JPH0518285U - 磁気トルクカツプラ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】同軸的に回転する二つの円筒状磁性材料の外側
の円筒体の内周面と内側の円筒体の外周面とに、複数個
に分割された永久磁石を円周方向及び軸方向にＮ極−Ｓ
極をそれぞれ交互に配列して軸に並行に対応装着させ、
且つ対向する周面に対応して配列されるそれぞれの磁石
を相互に反対磁極となるように構成させた磁気トルクカ
ップラ−。 【効果】本考案の磁気トルクカップラ−によれば、被伝
達側円筒体は、動力伝達側円筒体のどんな回転もしくは
移動条件下においても、軸方向、回転方向のぶれが高度
に抑制される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、動力伝達側磁石と被伝達側磁石との組合せに成る磁気トルクカップ ラ−に関し、特に、被伝達側回転体の回転が高度にコントロ−ルされ、回転方向 、軸方向のぶれが顕著に抑制された実用的に極めて望ましい磁気トルクカップラ −に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、ケミカルポンプ等に用いられる従来の磁気トルクカップラ−は、同軸 的に回転する磁性材料製の外側円筒体と内側円筒体の対向するそれぞれの両面に 、軸に平行に対応させて取り付けられた細長い永久磁石の複数本が対向状に装着 された構造を有する。このような磁気トルクカップラ−は、例えば、外側の伝達 側円筒体を回転させて非接触的に内側の被伝達側円筒体に回転運動を与え得るも のである。

【０００３】 しかし、内側の被伝達側円筒体は、回転運動の間に、通常、軸方向に比較的大 きく往復運動し、負荷により、あるいは回転スピ−ドによっては、例えば、永久 磁石の長さの半分近くの軸方向のゆれが生じ、更には脱調するなどの不都合現象 が避けられなかった。このような円筒体のゆれ現象は、被伝達側の回転部材の作 用又はその伝達対象によっては極めて危険である。

【０００４】 また、そのような欠点を改善するものとして、非磁性体から成る円管の内周面 に複数個の永久磁石を散在させて成る外筒を一次部材とし、非磁性体から成る円 柱の外周面に複数個の永久磁石を散在させて成る中子の二次部材とを同軸的に非 接触状態で対向させて成る磁力カップリングが提案された（特開昭58-72764号公 報）。

【０００５】 この提案に係るカップリングは、例えば、船舶模型船試験用自航動力計の推力 及びトルク検出等に用いれらるものであって、ある程度上記欠点が改善されるが 、両対向面夫々に強磁性体（永久磁石）部分と弱（非）磁性体（合成樹脂）部分 とを混在させること特徴的であって、かかる構成により模型船試験用自航動力計 の検出に耐える大きな耐推力及び耐トルク特性が得られることを記載している。

【０００６】 しかして、この磁力カップリングは、複数個の永久磁石を取り付ける一次部材 用円管外筒と内側の二次部材用円柱を非磁性材料で構成させることが不可欠の技 術的事項であって、しかもその外筒は、非磁性体としての合成樹脂製円管の周壁 に軸方向及び周方向に等間隔に孔を穿設し、それらの孔に壁厚とほぼ同じ高さを 有する小永久磁石を埋没固定して強磁性体部分と弱(非)磁性体部分とを混在させ 、合成樹脂製円柱もまたその外周部に小永久磁石を対応位置に埋設固定して混在 状態を構成させて成るものである。しかし、この構成体は、カップラ−として相 対的にかなり小さな吸引力しか得られず、ケミカルポンプ等の動力原としては不 充分であり、満足し得るものではない。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従って、本考案の目的は、回転動力伝達側円筒体と回転動力被伝達側円筒体と を同軸的に組み合わせて成る磁気トルクカップラ−において、被伝達側円筒体の 回転をコントロ−ルすると共に、特に、その回転運動の間における被伝達側円筒 体の軸方向のぶれ（ゆれ）を高度に抑制した相互吸引力の優れた工業的に有用な 磁気トルクカップラ−を提供するにある。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】

本考案者らは、上記目的を達成し得る磁気トルクカップラ−について多くの試 作研究を重ねた結果、それらの技術的課題を効果的に達成し得る実用的に極めて 望ましい磁気トルクカップラ−を開発した。

