JP6531553B2 - 回転伝達装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝達トルクを低下させることなく磁界無印加時の引きずり損失を低減させた回転伝達装置を提供することである。
また、ハウジングとロータとの間の径方向空間は、周方向の一部に、径方向の幅が前記軸方向隙間の軸方向の幅よりも大きい格納空間と、周方向において前記格納空間以外の箇所に位置する径方向隙間とを有する。この格納空間は、コイルの非通電時に前記軸方向隙間から離れた磁性粒子を格納する。
したがって、本発明によれば、伝達トルクを低下させることなく磁界無印加時の引きずり損失を低減することができる。
さらに本発明では、コイルは、径方向空間に対して径方向の外側に設けられている。ハウジングは、非磁性材料からなる収容部と、磁性材料からなるヨーク部とを有する。収容部は、ロータの外壁との間に格納空間を区画している凹部を有する。ヨーク部は、コイルに対して径方向の外側の位置から軸方向隙間に隣接する位置まで延びている。収容部は、周方向において凹部から離れるに従って径方向の厚みが小さくなるように形成されている。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態による回転伝達装置について図1〜図4を参照して説明する。
回転伝達装置10は、ハウジング11、ロータ12、シャフト13、コイル14、および、磁気粘性流体15等を備えている。
シャフト13は、ロータ12に固定されており、一方の側壁部24を貫通してハウジング11外へ突き出している。シャフト13の外壁と一方の側壁部24の開口部の内壁との間にはシール軸受25が設けられている。シール軸受25は、ハウジング11の内部と外部とを液密にシールしつつ、シャフト13を回転可能に支持している。
ハウジング11とロータ12との間には、軸方向隙間26および径方向空間27が区画されている。径方向空間27は、径方向幅S1が軸方向隙間26の軸方向幅S2よりも大きい格納空間28を含む。この格納空間28は、コイル14の非通電時に軸方向隙間26から離れた磁性粒子を格納する。本実施形態では、格納空間28は周方向の一部に設けられており、回転伝達装置10は、格納空間28が重力方向で下方に位置するよう設置される。これにより、コイル14の通電が停止すると、軸方向隙間26にある磁性粒子は重力により下方へ移動して格納空間28に集まる。
図1、図2に示すように、回転伝達状態では、コイル14に通電されることにより、コイル14を中心とする磁気回路が形成される。この磁気回路に沿う磁力線MLは、ヨーク部21とロータ12との間すなわち軸方向隙間26を軸方向へ通過する。このとき、磁気粘性流体15中の磁性粒子は軸方向隙間26に磁気吸引され、軸方向隙間26の磁気粘性流体15中に含まれる磁性粒子の濃度が高まり、磁気粘性流体15を介してロータ12とハウジング11との間でトルクが十分に伝達される。
また、第1実施形態では、格納空間28は周方向の一部に設けられている。そのため、回転伝達装置10をコンパクトに構成することができる。
本発明の第2実施形態では、図5、図6に示すように、収容部31は、周方向へ延びよう環状に形成されている。ロータ12の外壁との間に格納空間32を区画している凹部33は、環状溝である。格納空間32は、周方向へ延びる環状の空間である。
このように格納空間32がロータ12の全周に設けられてもよい。それでも第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第2実施形態によれば、格納空間32の周方向位置を気にせずに回転伝達装置を設置することができる。
本発明の第3実施形態では、図7に示すように、軸方向隙間41は、格納空間28に近いほど軸方向の幅が段階的に大きくなる。これにより、格納空間28にある磁性粒子が軸方向隙間41へ移動しやすくなっている。
本発明の第4実施形態では、図8に示すように、ハウジング51のヨーク部52および収容部53は、軸方向の幅が比較的大きく形成されている。そして、ロータ12は、軸方向へ間隔を空けて複数設けられている。各ロータ12間には、ハウジング51に固定された磁性プレート54が設けられている。このように多板構造のクラッチであっても、格納空間55が設けられていることによって第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
本発明の第5実施形態では、図9に示すように、ロータ61の外壁部には、周方向と交差する方向へ延びる突起62が形成されている。これにより、格納空間28が重力方向下方に位置していなくても、回転するロータ61から付与される遠心力により磁性粒子が突起62により外側へ飛ばされることによって、磁性粒子を格納空間28に集めることができる。したがって、格納空間28の周方向位置を気にせずに回転伝達装置を設置することができる。
