JP5835215B2 - カップリング装置 - Google Patents
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Description
まず、図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態によるカップリング装置1の構造について説明する。
次に、図1、図2および図8〜図15を参照して、上記第1実施形態によるカップリング装置1の効果を確認するために行った相対回転数−トルク測定、トルク−ジュール損測定、および、相対回転数−ジュール損測定の各確認実験について説明する。
まず、相対回転数−トルク測定について説明する。この相対回転数−トルク測定では、実施例1と比較例1とにおける、磁石側回転体30の回転数とヨーク側部材40(140)の回転数との回転数差(相対回転数)に対するヨーク側部材40(140)におけるトルクの大きさを、図9に示した測定系を用いて測定した。この際、相対回転数が90rpm(min−1)、180rpm、450rpmおよび900rpmの場合におけるそれぞれのトルクを測定した。
次に、トルク−ジュール損測定について説明する。このトルク−ジュール損測定では、実施例1と比較例1とにおける、ヨーク側部材40(140)のトルクに対して発生するジュール熱(ジュール損)を、図9に示した測定系を用いて測定した。
次に、相対回転数−ジュール損測定について説明する。この相対回転数−ジュール損測定では、実施例1と比較例1とにおける、相対回転数(回転数差)に対する発生するジュール熱(ジュール損)を、図9に示した測定系を用いて測定した。この際、相対回転数が90rpm、180rpm、450rpmおよび900rpmの場合におけるそれぞれのトルクを測定した。
この相対回転数−トルク測定では、実施例10、11と比較例3、4とにおける、磁石側回転体30の回転数とヨーク側部材40(140)の回転数との回転数差(相対回転数)に対するヨーク側部材40(140)におけるトルクの大きさを、図9に示した測定系を用いて測定した。この際、相対回転数が90rpm(min−1)、180rpm、450rpmおよび900rpmの場合におけるそれぞれのトルクを測定した。
次に、トルク−ジュール損測定について説明する。このトルク−ジュール損測定では、実施例10、11と比較例3、4とにおける、ヨーク側部材40(140)のトルクに対して発生するジュール熱(ジュール損)を、図9に示した測定系を用いて測定した。
次に、相対回転数−ジュール損測定について説明する。この相対回転数−ジュール損測定では、実施例10、11と比較例3、4とにおける、相対回転数(回転数差)に対する発生する装置全体のジュール熱(ジュール損)を、図9に示した測定系を用いて測定した。この際、相対回転数が90rpm、180rpm、450rpmおよび900rpmの場合におけるそれぞれのトルクを測定した。
次に、図26〜図28を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態によるカップリング装置201では、上記第1実施形態に加えて、磁石側回転体30とヨーク側部材40との間に、磁石側回転体30に対して相対的に位置を変更することが可能なスイッチ部材260を配置した場合について説明する。なお、スイッチ部材260は、本発明の「切替部」の一例である。
Claims (13)
- 異なる磁極が交互に円周方向に並ぶように配置された磁石を含む円筒状の磁石回転体と、
非磁性体からなる導体部とヨークとを含み、前記磁石回転体の内側または外側に前記磁石回転体に対して非接触の状態で相対的に回転可能に配置された円筒状のヨーク側部材とを備え、
前記ヨーク側部材の導体部は、少なくとも前記磁石と対向する側において、円周方向に所定の間隔を隔てた状態で回転軸線方向に延びるとともに、円周方向の外周面が前記磁石と対向するように配置される複数の第1導体部を有し、
前記ヨーク側部材のヨークは、前記磁石と対向する側で、かつ、前記複数の第1導体部間の間隙に少なくとも配置されており、
前記第1導体部の各々の円周方向の長さと、前記第1導体部間の間隙に配置される前記ヨークの円周方向の長さとの比率(前記第1導体部の各々の円周方向の長さ/前記ヨークの円周方向の長さ)は、1/1以上2.1/1以下である、カップリング装置。 - 前記ヨーク側部材のヨークは、前記磁石と対向する側に配置されており、かつ、前記ヨークの凸部が前記複数の第1導体部間に配置されている、請求項1に記載のカップリング装置。
