ヒステリシスブレーキ

ヒステリシスブレーキ - モータ試験・張力制御に最適な高安定、長寿命ブレーキ - 概要・装置構成・動作原理 ・・・2 AHBシリーズ ・・・4 BHBシリーズ ・・・9 HBシリーズ ・・13 CHBシリーズ ・・15 LBシリーズ ・・19 MHB / MLBシリーズ ・・20 アクセサリ ・・20

概要 アメリカMagtrol Inc.社製のヒステリシスブレーキは、電流値に応じて負荷トルクが変化する電磁ブレーキです。発生するトルクは 数mN・mから数十N・mと小さなトルクの制御に適しています。小型・中型のモータトルク試験や張力制御装置として使用されます。 ■ トルク範囲： 定格 数十mN・m 数十 N・m ■ 電流vs.トルク特性オプション： メーカ出荷前に特性カーブデータの取得が可能 ■ 空冷モデルで高出力：ブレーキの発熱を強制空冷 AHB(エアコンプレッサー), BHB(ブロワ) ■ 回転数とは無関係に安定なトルクを発生 ■ モータの無負荷から拘束（停止）までの測定可 ■ ノイズの少ない滑らかなブレーキ力 ■ 長寿命かつメンテナンスフリー (非接触のブレーキ発生機構) ■ 両軸型は複数台の連結が可能 装置構成 ■ トルク計測無しの負荷発生装置 トルク計無しで、簡易的にブレーキ電流をトルク値の目安として試験をすることができます。 ブレーキの個体差がありますので、オプションの電流-トルクカーブをおすすめします。 ヒステリシスブレーキ DC電源 オプション:電流-トルクカーブ (DC30V以上, 1A以上) ブレーキとトルクセンサーを組み合わせて使用する場合は、 Magtrol製のトルクセンサーもあわせてご購入ください。 ■ 簡易型トルク試験装置 ブレーキのDC電源とトルク計測を別々に操作する簡易的なモータトルク試験装置です。 トルクセンサー USB TM ヒステリシスブレーキ DC電源 TF 3411 表示計 (DC30V以上, 1A以上) パソコン ・ USB Torque10ソフト TSトルクセンサー ■ 自動トルク試験装置 ヒステリシスブレーキとトルクセンサーの両方をDSP7000に接続し、PIDトルク / PID回転数制御 (フィードバック)、 またはオープンループ制御ができます。 USB ヒステリシスブレーキ トルクセンサー 2 DSP7000 コントローラ パソコン ・ TMTソフト または M-Test7ソフト

動作原理 ヒステリシスブレーキは、カップ状ロータとステータの歯形状磁極およびコイルで構成されます。 磁極が励磁されてないとき、カップ状ロータはボールベアリングに支えられて、自由に回転します。 コイルに電流を供給すると、ステータの磁極が励磁され、ロータとの間の空隙に磁界が発生します。 ここで透磁率の高いロータが回転するとヒステリシス特性により磁気摩擦が発生するため、 モータによる回転エネルギーを磁気摩擦の損失として吸収し、ブレーキとして働きます。 ブレーキ力(トルク)のもととなる磁束は、コイルに流す直流電流の大きさに比例するため、 回転数には依存せずにトルクを発生することができます。 ■電力吸収カーブの読み方 ヒステリシスブレーキは、回転エネルギーを磁気摩擦の損失として吸収して熱に変換します。（発熱します。） 2π この発熱量は、 電力[W]= × トルク[N・m] × 回転数[rpm] となります。 5分以内使用 60 最大回転数 最大電力 ブレーキを選定するには、発熱によりブレーキが損傷しない範囲で使用するため、 最大トルク、 最大回転数、 最大電力 の3つ全てが試験条件の範囲に入っていることを確認します。 連続使用 Magtrolのブレーキは、短時間(5分以内)と連続の2通りで最大電力の仕様があります。 最大電力 5分以内で使用した後、次の試験は内部が十分に冷えるまで30分や1時間あけてください。 5分より短い時間 (30秒や1分)でも、5分以内の最大電力より高い値で使用しないでください。 最大トルク ■電流 vs. トルク特性カーブ 右図は、ヒステリシスブレーキの電流 – トルク特性です。出力トルクは、電流の増加時と減少時で 異なるヒステリシス特性を持っています。 各ブレーキの定格トルク及び定格電流は、最大能力に対して10%～ 25% の余裕があります。 ※ 1 モデルごとの 電流 – トルクカーブは下記より入手できます。 https://www.magtrol.com/product-category/brakes-and-clutches/brakes/ ※ 2 オプションで製品出荷前に電流 – トルクの実測データを提供することができます。 3

