JPH03282024A

JPH03282024A - 磁石粒子式クラッチ

Info

Publication number: JPH03282024A
Application number: JP8195890A
Authority: JP
Inventors: Hisaaki Oseko; 久秋小瀬古
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-12-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は磁石粒子式クラッチに関するものである。

（従来の技術）従来、クラッチやこのクラッチを利用したブレーキには
、第３図に示すように、シャフト１．２の端部に設けた
金属製の摩擦板３．４を電磁石５によって圧接し、摩擦
板３，４間の摩擦によってトルクを発生させる摩擦板式
と、第４図に示すように、シャフト７の外側に電磁石８
を一体的に設け、外筒１０とヨーク板９の間に軟質の磁
性粒子１２を充填し、磁性粒子１２とヨーク板９や外筒
１０との摩擦によってトルクを発生させる磁性粒子式と
、第５図に示すように、シャフト１４の外側に成形体１
５等を介して電磁石１６を一体的に設け、この電磁石１
６の周囲にヒステリシス材から成るドラグカップ１７を
設け、ドラグカップ１７内部の磁区が電磁石１６からの
磁界により電子的に回転することを利用してトルクを発
生させるヒステリシス式がある。

（発明が解決しようとする課Ｂ）上述した従来のクラッチやこれを利用したブレ−キにお
いて、摩擦板式は、金属の摩擦を利用しているため、摩
擦係数の変化、摩擦発熱等により伝達トルクが安定せず
、加工精度のバラツキにより、製造時に所望のトルクを
得難く、そして、磁性粒子式も、摩擦を利用しているた
め、摩擦係数の変化、摩擦発熱等により、トルクが安定
せず、磁性粒子１２を一定量充填することが難しいため
製造時に所望のトルクを得難い。

一方、ヒステリシス式は、機械的に結合しないで、回転
を伝達したり、制動したりするため、トルクは安定する
が、ヒステリシス材が硬いため研削加工となり、冷間加
工や熱処理条件により磁気特性が大きく変化すること、
固有抵抗が小さくマイナーループの面積が比較的に大き
いこと等により、製造時に所望のトルクを得難い。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので伝達トル
クが安定し、しかも、所望のトルクを得られるクラッチ
を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕（課題を解決するための手段）本発明の請求項１の磁石粒子式クラッチは、シャフト２
１と、このシャフト２１の外側に配設されシャフト２１
の回転運動に連動する内筒２２と、この内筒２２の外側
にギャップを介して配設された外筒２６とを備え、上記
内筒２２及び外筒２６の一方を、電磁石で形成するとと
もに、上記内筒２２及び外筒２６の他方の内部に、磁石
粒子２７を流動可能な状態で収納したものである。

本発明の請求項２の磁石粒子式クラッチは、円盤状の！
磁石３３と、内部に磁石粒子３５を流動可能な状態で内
包した円盤状の収納体３４とを、同心上に位置して所定
のギャップを介して回動自在に設けたものである。

（作用）本発明の磁石粒子式クラッチは、磁石粒子２７゜３５が
外部の磁極の移動に追従して回転することにより、トル
クを発生するもので、請求項１の磁石粒子式クラッチで
は、内筒２２及び外筒２６の一方の電磁石のいずれかに
より、内筒２２及び外筒２６の他方の内部で磁石粒子２
７が回転するものであり、請求項２の磁石粒子式クラッ
チでは、電磁石３３により、収納体３４の内部で磁石粒
子３５が回転するものである。

（実施例）本発明の磁石粒子式クラッチの実施例を図面を参照して
説明する。

まず、第１図は請求項１に対応する第１の実施例の構造
を示すものである。

第１図において、２１はシャフトで、このシャフト２１
の外側には、中空状で、その内部に磁石粒子２７を流動
可能な状態で収納した内筒２２が、圧入等によりシャフ
ト２１に一体的に配設されている。

２６は円形の外筒で、この外筒２６は、その内周面が円
周方向にＮ極Ｓ極交互になる様に構成された電磁石で形
成されており、上記内筒２２の外側に所定のギャップを
介して回動自在に配設され、その両端部にはそれぞれ上
記シャフト２１の外周面及び内筒２２の端面に対するベ
アリングを兼ねたキャップ２３が装着されている。

