JPH08261245A - トルク伝達機構 - Google Patents
トルク伝達機構Info
- Publication number
- JPH08261245A JPH08261245A JP7060549A JP6054995A JPH08261245A JP H08261245 A JPH08261245 A JP H08261245A JP 7060549 A JP7060549 A JP 7060549A JP 6054995 A JP6054995 A JP 6054995A JP H08261245 A JPH08261245 A JP H08261245A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- transmission mechanism
- torque transmission
- input
- rotary shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、低振動でかつ立ち上がりの早い回転
駆動機構を実現するため、低速回転状態での最大伝達ト
ルクが大きく、かつ慣性質量の小さなトルク伝達機構を
提供することを目的とする。 【構成】本発明のトルク伝達機構は、多極着磁を施した
入力側トルク板２２、出力側トルク板２３を同軸状にす
きまを置いて配置し、入力回転軸２１より回転トルクを
入力し、出力回転軸２４に該トルクを伝達するトルク伝
達機構に於いて、出力回転軸２４に固定され、少なくと
も一部の厚さが上記すきまに等しい可撓性材料で構成さ
れた遠心ブレーキ２５を配置する。
駆動機構を実現するため、低速回転状態での最大伝達ト
ルクが大きく、かつ慣性質量の小さなトルク伝達機構を
提供することを目的とする。 【構成】本発明のトルク伝達機構は、多極着磁を施した
入力側トルク板２２、出力側トルク板２３を同軸状にす
きまを置いて配置し、入力回転軸２１より回転トルクを
入力し、出力回転軸２４に該トルクを伝達するトルク伝
達機構に於いて、出力回転軸２４に固定され、少なくと
も一部の厚さが上記すきまに等しい可撓性材料で構成さ
れた遠心ブレーキ２５を配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気機械の回転トルク伝
達機構に関するものである。
達機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気ヘッドの浮上すきまの測定、
媒体円板の摩擦力の測定や接触起動停止寿命試験などで
は物性的な特徴のみを正確に測定するため、回転体の振
動が極力少ないことが要求されていた。振動の少ない回
転駆動を実現するためには回転スピンドルに、回転軸を
空気圧によって浮上支持する空気軸受けを用いることが
知らされている。一般的には回転円筒部と固定円筒部の
間に金属などの球や円柱を用い、その回転によって摩擦
の少ない回転を実現するタイプの玉軸受けが広く用いら
れているが、この種の軸受けは安価で取り扱いが容易で
ある反面、球が回転するときに球通過振動と呼ばれる微
小な振動を発生する欠点があった。空気軸受けでは回転
部分と固定部の間にこのような球がないから、非常に振
動が少ないことが知られている。しかし、実際に回転駆
動機構を構成するにはこのような軸受けと駆動力を発生
するモーターを結合しなければならないが、通常、電動
モーターにはその回転軸に玉軸受けを用いており、モー
ターと空気軸受けを剛に結合すれば電動モーターの振動
のみならずモーターの軸受けに用いられている玉軸受け
の振動までもが伝達され、空気軸受けを用いるメリット
がなくなる。そこで、通常は電動モーターと空気軸受け
の結合に非接触で回転トルクを伝達できる磁気結合器
（マグネットカプラー）を用いるのが常であった。
媒体円板の摩擦力の測定や接触起動停止寿命試験などで
は物性的な特徴のみを正確に測定するため、回転体の振
動が極力少ないことが要求されていた。振動の少ない回
転駆動を実現するためには回転スピンドルに、回転軸を
空気圧によって浮上支持する空気軸受けを用いることが
知らされている。一般的には回転円筒部と固定円筒部の
間に金属などの球や円柱を用い、その回転によって摩擦
の少ない回転を実現するタイプの玉軸受けが広く用いら
れているが、この種の軸受けは安価で取り扱いが容易で
ある反面、球が回転するときに球通過振動と呼ばれる微
小な振動を発生する欠点があった。空気軸受けでは回転
部分と固定部の間にこのような球がないから、非常に振
動が少ないことが知られている。しかし、実際に回転駆
動機構を構成するにはこのような軸受けと駆動力を発生
するモーターを結合しなければならないが、通常、電動
