JPS63149430A - 磁性粒子式電磁連結装置 - Google Patents

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】 〔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６図は例えば「三菱雪玉クラッチ・ブレーキ〈総合カ
タログ〉、昭和６０年９月発行Ｊの２−２頁〜２−５頁
に示された従来の磁性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）、！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
何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。０（）は肋
磁装コ（５ンのステーク（７）の他方側とドリブン（３
）とを結合固着するブラケットであり、貫通口（ｌｏａ
）、　（１０ｂ）が形成されている。

αυ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、ｑ
つはプレート０１）に取付けられた放熱フ・ｆ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ン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ットｑＯ１ステータ（
７）を介して取付部材（３）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。

したがって、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、Ｆｉｈ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０υに取付けた放熱フィン（２）によす空気中に放熱
している。しかし、放熱フｆン蕎にょる放熱だけではリ
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５１−２７８０
８号公報に示されたものがあり、その概略を第７図に示
す。第７図において、Ｑ３．（１４１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。０９
はドリブン（３）に給水口は３、排水口Ｑ４）と連通し
て形成された環状の水路である。給水口ｑ３より冷却水
が入り、水路Ｏυを流通して排水口０（１）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αｅが摩擦熱の発生する部分よすａ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０９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ぐなり磁束
が通りに＜＜、伝達トルクが小さくなってしまう。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って
しまう。その結果、水路α四はドリブン（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唄擦熱を有効に放
熱することができなくなる。従って、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）やベアリング（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ん°・に、装
置外部【こ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、給排水設備を設けることなく、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ｉ＝　ｈｈ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、各ヒートパイプのそれぞれの放熱部又は
各ヒートパイプの放熱。

部の複数に跨設されるように冷却フィンを装着し、この
冷却フィンを貫通して第１の連結主体または第１の連結
主体の隣接部材に支持部材を固定し、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、冷却風によ
り冷却して外部に放熱すると共に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、ａＱは円周方向に複数
の穴（１６ａ）が形成されたリングドライブαηはリン
グドライブ（１）の各穴（１＆ｌ）にそれぞれ受−熱部
（１７ａ）が挿着され、それぞれ放熱部（１７ｂ）がリ
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、０８）は例えば各
ヒートパイプＱ７）のそれぞれの放熱部（１７ｂ）に装
着された冷却フィンであり、複数設けられている。α９
は例えばヒートパイプ０での半在方向内側に配置され、
冷却フィン賭を貫通して図は一例としてリングドライブ
（１６に隣接するプレート（１υにネジ結合により固定
された支持部材であり、ヒートパイプＧ′７）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ｕ６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Ｑｌ、　　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ＧＱ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ａＱ１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ｕｔ９のトルクがドリブン（３）に伝達され、リング
ドライブαＱに制動力がかかる。したがって、リングド
ライブｔｔｅとドリブン（３）とは磁化した登性匍子（
４月こより結合されてリングドライブＱ５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ｑ（２）と
ドリブン（３）との制動状態が解除されがリングドライ
ブ叫が再び元の状態で回転する。

ところで、リングドライブＵυとドリブン（３λ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（ｌ
υ、ドリブン（ａｌ、ｍ性旬子（４）が加熱さ２ｔて揄
１温となる。高温となったリングドライブＯＱの熱は各
穴（１６ａ）に挿着されたヒートパイプ１．１７）の受
熱部０７ａ）に吸収される。ヒートパイプ（鍔の受熱部
（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、蒸気となってヒートパイプαηの放熱
部Ｑ７ｂ）側へその内部で移動する。ヒートパイプα力
の放熱部（１７ｂ）側へ移動した作動液体の蒸気は、図
示しない冷却ファン等による冷却風によって冷却フィン
（′１８１によっ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Ｕη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Ｑ７）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α力の受熱部（１７ａ）で吸
収したリングドライブ・詞の熱、即ち、摩擦熱をヒート
パイプ印の受熱部（１７ａ）からヒートパイプαηの放
熱部（１７ｂ）へ輸送して周囲空気に放熱する。従って
、ヒートパイプαηの受熱部Ｑ７ａ）が挿着されたリン
グドライブαＱの熱はヒートパイプαηの受熱部Ｑ７ａ
）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ＯＧ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、動磁コイル
（６）やベアリング（９）の過熱防止も図れる。又、ヒ
ートパイプαη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メインテナンス作業が不
必要となる。さらに、冷却フィンｑ〜を貫通してプレー
トαυにネジ結合されて固定された支持部材ＯＩにより
、ヒートパイプα力の放熱部（ｒｒｂ）に作用する遠心
力を支持することができ、ヒートパイプａＤの放熱部（
１７ｂ）の振れを防止できる。

又、第８図に示すように支持部材的をヒートパイプ叩の
円周方向側でかつそのヒートパイプα力と同心円状に配
置して冷却フィン（ト）を貫通してリングドライブαＧ
に固定するようにしてもよい。又、必ずしも同心円状に
配置しなくてもよい。又、第４図に示すように各ヒート
パイプ叩の放熱部（１７ｂ）の複数例えば８木兄に跨設
して冷却フィン賭を装着し、ヒートパイプＵηの半径方
向内周側に支持部材Ｑｌを配置すると共に冷却フィン（
ト）を貫通してプレートＵυに固定するようにしてもよ
く、第５図に示すようにその支持部材的をヒートパイプ
αηの円周方向側に配置してリングドライブαＱに固定
するようにしてもよい。

又、上記実施例における冷却フィン叫は一般的にアルミ
ニウム材により製作されるが、その冷却フィン（至）の
少なくとも何れか一方側端部をアルミニウム材より硬質
の材質からなる例えば鉄材とすることにより、その鉄材
と支持部材０１とを溶接により固着することにより、さ
らに遠心力の支持効果を高めることができる。

又、上記各実施例ではヒートパイプｑηの放熱部（１７
ｂ）がリングドライブ（、ＩＯ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α力の放熱部（
１７ｂ）をリングドライブ〇四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。

ところで、上記説明では母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、
ｌ子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原
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、各ヒート
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、各ヒートパイプのそれぞれの放熱部に又は各
ヒートパイプの放熱部の複数に跨設されるように冷却フ
ィンを装着し、この冷却フィンを貫通して第１の連結主
体または第１の連結主体の隣接部材に支持部材を固定し
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／に設備を
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（、Ｌ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、第
５図はそれぞれこの発明の他の実施例に係るヒートパイ
プの放熱部を示す正面図、第６図、第７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、８Ｇは第１の
連結て体、（１６ａ）は穴、Ｕηはヒートパイプ、（１
７ａ）は受熱部、（１７ｂ）は放熱部、α樽は冷却フィ
ン、（１旧よ支持部材で゛ある。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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
   入された複数のヒートパイプ、上記各ヒートパイプのそ
   れぞれの放熱部又は上記各ヒートパイプの放熱部の複数
   に跨設されて装着された冷却フィンを貫通して上記第１
   の連結主体または上記第１の連結主体の隣接部材に固定
   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. （２）支持部材はヒートパイプの半径方向内周側に配置
   されている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. （３）支持部材はヒートパイプの円周方向側に配置され
   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。
4. （４）支持部材はヒートパイプと同心円状に配置された
   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。