JPH11275852A - 回転伝達装置 - Google Patents

回転伝達装置

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JPH11275852A
JPH11275852A JP9218498A JP9218498A JPH11275852A JP H11275852 A JPH11275852 A JP H11275852A JP 9218498 A JP9218498 A JP 9218498A JP 9218498 A JP9218498 A JP 9218498A JP H11275852 A JPH11275852 A JP H11275852A
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JP
Japan
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permanent magnet
sintered
rotation
sintered ferrite
poles
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9218498A
Other languages
English (en)
Inventor
Takatoshi Oyama
貴俊 大山
Morio Kubo
執生 久保
Shigeo Saito
重男 斉藤
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒステリシス材として焼結フェライト永久磁
石材を用いることを可能にして、コストを低減するとと
もに、小型で高伝達トルクを達成する。 【解決手段】 4〜12極にNS着磁された円板状のN
d−Fe−B系焼結永久磁石4と該永久磁石裏面が密着
固定される磁性体の永久磁石固定用ヨーク3とを設けた
第1の回転軸1と、円板状の焼結フェライト永久磁石材
7を固定した第2の回転軸2とを、相互に回転自在に嵌
め合わせるとともに、前記Nd−Fe−B系焼結永久磁
石4と前記焼結フェライト永久磁石材7の面同士を対向
させ、両者間に発生するヒステリシストルクにより、前
記第1及び第2の回転軸1,2間で回転を伝達する構成
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一定トルク以下の
回転駆動力を伝達する回転伝達装置に係り、とくに複写
機、プリンタ、ファクシミリ等のトルクリミッタとして
有用な回転伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のトルクリミッタとして特
開平6−189523号がある。この例では、永久磁石
と対向して伝達トルクを発生するヒステリシス板として
Fe−Cr−Co系の半硬質磁性材を用いている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のトル
クリミッタにおいては、下記の問題があった。
【0004】(1) 永久磁石を使用する従来よりのトル
クリミッタの構成は、永久磁石とFe−Cr−Co系に
代表される半硬質磁性材をヒステリシス材として配置す
る組み合わせが一般的である。これらで使用されるヒス
テリシス材はCoを使用しているため、一般に高価であ
り、また廃棄される場合には環境上の問題となる可能性
がある。
【0005】(2) さらに、近年小型化の要望が強くな
り、小型で伝達トルクの大きなトルクリミッタが要求さ
れているが、従来品では小型化と伝達トルクの増大とい
う相反する要求をみたすことが困難になってきていた。
【0006】本発明は、上記の点に鑑み、ヒステリシス
材として焼結フェライト永久磁石材を用いることを可能
にして、コストを低減するとともに、環境負荷を低減し
た回転伝達装置を提供することを目的とする。
【0007】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回転伝達装置は、4〜12極にNS着磁さ
れた円板状のNd−Fe−B系焼結永久磁石と該永久磁
石裏面が密着固定される磁性体の永久磁石固定用ヨーク
とを設けた第1の回転軸と、円板状の焼結フェライト永
久磁石材を固定した第2の回転軸とを、相互に回転自在
に嵌め合わせるとともに、前記Nd−Fe−B系焼結永
久磁石と前記焼結フェライト永久磁石材の面同士を対向
させ、両者間に発生するヒステリシストルクにより、前
記第1及び第2の回転軸間で回転を伝達することを特徴
としている。
【0009】前記回転伝達装置において、前記Nd−F
e−B系焼結永久磁石と前記焼結フェライト永久磁石材
の対向面間にスペーサを配置し、前記Nd−Fe−B系
焼結永久磁石と前記焼結フェライト永久磁石材間の磁気
吸引力に起因する摩擦トルクと前記ヒステリシストルク
とにより回転を伝達する構成としてもよい。あるいは、
前記第1の回転軸と第2の回転軸間にボール軸受を配置
してもよい。
【0010】さらに、前記Nd−Fe−B系焼結永久磁
石と前記焼結フェライト永久磁石材の外周面を少なくと
も覆うように円筒状磁性体を前記第1又は第2の回転軸
に設けてもよい。
【0011】前記焼結フェライト永久磁石材の背面に磁
性体バックヨークを配してもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回転伝達装置
の実施の形態を図面に従って説明する。
【0013】図1は本発明の実施の形態であって、回転
