JP6326234B2 - Rotating shaft brake device - Google Patents

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Description

この発明は、回転軸のブレーキ装置であって、特に、回転軸の回転時にヒステリシストルクおよび摩擦トルクを発生させることにより回転軸に対してブレーキを掛ける、回転軸のブレーキ装置に関する。   The present invention relates to a rotating shaft brake device, and more particularly to a rotating shaft brake device that applies a brake to the rotating shaft by generating hysteresis torque and friction torque when the rotating shaft rotates.

従来から、ドアを開閉するときドアの移動にブレーキを掛けて停止させるため、ダンパーなどのブレーキ装置を設けることがよく知られていた。このようなブレーキ装置が、例えば特開平5−155253号公報(特許文献1)に開示されている。   Conventionally, it has been well known to provide a brake device such as a damper in order to brake and stop the movement of the door when opening and closing the door. Such a brake device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-155253 (Patent Document 1).

特許文献1には、自動車のラッゲージドアのヒンジアーム2に、このヒンジアーム2に沿ってスライド可能にスライダ10をガイドさせ、このスライダ10に、一方の端部がボデー側にヒンジされたガス式ステーダンパ3の他方の端部をヒンジさせるとともに、モータ21を利用したスライドアクチュエータ20を付属させ、手動スイッチ35の操作でモータ21を作動させることにより、スライダ10を移動させてステーダンパ3を回動させ、ヒンジアーム2を昇降調整させるという点が開示されている。   In Patent Document 1, a slider 10 is guided by a hinge arm 2 of a luggage door of an automobile so as to be slidable along the hinge arm 2, and one end of the slider 10 is hinged to the body side. While the other end of the stay damper 3 is hinged, a slide actuator 20 using a motor 21 is attached, and the motor 21 is operated by operating the manual switch 35 to move the slider 10 to rotate the stay damper 3. The point that the hinge arm 2 is adjusted up and down is disclosed.

特開平5−155253号公報JP-A-5-155253

従来から知られているダンパーなどのブレーキ装置は上記のように構成されていた。しかしながら、特許文献1に記載のブレーキ装置は構成が複雑であるという問題があった。   Conventionally known brake devices such as dampers are configured as described above. However, the brake device described in Patent Document 1 has a problem that the configuration is complicated.

この発明は上記した問題点に鑑みてなされたものであり、確実に回転軸に対してブレーキを掛けることが可能であり、且つ簡単な構成の回転軸のブレーキ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a brake device for a rotary shaft having a simple configuration that can reliably brake the rotary shaft. .

この発明に係る回転軸のブレーキ装置は、回転軸に固定されて回転軸とともに回転する第1磁性部材と、回転軸の軸線方向一方側から第1磁性部材に対面し、第1磁性部材に対して相対回転可能に配置され、第1磁性部材との間でヒステリシストルクを発生する第2磁性部材と、第1磁性部材および第2磁性部材のうちのいずれか一方は永久磁石で、いずれか他方はヒステリシス材であり、回転軸の軸線方向他方側から永久磁石に対面し、永久磁石に対して相対回転可能に配置され、永久磁石との間で磁力吸着による摩擦トルクを発生するヨーク材とを備える。   The brake device for a rotating shaft according to the present invention has a first magnetic member that is fixed to the rotating shaft and rotates together with the rotating shaft, and faces the first magnetic member from one side in the axial direction of the rotating shaft, with respect to the first magnetic member. One of the first magnetic member and the second magnetic member is a permanent magnet, and the other is a permanent magnet that is arranged to be relatively rotatable and generates hysteresis torque with the first magnetic member. Is a hysteresis material that faces the permanent magnet from the other side in the axial direction of the rotating shaft and is arranged so as to be relatively rotatable with respect to the permanent magnet, and a yoke material that generates a friction torque by magnetic force adsorption with the permanent magnet. Prepare.

好ましくは、永久磁石は、軸線方向の両側からヨーク材を挟むように回転軸に固定される第1および第2永久磁石を含み、ヒステリシス材は、第1永久磁石に対面するように固定される第1ヒステリシス材と、第2永久磁石に対面するように固定される第2ヒステリシス材とを含む。   Preferably, the permanent magnet includes first and second permanent magnets fixed to the rotating shaft so as to sandwich the yoke material from both sides in the axial direction, and the hysteresis material is fixed to face the first permanent magnet. A first hysteresis member and a second hysteresis member fixed to face the second permanent magnet.

好ましくは、永久磁石とヨーク材との間に両者の摩擦力を高めるコーティング層をさらに備える。   Preferably, a coating layer that further increases the frictional force between the permanent magnet and the yoke material is further provided.

さらに好ましくは、コーティング層はウレタン塗膜である。   More preferably, the coating layer is a urethane coating.

好ましくは、コーティング層はシリコーン塗膜である。   Preferably, the coating layer is a silicone coating.

好ましくは、永久磁石、ヒステリシス材およびヨーク材は、それぞれ回転軸を包囲するリング形状を有し、ヒステリシス材の外周縁部とヨーク材の外周縁部とを連結する円筒体をさらに備える。   Preferably, each of the permanent magnet, the hysteresis material, and the yoke material has a ring shape surrounding the rotation shaft, and further includes a cylindrical body that connects the outer peripheral edge portion of the hysteresis material and the outer peripheral edge portion of the yoke material.

