JP2000120734A - 無励磁作動形電磁ブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキディスクとハブのスプライン嵌合部
における異常音の発生と、励磁状態におけるブレーキデ
ィスクの偏摩耗と発熱を防止した無励磁作動形電磁ブレ
ーキを提供する。 【解決手段】 電動機の回転軸には、スプライン溝８ａ
が形成されたハブ８と、このハブ８のスプライン溝８ａ
に嵌合されるスプライン穴が形成されたブレーキディス
ク７が装着されている。また、ハブ８の端面には、当接
板１０がねじ止めされている。コイルばね１１には、ブ
レーキディスク７のスプライン歯をハブ８のスプライン
歯に押し付けるためのねじり力と、ブレーキディスク７
をサイドプレート３から離して当接板１０に押し付ける
押圧力が付与されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電動機の回転軸の慣
性回転を制動するとともに停止した回転軸を保持する無
励磁作動形電磁ブレーキに関するものであり、特には、
ブレーキディスクとハブの嵌合部における異常音の発生
を防止した無励磁作動形電磁ブレーキに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の無励磁作動形電磁ブレーキ（以
下、電磁ブレーキという。）は、電動機の回転軸に装着
されるハブに、ブレーキディスクが嵌合されている。ま
た、ブレーキディスクは、電磁コイルが収容されたフィ
ールドコアに複数のガイド部材で固定された固定部材
と、これらフィールドコアと固定部材との間に設けられ
ガイド部材と係合されているアーマチュアとの間に設け
られている。そして、無励磁状態において、圧縮コイル
ばねからなる制動部材により押圧されてアーマチュアが
固定部材側へ付勢されることにより、ブレーキディスク
とこのブレーキディスクがハブを介して装着される電動
機の回転軸が制動される。また、励磁状態においては、
制動部材の押圧力に抗してアーマチュアがフィールドコ
アに磁気吸着されるので、ブレーキディスクや回転軸の
制動が解放され、電動機の駆動が可能になる。

【０００３】このように、従来の電磁ブレーキは、固定
部材とアーマチュアとの間に回転軸側に装着されるブレ
ーキディスクを設け、ブレーキディスクの中心穴と回転
軸に装着されるハブの嵌合部とが回転方向で噛合う構造
になっている。一般には、ブレーキディスクの中心穴を
スプライン穴に形成し、ハブの嵌合部は、上記スプライ
ン穴に嵌合されるスプライン溝に形成している。したが
って、これら部材のスプライン嵌合部には、スプライン
歯間に隙間があるため、また、励磁状態において電磁ブ
レーキのブレーキディスクが空転しているので、電動機
の回転数に変動があるとブレーキディスクが振動して、
ブレーキディスクのスプライン歯がハブのスプライン歯
に衝突して不快な異常音を発する場合がある。

【０００４】このようなスプライン嵌合部の異常音の発
生を防止する手段としては、例えば、実開昭６０−１０
７６３８号公報において説明されているように、湾曲し
た板ばねを、ブレーキディスクの中心穴とハブの嵌合部
との間に介在し弾性変形させるとともに、その板ばねの
押圧力により、ブレーキディスクの中心穴をハブの嵌合
部に押し付けるようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た板ばねによる異常音防止であると、板ばねの収容溝を
ハブの嵌合部またはブレーキディスクの中心穴に設け、
湾曲した部分が外側に突出するように、嵌合部または中
心穴に組込まなければならず、その作業が面倒で生産性
が悪いという問題があった。また、板ばねの湾曲部分の
突出量にバラツキがあると、ブレーキディスクの摺動抵
抗が大きくなり、電磁ブレーキを励磁状態にしてアーマ
チュアをフィールドコアに磁気吸着させても、ブレーキ
ディスクが固定部材から離れずに偏摩耗や発熱を生じた
り、また、空転中のブレーキディスクの振動を抑えるこ
とができず、異常音が発生してしまうので、組立後の調
整作業を要する場合があった。この発明は、このような
問題を解決するために為されたものであり、異常音の発
生およびブレーキディスクの偏摩耗や発熱を防止した無
励磁作動形電磁ブレーキを安価に提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に記載された無励磁作動形電磁ブレ
ーキは、ブレーキディスクの中心穴をハブの嵌合部側へ
付勢する弾性部材により、励磁状態においてブレーキデ
ィスクを固定部材から離間させるようにしたものであ
り、電磁コイル（１）が収容されたフィールドコア
（２）と、このフィールドコア（２）にガイド部材
（４，５）を介して連結された固定部材（３）と、これ
らフィールドコア（２）と固定部材（３）の間に設けら
れ前記ガイド部材（４，５）により軸線方向への移動の
みが許容されたアーマチュア（６）と、このアーマチュ
ア（６）と前記固定部材（３）との間に設けられたブレ
ーキディスク（７）と、このブレーキディスク（７）の
中心穴（７ｄ）と回転方向で噛合う嵌合部（８ａ）と、
前記ブレーキディスク（７）の非摩擦係合部（７ａ）と
対向する鍔部（１０）とが形成されたハブ（８）と、前
記アーマチュア（６）を前記固定部材（３）側へ付勢す
る制動部材（１４）と、前記ブレーキディスク（７）の
中心穴（７ｄ）を前記ハブ（８）の嵌合部（８ａ）に押
し付けるとともに、前記ブレーキディスク（７）のうち
その摩擦係合面（７ｂ）を前記固定部材（３）から離間
させて非摩擦係合面（７ａ）を前記ハブ（８）の鍔部
（１０）に当接させる弾性部材（１１）とが設けられ、
前記フィールドコア（２）が無励磁状態において、前記
フィールドコア（２）と前記アーマチュア（６）との間
に形成される隙間より小さい隙間が、前記ブレーキディ
スク（７）の非摩擦係合面（７ａ）と前記ハブ（８）の
鍔部（１０）との間に形成されることを特徴とする。

