JPH04105544A - 回転伝達装置 - 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、一方の回転軸から他方の回転軸に回転力を伝
達する回転伝達装置に係わり、特に、各回転軸の回転角
度に応じて出力側回転軸の回転トルクが変化するものに
関する。

「従来の技術」 最近、例えば産業用ロボット等の分野で、柔らかい、ま
Ｌは壊れやすいなとの理由で取り扱い困難な物品を扱う
要求か高まりつつあるか、この種のロボット等では、部
品を扱う作動部の駆動力を、動作の進行に応して微妙に
調節する機能か必須である。

このようなトルク調節を行なう場合、従来では、動力源
から作動部に至る動力伝達系に各種の弾性体を介在させ
たり、あるいは動力伝達系内に緩衝機構を設けたりして
、トルク調節を行なう構成が一般的であった。なお、動
力伝達系の回転伝達装置としては、通常、歯車やチェー
ン等が用いられている。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、上記のように動力伝達系に弾性体、あるいは
緩衝機構を介在させる構造では、部品点数が多くなり、
機構が複雑化して故障頻度も高く、信頼性に乏しいとい
う欠点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構造が単純
で信頼性が高く、トルク調整機能を併せ持つ回転伝達装
置の提供を課題としている。

課題を解決するｆ二めの手段− 本発明は上記課題を解決する１こ約になされｒ二もので
、まず請求項１の回転伝達装置は、一対の回転軸にそれ
ぞれ固定された一対の回転体を、これらの外周の一部が
対向した状態で回転可能に配置するとともに、各回転体
を回転させた際に他方の回転体と対向しうる対向面には
、これら対向面の周方向に多数の磁極が配列された着磁
部が形成された回転伝達装置において、 前記各回転体の対向面の形状を、これら対向面間の距離
が各回転体の回転角度に応して変化するように設定した
ことを特徴とする。

一方、請求項２の装置は、前記各回転体の対向面の形状
を、これら対向面同士の対向面積が各回転体の回転角度
に応じて変化するように設定したことを特徴とする。

「作　用」 本発明の請求項１の回転伝達装置によれば、各回転体の
着磁部の離間距離が、各回転体の回転角度に応じて変化
するため、着磁部間に作用する磁力か増減し、これによ
り出力側の回転体の回転トルクが変化する。

まｆコ、請求項２の回転伝達装置によれば、各回転体の
着磁部の対向面積が、各回転体の回転角度に応して変化
するたぬ、着磁部間に作用する磁力が増減し、これによ
り出力側の回転体の回転トルクが変化する。

「実施例」 第１図および第２図は、本発明に係わる回転伝達装置の
第１実施例を示す平面図および正面図である。

図中符号ｌは入力側の回転軸、２は回転軸ｌに同軸に固
定された円板状の支持部、３は支持部２の外周に一定厚
さに形成された着磁部であり、支持部２と着磁部３とが
回転体４を構成している。

一方、符号５は回転軸ｌと平行に配置された出力側の回
転軸であり、この回転軸５には前記支持部２と同径の円
板状の支持部６が固定されるとともに、その外周には着
磁部７が形成され、これら支持Ｎ６と着磁部７が回転体
８を構成している。

着磁部３，７は強磁性体で一体形成され、その外周面が
周方向交互にＳ極３Ａ、７ＡおよびＮ極３　Ｂ、７　Ｂ
になるように半径方向に着磁されている。強磁性体の材
質としては着磁および成形のしやすさの点から樹脂磁性
体が好ましいが、フェライトや金属に着磁したものでも
使用可能である。

また、着磁部３，７を一体成形する代わりに、小さな磁
石片を支持部２．６の外周に多数並べて固定した構成も
可能である。

各磁極３Ａ、７Ａ、３Ｂ、７Ｂ　の周方向の長さはいず
れも等しい。また、着磁部７の径方向の肉厚は、図に示
す０°位置から３６０°位置の近傍にかけて徐々に減少
しくＤＩ−Ｄ２）、その後さらに０°位置まで曲面状に
つなげられている。そして各着磁部３．７　は０°位置
を対向させた状態でも若干の間隙Ｗがあくように対向配
置されている。

これにより、入力側の回転体４を回転すると、磁極３Ａ
、３Ｂの移動につれて対向する磁極７Ｂ。

７Ａがそれぞれ引かれ、出力側の回転体８が同じ角速度
で回転する。その際、回転体８の回転トルりは、第３図
に示すように磁極の離間距離が小さＬＩＯ°側で大きく
、回転につれて徐々に減少し、離間距離が最大になる３
６０°近傍で極小値をとる。トルクの変化量は、着磁部
７の外径変化率を調整することにより任意に設定可能で
ある。

