JPS60216738A - ブレーキを備えた電動機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はかご形回転子を有する非同期電動機を備えたブ
レーキ電動機に関する。

本発明は特に管状の電動減速ユニットの製造に用いられ
、該電動減速ユニットは比較的小さな径（９０■以下）
を有し、特に大陽光に対する防護扉閉鎖または巻上げ用
の装置のを上げ用の管体内に収納されることが意図され
たものである。

〔発明の概要〕

本発明に係るかご形回転子を有する非同期電動機を備え
たブレーキ電動機においては、回転子は一方では、その
対向する両端において、回転子巻線により接続された非
磁性材料よりなるそれぞれ第１および第２の短絡環を具
備し、第２の短絡環は第２の短絡環の外縁と回転子の外
径との間に、半径方向面が可動ブレーキ板の半径方向面
に対向して配列される磁性材料よりなる環状セグメント
を残して、円筒状みそから外側に向かって半径方向に広
がっており、他方では回転子の一部分を分離する非磁性
材料よりなる中間短絡環はブレーキの可動板の方向にお
いて、半径方向の固定子界磁の対応部分を偏向するだめ
のものであり、この可動板はその一つの実質的に半径方
向面が回転子の半径方向端に対向して配列されており、
中間短絡管は回転子と共に回転する如く接続され、ばね
の作用に抗して、固定ブレーギ板から遠くへ移動するだ
めに回転子軸上で軸方向に移動することが可能であり、
円筒状みそは第２の環から少くとも中間環まで軸方向に
広がっており、これら二つの環の間の回転子巻線は回転
子の外径から円筒状めぞまで半径方向に広がっているも
のである。

〔従来の技術〕

一フランス特許第１，５３２，２９８号において記載さ
れたように、この形式の公知のブレーキ用電動機におい
ては、第２の非磁性短絡環は回転子の外縁から極めて小
さな、しかし実在する距離に放射状に配列され、また中
間短絡環と長手方向回転子巻線に対して、第２の短絡環
は長手方向回転子巻線の内側の回転子のまわりに一様に
分布した短絡ターンの系列を構成する。電動機が全負荷
状態で始動されると、その結果として回転子の外線と第
２の短絡環の外縁の間を通過する磁気回路は飽和して、
可動板の方に偏向された磁束（Ｆ２）の大部分（近似的
に８５％）は固定子界磁に関して位相外れとなるにも拘
わらず駆動トルクに寄与している。中間環の分離する回
転子の一部の磁束の大部分は、したがって比較的小金な
外径をもった、ブレーキの可動板の領域に加えられ、ブ
レーキの可動板を吸引するためには全体として使用され
ない。

これはできるだけ強い吸引力を得ようとする場合の問題
点である。

他方、中間短絡環は回転子の外径から放射状に、回転子
の半径の一部を単に過って広がっている。

この中間環により分離された回転子の三部分は従って完
全には磁気的に分離されないし、固定子への電力の供給
が遮断される時にはこの固定子内に節単に相当の電流が
生成され、この電流による変換効果によって回転子内の
回転子巻線に更に大きな電流を瞬時に発生する。それ故
に強力な磁界が回転子を構成する磁気鋼板に生成され、
これはブレーキ動作の見地からすれば問題点である。そ
の理由は磁気鋼板の特にブレーキに近接しているものは
高磁化されており、これがこれらの鋼板に残留磁界を発
生させ、したがって電動機への電力の供給が遮断された
後に成る時間の期間（１ないし２秒）、力がブレーキの
可動板を保持するからである。このことはブレーキの瞬
時動作をそこない特に負荷の減する場合に、負荷が瞬間
的に不動になるのを阻止するので、固定板と可動板のブ
レーキ・ライニングを漸次損傷させる危険がありこれは
二種類の板の相対速度が毀に極めて高い瞬間に遅延して
接触するこれらライニングの突然の摩擦と加熱とに基因
するものである。

