TWI514726B - A manufacturing method of a coupling device and a coupling device - Google Patents

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TWI514726B
TWI514726B TW100117006A TW100117006A TWI514726B TW I514726 B TWI514726 B TW I514726B TW 100117006 A TW100117006 A TW 100117006A TW 100117006 A TW100117006 A TW 100117006A TW I514726 B TWI514726 B TW I514726B
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Hiromitsu Ohhashi
Junichi Sutani
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Hitachi Metals Ltd
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Description

聯結裝置及聯結裝置之製造方法
本發明係關於一種聯結裝置，尤其係關於一種具備磁石旋轉體及聯結於磁石旋轉體之磁軛側構件之聯結裝置。
先前，已知有一種具備磁石旋轉體及聯結於磁石旋轉體之磁軛側構件之聯結裝置。此種聯結裝置例如揭示於日本專利特開平8-135682號公報中。
於上述日本專利特開平8-135682號公報中揭示有一種起離(發進)裝置(聯結裝置)，其具備：圓盤狀(碟狀)之驅動構件(磁石旋轉體)，其包含以不同磁極交替排列於圓周方向之方式配置而成的複數之永久磁石；及圓盤狀之被驅動構件(磁軛側構件)，其係以與驅動構件之永久磁石對向之方式配置。該日本專利特開平8-135682號公報所記載之起離裝置之被驅動構件係由於與永久磁石對向之位置形成複數之貫通孔之導電材(導體部)、以及具有對應貫通孔之凸部且配置於與導電材之驅動構件為相反側之芯材(磁軛)所構成。該芯材貫通導電材之貫通孔而使凸部之端面接近永久磁石，藉此通過芯材之凸部(貫通孔)之磁通量則增加。藉此，由於流過導電材之渦電流增加，而有可能產生被驅動構件之某種程度較大之扭矩。此處，為使被驅動構件產生更大之扭矩，認為必須增加驅動構件與被驅動構件之對向面積，從而增加產生之渦電流。
然而，於日本專利特開平8-135682號公報所揭示之起離裝置中，驅動構件及被驅動構件均係形成為圓盤狀，故為增加驅動構件與被驅動構件之對向面積，而必須使圓盤狀之驅動構件及被驅動構件均於半徑方向上增加。因此，於日本專利特開平8-135682號公報所揭示之起離裝置中，存在如下問題：為產生更大之扭矩，而於半徑方向上增加圓盤狀之驅動構件及被驅動構件，由此引起起離裝置於半徑方向上大型化。
本發明之一態樣之聯結裝置具備：圓筒狀之磁石旋轉體，其包含以不同磁極交替排列於圓周方向之方式配置而成的磁石；以及圓筒狀之磁軛側構件，其包含由非磁性體形成之導體部及磁軛，且相對於磁石旋轉體而以非接觸之狀態可相對旋轉地配置於磁石旋轉體之內側或者外側；而磁軛側構件之導體部至少於與磁石對向之側，具有以於圓周方向上隔開既定間隔之狀態在旋轉軸線方向上延伸之方式配置的複數之第1導體部，磁軛側構件之磁軛係至少配置於與磁石對向之側、且複數之第1導體部間之間隙。
於本發明之一態樣之聯結裝置中，如上所述設置包含磁石之圓筒狀之磁石旋轉體、以及相對於磁石旋轉體而以非接觸之狀態可相對旋轉地配置於磁石旋轉體之內側或者外側的圓筒狀之磁軛側構件，藉此圓筒狀之磁軛側構件與圓筒狀之磁石旋轉體均以於旋轉軸線方向上延伸之方式形成，故而可增加磁石旋轉體與磁軛側構件之對向面積。藉此，無需為了增加磁石旋轉體與磁軛側構件之對向面積而使磁石旋轉體及磁軛側構件均於半徑方向上增加，故可抑制為產生更大扭矩而導致聯結裝置於半徑方向上大型化之情形。又，藉由將磁軛配置於與磁石對向之側、且複數之第1導體部間之間隙，與於磁石之對向側以覆蓋磁軛全體之方式設置導體部之情形相比，可使磁軛更接近磁石。藉此，可進而增加磁軛產生之磁通量，從而可進而增加流過第1導體部之渦電流。因此，於利用渦電流而向磁軛側構件傳導旋轉力之傳導系統之情形時，可進而增大磁軛側構件產生之扭矩。又，於利用渦電流而使磁軛側構件產生制動力之制動系統之情形時，可進而增加產生之焦耳熱(焦耳損)，故聯結裝置可產生更大之制動力。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為複數之第1導體部以於圓周方向上等間隔配置之狀態，在旋轉軸線方向上延伸之方式而形成。若以此方式構成，則複數之第1導體部之各個中產生之渦電流可以彼此均等之狀態沿旋轉軸線方向流動，故不僅於圓周方向上、且於旋轉軸線方向上亦可產生均等之扭矩及焦耳熱。
該情形時，較佳為第1導體部之各個之圓周方向之長度為配置於第1導體部間之間隙之磁軛之圓周方向之長度以上。若以此方式構成，則可增加第1導體部之圓周方向之剖面積，故可減少第1導體部之電阻。藉此，可增加流過第1導體部之渦電流，從而可進而增大扭矩及焦耳熱。
於上述複數之第1導體部在圓周方向上等間隔配置之聯結裝置中，較佳為第1導體部之各個之圓周方向之長度為配置於第1導體部間之間隙之磁軛之圓周方向之長度之2倍以下。此處，於第1導體部之各個之圓周方向之長度大於磁軛之圓周方向之長度之2倍的情形時，磁石發出之磁通量因磁軛而飽和，導致通過第1導體部間之間隙之磁通量不會增加至既定值以上。因此，磁軛側構件(第1導體部)產生之渦電流減少。另一方面，如上述般，將第1導體部之各個之圓周方向之長度設為磁軛之圓周方向之長度之2倍以下，藉此可抑制磁石發出之磁通量因磁軛飽和之情形，故可抑制流過第1導體部之渦電流減少的狀況。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為第1導體部之半徑方向之厚度為磁石之半徑方向之厚度以上。若以此方式構成，則可增加第1導體部之圓周方向之剖面積，故可減少第1導體部之電阻。藉此，可增加流過第1導體部之渦電流。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為磁軛側構件之導體部進而具有配置於複數之第1導體部之旋轉軸線方向上之端部，且將複數之第1導體部連接的圓環狀之第2導體部。若以此方式構成，則可藉由第2導體部而將複數之第1導體部彼此電性連接。藉此，可於不同第1導體部間產生渦電流。又，藉由將第2導體部配置於複數之第1導體部之旋轉軸線方向上之端部，與未將第2導體部配置於端部之情形相比，可進而增大渦電流流過之旋轉軸線方向之長度。藉此，可使磁軛側構件於旋轉軸線方向之更廣範圍內產生扭矩及焦耳熱，故可進而增大磁軛側構件之扭矩及焦耳熱。
該情形時，較佳為第2導體部分別配置於複數之第1導體部之旋轉軸線方向上之兩端部。若以此方式構成，則藉由分別配置於兩端部之第2導體部將複數之第1導體部連接，故可構成為於不同第1導體部與兩端部之第2導體部之間流動渦電流。藉此，可使磁軛側構件於旋轉軸線方向之進而更廣範圍內產生扭矩及焦耳熱。
於上述導體部具有第2導體部之聯結裝置中，較佳為第2導體部係與複數之第1導體部一體地形成。若以此方式構成，則可減少複數之第1導體部與第2導體部之間之接觸電阻，故可藉由導體部而產生更大之渦電流。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為於磁軛之與磁石對向之面附近，將複數之槽部或者複數之孔部以於旋轉軸線方向上延伸之方式形成，且於複數之槽部或者複數之孔部之各個配置有複數之第1導體部之各個。若以此方式構成，則僅藉由於旋轉軸線方向上延伸之複數之槽部或者複數之孔部之各個配置複數之第1導體部之各個，便可容易地以於圓周方向隔開既定間隔之狀態形成在旋轉軸線方向上延伸的複數之第1導體部。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為進而具備切換部，該切換部係以可於與磁石旋轉體相同之旋轉軸線周圍以相同旋轉速度旋轉之方式配置於磁石旋轉體與磁軛側構件之間，且藉由改變對於磁石旋轉體之相對位置，而切換自磁石旋轉體之磁石發出之磁通量之向磁軛側構件的傳導量。若以此方式構成，則可使用切換部切換磁通量之向磁軛側構件之傳導量，藉此可切換磁軛側構件中產生之渦電流之增加量，故可更準確地控制扭矩及焦耳熱。
該情形時，較佳為切換部包含：傳導部，其係由可將自磁石旋轉體之磁石發出之磁通量向磁軛側構件傳導之強磁性體形成；及衰減部，其使自磁石旋轉體之磁石發出之磁通量衰減。若以此方式構成，則可通過衰減部之磁通量(磁通量密度)較通過傳導部之磁通量(磁通量密度)更少，故可藉由改變衰減部與磁石旋轉體之相對位置，而可容易地切換磁通量之向磁軛側構件之到達量。
於上述切換部包含傳導部及衰減部之聯結裝置中，較佳為切換部形成為圓筒狀，且傳導部與衰減部係於圓周方向上交替配置。若以此方式構成，則可以對應於不同磁極交替排列於圓周方向配置而成之磁石旋轉體的方式，將傳導部與衰減部於圓周方向上交替配置，故可更容易地切換磁通量之向磁軛側構件之到達量。
於上述傳導部與衰減部在圓周方向上交替配置之聯結裝置中，較佳為傳導部及衰減部均形成為與磁石旋轉體之磁極相同數量。若以此方式構成，藉由將形成為與磁石旋轉體之磁極相同數量之傳導部與衰減部在圓周方向上交替配置，而可使磁石旋轉體之磁極與切換部之傳導部及衰減部一一對應。藉此，可構成為於傳導磁通量之狀態下，磁石旋轉體之磁極與切換部之傳導部一一對應，另一方面，於磁通量難以傳導之狀態下，磁石旋轉體之磁極與切換部之衰減部一一對應，故可準確地切換磁通量之向磁軛側構件之到達量。
