JP2006336745A - Electromagnetic clutch/brake - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁クラッチ/ブレーキに係り、特に、消費電力を大幅に削減した電磁クラッチ/ブレーキの改良に関する。 The present invention relates to an electromagnetic clutch / brake, and more particularly to an improvement of an electromagnetic clutch / brake that greatly reduces power consumption.
先ず、従来の電磁クラッチ/ブレーキについて、図6を用いて説明する。
図6は、特許文献1に開示された、従来の電磁クラッチの一例を示す一部裁断断面図である。
First, a conventional electromagnetic clutch / brake will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a partially cut cross-sectional view showing an example of a conventional electromagnetic clutch disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG.
図6に示すように、従来の電磁クラッチ100の一例として、励磁コイル112と断面コ字状のヨーク114とを具備した環状シェル110、円板型プレート120、板バネ130、スプライン結合部140、及び、クラッチコイルスプリング150を主要構成として備えているものが図示されている。
また、同図において、80は入力軸、90は、出力軸である。
As shown in FIG. 6, as an example of a conventional
In the figure, 80 is an input shaft and 90 is an output shaft.
以上の構成において、従来の電磁クラッチ100では、励磁コイル112に通電されると、図6に示すように、アーマチュアである環状シェル110と、円板形プレート120とに流れる磁束Fの磁束回路が形成され、環状シェル110は、板バネ130の復元力に抗して、スプライン結合部140が摺動して、円板形プレート120に吸引される。
In the above configuration, in the conventional
このとき、クラッチコイルスプリング150は縮径して、入力軸80と出力軸90は一体に連結され、入力伝達機構の回転は出力軸90に伝達される。
At this time, the
一方、励磁コイル112への通電が解除されると、磁束回路は消滅し、板バネ130の復元力により円板形プレート120との係合が解除され、回転は伝達されなくなる。
On the other hand, when the energization to the
また、特許文献2の構成の従来の無励磁作動形電磁ブレーキについて、図7を用いて説明する。
図7は、従来の電磁ブレーキ200を説明する縦断側面図で、特許文献2の図4に相当する。
同図において、201はスプラインハブ、202は軸用止め輪、203はデテントリング、204は復帰用ばねとなるばねプレ−ト、205はア−マチュアリング、206はア−マチュア、207はフェ−シングである。
Moreover, the conventional non-excitation operation type electromagnetic brake of the structure of patent document 2 is demonstrated using FIG.
FIG. 7 is a longitudinal side view for explaining a conventional
In the figure, 201 is a spline hub, 202 is a shaft retaining ring, 203 is a detent ring, 204 is a spring plate serving as a return spring, 205 is an armature ring, 206 is an armature, 207 is a fader. Thing.
208はコイル、209はこのコイル208への給電用のリ−ド線、210はフランジ、211は取り付けボルト、212はインナポ−ル212a、アウタ−ポ−ル212bから成るマグネットアッセンブリ、213は永久磁石である。
208 is a coil, 209 is a lead wire for supplying power to the
通常の状態(無通電時)では、図7に破線で示すように、ア−マチュア206とインナ−ポ−ル212a及びアウタポ−ル212bに永久磁石213による磁束が形成され、ア−マチュア206がマグネットアッセンブリ212のフェ−シング207に吸着して、回転部が制動または保持される。
In a normal state (when no power is supplied), as shown by a broken line in FIG. 7, a magnetic flux is formed by the
この状態において、コイル208に通電すると、このコイル208の通電に伴い発生する磁束が実線で示すように生じ、上記永久磁石213による磁束を打消す。
なお、この場合の磁気吸引力は変化し、相殺点が磁気中心軸となる所定のコイル電圧となるため、この一点でブレ−キの解放を行うのは困難のため、ばねプレ−ト204のばね力で加勢しブレ−キの解放を行うようにしている。
In this state, when the
In this case, the magnetic attraction force changes, and the canceling point becomes a predetermined coil voltage that becomes the magnetic center axis. Therefore, it is difficult to release the brake at this one point. The brake is released by applying a spring force.
