JPH09229105A - 自己保持型連結装置 - Google Patents
自己保持型連結装置Info
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- JPH09229105A JPH09229105A JP8065485A JP6548596A JPH09229105A JP H09229105 A JPH09229105 A JP H09229105A JP 8065485 A JP8065485 A JP 8065485A JP 6548596 A JP6548596 A JP 6548596A JP H09229105 A JPH09229105 A JP H09229105A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/108—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction clutches
- H02K7/1085—Magnetically influenced friction clutches
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
- F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
- F16D27/108—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members
- F16D27/112—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members with flat friction surfaces, e.g. discs
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
- F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
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- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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- H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
- H02K7/1021—Magnetically influenced friction brakes
- H02K7/1023—Magnetically influenced friction brakes using electromagnets
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
- F16D2055/0004—Parts or details of disc brakes
- F16D2055/0058—Fully lined, i.e. braking surface extending over the entire disc circumference
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2121/00—Type of actuator operation force
- F16D2121/18—Electric or magnetic
- F16D2121/20—Electric or magnetic using electromagnets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2129/00—Type of operation source for auxiliary mechanisms
- F16D2129/06—Electric or magnetic
- F16D2129/065—Permanent magnets
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パッドの摩耗による連結力低下を起こさず、
且つ、消費電力を大幅に低減する自己保持型連結装置を
提供する。 【構成】 軸線方向に移動可能に設けられたアーマチュ
ア１、閉ループに沿う断面形状を有しアーマチュアの軸
線方向の移動を許容する軸方向空間２ａを具備した磁路
部材２、磁路部材に取着されアーマチュアおよび磁路部
材を通る２種類の磁束を形成する永久磁石４、２種類の
磁束に抗してアーマチュアを軸方向に移動させる磁束を
形成する電磁コイル３並びに電磁コイルの磁束方向を切
換える手段からなり、アーマチュアが軸線方向に移動可
能であるとともに回転不能に設けられ、アーマチュアが
回転体を制動する電磁ブレーキを構成している。
且つ、消費電力を大幅に低減する自己保持型連結装置を
提供する。 【構成】 軸線方向に移動可能に設けられたアーマチュ
ア１、閉ループに沿う断面形状を有しアーマチュアの軸
線方向の移動を許容する軸方向空間２ａを具備した磁路
部材２、磁路部材に取着されアーマチュアおよび磁路部
材を通る２種類の磁束を形成する永久磁石４、２種類の
磁束に抗してアーマチュアを軸方向に移動させる磁束を
形成する電磁コイル３並びに電磁コイルの磁束方向を切
換える手段からなり、アーマチュアが軸線方向に移動可
能であるとともに回転不能に設けられ、アーマチュアが
