JP3082565B2 - 無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチ - Google Patents
無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
- F16D27/004—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with permanent magnets combined with electromagnets
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2121/00—Type of actuator operation force
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は永久磁石型の無励磁作動
型の電磁ブレ−キ又はクラッチ（以下電磁ブレ−キ／ク
ラッチと称する）に関する。近年ＡＣサ−ボモ−タの普
及や安全性が重視されるのに伴い、無励磁作動型のブレ
−キ／クラッチの需要が増えつつあり、その中のマグネ
ット組立体のヨ−クの部分に永久磁石を組み込んだ永久
磁石型のものは、下記に示すような特徴を有することか
ら広く利用されている。 １）ばね式のものに比較して小形で制動トルクが大きく
応答性がよい。 ２）コイルの励磁状態での電流（電圧）の大きさを調整
することにより保持トルクを制御できる。 ３）ブレ−キ解放時の通電極性と逆の電圧をコイルに印
加すれば、永久磁石の磁束と励磁コイルの磁束とが重合
して定格トルク以上の制動トルクを発生させることがで
きる。 ４）放熱特性に優れ、スリップサ−ビスが出来トルク容
量が大きい。 本発明は上記のような特徴を有する永久磁石型の無励磁
作動電磁ブレ−キ／クラッチの改良に関する。
型の電磁ブレ−キ又はクラッチ（以下電磁ブレ−キ／ク
ラッチと称する）に関する。近年ＡＣサ−ボモ−タの普
及や安全性が重視されるのに伴い、無励磁作動型のブレ
−キ／クラッチの需要が増えつつあり、その中のマグネ
ット組立体のヨ−クの部分に永久磁石を組み込んだ永久
磁石型のものは、下記に示すような特徴を有することか
ら広く利用されている。 １）ばね式のものに比較して小形で制動トルクが大きく
応答性がよい。 ２）コイルの励磁状態での電流（電圧）の大きさを調整
することにより保持トルクを制御できる。 ３）ブレ−キ解放時の通電極性と逆の電圧をコイルに印
加すれば、永久磁石の磁束と励磁コイルの磁束とが重合
して定格トルク以上の制動トルクを発生させることがで
きる。 ４）放熱特性に優れ、スリップサ−ビスが出来トルク容
量が大きい。 本発明は上記のような特徴を有する永久磁石型の無励磁
作動電磁ブレ−キ／クラッチの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の永久磁石型の無励磁作動型電磁ブ
レ−キの通電されない状態と、通電された状態での横断
面図を、それぞれ図１０の（Ａ）と同図の（Ｂ）に示
す。なお、無励磁作動型電磁クラッチは、マグネット組
立体が固定される相手となる物体が固定体でなく回転体
である点が相違するだけで、それ以外の構造と作用は電
磁ブレ−キと全く同一なので、以下の説明は電磁ブレ−
キについて述べる。図１０の（Ａ）を参照すると、図で
左端近くに配置されている磁性体と永久磁石によるア−
マチュア組立体１は、スプラインハブ５とスプライン５
ａを介して回転軸９に対し軸方向に移動可能に装着さ
れ、スプライン５ａとこのア−マチュア組立体１との間
には、ア−マチュア組立体１を常時制動から解放される
方向（図で左方）に押圧するばねプレ−ト４が配置され
ている。一方、ア−マチュア組立体１に軸方向に対向し
て図で軸方向の右側に配置されたマグネット組立体３は
磁性体製のアウタポ−ルＰｏと、インナポ−ルＰｉと、
アウタポ−ルＰｏを形成する外側ヨ−ク６と、インナポ
−ルＰｉを形成する内側ヨ−ク７とを有し、外側および
内側ヨ−ク６、７のそれぞれを連結し半径方向に互いに
平行な垂直部６ａと７ａの間の空隙には、比較的大形の
永久磁石２が配置されている。この永久磁石２によりマ
グネット組立体３のアウタポ−ルＰｏと、インナポ−ル
Ｐｉとに沿って発生する磁束φｍによって、ア−マチュ
ア組立体１は、前記ばねプレ−ト４の力に抗しスプライ
ンハブ５のスプライン５ａに沿って図で右方へ動かされ
ヨ−ク６に吸着され、マグネット組立体３に摩擦接触す
る。
レ−キの通電されない状態と、通電された状態での横断
面図を、それぞれ図１０の（Ａ）と同図の（Ｂ）に示
す。なお、無励磁作動型電磁クラッチは、マグネット組
立体が固定される相手となる物体が固定体でなく回転体
である点が相違するだけで、それ以外の構造と作用は電
磁ブレ−キと全く同一なので、以下の説明は電磁ブレ−
キについて述べる。図１０の（Ａ）を参照すると、図で
左端近くに配置されている磁性体と永久磁石によるア−
マチュア組立体１は、スプラインハブ５とスプライン５
ａを介して回転軸９に対し軸方向に移動可能に装着さ
れ、スプライン５ａとこのア−マチュア組立体１との間
には、ア−マチュア組立体１を常時制動から解放される
方向（図で左方）に押圧するばねプレ−ト４が配置され
ている。一方、ア−マチュア組立体１に軸方向に対向し
て図で軸方向の右側に配置されたマグネット組立体３は
磁性体製のアウタポ−ルＰｏと、インナポ−ルＰｉと、