- 前記第1導体部の各々の円周方向の長さと、前記第1導体部間の間隙に配置される前記ヨークの円周方向の長さとの比率は、1.2/1以上1.8/1以下である、請求項1または2に記載のカップリング装置。
- 前記磁石回転体と略同じ回転軸線周りに略同じ回転速度で回転可能なように前記磁石回転体と前記ヨーク側部材との間に配置され、前記磁石回転体に対する相対的な位置を変化させることにより、前記磁石回転体の磁石から発せられる磁束の前記ヨーク側部材への伝達量を切り替えることが可能な切替部をさらに備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載のカップリング装置。
- 前記切替部は、前記磁石回転体の磁石から発せられる前記磁束を前記ヨーク側部材へ伝達することが可能な強磁性体からなる伝達部と、前記磁石回転体の磁石から発せられる前記磁束を減衰させる減衰部とを含む、請求項4に記載のカップリング装置。
- 前記切替部は、円筒状に形成されており、
前記伝達部と前記減衰部とは、円周方向に交互に配置されている、請求項5に記載のカップリング装置。 - 前記伝達部および前記減衰部は、共に、前記磁石回転体の磁極と同じ数だけ形成されている、請求項6に記載のカップリング装置。
- 前記磁石回転体から発せられる磁束が伝達される状態において、前記伝達部は前記磁石回転体の磁極に対向する位置に配置されるとともに、前記減衰部は前記磁石回転体の磁極同士の境界に対向する位置に配置されるように構成されており、
前記磁石回転体から発せられる磁束が伝達されにくい状態において、前記伝達部は、前記磁石回転体の磁極同士の境界に対向する位置に配置されるとともに、前記減衰部は、前記磁石回転体の磁極に対向する位置に配置されるように構成されている、請求項5〜7のいずれか1項に記載のカップリング装置。 - 前記複数の第1導体部は、各々、回転軸線方向に対して所定の角度傾斜している、請求項1〜3のいずれか1項に記載のカップリング装置。
- 前記ヨークの前記磁石と対向する面近傍には、複数の溝部または複数の孔部が回転軸線方向に所定の角度傾斜した状態で延びるように形成され、
回転軸線方向に所定の角度傾斜した状態で延びる前記複数の溝部または前記複数の孔部の各々に前記複数の第1導体部の各々が配置されることによって、前記複数の第1導体部は、各々、回転軸線方向に対して所定の角度傾斜している、請求項9に記載のカップリング装置。 - 異なる磁極が交互に円周方向に並ぶように配置された磁石を含む円筒状の磁石回転体と、非磁性体からなる導体部とヨークとを含み、前記磁石回転体の内側または外側に前記磁石回転体に対して非接触の状態で相対的に回転可能に配置された円筒状のヨーク側部材とを備え、前記ヨーク側部材の導体部は、少なくとも前記磁石と対向する側において、円周方向に所定の間隔を隔てた状態で回転軸線方向に延びるとともに、円周方向の外周面が前記磁石と対向するように配置される複数の第1導体部を有し、前記ヨーク側部材のヨークは、前記磁石と対向する側で、かつ、前記複数の第1導体部間の間隙に少なくとも配置されており、前記第1導体部の各々の円周方向の長さと、前記第1導体部間の間隙に配置される前記ヨークの円周方向の長さとの比率(前記第1導体部の各々の円周方向の長さ/前記ヨークの円周方向の長さ)は、1/1以上2.1/1以下である、カップリング装置の製造方法であって、
外周近傍に外側穴が複数形成されている円盤状のヨーク板材を複数枚準備する工程と、
複数枚の前記ヨーク板材を積層することによって、前記外側穴から構成される穴部が回転軸線方向に延びるように、前記回転軸線方向に延びる円筒状の前記ヨークを形成する工程と、
前記ヨークの前記穴部に前記非磁性体からなる前記導体部の前記複数の第1導体部を形成することによって、前記ヨーク側部材を形成する工程とを備える、カップリング装置の製造方法。 - 前記ヨーク側部材を形成する工程は、前記ヨークの前記穴部に前記非磁性体を流し込むことにより、前記非磁性体からなる前記導体部の前記複数の第1導体部を鋳造する工程を含む、請求項11に記載のカップリング装置の製造方法。
- 前記ヨーク側部材のヨークは、前記磁石と対向する側に配置されており、かつ、前記ヨークの凸部が前記複数の第1導体部間に配置されている、請求項11または12に記載のカップリング装置の製造方法。
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