JP2007051694A - Self-retaining brake and its driving method - Google Patents

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幸則 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-retaining brake for emergency protection and its driving method capable of dispensing with power supply to the brake during operating a motor. <P>SOLUTION: In this brake comprising a flange 11 of a magnetic member, a coil 23 for exciting the flange, an armature 15 attracted to the flange 11 by exciting the coil 23, a spring 17 for releasing the armature 15 from the flange 11 when the coil 23 is not excited, and a brake disc 16 generating braking torque by pressing a motor shaft 21 and the armature 15 restricted in the rotating direction, a permanent magnet 60 is disposed in series to a path of magnetic flux formed by the coil 23 in the direction to increase the magnetic flux generated by energization of the coil when the brake is released. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機の負作動ブレーキとその駆動方法であって、特に電動機動作時にブレーキでの電力消費をなくした自己保持形の負作動ブレーキに関する。   The present invention relates to a negative operating brake for an electric motor and a driving method thereof, and more particularly to a self-holding negative operating brake that eliminates power consumption in the brake during motor operation.

従来、電動機への通電が突然停止した場合に電動機軸を速やかに停止させる場合や、電動機の非通電時に電動機軸を固定させる場合、負作動ブレーキが多く用いられてきた。この負作動ブレーキには、電動機フランジ内にブレーキを内蔵して電動機の内部空間を有効利用することで、電動機の全長を短くし省スペース化を実現したものがある。   Conventionally, negative brakes have often been used when the motor shaft is quickly stopped when the energization of the motor suddenly stops or when the motor shaft is fixed when the motor is not energized. Some of these negatively operated brakes have a built-in brake in the motor flange and effectively use the internal space of the motor, thereby reducing the overall length of the motor and saving space.

図４は、従来技術における電動機の負作動ブレーキの構成を示した横断面図である。図４において、１１は電動機フランジ、１２はカラー、１３はボルト、１４はサイドプレート、１５はアーマチュア、１６はブレーキディスク、１７はスプリング、１８はインナドライバ、１９はキー、２０は止めねじ、２１は電動機軸、２２は軸受、２３はコイル、２４は止め輪、２５はオイルシールである。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a negative operation brake of an electric motor in the prior art. In FIG. 4, 11 is a motor flange, 12 is a collar, 13 is a bolt, 14 is a side plate, 15 is an armature, 16 is a brake disc, 17 is a spring, 18 is an inner driver, 19 is a key, 20 is a set screw, 21 Is a motor shaft, 22 is a bearing, 23 is a coil, 24 is a retaining ring, and 25 is an oil seal.

このような構成の電動機の負作動ブレーキにおいて、磁性体の電動機フランジ１１に、円周上に数カ所配置したカラー１２を介してボルト１３によって固定されたサイドプレート１４と、カラー１２により移動自在に支持されたアーマチュア１５の間にはブレーキディスク１６が配置され、スプリング１７で押しつけられている。また、ブレーキディスク１６の内径は、スプライン加工が施されており、外径にスプライン加工を施したインナドライバ１８と回転方向に拘束されており、さらにインナドライバ１８は、キー１９と止めねじ２０によって電動機軸２１に固定され、電動機軸２１は軸受２２と止め輪２４により電動機フランジに固定され、回転可能に支持されている。   In the negatively operated brake of the motor having such a configuration, the side plate 14 fixed to the magnetic motor flange 11 by bolts 13 via the collars 12 arranged on the circumference at several places, and the collar 12 are movably supported. A brake disc 16 is disposed between the armatures 15 and pressed by a spring 17. Further, the inner diameter of the brake disk 16 is splined, and is constrained in the rotational direction with the inner driver 18 having a splined outer diameter. The inner driver 18 is further supported by a key 19 and a set screw 20. The motor shaft 21 is fixed to the motor shaft 21, and the motor shaft 21 is fixed to the motor flange by a bearing 22 and a retaining ring 24, and is rotatably supported.

