JP5527765B2 - 磁気粘性流体を用いた回転制動装置 - Google Patents
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Description
まず、回転体12は、軸線Xを中心に回転する棒状のシャフト14と、シャフト14から半径方向に拡がり略環状板を形成するロータ16と、で構成されている。このシャフト14とロータ16とは一体に形成されており、非磁性体としてオーステナイト系ステンレス(SUS304)が使用されている。
ロータ16の回転半径方向の外縁端部には、1組の環状の板部材であるディスク26が上下に結合されている。ここで図3を参照すれば、図2の点線の囲まれたエリアAの拡大図である。この図3や図1〜図2からも理解されるように、ディスク26はその内縁側26cの一部をロータ16の外縁端部に結合させ、また該ディスク26の外縁側26bはロータ16の外縁端部から突出されて電磁石20(後述)に挿入される。ディスク26の内縁側26cは環状のあて部材38を介してネジ36によりロータ16に結合されている。
図4を参照すればディスク26を上方(図1〜図3紙面視)から見た天面図である。但し、理解し易さを考慮し、r0〜r3の寸法は図1〜図3の寸法と一致するものではないことに留意する。
次に、ロータ16、電磁石20、ディスク26の組立方法について説明する。まず、ロータ16の下面にディスク26を機械的に結合する。例えば、ネジ結合等である。次に、下側のハウジング18の皿状部材18bに第一ヨーク24aを固定する。また、下側のハウジング18の皿状部材18bにはロータ16も固定する。このとき第一ヨーク24aの真上にディスク26が位置することになる。第一ヨーク24aは前述のように概ね隙間なくハウジング18の皿状部材8bの上に固定されるため、ディスク26と第一ヨーク24aの間の隙間は、所定の間隔に保たれる。
ここでロータ16やディスク26とハウジング18や電磁石20(特にヨーク24)との隙間に保持される磁気粘性流体28の充填方法について説明する。図1〜図2に示すようにシャフト14は回転平面Yより紙面下方の内部に流路12aを備え、流路12aの下端部で外部に開放される中空構造である。また、ロータ16も回転平面Yに沿って内部に流路12bを備えている。流路12bはロータ16の半径方向外側に延びており、ロータ16の外縁端部において外部に開放されている。これらの流路12aと流路12bとは回転軸線Xと回転平面Yとの交点近傍で流体的に連結的にしている。図1〜図2においては図示されていないが流路12bは回転軸線Xを中心に放射状に複数存在しても良い。
上述するようにロータ16等の回転体12の回転半径外側に充填された磁気粘性流体は、回転半径内側に充填されていく。このとき隙間28の回転半径内側の端部は回転軸受32a〜32d等が存在し、この位置まで到達した磁気粘性流体の外部漏出が問題となる。たしかに回転軸受32a〜32dの近傍では回転体12の遠心力の影響は小さいため磁気粘性流体が多量に漏出することはない。しかしながら、磁気粘性流体の通常時における粘性は比較的小さく、一般的な潤滑油よりも漏出し易いという点では問題がある。一方、粘性が小さいということはロータ16等の回転時に隙間28内に大きなせん断力が作用すること少なく回転トルクの抵抗にもなり難いという点で有利である。本ロータの回転制動装置10ではこの利点を生かしながら同時に上記漏出の問題を低減する手段が施されている。
12…回転体
14…シャフト
16…ロータ
18…ハウジング
20…電磁石
22…コイル(回転軸)
23…ボビン
24…ヨーク
26…ディスク
26a…溝
28…磁気粘性流体(隙間)
X…回転軸線
Y…回転平面
Claims (1)
- 中空円板状のハウジングの中で該ハウジングに対して相対的に軸回転する環状部材としてのロータと、
前記ロータと供に軸回転するように前記ハウジングと前記ロータとの間で該ロータ側に結合された磁性体のディスクと、
前記ディスクを挟むように配設され、通電時において該ディスクを挟持する方向に磁路を付与する電磁石と、を備えたロータの回転制動装置であって、
前記ディスクは、該ディスクを挟む方向以外に前記磁路が分散しないように該ディスクに溝が配設され、
前記ロータ又は前記ディスクと、前記ハウジング又は前記電磁石との隙間には磁気粘性流体が保持され、
前記ハウジングは上下に分割可能であり、
前記磁性体のディスクは、その外縁側をロータの外縁端部から突出させた状態で、その内縁側の一部を前記ロータの外縁端部の上下面に結合させており、
前記電磁石は、前記ロータの外縁部から突出させた前記ディスクの外縁側を挟むように配設されており、該電磁石と前記ディスクの外縁側とを交互に上下方向に積層して組立てられるようにそれぞれ分割されている、ことを特徴とするロータの回転制動装置。
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