JPS6151689B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁性粒子が封入された各連結部の径
方向内周面に励磁コイルを有する磁気装置を配置
する構造の磁性粒子式電磁連結装置に関する。

この種従来例として実公昭51−20351号公報に
記載のものが提案されているが、このものは駆動
部と、これに一体的に固定された駆動部カバーと
の間に被駆動部を位置させ、被駆動部と駆動部と
の空〓部及び被駆動部と駆動部カバーとの空〓部
にそれぞれ磁性粒子を封入する２重連結構造であ
る。

然るに、この構造であれば外周連結部に発生す
る発熱は外周フインを通じて冷却されるが、内周
連結部に発生する発熱はその外周連結部が発熱源
であること及び内周側に位置する励磁コイルが発
熱源であることにより熱放散はほとんどなく内周
連結部に発熱がこもり、これにより各連結部は著
しく高温度に上昇するため磁性粒子の焼付き、摩
耗の増大、熱による影響等を来し、寿命が短くな
ると共に充分な連結トルクが得られない欠点があ
る。しかも、空〓部が径方向に２重に配置され、
且つ空〓部が連通する構造であるため磁性粒子が
各空〓部に均一に分散させることが困難となり、
内外周連結部に生ずる連結トルクが異なると共に
応答性が悪い等の欠点がある。

また、内外周にそれぞれ連結部を配置する２重
連結構造にすれば空〓部が２倍になることにより
励磁コイルのアンペアターンが増すためステータ
及び励磁コイルが大型化し、延いては装置全体の
大型高価を来す欠点がある。

この発明は上述した欠点を解消する優れた磁性
粒子式電磁連結装置を提供するものである。

以下、第１図に示す実施例について説明する。
図に於て、１は図示しない駆動源に結合される第
１連結主体であるドライブメンバで、アルミダイ
カスト成形されて製作される。２は内周に第１連
結面２ａを有する連結部材で、磁性体例えば鉄材
等により円筒状に形成され、この円筒状の連結部
材２は上述したドライブメンバ１のダイカスト成
形時に該ドライブメンバ１と一体的に結合され第
１連結面２ａのみが内面に露呈する。３はドライ
ブメンバ１と連結部材２との接合面、４は図示し
ない負荷側に結合されるシヤフト、５はこのシヤ
フト４に固定され、連結部材２の第１連結面２ａ
の径方向内周側に単一の環状空〓ｇを介して対向
する第２連結面５ａを有する連結部５ｂからなる
第２連結主体であるドリブンメンバで、磁性体例
えば鉄材等により椀状に形成されている。６はド
リブンメンバ５の連結部５ｂを磁気的に２分割す
る環状の非磁性部材で、２分割された連結部５ｂ
を結合すべく固定されている。７は単一の環状空
〓ｇ内に封入された磁性粒子、８，９はドリブン
メンバ５の両側面にそれぞれ固定され磁性粒子７
が単一の環状空〓ｇから脱落することを防止する
ラビリンス、１０はドライブメンバ１の右側開口
側面に固定されラビリンス９と協働して磁性粒子
７が単一の環状空〓ｇから脱落することを防止す
るラビリンス機能を有する防塵カバー、１１はド
ライブメンバ１とシヤフト４との間に装着された
ベアリングで、スナツプリング１２，１３により
位置決めされている。１４はドリブンメンバ５の
径方向内周側に設置され、２分割された連結部５
ｂの径方向内周面にそれぞれ空〓を介して対向す
る一対の環状磁極１４ａを有するステータで、磁
性体例えば鉄材等により形成され、図示しないが
回り止め部材により回転が阻止されている。１５
はこのステータ１５に内蔵され環状に巻回された
励磁コイル、１６はシヤフト４とステータ１４と
の間に装着されたベアリングでスナツプリング１
７，１８，１９とにより位置決めされている。

ここで、ドライブメンバ１のダイカスト成形時
に連結部材２をドライブメンバ１と一体的に固定
することについて第２図乃至第４図を参照して説
明する。各図に於いて、２０は連結部材２の形成
前の形状を示す連結素材で、第１図には示してい
ないが外周部にはドライブメンバ１に対する回り
止め機能を果すに重要な凹凸部２０ａが形成さ
れ、また内周部の中央には後述する成形時に対す
る位置決め機能を果すに重要な環状突部２０ｂが
形成されている。２１，２２はドライブメンバ１
をダイカスト成形するための下型と上型で、下型
２１には連結素材２０の環状突部２０ｂが嵌合し
連結素材２０を下型２１の定位置に位置決めする
ための嵌合部２１ａが形成され、また上型２２は
矢印方向に移動する。

