JP2004524789A - 調整可能磁気カップラ - Google Patents
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Abstract
調整可能なカップラは、導体ロータの群により提供される第2のシャフト上の非鉄導体ロータから、空隙によって分離される、第1のシャフト上の永久磁石を有する磁気ロータの群を有する。1実施形態において、第1のシャフトおよび第2のシャフトは、シャフト間の相対回転を可能にするが、シャフト間の相対横方向の移動を制限する球面ベアリングにて一緒に結合される。同または他の実施形態において、磁気ロータの群は、回動連結によって共に結合され、および/または磁気ロータの1つが第1のシャフトに沿って軸方向に移動させるためのハブの外側に結合される。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
【技術分野】
【0001】
(技術分野)
本発明は、一方のシャフト上の磁気ロータが、もう一方のシャフト上の導体ロータから間隔をおいて調整可能に配置されるタイプの永久磁石カップラに関する。より具体的には、本発明は、それぞれのシャフトへの調整可能なロータの取り付けに関する。
【背景技術】
【0002】
(発明の背景)
インダクションモータは、例えば、ファン、ブロア、ポンプおよびコンプレッサを駆動するために用いられる。これらのモータが全速で作動する場合、これらのモータは、通常、負荷要求と比べて過剰な荷重を有し、この過剰な荷重は、負荷が可変である場合に複雑化することが確認されている。必要とされる電力のみを提供するようにモータの出力が調整され得る場合、結果として、エネルギーの使用がかなり低減されることもまた確認されている。従って、変速駆動(VSD)が、モータ速度を所与の用途に必要とされる速度に整合する電子デバイスの形態で開発された。典型的なVSDは、入来するAC電圧および電流をDCに整流し、その後、DCを変換して異なった電圧および周波数のACに戻す。出力電圧および周波数は、実際の電力の需要によって決定され、かつ制御系またはオペレータによって自動的に設定される。
【0003】
これまで、VSDは、通常、非常に高価だったので、省エネルギーのために、広範には用いられていない。VSDは、熟練の保守人員を必要とし、モータの寿命を短くすることが報告されている。
【0004】
米国特許第5,477,094号(’94特許)は、磁気カップラを示す。ここでは、磁気ロータユニットは、共に接続される2つの導体ロータで鋏まれ(straddle)、これらの2つの導体ロータは、一方のシャフト上の導体ロータユニットとして回転するように共に接続されるが、磁気ロータユニットは、第2のシャフト上で回転するように取り付けられる。磁気ロータユニットは、それぞれの導体ロータ上に取り付けられた、鉄で裏当てされた(ferrous−backed)導電性リングから空隙によって間隔があけられた逆の極で構成された永久磁石のセットを有する。2つのシャフトのうちの1つが回転すると、シャフト間に直接的な機械的接続が全くなくても他方のシャフトが磁気作用により回転する。
【0005】
’094特許は、単一磁気ロータユニットではなく、2つの磁気ロータを有するというコンセプトをさらに開示し、各磁器ロータは、導体ロータによって提供される導電性素子の1つから空隙によって間隔があけられた、それぞれの永久磁石のセットを有する。2つの磁気ロータは、互いに軸方向に可動であり、かつスプリングによってバイアスされて離される。
【0006】
米国特許第6,005,317号(’317特許)において、磁気ロータは、空隙の調整によって、一定の速度のモータからの可変トルクを、一定の低速に保たれて作動する可変のトルク負荷に提供するために、遠隔制御位置から自動的に、軸位置を任意に変更するように互いに関して確実に配置される。
【0007】
’094特許におけるように、2つの磁気ロータをスプリングによってバイアスする代わりに、’317特許における磁気ロータの位置が、磁気ロータ上で作動する調整メカニズムと連絡する定常制御メカニズムによって制御されて、選択的に、互いの方向に向かってそれらを移動させて空隙を広げるか、またはそれらを移動させてさらに離れて空隙を狭くする。ギャップ調整は、所与のトルク負荷のための磁気ロータユニットと導体ロータユニットとの間の回転スリップを変更し、従って、負荷の速度に影響を及ぼす。所与のトルク負荷に関して、空隙は、モータの速度より低いプリセットされた差動回転速度でトルクを提供するように調整され得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の要旨)
本発明は、磁気ロータおよび導体ロータが互いに近接して配置されて、一方のロータの回転が他方の回転をもたらす、調整可能な磁気カップラに関する。ハブは、第1のシャフトと係合され、かつ第1のシャフトに関してスライドするが、第1のシャフトを軸に関して回転しないように構成される。従って、第1のシャフトが回転すると、ハブはこれと一緒に回転する。磁気モータがハブと結合され、導体ロータが第2のシャフトと結合されるか、あるいは、磁気モータが第2のシャフトと結合され、導体ロータがハブと結合される。ロータは、それぞれのシャフトと一緒に回転するように構成される。プッシュプルメカニズムは、回転するようにハブと結合されるので、第1のシャフトおよびハブが回転する場合でさえも定常を保つ。プッシュプルメカニズムは、ハブ、およびこれに取り付けられたロータを、第1の回転シャフトに沿って軸方向に動かすように作動する。他方のロータに対する一方のロータの軸方向の移動は、磁気ロータと導体ロータとの間の距離を変更し、カップラの性能を変化させる。
【0009】
本発明の別の実施形態において、調整可能なロータのペアは、固定されたロータアセンブリから間隔があけられ、かつ、上述のものと類似のプッシュプルメカニズムの使用によって調整可能である。第1の調整可能なロータは第2の調整可能なロータと連結されて、一方のロータの移動が他方の移動をもたらす。特定の実施形態において、ハブの移動および第1の調整可能なロータの1方向の移動は、第2の調整可能なロータの対応する逆方向の移動をもたらす。従って、第1の調整可能なロータの移動は、調整可能な両方のロータと第3の固定されたロータとの間の間隔を調整する。調整可能なロータは磁石と共に構成され、固定されたロータは導電性リングと共に構成される、または調整可能なロータは導電性リングと共に構成され、固定されたロータは磁石と共に構成されると、3つのロータ間の間隔を調整すると、システムの性能が調整される。
【0010】
本発明のさらに別の実施形態において、調整可能な磁気カップラは、2つの固定されたロータおよび2つの調整可能なロータを備える。固定されたロータは、シャフトと共に回転するようにシャフトと結合されるが、シャフトに沿って軸方向に移動することが許されない。他方、調整可能なロータは、シャフトの軸方向に可動であるが、シャフトを軸として回転することは許されない。調整可能なロータの1つは、スライド可能なハブ上に取り付けられる。調整可能なロータは互いに連結されて、一方の調整可能なロータの軸方向の移動が、他方の調整可能なモータの対応する軸方向の移動をもたらす。従って、ハブおよび一方の調整可能なロータのプッシュプルメカニズムによる調整は、他方の調整可能なロータの対応する調整をもたらす。プッシュプルメカニズムを用いて、第1および第2の調整可能なロータが、それぞれの第1および第2の固定されたロータから所望の距離によって間隔があけられ得、磁気カップラシステムの性能を変更する。
【0011】
本発明のさらに別の実施形態において、第1のシャフトの遠心端が、球面ベアリング等によって、第2のシャフトの遠心端と回転可能に結合される。第1のシャフトの長さに沿って配置されたフレックスディスクカップリングは、第1のシャフトの遠心端部分が、第1のシャフトの近位部分に関して回転軸に対して直交する軸を中心として回動することを可能にする。球面ベアリングは、第1のシャフトが、第2のシャフトに関して自由に回転することを可能にするが、2つのシャフト間の横方向の移動を阻止する。第1のシャフトと第2のシャフトとの間のこの連結の結果として、磁気カップリングの重量は、第1のシャフトおよび第2のシャフトの両方から生じる。この重量分散は、片方または両方のシャフトが受ける緊張を低減し得る。さらに、球面ベアリングとフレックスディスクカップリングとの組み合わせは、第1のシャフトと第2のシャフトとが正確に位置合わせされない場合でさえ、磁気カップリングが有効に作動することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