回転体を制動する電磁ブレーキを構成している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自己保持型連結装置に関
し、より詳しくは回転体に連結して回転体の回転を制動
する自己保持型ブレーキ装置または回転体に連結してそ
の回転を他の回転体に伝達する自己保持型クラッチ装置
に関する。
し、より詳しくは回転体に連結して回転体の回転を制動
する自己保持型ブレーキ装置または回転体に連結してそ
の回転を他の回転体に伝達する自己保持型クラッチ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の電磁ブレーキ装置を例にと
り説明する。従来のソレノイドを利用した電磁ブレーキ
装置では、非通電時にはスプリングによる機械的な力に
よって、アーマチュアをロータに押し付け、その摩擦力
によりブレーキを作動させている。また、ソレノイドに
通電することで電磁力を発生させ、アーマチュアをロー
タから引き離し、ロータの拘束を解除している。
り説明する。従来のソレノイドを利用した電磁ブレーキ
装置では、非通電時にはスプリングによる機械的な力に
よって、アーマチュアをロータに押し付け、その摩擦力
によりブレーキを作動させている。また、ソレノイドに
通電することで電磁力を発生させ、アーマチュアをロー
タから引き離し、ロータの拘束を解除している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブレー
キをかけた状態でスプリングが破損した場合には、ブレ
ーキが解除されてしまう。また、ブレーキを解除した状
態で、ソレノイド・コイルの断線や電源故障等により電
磁力の発生が断たれると、ブレーキが掛かった状態にな
ってしまう。
キをかけた状態でスプリングが破損した場合には、ブレ
ーキが解除されてしまう。また、ブレーキを解除した状
態で、ソレノイド・コイルの断線や電源故障等により電
磁力の発生が断たれると、ブレーキが掛かった状態にな
ってしまう。
【０００４】更に、ブレーキを解除している間は継続し
て通電する必要がある。また、ブレーキ力を大きくする
ためにはスプリング力を大きくする必要があり、それに
伴いソレノイドの吸引力を大きくするため、ソレノイド
への供給電流値を大きくしなければならず、消費電力も
大きくならざるを得なかった。
て通電する必要がある。また、ブレーキ力を大きくする
ためにはスプリング力を大きくする必要があり、それに
伴いソレノイドの吸引力を大きくするため、ソレノイド
への供給電流値を大きくしなければならず、消費電力も
大きくならざるを得なかった。
【０００５】また、従来の電磁ブレーキ装置はスプリン
グによる機械的な力により、ブレーキパッドを接触させ
てブレーキ力を発生させていたが、ブレーキパッドが摩
耗するとスプリングの伸びが増しスプリングの押さえ付
け力が減少し、結果的にブレーキ力が減少してしまう。
グによる機械的な力により、ブレーキパッドを接触させ
てブレーキ力を発生させていたが、ブレーキパッドが摩
耗するとスプリングの伸びが増しスプリングの押さえ付
け力が減少し、結果的にブレーキ力が減少してしまう。
【０００６】以上の説明は電磁ブレーキ装置について行
ったが、回転体間の連結、解除を行う電磁クラッチ装置
においても同様の問題がある。
ったが、回転体間の連結、解除を行う電磁クラッチ装置
においても同様の問題がある。
【０００７】
【発明の目的】本発明は上述した従来の電磁ブレーキ装
置や電磁クラッチ装置に付随する問題を解決することを
目的とする。
置や電磁クラッチ装置に付随する問題を解決することを
目的とする。
【０００８】本発明は、作動／非作動の各状態を保持す
るのに永久磁石の磁力を利用し、作動／非作動の切り替
えにのみソレノイドへの通電を必要とすることにより、
スプリングを廃し、構成品の故障／破損により作動／非
作動が切り替わらず、且つ、パッドの摩耗による連結力
低下を起こさず、且つ、消費電力を大幅に低減する自己
保持型連結装置を提供することを目的とする。
るのに永久磁石の磁力を利用し、作動／非作動の切り替
えにのみソレノイドへの通電を必要とすることにより、
スプリングを廃し、構成品の故障／破損により作動／非
作動が切り替わらず、且つ、パッドの摩耗による連結力
低下を起こさず、且つ、消費電力を大幅に低減する自己
保持型連結装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上述
の目的を軸線方向に移動可能に設けられたアーマチュ
ア、閉ループに沿う断面形状を有し該アーマチュアの軸
線方向の移動を許容する軸方向空間を具備した磁路部
材、前記磁路部材に取着されアーマチュアおよび磁路部
材を通る２種類の磁束を形成する永久磁石、前記２種類
の磁束に抗して前記アーマチュアを軸方向に移動させる
磁束を形成する電磁コイル並びに電磁コイルの磁束方向
を切換える手段からなることを特徴とする自己保持型連
結装置により達成する。
の目的を軸線方向に移動可能に設けられたアーマチュ
ア、閉ループに沿う断面形状を有し該アーマチュアの軸
線方向の移動を許容する軸方向空間を具備した磁路部
材、前記磁路部材に取着されアーマチュアおよび磁路部
材を通る２種類の磁束を形成する永久磁石、前記２種類
の磁束に抗して前記アーマチュアを軸方向に移動させる
磁束を形成する電磁コイル並びに電磁コイルの磁束方向
を切換える手段からなることを特徴とする自己保持型連
結装置により達成する。
【００１０】本発明では、前記アーマチュアを軸線方向
に移動可能であるとともに回転不能に設け、該アーマチ
