JP7393531B2 - 電磁ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電磁ブレーキ装置に関する。
従来、例えば、自動車等の車両において、ノブによる回転操作を行うことにより、変速機のシフトチェンジを行うことが可能なシフト装置が用いられている。また、従来、このようなシフト装置において、電磁ブレーキ装置によって、ノブの回転を制動する技術が利用されている。
例えば、下記特許文献１には、操作ノブおよび回転軸と一体に回転するアーマチュアの下面を、コイルの発生する磁力によってヨークコアの外側ヨーク部の端面に吸着させることにより、操作ノブおよび回転軸の回転を制動する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１の技術では、外側ヨークの端面を切削加工により形成する際に、当該端面の内周縁部にバリが発生する虞がある。この場合、アーマチュアの回転時に、当該バリがアーマチュアの下面に接触してしまい、制動トルクが低下したり、アーマチュアの下面に形成された塗膜が損傷して、非通電時の摺動負荷が重くなったり、耐久寿命が短くなったりする虞がある。
一実施形態に係る電磁ブレーキ装置は、回転軸の軸周りに回転可能に支持されたアーマチュアと、回転軸を中心とする円環状に形成された凹溝と、凹溝よりも半径方向における内側に形成された略円筒状の内筒部と、凹溝よりも半径方向における外側に形成された略円筒状の外筒部と、を有するヨークと、凹溝内に設けられ、通電時に磁力を発生してアーマチュアをヨークに吸着させるコイルとを備え、アーマチュアにおけるヨークと対向する第１の対向面は、ヨークの外筒部と摺動する摺動面と、摺動面よりも半径方向における内側に設けられ、ヨークから離れる方向に向かって凹んだ凹部とを有し、ヨークにおける外筒部のアーマチュアと対向する第２の対向面の内周縁部、および、ヨークにおける内筒部のアーマチュアと対向する第３の対向面は、アーマチュアの凹部と対向して設けられ、アーマチュアの第１の対向面と非接触状態にある。
一実施形態によれば、内周縁部のバリによる制動トルクの低下やアーマチュアの下面に形成された塗膜の損傷を抑制することができる。
以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。なお、以降の説明では、便宜上、図中Ｚ軸方向（回転軸ＡＸの軸方向）を、上下方向とし、図中Ｘ軸方向および図中Ｙ軸方向（回転軸ＡＸの軸方向と直交する方向）を、水平方向とする。
（電磁ブレーキ装置１００の概要）
図１は、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００のＸＺ平面と平行な断面を示す断面図である。図１に示す電磁ブレーキ装置１００は、回転軸部材１０の回転軸ＡＸと同軸上に設けられ、回転軸部材１０の回転を制動する装置である。図１に示すように、電磁ブレーキ装置１００は、回転軸部材１０、アーマチュア１１０、ヨーク１２０、およびコイル１３０を備える。
図１は、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００のＸＺ平面と平行な断面を示す断面図である。図１に示す電磁ブレーキ装置１００は、回転軸部材１０の回転軸ＡＸと同軸上に設けられ、回転軸部材１０の回転を制動する装置である。図１に示すように、電磁ブレーキ装置１００は、回転軸部材１０、アーマチュア１１０、ヨーク１２０、およびコイル１３０を備える。
例えば、電磁ブレーキ装置１００は、操作ノブ（図示省略）による回転操作を行うことにより、変速機のシフトチェンジを行うことが可能なシフト装置に用いられる。この場合、例えば、電磁ブレーキ装置１００は、操作ノブの回転と連動して回転する回転軸部材１０に取り付けられ、アーマチュア１１０が回転軸部材１０に対して、上下方向（Ｚ軸方向）には移動可能であり、かつ回転方向には固定されるように連結されている。そして、電磁ブレーキ装置１００は、コイル１３０の発生する磁力によってヨーク１２０にアーマチュア１１０を吸着させることにより、操作ノブおよび回転軸部材１０の回転を制動する。但し、これに限らず、電磁ブレーキ装置１００は、少なくとも回転軸部材１０を有するものであれば、如何なる装置に利用されてもよい。
アーマチュア１１０は、円盤状の部材である。アーマチュア１１０は、回転軸ＡＸを中心としアーマチュア１１０を上下方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔１１１を有する。貫通孔１１１の内径は、回転軸部材１０の外径と略同寸法である。また、図示しないが、回転軸方向に延びるＤカット形状などの回転方向に対する回り止め形状を有する。したがって、アーマチュア１１０は回転軸部材１０に対して上下方向に移動可能となっているとともに、回転方向に対しては一体となって回転可能となっている。アーマチュア１１０は、回転軸部材１０が挿通された状態で、回転軸部材１０（または、回転軸部材１０と一体に回転する他の部材）により、回転軸ＡＸの軸周りに回転可能に支持される。これにより、アーマチュア１１０は、回転軸ＡＸを回転中心として、回転軸部材１０と一体に回転する。
