JP3933240B2 - 同軸円筒型トルクリミッタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸円筒型トルクリミッタに関し、さらに詳しくは、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周へ圧入する作業が容易に行えると共に、ヒステリシストルクの変動が生じないように改良した同軸円筒型トルクリミッタに関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来の同軸円筒型トルクリミッタ500を用いた給紙装置の重送防止用リバースローラの一例を示す端面図である。
この同軸円筒型トルクリミッタ500において、金属製シャフト61aの周りには、回転軸61が嵌合されている。この回転軸61は、ドラム形状であり、ポリアセタール樹脂(POM)製である。なお、ポリアセタール樹脂の外にポリアミド樹脂(PA)も使用される。
前記回転軸61の外周には、円筒状の永久磁石53が接着される。この永久磁石53は、ネオジュウム系ボンド磁石である。
【0003】
回転筒51は、ポリエチレン樹脂,ポリプロピレン樹脂,ポリブテン樹脂等のポリオレフィン樹脂製である。
前記回転筒51の内周には、円筒状の半硬質磁性体11が圧入にて固着される。前記半硬質磁性体11は、Fe−Cr−Co系磁性材料製である。
【0004】
前記回転軸61と前記回転筒51は、前記永久磁石53と前記半硬質磁性体11とがギャップAをあけて対向するように、同軸に係合されている。
前記回転筒51には、蓋体51aが取り付けられると共にゴムローラGが嵌合されている。
【0005】
前記金属製シャフト61aおよび前記回転軸61が回転し、前記永久磁石53が回転すると、前記永久磁石53と前記半硬質磁性体11の間にヒステリシストルクが働き、前記回転筒51が回転し、前記ゴムローラGが回転する。そして、前記ヒステリシストルクに見合った力で重送用紙の分離が行われる。
【0006】
次に、前記半硬質磁性体11を圧入する手順について説明する。
図5の(a)(b)(c)に示すように、回転筒51の開口mから半硬質磁性体11を圧入する。前記半硬質磁性体11は、矩形板状の半硬質磁性体を丸めて円筒状に形成したものであり、継ぎ目J1(板の両端が突き合った部分)が軸方向に平行になっている。継ぎ目J1には、隙間kが生じている。図5の(b)に示すように、挟持力fを加えて隙間k’を小さくすると半硬質磁性体11の外径が小さくなるので、その状態で回転筒51の内周に圧入する。図5の(c)に示すように、半硬質磁性体11の圧入が終わって挟持力fを解除すると、バネ弾性の復元力によって隙間k”が少し広がり、半硬質磁性体11の外径が回転筒51の内周の内径に一致した状態で固着される。
【0007】
図6は、前記半硬質磁性体11にギャップをあけて対向している永久磁石53の着磁状態を示す説明図である。
前記永久磁石53は、軸方向と平行なN極,S極の各磁極領域を円周方向に交互に形成するように着磁されている。
【0008】
上記半硬質磁性体11および永久磁石53の構成は、特開平6−235447号公報に開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の同軸円筒型トルクリミッタ500では、図5の(b)に示すように、半硬質磁性体11に挟持力fを加えながら回転筒51の内周に圧入していたが、比較的大きな挟持力fを加えるために特殊な治具を必要とするなど、作業性が悪い問題点があった。また、半硬質磁性体11が少しでも回転筒51の内周の軸方向に対して傾くと、圧入がうまく行かず、この点でも作業性が悪い問題点があった。さらに、図5の(c)に示すように、半硬質磁性体の圧入後の隙間k”がどうしても広がってしまうため、この隙間k”のところでヒステリシストルクが変動する問題点があった。
上記ヒステリシストルクの変動を小さくするために、図7に示すような斜めの継ぎ目J2をもつ半硬質磁性体21も提案されているが、このような半硬質磁性体21は、挟持力fを加えると、継ぎ目J2が上下にずれやすいため、回転筒51の内周にさらに圧入しにくくなる問題点があった。
そこで、本発明の第1の目的は、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周面へ圧入する作業を容易に行えるように改良した同軸円筒型トルクリミッタを提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周面へ圧入する作業を容易に行えると共に、ヒステリシストルクの変動が生じないように改良した同軸円筒型トルクリミッタを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、円筒状の永久磁石を回転軸の外周に固着し、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周に圧入して、ギャップをあけて両者を対向させるように前記回転軸と前記回転筒とを同軸に軸止し、両者の間に生じるヒステリシストルクにより前記回転軸と前記回転筒の間で回転を伝達する同軸円筒型トルクリミッタにおいて、前記回転筒の内周に、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大きい部分から徐々に狭くなり前記半硬質磁性体の圧入前の外径より内径が小さい部分に至るテーパ部を形成し、前記半硬質磁性体は、板状の半硬質磁性体を丸めて円筒状に形成したもので、軸方向に対して傾いた継ぎ目を持ち、前記永久磁石は、軸方向に対して前記半硬質磁性体の継ぎ目の傾き方向とは逆の方向に傾いた磁極領域となるように斜め方向に多極着磁されていることを特徴とする同軸円筒型トルクリミッタを提供する。
