JPS63149427A - 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４図は例えば「三菱電磁クラッチ・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
よシ駆動される回転軸（２１に取付けられ、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）　、　＋３１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（３１との間の環状の空隙に充填された磁性
粒子であり、磁化することてよシ固体状となり、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。

１５）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）の附勢により磁束を発生
させ、磁性粒子（４）を磁化させてりジグドライブｉｌ
＋とドリブン（３１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）の一方何に取
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。Ｕα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
合固着するブラケットであり、頁通口（１０ａ）　、　
（ｌｏｂ）が形成されている。仕りはりジグドライブ（
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）、Ｑ３はプレートＣ１υに取
付けられた放熱フィシである。

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（ｌ）、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＋３１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シ、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。このドリブンに３
）に発生する制動トルクはブラケットα１．ステータ（
７）を介して裾付部材（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
）から伝達された制動トルクは固定部に伝達される。

したがって、りジグドライブ（１）とドリブン（３）と
は磁化した磁性粒子（４）により結合されてりジグドラ
イブｆｉｌ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、りジグドライブｆｉ＋が再び元の状態で回転す
る。

ところで、りジグドライブ（１），ドリブン（３）は、
磁性粒子（４）との摩擦接触によシ多量の摩擦熱が発生
し、リングドライブ（１），ドリブン（３１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ｕ１）ニ取付けた放熱フィンａｚにより空気中に放熱
している。しかし、放熱フィン（Ｉ２による放熱だけで
はリングドライブ（１ｊ、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５１−２７８０
８号公報に示されたものがあり、その概略を第５図に示
す。第５図において、（１３１，（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。

ａ９はドリブン（３）に給水ロＱ′５．排水口０ａと連
通して形成された環状の水路である。給水口ａ３より冷
却水が入り、水路ａ９を流通して排水口α荀より冷却後
の水が排水されて、連結部の発生熱を外部に放出するよ
うにしているっ 〔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αつ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−を摩擦熱の発生するドリブン（３）
の外周に近つけると点線で示す磁路がせまくなり磁束が
通りに＜＜、伝達トルクが小さくなってしまう。又、磁
気回路特有の飽和現象があるので、励磁力を多少大キ＜
シても、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ってし
まう。その結果、水路αωはドリブン（３）の外周側に
近づけることができなくなり、りングドライブ（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。従って、その摩擦熱によりス
テータ（７１や取付部材（８）を介して励磁コイル（６
１やベアリング＋９１が過熱される問題点がある。又、
ドリブ〉（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
インテナシ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た環状
の第１の連結主体に円周方向に複数の穴を形成し、ヒー
トパイプの受熱部を各穴にそれぞれ挿着し、ヒートパイ
プの放熱部を第１の連結主体の端部空間に延在させ、ヒ
ートパイプの放熱部に環状冷却フィンを装着し、この環
状冷却フィンを貫通して第１の連結主体または￥Ｊ１の
連結主体の隣接部材に支持部材を固定し、ヒートパイプ
の放熱部に作用する遠心力を支持するようにしたもので
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の連結主体の穴に挿着したヒートパイプの受熱部
で吸収してヒートパイプの放熱部に輸送し、冷却風によ
り冷却して外部に放熱すると共に支持部材によりヒート
パイプに作用する遠心力を支持する。

〔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）は円周方向に
複数の穴（１６ａ）が形成されたりングドライブ、住η
はリングドライブｉｌ＋の各穴（１６ａ）に受熱部（１
７ａ）が挿着され、放熱部（１７ｂ）がリングドライブ
（１）の端部空間、即ち、リングドライブＴｌ＋の左側
端部空間に延在し、内部に蒸発性を有する例えばフロン
、アンモニア、水等の作動液体が所定量封入されたヒー
トパイプ、α＆はヒートパイプαηの放熱１　（１７ｂ
）　Ｋ装着され、各ヒートパイプＣＬηの放熱部（１７
ｂ）を一体支持する環状冷却フィンであり、複数設けら
れている。（ＩＩは例えばヒートパイプαηの半径方向
内周側に配置され、環状冷却フィン（１８１を貫通して
図は一例としてドライブＵＫ隣接するプレー）Ｃ１υに
ネジ結合によシ固定された支持部材であり、ヒートパイ
プ←ηの放熱部（１７ｂ）に作用する遠心力を支持する
。

次に動作について説明する。今、回転軸（２）が回転し
ているとさ、リングドライブ（ＬＱも回転している。こ
の状態で励磁装置（５１の励磁コイル（６１を付勢する
と、ステータ（７）、リングドライブ惺ｅ、ドリブン（
３１を回路とした強力な磁束Φが発生し、リングドライ
ブ（１６１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（４１が磁化されて結束して固化する。

