JP4220275B2 - 電磁ブレーキ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、励磁コイルを内装したヨークとブレーキディスクとの間にアーマチュアが設けられた電磁ブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電磁ブレーキとしては、例えば特開２０００−１８１５３８号公報に開示されているように、ゴルフカーの駐車用ブレーキとして用いられているものがある。この電磁ブレーキは図８に示すように形成されている。
【０００３】
図８は従来の電磁ブレーキの一例を示す断面図で、同図において、符号１はゴルフカー用電磁ブレーキを示す。この電磁ブレーキ１は、駐車時や緊急停止時に図示していないゴルフカーの後輪を停止させるもので、後輪とともに回転する回転軸２の軸端部に設けられ、ミッションケース３に支持されている。
【０００４】
４はこの電磁ブレーキ１のヨーク、４ａは前記ヨークに内装された励磁コイル、５はアーマチュアを示す。前記ヨーク４は、前記ミッションケース３に固定用ボルト６によって固定され、ブレーキの外端部（図８において左側の端部）に位置するサイドプレート７が図示していない取付用ボルトによって取付けられている。前記アーマチュア５は、前記ヨーク４の磁気吸着面４ｂと前記サイドプレート７との間に位置付けられ、前記取付用ボルトに軸線方向（図８において左右方向）に移動自在かつヨーク４に対して回転が規制される状態で装着されている。また、前記ヨーク４は、前記アーマチュア５をサイドプレート７側へ付勢する圧縮コイルばねからなる制動ばね８が装着されている。
【０００５】
これらのヨーク４と、アーマチュア５と、サイドプレート７は、それぞれ環状を呈するように形成されており、それぞれの軸心部には、前記回転軸２が挿通されている。この回転軸２は、前記ミッションケース３に軸受９によって回転自在に支持され、軸端部に固定されたボス１０にブレーキディスク１１がスプライン嵌合によって軸線方向に移動自在に装着されている。このブレーキディスク１１は、ディスク本体１２と、このディスク本体１２の両面に固着された摩擦板１３とから構成され、前記摩擦板１３が前記アーマチュア５とサイドプレート７との間に位置するように配設されている。
【０００６】
このように構成された従来の電磁ブレーキ１は、駐車時や緊急停止時などではヨーク４が無励磁状態になる。この無励磁状態では、アーマチュア５が制動ばね８の弾発力によりブレーキディスク１１をサイドプレート７側へ押圧することにより制動力が生じ、回転軸２が制動される。また、この電磁ブレーキ１は、走行時に前記ヨーク４が励磁されることによって、アーマチュア５が制動ばね８の弾発力に抗してヨーク４に吸着され、前記制動力が消失して回転軸２が回転できるようになる。
【０００７】
この電磁ブレーキ１は、ゴルフカーの車体カバーの内側に搭載されている。この車体カバーは、外観を向上させるとともに内部の部品に雨水がかかるのを防ぐためのものであり、車体の周囲から塵埃がカバー内に入るのを完全に防ぐことはできない。このため、従来の電磁ブレーキは、前記塵埃が内部の摺接部分に入るのを防ぐために、作動部分を覆う防塵カバー１４が取付けられている。
【０００８】
この防塵カバー１４は、有底円筒状を呈するように形成され、内部にサイドプレート７と、ブレーキディスク１１と、アーマチュア５と、ヨーク４の端部とが収納される状態でサイドプレート７に取付用ボルト１５によって取付けられている。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１８１５３８号公報（図３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように防塵カバー１４によってヨーク４の端部とアーマチュア５とが覆われてしまうと、ブレーキディスク１１の摩擦板１３がアーマチュア５やサイドプレート７などに摺接することによって生じる磨耗粉がアーマチュア５とヨーク４の磁気吸着面４ｂとの間の隙間（エアギャップ形成部分）に入ってしまうことがあった。前記磨耗粉は制動時に発生するだけではなく、ハブ１０にスプライン嵌合によって支持されているブレーキディスク１１が走行中の車体の振動により振れたり軸方向に移動することによって摩擦板１３がアーマチュア５やサイドプレート７に接触することによっても発生する。
【００１１】
このように発生した磨耗粉の一部は、走行中にアーマチュア５とヨーク４の内周部に落下し、図８中に矢印で示すように、制動時に開くエアギャップ形成部分内に内周側から落下する。また、磨耗粉は、アーマチュア５と防塵カバー１４との間の隙間を通って外周側からエアギャップ形成部分内に入る場合もある。エアギャップ形成部分内に入った磨耗粉が励磁時にヨーク４とアーマチュア５との間に挟み込まれると、アーマチュア５と磁気吸着面４ｂとの間に磨耗粉の大きさに相当する隙間が形成されてしまう。
