JP2025086638A - Frictional engagement device - Google Patents
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Abstract
【課題】省電力化が可能な摩擦係合装置を提供する。
【解決手段】摩擦係合装置は、アーマチュア、摩擦ディスク、永電磁石、及び支持部材を備える。アーマチュアは、軸方向に移動可能に配置される。摩擦ディスクは、アーマチュアに対して相対回転可能に配置される。摩擦ディスクは、アーマチュアと軸方向において対向する。永電磁石は、アーマチュアを軸方向に移動させるように構成される。支持部材は、永電磁石を支持する。
【選択図】図2
A friction engagement device capable of saving power is provided.
The friction engagement device includes an armature, a friction disk, a permanent electromagnet, and a support member. The armature is arranged to be movable in the axial direction. The friction disk is arranged to be rotatable relative to the armature. The friction disk faces the armature in the axial direction. The permanent electromagnet is configured to move the armature in the axial direction. The support member supports the permanent electromagnet.
[Selected figure] Figure 2
Description
本発明は、摩擦係合装置に関するものである。 The present invention relates to a friction engagement device.
ブレーキ装置又はクラッチ装置のような摩擦係合装置として、電磁力を利用した電磁ブレーキ又は電磁クラッチが広く用いられている。例えば、励磁動作型の電磁ブレーキは、コイルに通電している間、ブレーキが作動するように構成されている。また、無励磁動作型の電磁ブレーキは、コイルへ通電されていないときにブレーキが作動するように構成されている(特許文献1)。 Electromagnetic brakes and electromagnetic clutches that utilize electromagnetic force are widely used as friction engagement devices such as brake devices and clutch devices. For example, an excitation-type electromagnetic brake is configured so that the brake operates while current is flowing through the coil. Also, a non-excitation-type electromagnetic brake is configured so that the brake operates when current is not flowing through the coil (Patent Document 1).
上述した励磁動作型の電磁ブレーキは、ブレーキを作動させている間、通電させている必要があり、また、無励磁動作型の電磁ブレーキは、ブレーキを作動させていない間、通電させている必要がある。すなわち、電磁ブレーキによってアーマチュアを吸着している間は通電させている必要がある。 The above-mentioned excitation-type electromagnetic brakes must be energized while the brake is activated, and the non-excitation-type electromagnetic brakes must be energized while the brake is not activated. In other words, they must be energized while the armature is attracted by the electromagnetic brake.
本発明の課題は、省電力化が可能な摩擦係合装置を提供することにある。 The objective of the present invention is to provide a friction engagement device that can reduce power consumption.
第1態様に係る摩擦係合装置は、アーマチュア、摩擦ディスク、永電磁石、及び支持部材を備える。アーマチュアは、軸方向に移動可能に配置される。摩擦ディスクは、アーマチュアに対して相対回転可能に配置される。摩擦ディスクは、アーマチュアと軸方向において対向する。永電磁石は、アーマチュアを軸方向に移動させるように構成される。支持部材は、永電磁石を支持する。 The friction engagement device according to the first aspect includes an armature, a friction disk, a permanent electromagnet, and a support member. The armature is arranged so as to be movable in the axial direction. The friction disk is arranged so as to be rotatable relative to the armature. The friction disk faces the armature in the axial direction. The permanent electromagnet is configured to move the armature in the axial direction. The support member supports the permanent electromagnet.
この構成によれば、永電磁石によってアーマチュアを軸方向に移動させるように構成されている。ここで、永電磁石は、吸着状態と非吸着状態との切り替え時のみ通電することで、アーマチュアを軸方向に移動させることができるため、省電力化が可能となる。 According to this configuration, the armature is moved in the axial direction by the permanent electromagnet. Here, the permanent electromagnet is energized only when switching between the attracted state and the non-attached state, thereby moving the armature in the axial direction, thereby enabling power saving.
第2態様に係る摩擦係合装置は、第1態様に係る摩擦係合装置において、次のように構成される。永電磁石は、一対のヨーク、第1磁石、第2磁石、及びコイルを有する。一対のヨークは、互いに間隔をあけて配置される。第1磁石は、一対のヨークの間に配置される。第2磁石は、一対のヨークの間に配置される。第2磁石は、第1磁石よりも保磁力が弱い。コイルは、少なくとも第2磁石に巻き付けられる。なお、コイルは、第1磁石及び第2磁石の両方に巻き付けられていてもよい。 The friction engagement device according to the second aspect is configured as follows in the friction engagement device according to the first aspect. The permanent electromagnet has a pair of yokes, a first magnet, a second magnet, and a coil. The pair of yokes are arranged at a distance from each other. The first magnet is arranged between the pair of yokes. The second magnet is arranged between the pair of yokes. The second magnet has a weaker coercive force than the first magnet. The coil is wound around at least the second magnet. Note that the coil may be wound around both the first magnet and the second magnet.
