JPH0338453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は第１の連結主体と第２の連結主体と
の間に磁性粒子を充填し、磁性粒子を磁化して両
連結主体間に伝達トルクを発生させる電磁連結装
置に関し、特にその冷却構造に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第３図は例えば「三菱電磁クラツチ・ブレーキ
〈総合カタログ〉、昭和60年９月発行」の２−２頁
〜２−５頁に示された従来の電磁連結装置の概略
構成を示す断面側面図であり、図において、１は
図示しない原動機により駆動される回転軸２に取
付けられ、回転軸２と連動して回転する環状の第
１の連結主体（以下、リングドライブと称する）、
３はリングドライブ１の内周側に同心軸上に環状
の空隙を隔てて配設された第２の連結主体（以
下、ドリブンと称す）であり、固定側の磁束回路
となる。４はリングドライブ１とドリブン３との
間の環状の空隙に充填された磁性粒子であり、磁
化することにより固体状となり、リングドライブ
１とドリブン３との間のトルク伝達媒体となる。
５はリングドライブ１の外周側に配設された励磁
装置であり、励磁コイル６とステータ７により構
成され、励磁コイル６の附勢により磁束を発生さ
せ、磁性粒子４を磁化させてリングドライブ１と
ドリブン３との間に伝達トルクを発生させる。８
は励磁装置５のステータ７の一方側に取付けられ
た固定用取付部材であり、図示しない固定部に取
付けられ、回転軸２との間にベアリング９を介在
させて回転軸２を支持する。１０は励磁装置５の
ステータ７の他方側とドリブン３とを結合固着す
るブラケツトであり、貫通口１０ａ，１０ｂが形
成されている。１１はリングドライブ１の開口部
を閉鎖すると共にリングドライブ１と連動して回
転するプレート、１２はプレート１１に取付けら
れた放熱フインである。

次に動作について説明する。今、回転軸２が回
転しているとき、リングドライブ１も回転してい
る。この状態で励磁装置５の励磁コイル６を付勢
すると、ステータ７、リングドライブ１、ドリブ
ン３を回路とした強力な磁束Φが発生し、リング
ドライブ１とドリブン３との間の環状の空隙に充
填された磁性粒子４が磁化されて結束して固化す
る。このときの磁性粒子４間の直結力及び磁性粒
子４とリングドライブ１、あるいは磁性粒子４と
ドリブン３の接触面との摩擦力により、リングド
ライブ１のトルクがドリブン３に伝達され、リン
グドライブ１に制動力がかかる。このドリブン３
に発生する制動トルクはブラケツト１０、ステー
タ７を介して取付部材８に伝達される。取付部材
８は外部の固定部に取付けられており、ドリブン
３から伝達された制動トルクは固定部に伝達され
る。したがつて、リングドライブ１とドリブン３
とは磁化した磁性粒子４により結合されてリング
ドライブ１が制動されながら回転するか、あるい
は回転が止まる。即ち、ブレーキがかかる。制動
を解除するときは、励磁コイル６を消勢すること
により磁束Φがなくなり磁化した磁性粒子４が元
の状態に戻り、リングドライブ１とドリブン３と
の制動状態が解除され、リングドライブ１が再び
元の状態で回転する。

ところで、リングドライブ１、ドリブン３は、
磁性粒子４との摩擦接触により多量の摩擦熱が発
生し、リングドライブ１、ドリブン３が非常に加
熱されて発熱し、磁性粒子４が酸化焼結して結合
媒体として作用しなくなる等の懸念がある。即
ち、電磁連結機能を損う恐れがある。そこで、リ
ングドライブ１、ドリブン３の連結部に発生する
摩擦熱をプレート１１に取付けた放熱フイン１２
により空気中に放熱している。しかし、放熱フイ
ン１２による放熱だけではリングドライブ１、ド
リブン３の連結部に発生する摩擦熱を有効に放熱
することができず、磁性粒子４の酸化焼結を防止
することができない。

