JP2006291998A - トルクリミッター - Google Patents

Abstract

【課題】小型で効率の良いトルク調整が可能なトルクリミッターを提供する。
【解決手段】保持部材２に永久磁石１０が固定保持され、保持部材１２に半硬質磁性体２０が固定保持されている。軸受け手段は、永久磁石用の保持部材２と半硬質磁性体用の保持部材１２とを永久磁石１０と半硬質磁性体２０とが互いの平面部が対向配置されるように相対回転可能に支持し該相対回転のスラスト方向の荷重を支持する。保持部材１２側は、半硬質磁性体２０を固定する本体部分１４と、軸受け手段を構成する軸受け構成部分１６とに分割され、本体部分１４に対して軸受け構成部分１６が、雌ねじ１８と雄ねじ２２のねじ構造によって、永久磁石１０と半硬質磁性体２０とが接離する方向に移動可能に、結合してトルク調整手段を構成する。この調整手段は、永久磁石１０と半硬質磁性体２０との対向間隔を変更して永久磁石１０が半硬質磁性体２０に与える磁化の大きさを調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、平面対向型磁気ヒステリシスカップリングのトルク調整可能なトルクリミッターに関する。

外周面に円筒状の永久磁石または半硬質磁性体を設けた内部回転軸と、内周面に円筒状の半硬質磁性体または永久磁石を設けた外部回転軸とからなり、前記永久磁石と半硬質磁性体とを対向配置したトルクリミッターで、外部回転軸の内周面上で前記半硬質磁性体または永久磁石の位置を軸方向に変更することによって、前記永久磁石と半硬質磁性体との対向面積を変える構成のものが従来知られている（例えば特許文献１参照）。

また、第１回転軸に固定されたヒステリシス板と第２回転軸に固定されたマグネット板とを対向配置せしめ、更にヒステリシス板にその径方向に移動するサブヨーク板を設け、サブヨーク板のある部分においてはマグネット板からの磁束がサブヨーク板に流れてしまう性質を利用して、磁束の変化をもたらし、これによってトルク調整をするようにしたものが従来知られている（例えば特許文献２参照）。
特開平８−３０８２０９号公報 特開平７−１４２５４号公報

上記特許文献１に示すように、永久磁石と半硬質磁性体との対向面積を変更し、トルクの調整を行う構成では、基本構造が軸方向に長い構成となってしまう上、永久磁石と半硬質磁性体との対向面積を変えるために、外部回転軸の内周面上で前記半硬質磁性体または永久磁石の位置を軸方向に変更する必要があり、その変更分、どうしても軸方向に長くなり、大型となってしまう欠点がある。また、上記特許文献２に示す構成では、基本構造としては軸方向に短くなり、軸方向には小型となるが、径方向にサブヨーク板を移動せしめる必要があり、その分どうしても径方向に大型となってまう欠点がある。

即ち、従来技術では、永久磁石と半硬質磁性体との磁気対向面積を変化せしめる構成であったり、永久磁石と半硬質磁性体との磁気対向面積は同じであっても、サブヨークの作用によって磁力がトルクとして作用しないようにする構成であり、調整によって磁気の効力のない部分をつくり、その面積の大きさでトルク調整をするものであるから、どうしても無駄な構成部分が形成され、これが装置を大型にする原因となっていた。
本発明の目的は、従来技術の上記欠点を解消し、小型で効率の良いトルク調整が可能なトルクリミッターを提供することにある。また、永久磁石と半硬質磁性体との相対的回転に伴って、トルク調整手段が誤動作してしまわないような構成にすることである。