ュアが回転体を制動する電磁ブレーキを構成するように
してもよく、また前記アーマチュアを軸線方向に移動可
能であるとともに回転可能に設け、該アーマチュアが回
転体の回転を伝達する電磁クラッチを構成してもよい。
更に、前記回転体をモータの回転軸に取着することによ
り、ブレーキ付モータまたはクラッチ付モータを構成す
ることができる。
に移動可能であるとともに回転不能に設け、該アーマチ
ュアが回転体を制動する電磁ブレーキを構成するように
してもよく、また前記アーマチュアを軸線方向に移動可
能であるとともに回転可能に設け、該アーマチュアが回
転体の回転を伝達する電磁クラッチを構成してもよい。
更に、前記回転体をモータの回転軸に取着することによ
り、ブレーキ付モータまたはクラッチ付モータを構成す
ることができる。
【００１１】本発明では自己保持型連結装置としたの
で、ブレーキ構成部品の故障により、意図せずブレーキ
やクラッチの状態（作動／非作動）が変化することがな
く、システムの安全性が向上する。本発明では作動状態
の切替え時のみにソレノイドのコイルに通電すればよ
く、コイルに通電する時間が非常に短時間でよいため、
消費電力が大幅に低減できる。また、本発明によればブ
レーキパッドが摩耗した場合には、エアギャップ長さが
減少する方向となり、結果的に吸引力が増加してブレー
キ力が増加し、摩耗が発生しても機能に影響を与えるこ
とはない。なお、エアギャップ内に任意の位置にストッ
パを設けることによって、ブレーキ作動時の押し付け力
（ブレーキ力）および非作動時の保持力を各々任意に設
定することもできる。
で、ブレーキ構成部品の故障により、意図せずブレーキ
やクラッチの状態（作動／非作動）が変化することがな
く、システムの安全性が向上する。本発明では作動状態
の切替え時のみにソレノイドのコイルに通電すればよ
く、コイルに通電する時間が非常に短時間でよいため、
消費電力が大幅に低減できる。また、本発明によればブ
レーキパッドが摩耗した場合には、エアギャップ長さが
減少する方向となり、結果的に吸引力が増加してブレー
キ力が増加し、摩耗が発生しても機能に影響を与えるこ
とはない。なお、エアギャップ内に任意の位置にストッ
パを設けることによって、ブレーキ作動時の押し付け力
（ブレーキ力）および非作動時の保持力を各々任意に設
定することもできる。
【００１２】
【実施例】以下、図示した実施例を参照して、本発明を
詳細に説明する。最初に図１〜図９を参照して、本発明
を自己保持型電磁ブレーキ装置に実施した場合の作動原
理を説明する。
詳細に説明する。最初に図１〜図９を参照して、本発明
を自己保持型電磁ブレーキ装置に実施した場合の作動原
理を説明する。
【００１３】本発明の自己保持型ブレーキ装置は軸線方
向（図１の紙面上を左右）に移動可能であるとともに軸
まわりに回転しないアーマチュア１、図１の断面図に示
すようにＣ字形状をしてアーマチュア１が移動する小空
間を有し磁束を通す磁路部材２と、前記磁路部材２の空
所に収容した電磁コイル３、アーマチュアの外側位置に
配設した永久磁石４および永久磁石４の両側に配置した
非磁性体５からなり、アーマチュアの右側端面にはブレ
ーキパッド６を取着し、図１に示すようにアーマチュア
１が前記磁路部材２の開口部２ａ内を移動して電動機の
出力軸とつながったロータ７を押さえつけることにより
ブレーキを作動させる。
向（図１の紙面上を左右）に移動可能であるとともに軸
まわりに回転しないアーマチュア１、図１の断面図に示
すようにＣ字形状をしてアーマチュア１が移動する小空
間を有し磁束を通す磁路部材２と、前記磁路部材２の空
所に収容した電磁コイル３、アーマチュアの外側位置に
配設した永久磁石４および永久磁石４の両側に配置した
非磁性体５からなり、アーマチュアの右側端面にはブレ
ーキパッド６を取着し、図１に示すようにアーマチュア
１が前記磁路部材２の開口部２ａ内を移動して電動機の
出力軸とつながったロータ７を押さえつけることにより
ブレーキを作動させる。
【００１４】磁路部材２の開口部２ａとアーマチュア１
間のエアギャップ９ａ、９ｂの磁気抵抗は、エアギャッ
プ９ａ、９ｂの長さに比例し、また、エアギャップ９
ａ、９ｂを通してアーマチュア１に働く吸引力は、エア
ギャップ９ａ、９ｂ部の磁気抵抗の逆数に比例する。
間のエアギャップ９ａ、９ｂの磁気抵抗は、エアギャッ
プ９ａ、９ｂの長さに比例し、また、エアギャップ９
ａ、９ｂを通してアーマチュア１に働く吸引力は、エア
ギャップ９ａ、９ｂ部の磁気抵抗の逆数に比例する。
【００１５】なお、以下の説明においてエアギャップ９
ａ、９ｂの数値は例示であり、ブレーキのストローク
量、ブレーキサイズ等により、これら範囲外の数値とす
ることもできる。
ａ、９ｂの数値は例示であり、ブレーキのストローク
量、ブレーキサイズ等により、これら範囲外の数値とす
ることもできる。
【００１６】（１）ブレーキ作動保持時 ブレーキ作動保持時には後述するように電磁コイル３に
電流を印加しアーマチュア１をロータ７側に移動させ図
１に示す断面図の状態とする。この場合の等価磁気回路
は図２のようになる。
電流を印加しアーマチュア１をロータ７側に移動させ図
１に示す断面図の状態とする。この場合の等価磁気回路
は図２のようになる。
【００１７】すなわち、アーマチュア１がロータ７側に
移動することによりエアギャップ９ａ、９ｂは、例え
ば、左側エアギャップ９ａが４〜６mmとなり、右側エア
ギャップ９ｂの０〜２mmより大きくなり、磁路抵抗Ｒ１
＞Ｒ２の状態となり、従って、磁束Φ１＜Φ２となりエ
アギャップ９ａ、９ｂ部での吸引力の関係は、 Ｆ２（エアギャップ９ｂの吸引力）＞Ｆ１（エアギャッ