第3態様に係る摩擦係合装置は、第2態様に係る摩擦係合装置において、次のように構成される。一対のヨークは、周方向において間隔をあけて配置される。 The friction engagement device according to the third aspect is configured as follows in the friction engagement device according to the second aspect: The pair of yokes are spaced apart in the circumferential direction.
第4態様に係る摩擦係合装置は、第2又は第3態様に係る摩擦係合装置において、次のように構成される。第1磁石及び第2磁石は、径方向に配列される。 The friction engagement device according to the fourth aspect is configured as follows in the friction engagement device according to the second or third aspect: The first magnet and the second magnet are arranged in the radial direction.
第5態様に係る摩擦係合装置は、第2から第4態様のいずれかに係る摩擦係合装置において、次のように構成される。当該摩擦係合装置は、周方向に配列される複数の永電磁石を備える。各第1磁石は、磁化方向が周方向に沿っている。隣り合う一対の永電磁石において、各第1磁石は、磁化方向が互いに異なるように配置される。すなわち、各第1磁石の磁化方向は、互いに向き合う方向か、互いに離れる方向となっている。 The friction engagement device according to the fifth aspect is a friction engagement device according to any one of the second to fourth aspects, and is configured as follows. The friction engagement device includes a plurality of permanent electromagnets arranged in a circumferential direction. The magnetization direction of each first magnet is along the circumferential direction. In a pair of adjacent permanent electromagnets, the first magnets are arranged so that their magnetization directions are different from each other. In other words, the magnetization directions of the first magnets are either facing each other or moving away from each other.
第6態様に係る摩擦係合装置は、第2から第5態様のいずれかに係る摩擦係合装置において、次のように構成される。アーマチュアは、軸方向において、永電磁石と摩擦ディスクとの間に配置される。ヨークは、軸方向において、支持部材から突出する。 The friction engagement device according to the sixth aspect is a friction engagement device according to any one of the second to fifth aspects, and is configured as follows: The armature is disposed between the electro-permanent magnet and the friction disk in the axial direction. The yoke protrudes from the support member in the axial direction.
第7態様に係る摩擦係合装置は、第1から第6態様のいずれかに係る摩擦係合装置において、付勢部材をさらに備える。付勢部材は、軸方向において、アーマチュアを摩擦ディスクに向けて付勢する。アーマチュアは、軸方向において、永電磁石と摩擦ディスクとの間に配置される。 The friction engagement device according to the seventh aspect is the friction engagement device according to any one of the first to sixth aspects, further including a biasing member. The biasing member biases the armature toward the friction disc in the axial direction. The armature is disposed between the electro-permanent magnet and the friction disc in the axial direction.
第8態様に係る摩擦係合装置は、第7態様に係る摩擦係合装置において、次のように構成される。当該摩擦係合装置は、周方向に配列される複数の永電磁石を備える。付勢部材は、周方向において、隣り合う一対の永電磁石の間に配置される。 The friction engagement device according to the eighth aspect is the friction engagement device according to the seventh aspect, and is configured as follows. The friction engagement device includes a plurality of electro-permanent magnets arranged in the circumferential direction. The biasing member is disposed between a pair of adjacent electro-permanent magnets in the circumferential direction.
第9態様に係る摩擦係合装置は、第7又は第8態様に係る摩擦係合装置において、次のように構成される。支持部材は、第1収容凹部と第2収容凹部とを有する。第1収容凹部は、周方向において間隔をあけて配置される。第2収容凹部は、周方向において第1収容凹部の間に配置される。永電磁石は、第1収容凹部内に配置される。付勢部材は、第2収容凹部内に配置される。 The friction engagement device according to the ninth aspect is the friction engagement device according to the seventh or eighth aspect, and is configured as follows. The support member has a first accommodating recess and a second accommodating recess. The first accommodating recesses are arranged at a distance from each other in the circumferential direction. The second accommodating recesses are arranged between the first accommodating recesses in the circumferential direction. The permanent electromagnet is arranged in the first accommodating recess. The biasing member is arranged in the second accommodating recess.
第10態様に係る摩擦係合装置は、第2から第6態様のいずれかに係る摩擦係合装置において、非磁性摩擦材と、磁性摩擦材とをさらに備える。非磁性摩擦材は、摩擦ディスクに取り付けられる。磁性摩擦材は、ヨークの先端面に取り付けられる。摩擦ディスクは、軸方向において、永電磁石とアーマチュアとの間に配置される。摩擦ディスクは、軸方向に延びる貫通孔を有している。ヨークは、貫通孔を介してアーマチュアに向かって露出している。 The friction engagement device according to the tenth aspect is the friction engagement device according to any one of the second to sixth aspects, further comprising a non-magnetic friction material and a magnetic friction material. The non-magnetic friction material is attached to the friction disk. The magnetic friction material is attached to the tip surface of the yoke. The friction disk is disposed between the electro-permanent magnet and the armature in the axial direction. The friction disk has a through hole extending in the axial direction. The yoke is exposed toward the armature through the through hole.
