JP2001065606A - 無励磁作動ブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造により不快音の発生を
防止することができる無励磁作動ブレーキを提供する。 【解決手段】 アーマチュア５の貫通穴５ａに、
内周面に合成樹脂材料の被膜層が形成されたブッシュ６
を圧入嵌合することにより固定した。また、カラー４ｂ
の外周面にブッシュ６の被膜層を摺動自在に嵌合させ
て、アーマチュア５をフィールドコア１に支持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、制動または制動
解放時における不快音の発生を防止した無励磁作動ブレ
ーキに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無励磁作動ブレーキは、電磁コイルが収
容されたフィールドコアの磁極面側に、軸線方向に間隔
を隔てサイドプレートが設けられている。またサイドプ
レートは、円周方向に間隔を隔て設けられた複数の支持
部材によりフィールドコアに固定されている。また更
に、フィールドコアの磁極面とサイドプレートの側面と
の間には、外周面側に複数の係合部（貫通穴やＵ字状の
溝）が形成されたアーマチュアが設けられている。アー
マチュアは、各係合部に支持部材を挿通することにより
フィールドコアに支持され、軸線方向への移動のみが許
容されている。また、アーマチュアとサイドプレートの
間には、被制動機械の回転軸に装着されるブレーキディ
スクが介在されている。そして、フィールドコアとアー
マチュアとの間に設けられた制動ばねのばね力でアーマ
チュアをサイドプレート側に付勢することにより、これ
らアーマチュアとサイドプレートでブレーキディスクを
挾圧して被制動機械の回転軸を制動するとともに、電磁
コイルに通電することにより発生する磁束の磁気吸引力
により、制動ばねのばね力に抗してアーマチュアをフィ
ールドコアの磁極面に磁気吸着させて、被制動機械の回
転軸の制動を解放する構造である。

【０００３】このような構造からなる無励磁作動ブレー
キは、回転軸と一体に慣性回転しているブレーキディス
クを、制動ばねのばね力によりサイドプレートとアーマ
チュアで摩擦係合するため、各部材間の微振動よる不快
音（鳴き音）が発生することがある。また、アーマチュ
アの係合部周壁が支持部材の外周面に衝突することによ
る不快音（バックラッシュ音）が発生することがある。
なお、このような不快音（バックラッシュ音）は、制動
時のみではなく制動解放時においても、アーマチュアが
ブレーキディスクから完全に離間しない状態で被制動機
械が起動されることにより発生する。そこでこのような
不快音を防止するために、アーマチュアの係合部周壁と
支持部材の外周面との間に、衝撃を緩和するとともに微
振動を吸収する弾性部材を介在することがある。

【０００４】不快音の発生を防止することは、例えば実
開昭６２−１８４３５号公報や実開昭６２−１８４３７
号公報に提案されている。実開昭６２−１８４３５号公
報の無励磁作動ブレーキは、無頭ねじとカラー、ナット
を有する支持部材が設けられ、この支持部材が挿通され
たブッシュをアーマチュアの係合部周壁にゴムで一体に
固着した構造になっている。したがって、アーマチュア
の係合部にゴムが設けられているので、このアーマチュ
アと支持部材との衝撃はゴムの弾性により緩和されると
ともに、摩擦係合によるアーマチュアの微振動はゴムの
弾性により吸収され、制動または制動解放時の不快音の
発生を防止することができる。なお同公報においては、
支持部材のカラーの外周面に溝を形成して、その溝内に
Ｏリングなどのゴム部材を嵌合することや、支持部材の
円筒部の外周面にゴム部材を固着することが例示されて
いる。