モーターにはその回転軸に玉軸受けを用いており、モー
ターと空気軸受けを剛に結合すれば電動モーターの振動
のみならずモーターの軸受けに用いられている玉軸受け
の振動までもが伝達され、空気軸受けを用いるメリット
がなくなる。そこで、通常は電動モーターと空気軸受け
の結合に非接触で回転トルクを伝達できる磁気結合器
（マグネットカプラー）を用いるのが常であった。
【０００３】マグネットカプラーは永久磁石の円盤を対
向して配置し、磁極のＮ極とＳ極が引き合う磁気結合力
を利用して回転軸方向の力のみを伝達するものである。
永久磁石が強く、円盤径が大きいほど結合力、ひいては
伝達できる最大トルクを大きくできることは周知である
が、永久磁石の強さは材料によって概略決まり、サマリ
ウムコバルト系で３０〜３５ＭＧＯｅ、ネオジウム鉄系
で４０ＭＧＯｅ程度である。従って、最大トルクを大き
くするためには円盤直径を大きくする必要があるが、そ
うすると、慣性質量が増大し、起動時の立ち上がりが劣
化する欠点があった。
向して配置し、磁極のＮ極とＳ極が引き合う磁気結合力
を利用して回転軸方向の力のみを伝達するものである。
永久磁石が強く、円盤径が大きいほど結合力、ひいては
伝達できる最大トルクを大きくできることは周知である
が、永久磁石の強さは材料によって概略決まり、サマリ
ウムコバルト系で３０〜３５ＭＧＯｅ、ネオジウム鉄系
で４０ＭＧＯｅ程度である。従って、最大トルクを大き
くするためには円盤直径を大きくする必要があるが、そ
うすると、慣性質量が増大し、起動時の立ち上がりが劣
化する欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の磁気結
合器の欠点を解決し、低振動でかつ立ち上がりの早い回
転駆動機構を実現するため、低速回転状態での最大伝達
トルクが大きく、かつ慣性質量の小さなトルク伝達機構
を提供することを目的とする。
合器の欠点を解決し、低振動でかつ立ち上がりの早い回
転駆動機構を実現するため、低速回転状態での最大伝達
トルクが大きく、かつ慣性質量の小さなトルク伝達機構
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために本発明のトルク伝達機構は、多極着磁を施し
た２つの円板を同軸状にすきまを置いて配置し、それぞ
れの中心軸の一方より回転トルクを入力し、他方の中心
軸に該トルクを伝達するトルク伝達機構に於いて、出力
側中心軸に固定され、少なくとも一部の厚さが上記すき
まに等しい可撓性材料で構成された円板を配置すること
を特徴とするもので、低速回転状態での最大伝達トルク
が大きく、かつ慣性質量が小さいため、低振動でかつ立
ち上がりの早い回転駆動機構を実現することができる。
するために本発明のトルク伝達機構は、多極着磁を施し
た２つの円板を同軸状にすきまを置いて配置し、それぞ
れの中心軸の一方より回転トルクを入力し、他方の中心
軸に該トルクを伝達するトルク伝達機構に於いて、出力
側中心軸に固定され、少なくとも一部の厚さが上記すき
まに等しい可撓性材料で構成された円板を配置すること
を特徴とするもので、低速回転状態での最大伝達トルク
が大きく、かつ慣性質量が小さいため、低振動でかつ立
ち上がりの早い回転駆動機構を実現することができる。
【０００６】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
【０００７】図１は本発明によるトルク伝達機構を用い
た回転駆動装置の一例で、１は電動モーター、２はトル
ク伝達機構、３は静圧軸受、４はスピンドルハブ、５は
円板、６は移動台、７は磁気ヘッドを示す。当該図にこ
れらを支持する筐体・定盤など、固定部分は図示されて
いない。図１の例では電動モーター１に電流を流すこと
によって発生する回転トルクはトルク伝達機構２を介し
て静圧軸受３に伝えられ、円板５を剛に取り付けたスピ
ンドルハブ４を回転させる。磁気ヘッド７は移動台６に
固定され、円板５の回転半径方向に移動できるが、円板
５とは結合されておらず、円板５が停止しているときに
は円板５の表面に接触できるようになっている。このよ
うな試験装置ではたとえば接触起動停止（Contact-Star
t-Stop）試験を行うときには円板５は停止状態から所定
の回転数まで急速に立ち上げる必要がある。このため、
トルク伝達機構２はモーター１の回転トルクのみを静圧
軸受３側に正確に伝える必要がある。電動モーター１の
トルクは周知のように起動時に最も大きく、回転数が高
くなると小さくなるため、トルク伝達機構２の最大伝達
能力はまさに回転を立ち上げるときでもスリップなどを
起こさないようにする必要がある。
た回転駆動装置の一例で、１は電動モーター、２はトル
