永久磁石結合とは
永久磁石カップリングは、磁気の原理を利用して、物理的接触をすることなく 2 つのシャフト間でトルクと動力を伝達するカップリングの一種です。 外側の駆動磁石と内側の磁石アセンブリの 2 つの部分で構成されます。 外側の磁石は駆動軸に接続され、内側の磁石は従動軸に接続されます。 これら 2 つの磁石間の磁力は、機械的接触なしに 2 つのシャフト間にトルクを伝達します。 従来のカップリングとは異なり、永久磁石カップリングはメンテナンスフリーで摩耗部品がなく、2 つのシャフト間に完全な密閉シールを提供するため、高度な清浄度と信頼性が必要な用途での使用に最適です。
永久磁石結合の利点
漏れのない動作
磁気カップリングの 2 つの部分の間には物理的な接触がないため、漏れが発生する可能性はありません。 これは、化学処理産業など、流体を慎重に取り扱う必要がある用途で特に有益です。
幅広い用途
磁気カップリングは、化学処理、石油とガス、医薬品、水処理などの幅広い用途で使用できます。 腐食性流体や研磨性流体など、さまざまな粘度の流体を移送するために使用できます。
高効率
永久磁石カップリングは高い動力伝達効率を実現し、摩擦によるエネルギー損失を低減します。
安全性の向上
磁気カップリングにより、シールやその他の機械コンポーネントが不要になるため、コンポーネントの故障の可能性が減り、メンテナンスが軽減され、安全性が向上します。
騒音の低減
磁気カップリングの 2 つの部分の間に物理的な接触がないため、通常、システム内のノイズと振動が少なくなります。
低メンテナンス
内部に可動部品がないため、磁気カップリングには最小限のメンテナンスが必要です。 これにより、運用コストが削減され、稼働時間が増加します。
私たちを選ぶ理由
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磁気カップリングは、実際には外側の磁石の丸いローターと内側のローターを組み合わせたものです。 両方のローターは、北と南に配置された永久磁石で構築されています (北面の磁石が南面の磁石の近くにあるなど)。 アウター ローターが時計回りに回転すると、N 極を向いた磁石がインナー ローターの反対側 (南に向いた) 磁石を引き付けるため、インナー ローターもそれに続きます。
インナーローターとアウターローターは、企業の要件に合わせてさまざまな方法で設計できます。 インナーローター、アウターローターの種類をご覧ください。 詳細についてはお問い合わせください。
特徴
クリーンで効率的な磁気トルク伝達。
小さいサイズで大きな伝達トルク。
安定した特性、摩耗なし、長寿命。
磁気カップリングは、工業用ポンプ、反応釜、バルブ、油圧装置の漏れ問題を解決するために広く使用されています。
永久磁石結合タイプ
すべての磁気カップリングは同じ磁気特性と基本的な機械力を使用しますが、設計が異なる 2 つのタイプがあります。
主なタイプには次の 2 つがあります。
一連の磁石が埋め込まれた 2 つの向かい合ったディスク半分を特徴とするディスクタイプのカップリングで、一方のディスクからもう一方のディスクへギャップを介してトルクが伝達されます。
永久磁石カップリング、同軸カップリング、ローター カップリングなどの同期タイプのカップリング。内部ローターが外部ローターの内側に組み込まれ、永久磁石が一方のローターからもう一方のローターにトルクを伝達します。
磁気カップリングには、2 つの主要なタイプに加えて、球面、偏心、スパイラル、および非線形の設計が含まれます。 これらの磁気結合の代替手段は、特に生物学、化学、量子力学、水力学などのアプリケーションで使用されるトルクと振動の利用に役立ちます。
最も簡単に言うと、磁気結合は、反対の磁極が引き合うという基本概念を使用して機能します。 磁石の吸引力により、磁化されたハブから別の磁化ハブへ（カップリングの駆動部材から被駆動部材へ）トルクが伝達されます。 トルクは、物体を回転させる力を表します。 外部角運動量が一方の磁気ハブに加わると、空間間または隔壁などの非磁性封じ込めバリアを介して磁気的にトルクを伝達することによって、もう一方の磁気ハブを駆動します。
このプロセスによって生成されるトルクの量は、次のような変数によって決まります。