伝達装置としてのトルクリミッタの組立図、図2は分解
図、図3は第1の回転軸側の構造を示す側面図、図4は
第2の回転軸側の構造を示す側面図である。
【0014】第1の回転軸1には円板状磁性体の永久磁
石固定用ヨーク3が固定され、主磁石として高性能の希
土類磁石に属する円板状のNd−Fe−B系焼結永久磁
石4の裏面がヨーク3に密着固定されている。これによ
り、ヨーク3及び永久磁石4は第1の回転軸1と一体と
なって回転する。さらに、第1の回転軸1には高摺動性
樹脂ワッシャからなる円板状のスペーサ5が複数枚(図
示の場合は3枚)嵌められている。
【0015】第2の回転軸2は、第1の回転軸1の外周
が嵌り合う中心孔6を持ち、前記永久磁石4に対面する
ようにヒステリシス材としての硬質磁性材である円板状
焼結フェライト永久磁石材7を磁性体のバックヨーク9
を介して固定している。8は円筒状カバー又は磁性体ヨ
ークであり、少なくとも永久磁石4、焼結フェライト永
久磁石材7の外周面を覆うように第2の回転軸2に取り
付けられている。なお、焼結フェライト永久磁石材7は
使用前に着磁処理は行わないで用いる。
【0016】図1のように、第2の回転軸2の中心孔6
に第1の回転軸1を回転自在に嵌合して第1の回転軸1
と第2の回転軸2とを同軸関係に(回転中心が一致する
ように)組み合わせたとき、永久磁石4とこの磁力によ
り磁化された焼結フェライト永久磁石材7との間でヒス
テリシストルクが発生し、軸1、軸2間でトルクの伝達
が可能となる。なお、永久磁石4と焼結フェライト永久
磁石材7間には相互に引きつけ合う磁気吸引力が発生す
るが、スペーサ5が配置してあるため、適切なヒステリ
シストルクを発生する間隔に維持される。前記磁気吸引
力に起因してスペーサ5を設けたことによる摩擦トルク
が軸1、軸2間に生じるが、摩擦トルクの影響を抑制す
るためにスペーサ5を複数枚配置するとともにスペーサ
5の外径を小さくして永久磁石4や焼結フェライト永久
磁石材7への接触面積をなくべく小さくする。
【0017】なお、軸1、軸2は本実施の形態では非磁
性材としたが、磁性材とすることもできる。また、軸
1、軸2は用途に応じて、適宜形状を変更可能である。
【0018】図5のように、Nd−Fe−B系焼結永久
磁石4は円板形状で、4〜12極にNS着磁されたもの
である。つまり、片面におけるN極とS極の極数の和が
4〜12極となるように厚み方向に多極着磁したもので
ある。
【0019】図6乃至図8はNd−Fe−B系焼結永久
磁石4の極数と伝達トルクとの関係をそれぞれ示し、図
6は永久磁石材7の背面に密着したバックヨーク有り、
図7はバックヨーク無し、図8はスペーサ無しでスペー
サと同じギャップでNd−Fe−B系焼結永久磁石4と
焼結フェライト永久磁石材7を対向させてヒステリシス
トルクのみを測定したものである。但し、いずれの場合
も、永久磁石4の外径20mm、厚み1mmとし、永久磁石
材7の外径も20mmとした。
【0020】図6の曲線イはヒステリシス材としての永
久磁石材7が厚み1mmの異方性焼結フェライト永久磁石
材(磁化容易軸が厚み方向)でバックヨーク有り、曲線
ロは永久磁石材7が厚み1.6mmの異方性焼結フェライ
ト永久磁石材でバックヨーク有り、曲線ハは永久磁石材
7が厚み1mmの等方性焼結フェライト永久磁石材でバッ
クヨーク有り、曲線ニは永久磁石材7が厚み1.6mmの
等方性焼結フェライト永久磁石材でバックヨーク有りの
場合であり、バックヨークは全て外径20mmで厚み1mm
の鉄板とした。比較のために、曲線ホでFe−Cr−C
o系の半硬質磁性材0.5mmを2枚重ねて1mmとした場
合の特性を示す。この図6の曲線イ乃至曲線ニからNS
着磁の極数が4〜12極の範囲で伝達トルクとして必要
な値を確保でき、とくに6〜12極の範囲で伝達トルク
が大きな値となっていることが判る。これに反し、曲線
ホのFe−Cr−Co系の半硬質磁性材ではNS着磁の
極数が12極以上で良い特性となるが、極数を増大する
ことは永久磁石4の着磁が面倒であり、少ない磁極数で
大きな伝達トルクを発生できる焼結フェライト永久磁石
材の方が優れていると言える。
【0021】図7はバックヨークを省略し永久磁石材7
の背面側が非磁性材の第2の回転軸2に直接固着されて
いる場合の特性であり、曲線ヘは永久磁石材7が厚み
2.5mmの等方性焼結フェライト永久磁石材、曲線トは
永久磁石材7が厚み2.0mmの等方性焼結フェライト永
久磁石材、曲線チは永久磁石材7が厚み1.6mmの等方
性焼結フェライト永久磁石材、曲線リは永久磁石材7が
厚み2.5mmの異方性焼結フェライト永久磁石材、曲線
ヌは永久磁石材7が厚み2.0mmの異方性焼結フェライ
ト永久磁石材、曲線ルは永久磁石材7が厚み1.6mmの
異方性焼結フェライト永久磁石材である。この場合も、
NS着磁の極数が4〜12極の範囲で伝達トルクとして
必要な値を確保でき、とくに6〜12極の範囲で伝達ト
ルクが大きな値となっている。なお、曲線ヘ、曲線トで
は12極以上でも伝達トルクが大きくなっているが、永
久磁石4の着磁の容易性を考慮すると、NS着磁の極数
を12極より多くすることは着磁が困難になるため、実
用的ではない。
【0022】なお、図6及び図7では測定時の回転数は
200rpm固定で、軸1,2間に厚さ0.13mmの高
摺動性樹脂ワッシャ2枚をスペーサ5として配置してい
る。
【0023】図8はヒステリシスによるトルクと摩擦に
よるトルクを分けるため、スペーサ5を使用せずにギャ
ップのみ0.26mmとしてヒステリシスによる伝達トル
