JP2010133463A

JP2010133463A - Hysteresis plate

Info

Publication number: JP2010133463A
Application number: JP2008308480A
Authority: JP
Inventors: Jun Sato; 佐藤　　淳
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hysteresis plate which eliminates wasteful material loss of the hysteresis plate used for a rotation transmission device and which sharply cuts a production cost by simplifying processes and maintenance of facilities. <P>SOLUTION: The hysteresis plate 13 is formed into a doughnut shape by winding an Fe-Cr-Co based alloy wire material 11, formed by rolling a material of an Fe-Cr-Co based magnetic alloy into a line of a square shape in cross section, around a core rod 12 spirally and in a flat shape. Then, the plate is subjected to magnetic heat treatment, and is provided with desired magnetic characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、プリンターのトルクリミッタや、巻線機のテンションコントローラなどに用いられる回転伝達装置に使用するヒステリシス板に関する。 The present invention relates to a hysteresis plate used in a rotation transmission device used for a copying machine, a torque limiter of a printer, a tension controller of a winding machine, and the like.

一般に、回転伝達装置は、回転ギア式のような伝達接合部を互いに嵌合させたり、接触させて行う場合では、伝達接合部である回転ギアが、磨耗して伝達効率を悪化させたり、破損して伝達不能となったりすることを防止するため、回転駆動部と被伝達部との間に空隙を設け、非接触にて回転トルクを伝達させる構造の回転伝達装置が多く使用されている。 In general, when the rotation transmission device is engaged with or brought into contact with transmission joints such as a rotary gear type, the rotation gear that is the transmission joint is worn and deteriorates the transmission efficiency or is damaged. In order to prevent the transmission from becoming impossible, a rotation transmission device having a structure in which a gap is provided between the rotation drive unit and the transmitted unit and the rotation torque is transmitted in a non-contact manner is often used.

このような非接触型の回転伝達装置は、通常、同軸上に空隙を介して対向した永久磁石とヒステリシス板とから構成され、回転駆動部には永久磁石を、被伝達部にはヒステリシス板をそれぞれ配し、永久磁石の磁力によってヒステリシス板を磁化させることで、非接触で駆動トルクを被伝達側に伝達する構造となっている。また、一般に、ヒステリシス板１０の形状は、その中心部に、垂直方向に回転駆動軸が設けられるため、その回転駆動軸の箇所に内穴が設けられた、いわゆる環状の平板が多く使用されている。このような、ヒステリシス板は、例えば特許文献１、特許文献２に開示されている。 Such a non-contact type rotation transmission device is generally composed of a permanent magnet and a hysteresis plate which are coaxially opposed to each other with a gap therebetween, and a permanent magnet is provided for the rotational drive unit and a hysteresis plate is provided for the transmitted portion. Each of them is arranged, and the hysteresis plate is magnetized by the magnetic force of the permanent magnet, so that the driving torque is transmitted to the transmitted side in a non-contact manner. Further, in general, the shape of the hysteresis plate 10 is provided with a rotation drive shaft in the vertical direction at the center thereof, so that a so-called annular flat plate in which an inner hole is provided at the location of the rotation drive shaft is often used. Yes. Such a hysteresis plate is disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example.

特開平５−１０３４４２号公報JP-A-5-103442 特開平５−１１８３４４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-118344

上記の特許文献に開示されたヒステリシス板は、環状の平板であり、一般に、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金の半硬質磁性材が用いられており、また、加工方法は形状から板状のものを金型で打ち抜きプレス加工が採用され、プレス加工後は、磁性熱処理を行って所望の磁気特性を得ていると考えられる。 The hysteresis plate disclosed in the above-mentioned patent document is an annular flat plate, and generally a semi-hard magnetic material of an Fe-Cr-Co alloy is used. It is considered that punching press work is adopted in the mold, and after the press work, magnetic heat treatment is performed to obtain desired magnetic characteristics.

