JP4529114B2 - Air gap type electromagnetic braking device - Google Patents
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Description
この発明は、パウダーブレーキやヒステリシスブレーキ等の空隙式電磁制動装置、特にトルク検出装置が設けられた空隙式電磁制動装置に関する。 The present invention relates to a gap type electromagnetic braking device such as a powder brake or a hysteresis brake, and more particularly to a gap type electromagnetic braking device provided with a torque detection device.
従来、糸やマグネットワイヤー、放電加工機の電極ワイヤ等の線条材及びテープやフィルム等の帯条材の定張力巻取装置または定張力送り出し装置には、これら線条材や帯条材に張力を付与するための空隙式電磁制動装置(以下、電磁制動装置と称する。)と、線条材や帯条材の走行経路に配設され線条材や帯条材に付与された張力を検出する検出器が設けられている。またこの様な装置には、検出器からの指令に応じて電磁制動装置の励磁コイルに供給される励磁電流を制御する制御装置が設けられ、制御装置により電磁制動装置のトルク制御が行われている。 Conventionally, a constant tension take-up device or a constant tension feeding device for a line material such as a thread, a magnet wire, an electrode wire of an electric discharge machine, or a strip material such as a tape or a film, An air gap type electromagnetic braking device (hereinafter referred to as an electromagnetic braking device) for applying tension, and tension applied to the wire material or strip material, which is disposed in the travel path of the wire material or strip material. A detector for detection is provided. In addition, such a device is provided with a control device that controls the excitation current supplied to the excitation coil of the electromagnetic braking device in accordance with a command from the detector, and the control device performs torque control of the electromagnetic braking device. Yes.
また従来の定張力巻取装置や定張力送り出し装置のように、線条材や帯条材の走行経路に電磁制動装置とは別にトルクの検出器を設けた構造であると、巻取または送り出し装置の構成が複雑化になり低廉化が図られない。この様な問題を解決することができる電磁制動装置として、例えば実開平4−39434号全文明細書(特許文献1)にはトルク検出が可能な電磁制動装置が提案されている。 In addition, when the structure is such that a torque detector is provided separately from the electromagnetic braking device in the travel path of the wire rod or strip material, as in the conventional constant tension winding device and constant tension feeding device, winding or feeding is performed. The configuration of the apparatus becomes complicated and the cost cannot be reduced. As an electromagnetic braking device that can solve such a problem, for example, in Japanese Utility Model Publication No. 4-39434 (Patent Document 1), an electromagnetic braking device capable of detecting torque is proposed.
特許文献1の図4と図5に図示された電磁制動装置は、回転軸と、この回転軸に連結された円筒部材と、この円筒部材の外側に配設されたフィールドコアと、円筒部材の内側に配設された回転部材と、円筒部材の円筒部の内周面と回転部材の外周面との間に形成された環状の隙間に充填された磁性粉体が設けられている。また電磁制動装置には、回転部材に固定されたロックバーとトルクアームが設けられている。更にロックバーの先端は、フィールドコアの側面に間隔をおいて形成された一対のストッパ間に介装され各側面がばねで押圧され、トルクアームの先端は、フィールドコア側に固定された検出器(位置検出センサ)側に延設されている。この様な構成の電磁制動装置は、ばねの押圧力に抗してフィールドコアと回転部材との回動変位が生じると、トルクアームも回動変位して検出器の出力が変化するのでトルクが計測できる。また電磁制動装置は、励磁コイルに供給する励磁電流を制御してトルク制御することができる。
4 and 5 of
特許文献1の電磁制動装置は、回転軸に連結された円筒部材と、この円筒部材の外側に配設されたフィールドコアと、円筒部材の内側に配設された回転部材と、円筒部材の円筒部の内周面と回転部材の外周面との間に形成された環状の隙間に充填された磁性粉体を設け、回転部材にロックバーやトルクアームを連結した構造であり、部品点数が多く装置が大型になり装置の低廉化を図ることができない。この発明は、軽量小型で安価な空隙式電磁制動装置を提供することを目的とする。
The electromagnetic brake device of
この様な目的を達成するために、この発明の電磁制動装置は、支持台と、この支持台に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸に一体回転可能に装着された回転部材と、前記回転軸に回動自在に支持されたフィールドコアと、このフィールドコアに収容された励磁コイルと、前記フィールドコアの回動量を制限する回り止め手段と、前記フィールドコアの回動変位により作動するトルク検出装置を備え、前記トルク検出装置を、前記フィールドコアと一体に回動する押圧部材と、前記支持台に基端部が固定され自由端部が前記押圧部材に当接すると共に、前記フィールドコアの回動変位方向に弾性変形する板ばねと、この板ばねの自由端部側に固定された永久磁石と、前記フィールドコアの側面と軸線方向で対向する前記支持台の側壁部に固定され、前記永久磁石と非接触状態に対向したホールセンサとで構成したことを特徴とする。 In order to achieve such an object, an electromagnetic braking device of the present invention includes a support base, a rotary shaft that is rotatably supported by the support base, and a rotary member that is rotatably attached to the rotary shaft. The field core is rotatably supported on the rotating shaft, the exciting coil is accommodated in the field core, the rotation preventing means for limiting the rotation amount of the field core, and the field core is operated by the rotational displacement. A torque detecting device that rotates together with the field core, a base end portion fixed to the support base, and a free end abutting against the pressing member, and the field detecting device. a plate spring for elastically deformed in rotational displacement direction of the core, a permanent magnet fixed to the free end of the leaf spring, the support base of the side wall portion facing the side and the axis direction of the field core Fixed, characterized by being constituted by said Hall sensor facing the non-contact state and the permanent magnet.
