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CN111628609A - 制动装置及动力组件 - Google Patents

制动装置及动力组件 Download PDF

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CN111628609A
CN111628609A CN201910149872.7A CN201910149872A CN111628609A CN 111628609 A CN111628609 A CN 111628609A CN 201910149872 A CN201910149872 A CN 201910149872A CN 111628609 A CN111628609 A CN 111628609A
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CN
China
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brake
rotor
motor
disk
brake pad
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CN201910149872.7A
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吴友绩
王国珉
颜国智
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Nidec Corp
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Nidec Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters

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  • Power Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

本申请实施例提供一种制动装置及动力组件，该制动装置(1)具有：配置在马达的第一转子盘(21)的远离定子的轴向一侧的制动盘(15)；配置在所述制动盘(15)的远离所述定子的轴向一侧的制动块(14)；配置在所述制动块(14)的径向外侧的弹性部件(11)；配置在所述制动块(14)的径向内侧、并与所述制动块(14)连接的滑块(18)；以及套设在所述滑块(18)的外周的电磁阀主体(19)，所述制动块(14)具有在轴向上向所述制动盘(15)突出的凸部(14a)，所述制动装置制动时，所述制动块的所述凸部(14a)与所述制动盘(15)咬合。根据本申请实施例，制动装置的结构简单，且制动力矩较大，制动可靠性高，并且，能够节省制动装置占据的体积。

Description

制动装置及动力组件
技术领域
本申请涉及机电领域，尤其涉及一种制动装置及动力组件。
背景技术
在自动化设备中，通常由动力组件为设备的可动部件提供驱动力。动力组件可以具有马达和减速装置，其中，减速装置可以与马达的旋转轴的输出端连接，减速装置通过其内部的齿轮等传动部件对马达的旋转轴的动力进行传递，并从输出轴输出该动力，减速装置的输出轴的转速可以小于马达的旋转轴的转速。
动力组件通常还具有制动装置，该制动装置用于使马达的旋转轴停止旋转，从而保证自动化设备在运行中的安全。
在现有技术中，制动装置通常可以采用两种制动方式使马达的旋转轴停止旋转：第一种方式是用摩擦力使马达的旋转轴逐渐停止旋转；第二种方式是通过锁定机构使马达的旋转轴处于锁定状态。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本申请的发明人发现，现有的制动装置的上述两种方式各自存在一定的缺陷，例如：对于使用摩擦力的方式，制动扭矩较小，且制动过程中容易产生热量和灰尘等，对马达的运行造成不良影响，如果要降低这种影响，需要将制动装置设置于马达外部，但这样会增加动力组件的体积；对于使用锁定机构的方式，如果采用棘轮和棘爪的结构，则需要设置两组棘轮和棘爪从而进行双向锁定，制动装置较为复杂，如果采用螺杆和齿轮的结构，则由于减速比和空间等问题而无法被安装于马达内部。