ク伝達機構、３は静圧軸受、４はスピンドルハブ、５は
円板、６は移動台、７は磁気ヘッドを示す。当該図にこ
れらを支持する筐体・定盤など、固定部分は図示されて
いない。図１の例では電動モーター１に電流を流すこと
によって発生する回転トルクはトルク伝達機構２を介し
て静圧軸受３に伝えられ、円板５を剛に取り付けたスピ
ンドルハブ４を回転させる。磁気ヘッド７は移動台６に
固定され、円板５の回転半径方向に移動できるが、円板
５とは結合されておらず、円板５が停止しているときに
は円板５の表面に接触できるようになっている。このよ
うな試験装置ではたとえば接触起動停止（Contact-Star
t-Stop）試験を行うときには円板５は停止状態から所定
の回転数まで急速に立ち上げる必要がある。このため、
トルク伝達機構２はモーター１の回転トルクのみを静圧
軸受３側に正確に伝える必要がある。電動モーター１の
トルクは周知のように起動時に最も大きく、回転数が高
くなると小さくなるため、トルク伝達機構２の最大伝達
能力はまさに回転を立ち上げるときでもスリップなどを
起こさないようにする必要がある。
【０００８】図２は本発明によるトルク伝達機構２の構
成断面図の一例で、図の左半分には静止状態（または低
速回転状態）を、右半分に高速回転状態を示す。図中、
２１は入力回転軸、２２は入力側トルク板、２３は出力
側トルク板、２４は出力回転軸、２５は遠心ブレーキを
示す。入力側トルク板２２、出力側トルク板２３はとも
に多極着磁された永久磁石で構成され、両者が向き合う
ことによって磁気結合器を構成する。両トルク板は両者
を対向させたときにＮ極とＳ極が引き合い、磁気吸引力
Ｂを介して剛に結合され、その間隔は機械的に設定され
る。モーター１の振動があると該間隔が微少に変化する
が、磁極の着磁距離に比べて間隔を小さく設定すること
により吸引力Ｂはほとんど変化しないから、振動は出力
側に伝わらない。遠心ブレーキ２５はゴムなどの耐摩耗
性の可撓材料で構成された円盤状のものでその中心部分
が出力側トルク板２３に結合されている。
成断面図の一例で、図の左半分には静止状態（または低
速回転状態）を、右半分に高速回転状態を示す。図中、
２１は入力回転軸、２２は入力側トルク板、２３は出力
側トルク板、２４は出力回転軸、２５は遠心ブレーキを
示す。入力側トルク板２２、出力側トルク板２３はとも
に多極着磁された永久磁石で構成され、両者が向き合う
ことによって磁気結合器を構成する。両トルク板は両者
を対向させたときにＮ極とＳ極が引き合い、磁気吸引力
Ｂを介して剛に結合され、その間隔は機械的に設定され
る。モーター１の振動があると該間隔が微少に変化する
が、磁極の着磁距離に比べて間隔を小さく設定すること
により吸引力Ｂはほとんど変化しないから、振動は出力
側に伝わらない。遠心ブレーキ２５はゴムなどの耐摩耗
性の可撓材料で構成された円盤状のものでその中心部分
が出力側トルク板２３に結合されている。
【０００９】静止状態では入・出力側トルク板２２、２
３の間隙に遠心ブレーキ２５が配置されており、起動時
には入力回転軸２１からのトルクは入・出力側トルク板
２２、２３の磁気結合力とともに遠心ブレーキ２５の摩
擦力を介して出力回転軸２４に伝えられる。
３の間隙に遠心ブレーキ２５が配置されており、起動時
には入力回転軸２１からのトルクは入・出力側トルク板
２２、２３の磁気結合力とともに遠心ブレーキ２５の摩
擦力を介して出力回転軸２４に伝えられる。
【００１０】回転数が高くなるとともに遠心ブレーキ２
５には遠心力Ａが働き、円板が引き延ばされるようにな
って遠心ブレーキ２５の厚さが薄くなるため、入力側ト
ルク板２２と離れる。その結果、本実施例のトルク伝達
機構は高速回転時では従来のマグネットカプラーと全く
同じ動作となり、電動モーター１の振動、電動モーター
１側の玉軸受けの玉通過振動などは伝達せず、回転トル
クのみを伝達できる。起動時には前述のように遠心ブレ
ーキ２５の摩擦力がトルク伝達を行うから、高速回転時
に必要なトルクを伝達できる程度に入・出力側トルク板
２２、２３を小さくできるから、本実施例によるトルク
伝達機構では慣性質量を飛躍的に小さくできるととも
に、起動時のモーター１の振動を可撓性の遠心ブレーキ
２５が吸収するから、起動トルクを伝達できる巨大なマ
クネットカプラーを用いる場合よりも起動振動も小さく
できる。また、高価なマグネットを小さくできるから、
コスト的にも安くできることも本実施例のメリットであ
る。
５には遠心力Ａが働き、円板が引き延ばされるようにな
って遠心ブレーキ２５の厚さが薄くなるため、入力側ト
ルク板２２と離れる。その結果、本実施例のトルク伝達
機構は高速回転時では従来のマグネットカプラーと全く