第11態様に係る摩擦係合装置は、第1から第10態様のいずれかに係る摩擦係合装置において、付勢部材をさらに備える。付勢部材は、軸方向において、アーマチュアを摩擦ディスクから離すように付勢する。摩擦ディスクは、軸方向において、永電磁石とアーマチュアとの間に配置される。 The friction engagement device according to the eleventh aspect is the friction engagement device according to any one of the first to tenth aspects, further comprising a biasing member. The biasing member biases the armature in the axial direction so as to move it away from the friction disk. The friction disk is disposed between the electro-permanent magnet and the armature in the axial direction.
第12態様に係る摩擦係合装置は、第1から第11態様のいずれかに係る摩擦係合装置において、次のように構成される。アーマチュア及び摩擦ディスクは、回転可能に配置される。 The friction engagement device according to the twelfth aspect is a friction engagement device according to any one of the first to eleventh aspects, and is configured as follows: The armature and the friction disc are rotatably arranged.
第13態様に係る摩擦係合装置は、第12態様に係る摩擦係合装置において、次のように構成される。永電磁石は、摩擦ディスクに対して径方向外側に配置される。永電磁石は、軸方向において、アーマチュアに対して、摩擦ディスクと同じ側に配置される。 The friction engagement device according to the thirteenth aspect is configured as follows in the friction engagement device according to the twelfth aspect. The permanent electromagnet is disposed radially outward from the friction disk. The permanent electromagnet is disposed on the same side as the friction disk in the axial direction relative to the armature.
第14態様に係る摩擦係合装置は、第1から第13態様のいずれかに係る摩擦係合装置において、次のように構成される。摩擦ディスクは、ボス部と、ディスク本体部と、を有する。ディスク本体部は、ボス部に対して径方向外側に配置される。ディスク本体部は、ボス部に対して軸方向に移動可能に取り付けられる。 The friction engagement device according to the fourteenth aspect is a friction engagement device according to any one of the first to thirteenth aspects, and is configured as follows: The friction disc has a boss portion and a disc body portion. The disc body portion is disposed radially outward from the boss portion. The disc body portion is attached to the boss portion so as to be movable in the axial direction.
本発明によれば、省電力化が可能となる。 The present invention makes it possible to save power.
以下、本実施形態に係る摩擦係合装置100について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、軸方向とは、摩擦係合装置100の回転軸Oが延びる方向である。また、周とは、回転軸を中心とした円の周であり、径とは、回転軸を中心とした円の径である。
The
<摩擦係合装置>
図1及び図2に示すように、摩擦係合装置100は、アーマチュア2、摩擦ディスク3、複数の永電磁石4、支持部材5、サイドプレート6、複数の付勢部材7、及び複数のカラー8を備えている。本実施形態では、摩擦係合装置100は、ブレーキ装置として使用される。
<Frictional engagement device>
1 and 2 , the
<アーマチュア>
アーマチュア2は、円板状である。アーマチュア2は、外周部において、複数の切欠き部21を有している。各切欠き部21は、周方向において間隔をあけて配置されている。各切欠き部21は、径方向外側に開口している。
<Armature>
The
アーマチュア2は、軸方向に移動可能に配置されている。具体的には、アーマチュア2は、摩擦ディスク3に向かうように移動したり、摩擦ディスク3から離れるように移動したりする。アーマチュア2は、回転不能に配置されている。詳細には、アーマチュア2は、支持部材5に対して回転不能に配置されている。アーマチュア2は、軸方向において、摩擦ディスク3と永電磁石4との間に配置されている。
The
アーマチュア2は、磁性体によって構成されている。詳細には、アーマチュア2は、鉄鋼によって構成されている。より詳細には、アーマチュア2は、機械構造用炭素鋼(例えばS45C)、一般構造用圧延鋼材(例えば、SS400)、又は冷間圧延鋼材(例えば、SPCC)などによって構成されている。
The
<摩擦ディスク>
