2023-64618 トルクリミッタおよび摩擦試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023064618

(43)【公開日】2023-05-11

(54)【発明の名称】トルクリミッタおよび摩擦試験装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 7/02 20060101AFI20230501BHJP

   F16D 1/06 20060101ALI20230501BHJP

   B65H 3/52 20060101ALI20230501BHJP

【ＦＩ】

F16D7/02 C

F16D1/06 220

B65H3/52 330A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021174990

(22)【出願日】2021-10-26

(71)【出願人】

【識別番号】000114710

【氏名又は名称】ヤマウチ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002044

【氏名又は名称】弁理士法人ブライタス

(72)【発明者】

【氏名】平山 正

【テーマコード（参考）】

3F343

【Ｆターム（参考）】

3F343FA02

3F343FB02

3F343FC27

3F343GA01

3F343JD09

3F343KB05

3F343LD30

(57)【要約】

【課題】弾性体の摩擦係数の測定時に弾性体が空転することを防止できるトルクリミッタおよび摩擦試験装置を提供する。
【解決手段】トルクリミッタは、第１軸部および前記第１軸部の径方向に延びる第１ピン部を有する第１シャフトの前記第１軸部が挿入される円筒状の内側回転体と、前記内側回転体と同軸上において前記内側回転体に対して相対的に回転できるように前記内側回転体の外側に嵌められた円筒状の外側回転体と、前記内側回転体と前記外側回転体との間で回転力を伝達する伝達部と、を備える。前記内側回転体の軸方向における一方側の端部に、前記第１ピン部を嵌めるための複数の第１溝部が形成されている。前記軸方向における前記外側回転体の他方側の端部に凹部が形成されている。前記凹部は、前記軸方向において前記外側回転体の前記他方側の縁から一方側に向かって凹むように形成されている。
【選択図】 図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸部および前記第１軸部の径方向に延びる第１ピン部を有する第１シャフトの前記第１軸部が挿入される円筒状の内側回転体と、
前記内側回転体と同軸上において前記内側回転体に対して相対的に回転できるように前記内側回転体の外側に嵌められた円筒状の外側回転体と、
前記内側回転体と前記外側回転体との間で回転力を伝達する伝達部と、を備え、
前記内側回転体の軸方向における一方側の端部に、前記第１ピン部を嵌めるための複数の第１溝部が形成されており、
前記外側回転体の前記軸方向における他方側の端部に凹部が形成されており、
前記凹部は、前記軸方向において前記外側回転体の前記他方側の縁から一方側に向かって凹むように形成されている、
トルクリミッタ。

【請求項2】

前記内側回転体の前記軸方向における前記他方側の端部に、第２溝部が形成されており、
前記軸方向において、前記凹部の少なくとも一部は、前記第２溝部の前記一方側の端と前記第２溝部の前記他方側の端との間に位置している、
請求項１に記載のトルクリミッタ。

【請求項3】

前記軸方向における前記凹部の長さは、前記内側回転体の周方向における前記第２溝部の長さの１／２以上である、
請求項２に記載のトルクリミッタ。

【請求項4】

前記外側回転体の周方向における前記凹部の長さは、前記内側回転体の周方向における前記第２溝部の長さよりも長い、
請求項２または３に記載のトルクリミッタ。

【請求項5】

前記外側回転体の前記端部に複数の前記凹部が形成されており、
前記凹部の数は、前記第２溝部の数よりも多い、
請求項２から４のいずれかに記載のトルクリミッタ。

【請求項6】

前記伝達部が、
前記内側回転体および前記外側回転体のうちの一方に固定された永久磁石と、
前記内側回転体の径方向において前記永久磁石に対向するように前記内側回転体および前記外側回転体のうちの他方に固定され、かつ前記永久磁石との間でヒステリシストルクを生じさせるヒステリシス材と、を備える、
請求項１から５のいずれかに記載のトルクリミッタ。

