JP2005090663A

JP2005090663A - 空隙式電磁制動装置

Info

Publication number: JP2005090663A
Application number: JP2003326565A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mitsuhashi; 隆史三ッ橋; Yasuhiro Matsuda; 康弘松田; Tomoaki Hirukawa; 智章蛭川
Original assignee: Ogura Clutch Co Ltd
Current assignee: Ogura Clutch Co Ltd
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-18
Also published as: JP4529114B2

Abstract

【課題】軽量小型で安価な空隙式電磁制動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】空隙式電磁制動装置１を、回転軸４に一体回転可能に装着された回転部材５と、この回転部材５の半径方向外側に設けられ回転軸４に回動自在に支持されたフィールドコア６と、回転部材５の外周面とフィールドコア６の内周面との間に形成された環状の隙間に充填された磁性粉体等で構成した。また空隙式電磁制動装置１は、トルク検出装置１５を備えている。トルク検出装置１５は、フィールドコア６のフランジ部９ａに回動自在に支持されたローラ１８と、基端部が支持台２に固定され自由端部がローラ１８に当接した板ばね１９と、この板ばね１９の自由端部に固着された永久磁石２０と、この永久磁石２０と非接触状態に対向するように支持台２の側壁部２ａに固定されたホールセンサ２１等で構成した。
【選択図】図２

Description

この発明は、パウダーブレーキやヒステリシスブレーキ等の空隙式電磁制動装置、特にトルク検出装置が設けられた空隙式電磁制動装置に関する。

従来、糸やマグネットワイヤー、放電加工機の電極ワイヤ等の線条材及びテープやフィルム等の帯条材の定張力巻取装置または定張力送り出し装置には、これら線条材や帯条材に張力を付与するための空隙式電磁制動装置（以下、電磁制動装置と称する。）と、線条材や帯条材の走行経路に配設され線条材や帯条材に付与された張力を検出する検出器が設けられている。またこの様な装置には、検出器からの指令に応じて電磁制動装置の励磁コイルに供給される励磁電流を制御する制御装置が設けられ、制御装置により電磁制動装置のトルク制御が行われている。

また従来の定張力巻取装置や定張力送り出し装置のように、線条材や帯条材の走行経路に電磁制動装置とは別にトルクの検出器を設けた構造であると、巻取または送り出し装置の構成が複雑化になり低廉化が図られない。この様な問題を解決することができる電磁制動装置として、例えば実開平４−３９４３４号全文明細書（特許文献１）にはトルク検出が可能な電磁制動装置が提案されている。

特許文献１の図４と図５に図示された電磁制動装置は、回転軸と、この回転軸に連結された円筒部材と、この円筒部材の外側に配設されたフィールドコアと、円筒部材の内側に配設された回転部材と、円筒部材の円筒部の内周面と回転部材の外周面との間に形成された環状の隙間に充填された磁性粉体が設けられている。また電磁制動装置には、回転部材に固定されたロックバーとトルクアームが設けられている。更にロックバーの先端は、フィールドコアの側面に間隔をおいて形成された一対のストッパ間に介装され各側面がばねで押圧され、トルクアームの先端は、フィールドコア側に固定された検出器（位置検出センサ）側に延設されている。この様な構成の電磁制動装置は、ばねの押圧力に抗してフィールドコアと回転部材との回動変位が生じると、トルクアームも回動変位して検出器の出力が変化するのでトルクが計測できる。また電磁制動装置は、励磁コイルに供給する励磁電流を制御してトルク制御することができる。

実開平４−３９４３４号全文明細書

特許文献１の電磁制動装置は、回転軸に連結された円筒部材と、この円筒部材の外側に配設されたフィールドコアと、円筒部材の内側に配設された回転部材と、円筒部材の円筒部の内周面と回転部材の外周面との間に形成された環状の隙間に充填された磁性粉体を設け、回転部材にロックバーやトルクアームを連結した構造であり、部品点数が多く装置が大型になり装置の低廉化を図ることができない。この発明は、軽量小型で安価な空隙式電磁制動装置を提供することを目的とする。

