JP2002155969A - 磁性粒子装置 - Google Patents

磁性粒子装置

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JP2002155969A
JP2002155969A JP2001329229A JP2001329229A JP2002155969A JP 2002155969 A JP2002155969 A JP 2002155969A JP 2001329229 A JP2001329229 A JP 2001329229A JP 2001329229 A JP2001329229 A JP 2001329229A JP 2002155969 A JP2002155969 A JP 2002155969A
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medium
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JP2001329229A
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Dale Arden Stretch
アーデン ストレッチ デイル
Wade Akab Smith
アカブ スミス ウエイド
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Eaton Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
    • F16D37/02—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive the particles being magnetisable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
    • F16D2037/002—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive characterised by a single substantially axial gap in which the fluid or medium consisting of small particles is arranged

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】作動表面積を維持するとともに作動寿命を保
ち、全体の重量を軽減した磁性粒子装置を提供するこ
と。 【解決手段】２つの回転可能部材30,40間にトルクを伝
達する磁性粒子装置10を開示する。この装置は、回転軸
16を受け入れる貫通ダクト14を有する固定のハウジング
部材12と、磁気反応媒体64を含むギャップ66を形成する
相対回転可能な部材30,40と、磁束68を発生する磁気源
とを含み、回転可能部材30,40は、複数の作動表面58,5
9,60,61を作る複数の環状溝38,56を有する。磁束68が作
動表面58,59,60,61を貫いてギャップ66を通過し、磁気
反応媒体64を磁化して、回転可能部材30,40を磁気的に
結合させ、回転可能部材間のトルク伝達を可能にする。
多数の作動表面を設けることにより、磁気源の大きさと
重量を減少させ、よりコンパクトで、軽量化された装置
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性粒子を用いる
トルク伝達装置（magnetic torque-transferringdevice
s)に関し、特に、２つの相対回転部材を一体に結合する
ための磁気反応媒体を用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性粒子を用いるトルク伝達装置、即
ち、磁性粒子装置(magnetic particle devices)は、当
業者において知られている。一般的に、磁性粒子装置
は、駆動部材および従動部材の作動面間に配置される磁
気的に反応する媒体に作用する電磁力および機械的な力
に基づいている。磁気力は、磁気反応媒体の速度を増加
させ、従動部材および駆動部材を相互連結（インターロ
ック）するように作動する。磁性粒子装置は、電気作動
のブレーキまたはトルク伝達用のクラッチを迅速に作動
させるものとして設計される。あるいは、磁性粒子装置
は、回転表面間に引付け力を与えて緊張力を保持するよ
うに設計することもできる。
【０００３】磁性粒子装置は、低振動のトルク伝達、ス
リップ状態において作動させる能力、および電気入力の
比較的広いレンジにわたるトルク伝達における制御能力
等の多くの利点を与える一方で、同様に欠点も有する。
