JPH02193564A

JPH02193564A - 磁気カップリング

Info

Publication number: JPH02193564A
Application number: JP995189A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Kosugi; 伸一郎小杉
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-07-31
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH0746896B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、水素ガス等の還元性ガス雰囲気中で使用する
磁気カップリングに関する。

（従来の技術）第６図は従来の磁気カップリングの断面図である。磁気
カップリングは真空容器や爆発性のあるガスを含む容器
等の中に接触部を持たずに回転力を伝える装置である。

回転力は圧力隔壁１をはさんで向かい合った磁石２，３
の吸引力により伝達される。駆動側のシャフト４が回転
すると磁石の吸引力により負荷側のシャフト５も回転す
る。駆動側と負荷側とは容器の壁６、駆動側のフランジ
７、ａ気カップリングの胴８．負荷側フランジ９゜圧力
隔壁１によって仕切られている。負荷側は真空であった
り、爆発性や毒性のあるガスであったりする。磁気カッ
プリングでは摺動部がないのでガスの漏れは非常に少な
いため、ガスの漏れを嫌う用途には適している。

第７図は従来の磁気カップリングの断面図である。負荷
側ロータ１０の外周面には磁石２ａ、　２ｂ、　２ｃ。

２ｄがはられ、駆動側ロータ１１の内周面には磁石３８
゜３ｂ、　３ｃ、　３ｄがはられている。向かい合った
磁石（例えば２ａと３ａ）はそれぞれＳ極とＮ極に着磁
されており吸引力が働く。駆動側ロータ１１と負荷側ロ
ータ１０との間に図の様に角度が付くと磁石の間に働く
吸引力は図のように円周方向に傾くため、駆動側ロータ
と負荷側ロータの間にトルクが発生する。

（発明が解決しようとする課題）従来の磁気カップリングの負荷側のロータには外周上に
磁石が張られていた。磁石の機械的な性質は圧縮には非
常に強いが引っ張りには弱く非常に脆い。磁気カップリ
ングを高速で回転させると負荷側のロータには大きな引
っ張り応力が加わる。

磁石の引っ張りに弱く脆い機械的な性質のため従来の磁
気カップリングでは回転数が制限されていた。また、磁
石が割れて飛散するのを防ぐため負荷側ロータの外周に
ガラス繊維強化テープを巻いたモリブデン線を巻いたり
していた。このため。

それらを巻いた分だけ負荷側ロータと駆動側ロータの磁
石の距離が離れてしまう。磁石の吸引力は磁石の距離に
反比例して弱くなるので磁石間の距離は出来るだけ小さ
い方が大きなトルクを伝えることが出来る。また、還元
性のガス雰囲気中では磁石材料のほとんど酸化物である
ため、還元されて磁石としての性質を失うだけでなく、
粉末状になってしまう。負荷側の磁石は容器中のガスに
さらされるため、ペンキ塗りやコーティング等が施され
るがそれでもガスの磁石への侵入を完全に止めることは
出来ないので長い間には磁石は還元され粉末状になって
しまうので還元性のガス雰囲気中ではこのような磁気カ
ップリングを使用することが出来ない。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
高速回転に耐え、還元性のガス雰囲気中でも使用できる
磁気カップリングを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため本発明の磁気カップリングは、
内周側に複数の磁石が配設された円筒型の駆動側ロータ
と、この駆動側ロータの内周面と空隙を介して設けられ
た圧力隔壁と、この圧力隔壁内に収納され圧力隔壁内周
面と空隙を介して前記駆動側ロータと同一軸中心を有し
磁石を内包し外周側が複数の磁性部材とこの磁性部材間
に配設された非磁性部材で構成された負荷側ロータとを
備え、前記駆動側ロータと圧力隔壁とを、駆動側ロータ
を軸受を介して支承する駆動側フランジと、前記負荷側
ロータを軸受を介して支承する負荷側フランジと、これ
らのフランジ間を接続する外筒とで覆った構成とする。

また、前記圧力隔壁を負荷側フランジにシール部材を介
して取り付け、かつ駆動側フランジと外筒間および負荷
側フランジと外筒間をそれぞれシール部材を介して取り
付けるようにすれば還元ガス雰囲気に対してより効果的
である。

（作　　用）本発明の磁気カップリングは以上のように構成されてい
るので、駆動側ロータの回転が負荷側ロータに非接触に
て確実に伝達され、しかも高速回転においても磁石が飛
散したりすることがない。

