JPH08289502A - 電気駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハスバ歯車により生じたスラスト方向トルク
により、モータシャフトがスラスト方向に移動しても、
一定のブレーキギャップを確保する。 【構成】 モータ１００のシャフト１０６の一端には電
磁ブレーキ５００が、他端には減速機３００が備えられ
ている。減速機３００の第１ギヤ３０５はハスバ歯車で
あり、シャフト１０６を軸方向移動させる力を生じる。
ブレーキホイール５０２はシャフト１０６にスラプイン
結合されており、可動コア５０５はスラスト方向に移動
可能に配置されている。モータ停止時にはバネ５０８に
より可動コア５０５及びブレーキホイール５０２をブレ
ーキカバー５０３側に押し付けてブレーキを作動させる
と共に、ブレーキギャップＧを確保する。モータ回転時
には直流マグネット５０１を励磁して可動コア５０５を
吸引してブレーキを解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータと電磁ブレーキ
と減速機を一体的に組み込んだ電気駆動装置において、
シャフトがスラスト方向に若干移動しても電磁ブレーキ
のブレーキギャップを確保して安全性を高めるように工
夫したのものである。

【０００２】

【従来の技術】ホイスト式クレーンの一例を図２に示
す。同図に示すように、ホイスト１は、横行レール２上
を横行移動するようになっている。横行ール２はサドル
ユニット３に支持され、サドルユニット３と共に走行レ
ール４上を走行移動するようになっている。ホイスト１
のドラムにより巻き上げられるワイヤロープ５には、重
量物を吊り下げるためのフックブロック６が装備されて
いる。

【０００３】ホイスト１による横行や巻上は、ホイスト
１に備えた横行用や巻上用の電気駆動装置（詳細は後
述）が駆動することにより行なわれ、サドルユニット３
の走行は、サドルユニット３に備えた走行用の電気駆動
装置が駆動することにより行なわれる。

【０００４】横行用，巻上用及び走行用の各電気駆動装
置の基本構成は同じであり、モータと電磁ブレーキと減
速機を一体に組み込んだ構成となっている。そしてモー
タに電力供給をしてモータ駆動するときには、電磁ブレ
ーキを励磁してブレーキを解除状態とし、モータへの電
力供給を停止してモータ停止するときには、電磁ブレー
キを消磁してブレーキを作動させる。モータ回転力は減
速機を介して外部に出力され、横行や巻上や走行のため
の動力として用いられる。

【０００５】ここで従来の横行用の電気駆動装置の構成
を、図３を参照して説明する。同図に示すようにこの電
気駆動装置は、モータ１００と電磁ブレーキ２００と減
速機３００と端子箱４００を一体的に組み込んだ構成と
なっている。

【０００６】モータ１００ではフレーム１０１の両端に
ブラケット１０２，１０３が備えられており、ブラケッ
ト１０２，１０３の中央部に設けたボールベアリング１
０４，１０５によりシャフト１０６を回転自在に支持し
ている。シャフト１０６には回転子１０７が備えられ、
フレーム１０１には固定子１０８が備えられている。ま
たシャフト１０６の両端部はブラケット１０２，１０３
を貫通して外側に突出している。このモータ１００に交
流電流が供給されるとモータ１００が回転駆動する。

【０００７】電磁ブレーキ２００では、直流マグネット
２０１がブラケット１０２内に納められ、ブレーキホイ
ール２０２がシャフト１０６の一端部（図では左端部）
にスプライン結合されている。ブレーキカバー２０３
は、ブレーキホイール２０２を包む状態でブラケット１
０２に固定されており、このブレーキカバー２０３の内
側面にはブレーキディスク２０４が固定されている。更
にボールベアリング１０４の内輪（シャフト１０６に固
定されて回転する部分）にはカラー２０５が取り付けら
れ、またボールベアリング１０４の内輪とブレーキホイ
ール２０２との間には、バネ２０６が介装されている。
なお図３において、電磁ブレーキ２００のうち、シャフ
ト１０６よりも上側の部分はブレーキ解除状態を示し、
シャフト１０６よりも下側の部分はブレーキ作動状態を
示す。

【０００８】直流マグネット２０１に直流電流を流して
励磁すると、ブレーキホイール２０２は電磁力により吸
引されバネ２０６のバネ力に抗して直流マグネット２０
１側に移動してカラー２０５に当接する。このときブレ
ーキホイール２０２はブレーキディスク２０４から離
れ、ブレーキが解除状態となる。直流マグネット２０１
への直流電流の供給を停止して消磁すると、ブレーキホ
イール２０２は、バネ２０６のバネ力により押されてブ
レーキディスク２０４に接触・押圧され、ブレーキ作動
状態となる。

