JPH04156266A - 非接触型トルク伝達装置 - 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、磁力により非接触でトルクを伝達する非接触
型トルク伝達装置に係り、特に、１個の駆動モータで駆
動側磁気トルクカップリングの前進・後進およびその回
転を制御できる新規な非接触型トルク伝達装置に関する
。

［従来の技術］ 一般に、非接触型のトルク伝達装置として、駆動側磁気
トルクカップリングを従動側磁気トルクカップリングに
近接させてこれらの磁力により非接触でトルクを伝達す
ると共に、これらのカップリングを離間させてトルクの
伝達を解除するものが知られている。この種の非接触型
トルク伝達装置には、駆動側磁気トルクカップリングを
従動側磁気トルクカップリングに近接離間移動させるた
めの第一モータと、駆動側磁気トルクカップリングを回
転駆動させるための第二モータとの２個のモータが備え
られている。

近年、宇宙空間において、このような装置を用いた様々
な実験を行おうとする計画が発案されている。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ しかし、上述したようにトルクの伝達・切離しのために
２個のモータを備えることは、装置全体の重量が重くな
り、且つモータの消費電力が増大するという事態を招く
、これは、この装置を宇宙空間に打ち上げることを考慮
すると致命的な欠点となる。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、１個
の駆動モータで駆動側磁気トルクカップリングの前進・
後進およびその回転を制御でき、装置の軽量化と低電力
化とを図った非接触型トルク伝達装置を提供するもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明は、駆動モータ側に連結
される駆動側磁気トルクカップリングと機器側に連結さ
れる従動側磁気トルクカップリングとを近接させてその
磁力によりトルクを伝達する非接触型トルク伝達装置に
おいて、駆動モータの回転軸に刻設されたネジと、これ
に螺合された駆動ｆＩＩＩＩ気トルク力トルクカップリ
ングップリングの自転を規制して上記回転軸の正逆回転
でこのカップリングをネジに沿って前後進させると共に
、その前進時、駆動側磁気トルクカップリングが従動側
磁気トルクカップリングに近接した際に、駆動側磁気ト
ルクカップリングの自転規制を解除する自転規制ＯＮ−
ＯＦＦ手段と、上記回転軸の先端部に設けられ、駆動側
磁気トルクカップリングのｕｎを規制して回転軸と駆動
側磁気トルクカップリングとを一体回転させるストッパ
と、を備えたことから構成されている。

［作　用コ 上記構成によれば、トルクを伝達する場合には駆動モー
タを正回転させる。すると、駆動モータの回転軸のネジ
に螺合された駆動側磁気トルクカップリングは、自転規
制ＯＮ−ＯＦＦ手段によって自転が規制され、回転軸の
ネジに沿って従動側磁気トルクカップリング側へ前進す
る。

そして、その前進時、この駆動側磁気トルクカップリン
グが従動側磁気トルクカップリングに近接した際、上記
自転規制ＯＮ−ＯＦＦ手段は、駆動側磁気トルクカップ
リングの自転規制を解除する。

その後、この駆動側磁気トルクカップリングは、上記回
転軸の先端部に設けられたストッパにより前進が規制さ
れて回転軸と一体的に回転する。

この結果、駆動側磁気トルクカップリングから従動側磁
気トルクカップリングへ磁力により非接触でトルクが伝
達される。

トルクの伝達を解除する場合には駆動モータを逆回転さ
せる。すると、上記駆動側磁気トルクカップリングは、
自転規制ＯＮ−ＯＦＦ手段によって自転が規制されて回
転軸のネジに沿って後進し、従動側磁気トルクカップリ
ングから離間する。これにより、トルクの伝達が解除さ
れる。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図に、宇宙空間に打ち上げられる宇宙実験・観測フ
リーフライヤー（ＳＦＵ）に搭載される非接触型トルク
伝達装置１を示す０図示するように、この非接触型トル
ク伝達装置１は、駆動モータ２ｒ！Ｉｉに連結される駆
動側磁気トルクカップリング３と機器側に連結される従
動側磁気トルクカップリング４との磁力により、非接触
でトルクを伝達するようになっている。

上記駆動側磁気トルクカップリング３は、駆動モータ２
の回転軸５に刻設されたネジ６（右ネジ）に螺合されて
いる。このネジ６は、回転軸５に刻設されなオネジのネ
ジ渭と駆動ｒｐＪｍ気トルクカップリング３に刻設され
たメネジのネジ渭とを対向させてできるコイル状の空間
に鋼球をいれた所謂ボールネジからなっている。このボ
ールネジは、オネジ−メネジ間のフリクションを低減し
、効率を高めるために採用されている。