摩擦ディスク3は、円板状である。摩擦ディスク3は、回転可能に配置されている。すなわち、摩擦ディスク3は、アーマチュア2に対して相対回転可能に配置されている。摩擦ディスク3は、制動対象となる回転部材(図示省略)とともに回転するように構成されている。摩擦ディスク3は、軸方向においてアーマチュア2と対向している。
<Friction disc>
The
摩擦ディスク3は、非磁性体によって構成されている。詳細には、摩擦ディスク3は、ステンレス鋼によって構成されている。より詳細には、摩擦ディスク3は、オーステナイト系ステンレス(例えば、SUS303、SUS304、SUS316)などによって構成されている。
The
摩擦ディスク3は、ボス部31と、ディスク本体部32とを有している。ボス部31は、円筒状である。回転部材は、ボス部31に嵌合する。例えば、回転部材は、ボス部31に嵌合し、キー及びキー溝によってボス部31と一体的に回転する。
The
ディスク本体部32は、ボス部31に対して径方向外側に配置される。ディスク本体部32は、ボス部31に対して軸方向に移動可能に取り付けられている。詳細には、ボス部31は、ディスク本体部32にスプライン嵌合している。よって、ディスク本体部32は、ボス部31と一体的に回転するとともに、ボス部31に対して軸方向に移動可能である。
The
<支持部材>
図3は、アーマチュア2、摩擦ディスク3、サイドプレート6を取り外した状態の摩擦係合装置100の平面図である。図2及び図3に示すように、支持部材5は、永電磁石4を支持している。詳細には、支持部材5は、複数の第1収容凹部51と、複数の第2収容凹部52とを有している。支持部材5は、第1収容凹部51に永電磁石4を収容することによって、永電磁石4を支持している。また、支持部材5は、第2収容凹部52に付勢部材7を収容することによって、付勢部材7を支持している。
<Support Member>
Fig. 3 is a plan view of the
各第1収容凹部51は、周方向において互いに間隔をあけて配置されている。第2収容凹部52は、周方向において、隣り合う一対の第1収容凹部51の間に配置されている。本実施形態では、周方向において、複数の第1収容凹部51と複数の第2収容凹部52とが交互に配置されている。
The first
第1収容凹部51は、軸方向においてアーマチュア2に向かって開口している。また、第1収容凹部51は、径方向内側にも開口している。第2収容凹部52は、軸方向においてアーマチュア2に向かって開口している。
The first
支持部材5は、固定部材に固定されている。なお、固定部材は、例えば、車体フレームなどのように容易に動かない部材である。支持部材5は、ボルト13によって、固定部材に固定されている。このため、支持部材5は、回転不能である。また、支持部材5は、軸方向に移動不能である。
The
支持部材5は、非磁性体によって構成されている。例えば、支持部材5は、ステンレス鋼、アルミニウム、又はアルミニウム合金などによって構成されている。
The
<サイドプレート>
図2に示すように、サイドプレート6は、軸方向において、支持部材5と間隔をあけて配置されている。サイドプレート6と支持部材5との軸方向間に、アーマチュア2及び摩擦ディスク3が配置されている。
<Side plate>
2, the
サイドプレート6は、円板状である。サイドプレート6は、支持部材5に固定されている。例えば、サイドプレート6は、複数のボルト9によって支持部材5に固定されている。このため、サイドプレート6は、支持部材5に対して、相対回転不能であり、軸方向に移動不能である。
The
サイドプレート6は、磁性体によって構成されている。詳細には、サイドプレート6は、鉄鋼によって構成されている。より詳細には、サイドプレート6は、機械構造用炭素鋼(例えばS45C)、一般構造用圧延鋼材(例えば、SS400)、又は冷間圧延鋼材(例えば、SPCC)などによって構成されている。なお、サイドプレート6は、非磁性体によって構成されていてもよい。この場合、サイドプレート6は、ステンレス鋼によって構成することができる。詳細には、摩擦ディスク3は、オーステナイト系ステンレス(例えば、SUS303、SUS304、SUS316)などによって構成することができる。
The
<カラー>
カラー8は、軸方向において、サイドプレート6と支持部材5との間に配置されている。カラー8は、円筒状である。ボルト9は、カラー8内を延びている。このカラー8によって、サイドプレート6と支持部材5との間隔が保持されている。また、カラー8は、アーマチュア2の切欠き部21内に配置されている。このため、アーマチュア2は、カラー8と干渉して回転不能となっている。
<Color>
The
<付勢部材>
図2及び図3に示すように、付勢部材7は、軸方向において、アーマチュア2を摩擦ディスク3に向けて付勢している。付勢部材7は、例えばコイルスプリングである。付勢部材7は、周方向において隣り合う一対の永電磁石4の間に配置されている。詳細には、付勢部材7は、支持部材5の第2収容凹部52内に配置されている。付勢部材7は、第2収容凹部52からアーマチュア2に向かって一部が突出している。
<Using Member>
2 and 3 , the biasing
付勢部材7は、サイドプレート6を固定するための固定するためのボルト9、及び支持部材5を固定するためのボルト13に対して径方向内側に配置されている。径方向視において、付勢部材7は、ボルト9又はボルト13と重複している。
The biasing
付勢部材7は、好ましくは、磁性体によって構成されている。なお、付勢部材7は、非磁性体によって構成されていてもよい。
The biasing
<永電磁石>
永電磁石4は、アーマチュア2を軸方向に移動させるように構成されている。永電磁石4は、吸着状態と非吸着状態との間で切り替わる。すなわち、外部から信号を加えることにより、永電磁石4を吸着状態にしたり非吸着状態にしたりすることができる。永電磁石4は、吸着状態となることによって、アーマチュア2を吸着して軸方向に移動させるように構成されている。本実施形態では、永電磁石4は、軸方向において、アーマチュア2を摩擦ディスク3から離すように移動させる。
<Permanent electromagnet>
The electro-
各永電磁石4は、周方向に配列されている。永電磁石4は、支持部材5の第1収容凹部51内に配置されている。
The