従来の磁性粒子装置は、磁界の発生源として電磁石を用
いるために比較的重い。一般的に、公知の電磁石は、磁
気特性を有するシェルと導電巻線のコイルを含んでい
る。このシェルの厚さは、装置の作動表面積を定めるの
に役立つ。作動表面は、磁気反応媒体の増加した速度に
従い結合されるので、効果的な設計では、作動表面積を
最大にする。しかし、従来装置において、作動表面積を
増加することは、電磁石の厚さを増加させなければなら
ない。これにより、重量が増加することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、作動表面積ま
たは作動寿命を減少させないで、軽量化された磁性粒子
装置を必要としている。本発明は、作動表面積を維持す
るとともに作動寿命に影響を与えないで、全体の重量を
軽減した、磁性粒子装置を提供することを目的としてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明
は、従来の磁性粒子装置の作動に関連した欠点と制限を
有する。本発明の観点に従って磁性粒子装置を構成する
と、作動表面積を減少させることなく、または装置の作
動寿命に影響を与えることなく、磁性粒子装置の重量を
十分に減少させることができる。
【０００６】本発明の実施形態によれば、磁性粒子装置
は、固定のハウジング部材、２つの回転可能部材、回転
軸、および磁束を発生する磁気源とを備える。固定のハ
ウジング部材には、回転軸を受け入れるダクトが形成さ
れている。第１回転可能部材は、回転軸に取り付けら
れ、かつ複数の連続した環状溝を外表面に有する円筒部
分を含む。第２回転可能部材は、第１回転可能部材の半
径方向外側に配置され、第１回転可能部材との間にギャ
ップを形成し、その間に磁気反応媒体を含んでいる。第
２回転可能部材の内側表面にも複数の連続した環状溝を
含む。複数の非接触環状シール部材は、このギャップか
ら磁気反応媒体が漏れるのを防止する。
【０００７】本発明は、さらに電磁石を含み、この電磁
石は、所定の磁気特性を有する剛性シェルと、導電性ワ
イヤのコイルとを有し、このコイルに電流を付加するこ
とにより前記電磁石に隣接した磁束によって形成される
電磁界を発生する。第１、第２の回転可能部材に設けた
環状溝は協働して、その間に複数の作動表面を作り出
す。磁束は、作動表面を貫いて前記ギャップを通過しな
がら環状溝間の経路を通るようになり、その結果、磁気
反応粒子が磁気結合して、磁気反応媒体を磁化し、この
媒体をトルク伝達カップリング用に変化させて、第１回
転可能部材を第２回転可能部材に磁気的に結合させてト
ルク伝達を可能にする。多数の作動表面を用いることに
より、コイルを取り囲む剛性シェルの厚さをより薄くし
かつ軽量化することができる。
【０００８】本発明の第２実施形態によれば、磁性粒子
装置は、第１回転可能部材の内側表面と第２回転可能部
材の外側表面に複数の溝を配置すること以外は、第１の
実施形態と類似している。この実施形態の利点は、電磁
石が励磁されていないとき、第１、第２の回転可能部材
間の引付け力の程度が強くなることである。
【０００９】本発明の第３実施形態によれば、磁性粒子
装置は、複数の環状溝が、第１、第２の回転可能部材に
おける両方の内側表面および外側表面に設けられている
こと以外は、第１の実施形態と類似している。この実施
形態の利点は、電磁石が励磁されていないとき、第１、
第２の回転可能部材間の引付け力の程度が第２実施形態
よりも少ないが第１実施形態よりも強くなることであ
る。
【００１０】本発明の第４実施形態によれば、磁性粒子
装置は、第１、第２の回転可能部材が、複数の開口を有
すること以外は、第１の実施形態と類似している。第
１、第２の回転可能部材に設けた開口は、協働してその
間に複数の作動表面を作り出す。磁束は、作動表面を貫
いて前記ギャップを通過しながら開口間の経路を通るよ
うになり、その結果、磁気反応粒子が磁気結合して、磁
気反応媒体を磁化し、この媒体をトルク伝達カップリン
グ用に変化させて、第１回転可能部材を第２回転可能部
材に磁気的に結合させてトルク伝達を可能にする。この
実施形態では、第１実施形態において認められる利点を
有するとともに、磁界がない場合に回転可能部材間の引
付け力が働かないという利点を有する。
【００１１】本発明の第５実施形態によれば、磁性粒子
装置は、第１、第２の回転可能部材が、複数の固定具に
よって一体に固定された、複数の交互に連続する磁性お
よび非磁性の環状リングを含むこと以外は、第１の実施
形態と類似している。第１、第２の回転可能部材におけ
る連続した非磁性環状リングは、協働して、その間に複
数の作動表面を作り出す。磁束は、作動表面を貫いて前
記ギャップを通過しながら非磁性環状リング間の経路を
通るようになり、その結果、磁気反応粒子が磁気結合し
て、磁気反応媒体を磁化し、この媒体をトルク伝達カッ