(本発明の詳細な説明)
本発明は、概して、第1の回転シャフトが、別個の第2の回転シャフトに回転エネルギーを伝送する磁気カップラに関する。特に、本発明は、一方のロータが他方のロータに対して軸方向に調整され、磁気カップラの性能を変更することを可能にするシステムに関する。本発明の特定の実施形態の複数の具体的な詳細は、以下の記載、および図1〜図8に示され、このような実施形態の徹底的な理解を提供する。しかしながら、当業者は、本発明がさらなる実施形態を有し得るか、または以下の説明において記載される詳細のいくつかを用いることなく実行され得ることを理解する。
【0013】
図1は、本発明の1実施形態による磁気カップラ10を示す。入力シャフト20および出力シャフト21には、その上に、導体ロータユニット22、および磁気ロータ24/25のペアが、それぞれを取付けられる。導体ロータユニット22は、互いに向き合い、かつ銅等の高い導電性を有する非鉄材料から形成されるそれぞれの導体リング28/29を有する、軸方向に間隔があけられた2つの導体ロータ26/27有する。導体ロータユニット22は、導体ハブ36に取り付けられる。導体ロータ27は、環状クリアランス空間40によって、出力シャフト21(およびこれに取り付けられたアセンブリ、後述される)から間隔をおいて離される。ハブ36は、くさび式カップリングまたは鍵接続等によって入力シャフト20上に取り付けられる。
【0014】
磁気ロータ24/25の各々は、好適には、軟鋼の鉄裏当てディスク(ferrous backing disc)43によって裏当てされた非鉄マウンティングディスク42を有する。マウンティングディスク42は、アルミニウムまたは適切な非磁気複合材料であり得、各々は、円形に構成されたスペースドカットアウト44のセットで形成され、それぞれのバッキングディスク43に対抗して設置された永久磁石46のそれぞれのセットを受ける。隣接する磁石は、逆の極性を有し得る。磁石46は、空隙32/33によって、導体ロータユニット22の導体リング28/29から間隔をおいて配置される。
【0015】
導体ロータ26/27は、導体リング28/29を冷却するために、空隙32/33を通る空気の循環を支援するように、換気ホールまたは類似の機能と共に形成され得る。導体リング28/29を冷却する空気は、クリアランス空間40から、自由に空隙32/33の中に入る。
【0016】
本発明の図示される実施形態によると、磁気ロータ24/25は、出力シャフト21と一斉に回転し、さらに、空隙32/33を調整するために、軸方向で、互いに対して逆方向に可動であるように取付けられる。このために、磁気ロータ24は、出力シャフトの長さに沿ってスライドするが、出力シャフトを軸として回転しないように、出力シャフト21と係合されるハブ50に固定して結合される。従って、ハブ50、および、50と共にさらに磁気ロータ24は、空隙33を調整するために軸方向に可動である。磁気ロータ25は、出力シャフト21の遠心端にてブッシング47とスライド可能に係合され、出力シャフトの軸方向に移動するが、出力シャフトを軸として回転しない。出力シャフト21に対する磁気ロータ25の軸方向の移動は、空隙32を変更する。
【0017】
プッシュプル手段61は、磁気ロータ24/25を、出力シャフト21の回転軸に沿って軸方向で、双方向に移動して、空隙32/33の幅を変更するために提供される。プッシュプル手段61は、バレルエレメント63、内部バレル62、および磁気ロータ24を軸方向に移動させるためのハブ50、ならびに磁気ロータ24の移動に対応して磁気ロータ25を移動させるための磁気ロータ間と連結されたメカニズムを備える。図示された実施形態において、第2のメカニズムは、第5のロータ52およびピン51を含む(図7)。
【0018】
図5および図7に最も良好に図示されるように、図示された実施形態における第5のロータ52は、通常、3つの外部エッジ面52aを提供する仰角の三角形であり、外部エッジ面の各々は、そこから放射状に突き出す中央耳(central ear)53を有する。耳53は、ブッシングまたはベアリング55がスリーブされる(sleeved)ファスナ54を収容するように、シャフト21の方向に伸びる半径方向の穴と共に形成される(図5)。ベアリング55は、各々が回動可能にリンク57に取付けられるスイングユニット56の中央ハブ部分を受取り、次に、フランジ58に回動するように取付けられる(図7)。フランジ58は、キャップネジ60aによってディスク42上に取り付けられ得る(図7)。各アセンブリについて、1つのフランジ58が磁気ロータ24/25の一方に取付けられ、逆のフランジは、他方の磁気ロータに取付けられる。従って、第1の磁気ロータ24が軸方向に移動すると、磁気ロータおよびフランジ58は、隣接するリンク57を動かし、リンクは、次に、スイングユニット56を回転させ、これは、次に、反対のリンク57を駆り立てて他方の磁気ロータ25を移動させる。従って、磁気ロータ24による第1の方向での軸方向の移動は、磁気ロータ25による逆の第2の方向での軸方向の移動をもたらす。図示された実施形態において、ベアリング55は、スイングユニット56の中央に配置される。従って、第2の磁気ロータ25による移動量は、第1の磁気ロータ24による移動量と同じである。
【0019】
磁気ロータ24が押されて導体ロータ27から離されて、空隙33の幅が大きくなると、他方の磁気ロータ25が、第5のロータ52の方向に引張られ、空隙32の幅が大きくなる。同様に、磁気ロータ24が導体ロータ27の方向に引張られ、空隙33の幅を狭くすると、他方の磁気ロータ25は、導体ロータ26の方向に押され、空隙32を狭くする。
【0020】
図1および図3に最も良好に図示されるように、空隙32/33の幅を変更するために、磁気ロータ24を押し、かつ引張ることは、バレルエレメント63が部分的に重なる内部バレルエレメント62を有するバレルカム61を用いることによって達成され得る。内部バレルエレメント62は、第1のベアリングユニット64によって出力シャフト21上に取付けられ、外部エレメント63は、第2のベアリングユニット66によってハブ50に取付けられる。従って、出力シャフト21およびハブ50は、バレルカム61を軸として回転し得る。バレルエレメント63は、内部バレルエレメント62に結合されるスライドブロック(sliding block)71(図3)を係合する溝70を有する。第1のアーム72は、内部バレル62に取り付けられ、第2のアーム73(図1)は、外部バレル63に取り付けられる。第1のアーム72および第2のアーム73の相対運動により、バレルカム61がハブ50を出力シャフト21の軸方向に移動させる。
【0021】
外部バレル63の軸方向の移動は、第2のベアリング66を通じて、磁気ロータ24を対応して押すか、または引張るように作用する。上述のように、これは、スイングアーム56の敏感に応える動作によって、他方の磁気ロータ25の逆方向の等しい縦(endwise)の動きをもたらす。従って、第1のアーム72および第2のアーム73の選択的相対運動は、空隙32/33を変更し、これによって、磁気カップラ10の出力速度を変更する。第1のアーム72および第2のアーム73は、例えば、プロセスコントローラによって制御される定常電気回転ポジショナと接続され得る。例えば、負荷は、流量出力が制御されるべきポンプである場合、出力ストリームにおける測定デバイスが、プロセスコントローラに出力データを供給し、プロセスコントローラは、その後、第1のアーム72または第2のアーム73の必要とされる回転運動のために回転ポジショナに信号を送って、磁気カップラの出力速度を適切に調整する。
【0022】
実際の負荷入力シャフトではなく、出力シャフト21が、図1に示されるように、増設シャフト部位であり得る。出力シャフト21のこの増設部位は、エンドプレート80およびブッシング47を介して遠心端部分21aにて第5のロータ52と接続される。このエンドプレート80は、出力シャフト21の増設部位の内部端面を覆い、ブッシング47は、エンドプレートと第5のロータとの間に伸びる。ボルト82は、エンドプレート80をシャフト21に接続する。
【0023】
シャフト21は、ネック付き部分21aから、ハブ50を受取る中間円柱形部分へと伸び、その後、環状ショルダ21cと共に形成され、この環状ショルダに対抗して、第1のベアリング64の内部レースが設置される。カップラ86は、実際の負荷入力シャフト21を収容する大きさに作られたネック86cを有する相補的アダプタハブコンポーネント86bを有する。くさび式のスクィーズユニット87は、カップラのネック86c上にスリーブされて、ネジ89の締め付けに応答して、カップラ86をシャフト21に強制適合させる。カップラ86のハブコンポーネント86aおよび86bは、ボルト88によって共に固定される。ユニット87と類似のスクィーズユニットも、シャフト20に対してハブ36を固定するために用いられ得る。
