JP2008530967A - 永久磁石を備えた電磁ブレーキ - Google Patents

Abstract

特に電気駆動装置のための電磁ブレーキ（１）であって、ブレーキ体（３）を有しており、該ブレーキ体（３）は、スリーブ状に構成された永久磁石（４）と、励磁コイル（６）を備えた電磁石（５）と、アウターリング（７）として構成された外極と、インナーリング（８）として構成された内極とを有しており、この場合、軸に相対回動不能に結合された円盤形可動子（１２）が、永久磁石（４）の磁力によって戻しばね（１６）のばね力に抗してブレーキ体（３）に、若しくはアウターリング（７）及びインナーリング（８）の端面に引き寄せられるようになっている形式のものに関する。励磁コイル（６）に給電されると、円盤形可動子（１２）がばね力によってブレーキ体（３）から持ち上がり可能であって、それによってブレーキ（１）が解離されている間、前記永久磁石（４）の永久磁界が補償されるようになっている。この場合、永久磁石（４）の半径方向の横断面寸法又は横断面厚さｄは、その軸方向寸法よりも小さく構成されており、前記永久磁石（４）の空間的な配置は、該永久磁石（４）が、軸方向で見て、円盤形可動子（１２）と励磁コイル（６）との間で、励磁コイル（６）又はそのケーシングの半径方向外側の領域内に設けられるように、設定されている。

Description

本発明は、特に電気駆動装置のための電磁ブレーキであって、少なくとも１つのブレーキ体を有しており、該ブレーキ体は、少なくとも１つの永久磁石と、電磁式の励磁コイルを備えた少なくとも１つの電磁石と、アウターリングとして構成された外極と、インナーリングとして構成された内極とを有しており、この場合、ブレーキ体が、電気式の駆動装置の固定子に相対回動不能に結合されており、円盤形可動子が設けられていて、該円盤形可動子は、駆動装置の回転可能な軸に相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）結合されており、この場合、該円盤形可動子が、前記外極、前記内極、並びに前記永久磁石と共に、エアギャップを介して磁気回路を形成していて、円盤形可動子が永久磁石の磁力によってばねのばね力に抗してブレーキ体に引き寄せられるようになっていて、少なくとも前記円盤形可動子がばね力によってブレーキ体から持ち上がり可能であるか又は持ち上げられている間、前記励磁コイルに給電されると前記永久磁石の永久磁界が、補償され、中立化され、押し退けられ又は押し戻されるようになっている形式のものに関する。

このような形式の電磁ブレーキは、多くのものが公知であって、特に電気駆動装置のために使用され、この場合、この電磁ブレーキはサーボモータにおける保持用ブレーキとして考えられている。電磁ブレーキは、電気的に負荷のかかっていない状態で、駆動装置を遊びを保って又は遊びなしで、また残留モーメントなしで保持し、しかも駆動装置を緊急時には所望の回転数から、所定の慣性モーメントにおいて制動できる状態になければならない。このような形式の電磁ブレーキ（永久磁石ブレーキとも称呼される）によって、ブレーキの耐用年数に亘って変動ができるだけ少ないブレーキモーメントを生ぜしめることができるようにしなければならない。

このために従来では、円環状の永久磁石を設けることが公知である。この円環状の永久磁石の磁界は、内極及び外極の範囲内で垂直に円盤形可動子の方向に退出若しくは侵入するようになっている。これによって、通常の磁気的な引張力が内極及び外極の範囲内で円盤形可動子に作用する。励磁コイル内を流れる電流を介して電磁石は、ブレーキ体と円盤形可動子とから成る磁気的な回路に作用する。電気的な励磁コイルの無電流状態ではエアギャップは存在しない。電流が供給されると、永久磁石の磁界は、極及び可動子の範囲内で電磁石によって解消され、例えば板ばねとして構成された戻しばねが円盤形可動子を極から離れる方向に引っ張る。

このような形式の永久磁石ブレーキは次のような基本的な欠点を有している。つまり、ブレーキの開放後に励磁コイル内で電流が所定の値を越えて（"Wiederanzugsstrom"；再引き寄せ電流）さらに強められると、電磁石は極内の永久磁石の磁界を著しく過補償し、円盤形可動子がブレーキ体に不都合に再び引き寄せられる。これによって得られた、ブレーキが開放されるか若しくは開放状態に維持される、励磁電流の範囲つまり解離窓（Lueftenfenster）は、できるだけ大きくなければならず、それによってブレーキは、励磁電圧及び周囲温度の広い公差範囲内で確実に使用できるものでなければならない。