クを測定した結果であり、曲線ヲは永久磁石材7が異方
性焼結フェライト永久磁石材でバックヨーク有り、曲線
ワは永久磁石材7が等方性焼結フェライト永久磁石材で
バックヨーク有り、曲線カは永久磁石材7が等方性焼結
フェライト永久磁石材でバックヨーク無し、曲線ヨは永
久磁石材7が異方性焼結フェライト永久磁石材でバック
ヨーク無し場合である。但し、永久磁石材7の外形はい
ずれも同じで外径20mm、厚みは1.6mm、バックヨー
クは外径20mm、厚みは1mmである。比較のために、曲
線タでFe−Cr−Co系の半硬質磁性材0.5mmを2
枚重ねて1mmとした場合の特性を示す。この図8の各曲
線から曲線ヲ、曲線ワのバックヨーク有りのときにとく
にNS着磁の極数が4〜12極(とくに6〜12極)の
範囲で伝達トルクが大きい値となっていることが判る。
なお、曲線カ、曲線ヨでは12極以上でもヒステリシス
トルクが大きくなっているが、永久磁石4の着磁の容易
性を考慮すると、NS着磁の極数を12極より多くする
ことは着磁が困難になるため、実用的ではない。また、
曲線タのFe−Cr−Co系の半硬質磁性材ではNS着
磁の極数が増大するほど良い特性となるが、極数を増大
することは永久磁石4の着磁が面倒であり、少ない磁極
数で大きなヒステリシストルクを発生できる焼結フェラ
イト永久磁石材の方が優れていると言える。
【0024】なお、8は円筒状のカバー又はヨークであ
るが、磁性材のヨークとすることで、伝達トルクの増
大、漏洩磁束の低減効果がある。
【0025】この実施の形態によれば、次の通りの効果
を得ることができる。
【0026】(1) 永久磁石として希土類磁石に属する
高性能のNd−Fe−B系焼結永久磁石4を用い、相手
側のヒステリシス材を硬質磁性材である焼結フェライト
永久磁石材7で構成しているから、小型にしても大きな
伝達トルクを確保できる。また、NS磁極数が比較的少
なくても良好な伝達トルクが得られる。
【0027】(2) ヒステリシス材として硬質磁性材で
ある安価な焼結フェライト永久磁石材7を用いており、
従来の高価なFe−Cr−Co系の半硬質磁性材料に比
べて、材料費のコスト低減が可能である。
【0028】(3) コバルトを含有しない部材であり、
環境問題が発生しない。
【0029】(4) Nd−Fe−B系焼結永久磁石4と
焼結フェライト永久磁石材7の対向面間にスペーサ5を
配置した場合、Nd−Fe−B系焼結永久磁石4と焼結
フェライト永久磁石材7間の磁気吸引力に起因する摩擦
トルクとヒステリシストルクとにより回転を伝達する構
成となる。
【0030】(5) Nd−Fe−B系焼結永久磁石4と
焼結フェライト永久磁石材7の外周面を少なくとも覆う
ように円筒状磁性体としてのヨーク8を配置すること
で、回転伝達効率を向上させることが可能である。
【0031】図9は本発明の他の実施の形態である。こ
の場合、Nd−Fe−B系焼結永久磁石4と焼結フェラ
イト永久磁石材7の対向面に所定の距離を持たせるため
にボール軸受11を軸1の先端面と軸2間に配置してい
る。その他の構成は前述した図1の実施の形態と同様で
ある。
【0032】この図9の実施の形態では、Nd−Fe−
B系焼結永久磁石4と焼結フェライト永久磁石材7の対
向面間に所定の距離を持たせるために軸1,2間にボー
ル軸受11を配置したことで、摺動性を向上させ、摩擦
トルクを低減することが可能となり、トルクリミッタと
しての動作の信頼性の向上を図ることができる。その他
の作用効果は図1の実施の形態と同様である。
【0033】なお、回転軸1側に焼結フェライト永久磁
石材7及びバックヨークを一体化し、回転軸2側にNd
−Fe−B系焼結永久磁石4及び永久磁石固定用ヨーク
3を一体化するようにしても差し支えない。
【0034】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る回転
伝達装置によれば、永久磁石として希土類磁石に属する
高性能のNd−Fe−B系焼結永久磁石を用い、相手側
のヒステリシス材を硬質磁性材である焼結フェライト永
久磁石材で構成しているから、小型にしても大きな伝達
トルクを確保できる。また、ヒステリシス材として硬質
磁性材である安価な焼結フェライト永久磁石材を用いて
おり、従来の高価なFe−Cr−Co系の半硬質磁性材
料に比べて、材料費のコスト低減が可能であり、コバル
トを含有しない部材であり、環境問題が発生しない利点
もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す
正断面図である。
【図2】同分解断面図である。
【図3】第1の回転軸側の構成を示す側面図である。
【図4】第2の回転軸側の構成を示す側面図である。
【図5】円板状Nd−Fe−B系焼結永久磁石の磁極配
置の例を示す平面図である。
【図6】Nd−Fe−B系焼結永久磁石の磁極数と伝達
トルクとの関係で、バックヨーク有りのときを示すグラ
フである。
【図7】Nd−Fe−B系焼結永久磁石の磁極数と伝達
トルクとの関係で、バックヨーク無しのときを示すグラ
フである。
【図8】スペーサを使用せずに同じギャップを維持して
Nd−Fe−B系焼結永久磁石の磁極数とヒステリシス
トルクとの関係を測定したグラフである。
【図9】本発明の他の実施の形態を示す正断面図であ
る。
【符号の説明】
1 第1の回転軸 2 第2の回転軸 3 ヨーク 4 Nd−Fe−B系焼結永久磁石 5 スペーサ 6 中心孔 7 焼結フェライト永久磁石材 8 カバー又はヨーク 9 バックヨーク 11 ボール軸受

