JP3949080B2 - 電磁ブレーキ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、電磁コイルの磁力によって回転体に制動力を作用させる電磁ブレーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電磁ブレーキとして以下のようなものが知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
この電磁ブレーキは、非回転部材に円筒状の外側極歯ヨークと内側極歯ヨーク（制動体）が同軸に設けられ、これらのヨークの対向面に形成された複数の極歯が円周方向にオフセットして配置されている。そして、前記両ヨークの軸方向の側部には電磁コイルが固定設置され、両ヨーク間の環状隙間には、ヒステリシス材から成る円筒状の回転体が非接触状態で介装されている。
【０００４】
この電磁ブレーキは、電磁コイルに対する通電によって両ヨークの極歯間に磁界を生じさせ、このとき極歯間に発生する磁界の向きと、ヒステリシス材（回転体）の内部磁束の向きのずれによって制動力を発生する。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８６２０５０号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の電磁ブレーキは、両ヨーク間の環状隙間に回転体が非接触状態で介装され、ヨーク（制動体）と回転体の両対向面が電磁コイルの磁路の一部とされている。つまり、電磁コイルの発生磁束は一方のヨークからそのヨークと回転体の間のエアギャップを通して回転体に入り、さらにその回転体と他方のヨークの間のエアギャップを通して他方のヨークへとの流れる。
【０００７】
このような電磁ブレーキにおいては、電磁コイルの磁路中のエアギャップをできる限り小さくすることが制動トルクを大きくするうえで有効であることが知られている。しかし、この種の電磁ブレーキは、加工精度や組付精度等の関係でエアギャップを小さくするのに限界があり、エアギャップをたとえ充分に小さくできたとしても製造コストの高騰を招いてしまう。このため、従来ではヨークの磁路断面の拡大や電磁コイルのコイル巻数の増加等によって制動トルクの増大を図るようにしており、このことが装置全体の大型化の原因となっていた。
【０００８】
そこで、この出願の発明は装置全体の大型化を招くことなく、制動トルクの増大を図ることのできる電磁ブレーキを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、この出願の発明は、磁性材料から成る複数の可動片を、電磁コイルの磁路の一部を成す制動体と回転体の両対向面のうちの一方に、回転体の軸回り方向の変位を規制した状態で相手対向面方向に進退自在となるように保持させるようにした。
【００１０】
この発明の場合、電磁コイルが通電されると、その電磁コイルの発生磁束が可動片を通して制動体と回転体の間に流れ、その磁束の流れを妨げるように回転しようとする回転体に対して制動作用が働く。このとき、各可動片は磁力による吸引作用等によって相手対向面方向に変位し、相手対向面に対して接触または近接してギャップが殆どない状態とされる。この結果、電磁コイルの磁束が流れる磁路の抵抗が非常に小さくなり、回転体には大きな制動作用が働くこととなる。また、磁路の一部として機能する可動片は複数設けられ、各可動片は独立して進退作動するため、外乱等によって一部の可動片の接触状態や姿勢が変化しても、他の可動片はその影響を殆ど受けることなく安定して磁路を形成し続けることができる。
【００１１】
したがって、この発明によれば、磁路断面の拡大や電磁コイルの巻数増加等による装置全体の大型化を招くことなく、確実にトルクの増大を図ることができる。
【００１２】
また、前記可動片の相手対向面に対峙する端部に、先細り状となるように傾斜面を設けると共に、可動片と相手対向面の間に潤滑液を供給するようにしても良い。
【００１３】
この場合、電磁コイルの通電によって可動片が相手対向面に接触したとしても、可動片の端部の傾斜面を通して相手対向面との間に潤滑液が確実に入り込むため、潤滑液による皮膜によって摺動抵抗を低減し、可動片と相手対向面の接触部の摩耗を防止することができる。また、この場合、可動片と相手対向面の間に潤滑液が確実に入り込むことから、潤滑液による緩衝作用によって可動片のバタ付きを抑制し、装置の静粛性を高めることができる。
【００１４】
前記可動片は転動体によって構成するようにしても良い。
【００１５】