この発明に係る回転軸のブレーキ装置は、回転軸に固定されて回転軸とともに回転する第1磁性部材と、第1磁性部材との間でヒステリシストルクを発生する第2磁性部材と、永久磁石との間で磁力吸着による摩擦トルクを発生するヨーク材とを備え、第1磁性部材および第2磁性部材のうちのいずれか一方は永久磁石で、いずれか他方は永久磁石に対して相対回転可能に配置されるヒステリシス材である構成とした。   A brake device for a rotating shaft according to the present invention includes a first magnetic member that is fixed to the rotating shaft and rotates together with the rotating shaft, a second magnetic member that generates a hysteresis torque between the first magnetic member, a permanent magnet, Between the first magnetic member and the second magnetic member, one of which is a permanent magnet and the other is rotatable relative to the permanent magnet. It was set as the structure which is a hysteresis material arrange | positioned.

その結果、ヒステリシストルクと摩擦トルクの両方で回転軸の回転に対してブレーキを掛けることができるため、確実に回転軸に対してブレーキを掛けることが可能であり、且つ簡単な構成の回転軸のブレーキ装置を提供できる。   As a result, since it is possible to brake the rotation of the rotary shaft with both hysteresis torque and friction torque, it is possible to reliably brake the rotary shaft, and the rotary shaft with a simple configuration can be applied. A brake device can be provided.

この発明の第1の実施の形態に係る回転軸のブレーキ装置の軸線方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the brake device of the rotating shaft which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第2の実施の形態に係る回転軸のブレーキ装置の軸線方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the brake device of the rotating shaft which concerns on 2nd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施の形態に係る回転軸のブレーキ装置の軸線方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the brake device of the rotating shaft which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

(1)第1の実施の形態
図1は、この発明の第1の実施の形態に係る回転軸のブレーキ装置の軸線方向の断面図である。図1を参照して、ブレーキ装置10は、回転軸110の回転にブレーキを掛けるための装置である。回転軸110の軸線方向の一方側端部(図中上側)は、移動部材100に固定され、他方側端部(図中下側)は図示しない駆動用のシャフトに接続される。すなわち、駆動用のシャフトにより回転軸110が回転し、この回転軸110の回転に伴って移動部材100が回転する。
(1) 1st Embodiment FIG. 1: is sectional drawing of the axial direction of the brake device of the rotating shaft which concerns on 1st Embodiment of this invention. With reference to FIG. 1, the brake device 10 is a device for braking the rotation of the rotating shaft 110. One end (upper side in the figure) of the rotating shaft 110 in the axial direction is fixed to the moving member 100, and the other end (lower side in the figure) is connected to a driving shaft (not shown). That is, the rotating shaft 110 is rotated by the driving shaft, and the moving member 100 is rotated with the rotation of the rotating shaft 110.

ブレーキ装置10は、回転軸110に固定され、回転軸110とともに回転するリング状の永久磁石70(「第1磁性部材」に該当)と、回転軸110の軸線方向の一方側(図中上側)から永久磁石70に対面するように固定されるリング状のヒステリシス材20(「第2磁性部材」に該当)と、軸線方向の他方側(図中下側)から永久磁石70に対面するように固定されるリング状のヨーク材30と、ヒステリシス材20の外周縁部とヨーク材30の外周縁部とを連結し、永久磁石70を収容する円筒体50とを備える。なお、永久磁石70は、上面および下面の各々において多数の極、例えば2つのN極およびS極を有することが好ましい。   The brake device 10 is fixed to the rotating shaft 110 and rotates with the rotating shaft 110. The ring-shaped permanent magnet 70 (corresponding to a “first magnetic member”) and one side in the axial direction of the rotating shaft 110 (upper side in the figure). The ring-shaped hysteresis member 20 (corresponding to a “second magnetic member”) fixed so as to face the permanent magnet 70 from the other side and the permanent magnet 70 from the other side in the axial direction (lower side in the figure) A ring-shaped yoke member 30 to be fixed, and a cylindrical body 50 that connects the outer peripheral edge of the hysteresis member 20 and the outer peripheral edge of the yoke member 30 and accommodates the permanent magnet 70 are provided. The permanent magnet 70 preferably has a large number of poles, for example, two N poles and S poles, on each of the upper surface and the lower surface.

永久磁石70、ヒステリシス材20、ヨーク材30、および円筒体50の各々は、上記した通りリング状であり、自身を軸線方向に貫通する孔を有する。これらの孔が連なって、ブレーキ装置10全体を軸線方向に貫通する孔18を形成する。そして、この実施の形態のブレーキ装置10は、この孔18に回転軸110を挿入される態様で設けられる。   Each of the permanent magnet 70, the hysteresis material 20, the yoke material 30, and the cylindrical body 50 is ring-shaped as described above, and has a hole that penetrates itself in the axial direction. These holes are connected to form a hole 18 that penetrates the entire brake device 10 in the axial direction. The brake device 10 according to this embodiment is provided in such a manner that the rotating shaft 110 is inserted into the hole 18.

上記した通り、永久磁石70は、回転軸110の回転に伴って一体的に回転する。一方、ヒステリシス材20、ヨーク材30、および円筒体50は、回転軸110の回転に伴って回転しないよう、公知の廻り止め手段で固定される。   As described above, the permanent magnet 70 rotates integrally with the rotation of the rotating shaft 110. On the other hand, the hysteresis material 20, the yoke material 30, and the cylindrical body 50 are fixed by a known detent means so as not to rotate with the rotation of the rotating shaft 110.