【０００９】 すなわち、本考案は、永久磁石と永久磁石の吸引力と反発力を利用して一方の 動力を他方に伝達する磁気トルクカップラ−において、同軸的に回転する二つの 円筒状磁性材料の外側の円筒体の内周面と内側の円筒体の外周面とに、複数個に 分割された永久磁石を円周方向及び軸方向にＮ極−Ｓ極をそれぞれ交互に配列し て軸に並行に対応装着させ、且つ対向する周面に対応して配列されるそれぞれの 磁石を相互に反対磁極となるように構成させたことを特徴とする磁気トルクカッ プラ−を要旨とするものである。

【００１０】 本考案の磁気トルクカップラ−においては、同軸的に自由に回転し、軸方向に も自由に移動可能な組み合わされた二つの円筒状磁性材料のそれぞれの対向する 表面に、対応状に且つそれぞれ軸に平行に対応装着される永久磁石を複数個の分 割された永久磁石（以下、小磁石と略称する）に分割配列したことが特徴的であ る。

【００１１】 しかして、軸に平行に装着される各列の小磁石は、通常、接着剤を用いて、Ｎ 極とＳ極とが交互になるように円筒体の表面に接着，配列される。また、軸に平 行な各列間においても、例えば、円筒体の端縁における円周方向に配列される隣 接小磁石は、同様に、Ｎ極とＳ極とが順次交互になるように配列装着される。か かる構造体では、小磁石の交互の配列は必須であり、従って、円周方向に軸に平 行に配列される小磁石の列の数は、偶数であることが容易に理解されよう。

【００１２】 更に、本考案においては、同軸的に組み合わされる外側の円筒体と内側の円筒 体の各対向面に装着されるすべての小磁石は、完全に一致対応させることが重要 であり、且つ相互に対応する小磁石の対応表面を反対磁極にすることが重要であ る。

【００１３】 また、軸に平行に配列された分割状小磁石の列は、周面全体に碁盤の目のよう に整列させてもよいし、隣接する列ごとに順次、所定のずれ、例えば、三分の一 ピッチとか二分の一ピッチずつの軸方向のずれを与えることもできる。このよう に軸に平行に配列された小永久磁石の列を、隣接する列ごとに順次、軸方向に所 定のずれを与えて配設した場合には、その配列によって、特に、回転方向のぶれ を一層小さくすることができる。

【００１４】 また、真空中で使用する場合には、小磁石を接着剤を用いないで、非磁性材料 製スペ−サ−、例えば、アルミニウム製スペ−サ−を用いて小磁石間の間隙を確 定させ、小磁石を所定の位置に容易且つ確実に装着することができる。更にまた 、内側の円筒体の外表面に装着された小磁石群のその外側を、比較的薄い非磁性 材料でパックして、円筒状のタイトなカバ−で強固に一体化することは実用上一 層好ましい。

【００１５】 本考案の永久磁石構造物に用いられる永久磁石としては、素材に特に制限はな いが、実用的には、希土類・コバルト系磁石及び希土類・鉄・ほう素系磁石が好 ましく、その他、フェライト焼結磁石，アルニコ鋳造磁石やそれらのプラスチッ ク磁石等が有利に用いられる。

【００１６】

【実施例】

次に、添付図面により、本考案を更に詳細に説明する。 図１は、本考案の永久磁石構造物に係る磁気トルクカップラ−の一例の軸方向 の模式的平面図であり、図２は、そのＡ−Ａ線切断の部分断面図である。また、 図３及び図４は、本考案に係る磁気トルクカップラ−に装着された小磁石の異な った配列状態の例を示す磁性材料円筒体の模式的展開図である。

【００１７】 図１及び図２において、回転動力伝達側の外側の円筒状磁性材料（通常、鉄） １の内周面には、小磁石２,２・・・が軸に平行な列に並べられると共に、それ らは交互に反対磁極に配列されている。図においては、そのような列が円筒体の 周面に軸に平行に十二列形成され、各列の円周方向の隣接する小磁石も順次、交 互に反対磁極となるように配列される。

【００１８】 他方、動力被伝達側の内側の円筒状磁性材料３の外表面には、上記小磁石２, ２・・・に対応する小磁石４,４・・・が同様な配列状態に接着配置されている 。これらの小磁石４,４・・・は、非磁性材料であるアルミニウム製のスペ−サ −５に形成された貫通孔に嵌入状に装着されて、所定位置に確実且つ容易に円筒 体３の表面に取り付けられる。また、円筒体３の表面にスペ−サ−５と共に装着 された小磁石４,４・・・の外表面には、非磁性材料であるアルミニウム製の薄 いカバ−部材６が、これらを強固に巻き付けるようにパックされ、一層安定な被 動力伝達側の回転体に形成されている。

