JPS63149433A - 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（７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５図は例えば「三菱を磁クラッチ・ブレーキ＜総合カ
タログ〉、昭和６０年９月発行」の２−２匹〜２−５良
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、中は図示しない原切機により
駆動される回転・袖・２１に取付けられ、回転４＠＋２
１と連動して回転する環状の第１の連結上体ｃ以下、リ
ングドライブと称ｆ）、（３：はリングドライブｉｌ＋
の内向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。１４）はリングドライブ…とドリブ
ン・３１との間の環状の空隙に充填された磁性粒子であ
り、感化することにより固体状となり、リングドライブ
Ｉｌｌとドリブン１３）との間のトルク伝達媒体となる
。（６）ハリングドライブ…の作置側に配設された励磁
装置であり、励磁コイル（６１とステータ（７）により
構成され、励磁コイル（６）の付勢により磁束を発生さ
せ、磁性粒子１４１を感化させてリングドライブ１１１
とドリブン（３１との間に伝達トルクを発生させる。（
８）は励磁装置１６）のステータｉ力の一方側に取付け
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）全介在
させて回転軸（２）を支持する。（１０１は励磁装置１
５１のステータ（力の他方端とドリブン１３１とを結合
固着するブラケットであり、貫通口（１０ａｌ、（Ｊｏ
ｂ）か形成されている。山）はリングドライブ＋ＩＩ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、（Ｉ匂はプレート山）＃ＩＣ取付
けられた放熱フィンである。

次に動作について説明する。今、回転＠（２１が回転し
ているとき、リングドライブ；１１も回転している。こ
の状態で励磁装置＋５１の励磁コイル（６１ケ付勢する
と、ステータ（７）、リングドライブＩｌ＋、ドリブン
３１を回路とした強力な磁束りが発生し、リングドライ
ブ１１１とドリブン１３１との間の環状の空隙に充填さ
れた磁性粒子１４）が磁化されて結束して固化する。こ
のときの磁性粒子１４１間の１亘結力及び磁性粒子（４
１とリングドライブ１！１、あるいは磁性粒子（４）と
ｒリジン１３１の接帥面との亭擦力によりリングドライ
ブ…のトルクがＦリジン１３；に伝達され、リングドラ
イブ１１１に制動力がかかる。このドリブン（３Ｊに発
生する制動トルクはブラケット（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
１　＃’：ｌ外部の固定部に取付けられており、ドリブ
ン１３１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）とドリフ゛ン（３１
とは磁化した磁性粒子（４１により結合されてリングド
ライブ…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、ブレーキがかかり。

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−がなくなり磁化した磁性粒子１４）が元
の状態に戻り、リングドライブＩｌｌとドリプ／＋３１
との制動状態が解除され、リングドライブ１！１が再び
元の状態で回転する。

ところで、リングドライブ１１１、ドリブン（３）は、
磁性粒子１４１との譜擦接軸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（３１が非常に加
熱されて発熱し、磁性粒子（４１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凰１．ドリブン（３１の連結部
に発生する室擦熱ケプレー）　Ｌｌｌ＋に取付けた放熱
フインリ壜により空気中に放熱している・しかし、放熱
フィン１１２１による放熱だけではリングドライブ（１
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１４１の酸化焼結？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６図に示
す。第６図において、０３１．α４Ｉはドリブン１３１
に形成された冷却水の給水口および排水口である。（１
６１はドリブン（３）に給水口重、排水口Ｉと連通して
形成された環状の水路である。

給水口α噂より冷却水が入り、水路１１［ｆｌｋ流通し
て排水口Ｉより冷却後の水が排水されて、連結部の発生
熱全外部に放出するようにしている。

〔発明が１ｖ１！決しようとする問題点〕しかしながら
上述した従来ｇ１１では、ドリブン（３：に設けた水路
■が摩擦熱の発生する部分より離れてＡるため、曜擦に
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’８＞％　’＋５１　ｆ摩擦熱の発生するドリブン（
３１の外筒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ってし１う。父
、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、トルクに増加せず、更ＶＣ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
ってし普う。その結果、水路りωはドリブン（３１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…
、ドリブン１３１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。従って、その摩擦熱により
ステータ１７）や取付部材（８１を介して励磁コイル（
６１やベアリング（９）が過熱される問題点がある。又
、ドリブン１３１に冷却水金通流させるために、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幀性の装置
を得ることを目的とする。

〔問題点を１４１！！決するための手段〕この発、明に
係る連結装置は、回転ＭＫ取付けられ、内輪と外輪によ
り環状の第１の連結主体全構成し、内輪、外輪の少なく
とも何れか一方に軸方向に延在する長溝を円周方向に複
数形成し、内輪と外輪との間の長溝部で回転中に液層部
を成す第１の中空室を形成し、第１の中空室の軸方向端
部の何れか一方側に第１の中空室と連通し回転中に気相
部を成す第２の中空室を形成し、管体の開口側の一方端
をそれぞれ上記６中空室に連通ずるよう配設すると共に
管体の閉口側の他方端をそれぞれ第１の連結主体の端部
空間に延在させ、管体内及び中空室内を真空減圧後入発
性を有する作動液体伊所定酸封入したものである。

