JP2019199943A - Electromagnetic powder brake - Google Patents

Electromagnetic powder brake Download PDF

Info

Publication number
JP2019199943A
JP2019199943A JP2018096159A JP2018096159A JP2019199943A JP 2019199943 A JP2019199943 A JP 2019199943A JP 2018096159 A JP2018096159 A JP 2018096159A JP 2018096159 A JP2018096159 A JP 2018096159A JP 2019199943 A JP2019199943 A JP 2019199943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
powder brake
body portion
powder
magnetic body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018096159A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
武 前田
Takeshi Maeda
武 前田
康生 貴傳名
Yasuo Kidena
康生 貴傳名
啓太 中島
Keita Nakajima
啓太 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2018096159A priority Critical patent/JP2019199943A/en
Publication of JP2019199943A publication Critical patent/JP2019199943A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

To inhibit variations of brake force and stably output the brake force.SOLUTION: An electromagnetic powder brake includes: a rotor fixed to a shaft; an annular yoke part which is disposed at an outer periphery of the rotor and houses a coil; and magnetic powder enclosed in a predetermined gap between the yoke part and the rotor. The magnetic powder is bound by magnetic flux generated by energization to the coil to apply brake force to the shaft. The yoke part is formed by combining a magnetic material part formed by a magnetic material with a non-magnetic material part formed by a non-magnetic material in a circumferential direction.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、電磁パウダブレーキに関する。   The present invention relates to an electromagnetic powder brake.

従来、この種の電磁パウダブレーキとしては、シャフトに固定されたロータと、ロータの外周に所定の隙間を隔てて配設されコイルを収容した環状のヨークと、ロータとヨークとの隙間に封入された磁性粉末とを備え、コイルへの通電により発生させた磁束で磁性粉末を結合させてシャフトにブレーキ力を付与するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電磁パウダブレーキでは、ヨークの内周面やロータの外周面に周方向に溝を設けることで、磁性粉末の均一な分布を促し易くするものとしている。   Conventionally, this type of electromagnetic powder brake is enclosed in a rotor fixed to a shaft, an annular yoke that is disposed on the outer periphery of the rotor with a predetermined gap therebetween and that accommodates a coil, and a gap between the rotor and the yoke. In addition, a magnetic powder that is applied with a magnetic flux generated by energization of a coil to apply a braking force to a shaft has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this electromagnetic powder brake, grooves are provided in the circumferential direction on the inner circumferential surface of the yoke and the outer circumferential surface of the rotor, thereby facilitating uniform distribution of the magnetic powder.

実願平1−90453号公報Japanese Patent Application No. 1-90453

上述した電磁パウダブレーキでは、磁性粉末の均一な分布を促し易い構成ではあるものの、コイルへの通電に伴う磁束は周方向の全周に発生することから、ブレーキ力のバラツキを抑えるために、磁性粉末を周方向の全周に均一に分布させる必要がある。そのため、電磁パウダブレーキの使用開始前に、所定の慣らし条件で電磁パウダブレーキを運転させる慣らし運転を行うことが考えられる。しかしながら、隙間内での磁性粉末の挙動はコントロールし難く、適切な慣らし条件を設定するのは困難であり、慣らし運転を行ってもブレーキ力にバラツキが生じることがある。また、電磁パウダブレーキが用いられる対象物によっては慣らし運転自体を行うことが困難な場合もある。   In the electromagnetic powder brake described above, although it is easy to promote a uniform distribution of the magnetic powder, the magnetic flux accompanying the energization of the coil is generated all around the circumference. Therefore, in order to suppress the variation in the braking force, the magnetic powder brake It is necessary to distribute the powder uniformly over the entire circumference. For this reason, it is conceivable to perform a break-in operation in which the electromagnetic powder brake is operated under a predetermined break-in condition before the use of the electromagnetic powder brake is started. However, it is difficult to control the behavior of the magnetic powder in the gap, and it is difficult to set an appropriate break-in condition, and the brake force may vary even if the break-in operation is performed. Also, depending on the object for which the electromagnetic powder brake is used, it may be difficult to perform the running-in operation itself.

本発明は、ブレーキ力のバラツキを抑えて安定的に出力させることを主目的とする。   The main object of the present invention is to stably output while suppressing variations in braking force.

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The present invention adopts the following means in order to achieve the main object described above.

本発明の電磁パウダブレーキは、シャフトに固定されたロータと、前記ロータの外周囲に配設されコイルを収容したヨーク部と、前記ヨーク部と前記ロータとの間の所定の隙間に封入された磁性粉末と、を備え、前記コイルへの通電により発生させた磁束で前記磁性粉末を結合させて前記シャフトにブレーキ力を付与する電磁パウダブレーキであって、前記ヨーク部は、周方向において、磁性材料により形成された磁性体部と、非磁性材料により形成された非磁性体部とを組み合わせて構成されることを要旨とする。   An electromagnetic powder brake according to the present invention is enclosed in a rotor fixed to a shaft, a yoke part disposed around the outer periphery of the rotor and containing a coil, and a predetermined gap between the yoke part and the rotor. An electromagnetic powder brake for applying a braking force to the shaft by coupling the magnetic powder with a magnetic flux generated by energizing the coil, wherein the yoke portion is magnetic in the circumferential direction. The gist is that the magnetic body portion formed of a material is combined with a non-magnetic body portion formed of a non-magnetic material.