【００１９】 上記外側の円筒体の小磁石２,２・・・と内側の円筒体の小磁石４,４・・・と は、それぞれの小磁石が完全に対応して配置されることが重要で、しかも各対応 する小磁石の表面は、反対の磁極をもち、すべての対磁石が相互吸引力によって 引き合うように構成される。

【００２０】 図２は、図１の磁気トルクカップラ−の軸を含む断面図の部分図であって、筒 状磁性材料１の表面の小磁石２,２・・・と円筒状磁性材料３の表面の小磁石４, ４・・・とは対応状に配列装着され、図には示されていないが、各対応磁石は反 対磁極になるように組み合わされている。

【００２１】 また、図３と図４は、小磁石の異なる配列状態を示す円筒体の展開図で、小磁 石が円筒体の軸方向と円周方向に碁盤の目状に整然と配列された場合（図３）及 び隣接する列ごとに、順次、軸方向に一定且つ若干のずれを与えた場合（図４） のもので、図の各小磁石には、磁極文字Ｎ及びＳを記載して、各磁石の表面の極 性を表示し、縦、横に連なる小磁石が、軸方向にも、また円周方向にも交互にＮ 極−Ｓ極に配列された状態が示されている。

【００２２】

【考案の効果】

本考案の磁気トルクカップラ−によれば、動力伝達側円筒体の回転もしくは移 動によって回転作動もしくは移動する被伝達側円筒体は、どんな回転もしくは移 動条件下においても、軸方向、回転方向のぶれが高度に抑制される。従って、動 力伝達側回転体を軸方向に移動させて、被伝達側回転体を実質的に自由に所望の 軸方向へ移動させることができ、更に、回転と軸方向への移動を同時に利用し得 る機械的強力動力源として、各種の技術分野での幅広い応用が期待できる。本考 案の構造体は、例えばケミカルポンプ，オ−トクレ−ブの動力伝達，金属化合物 等の単結晶引上げ機構，ロッドレス・リニア・ドライブシリンダ−，スクリュ−の 回転と軸方向の運動を間欠的に行う逆流防止の定量フィ−ドポンプあるいはスク リュ−インラインの射出成形機の駆動等に好適に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構造物に係る磁気トルクカップラ−の
一例の模式的平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線切断の部分断面図である。

【図３】本考案に係る構造物の円筒状磁性材料に装着さ
れた小磁石の配列状態の一例を示す模式的展開図であ
る。

【図４】本考案に係る構造物の円筒状磁性材料に装着さ
れた小磁石の図３と異なる配列状態の模式的展開図であ
る。

【符号の説明】

１…外側の円筒状磁性材料 ２，４…永久小磁石 ３…内側の円筒状磁性材料 ５…スペ−サ− ６…カバ−部材

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石と永久磁石の吸引力と反発力を
   利用して一方の動力を他方に伝達する磁気トルクカップ
   ラ−において、同軸的に回転する二つの円筒状磁性材料
   の外側の円筒体の内周面と内側の円筒体の外周面とに、
   複数個に分割された永久磁石を円周方向及び軸方向にＮ
   極−Ｓ極をそれぞれ交互に配列して軸に並行に対応装着
   させ、且つ対向する周面に対応して配列されるそれぞれ
   の磁石を相互に反対磁極となるように構成させたことを
   特徴とする磁気トルクカップラ−。
2. 【請求項２】 内側の円筒体の外表面に装着された複数
   の永久磁石群のその外側を比較的薄い非磁性材料の薄い
   板でタイトにパックして、強固に一体化させて成る請求
   項１に記載の磁気トルクカップラ−。
3. 【請求項３】 軸に平行に配列された分割状永久磁石の
   列を、隣接する列ごとに順次、軸方向に所定のずれを与
   えて配設して成る請求項１に記載の磁気トルクカップラ
   −。
4. 【請求項４】 永久磁石が、希土類・コバルト系磁石及
   び希土類・鉄・ほう素系磁石から選択される請求項１に
   記載の記載の磁気トルクカップラ−。