【0024】
シャフト部位21およびカップラ86を組み込む上述の構成は、負荷およびその関連する入力シャフト21、あるいはプライムモータおよびそのシャフト20を移動させることなく、本発明の磁気カップリング10を、容易に組み込みまたは除去することを可能にする。この構造は、さらに、磁気カップラ10が、シャフトサイズが変更される負荷またはモータと共に用いられることを可能にする。フランジ86を小形フランジまたは大型フランジと置き換えることによって、同じ磁気カップラ10がより多くの状況にて用いられ得る。
【0025】
本発明は、従来の磁気カップラよりも多くの利点を有する。例えば、第1の磁気ロータ24が、ハブ50に取付けられ、かつハブが、出力シャフト21に取付けられるので、磁気モータは、ベアリングが磁気ロータと出力シャフトとの間に配置された、従来のバージョンよりも安定している。磁気ロータ24とハブ50と出力シャフト21との間の密接な関係は、磁気ロータの動作上の位置合わせからの同心性を改善し、かつ角度の偏差を低減する。さらに、ハブ50は、出力シャフト21と共に回転するので、パーツ間の相対回転は、ベアリング64/66の1つに伝達される。従って、接触すると、焼きつくか、または極度な磨耗を引き起こすが、隣接し合うパーツが動作中に接触することはなさそうである。
【0026】
さらに、第1の磁気ロータ24と第2の磁気ロータとの25間の回動連結は、それ自体、磁気ロータにねじり力を全く及ぼさない。さらに、スライドブロックと向き合う回動連結は、あまり磨耗せず、かつ、移動中に妨害または遮断されそうにない。これらの理由の各々について、磁気ロータ24と25との間の動きの相対位置が、より正確に制御される。
【0027】
図8は、本発明の代替的実施形態による磁気カップラ110を示す。図示される実施形態において、第1のシャフト120は、カラー136によって1対の導体ロータ143が回転するように固定されている導体ロータアセンブリの第1のディスク126に接続される。第2のシャフト121および第2のシャフト延長部分123は、永久磁石146のセットを支持する磁気ロータ142のペアが導体ロータ143に関して回転するように構成される。
【0028】
第2のシャフトの延長部分123の最大遠心端にて、球面ベアリング190は、第2のシャフトの延長部分を、導体ロータアセンブリの第1のディスク126に、次に、第1のシャフト120に回転可能に結合する。球面ベアリング190は、ネジ192等のファスナによって、第2のシャフトの延長部分123と接続される。球面ベアリング190は、第1のシャフト120が、第2のシャフト121および第2のシャフトの延長部分123の回転軸の周りを回転し、これと位置合わせされるように、および位置合わせから外れるように回動することを可能にするように構成される。しかしながら、球面ベアリング190は、横方向の移動を阻止する。その結果、第1のシャフト120および第2のシャフト121のサスペンションが、第2のシャフトの延長部分123のサスペンションをもたらす。従って、導体ロータアセンブリおよび磁気ロータセンブリの重量が、モータおよび負荷の両方の構造的支持によって分散される。
【0029】
第2のシャフト121は、フランジ186を通じてフレックスディスクカップリング184と接続される。フレックスディスクカップリング184は、第2のシャフト121が、第2のシャフトの延長部分123に関して屈曲することを可能にする。この屈曲は、第1のシャフト120および第2のシャフト121が、どちらかのシャフト上に過剰な横力を生成することなく位置合わせされるように移動し、位置合わせから外れることを可能にする。図示される実施形態において、球面ベアリング190およびフレックスディスクカップリング134は、2つのシャフト間の1°の回動を可能にし、および/または第1のシャフト120および第2のシャフト121が、0.1インチだけオフセットされることを可能にするように構成される。発明者は、これらの大きさ、本発明の主旨から逸脱することなく、特定の状況に応じて加減され得ることを理解する。球面ベアリング190が、そのような回動を可能にするので、このような運動は、球面ベアリングの性能に悪影響を及ぼさない。
【0030】
図8の実施形態は、従来技術の磁気カップラと比べて多数の利点を有する。例えば、カップラ110は、どちらかのシャフトの端部にてカンチレバーを取り除く。従って、一方のシャフト、およびその遠心端におけるロータアセンブリの重量は、他方のシャフトによって支持され、これは、臨界周波数振動を低減し得る。
【0031】
さらに、球面ベアリング190は、第1のシャフトと第2のシャフトとの間に間隔をおいて配置される固定軸を保持する。この固定間隔は、磁気ロータと導体ロータとの間の空隙をより制御可能にし、これは、過熱、ロータ間のギャップの縮小または衝突、あるいは他の性能エラーを低減または回避し得る。
【0032】
さらに、第1のシャフトと第2のシャフトとの間の軸位置合わせを保持することは、機器の振動問題を低減し得る。
【0033】
これまでの記載から、本発明の特定の実施形態が、例示の目的で本明細書中に記載されたが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、種々の改変がなされ得ることが理解される。従って、本発明は、上掲の請求項によるものを除いては制限されない。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】図1は、図5における切断面1−1に沿って見られる、狭いギャップ位置で示される、本発明の実施形態による磁気カップラの長手方向の断面図である。
【図2】図2は、導体ロータを有しない、図1の磁気カップラの斜視図である。
【図3】図3は、図2に対応する平面図である。
【図4】図4は、図3のような平面図であるが、ギャップ調整メカニズムが、磁気ロータが広いギャップ位置であるように引っ込められる。
【図5】図5は、切断面5−5に沿って見た、図4の磁気カップラの部分の横断面図である。
【図6】図6は、図2の磁気カップラの部分の左端の図である。
【図7】図7は、図2の磁気カップラの部分の斜視図であり、磁気ロータの前部が除去される。
【図8】図8は、図1と類似の切断面に沿って見た、狭いギャップ位置で示される、本発明の別の実施形態による、磁気カップラの長手方向の断面図である。
【0001】
(技術分野)
本発明は、一方のシャフト上の磁気ロータが、もう一方のシャフト上の導体ロータから間隔をおいて調整可能に配置されるタイプの永久磁石カップラに関する。より具体的には、本発明は、それぞれのシャフトへの調整可能なロータの取り付けに関する。
【背景技術】
【0002】
(発明の背景)
インダクションモータは、例えば、ファン、ブロア、ポンプおよびコンプレッサを駆動するために用いられる。これらのモータが全速で作動する場合、これらのモータは、通常、負荷要求と比べて過剰な荷重を有し、この過剰な荷重は、負荷が可変である場合に複雑化することが確認されている。必要とされる電力のみを提供するようにモータの出力が調整され得る場合、結果として、エネルギーの使用がかなり低減されることもまた確認されている。従って、変速駆動(VSD)が、モータ速度を所与の用途に必要とされる速度に整合する電子デバイスの形態で開発された。典型的なVSDは、入来するAC電圧および電流をDCに整流し、その後、DCを変換して異なった電圧および周波数のACに戻す。出力電圧および周波数は、実際の電力の需要によって決定され、かつ制御系またはオペレータによって自動的に設定される。
【0003】
これまで、VSDは、通常、非常に高価だったので、省エネルギーのために、広範には用いられていない。VSDは、熟練の保守人員を必要とし、モータの寿命を短くすることが報告されている。
【0004】
米国特許第5,477,094号(’94特許)は、磁気カップラを示す。ここでは、磁気ロータユニットは、共に接続される2つの導体ロータで鋏まれ(straddle)、これらの2つの導体ロータは、一方のシャフト上の導体ロータユニットとして回転するように共に接続されるが、磁気ロータユニットは、第2のシャフト上で回転するように取り付けられる。磁気ロータユニットは、それぞれの導体ロータ上に取り付けられた、鉄で裏当てされた(ferrous−backed)導電性リングから空隙によって間隔があけられた逆の極で構成された永久磁石のセットを有する。2つのシャフトのうちの1つが回転すると、シャフト間に直接的な機械的接続が全くなくても他方のシャフトが磁気作用により回転する。
