JP7236870B2 - Excitation actuated brake - Google Patents

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Description

本発明は、回転部材や移動部材の制動またはその制動状態を保持する励磁作動ブレーキに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excitation brake that brakes a rotating member or a moving member or maintains the braked state.

従来、励磁作動ブレーキ(以下、単に電磁ブレーキという)は、制動装置および制動保持装置を構成するものであり、様々な分野において安全装置として使用されている。この種の従来の電磁ブレーキは、励磁コイルを有するフィールドコアが移動できないように支持体に固定され、制動の対象となる制動軸にアーマチュアが設けられていることが多い。この電磁ブレーキにおいては、励磁コイルに通電されてアーマチュアがフィールドコアに磁気により吸着されることによって、制動軸の回転が制動される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetically actuated brake (hereinafter simply referred to as an electromagnetic brake) constitutes a braking device and a brake holding device, and is used as a safety device in various fields. Conventional electromagnetic brakes of this type often have a field core having an exciting coil fixed to a support so as not to move, and an armature provided on a braking shaft to be braked. In this electromagnetic brake, the excitation coil is energized and the armature is magnetically attracted to the field core, thereby braking the rotation of the braking shaft.

この種の電磁ブレーキに生じる摩擦トルクTは、摩擦係数μ×軸方向の全圧力P×摩擦面の有効半径R×摩擦面の数Nという計算式によって求められる。このトルク値は、鉄心のB(磁束密度)-H(磁界の強さ)特性に沿った値になる。このため、電磁ブレーキの制動トルクは、図12中に破線や二点鎖線で示すように、励磁コイルに印加する電圧の増大に伴って大きくなる。 The friction torque T generated in this type of electromagnetic brake is obtained by a formula of friction coefficient μ×total axial pressure P×effective radius R of friction surfaces×number N of friction surfaces. This torque value corresponds to the B (magnetic flux density)-H (magnetic field strength) characteristic of the iron core. Therefore, the braking torque of the electromagnetic brake increases as the voltage applied to the exciting coil increases, as indicated by the dashed line and the two-dot chain line in FIG.

図12において破線は、制動トルクが相対的に低くなるように構成された電磁ブレーキ(以下、単に低トルク用電磁ブレーキという)の動作特性を示し、図12において二点鎖線は、制動トルクが相対的に高くなるように構成された電磁ブレーキ(以下、単に高トルク用電磁ブレーキという)の動作特性を示す。
高トルク用電磁ブレーキは、低トルク用電磁ブレーキより磁気吸引力を大きくすることができるため、高い制動トルクが得られる。また、図12から分かるように、高トルク用電磁ブレーキの最小制動トルクは、低トルク用電磁ブレーキの最小制動トルクより大きい。
In FIG. 12, the dashed line indicates the operating characteristics of an electromagnetic brake configured so that the braking torque is relatively low (hereinafter simply referred to as a low-torque electromagnetic brake), and the two-dot chain line in FIG. 1 shows the operating characteristics of an electromagnetic brake (hereinafter simply referred to as a high-torque electromagnetic brake) configured to increase the torque.
Since the high-torque electromagnetic brake can have a larger magnetic attraction force than the low-torque electromagnetic brake, high braking torque can be obtained. Also, as can be seen from FIG. 12, the minimum braking torque of the high-torque electromagnetic brake is greater than the minimum braking torque of the low-torque electromagnetic brake.

一方、従来の電磁ブレーキとしては、例えば特許文献1に記載されているものがある。この特許文献1に示す電磁ブレーキは、フィールドコアに磁気吸着される第1および第2のアーマチュアを有している。これらのアーマチュアのうち、第1のアーマチュアは、ばね力が相対的に弱い複数の板ばねを介して制動軸に支持され、第2のアーマチュアは、ばね力が相対的に強い複数の板ばねを介して制動軸に支持されている。 On the other hand, as a conventional electromagnetic brake, there is one described in Patent Document 1, for example. The electromagnetic brake disclosed in Patent Document 1 has first and second armatures magnetically attracted to a field core. Among these armatures, the first armature is supported by the braking shaft via a plurality of leaf springs with relatively weak spring force, and the second armature has a plurality of leaf springs with relatively strong spring force. It is supported by the braking shaft through

この従来の電磁ブレーキによれば、励磁コイルに通電する電流値が相対的に小さい場合は第1のアーマチュアがフィールドコアに磁気吸着されて相対的に小さい制動力が生じる。励磁コイルに通電する電流値が相対的に大きい場合には、第1のアーマチュアと第2のアーマチュアとがそれぞれフィールドコアに磁気吸着されて制動力が増大する。このため、最小制動トルクと最大制動トルクとの差を大きくとることが可能になる。 According to this conventional electromagnetic brake, when the current flowing through the exciting coil is relatively small, the first armature is magnetically attracted to the field core and a relatively small braking force is generated. When the current flowing through the excitation coil is relatively large, the first armature and the second armature are magnetically attracted to the field core, increasing the braking force. Therefore, it is possible to increase the difference between the minimum braking torque and the maximum braking torque.

