JPS6315721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気制御式ブレーキと共に使用するた
めの電磁石に関する。本発明の電磁石は種々の型
のブレーキと共に使用されるが、自動車車輪用ブ
レーキに組合せて用いるのに特に適している。そ
のようなブレーキでは枢支された作動アームの自
由端部に取付けられたピンに電磁石が装着されて
いる。電磁石は付勢されると、自動車の車輪構造
のドラムと共に回転し通常その一部をなす電機子
板に摩擦係合する。このような摩擦係合により作
動アームが回動して１ないしそれ以上のブレーキ
片をドラムに係合させて車輪に制動トルクをかけ
るようになる。ある場合には作動アームの自由端
部に２つの電磁石が並べて装着される。

車輪ブレーキと共に用いられる多くの電磁石は
円形状である。このような電磁石は通常半径方向
に離れた反対の極性の円心の極を有する磁性金属
製の胴を含み、極間の環状空間が非磁性摩擦材料
のリングで満たされている。胴内に電気コイルが
配置され、コイルが励磁されると磁束により極が
電機子板と摩擦係合するように引かれる。摩擦リ
ングはまた電機子に係合して電磁石の主摩擦面と
して作用する。

本発明の全般的な目的は、従来の電磁石と比較
してより一様な摩耗性とよりすぐれた性能を示
し、製造がより単純で費用の少ない、前述の型の
新規で改良された電磁石を提供することである。

関連する目的は、電磁石の性能特性を改善する
ため摩擦材料の摩擦面の面積が金属製極の極面の
面積に比べて大きい電磁石を提供することであ
る。

他の目的は、２つの円形磁石のかわりに用いら
れ、２つの円形磁石とほぼ同じ空間を占めるとか
なり大きい面積の摩擦面を与える単一の電磁石を
提供することである。

さらに他の目的は、シート状金属から胴が型打
ちされ、型打ち物の部分により、また（あるい
は）型打ち物と容易に組合せられる安価な棒等に
より極が形成される電磁石を提供することによつ
て電磁石の製造費を減少させることである。

本発明のより詳細な目的は、単純かつ安価な円
形コイルを、ほぼ長だ円形の形状を有し、ほぼ長
だ円形の摩擦材料のブロツクの対向する両側に配
置された２つの一体的に形成され、横方向に延び
る直線状の極を有する型打ちの胴と組合せて用い
る電磁石を提供することである。

本発明のこれらの、また他の目的及び特徴は添
付の図面と合せて以下の詳細な説明から明らかに
なろう。

本発明の特徴を具体化する電磁石は種々の型の
ブレーキに用いられるが、特にトレーラのような
自動車の車輪を選択的に停止または減速させるた
めのブレーキ装置に組込むのに適している。本発
明の十分な理解及び評価は第１及び２図に示され
る従来の自動車ブレーキ装置１０を参照すること
により可能であるが、このブレーキ装置はステイ
ブ（Stibbe）の米国特許第4004663号明細書に説
明されいるのと同じ一般的な型のものである。そ
のようなブレーキ装置を組込まれた自動車の車輪
は鋳鉄フランジ１３（第２図）及び一体的な板１
４からなる回動自在なドラム１１を有する。ブレ
ーキ装置の作動機素を支持する背板１５が自動車
に固着されている。

ブレーキ装置１０は１８で背板１５に枢支され
ばね１９により解放位置に押付けられている１対
のブレーキ片１６及び１７を含み、ブレーキ片の
下端を相互に結合させる調節ねじ２０がある。摩
擦材料２１がブレーキ片に接着され、ブレーキが
かけられるとドラム１１のフランジ１３に係合す
る。このようなブレーキをかけるために少くとも
１つの、ここでは２つの電磁石２３がほぼＣ字形
に曲がつた作動アーム２５の下端部に装着されて
いる。作動アーム２５は背板１５のブシユ・ピン
２６（第１図）の両端の間に枢支され、ブレーキ
片１６及び１７の上端の間に配置され作動アーム
のピン２８に枢支されたスイベル・ブロツク２７
を取付けた張出部を含む。

図示のように２つの電磁石２３は作動アーム２
５の下端部で相互に弦状に離され、作動アームに
打止められた装着用ピン３０上で進退する（第２
図参照）。２つの電磁石を用いるとき、それらの
装着用ピンは通常、背板１５に垂直に延びピン２
６及び２８の軸を含む平面から等距離に離されて
いる。１つだけの電磁石を用いるならば、その装
着用ピンはその軸をこのような平面内にして配置
される。