別の公知の実施例（フランス特許第１；１１３１，４３
４号）においては、第２の短絡環はこの環の外線と回転
子の外径との間の磁性材料の環のセグメントを残して、
外方に向けて円筒状凹所から放射状に広がっている。こ
れらの磁性セグメントに対し動作する可動電機子の外側
環はしかしながら飽和されるためにある大きさに作られ
、これは恰も磁気的なセグメントが飽和しているかの如
き場合と同じである。

事実、可動電機子の外部極面を通過する磁束を、一層大
きなに動トルクを得るために吸引力を生成するのに必要
な値にまで制限しようとすることが試みられて来た。中
間環が導電性でなければ、かつ電動機への電力の供給を
遮断した後に回転子−板の残留磁界がかなりの量であれ
ば、これは尚更必要であった。このブレーキ用電動機は
したがって前記従来技術と同様の問題点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的とする所は、引用された従来技術の問題点
を有さないブレーキ電動機の設計を可能にすることにあ
り、即ち該ブレーキ電動機は、負荷時に始動するときに
、ブレーキの可動板に向けて回転子内で偏向された最大
磁束が、吸引力およびしたがって制動力ができるだけ高
いようにこの可動板を吸引する如く用いられ、また電動
機への電力の供給が遮断される場合に、遅延することな
く負荷を移動君旨にするためにこの可動板が回転子から
瞬時に移動したりブレーキの固定板に対して平坦にある
ように、ブレーキの可動板に接近して回転子の可動板に
は残留磁束が残らないで、他方その結果としてこれらの
板のライニングを異常に損傷させる危険を阻止する如き
設副を可能にすることにある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明に係るブレーキ電動機は、中間短絡環が少くとも
円筒状凹所まで回転子の外径から放射状に広がっており
、また第２の短絡環は導電性であり、円筒状凹所から放
射状に広がり、しかも上記環セグメントの放射状断面は
、電動機が起動する場合にこれらのセグメントが飽和し
ないように十分であることを特徴とするものである。

〔作　用〕

特に、磁気鋼板の積層物が一方では第１の環と中間環の
間に配列され、他方では中間環と第２の環との間に配列
されている場合の興味ある実施例によれば、磁性材料の
環セグメントの放射状面は、この第２の環の厚みβに少
くとも等しく軸方向に測定された距離だけ、第２の上絡
環の放射状面に関して後戻りするように配列され、ブレ
ーキの可動板は、少くとも厚みｌに等しい距離だけ偏位
されたその活動的な放射状面を、単に上記放射状、面に
対向するだけで、セグメントの放射状面の方向の上記板
の残り部分の前方に有するものである。

別の興味ある実施例によれば、中間環と第２の環の間に
位置する磁性材料の一部分が固体材料により構成される
場合には特に、磁性材料のセグメントの半径方向は第２
の環の半径方向と同一平面内で前方に移動され、可動板
の半径方向面はしたがって或は後方に移動される。

〔実施例〕

第１図から第３図までの図面に示したように、ブレーキ
電動機は電流が流れなくても動作するブレーキ２と協働
する非同期電動機１を具備している。この例において電
動機とブレーキの両者は外筺として用いられる管部３内
に端と端とをくっつけて収納され、また図面等には示し
てないが、成る回転数で動作する減速装置と自動停止装
置とを含むことができる。一般には、比較的小さな外径
（例えば９０鰭以下の）のこの形式のブレーキ電動ｉは
、特に、ローラーブラインド、ころがりシャッタ１、工
作格子窓などをもつ巻線管内に収納されることを目的と
している。

電動機１は非同期電動機であり、３相であってもよいし
、単相でもよい。この例においては、コンデンサ付きの
単相電動機である。この電動機１ば、固定子４を具備し
、固定子外部寸法は、管部３とかご形回転子５の内部寸
法に対応している。

