JP2627847B2 - 永久磁石ディスクおよび磁気式トルクリミッタ - Google Patents

永久磁石ディスクおよび磁気式トルクリミッタ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、永久磁石ディスクお
よび磁気式トルクリミッタに関し、さらに詳しくは、
なくとも2重の磁極の円周を有する永久磁石ディスク及
びその永久磁石ディスクを用いた磁気式トルクリミッタ
に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の永久磁石ディスク503
の磁極の配置図である。N極N1J〜N5Jと,S極S
1J〜S5Jとが、交互に放射状に並んでおり、円周方
向にN極およびS極が交互に合せて10極形成されてい
る。中心近傍の未着磁部分を除き、円周の半径により磁
極数が増減することはない。この永久磁石ディスク50
3の材料は、フェライト系プラスチックマグネットであ
る。
【0003】図8は、永久磁石ディスク503の着磁状
態の説明図である。中心近傍の未着磁部分を除けば、円
周上の角度位置に応じてN極およびS極が交互に形成さ
れている。N極およびS極が交互に形成されている部分
で磁極が並ぶパターンは、円周の半径にかかわらず一定
である。
【0004】図9は、永久磁石ディスク503を着磁す
るための着磁用ヨーク50N1の要部斜視図である。こ
の着磁用ヨーク50N1および同様の9個の着磁用ヨー
クをディスク状に並べ、着磁前の永久磁石ディスク50
3に対向させ、着磁用ヨーク50N1および同様の9個
の着磁用ヨークに巻回したコイルに電流Iを流し(隣接
する着磁用ヨークに流す電流方向は逆にする)、磁束F
を着磁前の永久磁石ディスク503に加えて、永久磁石
ディスク503に磁極N1J〜S5Jを形成する。
【0005】図10は、上記永久磁石ディスク503を
用いた従来の磁気式トルクリミッタの一例の端面図であ
る。この磁気式トルクリミッタ500において、第1回
転軸501には、永久磁石ディスク503と,ディスク
状のヨーク板506とが、永久磁石ディスク503の磁
力により吸着されている。このヨーク板506は、磁性
ステンレス製である。
【0006】第2回転軸502は、エンジニアリングプ
ラスチック製ギアである。第2回転軸502の内周に
は、ディスク状の半硬質磁石504が嵌合されている。
この嵌合は、第2回転軸502で半硬質磁石504を両
側から挟むように行われている。半硬質磁石504は、
Mn鋼系磁性材料製またはCr−Co鋼系磁性材料製で
ある。
【0007】永久磁石ディスク503と半硬質磁石50
4とは、ワッシャ505を介した当接により所定の間隙
を空けて対向している。
【0008】上記磁気式トルクリミッタ500は、8ミ
リビディオテープレコーダー(8mmVTR),ディジタ
ルオーディオテープレコーダー(DAT),カセットテ
ープレコーダー等のリール台装置等に用いられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】磁気式トルクリミッタ
におけるトルクの強さは、永久磁石ディスクの磁極数を
多くすれば大きくなる。しかし、一定の磁極面積内で磁
極数を多くすれば、漏れ磁束が減少してしまい、漏れ磁
束により回転数を検知するセンサが正常に作動しなくな
るから、単純に磁極数を増やすことが出来ない問題点が
ある(例えば8mmVTRに使用される直径18mmの永久
磁石ディスクの場合、6極〜10極が限界とされてい
る)。そこで、この発明は、磁極数を増やすことと,回
転数を正常に検出することとを両立可能とした永久磁石
ディスクを提供することを第1の目的とする。
【0010】ところで、図10に示す磁気式トルクリミ
ッタ500では、6極の従来の永久磁石ディスク503
で強いトルクを得るために、半硬質磁石504に、磁気
特性に優れたMn鋼系磁性材料またはCr−Co鋼系磁
性材料製を用いている。しかし、Mn鋼系磁性材料また
はCr−Co鋼系磁性材料製は、特殊鋼であり,入手し
にくく,高価となる問題点がある。また、Mn鋼系磁性
材料は、焼入れ前硬度が高く,ツブシ加工が出来ないた
め、第2回転軸502で半硬質磁石を両側から挟むよう
に嵌合しなければならず、薄型化に不都合な問題点があ
る。そこで、この発明は、半硬質磁石に特殊鋼を用いな
いでも十分なトルクが得られると共にツブシ加工が可能
で薄型化に適した磁気式トルクリミッタを提供すること
を第2の目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、ディスク状
に形成した永久磁石であって、比較的小半径の円周上に
は円周方向にN極およびS極が交互に合せてm極形成さ
れ且つ比較的大半径の円周上には円周方向にN極および
S極が交互に合せてk(>m)極形成された少なくとも
2重の磁極の円周を有することを構成上の特徴とする永
久磁石ディスクを提供する。また、この発明は、第1回
転軸と、その第1回転軸に固着される永久磁石と、その
永久磁石に間隙をあけて吸着される半硬質磁石と、その