於上述切換部包含傳導部與衰減部之聯結裝置中，較佳為於傳導自磁石旋轉體發出之磁通量之狀態下，構成為將傳導部配置與磁石旋轉體之磁極對向之位置，同時將衰減部配置於與磁石旋轉體之磁極彼此之邊界對向的位置，於自磁石旋轉體發出之磁通量難以傳導的狀態下，構成為傳導部配置於與磁石旋轉體之磁極彼此之邊界對向之位置，同時將衰減部配置於與磁石旋轉體之磁極對向之位置。若以此方式構成，則於傳導磁通量之狀態下，藉由將傳導部配置於與磁石旋轉體之磁極對向之位置，而可使磁石旋轉體之磁通量通過傳導部。藉此，可構成為磁石旋轉體之磁通量傳導至磁軛側構件。另一方面，於磁通量難以傳導之狀態下，將衰減部配置於與磁石旋轉體之磁極對向之位置，藉此可抑制磁石旋轉體之磁通量因衰減部而通過切換部之情形。藉此，可使磁石旋轉體之磁通量難以傳導至磁軛側構件。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為導體部主要由Al形成，磁軛由含有Si之Fe合金形成。若以此方式構成，則藉由使用非磁性體之Al、與強磁性體且含有透磁率高之Si之Fe合金，可進而增加流過第1導體部之渦電流。又，Al之熔點較同為非磁性體之Cu更低，故藉由鑄造等方法形成導體部之情形時，可更容易地形成導體部。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為導體部主要由Cu形成，磁軛由含有Si之Fe合金形成。若以此方式構成，藉由使用非磁性體之Cu、與強磁性體且含有透磁率高之Si之Fe合金，可進而增加流過第1導體部之渦電流。又，Cu之電阻較同為非磁性體之Al更小，故可進而增加流過第1導體部之渦電流。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為複數之第1導體部分別相對於旋轉軸線方向而以既定角度傾斜。若以此方式構成，與第1導體部相對於旋轉軸線方向而平行延伸之情形相比，可使複數之第1導體部之各個中產生之渦電流均等。藉此，可使複數之第1導體部之各個中產生之扭矩及焦耳熱均等，故可抑制導體部中扭矩及焦耳熱局部增加之情形。
該情形時，較佳為於磁軛之與磁石對向之面附近，以於旋轉軸線方向上傾斜既定角度之狀態延伸的方式形成複數之槽部或者複數之孔部，藉由於以在旋轉軸線方向上傾斜既定角度之狀態延伸的複數之槽部或者複數之孔部之各個中配置複數之第1導體部之各個，複數之第1導體部分別相對於旋轉軸線方向而傾斜既定角度。若以此方式構成，則僅藉由於以在旋轉軸線方向上傾斜既定角度之狀態延伸的複數之槽部或者複數之孔部之各個中配置複數之第1導體部之各個，便可容易地形成以於旋轉軸線方向上傾斜既定角度之狀態延伸的複數之第1導體部。
於上述一態樣之聯結裝置中，較佳為磁石旋轉體及磁軛側構件之至少任一方構成為可改變磁石旋轉體之磁石與磁軛側構件之對向面積。若以此方式構成，則可改變第1導體部中流過之渦電流之增減，故可藉由控制渦電流之大小而更準確地控制聯結裝置之扭矩及焦耳熱。
該情形時，較佳為磁石旋轉體及磁軛側構件之任一方相對於磁石旋轉體及磁軛側構件之任意另一方而於旋轉軸線方向上移動，藉此以磁石旋轉體之磁石與磁軛側構件之對向面積改變之方式構成。若以此方式構成，則可容易地改變磁石旋轉體之磁石與磁軛側構件之對向面積。
以下，根據圖式而對本發明經具體化之實施形態進行說明。
(第1實施形態)
首先，參照圖1～圖3，對本發明之第1實施形態之聯結裝置1之構造進行說明。
如圖1所示，本發明之第1實施形態之聯結裝置1包含磁石側部10、及磁軛側部20。磁石側部10包含一方端部側(X1側)連接於未圖示之電動機之軸部10a、及設置於軸部10a之另一方端部側(X2側)的磁石側旋轉體30。又，磁軛側部20包含一方端部側(X2側)連接於由驅動部等形成之未圖示之負載部之軸部20a、及設置於軸部20a之另一方端部側的磁軛側構件40。即，磁石側部10係連接於電動機(motor)側，同時磁軛側部20係連接於負載部側。又，軸部10a與軸部20a係構成為於X方向上以大致同一旋轉軸線300為旋轉中心而旋轉。再者，磁石側旋轉體30係本發明之「磁石旋轉體」之一例。
此處，亦可將磁石側部10不連接於電動機側而連接於負載部側，同時將磁軛側部20不連接於負載部側而連接於電動機側。再者，於以下之說明中，係對將磁石側部10連接於電動機側同時將磁軛側部20連接於負載部側之例進行說明。
又，磁石側旋轉體30係由SS400等之一般的碳鋼等強磁性體形成，且X2側之部分形成為凹狀之圓筒狀。又，磁石側旋轉體30具有使軸部10a插入之軸孔部30a。藉由於該軸孔部30a中插入軸部10a，而構成為伴隨軸部10a之旋轉，磁石側旋轉體30亦以旋轉軸線300為旋轉中心而旋轉。再者，磁石側旋轉體30之凹狀之內周面30b之內徑L1為約90 mm，且磁石側旋轉體30之外徑L2為約102 mm。
又，如圖2所示，於磁石側旋轉體30上，以沿凹狀之內周面30b之圓周方向，不同磁極交替排列之方式配置12個磁石31。如圖1所示，該12個磁石31係以相對於旋轉軸線300平行延伸之方式配置。
具體而言，如圖2所示，12個磁石31係由N極配置於旋轉軸線300(參照圖1)側之磁石31a、與S極配置於旋轉軸線300側之磁石31b構成。而且，磁石31a與磁石31b係以交替地以大致等角度(約30度)間隔於磁石側旋轉體30之圓筒狀之內周面30b上沿圓周方向排列之方式配置。再者，於圖2中，僅圖示旋轉軸線300側之磁極，同時省略下述X2側之短路部42b之圖示。又，如圖1所示，12個磁石31具有約5 mm之半徑方向之厚度W1。又，如圖2所示，構成為磁通量流過磁石31a、與和磁石31a鄰接之磁石31b之間。
又，磁軛側構件40構成為可以旋轉軸線300為旋轉中心而旋轉，且形成為圓筒狀。又，磁軛側構件40構成為配置於設有12個磁石31之磁石側旋轉體30之內側，且可相對於磁石側旋轉體30隔開既定間隔而以非接觸之狀態聯結並相對旋轉。再者，磁軛側構件40與磁石側旋轉體30之間隔(間隙)為約1 mm。
又，磁軛側構件40係由藉由積層矽鋼板所形成之磁軛41、及主要由含有非磁性體之Al或Cu之合金形成的導體部42而構成。再者，矽鋼板係含有Si之Fe合金，其為強磁性體且具有易透過磁通量(透磁率較大)之性質。又，如圖1所示，磁軛41係形成為具有約78 mm之外徑L3、與約60 mm之X方向之長度L4之圓筒狀。又，磁軛41具有使軸部20a插入之軸孔部41a。藉由於該軸孔部41a內插入軸部20a，構成為伴隨軸部20a之旋轉，磁軛41(磁軛側構件40)亦以旋轉軸線300為旋轉中心而旋轉。又，磁軛41之外周面41b係以與配置於磁石側旋轉體30之內周面30b之12個磁石31對向的方式配置。
又，如圖2所示，於磁軛41之外周面41b，以大致等角度(約8.2度)配置有44個部位之槽部41c，同時以於旋轉軸線300之延伸方向(圖1之X方向)上延伸的方式形成。即，構成為未形成槽部41c之44個部位之凸部41d分別位於槽部41c之間之間隙。此處，凸部41d於平面觀察時形成為扇形形狀，且扇形形狀之凸部41d之兩外側面之間之角度θ1構成為約3.7度。另一方面，槽部41c之兩內側面之間之角度θ2構成為約4.5度。藉此，構成為凸部41d之外周之長度變成約0.802 mm(78 mm×3.7度/360度)，同時形成有槽部41c之部分之外周之長度變成約0.975 mm(78 mm×4.5度/360度)。即，構成為槽部41c之外周之長度變成凸部41d之外周之長度的約1.2倍。
又，如圖3所示，44個部位之槽部41c以相對於X方向上延伸之旋轉軸線300而傾斜(偏斜)角度θ3之方式構成。又，44個部位之槽部41c具有約9 mm之半徑方向之深度。
此處，於第1實施形態中，如圖1所示，導體部42係由配置於磁軛41之44個部位之槽部41c之各個的44個軸方向導體部42a(參照圖2)、以及分別形成於磁軛41及軸方向導體部42a之X方向之兩端部之一對之短路部42b所構成。該軸方向導體部42a係以於旋轉軸線300之延伸方向(X方向)上延伸之方式形成。再者，軸方向導體部42a係本發明之「第1導體部」之一例，短路部42b係本發明之「第2導體部」之一例。
又，軸方向導體部42a如圖2所示，分別自磁軛41之外周面41b附近起配置至槽部41c之旋轉軸線300側之底部為止。藉此，導體部42於半徑方向上具有約9.0 mm之厚度W2(參照圖1)。因此，導體部42之半徑方向之厚度W2(約9.0 mm)構成為變成磁石31之半徑方向之厚度W1(約5.0 mm)之約1.8倍。又，如上述般配置有軸方向導體部42a之槽部41c之外周之長度(約0.975 mm)構成為變成磁軛41之凸部41d之外周之長度(約0.802 mm)之約1.2倍，故軸方向導體部42a之外周之長度構成為變成磁軛41之凸部41d之外周之長度的約1.2倍。
又，如圖3所示，44個部位之槽部41c係以相對於X方向延伸之旋轉軸線300傾斜角度θ3之方式構成，藉此44個軸方向導體部42a亦同樣地以相對於X方向上延伸之旋轉軸線300傾斜角度θ3的方式構成。又，配置於44個部位之槽部41c之44個軸方向導體部42a之間，配置有磁軛41之凸部41d。
又，一對之短路部42b分別配置於44個軸方向導體部42a之X1側之端部及X2側之端部。即，一對之短路部42b以自X方向之兩側夾入44個軸方向導體部42a與磁軛41之方式配置。又，一對之短路部42b係形成為圓環狀，且以於圓周方向上將44個軸方向導體部42a連接之方式構成。進而，44個軸方向導體部42a與一對之短路部42b係一體地形成。再者，一對之短路部42b之半徑方向之厚度L5(參照圖1)為約10 mm。
