JP3900919B2 - 無励磁作動形電磁ブレーキおよびこれを備えたモータならびにモータの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプリング制動式の無励磁作動形電磁ブレーキおよびこれを備えたモータ、ならびにモータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業用ロボット等の駆動源であるモータの回転軸を制動するために無励磁作動形電磁ブレーキが提供されている。例えば、図７に示す無励磁作動形電磁ブレーキ１は、複数の固定用ボルト６１によりモータ５０の本体５１の取付面５１ａに固定されるヨーク２と、ヨーク２に対向してモータ５０の回転軸５２に固定されるハブ３と、ヨーク２とハブ３との間に配置されているアーマチュア４と、このアーマチュア４をハブ３に圧接するように中心軸０方向（Ｂ方向）に付勢するコイルばね５とを備えている。
ヨーク２は、鉄等の強磁性体からなり、その内部にはコイルばね５および中心軸０回りに巻回された励磁コイル６を備えている。また、ヨーク２の係合端面２ａには複数の連結ピン７が固定されている。この連結ピン７は、例えば、筒状ピンにボール、スプリングピン等を圧入したものからなり、ヨーク２の係合端面２ａ側から圧入、ねじ込み等を行うことにより固定されている。
【０００３】
ハブ３は、中心軸０上に孔３ａを有し、この孔３ａにモータ５０の回転軸５２が挿通され、固定用ネジ６２により回転軸５２に固定されているため、回転軸５２と共に回転可能となっている。また、ハブ３の一端面３ｂには制動部８が接着されており、この制動部８がヨーク２の係合端面２ａ側に対向するようにハブ３は配置されている。
アーマチュア４は、鉄等の強磁性体からなり、係合端面２ａと制動部８との間に配置されており、複数の連結ピン７によりヨーク４に連結され、ヨーク４に対してモータ５０の中心軸０方向（ＡＢ方向）のみに移動可能となっている。
【０００４】
アーマチュア４は、コイルばね５によりＢ方向に付勢されているため、制動部８に圧接されている。このため、回転軸５２が回転している際には、アーマチュア４と制動部８との接触面に摩擦力が発生し、モータ５０の回転軸５２に対して制動トルクが作用する。この状態においては、ヨーク２とアーマチュア４との間には隙間Ｇが形成されている。そして、励磁コイル６に通電されると、図８に示すように、ヨーク２とアーマチュア４との間に磁路Φを構成して磁気吸引力が発生するため、コイルばね５の付勢力に抗してアーマチュア４が隙間Ｇ分だけＡ方向に移動し、すなわち、アーマチュア４が制動部８から離間し、したがって、回転軸５２に対する制動トルクが解除される。
なお、モータ５０に取り付けられている状態においては、無励磁作動形電磁ブレーキ１は、有底筒状の外形ケース５３により覆われている。
【０００５】
以上のように構成され、使用される無励磁作動形電磁ブレーキ１は以下ようにしてモータ５０に取り付けられる。
励磁コイル６およびコイルばね５を内部に固定させたヨーク２をモータ５０の回転軸５２に挿通させると共に、ヨーク２の底面２ｂをモータ５０の取付面５１ａに当接させ、複数の固定用ボルト６１によりヨーク２とモータ５０とを固定する。次いで、複数の連結ピン７をヨーク２に圧入等により固定し、アーマチュア４を回転軸５２に挿通させると共に、連結ピン７に挿入してヨーク２と連結する。さらに、制動部８がアーマチュア４に当接するまでハブ３の孔３ａを回転軸５２に挿通させる。
【０００６】
この状態において、隙間Ｇの調整が行われるが、この際には、アーマチュア４はコイルばね５によってハブ３に圧接しているため、ハブ３の位置決めが隙間Ｇの大きさを決定することになる。すなわち、ハブ３およびアーマチュア４をコイルばね５の付勢力に抗ってＡ方向に移動し、ハブ３の中心軸０方向の位置が決定した時点で固定ネジ６２により回転軸５２に固定される。なお、この固定の際には、コイルばね５の付勢力によりハブ３の中心軸０方向の位置が変化しないように人手等により支持された状態を保つ必要がある。
以上のように、無励磁作動形電磁ブレーキ１がモータ５０に取り付けられた後に、外形ケース５３により無励磁作動形電磁ブレーキ１が覆われることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無励磁作動形電磁ブレーキ１の構成では、ハブ３の中心軸０方向の位置を決定した後に、コイルばね５の付勢力によりハブ３の位置が変化しないように人手等により保持すると同時に、ハブ３をモータ５０の回転軸５２に固定しなければならないため、ハブ３の位置決めに際して手間がかかるという問題があった。
【０００８】
また、無励磁作動形電磁ブレーキ１をモータ５０に取り付ける前に、ヨーク２とアーマチュア４とハブ３および制動部５とが一体的に固定されていないため、モータ５０の取付面５１ａにヨーク２を固定した後に、ヨーク２にアーマチュア４を連結し、隙間Ｇの大きさを調整すると共に、ハブ３を回転軸５２に固定しなければならなかった。したがって、モータ５０に無励磁作動形電磁ブレーキ１を取り付ける作業が面倒であるという問題があった。