この場合、可動片は相手対向面に対して基本的に転動状態で接触することとなり、部材相互の摺動が殆どなくなるため、接触部の摩耗や異音の発生を低減できる。また、このような構成とした場合、可動片が非制動時に相手対向面に接触しても回転体の回転を殆ど妨げることがないため、制動体と回転体を充分に近付けて装置のさらなるコンパクト化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図６は第１の実施形態を示すものであり、この実施形態はこの出願の発明にかかる電磁ブレーキ１を内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用したものである。尚、以下においては、バルブタイミング制御装置は内燃機関の吸気側の動弁系に適用したものとして説明するが、排気側の動弁系に同様に適用することも可能である。
【００１８】
バルブタイミング制御装置は、図１に示すように内燃機関の吸気側のカムシャフト２の前端部に結合された従動軸部材３（従動回転体）と、この従動軸部材３に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に連係される駆動リング４（駆動回転体）と、この駆動リング４の内周側に配置され、駆動リング４と従動軸部材３を相対回動させて両者の組付角を操作する組付角操作機構５と、この組付角操作機構５に操作力を付与する操作力付与手段６と、を備えている。
【００１９】
駆動リング４は、全体がほぼ有底円筒状に形成され、その外周に駆動入力用のスプロケット７が一体に形成されると共に、カムシャフト２側に配置された底壁の前面側に、図２，図３に示すように３つの径方向溝８が形成されている。
【００２０】
また、従動軸部材３は、図１に示すように、カムシャフト２の前端部に突き合される基部側の外周に拡径部が形成されると共に、その拡径部よりも前方側の外周面に放射状に突出する三つのレバー９が一体に形成されている。各レバー９には、リンク１０の基端がピン１１によって枢支連結され、各リンク１０の先端には前記各径方向溝８に摺動自在に係合する円柱状の突出部１２が一体に形成されている。
【００２１】
各リンク１０は、突出部１２が対応する径方向溝８に係合した状態において、ピン１１を介して従動軸部材３に連結されているため、リンク１０の先端側が外力を受けて径方向溝８に沿って変位すると、駆動リング４と従動軸部材３はリンク１０の作用でもって突出部１２の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【００２２】
また、各リンク１０の先端部には、軸方向前方側に開口する収容穴が形成され、この収容穴に、後述する渦巻き溝１３（渦巻き状ガイド）に係合する係合ピン１４と、この係合ピン１４を前方側（渦巻き溝１３側）に付勢するコイルばね１５とが収容されている。尚、この実施形態の場合、リンク１０の先端の突出部１２と係合ピン１４、コイルばね１５等によって径方向に変位可能な可動案内部が構成されている。
【００２３】
一方、従動軸部材３のレバー９の突設位置よりも前方側には、円板状のフランジ壁を有する中間回転体１６が軸受１７を介して回転自在に支持されている。中間回転体１６のフランジ壁の後面側には断面半円状の前述の渦巻き溝１３が形成され、この渦巻き溝１３に、前記各リンク１０の先端の係合ピン１４が転動自在に案内係合されている。渦巻き溝１３の渦巻きは、図２，図３に示すように機関回転方向Ｒに沿って次第に縮径するように形成されている。したがって、各リンク１０先端の係合ピン１４が渦巻き溝１３に係合した状態において、中間回転体１６が駆動リング４に対して遅れ方向に相対回転すると、リンク１０の先端部は径方向溝８に案内されつつ、渦巻き溝１３の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体１６が進み方向に相対回転すると、半径方向外側に移動する。
【００２４】
組付角操作機構５は、以上説明した駆動リング４の径方向溝８、リンク１０、突出部１２、係合ピン１４、レバー９、中間回転体１６、渦巻き溝１３等によって構成されている。この組付角操作機構５は、後述する操作力付与手段６から中間回転体１６に駆動リング４に対する相対的な回動操作力が入力されると、その操作力が渦巻き溝１３と係合ピン１４の係合部を通してリンク１０の先端を径方向に変位させ、このときリンク１０が揺動してその揺動量に応じて駆動リング４と従動軸部材３を相対回動させる。
【００２５】
一方、操作力付与手段６は、中間回転体１６を駆動リング４に対して機関回転方向Ｒに付勢する付勢手段としてのゼンマイばね１８と、中間回転体１６を駆動リング４に対して機関回転方向Ｒと逆方向に相対回動させるこの発明にかかる電磁ブレーキ１と、を備え、ゼンマイばね１８の付勢力と電磁ブレーキ１の制動力とのバランスによって中間回転体１６を回動操作するようになっている。
【００２６】
ゼンマイばね１８は、その外周側端部が駆動リング４の円筒部に結合される一方、内周端部が中間回転体１６の円筒状の基部に結合されている。
【００２７】
