JP3512951B2 - 磁気継手 - Google Patents

磁気継手

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JP3512951B2
JP3512951B2 JP18316296A JP18316296A JP3512951B2 JP 3512951 B2 JP3512951 B2 JP 3512951B2 JP 18316296 A JP18316296 A JP 18316296A JP 18316296 A JP18316296 A JP 18316296A JP 3512951 B2 JP3512951 B2 JP 3512951B2
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隆史 三ッ橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円周方向に極性を
交互に変えた一対の永久磁石の間に、ヒステリシス材製
のディスクを介在させて構成したヒステリシスクラッチ
やヒステリシスブレーキなどに用いられる磁気継手に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、永久磁石と、ヒステリシス損の大
きい強磁性体材料(ヒステリシス材)からなるディスク
を用いたこの種の磁気継手としては、特開昭52−11
9747号公報、米国特許第4,674,264号明細
書等に開示されたものが知られている。特開昭52−1
19747号公報に示された磁気継手は、一端が開放さ
れた筒状体に形成した第1のヨークと、この第1のヨー
クの開口部を覆う第2のヨークとでヨークを構成し、こ
のヨークによって軸を回転自在に支持するとともに、ヨ
ーク内に円周方向に極性を交互に変えて形成した2つの
永久磁石を互いに対向させて配設し、これら磁石間に介
在されるヒステリシス材製ディスクを前記軸に固定して
いる。このような磁気継手において、第2のヨークを第
1のヨークに対して回動させて対向する2つの永久磁石
の位置関係を調整すると、ヨークと回転軸との間のトル
クを調整することができる。
【0003】このような従来の磁気継手は、一対の永久
磁石を互いに同極どうしが対向するように調整し、ディ
スクが磁気的に飽和した状態で最大のトルクを得るよう
に設定している。トルクの値を更に大きくするために
は、永久磁石やディスクの外径寸法を大きくするか、ま
たは特開平2−72090号公報に開示されているよう
に永久磁石とディスクの数を多くする必要がある。すな
わち、特開平2−72090号公報に開示された磁気継
手は、回転軸に2つのディスクを軸線方向に離間させて
設け、各ディスクに対してそれぞれ2つの永久磁石を配
設したものである。この場合、トルク調整は、一方のデ
ィスクに対応して設けた2つの永久磁石の位置関係と、
他方のディスクに対応して設けた2つの永久磁石の位置
関係を別々に調整することで行なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平2−72090号公報に開示された磁気継手に
おいては、トルク調整を各ディスクごとに別々に行う必
要があるため、その調整作業が煩雑となる。また、各デ
ィスクのトルクを等しく調整することが難しいため、一
方のディスクに対してはトルクが大きく他方のディスク
に対してはトルクが小さいといった、アンバランスの状
態で使用される場合があり、許容仕事量が減少するとい
う問題が生じる。
【0005】また、磁気継手は、キャッピング・マシン
のトルクリミッタとして使用される場合があり、容器を
洗浄する水により錆が発生したり、水が内部にまで侵入
して、ヨークに固着されている永久磁石が剥離するなど
の問題もあった。
【0006】本発明は上記した従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、トル
ク調整を容易に行い得るようにした磁気継手を提供する
ことにある。また、本発明は、耐食性および防水性に優
れ、錆による永久磁石の剥離を防止するようにした磁気
継手を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、円筒体に形成したハウジングによって回転
軸を回転自在に軸支し、前記回転軸に回転自在に設けた
調整板により前記ハウジングの内部を2つの区画に仕切
り、それぞれ周方向に極性を交互に変えて形成され、一
方が前記ハウジング内に固定され、他方が前記調整板に
固定されることにより互いに対向する2つの永久磁石を
前記各区画内にそれぞれ配設し、各区画内の2つの永久
磁石間に所定の間隔をおいてそれぞれ介在される2つの
