特許 6304124 係合システム及びそれを用いたブレーキシステム及びクラッチシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6304124

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】係合システム及びそれを用いたブレーキシステム及びクラッチシステム

(51)【国際特許分類】

   F16D 27/10 20060101AFI20180326BHJP

   F16D 65/16 20060101ALI20180326BHJP

   F16B 1/02 20060101ALI20180326BHJP

   F16D 27/01 20060101ALI20180326BHJP

   F16D 27/108 20060101ALI20180326BHJP

   F16D 27/118 20060101ALI20180326BHJP

   H01F 7/06 20060101ALI20180326BHJP

   F16D 121/20 20120101ALN20180326BHJP

   F16D 121/22 20120101ALN20180326BHJP

【ＦＩ】

   F16D27/10 A

   F16D65/16

   F16B1/02 L

   F16D27/01

   F16D27/108 Z

   F16D27/118

   H01F7/06 P

   F16D121:20

   F16D121:22

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-99429(P2015-99429)

(22)【出願日】2015年5月14日

(65)【公開番号】特開2016-217371(P2016-217371A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2016年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水野 祥宏

(72)【発明者】

【氏名】土屋 英滋

【審査官】 星名 真幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−１３０１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１５６３３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１９６４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４７−０２６５４７（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ２７／００−２７／１４

Ｆ１６Ｄ ６５／００−６５／８５３

Ｆ１６Ｂ １／０２

Ｈ０１Ｆ ７／００−７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１永久磁石と、第２永久磁石と、
中空円盤状の第１部材と、前記第１部材の回転軸と同軸であり前記第１部材の内周面と対向するように外周面が位置するように前記第１部材の中空部に配置され、前記第１部材に対して係合及び開放可能な円盤状の第２部材と、
制御手段と、
を備え、
前記第２永久磁石は、前記第１部材の周方向に沿って、その磁極方向が前記回転軸方向に向くように配置され、
前記第１永久磁石は、前記第１部材の周方向に沿って、その磁極が当該周方向に向くように配置され、
前記制御手段は、前記第２永久磁石の着磁状態を変化させることにより、前記第２部材が前記第１部材に係合された係合状態、又は、前記第２部材が前記第１部材に係合されていない開放状態のいずれか一方の状態に制御することを特徴とする係合システム。

【請求項2】

請求項１に記載の係合システムであって、
前記制御手段は、前記第２永久磁石の磁束密度を変化させることを特徴とする係合システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の係合システムであって、
前記制御手段は、前記第２永久磁石の極性を逆転させることにより、前記第１部材と前記第２部材とを係合状態又は開放状態に制御することを特徴とする係合システム。

【請求項4】

請求項１に記載の係合システムであって、
前記制御手段は、前記第２永久磁石の磁束密度を変化させることにより、前記係合状態における前記第２部材の前記第１部材に対する係合力を制御することが可能であることを特徴とする係合システム。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の係合システムであって、
前記第２永久磁石の外周に励磁コイルが配置され、
前記制御手段は、前記励磁コイルを制御することにより、前記第２永久磁石の着磁状態を制御することを特徴とする係合システム。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の係合システムであって、
前記第２永久磁石は、中空筒形状であり、
前記第２永久磁石は、中空部に固定部材を通して前記第１部材に固定されることを特徴とする係合システム。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の係合システムであって、
前記第１部材の前記第２部材との対向面には、前記第２部材に向けられた第１凸部が設けられ、
前記第２部材の前記第１部材との対向面には、前記第１部材に向けられた第２凸部が設けられ、
前記係合状態において、前記第１凸部と前記第２凸部とが空隙を介して対向した状態で前記第２部材が前記第１部材に係合することを特徴とする係合システム。

【請求項8】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の係合システムであって、
前記係合状態において、前記第１部材と前記第２部材とが当接することにより生ずる摩擦力により前記第２部材が前記第１部材に係合することを特徴とする係合システム。

【請求項9】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の係合システムであって、
前記第１部材の前記第２部材との対向面には、前記第２部材に向けられた第１凸部が設けられ、
前記第２部材の前記第１部材との対向面には、前記第１部材に向けられた第２凸部が設けられ、
前記係合状態において、前記第１凸部と前記第２凸部とが機械的に係合した状態で前記第２部材が前記第１部材に係合することを特徴とする係合システム。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれか１項に記載の係合システムを備えたブレーキシステム。