その二つの対向する両端において、この回転子は長手方
向に広がっている回転子巻線９が接続する非磁性体の導
電材料よりなる夫々第１．第２の短絡管１１　、１２を
具備している。回転子はまた同様に非磁性導電材料より
なり、回転子の第１の部分５′から第２の部分５″を分
離する中間短絡環１３を−具備している。これら２個の
部分５′と５“とはこの例においては夫々第１の環１１
と中間環１３との間および中間環１３と第２の環」２と
の間に配列された夫々積み重ねられた磁性鋼板１０′と
１０“により構成される。回転子の第１の部分５′にお
いて、回転子巻線９の第１の夫々の部分９′は比較的小
さな断面の棒により構成され、回転子５の外径８と同一
平面で広がっている。回転子５の第２の部分５″におい
て、回転子巻線９の夫々第２の部分９“ば、円筒状みぞ
１５まで回転子の外径８から半径方向に広がっており、
この円筒状凹所は磁気＠仮１０′と接触している中間環
１３の面まで、第２の環１２の外側半径方向、面２１か
ら軸方向に広がっている。円筒状みぞ１５は回転子の軸
１６と同心状である。

この例において、中間環１３は、回転子５の外径８から
円筒状みぞ１５まで半径方向に広がっている。この第２
の短絡環１２の外線７と回転子５の外径８の間で、積層
鋼板１０″により構成される（第２図の）磁性材料の環
状セグメント１７を残して、第２の短絡環１２は、円筒
状みぞ１５がら外部に向かって半径°方向に広がってい
る。一実施例において、回転子の外径８ば３３．５ｍｍ
に等しく、第２の環１２の外径７は２７．５ｍｍに等し
く、みぞ１５の内径は２１．５ｍｍに等しい。この場合
非磁性材料のセグメント１７の全半径方向部分と回転子
５の断面の間の比は、円筒状みぞ１５の断面を減少して
実質的に０．３に等しい。本発明の請求範囲から逸脱す
ることなく、ある寸法の可能な変化に依存すれば、この
比０．２に等しいか０．２より大である限りは、それ自
身変化し得るものである。

セグメント１７の半径方向面１８は、ブレーキ２の可動
板２０の半径方向面１９に対向して配置され、その可動
板は軸１６に関して同心状に配置されている。この例に
おいては、磁性材料の環状セグメント１７の半径方向面
１８は、第２短絡環１２の外部半径方向面２１に関して
、この第２の環１２の厚みＬに少くとも等しく軸方１；
ｉｌ　！こ測定された距離だけ後戻り（第１図）される
ように配置されている。ブレーキ２それ自身の可動板２
０は、矢印２５に従って単に上記半径方向面Ｉ８に対向
して、セグメント１７の半径方向面１８の方向における
上記板２０の残余部の前面に、Ｌに７等しい距離だけ偏
位しているその活動状態にある半径方向面１９を有して
いる。

可動板２０は、コノタービン２２を介して回転子５の軸
１６と共に回転する如く接続され、ばね例えば円筒状み
ぞ１５内の軸１６に関し共軸的に配列された圧縮用ばね
の作用に抗して、ブレーキ２の固定板２６から移動し去
るために、回転子５の軸１６上矢印（２５）　（第１図
）の方向に軸方向に移動可能である。本発明の特許請求
の範囲を逸脱しないで、この圧縮ばね２８は、みぞ１５
の外側に配列された１個以上の牽引ばねなどにより置換
することが可能である。

軸１６に関してやはり同心状に配列されている固定板２
６は、例えば横断用コツタービン２７により、管３の内
部外縁と一体化されている。固定板２６と可動板２０と
は夫々の対向面上で、電動機への電力供給が遮断される
場合に相互に随動する目的のフ゛レーキライニング２６
′と２０′とを備えている。

本実施例において３個の短絡環１１　、１２　、１３は
回転子巻線９の２個の部分９’、９″と同様に、積重ね
られた磁気鋼板１０’、１０“上に一体に鋳造されたア
ルミニウムの如き非磁性、導電材料により構成される利
点を有し、その２個の積層板は中間環１３にとって所望
の厚みに等しい距離だ６Ｊ予め隔てられている。

固定子４に電力が供給される瞬間に、電動機が例えば負
荷の低下をひきおこす方向に起動する場合、この固定子
内を循環する電流は回転用や脈動用や脈動・回転用界磁
である半径方向（ｆ１界を、電力供給が３相、単相また
は本例の如くコンデンサを用いた単相のいずれかに依存
して、発生ずる回転子５の第１の部分５′において、こ
の半径方向磁界は、第１の短絡環１１と中間短絡環１３
とを通って流れる相当量の誘起電流の中枢である回転子
巻線９′と交差する。この起動電流は回転磁界を生成し
、種々の界磁に基因する力は回転子の回転を生ぜしめる
。この第１の部分５′に誘起された電流は、中間環１３
の存在によって、回転子の第２の部分５″に向かって軸
方向に偏位することができない。