ヒステリシス材製のディスクを前記回転軸に固定し、前
記調整板を回動させ前記各区画ごとに対向する2つの永
久磁石の位置関係を同時に調整するねじ部材を前記ハウ
ジングの外側に設けたことを特徴とする。
【0008】また、本発明は、一端が開放する筒状のハ
ウジング本体とこのハウジング本体の開口部にシール部
材を介して固定されたサイドプレートとからなるハウジ
ングと、このハウジングによって回転自在に支持された
回転軸と、前記ハウジング内にシール部材を介して嵌挿
され前記回転軸に軸受を介して回転自在に軸支されるこ
とにより前記ハウジングの内部を2つの区画に仕切る調
整板と、それぞれ周方向に極性を交互に変えて形成さ
れ、一方が前記ハウジング内に固定され、他方が前記調
整板に固定されることにより互いに対向して前記各区画
内に配設された一対1組からなる2組の永久磁石と、前
記回転軸にそれぞれ固定され前記各区画内の2つの永久
磁石間に所定の間隔をおいてそれぞれ介在される2つの
ヒステリシス材製のディスクと、前記ハウジングに設け
たスリットより前記調整板に螺合されこの調整板を回動
させることにより前記各区画ごとに対向する2つの永久
磁石の位置関係を同時に調整するねじ部材とを備えたこ
とを特徴とする。また、本発明は、ハウジング、調整板
および回転軸を非磁性ステンレス材によって形成すると
ともに、各区画内の2つの永久磁石をヨークを介して前
記ハウジングと前記調整板にそれぞれ固定したことを特
徴とする。さらに、本発明は、ハウジングの外周面に環
状溝を形成し、この環状溝にばね性を有するスペーサを
摺動自在で回転不能に配置し、このスペーサに設けた挿
通孔にねじ部材を挿通して調整板にねじ込むことを特徴
とする。
【0009】本発明において、調整板は、ハウジングの
外側に設けたねじ部材によって回動されることにより、
各区画ごとにそれぞれ対向して設けられた2つの永久磁
石の位置関係を同時に調整する。したがって、各ディス
クごとのトルクを等しくすることができる。また、本発
明は、ハウジング、調整板および回転軸を非磁性ステン
レス材によって形成し、ハウジングをシール部材によっ
てシールするとともに、調整板をシール部材を介してハ
ウジング内に配設しているので、ハウジングを防水構造
とすることができる。そのため、水が侵入せず、また錆
が発生したり錆により永久磁石がヨークから剥離するこ
とがない。また、本発明において、ねじ部材が挿通され
るスペーサはハウジングの外周面に設けた環状溝に摺動
自在にかつ回転不能に配設されているので、ねじ部材を
ねじ込んだり緩めたりするとき回転しない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る磁
気継手の一実施の形態を示す正面図、図2は同継手の右
半分を図1のII−II線で破断した側面図、図3は図2の
III −III 線で破断した断面図、図4は図2のIV−I
V線で破断した断面図、図5はトルク調整の説明のため
の図である。なお、図示した磁気継手1は、一般にヒス
テリシスクラッチと称する装置で、医薬品や化粧品、食
品などの容器の口にキャップを被冠し自動的に締め付け
るキャッピング・マシンに組み込まれ、キャップの締め
付けトルクが調整できるトルクリミッタとして使用され
る装置である。
【0011】前記磁気継手1は、駆動側部材2に図示し
ないねじによって固定される非磁性ステンレス材製のハ
ウジング3と、同じく非磁性ステンレス材製で前記ハウ
ジング3によって回転自在に支持された回転軸4とを備
えている。回転軸4には、図示しないキャップを保持す
るチャック5が図示しないねじによって固定されてい
る。また、回転軸4の中心にはチャック開閉用エア通路
6が設けられている。
【0012】前記ハウジング3は、前記チャック5に対
向する側の一端が開放した筒状体からなるハウジング本
体7と、このハウジング本体7の開口部にシール部材1
4を介して嵌合されかつ止めねじ30によって固定され
たサイドプレート8とで構成されている。ハウジング本
体7は、前記駆動側部材2への取付け板を構成する円板
部7aと、この円板部7aに一体に設けられた円筒部7
bとからなり、円板部7aの中央に前記回転軸4が軸受
9とゴム等からなるシール部材10を介して挿通される
段付孔7cが形成されている。この段付孔7cは、内部
側が大径孔部とされて軸受9が嵌合され、外側の小径孔
部にシール部材10が嵌合されている。同様に、前記サ
イドプレート8の中央にも、前記回転軸4が軸受9とシ
ール部材10を介して挿通される段付き孔8aが形成さ
れている。
【0013】このような構造からなるハウジング3の内
部には、ハウジング内を2つの区画S1 ,S2 に仕切る
調整板17と、合計4つからなり2つを1組とする2組
