JPS63130931A - 磁性粒子式電磁連結装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野］ この発明は、駆動体から磁性粒子を介し被駆動体に駆動
力を伝達する磁性粒子式電磁連結装置に関し、特に無励
磁時における連結力発生及び励磁時における連結力低下
を防止する改良にかかわる。

〔従来の技術〕

従来のこの種の電磁連結装置は、第９図に断面図で示す
ようになっていた。図において、１は磁性材からなるｍ
ｌ固定枠、内部に励磁コイル２を収容しておシ、固定部
（図示は略す）に取付けるためのフラジ１已が設けられ
ている。３はこの固定枠の内周部に一対の軸受７を介し
支持された駆動体で、軸方向に間隔をあけて配置された
磁性材からなる両側一対の円筒状の駆動部材４．５と、
これら両部動部材を一体的に結合した非磁性の結合環６
とから構成されており、外円周面が固定子１の内円周面
にエアギャップｇを介し対向している０８は駆動体３の
内周部て一対の軸受１１を介し支持されたＭ動軸、９は
この被動軸に固着された被駆動体で、磁性材の円板体か
らなっておシ、両側面９ａ、９ｂが、駆動部材４．５の
内端面４ａ　、　５ａと軸方向にそれぞれ小さいエアギ
ャップＣ＜１　＋　ｇ２を介し対向している。エアギャ
ップｇ１＋ｇ２部には磁性粒子１０が充てんされている
。１２は駆動体３の内周部に固着され被動軸８の外周面
に接触し、磁性粒子１０の散出を防止するシール部材、
１３は被動軸８にはめられ各軸受１１を軸方向に止める
一対の止め輪、１４は駆動部材５にはめられ一方の軸受
７を軸方向に止める止め輪である。

上記従来の装置の動作は、次のようになる。駆動源（図
示は略す）に結合された駆動体３が回転しているとき、
励磁コイル２に励磁電流を流すと、第９図に点線で示す
ように、磁束Φが発生し、エアギャップｇｌ　ｌ　ｇ２
部の磁性粒子１０が磁化し軸方向に鎖状に結合し、被駆
動体９１ｄ駆動体３に一体に又は滑りながら回転され、
被動軸８を共に回転させる。

こうして、励磁電流を制御することにより、トルク制御
ができ、許昏温度上昇内において、連続滑り状態で使用
することができるという、すぐれた長所をもっている。

第１０図は無励磁で駆動体３を高速回転させている状態
を示す。高速回転による遠心力で磁性粒子１ｏは両端面
４ａ　、　５ａ間の空所部の外周部へ片寄ってしまう。

この高速回転のとき、励磁を始めると、第１１図に示す
ように、磁束Φより磁性粒子１ｏの一部はエアギャップ
ｇ１１ｇ２部で軸方向に結合するが、空所部の外周部の
磁性粒子１ｏは、ここを通る磁束によｐ軸方向に結合し
、被駆動体９へのトルク伝達に寄与しない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の電磁連結装置では、高速回転で無励
磁状態が長く続くと、両端面４ａ、５ａ間の空所部の外
周部へ片寄ってしまった磁性粒子１０群が固化状態とな
り、無励磁にもかかわらず、被駆動体９が駆動体３に連
結力が生じ、トルク伝達がなされてしまうという問題点
があった。

また、駆動体３の高速回転を続けているとき、励磁を開
始すると、両端面４ａ　、　５ａ間の空所部の外周部の
磁性粒子１０が直接連結し、トルク伝達に寄与しない部
分が生じ、エアギャップｇ１＋ｇ２部を連結する磁性粒
子１ｏが減少し、伝達トルクが低下するという問題点が
あった。

これに対処し、磁性粒子３０の曖を増加すると、連結力
を増すことができるが、無励磁における連結力の発生が
、比較的低速回転から生じる不具合ができ、また、増加
した磁性粒子】Ｏがシール部材１２に接触することが多
くなり、シール部材の寿命が短くなるという問題点が生
じる。

この発明は、このような問題点を解決するため罠なされ
たもので、高速回転における無励磁時の連結力の発生を
防止し、かつ、励磁時の連結力の低下をきたすことをな
くし％また、励磁遮断時の連結力の切れをよくした磁性
粒子式電磁連結装置を得ることを目的としている。