このときの磁性粒子（４１間の直結力及び磁性粒子（４
）とリングドライブ（ＬＣＤ、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（３１に伝達され、
リングドライブαｅに制動力がかかる。したがって、リ
ングドライブαＱ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ｕＱ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（
６１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αｅと
ドリブン（３）との制動状態が解除されてりングドライ
ブｕｔｉ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
鰻、ドリブン（３）、磁性粒子（４）が加熱されて高温
となる。高温となったリングドライブ（ＩＱの熱は各穴
（１６ａ）に挿着されたヒートパイプ（Ｌ７）の受熱部
（１７ａ）Ｋ吸収される。ヒートパイプＣ１７）の受熱
部（１７ａ）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は加熱されてその熱分を蒸発潜熱と
して偉い熱気化し、蒸気となってヒートパイプ内力の放
熱部（１７ｂ）側へその内部で移動する。ヒートパイプ
住ηの放熱部（１７ｂ）側へ移動した作動液体の蒸気は
図示しない冷却ファン等による冷却風によって環状冷却
フィンいによって冷却効果が高められて周囲空気によシ
冷却される。このとき、フロン等の作動液体の蒸気は凝
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はヒートパイプ（１７）の受熱
部（１７ａ）側へその内部で移動して戻る。このように
、ヒートパイプＣ１７）内の作動液体の蒸気化、気化の
繰り返しにより、ヒートパイプ卸の受熱部（１７ａ）で
吸収したりジグドライブ（１６１の熱、即ち、摩擦熱を
ヒートパイプＣ１７）の受熱部（１７ａ）からヒートパ
イプαηの放熱部（１７ｂ）へ輸送して周囲空気に放熱
する。従って、ヒートパイプＱ７）の受熱部（１７ａ）
が挿着されたリングドライブαｅの熱はヒートパイプＣ
１７）の受熱部（１７ａ）で奪われ温度が下がシ冷却さ
れ、低温状態となる。その結果、りジグドライブ（１６
１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さ、その連結部の温
度を著しく低減でさ、値性粒子＋４１の酸化焼結を防止
できる。さらに、励磁コイル（６１やベアリング（９１
の過熱防止も図れる。また、ヒートパイプ（１７）の放
熱部（１７ｂ）に装着した環状冷却フィン（１８１によ
り、各ヒートバイブ住ηの放熱部（１７ｋ））が一体支
持され、遠心力に対する補強効果が得られると共に放熱
面積も大きく取れるので冷却効果の向上も図れる。ヒー
トパイプＣ１７）による冷却はメインテナンスフリーで
めり、水冷却における冷却水路の保修等のメインテナシ
ス作業が不要となる。さらに、環状冷却フィン（１）１
０を貫通してプレート（１υにネジ結合されて固定され
た支持部材Ｃ１’ｌにより、ヒートパイプＣ１７）の放
熱部（１７ｂ）に作用する遠心力を支持することができ
、ヒートパイプαηの放熱部（１７１））の振れを防止
できる。又、第３図に示すように支持部材（１９をヒー
トパイプ住η間でかつそのヒートパイプ（Ｌｒ）と同心
円状に配置して環状冷却フィン（１８を貫通してリング
ドライプルに固定するようにしてもよい。又必ずしも同
心円状に配置しなくてもよい。

又、上記各実施例ではヒートパイプ住ηの放熱部（１７
ｂ）がリングドライブ（１６Ｊの左側端部空間に延在す
る場合について述べたが、ヒートパイプａ′？）の放熱
部（１７ｂ）をリングドライブ（１６１の右側端部空間
に延在するように配置することもできる。又、両端部空
間に放熱部（１７ｂ）が延在するように配置してもよい
。

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１９％２の連結主体が回転する場合、即ち、クラッ
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た環
状の第１の連結主体に円周方向に複数の穴を形成し、ヒ
ートパイプの受熱部を各穴にそれぞれ挿着し、ヒートパ
イプの放熱部を第１の連結主体の端部空間に延在させ、
ヒートパイプの放熱部に環状冷却フィンを装着し、この
環状冷却フィンを貫通して第１の連結主体または第１の
連結主体の隣接部材に支持部材を固定したことによね、
第１の連結主体の熱をヒートパイプ内に封入された作動
液体の蒸気化、液化の繰り返しにょシヒートパイプの受
熱部からヒートパイプの放熱部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と共に
ヒートパイプの放熱部に作用する遠心力を支持すること
ができる。

【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図はこの発明に係るヒート
パイプの放熱部を示す正面図、第３因はこの発明の他の
実施例に係るヒートパイプの放熱部を示す正面図、第４
図、第５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、（２１は回転軸、（３）は第２の連結主体
、（４１は磁性粒子、（５１は励磁装置、αＱは第１の
連結主体、（１６ａ）は穴、Ｕηはと一ドパイブ、（１
７ａ＞は受熱部、（１７ｂ）は放熱部、α＆は環状冷却
フィン、■は支持部材である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸に取付けられ、円周方向に複数の穴が形成
   された環状の第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の連結主体の各穴に受熱部が挿着され、
   放熱部が上記第１の連結主体の端部空間に延在し、内部
   に蒸発性を有する作動液体が所定量封入されたヒートパ
   イプ、これらヒートパイプの放熱部に装着され、各ヒー
   トパイプの放熱部を一体支持する環状冷却フィン、上記
   環状冷却フィンを貫通して上記第１の連結主体または上
   記第１の連結主体の隣接部材に固定され、上記ヒートパ
   イプの放熱部に作用する遠心力を支持する支持部材を備
   えたことを特徴とする磁性粒子式電磁連結装置。
2. （２）支持部材はヒートパイプの半径方向内周側に配置
   されている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. （３）支持部材はヒートパイプ間に配設されたことを特
   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. （４）支持部材はヒートパイプと同心円状に配置された
   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。