【請求項7】

前記外側回転体と一体回転するように前記外側回転体の外側に嵌められた円筒状の弾性体を備える、請求項１から６のいずれかに記載のトルクリミッタ。

【請求項8】

請求項７に記載のトルクリミッタの前記弾性体の摩擦係数を測定する際に利用される摩擦試験装置であって、
前記内側回転体に挿入される第２軸部および前記第２軸部の径方向に延びる第２ピン部を有する第２シャフトと、
前記第２軸部を回転駆動する駆動源と、
前記弾性体の外周面に押し付けられる摺動部材と、を備え、
前記第２ピン部は、前記第２軸部を前記内側回転体に挿入した状態において前記外側回転体の前記凹部に嵌るように、前記第２軸部に固定されている、
摩擦試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トルクリミッタおよび摩擦試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複写機等の給紙装置において、送りこまれた用紙を一枚ずつ分離しながら搬送するために、トルクリミッタが用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、給紙ローラと、給紙ローラに対向して配置されたトルクリミッタとを備えた分離機構が開示されている。給紙ローラは、給紙ローラとトルクリミッタとの間に送り込まれた用紙を送り出すことができるように、図示しない駆動源によって回転駆動されている。トルクリミッタは、シャフトと、シャフトの外周面に設けられる永久磁石と、シャフトに対して回転可能にシャフトの外側に嵌められたハウジングと、永久磁石に対向するようにハウジングの内周面に設けられたヒステリシス材と、ハウジングの外周面に設けられた弾性体とを備えている。シャフトが回転することによって、永久磁石とヒステリシス材との間にヒステリシストルクが発生する。これにより、シャフトの回転力がハウジングおよび弾性体に伝達される。その結果、弾性体には、用紙搬送方向とは反対方向の回転力が与えられる。

【0004】

特許文献１の分離機構では、給紙ローラとトルクリミッタとの間に１枚の用紙が送り込まれた場合には、給紙ローラから用紙を介して弾性体に与えられる力（用紙搬送方向の力）が、シャフトから弾性体に与えられる力（用紙搬送方向とは反対方向の力）よりも大きくなる。この場合、ハウジングおよび弾性体は、シャフトに対して空転（逆回転）する。これにより、給紙ローラとトルクリミッタとの間から用紙が送り出される。

【0005】

一方、給紙ローラとトルクリミッタとの間に複数枚の用紙が送り込まれた場合には、シャフトから弾性体に与えられる力（用紙搬送方向とは反対方向の力）が、給紙ローラから複数枚の用紙を介して弾性体に与えられる力（用紙搬送方向の力）よりも大きくなる。この場合、ハウジングおよび弾性体はシャフトと同じ方向に回転する。これにより、２枚目以降の用紙（給紙ローラに接触していない用紙）が１枚目の用紙（給紙ローラに接触している用紙）から分離される。その結果、給紙ローラとトルクリミッタとの間から複数の用紙が送り出されることを防止することができる。すなわち、用紙の重送を防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７－２０７１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のような分離機構において用紙の重送を適切に防止するためには、弾性体の摩擦係数を適切に管理する必要がある。そのためには、組み立てられた状態のトルクリミッタにおいて、ハウジングおよび弾性体を回転させつつ弾性体の摩擦係数を測定することが好ましい。具体的には、シャフトを回転させることによってハウジングおよび弾性体を回転させて、弾性体の表面の摩擦係数を測定することが好ましい。

【0008】

しかしながら、従来のトルクリミッタでは、上述したように、シャフトが回転している状態において弾性体に大きな力が作用すると、シャフトに対してハウジングおよび弾性体が空転する。このため、従来のトルクリミッタの構成では、弾性体を回転させつつ弾性体の摩擦係数を測定することは容易ではなかった。

【0009】

そこで、本発明は、弾性体の摩擦係数の測定時に弾性体が空転することを防止できるトルクリミッタおよび摩擦試験装置の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、下記のトルクリミッタおよび摩擦試験装置を要旨とする。

【0011】

（１）第１軸部および前記第１軸部の径方向に延びる第１ピン部を有する第１シャフトの前記第１軸部が挿入される円筒状の内側回転体と、
前記内側回転体と同軸上において前記内側回転体に対して相対的に回転できるように前記内側回転体の外側に嵌められた円筒状の外側回転体と、
前記内側回転体と前記外側回転体との間で回転力を伝達する伝達部と、を備え、
前記内側回転体の軸方向における一方側の端部に、前記第１ピン部を嵌めるための複数の第１溝部が形成されており、
前記外側回転体の前記軸方向における他方側の端部に凹部が形成されており、
前記凹部は、前記軸方向において前記外側回転体の前記他方側の縁から一方側に向かって凹むように形成されている、
トルクリミッタ。