本発明の電磁パウダブレーキでは、ヨーク部は、周方向において磁性体部と非磁性体部とを組み合わせて構成される。このため、磁性粉末を均一に分布させるべき範囲を磁性体部とロータとの隙間に絞ることができるから、ヨーク部の周方向の全周を磁性体部で構成するものに比して、磁性粉末の分布のバラツキを抑え易いものとなる。したがって、ブレーキ力のバラツキを抑えて安定的に出力させることができる。   In the electromagnetic powder brake of the present invention, the yoke part is configured by combining a magnetic part and a non-magnetic part in the circumferential direction. For this reason, the range in which the magnetic powder should be uniformly distributed can be narrowed down to the gap between the magnetic body portion and the rotor, so that the entire circumference in the circumferential direction of the yoke portion is magnetic compared to the magnetic body portion. It becomes easy to suppress the dispersion of the powder distribution. Therefore, it is possible to stably output while suppressing variations in brake force.

本発明の電磁パウダブレーキにおいて、前記ヨーク部は、内周部の周方向における一部が前記磁性体部で構成されると共に残部が前記非磁性体部で構成され、前記シャフトが鉛直方向に対して直交する向きで、且つ、前記磁性体部が前記非磁性体部よりも下方に位置する向きとなる状態で使用されるものとしてもよい。こうすれば、コイルへ通電していない状態で磁性粉末は重力によって隙間内を下方に移動するから、磁性粉末が磁性体部との隙間に位置し易いものとなる。このため、磁性体部との隙間に磁性粉末を分布させるための慣らし運転を行わなくても、ブレーキ力を安定的に出力させることができる。   In the electromagnetic powder brake of the present invention, the yoke portion is configured such that a part of the inner peripheral portion in the circumferential direction is configured by the magnetic body portion, the remaining portion is configured by the non-magnetic body portion, and the shaft is perpendicular to the vertical direction. It is good also as what is used in the state which becomes the direction which is perpendicular to the direction and the said magnetic body part is located below the said non-magnetic body part. If it carries out like this, since magnetic powder will move the inside of a gap | interval by gravity with the state which is not supplying with electricity to a coil, it will become easy to locate magnetic powder in a gap | interval with a magnetic body part. For this reason, it is possible to stably output the braking force without performing a break-in operation for distributing the magnetic powder in the gap with the magnetic body portion.

本発明の電磁パウダブレーキにおいて、前記磁性粉末は、前記コイルへ通電していない状態で、前記所定の隙間のうち前記磁性体部と前記ロータとの間の隙間を埋める程度の量が封入されるものとしてもよい。あるいは、本発明の電磁パウダブレーキにおいて、前記磁性粉末は、前記コイルへ通電していない状態で、前記磁性体部の領域を覆うように封入されるものとしてもよい。これらのようにすれば、磁性体部の領域で確実にブレーキ力を出力させることができる。また、電磁パウダブレーキの使用中に磁性粉末が隙間内で移動しても、磁性体部とロータとの隙間にある磁性粉末の量が大きく減少するのを抑えることができるから、磁性粉末の均一な分布を維持してブレーキ力のバラツキを確実に抑えることができる。   In the electromagnetic powder brake of the present invention, the magnetic powder is enclosed in an amount sufficient to fill a gap between the magnetic body portion and the rotor in the predetermined gap without energizing the coil. It may be a thing. Alternatively, in the electromagnetic powder brake of the present invention, the magnetic powder may be encapsulated so as to cover a region of the magnetic body portion in a state where the coil is not energized. By doing so, it is possible to reliably output the braking force in the region of the magnetic part. In addition, even if the magnetic powder moves in the gap during use of the electromagnetic powder brake, it is possible to prevent the amount of magnetic powder in the gap between the magnetic body portion and the rotor from greatly decreasing. The distribution of braking force can be reliably suppressed.

本発明の電磁パウダブレーキにおいて、前記ヨーク部は、内周部の周方向における全領域に対し前記磁性体部の占める割合が5割以下であるものとしてもよい。こうすれば、磁性粉末の分布のバラツキを抑える構成を比較的容易に実現することができる。   In the electromagnetic powder brake of the present invention, the yoke portion may have a ratio of the magnetic body portion of 50% or less with respect to the entire region in the circumferential direction of the inner peripheral portion. By so doing, it is possible to relatively easily realize a configuration that suppresses variations in the distribution of the magnetic powder.

電磁パウダブレーキ10を備える車両の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a vehicle including an electromagnetic powder brake 10. FIG. 電磁パウダブレーキ10の構成図である。1 is a configuration diagram of an electromagnetic powder brake 10. FIG. 図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 電磁パウダブレーキ10の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of an electromagnetic powder brake 10. FIG. 電磁パウダブレーキ10の要部を示す断面斜視図である。2 is a cross-sectional perspective view showing a main part of the electromagnetic powder brake 10. FIG. 電磁パウダブレーキ10に生じる磁束の一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing an example of magnetic flux generated in the electromagnetic powder brake 10. FIG.

次に、本発明を実施するための形態について説明する。    Next, the form for implementing this invention is demonstrated.

図1は電磁パウダブレーキ10を備える車両の外観斜視図であり、図2は電磁パウダブレーキ10の構成図であり、図3は図2のA−A断面図であり、図4は電磁パウダブレーキ10の分解斜視図であり、図5は電磁パウダブレーキ10の要部を示す断面斜視図である。   1 is an external perspective view of a vehicle including an electromagnetic powder brake 10, FIG. 2 is a configuration diagram of the electromagnetic powder brake 10, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is an exploded perspective view of the electromagnetic powder brake 10, and FIG.