作業温度
処理が行われる環境
磁気分極
極対の数
ギャップ、直径、高さを含む極対の寸法
ペアの相対角度オフセット
ペアのシフト
磁石とディスクまたはローターの配置に応じて、磁気分極は半径方向、接線方向、または軸方向になります。 その後、トルクが 1 つ以上の可動部品に伝達されます。
磁気カップリングは、以下を含む数多くの地上用途で非常に効率的かつ効果的です。
- ロボット工学
- 化学工学
- 医療機器
- 機械の設置
- 食品加工
- 回転機械
現在、磁気カップリングは水に浸したときの効果が高く評価されています。 液体ポンプおよびプロペラ システム内の非磁性バリアに収められたモーターにより、液体と接触するプロペラやポンプの部品を磁力で動作させることができます。 モーターハウジング内への水の浸入による水軸の故障は、密閉容器内で一組の磁石を回転させることにより回避されます。
技術が向上するにつれて、磁気カップリングはポンプやファン モーターの可変速ドライブの代替品としてさらに普及してきました。 重要な産業用途の例としては、大型風力タービン内のモーターが挙げられます。
永久磁石カップリングの材質選択
磁石の設計においては、適切な永久磁石の材料とグレードを選択することが重要です。 アプリケーションに適した材料の選択を評価する際に、慎重に考慮する必要がある重要なパラメータがいくつかあります。
最高動作温度:アプリケーションの最大動作温度を決定します。 永久磁石材料には特定の動作温度制限があります。
最大エネルギー積:アプリケーション要件に最も「適合」する永久磁石材料を選択してください。 エネルギー積が増加すると、通常、最大動作温度が低下します。
固有保磁力 (減磁に対する抵抗):アプリケーションの環境で機能する材料を選択してください。 固有保磁力は、用途に固有の減磁力に耐えられるほど十分に高くなければなりません。
他のすべてのカップリングと同様、磁気カップリングは、あるシャフトから別のシャフトにトルクを伝達するように設計されています。 しかし、磁気結合が他と異なる点は、物理的な機械的接続を使用せずにこれを行うことです。 これにより、薄いバリアを介して接続できるため、密閉された回転フィードスルーの維持に役立ち、流体ポンプの用途に適しています。
磁気カップリングが物理的なカップリングに比べて持つもう 1 つの利点は、カップリング内に接触部品がないため、摩耗が事実上存在しないことです。 磁気カップリングには安全機能も組み込まれており、カップリングに過負荷がかかると次の位置に移動して動作を継続します。 カップリングに永久磁石を使用しているため、外部電源が不要です。
磁気カップリングには欠点もあります。 磁気カップリングは通常、軽いトルク負荷と、徐々に始動するか、システムの被駆動側の回転慣性が非常に低いアプリケーションのみを処理できます。 また、トルク負荷が比較的軽いことを考慮すると、直径もかなり大きくなります。 また、カップリングにはサポート ベアリングに適度なラジアル荷重がかかります。
電磁石は、電流によって磁場を生成する磁石の一種です。 電流を切ると磁場が急速に消散するのが電磁石の特徴です。 軟鉄コアは通常、電磁石の構成要素です。 電流が流れるとコアが磁化されます。
反対に、永久磁石は本質的に磁化されており、その磁場を永続的に維持します。 「永久」という用語は、一度磁化されると磁気特性を失わずに保持し、極性が固定されたままになる磁石の能力を反映しています。
これらの共通点にもかかわらず、電磁石と永久磁石には顕著な違いがあります。 重要な違いは磁場の制御にあります。
電磁石の磁場の強さは、コイルに流れる電流を調整することで操作できます。 対照的に、永久磁石の静磁場の強さは変えることができません。
電磁石と永久磁石の間の差異をさらに調査すると、さまざまなパラメータに基づいて解明できます。
私たちの工場
当社の磁石は主にサーボモーター、リニアモーター、風力発電機、自動車駆動モーター、コンプレッサーモーター、オーディオ機器、ホームシアター、計測機器、医療機器、自動車センサー、風力タービン、磁気ツールなどのモーターと発電機に適用されます。
よくある質問
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