上記第1の観点による同軸円筒型トルクリミッタでは、回転筒の内周にテーパ部を形成し、テーパ部の内径の広がり分だけ回転筒の開口の内径を広げたから、半硬質磁性体に大きな挟持力を加えなくても回転筒の開口に押し入れることが出来る。また、半硬質磁性体の向きが多少傾いていても回転筒の開口に押し入れることが出来る。そして、半硬質磁性体を回転筒の開口に押し入れた後は、そのまま押し込むことで、容易に圧入できることとなる。よって、作業性を向上でき、特殊な治具も不要となる。
【0011】
また、上記第1の観点による同軸円筒型トルクリミッタでは、上記の作用に加えて、半硬質磁性体を回転筒の開口に押し入れた後、そのまま押し込むことで、テーパ部に沿って半硬質磁性体の内径が狭められ、半硬質磁性体の圧入後の隙間を極力“0”に近づけることが出来る。このため、この隙間のところでのヒステリシストルクの変動を抑制でき、継ぎ目のない円筒状の半硬質磁性体と同等の回転の滑らかさが得られるようになる。なお、板状のものを丸めて円筒状に成形した半硬質磁性体は、継ぎ目のない円筒状の半硬質磁性体に比べてそれ自体が製作しやすく、コストがかからないという利点がある。
【0014】
また、半硬質磁性体の継ぎ目が軸方向に対して傾いており、永久磁石は半硬質磁性体の継ぎ目の傾き方向とは逆の方向に傾いた磁極領域となるように斜め方向に多極着磁されているので、半硬質磁性体の継ぎ目の隙間と永久磁石の各磁極領域とが大きな角度で交差することとなる。このため、上記の作用に加えて、継ぎ目の隙間がヒステリシストルクに与える影響がさらに軽減され、ヒステリシストルクの変動をさらに一層抑制できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0016】
−第1の実施形態−
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる同軸円筒型トルクリミッタ100を用いた給紙装置の重送防止用リバースローラの一例を示す端面図である。
この同軸円筒型トルクリミッタ100において、金属製シャフト61aの周りには、回転軸61が嵌合されている。この回転軸61は、ドラム形状であり、ポリアセタール樹脂(POM)製である。なお、ポリアセタール樹脂の外にポリアミド樹脂(PA)も使用される。
前記回転軸61の外周には、円筒状の永久磁石3が接着される。この永久磁石3は、ネオジュウム系ボンド磁石であって、外周面には軸方向に対して斜めの磁極領域となるように多極着磁が施されている。
【0017】
回転筒1は、ポリエチレン樹脂,ポリプロピレン樹脂,ポリブテン樹脂等のポリオレフィン樹脂製である。
前記回転筒1の内周には、上方の開口側から下方の奥側にかけて内径が徐々に狭くなるテーパ部2が形成されている。この回転筒1の開口側の内径は16mm、奥側の内径は14mmである。テーパ部2の勾配θは、30°である。なお、後述の圧入を円滑に行う見地から、テーパ部2の勾配θは、5°〜45°の範囲内で選ぶことが好ましい。
【0018】
前記回転筒1の内周には、矩形板状の半硬質磁性体を丸めて形成した円筒状の半硬質磁性体21が圧入され、バネ弾性の復元力によって固着される。前記半硬質磁性体21は、Fe−Cr−Co系磁性材料製である。前記半硬質磁性体21の圧入前の寸法は、例えば直径が15mm,高さが15mm程度である。
【0019】
前記回転軸61と前記回転筒1は、前記永久磁石3と前記半硬質磁性体21とがギャップAをあけて対向するように、同軸に係合されている。
前記回転筒1には、蓋体1aが取り付けられると共にゴムローラGが嵌合されている。
【0020】
前記金属製シャフト61aおよび前記回転軸61が回転し、前記永久磁石3が回転すると、前記永久磁石3と前記半硬質磁性体21の間にヒステリシストルクが働き、前記回転筒1が回転し、前記ゴムローラGが回転する。そして、前記ヒステリシストルクに見合った力で重送用紙の分離が行われる。
【0021】
次に、前記半硬質磁性体21を圧入する手順について説明する。
図2の(a)(b)に示すように、回転筒1の開口mに半硬質磁性体21を押し入れる。前記半硬質磁性体21は、矩形板状の半硬質磁性体を丸めて形成したものであり、継ぎ目J2が、軸方向に対して傾斜角αだけ傾いている。継ぎ目J2には、隙間kが生じている。テーパ部2の内径の広がり分だけ回転筒1の開口mの内径が広がっているため、図2の(b)に示すように、隙間kを小さくしなくても(若しくは僅かに小さくするだけで)、回転筒1の開口mに半硬質磁性体21を押し入れることが出来る。従って、挟持力を加えてなくてもよい(若しくは小さな挟持力fを加えるだけでよい)。また、半硬質磁性体21の向きが多少傾いていても回転筒1の開口mに押し入れることが出来る。そして、回転筒1の開口mに押し入れた後は、そのまま押し込むことで、テーパ部2に沿って半硬質磁性体21の内径がせばめられ、容易に圧入できる。そして、図2の(c)に示すように、半硬質磁性体21の圧入が終わった状態では、半硬質磁性体21の外径が回転筒1の内周の内径に一致する。また、隙間k”はほとんど“0”になっている。
【0022】
図3に示すように、永久磁石3は、軸方向に対して前記半硬質磁性体21の継ぎ目J2の傾き方向とは逆の方向に傾いたN極,S極の各磁極領域となるように斜め方向に多極着磁されている。
【0023】
