JPS6043002B2 - 電磁石 - Google Patents

電磁石

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JPS6043002B2
JPS6043002B2 JP56058720A JP5872081A JPS6043002B2 JP S6043002 B2 JPS6043002 B2 JP S6043002B2 JP 56058720 A JP56058720 A JP 56058720A JP 5872081 A JP5872081 A JP 5872081A JP S6043002 B2 JPS6043002 B2 JP S6043002B2
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JP
Japan
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electromagnet
coil
housing
yoke
cylinder wall
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JP56058720A
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敏昭 山田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/10Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D27/14Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D2027/005Details relating to the internal construction of coils or to clutches having more than one coil in the same housing

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Electromagnets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁クラッチなどの電磁石に関するもので
ある。
乾式単板ダブルフラックス型電磁クラッチの従来例を
第1図に示す。
同図において、1は軸受2を介して負荷回転体(図示せ
ず)のハウジング3に対して回転自在に支持された電磁
石可動部で、その外周に設けられたV溝4に掛けられる
Vベルト(図示せず)を介して外部動力を受け回転駆動
する。負荷回転体に連結されるシャフト5は前記軸受2
と同軸となるように設けられ、このシャフト5の一端部
に形成されたクラッチハブ6には弾性体7を介して可動
吸引板8が設けられ、この可動吸引板8は前記電磁石可
動部1の一端面に所定の空隙9aを保つて対向している
。 前記電磁石可動部1は、その可動部本体10が磁性
体で形成され、その外筒壁10aと内筒壁1Obとを前
記可動吸引板8と対向する端部10cで一体に連結した
断面形状がコ字形の環状体をなし、この電磁石可動部1
の環状溝内には、その開放端側より前記シャフト5と同
軸をなす環状の電磁石固定部11が内装されている。
この電磁石固定部11は、電磁石可動部1の開放端側
に位置する継鉄部材12と、コイル巻装用筐体部材13
と、この筺体部材13内に巻回装置されるコイル14と
を備え、筐体部材13は前記電磁石可動部の外筒壁10
aに対向する筐体部外筒13aと電磁石可動部1の内筒
壁10bに対向する筐体部内筒13bとを有する断面形
状が前記電磁石可動部1と逆向きのコ字状で、継鉄部材
12の外周端と筺体部外筒13aからなる電磁石固定部
11の外周側および継鉄部材12の内周端と筺体部内筒
13bからなる電磁石固定部11の内周側がそれぞれ電
磁石可動部1の外筒壁10aと内筒壁10bに対し所定
の空隙9a、9cを保つように配置され、継鉄部材12
のコイル背向面より内径方向に延設したフランジ部材1
