JPH1078043A - トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク変動がなく、安定したトルクが長時間
得られるとともに、放熱容量を増大させ用途の拡大が図
れ、小形で安価なヒステリシス式トルクリミッタを提供
する。 【解決手段】 永久磁石１３を固着した第１回転体１２
と、永久磁石１３と所定の間隙１６を隔てて対向するよ
うに設けられたヒステリシス材１５と、このヒステリシ
ス材１５を固着し、第１回転体１２と摺動回転可能に設
けられた第２の回転体１４を備えたものにおいて、第１
回転体１２と第２回転体１４の摺動部１７を１ヶ所のみ
で形成する。また、ヒステリシス材１５の外周部を外部
に露出する。更に、第１回転体１２を永久磁石材で一体
成形する。

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、一対の連結主体
間の伝達トルクの限界を永久磁石と半硬質磁性体との間
のヒステリシストルクによって定めるようにしたトルク
リミッタであり、例えば複写機やファクシミリ等の紙送
りローラとして用いられるヒステリシス式トルクリミッ
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２０は例えば特開平６−２２１３４１
号公報に示された従来装置を示す断面図であり、図にお
いて、トルクリミッタ２は、円筒状外周部３を有する第
１回転体４と、円筒状内周部５を有する熱可塑性樹脂製
の第２回転体６とから構成されており、さらに第２回転
体６は、有底円筒状の本体部６ａと、蓋体６ｂとからな
っている。

【０００３】このトルクリミッタ２は、第２回転体６の
本体部６ａ中に第１回転体４を挿入し、次いで蓋体６ｂ
を取り付ける手順で組み立てられている。そして、第１
回転体４は金属製のシャフト７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６は底部でゴムロ
ーラ１と嵌合している。

【０００４】ここで、第１回転体４と第２回転体６とは
同軸上に設置されており、摺動部８ａ，８ｂでの当接に
よって半径方向及び軸方向の位置決めがなされていて、
かつ互いに摺動回転可能となっている。また、シャフト
７と第２回転体６の間にも摺動部８ｃがあり、上記摺動
部８ａ，８ｂとの３点支持の構造となっている。

【０００５】第１回転体４の円筒状外周部３には、円筒
状の永久磁石９が接着剤により固着されている。この永
久磁石９はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系樹脂磁石で、Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系磁石粉末とエポキシ樹脂とからなる樹脂磁石粉末を
所定の金型に投入し、圧縮成形した後、加熱して硬化さ
せ、更に防錆のために表面を樹脂コーティングした後、
着磁ヨークを用いて外周に多極着磁を行なったものであ
る。

【０００６】また、第２回転体６の円筒状内周部５に
は、円筒状のヒステリシス材１０が圧入によって固着さ
れている。このヒステリシス材１０はＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ
系合金製であり、その面長は、永久磁石９の磁力を有効
に利用するため、永久磁石９のそれより若干（０.５〜
２.０ｍｍ程度）長くしてある。そして、永久磁石９と
の間には所定の間隙１１が形成されている。この間隙１
１は、特開平７−７９１９号公報に示されるように高ト
ルクを得るために０.１ｍｍ以下となっている。

【０００７】また、第１回転体４はアルミニウム展伸
材、含油焼結アルミニウムなどの金属材料を用いたもの
と、ポリアミド樹脂などの合成樹脂を用いたものがあ
る。

【０００８】次に、動作について説明する。上記のよう
に構成されたものにおいては、永久磁石９による磁束が
ヒステリシス材１０内を通る。永久磁石９は外周部を多
極着磁されているため、永久磁石９とヒステリシス材１
０が相対回転をした場合、ヒステリシス材１０内の磁化
の方向が、永久磁石９の極間を移動するたびに反転す
る。このとき、ヒステリシス材１０内にはヒステリシス
損が発生し、それに見合ったトルクが発生する。つまり
第１回転体４と第２回転体６の間に上記のトルク値以上
のトルクが加えられると、永久磁石９とヒステリシス材
１０の間に一定のトルクが発生し、第１回転体４と第２
回転体６とがスリップしてその間の伝達トルクは一定値
に制限される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒステリシス式
トルクリミッタは以上のように構成されているので、次
のような問題点があった。 (1)摺動部分が８ａ,ｂ,ｃの３点支持となるように構成
されているので、この摺動部に無理な力がかかりやすく
摺動部が摩耗する。このため、摺動部での摺動特性が変
化し、トルクが変動する。つまり所定の性能が得られな
くなる。 (2)また、摩耗により永久磁石９とヒステリシス材１０
の間隙１１が不均一となり、吸引力のアンバランスを生
じ、トルクが変動する。 (3)更に摩耗が進めば、永久磁石９とヒステリシス材１
０が干渉し、異常に高いトルクを発生し、こすれ音も発
生する。 (4)摩耗しない場合でも永久磁石９とヒステリシス材１
０の間隙１１は０.１ｍｍ以下と小さいため、部品の精
度が悪い場合すぐに干渉してしまう。この０.１ｍｍ以
下の間隙を干渉しないように構成するためには極めて高
精度の部品が必要であり、製作上非常に高価となった
り、部品の歩留まりが悪くなる。

【００１０】(5)ヒステリシス材１０と第２回転体６は
圧入のみで固着されているため、部品の精度によっては
圧入代がなくなりトルク伝達不能となる場合がある。ま
た、回転体は熱可塑性樹脂製のため寸法が経時変化した
り、温度変化時の線膨張係数の差の影響で圧入力が弱く
なり所定のトルク伝達ができなくなる。 (6)第２回転体６は発熱体であるヒステリシス材１０を
覆う構成となっており、しかも熱伝導の悪い熱可塑性樹
脂を使用しているためヒステリシス材１０に発生した熱
を外部へ放出できず、装置が温度上昇する。温度上昇に
よりマグネットの磁力が低下しトルクも低下するため所
定の性能が得られなくなる。また、温度上昇が過大とな
れば前記したように永久磁石９と第１回転体４、ヒステ
リシス材１０と第２回転体６の固着部分が外れたり、固
着力が弱くなり、トルク伝達が不能になる。そこで、温
度上昇が問題とならないレベルとなるように装置の使用
条件に制限を設ける必要があるが、前記したとおり熱放
散性が悪いため、使用回転数やスリップトルクを大きく
とることができず使用可能な条件が限定されてしまう。

