磁性缓冲器以及具有磁性缓冲器的制动器 【技术领域】
本发明涉及一种以磁力为制动力的磁性缓冲器以及具有该缓冲器的制动器。
背景技术
例如，将制动器的输出用旋转轴停止在行程端的情况下，通常是把安装在该旋转轴上并一起移动的动作块抵接在缓冲器上。这种情况下，为了缓和冲撞时的冲击，使用各种各样的缓冲器。
作为该种缓冲器，人们熟知的是一般以弹簧或橡胶等的弹力作为制动力而被利用的缓冲器。但是这种缓冲器，当动作块发生冲撞时，由于上述弹簧或橡胶等压缩而使弹力上升，所以其反弹力使上述动作块大幅度弹起直到静止而反复振动。因此，上述旋转轴停止到行程端需要时间，从而可能影响制动器的精密驱动以及控制。另外，动作块每次冲撞时上述弹簧或橡胶等都会弹性变形，因此，在反复的冲撞当中就会造成这些弹簧或橡胶等的磨损、弹力降低等的问题，耐久性变小。
本发明的技术课题为，减少用于缓冲停止制动器地动作块的缓冲器在上述动作块冲撞时的弹力，从而缩短该动作块到达停止的时间，同时减少该动作块的冲撞带来的磨损，进而提高它的使用性和耐久性。
【发明内容】
为了解决上述课题，本发明提供一种磁性缓冲器，具有可动的制动板和固定子，其中可动的制动板用于阻止制动器的动作块，而固定子通过磁力吸引该制动板，该磁性缓冲器的特征是：它以在该固定子和上述制动板之间作用的磁性吸引力作为使上述动作块停止的制动力。
具有上述构成的磁性缓冲器中，移动的动作块在行程端与制动板冲撞时，该制动板向远离固定子的方向移动，但由于该制动板与固定子之间有磁性吸引力的作用，该磁性吸引力作为制动力吸收动作块的运动能量，进而该动作块缓冲地停止在行程端。这时通过在某种程度上提高上述制动板的质量，最好尽量使其接近于动作块的质量，这样可以由该制动板的移动和上述磁性吸引力的共同作用准确而且高效地吸收该动作块冲撞时的冲击能量。
一度从固定子移开的上述制动板，通过它们之间的磁性吸引力返回并吸附于固定子，与动作块一起停止在其位置上。
该磁性缓冲器由于是以制动板和固定子之间的磁性吸引力作为制动力的，与利用弹簧或橡胶等的弹力的现有技术中的缓冲器相比，其动作块的弹起幅度小，该动作块可以在短时间内快速地停止。另外，既使该动作块反复与制动板冲撞，也不会因磁性的降低而影响制动力下降，因此它具有良好的耐久性。
本发明也可以是上述动作块和制动板通过磁性力相互吸引的构成。这样通过抑制动作块和制动板之间的弹起幅度，可以实现在比较短的时间内让动作块停止。
本发明中还可以在上述制动板的与动作块相抵接的面上配置缓冲部件。这样可以缓和动作块与制动板冲撞时的冲击力，从而防止产生冲击音。
另外，本发明提供一种制动器，它具有上述的磁性缓冲器，并通过该磁性缓冲器使与用于取出输出的部件一起移动的动作块有所缓冲地停止在行程端。
本发明中，上述制动器可以是如下结构，包括：具有相对的一对极齿的筒状磁轭，缠绕在该磁轭上的励磁线圈，以及连接该动作块的输出用的旋转轴，其中，动作块沿轴线方向可以移动地配置于上述磁轭的中空部内，并具有N极和S极在径向着磁的圆筒状的永久磁石。
本发明的具体实施例中，上述制动板呈环状并以吸附在上述磁轭的侧面的方式配设，上述旋转轴贯通于该制动板。
【附图说明】
图1是表示磁性缓冲器的构成原理剖视图。
图2是表示使用磁性缓冲器的制动器的一个具体实施例的主要部分的剖视图。
【具体实施方式】
图1表示本发明的磁性缓冲器的构成原理，该磁性缓冲器由可动的制动板2和固定子3构成，其中可动的制动板2用于阻止制动器的动作块1，固定子3通过磁性力吸引该制动板2，作用于该固定子3和上述制动板2之间的磁性吸引力作为用于停止上述动作块1的制动力。
上述固定子3由永久磁石或电磁石等形成，其内部具有一定的空间，上述动作块1可以在这一空间内移动。
