(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に対して傾いた継ぎ目を持つ円筒状の半硬質磁性体および継ぎ目のない円筒状の永久磁石を有し、前記半硬質磁性体および前記永久磁石の一方を回転軸の外周に固着し、他方を回転筒の内周に固着し、ギャップをあけて両者を対向させるように前記回転軸と前記回転筒とを同軸に軸止し、両者の間に生じるヒステリシストルクにより前記回転軸と前記回転筒の間で回転を伝達する同軸円筒型トルクリミッタにおいて、
前記永久磁石を、軸方向に対して前記半硬質磁性体の継ぎ目の傾き方向とは逆の方向に傾いた磁極領域となるように斜め方向に多極着磁したことを特徴とする同軸円筒型トルクリミッタ。
【請求項２】
くの字形の継ぎ目を持つ円筒状の半硬質磁性体および継ぎ目のない円筒状の永久磁石を有し、前記永久磁石を、前記くの字形と反対向きのくの字形の磁極領域となるように逆くの字形に多極着磁し、前記半硬質磁性体および前記永久磁石の一方を回転軸の外周に固着し、他方を回転筒の内周に固着し、ギャップをあけて両者を対向させるように前記回転軸と前記回転筒とを同軸に軸止し、両者の間に生じるヒステリシストルクにより前記回転軸と前記回転筒の間で回転を伝達する同軸円筒型トルクリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸円筒型トルクリミッタに関し、更に詳しくは、回転むらを抑制し、滑らかに回転できるように改良した同軸円筒型トルクリミッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の同軸円筒型トルクリミッタ５００を用いた給紙装置の重送防止用リバースローラの一例を示す端面図である。
この同軸円筒型トルクリミッタ５００において、金属製シャフト３１ａの周りには、回転軸３１が嵌合されている。この回転軸３１は、ドラム形状であり、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）製である。なお、ポリアセタール樹脂の外にポリアミド樹脂（ＰＡ）も使用される。
前記回転軸３１の外周には、円筒状の永久磁石５２が接着される。この永久磁石５２は、ネオジュウム系ボンド磁石である。
【０００３】
回転筒３２は、ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリブテン樹脂等のポリオレフィン樹脂製である。
前記回転筒３２の内周には、円筒状の半硬質磁性体１１が圧入にて固着される。前記半硬質磁性体１１は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁性材料製である。
【０００４】
前記回転軸３１と前記回転筒３２は、前記永久磁石５２と前記半硬質磁性体１１とがギャップＡをあけて対向するように、同軸に係合されている。
前記回転筒３２には、蓋体３２ａが取り付けられると共にゴムローラＧが嵌合されている。
【０００５】
前記金属製シャフト３１ａおよび前記回転軸３１が回転し、前記永久磁石５２が回転すると、前記永久磁石５２と前記半硬質磁性体１１の間にヒステリシストルクが働き、前記回転筒３２が回転し、前記ゴムローラＧが回転する。そして、前記ヒステリシストルクに見合った力で重送用紙の分離が行われる。
【０００６】
図９は、前記半硬質磁性体１１および永久磁石５２を示す斜視図である。
前記半硬質磁性体１１は、矩形の半硬質磁性体の板を丸めて形成したものであり、継ぎ目Ｊ２（板の両端が突き合った部分）が軸方向に平行になっている。前記継ぎ目Ｊ２には、隙間ｋが生じている。
前記永久磁石５２は、軸方向と平行なＮ極，Ｓ極の各磁極領域を円周方向に交互に形成するように着磁されている。
図１０は、前記継ぎ目Ｊ２の周辺を平面的に展開した説明図である。
前記継ぎ目Ｊ２の方向に対して前記永久磁石５２の各磁極領域の方向は平行になっている。
【０００７】
図１１は、他の従来例にかかる半硬質磁性体１および永久磁石５２を示す斜視図である。
前記半硬質磁性体１は、両端が斜めにカットされた半硬質磁性体の板を丸めて形成されており、継ぎ目Ｊ１は軸方向に対して傾斜角αだけ傾いている。
