JPH09140119A

JPH09140119A - 電磁ヒステリシスブレーキ

Info

Publication number: JPH09140119A
Application number: JP32235595A
Authority: JP
Inventors: Shigeharu Arai; 重治新井
Original assignee: Ogura Clutch Co Ltd
Current assignee: Ogura Clutch Co Ltd
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒステリシスマグネットを支持した回転軸の
慣性モーメントが大きい。【解決手段】円筒状のヒステリシスマグネット１４
を、合成樹脂材で形成されたボス部材１３の環状溝１３
ｄに嵌合して固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電磁ヒステリシ
スブレーキ、特に線材の張力制御装置として使用される
電磁ヒステリシスブレーキに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】線材の張力制御装置として使用されてい
る電磁ヒステリシスブレーキは、テンション装置のハウ
ジングに固定されたフィールドコアに電磁コイルを内設
するとともに、このフィールドコアの軸線方向の開口部
に、外側磁極部材と内側磁極部材を同心状に嵌合して固
定している。各磁極部材には、円周方向に間隔をおいて
半円弧状の切欠き部が形成され、これら切欠き部間の突
起を磁極片として構成している。

【０００３】また、外側磁極部材の磁極片と内側磁極部
材の切欠き部、外側磁極部材の切欠き部と内側磁極部材
の磁極片とが環状な空間をおいて対向するとともに、環
状な空間には、磁極片と隙間をおいて対向する円筒部を
有するヒステリシスマグネットが挿入されている。ヒス
テリシスマグネットはカップ状に形成されており、その
円板部は、内側磁極部材の内側に軸受で回転自在に支持
された回転軸上のテンションプーリに固定されている。

【０００４】テンションプーリは、回転軸の慣性モーメ
ントを小さくするためにその質量が軽減され、合成樹脂
や軽合金などの材料で形成されている（実公平１−１１
６３６号公報参照）。このような構造とした電磁ヒステ
リシスブレーキは、テンションプーリに線材が約３６０
度巻かれた状態で掛けられ、線材が巻取られて走行する
ことによりテンションプーリやヒステリシスマグネット
が回転する。また、この線材の走行中においては、電磁
コイルへの電圧印加により発生する磁束が外側磁極部材
の磁極片から内側磁極部材の磁極片へと流れる。

【０００５】即ち、線材の走行により、ヒステリシスマ
グネットの円筒部は磁束を断切りながら回転するが、そ
のヒステリシスマグネットの内部に与えられる交番磁界
の磁気変化の遅れにより、テンションプーリは制動され
る。そして、その制動トルクにより線材には張力が与え
られるので、走行中の線材がテンションプーリからはず
れて断線するなどの問題が防止される。また、電磁コイ
ルへの電圧印加を制御することにより、線材の種類や走
行速度に応じた制動トルクの設定が可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁ヒステリシ
スブレーキは、テンションプーリの質量を軽減して回転
軸の慣性モーメントを小さくしているが、カップ状に塑
性加工を施したヒステリシスマグネットが構成されるた
め、慣性モーメントを十分に小さくすることができな
い。即ち、巻取機を停止したときのテンションプーリの
慣性回転により、線材が供給ボビンから巻取られてしま
う。また、このような慣性回転を制動するためにブレー
キ手段を配設すればよいが、そのような構造とすると、
電磁ヒステリシスブレーキが非常に高価な装置となって
しまう。この発明は、電磁ヒステリシスブレーキの慣性
モーメントを小さくすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
べく、この発明の電磁ヒステリシスブレーキでは、円周
方向に隙間をおいて交互に噛み合う複数の磁極片を有す
るとともに、一方の磁極片の先端と他方の磁極片間の谷
部との間に軸線方向の隙間が形成されたフィールドコア
と、このフィールドコアに内設された電磁コイルと、前
記フィールドコアの磁極片と半径方向の隙間をおいて前
記フィールドコアの内側に配設された円筒状のヒステリ
シスマグネットと、このヒステリシスマグネットが外周
に固定されるとともに、前記フィールドコアに回転自在
に支持された非磁性材製のボス部材とを備えた構造にし
て、ボス部材と一体的に構成される回転軸の慣性モーメ
ントを小さくした。