回転子５の第２の部分５″において、半径方向固定子界
磁は回転子内にこの回転子の回転をひきおこす磁束を生
成することができない。事実上、磁束は円筒状みぞ１５
の存在することｔこより半径方向に回転子５を通過する
ことはできない。また磁束はこのみぞ１５まで外径８か
ら広がっている回転子巻線９′の存在に起因するこのみ
ぞ１５のへり沿いに矢印Ｓ１の方向に（第３図）環状に
進むことは不可能で、したがってこれらの巻線９″と交
差することはできない。また中間短絡環１３の存在に起
因して、回転子の第１の部分５′に向けて矢印Ｓ２（第
１図）の方向に磁束を軸、方向偏向させることができず
、かつ第２の短絡環１２の存在に起因する可動板２０の
方向のばね２８の中間近傍で軸方向に偏向させることも
できない。固定子４の界磁から半径方向に到来する全磁
束はたとえ飽和されたセグメント１７がなくても、ブレ
ーキの可動Ｆｊ、２０の活動状態の半径方向面１９の方
向において、第２の短絡環１２の外縁７の外側の磁気セ
グメント１７を通り矢印３３（第１図）の方向に単に軸
方向偏向されることが可能である。

全体の固定子磁束はしたがって、セグメント１７の方向
に、゛ばね２８　（第１図）の作用に抗して、矢印２５
の方向に、可動板２０を吸引１°るように合０１シて、
磁束は比較的大きな直径の環状領域に集中されるから吸
引力は最大となる。この吸引作移動して離れると、ブレ
ーキ２はもはやそめ機能を完了せず、回転子５は負荷を
回転時にかけることができる。

負荷の低下中に固定子４に電力が供給されている間可動
板２０に作用する吸引力は起動時に存在する吸引力と実
質的に同等の状態に維持される。

実際上この吸引力は、単に固定子界磁にのみ依存し、回
転子５の回転速度に連合する回転子界磁に固定子４への
電力の供給が遮断されたら１間に、可動板は直ちに解放
され、電動機がこれまで装荷していた負荷を矢印静止状
態にするために固定板２６に抗して平坦に置かれる。事
実この瞬間には短時間の相当な電構が固定子４に発生さ
れるが、実際上回転子５の第２の部分５″には電流は発
生しない。それは回転子の第１の部分５′の回転子巻線
９′中の実在の電流を短絡する中間短絡環１３が存在す
ることによるものであり、かつ先に述べたように固定子
界磁から到来する磁束は回転子の第２の部分５″を放射
状に通過することができないからで゛ある。したがって
、電力が遮断される瞬間に第２の部分５″の仮１０″を
磁化する回転子磁束は存在し蛛い。電力が遮断された直
後にこのような板１０″には残留磁束は存在せず、吸引
力は可動板２０を固定板２６から遠去けない。他方でま
た、中間短絡環１３の存在することにより、回転子の第
１の部分５′の鋼板１０′の残留磁気は、可動板２０に
接近した第２の部分５″の鋼板１０″に送ることはでき
ない。

固定子に供給される電力がコンデンサを含んで単相であ
る場合には、電源を遮断した後に、コンデンサはその貯
蔵エネルギーにより固定子４に無給電を確かに維持する
が、その結果としての一時的な固定子界磁は、固定子５
の第２の部分５“に残留磁界がない場合可動板２０を保
持するのに不十分である。