図1に示す車両は、車体1と、上端部が左右のヒンジ機構4を介して車体1の後部に取り付けられヒンジ機構4を支点として上下方向に回動可能な跳ね上げ式のバックドア2とを備えており、左右のヒンジ機構4の一方に電磁パウダブレーキ10が設けられている。電磁パウダブレーキ10は、ヒンジ機構4のヒンジ軸に、回転軸であるシャフト12が接続されており、コイル通電により発生させた磁束によって磁性粉体を結合(磁気吸着)させることでシャフト12を介してヒンジ機構4の回動に所定のブレーキ力を作用させる。なお、図1の車両がバックドア2を自動で開閉する自動開閉装置を備えるものなどとしてもよい。   The vehicle shown in FIG. 1 includes a vehicle body 1, a flip-up back door 2 whose upper end is attached to the rear portion of the vehicle body 1 via left and right hinge mechanisms 4, and can be turned up and down with the hinge mechanism 4 as a fulcrum. The electromagnetic powder brake 10 is provided on one of the left and right hinge mechanisms 4. In the electromagnetic powder brake 10, a shaft 12 that is a rotating shaft is connected to the hinge shaft of the hinge mechanism 4, and magnetic powder is coupled (magnetically attracted) by a magnetic flux generated by energization of the coil via the shaft 12. Thus, a predetermined braking force is applied to the rotation of the hinge mechanism 4. The vehicle shown in FIG. 1 may include an automatic opening / closing device that automatically opens and closes the back door 2.

電磁パウダブレーキ10は、図2〜図4に示すように、シャフト12と一体回転するロータ14と、ロータ14の径方向外側に嵌合されコイル16が巻回されるコイルボビン18と、コイルボビン18に巻回されたコイル16を軸方向の両側から挟むように配置される一対のインナヨーク20と、コイル16およびインナヨーク20の外周に配置されケースとしても機能する円筒状のアウタヨーク30とを備える。この電磁パウダブレーキ10は、インナヨーク20とアウタヨーク30とが、コイルボビン18に券回されたコイル16を内部に収容するように構成されており、ロータ14とインナヨーク20との間の環状の隙間(所定の隙間)に、磁性粉体としてのパウダPが封入されている(図3参照)。   As shown in FIGS. 2 to 4, the electromagnetic powder brake 10 includes a rotor 14 that rotates integrally with the shaft 12, a coil bobbin 18 that is fitted to the outer side in the radial direction of the rotor 14, and the coil 16 is wound around. A pair of inner yokes 20 are disposed so as to sandwich the wound coil 16 from both sides in the axial direction, and a cylindrical outer yoke 30 that is disposed on the outer periphery of the coil 16 and the inner yoke 20 and also functions as a case. The electromagnetic powder brake 10 is configured such that the inner yoke 20 and the outer yoke 30 accommodate the coil 16 wound around the coil bobbin 18 therein, and an annular gap (predetermined between the rotor 14 and the inner yoke 20). ), Powder P as magnetic powder is enclosed (see FIG. 3).

また、電磁パウダブレーキ10は、この他に、シャフト12を支持する2つのベアリング24と、シャフト12の外周面に摺接し外部へのパウダPの漏出を防止する2つのシール部材26と、ベアリング24とシール部材26とを保持する段付きの内径部を有する円環状の2つの保持部材28とを備える。これらは、スペーサ32とスナップリング34とにより、軸方向の移動が規制されている。   In addition to this, the electromagnetic powder brake 10 includes two bearings 24 that support the shaft 12, two seal members 26 that slide in contact with the outer peripheral surface of the shaft 12 to prevent the powder P from leaking to the outside, and the bearings 24. And two annular holding members 28 having stepped inner diameter portions for holding the sealing member 26. These are restricted in movement in the axial direction by the spacer 32 and the snap ring 34.

コイルボビン18は、ロータ14の外径に対し所定の隙間をもった内径で環状に形成された環状部18aと、環状部18aの両縁から軸方向外側に向かうにつれて径(内径および外径)が大きくなるテーパ状に形成されたテーパ状部18bとにより構成されている。コイルボビン18は、環状部18aや各テーパ状部18bの外周面にコイル16が券回されており、各テーパ状部18bの内周面がそれぞれインナヨーク20を受ける受け面として機能する。   The coil bobbin 18 has an annular portion 18a formed in an annular shape with an inner diameter having a predetermined gap with respect to the outer diameter of the rotor 14, and a diameter (an inner diameter and an outer diameter) from the both edges of the annular portion 18a toward the outer side in the axial direction. The tapered portion 18b is formed in a tapered shape that increases. In the coil bobbin 18, the coil 16 is wound around the outer peripheral surface of the annular portion 18a and each tapered portion 18b, and the inner peripheral surface of each tapered portion 18b functions as a receiving surface for receiving the inner yoke 20, respectively.

インナヨーク20は、例えば鉄などの磁性を有する磁性材料により形成された磁性体部21(グレーで図示)と、樹脂やアルミニウムなどの磁性を有さない非磁性材料により形成された非磁性体部22との2つの部材を組み合わせて構成されている。非磁性体部22は、周方向の一部に部分的に切り欠かれた切欠22aが形成されており、磁性体部21がその切欠22aに嵌め込まれるように組み合わされることで、インナヨーク20を構成する。このように、インナヨーク20は、周方向の一部が磁性体部21で構成され、残りが非磁性体部22で構成されており、本実施形態では周方向における全周の領域に対して磁性体部21の占める割合が1/4程度となっている。なお、磁性体部21と非磁性体部22とが組み合わされたインナヨーク20(図4参照)は、テーパ状部18bの内周面に沿ったテーパ状のテーパ状部20aと、テーパ状部20aの縁から一定の径(テーパ状部20aの最大径)で環状に延在する環状部20bとを有する。   The inner yoke 20 includes, for example, a magnetic body portion 21 (shown in gray) formed of a magnetic material having magnetism such as iron, and a nonmagnetic body portion 22 formed of a nonmagnetic material such as resin or aluminum. These two members are combined. The nonmagnetic body portion 22 is formed with a notch 22a that is partially cut out in a part in the circumferential direction, and the inner yoke 20 is configured by combining the magnetic body portion 21 so as to be fitted into the notch 22a. To do. As described above, the inner yoke 20 has a part in the circumferential direction constituted by the magnetic part 21 and the rest constituted by the non-magnetic part 22. In this embodiment, the inner yoke 20 is magnetic in the circumferential area. The proportion of the body part 21 is about 1/4. The inner yoke 20 (see FIG. 4) in which the magnetic part 21 and the nonmagnetic part 22 are combined includes a tapered part 20a and a tapered part 20a along the inner peripheral surface of the tapered part 18b. And an annular portion 20b extending in an annular shape with a constant diameter (the maximum diameter of the tapered portion 20a) from the edge.