アーマチュア１１０は、ヨーク１２０と対向する平面視で円形状の第１の対向面１１２を有する。第１の対向面１１２の半径方向における外側の部分には、円環状の摺動面１１２Ａが設けられている。摺動面１１２Ａは、ヨーク１２０の外筒部１２３の第２の対向面１２３Ａと対向および接触する。これにより、摺動面１１２Ａは、アーマチュア１１０の回転時に、第２の対向面１２３Ａに摺動する。
アーマチュア１１０の第１の対向面１１２における摺動面１１２Ａよりも半径方向における内側の部分には、ヨーク１２０から離れる方向（Ｚ軸正方向）に凹んだ平面視で円形状の凹部１１２Ｂが形成されている。これにより、アーマチュア１１０の第１の対向面１１２の摺動面１１２Ａよりも半径方向における内側の部分は、ヨーク１２０の内筒部１２４の第３の対向面１２４Ａと僅かに離間して、第３の対向面１２４Ａと接触しないようになっている。
例えば、アーマチュア１１０は、コイル１３０が発生する磁力によってヨーク１２０に吸着可能なように、磁性体（例えば、鉄）が用いられて形成される。
ヨーク１２０は、アーマチュア１１０の下側に配置される、磁性体（例えば、鉄）よりなる円柱状の部材である。ヨーク１２０は、内筒部１２４、および外筒部１２３からアーマチュア１１０を通る磁路を形成し、コイル１３０によって発生される磁力により、アーマチュア１１０を吸着する。これにより、ヨーク１２０は、アーマチュア１１０の回転を制動することができる。
ヨーク１２０は、回転軸ＡＸを中心とする円形状の貫通孔１２１を有する。貫通孔１２１は、ヨーク１２０を上下方向（Ｚ軸方向）に貫通する。貫通孔１２１の内径は、回転軸部材１０の外径と略同寸法である。貫通孔１２１は、アーマチュア１１０と一体に回転する回転軸部材１０が挿通される。但し、ヨーク１２０は、回転軸部材１０に固定されないため、回転軸部材１０と一体に回転しない。
また、ヨーク１２０は、その上面から下方（Ｚ軸負方向）に向かって、回転軸ＡＸを中心とする円環状且つ凹状に切り欠かれて形成された凹溝１２２を有する。これにより、ヨーク１２０は、凹溝１２２よりも半径方向における外側に形成された略円筒状の外筒部１２３と、凹溝１２２よりも半径方向における内側に形成された略円筒状の内筒部１２４とを有するものとなっている。
ヨーク１２０は、金属粉末を焼結する粉末冶金によって形成される。粉末冶金では、塊状では機械加工が難しい金属や、難溶性の材料でも、複雑な形状を精度良く成形することが可能である。ヨーク１２０のアーマチュア１１０と対向する対向面のＺ方向の高さは、フラット（同一高さ）に成型されている。但し、ヨーク１２０のアーマチュア１１０と対向する対向面は、凹溝１２２によって、外筒部１２３のアーマチュア１１０と対向する第２の対向面１２３Ａと、内筒部１２４のアーマチュア１１０と対向する第３の対向面１２４Ａとに分断されている。
コイル１３０は、ヨーク１２０の凹溝１２２内において、電線が多重に巻かれることによって円筒状に形成される。コイル１３０は、通電時に磁力を発生し、当該磁力によってヨーク１２０にアーマチュア１１０を吸着させる。これにより、電磁ブレーキ装置１００は、アーマチュア１１０と一体に回転する回転軸部材１０の回転を制動することができ、すなわち、回転軸部材１０の回転と連動して回転する操作ノブの回転を制動することができる。
図２は、図１に示す電磁ブレーキ装置１００の部分Ａを拡大して示す一部拡大断面図である。
図２に示すように、ヨーク１２０の内筒部１２４の第３の対向面１２４Ａは、アーマチュア１１０の第１の対向面１１２の凹部１１２Ｂと対向している。これにより、第３の対向面１２４Ａは、第１の対向面１１２（凹部１１２Ｂの奥底面１１２Ｂａ）との間に極めて小さな所定の間隔（例えば、０．０５ｍｍ）を有して離間しており、すなわち、第１の対向面１１２と非接触状態にある。これにより、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、アーマチュア１１０の部品精度（平坦度等）がばらついたとしても半径方向内側にあるヨーク１２０の第３の対向面１２４Ａとは接触しないため、アーマチュア１１０の回転負荷を抑制しつつ、アーマチュア１１０を吸着する吸着力の低下を抑制することができる。
また、図２に示すように、アーマチュア１１０の摺動面１１２Ａは、ヨーク１２０の外筒部１２３の第２の対向面１２３Ａと対向および接触している。これにより、アーマチュア１１０の摺動面１１２Ａは、アーマチュア１１０の回転に伴って、第２の対向面１２３Ａに摺動する。
ここで、摺動面１１２Ａは、ウレタン系焼付塗装が施されている。これにより、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、摺動面１１２Ａと第２の対向面１２３Ａとの摩擦係数を、吸着していない非制動時に低めることができ、且つ、吸着している制動時に高めることができる。