電磁石２３は電源で供給される電流によつて励
磁されるとドラム１１の板１４に摩擦係合し、こ
のようにして板１４が電磁石用の電機子を形成す
る。電磁石２３が励磁されたときにドラム１１が
前方すなわち時計方向に回転していると（第１
図）、電機子１４と電磁石との間の摩擦係合によ
り電磁石が左方に動かされ、作動アーム２５がピ
ン２６上で時計方向に回りスイベル・ブロツク２
７をブレーキ片１６の端部に押付けるようになる
であろう。ブレーキ片はかくしてドラムのフラン
ジ１３に制動係合するように外方に押され、調節
ねじ２０によりブレーキ片１７を外方へ押出すよ
うに作用する。ドラムが反時計方向に回転してい
ると、電磁石の励磁により電機子が電磁石を右方
に移動させて作動アームをピン２６の回りに反時
計時方に回すようになる。かくしてスイベル・ブ
ロツク２７はブレーキ片１７の端部に押付けられ
そのブレーキ片をドラムと係合するように直接外
方へ押出し、またねじ２０は他方のブレーキ片１
６を外方へ押出す。

電機子１４と各電磁石２３との間で十分な接触
をなさせるため、各電磁石２３は装着用ピン３０
上で軸方向に浮遊して支持され、作動アーム２５
の外側と電磁石の内面との間に圧縮されピン上で
伸縮するコイルばね３１（第２図）により電機子
と軽く摩擦係合するように押付けられている。ま
た電磁石が揺動するようにした拡大頭部３３を形
成されているピンの外側端部より電磁石がピン３
０上で限定的に浮遊回動できる。電磁石はピン上
で遊動できるのが望ましいが、ピンの軸の回りで
の電磁石の回動は制限されるべきである。このた
め各電磁石は、外側端部が電磁石に固着されまた
内側端部が作動アーム２５の孔３５を通つて突出
する回動止めブラケツト３４（第２図）を備えて
いる。ブラケツトの内側端部が孔の縁に係合して
電磁石がピン上で回動しないように保持する。

各電磁石２３は、粉末鉄等で作られ装着用ピン
３０を受けるための中心の孔４１を形成した全体
として円筒形の胴４０（第２図）を含む。電源に
結合するようにした導体（リード線）４５を有す
る多数回巻線によつて形成される環状コイル４４
を収容するため環状凹溝４３が胴に形成されその
軸方向外方に面する側から開いている。凹溝内に
は摩擦材料（例えばブレーキ・ライニングと同様
な）のリング４６も配置され、通常胴４０に接着
されている。

溝４３があるため胴４０は、それぞれ反対の極
性の内側及び外側の磁極４７及び４８をなす内側
及び外側の同心リングが形成されている。コイル
４４が付勢されると、極の間及び電機子１４を磁
束が通過して電磁石を電機子と係合するように引
きつける。摩擦リング４６の外面も電機子に係合
して電磁石と電機子との間で十分な摩擦係合をな
すようにする。

本発明は、従来の電磁石よりも製造し易い単純
な、より優れた性能及び摩耗特性を示し、またさ
らに従来用いられている２つの電磁石２３の代り
にブレーキ装置１０に用いられる新規で改良され
た電磁石を提供することを意図している。本発明
の電磁石は特にその独特な形状と、極の形成方法
とを特徴としている。

より詳細には、電磁石５０は鋼のような低い磁
気抵抗の可鍛性材料で作られた胴５１（第６図）
を含む。本発明を実施する際に、胴を簡単な安価
な方法で製造できるようにするため胴がシート状
の鋼から型打ちで単一片として形成される。第６
図に示されるように胴はほぼＵ字形で、ウエブ５
３と、ウエブの対向する両側から折曲げて垂直に
配置された、ほぼ同一形状の平行なフランジ５４
とによつて形成されている。２つの同一形状の耳
状突部５５がウエブ５３の対向する端部から突出
するように一体的に形成されている。耳状突部は
ウエブ５３と同じ平面内にあり、フランジ５４の
端部を越えて突出し、ここではｒをもたせて形成
されている。ウエブ５３及び耳状突部５５は全体
としてほぼ長だ円形の板５６を形成している。フ
ランジ５４は板５６の長い方の縁から突出し、板
５６の短い方の縁の間に集中している。

各フランジ５４はその自由端部で形成される極
面５７（第５及び６図）を有する磁極を形成す
る。２つの極５４は同等の極性であり、また反対
の極性の極５９の反対側に間隔をおいて配置され
ている。本発明により極５９は鋼または他の低い
磁気抵抗の材料からなる丸棒材から自動棒材作業
機で迅速かつ容易に製造される全体として円筒形
のスタツドによつて形成されている。スタツド５
９の一端６０は極面をなし、フランジ５４の縁部
によつて形成される極面５７と同じ平面内にあ
る。