以上のように構成することで、回転する永久磁石70と固定されるヒステリシス材20との間で、回転軸110の回転時にヒステリシストルクが発生する。また、永久磁石70の下面とヨーク材30の上面とが磁力吸着により接触し、この状態で永久磁石70が回転すると、永久磁石70とヨーク材30との間で摩擦力が発生する。つまりは、回転する永久磁石70と固定されるヨーク材30との間で、回転軸110の回転時に摩擦トルクが発生する。   With the above configuration, hysteresis torque is generated between the rotating permanent magnet 70 and the fixed hysteresis member 20 when the rotating shaft 110 rotates. In addition, when the lower surface of the permanent magnet 70 comes into contact with the upper surface of the yoke material 30 by magnetic force adsorption and the permanent magnet 70 rotates in this state, a frictional force is generated between the permanent magnet 70 and the yoke material 30. That is, friction torque is generated between the rotating permanent magnet 70 and the fixed yoke member 30 when the rotating shaft 110 rotates.

以上の通りであるため、ヒステリシストルクと摩擦トルクの両方が回転軸110の回転にブレーキを掛けるため、回転軸110に対して確実にブレーキを掛けることが可能となる。   As described above, since both the hysteresis torque and the friction torque brake the rotation of the rotating shaft 110, it is possible to reliably brake the rotating shaft 110.

なお、図示するように、永久磁石70とヒステリシス材20との間には空隙を設けて接触しないようにすることが好ましい。こうすることにより、永久磁石70とヒステリシス材20との間で摩耗が生じなくなるため、ブレーキ装置10全体としての耐久性が高くなる。なお、この空隙の回転軸110の軸方向における寸法は、限りなく零に近いことが好ましい。こうすることにより、永久磁石70とヒステリシス材20との間で発生するヒステリシストルクをより大きくすることができる。   In addition, as shown in the figure, it is preferable to provide a gap between the permanent magnet 70 and the hysteresis material 20 so as not to contact. By doing so, since wear does not occur between the permanent magnet 70 and the hysteresis member 20, the durability of the brake device 10 as a whole increases. In addition, it is preferable that the dimension in the axial direction of the rotating shaft 110 of the gap is as close to zero as possible. By doing so, it is possible to further increase the hysteresis torque generated between the permanent magnet 70 and the hysteresis material 20.

(2)第2の実施の形態
次に、この発明の第2の実施の形態に係るブレーキ装置について説明する。上記した第1の実施の形態のブレーキ装置10は、回転軸110の回転に伴って、永久磁石70が回転し、ヒステリシス材20、およびヨーク材30は回転しないように構成されたが、この第2の実施の形態では、逆に、回転軸110の回転に伴って、ヒステリシス材20、およびヨーク材30が回転し、永久磁石70が回転しないように構成される。
(2) Second Embodiment Next, a brake device according to a second embodiment of the present invention will be described. The brake device 10 according to the first embodiment described above is configured such that the permanent magnet 70 rotates and the hysteresis material 20 and the yoke material 30 do not rotate as the rotating shaft 110 rotates. In the second embodiment, conversely, the hysteresis material 20 and the yoke material 30 are rotated with the rotation of the rotating shaft 110, and the permanent magnet 70 is not rotated.

図2は、この発明の第2の実施の形態に係る回転軸のブレーキ装置の軸線方向の断面図である。なお、図1で説明した回転軸のブレーキ装置10と同一の部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は省略する。図2を参照して、この実施の形態に係るブレーキ装置10は、回転軸110に固定され、回転軸110とともに回転するボビン型部材60を備える。ここで、ボビン型部材60は、回転軸110を包囲する孔68を有する円筒部61と、この円筒部61の軸線方向の上端部および下端部において水平方向に延在する上壁部62および下壁部63とを有する。上璧部62および下壁部63は、中央に円筒部61の孔68を有するリング状である。そして、この実施の形態のブレーキ装置10は、ボビン型部材60の孔68に回転軸110を挿入される態様で設けられる。   FIG. 2 is a sectional view in the axial direction of a brake device for a rotating shaft according to a second embodiment of the present invention. In addition, the same reference number is attached | subjected to the part same as the brake device 10 of the rotating shaft demonstrated in FIG. 1, and description which becomes the same is abbreviate | omitted. Referring to FIG. 2, brake device 10 according to this embodiment includes bobbin-type member 60 that is fixed to rotating shaft 110 and rotates together with rotating shaft 110. Here, the bobbin type member 60 includes a cylindrical portion 61 having a hole 68 surrounding the rotating shaft 110, an upper wall portion 62 extending in the horizontal direction at the upper end portion and the lower end portion in the axial direction of the cylindrical portion 61, and a lower portion. Wall 63. The upper wall portion 62 and the lower wall portion 63 have a ring shape having a hole 68 of the cylindrical portion 61 at the center. The brake device 10 according to this embodiment is provided in such a manner that the rotating shaft 110 is inserted into the hole 68 of the bobbin type member 60.

