JPH0757088B2 - 電機子ロ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は特に車両のたるめの電磁ブレーキの電機子ロー
タに関するものであり、当該電機子は強磁性体からなる
少なくとも１つのデイスクを有している。該デイスクは
交互に変化する正及び負磁極からなるステータリングの
前を通過するようにされており、前記ステータからデイ
スクは空隙のみによつて分離されている。また前記デイ
スクは質量内に渦電流が誘起されるという事実の故にブ
レーキがかけられ、加熱される。

（従来技術及び発明が解決しようとする問題点） 本発明はより具体的には、電機子のデイスクが換気フイ
ンを形成するよう対応する半径部へと傾斜したアームか
らなる１つのリングによつて１つの内側締結リングに接
続されているタイプの電機子に関するものであり、これ
らのアームの最大径部分は前記空隙と反対側デイスク表
面上で軸線方向に突出しており、これらの最大径部分の
頂部は環状ウエブによつて互いに結合されている。

前記デイスク、アーム及びウエブのリング全体は鋼から
鋳造された単一ユニツトによつて構成されている。

この電機子を装備したブレーキを使用中に渦電流によつ
てそのような電機子のデイスク内に誘起された熱カロリ
の除去は基本的には前記アームを介してのウエブに対す
る伝導並びに前記デイスク、アーム及びウエブからの輻
射及び対流によつて行なわれており、後者の現象は換気
によつて大いに補強される。実際前記アームのため採用
されるフイン輪郭は前記デイスク、アーム及びウエブの
冷却されるべき高温表面に冷却空気流をぶつけることに
より換気扇の役割を果している。なお前記表面は前記空
気流のための溝を画成している。

周知の実施例においては、前記換気溝を内部に画成する
表面は特別の粗さを有しておらず、前記デイスクの冷却
には改善すべきものがあつた。

かくて、このデイスクは赤熱する可能性があり、温度は
約700℃の値を越えることさえ有り、一方ウエブは500℃
以下の温度にとどまる。

従つて前記デイスクを効果的に冷却することが重要とな
る。

事実、このデイスクを装備したブレーキによつて誘起さ
れるブレーキングトルクはこのデイスクが加熱した時に
は著しく減少する。

かくてこのトルクは前記デイスクが室温から約700℃の
温度に迄加熱された時、所定の値の回転速度及び電力に
対してＣの値からC/3の値へと減少する可能性がある。

本発明の１つの具体的な目的はブレーキの作動中におけ
る前記デイスクの冷却を改善し、以つて当該装置によつ
て発生出来る高温トルクの値を増大させるも、実質的に
ブレーキの駆動に必要なトルクを増大させる必要の無い
ようにすることである。

（問題点を解決するための手段） 従つて、本発明に係る前述のタイプの電機子は、前記換
気溝を内部で画成している少なくとも１つの表面がこれ
らの溝内の空気の循環方向に対して傾斜する方向に延び
る平行なリブによつて縞模様を付けられるか、うねり
（アンジユレーシヨン）を付けられており、各リブフラ
ンク面と隣接表面部分の間に形成される角度は最大でも
90゜に等しく、引続くリブの間隔とこれらのリブの高さ
間の比率は５から12の間とされていることが特徴となつ
ている。

好ましい実施例においては、以下の特徴の１つ及び／又
は他のものが加えて用いられている。

−前述の比率は約10である。

−各リブの高さは２〜5mmである。

−前記リブは前記デイスクの前記空隙から最も遠い方の
平坦表面上に設けられており、環状及び同心状とされて
いる。

−前記リブは前記フイン上に設けられ、軸線方向に延び
ている。

−前記リブは前記ウエブのデイスク側表面に設けられ、
環状及び同心状とされている。

−前記リブは３角形の垂直横断面を備えている。

−前記リブは垂直横断面において長方形の形状を備えて
いる。

−前記リブは垂直横断面におい実質的に正弦状の形状を
備えている。

−前記リブはそれらが突出する表面とともに単一ユニツ
トを形成している。

本発明はこれらの主要な特徴を別として、好ましくは同
時に用いられ、以下により具体的に考えられる他の特徴
をも有している。

以下もちろん非限定的な目的で与えられている付図を参
照して本発明の好ましい実施例を説明する。

（実施例） 本明細書において用いられる用語「ロータ」（電機子）
はより具体的には一塊式副組立体１の各々を示してい
る。副組立体１は強磁性体からなる電機子デイスク２を
有する電磁ブレーキすなわち「渦電流」減速器の軸線Ｘ
における電機子組立体からなつている。