【0012】

（２）前記内側回転体の前記軸方向における前記他方側の端部に、第２溝部が形成されており、
前記軸方向において、前記凹部の少なくとも一部は、前記第２溝部の前記一方側の端と前記第２溝部の前記他方側の端との間に位置している、
上記（１）に記載のトルクリミッタ。

【0013】

（３）前記軸方向における前記凹部の長さは、前記内側回転体の周方向における前記第２溝部の長さの１／２以上である、
上記（２）に記載のトルクリミッタ。

【0014】

（４）前記外側回転体の周方向における前記凹部の長さは、前記内側回転体の周方向における前記第２溝部の長さよりも長い、
上記（２）または（３）に記載のトルクリミッタ。

【0015】

（５）前記外側回転体の前記端部に複数の前記凹部が形成されており、
前記凹部の数は、前記第２溝部の数よりも多い、
上記（２）から（４）のいずれかに記載のトルクリミッタ。

【0016】

（６）前記伝達部が、
前記内側回転体および前記外側回転体のうちの一方に固定された永久磁石と、
前記内側回転体の径方向において前記永久磁石に対向するように前記内側回転体および前記外側回転体のうちの他方に固定され、かつ前記永久磁石との間でヒステリシストルクを生じさせるヒステリシス材と、を備える、
上記（１）から（５）のいずれかに記載のトルクリミッタ。

【0017】

（７）前記外側回転体と一体回転するように前記外側回転体の外側に嵌められた円筒状の弾性体を備える、上記（１）から（６）のいずれかに記載のトルクリミッタ。

【0018】

（８）上記（７）に記載のトルクリミッタの前記弾性体の摩擦係数を測定する際に利用される摩擦試験装置であって、
前記内側回転体に挿入される第２軸部および前記第２軸部の径方向に延びる第２ピン部を有する第２シャフトと、
前記第２軸部を回転駆動する駆動源と、
前記弾性体の外周面に押し付けられる摺動部材と、を備え、
前記第２ピン部は、前記第２軸部を前記内側回転体に挿入した状態において前記外側回転体の前記凹部に嵌るように、前記第２軸部に固定されている、
摩擦試験装置。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、弾性体の摩擦係数の測定時に弾性体が空転することを防止できるトルクリミッタおよび摩擦試験装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るトルクリミッタを示す概略斜視図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ部分を示す断面図である。

【図3】図３は、軸方向Ｘからトルクリミッタを見た図である。

【図4】図４は、内側回転体の第２溝部および外側回転体の凹部の形成位置および大きさを比較した図である。

【図5】図５は、通常使用時のトルクリミッタを示す概略斜視図である。

【図6】図６は、図５に示すトルクリミッタを軸方向Ｘにおける一方側から見た図である。

【図7】図７は、トルクリミッタの通常使用時に利用されるシャフトを示す図である。

【図8】図８は、弾性体の摩擦係数測定時に利用される摩擦試験装置を示す概略図である。

【図9】図９は、弾性体の摩擦係数測定時のトルクリミッタを示す概略斜視図である。

【図10】図１０は、図９に示すトルクリミッタを軸方向Ｘにおける他方側から見た図である。

【図11】図１１は、弾性体の摩擦係数測定時に利用されるシャフトを示す図である。

【図12】図１２は、外側回転体に形成される凹部の変形例を説明するための図である。

【図13】図１３は、外側回転体に形成される凹部の他の変形例を説明するための図である。

【図14】図１４は、外側回転体の縁が内側回転体の縁に対して軸方向Ｘにおける一方側に位置付けられた構成を有するトルクリミッタを示す概略斜視図である。

【図15】図１５は、図１４に示すトルクリミッタの摩擦係数測定時の状態を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態に係るトルクリミッタについて図面を用いて説明する。

【0022】

（トルクリミッタの構造）
図１は、本発明の一実施形態に係るトルクリミッタ１０を示す概略斜視図であり、（ａ）は内側回転体１２の軸方向における一方側からトルクリミッタ１０を見た図、（ｂ）は内側回転体１２の軸方向における他方側からトルクリミッタ１０を見た図である。また、図２は、図１のトルクリミッタ１０のＩＩ－ＩＩ部分を示す断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係るトルクリミッタ１０は、円筒状の内側回転体１２と、円筒状の外側回転体１４と、内側回転体１２と外側回転体１４との間で回転力を伝達する伝達部１６（図２参照）と、円筒状の弾性体１８と、中空円板状のキャップ２０とを備えている。なお、図１および図２においては、内側回転体１２の軸方向を矢印Ｘで示している。以下においては、内側回転体１２の軸方向を軸方向Ｘと記載する。本実施形態では、外側回転体１４の軸方向および弾性体１８の軸方向は、内側回転体１２の軸方向Ｘに一致する。

