JPH0727829Y2 - Induction clutch - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は永久磁石と導体とによるインダクションを利用
してトルクを発生させるインダクションクラッチの構造
に関するものである。[Detailed Description of the Invention] A. Field of Industrial Application The present invention relates to a structure of an induction clutch that generates torque by using induction by a permanent magnet and a conductor.

B.従来の技術 この種のクラッチは、永久磁石と、この永久磁石に空隙
を隔てて対面配置されたインダクション部材とを有し、
前記永久磁石とインダクション部材を互いに永久磁石の
磁束方向に対して直角方向に回転させ、前記インダクシ
ョン部材に発生する渦電流により生じるインダクション
トルク、もしくは、前記インダクション部材が磁化され
ることにより生じるヒステリシストルク、または、前記
両トルクの合成トルクにより得られるトルクを利用して
クラッチ作用を行なうものであるが、従来においては永
久磁石をクラッチのケーシング側に設け、インダクショ
ン部材を中心軸側に設けた構造になっている。B. Prior Art This type of clutch has a permanent magnet and an induction member facing the permanent magnet with a gap.
Rotating the permanent magnet and the induction member in a direction perpendicular to the magnetic flux direction of the permanent magnet, an induction torque generated by an eddy current generated in the induction member, or a hysteresis torque generated by magnetizing the induction member, Alternatively, although the clutch action is performed by utilizing the torque obtained by the combined torque of both the above-mentioned torques, the conventional structure is such that the permanent magnet is provided on the casing side of the clutch and the induction member is provided on the central shaft side. ing.

C.考案が解決しようとする問題点 この種のインダクションクラッチにおいては、インダク
ショントルク発生に伴いトルクと相対回転数の積に比例
したエネルギーがインダクション部材に熱となって発生
し、中心軸の温度が上昇し、特に多数のクラッチを並べ
て使用するときなどは、内部に熱がこもり、自然冷却が
行なわれがたい。また、インダクション部材を取付ける
軸側には精度、強度などの視点から、鋼を用いると、ヒ
ステリシストルクが多くなり、トルクの下限値が限定さ
れそれ以下のトルク調整ができない。さらに、永久磁石
を取付けるケーシングに軽量化のためにアルミニュウム
などを用いると、外部に磁束が漏れるといった問題があ
る。C. Problems to be solved by the invention In this type of induction clutch, the energy proportional to the product of the torque and the relative rotation speed is generated as heat in the induction member as the induction torque is generated, and the temperature of the central shaft is reduced. When the temperature rises, especially when a number of clutches are used side by side, heat is accumulated inside and natural cooling is difficult to perform. Further, when steel is used on the shaft side where the induction member is mounted from the viewpoint of accuracy and strength, the hysteresis torque increases, and the lower limit value of the torque is limited, and torque adjustment below that is not possible. Furthermore, if aluminum or the like is used for the casing to which the permanent magnet is attached to reduce the weight, there is a problem that magnetic flux leaks to the outside.

また、この種のクラッチは比較的小さなトルクしか得ら
れないため、テープや糸の巻取りに利用されるが、この
場合多くのクラッチを並べて多数同時に使用されること
が多い。また、多くのクラッチを同時に駆動し、その駆
動回転数を変えることにより、クラッチ内部の相対回転
数（スリップ回転数）を変えてトルクを制御するように
して使用されることが多い。そのためには、各クラッチ
間のトルクのバラツキを極力少なくし、均一な製品を製
作せねばならず、そのため回転数に対するトルクの変化
定数を個々に測定し、調節する必要がある。Further, since this type of clutch can obtain a relatively small torque, it is used for winding a tape or thread, but in this case, many clutches are often arranged side by side and used at the same time. Further, many clutches are driven at the same time, and the driving rotational speed is changed to change the relative rotational speed (slip rotational speed) inside the clutch to control the torque in many cases. To this end, it is necessary to minimize the variation in the torque between the clutches and manufacture a uniform product. Therefore, it is necessary to individually measure and adjust the torque change constant with respect to the rotational speed.