特開2005-28510号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-28510

従来の電磁ブレーキの中には、最小制動トルクが生じている状態において制動軸を回すことができ、しかも、制動軸を停止させるときには大きな最大制動トルクで完全に止めることができる性能を求められているものがある。この要請に応えるためには、大きな最大制動トルクを得るために高トルク用電磁ブレーキを使用する必要がある。しかし、従来の高トルク用電磁ブレーキでは、最小制動トルクが低トルク用電磁ブレーキの最小制動トルクより大きくなってしまうために、最小制動トルクが生じている状態で制動軸が回り難くなってしまい、上述した要請に応えることはできなかった。 Conventional electromagnetic brakes are required to have the ability to rotate the braking shaft when the minimum braking torque is generated, and to stop the braking shaft completely with a large maximum braking torque. there is something In order to meet this demand, it is necessary to use a high-torque electromagnetic brake in order to obtain a large maximum braking torque. However, with conventional high-torque electromagnetic brakes, the minimum braking torque is greater than the minimum braking torque of the low-torque electromagnetic brakes, making it difficult for the braking shaft to rotate when the minimum braking torque is generated. We were unable to comply with the above request.

このような不具合は、特許文献1に開示されているような、最小制動トルクと最大制動トルクとの差を大きくとることが可能な電磁ブレーキを使用することにより、ある程度は解消する。しかし、特許文献1に示す電磁ブレーキでは、二つのアーマチュアを個別に支持するために、ばね力が異なる複数の板ばねが必要であるから、構造が複雑になるとともに部品数が多くなるという新たな問題が生じる。 Such a problem can be solved to some extent by using an electromagnetic brake capable of increasing the difference between the minimum braking torque and the maximum braking torque, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200012. However, the electromagnetic brake disclosed in Patent Document 1 requires a plurality of leaf springs with different spring forces in order to individually support the two armatures. A problem arises.

本発明の目的は、最小制動トルクと最大制動トルクとの差を大きくとることが可能で、しかも構造が簡単な励磁作動ブレーキを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an excitation operated brake which is capable of increasing the difference between minimum braking torque and maximum braking torque and which has a simple structure.

この目的を達成するために、本発明に係る励磁作動ブレーキは、被制動部材としての制動軸と、環状に形成されて中空部に前記制動軸が遊嵌状態で通され、前記制動軸の軸方向における一端部に磁極面が形成されたフィールドコアと、前記フィールドコアに設けられた励磁コイルと、前記フィールドコアの前記磁極面に向けて前記軸方向に並ぶように配置され、前記制動軸に前記軸方向へ移動自在かつ前記制動軸と一体に回転するように取付けられた複数のアーマチュアとを備え、前記フィールドコアに磁気によって吸引されるアーマチュアの数は、前記励磁コイルに供給される電力の大きさに応じて変わるものである。 In order to achieve this object, an electromagnetically actuated brake according to the present invention includes a braking shaft as a member to be braked, a hollow portion formed in an annular shape, the braking shaft passing through a hollow portion in a loosely fitted state, and a shaft of the braking shaft. a field core having a magnetic pole surface formed at one end in a direction; an exciting coil provided in the field core; and a plurality of armatures mounted so as to be movable in the axial direction and to rotate integrally with the braking shaft, wherein the number of armatures magnetically attracted to the field core is determined by the power supplied to the excitation coil. It varies according to size.

本発明は、前記励磁作動ブレーキにおいて、さらに、前記複数のアーマチュアを前記フィールドコアに向けて付勢するばね部材を備えていてもよい。 In the present invention, the excitation-operated brake may further include a spring member that biases the plurality of armatures toward the field core.

本発明は、前記励磁作動ブレーキにおいて、前記複数のアーマチュアは、互いに同一の材料によって形成されているとともに同一の形状に形成されていてもよい。 In the electromagnetically actuated brake according to the present invention, the plurality of armatures may be made of the same material and have the same shape.

本発明において、励磁コイルに供給される電力(例えば励磁コイルを流れる電流)が相対的に小さい場合は、複数のアーマチュアのうち、フィールドコアに最も近い内側のアーマチュアが磁気によって吸引され、この内側のアーマチュアがフィールドコアの磁極面に磁気によって吸着される。このようにアーマチュアが磁極面に吸着されることにより制動軸が制動される。この場合は、実質的に低トルク用電磁ブレーキとして機能し、相対的に小さい最小制動トルクが得られる。 In the present invention, when the power supplied to the exciting coil (for example, the current flowing through the exciting coil) is relatively small, the inner armature closest to the field core among the plurality of armatures is magnetically attracted. An armature is magnetically attracted to the magnetic pole faces of the field core. The braking shaft is braked by the armature being attracted to the magnetic pole face in this way. In this case, it functions substantially as a low-torque electromagnetic brake, and a relatively small minimum braking torque is obtained.

励磁コイルに供給される電流が増大することにより、この内側のアーマチュアより外側(フィールドコアとは反対側)に位置するアーマチュアもフィールドコアに磁気によって吸引されるようになる。この外側のアーマチュアは、フィールドコアに吸引されることによって、内側のアーマチュアをフィールドコアに向けて押す。このため、内側のアーマチュアが外側のアーマチュアによって付勢されて磁極面に強く押し付けられるようになり、制動力が増大する。 As the current supplied to the excitation coil increases, the armature positioned outside (opposite to the field core) from the inner armature also becomes magnetically attracted to the field core. This outer armature is sucked into the field core, thereby pushing the inner armature towards the field core. As a result, the inner armature is urged by the outer armature and strongly pressed against the magnetic pole face, increasing the braking force.

