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図面 (4)

課題・解決手段

電磁ブレーキ(34)は、シャフトのまわりに配置され、シャフトと共に回転軸(38)のまわりで回転するように構成されたハブ(48)を含む。電磁石組立体は、軸(38)のまわりの回転を阻止して固定され、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極(74)及び外磁極(78)を画定するハウジング(64)と、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板(80)とを含む。導体(66)は、ブレーキ板(80)の一方の側で磁極間に配置される。アーマチュア(96)は、ブレーキ板(80)の他方の側に配置され、シャフトによって駆動される本体に結合される。電磁石組立体、アーマチュア(96)、及びハブ(48)は、導体(66)が通電されると電磁回路を形成し、アーマチュア(96)をブレーキ板(80)に向かって付勢する。回路の磁束の一部は、内磁極(74)から第1の径方向空隙横断してハブ(48)まで径方向内側に進み、次いで、ハブ(48)から第2の径方向空隙を横断してブレーキ板(80)まで径方向外側に進む。

概要

背景

ブレーキは、運動を阻止するために使用され、多くの場合、回転体の運動を制御し、かつ/又は停止させるために、動力伝達組立体で使用される。1つの従来の電磁ブレーキでは、固定された電磁石組立体は、ハウジングと、ハウジング内に配置された導体とを含む。ハウジングの一部はブレーキ板を形成する。電流が導体に供給されると、電磁石組立体のハウジングと、回転体に結合されたアーマチュアとの間に電磁回路が形成されて、アーマチュアを引き寄せてブレーキ板と係合させ、回転体の回転を阻止する。ブレーキ板とアーマチュアとの間の磁気吸引は、電磁回路の比較的高い磁気抵抗によって抑制されることがある。その結果、ブレーキによってもたらすことができるブレーキトルクも抑制されることがある。

ここで、本発明者は、上記に示した欠陥の1つ又は複数を最小化する、かつ/又はなくす電磁ブレーキの必要性を認識した。

概要

電磁ブレーキ(34)は、シャフトのまわりに配置され、シャフトと共に回転軸(38)のまわりで回転するように構成されたハブ(48)を含む。電磁石組立体は、軸(38)のまわりの回転を阻止して固定され、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極(74)及び外磁極(78)を画定するハウジング(64)と、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板(80)とを含む。導体(66)は、ブレーキ板(80)の一方の側で磁極間に配置される。アーマチュア(96)は、ブレーキ板(80)の他方の側に配置され、シャフトによって駆動される本体に結合される。電磁石組立体、アーマチュア(96)、及びハブ(48)は、導体(66)が通電されると電磁回路を形成し、アーマチュア(96)をブレーキ板(80)に向かって付勢する。回路の磁束の一部は、内磁極(74)から第1の径方向空隙横断してハブ(48)まで径方向内側に進み、次いで、ハブ(48)から第2の径方向空隙を横断してブレーキ板(80)まで径方向外側に進む。

目的

効果

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請求項1

シャフトのまわりに配置され、前記シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブと、前記回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体であって、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極と、前記内磁極と前記外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを画定するハウジングと、前記ハウジング内において、前記内磁極と前記外磁極との間で、前記ブレーキ板の第1の側に配置された導体と、を含む電磁石組立体と、前記シャフトによって回転駆動される本体に結合するように構成され、前記導体とは反対側の前記ブレーキ板の第2の側に配置されたアーマチュアと、を備える電磁ブレーキであって、前記電磁石組立体、前記アーマチュア、及び前記ハブは、前記アーマチュアを前記ブレーキ板と係合する方に付勢するために、電流が前記導体に供給されたときに電磁回路を形成し、前記電磁回路の磁束の一部は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極から、第1の径方向空隙横断して、前記ハブまで径方向内側に進み、次いで、前記ハブから第2の径方向空隙を横断して、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板まで径方向外側に進む、電磁ブレーキ。

請求項2

前記ハブは、前記シャフトのまわりに配置された第1の軸受に係合するように構成された第1の端部と、前記シャフトのまわりに配置された第2の軸受に係合するように構成された第2の端部とを含む、請求項1に記載の電磁ブレーキ。