電磁ブレーキ１は、非回転部材である図示しないＶＴＣカバーに支持固定されたヨークブロック１９（この発明における制動体）と、このヨークブロック１９の内部に組み付けられた電磁コイル２０と、前記ヨークブロック１９の中心側に軸受２１を介して回転自在に支持された軸部材２２と、この軸部材２２の端部に一体に結合され、前記電磁コイル２０で発生した磁界による制動力を受ける制動力受け部２３と、を備え、この制動力受け部２３がゴムブッシュ２４と連結ピン２５を介して前記中間回転体１６に連結されている。
【００２８】
前記ヨークブロック１９には中間回転体１６側に開口する環状凹部２６が設けられ、電磁コイル２０が通電されたときに、この環状凹部２６の内周面２７と外周面２８とに異磁極が現れるようになっている。また、前記制動力受け部２３は、円板状の本体部の外周に円筒状のヒステリシス材２９（この発明における回転体）が一体に結合されて成り、そのヒステリシス材２９の先端部側がヨークブロック１９の前記環状凹部２６に挿入されている。環状凹部２６の内周面２７とヒステリシス材２９の外周面３０、ヒステリシス材２９の内周面３１と環状凹部２６の外周面２８は夫々相互に対向しており、環状凹部２６側の周面２７，２８がこの発明における一方の対向面を構成し、ヒステリシス材２９側の周面３０，３１がこの発明における相手対向面を構成している。
【００２９】
そして、環状凹部２６の内周面２７と外周面２８には、図１及び図４，図５に示すように軸方向に延出する複数のガイド溝３２，３３が円周方向等間隔に形成され、その各ガイド溝３２，３３に、磁性材料から成るローラ３４（転動体，この発明における可動片）が回転可能に、かつ径方向に進退自在となって収容されている。また、各ローラ３４はガイド溝３２，３３に収容されることにより、ヒステリシス材２９の軸回り方向の変位を規制されている。
【００３０】
環状凹部２６の内周面２７側のローラ３４と外周面２８側のローラ３４とは相互に円周方向にオフセットするように配置され、電磁コイル２０の通電によって異磁極の現れる極歯を成すようになっている。つまり、電磁コイル２０が通電されると、円周方向にオフセットした位置関係にあるローラ３４，３４に異磁極が生じ、これによって法線方向に対して傾斜した向きの磁界が発生する。一方、ヒステリシス材２９は磁気的ヒステリシス特性を有するため、ヒステリシス材２９の回転中に前記電磁コイル２０の通電によってオフセットした位置関係にあるローラ３４，３４間に磁界が発生すると、その磁界の向きとヒステリシス材２９の内部磁束の向きにずれが生じ、そのずれによって磁気的制動作用を受けることとなる。
【００３１】
ここで、ヨークブロック１９に形成されたガイド溝３２，３３の軸方向一端側には、図４に示すように磁性材料から成る環状のストッパブロック３５，３６が配置され、他端側には抜け止めリング３７が配置されている。これらはローラ３４の軸方向変位を規制するものであるが、抜け止めリング３７は、図４〜図６に示すようにヨークブロック１９の端面に形成された環状溝３８内に収容され、環状溝３８の縁部がかしめられる（図中かしめ部は符号３９で示す。）ことによってヨークブロック１９に固定されている。
【００３２】
また、図１に示すように、このバルブタイミング制御装置の内部には、オイルポンプ４０から送給された潤滑液を、カムシャフト２の内部を通じて組付角操作機構５と操作力付与手段６の可動部に供給するための供給通路４１が設けられている。この供給通路４１は、カムシャフト２と従動軸部材３の内部を通過した潤滑液を組付角操作機構５のリンク１０の周域空間に導入し、その導入された潤滑液をさらに軸受１７の隙間を通して電磁ブレーキ１の軸受２１部分とヒステリシス材２９の周域部分とに供給する。
【００３３】
ヒステリシス材２９部分への潤滑液の供給は、図４に拡大して示すように、制動力受け部２３の本体部とヨークブロック１９の径方向に沿った隙間を通して行われ、潤滑液がヒステリシス材２９の内周面に突き当たったところでヨークブロック１９の環状凹部２６内に入り込む。ここで潤滑液はヒステリシス材２９の内周面に沿って軸方向に進み、環状凹部２６の底部で折り返した後にヒステリシス材２９の外周面側に沿って流れ、環状凹部２６の開口端に達したところで外部に排出される。このとき、潤滑液は各ローラ３４とヒステリシス材２９の接触部の潤滑を行うと同時に、ヒステリシス材２９やヨークブロック１９、電磁コイル２０等の冷却を行う。
【００３４】
このバルブタイミング制御装置は以上のような構成であるため、クランクシャフトとカムシャフト２の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を進角側に変更する場合には、電磁ブレーキ１に適宜通電することにより、ゼンマイばね１８の力に抗する電磁ブレーキ１の制動力が制動力受け部２３から中間回転体１６にゴムブッシュ２４と連結ピン２５を介して伝達される。これにより、中間回転体１６が駆動リング４に対して逆方向に回転し、それによってリンク１０の先端の係合ピン１４が渦巻き溝１３に誘導されてリンク１０の先端部が径方向内側に変位し、このとき、図３に示すようにリンク１０の作用によって駆動リング４と従動軸部材３の組付角が進角側に変更される。
