JP3514426B2 - トルクリミッタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、永久磁石と半硬
質磁性体との間に生じる磁気的吸引力を利用して回転を
伝達及び遮断するトルクリミッタに関する。

【０００２】特に、この発明は、永久磁石と半硬質磁性
体との間に生じる磁気的吸引力を利用して回転を伝達及
び遮断するトルクリミッタにおける、半硬質磁性体の改
良に関する。

【０００３】

【従来の技術】磁気的吸引力を利用して回転を伝達及び
遮断するトルクリミッタは、複写機、プリンター等の給
紙装置などに用いられている。

【０００４】例えば、図８及び図９は、給紙装置の重送
防止機構を示すものであり、図において摩擦ローラ１０
１は給送ローラ１０２に所定圧で押し付けられている。
この摩擦ローラ１０１には、トルクリミッタ１０３を介
して用紙１０４を戻す方向のトルクＴが与えられてい
る。トルクリミッタ１０３は、駆動側すなわちシャフト
１０５から従動側すなわち摩擦ローラ１０１へ、所定の
トルク値Ｔａの範囲内で回転を伝達するが、所定のトル
ク値Ｔａを越えるトルクが発生した場合には回転の伝達
を遮断する機能を有している。所定のトルク値Ｔａは、
用紙どうしの摩擦力よりは大きく、給送ローラ１０２の
回転力よりは小さい値に設定されている。従って、給送
ローラ１０２と摩擦ローラ１０１との間に２枚以上の用
紙１０４が案内されたときには、２枚目以降の用紙は１
枚目と分離されて用紙１０４の進行方向とは逆の方向に
戻される（図８）。しかし、給送ローラ１０２と摩擦ロ
ーラ１０１とが直接接しているか、１枚の用紙１０４の
みを挟んで接しているときには、摩擦ローラ１０１の回
転は、トルクリミッタ１０３の機能によってシャフト１
０５の回転と遮断され、摩擦ローラ１０１は給送ローラ
１０２と一緒に連れ回りする（図９）。このようにし
て、給紙装置からは用紙１０４が一枚ずつ送り出され
る。給紙装置から用紙１０４を１枚ずつ確実に送り出す
為には、トルクリミッタ１０３には、伝達トルクの最大
値Ｔａが安定していることが要求されている。

【０００５】従来、給紙装置用のトルクリミッタとして
は、例えば図１０に示すようなものが用いられていた。
すなわち、軸体１０６の外周面に円筒状永久磁石１０７
を固着した第１回転体１０８と、筒体１０９の内周面に
円筒状半硬質磁性体１１０を固着した第２回転体１１１
とからなり、第１回転体１０８及び第２回転体１１１
は、永久磁石１０７の外周面と半硬質磁性体１１０の内
周面とを所定の間隙をもって対向させるとともに、摺動
部１１２、１１３において相対的に摺動回転可能となる
ように設置されており、両回転体１０８、１１１間に生
じるトルクが、永久磁石１０７と半硬質磁性体１１０と
の間の磁気的吸引力の範囲内である場合は両回転体１０
８、１１１間で回転を伝達し、同磁気的吸引力を越えた
場合には回転の伝達を遮断するトルクリミッタ１０３で
ある。このタイプのトルクリミッタ１０３は、２つの回
転体１０８及び１１１が、摺動部１１２、１１３におい
てのみ接触し、伝達トルクを発生させる永久磁石１０７
と半硬質磁性体１１０とは非接触である。このため、永
久磁石１０７及び半硬質磁性体１１０に摩耗が起こら
ず、ばね方式、磁性粉体方式、摩擦方式等の他の方式の
トルクリミッタと比較した場合、長期に渡って伝達トル
クが安定しているという利点がある。

【０００６】従来、このような構造のトルクリミッタで
は、円筒状半硬質磁性体１１０として、図１１に示すよ
うな帯状の半硬質磁性体を円筒状に丸めただけの円筒状
半硬質磁性体１１０ａや、図１２に示すような継ぎ目の
ない円筒状半硬質磁性体１１０ｂを使用することが知ら
れていた（特開平６−２３５４４７号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示す帯状の半
硬質磁性体を円筒状に丸めただけの半硬質磁性体１１０
ａには、継ぎ目部に隙間１１４があるので、この半硬質
磁性体１１０ａを第２回転体１１１に取り付ける際は、
隙間１１４を狭めた状態で筒体１０９内に挿入し、隙間
１１４が広がろうとするバネ弾性を利用して固着されて
いた。ところが、この半硬質磁性体１１０ａを使用した
トルクリミッタは、半硬質磁性体１１０ａの継ぎ目部の
隙間１１４がどうしてもある程度広がった状態になって
しまうため、継ぎ目部の隙間１１４の存在が磁力線の乱
れを引き起こしてトルク値が不安定になるという問題が
あった。