【0023】

図３は、軸方向Ｘからトルクリミッタ１０を見た図であり、（ａ）は軸方向Ｘにおける一方側からトルクリミッタ１０を見た図、（ｂ）は軸方向Ｘにおける他方側からトルクリミッタ１０を見た図である。図１～図３に示すように、内側回転体１２の軸方向Ｘにおける一方側の端部には、複数（本実施形態では２つ）の第１溝部２２が形成されている。本実施形態では、第１溝部２２は、軸方向Ｘにおいて、内側回転体１２の一方側の縁１２ａから他方側に向かって凹むように形成されている。より具体的には、第１溝部２２は、後述するピン部３０（図５参照）が嵌るように、内側回転体１２の径方向から見て略Ｕ字形状に形成されている。本実施形態では、２つの第１溝部２２は、軸方向Ｘから見て、内側回転体１２の径方向において互いに対向するように形成されている。なお、第１溝部２２は、内側回転体１２の径方向から見て矩形状に形成されていてもよい。

【0024】

また、図１～３に示すように、内側回転体１２の軸方向Ｘにおける他方側の端部には、２つの第２溝部２３が形成されている。本実施形態では、第２溝部２３は、軸方向Ｘにおいて、内側回転体１２の他方側の縁１２ｂから一方側に向かって凹むように形成されている。より具体的には、第２溝部２３は、後述するピン部３６（図９参照）が嵌るように、内側回転体１２の径方向から見て略Ｕ字形状に形成されている。本実施形態では、２つの第２溝部２３は、軸方向Ｘから見て、内側回転体１２の径方向において互いに対向するように形成されている。なお、第２溝部２３は、内側回転体１２の径方向から見て矩形状に形成されていてもよい。

【0025】

内側回転体１２は、例えば、合成樹脂材料を用いて構成することができる。合成樹脂材料としては、公知のトルクリミッタにおいて用いられている材料を用いることができる。具体的には、合成樹脂材料として、例えば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）等が挙げられる。外側回転体１４についても同様である。

【0026】

外側回転体１４は、内側回転体１２と同軸上において内側回転体１２に対して相対的に回転できるように、内側回転体１２の外側に嵌められている。本実施形態では、軸方向Ｘにおける外側回転体１４の一方側は、キャップ２０を介して回転可能に内側回転体１２に支持されている。キャップ２０は、内側回転体１２の外周面に対して摺動できるように、外側回転体１４の内周面に固定されている。

【0027】

軸方向Ｘにおける外側回転体１４の他方側は、内側回転体１２の外周面に対して摺動できるように、内側回転体１２の外周面に支持されている。なお、詳細な説明は省略するが、外側回転体１４は、転がり軸受等の公知の軸受を介して内側回転体１２に回転可能に支持されてもよい。

【0028】

図１および図３に示すように、軸方向Ｘにおける外側回転体１４の他方側の端部には、凹部２４が形成されている。本実施形態では、凹部２４は、軸方向Ｘにおいて、外側回転体１４の他方側の縁１５から一方側に向かって凹むように形成されている。より具体的には、凹部２４は、後述するピン部３６（図９参照）が嵌るように、外側回転体１４の径方向から見て略Ｕ字形状に形成されている。なお、凹部２４、外側回転体１４の径方向から見て矩形状に形成されていてもよい。

【0029】

図４は、内側回転体１２の第２溝部２３および外側回転体１４の凹部２４の形成位置および大きさを比較した図である。なお、図４には、内側回転体１２（外側回転体１４）の径方向から見た第２溝部２３および凹部２４が示されている。