図１２は、前記継ぎ目Ｊ１の周辺を平面的に展開した説明図である。
前記継ぎ目Ｊ１の方向に対して前記永久磁石５２の各磁極領域の方向は角度αだけ傾斜している。
【０００８】
なお、図８〜図１２を参照して説明した上記半硬質磁性体１１，１および永久磁石５２の構成は、特開平６−２３５４４７号公報に開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の同軸円筒型トルクリミッタ５００では、図９，図１０に示したように、半硬質磁性体１１の継ぎ目Ｊ２の方向に対して永久磁石５２の各磁極領域の方向が平行になっているため、継ぎ目Ｊ２の部分を各磁極の境目が通るごとにヒステリシストルクが変動し、回転むら（節動）を生じて、滑らかに回転しない問題点がある。
【００１０】
一方、図１１，図１２に示す半硬質磁性体１および永久磁石５２では、半硬質磁性体１の継ぎ目Ｊ１の方向に対して永久磁石５２の各磁極領域の方向が斜めになっているため、継ぎ目Ｊ１の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動が小さくなっているが、それでも回転むら（節動）が少し残り、十分に滑らかに回転しない問題点がある。また、図１１の半硬質磁性体１は、図９の半硬質磁性体１１に比べて、製作しにくい問題点がある。
【００１１】
そこで、本発明の第１の目的は、半硬質磁性体の継ぎ目の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動を十分に小さくし、回転むらを抑制し、滑らかに回転できるように改良した同軸円筒型トルクリミッタを提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、半硬質磁性体の継ぎ目の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動を小さくし回転むらを小さくすると同時に製作しやすい構造とした同軸円筒型トルクリミッタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、軸方向に対して傾いた継ぎ目を持つ円筒状の半硬質磁性体および継ぎ目のない円筒状の永久磁石を有し、前記半硬質磁性体および前記永久磁石の一方を回転軸の外周に固着し、他方を回転筒の内周に固着し、ギャップをあけて両者を対向させるように前記回転軸と前記回転筒とを同軸に軸止し、両者の間に生じるヒステリシストルクにより前記回転軸と前記回転筒の間で回転を伝達する同軸円筒型トルクリミッタにおいて、前記永久磁石を、軸方向に対して前記半硬質磁性体の継ぎ目の傾き方向とは逆の方向に傾いた磁極領域となるように斜め方向に多極着磁したことを特徴とする同軸円筒型トルクリミッタを提供する。
上記第１の観点による同軸円筒型トルクリミッタでは、永久磁石を、半硬質磁性体の継ぎ目の傾きとは逆方向に傾いた磁極領域となるように着磁するので、継ぎ目の方向と磁極領域の方向とが、継ぎ目の傾きと各磁極領域の傾きとを合わせた交差角で交わる。これにより、交差角が従来よりも大きくなるため、半硬質磁性体の継ぎ目の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動が十分に小さくなり、回転むらを抑制でき、十分に滑らかに回転できるようになる。
【００１３】
第２の観点では、本発明は、くの字形の継ぎ目を持つ円筒状の半硬質磁性体および継ぎ目のない円筒状の永久磁石を有し、前記永久磁石を、前記くの字形と反対向きのくの字形の磁極領域となるように逆くの字形に多極着磁し、前記半硬質磁性体および前記永久磁石の一方を回転軸の外周に固着し、他方を回転筒の内周に固着し、ギャップをあけて両者を対向させるように前記回転軸と前記回転筒とを同軸に軸止し、両者の間に生じるヒステリシストルクにより前記回転軸と前記回転筒の間で回転を伝達する同軸円筒型トルクリミッタを提供する。
なお、半硬質磁性体の継ぎ目を逆くの字形とし、永久磁石の磁極領域をくの字形としても全く等価である。それは、上下を逆にして見た違いに過ぎないからである。