しかし、従来のものはクラッチとして機械に一体に組込
まれた状態でないと試験ができず、その空隙部を試験時
に観察したり、空隙寸法を測定することができず、さら
に、バラツキを修正する作業を行なうにはクラッチを分
解しなければならず、調節、再測定を繰返す毎に分解、
組立を何回も繰返さねばならず非常に手数と時間がかか
るといった問題点もある。However, the conventional one cannot be tested unless it is integrated into the machine as a clutch, and it is not possible to observe the void portion during the test or measure the void dimension, and further work to correct the variation. To do this, the clutch must be disassembled and disassembled after each adjustment and remeasurement.
There is also a problem in that the assembly must be repeated many times, which is extremely troublesome and time consuming.

D.問題点を解決するための手段および作用 本考案は以上のような問題点を解決するために提案され
たもので、永久磁石をクラッチの中心軸側に設けるとと
もに、インダクション部材をクラッチの外周のケーシン
グ側に設ける。インダクション部材に発生した熱はイン
ダクション部材が取付けられた外周の広い表面積をもっ
たケーシングに伝導され外気に放散され効果的な自然冷
却が行なわれる。D. Means and Actions for Solving Problems The present invention has been proposed to solve the above problems, in which a permanent magnet is provided on the central axis side of the clutch and an induction member is provided on the outer circumference of the clutch. Installed on the casing side of. The heat generated in the induction member is conducted to the casing having a large surface area on the outer periphery where the induction member is attached, and is dissipated to the outside air for effective natural cooling.

さらに、本発明では、外周のケーシングをインダクショ
ン板に対して取外し可能に、かつ、互いに対向する永久
磁石とインダクション板との間の空隙部を露出可能に構
成する。外周ケーシングをインダクション板に対して取
外すと空隙部が露出されるが、この状態でも永久磁石と
インダクション板との対向配置は変らないから、トルク
発生機能には全く影響がない。Further, in the present invention, the casing on the outer circumference is configured to be removable from the induction plate, and the gap between the permanent magnet and the induction plate facing each other can be exposed. When the outer peripheral casing is removed from the induction plate, the void is exposed, but even in this state, the facing arrangement of the permanent magnet and the induction plate does not change, so there is no effect on the torque generating function.

E.実施例 第１図第２図において、１は回転軸、２は回転軸１に嵌
着されたボスで、このボス２に、磁路を形成するための
磁性体からなるマグネットバックアップ板３、複数の永
久磁石４を所定の位置に保つマグネットスペーサ５が小
ねじ６などの手段により固定されている。永久磁石４は
小円板形をなし、これら磁石４はマグネットスペーサ５
の対応する形状の孔の中に各々隣接す磁石とは、その表
裏の極性を逆にして嵌込まれている。永久磁石４は自己
の磁力でマグネットバックアップ板３に吸着するので、
特に固定のための手段は必要でない。７は薄い鋼板製の
磁束調節板で、永久磁石４の表面に磁力により吸着され
ている。この磁束調節板は種々の形状のものが考えられ
るが、要するに、磁束調節板７の回転方向の位置を第２
図のＢ−Ｂ断面図に示す実線位置から２点鎖線位置まで
の間で変えることにより隣接する永久磁石上を覆う面積
を変え、表面に出る磁束の強さを調節できるようにした
ものである。E. Embodiment In FIG. 1 and FIG. 2, 1 is a rotating shaft, 2 is a boss fitted to the rotating shaft 1, and a magnet backup plate 3 made of a magnetic material for forming a magnetic path on the boss 2. A magnet spacer 5 for holding the plurality of permanent magnets 4 at predetermined positions is fixed by means such as machine screws 6. The permanent magnets 4 have a small disc shape, and these magnets 4 are magnet spacers 5.
The magnets adjacent to each other in the holes having the corresponding shapes are fitted with the polarities of the front and back sides thereof reversed. Since the permanent magnet 4 is attracted to the magnet backup plate 3 by its own magnetic force,
No particular fixing means are required. A magnetic flux adjusting plate 7 made of a thin steel plate is attracted to the surface of the permanent magnet 4 by magnetic force. The magnetic flux adjusting plate may have various shapes. In short, the position of the magnetic flux adjusting plate 7 in the rotation direction is set to the second position.
By changing the position between the solid line position and the two-dot chain line position shown in the BB cross section of the figure, the area covering the adjacent permanent magnets is changed so that the strength of the magnetic flux generated on the surface can be adjusted. .

