(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定され一体に回転する筒状軸、この筒状軸に取り付けられた磁石とこの磁石の両磁極に設けられた磁極片とからなる界磁装置、この界磁装置と同心状に設けられ、円筒状の磁性体により形成されると共に径方向に貫通孔を有する結合回転子、この結合回転子と前記界磁装置との間の空隙に充填された磁性粒子、前記筒状軸に回転自在に取り付けられ、前記結合回転子を両側から支持する第一ブラケットと第二ブラケットを備え、前記第一ブラケットと前記第二ブラケットとの内、一方のブラケットは前記結合回転子の一方の端部に少なくとも回転方向に係合固定され、他方のブラケットは前記結合回転子の外周を覆う筒状部と、この筒状部の先端に前記一方のブラケットの外側端面と係合する係合部とを有すると共に、前記結合回転子に設けられた貫通孔が磁性粒子の注入孔であることを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項２】
貫通孔が界磁装置の両磁極片と対向する部分を避けて設けられたことを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達装置。
【請求項３】
貫通孔が両磁極片と対向する部分から軸方向の外側に外れた位置の二個所に設けられたことを特徴とする請求項２に記載のトルク伝達装置。
【請求項４】
貫通孔が両磁極片の中間部と対向する部分に一個設けられたことを特徴とする請求項２に記載のトルク伝達装置。
【請求項５】
組立状態においては貫通孔がブラケットの筒状部により閉塞されるように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のトルク伝達装置。
【請求項６】
結合回転子の外周に軸方向に延長された突起が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁性粒子を磁化することによりトルクを伝達すると共に、伝達トルクを磁性粒子の磁化力に伴う結合力により制限するように構成されたトルク伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３、および、図４は、従来の磁性粒子を使用したトルク伝達装置の構成を示す部分断面図である。図３は、例えば実公平６ー４３５４５号公報に開示されたトルク伝達装置であり、図において、１は複写機など事務機器の回転軸、２は回転軸１の外周にピン３により固定されたトルク伝達装置の筒状軸、４は筒状軸２の外周に取り付けられたリング状の磁石で、磁石４の両磁極面には磁性体よりなる磁極片５と６とが取り付けられ、これらの磁石４と磁極片５と６とで界磁装置を構成している。７と８とは筒状軸２の外周に回動自在に取り付けられた第一ブラケットと第二ブラケット、９は磁性体よりなる円筒形の結合回転子であり、結合回転子９の軸方向両端部には円周方向に複数個の係合孔９ａが設けられ、この係合孔９ａにはブラケット７のアーム７ａとブラケット８のアーム８ａとが係合して結合回転子９のトルクが両ブラケット７と８とに伝達されると共に、両ブラケット７と８とが結合回転子９を磁石４と磁極片５と６とに対して同心状に保持している。
【０００３】
また、磁極片５および６と結合回転子９との間に形成された空隙には磁性粒子１０が充填されており、磁性粒子１０が磁石４の磁化力で磁化されることにより、磁極片５および６と結合回転子９とが結合してトルクを伝達するように構成されている。１１は回転軸１上に回転自在に取り付けられ、止め輪１２と第二ブラケット８の係合部８ｂとの間にて軸方向に位置が規制されたゴムローラで、ゴムローラ１１の凸部１１ａには第二ブラケット８の係合部８ｂが係合して両者は一体として回転するように構成されている。
【０００４】
