JPH02294261A - 磁気カップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、永久磁石とヒステリシス材との間の結合トル
クを向上させた磁気継手に関する。

（従来の技術） 環状に配置した複数の永久印石とこれらの永久磁石に対
し隙間を介して対面される環状のヒステリシス材からな
る磁気カップリングが知られている（特開昭６３−８７
１６６号）。

このような磁気カップリングは、例えばワイヤ等の巻取
機の定張力伝達機構に使用される。ここに、「ヒステリ
シス材」とは、半硬質磁石のことをいい、ある程度の保
ｍ力をもちかつ外部ｍ界の強さによりその磁化状態が変
化する材料をいう。

磁気カップリングに使用されるヒステリシス材は、永久
磁石に近接して配１されると、その永久磁石により生成
された磁界により磁化され、その磁界が回転軸の周りに
回転されると、永久磁石とヒステリシス材の間に磁気ヒ
ステリシスルーブの面積にほぼ比例する回転トルクが発
生する。そして磁束密度Ｂと磁場の強さＨの積である最
大エネルギ積（ＢＨ）．．．が大きくなるほど永久磁石
によってヒステリシス材が磁気的に拘束される力は大き
くなる。この拘束力に基づく拘束モーメントは、永久磁
石が原動回転側の場合、従動回転側のヒステリシス材に
与える磁気的な回転トルクになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の磁気カップリングによると、環状
に配置されろ永久磁石の極数を多くすると、第３図に示
すように、永久磁石とヒステリシス材との隙間距離が大
きくなるほど極数が少ない場合に比べ結合トルクの低下
が著しいという問題がある。

一般に磁気カップリングの回転トルクＴは、Ｐ　；永久
磁石の極数、 ■　；ヒステリシス材の体積、 Ｅｈ：永久磁石の磁化作用によるヒステリシス材のルー
プ面積、 とすると、 Ｔ　　　ＣＣ　　　Ｐ−Ｖ−Ｅｈ で表わされるため、従来より永久磁石の極数Ｐを増やす
とトルクＴも増大すると考えられていた．しかし、本発
明者らの実験によると、永久磁石とヒステリシス材の隙
間距離がある程度以上の大きさのときは永久磁石の極数
が少ないほうが回転トルクが大きくなることが見出され
、本発明者は発明を完成するに至った。

本発明が解決しようとする課題は、永久磁石の極数を少
なくし、永久磁石とヒステリシス材の隙間が一定値以上
のとき所定値以上の回転トルクを発揮するようにした磁
気カップリングを提供することにある． （課題を解決するための手段） 前記課題を解決するための本発明の磁気カップリングは
、原動側の円板と従動側の円板とが隙間を介して配置さ
れ、前記一方の円板の回転中心軸の周りに複数の永久磁
石をＮ極とＳ極とが交互になるように環状に配置し、他
方の円板に前記永久磁石によって磁化されるヒステリシ
ス材を環状に配置し、前記永久磁石と前記ヒステリシス
材とが同一回転するようにした磁気カップリングにおい
て、前記永久磁石の極数を６〜２４の範囲にし、前記隙
間をｌ．Ｑｍｍ以上に設定したことを特徴する。

（作用） 本発明の磁気カップリングによれば、永久磁石とヒステ
リシス材の隙間距離が所定値以上であるとき、永久磁石
の極数を少なくして所定値以上の回転トルクを発揮する
ことができる． （実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図および第２図は、本発明の実施例の磁気カップリ
ングの基本的構成を示している。

原動軸１の周りに円板２が固定され、この円板２の端面
２ａに環状に永久磁石３が第２図に示すように配置され
ている、第２図に示す永久磁石３の場合、Ｎ極とＳ極の
総極数は８個である．永久磁石３に対し所定の隙間δだ
け離してヒステリシス材８が従動軸６の円板７に環状に
固定されている．永久磁石３は、例えばＳｍ−Ｃｏ系の
希土類磁石を用い、その磁気特性は第１表に示すとおり
であった． （以下、余白。） ヒステリシス材８は、Ａｆｆ−Ｎｉ−Ｃｏ系材料であっ
て、内径６２ｍｍ、外径９８ｍｍ、厚さ４．５ｍｍのリ
ング状のものを用いた。

この磁気カップリングを用いて永久磁石とヒステリシス
材との隙間距離δと回転トルクの関係を永久磁石の極数
を１０極、１６極、２０極の場合についてそれぞれ測定
した。回転数は６ｒｐｍに設定した。その結果は第３図
に示すとおりであった。