【０００５】実開昭６２−１８４３７号公報の無励磁作
動ブレーキは、上述した無励磁作動ブレーキと同様に、
不快音の発生を防止するためのゴム部材が設けられてい
る。また、支持部材のカラーに形成した溝に嵌合された
ゴム部材や、アーマチュアの係合部周壁に固着されたゴ
ム部材に、固体被膜潤滑剤を塗布することにより、アー
マチュアが軸線方向へ円滑に摺動できる構造になってい
る。すなわち、アーマチュアの係合部周壁と支持部材の
外周面との間に、隙間なくゴム部材が介在された構造か
らなり、アーマチュアの摺動抵抗を小さくするために、
ゴム部材に固体被膜潤滑剤が塗布されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の無励磁作動ブレ
ーキは、アーマチュアの係合部周壁または支持部材の外
周面にゴム部材を固着する構造を採用していたため、そ
の固着作業が面倒であるとともに、安価な無励磁作動ブ
レーキを提供することができない。また、支持部材のカ
ラーに形成された２条の溝にＯリングなどのゴム部材を
個々に嵌合する構造は、アーマチュアの板厚が厚い大型
の無励磁作動ブレーキのみに採用される構造であった。

【０００７】また更に、上述したＯリングなどのゴム部
材を嵌合する構造であると、カラーの溝開口部の角部に
弾性変形したゴム部材が喰い込むため、応力集中により
ゴム部材に亀裂が発生することが考えられた。また、ゴ
ム部材に固体被膜潤滑剤を塗布してアーマチュアが円滑
に摺動するようにしていたが、その塗布作業は面倒であ
り生産性向上を図る上で改善が望まれた。この発明は、
簡単な構造により不快音の発生を防止することができる
無励磁作動ブレーキを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１発明の無励磁作動ブ
レーキは、電磁コイル（実施の形態において符号２、以
下同様に示す。）が収容されたフィールドコア（１）
と、このフィールドコア（１）の磁極面（１ｂ）側に軸
線方向に間隔を隔て設けられたサイドプレート（３）
と、円周方向に間隔を隔て設けられ前記サイドプレート
（３）を前記フィールドコア（１）に固定した複数の支
持部材（４）と、前記フィールドコア（１）と前記サイ
ドプレート（３）の間に設けられ、外周面側に形成され
た複数の係合部（５ａ）に前記支持部材（４）が挿通さ
れ軸線方向への移動のみが許容されたアーマチュア
（５）と、このアーマチュア（５）の各係合部（５ａ）
に圧入嵌合され固定されているとともに、前記支持部材
（４）の外周面に臨んだ内周面に合成樹脂材料の被膜層
が形成されたブッシュ（６）と、前記サイドプレート
（３）と前記アーマチュア（５）の間に介在されたブレ
ーキディスク（７）と、前記アーマチュア（５）を前記
サイドプレート（３）側に付勢する制動ばね（１０）が
設けられ、前記支持部材（４）の外周面に前記ブッシュ
（６）の被膜層が摺動自在に嵌合されていることを特徴
とする。

【０００９】また第２発明の無励磁作動ブレーキは、第
１発明の無励磁作動ブレーキにおいて、前記ブッシュ
（６）は、円筒形鋼板の内周面に形成された多孔質層に
前記合成樹脂材料を含浸することにより前記被膜層が設
けられていることを特徴とする。

【００１０】第３発明の無励磁作動ブレーキは、電磁コ
イル（２）が収容されたフィールドコア（１）と、この
フィールドコア（１）の磁極面（１ｂ）側に軸線方向に
間隔を隔て設けられたサイドプレート（３）と、円周方
向に間隔を隔て設けられ前記サイドプレート（３）を前
記フィールドコア（１）に固定するとともに、前記フィ
ールドコア（１）の磁極面（１ｂ）に形成されたねじ穴
（１ｃ）に螺合された固定ねじ（１４ａ）と、この固定
ねじ（１４ａ）が挿通され前記フィールドコア（１）の
磁極面（１ｂ）と前記サイドプレート（３）の側面との
間に挟持されたカラー（１４ｂ）が設けられ、前記カラ
ー（１４ｂ）の外周面には合成樹脂材料の被膜層が形成
された複数の支持部材（１４）と、前記フィールドコア
（１）と前記サイドプレート（３）の間に設けられ、外
周面側に形成された複数の係合部（１５ａ）に前記支持
部材（１４）が挿通され軸線方向への移動のみが許容さ
れたアーマチュア（１５）と、前記サイドプレート
（３）と前記アーマチュア（１５）の間に介在されたブ
レーキディスク（７）と、前記アーマチュア（１５）を
前記サイドプレート（３）側に付勢する制動ばね（１
０）が設けられ、前記カラー（１４ｂ）の被膜層に前記
アーマチュア（１５）の係合部（１５ａ）が摺動自在に
嵌合されていることを特徴とする。