【０００９】減速機３００では、ブラケット１０３に備
えたボールベアリング３０１と、ブラケット１０３に取
り付けられた軸受部３０２に備えたボールベアリング３
０３とにより、減速軸３０４が回転自在に支持されてい
る。この減速軸３０４には第１ギヤ３０５及び第２ギヤ
３０６が固定されている。第１ギヤ３０５はハスバ歯車
であり、シャフト１０６の他端部（図では右端部）に形
成したハスバ歯車部に噛合している。

【００１０】端子箱４００は端子カバー４０１内に整流
器４０２を備えた構成となっており、モータ１００に交
流電流を供給するときには、直流マグネット２０１に直
流電流を供給し、モータ１００への交流電流の供給を停
止したときには、直流マグネット２０１への直流電流の
供給を停止する。

【００１１】横行用の電気駆動装置では、図３に示すよ
うに、フレーム１０１に端子箱４００を取り付けるが、
巻上用や走行用の電気駆動装置では、現場状況に応じて
端子箱４００は他の位置や向きに取り付けられる。

【００１２】上記構成となっている電気駆動装置に電力
供給すると、電磁ブレーキ２００がブレーキ解除状態に
なってモータ１００が回転駆動し、駆動力は減速機３０
０を介して出力される。電力供給を停止すると、モータ
１００の駆動が停止し、電磁ブレーキ２００がブレーキ
作動状態となる。よって減速機３００を介して外力がシ
ャフト１０６に作用しても、シャフト１０６はブレーキ
が作用しており回転することはない。

【００１３】モータ１００を回転駆動させる際には、直
流マグネット２０１によりブレーキホイール２０２をマ
グネット側に吸引してブレーキを解除しているが、回転
しているブレーキホイール２０２が、静止部であるマグ
ネット２０１を収容したブラケット１０２に接触しない
ように、ブレーキホイール２０２をカラー２０５に当接
させている。これにより、ブレーキホイール２０２と静
止部（直流マグネット２０１を収容したブラケット１０
２）との間のギャップ（ブレーキギャップ）を保持して
いた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで減速機３００
の第１ギヤ３０５と、モータ１００のシャフト１０６と
はハスバ歯車結合しているので、動力伝達の際にシャフ
ト１０６にスラスト方向のトルクが作用する。一方、シ
ャフト１０６におけるハウジング寸法Ｌ_H とベアリング
間寸法Ｌ_BBとには長さに差（ΔＬ）がある（ΔＬ＝Ｌ_H
−Ｌ_BB＝０．５〜１ｍｍ程度）。そこでシャフト１０６
にスラスト方向のトルクが作用すると、シャフト１０６
がスラスト方向に移動してしまうことがある（シャフト
１０６のスラスト方向の移動量は最大でΔＬであ
る。）。

【００１５】例えば図３において、シャフト１０６ひい
てはカラー２０５が図中右方に移動すると、ブレーキ作
動中（つまり回転中）において回転部であるブレーキホ
イール２０２と、静止部である直流マグネット２０１を
収容したブラケット１０２との間のギャップが小さくな
り、最悪の場合にはブレーキホイール２０２がブラケッ
ト１０２に接触して摩耗・損傷を生じるおそれがあっ
た。

【００１６】本発明は、上記従来技術に鑑み、シャフト
がスラスト方向に移動しても、回転中にブレーキホイー
ルが静止部に接触することなく安全にモータ駆動のでき
る電気駆動装置を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、シャフトがブラケットを貫通しているモー
タと、前記シャフトの一端部にスプライン結合されたブ
レーキホイールと、このブレーキホイールを包む状態で
前記ブラケットのうち一方のブラケットに取り付けられ
たブレーキカバーと、前記ブレーキホイールと一方のブ
ラケットとの間に配置されると共に前記シャフトのスラ
スト方向に関し移動自在に支持された可動コアと、一方
のブラケット内に収容されておりモータに給電が行なわ
れるときに給電が行なわれて励磁され前記可動コアを吸
引する電磁式のマグネットと、一方のブラケットに備え
られており前記可動コアを前記ブレーキホイールの方向
に付勢するバネとでなる電磁ブレーキと、前記シャフト
の他端部にハスバ歯車により連結された減速機と、で構
成したことを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明では、停止時においてブレーキカバーの
寸法と、バネにより押圧される部材の寸法との差により
生じるブレーキギャップが、可動コアとブラケットとの
間に形成される。このブレーキギャップは、シャフトが
スラスト方向に移動しても不変である。回転時において
は、可動コアがブレーキギャップ分だけ移動し、回転す
るブレーキホイールと静止部との間にブレーキギャップ
に相当するギャップを確保できる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。なお従来技術と同一機能をはたす部分には、
従来と同一の符号を付し同一部の説明は簡単にする。

