CN106460970B - 无励磁工作制动器以及带无励磁动作制动器的电动机 - Google Patents

Abstract

无励磁动作制动器(10)中，由磁性材料构成的吸引板(11)的内侧圆板部(11a)与摩擦板(12)相对，吸引板(11)的外侧圆板部(11c)与电磁铁(13)相对。作用于中空电动机轴(3)的制动力的发生部位位于吸引板(11)的半径方向的内周侧，为解除制动力而对吸引板(11)进行磁吸引的部位位于吸引板(11)的半径方向的外周侧。能实现一种轴线(3a)方向的长度较短的、扁平的无励磁动作制动器。

Description

无励磁工作制动器以及带无励磁动作制动器的电动机

技术领域

本发明涉及无励磁动作制动器以及带无励磁动作制动器的电动机。

背景技术

无励磁动作制动器作为非工作时的安全装置搭载于伺服电动机等。如例如专利文献1所公开的那样，无励磁动作制动器包括：在制动对象的转轴的外周部分沿着其轴线方向排列的摩擦板、吸引板以及电磁铁。

通过利用弹性力来相对于安装在转轴的摩擦板而按压能沿转轴移动的吸引板，从而对转轴施加制动力。吸引板由磁性材料构成，若对与吸引板相对的电磁铁励磁，则吸引板因磁吸引力而抗拒弹性力，向离开摩擦板的方向移动，制动力被解除。

一般如图4所示，无励磁动作制动器100中，为了可靠地产生制动力，在转轴101的轴线101a的方向上的规定位置配置固定板102。夹住以可相对于转轴101在轴线101a的方向上移动的方式进行安装的摩擦板103，利用按压弹簧105的弹性力对可在轴线101a的方向上移动的吸引板104向固定板102施力。若对电磁铁106励磁，吸引板104被吸引，摩擦板103的旋转变得自由，转轴101的制动力被解除。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013－2617号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

这样，无励磁动作制动器具有摩擦板与电磁铁夹住吸引板、从转轴的轴线方向相对的构成。在具备固定板的情况下，具有固定板与电磁铁夹住摩擦板以及吸引板、从转轴的轴线方向相对的构成。因此，在转轴的外周部分中，在其轴线方向上，需要有用于排列这三个构件或四个构件的设置空间。例如图4所示的例子中，轴线方向上需要宽度Wo的设置空间。

然而，有时在转轴的外周部分中无法确保或难以确保用于在轴线方向并排配置三个构件或四个构件的设置空间。

此外，有时在转轴的外周部分中，夹住安装在转轴的摩擦板，在轴线方向的一侧，容易在转轴外周面部分的近旁侧确保设置空间，而在另一侧，则容易在从外周面部分向外离开的一侧确保设置空间。

鉴于上述问题点，本发明的课题在于提供一种扁平的无励磁动作制动器，在该无励磁动作制动器的制动对象的转轴的外周部分，所需要的轴线方向的设置空间可以较窄。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明无励磁动作制动器，其特征在于：利用弹性力将由磁性材料构成的吸引板向与制动对象的转轴一体旋转的摩擦板进行按压，对所述转轴施加制动力，利用磁吸引力使所述吸引板抗拒所述弹性力而向离开所述摩擦板的方向移动，解除施加于所述转轴的所述制动力，

所述吸引板包括包围所述转轴的内周侧板部分以及外周侧板部分，

所述内周侧板部分是利用所述弹性力被按压至所述摩擦板的按压部分以及利用所述磁吸引力被吸引的吸引部分中的某一部分，

所述外周侧板部分是所述按压部分以及所述吸引部分中的另一部分。

即，本发明的无励磁动作制动器，其特征在于包括：

能磁吸引的吸引板，该吸引板以能够在制动对象的转轴的轴线方向上移动的方式被支承；

与所述转轴一体旋转的摩擦板，该与所述转轴一体旋转的摩擦板从沿所述轴线方向的第1方向与所述吸引板中所述转轴的半径方向的内周侧部分以及外周侧部分中的一方相对；

按压弹簧，该按压弹簧沿所述轴线方向施力，将所述吸引板按压至所述摩擦板；以及

电磁铁，该电磁铁从沿所述轴线方向的与所述第1方向相反的第2方向与所述吸引板中所述内周侧部分以及所述外周侧部分中的另一方相对，若被励磁则该电磁铁抗拒所述按压弹簧的弹性力，在离开所述摩擦板的方向上对所述吸引板进行磁吸引。