半硬質磁石に係合した第2回転軸とを具備し、前記永久
磁石と前記半硬質磁石の間のヒステリシストルクにより
前記第1回転軸と前記第2回転軸の間で回転を伝達する
磁気式トルクリミッタにおいて、永久磁石として、ディ
スク状に形成した永久磁石であって、比較的小半径の円
周上には円周方向にN極およびS極が交互に合せてm極
形成され且つ比較的大半径の円周上には円周方向にN極
およびS極が交互に合せてk(>m)極形成された少な
くとも2重の磁極の円周を有する永久磁石ディスクを用
いることを特徴とする磁気式トルクリミッタを提供す
る。
【0012】
【作用】この発明の永久磁石ディスクでは、N極および
S極が交互に形成された磁極の円周を少なくとも2重に
有しており、比較的小半径の円周上ではm極,比較的大
半径の円周上ではk(>m)極になっている。そこで、
必要な磁極数に“k”の値を定めると共に,センサで回
転数を正常に検知可能な漏れ磁束を発生させるように
“m”の値を定めれば、磁極数を増やすことと,回転数
を正常に検出することとが両立可能となる。
【0013】一方、この発明の磁気式トルクリミッタで
は、比較的大半径の円周上で、磁極数を増加させている
ため、トルクを増大させることが出来る。そして、永久
磁石側の工夫によりトルクが上がるため、半硬質磁石に
特殊鋼を用いないでも十分なトルクが得られる。例え
ば、容易に入手でき,安価なマルテンサイト系ステンレ
ス鋼を半硬質磁石に用いても十分なトルクが得られる。
マルテンサイト系ステンレス鋼を半硬質磁石に用いた場
合、ツブシ加工が可能となり、薄型化できるようにな
る。
【0014】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるも
のではない。
【0015】図1は、この発明の一実施例の永久磁石デ
ィスク103の磁極の配置図である。比較的小半径の円
周上には、S極S1,N極N2,S極S3,N極N4,
S極S5,N極N6が、交互に円周方向に並んでおり、
全部で6極である。一方、比較的大半径の円周上には、
S極S1,N極N1,S極S1,N極N2,S極S2,
N極N2,S極S3,N極N3,S極S3,N極N4,
S極S4,N極N4,S極S5,N極N5,S極S5,
N極N6,S極S6,N極N6が、交互に円周方向に並
んでおり、全部で18極である。永久磁石ディスク10
3は、フェライト系プラスチックマグネットである。な
お、Nd−Fe−B系磁石や,Sm−Fe−N系磁石
や,Sm−Co系磁石などを用いてもよい。
【0016】図2は、永久磁石ディスク103の着磁状
態の説明図である。中心近傍の未着磁部分を除けば、円
周上の角度位置に応じてN極およびS極が交互に形成さ
れている。N極およびS極が交互に形成されている部分
で磁極が並ぶパターンは、円周の半径により異なってい
る。すなわち、周辺部の比較的半径の円周上での磁極
は、中心部の比較的半径の円周上での磁極の3倍
になっている。
【0017】図3は、永久磁石ディスク103を着磁す
るための着磁用ヨーク10H1の要部斜視図である。こ
の着磁用ヨーク10H1は、セクタ型ヨーク10N1
と,V字型ヨーク10S1とを、全体としてセクタ型に
組み合せたものである。セクタ型ヨーク10N1にはセ
クタ型コイル11CNが巻回され、V字型ヨーク10S
1にはV字型コイル11CSが巻回されている。
【0018】この着磁用ヨーク10H1および同様の5
個の着磁用ヨークをディスク状に並べ、着磁前の永久磁
石ディスク103に対向させ、着磁用ヨーク10H1の
セクタ型コイル11CN,V字型コイル11CSおよび
同様の他の着磁用ヨークに巻回したコイルに電流を流し
(セクタ型コイル11CNとV字型コイル11CSに流
す電流方向は逆にする。また、隣接する着磁用ヨークの
コイルに流す電流方向は逆にする。)、永久磁石ディス
ク103に磁極N1〜N6,S1〜S6を形成する。
【0019】図4は、この発明の一実施例の磁気式トル
クリミッタ100の要部端面図である。この磁気式トル
クリミッタ100において、第1回転軸101には、永
久磁石ディスク103と,ディスク状のヨーク板106
とが、永久磁石ディスク103の磁力により吸着されて
いる。ヨーク板106は、磁性ステンレス製である。
【0020】第2回転軸102は、エンジニアリングプ
ラスチック製ギアである。第2回転軸102の内周に
は、ディスク状の半硬質磁石104が固着されている。
この固着は、ツブシ加工により第2回転軸102で半硬
質磁石104を挟むように行われている。このため、図
10の従来例に比べて薄型化が可能になっている。半硬
質磁石104は、マルテンサイト系ステンレス鋼であ
る。
【0021】永久磁石ディスク103と半硬質磁石10
4とは、ワッシャ105を介した当接により所定の間隙
を空けて、対向している。
【0022】この磁気式トルクリミッタ100では、周
辺部で18極なので、強いトルクが得られる。また、中
心部で6極なので、その漏れ磁束によりセンサで回転数
を正常に検知可能である。
【0023】図5は、この発明の他の実施例の永久磁石