上記第２の観点による同軸円筒型トルクリミッタでは、永久磁石を、半硬質磁性体の継ぎ目の傾きとは逆方向に傾いた磁極領域となるように着磁するので、継ぎ目の方向と磁極領域の方向とが、継ぎ目の傾きと各磁極領域の傾きとを合わせた交差角で交わる。これにより、交差角が従来よりも大きくなるため、半硬質磁性体の継ぎ目の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動が十分に小さくなり、回転むらを抑制でき、十分に滑らかに回転できるようになる。さらに、継ぎ目が上下にずれて隙間が拡大するのを防止できる。このため、ヒステリシストルクの安定性がいっそう向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１５】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる同軸円筒型トルクリミッタ１００を用いた給紙装置の重送防止用リバースローラの端面図である。
この同軸円筒型トルクリミッタ１００において、金属製シャフト３１ａの周りには、回転軸３１が嵌合されている。この回転軸３１は、ドラム形状であり、ポリアセタール樹脂製である。なお、ポリアセタール樹脂の外にポリアミド樹脂も使用される。
前記回転軸３１の外周には、円筒状の永久磁石２が接着される。この永久磁石２は、ネオジュウム系ボンド磁石である。
【００１６】
回転筒３２は、ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリブテン樹脂等のポリオレフィン樹脂製である。
前記回転筒３２の内周には、板状のものを丸めて円筒状とした半硬質磁性体１が圧入され、バネ弾性の復元力によって固着される。前記半硬質磁性体１は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁性材料製である。前記半硬質磁性体１の寸法は、例えば直径が１２ｍｍ，高さが１５ｍｍ程度である。
【００１７】
前記回転軸３１と前記回転筒３２は、前記永久磁石２と前記半硬質磁性体１とがギャップＡをあけて対向するように、同軸に係合されている。
前記回転筒３２には、蓋体３２ａが取り付けられると共にゴムローラＧが嵌合されている。
【００１８】
前記金属製シャフト３１ａおよび前記回転軸３１が回転し、前記永久磁石２が回転すると、前記永久磁石２と前記半硬質磁性体１の間にヒステリシストルクが働き、前記回転筒３２が回転し、前記ゴムローラＧが回転する。そして、前記ヒステリシストルクに見合った力で重送用紙の分離が行われる。
【００１９】
図２は、前記半硬質磁性体１および永久磁石２を示す斜視図である。
前記半硬質磁性体１は、両端が斜めにカットされた半硬質磁性体の板を丸めて形成したものであり、継ぎ目Ｊ１が軸方向に対して左方に傾斜角αだけ傾いている。前記継ぎ目Ｊ１には、約０．５ｍｍの隙間ｋが生じている。
前記永久磁石２は、軸方向に対して右方に傾斜角β（左方を正方向とすれば−β）だけ傾いたＮ極，Ｓ極の各磁極領域を円周方向に交互に形成するように着磁されている。
【００２０】
図３は、前記継ぎ目Ｊ１の周辺を平面的に展開した説明図である。
前記継ぎ目Ｊ１が傾斜角αだけ傾き、各磁極領域の方向が傾斜角−βだけ傾いているから、継ぎ目Ｊ１と各磁極領域とがなす交差角θは（α＋β）となり、従来の同軸円筒型トルクリミッタ５００にかかる交差角（図１２の例ではα）よりも大きくなる。
この結果、継ぎ目Ｊ１の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動が十分に小さくなり、回転むらを抑制でき、十分に滑らかに回転できるようになる。
【００２１】
なお、前記傾斜角αの大きさは、回転むらを抑制する見地からはできるだけ大きくすることが望ましいが、傾斜角αを大きくし過ぎると、継ぎ目Ｊ１がずれやすくなって製作しにくくなる。このため、０°＜α≦４５°の範囲で傾斜角αを決定するのが好ましい。
また、前記傾斜角βの大きさは、回転むらを抑制する見地からはできるだけ大きくすることが望ましいが、傾斜角βが増大するにつれてヒステリシストルクが減少する。このため、０°＜β≦４５°の範囲で傾斜角βを決定するのが好ましい。