〔問題点を解決・するための手段） この発明にかかる電磁連結装置は、駆動体の両部動部材
の軸方向に対向する両内端面の外周部に、それぞれ環状
切欠き部を設け、磁性粒子の逃し込み部を形成し、かつ
、環状切欠き部の底面部を内端面側が小径になる傾斜状
面に形成したものである。

〔作用〕

この発明においては、無励磁時の駆動体の高速回転にお
いて遠心力が生じた磁性粒子は、誂動体の両部動部材の
両層状切欠き部間により形成された逃し込み部に収容さ
れ、連結力を生じることなく被駆動体の停止が維持され
る。また、駆動体が高速回転状態で励磁を始めると、駆
動体の逃し込み部に収各されている磁性粒子は、被駆動
体の両側のエアギャップ部に磁気吸引により円滑に引込
まれ、連結力の立上りが早くなる。

〔実施例〕

第１図はこの発明による磁性粒子式電磁連結装置の断面
図であり、１，２．６〜１４．ｌａ、９ａ。

９ｂは上記従来装置と同一のものである。２０は駆動体
で、軸方向に間隔をあけて配置され、磁性材からなる両
側一対の円筒状の駆動部材２１．２２と、これら両部動
部材を一体的に結合した非磁性の結合環６とから構成さ
れている。両部動部材２１　、２２の対向する内端面２
１ａ、２２ａ間に被駆動体９が小さいエアギャップｆＥ
１．Ｉ’！２を介し配置されている。

駆動部材２１．２２の内端面２］ａ、２２ａの外周邪知
は、軸方向及び半径方向に広げられた環状切込み部２１
１）、２２ｂが形成されている。

上記駆動部材２１．２２の環状切込み部２１ｂ、２２ｂ
部を第２図に拡大図で示す。この第２図は、駆動体２０
が高速回転で無励時状態を示している０切込み部２１１
）、２２ｂの底面部は、内端面２１ａ、２２ａ側を小径
（外径Ａ）にした傾斜面２］　ｃ　、　２２ｃに形成さ
れている。両切欠き部２１１）　、　２２ｂと結合環６
内円周部とによる空所により幅Ｃの広い逃し込み部２３
をなしており、駆動体２０の高速回転無励時の遠心作用
による磁性粒子１０を収容する。駆動部材２】。

２２の内端面の外円周部（外径Ａ）と傾斜面２１Ｃ１２
２ｃとの角部は円弧面による面とり部２］（１，２２４
により丸められてあり、逃し込み部２３に収容状態の磁
性粒子の、励磁によるエアギャップＪ＋Ｒ：２への磁気
吸引移動を円滑にしている。この面とり部２１ｄ、２２
（ｌは、円弧面の外、角部を落とす傾斜面によってもよ
い。

内端面２１ａ、２２ａの外径Ａは、被駆動体９の外径Ｂ
より小さくし、磁性粒子１０の逃し込み部２３からエア
ギャップｇ１．８２への移動が容易になるようにしてい
る。

次に、上記−実施例の装置の動作を説明する。

なお、励磁による連結作用は上記従来装置と同様であり
、従来の問題点となっていた高速回転時の作用を説明す
る。

駆動源により鳴動体２０が高速回転され無励磁であると
、第２図の状態になる０磁性粒子１０は遠心力により放
射状に移動し、十分大きい空所の逃し込み部２３に分布
し収容される。高速回転が長時閲読いても、逃し込み部
２３の大きい収容容積により。

磁性粒子１０群は固化状態になることがない。こうして
、従来のような、機械的損失を超えた連結力が生じるこ
とがない。この逃し込み部２３には、エアギャップｇｌ
＋ｇ２部に全面分布するに十分な童の磁性粒子１０が収
各される。

このような高速回転の状態で、励磁すると、逃し込み部
２３は軸方向の幅Ｃが十分広く、磁気抵抗が太きくてこ
こを通る磁束が少いので、この空所での磁性粒子１０は
連結しなく、十分な量の磁性粒子１ｏを収容していてい
ても支障はない。

こうして、第３図に示すように、励磁により磁束が多く
通っているエアギャップｇｌ＋ｇ２に、磁性粒子１０が
磁気吸引で移動されるが、切込み部２］１）、２２１）
は内端面２１ａ、２２ｂへ向けて傾斜面２１Ｃ１２２ｃ
が形成され、さらに、角部が面とり部２１ｄ。

