JPH1052028A - Electromagnetic braking device - Google Patents
Electromagnetic braking deviceInfo
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- JPH1052028A JPH1052028A JP20201496A JP20201496A JPH1052028A JP H1052028 A JPH1052028 A JP H1052028A JP 20201496 A JP20201496 A JP 20201496A JP 20201496 A JP20201496 A JP 20201496A JP H1052028 A JPH1052028 A JP H1052028A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両の走行速度に係わらず制動力を自由に制
御でき、かつ装置の構成を簡単にしてコンパクト化にも
適した電磁力ブレーキ装置を得る。
【解決手段】 回転軸2と一体回転するマグネットロー
タ3の外周部には、所定角度ごとに磁極が形成されてい
る。一方、マグネットロータ3の側方のステータ側に
は、磁極の配置角度と同じ角度で複数の磁極部5A〜5
Dが設けてある。また、一つの磁極部5Aに近接して磁
極センサ7が設けられている。前記磁極センサ7が磁極
を検出すると、前記磁極部5Aは前記磁極と反対極性と
なるように励磁され、その他の磁極部5B〜5Dもそれ
ぞれに対向する磁極と反対極性となるように励磁され
る。
(57) [Problem] To provide an electromagnetic braking device which can freely control a braking force irrespective of a running speed of a vehicle, and which is simple in configuration and suitable for downsizing. SOLUTION: Magnetic poles are formed at predetermined angles on an outer peripheral portion of a magnet rotor 3 which rotates integrally with a rotating shaft 2. On the other hand, a plurality of magnetic pole portions 5A to 5A are provided on the side of the stator of the magnet rotor 3 at the same angle as the arrangement angle of the magnetic poles.
D is provided. A magnetic pole sensor 7 is provided near one magnetic pole portion 5A. When the magnetic pole sensor 7 detects a magnetic pole, the magnetic pole portion 5A is excited so as to have the opposite polarity to the magnetic pole, and the other magnetic pole portions 5B to 5D are also excited so as to have the opposite polarity to the magnetic poles facing each other. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の補助ブレ
ーキ装置として用いて好適な電磁力ブレーキ装置に関す
るもので、詳しくは、回転軸に連結されたマグネットロ
ータと前記マグネットロータの側方または周囲に配備し
たステータとの間の電磁力により前記回転軸に制動力を
発生させるようにした電磁力ブレーキ装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic brake device suitable for use as an auxiliary brake device for a vehicle or the like, and more particularly, to a magnet rotor connected to a rotating shaft and a side or periphery of the magnet rotor. The present invention relates to an electromagnetic force braking device that generates a braking force on the rotating shaft by an electromagnetic force between the electromagnetic force and a stator disposed in the electromagnetic force braking device.
【0002】[0002]
【従来の技術】トラック、バス等の大型車両において
は、主ブレーキである摩擦ブレーキ装置の他に、補助ブ
レーキ装置を装着したものが知られている。前記補助ブ
レーキ装置は、例えば降坂時における高速からの減速時
等に制動トルクを発生させ、摩擦ブレーキ装置の温度上
昇によるフェードを防止し、車両の安全性及び摩擦材の
耐久性を向上させるもので、この補助ブレーキ装置とし
ては、これまで、流体式リターダ(実開平5−3665
号公報参照)やうず電流式リターダ(特開平4−161
054号公報参照)が知られている。2. Description of the Related Art It is known that large vehicles such as trucks and buses are equipped with an auxiliary brake device in addition to a friction brake device as a main brake. The auxiliary brake device generates braking torque, for example, when decelerating from a high speed on a downhill, prevents a fade due to a rise in temperature of the friction brake device, and improves vehicle safety and durability of the friction material. As the auxiliary brake device, a hydraulic retarder (actually disclosed in Japanese Unexamined Utility Model Publication No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-161)
No. 054) is known.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した流
体式リターダやうず電流式リターダは、いずれも、制動
力が車両の走行速度に依存していて、車両の走行速度が
低い場合には小さな制動力しか発揮できず、補助的なブ
レーキ装置としてしか用いられないという問題があっ
た。また、主ブレーキのように、発生する制動力の大き
さを運転者が広範囲にわたって自由にコントロールする
ことができないという問題もあった。そして、流体式リ
ターダの場合は、ポンプ、リザーバ、ラジエータ等を必
要とするため、さらに、装置が複雑で大型化してしまう
という問題もあった。However, in each of the above-mentioned fluid type retarders and eddy current type retarders, the braking force depends on the running speed of the vehicle, and when the running speed of the vehicle is low, the braking force is small. There was a problem that only power could be exerted and used only as an auxiliary braking device. Also, there is a problem that the driver cannot freely control the magnitude of the generated braking force over a wide range as in the case of the main brake. In the case of a fluid type retarder, a pump, a reservoir, a radiator, and the like are required, so that there is a problem that the apparatus is complicated and large.
