JP2008133870A - 磁気式トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱調状態になった場合に、駆動軸から被駆動軸への負のトルクの伝達を抑え、正方向の一定の押し当て力を発生させる磁気式トルク伝達装置を提供する。
【解決手段】駆動軸１２０に螺設され、円周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を所定のピッチで交互に配置した駆動円盤１６０と、被駆動軸１１０に回転方向には固定され、軸方向には移動可能に装着され、円周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を前記所定のピッチで交互に配置した被駆動円盤１３０を所定の空隙を介して前記磁極同士が対向するように配置し、対向する前記磁極間に作用する磁気的吸引力及び磁気的反発力を利用して前記駆動軸１２０の回転トルクを前記被駆動軸１１０に伝達する磁気式トルク伝達装置であって、前記被駆動円盤１３０が、バネ手段１３４によって、前記駆動円盤１６０方向に付勢されていることによって上記の課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動軸と被駆動軸の間で磁力によりトルクを伝達する磁気式トルク伝達装置に関し、さらに詳しくは、過負荷になった際に、駆動軸の回転方向と同一方向のトルクのみを駆動軸から被駆動軸へ伝達する磁気式トルクリミッタを備えた磁気式トルク伝達装置に関する。

例えば、モータで昇降装置、搬送用コンベヤ、シュレッダー等を駆動する場合、例えば、昇降装置や搬送コンベヤにおいては、積載した荷物が重すぎて過大な負荷がモータに掛かって、過大電流がモータに流れることによって、モータが焼損したり、あるいは、シュレッダーにおいては、細断する書類の中に混入しているステープラーの針などを噛み込んだ結果、過大電流がモータに流れることによって、モータが焼損するというトラブルが懸念されている。

このような問題を解決するものとして、図１８に示したように、駆動軸１に固設された駆動円盤３と被駆動軸２に固設された被駆動円盤４を有し、両円盤３、４には、図１９に示したように、異極、すなわちＮ極、Ｓ極の永久磁石５、６が、円周方向に交互に固定されている磁気式トルク伝達装置１０が知られている。なお、図１９は、図１８で軸心Ｘ−Ｘに対して垂直な仮想面、すなわち、XIX−XIX線で切断したときに被駆動側から駆動側を見た時の駆動円盤３を示した図である。

この磁気式トルク伝達装置１０によれば、最大伝達トルクを越えて滑り状態となっても、駆動軸１と被駆動軸２が、磁力によって空隙を介して接合されており、機械的に接触していないので摩擦熱が生じない。したがって、大きな負荷が被駆動軸２側に生じた場合であってもモータに過大な負荷が掛かってモータが焼損するようなことがない（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１６８２２２号公報（特に、第３頁第６段落〜同第７段落、第５頁第１３段落、図１、図２を参照）

ところが、図１８及び図１９の記載から分かるように、特許文献１に開示された磁気式トルク伝達装置１０では、駆動円盤３と被駆動円盤４の間で対向する永久磁石５のＳ極及び永久磁石６のＮ極による異極間の磁気的吸引力及び隣接する同極間の磁気的反発力により、駆動円盤３の回転に追従回転していた被駆動円盤４は、最大伝達トルクを越えると、駆動円盤３に追従できなくなり、いわゆる脱調状態となる。この脱調状態では、回転にしたがって周期的に磁気的吸引力と磁気的反発力が働くとともに、それに応じて被駆動軸２には、駆動軸回転方向と同方向のトルク、すなわち正のトルク、及び、駆動軸回転方向と逆方向のトルク、すなわち負のトルクが交互に掛かる。そして、脱調状態においても駆動円盤３と被駆動円盤４の隙間が固定されているため、正のトルクと同じ大きさの負のトルクが発生し、見かけ上は、正負のトルクは相殺し、伝達トルク平均値がゼロとなる。

また、最大伝達トルクを調整する際には、図１９に記載した駆動円盤３に固設した永久磁石５のＮ極、Ｓ極の取付直径Ｒ及び図示はされていないが、被駆動円盤４に固設された永久磁石６のＮ極、Ｓ極の取付直径Ｒを小さくしたり大きくしたりする必要があり、それを実現するためには、非常に複雑な機構が必要になっていた。