２２（Ｌで円滑にされており、かつ、被駆動体９の外径
より、内端面２１ａ、２２ａの外周部（面とり部）外径
が小さいので、逃し込み部２３からの磁性粒子１０が整
流作用を受けることになって、エアギャップｇ１．ｇ２
へ唖めて円滑に吸引流入される。

こうして、第４図に示すように、磁性粒子１０は被駆動
体９の両側のエアギャップｇ１＋ｇ２に全面的に分布さ
れ完全な連結状態になり、トルク伝達をする。これによ
り、高速回転状態においても伝達トルクが低下すること
がない。

なお、駆動部材２１．２２の環状切欠き部２１ｍ）、２
２ｂが単に矩形状に形成され、傾斜面２］ｃ、２２ｃや
面と９部２１ｄ、２２ｄが設けられてない場合、あるい
は、傾斜面や面とり部が設けられているが、被駆動体９
の外径より、内端面２１ａ、２２ａの外周部（面とり部
）外径が大きい場合は、幅の広い逃し込み部２３により
磁性粒子１０群は遠心力による固化状態になることはな
いが、非常な高速回転の場合、励磁されても磁性粒子１
０が大きい流入抵抗のためエアギャップｇ、＋ｇ２部へ
入りきらず、所定の連結力が得られない不具合がある。

上記第９図に示す従来装置の場合と、環状切欠き部とし
て、単なる矩形状切欠き部で傾斜面を設けない場合と、
この発明の一実施例の装置との伝達トルク測定結果を、
次表に示す。なお、駆動体が２０　Ｏｒｐｍの場合の伝
達トルクを１００とした割合を示す。

第５図はこの考案の第２の大流例による駆動体の駆動部
材の逃し込み部の拡大断面図で、高速回転無励磁状態を
示す。駆動体２ｏの双方の駆動部材３１．３２の内端面
３１ａ、３２ａの外周部には軸方向及び半径方向知切込
んだ環状切欠き部３１１）、３２ｂが設けられ、奥面か
ら内端面３１ａ、３２ａにかけた底面部を、傾斜状面と
して円弧面３１ｃ、３２ｃに形成してなだらかに連結さ
せている。両切欠き部３１ｂ。

３２ｂ間に形成された逃し込み部２３に、磁性粒子１０
が遠心力により移動し収容されている。

この状態から励磁すると、第６図に示すように、磁性粒
子１０は円滑にエアギャップｇ１１ｇ２ＶＡに磁気吸引
流入され連結状態となる０ 第７図（ａ）　、　（ｂ）はこの発明の第３の実施例を
示し。

駆動体２０の一方の駆動部材４１には、内端面４１ａの
外周部に、円周方向に複数箇所に断続した環状切欠き部
４１ｂが設けられ、底面部には内端面４１ａ側を小径に
した傾斜面４１ｃが形成され、角部には円弧面の面とり
１％４１ｄが設けられている。なお、対向する他方の駆
動部材（図示は略す）にも、同様の切欠き部を設ける。

第８図はこの発明の第４の大流例を示す。駆動体２０の
駆動部材５１．５２には、内端面５１ａ　、　５２ａの
外周部に、内端面５］ａ　、　５２ａ側を小径とした急
な傾斜面５１ｃ　、　５２ｃを形成した環状切欠き部５
１ｂ、５２１）が設けられ、双方間で逃し込み部２３を
なしている。

傾斜面５１ｃ　、　５２ｃは傾斜が急でおり、内端面５
１ａ。

５２ａとの角部は大きい鈍角であるので、面とりを要し
ない。しかし、この角部を、さらに面とりしてもよい。

なお、上記大流例では固定枠１を設は励磁コイル２を内
蔵したが、被駆動体を厚肉とし励磁コイルを内蔵するよ
うにしてもよい。この場合は、被駆動軸側にスリップリ
ングを設けて給電するようにする。また、この場合は、
駆動体の双方の駆動部材を外周部で双方を結合して外周
側の磁路とし、固定枠を省くこともできる。

また、双方の駆動部材を半径方向に厚くシ、双方間に励
磁コイルを収容し、固定枠を省いてもよい。この場合は
駆動部材にスリップリングを設ける。

さらに、被駆動体９は伝達軸８と別個のものにしたが、
一体のものにして被駆動体としてもよく、被駆動体の構
成形状は上記実施例の外、必要により変形したものであ
ってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、駆動体の両部動部材
の軸方向に対向する筒内端面の外周部に。

