(57)【要約】  【課題】コスト高にならず、しかも、破片、削り粉等が発生しない回転体と永久磁石との結合を可能とする。  【解決手段】外側回転体４に内側回転体１２を回転自在に組み込むとともに、外側回転体４と内側回転体１２とのいずれか一方の回転体１２に永久磁石１８を組み込み、いずれか他方の回転体４には永久磁石１８に対向する半硬質磁性体８を組み込んでトルクリミッター２を構成する。回転体１２に永久磁石１８を組み込む手段は、回転体１２と永久磁石１８との間に弾性材料２２を介在せしめ、該弾性材料２２によって両者を少なくとも径方向に押圧する構成とし、弾性材料２２の弾力により永久磁石１８を回転体１２に固定する。【選択図】図１
2006250283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側回転体に内側回転体を相対回転自在に組み込むとともに、上記外側回転体と内側回転体とのいずれか一方の回転体に永久磁石を組み込み、いずれか他方の回転体には上記永久磁石に対向する半硬質磁性体を組み込んだトルクリミッターにおいて、上記回転体に永久磁石を組み込む手段は、上記回転体と上記永久磁石との間に弾性材料を介在せしめ、該弾性材料によって両者を少なくとも径方向に押圧する構成であることを特徴とするトルクリミッター。
【請求項２】
上記弾性材料は、上記回転体の周面全周にわたって配置された環状部材であることを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッター。
【請求項３】
外側回転体に内側回転体を相対回転自在に組み込むとともに、上記外側回転体と内側回転体とのいずれか一方の回転体に永久磁石を組み込み、いずれか他方の回転体には上記永久磁石に対向する半硬質磁性体を組み込んだトルクリミッターにおいて、上記回転体に永久磁石を組み込む手段は、上記回転体と上記永久磁石との間に弾性材料を介在せしめ、該弾性材料によって両者を少なくとも径方向に押圧する押圧手段と、上記回転体と上記永久磁石とのいずれか一方側に回転方向の第１の突き当て面形成し、他方側に上記第１の突き当て面に対して回転方向に対向する第２の突き当て面を形成し、上記第１の突き当て面と第２の突き当て面とが当接することによって上記回転体と上記永久磁石の回転方向の相対移動を規制する回転方向移動制限手段と、上記回転体と上記永久磁石との軸方向の相対移動を規制する軸方向移動規制手段とからなることを特徴とするトルクリミッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力を利用したトルクリミッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁力を利用したトルクリミッターとして、回転部材に永久磁石を接着により固定したものが従来知られている（例えば特許文献１，２参照）。また、樹脂製回転体あるいは永久磁石のいずれか一方に複数の凸部を設け、永久磁石と樹脂製回転体とを嵌め合わせたときに、上記凸部の先端が樹脂製回転体あるいは永久磁石のいずれか一方に圧力接触する構成にしたものが従来知られている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−７９１９号公報
【特許文献２】特開平６−２２１３４１号公報
【特許文献３】特開２００４−３０８７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
回転部材に永久磁石を固定するには、圧入によって固定するのが最も簡単であり、製造工程も少なく、低コストで製作が可能である。しかしながら、磁力の強い永久磁石は一般的に弾力性の極めて少ない材料によって成形されているものである。従って、回転部材に永久磁石を圧入して両者を固定しようとすると、永久磁石にかかる圧力が大きくなりすぎるため、永久磁石が割れてしまうことになり、現実的には回転部材と永久磁石とを圧入によって固定する方法は採用することが出来ない。