プ９ａの吸引力） となる。このため、アーマチュア１が一旦軸方向に（図
１で右側へ）移動されれば、吸引力の差分の力Ｆ（保持
力）＝Ｆ２−Ｆ１によりアーマチュア１はロータ７に押
し付けられた状態を保持する。
移動することによりエアギャップ９ａ、９ｂは、例え
ば、左側エアギャップ９ａが４〜６mmとなり、右側エア
ギャップ９ｂの０〜２mmより大きくなり、磁路抵抗Ｒ１
＞Ｒ２の状態となり、従って、磁束Φ１＜Φ２となりエ
アギャップ９ａ、９ｂ部での吸引力の関係は、 Ｆ２（エアギャップ９ｂの吸引力）＞Ｆ１（エアギャッ
プ９ａの吸引力） となる。このため、アーマチュア１が一旦軸方向に（図
１で右側へ）移動されれば、吸引力の差分の力Ｆ（保持
力）＝Ｆ２−Ｆ１によりアーマチュア１はロータ７に押
し付けられた状態を保持する。
【００１８】（２）ブレーキ作動から非作動への移行時 上述のように、ブレーキ作動保持状態では、磁束Φ２＞
Φ１の関係から、保持力Ｆ２＞Ｆ１となっていた。この
状態からブレーキを非作動状態にするためには、保持力
Ｆ＝Ｆ２−Ｆ１に抗してアーマチュア１をロータ７から
引離す方向に移動させる必要がある。本発明ではこのア
ーマチュア１の移動を電磁コイル３により行う。ブレー
キ作動から非作動への移行時の等価磁気回路は図３のよ
うになる。電磁コイル３による磁束Φを図３の等価磁気
回路に示す方向に発生させる必要がある。
Φ１の関係から、保持力Ｆ２＞Ｆ１となっていた。この
状態からブレーキを非作動状態にするためには、保持力
Ｆ＝Ｆ２−Ｆ１に抗してアーマチュア１をロータ７から
引離す方向に移動させる必要がある。本発明ではこのア
ーマチュア１の移動を電磁コイル３により行う。ブレー
キ作動から非作動への移行時の等価磁気回路は図３のよ
うになる。電磁コイル３による磁束Φを図３の等価磁気
回路に示す方向に発生させる必要がある。
【００１９】すなわち、合成磁束が（Φ２−Φ）＜（Φ
１＋Φ）となる磁束Φを電磁コイル３で発生させれば、
アーマチュア１は前述と反対方向（ロータ７から離れる
方向）に動き、ブレーキは非作動となる。
１＋Φ）となる磁束Φを電磁コイル３で発生させれば、
アーマチュア１は前述と反対方向（ロータ７から離れる
方向）に動き、ブレーキは非作動となる。
【００２０】（３）ブレーキ非作動保持時 ブレーキ非作動保持時の断面図および等価磁気回路は図
４、図５のようになる。すなわち、左側のエアギャップ
９ａ′が例えば０〜２mmｋ大きさとなり、右側のエアギ
ャップ９ｂ′の大きさ（例えば４〜６mm）より小さくな
り、磁路抵抗Ｒ２′＞Ｒ１′となり、磁束Φ２′＜Φ
１′となりエアギャップ９ａ′、９ｂ′での吸引力の関
係は、 Ｆ１′（エアギャップ９ａ′の吸引力）＞Ｆ２′（エア
ギャップ９ｂ′の吸引力） 吸引力の差分の力Ｆ（保持力）＝Ｆ１′−Ｆ２′により
アーマチュア１はロータ７から離された状態を保持す
る。
４、図５のようになる。すなわち、左側のエアギャップ
９ａ′が例えば０〜２mmｋ大きさとなり、右側のエアギ
ャップ９ｂ′の大きさ（例えば４〜６mm）より小さくな
り、磁路抵抗Ｒ２′＞Ｒ１′となり、磁束Φ２′＜Φ
１′となりエアギャップ９ａ′、９ｂ′での吸引力の関
係は、 Ｆ１′（エアギャップ９ａ′の吸引力）＞Ｆ２′（エア
ギャップ９ｂ′の吸引力） 吸引力の差分の力Ｆ（保持力）＝Ｆ１′−Ｆ２′により
アーマチュア１はロータ７から離された状態を保持す
る。
【００２１】（４）ブレーキ非作動から作動への移行時 ブレーキ非作動から作動への移行時の等価磁気回路は図
６のようになる。上述のように、ブレーキ非作動保持状
態では、磁束Φ１′＞Φ２′の関係から、保持力Ｆ１′
＞Ｆ２′となっていた。ブレーキを作動状態にするため
には、電磁コイル３による磁束Φ′を図６の等価磁気回
路に示す方向に発生させる必要がある。
６のようになる。上述のように、ブレーキ非作動保持状
態では、磁束Φ１′＞Φ２′の関係から、保持力Ｆ１′
＞Ｆ２′となっていた。ブレーキを作動状態にするため
には、電磁コイル３による磁束Φ′を図６の等価磁気回
路に示す方向に発生させる必要がある。
【００２２】すなわち、合成磁束が（Φ１′−Φ′）＜
（Φ２′＋Φ′）となる磁束Φ′を前述と逆方向に電磁
コイル３で発生させれば、アーマチュア１はロータ７に
向け反対方向に動き、ブレーキは作動となる。
（Φ２′＋Φ′）となる磁束Φ′を前述と逆方向に電磁
コイル３で発生させれば、アーマチュア１はロータ７に
向け反対方向に動き、ブレーキは作動となる。
【００２３】ここに、本発明ではスイッチにより電磁コ
イル３の磁束の発生を制御するとともに、電磁コイル３
の磁束Φ、Φ′の発生方向を変えるため、電磁コイル３
に接続した２本のワイヤに印加する電圧の極性を変え、
磁束Φ、Φ′の発生方向を制御する。従って、本発明で
は電磁コイル３の磁束の発生およびその方向を切換える
スイッチを含んでいる。
イル３の磁束の発生を制御するとともに、電磁コイル３
の磁束Φ、Φ′の発生方向を変えるため、電磁コイル３
に接続した２本のワイヤに印加する電圧の極性を変え、
磁束Φ、Φ′の発生方向を制御する。従って、本発明で
は電磁コイル３の磁束の発生およびその方向を切換える
スイッチを含んでいる。
【００２４】
【具体的実施例】次に本発明を電磁ブレーキ付モータに
実施した実施例を説明する。図７は本発明を実施した電
磁ブレーキ付モータであり、図において右半分がブラシ
レスモータ１０を構成しており、その左部分に本発明に
係る電磁ブレーキを設けている。本発明に係るモータ
は、図示したものに限られるものではなく、公知の何れ
の形式のものとすることもできるが、以下、簡単に図示