5をハウジング3にボルト締めなどにより固定して支持
している。
そして、前記電磁石固定部11のコイル14へ通電する
ことにより、継鉄部材12、可動部本体10、可動吸引
板8および継鉄部材12と可動部本体10との間、可動
部本体10と可動吸引板8との間の空隙9a,9b,9
cを磁路とする磁束Φを生起させ、可動部本体10の一
端部の摩擦面に可動吸引板8を吸着させ、■ベルトを介
して伝達される回転力をシャフト5を経て負荷回転体に
伝達するものである。
このような構成の電磁クラッチを、例えば前記負荷回転
体が車輛空調用コンプレッサとなる使用例に採用する場
合、消費エネルギ低減の要請上、この電磁クラッチを小
形、軽量化することが要求される。
また、エンジンルーム内の他の機器との位置配分などに
より、車種ごとに適用されるコンプレッサの種類が異な
り、車種に応じて電磁クラッチのV溝4位置から先端ま
での寸法を変えなければならないといつた制約を受ける
ことが予測される。
ところが、前記の構造の電磁クラッチにおいて、このよ
うな要請に応えるために、例えば電磁石固定部11をハ
ウジング3に固定するフランジ部材15の、ハウジング
3への取付位置を電磁石可動部1側に接近させて寸法の
短縮をはかると、フランジ部材15をハウジング3に締
付固定するボルトの頭部が電磁石可動部1の内筒壁10
b端部に極端に接近し、電磁石可動部1の回転機能に支
障が生じるおそれがある。また、この種の電磁クラッチ
では、第3図に示す従来例のように電磁石固定部1「の
コイル巻装用筐体部13″内は、コイル14のほかコイ
ル14の口出線接続部16が収容され、コイル巻装用筐
体部13″とコイル14および口出線接続部16との間
にはこれらの間の電気的絶縁をはかる樹脂充填部17が
設けられ、さらに継鉄部12″には口出線挿通孔12″
aを形成した構造としているため、電磁石固定部1「の
径方向に切つた断面積がいきおい大きくなり、この電磁
石固定部1「を内装する電磁石可動部1の環状溝断面積
を小さく(例えば内筒壁10bを短かくするなど)して
重量の軽減をはかるというやり方にもおのずから制限が
ある。
第1図に示す従来例では、第2図に示すように筐体部材
13内に巻装するコイル14を段付巻線加工して継鉄部
材12と筐体部内筒13bに挟まれる隅部に口出線接続
部16を収容する空隙18を確保し、コイル巻装用筐体
部材13内の断面積の縮小をはかり、それによつて電磁
石可動部1の小径量化をはかるようにしているが、この
場合にはコイル14の巻線加工が著しく複雑になり、生
産効率が大幅に低下し不経済であるばかりでなく、段付
巻線加工は品質の安定確保を困難にするという問題点も
有する。
また、第1図において、可動部本体10とで磁路を構成
する電磁石固定部11の継鉄部材12は、電磁石可動部
1の外筒壁10a1内筒壁10bと所定距離δの空隙部
9b,9cを介して対向させおり、空隙部9b,9cに
磁気抵抗RgはただしK・・・空隙部の透磁率(47r
×10−7wb/ATm)δ・・・空隙距離(m)S・
・・継鉄部材の電磁石可動部内外筒壁への対向 面積(
イ)で表わされ、磁気抵抗Rgは空隙部9b,9cの距
離δに比例し対向面積Sに反比例することが知られるが
、この磁気抵抗Rgをできるだけ小さくする方法として
、前記従来例では継鉄部材12の厚み(Sに相当)を大
きくするか、空隙部9b,9cの距離δを小さくするこ
とが考えられる。
しかしながら、前記空隙部9b,9cの距離δlは、電
磁クラッチに使用される軸受2のクリアランス、電磁石
可動部1の剛性などの制限により最小値が定められるた
め、この空隙部9b,9cの距離δを無制限に小さくし
て磁気抵抗Rgを抑えるという方法を採ることはできず
、結局この従来・例では継鉄部材12の厚みを大きくす
ることにより磁気抵抗R,を小さく抑えており、小形化
を不可能にしている。なお、前記従来例においては電磁
石可動部1および継鉄部材12は、その使用磁気材料の
B−Hノ特性から断面積が設定され、電磁石可動部1に
ついては内筒壁10bと外筒壁10aとをその直径寸法
に反比例した厚みに設定して磁束密度が平均化されるよ
うになつている。