コンプレッサー空冷式 AHBシリーズ AHBシリーズは、エアコンプレッサー(通常お客様用意)でブレーキを冷却することで連続大出力が可能なヒステリシスブレーキです。 また、動バランスをとっており高速回転が可能なモデルです。 仕様 ブレーキ負荷電力 [W] ドラッグトルク コイル抵抗 定格トルク 最大回転数 イナーシャ コイル電力 定格電流 電圧 重量 型名 空冷あり 空冷なし @1000rpm 25℃±10% [N・m] [rpm] 5分以内 連続使用 5分以内 連続使用 [N・m] [kg・m2] [W] [mA] [Ω] [VDC] [kg] AHB-0.3 0.3 25,000 500 500 90 25 5.00×10-3 1.83×10-5 8.10 300 90.0 27.0 1.56 AHB-0.75 0.65 35,000 1,200 1,200 250 55 NA 9.13×10-5 9.60 400 60.0 24.0 2.5 AHB-1 1 1,200 1,200 250 55 5.42×10-3 8.76×10-5 9.60 400 60.0 24.0 2.0 25,000 AHB-1.5 1.5 1,300 1,300 450 70 7.77×10-3 2.75×10-4 10.24 400 64.0 25.6 4.2 AHB-3 3 20,000 1,800 1,800 800 160 1.51×10-2 6.89×10-4 18.60 750 33.0 24.8 6.5 AHB-3.3 3.3 25,000 2,000 1,400 800 140 NA 5.584×10-4 20.48 800 32.0 25.6 8.5 AHB-5 5 15,000 2,500 1,000 1,300 120 5.00×10-2 1.31×10-3 8.70 380 60.0 22.8 12.4 AHB-6 6 20,000 3,000 3,000 1,400 225 2.82×10-2 1.38×10-3 37.10 1500 16.5 24.8 12.7 AHB-12 12 2,800 1,800 2,200 250 9.18×10-2 5.60×10-3 28.80 1200 20.0 24.0 24.0 12,000 AHB-24 24 5,300 3,000 4,000 450 1.36×10-1 1.12×10-2 57.60 2400 10.0 24.0 47.0 ※１ ブレーキ負荷電力は、コイルやベアリングの上限温度100℃から算出しています。 動作環境 温度 -40℃ ～ +85℃ 相対湿度 90%以内、結露しないこと 振動・衝撃 IEC68.2 準拠 EMC IEC 61326:2002 準拠 機械的仕様 軸端の形状 スムーズ バランス性能 ISO 1940-1 G6.3 準拠 ■空冷の仕様 圧力 流量 チューブ外径 エアコンプレッサーを使って冷却することで、より高い負荷をかけることがで 型名 [kPa] [l/min] [mm] きます。空冷の仕様は右の表の通りです。供給する圧縮空気の水分や AHB-0.3 油、錆、ほこりなどの汚染物を除去する必要があり、5μm 以下のフィル AHB-0.75 タの使用を推奨します。 283 8 AHB-1 AHB-1.5 空冷時は騒音が発生しますので、耳栓等を装着する必要があります。 AHB-3 620.5 AHB-3.3 425 使用する負荷電力が定格値より低い場合は、空冷圧力を下げて騒音 AHB-5 を抑えることも可能です。 10 AHB-6 AHB-12 567 AHB-24 騒音レベル：噴出し口から 1m 離れた場所でおよそ 110dB 表の圧力はブレーキの吸気口での圧力です。 4