【０００８】また、帯状体を丸めただけの半硬質磁性体
１１０ａは、継ぎ目部の隙間１１４が存在するためにも
ともと寸法精度が良くない上、第２回転体１１１に取付
ける際にその形状がさらに上下にねじれるように歪めら
れてしまうという問題があった。円筒状半硬質磁性体１
１０の寸法精度、とりわけ内径の寸法精度の悪さは永久
磁石１０７と半硬質磁性体１１０との間隙の不均一さに
つながり、トルク値の不安定さの原因となるだけでな
く、永久磁石１０７と半硬質磁性体１１０とが接触する
原因ともなる。永久磁石１０７と半硬質磁性体１１０と
が部分的にでも接触すると、両者間で摺動抵抗が発生
し、トルクリミッタとして機能しなくなる。このため、
永久磁石１０７と半硬質磁性体１１０とが接触するのを
避けるには両者の間隙を大きくとる必要があり、両者の
間隙を大きくとった場合には磁気的吸引力を有効に活用
できずに高いトルク値が得られなくなるか、高いトルク
値を得ようとすればトルクリミッタのサイズを大きくし
なければならないという問題があった。

【０００９】更に、帯状の半硬質磁性体を円筒状に丸め
ただけの円筒状半硬質磁性体１１０ａは、継ぎ目部の隙
間１１４があるためにトルクリミッタの組み立て等の作
業中に円筒状半硬質磁性体１１０ａどうしが絡み合いや
すく、作業性が非常に悪いという問題もあった。

【００１０】一方、図１２に示す継ぎ目のない円筒状半
硬質磁性体１１０ｂを使用した場合、上記問題は起こら
ないのであるが、継ぎ目のない円筒状半硬質磁性体１１
０ｂは特別な製造技術を要し、しかも厚みを薄くしづら
いために極めて高価であるという問題があった。また、
継ぎ目のない円筒状半硬質磁性体１１０ｂの厚みを薄く
しづらいことは、トルクリミッタの小型化への障害とな
っていた。容易に厚みを薄くできるという点では、前記
の帯状の半硬質磁性体を円筒状に丸めただけの円筒状半
硬質磁性体１１０ａの方が好ましい。更に、継ぎ目のな
い円筒状半硬質磁性体１１０ｂは、継ぎ目がない分変形
しにくいので、第２回転体１１１に圧入して取り付ける
のが困難であるという問題もあった。

【００１１】そこで、この発明は、従来のトルクリミッ
タに使用されていた円筒状半硬質磁性体を改良して、図
１１に示すような帯状の半硬質磁性体を円筒状に丸めた
だけの円筒状半硬質磁性体１１０ａと、図１２に示すよ
うな継ぎ目のない円筒状半硬質磁性体１１０ｂとの両者
の長所を兼ね備え、短所を補うことのできる円筒状半硬
質磁性体を得、結果として安定したトルク値が得られ、
小型化でき、組み立て等の作業性も良好であり、コスト
も高くならないトルクリミッタを提供するという課題を
解決しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明によるトルクリ
ミッタは、軸体の外周面に円筒状永久磁石を固着した第
１回転体と、筒体の内周面に円筒状半硬質磁性体を固着
した第２回転体とからなり、前記第１及び第２回転体
は、同軸上で相対的に摺動回転可能であり、前記半硬質
磁性体は、帯状の半硬質磁性体を円筒状に丸め、丸めた
継ぎ目を接触させた状態で継ぎ目を固定して円筒体とし
た半硬質磁性体であり、前記永久磁石の外周面と前記半
硬質磁性体の内周面とは所定の間隙をもって非接触で対
向しており、前記両回転体間に生じるトルクが前記永久
磁石と前記半硬質磁性体との間の磁気的吸引力の範囲内
である場合は前記両回転体間で回転を伝達し、前記磁気
的吸引力を越えた場合には回転の伝達を遮断するもので
あることを特徴とする。

【００１３】円筒状に丸めた帯状の半硬質磁性体の丸め
た継ぎ目を接触させた状態で継ぎ目を固定することによ
り、継ぎ目部の隙間が広がらないため、磁力線の乱れを
抑制でき、トルクリミッタのトルク値が安定する。

【００１４】また、円筒状に丸めた帯状の半硬質磁性体
の丸めた継ぎ目を接触させた状態で継ぎ目を固定するこ
とにより、帯状体を丸めただけの場合に比べて円筒体の
寸法精度、特に内径の寸法精度が良くなり、この円筒状
半硬質磁性体を第２回転体に取り付ける際にその形状が
上下にねじれるように歪められることもなくなる。従っ
て、永久磁石と半硬質磁性体との間隙を均一なものとで
きるため、トルクリミッタのトルク値が安定する。その
上、円筒状永久磁石と円筒状半硬質磁性体とが接触する
心配もないため、両者の間隙を小さく設計することがで
き、その結果大きなトルク値が得られ、またトルクリミ
ッタのサイズを小型化することができるようになる。

