(57)【要約】【課題】  電磁クラッチ・ブレーキに永久磁石を利用し、そのポテンシャルエネルギーを有効に活用し、保持力を増加し、ひいては、時代の要求である機器全体の小型軽量化と省電力化を実現しようとするものである。磁気回路内に永久磁石を利用することを考えても、脱磁が簡単に出来ないことで一旦保持したブレーキ力を開放することが出来ず、利用されないでいた。逆説的な表現をすれば、残留磁気を減らすために、純鉄等高価な素材を必要としていた。【解決手段】  本発明は、電磁クラッチ・ブレーキのボビンに巻装された励磁コイルを中心に内外径を同心円状と一方側のみを閉じた磁気回路を形成する電磁ブレーキ用ステータの一部にアルニコ磁石等の永久磁石を嵌めこんだ事を主要な特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルを中心に励磁コイルと同心円状に形成された磁気回路を有する電磁ブレーキ用ステータの一部に永久磁石を嵌めこんだ事を特徴とする電磁ブレーキ。
【請求項２】
励磁コイルを中心に、励磁コイルと同心円状に形成された、磁気回路を有する電磁クラッチ用ステータの一部に永久磁石を嵌めこんだ事を特徴とする電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ブレーキ・クラッチの保持力強化と励磁電力省力化の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００３−３０７２３６号公報  電磁クラッチの励磁装置に関する特許公開公報に記載されている様に、電磁ブレーキ・クラッチの各々に特有の特化しなければならない技術もあるが、おおむね保持力強化と励磁電力省力化及び安価な製品の提供が、電磁ブレーキ・クラッチの性能向上の課題になっている。
【０００３】
従来の技術での問題点は電磁ブレーキ力を上昇させる為には磁気回路の空隙を可能な限り縮小するか、励磁電流を増加させるかに限られていた。磁気回路内に永久磁石を利用することを考えても、脱磁が簡単に出来ないことで一旦保持したブレーキ力を開放することが出来ず、利用されないでいた。逆説的な表現をすれば、残留磁気を減らすために、純鉄等高価な素材を必要としていた為、後述するが磁石を逆の相に積極的に着磁することで、磁気回路上の残留磁気を低減することが出来、高価な素材を必要としないという本発明の効果があると言える。
【０００４】
技術的解決策の必要性は、時代の要求が機器全体の小型軽量化の傾向を示し、省電力化の傾向も強くなって来ている。磁気回路の空隙を可能な限り縮小し、保持力を増加させる事も、部品の寸法精度に依る部品製作の経済性と使用環境、温度・湿度等の条件から、自ら限界が出きる。又、励磁電流を増加させるかにについても、ステータコイルを構成する絶縁材料及びその材料の絶縁階級及び使用環境から、温度上昇値限界が規定され、無限に保持力を増加させる訳にはいかなかった。
【０００５】
この改善策として磁気回路に永久磁石を挿入して、永久磁石のエネルギーを利用することも考えられる。但し、保持力の増加には有効であっても、保持力を必要としない開放状態では、永久磁石の保持力が残り開放状態にならないことが弊害になっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、電磁クラッチ・ブレーキに永久磁石を利用し、そのポテンシャルエネルギーを有効に活用し、保持力を増加し、ひいては、時代の要求である機器全体の小型軽量化と省電力化を実現しようとするものである。磁気回路内に永久磁石を利用することを考えても、脱磁が簡単に出来ないことで一旦保持したブレーキ力を開放することが出来ず、利用されないでいた。逆説的な表現をすれば、残留磁気を減らすために、純鉄等高価な素材を必要としていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電磁クラッチ・ブレーキのボビンに巻装された励磁コイルを中心に内外径を同心円状と一方側のみを閉じた磁気回路を形成する電磁ブレーキ用ステータの一部にアルニコ磁石等の永久磁石を嵌めこんだ事を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、時代の要求である機器全体の小型軽量化と省電力化を実現できる。磁気回路の空隙を可能な限り縮小し、保持力を増加させるする不用になり、それに依る部品精度の向上も不要になり、製作費の減少をもたらす。又、励磁電流を増加させて保持力を向上させることも不要になる。