CN109073004A - 使用磁粘性流体的联接装置 - Google Patents

Abstract

一种联接装置100，具备：由非磁性体形成的轴1；与轴1结合而与轴1一体地旋转的、由磁性体形成的盘8；磁粘性流体10；用于对磁粘性流体10给予磁场的电磁铁5；以及容纳轴1的一部分、盘8、磁粘性流体10以及电磁铁5的、由磁性体形成的磁轭壳体2。将磁轭壳体2中的磁粘性流体10夹于其间而与盘8对置的对置部3a、4a成为向盘8侧凹陷的凹形状。

Description

使用磁粘性流体的联接装置

技术领域

本发明涉及使用磁粘性流体的联接装置。

背景技术

作为这种技术，例如，存在下述的专利文献1所记载的技术。该现有技术如下那样地构成。

专利文献1所记载的旋转装置具备旋转体、与旋转体结合的环状的盘、电磁铁、以及覆盖这些部件的周围的壳体。磁粘性流体填充于壳体中。如果通过向电磁铁通电，从而对磁粘性流体施加磁场，则磁粘性流体的粘度变高，经由盘而对旋转体赋予制动力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-202429号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在此，在专利文献1中，作为壳体的材质，记载有塑料。如果由塑料等树脂材料形成壳体，则在装置的轻质化的点上为有利的。另一方面，如果优先强度，则由金属材料形成壳体。关于如专利文献1所记载的那样的装置，在由金属材料形成壳体的情况下，一般而言，通过切削加工而制作壳体。

在通过切削加工而制作壳体的情况下，存在如下那样的问题。由于对壳体个别地进行切削加工，因而存在各个壳体的尺寸的偏差变大的可能性，而且，难以大量生产壳体。

作为解决通过切削加工来制作壳体导致的上述的问题的方法，考虑到，例如，通过使用金属模具来对金属的板材进行冲压加工，从而制作壳体。根据冲压加工，与切削加工不同，由于壳体的各部分尺寸由制作一个即可的金属模具决定，因而能够容易地将各个壳体的尺寸的偏差抑制得较小。然而，如果仅仅对金属的板材进行冲压加工，将此前的切削加工制品置换成仅仅冲压加工制品，则难以提高由此制作的壳体中的主要部分(即，填充有磁粘性流体的部分)的刚性。如果壳体的上述主要部分的刚性变低，则担心该主要部分变得容易变形，装置的工作变得不稳定。

本发明鉴于上述实际情况而作出，其目的为，提供一种具备即使通过冲压加工等而制作壳体，也能够提高其主要部分的刚性的构造的壳体的、使用磁粘性流体的联接装置。

用于解决课题的方案

本发明是一种使用磁粘性流体的联接装置，该联接装置具备：由非磁性体形成的可动轴；与前述可动轴结合而与前述可动轴一体地活动的、由磁性体形成的可动部件；通过被施加磁场，从而粘度比被施加磁场之前更高的磁粘性流体；用于对前述磁粘性流体给予磁场的磁场产生器件；以及容纳前述可动轴的一部分、前述可动部件、前述磁粘性流体以及前述磁场产生器件的、由磁性体形成的磁轭壳体。将前述磁轭壳体中的前述磁粘性流体夹于其间而与前述可动部件对置的对置部成为向前述可动部件侧凹陷的凹形状。

由于施加磁场而导致的磁粘性流体的粘性的变化的程度或粘性的大小受到由上述对置部的部分划分形成的填充有磁粘性流体的空间的间隙尺寸的很大的影响。如果该间隙尺寸变化，则磁通量密度变化，由此，磁粘性流体所表现出的粘性的大小也变化。即，上述对置部是决定该联接装置的工作的稳定性的磁轭壳体的主要部分。

根据上述构成，上述对置部成为凹形状，由此，即使通过冲压加工等而制作壳体，也能够提高上述对置部的刚性。其结果是，上述对置部变得难以变形，该联接装置的工作的稳定性提高。由于联接装置的工作的稳定性提高，因而联接装置的性能提高。