アウタポ−ルＰｏを形成する外側ヨ−ク６と、インナポ
−ルＰｉを形成する内側ヨ−ク７とを有し、外側および
内側ヨ−ク６、７のそれぞれを連結し半径方向に互いに
平行な垂直部６ａと７ａの間の空隙には、比較的大形の
永久磁石２が配置されている。この永久磁石２によりマ
グネット組立体３のアウタポ−ルＰｏと、インナポ−ル
Ｐｉとに沿って発生する磁束φｍによって、ア−マチュ
ア組立体１は、前記ばねプレ−ト４の力に抗しスプライ
ンハブ５のスプライン５ａに沿って図で右方へ動かされ
ヨ−ク６に吸着され、マグネット組立体３に摩擦接触す
る。
【０００３】マグネット組立体３はヨ−ク６の垂直部７
ａを介して固定体８に固定されているので、回転軸９の
回転トルクにはスプラインハブ５、ア−マチュア組立体
１、マグネット組立体３などを介してブレ−キ作用が加
えられる。図１０の（Ｂ）を参照し、マグネット組立体
３のコイル１１に通電された状態では、永久磁石２によ
る磁束φｍとは反対方向に磁力を生じて磁束φｍを打ち
消し、ばねプレ−ト４の力でア−マチュア組立体１は図
で左方へ動かされ、ア−マチュア１とマグネット組立体
３との間にはギャップＧａを生じ、回転軸９のトルクに
及ぼしていたブレ−キ作用は解除される。この説明で
は、ばねプレ−ト４として説明したが、ばねに限定され
るものではなく、磁石による反発力を利用して解放する
構造でもよいことは勿論である。尚、無励磁状態および
励磁状態の断面図がそれぞれ後述する第２実施例の図６
の（Ａ）および同図の（Ｂ）と同じで、ア−マチュア組
立体の正面図が図１１に示される無励磁作動型電磁ブレ
−キが本出願人の先願として出願（特願平５−３４９４
６３号）されているが、後述する本発明第１実施例のよ
うなバイパス回路を形成するためのバイパスギャップが
ないためア−マチュアの解放動作が不安定である。
ａを介して固定体８に固定されているので、回転軸９の
回転トルクにはスプラインハブ５、ア−マチュア組立体
１、マグネット組立体３などを介してブレ−キ作用が加
えられる。図１０の（Ｂ）を参照し、マグネット組立体
３のコイル１１に通電された状態では、永久磁石２によ
る磁束φｍとは反対方向に磁力を生じて磁束φｍを打ち
消し、ばねプレ−ト４の力でア−マチュア組立体１は図
で左方へ動かされ、ア−マチュア１とマグネット組立体
３との間にはギャップＧａを生じ、回転軸９のトルクに
及ぼしていたブレ−キ作用は解除される。この説明で
は、ばねプレ−ト４として説明したが、ばねに限定され
るものではなく、磁石による反発力を利用して解放する
構造でもよいことは勿論である。尚、無励磁状態および
励磁状態の断面図がそれぞれ後述する第２実施例の図６
の（Ａ）および同図の（Ｂ）と同じで、ア−マチュア組
立体の正面図が図１１に示される無励磁作動型電磁ブレ
−キが本出願人の先願として出願（特願平５−３４９４
６３号）されているが、後述する本発明第１実施例のよ
うなバイパス回路を形成するためのバイパスギャップが
ないためア−マチュアの解放動作が不安定である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の構造のような無
励磁作動型電磁クラッチ／ブレ−キには、つぎに示すよ
うな欠点があり解決が望まれていた。 １）永久磁石がマグネット組立体側にあり、しかも従来
の永久磁石はマグネット組立体の構成上から軸方向に着
磁されるため軸方向寸法（Ｌ）が過大になる。 ２）十分な磁力を発生させるためには永久磁石の表面積
を大きくする必要があり、小形化が極めて困難である。 ３）マグネット組立体はアウタポ−ル、インナポ−ル、
コイルおよび永久磁石で構成されるため構造が複雑にな
り製造コストが高くなる。 これらの欠点を改良する手段として、ア−マチュア組立
体の正面図が図１１に示されるように、ア−マチュア組
立体１ｃ内に環状の強力で薄型の永久磁石２ｃを配置し
た無励磁作動型電磁ブレ−キが、本出願人の先願として
平成５年１２月２８日に出願（実願平５−７４４１５
号）されている。また、図示はしないが強力で薄型の永
久磁石をマグネット組立体内に配置した無励磁作動型電
磁ブレ−キが、本出願人の先願として平成５年１２月２
８日に出願（特願平５−３４９４６３号）されている。
前記の特開平５−３４９４６３号では、ア−マチュア組
立体１ｃ内に環状または円周方向に複数に分割された強
力で薄型の永久磁石２ｃを配置した実施例も開示されて
いるが、後述する本発明の実施例のようなバイパスギャ
ップを形成するための磁気空隙や磁気抵抗体がないため
ア−マチュアの解放動作が本発明に比較するとやや不安
定である。
励磁作動型電磁クラッチ／ブレ−キには、つぎに示すよ
うな欠点があり解決が望まれていた。 １）永久磁石がマグネット組立体側にあり、しかも従来
の永久磁石はマグネット組立体の構成上から軸方向に着
磁されるため軸方向寸法（Ｌ）が過大になる。 ２）十分な磁力を発生させるためには永久磁石の表面積
を大きくする必要があり、小形化が極めて困難である。 ３）マグネット組立体はアウタポ−ル、インナポ−ル、
コイルおよび永久磁石で構成されるため構造が複雑にな
り製造コストが高くなる。 これらの欠点を改良する手段として、ア−マチュア組立
体の正面図が図１１に示されるように、ア−マチュア組
立体１ｃ内に環状の強力で薄型の永久磁石２ｃを配置し
た無励磁作動型電磁ブレ−キが、本出願人の先願として
平成５年１２月２８日に出願（実願平５−７４４１５
号）されている。また、図示はしないが強力で薄型の永
