JPS63149429A - 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】 〔韮業上の利用分野〕 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「三菱電磁クラッチ・ブレーキく総合カ
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、ｆｉｌは図示しない原動機に
より駆動される回転軸（２）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ン、（３）はす〉グドライブｆｌ＋
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）はりングドライブｉｌ＋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ｆｉ＋とドリブン（３１との間のトルク伝達媒体と
なる。

（５）はリングドライブｆｉ＋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（６１の附勢により磁束を発生
させ、磁性粒子（４１を磁化させてりングドライブｆｉ
ｌ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（２１との間にベアリング（９１を
介在させて回転軸（２）を支持する。ｑ（Ｊ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、貫通口（１０ａ）　、
　（１０ｂ）が形成されている。卸はリングドライブ（
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）　、ｆｌ’Ｊはプレー）Ｑｌ
）Ｋ取付けられた放熱フィンである。

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ｆｉ＋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）、りングドライブ（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ｆｉ＋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
）とりングドライブ１）＋１４るいは磁性粒子（４）と
ドリブ＞　（３１の接触面との摩擦力により、リングド
ライブｉｌ＋のトルりがドリブン（３）ニ伝達され、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ットａα、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）から伝達された制動トルクは固定部に伝達される。

したがって、リングドライブｆｉ＋とドリブン＋３１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ｆ６７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＋４１が元の状態に戻９、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、りングドライブｉｌｌ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（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（ｌ
）、ドリブン（３）の連結部に発生する摩擦熱をプレー
ト０υに取付けた放熱フィン俣２により空気中に放熱し
ている。しかし、放熱フィン饅による放熱だけではリン
グドライブ（１ｊ、ドリブ：／（３１の連結部に発生す
る１李擦熱を有効に放熱することができず、磁性粒子＋
４１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４図に示
す。第４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。

（１つはドリブン（３）に給水口ＣＬ３１　、排水口Ｉ
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、水路いを流通して排水口（１（１
）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１）５）が摩擦熱の発生する部分より離れて
いるため、Ｍ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
ブンに３）の外周に近つけると点線で示す磁路がせよ（
なり（磁束が通りンこくく、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−
力？多少大さくして６．　　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（１９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？て発生
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（７）や取付部材（８）
を介して励磁コイル（６１やベア゛リシグｔ９１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シテナ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、給排水設実な設けることなく、十分な冷
却効果があり、メイシデナシ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
め力１の連結主体に円周方向に複数の穴を形成し、各穴
にヒートパイプの受熱部をそれぞぞれ挿着し、ヒートパ
イプの放熱部をそれぞれ第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の軸方向両側の少なくとも何れ
か一方側に環状冷却フィンの材質よりも硬質の材質から
なる環状プレートを配設し、環状冷却フィンの外周側に
支持部材を配設すると共にその支持部材を第１の連結主
体と環状プレー）Ｋ固着させ、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
シ冷却して外部に放熱すると共に環状プレートと支持部
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、（１ｅは円周方向に複
数の穴（１６ａ）が形成されたリングドライブ、卸はリ
ングドライブｆｉ＋の各穴（１６ａ）に受熱部（１７ａ
）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（１）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
シモニア、水等の作動液体が所定量封入されたヒートパ
イプ、（１８１はヒートパイプ０７）の放熱部（１７ｂ
）に装着され、各ヒートパイプ住ηの放熱部（１７ｔ）
）を一体支持する例えばアルミニウム材からなる環状冷
却フィンであり、複数設けられている。（１９は環状冷
却フィンＵの軸方向両側の少なくとも何れか一方側に配
設された環状プレートであり、図は一例として環状冷却
フィン（１８１の軸方向両側に配設された場合を示して
おり、環状冷却フィン０＆の材質よりも硬質の材質から
なる例えば鉄材からなるものである。■は環状冷却フィ
ンＵの外周側に複数配設され、す〉グドライブ（Ｉ６）
と環状プレートα→に溶接部（２１）で示すように固着
された支持部材であり、ヒートパイプ（１）の放熱部（
１７ｂ）　Ｋ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
ているとき、リングドライブ（ＩＱも回転している。こ
の状態で励磁装置１５）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Ｃ１６１、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ｔｉｆ９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１Ｑ、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　ＩＪリン
グドライプルトルクがドリブン（３）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＋１６１とドリブ〉（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（ＩＱ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（１
ｅとドリブン（３）との制動状態が解除されてリングド
ライプルが再び元の状態で回転する。