アウタヨーク30は、軸方向の一端側から径方向外側に延出するフランジ部31を有しており、このフランジ部31に等角度間隔で複数(例えば4つ)の貫通孔31aが形成されている。電磁パウダブレーキ10は、これらの貫通孔31aに挿通される取付ネジなどを介してヒンジ機構4に取り付けられる。電磁パウダブレーキ10は、図2,図3に示すように、シャフト12が鉛直方向に対して直交する向きで、且つ、周方向において磁性体部21が非磁性体部22よりも下方に位置する向きとなる状態で、ヒンジ機構4に取り付けられて使用されるものとする。また、電磁パウダブレーキ10を図2に示す状態とした場合において、パウダPが磁性体部21の領域を覆うように、図2のラインL程度の位置まで封入されている。即ち、パウダPはロータ14とインナヨーク20との隙間のうちロータ14と磁性体部21との隙間を十分に埋めるように封入されている。なお、コイル16に通電していない非通電状態において、パウダPは重力によって磁性体部21とロータ14との隙間に留まるものとなる。   The outer yoke 30 has a flange portion 31 that extends radially outward from one end side in the axial direction, and a plurality of (for example, four) through holes 31a are formed in the flange portion 31 at equal angular intervals. . The electromagnetic powder brake 10 is attached to the hinge mechanism 4 via an attachment screw or the like inserted through these through holes 31a. As shown in FIGS. 2 and 3, in the electromagnetic powder brake 10, the shaft 12 is oriented perpendicular to the vertical direction, and the magnetic body portion 21 is positioned below the nonmagnetic body portion 22 in the circumferential direction. It is assumed that it is used by being attached to the hinge mechanism 4 in a state of being oriented. Further, when the electromagnetic powder brake 10 is in the state shown in FIG. 2, the powder P is sealed up to the position of the line L in FIG. 2 so as to cover the region of the magnetic part 21. That is, the powder P is sealed so as to sufficiently fill the gap between the rotor 14 and the magnetic body portion 21 in the gap between the rotor 14 and the inner yoke 20. In a non-energized state where the coil 16 is not energized, the powder P remains in the gap between the magnetic body portion 21 and the rotor 14 due to gravity.

次に、こうして構成された電磁パウダブレーキ10の動作について説明する。バックドア2の制御装置は、電磁パウダブレーキ10のコイル16に通電することによりヒンジ機構4の回動に所定のブレーキ力を作用させる。制御装置は、例えば、バックドア2の開閉操作が行われている際に比較的弱い電流を通電させることで弱めのブレーキ力を作用させ続けたり、所定の保持条件が成立した際に比較的強い電流を通電させることで強めのブレーキ力を作用させてバックドア2の位置を保持したりする。所定の保持条件は、例えば図示しないスイッチなどを介してユーザによりバックドア2の保持指示がなされた場合に成立するものとしたり、図示しない障害物検知センサなどを介してバックドア2の開閉中に障害物を検知した場合に成立するものなどとしたりすることができる。また、バックドア2の保持中に、図示しないスイッチなどを介してユーザによりバックドア2の解除指示がなされた場合に保持を解除するものなどとすることができる。   Next, the operation of the electromagnetic powder brake 10 thus configured will be described. The control device for the back door 2 applies a predetermined braking force to the rotation of the hinge mechanism 4 by energizing the coil 16 of the electromagnetic powder brake 10. For example, the control device continues to apply a weak braking force by energizing a relatively weak current when the opening / closing operation of the back door 2 is performed, or is relatively strong when a predetermined holding condition is satisfied. The position of the back door 2 is maintained by applying a strong braking force by energizing the current. The predetermined holding condition is established when, for example, the user gives an instruction to hold the back door 2 via a switch (not shown), or during opening / closing of the back door 2 via an obstacle detection sensor (not shown). For example, it may be established when an obstacle is detected. Further, when the back door 2 is held, if the user gives an instruction to release the back door 2 via a switch or the like (not shown), the holding can be released.