永電磁石4は、第1磁石41、第2磁石42、一対のヨーク43、及びコイル44を有している。一対のヨーク43は、互いに間隔をあけて配置されている。詳細には、一対のヨーク43は、周方向において互いに間隔をあけて配置されている。各ヨーク43は板状である。各ヨーク43は、周方向を向くように配置されている。
The electro-
ヨーク43は、軸方向において、支持部材5からアーマチュア2に向かって突出している。特に限定されるものではないが、ヨーク43の支持部材5からの突出量は、例えば、0.1~0.2mm程度である。なお、ヨーク43は、支持部材5から突出しておらず、支持部材5と面一であってもよい。
The
ヨーク43は、第1収容凹部51から径方向内側に突出している。特に限定されるものではないが、ヨーク43の第1収容凹部51からの突出量は、例えば、2~3mm程度である。なお、ヨーク43は、第1収容凹部51から径方向内側に突出していなくてもよい。
The
ヨーク43は、磁性体によって構成されている。ヨーク43は、例えば、鉄鋼によって構成されている。より詳細には、ヨーク43は、機械構造用炭素鋼(例えばS45C、S50C)、又は一般構造用圧延鋼材(例えば、SS400)などによって構成されている。
The
第1磁石41は、一対のヨーク43の間に配置されている。第1磁石41は、各ヨーク43と接触している。第1磁石41は、第2磁石42よりも保磁力が大きい。第1磁石41は、コイル44にパルス電流を流しても、磁化反転しないように構成されている。第1磁石41は、例えば、ネオジム磁石、又はサマリウムコバルト磁石等である。
The
第1磁石41は、磁化方向が周方向に沿っている。すなわち、第1磁石41の磁化方向は、一対のヨーク43の一方のヨーク43から他方のヨーク43に向かっている。隣り合う一対の永電磁石4において、各第1磁石41は、磁化方向が互いに異なるように配置されている。例えば、一方の第1磁石41は他方の第1磁石41に近い側の磁極がN極となっており、他方の第1磁石41は一方の第1磁石41に近い側の磁極がN極となっている。このような配置にすることによって、隣り合う一対の永電磁石4の間で磁束が流れることを抑制することができる。
The magnetization direction of the
第2磁石42は、一対のヨーク43の間に配置されている。第2磁石42は、各ヨーク43と接触している。第2磁石42は、第1磁石41よりも保磁力が弱い。第2磁石42は、コイル44にパルス電流を流すことによって、磁化反転するように構成されている。第2磁石42は、例えば、アルニコ磁石等である。
The
第1磁石41と第2磁石42とは、径方向に配列されている。本実施形態では、第1磁石41は、第2磁石42に対して径方向内側に配置されている。なお、第1磁石41は、第2磁石42に対して径方向外側に配置されていてもよい。
The
コイル44は、第1磁石41及び第2磁石42に巻き付けられている。なお、コイル44は、第2磁石42のみに巻き付けられており、第1磁石41に巻き付けられていなくてもよい。コイル44は、一対のヨーク43の間に配置されている。
The
コイル44は、軸方向において、第1収容凹部51内に完全に収容されている。一方、径方向において、コイル44は、第1収容凹部51から径方向内側に突出している。なお、コイル44は、径方向において、第1収容凹部51内に完全に収容されていてもよい。
The
コイル44は、外部の電源に接続されている。コイル44にパルス電流を流して第2磁石42を磁化反転させるように構成されている。なお、コイル44にパルス電流を流しても第1磁石41は磁化反転しない。
The
<動作>
以上のように構成された摩擦係合装置100は、次のように動作する。まず、永電磁石4において、第1磁石41の磁化方向が第2磁石42の磁化方向と異なる場合、一対のヨーク43、第1磁石41、及び第2磁石42の間で磁気回路が形成される。このため、永電磁石4は非吸着状態となる。
<Operation>
The
永電磁石4が非吸着状態であるとき、アーマチュア2は、付勢部材7の付勢力によって摩擦ディスク3に押し付けられている。この結果、摩擦ディスク3は、アーマチュア2とサイドプレート6とによって挟まれ、回転が止められる。
When the
次に、永電磁石4のコイル44にパルス電流を流して、第2磁石42を磁化反転させ、第2磁石42の磁化方向を第1磁石41の磁化方向と同じにすることによって、永電磁石4は吸着状態となる。すなわち、一対のヨーク43、第1磁石41、第2磁石42、及びアーマチュア2の間で磁気回路が形成される。この結果、アーマチュア2は、付勢部材7の付勢力に抗して摩擦ディスク3から離れるように軸方向に移動する。摩擦ディスク3は、アーマチュア2とサイドプレート6による挟み込みが解除されるため、回転可能な状態となる。なお、第2磁石42を磁化反転させた後は、コイル44へ電流を流す必要はない。すなわち、永電磁石4によってアーマチュア2を吸着している間、電力を消費しない。
Next, a pulse current is passed through the
次に、永電磁石4のコイル44に上記とは逆方向にパルス電流を流して、第2磁石42を磁化反転させ、第2磁石42の磁化方向を第1磁石41の磁化方向と逆にすることによって、永電磁石4は非吸着状態となる。すなわち、第1磁石41、第2磁石42、及び一対のヨーク43内で磁気回路が形成され、アーマチュア2へと磁束が流れない。アーマチュア2は、永電磁石4によって吸着されないため、付勢部材7の付勢力によって摩擦ディスク3側へと移動する。この結果、摩擦ディスク3は、アーマチュア2とサイドプレート6とによって挟み込まれて回転不能な状態となる。この場合も、第2磁石42を磁化反転させた後はコイル44へ電流を流す必要が無い。
Next, a pulse current is passed through the
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の各変形例は、基本的には同時に適用することができる。
[Modification]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. Note that the following modifications can basically be applied simultaneously.
