JPH05300724A - 電磁ブレーキ - Google Patents
電磁ブレーキInfo
- Publication number
- JPH05300724A JPH05300724A JP3081692A JP8169291A JPH05300724A JP H05300724 A JPH05300724 A JP H05300724A JP 3081692 A JP3081692 A JP 3081692A JP 8169291 A JP8169291 A JP 8169291A JP H05300724 A JPH05300724 A JP H05300724A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- yoke
- brake
- pitch
- exciting
- poles
- Prior art date
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- Pending
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- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 電磁石と永久磁石により非接触形のブレーキ
を構成して、安定した、品質の電磁ブレーキを提供す
る。 【構成】 一定のピッチで強磁性体からなる回転子2の
外周に空隙を介して複数個の突極21にそれぞれ対向す
るように二つの磁極31、32を持つコの字形をした第
1ヨーク3A、第2ヨーク3B、および第3ヨーク3C
を設ける。3Aおよび3Bの二つの磁極31、32の先
端にそれぞれ永久磁石33、34を固定し、3Cには電
磁石を形成する励磁コイル35を設ける。3A、3B、
および3Cは突極21に対して突極のピッチの0ピッチ
倍、1/3ピッチ倍、および2/3ピッチ倍ずつそれぞ
れずらして配置し、ブレーキ非作動時に励磁コイル35
に永久磁石33、34と同じ強さの磁界を空隙に発生す
る励磁電流で励磁し、ブレーキ作動時に励磁コイル35
の励磁電流を零にする電源手段を備えた。
を構成して、安定した、品質の電磁ブレーキを提供す
る。 【構成】 一定のピッチで強磁性体からなる回転子2の
外周に空隙を介して複数個の突極21にそれぞれ対向す
るように二つの磁極31、32を持つコの字形をした第
1ヨーク3A、第2ヨーク3B、および第3ヨーク3C
を設ける。3Aおよび3Bの二つの磁極31、32の先
端にそれぞれ永久磁石33、34を固定し、3Cには電
磁石を形成する励磁コイル35を設ける。3A、3B、
および3Cは突極21に対して突極のピッチの0ピッチ
倍、1/3ピッチ倍、および2/3ピッチ倍ずつそれぞ
れずらして配置し、ブレーキ非作動時に励磁コイル35
に永久磁石33、34と同じ強さの磁界を空隙に発生す
る励磁電流で励磁し、ブレーキ作動時に励磁コイル35
の励磁電流を零にする電源手段を備えた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、比較的小形のパルスモ
ータ、サーボモータ等の非接触の保持・ブレーキ装置に
関する。
ータ、サーボモータ等の非接触の保持・ブレーキ装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】産業用ロボットなどに用いられるサーボ
モータ等は停電時やアラーム発生時などにおける暴走や
惰走を防止するために、速度を減速する作用と回転軸を
停止状態に保持する作用を備えたブレーキ装置をサーボ
モータなどの駆動装置に直結している。このように減速
作用と保持作用とを備えたブレーキとして、従来、回転
軸に固定された回転ドラムにブレーキシューをバネの力
によって押し付けるようにしておくとともに、電磁石に
よってブレーキシューをバネの力に逆らって回転ドラム
から引き離すようにしたものがある。ブレーキを作動さ
せない時は電磁石を励磁することによってブレーキシュ
ーをバネの力に逆らって回転ドラムから引き離し、ブレ
ーキを作動させる時は電磁石の励磁を零にすることでバ
ネの力によって回転ドラムにブレーキシューを押し付
け、ブレーキ力を発生して駆動装置を減速停止し、停止
状態に保持する。
モータ等は停電時やアラーム発生時などにおける暴走や
惰走を防止するために、速度を減速する作用と回転軸を