【００１５】更に、円筒状に丸めた帯状の半硬質磁性体
の丸めた継ぎ目を接触させた状態で継ぎ目を固定するこ
とにより、トルクリミッタの組み立て等の作業中に円筒
状半硬質磁性体どうしが絡み合うこともなくなり、作業
性が大幅に向上する。

【００１６】更に、帯状の半硬質磁性体を使用している
ため、継ぎ目のない円筒状半硬質磁性体を使用した場合
のようにコストが高くつくこともない。

【００１７】また、帯状の半硬質磁性体を使用している
ため、円筒状半硬質磁性体の厚みを薄くすることも容易
であり、この理由からもトルクリミッタのサイズを小型
化することができるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一つの実施形
態にかかるトルクリミッタ１を、給紙用摩擦ローラ２に
用いた状態を示す断面図である。図１において、トルク
リミッタ１は、軸体３の外周面に円筒状永久磁石４を固
着した第１回転体５と、筒体６の内周面に円筒状半硬質
磁性体７を圧入により固着した第２回転体８とからなっ
ている。

【００１９】軸体３の材質としては、ポリアセタール、
ポリオレフィン、ふっ素樹脂等の摺動性に優れた合成樹
脂材料や、アルミニウム合金、亜鉛合金、ステンレス
鋼、鉛合金、銅合金等の金属材料が適している。永久磁
石４は、円筒形状であって、外周面が多極着磁されてい
る。この永久磁石４の材質は特に限定されず、Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、フェライ
ト系等の樹脂磁石または焼結磁石である。軸体３の外周
面に円筒状永久磁石４を固着する手段としては、接着等
の公知の手段が採用される。

【００２０】第２回転体８は、底部中央にシャフト貫通
用の孔９を形成した有底円筒形状の筒体６と、筒体６の
内周面に圧入した円筒状半硬質磁性体７と、中央に軸受
孔１０を形成した蓋体１１とからなっている。なお、孔
９には第１回転体５に対する軸受部１２が形成されてい
る。筒体６及び蓋体１１は、ポリアセタール、ポリオレ
フィン、ふっ素樹脂等の摺動性に優れた合成樹脂材料で
形成されている。

【００２１】円筒状半硬質磁性体７は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃ
ｏ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金等の半硬質磁性材料からな
る。この円筒状半硬質磁性体７は、帯状の半硬質磁性体
を円筒状に丸め、丸めた継ぎ目を接触させた状態で継ぎ
目を固定し、当該継ぎ目が広がらないようにしたもので
ある。円筒状半硬質磁性体７の好ましい形態については
後述する。

【００２２】トルクリミッタ１は、内周面に円筒状半硬
質磁性体７を固着した筒体６中に、外周面に円筒状永久
磁石４を固着した第１回転体５を挿入し、次いで蓋体１
１を取り付ける手順で組み立てられる。

【００２３】トルクリミッタ１とシャフト１３とは、第
１回転体５の端部に設けられた切欠き溝３２とシャフト
１３に設けられた係合ピン３３とで係合している。従っ
て、トルクリミッタ１は、シャフト１３に対して容易に
取付け及び取外しを行なうことができる。

【００２４】第１回転体５は、シャフト１３を通して図
示しない駆動機構と連結している。また、第２回転体８
の底部外面には直径方向の凸部１４が形成してあり、こ
の凸部１４で給紙用摩擦ローラ２の端面と凹凸係合して
いる。

【００２５】図１に示すトルクリミッタ１において、円
筒状永久磁石４の外周面と円筒状半硬質磁性体７の内周
面とは所定の間隙をもって対向している。また、第１回
転体５と第２回転体８とは、摺動部１５、１６において
相対的に摺動回転可能となるように同軸上に設置されて
いる。いま、シャフト１３を通じて第１回転体５にトル
クが与えられれば、永久磁石４と半硬質磁性体７との間
の磁気的吸引力の範囲内で第２回転体８に回転が伝達さ
れる。一方、第１回転体５と第２回転体８との間に生じ
るトルクが永久磁石４と半硬質磁性体７との間の磁気的
吸引力を越えた状態となった場合は、両回転体間での回
転の伝達は遮断され、第１回転体５と第２回転体８とは
空転状態となる。