另外，在本发明中，优选的是，前述凹形状成为环状的凹形状，由此在该环状的凹形状的中心侧部分，形成有向外方凸出的突起部，在前述突起部，形成有前述磁粘性流体的排出口。

根据该构成，与磁粘性流体的排出口形成为例如凹陷的部分或平坦的部分的情况相比，容易将从该排出口漏出的剩余的磁粘性流体拭去。另外，由于磁粘性流体的排出口形成于突起部，因而还存在该排出口的密封变得容易这一优点。即，根据上述的构成，能够改善联接装置的组装时的操作性。

而且，前述凹形状成为环状的凹形状，由此，在它的中心侧部分，形成有能够作为设置有磁粘性流体的排出口的部分而利用的突起部。即，前述凹形状成为环状的凹形状，由此，除了提高磁轭壳体的主要部分的刚性之外，还能够使联接装置的组装时的操作性改善。

而且，在本发明中，优选的是，前述磁轭壳体分割成相互结合的第一磁轭壳体和第二磁轭壳体，通过使前述第二磁轭壳体的侧壁部的在相对于前述可动部件的前述对置部的对置方向上的端面抵接于前述第一磁轭壳体的在该对置方向上的内表面，从而决定在前述第一磁轭壳体的前述对置部与前述第二磁轭壳体的前述对置部之间形成的间隙的尺寸。

根据该构成，能够容易地产生上述间隙的正确的尺寸，并且容易保持该尺寸。其结果是，能够进一步提高联接装置的工作的稳定性。另外，由于能够容易地产生间隙的正确的尺寸，因而还存在能够提高联接装置的量产性这一优点。

而且，在本发明中，优选的是，在前述第一磁轭壳体的前述内表面与前述第二磁轭壳体的前述端面抵接的抵接部的内侧，容纳前述磁场产生器件，从侧方观察前述磁轭壳体的情况下的从前述抵接部到前述磁场产生器件，前述第一磁轭壳体的侧壁部与前述第二磁轭壳体的侧壁部重合。

磁轭壳体中的包围磁场产生器件的部分成为由磁场产生器件产生的磁通量经过的通路。根据上述构成，从侧方观察磁轭壳体的情况下的从上述抵接部到磁场产生器件，使第一磁轭壳体的侧壁部与第二磁轭壳体的侧壁部重合，由此能够防止磁通量在该部分处变弱，由此，能够进一步提高联接装置的工作的稳定性。另外，能够确保其充分的工作力。

发明的效果

依据本发明，能够提供一种具备即使通过冲压加工等而制作壳体，也能够提高其主要部分的刚性的构造的壳体的、使用磁粘性流体的联接装置。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的联接装置的立体图；

图2是图1的A-A截面图；

图3是将图1所示的联接装置翻过来时的立体图；

图4是将图1所示的联接装置翻过来，且将橡胶盖拆卸时的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图并说明用于实施本发明的方式。

本发明所涉及的使用磁粘性流体的联接装置能够用作对受驱动的零件赋予制动力的制动器装置，或者使驱动轴与其从动轴连接或断开的离合器。

另外，磁粘性流体是具有通过被施加磁场，从而粘度比被施加磁场之前更高这一性质的众所周知的流体，也称为MRF(Magneto-rheological fluid)。该磁粘性流体是使作为强磁性粒子的例如羰基铁粉分散于油中的流体。作为磁粘性流体，存在使纳米尺寸非常微小的强磁性粒子分散于油中而成的流体。作为磁粘性流体的特征，存在如下的这一特征：能够根据所施加的磁场的强度，控制其粘性，而且，其粘性变化的响应性良好。

(联接装置的构成)

作为本发明的一个实施方式，以下所说明的使用磁粘性流体的联接装置100用作使用磁粘性流体的制动器装置。

如图1、图2等所示，本实施方式的联接装置100具备：作为能够围绕轴心旋转的可动轴的轴1；和磁轭壳体2，其容纳轴1的一部分。在轴1的前端部1a，安装有受旋转驱动的零件(未图示)。联接装置100是对该受旋转驱动的零件赋予制动力的制动器装置。