【００１１】また第４発明の無励磁作動ブレーキは、第
３発明の無励磁作動ブレーキにおいて、前記カラー（１
４ｂ）は、円筒形鋼板の外周面に形成された多孔質層に
前記合成樹脂材料を含浸することにより前記被膜層が設
けられていることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１と図２は、この発明の実施の
形態として示された無励磁作動ブレーキであり、図１は
断面図、図２は図１の要部を拡大した断面図である。こ
れら図面の無励磁作動ブレーキは、例えば電動機などの
被制動機械に装着され、回転が停止された後に慣性回転
する回転軸の制動及び静止保持をするブレーキであり、
一般に安全ブレーキとして使用されているものである。

【００１３】無励磁作動ブレーキは、図示せぬ被制動機
械のハウジングに固定されるフィールドコア１が設けら
れている。フィールドコア１は、軸線方向に開口した環
状溝１ａが形成され多条に巻線された電磁コイル２が収
容されているとともに、開口側端面を環状な磁極面１ｂ
としている。またフィールドコア１の磁極面１ｂのう
ち、半径方向外側の磁極面１ｂには、円周方向を３等分
する位置に穿設されたねじ穴１ｃと、同様に円周方向を
３等分する位置に穿設されたばね穴１ｄが設けられてい
る。また更に、半径方向内側の磁極面１ｂには、環状な
凹部１ｅが設けられている。

【００１４】このような形状としたフィールドコア１の
磁極面１ｂ側には、軸線方向に間隔を隔て円板状のサイ
ドプレート３が設けられている。サイドプレート３は、
内側環状板３ａと外側環状板３ｂとの間に粘弾性体３ｃ
を介在した多層構造からなり、振動減衰性を高め制動時
に発生する微振動（自励振動）が小さくなるようにして
いる。すなわち、制動時において発生する不快音（鳴き
音）が小さくなるようにしている。またこのような構造
のサイドプレート３は、円周方向を３等分する位置に設
けられた支持部材４によりフィールドコア１の磁極面１
ｂに固定されている。

【００１５】支持部材４は、フィールドコア１のねじ穴
１ｃに先端が螺合された固定ねじ４ａと、この固定ねじ
４ａが挿通されているとともに、フィールドコア１の磁
極面１ｂと内側環状板３ａの側面との間に挟まれて保持
された円筒状のカラー４ｂが設けられ、カラー４ｂの寸
法によりサイドプレート３の位置調整ができる構造にな
っている。またこのような構造の支持部材４は、軸線方
向にのみ移動できるようにアーマチュア５をフィールド
コア１に支持するガイド部材として設けられている。

【００１６】円板状に形成されたアーマチュア５は、電
磁コイル２に通電することにより発生する磁束の磁気回
路となる可動鉄心であり、制動時においてフィールドコ
ア１の磁極面１ｂにエアギャップを隔て対向している。
また外周面側における円周方向を３等分した部位には、
係合部としての円筒状の貫通穴５ａが形成され、各貫通
穴５ａに支持部材４の固定ねじ４ａとカラー４ｂが挿通
された構造になっている。