【0004】そこで、本発明の目的は上記課題を解消す
ることにあり、車両のブレーキ装置として利用した場合
に、車両の走行速度に関係なく、発生する制動力の大き
さを広範囲にわたって自由にコントロールすることがで
き、また装置の構成が単純で装置のコンパクト化にも適
した電磁力ブレーキ装置を提供することである。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and when used as a vehicle brake device, the magnitude of the generated braking force can be freely controlled over a wide range regardless of the running speed of the vehicle. It is another object of the present invention to provide an electromagnetic brake device which has a simple structure and is suitable for downsizing the device.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る電磁力ブレーキ装置の構成は、回転軸と
一体回転し、周方向に複数の磁極を有したマグネットロ
ータと、前記マグネットロータと対向する位置に設けら
れたステータと、前記ステータ側にあって前記マグネッ
トロータ上の互いに隣接する磁極間の配置角と略同角度
に形成し配設した複数の磁極部と、通電により前記磁極
部をN極またはS極に磁極化する励磁コイルと、前記磁
極部の任意の一つに近接配置され、その位置を通過する
前記マグネットロータ上の磁極を検出する磁極センサ
と、前記磁極センサの検出信号に基づいて前記励磁コイ
ルへの通電を制御する制御回路とを備え、前記制御回路
は、前記ステータ側の各磁極部を、それぞれに対向する
前記マグネットロータ上の磁極と反対の磁極となるよう
に極性を切り換える通電極性設定手段を備えることを特
徴とするものである。To achieve the above object, an electromagnetic brake device according to the present invention comprises: a magnet rotor which rotates integrally with a rotating shaft and has a plurality of magnetic poles in a circumferential direction; A stator provided at a position facing the rotor; and a plurality of magnetic pole portions formed and arranged at substantially the same angle as an arrangement angle between mutually adjacent magnetic poles on the magnet rotor on the stator side; An exciting coil for converting a magnetic pole portion to an N pole or an S pole; a magnetic pole sensor disposed in proximity to any one of the magnetic pole portions for detecting a magnetic pole on the magnet rotor passing therethrough; A control circuit for controlling the energization of the exciting coil based on the detection signal of (a). Is characterized in further comprising a current polarity setting means for switching the polarity so that the magnetic poles opposite to the poles of the above.
【0006】あるいは、前記制御回路は前記磁極部の磁
界強度を制御する磁界強度設定手段を備えることを特徴
としてもよい。あるいは、前記ステータは、前記マグネ
ットロータの側方にあって前記回転軸が中心位置に貫設
されていることを特徴としてもよい。あるいは、前記マ
グネットロータとステータの組み合わせを2対前記回転
軸上に設けたことを特徴としてもよい。Alternatively, the control circuit may include a magnetic field strength setting means for controlling a magnetic field strength of the magnetic pole portion. Alternatively, the stator may be characterized in that the rotating shaft is provided at a center position on a side of the magnet rotor. Alternatively, two pairs of the magnet rotor and the stator may be provided on the rotating shaft.
【0007】そして、磁極センサがマグネットロータ上
の磁極を検出すると、通電極性設定手段が、検出した磁
極の極性と反対になるように磁極センサに近接したステ
ータ側の磁極部の極性を設定する。また、このときステ
ータ側の他の磁極部は、マグネットロータ上の磁極とそ
れぞれ対向状態に配設されるが、いずれの磁極と磁極部
との関係においても、極性が反対になるように設定され
る。このように、回転するマグネットロータの磁極が、
ステータ側の磁極部と対向位置に来たとき、この磁極部
をマグネットロータと反対極性になるよう励磁してステ
ータ側の全ての磁極部からマグネットロータに対して磁
気吸引力を作用させることによって、マグネットロータ
と一体化した回転軸が制動される。When the magnetic pole sensor detects a magnetic pole on the magnet rotor, the power supply polarity setting means sets the polarity of the magnetic pole on the stator side close to the magnetic pole sensor so as to be opposite to the detected polarity of the magnetic pole. . Further, at this time, the other magnetic pole portions on the stator side are disposed so as to be opposed to the magnetic poles on the magnet rotor, however, the polarity is set to be opposite in any relationship between the magnetic poles and the magnetic pole portions. You. Thus, the magnetic pole of the rotating magnet rotor is
When it comes to a position facing the magnetic pole portion on the stator side, this magnetic pole portion is excited so as to have the opposite polarity to the magnet rotor, and a magnetic attraction force acts on the magnet rotor from all the magnetic pole portions on the stator side. The rotating shaft integrated with the magnet rotor is braked.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電磁力ブレー
キ装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。図1は本発明に係る電磁力ブレーキ装置の一実施
形態での概略構成図、図2は図1の要部断面図である。
この電磁力ブレーキ装置1は、車両に搭載してブレーキ
装置として活用されるもので、回転軸2に固着されて回
転軸2と一体回転するマグネットロータ3と、車体側に
固設されてマグネットロータ3が対向配置されるステー
タ22と、マグネットロータ3と対向するステータ22
面に配置されて励磁コイル6A、6Bを巻回した一対の
ヨーク4A、4Bと、マグネットロータ3の磁極を検出
する磁極センサ7と、励磁コイル6A、6Bを電流制御
する制御回路8とを主要部として構成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the electromagnetic brake device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an electromagnetic brake device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of FIG.