【０００７】また、請求項２に記載された無励磁作動形
電磁ブレーキは、請求項１に記載された無励磁作動形電
磁ブレーキの弾性部材に、ねじり力と押圧力が付与され
るようにしたものであり、前記ハブ（８）には、前記ブ
レーキディスク（７）の非摩擦係合面（７ａ）のうち前
記アーマチュア（６）側の非摩擦係合面（７ａ）と対向
する前記鍔部（１０）が形成され、前記弾性部材（１
１）には、前記ブレーキディスク（７）の中心穴（７
ｄ）を前記ハブ（８）の嵌合部（８ａ）に押し付けるね
じり力と、前記ブレーキディスク（７）の非摩擦係合面
（７ｂ）を前記ハブ（８）の鍔部（１０）側へ付勢する
押圧力とが付与されていることを特徴とする。

【０００８】また、請求項３に記載された無励磁作動形
電磁ブレーキは、請求項２に記載された無励磁作動形電
磁ブレーキの弾性部材をコイルばねとしたものであり、
前記弾性部材（１１）は、前記ハブ（８）の嵌合部（８
ａ）の外側に遊嵌され、一方の端部（１１ａ）が前記ブ
レーキディスク（７）に掛止され、他方の端部（１１
ｂ）が前記ハブ（８）に掛止されたコイルばね（１１）
であることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１から図６は、この発明の実施
の形態として図示された無励磁作動形電磁ブレーキであ
り、図１は平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３
は要部断面図、図４はハブであり、（ａ）は（ｂ）のＢ
−Ｂ線断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は
（ｂ）の要部拡大図、図５はブレーキディスクであり、
（ａ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は側面図、図
６はコイルばねであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面
図である。以下、これら図面に基づき実施の形態を説明
する。

【００１０】電動機の安全ブレーキとして使用される無
励磁作動形電磁ブレーキは、多条に巻線された電磁コイ
ル１を収容した環状溝２ａが形成された、断面がコ字状
を呈する環状部材からなるフィールドコア２を有する。
フィールドコア２は、電動機のハウジングにねじ止めさ
れ、環状溝２ａの開口側を磁極面としている。また、そ
の磁極面上には、それぞれ円周方向を３等分する位置
に、ねじ穴２ｂと有底状のばね穴２ｃおよび貫通穴２ｄ
が穿設されている。フィールドコア２の磁極面側には、
軸線方向に間隔をおいて固定部材としての円板状のサイ
ドプレート３が設けられている。サイドプレート３に
は、円周方向を３等分する位置に貫通穴が穿設されてお
り、また、サイドプレート３の各貫通穴の開口部分とフ
ィールドコア２のねじ穴２ｂの開口部分との間には、そ
れぞれカラー４が介在されており、サイドプレート３の
各貫通穴からカラー４に挿通され、先端がフィールドコ
ア２のねじ穴２ｂに螺合されたねじ５により、フィール
ドコア２にサイドプレート３が連結されている。なお、
カラー４とねじ５により、ガイド部材が設けられてい
る。

