JPH05168221A - ヒステリシス磁気カップリング - Google Patents
ヒステリシス磁気カップリングInfo
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- JPH05168221A JPH05168221A JP35226091A JP35226091A JPH05168221A JP H05168221 A JPH05168221 A JP H05168221A JP 35226091 A JP35226091 A JP 35226091A JP 35226091 A JP35226091 A JP 35226091A JP H05168221 A JPH05168221 A JP H05168221A
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- hysteresis
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- magnetic coupling
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 17
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒステリシス磁気カップリングのトルク値の
範囲を大きくして、汎用性を高める。 【構成】 一対の永久磁石6の磁界の中でヒステリシス
材の回転子4が磁化されているので、回転軸2の回転
は、磁気ヨーク5が固定されているため制動される。ま
た、回転子4は、回転軸2の軸線と直交する方向に磁化
容易軸を持つ、異方性硬質磁性材料からなるヒステリシ
ス材の回転子4としたので、永久磁石6の相対位置を操
作することにより、ヒステリシス磁気カップリングの制
動トルク値の範囲を大きくすることができた。
範囲を大きくして、汎用性を高める。 【構成】 一対の永久磁石6の磁界の中でヒステリシス
材の回転子4が磁化されているので、回転軸2の回転
は、磁気ヨーク5が固定されているため制動される。ま
た、回転子4は、回転軸2の軸線と直交する方向に磁化
容易軸を持つ、異方性硬質磁性材料からなるヒステリシ
ス材の回転子4としたので、永久磁石6の相対位置を操
作することにより、ヒステリシス磁気カップリングの制
動トルク値の範囲を大きくすることができた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はヒステリシス磁気カッ
プリングに係り、特にヒステリシス材の回転子が持つ異
方性に関するものである。
プリングに係り、特にヒステリシス材の回転子が持つ異
方性に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のヒステリシス磁気カップリング
は、特開平2−299457号公報に開示されたものが
代表的である。同公報中に提案されたヒステリシス磁気
カップリングは、非磁性材からなるケースの両側開口部
に、永久磁石が固着された磁気ヨークが個々に嵌着され
ている。また、一対の磁気ヨークに穿設された中心孔内
には、軸受を介して回転軸が回転自在に支持されてい
る。対向配設された永久磁石間の空間には、各永久磁石
個々と所定のエアギャップをおいて配設されたヒステリ
シス材からなる回転子が配設され回転軸に装着されてい
る。
は、特開平2−299457号公報に開示されたものが
代表的である。同公報中に提案されたヒステリシス磁気
カップリングは、非磁性材からなるケースの両側開口部
に、永久磁石が固着された磁気ヨークが個々に嵌着され
ている。また、一対の磁気ヨークに穿設された中心孔内
には、軸受を介して回転軸が回転自在に支持されてい
る。対向配設された永久磁石間の空間には、各永久磁石
個々と所定のエアギャップをおいて配設されたヒステリ
シス材からなる回転子が配設され回転軸に装着されてい
る。
【0003】そして、永久磁石を円周方向異極とした希
土類磁石とするとともに、ヒステリシス材の回転子を、
軸方向に磁化容易軸を持つ異方性硬質磁性材料で製作し
ている。このような構造からなるヒステリシス磁気カッ
プリングは、永久磁石の磁界の作用でヒステリシス材の
回転子が磁化されているので、回転軸の回転がケースに
伝達される。また、同公報中の記載によれば、磁気異方
性を持つ硬質磁性材料でヒステリシス材の回転子を構成
し、かつ強力な磁極を持つ希土類磁石で永久磁石を構成
したので、小型形状であっても従来にない大きな伝達ト
ルクが得られる。
土類磁石とするとともに、ヒステリシス材の回転子を、
軸方向に磁化容易軸を持つ異方性硬質磁性材料で製作し
ている。このような構造からなるヒステリシス磁気カッ