The electromagnetic force brake device 1 is mounted on a vehicle and used as a brake device. The magnet rotor 3 is fixed to the rotating shaft 2 and rotates integrally with the rotating shaft 2, and the magnet rotor 3 is fixed to the vehicle body and fixed to the body side. And a stator 22 opposed to the magnet rotor 3.
A pair of yokes 4A and 4B wound on the exciting coils 6A and 6B and disposed on a surface, a magnetic pole sensor 7 for detecting the magnetic pole of the magnet rotor 3, and a control circuit 8 for controlling the current of the exciting coils 6A and 6B are mainly included. It is configured as a unit.
【0009】マグネットロータ3は、略円盤状に形成さ
れて回転軸2が中心を貫通した状態で結合すると共に、
磁極のN極(図中、‘N’と記す)とS極(図中、
‘S’と記す)とが回転中心を挟んで対向する外周上の
4位置にそれぞれ一定間隔で交互に配置された構成から
なる。即ち、マグネットロータ3はS極とN極とが回転
軸2を中心として90度ずつの角度に配置されている。
またマグネットロータ3は、回転軸2がステータ22を
回転自在に貫通することでステータ22と対向配置され
る。The magnet rotor 3 is formed in a substantially disk shape and is coupled with the rotating shaft 2 penetrating the center.
The N pole of the magnetic pole (shown as 'N' in the figure) and the S pole (in the figure,
) Are alternately arranged at regular intervals at four positions on the outer periphery opposed to each other with the center of rotation therebetween. That is, the magnet rotor 3 has the S pole and the N pole arranged at an angle of 90 degrees about the rotation axis 2.
Further, the magnet rotor 3 is arranged to face the stator 22 by allowing the rotating shaft 2 to freely pass through the stator 22.
【0010】マグネットロータ3とステータ22の組み
付け構造について更に詳述すると、図2に示すように、
マグネットロータ3は、回転軸2が貫設された有底円筒
状のアウターロータ21の底部内面に固定され、回転軸
2と共に回転する構成からなる。一方、回転軸2が回転
自在に中心部を貫通したステータ22は、アウターロー
タ21の円筒内周面に係合し、中央部に、後述する一対
のヨーク4A、4Bが取り付けられている。なお、図2
にはヨーク4Aのみが示されているが、紙面の鉛直方向
にヨーク4Bが設けてある。The assembly structure of the magnet rotor 3 and the stator 22 will be described in further detail.
The magnet rotor 3 is fixed to an inner bottom surface of a cylindrical outer rotor 21 having a bottom through which the rotating shaft 2 is provided. The magnet rotor 3 rotates with the rotating shaft 2. On the other hand, the stator 22 having the rotating shaft 2 rotatably penetrating the center thereof is engaged with the inner peripheral surface of the cylinder of the outer rotor 21, and a pair of yokes 4A and 4B described later are attached to the center. Note that FIG.
Shows only the yoke 4A, but the yoke 4B is provided in the vertical direction on the paper surface.
【0011】一対のヨーク4A、4Bは、ステータ22
の、回転軸2を挟んで対向する位置で互いに平行に配置
されている。また、各ヨーク4A、4Bの中央部には、
励磁コイル6A、6Bが巻回されている。この励磁コイ
ル6A、6Bを通電することにより、各ヨーク4A、4
Bは両端に磁極部5A、5B、5C、5Dを形成し、各
磁極部5A、5B、5C、5DはN極またはS極に磁極
化される。即ち、一方のヨーク4Aにおいて、励磁コイ
ル6Aの通電により磁極部5AがN極となれば、反対側
の磁極部5BはS極となる。同様に、他方のヨーク4B
において、励磁コイル6Bの通電により磁極部5CがS
極になれば反対側の磁極部5DはN極となる。そして、
各磁極部5A、5B、5C、5Dは、マグネットロータ
3の側方にあって、その先端がマグネットロータ3から
所定間隔だけ離れて対面配置されると共に、回転軸2を
中心に90度間隔となるように設定されている。つま
り、マグネットロータ3の隣接する磁極間の角度と同角
度に設定されている。これにより、マグネットロータ3
のある一つの磁極がステータ22の任意の磁極部と対向
すれば、マグネットロータ3の他の磁極もステータ22
の他の磁極部と対向することになる。A pair of yokes 4A and 4B are
Are arranged in parallel with each other at positions facing each other with the rotating shaft 2 interposed therebetween. Also, at the center of each of the yokes 4A and 4B,
The exciting coils 6A and 6B are wound. By energizing the exciting coils 6A and 6B, the yokes 4A and 4A
B forms magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, and 5D at both ends, and each of the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, and 5D is magnetized into an N pole or an S pole. That is, in one yoke 4A, if the magnetic pole portion 5A becomes an N-pole due to energization of the exciting coil 6A, the opposite magnetic pole portion 5B becomes an S-pole. Similarly, the other yoke 4B
, The magnetic pole portion 5C is turned S by the energization of the exciting coil 6B.