この場合は、実質的に高トルク用電磁ブレーキとして機能し、高トルク用電磁ブレーキと同等の最大制動トルクが得られる。
複数のアーマチュアを軸方向に移動自在に支持する部材は制動軸であるから、複数のアーマチュアを支持するために専用の部品は不要である。
したがって、本発明によれば、最小制動トルクと最大制動トルクとの差を大きくとることが可能で、しかも構造が簡単な励磁作動ブレーキを提供することができる。
In this case, it functions substantially as a high-torque electromagnetic brake, and a maximum braking torque equivalent to that of the high-torque electromagnetic brake can be obtained.
Since the member that axially movably supports the plurality of armatures is the braking shaft, no dedicated parts are required to support the plurality of armatures.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an excitation actuated brake which is capable of increasing the difference between the minimum braking torque and the maximum braking torque and which has a simple structure.

本発明に係る励磁作動ブレーキの正面図である。1 is a front view of an excitation actuated brake according to the present invention; FIG. 本発明に係る励磁作動ブレーキの背面図である。FIG. 4 is a rear view of an excitation-operated brake according to the present invention; 図2におけるIII-III線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2; FIG. フィールドコアの正面図である。It is a front view of a field core. フィールドコアの背面図である。It is a rear view of a field core. 図5におけるVI-VI線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5; 制動軸とアーマチュアの断面図である。It is a sectional view of a braking shaft and an armature. 低電流が供給されているときの磁束の状態を示す要部の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing the state of magnetic flux when a low current is supplied; 高電流が供給されているときの磁束の状態を示す要部の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing the state of magnetic flux when a high current is supplied; 複数のアーマチュアの変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of a plurality of armatures; 複数のアーマチュアの変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of a plurality of armatures; 励磁作動ブレーキの制動トルクと電圧との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between braking torque and voltage of an excitation-operated brake;

以下、本発明に係る励磁作動ブレーキの一実施の形態を図1~図9を参照して詳細に説明する。
図1に示す励磁作動ブレーキ1(以下、単に電磁ブレーキという)1は、図1および図2の中心部に位置する制動軸2を被制動部材とし、この制動軸2の回転を制動するノーギャップ方式の電磁ブレーキである。この電磁ブレーキ1は、制動軸2と、この制動軸2が貫通するフィールドコア組立体3と、このフィールドコア組立体3の一端側に配置された複数のアーマチュア4,4と、この複数のアーマチュア4,4をフィールドコア組立体3に向けて付勢するばね部材5(図3参照)などを備えている。以下において、この電磁ブレーキ1の構成を説明するうえで方向を示すにあたっては、便宜上、複数のアーマチュア4,4が位置する一端側を前側として説明する。
An embodiment of an excitation actuated brake according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.
An electromagnetically actuated brake 1 (hereinafter simply referred to as an electromagnetic brake) 1 shown in FIG. system electromagnetic brake. The electromagnetic brake 1 includes a braking shaft 2, a field core assembly 3 through which the braking shaft 2 passes, a plurality of armatures 4, 4 arranged at one end of the field core assembly 3, and the plurality of armatures. A spring member 5 (see FIG. 3) for biasing the field core assembly 3 is provided. In the following description of the configuration of the electromagnetic brake 1, one end side where the plurality of armatures 4, 4 are located will be referred to as the front side for the sake of convenience.

フィールドコア組立体3は、図3に示すように、図3において最も外側に位置する有底円筒状のフィールドコア11に各種の部品を組付けて形成されている。フィールドコア11は、環状に形成されて中空部に制動軸2が遊嵌状態で通されている。詳述すると、フィールドコア11は、図3~図6に示すように、径方向の内側に位置する円筒状の内側円筒部12と、この内側円筒部12と同一軸線上に位置付けられて内側円筒部12より径方向の外側に位置する円筒状の外側円筒部13と、内側円筒部12の前端と外側円筒部13の前端とを接続する環状の円板部14とを有している。 The field core assembly 3, as shown in FIG. 3, is formed by assembling various parts to a bottomed cylindrical field core 11 located on the outermost side in FIG. The field core 11 is formed in an annular shape and has a hollow portion through which the braking shaft 2 is loosely fitted. More specifically, as shown in FIGS. 3 to 6, the field core 11 includes a cylindrical inner cylindrical portion 12 positioned radially inward and an inner cylindrical portion 12 positioned on the same axis as the inner cylindrical portion 12. It has a cylindrical outer cylindrical portion 13 located radially outside of the portion 12 and an annular disk portion 14 connecting the front ends of the inner cylindrical portion 12 and the outer cylindrical portion 13 .