このように構成された従来のトルク伝達装置において、磁石４の起磁力による磁束は図のΦに示すように両磁極片５および６と結合回転子９と両者間に介在する空隙とで構成される磁路を通り、空隙に充填された磁性粒子１０を磁化して両磁極片５および６を結合回転子９に一定の結合力で結合する。回転軸１が回転すると、この回転力は筒状軸２と、両磁極片５および６と、結合回転子９と、第二ブラケット８とを介してゴムローラ１１に伝達され、ゴムローラ１１の負荷トルクが所定値以上となれば両磁極片５および６と結合回転子９との間がスリップして回転軸１からゴムローラ１１に伝達されるトルクは一定値に制限される。この伝達トルクの値は空隙に働く磁化力や磁性粒子の密度などに依存する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような構成と動作とを持つ従来のトルク伝達装置において、ゴムローラ１１に加わる負荷トルクが増大し、両磁極片５および６と結合回転子９との間がスリップ状態にあるとき、両者間の回転数差が熱となって結合回転子９は加熱され、図３の従来例では結合回転子９の外面が露出しているため、結合回転子９の温度上昇は操作者に対して危険な状態となる。また、この発熱は磁性粒子１０の酸化を促進して酸化鉄粉を生成するが、この酸化鉄粉が結合回転子９の係合孔９ａから漏出し、例えばトルク伝達装置を複写機の紙送りなどに使用する場合などにおいては紙を汚損することがあった。
【０００６】
また、図３の構成を持つトルク伝達装置では、組立時に結合回転子９の両端部に複数個づつ設けられた係合孔９ａにブラケット７のアーム７ａとブラケット８のアーム８ａとを係合する必要があり、非常に煩雑な作業を要求されることになる。さらに、この構成では磁極片５および６と結合回転子９との間に形成された空隙に磁性粒子１０を充填するとき、いずれか一方のブラケットに結合回転子９の一方の端面を係合して支持させ、結合回転子９の他方の開口側から磁性粒子１０を充填することになるが、充填側のブラケットが外されているために結合回転子９と磁極片５および６との同心度が得られず、このために磁性粒子１０の充填が不均等となり、また、磁石４の磁化力によって充填側の磁極片と結合回転子９との間に磁性粒子１０が多量に吸着され、反対側の磁極片には磁性粒子１０の充填が不充分となって組立時に伝達トルクを管理することが困難となり、また、実用上においてもトルク変動が発生して充分な機能が果たせないという問題を有するものであった。
【０００７】
このような課題に対しては、従来、図４に示すように、結合回転子９の外周にシート状のネームプレート１３を貼り付けるような対策がなされたが、熱による危険対策にはなり得ず、また、径年劣化によりネームプレート１３に剥がれが発生して酸化鉄粉が漏出することがあり、このネームプレート１３の剥がれは複写機の紙送りを阻害するという逆効果を及ぼすものであった。また、特開平４ー２８２０３０号公報には、結合回転子９を一方のブラケットにインサート成形して結合回転子９の外周に樹脂層を設けることが開示されているが、この手段では熱による危険対策などには有効であるが、磁性粒子１０の充填不均等によるトルク管理の困難さなど、他の問題点の対策にはなり得ないものであった。
【０００８】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、結合回転子の外周の温度上昇による危険状態と酸化鉄粉の流出とが回避でき、伝達トルクの管理が容易で磁性粒子の充填を含めた組立性の良好なトルク伝達装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わるトルク伝達装置は、回転軸に固定され一体に回転する筒状軸、この筒状軸に取り付けられた磁石とこの磁石の両磁極に設けられた磁極片とからなる界磁装置、この界磁装置と同心状に設けられ、円筒状の磁性体により形成されると共に径方向に貫通孔を有する結合回転子、この結合回転子と前記界磁装置との間の空隙に充填された磁性粒子、筒状軸に回転自在に取り付けられ、結合回転子を両側から支持する第一ブラケットと第二ブラケットを備え、第一ブラケットと第二ブラケットとの内、一方のブラケットは結合回転子の一方の端部に少なくとも回転方向に係合固定され、他方のブラケットは結合回転子の外周を覆う筒状部と、この筒状部の先端に前記一方のブラケットの外側端面と係合する係合部とを有すると共に、前記結合回転子に設けられた貫通孔が磁性粒子の注入孔であるように構成したものである。
【００１０】
さらに、貫通孔が界磁装置の両磁極片と対向する部分を避けて設けられるようにしたものである。
さらにまた、貫通孔が両磁極片と対向する部分から軸方向の外側に外れた位置の二個所に設けられるようにしたものである。
【００１１】
また、組立状態においては貫通孔がブラケットの筒状部により閉塞されるように構成したものである。
さらに、結合回転子の外周に軸方向に延長される突起が設けられるようにしたものである。
【００１２】