次に動作を説明する。電動機フランジ１１内に納められたコイル２３に直流を通電し、電動機フランジ１１が励磁されると、磁束２６が発生し、アーマチュア１５は前記スプリング１７の押しつけ力に打ち勝って電動機フランジ１１側に吸引され、ブレーキディスク１６が解放されブレーキは解除される。コイル２３に通電している間はブレーキは解除されているため、電動機軸２１は自由に回転できる状態となる。停電等によりコイルの電源が遮断されると、コイル２３への通電ができなくなり電動機フランジ１１が無励磁となり、アーマチュア１５はスプリング１７の力でブレーキディスク１６を押しつけブレーキがかかる。これにより負作動ブレーキは、電源異常時に電動機を継続して停止状態にするフェ-ルセーフ機能を発揮する（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１５２５６０号公報（７頁の図４） Next, the operation will be described. When a direct current is applied to the coil 23 housed in the motor flange 11 and the motor flange 11 is excited, a magnetic flux 26 is generated, and the armature 15 overcomes the pressing force of the spring 17 and is attracted to the motor flange 11 side. The brake disc 16 is released and the brake is released. Since the brake is released while the coil 23 is energized, the electric motor shaft 21 can freely rotate. When the power supply of the coil is cut off due to a power failure or the like, the coil 23 cannot be energized, the motor flange 11 is de-energized, and the armature 15 presses the brake disc 16 with the force of the spring 17 to apply the brake. As a result, the negatively operated brake exhibits a fail-safe function that keeps the motor stopped when the power supply is abnormal (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-152560 A (FIG. 4 on page 7)

電動機への通電が停止した場合に作動する電動機の負作動ブレーキでは、電動機動作中は常時ブレーキコイルへ通電することで、電動機の回転子をブレーキディスクの拘束から解放し、自在に回転できるようにしている。つまりブレーキへの供給電力を犠牲にすることで、非常時のブレーキ動作を担保している。このため電動機動作中はブレーキへの電力供給が常に必要であり、ブレーキへの供給電力をなくすことは、ブレーキ動作原理から困難であった。   In the negative brake of the motor that operates when the motor is de-energized, the brake coil is always energized while the motor is running, so that the rotor of the motor is released from the restraint of the brake disk and can rotate freely. ing. In other words, the brake operation in an emergency is secured by sacrificing the power supplied to the brake. For this reason, it is always necessary to supply power to the brake while the motor is in operation, and it is difficult to eliminate the power supplied to the brake from the brake operation principle.

そこで本発明は、電動機動作中のブレーキへの電力供給をなくすことができる非常保護用の自己保持形ブレーキとその駆動方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a self-holding brake for emergency protection that can eliminate power supply to the brake during operation of the electric motor and a driving method thereof.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。   In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.

請求項１に記載の発明は、磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備えたブレーキにおいて、前記コイルが作る磁束の経路に直列に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備えたことを特徴とするものである。   The invention according to claim 1 is a magnetic material flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and when the coil is unexcited, In a brake comprising a spring for releasing an armature from the flange, and a brake disc that generates a braking torque by pressing the armature while being constrained in a rotational direction with an electric motor shaft, the brake is provided in series with a magnetic flux path formed by the coil. A permanent magnet is provided in a direction to increase the magnetic flux generated by energizing the coil when the brake is released.

請求項２に記載の発明は、磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備えたブレーキにおいて、前記コイルが作る磁束の経路に並列に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備え、前記永久磁石と前記フランジの間に空隙を介して継鉄を備えたことを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a magnetic flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and when the coil is not excited, In a brake comprising a spring for releasing an armature from the flange, and a brake disc that generates a braking torque by pressing the armature while being constrained in a rotational direction with an electric motor shaft, parallel to a path of a magnetic flux generated by the coil A permanent magnet is provided in a direction to increase the magnetic flux generated by energizing the coil when the brake is released, and a yoke is provided between the permanent magnet and the flange via a gap.

請求項３に記載の発明は、磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備え、前記コイルが作る磁束の経路に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備えた自己保持形ブレーキの駆動方法において、ブレーキを解放する場合に、所定時間前記コイルに通電してアーマチュアをブレーキディスクから解放した状態に保持し、ブレーキを働かせる場合は、停電検出信号に基づいてブレーキを解放する場合と逆方向に所定時間前記コイルに通電するものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a magnetic flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and when the coil is not excited, A spring for releasing the armature from the flange; and a brake disc that generates a braking torque by pressing the armature while being constrained in a rotation direction with an electric motor shaft, and releases the brake in a magnetic flux path formed by the coil. In a self-holding brake driving method having a permanent magnet in a direction to increase the magnetic flux generated by energizing the coil, the armature is released from the brake disk by energizing the coil for a predetermined time when releasing the brake. If the brake is applied, the brake will be activated based on the power failure detection signal. If the opposite direction to release the key is intended to be supplied to the predetermined time the coil.