内側円筒部12の内周部には、図3に示すように、第1および第2の滑り軸受15,16が設けられている。内側円筒部12は、これらの第1および第2の滑り軸受15,16を介して制動軸2を回転自在かつ軸方向へ移動自在に支持している。第1および第2の滑り軸受15,16は、フィールドコア11を通る磁束Φが制動軸2に漏洩することを防ぐために、非磁性材料によって形成されている。
第1および第2の滑り軸受15,16のうち、後側に位置する第1の滑り軸受15は、制動軸2に取付けられた抜け止めリング17と接触し、制動軸2の前側への移動を規制している。
First and second sliding bearings 15 and 16 are provided on the inner peripheral portion of the inner cylindrical portion 12, as shown in FIG. The inner cylindrical portion 12 supports the brake shaft 2 rotatably and axially movably via the first and second sliding bearings 15 and 16 . The first and second plain bearings 15 and 16 are made of a non-magnetic material in order to prevent magnetic flux Φ passing through field core 11 from leaking to braking shaft 2 .
Of the first and second slide bearings 15 and 16, the first slide bearing 15 located on the rear side comes into contact with the retainer ring 17 attached to the brake shaft 2, causing the brake shaft 2 to move forward. is regulated.

内側円筒部12の外周面であって後側の端部には、円環状のコア板18が嵌合状態で固着されている。このコア板18の外周面と外側円筒部13の内周面との間には断磁用の空隙Sが形成されている。
外側円筒部13は、内側円筒部12より後側に突出するように形成されている。この外側円筒部13の後端には、径方向の外側へ延びる取付用フランジ19が一体に形成されている。
An annular core plate 18 is fitted and fixed to the rear end portion of the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 12 . A gap S for magnetic isolation is formed between the outer peripheral surface of the core plate 18 and the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 13 .
The outer cylindrical portion 13 is formed to protrude rearward from the inner cylindrical portion 12 . A mounting flange 19 extending radially outward is integrally formed at the rear end of the outer cylindrical portion 13 .

円板部14は、制動軸2の軸方向においてフィールドコア11の一端部(前端部)に位置している。この円板部14の前面は、フィールドコア11の磁極面21である。この磁極面21には、後述する複数のアーマチュア4,4のうち、フィールドコア11と隣り合う内側のアーマチュア4Aがばね部材5のばね力で押し付けられている。この円板部14は、内側円筒部12および外側円筒部13と協働して環状溝22を形成している。この環状溝22の中には、励磁コイル23がボビン24とともに収容されている。
励磁コイル23は、給電用ケーブル25(図1および図2参照)を介して電源装置(図示せず)に接続されており、電源装置によって給電されることにより励磁し、磁束Φを発生させる。給電用ケーブル25は、外側円筒部13の貫通孔26(図6参照)に通されてフィールドコア11の外に導出されている。
The disc portion 14 is positioned at one end (front end) of the field core 11 in the axial direction of the braking shaft 2 . The front surface of the disk portion 14 is the magnetic pole surface 21 of the field core 11 . Of the plurality of armatures 4 , 4 to be described later, the inner armature 4 A adjacent to the field core 11 is pressed against the magnetic pole face 21 by the spring force of the spring member 5 . The disc portion 14 cooperates with the inner cylindrical portion 12 and the outer cylindrical portion 13 to form an annular groove 22 . An exciting coil 23 and a bobbin 24 are accommodated in the annular groove 22 .
The excitation coil 23 is connected to a power supply (not shown) via a power supply cable 25 (see FIGS. 1 and 2), and is excited by power supply from the power supply to generate a magnetic flux Φ. The power supply cable 25 is led out of the field core 11 through a through hole 26 (see FIG. 6) of the outer cylindrical portion 13 .

フィールドコア11の円板部14は、励磁コイル23が通電されることにより発生した磁束Φが複数のアーマチュア4,4を通って迂回するように、磁束Φを通り難くする断磁部31を有している。
断磁部31は、図3に示すように、円板部14の前面に開口する溝32を含んでいる。この溝32は、図4に示すように、前側から見て環状に形成されており、円板部14の前面(磁極面21)を径方向の内側と外側とに分けている。円板部14の前面であって溝32より径方向の内側には、平坦な第1の磁極面21Aが形成されている。円板部14の前面であって溝32より径方向の外側には、平坦な第2の磁極面21Bが形成されている。第1の磁極面21Aと第2の磁極面21Bは、制動軸2の軸方向において同一位置に形成されている。
The disc portion 14 of the field core 11 has a magnetic isolation portion 31 that makes it difficult for the magnetic flux Φ to pass through the plurality of armatures 4, 4 so that the magnetic flux Φ generated by the excitation coil 23 being energized detours. are doing.
As shown in FIG. 3, the magnetic isolation section 31 includes a groove 32 that opens to the front surface of the disk section 14 . As shown in FIG. 4, the groove 32 is formed in an annular shape when viewed from the front side, and divides the front surface (magnetic pole surface 21) of the disk portion 14 into an inner side and an outer side in the radial direction. A flat first magnetic pole surface 21A is formed on the front surface of the disc portion 14 and radially inside the groove 32 . A flat second magnetic pole surface 21B is formed on the front surface of the disc portion 14 and radially outside the groove 32 . The first magnetic pole surface 21A and the second magnetic pole surface 21B are formed at the same position in the axial direction of the braking shaft 2 .