本发明中，例如，摩擦板从轴线方向与吸引板中的内周侧部分相对，电磁铁从轴线方向的相反一侧与吸引板中的外周侧部分相对。因此，在转轴外周面的附近位置其轴线方向排列了吸引板以及摩擦板，在从外周面向外侧离开的位置处，在其轴线方向上排列吸引板以及电磁铁。

由于在轴线方向上排列两个构件即可，因此能实现轴线方向的长度较短的扁平的无励磁动作制动器。换言之，在转轴的外周部分确保在轴线方向能排列两个构件的设置空间宽度即可，与现有技术相比，设置空间宽度可以较窄，也提高了无励磁动作制动器的布局的自由度。

此处，所述吸引板包括：内侧圆板部，该内侧圆板部是在所述半径方向上延伸的所述内周侧部分；筒状部，该筒状部从所述内侧圆板部的外周缘向着所述半径方向的外侧在以相对于该半径方向呈90度以下的角度倾斜的方向上延伸；以及外侧圆板部，该外侧圆板部是从所述筒状部的前端缘向所述半径方向的外侧延伸的所述外周侧部分，此情况时，优选所述摩擦板配置于所述筒状部的半径方向的内侧，所述电磁铁配置于所述筒状部的半径方向的外侧。

例如，吸引板的轴线方向的宽度尺寸内，即，在其筒状部的轴线方向的宽度尺寸内，筒状部的内侧以及外侧配置了摩擦板以及电磁铁。由此，能实现即便在轴线方向上设置空间较少也无妨的扁平的无励磁动作制动器。

另一方面，所述吸引板是在所述半径方向上延伸的圆板的情况时，所述摩擦板从所述第1方向与所述圆板中的所述内周侧部分相对，所述电磁铁从所述第2方向与所述圆板中的所述外周侧部分相对。

由此，在吸引板中的半径方向的内周侧，在吸引板的一侧确保用于在轴线方向排列吸引板以及摩擦板的设置空间即可。在吸引板中的半径方向的外周侧，在吸引板的另一侧确保用于排列吸引板以及电磁铁的设置空间即可。因此，与摩擦板，吸引板以及电磁铁在轴线方向以重叠状态排列的情况相比，无励磁动作制动器中的轴线方向的最大宽度变窄。此外，也增加了无励磁动作制动器的布局的自由度。

此处，所述摩擦板优选包括：圆板状的芯材，该圆板状的芯材由刚性构件构成；以及由弹性构件构成的圆板状的摩擦材，该由弹性构件构成的圆板状的摩擦材被安装在该芯材的所述轴线方向的两侧的芯材侧面。

接着，所述吸引板是在所述半径方向延伸的圆板的情况时，为了采用在该吸引板中的半径方向的外周侧与摩擦板相对的布局，所述摩擦板具备在与所述吸引板的所述外周侧部分相对的位置处支承该摩擦板的支持板部分即可。

所述摩擦板包括：圆板状的芯材，该圆板状的芯材由刚性构件构成；以及由弹性构件构成的圆板状的摩擦材，该由弹性构件构成的圆板状的摩擦材被安装在该芯材的所述轴线方向的两侧的芯材侧面，此情况时，优选所述芯材的从所述摩擦材向半径方向的内侧突出的内周侧芯材部分用来作为支承板部分。

接着，在所述轴线方向的规定位置，具有配置为不旋转的固定板，该固定板夹住所述摩擦板，从所述轴线方向与所述吸引板相对，此情况时，利用所述按压弹簧的弹性力，在夹住了所述摩擦板的状态下，对所述吸引板施以朝向所述固定板的力。