【０００８】またこの発明の電磁ヒステリシスブレーキ
は、圧延したシート材を円筒状に成形したヒステリシス
マグネットとすることにより、従来のようなリベットの
かしめ加工による固定をはぶいた。

【０００９】またこの発明の電磁ヒステリシスブレーキ
は、フィールドコアの円周方向の隙間と軸線方向の隙間
のうち、少なくとも円周方向の隙間に反磁性部材を挿着
した。即ち、反磁性部材は、磁束（外部磁界）を与える
と磁気分極が逆方向を向くので、隣接する磁極片間に流
れる磁束は反磁性部材で排除されて、磁極片の半径方向
内側に配設されたヒステリシスマグネットへの磁束迂回
効率が向上される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１と図２はこの発明の実施例で
あり、図１は上半分を断面とした電磁ヒステリシスブレ
ーキの側面図、図２はフィールドコアの磁極片を展開し
た説明図である。これら図面の電磁ヒステリシスブレー
キ１は、図示せぬテンション装置に装着される張力制御
装置として使用されるものである。

【００１１】テンション装置の図示せぬハウジングに
は、電磁ヒステリシスブレーキ１のフィールドコア２が
ねじで固定される。このフィールドコア２は、断面が略
Ｌ字状で環状な第１の継鉄３と、断面が略Ｕ字状で環状
な第２の継鉄４とを有するとともに、これら第１・第２
の継鉄３・４を嵌合して一体化することにより形成され
た環状の空間には、コイルボビン５に多条に巻かれた電
磁コイル６が内設されている。

【００１２】第１の継鉄３の円筒部には、円周方向に間
隔をおいて複数の磁極片３ａが形成されている。磁極片
３ａは、内面３ｂが同一円上の円弧面に形成され、外面
３ｃが先端に行く程低くなるテーパ状の平面に形成され
ている。また、図２の展開した説明図のように、磁極片
３ａの円周方向の幅は先端に行く程狭くなっている。即
ち、この磁極片３ａは、先端に行く程磁路断面積が小さ
くなっている。また、第２の継鉄４の内側円筒部に形成
された複数の磁極片４ａも、同様に円弧状の内面４ｂと
テーパ状の平面からなる外面４ｃが形成され、先端に行
く程磁路断面積が小さくなっている。

【００１３】そしてこれら磁極片３ａ・４ａは、円周方
向に隙間Ｓ１をおいて、一方の磁極片３ａが他方の磁極
片４ａ間の谷部４ｄに、他方の磁極片４ａが一方の磁極
片３ａ間の谷部３ｄに挿入され、フィールドコア２の磁
極片３ａ・４ａは、円周方向に隙間Ｓ１をおいて交互に
噛み合っている。また、磁極片３ａの先端と谷部４ｄと
の間、磁極片４ａの先端と谷部３ｄとの間には、隙間Ｓ
１の寸法より大きな寸法からなる軸線方向の隙間Ｓ２が
形成されている。

【００１４】フィールドコア２の円周方向の隙間Ｓ１と
軸線方向の隙間Ｓ２には、千鳥状に折り曲げられた反磁
性部材としての銅板７が挿着されている。この実施の形
態では、銅板７を円周方向への折り曲げ部７ａと所定の
角度をもって軸線方向に延びた折り曲げ部７ｂとからな
る帯状体として、円周方向への折り曲げ部７ａを、第１
の継鉄３の磁極片３ａ先端面と谷部３ｄに当接させて固
着するとともに、銅板７の軸線方向に延びた折り曲げ部
７ｂを、各磁極片３ａ・４ａの間に非接触状態に介在し
た構造である。