【００３５】
また、クランクシャフトとカムシャフト２の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を遅角側に変更する場合には、電磁ブレーキ１の通電電流をオフまたは微弱にすることにより、中間回転体１６がゼンマイばね１８の力によって機関回転方向に回転させられる。すると、渦巻き溝１３による係合ピン１４の誘導によってリンク１０の先端部が径方向外側に変位し、このとき、図２に示すようにリンク１０の作用によって駆動リング４と従動軸部材３の組付角が遅角側に変更される。
【００３６】
ところで、このバルブタイミング制御装置で採用した電磁ブレーキ１は、磁性材料から成る複数のローラ３４がヨークブロック１９のガイド溝３２，３３内に進退自在に収容され、そのローラ３４が電磁コイル２０の通電時に極歯として機能するが、電磁コイル２０に通電が為されると、各ローラ３４はヒステリシス材２９方向に磁気的に吸引され、そのヒステリシス材２９の周面３０，３１に接触することとなる。したがって、この状態では各ローラ３４とヒステリシス材２９の間にギャップが生じなくなり、ローラ３４とヒステリシス材２９の間でロスなく磁束が流れることとなる。よって、この電磁ブレーキ１においては、ヨークブロック１９や電磁コイル２０の大型化を招くことなく充分に大きな制動トルクを得ることができる。
【００３７】
また、この実施形態の電磁ブレーキ１は、ヨークブロック１９の周面２７，２８に配置する可動片が転動体であるローラ３４によって構成されているため、非制動時にローラ３４がヒステリシス材２９に接触することがあっても、中間回転体１６側に必要外の回転抵抗を付与することがない。さらに、制動時にあってもローラ３４はヒステリシス材２９に対して転動し摺動することは殆どないため、接触面の摩耗や異音の発生が生じないという利点がある。尚、この電磁ブレーキ１は、あくまで磁気的に制動力を得るものであって接触摩擦によってヒステリシス材２９を制動させるものではないため、摩擦抵抗の低減は特に問題になることはない。
【００３８】
この実施形態においては、ローラ３４とヒステリシス材２９の接触部に潤滑液を供給するようにしているため、ローラ３４とヒステリシス材２９の間の抵抗を非常に小さくすることができる。そして、ローラ３４はヒステリシス材２９に対峙する部分が先細りになるように円形断面に形成されていることもあり、ヒステリシス材２９との接触部分に常時安定して潤滑液を供給することができる。また、ローラ３４の周囲に供給された潤滑液は緩衝作用を発揮するため、ローラ３４のガタ付きやそれによる異音の発生を防止できるという利点もある。
【００３９】
また、この電磁ブレーキ１の場合、ヒステリシス材２９との間で磁路を成す各ローラ３４が夫々ガイド溝３２，３３内に収容されて独立して進退作動できるようになっているため、外乱等によって一部のローラ３４がヒステリシス材２９の周面３０，３１から離間することがあっても、他のローラ３４をヒステリシス材２９に対して安定接触させることができる。したがって、この電磁ブレーキ１は、外乱等によって制動性能が変化しにくいという利点がある。
【００４０】
この実施形態においては、ヨークブロック１９の周面２７，２８に可動片としてローラ３４を進退自在に配置したが、転動可能な可動片として磁性材料から成る球を用いることも可能である。ただし、この実施形態のようにローラ３４を用いた場合には、ヒステリシス材２９に対する摺動抵抗を低減できるという利点の他、ローラ３４が軸長全域でヒステリシス材２９に対向することから、ヒステリシス材２９との間の磁路断面を充分に確保し、より強力な制動トルクを得ることができるという利点がある。
【００４１】
また、この実施形態のように回転体であるヒステリシス材２９を円筒状に形成し、そのヒステリシス材２９に対向するヨークブロック１９の周面２７，２８にローラ３４を軸方向に沿うように配置した場合には、電磁ブレーキ１の外径をより小さくすることができる。
【００４２】
また、この発明にかかる電磁ブレーキ１の適用はバルブタイミング制御装置に限るものではないが、この実施形態のようにバルブタイミング制御装置の操作力付与手段６に用いるようにした場合には、小型の電磁ブレーキ１で組付角操作機構５を確実に作動させることが可能であるため、バルブタイミング制御装置全体を小型化して車載性を向上させることができる。
【００４３】
つづいて、図７〜図１０に示す第２の実施形態について説明する。尚、この第２の実施形態も含め、以下で説明する実施形態では第１の実施形態と同一部分に同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。