特許文献１，２に示される従来技術では、回転部材に永久磁石を接着によって固定している。しかしながら、この方法では、回転部材と永久磁石との間の高い嵌めあい精度が要求され、しかも高精度を要求されるため、コスト高は免れない。しかも、製造工程においても、高い嵌め合い精度を持って製造された回転部材と永久磁石との間に接着剤をまんべんなく介在せしめることは容易ではなく、これもコスト高の大きな要素となっていた。また、接着剤を介在せしめた後においても、完全に接着されるまで一定時間放置しておく必要があり、これもコスト高の大きな要素となっていた。
これを解決するために、本件出願人によって特許文献３に示される従来技術が提案された。この従来技術は、永久磁石を取り付ける軸部材を樹脂製とし、この軸部材と永久磁石とのいずれか一方に突起を形成し、永久磁石に突起を形成した場合には、軸部材と永久磁石との嵌合によって、この突起で他方の樹脂製軸部材を削り取ることで両者を固定し、樹脂製の回転部材に突起を形成した場合には、軸部材と永久磁石との嵌合によって、この突起の先端部分が削り取られることで両者を固定する構成となっている。このような構成をとることによって、接着による方法を取らずに軸部材に永久磁石を組み込むことが可能となり、上述した接着による方法の欠点を解決している。
しかしながら、この従来技術では、次のような欠点があることがわかった。即ち、上記のように軸部材の一部を削り取ることによって、その削り取られた破片・削り粉がケース内部に残留し、回転軸受部分に付着し、そのために回転摩擦抵抗が増加・変動し、その結果トルクリミッターとしての伝達トルクが変動することになる。
本発明の目的は、従来技術の上記欠点を解消し、コスト高となる接着による方法を採らずしかも破片・削り粉等が発生しない軸部材と永久鉱石との結合を可能としたトルクリミッターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため本発明は、外側回転体に内側回転体を相対回転自在に組み込むとともに、上記外側回転体と内側回転体とのいずれか一方の回転体に永久磁石を組み込み、いずれか他方の回転体には上記永久磁石に対向する半硬質磁性体を組み込んだトルクリミッターにおいて、上記回転体に永久磁石を組み込む手段は、上記回転体と上記永久磁石との間に弾性材料を介在せしめ、該弾性材料によって両者を少なくとも径方向に押圧する構成としたものである。
また本発明は、上記弾性材料を、上記回転体の周面全周にわたって配置された環状部材としたものである。
また本発明は、外側回転体に内側回転体を相対回転自在に組み込むとともに、上記外側回転体と内側回転体とのいずれか一方の回転体に永久磁石を組み込み、いずれか他方の回転体には上記永久磁石に対向する半硬質磁性体を組み込んだトルクリミッターにおいて、上記回転体に永久磁石を組み込む手段は、上記回転体と上記永久磁石との間に弾性材料を介在せしめ、該弾性材料によって両者を少なくとも径方向に押圧する押圧手段と、上記回転体と上記永久磁石とのいずれか一方側に回転方向の第１の突き当て面形成し、他方側に上記第１の突き当て面に対して回転方向に対向する第２の突き当て面を形成し、上記第１の突き当て面と第２の突き当て面とが当接することによって上記回転体と上記永久磁石の回転方向の相対移動を規制する回転方向移動制限手段と、上記回転体と上記永久磁石との軸方向の相対移動を規制する軸方向移動規制手段とからなるものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、コスト高にならず、しかも破片、削り粉等が発生しない回転体と永久磁石との結合が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１において、４はトルクリミッター２の外側回転体（ハウジング）であり、これの内径部にキャップ６と、半硬質磁性体（ヒステリシスリング）８が固定されている。
【０００７】
前記キャップ６には、軸方向の全長にわたって伸びる複数の溝１０が形成されている。本件発明の対象となっている永久磁石と半硬質磁性体とによるトルクリミッターにおいては、対向配置された永久磁石が半硬質磁性体を磁化し、その磁気ヒステリシスループの面積に比例する回転力を伝達する（ヒステリシストルク）。そして最大伝達トルクを超えたときには、永久磁石と半硬質磁性体とが一定のトルクを維持した状態で相対回転し、そのときに半硬質磁性体が発熱し、外側回転体４（ハウジング）内の温度が上昇する。この温度上昇が、永久磁石のもつ温度係数分だけ永久磁石を減磁させ、その結果、トルクリミッターの伝達トルクが低下してしまうことになる。上記キャップ６に形成された溝１０は、外側回転体４の内周面とキャップ６との間に形成されており、外側回転体４内の熱を外部に放出するための空気抜き穴１０として機能し、外側回転体４内の温度上昇による磁力低下を抑制している。
