JP2018155370A - Brake unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械装置の回転伝達部に使用され、停電等の異常時に回転伝達部を停止させるブレーキユニットに関する。 The present invention relates to a brake unit that is used in a rotation transmission unit of a mechanical device and stops the rotation transmission unit when an abnormality such as a power failure occurs.
駆動部の回転駆動により出力側の機器を作動させる機械装置には、運転中に停電等の異常が生じたときに出力側の機器が無制御状態で動くことを防止するために、異常時に駆動部と機器との間の回転伝達部を停止させるブレーキ(またはブレーキユニット)を組み込んでいるものがある。 For mechanical devices that operate the output side device by the rotational drive of the drive unit, it is driven in the event of an abnormality to prevent the output side device from moving in an uncontrolled state when an abnormality such as a power failure occurs during operation. Some have incorporated a brake (or brake unit) that stops the rotation transmission unit between the unit and the device.
上記のようなブレーキとしては、無励磁作動型の電磁ブレーキを使用することが多い。無励磁作動型の電磁ブレーキは、一般に、回転軸に相対回転不能に取り付けられたブレーキ板と、ブレーキばねによってブレーキ板に押し付けられるアーマチュアと、通電によりアーマチュアを吸引する電磁石とを備え、電磁石が非通電状態のときは、ブレーキばねの弾力でアーマチュアをブレーキ板に押し付けて回転軸の回転を阻止し、電磁石に通電すると、電磁石がブレーキばねの弾力に抗してアーマチュアを吸引してブレーキ板から離反させ、回転軸に対する制動を解除するようになっている(例えば、特許文献1参照。)。 As the above brake, a non-excitation operation type electromagnetic brake is often used. A non-excitation operation type electromagnetic brake generally includes a brake plate that is attached to a rotating shaft so as not to be relatively rotatable, an armature that is pressed against the brake plate by a brake spring, and an electromagnet that attracts the armature by energization. When energized, the armature is pressed against the brake plate by the elasticity of the brake spring to prevent rotation of the rotating shaft.When the electromagnet is energized, the electromagnet attracts the armature against the elasticity of the brake spring and moves away from the brake plate. The brake on the rotating shaft is released (see, for example, Patent Document 1).
したがって、機械装置に無励磁作動型の電磁ブレーキを組み込む場合、通常運転中は電磁ブレーキへ通電して回転伝達部の回転軸に対する制動を解除しておき、停電時には電磁ブレーキが非通電状態となることにより回転軸の回転を阻止するようにする。 Therefore, when a non-excitation operation type electromagnetic brake is incorporated in the mechanical device, the electromagnetic brake is energized during normal operation to release the braking on the rotation shaft of the rotation transmission unit, and the electromagnetic brake is de-energized during a power failure. This prevents rotation of the rotating shaft.
また、ブレーキとして、上記の無励磁作動型の電磁ブレーキに代えて、入力側部材に入力トルクが加えられたときは、その回転を出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときは、出力側部材をロックさせる逆入力遮断クラッチ(例えば、特許文献2参照。)を用いることも考えられる。 In addition, when an input torque is applied to the input side member, the rotation is transmitted to the output side member and a reverse input torque is applied to the output side member. In such a case, it is conceivable to use a reverse input cutoff clutch (for example, see Patent Document 2) that locks the output side member.
上記逆入力遮断クラッチには、同一軸心のまわりに回転する入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転を出力側部材に伝達するトルク伝達手段を設け、出力側部材の径方向外側に固定の外輪を配し、出力側部材の外周面に複数のカム面を設けて、外輪の内周円筒面と出力側部材の各カム面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間に一対のローラとその一対のローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばね(弾性部材)を組み込むとともに、各楔形空間の周方向両側(ローラを挟んでばねに周方向で対向する位置)に、入力側部材と一体回転するロック解除片の柱部を挿入した構成のものが多い。 The reverse input shut-off clutch is provided with torque transmission means for transmitting the rotation of the input side member to the output side member between the input side member and the output side member that rotate about the same axis, A fixed outer ring is arranged on the radially outer side, a plurality of cam surfaces are provided on the outer peripheral surface of the output side member, and gradually narrow in the circumferential direction between the inner peripheral cylindrical surface of the outer ring and each cam surface of the output side member. In this wedge-shaped space, a pair of rollers and a spring (an elastic member) that pushes the pair of rollers into a narrow portion of the wedge-shaped space are incorporated into each wedge-shaped space. In many cases, a column portion of an unlocking piece that rotates integrally with the input side member is inserted at a position facing the spring in the circumferential direction.