プリングは、永久磁石の磁界の作用でヒステリシス材の
回転子が磁化されているので、回転軸の回転がケースに
伝達される。また、同公報中の記載によれば、磁気異方
性を持つ硬質磁性材料でヒステリシス材の回転子を構成
し、かつ強力な磁極を持つ希土類磁石で永久磁石を構成
したので、小型形状であっても従来にない大きな伝達ト
ルクが得られる。
【0004】出願人は、このようなヒステリシス材の回
転子が持つ異方性について、以下に述べるような試験試
作を実施した。つまり、永久磁石を、外径寸法104mm
・内径寸法56mm・板厚4mmからなる円板状の形状と
し、円周方向6等分する60度間隔に極性が交互に異な
る構造とするとともに、ヒステリシス材からなる回転子
を、外径寸法104mm・内径寸法35mm・板厚6mmから
なる円板状の形状とし、軸方向異方性を持つ硬質磁性材
料(例えばアルニコ)で構成した。
転子が持つ異方性について、以下に述べるような試験試
作を実施した。つまり、永久磁石を、外径寸法104mm
・内径寸法56mm・板厚4mmからなる円板状の形状と
し、円周方向6等分する60度間隔に極性が交互に異な
る構造とするとともに、ヒステリシス材からなる回転子
を、外径寸法104mm・内径寸法35mm・板厚6mmから
なる円板状の形状とし、軸方向異方性を持つ硬質磁性材
料(例えばアルニコ)で構成した。
【0005】また、回転子の材質特性は、保持力Hcは
610 Oe、飽和磁束密度Brは13350 G、最大
磁気エネルギー積(BH)maxは6.2 MG・Oe
である。また更に、永久磁石とヒステリシス材の回転子
との各エアギャップは、0.5〜0.6mmに設定した。
なお、ヒステリシス磁気カップリングの構造は、この発
明の実施例において詳細に説明する。
610 Oe、飽和磁束密度Brは13350 G、最大
磁気エネルギー積(BH)maxは6.2 MG・Oe
である。また更に、永久磁石とヒステリシス材の回転子
との各エアギャップは、0.5〜0.6mmに設定した。
なお、ヒステリシス磁気カップリングの構造は、この発
明の実施例において詳細に説明する。
【0006】このような条件のもとに得られた結果は、
図5の軸方向異方性の場合と示したグラフとなった。つ
まり、対向する永久磁石が完全に異極の対向となる操作
角0度において、制動トルクは6kgfcmであり、また、
対向する永久磁石が完全に同極の対向となる操作角60
度において、制動トルクは最大の14.25kgfcmとな
った。
図5の軸方向異方性の場合と示したグラフとなった。つ
まり、対向する永久磁石が完全に異極の対向となる操作
角0度において、制動トルクは6kgfcmであり、また、
対向する永久磁石が完全に同極の対向となる操作角60
度において、制動トルクは最大の14.25kgfcmとな
った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような実験結果を
得たヒステリシス磁気カップリングでは、操作角度によ
り制動トルクが微小増加するため、糸・撚糸・マグネッ
トワイヤなどにテンションを作用させる巻線機の負荷ブ
レーキとして使用した場合は、制動トルクの微調整がで
き適しているが制動トルク値の範囲が狭いとヒステリシ
ス磁気カップリングの汎用性が悪く、用途別に多機種生
産しなければならず経済的でないと考えられた。この発
明では、このような問題点に鑑み、ヒステリシス磁気カ
ップリングのトルク値の範囲を大きくして汎用性を高め
ることを目的とする。
得たヒステリシス磁気カップリングでは、操作角度によ
り制動トルクが微小増加するため、糸・撚糸・マグネッ
トワイヤなどにテンションを作用させる巻線機の負荷ブ
レーキとして使用した場合は、制動トルクの微調整がで
き適しているが制動トルク値の範囲が狭いとヒステリシ
ス磁気カップリングの汎用性が悪く、用途別に多機種生
産しなければならず経済的でないと考えられた。この発
明では、このような問題点に鑑み、ヒステリシス磁気カ
ップリングのトルク値の範囲を大きくして汎用性を高め
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に出願人は、ヒステリシス材の回転子が持つ軸方向異方
性を径方向異方性にかえることに着目した。この発明で
は、ヒステリシス磁気カップリングを、回転軸と、この
回転軸に装着されるとともに前記回転軸の軸線と直交す
る方向に磁化容易軸を持つ異方性硬質磁性材料からなる
ヒステリシス材の回転子と、この回転子の両側面と対向
し所定のエアギャップをおいて個々に配設されるととも
に円周方向多極とした一対の永久磁石と、この永久磁石
個々に固着され中心孔内において前記回転軸を回転自在
に支持した一対の磁気ヨークとを備えた構造とした点を