上記目的を達成するため本発明は、第１の保持部材に設けた永久磁石と、第２の保持部材に設けた半硬質磁性体とを互いの平面部を対向配置し、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とを相対回転可能に組み込んで構成したトルクリミッターであって、前記永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔を調整可能とする調整手段を設けたものである。
また本発明は、前記調整手段は、前記永久磁石と半硬質磁性体との間の相対回転により生じる回転トルクからの影響を受けない構成としたものである。
また本発明は、永久磁石と半硬質磁性体とを平面的に対向配置し、これを相対回転せしめる構成を採用し、永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔を調整可能としたトルクリミッターであって、永久磁石と半硬質磁性体のいずれか一方が設けられた第１の保持部材と、永久磁石と半硬質磁性体のいずれか他方が設けられた第２の保持部材と、前記第１の保持部材と第２の保持部材とを前記永久磁石と半硬質磁性体とが互いの平面部が対向配置されるように相対回転可能に支持し該相対回転のスラスト方向の荷重を支持する軸受け手段と、前記永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔を変更して前記永久磁石が前記半硬質磁性体に与える磁化の大きさを調整する調整手段とを備え、前記調整手段は、前記第１の保持部材と第２の保持部材のいずれか一方側を、前記永久磁石と半硬質磁性体とのいずれか一方が設けられた本体部分と、前記軸受け手段を構成する軸受け構成部分とに分割し、前記本体部分に対して前記軸受け構成部分を前記永久磁石と半硬質磁性体とが接離する方向に移動可能に結合した構成であることを特徴とするものである。
また本発明は、前記調整手段は、前記本体部分と前記軸受け構成部分とを、その一方に形成した雌ねじと他方に形成した雄ねじとのねじ結合構造としたものである。
また本発明は、前記保持部材とこれに設けられた永久磁石とを別体に構成し、前記保持部材とこれに設けられた半硬質磁性体とを別体に構成したものである。
また本発明は、前記保持部材とこれに設けられた永久磁石とを一体に構成し、また、前記保持部材とこれに設けられた半硬質磁性体とを一体に構成したものである。

本発明は小型で効率の良いトルク調整が可能なトルクリミッターを提供することができる。また、上記効果に加えて、永久磁石と半硬質磁性体との相対的な回転に伴ってトルク調整手段が誤動作してしまうことがなく、常に安定的な伝達トルクを得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
２は永久磁石用の保持部材であり、本体部分４と軸受け構成部分６とより構成されている。前記本体部分４は、外周部に入／出力用のギア８が形成された穴付きの円板部４ａと、該円板部４ａの中心に一体的に該円板部４ａに対して垂直方向に突設された管状部４ｂとより成り、円板部４ａの裏側には永久磁石用の保持枠４ｃが形成されている。

１０は穴付き円板状の永久磁石であり、その中心部の角穴が前記管状部４ｂの大径部に形成された角形外形部４ｄに嵌合され、該永久磁石１０は、前記保持枠４ｃ内に回転しないように嵌合配置されている。また、前記永久磁石１０は、その一方の面が前記保持枠４ｃから若干突出するように、前記保持枠４ｃに嵌合配置されている。前記軸受け構成部分６は、玉溝６ａが形成された外輪部６ｂと、管状の内径部６ｃと、リブ６ｄが形成された円板部６ｅとから成り、内径部６ｃの一端が前記円板部６ｅに対して軸方向に突出し、該突出部分６ｆが前記永久磁石１０の中央部平面に当接しており、これによって、上記突出部分６ｆと上記本体部分４の円板部４ａとによって永久磁石１０を挟み込み、永久磁石１０を永久磁石用の保持部材２に対して軸方向に移動しないように保持している。上記永久磁石１０は本体部分２の円板部４ａに接着固定される構成であっても良い。

前記軸受け構成部分６の内径部６ｃは、前記本体部分４の管状部に嵌合しこれに固定されている。１２は、半硬質磁性体用の保持部材であり、外周部に入／出力用のギア２６が形成された管状の本体部分１４と、リング状の軸受け構成部分１６とより構成されている。前記本体部分１４の内径部の一方側には、多角形の内径面１４ａと該内径面から中心方向に若干突出する係止用突条１４ｂを有する半硬質磁性体用保持枠１４ｃが形成され、該本体部分１４の内径部の他方側には、所定範囲にわたって雌ねじ１８が形成されている。

前記保持枠１４ｃには、外径部が、前記本体部分１４の内径面１４ａの多角形に対応する、多角形を有する半硬質磁性体２０の外径部が嵌合し、突条１４ｂに当接係止されている。前記保持枠１４ｃに保持された、中心部に穴の開いた半硬質磁性体２０の一方の面は、所定の隙間を存して、前記永久磁石１０と平面的に対向している。前記軸受け構成部分１６の外周部には、雄ねじ２２が形成され、一方の外側面には、凹入部とリブ１６ａとからなる、回転操作用の係合面が形成され、他側面には、全周にわたって玉溝１６ｂが形成されている。

