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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-13
(45)【発行日】2023-03-22
(54)【発明の名称】トルクリミッタ
(51)【国際特許分類】
F16D 7/02 20060101AFI20230314BHJP
【ＦＩ】
F16D7/02 C
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019100666
(22)【出願日】2019-05-29
(65)【公開番号】P2020193679
(43)【公開日】2020-12-03
【審査請求日】2022-02-28
(73)【特許権者】
【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】110001586
【氏名又は名称】弁理士法人アイミー国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】平山 正
【審査官】糟谷 瑛
(56)【参考文献】
【文献】実開平０３－０８５３３５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００４－２３９３５７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｄ ７／０２
Ｂ６５Ｈ ３／５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸と、前記回転軸の外周面に取り付けられる永久磁石またはヒステリシス材の一方を含む第１回転体と、前記回転軸の同軸上で相対的に回転可能に設けられるハウジングと、前記ハウジングの内周面に取り付けられ、前記永久磁石またはヒステリシス材の一方とギャップを隔てて対向する前記永久磁石またはヒステリシス材の他方とを含む第２回転体とを備え、
前記第１回転体の回転軸および前記第２回転体のハウジングは、周方向に摺動する摺動部を有し、
前記摺動部の直径は、前記第１回転体の永久磁石またはヒステリシス材の一方の外径寸法と同じか、それよりも大きく、かつ、前記第２回転体の永久磁石またはヒステリシス材の他方の内径寸法と同じか、それよりも小さいことを特徴とする、トルクリミッタ。
【請求項2】
前記永久磁石と前記ヒステリシス材との間のギャップの半径での寸法は、０．２ｍｍ以下である、請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項3】
前記摺動部は、前記第１回転体の永久磁石またはヒステリシス材の一方を回転軸線方向の両側から挟むように複数設けられる、請求項１または２に記載のトルクリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、たとえば複写機、プリンタ、ファクシミリ等の給紙装置やＡＴＭに用いられるトルクリミッタに関する。
【背景技術】
【0002】
図８は、複写機等に用いられる給紙装置の重送防止機構である。図８において、摩擦ローラ１０１は給送ローラ１０２に所定圧で押し付けられている。この摩擦ローラ１０１には、トルクリミッタ１００を介して用紙１０３を戻す方向のトルクＴが与えられている。トルクリミッタ１００は、駆動側すなわちシャフト１０４から従動側すなわち摩擦ローラ１０１へ、所定のトルク値Ｔａの範囲内で回転を伝達するが、所定のトルク値Ｔａを超えるトルクが発生した場合には回転の伝達を遮断する機能を有している。所定のトルク値Ｔａは、用紙同士の摩擦力よりは大きく、給送ローラ１０２の回転力よりは小さい値に設定されている。
【0003】
したがって、図８（ａ）に示すように、給送ローラ１０２と摩擦ローラ１０１との間に２枚以上の用紙１０３が案内されたときには、２枚目以降の用紙は１枚目と分離されて用紙１０３の進行方向とは逆の方向に戻される。しかし、図８（ｂ）に示すように、給送ローラ１０２と摩擦ローラ１０１とが直接接しているか、１枚の用紙１０３のみを挟んで接しているときには、摩擦ローラ１０１の回転は、トルクリミッタ１００の機能によってシャフト１０４の回転と遮断され、摩擦ローラ１０１は給送ローラ１０２と一緒に連れ回りする。
【0004】