さらに、特許文献１に開示された磁気式トルク伝達装置１０では、負荷が最大伝達トルクを越えた状態から、負荷が減少して上述した最大伝達トルク未満になったとしても、駆動軸１側から被駆動軸２側に回転トルクを伝達する状態に復帰できない場合がある。また、脱調状態では、被駆動軸２が駆動軸１の回転に追随できないので、周期的に被駆動軸２側に最大伝達トルクまでの正負のトルクが伝達され、不安定な動作が継続されることになる。また、装置の寸法精度やガタ等を原因として動力伝達時に駆動円盤３と被駆動円盤４とが磁気的吸引力によって直接接触してしまうことも懸念されていた。

そこで、本発明の第１の目的は、過負荷が掛かり、駆動軸の回転に被駆動軸の回転が追随できない、いわゆる脱調状態になった場合に、駆動軸から被駆動軸への負のトルクの伝達を抑え、正方向の一定の押し当て力を発生させるとともに、負荷が軽くなった際に速やかに通常状態に復帰する磁気式トルク伝達装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、簡単な構成で最大伝達トルクを可変することができる磁気式トルク伝達装置を提供することにある。

さらに、本発明の第３の目的は、駆動円盤側の永久磁石と被駆動円盤側の永久磁石とが直接接触しない磁気式トルク伝達装置を提供することにある。

そこで、請求項１に係る磁気式トルク伝達装置は、駆動軸に螺設され、円周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を所定のピッチで交互に配置した駆動円盤と、被駆動軸に回転方向には固定され、軸方向には移動可能に装着され、円周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を前記所定のピッチで交互に配置した被駆動円盤を所定の空隙を介して前記磁極同士が対向するように配置し、対向する前記磁極間に作用する磁気的吸引力及び磁気的反発力を利用して前記駆動軸の回転トルクを前記被駆動軸に伝達する磁気式トルク伝達装置であって、前記被駆動円盤が、バネ手段によって、前記駆動円盤方向に付勢されていることによって、上記の目的を達成するものである。

なお、本発明において、対向する磁極間に作用する磁気的吸引力及び磁気的反発力を利用して駆動軸の回転トルクを被駆動軸に伝達するとは、詳述すると次のように説明することができる。静止状態にある場合、駆動円盤側に配置されたＮ極、Ｓ極の磁極と、被駆動円盤側に配置されたＳ極、Ｎ極の磁極とが、ちょうど異極同士（Ｎ極とＳ極）が対向することによって、磁気的吸引力が最大になると共に、駆動軸側から被駆動軸側への回転トルクの伝達は、ゼロになっている。駆動軸が回転し出すと対向していたＮ極とＳ極にずれが生じるが、磁気的吸引力によりＮ極とＳ極のずれを戻す力が働き、また、Ｎ極とＳ極のずれと同様に、同極同士が近づくため、磁気的反発力によりずれを戻す力が働く。このときの力がトルクとなり、駆動軸から被駆動軸に回転トルクが伝達される。そして、駆動軸側のＮ極とＳ極のちょうど中心に被駆動軸側のＮ極（あるいはＳ極）がくると、磁気的吸引力と磁気的反発力が釣り合い状態になり、この時、最も大きい回転トルクが発生し、駆動軸から被駆動軸に伝達される。

また、請求項２に係る磁気式トルク伝達装置は、請求項１に係る磁気式トルク伝達装置が有する構成に加えて、前記駆動円盤が装着される側の前記駆動軸に雄ねじが螺刻されており、前記駆動円盤の中心に穿孔された軸孔内周面に、前記雄ねじと螺合する雌ねじが螺刻されており、さらに、この螺合された駆動円盤及び駆動軸と協働してダブルナット機構を構成するナットが、前記駆動軸に配備されていることによって、上記の目的を解決するものである。