なお、磁極３　Ａ、３　Ｂ、７　Ａ、７　Ｂの数は各回
転体４．８が円滑に回転するように、回転体４，８の外
径、および負荷荷重を考慮して決定されるへきである。

この回転伝達装置は、例えばロボット等の駆動機構と作
動部との間に介装される。そして、各回転体４．８　の
初期対向角度をＯｏに設定するとともに、回転体４の回
転角度が３６０°未満で動作が完了するように構成して
おく。

すると、動作開始直後には作動部の駆動トルクが大きい
が、動作終了点近くでは各回転体４，８間の磁気結合力
が弱くなるため、負荷抵抗に応じて各回転か体４．８　
の対向磁極のずれが生じやすくなる。すなわち、動作終
了点に近（なるほど作動部の動作が弾力的になり、作動
部が被作動物品に与える衝撃か小さくなる。したかつて
、飽性を有する物品や柔らかい物品の取り扱いを良好に
行なえる。

あるいは、出力側の回転軸５の回転範囲を３６０°以内
に制限する一方、入力側の回転軸１を回転しつづける構
成も可能である。この場合、回転軸５はその回転トルク
と負荷抵抗かつり合った角度で停止し、回転軸ｌは空転
しつづけるか、着磁部３，７間の離間距離は一定である
ため、停止している間も回転軸５にかかる回転トルクは
一定に保たれる。

なお、上記実施例では回転体４．８の回転比が１、ｌで
あったが、回転体４．８の外径比率を変化させるか、あ
るいは磁極３　Ａ、３　Ｂ、７　Ａ、７　Ｂのピッチを
変化させれば、回転比を任意に変更することが可能であ
る。

また、回転軸５を入力側、回転軸１を出力側としてもよ
い。その場合には、出力側の回転軸Ｉが負荷抵抗により
空転した場合に、回転軸１を制動する磁気力が一定に保
たれる利点がある。したがつて、用途に応していずれを
出力側とするか決定すべきである。

さらに、回転体８の重心を回転軸５の中心と一致させる
ために、着磁部７の外周に非磁性体あるいは磁性体を固
定し、回転体８の回転バランスをとってしよい。

次に、第４図は第２実施例を示し、この例では、回転体
８の着磁部７の外周を楕円形（長径方向半径ＤＩ、短径
方向半径Ｄ２）に形成したことを特徴とする。この例に
よれば、第５図に示すように着磁部７の短径方向に各回
転体４．８　が対向すると磁気結合力が低下し、９０°
毎に回転トルクが極大あるいは極小となる。

第６図に示す第３実施例は、回転体８の着磁部７の外周
面の中心０２を、回転軸５の中心０１から偏心させたこ
とを特徴とする。この例によれば、半回転毎に回転トル
クが極大または極小をとる。

第７図の第４実施例は、回転軸１．５を直角に配置し、
各回転体４，８を傘歯車型にして周面を対向させて配置
したものであり、出力側の回転体８の着磁部７の外周面
は、周方向に半径か変化している。これにより、両着磁
部３，７間の距ＭＷが回転につれて増減し、回転トルク
が変イつる。

第一８図および第９図に示す第５実施例は、軸方向に対
向する着磁部３，７を形成し、一方の回転体の着磁部７
の肉厚を、周方向に変化させたものである。

次に、第１Ｏ図の第６実施例は、本発明の請求項２に相
当するものであり、出力側の回転体８の着磁部７の軸方
向の幅を１８０°毎に増減させたことを特徴とする。こ
の例によれば、各着磁部３７の離間距離は一定であるが
、回転角度に応じてこれらの対向面積が増減するため、
第１１図に示すように回転トルクが増減し、前述した各
実施例と同様の効果が得られる。

第１２図に示す第７実施例は、回転体８の外周面に溝９
を形成し、着磁部７の対向面積を周方向に変化させた例
である。この例によれば、溝９を後から加工することに
より、任意の回転トルク特性が得られ、トルク調整が容
易である。

第１３図および第１４図に示す第８実施例は、軸方向に
対向しあう着磁部３．７を形成し、一方の着磁部７の半
径方向の幅を変えることにより、回転角度に応じて着磁
部３，７の対向面積か変化するようにした例である。

第１５図および第１６図に示す第９実施例は、一方の支
持部２に円筒状の着磁部３を形成する一方、この着磁部
３の内部に円筒状の着磁部７を有する回転体８を収容し
た例である。着磁部７はその軸方向の幅が周方向に変化
しており、回転軸５の角度により各着磁部３，７の対向
面積が変化し、それに応じて回転トルクが変化する。