久磁石をマグネット組立体内に配置した無励磁作動型電
磁ブレ−キが、本出願人の先願として平成５年１２月２
８日に出願（特願平５−３４９４６３号）されている。
前記の特開平５−３４９４６３号では、ア−マチュア組
立体１ｃ内に環状または円周方向に複数に分割された強
力で薄型の永久磁石２ｃを配置した実施例も開示されて
いるが、後述する本発明の実施例のようなバイパスギャ
ップを形成するための磁気空隙や磁気抵抗体がないため
ア−マチュアの解放動作が本発明に比較するとやや不安
定である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では次の手段を採用した。 １）軸線方向の長さがア−マチュア組立体より短く肉厚
が薄い偏平なリングを、所定の間隔を保って円周方向に
複数に分割した円弧状の永久磁石を、その側壁を軸線に
平行に且つ同心に、つまり肉厚方向を軸線に直角にア−
マチュアの外側または内側に配置するとともに、このア
−マチュア組立体の軸線方向の長さから永久磁石の長さ
を差し引いた寸法に相当する永久磁石と同心のリング状
または円弧状の磁気空隙、または銅、ステンレス鋼など
の非磁性体をブレ−ジングなどにより形成した磁気抵抗
体、すなわち、バイパスギャップを設けてコイルの励磁
によるバイパス磁気回路を構成し、 ２）軸線方向の長さが短い偏平なリングを、円周方向に
所定の間隔を保って少なくとも２個に分割した複数の円
弧状の永久磁石と、これらの永久磁石の間を同一円周上
で連結する位置に円弧状の磁気空隙を設けるか、または
銅、ステンレス鋼などの非磁性体をブレ−ジングなどに
より形成した磁気抵抗体、すなわち、バイパスギャップ
を介在させコイルの励磁によるバイパス磁気回路を構成
することにより、上記の１）項とは異なった別構造の無
励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチの軸線方向長さを一
層短縮することにより上記の課題を解決した。
め、本発明では次の手段を採用した。 １）軸線方向の長さがア−マチュア組立体より短く肉厚
が薄い偏平なリングを、所定の間隔を保って円周方向に
複数に分割した円弧状の永久磁石を、その側壁を軸線に
平行に且つ同心に、つまり肉厚方向を軸線に直角にア−
マチュアの外側または内側に配置するとともに、このア
−マチュア組立体の軸線方向の長さから永久磁石の長さ
を差し引いた寸法に相当する永久磁石と同心のリング状
または円弧状の磁気空隙、または銅、ステンレス鋼など
の非磁性体をブレ−ジングなどにより形成した磁気抵抗
体、すなわち、バイパスギャップを設けてコイルの励磁
によるバイパス磁気回路を構成し、 ２）軸線方向の長さが短い偏平なリングを、円周方向に
所定の間隔を保って少なくとも２個に分割した複数の円
弧状の永久磁石と、これらの永久磁石の間を同一円周上
で連結する位置に円弧状の磁気空隙を設けるか、または
銅、ステンレス鋼などの非磁性体をブレ−ジングなどに
より形成した磁気抵抗体、すなわち、バイパスギャップ
を介在させコイルの励磁によるバイパス磁気回路を構成
することにより、上記の１）項とは異なった別構造の無
励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチの軸線方向長さを一
層短縮することにより上記の課題を解決した。
【０００６】
【作用】解決手段の前記１）および２）項の構成の場合
に、コイルに通電しない状態では、永久磁石の磁束φｍ
によりア−マチュア組立体を吸着して一定の制動トルク
を発生する。コイルに永久磁石による磁束φｍを打ち消
す方向に所定値の電流を流すと、ヨ−クにおいては励磁
電流による電磁現象によって永久磁石による磁束φｍに
対する磁気抵抗が増大するので、ア−マチュア組立体と
ヨ−クとを相互に吸着していた磁束φｍが減少されまた
は零になって、ばねプレ−トなどの解放手段の力でア−
マチュア組立体はヨ−クとの吸着から解放されるので、
ブレ−キトルクは零となる。またφｍ＞φｃの範囲で調
整して通電することにより、従来の無励磁作動型電磁ブ
レ−キと同様に、トルクを制御することができる。コイ
ルに流す電流をさらに増加すると永久磁石による磁束φ
ｍがヨ−クに入らなくなり、ヨ−クには励磁電流によっ
て磁束φｃが形成されるが、永久磁石による磁気抵抗が
大きいため、励磁電流によって形成される方向の磁束φ
ｃはア−マチュア組立体内に侵入できない。
に、コイルに通電しない状態では、永久磁石の磁束φｍ
によりア−マチュア組立体を吸着して一定の制動トルク
を発生する。コイルに永久磁石による磁束φｍを打ち消
す方向に所定値の電流を流すと、ヨ−クにおいては励磁
電流による電磁現象によって永久磁石による磁束φｍに
対する磁気抵抗が増大するので、ア−マチュア組立体と
ヨ−クとを相互に吸着していた磁束φｍが減少されまた
は零になって、ばねプレ−トなどの解放手段の力でア−
マチュア組立体はヨ−クとの吸着から解放されるので、
ブレ−キトルクは零となる。またφｍ＞φｃの範囲で調
整して通電することにより、従来の無励磁作動型電磁ブ
レ−キと同様に、トルクを制御することができる。コイ
ルに流す電流をさらに増加すると永久磁石による磁束φ
ｍがヨ−クに入らなくなり、ヨ−クには励磁電流によっ
て磁束φｃが形成されるが、永久磁石による磁気抵抗が
大きいため、励磁電流によって形成される方向の磁束φ
ｃはア−マチュア組立体内に侵入できない。
【０００７】即ち、永久磁石による磁束φｍと励磁電流