これを改良したものとして例えば特公昭51−
27808号公報に示されたものがあり、その概略を
第４図に示す。第４図において、１３，１４はド
リブン３に形成された冷却水の給水口および排水
口である。１５はドリブン３に給水口１３、排水
口１４と連通して形成された環状の水路である。
給水口１３より冷却水が入り、水路１５を流通し
て排水口１４より冷却後の水が排水されて、連結
部の発生熱を外部に放出するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上述した従来装置では、ドリブン
３に設けた水路１５が摩擦熱の発生する部分より
離れているため、摩擦により発生する熱を外部に
放出する効率が悪く、そのため水路１５を摩擦熱
の発生するドリブン３の外周に近づけると点線で
示す磁路がせまくなり磁束が通りにくく、伝達ト
ルクが小さくなつてしまう。又、磁気回路特有の
飽和現象があるので、励磁力を多少大きくして
も、トルクは増加せず、更に励磁電流対トルク特
性も直線性が得られず制御特性のよくないものに
なつてしまう。その結果、水路１５はドリブン３
の外周側に近づけることができなくなり、リング
ドライブ１、ドリブン３の連結部に発生する摩擦
熱を有効に放熱することができなくなる。従つ
て、その摩擦熱によりステータ７や取付部材８を
介して励磁コイル６がベアリング９が過熱される
問題点がある。又、ドリブン３に冷却水を通流さ
せるために、装置外部に冷却水の給排水設備の設
置や冷却水路の保修などのメインテナンスが必要
であるなどの問題点がある。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたものであり、給排水設実を設けること
なく、十分な冷却効果があり、メインテナンスフ
リーの高信頼性の装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る連結装置は、回転軸に取付けら
れた環状の第１の連結主体に円周方向に複数の穴
を形成し、各穴にヒートパイプの受熱部をそれぞ
れ挿着し、ヒートパイプの放熱部をそれぞれ第１
の連結主体の端部空間に延在させ、ヒートパイプ
の放熱部に冷却フインを装着し、この冷却フイン
の軸方向両側の少なくとも何れか一方側に冷却フ
インの材質の材質よりも硬質の材料からなる環状
プレートを配設し、冷却フインに支持部材を複数
配設すると共にその支持部材を第１の連結主体と
環状プレートに固着させ、ヒートパイプの放熱部
に作用する遠心力を支持するようにしたものであ
る。

〔作 用〕

この発明における連結装置は、連結部で発生す
る摩擦熱を第１の連結主体の穴に挿着したヒート
パイプの受熱部で吸収してヒートパイプの放熱部
に輸送し、冷却フインにより冷却して外部に放熱
すると共に環状プレートと支持部材によりヒート
パイプに作用する遠心力を支持する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図、第２図に
基づいて説明する。これら各図において、１６は
円周方向に複数の穴１６ａが形成されたリングド
ライブ、１７はリングドライブ１の各穴１６ａに
受熱部１７ａが挿着され、放熱部１７ｂがリング
ドライブ１の端部空間、即ち、リングドライブ１
の左側端部空間に延在し、内部に蒸発性を有する
例えばフロン、アンモニア、水等の作動液体が所
定量封入されたヒートパイプ、１８はヒートパイ
プ１７の放熱部１７ｂに装着され、図は一例とし
て各ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂを一体支持
する例えばアルミニウム材からなる環状冷却フイ
ンであり、複数設けられている。１９は環状冷却
フイン１８の軸方向両側の少なくとも何れか一方
側に配設された環状プレートであり、図は一例と
して環状冷却フイン１８の軸方向両側に配設され
た場合を示しており、環状冷却フイン１８の材質
よりも硬質の材質からなる例えば鉄材からなるも
のである。２０は環状冷却フイン１８の外周側に
複数配設され、リングドライブ１６と環状プレー
ト１９に溶接部２１で示すように固着された支持
部材であり、ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂに
作用する遠心力を支持する。