具体的には、コイル208の印加電圧が磁気中心軸となる所定のコイル電圧以上に達し、この電圧による磁束が所定値以上になると永久磁石213による磁束がコイルによる逆方向磁束により相殺され、ア−マチュア206及びマグネットアッセンブリ212間の磁気吸引力が消滅し、ばねプレ−ト204のばね力によりア−マチュア206が解放される。
Specifically, when the applied voltage of the
特許文献2の考案は、ブレーキの安定範囲を増大させ、ブレーキ制動(保持)時のトルクの安定化を図るようにした無励磁作動形電磁ブレーキ200で、永久磁石213と並列に電磁石部を構成する磁極体と励磁コイル208を配置し、この電磁石部の磁極体と空隙を隔ててアーマチュア206と、このアーマチュア206を軸方向に復帰させる復帰用のばね204とを備えたこの無励磁作動形電磁ブレーキ200において、励磁コイル208による磁束の磁気回路を構成するインナポール212aとアウタポール212bの内、磁気空隙部を隔ててアウタポール212bと対向する部分に所定の切り欠き部を形成するように構成している(特許文献2図1参照)。
The idea of Patent Document 2 is a non-excitation actuated
ところで、従来の電磁クラッチ/ブレーキでは、板バネの復元力に抗して、環状シェルと円板形プレートとを係合させるためは、或いは、永久磁石の磁束を打ち消してブレーキの解放を行うためには、この力を上回る磁力を生成できる電流を、励磁コイルに通電し続けなければならず、消費電力が過大になって、ランニングコストが増大する問題があった。 By the way, in the conventional electromagnetic clutch / brake, in order to engage the annular shell and the disc plate against the restoring force of the leaf spring, or to cancel the magnetic flux of the permanent magnet and release the brake. However, there is a problem that the current that can generate a magnetic force exceeding this force must be continuously supplied to the exciting coil, resulting in excessive power consumption and increased running cost.
また、消費電力が過大なために、それを供給できる電源が必要となり、適用できる用途が限定されるという問題も備えていた。 In addition, since power consumption is excessive, a power source capable of supplying the power is required, and there is a problem that applicable applications are limited.
本発明は、上記従来の問題点を解決し、大幅に消費電力量を削減し、適用できる用途範囲を拡大した電磁クラッチ/ブレーキを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic clutch / brake that solves the above-described conventional problems, greatly reduces power consumption, and expands the applicable range of application.
本発明の電磁クラッチ/ブレーキは、請求項1に記載のものでは、励磁コイルとヨークとを具備し、フランジにボルト等により、軸方向に摺動可能に取り付けられたシェルと、このシェルと前記フランジ間にスプリングを取り付け、アーマチュアの係合、離隔により、トルクを生成、消滅させるようにした電磁クラッチ/ブレーキにおいて、前記ヨークの前記フランジに対向する面に、所定の磁場強度を有する永久磁石を取り付け、前記励磁コイルへの励磁電流による磁束と前記永久磁石との合成磁束により、前記シェルと前記アーマチュアとの係合、離隔を操作するように構成した。 In the electromagnetic clutch / brake of the present invention, a shell including an exciting coil and a yoke and attached to a flange by a bolt or the like so as to be slidable in the axial direction; In an electromagnetic clutch / brake in which a spring is attached between flanges and torque is generated and extinguished by engagement and separation of an armature, a permanent magnet having a predetermined magnetic field strength is provided on a surface of the yoke facing the flange. It is configured to operate the engagement and separation between the shell and the armature by the combined magnetic flux of the magnetic flux generated by the exciting current to the exciting coil and the permanent magnet.
本発明の電磁クラッチ/ブレーキは、上述のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
(1)請求項1に記載したように構成すると、シェルとアーマチュアの接触、離隔を制御する場合だけ、励磁コイルに通電するだけでよいので、消費電力を大幅に削減できる。
(2)また、大容量の電源が不要になるので、適用範囲が拡大した電磁クラッチ/ブレーキとすることが可能になる。
Since the electromagnetic clutch / brake of the present invention is configured as described above, it has the following excellent effects.
(1) According to the first aspect of the present invention, it is only necessary to energize the exciting coil only when controlling the contact and separation between the shell and the armature, so that the power consumption can be greatly reduced.
(2) Since a large-capacity power supply is not required, it is possible to provide an electromagnetic clutch / brake with an expanded application range.
本発明の電磁クラッチ/ブレーキにおいて、クラッチの場合の一実施の形態を図1乃至図5を用いて説明する。
図1は、本発明の電磁クラッチの要部構成を示す一部裁断断面図である。
図2乃至図5は、本発明の電磁クラッチの基本動作を説明するための一部裁断断面図である。
In the electromagnetic clutch / brake of the present invention, an embodiment in the case of a clutch will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a partially cut cross-sectional view showing the main configuration of an electromagnetic clutch according to the present invention.
2 to 5 are partially cut cross-sectional views for explaining the basic operation of the electromagnetic clutch of the present invention.
