JP2015036568A - 電磁ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキトルクを十分に確保できるノンバックラッシタイプの電磁ブレーキを提供することである。
【解決手段】ディスク部材２０を、ロータ軸１とハブ１０との間にかしめて固定される筒部２１と、その外周側の弾性変形可能なディスク部２２とを備え、ディスク部２２が弾性変形によって軸方向へ移動可能なものとし、弾性変形するディスク部２２の両面をアーマチュア４と固定プレート３とで挟持することにより、ブレーキトルクを十分に確保できるノンバックラッシタイプの電磁ブレーキを提供できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁ブレーキに関し、特にノンバックラッシタイプの電磁ブレーキに関する。

自動車や産業用機器に用いられる小型のモータに内蔵される電磁ブレーキには、被制動回転軸としてのロータ軸の外周側に固定したヨークと、ロータ軸の軸方向でヨークと対向させて固定した固定プレートと、ヨークと固定プレートとの間で軸方向へ移動可能に配置したアーマチュアと、ロータ軸と一緒に回転し、アーマチュアと固定プレートとの間で軸方向へ移動可能なディスク部材と、アーマチュアを固定プレート側へ付勢するスプリングと、ヨークに組み込まれ、通電時にアーマチュアをヨーク側へ磁気吸引する励磁コイルとを備えたものが多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。この電磁ブレーキは、スプリングでアーマチュアを固定プレート側へ付勢することにより、固定プレートとアーマチュアでディスク部材の両面を挟持してブレーキを作動させるとともに、励磁コイルに通電することにより、スプリングの付勢力に抗してアーマチュアをヨーク側へ吸引し、ブレーキを解除する。

この種の電磁ブレーキは、ロータ軸と一緒に回転するディスク部材を軸方向へ移動可能とするために、ロータ軸に固定したハブとディスク部材との間にクリアランスを設ける必要があり、このクリアランスがロータ軸のバックラッシとなって、ロータ軸の加減速時等にバックラッシ音が発生する問題がある。また、ハブの外周面と接触するディスク部材の内周部が摩耗しやすく、この摩耗の進行に伴って、バックラッシ量が増加する問題もある。

このような問題に対して、軸方向へ移動可能なディスク部材と固定プレートを省略し、ばねで付勢されるアーマチュアをロータ軸に固定したハブまたはプレートに直接押圧してブレーキを作動させるノンバックラッシタイプの電磁ブレーキが提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。

特開２００２−３１１７０号公報 特開２００２−５２０５号公報 特開２００２−３４５２０６号公報

特許文献２、３に記載されたノンバックラッシタイプの電磁ブレーキは、特許文献１に記載されたバックラッシタイプのものが、ディスク部材の両面に摩擦ブレーキ面が形成されるのに対して、摩擦ブレーキ面がアーマチュアとハブまたはプレートとの間の１面にしか形成されない。このため、ブレーキトルクが不足する問題がある。

そこで、本発明の課題は、ブレーキトルクを十分に確保できるノンバックラッシタイプの電磁ブレーキを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、被制動回転軸の外周側に固定したヨークと、前記被制動回転軸の軸方向で前記ヨークと対向させて固定した固定プレートと、前記ヨークと前記固定プレートとの間で軸方向へ移動可能に配置したアーマチュアと、前記ロータ軸と一緒に回転し、前記アーマチュアと前記固定プレートとの間で軸方向へ移動可能なディスク部材と、前記アーマチュアを前記固定プレート側へ付勢するスプリングと、前記ヨークに組み込まれ、通電時に前記アーマチュアを前記ヨーク側へ磁気吸引する励磁コイルとを備え、前記スプリングで付勢されるアーマチュアで前記ディスク部材を前記固定プレートとの間に挟持し、前記励磁コイルに通電することにより、前記スプリングの付勢力に抗して前記アーマチュアを前記ヨーク側へ吸引する電磁ブレーキにおいて、前記ディスク部材を、前記ロータ軸側に固定される筒部と、その外周側に連なる弾性変形可能なディスク部とを備えたものとし、前記ディスク部を弾性変形によって前記アーマチュアと前記固定プレートとの間で軸方向へ移動させる構成を採用した。

すなわち、ディスク部材を、ロータ軸側に固定される筒部と、その外周側に連なる弾性変形可能なディスク部とを備えたものとし、ディスク部を弾性変形によってアーマチュアと固定プレートとの間で軸方向へ移動させることにより、弾性変形するディスク部の両面をアーマチュアと固定プレートとで挟持するようにして、ブレーキトルクを十分に確保できるノンバックラッシタイプの電磁ブレーキを提供できるようにした。