ディスク103Aの磁極の配置図である。この永久磁石
ディスク103Aでは、中心部は6極,周辺部は12極
になっている。
【0024】図6は、永久磁石ディスク103Aを着磁
するための着磁用ヨーク20H1の要部斜視図である。
この着磁用ヨーク20H1は、セクタ型ヨーク20SI
1と,ブロック型ヨーク20NO1および20SO
を、全体としてセクタ型に組み合せたものである。セク
タ型ヨーク20SI1にはセクタ型コイル21SI1が
巻回され、ブロック型ヨーク20NO1および20SO
にはブロック型コイル21NO1および21SO1が
巻回されている。
【0025】この着磁用ヨーク20H1および同様の5
個の着磁用ヨークをディスク状に並べ、着磁前の永久磁
石ディスク103Aに対向させ、着磁用ヨーク20H1
のセクタ型コイル21SI1,ブロック型コイル2
O1,2SOおよび同様の他のコイルに電流を流し
(円周方向に隣接する着磁用ヨークのコイルに流す電流
方向は逆にする)、永久磁石ディスク103Aに磁極S
I1〜NI3,NO1〜SO6を形成する。
【0026】
【発明の効果】この発明の永久磁石ディスクによれば、
N極およびS極が交互に形成された磁極の円周を少なく
とも2重に有しそれぞれで磁極数を変えているため、磁
極数を増やすことと,回転数を正常に検出することとを
両立できるようになる。また、この発明の磁気式トルク
リミッタによれば、永久磁石を上記した構成としている
ので、トルクが上がり、半硬質磁石に特殊鋼を用いない
でも十分なトルクが得られる。例えば、容易に入手で
き,安価なマルテンサイト系ステンレス鋼を半硬質磁石
に用いても十分なトルクが得られる。マルテンサイト系
ステンレス鋼を半硬質磁石に用いた場合、ツブシ加工が
可能となり、薄型化できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の永久磁石ディスクの磁極
の配置図である。
【図2】図1の永久磁石ディスクの着磁状態を示す説明
図である。
【図3】図1の永久磁石ディスクを着磁するのに用いる
着磁用ヨークの要部斜視図である。
【図4】図1の永久磁石ディスクを用いた磁気式トルク
リミッタの端面図である。
【図5】この発明の他の実施例の永久磁石ディスクの磁
極の配置図である。
【図6】図5の永久磁石ディスクを着磁するのに用いる
着磁用ヨークの要部斜視図である。
【図7】従来の永久磁石ディスクの一例の磁極の配置図
である。
【図8】図7の永久磁石ディスクの着磁状態を示す説明
図である。
【図9】図7の永久磁石ディスクを着磁するのに用いる
着磁用ヨークの要部斜視図である。
【図10】図7の永久磁石ディスクを用いた磁気式トル
クリミッタの一例の端面図である。
【符号の説明】
100 磁気式トルクリミッタ 101 第1回転軸 102 第2回転軸 103,103A 永久磁石ディスク 104 半硬質磁石 N1〜N6 磁極 S1〜S6 磁極 10H1 着磁用ヨーク 10N1 セクタ型ヨーク 10S1 V字型ヨーク 1CN セクタ型コイル 1CS V字型コイル

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスク状に形成した永久磁石であっ
    て、比較的小半径の円周上には円周方向にN極およびS
    極が交互に合せてm極形成され且つ比較的大半径の円周
    上には円周方向にN極およびS極が交互に合せてk(>
    m)極形成された少なくとも2重の磁極の円周を有する
    ことを特徴とする永久磁石ディスク。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の永久磁石ディスクにお
    いて、比較的大半径の円周上の磁極数が比較的小半径の
    円周上の磁極数の3倍である2重の磁極の円周を含むこ
    とを特徴とする永久磁石ディスク。
  3. 【請求項3】 第1回転軸と、その第1回転軸に固着さ
    れる永久磁石と、その永久磁石に間隙をあけて吸着され
    る半硬質磁石と、その半硬質磁石に係合した第2回転軸
    とを具備し、前記永久磁石と前記半硬質磁石の間のヒス
    テリシストルクにより前記第1回転軸と前記第2回転軸
    の間で回転を伝達する磁気式トルクリミッタにおいて、
    永久磁石として、請求項1の永久磁石ディスクを用いる
    ことを特徴とする磁気式トルクリミッタ。
  4. 【請求項4】 第1回転軸と、その第1回転軸に固着さ
    れる永久磁石と、その永久磁石に間隙をあけて吸着され
    る半硬質磁石と、その半硬質磁石に係合した第2回転軸
    とを具備し、前記永久磁石と前記半硬質磁石の間のヒス
    テリシストルクにより前記第1回転軸と前記第2回転軸
    の間で回転を伝達する磁気式トルクリミッタにおいて、
    永久磁石として、請求項2の永久磁石ディスクを用いる
    ことを特徴とする磁気式トルクリミッタ。
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