した実施例のものにつき説明する。
実施した実施例を説明する。図７は本発明を実施した電
磁ブレーキ付モータであり、図において右半分がブラシ
レスモータ１０を構成しており、その左部分に本発明に
係る電磁ブレーキを設けている。本発明に係るモータ
は、図示したものに限られるものではなく、公知の何れ
の形式のものとすることもできるが、以下、簡単に図示
した実施例のものにつき説明する。
【００２５】ケース１１内に一対のベアリング１２によ
りシャフト１３を回転自在に支持している。シャフト１
３の右端部には出力部材として、例えば歯車２５を設
け、この歯車から出力を取り出すようにしている。シャ
フト１３の中央部には回転子となる永久磁石１４を取着
しており、また、この回転子１４に対して小間隙を開
け、固定子となるコイル付きの電磁石１５を設けてい
る。シャフト１３の左側先端部にはシャフト１３の回転
を検出するための小型の永久磁石１６およびその永久磁
石１６に対向してホールＩＣ１７を設置し、永久磁石１
６とホールＩＣ１７により回転子１４の磁極の位相を検
出し、固定子１４のコイルへの通電を制御するようにな
っている。
りシャフト１３を回転自在に支持している。シャフト１
３の右端部には出力部材として、例えば歯車２５を設
け、この歯車から出力を取り出すようにしている。シャ
フト１３の中央部には回転子となる永久磁石１４を取着
しており、また、この回転子１４に対して小間隙を開
け、固定子となるコイル付きの電磁石１５を設けてい
る。シャフト１３の左側先端部にはシャフト１３の回転
を検出するための小型の永久磁石１６およびその永久磁
石１６に対向してホールＩＣ１７を設置し、永久磁石１
６とホールＩＣ１７により回転子１４の磁極の位相を検
出し、固定子１４のコイルへの通電を制御するようにな
っている。
【００２６】シャフト１３の左側先端部には円板状をし
たブレーキロータ１９がシャフトに止めねじ１８により
止着されている。シャフト１３の円板状をしたブレーキ
ロータ１９に対向して、やはり同様に円板状をしたブレ
ーキロータ２１が設けられている。両ブレーキロータ１
９、２１の双方または一方の表面にはブレーキパッド６
が貼着されている。ブレーキロータ２１から突出した軸
２２には小径の円板１がナット２０により締着されてい
る。円板１は本発明のアーマチュア１となる。後述のよ
うに、ブレーキロータ２１、軸２２およびアーマチュア
１は一体となって軸方向に移動可能であるが、軸線回り
に回転できないようになっている。アーマチュア１に対
向して永久磁石４が設けられている。
たブレーキロータ１９がシャフトに止めねじ１８により
止着されている。シャフト１３の円板状をしたブレーキ
ロータ１９に対向して、やはり同様に円板状をしたブレ
ーキロータ２１が設けられている。両ブレーキロータ１
９、２１の双方または一方の表面にはブレーキパッド６
が貼着されている。ブレーキロータ２１から突出した軸
２２には小径の円板１がナット２０により締着されてい
る。円板１は本発明のアーマチュア１となる。後述のよ
うに、ブレーキロータ２１、軸２２およびアーマチュア
１は一体となって軸方向に移動可能であるが、軸線回り
に回転できないようになっている。アーマチュア１に対
向して永久磁石４が設けられている。
【００２７】アーマチュア１の小径円板部を挟んで断面
がＣの字状をした磁束部材２が設けられている。この磁
束部材２に永久磁石４が取着され、永久磁石４から発せ
られる２組の磁束がアーマチュア１を通って形成される
ように構成されている。
がＣの字状をした磁束部材２が設けられている。この磁
束部材２に永久磁石４が取着され、永久磁石４から発せ
られる２組の磁束がアーマチュア１を通って形成される
ように構成されている。
【００２８】アーマチュア１の小径円板部と磁束部材２
の間には微小のエアギャップ９ａ、９ｂが形成されてい
る。なお本実施例においては、アーマチュア１を永久磁
石４に沿って軸線方向に移動させるものであるが、永久
磁石４そのものを半径方向の厚さが大きいものとすると
加工が難しく、また永久磁石４そのものをアーマチュア
１の直接摺動面とすると強度的な問題が生じるために、
永久磁石４の内径部に加工性がよく強度の強い金属部材
２３を一体的に取付けている。この金属部材２３には図
８に示すように周方向に３箇所のローラガイド２４を支
承する凹部箇所２３ａが設けてあり、このローラガイド
２４は永久磁石４の内径部の金属ガイド部材２３とアー
マチュア１との軸線方向を移動を案内するようになって
いる。
の間には微小のエアギャップ９ａ、９ｂが形成されてい
る。なお本実施例においては、アーマチュア１を永久磁
石４に沿って軸線方向に移動させるものであるが、永久
磁石４そのものを半径方向の厚さが大きいものとすると
加工が難しく、また永久磁石４そのものをアーマチュア
１の直接摺動面とすると強度的な問題が生じるために、
永久磁石４の内径部に加工性がよく強度の強い金属部材
２３を一体的に取付けている。この金属部材２３には図
８に示すように周方向に３箇所のローラガイド２４を支
承する凹部箇所２３ａが設けてあり、このローラガイド
２４は永久磁石４の内径部の金属ガイド部材２３とアー
マチュア１との軸線方向を移動を案内するようになって
いる。
【００２９】また、本実施例ではアーマチュア１はモー
タの回転を停止させる電磁ブレーキ装置として作用する
ために、アーマチュア１そのものは軸線方向に微小距離
の移動は可能であるが、軸線回りの回転はしないように
アーマチュア１の大径のブレーキロータ２１の周面とケ
ース１１の内面とに凹凸を形成し、互いに嵌合させ回転
をしないようにしている。
