JP4477547B2 - トルクリミッタ - Google Patents

Description

この発明は、リール台装置等に使用されるマグネットとヒステリシス板とが面対向したトルクリミッタに関し、特に、コストダウンの可能なトルクリミッタに関する。

従来のリール台装置に使用されるトルクリミッタが、たとえば、特開昭６１−６３９４９号公報（特許文献１）に記載されている。同公報によれば、トルクリミッタにおいて、駆動ギヤとヒステリシス板とがインサート成形されている。このように、インサート成形された部品を用いた、マグネットとヒステリシス板とが面対向したトルクリミッタを図８に示す。

図８を参照して、従来のトルクリミッタ１００は、リール台部１１０と、リール台部１１０に対してワッシャ１１４を介して対向して設けられたギア部１２０とを含み、リール台部１１０、ワッシャ１１４およびギア部１２０の中央部に設けられた図示のない軸を中心として、リール台部１１０とギア部１２０とが相対的に回転する。この場合、ワッシャ１１４の下面とギア部１２０との接触面で両者が摺動する。

リール台部１１０は、リール台１１１とヨーク板１１２とを含み、リール台１１１とヨーク板１１２とはインサート成形されている。また、ギア部１２０はギア１２１とヒステリシス板１２２と中心部１２３とを含み、ギア部１２１とヒステリシス板１２２と中心部１２３とはインサート成形されている。
特開昭６１−６３９４９号公報（図１等）

従来の、マグネットとヒステリシス板とが面対向したトルクリミッタは上記のように構成されていた。図８に示すように、構成部品がインサート成形されるため、金型が複雑となるとともに、トルクリミッタ全体の厚みが厚くなってしまう。また、金型が複雑なため、金型自身が高価となり、トルクリミッタが高価になるという問題があった。

この発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、薄型で安価な面対向型トルクリミッタを提供することを目的とする。

この発明に係る、トルクリミッタは、スペーサを有する中心軸部材と、スペーサを介して、相対的に回転可能に設けられたマグネットおよびヒステリシス板とを含み、マグネットとヒステリシス板とは両者の吸引力によって保持される。

マグネットとヒステリシス板とはスペーサを介して両者の吸引力によって保持されるため、従来のように構成要素を保持するためのインサート成形が不要になるとともに、トルクリミッタの厚さを構成要素の厚さの和とほぼ等しくできる。

その結果、薄型で安価な面対向型トルクリミッタを提供できる。

好ましくは、マグネットにはヨーク板が接続される。

さらに好ましくは、中心軸部材に保持される保持部と、保持部から離れた外周部にギアを有するギア部をさらに含み、保持部とギア部とは、スポーク部材によって接続される。

さらに好ましくは、マグネットはスポーク部材を収容する溝を有する。

この発明の一実施の形態よれば、ギアは中心軸部材の軸方向に延在し、マグネット、ヒステリシス板およびヨーク板はギアの内部に収容される。

なお、ギアは、マグネットの外周部に設けられても良いし、ヒステリシス板の外周部に設けられても良い。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１（Ａ）はこの発明の一実施の形態に係るトルクリミッタ１０を示す断面図であり、図１（Ｂ）は、その分解図である。図１（Ａ）および（Ｂ）を参照して、トルクリミッタ１０は、図示のない回転軸を貫通させるための貫通孔２３および所定の厚さを有するスペーサ２２を備える中心軸部材２０と、中心軸部材２０のスペーサ２２の上にワッシャ１３を介して設けられたマグネット１２と、マグネット１２の上に設けられたギア部１６と、ギア部１６の上に設けられたヨーク板１５と、スペーサ２２の下面に設けられたヒステリシス板１４とを含む。

ここでは、ギア部１６と中心軸部材２０とを樹脂で構成しているため、両者の間に金属製のワッシャ１３を設けている。

図２は、図１（Ｂ）において、矢印ＩＩ-ＩＩで示す、ギア部１６の平面図である。図２を参照して、ギア部１６は、外周部に設けられたギア１６ａと、中心軸部材２０を通す貫通孔１６ｃを有する中央部１６ｂと、ギア１６ａと中央部１６ｂとを接続するスポーク状の連結部１７とを含み、連結部１７の間には空隙１８が設けられている。

図３（Ａ）は、図１（Ｂ）において、矢印ＩＩＩＡ-ＩＩＩＡで示す、マグネット１２の平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）においてＩＩＩＢ−ＩＩＩＢで示す部分の断面図である。図３に示すように、マグネット１２の上表面には放射状に複数の溝１２ａが設けられている。この溝１２ａの深さは連結部１７の厚さに等しい。なお、図３では、ギア部１６については省略している。図１〜図３を参照して、マグネット１２の溝１２ａに連結部１７が嵌り込み、空隙１８を介してマグネット１２とヨーク板１５とが接触する。

