(57)【要約】 【課題】  製造コストを安くすることができ、しかも、耐強度と精度を向上させたトルクリミッターを提供する。【解決手段】  本発明の目的は、内周面に半硬質磁体１３を備えた外側回転体１０と、外周面にリング状の第一の溝５５を有し外側回転体１０に組み込まれる内側回転体１１と、端縁に凹部７０を有し内側回転体１０の外周面に設けられる永久磁石１２と、第一の溝５５内に係合して固定される腕部と凹部７０に係合する凸部６２とを備えた規制部材１４とを有する、トルクリミッターにより、達成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に半硬質磁性体を備えた外側回転体と、
外周面にリング状の溝を有し前記外側回転体に組み込まれる内側回転体と、
端縁に凹部を有し前記内側回転体の外周面に設けられる永久磁石と、
前記溝内に係合して固定される腕部と前記凹部に係合する凸部とを備えた規制部材と、
を有することを特徴とする、トルクリミッター。
【請求項２】
前記規制部材は、金属製の板バネを成形してなり、
前記凸部は前記板バネが中央において曲げられ前記内側回転体の直径方向外側に突出してなり、
前記腕部は、前記板バネが前記凸部の両側において前記内側回転体の円周に沿って曲げられ前記溝に嵌入する腕部と、前記腕部の端部において前記内側回転体の直径方向内側に曲げられた爪部とを備え、
前記内側回転体は、前記溝内に係合穴を有し、前記係合穴に前記爪部が係合する、請求項１に記載のトルクリミッター。
【請求項３】
前記内側回転体は、外周面にリング状の第二の溝を有し、前記第二の溝にリング状の弾性部材が嵌め込まれた、請求項１または２に記載のトルクリミッター。
【請求項４】
前記規制部材が一対であり、前記一対の規制部材は互いに内側回転体の軸を介して鏡面対称に備えられた、請求項１〜３のいずれかに記載のトルクリミッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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、例えば図１３に示したものが従来から知られている。
このトルクリミッター１００は、内側回転体１１ａの外周に複数の規制片１０１が凸設されている。この規制片１０１と永久磁石１２ａの凹部７０ａとが係合し、永久磁石１２ａが内側回転体１１ａに対し相対的に回転することを防いでいる。
また、内側回転体１１ａの外周には軸方向に沿って凸部１０２が設けられており、永久磁石１２ａを内側回転体１１ａに挿入した際、内側回転体１１ａの凸部１０２の先端が削られ、又は塑性変形されることにより、内側回転体１１ａが永久磁石１２ａに圧力接触することで永久磁石１２ａが内側回転体に対し固定される。
以上のようなトルクリミッターは、特許文献１に記載されている。
また、接着剤により永久磁石を内側回転体に固定したトルクリミッターも従来から知られている。
すなわち、このトルクリミッターは、内側回転体１１と永久磁石１２とが、接着剤により接着されている。
このように、接着剤により永久磁石を内側回転体に固定したトルクリミッターは、特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０８７６７号公報
【特許文献２】特開平１０−３０６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来は、内側回転体に規制片及び凸部が設けられており、これにより永久磁石が内側回転体に固定されていたか（特許文献１）、もしくは、内側回転体に接着剤が塗布されていた（特許文献 ２）。
しかし、内側回転体に規制片及び凸部が設けられたトルクリミッターでは、製造工程上、規制片及び凸部が内側回転体と同一の素材にならざるを得なかった。
内側回転体はプラスチック等、成形の容易な樹脂部材が用いられるため、永久磁石に軸方向の負荷が加わると、規制片の付け根部分に応力が集中し、折れてしまうことがあった。
また、内側回転体に凸部が存在することにより、内側回転体の製造工程において内側回転体が成型された後に外周面を円筒研磨することができなかった。
さらに、内側回転体に規制片及び凸部が設けられることにより、規制片及び凸部が偏肉部位となるため、内側回転体が形成される際に歪みを引き起こす原因となり、仕上がり状態に影響を及ぼしていた。この不具合を生じたままトルクリミッターが動作すると、回転時に異音が発生したり、永久磁石を損傷させたりしていた。