【００２６】従って、トルクリミッタ１を、前述した図
８及び図９に示すような給紙装置の重送防止機構に適用
する場合は、永久磁石４と半硬質磁性体７との間隙や、
それぞれの材料、サイズ等を適宜選択して、伝達トルク
の最大値Ｔａが、用紙どうしの摩擦力よりは大きく、か
つ摩擦ローラ２に対向する給送ローラの回転力よりは小
さな値となるように予め設計しておけばよい。なお、永
久磁石４と半硬質磁性体７との間隙は、一般的には１ｍ
ｍ以下の範囲で設定することができる。しかし、間隙を
小さく設定し過ぎると、永久磁石４と半硬質磁性体７と
が接触する危険性がある。一方、間隙を大きく設定し過
ぎると、十分な大きさのトルク値が得られなくなる。こ
の理由から、永久磁石４と半硬質磁性体７との間隙は
０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲で設定されるのが好ま
しい。より好ましくは、永久磁石４と半硬質磁性体７と
の間隙は０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲で設定され
る。

【００２７】次に、この発明によるトルクリミッタに使
用される円筒状半硬質磁性体７の好ましい形態につい
て、図２〜図６に示す５つの例を挙げて説明する。いず
れの円筒状半硬質磁性体も、帯状の半硬質磁性体を円筒
状に丸め、丸めた継ぎ目を接触させた状態で継ぎ目を固
定し、当該継ぎ目が広がらないようにしたものである。

【００２８】図２に示す円筒状半硬質磁性体７ａは、両
端を互いに噛み合う形状とした帯状の半硬質磁性体を円
筒状に丸め、丸めた継ぎ目を噛み合わせて継ぎ目を固定
したものである。すなわち、図２に示すように、帯状の
半硬質磁性体の一端に形成された頭が広がり根元が狭い
形の凸部と、他端に形成された入口が狭く内部に広がっ
た形の凹部とを噛み合わせて継ぎ目を固定してある。

【００２９】図３に示す円筒状半硬質磁性体７ｂは、両
端が軸線に対して平行である帯状の半硬質磁性体を円筒
状に丸め、丸めた継ぎ目の中央の一点１７を溶接によっ
て接合したものである。溶接点１７は、継ぎ目に沿って
複数設けてもよい。

【００３０】図４に示す円筒状半硬質磁性体７ｃは、継
ぎ目が軸線に対して斜めとなるように、両端を軸線に対
して斜めとした帯状の半硬質磁性体を円筒状に丸め、丸
めた継ぎ目の一端１８のみを溶接によって接合したもの
である。継ぎ目の他端１９は、半硬質磁性体７ｃが帯状
に広がろうとする復元力によって僅かに隙間が形成され
ている。

【００３１】図５に示す円筒状半硬質磁性体７ｄは、一
端を山形、他端を谷形とした帯状の半硬質磁性体を円筒
状に丸め、丸めた継ぎ目の中央の山頂部と谷底部とが接
する一点２０を溶接によって接合したものである。継ぎ
目の両端部２１、２２には僅かに隙間が形成されてい
る。

【００３２】図６に示す円筒状半硬質磁性体７ｅは、両
端を互いに噛み合う形状とした帯状の半硬質磁性体を円
筒状に丸め、丸めた継ぎ目を噛み合わせた上で、継ぎ目
の中央の一点２３を溶接によって接合したものである。
すなわち、図６に示すように、帯状の半硬質磁性体の一
端に形成された頭が広がり根元が狭い形の凸部と他端に
形成された入口が狭く内部に広がった形の凹部とを噛み
合わせてあるとともに、継ぎ目中央の一点２３を接合す
ることによって継ぎ目を固定してある。なお、継ぎ目の
両端部２４、２５には僅かに隙間が形成されている。

【００３３】上記の通り図４の円筒状半硬質磁性体７ｃ
は継ぎ目の一端に僅かに隙間が形成され、図５及び図６
の円筒状半硬質磁性体７ｄ、７ｅは継ぎ目の両端部にそ
れぞれ僅かに隙間が形成されている。これらの隙間に
は、円筒状半硬質磁性体を第２回転体の筒体６に圧入す
る際に僅かな変形を許容する作用がある。このため、図
４〜図６の円筒状半硬質磁性体７ｃ、７ｄ、７ｅは、継
ぎ目や隙間のない円筒状半硬質磁性体と比べて筒体６へ
の圧入をスムーズに行うことができる。なお、これらの
隙間を形成する場合、隙間が大きすぎるとトルク値が低
下するため、隙間の大きさは、いずれも０．０１ｍｍ〜
１ｍｍ、より好ましくは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ、さ
らに好ましくは０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍとしておくの
が好ましい。