スタツド５９の両端の中間を拡大部６３とする
ためにスタツド５９の２つの端部は６１及び６２
で示されるように直径を小さくしてある（第６
図）。スタツドの端部６１はウエブの幾何学的中
心において胴５１のウエブ５３を通して形成され
る孔６４内に置かれる。スタツドは軽いプレス嵌
めにより孔内に固定してもよく、あるいはウエブ
５３にろう付け、接着または打止めされてもよ
い。しかしながらスタツドの端部６１は残留磁束
を散逸させるための空隙を形成するように小量の
遊隙をもつて孔内にゆるく嵌合するのが好まし
い。

磁束を発生させるためのコイル６５（第６図）
はスタツド５９の拡大部６３上に進退し、ウエブ
５３上にある。コイルは従来の円形構造のもので
電源に結合するようにした導体（リード線）６９
を有する多数回巻線６７を支持する環状ボビン６
６を含む。小孔７０が胴５１のウエブ５３を通し
て形成されリード線が胴から外方に出られるよう
にしてある。

ブレーキ・ライニング用等の適当な摩擦材料の
成形ブロツク７１で電磁石５０が完成する。摩擦
ブロツクは長だ円形で板５６の形状にほぼ一致す
る。ブロツクの一方の面は板５６上にあり、また
反対側すなわち外側の面７３は極面５７とほぼ同
じ平面内にあつて摩擦面をなす。摩擦ブロツクは
極５４と極５９との間の空間をほぼ満たしてい
る。第５図に示さるように摩擦ブロツクに空孔７
４が形成され、コイルを収容してコイルがスタツ
ド５９上で軸方向に移動するのを防ぐ。さらに孔
７５が摩擦ブロツクの中央に形成され、スタツド
の端部６２を収容する。孔７５の直径はスタツド
の拡大中央部６３の直径より幾分小さい。

電磁石５０を組立てるためにスタツド５９の端
部６１は始めウエブ５３の孔６４内にすべり込ま
せられる。その後スタツドの拡大部６３上にコイ
ル６５がすべり込ませられる。それから摩擦ブロ
ツク７１の適切な面に適当な接着剤がつけられ、
摩擦ブロツク７１が胴５１内に置かれる。接着剤
が硬化するとブロツクが胴に固着されてスタツド
にコイルを把持する作用をなす。ブロツクはまた
孔６４にスタツドを把持する作用をなす。

都合よいことに電磁石５０は２つの円形磁石２
３の代りにブレーキ装置１０で用いるのに適す
る。このため２つの孔７６が板５６に穿設されて
いるが、この孔はスタツド５９から等距離に離さ
れ、フランジ５４の間にほぼ集中している。２つ
の並べた孔７７が摩擦ブロツク７１に突設されて
いる。各対の孔の間隔はブレーキ装置１０の装着
用ピン３０の間隔に一致し、かくして２つの分離
した電磁石を用いる必要を避けるため単一の電磁
石５０がピンに装着されよう。電磁石５０をその
ように装着して、極面５７及び摩擦ブロツク７１
の寸法の長い方はブレーキ装置１０の作動アーム
２５の回転軸２６を通過する半径方向直線上に集
中して垂直に延びている。

第３図を第１図と比較すると、電磁石５０が円
形電磁石２３の各々と同じ半径方向の大きさで２
つの電磁石２３の及ぶ弦長全体に等しい弦長に及
ぶ。かくして電磁石５０は２つの電磁石２３以上
の物理的装置空間を必要としないという結果にな
る。しかし電磁石５０の全摩擦面面積（すなわち
極面５７及び６０と摩擦ブロツク７１の面７３と
を合せて面積）は２つの電磁石２３の全摩擦面面
積よりずつと大きい。これは長だ円形の電磁石５
０が２つの円形の電磁石間に存在する砂時計形の
空間に及びこれを完全に満たしているためであ
る。

従つて電磁石５０はブレーキ装置１０の電機子
１４により大きな摩擦面積を提供し、かくして摩
耗速度が減少する。長だ円形の電磁石５０は電機
子内へくい込み突き入るよりはむしろ平坦な対面
関係で係合しようとし、その結果電磁石はほぼ一
様に摩耗する傾向にある。また金属製極面５７の
面積に対する摩擦ブロツク７１の摩擦面７３の面
積の比は比較的大きい。その大きな比のため、電
磁石の全摩擦係数は、摩擦係数が適度に予期でき
適度に一定な摩擦ブロツク７１により大きく依存
し、極面が電機子により摩損するため摩擦係数が
時々刻々に変動する金属製極面５７にはそれ程よ
らないので、電磁石の摩擦性能特性が改善され
る。