電力吸収カーブ AHBシリーズ 空冷あり 5分以内の使用時 AHBシリーズ 空冷あり 連続使用時 40000 40000 AHB-0.3 AHB-0.3 35000 35000 30000 AHB-0.75 30000 AHB-1 AHB-0.75 25000 25000 AHB-1.5 AHB-1 20000 AHB-3 20000 AHB-1.5 AHB-3.3 15000 15000 AHB-5 AHB-3 AHB-3.3 10000 AHB-6 10000 AHB-5 AHB-6 5000 AHB-12 5000 AHB-12 AHB-24 AHB-24 0 0 0.1 1 10 100 0.1 1 10 100 トルク [Nm] トルク [Nm] AHBシリーズ 空冷なし 5分以内の使用時 AHBシリーズ 空冷なし 連続使用時 40000 40000 35000 35000 30000 30000 AHB-0.3 25000 25000 AHB-0.3 AHB-0.75 AHB-0.75 AHB-1 20000 20000 AHB-1 AHB-1.5 AHB-1.5 15000 AHB-3 15000 AHB-3 AHB-3.3 AHB-3.3 10000 AHB-5 AHB-5 10000 AHB-6 AHB-6 5000 AHB-12 5000 AHB-12 AHB-24 AHB-24 0 0 0.01 0.1 1 10 100 0.01 0.1 1 10 100 トルク [Nm] トルク [Nm] 寸法 3Dステップ形式ファイル、および2DのPDF形式ファイルは下記の場所から取得できます。 https://www.magtrol.com/product/ahb-series-compressed-air-cooled-hysteresis-brakes/ ※ 片軸のモデルは、特注で両軸モデルが可能です。 ■ AHB-0.3 5 スピード [rpm] スピード [rpm] スピード [rpm] スピード [rpm]

■ AHB-0.75 ■ AHB-1 ■ AHB-1.5 6

■ AHB-3 ■ AHB-3.3 ■ AHB-5 7

■ AHB-6 ■ AHB-12 ■ AHB-24 8

ブロワ空冷式 BHBシリーズ BHBシリーズは、空冷用ブロワがセットになったヒステリシスブレーキです。エアコンプレッサーが用意できない試験環境や、エアコンプレッ サーより騒音レベルを抑えたい場合に使用します。 仕様 ブレーキ負荷電力 [W] 定格トルク 最大回転数 型名 ブロワ型番 空冷あり 空冷なし [N・m] [rpm] 5分以内 連続使用 5分以内 連続使用 BHB-3B 3 1,500 935 800 160 20,000 BHB-6B BL-001 6 3,400 3,000 1,000 225 BHB-12B 12 3,500 3,000 2,200 250 12,000 BHB-24B BL-002 24 7,000 6,000 4,000 450 ドラッグトルク コイル抵抗 重量 重量 イナーシャ コイル電力 定格電流 電圧 型名 @1000rpm 25℃±10% (ブロワ除く) (ブロワ含む) [N・m] [kg・m2] [W] [mA] [Ω] [VDC] [kg] [kg] BHB-3B 1.51×10-26.89×10-4 18.56 750 33.0 24.8 13 17 BHB-6B 2.82×10-21.38×10-3 37.13 1500 16.5 24.0 17 21 BHB-12B 9.18×10-25.60×10-3 28.80 1200 20.0 24.0 31 35 BHB-24B 1.40×10-11.12×10-2 57.60 2400 10.0 24.0 60 68 ※１ ブレーキ負荷電力は、コイルやベアリングの上限温度100℃から算出しています。 動作環境 温度 -40℃ ～ +85℃ 相対湿度 90%以内、結露しないこと 振動・衝撃 IEC68.2 準拠 EMC IEC 61326:2002 準拠 機械的仕様 軸端の形状 スムーズ バランス性能 ISO 1940-1 G6.3 準拠 ■ブロワの仕様 モデル 電圧 消費電力 ヒューズ仕様 BL-001 120V 600VA UL/CSA 6.3 A 250 V SB BL-002 120V 1000VA UL/CSA 15 A 250 V SB ■ブロワの寸法 BL-001 BL-002 [mm] [mm] φA 178 178 B 279 279 C 254 254 D 203 381 E 102 102 F 203 305 G 25 25 重量 3.9kg 8.1kg 9 騒音レベル：噴出し口から 1m 離れた場所で BL-001がおよそ 90dBA、 BL-002がおよそ95dBAです。