特徴とする。
に出願人は、ヒステリシス材の回転子が持つ軸方向異方
性を径方向異方性にかえることに着目した。この発明で
は、ヒステリシス磁気カップリングを、回転軸と、この
回転軸に装着されるとともに前記回転軸の軸線と直交す
る方向に磁化容易軸を持つ異方性硬質磁性材料からなる
ヒステリシス材の回転子と、この回転子の両側面と対向
し所定のエアギャップをおいて個々に配設されるととも
に円周方向多極とした一対の永久磁石と、この永久磁石
個々に固着され中心孔内において前記回転軸を回転自在
に支持した一対の磁気ヨークとを備えた構造とした点を
特徴とする。
【0009】
【作用】ヒステリシス磁気カップリングは、一対の永久
磁石の磁界の中でヒステリシス材の回転子が磁化されて
いるので、回転軸の回転は、回転子・永久磁石・磁気ヨ
ークを経由してこの磁気ヨークが固定される部材に伝達
される。また、ヒステリシス材の回転子に、回転軸の軸
線と直交する径方向異方性を持たせたので、対向配設さ
れた一対の永久磁石の相対位置を回動操作することによ
り、トルク値の範囲が大きく変動する。
磁石の磁界の中でヒステリシス材の回転子が磁化されて
いるので、回転軸の回転は、回転子・永久磁石・磁気ヨ
ークを経由してこの磁気ヨークが固定される部材に伝達
される。また、ヒステリシス材の回転子に、回転軸の軸
線と直交する径方向異方性を持たせたので、対向配設さ
れた一対の永久磁石の相対位置を回動操作することによ
り、トルク値の範囲が大きく変動する。
【0010】
【実施例】図1乃至図4はこの発明を実施したヒステリ
シス磁気カップリングの一実施例であり、図1は断面
図、図2は側面図、図3は図1のIII−III線断面図、図
4は図1のIV−IV線断面図である。図5は、図1乃至図
4に示したヒステリシス磁気カップリングの制動トルク
特性を示したグラフである。なお、ヒステリシス磁気カ
ップリングの構造は、回転子の磁化容易軸の方向のみが
従来技術で説明したヒステリシス磁気カップリングの構
造と相異している。
シス磁気カップリングの一実施例であり、図1は断面
図、図2は側面図、図3は図1のIII−III線断面図、図
4は図1のIV−IV線断面図である。図5は、図1乃至図
4に示したヒステリシス磁気カップリングの制動トルク
特性を示したグラフである。なお、ヒステリシス磁気カ
ップリングの構造は、回転子の磁化容易軸の方向のみが
従来技術で説明したヒステリシス磁気カップリングの構
造と相異している。
【0011】ヒステリシス磁気カップリング1は、回転
軸2に圧入固定された非磁性材からなるハブ3に、ヒス
テリシス材からなる円板状の回転子4が固定されてい
る。回転子4は、硬質磁性材料により製造され、回転軸
2の軸線と直交する磁化容易軸A(図4参照)を持つ径
方向異方性のヒステリシス材で構成されている。また、
回転軸2上には、回転子4を軸線方向で挾み込んだ一対
の磁性材からなる磁気ヨーク5が軸受を介して嵌合され
ており、これら磁気ヨーク5には、円周方向6極とした
一対の永久磁石6が個々に固着されている。そして、回
転子4と永久磁石6の側面間には、所定のエアギャップ
が形成されている。
軸2に圧入固定された非磁性材からなるハブ3に、ヒス
テリシス材からなる円板状の回転子4が固定されてい
る。回転子4は、硬質磁性材料により製造され、回転軸
2の軸線と直交する磁化容易軸A(図4参照)を持つ径
方向異方性のヒステリシス材で構成されている。また、
回転軸2上には、回転子4を軸線方向で挾み込んだ一対
の磁性材からなる磁気ヨーク5が軸受を介して嵌合され
ており、これら磁気ヨーク5には、円周方向6極とした
一対の永久磁石6が個々に固着されている。そして、回
転子4と永久磁石6の側面間には、所定のエアギャップ
が形成されている。
【0012】一対の磁気ヨーク5の外周面には、非磁性
材からなるケース7が嵌合されており、ケース7の一方
開口端は一方の磁気ヨ−ク5に固定され、ケース7の他
方開口端は他方の磁気ヨーク5にねじ8で固定されてい
る。なお、符号7aはねじ8を挿入する長孔、符号5a
は磁気ヨーク5に穿設されたねじ8がねじ込まれるねじ
孔、符号5bは図示せぬ固定部材にヒステリシス磁気カ
ップリング1を固定するための取付けねじ孔である。
材からなるケース7が嵌合されており、ケース7の一方
開口端は一方の磁気ヨ−ク5に固定され、ケース7の他
方開口端は他方の磁気ヨーク5にねじ8で固定されてい
る。なお、符号7aはねじ8を挿入する長孔、符号5a
は磁気ヨーク5に穿設されたねじ8がねじ込まれるねじ
孔、符号5bは図示せぬ固定部材にヒステリシス磁気カ
ップリング1を固定するための取付けねじ孔である。
【0013】このような構造からなるヒステリシス磁気