さらに、無励磁作動形電磁ブレーキ１の交換、保守点検、整備等を行う際には、外形ケース５３をモータ５０から取り外した後に、前述の取り付け作業とは逆の順序でハブ３、アーマチュア４およびヨーク２を順次モータ５０から取り外す必要があるため、モータ５０から無励磁作動形電磁ブレーキ１を取り外す作業が面倒であるという問題があった。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ヨークに対するハブの位置を容易に設定できると共に、モータへの着脱作業を容易に行い得る無励磁作動形電磁ブレーキを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、励磁コイルを備え、基準軸線に直交する係合端面を有するヨークと、前記基準軸線上に回転軸挿通用の孔を有し、その一端面に設けられた制動部を前記係合端面側に対向させて配置されるハブと、前記ヨークの係合端面と前記ハブの制動部との間に配置され、前記ヨークに前記基準軸線回りに回動不能、かつ、前記基準軸線方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、該アーマチュアを前記ハブに圧接するように付勢する付勢部材とを備え、前記励磁コイルによる前記ヨークの非励磁／励磁により、前記アーマチュアと前記ハブとの圧接／圧接解除をなす無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、前記基準軸線方向における前記ヨークに対する前記ハブの位置を定位置に設定かつ固定する位置決め固定手段をし、該位置決め固定手段が、前記ヨークの貫通孔に挿通させると共に前記ハブに形成したネジ孔に螺合させて、前記ハブを前記ヨークに仮固定する位置決め固定ボルトであることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキを提案している。
【００１１】
この発明に係る無励磁作動形電磁ブレーキにおいては、位置決め固定手段により、ヨークに対するハブの基準軸線方向の位置が設定されると共に、このハブの位置が固定される。
【００１２】
また、この発明に係る無励磁作動形電磁ブレーキにおいては、位置決め固定ボルトによりヨークに対するハブの基準軸線方向の位置が設定および固定される。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、前記ヨークに前記基準軸線上に位置させて貫通孔が形成され、該貫通孔内に挿通され、その後端部が前記アーマチュアに固定されたアーマチュア手動操作部が備えられていることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキを提案している。
この発明に係る無励磁作動形電磁ブレーキにおいては、励磁コイルにより磁界が発生しない場合においても、アーマチュア手動操作部を操作することにより、アーマチュアがコイルばねに抗する方向に移動するため、アーマチュアとハブとの圧接が解除される。
【００１４】
また、請求項３に係る発明は、モータ本体から突出する該モータの回転軸に請求項１または請求項２に記載の無励磁作動形電磁ブレーキが取り付けられてなり、前記無励磁作動形電磁ブレーキは、前記ハブを前記モータ本体側に向け、前記ヨークを前記回転軸の前端方向に向けて配置され、前記ハブが前記回転軸に固定されていることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキを備えたモータを提案している。
この発明に係る無励磁作動形電磁ブレーキを備えたモータにおいては、保守点検および整備等を行う際に、モータからの取り外す作業が容易に行われる。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、励磁コイルを備え、基準軸線に直交する係合端面を有するヨークと、前記基準軸線上にモータ回転軸挿通用の孔を有し、その一端面に形成された制動部を前記係合端面側に対向させて配置されるハブと、前記ヨークの係合端面と前記ハブの制動部との間に配置され、前記ヨークに前記基準軸線回りに回動不能、かつ、前記基準軸線方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、該アーマチュアを前記ハブに圧接するように付勢する付勢部材と、前記基準軸線方向における前記ヨークに対する前記ハブの位置を定位置に設定かつ固定する位置決め固定手段とが設けられた無励磁作動形電磁ブレーキを備えたモータの製造方法であって、予め、前記位置決め固定手段により前記ヨークに対して前記ハブの位置を定位置に固定し、次いで、前記ハブをモータ回転軸に固定し、その後、前記位置決め固定手段を取り外すことを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキを備えたモータの製造方法を提案している。
