JPS60121939A - 制動装置を備えた電動機 - 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】 本発明は、駆動素子に対し回転自在且つ軸方向に移動自
在であり、少なくとも部分的に磁性材より成り、駆動素
子と共に回転する止め部材に磁気力により押圧されるデ
ィスク状制動質昂を内蔵する制動装置を具える電動機に
関するものである。

既知のように使用して、起動特性を改善し或いは電動機
の運転を安定化づる斯る制動装置を有する電動機は、米
国特許第３７９０８３１号明細用から既知である。この
場合には駆動歯車と共に回転づる１にめ部材（平板／リ
ング）に対して制動質ｍを押圧づる磁気力は制動質量に
内蔵される永久磁石によって形成するようにしている。

しかし、このように永久磁石を設【プる場合には、費用
が著しく高くなる。また、制動質量を内蔵スプリングに
より駆動素子と共に回転する止め部材に圧接さ゛せる方
法も例えば米国特許第３１９７６５９号明細書から既知
であるが、この場合には、装置全体の組立に費用が更に
嵩むようになる。

本発明の目的は、全体的に特に簡単に設計し得る制動装
置を有する電動機を提供せんとするにある。

この目的のため、本発明は前記制動質量を電動機の漂遊
磁界内に配置し、前記止め部材を電動機の回転子及び制
動質量の間に配置し、制動質量に働く磁気力が電動機の
漂遊磁界によって形成されるようにしたことを特徴と覆
る。

本発明によれば、制動質量を駆動素子と共に回転する止
め部材に圧接する磁気力を発生づるための永久磁石は必
要としない。その理由は、電動機の漂遊磁界により磁気
力を直接形成するからである。このように電動機の漂遊
磁界を特定の用途に利用することができる。これと関連
して電動機の＆Ｑ３ｕ磁界を使用する伯の例が知られて
いるが、それらはここで問題にしている適用例とは関係
がない。例えば米国特許第３２８０３５２号明細書は電
動機の励磁時に電動機の漂Ｍ磁界により調整し得るクラ
ッチプレートとブレーキディスクとを組合Ｕた装置が開
示されており、また、西独国公開特二′（第２３６２６
１１号明細書には電動機の回転子と駆動素子との間に摩
擦継手を形成し、この際の継手力を永久磁石として設Ｓ
１された回転子の漂ＭＩｌ界により形成することが開示
されている。

電動機の励磁時の漂遊磁界内に制動質量を配設するのが
有利であることを確かめた。電動機の励磁時に発生する
漂遊磁界が電動機から成る一定の距１ｉＩｌｌｌｉｌｌ
ｌれた場所でも有効である関係上、斯る漂遊磁界を利用
して駆動素子と共に回転する止め部材に制動質量を圧接
させる際にお１）る構成的な問題は、制動質量及び止め
部材或いは駆動素子の配置に対し１ｍ構成的制限が生じ
ないようにする必要があることである。

また、永久磁石回転子を有する電動機において、制動質
量を回転子の漂遊磁界内に４．２設づるのが有利である
ことも確かめた。かように構成することにより、しばし
ば所望とされるように装置の省スペース化を達成するこ
とができる。その理由は制動質量を回転子に近接して配
置できるからである。

これに関して電動機を円筒状の回転子とづる場合には止
め部材を回転子の側面によって形成づるのが極めて有利
である。かようにして、特に省スペースを行った装置を
得ることができる。

さらにまた、止め部材と隣接する第１円板を非磁性材料
で構成すると共に第２円板を磁性材料で構成し、これら
２枚の円板を並設して制動質量を形成するのが有利であ
ることを確かめた。このことは２枚の円板を相互に独立
して設計し得ることを意味し、この場合第２円板のみに
よって制動質量を止め部材に圧接さじるための力を発生
させるようにしている。従って、例えば第１円板を真鍮
で構成し、第２円板を鉄で構成し得るように覆る。

真鍮は鉄より密度が高い為、制動質問を特に有利に設計
することができる。

特にこの場合には、第２円板は、その厚さが主として制
動質量を構成覆る第１円板の少なくとも１／１０の円板
形状とづるのが有利である。この場合、実質的には制動
ｆｆ　ＥＡは特に第１円板によってのみン夫まる。