前記軸受け構成部分１６の外周部の雄ねじ２２は、本体部分１４の内径部の雌ねじ１８に螺合している。前記軸受け構成部分１６の玉溝１６ｂと前記軸受け構成部分６の玉溝６ａとの間には、複数個のボール２４が配置され、これら、軸受け構成部分１６の玉溝１６ｂ、軸受け構成部分６の玉溝６ａ、及び複数個のボール２４は、アンギュラベアリングを構成し、軸受け手段となっている。そして該軸受け手段は、保持部材２と保持部材１２とを互いに相対回転可能に支持し、当該回転部のスラスト方向及びラジアル方向の荷重を支持している。

上記のように構成したトルクリミッターは、永久磁石１０と半硬質磁性体２０との間に生じるヒステリシストルクにより、永久磁石用保持部材２と、半硬質磁性体用保持部材１２との相対回転が規制されているが、保持部材２，１２の中の一方の入力側の保持部材のギア８又は２６から入力される回転トルクが、所定の大きさを超えると、保持部材２と１２とが相対回転し、過大な負荷が、他方の出力側の保持部材のギア２６又は８に作用しないようにしている。

上記のトルクリミッターのヒステリシストルクを調整するには、工具を軸受け構成部分１６の係合面に係合し、手操作により、軸受け構成部分１６を本体部分１４に対して相対回転させ、軸受け構成部分１６を本体部分１４に対して、ねじ２２，１８の送りにより、軸方向に相対移動させる。この軸受け構成部分１６の本体部分１４に対する軸方向の相対移動により、軸受け構成部分６と本体部分４が軸受け構成部分１６と連動して、本体部分１４に対して軸方向に移動する。

これにより、永久磁石１０が、これと平面的に対向する半硬質磁性体２０の磁性面に対して、相対的に接離する方向に移動し、半硬質磁性体２０と永久磁石１０間の対向間隔が変化し、両者間に働くヒステリシストルクが変化する。この調整手段の操作即ち、軸受け構成部分１６の回転操作は、永久磁石１０に作用することがなく、従って、調整手段の操作によって永久磁石１０と半硬質磁性体２０とが相対的に回転してしまうことがない。ということは、逆に、永久磁石１０と半硬質磁性体２０とが相対回転しても、その回転トルクは調整用の軸受け構成部分１６に伝達されないことになる。

即ち、図１中、永久磁石１０に作用する回転トルクは、調整用の軸受け構成部分１６に伝達されることがないので、この回転トルクによって、軸受け構成部分１６が保持部材１２に対して回転し、永久磁石１０と半硬質磁性体２０との対向間隔が調整後変化してしまうという誤動作が生じることがない。以上のように、本件実施形態では、半硬質磁性体２０と永久磁石１０との間の間隔を変化せしめることによって、両者間に働くヒステリシストルクを変化せしめ、トルク調整を可能としたので、構成上無駄なスペースがなく、従って小形で効率の良いトルク調整が可能なトルクリミッターを提供することができる。

また、本件発明のトルク調整をするに当り、例えば、保持部材２の本体部分４に対して直接永久磁石１０をネジ結合し、若しくは、保持部材１２の本体部分１４に対して直接半硬質磁性体２０をネジ結合し、保持部材２の本体部分４と永久磁石１０を、若しくは、保持部材１２の本体部分１４と半硬質磁性体２０を直接相対回転せしめることによって、永久磁石１０と半硬質磁性体２０との対向間隔を変化せしめ、これによって、トルク調整をすることも 充分に可能である。そして、このような構成にすれば、構造が比較的簡単になり、安価に製造することも可能である。

しかしながら、このように構成した場合には、永久磁石１０を保持する保持部材と半硬質磁性体２０を保持する保持部材とを相対回転せしめた時に、永久磁石と半硬質磁性体との相対的な回転に伴って、上記ネジ結合によるトルク調整手段が誤動作してしまい、不用意にトルク変化がおきてしまうことが懸念される。この点を配慮したのが図１に示す実施形態であって、トルク調整手段を、上記永久磁石１０を保持する保持部材と半硬質磁性体２０を保持する保持部材との相対回転に影響されない構成としたので、上記効果に加えて、永久磁石と半硬質敵性体との相対的な回転に伴って、トルク調整手段が誤動作してしまうことがなく、常に安定的な伝達トルクを得ることができる。