この様な目的を達成するために、この発明の電磁制動装置は、支持台と、この支持台に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸に一体回転可能に装着された回転部材と、前記回転軸に回動自在に支持されたフィールドコアと、このフィールドコアに収容された励磁コイルと、前記フィールドコアの回動量を制限する回り止め手段と、前記フィールドコアの回動変位により作動するトルク検出装置を備え、前記トルク検出装置を、前記フィールドコアと一体に回動する押圧部材と、前記支持台に基端部が固定され自由端部が前記押圧部材に当接すると共に、前記フィールドコアの回動変位方向に弾性変形するトルクアームと、このトルクアームの自由端部側に固定された永久磁石と、前記フィールドコアの側面と軸線方向で対向する前記支持台の側壁部に固定され、前記永久磁石と非接触状態に対向したホールセンサとで構成したことを特徴とする。

またこの発明の電磁制動装置は、トルクアームをフィールドコアの回動方向に弾性変形する板ばねで構成したことを特徴とする。またこの発明の電磁制動装置は、押圧部材をフィールドコアに回動自在に支持されたローラで構成したことを特徴とする。

この発明の電磁制動装置は、回転部材が装着された回転軸にフィールドコアを回動自在に支持し、制動トルクの反力により弾性部材の弾性力に抗してフィールドコアが回動することによりトルク検出装置が作動するようにしたので、特許文献１の電磁制動装置のように回転部材の外周面とフィールドコアの内周面との間に円筒部材を構成する必要が無く、軽量小型で安価な電磁制動装置を提供することができる。

またこの発明の電磁制動装置は、トルクアームをフィールドコアの回動方向に弾性変形する板ばねで構成したので、板ばねの弾性復帰力により制動力の反力により回動するフィールドコアの変位量を調整することができる。またこの発明の電磁制動装置は、押圧部材をフィールドコアに回動自在に支持されたローラで構成したので、弾性部材とローラとの部材間に作用する摩擦抵抗が小さくなり、弾性部材が微振動してトルク検出の精度が悪くなるなどの問題を防止することができる。

図１〜図４には、この発明の実施形態である電磁制動装置が図示されている。図１は平面図であり、図２は一部断面とした正面図である。図３は右側面図であり、図４は図１のＡ−Ａ線断面図である。これら図面において符号１は、電磁制動装置としてのパウダーブレーキであり、対向する側壁部２ａ、２ｂが設けられた支持台２に支持されている。またパウダーブレーキ１は、両端部が支持台２の側壁部２ａ、２ｂに軸受３を介して回転自在に支持された回転軸４と、この回転軸４に一体回転可能に装着された回転部材５と、この回転部材５の半径方向外側に所定の隙間をおいて嵌合されたフィールドコア６が設けられている。

フィールドコア６は、軸線方向で対向する磁路部材７、８と、これら磁路部材７、８の外周面に内周面が一体に嵌合されていると共に、外周面には環状のフランジ部９ａが形成された円筒状の外磁路部材９が設けられ、これら磁路部材７、８、９により囲まれた環状の空間には、コイルボビンに巻かれた励磁コイル１０が収容されている。符号１１は、磁路部材７と磁路部材８の内周面側で挾持された環状の非磁性部材であり、励磁コイル１０に通電することにより発生する磁束が、一方の磁路部材７から回転部材５に迂回され他方の磁路部材８に流れるように構成されている。

またフィールドコア６は、回転軸４に嵌合された一対の軸受１２と、この軸受１２の外輪と磁路部材７、８の内周面との間に嵌合され回転部材５の側面と対向する一対の非磁性材製の支持部材１３により、回転軸４に支持されている。なお符号１３は、フィールドコア６の内周面と回転部材５の外周面との間に形成された環状の隙間に充填された図示せぬ磁性粉体が回転軸４側に漏洩しないように構成された一対のシールである。また符号１４は、パウダーブレーキ６を作動することにより発生する摩擦熱を放出するための放熱板である。

