JP4349864B2 - Torque limiter - Google Patents
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Description
この発明は、永久磁石とヒステリシス材との間に生じるヒステリシストルクによってトルクを伝達するトルクリミッタに関するものである。 The present invention relates to a torque limiter that transmits torque by a hysteresis torque generated between a permanent magnet and a hysteresis material.
ヒステリシストルクを利用したトルクリミッタは、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の給紙分離装置や、オーディオ・ビデオ機器のリール台駆動装置などに用いられている。 A torque limiter using hysteresis torque is used in a sheet feeding / separating device such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and a reel base driving device of an audio / video device.
図1は、特開平6−235447号公報(特許文献1)に開示されたトルクリミッタを示している。トルクリミッタ3は、給紙用摩擦ローラ(ゴムローラ)1に適用されている。
FIG. 1 shows a torque limiter disclosed in JP-A-6-235447 (Patent Document 1). The
トルクリミッタ3は、円筒状外周部7を有する第1回転体8と、円筒状内周部9を有する第2回転体10とを備える。第2回転体10は、有底円筒状の本体部10aと、蓋体10bとからなる。このトルクリミッタ3は、第2回転体10の本体部10b中に第1回転体8を挿入し、次いで蓋体10bを取付ける手順で組み立てられている。
The
第1回転体8は金属製のシャフト11を通して図示しない駆動機構と連結しており、また第2回転体10は底部でゴムローラ1と嵌合している。第1回転体8と第2回転体10とは同軸上に設置されており、摺動部12a,12bでの当接によって半径方向および軸方向の位置決めがなされていて、かつ互いに回転可能となっている。
The first rotating
第1回転体8の円筒状外周部7には、円筒状の永久磁石13が接着剤により固着されている。また、第2回転体10の円筒状内周部9には、円筒状の半硬質磁性体(ヒステリシス材)5aが圧入によって固着されている。円筒状永久磁石13と円筒状半硬質磁性体5aとの間に所定の間隙Gがあり、両者の間に生じるヒステリシストルクによって上記の両回転体間でトルクを伝達する。
特開平6−235447号公報に開示されたトルクリミッタにおいては、第1回転体8の軸方向への位置ずれを防止するために、摺動部12a,12bにおけるあたり止めによって第1回転体8の上下の動きを規制している。
In the torque limiter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-235447, in order to prevent the displacement of the first rotating
スムーズな回転運動を実現するためには、円筒状半硬質磁性体5aの中心軸線と、上方の摺動部12aの中心軸線と、下方の摺動部12bの中心軸線とを完全に一致させるべきである。しかしながら、実際の製品では製造上のやむを得ない各部の寸法誤差により、上記の3箇所間で互いに多少の芯ずれが生じている。
In order to realize a smooth rotational movement, the central axis of the cylindrical semi-hard
このような芯ずれが生じているため、第1回転体8は、動作中、上方の摺動部12aの中心軸線を半硬質磁性体5aの中心軸線に合わせようとしたり、下方の摺動部12bの中心軸線を半硬質磁性体5aの中心軸線に合わせようとする。そのため、第1回転体8は横揺れをしながら回転するので、上下の摺動部12a,12bのあたり止め部分に間歇的に接触し、コトコト音を発生する。
Due to such misalignment, the first rotating
具体的には、スリップ時(第1回転体8が固定され第2回転体10が回転する状態、または第2回転体10が固定され第1回転体8が回転する状態)、半硬質磁性体5aおよび永久磁石13間での吸引力により第2回転体10の軸受10cと第1回転体8の軸8aとが接触して回転周期毎にコギング(コトコト音)が発生し、ジャム(紙詰まり)や重送の原因となっている。
Specifically, at the time of slip (a state where the first rotating
この発明の目的は、コギング(コトコト音)が発生しない信頼性の高いトルクリミッタを提供することである。 An object of the present invention is to provide a highly reliable torque limiter that does not generate cogging.