この構成によれば、出力側部材に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のローラが外輪および出力側部材に係合することにより出力側部材がロックされる。一方、入力側部材に入力トルクが加えられたときは、入力側部材と一体回転するロック解除片の柱部が回転方向後側のローラをばねの弾力に抗して楔形空間の広大部へ押し出すことにより、そのローラと外輪および出力側部材との係合が解除されて、出力側部材がロック状態から解放された後、トルク伝達手段によって入力側部材から出力側部材に回転が伝達される。 According to this configuration, even if reverse input torque is applied to the output side member, the output side member is locked by engaging the roller on the rear side in the rotation direction with the outer ring and the output side member. On the other hand, when an input torque is applied to the input side member, the column portion of the unlocking piece that rotates integrally with the input side member pushes the roller on the rear side in the rotation direction against the elastic portion of the spring to the wide portion of the wedge-shaped space. As a result, the engagement between the roller, the outer ring, and the output side member is released, and the output side member is released from the locked state, and then the rotation is transmitted from the input side member to the output side member by the torque transmitting means.
したがって、この構成の逆入力遮断クラッチをブレーキとして機械装置に組み込めば、通常運転中は駆動部から出力側の機器へ回転が伝達され、停電等で駆動部が停止したときは、機器に重力等の外力が加わっても、逆入力遮断クラッチの出力側部材がロックすることにより、機器が動かないようにすることができる。 Therefore, if the reverse input shut-off clutch with this configuration is incorporated into a mechanical device as a brake, rotation is transmitted from the drive unit to the output side device during normal operation, and when the drive unit stops due to a power failure or the like, gravity or the like is applied to the device. Even when the external force is applied, the output side member of the reverse input cutoff clutch is locked, so that the device can be prevented from moving.
ところで、上記の無励磁作動型の電磁ブレーキは、その電磁ブレーキを組み込んだ機械装置に停電等の異常が発生したときに出力側の機器の動作を確実に止めるために、機器に加えられる最大トルクに応じたブレーキ容量すなわちブレーキばねがアーマチュアをブレーキ板に押し付ける力が必要となる。そして、機械装置の通常運転中は、そのブレーキばねの弾力に抗して電磁石の吸引力でアーマチュアをブレーキ板から離反させ、ブレーキがかからないようにしておく必要がある。このため、電磁石が大型化して重くなるうえ、電力消費量も大きくなるという問題があった。 By the way, the above-mentioned non-excitation operation type electromagnetic brake has the maximum torque that can be applied to the device in order to reliably stop the operation of the device on the output side when an abnormality such as a power failure occurs in the mechanical device incorporating the electromagnetic brake. Therefore, the brake capacity corresponding to the pressure, that is, the force by which the brake spring presses the armature against the brake plate is required. During normal operation of the mechanical device, the armature needs to be separated from the brake plate by the attractive force of the electromagnet against the elasticity of the brake spring so that the brake is not applied. For this reason, there existed a problem that an electromagnet enlarged and became heavy, and also the power consumption also became large.
一方、上記の逆入力遮断クラッチは、ブレーキとして機械装置に組み込む場合、通常運転中にブレーキがかからないようにするための電力を必要としないという点で、無励磁作動型の電磁ブレーキよりも有利である。しかしながら、入力側部材と出力側部材との間にバックラッシがあるし、逆入力トルクに対して出力側部材がロックするので、機械装置のメンテナンス等を行う際に、作業者が出力側から機器を動かすことができず、作業性が低くなるという難点がある。 On the other hand, the reverse input cutoff clutch described above is more advantageous than a non-excitation operation type electromagnetic brake in that it does not require electric power to prevent the brake from being applied during normal operation when incorporated in a mechanical device as a brake. is there. However, there is a backlash between the input side member and the output side member, and the output side member is locked against the reverse input torque. There is a problem that it cannot be moved and workability is lowered.
そこで、本発明は、電力消費量が少なく、かつバックラッシがなくメンテナンス性に優れたブレーキユニットを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a brake unit that consumes less power, has no backlash, and has excellent maintainability.
