(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の永久磁石を回転軸の外周に固着し、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周に圧入して、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、
前記回転筒の内周に、前記半硬質磁性体を圧入する開口側から奥側にかけて内径が大きい部分から徐々に狭くなり前記半硬質磁性体の圧入前の外径より内径が小さい部分に至るテーパ部を形成し、
前記半硬質磁性体は、板状の半硬質磁性体を丸めて円筒状に形成したもので、軸方向に対して傾いた継ぎ目を持ち、
前記永久磁石は、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されている
ことを特徴と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、さらに詳しくは、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周へ圧入する作業が容易に行えると共に、ヒステリシストルクの変動が生じない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４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６１ａの周りには、回転軸６１が嵌合されている。この回転軸６１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６１の外周には、円筒状の永久磁石５３が接着される。この永久磁石５３は、ネオジュウム系ボンド磁石である。
【０００３】
回転筒５１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５１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６１と前記回転筒５１は、前記永久磁石５３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５１には、蓋体５１ａ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６１ａおよび前記回転軸６１が回転し、前記永久磁石５３が回転すると、前記永久磁石５３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５１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】
次に、前記半硬質磁性体１１を圧入する手順について説明する。
図５の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、回転筒５１の開口ｍから半硬質磁性体１１を圧入する。前記半硬質磁性体１１は、矩形板状の半硬質磁性体を丸めて円筒状に形成したものであり、継ぎ目Ｊ１（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。継ぎ目Ｊ１には、隙間ｋが生じている。図５の（ｂ）に示すように、挟持力ｆを加えて隙間ｋ’を小さくすると半硬質磁性体１１の外径が小さくなるので、その状態で回転筒５１の内周に圧入する。図５の（ｃ）に示すように、半硬質磁性体１１の圧入が終わって挟持力ｆを解除すると、バネ弾性の復元力によって隙間ｋ”が少し広がり、半硬質磁性体１１の外径が回転筒５１の内周の内径に一致した状態で固着される。
【０００７】
図６は、前記半硬質磁性体１１にギャップをあけて対向している永久磁石５３の着磁状態を示す説明図である。
前記永久磁石５３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。
【０００８】
上記半硬質磁性体１１および永久磁石５３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５の（ｂ）に示すように、半硬質磁性体１１に挟持力ｆを加えながら回転筒５１の内周に圧入していたが、比較的大きな挟持力ｆを加えるために特殊な治具を必要とするなど、作業性が悪い問題点があった。また、半硬質磁性体１１が少しでも回転筒５１の内周の軸方向に対して傾くと、圧入がうまく行かず、この点でも作業性が悪い問題点があった。さらに、図５の（ｃ）に示すように、半硬質磁性体の圧入後の隙間ｋ”がどうしても広がってしまうため、この隙間ｋ”のところでヒステリシストルクが変動する問題点があった。
上記ヒステリシストルクの変動を小さくするために、図７に示すような斜めの継ぎ目Ｊ２をもつ半硬質磁性体２１も提案されているが、このような半硬質磁性体２１は、挟持力ｆを加えると、継ぎ目Ｊ２が上下にずれやすいため、回転筒５１の内周にさらに圧入しにくくなる問題点があった。
そこで、本発明の第１の目的は、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周面へ圧入する作業を容易に行え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、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周面へ圧入する作業を容易に行えると共に、ヒステリシストルクの変動が生じない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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、円筒状の永久磁石を回転軸の外周に固着し、円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周に圧入して、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、前記回転筒の内周に、前記半硬質磁性体を圧入する開口側から奥側にかけて内径が大きい部分から徐々に狭くなり前記半硬質磁性体の圧入前の外径より内径が小さい部分に至るテーパ部を形成し、前記半硬質磁性体は、板状の半硬質磁性体を丸めて円筒状に形成したもので、軸方向に対して傾いた継ぎ目を持ち、前記永久磁石は、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されている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、回転筒の内周にテーパ部を形成し、テーパ部の内径の広がり分だけ回転筒の開口の内径を広げたから、半硬質磁性体に大きな挟持力を加えなくても回転筒の開口に押し入れることが出来る。また、半硬質磁性体の向きが多少傾いていても回転筒の開口に押し入れることが出来る。そして、半硬質磁性体を回転筒の開口に押し入れた後は、そのまま押し込むことで、容易に圧入できることとなる。よって、作業性を向上でき、特殊な治具も不要となる。
【００１１】
また、上記第１の観点による同軸円筒型トルクリミッタでは、上記の作用に加えて、半硬質磁性体を回転筒の開口に押し入れた後、そのまま押し込むことで、テーパ部に沿って半硬質磁性体の内径が狭められ、半硬質磁性体の圧入後の隙間を極力“０”に近づけることが出来る。このため、この隙間のところでのヒステリシストルクの変動を抑制でき、継ぎ目のない円筒状の半硬質磁性体と同等の回転の滑らかさが得られるようになる。なお、板状のものを丸めて円筒状に成形した半硬質磁性体は、継ぎ目のない円筒状の半硬質磁性体に比べてそれ自体が製作しやすく、コストがかからないという利点がある。
【００１４】
また、半硬質磁性体の継ぎ目が軸方向に対して傾いており、永久磁石は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されているので、半硬質磁性体の継ぎ目の隙間と永久磁石の各磁極領域とが大きな角度で交差することとなる。このため、上記の作用に加えて、継ぎ目の隙間がヒステリシストルクに与える影響がさらに軽減され、ヒステリシストルクの変動をさらに一層抑制できる。