また、請求項３に係る磁気式トルク伝達装置は、請求項１又は請求項２に係る磁気式トルク伝達装置が有する構成に加えて、駆動軸の先端面及び被駆動軸の先端面にそれぞれの軸心方向に螺設されたストッパを有することによって、上記の目的を解決するものである。

なお、本発明において、「所定のピッチ」及び「所定の空隙」の記載における「所定」とは、特定の値に限定されるわけではなく、所定のピッチとは、例えば、一周に１２個の磁石が並ぶ３０°ピッチであり、所定の空隙とは、最も結合力を強くするための狭い間隔を意味しており、例えば、０．５〜１．５ｍｍ程度である。

請求項１に係る磁気式トルク伝達装置によれば、駆動軸に螺設され、円周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を所定のピッチで交互に配置した駆動円盤と、被駆動軸に回転方向には固定され、軸方向には移動可能に装着され、円周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を前記所定のピッチで交互に配置した被駆動円盤を所定の空隙を介して磁極同士が対向するように配置し、対向する前記磁極間に作用する磁気的吸引力及び磁気的反発力を利用して駆動軸の回転トルクを被駆動軸に伝達する磁気式トルク伝達装置であって、被駆動円盤が、バネ手段によって、駆動円盤方向に付勢されていることによって、被駆動円盤が、駆動軸の回転に追随できない、いわゆる脱調状態になった場合、同極同士が対向することで発生する磁気的反発力によって、被駆動円盤が駆動円盤から後退するため、脱調状態での駆動軸から被駆動軸への負のトルク伝達が抑えられ、また、次に異極同士が対向することで発生する磁気的吸引力と、バネ手段による駆動円盤方向への付勢によって、素速くもとの位置に戻ることができるため、脱調状態での正方向のトルクが抑えられないように伝達され、伝達トルク平均値を正とすることができる。

また、バネ手段の付勢力の大きさを変えることによって、脱調状態時における伝達トルク平均値の大きさを調整することができるとともに、負荷が軽くなった際に、バネ手段の付勢力によって脱調状態から通常状態への復帰を確実にする効果がある。

さらに、脱調状態に陥った場合であっても、本発明の技術的特徴事項の１つである軸方向に後退可能な被駆動円盤とバネ手段によって、駆動軸に掛かる負荷を所定の伝達トルク平均値まで低減させるため、モータが焼損するような事故を未然に防ぐことができる。

なお、本発明におけるモータとは、必ずしも電動モータに限定されるものではなく、超音波モータ等の小型モータであっても、本発明のようなトルクリミタ機構を内装あるいは外付けすることにより、機器の破損防止が有効に行われる。

また、自動車用昇降窓の駆動源として適用した場合には、誤って、人の指などが挟まれた場合に自動的に駆動源からの回転トルクの伝達が低減され、安全性が向上する。一方、モータの回転運動をネジ・ナット機構により直線運動に変換する電動式シリンダ（直線作動機）の駆動源として適用した場合、推力の調整が簡単に行われるとともに、シリンダが壁などに当たり、押し付け停止すると、磁気カップリングが脱調しモータを保護しつつ押付力が発生する。そして、壁が取り除かれると、自動復帰する。

さらに、本発明は、磁気式トルク伝達装置としてモータに接続して単体で使用することを想定しているが、被駆動円盤が後退したことを、リミットスイッチ又は近接スイッチ等で検出し、モータ制御回路にフィードバックさせることによって、機器の安全性、信頼性を一層高めることが可能である。しかも、本発明のトルク伝達装置は、磁気式であるため、空気圧式、油圧式のような騒音、ミストの飛散がなく、環境に優しい装置が構成される。

請求項２に係る磁気式トルク伝達装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、前記駆動円盤が装着される側の前記駆動軸に雄ねじが螺刻されており、前記駆動円盤の中央に穿孔された軸孔内周面には、前記雄ねじと螺合する雌ねじが螺刻されており、さらに、前記駆動円盤と協働してダブルナット機構を構成するナットが前記駆動軸に配備されていることによって、前記駆動円盤と前記被駆動円盤との距離を本発明の技術的特徴事項の１つであるダブルナット機構を調整することで、前記駆動円盤側の磁極と前記被駆動円盤側の磁極との距離を簡単な操作で可変することができるため、最大伝達トルクを簡単に可変することができ、操作性が向上する。