請求項3

前記第1及び第2の軸受は転がり軸受けを備え、前記ハブの前記第1の端部は、前記第1の軸受の内レースに係合するように構成され、前記ハブの前記第2の端部は、前記第2の軸受の内レースに係合するように構成され、前記第1及び第2の軸受の前記内レースは、前記シャフトと共に回転するように構成される、請求項2に記載の電磁ブレーキ。

請求項4

前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第1の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第2の部分とを有し、前記第1の部分の外径は、前記第2の部分の外径と異なる、請求項1に記載の電磁ブレーキ。

請求項5

前記ハブの前記第2の部分の前記外径は、前記ハブの前記第1の部分の前記外径よりも小さい、請求項4に記載の電磁ブレーキ。

請求項6

前記ハブの前記第1の部分の前記外径は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の内径よりも大きい、請求項4に記載の電磁ブレーキ。

請求項7

前記ハブは、前記アーマチュアの径方向内側に配置された第3の部分を有し、前記第3の部分の外径は、前記第1の部分の前記外径及び前記第2の部分の前記外径と異なる、請求項4に記載の電磁ブレーキ。

請求項8

前記第3の部分の前記外径は、前記第1の部分の前記外径及び前記第2の部分の前記外径よりも小さい、請求項7に記載の電磁ブレーキ。

請求項9

前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第1の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第2の部分とを有し、前記第1の部分の外径は、前記第2の部分の外径に等しい、請求項1に記載の電磁ブレーキ。

請求項10

前記ハブは、前記アーマチュアの径方向内側に配置された第3の部分を有し、前記第3の部分の外径は、前記第1の部分の前記外径及び前記第2の部分の前記外径と異なる、請求項9に記載の電磁ブレーキ。

請求項11

回転軸まわりに回転するように構成されたシャフトと、前記シャフトによって、前記回転軸のまわりで回転駆動される本体と、電磁ブレーキと、を備える動力伝達組立体であって、前記電磁ブレーキは、前記シャフトのまわりに配置され、前記シャフトと共に前記回転軸のまわりで回転するように構成されたハブと、前記回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体であって、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極と、前記内磁極と前記外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを画定するハウジングと、前記ハウジング内において、前記内磁極と前記外磁極との間で、前記ブレーキ板の第1の側に配置された導体と、を含む電磁石組立体と、前記本体に結合され、前記導体とは反対側の前記ブレーキ板の第2の側に配置されたアーマチュアと、を含み、前記電磁石組立体、前記アーマチュア、及び前記ハブは、前記アーマチュアを前記ブレーキ板と係合する方に付勢するために、電流が前記導体に供給されたときに電磁回路を形成し、前記電磁回路の磁束の一部は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極から、第1の径方向空隙を横断して、前記ハブまで径方向内側に進み、次いで、前記ハブから第2の径方向空隙を横断して、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板まで径方向外側に進む、動力伝達組立体。

請求項12

前記ハブは、前記シャフトのまわりに配置された第1の軸受に係合するように構成された第1の端部と、前記シャフトのまわりに配置された第2の軸受に係合するように構成された第2の端部とを含む、請求項11に記載の動力伝達組立体。

請求項13

前記第1及び第2の軸受は転がり軸受けを備え、前記ハブの前記第1の端部は、前記第1の軸受の内レースに係合するように構成され、前記ハブの前記第2の端部は、前記第2の軸受の内レースに係合するように構成され、前記第1及び第2の軸受の前記内レースは、前記シャフトと共に回転するように構成される、請求項12に記載の動力伝達組立体。

請求項14

前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第1の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第2の部分とを有し、前記第1の部分の外径は、前記第2の部分の外径と異なる、請求項11に記載の動力伝達組立体。

請求項15

前記ハブの前記第2の部分の前記外径は、前記ハブの前記第1の部分の前記外径よりも小さい、請求項14に記載の動力伝達組立体。

請求項16

前記ハブの前記第1の部分の前記外径は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の内径よりも大きい、請求項14に記載の動力伝達組立体。

請求項17

前記ハブは、前記アーマチュアの径方向内側に配置された第3の部分を有し、前記第3の部分の外径は、前記第1の部分の前記外径及び前記第2の部分の前記外径と異なる、請求項14に記載の動力伝達組立体。

請求項18

前記第3の部分の前記外径は、前記第1の部分の前記外径及び前記第2の部分の前記外径よりも小さい、請求項17に記載の動力伝達組立体。

請求項19

前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第1の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第2の部分とを有し、前記第1の部分の外径は、前記第2の部分の外径に等しい、請求項11に記載の動力伝達組立体。