ところで、リングドライプルとドリブン（３）の連結部
で発生する多址の摩擦熱により、す〉グドライブαＱ、
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αｅの熱は各穴（１６
ａ）に挿着されたヒートパイプαηの受熱部（１７ａ　
’）に吸収される。ヒートパイプ卸の受熱部（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な蒸発潜熱として奪い蒸気
化し、蒸気となってヒートパイプＣ１７）の放熱部（１
７ｂ）側へその内部で移動する。ヒートパイプ（１７）
の放熱部（１７１））側へ移動した作動液体の蒸気は、
図示しない冷却ファシ等による冷却風によって環状冷却
フィンｔｌＥＮｃよって冷却効果が高められて周囲空気
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卸の受熱
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Ｃｌ７）内の作動液体の蒸気化、液化の
繰り返しにより、ヒートパイプ住りの受熱部（１７ａ）
で吸収したリングドライブ住Ｑの熱、即ち、摩擦熱をヒ
ートパイプ圓の受熱部（１７ａ）からヒートパイプ卸の
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αηの受熱部（１７ａ）が挿着された
りングドライブαＱの熱はヒートパイプαηの受熱ｆｌ
（１７ａ）で奪われ温度が下がり冷却され、低温状態と
なる。その結果、リングドライブ顛とドリブン（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（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（９）の過熱防止も図れる。

また、ヒートパイプ鰭の放熱部（、１７１：＋）に装着
した環状冷却フィンα＆により、各ヒートパイプαηの
放熱部（１７ｂ）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さく取れるので冷却
効果の向上も図れる。

又、ヒートパイプ卸による冷却はメインテナンスフリー
であシ、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αｇの
外周側に配設され、リングドライブＣ１６１と環状プレ
ート（ＬＩに固着された支持部材により、ヒートパイプ
住ηの放熱部（１７ｂ）に作用する遠心力を支持するこ
とができ、ヒートパイプ卸の放熱部（１７ｂ）の振れを
防止でさる。

又、上記実施例では環状プレー）　（１９が環状冷却フ
ィンα＆の軸方回向側に配設された場合について述べた
が、必ずしも両側に設ける必要はなく、環状冷却フィン
（１８１の軸方向両側の少なくとも何れか一方側に環状
プレート（ｌ！Ｊを配設すれはよい。

又、上記実施例ではヒートパイプ＜１７）の放熱部（１
７ｂ）がりングドライブ（１６）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αηの放熱部
（１７ｂ）をリングドライブ（１ｆ５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１．ｍ２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、各
穴にヒートパイプの受熱部をそれぞれ挿着し、ヒートパ
イプの放熱部をそれぞれ第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の軸方向両側の少なくとも何れ
か一方側に環状冷却フィンの材質よりも硬質の材料から
なる環状プレートを配設し、環状冷却フィンの外周側に
配設すると共に第１の連結生体と環状プレートに支持部
材を固着させたことにより、￥Ｊｌ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
り返しにより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Ｑて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の連結生体の熱を速
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、（３１は第２の連結主体
、（４１は磁性粒子、１５）は励磁装置、（６１は第１
の連結主体、（１６ａ）は穴、惺ηはヒートパイプ、（
１７ａ）は受熱部、（１７Ｆ））は放熱部、（１８１は
環状冷却フィン、α湯は環状プレート、■は支持部材で
ある。 向、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【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の連結主体の円
   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
   化して上記各連結生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それぞれ挿
   着され、放熱部がそれぞれ上記第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の軸方向両側の少なく
   とも何れか一方側に配設され、上記環状冷却フィンの材
   質よりも硬質の材料からなる環状プレート、上記環状冷
   却フィンの外周側に複数配設され、上記第１の連結主体
   と上記環状プレートに固着され、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）環状プレートは環状冷却フィンの軸方向両側に配
   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。