【００１７】また更に、アーマチュア５の各貫通穴５ａ
には、不快音の発生を防止するとともにアーマチュア５
の円滑な摺動を可能にするためのブッシュ６が圧入嵌合
され固定されている。ブッシュ６は、円筒形鋼板または
円筒形青銅板の内周面に青銅粉末を多孔質に焼結加工し
た後、その多孔質層にポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）と鉛の混合物を含浸させたものであり、内周面
が合成樹脂材料の被覆層として設けられている。すなわ
ちブッシュ６には、無給油で低摩擦係数及び耐摩耗特性
良好な被覆層（摺動面）が設けられている。そして、ブ
ッシュ６の被覆層と金属材製カラー４ｂの外周面との間
に微小な隙間（例えば０．０１mm程度の隙間）が形成さ
れるように、精度よくブッシュ６にカラー４ｂを挿通す
ることにより、アーマチュア５は支持部材４に摺動自在
に支持されている。

【００１８】このようにフィールドコア１に支持された
サイドプレート３とアーマチュア５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。ブレーキディ
スク７の中心には略四角形の中心穴が形成され、その中
心穴にハブ８に形成された略四角形状のフランジが嵌合
されている。そしてブレーキディスク７は、軸線方向へ
の移動のみが許容されてハブ８に嵌合されている。また
ハブ８は、被制動機械の回転軸の軸端に一体回転可能に
装着されている。なお符号９は、ブレーキディスク７と
ハブ８との嵌合部におけるバックラッシュ音の発生を防
止するために設けられた板ばねである。

【００１９】このような構造からなる無励磁作動ブレー
キは、フィールドコア１の各ばね穴１ｄに挿入され、そ
のばね穴１ｄの底部とアーマチュア５との間に介在され
圧縮された制動ばね１０のばね力により、ブレーキディ
スク７がサイドプレート３とアーマチュア５との間で挾
圧されるので、回転軸を制動することができる。また図
のような制動状態において、電磁コイル２に通電して磁
束を発生させれば、制動ばね１０のばね力に抗してアー
マチュア５はフィールドコア１の磁極面１ｂに磁気吸着
されるので、アーマチュア５はブレーキディスク７から
離間する。したがって、ブレーキディスク７の制動は解
放され、被制動機械の回転軸は回転自在となる。

【００２０】このような動作を繰り返す無励磁作動ブレ
ーキは、電磁コイル２への通電を断って磁束を消滅させ
ると、制動ばね１０のばね力で付勢されたアーマチュア
５により、慣性回転をしているブレーキディスク７がア
ーマチュア５とサイドプレート３に摩擦係合する。また
このような制動時においては、アーマチュア５に固定さ
れたブッシュ６の内周面が支持部材４のカラー４ｂの外
周面に押圧されるとともに、摩擦係合により各部品には
微振動が発生する。また更に、制動解放時において、ア
ーマチュア５がブレーキディスク７から完全に離間して
いない状態で被制動機械が起動されると、制動時と同様
に、アーマチュア５に固定されたブッシュ６の内周面が
支持部材４のカラー４ｂの外周面に押圧される。

【００２１】しかしながら実施の形態として説明した無
励磁作動ブレーキは、ブッシュ６の内周面に合成樹脂材
料の被覆層を設けるとともにブッシュ６とカラー４ｂと
を、例えば合成樹脂材製軸受と回転軸の嵌合と同様な精
度よい嵌合としたので、制動または制動解放時のアーマ
チュア５と支持部材４との間で発生する不快音（バック
ラッシュ音）を小さくすることができる。また上述した
ようにアーマチュア５を支持部材４に支持したので、ア
ーマチュア５の微振動を抑制することができるので、不
快音（鳴き音）を小さくすることができる。

【００２２】なお、図１と図２において符号１１はカバ
ーであり、カバー１１は、サイドプレート３側から被せ
られてその開口端がフィールドコア１の外周面にゴムの
Ｏリング１２を介して圧入嵌合されている。また同図に
おいて符号１３は、フィールドコア１の磁極面１ｂに形
成された環状な凹部１ｅに嵌合されたゴムのＯリングで
あり、このＯリング１３は、アーマチュア５がフィール
ドコア１に磁気吸着されるときの吸着音の発生を防止す
るために設けたものである。

【００２３】次に、別の実施の形態について説明する。
図３は図２と同様に要部のみを拡大した断面図である。
なお、先の無励磁作動ブレーキと同じ構成部材には同じ
符号を使用することにより、重複する説明を省略する。