【0005】
’094特許は、単一磁気ロータユニットではなく、2つの磁気ロータを有するというコンセプトをさらに開示し、各磁器ロータは、導体ロータによって提供される導電性素子の1つから空隙によって間隔があけられた、それぞれの永久磁石のセットを有する。2つの磁気ロータは、互いに軸方向に可動であり、かつスプリングによってバイアスされて離される。
【0006】
米国特許第6,005,317号(’317特許)において、磁気ロータは、空隙の調整によって、一定の速度のモータからの可変トルクを、一定の低速に保たれて作動する可変のトルク負荷に提供するために、遠隔制御位置から自動的に、軸位置を任意に変更するように互いに関して確実に配置される。
【0007】
’094特許におけるように、2つの磁気ロータをスプリングによってバイアスする代わりに、’317特許における磁気ロータの位置が、磁気ロータ上で作動する調整メカニズムと連絡する定常制御メカニズムによって制御されて、選択的に、互いの方向に向かってそれらを移動させて空隙を広げるか、またはそれらを移動させてさらに離れて空隙を狭くする。ギャップ調整は、所与のトルク負荷のための磁気ロータユニットと導体ロータユニットとの間の回転スリップを変更し、従って、負荷の速度に影響を及ぼす。所与のトルク負荷に関して、空隙は、モータの速度より低いプリセットされた差動回転速度でトルクを提供するように調整され得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の要旨)
本発明は、磁気ロータおよび導体ロータが互いに近接して配置されて、一方のロータの回転が他方の回転をもたらす、調整可能な磁気カップラに関する。ハブは、第1のシャフトと係合され、かつ第1のシャフトに関してスライドするが、第1のシャフトを軸に関して回転しないように構成される。従って、第1のシャフトが回転すると、ハブはこれと一緒に回転する。磁気モータがハブと結合され、導体ロータが第2のシャフトと結合されるか、あるいは、磁気モータが第2のシャフトと結合され、導体ロータがハブと結合される。ロータは、それぞれのシャフトと一緒に回転するように構成される。プッシュプルメカニズムは、回転するようにハブと結合されるので、第1のシャフトおよびハブが回転する場合でさえも定常を保つ。プッシュプルメカニズムは、ハブ、およびこれに取り付けられたロータを、第1の回転シャフトに沿って軸方向に動かすように作動する。他方のロータに対する一方のロータの軸方向の移動は、磁気ロータと導体ロータとの間の距離を変更し、カップラの性能を変化させる。
【0009】
本発明の別の実施形態において、調整可能なロータのペアは、固定されたロータアセンブリから間隔があけられ、かつ、上述のものと類似のプッシュプルメカニズムの使用によって調整可能である。第1の調整可能なロータは第2の調整可能なロータと連結されて、一方のロータの移動が他方の移動をもたらす。特定の実施形態において、ハブの移動および第1の調整可能なロータの1方向の移動は、第2の調整可能なロータの対応する逆方向の移動をもたらす。従って、第1の調整可能なロータの移動は、調整可能な両方のロータと第3の固定されたロータとの間の間隔を調整する。調整可能なロータは磁石と共に構成され、固定されたロータは導電性リングと共に構成される、または調整可能なロータは導電性リングと共に構成され、固定されたロータは磁石と共に構成されると、3つのロータ間の間隔を調整すると、システムの性能が調整される。
【0010】
本発明のさらに別の実施形態において、調整可能な磁気カップラは、2つの固定されたロータおよび2つの調整可能なロータを備える。固定されたロータは、シャフトと共に回転するようにシャフトと結合されるが、シャフトに沿って軸方向に移動することが許されない。他方、調整可能なロータは、シャフトの軸方向に可動であるが、シャフトを軸として回転することは許されない。調整可能なロータの1つは、スライド可能なハブ上に取り付けられる。調整可能なロータは互いに連結されて、一方の調整可能なロータの軸方向の移動が、他方の調整可能なモータの対応する軸方向の移動をもたらす。従って、ハブおよび一方の調整可能なロータのプッシュプルメカニズムによる調整は、他方の調整可能なロータの対応する調整をもたらす。プッシュプルメカニズムを用いて、第1および第2の調整可能なロータが、それぞれの第1および第2の固定されたロータから所望の距離によって間隔があけられ得、磁気カップラシステムの性能を変更する。
【0011】
本発明のさらに別の実施形態において、第1のシャフトの遠心端が、球面ベアリング等によって、第2のシャフトの遠心端と回転可能に結合される。第1のシャフトの長さに沿って配置されたフレックスディスクカップリングは、第1のシャフトの遠心端部分が、第1のシャフトの近位部分に関して回転軸に対して直交する軸を中心として回動することを可能にする。球面ベアリングは、第1のシャフトが、第2のシャフトに関して自由に回転することを可能にするが、2つのシャフト間の横方向の移動を阻止する。第1のシャフトと第2のシャフトとの間のこの連結の結果として、磁気カップリングの重量は、第1のシャフトおよび第2のシャフトの両方から生じる。この重量分散は、片方または両方のシャフトが受ける緊張を低減し得る。さらに、球面ベアリングとフレックスディスクカップリングとの組み合わせは、第1のシャフトと第2のシャフトとが正確に位置合わせされない場合でさえ、磁気カップリングが有効に作動することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
(本発明の詳細な説明)
本発明は、概して、第1の回転シャフトが、別個の第2の回転シャフトに回転エネルギーを伝送する磁気カップラに関する。特に、本発明は、一方のロータが他方のロータに対して軸方向に調整され、磁気カップラの性能を変更することを可能にするシステムに関する。本発明の特定の実施形態の複数の具体的な詳細は、以下の記載、および図1〜図8に示され、このような実施形態の徹底的な理解を提供する。しかしながら、当業者は、本発明がさらなる実施形態を有し得るか、または以下の説明において記載される詳細のいくつかを用いることなく実行され得ることを理解する。
【0013】
図1は、本発明の1実施形態による磁気カップラ10を示す。入力シャフト20および出力シャフト21には、その上に、導体ロータユニット22、および磁気ロータ24/25のペアが、それぞれを取付けられる。導体ロータユニット22は、互いに向き合い、かつ銅等の高い導電性を有する非鉄材料から形成されるそれぞれの導体リング28/29を有する、軸方向に間隔があけられた2つの導体ロータ26/27有する。導体ロータユニット22は、導体ハブ36に取り付けられる。導体ロータ27は、環状クリアランス空間40によって、出力シャフト21(およびこれに取り付けられたアセンブリ、後述される)から間隔をおいて離される。ハブ36は、くさび式カップリングまたは鍵接続等によって入力シャフト20上に取り付けられる。
【0014】
磁気ロータ24/25の各々は、好適には、軟鋼の鉄裏当てディスク(ferrous backing disc)43によって裏当てされた非鉄マウンティングディスク42を有する。マウンティングディスク42は、アルミニウムまたは適切な非磁気複合材料であり得、各々は、円形に構成されたスペースドカットアウト44のセットで形成され、それぞれのバッキングディスク43に対抗して設置された永久磁石46のそれぞれのセットを受ける。隣接する磁石は、逆の極性を有し得る。磁石46は、空隙32/33によって、導体ロータユニット22の導体リング28/29から間隔をおいて配置される。
【0015】
導体ロータ26/27は、導体リング28/29を冷却するために、空隙32/33を通る空気の循環を支援するように、換気ホールまたは類似の機能と共に形成され得る。導体リング28/29を冷却する空気は、クリアランス空間40から、自由に空隙32/33の中に入る。
【0016】
本発明の図示される実施形態によると、磁気ロータ24/25は、出力シャフト21と一斉に回転し、さらに、空隙32/33を調整するために、軸方向で、互いに対して逆方向に可動であるように取付けられる。このために、磁気ロータ24は、出力シャフトの長さに沿ってスライドするが、出力シャフトを軸として回転しないように、出力シャフト21と係合されるハブ50に固定して結合される。従って、ハブ50、および、50と共にさらに磁気ロータ24は、空隙33を調整するために軸方向に可動である。磁気ロータ25は、出力シャフト21の遠心端にてブッシング47とスライド可能に係合され、出力シャフトの軸方向に移動するが、出力シャフトを軸として回転しない。出力シャフト21に対する磁気ロータ25の軸方向の移動は、空隙32を変更する。