【請求項11】

請求項１〜９のいずれか１項に記載の係合システムを備えたクラッチシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、永久磁石の着磁を利用した係合システム及びそれを用いたブレーキシステム及びクラッチシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

ハウジング内に固定されたリング状コア部材、コア部材の環状溝に収容された励磁コイル、及びコア部材の環状溝に対向して配置され、スプリングによってコア部材と離間するように付勢されたアーマチュア部材を備えた電磁ブレーキが開示されている（特許文献１）。当該構成では、励磁コイルに通電することで発生する磁力によってアーマチュア部材をスプリングの付勢力に対抗してコアに引き寄せ、摩擦力により回転軸にブレーキを掛けることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−５２９０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来の電磁ブレーキでは、スプリング等によって付勢された状態からスプリングの力に対抗する磁力を印加してブレーキを係合又は開放させるため、係合時又は開放時のいずれかにおいて励磁コイルに常時通電しておく必要がある。したがって、励磁コイルへの通電による電力の損失が生じる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の１つの態様は、第１永久磁石と、第２永久磁石と、中空円盤状の第１部材と、前記第１部材の回転軸と同軸であり前記第１部材の内周面と対向するように外周面が位置するように前記第１部材の中空部に配置され、前記第１部材に対して係合及び開放可能な円盤状の第２部材と、制御手段と、を備え、前記第２永久磁石は、前記第１部材の周方向に沿って、その磁極方向が前記回転軸方向に向くように配置され、前記第１永久磁石は、前記第１部材の周方向に沿って、その磁極が当該周方向に向くように配置され、前記制御手段は、前記第２永久磁石の着磁状態を変化させることにより、前記第２部材が前記第１部材に係合された係合状態、又は、前記第２部材が前記第１部材に係合されていない開放状態のいずれか一方の状態に制御することを特徴とする係合システムである。

【0006】

ここで、前記制御手段は、前記第２永久磁石の磁束密度を変化させることが好適である。

【0007】

また、前記制御手段は、前記第２永久磁石の極性を逆転させることにより、前記第１部材と前記第２部材とを係合状態又は開放状態に制御することが好適である。

【0008】

また、前記制御手段は、前記第２永久磁石の磁束密度を変化させることにより、前記係合状態における前記第２部材の前記第１部材に対する係合力を制御することが好適である。

【0009】

また、前記第２永久磁石の外周に励磁コイルが配置され、前記制御手段は、前記励磁コイルを制御することにより、前記第２永久磁石の着磁状態を制御することを特徴とすることが好適である。

【0010】

また、前記第２永久磁石は、中空筒形状であり、前記第２永久磁石は、中空部に固定部材を通して前記第１部材に固定されることが好適である。

【0011】

また、前記第１部材の前記第２部材との対向面には、前記第２部材に向けられた第１凸部が設けられ、前記第２部材の前記第１部材との対向面には、前記第１部材に向けられた第２凸部が設けられ、前記係合状態において、前記第１凸部と前記第２凸部とが空隙を介して対向した状態で前記第２部材が前記第１部材に係合することが好適である。

【0012】

また、前記係合状態において、前記第１部材と前記第２部材とが当接することにより生ずる摩擦力により前記第２部材が前記第１部材に係合することが好適である。

【0013】

また、前記第１部材の前記第２部材との対向面には、前記第２部材に向けられた第１凸部が設けられ、前記第２部材の前記第１部材との対向面には、前記第１部材に向けられた第２凸部が設けられ、前記係合状態において、前記第１凸部と前記第２凸部とが機械的に係合した状態で前記第２部材が前記第１部材に係合することが好適である。

【0014】

また、前記第１部材は、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石に対して固定された部材であり、前記第２部材は、前記第１部材に対して所定方向に相対的に移動する部材であり、前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石に対して対向方向及び前記所定方向に直交する位置に配置されることが好適である。この係合システムは、ブレーキシステムに適用することができる。

【0015】

前記第１部材は、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石に対して相対的に移動する部材であり、前記第２部材は、前記第１部材に対して所定方向に相対的に移動する部材であり、前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石に対して対向方向及び前記所定方向に直交する位置に配置されることが好適である。この係合システムは、クラッチシステムに適用することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、着磁時のみ電力を消費し、無電力で係合状態及び開放状態を維持することができる係合システム及びそれを用いたブレーキシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態における係合システムの基本構成を示す図である。

【図2】永久磁石の着磁特性を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態における係合システムの作用を説明する図である。