さらに、第２円板は駆動素子と連結されないようにづる
のがイｊ利である。このことは、第２円板が駆動素子に
対する摩擦損失を発生ゼず、駆動素子と共に回転りる止
め部材に第１円板を圧接づるためにのみ使用づることを
意味りる。この目的のため、例えば第２円板を第１円板
の円筒状段部に配向づるか或いは接着剤によって第１円
板に接着し得るようにづる。

所望により、予定の耐摩擦性を有づる円板を止め部材と
制動質ωとの間に介挿して、前記米国特許第３７９０８
３１月明ＩＩＩ用に記載されているように制動質ｍ及び
止め部材間の摩擦関係に影響を与え１−７るようにづる
こともできる。又、この場合にｉ、！：　、＋Ｊ二め部
材及び制動質量の対向側面に潤滑剤を被”ＩＪ”Ｊるの
が右利である。かように覆ることにより他の円板を追加
づることなく制動質量の滑動を良好に行うように制動質
量と止め部材との摩擦関係を調整づることができる。こ
の目的のために使用し得る潤滑剤としては、種々の市販
のグリース及びオイルがある。

図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。

しかし、本発明はこの実施例だけに限定されるものでは
ない。

第１及び２図には、例えばナイフ或いはハサミを研摩し
得る研削盤を示し、この研削盤はハウジング１内にとい
し車２を具え、研摩づべぎ物体をハウジングに設けられ
たみぞ穴３或いは４内に挿入し、といし車の一方の側面
に物体を押し当てて副Ｉるものである。といし車２を回
動自在の軸５に装着し、装置本体側に配設されＩＣ軸受
６内で軸方向に移動自在とする。軸５に２個のっぽ或い
はフランジ７及び８を配設し、各フランジは互いに逆方
向に作用する板ぽねの部分９及び１０と相Ｎ作用を行う
ようにづる。このようにして、ｑ’Ｉｌｌ　５に装着さ
れたといし車に対し２個の板ばね部分９゜１０の両方か
ら横方向の研削圧ツノを加えて、といし車に当接して研
削される物体との接触圧力を限定し得ることが可能とな
る。

どいし車２を駆動（る為、研削盤には電動機１１を設け
、本例ではこの電動機を自起動単相同期電動機とする。

断る電動機は小型家庭電化製品の駆勅装同としてしばし
ば使用される。この電動機は（１字状固定子１２を具え
、この固定子の各アームに励ｆ４１巻線１３を設（］る
。２個の固定アームの遊端によって直径１ノ向に磁化さ
れた永久磁石により形成された回転ｊ′−１４を囲み、
この回転子を軸受シールド１６及び１７内で回転自在の
支持体１５に固着し、この支持体１５から電動機軸１８
を突出させると共にこの電動機軸にビニオン１９を支持
し、このビニオン１９を軸５内の関連づる内歯を有す軸
方向通路２０内に掛合して、軸り自移動自在の軸５との
駆動連結をｉｊい１ｑるようにりる。

甲相同明電動機の回転を安定化させ、起動を確実に行う
既知のｈ法では、ディスク状制動質量を摩擦ｂＸ合によ
り断る電動機の駆動素子に連結するよ）にし、この制動
質量を駆動素子に関し回転自イ１１１つ軸方向に移動自
在となるＪ：うに配設し、且つ力を加えることにより駆
動素子と共に回転する止め部材に押し当てるようにする
。電動機の起動時或いは負荷変動が生じた際には、安定
運転時に掛合して駆動素子と同期回転づる止め部材（プ
レート／リング）に対し制動質量が滑動するようになる
。制動質量が滑動する際に生ずる摩擦荷車により既知の
ように安定化効果が得られ、これにより電動機の出力を
同時に改善することができる。