【００１１】フィールドコア２とサイドプレート３との
間には、円板状のアーマチュア６が設けられている。ア
ーマチュア６の外周面のうち、円周方向を３等分する位
置には貫通穴６ａが形成されている。そして、これら貫
通穴６ａ内を貫通するカラー４とねじ５に案内されて、
アーマチュア６は軸線方向への移動のみが許容されてい
る。また、アーマチュア６とサイドプレート３との間に
は、円板状のブレーキディスク７が介在されている。図
５に図示されているように、ブレーキディスク７は、デ
ィスクプレート７ａと、このディスクプレート７ａの外
周面側の両側面に接着された摩擦フェーシング７ｂから
なり、ディスクプレート７ａには、後述するコイルばね
１１の端部１１ａが掛止される貫通穴７ｃが穿設されて
いる。また、中心には、スプライン穴７ｄからなる中心
穴が形成されている。そして、このような形状としたブ
レーキディスク７は、摩擦フェーシング７ｂの平面を摩
擦係合面とし、摩擦フェーシング７ｂが接着されていな
いディスクプレート７ａの平面を非摩擦係合面としてい
る。

【００１２】ブレーキディスク７は、そのスプライン穴
７ｄをハブ８の嵌合部８ａにスプライン嵌合している。
図４に図示されているように、ハブ８は、外周面にスプ
ライン溝が形成された上記嵌合部８ａと、嵌合部８ａの
円周方向に形成された環状溝８ｂと、嵌合部８ａの軸線
方向に形成された掛止溝８ｃが設けられている。なお、
符号８ｄは、ハブ８を電動機の回転軸に固定するための
無頭ねじが螺合されるねじ穴、符号８ｅは、電動機の回
転軸に打ち込まれる図示せぬキーが嵌合されるキー溝で
ある。また、ハブ８の嵌合部８ａには、円周方向を３等
分する位置に軸線方向のねじ穴８ｆが穿設されており、
このねじ穴８ｆに螺合されたねじ９により、ハブ８に
は、環状な当接板１０が固定されている（図２参照）。
当接板１０は、嵌合部８ａより大きな外径寸法に形成さ
れ、ハブ８の鍔部として設けられている。なお、ハブ８
の鍔部（当接板１０）は、後述するコイルばね１１によ
り押圧されるブレーキディスク７の抜け止め用の突起と
して設けられたものである。

【００１３】上述したように、ハブ８の嵌合部８ａに
は、ブレーキディスク７がスプライン嵌合されている
が、その嵌合部８ａの外側には、ブレーキディスク７を
放射方向と軸線方向に付勢するように、弾性部材として
のコイルばね１１も遊嵌されている。コイルばね１１
は、図６に図示したような形状であり、一方の巻端部を
直線状に延設して、その末端部の軸線方向への折曲げ部
分をブレーキディスク７の貫通穴７ｄに挿入される掛止
部１１ａとし、他方の巻端部の中心方向への折曲げ部分
をハブ８の掛止溝８ｃに掛止される掛止部１１ｂとして
いる。そして、ブレーキディスク７の貫通穴７ｄに掛止
部１１ａを挿入しながら、コイルばね１１をハブ８の嵌
合部８ａの外側に遊嵌するとともに、巻径を縮小してコ
イルばね１１の掛止部１１ｂをハブ８の掛止溝８ｃに掛
止した後、自由長さを縮小した状態でハブ８の環状溝８
ｂにスナップリング１３を掛止することにより、コイル
ばね１１には、その自己復帰力により、ブレーキディス
ク７を放射方向と軸線方向に付勢するばね力が付与され
る。なお、符号１２は、コイルばね１１の巻端部とスナ
ップリング１３との間に介在された受圧板である。

【００１４】また、コイルばね１１に付与されるばね力
のうち、ブレーキディスク７を放射方向に付勢するねじ
り力は、ブレーキディスク７とハブ８のスプライン嵌合
部の摺動抵抗が大きくならないように設定されている。
また、ブレーキディスク７を軸線方向に付勢する押圧力
は、フィールドコア２の各ばね穴２ｃに遊嵌され、その
ばね穴２ｃの底部とアーマチュア６との間に介在された
制動部材としての圧縮コイルばね１４のアーマチュア６
を押圧する押圧力に較べて、非常に小さい押圧力に設定
されている。

