JPH08214536A - 電磁クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁吸引力によりクラッチする電磁クラッチ
を得ることが目的である。 【構成】 軟磁性体円柱２個を底面が対向するように回
動自在に支持し、対向面に端面が空隙を介して対向する
同じ幅で同じ離間角の複数個の突極を設ける。対向する
突極をそれぞれＮ，Ｓ極に励磁する励磁コイルを装着
し、駆動源により１個の円柱を駆動し、他の１個の円柱
により負荷を駆動し、励磁コイルの通電制御によりトル
ク伝達を制御する構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】通電の制御をすることにより、駆
動源の回転トルクを負荷に伝達することを継続し若しく
は断つ電磁クラッチとして利用される。

【従来の技術】駆動源の回転トルクを負荷に伝達する手
段として２枚の円板を押圧し、若しくは離間する動作を
電磁力により行なっている。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】回転トルクの伝達手段
が、摩擦力を介して行われている周知の手段では、伝達
媒体となる２枚の円板の摩耗が多く、耐用時間に限界が
あり、又摩擦面によるトルク伝達が不安定となる問題点
がある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】回転軸を有する軟磁性体
円柱の底面外周に等しい幅と等しい離間角で突出された
複数個の突極を備えた第１の回転体と、第１の回転体と
全く同じ構成の第２の回転体と、第１の回転体の突極と
第２の回転体の突極が０．２ミリメートル位以下の空隙
を介して対向するように、第１，第２の回転体の回転軸
を回動自在に支持する軸受を有する外筺と、該外筺の内
側に外周面が固定された円環状の軟磁性体の固定子と、
該固定子の両側の第１，第２の突出部は０．２ミリメー
トル位以下の空隙を介してそれぞれ第１，第２の回転子
外周面に対向されるように保持する手段と、第１，第２
の突出部の内側に捲着された励磁コイルと、第１の回転
体の回転軸を駆動する駆動源と、第２の回転体の回転軸
により駆動される負荷と、励磁コイルの通電を制御する
通電制御装置とより構成されたものである。

【０００４】

【作用】第１，第２の回転子の対向する突極面の磁気吸
引力により回転トルクの伝達が行なわれているので、摩
耗することがない。従って耐用時間が大きくなり、トル
ク伝達の伝達力が安定する作用がある。

【０００５】

【実施例】図１以降につき本発明の実施例を説明する。
各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重複し
た説明は省略する。図１は全体の構成を示す説明図であ
る。図１において、記号５は円柱で、軟鋼で作られる。
軟磁性体であれば他の物質でもよい。円柱５の回転軸５
ａ−１はボール軸受３ａ，３ｂにより外筺１の側板２の
中央部に回動自在に支持される。円柱５の右側の底面に
は、図２につき詳説する突極５ａ（他の突極は点線Ｃで
略示してある。）が突出して設けられる。

【０００６】円柱５は回転子となるもので、全く同じ構
成の回転子６の回転軸６ａ−１は外筺１の右側面に設け
たボール軸受４ａ，４ｂに回動自在に支持される。円柱
状の回転子６の左側底面には、突極６ａ（他の突極は点
線Ｄで略示してある。）が突出して設けられる。突極５
ａ，Ｃと突極６ａ，Ｄは僅かな空隙（０．２ミリメート
ル位以下）を介して対向している。回転軸５ａ−１は駆
動源Ａ例えば電動機により回転トルクが供与されて回転
する。円柱６の回転軸６ａ−１により負荷Ｂが駆動され
る。外筺１の内側には、円環状で断面がコ型の軟鋼鉄心
（固定子）の外側が固定され、内側凹部には励磁コイル
７ａが捲着されている。

【０００７】励磁コイル７ａに通電すると、その磁束は
点線７ｂで示すようになる。この磁束の強さが回転トル
ク伝達力となるので、磁路中の空隙部は可能な限り小さ
くする必要がある。回転子５，６の回転中に磁束の変化
がないので鉄損による損失は殆んどない。図２は対向回
転している円柱５と円柱６の展開図である。

【０００８】円柱５の突極は記号５ａ，５ｂ，…と示さ
れ、突極幅とその離間角は等しくされる。円柱６の突極
も同じ構成で記号６ａ，６ｂ，…として示してある。点
線７，８の部分は上述した突極を省略した部分を示して
いる。対向する突極の空隙は前述したように小さいの
で、空隙を正確に保持する為の手段の１つが図３に示さ
れる。図３において、記号５，６は円柱５，６の断面を
示し、突極の部分は省略して図示していない。点線１８
は回転軸５ａ，６ａの中心線を示す。円柱５，６の中央
部には円柱状の突出部１０，１１が設けられ、それ等の
対向部の半球状の凹部には、スチールボール１２が嵌入
されてオイルが注入されている。