このようにして、給紙装置からは用紙１０３が１枚ずつ送り出される。給紙装置から用紙１０３を１枚ずつ確実に送り出すためには、トルクリミッタ１００には、所定のトルク値Ｔａが安定していることが要求されている。
【0005】
このような給紙装置に用いられるヒステリシストルクを利用したトルクリミッタとして、特開平６－２３５４４７号公報（特許文献１）が知られている。図９に示すように、特許文献１のトルクリミッタ２００は、第１回転体２１０と第２回転体２２０とを備える。第１回転体２１０は、回転軸２１１と永久磁石２１２とを含み、第２回転体２２０は、ハウジング２２１とヒステリシス材２２２と蓋部２２３とを含む。蓋部２２３は、ハウジング２２１の開口部を塞ぐように設けられる。第１回転体２１０と第２回転体２２０との間には、摺動部２３１，２３２が設けられており、トルクリミッタ２００は、摺動部２３１，２３２を２つ有する。摺動部２３１，２３２の直径は、いずれも永久磁石２１２の外径寸法よりも小さい。
【0006】
また、特開２００８－２８１１１２号公報（特許文献２）および特開平１０－７８０４３号公報（特許文献３）には、いずれも第１回転体および第２回転体の摺動部の直径が第１回転体の永久磁石の外径寸法よりも小さいトルクリミッタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平６－２３５４４７号公報
【文献】特開２００８－２８１１１２号公報
【文献】特開平１０－７８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１～３は、いずれも摺動部の直径が第１回転体の永久磁石の外径寸法よりも小さいため、トルクリミッタの回転の際にヒステリシス材と永久磁石とが接触し、不安定なトルクになってしまうという課題がある。
【0009】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、安定したトルクを提供することができるトルクリミッタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様に係るトルクリミッタは、回転軸と、回転軸の外周面に取り付けられる永久磁石またはヒステリシス材の一方を含む第１回転体と、回転軸の同軸上で相対的に回転可能に設けられるハウジングと、ハウジングの内周面に取り付けられ、永久磁石またはヒステリシス材の一方とギャップを隔てて対向する永久磁石またはヒステリシス材の他方とを含む第２回転体とを備え、第１回転体の回転軸および第２回転体のハウジングは、周方向に摺動する摺動部を有し、摺動部の直径は、第１回転体の永久磁石またはヒステリシス材の一方の外径寸法と同じか、それよりも大きい。
【0011】
好ましくは、摺動部の直径は、第２回転体の永久磁石またはヒステリシス材の他方の内径寸法と同じか、それよりも小さい。
【0012】
好ましくは、永久磁石とヒステリシス材との間のギャップの半径での寸法は、０．２ｍｍ以下である。
【0013】
好ましくは、摺動部は、第１回転体の永久磁石またはヒステリシス材の一方を回転軸線方向の両側から挟むように複数設けられる。
【発明の効果】
【0014】
本発明のトルクリミッタによれば、安定したトルクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態１に係るトルクリミッタを概略的に示す断面図である。
【図3】本発明の実施の形態２に係るトルクリミッタを概略的に示す断面図である。
【図5】実施例および比較例について時間とトルク値との関係を示すグラフであり、（ａ）は通紙動作を行わなかった場合の実施例のトルク値を示すグラフ、（ｂ）は通紙動作を行わなかった場合の比較例のトルク値を示すグラフである。
【図6】実施例および比較例について時間とトルク値との関係を示すグラフであり、（ａ）は１００万回通紙動作を行った後の実施例のトルク値を示すグラフ、（ｂ）は１００万回通紙動作を行った後の比較例のトルク値を示すグラフである。
【図7】実施例および比較例について時間とトルク値との関係を示すグラフであり、（ａ）は２００万回通紙動作を行った後の実施例のトルク値を示すグラフ、（ｂ）は２００万回通紙動作を行った後の比較例のトルク値を示すグラフである。
【図8】トルクリミッタの具体的な使用例を示す図であり、（ａ）は２枚目以降の用紙が進行方向とは逆の方向に戻される場合の模式図、（ｂ）は１枚の用紙を挟み摩擦ローラと給送ローラとが連れ回りする場合の模式図である。