【図4】本発明の実施の形態におけるブレーキシステムの構成を示す平面図である。

【図5】本発明の実施の形態におけるブレーキシステムの構成を示す断面図である。

【図6】本発明の実施の形態におけるブレーキシステムの構成を示す斜視図である。

【図7】本発明の実施の形態におけるブレーキシステムの作用を説明する図である。

【図8】本発明の実施の形態におけるブレーキシステムの変形例の構成を示す平面図である。

【図9】本発明の実施の形態におけるブレーキシステムの変形例を示す斜視図である。

【図10】本発明の実施の形態におけるブレーキシステムの変形例の作用を説明する図である。

【図11】本発明の実施の形態におけるブレーキシステムの変形例を示す図である。

【図12】本発明の実施の形態におけるクラッチシステムを示す斜視図である。

【図13】本発明の実施の形態におけるクラッチシステムの変形例を示す斜視図である。

【図14】本発明の実施の形態におけるクラッチシステムの変形例の作用を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜係合システムの基本構成＞
本発明の実施の形態における係合システム１００は、図１の原理図に示すように、第１永久磁石１０、第２永久磁石１２、励磁コイル１４、第１ヨーク部材１６及び第２ヨーク部材１８を含んで構成される。

【0019】

第１永久磁石１０及び第２永久磁石１２は、第１ヨーク部材１６の一部を切り欠いた部分に配置され、第１永久磁石１０、第２永久磁石１２及び第１ヨーク部材１６によって磁気的な閉回路が構成される。第１ヨーク部材１６は、第１永久磁石１０のＮ極と第２永久磁石１２のＮ極又はＳ極とを繋ぎ、第１永久磁石１０のＳ極と第２永久磁石１２のＳ極又はＮ極とを繋ぐように配置される。また、第２ヨーク部材１８は、当該閉回路の第１永久磁石１０に対して対向して間隙をもって配置される。

【0020】

励磁コイル１４は、第２永久磁石１２を着磁できるように、第２永久磁石１２の磁極方向に向けて磁界が生成されるように第２永久磁石１２の周囲に配置される。励磁コイル１４に対して電流を流すことによって第２永久磁石１２を着磁することができる。

【0021】

第１永久磁石１０及び第２永久磁石１２の動作点は、パーミアンス直線（磁石形状や磁気回路等で決定される直線）と減磁曲線との交点で決定される。例えば、図２に示すようなパーミアンス曲線（破線）をもつ磁石の場合、アルニコ磁石（Ａｌｎｉｃｏ５）の動作点は点Ａとなり、ネオジム磁石の動作点は点Ｂとなる。すなわち、アルニコ磁石は、ネオジム磁石よりも着磁が容易であるが、ネオジム磁石の１／３程度の磁束密度しか得られない。一方、ネオジム磁石は、アルニコ磁石より着磁が困難であるが、アルニコ磁石よりも強い磁力が得られる。

【0022】

そこで、第１永久磁石１０及び第２永久磁石１２としてこれらの特性の異なる磁石をそれぞれ用いて、着磁時のみに電力を消費し、係合時及び開放時において電力を消費しない係合システム１００を構成する。本実施の形態では、第２永久磁石１２は、励磁コイル１４へ電流を供給した際に生ずる磁界によって第１永久磁石１０よりも着磁され易い磁石、
すなわち低保持力の磁石とする。例えば、第１永久磁石１０としてネオジム磁石を用い、第２永久磁石１２としてアルニコ磁石を用いることが好適である。

【0023】

図３（ａ）は、第１永久磁石１０のＮ極と第２永久磁石１２のＳ極とが第１ヨーク部材１６によって接続され、第１永久磁石１０のＳ極と第２永久磁石１２のＮ極とが第１ヨーク部材１６によって接続されるように励磁コイル１４によって第２永久磁石１２を着磁した状態を示す。このような状態では、第１永久磁石１０と第２永久磁石１２とが第１ヨーク部材１６によって直列に接続されており、第１ヨーク部材１６内に磁束が閉じ込められ、第２ヨーク部材１８に対する吸引力が生じない。すなわち、第２ヨーク部材１８は第１ヨーク部材１６側に吸引されず、係合システム１００は開放状態となる。

