リフマグの原理と用いた制御用多板電磁ブレーキの開発とその動特性の研究

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近年工場の自動化に伴い大量の制御機器が用いられるようになり、制御用ブレーキも多方面に利用され、より性能,効率の良いブレーキの開発が望まれている。本研究はリフマグの原理を応用し、さらに多板構造のブレーキを用いることにより、従来のブレーキより強力でかつ高能率のトルク制御型の電磁ブレーキの開発を行ったものである。本研究で提案したブレーキは希土類永久磁石,電磁石ならびに多板ブレーキより成り、電磁石の電流制御により吸引力すなわち摩擦制動トルクを制御している。本研究で行った内容は、(1)電磁ブレーキの抵抗トルクを決定する設計式の導出とそのプログラムの開発,(2)電磁ブレーキに組込れる永久磁石の磁化の強さ、摩擦円板の内外半径,枚数ならびに電磁石の電流などの最適条件の探索とそれに基く設計,(3)電磁ブレーキの最適構成と試作,(4)試作ブレーキの性能試験ならびに解析結果との比較検討などである。とくにブレーキ部分については、従来型の単純面圧による摩擦トルクを用いる方法では、ブレーキ作動が高速になると騒音,振動を発生することがわかり、皿ばねによる振動吸収法を導入し、単に制動トルクの高能率化のみならず、振動,騒音の発生を抑制する方法も提示した。以上の研究により本ブレーキは永久磁石による吸引力と電磁石による吸引力の和が制動トルクとなるため、エネルギ効率が極めて良く、また制動トルクをパソコン等により自由に制御できる特徴を有し、かつ本研究で与えた設計式は実験とも良く一致し、実用に供するものであることを確認した。さらに本ブレーキはその特殊な使用法として、電流の単純なオン・オフ切替により従来型のブレーキとまったく同じ使い方もできることを明らかにした。