この発明に従ったトルクリミッタは、円筒状外周部を有する第1回転体と、円筒状外周部に対向する円筒状内周部を有していて、第1回転体と同軸上で互いに対して回転可能に設けられた第2回転体と、円筒状外周部および円筒状内周部のうちの一方に固着された円筒状永久磁石と、円筒状外周部および円筒状内周部のうちの他方に固着され、永久磁石との間にヒステリシストルクを発生する円筒状ヒステリシス材と、円周状に対向する円筒状永久磁石と円筒状ヒステリシス材との間の吸引力を、円周方向の一部の領域で局所的に強くする吸引力増強手段とを備える。 The torque limiter according to the present invention has a first rotating body having a cylindrical outer peripheral portion and a cylindrical inner peripheral portion facing the cylindrical outer peripheral portion, and is coaxial with the first rotating body with respect to each other. A second rotating body provided rotatably, a cylindrical permanent magnet fixed to one of the cylindrical outer peripheral portion and the cylindrical inner peripheral portion, and the other of the cylindrical outer peripheral portion and the cylindrical inner peripheral portion A cylindrical hysteresis material that generates a hysteresis torque between the cylindrical permanent magnet and the permanent magnet, and a suction force between the cylindrical permanent magnet and the cylindrical hysteresis material opposed to each other in the circumferential direction. Suction force enhancing means for locally strengthening in the region.
上記構成の本発明によれば、吸引力増強手段の作用により、第1回転体は常に吸引力の強い領域に向かって付勢されて第2回転体に接触するので、第1回転体の回転中のガタを防止できる。したがって、第1回転体は振動しなくなり、安定した特性が得られる。 According to the present invention having the above-described configuration, the first rotating body is always biased toward the region where the suction force is strong and comes into contact with the second rotating body by the action of the suction force increasing means. The backlash inside can be prevented. Therefore, the first rotating body does not vibrate and stable characteristics can be obtained.
一つの実施形態では、吸引力増強手段は、第2回転体の円筒状内周部に固着された一方のヒステリシストルク発生要素に設けられている。例えば、一方のヒステリシストルク発生要素は、円筒状ヒステリシス材である。この場合、円筒状ヒステリシス材は、円周方向の一部に局所的に吸引力を高めることのできる異形部を有している。 In one embodiment, the suction force increasing means is provided in one hysteresis torque generating element fixed to the cylindrical inner peripheral portion of the second rotating body. For example, one hysteresis torque generating element is a cylindrical hysteresis material. In this case, the cylindrical hysteresis member has a deformed portion capable of locally increasing the suction force in a part of the circumferential direction.
上記の異形部の一つの例は、円筒状ヒステリシス材の軸方向の一方端から半径方向内方に向かって突出した凸部である。異形部の他の例は、円筒状のヒステリシス材の厚みを増加した厚肉部である。厚肉部の厚みは、軸方向の一方端から他端に向かって次第に厚くなるようにしてもよい。 One example of the deformed portion is a convex portion protruding radially inward from one axial end of the cylindrical hysteresis member. Another example of the deformed portion is a thick portion in which the thickness of the cylindrical hysteresis material is increased. The thickness of the thick part may gradually increase from one end in the axial direction toward the other end.
異形部のさらに他の例は、円筒状ヒステリシス材の軸方向長さを局所的に長くした部分である。 Still another example of the deformed portion is a portion in which the axial length of the cylindrical hysteresis member is locally increased.
他の実施形態では、吸引力増強手段は、円筒状永久磁石に設けられている。例えば、吸引力増強手段は、円筒状永久磁石の円周方向の一部の領域の磁力を強くした磁力増強部である。 In another embodiment, the attractive force enhancing means is provided on a cylindrical permanent magnet. For example, the attractive force enhancing means is a magnetic force enhancing unit that increases the magnetic force of a partial region in the circumferential direction of the cylindrical permanent magnet.