在轴1中的与其前端部1a相反的一侧的部分，固定有作为与该轴1一体地旋转的可动部件的圆盘形状的盘8。轴1由非磁性体形成，在本实施方式中，成为塑料制的轴1。作为形成轴1的除了塑料以外的材料，能够列举SUS304等。相对于此，上述的盘8和磁轭壳体2由磁性体形成。作为磁性体，能够列举铁、镍、钴以及这些金属的合金等强磁性体。

此外，轴1和盘8由例如粘接剂固定。另外，所谓磁轭壳体，是具有磁轭(轭铁)的功能的壳体。通过由前述的那样的磁性体形成壳体，从而能够使壳体具有磁轭(轭铁)的功能。

在磁轭壳体2的内部，容纳作为磁场产生器件的环状的电磁铁5。电磁铁5是例如将铜丝等卷绕于塑料制的环状的筒管6的外周凹部而成的。将缠绕有铜丝的部件作为线圈7而在图2中示出。电流经由截面L字状的端子14而供给到线圈7。端子14受端子罩15保护。

在磁轭壳体2的内部空间中的容纳前述的盘8的中央部的空间，填充有磁粘性流体10。填充有磁粘性流体10的空间与容纳电磁铁5的空间之间由环状的橡胶衬垫11、12密封，从而磁粘性流体10不会泄漏到电磁铁5侧。另外，橡胶衬垫13外插于轴1，该橡胶衬垫13导致磁粘性流体10不会从磁轭壳体2向轴1的前端部1a侧泄漏。详情后面阐述，嵌入在磁轭壳体2中的第一磁轭壳体4的中央部形成的突起部4b的橡胶盖9导致磁粘性流体10不会从磁轭壳体2向与轴1的前端部1a相反的方向泄漏。

磁轭壳体2分割成相互结合的下侧的第一磁轭壳体4和上侧的第二磁轭壳体3。通过使第一磁轭壳体4和第二磁轭壳体3嵌合而铆接固定，从而形成磁轭壳体2。如图3、图4所示，在第一磁轭壳体4的底面的外缘部，设置有铆接固定部17。

将第一磁轭壳体4中的磁粘性流体10夹于其间而与盘8对置的对置部4a成为向盘8侧(即，壳体内部侧)凹陷的凹形状。对于第二磁轭壳体3，也同样如此，将第二磁轭壳体3中的磁粘性流体10夹于其间而与盘8对置的对置部3a成为向盘8侧(即，壳体内部侧)凹陷的凹形状。

在此，通过使第二磁轭壳体3的侧壁部3d的在相对于盘8的前述的对置部3a、4a的对置方向上的端面3c抵接于第一磁轭壳体4的在该对置方向上的内表面4e，从而决定在前述的对置部3a与前述的对置部4a之间形成的间隙的尺寸S。即，第一磁轭壳体4的上述内表面4e与第二磁轭壳体3的侧壁部3d的上述端面3c抵接的抵接部B是决定间隙的尺寸S的部分。

对从侧方观察磁轭壳体2的情况下的方向标记符号C且在图2中示出。在上述抵接部B的内侧边上(すぐ内側)，容纳电磁铁5。从侧方观察磁轭壳体2的情况下的从抵接部B到电磁铁5，第一磁轭壳体4的侧壁部4f与第二磁轭壳体3的侧壁部3d重合。此外，使第一磁轭壳体4的侧壁部4f与第二磁轭壳体3的侧壁部3d重合的长度不限于图2所示的长度。

对第一磁轭壳体4的中央部分的形状进行说明。如前所述，将第一磁轭壳体4中的磁粘性流体10夹于其间而与盘8对置的对置部4a成为向盘8侧(即，壳体内部侧)凹陷的凹形状。该凹形状是环状，是环状的凹形状，因此，在它的中止侧部分，形成有向外方凸出的突起部4b。在第一磁轭壳体4的该突起部4b，开设有两个排出孔4c。这些排出孔4c是用于将磁轭壳体2内的磁粘性流体10排出的排出口。此外，排出孔4c还用于将磁粘性流体10向磁轭壳体2内填充。橡胶盖9嵌入突起部4b，使得磁粘性流体10不会从排出孔4c泄漏。