又，於聯結裝置1中，構成為當磁石側旋轉體30旋轉時，磁軛41之凸部41d中之來自磁石31的磁通量發生變化。而且，構成為根據該磁通量之變化，而於44個軸方向導體部42a及一對之短路部42b中產生渦電流。構成為藉由該渦電流，於與磁石側旋轉體30之旋轉方向相同之旋轉方向上作用之力施加於44個軸方向導體部42a之各個，磁軛側構件40相對於磁石側旋轉體30而以非接觸之狀態於與磁石側旋轉體30相同之旋轉方向上相對旋轉。此時，磁石側旋轉體30之旋轉數與磁軛側構件40之旋轉數產生旋轉數差(相對旋轉數)，藉此自磁石側旋轉體30供給之能量與傳導至磁軛側構件40之能量產生差。藉由將該差所對應之能量轉換為力及熱，則於磁軛側構件40產生扭矩及焦耳熱。
另一方面，藉由渦電流而使於與磁石側旋轉體30之旋轉方向相同之旋轉方向上作用之力施加於44個軸方向導體部42a之各個時，存在有磁軛側構件40不相對於磁石側旋轉體30旋轉的情形。在該情形時，構成為於磁軛側構件40中產生焦耳熱。
再者，渦電流係以流過由2個軸方向導體部42a與一對之短路部42b構成之環狀路徑的方式構成。
其次，參照圖3～圖7，對本發明之第1實施形態之磁軛側構件40之製造方法進行說明。
首先，準備約0.5 mm板厚之圓盤狀之矽鋼板(未圖示)。再者，於圓盤狀之矽鋼板之中心形成對應於軸孔部41a之中央孔，同時於外周附近形成44個部位之對應於44個部位之槽部41c之外側孔。然後，藉由將圓盤狀之矽鋼板積層約120塊，如圖4所示，形成具有軸孔部41a且於旋轉軸線300之延伸之方向(X方向)上延伸的圓筒狀之磁軛41。此時，以由約120塊之矽鋼板之外側孔構成之44個部位之孔部41e相對於X方向上延伸的旋轉軸線300傾斜角度θ3(參照圖3)的方式，積層矽鋼板。
其後，於磁軛41之X1側及X2側分別配置模具50及51。於該模具50上形成有形成X1側之短路部42b之接合面50a，同時於模具51上形成有形成X2側之短路部42b之接合面51a。進而，於模具50上形成有用以向接合面50a及51a以及磁軛41之孔部41e中流入含有Al或者Cu之合金的注入孔50b。
而且，如圖5所示，於接合面50a及51a以及磁軛41之孔部41e中，經由注入孔50b而流入加熱至約700℃以上約800℃以下之含有Al或者Cu的合金。藉此，鑄造由含有Al或者Cu之合金形成之導體部42。此時，於44個部位之孔部41e中形成有導體部42之44個軸方向導體部42a之各個，同時於接合面50a及51a上形成有導體部42之一對之短路部42b之各個。藉此，44個軸方向導體部42a與一對之短路部42b一體地形成。
其後，如圖6所示，卸除配置於磁軛41之X1側及X2側之模具50及51。而且，藉由將磁軛41之外周面41b切削既定之量，而削去44個部位之孔部41e之側面之一部分。藉此，如圖7所示，形成分別配置於軸方向導體部42a之44個部位之槽部41c。如此，形成磁軛側構件40。
於第1實施形態中，如上述般，設有包含12個磁石31之圓筒狀之磁石側旋轉體30、以及圓筒狀之磁軛側構件40，該圓筒狀之磁軛側構件40係以被磁石側旋轉體30之凹狀之內周面30b覆蓋之方式配置於磁石側旋轉體30之內側，且構成為可相對於磁石側旋轉體30而以非接觸之狀態相對旋轉。進而，構成為磁石側旋轉體30與磁軛側構件40均於旋轉軸線300之延伸方向上延伸，同時構成為於大致相同之旋轉軸線300上旋轉，藉此可增加磁石側旋轉體30與磁軛側構件40之對向面積。藉此，無須為增加磁石側旋轉體30與磁軛側構件40之對向面積而將磁石側旋轉體30及磁軛側構件40均於半徑方向上增加，故可抑制為了產生更大扭矩而導致聯結裝置1於半徑方向上大型化的情形。
又，於第1實施形態中，如上述般，將位於磁軛41之外周面41b側之凸部41d配置於與12個磁石31對向之側、且配置於44個軸方向導體部42a(槽部41c)之間，藉此與以於磁軛41之外周面41b側覆蓋磁軛41全體之方式設置導體部的情形相比，可使磁軛41更靠近12個磁石31。藉此，可進而增加磁軛41中產生之磁通量，故可進而增加軸方向導體部42a中流動之渦電流。因此，於利用渦電流而在磁軛側構件40中傳導旋轉力之傳導系統之情形時，可進而增大磁軛側構件40中產生的扭矩。又，於利用渦電流而於磁軛側構件40中產生制動力之制動系統之情形時，可進而增加產生的焦耳熱(焦耳損)，故可於聯結裝置1中產生更大之制動力。
又，於第1實施形態中，如上述般，於將44個軸方向導體部42a以在圓周方向上大致等角度(約8.2度)配置之狀態而於旋轉軸線300之延伸方向上延伸的方式形成，藉此可使44個軸方向導體部42a之各個中產生之渦電流以彼此大致均等之狀態沿旋轉軸線300之延伸方向流動，故不僅圓周方向、且旋轉軸線300之延伸方向亦可產生大致均等的扭矩及焦耳熱。
又，於第1實施形態中，如上述般，軸方向導體部42a之外周之長度(約0.975 mm)構成為變成磁軛41之凸部41d之外周之長度(約0.802 mm)之約1.2倍，藉此與軸方向導體部42a之外周之長度小於磁軛41之凸部41d之外周之長度的情形相比，可增加軸方向導體部42a之圓周方向之剖面積，故可減少軸方向導體部42a之電阻。藉此，可增加流過軸方向導體部42a之渦電流，故可進而增大扭矩及焦耳熱。
又，於第1實施形態中，如上述般，構成為軸方向導體部42a之外周之長度變成磁軛41之凸部41d之外周之長度之約1.2倍，藉此與軸方向導體部42a之外周之長度較大為磁軛41之凸部41d之外周之長度之2倍的情形相比，可抑制12個磁石31發出之磁通量於磁軛41之凸部41d飽和的情形，從而可抑制流過軸方向導體部42a之渦電流減少的狀況。
又，於第1實施形態中，如上述般，使軸方向導體部42a之半徑方向之厚度W2(約9.0 mm)變成磁石31之半徑方向之厚度W1(約5.0 mm)之約1.8倍，藉此可增加軸方向導體部42a之圓周方向之剖面積，故可減少軸方向導體部42a之電阻。藉此，可增加流過軸方向導體部42a之渦電流。
又，於第1實施形態中，如上述般，將圓環狀之一對之短路部42b分別配置於44個軸方向導體部42a之X1側之端部與X2側之端部，藉此可藉由一對之軸方向導體部42a與一對之短路部42b而構成環狀之路徑。藉此，可於不同軸方向導體部42a之間產生渦電流。又，藉由將一對之短路部42b配置於44個軸方向導體部42a之X1側之端部與X2側之端部，與未將一對之短路部42b配置於X方向之兩端部之情形相比，可進而增大渦電流流過之旋轉軸線300之延伸方向之長度。藉此，可使磁軛側構件40於旋轉軸線300之延伸方向之更廣範圍內產生扭矩及焦耳熱，故可進而增大磁軛側構件40之扭矩及焦耳熱。又，藉由將一對之短路部42b配置於44個軸方向導體部42a之X1側之端部與X2側之端部，可構成為於不同軸方向導體部42a、與兩端部之短路部42b之間使渦電流流動。藉此，可使磁軛側構件40在旋轉軸線300之延伸方向更廣的範圍產生扭矩及焦耳熱。
又，於第1實施形態中，如上述般，若將44個軸方向導體部42a與一對之短路部42b一體地形成，則可減少44個軸方向導體部42a與一對之短路部42b之間的接觸電阻，故可藉由導體部42而產生更大之渦電流。
又，於第1實施形態中，如上述般，將44個部位之槽部41c形成於磁軛41之外周面41b且以於旋轉軸線300之延伸方向(X方向)上延伸之方式形成，同時於44個部位之槽部41c之各個上配置44個軸方向導體部42a，藉此僅於旋轉軸線300之延伸方向上延伸的44個部位之槽部41c上配置44個軸方向導體部42a之各個，藉此可容易地形成於圓周方向隔開既定間隔之狀態在旋轉軸線300之延伸方向延伸的44個軸方向導體部42a。
又，於第1實施形態中，如上述般，導體部42主要係由含有非磁性體之Al之合金形成，同時磁軛41係藉由積層矽鋼板而形成，藉此藉由使用含有非磁性體之Al之合金、以及強磁性體且含有透磁率高之Si之Fe合金，可進而增加流過軸方向導體部42a之渦電流。又，Al之熔點較同為非磁性體之Cu更低，故藉由鑄造等形成導體部42之情形時，可更容易地形成導體部42。
又，於第1實施形態中，如上述般，導體部42主要係由含有非磁性體之Cu之合金形成，同時磁軛41係藉由積層矽鋼板而形成，藉此藉由使用含有非磁性體之Cu之合金、以及強磁性體且含有透磁率高之Si之Fe合金，可進而增加流過軸方向導體部42a的渦電流。又，Cu之電阻較同為非磁性體之Al更小，故可進而增加軸方向導體部42a中流過之渦電流。
又，於第1實施形態中，如上述般，使44個軸方向導體部42a相對於X方向上延伸之旋轉軸線300傾斜角度θ3，藉此與軸方向導體部42a相對於旋轉軸線300之延伸方向而平行延伸之情形相比，可使44個軸方向導體部42a之各個中產生的渦電流大致均等。藉此，可使44個軸方向導體部42a之各個中產生之扭矩及焦耳熱大致均等，故可抑制導體部42中扭矩及焦耳熱之局部增加。
又，於第1實施形態中，如上述般，構成為44個部位之槽部41c相對於X方向上延伸的旋轉軸線300而傾斜角度θ3，藉此44個軸方向導體部42a若同樣地以相對於X方向上延伸之旋轉軸線300傾斜角度θ3，則僅藉由於以相對於旋轉軸線300傾斜角度θ3之狀態延伸的44個部位之槽部41c之各個上配置44個軸方向導體部42a之各個，可容易地形成以相對於旋轉軸線300傾斜角度θ3之狀態延伸的44個軸方向導體部42a。
[實施例]
其次，參照圖1、圖2及圖8～圖15，對為確認上述第1實施形態之聯結裝置1之效果而進行之相對旋轉數-扭矩測定、扭矩-焦耳損測定、及相對旋轉數-焦耳損測定之各確認實驗進行說明。
以下所說明之相對旋轉數-扭矩測定、扭矩-焦耳損測定、及相對旋轉數-焦耳損測定中，係使用上述第1實施形態之聯結裝置1作為實施例1。具體而言，作為實施例1，如圖2所示，使用磁軛側部20之磁軛側構件40於44個軸方向導體部42a之間配置有磁軛41之凸部41d的聯結裝置1。此時，導體部42係使用由含有非磁性體之A1之合金形成之材料。