それぞれ軸方向及び半径方向に切欠いた環状切欠き部を
設け、これら双方間に磁性粒子の逃し込み部を形成し、
かつ、切欠き部底面部を内端面側を小径にした傾斜状面
に形成し、さらに、被駆動体の外径より上記内端面の外
周部の外径を小さくしたので、高速回転で無励磁時の場
合、連結力を生じることがなく、高速回転で励磁時には
低速回転時と同様に所定の連結力が得られる。

また、高速回転で励磁状態から励磁を遮断すると、磁性
粒子は逃し込み部へ急速に収容され連結力の切れが良好
になる。

さらに、磁性流子が逃し込み部からエアギャップ部へ磁
気吸引流入する際、抵抗が少なく円滑に移動され、磁性
粒子が圧迫により破損することが匝めて少なくなり、寿
命が延長されるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による磁性粒子式電磁連結装置のｗ１
断面図、第２図ないし第４図は第１図の両部動部材の対
向内端面部環状切欠き部の高速回転での無励磁から励磁
状態を動作順に示す拡大断面図、第５図及び第６図はこ
の発明の第２＊施例を動作順に示す両部動部材の対向内
端面部環状切欠き部の拡大断面図、第７図及び第８図は
この発明の第３の実施例を示す一方の駆動部材の内端面
部環状切欠き部の断面図及び正面図、第８図はこの発明
の第４の実施例を示す両部動部材の対向内端面部の環状
切欠き部の拡大断面図、第９図は従来の電磁連結装置の
縦断面図、第１０図及び第１１図は第９図の両部動部材
の対向内端面部の高速回転での無励磁及び励磁状態を示
す拡大断面図である。 ２・・・励磁コイル、９・・・被駆動体、９ａ　、　９
ｂ・・・側面、１０・・・磁性粒子、２０・・・駆動体
、２１，２２，３１，３２゜４１．５１．５２・・・駆
動部材、２１ａ、２２ａ、３１ａ、３２ａ　。 ４１ａ、　５１ａ　、５２ａ−−−内端面、２１ｂ、２
２ｂ、：５１ｂ、３２ｂ。 ４１ｂ、５１ｂ、５２ｂ・・・環状切欠き部、２１ｃ、
２２ｃ、４１ｃ。 ５］ｃ、５２ｃ・・・傾斜面、２１ｄ、２２（１，４１
ｄ・・・面とり部、２３・・・逃し込み部、３１Ｃ，３
２Ｃ・・・円弧状傾斜面、Ｊ＋ｇ２・・・エアギャップ なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の駆動部材を軸方向に対する双方の内端面の
   間隔をあけ結合して構成された駆動体と、円板体を有し
   、上記駆動体の双方の駆動部材の内端面間にそれぞれ軸
   方向のエアギャップをあけ、かつ、外円周側に空所をあ
   け配置された被駆動体と、上記双方のエアギャップ部に
   充てんされる磁性粒子と、通電されて磁束を発生し、上
   記駆動部材から上記両エアギャップを介し上記被駆動体
   を経る磁路に通し、上記磁性粒子を磁化するための励磁
   コイルとを備えた電磁連結装置において、上記双方の駆
   動部材の対向する各内端面の外周部にそれぞれ環状切欠
   き部を形成し、この環状切欠き部の底面部を内端面側が
   小形になる傾斜状面に形成し、かつ、この傾斜状面と上
   記内端面との角部の外径を上記被駆動体の外径より小さ
   くしたことを特徴とする磁性粒子式電磁連結装置。
2. （２）環状切欠き部の傾斜状面は、傾斜面に形成され、
   この傾斜面と内端面との角部を面とりした特許請求の範
   囲第１項記載の磁性粒子式電磁連結装置。
3. （３）環状切欠き部の傾斜状面は、円弧面により形成さ
   れた特許請求の範囲第１項記載の磁性粒子式電磁連結装
   置。
4. （４）環状切欠き部の傾斜状面は、内端面への急な傾斜
   面により形成された特許請求の範囲第１項記載の磁性粒
   子式電磁連結装置。
5. （５）環状切欠き部は、円周方向に断続して形成された
   特許請求の範囲第１項ないし第４項のいづれかに記載の
   磁性粒子式電磁連結装置。