による磁束φｃとがア−マチュア組立体とマグネット組
立体（ヨ−ク）との対向部において相互に反発しあい、
ア−マチュア組立体の端部の磁極の極性と同一極性の磁
極がマグネット組立体（ヨ−ク）の端部に形成されて図
５に示すように両組立体間に反発力が生じる。その結
果、ばねプレ−トなどによる解放力を助けてア−マチュ
ア組立体を解放する。コイルに流す電流をさらに増加す
ると、マグネット組立体に形成される磁力によってア−
マチュア組立体は図５に示すように再び吸引される。従
って、励磁電流により形成される磁界の強さと永久磁石
により形成される磁界の強さとをばねプレ−トなどによ
る解放手段の力に対応させ適切な方向と値に調整して通
電することにより、従来の無励磁作動型電磁ブレ−キと
同様に、トルクを制御することができる。
による磁束φｃとがア−マチュア組立体とマグネット組
立体（ヨ−ク）との対向部において相互に反発しあい、
ア−マチュア組立体の端部の磁極の極性と同一極性の磁
極がマグネット組立体（ヨ−ク）の端部に形成されて図
５に示すように両組立体間に反発力が生じる。その結
果、ばねプレ−トなどによる解放力を助けてア−マチュ
ア組立体を解放する。コイルに流す電流をさらに増加す
ると、マグネット組立体に形成される磁力によってア−
マチュア組立体は図５に示すように再び吸引される。従
って、励磁電流により形成される磁界の強さと永久磁石
により形成される磁界の強さとをばねプレ−トなどによ
る解放手段の力に対応させ適切な方向と値に調整して通
電することにより、従来の無励磁作動型電磁ブレ−キと
同様に、トルクを制御することができる。
【０００８】
【実施例】本発明による前記解決手段の１）項による第
１実施例の、無励磁状態と励磁状態の横半体断面図を、
それぞれ図１の（Ａ）および同図の（Ｂ）に示す。なお
図１を含め以下に示す本発明の各実施例において、ア−
マチュア組立体（以下ア−マチュアと称す）内での永久
磁石の配置は、円周方向に所定の間隔で円弧状に分割し
た複数のもの、あるいは連続した環状の１組のいずれか
一方を示したが、本発明の効果は記載されたものに制限
されるものではない。図１の（Ａ）および同図の（Ｂ）
において、従来技術として示した図１０の（Ａ）と同図
の（Ｂ）とに示した部材と同じ部材には同じ符号を付
し、重複を避け異なる点のみを述べる。軸方向の長さに
おいてア−マチュアよりも短い偏平円筒状の永久磁石リ
ング２ａの拡大断面半体側面図を図２の（Ａ）に、図２
の（Ａ）のＡ矢視縮小全体平面図を図２の（Ｂ）に示
す。図２の（Ｂ）に示されるように、矢印で示すラジア
ル方向に着磁された永久磁石リング２ａが図１の（Ａ）
と同図の（Ｂ）に示すように、ア−マチュア組立体（以
下ア−マチュアと称す）１の軸方向の外側の半径方向で
中間部に挿入され、その軸方向内方に整列して幅の狭い
リング状のバイパスギャップＧｂが明けられている。一
方、マグネット組立体３ａのコの字形断面を有するヨ−
ク６ｂのアウタポ−ルＰｏとインナポ−ルＰｉの開口端
は、ア−マチュアの軸方向内方端に対面して配置され、
アウタポ−ルとインナポ−ル間の環状空隙内に励磁コイ
ル１１を収容して静止体８に固定される。
１実施例の、無励磁状態と励磁状態の横半体断面図を、
それぞれ図１の（Ａ）および同図の（Ｂ）に示す。なお
図１を含め以下に示す本発明の各実施例において、ア−
マチュア組立体（以下ア−マチュアと称す）内での永久
磁石の配置は、円周方向に所定の間隔で円弧状に分割し
た複数のもの、あるいは連続した環状の１組のいずれか
一方を示したが、本発明の効果は記載されたものに制限
されるものではない。図１の（Ａ）および同図の（Ｂ）
において、従来技術として示した図１０の（Ａ）と同図
の（Ｂ）とに示した部材と同じ部材には同じ符号を付
し、重複を避け異なる点のみを述べる。軸方向の長さに
おいてア−マチュアよりも短い偏平円筒状の永久磁石リ
ング２ａの拡大断面半体側面図を図２の（Ａ）に、図２
の（Ａ）のＡ矢視縮小全体平面図を図２の（Ｂ）に示
す。図２の（Ｂ）に示されるように、矢印で示すラジア
ル方向に着磁された永久磁石リング２ａが図１の（Ａ）
と同図の（Ｂ）に示すように、ア−マチュア組立体（以
下ア−マチュアと称す）１の軸方向の外側の半径方向で
中間部に挿入され、その軸方向内方に整列して幅の狭い
リング状のバイパスギャップＧｂが明けられている。一
方、マグネット組立体３ａのコの字形断面を有するヨ−
ク６ｂのアウタポ−ルＰｏとインナポ−ルＰｉの開口端
は、ア−マチュアの軸方向内方端に対面して配置され、
アウタポ−ルとインナポ−ル間の環状空隙内に励磁コイ
ル１１を収容して静止体８に固定される。
【０００９】バイパスギャップＧｂは、図３に示すよう
に永久磁石リング２ａの軸方向外側に設けてもよい。図
１の（Ａ）および同図の（Ｂ）に示した永久磁石の形状
について、上記では連続したリングとして説明したが、
所定の間隔を保って円周方向に分割した円弧状としても
よいことは勿論である。上記の構造を有する電磁クラッ
チ／ブレ−キの作動について説明する。無励磁状態では
図１の（Ａ）に点線で示すように、永久磁石２ａにより
形成される磁界によって、ア−マチュア１ａとヨ−ク６
とを還流する磁束φｍが形成されるので、ア−マチュア
１ａはばねプレ−ト４の力に抗しヨ−ク６ｂに吸着され
る。励磁状態になると、図１の（Ｂ）に実線で示すよう
に、コイル１１に流れる電流によって、永久磁石２ａが
無い場合は前述した永久磁石により形成されて磁束φｍ
に対して、逆方向にア−マチュア１ａとヨ−ク６とを還