(a)上記実施形態では、永電磁石4によってアーマチュア2を吸着することによってアーマチュア2を摩擦ディスク3から離すように構成されていたが、摩擦係合装置100の構成はこれに限定されない。
(a) In the above embodiment, the
例えば、図4に示すように、摩擦係合装置100は、永電磁石4によってアーマチュア2を吸着することによってアーマチュア2を摩擦ディスク3に押し付けるように構成されていてもよい。以下、この変形例について詳細に説明する。なお、上記実施形態と実質的に同じ構成については説明を省略する。
For example, as shown in FIG. 4, the
アーマチュア2は、回転可能に配置されている。このアーマチュア2に、制動対象である回転部材101が取り付けられる。アーマチュア2は、回転部材101と一体的に回転する。付勢部材7は、アーマチュア2と回転部材101との間に配置されている。付勢部材7は、アーマチュア2及び回転部材101に取り付けられている。付勢部材7は、軸方向において、アーマチュア2を摩擦ディスク3から離すように付勢している。例えば、付勢部材7は、板バネなどである。
The
摩擦ディスク3は、回転不能に配置されている。詳細には、摩擦ディスク3は、支持部材5に固定されている。例えば、摩擦ディスク3は、ボルトなどによって支持部材5に固定されている。なお、摩擦ディスク3は、一つの部材によって支持部材5と一体的に形成されていてもよい。
The
アーマチュア2は、軸方向において、回転部材101と摩擦ディスク3との間に配置されている。摩擦ディスク3は、軸方向において、アーマチュア2と永電磁石4との間に配置されている。
The
図5は、回転部材101、付勢部材7、アーマチュア2を取り外した状態の摩擦係合装置100の平面図である。図5に示すように、摩擦ディスク3は、軸方向に延びる複数の貫通孔33を有している。
Figure 5 is a plan view of the
永電磁石4の一対のヨーク43は、摩擦ディスク3の貫通孔33内を延びている。各ヨーク43の先端面(図4の上端面)は、貫通孔33を介して、アーマチュア2に向かって露出している。
A pair of
摩擦ディスク3の上面(アーマチュア2側を向く面)には、非磁性摩擦材11aが取り付けられている。例えば、接着剤などによって、非磁性摩擦材11aは摩擦ディスク3に貼り付けられている。非磁性摩擦材11aは、磁性を有さない摩擦材である。
A
ヨーク43の先端面(アーマチュア2側を向く面)には、磁性摩擦材11bが取り付けられている。例えば、接着剤などによって、磁性摩擦材11bはヨーク43に貼り付けられている。磁性摩擦材11bは、磁性を有する摩擦材である。
A
このように構成された摩擦係合装置100では、永電磁石4が非吸着状態のとき、アーマチュア2は付勢部材7の付勢力によって摩擦ディスク3から離れているため、アーマチュア2は回転可能である。一方、永電磁石4が吸着状態のとき、アーマチュア2は摩擦ディスク3に押し付けられるため、回転不能となる。この場合も、第2磁石42を磁化反転させた後はコイル44へ電流を流す必要が無い。すなわち、永電磁石4によってアーマチュア2を吸着している間、電力を消費しない。
In the
(b)上記実施形態では、摩擦係合装置100をブレーキ装置として説明したが、摩擦係合装置100は、クラッチ装置として用いることもできる。以下、この変形例について詳細に説明する。なお、上記実施形態と実質的に同じ構成については説明を省略する。
(b) In the above embodiment, the
図6に示すように、軸方向において、アーマチュア2は、永電磁石4と第1回転部材101との間に配置されている。永電磁石4は、摩擦ディスク3に対して径方向外側に配置されている。永電磁石4は、軸方向において、アーマチュア2と対向している。
As shown in FIG. 6, the
アーマチュア2は、回転可能に配置されている。アーマチュア2には、第1回転部材101が取り付けられており、アーマチュア2と第1回転部材101とは一体的に回転する。
The
付勢部材7は、アーマチュア2と第1回転部材101との間に配置されている。付勢部材7は、アーマチュア2及び第1回転部材101に取り付けられている。付勢部材7は、軸方向において、アーマチュア2を摩擦ディスク3から離すように付勢している。例えば、付勢部材7は、板バネなどである。
The biasing
摩擦ディスク3は、回転可能に配置されている。この摩擦ディスク3に、第2回転部材102が取り付けられている。
The
永電磁石4は、軸方向において、アーマチュア2に対して、摩擦ディスク3と同じ側に配置されている。すなわち、図6に示すように、永電磁石4及び摩擦ディスク3は、アーマチュア2に対して下方に配置されている。
The electro-
このように構成された摩擦係合装置100では、永電磁石4が非吸着状態のとき、アーマチュア2は付勢部材7によって摩擦ディスク3から離れているため、アーマチュア2と摩擦ディスク3との間でトルクは伝達されない。すなわち、第1回転部材101と第2回転部材102との間でのトルク伝達が遮断されている。一方、永電磁石4が吸着状態のとき、アーマチュア2は摩擦ディスク3に押し付けられるため、アーマチュア2と摩擦ディスク3とは一体的に回転する。すなわち、アーマチュア2と摩擦ディスク3との間でトルクが伝達される。このため、第1回転部材101と第2回転部材102との間でトルクが伝達される。