【００２４】図３の無励磁作動ブレーキは、フィールド
コア１のねじ穴１ｃに螺合された固定ねじ１４ａと、こ
の固定ねじ１４ａが挿通されるとともに、フィールドコ
ア１の磁極面１ｂと内側環状板３ａの側面との間に挟持
されたカラー１４ｂを有する支持部材１４が設けられて
いる。また円筒形鋼板から形成されたカラー１４ｂの外
周面には、青銅粉末を焼結加工することにより形成され
た多孔質層に、合成樹脂材料（ＰＴＦＥ）を含浸するこ
とにより形成された被覆層が設けられている。そしてカ
ラー１４ｂの被覆層をアーマチュア１５の貫通穴１５ａ
に嵌合することにより、アーマチュア１５が支持部材１
４に摺動自在に支持された構造になっている。したがっ
て、この無励磁作動ブレーキも先の無励磁作動ブレーキ
と同様に、制動または制動解放時における不快音の発生
が防止できる。

【００２５】以上、この発明の実施の形態について詳細
に説明したが、ブッシュ６やカラー１４に設けられる被
覆層は、ＰＴＦＥ以外の合成樹脂材料でもよい。また、
青銅粉末の焼結加工により多孔質層を設けたが、その他
の粉末を焼結加工することによりブッシュ６やカラー１
４に多孔質層を設けてもよい。また更に、ブッシュ６や
カラー１４が円筒形鋼板から形成されていると説明した
が、焼結加工による多孔質層を形成することができるも
のであれば、ブッシュ６やカラー１４はその他の鉄材料
で製造されたものであってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように第１発明の無励磁作動ブレ
ーキは、アーマチュアの各係合部に圧入嵌合され固定さ
れているとともに、支持部材の外周面に臨んだ内周面に
合成樹脂材料の被膜層が形成されたブッシュを設け、支
持部材の外周面にブッシュの被膜層を摺動自在に嵌合す
ることにより、アーマチュアをフィールドコアに固定さ
れた支持部材に摺動自在に支持したので、従来の無励磁
作動ブレーキのような、アーマチュアの係合部周壁また
は支持部材の外周面にゴム部材を固着したり、支持部材
のカラーに形成された溝にゴム部材を嵌合して保持する
必要もなく、簡単な構造により不快音の発生を防止する
ことができる。

【００２７】また第１発明の無励磁作動ブレーキは、ブ
ッシュの内周面に従来の無励磁作動ブレーキのように固
体被膜潤滑剤を塗布する必要もないので、潤滑剤がアー
マチュアとブレーキディスクの摩擦係合面に付着して制
動特性が悪くなるなどの品質上の問題が発生することも
なく、静粛で制動特性に優れた無励磁作動ブレーキを安
価に提供することができる。

【００２８】しかも第１発明の無励磁作動ブレーキは、
支持部材の外周面にブッシュの被膜層を摺動自在に嵌合
することにより、アーマチュアを支持部材に摺動自在に
支持したので、フィールドコアの磁極面に磁気吸引され
移動するアーマチュアの倒れを防止することもできる。

【００２９】また第２発明の無励磁作動ブレーキは、円
筒形鋼板の内周面に形成された多孔質層に合成樹脂材料
を含浸することにより、ブッシュの内周面に被膜層を設
けたので、被膜層が円筒形鋼板から剥離することがな
く、耐久性に優れた無励磁作動ブレーキを提供すること
ができる。

【００３０】第３発明の無励磁作動ブレーキは、円周方
向に間隔を隔て設けられサイドプレートをフィールドコ
アに固定するとともに、フィールドコアの磁極面に形成
されたねじ穴に螺合された固定ねじと、この固定ねじが
挿通されフィールドコアの磁極面とサイドプレートの側
面との間に挟持されたカラーが設けられ、カラーの外周
面には合成樹脂材料の被膜層が形成された支持部材とす
るとともに、カラーの被膜層にアーマチュアの係合部が
摺動自在に嵌合された構造にしたので、第１発明の無励
磁作動ブレーキと同様に、簡単な構造により不快音の発
生を防止することができる。また、静粛で制動特性に優
れた無励磁作動ブレーキを安価に提供することができる
とともに、フィールドコアの磁極面に磁気吸引され移動
するアーマチュアの倒れを防止することもできる。