タの回転を停止させる電磁ブレーキ装置として作用する
ために、アーマチュア１そのものは軸線方向に微小距離
の移動は可能であるが、軸線回りの回転はしないように
アーマチュア１の大径のブレーキロータ２１の周面とケ
ース１１の内面とに凹凸を形成し、互いに嵌合させ回転
をしないようにしている。
【００３０】以上の構成からなる本実施例の電磁ブレー
キ装置においては、モータの回転を停止させたり作動さ
せたりする場合には、上述の説明したように永久磁石お
よび永久磁石の左側に設けているコイルにより磁束を制
御することにより行なうことができる。
キ装置においては、モータの回転を停止させたり作動さ
せたりする場合には、上述の説明したように永久磁石お
よび永久磁石の左側に設けているコイルにより磁束を制
御することにより行なうことができる。
【００３１】以上の説明は電磁ブレーキ付モータについ
ての説明を行ったが、アーマチュアが軸線方向に移動可
能とするとともに軸の回りに回転可能とすることにより
本発明はクラッチも使用することができる。その一例を
図９に示す。
ての説明を行ったが、アーマチュアが軸線方向に移動可
能とするとともに軸の回りに回転可能とすることにより
本発明はクラッチも使用することができる。その一例を
図９に示す。
【００３２】この図９に示したクラッチ付きモータにお
いては、モータの出力を取出しまたは遮断するものであ
る。従って、前述した実施例のブレーキロータ１９、２
１およびブレーキパッド６は、本実施例ではクラッチロ
ータ１９、２１およびクラッチパッド６と置き換えられ
ている。また、クラッチロータ２１、軸２２およびアー
マチュア１が一体となって軸方向に移動可能であるのみ
ならず、軸線回りにも回転できる点で前述の実施例と相
違しているが、各要素の構造は実質的に同じである。更
に、前述した実施例ではモータのシャフト１３に歯車２
５のような出力部材を設けていたが、本実施例ではクラ
ッチの軸２２に歯車２５のような出力部材をスプライン
２４で連結しており、歯車２５に関係なくクラッチロー
タ２１、軸２２およびアーマチュア１が軸方向に移動可
能としている。その他の構造は前述した実施例と同様な
ため、その詳細な説明は省略する。
いては、モータの出力を取出しまたは遮断するものであ
る。従って、前述した実施例のブレーキロータ１９、２
１およびブレーキパッド６は、本実施例ではクラッチロ
ータ１９、２１およびクラッチパッド６と置き換えられ
ている。また、クラッチロータ２１、軸２２およびアー
マチュア１が一体となって軸方向に移動可能であるのみ
ならず、軸線回りにも回転できる点で前述の実施例と相
違しているが、各要素の構造は実質的に同じである。更
に、前述した実施例ではモータのシャフト１３に歯車２
５のような出力部材を設けていたが、本実施例ではクラ
ッチの軸２２に歯車２５のような出力部材をスプライン
２４で連結しており、歯車２５に関係なくクラッチロー
タ２１、軸２２およびアーマチュア１が軸方向に移動可
能としている。その他の構造は前述した実施例と同様な
ため、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
（１）本発明ではブレーキ構成部品の故障により、意図
せずブレーキの状態（作動／非作動）が変化することが
なく、システムの安全性が向上する。 （２）本発明ではソレノイドのコイルに通電する時間が
非常に短時間でよいため、消費電力が大幅に低減でき
る。 （３）本発明によればブレーキパッドが摩耗した場合に
は、エアギャップ長さが減少する方向となり、結果的に
吸引力が増加してブレーキ力が増加し、摩耗が発生して
も機能に影響を与えることはない。 （４）本発明ではエアギャップ内に任意の位置にストッ
パを設けることによって、ブレーキ作動時の押し付け力
（ブレーキ力）および非作動時の保持力を各々任意に設
定できる。 （５）本明細書では、電磁ブレーキへの適用を例に説明
したが、本発明はソレノイドバルブ等のソレノイドを使
用する製品にも適用可能であり、本書で述べた効果と同
等の効果が得られる。
せずブレーキの状態（作動／非作動）が変化することが
なく、システムの安全性が向上する。 （２）本発明ではソレノイドのコイルに通電する時間が
非常に短時間でよいため、消費電力が大幅に低減でき
る。 （３）本発明によればブレーキパッドが摩耗した場合に
は、エアギャップ長さが減少する方向となり、結果的に
吸引力が増加してブレーキ力が増加し、摩耗が発生して
も機能に影響を与えることはない。 （４）本発明ではエアギャップ内に任意の位置にストッ
パを設けることによって、ブレーキ作動時の押し付け力
（ブレーキ力）および非作動時の保持力を各々任意に設
定できる。 （５）本明細書では、電磁ブレーキへの適用を例に説明
したが、本発明はソレノイドバルブ等のソレノイドを使
用する製品にも適用可能であり、本書で述べた効果と同
等の効果が得られる。
【図１】本発明の作動状態の原理を示す断面図である。
【図２】図１に示す状態の等価磁気回路図である。
【図３】作動状態から非作動状態への切換えを説明する
等価磁気回路図である。
等価磁気回路図である。
【図４】本発明の非作動状態の原理を示す断面図であ
る。
る。
【図５】図４に示す状態の等価磁気回路図である。
【図６】非作動状態から作動状態への切換えを説明する
等価磁気回路図である。
等価磁気回路図である。
【図７】本発明を実施したブレーキ付きモータの断面図
である。
である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】本発明を実施したクラッチ付きモータの断面図