【0017】
プッシュプル手段61は、磁気ロータ24/25を、出力シャフト21の回転軸に沿って軸方向で、双方向に移動して、空隙32/33の幅を変更するために提供される。プッシュプル手段61は、バレルエレメント63、内部バレル62、および磁気ロータ24を軸方向に移動させるためのハブ50、ならびに磁気ロータ24の移動に対応して磁気ロータ25を移動させるための磁気ロータ間と連結されたメカニズムを備える。図示された実施形態において、第2のメカニズムは、第5のロータ52およびピン51を含む(図7)。
【0018】
図5および図7に最も良好に図示されるように、図示された実施形態における第5のロータ52は、通常、3つの外部エッジ面52aを提供する仰角の三角形であり、外部エッジ面の各々は、そこから放射状に突き出す中央耳(central ear)53を有する。耳53は、ブッシングまたはベアリング55がスリーブされる(sleeved)ファスナ54を収容するように、シャフト21の方向に伸びる半径方向の穴と共に形成される(図5)。ベアリング55は、各々が回動可能にリンク57に取付けられるスイングユニット56の中央ハブ部分を受取り、次に、フランジ58に回動するように取付けられる(図7)。フランジ58は、キャップネジ60aによってディスク42上に取り付けられ得る(図7)。各アセンブリについて、1つのフランジ58が磁気ロータ24/25の一方に取付けられ、逆のフランジは、他方の磁気ロータに取付けられる。従って、第1の磁気ロータ24が軸方向に移動すると、磁気ロータおよびフランジ58は、隣接するリンク57を動かし、リンクは、次に、スイングユニット56を回転させ、これは、次に、反対のリンク57を駆り立てて他方の磁気ロータ25を移動させる。従って、磁気ロータ24による第1の方向での軸方向の移動は、磁気ロータ25による逆の第2の方向での軸方向の移動をもたらす。図示された実施形態において、ベアリング55は、スイングユニット56の中央に配置される。従って、第2の磁気ロータ25による移動量は、第1の磁気ロータ24による移動量と同じである。
【0019】
磁気ロータ24が押されて導体ロータ27から離されて、空隙33の幅が大きくなると、他方の磁気ロータ25が、第5のロータ52の方向に引張られ、空隙32の幅が大きくなる。同様に、磁気ロータ24が導体ロータ27の方向に引張られ、空隙33の幅を狭くすると、他方の磁気ロータ25は、導体ロータ26の方向に押され、空隙32を狭くする。
【0020】
図1および図3に最も良好に図示されるように、空隙32/33の幅を変更するために、磁気ロータ24を押し、かつ引張ることは、バレルエレメント63が部分的に重なる内部バレルエレメント62を有するバレルカム61を用いることによって達成され得る。内部バレルエレメント62は、第1のベアリングユニット64によって出力シャフト21上に取付けられ、外部エレメント63は、第2のベアリングユニット66によってハブ50に取付けられる。従って、出力シャフト21およびハブ50は、バレルカム61を軸として回転し得る。バレルエレメント63は、内部バレルエレメント62に結合されるスライドブロック(sliding block)71(図3)を係合する溝70を有する。第1のアーム72は、内部バレル62に取り付けられ、第2のアーム73(図1)は、外部バレル63に取り付けられる。第1のアーム72および第2のアーム73の相対運動により、バレルカム61がハブ50を出力シャフト21の軸方向に移動させる。
【0021】
外部バレル63の軸方向の移動は、第2のベアリング66を通じて、磁気ロータ24を対応して押すか、または引張るように作用する。上述のように、これは、スイングアーム56の敏感に応える動作によって、他方の磁気ロータ25の逆方向の等しい縦(endwise)の動きをもたらす。従って、第1のアーム72および第2のアーム73の選択的相対運動は、空隙32/33を変更し、これによって、磁気カップラ10の出力速度を変更する。第1のアーム72および第2のアーム73は、例えば、プロセスコントローラによって制御される定常電気回転ポジショナと接続され得る。例えば、負荷は、流量出力が制御されるべきポンプである場合、出力ストリームにおける測定デバイスが、プロセスコントローラに出力データを供給し、プロセスコントローラは、その後、第1のアーム72または第2のアーム73の必要とされる回転運動のために回転ポジショナに信号を送って、磁気カップラの出力速度を適切に調整する。
【0022】
実際の負荷入力シャフトではなく、出力シャフト21が、図1に示されるように、増設シャフト部位であり得る。出力シャフト21のこの増設部位は、エンドプレート80およびブッシング47を介して遠心端部分21aにて第5のロータ52と接続される。このエンドプレート80は、出力シャフト21の増設部位の内部端面を覆い、ブッシング47は、エンドプレートと第5のロータとの間に伸びる。ボルト82は、エンドプレート80をシャフト21に接続する。
【0023】
シャフト21は、ネック付き部分21aから、ハブ50を受取る中間円柱形部分へと伸び、その後、環状ショルダ21cと共に形成され、この環状ショルダに対抗して、第1のベアリング64の内部レースが設置される。カップラ86は、実際の負荷入力シャフト21を収容する大きさに作られたネック86cを有する相補的アダプタハブコンポーネント86bを有する。くさび式のスクィーズユニット87は、カップラのネック86c上にスリーブされて、ネジ89の締め付けに応答して、カップラ86をシャフト21に強制適合させる。カップラ86のハブコンポーネント86aおよび86bは、ボルト88によって共に固定される。ユニット87と類似のスクィーズユニットも、シャフト20に対してハブ36を固定するために用いられ得る。
【0024】
シャフト部位21およびカップラ86を組み込む上述の構成は、負荷およびその関連する入力シャフト21、あるいはプライムモータおよびそのシャフト20を移動させることなく、本発明の磁気カップリング10を、容易に組み込みまたは除去することを可能にする。この構造は、さらに、磁気カップラ10が、シャフトサイズが変更される負荷またはモータと共に用いられることを可能にする。フランジ86を小形フランジまたは大型フランジと置き換えることによって、同じ磁気カップラ10がより多くの状況にて用いられ得る。
【0025】
本発明は、従来の磁気カップラよりも多くの利点を有する。例えば、第1の磁気ロータ24が、ハブ50に取付けられ、かつハブが、出力シャフト21に取付けられるので、磁気モータは、ベアリングが磁気ロータと出力シャフトとの間に配置された、従来のバージョンよりも安定している。磁気ロータ24とハブ50と出力シャフト21との間の密接な関係は、磁気ロータの動作上の位置合わせからの同心性を改善し、かつ角度の偏差を低減する。さらに、ハブ50は、出力シャフト21と共に回転するので、パーツ間の相対回転は、ベアリング64/66の1つに伝達される。従って、接触すると、焼きつくか、または極度な磨耗を引き起こすが、隣接し合うパーツが動作中に接触することはなさそうである。
【0026】
さらに、第1の磁気ロータ24と第2の磁気ロータとの25間の回動連結は、それ自体、磁気ロータにねじり力を全く及ぼさない。さらに、スライドブロックと向き合う回動連結は、あまり磨耗せず、かつ、移動中に妨害または遮断されそうにない。これらの理由の各々について、磁気ロータ24と25との間の動きの相対位置が、より正確に制御される。
【0027】
図8は、本発明の代替的実施形態による磁気カップラ110を示す。図示される実施形態において、第1のシャフト120は、カラー136によって1対の導体ロータ143が回転するように固定されている導体ロータアセンブリの第1のディスク126に接続される。第2のシャフト121および第2のシャフト延長部分123は、永久磁石146のセットを支持する磁気ロータ142のペアが導体ロータ143に関して回転するように構成される。
【0028】
第2のシャフトの延長部分123の最大遠心端にて、球面ベアリング190は、第2のシャフトの延長部分を、導体ロータアセンブリの第1のディスク126に、次に、第1のシャフト120に回転可能に結合する。球面ベアリング190は、ネジ192等のファスナによって、第2のシャフトの延長部分123と接続される。球面ベアリング190は、第1のシャフト120が、第2のシャフト121および第2のシャフトの延長部分123の回転軸の周りを回転し、これと位置合わせされるように、および位置合わせから外れるように回動することを可能にするように構成される。しかしながら、球面ベアリング190は、横方向の移動を阻止する。その結果、第1のシャフト120および第2のシャフト121のサスペンションが、第2のシャフトの延長部分123のサスペンションをもたらす。従って、導体ロータアセンブリおよび磁気ロータセンブリの重量が、モータおよび負荷の両方の構造的支持によって分散される。