【００１１】(7)永久磁石９と第１回転体４は接着剤に
より固着されているため、両回転体がスリップした時に
発生するヒステリシス損による発熱や、その時の両者の
線膨張係数の差などにより、接着部分が外れトルク伝達
が不能となる。また、接着作業は生産性が悪く、装置が
高価となる。 (8)第１回転体４が熱可塑性樹脂製の場合は、線膨張係
数が大きく、吸湿により寸法変化するため、装置の発熱
による温度上昇や、吸湿により第１回転体４が永久磁石
９より大きく膨張し永久磁石９が割れてしまう。永久磁
石９が割れるとトルク伝達が不能となったり、永久磁石
９とヒステリシス材１０が干渉し、異常に高いトルクを
発生し、所定のトルク性能が得られなくなる。 (9)第１回転体４がアルミニウム等の金属材料製の場合
は、吸湿の問題はないが、線膨張係数は永久磁石、例え
ばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系のプラスチックマグネットの約２倍
あり、上記したように永久磁石が割れる問題がある。ま
た、アルミニウム材を機械加工により製作する場合はコ
スト高となり、装置が高価になる。 (10)永久磁石９と第１回転体４の２部品で第２回転体６
との位置決めを行っており、永久磁石９とヒステリシス
材１０の間隙が０．１ｍｍ以下と小さいため、永久磁石
９と第１回転体４の径方向の寸法を極めて高精度に仕上
げる必要がある。特に、永久磁石内周と第１回転体外周
部の寸法、振れは高精度とする必要があり、製作上高価
となったり、部品の歩留りが悪くなる。部品の精度が悪
くなると、永久磁石９とヒステリシス材１０が干渉した
り、接着部の外れを招くことになる。 (11)永久磁石９と第１回転体４を接着しているため、永
久磁石９の内周側に永久磁石とほぼ同じ幅で永久磁石を
固着するための円筒部が必要となる。また、その内周側
には第２回転体６との摺動部８ａ，ｂを形成するスペー
スも必要である。このため、上記スペースを確保するた
めに必要以上に装置が大型化することになり、例えば、
外径寸法に規制があり前記したスペースが確保できない
場合は、摺動部を確保するために軸方向寸法が大きくな
る。逆に、軸方向寸法に規制がある場合は外径寸法が大
きくなる。つまり、永久磁石９の固着に必要な第１回転
体４の円筒部の分、装置が大型化することになる。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、摺動特性の改善、放熱特性の向
上、回転体と永久磁石又はヒステリシス材の固着の改善
等を図ることにより、安定したトルクを長期間に渡って
保持でき、また安価でかつ小型のトルクリミッタを提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、永久
磁石又はヒステリシス材の一方を固着した第１回転体
と、この一方と所定の間隙を隔てて対向するように設け
られた永久磁石又はヒステリシス材の他方と、この他方
を固着し第１回転体と摺動回転可能に設けられた第２回
転体を備えたトルクリミッタにおいて、第１回転体と第
２回転体の摺動部が１カ所のみで形成される。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１において、第
１回転体が駆動シャフトに固定され、第２回転体が上記
駆動シャフトに摺動部を介して支承されている。

【００１５】請求項３の発明は、外側円筒部と内側円筒
部を有する第１回転体と、同じく外側円筒部と内側円筒
部を有する第２回転体を備え、上記第１回転体の外側円
筒部外周に設けた永久磁石又はヒステリシス材の一方と
第２回転体の外側円筒部内周に設けた永久磁石又はヒス
テリシス材の他方を所定間隔を隔てて対向させ、第１回
転体の内側円筒部外周と第２回転体の内側円筒部内周と
の間に第１及び第２回転体の摺動部を設けたトルクリミ
ッタである。

【００１６】請求項４の発明は、請求項３において、第
１回転体の内側円筒部内周に駆動シャフトが嵌合され、
第２回転体が上記駆動シャフトに摺動部を介して回転自
在に支承されている。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１〜請求項４に
おいて、第１回転体に固着され、永久磁石とヒステリシ
ス材の間隙を覆うように設けられたカバーを備えた。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１から請求項４
において、第２回転体に固着され、永久磁石とヒステリ
シス材の間隙を覆うように設けられたカバーを備えた。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１から請求項６
において、第１回転体又は第２回転体の少なくとも一方
の回転体は合成樹脂で形成され、永久磁石またはヒステ
リシス材とインサート成形にて一体的に構成した。

【００２０】請求項８の発明は、請求項１から請求項７
において、第１回転体又は第２回転体は含油プラスチッ
クにより形成する。

【００２１】請求項９の発明は、請求項１から請求項７
において、永久磁石が設けられる第１回転体又は第２回
転体を、永久磁石材により一体的に形成した。

【００２２】請求項１０の発明は、永久磁石を固着した
第１回転体と、永久磁石と所定の間隙を隔てて対向する
ように設けられたヒステリシス材と、ヒステリシス材を
固着し第１回転体と摺動回転可能に設けられた第２回転
体を備えたものにおいて、ヒステリシス材の外周部を外
部に露出したトルクリミッタである。

【００２３】請求項１１の発明は、外側円筒部と内側円
筒部を有する第１回転体と、内側円筒部を有する第２回
転体と、第１回転体の外側円筒部外周に設けられた永久
磁石と、永久磁石と所定間隔を隔てて対向するように第
２回転体の外周部に取り付けられたヒステリシス材と、
第１回転体の内側円筒部外周と第２回転体の内側円筒部
内周との間に第１及び第２回転体の摺動部を設け、ヒス
テリシス材の外周部を外部に露出したトルクリミッタで
ある。