【００４４】
この実施形態は第１の実施形態と同様に内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用したものであり、図示は省略するが、電磁ブレーキ１０１の制動力受け部２３には第１の実施形態と同様の組付角操作機構（５）が連結されている。
【００４５】
電磁ブレーキ１０１は、第１の実施形態と同様にヨークブロック１９の環状凹部２６に円筒状のヒステリシス材２９が挿入され、ヒステリシス材２９の外周面３０と内周面３１に対してヨークブロック１９の内周面２７と外周面２８が対峙している。ヨークブロック１９の内周面２７と外周面２８には夫々軸方向に沿う複数の極歯５０，５１が円周方向等間隔に形成され、内周面２７側の極歯５０と外周面２８側の極歯５１は円周方向でオフセットするように配置されている。そして、内周面２７側の極歯５０のうちの、円周方向に二つおきに離間したものには、図９，図１０に示すように、その先端面中央にガイド溝３２が形成され、そのガイド溝３２に磁性材料から成る転動体としてのローラ３４（この発明における可動片）が収容されている。この各ローラ３４は、ガイド溝３２にヒステリシス材２９の軸回り方向の変位を規制した状態で進退自在に収容され、その状態でヒステリシス材２９の外周面３０に対して転動可能となっている。
【００４６】
一方、ヨークブロック１９の外周面２８側の極歯５１にはガイド溝３２やローラ３４は設けられておらず、その極歯５１はヒステリシス材２９の内周面３１に所定のギャップを持って対向している。
【００４７】
したがって、この実施形態の電磁ブレーキ１０１の場合、回転体であるヒステリシス材２９は外周面３０側の一部の極歯５０に対して可動片であるローラ３４を介して接触し、残余の極歯５０，５１に対してはギャップを介して対峙している。このため、ローラ３４を持たない極歯５０，５１とヒステリシス材２９の間はギャップを介して磁束が流れ、ローラ３４を持つ極歯５０とヒステリシス材２９の間は図１０に示すようにローラ３４を介して磁束が流れることとなる。また、電磁コイル２０が通電されると、ローラ３４は磁気的吸引力によってヒステリシス材２９方向に変位し、そのヒステリシス材２９の外周面に対して確実に接触することとなる。
【００４８】
この電磁ブレーキ１０１は、以上構成を説明したように、ヨークブロック１９の内周面２７側の極歯５０の一部のみに可動片としてのローラ３４が配置されているが、少なくともローラ３４の在る部分では磁路抵抗が明かに小さくなるため、ローラ３４をまったく設けない場合に比較すれば、電磁ブレーキ１の制動トルクは確実に増大する。
【００４９】
また、この電磁ブレーキ１０１は、基本的には第１の実施形態とほぼ同様作用効果を得ることができるが、ヨークブロック１９の内周面２７側のみにローラ３４を配置するため、ヨークブロック１９の内，外周面２７，２８の両方にローラ３４を配置した第１の実施形態のものに比較して部品点数を削減できると共に溝加工を少なくでき、これらのことから、より低コストでの製造が可能になるという利点がある。
【００５０】
ただし、ヨークブロック１９の内，外周面２７，２８にローラ３４を配置した第１の実施形態のものは、ヨークブロック１９に対するヒステリシス材２９の内外周両側のギャップを無くすことができるため、より強力な制動トルクを得ることができる。
【００５１】
図１１，図１２はこの発明の第３の実施形態を示すものである。この実施形態は第１の実施形態とほぼ同様の構成であるが、電磁ブレーキ２０１の可動片にローラを用いる代わりに角柱状のブロック５５を用いた点で異なっている。
【００５２】
即ち、この実施形態の電磁ブレーキ２０１では、ヨークブロック１９の内周面２７と外周面２８の各ガイド溝３２，３３に磁性材料から成る角柱状のブロック５５を進退自在に収容し、電磁コイル２０の通電によってブロック５５がヒステリシス材２９方向に変位したときに、ブロック５５の先端部がヒステリシス材２９の周面３０，３１に摺動自在に接触するようになっている。ただし、各ブロック５５は先端部が若干先細り状になるように円周方向両側の角部が面取りされ、第１の実施形態と同様に供給された潤滑液が各ブロック５５の先端部に容易に回り込むようになっている。
【００５３】
この電磁ブレーキ２０１は、基本的に第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるが、可動片が角柱状のブロック５５で構成されているため、可動片の製造や組付けが容易であるというさらなる利点がある。
【００５４】
図１３〜図１６はこの発明の第４の実施形態である。この実施形態は、上述の他の実施形態と同様に、この発明にかかる電磁ブレーキ３０１を内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用したものであるが、バルブタイミング制御装置の基本構成は第１の実施形態のものと同様となっている。
