JPS62196061A - 電機子ロ−タ - 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） 本発明は特に車両のたるめの電磁ブレーキの電機子ロー
タに関するものであり、当該′Ｆｉ機子は強磁性体から
なる少なくとも１つのディスクを有している。該ディス
クは交互に変化する正及び負磁極からなるステータリン
グの前を通過するようにされており、前記ステータから
ディスクは空隙のみによって分離されている。また前記
ディスクは質量内に渦電流が誘起されるという事実の故
にブレーキがかけられ、加熱される。

（従来技術及び発明が解決しようとする問題点）本発明
はより具体的には、電機子のディスクが換気フィンを形
成するよう対応する半径部へと傾斜したアームからなる
１つのリングによって１つの内側締結リングに接続され
ているタイプの電機子に関するものであり、これらのア
ームの最大径部分は前記空隙と反対側ディスク表面上で
軸線方向に突出しており、これらの最大径部分の頂部は
環状ウェブによって互いに結合されている。

前記ディスク、アーム及びウェブのリング全体は鋼から
鋳造された単一ユニットによって構成されている。

このＮＩＩＩ子を装備したブレーキを使用中に渦電流に
よってそのような電機子のディスク内に誘起された熱カ
ロリの除去は基本的には前記アームを介してのウェブに
対する伝導並びに前記ディスク、アーム及びウェブから
の輻射及び対流によって行なわれており、後者の現象は
換気によって大いに補強される。実際前記アームのため
採用されるフィン輪郭は前記ディスク、アーム及びウェ
ブの冷却されるべき高温表面に冷却空気流をぶつけるこ
とにより換気扇の役割を果している。なお前記表面は前
記空気流のための溝を画成している。

周知の実施例においては、前記換気溝を内部に画成する
表面は特別の粗さを有しておらず、前記ディスクの冷却
には改善すべきものがあった。

かくて、このディスクは赤熱する可能性があり、温度は
約７００℃の値を越えることさえ有り、一方ウエアは５
００℃以下の温度にとどまる。

従って前記ディスクを効采的に冷却することが重要とな
る。

事実、このディスクを装備したブレーキによって誘起さ
れるブレーキングトルクはこのディスクが加熱した時に
は著しく減少する。

かくてこのトルクは前記ディスクが室温から約７００℃
の温度に迄加熱された時、所定の値の回転速度及び電力
に対してＣの値からＣ／３の値へと減少する可能性があ
る。

本発明の１つの具体的な目的はブレーキの作動中におけ
る前記ディスクの冷却を改善し、以って当該装置によっ
て発生出来る高温トルクの値を増大させるも、実質的に
ブレーキの駆動に必要なトルクを増大させる必要の無い
ようにすることである。

（問題点を解決するための手段） 従って、本発明に係る前述のタイプの電機子は、前記換
気溝を内部で画成している少なくとも１つの表面がこれ
らの溝内の空気の循環方向に対して傾斜する方向に延び
る平行なリブによって縞模様を付けられるか、うねり（
アンジュレーション）を付けられており、各リブフラン
ク面と隣接表面部分の間に形成される角度は最大でも９
０’に等しく、引続くリブの間隔とこれらのリブの高さ
間の比率は５から１２の間とされていることが特徴とな
っている。