ここで、図6は電磁パウダブレーキ10に生じる磁束の一例を示す説明図である。図6(a)は電磁パウダブレーキ10の上部側の磁束のイメージを点線で示し、図6(b)は電磁パウダブレーキ10の下部側の磁束のイメージを点線で示す。上述したように、インナヨーク20は、上部側に非磁性体部22が位置し下部側に磁性体部21が位置する向きで使用されるから、上部側では下部側に比べて磁気抵抗が大きくなる。このため、上部側で発生する磁束は下部側で発生する磁束に比べて小さくなり、ブレーキ力に寄与する磁束は殆ど下部側の磁性体部21の配置箇所で発生する磁束となる。また、パウダPは、電磁パウダブレーキ10の作動中に、一部がロータ14の回転によって巻き上げられることがあるが、本実施形態では上部側の磁束が小さいため、上部側で殆ど滞留することなく重力によって下部側に戻り易いものとなる。また、インナヨーク20の全周を磁性体部で構成するものでは、上部側の磁束による磁気吸引によってもパウダPが上方に移動することがあるが、上部側の磁束が小さい本実施形態では、そのような移動も殆ど起きないものとなる。したがって、電磁パウダブレーキ10の運転中もパウダPの殆どは下部側に位置することになる。もとより、パウダPが磁性体部21を覆う程度の量を封入するから、パウダPの一部が移動しても、磁性体部21とロータ14との隙間を埋めるパウダPが不足するのを防止することができる。   Here, FIG. 6 is an explanatory view showing an example of the magnetic flux generated in the electromagnetic powder brake 10. 6A shows an image of magnetic flux on the upper side of the electromagnetic powder brake 10 by a dotted line, and FIG. 6B shows an image of magnetic flux on the lower side of the electromagnetic powder brake 10 by a dotted line. As described above, the inner yoke 20 is used in such a direction that the non-magnetic body portion 22 is positioned on the upper side and the magnetic body portion 21 is positioned on the lower side, so that the magnetic resistance is higher on the upper side than on the lower side. . For this reason, the magnetic flux generated on the upper side is smaller than the magnetic flux generated on the lower side, and the magnetic flux contributing to the braking force is almost the magnetic flux generated at the location where the lower magnetic body portion 21 is disposed. Further, part of the powder P may be wound up by the rotation of the rotor 14 during operation of the electromagnetic powder brake 10, but in this embodiment, since the magnetic flux on the upper side is small, the powder P hardly stays on the upper side. It becomes easy to return to the lower side by gravity. Further, in the case where the entire circumference of the inner yoke 20 is configured by the magnetic body portion, the powder P may move upward due to magnetic attraction by the magnetic flux on the upper side, but in this embodiment where the magnetic flux on the upper side is small, Such movement will hardly occur. Accordingly, even during operation of the electromagnetic powder brake 10, most of the powder P is located on the lower side. Of course, since the amount of powder P covering the magnetic body portion 21 is enclosed, even if a part of the powder P moves, the powder P filling the gap between the magnetic body portion 21 and the rotor 14 is prevented from being insufficient. can do.

これらのことから、電磁パウダブレーキ10の運転中であっても、磁性体部21とロータ14との隙間をパウダPで埋めて当該隙間におけるパウダPの分布を均一にすることができるから、下部側で発生する磁束のバラツキを抑えてブレーキ力を安定的に出力することができる。このため、電磁パウダブレーキ10の慣らし運転などを必要とすることなく、ブレーキ力を安定させることができる。なお、本実施形態の構成では非磁性体部22における磁束が小さくなることで、インナヨーク20の全周を磁性体部で構成するものに比して電磁パウダブレーキ10の体格に対するブレーキ力が小さなものとなる。ただし、インナヨーク20の全周を磁性体部で構成しても、パウダPの挙動をコントロールして全周に均一に分布させるのは困難であり、ブレーキ力にバラツキが生じることがある。そのため、ブレーキ力のバラツキ範囲の下限においても、十分なブレーキ力を確保できるように、体格を大きくせざるを得ない場合もある。本実施形態では、ブレーキ力が小さくなったとしても安定的に出力することができるため、必要とされるブレーキ力から磁性体部21の必要範囲を適切に定めて、適切な体格に設計することが可能となる。また、パウダPの量は、コイル16に通電していない非通電状態での回転抵抗と、通電状態の結合により生じる必要なブレーキ力とのバランスなどを考慮しつつ、磁性体部21とロータ14との隙間を埋める以上の量などに定めることができる。ここで、インナヨーク20の全周を磁性体部で構成するものにおいて、パウダPを全周に均一に分布させるためには、通常は電磁パウダブレーキ10の慣らし運転が必要となる。このような慣らし運転として、例えばコイル16に所定電流を通電した状態で数分程度の継続運転がなされるため、バックドア2に電磁パウダブレーキ10が用いられるものでは慣らし運転の実施が困難である。本実施形態では、慣らし運転をしなくてもブレーキ力を安定させることができるから、慣らし運転が不要となるメリットがある。さらに、インナヨーク20に樹脂などの非磁性体部22が含まれることにより、全周を磁性体部で構成するものに比して電磁パウダブレーキ10の軽量化を図ることもできる。なお、電磁パウダブレーキ10の上下方向が規制されることになるが、これについては、電磁パウダブレーキ10の取付時に作業者が向きを確認することで比較的容易に対応可能である。   Accordingly, even during operation of the electromagnetic powder brake 10, the gap between the magnetic body portion 21 and the rotor 14 can be filled with the powder P, and the distribution of the powder P in the gap can be made uniform. The brake force can be stably output while suppressing variations in magnetic flux generated on the side. For this reason, the braking force can be stabilized without requiring a break-in operation of the electromagnetic powder brake 10. In the configuration of the present embodiment, the magnetic force in the non-magnetic body portion 22 is reduced, so that the braking force for the physique of the electromagnetic powder brake 10 is smaller than that in which the entire circumference of the inner yoke 20 is configured by the magnetic body portion. It becomes. However, even if the entire circumference of the inner yoke 20 is formed of a magnetic body portion, it is difficult to control the behavior of the powder P and distribute it uniformly over the entire circumference, and the brake force may vary. For this reason, there is a case where the physique has to be enlarged so that a sufficient braking force can be secured even at the lower limit of the range of variation in the braking force. In this embodiment, even if the braking force is reduced, it can be output stably. Therefore, the necessary range of the magnetic body portion 21 is appropriately determined from the required braking force and designed to have an appropriate physique. Is possible. Further, the amount of the powder P is determined by taking into consideration the balance between the rotational resistance in a non-energized state where the coil 16 is not energized and the necessary braking force generated by the coupling of the energized state, and the like. It can be set to an amount more than filling the gap. Here, in the case where the entire circumference of the inner yoke 20 is constituted by the magnetic body portion, in order to uniformly distribute the powder P over the entire circumference, the electromagnetic powder brake 10 is usually required to be conditioned. As such a running-in operation, for example, a continuous operation of about several minutes is performed in a state where a predetermined current is supplied to the coil 16, and therefore, it is difficult to perform the running-in operation when the electromagnetic powder brake 10 is used for the back door 2. . In the present embodiment, since the braking force can be stabilized without performing the running-in operation, there is an advantage that the running-in operation is unnecessary. Furthermore, the non-magnetic part 22 such as resin is included in the inner yoke 20, so that the electromagnetic powder brake 10 can be reduced in weight as compared with the case where the entire circumference is constituted by the magnetic part. In addition, although the vertical direction of the electromagnetic powder brake 10 is regulated, this can be handled relatively easily by an operator confirming the direction when the electromagnetic powder brake 10 is attached.

