JPH0799145B2 - ルーツ形ポンプ用ヒステリシスマグネットカップリング - Google Patents

ルーツ形ポンプ用ヒステリシスマグネットカップリング

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JPH0799145B2
JPH0799145B2 JP6827788A JP6827788A JPH0799145B2 JP H0799145 B2 JPH0799145 B2 JP H0799145B2 JP 6827788 A JP6827788 A JP 6827788A JP 6827788 A JP6827788 A JP 6827788A JP H0799145 B2 JPH0799145 B2 JP H0799145B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/06Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the synchronous type
    • H02K49/065Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the synchronous type hysteresis type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
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    • F01C1/12Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/126Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with elements extending radially from the rotor body not necessarily cooperating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、ルーツ形のポンプやブロワー、真空ポン
プ、圧縮機等に用いて好適なヒステリシスカップリング
の改良について提案するものである。
(従来の技術) 従来、ヒステリシスカップリングはマグネット板を備え
た保持部材とヒステリシス板を備えた保持部材からな
り、非接触で回転トルクを伝達するカップリングであり
トルクが一定限度が超えると回転にすべりを生じながら
トルクを伝達できるもので、該カップリングをポンプの
如き機器に装着する場合、ヒステリシス板とマグネット
板の面間には、両板を遮断する物体の無い状態でGAPを1
mm以下に設定するのが一般的であった(第2図参照)。
(発明が解決しようとする課題) ところで従来のポンプは、軸封装置としてメカニカルシ
ールやオイルシール等のシール材を装着する構造になっ
ていて、とくにシール部材を多用する構造のものにつ
き、ヒステリシスカップリングを適用する場合、次のよ
うな問題があった。すなわち、シール部による動力損
失が大きく、また長期間停止しておいた場合には、該カ
ップリングのトルクをオーバーすることとなり起動でき
ない場合があること。過負荷で駆動させたとき、駆動
軸とポンプのシャフトがすべりだすが、このすべり量が
大きくなる程、ヒステリシス板に磁界による渦電流が発
生し発熱する。そしてこれによる熱がマグネット板側に
移動してマグネットの磁力を低下させ、規定の伝達トル
クが維持できなくなる。
また、、ヒステリシス板で発生した熱がマグネット板
に伝達されることによりポンプシャフトを通じてシール
部材へ伝わり、該シール部材が焼付く等の不利があっ
た。
過負荷での連続運転において、マグネットカップリング
のすべり量が増大することによる上記の如き従来問題を
解消し安定した運転が実現できる新規なカップリングを
与えることがこの発明の目的である。
(課題を解決するための手段) この発明は、過負荷駆動時においてもトルクの伝達が可
能なカップリングであって、マグネット板を備えた保持
部材を一対のルーツ形ロータ有するポンプの回転軸に固
定保持し、ヒステリシス板を備えた保持部材を駆動装置
の回転軸に固定保持してなり、上記マグネット板とヒス
テリシス板との相互間に非磁性でかつ、断熱性を有する
PSZ製の隔壁を設け、この隔壁の外周部をポンプの回転
軸に取り付けた保持部材を取り囲むポンプケーシングに
接合したことを特徴とするルーツ形ポンプ用ヒステリシ
スマグネットカップリングである。
さて第1図に、この発明に従うヒステリシスマグネット
カップリングをルーツ形真空ポンプおよびその駆動装置
に組込んだ場合を例として示す。図におけるヒステリシ
スカップリングはマグネット板1aを備えた保持部材1
と、ヒステリシス板2aを備えた保持部材2であり、これ
ら保持部材1,2はそれぞれ所定の間隔をもってポンプシ
ャフト3a、モーターシャフト4に固定保持される。また
5は非磁性材になる隔壁で、この隔壁5は、マグネット
板1aとヒステリシス板2aの面間(l)に非接触で配置さ
れ、その外周部は、保持部材1を取り囲むポンプケーシ
ング6において気密に接合される。
(作 用) この発明では、マグネット板1aとヒステリシス板2aとの
面間に隔壁5を設けた構造としたので、過負荷での連続
運転において、懸念されるヒステリシス板2aで発生する
熱の移動を極力回避でき、また、従来A部には例えば第
2図に示すようにメカニカルシール等を組込んでいた
が、B室内を大気と遮断することによってこのようなシ
ール部材から単に油の進入を防止する安価な非接触シー
ルのスリンガー7に変更でき、マグネットカップリング
における発熱の原因の一つであった接触形のシールを有
利に排除できる。さらに磁性流体シール等の高価なシー
ル材を使用する必要も無い。
ここに上記隔壁としては以下の条件に適合するものを使
用するのが好ましい。
1)ヒステリシス板2aでの発熱がマグネット板1aへ伝達
されるのを回避できる断熱性を有する部材であること。
2)非磁性体であり、マグネット板1aとヒステリシス板
2a間の磁界を妨げない部材であること。
3)非導電性(電気抵抗大)であり、磁界の回転による
渦電流が発生しない部材であること。つまり空気中での
比透磁率に近い材質であること。
4)B室とC室(大気)との間の差圧に耐えかつ変形に
よるマグネット板1aとの接触が回避でき、さらに伝達ト
ルク∝(面間l)-3であるため、隔壁の厚みを薄くでき
る高弾性率になる部材であること。
5)100℃以上の耐熱性を有しヒステリシス板の発熱に
対し充分に耐える部材であること。
以上の条件を満足し得るものとしてはセラミックスがあ
るが、その中でもとくに表−1に示すように断熱性の良
いジルコニアセラミックスが好適である。なお隔壁は第
3図に示すようにその外周軸方向のみに固定してもよい
し完全固定してもよく、またその断面形状も状況に合わ
せて種々変更でき、とくに隔壁に差圧が作用したわみ及
び応力が発生する場合にはこれらを軽減できるものとし
て(C)タイプが最も有効である。
この発明では、上掲第1図に示すようにマグネット板1a
を有する保持部材1を従動側に、ヒステリシス板2aを有
する保持部材2を駆動側に固定保持するのがよい。とい
うのは、ヒステリシス板2aで発生する熱をポンプシャフ
ト3aに伝達させないためである。とくにカップリングの
スリップ時にはヒステリシス板2aの発熱を大気に放出す
る為にヒステリシス板2aを、回転数が高く大気との熱伝
達の高い駆動側に保持する方がのぞましい。なお、カッ
プリングの形状は、円板状の構造のみに限定されるもの
ではなく、円筒形であってもよい。
なお、前記作用の中でB室圧力がC室と同じ場合はB
室,C室間は気密に保たれる必要無く、作用4)の隔壁部
材が高弾性率である部材を使用しなくとも良いが少なく
とも作用1)〜3)に適合するものを使用するのが好ま
しい。
(実施例) マグネット板とヒステリシス板の面間を4mmにセット
し、そこに厚さ3.0mmになるジルコニアセラミックス製
の隔壁を配設した上掲第1図に示す如き構造の真空ポン
プ(吐出口径50A)を用いて、下記の条件にて運転し、
ポンプシャフト側に取付けたマグネット板の温度の変化
状況について調査した。その結果を面間を0.5mmに設定
した従来例の調査結果とともに第4図に、またポンプの
作動状況を第5図(a),(b),(c)にそれぞれ示
す。
運転条件 モータの回転速度:3500rpm 排気速度:100m3/Hr 到達真空度:2×10-2torr ポンプシャフト回転速度:1500rpm すべり量:2000rpm ヒステリシスカップリング の規定トルク:13kg・cm モータ:0.75kW なお、実施例のヒステリシスカップリングは従来形に比
べて面間lが4mmと大きいためカップリング寸法を大き
くし規定トルクをそろえた。
第4図から明らかなように、この発明に従うカップリン
グを用いた場合5分後におけるマグネット板の温度上昇
は15℃でその後の温度上昇も極めて小さく、マグネット
の極力低下等の問題がないことが、さらに従来では100
℃を超える場合には使用できない安価なマグネットを使
用ことも可能であることが確認できた。
(発明の効果) この発明によれば、過負荷すべりが発生した状態での連
続運転においてヒステリシス板が発熱しても熱の移動を
極力防止できるのでポンプ室内の高速回転部の発熱や潤
滑油の温度上昇による粘性の低下等の問題はなく規定の
トルクを維持して安定した運転が実現できる。またこの
発明によれば、動力損失が大きく完全なシールが困難な
メカニカルシール等を用いることなしに半永久的なシー
ルを併せて実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に従うヒステリシスマグネットカッ
プリングの構成説明図、 第2図は、従来のヒステリシスマグネットカップリング
の断面模式図、 第3図(a),(b)および(c)は、隔壁の断面形状
と固定構造を示す図、 第4図は、マグネット板における温度変化の状況を示す
グラフ、 第5図(a),(b)および(c)はポンプのローター
回転によるポンプ作動状況を示す図である。 1,2……保持部材、1a……マグネット板 2a……ヒステリシス板 3……ポンプシャフト 4……モーターシャフト 5……隔壁、6……ポンプケーシング

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】過負荷駆動時においてもトルクの伝達が可
    能なカップリングであって、マグネット板を備えた保持
    部材を一対のルーツ形ロータ有するポンプの回転軸に固
    定保持し、ヒステリシス板を備えた保持部材を駆動装置
    の回転軸に固定保持してなり、上記マグネット板とヒス
    テリシス板との相互間に非磁性でかつ、断熱性を有する
    PSZ製の隔壁を設け、この隔壁の外周部をポンプの回転
    軸に取り付けた保持部材を取り囲むポンプケーシングに
    接合したことを特徴とするルーツ形ポンプ用ヒステリシ
    スマグネットカップリング。
JP6827788A 1988-03-24 1988-03-24 ルーツ形ポンプ用ヒステリシスマグネットカップリング Expired - Lifetime JPH0799145B2 (ja)

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EP19890302883 EP0334646B1 (en) 1988-03-24 1989-03-22 Hysteresis magnet coupling for roots type pumps
DE1989609981 DE68909981T2 (de) 1988-03-24 1989-03-22 Magnetische Hysteresiskupplung für Pumpen der Roots-Bauart.
US07/702,451 US5215501A (en) 1988-03-24 1991-05-16 Hysteresis magnet coupling for roots type pumps

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JPH01244185A JPH01244185A (ja) 1989-09-28
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DE68909981T2 (de) 1994-05-19
EP0334646A1 (en) 1989-09-27
DE68909981D1 (de) 1993-11-25
JPH01244185A (ja) 1989-09-28

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