【0030】

図４に示すように、凹部２４の少なくとも一部は、軸方向Ｘにおいて、第２溝部２３の一方側の端と第２溝部２３の他方側の端との間に位置付けられている。本実施形態では、軸方向Ｘにおいて内側回転体１２の縁１２ｂおよび外側回転体１４の縁１５の位置は略等しく、軸方向Ｘにおける第２溝部２３および凹部２４の位置も略等しい。なお、軸方向Ｘにおける凹部２４の長さＬ１は、内側回転体１２の周方向における第２溝部２３の長さＬ２の１／２以上に設定されることが好ましく、長さＬ２以上であることがより好ましい。本実施形態では、長さＬ１は、長さＬ２の約２倍に設定されている。

【0031】

図２に示すように、伝達部１６は、永久磁石１６ａと、ヒステリシス材１６ｂとを備えている。永久磁石１６ａおよびヒステリシス材１６ｂはそれぞれ、円筒形状を有している。永久磁石１６ａおよびヒステリシス材１６ｂは、内側回転体１２の径方向において互いに対向するように設けられている。本実施形態では、内側回転体１２の径方向において永久磁石１６ａの外側にヒステリシス材１６ｂが設けられている。

【0032】

なお、本明細書において永久磁石１６ａおよびヒステリシス材１６ｂが径方向において対向している状態とは、永久磁石１６ａおよびヒステリシス材１６ｂのうちの一方が他方の内側に位置付けられている状態を意味する。

【0033】

本実施形態では、永久磁石１６ａは、内側回転体１２の外周面に固定されている。また、ヒステリシス材１６ｂは、外側回転体１４の内周面に固定されている。なお、詳細な説明は省略するが、内側回転体１２の外周面にヒステリシス材が固定され、外側回転体１４の内周面に永久磁石が固定されていてもよい。

【0034】

永久磁石１６ａとしては、フェライト磁石および希土類磁石等の公知の磁石を用いることができる。本実施形態では、永久磁石１６ａは、例えば、外周面が周方向に多極着磁された構成を有している。トルクリミッタの小型化およびヒステリシストルクの向上の観点からは、永久磁石１６ａとして、例えば、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石、Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎ系磁石、およびＳｍ－Ｃｏ系磁石等の希土類磁石を用いることが好ましい。

【0035】

ヒステリシス材１６ｂは、半硬質磁性材料を用いて構成される。具体的には、例えば、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｃｏ系合金またはＦｅ－Ｃｏ系合金等の半硬質磁性材料に所定の磁場処理を行うことによってヒステリシス材１６ｂを構成することができる。

【0036】

図１～３に示すように、弾性体１８は、外側回転体１４と一体回転するように外側回転体１４の外側に嵌められている。本実施形態では、弾性体１８は、例えば、外側回転体１４の外周面に固定されている。弾性体１８は、熱硬化性エラストマーまたは熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）で構成される。熱硬化性エラストマーとしては、例えば、天然ゴムまたは合成ゴムを用いて構成される。合成ゴムとしては、エチレンプロピレンジエン共重合体（ＥＰＤＭ）等の公知の材料を用いることができる。

【0037】

（トルクリミッタの回転駆動方法）
本実施形態に係るトルクリミッタ１０を回転駆動する際には、内側回転体１２にシャフトが挿入される。ただし、本実施形態では、トルクリミッタ１０の通常の使用時と、弾性体１８の摩擦係数測定時とで、異なるシャフトが、軸方向Ｘにおける異なる方向から内側回転体１２に挿入される。以下、具体的に説明する。

【0038】

（通常使用時の回転駆動方法）
まず、トルクリミッタ１０の通常使用時の回転駆動方法について説明する。図５は、通常使用時のトルクリミッタ１０を示す概略斜視図であり、図６は、図５に示すトルクリミッタ１０を軸方向Ｘにおける一方側から見た図である。また、図７は、トルクリミッタ１０の通常使用時に利用されるシャフト２６を示す図である。なお、通常使用時のトルクリミッタ１０の回転駆動方法は、従来のトルクリミッタの駆動方法と同様であるので、通常使用時のトルクリミッタ１０の回転駆動方法については簡単に説明する。また、通常使用時に用いられるシャフト２６は、従来のトルクリミッタにおいて用いられるシャフトと同様であるので、シャフト２６についても簡単に説明する。