請求項３に係る磁気式トルク伝達装置によれば、請求項１又は請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、本発明の技術的特徴事項の１つである駆動軸の先端面及び被駆動軸の先端面にそれぞれの軸心方向に螺設されたストッパを有することによって、駆動円盤と被駆動円盤とが直接接触することが防止され、その結果、装置の耐久性が向上する。

本発明の実施の形態の一つを実施例１に基づき、図１乃至図１１を参照して説明する。

図１は、本発明の磁気式トルク伝達装置の一例を示す斜視図であり、磁気式トルク伝達装置の内部の構造が分かるように、駆動軸及び被駆動軸の軸心を中心に、その４分の１を切断して示している。図２は、図１に示した磁気式トルク伝達装置の組立図であり、組み立てられたときの外観を合わせて記載している。図３は、本実施例１の磁気式トルク伝達装置１００の被駆動軸１１０の側からみた正面図である。この図において１４０ｂの参照符号を付した部材がベース部材であり、１３４の参照符号を付した部材が本願発明の技術的特徴の１つであるバネ手段を構成する四角形状の板バネである。

図４は、図３のIV−IV線で切断した時の断面図を示している。この図は、駆動軸１２０と被駆動軸１１０とが、駆動軸１２０に螺刻された雄ねじに螺合している駆動側ナット１６４とその片側に固設された駆動板１６２に固設された永久磁石板１６６の磁極と、被駆動軸１１０に固着されたバックベース１４２にバックベース側スペーサ１３８を介して固定された板バネ１３４とこの板バネ１３４と図示はされていないが被駆動円盤側スペーサ１３７を介して固定されたヨーク１３２に固設された永久磁石板１３６の磁極とが磁気的吸引力によってわずかな空隙を介して吸着された状態を示している。そして、過負荷時に駆動円盤１６０の回転に被駆動円盤１３０が追随できなくなり、永久磁石板１６６及び永久磁石板１３６の同極同士が対峙することによって生じる磁気的反発力によって被駆動円盤１３０が板バネ１３４の付勢力に抗して後退し、駆動円盤１６０と被駆動円盤１３０との空隙が広がり、駆動円盤１６０から被駆動円盤１３０への回転トルクの伝達が抑制される。

一方、駆動側ナット１６４は、ナット１６８と協働してダブルナット機構を構成しており、駆動板１６２に固設された永久磁石板１６６とヨーク１３２に固設された永久磁石板１３６との空隙（間隔）を所定の距離となるように調整している。ちなみに本実施例においては、装置の寸法精度を考慮して、１．０ｍｍとしている。

なお、本実施例１においては、駆動板１６２、駆動側ナット１６４及び永久磁石板１６６を合わせて駆動円盤１６０と称し、同様に、ヨーク１３２及び永久磁石板１３６を合わせて被駆動円盤１３０と称している。また、駆動板１６２と駆動側ナット１６４は、図２に示したように固設あるいは一体成形されており、その軸中心に軸孔１６７が穿孔されている。そして、その軸孔１６７の内周面に雌ねじが螺刻されており、駆動軸１２０の外周面に螺刻された雄ねじと螺合している。

また、駆動板１６２及びヨーク１３２に固設された永久磁石板１６６及び永久磁石板１３６における永久磁石の取付パターンとしては、例えば、図１７（ａ）や図１７（ｂ）のような配置が考えられる。上述した従来例（図１８及び図１９参照）と違って、駆動軸側から被駆動軸側に伝達される最大伝達トルクの調整は、駆動軸側に設けたダブルナット機構で２つの永久磁石板１６６及び永久磁石板１３６の距離を可変することによって行うため、永久磁石の取付直径Ｒを小さくしたり大きくしたりする必要がなく、磁石部分の面積が大きい（駆動側）永久磁石板１６６を駆動板１６２に、（被駆動側）永久磁石板１３６をヨーク１３２に固設することができる。その結果、大きな磁気的吸引力及び磁気的反発力を得ることができる。