【００１５】なお、この実施の形態では、銅板７の軸線
方向に延びた折り曲げ部７ｂの外面を、磁極片３ａの外
面３ｃと同様なテーパ面としたが、この外面を平面状に
してコイルボビン５の内周面に接近する構造にしてもよ
い。また、反磁性部材としては、銅板７に限らず他の反
磁性材料からなる部材で構成することができ、磁極片３
ａ・４ａ間に介在する構造も他の構造にしてもよい。

【００１６】このような構造のフィールドコア２には、
合成樹脂材製のフランジ部材８が両側から嵌合されて固
定されている。また各フランジ部材８の内周面には、そ
れぞれ軸受９が嵌合され、これらフランジ部材８と軸受
９により、フィールドコア２に回転軸１０が回転自在に
支持されている。回転軸１０は、テンション装置の図示
せぬハウジングに回転自在に支持されて突設されてお
り、その先端には、合成樹脂材製のテンションプーリ１
１が装着されている。なお、符号１２は、テンションプ
ーリ１１の溝に嵌合されたゴム材製のリングである。

【００１７】フィールドコア２の内側となる回転軸１０
には、合成樹脂材またはアルミ材製のボス部材１３が装
着されている。ボス部材１３は、端面が軸受９の内輪に
当接した内側円筒部１３ａと、この内側円筒部１３ａの
軸線方向中央に一体に形成された円板部１３ｂと、この
円板部１３ｂの外側に一体に形成された外側円筒部１３
ｃとが形成されている。また、ボス部材１３の外側円筒
部１３ｃには環状な溝１３ｄが形成され、ヒステリシス
マグネット１４が嵌合されている。そして、このヒステ
リシスマグネット１４の外周面とフィールドコア２の磁
極片３ａ・４ａの内面３ｂ・４ｂとの間には、半径方向
の隙間Ｓ３が形成されている。

【００１８】ヒステリシスマグネット１４は、アルニコ
磁石などの圧延されたシート材を円筒状に成形したもの
であり、両端の合わせ面を拡げてボス部材１３の溝１３
ｄに嵌合するとともに、このヒステリシスマグネット１
４の弾性復帰力でボス部材１３に固定されている。な
お、予め円筒状に成形されたヒステリシスマグネット１
４を、ボス部材１３の外周面に圧入嵌合する構造にして
もよい。

【００１９】一方、この実施の形態では、回転軸１０に
ボス部材１３やテンションプーリ１１を装着したが、回
転軸１０とボス部材１３、または回転軸１０とテンショ
ンプーリ１１を、合成樹脂材で一体に形成してもよい。
また、軸受９を構成したが、ブラケット部材８に直接回
転軸１０を支持した構造にしてもよい。また更には、テ
ンション装置の張力制御装置として説明したが、この発
明の電磁ヒステリシスブレーキ１は他の装置の制動装置
として使用できる。

【００２０】以上のような構造からなる電磁ヒステリシ
スブレーキ１は、電磁コイル６に電圧を印加して磁束を
発生すると、この磁束は一方の磁極片３ａ（または磁極
片４ａ）から他方の磁極片４ａ（または磁極片３ａ）へ
流れるが、フィールドコア２の円周方向の隙間Ｓ１より
磁極片３ａ・４ａとヒステリシスマグネット１４との間
の半径方向の隙間Ｓ３が十分に小さいので、また円周方
向の隙間Ｓ１に銅板７を挿着したので、磁束はヒステリ
シスマグネット１４に効率よく迂回される。

