JP5978490B2 - 回転装置 - Google Patents
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Description
具体的には、前記入力ロータは前記回転軸周りに配設され、前記入力ロータと前記出力ロータとは互いに軸線方向に対向する位置で、前記出力ロータよりも入力ロータが半径方向内側に入れ子状に配設され、前記入力ロータの第一部材は前記回転軸の周りで回転軸に対して軸線方向に進退自在に連結される環状の略平面部材であり、前記磁気粘性流体が充填される隙間は、前記入力ロータの第二部材の外壁近傍と前記出力ロータの内壁近傍に配設される。
本発明の回転装置を説明をする前提として従来型の回転装置について具体例を示しつつ説明する。図6は従来型の回転装置110の軸線を含む平面で見た断面図を示しており、図7は図6の点線Aで囲んだ部分を拡大した図である。また、図6では理解しやすさを考慮して回転軸であるシャフト112の軸線Xより下方には説明に必要な部分にハッチングを施し上方にはハッチングを省略している。また、図7ではハッチングを省略している。
ここで本発明の回転装置について使用する磁気粘性流体について言及する。
ここで使用する磁気粘性流体は磁性粒子を分散媒に分散させてなる液体であり、特にその磁性粒子がナノサイズの金属粒子(金属ナノ粒子)からなる。磁性粒子は磁化可能な金属材料からなり、金属材料に特に制限はないが軟磁性材料が好ましい。軟磁性材料としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル及びパーマロイ等の合金が挙げられる。
次に、本発明の回転装置の詳細な実施形態例を説明する前に2つの模式例を示して本発明の回転装置の主構成を説明する。
図1〜図2には本発明の回転装置の模式図が2つ示されており、具体的には図1は後述の詳細な実施形態で参照する図3〜図4の回転装置10と同様の「励磁内コイルタイプ」の回転装置を模式化しており、(a)が励磁前(非通電時)の構成、(b)が励磁後(通電後)の構成を示している。また、図2は「励磁外コイルタイプ」の回転装置を示しており、(a)が励磁前(非通電時)の構成、(b)が励磁後(通電後)の構成を示している。なお、ここで示す参照番号の部材は、図3〜図4に同参照番号で示す部材と同一部材であり、この参照番号数の下2ケタが同一の図6〜図7の参照番号部材は同機能の部材である。
このタイプの本回転装置の例は、コイル20が半径方向内側にあるロータ側に配設されるケースを示している。回転軸であるシャフト12の回転は入力ロータ16に伝達される。入力ロータ16は第一部材(ツバ部材)14と第二部材15とで構成される。まずシャフト12の回転は、同心円状にシャフト周りに配設される略環状平面部材である第一部材14に伝達される。図1では第一部材14が複数の部材で形成され軸線方向に凹凸である部材として示されているが、これらは一体の部材である。また、この第一部材14の磁路が通過する部分(後述する外側部14bに相当)は、純鉄、パーマロイ等の磁性体で形成される。
このタイプの本回転装置10´の例では、コイル20が半径方向外側にあるロータ側に配設されるケースを示している。図1と同様にシャフト12の回転は入力ロータ16に伝達され、入力ロータ16が第一部材14と第二部材15とで構成される。また、入力ロータ16より前方に出力ロータ18が配設される点でも図1の回転装置10と同様である。ただし、この回転装置10´では、入力ロータ16が出力ロータ18よりも半径方向外側を覆って互いに対向して入れ子状に配設される点が図1の回転装置10と大きく異なる。したがって、磁気粘性流体28は入力ロータ16の内側表面と出力ロータ18の外側表面との隙間に充填される。ディスク22、24については図1と同様に図7で説明したとおりである。この励磁外コイルタイプの回転装置10´では磁場発生手段であるコイル20がディスク22、24の半径方向外側に配設される。なお、図1の回転装置10と同様に各部材の磁路が通過する部分は磁性体、それ以外は非磁性体である点も同様である。
次に、図3〜図4は本発明の回転装置10の具体的実施形態の詳細な構成例を示しており、軸線Xを含む平面で見た断面図である。具体的には、図3は回転装置10の励磁前(非通電時)の断面図を示しており、図4は回転装置10の励磁後(通電時)の断面図を示している。回転装置10は図6〜図7の従来型の回転装置110で示した構成と大半の構成は同一であり、図3〜図4に示す部材の参照番号の下2ケタと同一である図6〜図7での部材は同一部材である。ここでは図3〜図4の部材のうち図6〜図7と異なる部材について説明し、同一の部材については説明を割愛する。
