JP3411608B2 - 渦電流ブレーキ - Google Patents
渦電流ブレーキInfo
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- JP3411608B2 JP3411608B2 JP01698393A JP1698393A JP3411608B2 JP 3411608 B2 JP3411608 B2 JP 3411608B2 JP 01698393 A JP01698393 A JP 01698393A JP 1698393 A JP1698393 A JP 1698393A JP 3411608 B2 JP3411608 B2 JP 3411608B2
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- Japan
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- drum
- eddy current
- current brake
- inductor
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンテスト用シャ
ーシダイナモやエルゴメータ等に使用される渦電流ブレ
ーキに関する。
ーシダイナモやエルゴメータ等に使用される渦電流ブレ
ーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、渦電流ブレーキは、図３に示すよ
うに、中空円筒状の磁性鋼からなるドラム１の両端にブ
ラケット２を設け、ブラケット２に設けた軸受３を介し
て回転軸４を支持し、回転軸４にはリング状のヨーク部
５を固定し、ヨーク部５の外周面の軸方向の両側に複数
個の誘導子６を突出させ、径方向の空隙Ｇを介してドラ
ム１の内周面に対向させてある。ドラム１の内周側には
両側の誘導子６の間で励磁コイル７を固定し、外周側に
は取り付け脚８を設けてある。（例えば、実公昭４８−
１８９３６号）。
うに、中空円筒状の磁性鋼からなるドラム１の両端にブ
ラケット２を設け、ブラケット２に設けた軸受３を介し
て回転軸４を支持し、回転軸４にはリング状のヨーク部
５を固定し、ヨーク部５の外周面の軸方向の両側に複数
個の誘導子６を突出させ、径方向の空隙Ｇを介してドラ
ム１の内周面に対向させてある。ドラム１の内周側には
両側の誘導子６の間で励磁コイル７を固定し、外周側に
は取り付け脚８を設けてある。（例えば、実公昭４８−
１８９３６号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成で
は、ドラム１の温度上昇に伴い、ドラム１が熱膨張し、
誘導子６との空隙Ｇが拡大して、励磁起磁力を多く必要
とし、磁束密度が減少して、吸収トルクが減少する。ま
た、ドラム１自身の温度が上がることにより、電気抵抗
が増して、渦電流が流れにくくなり、同様に吸収トルク
が減少するという欠点があった。その結果は、例えば、
励磁コ７に一定の励磁電流を通電し、零回転から温度上
昇が極力少ないように素早く回転数を上げていくと、図
４（ａ）に実線で示すようなトルク−回転数特性が得ら
れる。しかし、ドラム１の温度上昇を定格値（約１００
℃）近くにし、同一励磁電流で零回転から素早く回転数
を上げていくと、図４（ａ）に破線で示すようなトルク
−回転数特性が得られる。この特性の違いは、ドラム１
の温度上昇による影響によるもので、温度ドリフトと呼
ばれ、上記構造では１５〜２０％程度もある。また、ド
ラム１を磁性鋼によって構成してあるため、ドラム１と
誘導子５との間の空隙の必要磁束密度が高くなり、ヒス
テリシス現象が出て、励磁電流上昇時よりも下降時が吸
収トルクが増加し、励磁電流と吸収トルクとの間の再現
精度が低下するという問題があった。例えば、図５
（ａ）に示すように、実線の励磁電流上昇時よりも破線
の下降時が吸収トルクが増加して、再現精度が低下す
る。本発明は、この温度ドリフトを小さくし、励磁電流
と吸収トルクとの間の再現精度を高くして、構造が簡単
で精度の高い渦電流ブレーキを提供することを目的とす
るものである。
は、ドラム１の温度上昇に伴い、ドラム１が熱膨張し、
誘導子６との空隙Ｇが拡大して、励磁起磁力を多く必要
とし、磁束密度が減少して、吸収トルクが減少する。ま
た、ドラム１自身の温度が上がることにより、電気抵抗
が増して、渦電流が流れにくくなり、同様に吸収トルク
が減少するという欠点があった。その結果は、例えば、
励磁コ７に一定の励磁電流を通電し、零回転から温度上
昇が極力少ないように素早く回転数を上げていくと、図
４（ａ）に実線で示すようなトルク−回転数特性が得ら
れる。しかし、ドラム１の温度上昇を定格値（約１００