請求項20

前記本体は、遊星歯車システム担体を備える、請求項11に記載の動力伝達組立体。

技術分野

0001

本開示は、動力伝達組立体のための電磁ブレーキに関する。特に、本開示は、ブレーキ電磁回路の一部を形成して、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアブレーキ板との間の磁気吸引を増大させるように構成されたハブを有する電磁ブレーキに関する。

背景技術

0002

ブレーキは、運動を阻止するために使用され、多くの場合、回転体の運動を制御し、かつ/又は停止させるために、動力伝達組立体で使用される。1つの従来の電磁ブレーキでは、固定された電磁石組立体は、ハウジングと、ハウジング内に配置された導体とを含む。ハウジングの一部はブレーキ板を形成する。電流が導体に供給されると、電磁石組立体のハウジングと、回転体に結合されたアーマチュアとの間に電磁回路が形成されて、アーマチュアを引き寄せてブレーキ板と係合させ、回転体の回転を阻止する。ブレーキ板とアーマチュアとの間の磁気吸引は、電磁回路の比較的高い磁気抵抗によって抑制されることがある。その結果、ブレーキによってもたらすことができるブレーキトルクも抑制されることがある。

0003

ここで、本発明者は、上記に示した欠陥の1つ又は複数を最小化する、かつ/又はなくす電磁ブレーキの必要性を認識した。

0004

本開示は、動力伝達組立体のための電磁ブレーキに関する。特に、本開示は、ブレーキの電磁回路の一部を形成して、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアとブレーキ板との間の磁気吸引を増大させるように構成されたハブを有する電磁ブレーキに関する。

0005

本教示の一実施形態による電磁ブレーキは、シャフトのまわりに配置されるように構成され、シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブを含む。ブレーキは、回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体を更に含む。組立体は、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極を画定するハウジングと、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを含む。組立体は、ハウジング内において、ブレーキ板の第1の側で、内磁極と外磁極との間に配置された導体を更に含む。ブレーキは、シャフトによって回転駆動される本体に結合するように構成されたアーマチュアを更に含む。アーマチュアは、導体とは反対側のブレーキ板の第2の側に配置される。電磁石組立体、アーマチュア、及びハブは、導体に電流が供給された場合に電磁回路を形成して、ブレーキ板と係合する方にアーマチュアを付勢する。電磁回路の磁束の一部は、電磁石組立体のハウジングの内磁極から、第1の径方向空隙横断してハブまで径方向内側に進み、次いで、ハブから第2の径方向空隙を横断して、電磁石組立体のハウジングのブレーキ板まで径方向外側に進む。

0006

本教示の一実施形態による動力伝達組立体は、回転軸のまわりで回転するように構成されたシャフトと、シャフトによって、回転軸のまわりで回転駆動される本体とを含む。動力伝達組立体は、電磁ブレーキを更に含む。ブレーキは、シャフトのまわりに配置されるように構成され、シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブを含む。ブレーキは、回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体を更に含む。電磁石組立体は、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極を画定するハウジングと、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを含む。電磁石組立体は、ハウジング内において、ブレーキ板の第1の側で、内磁極と外磁極との間に配置された導体を更に含む。電磁ブレーキは、本体に結合されたアーマチュアを更に含む。アーマチュアは、導体とは反対側のブレーキ板の第2の側に配置される。電磁石組立体、アーマチュア、及びハブは、導体に電流が供給された場合に電磁回路を形成して、アーマチュアをブレーキ板と係合する方に付勢する。電磁回路の磁束の一部は、電磁石組立体のハウジングの内磁極から、第1の径方向空隙を横断してハブまで径方向内側に進み、次いで、ハブから第2の径方向空隙を横断して、電磁石組立体のハウジングのブレーキ板まで径方向外側に進む。

0007

本教示による動力伝達組立体のための電磁ブレーキは、従来の電磁ブレーキと比較して有利である。特に、ブレーキのハブは、ブレーキの電磁回路の一部を形成するように構成される。この構成は、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアとブレーキ板との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくする。

0008

以下の詳細な説明と特許請求の範囲とを読むことで、及び例として本発明の特徴を示す添付図面を検討することで、本発明の前述の、及び他の態様、特徴、細部有用性、並びに利点が明らかになるであろう。