此外，在橡胶盖9嵌入突起部4b的状态下，橡胶盖9不会从第一磁轭壳体4的下表面向下方冒出(飛び出す)。由此，由于大体上根本不会与橡胶盖9的角碰撞，因而防止橡胶盖9脱落。另外，与橡胶盖9不会冒出相应地，与存在橡胶盖9冒出的情况相比，联接装置100变得小型。

对于第二磁轭壳体3，也同样如此，它的对置部3a的形状成为环状的凹形状，由此，它的中心侧部分成为凸部。该凸部是在内部容纳橡胶衬垫13、并且支撑和容纳轴1的部分。关于凸部的前端部3b，其直径缩小，由于设置于轴1的凸缘部1b与该部分的轴方向内表面碰撞，因而轴1不会向磁轭壳体2外冒出，而是容纳于其内部。

此外，当设置于轴1的凸缘部1b与第二磁轭壳体3的上述前端部3b的轴方向内表面碰撞时，第二磁轭壳体3的对置部3a与固定于轴1的盘8不会碰撞。另外，关于其相反方向，当轴1的轴端与第一磁轭壳体4的突起部4b的内表面碰撞时，第一磁轭壳体4的对置部4a与固定于轴1的盘8不会碰撞。这样，磁轭壳体2的对置部3a、4a的内表面与旋转的盘8不会直接接触而互相摩擦。由此，防止对置部3a、4a的内表面和盘8损伤。

如图1、图3、图4所示，在第一磁轭壳体4的外周部，设置有止转部16。磁轭壳体2经由该止转部16而固定于静止物(未图示)。

此外，构成磁轭壳体2的第一磁轭壳体4和第二磁轭壳体3是例如对磁性体的金属板进行冲压加工而制作的。即，前述的对置部3a、4a、突起部4b以及前端部3b是通过冲压加工而拉深成形的部分。

也可以分别分开制作轴1和盘8，随后，用粘接剂等将两者固定(结合)，但也可以通过嵌件成形这一方法而制作使轴1和盘8结合而成的部件。所谓嵌件成形，是如下的这一方法：通过预先将盘8放入轴1的金属模具，随后，对轴1进行注塑成形，从而制作结合有金属的盘8的轴1。

(联接装置的动作)

对使用磁粘性流体的联接装置100的动作进行说明。当电流未流过电磁铁5的线圈7时，由于磁粘性流体10的粘性低，因而未特别地对在轴1的前端部1a安装的旋转的零件(未图示)赋予制动力。因此，轴1与该旋转的零件一起旋转，而不会特别地从磁粘性流体10受到阻力。

如果使电流流过线圈7，则在电磁铁5的周围产生磁场。由于通电到线圈7而产生的磁力线(磁通量)如在图2中示出磁路L那样，主要循环于磁轭壳体2内部。此外，将磁通量经过的绕行一周的磁路L(磁通量的通路)称为磁回路。

所产生的磁场导致磁粘性流体10的粘度变高。另外，磁粘性流体10中的强磁性粒子如使在第二磁轭壳体3的对置部3a与盘8之间和盘8与第一磁轭壳体4的对置部4a之间结合那样沿着磁路L并排。由此，在所产生的磁场为强磁场的情况下，盘8经由磁粘性流体10而相对于磁轭壳体2固定，轴1的旋转终止。由此，在轴1的前端部1a安装的零件(未图示)也终止其旋转。根据所产生的磁场的强度，虽然不至于到导致轴1的旋转停止，但对在轴1的前端部1a安装的零件(未图示)赋予制动力(制止力)。此外，制动力的大小能够用流过线圈7的电流的大小来控制。

