JPS6388331A - 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生体間に伝
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叫
面図であり、図において、（１）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）、（３）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（３）との間の環状の空隙に充填された磁性粒
子でゐシ、磁化することによυ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。（５）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／Ｌ’　（６）の附勢に
よυ磁束０を発生させ、磁性粒子（４）を磁化させてリ
ングドライブ（１）とドリブン（３）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−刃側に取付けられた固定用取付部材であシ、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（２１を支持する。

α１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
（１０８）、（１０ｂ）が形成されている。０℃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　）　）０２）は
プレートαυに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（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）を附勢する
と、ステータ（７）、リングドライブ（１）、ドリブン
（３）を回路とした強力な磁束Ｃが発生し、リングドラ
イブ（１）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り、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（３
）に発生する制動トルクはブラケットαＯ，ヌテータ（
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シ、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（１）とドリブン（３）と
は磁化した磁性粒子（４）によ多結合されてリングドラ
イブ（１）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シ磁束０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、リングドライブ（１）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υ多量の摩擦熱が発生
シ、リングドライブ（１）、ドリブン（３）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
結機能を損なう恐れがある。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αυに取付けた放熱フィン＠により空気中に放熱し
ている。しかし、放熱フィン■による放熱だけではリン
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、■、α養はドリブン（３）に形成
された冷却水り給水口および排水口である。（至）はド
リブン（３）に給水口（至）、排水口α尋と連通して形
成された環状の水路である。給水口（至）よｐ冷却水が
入υ、水路Ｑθを流通して排水口αＧ］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（ト）が摩擦熱の発生する部分より離れてい
るため、摩擦によ多発生する熱を外部に放出する効率が
悪く、そのため水路（至）を摩擦熱の発生するドリブン
（３）の外周に近づけると点線で示す磁路がせまくなシ
磁束が通υ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
大きくしても、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（至）はドリブン（３）の
外周側に近づけることができなくな９、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
によシステータ（７）や取付部材（８）を介して励磁コ
イル（６）やベアリング（９）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
などのメインテナンスが必要であるなどの問題点があっ
た。また、ブラケット０１はドリブン（３）を支持する
ので強度的に耐えるものが必要であると共にリングドラ
イブ（１）とドリブン（３）との間に所定の環状の空隙
を設けるためにフランジθＧとドリブン（３）との結合
部を精密機械加工する必要がある。

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、メインテナンヌ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、回転軸の一端側に取付けら
れ外周側が励磁装置の他方側内周部近傍に延在させて第
１円板を設け、この第１円板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、第１の連結
主体の内周１１に同心軸上に磁性粒子を介在して配設し
内周１１！１１を回転軸にＲ１間してフランジに第２の
連結主体を取付け、ヒートパイプの受熱部を第１の連結
主体の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、第１．第２開口部を
有するカバー体でヒートパイプの放熱部ヲ覆い、カバー
体の第１開口部に冷却ファンを取付け、冷却ファンによ
り冷却風を第１開口部から給入しヒートパイプの放熱部
を通して第２開口部から外部へ排出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、カバー体に
設けた冷却ファンによシ冷却風によシ冷却して外部に放
熱する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図ないし第８図に基づ
いて説明する。これら各図において、ＯＱは励磁装置（
５）の一方叫に取付けられ中央部に開口を有し、図示し
ない固定部に支持されるフランジ、αηは一端ｆｆ！Ｉ
Ｉ（１７ａ）が上記フランジａ・の開口を貫通して上記
励磁装置（５）側に延在し他端側（１７ｂ）が上記フヲ
ンジαＱ外方に延在し、例えばベアリングからなる軸受
（至）を介して支承される回転軸、０９はこの回転軸ｏ
ｎの一端１ｊ１１１（１７ａ）に内周１ｇ１Ｉ（１９ａ
）が例えば溶接にて取付けられ外周側（１９ｂ）が上記
励磁装置（５）の他方側内周部近傍に延在する第１円板
、（１）はこの第１円板ＯＩの外周１１１ｔｌｌＤ９ｂ
）に取付けられ上記励磁装置（５）の内周側に同心軸上
にかつ円周方向に複数の穴（２０ａ）が形成された環状
の第１の連結主体、Ｑ］）はこの第１の連結主体翰の内
周側に同心軸上に環状の空隙を隔てて配設され、内周側
が上記回転軸ｑηに離間して嵌挿され上記フランジａＱ
に取付けられた第２の連結主体、翰は上記第１の連結主
体（７）と第２の連結生体（ハ）との間の環状の空隙に
充填され上記励磁装置（５）により磁化されて上記各連
結生体間に伝達トルクを発生する磁性粒子、■は上記第
１の連結主体（１）の反第１円板側に例えばボルト（図
示せず）によシ取付けられ上記第１円板Ｈとの間に上記
第２の連結生体Ｃυが介在する第２円板、（財）は第２
円板に）とフランジαＱとの間に配設されたシール、幻
は第２円板ａｌＫ屯付けられた放熱フィン、に）は上記
第１の連結主体（１）の各穴（ｚｏａ）に受熱部（２６
ａ）が挿着され放熱部（２６ｂ）が上記第１の連結主体
（１）の端部空間に延在し、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、（財）はこれらヒートパイプ（ホ）
の放熱部（２６ｂ）に装着され、各ヒートパイプ（１）
の放熱部（２６ｂ）を一体支持する環状冷却フィン、（
ト）は上記励磁装置（５）の他方側に取付けられ、中央
部に第１開口部（２８ａ）及び上記励磁装置（５）叫近
傍に第２開口部（２ｇｂ）を有し、上記ヒートパイプ（
ホ）の放熱部（２６ｂ）　ｉ覆うカバー体、凶はこのカ
バー体（ハ）の第１開口部（２８ａ）に取付けられ、冷
却風を上記第１開口部（２８ａ）から給入し上記ヒート
パイプ（ホ）の放熱部（２６ｂ）を通して上記ヒートパ
イプ（ホ）の放熱部（２５ｂ）を冷却して上記第２開口
部（２８ｂ）から外部へ排出する冷却ファンである。