周知のように、そのようなデイスク２は車両のトランス
ミツシヨンシヤフトのようなブレーキをかけられるシヤ
フト３と固着して作られており、同デイスクはブレーキ
のステータ４の前を通過出来るように、すなわちより正
確にはこのステータの一部を形成する、正負極を交互に
有する誘導子のリングの前を通過出来るように装着され
ている。ここに空隙Ｅが間に設けられているので、デイ
スク２はそのブレーキ作動及び熱堆積へと転換される渦
電流の通過部分となる。

本ブレーキロータ組立体は、単一に又は好ましくはステ
ータの各側上において対称的に分割されて形成されたロ
ータ又は副組立体に加えて、スリーブ、ハブ又はプレー
トのような、Ｘ軸のまわりの回転体である中間部品６を
有している。当該部品６は一般的にはブレーキをかけら
れるシヤフト３にボルト結合で固定されており、各「ロ
ータ」１はこの場合その側面においてこの中間部品にボ
ルト結合で固定されている。

やはり周知のことではあるが、各ロータ１は前記デイス
ク２に加えて、かつ又このデイスクとともにモールド成
形されて次のものを有している。

−締結リング７。これは平均直径がデイスク２の内径よ
りも小さく、軸線方向穴８が穿孔され、このリングを中
間部品６に固定するためのボルト（図示せず）を収納す
るようにされている（穴にはねじを切つても、切らなく
ても良い）。

−換気フイン９のリング。これはテイスク２の空隙Ｅを
限定するよう画成された表面とは反対側の表面上を延び
ており、少なくとも幾つかのこれらのフイン（特に２個
に１個又は３個に１個の割合で）はＸ軸線に向けて延
び、デイスクをリング７に接続するアーム10を形成して
いる。

−リム又は環状ウエブ11。これは全体として前記デイス
クと平行をなして延びており、前記フイン９の最大径部
分の頂部を接続して、これらのフイン、デイスク及びウ
エブの間に換気空気のための換気溝12を形成している。

前記フイン９及びこれらから延びるアーム10は傾いてお
り、好ましくはロータの回転方向に対して、半径が増大
するにつれて後方にカーブしている。

前記アーム10は好ましくは第２図に示した実施例におけ
るごとく軸線方向に曲げられ、リング７をステータの内
側に向けて「もどす」ことにより、ロータの中心部分の
軸線方向体積部が減少されているのが良い。

しかしながら、前記アーム10はまた「真直」とすること
も可能であり、かくすればそれらの中心線は実質的に同
一の横断面内に含まれたままとなる。

各ロータのアーム10の数は好ましくは８個であり、フイ
ン９の合計は16又は24個であるのが好適である。

本発明が改善を提案するのは、ブレーキを利用中渦電流
の発生によりデイスク２中に発生する熱量を除去する点
についてである。

従つて換気溝12を内側から画成している表面の少なくと
も幾つか上にはこれらの溝内の空気の循環の方向に傾斜
して延びる平行リブによる構成される層状細筋又はうね
りが設けられている。

これらのリブは高さがわずかであり、互いに分離されて
いる。かくして、 −２つの引続くリブ（第１図の13）を分け、前記溝12内
の空気の流れの方向に測定することの出来る距離Ｄは表
面Ｐの平面と垂直に、すなわち軸線方向に設けられた各
リブの高さＨの５〜15倍に形成されている（第２図参
照）。

−前記高さは一般的に約２〜5mmである。

好ましくは前記比率D/Hは約10であり、距離Ｄは約30〜4
0mmである。

経験によれば、そのような手段をとることにより、デイ
スクの冷却効果は顕著に改善される一方、「換気による
損失」はわずかにしか増大しないので、ロータの駆動に
必要なトルクはほとんど無視出来る程にしか増大しない
ことがわかつた。

冷却に関するこの改善効果すなわち換気空気及びロータ
間における熱交換の改善効果は次の理由で得られたもの
と考えられる。

−前記リブの頂部が冷却されるべき金属表面に沿つての
空気流によつて形成される境界層を破壊する。

−これらのリブが相対的に分離されているので、このよ
うに破壊された境界層からくる空気の流れはこれらのリ
ブ間で自由に渦を起し、これらのリブ間に形成されてい
る金属表面を効果的に掃引し、近傍の空気の流れと混合
されることが可能である。

−しかしながら、これらのリブの高さがわずかであるこ
とを考えると、同リブは換気空気をして低温電機子の駆
動トルクが無視出来ない程度に迄増大するように阻止出
来るような障害物とはならない。

従つて冷却に関する前記改善効果は、前記換気空気と電
機子間の熱交換係数が増大したために得られたのであつ
て、実際には熱交換表面が増大したためではないと言う
べきであろう。