そうして、この構造では、電磁石から成る外筒２６と磁
石粒子２７を内部に収納した内筒２２が相対的に回動す
ると、１粒１粒の磁石粒子２７が外部の磁極の移動に追
従して独立に回転し、この回転による磁気ヒステリシス
により、内筒２２と外筒２６の間にトルクを発生するよ
うになっており、内筒２２と外筒２６がギャップを介し
て非接触の状態にあるので、トルクが長期的に安定し、
しかも、製造に際して、磁石粒子２７には磁気特性を変
化させるような加工を行なわないので、所望のトルクを
得ることができる。

つぎに、第２図は請求項２に対応する第２の実施例の構
造を示すものである。

第２図において、３１．３２は同心上に位置して独立に
回動自在に支持された一対のシャフトで、一方のシャフ
ト３１の他方のシャフト３２に対する端部の外側に円盤
状の電磁石３３が圧入等により一体的に設けられている
とともに、他方のシャフト３２の一方のシャフト３１に
対する端部の外側に円盤状の収納体３４が圧入等により
一体的に設けられており、上記電磁石３３は上記収納体
３４に対向する側面が回転方向にＮ極Ｓ極交互になるる
様に構成され、上記収納体３４は、中空状で、その内部
に磁石粒子３５を流動可能な状態で収納し、上記電磁石
３３に所定のギャップを介して対向している。

そうして、この構造では、電磁石３３と磁石粒子３５を
内部に収納した収納体３４が相対的に回動すると、１粒
１粒の磁石粒子３５が外部の磁極の移動に追従して独立
に回転し、この回転によるヒステリシスにより、電磁石
３３と収納体３４０間にトルクを発生するようになって
おり、電磁石３３と収納体３４がギャップを介して非接
触の状態にあるので、トルクが長期的に安定し、しかも
、製造に際して、磁石粒子３５には磁気特性を変化させ
るような加工を行なわないので、所望のトルクを得るこ
とができる。

以上で、具体的な実施例の説明を終るが、本発明で使用
する磁石粒子２７．３５は磁化されていることが必要で
ある。この磁石粒子２７．３５には、バリウムフェライ
トやストロンチウムフェライト等のフェライト、Ｍｎ−
ＡＩ−Ｃ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、アルニコ、Ｓｓ　−Ｃｏ
やＮｄ　−Ｆｅ　−Ｂ等の希土類等の磁石粒子を用いる
ことができ、これらの磁石粒子を２種類以上混合して用
いることもできる他、Ｍｎ　−Ｚｎ、　Ｎｉ−Ｚｎ等の
ソフトフェライトや、Ｆｅ、　Ｆｅ−Ｎｉ。

Ｆｅ−５ｉ、　Ｆｅ−Ｃｏ、　Ｆｅ−Ａｌ等の軟質の磁
性粒子と混合して使用してもよい。

なお、磁石粒子２７．３５に保磁力の小さいものを用い
ると、減磁し昌いため、保磁力は、少なくとも５００工
ルステツド以上、好ましくは１０００エルステッド以上
必要であり、そして、使用する磁石粒子２７．３５は、
その発生磁界方向にできるだけ配向して強力な磁極を形
成し、また、電磁石から成る外筒２６や円盤状の！磁石
３３０発生磁界の反転にともなって回転できるものがよ
い。

また、磁石粒子２７．３５の充填度は、１つ１つの磁石
粒子２７．３５の回転を阻害しない範囲で、できるだけ
高くすることが望ましく、充填度が低すぎると、磁石と
しての特性が低下するため、トルクが低下し、充填度が
高すぎると、磁石粒子２７．３５同士が衝突しあって、
応答性が悪くなるばかりでなく、トルクも低下するため
、好ましくない。

磁石粒子２７．３５の形状は、できるだけ球形に近いも
のがよく、球形から外れるほど、回転時の抵抗が大きく
なり、充填度も低くおさえられてトルクが低下するので
、好ましくない。