の永久磁石24と、各組の永久磁石24,24間に所定
の間隔をおいてそれぞれ介在された合計2つのディスク
25,26等が配設されている。
【0014】前記調整板17は、非磁性ステンレス材に
よって円板状に形成され、前記回転軸4の軸線方向の略
中央を軸受16を介して回転自在に軸支している。調整
板17の上下面の外周縁には、前記円筒部7bの内周面
との隙間をシールする2つのシール部材(Oリング)1
8,19が設けられている。また、調整板17の外周面
には、前記シール部材18,19間に位置するようにね
じ孔17aが形成されており、このねじ孔17aにはト
ルク調整時にハウジング3の外部から調整板17を回動
させるねじ部材22が螺合されている。このため、ハウ
ジング本体7を形成する円筒部7bには、前記ねじ部材
22がスペーサ23およびばね座金32を介して挿通さ
れるスリット7dが形成されている。スリット7dは、
円筒部7bの周方向に長くなるように形成され、前記2
つのシール部材18,19の間隔より狭い幅を有してい
る。なお、スペーサ23の円筒部7bとの当接面は、円
筒部7bに対して全面が密接するように円筒部7bの外
径と等しい円弧面に形成されている。また、スペーサ2
3の表面には、ばね座金32が嵌合する座ぐり23aが
形成されている。
【0015】永久磁石24は全て同一の大きさをもつ扇
形の磁石片を間隔をおいて配設することにより円板状に
形成され、図4および図5に示すようにN極とS極の総
極数は6つで、円周方向に極性が交互に変化するように
着磁されている。永久磁石24としては、例えばプラス
チィック磁石、Sm−CO 系の希土類磁石等が用いられ
る。
【0016】各区画S1 ,S2 に配置される2つの永久
磁石24,24は、所定の間隔を保ってそれぞれ対向し
ている。この場合、区画S1 側の永久磁石24,24の
うちその一方は、前記調整板17の上面に前記シール部
材18を介して固定されたヨーク20に接着剤によって
固着され、他方は前記円板部7bの内面に同じくシール
部材11,12を介して固定されたヨーク13に固着さ
れている。区画S2 側の永久磁石24,24のうちその
一方は、前記調整板17の下面に前記シール部材19を
介して固定されたヨーク21に固着され、他方は前記サ
イドプレート8の内面にシール部材14を介して固定さ
れたヨーク15に固着されている。これらのヨーク1
3,15,20,21は、前記永久磁石24より大きい
円板状に形成され、中央に前記回転軸4が挿通される中
心孔33をそれぞれ有している。なお、永久磁石24
も、中央に回転軸4が挿通される中心孔が形成されてい
る。
【0017】前記各組の永久磁石24,24間にそれぞ
れ介在される2つのディスク25,26は、それぞれ円
周方向に異方性のヒステリシス材によって円板状に形成
され、前記回転軸4の外周に嵌合され固定されてい
る。。ディスク25,26の軸線方向の移動はスペーサ
35によって規制されており、これによりディスク2
5,26と永久磁石24との隙間を全て等しく設定して
いる。
【0018】このような構造からなる磁気継手1におい
て、ハウジング3と調整板17を駆動部側部材2ととも
に回転させると、各組の永久磁石24,24の磁界中に
配設された各ディスク25,26が磁化されているの
で、回転軸4とこの回転軸4に装着されたチャック5も
回転し、チャック5に保持されている図示しないキャッ
プを容器の口に被冠させて締め付ける。そして、キャッ
プが完全に締め付けられると、その締め付けトルクによ
り回転軸4は停止する。
【0019】この場合、ディスク25,26をそれぞれ
挟んで互いに対向する2つの永久磁石24,24を同極
どうしが互いに対向するように配置すると、各磁極の反
発作用により各永久磁石24からの磁束はヒステリシス
材からなるディスク25または26を強制的に通過する
ことになり、その厚みが厚い(有効断面積が大きい)場
合でも、磁束密度を低下させることなく、すなわちヒス
テリシス材のループ面積の拡大が計られ、体積も増加
し、これらの相乗効果により磁気効率がよく、外径寸法
を大きくすることなく伝達トルクの増加が可能になる。
【0020】キャップの締め付けトルクを調整するため
のトルク調整は、ねじ部材22によって行う。この場
合、本発明においては、ねじ部材22のハウジング7へ
の締め付けを緩め、この状態でねじ部材22をスリット
7dに沿って移動させると、調整板17を周方向に回動
し、調整板17に固定されている2つの永久磁石24,
24も調整板17と一体に回動する。このため、各区画
S1 ,S2 内にそれぞれ対向して配置された2つの永久
磁石24,24のN極とS極の位置関係を同時に調整す
ることができる。したがって、調整板17の回動量に対