【００１６】
この発明に係る無励磁作動形電磁ブレーキを備えたモータの製造方法においては、無励磁作動形電磁ブレーキをモータに固定する前に、予め、位置決め固定手段によりヨークに対するハブの位置を定位置に固定するため、無励磁作動形電磁ブレーキをモータに取り付ける時点においては、ヨーク、ハブおよびアーマチュアが一体的に固定されており、ハブの位置を調整する必要がない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１から図６はこの発明に係る実施形態を示す。図１に示すように、この実施の形態に係る無励磁作動形電磁ブレーキ１は、モータに取り付けられるものであり、励磁コイル６を備えたヨーク２と、ヨーク２の中心軸０上に対向して配置されるハブ３と、ヨーク２とハブ３との間に中心軸０上に配置されているアーマチュア４と、このアーマチュア４をハブ３に圧接するように中心軸０方向（Ｂ方向）に付勢するコイルばね（付勢部材）５と、これらヨーク２、ハブ３およびアーマチュア４を一体的に固定する複数の位置決め固定ボルト（位置決め固定手段）９とを備えている。
【００１８】
ヨーク２は、図２に示すように、略円柱状に形成された鉄等の強磁性体からなり、円盤状の壁部２ｃの一端側に中心軸０回りに第１の円筒壁２ｄと、この第１の円筒壁２ｄよりも大きい直径を有する第２の円筒壁２ｅとが形成されてなるものである。第１、第２の円筒壁２ｄ，２ｅに挟まれた環状の空間には励磁コイル６が巻回されており、この励磁コイル６は、励磁コイル６に通電するための電源につなげられるリード線Ｌに接続されている。第１の円筒壁２ｄの内方にはコイルばね５が設けられており、コイルばね５の一端部は壁部２ｃに当接している。また、壁部２ｃの中心軸０上には第１の円筒壁２ｄ直径よりも小さい直径寸法を有する貫通孔２ｆが形成されている。
【００１９】
ヨーク２の係合端面２ａのうち、第１の円筒壁２ｄに相当する面には中心軸０方向（Ｂ方向）に複数の穴２ｇが形成されており、各々の穴２ｇに、筒状ピンにボール、スプリングピン等を圧入したものからなる連結ピン７が圧入されている。第２の円筒壁２ｅには中心軸０方向（Ａ方向）に複数の貫通孔２ｈが形成されており、各々の貫通孔２ｈには、位置決め固定ボルト９の頭部を係止するための段部２ｉが形成されている。また、第２の円筒壁２ｅの外周面２ｊには中心軸０と直交する方向にモータに固定するための複数の穴２ｋが形成されている。
【００２０】
ハブ３は、略円盤状に形成された壁部３ｃの表面３ｄから中心軸０方向（Ｂ方向）に突出する突出部３ｅが形成されてなるものである。ハブ３の中心軸０上にはモータの回転軸を挿通するための孔３ａが形成されており、突出部３ｅには中心軸０と直交する方向に、孔３ａに挿通された回転軸を固定するためのネジ孔３ｆが形成されている。また、壁部３ｃの周縁には中心軸０方向に位置決め固定ボルト９を螺着するための複数のネジ孔３ｇが形成されており、壁部３ｃの裏面（一端面）３ｂには制動部８が中心軸０回りに設けられている。
【００２１】
アーマチュア４は、円盤状に形成された鉄等の強磁性体からなり、その中心軸０上には、後述するアーマチュア手動操作部１０を固定するためのネジ孔４ａが形成されている。このネジ孔４ａの外方の円周上には、連結ピン７を挿通するための孔４ｂが複数形成されており、アーマチュア４の周縁には、位置決め固定ボルト９を挿通するための複数の孔４ｃが中心軸０方向に形成されている。
アーマチュア手動操作部１０は、図３に示すように、円形断面形状を有する棒状部材からなり、その前端部１０ａが鉤状に形成されており、その後端部１０ｂにはアーマチュア４のネジ孔４ａに螺着するためのネジ山が形成されている。
【００２２】
以上のように構成された無励磁作動形電磁ブレーキ１は次のようにして一体的に組み上げられる。
はじめに、アーマチュア４をコイルばね５の一端に当接させると共に、アーマチュア４に当接させる。この状態において、位置決め固定ボルト９をヨーク２の貫通孔２ｈおよびアーマチュア４の孔４ｃに挿通し、ハブ３のネジ孔３ｇに螺合する。
位置決め固定ボルト９をネジ孔３ｇに螺合していくことにより、ハブ３がヨーク２の方向に移動するため、アーマチュア４に当接しているコイルばね５に中心軸０方向（Ｂ方向）に付勢力が発生し、この付勢力によってアーマチュア４が制動部８に圧接されることになる。なお、この螺合の際には、ヨーク２とアーマチュア４との隙間Ｇが適切となるように、ヨーク２に対するハブ３の位置を設定する。このようにして、ヨーク２、ハブ３およびアーマチュア４は一体的に固定され、最後に、アーマチュア手動操作部１０をヨーク２の貫通孔２ｆから挿通し、アーマチュア４のネジ孔４ａに螺合することにより、図１に示すように、無励磁作動形電磁ブレーキ１が組み上げられる。