電力吸収カーブ BHBシリーズ 空冷あり 5分以内の使用時 BHBシリーズ 空冷あり 連続使用時 25000 25000 20000 20000 15000 15000 BHB-3 BHB-3 BHB-6 10000 BHB-6 10000 BHB-12 BHB-12 5000 5000 BHB-24 BHB-24 0 0 0.1 1 10 100 0.1 1 10 100 トルク [N・m] トルク [N・m] BHBシリーズ 空冷なし 5分以内の使用時 BHBシリーズ 空冷なし 連続使用時 25000 25000 20000 20000 15000 15000 BHB-3 10000 10000 BHB-6 BHB-3 5000 5000 BHB-12 BHB-6 BHB-12 BHB-24 BHB-24 0 0 0.1 1 10 100 0.01 0.1 1 10 100 トルク [N・m] トルク [N・m] 10 スピード [rpm] スピード [rpm] スピード [rpm] スピード [rpm]

寸法 2DのPDF形式ファイルは下記の場所から取得できます。 https://www.magtrol.com/product/bhb-series-blower-cooled-hysteresis-brakes/ ※ 片軸のモデルは、特注で両軸モデルが可能です。 ■ BHB-3 ■ BHB-6 11

■ BHB-12 ■ BHB-24 12

ヒステリシスブレーキ HBシリーズ 強制空冷の無い自然放熱タイプのブレーキです。 電流値とトルク値を指定できるマッチングブレーキMHBシリーズもあります。 (本カタログp.20) 仕様 定格トルク 最大回転数 ブレーキ負荷電力 [W] ドラッグトルク イナーシャ 定格電流 コイル電力 電圧 コイル抵抗 重量 型名 @1000rpm 25℃±10% [N･m] [rpm] 5分以内 連続使用 [N･m] [kg・m2] [mA] [W] [VDC] [Ω] [kg] HB-3M-2 0.02 20,000 20 5 3.53×10-4 4.30×10-7 145 3.59 25.0 171 0.11 HB-10M-2 0.07 20,000 35 8 7.06×10-4 4.35×10-6 133 3.18 24.0 180 0.22 HB-20M-2 0.14 20,000 50 12 7.77×10-4 4.58×10-6 217 5.65 26.0 120 0.29 HB-50M-2 0.35 15,000 90 23 1.55×10-3 1.67×10-5 253 6.10 24.0 95 0.78 HB-140M-2 1.00 12,000 300 75 5.42×10-3 1.00×10-4 253 6.10 24.0 95 1.86 HB-250M-2 1.75 10,000 450 110 7.77×10-3 3.45×10-4 270 7.00 26.0 96 3.50 HB-450M-2 3.20 8,000 670 160 1.51×10-2 7.50×10-4 442 9.80 22.1 50 5.85 HB-750M-2 5.00 7,000 1,000 200 5.00×10-2 1.14×10-3 383 8.80 23.0 60 12.80 HB-1750M-2 13.00 6,000 1,200 350 9.18×10-2 5.63×10-3 600 13.00 31.2 52 24.50 HB-3500M-2 26.00 6,000 2,400 600 1.36×10-1 1.25×10-2 1,200 26.00 31.2 28 50.00 ※1 ブレーキ負荷電力は、コイルやベアリングの上限温度100℃から算出しています。 ※2 HB-3500M-2で26 N･m を出力するには、約1200mA 必要です。1000mA の場合は約24.72N・m です。 電力吸収カーブ 13