为了解决上述问题的至少一个或解决其他类似问题，本申请提供一种制动装置及动力组件，该制动装置设置于轴向磁通马达的转子盘的轴向一侧，通过制动盘和制动块的咬合来对马达的转子盘进行制动。由此，制动装置的结构简单，且制动力矩较大，制动可靠性高，并且，能够节省制动装置占据的体积。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种制动装置，安装于马达，用于对马达进行制动，所述马达2具有：绕中心轴线旋转的旋转轴27；配置在所述旋转轴的径向外侧的第一转子22；配置在所述第一转子的轴向一侧的定子23；以及，配置在所述第一转子的远离所述定子的轴向另一侧的第一转子盘21；所述制动装置1具有：配置在所述第一转子盘21的远离所述定子的轴向一侧的制动盘15；配置在所述制动盘15的远离所述定子的轴向一侧的制动块14；配置在所述制动块14的径向外侧的弹性部件11；配置在所述制动块14的径向内侧、并与所述制动块14连接的滑块18；以及，套设在所述滑块18的外周的电磁阀主体19，所述制动块14具有在轴向上向所述制动盘15突出的凸部14a，所述制动装置制动时，所述制动块的所述凸部14a与所述制动盘15咬合。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述制动盘15的外周形成有凹陷部，所述制动装置制动时，所述制动块的所述凸部14a与所述制动盘15的外周的所述凹陷部咬合。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述凹陷部从所述制动盘15的外缘向径向内侧凹陷。
根据本申请实施例的另一方面，其中，在垂直于所述中心轴线的平面上，所述凹陷部的形状为三角形、四边形、或由线段和/或曲线构成的其它形状。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述制动盘15与所述第一转子盘21为分体成型，通过固定元件进行固定；或者，所述制动盘15与所述第一转子盘21为一体成型。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述滑块18的延伸方向与所述制动块14的延伸方向一致，所述制动块14沿着所述制动块14的延伸方向移动。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述制动块14的沿延伸方向的一端被可枢转地安装，所述制动块14的沿延伸方向的另一端与所述滑块18连接，所述弹性部件11产生使所述制动块14绕所述一端旋转的扭矩。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述制动盘15的材料包括铁或铝。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述弹性部件11包括弹簧。
根据本申请实施例的另一方面，提供一种动力组件，所述动力组件包括如上述实施例的任一方面所述的制动装置，以及马达，其中，所述制动装置安装于所述马达。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述马达还具有第二转子25，在轴向上，所述定子23位于所述第一转子22和所述第二转子25之间。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述马达具有遮盖所述第一转子22的盖体20，所述制动块14和所述电磁阀主体19被安装于所述马达的盖体20。
根据本申请实施例的另一方面，其中，所述动力组件还具有：减速装置，所述减速装置设置于所述定子的沿轴向远离所述第一转子22的一侧，其中，所述减速装置与所述马达的所述旋转轴的输出端连接，并且，所述减速装置输出的转速小于所述旋转轴的转速。
本申请的有益效果在于：制动装置通过制动盘和制动块的咬合对马达的转子盘进行制动，因而制动装置的结构简单，且制动力矩较大，制动可靠性高；并且，该制动装置设置于轴向磁通马达的转子盘的轴向一侧，因而能够节省制动装置占据的体积。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本申请实施例1的制动装置安装于马达且制动装置位于制动位置的一个示意图；
图2是图1的制动装置位于释放位置时的一个示意图；
图3是本申请实施例1的制动装置的另一个截面图；
图4的(a)是图1的制动装置的内部结构的一个立体示意图；
图4的(b)是图3的制动装置的内部结构的一个立体示意图；
图5的(a)是将制动块14和电磁阀主体19安装于马达2的盖体20的一个装配示意图；
图5的(b)是制动块14和电磁阀主体19被安装于马达2的盖体20的一个示意图；
图6是本申请实施例1的制动装置的内部结构的另一个立体示意图；
图7的(a)是将图6的制动块14和电磁阀主体19安装于马达2的盖体20的一个装配示意图；
图7的(b)是图6的制动块14和电磁阀主体19被安装于马达2的盖体20的一个示意图；
图8是本实施例的制动装置安装于马达且制动装置位于制动位置的另一个示意图；