また、この駆動側磁気トルクカップリング３は、ベアリ
ング７を介して支持フレーム８に支持されており、上記
回転軸５のネジ６に螺合しつつ回転軸５まわりに回転自
在となっている。このベアリング７は、駆動側磁気トル
クカップリング３に固定されたインナーレース９と、支
持フレーム＄のキー１０と係合されたアウターレース１
１と、これらインナーレース９とアウターレース１１と
の間に設けられたベアリングボール１２とからなってい
る。上記キー１０は、支持フレーム８の内側に、回転軸
５と並行に形成されている。よって、このキー１０に係
合するアウターレース１１は、回転軸５と並行に移動す
ることになる。

上記インナーレース９とアウターレース１１との闇には
、ベアリング７を図中右方向からみたとき、インナーレ
ース９の右回転を防止して左回転のみを許容するワンウ
ェイクラッチ１３が設けられている。すなわち、インナ
ーレース９は、アウターレース１１に対する右回転が防
止され左回転・のみが可能となっている。

この構成によれば、第１図に示す状態から駆動モータ２
で回転軸５を矢印１４で示すように右回転させると、回
転軸５のネジ６に螺合された駆動側磁気トルクカップリ
ング３が、オネジとメネジとの間のフリクションにより
上記右回転に連れ回ろうとするものの、ワンウェイクラ
ッチ１３が駆動側磁気トルクカップリング３の右回転を
規制しているため、駆動側磁気トルクカップリング３は
、自転（連れ回り）することなく回転軸５のネジ６に螺
合しつつ上記キー１０に沿って図中右方向に移動する。

この結果、第２図に示すように、駆動側磁気トルクカッ
プリング３は、従動側磁気トルクカップリング４から離
間し、駆動モータ２から機器へのトルクの伝達が解除さ
れる。

このとき、駆動側磁気トルクカップリング３は、支持フ
レーム８の内側に設けられたボールプランジャ１５によ
って、その自転（右・左回転とも）が規制されるように
なっている。すなわち、第４図に示すように、駆動側磁
気トルクカップリング３の外周部にカップリング３の回
転方向と直角方向にスプライン溝１６が形成されており
、支持フレーム８の内側に上記スプライン溝１６と係合
して駆動側磁気トルクカップリング３の回転を規制する
ボールプランジャ１５が設けられている。

上記ボールプランジャ１５は、第３図に示すように、上
記スプライン溝１６に係合するボール１７と、このボー
ル１７をスプライン溝１６側に付勢するコイルバネ１８
と、によりされて構成されている。また、このボールプ
ランジャ１５は、第４図に示すように、支持フレーム８
の内側に１２０４間隔で３カ所設けられている。

この構成によれば、第２図に示す状態から駆動モータ２
で回転軸５を矢印１９で示すように左回転させると、回
転軸５のネジ６に螺合された駆動側磁気トルクカップリ
ング３が、上記左回転に連れ回ろうとするものの、ボー
ルプランジャ１５がスプライン溝１６に係合して駆動側
磁気トルクカップリング３の回転（右・左回転とも）を
規制しているため、駆動側磁気トルクカップリング３は
自転することなく回転軸５のネジ６に螺合しつつ上記キ
ー１０に沿って図中左方向に移動する。この回転軸５の
左回転時、ワンウェイクラッチ１３は、上述したように
駆動側磁気トルクカップリング３の左回転を許容する。

ところで、上記スプライン溝１６は、所定長さ１だけ設
けられており、第１図に示すように、駆動側磁気トルク
カップリング３が従動側磁気トルクカップリング４に近
接した際に、スプライン溝１６がおわり、スプライン溝
１６とボールプランジャ１５との係合が解除され、駆動
側磁気トルクカップリング３の自転規制が解除されるよ
うになっている。

その後、駆動側磁気トルクカップリング３は、従動側磁
気トルクカップリング４に充分近接していることから、
従動０１１ａ気トルクカツプリング４と磁気的に引き合
って、その自転が規制される。

よって、駆動側磁気トルクカップリング３は、回転軸５
の左回転により、さらに図中左方向に移動する。

この駆動側磁気トルクカップリング３の移動を従動側磁
気トルクカップリング４の直前で止めるために、第１図
および第２図に示すように、上記回転軸５の先端部に、
駆動側磁気トルクカップリング３の前進を規制して回転
軸５と駆動側磁気トルクカップリング３とを一体回転さ
せるストッパ２０が設けられている。