上記の課題を解決するために、本発明のブレーキユニットは、外周に円筒面を有する回転軸と、前記回転軸を通される筒状の固定部材と、前記固定部材の内周に回転可能に嵌め込まれて前記回転軸と径方向で対向する外輪と、前記回転軸と外輪とをロックするロック機構と、前記回転軸の外周に回転可能に嵌め込まれるロック解除片と、通電時は前記ロック解除片を回転不能に拘束し、通電停止により前記ロック解除片を回転自在に解放する励磁作動型の電磁ブレーキとを備え、前記固定部材は、前記外輪の両方向の回転をそれぞれ所定の回転可能角度に規制する手段を有し、前記ロック機構は、前記外輪の内周面に複数のカム面が設けられて、前記回転軸の外周円筒面と外輪の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間が形成され、これらの各楔形空間に一対のローラとその一対のローラに挟まれて各ローラを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材が組み込まれているものであり、前記ロック解除片は、前記各ローラを挟んで弾性部材と対向する位置に挿入される柱部を有し、その柱部とローラとの隙間角度が前記外輪の回転可能角度よりも小さくなる状態で組み込まれており、前記電磁ブレーキが通電された状態で、前記回転軸にトルクが加えられたときには、前記各楔形空間の一対のローラのうち、回転方向前側のローラが前記ロック解除片の柱部に当接して停止し、相対的に前記楔形空間の広大部へ移動することにより、前記ロック機構による回転軸と外輪のロック状態が解除された後、前記回転軸のみが回転し、前記電磁ブレーキが非通電の状態で、前記回転軸にトルクが加えられたときには、前記回転方向前側のローラが前記ロック解除片の柱部を押してロック解除片を回転させ、前記回転軸とロックした外輪が前記固定部材に回転を規制されることにより、前記回転軸が停止する構成を採用した。 In order to solve the above-described problems, the brake unit of the present invention has a rotating shaft having a cylindrical surface on the outer periphery, a cylindrical fixing member through which the rotating shaft is passed, and an inner periphery of the fixing member. An outer ring that is fitted and radially opposed to the rotation shaft, a lock mechanism that locks the rotation shaft and the outer ring, a lock release piece that is rotatably fitted on the outer periphery of the rotation shaft, and the lock release when energized An electromagnetically actuated electromagnetic brake that restrains the piece to be non-rotatable and freely releases the unlocking piece by stopping energization, and the fixing member rotates the outer ring in both directions at a predetermined rotatable angle. The locking mechanism is provided with a plurality of cam surfaces on the inner peripheral surface of the outer ring, and gradually on both sides in the circumferential direction between the outer peripheral cylindrical surface of the rotating shaft and each cam surface of the outer ring. A narrow wedge-shaped space is formed In each wedge-shaped space, a pair of rollers and an elastic member that is sandwiched between the pair of rollers and pushes each roller into a narrow portion of the wedge-shaped space are incorporated. And a column portion inserted at a position facing the elastic member, with the gap angle between the column portion and the roller being smaller than the rotatable angle of the outer ring, and the electromagnetic brake When torque is applied to the rotating shaft in the energized state, of the pair of rollers in each wedge-shaped space, the roller on the front side in the rotational direction comes into contact with the column portion of the unlocking piece and stops. To the wide portion of the wedge-shaped space, after the locked state of the rotating shaft and the outer ring by the locking mechanism is released, only the rotating shaft rotates, and the electromagnetic brake is in a non-energized state, When torque is applied to the rotating shaft, the roller on the front side in the rotation direction pushes the column portion of the unlocking piece to rotate the unlocking piece, and the outer ring locked to the rotating shaft is restricted from rotating by the fixing member. Thereby, the structure which the said rotating shaft stops was employ | adopted.