以下、本発明の他の実施の形態(1)に係る回転装置について図8を参照しながら説明する。本実施形態に係る回転装置210は、軸線N周りに相対回転可能な入力側部材210Aおよび出力側部材201Bで構成されている。入力側部材210Aおよび出力側部材210Bは、互いに磁気粘性流体26(図8において塗り潰した部分)を介してトルク伝達がなされる。磁気粘性流体26には、電磁石等からなる磁場発生手段211によって磁場が付与されるようになっており、磁場発生手段211のコイル212に通電する電流の大きさを調整することで、入力側部材210Aおよび出力側部材210B間での伝達トルクが調整可能である。磁場発生手段211は、コイル212、ボビン231、第1〜第4ヨーク215,217,224,225などで構成されている。
以下、本発明の他の実施の形態(2)に係る回転装置について図10を参照しながら説明する。本実施形態に係る回転装置310は、軸線N周りに相対回転可能な入力側部材310Aおよび出力側部材310Bで構成されている。入力側部材310Aおよび出力側部材310Bは、互いに磁気粘性流体26(図10において塗り潰した部分)を介してトルク伝達がなされる。磁気粘性流体26には、電磁石等からなる磁場発生手段311にて磁場が付与されるようになっており、磁場発生手段311のコイル312に通電する電流の大きさを調整することで、入力側部材310Aおよび出力側部材310B間での伝達トルクが調整可能である。磁場発生手段311は、コイル312、第1〜第4ヨーク315〜318などで構成されている。
12 シャフト(回転軸)
14 第一部材(ツバ部材)
14a 内側部
14b 外側部
15 第二部材
15a 内側部
15b 外側部
16 入力ロータ
18 出力ロータ
20 コイル
22 入力ロータ側ディスク
24 出力ロータ側ディスク
26 磁気粘性流体(隙間)
28 永久磁石
210 回転装置
210A 入力側部材
210B 出力側部材
211 磁場発生手段
212 コイル
213 回転軸
215 第1ヨーク
217 第2ヨーク
218 コイルスプリング(付勢手段)
215a 摩擦係合部(入力側摩擦係合部)
222 摩擦係合部(出力側摩擦係合部)
310 回転装置
310A 入力側部材
310B 出力側部材
311 磁場発生手段
312 コイル
313 回転軸
315 第1ヨーク
316 第2ヨーク
319 摩擦係合板
328 コイルスプリング(付勢手段)
N 軸線
X 回転軸線
Y 回転平面
L、L−1、L−2 磁路
Claims (5)
- 軸線周りに回転する回転軸と、
該回転軸の周りで回転軸と一体に回転する入力ロータと、
該入力ロータに対して軸線方向に対向し、該軸線周りに回転する出力ロータと、
通電により磁力を発生する磁場発生手段と、を備える回転装置であって、
前記入力ロータと前記出力ロータとの隙間には磁気粘性流体が充填され、
前記入力ロータは、回転軸と連結する第一部材と前記磁気粘性流体が充填される隙間と接する第二部材とを有し、
通電時には前記磁場発生手段から発生する磁力により前記入力ロータの第一部材と第二部材とは係合するとともに、前記磁気粘性流体の粘度を発現して前記回転軸の回転トルクを前記出力ロータに伝達し、
非通電時には前記入力ロータの前記第一部材と第二部材とが分離し、
前記入力ロータは前記回転軸周りに配設され、
前記入力ロータと前記出力ロータとは互いに軸線方向に対向する位置で、前記入力ロータよりも出力ロータが半径方向内側に入れ子状に配設され、
前記入力ロータの第一部材は前記回転軸の周りで回転軸に対して軸線方向に進退自在に連結される環状の略平面部材であり、
前記磁気粘性流体が充填される隙間は、前記入力ロータの第二部材の内壁近傍と前記出力ロータの外壁近傍に配設される、ことを特徴とする回転装置。 - 軸線周りに回転する回転軸と、
該回転軸の周りで回転軸と一体に回転する入力ロータと、
該入力ロータに対して軸線方向に対向し、該軸線周りに回転する出力ロータと、
通電により磁力を発生する磁場発生手段と、を備える回転装置であって、
前記入力ロータと前記出力ロータとの隙間には磁気粘性流体が充填され、
前記入力ロータは、回転軸と連結する第一部材と前記磁気粘性流体が充填される隙間と接する第二部材とを有し、
通電時には前記磁場発生手段から発生する磁力により前記入力ロータの第一部材と第二部材とは係合するとともに、前記磁気粘性流体の粘度を発現して前記回転軸の回転トルクを前記出力ロータに伝達し、
非通電時には前記入力ロータの前記第一部材と第二部材とが分離し、
前記入力ロータは前記回転軸周りに配設され、