溝32の中には、図3に示すように、摩擦板33が設けられている。摩擦板33は、環状に形成されて溝32の中に嵌合状態で固着されている。また、摩擦板33は、溝32に取付けられた状態で第1および第2の磁極面21A,21Bより僅かに突出するように構成されている。
溝32の溝底32a(図6参照)には、複数のスリット34が形成されている。この実施の形態においては、溝32の中に3つのスリット34が形成されている。スリット34の開口形状は、制動軸2の軸心を中心とする円弧状の長円である。3つのスリット34は、円板部14を周方向に3等分する位置にそれぞれ形成されており、それぞれ溝底32aを前後方向に貫通している。3つのスリット34が溝32に形成されることにより、溝32の溝底32aであってスリット34どうしの間にはブリッジ部35が形成される。
A friction plate 33 is provided in the groove 32 as shown in FIG. The friction plate 33 is formed in an annular shape and fixedly fitted in the groove 32 . Further, the friction plate 33 is configured to slightly protrude from the first and second magnetic pole faces 21A and 21B when attached to the groove 32. As shown in FIG.
A plurality of slits 34 are formed in the groove bottom 32a of the groove 32 (see FIG. 6). In this embodiment, three slits 34 are formed in groove 32 . The opening shape of the slit 34 is an arcuate ellipse around the axis of the braking shaft 2 . The three slits 34 are formed at positions dividing the disk portion 14 into three equal parts in the circumferential direction, and penetrate the groove bottom 32a in the front-rear direction. By forming the three slits 34 in the groove 32 , a bridge portion 35 is formed between the slits 34 at the groove bottom 32 a of the groove 32 .

複数のアーマチュア4,4は、図7に示すように、それぞれ円板状に形成されており、フィールドコア11の第1および第2の磁極面21A,21Bに向けて制動軸2の軸方向に並ぶように配置されている。図7の破断位置は図3中にVII-VII線によって示す位置である。この実施の形態による複数のアーマチュア4,4は、互いに同一の磁性材料によって形成されているとともに、同一の形状に形成されている。ここでいう同一の形状とは、厚みおよび外径が同一であって、外形も同一であることをいう。この実施の形態においては、2枚のアーマチュア4が互いに重なる状態で使用されている。以下においては、便宜上、2枚のアーマチュア4,4のうち、フィールドコア11に近い一方のアーマチュア4を内側のアーマチュア4Aといい、他方のアーマチュア4を外側のアーマチュア4Bという。
この実施の形態による内側のアーマチュア4Aと外側のアーマチュア4Bは、最終形状に形成された後に硬化処理が施されている。
As shown in FIG. 7, the plurality of armatures 4, 4 are each formed in a disc shape, and extend toward the first and second magnetic pole faces 21A, 21B of the field core 11 in the axial direction of the braking shaft 2. They are arranged side by side. The broken position in FIG. 7 is the position indicated by the VII--VII line in FIG. The plurality of armatures 4, 4 according to this embodiment are made of the same magnetic material and have the same shape. The same shape here means that the thickness and outer diameter are the same, and the outer shape is also the same. In this embodiment, two armatures 4 are used in an overlapping state. Hereinafter, for convenience, one of the two armatures 4, 4 near the field core 11 will be referred to as the inner armature 4A, and the other armature 4 will be referred to as the outer armature 4B.
The inner armature 4A and the outer armature 4B according to this embodiment are hardened after being formed to their final shape.

内側および外側のアーマチュア4A,4Bの軸心部は、図7に示すように、制動軸2の一対のカット面36を有する連結部2aに制動軸2の軸方向へ移動可能に嵌合している。このため、内側および外側のアーマチュア4A,4Bは、制動軸2に軸方向へ移動自在かつ制動軸2と一体に回転するように取付けられている。
外側のアーマチュア4Bは、図3に示すように、制動軸2の前端側のスプリングシート41との間に設けられたばね部材5によって、制動軸2に対して後側に付勢されている。
As shown in FIG. 7, the axial center portions of the inner and outer armatures 4A and 4B are fitted to the coupling portion 2a having the pair of cut surfaces 36 of the braking shaft 2 so as to be movable in the axial direction of the braking shaft 2. there is Therefore, the inner and outer armatures 4A and 4B are attached to the brake shaft 2 so as to be axially movable and to rotate together with the brake shaft 2. As shown in FIG.
The outer armature 4B is urged rearward with respect to the braking shaft 2 by a spring member 5 provided between it and a spring seat 41 on the front end side of the braking shaft 2, as shown in FIG.

このようにばね部材5によって後方に向けて押された外側のアーマチュア4Bは、内側のアーマチュア4Aの前面に当接し、内側のアーマチュア4Aをフィールドコア11に向けて押す。この実施の形態においては、内側のアーマチュア4Aが本発明でいう「他のアーマチュア」に相当し、外側のアーマチュア4Bが本発明でいう「フィールドコアとの間に他のアーマチュアが存在するアーマチュア」に相当する。
この実施の形態によるばね部材5は、圧縮コイルばねによって構成されている。スプリングシート41は、制動軸2が貫通するリングからなり、制動軸2に係合したスナップリング42に後側から重ねられている。
The outer armature 4B pushed rearward by the spring member 5 in this way contacts the front surface of the inner armature 4A and pushes the inner armature 4A toward the field core 11 . In this embodiment, the inner armature 4A corresponds to the "other armature" in the present invention, and the outer armature 4B corresponds to the "armature having another armature between the field core" in the present invention. Equivalent to.
The spring member 5 according to this embodiment is composed of a compression coil spring. The spring seat 41 is formed of a ring through which the braking shaft 2 penetrates, and overlaps the snap ring 42 engaged with the braking shaft 2 from the rear side.