第３図に示されるように、隙間距離δが大きくなるとト
ルクが一般に小さくなることが解る。また隙間距離δが
小さくなると、永久磁石の極数が多いほうが相対的にト
ルクが高くなる傾向にある。

反対に隙間距離δが太き《なると、永久印石の極数が少
ないほうが相対的にトルクが高くなる傾向にある。例え
ばトルクが１５をｋｇｆｃｍ付近のトルク値は、永久磁
石の極数の１０の場合が最大の隙間距離δをもって発揮
される。

さらに永久磁石から軸方向に離れる距離の磁束密度を測
定したところ、第４図に示すような結果を得た。第４図
に示されるように、永久磁石の極数が多くなるほど永久
磁石面からの距離が小さいほど磁束密度が大きくなるが
、これに対し永久磁石の極数が多くなるほど永久磁石面
からの距離が離れると磁束密度が強度に低下することが
理解される。このことは、永久磁石からの距離がある程
度以上離れると永久磁石の極数が少ないほうが磁束密度
が太き《なり回転トルクが高く得られることを示すもの
と理解される。この原因は、隙間距離δが大きくなると
、極数の多い磁石の組合わせでは、磁力線が遠方まで飛
ばないこと等によりヒステリシス材を充分に肴磁するこ
とができなくなり、その結果、極数がｌＯ極の磁石より
もトルクが低下するものと推察される。逆に、隙間距離
δが小さ《なると、極数の多い小さな磁石であってもヒ
ステリシス材を充分に着磁可能となるとともに極数が多
いだけ吸着力が増大しトルクが高くなるものと考えられ
る。

次に、本発明の第２の実施例について説明する．永久磁
石の材料は、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石を用いた。

永久磁石１個の内径１２５ｍｍ、外径２２５ｍｍ、厚さ
１１ｍｍの《さび形のものであった．磁石の極数は１２
極、１８極、２４極の３種について試験した。ヒステリ
シス材は、八ε一Ｎ　ｉ−Ｃｏ系鋳造磁石を用い、その
形状は内径１３０ｍｍ、外径２２０ｍｍ、厚さ６ｍｍの
リングを用いた。そしてそれぞれの磁気特性を測定した
ところ、第２表に示すとおりであった。

（以下、余白。） この第２の実施例のｍ気カップリングについて隙間距離
δを４．１ｍｍの一定値に設定し、永久磁石の極数とト
ルクの関係について測定したところ、第５図に示す結果
を得た。

第５図に示されるように、隙間距離δが４．１ｍｍの一
定値のとき、永久磁石の極数が２４極よりも少ない１２
極または１８極の方がトルク値が上昇することが理解さ
れる。この結果から一定の隙間距離の場合には、永久磁
石の極数が少ないほうがトルクがむしろ増大することが
理解される。

なお、永久磁石の極数の下限は６極以上にする。

これは、６極より少ないと磁界の強さが所定値より弱く
なるためである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のｍ気カップリングによれ
ば、非接触の永久磁石とヒステリシス材との隙間距離が
一定値以上であるとき永久磁石の極数を所定の範囲の少
ない数によって相対的に高い回転トルクが得られるとい
う効果がある。

またトルクの調節は間隔調節により可能で高精度の調節
が可能である．しかもヒステリシス材庖使用しているの
で、伝達トルクのムラが僅かでよる。摩耗部品がないの
で、メインテナンスが容？で、長寿命、高信頼性が確保
され、小型化かはカ′れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の磁気カップリングを表わす概
略断面図、第２図はその永久日石の極の位置を示す概略
図、第３図は永久磁石とヒステリシス材の隙間距離とト
ルクの関係を示す図、第４図は永久磁石面からの距離と
磁束密度の関係を圧す図、第５図は永久磁石の極数とト
ルクの関係を示す図、第６図は永久磁石の一般的な磁気
特性を示す線区である。 ３　・・・永久磁石、 ８　・・・ヒステリシス材。 隙間距冑Ｗ ５（ｍｍ） 第３図 第５図 遇石面との距離 （ｍｍ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動側の円板と従動側の円板とが隙間を介して配
   置され、前記一方の円板の回転中心軸の周りに複数の永
   久磁石をＮ極とＳ極とが交互になるように環状に配置し
   、他方の円板に前記永久磁石によって磁化されるヒステ
   リシス材を環状に配置し、前記永久磁石と前記ヒステリ
   シス材とが同一回転するようにした磁気カップリングに
   おいて、前記永久磁石の極数を６〜２４の範囲にし、前
   記隙間を１．０ｍｍ以上に設定したことを特徴とする磁
   気カップリング。