【００５５】
この実施形態の電磁ブレーキ３０１は、第１の実施形態と同様に、ヨークブロック３１９（この発明における制動体）が非回転部材である図示しないＶＴＣカバーに固定され、制動力受け部のヒステリシス材３２９（回転体）が組付角操作機構５の中間回転体１６と一体回転可能とされているが、ヒステリシス材３２９は円板状に形成され、その内周縁部が中間回転体１６の軸方向端部にねじ６０によって直接固定されている。
【００５６】
ヨークブロック３１９は、全体がほぼ円環プレート状に形成され、その内部に電磁コイル２０が収容されると共に、ヒステリシス材３２９の端面６１（この発明における相手対向面）に臨む位置に第１対向面６２（この発明における一方の対向面）と第２対向面６３が設けられている。第１，第２対向面６２，６３は、ヨークブロック３１９の内周縁部と外周縁部に夫々円環平面状に形成され、第１対向面６２は第２対向面６３に対して凹状に一段窪んで形成されている。
【００５７】
そして、第１対向面６２の外周縁部には、図１４に示すように円弧状の５つの長孔６４が形成され、第１対向面６２と第２対向面６３は隣接する長孔６４，６４間の狭い連接部６５部分だけで直結されている。また、第１対面面６２には、放射状に複数のガイド溝６６が形成され、その各ガイド溝６６に転動体であるローラ３４（この出願の発明における可動片）が進退自在に収容されている。各ローラ３４は、ガイド溝６６内での自由な回転が許容されると共に、ヒステリシス材３２９の軸回り方向の回転がガイド溝６６によって規制されている。
【００５８】
また、各ローラ３４のガイド溝６６からの脱落は、第１対向面６２の前面に取り付けられたガイドプレート６７によって制限されている。ガイドプレート６７は全体がほぼ円板状に形成され、第１対向面６２のガイド溝６６に対向する位置に放射状にスリット６８が形成されると共に、外周縁部に、第１対向面６２の長孔６４に掛止される爪部６９が一体に形成されている。各スリット６８の幅は、図１６に示すようにローラ３４の直径よりも若干狭く設定されている。ガイドプレート６７は爪部６９を長孔６４に掛止させることによって第１対向面６２の前面に取り付けられ、スリット６８を通して各ローラ３４の第１対向面６２の前方側への突出を許容すると共に、スリット６８の縁部によって各ローラ３４の脱落を防止するようになっている。
【００５９】
この電磁ブレーキ３０１の場合、電磁コイル２０の発生磁束は、図１３中の矢印で示すようにヨークブロック３１９とヒステリシス材３２９を磁路として図示断面内を環状に流れる。具体的には、発生磁束は、例えば、ヨークブロック３１９の外周側の第２対向面６３とヒステリシス材３２９の間のギャップを通ってヒステリシス材３２９の内部に入り、ヒステリシス材３２９の端面から複数のローラ３４を介してヨークブロック３１９の内周側の第１対向面６２に流れ、さらに電磁コイル２０の周域を回るようにヨークブロック３１内を流れる。尚、第１対向面６２と第２対向面６３は連接部６５で直結されているが、連接部６５の幅はごく狭くなっているため、殆どの磁束はこの連接部６５を通らずヒステリシス材３２９を磁路として流れる。
【００６０】
また、バルブタイミング制御装置には第１の実施形態と同様の潤滑液の供給通路４１が設けられ、電磁ブレーキ３０１の第１，第２対向面６２，６３とヒステリシス材３２９の間には軸受１７を通過した潤滑液が遠心力等によって径方向外側に向かって流れ込むようになっている。
【００６１】
この電磁コイル３０１は、以上構成を説明したように、磁性材料から成る複数のローラ３４がヨークブロック３１９のガイド溝６６内に進退自在に収容されているため、電磁コイル２０が通電されると、各ローラ３４が磁気的吸引作用によってヒステリシス材３２９方向に変位し、ヒステリシス材３２９の端面に転動自在に接触することとなる。このようにローラ３４がヒステリシス材３２９に接触すると磁路抵抗が小さくなり、ヨークブロック３１９の断面や電磁コイル２０を大型化することなく、大きな制動トルクを得ることが可能となる。
【００６２】
このほか、この電磁ブレーキ３０１は第１の実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、この電磁コイル３０１は円板状のヒステリシス材３２９の端面に対して、ヨークブロック３１９の第１対向面６２を軸方向から対峙させ、その第１対向面６２に放射状に形成したガイド溝６６にローラ３４を進退自在に収容した構成であるため、第１の実施形態のものに比較して電磁ブレーキ３０１の軸長を大幅に短縮することができる。したがって、バルブタイミング制御装置の軸長も大きく短縮され、内燃機関の車載上非常に有利となる。
【００６３】