流する磁束φｃを形成する方向に磁界が形成される（図
１の（Ｂ）には説明の便宜上永久磁石による磁束φｍが
存在しないものとして記載している）。従って、ヨ−ク
６ｂにおいては永久磁石２ａによる磁束φｍに対する磁
気抵抗が増大して磁束φｍは減少する。従って、ア−マ
チュア１ａは、ばねプレ−ト４の力により図で左方へ移
動しヨ−ク６ｂとの吸着から解放される。
に永久磁石リング２ａの軸方向外側に設けてもよい。図
１の（Ａ）および同図の（Ｂ）に示した永久磁石の形状
について、上記では連続したリングとして説明したが、
所定の間隔を保って円周方向に分割した円弧状としても
よいことは勿論である。上記の構造を有する電磁クラッ
チ／ブレ−キの作動について説明する。無励磁状態では
図１の（Ａ）に点線で示すように、永久磁石２ａにより
形成される磁界によって、ア−マチュア１ａとヨ−ク６
とを還流する磁束φｍが形成されるので、ア−マチュア
１ａはばねプレ−ト４の力に抗しヨ−ク６ｂに吸着され
る。励磁状態になると、図１の（Ｂ）に実線で示すよう
に、コイル１１に流れる電流によって、永久磁石２ａが
無い場合は前述した永久磁石により形成されて磁束φｍ
に対して、逆方向にア−マチュア１ａとヨ−ク６とを還
流する磁束φｃを形成する方向に磁界が形成される（図
１の（Ｂ）には説明の便宜上永久磁石による磁束φｍが
存在しないものとして記載している）。従って、ヨ−ク
６ｂにおいては永久磁石２ａによる磁束φｍに対する磁
気抵抗が増大して磁束φｍは減少する。従って、ア−マ
チュア１ａは、ばねプレ−ト４の力により図で左方へ移
動しヨ−ク６ｂとの吸着から解放される。
【００１０】図４は吸引力（＋Ｐ）と反発力（−Ｐ）と
電流との関係を示すグラフで、本図において図１０の
（Ａ）と同図の（Ｂ）に示す従来の電磁ブレ−キの特性
を点線で示し、図１の（Ａ）と同図の（Ｂ）に示す本発
明の電磁ブレ−キの特性を実線で示している。また、図
５は図１の（Ｂ）に示したよりも大きな電流でコイルを
励磁した状態を示す横半体断面図である。即ち、図４に
示すようにコイル電流を増加していくと、ア−マチュア
１ａとヨ−ク６ｂとを還流する磁束φｍが減少するので
吸引力が減少する。コイルに流す電流が増加して永久磁
石２ａによる磁束φｍがヨ−ク６ｂに入らなくなると、
ヨ−ク６ｂには励磁電流によって磁束φｃが形成される
が、永久磁石２ａによる磁気抵抗が大きいため、励磁電
流によって形成される方向の磁束φｃは、ア−マチュア
組立体１ａ内には侵入できない。即ち、永久磁石２ａに
よる磁束φｍと励磁電流による磁束φｃとがア−マチュ
ア１ａとヨ−ク６ｂとの対向部において相互に反発しあ
い、ア−マチュア１ａの端部の磁極の極性と同一極性の
磁極がヨ−ク６ｂの端部に形成されてア−マチュア１ａ
とヨ−ク６ｂとの間に反発力が生じる。さらにコイル電
流を増加すると、永久磁石２ａによる磁束φｍに打ち勝
って図５に示すようにア−マチュア１ａとヨ−ク６ｂと
を環流する磁束φｃが形成され、さらにコイル電流を増
加するとこの磁束φｃによる吸引力が増大する。
電流との関係を示すグラフで、本図において図１０の
（Ａ）と同図の（Ｂ）に示す従来の電磁ブレ−キの特性
を点線で示し、図１の（Ａ）と同図の（Ｂ）に示す本発
明の電磁ブレ−キの特性を実線で示している。また、図
５は図１の（Ｂ）に示したよりも大きな電流でコイルを
励磁した状態を示す横半体断面図である。即ち、図４に
示すようにコイル電流を増加していくと、ア−マチュア
１ａとヨ−ク６ｂとを還流する磁束φｍが減少するので
吸引力が減少する。コイルに流す電流が増加して永久磁
石２ａによる磁束φｍがヨ−ク６ｂに入らなくなると、
ヨ−ク６ｂには励磁電流によって磁束φｃが形成される
が、永久磁石２ａによる磁気抵抗が大きいため、励磁電
流によって形成される方向の磁束φｃは、ア−マチュア
組立体１ａ内には侵入できない。即ち、永久磁石２ａに
よる磁束φｍと励磁電流による磁束φｃとがア−マチュ
ア１ａとヨ−ク６ｂとの対向部において相互に反発しあ
い、ア−マチュア１ａの端部の磁極の極性と同一極性の
磁極がヨ−ク６ｂの端部に形成されてア−マチュア１ａ
とヨ−ク６ｂとの間に反発力が生じる。さらにコイル電
流を増加すると、永久磁石２ａによる磁束φｍに打ち勝
って図５に示すようにア−マチュア１ａとヨ−ク６ｂと
を環流する磁束φｃが形成され、さらにコイル電流を増
加するとこの磁束φｃによる吸引力が増大する。
【００１１】図６の（Ａ）と同図の（Ｂ）は、前記解決
手段２）による本発明の第２実施例としての電磁クラッ
チ／ブレ−キの吸引状態における横半体断面図である。
図６の（Ａ）は図１の（Ａ）に対応する吸引状態におけ
る永久磁石による磁束φｍ、図６の（Ｂ）は図１の
（Ｂ）に対応するコイル電流による磁束φｃの状況を示
している。図７はア−マチュア１ｂの正面図であり、図
７のＸ−Ｘ断面図を図８に示す。軸方向の長さ（高さ）
がア−マチュア１ｂと同じで、偏平な円弧状の２個の永
久磁石２ｂ、２ｂをア−マチュア１ｂの外周から僅かに
内方の半径方向中間部に、円周方向に所定の間隔を保っ
て対称的に配置し、両永久磁石２ｂ間の２つの間隔部は
バイパスギャップＧｃで、図７に示すように弧状の空隙
として残し磁気空隙とするか、または銅、ステンレス鋼
などの非磁性材料を空隙内にブレ−ジングなどにより充
填し磁気抵抗とする。図７中の符号５ｂは回転軸に対し
円周方向には一体に回転し軸方向には相対移動を可能に
するスプラインである。作動は第１実施例と殆ど同じな