好ましい実施例にａ３いては、以下の特徴の１つ及び／
又は他のものが加えて用いられている。

−前述の比率は約１０である。

−６リブの高さは２〜５ａｗ＋である。

−前記リブは前記ディスクの前記空隙から最も遠い方の
平坦表面上に設番ブられており、環状及び同心状とされ
ている。

一前記リブは前記フィン上に設けられ、軸線方向に延び
ている。

一前記リブは前記ウェブのディスク側表面に設【ノられ
、環状及び同心状とされている。

−前記リブは３角形の垂直横断面を備えている。

−前記リブは垂直横断面において長方形の形状を備えて
いる。

一前記リブは垂直横断面におい実質的に正弦状の形状を
備えている。

一前記リブはそれらが突出する表面とともに単一ユニッ
トを形成している。

本発明はこれらの主要な特徴を別として、好ましくは同
時に用いられ、以下により具体的に考えられる他の特徴
をも有している。

以下もちろん非限定的な目的で与えられている付図を参
照して本発明の好ましい実施例を説明する。

（実施例） 本川＠目において用いられる用語「ロータ」（電機子）
はより具体的には一塊式副組立体１の各々を示している
。副組立体１は強磁性体からなる電機子ディスク２を有
する電磁ブレーキすなわち「渦Ｎ流」減速器の軸ＩＩＡ
×方向における電機子組立体からなっている。

周知のように、そのようなディスク２は車両のトランス
ミッションシャフトのようなブレーキをかけられるシャ
フト３と固着して作られており、同ディスクはブレーキ
のステータ４の前を通過出来るように、すなわちより正
確にはこのステータの一部を形成する、正負極を交互に
有するＴＲ導子のリングの前を通過出来るように装着さ
れている。

ここに空隙Ｅが間に設けられているので、ディスク２は
そのブレーキ作動及び熱堆積へと転換される渦電流の通
過部分となる。

本ブレーキロータ組立体は、単一に又は好ましくはステ
ータの各側上において対称的に分割されて形成されたロ
ータ又は副組立体に加えて、スリーブ、ハブ又はプレー
トのような、Ｘ軸のまわりの回転体である中間部品６を
有している。当該部品６は一般的にはブレーキをかけら
れるシャフト３にボルト結合で固定されており、各「ロ
ータ」１はこの場合その側面においてこの中間部品にボ
ルト結合で固定されている。

やはり周知のことではあるが、各ロータ１は前記ディス
ク２に加えて、かつ又このディスクとともにモールド成
形されて次のものを有している。

−締結リング７゜これは平均直径がディスク２の内径よ
りも小さく、軸線方向穴８が穿孔され、このリングを中
間部品６に固定するためのボルト（図示せず）を収納す
るようにされている（穴にはねじを切っても、切らなく
ても良い）。

−換気フィン９のリング。これはディスク２の空隙Ｅを
限定づるよう画成された表面とは反対側の表面上を延び
ており、少なくとも幾つかのこれらのフィン（特に２１
１に１個又は３個に１個の割合で）はＸ軸線に向けて延
び、ディスクをリング７に接続するアーム１０を形成し
ている。

−リム又は環状ウェブ１１゜これは全体として前記ディ
スクと平行をなして延びており、前記フィン９の最大径
部分の頂部を接続して、これらのフィン、ディスク及び
ウェブの間に換気空気のための換気溝１２を形成してい
る。

前記フィン９及びこれらから延びるアーム１０は傾いて
おり、好ましくはロータの回転方向に対して、半径が増
大するにつれて後方にカーブしている。

前記アーム１０は好ましくは第２図に示した実施例にお
けるごとく軸線方向に曲げられ、リング７をステータの
内側に向けて「もどす」ことにより、ロータの中心部分
の軸線方向体積部が減少されているのが良い。

しかしながら、前記アーム１０はまた「真直」とするこ
とも可能であり、かくすればそれらの中心線は実質的に
同一の横断面内に含まれたままとなる。

各ロータのアーム１０の数は好ましくは８個であり、フ
ィン９の合計は１６又は２４個であるのが好適である。

本発明が改善を提案するのは、ブレーキを利用中渦？ｉ
ｌｆ流の発生によりディスク２中に発生する熱量を除去
する点についてである。

従って換気溝１２を内側から画成している表面の少なく
とも幾つか上にはこれらの溝内の空気の循環の方向に傾
斜して延びる平行リブにより構成される層状細筋又はう
ねりが設けられている。

これらのリブは高さがわずかであり、互いに分離されて
いる。かくして、 −２つの引続くリブ（第１図の１３）を分け、前記ｒ１
１１２内の空気の流れの方向に測定することの出来る距
離りは表面Ｐの平面と垂直に、すなわち軸線方向に設け
られた各リブの＾さＨの５〜１５倍に形成されている（
第２図参照）。