上述制动板2由铁或镍、磁性橡胶等的磁性材料(包括永久磁石)形成圆形或矩形等必要的形状，收容在形成于上述固定子3的内部空间端部的制动室4a内，并且通过磁力吸附于固定子3的侧面。上述制动室4a形成于结合在上述固定子3的侧面的非磁性体性的保护盖部件4的内部，上述制动板2具有离开固定子3并可移动一定的距离d的广度。该制动板2可以移动的距离d设定在与固定子3之间磁性吸引力作用的范围内。换言之，其构成为，即使上述制动板2一度自固定子3移开距离d，来自固定子3的非常强的磁性吸引力作用于该制动板2，通过该磁性吸引力该制动板2仍然可以再次吸附于固定子3而返回到原位置。
上述制动板2的表里两面，亦即，动作块1抵接的第1面和抵接上述制动室4a的内壁的相反侧的第2面上，由橡胶或海绵体等的弹性材料构成的缓冲部件5、6通过粘着等的方式而被安装。这些缓冲部件5、6不但可以缓和制动板2和动作块1的冲撞以及制动板2和制动室4a的内壁的冲撞时的冲击力，还可以防止撞击音的产生。
另外，如图例所示，缓冲部件5安装在整个上述制动板2的第1面上，该制动板2通过该缓冲部件5吸附在固定子3上，但是也可以在该第1面的靠近外周的部分，亦即，与固定子3的接触部分，去除上述缓冲部件5，并使制动板2直接接触并吸附于固定子3。
在具有上述构成的磁性缓冲器中，由信号操作等进行移动的动作块1在行程端与制动板2相冲撞时，该制动板2向从固定子3离开的方向移动，但由于该制动板2与固定子3之间的磁性吸引力作用于该制动板2，该磁性吸引力成了制动力而吸收动作块1的运动能量，从而该动作块1有所缓冲地停止在行程端。这时，通过事先适当提高上述制动板2的质量，最好尽量使其接近于动作块1的质量，这样该动作块1冲撞时的冲击能量可以在该制动板2的移动和上述磁性吸引力的共同作用下被准确而且高效地吸收。
瞬即从固定子3移开的上述制动板2，通过它们之间的磁性吸引力返回并吸附在固定子3上，与动作块1一起停止在其位置上。
这里，上述动作块1可以是磁性体也可以是非磁性体，还可以是它们的混合体，但如果是由磁性体(包括永久磁石或电磁石等)形成的情况，在该动作块1与制动板2冲撞时，吸附在由永久磁石形成的或是固定子3的磁性力磁化的该制动板2上，这些动作块1和制动板2作为一个整体一起移动。因此，这些动作块1和制动板2冲撞时它们不会相互反作用而产生振动，该动作块1达到停止的时间就被缩短了。
上述动作块1为非磁性体的情况，即使与上述制动板2冲撞也不吸附，而因为是通过该制动板2的移动和磁性吸引力的共同作用吸收其运动的能量的，所以不会出现因该动作块1的大的反作用而形成反复振动，从而比以前的弹簧式缓冲器相比其达到停止的时间短。
另外，由于上述制动板2的表里两面配置了缓冲部件5、6，它可以缓和该制动板2与动作块1冲撞时的冲击或该制动板2接触制动室的内壁的冲击，难以产生冲击音。而即使上述动作块1通过该缓冲部件与制动板2冲撞，由于该制动板2进行如上所述的移动而消除了冲击能量，不会产生缓冲部件受到强大的压缩而动作块1大幅度弹起的事情。
这样一来，在上述磁性缓冲器中，由于是以制动板2和固定子3之间的磁性吸引力作为制动力，因此与利用弹簧或橡胶等的弹力为制动力的现有技术中的缓冲器相比，它可以使该动作块1的弹起变小，而在更短的时间内快速地停止。另外，该动作块1即使与制动板2反复冲撞，也不会因磁力的下降而引起制动力降低，它具有良好的耐久性。
如图示的实施例中，上述制动板2的两面配置了缓冲部件5、6，但这些缓冲部件5、6不是必须要设置的，根据实际情况，也可以只在动作块1抵接的第1面、或是相反侧的第2面设置缓冲部件。
图2表示具有上述磁性缓冲器的制动器的一个具体实施例。该制动器是磁石可动型的电磁制动器，是通过电磁式地移动具有永久磁石的动作块而转动输出用旋转轴的。
该制动器装备有磁性体制的第1及第2内部磁轭10、11、励磁线圈12、磁性体制的外部磁轭13、动作块14、输出用旋转轴15和上述磁性缓冲器16，其中，磁性体制的第1及第2内部磁轭10、11具有在轴线方向保持一定间隔的相对的圆筒形极齿10a、11a，励磁线圈12配置在这些内部磁轭10、11的极齿10a、11a的四周面，磁性体制的外部磁轭13呈圆筒状地缠绕在这些内部磁轭10、11和励磁线圈12的外周，动作块14在轴线方向可动地配置在上述极齿10a、11a的中空部内，输出用旋转轴15连接着该动作块14，上述磁性缓冲器16用于将上述动作块14有所缓冲地停止在行程端。
