JPH0721931Y2 - トルクリミッタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案はトルクリミッタに関するものである。

（従来の技術） たとえば、OA機器、コンピュータ周辺機器、事務機、銀
行窓口装置、券売機、包装機械、印刷機械、光学機械、
自動車、その他一般産業機械の紙、テープ、リボン、シ
ート等の送り機構のテンションブレーキ、回転機構や往
復動機構のダンパ等には、トルクリミッタが使用されて
いる。

従来のトルクリミッタとして、第７図に示すように、一
方の側として、シャフト１の外側に非磁性体から成る円
筒体２を一体的に設け、この円筒体２の外側に、軸方向
に着磁した１つの円盤状の磁石３と強磁性体から成る２
つの円盤状のヨーク４を、交互に隣接させて一体的に設
け、他方の側として、磁石３及びヨーク４の外側に強磁
性体から成る外筒７を配設し、この外筒７をベアリング
を兼ねたキャップ８によりヨーク４の外周に所定のギャ
ップをおいて回動自在に保持し、そして、外筒７とヨー
ク４の間のギャップに予め磁石３及びヨーク４に付着さ
せておいた磁性粒子９を介在させたものがある。

このトルクリミッタは、軸方向（シャフト１方向）に着
磁した円盤状の磁石３の磁極のある平面部に発生した磁
束を対向する円盤状のヨーク４の平面部で受け、この平
面部で受けた磁束をヨーク４の外周面に絞り込むことに
より、磁性粒子９に対する磁束密度を高め、これによっ
て、大きなトルクを得るようにしたものである。

しかしながら、最近のOA機器等の小型化のために、トル
クリミッタの外筒７の外径の小型化の要望が増えつつあ
るが、この形式では、外筒７の外径の小形化にともなっ
て、磁石３の外径を小さくすると、磁石３の軸方向と垂
直な方向の断面積が小さくなるため、発生磁束量が減少
し、しかも、この断面積が、ヨーク４の外周面積に対し
て、小さくなるため、磁束の絞り込みが困難となり、こ
の結果、充分なトルクが得られなくなる。

（考案が解決しようとする課題） 上述した従来のトルクリミッタの構造では、その外径を
小さくしたり、その外径に比べてその長さを長くしたり
すると、磁石３の発生磁束をヨーク４で絞り込むことが
できず、ヨーク４の外周と外筒５の間のギャップに介在
する磁性粒子９に対する磁束密度を充分に高められない
ため、小型化や高トルク化が難しい。

本考案は、このような点に鑑みなされたもので、磁石を
用いたトルクリミッタにおいて、磁力の効率を高めるこ
とにより、小型化、高トルク化、低価格化を容易にする
ことを目的とするものである。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 本考案のトルクリミッタは、シャフト11と、このシャフ
ト11の外側に一体的に設けられた円盤状の磁石13,23
と、この円盤状の磁石13,23に隣接して上記シャフト11
の外側に一体的に設けられた強磁性体から成る円盤状の
ヨーク14,24,34と、この円盤状のヨーク14,24,34の外周
に所定のギャップを介して対向する強磁性体から成る外
筒17と、この外筒17とヨーク14,24,34の間に介在する磁
性粒子19とを備え、上記磁石13,23及びヨーク14,24,34
をそれぞれ複数用いて磁石13,23とヨーク14,24,34を互
いに隣接させ、上記複数の磁石13,23を軸方向に着磁
し、この複数の磁石13,23の上記ヨーク14,24,34を介し
て対向する面を同極とするものである。

（作用） 本考案のトルクリミッタは、軸方向に着磁した複数の円
盤状の磁石13,23と複数の円盤状のヨーク14,24,34を互
いに隣接して組合わせ、磁石13,23の同極でヨーク14,2
4,34を挟むことにより、両側の磁石13,23の発生磁束を
その間のヨーク14,24,34で絞り込むものである。