かくして長だ円形の電磁石５０は製造費が低い
という重要な特徴に加えていくつかの特徴を与え
る。電磁石５０が横長のものであつても、従来の
円形の安価なコイル６５を用いることができる。
また電磁石はその特性により装置用ピン３０の回
りに回動できず、かくして２つの装着用ピンを有
するブレーキ装置と組合せて電磁石を用いると、
回転止めブラケツト３４及びそれに付随する費用
が省かれる。

第７図に変更した電磁石５０′が示されている
が、これは唯ひとつの装着用ピンを有するブレー
キ装置と共に用いるようにしてある。電磁石５
０′は板５６′及び摩擦ブロツク７１′が孔７６及
び７７に対応する孔を形成してないという点のほ
かは電磁石５０と同じである。その代りにスタツ
ド５９′の中央に孔８０が穿設され、ブレーキ装
置の装着用ピンを受けるようにしてある。従来の
回転止めブラケツト（図示せず）を電磁石に取付
けて電磁石が装着用ピンの回りに回動するのを防
ぐようにしてもよい。

第８及び９図に設計変更した他の形式の電磁石
８１が示されている。この場合、ただシート状金
属から型打ちされる平坦な長だ円形の板８３だけ
で電磁石の胴が形成されている。一つの極性の磁
極をなす円筒形スタツド８４が板８３の中央に穿
設された孔８５内に固定され、環状コイル８６を
支持する。板８３に穿設された２つの付加的な孔
８９に固定された２つの付加的な円筒形スタツド
８７によつて極８４と反対の極性の２つの極が形
成される。孔８９は板８３の長い縁の間に集中し
スタツド８４から等距離だけ離れている。長だ円
形の摩擦ブロツク９０が板８３に接着され、また
コイル８６を収容するための空孔９１とスタツド
８４及び８７を収容するための孔９３とが形成さ
れている。電磁石８１がブレーキ装置１０の装着
用ピン３０に支持されるようにするためスタツド
８７の各々に孔９４が穿設されている。

第１０及び１１図にある程度同様な電磁石９５
が示され、これは２つの孔９７を形成された平坦
な横長の板９６を含む。孔９７は板９６の長い縁
の間に集中し、板９６の中央に対して偏奇し等距
離だけ離れている。孔９７に２つのスタツド９８
及び９９が固定され、スタツドに装着孔１００が
穿設されている。コイル１０１がスタツド９８上
で進退し、板９６に接着された摩擦ブロツク１０
４の空胴１０３内に把持されている。摩擦ブロツ
クに孔１０５が穿設されてスタツドを収容する。