上述励磁线圈12是将卷线18缠绕在绕线筒17上构成的环状物，该绕线筒17的中空部内嵌合着上述内部磁轭10、11的极齿10a、11a。
另外，上述内部磁轭10、11的轴线方向的一侧的侧面侧安装有非磁性体制的保护盖19，另一侧的侧面侧则安装有非磁性体制的盖子20。这些保护盖19以及盖子20与上述外部磁轭13一起共同构成保护性的外套23，上述旋转轴15的两端贯通这些保护盖19以及盖子20而延伸到外部，通过轴承19a、20a的支承而使其在轴线方向可以滑动。
上述保护性的外套23的内部形成有由上述一对极齿10a、11a围绕外周的动作块室26，该动作块室26内配设了上述动作块14。该动作块14具有非磁性体制的磁石固定器27和永久磁石28，其中，非磁性体制的磁石固定器27与上述旋转轴15形成为一体，而该水久磁石28由该磁石固定器27保持。
上述永久磁石28整体呈圆筒状而形成，N极和S极是以径向方向着磁的。在图示例中，永久磁石28的外周侧是S极着磁的，内周侧为N极着磁的。另外，该永久磁石28具有横跨上述一对极齿10a、11a之间的长度，而且，即使上述动作块14到达卷轴端，该永久磁石28的一部分仍然保持与上述极齿10a、11a重叠或是接近的状态。
上述磁性缓冲器16设置在上述保护盖19侧，基本上与图1所示的具有相同的构成及作用。亦即，该缓冲器16具有用于阻止上述动作块14的可动的制动板30和以磁力吸引该制动板30的固定子，该固定子还兼用作上述第2内部磁轭11。
上述制动板30形成为圆环状，收容在形成于上述保护盖19的内侧面的制动室19b内，上述旋转轴15贯通其中空部分30a。该制动板30的内侧的第1侧面上安装有缓和与动作块14冲撞时的冲击的缓冲部件31。该缓冲部件31形成为比制动板30的直径小的圆板状，其周边嵌合于设置在第2内部磁轭11的阶梯部11b。而且，在该缓冲部件31的中央设置上述旋转轴15贯通的孔31a，从而形成不妨碍该旋转轴15在轴线方向滑动的结构。另外，在上述制动板30的外侧的第2侧面没有安装缓冲部件。
在上述动作块室26的盖子20侧的端部，设置有与上述缓冲部件31同样的缓冲部件32，动作块14返回时的冲击由该缓冲部件32缓冲。
具有上述构成的制动器2，如图2的上半部分所示，在旋转轴15处于后退端的状态下，给励磁线圈12通电，电流向使第2极齿11a为N极而另一方的第1极齿10a为S极的方向流动，这样，由于在第2极齿11a中产生的N极和永久磁石28的外周侧的S极之间的吸引力的作用的同时，第1极齿10a中产生的S极和永久磁石28的上述S极之间的反作用，这些力成为轴线方向的推力作用于动作块14，如图2的下半部分所示，它与旋转轴15同时前进。
缓冲器16通过动作块14与制动板30在其前进行程端冲撞而作动，该动作块14以及旋转轴15有所缓冲地停止在行程端。这时的缓冲器16的作用由于与上述图1的情况相同，所以为避免重复在这里就省略了其详细的说明。
上述旋转轴15在图2的下半部分的前进行程端的状态下，在上述励磁线圈12通上与上述情况反方向的电流，这样，由于第1极齿10a变为N极而第2极齿11a变为S极，因此永久磁石28亦即动作块14被吸引到第1极齿10a侧并与旋转轴15同时后退到图2的上半部分所示的位置。
上述制动器为磁石可动型的电磁制动器，适用于磁性缓冲器的制动器并不局限于这种形式的东西。例如，可以是以空气压信号或电气信号等驱动操作动作块的类型的制动器，这种情况上述动作块不是必须具有磁石的一部分或是全部，非磁性体的动作块也可以。
如上所述，用于使制动器的动作块缓冲停止的缓冲器在减少上述动作块冲撞时的幅度而缩短该动作块到达停止的时间的同时，减少该动作块的冲撞带来的磨损进而提高它的使用性和耐久性。