ので説明を省略するが、マグネット組立体のコイル１１
から発生する磁束φｃは、斜視図としての図９に矢印の
経路で示すように、インナポ−ルＰｉから円弧状の磁気
空隙Ｇｃの半径方向外側に至り、つぎに永久磁石２ｂか
ら離れるように、さらにア−マチュア１ｂ内の永久磁石
２ｂの半径方向外方を円周方向に通った後、軸方向に方
向変換してマグネット組立体３ａのアウタ−ポ−ルＰｏ
に戻る磁路を形成する。
手段２）による本発明の第２実施例としての電磁クラッ
チ／ブレ−キの吸引状態における横半体断面図である。
図６の（Ａ）は図１の（Ａ）に対応する吸引状態におけ
る永久磁石による磁束φｍ、図６の（Ｂ）は図１の
（Ｂ）に対応するコイル電流による磁束φｃの状況を示
している。図７はア−マチュア１ｂの正面図であり、図
７のＸ−Ｘ断面図を図８に示す。軸方向の長さ（高さ）
がア−マチュア１ｂと同じで、偏平な円弧状の２個の永
久磁石２ｂ、２ｂをア−マチュア１ｂの外周から僅かに
内方の半径方向中間部に、円周方向に所定の間隔を保っ
て対称的に配置し、両永久磁石２ｂ間の２つの間隔部は
バイパスギャップＧｃで、図７に示すように弧状の空隙
として残し磁気空隙とするか、または銅、ステンレス鋼
などの非磁性材料を空隙内にブレ−ジングなどにより充
填し磁気抵抗とする。図７中の符号５ｂは回転軸に対し
円周方向には一体に回転し軸方向には相対移動を可能に
するスプラインである。作動は第１実施例と殆ど同じな
ので説明を省略するが、マグネット組立体のコイル１１
から発生する磁束φｃは、斜視図としての図９に矢印の
経路で示すように、インナポ−ルＰｉから円弧状の磁気
空隙Ｇｃの半径方向外側に至り、つぎに永久磁石２ｂか
ら離れるように、さらにア−マチュア１ｂ内の永久磁石
２ｂの半径方向外方を円周方向に通った後、軸方向に方
向変換してマグネット組立体３ａのアウタ−ポ−ルＰｏ
に戻る磁路を形成する。
【００１２】
（１）２次側としてのア−マチュア側に挿入された永久
磁石は軸方向の幅が小さい偏平なリング状であり、しか
もラジアル方向に着磁されているため、永久磁石の表面
積を有効に活用できて、小形ではあるが効率的で強い吸
引力が発生され、ア−マチュアの形状を単純にし小形化
できる。 （２）永久磁石をア−マチュア側に設けたので、コイル
を内蔵するマグネット組立体の構造が簡単で軸線方向の
寸法が短くなり、小形で単純な構造とすることによりコ
ストを低減できる。 （３）図５に示すように、適切な吸引力と反発力を得る
ために必要な励磁電流の調節精度が従来よりも低減で
き、安定なア−マチュアの解放動作が得られる。 （４）第２実施例では、第１実施例よりも軸線方向の寸
法を短縮し小形化できる。 （５）第１実施例においては、ア−マチュアの幅を永久
磁石の幅よりも広くしてギャップを設けたので、上述の
効果が確実に得られた。 （６）第２実施例においては、ア−マチュアの幅と永久
磁石の幅とを等しくし永久磁石と並べてギャップを設け
たので、ア−マチュアの幅を第１実施例よりも狭くする
ことが出来る。
磁石は軸方向の幅が小さい偏平なリング状であり、しか
もラジアル方向に着磁されているため、永久磁石の表面
積を有効に活用できて、小形ではあるが効率的で強い吸
引力が発生され、ア−マチュアの形状を単純にし小形化
できる。 （２）永久磁石をア−マチュア側に設けたので、コイル
を内蔵するマグネット組立体の構造が簡単で軸線方向の
寸法が短くなり、小形で単純な構造とすることによりコ
ストを低減できる。 （３）図５に示すように、適切な吸引力と反発力を得る
ために必要な励磁電流の調節精度が従来よりも低減で
き、安定なア−マチュアの解放動作が得られる。 （４）第２実施例では、第１実施例よりも軸線方向の寸
法を短縮し小形化できる。 （５）第１実施例においては、ア−マチュアの幅を永久
磁石の幅よりも広くしてギャップを設けたので、上述の
効果が確実に得られた。 （６）第２実施例においては、ア−マチュアの幅と永久
磁石の幅とを等しくし永久磁石と並べてギャップを設け
たので、ア−マチュアの幅を第１実施例よりも狭くする
ことが出来る。
【図１】本発明による無励磁作動型電磁ブレ−キの第１
実施例で、本図の（Ａ）は永久磁石による磁束状態を示
す横半体断面図で、本図の（Ｂ）はコイル電流による磁
束状態を示す横半体断面図である。
実施例で、本図の（Ａ）は永久磁石による磁束状態を示
す横半体断面図で、本図の（Ｂ）はコイル電流による磁
束状態を示す横半体断面図である。
【図２】本図の（Ａ）は図１に示す永久磁石の拡大半体
側断面図であり、本図の（Ｂ）は本図の（Ａ）の着磁方
向を示すＡ矢視縮小平面図である。
側断面図であり、本図の（Ｂ）は本図の（Ａ）の着磁方
向を示すＡ矢視縮小平面図である。
【図３】永久磁石の軸方向外側に空隙または非磁性部分
を設けた部分側面図である。
を設けた部分側面図である。
【図４】コイルを励磁した状態での電流（電圧）値と吸
引力（＋Ｐ）と反発力（−Ｐ）との関係を示すグラフで
ある。
引力（＋Ｐ）と反発力（−Ｐ）との関係を示すグラフで
ある。
【図５】図１の（Ｂ）に示したよりもコイル電流による
磁界が大になった状態での磁束状態を示す横半体断面図
である。
磁界が大になった状態での磁束状態を示す横半体断面図
である。
【図６】本図の（Ａ）は無励磁作動型電磁ブレ−キの第
２実施例の永久磁石による磁束状態を示す横半体断面図
で、本図の（Ｂ）はコイル電流による磁束状態を示す横
半体断面図である。
２実施例の永久磁石による磁束状態を示す横半体断面図