プリング用に変化させて、第１回転可能部材を第２回転
可能部材に磁気的に結合させてトルク伝達を可能にす
る。この実施形態では、第１実施形態において認められ
る利点を有するとともに、磁界がない場合に回転可能部
材間の引付け力より多く分与することができるという利
点を有する。
【００１２】本発明における種々の他の特徴、目的、お
よび利点は、以下で説明する詳細な記述と図面に基づい
て明らかになるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１において、本発明の原理に従う磁性
粒子装置１０の実施形態が示されている。この装置１０
は、回転軸１６を受け入れる貫通ダクト１４を有する固
定のハウジング部材１２を含んでいる。回転軸１６は、
ダクト内に軸受１８，２０によって回転可能に支持され
ており、これらの軸受の位置は、ハウジング部材１２の
ダクト１４内に形成される肩部２２，２４と回転軸１６
に形成された肩部２５によって位置決められる。軸受１
８は、環状リテーナ部材２６によって肩部２４に押し付
けられている。軸受２０は、磁性粒子装置１０によって
駆動される装置内の付勢部材（図示略）によって肩部２
２に押し付けられている。
【００１４】公知の磁気特性を有する第１回転可能部材
３０は、回転軸１６にしっかりと固定されている。第１
回転可能部材３０は、回転軸１６半径方向外側に配置さ
れた円筒部分３２を含み、この円筒部分は、回転軸１６
とほぼ平行となっている。円筒部分３２は、内側表面３
４と外側表面３６を含む。外側表面３６は、図１におい
て断面台形状で示しているが、この形状に限定されるも
のではない、複数の環状溝３８を含んでいる。また、こ
の溝３８は、代わりに、円筒部分３２の内側表面３４に
配置、または内側表面３４と外側表面３６の両方に配置
することもできる。これらは、図５および図６に示され
かつ以下で詳細に説明する。
【００１５】公知の磁性特性を有する第２回転可能部材
４０は、軸受４１によって回転軸１６上に支持されてお
り、この軸受４１の位置は、回転軸１６の先端４３に配
置された肩部４２と第１回転可能部材３０の足部４４と
によって位置決められる。第２回転可能部材４０は、こ
の部材の基部４６に配置された肩部４５によって軸受４
１上に配置されている。基部４６は、自動車分野に見ら
れる一般的な駆動ベルト(図示略)の底部側と噛み合う複
数の歯４８を有している。本発明は、ベルトによって駆
動される磁性粒子装置を開示するが、他の適当な機構に
よってこの装置を駆動させることができることは、理解
されよう。
【００１６】第２回転可能部材４０は、さらに、第１回
転可能部材３０の円筒部分３２の半径方向外側に配置さ
れた円筒部分５０を含み、この円筒部分は、回転軸１６
にほぼ平行となっている。円筒部分５０は、更に、内側
表面５２と外側表面５４を含んでいる。内側表面５２
は、図１において断面台形状で示しているが、この形状
に限定されるものではない、複数の環状溝５６を含んで
いる。また、この溝５６は、代わりに、円筒部分５０の
外側表面５４に配置、または内側表面５２と外側表面５
４の両方に配置することもできる。これらは、図５およ
び図６に示されかつ以下で詳細に説明する。溝５６は内
側表面５２に配置され、この溝５６は第１回転可能部材
３０における溝３８の間で等間隔に半径方向外側に配置
されている。
【００１７】円筒部分３２上の環状溝３８と円筒部分５
０上の環状溝５６は、その間に複数の作動表面５８，５
９，６０，６１を形成する。作動表面５８，５９，６
０，６１は、磁気反応媒体６４が磁界を受けるとき、磁
気反応媒体６４（図２参照）と協働して第１回転可能部
材３０と第２回転可能部材４０をインターロックする。
【００１８】第１回転可能部材３０と第２回転可能部材
４０は、接触しないが、その間にほぼ環状体となる一定
のギャップ６６を形成する。このギャップ６６は、磁気
反応粉末等が存在する磁気反応媒体６４の薄い層を形成
できる所定の幅を有している。磁気反応粉末は、好まし
い媒体であり、その利点は、オイルベースの磁気流動学
的な流体を減退させる温度レベルに対する抵抗力を有す
ることである。第１回転可能部材の環状溝３８と第２回
転可能部材の環状溝５６は、磁界が付与されていない
時、磁気反応媒体６４を受け入れる付加的な物理量を与
えるものとして役立つ。
【００１９】磁界が付与されないとき、ギャップ６６か
ら磁気反応粉末６４を取り除くと、機能が低下する。こ
れにより、第１回転可能部材３０と第２回転可能部材４
０間の引付け力は減少する。さらに、図４に示すよう
に、ギャップ６６を横切って作動表面５８，５９，６
０，６１を通過する磁束６８を集中させるのに役立つ。
【００２０】図１に示すように、２つの非接触シール部
材７０，７２は、円筒部分３２と円筒部分５０間で協働