上記構成では、電磁ブレーキのブレーキ容量は、回転軸を回転させる際にロック解除片が回転方向前側のローラから受ける押圧力に抗してロック解除片を停止させておけるだけでよく、無励磁作動型の電磁ブレーキのみで回転軸を停止させる場合に必要なブレーキ容量に比べてかなり小さくなるので、電磁ブレーキの電力消費量を少なくできる。しかも、停電中でも、別途電源から電磁ブレーキに電力を供給すれば、容易に回転軸と外輪のロック状態を解除できるようになるので、手動で回転軸を回転させてメンテナンス作業等を行えるし、入力側から出力側に回転を伝達する回転軸が一体であるため、従来の逆入力遮断クラッチのようなバックラッシがない。 In the above configuration, the brake capacity of the electromagnetic brake is only required to stop the unlocking piece against the pressing force that the unlocking piece receives from the roller on the front side in the rotation direction when rotating the rotating shaft. The power consumption of the electromagnetic brake can be reduced because it is considerably smaller than the brake capacity required when the rotary shaft is stopped only by the electromagnetic brake of the type. Moreover, even during a power outage, if power is separately supplied from the power supply to the electromagnetic brake, the locked state of the rotating shaft and outer ring can be easily released, so the rotating shaft can be manually rotated for maintenance work, etc. Since the rotating shaft that transmits the rotation from the side to the output side is integrated, there is no backlash like the conventional reverse input cutoff clutch.
前記電磁ブレーキとしては、前記ロック解除片に相対回転不能に連結されてロック解除片の径方向外側に張り出すブレーキ板と、前記ブレーキ板の一側面と対向し、軸方向移動可能かつ回転不能に保持されたアーマチュアと、前記アーマチュアをブレーキ板から引き離す離反ばねと、通電により前記アーマチュアを離反ばねの弾力に抗してブレーキ板に押し付ける電磁石とを備えたものを採用することができる。 As the electromagnetic brake, a brake plate that is connected to the unlocking piece so as not to rotate relative to each other and projects radially outward of the unlocking piece, and faces one side of the brake plate, is axially movable and non-rotatable. A holding armature, a separation spring that pulls the armature away from the brake plate, and an electromagnet that presses the armature against the brake plate against the elasticity of the separation spring when energized can be used.
また、上記の構成においては、前記外輪を組み込み時の姿勢に戻す方向に回転付勢する外輪用戻しばねを設けることが好ましい。すなわち、このような外輪用戻しばねを設ければ、停電等で電磁ブレーキも非通電状態となって回転軸が停止したときに、外輪が自動的に組み込み時の位置に戻るので、回転軸の回転を再開しようとするときに、回転軸と外輪のロック解除をスムーズに行うことができる。 Further, in the above configuration, it is preferable to provide an outer ring return spring that urges the outer ring to rotate in a direction to return the outer ring to the posture when assembled. That is, if such a return spring for the outer ring is provided, the outer ring automatically returns to the position at the time of installation when the electromagnetic brake is also de-energized due to a power failure or the like and the rotation axis stops. When resuming the rotation, the lock of the rotating shaft and the outer ring can be smoothly released.
また、前記ロック解除片を組み込み時の姿勢に戻す方向に回転付勢する解除片用戻しばねを設けることもできる。このような解除片用戻しばねを設ければ、停電等で電磁ブレーキも非通電状態となって回転軸が停止したときに、外輪を組み込み時の姿勢に戻すと、電磁ブレーキから解放されたロック解除片の柱部が自動的に組み込み時の位置に戻り、ロック解除片の柱部とローラの位置関係が確実に組み込み時の状態となるので、回転軸の回転を再開しようとするときに、回転軸と外輪のロック解除がよりスムーズに行われるようになる。 In addition, a release spring for releasing pieces that urges the lock release pieces in a direction to return to the posture at the time of incorporation may be provided. If such a return spring for release piece is provided, the lock released from the electromagnetic brake will be restored if the outer ring is returned to the built-in position when the rotating shaft stops when the electromagnetic brake is de-energized due to a power failure or the like. The column part of the release piece automatically returns to the position at the time of assembly, and the positional relationship between the column part of the lock release piece and the roller is surely at the time of assembly, so when trying to resume the rotation of the rotating shaft, The lock of the rotating shaft and the outer ring can be released more smoothly.