ボビン型部材61の上壁部62の下面にはリング状のヨーク材30が固着されるとともに、下壁部63の上面にはリング状のヒステリシス材20(ここでは、「第1磁性部材」に該当)が固着される。そして、ブレーキ装置10の外部に設けられる側壁120に、リング状の永久磁石70(ここでは、「第2磁性部材」に該当)の外周が固着される。この永久磁石70は、ボビン型部材60の上壁62と下壁63との間において、回転軸110およびボビン型部材60の円筒部61を包囲するとともに、上面がヨーク材30の下面と接触し、下面が空隙を設けた状態でヒステリシス材20と対面するように固着される。   A ring-shaped yoke material 30 is fixed to the lower surface of the upper wall portion 62 of the bobbin type member 61, and the ring-shaped hysteresis material 20 (here, “first magnetic member”) is fixed to the upper surface of the lower wall portion 63. Applicable) is fixed. Then, the outer periphery of a ring-shaped permanent magnet 70 (corresponding to a “second magnetic member” here) is fixed to the side wall 120 provided outside the brake device 10. The permanent magnet 70 surrounds the rotating shaft 110 and the cylindrical portion 61 of the bobbin type member 60 between the upper wall 62 and the lower wall 63 of the bobbin type member 60, and the upper surface is in contact with the lower surface of the yoke material 30. The lower surface is fixed so as to face the hysteresis member 20 with a gap.

以上のように構成することで、回転するヒステリシス材20と固定される永久磁石70との間で、回転軸110の回転時にヒステリシストルクが発生する。また、ヨーク材30の下面と永久磁石70の上面とが磁力吸着により接触し、この状態でヨーク材30が回転すると、ヨーク材30と永久磁石70との間で摩擦力が発生する。つまりは、回転するヨーク材30と固定される永久磁石70との間で、回転軸110の回転時に摩擦トルクが発生する。   With the above configuration, hysteresis torque is generated between the rotating hysteresis member 20 and the fixed permanent magnet 70 when the rotating shaft 110 rotates. In addition, when the lower surface of the yoke material 30 comes into contact with the upper surface of the permanent magnet 70 by magnetic force adsorption and the yoke material 30 rotates in this state, a frictional force is generated between the yoke material 30 and the permanent magnet 70. That is, friction torque is generated between the rotating yoke material 30 and the fixed permanent magnet 70 when the rotating shaft 110 rotates.

なお、この実施の形態では、回転軸110に固定され、回転軸110とともに回転するボビン型部材60にヒステリシス材20およびヨーク材30を固着することにより、回転軸110とともにヒステリシス材20およびヨーク材30を回転させたが、その他の方法により、ヒステリシス材20およびヨーク材30を回転させてもよい。   In this embodiment, the hysteresis member 20 and the yoke member 30 are fixed together with the rotating shaft 110 by fixing the hysteresis member 20 and the yoke member 30 to the bobbin type member 60 fixed to the rotating shaft 110 and rotating together with the rotating shaft 110. However, the hysteresis material 20 and the yoke material 30 may be rotated by other methods.

(3)第3の実施の形態
図3は、この発明の第3の実施の形態に係る回転軸のブレーキ装置の軸線方向の断面図である。なお、2つの永久磁石70、2つのヒステリシス材20、および2つのコーティング層を備えることを除いて、図1で説明した回転軸のブレーキ装置10と同様であるため、同一の部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は省略する。
(3) Third Embodiment FIG. 3 is a sectional view in the axial direction of a brake device for a rotating shaft according to a third embodiment of the present invention. In addition, since it is the same as that of the brake device 10 of the rotating shaft demonstrated in FIG. 1 except having two permanent magnets 70, two hysteresis materials 20, and two coating layers, the same reference is made to the same part. A number is attached | subjected and the description which becomes the same is abbreviate | omitted.

図3を参照して、この発明の第3の実施の形態に係るブレーキ装置10は、軸線方向の両側からヨーク材30を挟むように回転軸110に固定される2つの永久磁石、すなわち、第1永久磁石70aおよび第2永久磁石70bを備える。また、図1で説明したブレーキ装置10と同様に、第1永久磁石70aおよび第2永久磁石70bの各々とヨーク材30とは磁力吸着により接触し、この状態で回転軸110の回転に伴って第1永久磁石70aおよび第2永久磁石70bが回転すると、第1永久磁石70aの下面とヨーク材30の上面、および第2永久磁石の上面とヨーク材30の下面との間で摩擦力が発生する。   Referring to FIG. 3, the brake device 10 according to the third embodiment of the present invention includes two permanent magnets fixed to the rotary shaft 110 so as to sandwich the yoke material 30 from both sides in the axial direction, that is, The first permanent magnet 70a and the second permanent magnet 70b are provided. Similarly to the brake device 10 described with reference to FIG. 1, each of the first permanent magnet 70 a and the second permanent magnet 70 b and the yoke material 30 come into contact with each other by magnetic attraction, and in this state, as the rotary shaft 110 rotates. When the first permanent magnet 70a and the second permanent magnet 70b rotate, a frictional force is generated between the lower surface of the first permanent magnet 70a and the upper surface of the yoke material 30 and between the upper surface of the second permanent magnet and the lower surface of the yoke material 30. To do.

この実施の形態では、2つの永久磁石70とヨーク材30との間で発生する摩擦力の大きさを調整するため、ヨーク材30の上面および下面の各々に、ポリウレタンを組成とする素材をコーティングし、コーティング層40a,40bを設ける。   In this embodiment, in order to adjust the magnitude of the frictional force generated between the two permanent magnets 70 and the yoke material 30, the upper surface and the lower surface of the yoke material 30 are each coated with a material composed of polyurethane. Then, the coating layers 40a and 40b are provided.