停止状態に保持する作用を備えたブレーキ装置をサーボ
モータなどの駆動装置に直結している。このように減速
作用と保持作用とを備えたブレーキとして、従来、回転
軸に固定された回転ドラムにブレーキシューをバネの力
によって押し付けるようにしておくとともに、電磁石に
よってブレーキシューをバネの力に逆らって回転ドラム
から引き離すようにしたものがある。ブレーキを作動さ
せない時は電磁石を励磁することによってブレーキシュ
ーをバネの力に逆らって回転ドラムから引き離し、ブレ
ーキを作動させる時は電磁石の励磁を零にすることでバ
ネの力によって回転ドラムにブレーキシューを押し付
け、ブレーキ力を発生して駆動装置を減速停止し、停止
状態に保持する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成で
は次のような問題点があった。 (1)ブレーキシューと回転ドラムとの摩擦によってブ
レーキ力を発生させるため、ブレーキシューと回転ドラ
ムの両方の摩耗によってダストが発生する。 (2)ブレーキシューと回転ドラムの摩耗によってバネ
力が変化するためブレー力が経時変化する。 (3)ブレーキシューと回転ドラムの表面にグリース等
が付着するとブレーキ力が低減するなどのトラブルが発
生しやすい。 本発明は、電磁石と永久磁石により非接触形のブレーキ
を構成して安定した品質の電磁ブレーキを提供するする
ことを目的とするものである。
は次のような問題点があった。 (1)ブレーキシューと回転ドラムとの摩擦によってブ
レーキ力を発生させるため、ブレーキシューと回転ドラ
ムの両方の摩耗によってダストが発生する。 (2)ブレーキシューと回転ドラムの摩耗によってバネ
力が変化するためブレー力が経時変化する。 (3)ブレーキシューと回転ドラムの表面にグリース等
が付着するとブレーキ力が低減するなどのトラブルが発
生しやすい。 本発明は、電磁石と永久磁石により非接触形のブレーキ
を構成して安定した品質の電磁ブレーキを提供するする
ことを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数個の突極
を一定のピッチで外周に設けた強磁性体からなる回転子
と、前記回転子の外周に空隙を介して前記突極にそれぞ
れ対向するように間隔を置いて二つの磁極を持つコの字
形をした第1ヨーク、第2ヨーク、および第3ヨーク
と、前記第1ヨークおよび第2ヨークの前記二つの磁極
の先端にそれぞれ固定した永久磁石と、前記第3ヨーク
を励磁する電磁石を形成するコイルとを設け、前記第1
ヨーク、第2ヨーク、および第3ヨークを前記突極に対
して前記突極のピッチの0ピッチ倍、1/3ピッチ倍、
および2/3ピッチ倍ずつそれぞれずらして配置したも
ので、ブレーキ非作動時に前記第3コイルに前記第1お
よび第2ヨークの永久磁石と同じ強さの磁界を前記空隙
に発生する励磁電流で励磁し、ブレーキ作動時に前記コ
イルの励磁電流を零にする電源手段を備えたものであ
る。また、前記台1ヨークと第2ヨークに、ブレーキ動
作時にスイッチ手段により短絡させるようにした短絡コ
イルを設けたものである。
を一定のピッチで外周に設けた強磁性体からなる回転子
と、前記回転子の外周に空隙を介して前記突極にそれぞ
れ対向するように間隔を置いて二つの磁極を持つコの字
形をした第1ヨーク、第2ヨーク、および第3ヨーク
と、前記第1ヨークおよび第2ヨークの前記二つの磁極
の先端にそれぞれ固定した永久磁石と、前記第3ヨーク
を励磁する電磁石を形成するコイルとを設け、前記第1
ヨーク、第2ヨーク、および第3ヨークを前記突極に対
して前記突極のピッチの0ピッチ倍、1/3ピッチ倍、
および2/3ピッチ倍ずつそれぞれずらして配置したも
ので、ブレーキ非作動時に前記第3コイルに前記第1お
よび第2ヨークの永久磁石と同じ強さの磁界を前記空隙
に発生する励磁電流で励磁し、ブレーキ作動時に前記コ
イルの励磁電流を零にする電源手段を備えたものであ
る。また、前記台1ヨークと第2ヨークに、ブレーキ動
作時にスイッチ手段により短絡させるようにした短絡コ
イルを設けたものである。
【0005】
【作用】第1ヨークが作用する場合を図2によって説明
すると、第1ヨーク3Aの永久磁石33,34の吸引力
によって回転子に作用する力T1 は突極21のピッチθ
P と突極21の幅角θr との比、突極21の高さh、磁
極31,32の高さkなどのヨークの形状等を最適化す
ることで近似的に正弦波状に変化するが、次の(1)式
