JPH03215145A - ブレーキ付回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本定明は、固定子の通電及び断電に応して可動部材を固
定子側に吸引及び吸引解除して、回転子制動用のブレー
キ機構を解除状態及び制動状態にするブレーキ付回転電
機に関する。

（従来の技術） 従来のブレーキ付回転電機たる電動機の構成を第９図に
示す。即ち、１はフレーム、２は固定子、３は回転子、
４は回転子鉄心、５は回転軸である。６はブレーキ機構
で、これはフレーム１に軸方向に移動可能に取付けられ
た３枚の固定側制動板７と、回転軸５に軸方向に移動可
能に取付けられた３枚の可動側制動板８とから構成され
ている。９は球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ４０材）製の可動部
材で、これは回転子３の回転軸５に対して一体的に回転
可能で且つ軸方向に摺動可能になっており、一方の端而
部が可動側制動板８に対向し、回転子鉄心４側の端部に
固定子２の界磁空間に位置する複数個のセグメントから
なる磁極１０か取付けられている。この可動部材９は、
常には制動用ばね１１によって矢印Ａ方向に付勢され、
ブレキ機構６に押圧力を作用させて前記回転子３を制動
状懸にしている。また、固定子２の通電時には、固定子
２によって生成された磁束は、固定子２から磁極１　０
　，磁性円板１２．回転子鉄心４を経て固定子２に戻る
磁路を通るようになり、これにより可動部材９か制動用
ばね１］のばね力に抗して回転子鉄心４側へ即ち反矢印
Ａ方向に吸引されて前記ブレーキ機構６に対する押圧力
を解除し、以て制動解除状態になる。

（発明か解決しようとする課題） 従宋ては、固定子２の極数をＰとし磁極１０の分割数を
Ｎとした場合、Ｐ＝４，Ｎ＝１２のＮ−３Ｐの関係及び
Ｐ−２，Ｎ＝１６のＮ＝８Ｐの関係とするようにＮをＰ
の整数倍とするのが一般的であるか、全体として吸引力
か不安定になるという問題かあった。

そこで本発明のＩ」的は、ブレーキ機構による制動力を
確実に解除するため、固定子の極数Ｐと可動部材の磁極
の分割数Ｎとの関連性を特定したブレーキ付回転電機を
提供するにある。

［発明の横成］ （課題を解決するための手段） 本発明のブレーキ付回転電機は、フレームニ固定子を嵌
着し、この固定子の界磁空間に回転子を配設し、前記フ
レームの端部に押圧力を受けることにより前記回転子を
制動するブレーキ機横を設け、前記回転子に回転子側の
端部に複数に分割された磁極を有して常には前記ブレー
キ機構に押圧力を作用させ前記固定子の通電時にはその
固定子側に吸引されて前記ブレーキ機構に対する押圧力
を解除する可動部材をこの回転子と一体的に回転可能で
且つ軸方向に摺動可能に設けたものにおいて、前記磁極
の分割数をＮ及び固定子の極数をＰとしたとき、Ｐ＜Ｎ
≦１．５Ｐの関係に設定したところに特徴を有する。

（作用） 本発明のブレーキ付回転電機によれば、磁極の分割数Ｎ
と固定子の極数Ｐとを ＰＡＮ≦１．５Ｐ　の関係に設定したので、固定子の磁
極に対する吸引力が、両者間の相対角度（位相差）が順
次変化しても変動せす、全体として吸引力か安定する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき第１図乃至第８図を３照
して説明する。

先ず、ｌ；１５１図において、２１は回転電機例えば電
動機の円筒状をなすフレームで、これには固定子鉄心２
２に巻線２３を４極（極数Ｐ＝４）に巻装してなる固定
子２４が嵌着され、両端部には玉輔受２５ａを嵌告した
軸受ブラケット２５及び玉輔受２６ａを嵌着した軸受ブ
ラケット２６か取付けられている。２７は固定子２４の
界磁空間に配設された回転子で、これは回転子鉄心２８
の中心部に回転軸２つを圧大して構成されており、この
回転輔２つか玉輔受２５ａ及び２６ａに支承されている
。この回転子鉄心２８の積厚寸法は固定子鉄心２２の積
厚寸法よりも小に形成されていて、第１図に示す右端部
か一致するように組立てられている。３０は回転子鉄心
２８の左端面に接するように回転軸２９に取付けられた
磁性円板である。