【図9】一般的なトルクリミッタを概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。
【0017】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係るトルクリミッタについて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るトルクリミッタ１を概略的に示す断面図である。なお、矢印Ａ１は回転軸線方向（以下の説明において、「軸方向」という）を示しており、矢印Ａ１で示す方向を一方といい、矢印Ａ１の反対方向を他方という。矢印Ａ２は径方向を示している。
まず、本発明の実施の形態１に係るトルクリミッタについて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るトルクリミッタ１を概略的に示す断面図である。なお、矢印Ａ１は回転軸線方向（以下の説明において、「軸方向」という）を示しており、矢印Ａ１で示す方向を一方といい、矢印Ａ１の反対方向を他方という。矢印Ａ２は径方向を示している。
【0018】
図１を参照して、本実施の形態１に係るトルクリミッタ１は、図示のない駆動用のシャフトに止めネジを介して一体的に回転するようにされた第１回転体１０と、第１回転体１０と相対的に回転可能に設けられる第２回転体２０とを備える。
【0019】
本実施の形態の第１回転体１０は、回転軸１１と、回転軸１１の外周面に取り付けられる円筒状の永久磁石１２とを有する。
【0020】
回転軸１１の材料は、合成樹脂を用いることが好ましい。合成樹脂としては、たとえばポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリロニトリル―ブタジエン―スチレン樹脂などが挙げられる。なお、回転軸１１の材料は、合成樹脂以外の材料として、たとえば金属を用いてもよい。金属としては、たとえばアルミニウム、亜鉛、真鍮、ステンレス、鉄などが挙げられる。
【0021】
回転軸１１は、たとえば軸方向に延在する円筒状の第１軸部３０と、第１軸部３０の外周面から外径側へ向かって突出する第１部分３１と、第１部分３１の外径側端部から軸方向の一方端側へ向かって延びる第２部分３２と、第２部分３２の軸方向の一方端部から外径側へ向かって突出する第３部分３３と、第３部分３３の外径側端部から軸方向の一方端側へ向かって延びる第４部分３４とを備える。このような構成により、回転軸１１は、段差状の突出部を有する。
【0022】
第１軸部３０は、図示のない駆動用のシャフトの外周を囲うように取り付けられる。第１部分３１は、第１軸部３０の軸方向における中央部から突出する。第２部分３２は、第１軸部３０と間隔を隔てて平行に設けられる。また、第２部分３２の外周面には、永久磁石１２が取り付けられる。第３部分３３は、永久磁石１２の外周面よりも突出する位置まで延びるように設けられる。第４部分３４は、第１軸部３０と間隔を隔てて平行に設けられる。第４部分３４の外径は、永久磁石１２の外径寸法よりも大きく、第２回転体２０に対して周方向に摺動する第１摺動部１３である。第４部分３４の一方端部は、後述する第２回転体２０の第１側壁部４１と当接する位置まで延在し、第１軸部３０の一方端部よりも一方端側に位置する。このような構成により、第１軸部３０と第２部分３２との間、および第１軸部３０と第４部分３４との間は、中空状となる。
【0023】
永久磁石１２には、たとえばフェライト磁石や焼結磁石、樹脂磁石または希土類磁石などが用いられるが、トルクリミッタの小型化、高トルク化の観点から、希土類磁石を用いるのが望ましい。希土類磁石としては、たとえばＮｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石、Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎ磁石、Ｓｍ－Ｃｏ系磁石などが用いられる。
【0024】
本実施の形態の第２回転体２０は、回転軸１１の同軸上で相対的に回転可能に設けられるハウジング２１と、ハウジング２１の内周面に取り付けられ、永久磁石１２とギャップＧを隔てて対向する円筒状のヒステリシス材２２とを有する。
【0025】
