JPH0826906B2

JPH0826906B2 - 磁性粒子式電磁連結装置

Info

Publication number: JPH0826906B2
Application number: JP2180427A
Authority: JP
Inventors: 良治小林; 良介沖田; 雅也山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0469417A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、磁性粒子を磁化してドライブメンバとド
リブンメンバとの間を鎖状連結する磁性粒子式電磁連結
装置に関するものである。

［従来の技術］第２図は従来の磁性粒子式電磁連結装置の一例を示す
断面図であり、図において、（１）はステータ、（２）
はこのステータ（１）に内蔵された励磁コイル、（３）
はステータ（１）に支承する第１のブラケットで、第１
および第２のベアリング（４），（５）を介して駆動回
転軸（６）を回転自在に支承している。（７）は駆動回
転軸（６）に固着され、ステータ（１）の内側に所定の
空隙を介して設けられた第１の連結主体を構成するドラ
イブメンバ、（８）はドライブメンバ（７）の端部に固
定されたプレート、（９）はドライブメンバ（７）の内
側に所定の径方向環状空隙を介して設けられた第２の連
結主体を構成するドリブンメンバ、（10）は環状空隙内
に充填された磁性粒子、（11）はドリブンメンバ（９）
に固着された被駆動回転軸、（12）はステータ（１）に
固定された被駆動回転軸（11）を第３および第４のベア
リング（13），（14）を介して回転自在に支承する第２
のブラケットである。

（20）は、駆動回転軸（６）の中心軸線、（21），
（22）はこの駆動回転軸（６）の外周面上に固着された
高透磁率軟磁性材からなる第１および第２の磁性層で、
中心軸線（20）に対して第１の磁性層（21）は反時計方
向45゜の方向に、第２の磁性層（22）は時計方向45゜の
方向にそれぞれ形成される。（23）は第１のブラケット
（３）の内側に配設されたコイルボビン、（24），（2
5）はこのコイルボビン（23）に巻回された第１および
第２の検出コイル、（27），（28）は第１および第２の
検出コイル（24），（25）の周囲に設けられた第１およ
び第２の磁気収束層で高透磁率磁性材からなる。（29）
は第１および第２の検出コイル（24），（25）に接続さ
れた検出回路で、この検出回路（29）は周知のインダク
タンス差動増幅回路である。

次に、動作について説明する。図示しない駆動源に結
合された駆動回転軸（６）が回転され、ドライブメンバ
（７）がこの駆動回転軸（６）と一体に回転していると
き、ステータ（１）に内蔵された励磁コイル（２）に電
流を流すと図中に点線で示すように磁束（Φ）が発生す
る。その磁路の一部である磁性粒子（10）は回転してい
るドライブメンバ（７）と静止しているドリブンメンバ
（９）との間で鎖状に連結し、ドリブンメンバ（９）は
回転され、このドリブンメンバ（９）と一体に図示しな
い負荷側に結合された被駆動軸（11）を回転させる。そ
して、励磁コイル（２）の電流を遮断すると磁束（Φ）
は消失し、磁性粒子（10）の鎖状の連結はとかれ、ドリ
ブンメンバ（９）はフリーとなる。なお、伝達されるト
ルク値は励磁コイル（２）に流す電流値にほぼ直線的に
比例している。

ここで、動力が伝達される状態では、駆動回転軸
（６）には動力伝達分のトルクの印加されることにな
り、第１および第２の磁性層（21），（22）の一方に引
張力が発生し、他方に圧縮力が発生し歪みが生じる。こ
の歪みが生じると透磁率が変化し、引張力の場合と圧縮
力の場合では透磁率が逆方向に変化する。第１および第
２の検出コイル（24），（25）はこの透磁率変化を磁気
的インピーダンスの変化として検出し、検出回路（29）
は、第１および第２の検出コイル（24），（25）の出力
を差動増幅し、駆動回転軸（６）の歪み量すなわちトル
クに応じた検出電圧を出力する。

［発明が解決しょうとする課題］上記のように構成された磁性粒子式電磁連結装置で
は、駆動回転軸（６）は炭素鋼で構成されており、励磁
コイル（２）により発生する磁束（Φ′）が図に示すよ
うに駆動回転軸（６）内を通ることになり、従ってその
磁束（Φ′）が第１の磁性層（21）および第２の磁性層
（22）を通り、第１の磁性層（21）および第２の磁性層
（22）の磁気的動作点が移動してトルク検出出力に大き
な誤差を生ずるという問題点があった。

この発明の第１の発明および第２の発明は、かかる問
題点を解決するためになされたもので、精度の高い安定
したトルク検出を行ない得る磁性粒子式電磁連結装置を
得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る第１の発明は、磁性層の設けられた回
転軸を非磁性材で構成したものである。