で、本図の（Ｂ）はコイル電流による磁束状態を示す横
半体断面図である。
【図７】図６に示した第２実施例のア−マチュア組立体
の平面図である。
の平面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ断面の展開側面図である。
【図９】図６、図７および図８に示した第２実施例とし
ての図６の（Ｂ）に示した励磁状態での磁路を示す斜視
図である。
ての図６の（Ｂ）に示した励磁状態での磁路を示す斜視
図である。
【図１０】従来の無励磁作動型電磁ブレ−キを示すもの
であり、本図の（Ａ）は無励磁状態の横半体断面図で、
本図の（Ｂ）は励磁状態の横半体断面図である。
であり、本図の（Ａ）は無励磁状態の横半体断面図で、
本図の（Ｂ）は励磁状態の横半体断面図である。
【図１１】先願の無励磁作動型電磁ブレ−キのア−マチ
ュア組立体の正面図である。
ュア組立体の正面図である。
１ａ、１ｂ ア−マチュア組立体 ２ａ、２ｂ 永久磁石 ３ａ マグネット組立体 ４ ばねプレ−ト ５ ハブ ６ｂ ヨ−ク ８ 静止体または回転体 ９ 回転軸 １１ 励磁コイル Ｇａ ア−マチュアギャップ Ｇｂ、Ｇｃ ア−マチュアに形成したギャップ Ｌ マグネット組立体の軸方向長さ Ｐｏ アウタポ−ル Ｐｉ インナポ−ル φｃ コイルによる磁束 φｍ 永久磁石による磁束
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 65/21 F16D 27/112 F16D 55/28
Claims (3)
- 【請求項１】 回転軸と、この回転軸に対し相対回転可
能に配置され、静止体または回転体に対し固定され、そ
の外周と内周がそれぞれアウタポ−ルとインナポ−ルと
され、これらの中間に画定される環状空隙を有する二重
中空円筒体状のヨ−クと、このヨ−クの前記環状空隙内
に収容される励磁コイルとを有するマグネット組立体
と、 前記マグネット組立体の前記環状空隙の開口端側に対向
して回転軸と一体に回転可能にされ、軸方向への相対移
動が可能に装着されたア−マチュア組立体と、 このア−マチュア組立体を常時前記マグネット組立体か
ら引き離す方向に押圧するばねなどの解放手段と、 前記ア−マチュア組立体内に配置され前記マグネット組
立体が励磁されない状態では、前記ア−マチュア組立体
を前記解放手段の押圧に抗して前記マグネット組立体に
吸着させて制動するか、または前記マグネット組立体と
一体に回転させる永久磁石と、 を有して、前記マグネット組立体が励磁されると前記永
久磁石の磁束を打ち消す磁力が発生し、前記解放手段に
よりア−マチュア組立体が吸着から解放されて制動が解
除され、または前記ア−マチュア組立体が前記回転軸と
の連結から解除される無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラ
ッチにおいて、 前記永久磁石は、強力で軸方向に短く肉厚が薄く偏平な
リング状か、または、半径方向の肉厚が薄く円周方向に
所定数の間隔により、これらの間隔と同数に分割された
複数の円弧状体として、ラジアル方向に着磁され、前記
永久磁石に対する所定位置において軸方向に整列する円
弧状の前記永久磁石の厚みよりも狭い所定幅の空隙、ま
たは銅、ステンレス鋼などの非磁性体部によるバイパス
ギャップが配置されていることを特徴とする無励磁作動
型電磁ブレ−キ／クラッチ。 - 【請求項２】 請求項１記載の無励磁作動型電磁ブレ−
キ／クラッチにおいて、前記永久磁石は前記ア−マチュ
ア組立体の軸方向の外側に配置されていることを特徴と
する無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチ。 - 【請求項３】 回転軸と、この回転軸に対し相対回転可
能に配置され、静止体または回転体に対し固定され、そ
の外周と内周がそれぞれアウタポ−ルとインナポ−ルと
され、これらの中間に画定される環状空隙を有する二重
中空円筒体状のヨ−クと、このヨ−クの前記環状空隙内
に収容される励磁コイルとを有し１次側の電磁石として
作動するマグネット組立体と、 前記マグネット組立体の前記アウタポ−ルとインナポ−
ルの開口端側に対向して回転軸と一体に回転可能にさ
れ、軸方向への相対移動が可能に装着された２次側回転
体としてのア−マチュア組立体と、 このア−マチュア組立体を常時前記マグネット組立体か
ら引き離す方向に押圧するばねなどの解放手段と、 前記ア−マチュア組立体内に配置され前記マグネット組
立体が励磁されない状態では、前記ア−マチュア組立体
を前記解放手段の押圧に抗して前記マグネット組立体に
吸着させて制動するか、または前記マグネット組立体と
一体に回転させる永久磁石と、 を有して、前記マグネット組立体が励磁されると前記永
久磁石の磁束を打ち消す磁力が発生し、前記解放手段に
よりア−マチュア組立体が吸着から解放されて制動が解
除され、または前記ア−マチュア組立体が前記回転軸と
の連結から解除される無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラ
ッチにおいて、 前記永久磁石は、強力で軸方向に短く偏平で半径方向の
肉厚が薄く円周方向に所定の間隔で分割された複数の円
弧状の磁石としてラジアル方向に着磁され、前記ア−マ
チュア組立体の半径方向の所定の位置に配置され、互い
に隣接する前記複数の円弧状の永久磁石の間には、前記
永久磁石の軸方向幅以内の幅を有して同一円周方向に連