次に、第１７図に示す第１Ｏ実施例では、出力側の回転
体８の着磁部７の軸方向の幅が全周に亙って着磁部３と
等しいうえ、着磁部７の両端面は互いに平行で回転軸５
に対して一定角度傾斜していることを特徴とする。

この例によれば、回転軸５を軸方向に変位させることに
より、特定の回転角度における各着磁部３．７の対向面
積を変化させ、回転トルクの変化量を調整することかで
きる。例えば、第１７図の実線で示す状態では、回転軸
１を駆動しん場合の回転軸５の回転トルクか第１８図の
実線で示すよう？こＯ°位置で最大、１８０°位置で最
小となるか、回転軸５をイの位置に変位させると、第１
８図中イで示すように０°位置で最小、１８０°位置で
最大となる。したかって、前記実施例に比してより高度
なトルク調整が可能である。

次に、第１９図に示す第１１実施例は、各着磁Ｍ３，７
の軸方向の一端部に、別の着磁部１０．ＩＪをそれぞれ
形成し几ことを特徴とする。これら着磁部１０．ＩＩ　
　は全周に亙って外周面が同一磁極（図ではＮ極）とな
るように着磁されており、回転角度に拘わらず常に一定
の力で反発しあっている。

この例によれば、回転伝達用の着磁部３，７間に働く引
力を、着磁部１０，１１間に働く反発力で相殺し、回転
軸１．５間に常に引力が働くことが防止できる。したが
って、回転軸１，５　の軸受に片減りが生じたりするこ
とがない。

なお、本発明は上記各実施例に限られず、各実施例の構
成を組み合わせたものや、他の周知の構成を加えたもの
も実施可能である。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わる回転伝達装置によ
れば、各回転体の着磁部の離間距離または対向面積が、
各回転体の回転角度に応して変化するため、それに伴い
着磁部間に作用する磁力が増減し、出力側の回転体の回
転トルクが変化する。

したがって、この回転トルクの変化量を、被作動部に要
求される駆動力特性と一致させることにより、従来は困
難だった駆動力制御を極めて簡単な構成で実施できる。

また、各回転体は非接触でよいから、騒音が生じず、振
動や熱を伝達しないうえ、歯車と異なり摩耗による影響
がないという利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係わる回転伝達装置の第
１実施例を示す平面図および正面図、第３図は同回転伝
達装置のトルク変化を示すグラフ、第４図は本発明の第
２実施例を示す平面図、第５図は同回転伝達装置のトル
ク変化を示すグラフ、第６図は第３実施例の平面図、第
７図は第４実施例の説明図、第８図および第９図は第５
実施例の正面図およびＩＸ−ＩＸＸ線図図第１θ図は第
６実施例の正面図、第１１図はそのトルク変化のグラフ
、第１２図は第７実施例の正面図、第１３図および第１
４図は第８実施例の正面図および平面図、第１５図およ
び第１６図は第９実施例の縦断面図および底面図、第１
７図は第１Ｏ実施例の正面図、第１８図はそのトルク変
化のグラフ、第１９図は第１１実施例の正面図である。 １．５・・・回転軸、　　２．６・・支持部、３．７・
・・着磁部、　４，８・・・回転体、Ｗ・・・着磁部間
の離間距離。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の回転軸にそれぞれ固定された一対の回転体
   を、これらの外周の一部が対向した状態で回転可能に配
   置するとともに、 各回転体を回転させた際に他方の回転体と対向しうる対
   向面には、これら対向面の周方向に多数の磁極が配列さ
   れた着磁部が形成され、 一方の回転体を回転することにより、その着磁部と他方
   の回転体の着磁部の間で働く磁力により、他方の回転体
   が回転するように構成された回転伝達装置において、 前記各回転体の対向面の形状を、これら対向面間の距離
   が各回転体の回転角度に応じて変化するように設定した
   ことを特徴とする回転伝達装置。
2. （２）一対の回転軸にそれぞれ固定された一対の回転体
   を、これらの外周の一部が対向した状態で回転可能に配
   置するとともに、 各回転体を回転させた際に他方の回転体と対向しうる対
   向面には、これら対向面の周方向に多数の磁極が配列さ
   れた着磁部が形成され、 一方の回転体を回転することにより、その着磁部と他方
   の回転体の着磁部の間で働く磁力により、他方の回転体
   が回転するように構成された回転伝達装置において、 前記各回転体の対向面の形状を、これら対向面同士の対
   向面積が各回転体の回転角度に応じて変化するように設
   定したことを特徴とする回転伝達装置。