0009

0010

図面の簡単な説明

0011

本教示の一実施形態による動力伝達組立体の概略図である。
本教示の一実施形態による電磁ブレーキの断面図である。
本教示の別の実施形態による電磁ブレーキの断面図である。

実施例

0012

ここで図面を参照すると、同じ参照数字は、様々な図において同一の構成要素を特定するために使用され、図1は、本教示の一実施形態による動力伝達組立体10を示している。組立体10は、船舶プロペラを駆動するのに使用することができる。しかし、当然のことながら、組立体10は、多岐にわたる用途で動力を伝達するために使用することができる。組立体10は、エンジン12、カウンタシャフト14、軸受16、18、20、22、24、26、クラッチ28、プーリー30、遊星歯車システム32、及び本教示の一実施形態による電磁ブレーキ34を含むことができる。

0013

エンジン12は、様々な用途で使用する動力を発生させる。エンジン12は、2及び4ストロークエンジンの両方と、様々な数量のシリンダを有するエンジンと、様々なタイプの流体及び点火機構を使用するエンジンとを含む様々なタイプの従来の内燃機関のいずれかを備えることができる。エンジン12は、図示した実施形態において動力を発生させるために使用されるが、当然のことながら、例えば、電気モータを含む他の動力発生機を使用することもできる。エンジンシャフト36は、エンジン12から外側に延在し、回転軸38のまわりに回転するように構成されている。

0014

カウンタシャフト14は、エンジンシャフト36の拡張部として設けられている。カウンタシャフト14は、エンジンシャフト36の一方の軸端受け入れるように構成された一方の軸端面の凹部を画定する。ファスナー(図示せず)は、カウンタシャフト14をエンジンシャフト36に結合して、エンジンシャフト36と共に軸38のまわりに回転させるために、カウンタシャフト14の穴を通って、エンジンシャフト36の一列整列した穴の中に延びることができる。

0015

軸受16、18、20、22、24、26は、組立体10内の構成要素の相対回転を可能にするために設けられている。図示した実施形態では、軸受16は、エンジンシャフト36とクラッチ28の一部との間に配置され、軸受18、20は、エンジンシャフト36とプーリー30との間に配置され、軸受22、24は、カウンタシャフト14と遊星歯車システム32の一部との間に配置され、軸受26は、カウンタシャフト14とブレーキ34の一部との間に配置されている。軸受16、18、20、22、24、26は、例えば、玉軸受又は円筒ころ軸受を使用する転がり軸受を備えることができる。軸受16、18、20の内レースは、エンジンシャフト36で支持され、シャフト36と共に回転するように構成されている。軸受22、24、26の内レースは、カウンタシャフト14で支持され、カウンタシャフト14と共に回転するように構成されている。

0016

クラッチ28は、エンジン12からプーリー30への動力伝達を制御するために使用される。クラッチ28は、エンジンシャフト36と共に回転するように構成されたロータを有する電磁クラッチと、ロータの一方の側に配置された電磁石組立体と、ロータの反対側に配置され、プーリー30に結合されたアーマチュアとを備えることができる。電磁石組立体に供給された電流により、アーマチュアが引き寄せられてロータと係合して、エンジンシャフト36からプーリー30にトルクが伝達される。電流がない場合、アーマチュアはロータから切り離され、トルクはプーリー30に伝達されない。

0017

プーリー30は、トルクを、例えば、プーリー30に巻き掛けられたベルトを介して、別の本体(図示せず)に伝達するために設けられている。プーリー30は、エンジンシャフト36及び軸38を中心として、エンジンシャフト36及び軸38のまわりに配置することができ、エンジンシャフト36のまわりに配置された軸受18、20で支持することができる。クラッチ28が係合すると、プーリー30は、エンジンシャフト36と共に回転して、トルクを別の本体に伝達する。図示した実施形態では、プーリー30が使用されているが、当然のことながら、プーリー30は、代わりに、スプロケット又は歯車を備えることができる。

0018

遊星歯車システム32は、船舶のプロペラなどの別の本体の回転(回転方向を含む)を制御するために設けられている。システム18は、太陽歯車40と、1つ又は複数の遊星歯車42及び対応する担体44と、輪歯車46とを含むことができる。