ハウジング２１の材料は、回転軸１１と同一の材料であることが好ましく、たとえば合成樹脂や金属などが用いられる。ハウジング２１は、たとえば摩擦ローラに取り付けられ、軸方向に延在する円筒状の第２軸部４０と、第２軸部４０の一方端部から外径側へ延びるように設けられる第１側壁部４１と、第１側壁部４１の外径側端部から他方端側へ向かって延在し、第１回転体１０を囲うように設けられる外周部４２とを備える。
【0026】
第２軸部４０は、回転軸１１の第１軸部３０の一方端部と近接するように設けられる。第１側壁部４１の一方端面は、摩擦ローラ側に位置する。第１側壁部４１の他方端面は、第４部分３４の一方端部と当接する。
【0027】
外周部４２は、たとえば第１側壁部４１の外径側端部から他方側へ向かって延びる第１外周部４３と、第１外周部４３よりも内径寸法を小さくし、第１外周部４３の他方端部から他方側へ向かってさらに延びる第２外周部４４とを備える。このような構成により、外周部４２は内周面に段差を有する。
【0028】
第１外周部４３の内径は、ヒステリシス材２２の内径寸法よりも小さく、第１摺動部１３に対して周方向に摺動する第２摺動部２３である。第２外周部４４の内周面には、永久磁石１２と対向するようにヒステリシス材２２が取り付けられる。
【0029】
ハウジング２１は、他方端部に開口部を有しており、開口部を塞ぐように蓋部２４が設けられる。外周部４２は、第２外周部４４の他方端部に蓋部２４と嵌合するための凹部を有する。これにより、蓋部２４は第２外周部４４と凹凸嵌合によって固定される。蓋部２４の材料は、回転軸１１と同一の材料であることが好ましく、たとえば合成樹脂や金属などが用いられる。なお、蓋部２４と回転軸１１は、当接する端面２４ａ，２４ｂにおいて周方向に摺動する。
【0030】
ヒステリシス材２２は、第１回転体１０の永久磁石１２とギャップＧを隔てて対向する位置に設けられる。ヒステリシス材２２は、高い残留磁束密度およびある程度の保磁力を有する金属材料が用いられ、磁束密度０．７Ｔ以上、保磁力２．５～１２．５ｋＡ／ｍの磁気特性を有することが望ましい。ヒステリシス材２２としては、たとえばＡｌ－Ｎｉ―Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｍｎ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金などが用いられる。
【0031】
図２は、本発明の実施の形態１に係るトルクリミッタを概略的に示す断面図であり、図１においてＩＩで示した部分の拡大図である。ギャップＧは、半径での寸法が０．３ｍｍ未満であり、０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。トルクを向上する観点から、０．２ｍｍ以下であることがより好ましく、ギャップＧの半径での寸法は小さい方が好ましいという観点から、０．１５ｍｍ以下であることがより一層好ましい。本実施の形態におけるギャップＧは、半径での寸法が０．１５ｍｍである。半径での寸法とは、図１に示す断面図のうち、一点鎖線で示す軸Ｏを境界とした場合の片側のギャップＧの径方向の寸法である。また、直径での寸法とは、軸Ｏを境界とした場合の双方のギャップＧの径方向の寸法を合わせた値である。
【0032】
次に、第１摺動部１３および第２摺動部２３について説明する。上述したように、第１回転体１０の回転軸１１および第２回転体２０のハウジング２１は、周方向（回転方向）に摺動する第１，２摺動部１３，２３を有する。第１，２摺動部１３，２３は、第１回転体１０と第２回転体２０の回転部分を回転可能に支えるすべり軸受け部である。摺動とは、回転軸１１と第２回転体２０とが互いに接触しながら相対的に移動することを意味する。なお、第１摺動部１３と第２摺動部２３との間には、若干の隙間があってもよい。
【0033】
第１，２摺動部１３，２３の材料は、合成樹脂が用いられ、回転軸１１、ハウジング２１の一部である。しかしながら、第１，２摺動部１３，２３の材料として、回転軸１１、ハウジング２１とは異なる材料を用いてもよい。第１，２摺動部１３，２３に使用される合成樹脂は、摺動性、耐熱性、寸法安定性、限界ＰＶ値の高いグレードおよび強度において優れたものが適している。また、第１，２摺動部１３，２３に用いられる合成樹脂は、摺動性、剛性、ＰＶ値などを向上するために、充填剤をさらに含んでもよい。充填剤に好適な材料としては、たとえばチタン酸カリウムウイスカー、四フッ化樹脂（ＰＴＦＥ）、個体潤滑剤（たとえばグラファイト、二硫化モリブデンなど）、オイル、ガラスビーズなどが用いられる。
【0034】