して、磁気反応媒体６４がもれるのを防止する。このタ
イプのラビリンスシールは、ギャップ６６内に磁気反応
粉末を保持するのに有効である。シール部材７０，７２
は、それぞれキャビティ７４，７６を含む。磁界が付加
されている間で、両方の回転可能部材３０，４０がイン
ターロックされていると、遠心力によって、キャビティ
７４，７６内にある磁気反応媒体６４がキャビティ７６
の外側表面に引き寄せられ、これにより、遠心力と磁束
が、ギャップ６６内に磁気反応粉末を引き寄せる。磁界
が装置１０に付与されないとき、磁気反応粉末は、キャ
ビティ７４，７６内に撒き散らされることが可能とな
り、相互作用するシール部材７０，７２のラビリンス形
状によるキャビティ７４から排出するのを防止する。シ
ール部材７２は、さらに、第２回転可能部材４０の環状
シート８０と協働してシール部材７２を保持する円筒保
持部分７８を含んでいる。
【００２１】同様に、非接触環状シール部材８２，８４
が、それぞれ、第１回転可能部材３０と第２回転可能部
材４０に固定して取り付けられる。このシール部材８
２，８４は、シール部材７０，７２と同一の方法で、磁
気反応媒体６４が漏れるのを協働して防止する。
【００２２】磁性粒子装置１０は、さらに、磁石等によ
る磁束を発生する磁気源を必要とする。図１および図４
に示すように、固定のトロイダル形電磁石８６が、ハウ
ジング部材１２の外側で第１、第２回転可能部材３０，
４０間に取り付けられる。この代わりに、磁気源は、対
抗する電磁石によって補完される永久磁石を用いること
もでき、この場合、磁性粒子装置１０は、電磁石８６を
なくして、永久磁石を組み込む。また、別の構成として
は、磁気源は、第２回転部材４０の外側表面５４に取り
付けることもできる。
【００２３】第１回転可能部材３０と電磁石８６は、接
触せず、その間に環状体形状の均一なギャップ８８を形
成する。電磁石８６は、環状体の外側を開放しかつ公知
の磁気特性を有する断面Ｃ形状で示される剛性シェル９
０を有する。剛性シェル９０は、複数の固定具９６によ
って結合された２つの環状要素９２，９４を含むものと
して図示されている。この代わりに、図５に示すよう
に、剛性シェル９０は、Ｃ形状の剛性シェルを形成する
ように協働する複数の環状要素から構成することもでき
る。電磁石８６は、さらに、導電巻線（導電性ワイヤ）
９８のコイルを有し、このコイルに電磁石８６に隣接し
て電磁界を生じさせるために電流が付加される。電磁石
８６は、所定条件の下で巻線９９を介してコイルに電流
を供給するように設計された電子コントローラ(図示略)
によって制御される。コントローラは、全ての入力を処
理し、磁界を発生するために電磁石８６によって必要と
される適当な電流レベルを決定するために、センサの読
取りまたはオペレータの選択をする。その結果、装置１
０内で所望のトルク伝達を達成することができるように
磁気反応媒体６４がチェーン状にロックされる。
【００２４】図２は、磁界が印加されていないギャップ
６６内に配置された磁気反応媒体６４を示す。この状態
では、感知できるトルクは、第１回転可能部材３０と第
２回転可能部材４０間に伝達されない。それゆえ、第２
回転可能部材４０は、第１回転可能部材３０に対して回
転可能になっている。
【００２５】磁束６８は、公知の磁性特性を有する構造
体を経由する通路を移動することが良く知られている。
図４に見るように、電磁石８６に隣接する磁界を加える
ことにより、磁束６８は、電磁石８６内の剛性シェル９
０から出て、ギャップ８８を移動する。これにより、磁
束６８は、第１回転可能部材３０における環状溝３８の
半径方向内側に配置された領域９５を飽和する。この領
域９５が磁気的に飽和すると、磁束６８は、最も抵抗の
少ない通路に導かれ、ギャップ６６を通り、作動表面９
３を介して第２回転可能部材４０の中に向かう。環状溝
３８の最も狭い幅は、ギャップ６６の幅よりも大きくな
るように設計するのが望ましく、これにより、磁束６８
が溝３８を移動することを防止する。第２回転可能部材
４０に磁束が進入すると、磁束６８は、環状溝５６の半
径方向外側に配置された領域９７を飽和する。領域９７
が磁気的に飽和すると、磁束６８は、ギャップを移動し
て作動表面５８を通り、第１回転可能部材３０の中に入
る。ギャップ６６を移動する工程は、全ての環状溝３
８，５６に磁束が形成されるまで繰り返される。この磁
束路は、磁束がギャップ６６，８８を移動し、電磁石８
６の剛性シェル９０に再び進入することにより完成す
る。
【００２６】図３において見られるように、磁束６８が
作動表面５８を介してギャップを移動するとき、磁束６
８を整列させることにより、磁気反応媒体における磁気
反応粒子６５は、磁界の強さに関係してその形成を変化
させる。磁界の影響下において、磁気反応粒子６５は、
せん断力を増加させるチェーン１００の形に連鎖し、ギ