続する円弧状の空隙、または銅、ステンレス鋼などの非
磁性体部によるバイパスギャップが配置されていること
を特徴とする無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06070195A JP3082565B2 (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06070195A JP3082565B2 (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07259905A JPH07259905A (ja) | 1995-10-13 |
| JP3082565B2 true JP3082565B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=13424501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06070195A Expired - Fee Related JP3082565B2 (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 無励磁作動型電磁ブレ−キ／クラッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3082565B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115758U (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-14 | 富士通株式会社 | 回路基板の接地構造 |
| JP2016130539A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 動力伝達装置 |
| CN110219914A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-09-10 | 贵州航天林泉电机有限公司 | 一种抗冲击永磁式制动器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7732959B2 (en) * | 2005-06-10 | 2010-06-08 | Warner Electric Technology, Llc | Rotational coupling device |
| CN101583511B (zh) * | 2006-04-17 | 2013-01-16 | 奥蒂斯电梯公司 | 电梯制动组件、电梯系统及其控制方法 |
| JP4596051B2 (ja) * | 2008-07-09 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | ツインクラッチ装置 |
| JP5451578B2 (ja) * | 2010-11-05 | 2014-03-26 | 小倉クラッチ株式会社 | 電磁クラッチ |
| WO2014198326A1 (en) | 2013-06-14 | 2014-12-18 | Pierburg Pump Technology Gmbh | Coolant pump with plastic bonded magnet |
| JP5947756B2 (ja) * | 2013-07-16 | 2016-07-06 | オリエンタルモーター株式会社 | 無励磁作動型電磁ブレーキ |
| JP5947946B2 (ja) * | 2015-04-02 | 2016-07-06 | オリエンタルモーター株式会社 | 無励磁作動型電磁ブレーキ |
| DE102016210582B4 (de) * | 2016-06-15 | 2018-03-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Riemenscheibenkupplungssystem mit elektromagnetischer Kupplung für ein Nebenaggregat, wie einen Kältemittelkompressor |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP06070195A patent/JP3082565B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115758U (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-14 | 富士通株式会社 | 回路基板の接地構造 |
| JP2016130539A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 動力伝達装置 |
| CN110219914A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-09-10 | 贵州航天林泉电机有限公司 | 一种抗冲击永磁式制动器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07259905A (ja) | 1995-10-13 |
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