【００３４】図６の円筒状半硬質磁性体７ｅは、円筒状
に丸めた両端部の噛み合わせと溶接による接合とを併用
しているため、継ぎ目の固定状態が最も安定している。

【００３５】図２〜図６に示した円筒状半硬質磁性体
は、円筒状に成形した後、さらに寸法精度の向上を目的
とした仕上加工を施しておく事が望ましい。この様な仕
上加工としては、しごき加工が好適である。しごき加工
とは、一般に、容器や管材などの側壁部の肉をパンチと
ダイによってしごいて薄くする加工方法である。このし
ごき加工を、図２〜図６に示したような、帯状のものを
円筒状に丸めて継ぎ目を固定した円筒状半硬質磁性体に
適用すると、次のような効果があった。

【００３６】しごき加工を施すことによって、円筒状半
硬質磁性体の寸法精度および内外周面の平滑性が向上す
る。特に、継ぎ目部における寸法精度および内外周面の
平滑性が向上する。このため、円筒状半硬質磁性体７を
筒体６の内周面に圧入する際、継ぎ目部の凹凸によるひ
っかかりがなくなり、スムーズに圧入することができて
作業性が向上する。また、半硬質磁性体７の内周面と永
久磁石４の外周面との間隙をより均一なものとできるた
め、トルクリミッタのトルク値がさらに安定する。円筒
状永久磁石と円筒状半硬質磁性体とが接触する心配もな
くなるため、継ぎ目のない円筒状半硬質磁性体を使用し
た場合と同等に永久磁石と半硬質磁性体との間隙を小さ
く設定することができるようになる。そして、永久磁石
と半硬質磁性体との間隙を小さく設定することにより、
より大きなトルク値が得られ、またトルクリミッタのサ
イズをより小型化することができるようになる。

【００３７】なお、図２〜図６に示した円筒状半硬質磁
性体の厚みは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲で設定す
ることが可能である。しかしながら、厚みが小さすぎる
と十分なトルク値が得られなくなる。一方、厚みが大き
すぎると加工しづらくなり、円筒体の真円度が低下し、
さらには材料費が高くなる。従って、より好ましくは、
円筒状半硬質磁性体の厚みは０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの
範囲で設定される。この発明においては、帯状の半硬質
磁性体を使用するため、このような厚みの薄い半硬質磁
性体を容易に円筒状に形成することができる。一方、図
１２に示した継ぎ目のない円筒体の場合、半硬質磁性体
の硬度が高くて厚みを薄く作成するのが困難であるた
め、厚みを０．５ｍｍよりも薄く作成することができな
かった。

【００３８】図７に、この発明によるトルクリミッタの
他の実施形態を示す。図７に示すトルクリミッタ２６で
は、第２回転体２７を構成する筒体２８の内周面に、円
筒状半硬質磁性体７を圧入する開口側から奥側にかけ
て、内径が半硬質磁性体７の外径より大きい部分から半
硬質磁性体７の外径と同じかまたは小さい部分に至るテ
ーパ部２９が形成してある。筒体２８の内周面にテーパ
部２９を形成しておくことにより、半硬質磁性体７をス
ムーズに圧入できるようになる。なお、蓋体３０は、筒
体２８の内周面の大径部と半硬質磁性体７の外周面との
間の隙間を埋める円筒部３１を有している。この円筒部
３１があることによって、筒体２８の内周面に固着され
た半硬質磁性体７の保持を安定化させている。上記以外
の部分では、この実施形態のトルクリミッタ２６は、図
１に示した形態のトルクリミッタ１と同じ構造であるの
で説明を省略する。

【００３９】なお、この実施形態のトルクリミッタ２６
においても、円筒状半硬質磁性体７の好ましい形態とし
て図２〜図６に示す５つの例を挙げることができる。特
に、上記の通り図４の円筒状半硬質磁性体７ｃは継ぎ目
の一端に僅かに隙間が形成され、図５及び図６の円筒状
半硬質磁性体７ｄ、７ｅは継ぎ目の両端部にそれぞれ僅
かに隙間が形成されている。これらの隙間には、円筒状
半硬質磁性体を第２回転体の筒体２８に圧入する際に僅
かな変形を許容する作用がある。そして、図７に示した
実施形態のトルクリミッタ２６と図４〜図６のいずれか
の半硬質磁性体７ｃ、７ｄ、７ｅとを組み合わせたと
き、筒体２８の内周面にテーパ部２９があることによ
り、半硬質磁性体が筒体６へ圧入する際に変形しやすく
なり、筒体６への圧入を極めてスムーズに行えるように
なる。

【００４０】

【比較試験】本願発明の効果を確認する為、次のとおり
比較試験を行なった。試験を行なったトルクリミッタの
形態は、図１に示したものと同様である。

【００４１】各構成部品の材質として、軸体３をアルミ
ニウム製とし、永久磁石４をＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系樹脂磁石
（ＮＥＯＭＡＸ−Ｐ１１：住友特殊金属株式会社）製と
し、筒体６及び蓋体１１をポリプロピレン製とし、半硬
質磁性体７をＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金（ＫＭＲ−３Ｈ：
三菱製鋼株式会社）製とした。