第１，２摺動部１３，２３では、回転軸１１の第４部分３４とハウジング２１の第１外周部４３とが接しており、互いに擦れながら滑り合う。第１，２摺動部１３，２３の直径Ｒ１は、第１回転体１０の永久磁石１２の外径寸法Ｒ２よりも大きい。また、第１，２摺動部１３，２３の直径Ｒ１は、第２回転体２０のヒステリシス材２２の内径寸法Ｒ３よりも小さいことが望ましい。つまり、第１，２摺動部１３，２３の直径Ｒ１は、永久磁石１２の外径寸法Ｒ２よりも大きく、ヒステリシス材２２の内径寸法Ｒ３よりも小さいことが好ましい。
【0035】
従来のトルクリミッタは、いずれも摺動部の直径が永久磁石の外径寸法よりも小さかった。このため、トルクリミッタの動作時に第１回転体がぐらつき、永久磁石とヒステリシス材とが接触してしまうという課題があった。本実施の形態に係るトルクリミッタ１は、第１，２摺動部１３，２３の直径Ｒ１が、第１回転体１０の永久磁石１２の外径寸法Ｒ２よりも大きいため、トルクリミッタ１の使用時に生じる第１回転体１０のぐらつきを抑えることができる。そのため、本実施の形態に係るトルクリミッタ１は、第１回転体１０と第２回転体２０を安定して回転させることができるため、ギャップＧのぶれを防止でき、永久磁石１２とヒステリシス材２２とが接触することを防止できる。これにより、トルクを安定することができる。
【0036】
本実施の形態に係るトルクリミッタ１は、第１，２摺動部１３，２３の直径Ｒ１が第２回転体２０のヒステリシス材２２の内径寸法Ｒ３よりも小さい。つまり、トルクリミッタ１は、第２回転体２０のヒステリシス材２２が第１，２摺動部１３，２３よりも内径側に突出していない。そのため、トルクリミッタ１の製造時に第２回転体２０に第１回転体１０を収容する際、第１回転体１０の第１摺動部１３がヒステリシス材２２にひっかからない。これにより、本実施の形態に係るトルクリミッタ１は、ヒステリシス材２２と第１回転体１０の第１摺動部１３とが接触することを防ぐことができ、容易に組み立てることができる。
【0037】
また、本実施の形態によれば、永久磁石１２とヒステリシス材２２との間のギャップＧの半径での寸法は、０．２ｍｍ以下である。このように、本実施の形態に係るトルクリミッタ１は、ギャップＧの半径での寸法が小さいため、トルクを向上することができる。さらに、トルクリミッタ１は、ギャップＧの半径での寸法が小さくても、永久磁石１２とヒステリシス材２２とが接触しないため、トルクを安定することができる。
【0038】
なお、本実施の形態では、トルクリミッタ１の摺動部１３，２３の直径Ｒ１は、第１回転体１０の永久磁石１２の外径寸法Ｒ２よりも大きいとしたが、これに限られない。摺動部１３，２３の直径Ｒ１は、第１回転体１０の永久磁石１２の外径寸法Ｒ２と同じであってもよい。
【0039】
（実施の形態２）
図３，４を参照して、本実施の形態２のトルクリミッタ１Ａについて説明する。実施の形態２のトルクリミッタ１Ａは、基本的には実施の形態１のトルクリミッタ１と同様の構成であるが、図３に示すように、主に第１，２摺動部が２か所に設けられるところについて異なる。
図３，４を参照して、本実施の形態２のトルクリミッタ１Ａについて説明する。実施の形態２のトルクリミッタ１Ａは、基本的には実施の形態１のトルクリミッタ１と同様の構成であるが、図３に示すように、主に第１，２摺動部が２か所に設けられるところについて異なる。
【0040】
本実施の形態２に係るトルクリミッタ１Ａは、第１回転体１０Ａと、第２回転体２０Ａとを備える。
【0041】
第１回転体１０Ａの回転軸１１Ａは、外周面に段差を有する。回転軸１１Ａは、段差のうち外径寸法が小さい凹部３６Ａと、段差のうち外径寸法が大きい第１，２凸部３５Ａ，３７Ａとを有する。第１，２凸部３５Ａ，３７Ａは、凹部３６Ａを軸方向の両側から挟むように設けられる。つまり、第１凸部３５Ａは、凹部３６Ａの軸方向の一方端側に位置し、第２凸部３７Ａは、凹部３６Ａの軸方向の他方端側に位置する。
【0042】
凹部３６Ａの外周面には、永久磁石１２が取り付けられる。第１，２凸部の外径は、永久磁石１２の外径寸法よりも大きい。第１凸部３５Ａの外周面は、第２回転体２０Ａに対して周方向に摺動する第１摺動部１５Ａである。第２凸部３７Ａの外周面は、第２回転体２０Ａに対して周方向に摺動する第１摺動部１３Ａである。
【0043】