【0024】

図３（ｂ）は、第１永久磁石１０のＮ極と第２永久磁石１２のＮ極とが第１ヨーク部材１６によって接続され、第１永久磁石１０のＳ極と第２永久磁石１２のＳ極とが第１ヨーク部材１６によって接続されるように励磁コイル１４によって第２永久磁石１２を着磁した状態を示す。すなわち、図３（ａ）に示したような状態から励磁コイル１４によって発生する磁界を用いて第２永久磁石１２の極性が逆転するように着磁状態を変化させた状態を示している。このような状態では、第１永久磁石１０と第２永久磁石１２とが第１ヨーク部材１６によって並列に接続されており、第１ヨーク部材１６から第２ヨーク部材１８へと磁束が通り、第１ヨーク部材１６と第２ヨーク部材１８との間に吸引力が生じる。すなわち、第２ヨーク部材１８は第１ヨーク部材１６側に吸引され、係合システム１００は非接触の係合状態となる。また、第２永久磁石１２の磁束密度を変化させることで、第１ヨーク部材１６と第２ヨーク部材１８との間に生ずる吸引力を調整することができる。

【0025】

このように、第１永久磁石１０と第２永久磁石１２との着磁特性の差を利用して、励磁コイル１４に電流を流すことによって生ずる外部磁界を用いて第２永久磁石１２の極性のみを反転させることで係合システム１００の開放状態と係合状態とを切り替えることができる。第２永久磁石１２を一旦着磁すればその状態が保持されるので、励磁コイル１４には着磁時のみに電力を供給すればよい。すなわち、開放状態と係合状態を保持するために電力を消費しないので省電力の係合システム１００を実現することができる。

【0026】

＜ブレーキシステムへの応用＞
図４〜図６は、本実施の形態における係合システム１００を用いたブレーキシステム２００の具体例を示す図である。図４は、ブレーキシステム２００の平面図を示し、図５は、図４におけるラインＡ−Ａに沿った断面図を示す。また、図６は、ブレーキシステム２００の一部を切り欠いた斜視図を示す。ブレーキシステム２００は、固定部材２０２及び回転部材２０４を組み合わせて構成される。

【0027】

固定部材２０２は、第１永久磁石１０、第２永久磁石１２、励磁コイル１４及び固定プレート２０ａ，２０ｂを組み合わせ構成される。固定部材２０２は、ブレーキシステム２００のハウジング（図示しない）等に固定される。固定プレート２０ａと固定プレート２０ｂは、中空円盤状の磁性体材料からなり、所定の間隙をもって互いに向かい合わせて配置される。

【0028】

固定プレート２０ａには円周方向に沿って所定間隔で切り欠き部２２が設けられる。本実施の形態では、３０°の等間隔で切り欠き部２２が設けられた例を示している。切り欠き部２２内の各々には、周方向に沿って磁極方向が向くように第１永久磁石１０が配置される。第１永久磁石１０は、周方向に沿って同極同士、すなわちＮ極とＮ極又はＳ極とＳ極とが向かい合うように配置される。

【0029】

また、固定プレート２０ａと固定プレート２０ｂの間に、周方向に沿って第２永久磁石１２及び励磁コイル１４が配置される。第２永久磁石１２及び励磁コイル１４は、第１永久磁石１０の配置間隔に合わせた間隔で設けられる。本実施の形態では、３０°間隔で配置された第１永久磁石１０に合わせて、第１永久磁石１０の両側にそれぞれ第２永久磁石１２及び励磁コイル１４が配置される。このとき、第２永久磁石１２は、第１永久磁石１０に対して対向方向及び回転部材２０４の回転方向に直交する位置に配置される。すなわち、第２永久磁石１２は、磁極方向が回転部材２０４の回転軸方向（アキシャル方向）に向き、励磁コイル１４は、第２永久磁石１２を当該磁極方向に着磁できるような方向に磁界を生じさせるように配置される。本実施の形態では、中空筒形状の第２永久磁石１２の外周を励磁コイル１４で巻回するように構成した例を示している。第２永久磁石１２及び励磁コイル１４は、ボルト及びナット等からなる固定部材２４により固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂに取付けられる。

【0030】

回転部材２０４は、回転プレート３０ａ及び回転軸３０ｂを含んで構成される。回転プレート３０ａは、円盤形状であり、中空円盤状の固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂの中空部に、固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂの内周面と所定の間隙をもって配置される。回転軸３０ｂは、回転プレート３０ａと共に固定部材２０２に対して相対的に回転可能となるように回転プレート３０ａの中心軸に固定される。回転軸３０ｂは、エンジンやモータ等の回転駆動手段に接続され、回転プレート３０ａと共に回転させられる。