【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のトルク伝達装置の構成を示す部分断面図、図２は、この発明の実施の形態１のトルク伝達装置の組立手順を説明する部分断面図であり、図中上記の従来例と同一部分には同一符号が付与されている。図において、１は複写機など事務機器の回転軸、２は回転軸１の外周にピン３により固定され、回転軸１とは一体に回転するトルク伝達装置の筒状軸、４は筒状軸２の外周に取り付けられたリング状の磁石で、磁石４の両磁極面には磁性体よりなる磁極片５および６が取り付けられ、これらの磁石４と磁極片５と６とで界磁装置を構成している。
【００１３】
１４は磁性体よりなる円筒状の結合回転子、１５は筒状軸２に回転方向と軸方向とに移動自在に装着された第一ブラケット、１６は筒状軸２に回転自在に装着された第二ブラケットで、結合回転子１４は両端を第一ブラケット１５と第二ブラケット１６とに支承されて磁極片５および６とは所定の空隙を介して同心状に配設され、磁極片５および６と対向する部分から軸方向の外側に外れた位置の二個所に貫通孔１４ａを有すると共に、第二ブラケット１６側の端面には複数の係合凹部１４ｂを有して第二ブラケット１６の複数の係合突起１６ａと係合し、結合回転子１４と第二ブラケット１６とが回転方向に結合されている。第一ブラケット１５には結合回転子１４の外周側を覆う筒状部１５ａとその先端部にスナップ状の係合部１５ｂとが設けられ、係合部１５ｂが第二ブラケット１６の外側端面と係合することにより、第二ブラケット１６とは軸方向に固定されると共に、結合回転子１４を第二ブラケット１６との間に保持するように構成されている。１４ｃは結合回転子１４の外周に軸方向に設けられた突起であり、第一ブラケット１５の筒状部１５ａの内径に圧接して両者間を回転方向に固定している。
【００１４】
また、磁極片５および６と結合回転子１４との間に形成された空隙には磁性粒子１０が充填されており、磁性粒子１０が磁石４に磁化されることにより、磁極片５および６と結合回転子１４とが結合してトルクを伝達するように構成されている。１１は回転軸１上に回転自在に取り付けられ、止め輪１２と第二ブラケット１６の係合部１６ｂとの間にて軸方向に位置が規制されたゴムローラで、ゴムローラ１１の凸部１１ａには第二ブラケット１６の係合部１６ｂが係合して両者は一体として回転するように構成され、第二ブラケット１６は筒状軸２の大径部２ａとゴムローラ１１とにより軸方向位置が規制されている。
【００１５】
このように構成されたこの発明の実施の形態１のトルク制限装置においては上記の従来例と同様に、磁石４の起磁力による磁束が図のΦに示すように両磁極片５および６と結合回転子１４と両者間に介在する空隙とで形成される磁気回路を通り、空隙に介在する磁性粒子１０を磁化して両磁極片５および６を結合回転子１４に一定の結合力で結合する。この結合力は空隙に働く磁化力や磁性粒子１０の密度などに依存し、回転軸１の回転トルクは筒状軸２と、両磁極片５および６と、結合回転子１４と、第二ブラケット１６とを介してゴムローラ１１に伝達される。ゴムローラ１１の負荷トルクが所定値以上になれば両磁極片５および６と結合回転子１４とがスリップし、回転軸１からゴムローラ１１に対する伝達トルクは一定の制限値に保たれる。
【００１６】
以上のような構成と動作内容とを持つこの発明の実施の形態１のトルク伝達装置において、その組立手順を示すのが図２である。図２において、１７は組立治具として使用される回転軸（以下単に治具と称す）であり、治具１７に第二ブラケット１６と、磁石４と両磁極片５と６とを組み付けた筒状軸２とを組み付け、結合回転子１４を係合凹部１４ｂと係合突起１６ａとを係合させて第二ブラケット１６に取り付けた後、図２に示すように第一ブラケット１５を筒状軸２に組み付けて筒状部１５ａの先端が結合回転子１４の端部を支えるようにし、治具ピン１８により仮固定する。その後、結合回転子１４を固定状態にし、治具１７を回転させながら結合回転子１４の貫通孔１４ａから両磁極片５および６と結合回転子１４との間の空隙に磁性粒子１０を注入する。治具１７の回転トルクが規定値になれば磁性粒子１０の注入を完了し、第一ブラケット１５を図１の状態に完全に組み付け、スナップ状の係合部１５ｂを第二ブラケット１６の外側端面に係合させて治具ピン１８を除去し、治具１７を取り外す。
【００１７】