で表される。 T1 =T0 sin(2π・θx /θp ) …(1) ただし、θx は第1ヨーク3Aの磁極31からの回転子
2の突極21の変位角、θp は突極21のピッチ、T0
は定数で必要なブレーキングトルクにより決まる。同様
に、第2ヨークの永久磁石によって回転子に作用する力
は次の(2)式で表される。 T2 =T0 sin2πθx /θp +2π/3 …(2) 第3ヨークによって作用する力は電磁石と永久磁石の効
果が同一であれば、次の(3)式で表される。 T3 =T0 sin2πθx /θp +4π/3 …(3) したがって、第1、第2、第3ヨークの作用する力を加
算すると、(1)、(2)、(3)式より、 T1 +T2 +T3 =0 …(4) となる.これは、第3コイルを第1、第2ヨークの永久
磁石の磁界と同じ磁界を発生するように励磁している間
は一切ブレーキングトルクが発生しないことを意味す
る。つぎに、第3ヨークのコイルの励磁を停止した場合
は、次の(5)式で表される。 T1+2 =T0 {sin(2πθx /θp ) +sin(2πθx /θp +2π/3)} =T0 sin(2πθx /θp +2π/3) …(5) これは、安定点からの変位角θx に応じて最大でT0 の
ブレーキングトルクを発生することを意味する。
すると、第1ヨーク3Aの永久磁石33,34の吸引力
によって回転子に作用する力T1 は突極21のピッチθ
P と突極21の幅角θr との比、突極21の高さh、磁
極31,32の高さkなどのヨークの形状等を最適化す
ることで近似的に正弦波状に変化するが、次の(1)式
で表される。 T1 =T0 sin(2π・θx /θp ) …(1) ただし、θx は第1ヨーク3Aの磁極31からの回転子
2の突極21の変位角、θp は突極21のピッチ、T0
は定数で必要なブレーキングトルクにより決まる。同様
に、第2ヨークの永久磁石によって回転子に作用する力
は次の(2)式で表される。 T2 =T0 sin2πθx /θp +2π/3 …(2) 第3ヨークによって作用する力は電磁石と永久磁石の効
果が同一であれば、次の(3)式で表される。 T3 =T0 sin2πθx /θp +4π/3 …(3) したがって、第1、第2、第3ヨークの作用する力を加
算すると、(1)、(2)、(3)式より、 T1 +T2 +T3 =0 …(4) となる.これは、第3コイルを第1、第2ヨークの永久
磁石の磁界と同じ磁界を発生するように励磁している間
は一切ブレーキングトルクが発生しないことを意味す
る。つぎに、第3ヨークのコイルの励磁を停止した場合
は、次の(5)式で表される。 T1+2 =T0 {sin(2πθx /θp ) +sin(2πθx /θp +2π/3)} =T0 sin(2πθx /θp +2π/3) …(5) これは、安定点からの変位角θx に応じて最大でT0 の
ブレーキングトルクを発生することを意味する。
【0006】
【実施例】本発明を図に示す実施例について説明する。
図1は本発明の実施例を示す正断面図で、回転軸1に固
定された強磁性体からなる回転子2の外周に円周方向に
等ピッチで複数個の突極21を設け、回転子2の外周に
空隙を介して突極21にそれぞれ対向するように間隔を
置いて二つの磁極31、32を持つコの字形をした第1
ヨーク3A、第2ヨーク3B、第3ヨーク3Cからなる
3個のヨークと、回転子2を挟んで対称の位置に前記ヨ
ークと同じ構成のヨークを1組を円筒状の固定部4の内
側に固定してある。第1ヨーク3A、第2ヨーク3Bの
磁極31、32の先端には永久磁石33、34が固定さ
れており、第3ヨーク3Cには電磁石を形成するコイル
35が設けられ、コイル35には励磁電流を発生する電
源手段5が接続されている。第1ヨーク3A、第2ヨー
ク3B、第3ヨーク3Cは突極11に対して突極21の
ピッチの0ピッチ倍、1/3ピッチ倍、2/3ピッチ倍
ずつそれぞれずらして配置されている。ブレーキの非作
動時は、第3ヨーク3Cをコイル35によって、第1、
第2ヨーク3A、3Bの永久磁石33、34によって発
生する磁界の大きさと同じ大きさになるように励磁し
て、第1、第2、第3ヨークの吸引力により発生するト
ルクをバランスさせ、ブレーキングトルクを零にする。
また、ブレーキの作動時は、コイル35の励磁を停止
し、第3ヨークによる磁界の強さを零にして、第1、第
2ヨーク3A、3Bの永久磁石33、34による吸引力