駆動軸１２０及び被駆動軸１１０は、それぞれ、外側ベアリング１７２、１８２及び内側ベアリング１７４、１８４によりベース部材１４０ａ、１４０ｂに対して回転可能に枢設されている。そして、駆動軸１２０の軸方向の略中腹部には、凸部１２２が設けられており、この凸部１２２とＵナット１７６とが協働して、駆動軸１２０が軸心方向前後に移動することなく、ベース１４０ａに枢設されている。同様に、被駆動軸１１０の軸方向の略中腹部には、凸部１１２が設けられており、この凸部１１２とＵナット１８６とが協働して、被駆動軸１１０が軸方向前後に移動することなく、ベース部材１４０ｂに枢設されている。

また、駆動軸１２０の先端面には、駆動円盤１６０が駆動軸１２０から抜けることを防ぐため、駆動側ストッパ１７０が螺設されており、同様に、被駆動軸１１０の先端面には、被駆動円盤１３０が被駆動軸１１０から抜けることを防ぐため、被駆動側ストッパ１８０が螺設されている。したがって、駆動円盤１６０と被駆動円盤１３０との間には、必ず所定の空隙が形成され、双方が有する（駆動側）永久磁石板１６６と（被駆動側）永久磁石板１３６とが接触することを防止している。さらに、図２に示したように、一対のベース部材１４０ａ、１４０ｂが、３本の支柱１５２、１５４、１５６により離間されており、６本の皿ねじ１５２ａ、１５４ａ、１５６ａ、１５２ｂ、１５４ｂ、１５６ｂにより固定されている。

図５は、図３と同じ磁気式トルク伝達装置１００の駆動軸１２０の側からみた正面図である。この図において参照符号１４０ａを付した部材は、ベース部材である。図６は、図５のVI−VI線で切断した時の断面図を示している。この図では、磁気式トルク伝達装置１００の被駆動円盤１３０が磁気的反発力で板バネ１３４の付勢力に抗して後退した状態を示している。この時、磁気的反発力によってできた空隙によって、駆動円盤１６０から被駆動円盤１３０への回転トルクの伝達が抑制される。なお、図６に示した図は、上記の点を除けば、図４に示したものと同じであるので、参照符号を一部省略している。

また、図７は、上記の説明の理解を助けるために、図４の断面図に相当する側面図を図示している。さらに、図８は、図７に示した側面図の内、被駆動部だけを拡大して示している。ここで、図７、図８において参照符号１３１を付した部材は、バックベース側スペーサ１３８を介して板バネ１３４をバックベース１４２に固定するための、又は被駆動円盤側スペーサ１３７を介して板バネ１３４を被駆動円盤１３０に固定するための板バネ固定ピンである。

なお、上述した実施例では、板バネは１枚であるが、図９に示すように複数の板バネを用いて、被駆動円盤２３０が後退するときのストロークを長くすることも可能である。図９は、３枚の板バネ２３４を用いたものを示しており、永久磁石板２３６とヨーク２３２からなる被駆動円盤２３０と板バネ２３４に挟持される被駆動円盤側スペーサ２３７と、３枚の板バネ２３４の間に挟持される中間スペーサ２３９と、バックベース２４２と板バネ２３４の間に挟持されるバックベース側スペーサ２３８を示している。図１０は、図９に示した複数の板バネ２３４を用いたときの被駆動側の主要部の斜視図を示している。

本発明においては、四角形状の板バネを用いて、回転方向の力を駆動円盤側から被駆動円盤側に伝達すると共に、被駆動円盤の軸心方向への移動を可能にしているが、円形状の板バネを用いることも可能である。さらに、板バネに代えて皿バネを用いることも可能である。図１１は、皿バネを用いたときの被駆動側の主要部の垂直断面図を示している。図１１（ａ）が、通常時の状態を示している。この時、皿バネ３３４を使用していることにより、回転方向の力は伝達されるとともに、軸方向は、皿バネ３３４のストローク分移動できるようになっている。軸方向は、（図示はされていないが）駆動円盤１６０側の永久磁石板１６６（図４参照）と被駆動円盤３３０側の永久磁石板３３６が磁気的吸引力で接触しないようにストッパ３８０を設けている。