また、図２に示すように、ヨーク１２０の第２の対向面１２３Ａの内周縁部１２３Ａａ（第２の対向面１２３Ａの凹溝１２２との境界部）は、アーマチュア１１０の第１の対向面１１２の凹部１１２Ｂと対向する位置に設けられている。これにより、第２の対向面１２３Ａの内周縁部１２３Ａａは、アーマチュア１１０の第１の対向面１１２（凹部１１２Ｂの奥底面１１２Ｂａ）と離間しており、すなわち、第１の対向面１１２と非接触状態にある。
これにより、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、第２の対向面１２３Ａの内周縁部１２３Ａａに表面高さをフラットにするための機械加工時のバリが生じた場合であっても、アーマチュア１１０の回転時に、第１の対向面１１２が内周縁部１２３Ａａのバリに接触しないようになっている。このため、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、内周縁部１２３Ａａのバリによる制動トルクの低下や、摺動面１１２Ａに施されたウレタン系焼付塗装の損傷を抑制することができる。
また、図２に示すように、アーマチュア１１０の摺動面１１２Ａの内周縁部１１２Ａａ（摺動面１１２Ａの凹部１１２Ｂとの境界部）は、第２の対向面１２３Ａの内周縁部１２３Ａａよりも、半径方向において所定距離（例えば、１．０ｍｍ）外側に設けられている。これにより、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、第２の対向面１２３Ａの内周縁部１２３Ａａに機械加工時のバリが生じた場合であっても、アーマチュア１１０の回転時に、摺動面１１２Ａが内周縁部１２３Ａａのバリに接触しないようになっている。このため、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、内周縁部１２３Ａａのバリによる制動トルクの影響や、摺動面１１２Ａに施されたウレタン系焼付塗装の損傷を抑制することができる。
また、図２に示すように、アーマチュア１１０の摺動面１１２Ａの外周縁部１１２Ａｂ（摺動面１１２Ａの最外径部）は、第２の対向面１２３Ａの外周縁部１２３Ａｂ（第２の対向面１２３Ａの最外径部）よりも、半径方向における内側に設けられている。これにより、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、第２の対向面１２３Ａの外周縁部１２３Ａｂに機械加工時のバリが生じた場合であっても、アーマチュア１１０の回転時に、摺動面１１２Ａが外周縁部１２３Ａｂのバリに接触しないようになっている。このため、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、外周縁部１２３Ａｂのバリによる制動トルクの影響や、摺動面１１２Ａに施されたウレタン系焼付塗装の損傷を抑制することができる。
また、図２に示すように、アーマチュア１１０の第１の対向面１１２は、摺動面１１２Ａと凹部１１２Ｂの奥底面１１２Ｂａとの境界に段差１１２Ｃを有しており、アーマチュア１１０の第１の対向面１１２は高さ方向に対してフラットではない。一方、ヨーク１２０の第２の対向面１２３Ａおよび第３の対向面１２４Ａは、高さ方向に対して互いにフラットに成型されている。これにより、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、複雑な形状を有するヨーク１２０をフラットに加工するため、ヨーク１２０に段差を形成する場合に比べて加工が容易であり、且つ、アーマチュア１１０とヨーク１２０との間の隙間を比較的高精度に形成することができる。
これにより、一実施形態に係る電磁ブレーキ装置１００は、ヨーク１２０を複雑な形状に形成することができ、さらに、ヨーク１２０の二次加工も容易に行うことができる。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
例えば、一実施形態では、凹部１１２Ｂを連続した同一深さの円形状の凹部としたが、第２の対向面１２３Ａの内周縁部１２３Ａａに対向する円環状の凹部と、第３の対向面１２４Ａに対向する円形状の凹部とに分けても良いし、さらにそれぞれの深さや形状を異なるようにしても良い。
本国際出願は、２０２０年５月７日に出願した日本国特許出願第２０２０－０８１９５３号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
１０ 回転軸部材
１００ 電磁ブレーキ装置
１１０ アーマチュア
１１１ 貫通孔
１１２ 第１の対向面
１１２Ａ 摺動面
１１２Ａａ 内周縁部
１１２Ａｂ 外周縁部
１１２Ｂ 凹部
１１２Ｂａ 奥底面
１１２Ｃ 段差
１２０ ヨーク
１２１ 貫通孔
１２２ 凹溝
１２３ 外筒部
１２３Ａ 第２の対向面
１２３Ａａ 内周縁部
１２３Ａｂ 外周縁部
１２４ 内筒部
１２４Ａ 第３の対向面
１３０ コイル
ＡＸ 回転軸
１００ 電磁ブレーキ装置
１１０ アーマチュア
１１１ 貫通孔
１１２ 第１の対向面
１１２Ａ 摺動面
１１２Ａａ 内周縁部
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１１２Ｂ 凹部
１１２Ｂａ 奥底面
１１２Ｃ 段差
１２０ ヨーク