図５は、従来のヒステリシス板を説明する図である。ヒステリシス板１０は、素材がＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金の半硬質磁性材を所定の幅、厚さを有する平板（帯）状のＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金板材６を、所望の外形、ここでは円形に金型７、８で打ち抜きプレス加工している。 FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional hysteresis plate. The hysteresis plate 10 is made of a semi-hard magnetic material made of Fe—Cr—Co alloy as a raw material and a flat plate (band) -like Fe—Cr—Co alloy plate material 6 having a predetermined width and thickness. Then, punching and stamping is performed in a circular shape with the dies 7 and 8.

図５に示したように、平板（帯）状のＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金板材６を所望の環状形状に金型で打ち抜きプレスする場合には、ヒステリシス板１０を打ち抜いた後の、使用できない磁性体の残余分である素材ロス９が発生し、素材のロス（欠陥）コストが無視できないという欠点がある。更に、素材自身の材料コストが高価なＣｏを配合したＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金であるため、製品原価率に大きな悪影響を及ぼしている。 As shown in FIG. 5, when the flat plate (band) -like Fe—Cr—Co-based alloy plate 6 is punched and pressed into a desired annular shape with a die, it cannot be used after the hysteresis plate 10 is punched. The material loss 9 which is the remainder of the magnetic material occurs, and there is a drawback that the material loss (defect) cost cannot be ignored. Furthermore, since the material itself is an Fe—Cr—Co alloy containing Co, which has a high material cost, the product cost rate is greatly adversely affected.

また、ヒステリシス板の素材であるＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金は、難加工（硬質）材のため、それを打ち抜く金型には更に硬質の超硬材を使用する必要があるため金型の費用が増大する。また、超硬材を用いても超硬材が脆く摩耗が激しいため金型交換を頻繁に行う必要があり、設備維持費も増大する。従って、プレス加工費も高価である。従って、このようなプレス加工によって製造する場合には、ヒステリシス板は相当高価なものとなる。 Moreover, since the Fe-Cr-Co alloy, which is the material of the hysteresis plate, is difficult to process (hard) material, it is necessary to use a hard cemented carbide material for the die that punches it. Will increase. Moreover, even if a cemented carbide is used, the cemented carbide is brittle and wears heavily, so that it is necessary to frequently replace the mold, and the equipment maintenance cost also increases. Therefore, the press processing cost is also expensive. Therefore, when manufactured by such press working, the hysteresis plate becomes considerably expensive.

本発明は、上述の課題を解決し、ヒステリシス板の無駄な素材ロスをなくすると共に、加工および設備維持の簡素化を図り、製造コストを大幅に削減できるヒステリシス板を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a hysteresis plate that solves the above-described problems, eliminates wasteful material loss of the hysteresis plate, simplifies processing and equipment maintenance, and can greatly reduce the manufacturing cost. .

本発明によるヒステリシス板は、素材であるＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金材を、線状または幅の小さい帯状に加工したものを、渦巻き状、かつ平面上に巻回し、円形や方形等の所望の外形の板状体に形成することで、素材ロスをなくすことができる。この方法では、従来での金型での打ち抜き法によって残った使用できない無駄な部分はないので、材料を有効に利用することができ、材料コストを大幅に低減することができる。 The hysteresis plate according to the present invention is obtained by processing a Fe-Cr-Co alloy material, which is a raw material, into a strip shape having a linear shape or a small width, and spirally winding it on a plane to obtain a desired shape such as a circle or a rectangle. By forming the outer plate-shaped body, material loss can be eliminated. In this method, since there is no useless portion that cannot be used remaining due to the conventional punching method using a mold, the material can be used effectively, and the material cost can be greatly reduced.

本発明によれば、同軸上に空隙を介して対向する永久磁石とにより、非接触で回転トルクを被伝達側に伝達する回転伝達装置に用いられるヒステリシス板であって、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系半硬質磁性材からなる、断面形状が円形、または多角形の線状材を、渦巻き状、かつ平面状に巻回してなることを特徴とするヒステリシス板が得られる。 According to the present invention, there is provided a hysteresis plate used in a rotation transmission device that transmits a rotational torque to a transmission side in a non-contact manner by a permanent magnet that is coaxially opposed via a gap, and is a Fe-Cr-Co system. A hysteresis plate comprising a semi-rigid magnetic material having a circular or polygonal cross-sectional shape wound in a spiral shape and a planar shape is obtained.

