JPH0310813B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は第１の連結主体と第２の連結主体と
の間に磁性粒子を充填し、磁性粒子を磁化して両
連結主体間に伝達トルクを発生させる電磁連結装
置に関し、特にその冷却構造に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第３図は例えば「三菱電磁クラツチ・ブレーキ
＜総合カタログ＞、昭和60年９月発行」の２−２
頁２−５頁に示された従来の電磁連結装置の概略
構成を示す断面側面図であり、図において、１は
図示しない原動機により駆動される回転軸２に円
板２ａを介して取付けられ、回転軸２と連動して
回転する環状の第１の連結主体（以下、リングド
ライブと称す）、３はリングドライブ１の内周側
に同心軸上に環状の空隙を隔てて配設された第２
の連結主体（以下、ドリブンと称す）であり、固
定側の磁束回路となる。４はリングドライブ１と
ドリブン３との間の環状の空隙に充填された磁性
粒子であり、磁化することにより固体状となり、
リングドライブ１とドリブン３との間のトルク伝
達媒体となる。５はリングドライブ１の外周側に
配設された励磁装置であり、励磁コイル６とステ
ータ７により構成され、励磁コイル６の付勢によ
り磁束を発生させ、磁性粒子４を磁化させてリン
グドライブ１とドリブン３との間に伝達トルクを
発生させる。８は励磁装置５のステータ７の一方
側に取付けられた固定用取付部材であり、図示し
ない固定部に取付けられ、回転軸２との間にベア
リング９を介在させて回転軸２を支持する。１０
は励磁装置５のステータ７の他方側とドリブン３
とを結合固着するブラケツトであり、貫通口１０
ａ，１０ｂが形成されている。１１はリングドラ
イブ１の開口部を閉鎖すると共にリングドライブ
１と連動して回転するプレート、１２はプレート
１１に取付けられた放熱フインである。

次に動作について説明する。今、回転軸２が回
転しているとき、リングドライブ１も回転してい
る。この状態で励磁装置５の励磁コイル６を付勢
すると、ステータ７、リングドライブ１、ドリブ
ン３を回路とした強力な磁束Φが発生し、リング
ドライブ１とドリブン３との間の環状の空隙に充
填された磁性粒子４が磁化されて結束して固化す
る。このときの磁性粒子４間の直結力及び磁性粒
子４とリングドライブ１、あるいは磁性粒子４と
ドリブン３の接触面との摩擦力により、リングド
ライブ１のトルクがドリブン３に伝達され、リン
グドライブ１に制動力がかかる。このドリブン３
に発生する制動トルクはブラケツト１０、ステー
タ７を介して取付部材８に伝達される。取付部材
８は外部の固定部に取付けられており、ドリブン
３から伝達された制御トルクは固定部に伝達され
る。

したがつて、リングドライブ１とドリブン３と
は磁化した磁性粒子４により結合されてリングド
ライブ１が制動されながら回転するか、あるいは
回転が止まる。即ち、ブレーキがかかる。制動を
解除するときは、励磁コイル６を消勢することに
より磁束Φがなくなり磁化した磁性粒子４が元の
状態に戻り、リングドライブ１とドリブン３との
制動状態が解除され、リングドライブ１が再び元
の状態で回転する。

ところで、リングドライブ１、ドリブン３は、
磁性粒子４との摩擦接週触により多量の摩擦熱が
発生し、リングドライブ１、ドリブン３が非常に
加熱されて発熱し、磁性粒子４が酸化焼結して結
合媒体として作用しなくなる等の懸念がある。即
ち、電磁連結機能を損う恐れがある。そこで、リ
ングドライブ１、ドリブン３の連結部に発生する
摩擦熱をプレート１１に取付けた放熱フイン１２
により空気中に放熱している。しかし放熱フイン
１２による放熱だけではリングドライブ１、ドリ
ブン３の連結部に発生する摩擦熱を有効に放熱す
ることができず、磁性粒子４の酸化焼結を防止す
ることができない。