【００３１】また第４発明の無励磁作動ブレーキは、円
筒形鋼板の外周面に形成された多孔質層に合成樹脂材料
を含浸することにより、カラーの外周面に被膜層を設け
たので、被膜層が円筒形鋼板から剥離することがなく、
耐久性に優れた無励磁作動ブレーキを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態であり、無励磁作動ブレ
ーキの断面図である。

【図２】図１の要部を拡大した断面図である。

【図３】別の実施の形態であり、要部を拡大した断面図
である。

【符号の説明】

１ フィールドコア ２ 電磁コイル ３ サイドプレート ４ 支持部材 ５ アーマチュア ６ ブッシュ ７ ブレーキディスク １０ 制動ばね １４ 支持部材 １５ アーマチュア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 嘉一 群馬県桐生市相生町２丁目678番地 小倉 クラッチ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J058 AA43 AA48 AA53 AA68 AA73 AA78 AA83 AA88 BA21 BA61 CC12 CC72 CC77 CC84 EA13 EA36

Claims (4)

【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の磁極面側に軸線方向に間隔を
   隔て設けられたサイドプレートと、円周方向に間隔を隔
   て設けられ前記サイドプレートを前記フィールドコアに
   固定した複数の支持部材と、前記フィールドコアと前記
   サイドプレートの間に設けられ、外周面側に形成された
   複数の係合部に前記支持部材が挿通され軸線方向への移
   動のみが許容されたアーマチュアと、このアーマチュア
   の各係合部に圧入嵌合され固定されているとともに、前
   記支持部材の外周面に臨んだ内周面に合成樹脂材料の被
   膜層が形成されたブッシュと、前記サイドプレートと前
   記アーマチュアの間に介在されたブレーキディスクと、
   前記アーマチュアを前記サイドプレート側に付勢する制
   動ばねが設けられ、前記支持部材の外周面に前記ブッシ
   ュの被膜層が摺動自在に嵌合されていることを特徴とす
   る無励磁作動ブレーキ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された無励磁作動ブレー
   キにおいて、前記ブッシュは、円筒形鋼板の内周面に形
   成された多孔質層に前記合成樹脂材料を含浸することに
   より前記被膜層が設けられていることを特徴とする無励
   磁作動ブレーキ。
3. 【請求項３】 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の磁極面側に軸線方向に間隔を
   隔て設けられたサイドプレートと、円周方向に間隔を隔
   て設けられ前記サイドプレートを前記フィールドコアに
   固定するとともに、前記フィールドコアの磁極面に形成
   されたねじ穴に螺合された固定ねじと、この固定ねじが
   挿通され前記フィールドコアの磁極面と前記サイドプレ
   ートの側面との間に挟持されたカラーが設けられ、前記
   カラーの外周面には合成樹脂材料の被膜層が形成された
   複数の支持部材と、前記フィールドコアと前記サイドプ
   レートの間に設けられ、外周面側に形成された複数の係
   合部に前記支持部材が挿通され軸線方向への移動のみが
   許容されたアーマチュアと、前記サイドプレートと前記
   アーマチュアの間に介在されたブレーキディスクと、前
   記アーマチュアを前記サイドプレート側に付勢する制動
   ばねが設けられ、前記カラーの被膜層に前記アーマチュ
   アの係合部が摺動自在に嵌合されていることを特徴とす
   る無励磁作動ブレーキ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載された無励磁作動ブレー
   キにおいて、前記カラーは、円筒形鋼板の外周面に形成
   された多孔質層に前記合成樹脂材料を含浸することによ
   り前記被膜層が設けられていることを特徴とする無励磁
   作動ブレーキ。