0019

太陽歯車40は、カウンタシャフト14と共に軸38のまわりに回転するように構成されている。太陽歯車40は、カウンタシャフト14のまわりに配置され、太陽歯車40及びカウンタシャフト14が、一体(一部品構造物を形成するように、カウンタシャフト14を用いて形成することができる。或いは、太陽歯車40は、例えば、スプライン結合キー/キー溝結合、又は締まり嵌めによって、カウンタシャフト14に結合することもできる。太陽歯車40は、径方向外側面に複数の歯を画定する。

0020

遊星歯車42は、太陽歯車40と輪歯車46との間で径方向に配置されている。各遊星歯車42は、太陽歯車40及び輪歯車46の歯に係合するように構成された、径方向外側面の歯を画定する。遊星歯車42は、従来の態様で担体44に結合され、担体44と共に軸38のまわりに回転するように構成されている。遊星歯車42はまた、遊星歯車42を貫通する、軸38に平行な軸のまわりに、担体44に対して回転するように構成されている。

0021

担体44は、遊星歯車42を支持して軸38のまわりに回転するように設けられている。担体44は、カウンタシャフト14のまわりに配置され、軸受22、24で支持されている。下記に更に詳細に説明するように、担体44は、担体44の回転を制御するために、ブレーキ34の一部に結合することができる。

0022

輪歯車46は、トルクを、例えば、輪歯車46に巻き掛けられた歯付きベルトを介して、別の本体(図示せず)に伝達するために設けられている。輪歯車46は、太陽歯車40及び遊星歯車42の径方向外側に配置され、径方向内側面に、遊星歯車42の対応する歯に係合するように構成された複数の歯を含む。当然のことながら、輪歯車46の径方向外側面は、別の歯車に係合するように構成された歯を介する、又は対応するベルトに係合するように構成された平滑面又は歯付き面を介することを含む、トルク伝達を可能にする様々な方法で形成することができる。下記に更に詳細に説明するように、ブレーキ34が切り離されると、トルクは、エンジンシャフト36及びカウンタシャフト14から、太陽歯車40及び遊星歯車42を通って輪歯車46に伝達されて、輪歯車46の第1の回転方向の回転を引き起こす。ブレーキ34が係合すると、担体44は、静止した状態に保持され、エンジンシャフト36及びカウンタシャフト14の継続する回転により、輪歯車46は、第1の回転方向とは逆の第2の回転方向に回転する。

0023

電磁ブレーキ34は、担体44及び遊星歯車42の軸38のまわりの回転を阻止し、それにより、輪歯車46の回転方向を逆転させるために設けられている。ブレーキ34は、特定のタイプの動力伝達組立体内に組み込まれるとして本明細書で図示、及び説明したが、当然のことながら、ブレーキ34は、軸38のまわりに配置された別の本体の回転を選択的に阻止する、又は停止させることが望ましい様々な動力伝達組立体で使用することができる。例えば、ブレーキ34は、代替案として、草刈り刃の回転を阻止する、又は停止させるために使用することができる。ここで図2を参照すると、ブレーキ34は、ハブ48、電磁石組立体50、及びアーマチュア組立体52を含むことができる。

0024

本教示の一態様によれば、ハブ48は、電磁石組立体50及びアーマチュア組立体52と共に、ブレーキ34に係合するために磁束が貫流する電磁回路の一部を形成するように設けられている。ハブ48は、回路の一部を形成して、ブレーキ34内の電磁石48とアーマチュア組立体50との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくするように構成されている。ハブ64は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製することができる。ハブ48は、構造的に環状とすることができ、カウンタシャフト14のまわりに配置されるように構成され、シャフト14と共に軸38のまわりに回転するように構成されている。ハブ48は、軸受24、26間に配置され、ハブ48の一方の軸方向端は、軸受24に係合するように構成され、ハブ48の反対側の軸方向端は、軸受26に係合するように構成されている。特に、ハブ48は、ハブ48の軸方向端が、軸受24、26の内レースに摩擦係合し、ハブ48が、軸受24、26の内レース及びカウンタシャフト14と共に回転するように、軸受24、26間にクランプすることができる。ハブ48は、カウンタシャフト14の直径に大きさを合わせた一定の内径を有することができる。ハブ48は、ハブ48の軸方向長さに沿って変化する外径を有することができる。図示した実施形態に示すように、ハブ48は、互いに異なる外径を有するいくつかの部分54、56、58を含むことができる。部分54、56は、電磁石組立体50の様々な部分の径方向内側に配置することができる。部分54は、部分54、56が、電磁石組立体50の一部を受けるように構成された肩60を画定するように、部分56の外径よりも大きい外径を有することができる。部分54の外径は、電磁石組立体50のうちの部分56の径方向外側に配置された部分の内径よりも大きくすることができる。部分58は、部分56の部分54とは反対の側に配置され、アーマチュア組立体52の径方向内側に配置することができる。部分58は、部分54、56の外径よりも小さい外径を有することができ、部分56と共に肩62を画定することができる。代替実施形態の図3を参照すると、ブレーキ34と実質的に同様であるが、ハブ48’を含む電磁ブレーキ34’が設けられている。ハブ48’は、ハブ48と実質的に同様であるが、ハブ48及びブレーキ34に比較して製造コストを削減し、ブレーキ34’のより容易な組立てに寄与するために、ハブ48とは異なり、ハブ48’の部分54’、56’は、同じ(等しい)直径を有する。その結果、ハウジング64’の部材68、70’の内径も、同じ、又は実質的に同じ内径を有することができる。