以上説明した電磁パウダブレーキ10では、インナヨーク20が周方向において磁性体部21と非磁性体部22とを組み合わせて構成されるから、パウダPを均一に分布させるべき範囲を磁性体部21とロータ14との隙間に絞ることができる。このため、インナヨーク20の全周を磁性体部で構成するものに比してパウダPの分布のバラツキを抑えるのが容易となり、ブレーキ力のバラツキを抑えて安定的に出力させることができる。   In the electromagnetic powder brake 10 described above, the inner yoke 20 is configured by combining the magnetic body portion 21 and the non-magnetic body portion 22 in the circumferential direction. Therefore, the range in which the powder P should be uniformly distributed is defined between the magnetic body portion 21 and the rotor. 14 can be narrowed down. For this reason, it is easy to suppress the variation in the distribution of the powder P as compared with the case where the entire circumference of the inner yoke 20 is formed of a magnetic body portion, and it is possible to stably output while suppressing the variation in the braking force.

また、電磁パウダブレーキ10は、磁性体部21が非磁性体部22よりも下方に位置する向きで使用されるから、非通電状態でパウダPが重力によって磁性体部21とロータ14との隙間に位置し易いから慣らし運転を不要とすることができる。   Further, since the electromagnetic powder brake 10 is used in a direction in which the magnetic body portion 21 is positioned below the nonmagnetic body portion 22, the gap between the magnetic body portion 21 and the rotor 14 is caused by gravity of the powder P in a non-energized state. The break-in operation can be made unnecessary.

また、非通電状態で磁性体部21とロータ14との隙間を埋める程度にパウダPが封入されるから、当該隙間においてパウダPが均一に分布するものとなり、電磁パウダブレーキ10の使用中に当該隙間におけるパウダPの量が不足するのを抑えることができる。したがって、ブレーキ力のバラツキをより確実に抑えることができる。   Further, since the powder P is sealed to such an extent that the gap between the magnetic body portion 21 and the rotor 14 is filled in the non-energized state, the powder P is uniformly distributed in the gap, and the powder P is used during use of the electromagnetic powder brake 10. The shortage of the amount of powder P in the gap can be suppressed. Therefore, the variation in brake force can be more reliably suppressed.

また、インナヨーク20は、周方向における全周の領域に対して磁性体部21の占める領域の割合が1/4程度であるから、非通電状態の回転抵抗と通電状態のブレーキ力とのバランスをとりやすく、パウダPの分布のバラツキを抑える構成を容易に実現することができる。   Further, in the inner yoke 20, since the ratio of the area occupied by the magnetic body portion 21 to the area of the entire circumference in the circumferential direction is about 1/4, the balance between the rotational resistance in the non-energized state and the braking force in the energized state is balanced. It is easy to take, and the structure which suppresses the dispersion | distribution of the distribution of the powder P is easily realizable.

上述した実施形態では、磁性体部21の占める領域の割合が1/4程度としたが、これに限られず、1/2程度以下や1/3程度以下などの5割以下とするものなどとしてもよい。5割以下であれば、パウダPの分布のバラツキを抑える構成を容易に実現することができる。また、5割を超えると、均一に分布させるために封入すべきパウダPの量が多くなり、非通電状態の回転抵抗の増加などの懸念がある。また、シャフト12にパウダPが入り込み、耐久性低下などの信頼性の懸念もある。よって、上限を5割以下とすることが好ましい。   In the embodiment described above, the ratio of the area occupied by the magnetic part 21 is about 1/4. However, the ratio is not limited to this, and it is about 50% or less such as about 1/2 or less or about 1/3 or less. Also good. If it is 50% or less, the structure which suppresses the dispersion | distribution of the distribution of the powder P is easily realizable. Further, if it exceeds 50%, the amount of powder P to be encapsulated in order to distribute uniformly increases, and there is a concern such as an increase in rotational resistance in a non-energized state. Further, there is a concern about reliability such as powder P entering the shaft 12 and lowering durability. Therefore, the upper limit is preferably 50% or less.

実施形態では、非通電状態で磁性体部21とロータ14との隙間を埋める程度の量のパウダPが封入されるものとしたが、これに限られず、非通電状態で磁性体部21とロータ14との隙間を埋める程度よりも多い量、例えば下部側の半周分の隙間を埋める程度のパウダPが封入されていてもよい。あるいは、磁性体部21とロータ14との隙間を埋めるよりも若干少ない量のパウダPが封入されるものなどとしてもよい。   In the embodiment, the amount of the powder P that fills the gap between the magnetic body portion 21 and the rotor 14 in the non-energized state is enclosed. However, the present invention is not limited to this, and the magnetic body portion 21 and the rotor are not energized. The amount of powder P may be larger than the degree of filling the gap with 14, for example, the amount of powder P that fills the gap on the lower half side. Or it is good also as what encloses the powder P of a little little quantity rather than filling the clearance gap between the magnetic body part 21 and the rotor 14. FIG.

