CN1783674A - 圆筒型涡电流轴连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种圆筒型涡电流轴连接装置，其包括：设有磁铁的圆筒型转子；以及上述转子向半径的方向间距一定的孔隙插入进去后，能使上述转子的转动产生涡电流的具备导电体的圆筒型连接器。本发明通过利用圆筒型的转子和连接器把转子一侧的转动力用非接触的方式传送到连接器，或者可以通过控制转子一侧的转动力或设计多样的、在上述转子上设的磁铁的磁化排列模式来达到符合使用圆筒型涡电流轴连接装置的要求。

Description

圆筒型涡电流轴连接装置

技术领域

本发明涉及一种轴连接装置，特别是涉及一种利用圆筒型转子和连接器，采用非接触的方式传递或制动转动力，把所附着的磁铁的磁化排列的模式设计成符合轴连接装置的使用目的形式，从而能在耦合和制动装置等使用的圆筒型涡电流轴连接装置(Device of Cylindrical Eddy CurrentAxis Connection)。

背景技术

一般来说，具备两极磁铁的磁盘和电器传输钣相对时，任何一侧转动，另一个转动钣则会产生涡电流，所以导电体和磁铁之间就会产生磁摩擦，由上述的摩擦把一侧的动力传送到另一侧。

请参阅图1所示，其为根据现有技术的涡电流耦合的实施图。

根据现有技术的涡电流耦合的构成，其包括转子1和连接器2

上述转子1，其包括：形成主体并作为涡电流的循环通道的圆筒型转子主体13；设在上述转子主体上以N极和S极交叉排列的8个磁铁11；以及在上述转子主体13中与上述磁铁11的反面连接的连接器轴15。

上述连接器2，其包括：形成主体并作为涡电流的循环通道的圆筒型连接器主体23；与上述磁铁11相对并上述转子转动的时候产生涡电流的导电钣21；以及在上述连接器主体23中与上述导电钣的反面连接的连接器轴23。

下面看一下如此构成的现有技术的操作。

上述转子1在转动时，在上述转子1的磁铁11上与此相对的连接器2的导体钣中诱导出涡电流，根据上述诱导出的涡电流和磁铁11的磁场的相互作用使连接器转动。

即，转子的轴15转动时，根据上述磁铁11及导体钣21产生了通过上述转子主体13及连接器主体23的诱导涡电流，根据被诱导的涡电流再形成磁场，因此根据如此发生的磁场和设在上述转子1的磁铁11之间产生的磁摩擦来转动上述连接器2。

在此，需要改变上述连接器2的转动速度时，就变换上述导体钣21和磁铁11之间的距离(以下称孔隙)来调整磁摩擦。例如，上述孔隙变窄就会增加磁摩擦，跟着上述转子1的传送到连接器2的转动力也越多，以此来增加上述连接器2的转动速度。相反孔隙变宽，磁摩擦就会减少，上述连接器2的转动速度也会减弱。

但是，根据现有技术的涡电流耦合的构成在于：在上述磁铁的排列方式中只能用N极和S极交替排列的磁化排列模式的圆钣型转子1，缺陷在于：不能选择符合上述涡电流耦合的使用目的的转动速度及对话等的涡电流耦合。

由此可见，上述现有的涡电流耦合的构成在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决涡电流耦合的构成存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的涡电流耦合的构成存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的圆筒型涡电流轴连接装置，能够改进一般现有的涡电流耦合的构成，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的涡电流耦合的构成存在的缺陷，而提供一种新型结构的圆筒型涡电流轴连接装置，所要解决的技术问题是使其利用圆筒型的转子和连接器，把转子的转动力用非接触的方式传送到连接器一侧，同时制动转子的侧转动，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种圆筒型涡电流轴连接装置，所要解决的技术问题是使其提供圆筒型涡电流轴连接装置的磁铁的多种磁化排列模式，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种圆筒型涡电流轴连接装置，其包括：设有磁铁的圆筒型转子；以及上述转子沿半径的方向间距一定的孔隙插入进去后，能使上述转子的转动产生涡电流的具有导电体的圆筒型连接器。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的转子包括：形成上述涡电流循环路径的圆筒型转子主体；位于上述转子主体外侧的圆筒型磁铁；以及与上述转子主体结合的第一轴。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的连接器包括：设有插入上述转子的插入孔；上述涡电流的循环路径的圆筒型连接器主体；位于上述插入孔的内部侧面的圆筒型导电体；以及与上述连接器主体结合的第2轴。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的连接器还包括为了变换上述转子的插入面积，使上述连接器主体及导电体在上述第2轴上沿着轴方向移动的插入面积的调整手段。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的插入面积的调整手段包括：贯通上述连接器主体及导电体的贯通孔；在上述贯通孔延长的位置上向轴方向形成的连接孔；以及通过上述贯通孔在多个连接孔中选择其中一个连接孔连接的固定上述连接器主体和第2轴的连接螺丝。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的连接器还包括支撑其一侧并不使其旋转的固定手段。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的磁铁的磁化模式是Halbach型排列。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的磁铁的磁化模式是垂直型排列。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的磁铁的磁化模式是放射型排列。