この発明に係る第２の発明は、磁性層の設けられた回
転軸を磁性層と熱膨張係数がほぼ等しい材料で構成した
ものである。

［作用］この発明の第１の発明においては、回転軸を非磁性材
で構成したので、励磁コイルで発生した磁束が磁性層に
影響を及ぼさない。

また、この発明の第２の発明においては、回転軸を磁
性層とほぼ等しい熱膨張係数の材料で構成したので、温
度変化により両者間で応力が生ずるようなことはない。

［実施例］以下、この発明の実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の第１の発明および第２の発明の一実施例
を示すもので、第２図と同一または相当部分は同一符号
を付し、その説明は省略する。

図において、（30）は例えばNi基超合金のハステロイ
からなる、非磁性材の駆動回転軸で、この駆動回転軸
（30）の熱膨張係数はアモルファスからなる第１および
第２の磁性層（21），（22）の熱膨張係数とほぼ等しい
10−12×10^-6程度である。

以上のように構成された磁性粒子式電磁連結装置で
は、駆動回転軸（30）は非磁性材で構成されているの
で、励磁コイル（２）で生じた磁束が駆動回転軸（30）
を介して第１および第２の磁性層（21），（22）に悪影
響を与えるようなことはない。

また、ハステロイ製の駆動回転軸（30）とアモルファ
ス製の第１および第２の磁性層（21），（22）との間で
は熱膨張にほとんど差はなく、温度変化により両者（3
0），（21），（22）間で応力が生ずるようなことはな
い。

なお、上記実施例では駆動回転軸（30）に第１の磁性
層（21）、第２の磁性層が固着された磁性粒子式電磁連
続装置について説明したが、被駆動回転軸に第１の磁性
層（21）、第２の磁性層（22）が固着されたものであっ
てもよい。

この場合には、被駆動回転軸がハステロイで構成され
る。

また、この発明は第１の磁性層を駆動回転軸に固着
し、第２の磁性層を被駆動回転軸に固着したものにも適
用できる。

さらに、上記実施例ではクラッチ機能を有する磁性粒
子式電磁連結装置について適用される発明について説明
したが、この発明は駆動回転軸の回転がドリブンメンバ
で阻止され被駆動回転軸の有しないブレーキ機能を備え
た磁性粒子式電磁連結装置にも適用できる。

さらにまた、駆動回転軸（６）として例えばインコネ
ル製のものを用いてもよい。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の第１の発明の磁性粒
子式電磁連結装置によれば、磁性層の設けられた回転軸
を非磁性材で構成したことにより、励磁コイルにより発
生する磁束の影響を磁性層は受けるようなことはなく、
その影響により磁性層の磁気的動作点が移動することは
なく、精度の高い安定したトルク検出を行ない得るとい
う効果がある。

また、この発明の第２の発明の磁性粒子式電磁連結装
置によれば、回転軸を磁性層とほぼ熱膨張係数が等しい
材料で構成したことにより、温度変化により両者間で応
力が生じることはなく、精度の高い安定したトルク検出
を行ない得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は従
来の磁性粒子式電磁連結装置の一例を示す断面図であ
る。図において、（２）は励磁コイル、（７）はドライブメ
ンバ、（９）はドリブンメンバ、（10）は磁性粒子、
（11）は被駆動回転軸、（21）は第１の磁性層、（22）
は第２の磁性層、（24）は第１の検出コイル、（25）は
第２の検出コイル、（30）は駆動回転軸である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動回転軸に固着されたドライブメンバ
と、被駆動回転軸に固着されたドリブンメンバと、この
ドリブンメンバと前記ドライブメンバとの間に充填され
た磁性粒子と、この磁性粒子を磁化して前記ドライブメ
ンバと前記ドリブンメンバとの間を鎖状連結する励磁コ
イルと、前記駆動回転軸および前記被駆動回転軸の少な
くとも一方の外周面上に設けられた磁性層と、この磁性
層の周囲に設けられた検出コイルとを備えた磁性粒子式
電磁連結装置において、前記磁性層の設けられた回転軸
を非磁性材で構成したことを特徴とする磁性粒子式電磁
連結装置。
【請求項２】駆動回転軸に固定されたドライブメンバ
と、被駆動回転軸に固着されたドリブンメンバと、この
ドリブンメンバと前記ドライブメンバとの間に充填され
た磁性粒子と、この磁性粒子を磁化して前記ドライブメ
ンバと前記ドリブンメンバとの間を鎖状連結する励磁コ
イルと、前記駆動回転軸および前記被駆動回転軸の少な
くとも一方の外周面上に設けられた磁性層と、この磁性
層の周囲に設けられた検出コイルとを備えた磁性粒子式
電磁連結装置において、前記磁性層の設けられた回転軸
を磁性層と熱膨張係数がほぼ等しい材料で構成したこと
を特徴とする磁性粒子式電磁連結装置。