８は軸１上に嵌着されたボールベアリング、９はこのボ
ールベアリング８上に嵌められたハウジングで、このハ
ウジングの磁石４に対面する軸方向端面に、非磁性体で
ありかつ電気の良導体であるインダクタション板10と、
このインダクション板10に少しでも多くの磁束を通すた
めの磁性体製のインダクションバックアップ板11とで構
成されるインダクション部材が、小ねじ12などの手段で
取付けられ、ボス２の寸法精度により、正確な空隙13の
寸法を保って永久磁石４に吸引されるようになってい
る。Reference numeral 8 is a ball bearing fitted on the shaft 1, 9 is a housing fitted on the ball bearing 8, and a non-magnetic material and a good electric conductor are provided on the axial end surface of the housing facing the magnet 4. An inductance plate 10,
An induction member composed of an induction backup plate 11 made of a magnetic material for allowing as much magnetic flux as possible to pass through the induction plate 10 is attached by means of a machine screw 12 or the like, and the dimensional accuracy of the boss 2 allows accurate measurement. The size of the gap 13 is maintained and the permanent magnet 4 is attracted.

14はボールベアリング、15はこのボールベアリングに固
定されたケーシングで、ボールベアリング14は軸１上に
ボス２を挟んで前記ボールベアリング９とは反対側に軸
方向（図で右側）から環着され、この状態でケーシング
15の内部空間16内に上記ボス２およびボールベアリング
８を含む構造物を収容する。Reference numeral 14 is a ball bearing, and 15 is a casing fixed to the ball bearing. The ball bearing 14 is annularly attached to the opposite side of the ball bearing 9 from the axial direction (on the right side in the figure) with the boss 2 interposed on the shaft 1. , Casing in this state
A structure including the boss 2 and the ball bearing 8 is housed in the internal space 16 of 15.

17はハウジングに圧入されたピンで、ケーシングのキー
溝18に嵌合してインダクション部材に発生したトルクを
ケーシング15に伝達する。ケーシング15を介して、目的
物にトルクを伝えるための機構は、目的により自由に設
計できるので、図示説明は省略する。Reference numeral 17 denotes a pin press-fitted into the housing, which is fitted into the key groove 18 of the casing and transmits the torque generated in the induction member to the casing 15. The mechanism for transmitting the torque to the target object via the casing 15 can be freely designed depending on the purpose, and therefore the illustration and description thereof will be omitted.

以上の構造のクラッチを実際の機械に組込むには、軸１
上にカラー20等を介してボールベアリング８の内輪とボ
ス２とボールベアリング14の内輪とを締付け、軸１より
回転を永久磁石４に伝える。To install the clutch with the above structure in an actual machine, use the shaft 1
The inner ring of the ball bearing 8 and the inner ring of the boss 2 and the ball bearing 14 are tightened via the collar 20 and the like, and the rotation is transmitted from the shaft 1 to the permanent magnet 4.

第３図は変形実施例を示し、内部構成は上記実施例と実
質上同じで、クラッチのみで一つの組立品として独立し
たもので、第１図第２図におけると同一参照記号は対応
する部品を示す。この実施例においては、前述のボス２
がスリーブ軸21となり、ハウジング９とケーシング５が
小ねじ22などを用いて固定されている点が異なる。FIG. 3 shows a modified embodiment in which the internal construction is substantially the same as that of the above embodiment, and only the clutch is independent as one assembly, and the same reference symbols as in FIG. 1 and FIG. Indicates. In this embodiment, the boss 2 described above is used.
Is the sleeve shaft 21, and the housing 9 and the casing 5 are fixed by using machine screws 22 or the like.

以上の構成において、マグネットバックアップ板３には
軸方向にＮ極とＳ極とが交互に逆に配置された永久磁石
４が円周方向に並設されているため、表面がＮ極の永久
磁石４から出た磁束は対面しているインダクション板1
0、インダクションバックアップ板11、インダクション
板10、隣りの永久磁石４の表面のＳ極、同磁石の裏面の
Ｎ極、マグネットバックアップ板３を経て元の永久磁石
の裏面のＳ極、同磁石の元の表面のＮ極へ至る閉磁路を
作るので、インダクション板10にはその面に垂直に多く
の交番磁界が貫通している。In the above structure, since the permanent magnets 4 in which the N poles and the S poles are alternately arranged in the axial direction in the magnet backup plate 3 are alternately arranged in the circumferential direction, the permanent magnets having the N poles on the surface are arranged. The magnetic flux from 4 is the facing induction plate 1
0, the induction backup plate 11, the induction plate 10, the S pole on the front surface of the adjacent permanent magnet 4, the N pole on the back surface of the same magnet, the S pole on the back surface of the original permanent magnet through the magnet backup plate 3, the source of the same magnet Since a closed magnetic path extending to the N pole on the surface of is created, many alternating magnetic fields penetrate the induction plate 10 perpendicularly to the surface.