图9是图8的制动装置位于释放位置的一个示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。
在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“该”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。
另外，在本申请实施例的下述说明中，为了说明的方便，将中心轴线延伸的方向称为“轴向”；在“轴向”上，第一转子指向定子的方向称为“前”方向，与“前”方向相反的方向为“后”方向；将以该中心轴线为中心的半径方向称为“径向”；将围绕该中心轴线的方向称为“周向”。
实施例1
本申请实施例1提供一种制动装置。
图1是本实施例的制动装置安装于马达且制动装置位于制动位置的一个示意图。如图1所示，制动装置1可以安装于马达2，并且，在制动装置1位于制动位置时，制动装置1能够对马达2进行制动。
如图1所示，马达2可以是轴向磁通马达，其中，马达2可以具有：绕中心轴线C旋转的旋转轴27；配置在旋转轴27的径向外侧的第一转子22，第一转子22例如可以是磁铁，其产生轴向的磁通；配置在第一转子22的轴向一侧的定子23，例如，定子23配置在第一转子22的前侧；配置在第一转子22的远离该定子23的轴向另一侧的第一转子盘21，并且，第一转子22固定安装于第一转子盘21，例如，第一转子盘21位于第一转子22的后侧，即，第一转子22位于第一转子盘21的前侧。
如图1所示，第一转子盘21可以通过连接部件28被固定安装于旋转轴27，其中，连接部件28例如可以是安装于旋转轴27的后端的螺栓。由此，第一转子22可以带动第一转子盘21和旋转轴27一起旋转。
此外，如图1所示，在旋转轴27和定子23的径向之间，可以具有轴承30，从而支承旋转轴27。此外，轴承30可以设置在旋转轴27的轴向中间位置。轴承30的数量可以是1个以上，例如2个以上，该2个以上的轴承30可以沿轴向排列。
在本实施例中，如图1所示，马达2还可以具有第二转子25。第二转子25可以位于定子23的前侧。第二转子25可以被固定安装于第二转子盘26的后侧面。第二转子盘26可以通过连接部件29被固定安装于旋转轴27。其中，连接部件29例如可以是安装于旋转轴27的前端的螺栓。
在图1中，马达2具有第一转子22和第二转子25，即，马达2为双转子轴向磁通马达。但是，本实施例可以不限于此，图1仅是示例，马达2可以不具有第二转子25，或者，马达2也可以具有沿轴向设置的3个以上的转子。
在本实施例中，如图1所示，制动装置1可以具有：制动盘15，制动块14，弹性部件11，滑块18，以及电磁阀主体19。
在本实施例中，制动盘15配置在第一转子盘21的远离定子23的轴向一侧，例如，制动盘15被设置在第一转子盘21的后侧，制动盘15与第一转子盘21共同转动；制动块14配置在制动盘15的远离定子23的轴向一侧，例如，制动块14被设置在制动盘15的后侧；弹性部件11被配置在制动块14的径向外侧，弹性部件11例如可以是弹簧；滑块18配置在制动块14的径向内侧、并与制动块14连接；电磁阀主体19套设在滑块18的外周。
在本实施例中，制动块14具有在轴向上向制动盘15突出的凸部14a，例如，凸部14a朝向制动块14的前侧凸出。
如图1所示，当制动装置1制动时，制动块14的凸部14a与制动盘15咬合，从而使制动盘15和第一转子盘21停止旋转。
根据本实施例，制动装置通过制动盘和制动块的咬合对马达的转子盘进行制动，因而制动装置的结构简单，且制动力矩较大，制动可靠性高；并且，该制动装置设置于轴向磁通马达的转子盘的轴向一侧，因而能够节省制动装置占据的体积。
在本实施例中，滑块18可以是磁性体。电磁阀主体19可以为筒状，并缠绕有线圈。当电磁阀主体19的线圈被通电时，吸引滑块18，滑块18受到的电磁阀主体19的吸引力克服了弹性部件11的弹性力，因而滑块18能够带动制动块14向径向内侧移动，从而使制动块14的凸部14a与制动盘15咬合。
图2是图1的制动装置位于释放位置时的一个示意图。如图2所示，当电磁阀主体19的线圈断电时，滑块18不受到的电磁阀主体19的吸引力，所以制动块14仅受到弹性部件11的弹性力作用，制动块14在弹性部件11的弹性力作用下向径向外侧移动，从而制动块14的凸部14a与制动盘15分离。在马达2的运行期间，可以使电磁阀主体19的线圈断电，从而使马达2正常运行。
图4的(a)是图1的制动装置的内部结构的一个立体示意图。如图1，图2和图4的(a)所示，制动盘15和第一转子盘21可以分体成型，并且，通过固定元件16将制动盘15安装于第一转子盘21的后侧面，其中，该固定元件16例如可以是螺丝等，该固定元件16的数量例如可以是6个或8个，该固定元件16可以在周向上等间隔地设置。
在本实施例中，制动盘15和第一转子盘21也可以是一体成型的结构。图3是本实施例的制动装置的另一个截面图，图4的(b)是图3的制动装置的内部结构的一个立体示意图。