請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において前記コイルへの通電用の直流電源として、バッテリーまたは電動機駆動用制御装置のコンバータ出力電圧を用いるものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the converter output voltage of the battery or the motor drive control device is used as a DC power source for energizing the coil in the third aspect of the present invention.

本発明は、磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備えたブレーキにおいて、前記コイルが作る磁束の経路に直列に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備えたので、電動機動作中のブレーキへの電力供給をなくすことができる省エネ、非常保護用の自己保持形ブレーキを提供できる。
また、本発明は磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備えたブレーキにおいて、前記コイルが作る磁束の経路に並列に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備え、前記永久磁石と前記フランジの間に空隙を介して継鉄を備えたので、電動機動作中のブレーキへの電力供給をなくすことができる非常保護用の自己保持形ブレーキを提供できる。
また、本発明は、磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備え、前記コイルが作る磁束の経路に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備えた自己保持形ブレーキの駆動方法において、ブレーキを解放する場合に、所定時間前記コイルに通電してアーマチュアをブレーキディスクから解放した状態に保持し、ブレーキを働かせる場合は、停電検出信号に基づいてブレーキを解放する場合と逆方向に所定時間前記コイルに通電するので、電動機動作中のブレーキへの電力供給をなくすことができる非常保護用の自己保持形ブレーキの駆動方法を提供することができる。
また、請求項３記載の発明において前記コイルへの通電用の直流電源として、バッテリーまたは電動機駆動用制御装置のコンバータ出力電圧を用いるので、電動機動作中のブレーキへの電力供給をなくすことができる非常保護用の自己保持形ブレーキの駆動方法を提供することができる。コイルへの通電用の直流電源として、電動機駆動用制御装置のコンバータ出力電圧を用いると、コイルへの通電用の直流電源を別個に用意する必要がなくなる。 The present invention includes a magnetic flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and the armature from the flange when the coil is not excited. In a brake comprising a spring for releasing and a brake disk that generates a braking torque by pressing the armature while being constrained in the rotational direction of an electric motor shaft, the brake is released in series with a magnetic flux path formed by the coil. In this case, since the permanent magnet is provided in the direction of increasing the magnetic flux generated by energizing the coil, it is possible to provide a self-holding brake for energy saving and emergency protection that can eliminate power supply to the brake during operation of the electric motor.
The present invention also provides a magnetic flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and the armature when the coil is not excited. The brake is released in parallel with the magnetic flux path created by the coil in a brake having a spring for releasing from the brake and a brake disc that generates a braking torque by pressing the armature while being constrained in the rotational direction of the motor shaft. In this case, a permanent magnet is provided in a direction to increase the magnetic flux generated by energizing the coil, and a yoke is provided between the permanent magnet and the flange via a gap, so that power supply to the brake during motor operation is eliminated. Can provide emergency protective self-holding brakes.
Further, the present invention provides a magnetic flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and the armature when the coil is not excited. A spring for releasing from the flange, and a brake disc that generates a braking torque by pressing the armature while being constrained in the rotation direction with the motor shaft, and a coil for releasing the brake in a magnetic flux path formed by the coil In the method of driving a self-holding brake with a permanent magnet in the direction of increasing the magnetic flux generated by energization, when releasing the brake, the coil is energized for a predetermined time to keep the armature released from the brake disk. When using the brake, release the brake based on the power failure detection signal. Since energizing predetermined time the coil in the opposite direction to the case of, can provide a driving method of a self-holding type brake emergency protection can be eliminated the power supply to the brake in the motor operation.
Further, in the invention according to claim 3, since the converter output voltage of the battery or the motor drive control device is used as the DC power source for energizing the coil, the power supply to the brake during the operation of the motor can be eliminated. A method of driving a self-holding brake for protection can be provided. When the converter output voltage of the motor drive control device is used as the DC power source for energizing the coil, it is not necessary to prepare a DC power source for energizing the coil separately.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の第１実施例を示す横断面図である。図１が従来の負作動ブレーキの横断面図（図４）と異なる部分は永久磁石６０を設けた部分であり、その他の構成は従来と同じである。従来例の図１と同一名称には同一符号を付け、重複説明を省略する。永久磁石６０は、ブレーキを解除する場合にコイルの通電により発生する磁束を増加する方向となるように設置する。永久磁石６０の形状はリング状またはボルト１３と同様に円周上に数カ所断続的に配置することができる。永久磁石６０はアーマチュア１５と対向する位置に取り付けられる。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is different from the cross-sectional view (FIG. 4) of the conventional negative operating brake in that a permanent magnet 60 is provided, and the other configurations are the same as in the prior art. The same names as those of the conventional example shown in FIG. The permanent magnet 60 is installed so as to increase the magnetic flux generated by energizing the coil when the brake is released. The shape of the permanent magnet 60 can be intermittently arranged at several places on the circumference like the ring shape or the bolt 13. The permanent magnet 60 is attached at a position facing the armature 15.