そこで軸１とケーシング15とを相対的に回転させれば、
インダクション板11は交番磁束を横切ることになり、そ
の内部に渦電流を発生し、それによる二次磁束が元の磁
束と吸引し合い、相対回転数にほぼ比例する強さのいわ
ゆる誘導トルク（インダクショントルク）を発生する。Therefore, if the shaft 1 and the casing 15 are relatively rotated,
The induction plate 11 crosses the alternating magnetic flux, and an eddy current is generated inside the alternating magnetic flux, and the secondary magnetic flux due to it attracts the original magnetic flux, so-called induction torque (induction torque) having a strength almost proportional to the relative rotational speed. Torque) is generated.

渦電流により発生した熱はハウジング９を介してケーシ
ング15に伝達され、その表面から外気に効果的に放散さ
れる。The heat generated by the eddy current is transferred to the casing 15 through the housing 9 and is effectively dissipated from the surface to the outside air.

図より明らかなように、第１図の例ではボールベアリン
グ14と一体のケーシング15を右方へ引き抜くだけで、ま
た、第３図の例では小ねじ22を取外しケーシング15を右
方へ引き抜くだけで、極めて容易に内部を露出でき、し
かもそのトルク発生機能には全く影響を与えることがな
い。As is clear from the figure, in the example of FIG. 1, the casing 15 integrated with the ball bearing 14 is simply pulled out to the right, and in the example of FIG. 3, the machine screw 22 is removed and the casing 15 is pulled out to the right. Therefore, the inside can be exposed very easily, and the torque generating function is not affected at all.

なお、インダクションバックアップ板11は少しでも磁化
されれば、ヒステリシストルクも発生するが、これに磁
化されにくい軟鉄を用いれば、ヒステリシストルクの値
は極めて微々たるものである。このヒステリシストルク
は回転数には関係なくほぼ一定のものである。またこの
インダクションバックアップ板11は前述の如く閉磁路を
作り外部に磁束を漏さない機能をも有する。インダクシ
ョントルク発生の原理は公知のものであるから詳細な説
明は省略する。It should be noted that if the induction backup plate 11 is magnetized even a little, hysteresis torque is also generated, but if soft iron that is difficult to magnetize is used for this, the value of the hysteresis torque is extremely small. This hysteresis torque is almost constant regardless of the rotation speed. The induction backup plate 11 also has a function of forming a closed magnetic circuit as described above and not leaking magnetic flux to the outside. Since the principle of induction torque generation is well known, detailed description will be omitted.

F.考案の効果 本考案のインダクションクラッチは以上の構成であるの
で、次のような効果を有する。F. Effect of the Invention Since the induction clutch of the present invention is configured as described above, it has the following effects.

１）インダクション板10に発生する熱は、表面積が極め
て大きく外気と接触しているケーシング15に伝わり効率
よく自然冷却されるため、温度上昇が極めて少ない。1) The heat generated in the induction plate 10 has a very large surface area and is transferred to the casing 15 in contact with the outside air to be naturally cooled efficiently, so that the temperature rise is extremely small.

２）ハウジング９、ケーシング15などに熱伝導性の高く
軽量なアルミニュウムなどを使用することができ、軽
量、低慣性化が可能である。2) Aluminum, which has high heat conductivity and is lightweight, can be used for the housing 9, the casing 15, and the like, and it is possible to reduce the weight and inertia.

３）上記の材質を用いても、外部への磁束の漏れは極め
て少ない。3) Even if the above materials are used, leakage of magnetic flux to the outside is extremely small.