【００２４】請求項１２の発明は、請求項１から請求項
１１において、永久磁石又はヒステリシス材と、第１回
転体又は第２回転体とに、それぞれに凹部又は凸部を設
け、この凹部又は凸部を互いに嵌合して固着した。

【００２５】請求項１３の発明は、請求項１０から請求
項１２において、第１回転体又はヒステリシス材に固着
され、永久磁石と上記ヒステリシス材の間隙を覆うよう
に設けられたカバーを備えた。

【００２６】請求項１４の発明は、請求項１０から請求
項１３において、第１回転体又は第２回転体の少なくと
も一方の回転体は合成樹脂で形成され、永久磁石または
ヒステリシス材とインサート成形にて一体的に構成し
た。

【００２７】請求項１５の発明は、請求項１０から請求
項１４において、第１回転体又は上記第２回転体は含油
プラスチックにより形成される。

【００２８】請求項１６の発明は、請求項１０から請求
項１５において、永久磁石が設けられる第１回転体を永
久磁石材により一体的に形成した。

【００２９】請求項１７の発明は、永久磁石又はヒステ
リシス材の一方を設けた第１回転体と、永久磁石又はヒ
ステリシス材の一方と所定の間隙を隔てて対向するよう
に設けられた永久磁石又はヒステリシス材の他方と、永
久磁石又はヒステリシス材の他方を設けて第１回転体と
摺動回転可能に設けられた第２回転体を備えたものにお
いて、永久磁石を設けた側の第１又は第２回転体を永久
磁石材で一体的に形成した。

【００３０】請求項１８の発明は、請求項１７におい
て、永久磁石材をプラスチック磁石により形成した。

【００３１】請求項１９の発明は、請求項１７又は請求
項１８において、ヒステリシス材を設けた側の第１又は
第２回転体は、含油プラスチックにより形成した。

【００３２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるト
ルクリミッタの側面断面図を示したものである。図にお
いて、トルクリミッタ１００は、駆動側に連結される第
１回転体１２と、被駆動側に連結される第２回転体１４
とから構成されている。第１回転体１２は少なくとも二
重の円筒構造になっており、外側円筒部１２ａと、内側
円筒部１２ｂと、各円筒部１２ａ，ｂを連結する底部１
２ｃから成り立っている。また、第２回転体１４も二重
の円筒構造になっており、外側円筒部１４ａと、内側円
筒部１４ｂと、各円筒部１４ａ，ｂを連結する底部１４
ｃと、シャフト７の摺動部を備えた基底部１４ｄから成
っている。

【００３３】第１回転体１２の最内周部にはシャフト７
が嵌合され、このシャフト７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１４はその基底部
１４ｄの外周の一部がゴムローラ１と嵌合している。こ
こで、第１回転体１２と第２回転体１４とは同軸状に設
置されており、第１回転体１２の内側円筒部１２ｂの外
周部と、第２回転体１４の内側円筒部１４ｂの内周部と
の間で摺動部１７が形成されており、この１箇所の摺動
部１７によって各回転体１２及び１４が当接して半径方
向及び軸方向の位置決めがなされており、かつ互いに摺
動回転可能になっている。

【００３４】また、シャフト７と第１回転体１４の基底
部１４ｄとの間には、摺動部１８が形成され、この摺動
部１８と上記摺動部１７との２点支持によって、第２回
転体１４が回転可能に支承されることになる。

【００３５】第１回転体１２の外側円筒部１２ａの外周
部には、円筒状の永久磁石１３が固着されており、第２
回転体１４の外側円筒部１４ａの内周部には、円筒状の
ヒステリシス材１５が固着されている。上記永久磁石１
３は、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系樹脂磁石で、Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石粉末とエポキシ樹脂とからなる樹脂磁石粉
末を所定の金型に投入し、圧縮成形した後、加熱して硬
化させ、更に防錆のために表面を樹脂コーティングした
後、着磁ヨークを用いて外周に多極着磁を行なったもの
である。また、上記ヒステリシス材１５は、Ｆｅ−Ｃｒ
−Ｃｏ系合金製であり、その面長は、永久磁石１３の磁
力を有効に利用するため、永久磁石１３のそれより若干
（０.５〜２.０ｍｍ程度）長くしてある。

【００３６】上記のように構成されたものにおいては、
第１回転体１２と第２回転体１４の間の軸受構造が摺動
部１７の一点支持になり、また第２回転体１４の軸受構
造が摺動部１７と摺動部１８の２点支持となるので、各
摺動部１７，１８には無理な力が加わることがなく、摺
動部１７，１８の摩耗は抑制され安定した摺動性能が長
期にわたって得られる。つまり、安定したトルクで長期
間トルクリミッタが使用ができることになる。

【００３７】特に、第１回転体の内側円筒部１２ｂを第
２回転体の基底部１４ｄにできる限り接近させ、第２回
転体の内側円筒部１４ｂを第１回転体の底部１２ｃにで
きる限り接近させることにより、摺動部１７の軸方向長
さを、少なくとも永久磁石１３とヒステリシス材１５の
対向する軸方向長さの１／３以上、又は１／２以上、好
ましくは２／３以上、できれば３／４以上にすることに
より、摺動部１７において安定した摺動性能が長期にわ
たって得られる。

【００３８】以上のように、摺動部１７，１８の摩耗が
ないため、永久磁石１３とヒステリシス材１５の間隙１
６が不均一となることはなく、吸引力のアンバランスに
よるトルク変動を生じることもない。

【００３９】また、従来装置のように永久磁石１３とヒ
ステリシス材１５が干渉してしまうという最悪の事態も
回避できる。

【００４０】更に、永久磁石１３とヒステリシス材１５
の間隙１６の一端は開放となっており、ヒステリシス材
１５内にヒステリシス損によって発生した熱は、外気へ
熱放散されやすくなる。つまり、装置全体の温度上昇が
低く抑えられ、温度上昇によるトルク低下の量を少なく
することができ安定したトルク性能が得られることにな
る。