さて、連結部材２を含むドライブメンバ１の製
造は先ず、連結素材２０の環状突部２０ｂを下型
２１の嵌合部２１ｂに嵌合させて連結素材２０を
下型２１の定位置に位置決めし、次いで上型２２
を下型２１に合体させて空間部２３を形成し、そ
して溶融したアルミニウムを上下型２１，２２と
の空間部２３に押込んで硬化させる。このとき、
溶融したアルミニウムは連結素材２０の外周部の
凹凸部２０ａに侵入すると共に連結素材２０の全
周を囲繞した状態で硬化する。而して、上下型２
１，２２から連結素材２０と一体的に固定したド
ライブメンバ素材２４を取出し、このダイカスト
成形されたドライブメンバ素材２４の内周側を第
４図に示す一点鎮線イ，ロ部分まで切削し、連結
部材２の第１連結面２ａを内周側に露呈させれば
第１図に示す如く連結部材２を一体的に固定した
ドライブメンバ１の製造は完了する。このよう
に、連結部材２はドライブメンバ１のダイカスト
成形時にドライブメンバ１と一体的に固定でき製
作は容易となると共にドライブメンバ１と連結部
材２とは凹凸部２０ａを介して強固に結合するた
めドライブメンバ１に対する連結部材２の軸方向
及び周方向移動は確実に阻止でき、後述する連結
動作が安定し得る。

以上の通り構成された実施例の動作を説明す
る。ドライブメンバ１が駆動源により回転してい
るとき、励磁コイル１５を通電し付勢すると図中
点線にて示す如く磁束Φがステータ１４−一方の
磁極１４ａ−一方の連結部５ｂ−磁性粒子７−連
結部材２−磁性粒子７−他方の連結部５ｂ−他方
の磁極１４ａ−ステータ１４を通流する。この磁
束Φに基づく電磁力により第１第２連結面２ａ，
５ａ間の磁性粒子７が鎮状に結合して連結部材２
と連結５ｂを連結するためドライブメンバ１から
ドリブンメンバ５にトルク伝達が行なわれる。逆
に、励磁コイル１５を消勢すれば磁束Φは消失し
磁性粒子７による連結部材２と連結部５ｂとの連
結が解除されるためドライブメンバ１からドリブ
ンメンバ５へのトルク伝達は停止する。励磁コイ
ル１５の消勢時、磁性粒子７はドライブメンバ１
及び連結部材２の回転による遠心力を受けてドラ
イブメンバ１の内周面及び第１連結面２ａの全面
に均一に押し付けられ第２連結面５ａとは隔設す
るためドリブンメンバ５に対する空転トルクはほ
とんど発生せず、従つてトルク伝達の応答性は極
めて安定すると共に敏速となる。また、このこと
は空転中に於ける磁性粒子７の不規則な動きを防
止することになり、空転中の磁性粒子７同志の衝
突、こすれ等による摩耗を減少させることが可能
となり寿命延長が計れる。上述した作用効果を発
揮させるに重要なことは連結部材２と連結部５ｂ
との連結動作部を最外周に位置させることであ
る。

また、最外周に位置し鉄材等の磁性体からなる
連結部材２はドリブンメンバ５の連結部５ｂの特
に第２連結面５ａのみに対向させ、必要な連結ト
ルクを得るために磁気回路を構成する大きさに形
成し、且つこの連結部材２をアルミ等の非磁性体
からなるドライブメンバ１に第１連結面２ａが内
周に露呈する如く支持させる構造、即ち磁気回路
上の必要な部分のみに連結部材２を配置する構造
にすることにより、磁束Φはドリブンメンバ５の
連結部５ｂから連結部材２のみを通流することに
なり、磁束Φの連結部材２以外への漏れは極め少
なくでき、効率のよう磁気回路が構成できると共
に磁束Φは略々全て磁性粒子７、連結部５ｂ及び
連結部材２に作用するため連結トルクが著しく向
上するものである。

また、連結部材２と連結部５ｂとの連結動作部
を最外周に位置させ、且つ連結部材２をドライブ
メンバ１のアルミダイカスト成形時にドライブメ
ンバ１と一体的に固定することにより連結動作部
に発生する発熱は熱伝導率が高く外周に露出する
ドライブメンバ１を伝導して外周雰囲気に放散さ
れるため効率のよい熱放散、即ち冷却効率が向上
することになり磁性粒子７の焼付き現象等の劣化
が軽減でき安定した連結動作が得られる。しか
も、連結部材２の外周部に凹凸部２０ａを形成す
ることにより連結部材２の熱放散面積が増大する
ため熱放散効率はより一層向上する。