When it becomes a pole, the magnetic pole portion 5D on the opposite side becomes an N pole. And
Each of the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, and 5D is located on the side of the magnet rotor 3, and its tip is disposed facing the magnet rotor 3 at a predetermined interval, and is spaced 90 degrees around the rotation shaft 2. It is set to be. That is, the angle is set to be the same as the angle between the adjacent magnetic poles of the magnet rotor 3. Thereby, the magnet rotor 3
If one of the magnetic poles having a certain angle faces an arbitrary magnetic pole portion of the stator 22, the other magnetic poles of the magnet rotor 3 also
Will face the other magnetic pole part.
【0012】以上の構成から分かるように、この電磁力
ブレーキ装置1は、各磁極部5A、5B、5C、5Dの
磁極化によって、回転するマグネットロータ3に対し制
動力となる磁気吸引力あるいは磁気反発力を付与するも
のである。なお、回転軸2には、車軸あるいは変速機出
力軸が該当する。As can be seen from the above configuration, the electromagnetic force braking device 1 has a magnetic attraction force or a magnetic force that acts as a braking force on the rotating magnet rotor 3 by turning the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, and 5D. It provides repulsion. Note that the rotating shaft 2 corresponds to an axle or a transmission output shaft.
【0013】磁極センサ7は、任意の磁極部の一つ(本
実施形態では、磁極部5A)に近接配置され、その磁極
部5A上を通過するマグネットロータ3の磁極が検出で
きるホール素子からなる。The magnetic pole sensor 7 is arranged in the vicinity of one of the arbitrary magnetic pole portions (in the present embodiment, the magnetic pole portion 5A), and comprises a Hall element capable of detecting the magnetic pole of the magnet rotor 3 passing over the magnetic pole portion 5A. .
【0014】制御回路8は磁極センサ7の磁極検出信号
に基づいて各励磁コイル6A、6Bへの通電を制御す
る。また、制御回路8は、車両のブレーキペダル9の操
作量(踏下量)を検出するペダルセンサ10を監視して
いて、運転者がブレーキペダル9を踏下することで、作
動を開始する。この制御回路8には、通電極性設定手段
11と、磁界強度設定手段12とが装備されている。The control circuit 8 controls energization of each of the excitation coils 6A and 6B based on the magnetic pole detection signal of the magnetic pole sensor 7. Further, the control circuit 8 monitors a pedal sensor 10 for detecting an operation amount (step-down amount) of the brake pedal 9 of the vehicle. When the driver steps on the brake pedal 9, the operation starts. The control circuit 8 includes an energization polarity setting unit 11 and a magnetic field intensity setting unit 12.
【0015】ここに、通電極性設定手段11は、磁極セ
ンサ7がマグネットロータ3の磁極を検出すると、この
磁極センサ7と近接する磁極部5Aが、検出された磁極
と反対の磁極となるように、励磁コイル6Aに通電す
る。例えば、検出されるマグネットロータ3の磁極がN
極であれば磁極部5AをS極とし、磁極がS極であれば
磁極部5AをN極とする。励磁の切り換えは直流電源の
プラス極、マイナス極を切り換えて行う。そして、磁気
センサ7に近接する磁極部5Aが、マグネットロータ3
の磁極と反対極性に励磁されたとき、マグネットロータ
3の他の磁極にそれぞれ対向する各磁極部5B、5C、
5Dも全て反対磁極となるように励磁される。Here, when the magnetic pole sensor 7 detects the magnetic pole of the magnet rotor 3, the energizing polarity setting means 11 causes the magnetic pole portion 5A adjacent to the magnetic pole sensor 7 to be a magnetic pole opposite to the detected magnetic pole. Then, the excitation coil 6A is energized. For example, the detected magnetic pole of the magnet rotor 3 is N
If it is a pole, the magnetic pole portion 5A is an S pole, and if the magnetic pole is an S pole, the magnetic pole portion 5A is an N pole. The excitation is switched by switching between the positive and negative poles of the DC power supply. The magnetic pole portion 5A close to the magnetic sensor 7 is
When the magnetic poles of the magnetic pole portions 5B, 5C,
5D are also excited so as to be all opposite magnetic poles.
【0016】磁界強度設定手段12は、各励磁コイル6
A、6Bに流れる励磁電流の大きさ、または励磁パルス
のデューティ比を、ブレーキペダル9の操作量に応じて
制御して、各磁極部5A、5B、5C、5Dの磁界強度
をブレーキペダル9の操作量に応じた大きさに制御す
る。The magnetic field strength setting means 12 is provided for each excitation coil 6.
A, 6B, the magnitude of the exciting current, or the duty ratio of the exciting pulse, is controlled in accordance with the operation amount of the brake pedal 9 so that the magnetic field strength of each of the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, 5D is controlled. The size is controlled according to the operation amount.