【００４１】更に、温度上昇による永久磁石１３と第１
回転体１２、ヒステリシス材１５と第２回転体１４の固
着部外れの問題も解消でき、装置が破損することもなく
長期にわたって安定した性能を維持することができる。

【００４２】また、熱放散性が良くなると、使用トル
ク、回転数、デューティなどの使用可能な条件範囲が広
がるため、用途も拡大する。

【００４３】また、永久磁石１３とヒステリシス材１５
の一端を開放としているため従来装置よりもそれぞれの
幅寸法を大きくすることができる。それぞれの幅寸法を
大きくするとトルクはそれに比例して増大するため、ト
ルクアップを図ることができる。言いかえれば、同じト
ルクを出すためには、装置を小形化できるということに
なる。

【００４４】また、従来装置は、トルクが出にくいた
め、間隙１６の寸法を０.１ｍｍ以下という非常に小さ
い寸法に設定されているが、上記したトルクアップによ
り、この間隙寸法を大きくすることが可能となる。この
ため、従来のように部品の高精度化の必要もなくなり、
部品、製品の歩留まりは著しく向上し、装置を安価に製
作できる。

【００４５】また、間隙１６を大きくできるため、永久
磁石１３とヒステリシス材１５が干渉しにくくなるとい
う効果もある。

【００４６】なお、上記の例では、永久磁石１３が第１
回転体１２に、ヒステリシス材１５が第２回転体１４に
それぞれ固着されたものを示したが、ヒステリシス材１
５が第１回転体１２に、永久磁石１３が第２回転体１４
にそれぞれ固着されるように構成してもよく、前記した
同様の効果が得られる。

【００４７】ただし、永久磁石１３とヒステリシス材１
５の間隙１６の一端を開放としたことで、この間隙１６
に外部から異物が浸入するという問題が発生する。間隙
１６部は永久磁石１３の磁化により特に磁性材よりなる
異物を吸引しやすくなる。

【００４８】実施の形態２．図２は、前記した異物浸入
を防止するための実施の形態２によるトルクリミッタの
側面断面図である。図において、カバー１８０を第１回
転体１２の底部１２ｃの端部に固着し、永久磁石１３と
ヒステリシス材１５の間隙１６を覆うように設ける。こ
のカバー１８０は第２回転体１４の外側円筒部１４ａと
接触しない最小すき間寸法となるように対向して設けら
れる。

【００４９】上記のように構成されたものにおいては、
間隙１６をカバー１８０で覆うようにしたため、外部か
らの異物浸入を防止することができ、しかも、実施の形
態１で示した２点支持の軸受構造と同一のため、摺動部
が摩耗せず、安定したトルクが長期にわたって得られる
という効果がある。

【００５０】実施の形態３．図３は実施の形態３による
トルクリミッタを示す側面断面図であり、図において、
第２回転体１４の外側円筒部１４ａの先端にカバー１９
を固着し、このカバー１９により永久磁石１３とヒステ
リシス材１５の間隙１６を覆うように構成する。そし
て、このカバー１９と第１回転体１２とは、接触しない
最小寸法となるように対向して配置されている。

【００５１】上記のように構成されたものにおいては、
間隙１６をカバー１９で覆うようにしたため、外部から
の異物浸入を防止することができ、しかも、実施の形態
１で示した２点支持の軸受構造と同一のため、摺動部が
摩耗せず、安定したトルクが長期にわたって得られると
いう効果がある。

【００５２】実施の形態４．図４は実施の形態４による
トルクリミッタを示す側面断面図であり、図において、
第１回転体２０は合成樹脂で形成され、永久磁石１３と
インサート成形にて一体的に成形されている。また、第
２回転体２１は合成樹脂で形成され、ヒステリシス材１
５とインサート成形にて一体的に成形されている。

【００５３】実施の形態４によれば、それぞれ第１及び
第２回転体と永久磁石又はヒステリシス材の固着に、接
着や圧入といった特別な手段を用いる必要がなく、作業
工程が簡略化されるばかりでなく、温度上昇による固着
部外れという問題も解消でき、安価で信頼性の高い装置
が得られる。

【００５４】なお、上記実施の形態では、第１回転体２
０，第２回転体２１の両方をインサート成形したものを
示したが、どちらか一方のみをインサート成形したもの
でもよい。

【００５５】実施の形態５．図５は実施の形態５による
トルクリミッタを示す側面断面図であり、図において、
第１回転体２２は含油プラスチックにより形成され、第
２回転体２３は同じく含油プラスチックにより形成さ
れ、摺動部２４で互いに回転可能となるよう支承されて
いる。

【００５６】実施の形態５によれば、摺動部２４を互い
に構成する第１回転体２３と第２回転体２４を潤滑性の
良好な含油プラスチックで形成したため、摺動部の摩耗
が抑制され、安定した摺動特性、ひいては安定したトル
クが長期にわたって得られるという効果がある。

【００５７】実施の形態６．図６は実施の形態６による
トルクリミッタを示す側面断面図であり、図において、
第１回転体２５は永久磁石材により形成され、例えば、
プラスチック磁石、焼結磁石などが使用される。

【００５８】実施の形態６によれば、従来は、永久磁石
１３と第１回転体１２（２０，２２）を別々に製作し、
それを固着するという繁雑な作業工程となっていたが、
それが、第１回転体２５を全て永久磁石材のみで形成し
たので、２部品が１部品に減少し、固着作業もなくな
り、作業工程は簡略化される。

【００５９】また、永久磁石と第１回転体との固着部が
無いため、固着部外れの問題もなくなり、信頼性が高
く、しかも安価な装置を得ることができる。

【００６０】実施の形態７．図７は実施の形態７による
トルクリミッタを示す側面断面図であり、図において、
第２回転体２６は、内側円筒部２６ｂと、この内側円筒
部２６ｂから軸半径方向外側に向かって延設された底部
２６ｃと、シャフト７の摺動部を備えた基底部２６ｄか
ら成っている。そして、ヒステリシス材２７は、この第
２回転体２６の底部２６ｃの外側部に固着され、ヒステ
リシス材２７の外周部は外部に露出、つまり、その外周
部を部品で覆わないように構成している。その他の構成
は図１と同様である。

