磁性粒子クラッチ

磁性粒子クラッチは、摩擦板を使用しない特殊なタイプの電磁クラッチです。代わりに、磁性の影響を受けやすい材料 (通常はステンレス鋼) の微粉末を使用して、一方のシャフトに取り付けられたフリーホイール ディスクを、もう一方のシャフトに取り付けられたローターに機械的にリンクします。

このクラッチは粉末クラッチの一種です。トルクは金属粉末充填物を通じて機械的に伝達されます。磁気制御バージョンでは、印加磁場を使用して粒子を所定の位置に固定します。ただし、純粋な磁気カップリングとは異なり、この磁場は磁気的にトルクを伝達する役割を担いません。

コイルによって粉体に磁場をかけると、ディスクとローターを結ぶチェーンが形成されます。チェーンの強さは磁場の強さに依存します。粉体に磁場がかかっていない場合、粉体は浮遊状態になります。この状態では、クラッチは入力軸と出力軸がかみ合わなくても自由に回転します。磁性粒子クラッチは、機器の制御を容易にするとともに、機械部品の寿命を延ばします。  

• 電気コイル - 粒子が反応する磁場を生成します。
• 入力シャフト – 駆動力に接続されるメインシャフトの端。
• 出力シャフト – クラッチの反対側にあるシャフト。このシャフトは、クラッチの接続量によって影響を受けます。
• ベアリング- 入力シャフトと出力シャフトが拘束されることなく自由に回転できるようにします。
• 磁性粒子 - クラッチ内部の粉末状の磁性材料。

1970 年代後半から 80 年代前半にかけて、これらは高速ライン プリンターで、アルファベットを含む 96 列以上、40 行以上の刻印が施された回転ドラムを停止するために使用されました。ドラムは、ハンマーが適切な列のインクと紙を打つ間、クラッチによって一時的に停止します。ドラムが 1 回転するごとに、テキストと記号の 1 行が作成されます。これらのドラムは、300 ～ 1200  RPMで回転します。

工場では、材料のスプールが巻き出される速度を調節するためにも、クラッチが使用されています。実際の例としては、製紙工場が挙げられます。製紙工場では、材料を一定の速度でローラーに送り込む必要があります。これらのクラッチにより、材料を適切な速度でローラーに送り込むと同時に、材料の張力を維持できます。磁性粒子クラッチは、サイクル制御にも使用されます。サイクルが完了するまで、サイクルに一定のトルクをかけることができます。この良い例は、ボトルにキャップを付ける機械です。

磁性粒子クラッチはジムの機器にも使用されています。トレッドミルではベルトの速度をスムーズに制御するために使用されています。また、体重の異なる人が使用する際に、マシンの電動モーターが過負荷にならないように保護するためにも使用されています。

摩擦プレートクラッチと比較した場合の利点は次のとおりです。

• スティックスリップ現象は発生しない
• トルクは簡単かつ迅速に制御できる
• 耐摩耗性に優れている
• 連続スリップ用途に使用できる
• 応答時間が非常に速い
• 過負荷保護。
• ソフトスタートアプリケーションに最適

• 従来のクラッチシステムよりも高価になる可能性がある
• 磁場を制御するための電源が必要

^{[1] [2]}