図2は、この発明の一実施形態を示す断面図である。図示するトルクリミッタは、円筒状外周部を有する第1回転体21と、第1回転体21と同軸上で互いに対して回転可能に設けられた第2回転体22と、第1回転体21の外周部に固着された円筒状永久磁石23と、第2回転体22の内周部に固着された円筒状ヒステリシス材24とを備える。円筒状永久磁石23と円筒状ヒステリシス材24との間に発生するヒステリシストルクによって、第1回転体21と第2回転体22との間でのトルクを伝達する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention. The torque limiter shown in the figure includes a first rotating
第2回転体22は、底壁と上端開放の円筒壁とからなる下部ハウジング部材22bと、円筒壁の上端に取付けられる上部ハウジング部材22aとを含む。第1回転体21には、図示していないシャフトを挿通する中心穴25が形成されている。
The second rotating
図示した実施形態では、第1回転体21は、そのほぼ中央領域に、径を拡大した円柱状の中央張出部30を含む。また、第2回転体22の下部ハウジング部材22bは、第1回転体21の下方部分を取り囲む円筒立壁31を含む。円筒立壁31は、中央張出部30を下から支持し、かつ第1回転体21の下方部分の外周部に摺接する。
In the illustrated embodiment, the first rotating
トルクリミッタ20は、円周状に対向する円筒状永久磁石23と円筒状ヒステリシス材24との間の吸引力を、円周方向の一部の領域で局所的に強くする吸引力増強手段を備える。図示した実施形態では、吸引力増強手段は、第2回転体22の円筒状内周部に固着されたヒステリシストルク発生要素であるヒステリシス材24に設けられている。具体的には、円筒状ヒステリシス材24は、円周方向の一部に局所的に吸引力を高めることのできる異形部を有している。
The
図3は、図2の線A−Aに沿って見たヒステリシス材24の断面を示している。この図から明らかなように、ヒステリシス材24は、軸方向の一方端から径方向内方に向かって突出した凸部24aを含む。凸部24aは、永久磁石23の下方端面に所定の隙間を持って対面する。
FIG. 3 shows a cross section of the
図4は、第1回転体21の中央張出部30と第2回転体22の円筒立壁31との当接部分を拡大して示している。凸部24aが存在している領域では、永久磁石23とヒステリシス材24との間の吸引力が局所的に強くなっている。そのため、第1回転体21は、図4中の矢印Dで示すように、常に吸引力の強い領域に向かって付勢されて第2回転体22に接触する。具体的には、円筒立壁31と中央張出部30とは破線Bで囲む領域で接触し、円筒立壁31と第1回転体21の下方部分の外周部とは破線Cで囲む領域で接触する。
こうして、第1回転体21の回転中のガタを防止できる。したがって、第1回転体21が振動しなくなり、安定した特性を得ることができるようになる。
FIG. 4 is an enlarged view of a contact portion between the
In this way, play during rotation of the first rotating
なお、下部ハウジング部材22bの円筒立壁31の一部には、常に局所的に負荷が作用するので、この部分の強度および耐摩耗性を高めるためにコーティング等を施してもよい。円周方向の一部にコーティングを施すことは実用的ではないので、円筒立壁31の上方端面および内周面全体にコーティングを施してもよい。
In addition, since a load always acts on a part of the cylindrical standing
図5は、異形部を有するヒステリシス材の他の例を示しており、(a)は平面図、(b)は縦断面図である。図示する円筒状ヒステリシス材40は、部分的に厚みを増加した厚肉部41を有している。この厚肉部41の位置する領域では、永久磁石とヒステリシス材40との間の吸引力が強くなる。
FIG. 5 shows another example of a hysteresis material having a deformed portion, where (a) is a plan view and (b) is a longitudinal sectional view. The illustrated
図6は、異形部を有するヒステリシス材のさらに他の例を示しており、(a)は平面図、(b)は縦断面図である。図示する円筒状ヒステリシス材50は、部分的に厚みを増加した厚肉部51を有している。この実施形態では、厚肉部51の厚みは、軸方向の一方端から他端に向かって次第に厚くなっている。すなわち、厚肉部51の下方部分が上方部分に比べて厚くなっているので、第1回転体に対して斜め下方に向く吸引力が作用する。したがって、第1回転体は第2回転体に対して局所的に安定して接触し、回転中のガタが防止される。
FIG. 6 shows still another example of the hysteresis member having a deformed portion, where (a) is a plan view and (b) is a longitudinal sectional view. The illustrated
図7は、異形部を有するヒステリシス材のさらに他の例を示している。第1回転体71には永久磁石72が固着されており、円筒状ヒステリシス材60は、永久磁石72の周りを所定の隙間を持って取り囲んでいる。ヒステリシス材60は、一端部を斜め方向に切断することにより、異形部を持つようにされている。すなわち、この実施形態では、異形部は、円筒状ヒステリシス材60の軸方向長さを局所的に長くした部分である。第1回転体71は局所的に長くした部分に向かって付勢され、さらに上下のバランスをとるように下方への付勢力も作用するので、結果的に、第1回転体は斜め下方(図7では左下方)に向かうように付勢される。したがって、第1回転体は、第2回転体に対して局所的に安定して接触し、回転中のガタ防止される。
FIG. 7 shows still another example of a hysteresis material having a deformed portion. A
以上のように本発明によれば、吸引力増強手段の作用により、第1回転体は常に吸引力の強い領域に向かって付勢されて第2回転体に接触するので、第1回転体の回転中のガタを防止できる。こうして、コギング(コトコト音)の発生がなく、ジャムや重送といった不良動作の発生も防止し得る。 As described above, according to the present invention, the first rotating body is always urged toward the region where the suction force is strong and contacts the second rotating body by the action of the suction force increasing means. Prevents backlash during rotation. In this way, there is no occurrence of cogging (sounding noise), and it is possible to prevent the occurrence of defective operations such as jamming and double feeding.