これを改良したものとして例えば特公昭51−
27808号公報に示されたものがあり、その概略を
第４図に示す。第４図において、１３，１４はド
リブン３に形成された冷却水の給水口および排水
口である。１５はドリブン３に給水口１３、排水
口１４と連通して形成された環状の水路である。
給水口１３より冷却水が入り、水路１５を流通し
て排水口１４より冷却後の水が排水されて、連結
部の発生熱を外部に放出するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上述した従来装置では、ドリブン
３に設けた水路１５が摩擦熱の発生する部分より
離れているため、摩擦により発生する熱を外部に
放出する効率が悪く、そのため水路１５を摩擦熱
の発生するドリブン３の外周に近づけると点線で
示す磁路がせまくなり磁束が通りにくく、伝達ト
ルクが小さくなつてしまう。又、磁気回路特有の
飽和現象があるので、励磁力を多少大きくして
も、トルクは増加せず、更に励磁電流対トルク特
性も直線性が得られず制御特性のよくないものに
なつてしまう。その結果、水路１５はドリブン３
の外周側に近づけることができなくなり、リング
ドライブ１、ドリブン３の連結部に発生する摩擦
熱を有効に放熱することができなくなる。従つ
て、その摩擦熱によりステータ７や取付部材８を
介して励磁コイル６やベアリング９が過熱される
問題点がある。又、ドリブン３に冷却水を通流さ
せるために、装置外部に冷却水の給排水設備の設
置や冷却水路の保修などのメインテナンンスが必
要であるなどの問題点がある。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたものであり、給排水設備を設けること
なく、十分な冷却効果があり、メインテナンスフ
リーの高信頼性の装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る連結装置は、回転軸に取付けら
れ、内輪と外輪により環状の第１の連結主体を構
成し、内輪、外輪の少なくとも何れか一方に軸方
向に延在する長溝を円周方向に複数形成し、内輪
と外輪との間の長溝部で第１の中空室を形成し、
第１の連結主体の隣接部材に第２の中空室を形成
し、第１の連結主体に第１の中空室と第２の中空
室を連通する連通室を設け、第１の中空室、第２
の中空室、連通室内を真空減圧後蒸発性を有する
作動液体を所定量封入したものである。

〔作用〕

この発明における連結装置は、連結部で発生す
る摩擦熱を第１の連結主体の第１の中空室で吸収
して第２の中空室に輸送して、冷却風により冷却
して外部に放熱する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図、第２図に
基づいて説明する。これら各図において、１６は
内輪１６ａと外輪１６ｂとにより構成されたリン
グドライブであり、図は一例として内輪１６ａの
外表面に軸方向に延在する長溝１６ｃを円周方向
に複数形成し、内輪１６ａと外輪１６ｂとの間の
長溝１６ｃ部で第１の中空室１６ｄを形成してい
る。

１７はリングドライブ１６の隣接部材、例えば
円板２ａに形成された第２の中空室であり、凹部
１７ａにより形成されており、各第１の中空室１
６ｄに対応して設けられている。１８はリングド
ライブ１６の内輪１６ａに形成され、第１の中空
室１６ｄと第２の中空室１７を連通する連通室、
１９は第１の中空室１６ｄ、第２の中空室１７、
連通室１８内を真空減圧後所定量封入された蒸発
性を有する例えばフロン、アンモニア、水等の作
動液体である。２０は円板２ａに設けられたプレ
ートフインであり、放熱効果を高めるものであ
る。