３１はブレーキ機構で、これは、フレーム２１の端部と
軸受ブラケット２５との間に橋設されたガイト棒３２と
、周縁部に形成された孔３３ａかガイド棒３２に挿入さ
れて回動不能で軸方向に移動可能な３枚の固定側制動板
３３と、内周部か回転軸２９のスプライン部２９Ｈに嵌
合されたボス３４と、このボス３４の外周部に嵌合され
てこれと一体回転すると共に軸方向に移動可能であって
固定側制動板３３と交互に配置された３枚の可動側制動
板３５とから構成されている。３６は可動部材で、これ
は、主部３７と、固定子２２の界磁空間に位置する磁極
３８と、これらの間に介在された中間部材３９とから構
成されている。

つぎに、第２図及び第３図において、主部３７は鋳鉄（
ＦＣ１５材）により鼓状に形成されており、内周のスプ
ライン部３７ａが回転軸２９のスプライン部２９ａに嵌
合されてこれと一体的に回転可能で且つ軸方向に摺動可
能になっている。そして、主部３７におけるブレーキ機
構３１側の端面部にリング状の押圧突条部３７ｂか形成
されて可動側制動板３５に対向配置され、回転子鉄心２
８側の端曲部にリング状の嵌・合突条部３７ｃが形成さ
れている。磁極３８は固定子２４の極数Ｐの１．５倍例
えば６個の扇形のセグメント３８ａ（分割数Ｎ＝６）か
固定子２４の界磁空間内に相互間に間隔３８ｂを存する
ように均等に配置されて構成され、各セグメント３８ａ
は球状黒鉛鋳鉄（Ｆ　Ｃ　Ｄ４　０材）製で、一方の面
部に嵌合突部３８Ｃが突設されている。中間部材３９は
非磁性材例えばオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３
０４材）により円環状に形成され、両面部にリング状の
嵌合溝部３９ａ，３９ｂが形成されている。

そして、可動部材３６は、主部３７の嵌合突条部３７ｃ
に中間部材３９の嵌合溝部３９ａを嵌合し、嵌合溝部３
９ｂに磁極３８の各セグメント３８ａの嵌合突部３８ｃ
を嵌合し、しかる後非磁性材製の６本のボルト４０を主
部３７及び中間部材３９に形成された各６個の孔３７ｄ
，３９Ｃに挿通させてセグメント３８ａのねじ孔３８ｄ
に螺合さることにより構成されている。４１は回転軸２
９に嵌合されて磁性円板３０と主部３７との間に介装さ
れた制動用ばねで、常には主部３７即ち可動部材３６を
矢印Ａ方向に付勢している。

而して、固定子２４の巻線２３が断電されているときは
、制動用ばね４１が可動部材３６を矢印八方向に付勢し
て、押圧突条部３７ｂがブレーキ機構３１に押圧力を作
用させて３枚の可動側制動板３５を夫々固定側制動板３
３に圧接させるので、回転子２７が制動状態にされる。

固定子２４の巻線２３が通電されると、固定子鉄心２２
からの磁束の一部は、固定子鉄心２２から磁極３８．磁
性円板３０，回転子鉄心２９を通って固定子鉄心２２に
戻る磁路を通るようになり、これにより磁極３８が回転
子鉄心２９側へ即ち反矢印Ａ方向への吸引力を受け、可
動部材３６が制動用ばね４１の弾発力に抗して反矢印八
方向へ移動する。これにより、ブレーキ機構３１に対す
る押圧力が解除され、可動側制動板３５の表面が夫々固
定側制動板３３から離反して両者の摩擦力がなくなって
制動状態が解除され、回転子２７が回転される。

二こて、固’Ｊ　Ｊ−２　４の巻線２３が通電されたと
きにおける磁極３８の回転子鉄心２９側への吸引力につ
いてち祭する。第４図に示す４２は、固定子２４の在線
２３（４極）による磁化曲線で、サン・ｒカーブをｔず
。これは、磁極３８に対して位相壬αにおいて６個の間
隔３８ｂ（その幅が電気角でβに相当し、斜線で示す）
で等配される。

