JP2008309265A - 電磁連結装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】互いに対向配置された対向面3a,4aをそれぞれ有するロータ3及びアマチュア4と、前記ロータ3の対向面3aと前記アマチュア4の対向面4aとを互いに吸着させるための磁束を発生させるコイル8とを備え、前記ロータ3の対向面3aのうち、前記ロータ3の径方向の内方の領域には、ロータ側磁束遮断部19,20と、前記ロータ側磁束遮断部19,20によって前記径方向に複数に区切られたロータ側摩擦面33,34とが設けられ、前記ロータ3は、前記コイル8の磁束によって前記アマチュア4の側に撓むと、前記ロータ側摩擦面33,34が前記アマチュア4の対向面4aにならって接触するようにあらかじめ設定された弾性を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
電磁連結装置は、軸に固定されたロータと、このロータに対向配置されたアマチュアと、磁束を発生させるコイルとを備えたものが一般的である。そして、コイルに通電し、そのコイルから発生した磁束によってロータにアマチュアを吸着させ、又は、通電を解除してロータとアマチュアとを離隔させることにより、トルクの伝達・遮断を行うようになっている。
一つには、コイルへの通電時に、ロータとアマチュアとの各摩擦面のうち外縁部のみを接触させ、それ以外の内方領域を接触させないようにする構成である。つまり、通電時のそれぞれの内方領域同士の間にはギャップ(クリアランス)を設けることにより、全体のトルク半径をなるべく大きくする。これにより、全体のトルクを増大させることができる。
さらに、製造誤差をなるべく小さくするため、ロータ又はアマチュアを高精度に加工することが考えられるが、加工精度を上げれば上げるほど製造コストが増大してしまうという問題がある。
本発明は、互いに対向配置された対向面をそれぞれ有するロータ及びアマチュアと、所定値の電流が印加されることにより、前記ロータの対向面と前記アマチュアの対向面とを互いに吸着させるための磁束を発生させるコイルとを備え、前記ロータの対向面のうち、前記ロータの径方向の内方の領域には、前記ロータの径方向の磁束を遮断するロータ側磁束遮断部と、前記ロータ側磁束遮断部によって前記径方向に複数に区切られたロータ側摩擦面とが設けられ、前記ロータは、前記コイルの磁束によって前記アマチュアの側に撓むと、前記ロータ側摩擦面が前記アマチュアの対向面にならって接触するようにあらかじめ設定された弾性を有することを特徴とする。
このとき、製造誤差により、対向面同士の間に部分的にギャップが生じていたとしても、ロータが、あらかじめ設定された所定の弾性を有することから、ロータ側摩擦面がアマチュアの対向面にならって接触する。
これにより、コイルに所定値の電流を印加すると、ロータ側摩擦面とアマチュアの対向面とを確実に接触させることができる。
このとき、製造誤差により、対向面同士の間に部分的にギャップが生じていたとしても、アマチュアが、あらかじめ設定された所定の弾性を有することから、アマチュア側摩擦面がロータの対向面にならって接触する。
これにより、コイルに所定値の電流を印加すると、アマチュア側摩擦面とロータの対向面とを確実に接触させることができる。
以下、本発明の第1の実施形態における電磁連結装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態としての電磁連結装置を電磁クラッチに適用した例を示したものであり、軸線の半分側のみを示した断面図である。
これら固定部2、ロータ3及びアマチュア4は、磁性部材からなっている。
固定部2には、周方向の全長にわたって延び、後端から先端に向けて没する凹部7が形成されている。凹部7には、通電されることにより起磁力を発生させるコイル8が設けられている。
さらに、外周長孔19と内周長孔20とは、周方向に交互にずらして配置されている。すなわち、連結領域19aと連結領域20aとが、基盤部12の径方向に延びる直線上に配置されておらず、周方向にずらされている。さらには、連結領域20aは、外周長孔19の周方向の中心部に対向する位置に配されている。
また、内方領域30は、アマチュア側長孔29によって、アマチュア4の径方向に複数に区切られている。これら区切られた領域のうち、径方向における外縁部25とアマチュア側長孔29との間の領域をアマチュア側外周摩擦面(アマチュア側摩擦面)37とし、径方向におけるアマチュア側長孔29と開口部28との間の領域をアマチュア側内周摩擦面(アマチュア側摩擦面)38というものとする。
まず、主動機器を駆動し、ロータ3を軸線Lを中心として回転させる。このときには、従動機器側に連結されるアマチュア4は、ロータ3に接触していないため、主動機器からのトルクは、従動機器側に伝達されない。