如图3和图4的(b)所示，制动盘15和第一转子盘21是一体成型的结构，由此，制动盘15形成为从第一转子盘21的后侧面凸出的结构。
在本实施例中，如图2、图4的(a)和图4的(b)所示，制动盘15的外周可以形成有凹陷部15a。当制动装置1制动时，制动块14的凸部14a与制动盘15的外周的凹陷部15a咬合。
在一个实施方式中，该凹陷部15a可以从制动盘15的外缘向径向内侧凹陷。在垂直于中心轴线C的平面上，该凹陷部15a的形状可以为三角形、四边形、或由线段和/或曲线构成的其它形状。凹陷部15a的形状可以根据制动装置1所需要施加的制动扭矩来设置。
在本实施例中，制动盘15的材料可以是铁或铝等，由此，能够提高制动装置1的刚性，提供较高的制动扭矩，并提高制动的可靠性。
在本实施例中，如图1所示，制动装置1可以被设置于马达2的用于遮盖第一转子22的盖体20内部，并且，制动块14和电磁阀主体19可以被安装于马达2的盖体20。
图5的(a)是将制动块14和电磁阀主体19安装于马达2的盖体20的一个装配示意图，图5的(b)是制动块14和电磁阀主体19被安装于马达2的盖体20的一个示意图。图5的(a)和(b)都是沿轴向从前侧向后侧观察的示意图。
如图1、图5的(a)、(b)所示，盖板12通过螺钉等固定件13安装于盖体20，制动块14和弹性部件11位于盖板12和盖体20所形成的空间内，制动块14在该空间内可以往复运动，并且制动块14的凸部14a从盖板12表面凸出，用于和制动盘15咬合。在该空间内，弹性部件11的一端与制动块14连接，另一端与盖体20的周壁抵接，该弹性部件11例如是直线弹簧。电磁阀主体19通过螺钉等固定件17固定安装于盖体20内部，滑块18位于电磁阀主体19的内部，并且与制动块14连接。
在本实施例中，如图5的(a)和(b)所示，滑块18的延伸方向与制动块14的延伸方向一致，制动块14在弹性部件11和滑块18的作用下，沿着制动块14的延伸方向移动。
在本实施例中，滑块18和制动块14的设置方式可以不限于图1～图5的记载形式。
图6是本实施例的制动装置的内部结构的另一个立体示意图。其中，图6的(a)中，制动盘15通过固定件16安装于第一转子盘21，在图6的(b)中，制动盘15与第一转子盘21一体成型。
图7的(a)是将图6的制动块14和电磁阀主体19安装于马达2的盖体20的一个装配示意图，图7的(b)是图6的制动块14和电磁阀主体19被安装于马达2的盖体20的一个示意图。图7的(a)和(b)都是沿轴向从前侧向后侧观察的示意图。
如图6和图7所示，制动块14的沿延伸方向的一端141被可枢转地安装，制动块14的沿延伸方向的另一端142与滑块18连接，弹性部件11产生使制动块14绕该一端141旋转的扭矩，制动块14的凸部14a位于制动块14的该另一端142。
在本实施例中，如图6和图7，弹性部件11例如可以是提供扭矩的弹簧，该弹簧例如可以与制动块14的一端141被同轴地可枢转安装。例如，弹性部件11、制动块14的一端141都可以套设在用于可枢转安装的螺栓等固定件13的外周。
图8是本实施例的制动装置安装于马达且制动装置位于制动位置的另一个示意图，图9是图8的制动装置位于释放位置的一个示意图。在图8和图9中，制动装置1的制动块与滑块18的设置方式如图6和图7所示。
在本实施例中，如图8所示，当电磁阀主体19的线圈被通电时，吸引滑块18，滑块18受到的电磁阀主体19的吸引力并克服弹性部件11的弹性力，因而滑块18能够带动制动块14的该另一端142向径向内侧转动，从而使制动块14的凸部14a与制动盘15咬合。
如图9所示，当电磁阀主体19的线圈断电时，滑块18不受到的电磁阀主体19的吸引力，所以制动块14的该另一端142受到弹性部件11的弹性力作用而转动到径向外侧，从而制动块14的凸部14a与制动盘15分离。在马达2的运行期间，可以使电磁阀主体19的线圈断电，从而使马达2正常运行。
根据本实施例，制动装置通过制动盘和制动块的咬合对马达的转子盘进行制动，因而制动装置的结构简单，且制动力矩较大，制动可靠性高；并且，该制动装置设置于轴向磁通马达的转子盘的轴向一侧，因而能够节省制动装置占据的体积。
实施例2
本申请实施例2提供一种动力组件，该动力组件具有实施例1所述的制动装置。由于在实施例1中，已经对制动装置的结构进行了详细说明，其内容被合并于此，此处省略说明。
在本实施例中，动力组件100的截面图可以如图1、图2、图3、图8或图9所示。该动力组件100可以具有制动装置1和马达2，其中，制动装置1用于对马达2进行制动。
在本实施例中，动力组件100还可以具有减速装置3，该减速装置3可以设置于定子23的沿轴向远离第一转子22的一侧。其中，减速装置3与马达2的旋转轴27的输出端连接，减速装置3通过其内部的齿轮等传动部件对马达2的旋转轴27的动力进行传递，并从输出轴输出该动力，减速装置3的输出轴的转速可以小于马达2的旋转轴27的转速。