本発明のブレーキユニットは、上述したように、励磁作動型の電磁ブレーキを非通電状態としてロック解除片を解放することにより、ロック機構の作用で回転軸の回転を阻止するものであり、その電磁ブレーキは回転軸が回転するときにロック解除片を拘束できるブレーキ容量があればよく、停止時の回転軸に加えられる最大トルクを考慮する必要がないので、無励磁作動型の電磁ブレーキのみで回転軸を停止させる場合に比べて、電磁ブレーキの電力消費量を少なくすることができる。しかも、停電中でも別途電源から電磁ブレーキに通電すれば手動で回転軸を回転させることができるので、メンテナンス等の作業を効率よく行えるし、従来の逆入力遮断クラッチのようなバックラッシもない。 As described above, the brake unit of the present invention prevents the rotation of the rotary shaft by the action of the lock mechanism by releasing the lock release piece by deenergizing the electromagnetic brake of the excitation operation type. The brake only needs to have a brake capacity that can restrain the unlocking piece when the rotating shaft rotates, and it is not necessary to consider the maximum torque that can be applied to the rotating shaft when stopped. Compared with the case where the shaft is stopped, the power consumption of the electromagnetic brake can be reduced. In addition, since the rotating shaft can be manually rotated by energizing the electromagnetic brake from a separate power source even during a power failure, work such as maintenance can be performed efficiently, and there is no backlash like a conventional reverse input cutoff clutch.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このブレーキユニットは、駆動部の回転駆動により出力側の機器を作動させる機械装置の回転伝達部に使用されるもので、図1に示すように、軸方向中央部に大径円筒部(以下、単に「大径部」という。)を有する回転軸1と、回転軸1を通される筒状のハウジング(固定部材)2と、ハウジング2の内周に嵌め込まれて回転軸1大径部と径方向で対向する外輪3と、回転軸1と外輪3とをロックするロック機構4と、回転軸1大径部の外周に回転可能に嵌め込まれるロック解除片5と、ハウジング2に組み込まれた励磁作動型の電磁ブレーキ6とで基本的に構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This brake unit is used in a rotation transmission unit of a mechanical device that operates an output-side device by rotational driving of a drive unit, and as shown in FIG. A
前記回転軸1は、軸方向両側の小径円筒部がそれぞれ玉軸受7を介してハウジング2に回転自在に支持されている。そして、その一端側(入力側)の小径円筒部に機械装置の駆動部としてのモータ(図示省略)が連結され、他端側(出力側)の小径円筒部にそのモータの回転駆動によって作動する機器(図示省略)が連結されるようになっている。なお、図示は省略するが、回転軸1を中空軸とすれば、その中空部を利用して機械装置の配線を行い、機械装置全体をコンパクトな構造とすることができる。
The
前記ハウジング2は、その一端側に別体で形成された蓋部2aが電磁ブレーキ6を覆う状態で取り付けられたものであり、外周部にあけられた複数の軸方向貫通孔2bを利用して外部部材に固定されるようになっている。また、図2に示すように、その内周の外輪3が嵌め込まれる部分に、外輪3外周の複数の凹部3aのそれぞれに回転方向隙間をもって挿入される複数の凸部2cが設けられ、これにより外輪3の両方向への回転をそれぞれ所定の回転可能角度αに規制する構成となっている。
The
図2に示すように、前記外輪3は、その外周面に上記の複数の凹部3aが設けられ、内周面には後述するようにロック機構4を構成するための複数のカム面3bが、周方向に等間隔で設けられている。
As shown in FIG. 2, the
前記ロック機構4は、外輪3の内周面に上記の複数のカム面3bを設けて、回転軸1大径部の外周円筒面と外輪3の各カム面3bとの間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間8を形成し、これらの各楔形空間8に一対のローラ9とその一対のローラ9に挟まれて各ローラ9を楔形空間8の狭小部へ押し込むコイルばね(弾性部材)10を組み込むことにより、回転軸1と外輪3とをロック状態とするものである。なお、コイルばね10は、板ばね等の他の弾性部材に代えることもできる。
The
前記ロック解除片5は、図1に示すように、二段の外周円筒面を有し、一端側に座ぐりが形成された本体部5aと、本体部5aの他端面から回転軸1と外輪3の径方向隙間に挿入される複数の柱部5bとからなる。その本体部5aの大径側の外周面には複数の軸方向溝5cが設けられており、これらの軸方向溝5cで後述するように電磁ブレーキ6に連結されている。また、本体部5aの小径側の外周面には周方向溝5dが設けられ、この周方向溝5dにハウジング2との間をシールするシール部材としてOリング11が配されている。そして、図2に示すように、ロック解除片5の各柱部5bは、ローラ9を挟んでコイルばね10と対向する位置に、両側のローラ9のそれぞれとの隙間角度βが前述の外輪3の回転可能角度αよりも小さくなる状態で挿入されている。