【００２０】図１は本発明の実施例に係る電気駆動装置
を示す。本実施例の電気駆動装置は、モータ１００と電
磁ブレーキ５００と減速機３００と整流器６００を一体
的に組み込んだ構成となっている。

【００２１】モータ１００は従来のものと同じ構成であ
り、シャフト１０６はボールベアリング１０４，１０５
により回転自在に支持されている。また減速機３００も
従来のものと同じ構成であり、ハスバ歯車である第１ギ
ヤ３０５がモータ１００のシャフト１０６から駆動力を
受け、駆動力を第２歯車３０６を介して外部に出力す
る。なお従来用いられた端子箱４００は備えていない。

【００２２】電磁ブレーキ５００では、直流マグネット
５０１がブラケット１０２内に納められ、ブレーキホイ
ール５０２がシャフト１０６の一端部（図では左端部）
にスプライン結合されている。またブレーキホイール５
０２にはブレーキディスク５０４，５０７が取り付けら
れている。ブレーキカバー５０３は、ブレーキホイール
５０２を包む状態でブラケット１０２に固定されてい
る。

【００２３】可動コア５０５は、ブレーキホイール５０
２とブラケット１０２との間に配置されている。ブラケ
ット１０２に固定されたスピリングピン５０６は可動コ
ア５０５を遊貫しており、可動コア５０５はスピリング
ピン５０６をガイドとしてシャフト１０６のスラスト方
向に移動できる。そして可動コア５０５とブラケット１
０２との間にバネ５０８が介装されている。

【００２４】整流器６００はブレーキカバー５０３に取
り付けられており、カバー６０１により整流器６００を
覆っている。カバー６０１には切欠けを形成してブッシ
ュ６０２を取り付け、ブッシュ６０２を介して給電用の
電線（図示省略）を通すようにしている。なお整流器６
００には端子台も取り付けられている。

【００２５】この電線を介して電力供給をすると、モー
タ１００に交流電流が供給されてモータ１００が回転駆
動すると共に、整流器６００により整流した直流電流が
直流マグネット５０１に流され直流マグネット５０１が
励磁状態となる。上記電力供給を停止すると、モータ１
００への交流電流の供給が停止されてモータ１００の回
転駆動が停止すると共に、直流マグネット５０１への直
流電流の供給が停止され直流マグネット５０１は消磁状
態となる。

【００２６】直流マグネット５０１が消磁状態となって
いるとき（モータ停止時）には、バネ５０８のバネ力に
より、可動コア５０５及びブレーキホイール５０２はブ
レーキカバー５０３側に押圧され、ブレーキディスク５
０４，５０７がブレーキカバー５０３及び可動コア５０
５に接触・押圧されブレーキが作動する。

【００２７】図１に示すように、ブレーキカバー５０３
のブレーキカバー寸法をＬ₁ とし、ブレーキディスク５
０４，５０７とブレーキホイール５０２と可動コア５０
５の厚さの和を寸法Ｌ₂ とする。ブレーキ作動時には、
静止部（直流マグネット５０１を収容するブラケット１
０２）と可動コア５０５との間には、ブレーキギャップ
Ｇが確保される。このブレーキギャップＧの寸法は、寸
法Ｌ₁ と寸法Ｌ₂ の差になる（Ｇ＝Ｌ₁ −Ｌ₂ ）。

【００２８】仮に、ハスバ歯車である第１ギヤ３０５の
トルクにより、シャフト１０６がスラスト方向に移動し
ても、ブレーキホイール５０２及び可動コア５０５がス
ラスト方向に移動するため、静止時において寸法Ｌ₁ ，
Ｌ₂ は不変であり、この結果ブレーキギャップＧは一定
寸法に保持される。つまりブレーキギャップＧは寸法Ｌ
₁ ，Ｌ₂ の差によってのみ決定され、シャフト１０６の
スラスト方向移動には影響されない。