〔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＠１の連結主体の中空室で吸収して管体に輸送し、冷
却風により冷却して外部に放熱する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例ケ第１図〜第４凶に基づいて
説明する。これら各図において、Ｑｌｌは内＃ｋ（Ｉａ
ａ）と外輪（１６ｂ）とにより構成されたリングドライ
ブであり、図に一例として内輪（１６ａ）の外表面に軸
方向に延在する長溝（＋ａｃｌを円周方向に複数形成し
、内輪（１ｅａ）と外輪（１６ｂ）との間の長溝（１６
ｃ）都で回転中に液層部ケ成丁第１の中空室（１６ｄ）
　を形成し、内輪（１６ａ）の、ＪＪＪｌの中空室ｒｔ
ａａ）の軸方向端部の回れか一方側、例えば左側端に第
１の中空室（１６ａ）と連通し、ｌ１ＩＪち、長溝（１
６ｃ　）より深い溝を形成して連通し、回転中に気相部
を成す第２の中空室（１ｅｅ）を形成している。Ｉｌη
は一方端（１７ａ）が開口され他万端（１７ｂ）が閉口
され、−刃端（Ｊ７ａ）がリングドライブＩＩ８の各中
空室（ｌａｄｌ、（１６ｅ）内にそれぞれ連通ずるよう
配設され、他方端（１７ｂ）がリングドライブ１ｌｆｌ
の端部空間、１ａｌＪち、リングドライブ１６１の左側
端部空間に延在する管体、岐は管体Ｑ７１内及び中空室
（１６４１，（１６ｅ）内を真空減圧後所ご酸村人され
た蒸発性を有する例えばフロン。

アンモニア、水等の作動液体である。＋３１１ｆｉ管体
１７１に装着され、各管体１１７）　ｉ一体支持する環
状冷却フィンであり、複数設けられている。

次ＶＣ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！０も回転している。こ
の状態で励磁装置−６１の励磁コイル−６１七付努する
と、ステータ（７）、リングドライブ＋８１、ドリブン
１３１を回路とした強力な磁束−が発生し、リングドラ
イブ＋ｌｄとドリブン１３）との間の環状の空隙に光調
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１４１間のｔ＠結力及び磁性粒子（
４１とリングドライブ（イ）、あるいは磁性粒子（４１
とｒリジン１３１の接触向との摩擦力により、リングド
ライブＩＩＧのトルクがドリブン＋３１に伝達され、リ
ングドライブ（ｌＧに制動力がかかる。したがって、リ
ングドライブｕＯとドリブン（３１とは磁化した磁性粒
子＋４１により結合されてリングドライブ（Ｉυ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。制動を解除でるときけ、励磁コイル（
６）を消勢することＫより磁束−がなくなり磁化した磁
性粒子１４１が元の状態に戻り、リングドライブ１１６
１とドリブン１３１との制動状態が解除されるがリング
ドライブ０８１が再び元の状態で回転する。

七ころで、リングドライプリυとドリブン１３１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（Ｊ
υ、）″リプン＋ａｌ、＜ｇ性粒子＋４１がｍＭされて
高温となる。高温となったリングドライブαＧの熱は内
輪（１６ａ）と外輪（１６１））との間の長溝（１６ｃ
）部で形成された第１の中空室１］６ｄ）に吸枢される
。第１の中空室ｒ１６ｄ）で吸収した熱に−りその内部
に封入されたフロン等の作動液体（１４Ｉ・ゴ加熱され
てその熱分を蒸発潜熱として奪い某気化し、蒸気となっ
て第２の中空室（ｔａｅ）を、掻で管体開側へその内部
で移動する。管体１７１側へ移動した作動液体１！＆の
蒸気は、図示しなｈ冷却ファン等による冷却風によって
周囲空気により冷却される。このとき、フロン等の作！
Ｉｈｔｉ、体＋８１の天気に凝縮して液化するが、凝縮
潜熱全周非空気に放熱する。凝縮して液化した作動液体
・１８１［リングドライブ−１６１の第２の中空室（１
６ｅ）　？、経て第１の中空室ｒｌｆｌｄ）側へその内
部で移動して戻る。このように、第１の中空室ｒ１６ｄ
）、　第２の中空室（１６ｅ）　、管体Ｈ内の作動液体
（１８１の蒸気化、液化の４０９返しにより、リングド
ライブｄＯの第１の中空室ｒ１６ｄ）で吸収したリング
ドライブＩＱの熱、即ち、摩擦熱？　ＩＪソングライブ
＋１６１の１１の中空室（ｌｆｌｄ）から第２の中空室
（１６ｓ）を経て管体１１７＋内へ輸送して周囲空気に
放熱する。

従って、リングドライブ・１１の夷１の中空室ｒ　１ｓ
ａ）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Ｕとドリブン＋３１の連結部
の冷却全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
１６）やベアリング（９）の過熱防止も図れる。

父、リングドライブａＯの第１の中空室ｒ１ａａ）　。

第２の中空室ｒｌｅｅ）及び管体１刀内の作動液体α樽
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必要と
なる。