℃）近くにし、同一励磁電流で零回転から素早く回転数
を上げていくと、図４（ａ）に破線で示すようなトルク
−回転数特性が得られる。この特性の違いは、ドラム１
の温度上昇による影響によるもので、温度ドリフトと呼
ばれ、上記構造では１５〜２０％程度もある。また、ド
ラム１を磁性鋼によって構成してあるため、ドラム１と
誘導子５との間の空隙の必要磁束密度が高くなり、ヒス
テリシス現象が出て、励磁電流上昇時よりも下降時が吸
収トルクが増加し、励磁電流と吸収トルクとの間の再現
精度が低下するという問題があった。例えば、図５
（ａ）に示すように、実線の励磁電流上昇時よりも破線
の下降時が吸収トルクが増加して、再現精度が低下す
る。本発明は、この温度ドリフトを小さくし、励磁電流
と吸収トルクとの間の再現精度を高くして、構造が簡単
で精度の高い渦電流ブレーキを提供することを目的とす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状のドラ
ムと、前記ドラムに径方向空隙を介して対向させ周方向
に分割された誘導子と、ヨーク部を設けて前記ドラムと
誘導子を通る磁束を発生させる励磁コイルとをそなえた
渦電流ブレーキであって、前記ドラムは、固定されたヨ
ーク部の外周面に設けられ、誘導子を、回転軸に取り付
けた支持体を介して前記ドラムの外周に径方向空隙で対
向させて設けるようにしたもので、とくに、前記ドラム
非磁性良導体によって構成したものである。
ムと、前記ドラムに径方向空隙を介して対向させ周方向
に分割された誘導子と、ヨーク部を設けて前記ドラムと
誘導子を通る磁束を発生させる励磁コイルとをそなえた
渦電流ブレーキであって、前記ドラムは、固定されたヨ
ーク部の外周面に設けられ、誘導子を、回転軸に取り付
けた支持体を介して前記ドラムの外周に径方向空隙で対
向させて設けるようにしたもので、とくに、前記ドラム
非磁性良導体によって構成したものである。
【０００５】
【作用】ブレーキが作用すると、ドラムの温度が上昇
し、ドラムが熱膨張して誘導子との空隙が減少し、磁束
密度が増加して吸収トルクが増加する。一方、ドラム自
身の温度上昇による電気抵抗の増加により、渦電流が流
れにくくなり、吸収トルクが減少する。これら熱膨張と
電気抵抗の増加の影響は、互いに相殺する関係にあるた
め、能力とドラムの大きさ、空隙の大きさを適当に設計
することにより、温度ドリフトを低減することができ
る。また、ドラムを非磁性良導体で構成すると、電気抵
抗が小さいので磁性鋼より渦電流が流れ易くなり、磁束
密度が減少する。したがって、空隙磁束は飽和領域から
不飽和直線領域となってヒステリシス現象が減少し、励
磁電流と吸収トルクとの関係は、励磁上昇時と励磁下降
時のトルクカーブに大きな差がなくなる。
し、ドラムが熱膨張して誘導子との空隙が減少し、磁束
密度が増加して吸収トルクが増加する。一方、ドラム自
身の温度上昇による電気抵抗の増加により、渦電流が流
れにくくなり、吸収トルクが減少する。これら熱膨張と
電気抵抗の増加の影響は、互いに相殺する関係にあるた
め、能力とドラムの大きさ、空隙の大きさを適当に設計
することにより、温度ドリフトを低減することができ
る。また、ドラムを非磁性良導体で構成すると、電気抵
抗が小さいので磁性鋼より渦電流が流れ易くなり、磁束
密度が減少する。したがって、空隙磁束は飽和領域から
不飽和直線領域となってヒステリシス現象が減少し、励
磁電流と吸収トルクとの関係は、励磁上昇時と励磁下降
時のトルクカーブに大きな差がなくなる。
【０００６】
【実施例】本発明を図に示す実施例について説明する。
図１は本発明の実施例を示す側断面図で、ドラム１は、
中空円筒状の磁性鋼からなるヨーク部５の外周面で、か
つ軸方向に分離した位置で２列に突出させて設けてあ
る。両側のドラム１の間には励磁コイル７を設けてあ
る。ヨーク部５の内周側には、軸受３を介して回転軸４
を支持し、回転軸４の軸端には、円板状の鏡板９を固定
してある。鏡板９の外周には、中空円筒状の誘導子支持
体６１を固定し、誘導子支持体６１の内側に空隙Ｇを介
して両方のドラム１に対向するように、誘導子６が形成
されている。したがって、固定部であるヨーク部５に設
けられたドラム１に対して、誘導子６が回転するように
してある。ヨーク部４には取り付け脚８を設けたブラケ
ット２が固定され、渦電流ブレーキ全体を支持してい
る。いま、回転軸４を他の駆動装置により回転し、励磁
コイル７に励磁電流を流すと、磁束はヨーク部５から一
方のドラム１、空隙Ｇ、誘導子６を通って他方のドラム
１に帰る磁気回路を通るが、このとき、ドラム１に渦電
流が流れてトルクを吸収し、回転軸４にブレーキが作用