一方、図１１（ｂ）は、磁気的反発力を受けて、被駆動円盤３３０が後退したときの状態を示している。被駆動円盤３３０とバックベース３４２との間に配置された皿バネ３３４は、磁気的反発力により被駆動円盤３３０が後退して撓むことによって拡径し、被駆動円盤３３０がバックベース３４２に接近する。皿バネを用いた場合には、板バネの時に用いたスペーサが不要になるため、装置構成が簡略化される。また、実施例１による磁気トルク伝達装置によれば、機械的摺動部がないため脱調しても摩耗粉等が発生しないため、クリーン環境での使用に適し、長寿命、低騒音、オイルフリーなどの効果が奏される。

本発明の別の実施の形態の一つを、実施例２に基づき、図１２乃至図１５を参照して説明する。なお、実施例１と対応する部材については、下二桁を同じにした４００番台の参照符号を付している。

図１２は、実施例２の磁気式トルク伝達装置を示す斜視図であり、磁気式トルク伝達装置の内部の構造が分かるように、駆動軸及び被駆動軸の軸心を中心に、その４分の１を切断して示している。図１３は、図１２に示した磁気式トルク伝達装置の組立図であり、組み立てられたときの外観を合わせて記載している。図１４は、本実施例２の磁気式トルク伝達装置４００の被駆動軸４１０の側からみた正面図である。この図において４４０ｂの参照符号を付した部材がベース部材である。

図１５は、図１４のXV−XV線で切断した時の断面図を示している。この図は、駆動軸４２０と被駆動軸４１０とが、駆動軸４２０に螺刻された雄ねじに螺合している駆動側ナット４６４とその片側に固設された駆動板４６２に固設された永久磁石板４６６の磁極と、被駆動軸４１０に刻設されたスプライン４１３に係合し、被駆動軸４１０に対して回転方向には固定され、軸方向には移動可能に装着されたヨーク兼スプラインナット４３２に固設された永久磁石板４３６の磁極とが磁気的吸引力によってわずかな空隙を介して吸着された状態を示している。ヨーク兼スプラインナット４３２と被駆動軸４１０の凸部４１２の間には、本発明の技術的特徴の１つであるバネ手段を構成するコイルバネ４３４が装着されている。なお、本実施例２に採用したスプラインは、図１３に示したように被駆動軸４１０の表面に軸方向に刻設したスプライン４１３を採用しているが、この形状に限定されることなく、図１６（ａ）〜（ｄ）に示したような変形例を使用することも可能である。

そして、過負荷時に駆動円盤４６０の回転に被駆動円盤４３０が追随できなくなり、永久磁石板４６６及び永久磁石板４３６の同極同士が対峙することによって生じる磁気的反発力によって被駆動円盤４３０がコイルバネ４３４の付勢力に抗して後退し、駆動円盤４６０と被駆動円盤４３０との空隙が広がり、駆動円盤４６０から被駆動円盤４３０への回転トルクの伝達が抑制される。

一方、駆動側ナット４６４は、ナット４６８と協働してダブルナット機構を構成しており、駆動板４６２に固設された永久磁石板４６６とヨーク兼スプラインナット４３２に固設された永久磁石板４３６との空隙（間隔）を所定の距離となるように調整している。ちなみに本実施例においては、装置の寸法精度を考慮して、１．０ｍｍとしている。

なお、本実施例２においては、駆動板４６２、駆動側ナット４６４及び永久磁石板４６６を合わせて駆動円盤４６０と称し、同様に、ヨーク兼スプラインナット４３２及び永久磁石板４３６を合わせて被駆動円盤４３０と称している。また、駆動板４６２と駆動側ナット４６４は、図１３に示したように固設あるいは一体成形されており、その軸中心に軸孔４６７が穿孔されており、その軸孔４６７の内周面に雌ねじが螺刻されており、駆動軸４２０の外周面に螺刻された雄ねじと螺合している。