次に動作について説明する。今、回転軸Ｑ７）が回転し
ているとき、リングドライブ曽も回転している。この状
態で励磁装置（５）の励磁コイル（６）を附勢すると、
ステータ（７）、リングドライブ（１）、ドリブン（２
）を回路とした強力な磁束０が発生し、リングドライブ
（１）とドリブン（２）との間の環状の空隙に充填され
た磁性粒子四が磁化されて結束して固化する。このとき
の磁性粒子（イ）間の直結力及び磁性粒子四とリングド
ライブ（ホ）、あるいは磁性粒子（イ）とドリブン（財
）の接触面との摩擦力により、リングドライブ曽のトル
クがドリブン（２）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？υに発生する制動ト
ルクはブヲケッ）　Ｑｆｌに伝達される。プラケットα
６は図示しない外部の固定部に取付けられておシ、ドリ
ブン（２）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、リングドライブ翰とドリブン（２）
とは磁化した磁性粒子（イ）によシ結合されてリングド
ライブ（１）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／Ｌ’　（６）を消勢することにより
磁束Ｃがなくなυ磁化した磁性粒子（ホ）が元の状態に
戻シ、リングドライブ（１）とドリブン（ハ）との制動
状態が解除され、リングドライブ（１）が再び元の状態
で回転する。

ところで、リングドライブ（ホ）とドリブンＣηの連結
部で発生する多量の摩擦熱によシ、リングドライブ（１
）、ドリブンＱ］）、磁性粒子（２）が加熱されて高温
となる。高温となったリングドライブ勾の熱は各穴（２
Ｏａ）に挿着されたヒートバイブ碑の受熱部（２６ａ）
に吸収される。ヒートパイプに）の受熱部（２６ａ）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奪い蒸気化
し、蒸気となってヒートパイプ（ホ）の放熱部（２６ｂ
）ｌｌＩＩＩへその内部で移動する。

ヒートパイプ（１）の放熱部（２６ｂ）叫へ移動した作
動液体の蒸気は、冷却ファン四によシカバー体（財）の
第１開口部（ＺＳａ）から給入され環状冷却フィン（財
）の内周側、ヒートパイプ（至）の放熱部（２６ｂ）　
、環状冷却フィン（財）の外周囲に通された冷却風によ
って環状冷却フィン鋤に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￥ｂ
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。冷却した後の暖められた空気はカバー体四
の第２開口部（２８ｂ）から外部へ放出される・凝縮し
て液化した作動液体はヒートパイプ（至）の受熱部（２
６ａ）　１４１１へその内部で移動して戻る。このよう
に、ヒートパイプ（ホ）内の作動液体の蒸気化、液化の
繰シ返しによシ、ヒートパイプ（至）の受熱部（２６ａ
）で吸収したリングドライブ勾の熱、即ち、摩擦熱をヒ
ートパイプ（ホ）の受熱部（２６ａ）からヒートパイプ
（ホ）の放熱部（２６ｂ）へ輸送して周囲空気に放熱す
る。従って、ヒートパイプ（１）の受熱部（２６ａ）が
挿着されたリングドライブ翰の熱はヒートパイプ（１）
の受熱部（２６ａ）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（１）とドリ
ブン（ハ）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、磁性粒子に）の酸化焼結を防止できる。