另一方面，作為與實施例1相對之比較例1，係使用圖8所示之聯結裝置101。再者，於比較例1中，磁軛側部120之磁軛側構件140係以具有以覆蓋圓筒狀之磁軛141之外周面141b之方式配置之導體部142的方式形成。即，於比較例1(聯結裝置101)中，與實施例1(聯結裝置1)之將軸方向導體部42a與磁軛41之凸部41d交替配置之構造不同，設為不具有凸部而僅具有導體部142之構造。又，該導體部142於半徑方向上具有大致均等之2 mm之厚度W3，同時使用含有非磁性體之Cu之材料。該含有Cu之比較例1之導體部142與由含有Al之合金形成之實施例1之導體部42相比，其電阻較小。藉此，於相同條件下，比較例1之導體部142與實施例1之導體部42相比流動之渦電流增加。又，比較例1之聯結裝置101之其他構成係與實施例1之聯結裝置1之構成相同。再者，於圖8中，僅圖示旋轉軸線300(參照圖1)側之磁極。又，磁通量係以於磁石31a、與和磁石31a鄰接之磁石31b之間流動的方式構成。
再者，作為實施例1(聯結裝置1)及比較例1(聯結裝置101)之共通尺寸，將磁石側旋轉體30之凹狀之內周面30b之內徑L1(參照圖1)設為90 mm，將磁石側旋轉體30之外徑L2(參照圖1)設為102 mm。又，12個磁石31之半徑方向之厚度W1(參照圖1)設為5 mm。又，磁軛側構件40(140)與磁石側旋轉體30之間隔(間隙)設為1 mm。又，磁軛41(141)之X方向之長度L4(參照圖1)設為60 mm。
又，將實施例1之磁軛41之直徑L3(參照圖1)形成為78 mm之圓筒狀，另一方面，將比較例1之磁軛141之直徑形成為74 mm之圓筒狀。進而，將實施例1之44個部位之槽部41c之半徑方向之深度設為9.0 mm，將導體部42之半徑方向之厚度W2設為9.0 mm。又，將一對之短路部42b之半徑方向之厚度L5(參照圖1)設為10 mm。
又，於相對旋轉數-扭矩測定、扭矩-焦耳損測定、及相對旋轉數-焦耳損測定之各確認實驗中，係使用圖9所示之測定系統。於該測定系統中，將磁石側部10連接於負載部，同時將磁軛側部20連接於電動機。具體而言，測定系統係由第1實施形態之聯結裝置1、內部配置有聯結裝置1之外殻102、作為連接於軸部10a之一方端部(X1側)之負載部之磁粉剎車器103、連接於軸部20a之一方端部(X2側)之電動機104、以及配置於磁軛側構件40與電動機104之間之軸部20a上的測定器105所構成。再者，於實施例中，與上述第1實施形態不同地，將磁石側部10連接於負載部(磁粉剎車器103)側，同時將磁軛側部20連接於電動機104側而構成測定系統。
此處，對測定系統之詳細內容進行說明。外殻102具有圓筒狀之形狀，同時於內部配置有聯結裝置1。又，於外殻102之X1側之側部及X2側之側部，分別形成有孔部102a及102b。該孔部102a及102b係為使軸部10a及20a於X方向貫通而形成。又，於孔部102a之內部及孔部102b之內部，均配置有軸承106。進而，於孔部102a及102b之外側(X1側)亦配置有軸承106。
連接於軸部10a之一方端部(X1側)之磁粉剎車器103包含配置於內部之轉子103a、配置於轉子103a與軸部10a之間的未圖示之磁性粉體、及未圖示之激磁線圈。該磁粉剎車器103為藉由於激磁線圈中流動電流而產生磁場，藉此藉由轉子103a與軸部10a之間的磁性粉體而將轉子103a與軸部10a連接，並將軸部10a之旋轉傳導至轉子103a，如此所構成。又，磁粉剎車器103為由，對應於激磁線圈中流動之電流之大小，而使產生的制動力變大，如此所構成。再者，於圖9所示之測定系統之磁粉剎車器103中，以為產生較下述測定時產生之扭矩更大的扭矩而控制激磁線圈中流動之電流的方式，如此所構成。藉此，藉由磁粉剎車器103使軸部10a不旋轉而固定，如此而構成。
連接於軸部20a之一方端部(X2側)之電動機104係使軸部20a以既定之旋轉數圍繞旋轉軸線300(參照圖1)旋轉。再者，聯結裝置1中能量之損失之原因，可列舉焦耳熱之損失(焦耳損)、磁軛41之遲滯損等。此處，於聯結裝置1中，與其他遲滯損等損失相比，焦耳損非常大，故可將聯結裝置1之能量之損失近似為焦耳損之損失。
又，焦耳損係根據自電動機104向軸部20a施加之輸入能量、與自軸部10a輸出之輸出能量之差而求出。此處，軸部10a為固定，故可將電動機104中作為輸入能量而施加之電力近似為焦耳損。
測定器105係配置於軸部20a，構成為可測定軸部20a之圍繞旋轉軸線300之旋轉數、及施加給軸部20a之扭矩。此處，軸部10a為固定，故測定器105中測定出之軸部20a之旋轉數變成磁石側旋轉體30之旋轉數與磁軛側構件40之旋轉數之旋轉數差(相對旋轉數)。
再者，於比較例1中，除了將圖9之聯結裝置1更換為圖8所示之聯結裝置101外，以外為使用具有相同構成之測定系統進行確認實驗測定。
(相對旋轉數-扭矩測定)
首先，對相對旋轉數-扭矩測定進行說明。於該相對旋轉數-扭矩測定中，使用圖9所示之測定系統，測定實施例1與比較例1中相對於磁石側旋轉體30之旋轉數與磁軛側構件40(140)之旋轉數之旋轉數差(相對旋轉數)的磁軛側構件40(140)之扭矩之大小。此時，測定相對旋轉數分別為90 rpm(min-1 )、180 rpm、450 rpm及900 rpm之情形時的扭矩。
圖10及圖11所示之相對旋轉數-扭矩測定之測定結果，在相對旋轉數為90 rpm、180 rpm、450 rpm及900 rpm之任意情形時，實施例1之聯結裝置1之扭矩均大於比較例1之聯結裝置101。
具體而言，於相對旋轉數(旋轉數差)為90 rpm之情形時，在實施例1(聯結裝置1)中，扭矩為16.5N×m，比較例1(聯結裝置101)中扭矩為6.0N×m。又，於相對旋轉數為180 rpm之情形時，實施例1中扭矩為29.6N×m，比較例1中扭矩為11.8N×m。又，於相對旋轉數為450 rpm之情形時，實施例1中扭矩為48.3N×m，比較例1中扭矩為27.3N×m。又，於相對旋轉數為900 rpm之情形時，實施例1中扭矩為49.2N×m，比較例1中扭矩為45.2N×m。
藉此，判明實施例1(聯結裝置1)與比較例1(聯結裝置101)相比，每單位旋轉數差之磁軛側構件40之扭矩變大。此係因，實施例1中可使磁軛41更靠近12個磁石31，從而可進而增加磁軛41中產生之磁通量，故可進而增加軸方向導體部42a中流過之渦電流。其結果，被認為相對於相對旋轉數，磁軛側構件40中之扭矩變大。又，如圖11所示，於450 rpm以下之較低之相對旋轉數時，實施例1中之每單位旋轉數差之扭矩之增加量較比較例1中之每單位旋轉數差之扭矩之增加量更大。藉此，認為實施例1之聯結裝置1，由於在450 rpm以下之較低相對旋轉數時獲得較大之扭矩而係有效之構成。
(扭矩-焦耳損測定)
其次，對扭矩-焦耳損測定進行說明。於該扭矩-焦耳損測定中，使用圖9所示之測定系統，測定實施例1與比較例1中相對於磁軛側構件40(140)之扭矩而產生的焦耳熱(焦耳損)。
圖12及圖13所示之扭矩-焦耳損測定之測定結果為，實施例1(聯結裝置1)中於扭矩為16.5N×m之情形時，焦耳損為156.5 W，扭矩為29.6N×m之情形時，焦耳損為558.9 W，扭矩為48.3N×m之情形時，焦耳損為2273.5 W。另一方面，於比較例1(聯結裝置101)中，扭矩為6.0N×m之情形時，焦耳損為56.6 W，扭矩為11.8N×m之情形時，焦耳損為222.4 W。又，扭矩為27.3N×m之情形時，焦耳損為1287.5 W，扭矩為45.2N×m之情形時，焦耳損為4269.4 W。
藉此，如圖13所示，判明實施例1與比較例1相比其對於磁軛側構件40(140)之扭矩之焦耳損減少。根據該結果，判明實施例1與比較例1相比獲得既定扭矩時失去的能量較小，故可將磁石側旋轉體30之輸入能量有效地轉換為扭矩。其係，認為實施例1可進而增加軸方向導體部42a中流過之渦電流，故無須為產生既定扭矩而使用較比較例1更大之相對旋轉數(旋轉數差)，藉由更少之相對旋轉數而可獲得相同扭矩，如此可減少焦耳損。又，於增加扭矩之同時，實施例1之聯結裝置1中，與比較例1之聯結裝置101相比可將焦耳損之增加量抑制為較小。藉此，於實施例1中由於獲得更大之扭矩被而認為係有效之構成。
(相對旋轉數-焦耳損測定)
其次，對相對旋轉數-焦耳損測定進行說明。於該相對旋轉數-焦耳損測定中，使用圖9所示之測定系統，測定實施例1與比較例1中相對於相對旋轉數(旋轉數差)而產生之焦耳熱(焦耳損)。此時，測定相對旋轉數分別為90 rpm、180 rpm、450 rpm及900 rpm之情形時的扭矩。
圖14及圖15所示之相對旋轉數-焦耳損測定之測定結果係，相對旋轉數為90 rpm、180 rpm、450 rpm及900 rpm之任一情形時，實施例1之聯結裝置1與比較例1之聯結裝置101相比其對於相對旋轉數之焦耳損均增加。
具體而言，於相對旋轉數(旋轉數差)為90 rpm之情形時，實施例1(聯結裝置1)之裝置全體之焦耳損為156.5 W。另一方面，比較例1(聯結裝置101)之裝置全體之焦耳損為56.6 W。又，相對旋轉數為180 rpm之情形時，實施例1之裝置全體之焦耳損為558.9 W。另一方面，比較例1之裝置全體之焦耳損為222.4 W。
又，相對旋轉數為450 rpm之情形時，實施例1之裝置全體之焦耳損為2273.5 W。另一方面，比較例1之裝置全體之焦耳損為1287.5 W。又，相對旋轉數為900 rpm之情形時，實施例1之裝置全體之焦耳損為4535.7 W。另一方面，比較例1之裝置全體之焦耳損為4269.4 W。
藉此，判明實施例1與比較例1相比對於相對旋轉數(旋轉數差)之焦耳損為增加。即，判明實施例1可進而增加焦耳損，故可產生較比較例1更大之制動力。此係，被認為於實施例1之聯結裝置1中，可更容易地增加軸方向導體部42a中流過之渦電流，故可容易地獲得伴隨渦電流之增加之制動力。
