(57)【要約】【課題】  磁性流体を用いたモータ用ブレーキ装置に於いて、内部圧力調整機構を設けることにより、上記の課題を解決することができるモータ用ブレーキ装置を提供すること。解決すべき課題、必要に応じて技術分野を記載する。【解決手段】  モータのモータシャフトにブレーキディスクを装着し、ヨーク部材で形成した密閉空間内に前記ブレーキディスクを配置し、前記密閉空間内に磁性流体を充填し、該磁性流体に磁場を与えることによって前記磁性流体を磁化して前記ブレーキディスクに制動力を付与するモータ用ブレーキ装置において、前記ヨーク部材２２で形成した密閉空間３の容積を可変可能に構成し、前記磁性流体４の体積変動に応じて、前記密閉空間３内の内部圧力を調整可能に構成したことにある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのモータシャフトにブレーキディスクを装着し、ヨーク部材で形成した密閉空間内に前記ブレーキディスクを配置し、前記密閉空間内に磁性流体を充填し、該磁性流体に磁場を与えることによって前記磁性流体を磁化して前記ブレーキディスクに制動力を付与するモータ用ブレーキ装置において、前記ヨーク部材で形成した密閉空間の容積を可変可能に構成し、前記磁性流体の体積変動に応じて、前記密閉空間内の内部圧力を調整可能に構成したことを特徴とするモータ用ブレーキ装置。
【請求項２】
前記磁性流体にＭＲ流体を用いたことを特徴とする請求項１に記載のモータ用ブレーキ装置。
【請求項３】
前記密閉空間を形成した前記ヨーク部材の壁面の一部を、ダンパーブロックで構成し、該ダンパーブロックを前記磁性流体の体積変動に応じて前記密閉空間の容積を調整するように摺動可能に構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ用ブレーキ装置。
【請求項４】
前記ダンパーブロックに、前記磁性流体の体積変動に応じて前記ダンパーブロックを付勢する弾撥手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモータ用ブレーキ装置。
【請求項５】
前記密閉空間を形成した前記ヨーク部材の壁面の一部を、ベローズで構成し、前記磁性流体の体積変動に応じてベローズを伸縮可能に構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ用ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁性流体を用いたモータ用ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の磁性流体として磁気粘性流体、いわゆるＭＲ流体（Magneto Rheological Fluid）を用いたモータ用ブレーキとしては、例えば、特開２００２−３４００５９号公報（特許文献１）がある。
磁気粘性流体（以下、ＭＲ流体と略称する。）は、普通は流動性の液体ですが、磁場を与えると降伏応力をもつ半固体になるという機能性流体である。磁場の強さに応じて降伏応力が変化する。ＭＲ流体は強磁性金属微粒子を、媒体となる流体中に高濃度で分散させたスラリーで、外部磁場により磁化された粒子同士が強く引き付けあうことで高粘土になる。
この性質を用いた機器としてダンパ、ショックアブソーバ、ブレーキ、クラッチなどがある。ダンパは大型車両の座席のサスペンション、ショックアブソーバは乗用車の一次サスペンション、ブレーキはフォークリフトなど電気車両の電動ステアなどに量産化されている。
【特許文献１】特開２００２−３４００５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来のＭＲ流体を用いたモーター用ブレーキにあっては、ブレーキにＭＲ流体を封入する際、オイルシールで密閉したチャンバー内にＭＲ流体を１００％充填していた。モーター及びブレーキ部の温度上昇によりＭＲ流体が熱膨張を起こし、その結果オイルシールリップ部が内部圧力に耐え切れずＭＲ流体及び基油漏れが発生するという課題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、磁性流体を用いたモータ用ブレーキ装置に於いて、内部圧力調整機構を設けることにより、上記の課題を解決することができるモータ用ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、モータのモータシャフトにブレーキディスクを装着し、ヨーク部材で形成した密閉空間内に前記ブレーキディスクを配置し、前記密閉空間内に磁性流体を充填し、該磁性流体に磁場を与えることによって前記磁性流体を磁化して前記ブレーキディスクに制動力を付与するモータ用ブレーキ装置において、前記ヨーク部材で形成した密閉空間の容積を可変可能に構成し、前記磁性流体の体積変動に応じて、前記密閉空間内の内部圧力を調整可能に構成したことにある。
また、本発明は、前記磁性流体にＭＲ流体を用いたことにある。
さらに、本発明は、前記密閉空間を形成した前記ヨーク部材の壁面の一部を、ダンパーブロックで構成し、該ダンパーブロックを前記磁性流体の体積変動に応じて前記密閉空間の容積を調整するように摺動可能に構成したことにある。