する。ブレーキが作用すると、ドラム１の温度が上昇
し、ドラムが熱膨張して誘導子６との空隙Ｇが減少し、
磁束密度が増加して吸収トルクが増加する。一方、ドラ
ム自身の温度上昇による電気抵抗の増加により、渦電流
が流れにくくなり、吸収トルクが減少する。これら熱膨
張による空隙の減少と温度上昇による電気抵抗の増加に
よる吸収トルクに与える影響は、互いに相殺する関係に
あるため、能力とドラムの大きさ、空隙の大きさを適当
に設計することにより、温度ドリフトを低減することが
できる。例えば、回転数と吸収トルクの関係は、図４
（ｂ）に示すように、実線で示した常温の場合と、破線
で示した定格温度上昇時の場合とでは、従来の図４
（ａ）の場合と比較して大きな差がなくなっている。図
２は他の実施例で、ドラム１を銅やアルミニウムのよう
な非磁性良導体の環状体で構成したもので、ヨーク部５
に設けた環状突起部５１の外周に固定されている。電気
抵抗が小さいので磁性鋼より渦電流が流れ易くなり、磁
束密度が減少する。その減少度合いは、固有抵抗の１／
２乗に比例し、例えば、磁性鋼を使用した場合と銅を使
用した場合の減少度合いは、（１．７／１２）1/2 ≒
０．３８倍 となる。このことから、磁性鋼で空隙磁束
密度が１７０００ガウスであったものが、銅を使用する
ことにより６５００ガウス程度となり、空隙磁束は飽和
領域から不飽和直線領域となって、励磁電流と吸収トル
クとの関係は、図５（ｂ）に示すように、ヒステリシス
現象が減少し、励磁上昇時と励磁下降時のトルクカーブ
に大きな差がなくなる。また、ドラム１は回転せず、固
定部であるヨーク部５に固定されているので、一部分に
温度検出器１０を取り付けて、常時温度を監視し、あら
かじめ、温度−トルク特性をＣＰＵに記憶しておき、温
度上昇によるトルク変化を補正して、温度ドリフト零の
制御を目指すことができる。
図１は本発明の実施例を示す側断面図で、ドラム１は、
中空円筒状の磁性鋼からなるヨーク部５の外周面で、か
つ軸方向に分離した位置で２列に突出させて設けてあ
る。両側のドラム１の間には励磁コイル７を設けてあ
る。ヨーク部５の内周側には、軸受３を介して回転軸４
を支持し、回転軸４の軸端には、円板状の鏡板９を固定
してある。鏡板９の外周には、中空円筒状の誘導子支持
体６１を固定し、誘導子支持体６１の内側に空隙Ｇを介
して両方のドラム１に対向するように、誘導子６が形成
されている。したがって、固定部であるヨーク部５に設
けられたドラム１に対して、誘導子６が回転するように
してある。ヨーク部４には取り付け脚８を設けたブラケ
ット２が固定され、渦電流ブレーキ全体を支持してい
る。いま、回転軸４を他の駆動装置により回転し、励磁
コイル７に励磁電流を流すと、磁束はヨーク部５から一
方のドラム１、空隙Ｇ、誘導子６を通って他方のドラム
１に帰る磁気回路を通るが、このとき、ドラム１に渦電
流が流れてトルクを吸収し、回転軸４にブレーキが作用
する。ブレーキが作用すると、ドラム１の温度が上昇
し、ドラムが熱膨張して誘導子６との空隙Ｇが減少し、
磁束密度が増加して吸収トルクが増加する。一方、ドラ
ム自身の温度上昇による電気抵抗の増加により、渦電流
が流れにくくなり、吸収トルクが減少する。これら熱膨
張による空隙の減少と温度上昇による電気抵抗の増加に
よる吸収トルクに与える影響は、互いに相殺する関係に
あるため、能力とドラムの大きさ、空隙の大きさを適当
に設計することにより、温度ドリフトを低減することが
できる。例えば、回転数と吸収トルクの関係は、図４
（ｂ）に示すように、実線で示した常温の場合と、破線
で示した定格温度上昇時の場合とでは、従来の図４
（ａ）の場合と比較して大きな差がなくなっている。図
２は他の実施例で、ドラム１を銅やアルミニウムのよう
な非磁性良導体の環状体で構成したもので、ヨーク部５
に設けた環状突起部５１の外周に固定されている。電気
抵抗が小さいので磁性鋼より渦電流が流れ易くなり、磁
束密度が減少する。その減少度合いは、固有抵抗の１／
２乗に比例し、例えば、磁性鋼を使用した場合と銅を使
用した場合の減少度合いは、（１．７／１２）1/2 ≒
０．３８倍 となる。このことから、磁性鋼で空隙磁束
密度が１７０００ガウスであったものが、銅を使用する
ことにより６５００ガウス程度となり、空隙磁束は飽和
領域から不飽和直線領域となって、励磁電流と吸収トル
クとの関係は、図５（ｂ）に示すように、ヒステリシス
現象が減少し、励磁上昇時と励磁下降時のトルクカーブ
に大きな差がなくなる。また、ドラム１は回転せず、固
定部であるヨーク部５に固定されているので、一部分に
温度検出器１０を取り付けて、常時温度を監視し、あら
かじめ、温度−トルク特性をＣＰＵに記憶しておき、温
度上昇によるトルク変化を補正して、温度ドリフト零の