根據上述相對旋轉數-扭矩測定、扭矩-焦耳損測定及相對旋轉數-焦耳損測定之結果，可確認於44個軸方向導體部42a之間配置有磁軛41之凸部41d的實施例1與比較例1相比，可進而增加軸方向導體部42a中流動之渦電流。因此，可確認於利用渦電流而向磁軛側構件40傳導旋轉力之傳導系統之情形時，可進而增大對於磁石側旋轉體30與磁軛側構件40之旋轉數之旋轉數差(相對旋轉數)的磁軛側構件40之扭矩，故實施例1之聯結裝置1中可傳導更大之力量。又，可確認於利用渦電流而使磁軛側構件40產生制動力之制動系統之情形時，可進而增加對於磁石側旋轉體30與磁軛側構件40之旋轉數之差的焦耳熱，故可使實施例1之聯結裝置1中產生更大之制動力。
其次，參照圖1、圖2、圖8、圖9及圖16～圖19，對使上述第1實施形態之聯結裝置1之軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之圓周方向之長度之比率不同時的相對旋轉數-扭矩測定、使軸方向導體部之半徑方向之厚度與磁石之半徑方向之厚度之比率不同時的相對旋轉數-扭矩測定進行說明。
以下所說明之使軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之圓周方向之長度之比率不同時的相對旋轉數-扭矩測定、以及使軸方向導體部之半徑方向之厚度與磁石之半徑方向之厚度之比率不同時的相對旋轉數-扭矩測定中，實施例2～9係使用具有與上述第1實施形態之聯結裝置1(參照圖1及圖2)相同之構成，另一方面，為與第1實施形態之聯結裝置1尺寸不同之聯結裝置。又，比較例2係使用具有與上述比較例1之聯結裝置101(參照圖8)相同之構成，另一方面，與比較例1之聯結裝置101為尺寸不同的聯結裝置。具體而言，如圖1所示，實施例2～9及比較例2之聯結裝置將電動機側旋轉體之凹狀之內側面之內徑L1設為73 mm，將電動機側旋轉體之外徑L2設為83 mm。又，將磁軛側構件與電動機側旋轉體之間隔(間隙)設為1 mm。又，將磁軛之直徑L3設為63 mm，將X方向之長度L4設為30 mm。又，於實施例2～9中，將槽部之半徑方向之深度設為6.8 mm，將軸方向導體部之半徑方向之厚度W2設為6.3 mm，同時將短路部之半徑方向之厚度L5設為8 mm。
此處，實施例2～8係以軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之圓周方向之長度的比率成為各個不同值之方式所構成。具體而言，如圖16所示，實施例2係將軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度設定為1：1.4之比率。又，實施例3係將軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度設定為1：1之比率。又，實施例4係將軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度設定為1.2：1之比率。再者，實施例4之軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度之比率(1.2：1)係與上述第1實施形態之聯結裝置1之軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度之比率相同的比率。
又，實施例5將軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度設定為1.4：1之比率。又，實施例6將軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度設定為1.8：1之比率。又，實施例7將軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度設定為2.1：1之比率。又，實施例8將軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度設定為3.4：1之比率。
又，於實施例4及9中，構成為軸方向導體部之半徑方向之厚度與磁石之半徑方向之厚度之比率設為各個不同之值。具體而言，實施例4將軸方向導體部之半徑方向之厚度與磁石之半徑方向之厚度設定為1.7：1之比率。再者，實施例4之軸方向導體部之半徑方向之厚度與磁石之半徑方向之厚度之比率(1.7：1)係近似於上述第1實施形態之聯結裝置1之軸方向導體部之半徑方向之厚度與磁石之半徑方向之厚度之比率(1.8：1)的比率。又，實施例9將軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度設定為1：1之比率。
又，於相對旋轉數-扭矩測定中，使用圖9所示之測定系統，測定實施例2～9中相對於電動機側旋轉體之旋轉數與磁軛側構件之旋轉數之旋轉數差(相對旋轉數)之磁軛側構件的扭矩之大小。此時，測定相對旋轉數分別為0 rpm、50 rpm、100 rpm、500 rpm及1000 rpm之情形時的扭矩。
自圖16及圖17所示之實施例2～8及比較例2相關之測定結果，於相對旋轉數(旋轉數差)為50 rpm、100 rpm、500 rpm及1000 rpm之任意情形時，實施例2～8之聯結裝置與比較例2之聯結裝置相比扭矩均變大。
具體而言，於相對旋轉數(旋轉數差)為0 rpm之情形時，實施例2～8及比較例2之任意扭矩均為0N×m。又，相對旋轉數為50 rpm之情形時，扭矩分別在實施例2中為1.24N×m，實施例3中為1.44N×m，實施例4中為1.50N×m，實施例5中為1.50N×m，實施例6中為1.45N×m，實施例7中為1.36N×m，實施例8中為1.06N×m，比較例2中為0.62N×m。又，於相對旋轉數為100 rpm之情形時，扭矩分別在實施例2中為2.36N×m，實施例3中為2.76N×m，實施例4中為2.88N×m，實施例5中為2.90N×m，實施例6中為2.83N×m，實施例7中為2.65N×m，實施例8中為2.04N×m，比較例2中為1.22N×m。
又，相對旋轉數為500 rpm之情形時，扭矩分別在實施例2中為7.91N×m，實施例3中為8.93N×m，實施例4中為9.27N×m，實施例5中為9.47N×m，實施例6中為9.49N×m，實施例7中為9.26N×m，實施例8中為7.90N×m，比較例2中為5.45N×m。又，相對旋轉數為1000 rpm之情形時，扭矩分別在實施例2中為9.58N×m，實施例3中為10.17N×m，實施例4中為10.35N×m，實施例5中為10.41N×m，實施例6中為10.45N×m，實施例7中為10.41N×m，實施例8中為9.76N×m，比較例2中為9.55N×m。
藉此，判明實施例2～8之聯結裝置與比較例2之聯結裝置相比，相對於相對旋轉數(旋轉數差)在磁軛側構件之扭矩變大。又，判明實施例3～6之聯結裝置與實施例2、7及8之聯結裝置相比，相對於相對旋轉數(旋轉數差)在磁軛側構件之扭矩變大。其被認為軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度為1：1.4之比率的實施例2中，軸方向導體部之圓周方向之剖面積減少而導致軸方向導體部之電阻增加，從而使流過軸方向導體部之渦電流減少，故與軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度為1：1～1.8：1之比率的實施例3～6相比，其扭矩變小。又，於軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度為2.1：1之比率的實施例7及為3.4：1之比率的實施例8中，與軸方向導體部對向之磁石所發出之磁通量因磁軛之凸部飽和，而導致流過軸方向導體部之渦電流減少，故與軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度為1：1～1.8：1之比率的實施例3～6相比，其扭矩變小。
又，在圖18及圖19所示之實施例4及9以及比較例2相關之測定結果，於相對旋轉數(旋轉數差)為50 rpm、100 rpm、500 rpm及1000 rpm之任意情形時，實施例4及9之聯結裝置與比較例2之聯結裝置相比其扭矩均變大。
具體而言，於相對旋轉數(旋轉數差)為0 rpm之情形時，實施例4及9以及比較例2均為0N×m。又，相對旋轉數為50 rpm之情形時，實施例4如上述般為1.50N×m，實施例9為0.81N×m，另一方面，比較例2如上述般為0.62N×m。又，相對旋轉數為100 rpm之情形時，實施例4如上述般為2.88N×m，實施例9為1.60N×m，另一方面，比較例2如上述般為1.22N×m。又，相對旋轉數為500 rpm之情形時，實施例4如上述般為9.27N×m，實施例9為6.94N×m，另一方面，比較例2如上述般為5.45N×m。又，相對旋轉數為1000 rpm之情形時，實施例4如上述般為10.35N×m，實施例9為10.26N×m，另一方面，比較例2如上述般為9.55N×m。
藉此，判明實施例4及9之聯結裝置與比較例2之聯結裝置相比，相對於相對旋轉數(旋轉數差)，磁軛側構件之扭矩變大。又，判明實施例4之聯結裝置與實施例9之聯結裝置相比，相對於相對旋轉數(旋轉數差)，磁軛側構件之扭矩變大。其被認為於軸方向導體部之圓周方向之長度與磁軛之凸部之圓周方向之長度為1：1之比率的實施例9中，軸方向導體部之圓周方向之剖面積減少，而導致軸方向導體部之電阻增加，流過軸方向導體部之渦電流減少，故與軸方向導體部之半徑方向之厚度與磁石之半徑方向之厚度為1.7：1之比率的實施例4相比，其扭矩變小。
其次，參照圖2、圖8、圖9及圖20～圖25，使上述第1實施形態之聯結裝置1之磁軛側構件40之導體部42之合金組成不同之情形，對於相對旋轉數-扭矩測定、扭矩-焦耳損測定、及相對旋轉數-焦耳損測定之各確認實驗進行說明。