またさらに、本発明は、前記ダンパーブロックに、前記磁性流体の体積変動に応じて前記ダンパーブロックを付勢する弾撥手段を設けたことにある。
また、本発明は、前記密閉空間を形成した前記ヨーク部材の壁面の一部を、ベローズで構成し、前記磁性流体の体積変動に応じてベローズを伸縮可能に構成したことにある。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１による本発明の効果としては、ヨーク部材で形成した密閉空間の容積を可変可能に構成し、前記磁性流体の体積変動に応じて、前記密閉空間内の内部圧力を調整可能に構成したので、磁性流体の圧力を一定に保つことができ、磁性流体の流出を防ぐことができる。
請求項２による本発明の効果としては、ＭＲ流体の体積変動に応じて、前記密閉空間内の内部圧力を調整可能に構成したので、ＭＲ流体の圧力を一定に保つことができ、ＭＲ流体の流出を防ぐことができる。
請求項３による本発明の効果としては、発熱によって磁性流体が熱膨張しても、膨張した分ダンパーブロックが軸方向に移動して磁性流体の密閉空間の容積を増加させるので、磁性流体の圧力を一定に保つことができ、磁性流体の流出を防ぐことができる。
請求項４による本発明の効果としては、ダンパーブロックを弾撥手段の付勢力によって、密閉空間の内部圧力を調整することができる。
請求項５による本発明の効果としては、ベローズの伸縮によって、密閉空間内の内部圧力を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はＭＲ流体を用いたモータ用ブレーキ装置を示す断面図である。
【０００８】
図１において、１はモータで、このモータ１の一端部には、モータ用ブレーキ装置２が一体に組み付けられている。このモータ１の軸方向の一端部には、モータケース１１内に内蔵された回転軸としてのモータシャフト１２の一端部１２ａが延長されてモータケース１１の外側に導出されている。モータ１の軸方向の他端部には、図示しないモータシャフト１２の他端部がモータケース１１の外側に出力軸として導出されている。
【０００９】
前記モータシャフト１２の一端部１２ａの先端部１２ａ1には、円板状のブレーキディスク１３が遠心方向に延びるように装着されている。
一方、モータ用ブレーキ装置２は、ブレーキケース２１の内部に、ヨーク部材２２と、励磁用コイル２３と、ダンパーブロック２４とを内蔵している。
【００１０】
前記ヨーク部材２２は、ブレーキディスク１３の一方端面側に設けられた第１のヨーク部材２２1と、ブレーキディスク１３の他方端面側に設けられた第２のヨーク部材２２2と、ブレーキディスク１３の周縁側に設けられた第３のヨーク部材２２3とで構成されている。
第１のヨーク部材２２1と、第２のヨーク部材２２2と、第３のヨーク部材２２3は、ブレーキディスク１３との間に一定の間隙を設けて、ブレーキディスク１３の周囲に密閉空間３を形成している。
【００１１】
前記第１のヨーク部材２２1は、モータシャフト１２の先端部１２ａ1に同心状の円筒部２２1ａが設けられており、この円筒部２２1ａの内側に、円筒部２２1ａの軸方向に沿って摺動可能な前記ダンパーブロック２４が内蔵されている。このダンパーブロック２４は、有底円筒状に形成されており、前記円筒部２２1ａの内部を軸方向に摺動することで、前記密閉空間３の容積を可変可能に構成している。前記円筒部２２1ａの内部には、前記密閉空間３の一部を形成するとともに、前記ダンパーブロック２４の先端を係止する壁部２２4が設けられている。該壁部２２4には、前記ダンパーブロック２４の摺動方向に段部２２4ａが設けられており、この段部２２4ａに前記ダンパーブロック２４の先端が係止されてモータシャフト１２の先端部１２ａ1の端面との間に一定の間隙を保持するように形成されている。前記円筒部２２1ａの内部壁面には、周面に凹部２２1ｂが設けられ、前記ダンパーブロック２４の外周面とのシールを保つロッドシール専用パッキン２５が前記凹部２２1ｂに配設されている。
【００１２】
前記第２のヨーク部材２２2は、モータシャフト１２の先端部１２ａ1にモータシャフト１２と同心状の円筒部２２2ａが設けられており、この円筒部２２2ａの内面側に、オイルシール２６が設けられて前記密閉空間３と外部とのシールを保持している。
前記第３のヨーク部材２２3は、円筒状に形成され、前記第１のヨーク部材２２1と、第２のヨーク部材２２2との外周面に跨るようにして配設されており、前記第１のヨーク部材２２1と、第２のヨーク部材２２2の外周面に形成された凹部２２1ｃ、２２2ｃ内にそれぞれオイルシール２７が設けられて、前記第３のヨーク部材２２3とのシールを行っている。
【００１３】
前記励磁用コイル２３は、前記第３のヨーク部材２２3の外周面とブレーキケース２１の内周面との間に配設され、２本のリード線２３ａを介して図示しない電源に接続されて前記密閉空間３に磁場を形成するものである。
【００１４】
前記密閉空間３内には、磁性流体として、ＭＲ流体（磁気粘性流体）４が充填されており、このＭＲ流体は、磁場を付与することによって、高粘度に変わり、固体のように変化し、ブレーキディスク１３に制動力を付与するものである。
【００１５】