【0017】次に、本発明による電磁力ブレーキ装置の
動作について、図3(a)〜(h)により説明する。な
お、以下の説明において、車両の前進走行の場合、回転
軸2及びマグネットロータ3が時計回りに回転するもの
として、前進走行時でのブレーキ動作について説明す
る。また、マグネットロータ3の外周に90度ごとに形
成された磁極は、各磁極部5A、5B、5C、5Dとの
位置関係を判り易くするために、マグネットロータ3の
外方に、‘N’、‘S’で示してある。先ず、図3
(a)に示すように、マグネットロータ3の磁極Nが磁
極センサ7によって検出されると、通電極性設定手段1
1は、磁極部5AがS極になるように励磁コイル6Aに
通電する。これにより、磁極部5AはS極に、従って磁
極部5Aと反対側の磁極部5BはN極に励磁される。ま
た、磁極部5CがN極になるように励磁コイ6Bに通電
する。これにより、磁極部5CはN極に、従って磁極部
5Cと反対側の磁極部5DはS極に励磁される。このよ
うに各磁極部5A、5B、5C、5Dを励磁すれば、各
磁極と磁極部との間には磁気吸引力が作用することにな
り、マグネットロータ3が時計回り方向に回転しようと
する力を阻止するブレーキ力が得られることになる。Next, the operation of the electromagnetic brake device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, in the case of forward running of the vehicle, the braking operation during forward running will be described assuming that the rotating shaft 2 and the magnet rotor 3 rotate clockwise. The magnetic poles formed at every 90 degrees on the outer periphery of the magnet rotor 3 are provided with 'N' on the outside of the magnet rotor 3 in order to make it easy to understand the positional relationship with the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, and 5D. , 'S'. First, FIG.
When the magnetic pole N of the magnet rotor 3 is detected by the magnetic pole sensor 7 as shown in FIG.
1 energizes the exciting coil 6A so that the magnetic pole portion 5A becomes an S pole. As a result, the magnetic pole portion 5A is excited to the S pole, and accordingly, the magnetic pole portion 5B opposite to the magnetic pole portion 5A is excited to the N pole. Also, the excitation coil 6B is energized so that the magnetic pole portion 5C becomes the N pole. As a result, the magnetic pole portion 5C is excited to the N pole, and hence the magnetic pole portion 5D opposite to the magnetic pole portion 5C is excited to the S pole. When the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, and 5D are excited in this manner, a magnetic attractive force acts between each magnetic pole and the magnetic pole portions, and the magnet rotor 3 attempts to rotate clockwise. The braking force that blocks the force is obtained.
【0018】このブレーキ力により回転速度を減じられ
たマグネットロータ3が、未だ回転力が勝って図3
(a)の状態から更に45度回転して図3(b)の状態
になったとき、磁極部5Aと、この磁極部5Aを通過し
た磁極N極との間にはF1で示される吸引力が働き、こ
のN極と90度前方に位置する磁極部5Bとの間にはF
2で示される反発力が働くことになる。従って、この状
態でもマグネットロータ3は回転方向と反対方向に付勢
される。The magnet rotor 3 whose rotational speed has been reduced by the braking force still has a larger rotational force than that of FIG.
When the state shown in FIG. 3A is further rotated by 45 degrees from the state shown in FIG. 3A to the state shown in FIG. 3B, an attractive force indicated by F1 is applied between the magnetic pole part 5A and the magnetic north pole passing through the magnetic pole part 5A. Works, and F is provided between the N pole and the magnetic pole portion 5B located 90 degrees ahead.
The repulsive force shown by 2 works. Therefore, even in this state, the magnet rotor 3 is urged in the direction opposite to the rotation direction.
【0019】マグネットロータ3が図3(b)の状態か
ら更に45度回転して図3(c)の状態になったとき、
磁極センサ7は今回はマグネットロータ3のS極を検出
することになる。すると、前述と同様にして、磁極部5
AはN極に、磁極部5BはS極に、また磁極部5CはN
極に、磁極部5DはN極にそれぞれ磁化され、前記と同
様、各磁極と磁極部との間には磁気吸引力が作用するこ
とになり、マグネットロータ3は回転が阻止される力を
受ける。マグネットロータ3は図3(a)〜(c)の間
に90度回転するが、図3(b)に示す吸引力F1と反
発力F2は、この間大きさを変えながらマグネットロー
タ3にブレーキ力を作用し続けている。When the magnet rotor 3 is further rotated by 45 degrees from the state shown in FIG. 3B to reach the state shown in FIG.
The magnetic pole sensor 7 detects the S pole of the magnet rotor 3 this time. Then, in the same manner as described above, the magnetic pole 5
A is the N pole, the magnetic pole part 5B is the S pole, and the magnetic pole part 5C is the N pole.
The magnetic pole portion 5D is magnetized to the N pole, and a magnetic attractive force acts between each magnetic pole and the magnetic pole portion, as described above, and the magnet rotor 3 receives a force that prevents rotation. . The magnet rotor 3 rotates 90 degrees between FIGS. 3A to 3C, but the attraction force F1 and the repulsion force F2 shown in FIG. Continue to work.