以下所說明之相對旋轉數-扭矩測定、扭矩-焦耳損測定、及相對旋轉數-焦耳損測定中，係使用上述第1實施形態之聯結裝置1作實施例10及11。具體而言，於實施例10中，使用由含有非磁性體之Al之合金形成之材料作為導體部42。又，於實施例11中使用由含有非磁性體之Cu之合金所形成之材料作為導體部42。除此之外，使用具有與圖2所示之實施例1之聯結裝置1相同構成之聯結裝置1。即，實施例10設為與實施例1相同之構成。
另一方面，作為與實施例10相對之比較例3，係於圖8所示之聯結裝置101中，使用由含有非磁性體之Al之合金所形成之材料作為導體部142。又，作為與實施例11相對之比較例4，係於圖8所示之聯結裝置101中，使用由含有非磁性體之Cu之合金形成之材料作為導體部142。除此之外，使用具有圖8所示之比較例1之聯結裝置101相同構成的聯結裝置101。即，比較例4設為與比較例1相同之構成。
(相對旋轉數-扭矩測定)
於該相對旋轉數-扭矩測定中，使用圖9所示之測定系統，測定實施例10、11以及比較例3、4中對於磁石側旋轉體30之旋轉數與磁軛側構件40(140)之旋轉數之旋轉數差(相對旋轉數)的磁軛側構件40(140)之扭矩大小。此時，測定相對旋轉數分別為90 rpm(min-1 )、180 rpm、450 rpm及900 rpm之情形時的扭矩。
圖20及圖21所示之相對旋轉數-扭矩測定之測定結果中，於導體部42(142)使用由含有Al之合金形成之材料之情形時，相對旋轉數(旋轉數差)為90 rpm時，實施例10(聯結裝置1)中扭矩為17.9N×m，比較例3(聯結裝置101)中扭矩為4.3N×m。又，相對旋轉數為180 rpm之情形時，實施例10中扭矩為31.4N×m，比較例3中扭矩為8.0N×m。又，相對旋轉數為450 rpm之情形時，實施例10中扭矩為49.6N×m，比較例3中扭矩為18.7N×m。又，相對旋轉數為900 rpm之情形時，實施例10中扭矩為49.2N×m，比較例3中扭矩為33.8N×m。
又，於導體部42(142)使用由含有Cu之合金形成之材料之情形時，相對旋轉數(旋轉數差)為90 rpm時，實施例11(聯結裝置)中扭矩為26.0N×m，比較例4(聯結裝置101)中扭矩為6.5N×m。又，相對旋轉數為180 rpm之情形時，實施例11中扭矩為41.5N×m，比較例4中扭矩為12.1N×m。又，相對旋轉數為450 rpm之情形時，實施例11中扭矩為51.1N×m，比較例4中扭矩為27.8N×m。又，相對旋轉數為900 rpm之情形時，實施例11中扭矩為44.4N×m，比較例4中扭矩為46.0N×m。
藉此，判明於相對旋轉數為450 rpm以下之情形時，實施例10及11(聯結裝置1)分別與比較例3及4(聯結裝置101)相比，相對於相對旋轉數，磁軛側構件40之扭矩變大。藉此，被認為實施例10及11中應用之第1實施形態之聯結裝置1之構成與比較例3及4中應用之先前之聯結裝置101的構成相比，於450 rpm以下之較低相對旋轉數時可獲得較大之扭矩，而係有效之構成。
又，於導體部42(142)使用由含有Al之合金形成之材料之情形時，判明實施例10與比較例3相比，可獲得更大之扭矩。其結果，被認為於使用由含有Al之合金形成之材料作為導體部之情形時，若採用上述第1實施形態之聯結裝置1之構造，則可獲得更大之扭矩。
(扭矩-焦耳損測定)
其次，對扭矩-焦耳損測定進行說明。於該扭矩-焦耳損測定中，使用圖9所示之測定系統，測定實施例10、11及比較例3、4中相對於磁軛側構件40(140)之扭矩而產生的焦耳熱(焦耳損)。
在圖22及圖23所示之扭矩-焦耳損測定之測定結果中，於導體部42(142)使用由含有Al之合金形成之材料之情形時，於實施例10(聯結裝置1)中，當扭矩為17.9N×m時焦耳損為168.9 W，扭矩為31.4N×m之情形時焦耳損為591.5 W，扭矩為49.6N×m之情形時焦耳損為2327.1 W。另一方面，於比較例3(聯結裝置101)中，扭矩為4.3N×m之情形時焦耳損為37.0 W，扭矩為8.0N×m之情形時焦耳損為145.7 W。又，扭矩為18.7N×m之情形時焦耳損為873.5 W，扭矩為33.8N×m之情形時焦耳損為3167.3 W。
又，於導體部42(142)使用由含有Cu之合金形成之材料之情形時，於實施例11(聯結裝置1)中，扭矩為26.0N×m之情形時焦耳損為244.9 W，扭矩為41.5N×m之情形時焦耳損為783.6 W，扭矩為51.1N×m之情形時焦耳損為2372.0 W。另一方面，於比較例4(聯結裝置101)中，扭矩為6.5N×m之情形時焦耳損為57.6 W，扭矩為12.1N×m之情形時焦耳損為225.7 W。又，扭矩為27.8N×m之情形時焦耳損為1306.5 W，扭矩為46.0N×m之情形時焦耳損為4329.4 W。
藉此，判明實施例10及11(聯結裝置1)分別與比較例3及4(聯結裝置101)相比，對於磁軛側構件40(140)其扭矩之焦耳損減少。藉此，被認為實施例10及11中應用之第1實施形態之聯結裝置1之構成與比較例3及4中應用之先前之聯結裝置101之構成相比，可減少能量之損失(焦耳損)故係有效之構成。
(相對旋轉數-焦耳損測定)
其次，對相對旋轉數-焦耳損測定進行說明。於該相對旋轉數-焦耳損測定中，使用圖9所示之測定系統，測定實施例10、11及比較例3、4中相對於相對旋轉數(旋轉數差)而產生之裝置全體之焦耳熱(焦耳損)。此時，測定相對旋轉數分別為90 rpm、180 rpm、450 rpm及900 rpm之情形時的扭矩。
在圖24及圖25所示之相對旋轉數-焦耳損測定之測定結果中，於導體部42(142)使用由含有Al之合金形成之材料之情形時，相對旋轉數(旋轉數差)為90 rpm之情形時實施例10(聯結裝置1)之焦耳損為168.9 W，比較例3(聯結裝置101)之焦耳損為37.0 W。又，相對旋轉數為180 rpm之情形時，實施例10之焦耳損為591.5 W，比較例3之焦耳損為145.7 W。又，相對旋轉數為450 rpm之情形時，實施例10之焦耳損為2372.1 W，比較例3之焦耳損為873.5 W。又，相對旋轉數為900 rpm之情形時，實施例10之焦耳損為4616.5 W，比較例1之焦耳損為3167.3 W。
又，於導體部42(142)使用由含有Cu之合金形成之材料之情形時，相對旋轉數(旋轉數差)為90 rpm之情形時，實施例11(聯結裝置1)之焦耳損為244.9 W，比較例4(聯結裝置101)之焦耳損為57.6 W。又，相對旋轉數為180 rpm之情形時，實施例11之焦耳損為783.6 W，比較例4之焦耳損為225.7 W。又，相對旋轉數為450 rpm之情形時，實施例11之焦耳損為2372.0 W，比較例4之焦耳損為1306.5 W。又，相對旋轉數為900 rpm之情形時，實施例11之焦耳損為4144.5 W，比較例1之焦耳損為4329.4 W。
藉此，判明於相對旋轉數為450 rpm以下之情形時，實施例10及11(聯結裝置1)分別與比較例3及4(聯結裝置101)相比，相對於相對旋轉數(旋轉數差)之焦耳損增加。藉此，被認為實施例10及11中應用之第1實施形態之聯結裝置1之構成與比較例3及4中應用之先前之聯結裝置101之構成相比，於450 rpm以下之較大相對旋轉數時可獲得制動力，而係有效之構成。
又，判明於導體部42(142)使用由含有Al之合金形成之材料之情形時，實施例10與比較例3相比，更易於產生制動力。其結果，被認為使用由含有Al之合金形成之材料作為導體部之情形時，若採用上述第1實施形態之聯結裝置1之構造，則可容易產生制動力。
(第2實施形態)
其次，參照圖26～圖28，對本發明之第2實施形態進行說明。於該第2實施形態之聯結裝置201中，係對於上述第1實施形態之基礎上，在磁石側旋轉體30與磁軛側構件40之間配置可相對於磁石側旋轉體30變更位置之開關構件260的情形進行說明。再者，開關構件260係本發明之「切換部」之一例。
於本發明之第2實施形態之聯結裝置201中，如圖26所示，於磁石側旋轉體30與磁軛側構件40之間配置有可相對於磁石側旋轉體30變更相對位置之開關構件260。該開關構件260構成為以與磁石側旋轉體30及磁軛側構件40大致相同之旋轉軸線300為旋轉中心而可旋轉，同時具有於旋轉軸線300之延伸方向(X方向)上延伸的圓筒形狀。又，開關構件260構成為可圍繞旋轉軸線300而以與磁石側旋轉體30大致相同的旋轉速度旋轉。
又，如圖27所示，開關構件260係由具有比12個磁石31之內徑為小之外徑且以大致等角度(約30度)間隔配置之12個傳導部260a、以及配置於12個傳導部260a之間且以大致等角度(約30度)間隔配置的12個衰減部260b所構成。藉此，傳導部260a與衰減部260b形成與磁石31相同數量(12個)，同時以於圓周方向上交替排列之方式配置。再者，於圖27所示之狀態(傳導自磁石側旋轉體30發出之磁通量之狀態)下，傳導部260a之中心係位於將任意之磁石31與旋轉軸線300(參照圖26)連接之半徑方向之直線上，同時衰減部260b之中心係位於任意之磁石31彼此之邊界於半徑方向上延伸的直線上。再者，於圖27及下述圖28中，僅圖示旋轉軸線300側之磁極，同時省略X2側之短路部42b之圖示。
又，開關構件260之傳導部260a係由SS400等之一般碳鋼等強磁性體形成，同時衰減部260b主要係由含有非磁性體之Al之合金形成。藉此，自12個磁石31發出之磁通量中，通過傳導部260a之磁通量可大致不衰減而傳導至磁軛側構件40之磁軛41，另一方面，通過衰減部260b之磁通量因為衰減而難以傳導至磁軛側構件40之磁軛41。再者，於圖27所示之狀態下，自12個磁石31發出之磁通量可通過傳導部260a，故可向磁軛側構件40之磁軛41中傳導磁通量(ON狀態)。即，於圖27之狀態下，開關構件260與磁石側旋轉體30以大致相同的旋轉速度旋轉，藉此可向磁軛側構件40傳導力量，同時可於磁軛側構件40產生制動力。