である。
である。
１ アーマチュア ２ 磁路部材 ２ａ 開口部 ３ 電磁コイル ４ 永久磁石 ５ 非磁性体 ６ パッド ７ ロータ ９ａ エアギャップ ９ａ′ エアギャップ ９ｂ エアギャップ ９ｂ′ エアギャップ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【実施例】以下、図示した実施例を参照して、本発明を
詳細に説明する。最初に図１〜図６を参照して、本発明
を自己保持型電磁ブレーキ装置に実施した場合の作動原
理を説明する。
詳細に説明する。最初に図１〜図６を参照して、本発明
を自己保持型電磁ブレーキ装置に実施した場合の作動原
理を説明する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】（３）ブレーキ非作動保持時 ブレーキ非作動保持時の断面図および等価磁気回路は図
４、図５のようになる。すなわち、左側のエアギャップ
９ａ′が例えば０〜２mmの大きさとなり、右側のエアギ
ャップ９ｂ′の大きさ（例えば４〜６mm）より小さくな
り、磁路抵抗Ｒ２′＞Ｒ１′となり、磁束Φ２′＜Φ
１′となりエアギャップ９ａ′、９ｂ′での吸引力の関
係は、Ｆ１′（エアギャップ９ａ′の吸引力）＞Ｆ２′
（エアギャップ９ｂ′の吸引力） 吸引力の差分の力Ｆ（保持力）＝Ｆ１′−Ｆ２′により
アーマチュア１はロータ７から離された状態を保持す
る。
４、図５のようになる。すなわち、左側のエアギャップ
９ａ′が例えば０〜２mmの大きさとなり、右側のエアギ
ャップ９ｂ′の大きさ（例えば４〜６mm）より小さくな
り、磁路抵抗Ｒ２′＞Ｒ１′となり、磁束Φ２′＜Φ
１′となりエアギャップ９ａ′、９ｂ′での吸引力の関
係は、Ｆ１′（エアギャップ９ａ′の吸引力）＞Ｆ２′
（エアギャップ９ｂ′の吸引力） 吸引力の差分の力Ｆ（保持力）＝Ｆ１′−Ｆ２′により
アーマチュア１はロータ７から離された状態を保持す
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】アーマチュア１の小径円板部と磁束部材２
の間には微小のエアギャップ９ａ、９ｂが形成されてい
る。なお本実施例においては、アーマチュア１を永久磁
石４に沿って軸線方向に移動させるものであるが、永久
磁石４そのものを半径方向の厚さが大きいものとすると
加工が難しく、また永久磁石４そのものをアーマチュア
１の直接摺動面とすると強度的な問題が生じるために、
永久磁石４の内径部に加工性がよく強度の強い金属部材
２３を一体的に取付けている。この金属部材２３には図
８に示すように周方向に３箇所のローラガイド２４を支
承する凹部箇所２３ａが設けてあり、このローラガイド
２４は永久磁石４の内径部の金属ガイド部材２３とアー
マチュア１との軸線方向の移動を案内するようになって
いる。
の間には微小のエアギャップ９ａ、９ｂが形成されてい
る。なお本実施例においては、アーマチュア１を永久磁
石４に沿って軸線方向に移動させるものであるが、永久
磁石４そのものを半径方向の厚さが大きいものとすると
加工が難しく、また永久磁石４そのものをアーマチュア
１の直接摺動面とすると強度的な問題が生じるために、
永久磁石４の内径部に加工性がよく強度の強い金属部材
２３を一体的に取付けている。この金属部材２３には図
８に示すように周方向に３箇所のローラガイド２４を支
承する凹部箇所２３ａが設けてあり、このローラガイド
２４は永久磁石４の内径部の金属ガイド部材２３とアー
マチュア１との軸線方向の移動を案内するようになって
いる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】
【発明の効果】 （１）本発明ではブレーキまたはクラッチの構成部品の
故障により、意図せずブレーキの状態（作動／非作動）
が変化することがなく、システムの安全性が向上する。 （２）本発明ではソレノイドのコイルに通電する時間が
非常に短時間でよいため、消費電力が大幅に低減でき
る。 （３）本発明によればブレーキパッドが摩耗した場合に
は、エアギャップ長さが減少する方向となり、結果的に
吸引力が増加してブレーキ力が増加し、摩耗が発生して
も機能に影響を与えることはない。 （４）本発明ではエアギャップ内に任意の位置にストッ
パを設けることによって、ブレーキ作動時の押し付け力
（ブレーキ力）および非作動時の保持力を各々任意に設
定できる。 （５）本明細書では、電磁ブレーキまたはクラッチへの
適用を例に説明したが、本発明はソレノイドバルブ等の
ソレノイドを使用する製品にも適用可能であり、本書で
述べた効果と同等の効果が得られる。
故障により、意図せずブレーキの状態（作動／非作動）
が変化することがなく、システムの安全性が向上する。 （２）本発明ではソレノイドのコイルに通電する時間が
非常に短時間でよいため、消費電力が大幅に低減でき
る。 （３）本発明によればブレーキパッドが摩耗した場合に
は、エアギャップ長さが減少する方向となり、結果的に
吸引力が増加してブレーキ力が増加し、摩耗が発生して
も機能に影響を与えることはない。 （４）本発明ではエアギャップ内に任意の位置にストッ
パを設けることによって、ブレーキ作動時の押し付け力
（ブレーキ力）および非作動時の保持力を各々任意に設
定できる。 （５）本明細書では、電磁ブレーキまたはクラッチへの
適用を例に説明したが、本発明はソレノイドバルブ等の
ソレノイドを使用する製品にも適用可能であり、本書で
述べた効果と同等の効果が得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