【００１２】
このような場合には、励磁状態であってもアーマチュア５に作用する磁気吸引力が相対的に小さくなるから、車体が振動したりしてアーマチュア５にヨーク４から離間する方向へ外力が加えられると、アーマチュア５がヨーク４の磁気吸引力から開放されてしまう。すなわち、運転者の意図しないときに電磁ブレーキが作動するようになる。
【００１３】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、アーマチュアとヨークとの間に磨耗粉や他の塵埃などが入ることがなく、動作の信頼性が高い電磁ブレーキを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る電磁ブレーキは、車輪とともに回転するブレーキディスクと環状のヨークとの間にアーマチュアが前記ヨークに対して回転が規制された状態で設けられた電磁ブレーキにおいて、前記ヨークの外周面と内周面とにおけるアーマチュア側の端部に、周方向に途切れることなく一連に延びる突条を形成し、前記アーマチュアにおけるヨークと対向する端部にヨークが嵌合する環状の凹陥部を形成し、この凹陥部の周壁とヨークとの嵌合部分にラビリンスシールを形成してなり、前記凹陥部は、ヨークの周壁部分が嵌合する外周壁および内周壁と、これら両周壁間に位置し前記ヨークの磁気吸着面と対向する平坦な内側底面とを有し、前記外周壁と内周壁には、それぞれ段部が形成され、この段部は、前記突条におけるヨークの軸線方向に延びる面からなる周面と対向する第１の周面と、この第１の周面からアーマチュアの径方向に延びて前記突条の側面と対向する端面と、この端面の延在側端部から軸線方向に延びる第２の周面とから構成され、前記端面とヨークの突条との間の隙間は、ヨークが励磁状態にあるときに可及的０に近くなるように形成されているものである。
本発明によれば、ヨークの磁気吸着面とアーマチュアとの間のエアギャップ形成部分は、ラビリンスシールによって外部に対してシールされる。
【００１５】
請求項２に記載した発明に係る電磁ブレーキは、請求項１に記載した発明に係る電磁ブレーキにおいて、アーマチュアの内周部に、軸線方向に沿ってブレーキディスク側へ向かうにしたがって次第にアーマチュアの内径が大きくなるように傾斜面を形成したものである。
この発明によれば、磨耗粉が傾斜面に沿ってブレーキディスク側に落ち易くなる。
【００１６】
請求項３に記載した発明に係る電磁ブレーキは、請求項１または請求項２に記載した発明に係る電磁ブレーキにおいて、ブレーキディスクが押し付けられるサイドプレートを一端部に備え、この一端部に外側から有底円筒状の防塵カバーを被せてなり、この防塵カバーの周壁と前記サイドプレートとの間に通気口を形成したものである。
この発明によれば、磨耗粉が通気口を通って防塵カバー外に排出され易くなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る電磁ブレーキの一実施の形態を図１〜図６によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る電磁ブレーキを装備したゴルフカーの側面図、図２はゴルフカーの動力ユニットの平面図、図３は同じく側面図、図４は動力ユニットを拡大して示す側面図、図５は電磁ブレーキの断面図で、同図は図４におけるV−V線断面図である。図６は要部を拡大して示す断面図である。これらの図において、前記図８によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００１８】
図１において、符号２１で示すものは、この実施の形態による電磁ブレーキ２２（図２および図３参照）が装備されたゴルフカーである。２３は前輪を示し、２４は後輪、２５は操舵ハンドル、２６は前部シート、２７は後部シート、２８はキャディバッグ用キャリア、２９は後部車体カバーを示す。
【００１９】
前記後輪２４は、図２および図３中に符号３１で示す動力ユニットによって駆動される。この動力ユニット３１は、モータ３２と、ミッション３３と、前記電磁ブレーキ２２などを備え、スイングアーム３４を介して車体フレーム３５に上下方向に揺動自在に支持されている。
前記モータ３２は、軸線方向が車体の左右方向を指向するようにミッション３３の車体前側の右側部に取付けられている。このミッション３３は、ミッションケース３６の内部に設けられられたＶベルト式自動変速機（図示せず）によってモータ３２の回転を減速して後輪２４の車軸３７（図３および図４参照）に伝達する構成が採られている。
【００２０】