第１回転体１０Ａの第１凸部３５Ａ、凹部３６Ａおよび第２凸部３７Ａは、一体的に形成される。第２凸部３７Ａは、トルクリミッタ１Ａの蓋部の役割を果たす。つまり、トルクリミッタ１Ａは、蓋部を準備する必要がなく、ハウジング２１Ａに蓋部を設けなくても防塵効果を有することができる。
【0044】
第２回転体２０Ａのハウジング２１Ａは、第２側壁部４５Ａと、第２外壁部４６Ａとを備える。
【0045】
第２側壁部４５Ａの一方端面は、たとえば摩擦ローラ側に位置する。第２側壁部４５Ａの他方端面は、回転軸１１Ａの一方端面と当接する。第２外壁部４６Ａは、内周面に段差を有する。第２外壁部４６Ａは、段差のうち内径寸法が大きい第４外周部４８Ａと、段差のうち内径寸法が小さい第３，５外周部４７Ａ，４９Ａとを備える。第３，５外周部４７Ａ，４９Ａは、第４外周部４８Ａを軸方向の両側から挟むように設けられる。つまり、第４外周部４８Ａは、第２外壁部４６Ａの内周面の凹部であり、第３外周部４７Ａは第４外周部４８Ａの軸方向の一方端側に位置し、第５外周部４９Ａは、第４外周部４８Ａの軸方向の他方端側に位置する。
【0046】
第４外周部４８Ａの内周面には、ヒステリシス材２２が取り付けられる。第３，５外周部４７Ａ，４９Ａの内径は、ヒステリシス材２２の内径寸法よりも小さい。第３外周部４７Ａの内周面は、第１凸部３５Ａの外周面（第１摺動部１５Ａ）と周方向に摺動する第２摺動部２５Ａである。第５外周部４９Ａの内周面は、第２凸部３７Ａの外周面（第１摺動部１３Ａ）と周方向に摺動する第２摺動部２３Ａである。
【0047】
次に、２つの摺動部、すなわち第１，２摺動部１３Ａ，２３Ａおよび第１，２摺動部１５Ａ，２５Ａについて説明する。第１，２摺動部１３Ａ，２３Ａは、永久磁石１２およびヒステリシス材２２の軸方向の他方側、第１，２摺動部１５Ａ，２５Ａは、永久磁石１２およびヒステリシス材２２の軸方向の一方側に設けられる。つまり、第１，２摺動部１３Ａ，２３Ａおよび第１，２摺動部１５Ａ，２５Ａは、永久磁石１２およびヒステリシス材２２を軸方向の両側から挟むように設けられる。
【0048】
一方側の第１，２摺動部１５Ａ，２５Ａと他方側の第１，２摺動部１３Ａ，２３Ａの直径は同一であることが好ましい。しかし、ギャップＧの寸法を維持できるのであれば、直径は異なっていてもよい。
【0049】
第１凸部３５Ａおよび第２凸部３７Ａは、永久磁石１２を軸方向の両側から挟むように設けられる。さらに、第１凸部３５Ａおよび第２凸部３７Ａの直径は、永久磁石１２の外径寸法よりも大きい。このような構成の場合、本実施の形態の第１回転体１０Ａは、永久磁石１２が突出していない。トルクリミッタ１Ａは、製造時に第１回転体１０Ａと第２回転体２０Ａとが別々に製造されるが、このような場合に第１回転体１０Ａを落下させてしまっても、永久磁石１２の両側に設けられた第１凸部３５Ａおよび第２凸部３７Ａがあたるのみで、永久磁石１２が傷つかない。つまり、永久磁石１２の欠損などを防ぐことができる。
【0050】
なお、実施の形態１，２では、第１回転体１０に永久磁石１２が取り付けられ、第２回転体２０にヒステリシス材２２が取り付けられるとしたが、逆であってもよい。すなわち、第１回転体１０にヒステリシス材２２が取りつけられ、第２回転体２０に永久磁石１２が取り付けられてもよい。
【0051】
また、実施の形態２において、トルクリミッタ１Ａの第１，２摺動部１３Ａ，１５Ａ，２３Ａ，２５Ａは、２か所設けられたが、３か所以上設けられていてもよい。
【実施例】
【0052】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0053】
（実施例）
実施例のトルクリミッタは、図１，２に示す実施の形態１と同様とした。具体的には、第１回転体および第２回転体は合成樹脂で形成されたものを使用した。永久磁石としてＮｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石を使用し、ヒステリシス材としてＦｅ－Ｃｒ－Ｃｏ系合金を使用した。第２回転体に取り付けられたヒステリシス材の内径は１４．８ｍｍ、第１回転体に取り付けられた永久磁石の外径は１４．５ｍｍであり、ギャップの半径での寸法は０．１５ｍｍであった。また、第１回転体に取り付けられた永久磁石の内径は１１．６ｍｍであり、永久磁石の径方向の厚みは２．９ｍｍであった。永久磁石の軸方向の寸法は７．８ｍｍ、体積は０．４６ｃｍ３、密度は６．０４ｇ／ｃｍ３、重量は２．７８ｇであった。