また、励磁コイル１５を内蔵するステータ１５
を連結部材２と連結部５ｂとの連結動作部の内周
側に配置することにより励磁コイル１５の平均巻
径が小さくでき、以つてアンペアターンはコイル
の平均巻径に反比例するため大きくなり、小さな
平均巻径であつてもアンペアターンの増加が計れ
るものである。このことは、同一のアンペアター
ンに設定すれば線径の小さい巻線を巻回すること
が可能となり励磁コイル１５の巻線重量を減少さ
せることができ、同時にステータ１４の外径が小
さくできるため小型安価に製作できる。

また、磁性粒子式電磁連結装置の場合、伝達ト
ルクは連結動作部の軸方向幅と直径の２乗に比例
しており、このことは本実施例の如く連結動作部
を最外周に位置させ、この連結動作部の内周面に
励磁コイル１５を内蔵するステータ１４を配置す
れば連結動作部により定まる体積内には連結動作
を果すに必要不可決なステータ１４以外に余分な
部品がなくなり、従つて最小のスペースと重量に
より磁性粒子式電磁連結装置が製作できる。しか
も、上述した構造であれば部品点数は少なくでき
部品の形状も簡単で歩留りが向上できると共に簡
単安価に製作できる。

また、ドライブメンバ１をアルミダイカスト成
形して製作すればアルミは防錆効果があることに
よりドライブメンバ１の塗装等の作業が省略でき
る。更に、連結部材２を含むドライブメンバ１を
アルミにより形成すれば鉄等によりドライブメン
バ１を形成する場合に比し大幅に重量削減が計れ
軽量の連結装置が得られる。

尚、以上の実施例はクラツチ装置について説明
したがドライブまたはドリブンメンバ１，５の何
れかを固定すればブレーキ装置として適用でき
る。

以上の通りこの発明は連結部材と第２連結主体
との連結動作部を最外周に位置させ、該連結動作
部の内周側に励磁コイルを有した磁気装置を配置
することにより連結動作部に発生する発熱は連結
部材と、この連結部材を一体的に固定する第１連
結主体を通じて外周雰囲気に効率よく放散され、
磁性粒子の焼付き現象等の劣化が軽減でき、安定
した連結動作が得られると共に寿命延長が計れる
ものである。しかも、連結部材は連結動作部に対
応して磁気回路上の必要部分に磁性体により形成
して配置し、この第１連結主体を非磁性体で、か
つ熱伝達率の高いアルミ材により形成された第１
連結主体によつて支持させることにより上述の熱
放散効率をより向上でき、また励磁コイルによる
磁束は支持部材等に漏れることなく連結部材に集
中的に通流することになり、連結トルクの安定
性、応答性が向上すると共に励磁コイルの平均巻
径が小さくなることによるアンペアターンの増加
と相俟つて連結トルクの増大が計れる等優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す要部断面
図、第２図は連結素材２０を示す要部断面図、第
３図は連結素材２０を含むドライメンバ素材２４
のダイカスト成形を示す断面図、第４図はダイカ
スト成形後のドライブメンバ素材２４を示す断面
図である。 図に於て、１はドライブメンバ、２は連結部
材、２ａは第１連結面、４はシヤフト、５はドリ
ブンメンバ、５ａは第２連結面、５ｂは連結部、
６は非磁性部材、７は磁性粒子、８，９はラビリ
ンス、１０はカバー、１１，１６はベアリング、
１４はステータ、１４ａは磁極、１５は励磁コイ
ル、ｇは環状空〓、２０は連結素材、２０ａは凹
凸部、２０ｂは環状突部、２１は下型、２１ａは
嵌合部、２２は上型、２３は空間部、２４はドラ
イブメンバ素材である。尚、各図中同一符号は同
一部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミ材により成形された第１連結主体、磁
   性体により形成され、上記第１連結主体に一体的
   に固定され内周に第１連結面を露呈する連結部
   材、上記第１連結面の内周側に空隙を介して対向
   する第２連結面を有し、磁性体により形成された
   第２連結主体、上記空隙に封入された磁性粒子、
   及び上記第２連結主体の内周側に配置され、上記
   連結部材と上記第２連結主体とに磁束を通流させ
   て上記磁性粒子を磁化する励磁コイルを有し、第
   １、第２連結主体を連結制御する磁気装置を備え
   た磁性粒子式電磁連結装置。 ２ 第１連結主体はアルミ合金鋳物にて成ること
   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 連結部材の外周部には凹凸が形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の磁
   性粒子式電磁連結装置。