この状態から、コイル8に所定の電流を流すと、コイル8によって起磁力が発生する。そのため、コイル8回りに磁束が生じる。図6において、符号Mは、その磁束のループを示すものである。
磁束は、例えば固定部2の開始点S1からロータ3の側壁部13、基盤部12へと通っていく。基盤部12では、外周長孔19によって径方向内方の磁気抵抗が高くなっているため、磁束はアマチュア4へと伝わる。この磁束は、アマチュア4から径方向内方に向けて進んでいくが、アマチュア側長孔29が設けられていることから、アマチュア側長孔29の手前の地点S2で、ロータ3側に折れてロータ側外周摩擦面33へと伝わる。ロータ側外周摩擦面33では、磁束は径方向内方に向かうが、内周長孔20が設けられていることから、内周長孔20の手前の地点S3でアマチュア4側に折れて再度アマチュア4へと伝わる。そして、磁束は、アマチュア4から径方向内方に向かい、アマチュア4の内縁部からロータ側内周摩擦面34の内縁部S4へと伝わる。さらに、内縁部S4から軸部14を通って、固定部2のポイントS5へと伝わる。それから、固定部2内を進んで開始点S1に戻る。これにより磁束ループMとなる。
このように、コイル8への通電をオン、オフすることによって、主動機器から従動機器へのトルクの伝達・遮断が行われる。
なお、付勢部材がない場合、コイル8への通電を止めると、ロータ3とアマチュア4とのロックが解除され、互いの一部が接していたとしても、主動機器からのトルクは伝達されず、駆動側のみ回転する。これにより、主動機器からのトルクが遮断される。
そのため、ロータ3の底面3aとアマチュア4の一方の主面4aとの間のギャップが無くなり磁気抵抗が小さくなる。したがって、全体の磁束が大きくなり、その結果、全体のトルクが増大する。
また、外周長孔19、内周長孔20及びアマチュア側長孔29が径方向に交互に配置されていることから、ロータ3からアマチュア4にわたるループを確実に作ることができるだけでなく、径方向の全体にわたって吸引力を増大させることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図8及び図9は、本発明の第2の実施形態を示したものである。
図8及び図9において、図1から図7に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第1の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点についてのみ説明する。
以上より、本実施形態における電磁クラッチ1によれば、上記第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
例えば、図10に示すように、外周長孔19及び内周長孔20を六つ設けてもよい。この場合、周方向に隣り合う連結領域19a,20a同士のそれぞれの設置角度は、60度になる。これにより、連結領域19a,20aの設置間隔を小さくすることができ、そのため、内方領域23の撓みを基盤部12の周方向において均一にすることができる。したがって、内方領域23を一方の主面4aに確実に密接させることができる。なお、連結領域19a,20aを増やせば増やすほど、内方領域23の撓みを均一にすることができるが、連結領域19a,20aが増えると漏れ磁束が多くなってしまう。そこで、内方領域23の撓み量と漏れ磁束との関係で、最もトルクが大きくなるように基盤部12の弾性をあらかじめ設定する。例えば、上記のように最もトルクが大きくなるような数の連結領域19a,20a、並びに、外周長孔19及び内周長孔20を設けるようにする。
なお、外周長孔19及び内周長孔20の数は六つに限ることはなく、それら設置数は適宜変更可能であり、少なくとも三つ設けることができる。特に四つ〜六つであることが好ましい。
また、図12に示すように、ロータ3の周方向の全周にわたって延びる周溝40を設けてもよい。すなわち、ロータ3の内方領域41と外方領域42とを全周にわたって連結する全周連結部43を設けてもよい。全周連結部43の厚さ寸法は、内方領域41及び外方領域42の厚さ寸法よりも小さくなっている。これにより、周溝40をロータ側磁束遮断部として機能させることができ、さらに内方領域41の撓みを周方向に均等にすることができる。そのため、磁束による吸引力によって、アマチュア側摩擦面とロータ側摩擦面とが吸着されたとき、吸引力による摩擦面の変形状態が安定し、トルク特性を向上させることができる。また、ロータ3の加工工数を削減することができる。
なお、全周連結部43は、内方領域41と外方領域42と一体的に形成されてもよいし、別部材として設けられてもよい。また、周溝40内に、磁束遮断部材を設けてもよい。さらに、周溝40及び全周連結部43などを、アマチュア4に設けてもよい。