またこの発明の電磁制動装置は、押圧部材をフィールドコアに回動自在に支持されたローラで構成したことを特徴とする。 The electromagnetic braking device of the present invention is characterized in that the pressing member is composed of a roller rotatably supported by the field core.
この発明の電磁制動装置は、回転部材が装着された回転軸にフィールドコアを回動自在に支持し、制動トルクの反力により弾性部材の弾性力に抗してフィールドコアが回動することによりトルク検出装置が作動するようにしたので、特許文献1の電磁制動装置のように回転部材の外周面とフィールドコアの内周面との間に円筒部材を構成する必要が無く、軽量小型で安価な電磁制動装置を提供することができる。
In the electromagnetic braking device according to the present invention, the field core is rotatably supported on the rotating shaft on which the rotating member is mounted, and the field core is rotated against the elastic force of the elastic member by the reaction force of the braking torque. Since the torque detection device is activated, there is no need to form a cylindrical member between the outer peripheral surface of the rotating member and the inner peripheral surface of the field core unlike the electromagnetic braking device of
またこの発明の電磁制動装置は、トルクアームをフィールドコアの回動方向に弾性変形する板ばねで構成したので、板ばねの弾性復帰力により制動力の反力により回動するフィールドコアの変位量を調整することができる。またこの発明の電磁制動装置は、押圧部材をフィールドコアに回動自在に支持されたローラで構成したので、弾性部材とローラとの部材間に作用する摩擦抵抗が小さくなり、弾性部材が微振動してトルク検出の精度が悪くなるなどの問題を防止することができる。 In the electromagnetic braking device according to the present invention, the torque arm is constituted by a leaf spring that is elastically deformed in the direction of rotation of the field core. Can be adjusted. In the electromagnetic braking device of the present invention, the pressing member is composed of a roller rotatably supported by the field core, so that the frictional resistance acting between the elastic member and the roller is reduced, and the elastic member is slightly vibrated. Thus, it is possible to prevent problems such as deterioration in torque detection accuracy.
図1〜図4には、この発明の実施形態である電磁制動装置が図示されている。図1は平面図であり、図2は一部断面とした正面図である。図3は右側面図であり、図4は図1のA−A線断面図である。これら図面において符号1は、電磁制動装置としてのパウダーブレーキであり、対向する側壁部2a、2bが設けられた支持台2に支持されている。またパウダーブレーキ1は、両端部が支持台2の側壁部2a、2bに軸受3を介して回転自在に支持された回転軸4と、この回転軸4に一体回転可能に装着された回転部材5と、この回転部材5の半径方向外側に所定の隙間をおいて嵌合されたフィールドコア6が設けられている。
1 to 4 show an electromagnetic braking device according to an embodiment of the present invention. 1 is a plan view, and FIG. 2 is a front view with a partial cross section. 3 is a right side view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. In these drawings,
フィールドコア6は、軸線方向で対向する磁路部材7、8と、これら磁路部材7、8の外周面に内周面が一体に嵌合されていると共に、外周面には環状のフランジ部9aが形成された円筒状の外磁路部材9が設けられ、これら磁路部材7、8、9により囲まれた環状の空間には、コイルボビンに巻かれた励磁コイル10が収容されている。符号11は、磁路部材7と磁路部材8の内周面側で挾持された環状の非磁性部材であり、励磁コイル10に通電することにより発生する磁束が、一方の磁路部材7から回転部材5に迂回され他方の磁路部材8に流れるように構成されている。
The
またフィールドコア6は、回転軸4に嵌合された一対の軸受12と、この軸受12の外輪と磁路部材7、8の内周面との間に嵌合され回転部材5の側面と対向する一対の非磁性材製の支持部材により、回転軸4に支持されている。なお符号13は、フィールドコア6の内周面と回転部材5の外周面との間に形成された環状の隙間に充填された図示せぬ磁性粉体が回転軸4側に漏洩しないように構成された一対のシールである。また符号14は、パウダーブレーキ6を作動することにより発生する摩擦熱を放出するための放熱板である。