在本实施例中个，减速装置3还可以具有减速机框架40，该减速机框架40用于容纳减速装置3中的齿轮等传动部件。
在本实施例中，动力组件100还可以具有密封板32，密封板32位于减速装置3与马达2之间，从而避免减速装置3中的齿轮润滑油影响马达2的旋转。
此外，马达2还可以具有外壳24，该外壳24可以通过螺栓等固定件31与盖体20连接。
根据本实施例，在动力组件中，制动装置通过制动盘和制动块的咬合对马达的转子盘进行制动，因而制动装置的结构简单，且制动力矩较大，制动可靠性高；并且，该制动装置设置于轴向磁通马达的转子盘的轴向一侧，因而能够节省制动装置占据的体积。
以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (13)

1.一种制动装置(1)，安装于马达(2)，用于对所述马达(2)进行制动，
所述马达(2)具有：
绕中心轴线旋转的旋转轴(27)；
配置在所述旋转轴(27)的径向外侧的第一转子(22)；
配置在所述第一转子(22)的轴向一侧的定子(23)；以及
配置在所述第一转子(22)的远离所述定子(23)的轴向另一侧的第一转子盘(21)，
其特征在于，所述制动装置(1)具有：
配置在所述第一转子盘(21)的远离所述定子(23)的轴向一侧的制动盘(15)；
配置在所述制动盘(15)的远离所述定子(23)的轴向一侧的制动块(14)；
配置在所述制动块(14)的径向外侧的弹性部件(11)；
配置在所述制动块(14)的径向内侧、并与所述制动块(14)连接的滑块(18)；以及
套设在所述滑块(18)的外周的电磁阀主体(19)，
所述制动块(14)具有在轴向上向所述制动盘(15)突出的凸部(14a)，
所述制动装置(1)制动时，所述制动块(14)的所述凸部(14a)与所述制动盘(15)咬合。
2.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，
所述制动盘(15)的外周形成有凹陷部，
所述制动装置(1)制动时，所述制动块(14)的所述凸部(14a)与所述制动盘(15)的外周的所述凹陷部咬合。
3.如权利要求2所述的制动装置，其特征在于，
所述凹陷部从所述制动盘(15)的外缘向径向内侧凹陷。
4.如权利要求2所述的制动装置，其特征在于，
在垂直于所述中心轴线的平面上，所述凹陷部的形状为三角形、四边形、或由线段和/或曲线构成的其它形状。
5.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，
所述制动盘(15)与所述第一转子盘(21)为分体成型，通过固定元件进行固定；或者，
所述制动盘(15)与所述第一转子盘(21)为一体成型。
6.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，
所述滑块(18)的延伸方向与所述制动块(14)的延伸方向一致，所述制动块(14)沿着所述制动块(14)的延伸方向移动。
7.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，
所述制动块(14)的沿延伸方向的一端被可枢转地安装，
所述制动块(14)的沿延伸方向的另一端与所述滑块(18)连接，
所述弹性部件(11)产生使所述制动块(14)绕所述一端旋转的扭矩。
8.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，
所述制动盘(15)的材料包括铁或铝。
9.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，
所述弹性部件(11)包括弹簧。
10.一种动力组件，其特征在于，所述动力组件包括如权利要求1至9中任一项所述的制动装置，以及马达，其中，所述制动装置安装于所述马达。
11.如权利要求10所述的动力组件，其特征在于，
所述马达还具有第二转子(25)，
在轴向上，所述定子(23)位于所述第一转子(22)和所述第二转子(25)之间。
12.如权利要求10所述的动力组件，其特征在于，
所述马达具有遮盖所述第一转子(22)的盖体(20)，
所述制动块(14)和所述电磁阀主体(19)被安装于所述马达的盖体(20)。
13.如权利要求10所述的动力组件，其特征在于，所述动力组件还具有：
减速装置，所述减速装置设置于所述定子的沿轴向远离所述第一转子(22)的一侧，
其中，所述减速装置与所述马达的所述旋转轴的输出端连接，并且，所述减速装置输出的转速小于所述旋转轴的转速。
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