例えば、図11に示すように、アマチュア側長孔29を六つ設けてもよい。この場合、周方向に隣り合う連結領域29a同士のそれぞれの設置角度は、60度になる。これにより、連結領域29aの設置間隔を小さくすることができ、内方領域30の撓みを周方向において均一にすることができる。さらに、上記のように、内方領域30の撓み量と漏れ磁束との関係で、最もトルクが大きくなるようにアマチュア4の弾性をあらかじめ設定する。例えば、上記のように最もトルクが大きくなるような数の連結領域29a、及び、アマチュア側長孔29を設けるようにする。
なお、アマチュア側長孔29の数は六つに限ることはなく、それら設置数は適宜変更可能であり、少なくとも三つ設けることができる。特に四つ〜六つであることが好ましい。
また、電磁連結装置として電磁クラッチ1を例に挙げて説明したが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。例えば、電磁連結装置として電磁ブレーキなどにも適用可能である。
また、主動機器とロータ3とが連結され、従動機器とアマチュア4とが連結されるとしたが、これに限ることはなく、主動機器と従動機器とを逆に設けてもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
3 ロータ
3a 底面(対向面)
4 アマチュア
4a 一方の主面(対向面)
8 コイル
19 外周長孔(ロータ側磁束遮断部)
20 内周長孔(ロータ側磁束遮断部)
29 アマチュア側長孔(アマチュア側磁束遮断部)
33 ロータ側外周摩擦面(ロータ側摩擦面)
34 ロータ側内周摩擦面(ロータ側摩擦面)
37 アマチュア側外周摩擦面(アマチュア側摩擦面)
38 アマチュア側内周摩擦面(アマチュア側摩擦面)
Claims (6)
- 互いに対向配置された対向面をそれぞれ有するロータ及びアマチュアと、
所定値の電流が印加されることにより、前記ロータの対向面と前記アマチュアの対向面とを互いに吸着させるための磁束を発生させるコイルとを備え、
前記ロータの対向面のうち、前記ロータの径方向の内方の領域には、
前記ロータの径方向の磁束を遮断するロータ側磁束遮断部と、
前記ロータ側磁束遮断部によって前記径方向に複数に区切られたロータ側摩擦面とが設けられ、
前記ロータは、前記コイルの磁束によって前記アマチュアの側に撓むと、前記ロータ側摩擦面が前記アマチュアの対向面にならって接触するようにあらかじめ設定された弾性を有することを特徴とする電磁連結装置。 - 前記ロータ側磁束遮断部が、前記ロータの径方向に複数設けられており、
前記アマチュアの対向面の内方の領域に、前記アマチュアの径方向の磁束を遮断するアマチュア側磁束遮断部が周方向に複数設けられており、
前記ロータ側磁束遮断部と前記アマチュア側磁束遮断部とが、前記径方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電磁連結装置。 - 互いに対向配置された対向面をそれぞれ有するロータ及びアマチュアと、
所定値の電流が印加されることにより、前記ロータの対向面と前記アマチュアの対向面とを互いに吸着させるための磁束を発生させるコイルとを備え、
前記アマチュア側の対向面のうち、前記アマチュアの径方向の内方の領域には、
前記アマチュアの径方向の磁束を遮断するアマチュア側磁束遮断部と、
前記アマチュア側磁束遮断部によって前記径方向に複数に区切られたアマチュア側摩擦面とが設けられ、
前記アマチュアは、前記コイルの磁束によって前記ロータの側に撓むと、前記アマチュア側摩擦面が前記ロータの対向面にならって接触するようにあらかじめ設定された弾性を有することを特徴とする電磁連結装置。 - 前記ロータの対向面の内方の領域に、前記ロータの径方向の磁束を遮断するロータ側磁束遮断部が、前記ロータの周方向に複数設けられており、
前記アマチュア側磁束遮断部が、前記アマチュアの径方向に複数設けられており、
前記ロータ側磁束遮断部と前記アマチュア側磁束遮断部とが、前記径方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の電磁連結装置。 - 前記ロータ側磁束遮断部又は前記アマチュア側磁束遮断部の少なくともいずれか一方が、前記ロータ又は前記アマチュアの周方向に少なくとも三つ設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電磁連結装置。
- 前記ロータ側磁束遮断部又は前記アマチュア側磁束遮断部の少なくともいずれか一方が、前記ロータ又は前記アマチュアの周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電磁連結装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2007
- 2007-06-15 JP JP2007158703A patent/JP2008309265A/ja active Pending
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