As shown in FIG. 1, the unlocking
前記電磁ブレーキ6は、図1に示すように、ロック解除片5の本体部5aにその径方向外側に張り出す状態で連結されるブレーキ板12と、ブレーキ板12の一側面と対向するアーマチュア13と、ブレーキ板12の他側面と対向する摩擦板14と、アーマチュア13をブレーキ板12から離反させる複数の離反ばね15と、摩擦板14の他側面と対向する状態でハウジング2に埋め込まれた電磁石16とからなる。なお、離反ばね15はコイルばねが用いられているが、他の弾性部材を採用することもできる。
As shown in FIG. 1, the
この電磁ブレーキ6のブレーキ板12は、その内周から突出する複数の凸部12aが、それぞれロック解除片5の本体部5aの外周面に設けられた軸方向溝5cに摺動自在に嵌まり込んでおり、これによりロック解除片5と相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能に連結されている。
The
アーマチュア13は、ロック解除片5の本体部5aの大径側の外周に摺動自在に嵌め込まれるとともに、外周部分にハウジング2を軸方向に貫通する複数のボルト17が通されることにより、軸方向移動可能かつ回転不能に保持されている。
The
また、摩擦板14は、ブレーキ板12と電磁石16に挟まれる位置でハウジング2に固定されており、離反ばね15は、一端部をハウジング2の蓋部2aの内側面に固定され、他端部をアーマチュア13の一側面に固定されて、アーマチュア13をブレーキ板12から離反する方向に引っ張っている。
The
したがって、電磁石16に通電すると、電磁石16がアーマチュア13を吸引して離反ばね15の弾力に抗して軸方向移動させ、ブレーキ板12に押し付けることにより、アーマチュア13に押されたブレーキ板12が摩擦板14に押し付けられ(図1の状態)、電磁石16への通電を停止すると、図3に示すように、離反ばね15がアーマチュア16をブレーキ板12から離反させる。すなわち、通電時はブレーキ板12とこれに連結されたロック解除片5を回転不能に拘束し、通電停止によりロック解除片5を回転自在に解放するようになっている。
Therefore, when the
次に、このブレーキユニットの動作を、図4乃至図6(回転軸1に加えられるトルクが入力側から見て右回りの場合)に基づいて説明する。まず、電磁ブレーキ6(の電磁石16)に通電しているときは、図1に示したように、電磁ブレーキ6がロック解除片5を回転不能に拘束している。このとき、図2に示した組込状態でモータから回転軸1にトルクが加えられると、図4(a)に示すように、回転軸1およびロック機構4によりローラ9を介して回転軸1とロックされた外輪3が僅かに回転した後、各楔形空間8の一対のローラ9のうち、回転方向前側のローラ9がロック解除片5の柱部5bに当接して停止する。この図4(a)の状態では、まだ外輪3の凹部3aの回転方向後側の側壁はハウジング2の凸部2cに接触しておらず、外輪3は回転を規制されていない。
Next, the operation of the brake unit will be described with reference to FIGS. 4 to 6 (when the torque applied to the
そして、図4(b)に示すように、外輪3が慣性および回転方向後側のローラ9との摩擦によりさらに回転すると、回転方向前側のローラ9が相対的に楔形空間8の広大部へ移動することにより回転軸1と外輪3のロック状態が解除され、回転軸1のみが回転するようになる(外輪3は、ロック解除直後に凹部3aの回転方向後側の側壁がハウジング2の凸部2cに当接して停止する)。なお、このとき、回転方向後側のローラ9は回転軸1との摩擦により楔形空間8の広大部に相対移動するので、回転軸1と外輪3をロックさせることはない。
Then, as shown in FIG. 4B, when the
上記のように回転軸1が回転している途中で停電等によりモータへの通電が停止した場合、モータが停止しても回転軸1は慣性で回転し続けようとする。しかし、このときには電磁ブレーキ6も非通電状態となって、ロック解除片5が電磁ブレーキ6から解放される(図3の状態となる)ので、図5に示すように、回転方向前側のローラ9がロック解除片5の柱部5bを押してロック解除片5を回転させ、相対的に楔形空間8の狭小部へ移動することにより、回転軸1はハウジング2に回転を規制された外輪3とロック状態となって停止する。
As described above, when the energization of the motor is stopped due to a power failure or the like while the
図5のように回転軸1が停止した状態で、出力側の機器に重力等の外力が作用して回転軸1にそれまでと逆方向の(入力側から見て左回りの)トルクが加えられても、図6(a)に示すように、回転軸1と外輪3がロック状態で僅かに回転するとともに、回転方向前側のローラ9がロック解除片5の柱部5bを押してロック解除片5を回転させた後、図6(b)に示すように、外輪3の凹部3aの回転方向後側の側壁がハウジング2の凸部2cに当接して外輪3の回転が規制されるので、外輪3とロック状態にある回転軸1も停止する。
With the
また、回転軸1が停止した後、再びモータから回転軸1にトルクを加えて回転軸1を回転させようとするときは、予め図5または図6(b)の状態から回転軸1をそれまでと逆方向(図5では左方向、図6(b)では右方向)に僅かに回転させて、回転軸1とロック状態にある外輪3を組み込み時の姿勢に戻しておく。このときには、電磁ブレーキ6から解放されているロック解除片5も、回転軸1につれ回りしてほぼ組み込み時の姿勢に戻るので、ロック解除片5の柱部5bと両側のローラ9との隙間角度が外輪3の回転可能角度よりも小さくなる。そして、その後に電磁ブレーキ6に通電してロック解除片5を回転不能に拘束しておくことにより、モータから回転軸1にトルクの加えたときに、いずれの回転方向でも回転軸1と外輪3のロック解除をスムーズに行えるようになる。
In addition, when the
また、上記図4乃至図6の例と逆に、最初に回転軸1に入力側から見て左回りの入力トルクを加えた場合も、回転方向以外は上記と同様の動作が行われる。
Also, contrary to the examples of FIGS. 4 to 6, when a counterclockwise input torque as viewed from the input side is first applied to the
図7は、ハウジング2の凸部2cと外輪3の凹部3aの回転方向両側の側壁との間に、外輪3を組み込み時の姿勢に戻す方向に回転付勢する外輪用戻しばね18を設けた変形例を示す。各外輪用戻しばね18は、コイルばねが用いられ、最も縮んだときの外輪3の回転角度、すなわち外輪3の回転可能角度が、ロック解除片5の柱部5bとローラ9との隙間角度よりも大きくなるように設定されている。この変形例では、停電等で電磁ブレーキ6も非通電状態となって回転軸1が停止したときに、外輪3が自動的に組み込み時の位置に戻るので、回転軸1の回転を再開しようとするときに、予めモータを制御して回転軸1をそれまでと逆方向に回転させなくても、回転軸1と外輪3のロック解除をスムーズに行うことができる。
In FIG. 7, an outer
また、図示は省略するが、ロック解除片5を組み込み時の姿勢に戻す方向に回転付勢する解除片用戻しばねを設けるようにすれば、停電等で電磁ブレーキ6も非通電状態となって回転軸1が停止した状態で、外輪3を組み込み時の姿勢に戻したときに、電磁ブレーキ6から解放されたロック解除片5の柱部5bが自動的に組み込み時の位置に戻り、ロック解除片5の柱部5bとローラ9の位置関係が確実に組み込み時の状態となるので、回転軸1の回転を再開しようとするときに、回転軸1と外輪3のロック解除をよりスムーズに行うことができる。
Although not shown in the drawings, if a release spring for releasing the lock is provided to rotate the
このブレーキユニットは、上記の構成であり、その励磁作動型の電磁ブレーキ6は回転軸1が回転するときにロック解除片5を拘束できるブレーキ容量があればよく、停止時の回転軸1に加えられる最大トルクを考慮する必要がないので、無励磁作動型の電磁ブレーキのみで回転軸を停止させる場合に比べて、電磁ブレーキ6の電力消費量が少ない。しかも、停電中でも別途電源から電磁ブレーキ6に通電すれば、手動で回転軸1を回転させることができるので、メンテナンス等の作業を効率よく行える。また、入力側から出力側への回転伝達は一体の回転軸1のみで行うので、従来の逆入力遮断クラッチのようなバックラッシもない。
The brake unit has the above-described configuration, and the excitation actuated
1 回転軸
2 ハウジング(固定部材)
3 外輪
3b カム面
4 ロック機構
5 ロック解除片
5b 柱部
6 電磁ブレーキ
8 楔形空間
9 ローラ
10 コイルばね(弾性部材)
12 ブレーキ板
13 アーマチュア
14 摩擦板
15 離反ばね
16 電磁石
18 外輪用戻しばね
1 Rotating
3
12
Claims (4)
前記固定部材は、前記外輪の両方向の回転をそれぞれ所定の回転可能角度に規制する手段を有し、
前記ロック機構は、前記外輪の内周面に複数のカム面が設けられて、前記回転軸の外周円筒面と外輪の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間が形成され、これらの各楔形空間に一対のローラとその一対のローラに挟まれて各ローラを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材が組み込まれているものであり、
前記ロック解除片は、前記各ローラを挟んで弾性部材と対向する位置に挿入される柱部を有し、その柱部とローラとの隙間角度が前記外輪の回転可能角度よりも小さくなる状態で組み込まれており、
前記電磁ブレーキが通電された状態で、前記回転軸にトルクが加えられたときには、前記各楔形空間の一対のローラのうち、回転方向前側のローラが前記ロック解除片の柱部に当接して停止し、相対的に前記楔形空間の広大部へ移動することにより、前記ロック機構による回転軸と外輪のロック状態が解除された後、前記回転軸のみが回転し、
前記電磁ブレーキが非通電の状態で、前記回転軸にトルクが加えられたときには、前記回転方向前側のローラが前記ロック解除片の柱部を押してロック解除片を回転させ、前記回転軸とロックした外輪が前記固定部材に回転を規制されることにより、前記回転軸が停止するようになっているブレーキユニット。 A rotating shaft having a cylindrical surface on the outer periphery; a cylindrical fixing member that is passed through the rotating shaft; an outer ring that is rotatably fitted on the inner periphery of the fixing member and faces the rotating shaft in the radial direction; A lock mechanism that locks the rotating shaft and the outer ring, a lock releasing piece that is rotatably fitted on the outer periphery of the rotating shaft, and the lock releasing piece is restrained to be non-rotatable when energized. With an electromagnetically actuated electromagnetic brake that is free to rotate,
The fixing member includes means for restricting rotation of the outer ring in both directions to a predetermined rotatable angle;