【００４２】ここで、永久磁石４は、外径１２．９ｍ
ｍ、内径９．０８ｍｍ、長さ１４．５ｍｍの円筒体と
し、外周面に、長さ方向の磁極を円周に沿って１２極形
成した。

【００４３】半硬質磁性体７として、以下に示す５種類
のものを使用し、それぞれを用いたトルクリミッタを実
施例１、実施例２、比較例１、比較例２および参考例と
した。

【００４４】実施例１：半硬質磁性体７は図６に相当す
るものとし、次のように形成したものを用いた。厚みが
０．５ｍｍである帯状の半硬質磁性体の一端を、頭が丸
く広がり根元が狭い形の凸部が中央に形成される様に切
り、他端を、前記一端とは対称に入口が狭く内部に丸く
広がった形の凹部が中央に形成される様に切った。そし
て、この帯状半硬質磁性体を円筒状に丸め、前記凸部と
前記凹部とを噛み合わせた上で、継ぎ目の中央の１点２
３を溶接によって接合し、円筒状半硬質磁性体とした。
なお、実施例１のトルクリミッタは、永久磁石４と半硬
質磁性体７との間隙の大きさが０．２０ｍｍとなるよう
に設計したところ、トルクリミッタとして問題なく機能
し、トルク値も安定していた。

【００４５】実施例２：半硬質磁性体７は、実施例１の
場合と同様に形成した円筒状半硬質磁性体に、さらにし
ごき加工を施したものを用いた。実施例２のトルクリミ
ッタは、永久磁石４と半硬質磁性体７との間隙の大きさ
が０．１５ｍｍとなるように設計したところ、トルクリ
ミッタとして問題なく機能し、トルク値も安定してい
た。

【００４６】比較例１：半硬質磁性体７は、厚みが０．
５ｍｍである帯状の半硬質磁性体の両端を斜めに切り、
これを円筒状に丸めたもの、すなわち図１１に相当する
ものを用いた。なお、比較例１のトルクリミッタは、永
久磁石４と半硬質磁性体７との間隙の大きさが０．２０
ｍｍとなるように設計したところ、永久磁石と半硬質磁
性体とが接触してトルクリミッタとして機能しなかっ
た。

【００４７】比較例２：半硬質磁性体７は、比較例１の
場合と同様に形成したものを用いた。なお、比較例２の
トルクリミッタは、永久磁石４と半硬質磁性体７とが接
触しないように間隙の大きさが０．５０ｍｍとなるよう
に設計したところ、十分なトルク値の大きさが得られな
かった。また、トルク値の変動が大きく不安定であっ
た。

【００４８】参考例：半硬質磁性体７は、厚みが０．５
ｍｍである継ぎ目のない円筒状半硬質磁性体、すなわち
図１２に相当するものを用いた。なお、参考例のトルク
リミッタは、永久磁石４と半硬質磁性体７との間隙の大
きさが０．１５ｍｍとなるように設計した。

【００４９】各トルクリミッタについて、半硬質磁性体
７を筒体６の中に圧入した状態で、半硬質磁性体の内周
面の真円度を測定した。また、永久磁石４と半硬質磁性
体７との接触の有無を確かめた。永久磁石４と半硬質磁
性体７とが部分的にでも接触していると、トルクリミッ
タとして機能しない。さらに、各トルクリミッタのトル
ク値を測定した。

【００５０】比較試験の結果を表１に示す。表１から判
るように、比較例のトルクリミッタは、永久磁石と半硬
質磁性体との間隙を大きく取らざるを得ず、間隙を大き
く取った場合には十分なトルク値が得られなかった。ま
た、トルク値が不安定であった。これに対して、実施例
１および実施例２のトルクリミッタは、永久磁石と半硬
質磁性体との間隙を小さくしても両者の接触は起こら
ず、十分な大きさのトルク値を得ることが出来た。ま
た、トルク値が安定していた。特に、実施例２のトルク
リミッタでは、永久磁石と半硬質磁性体との間隙を継ぎ
目のない半硬質磁性体を使用した場合（参考例）と同等
レベルまで小さくすることができた。なお、参考例のト
ルクリミッタには、継ぎ目のない半硬質磁性体が高価で
あるためコストが高くつくという問題がある。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【発明の効果】この発明によるトルクリミッタによれ
ば、円筒状半硬質磁性体として、帯状の半硬質磁性体を
円筒状に丸め、丸めた継ぎ目を接触させた状態で継ぎ目
を固定したものを使用することにより、次のような効果
を奏する。