另一方面，本发明的电动机其特征在于：具有在其电动机转轴施加制动力的无励磁动作制动器，该无励磁动作制动器是采用上述结构的无励磁动作制动器。

附图说明

图1是示出本发明实施方式涉及的带无励磁动作制动器的电动机的说明图。

图2是示出适用了本发明的无励磁动作制动器的实施方式的说明图。

图3是示出适用了本发明的无励磁动作制动器的其他实施方式的说明图。

图4是示出了一般的无励磁动作制动器的布局的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对适用了本发明的带无励磁动作制动器的电动机的实施方式进行说明。另外，本发明的无励磁动作制动器也同样能适用于电动机的转轴以外的其他转轴。

图1(a)是示出了本发明实施方式涉及的带无励磁动作制动器的电动机的半剖面图的说明图，图1(b)是示出了无励磁动作制动器的工作状态的半剖面图的说明图。

带无励磁动作制动器的电动机1具有中空电动机轴3，该中空电动机轴3例如在其中心轴线方向上贯穿假想线所示的电动机外壳2的中心部并延伸。中空电动机轴3上同轴地固定了具备圆筒状的转子磁铁4a的电动机转子4。将固定在电动机外壳2的电动机定子5配置成以一定的间隙包围转子磁铁4a的状态。

中空电动机轴3的后侧的轴端部6搭载了作为紧急时的安全装置发挥作用的无励磁动作制动器10。无励磁动作制动器10包括：吸引板11，该吸引板11由磁性材料构成；摩擦板12，该摩擦板12从中空电动机轴3的轴线3a的一侧(第1方向a1)与吸引板11相对；电磁铁13，该电磁铁13从轴线3a的另一侧(第2方向a2)与吸引板11相对；以及固定板14，该固定板14夹住摩擦板12，从第1方向a1与吸引板11相对。

吸引板11所呈的剖面形状包括：内侧圆板部11a(内周侧部分)，该内侧圆板部11a(内周侧部分)在与轴线3a正交的方向(中空电动机轴3的半径方向)上延伸；直径相同的圆筒部11b，该直径相同的圆筒部11b从该内侧圆板部11a的外周缘向第2方向a2延伸；以及外侧圆板部11c(外周侧部分)，该外侧圆板部11c(外周侧部分)从圆筒部11b的第2方向a2上的前端缘向与轴线3a正交的外侧延伸。

本例中，在内侧圆板部11a与外侧圆板部11c之间形成了直径相同的圆筒部11b。取而代之的，也可形成锥形状的筒部，该锥形状的筒部以相对于中空电动机轴3的半径方向呈小于90度的角度在倾斜方向上延伸。例如，也可形成如下截锥形状的筒状部来代替圆筒部11b：该筒状部以相对于中空电动机轴3的半径方向呈45度的角度倾斜。

摩擦板12包括：圆环状的芯材12a，该圆环状的芯材12a由在与轴线3a正交的方向上延伸的刚性构件构成；以及圆环状的高摩擦系数的摩擦盘12b，该圆环状的高摩擦系数的摩擦盘12b由粘贴在该芯材12a的两侧的芯材侧面的弹性构件构成。摩擦板12从第1方向a1与吸引板11的内侧圆板部11a相对，位于吸引板11的圆筒部11b的半径方向的内侧。

芯材12a的内周缘部固定于圆筒状的套筒15。套筒15通过花键结合等以在轴线3a的方向上能够滑动的方式被安装于中空电动机轴3的轴端部6，与中空电动机轴3一体旋转。因此，摩擦板12也能够在轴线3a的方向上滑动，与中空电动机轴3一体旋转。

电磁铁13包括由磁性材料构成的呈矩形剖面的圆环状磁轭13a。磁轭13a中的一个圆环状端面13b(磁吸引面)从第2方向a2与吸引板11中的外侧圆板部11c相对。励磁线圈13c内置于磁轭13a，励磁线圈13c从圆环状端面13b露出，与吸引板11的外侧圆板部11c相对。此外，电磁铁13配置于吸引板11中的圆筒部11b的半径方向的外侧。