【0039】

図５～図７に示すように、トルクリミッタ１０の通常使用時には、内側回転体１２に、軸方向Ｘの一方側から、シャフト２６が挿入される。シャフト２６は、柱状の軸部２８および軸部２８の径方向に延びるピン部３０を有する。本実施形態では、シャフト２６が第１シャフトに対応し、軸部２８が第１軸部に対応し、ピン部３０が第１ピン部に対応する。なお、本実施形態において軸部２８の径方向とは、軸部２８の軸線方向（延伸方向）に直交する方向を意味する。本実施形態では、軸部２８およびピン部３０はそれぞれ円柱形状を有している。

【0040】

ピン部３０は、軸部２８を径方向に貫通するように軸部２８に設けられている。図５および図６に示すように、ピン部３０の両端部が内側回転体１２の一対の第１溝部２２に嵌るように、内側回転体１２に軸部２８が挿入される。これにより、内側回転体１２は、シャフト２６と一体的に回転するように、シャフト２６に連結される。

【0041】

トルクリミッタ１０の通常使用時には、図示しない駆動源（例えば、モータ）によって軸部２８が回転駆動される。軸部２８の回転力は、ピン部３０を介して内側回転体１２に伝達され、内側回転体１２および永久磁石１６ａが回転する。これにより、永久磁石１６ａとヒステリシス材１６ｂとの間にヒステリシストルクが発生し、ヒステリシス材１６ｂが回転する。その結果、外側回転体１４および弾性体１８が回転する。このようにして、シャフト２６から弾性体１８へ回転力が伝達される。

【0042】

（摩擦係数測定時の回転駆動方法）
次に、弾性体１８の摩擦係数測定時のトルクリミッタ１０の回転駆動方法について説明する。図８は、弾性体１８の摩擦係数測定時に利用される摩擦試験装置４０を示す概略図である。図９は、弾性体１８の摩擦係数測定時のトルクリミッタ１０を示す概略斜視図であり、図１０は、図９に示すトルクリミッタ１０を軸方向Ｘにおける他方側から見た図である。

【0043】

図８に示すように、摩擦試験装置４０は、シャフト３２と、駆動源４２と、回転しないよう固定された摺動部材４４とを備えている。図８～図１０に示すように、弾性体１８の摩擦係数測定時には、摩擦試験装置４０のシャフト３２にトルクリミッタ１０が取り付けられる。

【0044】

図１１は、シャフト３２を示す図である。図８～図１１に示すように、シャフト３２は、柱状の軸部３４および軸部３４の径方向に延びるピン部３６を有する。本実施形態では、シャフト３２が第２シャフトに対応し、軸部３４が第２軸部に対応し、ピン部３６が第２ピン部に対応する。なお、本実施形態において軸部３４の径方向とは、軸部３４の軸線方向（延伸方向）に直交する方向を意味する。本実施形態では、軸部３４およびピン部３６はそれぞれ円柱形状を有している。

【0045】

ピン部３６は、軸部３４を径方向に貫通するように軸部３４に設けられている。本実施形態では、軸部３４に対して、ピン部３６の一端部３６ａの突出長さが、ピン部３６の他端部３６ｂの突出長さよりも大きくなるように、ピン部３６が軸部３４に固定されている。

【0046】

図９および図１０に示すように、ピン部３６の一端部３６ａが内側回転体１２の一方の第２溝部２３および外側回転体１４の凹部２４に嵌るように、かつピン部３６の他端部３６ｂ（図１０参照）が内側回転体１２の他方の第２溝部２３に嵌るように、内側回転体１２に、軸方向Ｘの他方側から軸部３４が挿入される。これにより、内側回転体１２および外側回転体１４は、シャフト３２と一体的に回転するように、シャフト３２に連結される。

【0047】

駆動源４２は、例えば、モータを含み、シャフト３２の軸部３４を回転駆動する。上記のように、外側回転体１４はシャフト３２と一体的に回転するようにシャフト３２に連結されているので、軸部３４が回転駆動されることによって、外側回転体１４および弾性体１８が回転する。

【0048】

弾性体１８の摩擦係数を測定する際には、駆動源４２によって弾性体１８を回転させつつ、弾性体１８の表面に摺動部材４４が押し付けられる。本実施形態では、例えば、所定の荷重で摺動部材４４を弾性体１８の表面に押し付けつつ弾性体１８を回転させて、摺動部材４４と弾性体１８との間に生じる最大静摩擦力および動摩擦力を測定することができる。これにより、弾性体１８の静摩擦係数および動摩擦係数を測定することができる。なお、摩擦係数の測定方法としては、公知の種々の測定方法を利用できるので詳細な説明は省略する。