【００５３】帯状体を丸めただけの円筒状半硬質磁性
体を使用した場合に比べ、円筒状半硬質磁性体の継ぎ目
部の隙間が広がらないために磁力線の乱れを抑制でき
る。また、円筒状半硬質磁性体の寸法精度、特に内径の
寸法精度がよく、さらに円筒状半硬質磁性体を第２回転
体に取り付ける際にその形状が上下にねじれるように歪
められることもないために、永久磁石と半硬質磁性体と
の間隙を均一なものとできる。これらの理由により、ト
ルクリミッタのトルク値が安定する。

【００５４】帯状体を丸めただけの円筒状半硬質磁性
体を使用した場合に比べ、円筒状半硬質磁性体の寸法精
度、特に内径の寸法精度がよく、円筒状半硬質磁性体を
第２回転体に取り付ける際にその形状が上下にねじれる
ように歪められることもないため、永久磁石と半硬質磁
性体とが接触する心配がなくなり、両者の間隙を小さく
設計することができるようになる。その結果、永久磁石
と半硬質磁性体との間隙を小さく設計することにより、
大きなトルク値が得られ、またトルクリミッタのサイズ
を小型化することができるようになる。

【００５５】帯状体を丸めただけの円筒状半硬質磁性
体を使用した場合に比べ、トルクリミッタの組み立て等
の作業中に円筒状半硬質磁性体どうしが絡み合うことが
なくなり、作業性が大幅に向上する。

【００５６】継ぎ目のない円筒状半硬質磁性体を使用
した場合に比べ、円筒状半硬質磁性体自体の加工が容易
であり、また、円筒状半硬質磁性体の厚みを薄く加工し
やすいため、トルクリミッタを安価に提供できるように
なる。

【００５７】継ぎ目のない円筒状半硬質磁性体に比
べ、円筒状半硬質磁性体の厚みを容易に薄く加工できる
ため、トルクリミッタのサイズを小型化することができ
るようになる。

【００５８】以上のように、この発明に使用する円筒状
半硬質磁性体は、帯状の半硬質磁性体を円筒状に丸めた
だけの円筒状半硬質磁性体と、継ぎ目のない円筒状半硬
質磁性体との両者の長所を兼ね備え、短所を補ってお
り、その結果、この発明によるトルクリミッタは、安定
したトルクが得られ、小型化でき、組み立て等の作業性
も良好であり、コストも安くすることができる。

【００５９】また、円筒状半硬質磁性体の継ぎ目を固定
する手段として、両端が互いに噛み合う形状とされた帯
状の半硬質磁性体を円筒状に丸め、丸めた継ぎ目を噛み
合わせるとともに、継ぎ目を溶接等によって接合した場
合、特に安定した継ぎ目の固定状態が得られ、トルクリ
ミッタを組み立てるまでの過程で衝撃や圧力等の何らか
の原因によって継ぎ目の固定が外れてしまうのを防ぐこ
とができる。

【００６０】さらに、円筒状半硬質磁性体を、継ぎ目が
部分的に接合され、かつ継ぎ目の少なくとも一端には僅
かに隙間が形成されているものとした場合、継ぎ目が固
定されていながら、円筒状半硬質磁性体を第２回転体に
取り付ける際に僅かに変形することができるので、半硬
質磁性体の第２回転体への取り付けをスムーズに行うこ
とができ、トルクリミッタを組み立てる作業性が向上す
る。

【００６１】円筒状半硬質磁性体を、帯状の半硬質磁性
体を円筒状に丸め、丸めた継ぎ目を固定して円筒体とし
た後、さらにしごき加工を施したものとした場合、しご
き加工を施すことによって、円筒状半硬質磁性体の寸法
精度および内外周面の平滑性が向上する。特に、継ぎ目
部における寸法精度および内外周面の平滑性が向上す
る。このため、円筒状半硬質磁性体７を筒体６の内周面
に圧入する際、継ぎ目部の凹凸によるひっかかりがなく
なり、スムーズに圧入することができて作業性が向上す
る。また、半硬質磁性体７の内周面と永久磁石４の外周
面との間隙をより均一なものとできるため、トルクリミ
ッタのトルク値がさらに安定する。円筒状永久磁石と円
筒状半硬質磁性体とが接触する心配もなくなるため、継
ぎ目のない円筒状半硬質磁性体を使用した場合と同等に
永久磁石と半硬質磁性体との間隙を小さく設定すること
ができるようになる。そして、永久磁石と半硬質磁性体
との間隙を小さく設定することにより、より大きなトル
ク値が得られ、またトルクリミッタのサイズをより小型
化することができるようになる。