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１２２ 凹溝
１２３ 外筒部
１２３Ａ 第２の対向面
１２３Ａａ 内周縁部
１２３Ａｂ 外周縁部
１２４ 内筒部
１２４Ａ 第３の対向面
１３０ コイル
ＡＸ 回転軸
Claims (4)
- 回転軸の軸周りに回転可能に支持されたアーマチュアと、
前記回転軸を中心とする円環状に形成された凹溝と、前記凹溝よりも半径方向における内側に形成された略円筒状の内筒部と、前記凹溝よりも半径方向における外側に形成された略円筒状の外筒部と、を有するヨークと、
前記凹溝内に設けられ、通電時に磁力を発生して前記アーマチュアを前記ヨークに吸着させるコイルと
を備え、
前記アーマチュアにおける前記ヨークと対向する第１の対向面は、前記ヨークの前記外筒部と摺動する摺動面と、前記摺動面よりも半径方向における内側に設けられ、前記ヨークから離れる方向に向かって凹んだ凹部とを有し、
前記ヨークにおける前記外筒部の前記アーマチュアと対向する第２の対向面の内周縁部、および、前記ヨークにおける前記内筒部の前記アーマチュアと対向する第３の対向面は、前記アーマチュアの前記凹部と対向して設けられ、前記アーマチュアの前記第１の対向面と非接触状態にあり、
前記アーマチュアにおける前記摺動面の外周縁部は、前記ヨークにおける前記第２の対向面の外周縁部よりも半径方向における内側に設けられている
ことを特徴とする電磁ブレーキ。 - 回転軸の軸周りに回転可能に支持されたアーマチュアと、
前記回転軸を中心とする円環状に形成された凹溝と、前記凹溝よりも半径方向における内側に形成された略円筒状の内筒部と、前記凹溝よりも半径方向における外側に形成された略円筒状の外筒部と、を有するヨークと、
前記凹溝内に設けられ、通電時に磁力を発生して前記アーマチュアを前記ヨークに吸着させるコイルと
を備え、
前記アーマチュアにおける前記ヨークと対向する第１の対向面は、前記ヨークの前記外筒部と摺動する摺動面と、前記摺動面よりも半径方向における内側に設けられ、前記ヨークから離れる方向に向かって凹んだ凹部とを有し、
前記ヨークにおける前記外筒部の前記アーマチュアと対向する第２の対向面の内周縁部、および、前記ヨークにおける前記内筒部の前記アーマチュアと対向する第３の対向面は、前記アーマチュアの前記凹部と対向して設けられ、前記アーマチュアの前記第１の対向面と非接触状態にあり、
前記アーマチュアの前記摺動面、および、前記ヨークの前記第２の対向面の少なくともいずれか一方に、ウレタン系焼付塗装が施されている
ことを特徴とする電磁ブレーキ。 - 前記アーマチュアにおける前記第１の対向面は、前記摺動面と前記凹部の奥底面との境界に段差を有し、
前記ヨークにおける前記第２の対向面および前記第３の対向面は、互いにフラットに成型されている
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。 - 前記ヨークは、金属粉末を焼結する粉末冶金によって形成される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁ブレーキ。
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP2020081953 | 2020-05-07 | ||
| JP2020081953 | 2020-05-07 | ||
| PCT/JP2021/017297 WO2021225126A1 (ja) | 2020-05-07 | 2021-04-30 | 電磁ブレーキ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2021225126A1 JPWO2021225126A1 (ja) | 2021-11-11 |
| JP7393531B2 true JP7393531B2 (ja) | 2023-12-06 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022519956A Active JP7393531B2 (ja) | 2020-05-07 | 2021-04-30 | 電磁ブレーキ装置 |
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| Country | Link |
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| CN (1) | CN115516225A (ja) |
| DE (1) | DE112021002644T5 (ja) |
| WO (1) | WO2021225126A1 (ja) |
Citations (2)
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| JP2015132356A (ja) | 2014-01-15 | 2015-07-23 | ヤマウチ株式会社 | 回転軸のブレーキ装置 |
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