【００１５】次に、この実施の形態の無励磁作動形電磁
ブレーキは、アーマチュア吸着音防止手段と手動解放手
段が設けられているので、以下に説明する。まず、アー
マチュア吸着音防止手段は、図３に図示されているよう
に、フィールドコア２の磁極面の円周方向を３等分する
位置に凹陥部２ｅを形成して、各凹陥部２ｅに、リング
状のダンパーゴム１５を嵌合した構造になっている。そ
して、ダンパーゴム１５の緩衝作用により、アーマチュ
ア６がフィールドコア２の磁極面に磁気吸着された際に
発生する吸着音が防止されるようになっている。一方、
手動解放手段は、図１，２に図示されているように、フ
ィールドコア２の外周面にねじ止めされた支持台１６
と、この支持台１６のねじ穴に螺合されるとともに、ね
じ部先端がくさび状（詳細には円錐状）の形状に形成さ
れた解放ねじ１７を有し、フィールドコア２の中心を通
る直線上で向かい合うように設けられている。そして、
図２の無励磁状態のときに解放ねじ１７を螺合して、そ
のねじ部先端をアーマチュア６のサイドプレート３側の
外周縁部に押し当てることにより、圧縮コイルばね１４
のばね力に抗して、アーマチュア６はフィールドコア２
側へ押し上げられる。したがって、停電時などの電磁コ
イル１への通電ができない場合において、ブレーキディ
スク７と、これが装着される電動機の回転軸の制動を解
放することができる。

【００１６】このような構造からなる無励磁作動形電磁
ブレーキは、図２のような電磁コイル１への通電が切ら
れた無励磁状態にすると、電動機の駆動が停止された後
の回転軸の慣性回転により回転しているブレーキディス
ク７は、その摩擦係合面（摩擦フェーシング７ｂ）が、
圧縮コイルばね１４の押圧力により、アーマチュア６と
サイドプレート３とに摩擦係合するので制動され停止す
る。そして、このような無励磁状態では、アーマチュア
６とフィールドコア２の磁極面との間に隙間（エアギャ
ップ）が形成されるとともに、この隙間より小さい隙間
が、ハブ８の鍔部（当接板１０）とブレーキディスク７
の非摩擦係合面（ディスクプレート７ａ）との間に形成
される。

【００１７】このような無励磁状態から、電磁コイル１
に通電した励磁状態にすると、圧縮コイルばね１４の押
圧力に抗してアーマチュア６がフィールドコア２の磁極
面に磁気吸着される。そして、ブレーキディスク７の制
動が解放され、電動機は駆動される。また、コイルばね
１１の押圧力により、ブレーキディスク７がサイドプレ
ート３から離間される。したがって、ブレーキディスク
７は、アーマチュア６やサイドプレート３に当接するこ
となく、回転軸と一体に空転する。また、空転している
ブレーキディスク７には、その中心穴７ｄ寄りの側面が
当接板１０に押し付けられた状態で、コイルばね１１の
ねじり力が作用しているので、スプライン嵌合部の異常
音の発生は常に防止される。

【００１８】以上において、この発明の実施の形態とし
て説明した無励磁作動形電磁ブレーキは、フィールドコ
ア２の反磁極面側を電動機への取付け面としたが、固定
部材としてのサイドプレート３の外側の側面を取付け面
とすることができる。また、固定部材を電動機のハウジ
ングとして、フィールドコア２をカラー４とねじ５によ
りハウジングに支持した構造にすることができる。また
更に、カラー４とねじ５からなるガイド部材を例示した
が、また、ねじ５が螺合されるねじ穴２ｂをフィールド
コア２の磁極面に穿設したが、軸線方向への移動のみを
許容させてアーマチュア６をフィールドコア２に支持す
る構造は、上述した構造に限定されるものではない。

【００１９】また、実施の形態の無励磁作動形電磁ブレ
ーキは、ディスクプレート７ａに摩擦フェーシング７ｂ
を固着したブレーキディスク７を使用したが、ディスク
プレート７ａと摩擦フェーシング７ｂが一体に形成され
た合成樹脂材製のブレーキディスクとすることもでき
る。また、ブレーキディスク７とハブ８とをスプライン
嵌合したが、例えば、実開昭６０−１０７６３８号公報
に説明されているように、ブレーキディスクの中心穴を
多角形状とし、ハブの嵌合部も同多角形状にすることに
より、ブレーキディスクの中心穴とハブの嵌合部とを回
転方向で噛合う構造にすることができる。