【０００８】
１２は、内側回転体（スリーブ）であり、両端部の近傍が軸受け１４，１６によって前記外側回転体４の内径部に回転自在に支持されている。前記内側回転体１２の外周面に管状の永久磁石１８が嵌挿され、該永久磁石１８の外周面は、所定の隙間を存して前記半硬質磁性体８の内周面と対向している。
【０００９】
前記永久磁石１８の一端面には、図７に示すように、凹部２６が形成され、この凹部２６に対応して、内側回転体１２のつば部１２ａには凸部２８が形成されている。上記凹部２６と凸部２８は、回転方向と軸方向に係合する突き当て面２６，２８を構成している。前記突き当て面２６，２８は、互いに嵌合し、これによって、前記内側回転体１２と永久磁石１８との回転方向の相対移動を規制する回転方向移動制限手段を構成している。
【００１０】
この回転方向移動制限手段は、正逆２方向の回転方向の移動を制限するが、外側回転体４と内側回転体１２との相対回転方向が一方向のみであるものにおいては、その相対回転方向１方向のみの回転を制限する構成であっても良い。前記内側回転体１２には、リテーナ２０が固定され、該リテーナ２０の外周面にＯリングからなる弾性材料２２が嵌挿されている。
【００１１】
前記弾性材料２２は、リテーナ２０のつば部２０ａに係止され、前記永久磁石１８の端部とリテーナ２０に圧接している。前記弾性材料２２の弾力により前記永久磁石１８と内側回転体１２は、軸方向と径方向即ち軸方向に対して垂直な方向に押圧され、この押圧力により、永久磁石１８は、ガタのない状態で、弾性材料２２を介して内側回転体１２に固定されている。ここに、弾性材料２２は、内側回転体１２と永久磁石１８との両者を径方向に押圧する押圧手段を構成する。
【００１２】
前記弾性材料２２による、軸方向の押圧力により、永久磁石１８の端面に形成された突き当て面２６は、内側回転体１２のつば部１２ａの突き当て面２８に当接し、永久磁石１８の内側回転体１２に対する軸方向の移動が係止される。本実施形態において、突き当て面２６，２８と、該突き当て面２６，２８同士が当接するように永久磁石１８をリテーナ２０を支点として軸方向に付勢する弾性材料２２は、内側回転体１２と永久磁石１８との軸方向の相対移動を規制する軸方向移動制限手段を構成している。
【００１３】
上記のように構成したトルクリミッター２は、永久磁石１８と半硬質磁性体８との間に生じるヒステリシストルクにより、内側回転体１２と外側回転体４との相対回転が規制されているが、内側回転体１２若しくは外側回転体４に入力される回転トルクが、ヒステリシストルクによって規制されたトルク以上になると、内側回転体１２と外側回転体４とが相対回転する。
【００１４】
つまり、入力される回転トルクが小さければ、内側回転体１２若しくは外側回転体４の回転を、外側回転体４もしくは内側回転体１２に伝達するが、入力される回転トルクが所定の大きさを超えると、内側回転体１２と外側回転体４とが相対回転し、過大な負荷が外側回転体４若しくは内側回転体１２に作用しないようにしている。
【００１５】
上記第１の実施形態では、永久磁石１８の一端側にのみ弾性材料２２を配置したが、図８に示すように、永久磁石１８の両端にＯリングからなる弾性材料２４，２２を配置し、弾性材料２４を内側回転体１２のつば部１２ｂで係止するとともに、弾性材料２２をリテーナ２０で係止し、永久磁石１８の両端を弾性材料２４，２２によって弾発し、永久磁石１８と内側回転体１２とを径方向及び軸方向に押圧する構成としても良い。この場合、弾性材料２４，２２は、内側回転体１２と永久磁石１８との両者を径方向に押圧する押圧手段であると同時に、両者の軸方向の相対移動を規制する軸方向移動制限手段である。
【００１６】
また、上記実施形態ではいずれも、永久磁石１８と内側回転体１２とを、弾性材料２２，２４により、径方向と軸方向の両方に押圧しているが、図９に示すように、リテーナ２０のつば部２０ａと内側回転体１２の端面１２ｃ間に係止した弾性材料２２を、リテーナ２０を支点として永久磁石１８の内周面に、これに対して垂直に圧接し、永久磁石１８と内側回転体１２とを、弾性材料２２の弾力によって、径方向のみに押圧するようにしても良い。この場合、弾性材料２２は、内側回転体１２と永久磁石１８との両者を径方向に押圧する押圧手段を構成する。