寸法 3Dステップ形式ファイル、および2DのPDF形式ファイルは下記の場所から取得できます。 https://www.magtrol.com/product/hysteresis-brakes/ 「Specifications and Drawings - Metric」のタブ内 ■ HB-3M-2 ～ HB-1750M-2 型名 φA φB φC D E F G H I J K φL M N ケーブル HB-3M-2 31.8 3 h4 10 h4 0.6 2.0 18.6 42.0 8.0 23.6 8.0 M2.5 ↓4.5 19.0 N/A (丸棒軸) HB-10M-2 45.7 5 g6 14 h4 0.7 2.4 20.7 52.6 12.0 25.5 12.0 M2.5 ↓5 19.0 9.5 0.7 2xAWG24, 300mm HB-20M-2 50.0 5 h4 14 h4 0.7 1.8 23.5 55.8 13.0 27.3 13.0 M3 ↓6 21.0 9.5 0.7 HB-50M-2 60.0 7 h5 17 h4 0.7 2.0 39.7 76.5 15.0 42.8 16.0 M4 ↓8 25.0 10.0 0.7 2xAWG24, 457mm HB-140M-2 92.0 10 h5 22 h5 0.8 2.5 39.0 100.0 25.0 50.8 21.0 M4 ↓9 38.0 16.0 1.0 2xAWG24, 305mm HB-250M-2 112.7 12 h5 28 h5 0.7 3.9 50.4 123.1 27.0 64.2 27.0 M5 ↓10 45.0 キー軸 4x4x202xAWG24, 457mm HB-450M-2 137.7 15 h4 32 h3 0.9 3.5 52.4 131.5 27.0 73.0 27.0 M5 ↓10 60.0 キー軸 5x5x202xAWG22, 457mm HB-750M-2 158.0 17 h4 35 h5 0.9 4.0 73.0 176.0 38.0 95.0 38.0 M6 ↓10 70.0 キー軸 5x5x202xAWG22, 450mm HB-1750M-2 226.1 25 h6 52 h5 1.2 6.0 76.2 213.0 50.0 105.8 50.0 M6 ↓12 100.0 キー軸 8x7x252xAWG22, 610mm ※1 軸形状：HB-3M-2は丸棒軸、 HB-10M-2～HB-140M-2はDカット、 HB-250M-2～HB-3500M-2はシングルキー軸 ■ HB-3500M-2 14

台座付きヒステリシスブレーキ CHBシリーズ CHBシリーズは、強制空冷の無い自然放熱タイプのHBシリーズに台座を付けたブレーキです。 台座にあるネジ止め端子台からブレーキ電流を印可します。 仕様 定格トルク 最大回転数 ブレーキ負荷電力 ドラッグトルク イナーシャ 定格電流 コイル電力 電圧 コイル抵抗 重量 [W] @1000rpm 25℃±10% 型名 [N･m] [rpm] 5分以内 連続使用 [N･m] [kg・m2] [mA] [W] [VDC] [Ω] [kg] CHB-1 1.00 12,000 300 75 5.42×10-3 1.03×10-4 253 6.1 24.0 95 1.86 CHB-1.5 1.75 10,000 450 110 7.77×10-3 3.11×10-4 270 7.0 26.0 96 3.50 CHB-3 3.20 8,000 670 160 1.41×10-2 7.50×10-4 442 9.8 22.1 50 5.85 CHB-5 5.00 7,000 1,000 200 5.00×10-2 1.14×10-3 383 8.8 23.0 60 12.80 CHB-6 6.00 6,000 1,340 300 2.82×10-2 1.48×10-3 884 19.5 24.0 25 12.00 CHB-12 12.36 6,000 1,200 350 9.18×10-2 5.63×10-3 500 13.0 26.0 52 24.50 CHB-24 24.72 6,000 2,400 600 1.36×10-1 1.11×10-2 1,000 26.0 26.0 26 50.00 ※1 ブレーキ負荷電力は、コイルやベアリングの上限温度100℃から算出しています。 電力吸収カーブ CHBシリーズ 5分以内の使用時 CHBシリーズ 連続使用時 14000 14000 12000 12000 10000 10000 CHB1 8000 CHB1.5 8000 CHB3 CHB1 6000 CHB5 6000 CHB1.5 CHB6 CHB3 4000 4000 CHB5 CHB12 CHB6 2000 2000 CHB24 CHB12 CHB24 0 0 0.01 0.1 1 10 100 0.01 0.1 1 10 100 トルク [Nm] トルク [Nm] 15 スピード [rpm] スピード [rpm]