（実施例） 本考案のトルクリミッタの実施例を第１図ないし第６図
を参照して説明する。

第１図ないし第４図は第１の実施例を示すものである。

第１図、第３図及び第４図において、11はシャフトで、
このシャフト11の外側には合成樹脂等の非磁性体から成
る円筒体12が圧入あるいは接着等により一体的に設けら
れ、この円筒体12の外側に、磁石粉末を合成樹脂で固め
たボンド磁石から成る３つ円盤状の磁石13と鉄等の強磁
性体から成る４つの円盤状のヨーク14が、交互に隣接し
てシャフト11と同軸に固定されている。

そして、第２図に示すように、上記３つ磁石13は、それ
ぞれ軸方向に着磁してその両側の平面部に磁極を形成し
てあり、ヨーク14と組合わせる際には、磁極の方向を１
つ１つ反転させることによって、中間位置のヨーク14を
挟む両側の磁石13の平面部を同極としてあり、これによ
って、中間位置のヨーク14は、その両側の平面部で両側
の磁石13の対向する平面部に発生する同極の磁束を受
け、両側から受けた磁束をその外周面に絞り込むように
なっているとともに、隣接したヨーク14の外周面にはＮ
極とＳ局が交互に現われるようになっている。

なお、ヨーク14の外径は、磁石13の外径と同等もしくは
大きく形成されている。

17は鉄等の強磁性体から成る円筒状の外筒で、この外筒
17は、上記磁石13及びヨーク14の外側に配設され、その
両端にベアリングを兼ねた環状の円盤状のキャップ18を
装着することにより、ヨーク14の外周に所定のギャップ
をおいて回動自在に保持され、その内部には予め磁石13
及びヨーク14に所定量吸着させておいた鉄粉等の磁性粒
子19が充填され、この磁性粒子19が磁力によってヨーク
14の外周面と外筒17の内周面の間に保持されている。

そうして、このような構成により、この実施例のトルク
リミッタでは、磁石13とヨーク14と外筒17が、磁性粒子
19を介して閉磁気回路を構成し、ヨーク14によって絞り
込まれた高密度の磁束により、強い磁力を作用させて吸
着し、これによって、シャフト11から外筒17あるいは外
筒17からシャフト11にトルクを伝達する構造のため、ト
ルクリミッタの小型化や高トルク化が容易にでき、弱い
磁石を用いても十分なトルクを得ることができることか
ら、安価なボンド磁石を用いることによって、低価格化
も容易にできる。

第５図は第２の実施例を示すものである。

この第５図において、22は円筒体で、この２つの円筒体
22の外周にはそれぞれ円盤状の磁石23が円筒体22ととも
に磁石粉末を合成樹脂で固めたボンド磁石により一体に
形成され、この２つの磁石23はそれぞれ軸方向に着磁し
てその両側の平面部に磁極を形成してある。

そして、上記２つの磁石23のそれぞれの両側部に位置し
て、２つの円筒体22の外側に鉄等の強磁性体から成る４
つの円盤状のヨーク24が一体的に嵌合され、この４つの
ヨーク24と２つの磁石23が一体的に密着し、このヨーク
24の外周の全周に渡って形成された折曲縁部24aが磁石2
3の両側部から磁石23の外面に配設されている。

そして、２つの円筒体22は、２つの磁石23の同極を対向
させた状態で、シャフト11の外側に圧入あるいは接着等
により一体的に設けられており、さらに、これらの周囲
には、図示しないが、第１図ないし第４図に示した第１
の実施例と同様に、強磁性体から成る円筒状の外筒17、
ベアリングを兼ねたキャップ18、鉄粉等の磁性粒子19が
設けられている。

そうして、この第２の実施例は、上記第１の実施例と同
様の作用効果を奏する他、ヨーク24の外周に形成された
折曲縁部24aが磁石23の外周面において接近しているた
め、外筒17を被せる前の状態において、折曲縁部24a間
の磁束密度が高くなるので、この部分に所定量の磁性粒
子19を強固にかつコンパクトに吸着する事ができ、した
がって、外筒17を被せる際に、磁性粒子19がこぼれ落ち
ることがなく、所定量の磁性粒子19を充填することがで
きる。