−前記高さは一般的に約２〜５ｍｍである。

好ましくは前記比率Ｄ／Ｈは約１０であり、距１１ｔＤ
は約３０〜４０ｍである。

軽鉄によれば、そのような手段をとることにより、ディ
スクの冷却効果は顕著に改善される一方、「換気による
損失」はわずかにしか増大しないので、ロータの駆動に
必要なトルクはほとんど無視出来る程にしか増大しない
ことがわかった。

冷却に関するこの改善効果すなわち換気空気及びロータ
間における熱交換の改善効果は次の理由で得られたもの
と考えられる。

一前記リブの頂部が冷却されるべき金属表面に沿っての
空気流によって形成される境界層を破壊する。

−これらのリブが相対的に分離されているので、このよ
うに破壊された境界層からくる空気の流れはこれらのり
ブ間で自由に渦を起し、これらのりブ間に形成されてい
る金属表面を効果的に線引し、近傍の空気の流れと混合
されることが可能である。

−しかしながら、これらのリブの高さがわずかであるこ
とを考えると、同リブは換気空気をして低温電機子の駆
動トルクが無視出来ない程度に迄増大するように阻止出
来るような陣書物とはならない。

従って冷却に関する前記改善効果は、前記換気空気と電
機子面の熱交換係数が増大したために得られたのであっ
て、実際には熱交換表面が増大したためではないと言う
べきであろう。

第１図及び第２図に例示された実施例においては、前記
空隙Ｅの反対側におけるディスク２の平坦表面Ｐが層状
に筋をつけられている。

これらの筋は前記平坦表面Ｐ上をＸ軸方向に直接突出す
る環状及び同心上リブ１３の形態をなしている。

各リブの垂直横断面はこの場合２等辺３角形の形状を形
成しており、同３角形の頂角は直角又は実質的に直角で
ある。かくて各リブの頂部は鋭いエツジをなしており、
角柱状はかりナイフのように鋭利化されている。

第３図に示す修整例においては、問題としてるリブはや
はりディスク２の空隙Ｅから遠い方の表面上に設番プら
れているが、同リブを構成している同心状うねり１４の
輪郭又は軸線平面内の横断面形状は正弦又は正弦状形状
を備えている。

別の特に好適な修整例においては、前記リブは横断面に
おいて長方形形状を備えており、これらのリブの高さは
好適にはそれらの幅よりもわずかに大きくされている。

第４図に示す修整例においては、鋭いエツジを備えた細
部はやはり前述のリブ１３のタイプの３角形輪郭を有す
るリブ１５によって構成されているが、ディスク２はも
はや層状細部を付ける唯一のものではなくなっている。

すなわち、リブ１５に類似のリブ１６及び１７がディス
ク２に向うウェブ１１の表面上及びフィン９の横方向表
面上においてそれぞれ設けられている。

ウェブ１１上に設けられたリブ１６は前記リブ１５と同
様に、環状で軸線のまわりを同心状に延びている。

リブ１７については、それらの頂部は軸線方向に延びて
いる、すなわちディスク２中央面と垂直をなす方向に延
びている。

これらのリブ１７の幾つかは第１図の破線で示されてい
る。

第４図に示す実施例において、１つの同じ満１２を画成
する４つの表面上においてそれぞれ設けられたりブ１５
．１６．１７の数は同一であり、それらの頂部は該当す
る溝内の＠環する空気のための一種の引続く絞りダイヤ
フラムを画成するように互いに延びている。

その結果、どのような実施例を採用するにしても、最終
的に与えられる電磁ブレーキのための電機子ロータの［
ｉ、作動及び利点（特にＢＷａ時の減速トルクの改良）
は前述の説明により十分に与えられている。

自明のことであり、すでに前述の事項にあられれている
ように、本発明はより特別に企図した適用型式及び実施
例には決して限定されるものではなく、全ての修整例特
に以下の修整例をも包含するものである。