する各区画S1 ,S2 のトルクの増減は、同じ割合で増
減する。
【0021】ここで、締め付けトルクを最大にするに
は、図5に二点鎖線で示すように2つの永久磁石24,
24の同極どうしを互いに一致するように対向させれば
よく、弱めるときには互いに対向している同極どうしの
対向面積を徐々に小さくして異極どうしの対向面積を大
きくし、図5に実線で示すように異極どうしを完全に一
致させるとトルクを最小にすることができる。締め付け
トルクとしては、4Kgfcm〜25Kgfcm程度の
範囲に設計される。
【0022】図6は本発明の他の実施の形態を示す正面
図、図7は図6の右半分をVII −VII 線で破断した側面
図、図8は図7のVIII−VIII線で破断した断面図であ
る。この実施の形態においては、ハウジング本体7を構
成する円筒部7bの外周に環状溝7eを形成し、この環
状溝7e内に四角形のスペーサ23を摺動自在に配設
し、このスペーサ23に設けた挿通孔にねじ部材22を
挿通して調整板17のねじ孔にねじ込むようにしてい
る。スペーサ23は、ばね性を有する金属板等によって
環状溝7eの周面の曲率半径より小さな曲率半径を呈す
る円弧状に形成され、ねじ部材22によって環状溝7e
の底面に圧接されることにより、ねじ部材22の緩み止
め機能をもたせる。また、スペーサ23は、矩形で環状
溝7eの溝幅より若干小さい幅に形成することにより環
状溝7e内に摺動自在で回転不能に係合される。その他
の構成は上記した実施の形態と略同一であるため、同一
部材等については同一符号をもって示し、その説明を省
略する。
【0023】このような構造においては、ねじ部材22
を締め付けたり緩めたりするとき、スペーサ23が回転
しないので、締め付けトルクの調整作業が容易である。
また、スペーサ23は、ねじ部材22の緩み止め機能を
有するので、図2に示したばね座金32が不要である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る磁気継
手は、円筒体に形成したハウジングによって回転軸を回
転自在に軸支し、前記回転軸に回転自在に設けた調整板
により前記ハウジングの内部を2つの区画に仕切り、そ
れぞれ周方向に極性を交互に変えて形成され、一方が前
記ハウジング内に固定され、他方が前記調整板に固定さ
れることにより互いに対向する2つの永久磁石を前記各
区画内にそれぞれ配設し、各区画内の2つの永久磁石間
に所定の間隔をおいてそれぞれ介在される2つのヒステ
リシス材製のディスクを前記回転軸に固定し、前記調整
板を回動させ前記各区画ごとに対向する前記永久磁石の
位置関係を同時に調整するねじ部材を前記ハウジングの
外側に設けたので、トルクの調整作業を一度で行うこと
ができ、調整作業が容易である。また、各区画のトルク
を常に同じ割合で増減させることができる。
【0025】また、本発明は、一端が開放する筒状のハ
ウジング本体とこのハウジング本体の開口部にシール部
材を介して固定されたサイドプレートとからなるハウジ
ングと、このハウジングによって回転自在に支持された
回転軸と、前記ハウジング内にシール部材を介して嵌挿
され前記回転軸に軸受を介して回転自在に軸支されるこ
とにより前記ハウジングの内部を2つの区画に仕切る調
整板と、それぞれ周方向に極性を交互に変えて形成さ
れ、一方が前記ハウジング内に固定され、他方が前記調
整板に固定されることにより互いに対向して前記各区画
内に配設された一対1組からなる2組の永久磁石と、前
記回転軸にそれぞれ固定され前記各区画内の2つの永久
磁石間に所定の間隔をおいてそれぞれ介在される2つの
ヒステリシス材製のディスクと、前記ハウジングに設け
たスリットより前記調整板に螺合されこの調整板を回動
させることにより前記各区画ごとに対向する2つの永久
磁石の位置関係を同時に調整するねじ部材とを備えてい
るので、水がハウジング内に侵入するのを確実に防止す
ることができる。したがって、水により錆が発生した
り、錆により永久磁石がヨークから剥離したりするのを
防止することができ、安定したトルク伝達を維持するこ
とができる。
【0026】また、本発明はハウジング、調整板および
回転軸を非磁性ステンレス材によって形成するととも
に、各区画内の2つの永久磁石をヨークを介して前記ハ
ウジングと前記調整板にそれぞれ固定したので、磁気継
手の耐食性を向上させることができる。したがって、磁
気継手の美感を保つことができるとともに、衛生管理の
面で厳しい装置への装着も可能となる。さらに、本発明
は、ハウジングの外周面に環状溝を形成し、この環状溝
にばね性を有するスペーサを摺動自在で回転不能に配置
し、このスペーサに設けた挿通孔にねじ部材を挿通して
