JPH0221039A - 電磁形制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁形制動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１０図はディスク・ブレーキとエンコーダとを具備せ
しめた流体圧シリンダ装置を示す模式図０２の中心位置
に回転変位のみ自在に装設され前記ピストン１０１にボ
ールネジ１０３ａを介して螺合結合されている。そして
１０４は電磁形ディスク・ブレーキであって前記従動軸
１０３に固定されたブレーキ・ディスク１０５とｍ続的
な一定電圧を印加されて該ブレーキ・ディスク１０５に
制動力を付与する電磁コイル装置１０６とからなる。な
お各シリンダ室Ｒ，Ｌには適宜なメータアウト回路を介
して流体圧が供給される。

上記装置に於いてはシリンダ室Ｒ又はＬへ選択的に供給
される流体圧の押圧力によりピストン１０１がシリンダ
室のＲ側又はＲ側へ摺動変位することになる。該摺動変
位中のピストン１０１を途中の中間位置で停止させるに
は、適宜な制御装置を介して電磁形ディスク・ブレーキ
１０４に継続的な一定電圧を印加させるようにする。

これにより、該電磁形ディスク・ブレーキ１０４の制動
力が従動軸１０３に付与されてその回転を停止させるこ
とから、ピストン１０１も同様に停止されるのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記装置に於ける制動機構は電磁形ディスク・ブレーキ
１０４に継続的な一定電圧を印加するものであることか
らピストン１０１及び従動軸１０３に対し一定態様の制
動力しか付与し得す、したがってシリンダ室Ｒ又はＬに
供給される流体圧の高、低圧状態、ピストン１０１の速
度の大小成いは負荷の大、小状態等によって制動力が過
大であったり或いは過小であったりの変化が発生して摺
動変位中のピストンｌｏｔを円滑且つ精度良（途中の中
間位置に停止させることが困難である。特に流体が空気
であり、且つピストンの移動範囲が大きい場合等に於い
ては、排気側となるシリンダ室における空気の圧縮性が
大きいことから（図におけるシリンダ室りの加圧Ｐ１に
比べてシリンダ室Ｒの排圧Ｐ２の方カリ停止時に際して
の圧縮量変化が大であり、この傾向はシリンダ室Ｒの体
積が漸増する程に或いはピストン速度が高速化する程に
増大してこの問題は顕著となるのである。

本発明は上記問題点の解決を図らんとするものであり、
即ち駆動体（ピストン）の移動範囲が大きい場合等にあ
ってもこれを円滑且つ精度良く途中の中間位置に確実に
停止させることを可能とした電磁形制動装置を提供せん
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、本発明は駆動体の変位に連動して回転変位する従
動輪と該軸の回転変位に制動力を付与する電磁形ディス
ク・ブレーキ手段とから成ると共に、該電磁形ディスク
・ブレーキ手段は任意なパルス電圧が適時に繰返えして
印加されるものであることを特徴とする。

〔作用〕

電磁形ディスク・ブレーキ手段に任意なパルス電圧を適
時に繰返えし印加させることによって、電磁形ディスク
・ブレーキ手段の制動力を適宜微妙に変化させ得ること
から、駆動体に作用する負荷の状態等に応じた最適な制
動力が得られるものであり、しかも特有のンフト（円滑
）な制動が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の具体的実施例を図面に基づいて説明する。

なお図中に於いて従来例と実質的同一部位は同一符号を
付することとする。

第１図は本発明に係る制動装置を実施した流体圧シリン
ダ装置の一部を示し、シリンダ１０２、従動軸１０３、
電磁形ディスク・ブレーキ１０４１及びパルスエンコー
ダ１等からなっている。

従動軸１０３はシリンダ１０２に固定された軸受２に内
嵌されてあってカラ一部１０３ｂと螺子部１０３Ｃに螺
合されたナツト３とで前記軸受２を両側から抱持し回転
のみ自在となっている。

前記電磁形ディスク・ブレーキ１０４１は二組になし、
しかも一方のもの１０４３は励磁作動形で、他方のもの
１０４ｂは無励磁作動形となしである。ここに励磁作動
形とは電圧を印加されて被制動体への制動力を発生する
形式をいい、また無励磁作動形とは前記とは逆に電圧を
印加されて被制動体への制動力が解除されることになる
形式をいう。しかして何れのもの１０４ａ、１０４ｂも
従動軸１０３に一体に固定したディスク４．５とこれに
対面せしめた電磁コイル装置６．７からなり、具体的に
は次の如く構成しである。即ち、前記−つのディスク４
は従動軸１０３に直接ボルト８及びキー９により固定さ
せ、他方のディスク５は弾性板１０を介することにより
他のディスク４にボルト１１止めするようになし、また
一つの電磁コイル装置７は電圧を印加されてディスク５
を吸着するようになさしめであるのに対し、他方の電磁
コイル装置６は電圧を印加されて図示のないスプリング
の押圧力に抗して摩擦デ・イスク１２を吸着するように
なし且つ電圧の印加されていないときは摩擦ディスク１
２を前記スプリングの押圧力でディスク４に圧接せしめ
て一定の制動力の発生するようになしである。