ャップ66に対面する作動表面５８に対して機械的な摩擦
力を生じさせる。この増加したせん断力および摩擦力
は、第１、第２の回転可能部材３０，４０間に対応する
トルク伝達を生じさせる。
【００２７】図５および図６は、図１の実施形態におけ
る溝配列を修正した２つの変形例を示す。２つの実施形
態は、図１の実施形態とほぼ同様な方法で作動する。両
方の実施形態において、電磁石８６によって発生した磁
束６８(図示略)は、最初、剛性シェル９０から出て、ギ
ャップ８８を横切る通路を移動し、第１回転可能部材３
０に進入する。図５に示すように、第１回転可能部材３
０に磁束が進入すると、磁束６８は、領域９５aを飽和
する。この飽和時に、磁束６８は、最も抵抗が少ない通
路を進み、ギャップ６６を通って第２回転可能部材４０
に進入する。図６で示すように、第１回転可能部材３０
に磁束が進入すると、磁束６８は、領域９５ｂを飽和す
る。この飽和時に、磁束６８は、最も抵抗が少ない次の
通路を進み、ギャップ６６を通って第２回転可能部材４
０に進入する。図５および図６の実施形態は、図１の実
施形態とは異なり、それは、環状溝３８，５６内の磁気
反応媒体を保存する容積が全体的に減少し、ギャップ６
６内により多くの磁気反応媒体が存在することである。
電磁石が励磁されていない場合に、第２回転可能部材４
０が第１回転可能部材３０の回りを回転するとき、この
ギャップ６６内における磁気反応媒体６４の量がより増
加すると、第２回転可能部材４０を引き付ける力が増加
する。
【００２８】図７は、本発明の第４の実施形態を示す断
面図である。この実施形態では、第１、第２回転可能部
材３０，４０は、それぞれ連続する開口１０２，１０４
を備えている。第２回転可能部材４０における開口１０
４は、第１回転可能部材３０における開口１０２との間
に、等間隔に半径方向外側に配置されている。電磁石８
６によって発生した磁束(図示略)６８は、最初、剛性シ
ェル９０を出て、ギャップ８８を横切る通路を移動し、
第１回転可能部材３０に進入する。磁束６８は、図８に
示すように、飽和レベルに達するまで、開口１０２間に
配置された複数のブリッジ部分１０６を通る最も抵抗が
少ない通路を移動する。磁気的に飽和状態になると、磁
束６８は、最も抵抗が少ない次の通路を通り、そして、
ギャップ８８を横断して作動表面９３を通過して第２回
転可能部材４０中に進入する。第２回転可能部材４０内
に磁束が進入すると、磁束６８は、飽和のレベルに到達
するまで、開口１０４間に配置された（図８に見られる
ように、）複数のブリッジ部分１０８を飽和する。
【００２９】開口１０２，１０４の幅をギャップ６６の
幅よりも大きくすると、磁束６８は、作動表面５８を通
ってギャップ６６を移動する。ギャップ６６を移動する
過程は、複数の開口１０２，１０４から磁束が排出され
るまで繰り返される。この磁束経路は、磁束６８がギャ
ップ６６，８８を移動し、電磁石の剛性シェル９０に再
び進入することにより完成する。この実施形態では、環
状シーリング要素７２ａは、円筒保持部分７８ａを有
し、この保持部分は、環状溝８０ａと協働して環状シー
リング要素７２ａを保持する。円筒保持部分７８ａは、
さらに、第２回転可能部材４０の開口１０４から磁気反
応媒体が漏れないように作用する。同様に、円筒保持部
材１０９は、第１回転可能部材３０の内側表面３４にし
っかりと固定され、第１回転可能部材３０の開口１０２
から磁気反応媒体が漏れないように作用する。
【００３０】図９は、本発明の第４実施形態を示す断面
図である。この実施形態では、第１、第２回転可能部材
３０，４０は、複数の連続して交番する磁性リング１１
０と非磁性リング１１２を含んでいる。磁性リング１１
０と非磁性リング１１２は、複数の固定具１１４によっ
て回転可能部材３０、４０に固定される。リング１１
０，１１２を固定する方法については制限されない。こ
れらのリングは、第２回転可能部材４０の非磁性リング
１１２が第１回転可能部材３０の非磁性リングとの間で
等間隔に半径方向外側に配置されるように位置決められ
る。固定具１１４は、非磁性リング１１２と同様に、ア
ルミニウムまたはステンレス鋼等の非磁性材料から作る
のが望ましい。電磁石８６を励磁すると、磁束６８(図
示略)は、先ず剛性シェルから出て、最も抵抗が少ない
通路に導かれてギャップ６６を移動し、第１回転可能部
材３０に進入する。第１回転可能部材３０に磁束が進入
すると、連続する非磁性リング１１２は、磁束が第１回
転可能部材３０を介して短絡回路に逃げるのを防止す
る。
【００３１】それゆえ、磁束は、最も抵抗の少ない通路
に導かれ、作動表面を介してギャップ６６を移動し、第
２回転可能部材４０内に進入する。第２回転可能部材４
０内に磁束が進入すると、磁束６８は、連続する非磁性
リング１１２に達するまで第２回転可能部材４０を通る