0025

電磁石組立体50は、アーマチュア組立体52を引き寄せて電磁石組立体50と係合させて、アーマチュア組立体52が結合された回転体(図1動力伝達システム遊星歯車担体44など)の回転を阻止するために、ブレーキ34内に電磁回路を形成するように設けられている。組立体50は、ハウジング64及び導体66を含む。

0026

ハウジング64は、導体66を構造的に支持し、導体66を外部要素、及び物体から保護する。ハウジング64はまた、ブレーキ34を作動させるために使用される電磁回路の一部を形成している。ハウジング64は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製することができる。ハウジング64は、複数の部材68、70、72を含むことができる。

0027

部材68は、電磁石組立体50の軸方向に延在する内磁極74を画定する。部材68の一部は、軸受26の径方向外側に配置され、軸受26の外レースで支持されている。部材68の別の部分は、ハブ48の部分54の径方向外側に配置され、部材70を部材68に結合するのに使用される、ねじ、又はボルトなどのファスナー76を受け入れるように構成された1つ又は複数の穴を画定する。

0028

部材70は、断面が略C字形状であり、電磁石組立体50の軸方向に延在する外磁極78を画定し、外磁極78は、内磁極74から径方向に離間している。部材70は、磁極74、78間で径方向に延在するブレーキ板80を更に画定する。ブレーキ板80は、ブレーキ板80とアーマチュア組立体52との間の磁束の流れの経路を形成するための、径方向及び周方向に離間した複数の弧状スロット82を画定することができる。ブレーキ板80はまた、部材68の対応する穴と一列に整列するように構成され、部材70を部材68に結合するのに使用されるファスナー76を受け入れるように構成された1つ又は複数の穴を画定することができる。図示した実施形態では、穴は先細りになっており、ファスナー76の頭を受け入れるように構成されている。ブレーキ板80は、ハブ48の部分56の径方向外側に配置されている。ブレーキ板80の内径は、部材68のうちのハブ48の部分54の径方向外側に配置された部分の内径よりも小さくすることができ、それにより、ハブ48の肩60に相補的な部材68、70間の肩を画定する。

0029

部材72は、部材68の径方向外側に配置され、部材68で支持されている。部材72は、締まり嵌めで部材68に係合することができる。部材72は、導体66のブレーキ板80とは反対側に配置された、径方向に延在する端壁84を画定する。端壁84は、導体66を電源(図示せず)に接続し、かつ/又は回転を阻止して導体66を固定するために、導体66が貫通する1つ又は複数の開口86を画定することができる。部材72は、外磁極78の径方向外側に配置されて、磁路の一部を形成することができる、軸方向に延在する部分88を更に画定する。部材72は、部分88の一端から延び、静止構造物に結合するように構成された、径方向に延在するフランジ部分90を更に画定し、電磁石組立体50は、静止構造物によって、軸38に対する回転を阻止して固定することができる。

0030

導体66は、ハブ48と、電磁石組立体50と、アーマチュア組立体52との間で電磁回路を形成するために設けられている。導体66は、ハウジング64内において、内磁極74と外磁極78との間で径方向に、かつブレーキ板80と端壁84との間で軸方向に配置されている。導体66は、従来の銅コイル又は磁気抵抗が比較的低い材料の中に内包された同様の導電性構造物を備えることができる。