前述的圆筒型涡电流轴连接装置，其中所述的磁铁的磁化模式是水平型排列。

经由上述可知，本发明是关于一种圆筒型涡电流轴连接装置，其包括：设有磁铁的圆筒型转子；以及上述转子向半径的方向间距一定的孔隙插入进去后，能使上述转子的转动产生涡电流的具备导电体的圆筒型连接器。本发明通过利用圆筒型的转子和连接器把转子一侧的转动力用非接触的方式传送到连接器，或者可以通过控制转子一侧的转动力或设计多样的、在上述转子上设的磁铁的磁化排列模式来达到符合使用圆筒型涡电流轴连接装置的要求。

借由上述技术方案，本发明圆筒型涡电流轴连接装置至少具有下列优点：

1、本发明的圆筒型涡电流轴连接装置的效果在于：可以根据涡电流控制转动或连接器，所以不会因转动而磨损零件，能提供洁净的工作环境，因为转子和连接器是分离的，容易进行第一轴和第二轴的分解及组装，任意一个的震动不会传送到另一个轴上，假如转子和连接器的转动中心不一致也能传送动力并控制。

2、本发明的圆筒型涡电流轴连接装置在可转动的时候，作为耦合不仅可以把转子的动力传送到连接器，而且连接器固定在固定体的时候，作为制动器可以同时执行控制转子动力的双重作用。

3、根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置磁铁和导电体是圆筒型结构，所以保持着上述圆筒型的圆柱方向的一定孔隙，可以简单变更转子插入连接器的程度而调整磁摩擦的大小，并控制转子的转动速度和转子的制动对话。

4、根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置，内设的磁铁是圆筒型结构，因为磁铁的磁化排列模式可以多样化，所以可以根据条件提高自由度来设计。

综上所述，本发明特殊结构的圆筒型涡电流轴连接装置，利用圆筒型的转子和连接器，把转子的转动力用非接触的方式传送到连接器一侧，同时制动转子的侧转动；同时，本发明提供了圆筒型涡电流轴连接装置的磁铁的多种磁化排列模式，从而更加适于实用。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的涡电流轴连接装置具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是现有技术的涡电流耦合的实施图。

图2是圆筒型涡电流轴连接装置的实施图。

图3是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置的分析实施图。

图4是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置的剖面图。

图5是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置A-A’剖面图，是具备采用Halbach型磁化模式排列磁铁的转子图面。

图6是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置A-A’剖面图，是具备采用垂直型磁化模式排列磁铁的转子图面。

图7是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置A-A’剖面图，是具备采用放射型磁化模式排列磁铁的转子图面。

图8是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置A-A’剖面图，是具备采用水平型磁化模式排列磁铁的转子图面。

图9是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置的各种磁铁磁化模式中的依据转子的转动角度的磁密度的曲线图。

图10是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接的各种磁铁磁化模式中的根据转子的RPM的制动对话的曲线图。