Claims (5)
- 【請求項１】 軸線方向に移動可能に設けられたアーマ
チュア、閉ループに沿う断面形状を有し該アーマチュア
の軸線方向の移動を許容する軸方向空間を具備した磁路
部材、前記磁路部材に取着されアーマチュアおよび磁路
部材を通る２種類の磁束を形成する永久磁石、前記２種
類の磁束に抗して前記アーマチュアを軸方向に移動させ
る磁束を形成する電磁コイル並びに電磁コイルの磁束方
向を切換える手段からなることを特徴とする自己保持型
連結装置。 - 【請求項２】 前記アーマチュアが軸線方向に移動可能
であるとともに回転不能に設けられ、該アーマチュアが
回転体を制動する電磁ブレーキを構成していることを特
徴とする請求項１に記載の自己保持型連結装置。 - 【請求項３】 前記回転体がモータの回転軸に取着され
ていてブレーキ付モータを構成していることを特徴とす
る請求項２に記載の自己保持型連結装置。 - 【請求項４】 前記アーマチュアが軸線方向に移動可能
であるとともに回転可能に設けられ、該アーマチュアが
回転体の回転を伝達する電磁クラッチを構成しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の自己保持型連結装置。 - 【請求項５】 前記回転体がモータの回転軸に取着され
ていてクラッチ付モータを構成していることを特徴とす
る請求項４に記載の自己保持型連結装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8065485A JPH09229105A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 自己保持型連結装置 |
| DE69707030T DE69707030T2 (de) | 1996-02-27 | 1997-02-24 | Selbsthaltende Kupplungsvorrichtung |
| EP97102978A EP0793034B1 (en) | 1996-02-27 | 1997-02-24 | A self holding type connecting device |
| US08/805,622 US5847478A (en) | 1996-02-27 | 1997-02-26 | Electro-magnetic clutch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8065485A JPH09229105A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 自己保持型連結装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229105A true JPH09229105A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=13288458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8065485A Abandoned JPH09229105A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 自己保持型連結装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5847478A (ja) |
| EP (1) | EP0793034B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09229105A (ja) |
| DE (1) | DE69707030T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005009633A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Tokico Ltd | 電動ブレーキ装置 |
| JP2005529260A (ja) * | 2002-06-10 | 2005-09-29 | ヴァレオ ズィッヒャーハイツジステーメ ゲーエムベーハー | 電磁摩擦係合クラッチ装置およびその動作方法 |
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| JP2016130539A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 動力伝達装置 |
| CN107725646A (zh) * | 2017-09-11 | 2018-02-23 | 浙江零跑科技有限公司 | 一种新能源车用齿轮式制动执行装置 |
| JP2019108986A (ja) * | 2019-02-28 | 2019-07-04 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 動力伝達装置 |
| JP2021164312A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 東京モートロニクス株式会社 | モータ |
| US12385532B2 (en) | 2020-08-12 | 2025-08-12 | Tokyo Motronics Co., Ltd. | Electromagnetic braking device |
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