【００６２】トルクリミッタの第２回転体を構成する筒
体の内周面に、半硬質磁性体を圧入する開口側から奥側
にかけて、内径が半硬質磁性体の外径より大きい部分か
ら半硬質磁性体の外径と同じかまたは小さい部分に至る
テーパ部を形成した場合も、半硬質磁性体の第２回転体
への取り付けをスムーズに行うことができるようにな
る。

【００６３】特に、トルクリミッタの第２回転体を構成
する筒体の内周面に、円筒状半硬質磁性体を圧入する開
口側から奥側にかけて、内径が半硬質磁性体の外径より
大きい部分から半硬質磁性体の外径と同じかまたは小さ
い部分に至るテーパ部を形成し、しかも、円筒状半硬質
磁性体を、継ぎ目が部分的に接合され、かつ継ぎ目の少
なくとも一端には僅かに隙間が形成されているものとし
た場合、半硬質磁性体の第２回転体への取り付けを極め
てスムーズに行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるトルクリミッタ
を給紙用摩擦ローラに用いた状態を示す断面図である。

【図２】この発明に使用される円筒状半硬質磁性体の一
例を示す図である。

【図３】この発明に使用される円筒状半硬質磁性体の他
の例を示す図である。

【図４】この発明に使用される円筒状半硬質磁性体のさ
らに他の例を示す図である。

【図５】この発明に使用される円筒状半硬質磁性体のさ
らに他の例を示す図である。

【図６】この発明に使用される円筒状半硬質磁性体のさ
らに他の例を示す図である。

【図７】この発明の他の実施形態にかかるトルクリミッ
タを給紙用摩擦ローラに用いた状態を示す断面図であ
る。

【図８】給紙装置の重送防止機構を説明する図である。

【図９】給紙装置の重送防止機構を説明する図である。

【図１０】従来のトルクリミッタを給紙用摩擦ローラに
用いた状態を示す断面図である。

【図１１】従来のトルクリミッタに使用されていた円筒
状半硬質磁性体を示す図である。

【図１２】従来のトルクリミッタに使用されていた別の
円筒状半硬質磁性体を示す図である。

【符号の説明】

１，２６ トルクリミッタ ２ 給紙用摩擦ローラ ３ 軸体 ４ 永久磁石 ５ 第１回転体 ６，２８ 筒体 ７（７ａ〜７ｅ） 半硬質磁性体 ８，２７ 第２回転体 １１，３０ 蓋体 １５，１６ 摺動部 ２９ テーパ部

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸体（３）の外周面に円筒状永久磁石
   （４）を固着した第１回転体（５）と、筒体（６，２
   ８）の内周面に円筒状半硬質磁性体（７）を固着した第
   ２回転体（８，２７）とからなり、 前記第１及び第２回転体は、同軸上で相対的に摺動回転
   可能であり、前記半硬質磁性体（７）は、帯状の半硬質磁性体を円筒
   状に丸め、丸めた継ぎ目を接触させた状態で継ぎ目を固
   定して円筒体とした半硬質磁性体（７ａ〜７ｅ）であ
   り、 前記永久磁石（４）の外周面と、前記半硬質磁性体（７
   ａ〜７ｅ）の内周面とは、所定の間隙をもって非接触で
   対向しており、 前記両回転体間に生じるトルクが前記永久磁石と前記半
   硬質磁性体との間の磁気的吸引力の範囲内である場合は
   前記両回転体間で回転を伝達し、前記磁気的吸引力を越
   えた場合には回転の伝達を遮断するトルクリミッタ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記半硬質磁性体
   （７ａ，７ｅ）は、両端が互いに噛み合う形状とされた
   帯状の半硬質磁性体を円筒状に丸め、丸めた継ぎ目を噛
   み合わせて継ぎ目を固定したものであることを特徴とす
   るトルクリミッタ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
   半硬質磁性体（７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ）は、継ぎ目が
   接合されていることを特徴とするトルクリミッタ。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記接合手段が溶接
   であることを特徴とするトルクリミッタ。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４において、前記
   半硬質磁性体（７ｃ，７ｄ，７ｅ）は、継ぎ目が部分的
   に接合され、かつ継ぎ目の少なくとも一端には僅かに隙
   間が形成されていることを特徴とするトルクリミッタ。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかにおい
   て、前記半硬質磁性体は、前記円筒体とした後、さらに
   しごき加工を施したものであることを特徴とするトルク
   リミッタ。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかにおい
   て、前記第２回転体（２７）を構成する筒体（２８）の
   内周面に、前記半硬質磁性体を圧入する開口側から奥側
   にかけて、内径が前記半硬質磁性体の外径より大きい部
   分から同半硬質磁性体の外径と同じかまたは小さい部分
   に至るテーパ部（２９）を形成したことを特徴とするト
   ルクリミッタ。