このように構成された電磁ブレーキ1においては、内側のアーマチュア4Aがフィールドコア11の摩擦板33に接触した状態で回転することによって、制動軸2に摩擦抵抗が付与され、制動軸2が制動される。励磁コイル23が励磁されていない状態においては、内側のアーマチュア4Aはばね部材5のばね力のみによって摩擦板33に押し付けられる。この電磁ブレーキ1においては、このように内側のアーマチュア4Aがばね部材5のばね力のみで摩擦板33に押し付けられることにより最小制動トルクが得られる。このため、この電磁ブレーキ1の最小制動トルクは、励磁コイル23に通電して得られる最小の制動トルクより小さくなる。 In the electromagnetic brake 1 constructed as described above, the inner armature 4A rotates in contact with the friction plate 33 of the field core 11, thereby applying frictional resistance to the braking shaft 2 and braking the braking shaft 2. be. When the excitation coil 23 is not energized, the inner armature 4A is pressed against the friction plate 33 only by the spring force of the spring member 5. As shown in FIG. In this electromagnetic brake 1, the inner armature 4A is thus pressed against the friction plate 33 only by the spring force of the spring member 5, thereby obtaining the minimum braking torque. Therefore, the minimum braking torque of the electromagnetic brake 1 is smaller than the minimum braking torque obtained by energizing the exciting coil 23 .

励磁コイル23が通電されて磁束Φが生じ、この磁束Φが内側のアーマチュア4Aを通るようになると、内側のアーマチュア4Aに磁気吸引力が作用し、内側のアーマチュア4Aが磁気吸引力によって助勢されて摩擦板33に押し付けられるようになる。このため、内側のアーマチュア4Aと摩擦板33との接触部分に生じる摩擦抵抗が増大する。このとき、内側のアーマチュア4Aを摩擦板33に押し付ける力は、励磁コイル23に供給される電流(電圧)の大きさに応じて変化する。 When the excitation coil 23 is energized to generate a magnetic flux Φ, and this magnetic flux Φ passes through the inner armature 4A, a magnetic attractive force acts on the inner armature 4A, and the inner armature 4A is assisted by the magnetic attractive force. It comes to be pressed against the friction plate 33 . Therefore, the frictional resistance generated at the contact portion between the inner armature 4A and the friction plate 33 increases. At this time, the force that presses the inner armature 4A against the friction plate 33 changes according to the magnitude of the current (voltage) supplied to the excitation coil 23. FIG.

励磁コイル23に供給される電力が相対的に小さい場合(低電流が供給される場合)は、図8に示すように、磁束Φが円板部14の断磁部31を避けて第1および第2の磁極面21A,21Bを通って内側のアーマチュア4Aに迂回する。このように供給電力が小さいときには、内側のアーマチュア4Aから外側のアーマチュア4Bに磁束Φが迂回することはないか、迂回したとしてもきわめて少なくなる。このため、この場合は、電磁ブレーキ1が実質的に低トルク用電磁ブレーキとして機能する。 When the electric power supplied to the exciting coil 23 is relatively small (when a low current is supplied), the magnetic flux Φ avoids the demagnetizing portion 31 of the disk portion 14 and reaches the first and second It detours through the second pole faces 21A, 21B to the inner armature 4A. When the supplied power is small in this way, the magnetic flux Φ does not detour from the inner armature 4A to the outer armature 4B, or if it does, the detour is extremely small. Therefore, in this case, the electromagnetic brake 1 substantially functions as a low-torque electromagnetic brake.

励磁コイル23に供給される電力が相対的に大きい場合(高電流が供給される場合)は、図9に示すように、内側のアーマチュア4Aを通過して外側のアーマチュア4Bを通る磁束Φaが増える。そして、外側のアーマチュア4Bも磁気吸引力で円板部14に吸引されるようになり、外側のアーマチュア4Bが内側のアーマチュア4Aをフィールドコア11に向けて押すようになる。すなわち、フィールドコア11に磁気によって吸引されるアーマチュア4の数は、励磁コイル23に供給される電力の大きさに応じて変わる。 When the power supplied to the excitation coil 23 is relatively large (when a high current is supplied), as shown in FIG. 9, the magnetic flux Φa that passes through the inner armature 4A and the outer armature 4B increases. . Then, the outer armature 4B is also attracted to the disc portion 14 by the magnetic attraction force, and the outer armature 4B pushes the inner armature 4A toward the field core 11. - 特許庁That is, the number of armatures 4 magnetically attracted to field core 11 varies according to the magnitude of power supplied to exciting coil 23 .

このため、内側のアーマチュア4Aが外側のアーマチュア4Bによって押されて磁極面21(摩擦板33)に強く押し付けられるようになり、制動力が増大する。この場合は、実質的に高トルク用電磁ブレーキとして機能し、高トルク用電磁ブレーキと同等の最大制動トルクが得られる。
この電磁ブレーキ1において、複数のアーマチュア4,4を軸方向に移動自在に支持する部材は制動軸2であるから、複数のアーマチュア4,4を支持するために専用の部品は不要である。
したがって、この実施の形態によれば、最小制動トルクと最大制動トルクとの差を大きくとることが可能で、しかも構造が簡単な電磁ブレーキ(励磁作動ブレーキ)を提供することができる。
Therefore, the inner armature 4A is pushed by the outer armature 4B and strongly pressed against the magnetic pole surface 21 (friction plate 33), increasing the braking force. In this case, it functions substantially as a high-torque electromagnetic brake, and a maximum braking torque equivalent to that of the high-torque electromagnetic brake can be obtained.
In this electromagnetic brake 1, the member that axially movably supports the plurality of armatures 4, 4 is the braking shaft 2, so that no dedicated parts are required to support the plurality of armatures 4, 4. FIG.
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide an electromagnetic brake (excitation actuated brake) which can make a large difference between the minimum braking torque and the maximum braking torque and which has a simple structure.