【0049】

（トルクリミッタの効果）
以上のように、本実施形態に係るトルクリミッタ１０では、外側回転体１４の凹部２４に、シャフト３２のピン部３６を嵌めることができる。この場合、シャフト３２の軸部３４を回転駆動することによって、外側回転体１４をシャフト３２と一体的に回転させることができる。したがって、弾性体１８の表面の摩擦係数を測定する際に弾性体１８に大きな力が加わったとしても、弾性体１８および外側回転体１４がシャフト３２に対して空転することを防止することができる。その結果、弾性体１８の表面の摩擦係数を適切に測定することができる。

【0050】

また、本実施形態では、図４を用いて説明したように、凹部２４の少なくとも一部が、軸方向Ｘにおいて、第２溝部２３の一方側の端と第２溝部２３の他方側の端との間に位置付けられている。これにより、直線状に延びるピン部３６を、第２溝部２３および凹部２４に嵌めることができる。この場合、屈曲した形状のピン部（例えば、後述の図１５のピン部３９）を設ける場合に比べて、シャフト３２の製造が容易になる。

【0051】

また、本実施形態では、図４を用いて説明したように、軸方向Ｘにおける凹部２４の長さＬ１は、例えば、内側回転体１２の周方向における第２溝部２３の長さＬ２の１／２以上に設定される。この場合、凹部２４の軸方向Ｘにおける長さ（深さ）を十分に確保することができるので、凹部２４においてピン部３６と外側回転体１４とを確実に係止させることができる。

【0052】

（他の実施形態）
上述の実施形態では、図１０に示したように、内側回転体１２に軸部３４が挿入された状態において、ピン部３６の他端部３６ｂは、外側回転体１４の内周面よりも内側に位置付けられているが、ピン部３６の形状は上記の例に限定されない。例えば、外側回転体１４の径方向において対向するように一対の凹部２４を外側回転体１４に形成する場合には、軸部３４に対する他端部３６ｂの突出長さを、軸部３４に対する一端部３６ａの突出長さと同様の大きさにしてもよい。この場合、ピン部３６の両端部３６ａ，３６ｂを一対の凹部２４に嵌めることによって、外側回転体１４をシャフト３２に連結することができる。なお、詳細な説明は省略するが、ピン部３６の他端部３６ｂが軸部３４から突出していなくてもよい。この場合、内側回転体１２に形成される第２溝部２３の数は１つであってもよい。

【0053】

上述の実施形態では、外側回転体１４に１つまたは２つの凹部２４が形成される場合について説明したが、外側回転体１４に３つ以上の凹部２４が形成されてもよい。なお、外側回転体１４に複数の凹部２４を形成する場合、複数の凹部２４は、外側回転体１４の周方向に等間隔で形成されることが好ましい。

【0054】

凹部２４の数は、第２溝部２３の数以下であってもよく、第２溝部２３の数よりも多くてもよい。なお、凹部２４の数が第２溝部２３の数よりも多い場合には、トルクリミッタ１０を摩擦試験装置４０に設置する際に、ピン部３６といずれかの凹部２４との位置合わせが容易になる。これにより、摩擦試験装置４０へのトルクリミッタ１０の設置が容易になる。

【0055】

上述の実施形態では、凹部２４は、外側回転体１４の内周面から外周面に貫通するように形成されていたが、凹部２４の形状は上述の例に限定されない。図１２は、凹部２４の他の例を説明するための図であり、（ａ）は、トルクリミッタ１０ａを軸方向Ｘ（図１参照）における他方側から見た図、（ｂ）は凹部２４を外側回転体１４の内側から見た図である。図１２に示すトルクリミッタ１０ａのように、凹部２４は、外側回転体１４の内周面側から外周面側に向かって凹むように形成されてもよい。この場合、ピン部３６の一端部３６ａが凹部２４に嵌るように、軸部３４に対する一端部３６ａの突出長さを調整すればよい。