【０００５】
一方、内側回転体に接着剤が塗布されたトルクリミッターでは、接着剤を塗布する工程と、接着剤を乾燥する工程とが必要であり、製造コストが高くなっていた。
また、接着剤が塗布される工程において、余剰となった接着剤が接着面外に付着するという不都合を回避するために、接着剤を溜める隙間が設けられていた。この場合、永久磁石が内側回転体に嵌め込まれた後、接着剤が前記隙間に溜まる量以下である必要があるため、接着剤の塗布量管理が必須となっていた。また、接着剤が劣化してしまうという面もあった。
この発明の目的は、上記の問題点が解決され、しかも、低コストで耐久性に優れた、トルクリミッターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、本発明の構成によれば、内周面に半硬質磁性体を備えた外側回転体と、外周面にリング状の溝を有し外側回転体に組み込まれる内側回転体と、端縁に凹部を有し内側回転体の外周面に設けられる永久磁石と、溝内に係合して固定される腕部と凹部に係合する凸部とを備えた規制部材とを有するトルクリミッターにより、達成される。
【０００７】
本発明によるトルクリミッターは、好ましくは、規制部材が金属製の板バネを成形してなり、凸部は板バネが中央において曲げられ内側回転体の直径方向外側に突出してなり、腕部は、板バネが凸部の両側において内側回転体の円周に沿って曲げられ前記溝に嵌入する腕部と、腕部の端部において内側回転体の直径方向内側に曲げられた爪部とを備え、内側回転体は、溝内に係合穴を有し、係合穴に爪部が係合する。
【０００８】
本発明によるトルクリミッターは、好ましくは、内側回転体が、外周面にリング状の第二の溝を有し、第二の溝にリング状の弾性部材が嵌め込まれる。
【０００９】
本発明によるトルクリミッターは、好ましくは、規制部材が一対であり、一対の規制部材は互いに内側回転体の軸を介して鏡面対称に備えられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるトルクリミッターは、上記構成により、規制部材が内側回転体とは別体に設けられる。そのため、規制部材に内側回転体とは異なる、強度の高い材質を用いることが可能であり、規制部材の耐久性を高めることができる。
本発明は規制部材と内側回転体とが別体であるため、従来のように内側回転体と一体となった規制片及び凸部が不要であり、内側回転体の外周が凸部を持たない形状である。そのため、内側回転体の製造工程において、成形後に内側回転体を円筒研磨することが可能であり、精度の高い内側回転体を提供することが可能である。
【００１１】
規制部材が、金属製の板バネを成形されてなり、凸部は板バネが中央において曲げられ内側回転体の直径方向外側に突出してなる場合には、凸部への回転軸方向の応力に対する破壊強度が向上する。
また、規制部材の腕部は、板バネが凸部の両側において内側回転体の円周に沿って曲げられ前記溝に嵌入する腕部と、腕部の端部において内側回転体の直径方向内側に曲げられた爪部とを備え、内側回転体は、溝内に係合穴を有し、係合穴に爪部が係合する場合には、規制部材を内側回転体に簡単に装着することができる。
【００１２】
内側回転体が、外周面にリング状の第二の溝を有し、第二の溝５０にリング状の弾性部材が嵌め込まれた場合には、規制部材と永久磁石の間の僅かな間隙が埋められ、がたつきなく内側回転体が永久磁石を保持することができる。
【００１３】
規制部材が一対であり、一対の規制部材は互いに内側回転体の軸を介して鏡面対称に備えられた場合には、それぞれの規制部材の凸部に負荷が分散されることによって規制部材の凸部の耐破壊強度が確保されつつ、がたつきなく内側回転体が回転する。  
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態のトルクリミッターを示す分解斜視図である。
【図２】図１における外側回転体の（ａ）正面図及び（ｂ）側面図である。
【図３】図１における半硬質磁性体の（ａ）正面図及び（ｂ）側面図である。
【図４】図１におけるキャップの（ａ）正面図、（ｂ）側面図及び（ｃ）背面図である。
【図５】図１における内側回転体の（ａ）側面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ａ−Ａで一部断面した平面図（ｄ）正面図、及び（ｅ）上面図である。