を回転子2の突極21に作用させ、ブレーキングトルク
を発生する。図3は他の実施例を示す正断面図で、ブレ
ーキ力を更に高めるために第1ヨーク3A、第2ヨーク
3Bに短絡コイル36A,36Bを巻き、それぞれのコ
イルにスイッチ手段6を接続し、スイッチ手段6が
「閉」の状態の時、短絡コイル36A,36Bを短絡す
るようにしてある。ブレーキ非動作時はスイッチ手段6
を「開」とし、短絡コイル36A,36Bは動作しな
い。ブレーキ動作時はスイッチ手段6を「閉」とし、短
絡コイル36A,36Bを短絡させて、短絡コイル36
A,36Bに誘起された電流の作用によって磁界の変化
が起きない方向に回転子2と第1、第2ヨーク3A、3
Bの間に電磁力を発生させる。この電磁力は回転子2の
回転方向とは反対に作用するため、回転中のブレーキ力
は大きくなる。
図1は本発明の実施例を示す正断面図で、回転軸1に固
定された強磁性体からなる回転子2の外周に円周方向に
等ピッチで複数個の突極21を設け、回転子2の外周に
空隙を介して突極21にそれぞれ対向するように間隔を
置いて二つの磁極31、32を持つコの字形をした第1
ヨーク3A、第2ヨーク3B、第3ヨーク3Cからなる
3個のヨークと、回転子2を挟んで対称の位置に前記ヨ
ークと同じ構成のヨークを1組を円筒状の固定部4の内
側に固定してある。第1ヨーク3A、第2ヨーク3Bの
磁極31、32の先端には永久磁石33、34が固定さ
れており、第3ヨーク3Cには電磁石を形成するコイル
35が設けられ、コイル35には励磁電流を発生する電
源手段5が接続されている。第1ヨーク3A、第2ヨー
ク3B、第3ヨーク3Cは突極11に対して突極21の
ピッチの0ピッチ倍、1/3ピッチ倍、2/3ピッチ倍
ずつそれぞれずらして配置されている。ブレーキの非作
動時は、第3ヨーク3Cをコイル35によって、第1、
第2ヨーク3A、3Bの永久磁石33、34によって発
生する磁界の大きさと同じ大きさになるように励磁し
て、第1、第2、第3ヨークの吸引力により発生するト
ルクをバランスさせ、ブレーキングトルクを零にする。
また、ブレーキの作動時は、コイル35の励磁を停止
し、第3ヨークによる磁界の強さを零にして、第1、第
2ヨーク3A、3Bの永久磁石33、34による吸引力
を回転子2の突極21に作用させ、ブレーキングトルク
を発生する。図3は他の実施例を示す正断面図で、ブレ
ーキ力を更に高めるために第1ヨーク3A、第2ヨーク
3Bに短絡コイル36A,36Bを巻き、それぞれのコ
イルにスイッチ手段6を接続し、スイッチ手段6が
「閉」の状態の時、短絡コイル36A,36Bを短絡す
るようにしてある。ブレーキ非動作時はスイッチ手段6
を「開」とし、短絡コイル36A,36Bは動作しな
い。ブレーキ動作時はスイッチ手段6を「閉」とし、短
絡コイル36A,36Bを短絡させて、短絡コイル36
A,36Bに誘起された電流の作用によって磁界の変化
が起きない方向に回転子2と第1、第2ヨーク3A、3
Bの間に電磁力を発生させる。この電磁力は回転子2の
回転方向とは反対に作用するため、回転中のブレーキ力
は大きくなる。
【0007】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果がある。 (1)回転子と固定部に固定されたヨークとは非接触で
対向しているため、完全非接触で、かつ減速と保持作用
を備えることができ、ダストの発生がなく極めてクリー
ンな環境を実現できる。 (2)部品の摩耗によるブレーキ力の変化や、温度、雰
囲気によるブレーキ力の変化が少なく、安定した品質の
電磁ブレーキを提供できる。 (3)構成が簡単であり、モータとの一体化やブレーキ
の制御が容易である。
のような効果がある。 (1)回転子と固定部に固定されたヨークとは非接触で
対向しているため、完全非接触で、かつ減速と保持作用
を備えることができ、ダストの発生がなく極めてクリー
ンな環境を実現できる。 (2)部品の摩耗によるブレーキ力の変化や、温度、雰
囲気によるブレーキ力の変化が少なく、安定した品質の
電磁ブレーキを提供できる。 (3)構成が簡単であり、モータとの一体化やブレーキ
の制御が容易である。
【図1】本発明の実施例を示す正断面図である。
【図2】本発明の作用を説明する説明図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す正断面図である。