同じ動作となり、電動モーター１の振動、電動モーター
１側の玉軸受けの玉通過振動などは伝達せず、回転トル
クのみを伝達できる。起動時には前述のように遠心ブレ
ーキ２５の摩擦力がトルク伝達を行うから、高速回転時
に必要なトルクを伝達できる程度に入・出力側トルク板
２２、２３を小さくできるから、本実施例によるトルク
伝達機構では慣性質量を飛躍的に小さくできるととも
に、起動時のモーター１の振動を可撓性の遠心ブレーキ
２５が吸収するから、起動トルクを伝達できる巨大なマ
クネットカプラーを用いる場合よりも起動振動も小さく
できる。また、高価なマグネットを小さくできるから、
コスト的にも安くできることも本実施例のメリットであ
る。
【００１１】図３は本発明の他の例で、対向させたとき
に外縁部に比べて中央部分の間隙が狭くなるよう、極低
い円錐状の面を持つ入力側トルク板２２′及び出力側ト
ルク板２３′を用いる。この結果、遠心ブレーキ２５′
の接触部分を入力側トルク板２２′及び出力側トルク板
２３′の円錐形状に合わせて形成しておくことで回転数
の上昇時に遠心ブレーキ２５′の離脱がより明確にな
り、かつブレーキ圧着時の摩擦力を大きくできる。この
例では遠心ブレーキ２５′の圧着部分も逆円錐状になる
からブレーキング面積を明確にでき、所定の摩擦力を得
るための設計も容易となる。また、間隙を調整すること
により離脱する回転数を間隙の変更によって行うことも
可能となる利点もある。
に外縁部に比べて中央部分の間隙が狭くなるよう、極低
い円錐状の面を持つ入力側トルク板２２′及び出力側ト
ルク板２３′を用いる。この結果、遠心ブレーキ２５′
の接触部分を入力側トルク板２２′及び出力側トルク板
２３′の円錐形状に合わせて形成しておくことで回転数
の上昇時に遠心ブレーキ２５′の離脱がより明確にな
り、かつブレーキ圧着時の摩擦力を大きくできる。この
例では遠心ブレーキ２５′の圧着部分も逆円錐状になる
からブレーキング面積を明確にでき、所定の摩擦力を得
るための設計も容易となる。また、間隙を調整すること
により離脱する回転数を間隙の変更によって行うことも
可能となる利点もある。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に依ればマク
ネットカプラーの直径を小さくしても遠心ブレーキの摩
擦力を用いてトルク伝達ができるから、小型で慣性質量
が小さく、かつ起動時の伝達トルクの大きいトルク伝達
機構が安価に実現できる利点がある。
ネットカプラーの直径を小さくしても遠心ブレーキの摩
擦力を用いてトルク伝達ができるから、小型で慣性質量
が小さく、かつ起動時の伝達トルクの大きいトルク伝達
機構が安価に実現できる利点がある。
【図１】本発明によるトルク伝達機構を用いた回転駆動
装置の一例を示す斜視図である。
装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明によるトルク伝達機構の一例を示す構成
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明によるトルク伝達機構の他の例を示す構
成断面図である。
成断面図である。
１…電動モーター、２…トルク伝達機構、３…静圧軸
受、４…スピンドルハブ、５…円板、６…移動台、７…
磁気ヘッド、２１…入力回転軸、２２…入力側トルク
板、２３…出力側トルク板、２４…出力回転軸、２５…
遠心ブレーキ。
受、４…スピンドルハブ、５…円板、６…移動台、７…
磁気ヘッド、２１…入力回転軸、２２…入力側トルク
板、２３…出力側トルク板、２４…出力回転軸、２５…
遠心ブレーキ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 臣司 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 金子 礼三 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 浅川 誠 東京都武蔵野市緑町３丁目９番11号 株式 会社アフティ内
Claims (1)
- 【請求項１】 多極着磁を施した２つの円板を同軸状に
すきまを置いて配置し、それぞれの中心軸の一方より回
転トルクを入力し、他方の中心軸に該トルクを伝達する
トルク伝達機構に於いて、 出力側中心軸に固定され、少なくとも一部の厚さが上記
すきまに等しい可撓性材料で構成された円板を配置する
