JP3190222B2 - 多板電磁ブレーキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数枚の内板と外板
を交互に積み重ねた構造を有する多板電磁ブレーキに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の多板電磁ブレーキは、例えば実公
昭４５−２９６３号公報で説明されているように、電磁
コイルが内設されたフィールドコアの外周面に案内部材
を軸線方向に突設して複数枚の外板を嵌合している。ま
た、フィールドコアと同心状に配設されるハブに複数枚
の内板とアーマチュアをスプライン嵌合して、複数枚の
内板と外板を交互に積み重ねた構造に組み合わせてい
る。そして、電磁コイルに通電した励磁状態では、アー
マチュアが複数枚の内板と外板を介してフィールドコア
に磁気吸着されるので、ハブの回転が制動される。ま
た、電磁コイルへの通電を断った無励磁状態では、解放
用の弾性部材により複数枚の内板と外板とが解放され、
かつアーマチュアがフィールドコアから離間されるの
で、ハブの制動は解放されて回転自在となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の多板電磁ブレー
キでは、励磁状態の磁束が、フィールドコアから内板と
外板を通りアーマチュアに迂回され内板と外板を通りフ
ィールドコアに戻る磁気回路を形成するので、アーマチ
ュアがフィールドコアに磁気吸着されると、磁気回路は
構造上の空隙がない閉磁路となってしまう。したがっ
て、無励磁状態に切り換えた際の残留磁束による内板と
外板の解放速度は遅くなり、空転トルクによる発熱の問
題や内外板の摩耗の問題が生じる。またこれら問題を解
決するために、円錐形状のコイルばねを解放用の弾性部
材として設けると、装置が大形化となり多板電磁ブレー
キの小径化および低廉化を達成することが困難であっ
た。この発明は、内板と外板の解放速度が早い小径な多
板電磁ブレーキを安価に提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、この発明の多板電磁ブレーキでは、断面コ字
状の環状部材からなり外極端面を内極端面より軸線方向
に突設したフィールドコアと、このフィールドコアの環
状溝に内設された電磁コイルと、前記フィールドコアの
内極部の内側に所定の空隙を介して挿入される円筒部
と、この円筒部の端面から前記フィールドコアの外極部
端面の内側に向かって半径方向外側に延設されるととも
に前記フィールドコアの外極部の内側に所定の空隙を介
して挿入される円板部とからなり、断磁部で半径方向に
磁気的に分離された前記円板部の内側の側面が前記フィ
ールドコアの内極部端面と前記空隙より大きな空隙を介
して対向するロータと、このロータの円筒部内側に一体
に嵌合される円筒部と前記ロータの円筒部開口端面が突
き当てられるスプライン歯部とが形成された非磁性材製
のハブと、このハブの円筒部に嵌合された前記ロータの
抜け止め用のスナップリングと、前記フィールドコアの
外極部端面から更に軸線方向に突設され前記ハブのスプ
ライン歯部と同心状に配設される前記フィールドコアの
案内部と、このフィールドコアの案内部または前記ハブ
のスプライン歯部に嵌合され交互に積み重ねられるとと
もに断磁部で半径方向に磁気的に分離された複数枚の内
板と外板と、この外板の内側となる前記ハブのスプライ
ン歯部上に嵌合された複数の波付き環状ばねと、前記ハ
ブのスプライン歯部に嵌合され前記内板と外板を介して
前記ロータの円板部と対向するアーマチュアとを備え、
前記フィールドコアの案内部の最先端面と前記アーマチ
ュアの前記ロータ側の側面とが、無励磁状態において略
同一平面状になるように、前記アーマチュアをスナップ
リングで抜け止めしたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】多板電磁ブレーキは、電磁コイルに通電した励
磁状態では、複数枚の内板と外板を介してアーマチュア
がロータに磁気吸着される。またこの励磁状態における
磁束の磁気回路は、フィールドコアの外極部から所定の
空隙を介してロータに迂回され、このロータから内板と
外板を通りアーマチュアを経由してから内板と外板を通
りロータに帰り、更にロータから所定の空隙を介してフ
ィールドコアの内極部に戻る回路を形成するので、フィ
ールドコアとロータとの間に構造上の２つの空隙が残存
する。したがって、電磁コイルへの通電を断った際に
は、前記２つの空隙が残留磁束の磁気抵抗となってその
残留磁束の消滅が早く、内板と外板の解放が迅速となる
ので、空転トルクによる発熱の問題や内外板の摩耗の問
題が解決される。