【００２９】直流マグネット５０１が励磁状態（モータ
回転時）になると、直流マグネット５０１の電磁力によ
り可動コア５０５が吸引されて可動コア５０５がブラケ
ット１０２に接触する。このため回転方向に関して静止
部である可動コア５０５及びブレーキカバー５０３と回
転するブレーキホイール５０２のブレーキディスク５０
４，５０７との間にギャップが確保される。この場合に
は、可動コア５０５が、静止時にできていたブレーキギ
ャップＧの長さだけスラスト方向に移動するため、ブレ
ーキディスク５０４とブレーキカバー５０３とのギャッ
プ寸法と、ブレーキディスク５０７と可動コア５０５と
のギャップ寸法とを加えた寸法は、ギャップ寸法Ｇと等
しくなる。このように回転時においてもギャップ寸法Ｇ
が確保できるので、回転するブレーキホイール５０２の
ブレーキディスク５０４，５０７が静止部に接触するこ
とはなく、摩耗・損傷のおそれはなく、安全にモータ駆
動ができる。

【００３０】なお本実施例では、端子台付きの整流器６
００をブレーキカバー５０３に備えると共に、カバー６
０１に切欠けを形成して、電線を通すためのブッシュ６
０２をカバー６０１に取り付けている。このようにして
いるため、ブッシュ６０２は現場状態に応じてカバー６
０１の任意位置に簡単に取り付けることができる。よっ
て電気駆動装置としては図１に示す機構（ブッシュを取
り付けていない）を一種類だけ用意しておき、横行用，
巻上用，走行用に応じて、ブッシュ６０２の取付位置を
変えるだけで、横行用，巻上用，走行用の三種の電気駆
動装置を簡単に製作することができる。

【００３１】ちなみに従来では、横行用，巻上用，走行
用に応じて端子箱の取付位置を代えていたため、三種の
電気駆動装置を設計・製造しなければならなかった。

【００３２】

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、ブレーキカバー寸法と、バネにより
押圧されてスラスト方向移動する部材（ブレーキホイー
ルや可動コア）の寸法との差により、ブレーキギャップ
を確保するようにしたため、シャフトがスラスト方向に
移動してもブレーキギャップは一定であり、ブレーキホ
イールが静止部に接触することなく、安全な運転ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電気駆動装置を示す構成
図。

【図２】ホイスト式クレーンを示す構成図。

【図３】従来の電気駆動装置を示す構成図。

【符号の説明】

１ ホイスト ２ 横行レール ３ サドルユニット ４ 走行レール ５ ワイヤロープ ６ フックブロック １００ モータ １０１ フレーム １０２，１０３ ブラケット １０４，１０５ ボールベアリング １０６ シャフト １０７ 回転子 １０８ 固定子 ２００ 電磁ブレーキ ２０１ 直流マグネット ２０２ ブレーキホイール ２０３ ブレーキカバー ２０４ ブレーキディスク ２０５ カラー ２０６ バネ ３００ 減速機 ３０１ ボールベアリング ３０２ 軸受部 ３０３ ボールベアリング ３０４ 減速軸 ３０５ 第１ギヤ ３０６ 第２ギヤ ４００ 端子箱 ４０１ 端子カバー ４０２ 整流器 ５００ 電磁ブレーキ ５０１ 直流マグネット ５０２ ブレーキホイール ５０３ ブレーキカバー ５０４ ブレーキディスク ５０５ 可動コア ５０６ スプリングピン ５０７ ブレーキディスク ５０８ バネ ６００ 整流器 ６０１ カバー ６０２ ブッシュ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトがブラケットを貫通しているモ
   ータと、 前記シャフトの一端部にスプライン結合されたブレーキ
   ホイールと、このブレーキホイールを包む状態で前記ブ
   ラケットのうち一方のブラケットに取り付けられたブレ
   ーキカバーと、前記ブレーキホイールと一方のブラケッ
   トとの間に配置されると共に前記シャフトのスラスト方
   向に関し移動自在に支持された可動コアと、一方のブラ
   ケット内に収容されておりモータに給電が行なわれると
   きに給電が行なわれて励磁され前記可動コアを吸引する
   電磁式のマグネットと、一方のブラケットに備えられて
   おり前記可動コアを前記ブレーキホイールの方向に付勢
   するバネとでなる電磁ブレーキと、 前記シャフトの他端部にハスバ歯車により連結された減
   速機と、 で構成したことを特徴とする電気駆動装置。