以上の同軸円筒型トルクリミッタ100によれば、回転筒1の内周にテーパ部2を形成したから、回転筒1の内周に半硬質磁性体21を圧入する作業性を向上しうる。また、圧入後の半硬質磁性体21の継ぎ目J2の隙間k”を極めて小さくすることができ、ヒステリシストルクの変動を抑制することが出来る。
【0026】
また、半硬質磁性体21の継ぎ目J2の隙間k”と永久磁石3の各磁極領域の方向とが交差するため、隙間k”のヒステリシストルクへの影響が小さくなり、ヒステリシストルクの変動をさらに抑制できる。
【0029】
なお、半硬質磁性体21の継ぎ目J2の軸方向に対する傾斜角αは、回転むらを抑制する見地からはできる限り大きくすることが望ましいが、傾斜角αを大きくし過ぎると、継ぎ目J2がずれやすくなって製作しにくくなる。このため、0°<α≦45°の範囲で傾斜角αを決定するのが好ましい。
また、各磁極領域の軸方向に対する傾斜角βは、回転むらを抑制する見地からはできる限り大きくすることが望ましいが、傾斜角βが増大するのにつれてヒステリシストルクが減少する。このため、0°<β≦45°の範囲で傾斜角βを決定するのが好ましい。
これらを踏まえた上で、半硬質磁性体21の継ぎ目J2の隙間k”と各磁極領域とがなす交差角(α+β)は、好ましくは30°≦α+β≦70°の範囲で決定される。例えば、傾斜角α=30°であり、傾斜角β=15°であり、交差角α+β=45°である。
【0032】
【発明の効果】
本発明の同軸円筒型トルクリミッタによれば、回転筒の内周にテーパ部を形成したから、回転筒の開口の径を従来より大きくすることができ、開口への半硬質磁性体の押し入れが容易となり、その後は、半硬質磁性体を押し込めば、テーパ部に沿って円滑に圧入することが出来る。従って、圧入の作業性を向上でき、特殊な治具も不要となる。さらに、圧入後の半硬質磁性体の継ぎ目の隙間を極めて小さくすることができるため、継ぎ目の隙間に起因するヒステリシストルクの変動を抑制でき、回転むらを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態にかかる同軸円筒型トルクリミッタを用いた給紙装置の重送防止用リバースローラの端面図である。
【図2】 円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周に圧入する手順を示す説明図である。
【図3】 半硬質磁性体および永久磁石の配置を示す説明図である。
【図4】 従来の同軸円筒型トルクリミッタを用いた給紙装置の重送防止用リバースローラの一例を示す端面図である。
【図5】 円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周に圧入する手順を示す別の説明図である。
【図6】 図4の同軸円筒型トルクリミッタにおける半硬質磁性体および永久磁石の配置を示す説明図である。
【図7】 斜めの継ぎ目をもつ半硬質磁性体の斜視図である。
【符号の説明】
100 同軸円筒型トルクリミッタ
1 回転筒
1a 蓋体
2 テーパ部
3 永久磁石
11,21 半硬質磁性体
61 回転軸
61a 金属製シャフト
A ギャップ
f 挟持力
G ゴムローラ
P 凸状部
Q 凹状部
θ 勾配
Claims (1)
- 円筒状の永久磁石を回転軸の外周に固着し、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周に圧入して、ギャップをあけて両者を対向させるように前記回転軸と前記回転筒とを同軸に軸止し、両者の間に生じるヒステリシストルクにより前記回転軸と前記回転筒の間で回転を伝達する同軸円筒型トルクリミッタにおいて、
前記回転筒の内周に、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大きい部分から徐々に狭くなり前記半硬質磁性体の圧入前の外径より内径が小さい部分に至るテーパ部を形成し、
前記半硬質磁性体は、板状の半硬質磁性体を丸めて円筒状に形成したもので、軸方向に対して傾いた継ぎ目を持ち、
前記永久磁石は、軸方向に対して前記半硬質磁性体の継ぎ目の傾き方向とは逆の方向に傾いた磁極領域となるように斜め方向に多極着磁されている
ことを特徴とする同軸円筒型トルクリミッタ。
Priority Applications (1)
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JP05937197A JP3933240B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 同軸円筒型トルクリミッタ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP05937197A JP3933240B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 同軸円筒型トルクリミッタ |
Publications (2)
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JPH10252771A JPH10252771A (ja) | 1998-09-22 |
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1997
- 1997-03-13 JP JP05937197A patent/JP3933240B2/ja not_active Expired - Fee Related
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