【図６】図１における規制部材の（ａ）平面図及び（ｂ）正面図である。
【図７】図１における永久磁石の（ａ）側面図、（ｂ）正面図、（ｃ）断面図及び（ｄ）背面図である。
【図８】図１における規制部材を、規制部材を内側回転体に組み込んだ状態における断面図である。
【図９】規制部材を組み込むための溝を１つにした第一変形例における規制部材の（ａ）正面図及び（ｂ）側面図と、内側回転体の（ｃ）組立図である。
【図１０】規制部材を組み込むための溝を２つ設け、規制部材を１つ設け、規制部材に凸形状を２つ設けた第二変形例における規制部材の（ａ）正面図及び（ｂ）側面図と、内側回転体の（ｃ）組立図である。
【図１１】規制部材を組み込むための溝を２つ設け、規制部材を１つ設け、規制部材に凸形状を１つ設けた第三変形例における規制部材の（ａ）正面図及び（ｂ）側面図と、内側回転体の（ｃ）組立図である。
【図１２】凸形状を板厚形状にした第四変形例における規制部材と内側回転体の組立図である。
【図１３】従来例のトルクリミッターを示す組立斜視図である。
【図１４】図１３における内側回転体の（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）上面図、（ｄ）一部断面図、及び（ｅ）背面図である。
【図１５】規制部材のスラスト方向の破壊強度の実験データを示した表である。
【図１６】内側回転体の外周の円筒形状精度（円筒度）を測定したデータである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明によるトルクリミッターの一実施形態の構成を示している。
図１に示すように、トルクリミッター１は、内周面に半硬質磁性体１３を備えた外側回転体１０と、外周面にリング状の第一の溝５５を有し前記外側回転体１０に組み込まれる内側回転体１１と、端縁に凹部７０を有し前記内側回転体１０の外周面に設けられる永久磁石１２と、前記第一の溝５５内に係合して固定される腕部６１と前記凹部７０に係合する凸部６２とを備えた規制部材１４とを有する。
【００１６】
内側回転体１１に加えられる回転力が一定値以下の場合は、永久磁石１２と半硬質磁性体１３と間の磁力により、外側回転体１０は内側回転体１１に連動して回転する。一方、内側回転体１１に加えられる回転力が一定値を超えると、永久磁石１２と半硬質磁性体１１とが磁力に打ち勝って相対回転し、過大な負荷が外側回転体１０または内側回転体１１に作用しない。
【００１７】
図２に示すように、外側回転体１０は非磁性体の材質で形成され、外側回転体１０の一端にはスナップフィット係着凹部２２が設けられている。
外側回転体１０の他端には、本発明外の回転部材に係止される係止部２０が備えられている。この係止部２０側の端には内側回転体１１を回転可能に内包する内周部２１が設けられている。
【００１８】
図３に示すように、半硬質磁性体１３には鉄・クロム・コバルト系の塑性加工磁石が用いられている。半硬質磁性体１３は円筒形であり、外側回転体１０に圧入され、外側回転体１０の内周面に緊合され、外側回転体１０と一体となって回転する。
【００１９】
図４に示すように、キャップ１６は非磁性体の材質で形成される。ここで、内側回転体１１に規制部材１４、Ｏリング１５、永久磁石１２を組み付けたものを、外側回転体１０に半硬質磁性体１３を圧入したものの内部へ組込む。そして、外側回転体１０のスナップフィット係着凹部２２にキャップ１６のスナップフィット係着凸部４０が係合することで、トルクリミッター１全体が一体となる。
【００２０】
図５に示すように、内側回転体１１は円筒形状である。
内側回転体１１の外周には、規制部材１４が嵌め込まれるリング状の第一の溝５５と、第一の溝５５からキャップ側と逆の側の位置にＯリング１５が組み付けられるリング状の第二の溝５０とが設けられ、第一の溝５５側の一端には、キャップ１６の内周に係止されるための凹部である係止部５１が設けられている。
第一の溝５５を含み第一の溝５５から他端よりの部位は永久磁石に挿入される部位５４であり、係止部５１を含まず係止部５１から他端よりの部位は外側回転体１０の内周によって回転可能に支えられる部位５２である。
第一の溝５５は内側回転体１１の円周に沿って設けられ、第一の溝５５における互いに対向する部位に、後述する規制部材１４の爪部６０が掛着される一対の掛着部５３を有する。
【００２１】