ことを特徴とするトルク伝達機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06054995A JP3422122B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | トルク伝達機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06054995A JP3422122B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | トルク伝達機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261245A true JPH08261245A (ja) | 1996-10-08 |
| JP3422122B2 JP3422122B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=13145489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06054995A Expired - Fee Related JP3422122B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | トルク伝達機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422122B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AP1866A (en) * | 2002-08-21 | 2008-07-10 | Xact Design & Engineering Pty | Torque transmission mechanism. |
| CN104196978A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-12-10 | 福建工程学院 | 一种扭转传动装置 |
| CN105059518A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-11-18 | 大连海事大学 | 一种水下航行器的转向装置 |
| CN105922245A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-07 | 福建工程学院 | 基于扭转传动的蠕虫式伸缩行进装置 |
| CN111326053A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-06-23 | 哈尔滨工业大学（威海） | 多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪 |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP06054995A patent/JP3422122B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AP1866A (en) * | 2002-08-21 | 2008-07-10 | Xact Design & Engineering Pty | Torque transmission mechanism. |
| CN104196978A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-12-10 | 福建工程学院 | 一种扭转传动装置 |
| CN105059518A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-11-18 | 大连海事大学 | 一种水下航行器的转向装置 |
| CN105922245A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-07 | 福建工程学院 | 基于扭转传动的蠕虫式伸缩行进装置 |
| CN111326053A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-06-23 | 哈尔滨工业大学（威海） | 多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪 |
| CN111326053B (zh) * | 2020-04-17 | 2024-06-07 | 哈尔滨工业大学（威海） | 多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3422122B2 (ja) | 2003-06-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |