JP2005054907A - 無励磁作動型の電磁ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化が可能で同じ外径寸法の場合には迅速且つ確実な制動を行うことができると共に、専用部品を少なくして類似製品との間で部品の共用化を図り、製造コストの削減を可能にすることなどを主たる目的としている。
【解決手段】ヨーク２に内蔵した励磁コイル３の前方に環状溝４を設け、環状溝４内に非磁性体で形成した取付け板５を装着したステータ部１Ａと、連結軸１１を装着するディスク８にライニング９を設けた回転体部１Ｂを備え、ステータ部１Ａと回転体部１Ｂの間にはアーマチュア７をライニング９と対向状に配置すると共に、アーマチュア７と取付け板５の間に設けた制動ばね６を介して、アーマチュア７を軸方向へ可動可能に取付け板５と連結したことを特徴とする無励磁作動型の電磁ブレーキである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁石を無励磁状態する非通電時には、ステータ部に回転体部を連結させて回転体部に連結された回転軸のブレーキ作動を行うと共に、電磁石を励磁状態にする通電時には、ステータ部から回転体部を離間させて回転体部に連結された回転軸のブレーキ作動を解放する無励磁作動型の電磁ブレーキに関する。

この種の無励磁作動型の電磁ブレーキは、励磁コイルを内蔵して電磁石を構成するステータ部と、ライニングを設けたディスクに回転軸などを連結する回転体部とを備え、ステータ部側には通電時にステータ部側へ吸着されるアーマチュアを、波形に撓ませた環状の板ばね又は複数枚を積層した板ばねなどで形成した制動ばねを介して取り付け、非通電時には制動ばねの弾発力でアーマチュアをライニングに圧接して連結させると共に、通電時には制動ばねの弾発力に抗してアーマチュアをステータ部側に吸着させ、アーマチュアとライニングの間を離間すようにしている。

例えば、本件出願人が先に提案した特許文献１の場合には、波形板ばねで形成した制動ばねとアーマチュアをステータ部側に取り付ける際に、ディスタンスカラーやスタットボルトなどを用い、これらの部品はライニングの外周側に設けられており、制動ばねはアーマチュアよりディスク側に配置すると共に、周方向に沿った所定間隔毎にステータ部側とアーマチュアに対して交互に取り付けられ、ステータ部とアーマチュアの間に規定の空隙を設けて組み付けている。
実公昭６２−８６６０号公報

しかしながら、特許文献１のようにライニングの外周側に制動ばねやアーマチュアを配置する構造では、外径寸法を一定した場合にはライニングの外径が小さくなって摩擦面を大きくできないので、ブレーキ作動に最も重要な制動及び保持トルクが減少するので、特に小型化した場合には迅速且つ確実な制動ができなくなる恐れがある。

また、ディスタンスカラーやスタットボルトなどの専用の部品が必要であると共に、類似した構成を備えた励磁作動型の電磁ブレーキや電磁クラッチなどと部品を共用化することができないので、部品のコストダウンを図ることが困難であると共に、部品の在庫管理や発注業務なども煩雑になって製造コストを削減することができない。

そこで本発明では、これら従来技術の課題を解決し得る無励磁作動型の電磁ブレーキを提供するものであり、特に小型化が可能で同じ外径寸法の場合には迅速且つ確実な制動を行うことができ、制動ばねのへたりが少なくて耐久寿命の向上を図ることが可能であると共に、専用部品を少なくして類似製品との間で部品の共用化を図り、製造コストの削減を可能にすることなどを主たる目的としている。

本発明による無励磁作動型の電磁ブレーキは、ヨークに内蔵した励磁コイルの前方に環状溝を設け、環状溝内に非磁性体で形成した取付け板を装着したステータ部と、連結軸を装着するディスクにライニングを設けた回転体部を備え、ステータ部と回転体部の間にはアーマチュアをライニングと対向状に配置すると共に、アーマチュアと取付け板の間に設けた制動ばねを介して、アーマチュアを軸方向へ可動可能に取付け板と連結している。

この無励磁作動型の電磁ブレーキでは、励磁コイルに通電しない電磁石が無励磁状態の時には、制動ばねが撓んだ状態でばね圧によってアーマチュアを回転体部側へ付勢しているので、アーマチュアがライニングに圧接してディスクに対してブレーキ作動が行われ、ディスクに取り付けた連結軸を回転不能に係止保持し、励磁コイルに通電して電磁石が励磁状態の時には、制動ばねのばね圧に抗してアーマチュアがステータ部側に吸着されるので、アーマチュアは圧接していたライニングから離間して予め設定された空隙が確保され、回転体部に対するブレーキ作動が解放されて連結軸を回転可能にする。

本発明による無励磁作動型の電磁ブレーキは、制動ばねをアーマチュアよりステータ部側に配置し、アーマチュアとヨークの前面側に形成した環状溝内に収容した取付け板に連結しているので、ライニングをアーマチュアと近似した外径にすることが可能であって、特許文献１などの従来技術に比べて摩擦面を大きく設定し、ブレーキ作動に最も重要な制動及び保持トルクを十分に確保して迅速且つ確実な制動ができると共に、小型化を図ることも容易である。

