JPS6388332A - 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８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）であシ、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
であり、磁化することにより固体状となり、リングドラ
イブ（］）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ＴＲ装置テアリ、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υ、図示しない
固定部に取付けられ、回転軸（２ン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。Ｑ（Ｉ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（１０
ａ）、（１０ｂ）が形成されている。０υはリングドラ
イブ（１）の開口部を閉鎖するト共ニリングドフィブ（
１）と連動して回転するプレート、（２）はプレートα
υ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のが発生し、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）間の直結力支び磁性粒子（４
）とリングドライブ（１）、あるいは磁性粒子（４）と
トリフン（３）の接結部との摩擦力により、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ＧＯ，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（１）とドリブン（３）と
は磁化した磁性粒子（４）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、励磁コイル（６）を消勢することにより磁束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）ｌ　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
生シ、リングドライブ（１）、ドリブン（３ンが非常に
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６１−２７８０
８号公報に示されたものがあυ、その概略を第４図に示
す。第５図において、（２）＃ａ→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。ａυは
ドリブン（３）に給水口０３．排水口α４と連通して形
成された環状の水路である。給水口（至）よシ冷却水が
入り、水路に）を流通して排水口α尋よ）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（至）が摩擦熱の発生する部分よυ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αＧ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
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、水路四はドリブン（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（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（ｆｌ
などのメイン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
たものであわ、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７゜リーの高信頼性の装
置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明に係る連結装置は、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、受熱部の径よりも大きな径に構成された
ヒートパイプの放熱部を第１の連結主体の端部壁ｕＵに
延在させたものである。

〔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、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・第２図に基づいて
説明する。これら各図において、（３）はドリブン、（
４）は磁性粒子、ｑＱは円周方向に複数の穴（１６ｂ）
が形成されたリングドライブ、ａカはこのリングドライ
ブａＱの各穴（１６ａ）に受熱部（１７ａ）が挿層され
、受熱部（１７ａ）の径より大きな径に構成された放熱
部（１７ｂ）がリングドライブαＧの端部２　／ｉＪ７
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
パイプである。０４はヒートバイブα力の放熱部（１７
ｂ）に装着され、各ヒートパイプａηの放熱部（１７ｂ
）を一体支持する環状冷却フィンであシ、複数設けられ
ている。

次に動作について説明する。今、回転＠　（２）が回転
しているとき、リングドライブａのも回転している。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３Ｇ　、ドリブ
ン（３）を回路とした強力な磁束りが発生し、リングド
ライブα０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α憧、あるいは磁性粒子（４）とト
リフン（３）の接触面との摩擦力により、リングドライ
ブαＱのトルクがドリブン（３）に伝達され、リングド
ライブαＱに制動力がかかる。したがって、リングドラ
イブ０１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αＱが制動されながら
回転するか、あるいは回転がＩＥ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のがなくなり磁化した磁性粒子
（４）が元の状態に戻シ、リングドライブαＱとドリブ
ン（３）との制動状■が解除され、リングドライブαり
が再び元の状態で回転する。

ところで、リングドライブαのとドリブン（３）の連結
部で発生する多量の摩擦熱によＬ　　ｖングドライブα
Ｑ、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σＱの熱は各穴（
１６ａ）に挿着されたヒートパイプαのの受、熱部（１
７ａ）に吸収される。ヒートパイプａηθ受２部（１７
ａ）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αηの放熱部（Ｂ
ｂ）ｌｔｌｌｌへその内部で移動する。ヒートパイプα
ηの放熱部（ｔ７ｂ）［１１１１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（ト）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α
ηの受熱部（１７ａ）　ｆｔ１ｌｌへその内部で移動し
て戻る。また、ヒートパイプαηの放熱部（１７ｂ　）
の径を受熱部（１７ａ）の径よりも大きく構成しており
、ヒートパイプ（１力内面の作動液体の凝縮面積が増大
し、作動液体の気相から液化する際の凝縮現象が活発と
なり熱輸送能力が増大する。さらに、ヒートパイプ（＋
７）の放熱部（１７ｂ）の径が大きいので環状冷却フィ
ン０約も外形寸法が大きなものとなυ放熱表面積が増大
し〜周囲空気への熱交換が促進され熱輸送能力が増大す
る。このように、ヒートパイプ回内の作動液体の蒸気化
。

液化の繰シ返しによ）、ヒートバイブαηの受熱部（１
７ａ）で吸収したリングドライブａＱの熱、即ち、摩擦
熱をヒートバイブαηの受熱部（１７ａ）からヒートバ
イブＣ１７）　（７）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α力の受熱ｍ　
（１７ａ　）がｔｉ　ＴｆｊされタリングドフィブαＱ
の熱はヒートバイブ０力の受熱部（１７ａ）で奪わｎ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Ｍ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（４）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（９）の過熱防止も図れる。また、ヒートバイブＱ
′りの放熱部（１７ｂ）に装着した環状冷却フィン（至
）によシ、各ヒートパイプα力の放熱部（１７ｂ）が一
体支持され、遠心力に対する補強効果が得られる。

又、ヒートパイプα力による冷却はメインテナンヌフリ
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。

尚、上記実施例ではヒートパイプα力の放熱部（１７ｂ
）に環状冷却フィン四を設けた場合について述べたが、
各ヒートバイブａηの放熱部（１７ｂ）の個々に放熱フ
ィンを設けるようにしてもよく、所期の目的は達成でき
る。

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、第１の連結主体に円周方
向に複数の穴を形成し、ヒートバイブの受熱部を各穴に
それぞれ挿着し、受熱部の径よりも大きな径に構成され
たヒートバイブの放熱部を第１の連結主体の端部空間に
延在させたことによシ、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
によυ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、メインテナンヌフリーの高信頼性
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
装置を示す要部断面四面図、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、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叫面図である
。 図において、（３）は第２の連結主体、（４）は磁性粒
子、（５）は励磁装置、αＱは第１の連結主体、（１６
ａ）は穴、αηはヒートバイブ、（１７ａ）は受熱部、
（１７ｂ）は放熱部である。 尚、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を備えた磁性粒子式電磁連結
   装置において、上記第１の連結主体に円周方向に複数の
   穴を形成し、上記第１の連結主体の各穴に受熱部が挿着
   され、上記受熱部の径より大きな径に構成された放熱部
   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）ヒートパイプの放熱部に環状冷却フィンを装着し
   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。