【0020】次いで、マグネットロータ3が図3(c)
の状態から更に45度回転して図3(d)の状態になっ
たとき、磁極部5Aと、この磁極部5Aを通過した磁極
S極との間に働く吸引力、このS極と90度前方に位置
する磁極部5Bとの間に働く反発力によって、前回と同
様、マグネットロータ3は回転方向と反対方向に付勢さ
れる。以下、同様にして、マグネットロータ3の回転
力、言い換えれば、駆動軸2の駆動力が勝っている間、
図3(a)と同じ図3(e)の状態、図3(b)と同じ
図3(f)の状態、図3(c)と同じ図3(g)の状
態、図3(d)と同じ図3(h)の状態が交互に繰り返
されて、マグネットロータ3には制動力が作用され続け
る。このように、マグネットロータ3には、その回転中
のどの角度においても、電磁力により大きなブレーキ力
が与えられることになる。Next, the magnet rotor 3 is moved to the position shown in FIG.
When the state shown in FIG. 3 (d) is further rotated by 45 degrees from the state shown in FIG. 3, the attraction force acting between the magnetic pole part 5A and the magnetic pole S pole passing through the magnetic pole part 5A, this S pole and 90 degrees As in the previous case, the magnet rotor 3 is urged in the direction opposite to the rotation direction by the repulsive force acting between it and the magnetic pole portion 5B located in the front. Hereinafter, similarly, while the rotational force of the magnet rotor 3, that is, the drive force of the drive shaft 2 is winning,
3 (e), FIG. 3 (f), FIG. 3 (f), FIG. 3 (g), FIG. 3 (c), and FIG. 3 (d). 3 (h) are alternately repeated, and the braking force is continuously applied to the magnet rotor 3. As described above, a large braking force is applied to the magnet rotor 3 by the electromagnetic force at any angle during its rotation.
【0021】ここで、回転軸2に作用する制動力の大き
さは、各磁極部5A、5B、5C、5Dとマグネットロ
ータ3上の磁極との間に生じる磁気力の大きさによって
決まる。そして、磁気力の大きさは、各磁極部5A、5
B、5C、5Dの磁界強度を変更することで、マグネッ
トロータ3の回転速度或いは回転方向に関係なく自由に
変えることができる。Here, the magnitude of the braking force acting on the rotating shaft 2 is determined by the magnitude of the magnetic force generated between the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, 5D and the magnetic poles on the magnet rotor 3. The magnitude of the magnetic force depends on each of the magnetic pole portions 5A, 5A,
By changing the magnetic field strengths of B, 5C, and 5D, the magnetic field strength can be freely changed irrespective of the rotation speed or the rotation direction of the magnet rotor 3.
【0022】各磁極部5A、5B、5C、5Dの磁界強
度は、各ヨーク4A、4Bに装備されている励磁コイル
6A、6Bに流される励磁電流の大きさ、又は励磁パル
スのデューティ比、もしくは励磁電圧の大きさによって
コントロールすることができる。即ち、回転軸2に作用
する制動力の大きさは、前述の磁界強度設定手段12が
ブレーキペダル9の操作量に応じて、各励磁コイル6
A、6Bに流される励磁電流の大きさ又は励磁パルスの
デューティ比を適宜値に制御することで、制御すること
ができる。従って、車両のブレーキ装置として使用され
た場合、発生する制動力の大きさを広範囲にわたってコ
ントロールすることができ、サービスブレーキとして用
いることができる。The magnetic field strength of each magnetic pole portion 5A, 5B, 5C, 5D is determined by the magnitude of the exciting current flowing through the exciting coils 6A, 6B mounted on the yokes 4A, 4B, or the duty ratio of the exciting pulse, or It can be controlled by the magnitude of the excitation voltage. That is, the magnitude of the braking force acting on the rotating shaft 2 is determined by the aforementioned magnetic field strength setting means 12 according to the operation amount of the brake pedal 9.
The control can be performed by controlling the magnitude of the exciting current flowing through A and 6B or the duty ratio of the exciting pulse to an appropriate value. Therefore, when used as a vehicle brake device, the magnitude of the generated braking force can be controlled over a wide range, and can be used as a service brake.
【0023】なお、上記実施形態では、マグネットロー
タ3の磁極の数、及びステータ側のヨーク4に形成され
る磁極部5の数をそれぞれ4個として周方向の90度ご
とに配置したが、この数は任意に設定できるものであ
る。また、上記実施形態では、マグネットロータ3の側
方にステータの各磁極部5A、5B、5C、5Dを設け
る構成としたが、各磁極部5A、5B、5C、5Dをマ
グネットロータ3の周面に設ける構成としてもよい。In the above-described embodiment, the number of the magnetic poles of the magnet rotor 3 and the number of the magnetic pole portions 5 formed on the yoke 4 on the stator side are each set to four, and are arranged at every 90 degrees in the circumferential direction. The number can be set arbitrarily. In the above embodiment, the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, and 5D of the stator are provided on the side of the magnet rotor 3. However, the magnetic pole portions 5A, 5B, 5C, and 5D are provided on the circumferential surface of the magnet rotor 3. May be provided.