【0029】
第2のシャフト121は、フランジ186を通じてフレックスディスクカップリング184と接続される。フレックスディスクカップリング184は、第2のシャフト121が、第2のシャフトの延長部分123に関して屈曲することを可能にする。この屈曲は、第1のシャフト120および第2のシャフト121が、どちらかのシャフト上に過剰な横力を生成することなく位置合わせされるように移動し、位置合わせから外れることを可能にする。図示される実施形態において、球面ベアリング190およびフレックスディスクカップリング134は、2つのシャフト間の1°の回動を可能にし、および/または第1のシャフト120および第2のシャフト121が、0.1インチだけオフセットされることを可能にするように構成される。発明者は、これらの大きさ、本発明の主旨から逸脱することなく、特定の状況に応じて加減され得ることを理解する。球面ベアリング190が、そのような回動を可能にするので、このような運動は、球面ベアリングの性能に悪影響を及ぼさない。
【0030】
図8の実施形態は、従来技術の磁気カップラと比べて多数の利点を有する。例えば、カップラ110は、どちらかのシャフトの端部にてカンチレバーを取り除く。従って、一方のシャフト、およびその遠心端におけるロータアセンブリの重量は、他方のシャフトによって支持され、これは、臨界周波数振動を低減し得る。
【0031】
さらに、球面ベアリング190は、第1のシャフトと第2のシャフトとの間に間隔をおいて配置される固定軸を保持する。この固定間隔は、磁気ロータと導体ロータとの間の空隙をより制御可能にし、これは、過熱、ロータ間のギャップの縮小または衝突、あるいは他の性能エラーを低減または回避し得る。
【0032】
さらに、第1のシャフトと第2のシャフトとの間の軸位置合わせを保持することは、機器の振動問題を低減し得る。
【0033】
これまでの記載から、本発明の特定の実施形態が、例示の目的で本明細書中に記載されたが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、種々の改変がなされ得ることが理解される。従って、本発明は、上掲の請求項によるものを除いては制限されない。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】図1は、図5における切断面1−1に沿って見られる、狭いギャップ位置で示される、本発明の実施形態による磁気カップラの長手方向の断面図である。
【図2】図2は、導体ロータを有しない、図1の磁気カップラの斜視図である。
【図3】図3は、図2に対応する平面図である。
【図4】図4は、図3のような平面図であるが、ギャップ調整メカニズムが、磁気ロータが広いギャップ位置であるように引っ込められる。
【図5】図5は、切断面5−5に沿って見た、図4の磁気カップラの部分の横断面図である。
【図6】図6は、図2の磁気カップラの部分の左端の図である。
【図7】図7は、図2の磁気カップラの部分の斜視図であり、磁気ロータの前部が除去される。
【図8】図8は、図1と類似の切断面に沿って見た、狭いギャップ位置で示される、本発明の別の実施形態による、磁気カップラの長手方向の断面図である。
Claims (39)
- 第1の回転シャフトおよび第2の回転シャフトと、
該第1の回転シャフトを近接して受取るハブであって、該ハブは、該第1の回転シャフトの少なくとも1部分に沿って軸方向に可動であり、かつ該第1の回転シャフトに関して回転するように固定される、ハブと、
該ハブおよび該第2の回転シャフトの一方と共に回転するように、固定して結合される磁気ロータであって、該ハブおよび該第2の回転シャフトの一方の周囲を取巻いて間隔をおいて配置された磁気材料を有する、磁気ロータと、
該ハブおよび該第2の回転シャフトの他方と、共に回転するように、固定して結合される導体ロータであって、該ハブおよび該第2の回転シャフトの他方の周囲を取巻いて間隔をおいて配置された非鉄導電性材料を有する、導体ロータと、
該第1の回転シャフトに関して軸方向に共に移動するように、該ハブと回転可能に結合されたプッシュプルメカニズムであって、該ハブと共に回転しないように構成され、かつ、該ハブおよび該ハブと結合された該それぞれのロータを、該磁気ロータと該導体ロータとの間の間隔をおいた距離を調整するために、該第1の回転シャフトに沿って軸方向に移動させるように動作する、プッシュプルメカニズムと
を備える、調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の回転シャフトは、前記第2の回転シャフトと実質的に位置合わせされる、請求項1に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記磁気ロータは、前記ハブと直接的に固定して結合される、請求項1に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記磁気材料は、永久磁気材料である、請求項1に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記磁気材料は、複数の永久磁石を含む、請求項1に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記非鉄導電性材料は、連続リングの形態である、請求項1に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記プッシュプルメカニズムは、ベアリングによって前記ハブと結合される、請求項1に記載の調整可能磁気カップラ。
- 回転軸に沿って実質的に位置合わせされる第1の回転シャフトおよび第2の回転シャフトと、
該第1の回転シャフトを近接して受取るハブであって、該ハブは、該第1の回転シャフトの少なくとも1部分に沿って、軸方向に可動であり、かつ、該回転軸の周囲を該第1の回転シャフトに関して回転可能に固定される、ハブと、
該回転軸の周囲を該ハブと共に回転するように、かつ該第1の回転シャフトに沿って該ハブと共に軸方向に移動するように、該ハブに固定して結合された第1のロータと、
該回転軸の周囲を共に回転するように、該第2の回転シャフトに固定して結合された第2のロータと、
該第1のロータおよび該第2のロータの一方と結合された複数の磁石であって、該回転軸の周囲を取巻いて間隔をおいて配置される、複数の磁石と、
該第1のロータおよび該第2のロータの他方と結合された非鉄導電性材料のリングであって、該回転軸の周囲を取巻いて間隔を置いて配置される、リングと、
該第1の回転シャフトの軸方向に共に移動するように、該ハブに回転可能に結合されたプッシュプルメカニズムであって、該回転軸に沿って該ハブと共に回転しないように構成され、かつ、該ハブおよび該第1のロータを、該磁石と該リングとの間の間隔をおいた距離を調整するために、該第1の回転シャフトに沿って軸方向に移動させるように動作する、プッシュプルメカニズムと
を備える、調整可能磁気カップラ。 - 前記磁気ロータは、前記ハブと固定して直接結合される、請求項8に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記磁気材料は、永久磁気材料である、請求項8に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記磁気材料は、複数の永久磁石を含む、請求項8に記載の調整可能カップラ。
- 前記プッシュプルメカニズムは、ベアリングによって前記ハブに結合される、請求項8に記載の調整可能磁気カップラ。
- 回転軸に沿って実質的に位置合わせされる、第1の回転シャフトおよび第2の回転シャフトと、
該第1の回転シャフトを近接して受取るハブであって、該第1の回転シャフトの少なくとも1部分に沿って軸方向に可動であり、かつ該回転軸の周囲を共に回転するように、該第1の回転シャフトに関して回転可能に固定される、ハブと、
該回転軸の周囲を該ハブと共に回転可能に、かつ該第1の回転シャフトに沿って該ハブと共に軸方向に移動するように、該ハブに固定して結合された第1の調整可能なロータと、
第1の面および対向する第2の面を有する固定されたロータアセンブリであって、該固定されたロータは、該回転軸の周囲を共に回転するように、該第2の回転シャフトに関して固定して結合され、該固定されたロータの該第1の面は、第1の調整可能なギャップによって、該第1の調整可能なロータから間隔があけられる、固定されたロータアセンブリと、