この場合、組み込み状態に基づいて、電磁ブレーキはその横断面が駆動装置の横断面を越えず、場合によっては、この電磁ブレーキをエンジンハウジング内に組み込むことができるものでなければならない。これによって及び永久磁石の円盤形の構成によって、ブレーキモーメントは制限されている。何故ならばより大きいブレーキモーメントを得るためには、円環状の永久磁石の半径方向寸法を大きくしなければならないからである。これは、一般的に提供された組み込みスペースによっては不可能である。

そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の電磁ブレーキを改良して、電磁ブレーキの横断面又は直径を事実上大きくすることなしに、或いは場合によっては、より小さい直径又は横断面で、より高いトルク又はブレーキモーメントを電磁ブレーキのできるだけ全耐用年数に亘って得られるようにし、この場合、励磁電流のできるだけ大きい解離窓が得られるようにすることである。

このような相反する課題を解決した本発明によれば、冒頭に述べた形式の電磁ブレーキにおいて、ブレーキ力を生ぜしめる永久磁石の、内径と外径との間における半径方向の横断面寸法又は半径方向の厚さが、この永久磁石の軸方向寸法よりも小さく構成されており、前記永久磁石は空間的に、円盤形可動子と励磁コイルとの間で軸方向に配置されている。

このような形式で、半径方向の環状横断面が軸方向寸法よりも小さい永久磁石が得られ、それに応じて永久磁石の軸方向寸法は、磁力を高めるために事実上任意に大きくすることができる。つまりブレーキの横断面又は直径寸法を大きくすることなしに、永久磁石の寸法を軸方向で大きくすることができる。必要であれば、ブレーキを軸方向で延長することができるが、これは永久磁石が内極と外極との間にスペースを節約して配置されていれば、避けることができる。事実上、狭い範囲で幾何学的に前もって規定された外側寸法又は外径寸法を利用して、円環状の永久磁石を備えた公知の電磁ブレーキに対して著しく高められたトルクが得られる。この場合、永久磁石の空間的な配置を、永久磁石が円盤形可動子と励磁コイルとの間で軸方向に設けれるように設定すれば特に有利である。何故ならば、それによって、磁束流が可能な最短経路で極を介して可動子を通って流れることができ、ひいては電磁石の磁界に対して好都合となるからである。これによって励磁コイルのより強い再引き寄せ電流及び励磁電流のより大きい空気窓が得られ、ひいてはブレーキの温度比の改善も得られる。

永久磁石はスリーブ状又はピストンリング状に構成されている。

また、永久磁石が、励磁コイル又はこの励磁コイルのケーシングの半径方向外側の領域に配置されていれば、有利である。永久磁石の曲率半径が大きければ大きい程、永久磁石自体もより大きくなる。この場合特に有利には、永久磁石が、励磁コイル又はこの励磁コイルのケーシングの外周面領域内に配置したことによって、アウターリングによって及びインナーリングによって形成された極が、ブレーキの中心軸線に対して相応の大きさの半径方向間隔内に位置することができ、それによって最大可能な摩擦曲率半径が得られる。つまりブレーキトルクとしての相応に大きいトルクを生ぜしめることができる。この場合、２つの極を本発明に従って僅かな間隔を保って配置したことによって、場合によっては、各極及びこれらの極の接線方向部分の種々異なる強さの作用によって生ぜしめられるブレーキモーメント変動又はトルク変動は、できるだけ小さい、という利点が得られる。この場合、この特別な利点は、特にスリーブ状又はピストンリング状の永久磁石を本発明に従って、円盤形可動子と励磁コイルとの間に軸方向に配置したことによって促進される。

永久磁石は、ブレーキ体のアウターリングとインナーリングとの間にスリーブ状に配置され、半径方向に磁気化されており、外極並びに内極は特に同じ平面内に配置されている。永久磁石を半径方向に配置し、インナーリング及びアウターリングを軸方向で同じ高さに配置したことによって、外周面が高くなり大きくなったことに基づいて、及び２つの極を最初から一様に支持することに基づいて、著しく高められた、例えば２倍のトルクが得られる。２つの極を介して一様で、かつ完全な摩擦面が提供されているので、本発明によるブレーキはその耐用年数に亘って十分にコンスタントなトルクが得られる。