調整板にねじ込むように構成したので、ねじ部材を締め
付けたり緩めたりするとき、スペーサが回転せず、締め
付けトルクの調整作業が容易である。また、スペーサに
ねじ部材の緩み止め機能を持たせているので、ばね座金
が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る磁気継手の一実施の形態を示す
正面図である。
【図2】 同継手の右半分を図1のII−II線で破断した
側面図である。
【図3】 図2のIII −III 線で破断した断面図であ
る。
【図4】 図2のIV−IV線で破断した断面図であ
る。
【図5】 トルク調整の説明ための図である。
【図6】 本発明の他の実施の形態を示す正面図であ
る。
【図7】 図6の右半分をVII −VII 線で破断した側面
図である。
【図8】 図7のVIII−VIII線で破断した断面図であ
る。
【符号の説明】
1…磁気継手、3…ハウジング、4…回転軸、5…チャ
ック、7…ハウジング本体、7a…円板部、7b…円筒
部、7d…スリット、7e…環状溝、8…サイドプレー
ト、13…ヨーク、14…シール部材、15…ヨーク、
17…調整板、18,19…シール部材、20…ヨー
ク、21…ヨーク、22…ねじ部材、23…スペーサ、
24…永久磁石、25,26…ディスク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−72090(JP,A) 特開 平5−168221(JP,A) 特開 平7−111773(JP,A) 米国特許4674264(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 49/10 B67B 3/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒体に形成したハウジングによって回
    転軸を回転自在に軸支し、前記回転軸に回転自在に設け
    た調整板により前記ハウジングの内部を2つの区画に仕
    切り、それぞれ周方向に極性を交互に変えて形成され、
    一方が前記ハウジング内に固定され、他方が前記調整板
    に固定されることにより互いに対向する2つの永久磁石
    を前記各区画内にそれぞれ配設し、各区画内の2つの永
    久磁石間に所定の間隔をおいてそれぞれ介在される2つ
    のヒステリシス材製のディスクを前記回転軸に固定し、
    前記調整板を回動させ前記各区画ごとに対向する2つの
    永久磁石の位置関係を同時に調整するねじ部材を前記ハ
    ウジングの外側に設けたことを特徴とする磁気継手。
  2. 【請求項2】 一端が開放する筒状のハウジング本体と
    このハウジング本体の開口部にシール部材を介して固定
    されたサイドプレートとからなるハウジングと、このハ
    ウジングによって回転自在に支持された回転軸と、前記
    ハウジング内にシール部材を介して嵌挿され前記回転軸
    に軸受を介して回転自在に軸支されることにより前記ハ
    ウジングの内部を2つの区画に仕切る調整板と、それぞ
    れ周方向に極性を交互に変えて形成され、一方が前記ハ
    ウジング内に固定され、他方が前記調整板に固定される
    ことにより互いに対向して前記各区画内に配設された一
    対1組からなる2組の永久磁石と、前記回転軸にそれぞ
    れ固定され前記各区画内の2つの永久磁石間に所定の間
    隔をおいてそれぞれ介在される2つのヒステリシス材製
    のディスクと、前記ハウジングに設けたスリットより前
    記調整板に螺合されこの調整板を回動させることにより
    前記各区画ごとに対向する前記永久磁石の位置関係を同
    時に調整するねじ部材とを備えたことを特徴とする磁気
    継手。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の磁気継手におい
    て、ハウジング、調整板および回転軸を非磁性ステンレ
    ス材によって形成するとともに、各区画内の2つの永久
    磁石をヨークを介して前記ハウジングと前記調整板にそ
    れぞれ固定したことを特徴とする磁気継手。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3記載の磁気継手に
    おいて、ハウジングの外周面に環状溝を形成し、この環
    状溝にばね性を有するスペーサを摺動自在で回転不能に
    配置し、このスペーサに設けた挿通孔にねじ部材を挿通
    して調整板にねじ込むことを特徴とする磁気継手。
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