第2の調整可能なギャップによって該固定されたロータアセンブリの該第2の面から間隔があけられる第2の調整可能なロータであって、該回転軸の周囲を該第1の調整可能なロータと共に回転するように、かつ該第1の調整可能なロータと共に軸方向に移動するように、第1の調整可能なロータに連結される、第2の調整可能なロータと、
該固定されたロータアセンブリおよび該調整可能なロータの一方と結合される複数の磁石であって、該回転軸の周囲を取巻いて間隔をおいて配置される、複数の磁石と、
該固定されたロータアセンブリおよび該調整可能なロータの他方に結合される非鉄導電性材料のリングであって、該回転軸の周囲を取巻いて配置される、リングと、
該第1の回転シャフトに関して軸方向に共に移動するように、該ハブに回転可能に結合されたプッシュプルメカニズムであって、回転軸に沿って、該ハブと共に回転しないように構成され、かつ該ハブおよび該第1および第2のロータを、該第1の調整可能なギャップおよび該第2の調整可能なギャップを変更するために、該第1の回転シャフトに関して軸方向に移動させるように動作する、プッシュプルメカニズムと
を備える、調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の調整可能なロータは、前記ハブに直接的に固定して結合される、請求項13に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記固定されたロータアセンブリは、第1の固定されたロータ、および該第1の固定されたロータから間隔をあけて離された第2の固定されたロータを備え、該第2の固定されたロータは、前記回転軸の周囲を該第2の回転シャフトと共に移動するように、該第1の固定されたロータに関して固定して結合され、前記第1の面は、該第1の固定されたロータ上に配置され、前記第2の面は、該第2の固定されたロータ上に配置される、請求項13に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記固定されたロータアセンブリは、第1の固定されたロータ、および該第1の固定されたロータから間隔をあけて離された第2の固定されたロータを備え、該第2の固定されたロータは、前記回転軸の周囲を前記第2の回転シャフトと共に移動するように、該第1の固定されたロータに関して固定して結合され、前記第1の面は、前記第2の固定されたロータに面する該第1の固定されたロータ上に配置され、該第2の面は、該第1の固定されたロータに面する該第2の固定されたロータ上に配置される、請求項13に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記第1の調整可能なロータおよび前記第2の調整可能なロータに連結されるトランスファプレートであって、前記第1の回転シャフトに関して軸方向および回転するように固定され、かつ該第1の調整可能なロータおよび該第2の調整可能なロータに連結されて、該第1の調整可能なロータの軸方向の移動を該第2の調整可能なロータの対応する軸方向の移動に伝達する、トランスファプレートをさらに備える、請求項13に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記第1の回転シャフトに関して軸方向および回転するように固定されたトランスファプレートであって、前記第1の調整可能なロータと前記第2の調整可能なロータとの間に配置され、かつ該第1の調整可能なロータの軸方向の移動を該第2の調整可能なロータにおける軸方向の移動に伝達するように、該第1の調整可能なロータおよび該第2の調整可能なロータに連結される、トランスファプレートをさらに備える、請求項13に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記第1の調整可能なロータと前記第2の調整可能なロータとの間に配置されたトランスファプレートであって、前記回転シャフトに関して軸方向および回転するように固定される、トランスファプレートと、
該トランスファプレートと該第1の調整可能なロータおよび該第2の調整可能なロータとの間に結合された複数の回動連結であって、該第1の調整可能なロータによる第1の方向の軸方向の移動を、該第2の調整可能なロータによる対向する第2の方向の軸方向の移動に伝達するように構成される、複数の回動連結と
をさらに備える、請求項13に記載の調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の調整可能なロータと前記第2の調整可能なロータとの間に配置されたトランスファプレートであって、前記第1の回転シャフトに関して軸方向および回転するように固定される、トランスファプレートと、
該トランスファプレートと該第1の調整可能なロータおよび該第2の調整可能なロータとの間に結合された複数の回動連結であって、該第1の調整可能なロータによる第1の方向の軸方向の移動を、該第2の調整ロータによる逆の第2の方向の等価の軸方向の移動に伝達するように構成される、複数の回動連結と
をさらに備える、請求項13に記載の調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の調整可能なロータと前記第2の調整可能なロータとの間に配置されたトランスファプレートであって、該第1の回転軸に関して軸方向、および回転するように固定された、トランスファプレートと、
各々が中央部分、および対向する第1および第2の端部を有する複数の連結であって、各連結の該中央部分は、該トランスファプレートに回動するように結合され、各連結の該第1の端部は、該第1の調整可能なロータに回動するように結合され、各連結の該第2の端部は、該第2の調整可能なロータと回動するように結合されて、該第1の調整可能なロータによる第1の方向の軸方向の移動が、該連結の該中央部分の回転を引き起こし、その結果、該第2の調整可能なロータによる逆の第2の方向の軸方向の移動が引き起こされる、複数の連結と
をさらに備える、請求項13に記載の調整可能磁気カップラ。 - 回転軸に沿って実質的に位置合わせされる、第1の回転シャフトおよび第2の回転シャフトと、
該第1の回転シャフトを近接して受取るハブであって、該ハブは、該第1の回転シャフトの少なくとも1部分に沿って軸方向に可動であり、かつ、該回転軸の周囲を共に回転するように、該第1の回転シャフトに関して回転するように固定される、ハブと、
該回転軸の周囲を該ハブと共に回転するように、かつ該第1の回転シャフトに沿って該ハブと共に軸方向に移動するように、該ハブに関して固定して結合された第1の調整可能なロータと、
該回転軸の周囲を共に回転するように、該第2の回転シャフトに関して固定して結合される第1の固定されたロータであって、第1の調整可能なギャップにより該第1の調整可能なロータから間隔があけられる、第1の固定されたロータと、
該回転軸の周囲と共に回転するように、該第1の固定されたロータおよび該第2の回転シャフトに関して固定して結合された第2の固定されたロータと、
第2の調整可能なギャップにより該第2の固定されたロータから間隔があけられる第2の調整可能なロータであって、該回転軸の周囲を該第1の調整可能なロータと共に回転するように、かつ該第1の調整可能なロータと共に軸方向に移動するように該第1の調整可能なロータに連結される、第2の調整可能なロータと、
該固定されたロータおよび該調整可能なロータの一方に結合される複数の永久磁石であって、該回転軸の周囲を取巻いて間隔をおいて配置される、複数の磁石と、
該固定されたロータおよび該調整可能なロータの他方に結合される非鉄導電性材料のリングであって、該回転軸の周囲を取巻いて配置される、リングと、
該第1の回転シャフトの軸方向に共に移動するように、該ハブに回転可能に結合されたプッシュプルメカニズムであって、回転軸の周囲を該ハブと共に回転しないように構成され、かつ該ハブと該第1および該第2の調整可能なロータとを、該第1の調整可能なギャップおよび該第2の調整可能なギャップを変更するために、該第1の回転シャフトに関して軸方向に移動させるように動作する、プッシュプルメカニズムと