次に動作を説明する。ブレーキがかかっている状態ではアーマチュア１５と永久磁石６０とは所定の空隙があるため、スプリング１７の力が永久磁石６０がアーマチュア１５の吸引力より大きくなっている。ところが一度コイル２３を所定時間だけ直流通電によりアーマチュア１５をスプリング１７に抗してコイル２３の方向に吸引すると、アーマチュア１５と永久磁石６０との空隙がほとんどなくなり永久磁石からの磁束が増加し、磁石６０がアーマチュア１５を吸引する力がスプリング１７の反力よりも大きくなり、もはやコイル２３の通電を止めてもアーマチュア１５をそのままの状態で保持することができ、電動機を自在に駆動できる。   Next, the operation will be described. Since the armature 15 and the permanent magnet 60 have a predetermined gap when the brake is applied, the force of the spring 17 is greater than the attractive force of the permanent magnet 60. However, once the coil 23 is attracted in the direction of the coil 23 against the spring 17 by direct current energization for a predetermined time, the gap between the armature 15 and the permanent magnet 60 is almost eliminated, and the magnetic flux from the permanent magnet is increased. The force with which 60 attracts the armature 15 is greater than the reaction force of the spring 17, so that the armature 15 can be held as it is even if the coil 23 is no longer energized, and the electric motor can be driven freely.

次に電動機を非常停止する場合は、商用電源またはブレーキ駆動用の電源に停電検出器を設け、停電時はこの停電検出器からの停電信号をトリガとしてコイル２３へブレーキを解放する場合と逆方向に所定時間通電する。これによりコイルが作る磁束は永久磁石６０が作る磁束を相殺する。このため今度はスプリング１７の反力が永久磁石６０の吸引力よりも大きくなり、アーマチュア１５はブレーキディスク１６側へ移動し押し付けられブレーキがかかる。このブレーキ開放およびブレーキを懸けるためにの通電時間は直流電流をを瞬間的に流せばよいので、わずか数秒足らずで充分である。
このようにブレーキを懸けるとき、解放するときの両方共に瞬間的にコイル２３に通電することにより、本発明のブレーキを駆動することができる。
停電検出器は、商用電源電圧の線間電圧またはブレーキ駆動用の電源電圧を電圧検出器で常時検出し、この検出電圧が事前に設定した基準電圧と比較する。この検出電圧が基準電圧より小さければ、停電と判断し停電検出信号を図示しないブレーキ制御装置へ出力する。
コイル２３への通電用の直流電源は、停電時の既存のバックアップ電源またはバッテリーを流用してもよい。コイル通電時間はアーマチュア１５が動いている一瞬のみであり、その消費電力も小さいため専用のバッテリーを設けてもよい。また、交流電源を一旦直流電圧（直流中間回路の電解コンデンサの電圧）に変換し、この直流電圧をスイッチングにより可変電圧、可変周波数の交流に変換するインバータであれば、この直流中間回路の直流電圧（コンバータの出力）をコイル駆動用の電源として使用することができる。電動機駆動用制御装置中にあるこの直流中間回路の直流電圧をコイル駆動電源として使うことができる。この場合は別個のコイル駆動用の直流電源を別個に用意する必要はない。 Next, when stopping the motor in an emergency stop, a power failure detector is provided on the commercial power source or the power source for driving the brake, and in the event of a power failure, the brake is released to the coil 23 using the power failure signal from this power failure detector as a trigger. Is energized for a predetermined time. As a result, the magnetic flux generated by the coil cancels the magnetic flux generated by the permanent magnet 60. Therefore, this time, the reaction force of the spring 17 becomes larger than the attractive force of the permanent magnet 60, and the armature 15 moves to the brake disc 16 side and is pressed to be braked. As the energization time for releasing the brake and applying the brake, it is sufficient that a direct current is allowed to flow instantaneously.
Thus, the brake of the present invention can be driven by energizing the coil 23 instantaneously both when the brake is applied and when the brake is released.
The power failure detector constantly detects the line voltage of the commercial power supply voltage or the power supply voltage for driving the brake by the voltage detector, and compares this detected voltage with a preset reference voltage. If this detected voltage is lower than the reference voltage, it is determined that a power failure has occurred, and a power failure detection signal is output to a brake control device (not shown).
As the DC power supply for energizing the coil 23, an existing backup power supply or battery at the time of a power failure may be used. The coil energization time is only for a moment when the armature 15 is moving, and its power consumption is small, so a dedicated battery may be provided. If the inverter is an inverter that converts the AC power source into a DC voltage (voltage of the electrolytic capacitor in the DC intermediate circuit) and converts this DC voltage into a variable voltage and variable frequency AC by switching, the DC voltage of the DC intermediate circuit (Converter output) can be used as a power source for driving the coil. The DC voltage of this DC intermediate circuit in the motor drive control device can be used as a coil drive power supply. In this case, it is not necessary to prepare a separate DC power source for driving the coil.