本発明の他の実施形態では、磁気粘性流体(Magneto Rheological Fluid)に代えて、磁性流体(Magnetic Fluid)等の他の機能性流体が用いられてもよい。
本発明の他の実施形態では、格納空間は、周方向において複数箇所に設けられてもよい。
第3実施形態では、軸方向隙間41は、格納空間28に近いほど軸方向の幅が段階的に大きくなっていた。これに対して、本発明の他の実施形態では、軸方向隙間は、格納空間に近いほど軸方向の幅が連続的に大きくなっていてもよい。
本発明の他の実施形態では、格納空間の軸方向の幅は、ハウジングが有する一対の側壁部の間隔以下であってもよい。
本発明の他の実施形態では、図10に示すように、ハウジングの収容部は、径方向内側の開口縁部からロータ側に向かって突き出す突出部を有していてもよい。これにより、コイル通電時、ロータを迂回して格納空間を通るように磁気回路が形成されることを抑制し、磁力線が確実に軸方向隙間を通るようにすることができる。
本発明の他の実施形態では、非磁性材料は、樹脂に限らず、例えば非磁性の金属などであってもよい。
本発明の他の実施形態では、回転伝達装置は、回転部材と非回転部材との間に設けられるブレーキとして用いられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
12、61・・・ロータ
14・・・コイル
15・・・磁気粘性流体(機能性流体)
26、41・・・軸方向隙間
27・・・径方向空間
28、32、55・・・格納空間
Claims (8)
- 中空状のハウジング(11、51)と、
前記ハウジングに対して相対回転可能なよう当該ハウジング内に設けられているロータ(12、61)と、
前記ハウジングと前記ロータとの間の軸方向隙間(26、41)に及ぶ磁界を通電により発生させるコイル(14)と、
前記ハウジング内に設けられ、前記コイルが磁界を発生させると、基液中の磁性粒子が前記軸方向隙間で軸方向へ連なり前記ハウジングと前記ロータとの締結力を増加させる機能性流体(15)と、
を備え、前記コイルの通電をオンオフすることにより、前記ロータと前記ハウジングとの間で回転を伝達する回転伝達状態、および、回転伝達を遮断する遮断状態を切り替える回転伝達装置であって、
前記ハウジングと前記ロータとの間の径方向空間(27)は、周方向の一部に、径方向の幅(S1)が前記軸方向隙間の軸方向の幅(S2)よりも大きくなるよう形成された格納空間(28、32、55)と、周方向において前記格納空間以外の箇所に位置する径方向隙間とを有し、
前記格納空間は、前記コイルの非通電時に前記軸方向隙間から離れた前記磁性粒子を格納し、
前記コイルは、前記径方向空間に対して径方向の外側に設けられ、
前記ハウジングは、非磁性材料からなり、前記ロータの外壁との間に前記格納空間を区画している凹部(29)を有する収容部(22、31、53)と、磁性材料からなり、前記コイルに対して径方向の外側の位置から前記軸方向隙間に隣接する位置まで延びているヨーク部(21、52)と、を有し、
前記収容部は、周方向において前記凹部から離れるに従って径方向の厚みが小さくなるように形成されていることを特徴とする回転伝達装置。 - 前記収容部は、周方向において前記凹部から離れるに従って径方向の厚みが連続的に小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転伝達装置。
- 前記径方向隙間の径方向の幅は周方向において一定であることを特徴とする請求項1または2に記載の回転伝達装置。
- 径方向において前記コイルと前記ロータとの間には、前記径方向空間のみ、または、前記径方向空間および前記収容部のみが設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
- 前記収容部のうち、前記凹部に対して軸方向両側に位置する部分の軸方向の厚みは、前記軸方向隙間の軸方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
- 前記軸方向隙間(41)は、前記格納空間に近いほど軸方向の幅が大きくなっていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
- 前記ロータは、軸方向へ間隔を空けて複数設けられ、
各前記ロータの間に設けられ、前記ハウジングに固定されている1つまたは複数の磁性プレート(54)をさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の回転伝達装置。 - 前記ロータの外壁部には、周方向と交差する方向へ延びる突起(62)が形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
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