前記電磁ブレーキ２２は、駐車時や緊急停止時に後輪２４を停止させる無励磁作動型のもので、前記ミッションケース３６の車体左側の端部に前記モータ３２と同一軸線上に位置するように取付けられている。この電磁ブレーキ２２を構成する各部材の基本的な構成、すなわち各部材の配置位置や支持構造などの構成は、図８で示した従来の電磁ブレーキ１と同等である。このため、ここにおいては、前記基本的な構成の説明は省略し、従来の電磁ブレーキ１との構成上の相異点のみについて説明する。
【００２１】
この実施の形態による電磁ブレーキ２２のヨーク４は、図５および図６に示すように、外周面４ｃと内周面４ｄとに突条４１，４２が形成されている。この突条４１，４２は、断面形状が長方形で、ヨーク４におけるアーマチュア５側の端部に周方向に途切れることなく一連に延びるように形成されている。
前記アーマチュア５は、ヨーク４と対向する部位にヨーク４の前記突条４１，４２を有する端部が嵌合する環状の凹陥部４３が形成されている。この凹陥部４３における前記ヨーク４の磁気吸着面４ｂと対向する内側底面４３ａは平坦に形成され、ヨーク４の周壁部分が嵌合する外周壁４３ｂと内周壁４３ｃには、それぞれ段部４４が形成されている。
【００２２】
この段部４４は、図６に示すように、前記突条４１，４２の周面４５（ヨーク４の軸線方向に延びる面）と対向する第１の周面４６と、この第１の周面４６からアーマチュア５の径方向（図６においては下方）に延びて前記突条４１，４２の側面４７と対向する端面４８と、この端面４８の延在側端部から軸線方向に延びる第２の周面４９とから構成されている。前記第１および第２の周面４６，４９とヨーク４との間には隙間ｄ１，ｄ２が形成され、前記端面４８とヨーク４（突条４１，４２）との間には隙間ｄ３が形成されている。この隙間ｄ３は、図６においては理解し易くなるように実際のものより拡げて描いてあるが、ヨーク４が励磁状態にあるとき（ヨーク４にアーマチュア５が磁気によって吸着されているとき）に可及的０に近くなるように形成することが望ましい。
【００２３】
このようにヨーク４に突条４１，４２を形成するとともに、前記凹陥部４３の外周壁４３ｂと内周壁４３ｃとに段部を形成することにより、この凹陥部４３の外・内周壁４３ｂ，４３ｃとヨーク４との嵌合部分にラビリンスシール５１が形成される。
【００２４】
したがって、この電磁ブレーキ２２は、ヨーク４の磁気吸着面４ｂとアーマチュア５との間のエアギャップ形成部分が前記ラビリンスシール５１によって外部に対してシールされるから、内部の摩擦部分から生じる磨耗粉や、車外から後部車体カバー内に入った他の塵埃などが前記エアギャップ形成部分に入ることを阻止することができる。
【００２５】
この実施の形態によるアーマチュア５は、中空部内から磨耗粉がブレーディスク１１側へ落ち易くなるように、内周部に傾斜面５２が形成されている。この傾斜面５２は、軸線方向に沿ってブレーキディスク１１側へ向かうにしたがって次第にアーマチュア５の内径が大きくなるように形成されている。
【００２６】
また、この電磁ブレーキ２２のブレーキディスク１１は、ディスク本体１２の外周部にいわゆるハープピアス加工によって突起５３が突設されている。この突起５３は、ディスク本体１２における摩擦板１３が固着される外周部の両面に設けられており、摩擦板１３が使用できる限界まで磨耗することによって、先端面が摩擦板１３の外に露出するように構成されている。
【００２７】
この構成を採ることにより、突起５３が上述したように露出したときには制動時にアーマチュア５またはサイドプレート７に突起５３が当接することにより金属音が発生するから、電磁ブレーキ２２を分解することなくブレーキディスク１１の交換時期を知らせることができる。
このため、ブレーキディスク１１を使用できる限界に達したときに交換することができるから、ブレーキディスク１１を常に適切な時期に交換することができる。
【００２８】
さらに、この電磁ブレーキ２２の防塵カバー１４は、周壁５４の軸線方向の長さが従来の電磁ブレーキのものより短く、ヨーク４とアーマチュア５の一部が外部に露出するように形成されている。これは、この電磁ブレーキ２２は、ヨーク４とアーマチュア５との嵌合部分に上述したようにラビリンスシール５１が形成されており、塵埃がエアギャップ形成部分に入ることがないからである。また、この電磁ブレーキ２２は、磨耗粉が前記防塵カバー１４の外に容易に排出されるように、防塵カバー１４の周壁５４とサイドプレート７との間に通気口５５が形成されている。
【００２９】
（第２の実施の形態）
ブレーキディスクは、図７に示すように形成することができる。
図７は他の実施の形態を示す断面図で、同図において、前記図１〜図６および図８によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００３０】