実施例のトルクリミッタは、図１，２に示す実施の形態１と同様とした。具体的には、第１回転体および第２回転体は合成樹脂で形成されたものを使用した。永久磁石としてＮｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石を使用し、ヒステリシス材としてＦｅ－Ｃｒ－Ｃｏ系合金を使用した。第２回転体に取り付けられたヒステリシス材の内径は１４．８ｍｍ、第１回転体に取り付けられた永久磁石の外径は１４．５ｍｍであり、ギャップの半径での寸法は０．１５ｍｍであった。また、第１回転体に取り付けられた永久磁石の内径は１１．６ｍｍであり、永久磁石の径方向の厚みは２．９ｍｍであった。永久磁石の軸方向の寸法は７．８ｍｍ、体積は０．４６ｃｍ３、密度は６．０４ｇ／ｃｍ３、重量は２．７８ｇであった。
【0054】
（比較例）
比較例のトルクリミッタは、基本的には図９に示す一般的なトルクリミッタと同様であるが、ギャップの寸法について改変し使用した。具体的には、第１回転体および第２回転体は合成樹脂で形成されたものを使用した。永久磁石として、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石を使用し、ヒステリシス材としてＦｅ－Ｃｒ－Ｃｏ系合金を使用した。第２回転体に取り付けられたヒステリシス材の内径は１４．６７ｍｍ、第１回転体に取り付けられた永久磁石の外径は１４．３７ｍｍであり、ギャップの半径での寸法は０．１５ｍｍであった。また、第１回転体に取り付けられた永久磁石の内径は１１．４７ｍｍであり、永久磁石の径方向の厚みは２．９ｍｍであった。永久磁石の軸方向の寸法は７．９ｍｍ、体積は０．４６ｃｍ３、密度は６．０６ｇ／ｃｍ３、重量は２．７９ｇであった。
比較例のトルクリミッタは、基本的には図９に示す一般的なトルクリミッタと同様であるが、ギャップの寸法について改変し使用した。具体的には、第１回転体および第２回転体は合成樹脂で形成されたものを使用した。永久磁石として、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石を使用し、ヒステリシス材としてＦｅ－Ｃｒ－Ｃｏ系合金を使用した。第２回転体に取り付けられたヒステリシス材の内径は１４．６７ｍｍ、第１回転体に取り付けられた永久磁石の外径は１４．３７ｍｍであり、ギャップの半径での寸法は０．１５ｍｍであった。また、第１回転体に取り付けられた永久磁石の内径は１１．４７ｍｍであり、永久磁石の径方向の厚みは２．９ｍｍであった。永久磁石の軸方向の寸法は７．９ｍｍ、体積は０．４６ｃｍ３、密度は６．０６ｇ／ｃｍ３、重量は２．７９ｇであった。
【0055】
実施例および比較例で使用したトルクリミッタは、ギャップの半径での寸法が同一である。さらに、永久磁石の径方向の厚み、軸方向の寸法、体積、密度、重量が略同一である。これにより、実施例および比較例のトルクの安定性を比較できるようにした。
【0056】
（評価方法）
実施例および比較例のトルクリミッタについて、各条件における時間とトルクの関係を調べた。表１は、実施例および比較例のトルクリミッタの各寸法およびトルク値を示す。
実施例および比較例のトルクリミッタについて、各条件における時間とトルクの関係を調べた。表１は、実施例および比較例のトルクリミッタの各寸法およびトルク値を示す。
【0057】
具体的には、先ず、トルクリミッタを耐久試験装置の駆動源と直結したシャフトに固定し、第２回転体は第１回転体と相対回転するように試験装置に固定した。次に回転数６５０ｒｐｍである給紙装置を０．６秒間起動した後、回転数０ｒｐｍすなわち停止状態にする動作を０．２秒間行い、この一連の動作を通紙動作とした。通紙動作により、給紙装置の起動時にかかる負荷をトルクリミッタに与えることができる。通紙動作を所定回数行った後、５００ｒｐｍで３０分間連続回転を行い、トルク（ｍＮｍ）値と時間（分）との関係を連続測定した。
【0058】
【表1】
【0059】
（評価結果）
トルク値は、デジタルフォースゲージ（イマダ社製）を用いて測定した。図５～７に結果を示した。図５～７は、実施例および比較例について時間とトルク値との関係を示すグラフであり、図５（ａ）は通紙動作を行わなかった場合の実施例のトルク値を示し、図５（ｂ）は通紙動作を行わなかった場合の比較例のトルク値を示している。図６（ａ）は１００万回通紙動作を行った後の実施例のトルク値を示し、図６（ｂ）は１００万回通紙動作を行った後の比較例のトルク値を示している。図７（ａ）は２００万回通紙動作を行った後の実施例のトルク値を示すグラフを示し、図７（ｂ）は２００万回後の比較例のトルク値を示している。なお、横軸には時間（分）が、縦軸にはトルク値（ｍＮｍ）が示されている。