カップリングに対して、出願人は以下に述べるような試
験試作を実施した。つまり、永久磁石6を、従来の永久
磁石と同様に、外径寸法104mm・内径寸法56mm・板
厚4mmからなる円板状の形状とし、円周方向6等分する
60度間隔に極性が交互に異なる構造とするとともに、
ヒステリシス材からなる回転子4を、外径寸法104mm
・内径寸法35mm・板厚6mmからなる円板状の形状と
し、径方向異方性を持つ硬質磁性材料(例えばアルニ
コ)で構成した。
カップリングに対して、出願人は以下に述べるような試
験試作を実施した。つまり、永久磁石6を、従来の永久
磁石と同様に、外径寸法104mm・内径寸法56mm・板
厚4mmからなる円板状の形状とし、円周方向6等分する
60度間隔に極性が交互に異なる構造とするとともに、
ヒステリシス材からなる回転子4を、外径寸法104mm
・内径寸法35mm・板厚6mmからなる円板状の形状と
し、径方向異方性を持つ硬質磁性材料(例えばアルニ
コ)で構成した。
【0014】また、回転子4の材質特性は、保持力Hc
は600 Oe、飽和磁束密度Brは13050 G、最
大磁気エネルギー積(BH)maxは5.2 MG・O
eである。また更に、永久磁石6と回転子4との各エア
ギャップは、0.5〜0.6mmに設定した。このような
条件のもとに得られた結果は、図5の径方向異方性の場
合と示したグラフとなった。つまり、対向する永久磁石
6が完全に異極の対向となる操作角0度において、制動
トルクは0.84kgfcmであり、また、対向する永久磁
石6が完全に同極の対向となる操作角60度において、
制動トルクは最大の28.5kgfcmとなった。
は600 Oe、飽和磁束密度Brは13050 G、最
大磁気エネルギー積(BH)maxは5.2 MG・O
eである。また更に、永久磁石6と回転子4との各エア
ギャップは、0.5〜0.6mmに設定した。このような
条件のもとに得られた結果は、図5の径方向異方性の場
合と示したグラフとなった。つまり、対向する永久磁石
6が完全に異極の対向となる操作角0度において、制動
トルクは0.84kgfcmであり、また、対向する永久磁
石6が完全に同極の対向となる操作角60度において、
制動トルクは最大の28.5kgfcmとなった。
【0015】なお、ヒステリシス磁気カップリング1の
永久磁石6の相対位置を操作する方法は、ねじ8を一方
の磁気ヨーク5から緩めた状態で、ケース7と他方の磁
気ヨーク5を任意角回動する。そして、永久磁石6の相
対位置を調整後、ねじ8をねじ孔5aに締め付けて、ケ
ース7と一方の磁気ヨーク5を固定する。
永久磁石6の相対位置を操作する方法は、ねじ8を一方
の磁気ヨーク5から緩めた状態で、ケース7と他方の磁
気ヨーク5を任意角回動する。そして、永久磁石6の相
対位置を調整後、ねじ8をねじ孔5aに締め付けて、ケ
ース7と一方の磁気ヨーク5を固定する。
【0016】
【発明の効果】以上のように、回転子に軸方向の異方性
を持たせた従来のヒステリシス磁気カップリングでは、
制動トルク値の範囲が6kgfcmから14.25kgfcmと狭
かったのに対して、回転子に径方向の異方性を持たせた
この発明のヒステリシス磁気カップリングでは、制動ト
ルク値の範囲が0.84kgfcmから28.5kgfcmと広く
なった。したがって、ヒステリシス磁気カップリングの
汎用性が増すので、生産体制も多機種少量生産から少機
種多量生産に変更でき経済的となり、ヒステリシス磁気
カップリングを安価に提供できる。
を持たせた従来のヒステリシス磁気カップリングでは、
制動トルク値の範囲が6kgfcmから14.25kgfcmと狭
かったのに対して、回転子に径方向の異方性を持たせた
この発明のヒステリシス磁気カップリングでは、制動ト
ルク値の範囲が0.84kgfcmから28.5kgfcmと広く
なった。したがって、ヒステリシス磁気カップリングの
汎用性が増すので、生産体制も多機種少量生産から少機
種多量生産に変更でき経済的となり、ヒステリシス磁気
カップリングを安価に提供できる。
【図1】ヒステリシス磁気カップリングの断面図であ
る。
る。
【図2】ヒステリシス磁気カップリングの側面図であ
る。
る。
【図3】図1のIII−III線断面図である。
【図4】図1のIV−IV線断面図である。
【図5】制動トルク特性のグラフである。
2 回転軸 4 回転子 5 磁気ヨーク 6 永久磁石 7 ケース A 磁化容易軸
Claims (1)
- 【請求項1】 回転軸と、この回転軸に装着されるとと
もに前記回転軸の軸線と直交する方向に磁化容易軸を持
つ異方性硬質磁性材料からなるヒステリシス材の回転子
と、この回転子の両側面と対向し所定のエアギャップを
おいて個々に配設されるとともに円周方向多極とした一