これらを踏まえた上で、前記交差角θは、好ましくは１０°≦θ≦９０°の範囲で、より好ましくは３０°≦θ≦７０°の範囲で、決定する。
例えば、傾斜角α＝３０°であり、傾斜角β＝１５°であり、交差角θ＝４５°である。
【００２２】
以上の同軸円筒型トルクリミッタ１００によれば、永久磁石２の各磁極領域の方向を継ぎ目Ｊ１の傾きとは逆向きに傾けたから、継ぎ目Ｊ１と各磁極領域との交差角θが大きくなり、継ぎ目Ｊ１の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動が十分に小さくなり、回転むらを抑制でき、十分に滑らかに回転できるようになる。
【００２３】
−参考例−
図４は、参考例にかかる同軸円筒型トルクリミッタに用いる半硬質磁性体１１および永久磁石２を示す斜視図である。
前記半硬質磁性体１１は、矩形の半硬質磁性体の板を丸めて形成したものであり、継ぎ目Ｊ２が軸方向に平行となっている。この継ぎ目Ｊ２には、約０．５ｍｍの隙間ｋが生じている。
前記永久磁石２は、軸方向に対して右方に傾斜角β（左方を正方向とすれば−β）だけ傾いたＮ極，Ｓ極の各磁極領域を円周方向に交互に形成するように着磁されている。
【００２４】
図５は、前記継ぎ目Ｊ２の周辺を平面的に展開した説明図である。
各磁極領域が傾斜角βだけ傾いているから、継ぎ目Ｊ２と各磁極領域とがなす交差角はβとなり、継ぎ目Ｊ２の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動が小さくなり、回転むらを小さくでき、滑らかに回転できるようになる。
【００２５】
なお、回転むらを抑制する見地からは、傾斜角βをできる限り大きくすることが望ましいが、傾斜角βが増大するのにつれてヒステリシストルクが減少するので、適度のヒステリシストルクが得られるように、１０°〜４５°の範囲で傾斜角βを決定するのが好ましい。例えば、前記傾斜角β＝３０゜である。
【００２６】
以上の参考例によれば、軸方向に対して平行な継ぎ目Ｊ２を持つ円筒状の半硬質磁性体１１を用いるため、製作しやすい。従って、半硬質磁性体１１の継ぎ目Ｊ２の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動を小さくし回転むらを小さくすると同時に製作しやすい構造とできる。
【００２７】
−第２の実施形態−
図６は、本発明の第２の実施形態にかかる同軸円筒型トルクリミッタに用いる半硬質磁性体２１および永久磁石２２の配置を示す説明図である。
この半硬質磁性体２１は、半硬質磁性体の板の一端を凸状部Ｐに形成し、他端を凹状部Ｑに形成し、それら凸状部Ｐと凹状部Ｑを嵌合させるように板を丸めて形成されている。前記継ぎ目Ｊ３は、軸方向に対して傾斜角α（左方を正方向とすれば、上側は＋α，下側は−α）だけ傾いている。また、継ぎ目Ｊ３には、約０．５ｍｍの隙間ｋが生じている。
前記永久磁石２２は、前記継ぎ目Ｊ３の斜辺部の傾きとは逆方向の傾きとなるように“くの字”に折れ曲がったＮ極，Ｓ極の各磁極領域を円周方向に交互に形成するように着磁されている。すなわち、各磁極領域は、折れ曲がりの上側，下側のそれぞれで、軸方向に対して傾斜角β（左方を正方向とすれば、上側は−β，下側は＋β）だけ右方，左方に傾いている。
【００２８】
図７は、前記継ぎ目Ｊ３の周辺を平面的に展開した説明図である。
継ぎ目Ｊ３の上側，下側が傾斜角＋α，−αだけ傾き、各磁極領域が上側，下側で傾斜角−β，＋βだけ傾いているから、継ぎ目Ｊ３と磁極領域とがなす交差角θは上側，下側共に（α＋β）となる。
この結果、継ぎ目Ｊ３の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動が十分に小さくなり、回転むらを抑制でき、十分に滑らかに回転できるようになる。
【００２９】
なお、前記傾斜角αの大きさは、回転むらを抑制する見地からはできるだけ大きくすることが望ましいが、傾斜角αを大きくし過ぎると、継ぎ目Ｊ３がずれやすくなって製作しにくくなる。このため、０°＜α≦４５°の範囲で傾斜角αを決定するのが好ましい。