制御を目指すことができる。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、非
磁性良導体からなるドラムを誘導子の内径側に設けてあ
るので、温度ドリフトが小さくなり、励磁電流と吸収ト
ルクとの間の再現精度が高くなるので、構造が簡単でト
ルク精度の高い渦電流ブレーキを提供できる効果があ
る。
磁性良導体からなるドラムを誘導子の内径側に設けてあ
るので、温度ドリフトが小さくなり、励磁電流と吸収ト
ルクとの間の再現精度が高くなるので、構造が簡単でト
ルク精度の高い渦電流ブレーキを提供できる効果があ
る。
【図１】本発明の実施例を示す側断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す側断面図である。
【図３】従来例を示す側断面図である。
【図４】励磁電流一定で、常温と温度上昇１００℃の時
の回転数と吸収トルクとの関係の説明図である。
の回転数と吸収トルクとの関係の説明図である。
【図５】常温と温度上昇１００℃の時の回転数と励磁電
流との関係の説明図である。
流との関係の説明図である。
１ ドラム
２ ブラケット
３ 軸受
４ 回転軸
５ ヨーク部
６ 誘導子
６１ 誘導子支持体
７ 励磁コイル
８ 取り付け脚
９ 鏡板
１０ 温度検出器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 49/02
Claims (3)
- 【請求項１】 円筒状のドラムと、前記ドラムに径方向
空隙を介して対向させ周方向に分割された誘導子と、ヨ
ーク部を設けて前記ドラムと誘導子を通る磁束を発生さ
せる励磁コイルとをそなえた渦電流ブレーキであって、
前記ドラムは固定されたヨーク部の外周面に設けられ、
誘導子は回転軸に取り付けた支持体を介して前記ドラム
の外周に径方向空隙で対向していることを特徴とする渦
電流ブレーキ。 - 【請求項２】 前記ドラムを非磁性良導体によって構成
した請求項１の渦電流ブレーキ。 - 【請求項３】 前記ドラムに温度検出器を取り付けた請
求項１または２の渦電流ブレーキ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01698393A JP3411608B2 (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 渦電流ブレーキ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01698393A JP3411608B2 (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 渦電流ブレーキ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261494A JPH06261494A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3411608B2 true JP3411608B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=11931292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01698393A Expired - Fee Related JP3411608B2 (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 渦電流ブレーキ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3411608B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000262038A (ja) * | 1999-03-09 | 2000-09-22 | Cateye Co Ltd | エルゴメータの負荷装置 |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP01698393A patent/JP3411608B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06261494A (ja) | 1994-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080320 Year of fee payment: 5 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |