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磁気カップリング

国内特許コード P10A015583
整理番号 DP1338
掲載日 2010年7月16日
出願番号 特願2008-199076
公開番号 特開2010-041764
登録番号 特許第5270999号
出願日 平成20年7月31日(2008.7.31)
公開日 平成22年2月18日(2010.2.18)
登録日 平成25年5月17日(2013.5.17)
発明者
  • 山口 博司
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 磁気カップリング
発明の概要

【課題】簡単な構成で、相対する磁石によって駆動軸と被駆動軸とが互いに引き合うことで生じる、カップリングロスを軽減できるようにした磁気カップリングを提供することが課題である。
【解決手段】非磁性体からなる隔壁を挟んで相対して設けられた駆動軸と被駆動軸に、互いに引き合う極性となる第1の磁石体を磁石体保持部に保持させた磁気カップリングにおいて、磁石体保持部に第2の磁石体をもたせると共に、少なくとも一部を、駆動軸と被駆動軸の隔壁側軸心をそれぞれ頂点として半径方向に遠ざかるに従い、隔壁との離間距離が大きくなるよう構成して磁気粘弾性流体を保持させ、磁石体保持部の磁力と、磁石体保持部の回転に伴って回転する前記磁気粘弾性流体の表面張力と遠心力とにより、駆動軸と被駆動軸とをそれぞれ前記隔壁から離反させる方向のスラスト方向応力を生じさせるようにした。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


磁気カップリングは、磁石の引力、斥力を利用し、非接触で駆動軸側駆動力を被駆動軸側に伝える駆動力伝達機構である。この磁気カップリングは、駆動軸と被駆動軸とが非接触であるから、被駆動軸側を外部と完全に隔離した状況でも駆動力伝達が可能である。そのため被駆動軸側を、例えば高圧や真空状態、猛毒物質や放射性物質を収容した容器内など、軸を貫通させると気体や物質が進入したり漏れだしたりする可能性がある場合や、人工心臓のようにモータ側に血液が流れると事故が起きる可能性がある場合、などに用いて好適な駆動力伝達機構である。



このように密閉した容器に設けられた被駆動軸に、磁気カップリングによって駆動力を伝えるようにした先行技術としては、例えば特許文献1に示された流体制御用バルブへの駆動力伝達機構がある。この特許文献1に示された技術では、密閉された弁箱を構成する隔壁を挟み、弁箱外側にモータを設けて弁箱内側に設けられた被駆動軸を互いに対面する一対の磁気継手で駆動すると共に、モータ軸と弁箱内側の被駆動軸のそれぞれ軸方向にバネを設け、駆動軸と被駆動軸とをそれぞれ隔壁側に押圧して弾力的に支持し、作動停止直後の慣性力などで生じる振動や騒音の発生を防止すると共に、振動等に起因する駆動モータや機械部品類の寿命低下を防ぐようにしている。




【特許文献1】特開平10-78152号公報

産業上の利用分野


本発明は磁気カップリングに係り、特に、非磁性体からなる隔壁を挟んで相対して設けられた駆動軸と被駆動軸のそれぞれ軸心から所定距離に、前記隔壁を挟んで相対して設けられた互いに引き合う磁石体からなる磁気カップリングにおいて、相対する磁石によって駆動軸と被駆動軸とが互いに引き合うことで生じる軸負荷を軽減できるようにした、磁気カップリングに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
非磁性体からなる隔壁を挟んで相対し、軸心上に配された駆動軸と被駆動軸と、
該駆動軸と被駆動軸のそれぞれにおける前記軸心から半径方向に所定距離隔て、互いに引き合う極性として相対して配された複数の第1の磁石体と、前記駆動軸と被駆動軸のそれぞれに設けられて前記第1の磁石体を保持する磁石体保持部と、からなる磁気カップリングにおいて、
前記それぞれの磁石体保持部における前記軸心周囲領域に配された第2の磁石体と、該第2の磁石体の磁力で保持された磁気粘弾性流体とを有し、前記磁石体保持部は、少なくとも一部に前記隔壁側軸心をそれぞれ頂点として半径方向に遠ざかるに従って隔壁との離間距離が大きくなるよう形成され、
前記磁石体保持部は、前記隔壁側軸心を一端とし、円周方向に弧状に形成されて、該磁石体保持部の回転による前記磁気粘弾性流体の遠心力と表面張力及び第2の磁石体の磁力との合力により、前記第1の磁石体の引き合う力に抗して生じる前記駆動軸と被駆動軸とをそれぞれ前記隔壁から離反させる方向のスラスト方向応力により、低軸負荷としたことを特徴とする磁気カップリング。

【請求項2】
前記磁気粘弾性流体は、その表面張力と前記第2の磁石体の磁力とによる合力が、前記磁気粘弾性流体の回転により生じる遠心力と重力との合力よりも大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項1に記載した磁気カップリング。

【請求項3】
非磁性体からなる隔壁を挟んで相対し、軸心上に配された駆動軸と被駆動軸と、該駆動軸と被駆動軸のそれぞれにおける前記軸心から半径方向に所定距離隔て、互いに引き合う極性として相対して配された複数の第1の磁石体と、前記駆動軸と被駆動軸のそれぞれに設けられて前記第1の磁石体を保持する磁石体保持部と、からなる磁気カップリングにおいて、
前記磁石体保持部の前記軸心周囲領域における磁力で保持された磁気粘弾性流体を有し、
前記それぞれの磁石体保持部は、少なくとも一部に前記隔壁側軸心をそれぞれ頂点として半径方向に遠ざかるに従って隔壁との離間距離が大きくなるように且つ該磁石体保持部は、前記隔壁側軸心を一端とし、円周方向に弧状に形成されていると共に、磁性体を用いて前記軸心周囲領域に前記第1の磁石体により磁力を生じるよう構成され、
前記磁石体保持部の回転による前記磁気粘弾性流体の遠心力と表面張力及び前記磁石体保持部における軸心周囲領域の磁力との合力により、前記第1の磁石体の引き合う力に抗して生じる前記駆動軸と被駆動軸とをそれぞれ前記隔壁から離反させる方向のスラスト方向応力により、低軸負荷としたことを特徴とする磁気カップリング。

【請求項4】
前記磁気粘弾性流体は、その表面張力と前記磁石体保持部における軸心周囲領域の磁力とによる合力が、前記磁気粘弾性流体の回転により生じる遠心力と重力との合力よりも大きくなるよう選択されていることを特徴とする請求項3に記載した磁気カップリング。

【請求項5】
前記磁石体保持部は、前記隔壁側軸心を頂点とした円錐体形状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載した磁気カップリング。

【請求項6】
前記磁石体保持部は、非回転状態で1または円環状部を含む複数の位置で前記隔壁と接触することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載した磁気カップリング。

【請求項7】
前記磁石体保持部が非回転状態で前記隔壁と接触する位置が、前記隔壁側軸心であることを特徴とする請求項に記載した磁気カップリング。

【請求項8】
前記磁石体保持部が前記隔壁側軸心を一端とした弧状に形成され、前記駆動軸と被駆動軸とが非回転状態で前記磁石体保持部が前記隔壁と接触する部位が、前記弧状の円環状部に設けられていることを特徴とする請求項に記載した磁気カップリング。
産業区分
  • 発電、電動
  • 機構・伝動
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008199076thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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