さらに、励磁コイル（６）やベアリング（至）の過熱防
止も図れる。また、ヒートパイプ四の放熱部（２６ｂ）
に装着した環状冷却フィン（ロ）により、各ヒートパイ
プに）の放熱部（２６ｂ）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。又、ヒートノ（イブ（ホ
）によル冷却はメインテナンスフリーであり、水冷却に
おける冷却水路の保修等のメインテナンス作業が不必要
となる。又、上記実施例では励磁装置（５）の他方側は
ヒートバイブ（１）の放熱部（２６ｂ）を覆うカバー体
（ホ）が取付けられているので、従来のような精密機械
加工が不必要となる・ 尚、上記実施例ではヒートバイブ（イ）の放熱部（２６
ｂ）がリングドライブ翰とカバー体（ハ）との間の空間
に位置する場合について述べたが、ヒート・（イブ（至
）の放熱部（２６ｂ）がリングドフィプ（１）とプラケ
ツ）　Ｑｌとの間にも位置するように配置するようにし
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．第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シ、回転軸の一端側に取付け
られ外周側が励磁装置の他方側近傍に延在させて第１円
板を設け、この第１円板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、第１の連結主体
の内周側に同心軸上に磁性粒子を介在して配設し、内周
側を回転軸に離間してフランジに第２の連結主体を取付
け、ヒートバイブの受熱部を第１の連結主体の各穴にそ
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、第１．第２開口部を有するカバー体
でヒートパイプの放熱部を覆い、カバー体の第１開口部
に冷却ファンを取付け、冷却ファンによシ冷却風を第１
開口部から給入しヒートバイブの放熱部を通して第２開
口部から外部へ排出することにより、第１の連結主体の
熱をヒートバイブ内に封入された作動液体の蒸気化、液
化の繰シ返しによシヒートパイプの受熱部からヒートバ
イブ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
ーの高信頼性の磁性粒子式電磁連結装置を得ることがで
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第１の
連結主体を示す正面図、第８図はこの発明に係るヒート
バイブ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、（５）は励磁装置、α・はフランジ、α力
は回転軸、Ｑｌは第１円板、（１）は第１の連結主体、
（２）は第２の連結主体、（２）は磁性粒子、（至）は
第２円板、（ホ）はヒートパイプ、（財）は環状冷却フ
ィン、（２）はカバー体、四は冷却ファンである。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステータ内に励磁コイルを装着してなる励磁装置、この
   励磁装置の一方側に取付けられ中央部に開口を有するフ
   ランジ、一端側が上記フランジの開口を貫通して上記励
   磁装置側に延在し他端側が上記フランジ外方に延在し、
   軸受を介して支承される回転軸、この回転軸の一端側に
   取付けられ外周側が上記励磁装置の他方側内周部近傍に
   延在する第１円板、この第１円板に取付けられ上記励磁
   装置の内周側に同心軸上にかつ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、内周
   側が上記回転軸に離間して嵌挿され上記フランジに取付
   けられた第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上記励磁装置に
   より磁化されて上記各連結生体間に伝達トルクを発生す
   る磁性粒子、上記第１の連結主体の反第１円板側に取付
   けられ上記第１円板との間に上記第２の連結主体が介在
   する第２円板、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の連結ミ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
   、上記励磁装置の他方側に取付けられ、中央部に第１開
   口部及び上記励磁装置側近傍に第２開口部を有し、上記
   ヒートパイプの放熱部を覆うカバー体、このカバー体の
   第１開口部に取付けられ、冷却風を上記第１開口部から
   給入し上記ヒートパイプの放熱部を通して上記ヒートパ
   イプの放熱部を冷却して上記第２開口部から外部へ排出
   する冷却ファンを備えた磁性粒子式電磁連結装置。