駆動素子と共に回転づる止め部材に制動質量を押し当て
るに必要なツノを発生させるためには、少くとも部分的
に磁性材料から成る制動質量を漂遊磁界内に配設し、し
かも止め部材を電動機の回転子及び制動質量の間に配設
し得るようにする。漂遊磁界により制動質量に働く磁気
力によって制動質量を止め部材に押し当てるようにする
。その理由は磁気力が制動質量を止め部材に引きつける
からである。本実施例において、鉄より成るディスク状
制動質ｍ２１を軸５に装着して軸上で回転自在且つ軸方
向に移動自在となるようにし、駆動素子と共に回転する
止め部材を電動機の回転子１４及び制動質量２１の間の
軸５に配設された円板２２によって形成４る。制動質量
２１の軸５上の位置を適宜選定し゛（制りＪ質量２１を
電り３機の励磁による漂Ｍ＠１界内に位置づるようにす
る。第２図に電動機の励磁に、にる磁力線を破線にＣ示
づ。電動機の励磁巻線１３を供給電源に接続するとこの
電動機の励磁による漂遊磁界が発生し、これにより、電
動機の２個の固定子アーム及び回転子１４を経て閉成づ
る主磁界が形成されるが、この漂′ｆｌ磁界は固定子ア
ームの外側をも囲つ゛Ｃ閉成づる。固定子アームの外側
を囲んで開成する漂遊磁界は磁性材料から成る制動質量
を通り、従つ“（制動質量を止め部材に対し吸引及び押
圧し得るようになる。これがため、電動機を１１（給電
源に接続Ｊ“ると、制動質量は動作状態になり、制動及
び安定機能を呈し得るようになる。

電動機を供給電源から巡回１づ−ると、制動質量２１は
再び軸５の回りを回転し得ると共に軸５に沿って軸／ｊ
向に移動しＩ？るようになる。

」一連した所から明らかなように本発明によれば、電動
機の漂逅磁Ｗによつ−Ｃ発生ずる磁気力により直接影響
を費（Ｊるため、制動質量２１を駆動素子と共に回転す
る止め部材に押し当てる為の追加の手段を必要とせず、
従って特に構造及び組立てを筒中と４−ることができる
。

第３図は、例えば電気ひげそり器を駆動し得る自起動単
相同期電動機１１を示す。本例では円筒状回転子１４の
支持体１５に電動機の駆動素子の一部を形成づる大歯車
２４を固着する。又、制動質量２１を近接して配設され
た２枚の円板２５及び２６により形成覆る。これら円板
のうち円板２５は、回転子１４の側の支持体１５の軸区
域２７に回転子１４の側面に直に当接（るように回転自
在且つ軸方向に移動自在となるように配設し、この側面
を駆動素子と共に回転覆る止め部材として用いるように
する。また、第２の円板２６を円板２５の回転子１４と
は反対側に固着した円筒状つば土で回転自在１つ軸方向
に移動自在として円板２Ｇが軸区［２７、従って駆動素
子に当接しないようにし、従って、円板２６は軸区域２
７或いは駆動素子に対し如何なる摩擦損失も生じないよ
うにする。しかし、原理的には円板２６を軸区域２７自
体に装着することもできる。この場合第１内積２５を非
磁性月利で構成し、第２円板を磁性材料で構成する。従
って、第１円板２５はそれ自体で一部としＣ制動質量を
形成する。又第２円板２６はその厚さを円板２５より充
分薄く、即ち少なくとも１・′１０としＣ１円板２５を
回転子１４の側面２８に押圧するに必要なツノが得られ
るようにする。この制動質量２１を円板２５及び２６の
ように２つの部分に分割し’Ｃ段Ｅｌ　ｓることは、例
えば磁化できない真鍮のような比重の重い月利を円板２
５として使用し得るとバに、磁化ξ゛きる円板２６を鉄
で構成し得ることを意味りる。これが１、：め、制動質
量２１全体の設計を特に良好に行うことができる。

本例では、制動質量２１を回転子１４の漂遊磁界内に配
設し、この回転子１４を磁化方向が矢印３０で示される
直径方向に磁化された永久磁石で構成りる。

回転子１４の漂遊磁界は第３図に破線３１で示されるよ
うに回転子を経て閉成されている。この永久磁石回転子
１４の漂遊磁界によって磁性材料より成、る第２円板２
６を回転子の側面２８の方向に常時吸引するため、第２
円板及び回転子の間に配設されだ円板２５を常時側面２
８に押圧して、駆動素子と共に回転し得るようにする。

これがため本例においても制動質量２１によって回転子
の運動を制動且つ安定化し得るようになる。

本例においては、制動質量２１を回転子１４の側面に隣
接することにより構成を極めて簡潔とすることができる
。原理的には第１及び第２図に示す例の場合のように制
動質量２１に対し離間した止め部材を設けることもでき
る。