又、第１の中空室（１６ｄ）を作動液体０８１の液層部
としたので過電の作動液体ｇｓ’ｌ使用することができ
、作動液体Ｈのロスをなくせる。

尚、上記実施例では第１の中空室（１６（１）ｌ叱２の
中空室（ｌｅｅ）　ｔｄ　＋）ングドライブＱｅの内輪
（１６ａ）に形成された場合について述べたが、第１の
中空室（１６ｄ）　ｉ　Ｉ）ングドライブ’Ｉ・の外輪
（１６ｂ）の内表面側に形成し、第２の中空室（１６ｅ
）　２　＋）ングドライブαＧの内ｔ＊ｒ１６ａ）の外
表面に形成するようにしてもよく、上記実施例と同様の
効果を奏する。

父、第１図に示すよりに管体（１７１に複数の環状冷却
フィン四により、谷管体藺が一体支持され、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、上記各実施例では第２の中空室（１６ｅ）を左側に
設けて管体ａηがリングドライブＩＩ８の左側端部全問
に延在〒る場合につめて述べたが、第２の中空室（１８
ｅ）　ｆｒ：右側に設けて管体Ｏη’ｋ　ＩＪングドラ
イブαＱ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。父、第２の中空室（ＪＩ５ｅ）？左右両側に
設けて両端部壁間に管体１１η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
、　ｉ７Ｄち、プレー−？装置に適用して場合について
述べたが、第１％第２の連結主体が回転する場合、聞ち
、クラッチ装置ＶＣ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、内
輪と外輪により環状の第１の連結主体を構成し、内輪、
外輪の少なくとも何れか一方に軸方向に延在する長溝を
円周方向に複数形成し、内輪と外輪との間の長溝部で回
転中に液層部を成す第１の中空室を形成し、第１の中空
室の軸方向端部の＋’０］れか一方側に第１の中空室と
連通し回転中に気相部を成す第２の中空室を形成し、管
体の開口側の一方端をそれぞれ上記各中空室に連通ずる
よう配設すると共に管体の閉口側の他方端をそれぞれ第
１の連結主体の端部空間に延在させ、管体内及び中空室
内を真空減圧後入発性を有する作動液体を所定は封入し
たことにより、第１の連結主体の熱ゲ作動液体の蒸気化
、液化の繰り返しにより第１の連結主体の中空室から管
体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Ｉ
Ｃ奪い効率よぐ冷却でき、メインテナンスフリーの高信
頓性の装置が得られる。

【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？示す断面側面図、第２図はこの発明に係る管体部
を示すＩＥ面図、第Ｓ図は第１図１１１−１１１線にお
ける断面図１．第４図は第１図ｆｆ−ｆｆ線における断
面図、第５図、第６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、（２１は回転軸、１３１は第２の連結主体
、（４１は磁性粒子、−６１は励磁装置、ｔｌｅは第１
の連結主体、（１６ａ）　Ｉｔｓ内輪、（ｕｂ）　ｔｒ
ｉ外輪、ｒ１６ｃ）は長溝、Ｎ６ａ）は′＠１中空室、
（１６ｅ）は第２の中空室、（１７ｂ）は他方端、ｔＪ
ｌは作動液体、翰は環状冷却フィンである。 閏、図中同一符号は同−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、内輪と外輪により構成され
   、上記内輪、外輪の少なくとも何れか一方に軸方向に延
   在する長溝を円周方向に複数形成し、上記内輪と外輪と
   の間の長溝部で回転中に液層部を成す第１の中空室を形
   成し、上記第１の中空室の軸方向端部の何れか一方側に
   上記第１の中空室と連通し回転中に気相部を成す第２の
   中空室を形成する環状の第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、一方端が開口され他方端が閉口され、
   上記一方端が上記第１の連結主体の各中空室内にそれぞ
   れ連通するよう配設され、上記他方端がそれぞれ上記第
   １の連結主体の端部空間に延在する管体、上記管体内及
   び上記中空室内を真空減圧後所定量封入された蒸発性を
   有する作動液体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）第１の中空室、第２の中空室は内輪側に設けたこ
   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. （３）第１の中空室は外輪の内表面側、第２の中空室は
   内輪の外表面側に設け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）回転軸に取付けられ、内輪と外輪により構成され
   、上記内輪、外輪の少なくとも何れか一方に軸方向に延
   在する長溝を円周方向に複数形成し、上記内輪と外輪と
   の間の長溝部で回転中に液層部を成す第１の中空室を形
   成し、上記第１の中空室の軸方向端部の何れか一方側に
   上記第１の中空室と連通し回転中に気相部を成す第２の
   中空室を形成する環状の第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、一方端が開口され他方端が閉口され、
   上記一方端が上記第１の連結主体の各中空室内にそれぞ
   れ連通するよう配設され、上記他方端がそれぞれ上記第
   １の連結主体の端部空間に延在する管体、上記管体内及
   び上記中空室内を真空減圧後所定量封入された蒸発性を
   有する作動液体、上記管体に装着され、上記各管体を一
   体支持する環状冷却フィンを備えたことを特徴とする磁
   性粒子式電磁連結装置。