0031

アーマチュア組立体52は、図1の動力伝達システムの遊星歯車担体44などの回転体にブレーキトルクを伝達するために設けられている。組立体52は、アーマチュアハブ92、1つ又は複数の板ばね94、及びアーマチュア96を含むことができる。図示した実施形態では、アーマチュア組立体52は担体44に結合され、カウンタシャフト14上で担体14を支持する軸受22、24を介して、カウンタシャフト14に対して回転するように構成されている。しかし、ブレーキ34が他の伝達組立体で使用される場合、アーマチュア組立体52は、それ自体、アーマチュア52がシャフトに対して回転するのを可能にする1つ又は複数の軸受を含むことができる。

0032

ハブ92は、ブレーキトルクをアーマチュア96から回転体に伝達するために、遊星歯車担体44などの回転体に係合するように構成することができる。ハブ92は、ボルトなどのファスナーを使用して、担体44に結合することができる。上記のように、ブレーキ34は、様々な動力伝達組立体と併用することができる。そのため、当然のことながら、ハブ92の形状及び構成は、ハブ92が結合され、結合の態様が変わり得る回転体に応じて同様に変えることができる。ハブ92は、ハブ48の部分58の径方向外側に配置することができる。ハブ92は、各板ばね94の一端に固定するように更に構成されている。

0033

板ばね94は、ブレーキ板80に向かう、及びブレーキ板80から離れる、アーマチュア96の軸38に沿った動作を可能にする。リベットなどの従来のファスナーを使用して、各ばね94の内側端は、ハブ92に留めることができ、一方、各ばね94の外側端は、アーマチュア96に留めることができる。ばね94は、アーマチュア96をブレーキ板80から離れる方向に、ハブ92に向かって付勢する。

0034

アーマチュア96は、ブレーキトルクをアーマチュア組立体52を介して担体44又は別の回転体に伝達するために、ブレーキ板80と選択的に係合するように設けられている。アーマチュア96は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製される。アーマチュア96は、構造を環状とすることができ、軸38から径方向に距離を置いて配置されるように構成された、径方向及び周方向に離間した複数の弧状スロット98を画定し、弧状スロット98は、ブレーキ板80とアーマチュア96との間を往復する磁束の流れの経路を形成するために、ブレーキ板80のスロット82に対してずれている。アーマチュア96は、ブレーキ板80の導体66とは反対の側に配置されている。

0035

再度図2を参照してブレーキ34の動作が説明される。アーマチュア96を引き寄せてブレーキ板80と係合させるために、電流が導体66に供給されると、ハブ48と、電磁石組立体50のハウジング64の部材68、70、72と、アーマチュア組立体52のアーマチュア96とを含む電磁回路100が形成される。図2に示すように、回路100内の磁束は、外磁極78に達するまで、ブレーキ板80とアーマチュア96との間を往復する経路を進む。次いで、磁束は、径方向の空隙を横断して、外磁極78からハウジング64の部材72の部分88に至る。磁束は、部材72の部分88から、部材72の端壁84を通って、部材68の内磁極74に進む。磁束の一部は、内磁極74からブレーキ板80に直接進む。しかし、本教示によれば、磁束の別の部分は、内磁極74から磁極74とハブ48の部分54との間の径方向の空隙を横断して、ハブ48の部分54まで径方向内側に進み、次いで、ハブ48の部分56から、ハブ48の部分56とブレーキ板80との間の径方向の空隙を横断して、ブレーキ板80まで径方向外側に進む。この付加的な経路は、ブレーキ板80とアーマチュア96との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくするように働く。導体66への電流の供給が終了すると、電磁回路は終わり、板ばね94は、アーマチュア96をブレーキ板80から離れる方向に引き寄せる。

0036

本教示による動力伝達10組立体のための電磁ブレーキ34は、従来の電磁ブレーキと比較して有利である。特に、ブレーキ34のハブ48は、ブレーキ34の電磁回路100の一部を形成するように構成される。この構成は、電磁回路100の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ34内のアーマチュア96とブレーキ板80との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくする。
本発明が、1つ又は複数の特定の実施形態に関連して図示及び説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を行うことができると、当業者には分かるであろう。

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