図７に示すブレーキディスク１１は、ディスク本体１２にボス６１が一体に形成され、このボス６１を介して回転軸２に装着されている。このボス６１は、ディスク本体１２が軸線方向へ移動できるようにするとともに、制動力がディスク本体１２から回転軸２に伝達されるように、スプライン嵌合によって回転軸２に軸線方向に移動自在に支持されている。
この構成を採ることにより、図５および図８に示したようにディスク本体１２がハブ１０にスプライン嵌合によって接続される場合に較べて、スプライン嵌合部の外径が小さくなり、歯数が少なくなる。このため、スプライン嵌合部のクリアランス分だけ歯が周方向に移動することにより発生する騒音を低減することができる。
【００３１】
前記第１および第２の実施の形態においは、本発明に係る電磁ブレーキをゴルフカーの駐車用ブレーキに用いる例を示したが、本発明は、他の車両のブレーキや、工作機械のブレーキなどにも適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ヨークの磁気吸着面とアーマチュアとの間のエアギャップ形成部分をラビリンスシールによって外部に対してシールすることができるから、磨耗粉や他の塵埃などが前記エアギャップ形成部分に入ることがなくなる。
したがって、励磁時にアーマチュアがヨークに常に強く吸着されるようになるから、意図しないときに動作することがなく信頼性が高い電磁ブレーキを提供することができる。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、磨耗粉が傾斜面に沿ってブレーキディスク側に落ち易くなり、アーマチュアとヨークとの間のエアギャップ形成部分に入り難くなる。このため、信頼性をより一層向上させることができる。
【００３４】
請求項３記載の発明によれば、磨耗粉が通気口を通って防塵カバー外に排出され易くなり、アーマチュアとヨークとの間のエアギャップ形成部分に入り難くなる。このため、信頼性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る電磁ブレーキを装備したゴルフカーの側面図である。
【図２】 ゴルフカーの動力ユニットの平面図である。
【図３】 ゴルフカーの動力ユニットの側面図である。
【図４】 動力ユニットを拡大して示す側面図である。
【図５】 電磁ブレーキの断面図である。
【図６】 要部を拡大して示す断面図である。
【図７】 他の実施の形態を示す断面図である。
【図８】 従来の電磁ブレーキの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
４…ヨーク、５…アーマチュア、７…サイドプレート、１１…ブレーキディスク、２２…電磁ブレーキ、２４…後輪、４１，４２…突条、４３…凹陥部、４３ｂ…外周壁、４３ｃ…内周壁、４４…段部、５１…ラビリンスシール。

Claims (3)

1. 車輪とともに回転するブレーキディスクと環状のヨーク（４）との間にアーマチュア（５）が前記ヨークに対して回転が規制された状態で設けられた電磁ブレーキにおいて、前記ヨークの外周面（４ｃ）と内周面（４ｄ）とにおけるアーマチュア側の端部に、周方向に途切れることなく一連に延びる突条（４１，４２）を形成し、
   前記アーマチュアにおける前記ヨークと対向する端部にヨークが嵌合する環状の凹陥部（４３）を形成し、
   この凹陥部の周壁（４３ｂ，４３ｃ）とヨークとの嵌合部分にラビリンスシール（５１）を形成してなり、
   前記凹陥部は、ヨークの周壁部分が嵌合する外周壁（４３ｂ）および内周壁（４３ｃ）と、これら両周壁間に位置し前記ヨークの磁気吸着面（４ｂ）と対向する平坦な内側底面（４３ａ）とを有し、
   前記外周壁と内周壁には、それぞれ段部（４４）が形成され、
   この段部は、前記突条におけるヨークの軸線方向に延びる面からなる周面（４５）と対向する第１の周面（４６）と、この第１の周面からアーマチュアの径方向に延びて前記突条の側面（４７）と対向する端面（４８）と、この端面の延在側端部から軸線方向に延びる第２の周面（４９）とから構成され、
   前記端面とヨークの突条との間の隙間（ｄ３）は、ヨークが励磁状態にあるときに可及的０に近くなるように形成されていることを特徴とする電磁ブレーキ。
2. 請求項１記載の電磁ブレーキにおいて、アーマチュアの内周部に、軸線方向に沿ってブレーキディスク側へ向かうにしたがって次第にアーマチュアの内径が大きくなるように傾斜面を形成したことを特徴とする電磁ブレーキ。
3. 請求項１または請求項２記載の電磁ブレーキにおいて、ブレーキディスクが押し付けられるサイドプレートを一端部に備え、この一端部に外側から有底円筒状の防塵カバーを被せてなり、この防塵カバーの周壁と前記サイドプレートとの間に通気口を形成したことを特徴とする電磁ブレーキ。

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