通路を移動し、さらに、作動表面５８を介してギャップ
６６を移動するようになる。磁束がギャップ６６を移動
する過程は、複数の連続する非磁性リング１１２により
磁束が消滅するまで繰り返される。この経路は、磁束６
８がギャップ６６，８８を移動し、電磁石８６の剛性シ
ェル９０に再度進入して完成される。
【００３２】本発明は、好ましい実施形態について説明
してきたが、本発明は、ここに記載した実施形態に限定
されるものではなく、種々の変更及び修正を含み、添付
された特許請求の範囲またはその技術的思想から逸脱し
ない上述の記載を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う磁性粒子装置の第１実施形態の断
面図である。
【図２】ギャップ間に磁束が付加されていない場合の、
図１に示した実施形態に従う磁気粒子ギャップの拡大し
た断面図である。
【図３】ギャップ間に磁束が付加された場合の、図１に
示した実施形態に従う磁性粒子ギャップの拡大した断面
図である。
【図４】図１の実施形態に従う、電磁装置および第１、
第２回転可能部材を示す拡大断面図である。
【図５】磁性粒子装置の第２実施形態を示す断面図であ
る。
【図６】磁性粒子装置の第３実施形態を示す断面図であ
る。
【図７】磁性粒子装置の第４実施形態を示す断面図であ
る。
【図８】図７の第４実施形態で記載された第１、第２回
転可能部材の分解図である。
【図９】磁性粒子装置の第５実施形態を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 磁性粒子装置 １２ ハウジング部材 １４ 貫通ダクト １６ 回転軸 ３０ 第１回転可能部材 ３８，５６ 環状溝 ４０ 第２回転可能部材 ５８，５９，６０，６１ 作動表面 ６４ 磁気反応媒体 ６６、８８ ギャップ ６８ 磁束 ８６ 電磁石 ９０ 剛性シェル １０２，１０４ 開口 １１０ 磁性リング １１２ 非磁性リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ウエイド アカブ スミス アメリカ合衆国 ミシガン 48744 メイ ビル ノースレイク ロード 6514

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転軸（16）を受け入れる貫通ダクト（1
    4）を有する固定のハウジング部材（12）と、前記回転
    軸に取り付けられた第１回転可能部材（30）の半径方向
    外側に配置され、前記第１回転可能部材（30）と協働し
    てその間にギャップ（66）を形成し、このギャップ内に
    磁気反応媒体（64）を含んでいる第２回転可能部材（4
    0）と、磁束（68）を発生する磁気源とを備え、さら
    に、前記第１、第２の回転可能部材（30,40）は、複数
    の環状溝（38,56）を含み、これらの環状溝は、複数の
    作動表面（58,59,60,61）を作るために配置されてい
    る、磁性粒子装置（10）であって、 前記磁束（68）は、前記作動表面（58,59,60,61）を貫
    いて前記ギャップ（66）を通過しながら前記環状溝（3
    8,56）間の経路を通るようになり、前記磁気反応媒体
    （64）を磁化し、この媒体をトルク伝達カップリング用
    に変化させて、前記第１、第２の回転可能部材（30,4
    0）間のトルク伝達を可能にすることを特徴とする装
    置。
  2. 【請求項２】前記磁気反応媒体（64）は、磁気的に反応
    する粉末であることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】前記磁束（68）を発生する磁気源は、磁石
    を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】前記磁束（68）を発生する磁気源は、電磁
    石（86）を含み、この電磁石は、所定の磁気特性を有す
    る剛性シェル（90）と、導電性ワイヤ（98）のコイルと
    を有し、このコイルに電流を付加することにより前記電
    磁石（86）に隣接した電磁界を発生することを特徴とす
    る請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】前記磁束（68）を発生する磁気源は、永久
    磁石を含んでいることを特徴とする請求項４記載の装
    置。
  6. 【請求項６】前記磁気反応媒体（64）が前記ギャップ
    （66）から漏れるのを防止するように連続した複数の非
    接触環状シール部材（70,72,82,84）をさらに含んでい
    ることを特徴とする請求項１記載の装置。
  7. 【請求項７】前記第２回転可能部材（40）における環状