【0031】

なお、固定部材２０２と回転部材２０４との間の磁気的な結合を強めるために、固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂの内周面及び回転プレート３０ａの外周面に突極構造を設けてもよい。すなわち、固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂの回転プレート３０ａとの係合面に回転プレート３０ａに向けられた第１凸部２０ｃを設ける。また、回転プレート３０ａの固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂとの係合面に固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂに向けられた第２凸部３０ｃを設ける。これにより、第１凸部２０ｃと第２凸部３０ｃとが向き合った状態において最も磁気的抵抗が小さくなり、固定部材２０２と回転部材２０４との間の磁気的吸引力が最も強くなる。したがって、固定部材２０２と回転部材２０４は、第１凸部２０ｃと第２凸部３０ｃとが空隙を介して対向した状態において係合状態となる。

【0032】

ブレーキシステム２００において、各第１永久磁石１０とその両側に配置されている第２永久磁石１２の磁極をＮ極とＳ極が向かい合うように各第２永久磁石１２を着磁すると、図７（ａ）に示すように、第１永久磁石１０及び第２永久磁石１２の磁束は固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂ内に閉じ込められる。この場合、回転部材２０４と固定部材２０２の間に吸引力は生じず、回転部材２０４は固定部材２０２に対して開放された状態となる。一方、各第１永久磁石１０とその両側に配置されている第２永久磁石１２の磁極をＮ極とＮ極及びＳ極とＳ極が向かい合うように各第２永久磁石１２を着磁すると、図７（ｂ）に示すように、第１永久磁石１０及び第２永久磁石１２の磁束が固定プレート２０ａ及び固定プレート２０ｂから回転プレート３０ａを通るように磁路が形成される。この場合、回転部材２０４と固定部材２０２の間に吸引力が生じ、回転部材２０４は固定部材２０２に対して係合された状態となる。

【0033】

このように、第１永久磁石１０と第２永久磁石１２との着磁特性の差を利用して、励磁コイル１４に電流を流すことによって生ずる外部磁界を用いて第２永久磁石１２の極性のみを反転させることでブレーキシステム２００の開放状態と係合状態とを切り替えることができる。

【0034】

また、第２永久磁石１２を径方向に配置せず、回転軸方向（アキシャル方向）に配置することによってブレーキシステム２００のクラッチ径を大きくすることができる。したがって、同一のクラッチ径をもつブレーキシステム２００を構成する場合には、第２永久磁石１２を径方向に配置した構成に比べてブレーキシステム２００を小型化することができる。

【0035】

また、第２永久磁石１２を中空筒形状とし、第２永久磁石１２の中空部に固定部材２４を通して固定することによって、第２永久磁石１２を構造部材の一部として活用できるのでブレーキシステム２００の機械的強度を高めることができる。また、第２永久磁石１２を構造部材として活用しない場合に比べて、機械的強度を高めるための他の構造部材を少なくすることができ、ブレーキシステム２００を小型化することができる。

【0036】

また、第２永久磁石１２の外周部に励磁コイル１４を配置した構成とすることによって、第２永久磁石１２を着磁する際の漏れ磁束を低減でき、ブレーキシステム２００を省電力化及び小型化することができる。

【0037】

なお、隣り合う第１永久磁石１０の間に配置された２つの第２永久磁石１２の着磁方向は常に同一であるので、図８に示すように、当該２つの第２永久磁石１２を１つの第２永久磁石１２としてもよい。これにより、ブレーキシステム２００の構造をより簡略化することができる。

【0038】

なお、上記実施の形態では、第１凸部２０ｃと第２凸部３０ｃとが接触することなく、空隙を介して固定部材２０２と回転部材２０４とが係合する構成としたが、これに限定されるものではない。すなわち、固定部材２０２と回転部材２０４とが摩擦力により係合する摩擦式や機械的に係合する係合システムとしてもよい。

【0039】

図９及び図１０は、摩擦式のブレーキシステム３００の構成例を示す。図９は、ブレーキシステム３００の部分斜視図を示す。図１０は、ブレーキシステム３００の作用を説明する側面図を示す。ブレーキシステム３００では、図９に示すように、固定プレート２０ａに対して空隙Ｘを介して配置され、軸方向（図中、Ａ−Ｂ方向）に稼働可能な稼働部材４０が設けられる。稼働部材４０と固定プレート２０ａとの間には弾性部材４２が設けられ、稼働部材４０は固定プレート２０ａに対して軸方向に向けて付勢される。