次に動作について説明する。今、回転軸２が回
転しているとき、リングドライブ１６も回転して
いる。この状態で励磁装置５の励磁コイル６を付
勢すると、ステータ７、リングドライブ１６、ド
リブン３を回路とした強力な磁束Φが発生し、リ
ングドライブ１６とドリブン３との間の環状の空
隙に充填された磁性粒子４が磁化されて結束して
固化する。このときの磁性粒子４間の直結力及び
磁性粒子４とリングドライブ１６、あるいは磁性
粒子４とドリブン３の接触面との摩擦力によりリ
ングドライブ１６のトルクがドリブン３に伝達さ
れ、リングドライブ１６に制動力がかかる。した
がつて、リングドライブ１６とドリブン３とは磁
化した磁性粒子４により結合されてリングドライ
ブ１６が制動されながら回転するか、あるいは回
転が止まる。即ち、ブレーキがかかる。制動を解
除するときは、励磁コイル６を消勢することによ
り磁束φがなくなり磁化した磁性粒子４が元の状
態に戻り、リングドライブ１６とドリブン３との
制動状態が解除されてリングドライブ１６が再び
元の状態で回転する。

ところで、リングドライブ１６とドリブン３の
連結部で発生する多量の摩擦熱により、リングド
ライブ１６、ドリブン３、磁性粒子４が加熱され
て高温となる。高温となつたリングドライブ１６
の熱は各穴１６ａに挿着されたヒートパイプ１７
の受熱部１７ａに吸収される。ヒートパイプ１７
の受熱部１７ａで吸収した熱によりその内部に封
入されたフロン等の作動液体は加熱されてその熱
分を蒸発潜熱として奪い蒸気化し、蒸気となつて
ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂ側へその内部で
移動する。ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂ側へ
移動した作動液体の蒸気は、図示しない冷却フア
ン等による冷却風によつて環状冷却フイン１８に
よつて冷却効果が高められて周囲空気により冷却
される。このとき、フロン等の作動液体の蒸気は
凝縮して液化するが、凝縮潜熱を周囲空気に放熱
する。凝縮して液化した作動液体はヒートパイプ
１７の受熱部１７ａ側へその内部で移動して戻
る。このように、ヒートパイプ１７内の作動液体
の蒸気化、液化の繰り返しにより、ヒートパイプ
１７の受熱部１７ａで吸収したリングドライブ１
６の熱、即ち、摩擦熱をヒートパイプ１７の受熱
部１７ａからヒートパイプ１７の放熱部１７ｂへ
輸送して周囲空気に放熱する。従つて、ヒートパ
イプ１７の受熱部１７ａが挿着されたリングドラ
イブ１６の熱はヒートパイプ１７の受熱部１７ａ
で奪われ温度が下がり冷却され、低温状態とな
る。その結果、リングドライブ１６とドリブン３
の連結部の冷却を給排水設備を設けることなく十
分に冷却することができ、その連結部の温度を著
しく低減でき、磁性粒子４の酸化焼結を防止でき
る。さらに、励磁コイル６やベアリング９の過熱
防止も図れる。また、ヒートパイプ１７の放熱部
１７ｂに装着した環状冷却フイン１８により、各
ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂが一体支持さ
れ、遠心力に対する補強効果が得られると共に放
熱面積も大きく取れるので冷却効果の向上も図れ
る。又、ヒートパイプ１７による冷却はメインテ
ナンスフリーであり、水冷却における冷却水路の
保修等のメインテナンス作業が不要となる。さら
に、環状冷却フイン１８の外周側に配設され、リ
ングドライブ１６と環状プレート１９に固着され
た支持部材により、ヒートパイプ１７の放熱部１
７ｂに作用する遠心力を支持することができ、ヒ
ートパイプ１７の放熱部１７ｂの振れを防止でき
る。

又、上記実施例では環状プレート１９が環状冷
却フイン１８の軸方向両側に配設された場合につ
いて述べたが、必ずしも両側に設ける必要はな
く、環状冷却フイン１８の軸方向両側の少なくと
も何れか一方側に環状プレート１９を配設すれば
よい。

又、上記実施例ではヒートパイプ１７の放熱部
１７ｂがリングドライブ１６の左側端部空間に延
在する場合について述べたが、ヒートパイプ１７
の放熱部１７ｂをリングドライブ１６の右側端部
空間に延在するように配置することもできる。
又、両端部空間に放熱部１７ｂが延在するように
配置してもよい。