規制部材１４は、フォーミング加工によって金属製長方形材料を長さ方向に曲げて形成されている。
図６に示すように、規制部材１４は、中央部分に設けられ永久磁石１２の凹部７０に係合する凸部６２と、この凸部６２の両側に伸び内側回転体１０の外周上の第一の溝５５に沿って内側回転体１０に密着する一対の円弧状の腕部６１と、この腕部６１の端部において内側に突出するように曲げられてなる一対の爪部６０とからなる。この爪部６０が掛着部５３に嵌め込まれることによって、規制部材１４が内側回転体１１に固定される。凸部６２は、規制部材１４の中心付近において、規制部材１４が折り曲げられることにより内側回転体の直径方向外側に突出した形状をしている。
規制部材１４は板バネとしての性質も有するから、規制部材１４が内側回転体１１に組み付けられる際、爪部６０が内側回転体１１の第一の溝５５に当接されつつ滑る。この際、規制部材１４は広がるように弾性変形し、爪部６０掛着部５３に入り込んで掛着する際に元の形状に復元する。つまり、規制部材１４はワンタッチで内側回転体１１に組み込まれる。
【００２２】
永久磁石１２は、円筒形状の希土類ボンド磁石が用いられ、錆止めのためのエポキシ電着塗装で表面処理されている。
図７に示すように、永久磁石１２は一端に規制部材１４の凸部６２と係合する一対の凹部７０が互いに対向する位置に設けられ、凸部６２と凹部７０の係合によって、永久磁石１２が規制部材１４に、すなわち内側回転体１１に固定される。そのため、永久磁石１２は規制部材１４を介して内側回転体１１と一体となって回転する。
【００２３】
弾性部材であるＯリング１５はゴム製であり、内側回転体１１の外周面に設けられた第二の溝５０に嵌め込まれ密着する。
内側回転体１１に挿嵌されたＯリング１５の外周は、内側回転体１１の外周面より僅かに直径が大きく、すなわち出っ張っている。これにより、永久磁石１２が挿入されるとＯリング１５が永久磁石１２に圧接して弾性変形し、Ｏリングによって内側回転体１１と永久磁石１２との間が埋められ、内側回転体１１と永久磁石１２とが互いにがたつくことなく保持される。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態のトルクリミッター１では、規制部材１４が内側回転体１１とは別体に設けられている。そのため、樹脂製である内側回転体１１とは別に、規制部材１４に強度の高い金属材料を使用することができ、図１５に示す通り応力が集中しても折れにくい。
また、本実施形態のトルクリミッター１は、内側回転体１１の外周に突出した部分を持たない形状である。そのため、内側回転体１１の製造工程において、内側回転体１１を成形後に円筒研磨することができ、図１６に示す通り精度の高い内側回転体１１が提供される。
【００２５】
規制部材１４は、一対の規制部材１４が、互いに内側回転体１１の軸を介して鏡面対称に備えられたものである。これにより、回転体のモーメントの重心が軸からブレることがない。また、規制部材１４を複数設けることにより、規制部材１４の凸部６２に対する負荷を分散させ、耐破壊強度を確保することができる。
【００２６】
図９は、一つの規制部材１４ａを使用した第一変形例である。
規制部材１４ａは、腕部６１ａが内側回転体１１の外周を約一周回り、対向する位置に一対の凸部６２ａを有し、両端に設けられた一対の爪部６０ａが、内側回転体１１に設けられた第一の溝５５内の掛着部５３に嵌め込まれる。その他の点においては第一実施形態のトルクリミッター１と同様である。
規制部材１４ａが一つで済むが、組み付け時に規制部材１４ａの変形が大きく、素材によっては塑性変形してしまうという問題がある。
【００２７】
図１０は、第一変形例の規制部材１４ａの改良版となる第二変形例である。
規制部材１４ｂは、腕部６１ｂが内側回転体１１の外周を一周せず、対向する位置に一対の凸部６２ｂを有し、両端に設けられた一対の爪部６０ｂは、内側回転体１１に設けられた第一の溝５５ａ内の掛着部５３ｂに嵌め込まれる。一対の掛着部５３ｂは第一実施形態の掛着部５３と異なり内側回転体１１の円周において片側に偏った位置に設けられ、一対の爪部６０ｂは、一対の掛着部５３ｂのそれぞれに係止される。その他の点においては第一実施形態のトルクリミッター１と同様である。
これにより、組み付け時に規制部材１４ｂが塑性変形する不都合が回避されるが、内側回転体１１ｂを成型する金型の形状が複雑になってしまうという問題がある。
【００２８】