3：转子                               4：定子

31：磁铁                              32：铁芯

33：转子主体                          35：第一轴

41：导电体                            41a：导电体贯通孔

43：连接器主体                        43a：连接器主体贯通孔

45：第二轴                            47：插入孔

50：孔隙                              51：连接螺丝

52：连接孔                            60：固定体

61：键                                62：键孔

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的圆筒型涡电流轴连接装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，其是现有技术的涡电流耦合的实施图；请参阅图2所示，其是圆筒型涡电流轴连接装置的实施图；请参阅图3所示，其是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置的分析实施图；请参阅图4所示，其是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置的剖面图；请参阅图5所示，其是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置A-A’剖面图，是具备采用Halbach型磁化模式排列磁铁的转子图面；请参阅图6所示，其是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置A-A’剖面图，是具备采用垂直型磁化模式排列磁铁的转子图面；请参阅图7所示，其是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置A-A’剖面图，是具备采用放射型磁化模式排列磁铁的转子图面；请参阅图8所示，其是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置A-A’剖面图，是具备采用水平型磁化模式排列磁铁的转子图面；请参阅图9所示，其是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置的各种磁铁磁化模式中的依据转子的转动角度的磁密度的曲线图；请参阅图10所示，其是根据本发明的圆筒型涡电流轴连接的各种磁铁磁化模式中的根据转子的RPM的制动对话的曲线图。

如图2和图4所示，根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置包括转子3和连接器4。

上述的转子3，其包括：为了形成被诱导的涡电流的循环路径而用钢制成的圆筒型转子主体33；上述圆筒型转子主体33的外侧设的圆筒型磁铁；以及与上述圆筒型磁铁主体的中心结合的第一轴。

如图3所示，上述的圆筒型磁铁31，磁化模式以halbach型排列，垂直型排列，放射型排列就或/和水平型排列等组成。

上述的连接器4，其包括：上述的转子3利用一定的孔隙50向轴方向插入的、位于圆筒的中心的插入孔47；为了形成被诱导的涡电流的循环路径而用钢制成的圆筒型连接器主体33；上述的插入孔47的内部侧面设的圆筒型导电体41；以及与上述的转子3插入上述的插入孔47的反面插入的第二轴。

在上述的连接器主体43及导电体41中，侧面的任何一侧沿半径方向一体贯通的连接器主体贯通孔43a及导电体贯通孔41a向轴的方向在上下两侧各自形成2个，在上述的第二轴45上，上述的连接器主体43的插入孔47中插入第2轴45时，在轴方向4个连接器52向上述的贯通孔43a、41a延长的方向各自上下形成，通过上述的2个贯通孔43a、41a在上述的4个连接器52中选择连续的2个连接孔52，用2个连接螺丝各自固定上述的连接器主体43及导电体41和第2轴。

此处，两个贯通孔43a、41a之间的距离设定为上述的连接器4转动时的上述的连接器主体43和第二轴45之间不发生拧结为宜，上述的贯通孔43a、41a在本实施例中沿着轴的方向上下各形成2个，向圆柱方向形成3个时，需要3个以上的连接螺丝51紧紧固定位上述的连接器主体43和第二轴45。

另外，本实施例中4个上述的连接孔42各自形成在第2轴45的上、下，上述的连接器主体43和第2轴的结合的方法可以有3个，各个方法根据情况调整上述的转子3插入到上述的连接器4的插入孔47的面积，进一步说，形成4个以上的连接孔42时，可以更多样化的调整上述的转子4的插入面积。

而且，为了固定上述的连接器4，在上述的第二轴45上的任意一侧形成键61，然后把上述的第二轴45插入到已形成键孔60的固定体60。

本发明的具体实施过程如下所示。

上述圆筒型涡电流轴连接装置用作耦合启动时，如果上述转子的第一轴35转动，就会产生根据上述磁铁31及上述连接器的导体钣41的、通过上述转子主体33及连接器主体43的感应涡电流，而且根据被感应的涡电流再形成磁场，因此根据如此发生的磁场和附着在上述转子3的磁铁31之间产生的磁摩擦来转动上述连接器4。

上述的圆筒型涡电流轴连接装置，用制动器启动时，在固定上述的连接器4的固定体60上形成的键孔62和位于第二轴45一侧的键进行交叉而固定执行定子功能的上述的连接器4，这时，上述的转子的第一轴35转动就会产生根据上述磁铁31及上述连接器的导体钣41的、通过上述转子主体33及连接器主体43的感应涡电流，又根据被诱导的涡电流再形成磁场，由此根据发生的磁场和设在上述的转子3的磁铁31之间产生的磁摩擦来转动上述的连接器4。接着，上述的连接器4已被固定，因此根据上述的摩擦制动上述的转子3的转动力。