永久磁石の半径方向で両側に存在する、アウターリングとインナーリングとによって形成された２つの極の内法間隔は、永久磁石の少なくとも半径方向の横断面厚さに相当する。これによって、モーメント密度及び出力密度が最適化される。何故ならば２つの極間の間隔は比較的小さいからである。つまり２つの有効な極は互いに隣合って非常に近くに位置することができるからである。それに応じて永久磁石の有効性も良好に利用することができる。２つの極及び永久磁石を互いに狭く配置したことによって、円盤形可動子のための磁気的な引き寄せ力及びひいてはブレーキモーメントも高められる。

この場合、前記２つの極間の最小間隔が、永久磁石の半径方向の横断面厚さに対して大きく構成されていて、それによって永久磁石の両端面側の間で、前記２つの極間の間隔内に自由室が形成されるようになっていれば、有利である。この自由室は、磁束流に対する要求に応じて最適化され、場合によっては生じる摩耗を吸収することができる、という付加的な利点を有している。

変化実施例によれば、２つの極間の間隔が、非磁気材料によって閉鎖されているか又は満たされている。それによって、場合によって生じる摩耗がブレーキシステム内に残存することは避けられる。

永久磁石の軸方向寸法は、その半径方向の厚さつまり永久磁石の内径と外径との差の数倍に相当する。即ち、比較大きい軸方向寸法を有する「永久磁石スリーブ」を設けることができる。この永久磁石スリーブは同時に、アウターリングとインナーリングとの間、若しくは外極と内極との間で半径方向に僅かなスペースしか必要としないので、アウターリング及びインナーリングは、ブレーキの半径方向寸法を大きくすることなしに、相応に大きい極面を形成することができる。

円盤形可動子に作用するばね力を生ぜしめるために、少なくとも１つの引張ばね及び／又は、プリロードがかけられていて、リベット結合されているか又はねじ結合されているセグメントばね、特に軸に対して同心的に配置された円盤形可動子の外周面に配置された複数の引張ばね及び／又はセグメントばねが設けられており、これらの引張ばね及び／又はセグメントばねは、円盤形可動子を軸方向の調節可能性に関連して軸方向で制限するフランジ内に配置されており、該フランジは、円盤形可動子の、永久磁石とは反対側で、軸に対して半径方向で突き出している。フランジは、これが戻しばねによってブレーキ面若しくは内極及び外極から引き戻されていれば（電磁石に給電されているので）、同時に円盤形可動子のためのストッパを形成している。

この場合、引張ばね又は、この引張ばねと同様に作用するセグメントばねを含有するフランジが、駆動装置の軸に相対回動不能に結合されたスリーブに特に一体的に結合されていて、円盤形可動子が、前記スリーブの外側に相対回動不能、しかしながら軸方向でエアギャップの周囲に調節可能に配置されている。

スリーブ状又はピストンリング状の永久磁石は、アウターリングとインナーリングとの間で、アウターリングが永久磁石を介在させて収縮によってインナーリングと結合されることによって固定されている。本発明に従って、永久磁石をインナーリング又はブレーキ内側体とアウターリング又はブレーキ外側体と円盤形可動子との間で半径方向に配置したことによって、常温のインナーリングとまだ非磁気化状態にある半径方向に作用する永久磁石とを予め組み立てておき、次いで例えば２００℃の温度に加熱されたアウターリング内に差し込むか、若しくはこのアウターリングを永久磁石上に被せ嵌めることによって、固定が得られる。アウターリングを冷却した後で、このアウターリングと永久磁石とインナーリングとは、互いに堅固に結合され、この場合、同時にアウターリングとインナーリング並びに永久磁石との間に僅かなエアギャップが得られる。

この場合、永久磁石は、周方向に並んで配置された個別のセグメントより成っていてよい。これは特に、固定が収縮によって行われ、それによって各セグメントは、それによってその互いに相対的な、より正確な位置がもはや失われることがない場合に当てはまる。

本発明によるブレーキの変化実施例によれば、ブレーキ体がブレーキライニングを有している。それによってブレーキはいわゆる作業ブレーキとして使用することもできる。

特に前記特徴の単独の又は複数の組み合わせにおいて、摩擦力が内極及び外極の範囲内で一様に分配される電磁ブレーキが得られるので、得られるトルク若しくは得られるブレーキ力は最初から、得ようとする値を有することができ、この値は、半径方向に配置された又はスリーブ状の永久磁石によって、この永久磁石の軸方向寸法に応じて強くするか、又は著しく強くすることができる。