磁石粒子２７．３５の平均粒径は０．１μｍから１００
０μｍの範囲であればとくに問題はなく、平均粒径の異
なるものを２種類以上混合して用いることもできるが、
これ以下だと充填度が低下してトルクが低くなり、これ
以上では充填が不均一になってトルクが安定しない。

磁石粒子２７．３５は、単体で用いてもよいが、液体に
分散して使用してもよく、充填のし易さと回転抵抗の低
下及び均一性からは、液体に分散したものの方がよいが
、液体には、使用温度域が広く、温度による粘度変化や
膨張の小さいものを用いる必要がある。

また、磁石粒子２７．３５には、フェライト磁石を用い
ると、コストを低くすることができ、粒土＠磁石を用い
ると、高トルク化や小型化が可能となる。

磁石粒子２７．３５を充填する内筒２２や収納体３４は
、非磁性体であれば、アルミニュウムやステンレス等の
金属でもプラスチックでもよく、そして、！磁石から成
る外筒２６や円盤状の！磁石３３とのギャップを一定に
保つことができれば、袋を用い、この袋に磁石粒子２７
．３５を充填した後、袋を巻いて使用してもよい。

また、内筒２２や収納体３４は、単純な中空体でもよい
が、内部の磁石粒子２７．３５が回転しながら、磁石か
ら成る内筒２２や円盤状の磁石３３０回転方向と反対の
方向に移動しようとするので、この移動を阻止するため
、内部に仕切り板等を設けたものでもよい。

また、内筒２２や収納体３４は、予め形成しておいたも
のに磁石粒子２７．３５を充填する他、熱、光、放射線
等により硬化する液体に磁石粒子２７．３５を混ぜ、こ
の液体を所定の形状に保持した状態で、液体の表面だけ
を硬化させたものでもよい。

そして、請求項１に対応した第１図の構造において、実
施例では、外筒２６を電磁石として内筒２２に磁石粒子
２７を収納したが、外筒に磁石粒子を収納して内筒を磁
石とすることもできる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明の請求項１のトルクリミッタは
、内筒及び外筒の一方が電磁石で、その相対的な回転に
より、内筒及び外筒の他方の内部で個々の磁石粒子が外
部の磁極の移動に追従して独立に回転し、この回転によ
るヒステリシスにより、トルクを発生し、また、請求項
２のトルクリミッタでは、円盤状の電磁石の相対的な回
転により、収納体の内部で個々の磁石粒子が外部の磁極
の移動に追従して回転し、この回転によるヒステリシス
により、トルクを発生し、いずれの場合も、相対的な可
動部分がギャップを介して非接触の状態にあるので、伝
達トルクが長期的に安定し、しかも、製造に際して、磁
石粒子には磁気特性を変化させるような加工を行なわな
いので、所望のトルクを得ることができる。これらは通
常のクラッチ以外にこれを利用したブレーキとしても利
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁石粒子式クラッチの請求項１に対応
した第１の実施例の構造を示すものであり、第２図は本
発明の磁石粒子式クラッチの請求項２に対応した第２の
実施例の構造を示すものである。また、第３図、第４図
及び第５図はそれぞれ従来のクラッチの一部を断面にし
た斜視図である。２１・・・シャフト、２２・・・内筒、２６・・・外筒
、２７・・・磁石粒子、３３・・・磁石、３４・・・収
納体、３５・・・磁石粒子。第図第図第図乙第図

Claims

【特許請求の範囲】１、シャフトと、このシャフトの外側に配設されシャフ
トの回転運動に連動する内筒と、この内筒の外側にギャ
ップを介して配設された外筒とを備え、上記内筒及び外筒の一方を、電磁石で形成するとともに
、上記内筒及び外筒の他方の内部に、磁石粒子を流動可
能な状態で収納したことを特徴とする磁石粒子式クラッ
チ。２、円盤状の電磁石と、内部に磁石粒子を流動可能な状
態で内包した円盤状の収納体とを、同心上に位置して所
定のギャップを介して回動自在に設けたことを特徴とす
る磁石粒子式クラッチ。