また、水素ガス等の還元性ガス雰囲気中においても磁石
が還元されることない６（実　施　例）以下に本発明の一実施例について図を用いて説明する。

第１図は本実施例に係る磁気カップリングの縦断面図で
あり、　１２は圧力隔壁、１３は駆動側ロータ、１４は
駆動側磁石、１５は駆動側シャフト、１６は負荷側ロー
タ、１７は負荷側磁石である。負荷側磁石１７は負荷側
ロータ１６の内部に埋め込まれている。第２図に第１図
の駆動側ロータ及び負荷側ロータ部の断面図を示す。駆
動側ロータ１３の内周には駆動側磁石１４ａ、　１４ｂ
が配設されている。駆動側磁石１４ａ、　１４ｂはそれ
ぞれＳ極、Ｎ極が内周にくるように着磁されている。駆
動側磁石の内周側には圧力隔壁１２が空隙を介して設け
られ、さらに圧力隔壁の内周側には空隙を介して負荷側
ロータ１６が設けられており、前記駆動側ロータ１３と
共に駆動側ロータを軸受を介して支承する駆動側フラン
ジ７、負荷側ロータを軸受を介して支承する負荷側フラ
ンジ９、およびこれらのフランジ間を接続する外筒８に
より密閉され、駆動側フランジ７の外周部が容器隔Ｍ６
にシール部材３０を介して取り付けられている。負荷側
ロータ１６には内部に負荷側磁石１７が埋め込まれてい
る。負荷側磁石１７の両側には磁性材料（たとえばＦｅ
、　Ｎｉ）でできたヨーク１９ａ、　１９ｂが取り付け
られている。負荷側磁石１７はヨークの取り付けられて
いる方向に着磁されている。磁石の残りの面は非磁性材
料でできたシャフト１８によりふさがれている。シャフ
ト１８は磁石の入る部分がくり抜かれた形状になってい
る。ヨークとシャフト及び磁石の結合はボルトによる締
結、溶接、あるいは高温高圧下での拡散接合によって行
われる。

尚、圧力隔壁１２は負荷側フランジ９にシール部材３０
を介して取り付けられており、また負荷側フランジ９と
外筒８間及び駆動側フランジ７と外筒８間もそれぞれシ
ール部材３０を介して取り付けられている。

次に本実施例の作用について述べる。

負荷側磁石１７のＮ極側に取り付けられたヨーク１９ａ
は磁石１７の作用により磁石に面する側はＳ極に外周側
はＮ極になる。Ｓ極側に取り付けられたヨーク１９ｂで
は磁石に面する側がＮ極に外周側がＳ極になる。負荷側
ロータ全体としてはヨークの部分に磁石をはりつけて着
磁したのと同じく片側がＮ極、反対側がＳ極となってい
る。非磁性材料からなるシャフトの部分には磁性は現れ
ない。ロータのヨーク部分に生じたＮ極とＳ極は圧力隔
壁１２をはさんで駆動側ロータの内周に作ったＳ極とＮ
極と引合い、駆動側ロータ１３の回転に同期して負荷側
ロータＩ６も回転する。

本実施例によれば負荷側磁石１７は負荷側ロータ１６の
内部にあるので容器隔壁６内部のガスに触れることがな
い。このため、本実施例の磁気カップリングは水素ガス
など還元性のガスを使用する容器内においても使用する
ことができる。また、引っ張りに弱く脆い磁石はロータ
の内部に設置したので磁石が遠心力により割れて飛散す
ることがない。また、ヨークとシャフトとは溶接等によ
り強固に接合することが出来るので負荷側ロータの外周
に張り付けられた構造の従来の負荷側ロータに比べより
高い回転数が回転させることが出来る。

次に本発明の他の実施例について述べる。第３図から第
５図に本発明の他の実施例である磁気カップリングの負
荷側ロータ部の断面図を示す。第３図及び第４図の負荷
側ロータでは磁性材料からなるヨークの形状が第３図に
示すようなヨーク２１ａ、　２１ｂ、第４図に示すよう
なヨーク２４ａ、　２４ｂのように前記実施例のような
半円形１９ａ、　１９ｂでなくて４角形に近い形状にな
っている。このような形状ではシャフト部を通して磁束
が漏れにくいので磁石の磁束を有効に使用することがで
きる。また第５図の例では、ヨーク２７に溝２９がほら
れている。

この溝は磁束抵抗になるので磁束が非磁性材料のシャフ
ト２８を通して漏れるのを防ぎ磁束がトルクに有効に使
用される。

〔発明の効果〕

本発明によれば磁石を負荷側ロータの内部にその表面が
現われない様に埋め込まれているので高速回転に耐え、
還元性のガス雰囲気中でも使用すングの断面図、第２・
図、は第１図の磁気カップリングの負荷側ロータ及び駆
動側ロータの断面図、第３図乃至第５図は本発明の他の
実施例に係る磁気カップリングの負荷側ロータの断面図
、第６図は従来の磁気カップリングの断面図、第７図は
第６図の負荷側ロータ及び駆動側ロータの断面図である
。

６・・・容器隔壁　　　　　７・・・駆動側フランジ８
・・・外筒　　　　　　　９・・・負荷側フランジ１２
・・・圧力隔壁　　　　　１３・・・駆動側ロータ１４
ｎ、　１４ｂ・・・駆動側磁石　１５・・・駆動側シャ
フト１６・・・負荷側ロータ１７・・・負荷側磁石１８・・・負荷側シャフト１９ａ。

１９ｂ・・・ヨーク２９・・・溝３０・・・シール部材

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内周側に複数の磁石が配設された円筒型の駆動側
ロータと、この駆動側ロータの内周面と空隙を介して設
けられた圧力隔壁と、この圧力隔壁内に収納され圧力隔
壁内周面と空隙を介して前記駆動側ロータと同一軸中心
を有し磁石を内包し外周側が複数の磁性部材とこの磁性
部材間に配設された非磁性部材で構成された負荷側ロー
タとを備え、前記駆動側ロータと圧力隔壁とを、駆動側
ロータを軸受を介して支承する駆動側フランジと、前記
負荷側ロータを軸受を介して支承する負荷側フランジと
、これらのフランジ間を接続する外筒とで覆ったことを
特徴とする磁気カップリング。
（２）前記圧力隔壁は負荷側フランジにシール部材を介
して取り付けられ、かつ駆動側フランジと外筒間および
負荷側フランジと外筒間がそれぞれシール部材を介して
取り付けられていることを特徴とする請求項（１）記載
の磁気カップリング。