この場合、この永久磁石の半径方向又はスリーブ状の配置及び構成によって、変えられた又は改良された、エンジン軸受シールドに対する交点が可能であり、このエンジン軸受シールドにおいてブレーキを緊締することなしにねじ結合することができる、軸方向で相応に大きくすることができる、スリーブ状に構成された永久磁石の高い磁力に基づいて、単数又は複数の電磁石の励磁コイルに高い電力が必要とされるが、このようなコイルの電力は、回転モーメント又はブレーキモーメントの上昇を考慮すれば、従来の解決策に対して低い、ということが証明されている。有利な形式で、本発明によるブレーキは、前記公知のブレーキに対して同じトルクで構造的大きさは低減されているか、又は同じ構造的大きさにおいてより強いブレーキ力を得ることが可能であるので、本発明によるブレーキは、非常に経済的であるという利点も有している。

本発明の特に有利な実施態様によれば、軸方向で第１の永久磁石及び円盤形可動子とは反対側に面した、励磁コイルの側で、アウターリングとインナーリングとの間に第２の永久磁石が配置されており、該第２の永久磁石の半径方向の横断面寸法又は横断面厚さが、この第２の永久磁石の軸方向寸法よりも小さく構成されており、該第２の永久磁石の、前記励磁コイルとは反対側の端面側の端部に第２の円盤形可動子が設けられていて、該第２の円盤形可動子が、前記第１の円盤形可動子と同じ軸に作用する。

このような特徴によって、励磁コイルの両側に永久磁石と円盤形可動子とが配置されているデュアルブレーキが得られ、この場合、第２の側で励磁コイルと円盤形可動子との間に永久磁石が配置されている。このような形式のデュアルブレーキにおいては、１つの励磁コイルを設けるだけでよい。この場合も、磁石は半径方向で磁気化されているが、励磁コイルの互いに反対側を向いた両側ではそれぞれ逆方向に磁気化されている。このような形式の配置によって、銅容積がやや増大された単独の電気接続部だけで、さらに増大されたブレーキモーメントが得られる。共通に１つの軸に作用する２つのブレーキを用いるのに対して、構成部分及び構造長さの節約が得られる。特に両側又は半部が同一の構造を有している場合、高い安全性が要求される使用のための、例えば乗用エレベータ及び貨物用エレベータのためのブレーキが提供される。何故ならば、両側に互いに独立したひいては重複するブレーキシステムが形成されているからである。これに対してブレーキの解離（Lueften）は単独で設けられている。これは、励磁コイルが励磁されない場合に、確実なブレーキ作用が、重複的に得られるので十分である。

アウターリングが、互いに反対側の両側において、軸方向で励磁コイルを越えて突き出していて、第１の永久磁石及び第２の永久磁石の外側を包囲しており、第２の永久磁石の内側が第２のインナーリングに当接していて、それによって第２の永久磁石の外極が、軸方向で延長されているアウターリングによって形成されていて、内極が第２のインナーリングによって形成されていれば、構造的に有利な配置が得られる。これによって、デュアルブレーキの両側がほぼ同一に構成されている。

この場合、第２の永久磁石の直径及び横断面厚さが、第１の永久磁石の直径及び横断面厚さと同じであって、第２の永久磁石と第１の永久磁石とが同軸的に配置されている。これによって、このデュアルブレーキの両側において、同じ直径比が得られる。

第２の永久磁石の軸方向寸法は、第１の永久磁石の軸方向寸法に相当する。これによって、このデュアルブレーキの両半部のために、事実上同じ寸法及び構成が得られ、ひいてはほぼ同じブレーキ力が得られる。

有利な形式で、２つの永久磁石並びにその固定部及び、これらの永久磁石と協働する部分、殊に円盤形可動子及び／又はばねが、共通の電磁石又はこの電磁石の励磁コイルと鏡面対称的に配置されていて、その他は同じに構成されている。それによって、このデュアルブレーキの両半部のためにも、前記形式の簡単な特徴及び手段が適用される。

次に本発明の実施例を図面を用いて詳しく説明する。一部は概略図で示されている。

図１は、本発明による電磁ブレーキの縦断面図であって、該電磁ブレーキは、アウターリングとして構成された外極と、インナーリングとして構成された内極とを有していて、この外極と内極との間にスリーブ状の永久磁石が配置されており、この永久磁石の半径方向の横断面の厚さが、軸方向の寸法よりも著しくわずかであって、この場合、このスリーブ状の永久磁石は、軸方向で見てブレーキの励磁コイルと円盤形可動子との間に配置されている。

図２は、本発明による電磁ブレーキの縦断面図であって、この場合、電磁石若しくは励磁コイルの両側にそれぞれスリーブ状の永久磁石と円盤形可動子とがほぼ鏡面対称的に配置されているので、共通の軸に作用するデュアルブレーキが形成されている。