を備える、調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の調整可能なロータおよび前記第2の調整可能なロータは、前記第1の固定されたロータと前記第2の固定されたロータとの間に配置される、請求項22に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記第1の調整可能なロータおよび前記第2の調整可能なロータに連結されたトランスファプレートであって、前記第1の回転シャフトに関して軸方向および回転するように固定され、かつ該第1の調整可能なロータの軸方向の移動を該第2の調整可能なロータの対応する軸方向の移動に伝達するように、該第1の調整可能なロータおよび該第2の調整可能なロータに連結される、トランスファプレートをさらに備える、請求項22に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記第1の回転シャフトに関して軸方向および回転可能に固定されるトランスファプレートであって、前記第1の調整可能なロータと前記第2の調整可能なロータとの間に配置され、かつ該第1の調整可能なロータの軸方向の移動を該第2の調整可能なロータにおける軸方向の移動に伝達するように、該第1の調整可能なロータおよび該第2の調整可能なロータに連結される、トランスファプレートをさらに備える、請求項22に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記第1の調整可能なロータと前記第2の調整可能なロータとの間に配置されるトランスファプレートであって、前記第1の回転シャフトに関して軸方向および回転するように固定される、トランスファプレートと、
該トランスファプレートと該第1および該第2の調整可能なロータとの間に結合された複数の回動連結であって、該第1の調整可能なロータによる第1の方向の軸方向の移動を、該第2の調整可能なロータによる逆の第2の方向の軸方向の移動に伝達するように構成される、複数の回動連結と、
をさらに備える、請求項22に記載の調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の調整可能なロータと前記第2の調整可能なロータとの間に配置されるトランスファプレートであって、前記第1の回転シャフトに関して軸方向および回転するように固定された、トランスファプレートと、
該トランスファプレートと該第1および該第2の調整可能なロータとの間に結合された複数の回動連結であって、該第1の調整可能なロータによる第1の方向の軸方向の移動を該第2の調整可能なロータによる逆の第2の方向の等価の軸方向の移動に伝達するように構成される、複数の回動連結と
をさらに備える、請求項22に記載の調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の調整可能なロータと前記第2の調整可能なロータとの間に配置されたトランスファプレートであって、該第1の回転シャフトに関して軸方向および回転するように固定された、トランスファプレートと、
各々が中央部分、対向する第1および第2の端部を有する複数の連結であって、各連結の該中央部分は、該トランスファプレートに回動するように結合され、各連結の該第1の端部は、該第1の調整可能なロータに回動するように結合され、各連結の該第2の端部は、該第2の調整可能なロータに回動するように結合されて、該第1の調整可能なロータによる第1の方向の軸方向の移動が、該連結の該中央部分の回転を引き起こし、その結果、該第2の調整可能なロータによる逆の第2の方向の軸方向の移動が引き起こされる、複数の連結と
をさらに備える、請求項22に記載の調整可能磁気カップラ。 - 回転軸に沿って、少なくとも実質的に位置合わせされる、第1および第2の回転シャフトと、
該第1の回転シャフトおよび該第2の回転シャフトの一方に共に回転するように、固定して結合された磁気ロータであって、該第1の回転シャフトおよび該第2の回転シャフトの一方の周囲を取巻いて間隔をおいて配置された磁気材料を有する、磁気ロータと、
該第1の回転シャフトおよび該第2の回転シャフトの他方に共に回転するように固定して結合された導体ロータであって、該第1の回転シャフトおよび該第2の回転シャフトの他方の周囲を取巻いて間隔をおいて配置された非鉄導電性材料を有する、導体ロータと、
該第1の回転シャフトを該第2の回転シャフトに結合して、該回転軸の周囲で、その間を自由に相対回転することを可能にする球面ベアリングであって、該第1の回転シャフトおよび該第2の回転シャフトの少なくとも一方が該回転軸との位置合わせから外れるように動作することを可能にするが、該第1の回転シャフトと該第2の回転シャフトとの間の相対横方向移動を阻止して、該磁気ロータおよび該導体ロータの重量が、該第1および該第2の回転シャフトの両方に沿って分散されるようにする、球面ベアリングと
を備える、磁気カップラ。 - 前記第1の回転シャフトの長さに沿って配置されるフレキシブルカップリングであって、前記回転軸の周囲では剛性であるが、前記第1の回転シャフトの長さが、前記球面ベアリングの回転を補償するように屈曲することを可能にし、かつ該回転軸に沿う軸方向の移動を阻止して、該シャフトが互いに一定の軸関係の状態であるようにする、フレキシブルカップリングをさらに備える、請求項29に記載の磁気カップラ。
- 前記磁気材料は、永久磁気材料である、請求項29に記載の磁気カップラ。
- 前記磁気材料は、複数の永久磁石を含む、請求項29に記載の磁気カップラ。
- 前記非鉄導電性材料は、連続リングの形態である、請求項29に記載の磁気カップラ。
- 回転軸に沿って実質的に位置合わせされる、第1および第2の回転シャフトと、
該回転軸の周囲を共に回転するように該第1の回転シャフトに固定して結合される第1のロータと、
該回転軸の周囲を共に回転するように該第2の回転シャフトに固定して結合される第2のロータと、
該第1のロータおよび該第2のロータの一方と結合される複数の磁石であって、該回転軸の周囲を取巻いて間隔をおいて配置される、複数の磁石と、
該第1のロータおよび該第2のロータの他方と結合される、非鉄導電性材料のリングであって、該回転軸の周囲を取巻いて間隔をおいて配置される、リングと、
該第1の回転シャフトを該第2の回転シャフトに結合して、該回転軸の周囲で、その間を自由に相対回転することを可能にする球面ベアリングであって、該第1の回転シャフトおよび該第2の回転シャフトの少なくとも一方が該回転軸との位置合わせから外れるように動作することを可能にするが、該第1の回転シャフトと該第2の回転シャフトとの間の相対横方向移動を阻止する、球面ベアリングと
を備える、調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の回転シャフトの長さに沿って配置されるフレキシブルカップリングであって、前記回転軸の周囲では剛性であるが、該第1の回転シャフトの長さが、前記球面ベアリングの回転を補償するように屈曲することを可能にする、フレキシブルカップリングをさらに備える、請求項34に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記磁気材料は、永久磁気材料である、請求項34に記載の調整可能磁気カップラ。
- 前記磁気材料は、複数の永久磁石を含む、請求項34に記載の調整可能磁気カップラ。
- 回転軸に沿って実質的に位置合わせされる、第1および第2の回転シャフトと、
該回転軸の周囲を共に回転するように該第1の回転シャフトに固定して結合される、少なくとも1つの第1のロータと、
該回転軸の周囲を共に回転するように該第2の回転シャフトと結合される第2のロータのペアであって、該第2の回転シャフトに関して軸方向に制御可能に可動であり、少なくとも1つの第1のロータと、該第2のロータのペアの各々との間の間隔を調整する、第2のロータのペアと、
該第1のロータおよび該第2のロータの一方に結合される複数の磁石であって、該回転軸の周囲を取巻いて間隔をおいて配置される、複数の磁石と、
該第1のロータおよび該第2のロータの他方に結合される非鉄導電性材料のリングであって、該回転軸の周囲を取巻いて間隔をおいて配置される、リングと、
該第1の回転シャフトを該第2の回転シャフトに結合して、該回転軸の周囲で、その間を自由に相対回転することを可能にする球面ベアリングであって、該第1の回転シャフトおよび該第2の回転シャフトの少なくとも一方が該回転軸との位置合わせから外れるように動作することを可能にするが、該第1の回転シャフトと該第2の回転シャフトとの間の相対横方向移動を阻止する、球面ベアリングと
を備える、調整可能磁気カップラ。 - 前記第1の回転シャフトの長さに沿って配置されるフレキシブルカップリングであって、前記回転軸の周囲では剛性であるが、該第1の回転シャフトの長さが、前記球面ベアリングの回転を補償するように屈曲することを可能にする、フレキシブルカップリングをさらに備える、請求項38に記載の調整可能磁気カップラ。
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