実施形態では、インナヨーク20は一部が磁性体部21で残部が非磁性体部22で構成され、磁性体部21が非磁性体部22よりも下方に位置する向きとなる状態で使用されるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、インナヨーク20が複数の磁性体部と複数の非磁性体部とを周方向に組み合わせて構成されるものなどとしてもよい。そのようにする場合、周方向における全周の領域に対して磁性体部の領域の合計割合が5割以下であるものなどとすればよい。また、例えば周方向における下半分の領域において磁性体部が7割以上の領域を占めるなど、下半分の領域において磁性体部の占める領域が非磁性体部の占める領域よりも多くなるものとすればよい。そのようにする場合、下半分の領域における鉛直線上に非磁性体部が位置するなど、下方に位置する領域が非磁性体部となるものなどとしてもよい。   In the embodiment, the inner yoke 20 is used in a state where a part of the inner yoke 20 is constituted by the magnetic part 21 and the remaining part is constituted by the non-magnetic part 22, and the magnetic part 21 is positioned below the non-magnetic part 22. It was supposed to be, but it is not limited to this. For example, the inner yoke 20 may be configured by combining a plurality of magnetic bodies and a plurality of nonmagnetic bodies in the circumferential direction. In such a case, the total ratio of the magnetic body region may be 50% or less with respect to the entire circumferential region in the circumferential direction. Further, for example, the magnetic body portion occupies more than 70% of the region in the lower half in the circumferential direction, and the region occupied by the magnetic body portion in the lower half region should be larger than the region occupied by the non-magnetic portion. That's fine. In such a case, the non-magnetic part may be a non-magnetic part such as a non-magnetic part positioned on the vertical line in the lower half area.

実施形態では、インナヨーク20の非磁性体部22とコイルボビン18とを別部品として構成するものとしたが、これに限られず、非磁性体部22とコイルボビン18とを樹脂などを用いて一体成形することで、一部品として構成するものなどとしてもよい。   In the embodiment, the nonmagnetic body portion 22 and the coil bobbin 18 of the inner yoke 20 are configured as separate parts. However, the present invention is not limited to this, and the nonmagnetic body portion 22 and the coil bobbin 18 are integrally formed using a resin or the like. Thus, it may be configured as one component.

実施形態では、インナヨーク20とアウタヨーク30とにより構成されるヨーク部のうち、内周部に位置するインナヨーク20を磁性体部21と非磁性体部22とを組み合わせて構成するものとしたが、これに限られず、外周部に位置するアウタヨーク30も磁性体部と非磁性体部とを組み合わせて構成するものなどとしてもよい。また、ヨーク部は、ロータ14の外周囲に配設されコイル16を収容可能な環状のものであればよく、インナヨークとアウタヨークの2つの部品で構成されるものに限られない。   In the embodiment, among the yoke parts constituted by the inner yoke 20 and the outer yoke 30, the inner yoke 20 located on the inner peripheral part is configured by combining the magnetic part 21 and the non-magnetic part 22. However, the outer yoke 30 located on the outer peripheral portion may be configured by combining a magnetic part and a non-magnetic part. Moreover, the yoke part should just be a cyclic | annular thing arrange | positioned in the outer periphery of the rotor 14, and can accommodate the coil 16, and is not restricted to what is comprised by two components, an inner yoke and an outer yoke.

実施形態では、車両のバックドア2に電磁パウダブレーキ10を用いるものを例示したが、これに限られず、車両のスイングドアやスライドドアなど車両の他のドアに用いるものとしてもよい。また、車両のドアに用いるものに限られず、他の用途に電磁パウダブレーキ10を用いるものとしてもよい。   In the embodiment, the electromagnetic powder brake 10 is used for the back door 2 of the vehicle. However, the present invention is not limited to this, and may be used for other doors of the vehicle such as a swing door and a slide door of the vehicle. Moreover, it is not restricted to what is used for the door of a vehicle, It is good also as what uses the electromagnetic powder brake 10 for another use.

本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。本実施形態では、シャフトが「シャフト12」に相当し、ロータ14が「ロータ」に相当し、コイル16が「コイル」に相当し、インナヨーク20とアウタヨーク30とが「ヨーク部」に相当し、パウダPが「磁性粉末」に相当し、インナヨーク20の磁性体部21が「磁性体部」に相当し、非磁性体部22が「非磁性体部」する。また、インナヨーク20が「ヨーク部の内周部」に相当する。   The correspondence between the main elements of the present embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the present embodiment, the shaft corresponds to “shaft 12”, the rotor 14 corresponds to “rotor”, the coil 16 corresponds to “coil”, the inner yoke 20 and the outer yoke 30 correspond to “yoke part”, The powder P corresponds to “magnetic powder”, the magnetic part 21 of the inner yoke 20 corresponds to “magnetic part”, and the non-magnetic part 22 corresponds to “non-magnetic part”. Further, the inner yoke 20 corresponds to the “inner peripheral portion of the yoke portion”.

なお、本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、本実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、本実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   Note that the correspondence between the main elements of the present embodiment and the main elements of the invention described in the section for solving the problem is the invention described in the section of the means for solving the problem in the present embodiment. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and this embodiment is the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example of.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

本発明は、電磁パウダブレーキの製造産業などに利用可能である。   The present invention is applicable to the electromagnetic powder brake manufacturing industry.