２つの実施例の以下の説明において、その機能的に同じである部分は、それがやや異なる形状又は構成を有していても同じ符号が付けられている。

全体が符号１で示された電磁ブレーキは、詳しく示されていない電気駆動装置のために考えられたものであって、ブレーキ体３を有しており、このブレーキ体３は、永久磁石４と、電磁式の励磁コイル６を備えた少なくとも１つの電磁石５と、アウターリング７として構成された外極と、インナーリング８として構成された内極とを有している。この場合、図１には、上方から励磁コイル６に接続されたリッツ線若しくはコネクタ９が示されている。

図１によれば、電磁ブレーキ１に円盤形可動子１２が所属しており、この円盤形可動子１２は、駆動装置の回転可能な軸と間接的に、つまり後述されているスリーブ１４と、このスリーブに配置されたフランジ１５とを介して相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）結合されており、この場合円盤形可動子１２は、外極７と内極８と永久磁石４と共に、図面には示されていないエアギャップを介して磁気回路を形成しており、この場合、円盤形可動子１２は、永久磁石４の磁力によって、同様に後述されているばね１６のばね力に抗してブレーキ体３若しくはそのアウターリング７及びインナーリング８に引き寄せられるようになっている。電磁石５の励磁コイル６に給電されなければ、ブレーキ力が働くことはない。円盤形可動子１２がばね１６のばね力によってブレーキ体３若しくはアウターリング７及びインナーリング６の端面から持ち上がり可能であるか又は持ち上がっている間は、励磁コイルに給電されることによって、永久磁石４の永久磁界が、補償され、中立化され、押し退けられるか又は押し戻される。電流供給がしゃ断されると、ブレーキ１は閉鎖される。

この場合、永久磁石４の半径方向の横断面寸法又は横断面の厚さｄ、つまり永久磁石の内径と外径との間の寸法は、軸方向の寸法よりも小さい。図１に示されているように、この半径方向の横断面寸法又は横断面の厚さｄは、永久磁石４の軸方向長さと比較して小さいことが明らかである。このことはつまり、ブレーキ１の直径又は横断面又は外周を大きくすることなしに、永久磁石４を軸方向でより大きく構成することができるので、このような形式で横断面を大きくすることなしに磁力を増大させることができる、ということである。この場合、永久磁石４の軸方向の寸法は、その半径方向の横断面の厚さｄの複数倍であって、この実施例では、約３倍又は４倍であるが、この場合、この寸法をより小さい関係にするか又はより大きい関係にするかは、所望の磁気力に応じて選択することができる。

永久磁石４は、スリーブ状にブレーキ体３のアウターリング７とインナーリング８との間に配置されていて、アウターリング７及びインナーリング８を介して円盤形可動子１２と磁気回路を形成するために、半径方向で磁気化される。この場合、永久磁石４を収容するために、インナーリング７及びアウターリング８の立体的な延在寸法は、永久磁石４がこの永久磁石４によって必要とされるスペース内に位置するように、利用される。

円盤形可動子１２に作用する磁力を生ぜしめるために、板ばね状のセグメントばね１６はプリロード（予備荷重）をかけられていて、つまり付勢されていて、フランジ１５にリベット結合され、かつ軸若しくは円盤形可動子１２に対して同心的に外周部に設けられているので、フランジ１５は、このセグメントばね１６を受容することによって付加的な機能を有している。しかもこのフランジ１５は、円盤形可動子１２の、ブレーキ体３から離れる方向の軸方向運動を制限し、このために、円盤形可動子１２の、永久磁石４とは反対側で、軸若しくはスリーブ１４に対して半径方向で大きく突き出している。

この場合、２つの実施例では、引張ばね１６若しくはこのように作用するセグメントばねを収容するフランジ１５は、使用位置において軸に相対回動不能に結合されたスリーブ１４と一体的に結合されていて、円盤形可動子１２がこのスリーブ１４の外側に相対回動不能、しかしながら軸方向では調節可能にエアギャップの周囲配置されている。それによって全体的にコンパクトなブレーキ１が得られ、このブレーキ１は予備組立可能で、次いで軸及び駆動部に結合することができる。