図１１は、規制部材１４ｃを１つのみ使用した第三変形例である。
規制部材１４ｃは第一実施例の規制部材１４と同様の形状であり、永久磁石１２に設けられた凹部７０が一つだけである点において第一実施例と異なり、他の点においては第一実施例のトルクリミッター１と同様である。
この場合、永久磁石１２ｃとの回り止めとなる凸部６２ｃが一つのみなので、外力による凸部６２ｃにかかる負荷が大きくなってしまう。
【００２９】
図１２は、第四変形例の規制部材１４ｄを示す。規制部材１４ｄは、長方形の板バネの長さ方向中央部分において幅方向に突出した凸部６２ｄが、他の部分に対して垂直に曲げて形成されている。他の点においては第一実施例のトルクリミッター１と同様である。
この規制部材１４ｄは、凸部６２ｄが、内側回転体１１の幅方向に曲げられていないから、第一実施形態の規制部材１４に比べ、内側回転体１１の軸方向への応力に弱い。
【００３０】
図１５は、本発明による規制部材１４と特許文献１に記載の従来のトルクリミッター１００の規制片１０１との、回転軸方向の応力に対する耐破壊強度の比較を表す。３回の実験をした結果、規制片１０１は平均で212.97[N]の応力までしか耐えることができなかったのに比べ、本発明による規制部材１４は、平均で410.93［N］の応力まで耐えることができた。
【００３１】
図１６は、本発明によるトルクリミッター１の内側回転体１１の円筒度と、従来のトルクリミッター１００の内側回転体１１ａの円筒度との比較を表す。本発明では、上述したように内側回転体を成型後に円筒研磨することによって、円筒度の値が小さい内側回転体１１が提供される。２個のサンプルの測定結果では、従来の内側回転体１１ａでは、0.044[mm]以上の円筒度があったのに対し、本発明の内側回転体１１では、円筒度が0.015[mm]以下に抑えられ、内側回転体の精度が大幅に改善されている。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態において実施することができる。
例えば、上述した実施形態において、規制部材１４が金属製の板バネとなっているが、十分な強度が確保されれば金属以外の材質や、板バネ以外の形状であってもよい。例えば、規制部材１４に、内側回転体１１とは別素材の樹脂を用いることなどが考えられる。
【００３３】
上述した実施形態においては、キャップ１６がスナップフィットで外側回転体１０に係着されたが、キャップ１６が外側回転体１０のキャップ取付部に圧入されカシメられるようにしてもよい。
【００３４】
上述した実施形態において、規制部材１４は一対、回転軸の鏡面対称上に設けられているが、これに限らず、三つ以上の規制部材が回転対称の位置に設けられていてもよい。この際、規制部材の腕部の長さは、ほぼ、溝部の円周を規制部材の数で割った長さとなる。
【符号の説明】
【００３５】
１  本発明のトルクリミッター
１０  外側回転体
１１  内側回転体
１２  永久磁石
１３  半硬質磁性体
１４  規制部材
１５  弾性部材
１６  キャップ
２０  係止部
２１  内周部
２２  スナップフィット係着凹部
４０  スナップフィット係着凸部
５０  第二の溝
５１  係止部
５２  軸を支えられる部位
５３  掛着部
５４  永久磁石挿入部
５５  第一の溝
６０  爪部
６１  腕部
６２  凸部
７０  凹部
１００  従来のトルクリミッター
１０１  規制片
１０２  凸部
【図１】
2015224774.tif 000003
【図２】
2015224774.tif 000004
【図３】
2015224774.tif 000005
【図４】
2015224774.tif 000006
【図５】
2015224774.tif 000007
【図６】
2015224774.tif 000008
【図７】
2015224774.tif 000009
【図８】
2015224774.tif 000010
【図９】
2015224774.tif 000011
【図１０】
2015224774.tif 000012
【図１１】
2015224774.tif 000013
【図１２】
2015224774.tif 000014
【図１３】
2015224774.tif 000015
【図１４】
2015224774.tif 000016
【図１５】
2015224774.tif 000017
【図１６】
2015224774.tif 000018