また永久磁石を着磁する為に瞬間的に大電流を流すだけで、強力な保持力が得られ、通常は、保持力に必要な微小電流で良好な保持力が得られる。従来、磁気回路内に永久磁石を利用することを考えても、脱磁が簡単に出来ないことで一旦保持したブレーキ力を開放することが出来ず、利用されないでいた。逆説的な表現をすれば、残留磁気を減らすために、純鉄等高価な素材を必要としていた為、後述するが磁石を逆の相に積極的に着磁することで、磁気回路上の残留磁気を低減することが出来、高価な素材を必要としないという本発明の効果があると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図1、図2に本発明の実施例を構造断面図にて示す。従来の電磁クラッチ・ブレーキの構造に対し、ステータ磁気回路の内径の一部にアルニコ磁石等の永久磁石を組み込んだ物である。その構造にした電磁クラッチ・ブレーキのマグネットを着磁する為に、励磁電流を瞬時流す。保持力を開放する為に、保持電流をなくすか、または、逆方向に着磁電流の数分の1程度の電流を流す事で脱磁現象になる。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明電動クラッチ装置の１実施例の断面図である。図２は同様に本発明電動ブレーキ装置の一実施例の断面図である。従来の装置に対し、ステータの磁気回路の一部に１２で示すアルニコ系永久磁石を嵌めこむ構成になっている。
【００１１】
その構成の電動クラッチ・ブレーキを駆動する回路を図５に示す。またその動作をする通電シークエンスを図６に示す。
【００１２】
実験に使ったマグネット、あるアルニコ磁石では、Br=13.5KG、Hc=580Oe、S(面積)＝560mm^2、L(長さ)=8mmの場合、ステータの磁気抵抗を0、とすれば、フル着時には1KA、脱磁には、200A程度が必要となる。励磁コイルの巻き数は、1000Tなので、入力電流は、それぞれ1A、0.2Aである。コイルの抵抗は、100ohmなので、入力電圧は、それぞれ100V、5Vとなる。
【００１３】
通電シークエンスはＥ１の電圧を印加するためにＳＷｅ１をＯＮにする。更に連動スイッチＳＷ1，ＳＷ4をＯＮにして励磁し、その後Ｅ2の電圧を印加するためにＳＷｅ２をＯＮにする。そして、アルニコ磁石を着磁する。この着磁を数秒行ない強力な磁場は形成される。その後Ｅ２の電圧を切ってＥ１の電圧に戻しても保持力・ブレーキ力は低下しない。
この事により、着磁する電力は維持する必要が無く、省資源効果が発揮される。
【００１４】
この数秒間の着磁工程を行ない、脱磁が完了しＳＷｅ２も同時にＯＦＦすることで着磁から強力着磁状態までの工程が完了する。
【００１５】
脱磁する場合は、Ｅ１電圧を逆向きに印加するために、再度ＳＷｅ２をＯＮにＳＷ１とＳＷ３をＯＮにする。通常永久磁石を使うと、脱磁するには脱磁電圧を数サイクルでゼロ電位になる様に電圧を減少させながら、脱磁を図る。本発明の構成では、アルニコ磁石を使用することでその必要性は無い。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明による産業上の利用可能性としては、可動部分を外して電磁マグネットとして、従来よりも強力で且つ、省エネルギーで、くず鉄の選別又は着磁して付着移動し、脱磁して目的地に落下させ、磁性体以外との分別にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の電磁クラッチに応用した説明図である。
【図２】本発明の電磁ブレーキに応用した説明図である。
【図３】従来の電動クラッチの構造断面図である。
【図４】従来の電動ブレーキの構造断面図である。
【図５】本発明による電磁クラッチ・ブレーキを有効に動作する為に駆動する為の回路構成図を示す。
【図６】本発明に電磁クラッチ・ブレーキを有効に動作する為に駆動する為の通電タイミングチャートを示す。
【符号の説明】
【００１８】
１      ロータ
２      ステータ
３      コイル
４      ライニング
５      止め輪溝
６      アーマチャア
７      定荷重型板ばね
８      キー溝
９      アマーチャハブ
１０    空隙
１１    リード線
１２    アルニコ永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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