図面でよく分かるように、スリーブ状又はピストンリング状の永久磁石４はその、互いに平行に延在する内周面及び外周面で以て、それぞれインナーリング８及びアウターリング７に接触し、次いでアウターリング７が永久磁石４を介在させて収縮によってインナーリング８に結合されることによって、固定される。実際には、インナーリング８がスリーブ状の永久磁石４を備えていて、次いで例えば２００℃に加熱されたアウターリング７が被せ嵌められるか、又はインナーリング８が永久磁石４と共に、この加熱されたアウターリング７に差し込まされるか又は挿入され、次いで３つの部分が（アウターリング７が冷却されていれば）、互いに堅固に結合され、付加的な固定手段を必要とすることはない。

この場合、永久磁石４は、周方向で互いに並んで配置された個別のセグメントより成っていてもよい。

詳しく図示していない形式で、ブレーキ体３はブレーキライニングを有していてよい。これに対して、図示の実施例ではその代わりにギャップが形成されている。このギャプは、ブレーキ面が例えば作業ブレーキ又はダイナミックブレーキとして使用される場合、ブレーキライニングで満たされる。

この場合、ブレーキライニングは、アウターリング７とインナーリング８との間で、円盤形可動子１２に面した、アウターリング７及びインナーリング８の端面と、同一平面を成していてよい。

図１には、永久磁石４が円盤形可動子１２と励磁コイル６との間で軸方向に設けられている、空間的な配置状態が示されている。この場合、このスリーブ状又はセグメントより組み立てられた永久磁石４が、励磁コイル６又はそのケーシングの半径方向で外側の領域内に配置されていて、最大可能な直径を有していることが示されている。

永久磁石４を、円盤形可動子１２と励磁コイル６との間に軸方向で直接配置したことによって、磁束流の改善が得られる。何故ならば、磁束流は直接得られるからであり、またこれによって励磁コイル６の高められた再引張負荷が生ぜしめられる。これによって、ブレーキ１の温度特性が改善され、例えばブレーキ１を−４０℃〜＋１２０℃の温度範囲内で使用することができる。

前記特徴及び手段は、デュアルブレーキとして構成された図２に示したブレーキ１においても見られる。軸方向で第１の永久磁石４及び円盤形可動子１２とは反対側に向いた、励磁コイル６の側において、第２の永久磁石４１がアウターリング７とインナーリングとの間に配置されており、その半径方向の横断面寸法又は横断面の厚さｄは、前記第１図の実施例と同様に、軸方向の寸法よりも小さい。この第２の永久磁石４１の、励磁コイル６とは反対側の端部には、第２の円盤形可動子１２１が設けられており、この第２の円盤形可動子１２１は、第１の円盤形可動子１２と同じ軸に作用する。それによってデュアルブレーキが得られるが、このデュアルブレーキにおいては有利な形式で、１つの電流接続部を備えた唯一の電磁石５が必要なだけである。従って、全構造長さは、同軸上に作用する２つのブレーキに対して短い。

図２に示されているように、アウターリング７は、互いに反対側の２つの側に向かってそれぞれ軸方向で励磁コイル６を越えて突き出していて、第１の永久磁石及び第２の永久磁石４１の外側を包囲している。第２の永久磁石４１の内側は、第２のインナーリング８１に当接しているので、第２の永久磁石４１の外極は軸方向に延長されたアウターリング７によって形成されていて、内極は第２のインナーリング８１によって形成されている。

この場合、第２の永久磁石４１は、第１の永久磁石と同じ直径及び同じ横断面厚さｄを有していて、図２に示されているように永久磁石４と同一平面に配置されている。第２の永久磁石４１の軸方向寸法も、第１の永久磁石４の軸方向に相当する。

図２の上半部には、閉じたブレーキ１、つまり励磁コイル６に給電されていない状態における磁界が、矢印Ｐｆ１で示されており、この矢印から、２つの永久磁石４及び４１が、前述のように、それぞれ逆向き又は反対向きの半径方向で磁化されていることが分かる。

図２の下半部では、開放されたブレーキ、つまり励磁コイル６に給電された状態における磁界が矢印Ｐｆ２によって示されている。この場合、永久磁石の永久磁界は、円盤形可動子１２及び１２１がばね力によって両側に配置されたブレーキ体３から持ち上げられている間は、補償され、中立化され、押し退けられるか又は押し戻される。

図２に示した実施例では、２つの永久磁石４及び４１、並びにこれらの永久磁石４及び４１の固定部、これらの永久磁石４及び４１と協働する部分、特に円盤形可動子１２及び１２１及び／又はばね１６並びにブレーキ体３が、共通の電磁石又はその励磁コイル６に対して鏡面対称的に配置されていて、それ以外は同様に構成されている。これによって、このデュアルブレーキの両側の同一性が得られ、それによってこのデュアルブレーキは、例えば乗用エレベータ及び貨物用エレベータのために高い安全性が要求される使用のために適している。何故ならば両側又は両半部は、互いに独立していて、ひいては重複したブレーキシステムを形成しているからである。図２の下半部に示されているように、このデュアルブレーキの解離は、非常に簡単な構造であるが十分なものである。何故ならば励磁が故障した場合に、確実なブレーキ状態が重複して維持されるからである。