図１（Ａ）を参照して、ギア１６ａは中心軸部材２０の縦方向の全長に等しい長さを有し、それによって、トルクリミッタ１０全体がギア１６ａでその外周を覆われる。また、ヒステリシス板１４およびヨーク板１５とはマグネット１２の吸引力によって保持されるとともに、従来のように構成要素を保持するためのインサート成形を行なっていないため、トルクリミッタ１０の縦方向寸法は、ヨーク板１５と、マグネット１２と、ヒステリシス板１４と、マグネット１２およびヒステリシス板１４間の隙間との和、すなわち、構成要素の厚みの和にほぼ等しく、非常に薄いトルクリミッタを提供できる。

なお、図１（Ａ）においては、中心軸の左側には連結部１７の存在する領域を示し、右側には連結部１７の存在しない領域を示している。

次に、中心軸部材２０の詳細について説明する。図４は中心軸部材２０の詳細を示す図である。図４（Ａ）はその断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）において、矢印ＩＶＢ−ＩＶＢで示す部分の矢視図である。図４を参照して、中心軸部材２０は、図示のない軸を貫通させるための貫通孔２３を内周に有する柱部２１と、柱部２１の外周部に設けられたスペーサ２２とを含む。貫通孔２３と上下の端面２５ａ、２５ｂとの接続部には、面取り２６ａ、２６ｂが設けられている。

柱部２１は、円板状のスペーサ２２の下端面２５ｂ側に設けられた六角柱の角柱部２１ｂとスペーサ２２の上端面２５ａ側に設けられた円柱部２１ａとを含む。

角柱部２１ｂの下端面２５ｂ側には図示のない軸と一体化して中心軸部材２０を回転するためのピン等を通すための係止用穴２４が設けられている。また、中心軸部材２０の下端面２５ｂ側の外周は六角柱となっているため、そこに嵌り込むヒステリシス板１４の中央部にも六角形の穴が設けられている。一方、中心軸部材２０のスペーサ２２の上側の外周は円柱となっているため、そこに嵌り込むワッシャ１３の内径および外径は円周状である。したがって、ワッシャ１３に嵌り込むマグネット１２の内周も円周状である。

ギア部１６が外部の駆動装置によって回転されると、それと同期して、マグネット１２も回転されるが、それに対向したヒステリシス板１４は一定のトルクを超えると回転しない。

次に、中心軸部材の他の例の詳細について説明する。図５は中心軸部材の他の例としての中心軸部材２８の詳細を示す図である。図５（Ａ）はその断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）において、矢印ＶＢ−ＶＢで示す部分の矢視図である。図５を参照して、中心軸部材２８は、基本的に上記で説明した中心軸部材２０と同じであるが、図示のない軸を貫通させる貫通孔２９の形状が先の実施の形態と異なる。

すなわち、この実施の形態においては、貫通孔２９は円形ではなく貫通孔２９には直線状の弦部分２９ａが設けられている。軸の形状をこの貫通孔２９の形状に合わせることによって、先の実施の形態のように、中心軸部材２８を図示のない軸と一体化するための係止用穴やそこに係合するピン等が不要になる。この点以外については、先の実施の形態と同じであるので、同一部分に同じ参照符号を付して、その説明を省略する。

次に、この発明の他の実施の形態に係るトルクリミッタについて説明する。図６はこの発明の他の実施に係るトルクリミッタを示す図である。図６（Ａ）はこの実施の形態に係るトルクリミッタを示す断面図であり、図６（Ｂ）は、その分解図である。図６（Ａ）および（Ｂ）を参照して、トルクリミッタ３０は、図示のない回転軸を貫通させるための貫通孔３８および所定の厚さを有するスペーサ３７を備える中心軸部材３１と、中心軸部材３１のスペーサ３７の下にワッシャ３３を介して設けられたマグネット３２と、マグネット３２に接触して設けられたヨーク板３５と、スペーサ３７の上に設けられたヒステリシス板３４とを含む。マグネット３２の外周部にはギア３６が設けられている。

この実施の形態においては、マグネット３２の中央部の下面側には円板状のワッシャ３３を収容する凹部３２ａが設けられ、下面側には円板状のヨーク板３５を収容するヨーク板収容部３２ｂが設けられ、その中心部には、中心軸部材３１が貫通する貫通孔３２ｃが設けられている。

ワッシャ３３およびヨーク板３５にも中心軸部材３１が貫通する貫通孔３３ａ、３５ａがそれぞれ設けられている。

中心軸部材３１の形状は、図４または図５で説明した先の実施の形態と同様であるが、その円柱部と角柱部との位置関係は逆になっている。すなわち、スペーサ３７の上面側では六角柱であり、その下部では円筒状である。すなわち、この場合は、中心軸部材３１はヒステリシス板３４に同期して回転する。この場合もマグネット３２とヒステリシス板３４との間でトルクリミッタして作動する。