対の永久磁石と、この永久磁石個々に固着され中心孔内
において前記回転軸を回転自在に支持した一対の磁気ヨ
ークとを備えたことを特徴とするヒステリシス磁気カッ
プリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35226091A JPH05168221A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | ヒステリシス磁気カップリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35226091A JPH05168221A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | ヒステリシス磁気カップリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168221A true JPH05168221A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18422847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35226091A Pending JPH05168221A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | ヒステリシス磁気カップリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05168221A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104600955A (zh) * | 2014-06-26 | 2015-05-06 | 青岛斯普瑞能源科技有限公司 | 一种盘式限矩永磁耦合器 |
| WO2016022660A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Baker Hughes Incorporated | Magnetic coupling for motor shaft of electrical submersible pump |
| CN106059252A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-10-26 | 安徽理工大学 | 一种新型复合式双盘磁力耦合器 |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP35226091A patent/JPH05168221A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104600955A (zh) * | 2014-06-26 | 2015-05-06 | 青岛斯普瑞能源科技有限公司 | 一种盘式限矩永磁耦合器 |
| WO2016022660A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Baker Hughes Incorporated | Magnetic coupling for motor shaft of electrical submersible pump |
| GB2544926A (en) * | 2014-08-08 | 2017-05-31 | Baker Hughes Inc | Magnetic coupling for motor shaft of electrical submersible pump |
| US10208755B2 (en) | 2014-08-08 | 2019-02-19 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Magnetic coupling for motor drive shaft of electrical submersible pump |
| GB2544926B (en) * | 2014-08-08 | 2020-10-21 | Baker Hughes Inc | Magnetic coupling for motor drive shaft of electrical submersible pump |
| CN106059252A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-10-26 | 安徽理工大学 | 一种新型复合式双盘磁力耦合器 |
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