【0024】図4は、本発明の他の実施形態を示す、マ
グネットロータとステータとの組み合わせを回転軸方向
に沿って2組装備した電磁力ブレーキ装置の構成図であ
る。即ち、この実施形態では、先のマグネットロータ3
と、ステータ22上に配置される一対のヨーク4との組
が、回転軸2上に2組装備されたものである。しかし、
この実施形態の場合には、図示してはないが、磁極セン
サは一個だけで構成することができる。このように構成
することで、マグネットロータ3とヨーク4との間に作
用する電磁力も2倍になって更に大きな制動力の電磁力
ブレーキ装置が得られる。図5は、本発明の更に他の実
施形態を示し、ヨーク4、磁極部5及びコイル6が回転
軸2と並行に2組配置されたもので、本発明はこのよう
に構成しても勿論よい。FIG. 4 is a configuration diagram of an electromagnetic brake device according to another embodiment of the present invention, in which two sets of a combination of a magnet rotor and a stator are provided along a rotation axis direction. That is, in this embodiment, the magnet rotor 3
And two pairs of yokes 4 arranged on the stator 22 are provided on the rotating shaft 2. But,
In the case of this embodiment, although not shown, only one magnetic pole sensor can be constituted. With this configuration, the electromagnetic force acting between the magnet rotor 3 and the yoke 4 is also doubled, so that an electromagnetic force braking device with a larger braking force can be obtained. FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention, in which two sets of a yoke 4, a magnetic pole portion 5, and a coil 6 are arranged in parallel with the rotating shaft 2, and the present invention is of course configured in this manner. Good.
【0025】本発明の電磁力ブレーキ装置は車両用に制
限されるものではなく、一般の産業機械における回転軸
の制動にも広く利用できる。また、本発明に係る電磁力
ブレーキ装置の場合、発生する制動力は、制御回路8に
装備した磁界強度設定手段12で励磁電流や励磁パルス
のデューティ比を制御させること以外に、装備する磁極
部5の数や、励磁コイル6の巻数等によっても調整する
ことができ、車両のブレーキ装置として利用する場合、
車両の重量や走行性能に応じて磁極部5の数や励磁コイ
ル6の巻数を変更することで、多種の車両に対して良好
な制動性能を発揮させることができる。また、本発明の
電磁力ブレーキ装置においては、磁極センサは1個で済
み、またマグネットロータ3の回転方向は問わないの
で、回転方向検出手段も必要がない。従って、非常に簡
易な構成とすることができ、コスト低減を図ることがで
きる。The electromagnetic brake device of the present invention is not limited to a vehicle, but can be widely used for braking a rotating shaft in general industrial machines. Further, in the case of the electromagnetic force braking device according to the present invention, the generated braking force is controlled by the magnetic field intensity setting means 12 provided in the control circuit 8 to control the excitation current and the duty ratio of the excitation pulse. 5 and the number of turns of the exciting coil 6, etc., and when used as a vehicle brake device,
By changing the number of the magnetic pole portions 5 and the number of turns of the exciting coil 6 according to the weight and running performance of the vehicle, it is possible to exhibit good braking performance for various types of vehicles. Further, in the electromagnetic brake device of the present invention, only one magnetic pole sensor is required and the rotation direction of the magnet rotor 3 does not matter, so that the rotation direction detecting means is not required. Therefore, the configuration can be made very simple, and the cost can be reduced.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の電磁力ブレ
ーキ装置によれば、磁極センサがマグネットロータの磁
極を検出すると、通電極性設定手段が各励磁コイルの通
電極性を決定し、マグネットロータの各磁極とそれぞれ
対向する磁極部が反対極性となるように励磁する。これ
により、各磁極と磁極部との間には磁気吸引力及び磁気
反発力が作用してマグネットロータの回転を阻止しよう
とすることから、大きな制動力が得られる。そして、回
転軸に発生する制動力の大きさは、各磁極部とマグネッ
トロータ上の磁極との間に生じる磁気力の大きさによっ
て決まる。そしてこの磁気力の大きさは、ステータ側の
各磁極部の磁界強度を変更することにより行われる。各
磁極部の磁界強度は、各励磁コイルに流される励磁電流
の大きさまたは励磁パルスのデューティ比によってコン
トロールすることができる。即ち、回転軸に発生する制
動力の大きさは、磁界強度設定手段が各励磁コイルに流
す励磁電流の大きさ、又は励磁パルスのデューティ比を
適宜値に制御することで、車両の低速域でも大きな制動
力を得ることができる。また、流体式リターダなどと比
較すると、装置の構成が非常に単純で、装置のコンパク
ト化にも適する。なお、本発明によるブレーキ装置は、
サービスブレーキとしてのみならず、補助ブレーキ装置
としても用いられる。As described above, according to the electromagnetic brake apparatus of the present invention, when the magnetic pole sensor detects the magnetic pole of the magnet rotor, the energizing polarity setting means determines the energizing polarity of each exciting coil. Excitation is performed so that the magnetic pole portions of the magnet rotor facing each other have opposite polarities. As a result, a magnetic attraction force and a magnetic repulsion force act between each magnetic pole and the magnetic pole portion to prevent the rotation of the magnet rotor, thereby providing a large braking force. The magnitude of the braking force generated on the rotating shaft is determined by the magnitude of the magnetic force generated between each magnetic pole portion and the magnetic pole on the magnet rotor. The magnitude of the magnetic force is determined by changing the magnetic field strength of each magnetic pole on the stator side. The magnetic field strength of each magnetic pole portion can be controlled by the magnitude of the exciting current flowing through each exciting coil or the duty ratio of the exciting pulse. That is, the magnitude of the braking force generated on the rotating shaft is controlled by controlling the magnitude of the exciting current flowing through each exciting coil or the duty ratio of the exciting pulse to an appropriate value by the magnetic field strength setting means, even in the low speed range of the vehicle. A large braking force can be obtained. Further, as compared with a fluid type retarder or the like, the configuration of the device is very simple, and it is suitable for downsizing the device. Incidentally, the brake device according to the present invention,
It is used not only as a service brake but also as an auxiliary brake device.