【0040】

図１０（ａ）に示すように、固定プレート２０ａと稼働部材４０との間に吸引力が発生している状態では、稼働部材４０が固定プレート２０ａ側に引き付けられ、稼働部材４０と回転プレート３０ａとが離間して接触しない。したがって、稼働部材４０と回転プレート３０ａとの間に摩擦力は生じず、回転部材２０４は固定部材２０２に対して自由に回転する開放状態となる。第２永久磁石１２の着磁状態を変化させて固定プレート２０ａと稼働部材４０との間に吸引力が発生していない状態とすると、図１０（ｂ）に示すように、弾性部材４２によって稼働部材４０が回転プレート３０ａ側に押し付けられ、稼働部材４０と回転プレート３０ａとが接触する。したがって、稼働部材４０と回転プレート３０ａとの間に摩擦力が生じ、回転部材２０４は固定部材２０２に対して回転が制限された係合状態となる。

【0041】

なお、稼働部材４０と回転プレート３０ａとが機械的に係合する構成としてもよい。例えば、図１１の稼働部材４０と回転プレート３０ａの当接箇所の拡大図に示すように、稼働部材４０の回転プレート３０ａに向かい合った面に第１凸部４０ａを設け、回転プレート３０ａの稼働部材４０に向かい合った面に第２凸部３０ｄを設ける。固定プレート２０ａと稼働部材４０との間に吸引力が発生している状態では、稼働部材４０が固定プレート２０ａ側に引き付けられ、稼働部材４０の第１凸部４０ａと回転プレート３０ａの第２凸部３０ｄとが係合しない。したがって、稼働部材４０と回転プレート３０ａとは機械的に係合せずに開放状態となる。第２永久磁石１２の着磁状態を変化させて固定プレート２０ａと稼働部材４０との間に吸引力が発生していない状態とすると、弾性部材４２によって稼働部材４０が回転プレート３０ａ側に押し付けられ、稼働部材４０の第１凸部４０ａと回転プレート３０ａの第２凸部３０ｄとが互いに係合する。したがって、稼働部材４０と回転プレート３０ａとが機械的に係合した係合状態となる。

【0042】

また、本発明の係合システムは、クラッチシステムに適用することもできる。例えば、図１２の部分斜視図に示すように、励磁コイル１４に対する通電方法にスリップリング５０を適用したクラッチシステム４００とする。スリップリング５０を設けることによって、第１永久磁石１０及び第２永久磁石１２を含めて回転可能となり、クラッチとしても機能する。

【0043】

また、図１３の部分斜視図に示すように、回転プレート３０ａを２つの回転プレート３０ｅ，３０ｆに分割することによってクラッチシステム４０２を構成することができる。ここで、固定プレート２０ａと回転プレート３０ｅとの間には凸部を設けない非突極構造とし、回転プレート３０ｅと回転プレート３０ｆとの間にはそれぞれ第１凸部３０ｇ及び第２凸部３０ｈを設けた突極構造とする。また、図１４の断面図に示すように、回転プレート３０ｅを２つに分割して、その間に絶縁層３０ｉを設け、往路と復路の磁束（図中、破線矢印で示す）が短絡しない構造とする。これによって、第２永久磁石１２の着磁状態によって吸引力が生じている場合、固定プレート２０ａと回転プレート３０ｅとの間には係合状態とならず、回転プレート３０ｅと回転プレート３０ｆとの間のみが係合状態となる。なお、クラッチシステム４０２において回転プレート３０ｅと回転プレート３０ｆとの間の係合方法は、摩擦式や機械式としてもよい。

【0044】

なお、本発明の適用範囲は、回転部材に対するブレーキシステムやクラッチシステムに限定されるものではなく、互いに相対的に並進する部材のブレーキシステムやクラッチシステムに適用してもよい。

【符号の説明】

【0045】

１０ 第１永久磁石、１２ 第２永久磁石、１４ 励磁コイル、１６ 第１ヨーク部材、１８ 第２ヨーク部材、２０ａ，２０ｂ 固定プレート、２０ｃ，３０ｇ 第１凸部、２２ 切り欠き部、２４ 固定部材、３０ａ，３０ｅ，３０ｆ 回転プレート、３０ｂ 回転軸、３０ｃ，３０ｄ，３０ｈ 第２凸部、３０ｉ 絶縁層、４０ 稼働部材、４０ｄ 第１凸部、１００ 係合システム、２００，３００ ブレーキシステム、２０２ 固定部材、２０４ 回転部材、４００，４０２ クラッチシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】