固定板14是在与轴线3a正交的方向上延伸的圆板，在吸引板11的圆筒部11b的半径方向的内侧，从第1方向a1与摩擦板12相对。此外，固定板14经由在轴线3a的方向上延伸的圆筒状间隔件16，通过固定螺栓17固定于电磁铁13的磁轭13a的一侧。

此处，吸引板11通过圆筒状间隔件16，在轴线3a的方向上以能够滑动的状态进行支承。此外，电磁铁13的磁轭13a的圆环状端面13b中的外周缘侧的部分形成有在轴线3a的方向上延伸的弹簧安装孔13d。弹簧安装孔13d在圆周方向上以规定的间隔形成，各弹簧安装孔13d中安装有按压弹簧18。

按压弹簧18是分别以压缩状态安装在弹簧安装孔13d的底面与吸引板11的外侧圆板部11c的外周缘侧的部分之间的螺旋弹簧。通过按压弹簧18，吸引板11始终在第2方向a2上被施力。由此，吸引板11的内侧圆板部11a夹住摩擦板12，被按压向固定板14的一侧。由按压弹簧18的弹性力，将摩擦板12夹在吸引板11与固定板14之间，由此，向安装了摩擦板12的中空电动机轴3施加制动力。在该状态下，电磁铁13处于无励磁状态。

若对电磁铁13通入驱动电流并励磁，因电磁铁13的电磁吸引力，由磁性材料构成的吸引板11在第1方向a1上被吸引。其结果是，吸引板11抗拒按压弹簧18的弹性力并在第1方向上滑动，被压到电磁铁13的圆环状端面13b。由此，吸引板11在第1方向a1上离开摩擦板12。图1(b)示出了对电磁铁13励磁，吸引板11滑动后的状态。在该状态下，无励磁动作制动器10对中空电动机轴3的制动力被解除。

本示例的带无励磁动作制动器的电动机1中，无励磁动作制动器10的摩擦板12以及固定板14配置在了中空电动机轴3的外周侧附近的位置，电磁铁配置在了离开外周的位置。换言之，吸引板11中发生摩擦力(制动力)的部分与发生磁吸引力的部分在半径方向上分开设置，从沿着轴线3a的方向观察的情况下，这两个部分不重叠。此外，吸引板11中发生摩擦力的部分与发生磁吸引力的部分在轴线的方向上也错开了。

如图1所示，无励磁动作制动器10的轴线3a的方向的宽度W大致等于吸引板11的圆筒部11b的宽度加上该吸引板11的滑动宽度后的尺寸。因此，与在中空电动机轴3的外周，以在其轴线3a的方向上重叠的状态，排列电磁铁13、吸引板11、摩擦板12、固定板14的情况相比，轴线3a的方向上的宽度能变窄。尤其，本示例的无励磁动作制动器10在中空电动机轴3的外周部分中容易确保半径方向上的设置空间，适合在轴线3a的方向上难以确保设置空间的情况。

(无励磁动作制动器的其他示例)

图2是示出适用了本发明的无励磁动作制动器的其他示例的说明图。无励磁动作制动器20配置在制动对象的转轴3A的外周部分，具有吸引板21、摩擦板22、电磁铁23以及固定板24。

吸引板21是由磁性材料构成的圆板，沿与转轴3A的轴线3a正交的方向延伸，以能够在轴线3a的方向上滑动的状态被支承于未图示的固定侧构件。吸引板21包括：内周侧部分21a，该内周侧部分21a用于形成摩擦力产生部(制动力产生部)；以及外周侧部分21b，该外周侧部分21b用于形成磁吸引力产生部。