【0056】

上述の実施形態では、外側回転体１４の周方向における凹部２４の長さＬ３（図４参照）は、内側回転体１２の周方向における第２溝部２３の長さＬ２に略等しいが、凹部２４の長さＬ３が第１溝部２３の長さＬ２よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。したがって、例えば、図１３に示すトルクリミッタ１０ｂのように、外側回転体１４の軸方向Ｘにおける他方側の端面の大部分が凹部２４として形成されていてもよい。このように、外側回転体１４の周方向における凹部２４の長さを大きくすることによって、トルクリミッタ１０ｂを摩擦試験装置４０に設置する際に、ピン部３６と凹部２４との位置合わせが容易になる。これにより、摩擦試験装置４０へのトルクリミッタ１０ｂの設置が容易になる。

【0057】

上述の実施形態では、図４で説明したように、内側回転体１２の他方側の縁１２ｂおよび外側回転体１４の他方側の縁１５の軸方向Ｘにおける位置は略等しいが、内側回転体１２と外側回転体１４との位置関係は上述の例に限定されない。例えば、外側回転体１４の縁１５が、内側回転体１２の縁１２ｂに対して軸方向Ｘにおける一方側に位置付けられてもよい。

【0058】

図１４は、外側回転体１４の縁１５が内側回転体１２の縁１２ｂに対して軸方向Ｘにおける一方側に位置付けられた構成を有するトルクリミッタ１０ｃを示す概略斜視図である。図１４に示すトルクリミッタ１０ｃでは、内側回転体１２の第２溝部２３の軸方向Ｘにおける一方側の端２３ａ（第２溝部２３の底部２３ａ）は、外側回転体１４の縁１５よりも、軸方向Ｘにおける他方側に位置付けられている。

【0059】

トルクリミッタ１０ｃを摩擦試験装置４０に取り付ける場合には、上述のシャフト３２（図９～図１１参照）の代わりに、例えば、図１５に示すシャフト３８を用いればよい。なお、図１５に示すシャフト３８が上述のシャフト３２と異なるのは、ピン部３６の代わりにピン部３９を備えている点である。ピン部３９のうち軸部３４から突出した部分は、第２溝部２３および凹部２４の両方に嵌ることができるように屈曲した形状を有している。このような構成のシャフト３８を用いることによって、弾性体１８の摩擦係数測定時に弾性体１８が空転することを防止することができる。

【0060】

なお、図示は省略するが、軸方向Ｘに関して、図１４に示した縁１２ｂ，１５の位置関係とは反対に、外側回転体１４の縁１５が内側回転体１２の縁１２ｂに対して軸方向Ｘにおける他方側に位置付けられていてもよい。より具体的には、例えば、外側回転体１４の凹部２４の軸方向Ｘにおける一方側の端（凹部２４の底部）が、内側回転体１２の縁１２ｂよりも、軸方向Ｘにおける他方側に位置付けられていてもよい。この場合も、弾性体１８の摩擦係数測定時には、例えば、上述のシャフト３２（図９～図１１参照）を用いて、外側回転体１４および弾性体１８を回転させることができる。これにより、弾性体１８の摩擦係数測定時に弾性体１８が空転することを防止することができる。なお、本実施形態においては、第２溝部２３は形成されていなくてもよい。この場合、内側回転体１２の軸方向Ｘにおける他方側の端部の構造が、第２溝部２３が形成される場合に比べて簡単になるため、内側回転体１２の製造が容易になる。

【0061】

なお、上述の実施形態では、トルクリミッタが磁気式の伝達部１６を備える場合について説明したが、トルクリミッタが備える伝達部の構成は上述の例に限定されず、伝達部は、内側回転体と外側回転体との間で回転力を伝達できるように構成されていればよい。したがって、トルクリミッタが、例えば、コイルもしくは板ばねを用いた摩擦方式、磁性粉と摩擦板とを用いたパウダー式、またはフェルト方式等の公知の構成を有する他の伝達部を備えていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明によれば、弾性体の摩擦係数の測定時に弾性体が空転することを防止できるトルクリミッタおよび摩擦試験装置が得られる。

【符号の説明】

【0063】

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ トルクリミッタ
１２ 内側回転体
１２ａ 内側回転体の一方側の縁
１２ｂ 内側回転体の他方側の縁
１４ 外側回転体
１５ 外側回転体の他方側の縁
１６ 伝達部
１８ 弾性体
２０ キャップ
２２ 第１溝部
２３ 第２溝部
２３ａ 第２溝部の底部
２４ 凹部
２６，３２，３８ シャフト
２８，３４ 軸部
３０，３６，３９ ピン部
４０ 摩擦試験装置
４２ 駆動源
４４ 摺動部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】