JPS6387166A - ヒステリシスカツプリング - 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 この発明は、永久磁石界磁と希土類磁石との間の結合ト
ルクを向上させたヒステリシスカップリングに関するも
のである。

従来技術 円板状の半硬質磁石に対し所定の空隙を保持して永久磁
石界磁を対向配置し、磁気ヒステリシス現象により両磁
石を非接触で結合するよう構成したヒステリシスカップ
リングが一般に知られている。このヒステリシスカップ
リングは、例えばワイヤ等の巻取機における定張力伝達
機構として好適に使用されている。ここに半硬質磁石と
は、磁気的に軟らかい材料（軟質磁性材料例：高透磁率
材料）および磁気的に硬い材料（硬質磁性材料例：永久
磁石）に対応する概念であって、保磁力ＢＨＣ等の特性
が、前記両材料の中間に位置する性質を有するものであ
る。すなわち半硬質磁石は、ある程度の保磁力を持ち、
外部磁界の強さによりその磁化状態が変化するヒステリ
シス材をいう。

前記ヒステリシスカップリングに使用される半硬質磁石
は、永久磁石界磁に近接して配置されるとそれ自体が磁
化され、その永久磁石界磁が相対回転することにより、
両磁石間に第３図に示す磁気ヒステリシスループの面積
に比例する結合トルクを生ずる。そして図中の第２象限
にある磁気ヒステリシスループ（これを減磁曲線という
）上のＢ（磁束密度）とＨ（磁場）の積である最大磁気
エネルギー積（ＢＨ）ｗａｘが大きくなる程、永久磁石
界磁によって半硬質磁石を磁気的に拘束する力も大きく
なる。この拘束力は、半硬質磁石が回転側の場合は、永
久磁石界磁により与えられる磁気的な制動力と言い換え
ることができる。

発明が解決しようとする問題点 例えば第２図に示すように、回転自在な円板状の永久磁
石界磁１０と、この永久磁石界磁１０に対し軸方向に所
定の空隙Ｇを保持して回転可能に配置した半硬質磁石１
２とからなる軸方向空隙形のヒステリシスカップリング
では、従来より永久磁石界磁の材質としてフェライト永
久磁石が使用されている。しかしこのフェライト永久磁
石の磁力は必ずしも強力でないために、この界磁と半硬
質磁石との間に充分な結合トルク、換言すれば充分な磁
気ヒステリシスループの面積が一般に得られなかった。

この場合に大きな結合トルクを得るには、前記フェライ
ト永久磁石の界磁を大型化することが考えられるが、こ
のときはカップリング全体が大型化してしまう欠点があ
る。

そこで発明者は、前述したヒステリシスカップリングに
内在している前記欠点を克服するべく、磁石の種類や保
磁力の大きさを変更してトルク値の測定を行なった結果
、前記永久磁石界磁に希土類磁石を使用し、半硬質磁石
に所要値以上の保磁力を保有させることにより、装置全
体を大型化することなく、充分な結合トルクが得られる
ことを突き止めた。

発明の目的 従って本発明は、装置全体を大型化することなく、半硬
質磁石と永久磁石界磁との間に充分な結合トルクを得る
ことのできるヒステリシスカップリングを提供すること
を目的とする。

実施例 次に本発明に係るヒステリシスカップリングにつき、好
適な実施例を挙げて以下説明する。本実施例では、後述
の如く、ヒステリシスカップリングの永久磁石界磁とし
て希土類磁石を使用し、半硬質磁石として保磁力が５０
００ｅ以上のものを使用することによりトルク向上の好
結果を得た。すなわち第２図に示すと同じく、永久磁石
界磁と半硬質磁石との間に軸方向の空隙を介在させたヒ
ステリシスカップリングにおいて、前記永久磁石界磁に
例えばサマリウムコバルト（Ｓ　Ｔｎｚ　ＣＯｘｔ＞系
の希土類磁石を使用した。この場合の希土類磁石はドー
ナツ状円盤の形態を墨していて、外径１００φ、内径６
０φ、厚みｌｉｔであった。

また半硬質磁石としては、Ａｌ−Ｎ１−Ｇｏ系やＡｌ−
Ｎｉ系のヒステリシス材を選択的に使用した。

この場合において半硬質磁石は、その材料組成により保
磁力ＢＨＣが異なるので、前記希土類磁石からなる永久
磁石界磁に、保磁力ＢＨＣの異る半硬質磁石を対向させ
た場合に結合トルクがどのように変動するか、を実験す
ることとした。そこで外径１００φ、内径６０φ、厚み
５ｔのドーナツ状円盤からなるＡｌ−Ｎ１−Ｇｏ系の半
硬質磁石を使用し、この半硬質磁石を希土類永久磁石の
界磁に対して１．５ｔ１ｍの間隙を保持して種々のトル
ク値を測定した。このときＡ　ｌ−Ｎ　ｉ　−Ｇ　ｏ系
半硬質磁石の組成を種々に変更してみた。その結果を第
１図にグラフとして示す、このグラフ図において、縦軸
は結合トルク値（噴位ｋｇ　／　ｍ　）を示し、横軸は
半硬質磁石の保持力Ｂ　ＨＣ（単位Ｏｅ）を示している
。