The lock mechanism has a plurality of cam surfaces on the inner peripheral surface of the outer ring, and a wedge-shaped space that gradually narrows on both sides in the circumferential direction is formed between the outer peripheral cylindrical surface of the rotating shaft and each cam surface of the outer ring. In each wedge-shaped space, a pair of rollers and an elastic member that is sandwiched between the pair of rollers and pushes each roller into the narrow portion of the wedge-shaped space are incorporated.
The unlocking piece has a column part inserted at a position facing the elastic member across the rollers, and the clearance angle between the column part and the roller is smaller than the rotatable angle of the outer ring. Built-in,
When torque is applied to the rotating shaft while the electromagnetic brake is energized, of the pair of rollers in each wedge-shaped space, the roller on the front side in the rotational direction comes into contact with the column portion of the unlocking piece and stops. Then, by relatively moving to the wide part of the wedge-shaped space, after the locked state of the rotating shaft and the outer ring by the locking mechanism is released, only the rotating shaft rotates,
When torque is applied to the rotating shaft while the electromagnetic brake is not energized, the roller on the front side in the rotation direction pushes the column portion of the unlocking piece to rotate the unlocking piece, and locks with the rotating shaft. A brake unit configured to stop the rotation shaft when an outer ring is restricted from rotating by the fixing member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017054290A JP2018155370A (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Brake unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2017054290A JP2018155370A (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Brake unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018155370A true JP2018155370A (en) | 2018-10-04 |
Family
ID=63716473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017054290A Pending JP2018155370A (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Brake unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018155370A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118875463A (en) * | 2024-09-29 | 2024-11-01 | 宁波均连智能科技有限公司 | A kind of emergency stop device for rotating friction welding spindle |
-
2017
- 2017-03-21 JP JP2017054290A patent/JP2018155370A/en active Pending
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| CN118875463A (en) * | 2024-09-29 | 2024-11-01 | 宁波均连智能科技有限公司 | A kind of emergency stop device for rotating friction welding spindle |
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