この電磁ブレーキ1の制動トルクは、励磁コイル23に印加される電圧の変化に伴って図12中に実線で示すように変化する。図12に示すように、この実施の形態の電磁ブレーキ1においては、電流(電圧)値が低いときには、低トルク用電磁ブレーキの制動トルクの最小値に近似した制動トルクを得ることができるとともに、電流(電圧)値が高くなったときには、高トルク用電磁ブレーキの制動トルクの最大値に近似した制動トルクを得ることができる。また、この実施の形態を採ることにより、電圧が低い状態から高い状態に移行する過程において、従来の低トルク用電磁ブレーキおよび高トルク用電磁ブレーキより制動トルクの増加率が高くなる動作特性が得られることが分かった。なお、電磁ブレーキ1の励磁コイル23の巻数などの設計上の数値は、高トルク用電磁ブレーキの数値とは相異する。 The braking torque of the electromagnetic brake 1 changes as indicated by the solid line in FIG. 12 as the voltage applied to the excitation coil 23 changes. As shown in FIG. 12, in the electromagnetic brake 1 of this embodiment, when the current (voltage) value is low, it is possible to obtain a braking torque close to the minimum value of the braking torque of the low-torque electromagnetic brake. When the current (voltage) value increases, it is possible to obtain a braking torque that approximates the maximum value of the braking torque of the high-torque electromagnetic brake. Further, by adopting this embodiment, in the process of shifting from a low voltage state to a high voltage state, an operating characteristic is obtained in which the rate of increase in braking torque is higher than that of conventional low-torque electromagnetic brakes and high-torque electromagnetic brakes. I found out that I can. It should be noted that design values such as the number of turns of the excitation coil 23 of the electromagnetic brake 1 are different from those of the high-torque electromagnetic brake.

この実施の形態による電磁ブレーキ1は、複数のアーマチュア4,4をフィールドコア11に向けて付勢するばね部材5を備えている。このため、ばね部材5のばね力を変えることによって、励磁コイル23が励磁されていない状態で得られる制動トルクの大きさを変えることができる。したがって、最小制動トルクの調整幅が広い電磁ブレーキを提供することができる。 An electromagnetic brake 1 according to this embodiment includes a spring member 5 that biases a plurality of armatures 4, 4 toward a field core 11. As shown in FIG. Therefore, by changing the spring force of the spring member 5, it is possible to change the magnitude of the braking torque obtained when the exciting coil 23 is not excited. Therefore, it is possible to provide an electromagnetic brake with a wide adjustment range of the minimum braking torque.

この実施の形態による電磁ブレーキ1の複数のアーマチュア4,4は、互いに同一の材料によって形成されているとともに、同一の形状に形成されている。このため、部品の共通化が図られ、製造コストを低減することができる。 The plurality of armatures 4, 4 of the electromagnetic brake 1 according to this embodiment are made of the same material and have the same shape. Therefore, parts can be shared, and the manufacturing cost can be reduced.

(複数のアーマチュアの変形例)
複数のアーマチュアは、図10および図11に示すように構成することができる。
図10に示す電磁ブレーキ1は、内側のアーマチュア4Aと、外側のアーマチュア4Bと、これらの内側のアーマチュア4Aと外側のアーマチュア4Bとの間に挟まれた中央のアーマチュア4Cとを備えている。このように、複数のアーマチュア4を装備するにあたって、制動軸2の軸方向に並ぶアーマチュア4の枚数は2枚に限定されることはなく、3枚以上であってもよい。
(Modified example of multiple armatures)
Multiple armatures may be configured as shown in FIGS.
The electromagnetic brake 1 shown in FIG. 10 includes an inner armature 4A, an outer armature 4B, and a central armature 4C sandwiched between the inner armature 4A and the outer armature 4B. Thus, when a plurality of armatures 4 are provided, the number of armatures 4 arranged in the axial direction of the braking shaft 2 is not limited to two, and may be three or more.

図11に示す内側のアーマチュア4Aは、外側のアーマチュア4Bより厚く形成されている。これらの内側のアーマチュア4Aと外側のアーマチュア4Bは、厚みが異なる他は同一の構成となるように形成されている。
このようにアーマチュア4の枚数を変えたり、一部のアーマチュア4の厚みを変えることにより、制動時に低トルク用電磁ブレーキの特性から高トルク用電磁ブレーキの特性に移行する際の電圧や制動トルクの増加率などが変わるから、所望の特性を有する電磁ブレーキを容易に製造することができる。
The inner armature 4A shown in FIG. 11 is formed thicker than the outer armature 4B. These inner armature 4A and outer armature 4B are formed so as to have the same configuration except that they differ in thickness.
By changing the number of armatures 4 or the thickness of some of the armatures 4 in this manner, the voltage and braking torque when the characteristics of the low-torque electromagnetic brake are changed to those of the high-torque electromagnetic brake during braking can be reduced. Since the rate of increase can be changed, it is possible to easily manufacture an electromagnetic brake having desired characteristics.