なお、このウレタンで形成されるコーティング層40は、厚みが5〜50μmの範囲であることが好ましい。これは、コーティング層40の厚みを小さくすると、永久磁石70とヨーク材30との間で発生する吸着力が大きくなる一方でコーティング層40の摩擦係数が小さくなり、コーティング層40の厚みを大きくすると、コーティング層40の摩擦係数が大きくなる一方で永久磁石70とヨーク材30との間で発生する吸着力が小さくなるためである。   In addition, it is preferable that the coating layer 40 formed with this urethane is the range whose thickness is 5-50 micrometers. This is because when the thickness of the coating layer 40 is reduced, the attractive force generated between the permanent magnet 70 and the yoke material 30 is increased, while the friction coefficient of the coating layer 40 is reduced, and the thickness of the coating layer 40 is increased. This is because the attractive force generated between the permanent magnet 70 and the yoke material 30 is reduced while the friction coefficient of the coating layer 40 is increased.

上記のように構成することで、回転軸110の回転時において、第1永久磁石70aと第1ヒステリシス材20aとの間でヒステリシストルクが発生することに加えて、第2永久磁石70bと第2ヒステリシス材20bとの間でもヒステリシストルクが発生する。さらに、第1永久磁石70aと第1コーティング層40aとの間で摩擦トルクが発生することに加えて、第2永久磁石70bと第2コーティング層40bとの間でも摩擦トルクが発生する。   With the above configuration, in addition to the generation of hysteresis torque between the first permanent magnet 70a and the first hysteresis member 20a during the rotation of the rotating shaft 110, the second permanent magnet 70b and the second Hysteresis torque is also generated between the hysteresis member 20b. Furthermore, in addition to generating friction torque between the first permanent magnet 70a and the first coating layer 40a, friction torque is also generated between the second permanent magnet 70b and the second coating layer 40b.

すなわち、回転軸110の回転時において、図1を用いて説明したブレーキ装置10よりも大きなヒステリシストルクおよび摩擦トルクを発生させることができるため、回転軸110に対してより確実にブレーキを掛けることが可能となる。   That is, when the rotating shaft 110 rotates, a larger hysteresis torque and friction torque can be generated than the brake device 10 described with reference to FIG. 1, so that the rotating shaft 110 can be more reliably braked. It becomes possible.

ここで、上記した第1の実施の形態に係るブレーキ装置10の有効性を確かめるため、発明者が行った実験について説明する。発明者は、従来から知られている回転軸の回転時にヒステリシストルクを発生させることにより回転軸に対してブレーキを掛ける装置、および摩擦トルクを発生させることにより回転軸の回転に対してブレーキを掛ける装置において、ブレーキが十分に掛かっていないことに着目した。   Here, an experiment conducted by the inventor in order to confirm the effectiveness of the brake device 10 according to the first embodiment will be described. The inventor has hitherto known a device for braking the rotating shaft by generating a hysteresis torque during rotation of the rotating shaft, and a brake for rotating the rotating shaft by generating a friction torque. We paid attention to the fact that the brakes were not fully applied in the device.

そこで、発明者は、試行錯誤の末、回転軸の回転時に、ヒステリシストルクおよび摩擦トルクの両方を発生させることにより、回転軸の回転に対してブレーキを掛けるという構成にすることにより、確実に回転軸の回転にブレーキが掛かることを確かめた。実験条件は以下の通りである。   Therefore, the inventor, after trial and error, generates both hysteresis torque and friction torque during rotation of the rotating shaft, thereby making sure that the rotation of the rotating shaft is braked. I confirmed that the brake was applied to the rotation of the shaft. The experimental conditions are as follows.

測定器としてテンションメーターを使用し、静止した状態の回転軸の先端部を押して、回転を開始させるのに必要なトルク(gfcm)を計測した。図1のブレーキ装置10において、上側(ヒステリシス材20の位置)に設ける部材を「板1」、下側(ヨーク材30の位置)に設ける部材を「板2」として、板1と板2に設けるヒステリシス材とヨーク材の組み合わせの各種(実施例1、比較例1、および比較例2)を比較した。なお、ヨーク材の永久磁石と接触する面において、ウレタンで形成されるコーティング層をコーティングする場合としない場合とを計測した。   A tension meter was used as a measuring instrument, and the tip of the rotating shaft in a stationary state was pushed to measure the torque (gfcm) required to start rotation. In the brake device 10 of FIG. 1, the member provided on the upper side (position of the hysteresis member 20) is “plate 1”, and the member provided on the lower side (position of the yoke member 30) is “plate 2”. Various combinations of the hysteresis material and the yoke material to be provided (Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2) were compared. In addition, on the surface which contacts the permanent magnet of a yoke material, the case where the coating layer formed with urethane was coated was measured.

測定結果は表1に示した通りである。なお、表1では、ヒステリシス材を「ヒス」、ヨーク材を「ヨーク」と省略して表記してある。また、比較例1はヨーク材がないため、コーティング層が有る場合を計測していない。   The measurement results are as shown in Table 1. In Table 1, the hysteresis material is abbreviated as “his” and the yoke material is abbreviated as “yoke”. Moreover, since the comparative example 1 does not have a yoke material, the case where a coating layer exists is not measured.