前記入力ロータと前記出力ロータとは互いに軸線方向に対向する位置で、前記出力ロータよりも入力ロータが半径方向内側に入れ子状に配設され、
前記入力ロータの第一部材は前記回転軸の周りで回転軸に対して軸線方向に進退自在に連結される環状の略平面部材であり、
前記磁気粘性流体が充填される隙間は、前記入力ロータの第二部材の外壁近傍と前記出力ロータの内壁近傍に配設される、ことを特徴とする回転装置。 - 同じ軸線周りに相対回転可能であり、磁気粘性流体を介して互いにトルク伝達可能に設けられた入力側部材および出力側部材を備え、前記磁気粘性流体に付与する磁場を発生する磁場発生手段が前記入力側部材および出力側部材に含まれた回転装置であって、
前記磁場発生手段は、前記軸線周りに配設されたコイルと、該コイルの軸線方向片側に配設された側部ヨークと、前記コイルの外周側に配設された周部ヨークとを有し、
前記入力側部材は、前記軸線周りに回転し、前記コイルの通電時に前記側部ヨークおよび前記周部ヨークとともに磁路を形成する回転軸と、前記側部ヨークと、を有し、
前記出力側部材は、前記コイルおよび前記周部ヨークを有し、
前記側部ヨークは、前記回転軸の周囲に回転一体にかつ前記軸線方向に所定範囲でスライド可能に外嵌され、
前記側部ヨークを前記周部ヨークから離反する側へ前記軸線方向へ付勢する付勢手段が設けられ、
前記コイルに所定以上の電流が通電されると、前記側部ヨークと前記周部ヨークとの間に発生する磁力によって、前記側部ヨークが前記付勢手段の付勢力に抗して前記周部ヨーク側にスライドして当該周部ヨークに吸着する、ことを特徴とする回転装置。 - 前記入力側部材および前記出力側部材には、前記側部ヨークが前記周部ヨークに吸着するときに、互いに回転一体に摩擦係合する、入力側摩擦係合部および出力側摩擦係合部がそれぞれ設けられている、ことを特徴とする請求項3に記載の回転装置。
- 同じ軸線周りに相対回転可能であり、磁気粘性流体を介して互いにトルク伝達可能に設けられた入力側部材および出力側部材を備え、前記磁気粘性流体に付与する磁場を発生する磁場発生手段が前記出力側部材に含まれた回転装置であって、
前記入力側部材は、前記軸線周りに回転する回転軸と、該回転軸の周囲に固設された摩擦係合板と、を有し、
前記出力側部材に含まれる前記磁場発生手段は、前記軸線周りに配設されたコイルと、該コイルの軸線方向片側に配設された側部ヨークと、前記コイルの外周側および内周側に配設された周部ヨークとを有し、
前記側部ヨークは、前記周部ヨークと前記摩擦係合板との間において前記回転軸の周囲に相対回転可能にかつ前記軸線方向にスライド可能に設けられ、
前記側部ヨークを前記摩擦係合板側へ前記軸線方向へ付勢する付勢手段が設けられ、
前記コイルに電流が通電されていないとき、前記側部ヨークは前記付勢手段によって前記摩擦係合板に押し付けられて、当該側部ヨークおよび摩擦係合板が互いに回転一体に摩擦係合し、
前記コイルに所定以上の電流が通電されると、前記側部ヨークと前記周部ヨークとの間に発生する磁力によって、前記側部ヨークが前記付勢手段の付勢力に抗して前記周部ヨーク側にスライドして当該周部ヨークに吸着する、ことを特徴とする回転装置。
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JP2012068551A JP5978490B2 (ja) | 2011-03-30 | 2012-03-26 | 回転装置 |
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JP2011076795 | 2011-03-30 | ||
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ID=47268210
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JP (1) | JP5978490B2 (ja) |
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JP2536524B2 (ja) * | 1987-05-21 | 1996-09-18 | 神鋼電機株式会社 | クラッチ |
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2012
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JP2012215294A (ja) | 2012-11-08 |
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