この場合、第１のセグメント３８ａは の範囲の磁束により磁化され、その磁束量係数を８１　
出し、 第２のセグメント３８ａは の範囲の磁束により磁化され、その磁束量係数をＢ　２
　　と　し，　、 第３のセグメント３８ａは の範囲の磁束により磁化され、 その磁束量係数を Ｂ３ とし、 第ｋ （ｋ−１　〜６） のセグメン ト ３　８ は の範囲の磁束により磁化され、 その磁束量係数を Ｂｋ とすると、 これらはつぎのように表わされる。

そして、 全体の磁束量計数Ｂ。

は、 となる。

而して、 吸引力は磁束量の２乗に比例す るので吸弓 力係数Ｔは次式に示す様になる。

よって平均吸引力係数Ｔ　ｍｅａｎはα＝０〜２πまで
変化させたＴの十均値となる。これを次式に示す。

以上の式を用いて、上記実施例（Ｐ−４，Ｎ−６，β−
５．７６゜）について位相差αを０゜〜１８０゜の範囲
て５゜間隔て変化させて平均吸引力係数Ｔ　ｍＱａｎを
算出すると第５図のようになる。これによれば、平均吸
引力係数Ｔ　ＩＩｌｅａｎは０゜〜１８０の範囲でばら
つきがなく、極めて安定していることが分かる。これに
対して、同様に算出した他の例（Ｐ−４，Ｎ−４，　　
β−５．７６゜）は、第６図及び第７図に示すように、
平均吸引力係数ＴｍｅａｎはＯ゜〜１８０゜の範囲で大
き《変動し、位相差０°及び１８０゜て最大値を示し、
位相差９０゜で最小値を示し、極めて不安定となってい
る。

更に、固定子２４が２Ｐ，４Ｐ及び８Ｐの場合について
、磁極３８の分割数Ｎを変化させたときの平均吸引力係
数Ｔ　ｍｅａｎを算出すると第８図のようになる。そこ
で、（ａ）平均吸引力係数Ｔ　ｔｎｅａｎか大きく、（
ｂ）位相差αか変化したときにも吸引力係数ＴＯ脈動か
ない、という条件を満足する磁極３８の分割数Ｎを特定
すると、 Ｐ＜Ｎ≦１．５Ｐ　　　　　　　・・・・・・（８）範
囲かｉ′Ｉられる。

［発明の効果コ 本発明のブレーキ付回転電機は、磁極の分割数Ｎを　Ｐ
＜Ｎ≦１．５Ｐの範囲に設定したので、固定ゴーの磁極
に対する吸引力を大きくなし得て且つ制動力を確実に解
除し得るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８Ｉ８ｌＩは本発明の一実施例を示すもの
で、第１図は全体の縦断側面図、第２図は第一９， ３図中■一■線に沿う断面図、第３図磁極の正面図、第
４図は磁極の磁化状態を説明する図、第５図及び第６図
は異なる状態における吸引力係数を示す図、第７図は第
６図をグラフにして示す図、第８図は極数と磁極の分割
数との関係を示す図、第９図は従来例の第１図１０当図
である。 図中、２１はフレーム、２４は固定子、２７は回転子、
３１はブレーキ機構、３６は可動部材、３８は磁極、３
８ａはセグメント、３８ｂは間隔、４１は制動用ばねを
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、フレームに嵌着された固定子及びこの固定子の界磁
   空間に配設された回転子と、前記フレームの端部に設け
   られ押圧力を受けることにより前記回転子を制動するブ
   レーキ機構と、前記回転子にこれと一体的に回転可能で
   且つ軸方向に摺動可能に設けられ前記回転子側の端部に
   複数に分割された磁極を有して常には前記ブレーキ機構
   に押圧力を作用させ前記固定子の通電時にはその固定子
   側に吸引されて前記ブレーキ機構に対する押圧力を解除
   する可動部材とを具備し、前記磁極の分割数をＮ及び固
   定子の極数をＰとしたとき、Ｐ＜Ｎ≦１．５Ｐの関係に
   設定したことを特徴とするブレーキ付回転電機。