この実験結果から、回転軸の回転にブレーキを掛けるとき、従来から知られているヒステリシストルクまたは摩擦トルクのいずれか一方を発生させる構成と比較して、ヒステリシストルクおよび摩擦トルクの両方を発生させる構成のほうが、より確実に回転軸の回転にブレーキを掛けられることを確認できた。   From this experimental result, when braking the rotation of the rotating shaft, a configuration that generates both hysteresis torque and friction torque as compared to a configuration that generates either hysteresis torque or friction torque conventionally known It was confirmed that the brake could be applied to the rotation of the rotating shaft more reliably.

Figure 0006326234
Figure 0006326234

次に、上記した第3の実施の形態に係るブレーキ装置10の有効性を確かめるため、同様の実験を行った。図3のブレーキ装置10において、上側(第1ヒステリシス材20aの位置)に設ける部材を「板1」、中間(ヨーク材30の位置)に設ける部材を「板2」、下側(第2ヒステリシス材20bの位置)に設ける部材を「板3」として、板1〜板3に設けるヒステリシス材とヨーク材の組み合わせの各種(実施例2〜実施例7)を比較した。なお、この実験においても、ヨーク材の永久磁石と接触する面において、ウレタンで形成されるコーティング層をコーティングする場合としない場合とを計測した。   Next, a similar experiment was performed in order to confirm the effectiveness of the brake device 10 according to the third embodiment. 3, the member provided on the upper side (position of the first hysteresis member 20a) is “plate 1”, the member provided on the middle (position of the yoke member 30) is “plate 2”, and the lower member (second hysteresis). The member provided at the position of the material 20b) is “plate 3”, and various combinations (Examples 2 to 7) of the hysteresis material and the yoke material provided on the plates 1 to 3 were compared. In this experiment, the case where the coating layer made of urethane was coated or not was measured on the surface of the yoke material in contact with the permanent magnet.

測定結果は表2に示した通りである。なお、表2でも表1と同様に、ヒステリシス材を「ヒス」、ヨーク材を「ヨーク」と省略して表記してある。この実験結果から、回転軸の回転にブレーキを掛けるとき、2つの永久磁石を設ける構成とした場合、図3で説明した第3の実施の形態と同じ構成、すなわち、板1および板3をヒステリシス材、板2をヨーク材とした実施例5の構成が、最も確実に回転軸の回転にブレーキを掛けられることを確認できた。   The measurement results are as shown in Table 2. In Table 2, similarly to Table 1, the hysteresis material is abbreviated as “his” and the yoke material is abbreviated as “yoke”. From this experimental result, when applying the brake to the rotation of the rotating shaft, when the configuration is provided with two permanent magnets, the same configuration as the third embodiment described in FIG. It was confirmed that the configuration of Example 5 using the material and the plate 2 as the yoke material could most reliably brake the rotation of the rotating shaft.

Figure 0006326234
Figure 0006326234

なお、上記した第3の実施の形態では、コーティング層40a,40bは、ヨーク材30の上面および下面の各々にコーティングして設けられる場合について説明したが、これに限らず、永久磁石70aの下面および永久磁石70bの上面にコーティングして設けられてもよい。また、ヨーク材30の上面および下面、並びに永久磁石70aの下面および永久磁石70bの上面の全てにコーティングして設けられてもよい。   In the third embodiment described above, the coating layers 40a and 40b have been described as being coated on the upper surface and the lower surface of the yoke material 30, but the present invention is not limited to this, and the lower surface of the permanent magnet 70a. The upper surface of the permanent magnet 70b may be coated. Further, the upper surface and the lower surface of the yoke material 30, and the lower surface of the permanent magnet 70a and the upper surface of the permanent magnet 70b may be coated.

なお、上記した第3の実施の形態では、2つの永久磁石70を設ける場合について説明したが、これに限らず、3つの永久磁石70を設けるように構成してもよい。具体的には、例えば、上記した第3の実施の形態のブレーキ装置10の第1ヒステリシス材20aの軸線方向の上部に空隙を設けた状態で対面させて第3永久磁石70cを設ける。さらに、この第3永久磁石70cの軸線方向の上部に接触した状態で対面させて第3コーティング層40cを介して第2ヨーク材30bを設ける。さらに、第1ヒステリシス材20aの外周縁部と第2ヨーク材30bの外周縁部とを連結し、第3永久磁石70cを収容する円筒体50cを設ける。   In the third embodiment described above, the case where the two permanent magnets 70 are provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and three permanent magnets 70 may be provided. Specifically, for example, the third permanent magnet 70c is provided facing the first hysteresis member 20a of the brake device 10 according to the third embodiment in the state where a gap is provided in the upper portion in the axial direction. Further, the second yoke material 30b is provided through the third coating layer 40c so as to face each other while being in contact with the upper portion of the third permanent magnet 70c in the axial direction. Further, a cylindrical body 50c that houses the third permanent magnet 70c is provided by connecting the outer peripheral edge of the first hysteresis member 20a and the outer peripheral edge of the second yoke member 30b.

上記のような構成とすることで、回転軸110の回転時に発生するヒステリシストルクおよび摩擦トルクをより大きくできるため、回転軸110に対してより確実にブレーキを掛けることが可能となる。   With the above-described configuration, the hysteresis torque and the friction torque generated when the rotating shaft 110 rotates can be increased, so that the rotating shaft 110 can be more reliably braked.