【００２３】
以上のようにして組み上げられた無励磁作動形電磁ブレーキ１をモータ５０に取り付ける方法について図４を用いて説明する。
はじめに、無励磁作動形電磁ブレーキ１のハブ３をモータ５０の本体のうち、回転軸５２の中心軸０に直交する取付面５１ａに対向配置させ、回転軸５２をハブ３の孔３ａに挿入する。この状態において、モータ５０の回転軸５２に対して無励磁作動形電磁ブレーキ１が抜け落ちないように、ハブ３のネジ孔３ｆに固定ネジ６２を螺合し、回転軸５２の径方向内方に締め付けることにより、モータ５０の回転軸５２に対してハブ３を固定する。
次いで、無励磁作動形電磁ブレーキ１を覆い隠すように、筒状の外形ケース５４をモータ５０に固定し、この外形ケース５４に複数の孔５４ａを設けて、各々の孔５４ａおよびヨーク２の穴２ｋにスプリングピン等の筒状ピン６３を挿入することにより、ヨーク２をモータ５０の本体５１に対して固定する。
最後に、位置決め固定ボルト９を取り外すことにより、モータ５０に対する無励磁作動形電磁ブレーキ１の取付作業が完了する。
【００２４】
以上のようにしてモータ５０に取り付けられた無励磁作動形電磁ブレーキ１の使用方法について説明する。
励磁コイル６への通電が切断されている際には、図５に示すように、コイルばね５の付勢力によってアーマチュア４が制動部８に圧接し、アーマチュア４と制動部８との間に発生する摩擦力により、回転軸５２に対して制動トルクが作用する。
励磁コイル５に通電がなされている際には、図６に示すように、ヨーク２とアーマチュア４との間に磁路Φが構成され、磁気吸引力によりコイルばね５の付勢力に抗してアーマチュア４がヨーク２に当接し、アーマチュア４と制動部８との間に隙間が生じるため、回転軸５２に対する制動トルクが解除される。
回転軸５２に対する制動トルクを手動により解除する際には、アーマチュア手動操作部１０をコイルばね５の付勢力に抗して中心軸０方向（Ａ方向）に引っ張ることにより、アーマチュア４が制動部８から離間し、回転軸５２に対する制動トルクが解除される。
【００２５】
上記のように、この無励磁作動形電磁ブレーキ１によれば、位置決め固定ボルト９をハブ３のネジ孔３ｇに螺合することにより、ヨーク２に対するハブ３の中心軸０方向（ＡＢ方向）の位置を設定するため、ヨーク２に対するハブ３の位置決めを容易に行うことができる。
また、コイルばね５の付勢力に抗してアーマチュア手動操作部１０を中心軸０方向（Ａ方向）に手動で引っ張ることにより、回転軸５２に作用する制動トルクを解除することができるため、停電等により励磁コイル６への通電が切断されている際においても、回転軸５２に作用する制動トルクを解除することが可能となる。
【００２６】
さらに、位置決め固定ボルト９によりヨーク２、ハブ３およびアーマチュア４を一体的に固定することができるため、無励磁作動形電磁ブレーキ１をモータ５０から容易に取り外すことができる。
また、無励磁作動形電磁ブレーキ１をモータ５０に取り付ける時点においては、ヨーク２、ハブ３およびアーマチュア４が一体的に固定されているため、ハブ３の位置を調整する必要がない、すなわち、無励磁作動形電磁ブレーキ１を容易にモータ５０に取り付けることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、位置決め固定手段により、ヨークに対するハブの基準軸線方向の位置が設定されると共に、ハブの位置が固定されるため、ヨークに対するハブの位置決めを容易に行うことができる。
【００２８】
また、請求項１に係る発明によれば、位置決め固定ボルトによりヨークに対するハブの基準軸線方向の位置が設定および固定されるため、ヨークに対するハブの位置決めを容易に行うことができる
【００２９】
また、請求項２に係る発明によれば、励磁コイルにより磁界が発生しない場合においても、アーマチュア手動操作部を操作することにより、無励磁作動形電磁ブレーキの操作が可能となる。
【００３０】
また、請求項３に係る発明によれば、位置決め固定手段によりヨーク、ハブおよびアーマチュアが一体的に固定されているため、無励磁作動形電磁ブレーキをモータから容易に取り外すことができる。
【００３１】
また、請求項４に係る発明によれば、無励磁作動形電磁ブレーキをモータに取り付ける時点においては、位置決め固定手段によりヨーク、ハブおよびアーマチュアが一体的に固定されているため、ハブの位置を調整する必要がなく、無励磁作動形電磁ブレーキを容易にモータに取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態に係る無励磁作動形電磁ブレーキを示す側断面図である。
【図２】 図１の無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、ヨーク、ハブおよびアーマチュアを分離した状態を示す側断面図である。