また、駆動板４６２及びヨーク兼スプラインナット４３２に固設された永久磁石板４６６及び永久磁石板４３６における永久磁石の取付パターンとしては、図１７（ａ）や図１７（ｂ）のような配置が考えられる。上述した従来例（図１８及び図１９参照）と違って、駆動軸側から被駆動軸側に伝達される最大伝達トルクの調整は、駆動軸側に設けたダブルナット機構で２つの永久磁石板４６６、４３６の距離を可変することによって行うため、永久磁石の取付直径Ｒを小さくしたり大きくしたりする必要がなく、磁石部分の面積が大きい（駆動側）永久磁石板４６６を駆動板４６２に、（被駆動側）永久磁石板４３６をヨーク兼スプラインナット４３２に固設することができる。その結果、大きな磁気的吸引力及び磁気的反発力を得ることができる。

駆動軸４２０及び被駆動軸４１０は、それぞれ、外側ベアリング４７２、４８２及び内側ベアリング４７４、４８４によりベース部材４４０ａ、４４０ｂに対して回転可能に枢設されている。そして、駆動軸４２０の軸方向の略中腹部には、凸部４２２が設けられており、この凸部４２２とＵナット４７６とが協働して、駆動軸４２０が軸心方向前後に移動することなく、ベース４４０ａに枢設されている。同様に、被駆動軸４１０の軸方向の略中腹部には、凸部４１２が設けられており、この凸部４１２とＵナット４８６とが協働して、被駆動軸４１０が軸方向前後に移動することなく、ベース部材４４０ｂに枢設されている。

また、駆動軸４２０の先端面には、駆動円盤４６０が駆動軸４２０から抜けることを防ぐため、駆動側ストッパ４７０が螺設されており、同様に、被駆動軸４１０の先端面には、被駆動円盤４３０が被駆動軸４１０から抜けることを防ぐため、被駆動側ストッパ４８０が螺設されている。したがって、駆動円盤４６０と被駆動円盤４３０との間には、必ず所定の空隙が形成され、双方が有する（駆動側）永久磁石板４６６と（被駆動側）永久磁石板４３６とが接触することを防止している。さらに、図１３に示したように、一対のベース部材４４０ａ、４４０ｂが、３本の支柱４５２、４５４、４５６により離間されており、６本の皿ねじ４５２ａ、４５４ａ、４５６ａ、４５２ｂ、４５４ｂ、４５６ｂにより固定されている。

なお、上述した実施例では、駆動軸側に駆動円盤と被駆動円盤との隙間を調整するダブルナット機構を設け、被駆動軸側に後退した被駆動円盤を付勢するバネ手段を設けているが、駆動軸側にバネ手段を、被駆動軸側にダブルナット機構を設けても同様の効果が得られることは、言うまでもない。

本発明は、モータ等の駆動源の回転トルクを被駆動装置に伝達する磁気式トルク伝達装置において、過負荷が掛かった際に確実に駆動側から被駆動側への伝達トルクを小さくすることができ、また、簡単な構成で最大伝達トルクを可変することができ、さらに駆動円盤と被駆動円盤が直接接触することを防止することができるものであって、塵埃などの発生が少ないため、クリーンな環境で使用するのに適しており、産業上の利用可能性は、きわめて大きい。