このような手順で組み立てることにより、磁性粒子１０の注入時における結合回転子１４は両ブラケット１５と１６とで両端が支えられて磁極片５および６との空隙が均等になり、この均等な空隙に結合回転子１４に設けられた二個の貫通孔１４ａから治具１７を回転させながら磁性粒子１０が注入されるので、磁性粒子１０は空隙内に均等に充填され、同時に、トルクを測定しながら注入されるので、正確でトルク変動のない伝達トルクが容易に得られ、伝達トルクの作り込み管理を極めて容易なものとすることができる。また、最終的には結合回転子１４の外周を第一ブラケット１５の筒状部１５ａが覆うようになるので、結合回転子１４の温度上昇は外部と遮断され、磁性粒子１０の注入に使用された貫通孔１４ａは閉塞されて酸化鉄粉の漏出は防止される。
【００１８】
さらに、磁性粒子１０の注入に用いられる貫通孔１４ａは、磁極片５および６と対向する部分から軸方向の外側に外れた位置に設けられるので伝達トルクに影響を及ぼすことがなく、結合回転子１４と両ブラケット１５および１６との組み付けは、係合凹部１４ｂと係合突起１６ａとの係合と、スナップ状の係合部１５ｂと第二ブラケット１６の外側端面との係合とで行われるので、上記の磁性粒子１０の注入作業と共に、極めて容易な作業で組立ができ、第一ブラケット１５は結合回転子１４の外周に設けられた突起１４ｃとの圧接による食い込みで回転方向に固定されるので、面倒な回転方向の位置決めも不要となる。
【００１９】
なお、上記の説明では結合回転子１４の貫通孔１４ａを二個所として説明したが、伝達トルクに余裕がある場合など、磁石４と対向する部分、すなわち、両磁極片５と６との中間部の結合回転子１４に一個の貫通孔１４ａを設けても同等の効果が得られ、貫通孔の個数は限定されるものではない。また、図１、および、図２の説明では結合回転子１４と第二ブラケット１６とを係合凹部１４ｂと係合突起１６ａとで係合させるようにしたが、この係合はトルク伝達のために少なくとも回転方向に固定されておれば良く、例えば圧入など他の係合手段によることもできる。さらに、第１ブラケッ１５に結合回転子１４の外径部を覆う筒状部１５ａを設けるようにしたが、結合回転子１４を第一ブラケット１５に上記の手段で係合せしめ、第二ブラケット１６に結合回転子１４の外周側を覆う筒状部とその先端部にスナップ状の係合部とを設けることもできる。このように構成した場合においても、同等の効果を得ることができるものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上に述べたように、この発明のトルク伝達装置によれば、磁石や磁極片と共にトルクを伝達する結合回転子を第一ブラケットと第二ブラケットとで保持固定し、この三者を一体化する手法として、一方のブラケットを結合回転子に結合させ、他方のブラケットに結合回転子の外周を覆う筒状部とその先端にスナップ状の係合部とを設け、この係合部を一方のブラケットの外側端面と係合して固定すると共に、組立途中において一方のブラケットと結合回転子の一端とを結合した状態で他方のブラケットの筒状部で結合回転子の他端側を支持し、磁石と磁極片とを回転させながら結合回転子の外周側から磁性粒子を充填できるように構成したので、磁性粒子の充填が均等となって伝達トルクの管理が正確で容易となると共に、組立性が良好となり、さらに、結合回転子の発熱を遮断して操作者に危険を及ぼすことがなく、酸化鉄粉の漏出が防止されて汚損することがないなど、優れたトルク伝達装置を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１のトルク伝達装置の構成を示す部分断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１のトルク伝達装置の組立手順を説明する部分断面図である。
【図３】  従来のトルク伝達装置の構成を示す部分断面図である。
【図４】  従来の他のトルク伝達装置の構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  回転軸、２  筒状軸、２ａ  大径部、４  磁石、５、６  磁極片、
１０  磁性粒子、１１  ゴムローラ、１２  止め輪、１４  結合回転子、
１４ａ  貫通孔、１４ｂ  係合凹部、１４ｃ  突起
１５  第一ブラケット、１５ａ  筒状部、１５ｂ  係合部、
１６  第二ブラケット、１６ａ  係合突起、１６ｂ  係合部、１７  治具、
１８  治具ピン。
【図１】
0003657482.tif 000002
【図２】
0003657482.tif 000003
【図３】
0003657482.tif 000004
【図４】
0003657482.tif 000005