此處，於第2實施形態中，藉由未圖示之切換手段，使磁石側旋轉體30或者開關構件260中之任一方圍繞旋轉軸線300以約15度旋轉，藉此可切換開關構件260與磁石側旋轉體30之相對位置。藉此，自圖27之狀態起使磁石側旋轉體30或者開關構件260中之任一方圍繞旋轉軸線300以約15度旋轉，藉此如圖28所示，衰減部260b之中心位於將任意之磁石31與旋轉軸線300連接之半徑方向之直線上，同時傳導部260a之中心位於任意之磁石31彼此之邊界於半徑方向上延伸的直線上。其結果，自12個磁石31發出之磁通量通過衰減部260b，故磁軛側構件40之磁軛41中難以傳導磁通量(OFF狀態)。即，於圖28之狀態(自磁石側旋轉體30發出之磁通量難以傳導之狀態)下，即便旋轉磁石側旋轉體30，而藉由以與磁石側旋轉體30大致相同之旋轉速度旋轉的開關構件260，亦難以使磁軛側構件40傳導力量，同時磁軛側構件40中難以產生制動力。其結果，藉由切換開關構件260與磁石側旋轉體30之相對位置，而可調整力量之傳導及制動力。再者，第2實施形態之其他構成及磁軛側構件40之製造方法係與第1實施形態相同。
於第2實施形態中，如上述般，於磁石側旋轉體30與磁軛側構件40之間，設置可相對於磁石側旋轉體30變更相對位置之開關構件260，藉此使用開關構件260切換磁通量之向磁軛側構件40之傳導量，而可切換磁軛側構件40中所產生之渦電流之增加量，故可更準確地控制扭矩及焦耳熱。
又，於第2實施形態中，如上述般，開關構件260係由可以磁通量大致不衰減之狀態向磁軛側構件40之磁軛41傳導之強磁性體之傳導部260a、及使磁通量衰減之非磁性體之衰減部260b所構成，藉此可使通過衰減部260b之磁通量(磁通量密度)較通過傳導部260a之磁通量(磁通量密度)更減少，故可改變衰減部260b與磁石側旋轉體30之相對位置，藉此而可容易地切換磁通量之向磁軛側構件40之到達量。
又，於第2實施形態中，如上述般，開關構件260具有於旋轉軸線300之延伸方向(X方向)上延伸的圓筒形狀，同時將傳導部260a與衰減部260b以於圓周方向上交替排列之方式配置，則可以對應於交替地以大致等角度(約30度)間隔於磁石側旋轉體30之圓筒狀之內周面30b上沿圓周方向排列而配置的磁石側旋轉體30之磁石31a及31b之方式，將傳導部260a與衰減部260b於圓周方向上交替配置，故可更容易地切換磁通量之向磁軛側構件40之到達量。
又，於第2實施形態中，如上述般，若將傳導部260a與衰減部260b形成為與磁石31相同數量(12個)，則藉由於圓周方向上交替配置形成為與磁石側旋轉體30之磁石31相同數量(12個)的傳導部260a與衰減部260b，則可使磁石側旋轉體30之磁石31與開關構件260之傳導部260a及衰減部260b一一對應。藉此，於傳導磁通量之狀態下，磁石側旋轉體30之磁石31與開關構件260之傳導部260a一一對應，另一方面，於磁通量難以傳導之狀態下，使磁石側旋轉體30之磁石31與開關構件260之衰減部260b一一對應，故可準確地切換磁通量之向磁軛側構件40之到達量。
又，於第2實施形態中，如上述般，於傳導自磁石側旋轉體30發出之磁通量之狀態下，傳導部260a之中心係位於將任意之磁石31與旋轉軸線300連接之半徑方向之直線上，同時衰減部260b之中心係位於任意之磁石31彼此間之邊界於半徑方向上延伸的直線上，且於難以傳導自磁石側旋轉體30發出之磁通量之狀態下，衰減部260b之中心係位於將任意之磁石31與旋轉軸線300連接之半徑方向之直線上，同時傳導部260a之中心係位於任意之磁石31彼此之邊界於半徑方向上延伸的直線上，於傳導磁通量之狀態下，藉由將傳導部260a配置於磁石側旋轉體30之對向於磁石31之位置，則來自磁石側旋轉體30之磁通量可通過傳導部260a，故來自磁石側旋轉體30之磁通量可傳導至磁軛側構件40。另一方面，於磁通量難以傳導之狀態下，藉由將衰減部260b配置於磁石側旋轉體30之對向於磁石31之位置，來自磁石側旋轉體30之磁通量可藉由衰減部260b而抑制通過開關構件260，故磁石側旋轉體30之磁通量難以向磁軛側構件40傳導。再者，第2實施形態之其他效果係與第1實施形態相同。
再者，應考慮到此次所揭示之實施形態及實施例之所有方面均為例示性而非限制性者。本發明之範圍並非由上述實施形態及實施例之說明表示，而是由申請專利範圍表示，進而本發明包含與申請專利範圍均等之含義及範圍內之所有變更。
例如，於上述第1及第2實施形態中，表示了磁石側部10及磁軛側部20不於旋轉軸線300之延伸的軸線方向(X方向)移動之例，但本發明並不限於此。本發明中，亦可如圖29所示之第1實施形態之變形例般，聯結裝置1之磁石側部10及磁軛側部20可於旋轉軸線300之延伸的軸線方向(X方向)上移動，如此構成亦可。藉此，使磁石側部10及磁軛側部20於旋轉軸線300之延伸的軸線方向(X方向)上移動，藉此可容易地改變磁石側旋轉體30之磁石31與磁軛側構件40之磁軛41及導體部42之對向面積，故可改變導體部42之渦電流之增減。藉此，可藉由控制渦電流之大小而更準確地控制扭矩及焦耳熱。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示於設有12個磁石31之磁石側旋轉體30之內側配置磁軛側構件40之例，但本發明並不限於此。本發明中，亦可將複數之磁石設於電動機側旋轉體之外側，同時將磁軛側構件設於電動機側旋轉體之外側。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示軸方向導體部42a之外周之長度構成為變成磁軛41之凸部41d外周長度之約1.2倍的例子，但本發明並不限於此。本發明中，軸方向導體部之外周之長度亦可並非為磁軛之凸部外周長度之約1.2倍。再者，軸方向導體部之外周長度較佳為磁軛之凸部外周之長度以上、且為磁軛之凸部外周長度之2倍以下。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示軸方向導體部42a之半徑方向之厚度W2為磁石31之半徑方向厚度W1之約1.8倍的例子，但本發明並不限於此。本發明中，軸方向導體部之半徑方向厚度亦可並非為磁石之半徑方向厚度之約1.8倍。再者，軸方向導體部之半徑方向之厚度較佳為磁石半徑方向之厚度以上。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示將圓環狀之一對之短路部42b分別配置於44個軸方向導體部42a之X1側之端部與X2側之端部的例子，但本發明並不限於此。本發明中，只要可將44個軸方向導體部電性連接，則亦可不將短路部配置於軸方向導體部之端部而是配置於端部以外之場所。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示於導體部42設有44個軸方向導體部42a之例子，但本發明並不限於此。本發明中，軸方向導體部可為43個以下，亦可為45個以上。再者，軸方向導體部較佳為40個以上50個以下。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示藉由積層矽鋼板而形成磁軛41之例子，但本發明並不限於此。例如，磁軛亦可由SS400等一般碳鋼等強磁性體形成。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示將44個軸方向導體部42a相對於X方向上延伸之旋轉軸線300而傾斜角度θ3之例子，但本發明並不限於此。本發明中，軸方向導體部亦可沿旋轉軸線而平行地延伸。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示藉由將磁軛41之外周面41b切削既定量，而使44個軸方向導體部42a於外周面41b之側露出的例子，但本發明並不限於此。本發明中，亦可構成為不切削磁軛之外周面，而是於與磁軛之外周面相距既定距離之孔部形成軸方向導體部，藉此使軸方向導體部不於外周面側露出。
又，於上述第1及第2實施形態中，未設置任何冷卻磁軛側部20之構件，但本發明中，亦可設置風扇以冷卻磁軛側構件。該風扇可一體設置於磁軛側構件上，亦可作為磁軛側構件以外之構件而設於聯結裝置上。藉此，可容易地將磁軛側構件產生之熱向外部釋放。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示於磁軛41之外周面41b以大致等角度(約8.2度)形成44個部位之槽部41c的例子，但本發明並不限於此。本發明中，槽部亦可不以等角度間隔形成。
又，於上述第2實施形態中，係表示開關構件260由SS400等一般碳鋼等強磁性體所形成，且包含可傳導磁通量之傳導部260a、及主要由含有非磁性體之Al之合金形成並使磁通量衰減之衰減部260b構成的例子，但本發明並不限於此。例如，亦可構成為由未形成使磁通量衰減之衰減部之孔部所形成。又，亦可構成為藉由使衰減部之厚度小於傳導部之厚度而使磁通量於衰減部中衰減。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示於連接於電動機之磁石側旋轉體30(磁石旋轉體)上設有12個磁石31，同時於連接於負載部之磁軛側構件40(磁軛側構件)上設有磁軛41與導體部42的例子，但本發明並不限於此。本發明中，亦可將設有磁石之磁石旋轉體連接於負載部，同時將設有磁軛與導體部之磁軛側構件連接於電動機。
又，於上述第1及第2實施形態中，係表示將12個磁石31以沿凹狀之內周面30b之圓周方向上不同磁極交替排列之方式配置於磁石側旋轉體30的例子，但本發明並不限於此。本發明中，亦可將單體之磁石以不同磁極交替排列之方式配置於電動機側旋轉體。又，磁石可為11個以下，亦可為13個以上。