また、第２円板２６は回転自在且つ軸方向に移動自在と
りる必要はなく、例えば接着剤によって円板２５に永久
的に接着することもできる。本例において第１及び２図
に示す例の場合のように磁性材料より成る単一円板を制
動質量として使用し得ることも明らかである。しかし、
回転子１４及び磁化できる円板２６の間に非磁性の円板
２５を挿入することにより、円板２Ｇと回転子１４との
間に一定の距離を保持し、従って永久磁石回転子１４に
対し円板２６により形成°す゛る磁気分路を小さくする
ことができる他の利点がある。或いは又、非磁性材料よ
り成る円板に磁性材料より成る部分を埋入し、この部分
によって、電動機の漂遊磁界に応答して円板を駆動素子
と共に回転づる止め部材に押し当てるようにすることも
できる。

又、止め部（Ａ及び制動質量の対向側面に潤滑剤を塗布
しで、両者間の摩擦関係を、制動質量の滑動が促進され
るＪ：うにり゛るのも極めて有効である。

潤滑剤としては市販されている種々のグリース或いはメ
イル、例えば［アラニア　グリース　Ｒ２（Ａ　１ａｎ
ｉａ　Ｇ　ｒｅａｓｅ　Ｒ２）　Ｊ或いは「プレシジヨ
ン　ツルーイド７８（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　Ｆｌｕｉｄ
７８）　Ｊを使用することができる。

以１−から明らかなＪ、うに、本発明は上述の実施例に
限定されず種々の変更を行うことが可能である。この変
更１３Ｌ特に、制！ｅ質最自体及び駆動素子と共に回転
し漂遊磁界の影響下で押圧される止め部材と制動ｊｑ吊
との相互作用に関して設計及び配置に対しｔｊう。又、
本発明は運転時の自己安定化に対してのみ適用可るもの
ではなく、制動質量による起動特性の改善の観点から例
えば言わゆるステッピングモータにも適用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用する研削盤の断面図、第２図は第
１図の■−■線上の断面図、第３図は本発明を適用可る
永久磁石回転子を有する電動機の断面図である。 １・・・ハウジング　２・・・といし車３．４・・・み
ぞ穴　５・・・軸 ６・・・伝動装置　７，８・・・フランジ９．１０・・
・板ばね　１１・・・電動（幾１２・・・Ｕ字状固定子
　１３・・・励磁巻線１４・・・回転子　１５・・・支
持体 １６、１７・・・軸受シールド １８・・・電動機軸　１つ・・・ビニオン２０・・・内
歯を段ｔ）た軸方向通路 ２１・・・制動質量２２・・・円板 ２３、３１・・・漂遊磁界　２４・・・大歯車２５、２
６・・・円板　２７・・・軸区域３０・・・磁化方向 Ｆ Ｃ鵠 〔カ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動素子に対し回転自在且つ軸方向に移動自在であ
   り、少なくとも部分的に磁性材料より成り、駆動素子と
   共に回転する止め部材に磁気ツノにより押圧されるディ
   スク状制動質量を内蔵７る制動装置を具える電動機にお
   いて、前記制動質量を電動機の漂遊磁界内に配置し、前
   記止め部材を電動機の回転子及び制動質量の間に配置し
   、制動質量に働く磁気力が電動機の’ｌＡＭｍ界によっ
   て形成されるようにしたことを特徴と４る電動機。 ２、前記制動質量を電動機の励磁による漂遊磁界内に配
   置するようにしたこと、を特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電動機。 ３、電動機の回転子を永久磁石とし、前記制動質量を回
   転子の漂Ｍ磁界内に配置づるようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電動機。 ４、前記電動機の回転子を円筒形とし、前記止め部材を
   前記回転子の側面により形成するようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の電動機。 ５、制動質量を近接して配置された２枚の並置円板によ
   って形成し、その一方、即ち止め部材に近い方の第１円
   板は非磁性材料で形成し、他方の第２円板は磁性材料で
   形成するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第４項の何れかに記載の電動機。 ６、主として制動質量を構成する前記第２円板は、その
   厚さを第１円板の少なくとも１／１０とするようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の電動機。 ７、前記第２円板を駆動素子に連結しないようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項又は第６項記載の
   電動機。 ８、前記止め部！Ａと制動質量との対向側面に潤滑剤を
   塗布するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第７項の何れかに記載の電動機。 ９．前記止め部材を平板又はリングとしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の電動機。