継鉄部材12については、その厚みを直径に反比例させ
ると磁気抵抗Rgの増大を招くので厚みを均一にしてい
る。したがつて、この発明の目的は、小形・軽量化が可
能で製造の容易な電磁石を提供することである。この発
明の概要を第4図および第5図に示す。
すなわち、この電磁石は、前記従来例における電磁石固
定部19として、コイルを巻装する断面コ字形の環状溝
を有する筐体部20と、この筐体部20の底部をなす継
鉄部21を有し、継鉄部21の一部領域(この例ではコ
イル14に対向する側面側)に口出線接続部16を収納
する収納空間22を凹陥して周設するともに、この収納
空間22より継鉄部21のコイル背向面に向けて口出線
挿通孔21aを貫設したものであり、電磁石可動部1の
構成は前記従来例と同様である。コイル巻装用筐体部2
0を形成する筐体部外筒壁20aと筐体部内筒20bと
は、コイル14を樹脂注型して固着するさいに型枠を兼
ねる部材としてこれを磁性体で形成し、この部材が磁路
の一部を構成するようにしてもよく、あるいは非磁性体
て形成してもよい。
また、コイル14を絶縁被覆する充填樹脂そのものを前
記筐体部外筒20a、筐体部内筒20bに兼用してもよ
い。前記収納空間22は、継鉄部21の全周にわたつて
周設するものでも、あるいは周面に部分的に設けるもの
であつてもよい。
また、前記口出線接続部16の収納空間22は、電磁石
可動部1の外筒壁10a1内筒壁10bに対向する継鉄
部21の外周面、内周面に及ばないように制限して形成
し、継鉄部21と電磁石可動部1との間の空隙での磁気
抵抗Rgの増大が生じないようにするとともに、継鉄部
21の収納空間22形成領域の磁路断面積は、磁束密度
を基準に算出して所定の磁束が透過てきるように設定し
ている。
この電磁石により形成される磁路は第7図に示すように
なり、電磁石可動部1から可動吸引板8に到る磁束Φ。
は、電磁石固定部19の筐体部外筒20aと筐体部内筒
20bが磁性体からなる場合では、継鉄部21の周端か
ら電磁石可動部1に到る主磁路を透過する磁束Φ1とコ
イル巻装用筐体部20の内、外筒20b,20a周面か
ら電磁石可動部1に到る補助磁路を透過する磁束Φ2と
の合成磁束となり、電磁石固定部19の筐体部外筒20
aと筐体部内筒20bとが非磁性体からなる楊合には補
助磁路は形成されない。このように、コイル巻装用筐体
部20のコ字形環状部の底部をなす継鉄部21の、コイ
ル14に対向する側面側の所定領域に口出線接続部16
を収納する収納空間22を形成したため、口出線接続部
16の収納空間22を継鉄部21の肉厚の一部領域でま
かなうことができ、電磁石固定部19の軸方向の長さを
短縮でき、それに伴ない電磁石可動部1の寸法も短縮さ
れ電磁クラッチ全体の重量を大幅に軽減てきる。
この発明の一実施例を第6図に示す。
すなわち、この電磁石は、電磁石固定部19″として、
所定の厚みを有する磁性体板を断面コ字形の環形に加工
して筐体部外筒20″a1筐体部内筒20″bおよびコ
イル対向側端部2『cを一体成形したコイル巻装用筐体
部材2『と、磁性体からなり外周部にコイル背向側端部
15″aを一体成形したフランジ部材15″と、このフ
ランジ部材15″のコイル背向側端部15″aと前記コ
イル巻装用筐体部材2『のコイル対向側端部2『cとで
挟着される継鉄主部材21″とを一体に固着して、コイ
ル背向側端部15″a、継鉄主部材21″およびコイル
対向側端部2『cて継鉄部を構成するとともに、継鉄主
部材2ビのコイル対向側端部2『cに接する周面に周設
した複数の弧状溝21″d・・・とこの弧状溝21″d
に対向するコイル対向側端部2『cの所定領域に形成し
た穴25とで口出線接続部16の収納空間22″を構成
したものである。弧状溝21″dにはコイル背向側端部
152aに向けて貫通する穴26を形成し、この穴26
とコイル背向側端部15″aに形成した穴27とで口出
線貫通孔21″aを構成している。このように構成した
ため、1つの継鉄主部材21″に対し厚みの異なるフラ
ンジ部材15″、コイル巻装用筺体部材20″を組み合
わせたり、あるいは同一のフランジ部材15″、コイル
巻装用筐体部材20″に対し厚みの異なる継鉄主部材2