【図３】 図１の無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、アーマチュアに取り付けられるアーマチュア手動操作部を示す側面図である。
【図４】 図１の無励磁作動形電磁ブレーキがモータに取り付けられた状態を示す側断面図である。
【図５】 図１の無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、モータの回転軸に制動トルクが作用している状態を示す側断面図である。
【図６】 図１の無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、モータの回転軸に制動トルクが作用していない状態を示す側断面図である。
【図７】 従来の無励磁作動形電磁ブレーキの一例を示す側概略図である。
【図８】 図６の無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、モータの回転軸に制動トルクが作用していない状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１ 無励磁作動形電磁ブレーキ
２ ヨーク
２ａ 係合端面
２ｆ 貫通孔
３ ハブ
３ａ 孔
３ｂ 裏面（一端面）
４ アーマチュア
５ コイルばね（付勢部材）
６ 励磁コイル
８ 制動部
９ 位置決め固定ボルト（位置決め固定手段）
１０ アーマチュア手動操作部
１０ｂ 後端部
５０ モータ
５１ 本体（モータ本体）
５２ 回転軸

Claims (4)

1. 励磁コイルを備え、基準軸線に直交する係合端面を有するヨークと、
   前記基準軸線上に回転軸挿通用の孔を有し、その一端面に設けられた制動部を前記係合端面側に対向させて配置されるハブと、
   前記ヨークの係合端面と前記ハブの制動部との間に配置され、前記ヨークに前記基準軸線回りに回動不能、かつ、前記基準軸線方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、
   該アーマチュアを前記ハブに圧接するように付勢する付勢部材とを備え、
   前記励磁コイルによる前記ヨークの非励磁／励磁により、前記アーマチュアと前記ハブとの圧接／圧接解除をなす無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、
   前記基準軸線方向における前記ヨークに対する前記ハブの位置を定位置に設定かつ固定する位置決め固定手段を有し、該位置決め固定手段が、前記ヨークの貫通孔に挿通させると共に前記ハブに形成したネジ孔に螺合させて、前記ハブを前記ヨークに仮固定する位置決め固定ボルトであることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキ。
2. 請求項１に記載の無励磁作動形電磁ブレーキにおいて、
   前記ヨークに前記基準軸線上に位置させて貫通孔が形成され、該貫通孔内に挿通され、その後端部が前記アーマチュアに固定されたアーマチュア手動操作部が備えられていることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキ。
3. モータ本体から突出する該モータの回転軸に請求項１または請求項２に記載の無励磁作動形電磁ブレーキが取り付けられてなり、
   前記無励磁作動形電磁ブレーキは、前記ハブを前記モータ本体側に向け、前記ヨークを前記回転軸の前端方向に向けて配置され、前記ハブが前記回転軸に固定されていることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキを備えたモータ。
4. 励磁コイルを備え、基準軸線に直交する係合端面を有するヨークと、
   前記基準軸線上にモータ回転軸挿通用の孔を有し、その一端面に形成された制動部を前記係合端面側に対向させて配置されるハブと、
   前記ヨークの係合端面と前記ハブの制動部との間に配置され、前記ヨークに前記基準軸線回りに回動不能、かつ、前記基準軸線方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、
   該アーマチュアを前記ハブに圧接するように付勢する付勢部材と、
   前記基準軸線方向における前記ヨークに対する前記ハブの位置を定位置に設定かつ固定する位置決め固定手段とが設けられた無励磁作動形電磁ブレーキを備えたモータの製造方法であって、
   予め、前記位置決め固定手段により前記ヨークに対して前記ハブの位置を定位置に固定し、
   次いで、前記ハブをモータ回転軸に固定し、
   その後、前記位置決め固定手段を取り外すことを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキを備えたモータの製造方法。

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