尚、この発明の実施形態は以上で説明したものに限るものでなく、例えば、上記の実施形態では、相手対向面を成す回転体をいずれもヒステリシス材によって形成したが、ヒステリシス材に限らず鉄系の金属によって形成するようにしても良い。この場合、磁気的ヒステリシス作用は得られないため、電磁ブレーキはほぼ磁気的吸着力のみによって制動効果を得ることとなる。
【００６４】
図１７は、ヒステリシス材を使用した従来の電磁ブレーキと、第１，第２の実施形態の電磁ブレーキの発生トルク−電流特性を示すグラフである。このグラフからあきらかなように、この発明にかかる電磁ブレーキは従来の電磁ブレーキに比較して通電電流に対する発生トルクが全体に大きくなる。また、ヒステリシス材の内外両面にローラを接触させる第１の実施形態のものは、片面のみにローラを接触させる第２の実施形態のものよりも発生トルクが大きくなる。
【００６５】
さらに、相手対向面に鉄系金属を用いた場合には、通電電流の増加に対する発生トルクの立ち上がりが急激になり、より大きな発生トルクを得ることができる。ただし、バルブタイミング制御装置等において、制動トルクを連続して精密に制御しようとする場合には、立ち上がりがやや緩やかとなるヒステリシス材を用いたものの特性の方が望ましい。つまり、立ち上がりが緩やかであれば、通電電流の制御幅が広がり、それだけ制動トルクの制御精度を容易に高めることができる。
【００６６】
また、上記の各実施形態は、可動片を制動体側に設けたものであるが、可動片は回転体側に同様に設けるようにしても良い。
【００６７】
次に、上記の各実施形態から把握し得る請求項に記載以外の発明について、以下にその作用効果と共に記載する。
【００６８】
（イ） 相手対向面側の部材をヒステリシス材によって構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電磁ブレーキ。
【００６９】
この場合、通電電流の増加に対する制動トルクの立ち上がりを緩やかにすることができる。したがって、制動トルクの制御を精度良く行うことが可能となる。
【００７０】
（ロ） 相手対向面側の部材を鉄系材料によって構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電磁ブレーキ。
【００７１】
この場合、通電電流の増加に対する制動トルクの立ち上がりを急にすることができる。したがって、大きな制動トルクを容易に得ることが可能となる。
【００７２】
（ハ） 回転体の被制動部の前後に制動体の一対の制動部を配置することにより、または、制動体の制動部の前後に回転体の一対の被制動部を配置することにより、電磁コイルの磁路の一部を成す対向面の対を二組設け、各対向面の対の一方に可動片を設けたことを特徴とする請求項１〜３、前記（イ），（ロ）のいずれかに記載の電磁ブレーキ。
【００７３】
この場合、回転体の被制動部の前後、または、制動体の制動部の前後で可動片を通した磁束の入出が行われるため、より大きな制動トルクを効率良く得ることができる。したがって、このようにした場合には装置全体をより小型化することが可能となる。
【００７４】
（ニ） 前記可動片は一方の対向面に形成された溝内に進退自在に収容されていることを特徴とする請求項１〜３、前記（イ）〜（ハ）のいずれかに記載の電磁ブレーキ。
【００７５】
この場合、簡単な構成でありながら、可動片の回転方向の変位を規制した状態において、その可動片の進退作動を許容することができる。
【００７６】
（ホ） 前記可動片は長手方向に延出する部材であることを特徴とする請求項１〜３、（イ）〜（ニ）のいずれかに記載の電磁ブレーキ。
【００７７】
（ヘ） 前記転動体はローラであることを特徴とする請求項３に記載の電磁ブレーキ。
【００７８】
これら（ホ），（ヘ）の場合、可動片の磁路断面を大きく確保することができるため、大きな制動トルクを得ることが可能となる。
【００７９】
（ト） 前記相手対向面は周面であり、一方の対向面と相手対向面は径方向で対向しており、前記複数の可動片は相手対向面の周面に沿うように一方の対向面に配置されていることを特徴とする請求項１〜３、前記（イ）〜（ヘ）のいずれかに記載の電磁ブレーキ。
【００８０】
この場合、可動片を軸方向に延出させることによって磁路断面の増大を図ることができるため、装置の外径をより小さくすることができる。
【００８１】
（チ） 前記相手対向面は平面であり、一方の対向面と相手対向面は軸方向で対向しており、前記複数の可動片は一方の対向面に放射状に配置されていることを特徴とする請求項１〜３、前記（イ）〜（ヘ）のいずれかに記載の電磁ブレーキ。
【００８２】
この場合、可動片を放射方向に延出させることによって磁路断面の増大を図ることができるため、装置の軸長をより短くすることができる。
【００８３】