本発明の特許請求の範囲を逸脱することなく、中間短絡
環１３は軸１６まで回転子５の外径８から半径方向に広
がることが可能であり、円筒状みぞ１５は、鋼板ｌＯ′
まで広がることなく、中間環１３まで軸方向に広がるこ
とが可能である。同様に、磁気セグメント１７の半径方
向面１８は第２の環１２の半径方向面２１と同じ平面内
を０１１方向に移動することが可能で、可動板２０の半
径方向面１９はしたがって恐らく後方に移動されるであ
ろう。ブレーキ電動機装置の動作は不変の状態に保たれ
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はブレーキ電動機の本実施例において第２図の１
７．１線上の長手方向一部断面図；第２図は同じ実施例
の回転子における第１図のｎ、＝−ｎ線′Ｊ：、０断面
図；および第３図は同じ実施例の回転子における第１図
のｌ・・・非同期電動機、　２・・・ブレーキ、３・・
・管部、４・・・固定子、５・・・かご形回転子、５′
・・・第１部分、　５″・・・第２部分、７・・・第２
環の外径、８・・・外径（回転子の）９・・・回転子巻
線、　９′・・・回転子巻線、１０′・・・ｉＮ磁気鋼
板、１０″・・・積層磁気鋼板、１１・・・第１短絡環
、１２・・・第２短絡環、１３・・・中間環、　１５・
・・円筒状みぞ、１６・・・軸、　１７・・・環状セグ
メント、１８・・・半径方向面（セグメントの）、１９
・・・半径方向面（可動板の）、 ２０・・・可動板、 ２０′・・・ブレーキ・ライニング、 ２１・・・外部半径方向面、２２・・・コノタニピン、
２５・・・矢印、　２６・・・固定板、２６′・・・ブ
レーキライニング、 ２７・・・横コツタービン、２８・・・圧縮ばね。 以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、かご形回転子を、もつ非同期電動機を有する、ブレ
   ーキ電動機であって、該かご形回転子は、その対向する
   両端において、回転子巻線により接続された非磁性材料
   よりなる第１および第２の短絡環を具備し、該第２の短
   絡環はその外縁と該回転子の外径との間に、磁性材料よ
   りなる環状セグメントを有する回転子の円筒状みその外
   側に半径方向に設置され、その半径方向の面は可動ブレ
   ーキ板と、該回転子を三部分に分割する非磁性材料の中
   間短絡環の半径方向面に対向して配列され、その一部分
   は半径方向固定子界磁の対応部分を、可動ブレーキ板の
   方向に偏向させる如く用いられ、その一つの実質的に半
   径方向面は該回転子の半径方向端に対向して配列さ糺、
   かつ該可動板は該回転子と共に回転し、ばね作用に抗し
   て固定ブレーキ板から偏位するように該回転子の軸上を
   軸方向に調節可能に接続されており、該円筒状みぞは第
   ２の短絡環から少くとも中間短絡環まで軸方向に広がっ
   ており、該回転子の外径から該円筒状みぞまで半径方向
   に広がっているこれら２個の短絡環の間で回転子巻線を
   有するブレーキを備えた電動機において、該中間短絡環
   は回転子の外径から少くとも円筒状みぞまで半径方向に
   広がっており、該第２の短絡環はこの第２の短絡環の外
   周と回転子の外径との間で、磁性材料を用いた環状セグ
   メントを存続させることにより円筒状みそから外部に向
   かって半径方向に広がっており、また半径方向断面はこ
   のセグメントが電動機の起動時に飽和しないように十分
   であって、かつ半径方向面がブレーキの可動板の半径方
   向面に対向して配列されることを特徴とするブレーキを
   備えた電動機。 ２、磁性利料を用いた環のセグメントの半径方向面は：
   第２の短絡環の半径方向面に比べれば、少くともこの第
   ２の短絡環の厚みに等しく、軸方向に測定された距離だ
   け引込んで配置され、またその活動状態にある半径方向
   面をもつブレーキの可動板は、単に上記半径方向面に対
   向してセ、グメントの半径方向面の方向に前記板の残余
   部の前方に少くとも該第２の短絡環の厚みに等しい距離
   だ−け偏移されているその活動状態の半径方向面を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブレー
   キを備えた電動機。 ３、磁性材料を用いた該セグメントの全半径方向断面と
   回転子の横断面との間の円筒のその横断面だけ減した比
   は、０，２０に等しいか、または０．２０より大である
   特許請求の範囲第１項記載のブレーキを備えた電動機。