    溝（56）は、前記第１回転可能部材（30）にある環状溝
    （38）との間で等間隔に位置しかつ半径方向外方に配置
    されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  8. 【請求項８】前記環状溝（38,56）は、前記第１回転可
    能部材（30）の内側表面（34）および前記第２回転可能
    部材（40）の外側表面（54）に設けられていることを特
    徴とする請求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】前記環状溝（38,56）は、前記第１、第２
    の回転可能部材（30、40）の両方の内側表面（34,52）
    および外側表面（36,54）に設けられ、これにより、前
    記前環状溝（38,56）は、いずれか一方の回転可能部材
    （30、40）に互いに半径方向に対向して配置されている
    ことを特徴とする請求項１記載の装置。
  10. 【請求項１０】回転軸（16）を受け入れる貫通ダクト
    （14）を有する固定のハウジング部材（12）と、前記回
    転軸に取り付けられた第１回転可能部材（30）の半径方
    向外側に配置され、前記第１回転可能部材（30）と協働
    してその間にギャップ（66）を形成し、このギャップ内
    に磁気反応媒体（64）を含んでいる第２回転可能部材
    （40）と、前記磁気反応媒体（64）が前記ギャップ（6
    6）から漏れるのを防止するように連続した複数の非接
    触環状シール部材（70,72,82,84）と、磁束（68）を発
    生する磁気源とを備え、さらに、前記第１、第２の回転
    可能部材（30,40）は、複数の環状溝（38,56）を含み、
    これらの環状溝は、複数の作動表面（58,59,60,61）を
    作るために配置されている磁性粒子式クラッチ装置（1
    0）であって、 前記第２回転可能部材（40）における環状溝（56）は、
    前記第１回転可能部材（30）にある環状溝（38）との間
    で等間隔に位置しかつ半径方向外方に配置され、かつ前
    記磁束（68）は、前記作動表面（58,59,60,61）を貫い
    て前記ギャップ（66）を通過しながら前記環状溝（38,5
    6）間の経路を通るようになり、前記磁気反応媒体（6
    4）を磁化し、この媒体をトルク伝達カップリング用に
    変化させて、前記第１、第２の回転可能部材（30,40）
    間のトルク伝達を可能にすることを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】前記磁気反応媒体（64）は、磁気的に反
    応する粉末であることを特徴とする請求項１０記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】前記磁束（68）を発生する磁気源は、磁
    石を含んでいることを特徴とする請求項１０記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】前記磁束（68）を発生する磁気源は、電
    磁石（86）を含み、この電磁石は、所定の磁気特性を有
    する剛性シェル（90）と、導電性ワイヤ（98）のコイル
    とを有し、このコイルに電流を付加することにより前記
    電磁石（86）に隣接した電磁界を発生するこことを特徴
    とする請求項１０記載の装置。
  14. 【請求項１４】前記磁束（68）を発生する磁気源は、永
    久磁石を含んでいることを特徴とする請求項１３記載の
    装置。
  15. 【請求項１５】前記環状溝（38,56）は、前記第１回転
    可能部材（30）の内側表面（34）および前記第２回転可
    能部材（40）の外側表面（54）に設けられていることを
    特徴とする請求項１０記載の装置。
  16. 【請求項１６】前記環状溝（38,56）は、前記第１、第
    ２の回転可能部材（30、40）の両方の内側表面（34,5
    2）および外側表面（36,54）に設けられ、これにより、
    前記前環状溝（38,56）は、いずれか一方の回転可能部
    材（30、40）に互いに半径方向に対向して配置されてい
    ることを特徴とする請求項１０記載の装置。
  17. 【請求項１７】回転軸（16）を受け入れる貫通ダクト
    （14）を有する固定のハウジング部材（12）と、前記回
    転軸に取り付けられた第１回転可能部材（30）の半径方
    向外側に配置され、前記第１回転可能部材（30）と協働
    してその間にギャップ（66）を形成し、このギャップ内