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4〜12極にNS着磁された円板状のN
    d−Fe−B系焼結永久磁石と該永久磁石裏面が密着固
    定される磁性体の永久磁石固定用ヨークとを設けた第1
    の回転軸と、円板状の焼結フェライト永久磁石材を固定
    した第2の回転軸とを、相互に回転自在に嵌め合わせる
    とともに、前記Nd−Fe−B系焼結永久磁石と前記焼
    結フェライト永久磁石材の面同士を対向させ、両者間に
    発生するヒステリシストルクにより、前記第1及び第2
    の回転軸間で回転を伝達することを特徴とする回転伝達
    装置。
  2. 【請求項2】 前記Nd−Fe−B系焼結永久磁石と前
    記焼結フェライト永久磁石材の対向面間にスペーサを配
    置し、前記Nd−Fe−B系焼結永久磁石と前記焼結フ
    ェライト永久磁石材間の磁気吸引力に起因する摩擦トル
    クと前記ヒステリシストルクとにより回転を伝達する請
    求項1記載の回転伝達装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の回転軸と第2の回転軸間にボ
    ール軸受を配置した請求項1記載の回転伝達装置。
  4. 【請求項4】 前記Nd−Fe−B系焼結永久磁石と前
    記焼結フェライト永久磁石材の外周面を少なくとも覆う
    ように円筒状磁性体を前記第1又は第2の回転軸に設け
    た請求項1,2又は3記載の回転伝達装置。
  5. 【請求項5】 前記焼結フェライト永久磁石材の背面に
    磁性体バックヨークを配した請求項1,2,3又は4記
    載の回転伝達装置。
JP9218498A 1998-03-23 1998-03-23 回転伝達装置 Withdrawn JPH11275852A (ja)

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JP9218498A JPH11275852A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 回転伝達装置

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JP9218498A JPH11275852A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 回転伝達装置

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JP (1) JPH11275852A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012036923A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Crown Machinery Co Ltd 駆動装置

Cited By (1)

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050607