実施例１の磁気式トルク伝達装置の一部を切り欠いた状態を示す斜視図。 図１に示した磁気式トルク伝達装置の組み立て図。 結合状態にある実施例１の磁気式トルク伝達装置の正面図。 図３のIV−IV線で切断したときの断面図。 遮断状態にある実施例１の磁気式トルク伝達装置の正面図。 図５のVI−VI線で切断したときの断面図。 結合状態にある実施例１の磁気式トルク伝動装置の側面図。 図７に示した磁気式トルク伝達装置の被駆動側の側面図。 ３枚の板バネを用いた磁気式トルク伝達装置の被駆動側の側面図。 図９に示した磁気式トルク伝達装置の被駆動側の斜視図。 皿バネを用いたときの被駆動円盤側の通常時（ａ）と被駆動円盤が後退したとき（ｂ）を示す概念図。 実施例２の磁気式トルク伝達装置の一部を切り欠いた状態を示す斜視図。 図１２の磁気式トルク伝達装置の組み立て図。 結合状態にある実施例２の磁気式トルク伝達装置の正面図。 図１４のXV−XV線で切断したときの断面図。 本発明の実施例２に用いたスプラインの変形例。 本発明の駆動円盤及び被駆動円盤に用いられる永久磁石のパターンの例。 従来の磁気式トルク伝達装置の断面図。 図１８のXIX−XIX線で切断したときの断面図。

符号の説明

１００、４００ ・・・ 磁気式トルク伝達装置
１１０、３１０、４１０ ・・・ 被駆動軸
１１２、１２２、４１２、４２２ ・・・ 凸部
１２０、４２０ ・・・ 駆動軸
１３０、２３０、３３０、４３０ ・・・ 被駆動円盤
１３１ ・・・ 板バネ固定ピン
１３２、２３２、３３２ ・・・ （被駆動円盤の）ヨーク
１３４、２３４ ・・・ 板バネ
１３６、２３６、３３６、４３６ ・・・ （被駆動円盤の）永久磁石板
１３７、２３７ ・・・ 被駆動円盤側スペーサ
１３８、２３８ ・・・ バックベース側スペーサ
１４０ａ、１４０ｂ、４４０ａ、４４０ｂ ・・・ ベース部材
１４２、２４２、３４２ ・・・ バックベース
１５２、１５４、１５６ ・・・ 支柱
１５２ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂ、１５６ａ、１５６ｂ ・・・ 皿ねじ
１６０、４６０ ・・・ 駆動円盤
１６２、４６２ ・・・ （駆動円盤の）駆動板
１６４、４６４ ・・・ （駆動円盤の）駆動側ナット
１６６、４６６ ・・・ （駆動円盤の）永久磁石板
１６７、４６７ ・・・ （駆動円盤の）軸孔
１６８、４６８ ・・・ ナット
１７０、４７０ ・・・ 駆動側ストッパ
１７２、１８２、４７２、４８２ ・・・ 外側ベアリング
１７４、１８４、４７４、４８４ ・・・ 内側ベアリング
１７６、１８６、４７６、４８６ ・・・ Ｕナット
１８０、３８０、４８０ ・・・ 被駆動側ストッパ
３３４ ・・・ 皿バネ
４３２ ・・・ ヨーク兼スプラインナット
４３４ ・・・ コイルバネ
４５２、４５４、４５６ ・・・ 支柱
４５２ａ、４５２ｂ、４５４ａ、４５４ｂ、４５６ａ、４５６ｂ ・・・ 皿ねじ

Claims (3)

1. 駆動軸に螺設され、円周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を所定のピッチで交互に配置した駆動円盤と、被駆動軸に回転方向には固定され、軸方向には移動可能に装着され、円周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を前記所定のピッチで交互に配置した被駆動円盤を所定の空隙を介して前記磁極同士が対向するように配置し、対向する前記磁極間に作用する磁気的吸引力及び磁気的反発力を利用して前記駆動軸の回転トルクを前記被駆動軸に伝達する磁気式トルク伝達装置であって、
   前記被駆動円盤が、バネ手段によって、前記駆動円盤方向に付勢されていることを特徴とする磁気式トルク伝達装置。
2. 前記駆動円盤が装着される側の前記駆動軸に雄ねじが螺刻されており、前記駆動円盤の中央に穿孔された軸孔内周面に、前記雄ねじと螺合する雌ねじが螺刻されており、さらに、この螺合された駆動円盤及び駆動軸と協働してダブルナット機構を構成するナットが、前記駆動軸に配備されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気式トルク伝達装置。
3. 前記駆動軸の先端面及び前記被駆動軸の先端面にそれぞれの軸心方向に螺設されたストッパを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気式トルク伝達装置。

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