先ず、本発明の電磁クラッチ10の要部構成について、図1を用いて説明する。
なお、本発明の電磁クラッチ10の他の構成については、従来のもの同様なので、図1乃至図5には、その要部のみを示すものとする。
First, the principal part structure of the
Since the other configuration of the
図1に示すように、本発明の電磁クラッチ10は、励磁コイル22とヨーク24を具備したシェル20、フランジ30、リリースバネ42に取り付けられたアーマチュア40を備え、フランジ30とシェル20とは、スプリング50により、シェル20が軸方向に摺動可能となるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、本発明の電磁クラッチ10は、シェル20のヨーク24のフランジ30に対向する背面に、所定強度の永久磁石60を取り付けた点に、その構成上の特徴を有している。
Further, the
以上の構成において、本発明の電磁クラッチ10の基本動作を、図1乃至図5を用いて説明する。
先ず、励磁コイル22に電流を流さない状態では、永久磁石60の磁束F1が、図1に示すように流れ、アーマチュア40が、板バネ42の釈放力に抗して、シェル20に吸引される。
In the above configuration, the basic operation of the
First, in a state where no current flows through the
この状態で、励磁コイル22に電流を流すと、ヨーク24全体の磁束密度が高くなり、シェル20背面が磁気飽和して、図2に示すような漏洩磁束F2が発生し、その結果、フランジ30も、スプリング50の付勢力に抗して、シェル20に吸引される。
When a current is passed through the
フランジ30が吸引されると、図3に示すように、磁束F3が短いバイパス回路を流れるようになるため、ヨーク24からアーマチュア40に流れる磁束F1は減少する。
When the
その結果、リリースバネ42による釈放力の方が、シェル20の吸引力より大きくなり、アーマチュア40は、図4に示すように、シェル20から離れる。
この状態で、再び、励磁コイル22に電流を通電すると、図5に示すような磁束F4が流れ、フランジ30に流れる磁束が打ち消されて、フランジ30がシェル20から離れる。
As a result, the releasing force by the
In this state, when a current is supplied to the
フランジ30が、シェル20から離れると、励磁コイル22による磁束と、永久磁石による磁束が同方向になり、アーマチュア40がシェル20に吸引される。
When the
従って、本発明の電磁クラッチ10では、アーマチュア40をシェル20から離隔する時、及び、吸引させる時だけ、励磁コイル22に通電するだけなので、従来のものよりも大幅に通電時間を削減でき、消費電力を少なくすることができる。
また、消費電力が少なくできる結果、適用用途を拡大することができる。
Therefore, in the
In addition, as a result of reducing power consumption, application applications can be expanded.
なお、本発明では、永久磁石60の磁場強度は、リリースバネ42や、スプリング50の付勢力に抗する程度の所定強度が必要である。
In the present invention, the magnetic field strength of the
上記実施の形態では、電磁クラッチの例で説明したが、これを、電磁ブレーキに適用したとしても、基本構成、動作原理は同様であり、本発明の範囲に含まれるのは勿論のことである。 In the above embodiment, the electromagnetic clutch has been described as an example. However, even if this is applied to an electromagnetic brake, the basic configuration and the operating principle are the same, and of course included in the scope of the present invention. .
10:電磁クラッチ/ブレーキ
20:シェル
22:励磁コイル
24:ヨーク
30:フランジ
40:アーマチュア
50:スプリング
60:永久磁石
F1〜F4:合成磁束
10: Electromagnetic clutch / brake 20: Shell 22: Excitation coil 24: Yoke 30: Flange 40: Armature 50: Spring 60: Permanent magnets F1 to F4: Composite magnetic flux
Claims (1)
前記ヨークの前記フランジに対向する面に、所定の磁場強度を有する永久磁石を取り付け、前記励磁コイルへの励磁電流による磁束と前記永久磁石との合成磁束により、前記シェルと前記アーマチュアの係合、離隔を操作するようにしたことを特徴とする電磁クラッチ/ブレーキ。 An excitation coil and a yoke are provided. A shell is attached to the flange with bolts and the like so as to be slidable in the axial direction. A spring is attached between the shell and the flange, and torque is generated by engaging and separating the armature. In an electromagnetic clutch / brake designed to disappear,
A permanent magnet having a predetermined magnetic field strength is attached to a surface of the yoke facing the flange, and the shell and the armature are engaged by a magnetic flux generated by an exciting current to the exciting coil and a combined magnetic flux of the permanent magnet. An electromagnetic clutch / brake characterized by operating the separation.
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