第１図及び第２図に例示された実施例においては、前記
空隙Ｅの反対側におけるデイスク２の平坦表面Ｐが層状
に筋をつけられている。

これらの筋は前記平坦表面Ｐ上をＸ軸方向に直接突出す
る環状及び同心上リブ13の形態をなしている。

各リブの垂直横断面はこの場合２等辺３角形の形状を形
成しており、同３角形の頂角は直角又は実質的に直角で
ある。かくて各リブの頂部は鋭いエツジをなしており、
角柱状はかりナイフのように鋭利化されている。

第３図に示す修整例においては、問題としてるリブはや
はりデイスク２の空隙Ｅから遠い方の表面上に設けられ
ているが、同リブを構成している同心状うねり14の輪郭
又は軸線平面内の横断面形状は正弦又は正弦状形状を備
えている。

別の特に好適な修整例においては、前記リブは横断面に
おいて長方形形状を備えており、これらのリブの高さは
好適にはそれらの幅よりもわずかに大きくされている。

第４図に示す修整例においては、鋭いエツジを備えた細
筋はやはり前述のリブ13のタイブの３角形輪郭を有する
リブ15によつて構成されているが、デイスク２はもはや
層状細筋を付ける唯一のものではなくなつている。すな
わち、リブ15に類似のリブ16及び17がデイスク２に向う
ウエブ11の表面上及びフイン９の横方向表面上において
それぞれ設けられている。

ウエブ11上に設けられたリブ16は前記リブ15と同様に、
環状で軸線のまわりを同心状に延びている。

リブ17については、それらの頂部は軸線方向に延びてい
る、すなわちデイスク２中央面と垂直をなす方向に延び
ている。

これらのリブ17の幾つかは第１図の破線で示されてい
る。

第４図に示す実施例において、１つの同じ溝12を画成す
る４つの表面上においてそれぞれ設けられたリブ15,16,
17の数は同一であり、それらの頂部は該当する溝内の循
環する空気のための一種の引続く絞りダイヤフラムを画
成するように互いに延びている。

その結果、どのような実施例を採用するにしても、最終
的に与えられる電磁ブレーキのための電機子ロータの構
造、作動及び利点（特に高温時の減速トルクの改良）は
前述の説明により十分に与えられている。

自明のことであり、すでに前述の事項にあらわれている
ように、本発明はより特別に企図した適用型式及び実施
例には決して限定されるものではなく、全ての修整例特
に以下の修整例をも包含するものである。

−ウエブ11内に形成された溝を介して大気中に開口する
ポケツトによりフイン９が中空化され、これらのポケツ
トの底部がデイスク２により構成されている修整例。

−及び／又は前記フイン９が互いにオフセツトし、半径
方向に部分的にオーバラツプしている幾つかのセクシヨ
ンによつて構成される修整例。

全ての有益な目的に対して、前述のタイプの電機子デイ
スクの空隙から遠い方の平坦表面上に同心上リブを設け
ることは既に提案されてきたことを指摘しておくべきで
あるが、これらのリブは冷却液体のための収納部材を構
成するようデイスクの軸線に向けて開口した溝であり、
従つてデイスクと換気空気の間の熱交換係数を改良とし
てやるという問題とは関係がなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係り構成された電磁ブレー
キ電機子を示しており、第１図は第２図の矢印Ｉから眺
めた半図であり、第２図は第１図の線II−IIに沿つて眺
めた軸線方向断面半図である。なお対応するステータは
第２図において想像線により付加的に図示されている。 第３図及び第４図は第２図の左上側部分の、やはり本発
明に係る修整例である。 ２……デイスク、４……ステータ、３……シヤフト、１
……ロータ、７……締結リング、９……換気フイン、Ｅ
……空隙、11……環状ウエブ、12……換気溝、10……ア
ーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁ブレーキのための電機子ロータであっ
   て、換気フィンを形成するように対応する半径へと傾斜
   しているアームからなるリングによって１つの内側締結
   リングに接続された少なくとも１つのディスクを有し、
   これらのアームの最大径部分は前記ディスク上で軸線方
   向に突出し、該部分の頂部は１つの環状ウエブによって
   互いに結合されており、このウエブは前記ディスク及び
   当該ウエブをこのディスクに接続するフィン部分により
   換気空気のための溝を画成している電機子ロータにおい
   て、前記換気溝を内部で画成している表面の少なくとも
   １つにはこれらの溝内の空気の流れの方向に対し傾いた
   方向に延びる平行リブによって細筋又はうねりが形成さ
   れており、１つのリブの側面と連続表面部分との間に形
   成される角度は最大でも90゜に等しく、引続くリブの間
   隔（Ｄ）とこれらのリブの高さ（Ｈ）の比率は５から15
   の間にされており、前記リブは前記ディスクの空隙遠い
   方の平坦表面上に設けられていることを特徴とする電機
   子ロータ。