【００１７】
図９中、リテーナ２０のつば部２０ａは、永久磁石１８の端面と当接し、永久磁石１８が内側回転体１２に対して軸方向にずれないように永久磁石１８を係止している。本実施形態において、リテーナ２０のつば部２０ａと内側回転体１２のつば部１２ａの突き当て面２８と永久磁石１８に設けられた突き当て面２６とは、内側回転体と永久磁石との軸方向の相対移動を規制する軸方向移動制限手段を構成している。
【００１８】
また図１０に示すように、弾性材料２２を、内側回転体１２の段部１２ｅの外周面と永久磁石１８の内周面との間に圧縮配置し、永久磁石１８と内側回転体１２とを径方向に押圧する構成としても良い。図１０において、弾性材料２２は、内側回転体１２の段部１２ｅの壁面１２ｄとリテーナ２０のつば部２０ｂとの間で係止され、且つ、リテーナ２０のつば部２０ｂは、永久磁石１８の端面に当接してこれを内側回転体１２に対して軸方向にずれないように係止している。
【００１９】
上記実施形態はいずれも、弾性材料としてＯリングを用いているが、本発明の実施に際しては特にＯリングに限定されるものではなく、図１１及び図１２に示すように、内側回転体１２の外周面に、その軸方向に沿って複数の条溝３０を設け、各条溝３０に棒状の弾性材料３２を配置し、該弾性材料３２を永久磁石１８の内周面に圧接するようにしても良い。
【００２０】
図１１に示す実施形態の他の構成は、図１に示す実施形態と略同一である。また、本発明は、外側回転体に半硬質磁性体を組み込み、内側回転体に永久磁石を組み込んだ構成に特に限定されるものではなく、その逆、即ち、外側回転体に永久磁石を組み込み、内側回転体に半硬質磁性体を組み込んだ構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかるトルクリミッターの断面図である。
【図２】トルクリミッターの右側面である。
【図３】トルクリミッターの左側面である。
【図４】トルクリミッターの要部の拡大断面図である。
【図５】内側回転体の正面図である。
【図６】内側回転体の右側面である。
【図７】永久磁石の左側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示すトルクリミッターの要部の拡大断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示すトルクリミッターの要部の拡大断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示すトルクリミッターの要部の拡大断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示すトルクリミッターの断面図である。
【図１２】トルクリミッターの外側回転体を省略したＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
２      トルクリミッター
４      外側回転体
６      キャップ
８      半硬質磁性体
１０    空気穴
１２    内側回転体
１４    軸受け
１６    軸受け
１８    永久磁石
２０    リテーナ
２２    弾性材料
２４    弾性材料
２６    突き当て面
２８    突き当て面
３０    条溝
３２    弾性材料
【図１】
2006250283.tif 000003
【図２】
2006250283.tif 000004
【図３】
2006250283.tif 000005
【図４】
2006250283.tif 000006
【図５】
2006250283.tif 000007
【図６】
2006250283.tif 000008
【図７】
2006250283.tif 000009
【図８】
2006250283.tif 000010
【図９】
2006250283.tif 000011
【図１０】
2006250283.tif 000012
【図１１】
2006250283.tif 000013
【図１２】
2006250283.tif 000014