なお、3つの永久磁石70の各々について、回転軸110の軸線方向の一方側から対面するようにヒステリシス材20を設けるようにし、且つ軸線方向の他方側から対面するようにヨーク材30を設けるようにした、その他の構成のブレーキ装置10であってもよい。例えば、上記した第3の実施の形態のブレーキ装置10の第2ヒステリシス材20bの軸線方向の下部に上記した構成と同様にして、第3永久磁石70c、第3コーティング層40c、第2ヨーク材30bを設けるようにしてもよい。   For each of the three permanent magnets 70, the hysteresis material 20 is provided so as to face from one side in the axial direction of the rotating shaft 110, and the yoke material 30 is provided so as to face from the other side in the axial direction. The brake device 10 having other configurations may be used. For example, the third permanent magnet 70c, the third coating layer 40c, and the second yoke material are formed at the lower portion in the axial direction of the second hysteresis member 20b of the brake device 10 of the third embodiment as described above. 30b may be provided.

なお、3つ以上の永久磁石70を設けるように構成してもよい。このようにする場合、上記した3つの永久磁石70を備える場合と同様に、3つ以上の永久磁石70の各々について、回転軸110の軸線方向の一方側から対面するようにヒステリシス材20を設けるようにし、且つ軸線方向の他方側から対面するようにヨーク材30を設けるようにする。   Note that three or more permanent magnets 70 may be provided. In this case, the hysteresis material 20 is provided so as to face each of the three or more permanent magnets 70 from one side in the axial direction of the rotating shaft 110, as in the case of providing the three permanent magnets 70 described above. The yoke material 30 is provided so as to face from the other side in the axial direction.

なお、上記した第3の実施の形態では、コーティング層40がウレタンで形成される場合について説明したが、これに限らず、シリコーンで形成されてもよい。なお、コーティング層40をシリコーンで形成する場合、厚みを5〜50μmの範囲とすることが好ましい。また、コーティング層40は、ヨーク材30と比較して摩擦係数の大きいその他の物質で形成されてもよい。また、コーティング層40を設けず、永久磁石70とヨーク材30とが磁力吸着により直接接触した状態で、回転軸110の回転時に発生する摩擦トルクを用いて、ブレーキを掛けるようにしてもよい。   In the above-described third embodiment, the case where the coating layer 40 is formed of urethane has been described. However, the present invention is not limited to this, and the coating layer 40 may be formed of silicone. In addition, when forming the coating layer 40 with silicone, it is preferable to make thickness into the range of 5-50 micrometers. Further, the coating layer 40 may be formed of another substance having a larger friction coefficient than the yoke material 30. Alternatively, the coating layer 40 may not be provided, and the brake may be applied using the friction torque generated when the rotating shaft 110 rotates in a state where the permanent magnet 70 and the yoke material 30 are in direct contact with each other by magnetic force adsorption.

なお、上記した実施の形態では、永久磁石70は、上面および下面の各々において2つのN極およびS極を有する場合について説明したが、これに限らず、1つのN極およびS極を有してもよいし、3つ以上のN極およびS極を有してもよい。また、上面全てがN極、下面全てがS極であってもよいし、その逆であってもよい。   In the above-described embodiment, the case where the permanent magnet 70 has two N poles and S poles on each of the upper surface and the lower surface has been described. However, the present invention is not limited to this, and has one N pole and S pole. Alternatively, it may have three or more north and south poles. Further, the entire upper surface may be an N pole, and the entire lower surface may be an S pole, or vice versa.

なお、上記した第1〜第3の実施の形態では、永久磁石70、ヒステリシス材20、およびヨーク材30が、回転軸110を包囲するリング状である場合について説明したが、これに限らず、回転軸110を包囲するための孔を有した外周が矩形の形状のものであってもよい。また、回転軸110を包囲する形状であれば、その他の形状であってもよい。   In the first to third embodiments described above, the case where the permanent magnet 70, the hysteresis material 20, and the yoke material 30 have a ring shape surrounding the rotating shaft 110 has been described. The outer periphery having a hole for surrounding the rotating shaft 110 may be rectangular. Other shapes may be used as long as they surround the rotating shaft 110.

なお、上記した第1〜第3の実施の形態では、円筒体50が、ヒステリシス材20の外周縁部とヨーク材30の外周縁部とを連結し、永久磁石70を収容する場合について説明したが、これに限らず、ヒステリシス材20、ヨーク材30、および永久磁石70の全てを収容する筐体の形状であってもよい。このようにする場合、円筒体50はリング状の上壁と下壁を有する。そして、第1の実施の形態では、円筒体50のリング状の上壁の下面にヒステリシス材20を固着するとともに、リング状の下壁の上面にヨーク材30を固着してもよい。また、第3の実施の形態では、円筒体50のリング状の上壁の下面、およびリング状の下壁の上面の各々にヒステリシス材20を固着するとともに、側壁の軸線方向の中央付近にヨーク材30を固着してもよい。   In the first to third embodiments, the case where the cylindrical body 50 connects the outer peripheral edge portion of the hysteresis material 20 and the outer peripheral edge portion of the yoke material 30 and accommodates the permanent magnet 70 has been described. However, the shape is not limited to this, and the shape of a housing that accommodates all of the hysteresis material 20, the yoke material 30, and the permanent magnet 70 may be used. In this case, the cylindrical body 50 has a ring-shaped upper wall and lower wall. In the first embodiment, the hysteresis material 20 may be fixed to the lower surface of the ring-shaped upper wall of the cylindrical body 50 and the yoke material 30 may be fixed to the upper surface of the ring-shaped lower wall. In the third embodiment, the hysteresis member 20 is fixed to each of the lower surface of the ring-shaped upper wall and the upper surface of the ring-shaped lower wall of the cylindrical body 50, and the yoke is disposed near the center of the side wall in the axial direction. The material 30 may be fixed.