図２は本発明の第２実施例を示し、主要構成部分をのみを示した横断面図である。図１と同一名称には同一符号を付け、重複説明を省略する。図２が図１と異なる部分は、永久磁石６０が電動機軸２１に内接する位置に設けた部分である。動作は図１と同様である。図２で使う永久磁石６０はリング状の永久磁石である。図２においては、永久磁石６０の磁束が電動機軸２１へ漏れないように、電動機軸２１をステンレス等の非磁性材とする。   FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing only main components. The same names as those in FIG. 2 is different from FIG. 1 in that the permanent magnet 60 is provided at a position where the permanent magnet 60 is inscribed in the electric motor shaft 21. The operation is the same as in FIG. The permanent magnet 60 used in FIG. 2 is a ring-shaped permanent magnet. In FIG. 2, the motor shaft 21 is made of a nonmagnetic material such as stainless steel so that the magnetic flux of the permanent magnet 60 does not leak to the motor shaft 21.

図３は本発明の第３実施例を示し、主要部分をのみを示した横断面図である。図２と同一名称には同一符号を付け、重複説明を省略する。図３が図２と異なる部分は、永久磁石６０の設定位置と継鉄６１にある。永久磁石６０はコイル２３を収めるスペースに設置 する。永久磁石６０が作る磁束の経路は、コイル２３の通電により発生する磁束の経路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（図２）と一部異なり、継鉄６１を通る経路となる。継鉄６１は、コイル２３による磁束と同方向に磁束のバイアスを与える磁気回路を形成する。
動作は図１と同様である。図２で使う永久磁石６０はリング状の永久磁石である。ブレーキを働かせる場合に、ブレーキを解除する場合と逆方向に直流電流を流すため、実施例１、２では永久磁石６０に減磁界が作用するのに対し、図３では永久磁石６０がコイルの作る磁束経路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから除外されているための減磁界が作用しない。このためコイルに大きな電流を流しても永久磁石６０が不可逆減磁する恐れはない。 FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing only main parts. The same names as those in FIG. 3 differs from FIG. 2 in the setting position of the permanent magnet 60 and the yoke 61. The permanent magnet 60 is installed in a space for accommodating the coil 23. The path of the magnetic flux created by the permanent magnet 60 is partially different from the paths A, B, C, and D (FIG. 2) of the magnetic flux generated by energization of the coil 23, and is a path that passes through the yoke 61. The yoke 61 forms a magnetic circuit that applies a magnetic flux bias in the same direction as the magnetic flux generated by the coil 23.
The operation is the same as in FIG. The permanent magnet 60 used in FIG. 2 is a ring-shaped permanent magnet. When a brake is applied, a direct current flows in the opposite direction to that when the brake is released. Therefore, in the first and second embodiments, a demagnetizing field acts on the permanent magnet 60, whereas in FIG. 3, the permanent magnet 60 forms a coil. The demagnetizing field is excluded because it is excluded from the magnetic flux paths A, B, C, and D. For this reason, there is no possibility that the permanent magnet 60 is irreversibly demagnetized even if a large current is passed through the coil.