次に、この発明のさらに他の実施の形態に係るトルクリミッタについて説明する。図７はこの発明の他の実施に係るトルクリミッタを示す図である。図７（Ａ）はこの実施の形態に係るトルクリミッタを示す断面図であり、図７（Ｂ）は、その分解図である。図７（Ａ）および（Ｂ）を参照して、トルクリミッタ４０は、図示のない回転軸を貫通させるための貫通孔４８および所定の厚さを有するスペーサ４７を備える中心軸部材４１と、中心軸部材４１のスペーサ４７の下に設けられたマグネット４２と、マグネット４２に接触して設けられたヨーク板４５と、スペーサ４７の上に設けられたヒステリシス板４４とを含む。ヒステリシス板４４の外周部にはギア４６が設けられている。

この実施の形態においては、マグネット４２の中央部の下面側にはヨーク板４５を嵌め込む円周状の突起部４２ａが設けられている。マグネット４２の中心部には、中心軸部材４１を貫通させるための貫通孔４２ｂが設けられている。

ヒステリシス板４４の中央部には、中心軸部材４１を貫通させるための貫通孔４４ａが設けられている。

中心軸部材４１の形状は、図４または図５で説明した先の実施の形態と同様である。したがって、スペーサ４７の下端面側では六角柱であり、その上部では円筒状である。すなわち、この場合は、中心軸部材４１はマグネット４２に同期して回転する。この場合もマグネット４２とヒステリシス板４４との間でトルクリミッタして作動する。

なお、この実施の形態においては、スペーサ４７が樹脂であれば、ヒステリシス板４４はスペーサ４７の上面と摺動するため、先の実施の形態において使用したワッシャは不要となる。

なお、上記実施の形態においては、マグネットにヨーク板を取付けたが、このヨーク板は必ずしも必要ではない。この場合は、マグネット１２とヒステリシス板１４とは両者の吸引力によって保持されておればよい。

マグネット１２としては、プラスチックマグネット、フエライト磁石、希土類磁石（焼結磁石、樹脂磁石を含む）が用いられるが、トルクリミッタの小型化、高トルク化の観点から希土類磁石を用いるのが望ましい。希土類としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石等が挙げられる。

ヒステリシス板としては、Ｃｒ−Ｃｏ−Ｍｎ系、マルテンサイト−ＳＵＳ、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ａｌ-Ｎｉ系が好ましい。

以上のように、この発明においては、トルクリミッタを構成するマグネットとヒステリシス板とはスペーサを介して両者の吸引力によって保持されるため、従来のように構成要素を保持するためのインサート成形が不要になるとともに、必要な要素のみでトルクリミッタを構成でき、かつ構成要素を容易に個別ごとに分離できる。したがって、使用できなくなった構成要素のみを交換すればよく、使用可能な構成要素は長期に亘って使用が可能になる。その結果、産業廃棄物の量を減らすことができ、環境に優しいトルクリミッタを提供できる。

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。

この発明に係るトルクリミッタは、構成部品がインサート成形されることなく、マグネットとヒステリシス板との吸引力によって保持されるため、薄型で安価な面対向型トルクリミッタとして有利に使用される。

この発明の一実施の形態に係るトルクリミッタの構成を示す図である。 ギア部の平面図である。 マグネットの平面図である。 中心軸部材の一構成例を示す図である。 中心軸部材の他の構成例を示す図である。 トルクリミッタの他の実施の形態を示す図である。 トルクリミッタのさらに他の実施の形態を示す図である。 従来のトルクリミッタの構成を示す図である。

符号の説明

１０，３０，４０ トルクリミッタ、１２，３２，４２ マグネット、１３，３３ ワッシャ、１４，３４，４４ ヒステリシス板、１５，３５，４５ ヨーク板、１６ ギア部、２０，３１，４１ 中心軸部材。

Claims (3)

1. スペーサを有する中心軸部材と、
   前記スペーサを介して、相対的に回転可能に設けられたマグネットおよびヒステリシス板とを含み、
   前記マグネットと前記ヒステリシス板とは両者の吸引力によって保持され、
   ヨーク板と、前記中心軸部材に保持される保持部材とをさらに含み、
   前記保持部材は貫通孔を有する中央部と、前記中央部から離れた外周部と、前記中央部と前記外周部とを接続する連結部とを有し、
   前記マグネットは前記連結部を収容する溝を有し、
   前記連結部を介して前記マグネットと前記ヨーク板とが接している、トルクリミッタ。
2. 前記外周部にギア部を含む、請求項１に記載のトルクリミッタ。
3. 前記マグネット、前記ヒステリシス板および前記ヨーク板は前記外周部の内部に収容される、請求項１または２に記載のトルクリミッタ。

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