JPH0684239B2 - ウインチドラム用ブレーキ - Google Patents

ウインチドラム用ブレーキ

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JPH0684239B2
JPH0684239B2 JP10046491A JP10046491A JPH0684239B2 JP H0684239 B2 JPH0684239 B2 JP H0684239B2 JP 10046491 A JP10046491 A JP 10046491A JP 10046491 A JP10046491 A JP 10046491A JP H0684239 B2 JPH0684239 B2 JP H0684239B2
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permanent magnets
magnetic pole
rotating disk
brake
magnetic
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JP10046491A
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正司 今井
聡 二見
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NITSUTO TETSUKOSHO KK
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NITSUTO TETSUKOSHO KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は永久磁石を用いたウイ
ンチドラム用ブレーキに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来ウインチドラムのブレーキにはトル
クリミッター、ディスクブレーキ、空気袋によるシュー
ブレーキ、電磁ブレーキ、発電ブレーキ等があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のブ
レーキでは所定の大きなブレーキをかけながら20分もの
長時間保持し運転できるものは無かった。トルクリミッ
ター、ディスクブレーキ、空気袋によるシューブレーキ
や電磁ブレーキでは、ブレーキシューの焼付、損耗によ
る頻繁な交換作業が容易でなく、空気袋によるものにお
いては、冷却水の循環装置が複雑な構造となり高価であ
り、発電機によるブレーキは回転が遅いと励磁電流を多
く必要とするなどの問題があった。
【0004】そこでこの発明の目的は前記のような従来
のウインチドラム用ブレーキのもつ問題を解決し、構造
が簡単で焼付、損耗を生ずることがなくて、交換作業が
容易であるウインチドラム用ブレーキを提供するにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は前記のような
目的を達成するために、中心軸に固着した回転可能な回
転円板を収納ケースに収納し、該回転円板の外周部の同
心円上に中心軸方向と永久磁石の磁極軸方向が平行で、
かつ隣接する磁極が逆極性を有するように偶数個の永久
磁石を一定の間隙を設けて装着し、収納ケースの一方の
内側面と回転円板を挾んだ他方の内側面の各面に、回転
円板上に設けたと磁極面形状が同一であり、かつ同数の
永久磁石を装着し、それらは回転円板上に装着した永久
磁石と磁極面が相対する向きにし、一定の間隙を設け、
かつ隣接する磁極を反対極とし、更に収納ケース一方の
内側面と他方の内側面に装着された永久磁石の磁極軸は
同一線上にあり、かつその磁極軸の方向と回転円板上に
設けた永久磁石の磁極軸の方向が同一方向で、対向する
磁極が逆極性であることを特徴とするものである。
【0006】
【作用】上述のように永久磁石が回転可能な回転円板上
と収納ケースの一方の内側と他方の内側面にそれぞれ向
き合って同心円状に、かつ隣り合う磁極が交互に逆極性
に配設されているので、回転円板の正逆いづれの回転方
向に対しても、それらの磁力の反発及び吸引力の合成力
により回転円板の円周上に回転方向に対し剪断力が発生
し、その剪断力は同心円状に配設された永久磁石による
全抵抗力と、その永久磁石の中心位置までの半径を乗じ
たトルクであり、そのトルクは回転円板の回転に対しブ
レーキとして作用する。そのトルクを超えた回転力が中
心軸にかかったときは回転円板はスリップし回転する。
【0007】
【実施例】以下添付の図面を参照しこの発明の実施例を
説明する。図1、図2及び図7において中心軸3に固着
してある回転可能な回転円板1の外周部位に偶数個、こ
の実施例では40個、の永久磁石13a 13c 13e……をそ