電磁石５０，５０′，８１及び９５の用途は自
動車車輪用のブレーキ装置１０に限定されず、円
板型電機子を有する他のブレーキにも用いられる
ことが分るはずである。またカリパス円板ブレー
キを形成するように電磁石が電機子の対向する側
に相互に対をなすようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の代表的な２つの円形電磁石
を用いるブレーキ装置を有する自動車車輪構造を
通して半径方向にとつた断面図である。第２図は
第１図のほぼ直線２−２上にとつた従来技術の電
磁石の１つを示す拡大部分断面図である。第３図
は第１図の下部と同等であるが本発明の独自の特
徴を具体化する新規で改良された電磁石を示す図
である。第４図及び５図は第３図のそれぞれほぼ
直線４−４及び５−５上にとつた拡大部分断面図
である。第６図は新規な電磁石の破断した透視図
である。第７図及び８図は新規な電磁石の２つの
他の実施例の透視図である。第９図は第８図のほ
ぼ直線９−９上にとつた断面図である。第１０図
は新規な電磁石のさらに他の実施例の透視図であ
る。第１１図は第１０図のほぼ直線１１−１１上
にとつた断面図である。 ５０……電磁石、５４……フランジ（極）、５
５……突部、５６……板、５７……極面、５９…
…スタツド（極）、６３……スタツドの拡大中央
部、６４……孔、７１……摩擦ブロツク、７４…
…空孔、７６……孔、７７……孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低い磁気抵抗の磁性材料で作られたほぼ長だ
   円形の板と、該板に形成された孔と、低い磁気抵
   抗の磁性材料で作られ上記板に対してほぼ垂直に
   外方に延びるように上記孔内に配置されたスタツ
   ドと、該スタツド上にはめ込まれ、電源に結合さ
   れた、ほぼ円形断面の環状コイルと、上記板の形
   状にほぼ一致し上記板の上に載置されている摩擦
   材料のブロツクとを具備し、該摩擦材料のブロツ
   クはこれを貫通して延びる上記スタツドを受入れ
   るための孔と、上記スタツドの外方に延びる部分
   にある上記コイルを把持するために上記コイルを
   収容する上記摩擦ブロツク内の空洞とを備え、上
   記コイルが上記電源により励磁された時に１つの
   磁性の磁極を形成し、さらに、上記板から外方に
   向かつて上記スタツドと同じ方向に延び上記コイ
   ルが励磁された時に反対の極性の磁極を形成する
   低い磁気抵抗の磁性材料で作られた前記手段を具
   備し、上記両磁極間の空間を上記摩擦ブロツクに
   よつて占有されて相互に離隔されており、上記磁
   極の各々が上記板に対してほぼ平行でかつ上記摩
   擦ブロツクの外方の面とほぼ同じ平面内に配置さ
   れた極面を有し、上記摩擦ブロツクの内方の面は
   上記板上に配置つれていることを特徴とするブレ
   ーキ等に用いる電磁石。 ２ 上記スタツドが上記板のほぼ中央に配置され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲１記載の
   電磁石。 ３ 磁極を形成するための低い磁気抵抗の磁性材
   料で作られた上記手段が上記板の長い縁から突出
   するように一体的に形成された１対のフランジか
   らなり、１対の該フランジが共に上記板から同じ
   方向に外方に突出しており、また上記スタツドの
   対向する両側に配置され、上記板の平面に対して
   ほぼ垂直に間隔をおいて延びる平行な平面内に配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲２
   記載の電磁石。 ４ 上記板の上記孔の対向する側から等距離だけ
   離して設けられた２つの付加的な孔が上記板に形
   成されており、磁極を形成する上記低い磁気抵抗
   の磁性材料で作られた手段が上記板の上記付加的
   な孔内に固定された２つの付加的なスタツドから
   なり、上記摩擦ブロツクに付加的な孔が設けられ
   ていて該付加的なスタツドからなる手段を受入れ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲１記載の
   電磁石。 ５ 上記付加的なスタツドを貫通して孔が穿設さ
   れており該孔は上記付加的なスタツドの軸線と一
   致する軸線を有することを特徴とする特許請求の
   範囲４記載の電磁石。 ６ 磁極を形成する上記低い磁気抵抗の磁性材料
   で作られた手段が１個の付加的なスタツドからな
   り、上記２つのスタツドの両方が上記板の長い２
   つの縁の中央にあり、かつ上記板の中央から等し
   い距離だけ離隔しており、さらに上記板は１個の
   付加的な孔を具備し、上記付加的なスタツドは上
   記付加的な孔に固定されており、さらに、上記摩
   擦ブロツクに上記付加的なスタツドを受入れるも
   う１個の付加的な孔を具備することを特徴とする
   特許請求の範囲１記載の電磁石。 ７ 上記スタツドを貫通し、かつ上記スタツドの
   軸線と一致する軸線を有する孔が形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲６記載の電磁
   石。 ８ 磁極を形成する上記低い磁気抵抗の磁性材料
   で作られた手段が上記板と一体となし、外方に突
   出するように形成され、かつ上記板の長い縁にほ
   ぼ垂直に配置された１対の平行なフランジからな
   り、上記孔は上記板の中央に形成されており、上
   記スタツドは円筒状であつてかつ上記フランジと
   同一方向に上記板から突出しており、上記コイル
   は上記板によつて支持されかつ上記スタツドの両
   端間に位置しており、さらに、上記板と一体に形
   成され該板の両端から突出しかつ上記板と同一平
   面内に配置された１対の耳状突部を有し、上記摩
   擦ブロツクは上記フランジ間に位置し上記板と上
   記１対の耳状突部上に載置されており、上記フラ
   ンジの外側両端部と上記スタツドの外側端とは上
   記摩擦ブロツクの外側面とほぼ同一平面内に配置
   されかつ上記コイルが上記電源によつて励磁され
   た時には磁極面を形成することを特徴とする特許
   請求の範囲第１記載の電磁石。 ９ 上記スタツドは上記板および上記摩擦ブロツ
   クにおける孔の直径よりも大きい直径を有する大
   径中央部を具備し、上記スタツドは上記孔よりも
   小さい両端部を有し、上記摩擦ブロツクに上記板
   に接着され上記板の孔にある上記スタツドを把持
   していることを特徴とする特許請求の範囲１乃至
   ８の何れかに記載の電磁石。