另外，需要改变上述的连接器4的转动速度及制动力时，调整形成上述的转子3侧面的磁铁31和形成上述的连接器4的内侧的导电体41的面对面的面积；需要加宽上述的面积而增加磁摩擦时，在上述的第二轴45的连接孔52左侧顶端的2个连接孔上连接上述的连接螺丝51即可；需要缩小上述的面积而减少上述的磁摩擦时，就在上述的第二轴45的连接孔52的上侧顶端的2个连接孔上连接上述的连接螺丝即可；需要中间程度的磁摩擦时，就可以在中央的2个连接孔52上连接上述的连接螺丝而连接上述的连接器4和第2轴45。

如图5、图8所示，上述磁铁41的磁化模式可以多样化体现。如图3所示的A-A′断面图的磁铁的磁化模式时，在Ha1bach型排列，垂直型排列，放射型排列，水平型排列中选择任意一个来体现。

根据本发明的圆筒型涡电流轴连接装置，上述的连接器4在可转动的状态下作为耦合功能时，如图9所示，在多种磁铁磁化模式中依据转子的转动角度的磁密度，瞬间需要最大的磁密度时，就采用Halbach型排列的磁铁，需要对转动角度的偏差比较小的磁密度时，就采用放射型排列或水平型排列的磁铁，需要小的磁密度时，就采用垂直型排列的磁铁。

另外，在圆筒型涡电流轴固定装置中，上述的连接器4被上述的固定体60固定的状态下作为制动器功能时，如图10图示，在多种磁化模式中，依据转子的RPM的制动对话，需要最大的依据转子速度的制动对话时，就采用放射型或者水平型排列的磁铁，需要中间程度的制动对话时，就采用Halbach型排列的磁铁，如果需要最小的制动对话，就采用垂直型排列的磁铁。

另外，上述磁铁31的磁化排列模式是要通过数回的试验及其解说才能决定，所以在本发明中即使举例说明了上述的4个模式，可是本发明不局限于此，拥有一定的磁化模式的磁铁31以圆筒型组成的圆筒型涡电流轴连接装置都适用本发明。

本发明还适用为了调整插入到连接器的上述的转子3的面积，除了使用多个连接孔52及连接螺丝51以外，上述的圆筒型转子及连接器中为了调整插入面积而使用步进电动机等调整连接器插入面积的圆筒型涡电流轴连接装置。

本发明也适用上述的圆筒型涡电流轴连接装置为了执行制动器功能而使用固定连接器4的键61和键孔62，用其他固定手段固定上述的圆筒型连接器4，也是从事相应行业者能容易使用的发明。

上述如此结构构成的本发明圆筒型涡电流轴连接装置的技术创新，对于现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1、一种圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其包括：

设有磁铁的圆筒型转子；以及

上述转子沿半径的方向间距一定的孔隙插入进去后，能使上述转子的转动产生涡电流的具有导电体的圆筒型连接器。

2、根据权利要求1所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的转子包括：

形成上述涡电流循环路径的圆筒型转子主体；

位于上述转子主体外侧的圆筒型磁铁；以及

与上述转子主体结合的第一轴。

3、根据权利要求1所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的连接器包括：

设有插入上述转子的插入孔；

上述涡电流的循环路径的圆筒型连接器主体；

位于上述插入孔的内部侧面的圆筒型导电体；以及

与上述连接器主体结合的第2轴。

4、根据权利要求3所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的连接器还包括为了变换上述转子的插入面积，使上述连接器主体及导电体在上述第2轴上沿着轴方向移动的插入面积的调整手段。

5、根据权利要求4所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的插入面积的调整手段包括：

贯通上述连接器主体及导电体的贯通孔；

在上述贯通孔延长的位置上向轴方向形成的连接孔；以及

通过上述贯通孔在多个连接孔中选择其中一个连接孔连接的固定上述连接器主体和第2轴的连接螺丝。

6、根据权利要求1所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的连接器还包括支撑其一侧并不使其旋转的固定手段。

7、根据权利要求1所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的磁铁的磁化模式是Halbach型排列。

8、根据权利要求1所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的磁铁的磁化模式是垂直型排列。

9、根据权利要求1所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的磁铁的磁化模式是放射型排列。

10、根据权利要求1所述的圆筒型涡电流轴连接装置，其特征在于其中所述的磁铁的磁化模式是水平型排列。

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