【００６１】実施の形態７によれば、発熱体であるヒス
テリシス材２７が直接外気に触れ、しかも回転するた
め、ヒステリシス材２７内で発生した熱はすみやかに外
部に放出され、装置の温度上昇は低く抑えられる。つま
り、実施の形態１で示したよりも更に熱放散性は向上
し、安定したトルク性能が得られ、用途が拡大するな
ど、同様の効果がよりよく得られることになる。

【００６２】更に、ヒステリシス材２７を最外周部に配
置したため、ヒステリシス材２７の外径寸法が大きくな
る。トルクはこの外径寸法に比例して大きくなるため、
外径寸法が大きくなった分トルクアップを図ることがで
きる。これも前記した実施の形態１で示した装置を小形
化でき、安価に製作でき、信頼性も向上するという同様
の効果がある。

【００６３】実施の形態８．図８は実施の形態８による
トルクリミッタを示す外観図であり、図において、第２
回転体２８の外周部に凸部２８ａを有しており、ヒステ
リシス材２９の凹部２９ａと嵌合されている。

【００６４】実施の形態８の場合、第２回転体２８とヒ
ステリシス材２９がそれぞれの凸部２８ａと凹部２９ａ
で機械的に結合されるため、従来の圧入による固着で
は、温度や寸法精度の影響で固着部外れを起こすという
問題は解消され、確実にヒステリシス材２９から第２回
転体２８へのトルク伝達が行なえ、信頼性のある装置が
得られる。

【００６５】なお、上記では、第２回転体２８に凸部２
８ａ、ヒステリシス材２９に凹部２９ａを設けたものを
示したが、第１回転体２８に凹部２９ａ、ヒステリシス
材２９に凸部２８ａを設けてもよく、また、第１回転体
１２，永久磁石１３にそれぞれ凹部または凸部を設けて
もよい。この場合も上記と同様の効果が得られる。

【００６６】実施の形態９．図９は実施の形態９による
トルクリミッタの側面断面図である。図において、第２
回転体３１の底部３１ｃには、カップ状のヒステリシス
材３０が固着されている。そして、カバー３２を第１回
転体１２の底部１２ｃの端部に固着し、永久磁石１３と
ヒステリシス材３０の間隙１６を覆うように設ける。こ
のカバー３２はヒステリシス材３０と接触しない最小す
き間寸法となるように対向して設けられる。

【００６７】上記のように構成されたものにおいては、
間隙１６をカバー３２で覆うようにしたため、外部から
の異物浸入を防止することができ、しかも、溶接等によ
りヒステリシス材３０を第２回転体２４に固着すること
で上記固着はずれという問題を解消することができる。

【００６８】実施の形態１０．図１０は実施の形態１０
によるトルクリミッタを示す側面断面図であり、図にお
いて、第１回転体３３は合成樹脂で形成され、永久磁石
１３とインサート成形にて一体的に成形されている。ま
た、第２回転体３４は合成樹脂で形成され、ヒステリシ
ス材３０とインサート成形にて一体的に成形されてい
る。

【００６９】実施の形態１０によれば、それぞれの回転
体３３，３４と永久磁石１３又はヒステリシス材３０の
固着に、接着や圧入といった特別な手段を用いる必要が
なく、作業工程が簡略化されるばかりでなく、温度上昇
による固着部外れという問題も解消でき、安価で信頼性
の高い装置が得られる。

【００７０】なお、上記実施の形態では、第１回転体３
３，第２回転体３４の両方をインサート成形したものを
示したが、どちらか一方のみをインサート成形したもの
でもよい。

【００７１】実施の形態１１．図１１は実施の形態１１
によるトルクリミッタを示す外観図であり、図におい
て、第１回転体３５の外周部に凸部３５ａを有してお
り、永久磁石３６の凹部３６ａと嵌合されている。

【００７２】この実施の形態の場合、第１回転体３５と
永久磁石３６がそれぞれの凸部３５ａと凹部３６ａで機
械的に結合されるため、従来の接着による固着では、温
度や寸法精度の影響で固着部外れを起こすという問題は
解消され、確実にトルク伝達が行なえ、信頼性のある装
置が得られる。

【００７３】なお、上記では、第１回転体３５に凸部３
５ａ、永久磁石３６に凹部３６ａを設けたものを示した
が、第１回転体に凹部、永久磁石に凸部を設けてもよ
い。

【００７４】実施の形態１２．図１２は実施の形態１２
によるトルクリミッタを示す側面断面図であり、図にお
いて、第１回転体３７は含油プラスチックにより形成さ
れ、第２回転体３８は同じく含油プラスチックにより形
成され、摺動部３９で互いに回転可能となるよう支承さ
れている。

【００７５】実施の形態１２によれば、摺動部３９を互
いに構成する第１回転体３７と第２回転体３８を潤滑性
の良好な含油プラスチックで形成したため、摺動部の摩
耗が抑制され、安定した摺動特性、ひいては安定したト
ルクが長期にわたって得られるという効果がある。

【００７６】実施の形態１３．図１３は実施の形態１３
によるトルクリミッタを示す側面断面図であり、図にお
いて、第１回転体４１は永久磁石材により形成され、例
えば、プラスチック磁石、焼結磁石などが使用される。

【００７７】実施の形態１３によれば、従来は、永久磁
石１３と第１回転体１２（２０，２２）を別々に製作
し、それを固着するという繁雑な作業工程となっていた
が、それが、第１回転体４１を全て永久磁石材のみで形
成したので、２部品が１部品に減少し、固着作業もなく
なり、作業工程は簡略化される。また、固着部もないた
め、固着はずれの問題もなくなり、信頼性が高く、しか
も安価なトルクリミッタを得ることができる。