本発明のヒステリシス板は、線状材の半硬質磁性体を渦巻き形状に加工するため、素材のロスが発生せず材料費の低減と、加工用設備の簡素化が可能である。 Since the hysteresis plate of the present invention processes a semi-rigid magnetic body of a linear material into a spiral shape, no material loss occurs, and material costs can be reduced and processing equipment can be simplified.

また、打ち抜きプレス加工で使用する金型を必要としないことから、設備費用を削除でき、加工時のメンテナンスが簡易となり加工費の低減も可能となる。 In addition, since a die used in punching press processing is not required, the equipment cost can be eliminated, maintenance during processing is simplified, and processing costs can be reduced.

本発明による実施の形態について、図面を用いて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、代表的な回転伝達装置の構成図を示す。 FIG. 1 shows a configuration diagram of a typical rotation transmission device.

回転伝達装置は、回転駆動軸１に固定された環状の永久磁石３と、被伝達側回転軸２に固定された環状のベース５にヒステリシス板４を同軸上に対向して取り付けられる。一般に永久磁石３は、フェライト系またはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の強磁性体の表面に約４〜１２の偶数極で交互に多極着磁されたものが使用される。回転駆動軸１に固定された永久磁石３が回転することによってヒステリシストルクが発生し、永久磁石３の磁力によって対向するヒステリシス板が磁化されることで、前記ヒステリシストルクが被伝達側に伝わり、回転駆動軸１、被伝達側回転軸２の間でトルクの伝達が可能となる。また、ヒステリシストルクは、永久磁石３とヒステリシス板４の間隔ｄを変化させたり、永久磁石３の磁力を調整したりすることによって調整することができる。 In the rotation transmission device, a hysteresis plate 4 is coaxially attached to an annular permanent magnet 3 fixed to the rotation drive shaft 1 and an annular base 5 fixed to the transmission-side rotation shaft 2. In general, the permanent magnet 3 is a ferrite-based or Nd-Fe-B-based ferromagnetic material that is alternately multipolarized with about 4 to 12 even poles. As the permanent magnet 3 fixed to the rotary drive shaft 1 rotates, hysteresis torque is generated, and the opposing hysteresis plate is magnetized by the magnetic force of the permanent magnet 3, whereby the hysteresis torque is transmitted to the transmitted side and rotated. Torque can be transmitted between the drive shaft 1 and the transmission-side rotating shaft 2. The hysteresis torque can be adjusted by changing the distance d between the permanent magnet 3 and the hysteresis plate 4 or adjusting the magnetic force of the permanent magnet 3.

図２は、回転伝達装置に使用される、本発明のヒステリシス板を説明する図である。ヒステリシス板１３は、材質がＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁性合金を圧延加工によって断面形状が方形の線状に加工したＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金線材１１を、芯棒１２に渦巻き状、かつ平面状に巻き付けて、ドーナツ円板状に成形している。その後、高温で溶体化処理し、無磁場中でスピノーダル分解および濃度差拡大熱処理の磁性熱処理を施し、所望の磁気特性を得る。 FIG. 2 is a diagram for explaining the hysteresis plate of the present invention used in the rotation transmission device. The hysteresis plate 13 is made of a Fe—Cr—Co alloy wire rod 11 obtained by rolling a Fe—Cr—Co magnetic alloy material into a square wire having a cross-sectional shape by rolling, and is spirally formed on the core rod 12. It is wound into a shape and formed into a donut disk shape. Thereafter, solution treatment is performed at a high temperature, and magnetic heat treatment such as spinodal decomposition and concentration difference expansion heat treatment is performed in the absence of a magnetic field to obtain desired magnetic characteristics.