トルク値は、デジタルフォースゲージ（イマダ社製）を用いて測定した。図５～７に結果を示した。図５～７は、実施例および比較例について時間とトルク値との関係を示すグラフであり、図５（ａ）は通紙動作を行わなかった場合の実施例のトルク値を示し、図５（ｂ）は通紙動作を行わなかった場合の比較例のトルク値を示している。図６（ａ）は１００万回通紙動作を行った後の実施例のトルク値を示し、図６（ｂ）は１００万回通紙動作を行った後の比較例のトルク値を示している。図７（ａ）は２００万回通紙動作を行った後の実施例のトルク値を示すグラフを示し、図７（ｂ）は２００万回後の比較例のトルク値を示している。なお、横軸には時間（分）が、縦軸にはトルク値（ｍＮｍ）が示されている。
【0060】
図５（ａ）に示すように、実施例において通紙動作を行わなかった場合の初期トルク値は、３８．２ｍＮｍであった。図５（ｂ）に示すように、比較例において通紙動作を行わなかった場合の初期トルク値は、３７．０ｍＮｍであった。初期トルク値とは、測定開始直後のトルク値である。
【0061】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、通紙動作を行わなかった場合、実施例および比較例はいずれもグラフの形状に乱れがなく、トルクが安定していた。
【0062】
図６（ａ）に示すように、通紙動作を１００万回行った場合、実施例はグラフの形状が滑らかで乱れがなく、トルクが安定していた。しかし、図６（ｂ）に示すように、比較例はグラフに乱れがあり、トルクが不安定であった。具体的には、測定開始後、小刻みにジグザグに変動するような乱れが確認できた。これは、比較例では摺動部が摩耗しており、通紙動作時に永久磁石とヒステリシス材とが接触していることに因る。
【0063】
図７（ａ）に示すように、通紙動作を２００万回行った場合、実施例はグラフの形状が滑らかで乱れがなく、トルクが安定していた。しかし、図７（ｂ）に示すように、比較例はグラフの形状に大幅な乱れがあり、トルクが不安定であった。具体的には、測定開始５分以降では、トルク値が初期トルクよりも増加したりジグザグ状に変動するような乱れが確認できた。これは、比較例では摺動部が摩耗しており、通紙動作時に永久磁石とヒステリシス材とが接触していることに因る。
【0064】
これらの結果から、本実施例は通紙動作を２００万回行ってもトルクが安定していた。本実施例によれば、第１，２摺動部の直径が第１回転体の永久磁石の外径寸法よりも大きいため、ギャップのぶれを防止することができた。また、本実施例は、通紙動作を２００万回行った場合でも永久磁石とヒステリシス材とが接触しなかった。つまり、本実施例は耐久性に優れており、かつトルクを安定できることがわかった。なお、本実施例は、比較例よりもギャップを小さくすることができた。ギャップが小さくなれば出力トルクは増加するため、本実施例はトルクを向上できることがわかった。
【0065】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全てことが意図される。
【符号の説明】
【0066】
１，１Ａ トルクリミッタ、１０，１０Ａ 第１回転体、１１，１１Ａ 回転軸、１２ 永久磁石、１３，１３Ａ，１５Ａ 第１摺動部、２０，２０Ａ 第２回転体、２１，２１Ａ ハウジング、２２ ヒステリシス材、２３，２３Ａ，２５Ａ 第２摺動部、２４ 蓋部、２４ａ，２４ｂ 端面、３０ 第１軸部、３１ 第１部分、３２ 第２部分、３３ 第３部分、３４ 第４部分、３５Ａ 第１凸部、３６Ａ 凹部、３７Ａ 第２凸部、４０ 第２軸部、４１ 第１側壁部、４２ 外周部、４３ 第１外周部、４４ 第２外周部、４５Ａ 第２側壁部、４６Ａ 第２外壁部、４７Ａ 第３外周部、４８Ａ 第４外周部、４９Ａ 第５外周部、１００ トルクリミッタ、１０１ 摩擦ローラ、１０２ 給送ローラ、１０３ 用紙、１０４ シャフト、２００ トルクリミッタ、２１０ 第１回転体、２１１ 回転軸、２１２ 永久磁石、２２０ 第２回転体、２２１ ハウジング、２２２ ヒステリシス材、２２３ 蓋部、２３１，２３２ 摺動部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】