磁粘性流体10中的强磁性粒子的响应速度快，例如，如果重复通电到线圈7、不通电，则响应速度良好地重复制动力的间断，在轴1的前端部1a安装的零件(未图示)通过该制动力的间断而例如响应速度良好地重复旋转和停止。

(变形例)

在前述的实施方式中，作为磁场产生器件，使用电磁铁5，但也可以代之而使用永久磁铁。如果作为磁场产生器件，使用永久磁铁，则本发明所涉及的联接装置成为始终赋予一定的制动力的制动器装置。

而且，作为用于对磁粘性流体给予磁场的磁场产生器件，也可以使永久磁铁和电磁铁组合而使用。例如，始终通过永久磁铁而经由磁粘性流体来赋予一定的制动力，在解除或增强该制动力的情况下，使电流流过电磁铁，控制磁粘性流体的粘性。

构成前述的联接装置100的作为可动轴的轴1是旋转的轴，但即使是线性地(直线地)活动的轴，也能够适用本发明。

磁轭壳体2(第一磁轭壳体4和第二磁轭壳体3)也可以通过在高温下使磁性体的金属粉体固结的烧结法而制作，以代替通过冲压加工而制作。

第一磁轭壳体4和第二磁轭壳体3分别由磁性体的一块金属板构成。也可以代之而成为磁性体的多块金属板重合而成的第一磁轭壳体4。对于第二磁轭壳体3，也同样如此。即，第一磁轭壳体4和第二磁轭壳体3中的两方或一方也可以是层叠板。

此外，在本领域技术人员能够设想的范围内，能够进行各种变更。

符号说明

1：轴(可动轴)

2：磁轭壳体

3：第二磁轭壳体

3a：对置部

3c：端面

3d：侧壁部

4：第一磁轭壳体

4a：对置部

4b：突起部

4c：排出孔(排出口)

4f：侧壁部

4e：内表面

5：电磁铁(磁场产生器件)

8：盘(可动部件)

10：磁粘性流体

100：联接装置

B：抵接部

S：间隙的尺寸。

Claims (4)

1.一种使用磁粘性流体的联接装置，具备：

由非磁性体形成的可动轴；

与所述可动轴结合而与所述可动轴一体地活动的、由磁性体形成的可动部件；

通过被施加磁场，从而粘度比被施加磁场之前更高的磁粘性流体；

用于对所述磁粘性流体给予磁场的磁场产生器件；以及

容纳所述可动轴的一部分、所述可动部件、所述磁粘性流体以及所述磁场产生器件的、由磁性体形成的磁轭壳体，

将所述磁轭壳体中的所述磁粘性流体夹于其间而与所述可动部件对置的对置部成为向所述可动部件侧凹陷的凹形状。

2.根据权利要求1所述的使用磁粘性流体的联接装置，其特征在于，

在该联接装置中，

所述凹形状成为环状的凹形状，由此在该环状的凹形状的中心侧部分，形成有向外方凸出的突起部，

在所述突起部，形成有所述磁粘性流体的排出口。

3.根据权利要求1或2所述的使用磁粘性流体的联接装置，其特征在于，

在该联接装置中，

所述磁轭壳体分割成相互结合的第一磁轭壳体和第二磁轭壳体，

通过使所述第二磁轭壳体的侧壁部的在相对于所述可动部件的所述对置部的对置方向上的端面抵接于所述第一磁轭壳体的在该对置方向上的内表面，从而决定在所述第一磁轭壳体的所述对置部与所述第二磁轭壳体的所述对置部之间形成的间隙的尺寸。

4.根据权利要求3所述的使用磁粘性流体的联接装置，其特征在于，

在该联接装置中，

在所述第一磁轭壳体的所述内表面与所述第二磁轭壳体的所述端面抵接的抵接部的内侧，容纳所述磁场产生器件，

从侧方观察所述磁轭壳体的情况下的从所述抵接部到所述磁场产生器件，所述第一磁轭壳体的侧壁部与所述第二磁轭壳体的侧壁部重合。