1 回転軸 2 回転子 21 突極 3A 第1ヨーク 3B 第2ヨーク 3C 第3ヨーク 31、32 磁極 33、34 永久磁石 35 コイル 36 短絡コイル 4 固定部 5 電源手段 6 スイッチ手段
Claims (3)
- 【請求項1】 複数個の突極を一定のピッチで外周に設
けた強磁性体からなる回転子と、前記回転子の外周に空
隙を介して前記突極にそれぞれ対向するように間隔を置
いて二つの磁極を持つコの字形をした第1ヨーク、第2
ヨーク、および第3ヨークと、前記第1ヨークおよび第
2ヨークの前記二つの磁極の先端にそれぞれ固定した永
久磁石と、前記第3ヨークを励磁して電磁石を形成する
励磁コイルとを設け、前記第1ヨーク、第2ヨーク、お
よび第3ヨークを前記突極に対して前記突極のピッチの
0ピッチ倍、1/3ピッチ倍、および2/3ピッチ倍ず
つそれぞれずらして配置したことを特徴とする電磁ブレ
ーキ。 - 【請求項2】 ブレーキ非作動時に前記励磁コイルに前
記第1および第2ヨークの永久磁石と同じ強さの磁界を
前記空隙に発生する励磁電流で励磁し、ブレーキ作動時
に前記励磁コイルの励磁電流を零にする電源手段を備え
た請求項1記載の電磁ブレーキ。 - 【請求項3】 前記台1ヨークと第2ヨークに、ブレー
キ動作時にスイッチ手段により短絡させるようにした短
絡コイルを設けた請求項1または2記載の電磁ブレー
キ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3081692A JPH05300724A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 電磁ブレーキ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3081692A JPH05300724A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 電磁ブレーキ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05300724A true JPH05300724A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=13753417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3081692A Pending JPH05300724A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 電磁ブレーキ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05300724A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999036312A3 (de) * | 1998-01-16 | 1999-11-11 | Siemens Ag | Elektrische antriebseinrichtung für schiffe |
WO2012158172A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Otis Elevator Company | Brake for electric motor |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP3081692A patent/JPH05300724A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999036312A3 (de) * | 1998-01-16 | 1999-11-11 | Siemens Ag | Elektrische antriebseinrichtung für schiffe |
WO2012158172A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Otis Elevator Company | Brake for electric motor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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