特に電気駆動装置のための電磁ブレーキ１はブレーキ体３を有しており、このブレーキ体３は、スリーブ状に構成された永久磁石４と、励磁コイル６を備えた電磁石５と、外極として構成されたアウターリング７と、内極として構成されたインナーリング８とを有しており、この場合、軸に相対回動不能に結合された円盤形可動子１２は永久磁石４と共に、エアギャップを介して磁気回路を形成していて、永久磁石４の磁力によって、戻しばね１６のばね力に抗して、ブレーキ体３若しくはアウターリング７及びインナーリング８の端面に引き寄せられるようになっている。励磁コイル６に給電されると、永久磁石４の永久磁界は、円盤形可動子１２がばね力によってブレーキ体３から引き離し可能であるか又は引き離されていて、それによってブレーキ１が解離されている間は、補償され、中立化され、押し退けられ又は押し戻される。永久磁石４の横断面寸法又は横断面の厚さｄ、つまりその内径と外径との間の差は、永久磁石４の軸方向寸法よりも小さく、特に著しく小さい。また永久磁石は、軸方向で見て円盤形可動子１２と励磁コイル６との間に空間的に配置されていて、この場合、励磁コイル６の半径方向外側の領域又はそのケーシングの領域内に設けられている。

ブレーキ１は、励磁コイル６がそれぞれほぼスリーブ状の又はピストンリング状の永久磁石４及び、この永久磁石４と協働する円盤形可動子１２、並びにこのブレーキのその他必要な部分は、有利な形式で鏡面対称的に配置されている。

本発明の第１実施例による電磁ブレーキの縦断面図である。 本発明の第２実施例による電磁ブレーキの縦断面図である。

Claims (18)