【００７８】実施の形態１４．図１４は実施の形態１４
によるトルクリミッタを示す側面断面図であり、図にお
いて、アルミ製のカバー４２が、ヒステリシス材３０の
露出部分を覆うように、あるいは永久磁石１３とヒステ
リシス材３０の間隙１６を覆うように、圧入等によりヒ
ステリシス材３０に固定されている。

【００７９】実施の形態１４によれば、永久磁石１３と
ヒステリシス材３０の間隙１６をカバー４２で覆うよう
に構成したので、外部からの異物の侵入を防止すること
ができる。また、カバー４２に熱伝導性の良いアルミ材
を用いることにより、ヒステリシス材３０内で発生した
熱はアルミ製カバー４２を通じて速やかに外部に放出さ
れ、装置の温度上昇は低く抑えられ、温度上昇によるト
ルク低下の量を少なくすることができ、安定したトルク
性能が得られるようになる。

【００８０】実施の形態１５．図１５は実施の形態１５
によるトルクリミッタを示す側面断面図であり、図にお
いて、トルクリミッタは、駆動側に連結される第１回転
体４と、被駆動側に連結される第２回転体５０とから構
成されている。第１回転体４の円筒状外周部には永久磁
石９が固着されており、シャフト７を通して図示しない
駆動機構と連結されている。第２回転体５０は、有底円
筒状の本体部５０ａと、蓋体５０ｂとからなっている。
また、第２回転体の本体部５０ａと蓋部５０ｂの間に
は、上記永久磁石９に対向するヒステリシス材５１が固
着されており、ヒステリシス材５１の外周部は装置外部
に露出、つまりヒステリシス材５１の外側を部品で覆わ
ないように構成している。

【００８１】第１回転体４と第２回転体５０とは同軸上
に設置されており、摺動部５２ａ，５２ｂでの当接によ
って半径方向及び軸方向の位置決めがなされていて、か
つ互いに摺動回転可能となっている。また、シャフト７
と第１回転体４の間にも摺動部５２ｃがあり、上記摺動
部５２ａ，ｂとの３点支持の構造となっている。なお、
その他の構成及び動作は従来装置（図２０）と同様につ
き説明は省略する。

【００８２】上記のように構成されたトルクリミッタに
おいて、発熱体であるヒステリシス材５１が直接外気に
触れ、しかも回転するため、ヒステリシス材５１内で発
生した熱は速やかに外部に放出され、装置の温度上昇は
低く抑えられ、温度上昇によるトルク低下の量を少なく
することができ、安定したトルク性能が得られることに
なる。

【００８３】更に、温度上昇による永久磁石９と第１回
転体４、ヒステリシス材５１と第２回転体の本体部５０
ａ，蓋部５０ｂの固着はずれの問題も解消でき、装置が
破損することなく長期にわたって安定した性能を維持す
ることができる。

【００８４】また、熱放散性が良くなると、使用トル
ク，回転数，デューティ等の使用可能な条件範囲が広が
るため、装置の用途が拡大する。

【００８５】また、ヒステリシス材５１を最外周に配置
したため、同じ装置寸法においてヒステリシス材５１の
外径寸法を大きくとれる。トルクはこの外径寸法に比例
して大きくなるため、外径寸法が大きくなった分トルク
アップを図ることができる。言換えれば同じトルクを出
すためには、装置を小型化できるということになる。

【００８６】更に、従来装置ではトルクが出にくいた
め、間隙１１の寸法を０．１ｍｍ以下という非常に小さ
い寸法に設定しているが、上記したトルクアップによ
り、この間隙１１を大きくすることが可能となる。この
ため従来のように部品の高精度化の必要もなくなり、部
品，製品の歩留りは著しく向上し、装置を安価に製作で
きる。

【００８７】また、間隙１１を大きく出来るため、永久
磁石９とヒステリシス材５１が干渉しにくくなり耐久性
が向上するという効果もある。

【００８８】実施の形態１６．図１６は実施の形態１６
によるトルクリミッタを示す側面断面図であり、図にお
いて、トルクリミッタは、駆動側に連結される第１回転
体６０と、被駆動側に連結される第２回転体６とから構
成されている。第１回転体６０は永久磁石材よりなり、
シャフト７を通して図示しない駆動機構と連結されてい
る。第２回転体６は、有底円筒状の本体部６ａと、蓋体
６ｂとからなっている。また、第２回転体の本体部６ａ
の内周部には、上記永久磁石なる第１回転体６０に対向
するヒステリシス材１０が固着されている。

【００８９】第１回転体６０と第２回転体４とは同軸上
に設置されており、摺動部６１ａ，６１ｂでの当接によ
って半径方向及び軸方向の位置決めがなされており、摺
動可能となっている。第１回転体６０とヒステリシス材
１０の間には、所定の間隙６２が形成されている。その
他の構成及び動作については従来装置と同様につき、説
明を省略する。

【００９０】上記のように構成されたものにおいては、
第１回転体６０を永久磁石材により形成したので、従来
のように２部品を接着する必要がなくなり、接着部の外
れによりトルク伝達が不能となることもなく、接着作業
が不要となり、生産性は向上し、装置が安価に製作でき
る。

【００９１】更に、従来の第１回転体の熱膨張や吸湿に
よる寸法変化のために永久磁石が割れるということもな
い。

【００９２】また、従来の第１回転体と永久磁石の２部
品を１部品で形成したため、各部品の加工精度を必要以
上に上げる必要がなくなり、永久磁石とヒステリシス材
が干渉することもない。このため、部品，製品の歩留り
は著しく向上し、装置を安価に製作することができる。

【００９３】また、従来装置のように永久磁石を固着す
るための円筒部は必要なく、トルクを発生するために必
要な厚み分のみ永久磁石で構成すればよく、その分省ス
ペース化が図れる。

【００９４】なお、上記では第１回転体を永久磁石材で
形成したものを示したが、第２回転体６を永久磁石材で
構成し、第１回転体にヒステリシス材を固着しても同様
の効果が得られる。