この構成によれば、回転軸５の左回転による駆動側磁気
トルクカップリング３の移動は、駆動側磁気トルクカッ
プリング３がこのストッパ２０に当たるまで続き、スト
ッパ２０に当たった後は駆動側磁気トルクカップリング
３が二重ナツトのようにストッパ２０にくいこみ、駆動
側磁気トルクカップリング３と回転軸５とが一体的に同
期回転する。

この際、上記ワンウェイクラッチ１３は、’ｒ　−１０
に係合したアウターレース１１に対するインナーレース
９の左回転を許し、駆動側磁気トルク力・ツブリング３
の左回転を許容する。

この結果、第１図に示すように、駆動側磁気トルクカッ
プリング３の左回転トルクは、従動側磁気トルクカップ
リング４へ、磁力により非接触で伝達される。

以上説明したように、トルクを伝達する場合には、駆動
モータ２により回転軸５を左回転させる。

すると、第２図に示す状態の駆動側磁気トルクカップリ
ング３は、ボールプランジャ１５がスプライン溝１６係
合することにより自転が規制され、図中左方向に前進す
る。そして、駆動側磁気トルクカップリング３が従動＠
磁気トルクカップリング４に近接すると、ボールプラン
ジャ１５の係合が外れ、駆動側磁気トルクカップリング
３の自転規制が解除される。その後、駆動側磁気トルク
カップリング３は、第１図に示すように、上記回転軸５
の先端部に設けられたストッパ２０により前進が規制さ
れて回転軸５と一体的に回転する。この結果、駆動側磁
気トルクカップリング３から従動側磁気トルクカップリ
ング４へ磁力により非接触でトルクが伝達される。

トルクの伝達を解除する場合には、駆動モータ２を右回
転させる。すると、第１図に示す状態の駆動側磁気トル
クカップリング３は、ワンウェイクラッチ１３により自
転が規制され、図中右方向に後進し、第２図に示すよう
に、従動側磁気トルクカップリング４から離間する。こ
れにより、トルクの伝達が解除される。このとき、後進
の途中から、駆動側磁気トルクカップリング３のスプラ
イン溝１６と支持フレーム８のボールプランジャ１５と
が係合し、これによっても駆動側磁気トルクカップリン
グ３の自転が規制されることになる。

このように、上記非接触型トルク伝達装Ｍ１によれば、
１個の駆動モータ２で駆動側磁気トルクカップリング３
の前進・後進およびその回転を制御でき、従来のように
２＠の駆動モータで上記制御を行う技術と比較すると、
装置の軽量化と低電力化とを大幅に推進することができ
る。

よって、この非接触型トルク伝達装置１は、宇宙空間に
打ち上げられる宇宙実験・観測フリーフライヤー（ＳＦ
Ｕ）に搭載する非接触型トルク伝達装置として好適なも
のとなる。

なお、本実施例にあっては、ワンウェイクラッチ１３．
ボールプランジャ１５およびスプライン溝１６が、特許
請求の範囲中の自転規制ＯＮ−ＯＦＦ手段に相当するこ
とになる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明に係る非接触型トルク伝達装
置によれば、１個の駆動モータで駆動側磁気トルクカッ
プリングの前進・後進およびその回転を制御でき、装置
の軽量化と低電力化とを大幅に推進できるという優れた
効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を表す非接触型トルク伝達装
置のトルク伝達時の側断面図、第２図は上記非接触型ト
ルク伝達装置のトルク切離時の側断面図、第３図は第１
図および第２図中に示すボールプランジャの概略図、第
４図は第２図のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、駆動モータ側に連結される駆動側磁気トルクカップ
   リングと機器側に連結される従動側磁気トルクカップリ
   ングとを近接させてその磁力によりトルクを伝達する非
   接触型トルク伝達装置において、駆動モータの回転軸に
   刻設されたネジと、これに螺合された駆動側磁気トルク
   カップリングと、該カップリングの自転を規制して上記
   回転軸の正逆回転でこのカップリングをネジに沿って前
   後進させると共に、その前進時、駆動側磁気トルクカッ
   プリングが従動側磁気トルクカップリングに近接した際
   に、駆動側磁気トルクカップリングの自転規制を解除す
   る自転規制ＯＮ−ＯＦＦ手段と、上記回転軸の先端部に
   設けられ、駆動側磁気トルクカップリングの前進を規制
   して回転軸と駆動側磁気トルクカップリングとを一体回
   転させるストッパとを備えたことを特徴とする非接触型
   トルク伝達装置。