の磁極軸の方向が中心軸2の軸方向と同一になるように
中心軸2の同心円上に埋設する。その固定には回転円板
1に永久磁石が嵌合する直径の孔をあけ接着剤をその接
触面に塗布して打ち込み、更に図5に示すように取付ビ
ス5で回転円板1の外周側面より固定する。
【0008】回転円板1の材質は非磁性体のBC又はB
Sでもよいがスリップしながら作動しているときの渦電
流損失による発熱を発生させないため永久磁石取付部分
は図5(図5に示す部分19)に示すようにMCナイロン
を用いている。更に回転円板の外周辺面上にその回転方
向に対し斜めに冷却羽根6を付け、収納ケース3の両側
面に通気孔9を設けて空冷効果を高めることもできる。
回転円板1に配設する永久磁石13a 13c 13e……は隣
接する磁極の極性は相互に逆極性とする。従って永久磁
石は偶数個でなければならない。
【0009】この回転円板は収納ケース3に中心軸2で
回転可能に軸着する。図1、図2、図3に示すように収
納ケース3の内側の両面に永久磁石13b,13d,13e…
…と13b′,13d′,13e′……を装着する。その永久
磁石は磁極軸方向の断面形状が回転円板1に装着したも
のと同一であり、各面にはそれぞれ回転円板1に装着し
たと同数のものを装着する。永久磁石13b,13d……と
13b′,13d′……は隣り合う磁極は相互に逆極性と
し、その磁極軸は回転円板上の磁極軸と同一方向で、か
つ相対向する永久磁石13b 13b′,13d 13d′……の
磁極軸は一直線上に在って、向き合う磁極の極性は逆極
性である。
【0010】更に回転円板1の永久磁石13a,13c……
と収納ケース3の内側両面に装着される永久磁石13b 1
3b′,13d13d′……はそれぞれの磁極軸の中心と中
心軸2の中心線より等距離に設ける。収納ケース3の材
質は少くとも永久磁石を装着する部分は(図3に示す部
分8)磁性体を用い外部磁界からの磁気シールドと、内
側面に装着した永久磁石の磁路を形成し、その磁気効果
を高めている。
【0011】次にこの実施例におけるトルクと磁石の磁
束密度について説明する。図7において荷重7を吊り上
げる場合ワイヤー10の強度が足りない場合、ワイヤー10
を交換しなければならない。その時、荷重7を外してウ
インチ11で捲取るとブレーキが無いと絡まったりよじれ
たりして収拾がつかなくなる。そこで図8のように別の
ワイヤー10′を捲いた別のウインチ12のワイヤー10′と
前のワイヤー10を継ぎウインチ11で捲き取りを開始する
が別のウインチ12のモーターは停止させてある。従って
ウインチ11のトルクがこの発明によるトルクより大きけ
ればスリップしてウインチ11に捲き取られワイヤー10′
は交換できる。ワイヤー10又は10′にかかる負荷が軽過
ぎるとワイヤーは絡まったりよじれたりするのでブレー
キトルクが必要となる。
【0012】そこでこの発明のウインチドラム用ブレー
キトルクについて必要とするブレーキトルクを求める。
ウインチ用のワイヤー10は2本使いとし、それぞれのワ
イヤー張力は1本につき1ton計2tonとなる。ワイヤー
10′の長さは200m、ワイヤースピードを10m/min、ワ
イヤー径25mmφ、ドラム径500mmφ、ワイヤーはギヤー
比1/2のリングギヤー22付ドラムに捲き取られる場合、
捲き取り時間は200m/10m/min即ち20分を要しその間ブ
レーキトルクが安全確実に保持されていなければならな
い。又トルクは200Kg×0.52m/2=520Kg-mギヤー比が
1/2であるから所定のトルクT1はT1=260Kg-mとな
る。又捲き取りに必要な馬力は次式1で求められる。
【式1】 ここにnは回転数となる。この回転数nは前記の条件で
ギヤー比1/2としたことからつぎの式2のようになる。
【式2】 式2を式1に代入すると、 となる。故にHP=4.44HP、ここで減速機23、η1
0.8,gearη2=0.9,η1×η2=0.72を用いると、 となるので、本実施例の場合7.5HP(5.5KW)以上のモ
ーターを使用すれば良いことがわかる。
【0013】図1に示すこの発明の実施例では、回転円
板1上に直径191mmの位置に10mmφ×30mmの永久磁石の
磁極面の中心を合わせ同心円状に等間隔に装着してある
ので、191mm×π÷15=40即ち40個の永久磁石で足り
る。前述のとおり、図4に示すように回転円板1に装着
した永久磁石13a,13c,13eを挾む位置関係に収納ケ
ース3の一方の内側面と他方の内側面にそれぞれ13b,
13d……郡と13b′,13d′……郡を装着すれば、回転
円板1に装着した永久磁石13a,13c……と三列とな
る。そしてそれぞれの磁極面を対向させれば図4のよう
な位置関係のとき、合成剪断力を得ることができる。永
久磁石13a,13c……と13b,13d……及び13b′,13