一ウェブ１１内に形成された溝を介して大気中に開口す
るポケットによりフィン９が中空化され、これらのポケ
ットの底部がディスク２により構成されている修整例。

−及び／又は前記フィン９が互いにオフセットし、半径
方向に部分的にオーバラップしている幾つかのセクショ
ンによって構成される修整例。

全ての有益な目的に対して、前述のタイプの電機子ディ
スクの空隙から遠い方の平坦表面上に同心上リブを設け
ることは既に提案されてきたことを指摘しておくべきで
あるが、これらのリブは冷却液体のための収納部材を構
成するようディスクの軸線に向けて開口した溝であり、
従ってディスクと換気空気の間の熱交換係数を改良とし
てやるという問題とは関係がなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係り構成された電磁ブレー
キ電機子を示しており、第１図は第２図の矢印１から眺
めた半回であり、第２図は第１図の線■−■に沿って眺
めた軸線方向断面半固である。なお対応するステータは
第２図において想像線により付加的に図示されている。 第３図及び第４図は第２図の左上側部分の、やはり本発
明に係る修整例である。 ２・・・ディスク、４・・・ステータ、３・・・シャフ
ト、１・・・ロータ、７・・・締結リング、９・・・換
気フィン、Ｅ・・・空隙、１１・・・環状ウェブ、１２
・・・換気溝、１０・・・アーム。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁ブレーキのための電機子ロータであつて、換
   気フィンを形成するように対応する半径へと傾斜してい
   るアームからなるリングによつて１つの内側締結リング
   に接続された少なくとも１つのディスクを有し、これら
   のアームの最大径部分は前記ディスク上で軸線方向に突
   出し、該部分の頂部は１つの環状ウェブによつて互いに
   結合されており、このウェブは前記ディスク及び当該ウ
   ェブをこのディスクに接続するフィン部分により換気空
   気のための溝を画成している電機子ロータにおいて、前
   記換気溝を内部で画成している表面の少なくとも１つに
   はこれらの溝内の空気の流れの方向に対し傾いた方向に
   延びる平行リブによつて細筋又はうねりが形成されてお
   り、１つのリブの側面と連続表面部分との間に形成され
   る角度は最大でも９０°に等しく、引続くリブの間隔（
   Ｄ）とこれらのリブの高さ（Ｈ）の比率は５から１５の
   間にされていることを特徴とする電機子ロータ。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載のロータにおいて、
   前記比率（Ｄ／Ｈ）が約１０であることを特徴とする電
   機子ロータ。
3. （３）特許請求の範囲１項に記載のロータにおいて、各
   リブの前記高さ（Ｈ）は２〜５ｍｍの間とされているこ
   とを特徴とする電機子ロータ。
4. （４）特許請求の範囲第１項に記載のロータにおいて、
   前記リブは前記ディスクの空隙遠い方の平坦表面上に設
   けられていることを特徴とする電機子ロータ。
5. （５）特許請求の範囲第１項に記載のロータにおいて、
   前記リブは前記フィン上に設けられており、軸線方向に
   延びていることを特徴とする電機子ロータ。
6. （６）特許請求の範囲第１項に記載のロータにおいて、
   前記リブは前記ディスクの側上に位置するウェブ表面上
   に設けらてれおり、環状及び同心状をなしていることを
   特徴とする電機子ロータ。
7. （７）特許請求の範囲１項に記載のロータにおいて、前
   記リブは３角形の形態の横断面を備えていることを特徴
   とする電機子ロータ。
8. （８）特許請求の範囲１項に記載のロータにおいて、前
   記リブは横断面が長方形をなしていることを特徴とする
   電機子ロータ。
9. （９）特許請求の範囲第１項に記載のロータにおいて、
   前記リブは横断面が実質的に正弦形状をなしていること
   を特徴とする電機子ロータ。
10. （１０）特許請求の範囲１項に記載のロータにおいて、
    前記リブは該リブが突出する表面とともに単一ユニット
    を形成していることを特徴とする電機子ロータ。