産業用ロボットでは複数のサーボモータ毎に負作動ブレーキを備え、停電時にブレーキを動作させロボットアームが重力により落下するのを防止している。本発明はこれらサーボモータ用の負作動ブレーキに適用できる。   Industrial robots are equipped with negative operating brakes for each servo motor, and the brakes are operated during a power failure to prevent the robot arm from dropping due to gravity. The present invention can be applied to a negative operation brake for these servo motors.

本発明の第１実施例を示す横断面図1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施例を示す横断面図Cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention 本発明の第３実施例を示す横断面図Cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention 従来の負作動ブレーキの横断面図Cross section of conventional negative brake

符号の説明Explanation of symbols

１１ フランジ
１２ カラー
１３ ボルト
１４ サイドプレート
１５ アーマチュア
１６ ブレーキディスク
１７ スプリング
１８ インナドライバ
１９ キー
２０ 止めねじ
２１ 電動機軸
２２ 軸受
２３ コイル
２４ 止め輪
２５ オイルシール
６０ 永久磁石
６１ 継鉄
11 flange 12 collar 13 bolt 14 side plate 15 armature 16 brake disk 17 spring 18 inner driver 19 key 20 set screw 21 motor shaft 22 bearing 23 coil 24 retaining ring 25 oil seal 60 permanent magnet 61 yoke

Claims (4)

磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備えたブレーキにおいて、
前記コイルが作る磁束の経路に直列に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備えたことを特徴とする自己保持形ブレーキ。 A magnetic flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and for releasing the armature from the flange when the coil is not excited In a brake comprising a spring, and a brake disc that generates a braking torque by pressing the armature constrained in the rotation direction with the motor shaft,
A self-holding brake comprising a permanent magnet in a direction to increase the magnetic flux generated by energizing the coil when the brake is released in series with the magnetic flux path formed by the coil. 磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備えたブレーキにおいて、
前記コイルが作る磁束の経路に並列に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備え、
前記永久磁石と前記フランジの間に空隙を介して継鉄を備えたことを特徴とする自己保持形ブレーキ。 A magnetic flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and for releasing the armature from the flange when the coil is not excited In a brake comprising a spring, and a brake disc that generates a braking torque by pressing the armature constrained in the rotation direction with the motor shaft,
In parallel with the magnetic flux path created by the coil, a permanent magnet is provided in a direction to increase the magnetic flux generated by energizing the coil when the brake is released,
A self-holding brake comprising a yoke between the permanent magnet and the flange via a gap. 磁性体のフランジと、前記フランジを励磁するためのコイルと、前記コイルを励磁することにより前記フランジに吸引されるアーマチュアと、前記コイルが無励磁の場合に前記アーマチュアを前記フランジから解放するためのスプリングと、電動機軸と回転方向に拘束され前記アーマチュアを押しつけることにより制動トルクを発生するブレーキディスクとを備え、前記コイルが作る磁束の経路に、ブレーキを解除する場合にコイル通電により発生する磁束を増加する方向に永久磁石を備えた自己保持形ブレーキの駆動方法において、
ブレーキを解放する場合、所定時間前記コイルに通電してアーマチュアをブレーキディスクから解放した状態に保持し、
ブレーキを働かせる場合は、停電検出信号に基づいてブレーキを解放する場合と逆方向に所定時間前記コイルに通電することを特徴とする自己保持形ブレーキの駆動方法。 A magnetic flange, a coil for exciting the flange, an armature attracted to the flange by exciting the coil, and for releasing the armature from the flange when the coil is not excited A spring, a motor shaft and a brake disc that generates a braking torque by pressing the armature while being constrained in the rotational direction, and a magnetic flux generated by energizing the coil when releasing the brake is generated in a magnetic flux path formed by the coil. In a driving method of a self-holding brake having a permanent magnet in an increasing direction,
When releasing the brake, energize the coil for a predetermined time and keep the armature released from the brake disc,
A self-holding brake driving method characterized in that when the brake is operated, the coil is energized for a predetermined time in a direction opposite to that when the brake is released based on a power failure detection signal. 前記コイルへの通電用の直流電源として、バッテリーまたは電動機駆動用制御装置のコンバータ出力電圧を用いるものである請求項３記載の自己保持形ブレーキの駆動方法。   4. The self-holding brake driving method according to claim 3, wherein a converter output voltage of a battery or a motor driving control device is used as a DC power source for energizing the coil.
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