第６図は第２の実施例の一部を変えた第３の実施例を示
すものである。

すなわち、第２の実施例では、折曲縁部24aをヨーク24
の外周の全周に渡って同じ幅で形成したのに対し、この
第３の実施例では、ヨーク34の外周に折曲縁部34aを所
定の間隔をおいて鋸歯状に形成し、一方のヨーク34の折
曲縁部34aを他方のヨーク34の折曲縁部34a間の間隙に配
置したものである。

これによって、第１及び第２の実施例では、磁極が軸方
向（シャフト11方向）にＮ極Ｓ極交互となっているのに
対し、この第３の実施例では、磁極が回転方向にＮ極Ｓ
極交互になっており、シャフト11と外筒17の相対的な回
動にともなって、磁性粒子19が回転するものである。

なお、上述した各実施例において、シャフト11の材質
は、強磁性体でも非磁性体でもよいが、非磁性体の方
が、磁束の漏れが少なく、円盤状の磁石13,23及びヨー
ク14,24,34の内径を小さくできるため、より一層の高ト
ルク化が可能となる。

また、円盤状の磁石13,23の軸方向に垂直な横断面の断
面積をA₁、円盤状のヨーク14,24,34の外周面積（第１の
実施例の場合、π×外径×肉厚）をA₂、円盤状の磁石1
3,23の動作点磁束密度をB₁、円盤状のヨーク14,24,34の
飽和磁束密度をB₂とすると、磁束を絞り込んで高トルク
を得るには、 となるように、ヨーク14,24,34の肉厚を設定すると好ま
しい。

また、円盤状のヨーク14,24,34相互の外周部の最近接距
離をL₁、ヨーク14,24,34と外筒17のギャップをL₂とする
と、ヨーク14,24,34での磁束の漏れを少なくするために
は、 L₁＞２×L₂ となるように設計すると好ましい。

〔考案の効果〕

上述したように、本考案によれば、軸方向に着磁した複
数の円盤状の磁石と複数の円盤状のヨークを互いに隣接
して組合わせ、磁石の同極でヨークを挟むことにより、
両側の磁石の発生磁束をその間のヨークで絞り込むの
で、ヨークの外側と外筒の間の磁束密度が高く、この間
に磁性粒子を強力に吸着し、シャフトから外筒あるいは
外筒からシャフトにトルクを伝達する構造のため、トル
クリミッタの小型化や高トルク化が容易にでき、しか
も、弱い磁石を用いても十分なトルクを得ることができ
ることから、安価な磁石を用いることによって、低価格
化も容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトルクリミッタの第１の実施例の一部
を断面にした側面図、第２図は第１図の一部の拡大図、
第３図は第１図のIII-III断面図、第４図は第１図のIV-
IV断面図、第５図は本発明のトルクリミッタの第２の実
施例の要部の一部を断面にした側面図、第６図は本発明
のトルクリミッタの第３の実施例の要部の一部を断面に
した側面図であり、第７図は従来のトルクリミッタの一
部を断面にした側面図である。 11……シャフト、13,23……磁石、14,24,34……ヨー
ク、17……外筒、19……磁性粒子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シャフトと、このシャフトの外側に一体的
   に設けられた円盤状の磁石と、この円盤状の磁石に隣接
   して上記シャフトの外側に一体的に設けられた強磁性体
   から成る円盤状のヨークと、この円盤状のヨークの外周
   に所定のギャップを介して対向する強磁性体から成る外
   筒と、この外筒とヨークの間に介在する磁性粒子とを備
   え、 上記磁石及びヨークをそれぞれ複数用いて磁石とヨーク
   を互いに隣接させ、 上記複数の磁石を軸方向に着磁し、この複数の磁石の上
   記ヨークを介して対向する面を同極とすることを特徴と
   するトルクリミッタ。