1″を組み合せるなど、電磁石固定部19″の機構部品
の標準化、共用化をはかることがてき、多品種の電磁石
を低コストで製造することができる。
そのほかの効果は、前記概要で説明したものと同様であ
る。なお、この電磁石が構成する磁路は第7図に示すも
のと同様である。
以上のように、この発明の電磁石は、外筒壁と内筒壁て
囲まれる断面コ字状の環状溝を有し負荷回転体のハウジ
ングに軸受を介して回転自在に支持した磁性体からなる
電磁石可動部と、前記電磁石可動部の環状溝内に配設し
た電磁石固定部と、前記外筒壁に対向する外筒と前記内
筒壁に対向する内筒て囲まれ前記電磁石可動部の断面と
逆のコ字形をなす電磁石固定部のコイル巻装用筐体部と
、この筐体部内に巻装したコイルと、前記筐体部のコイ
ル背向側端部側に形成され前記電磁石可動部とで前記コ
イルを囲む磁路を形成する電磁石固定部の継鉄部と、こ
の継鉄部の厚み領域に形成されコイルの口出線接続部を
収容した収納空間と、前記継鉄部のコイル背向側端より
延設されハウジングに前記電磁石固定部の支持固定した
フランジ部とを備えたものであるため、口出線接続部の
収納空間を継鉄部の厚み領域内に確保して全体の形成の
小形化・軽量化をはかることができるばかりでなく、継
鉄部に所定の磁束の透過を許容するに十分な有効磁路断
面積をも確保して十分な磁気特性を得ることができるな
どの効果を有する。
また、口出線接続部あるいは接続器具を電磁石の外周の
一部に固着するための空間スペースが不要てある。また
、口出線収納スペースを加算して電磁石の寸法設計をす
る必要がなく、磁路の磁気抵抗を実質低下させることな
く、スペースを生み出すことができる。またマグネット
ワイヤーを一旦直出し後、口出線を接続する必要がなく
コイルー体で形成することができるため、マグネットワ
イヤーの疲労断線あるいLま製作時の断線傷等の発生も
皆無である。
【図面の簡単な説明】 第1図は一従来例の縦断面図、第2図はその電磁石固定
部の概略縦断面図、第3図は他の従来例の電磁石固定部
の概略縦断面図、第4図および第5図はそれぞれこの発
明の概要を示す要部縦断面図および要部側面図、第6図
はこの発明の一実施例を示す要部縦断面図、第7図は第
4図および第5図に示した電磁石の磁束分布説明図であ
る。 1・・・・・・電磁石可動部、2・・・・・・軸受、3
・・・・・・ハウジング、5・・・・・・シャフト、1
0・・・・・・可動部本体、10a・・・・・・外筒壁
、10b・・・・・・内筒壁、14・・コイル、15・
・・・・・フランジ部材、15″a・・・・・・コイル
背向側端部、16・・・・口出線接続部、19,19″
・・・・・・電磁石固定部、20・・・・・筐体部、2
0″・・・・・・筐体部材、20a,2『・・・・・・
筐体部外筒、20b,2『b・・・・・・筐体部内筒、
2『c・・・・・コイル対向側端部、21・・・・・継
鉄部、21″・・・・・継鉄摺主部材、21a,21″
a・・・・・・口出線挿通孔、25,26,27・・・
・・穴。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 外筒壁と内筒壁で囲まれる断面コ字状の環状溝を有
    し負荷回転体のハウジングに軸受を介して回転自在に支
    持した磁性体からなる電磁石可動部と、前記電磁石可動
    部の環状溝内に配設した電磁石固定部と、前記外筒壁に
    対向する外筒と前記内筒壁に対向する内筒で囲まれ前記
    電磁石可動部の断面と逆のコ字状をなす電磁石固定部の
    コイル巻装用筐体部と、この筐体部内に巻装したコイル
    と、前記筐体部のコイル背向側端部に形成され前記電磁
    石可動部とで前記コイルを囲む磁路を形成する電磁石固
    定部の継鉄部と、この継鉄部の厚み領域に形成されたコ
    イルの口出線接続部を収容した収納空間と、前記継鉄部
    のコイル背向側端より延設されハウジングに前記電磁石
    固定部を支持固定したフランジ部とを備えた電磁石。
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