尚、本発明は、本体部分１４に永久磁石１０を、本体部分４に半硬質磁性体２０を保持する構成としても良い。また、軸受け構成部分６を本体部分４に螺合し、軸方向に移動可能とすることによっても、永久磁石１０と半硬質磁性体２０との間の対向間隔を調整することができる。また、軸受け構成部分１６を本体部分１４に対して軸方向に移動可能とする構成は、図示する雌ねじ１８と雄ねじ２２の構成に特に限定されるものではない。また、本発明は、保持部材と永久磁石又は半硬質磁性体を一体的に構成しても良い。

特開２０００−２４３６１３号公報にはプラスチックにマグネットを一体的に形成した技術が開示されており、本発明の永久磁石及び半硬質磁性体もこれらの技術を利用することが可能である。図６は、保持部材と永久磁石及び保持部材と半硬質磁性体とを一体的に構成した実施形態を示し、保持部材２のプラスチック等の本体部分４ａの、半硬質磁性体２０’との対向面には永久磁石が一体的に着磁されている。また、半硬質磁性体２０’は本体部分１４と一体的に形成され、本体部分４ａの永久磁石面と平面的に対向している。他の構成は、図１に示す実施形態の構成と同一であり、同一部分の説明を省略する。

本発明の実施形態を示すトルクリミッターの断面図である。 トルクリミッターの左側面図である。 トルクリミッターの右側面図である。 トルクリミッターの部分断面拡大図である。 トルクリミッターの部品図である。 本発明の他の実施形態を示すトルクリミッターの部分拡大断面図である。

符号の説明

２ 保持部材
４ 本体部分
４ａ 円板部
４ｂ 管状部
４ｃ 保持枠
４ｄ 角形外形部
６ 軸受け構成部分
６ａ 玉溝
６ｂ 外輪部
６ｃ 内径部
６ｄ リブ
６ｅ 円板部
６ｆ 突出部分
８ ギア
１０ 永久磁石
１２ 保持部材
１４ 本体部分
１４ａ 内径面
１４ｂ 突条
１４ｃ 保持枠
１６ 軸受け構成部分
１６ａ リブ
１６ｂ 玉溝
１８ 雌ねじ
２０ 半硬質磁性体
２２ 雄ねじ
２４ ボール
２６ ギア

Claims (7)

1. 第１の保持部材に設けた永久磁石と、第２の保持部材に設けた半硬質磁性体とを互いの平面部を対向配置し、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とを相対回転可能に組み込んで構成したトルクリミッターであって、前記永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔を調整可能とする調整手段を設けたことを特徴とするトルクリミッター。
2. 前記調整手段は、前記永久磁石と半硬質磁性体との間の相対回転により生じる回転トルクからの影響を受けない構成としたことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッター。
3. 永久磁石と半硬質磁性体とを平面的に対向配置し、これを相対回転せしめる構成を採用し、永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔を調整可能としたトルクリミッターであって、永久磁石と半硬質磁性体のいずれか一方が設けられた第１の保持部材と、永久磁石と半硬質磁性体のいずれか他方が設けられた第２の保持部材と、前記第１の保持部材と第２の保持部材とを前記永久磁石と半硬質磁性体とが互いの平面部が対向配置されるように相対回転可能に支持し該相対回転のスラスト方向の荷重を支持する軸受け手段と、前記永久磁石と半硬質磁性体との対向間隔を変更して前記永久磁石が前記半硬質磁性体に与える磁化の大きさを調整する調整手段とを備え、前記調整手段は、前記第１の保持部材と第２の保持部材のいずれか一方側を、前記永久磁石と半硬質磁性体とのいずれか一方が設けられた本体部分と、前記軸受け手段を構成する軸受け構成部分とに分割し、前記本体部分に対して前記軸受け構成部分を前記永久磁石と半硬質磁性体とが接離する方向に移動可能に結合した構成であることを特徴とするトルクリミッター。
4. 前記調整手段は、前記本体部分と前記軸受け構成部分とを、その一方に形成した雌ねじと他方に形成した雄ねじとのねじ結合構造としたことを特徴とする請求項３に記載のトルクリミッター。
5. 前記保持部材とこれに設けられた永久磁石とを別体に構成し、前記保持部材とこれに設けられた半硬質磁性体とを別体に構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の中のいずれか１つの請求項に記載のトルクリミッター。
6. 前記保持部材とこれに設けられた永久磁石とを一体に構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の中のいずれか１つの請求項に記載のトルクリミッター。
7. 前記保持部材とこれに設けられた半硬質磁性体とを一体に構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の中のいずれか１つの請求項に記載のトルクリミッター。

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