【００９５】実施の形態１７．上記実施の形態１６にお
いて、第１回転体６０を、プラスチック磁石で形成し、
射出成形により製造する。

【００９６】この場合、第１回転体６０が複雑な形状で
も製造が可能であり、形状の制約を受けることがない。

【００９７】また、肉厚を薄く製作できるため、材料費
が節約でき、装置の小型化、軽量化も図ることができ
る。

【００９８】更に、射出成形のため製造コストが安く、
装置を安価に製作できる等の効果がある。

【００９９】実施の形態１８．図１７は実施の形態１８
によるトルクリミッタを示す側面断面図であり、図にお
いて、第２回転体６５は含油プラスチックによって形成
され、第１回転体６０と摺動部６６ａ，６６ｂで互いに
摺動回転可能となるように支承されている。

【０１００】上記実施の形態１６，１７のように、第１
回転体６０を永久磁石材で形成すると、第２回転体６と
の摺動部６１ａ，ｂの摺動抵抗が大きく、摺動部６１
ａ，ｂが摩耗してしまう。このため、摺動抵抗が変化
し、トルクが変動する。また、摩耗により、第１回転体
６０とヒステリシス材１０の間隙６２が不均一となり、
吸引力のアンバランスを生じ、トルクが変動する。

【０１０１】更に摩耗が進めば、第１回転体６０とヒス
テリシス材１０が干渉し、以上に高いトルクが発生す
る。

【０１０２】そこで、実施の形態１８では、第２回転体
６５を潤滑性の良い含油プラスチックで形成することに
より、摺動部６６ａ，ｂの摩耗が抑制され安定した摺動
特性、ひいては安定したトルクが長期に渡って得られる
という効果がある。

【０１０３】

【発明の効果】請求項１又は請求項３の発明によれば、
第１回転体と上記第２回転体の摺動部が１カ所のみで形
成されているので、摺動部の摩耗が抑制され、トルク変
動がなく安定したトルクが長期間得られ、装置の破損の
防止、放熱容量の増大、用途の拡大、装置の小形化、及
び装置を安価にできるなどの効果がある。

【０１０４】請求項２又は請求項４の発明では、第１回
転体と第２回転体の摺動部を１カ所のみで構成し、第１
回転体がシャフトに固定され、第２回転体がシャフトに
摺動部を介して支承されているので、第１回転体と第２
回転体の軸受構造が２点支持となり、摺動部の摩耗が抑
制され、トルク変動がなく安定したトルクが長期間得ら
れ、装置の破損が防止できるとともに、放熱容量が増大
し用途が拡大し、装置の小形化、低コスト化が実現でき
るなどの効果がある。

【０１０５】請求項５又は６の発明は、永久磁石とヒス
テリシス材の間隙に異物が侵入することを防ぐ。

【０１０６】請求項７の発明では、製作作業工程が簡略
化され、温度上昇による固着外れが防止される。

【０１０７】請求項８の発明では、摺動部の摩耗が抑制
され、安定した摺動特性、ひいては安定したトルク伝達
が長期に渡って得られる。

【０１０８】請求項９の発明では、永久磁石と回転体の
固着外れが防止される。

【０１０９】請求項１０，１１の発明によれば、ヒステ
リシス材を外部に露出するように構成したので、放熱容
量が増大し、装置の温度上昇が低く抑えられ、安定した
トルク性能が得られる。また、請求項１１では、第１回
転体と第２回転体の摺動部を１箇所のみで形成したの
で、軸受構造が２点支持となり、摺動部の摩耗が抑制さ
れる。

【０１１０】請求項１２の発明によれば、ヒステリシス
材の固着外れを防止することができる。

【０１１１】請求項１３の発明は、永久磁石とヒステリ
シス材の間隙に異物が侵入することを防ぐ。

【０１１２】請求項１４の発明によれば、製作作業工程
が簡略化され、温度上昇による固着外れが防止される。

【０１１３】請求項１５の発明によれば、摺動部の摩耗
が抑制され、安定した摺動特性、ひいては安定したトル
ク伝達が長期に渡って得られる。

【０１１４】請求項１６の発明によれば、永久磁石と回
転体の固着作業が省かれ、また固着外れという問題も生
じない。

【０１１５】請求項１７の発明によれば、第１回転体又
は第２回転体を永久磁石材で形成したので、回転体と永
久磁石の接着部の外れという問題が起こらなく、永久磁
石割れもなくなり、安定したトルクが長期間得られる。
また、生産性が向上し、装置が安価にでき、装置を小型
化できる等の効果がある。

【０１１６】請求項１８の発明によれば、複雑な回転体
形状でも製造が可能であり、装置の小型化、装置製作の
低コスト化が図れる。

【０１１７】請求項１９の発明によれば、摺動部の摩耗
が抑制され、安定した摺動特性、ひいては安定したトル
クが長期に渡って得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるトルクリミッ
タを示す側面断面図である

【図２】 実施の形態２によるトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図３】 実施の形態３によるトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図４】 実施の形態４によるトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図５】 実施の形態５によるトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図６】 実施の形態６によるトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図７】 実施の形態７によるトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図８】 実施の形態８によるトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図９】 実施の形態９によるトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１０】 実施の形態１０のトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１１】 実施の形態１１のトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１２】 実施の形態１２のトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１３】 実施の形態１３のトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１４】 実施の形態１４のトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１５】 実施の形態１５のトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１６】 実施の形態１６のトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１７】 実施の形態１８のトルクリミッタを示す側
面断面図である。