また、上記実施例では支持部材２０が冷却フイ
ン１８の外周側に配設した場合について述べた
が、支持部材２０を冷却フイン１８、環状プレー
ト１９に貫通してリングドライブ１６と環状プレ
ート１９に固着するようにしてもよい。また、上
記実施例では冷却フイン１８がヒートパイプ１７
の放熱部１７ｂを一体支持する環状冷却フインで
構成された場合について述べたが、必ずしも環状
でなくてもよく、複数に分割してもよい。

ところで、上記説明では磁性粒子式電磁連結装
置として第１の連結主体が回転し、第２の連結主
体が固定の場合、即ち、ブレーキ装置に適用した
場合について述べたが、第１、第２の連結主体が
回転する場合、即ち、クラツチ装置にもこの発明
を適用し得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、回転軸に取付け
られた環状の第１の連結主体に円周方向に複数の
穴を形成し、各穴にヒートパイプの受熱部をそれ
ぞれ挿着し、ヒートパイプの放熱部をそれぞれ第
１の連結主体の端部空間に延在させ、ヒートパイ
プの放熱部に冷却フインを装着し、この冷却フイ
ンの軸方向両側の少なくとも何れか一方側に冷却
フインの材質の材質よりも硬質の材料からなる環
状プレートを配設し、冷却フインに支持部材を複
数配設すると共に第１の連結主体と環状プレート
に支持部材を固着させたことにより、第１の連結
主体の熱をヒートパイプ内に封入された作動液体
の蒸気化・液化の繰り返しによりヒートパイプの
受熱部からヒートパイプの放熱部に輸送して周囲
空気に放熱するようにしたので、給排水設備を設
けることなく第１の連結主体の熱を速やかに奪い
効率よく冷却でき、メインテナンスフリーの高信
頼性の装置が得られると共にヒートパイプの放熱
部に作用する遠心力を支持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による磁性粒子式
電磁連結装置を示す断面側面図、第２図はこの発
明に係るヒートパイプの放熱部を示す正面図、第
３図、第４図はそれぞれ従来の磁性粒子式電磁連
結装置を示す断面側面図である。 図において、２は回転軸、３は第２の連結主
体、４は磁性粒子、５は励磁装置、１６は第１の
連結主体、１６ａは穴、１７はヒートパイプ、１
７ａは受熱部、１７ｂは放熱部、１８は環状冷却
フイン、１９は環状プレート、２０は支持部材で
ある。尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸に取付けられ、円周方向に複数の穴が
   形成された環状の第１の連結主体、この第１の連
   結主体の内周側に同心軸上に環状の空隙を隔てて
   配設された第２の連結主体、上記第１の連結主体
   と第２の連結主体との間の環状の空隙に充填され
   た磁性粒子、この磁性粒子を磁化して上記各連結
   主体間に伝達トルクを発生させる励磁装置、上記
   第１の連結主体の各穴に受熱部がそれぞれ挿着さ
   れ、放熱部がそれぞれ上記第１の連結主体の端部
   空間に延在し、内部に蒸発性を有する作動液体が
   所定量封入されたヒートパイプ、これらヒートパ
   イプの放熱部に装着された冷却フイン、上記冷却
   フインの軸方向両側の少なくとも何れか一方側に
   配設され、上記冷却フインの材質よりも硬質の材
   料からなる環状プレート、上記冷却フインに複数
   配設され、上記第１の連結主体と上記環状プレー
   トに固着され、上記ヒートパイプの放熱部に作用
   する遠心力を支持する支持部材を備えたことを特
   徴とする磁性粒子式電磁連結装置。 ２ 冷却フインは各ヒートパイプの放熱部を一体
   支持する環状冷却フインで構成されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の磁性粒子式電
   磁連結装置。 ３ 支持部材は冷却フインの外周側に配設され、
   第１の連結主体と環状プレートに固着されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の磁性粒子式電磁連結装置。