以上のように構成された回転軸のブレーキ装置10は、簡単な構成であるため、コンパクトに形成することができる。これにより、様々な態様の移動部材100に適用することが可能となる。例えば、ラップトップパソコンのディスプレイの開閉、CDを出し入れするための部材の開閉、ロボットの関節部分の曲げ伸ばし、カメラシャッターの開閉などへの適用が考えられる。   The rotating shaft brake device 10 configured as described above has a simple configuration and can be formed compactly. Thereby, it becomes possible to apply to the moving member 100 of various aspects. For example, it can be applied to opening / closing a display of a laptop computer, opening / closing a member for inserting / removing a CD, bending / extending a joint portion of a robot, opening / closing a camera shutter, and the like.

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示する実施の形態のものに限定されない。図示された実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.

10 ブレーキ装置、18,68 孔、20 ヒステリシス材、30 ヨーク材、40 コーティング層、50 円筒体、60 ボビン型部材、61 円筒部、62 上壁部、63 下壁部、70 永久磁石、100 移動部材、110 回転軸、120 側壁。   10 brake device, 18, 68 holes, 20 hysteresis material, 30 yoke material, 40 coating layer, 50 cylindrical body, 60 bobbin type member, 61 cylindrical portion, 62 upper wall portion, 63 lower wall portion, 70 permanent magnet, 100 movement Member, 110 axis of rotation, 120 sidewalls.

Claims (6)

回転軸に固定されて前記回転軸とともに回転する第1磁性部材と、
前記回転軸の軸線方向一方側から前記第1磁性部材に対面し、前記第1磁性部材に対して相対回転可能に配置され、前記第1磁性部材との間でヒステリシストルクを発生する第2磁性部材と、
前記第1磁性部材および前記第2磁性部材のうちのいずれか一方は永久磁石で、いずれか他方はヒステリシス材であり、
前記回転軸の軸線方向他方側から前記永久磁石に対面し、前記永久磁石に対して相対回転可能に配置され、前記永久磁石との間で磁力吸着による摩擦トルクを発生するヨーク材とを備える、回転軸のブレーキ装置。
A first magnetic member fixed to the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft;
A second magnet that faces the first magnetic member from one side in the axial direction of the rotating shaft, is arranged to be rotatable relative to the first magnetic member, and generates a hysteresis torque with the first magnetic member. Members,
One of the first magnetic member and the second magnetic member is a permanent magnet, and the other is a hysteresis material,
A yoke material that faces the permanent magnet from the other side in the axial direction of the rotating shaft, is disposed so as to be relatively rotatable with respect to the permanent magnet, and generates a friction torque by magnetic force adsorption with the permanent magnet; Brake device for rotating shaft.
前記永久磁石は、軸線方向の両側から前記ヨーク材を挟むように前記回転軸に固定される第1および第2永久磁石を含み、
前記ヒステリシス材は、前記第1永久磁石に対面するように固定される第1ヒステリシス材と、
前記第2永久磁石に対面するように固定される第2ヒステリシス材とを含む、請求項1に記載の回転軸のブレーキ装置。
The permanent magnet includes first and second permanent magnets fixed to the rotating shaft so as to sandwich the yoke material from both sides in the axial direction,
The hysteresis material is a first hysteresis material fixed so as to face the first permanent magnet;
The brake device for a rotating shaft according to claim 1, further comprising a second hysteresis member fixed so as to face the second permanent magnet.
前記永久磁石と前記ヨーク材との間に両者の摩擦力を高めるコーティング層をさらに備える、請求項1または2に記載の回転軸のブレーキ装置。   The rotating shaft brake device according to claim 1, further comprising a coating layer between the permanent magnet and the yoke material for increasing a frictional force therebetween. 前記コーティング層はウレタン塗膜である、請求項3に記載の回転軸のブレーキ装置。   The rotating shaft brake device according to claim 3, wherein the coating layer is a urethane coating. 前記コーティング層はシリコーン塗膜である、請求項3に記載の回転軸のブレーキ装置。   The rotating shaft brake device according to claim 3, wherein the coating layer is a silicone coating film. 前記永久磁石、前記ヒステリシス材および前記ヨーク材は、それぞれ前記回転軸を包囲するリング形状を有し、
前記ヒステリシス材の外周縁部と前記ヨーク材の外周縁部とを連結する円筒体をさらに備える、請求項1〜5のいずれかに記載の回転軸のブレーキ装置。
The permanent magnet, the hysteresis material, and the yoke material each have a ring shape surrounding the rotating shaft,
The brake device for a rotating shaft according to any one of claims 1 to 5, further comprising a cylindrical body that connects an outer peripheral edge portion of the hysteresis material and an outer peripheral edge portion of the yoke material.
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