【図1】本発明に係る電磁力ブレーキ装置の一実施形態
の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an electromagnetic brake device according to the present invention.
【図2】図1の要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part of FIG.
【図3】電磁力ブレーキ装置の一連動作を、(a)〜
(h)に基づいて説明する図である。FIGS. 3A to 3C show a series of operations of the electromagnetic brake device;
It is a figure explaining based on (h).
【図4】本発明に係る電磁力ブレーキ装置の他の実施形
態の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the electromagnetic brake device according to the present invention.
【図5】本発明に係る電磁力ブレーキ装置の更に他の実
施形態の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of the electromagnetic brake device according to the present invention.
1 電磁力ブレーキ装置 2 回転軸 3 マグネットロータ 4A、4B ヨーク 5A〜5D 磁極部 6A、6B 励磁コイル 7 磁極センサ 8 制御回路 9 ブレーキペダル 10 ペダルセンサ 11 通電極性設定手段 12 磁界強度設定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic force brake device 2 Rotating shaft 3 Magnet rotor 4A, 4B Yoke 5A-5D Magnetic pole part 6A, 6B Exciting coil 7 Magnetic pole sensor 8 Control circuit 9 Brake pedal 10 Pedal sensor 11 Energizing polarity setting means 12 Magnetic field strength setting means
Claims (4)
極を有したマグネットロータと、 前記マグネットロータと対向する位置に設けられたステ
ータと、 前記ステータ側にあって前記マグネットロータ上の互い
に隣接する磁極間の配置角と略同角度に形成し配設した
複数の磁極部と、 通電により前記磁極部をN極またはS極に磁極化する励
磁コイルと、 前記磁極部の任意の一つに近接配置され、その位置を通
過する前記マグネットロータ上の磁極を検出する磁極セ
ンサと、 前記磁極センサの検出信号に基づいて前記励磁コイルへ
の通電を制御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、前記ステータ側の各磁極部を、それぞ
れに対向する前記マグネットロータ上の磁極と反対の磁
極となるように極性を切り換える通電極性設定手段を備
えることを特徴とする電磁力ブレーキ装置。A magnet rotor having a plurality of magnetic poles in a circumferential direction and rotating integrally with a rotating shaft; a stator provided at a position facing the magnet rotor; A plurality of magnetic pole portions formed and arranged at substantially the same angle as the arrangement angle between mutually adjacent magnetic poles; an exciting coil for turning the magnetic pole portions into N poles or S poles by energizing; A magnetic pole sensor that is disposed in close proximity to one another and detects a magnetic pole on the magnet rotor that passes through the position, and a control circuit that controls energization to the exciting coil based on a detection signal of the magnetic pole sensor; The circuit includes an energization polarity setting means for switching the polarity of each magnetic pole portion on the stator side so as to be a magnetic pole opposite to a magnetic pole on the magnet rotor facing each other. And an electromagnetic brake device.
を制御する磁界強度設定手段を備えることを特徴とする
請求項1記載の電磁力ブレーキ装置。2. The electromagnetic force braking device according to claim 1, wherein said control circuit includes a magnetic field strength setting means for controlling a magnetic field strength of said magnetic pole portion.
の側方にあって前記回転軸がその中心位置に貫設されて
いることを特徴とする請求項1記載の電磁力ブレーキ装
置。3. The electromagnetic force braking device according to claim 1, wherein the stator is located on a side of the magnet rotor, and the rotating shaft is provided at a center position thereof.
の組み合わせを前記回転軸上に2対設けたことを特徴と
する請求項2記載の電磁力ブレーキ装置。4. The electromagnetic brake device according to claim 2, wherein two pairs of the magnet rotor and the stator are provided on the rotating shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20201496A JPH1052028A (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Electromagnetic braking device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20201496A JPH1052028A (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Electromagnetic braking device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1052028A true JPH1052028A (en) | 1998-02-20 |
Family
ID=16450503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20201496A Pending JPH1052028A (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Electromagnetic braking device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1052028A (en) |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP20201496A patent/JPH1052028A/en active Pending
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