In the
以上のように、本変形例に係る摩擦係合装置100は、永電磁石4の状態を非吸着状態にすることによって、アーマチュア2と摩擦ディスク3との間でトルクの伝達を遮断し、永電磁石4の状態を吸着状態にすることによって、アーマチュア2と摩擦ディスク3との間でトルクを伝達することができる。すなわち、摩擦係合装置100は、クラッチ装置として用いることができる。この場合も、第2磁石42を磁化反転させた後はコイル44へ電流を流す必要が無い。すなわち、永電磁石4によってアーマチュア2を吸着している間、電力を消費しない。
As described above, the
この変形例において、図7に示すように、永電磁石4の一対のヨーク43は、突出部431を有していてもよい。突出部431は、外周部においてアーマチュア2に向かって突出している。これにより、摩擦ディスク3を突出部431を除いたヨーク43の上方に配置することができるため、摩擦ディスク3の径を大きくすることができる。この結果、アーマチュア2と摩擦ディスク3との接触面積を増やすことができる。
In this modified example, as shown in FIG. 7, the pair of
なお、摩擦係合装置100は、永電磁石4の状態を吸着状態にすることによって、アーマチュア2と摩擦ディスク3との間でトルクの伝達を遮断し、永電磁石4の状態を非吸着状態にすることによって、アーマチュア2と摩擦ディスク3との間でトルクを伝達するような構成にすることもできる。この場合、アーマチュア2と摩擦ディスク3との軸方向の位置を入れ替える。また、付勢部材7は、アーマチュア2を摩擦ディスク3に向かって押し付けるように付勢する。
The
(c)上記実施形態に係る摩擦係合装置100や変形例(a)に係る摩擦係合装置100をモータに取り付けることもできる。すなわち、ブレーキ付モータのブレーキとして摩擦係合装置100を用いることができる。
(c) The
2 :アーマチュア
3 :摩擦ディスク
31 :ボス部
32 :ディスク本体部
4 :永電磁石
41 :第1磁石
42 :第2磁石
43 :ヨーク
44 :コイル
5 :支持部材
51 :第1収容凹部
52 :第2収容凹部
7 :付勢部材
11a :非磁性摩擦材
11b :磁性摩擦材
100 :摩擦係合装置
2: Armature 3: Friction disk 31: Boss portion 32: Disk body portion 4: Permanent electromagnet 41: First magnet 42: Second magnet 43: Yoke 44: Coil 5: Support member 51: First accommodating recess 52: Second accommodating recess 7: Urging
Claims (14)
前記アーマチュアに対して相対回転可能に配置され、前記アーマチュアと軸方向において対向する摩擦ディスクと、
前記アーマチュアを軸方向に移動させるように構成される永電磁石と、
前記永電磁石を支持する支持部材と、
を備える、摩擦係合装置。
an armature arranged to be movable in an axial direction;
a friction disk disposed so as to be rotatable relative to the armature and facing the armature in the axial direction;
an electro-permanent magnet configured to move the armature axially;
A support member for supporting the electro-permanent magnet;
A friction engagement device comprising:
互いに間隔をあけて配置される一対のヨークと、
前記一対のヨークの間に配置される第1磁石と、
前記一対のヨークの間に配置され、前記第1磁石よりも保磁力が弱い第2磁石と、
少なくとも前記第2磁石に巻き付けられるコイルと、
を有する、
請求項1に記載の摩擦係合装置。
The permanent electromagnet is
A pair of yokes spaced apart from each other;
A first magnet disposed between the pair of yokes;
a second magnet disposed between the pair of yokes and having a coercive force weaker than that of the first magnet;
A coil wound around at least the second magnet;
having
The friction engagement device according to claim 1 .