また、前記傾斜角βの大きさは、回転むらを抑制する見地からはできるだけ大きくすることが望ましいが、傾斜角βが増大するにつれてヒステリシストルクが減少する。このため、０°＜β≦４５°の範囲で傾斜角βを決定するのが好ましい。
これらを踏まえた上で、前記交差角θは、好ましくは１０°≦θ≦９０°の範囲で、より好ましくは３０°≦θ≦７０°の範囲で、決定する。
例えば、傾斜角α＝３０°であり、傾斜角β＝１５°であり、交差角θ＝４５°である。
【００３０】
以上の第２の実施形態によれば、凸状部Ｐと凹状部Ｑを嵌合させて丸めた半硬質磁性体２１を用いるので、第１の実施形態と比較して、継ぎ目Ｊ３が上下にずれて隙間ｋが拡大するのを防止できる。このため、ヒステリシストルクの安定性がいっそう向上する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の同軸円筒型トルクリミッタによれば、永久磁石を、半硬質磁性体の円筒の継ぎ目に対して傾いた磁極領域となるように多極着磁するので、継ぎ目の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動が十分に小さくなり、回転むらを抑制でき、十分に滑らかに回転できるようになる。
また、本発明の同軸円筒型トルクリミッタによれば、半硬質磁性体の継ぎ目の部分を各磁極の境目が通るときのヒステリシストルクの変動を小さくし回転むらを小さくすると同時に製作しやすい構造とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態にかかる同軸円筒型トルクリミッタを用いた給紙装置の重送防止用リバースローラの端面図である。
【図２】  図１の同軸円筒型トルクリミッタにおける半硬質磁性体および永久磁石の配置を示す説明図である。
【図３】  図１の同軸円筒型トルクリミッタの継ぎ目の周辺を平面的に示した説明図である。
【図４】  参考例にかかる同軸円筒型トルクリミッタにおける半硬質磁性体および永久磁石の配置を示す説明図である。
【図５】  図４の同軸円筒型トルクリミッタの継ぎ目の周辺を平面的に示した説明図である。
【図６】  本発明の第２の実施形態にかかる同軸円筒型トルクリミッタにおける半硬質磁性体および永久磁石の配置を示す説明図である。
【図７】  図６の同軸円筒型トルクリミッタの継ぎ目の周辺を平面的に示した説明図である。
【図８】  従来の同軸円筒型トルクリミッタを用いた給紙装置の重送防止用リバースローラの一例を示す端面図である。
【図９】  図８の同軸円筒型トルクリミッタにおける半硬質磁性体および永久磁石の配置を示す説明図である。
【図１０】  図９の同軸円筒型トルクリミッタの継ぎ目の周辺を平面的に示した説明図である。
【図１１】  従来の同軸円筒型トルクリミッタの他例にかかる半硬質磁性体および永久磁石の配置を示す説明図である。
【図１２】  図１１の同軸円筒型トルクリミッタの継ぎ目の周辺を平面的に示した説明図である。
【符号の説明】
１００          同軸円筒型トルクリミッタ
１，１１，２１  半硬質磁性体
２，２２        永久磁石
３１            回転軸
３１ａ          金属製シャフト
３２            回転筒
３２ａ          蓋体
Ａ              ギャップ
Ｇ              ゴムローラ
Ｐ              凸状部
Ｑ              凹状部
α，β          傾斜角
θ              交差角
【図１】
0003933237.tif 000002
【図２】
0003933237.tif 000003
【図３】
0003933237.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003933237.tif 000008
【図８】
0003933237.tif 000009
【図９】
0003933237.tif 000010
【図１０】
0003933237.tif 000011
【図１１】
0003933237.tif 000012
【図１２】
0003933237.tif 000013