The
次にトルク検出装置15を説明する。トルク検出装置15には、ボルト16とカラー17及びボルト16の先端に螺合された図示せぬナットによりフィールドコア6のフランジ部9aに回動自在に支持された押圧部材としてのローラ18と、基端部が支持台2の底部に固定された取付け台2cにネジで固定され、自由端部がローラ18に当接したトルクアームとしての板ばね19と、この板ばね19の自由端部の反ローラ18側に固着された永久磁石20と、この永久磁石20と非接触状態に対向したホールセンサ21が設けられている。
Next, the
またトルク検出手段15には、フィールドコア6のフランジ部9aに固定され、先端が係止部材としての取付け台2cに穿設された貫通穴2d内に挿入された係合部材としての回り止めピン25が設けられ、この回り止めピン25が取付け台2cの貫通穴2dの壁部に当接することにより、フィールドコア6の回動量を制限する構成になっている。なおホールセンサ21は、カラー22を介在した状態で四隅がネジ23で側壁部2aに固定された支持板24に取付けられている。また回転軸4の軸端には図示せぬプーリが装着されると共に、プーリには、電動機により巻取られる、または送り出される図示せぬ線条材が360度巻かれる。
Further, the torque detection means 15 is fixed to the
この様な構成からなるパウダーブレーキ1は、励磁コイル10に通電すると磁束がフィールドコア6から回転部材5に迂回して流れるので、隙間に充填された磁性粉体は鎖状に磁化連結される。この様な状態で線条材がプーリを走行すると、磁性粉体の磁化連結を剪断しながら回転軸4と回転部材5が回転するので、線条材には一定の張力が付与される。またフィールドコア6は、線条材の制動力の反力を受けるが、板ばね19の弾性力で回動が制限される。また、線条材の制動力の反力が大きくなり板ばね19が撓むと、永久磁石20が変位してホールセンサ21の出力も変化するので、その出力変化に基づいて励磁コイル10に供給する励磁電流を調整することにより、線条材に付与される張力を調整することができる。
In the
上記実施の形態では、空隙式電磁制動装置としてパウダーブレーキを説明したが、この発明に係る空隙式電磁制動装置としては、例えば特開平9−140119号公報や特開平10−304649号公報等に記載されたヒステリシスブレーキを適用することができる。 In the above embodiment, the powder brake has been described as the gap type electromagnetic braking device. However, the gap type electromagnetic braking device according to the present invention is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-14119 and 10-304649. Applied hysteresis brakes can be applied.
1…パウダーブレーキ、2…支持台、5…回転部材、6…フィールドコア、10…励磁コイル、15…トルク検出装置、18…ローラ、19…板ばね、20…永久磁石、21…ホールセンサ、25…回り止めピン。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記トルク検出装置を、前記フィールドコアと一体に回動する押圧部材と、前記支持台に基端部が固定され自由端部が前記押圧部材に当接すると共に、前記フィールドコアの回動変位方向に弾性変形する板ばねと、この板ばねの自由端部側に固定された永久磁石と、前記フィールドコアの側面と軸線方向で対向する前記支持台の側壁部に固定され、前記永久磁石と非接触状態に対向したホールセンサとで構成したことを特徴とする空隙式電磁制動装置。 A support base, a rotary shaft rotatably supported on the support base, a rotary member mounted on the rotary shaft so as to rotate integrally therewith, a field core rotatably supported on the rotary shaft, and the field An excitation coil housed in the core, a rotation preventing means for limiting the amount of rotation of the field core, and a torque detection device that operates by the rotational displacement of the field core,
The torque detection device includes a pressing member that rotates integrally with the field core, a base end portion fixed to the support base, and a free end abutting on the pressing member, and a rotational displacement direction of the field core. A leaf spring that is elastically deformed, a permanent magnet that is fixed to the free end of the leaf spring , and a side wall portion of the support that faces the side surface of the field core in the axial direction, and is not in contact with the permanent magnet An air gap type electromagnetic braking device comprising a hall sensor facing a state.
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