また、特許文献１などの従来技術のようにディスタンスカラーやスタットボルトなどの専用の部品が必要ではなく、また類似した構成を備えた励磁作動型の電磁ブレーキや、励磁作動型の電磁クラッチなどと部品を共用化することが可能であるから、部品のコストダウンを図ると共に、部品の在庫管理や発注業務などの簡素化も可能で製造コストを削減することができる。

本発明無励磁作動型の電磁ブレーキについて、本発明を適用した好適な実施形態を示す添付図面に基づいて詳細に説明するが、図１は電磁ブレーキ１の非通電時におけるブレーキ作動状態の縦断面図を示し、図２は電磁ブレーキ１の通電時におけるブレーキ作動の解放状態の縦断面図を示し、図３は電磁ブレーキ１の分解斜視図を示す。

電磁ブレーキ１は、ステータ部１Ａと回転体部１Ｂとで構成され、ステータ部１Ａはヨーク２内に励磁コイル３を内蔵し、励磁コイル３の前方に形成した環状溝４内にはリング状の取付け板５を圧入などによって装着すると共に、取付け板５の前面側には制動ばね６とアーマチュア７を配置し、制動ばね６は取付け板５とアーマチュア７の双方に連結されており、回転体部１Ｂはディスク８にライニング９が装着されている。

ステータ部１Ａは、非磁性体材料で形成した取付け板５に対して、円周方向に沿って所定間隔毎に連結孔５ａと逃げ孔５ｂを交互に設けると共に、アーマチュア７には連結孔５ａと整合する位置に逃げ孔７ｂを逃げ孔５ｂと整合する位置に連結孔７ａを、円周方向に沿って所定間隔毎に設け、制動ばね６は図示の実施形態では波形板ばね（波形に撓ませた環状の板ばね）を用い、連結孔５ａと逃げ孔７ｂに整合する位置及び逃げ孔５ｂと連結孔７ａに整合する位置に、それぞれ通孔６ａを設けている。

なお、取付け板５には例えばステンレス材、黄銅、青銅その他各種の非磁性体材料の使用が可能であるが、環状溝４内に圧入する際の機械的強度や、制動ばね６と連結する固着手段１０に対する孔加工と強度などの点から、非磁性体材料の中でも特にステンレス材の使用が望ましい。

制動ばね６は、取付け板５側に突出する板面に設けた通孔６ａに対して、逃げ孔７ｂに頭部を収容する態様でリベットなどの固着手段１０Ａ（１０）を挿通させ、連結孔５ａに圧入して取付け板５に連結すると共に、アーマチュア７側に突出する板面に設けた通孔６ａに対して、逃げ孔５ｂに頭部を収容する態様でリベットなどの固着手段１０Ｂ（１０）を挿通させ、連結孔７ａに圧入してアーマチュア７に連結している。

回転体部１Ｂは、フランジ付き筒状体で形成したディスク８に対し、フランジ部の内面にはアーマチュア７に対向するリング状のライニング９を装着させ、筒状体部には回転体部の連結軸１１を軸方向へ可動で回転方向に係止するキー溝付きの軸孔８ａを軸心に設けると共に、連結軸１１を固定するねじ孔８ｂを軸心と直交状に設けている。

電磁ブレーキ１は、励磁コイル３に通電しない電磁石が無励磁状態の時には、図１で示すようにステータ部１Ａ側に設けた制動ばね６が撓んだ状態で、ばね圧によってアーマチュア７を回転体部１Ｂ側へ付勢しているので、アーマチュア７がライニング９に圧接してディスク８に対してブレーキ作動が行われ、ディスク８に取り付けた連結軸１１を回転不能に係止保持する。

また、励磁コイル３に通電して電磁石が励磁状態の時には、図２で示すように制動ばね６のばね圧に抗してアーマチュア７がステータ部１Ａ側に吸着されるので、アーマチュア７は圧接していたライニング９から離間して予め設定された空隙Ｇが確保され、回転体部１Ｂに対するブレーキ作動が解放されて連結軸１１を回転可能にする。

この電磁ブレーキ１では、制動ばね６をアーマチュア７よりステータ部１Ａ側に配置し、アーマチュア７とヨーク２の前面側に形成した環状溝４内に収容した取付け板５に連結しているので、ライニング９をアーマチュア７と近似した外径にすることが可能であって、特許文献１などの従来技術に比べて摩擦面を大きく設定し、ブレーキ作動に最も重要な制動及び保持トルクを十分に確保して迅速且つ確実な制動ができると共に、小型化を図ることも容易である。

また、特許文献１などの従来技術のようにディスタンスカラーやスタットボルトなどの専用の部品が必要ではなく、また類似した構成を備えた例えば図４で示す励磁作動型の電磁ブレーキ２０や、図５で示す励磁作動型の電磁クラッチ３０などと部品を共用化することが可能であるから、部品のコストダウンを図ると共に、部品の在庫管理や発注業務などの簡素化も可能で製造コストを削減することができる。

図４で示す励磁作動型の電磁ブレーキ２０は、ステータ部２０Ａと回転体部２０Ｂとを備え、ステータ部２０Ａ側にはヨーク２１に励磁コイル２２とライニング２３を内蔵すると共に、回転体部２０Ｂ側には回転軸（図示を省略）を装着するディスク２４を設け、ライニング２３とディスク２４の間にアーマチュア２５と波形板ばねなどによる制動ばね２６を配置し、制動ばね２６はリベットなどの固着手段２７を用いて、アーマチュア２５とディスク２４に対し、円周方向に沿った所定間隔毎に交互に連結され、ライニング２３とアーマチュア２５の間に空隙Ｇを設けている。

この電磁ブレーキ２０では、無励磁状態の時には、空隙Ｇによってライニング２３とアーマチュア２５の間が離間しているので、ブレーキ作動が解放状態でステータ部２０Ａ側に対して回転体部２０Ｂ側は回転可能であり、励磁状態の時には、制動ばね２６のばね圧に抗してアーマチュア２５がステータ部２０Ａ側に吸着され、ライニング２３に圧接してブレーキ作動が行われ、回転体部２０Ｂ側は回転不能となる。

図５で示す励磁作動型の電磁クラッチ３０は、ステータ部３０Ａと回転体部３０Ｂ及びロータ部３０Ｃとを備え、ステータ部３０Ａ側にはヨーク３１に励磁コイル３２を内蔵すると共に、回転体部３０Ｂ側には一方の回転軸（図示を省略）を装着するディスク３３を設け、ロータ部３０Ｃ側には他方の回転軸（図示を省略）を装着するクラッチ回転体３４にライニング３５を内蔵し、ライニング３５とディスク３３の間にアーマチュア３６と波形板ばねなどによる制動ばね３７を配置し、制動ばね３７はリベットなどの固着手段３８を用いて、アーマチュア３６とディスク３３に対し、円周方向に沿った所定間隔毎に交互に連結され、ライニング３５とアーマチュア３６の間に空隙Ｇがを設けている。

この電磁クラッチ３０では、無励磁状態の時には、空隙Ｇによってライニング３５とアーマチュア３６の間が離間しているので、クラッチ作動が解放状態でロータ部３０Ｃ側の回転軸と回転体部３０Ｂ側の回転軸は分離され、励磁状態の時には、制動ばね３７のばね圧に抗してアーマチュア３６がステータ部３０Ａ側に吸着され、ライニング３５に圧接してクラッチ作動が行われ、一方の回転軸と他方の回転軸は連結される。

電磁ブレーキ１は、電磁ブレーキ２０で使用されている励磁コイル２２を含むヨーク２１、アーマチュア２５、制動ばね２６、ディスク２４を、電磁クラッチ３０で使用されている励磁コイル３２を含むヨーク３１、アーマチュア３６、制動ばね３７、ディスク３３を、それぞれヨーク２、アーマチュア６、制動ばね６、ディスク８として利用することが可能であり、このように部品を共用化するによって部品のコストダウンを図り、且つ部品の在庫管理や発注業務なども簡素化して製造コストを削減することができる。

なお、図示の実施例では制動ばね２６として波形板ばね（波形に撓ませた環状の板ばね）を用いたが、波形板ばねに代えて小径リング形にした複数枚の板ばねを積層状態にした積層板ばねを用い、これらの積層板ばねを円周方向に沿った所定間隔毎に配置すると共に、積層板ばねの軸心にリベットや止めねじなどの固着手段１０を挿通して取付け板５側とアーマチュア６側へ交互に連結する形態を採ることもできる。

本発明を適用した実施例による電磁ブレーキの非通電時におけるブレーキ作動状態を縦断面図で示す。 同電磁ブレーキの通電時におけるブレーキ作動の解放状態を縦断面図で示す。 同電磁ブレーキを分解斜視図で示す。 同電磁ブレーキと類似した構成による励磁作動型の電磁ブレーキを縦断面図で示す。 同電磁ブレーキと類似した構成による励磁作動型の電磁クラッチを縦断面図で示す。

符号の説明

１ （無励磁作動型の）電磁ブレーキ
１Ａ ステータ部
１Ｂ 回転体部
２ ヨーク
３ 励磁コイル
４ 環状溝
５ 取付け板
６ 制動ばね
７ アーマチュア
８ ディスク
９ ライニング
１０ 固着手段（リベット）
１１ 連結軸
Ｇ 空隙
２０ （励磁作動型の）電磁ブレーキ
３０ （励磁作動型の）電磁クラッチ

Claims (1)

1. ヨークに内蔵した励磁コイルの前方に環状溝を設け、環状溝内に非磁性体で形成した取付け板を装着したステータ部と、連結軸を装着するディスクにライニングを設けた回転体部を備え、ステータ部と回転体部の間にはアーマチュアをライニングと対向状に配置すると共に、アーマチュアと取付け板の間に設けた制動ばねを介して、アーマチュアを軸方向へ可動可能に取付け板と連結したことを特徴とする無励磁作動型の電磁ブレーキ。

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