摩擦板22从沿着轴线3a的一侧与吸引板21中半径方向的内侧的内周侧部分21a相对。摩擦板22以能够在轴线3a的方向上滑动的状态被转轴3A支承，与转轴3A一体旋转。摩擦板22包括：圆板状的芯材22a，该圆板状的芯材22a由刚性构件构成；以及圆板状的摩擦盘22b，该圆板状的摩擦盘22b安装在芯材22a两侧的芯材侧面。

固定板24夹着摩擦板22，被配置在轴线3a的方向上与吸引板21相反的一侧。固定板24被固定在未图示的固定侧构件，被配置在轴线3a方向上的规定位置。固定板24是外径尺寸包含摩擦板22的圆板状构件。

在吸引板21中的半径方向的外侧的外周侧部分21b，在沿着轴线3a的另一侧(与摩擦板22相反的一侧)，配置了呈矩形剖面的圆环状电磁铁23。电磁铁23的圆环状的磁吸附面23a与吸引板21的外周侧部分21b相对。此外，在磁吸附面23a的外周侧的部位，在圆周方向上以规定的角度间隔配置了按压弹簧25。按压弹簧25以压缩状态安装在电磁铁23与吸引板21之间。

在该结构的无励磁动作制动器20中，夹住圆板状的吸引板21，在其半径方向的内周侧的部分配置了摩擦力产生部，在其半径方向的外周侧的部分配置了磁吸引力产生部。因此，半径方向的内周侧的宽度W1是能设置吸引板21的内周侧部分21a、摩擦板22以及固定板24的尺寸，半径方向的外周侧的宽度W2是能设置吸引板21的外周侧部分21b以及电磁铁23的尺寸。

与在转轴3A的外周，在其轴线3a的方向上排列电磁铁、吸引板、摩擦板、固定板的情况相比，该宽度W1、W2能变窄。因此，无励磁动作制动器20在转轴3A的外周部分容易确保半径方向上的设置空间，适合在轴线方向上难以确保设置空间等情况。

(无励磁动作制动器的另一个示例)

图3是示出适用了本发明的无励磁动作制动器的另一个示例的说明图。无励磁动作制动器30被配置在制动对象的转轴3B的外周部分，具有吸引板31、摩擦板32、电磁铁33以及固定板34。

吸引板31是由磁性材料构成的圆板，在与转轴3B的轴线3a正交的方向上延伸，以能够在轴线3a的方向上滑动的状态被支承于未图示的固定侧构件。吸引板31包括：外周侧部分31b，该外周侧部分31b用于形成摩擦力产生部(制动力产生部)；以及内周侧部分31a，该内周侧部分31a用于形成磁吸引力产生部。

在吸引板31中的半径方向的内侧的内周侧部分31a，在沿着轴线3a的一侧配置了呈矩形剖面的圆环状电磁铁33。电磁铁33的圆环状的磁吸附面33a与吸引板31的内周侧部分31a相对。此外，在磁吸附面33a的外周侧的部位，在圆周方向上以规定的角度间隔配置了按压弹簧35。按压弹簧35以压缩状态安装在电磁铁33与吸引板31之间。

摩擦板32从与电磁铁33相反的一侧与吸引板31中的半径方向的外侧的外周侧部分31b相对。摩擦板32中，一体形成支承板部分32A，该支承板部分32A在与吸引板31的外周侧部分31b相对的位置处对该摩擦板32进行支承。

本示例的摩擦板32包括：圆板状的芯材32a，该圆板状的芯材32a由刚性构件构成；以及由弹性构件构成的圆板状的摩擦材32c，该由弹性构件构成的圆板状的摩擦材32c被安装在该芯材32a的轴线3a的方向的两侧的芯材侧面32b。芯材32a是与吸引板31外径尺寸大致相同的板，在与吸引板的外周侧部分31b相对的芯材32a的外周侧芯材部分配置了摩擦材32c。从芯材32a的从摩擦材32c向半径方向的内侧突出的内周侧芯材部分32e作为支承板部分32A发挥作用。该支承板部分32A的内周缘部由圆环状套筒36进行支承，该圆环状套筒36以能够在轴线3a的方向上滑动的方式安装于转轴3B。