ここで、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金線材１１は、断面形状が方形の、いわゆる平角線の他、断面形状が円形の丸線や断面形状が多角形の多角線等いずれでもよいが、環状平板や平板状に加工した後、素線がばらけないように外観形状を維持、固定させるため、隣合う素線同士の接合面積を確保できる、平角線がより好適である。なお、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金インゴットの平角線と、平板への加工は、ほぼ同等の難易度であり、平角線に加工する際は、素材を加熱しながら行う、圧延法、押出法、引抜法等の一般的な工法を用いることができる。 Here, the Fe—Cr—Co-based alloy wire 11 may be a so-called rectangular wire having a square cross-sectional shape, a round wire having a circular cross-sectional shape, a polygonal line having a cross-sectional shape, or the like. In order to maintain and fix the outer shape so that the strands do not come apart after being processed into a flat plate shape, a rectangular wire that can secure a bonding area between adjacent strands is more preferable. In addition, the flat wire of the Fe-Cr-Co-based alloy ingot and the processing to a flat plate are almost the same difficulty, and when processing into a flat wire, the material is heated while heating, a rolling method, an extrusion method, A general construction method such as a drawing method can be used.

このように線状体を巻き回して板状体としてヒステリシス板１３を製造することにより、素材のロスが発生せず、また、打ち抜きプレス加工を行わなくて良いので高価なプレス加工用金型を必要としないため、加工コストを大幅に低減することができる。 By manufacturing the hysteresis plate 13 as a plate body by winding the linear body in this way, loss of material does not occur, and punching press processing does not have to be performed, so an expensive press processing mold can be obtained. Since it is not necessary, the processing cost can be greatly reduced.

永久磁石３は、フェライト系またはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の強磁性体の表面に、円周方向に約４〜１２の偶数極で交互に多極着磁したものを使用するのが好ましい。 As the permanent magnet 3, it is preferable to use a ferrite-based or Nd—Fe—B-based ferromagnetic material that is alternately multipolarized with about 4 to 12 even poles in the circumferential direction.

ヒステリシス板１３は、上記のＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金線材１１を、芯棒１２の上に、単列、または複数列で多層巻きしたり、巻回数を調整することで、最終的な外形寸法（外径、厚さ）を調整することができる。なお、渦巻き状に巻回した後の形を保持する必要があるが、簡易的な固定冶具を用いて適宜行うことができる。 The hysteresis plate 13 is obtained by winding the above-described Fe—Cr—Co-based alloy wire 11 on the core rod 12 in a single row or in a plurality of rows, or adjusting the number of windings to obtain the final outer dimensions. (Outer diameter, thickness) can be adjusted. In addition, although it is necessary to hold | maintain the shape after winding in a spiral shape, it can carry out suitably using a simple fixing jig.

芯棒１２は、断面形状が円形、方形等いずれでもよく、それによって、ヒステリシス板１３の外観形状を略円形、略方形等に適宜形成することができる。 The core rod 12 may have a cross-sectional shape that is either circular or square, and the outer shape of the hysteresis plate 13 can be appropriately formed into a substantially circular shape, a substantially rectangular shape, or the like.

以下、実施例を用いて詳述する。 Hereinafter, it explains in full detail using an Example.

（実施例）
まず、本発明のヒステリシス板１３の素材であるＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金線材１１は、材質Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁性合金を圧延によって、幅１ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの平角線状に加工した。その後、直径φ２０ｍｍの芯棒１２の外周に、上記Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金線材１１を渦巻き状に、単列に４０回多層巻きして、外径φ６０ｍｍ、内径φ２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのドーナツ板状に成形した。その後、専用固定冶具を用いて、外形を保持しながら、従来と同様に磁性熱処理を施し、所望の磁気特性とし、図２に示した本発明のヒステリシス板１３を得た。 (Example)
First, the Fe—Cr—Co alloy wire 11 which is the material of the hysteresis plate 13 of the present invention is formed into a rectangular wire having a width of 1 mm and a thickness of 0.5 mm by rolling a material Fe—Cr—Co based magnetic alloy. processed. Thereafter, the Fe—Cr—Co alloy wire 11 is spirally wound around the outer periphery of the core rod 12 having a diameter of 20 mm and wound 40 times in a single row to obtain a donut plate having an outer diameter of 60 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 1 mm. Formed into a shape. Thereafter, using an exclusive fixing jig, while maintaining the outer shape, magnetic heat treatment was performed in the same manner as in the past to obtain desired magnetic characteristics, and the hysteresis plate 13 of the present invention shown in FIG. 2 was obtained.