1. 殊に電気駆動装置のための電磁ブレーキ（１）であって、少なくとも１つのブレーキ体（３）を有しており、該ブレーキ体（３）は、少なくとも１つの永久磁石（４）と、電磁式の励磁コイル（６）を備えた少なくとも１つの電磁石（５）と、アウターリング（７）として構成された外極と、インナーリング（８）として構成された内極とを有しており、この場合、ブレーキ体（３）が、電気式の駆動装置の固定子に相対回動不能に結合されており、円盤形可動子（１２）が設けられていて、該円盤形可動子（１２）は、駆動装置の回転可能な軸に相対回動不能に結合されており、この場合、該円盤形可動子（１２）が、前記外極、前記内極、並びに前記永久磁石（４）と共に、エアギャップを介して磁気回路を形成していて、円盤形可動子（１２）が永久磁石（４）の磁力によってばね（１６）のばね力に抗してブレーキ体（３）に引き寄せられるようになっていて、少なくとも前記円盤形可動子（１２）がばね力によってブレーキ体（３）から持ち上がり可能であるか又は持ち上げられている間、前記励磁コイル（６）に給電されると前記永久磁石（４）の永久磁界が、補償され、中立化され、押し退けられ又は押し戻されるようになっている形式のものにおいて、
   ブレーキ力を生ぜしめる永久磁石（４）の、内径と外径との間における半径方向の横断面寸法又は半径方向の厚さ（ｄ）が、この永久磁石（４）の軸方向寸法よりも小さく構成されており、前記永久磁石（４）の空間的な配置は、この永久磁石（４）が前記円盤形可動子（１２）と前記励磁コイル（６）との間で軸方向に設けられるように、設定されていることを特徴とする、永久磁石を備えた電磁ブレーキ。
2. 永久磁石（４）がスリーブ状又はピストンリング状に構成されている、請求項１記載のブレーキ。
3. 永久磁石（４）が、励磁コイル（６）又はこの励磁コイルのケーシングの半径方向外側の領域に配置されている、請求項１又は２記載のブレーキ。
4. 永久磁石（４）が、ブレーキ体（３）のアウターリング（７）とインナーリング（８）との間にスリーブ状に配置され、半径方向に磁気化されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のブレーキ。
5. 半径方向で永久磁石（４）の両側に配置され、かつアウターリング（７）及びインナーリング（８）によって形成された２つの極の内法間隔が、永久磁石（４）の少なくとも半径方向の横断面厚さ（ｄ）に相当する、請求項１から４までのいずれか１項記載のブレーキ。
6. 前記２つの極間の最小間隔が、永久磁石（４）の半径方向の横断面厚さ（ｄ）に対して大きく構成されていて、それによって永久磁石（４）の両端面側の間で、前記２つの極間の間隔内に自由室が形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のブレーキ。
7. 前記２つの極間の間隔が、非磁気材料によって閉鎖されているか又は満たされている、請求項１から６までのいずれか１項記載のブレーキ。
8. 永久磁石（４）の軸方向寸法が、永久磁石（４）の横断面厚さ（ｄ）の複数倍、特に３倍以上、特に５倍から１５倍であり、有利には１０倍又はその他の中間値である、請求項１から７までのいずれか１項記載のブレーキ。
9. 少なくとも１つの円盤形可動子（１２）に作用するばね力を生ぜしめるために、少なくとも１つの引張ばね（１６）及び／又は、プリロードがかけられていて、リベット結合されているか又はねじ結合されているセグメントばね、殊に軸（１３）に対して同心的に配置された円盤形可動子（１２）の外周面に配置された複数の引張ばね（１６）及び／又はセグメントばねが設けられており、これらの引張ばね及び／又はセグメントばねは、円盤形可動子（１２）を軸方向の調節可能性に関連して軸方向で制限するフランジ（１５）内に配置されており、該フランジ（１５）は、円盤形可動子（１２）の、永久磁石（４）とは反対側で、軸（１３）に対して半径方向で突き出している、請求項１から８までのいずれか１項記載のブレーキ。
10. 引張ばね（１６）又は、この引張ばねと同様に作用するセグメントばねを含有するフランジ（１５）が、駆動装置の軸に相対回動不能に結合されたスリーブ（１４）に殊に一体的に結合されていて、円盤形可動子（１２）が、前記スリーブ（１４）の外側に相対回動不能、しかしながら軸方向でエアギャップの周囲に調節可能に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のブレーキ。
11. スリーブ状又はピストンリング状の永久磁石（４）がアウターリング（７）とインナーリング（４）との間で、アウターリング（７）が永久磁石（４）を介在させて、収縮によってインナーリング（８）と結合されることによって固定されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のブレーキ。
12. 永久磁石（４）が、周方向に並んで配置された個別のセグメントより成っている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のブレーキ。
13. 前記ブレーキ体（３）がブレーキライニングを有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のブレーキ。
14. 軸方向で第１の永久磁石（４）及び円盤形可動子（１２）とは反対側に面した、励磁コイル（６）の側で、アウターリング（７）とインナーリングとの間に第２の永久磁石（４１）が配置されており、該第２の永久磁石（４１）の半径方向の横断面寸法又は横断面厚さ（ｄ）が、この第２の永久磁石（４１）の軸方向寸法よりも小さく構成されており、該第２の永久磁石（４１）の、前記励磁コイル（６）とは反対側の端面側の端部に第２の円盤形可動子（１２１）が設けられていて、該第２の円盤形可動子（１２１）が、前記第１の円盤形可動子（１２）と同じ軸に作用している、請求項１から１３までのいずれか１項記載のブレーキ。
15. アウターリング（７）が、互いに反対側の両側において、軸方向で励磁コイル（６）を越えて突き出していて、第１の永久磁石（４）及び第２の永久磁石（４１）の外側を包囲しており、第２の永久磁石（４１）の内側が第２のインナーリング（８１）に当接していて、それによって第２の永久磁石（４１）の外極が、軸方向で延長されているアウターリング（７）によって形成されていて、内極が第２のインナーリング（８１）によって形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のブレーキ。
16. 第２の永久磁石（４１）の直径及び横断面厚さ（ｄ）が、第１の永久磁石（４）の直径及び横断面厚さ（ｄ）と同じであって、第２の永久磁石（４１）と第１の永久磁石（４）とが同軸的に配置されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載のブレーキ。
17. 第２の永久磁石（４１）の軸方向寸法が、第１の永久磁石（４）の軸方向寸法に相当する、請求項１から１６までのいずれか１項記載のブレーキ。
18. ２つの永久磁石（４，４１）並びにその固定部及び、これらの永久磁石（４，４１）と協働する部分、殊に円盤形可動子（１２，１２１）及び／又はばね（１６）が、共通の電磁石（５）又はこの電磁石の励磁コイル（６）と鏡面対称的に配置されていて、その他は同じに構成されている、請求項１から１７までのいずれか１項記載のブレーキ。

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