例１に示す如く、９Ａ　ｌ　−１７，５Ｎ　ｉ　−１０
Ｇ　ｏ　−３Ｃｕ−０，２Ｔ　ｉ残りＦｅからなる半硬
質磁石で、保磁力ＢＨＣが３５００ｅのものを使用して
トルク値を測定したところ、そのトルク値は約１１〜１
３ｋｇ／ｍであった。この値は、ヒステリシスカップリ
ングにおけるトルクとしては不充分であって、実用上は
不満がある。

次に例２に示すように、１０．３Ａ　Ｉ　−１８Ｎ　ｉ
　−１２，５Ｇｏ−３Ｃｕ−０，５Ｔｉ残りＦｅからな
る半硬質磁石で、保磁力Ｂ　ＨＣが６０５０ｅのものを
使用してトルク値を測定した。このときのトルク値は約
１６〜１９ｋｇ／ｍで、これは実用上充分なトルクであ
ることが判った。

同様にして、例３に示す８．２Ａ　ｌ　−１４，２Ｎ　
ｉ　−２３，５Ｃｏ−３，５Ｃｕ−０，５Ｔ　ｉ残りＦ
ｅがらなり、保磁力Ｂ　ＨＣが７５５０ｅの半硬質磁石
を使用してトルク値を測定した。このトルク値は約１６
〜１９．５ｋｇ／ｍで、実用上充分なトルクを有してい
る。

更に例４に示す如く、７．２Ａ　ｌ　−１４，５Ｎ　ｉ
　−３５Ｇ　。

−３Ｃｕ−５，３Ｔｉ残りＦｅからなり、保磁力ＢＨＣ
が１１０５０ｅの半硬質磁石を使用してトルク値を測定
したところ、このトルク値は約２１〜２３．５ｋｇ　／
　ｍで、実用上充分なトルクを有していることが判った
。

これらの測定結果から、実施例に係るヒステリシスカッ
プリングでは、永久磁石界磁として希土類磁石を使用し
、これとヒステリシス結合している半硬質磁石の保磁力
を少なくとも５０００ｅ以上のものを使用すると、急激
にトルク特性が向上することが判った。なお本実施例で
は、永久磁石界磁としてサマリウムコバルト（Ｓｍ、Ｃ
ｏａｔ）系の希土類磁石を使用し、半硬質磁石としては
、Ａｌ−Ｎ１−Ｇｏ系のヒステリシス材を使用してトル
ク値を実測したものにつき説明したが、永久磁石界磁に
他の種類の希土類磁石を使用し、また他の種類のヒステ
リシス材からなる半硬質磁石を使用して、その保磁力が
５０００ｅ以上のものを使用することによっても、トル
ク向上の効果が得られた。更に実施例では、永久磁石界
磁と半硬質磁石とを軸方向に配置してその間に空隙を形
成する型式のヒステリシスカップリングにつき説明した
が、これ以外に、永久磁石界磁と半硬質磁石との間に半
径方向の環状空隙を形成する型式のヒステリシスカップ
リングにも、本発明はそのまま応用し得るものである。

発明の効果 このように本発明に係るヒステリシスカップリングによ
れば、永久磁石界磁として希土類磁石を使用すると共に
、半硬質磁石として保磁力が５０００ｅ以上のヒステリ
シス材を使用することにより、第３図で示した両磁石間
の磁気ヒステリシスループの面積が増大するものと思わ
れ、これにより前記増大した磁気ヒステリシスループの
面積に比例した結合トルクが得られる。従って装置全体
を大型化することなく、永久磁石界磁と半硬質磁石との
間の結合トルクの増大が図られるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るヒステリシスカップリングの好適な
実施例を示すものであって、第１図は実施例に係るヒス
テリシスカップリングの保磁力とトルクとの関係を示す
グラフ図、第２図は一般的なヒステリシスカップリング
の縦断面図、第３図は磁気ヒステリシスループを示すグ
ラフ図である。 特許出願人　　　大同特殊鋼株式会社 ＦＩＧ、３　　５ −Ｂ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、Ｉ Ｈｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円板状の永久磁石界磁と、この永久磁石界磁に対し所定
   の空隙を保持して配置した半硬質磁石とからなるヒステ
   リシスカップリングにおいて、前記永久磁石界磁として
   希土類磁石を使用すると共に、半硬質磁石として保磁力
   が５００Ｏｅ以上のヒステリシス材を使用することを特
   徴とするヒステリシスカップリング。