（比較例）
比較例として、上記実施例と同一形状・寸法で、図５に示した平板の打ち抜き体による従来のヒステリシス板１０を作製した。 (Comparative example)
As a comparative example, a conventional hysteresis plate 10 having the same shape and dimensions as those of the above-described embodiment and a flat punched body shown in FIG. 5 was produced.

実施例によるヒステリシス板１３と、比較例によるヒステリシス板１０を、図３に示したテンションコントローラのヒステリシス板４としてそれぞれ用いた場合について、永久磁石３とヒステリシス板４との間隔ｄを変化させた時のテンション値を測定、比較した。その比較結果を、試料各ｎ＝５での平均値とし、間隔−テンション特性図として図４に示した。なお、永久磁石３として、平面上の円周方向に８極で交互に多極着磁したフェライト系磁石を使用した。 When the hysteresis plate 13 according to the example and the hysteresis plate 10 according to the comparative example are respectively used as the hysteresis plate 4 of the tension controller shown in FIG. 3, the distance d between the permanent magnet 3 and the hysteresis plate 4 is changed. The tension values were measured and compared. The comparison result was an average value for each sample n = 5, and is shown in FIG. 4 as an interval-tension characteristic diagram. In addition, as the permanent magnet 3, a ferrite-based magnet magnetized alternately with 8 poles in the circumferential direction on a plane was used.

図４に示したように、本発明による実施例のヒステリシス板を用いたテンションコントローラでは、比較例のヒステリシス板を用いた場合と同等のテンション特性を示しており、また、作製においては、安価で簡単な芯棒と固定冶具で容易に製造することができ、加工コストを大幅に低減することができた。 As shown in FIG. 4, the tension controller using the hysteresis plate of the embodiment according to the present invention shows the same tension characteristics as the case of using the hysteresis plate of the comparative example, and is inexpensive to manufacture. It could be easily manufactured with a simple core rod and fixing jig, and the processing cost could be greatly reduced.

以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. Included in the invention. That is, various changes and modifications that can be naturally made by those skilled in the art are also included in the present invention.

本発明のヒステリシス板により、回転伝達装置の性能を維持しながら低コスト化を図ることができ、今後益々、高性能化、低コスト化要求が厳しくなる多種多用な回転伝達装置への対応が可能となる。 The hysteresis plate of the present invention can reduce the cost while maintaining the performance of the rotation transmission device, and can be used for various types of rotation transmission devices that will become increasingly demanding for higher performance and lower cost. It becomes.

回転伝達装置の構成図。The block diagram of a rotation transmission apparatus. 本発明のヒステリシス板を説明する図。The figure explaining the hysteresis board of this invention. テンションコントローラの構成図。The block diagram of a tension controller. 間隔−テンション特性図。Spacing-tension characteristic diagram. 従来のヒステリシス板を説明する図。The figure explaining the conventional hysteresis board.

Explanation of symbols

１回転駆動軸
２被伝達側回転軸
３永久磁石
４、１０、１３ヒステリシス板
５ベース
６Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金板材
７金型（パンチ）
８金型（ダイ）
９素材ロス
１１Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金線材
１２芯棒
１４プーリー
１５テンション測定器
ｄ間隔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation drive shaft 2 Transmitted side rotation shaft 3 Permanent magnets 4, 10, 13 Hysteresis plate 5 Base 6 Fe—Cr—Co alloy plate material 7 Mold (punch)
8 Mold (die)
9 Material loss 11 Fe-Cr-Co alloy wire 12 Core rod 14 Pulley 15 Tension measuring instrument d Interval

Claims

A hysteresis plate used in a rotation transmission device for transmitting rotational torque to a transmission side in a non-contact manner by a permanent magnet facing on the same axis via a gap, and made of a Fe-Cr-Co based semi-hard magnetic material A hysteresis plate obtained by winding a linear material having a circular or polygonal cross section into a spiral shape and a planar shape.