次に動作について説明する。今、回転軸２が回
転しているとき、リングドライブ１６も回転して
いる。この状態で励磁装置５の励磁コイル６を付
勢すると、ステータ７、リングドライブ１６、ド
リブン３を回路とした強力な磁束Φが発生し、リ
ングドライブ１６とドリブン３との間の環状の空
隙に充填された磁性粒子４が磁化されて結束して
固化する。このときの磁性粒子４間の直結力及び
磁性粒子４とリングドライブ１６、あるいは磁性
粒子４とドリブン３の接触面との摩擦力により、
リングドライブ１６のトルクがドリブン３に伝達
され、リングドライブ１６に制動力がかかる。し
たがつて、リングドライブ１６とドリブン３とは
磁化した磁性粒子４により結合されてリングドラ
イブ１６や制動されながら回転するか、あるいは
回転が止まる。即ち、ブレーキがかかる。制動を
解除するときは、励磁コイル６を消勢することに
より磁束Φがなくなり磁化した磁性粒子４が元の
状態に戻り、リングドライブ１６とドリブン３と
の制動状態が解除されるがリングドライブ１６が
再び元の状態で回転する。

ところで、リングドライブ１６とドリブン３の
連結部で発生する多量の摩擦熱により、リングド
ライブ１６、ドリブン３、磁性粒子４が加熱され
て高温となる。高温となつたリングドライブ１６
の熱は内輪１６ａと外輪１６ｂとの間の長溝１６
ｃ部で形成された第１の中空室１６ｄに吸収され
る。第１の中空室１６ｄで吸収した熱によりその
内部に封入されたフロン等の作動液体１９は加熱
されてその熱分を蒸発潜熱として奪い蒸気化し、
蒸気となつて連通室１８を経て第２の中空室１７
側へその内部で移動する。第２の中空室１７側へ
移動した作動液体１９の蒸気は、図示しない冷却
フアン等による冷却風によつて周囲空気により冷
却される。このとき、フロン等の作動液体１９の
蒸気は凝縮して液化するが、凝縮潜熱を周囲空気
に放熱する。凝縮して液化した作動液体１９はリ
ングドライブ１６の第１の中空室１６ｄ側へ連通
室１７を経てその内部で移動して戻る。このよう
に、リングドライブ中空室１６ｄ、連通室１８、
第２の中空室１７内の作動液体１９の蒸気化、液
化の繰り返しにより、リングドライブ１６の第１
の中空室１６ｄで吸収したリングドライブ１６の
熱、即ち、摩擦熱をリングドライブ１６の第１の
中空室１６ｄから連通室１８を経て中空室１７へ
輸送して周囲空気に放熱する。従つて、リングド
ライブ１６の熱はリングドライブ１６の第１の中
空室１６ｄで奪われた温度が下がり冷却され低温
状態となる。その結果、リングドライブ１６とド
リブン３の連結部の冷却を給排水設備を設けるこ
となく十分に冷却することができ、その連結部の
温度を著しく低減でき、磁性粒子４の酸化焼結を
防止できる。さらに、励磁コイル６やベアリング
９の過熱防止も図れる。

又、リングドライブ１６の第１の中空室１６
ｄ、連通室１８、第２の中空室１７内の作動液体
１９による冷却はメインテナンスフリーであり、
水冷却における冷却水路の保修等のメインテナン
ス作業が不必要となる。

又、放熱部として、リングドライブ１６の隣接
部材の円板２ａに第２の中空室１７を形成して構
成した場合について述べたが、これに対し、リン
グドライブ１６の端部に第１の中空室１６ｄと連
通させて管体を軸方向に延在させて放熱部とする
ことが考えられるが、この場合は管体が軸方向に
延在しているため強度が低いものとなる。即ち、
この発明のものはリングドライブ１６の隣接部材
の円板２ａに第２の中空室１７を形成して放熱部
を構成しており、管体を軸方向に延在させたもの
に比べて強度の高いものが得られ、小型化も図れ
るものである。

尚、上記実施例では長溝１６ｃはリングドライ
ブ１６の内輪１６ａの外表面側に形成された場合
について述べたが、長溝１６ｃをリングドライブ
１６の外輪１６ｂの内表面側に形成するようにし
てもよく、又、長溝１６ｃをリングドライブ１６
の内輪１６ａ、外輪１６ｂの相対する表面側に形
成するようにしてもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。