１３は軸受２を固定している中間板であり、シリンダ１
０２にボルト固定されていて前記した一方の電磁コイル
装置６を支持している。また１４は前記中間板１３にボ
ルト固定されたブレーキ・ケーシングでその端面１４ａ
により前記した他方の電磁コイル装置７を支持している
。

前記パルスエンコーダ１は従動軸１０３の回転変位を検
出するためのもので、その入力軸１ａは前記従動軸１０
３の端部と撓みジヨイント１５を介して結合され且つ本
体は前記ブレーキ・ケーシング１４の端面外側にボルト
固定されている。

１６はパルスエンコーダ１を包囲するカバー１７はスペ
ーサ、そして１８は従動軸１０３の端部ネジ部１０３ｄ
に螺合されたナンドでスペーサ１７．１７の軸方向変位
を規制している。

しかして図示は省略しであるが前記各電磁形ディスク・
ブレーキ１０４ａ、１０４ｂに対しそれぞれ独立して任
意波形のパルス電圧或いは継続的な一定電圧を随時印加
させ得る構成を設けるようになす。該構成は公知のパル
ス電圧発生装置の使用により実現させ得る。

上記装置に於いても適宜動力により強制的に変位される
駆動体の変位に連動して従動軸１０３が何れかの方向に
回転変位されることになることは従来と変わりない。

次に上記した制動装置の使用例を第２図〜第９図に基づ
いて説明する。

ａ：駆動体が高速で変位する場合（換言すれば従動軸１
０３が高速で回転する場合）の使用例第２図は従動軸１
０３の回転数と時刻との関係を示す図であり、また第３
図〜第５図はパルス電圧の波形とこれに対応して発生す
るブレーキ・トルクの関係を示す図である。

時刻ｔ１に、電磁形ディスク・ブレーキ１０４ａに対し
第３図（ａ）に示すような時間の経過に伴って波形が変
化するパルス電圧を印加する。同図では電圧が一定でパ
ルス幅が漸増するパルス波としである。なおｐｌは例え
ば１０ｍ５ｅｃ、そしてｐ２は例えば３　Ｑｍｓ　ｅ　
ｃ等のように設定される。そうすると該ブレーキ１０４
ａは同図（ｂ）のように変化するブレーキ・トルクを発
生することとなり、ｎｌで回転していた従動輪はソフト
にその回転数を減じ時刻Ｌ２ではｎ２に達し平衡状態と
なる。

そして時刻ｔ３に、それまで継続的な一定電圧を印加し
ていた他方の電磁形ディスク・ブレーキ１０４ｂに対し
第４図（ａ）にＷｌで示すような一定波形のパルス電圧
を印加する。そうすると該ブレーキ１０４ｂは同図（ｂ
）のＴ１のように変化するブレーキ・トルクを発生する
こととなり、このためｎ２で回転していた従動軸１０３
はソフｉ・にその回転数を減じ時刻ｔ４ではｎ３という
低い回転数に達し平衡状態となる。

さらに時刻ｔ５で、同電位形ディスク・ブレーキ１０４
ｂに印加していたパルス電圧を同図（ａ）にｗ２で示す
ように消失させる。そうすると該ブレーキ１０４ｂは同
図（ｂ）にＴ２で示すように継続的なブレーキ・トルク
を発生することとなり、それまでｎ３で回転していた従
動軸１０３は速やかにその回転数を減じ時刻ｔ６で確実
に停止する。

なお当該使用例に於いて第３図の（ａ）に示すようなパ
ルス電圧を印加する代わりに、第５図に（ａ）で示すよ
うな時間の経過に伴って電圧の変化するパルス電圧を印
加してもよい。この場合でも電磁形ディスク・ブレーキ
１０４ａには同図（ｂ）に示すようなブレーキ・トルク
が発生し上述と同様な作用が得られる。

以上から理解されるように、駆動体が高速で変位してい
ても、従動軸１０３の回転が第２図に示すように変化さ
せられるから、駆動体は円滑に制動されることになるの
であり、また従動軸１０３を低い回転数とした後にその
回転を停止させることから駆動体を途中の中間位置に正
確に停止させることが可能となるのである。

ｂ：駆動体が比較的低速で変位する場合の使用例（１）
その１ 第６図は従動軸１０３の回転数と時刻との関係を示す図
であり、また第７図は電圧の波形を示す図である。

第６図で時刻ｔ１に、電磁形ディスク・ブレーキ１０４
ａに対し第３図（ａ）又は第５図（ａ）に示すような時
間の経過に伴って波形の変化するパルス電圧を印加する
。そうすると上述したと同様に比較的低い回転数ｎ４で
回転していた従動軸１０３はソフトにその回転数を減じ
時刻ｔ７では低い回転数ｎ５に達し平衡状態となる。

そして時刻ｔ８に、電磁形ディスク・ブレーキ１０４ｂ
にそれまで印加していたｍ続的な一定電圧を第７図に示
すように消失させる。そうするとｎ５で回転していた従
動軸１０３は速やかにその回転数を減じ時刻ｔ９で確実
に停止する。

（２）その２ 第８図は従動軸１０３の回転数と時刻との関係を示す図
であり、また第９図はパルス電圧の波形を示す図である
。

第８図で時刻ｔ１に、電磁形ディスク・ブレーキ１０４
ｂに対し第９図（ａ）又は同図（ｂ）にｗ３、Ｗ４で示
すような時間の経過に伴って波形の変化するパルス電圧
を印加する。ここにＷ３はパルス幅一定で電圧が漸増す
る波であり、Ｗ４は電圧一定でパルス幅の漸増する波で
ある。そうするとｎ４で回転していた従動軸１０３は漸
次太きくなるブレーキ・トルクを受けてソフトにその回
転数を減じ時刻ｔｌＯでは低い回転数０６に達し平衡状
態となる。

そして時刻ｔｌｌに、同電位形ディスク・ブレーキ１０
４ｂに印加しているパルス電圧を第９図（ａ）又は同図
（ｂ）に示すように消失させる。

これによりｎ６で回転していた従動軸１０３は速やかに
その回転数を減じ時刻ｔ１２で確実に停止する。本実施
例においては電磁ブレーキ１０４ａは使用しない。

（３）その３ 各実施例に於ける複数の電磁形ディスク・ブレーキは、
各々用途に応じて異なったブレーキ能力のものになすも
のであり、必要に応じ単独に或いは複合させて同時に作
動させものである。

以上の実施例における駆動体と従動軸との関係は第１０
図で述べたように駆動体の直線変位をネジ機構等により
従動軸１０３の回転変位に変換するようなものであって
も、或いは駆動体の回転又は公転等の変位を適宜機構に
より従動軸１０３の回転変位に変換するものであっても
よいものである。

さらに駆動体と従動輪を継手により着脱自在な構造のも
のとなし、図示しない制御装置を用いてパルス電圧のパ
ルス幅および／又はパルス電圧の制御を実施し、エンコ
ーダとの協動による優れた中間位置停止装置を得ること
もできる。

〔発明の効果〕

以上のような本発明によれば、例えば駆動体の高、低速
度変化範囲が広い場合でも、複数のブレーキの選択作動
或いはパルス電圧によるブレーキの制動作用により、駆
動体を極めて円滑に制動することが可能となり且つ駆動
体を途中の中間位置に精度良く停止させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である制動装置の断面図、第
２図は従動輪の回転数と時刻との関係を示す図、第３図
〜第５図はパルス電圧の波形とこれに対応して発生する
ブレーキ・トルクの関係を示す図、第６図は従動輪の回
転数と時刻との関係を示す図、第７図は電圧の波形を示
す図、第８図は従動軸の回転数と時刻との関係を示す図
、第９図はパルス電圧の波形を示す図、第１０図は従来
図である。 １０３・・・従動輪 １０４ａ・・・励磁作動形電磁形ディスク・ブレーキ １０４ｂ・・・無励磁作動形電磁形ディスク・ブレーキ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動体の変位に連動して回転変位する従動軸と該軸
   の回転変位に制動力を付与する電磁形ディスク・ブレー
   キ手段とから成ると共に、該電磁形ディスク・ブレーキ
   手段は任意なパルス電圧が適時に繰返えして印加される
   ものであることを特徴とする電磁形制動装置。 ２、前記電磁形ディスク・ブレーキ手段を二組設け、少
   なくともその一方が無励磁作動形であることを特徴とす
   る請求項１記載の電磁形制動装置。