４）ボスに高強度、高精度加工が可能な鉄系の材質を用
いても、永久磁石側には交番磁束が通過しないため、シ
ステリシストルクは全く増加しない。4) Even if the boss is made of an iron-based material capable of high-strength and high-precision machining, the alternating magnetic flux does not pass to the permanent magnet side, so the systematic torque does not increase at all.

５）分解、組立が極めて容易である。5) It is extremely easy to disassemble and assemble.

特に、製造上欠くことのできない重要な利点としては次
のものがある。In particular, the following are important advantages indispensable for manufacturing.

６）クラッチ一個づつのトルクを測定し、そのバラツキ
を修正する場合、第１図第２図のものにおいては、ケー
シング15を取外し試験装置の軸へボールベアリング８と
ボス２のみを嵌め込んで、締付け、軸１を回転させ、ハ
ウジング９を止めてトルクを測定したり、空隙13の寸法
を測定したり、磁束調節板７の位置を調節したりする作
業を極めて容易に行なうことができる。さらに、必要な
ら、空隙の寸法誤差もマグネットバックアップ板３また
はインダクションバックアップ11板の背面にシムを挟ん
で調節することも容易にできる。6) When measuring the torque of each clutch and correcting the variation, in the case of FIG. 1 and FIG. 2, remove the casing 15 and fit only the ball bearing 8 and the boss 2 into the shaft of the test device, Tightening, rotating the shaft 1 and stopping the housing 9 to measure torque, measure the size of the gap 13, and adjust the position of the magnetic flux adjusting plate 7 can be performed very easily. Further, if necessary, it is possible to easily adjust the dimensional error of the gap by inserting a shim on the back surface of the magnet backup plate 3 or the induction backup 11 plate.

第３図の構造においても小ねじ22を取外し、ケーシング
15を取除いても、インダクション部材は磁力で吸引され
ているため、スリーブ軸21を試験装置の軸に取付けるだ
けでハウジング９内のボールベアリング８の内輪を締付
けなくても、そのまま正常な動作を行ない、トルクを測
定することができる。Also in the structure shown in FIG. 3, the machine screw 22 is removed and the casing is
Even if 15 is removed, since the induction member is attracted by the magnetic force, the sleeve shaft 21 can be attached to the shaft of the test apparatus and the inner ring of the ball bearing 8 in the housing 9 can be tightened to ensure normal operation. You can do it and measure the torque.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本考案の一実施例の一部を縦断面で示す立面
図、第２図の上半部分は第１図の矢印Ａ方向の端面図、
下半部分は第１図のＢ−Ｂ断面図を示し、第３図は第１
図同様の図で他の実施例を示す。 １……回転軸、２……ボス、４……永久磁石、９……ハ
ウジング、10……インダクション板、15……ケーシン
グ。1 is an elevational view showing a part of an embodiment of the present invention in a longitudinal section, the upper half of FIG. 2 is an end view in the direction of arrow A in FIG. 1,
The lower half shows the BB cross section of FIG. 1, and FIG.
Another embodiment is shown in the same figure. 1 ... Rotary axis, 2 ... Boss, 4 ... Permanent magnet, 9 ... Housing, 10 ... Induction plate, 15 ... Casing.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】永久磁石と、この永久磁石に空隙を隔てて
対面配置されたインダクション部材とを有し、前記永久
磁石とインダクション部材を互いに前記永久磁石の磁束
方向に対して直角方向に回転させ、前記インダクション
部材に発生する渦電流により生じるインダクショントル
クを利用するインダクションクラッチにおいて、前記永
久磁石をクラッチの中心軸側に設け、前記インダクショ
ン部材を外周のケーシング側に設けるとともに、前記ト
ルク発生機能に全く影響を与えずに前記外周のケーシン
グを取外し可能に、かつ、前記空隙部を露出可能に構成
したことを特徴とするインダクションクラッチ。1. A permanent magnet and an induction member facing the permanent magnet with a gap therebetween, and the permanent magnet and the induction member are rotated in a direction perpendicular to a magnetic flux direction of the permanent magnet. In an induction clutch utilizing an induction torque generated by an eddy current generated in the induction member, the permanent magnet is provided on the central axis side of the clutch, the induction member is provided on the outer casing side, and the torque generating function is completely eliminated. An induction clutch, characterized in that the casing on the outer periphery can be removed and the void portion can be exposed without affecting.