【図１８】 従来のヒステリシス式トルクリミッタを示
す断面図である。

【符号の説明】

１２，２０，２２，２５，３３，３５，３７，４，６０
第１回転体、１３，３６，９ 永久磁石、１４，２
１，２３，２６，２８，３１，３４，３８，５０，６，
６５ 第２回転体、１５，２７，２９，３０，５１，１
０ ヒステリシス材、１６，１１ 間隙、１７，１８
摺動部、１８０，１９，３２，４２ カバー、２８ａ
凸部、２９ａ 凹部。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石又はヒステリシス材の一方を固
   着した第１回転体と、上記永久磁石又はヒステリシス材
   の一方と所定の間隙を隔てて対向するように設けられた
   上記永久磁石又はヒステリシス材の他方と、上記永久磁
   石又はヒステリシス材の他方を固着し上記第１回転体と
   摺動回転可能に設けられた第２回転体を備えたものにお
   いて、上記第１回転体と上記第２回転体の摺動部が１カ
   所のみで形成されることを特徴とするトルクリミッタ。
2. 【請求項２】 上記第１回転体が駆動シャフトに固定さ
   れ、上記第２回転体が上記駆動シャフトに摺動部を介し
   て支承されている請求項１記載のトルクリミッタ。
3. 【請求項３】 外側円筒部と内側円筒部を有する第１回
   転体と、同じく外側円筒部と内側円筒部を有する第２回
   転体を備え、上記第１回転体の外側円筒部外周に設けた
   永久磁石又はヒステリシス材の一方と上記第２回転体の
   外側円筒部内周に設けた上記永久磁石又はヒステリシス
   材の他方を所定間隔を隔てて対向させ、上記第１回転体
   の内側円筒部外周と上記第２回転体の内側円筒部内周と
   の間に第１及び第２回転体の摺動部を設けたトルクリミ
   ッタ。
4. 【請求項４】 上記第１回転体の内側円筒部内周に駆動
   シャフトが嵌合され、上記第２回転体が上記駆動シャフ
   トに摺動部を介して回転自在に支承されている請求項３
   記載のトルクリミッタ。
5. 【請求項５】 上記第１回転体に固着され、上記永久磁
   石と上記ヒステリシス材の間隙を覆うように設けられた
   カバーを備えたことを特徴とする請求項１から請求項４
   のいずれか１項に記載のトルクリミッタ。
6. 【請求項６】 上記第２回転体に固着され、上記永久磁
   石と上記ヒステリシス材の間隙を覆うように設けられた
   カバーを備えたことを特徴とする請求項１から請求項４
   のいずれか１項に記載のトルクリミッタ。
7. 【請求項７】 上記第１回転体、上記第２回転体の少な
   くとも一方の回転体は合成樹脂で形成され、永久磁石ま
   たはヒステリシス材とインサート成形にて一体的に構成
   したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか
   １項に記載のトルクリミッタ。
8. 【請求項８】 上記第１回転体又は上記第２回転体は含
   油プラスチックにより形成されることを特徴とする請求
   項１から請求項７のいずれか１項に記載のトルクリミッ
   タ。
9. 【請求項９】 上記永久磁石が設けられる第１回転体又
   は第２回転体を、永久磁石材により一体的に形成したこ
   とを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に
   記載のトルクリミッタ。
10. 【請求項１０】 永久磁石を固着した第１回転体と、上
    記永久磁石と所定の間隙を隔てて対向するように設けら
    れたヒステリシス材と、上記ヒステリシス材を固着し上
    記第１回転体と摺動回転可能に設けられた第２回転体を
    備えたものにおいて、上記ヒステリシス材の外周部を外
    部に露出したことを特徴とするトルクリミッタ。
11. 【請求項１１】 外側円筒部と内側円筒部を有する第１
    回転体と、内側円筒部を有する第２回転体と、上記第１
    回転体の外側円筒部外周に設けられた永久磁石と、上記
    永久磁石と所定間隔を隔てて対向するように上記第２回
    転体の外周部に取り付けられたヒステリシス材と、上記
    第１回転体の内側円筒部外周と上記第２回転体の内側円
    筒部内周との間に第１及び第２回転体の摺動部を設け、
    上記ヒステリシス材の外周部を外部に露出したことを特
    徴とするトルクリミッタ。
12. 【請求項１２】 上記永久磁石又はヒステリシス材と、
    上記第１回転体又は第２回転体とに、それぞれに凹部又
    は凸部を設け、この凹部又は凸部を互いに嵌合して固着
    したことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれ
    か１項に記載のトルクリミッタ。
13. 【請求項１３】 上記第１回転体又は上記ヒステリシス
    材に固着され、上記永久磁石と上記ヒステリシス材の間
    隙を覆うように設けられたカバーを備えたことを特徴と
    する請求項１０又は請求項１２記載のトルクリミッタ。
14. 【請求項１４】 上記第１回転体、上記第２回転体の少
    なくとも一方の回転体は合成樹脂で形成され、永久磁石
    またはヒステリシス材とインサート成形にて一体的に構
    成したことを特徴とする請求項１０から請求項１３のい
    ずれか１項に記載のトルクリミッタ。
15. 【請求項１５】 上記第１回転体又は上記第２回転体は
    含油プラスチックにより形成されることを特徴とする請
    求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載のトルク
    リミッタ。
16. 【請求項１６】 上記永久磁石が設けられる第１回転体
    を、永久磁石材により一体的に形成したことを特徴とす
    る請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載のト
    ルクリミッタ。
17. 【請求項１７】 永久磁石又はヒステリシス材の一方を
    設けた第１回転体と、上記永久磁石又はヒステリシス材
    の一方と所定の間隙を隔てて対向するように設けられた
    上記永久磁石又はヒステリシス材の他方と、上記永久磁
    石又はヒステリシス材の他方を設けて上記第１回転体と
    摺動回転可能に設けられた第２回転体を備えたものにお
    いて、上記永久磁石を設けた側の上記第１又は第２回転
    体を永久磁石材で一体的に形成したことを特徴とするト
    ルクリミッタ。
18. 【請求項１８】 上記永久磁石材は、プラスチック磁石
    である請求項１７記載のトルクリミッタ。
19. 【請求項１９】 上記ヒステリシス材を設けた側の第１
    又は第２回転体は、含油プラスチックにより形成された
    請求項１７又は請求項１８記載のトルクリミッタ。