在该结构的无励磁动作制动器30中，夹住圆板状的吸引板31，在其半径方向的外周侧的部分配置了摩擦力产生部，在其半径方向的内周侧的部分配置了磁吸引力产生部。半径方向的内周侧的宽度W3是能设置吸引板31的内周侧部分31a、摩擦板32的套筒36以及电磁铁33的尺寸，半径方向的外周侧的宽度W4是能设置吸引板31的外周侧部分31b、摩擦板32以及固定板34的尺寸。

与在转轴3B的外周，在其轴线3a的方向上排列电磁铁、吸引板、摩擦板、固定板的情况相比，该宽度W3、W4能变窄。因此，无励磁动作制动器30在转轴3B的外周部分容易确保半径方向上的设置空间，适合在轴线方向上难以确保设置空间等情况。

此外，无励磁动作制动器30中，摩擦力产生部位于吸引板31的外周侧的部分。因此，还有能对转轴3B施加大的制动力的优点。

Claims (6)

1.无励磁动作制动器，其特征在于，包括：

能磁吸引的吸引板，该能磁吸引的吸引板以能够在制动对象的转轴的轴线方向上移动的方式被支承；

与所述转轴一体旋转的摩擦板，该与所述转轴一体旋转的摩擦板从沿所述轴线方向的第1方向与所述吸引板中所述转轴的半径方向的内周侧部分以及外周侧部分中的一方相对；

按压弹簧，该按压弹簧沿所述轴线方向在所述第1方向上施力，将所述吸引板按压至所述摩擦板；以及

电磁铁，该电磁铁从沿所述轴线方向的与所述第1方向相反的第2方向与所述吸引板中所述内周侧部分以及所述外周侧部分中的另一方相对，若被励磁则该电磁铁抗拒所述按压弹簧的弹性力，在离开所述摩擦板的方向上对所述吸引板进行磁吸引，

所述吸引板包括：

内侧圆板部，该内侧圆板部是在所述转轴的半径方向上延伸的所述内周侧部分；

筒状部，该筒状部从所述内侧圆板部的外周缘以90度的角度折弯并延伸，或者，该筒状部从所述内侧圆板部的外周缘向着所述转轴的半径方向的外侧在以相对于该转轴的半径方向呈小于90度的角度倾斜的方向上延伸；以及

外侧圆板部，该外侧圆板部是从所述筒状部的前端缘向所述转轴的半径方向的外侧延伸的所述外周侧部分，

所述摩擦板和所述电磁铁中的一方位于所述筒状部的在所述转轴的半径方向上的内侧，

所述摩擦板和所述电磁铁中的另一方位于所述筒状部的在所述转轴的半径方向上的外侧。

2.如权利要求1所述的无励磁动作制动器，其特征在于，

所述摩擦板被配置于所述筒状部的在所述转轴的半径方向上的内侧的位置，

所述电磁铁被配置于所述筒状部的在所述转轴的半径方向上的外侧的位置。

3.如权利要求1所述的无励磁动作制动器，其特征在于，

所述摩擦板被配置在所述筒状部的所述轴线方向的宽度尺寸内，

所述电磁铁被配置在所述筒状部的所述轴线方向的宽度尺寸内。

4.如权利要求1所述的无励磁动作制动器，其特征在于，

所述摩擦板包括：圆板状的芯材，该圆板状的芯材由刚性构件构成；以及由弹性构件构成的圆板状的摩擦材，该由弹性构件构成的圆板状的摩擦材被安装在该芯材的所述轴线方向的两侧的芯材侧面。

5.如权利要求1所述的无励磁动作制动器，其特征在于，

具有配置在所述轴线方向上的固定板，

在利用所述按压弹簧的弹性力，把所述摩擦板夹在所述固定板和所述吸引板之间的状态下，对所述吸引板施以朝向所述固定板的力。

6.一种电动机，其特征在于，

具有在电动机转轴施加制动力的无励磁动作制动器，

所述无励磁动作制动器是如权利要求1至5的任一项所述的无励磁动作制动器。