    に磁気反応媒体（64）を含んでいる第２回転可能部材
    （40）と、磁束（68）を発生する磁気源とを備え、さら
    に、前記第１、第２の回転可能部材（30,40）は、複数
    の開口（102,104）を含み、これらの開口は、複数の作
    動表面（58,59,60,61）を作るために配置されている、
    磁性粒子装置（10）であって、 前記磁束（68）は、前記作動表面（58,59,60,61）を貫
    いて前記ギャップ（66）を通過しながら前記開口（102,
    104）間の経路を通るようになり、前記磁気反応媒体（6
    4）を磁化し、この媒体をトルク伝達カップリング用に
    変化させて、前記第１、第２の回転可能部材（30,40）
    間のトルク伝達を可能にすることを特徴とする磁性粒子
    装置。
  18. 【請求項１８】前記磁気反応媒体（64）は、磁気的に反
    応する粉末であることを特徴とする請求項１７記載の装
    置。
  19. 【請求項１９】前記磁束（68）を発生する磁気源は、磁
    石を含んでいることを特徴とする請求項１７記載の装
    置。
  20. 【請求項２０】前記磁束（68）を発生する磁気源は、電
    磁石（86）を含み、この電磁石は、所定の磁気特性を有
    する剛性シェル（90）と、導電性ワイヤ（98）のコイル
    とを有し、このコイルに電流を付加することにより前記
    電磁石（86）に隣接した電磁界を発生することを特徴と
    する請求項１７記載の装置。
  21. 【請求項２１】前記磁気反応媒体（64）が前記ギャップ
    （66）から漏れるのを防止するように連続した複数の非
    接触環状シール部材（70,72,82,84）をさらに含んでい
    ることを特徴とする請求項１７記載の装置。
  22. 【請求項２２】前記第２回転可能部材（40）における開
    口（104）は、前記第１回転可能部材（30）にある開口
    （102）との間で等間隔に位置しかつ半径方向外方に配
    置されていることを特徴とする請求項１７記載の装置。
  23. 【請求項２３】回転軸（16）を受け入れる貫通ダクト
    （14）を有する固定のハウジング部材（12）と、前記回
    転軸に取り付けられた第１回転可能部材（30）の半径方
    向外側に配置され、前記第１回転可能部材（30）と協働
    してその間にギャップ（66）を形成し、このギャップ内
    に磁気反応媒体（64）を含んでいる第２回転可能部材
    （40）と、磁束（68）を発生する磁気源とを備え、さら
    に、前記第１、第２の回転可能部材（30,40）は、複数
    の磁性リング（110）と非磁性リング（112）を含み、こ
    れらのリング（110,112）は、複数の作動表面（58,59,6
    0,61）を作るために交互に配置されている、磁性粒子装
    置（10）であって、 前記磁束（68）は、前記作動表面（58,59,60,61）を貫
    いて前記ギャップ（66）を通過しながら前記非磁性リン
    グ（112）間の経路を通るようになり、前記磁気反応媒
    体（64）を磁化し、この媒体をトルク伝達カップリング
    用に変化させて、前記第１、第２の回転可能部材（30,4
    0）間のトルク伝達を可能にすることを特徴とする装
    置。
  24. 【請求項２４】前記磁気反応媒体（64）は、磁気的に反
    応する粉末であることを特徴とする請求項２３記載の装
    置。
  25. 【請求項２５】前記磁束（68）を発生する磁気源は、磁
    石を含んでいることを特徴とする請求項２３記載の装
    置。
  26. 【請求項２６】前記磁束（68）を発生する磁気源は、電
    磁石（86）を含み、この電磁石は、所定の磁気特性を有
    する剛性シェル（90）と、導電性ワイヤ（98）のコイル
    とを有し、このコイルに電流を付加することにより前記
    電磁石（86）に隣接した電磁界を発生することを特徴と
    する請求項２３記載の装置。
  27. 【請求項２７】前記磁気反応媒体（64）が前記ギャップ
    （66）から漏れるのを防止するように連続した複数の非
    接触環状シール部材（70,72,82,84）をさらに含んでい
    ることを特徴とする請求項２３記載の装置。
  28. 【請求項２８】前記第２回転可能部材（40）における非
    磁性リング（112）は、前記第１回転可能部材（30）に
    ある非磁性リング（112）との間で等間隔に位置しかつ
    半径方向外方に配置されていることを特徴とする請求項
    ２３記載の装置。
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