【０００６】また、波付き環状ばねを外板の内側となる
ハブのスプライン歯部上に個々に配設したので、無励磁
状態にした際に、内板と外板は速やかに解放される。

【０００７】また、フィールドコアの案内部の最先端面
とアーマチュアのロータ側の側面とが無励磁状態におい
て略同一平面状になるように、アーマチュアをハブのス
プライン歯部に抜け止めしたので、電磁コイルの磁束が
フィールドコアからその案内部を通りアーマチュアに迂
回されるような漏洩磁気回路は形成されることはなく、
電磁コイルの磁束を有効に使える。

【０００８】

【実施例】図１と図２はこの発明の多板電磁ブレーキの
一実施例であり、図１は上半分を断面とした側面図、図
２は図１の要部のみを示した拡大断面図である。以下、
これら図面に基づき実施例を詳細に説明する。多板電磁
ブレーキ１は、被制動機械２のケーシングにねじ止め固
定されたフィールドコア３を有する。このフィールドコ
ア３は、円筒状の内極部３ｂと円筒状の外極部３ｃによ
り電磁コイル４が内設された環状溝３ａが形成されてお
り、また、内極部３ｂの端面より軸線方向に突設した外
極部３ｃの端面には、この端面より更に軸線方向へ突設
されるとともに円周方向に間隔をおいて複数個の案内部
３ｄが一体に形成されている。なお、この案内部３ｄを
非磁性材料で形成して、フィールドコア３の外極部３ｃ
に固着する場合もある。

【０００９】また、被制動機械２の回転軸２ａには、こ
の回転軸２ａの段差部に端面が当接するまでキー嵌合さ
れ抜け止め手段としてのスナップリング５で抜け止めさ
れた非磁性材製のハブ６が装着されている。このハブ６
は、外周面が段付き状に形成され、前記スナップリング
５で抜け止めされる側にはスプライン歯部６ａが形成さ
れている。またこのハブ６には、スプライン歯部６ａに
半径方向内側の側面が当接するまで嵌合されたロータ７
が焼嵌め固着または圧入固着されている。なお、符号８
は、ロータ７の抜け止め用に設けたスナップリングであ
るが、非常に大きな制動力が必要とされる多板電磁ブレ
ーキでなければ特別に設けなくてもよい。

【００１０】ロータ７は、フィールドコア３の環状溝３
ａの開口部側に配設されており、フィールドコア３の内
極部３ｂの内側に所定の空隙Ｓ 1を介して挿入された円
筒部７ａと、この円筒部７ａの前記スプライン歯部６ａ
側の端面から半径方向外側に向かって延設され、外周面
がフィールドコア３の外極部の内側に所定の空隙Ｓ 2を
介して挿入された円板部７ｂとを有する形状である。ま
た、円板部７ｂには、この円板部７ｂを半径方向で磁気
的に分離するように円弧状の長孔７ｃが同一円周状に間
隔をおいて形成されている。なお、この長孔７ｃは磁束
迂回用の断磁部であり、非磁性材料からなる断磁部材で
円板部７ｂを完全に磁気的に分離した構造としてもよ
い。また、前記空隙Ｓ 1、Ｓ 2の寸法は、略同一な寸法
として設定されており、フィールドコア３の内極部３ｂ
の端面とロータ７の円板部７ｂとの間に形成される空隙
Ｓ3は、前記空隙Ｓ 1、Ｓ 2より大きな寸法として設定
されている。

【００１１】ハブ６のスプライン歯部６ａには、複数枚
の内板９とアーマチュア１０がスプライン嵌合されスナ
ップリング１１で抜け止めされている。各内板９は、ロ
ータ７の長孔７ｃと同様に断磁部としての長孔９ａが形
成され、半径方向で磁気的に分離された構造となってい
る。またこれら内板９の間には、断磁部としての長孔１
２ａが形成された外板１２が個々に配設され、フィール
ドコア３の案内部３ｄと噛合って係合されている。また
更には、これら外板１２の内側となるハブ６のスプライ
ン歯部６ａ上には、内板９と外板１２を解放状態とする
とともに、アーマチュア１０をロータ７から離間する弾
性部材としての波付き環状ばね１３が嵌合されている。
なお、この波付き環状ばね１３の厚みは外板１２の厚み
より薄くなっている。また波付き環状ばね１３の弾性復
帰力により、アーマチュア１０がロータ７から離間され
てスナップリング１１で抜け止めされているとき、アー
マチュア１０のロータ７側の側面とフィールドコア３の
案内部３ｄの最先端面とは同一平面状になる構造となっ
ている。