寸法 3Dステップ形式ファイル、および2DのPDF形式ファイルは下記の場所から取得できます。 https://www.magtrol.com/product/chb-series-base-mounted-hysteresis-brakes/ ■ CHB-1 ■ CHB-1.5 16

■ CHB-3 ■ CHB-5 ■ CHB-6 17

■ CHB-12 ■ CHB-24 18

中空型ヒステリシスブレーキ LBシリーズ LBシリーズは、中空形状のロータとステータがバラバラになった部品です。 糸巻き装置などの設備で張力制御をするために使われます。 電流値とトルク値を指定できるマッチングブレーキMLBシリーズもあります。 (本カタログp.20) 仕様 定格トルク 最大回転数 ブレーキ負荷電力 [W] 定格電流 コイル電力 電圧 コイル抵抗 重量 型名 25℃±10% [N･m] [rpm] 5分以内 連続使用 [mA] [W] [VDC] [Ω] [kg] LB-250M-2 1.5 3,000 450 110 270 6.99 25.6 95 3.0 LB-450M-2 3.0 2,500 670 160 442 9.80 22.1 50 5.3 LB-750M-2 5.0 2,000 1,000 200 383 8.82 23.0 60 10.0 LB-1750M-2 12.0 1,800 1,200 350 500 13.00 26.0 52 21.0 ※1 ブレーキ負荷電力は、コイルやベアリングの上限温度100℃から算出しています。 ※2 特注で最大回転数 8000rpmまで対応可能です。 寸法 3Dステップ形式ファイル、および2DのPDF形式ファイルは下記の場所から取得できます。 https://www.magtrol.com/product/large-bore-brakes/ 型名 ΦA ΦB ΦC ΦD E F K ΦL ΦM N LB-250M-2 112.7 28 H7 70.0 36 H7 54.5 50.4 M5 ↓10 45.0 54.0 M4 (4xΦ4.5) LB-450M-2 137.7 42 H7 90.0 50 H7 57.0 52.4 M5 ↓10 60.0 80.0 LB-750M-2 158.0 50 H7 110.0 60 H7 80.0 72.8 M6 ↓12 70.0 90.0 M5 (4xΦ5.5) 19 LB-1750M-2 226.0 80 H7 160.0 120 H7 83.0 76.0 M6 ↓12 100.0 140.0 M5 (8xΦ5.5)

電流・トルクのマッチング MHB / MLBシリーズ 張力制御を必要とする製造装置などのアプリケーションでは、複数のブレーキトルクを均一に保持することが製品の良し悪しに影響しま す。 Magtrol社のヒステリシスブレーキのうち、HBシリーズとLBシリーズにはマッチングモデルがあります。 ■マッチングの指定方法 HBシリーズまたはLBシリーズの中から、マッチングに対応したいモデルを選択します。 マッチングポイントは定格トルクの50% ～ 100% の間で自由に選ぶことが出来ます。 電流何A時に、トルク何N･mにしたいかの1点を指定してください。 ■マッチングの性能 マッチングを実施する回転数は、特に指定がなければ100rpmになります。 マッチングさせる1点の電流とトルクは、複数ブレーキ間でのバラつき性能は±1%以内です。 0N･mからマッチング点までのバラつき性能は、マッチング点に対して±4%以内です。 アクセサリ ■ カップリング ■ 軸合わせ治具 TCPA-1 動バランス取りにより 50,000rpm など高速回転が可能 モータとトルク計の軸ずれの計測。最小目盛り 10μm MICシリーズ BKCシリーズ ダブルディスク ベローズ ■ ブレーキ固定台 ■ T溝プレート PTシリーズ 軸高さ 120mm / 150mm。水平調整付き。 300mm から1500mm まで 長さ100mm ごと PT シリーズに設置可。スライドキー溝も対応可。 各種治具を自由な位置に固定可能 mm A 25 B 375 C 20 D 14.5 キー溝 20 E 8 ピン F 12 G 5 水平調整