【０００９】以上の構成なので、円柱５，６が磁束によ
り互いに吸引されるときに、スチールボール１２によ
り、図２の突極５ａ，５ｂ，…と突極６ａ，６ｂ，…は
所要の離間角で保持される。対向する各突極により、回
転子５より回転子６にトルク伝達が行われているが、
図４につき突極５ａと６ａにつきトルク伝達の詳細を説
明する。励磁コイル７ａの通電による磁束は、矢印１
３，１４，１５に示すようになる。空隙長が小さいと、
磁束１３は突極端面と垂直となりトルク伝達に寄与しな
い。両端の洩れ磁束１４，１５がトルク伝達に寄与す
る。

【００１０】突極５ａが矢印２０の方向に移動すると、
突極６ａは洩れ磁束１４，１５により矢印２１の方向に
駆動される。他の突極についても上述した事情は同様で
トルク伝達が行われる。励磁コイル７ａの通電を、回転
子５，６が停止しているときに行うと、上述したトルク
伝達に問題はないが、回転子５が回転中に励磁コイル７
ａの通電を開始すると次のような初期動作によりトルク
伝達が行なわれる。図２において、回転子５が矢印２０
の方向に急速回転しているときに、励磁コイル７ａに通
電すると、対向する突極により、回転子６に同方向のト
ルクが印加されるが、各突極は互いにスリップし、この
ときに矢印２０の方向とその反対方向のトルクが交互に
印加される。

【００１１】従って回転子６は左右に振動するトルクが
印加されるが、矢印２０の方向のトルクの印加される時
間の方が反対方向のトルク印加の時間より長いので、回
転子６も矢印２０の方向に同期回転する。従って本発明
の目的を達成することができる。次に図５につき説明す
る。図５のよこ軸は励磁コイル７ａの通電電流、たて軸
は図４の突極５ａにより突極６ａが左方に吸引されて駆
動される磁気吸引力を示している。突極間の空隙が０．
２ミリメートルときが点線１７で示す曲線となり、０．
１ミリメートルのときには曲線１６となり、直線状とな
り、吸引力も増大する。従って本発明を実施するときに
は、空隙長は０．１ミリメートルに近い値とすることが
有効な手段となる。

【発明の効果】繰返してクラッチ動作をしても摩耗する
ものがないので、耐用時間の大きい電磁クラッチを得る
ことができる。マグネットを使用しないので、磁束密度
を大きくすることができる。従って大きい伝達トルクを
得ることができ、廉価に生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の構成を示す説明図

【図２】回転子５，６の展開図

【図３】回転子５，６の対向面の断面図

【図４】突極の磁束の説明図

【図５】突極の磁気吸引力のグラフ

【符号の説明】

１ 外筺 ２ 側板 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ ボール軸受 ５ａ−１，６ａ−１ 回転軸 ７ 円環状の磁心（固定子） ５ａ，５ｂ，…，６ａ，６ｂ，… 突極 ５，６ 円柱 ７ａ 励磁コイル ８，９ 突極 ７ｂ 磁力線 Ａ 駆動源 Ｂ 負荷 １２ スチールボール １３，１４，１５ 磁力線 １６，１７ 磁気吸引力の曲線 Ｃ，Ｄ 突極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸を有する軟磁性体円柱の底面外周に
   等しい幅と等しい離間角で突出された複数個の突極を備
   えた第１の回転体と、第１の回転体と全く同じ構成の第
   ２の回転体と、第１の回転体の突極と第２の回転体の突
   極が０．２ミリメートル位以下の空隙を介して対向する
   ように、第１，第２の回転体の回転軸を回動自在に支持
   する軸受を有する外筺と、該外筐の内側に外周面が固定
   された円環状の軟磁性体の固定子と、該固定子の両側の
   第１，第２の突出部は０．２ミリメートル位以下の空隙
   を介してそれぞれ第１，第２の回転子外周面に対向され
   るように保持する手段と、第１，第２の突出部の内側に
   捲着された励磁コイルと、第１の回転体の回転軸を駆動
   する駆動源と、第２の回転体の回転軸により駆動される
   負荷と、励磁コイルの通電を制御する通電制御装置とよ
   り構成されたことを特徴とする電磁クラッチ装置。