1…電磁ブレーキ(励磁作動ブレーキ)、2…制動軸、3…フィールドコア組立体、4…アーマチュア、4A…内側のアーマチュア、4B…外側のアーマチュア、5…ばね部材、11…フィールドコア、21A…第1の磁極面、21B…第2の磁極面、23…励磁コイル、Φ,Φa…磁束。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electromagnetic brake (excitation operated brake), 2... Braking shaft, 3... Field core assembly, 4... Armature, 4A... Inner armature, 4B... Outer armature, 5... Spring member, 11... Field core, 21A... First magnetic pole face 21B... Second magnetic pole face 23... Exciting coil Φ, Φa... Magnetic flux.

Claims (4)

被制動部材としての制動軸と、
環状に形成されて中空部に前記制動軸が遊嵌状態で通され、前記制動軸の軸方向における一端部に磁極面が形成されたフィールドコアと、
前記フィールドコアに設けられた励磁コイルと、
前記フィールドコアの前記磁極面に向けて前記軸方向に並びかつ互いに重なる状態で配置され、前記制動軸に前記軸方向へ移動自在かつ前記制動軸と一体に回転するように取付けられた複数のアーマチュアと
前記複数のアーマチュアを前記フィールドコアに向けて付勢するばね部材とを備え、
前記ばね部材は、圧縮コイルばねによって構成されているとともに、前記制動軸が通された状態で前記複数のアーマチュアを前記フィールドコアに向けて付勢するように構成され、
前記フィールドコアに磁気によって吸引されるアーマチュアの数は、前記励磁コイルに供給される電力の大きさに応じて変わり、
前記励磁コイルが励磁されていない状態において、前記複数のアーマチュアのうち前記フィールドコアに近いアーマチュアが前記ばね部材のばね力のみによって前記フィールドコアに接触して摩擦抵抗が生じ、最小制動トルクが得られることを特徴とする励磁作動ブレーキ。
a braking shaft as a member to be braked;
a field core formed in an annular shape, the braking shaft passing through a hollow portion in a loose fit state, and a magnetic pole surface formed at one end portion in the axial direction of the braking shaft;
an exciting coil provided on the field core;
A plurality of field cores are arranged in the axial direction toward the magnetic pole surface of the field core and are arranged in an overlapping state , and are attached to the braking shaft so as to be movable in the axial direction and to rotate integrally with the braking shaft. an armature ;
a spring member that biases the plurality of armatures toward the field core;
The spring member is composed of a compression coil spring and configured to urge the plurality of armatures toward the field core with the braking shaft passed therethrough,
The number of armatures magnetically attracted to the field core varies according to the magnitude of power supplied to the excitation coil,
When the exciting coil is not excited, the armature near the field core among the plurality of armatures is brought into contact with the field core only by the spring force of the spring member to generate frictional resistance and obtain the minimum braking torque. An excitation actuated brake characterized by:
請求項1記載の励磁作動ブレーキにおいて、
前記複数のアーマチュアの軸心部は、前記制動軸のカット面を有する連結部に前記制動軸の軸方向へ移動可能に嵌合していることを特徴とする励磁作動ブレーキ。
The excitation actuated brake according to claim 1,
An excitation actuated brake, wherein the axial center portions of the plurality of armatures are fitted to the coupling portion having the cut surface of the braking shaft so as to be movable in the axial direction of the braking shaft.
請求項1または請求項2記載の励磁作動ブレーキにおいて、
前記複数のアーマチュアは、前記フィールドコアに近いアーマチュアであって前記フィールドコアとの接触部分で摩擦抵抗が生じる内側のアーマチュアと、前記フィールドコアとの間に前記内側のアーマチュアが位置する外側のアーマチュアとを含み、
前記励磁コイルに供給される電力が相対的に小さい場合は、磁気吸引力が主に前記内側のアーマチュアに作用し、
前記励磁コイルに供給される電力が相対的に大きい場合は、磁気吸引力が前記外側のアーマチュアにも作用して前記内側のアーマチュアが前記外側のアーマチュアによって押されて前記磁極面に強く押し付けられ、制動力が増大することを特徴とする励磁作動ブレーキ。
In the electromagnetically actuated brake according to claim 1 or claim 2,
The plurality of armatures include an inner armature that is close to the field core and produces frictional resistance at a contact portion with the field core, and an outer armature that is positioned between the inner armature and the field core. including
When the power supplied to the excitation coil is relatively small, the magnetic attraction force acts mainly on the inner armature,
When the power supplied to the excitation coil is relatively large, the magnetic attraction force also acts on the outer armature, and the inner armature is pushed by the outer armature to be strongly pressed against the magnetic pole surface, An excitation-operated brake characterized by increasing braking force .
請求項1~請求項3のいずれか一つに記載の励磁作動ブレーキにおいて、
前記複数のアーマチュアは、互いに同一の材料によって形成されているとともに同一の形状に形成されていることを特徴とする励磁作動ブレーキ。
In the excitation actuated brake according to any one of claims 1 to 3 ,
An excitation-operated brake, wherein the plurality of armatures are made of the same material and have the same shape.
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