前記ヨーク部材２２は、第２のヨーク部材２２2をモータケース１１に螺子５を介して固定し、ブレーキケース２１を、螺子６を介して第２のヨーク部材２２2に固定することで、ブレーキケース２１内のボス部２１ａによって、前記第１のヨーク部材２２1を第２のヨーク部材２２2に押圧して前記第１のヨーク部材２２1と第２のヨーク部材２２2を圧接させている。
【００１６】
前記ブレーキケース２１の蓋部２１ｂには、孔部２１ｃが設けられ、該孔部２１ｃを介して励磁コイル２３の２本のリード線２３ａが外部に引き出されている。
第１のヨーク部材２２1には、前記密閉空間３内にＭＲ流体（磁気粘性流体）４を充填するための注入口７が設けられている。
【００１７】
次に上記第１の実施の形態の動作を説明する。
励磁コイル２３が励磁されると、励磁コイル２３から発生した磁束がヨーク部材２２を通り、ＭＲ流体４、ブレーキディスク１３、ＭＲ流体４、ヨーク部材２２と通って磁路を形成する。その結果、ＭＲ流体４の粘度が増加した結果発生する摩擦力によってブレーキディスク１３が制動され、ブレーキが作動する。
【００１８】
このとき、モータ１やブレーキ装置２は、作動すると発熱し、ＭＲ流体４を熱膨張させる。
発熱によってＭＲ流体４が熱膨張して体積が増加しても、膨張した分ダンパーブロック２４が軸方向、すなわち図示矢視方向に移動してＭＲ流体４の密閉空間３の容積を増加させるので、ＭＲ流体４の圧力を一定に保つことができ、ＭＲ流体４の流出を防ぐことができる。
【００１９】
そして、モータ１やブレーキ装置２を作動していないときには、ＭＲ流体４には磁場が働かないので、ＭＲ流体４は流動性を増し、熱膨張して増加していた体積が収縮し、大気圧の作用で、ダンパーブロック２４が軸方向に元の位置に戻り、密閉空間３の容積を縮小させる。
【００２０】
つぎに、図２は、本発明の第２の実施の形態で、図１と同一部分は同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。
【００２１】
この場合、ダンパーブロック２４の内側に、ダンパーブロック２４を軸方向に付勢するばね等の弾撥手段８を設けたものである。この弾撥手段８をダンパーブロック２４に当接させている。このためＭＲ流体４の密閉度が増す。また、バネ定数を適宜選択することによってＭＲ流体４の内部圧力を任意の値に保つことができる。
これによって、モータ１やブレーキ装置２の作動を止めた場合には、ＭＲ流体４は流動性を増し、熱膨張して増加していた体積が収縮する。このとき、弾撥手段８の作用によって、ダンパーブロック２４を元の位置に復帰させ、容易に、密閉空間３の容積を縮小させることができる。
【００２２】
また、図３は、本発明の第３の実施の形態で、図１と同一部分は同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。
【００２３】
この場合、弾撥手段８の代わりにベローズ（蛇腹管）９を設けて、ベローズ９とダンパーブロック２４とでＭＲ流体４を密閉するように構成されている。こうして、ダンパーブロック２４をベローズ９の復元力で元の位置に復帰させるようにしたものである。
この場合、第１のヨーク部材２２1の円筒部２２1ａの部分をベローズ９に置き換えたものである。
ダンパーブロック２４の外周面にフランジ部２４ａを設け、このフランジ部２４ａと、第１のヨーク部材２２1の内径側との間をベローズ９で連結したものである。
【００２４】
そして、ベローズ９が軸方向に伸縮することで、発熱によってＭＲ流体４が熱膨張して体積が増加しても、膨張した分ダンパーブロック２４が軸方向、すなわち図示矢視方向に移動してＭＲ流体４の密閉空間３の容積を増加させるので、ＭＲ流体４の圧力を一定に保つことができ、ＭＲ流体４の流出を防ぐことができる。
本実施の形態では、ベローズ９の伸縮強度の設定に応じてＭＲ流体４の内部圧力を任意の値に保つこともできる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、磁性流体として、ＭＲ流体４を用いたが、磁性流体としては、ＭＲ流体４に限らず他の磁気粘性流体を用いることもできるなど、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるモータ用ブレーキ装置の第１の実施の形態を示す部分断面図である。
【図２】本発明によるモータ用ブレーキ装置の第２の実施の形態を示す部分断面図である。
【図３】本発明によるモータ用ブレーキ装置の第３の実施の形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  モータ
２  モータ用ブレーキ装置
３  密閉空間
４  ＭＲ流体（磁気粘性流体）
８  弾撥手段
９  ベローズ
１１  モータケース
１２  モータシャフト
１２ａ1  モータシャフトの先端部
１３  ブレーキディスク
２１  ブレーキケース
２２  ヨーク部材
２２1  第１のヨーク部材
２２2  第２のヨーク部材
２２3  第３のヨーク部材
２３  励磁用コイル
２４  ダンパーブロック
２５  ロッドシール専用パッキン
【図１】
2008281098.tif 000003
【図２】
2008281098.tif 000004
【図３】
2008281098.tif 000005