請求項2に記載の摩擦係合装置。
The pair of yokes are arranged at intervals in the circumferential direction.
The friction engagement device according to claim 2 .
請求項2に記載の摩擦係合装置。
The first magnet and the second magnet are arranged in a radial direction.
The friction engagement device according to claim 2 .
各前記第1磁石は、磁化方向が周方向に沿っており、
隣り合う一対の前記永電磁石において、各第1磁石は、磁化方向が互いに異なるように配置される、
請求項2に記載の摩擦係合装置。
The friction engagement device includes a plurality of the electro-permanent magnets arranged in a circumferential direction,
Each of the first magnets has a magnetization direction along a circumferential direction,
In the pair of adjacent permanent electromagnets, the first magnets are arranged so that their magnetization directions are different from each other.
The friction engagement device according to claim 2 .
前記ヨークは、軸方向において、前記支持部材から突出する、
請求項2に記載の摩擦係合装置。
the armature is disposed between the electro-permanent magnet and the friction disk in the axial direction;
The yoke protrudes from the support member in an axial direction.
The friction engagement device according to claim 2 .
前記アーマチュアは、軸方向において、前記永電磁石と前記摩擦ディスクとの間に配置される、
請求項1に記載の摩擦係合装置。
a biasing member that biases the armature toward the friction disk in an axial direction;
The armature is disposed between the electro-permanent magnet and the friction disk in the axial direction.
The friction engagement device according to claim 1 .
前記付勢部材は、周方向において、隣り合う一対の永電磁石の間に配置される、
請求項7に記載の摩擦係合装置。
The friction engagement device includes a plurality of the electro-permanent magnets arranged in a circumferential direction,
The biasing member is disposed between a pair of adjacent electro-permanent magnets in the circumferential direction.
The friction engagement device according to claim 7.
前記永電磁石は、前記第1収容凹部内に配置され、
前記付勢部材は、前記第2収容凹部内に配置される、
請求項7に記載の摩擦係合装置。
The support member has first accommodating recesses arranged at intervals in a circumferential direction and second accommodating recesses arranged between the first accommodating recesses in the circumferential direction,
the electro-permanent magnet is disposed in the first accommodating recess,
The biasing member is disposed in the second accommodating recess.
The friction engagement device according to claim 7.
前記ヨークの先端面に取り付けられる磁性摩擦材と、
をさらに備え、
前記摩擦ディスクは、軸方向において、前記永電磁石と前記アーマチュアとの間に配置され、
前記摩擦ディスクは、軸方向に延びる貫通孔を有し、
前記ヨークは、前記貫通孔を介して前記アーマチュアに向かって露出する、
請求項2に記載の摩擦係合装置。
a non-magnetic friction material attached to the friction disc;
A magnetic friction material attached to a tip surface of the yoke;
Further equipped with
The friction disk is disposed between the electro-permanent magnet and the armature in the axial direction,
The friction disk has an axially extending through hole,
The yoke is exposed toward the armature through the through hole.
The friction engagement device according to claim 2 .
前記摩擦ディスクは、軸方向において、前記永電磁石と前記アーマチュアとの間に配置される、
請求項1に記載の摩擦係合装置。
a biasing member configured to bias the armature away from the friction disk in an axial direction;
The friction disk is disposed between the electro-permanent magnet and the armature in the axial direction.
The friction engagement device according to claim 1 .
請求項1に記載の摩擦係合装置。
The armature and the friction disk are rotatably arranged.
The friction engagement device according to claim 1 .
前記永電磁石は、軸方向において、前記アーマチュアに対して、前記摩擦ディスクと同じ側に配置される、
請求項12に記載の摩擦係合装置。
The electro-permanent magnet is disposed radially outward from the friction disk,
The electro-permanent magnet is disposed on the same side of the armature as the friction disk in the axial direction.
The friction engagement device according to claim 12.
前記ディスク本体部は、前記ボス部に対して軸方向に移動可能に取り付けられる、
請求項1に記載の摩擦係合装置。 The friction disk has a boss portion and a disk body portion disposed radially outward from the boss portion,
The disk body is attached to the boss so as to be movable in the axial direction.
The friction engagement device according to claim 1 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023200747A JP2025086638A (en) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | Frictional engagement device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2023200747A JP2025086638A (en) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | Frictional engagement device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2025086638A true JP2025086638A (en) | 2025-06-09 |
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|---|---|---|---|
| JP2023200747A Pending JP2025086638A (en) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | Frictional engagement device |
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-
2023
- 2023-11-28 JP JP2023200747A patent/JP2025086638A/en active Pending
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