前記ディスク部材を周方向に分割し、前記ディスク部の少なくとも片面側にリング部材を固着して、前記分割したディスク部材を一体化することにより、筒部とディスク部を有するディスク部材を板材のプレス加工等によって容易に形成できるとともに、アーマチュアと固定プレートとで挟持されるディスク部を補強することができる。

前記ディスク部の内周側に、その外周側と前記筒部とを連結する複数の連結部を残す抜き部を設けることにより、ディスク部の弾性変形を容易にして、ディスク部をスムーズに軸方向へ移動させることができる。

本発明に係る電磁ブレーキは、ディスク部材を、ロータ軸側に固定される筒部と、その外周側に連なる弾性変形可能なディスク部とを備えたものとし、ディスク部を弾性変形によってアーマチュアと固定プレートとの間で軸方向へ移動させるようにしたので、ブレーキトルクを十分に確保できるノンバックラッシタイプの電磁ブレーキとすることができる。

電磁ブレーキの実施形態を示す縦断側面図 図１の右方からの正面図 （ａ）は図１のディスク部材を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図 図１のハブの正面図 図３のディスク部材の分割部となる素材を示す平面図 （ａ）、（ｂ）は、それぞれブレーキ入と切の状態を示す図１の要部拡大縦断側面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この電磁ブレーキは小型のモータに内蔵されるものであり、図１および図２に示すように、被制動回転軸としてのロータ軸１の外周側に固定されたヨーク２と、ロータ軸１の軸方向でヨーク２と対向させて固定した固定プレート３と、ヨーク２と固定プレート３との間で軸方向へ移動可能に配置したアーマチュア４と、ロータ軸１と一緒に回転し、アーマチュア４と固定プレート３との間で軸方向へ移動可能なディスク部材２０とを備えている。ヨーク２には、リード線５ａからの通電でアーマチュア４を磁気吸引する励磁コイル５と、アーマチュア４を固定プレート３側へ押圧付勢するスプリングとしてのコイルばね６とが組み込まれている。

前記固定プレート３は、コイルばね６を組み込んだヨーク２の前面と所定の間隔を開けて、カラー７を介して３本のねじ８でヨーク２の前面に固定されている。カラー７とねじ８の数は３本に限定されることはない。図示は省略するが、アーマチュア４は、３本のカラー７に案内されて軸方向に移動する。また、ロータ軸１には、後述するディスク部材２０の筒部２１を固定するハブ１０が取り付けられている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記ディスク部材２０は、ロータ軸１とハブ１０との間にかしめて固定される筒部２１と、その外周側の弾性変形可能なディスク部２２とを備え、周方向に３つの分割部２０ａに等分割されている。各分割部２０ａは弾性変形可能な板ばねで形成されている。

前記ディスク部２２には、外径側の環状部２２ａと筒部２１を連結する１２０°の位相の３本の連結部２２ｂを残すように、抜き部２３が設けられ、環状部２２ａは筒部２１の一方向に張り出す張出部２４と連結部２２ｂを介して筒部２１と連結されている。また、各分割部２０ａの筒部２１を形成する部分は、張出部２４に連なる平坦部２１ａと、その両側のかしめ部２１ｂとからなる。

前記３分割されたディスク部材２０の環状部２２ａの両面側にはリング部材２５が固着され、分割されたディスク部材２０が一体化されている。リング部材２５は環状部２２ａの片面側のみに固着してもよい。ディスク部材２０は、後述するように、リング部材２５を介して環状部２２ａをアーマチュア４と固定プレート３との間に挟持される。

図４に示すように、前記ハブ１０は、周方向の１箇所に割部１０ａが設けられ、ボルト穴１１に挿入されるボルト１２でロータ軸１に締め付けられるようになっている。ハブ１０の内周面には、周方向の３箇所に平坦な凹部１３が等間隔で設けられている。図中に１点鎖線で示すように、筒部２１を形成する各分割部２０ａの平坦部２１ａは凹部１３に嵌め込まれ、ボルト１２を締め付けることにより、その両側のかしめ部２１ｂが、ロータ軸１の外周面とハブ１０の内周面との間にかしめ付けられるようになっている。