【００１５】
【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。
【００１６】
−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１００において、金属製シャフト６１ａの周りには、回転軸６１が嵌合されている。この回転軸６１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６１の外周には、円筒状の永久磁石３が接着される。この永久磁石３は、ネオジュウム系ボンド磁石であって、外周面には軸方向に対して斜めの磁極領域となるように多極着磁が施されている。
【００１７】
回転筒１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１の内周には、上方の開口側から下方の奥側にかけて内径が徐々に狭くなるテーパ部２が形成されている。この回転筒１の開口側の内径は１６ｍｍ、奥側の内径は１４ｍｍである。テーパ部２の勾配θは、３０°である。なお、後述の圧入を円滑に行う見地から、テーパ部２の勾配θは、５°〜４５°の範囲内で選ぶことが好ましい。
【００１８】
前記回転筒１の内周には、矩形板状の半硬質磁性体を丸めて形成した円筒状の半硬質磁性体２１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２１は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁性材料製である。前記半硬質磁性体２１の圧入前の寸法は、例えば直径が１５ｍｍ，高さが１５ｍｍ程度である。
【００１９】
前記回転軸６１と前記回転筒１は、前記永久磁石３と前記半硬質磁性体２１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１には、蓋体１ａ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。
【００２０】
前記金属製シャフト６１ａおよび前記回転軸６１が回転し、前記永久磁石３が回転すると、前記永久磁石３と前記半硬質磁性体２１の間にヒステリシストルクが働き、前記回転筒１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。
【００２１】
次に、前記半硬質磁性体２１を圧入する手順について説明する。
図２の（ａ）（ｂ）に示すように、回転筒１の開口ｍに半硬質磁性体２１を押し入れる。前記半硬質磁性体２１は、矩形板状の半硬質磁性体を丸めて形成したものであり、継ぎ目Ｊ２が、軸方向に対して傾斜角αだけ傾いている。継ぎ目Ｊ２には、隙間ｋが生じている。テーパ部２の内径の広がり分だけ回転筒１の開口ｍの内径が広がっているため、図２の（ｂ）に示すように、隙間ｋを小さくしなくても（若しくは僅かに小さくするだけで）、回転筒１の開口ｍに半硬質磁性体２１を押し入れることが出来る。従って、挟持力を加えてなくてもよい（若しくは小さな挟持力ｆを加えるだけでよい）。また、半硬質磁性体２１の向きが多少傾いていても回転筒１の開口ｍに押し入れることが出来る。そして、回転筒１の開口ｍに押し入れた後は、そのまま押し込むことで、テーパ部２に沿って半硬質磁性体２１の内径がせばめられ、容易に圧入できる。そして、図２の（ｃ）に示すように、半硬質磁性体２１の圧入が終わった状態では、半硬質磁性体２１の外径が回転筒１の内周の内径に一致する。また、隙間ｋ”はほとんど“０”になっている。
【００２２】
図３に示すように、永久磁石３は、軸方向に対して前記半硬質磁性体２１の継ぎ目Ｊ２の傾き方向とは逆の方向に傾いたＮ極，Ｓ極の各磁極領域となるように斜め方向に多極着磁されている。
【００２３】
以上の同軸円筒型トルクリミッタ１００によれば、回転筒１の内周にテーパ部２を形成したから、回転筒１の内周に半硬質磁性体２１を圧入する作業性を向上しうる。また、圧入後の半硬質磁性体２１の継ぎ目Ｊ２の隙間ｋ”を極めて小さくすることができ、ヒステリシストルクの変動を抑制することが出来る。
【００２６】
また、半硬質磁性体２１の継ぎ目Ｊ２の隙間ｋ”と永久磁石３の各磁極領域の方向とが交差するため、隙間ｋ”のヒステリシストルクへの影響が小さくなり、ヒステリシストルクの変動をさらに抑制できる。
【００２９】
なお、半硬質磁性体２１の継ぎ目Ｊ２の軸方向に対する傾斜角αは、回転むらを抑制する見地からはできる限り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Ｊ２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、各磁極領域の軸方向に対する傾斜角βは、回転むらを抑制する見地からは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。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、半硬質磁性体２１の継ぎ目Ｊ２の隙間ｋ”と各磁極領域とがなす交差角（α＋β）は、好ましくは３０°≦α＋β≦７０°の範囲で決定される。例えば、傾斜角α＝３０°であり、傾斜角β＝１５°であり、交差角α＋β＝４５°である。
【００３２】
【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、回転筒の内周にテーパ部を形成したから、回転筒の開口の径を従来より大きくすることができ、開口への半硬質磁性体の押し入れが容易となり、その後は、半硬質磁性体を押し込めば、テーパ部に沿って円滑に圧入することが出来る。従って、圧入の作業性を向上でき、特殊な治具も不要となる。さらに、圧入後の半硬質磁性体の継ぎ目の隙間を極めて小さくすることができるため、継ぎ目の隙間に起因するヒステリシストルクの変動を抑制でき、回転むらを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  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】  円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周に圧入する手順を示す説明図である。
【図３】  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４】  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５】  円筒状の半硬質磁性体を回転筒の内周に圧入する手順を示す別の説明図である。
【図６】  図４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７】  斜めの継ぎ目をもつ半硬質磁性体の斜視図である。
【符号の説明】
１００                  同軸円筒型トルクリミッタ
１                      回転筒
１ａ                    蓋体
２                      テーパ部
３                      永久磁石
１１，２１              半硬質磁性体
６１                    回転軸
６１ａ                  金属製シャフト
Ａ                      ギャップ
ｆ                      挟持力
Ｇ                      ゴムローラ
Ｐ                      凸状部
Ｑ                      凹状部
θ                      勾配
【図１】
0003933240.tif 000002
【図２】
0003933240.tif 000003
【図３】
0003933240.tif 000004
【図４】
0003933240.tif 000005
【図５】
0003933240.tif 000006
【図６】
0003933240.tif 000007
【図７】
0003933240.tif 000008