1、101．．．聯結裝置
10．．．磁石側部
10a．．．電動機之軸部
20．．．磁軛側部
20a．．．負載部之軸部
30．．．磁石側旋轉體
30a、41a．．．軸孔部
30b．．．內周面
31、31a、31b．．．磁石
40．．．磁軛側構件
41、141．．．磁軛
41b．．．外周面
41c．．．槽部
41d．．．凸部
41e．．．孔部
42、142．．．導體部
42a．．．軸方向導體部
42b．．．短路部
50、51．．．模具
50a、51a．．．接合面
50b．．．注入孔
102．．．外殻
102a、102b．．．孔部
103．．．磁粉剎車器
103a．．．轉子
104．．．電動機
105．．．測定器
106．．．軸承
300．．．旋轉軸線
L3．．．外徑
L4．．．長度
L5．．．厚度
W1、W2．．．厚度
θ1、θ2、θ3．．．角度
圖1係表示本發明之第1實施形態之聯結裝置之剖面圖。
圖2係自X2側觀察圖1所示之聯結裝置之平面圖。
圖3係表示本發明之第1實施形態之聯結裝置之負載側旋轉體之立體圖。
圖4係表示本發明之第1實施形態之負載側旋轉部之製造步驟中之積層磁軛之狀態的剖面圖。
圖5係表示本發明之第1實施形態之負載側旋轉部之製造步驟中之導體部經模具鑄造之狀態的剖面圖。
圖6係表示本發明之第1實施形態之負載側旋轉部之製造步驟中之卸除模具之狀態的剖面圖。
圖7係表示本發明之第1實施形態之負載側旋轉部之製造步驟中之已切削磁軛之外周面之狀態的剖面圖。
圖8係表示本發明之比較例1之平面圖。
圖9係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗所使用之測定系統的概略圖。
圖10係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例1與比較例1之相對於相對旋轉數之扭矩的表。
圖11係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例1與比較例1之相對於相對旋轉數之扭矩的圖表。
圖12係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例1與比較例1之相對於扭矩之焦耳損的表。
圖13係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例1與比較例1之相對於扭矩之焦耳損的圖表。
圖14係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例1與比較例1之相對於相對旋轉數之焦耳損的表。
圖15係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例1與比較例1之相對於相對旋轉數之焦耳損的圖表。
圖16係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例2～8與比較例2之相對於相對旋轉數之扭矩的表。
圖17係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例2～8與比較例2之相對於相對旋轉數之扭矩的圖表。
圖18係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例4及9與比較例2之相對於相對旋轉數之扭矩的表。
圖19係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例4及9與比較例2之相對於相對旋轉數之扭矩的圖表。
圖20係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例10及11與比較例3及4之相對於相對旋轉數之扭矩的表。
圖21係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例10及11與比較例3及4之相對於相對旋轉數之扭矩的圖表。
圖22係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例10及11與比較例3及4之相對於扭矩之焦耳損的表。
圖23係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例10及11與比較例3及4之相對於扭矩之焦耳損的圖表。
圖24係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例10及11與比較例3及4之相對於相對旋轉數之焦耳損的表。
圖25係表示為確認本發明之第1實施形態之效果而進行之確認實驗中之實施例10及11與比較例3及4之相對於相對旋轉數之焦耳損的圖表。
圖26係表示本發明之第2實施形態之聯結裝置之剖面圖。
圖27係表示自X2側觀察圖26所示之聯結裝置之平面圖。
圖28係表示改變圖27所示之開關構件之對於電動機側旋轉體之相對位置之狀態的平面圖。
圖29係表示本發明之第1實施形態之變形例之聯結裝置之剖面圖。
1‧‧‧聯結裝置
10‧‧‧磁石側部
20‧‧‧磁軛側部
20a‧‧‧負載部之軸部
30‧‧‧磁石側旋轉體
30b‧‧‧內周面
31‧‧‧磁石
31a‧‧‧磁石
31b‧‧‧磁石
40‧‧‧磁軛側構件
41‧‧‧磁軛
41a‧‧‧軸孔部
41b‧‧‧外周面
41c‧‧‧槽部
41d‧‧‧凸部
42‧‧‧導體部
42a‧‧‧軸方向導體部
θ 1‧‧‧角度
θ 2‧‧‧角度

Claims (12)

  1. 一種聯結裝置，其包括：圓筒狀之磁石旋轉體，其包含以不同磁極交替排列於圓周方向之方式配置之磁石；及圓筒狀之磁軛側構件，其包含由非磁性體形成之導體部及磁軛，且可相對於上述磁石旋轉體以非接觸之狀態相對旋轉地配置於上述磁石旋轉體之內側或者外側；上述磁軛側構件之導體部至少於與上述磁石對向之側，具有以於圓周方向上隔開既定間隔之狀態在旋轉軸線方向上延伸之方式配置之複數之第1導體部，上述磁軛側構件之磁軛至少配置於與上述磁石對向之側、且配置於上述複數之第1導體部間之間隙，上述第1導體部之各個圓周方向之長度與配置於上述第1導體部間之間隙的上述磁軛之圓周方向之長度之比率(上述第1導體部之各個圓周方向之長度/上述磁軛之圓周方向之長度)，係為1/1.4以上且3.4/1以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之聯結裝置，其中，上述第1導體部之各個圓周方向之長度與配置於上述第1導體部間之間隙的上述磁軛之圓周方向之長度之比率，係為1/1以上且2.1/1以下。
  3. 如申請專利範圍第2項之聯結裝置，其中，上述第1導體部之各個圓周方向之長度與配置於上述第1導體部間之 間隙的上述磁軛之圓周方向之長度之比率，係為1.2/1以上且1.8/1以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之聯結裝置，其中，上述第1導體部之半徑方向之厚度為上述磁石之半徑方向之厚度以上。
  5. 如申請專利範圍第1項之聯結裝置，其中，上述複數之第1導體部係形成為以於圓周方向上等間隔配置之狀態而於旋轉軸線方向上延伸。
  6. 如申請專利範圍第1項之聯結裝置，其中，上述磁軛側構件之導體部進而具有配置於上述複數之第1導體部之旋轉軸線方向上之端部、且將上述複數之第1導體部連接的圓環狀之第2導體部。
  7. 如申請專利範圍第6項之聯結裝置，其中，上述第2導體部係分別配置於上述複數之第1導體部之旋轉軸線方向之兩端部。
  8. 如申請專利範圍第6項之聯結裝置，其中，上述第2導體部係與上述複數之第1導體部一體地形成。
  9. 如申請專利範圍第1項之聯結裝置，其中，於上述磁軛之與上述磁石對向之面附近，以於旋轉軸線方向上延伸之方式形成有複數之槽部或者複數之孔部，且於上述複數之槽部或者上述複數之孔部之各個上，配置有上述複數之第1導體部之各個。
  10. 如申請專利範圍第1項之聯結裝置，其中，上述磁石旋轉體及上述磁軛側構件中之至少任一方構成為上述磁石旋轉體之磁石與上述磁軛側構件對向之面積可變。
  11. 如申請專利範圍第10項之聯結裝置，其中，構成為上述磁石旋轉體及上述磁軛側構件之任一方相對於上述磁石旋轉體及上述磁軛側構件之任意另一方而於旋轉軸線方向上移動，藉此使上述磁石旋轉體之磁石與上述磁軛側構件對向之面積變化。
  12. 一種聯結裝置之製造方法，該聯結裝置包括：圓筒狀之磁石旋轉體，其包含以不同磁極交替排列於圓周方向之方式配置之磁石；及圓筒狀之磁軛側構件，其包含由含有Al或Cu之合金所形成之非磁性體構成之導體部及磁軛，且可相對於上述磁石旋轉體以非接觸之狀態相對旋轉地配置於上述磁石旋轉體之內側或外側；上述磁軛側構件之導體部至少於與上述磁石對向之側，具有以於圓周方向上隔開既定間隔之狀態在旋轉軸線方向上延伸之方式配置之複數之第1導體部，上述磁軛側構件之磁軛至少配置於與上述磁石對向之側、且配置於上述複數之第1導體部間之間隙，上述第1導體部之各個圓周方向之長度與配置於上述第1 導體部間之間隙的上述磁軛之圓周方向之長度之比率(上述第1導體部之各個圓周方向之長度/上述磁軛之圓周方向之長度)，係為1/1.4以上且3.4/1以下；該製造方法包括以下之步驟：準備複數片於外周附近形成有複數外側孔之圓盤狀之鋼板之步驟；形成圓筒狀之上述磁軛之步驟，該磁軛係藉由積層上述複數片之鋼板而形成有由上述外側孔所構成之孔部，並在旋轉軸線方向上延伸；及藉由將上述含有Al或Cu之合金流入至上述磁軛上述孔部，鑄造由含有上述Al或Cu之合金所構成之上述導體部之上述複數之第1導體部，藉此形成上述磁軛側構件之步驟。
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