【００２０】また、実施の形態の無励磁作動形電磁ブレ
ーキは、据え付け面に対して回転軸が平行な横型電動機
に装着される安全ブレーキとして説明されたが、据え付
け面に対して回転軸が直交する縦型電動機に装着するこ
ともできる。更に、弾性部材としてコイルばね１１を例
示したが、その他のばね部材（ゴムも含む）を使用して
同様な作用効果を得ることもできる。

【００２１】

【発明の効果】この発明の無励磁作動形電磁ブレーキ
は、ブレーキディスクの中心穴をハブの嵌合部側へ付勢
する弾性部材により、励磁状態においてブレーキディス
クを固定部材から離間させるようにしたので、ブレーキ
ディスクとハブの嵌合部における異常音の発生およびブ
レーキディスクの偏摩耗や発熱を防止することができ
る。しかも、１つの部材による２つの作用を得るように
したので、部品点数を多くすることなく改善でき、無励
磁作動形電磁ブレーキを安価に提供することができる。

【００２２】また、弾性部材の押圧力により、ブレーキ
ディスクの中心穴寄りをハブの鍔部に押し付ける構造に
したので、横型電動機のみならず縦型電動機に使用する
こともできる。したがって、汎用性に優れた無励磁作動
形電磁ブレーキを提供することができる。

【００２３】また更に、この発明の無励磁作動形電磁ブ
レーキは、弾性部材として、ハブの嵌合部の外側に遊嵌
され、一方の端部がブレーキディスクに掛止され、他方
の端部がハブに掛止されたコイルばねを採用したので、
弾性部材の製造が簡単にできるとともに弾性部材の取付
けも簡単にできる。したがって、無励磁作動形電磁ブレ
ーキを安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態として図示された無励磁
作動形電磁ブレーキの平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１の要部断面図である。

【図４】ハブが図示されており、（ａ）は（ｂ）のＢ−
Ｂ線断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は
（ｂ）の要部拡大図である。

【図５】ブレーキディスクが図示されており、（ａ）は
（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は側面図である。

【図６】コイルばねが図示されており、（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１ 電磁コイル ２ フィールドコア ３ 固定部材（サイドプレート） ６ アーマチュア ７ ブレーキディスク ８ ハブ １１ 弾性部材（コイルばね） １４ 制動部材（圧縮コイルばね）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁コイルが収容されたフィールドコア
   と、このフィールドコアにガイド部材を介して連結され
   た固定部材と、これらフィールドコアと固定部材の間に
   設けられ前記ガイド部材により軸線方向への移動のみが
   許容されたアーマチュアと、このアーマチュアと前記固
   定部材との間に設けられたブレーキディスクと、このブ
   レーキディスクの中心穴と回転方向で噛合う嵌合部と、
   前記ブレーキディスクの非摩擦係合部と対向する鍔部と
   が形成されたハブと、前記アーマチュアを前記固定部材
   側へ付勢する制動部材と、前記ブレーキディスクの中心
   穴を前記ハブの嵌合部に押し付けるとともに、前記ブレ
   ーキディスクのうちその摩擦係合面を前記固定部材から
   離間させて非摩擦係合面を前記ハブの鍔部に当接させる
   弾性部材とが設けられ、前記フィールドコアが無励磁状
   態において、前記フィールドコアと前記アーマチュアと
   の間に形成される隙間より小さい隙間が、前記ブレーキ
   ディスクの非摩擦係合面と前記ハブの鍔部との間に形成
   されることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレーキ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された無励磁作動形電磁
   ブレーキにおいて、前記ハブには、前記ブレーキディス
   クの非摩擦係合面のうち前記アーマチュア側の非摩擦係
   合面と対向する前記鍔部が形成され、前記弾性部材に
   は、前記ブレーキディスクの中心穴を前記ハブの嵌合部
   に押し付けるねじり力と、前記ブレーキディスクの非摩
   擦係合面を前記ハブの鍔部側へ付勢する押圧力とが付与
   されていることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレー
   キ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された無励磁作動形電磁
   ブレーキにおいて、前記弾性部材は、前記ハブの嵌合部
   の外側に遊嵌され、一方の端部が前記ブレーキディスク
   に掛止され、他方の端部が前記ハブに掛止されたコイル
   ばねであることを特徴とする無励磁作動形電磁ブレー
   キ。