次にトルク検出装置１５を説明する。トルク検出装置１５には、ボルト１６とカラー１７及びボルト１６の先端に螺合された図示せぬナットによりフィールドコア６のフランジ部９ａに回動自在に支持された押圧部材としてのローラ１８と、基端部が支持台２の底部に固定された取付け台２ｃにネジで固定され、自由端部がローラ１８に当接したトルクアームとしての板ばね１９と、この板ばね１９の自由端部の反回転部材１８側に固着された永久磁石２０と、この永久磁石２０と非接触状態に対向したホールセンサ２１が設けられている。

またトルク検出手段１５には、フィールドコア６のフランジ部９ａに固定され、先端が係止部材としての取付け台２ｃに穿設された貫通穴２ｄ内に挿入された係合部材としての回り止めピン２５が設けられ、この回り止めピン２５が取付け台２ｃの貫通穴２ｄの壁部に当接することにより、フィールドコア６の回動量を制限する構成になっている。なおホールセンサ２１は、カラー２２を介在した状態で四隅がネジ２３で側壁部２ａに固定された支持板２４に取付けられている。また回転軸４の軸端には図示せぬプーリが装着されると共に、プーリには、電動機により巻取られる、または送り出される図示せぬ線条材が３６０度巻かれる。

この様な構成からなるパウダーブレーキ１は、励磁コイル１０に通電すると磁束がフィールドコア６から回転部材５に迂回して流れるので、隙間に充填された磁性粉体は鎖状に磁化連結される。この様な状態で線条材がプーリを走行すると、磁性粉体の磁化連結を剪断しながら回転軸４と回転部材５が回転するので、線条材には一定の張力が付与される。またフィールドコア６は、線条材の制動力の反力を受けるが、板ばね１９の弾性力で回動が制限される。また、線条材の制動力の反力が大きくなり板ばね１９が撓むと、永久磁石２０が変位してホールセンサ２１の出力も変化するので、その出力変化に基づいて励磁コイル１０に供給する励磁電流を調整することにより、線条材に付与される張力を調整することができる。

上記実施の形態では、空隙式電磁制動装置としてパウダーブレーキを説明したが、この発明に係る空隙式電磁制動装置としては、例えば特開平９−１４０１１９号公報や特開平１０−３０４６４９号公報等に記載されたヒステリシスブレーキを適用することができる。

この発明に係る電磁ブレーキの平面図である。図１の電磁ブレーキの一部分を断面とした正面図である。図１の右側面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１…パウダーブレーキ、２…支持台、５…回転部材、６…フィールドコア、１０…励磁コイル、１５…トルク検出装置、１８…ローラ、１９…板ばね、２０…永久磁石、２１…ホールセンサ、２５…回り止めピン。

Claims

支持台と、この支持台に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸に一体回転可能に装着された回転部材と、前記回転軸に回動自在に支持されたフィールドコアと、このフィールドコアに収容された励磁コイルと、前記フィールドコアの回動量を制限する回り止め手段と、前記フィールドコアの回動変位により作動するトルク検出装置を備え、
前記トルク検出装置を、前記フィールドコアと一体に回動する押圧部材と、前記支持台に基端部が固定され自由端部が前記押圧部材に当接すると共に、前記フィールドコアの回動変位方向に弾性変形するトルクアームと、このトルクアームの自由端部側に固定された永久磁石と、前記フィールドコアの側面と軸線方向で対向する前記支持台の側壁部に固定され、前記永久磁石と非接触状態に対向したホールセンサとで構成したことを特徴とする空隙式電磁制動装置。
請求項１に記載された空隙式電磁制動装置において、トルクアームをフィールドコアの回動方向に弾性変形する板ばねで構成したことを特徴とする空隙式電磁制動装置。
請求項１または請求項２に記載された空隙式電磁制動装置において、押圧部材をフィールドコアに回動自在に支持されたローラで構成したことを特徴とする空隙式電磁制動装置。