d′……との磁極面間隙を1mmとしたとき、この実施例
による中心軸2にかかるトルクは260Kg-mであるが上述
のとおり永久磁石は三列に配列されているので分担する
トルクは半分の130Kg-mでよいことになる。このトルク
に対抗するために用いる磁石の磁束密度は8530ガウスで
よい。
【0014】この実施例では永久磁石の磁極面の直径d
を10mmφ、磁極軸間隔距離l1を15mm従って隣り合う永
久磁石の間隙はl2は5mm、向き合う磁極面の間隙l3
1mmとして説明したが、この寸法や永久磁石の磁束密度
を変えればトルクは当然変わる。然しl3<l2の関係は
保たれl3は小さい程効率は良いことになる。この発明
のウインチドラム用ブレーキはウインチに限らず織物、
紙などの薄物の加工機械や捺染など印刷ずれが生じ不良
が発生するような機械においてブレーキの維持を長時間
必要とするところに有用である。
【0015】
【発明の効果】この発明は前記のようであって、回転円
板を収納ケースに回転可能に軸着し、回転円板には偶数
個の永久磁石を隣り合う磁極を逆極性とし、かつその磁
極軸は中心軸の軸方向と同一として、同心円上に装着
し、収納ケースの一方の内側面と他方の内側面にそれぞ
れ回転円板と同数個の永久磁石を装着し、それらの磁石
は回転円板上のそれと対向する位置に設け、向い合う磁
極と隣り合う磁極は相互に逆極性としたので、ウインチ
ドラムの正逆回転に際し、低速高速にかかわらず一定の
ブレーキを保持し、それ以上のトルクがかかったときは
スリップ回転し、軽負荷のときにもワイヤーの絡みやよ
じれによる事故を防止し、ウインチのワイヤー交換を容
易に行うことができ、かつ長時間にわたってブレーキ作
用を行わせても焼付きが無くブレーキシューの交換も不
要で、放置しても錆付きなども無く、保守の手間が省け
安価であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の一部の縦断正面図である。
【図2】同上の要部の斜視部分断面図である。
【図3】同上の一部断面図である。
【図4】永久磁石の配置関係図である。
【図5】回転円板の詳細部分縦断面図である。
【図6】冷却用羽根取付図である。
【図7】ウインチドラム捲取図である。
【図8】ウインチドラムワイヤー交換図である。
【符号の説明】
1 回転円板 2 中心軸 3 収納ケース 4 永久磁石
装着孔 5 マグネット取付ビス 6 冷却羽根 7 荷重 8 磁性体ケ
ース 9 通気孔 10,10′ ワ
イヤー 11 ウインチドラム 12 交換用ウ
インチドラム 13a,13c,13e 回転円板装着永久磁石 13b,13d,13f……,13b′,13d′,13f′…… 収納ケース
内装着永久磁石 14 取付ビス 15 マグネッ
ト取付ビス 16 リングギヤー 17 減速機 18 ビス 19 MCナイ
ロン体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心軸に固着した回転可能な回転円板を
    収納ケースに収納し、該回転円板の外周部の同心円上に
    中心軸方向と永久磁石の磁極軸方向が平行であり、かつ
    隣接する磁極が逆極性を有するように偶数個の永久磁石
    を一定の間隙を設けて装着し、収納ケースの一方の内側
    面と回転円板を挾んだ他方の内側面の各面に、回転円板
    上に設けたと磁極面形状が同一であり、かつ同数の永久
    磁石を装着し、それらは回転円板上に装着した永久磁石
    と磁極面が相対する向きにして一定の間隙を設け、かつ
    隣接する磁極を反対極とし、更に収納ケースの一方の内
    側面と他方の内側面に装着された永久磁石の磁極軸は同
    一線上にあり、かつその磁極軸の方向と回転円板上に設
    けた永久磁石の磁極軸の方向が同一方向で、対向する磁
    極は逆極性であることを特徴とするウインチドラム用ブ
    レーキ。
  2. 【請求項2】 中心軸に固着した回転円板において、永
    久磁石装着部分が非導電体である請求項1のウインチド
    ラム用ブレーキ。
  3. 【請求項3】 収納ケースにおいて少くとも永久磁石装
    着部分が磁性体である請求項1のウインチドラム用ブレ
    ーキ。
JP10046491A 1991-04-05 1991-04-05 ウインチドラム用ブレーキ Expired - Lifetime JPH0684239B2 (ja)

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JPH04308195A JPH04308195A (ja) 1992-10-30
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