【００１２】以上のような構造とした多板電磁ブレーキ
１は、電磁コイル４へ通電した励磁状態における磁束Φ
が、フィールドコア３の外極部３ｃから空隙Ｓ 2を通り
ロータ７の円板部７ｂの半径方向外側に流れ、内板９と
外板１２を通りアーマチュア１０を経由してからロータ
７の円板部７ｂの半径方向内側に流れる。そして磁束Φ
は、ロータ７の円筒部７ａから空隙Ｓ1 を通りフィール
ドコア３の内極部３ｂに戻る磁気回路となる。したがっ
て、電磁コイル４に通電すれば、アーマチュア１０は内
板９と外板１２とともに環状ばね１３のばね力に抗して
ロータ７に磁気吸着するので、これら内外板９、１２と
アーマチュア１０を介してハブ６とフィールドコア３は
一体化され、回転軸２ａは制動される。また電磁コイル
４への通電を断って無励磁状態にすれば、電磁コイル４
の磁束Φは消滅するので、環状ばね１３のばね力により
内板９と外板１２は離間され解放されるとともに、アー
マチュア１０はロータ７から離間されスナップリング１
１まで後退する。したがって、ハブ６の制動は解放され
て回転軸２ａは回転自在となる。

【００１３】なおこの実施例における多板電磁ブレーキ
１は、無励磁状態におけるアーマチュア１０のロータ側
の側面がフィールドコア３の案内部３ｄの最先端面と同
一平面状となる構造にしたので、その案内部３ｄからア
ーマチュア１０の外側へ向かって磁束Φ（漏洩磁束）が
流れにくくなっており、電磁コイル４へ通電することに
より発生する磁束Φを有効に使うことができる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、この発明の多板電磁ブレ
ーキでは、励磁状態において磁気回路には構造上の２つ
の空隙が形成され、これら空隙が無励磁状態にした際の
残留磁束の磁気抵抗となるので、その残留磁束の消滅が
早く内板と外板の解放が迅速となり、空転トルクによる
発熱の問題や内外板の摩耗の問題が解決される。

【００１５】また、この発明の多板電磁ブレーキは、ス
プライン歯部上に波付き環状ばねを組み込むようにした
ので、小径な多板電磁ブレーキを安価に提供することが
できる。

【００１６】また、フィールドコアの案内部の最先端面
とアーマチュアのロータ側の側面とが、無励磁状態にお
いて略同一平面状になるようにしたので、フィールドコ
アの案内部からアーマチュアの外周面に向かって磁束が
流れにくくなり、磁束を有効に使うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の多板電磁ブレーキの一実施例であ
り、上半分を断面とした側面図である。

【図２】図１の要部のみを示した拡大断面図である。

【符号の説明】

３ フィールドコア ４ 電磁コイル ６ ハブ ７ ロータ ９ 内板 １０ アーマチュア １２ 外板 １３ 環状ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭53−97255（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−53927（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−40239（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−45228（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭45−2963（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 55/36 F16D 65/21

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面コ字状の環状部材からなり外極端面
   を内極端面より軸線方向に突設したフィールドコアと、
   このフィールドコアの環状溝に内設された電磁コイル
   と、前記フィールドコアの内極部の内側に所定の空隙を
   介して挿入される円筒部と、この円筒部の端面から前記
   フィールドコアの外極部端面の内側に向かって半径方向
   外側に延設されるとともに前記フィールドコアの外極部
   の内側に所定の空隙を介して挿入される円板部とからな
   り、断磁部で半径方向に磁気的に分離された前記円板部
   の内側の側面が前記フィールドコアの内極部端面と前記
   空隙より大きな空隙を介して対向するロータと、このロ
   ータの円筒部内側に一体に嵌合される円筒部と前記ロー
   タの円筒部開口端面が突き当てられるスプライン歯部と
   が形成された非磁性材製のハブと、このハブの円筒部に
   嵌合された前記ロータの抜け止め用のスナップリング
   と、前記フィールドコアの外極部端面から更に軸線方向
   に突設され前記ハブのスプライン歯部と同心状に配設さ
   れる前記フィールドコアの案内部と、このフィールドコ
   アの案内部または前記ハブのスプライン歯部に嵌合され
   交互に積み重ねられるとともに断磁部で半径方向に磁気
   的に分離された複数枚の内板と外板と、この外板の内側
   となる前記ハブのスプライン歯部上に嵌合された複数の
   波付き環状ばねと、前記ハブのスプライン歯部に嵌合さ
   れ前記内板と外板を介して前記ロータの円板部と対向す
   るアーマチュアとを備え、前記フィールドコアの案内部
   の最先端面と前記アーマチュアの前記ロータ側の側面と
   が、無励磁状態において略同一平面状になるように、前
   記アーマチュアをスナップリングで抜け止めしたことを
   特徴とする多板電磁ブレーキ。