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
例えば、前述した各実施形態と異なり、第1回転体にヒステリシス材を固着し、第2回転体に永久磁石を固着するようにしてもよい。この場合、永久磁石に前述したような異形部を設けるようにしてもよい。シャフトを通す第1回転体は良好な回転バランスを必要とするので、第1回転体に固着されるヒステリシストルク発生要素に異形部を設けるのは避けたい。したがって、第2回転体に固着されるヒステリシストルク発生要素に異形部を設けるのが好ましい。 For example, unlike each embodiment described above, a hysteresis material may be fixed to the first rotating body, and a permanent magnet may be fixed to the second rotating body. In this case, you may make it provide a deformed part as mentioned above in a permanent magnet. Since the first rotating body that passes through the shaft requires a good rotational balance, it is desirable to avoid providing a deformed portion in the hysteresis torque generating element fixed to the first rotating body. Therefore, it is preferable to provide a deformed portion in the hysteresis torque generating element fixed to the second rotating body.
吸引力増強手段は、異形部に限られない。例えば、円筒状永久磁石の円周方向の一部の領域の磁力を強くした磁力増強部によって吸引力増強手段を形成するようにしてもよい。 The suction force increasing means is not limited to the deformed portion. For example, the attractive force enhancing means may be formed by a magnetic force enhancing part that increases the magnetic force of a partial region in the circumferential direction of the cylindrical permanent magnet.
20 トルクリミッタ、21 第1回転体、22 第2回転体、22a 上部ハウジング部材、22b 下部ハウジング部材、23 永久磁石、24 ヒステリシス材、24a 凸部、25 中心穴、30 中央張出部、31 円筒立壁、40 ヒステリシス材、41 厚肉部、50 ヒステリシス材、51 厚肉部、60 ヒステリシス材、71 第1回転体、72 永久磁石。 20 Torque limiter, 21 First rotating body, 22 Second rotating body, 22a Upper housing member, 22b Lower housing member, 23 Permanent magnet, 24 Hysteresis material, 24a Convex part, 25 Center hole, 30 Center overhang part, 31 Cylinder Standing wall, 40 Hysteresis material, 41 Thick part, 50 Hysteresis material, 51 Thick part, 60 Hysteresis material, 71 First rotating body, 72 Permanent magnet.
Claims (9)
前記円筒状外周部に対向する円筒状内周部を有していて、前記第1回転体と同軸上で互いに対して回転可能に設けられた第2回転体と、
前記円筒状外周部および前記円筒状内周部のうちの一方に固着された円筒状永久磁石と、
前記円筒状外周部および前記円筒状内周部のうちの他方に固着され、前記永久磁石との間にヒステリシストルクを発生する円筒状ヒステリシス材と、
円周状に対向する前記円筒状永久磁石と前記円筒状ヒステリシス材との間の吸引力を、円周方向の一部の領域で局所的に強くする吸引力増強手段とを備える、トルクリミッタ。 A first rotating body having a cylindrical outer periphery;
A second rotating body having a cylindrical inner peripheral portion facing the cylindrical outer peripheral portion and provided coaxially with the first rotating body and rotatable relative to each other;
A cylindrical permanent magnet fixed to one of the cylindrical outer peripheral portion and the cylindrical inner peripheral portion;
A cylindrical hysteresis material that is fixed to the other of the cylindrical outer peripheral portion and the cylindrical inner peripheral portion and generates a hysteresis torque with the permanent magnet;
A torque limiter, comprising: an attraction force increasing means for locally increasing an attraction force between the cylindrical permanent magnet and the cylindrical hysteresis member that are circumferentially opposed in a partial region in the circumferential direction.
前記円筒状ヒステリシス材は、円周方向の一部に局所的に吸引力を高めることのできる異形部を有している、請求項2に記載のトルクリミッタ。 The one hysteresis torque generating element is the cylindrical hysteresis material,
The torque limiter according to claim 2, wherein the cylindrical hysteresis member has a deformed portion capable of locally increasing a suction force in a part in a circumferential direction.
9. The torque limiter according to claim 8, wherein the attraction force increasing means is a magnetic force increasing portion that increases the magnetic force of a partial region in the circumferential direction of the cylindrical permanent magnet.
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