（リ） 内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動される駆動回転体と、カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材から成る従動回転体と、前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回動可能な中間回転体を有し、その中間回転体が回動操作されることによって駆動回転体と従動回転体を相対回動させる組付角操作機構と、前記中間回転体を回動操作すべく制動力を付与する制動機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記制動機構に用いたことを特徴とする請求項１〜３、前記（イ）〜（チ）のいずれかに記載の電磁ブレーキ。
【００８４】
この場合、電磁ブレーキが装置全体の大型化を招くことなく、充分な制動トルクを得ることができるため、バルブタイミング制御装置の車載性が向上する。
【００８５】
（ヌ） 組付角操作機構は、駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられた径方向ガイドと、前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、前記径方向ガイドに対峙する側の面に渦巻き状ガイドを有する中間回転体と、前記径方向ガイドと渦巻き状ガイドに変位可能に案内係合される可動案内部と、前記駆動回転体と従動回転体のいずれか他方のものの回転中心から離間した部位と前記可動案内部とを揺動可能に連結するリンクと、を備えた構成であることを特徴とする前記（リ）に記載の電磁ブレーキ。
【００８６】
この場合、組付角操作機構の操作フリクションが非常に小さいうえ、カムシャフト側の変動トルクによって駆動回転体と従動回転体の組付角が変更されにくくなり、電磁ブレーキに要求される制動トルクも小さくなる。したがって、電磁ブレーキを含むバルブタイミング制御装置をより小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の第１の実施形態を示す図５のＣ−Ｃ断面に対応する断面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＡ−Ａ部分の端面図。
【図３】同実施形態の作動状態を示す図２と同様の端面図。
【図４】同実施形態を示す図１のＥ部分の拡大断面図。
【図５】同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ部分の端面図。
【図６】同実施形態を示す図４のＤ−Ｄ断面に対応する拡大断面図。
【図７】この出願の発明の第２の実施形態を示す図８のＧ−Ｇ断面に対応する断面図。
【図８】同実施形態を示す図７のＦ−Ｆ部分の端面図。
【図９】同実施形態を示す図７のＩ部分の拡大断面図。
【図１０】同実施形態を示す図８のＪ部分の拡大図。
【図１１】この出願の発明の第３の実施形態を示す図１２のＬ−Ｌ断面に対応する断面図。
【図１２】同実施形態を示す図１１のＫ−Ｋ部分の端面図。
【図１３】この出願の発明の第４の実施形態を示す図１５のＮ−Ｎ断面に対応する断面図。
【図１４】同実施形態を示すものであり、ガイドプレートを取り去った図１３のＭ−Ｍ部分の端面図。
【図１５】同実施形態を示す図１３のＭ−Ｍ部分の端面図。
【図１６】同実施形態を示す図１５のＰ−Ｐ断面に対応する拡大断面図。
【図１７】この発明の実施形態と従来例についてのトルク−電流特性図。
【符号の説明】
１，１０１，２０１，３０１…電磁ブレーキ
１９，３１９…ヨークブロック（制動体）
２０…電磁コイル
２７…内周面（一方の対向面）
２８…外周面（一方の対向面）
２９，３２９…ヒステリシス材（回転体）
３０…外周面（相手対向面）
３１…内周面（相手対向面）
３４…ローラ
５５…ブロック（可動片）
６１…端面（相手対向面）
６２…第１対向面（一方の対向面）

Claims (3)

1. 回転体が非回転の制動体に対して対向して配置されると共に、その制動体と回転体の両対向面が電磁コイルの磁路の一部とされ、前記電磁コイルへの通電によって回転体に制動力を作用させる電磁ブレーキにおいて、
   磁性材料から成る複数の可動片を、前記制動体と回転体の両対向面のうちの一方に、回転体の軸回り方向の変位を規制した状態で相手対向面方向に進退自在となるように保持させたことを特徴とする電磁ブレーキ。
2. 前記可動片の相手対向面に対峙する端部に、先細り状となるように傾斜面を設けると共に、可動片と相手対向面の間に潤滑液を供給したことを特徴とする請求項１に記載の電磁ブレーキ。
3. 前記可動片を転動体によって構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁ブレーキ。

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