【００２１】磁束がヒステリシスマグネット１４に流れ
ると、その内部には交番磁界が与えられる。この電磁コ
イル６の励磁状態で図示せぬ線材がテンションプーリ１
１を走行すると、線材とリング１２の摩擦摺動でテンシ
ョンプーリ１１と回転軸１０、この回転軸１０と一体の
ヒステリシスマグネット１４が回転するが、この回転速
度に対してヒステリシスマグネット１４の磁気変化が遅
れるので、回転軸１０が制動されて線材に一定の張力が
与えられる。しかもこの発明の電磁ヒステリシスブレー
キ１は、反磁性部材である銅板７を挿着したので、それ
が挿着されない電磁ヒステリシスブレーキに比べて、電
磁コイル６に低電圧が印加されても、線材に安定した弱
張力を与えることができる。

【００２２】

【発明の効果】このように、この発明の電磁ヒステリシ
スブレーキは、円周方向に隙間をおいて交互に噛み合う
複数の磁極片を有するとともに、一方の磁極片の先端と
他方の磁極片間の谷部との間に軸線方向の隙間が形成さ
れたフィールドコアと、このフィールドコアに内設され
た電磁コイルと、前記フィールドコアの磁極片と半径方
向の隙間をおいて前記フィールドコアの内側に配設され
た円筒状のヒステリシスマグネットと、このヒステリシ
スマグネットが外周面に固定されるとともに、前記フィ
ールドコアに回転自在に支持された非磁性材製のボス部
材とを備えた構造にしたので、非磁性材製のボス部材側
への磁束の漏洩がなく、電磁コイルに低電圧を印加した
場合でも、ヒステリシスマグネットのヒステリシス特性
によるボス部材の安定した制動作用が得られる。

【００２３】また、円筒形状のヒステリシスマグネット
をボス部材に固定した構造としたので、ボス部材に一体
的に構成される回転軸の慣性モーメントが小さくなる。

【００２４】またこの発明の電磁ヒステリシスブレーキ
は、圧延したシート材を円筒状に成形したヒステリシス
マグネットとしたので、従来のようなリベットのかしめ
加工による固定がはぶけ生産性が向上される。

【００２５】また更には、この発明の電磁ヒステリシス
ブレーキは、フィールドコアの円周方向の隙間と軸線方
向の隙間のうち、少なくとも円周方向の隙間に反磁性部
材を挿着したので、フィールドコアの磁極片からヒステ
リシスマグネットへの磁束の迂回効率がよく、電磁コイ
ルに低電圧を印加した場合でも、ヒステリシスマグネッ
トのヒステリシス特性によるボス部材の安定した制動作
用が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である、上半分を断面とし
た電磁ヒステリシスブレーキの側面図である。

【図２】図１の電磁ヒステリシスブレーキの磁極片を展
開した説明図である。

【符号の説明】

２…フィールドコア、３ａ…磁極片、４ａ…磁極片、６
…電磁コイル、７…銅板（反磁性部材）、１３…ボス部
材、１４…ヒステリシスマグネット、Ｓ１…円周方向の
隙間、Ｓ２…軸線方向の隙間、Ｓ３…半径方向の隙間。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円周方向に隙間をおいて交互に噛み合う
複数の磁極片を有するとともに、一方の磁極片の先端と
他方の磁極片間の谷部との間に軸線方向の隙間が形成さ
れたフィールドコアと、このフィールドコアに内設され
た電磁コイルと、前記フィールドコアの磁極片と半径方
向の隙間をおいて前記フィールドコアの内側に配設され
た円筒状のヒステリシスマグネットと、このヒステリシ
スマグネットが外周面に固定されるとともに、前記フィ
ールドコアに回転自在に支持された非磁性材製のボス部
材とを備えたことを特徴とする電磁ヒステリシスブレー
キ。
【請求項２】前記ヒステリシスマグネットは、圧延し
たシート材を円筒状に成形したものであることを特徴と
する請求項１記載の電磁ヒステリシスブレーキ。
【請求項３】前記フィールドコアの円周方向の隙間と
軸線方向の隙間のうち、少なくとも円周方向の隙間には
反磁性部材が挿着されていることを特徴とする請求項１
記載の電磁ヒステリシスブレーキ。