図５に示すように、前記分割部２０ａの素材は、薄い板ばね材の打ち抜きによって、筒部２１、環状部２２ａ、連結部２２ｂおよび張出部２４に相当する部分が形成されている。この素材は、図中に矢印で示すように、筒部２１相当部を２本の平行な折り曲げ線Ａに沿って内折りするとともに、連結部２２ｂを折り曲げ線Ｂに沿って立ち上げるように折り曲げることにより、プレス加工等によって、容易に成形することができる。

図６（ａ）、（ｂ）は、上述した電磁ブレーキを入切したときの状態を示す。図６（ａ）は、励磁コイル５への通電を止めてブレーキを入とした状態であり、コイルばね６で付勢されたアーマチュア４が固定プレート３側へ移動して、ディスク部材２０の環状部２２ａがリング部材２５を介して固定プレート３との間に両面を挟持されている。このとき、抜き部２３で残された断面積の小さい連結部２２ｂは、容易に固定プレート３側へ傾斜するように弾性変形し、環状部２２ａが固定プレート３側へスムーズに移動する。

図６（ｂ）は、励磁コイル５に通電してブレーキを切とした状態であり、励磁コイル５の磁気吸引力がコイルばね６の付勢力に打ち勝って、アーマチュア４がヨーク２側へ移動している。このとき、アーマチュア４による押圧を解放されたディスク部材２０は、連結部２２ｂが弾性復元力により元の垂直な位置に戻る。従って、ブレーキ切となってロータ軸１が回転しても、ロータ軸１と一緒に回転するディスク部材２０が固定プレート３やアーマチュア４と接触する恐れはない。

上述した電磁ブレーキは、ディスク部材２０をねじ等を用いることなくロータ軸１に固定できるので、自動車の補機等に用いられる小型のモータにも容易に組み込むことができる。また、ディスク部材２０は断面積の小さい連結部２２ｂで容易に弾性変形するので、小径のものであっても、環状部２２ａを十分に軸方向へ移動させることができる。

上述した実施形態では、ディスク部材の筒部をハブでかしめ付けることにより、ディスク部材をロータ軸側に固定したが、筒部の固定方法は実施形態のものに限定されることはなく、筒部を外径側からロータ軸またはハブにねじ等で固定することもできる。

上述した実施形態では、ディスク部材を周方向に３分割したが、ディスク部材の分割数は３分割に限定されることはない。また、分割しない一体のものとすることもできる。

１ ロータ軸
２ ヨーク
３ 固定プレート
４ アーマチュア
５ 励磁コイル
５ａ リード線
６ コイルばね
７ カラー
８ ねじ
１０ ハブ
１０ａ 割部
１１ ボルト穴
１２ ボルト
１３ 凹部
２０ ディスク部材
２０ａ 分割部
２１ 筒部
２１ａ 平たん部
２１ｂ かしめ部
２２ ディスク部
２２ａ 環状部
２２ｂ 連結部
２３ 抜き部
２４ 張出部
２５ リング部材

Claims (3)

1. 被制動回転軸の外周側に固定したヨークと、
   前記被制動回転軸の軸方向で前記ヨークと対向させて固定した固定プレートと、
   前記ヨークと前記固定プレートとの間で軸方向へ移動可能に配置したアーマチュアと、
   前記ロータ軸と一緒に回転し、前記アーマチュアと前記固定プレートとの間で軸方向へ移動可能なディスク部材と、
   前記アーマチュアを前記固定プレート側へ付勢するスプリングと、
   前記ヨークに組み込まれ、通電時に前記アーマチュアを前記ヨーク側へ磁気吸引する励磁コイルとを備え、
   前記スプリングで付勢されるアーマチュアで前記ディスク部材を前記固定プレートとの間に挟持し、前記励磁コイルに通電することにより、前記スプリングの付勢力に抗して前記アーマチュアを前記ヨーク側へ吸引する電磁ブレーキにおいて、
   前記ディスク部材を、前記ロータ軸側に固定される筒部と、その外周側に連なる弾性変形可能なディスク部とを備えたものとし、前記ディスク部を弾性変形によって前記アーマチュアと前記固定プレートとの間で軸方向へ移動させるようにしたことを特徴とする電磁ブレーキ。
2. 前記ディスク部材を周方向に分割し、前記ディスク部の少なくとも片面側にリング部材を固着して、前記分割したディスク部材を一体化した請求項１に記載の電磁ブレーキ。
3. 前記ディスク部の内周側に、その外周側と前記筒部とを連結する複数の連結部を残す抜き部を設けた請求項１または２に記載の電磁ブレーキ。

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