1 車体、2 バックドア、4 ヒンジ機構、10 電磁パウダブレーキ、12 シャフト、14 ロータ、16 コイル、18 コイルボビン、18a 環状部、18b テーパ状部、20 インナヨーク、20a テーパ状部、20b 環状部、21 磁性体部、22 非磁性体部、22a 切欠、24 ベアリング、26 シール部材、28 保持部材、30 アウタヨーク、31 フランジ部、31a 貫通孔、32 スペーサ、34 スナップリング、L ライン、P パウダ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car body, 2 Back door, 4 Hinge mechanism, 10 Electromagnetic powder brake, 12 Shaft, 14 Rotor, 16 Coil, 18 Coil bobbin, 18a Annular part, 18b Tapered part, 20 Inner yoke, 20a Tapered part, 20b Annular part, 21 Magnetic body part, 22 Non-magnetic body part, 22a Notch, 24 Bearing, 26 Seal member, 28 Holding member, 30 Outer yoke, 31 Flange part, 31a Through hole, 32 Spacer, 34 Snap ring, L line, P powder.

Claims (5)

シャフトに固定されたロータと、前記ロータの外周囲に配設されコイルを収容した環状のヨーク部と、前記ヨーク部と前記ロータとの間の所定の隙間に封入された磁性粉末と、を備え、前記コイルへの通電により発生させた磁束で前記磁性粉末を結合させて前記シャフトにブレーキ力を付与する電磁パウダブレーキであって、
前記ヨーク部は、周方向において、磁性材料により形成された磁性体部と、非磁性材料により形成された非磁性体部とを組み合わせて構成される
電磁パウダブレーキ。
A rotor fixed to the shaft, an annular yoke portion arranged around the rotor and containing a coil, and a magnetic powder sealed in a predetermined gap between the yoke portion and the rotor. An electromagnetic powder brake for applying a braking force to the shaft by combining the magnetic powder with a magnetic flux generated by energizing the coil,
The yoke part is configured by combining, in the circumferential direction, a magnetic body part made of a magnetic material and a non-magnetic body part made of a non-magnetic material.
請求項1に記載の電磁パウダブレーキであって、
前記ヨーク部は、内周部の周方向における一部が前記磁性体部で構成されると共に残部が前記非磁性体部で構成され、
前記シャフトが鉛直方向に対して直交する向きで、且つ、前記磁性体部が前記非磁性体部よりも下方に位置する向きとなる状態で使用される
電磁パウダブレーキ。
The electromagnetic powder brake according to claim 1,
The yoke portion is configured such that a part of the inner peripheral portion in the circumferential direction is configured by the magnetic body portion and the remaining portion is configured by the non-magnetic body portion,
An electromagnetic powder brake that is used in a state in which the shaft is in a direction perpendicular to the vertical direction and the magnetic body portion is positioned below the non-magnetic body portion.
請求項2に記載の電磁パウダブレーキであって、
前記磁性粉末は、前記コイルへ通電していない状態で、前記所定の隙間のうち前記磁性体部と前記ロータとの間の隙間を埋める程度の量が封入される
電磁パウダブレーキ。
The electromagnetic powder brake according to claim 2,
The electromagnetic powder brake includes an amount of the magnetic powder that fills a gap between the magnetic body portion and the rotor in the predetermined gap without energizing the coil.
請求項2に記載の電磁パウダブレーキであって、
前記磁性粉末は、前記コイルへ通電していない状態で、前記磁性体部の領域を覆うように封入される
電磁パウダブレーキ。
The electromagnetic powder brake according to claim 2,
The magnetic powder brake is encapsulated so as to cover a region of the magnetic body portion in a state where the magnetic powder is not energized.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電磁パウダブレーキであって、
前記ヨーク部は、内周部の周方向における全領域に対し前記磁性体部の占める割合が5割以下である
電磁パウダブレーキ。
The electromagnetic powder brake according to any one of claims 1 to 4,
The electromagnetic powder brake, wherein the yoke portion has a ratio of the magnetic body portion to 50% or less with respect to the entire region in the circumferential direction of the inner peripheral portion.
JP2018096159A 2018-05-18 2018-05-18 Electromagnetic powder brake Pending JP2019199943A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018096159A JP2019199943A (en) 2018-05-18 2018-05-18 Electromagnetic powder brake

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018096159A JP2019199943A (en) 2018-05-18 2018-05-18 Electromagnetic powder brake

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019199943A true JP2019199943A (en) 2019-11-21

Family

ID=68613083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018096159A Pending JP2019199943A (en) 2018-05-18 2018-05-18 Electromagnetic powder brake

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019199943A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111207159A (en) * 2020-03-20 2020-05-29 中国矿业大学 Novel magnetorheological suspensions clutch

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111207159A (en) * 2020-03-20 2020-05-29 中国矿业大学 Novel magnetorheological suspensions clutch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110892175B (en) Drive device for a vehicle door
JP5397409B2 (en) motor
JP6014367B2 (en) Braking device
KR20150127716A (en) Viscous clutch and associated reservoir configuration
EP3504776B1 (en) Magnetic seal for magnetically-responsive devices, systems, and methods
JP2017167014A (en) Encoder and motor with the same
JP2019199943A (en) Electromagnetic powder brake
JP2014101999A (en) Brake device
CN102965881A (en) Washing machine
JP6409538B2 (en) Rotation transmission device
US11149808B2 (en) Excitation operation brake
JP5527766B2 (en) Rotary braking device using magnetorheological fluid
WO2018030374A1 (en) Drive device
JP2014142015A (en) Brake device
JP2007236189A (en) Motor
JP2017017826A (en) Motor with brake
JP7185583B2 (en) spindle unit
JP2005249003A (en) Rotation transmitting device
JP2011026095A (en) Electromagnetic brake device for motor and hoisting machine for elevator using the same
EP2187080B1 (en) Elevator hoist
US20180123425A1 (en) Gear system
JP2019207914A (en) Built-in permanent magnet type solenoid
US9893592B2 (en) Rotating electric machine
JP6912353B2 (en) Rotational braking device
JPH0674066U (en) Motor with brake