又、第１図に示すようにプレートフイン２０を
設けたことにより第２の中空室１７における放熱
効果をさらに高めることができる。

又、上記実施例では第１の中空室１６ｄに対応
してそれぞれ第２の中空室１７を設けた場合につ
いて述べたが、第２の中空室１７を環状として全
て、第１の中空室１６ｄと連通するように形成す
ることもできる。

又、上記実施例では第２の中空室１７が円板２
ａに形成された場合について述べたが、プレート
１１に第２の中空室１７を設けるようにしてもよ
い。

ところで、上記説明では磁性粒子式電磁連結装
置として第１の連結主体が回転し、第２の連結主
体が固定の場合、即ち、ブレーキ装置に適用した
場合について述べたが、第１、第２の連結主体が
回転する場合、即ち、クラツチ装置にもこの発明
を適用し得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、回転軸に取付け
られ、内輪と外輪により環状の第１の連結主体を
構成し、内輪、外輪の少なくとも何れか一方に軸
方向に延在する長溝を円周方向に複数形成し、内
輪と外輪との間の長溝部で第１の中空室を形成
し、第１の連結主体の隣接部材に第２の中空室を
形成し、第１の連結主体に第１の中空室と第２の
中空室を連通する連通室を設け、第１の中空室、
第２の中空室、連通室内を真空減圧後蒸発性を有
する作動液体を所定量封入したことにより、第１
の連結主体の熱を作動液体の蒸気化、液化の繰り
返しにより第１の連結主体の第１の中空室から連
通室を経て第２の中空室に輸送して周囲空気に放
熱するようにしたので、給排水設備を設けること
なく第１の連結主体の熱を速やかに奪い効率よく
冷却でき、メインテナンスフリーの高信頼性の装
置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による磁性粒子式
電磁連結装置を示す断面側面図、第２図は第１図
−線における断面図、第３図、第４図はそれ
ぞれ従来の磁性粒子式電磁連結装置を示す断面側
面図である。 図において、２は回転軸、３は第２の連結主
体、４は磁性粒子、５は励磁装置、１６は第１の
連結主体、１６ａは内輪、１６ｂは外輪、１６ｃ
は長溝、１６ｄは第１の中空室、１７は第２の中
空室、１８は連通室、１９は作動液体である。
尚、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸に取付けられ、内輪と外輪により構成
   され、上記内輪、外輪の少なくとも何れか一方に
   軸方向に延在する長溝を円周方向に複数形成し、
   上記内輪と外輪との間の長溝部で第１の中空室を
   形成する環状の第１の連結主体、この第１の連結
   主体の内周側に同心軸上に環状の空隙を隔てて配
   設された第２の連結主体、上記第１の連結主体と
   第２の連結主体との間の環状の空隙に充填された
   磁性粒子、この磁性粒子を磁化して上記各連結主
   体間に伝達トルクを発生させる励磁装置、上記第
   １の連結主体の隣接部材に形成された第２の中空
   室、上記第１の連結主体に形成され、上記第１の
   中空室と上記第２の中空室を連通する連通室、上
   記第１の中空室、第２の中空室、連通室内を真空
   減圧後所定量封入された蒸発性を有する作動液体
   を備えたことを特徴とする磁性粒子式電磁連結装
   置。 ２ 第１の中空室、連通室は内輪側に設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁性粒
   子式電磁連結装置。 ３ 第１の中空室は外輪側に設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の磁性粒子式電磁
   連結装置。 ４ 第１の中空室は内輪、外輪の相対する表面側
   に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の磁性粒子式電磁連結装置。 ５ 第２の中空室は第１の中空室に対応して設け
   られたことを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第４項の何れかに記載の磁性粒子式電磁連結
   装置。