JP2004153899A - Single face brake and motor with the brake - Google Patents

Single face brake and motor with the brake Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor having a brake capable of preventing the occurrence of impact noise between mutual spline protrusions, and spring force developed between a rotor and a stator of the brake from giving excessive load on a bearing of the motor. <P>SOLUTION: When a single face brake, comprising the brake rotor comprising a rotating disc 2 with a friction plate 3; and the brake stator comprising an armature 7, a spring 6 for pressing the armature 7 against the friction plate 3 side, and electromagnets 4, 5 for attracting the armature 7 against the spring force, is mounted on the motor, the brake stator is fixed on a motor bracket 8 via a spacer 1 between the motor bracket 8 and the brake stators 4, 5. By making the brake rotor 3 is fixed on an area surrounded by the spacer 1 of a motor shaft 11, the spring force developed during operating the brake is directed toward the motor side. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単面ブレーキ、およびこれを備えたモータ、特にサーボモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりブレーキをモータに直結させたブレーキ付きモータは公知であり、特に両面ブレーキを用いたものがよく知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９５８９号公報（図１）
【０００４】
特許文献１記載のモータは、回転軸に取り付けたハブとブレーキ板をスプライン突起で係合させたもので、スプライン突起相互の隙間によりトルク変動時に起こるスプライン突起相互の衝突音を防止するため、ブレーキ板に回転方向とは反対方向の磁気吸引力を作用させ、さらにスプライン突起にスリットを設け、くさびピンで先端部を開いて隣り合うスプライン突起に接触させ、ハブとブレーキ板を一体化させるものである。
特許文献１記載の発明によれば、スプライン突起相互の衝突音を防止するために、ブレーキ板に回転方向とは反対方向の磁気吸引力を作用させたり、スプライン突起にスリットを設け、くさびピンに工夫したり等余分の加工工程が必要となる欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記欠点を解決するためになされたもので、第１には、スプライン突起相互の衝突音が生じないブレーキ付きモータを提供することにある。
そのため、本発明では、回転ディスクとモータシャフトをスプライン結合する必要のない単面ブレーキを採用し、回転ディスクをモータシャフトに直接結合させるようにした。
図５は単面ブレーキを採用した単面ブレーキ付きモータの縦断面図である。
図において、単面ブレーキは回転ディスク２と摩擦板３からなるロータをモータシャフト１１に取り付けている。
また、フィールドコア４とコイル５とバネ６とアマチュア７からなるステータはモータ反負荷側フランジ８にそれぞれ取り付けている。
ところが、単面ブレーキは動作時にブレーキのロータとステータ間に発生するバネ力（スラスト力）が図の矢印Ａ方向に働き、モータにスラスト荷重として直接印加されるため、モータの軸受１３に大きな負担がかかった。
本発明は上記欠点を解決するためになされたもので、第２には、動作時にブレーキのロータとステータ間に発生するバネ力（スラスト力）が図の矢印Ａ方向に働かないようにして、モータの軸受１３に大きな負担がかからないブレーキ付きモータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記間題を解決するため、請求項１記載の単面ブレーキの発明は、モータシャフトに固定される回転ディスクと該回転ディスクの円周部に設けられた摩擦板とから成るブレーキロータと、前記摩擦板に離接可能なアーマチュアと該アーマチュアを前記摩擦板側に押圧するバネと電磁付勢により該バネの押圧力より大きな吸引力で前記アーマチュアを吸引する電磁石とを備えて成るブレーキステータと、から成る単面ブレーキにおいて、前記ブレーキステータをモータブラケットに取り付ける際に使用するスペーサを固定するネジ孔を前記ブレーキステータのブレーキロータの外周近傍に設けたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の単面ブレーキを有するモータにおいて、前記ブレーキステータをモータブラケットに取り付ける際に、モータブラケットとブレーキステータとの間にスペーサを介して前記ネジ孔からネジで前記ブレーキステータを前記モータブラケットに固定し、かつブレーキロータをモータシャフトの前記スペーサで囲まれる領域に固定することにより、前記単面ブレーキが動作時に発生するバネ力をモータ側に向かわせたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の単面ブレーキ付きモータにおいて、前記スペーサが、前記回転ディスクの円周部に散在される複数個のカラ、又は前記回転ディスクを中央に収納するリング状のスペーサであることを特徴とする。
このようにすることにより、単面ブレーキが発生するバネ力（スラスト力）がモータの単面ブレーキ側軸受に大きな負担がかからなくなり、軸受への影響を軽減できるようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図１〜図４に基づき詳しく説明する。
図１および図２は本発明の第１の実施の形態に係る単面ブレーキ付きモータを示す図で、図１は単面ブレーキ付きモータの縦断面図、図２は第１の実施の形態に用いられるスペーサである。
図１において、単面ブレーキは回転ディスク２と摩擦板３からなるロータをモータシャフト１１に取り付け、フィールドコア４とコイル５とバネ６とアマチュア７からなるステータをモータ反負荷側フランジ８にスペーサ１を介して取り付けている。
ブレーキ開放時は、コイル５に通電することにより、コイル５にアマチュア７は吸引される。したがって、摩擦板３を配した回転ディスク２にバネ力は印加されていないため、コイルバネ６のバネ力はモータに作用していない。
一方、ブレーキ動作時は、コイル５への通電を無くするものであり、これによってコイル５の吸引力はなくなり、アマチュア７はコイルバネ６のバネ力により、回転ディスク２に配された摩擦板３に押し付けられる。したがって、摩擦板３に印加されたバネ力が図の矢印Ｂ方向に働き、回転ディスク２を固定しているモータシャフト１１を介してモータの負荷側軸受１２に印加される。
そして、通常、モータの負荷側軸受１２はモータの反負荷側軸受１３よりも付加容量が大きく設計されているため、矢印Ｂ方向のスラスト力程度は苦にならない。
【０００８】
図２は第１の実施の形態に用いられるスペーサを説明する図で、（ａ）は回転ディスク２の円周部に散在される複数個のカラの１例で、（１）は正面図、（２）は側面図である。（ｂ）は（ａ）のスペーサを用いた単面ブレーキの正面断面図、（ｃ）はスペーサを用いた単面ブレーキの側面図である。
図２の（ａ）において、スペーサ１は中空円筒をして成るカラで、ここではこの中空円筒カラを３個（ｃ）の単面ブレーキの回転ディスク２の円周近傍に設けている。
これを（ｂ）で見ると、ブレーキステータのモータ側にスペーサ１を配備しており、ブレーキロータ２はモータシャフト上の３個のスペーサ１で囲まれる領域に固定されるようになっている。このようにすることにより、単面ブレーキの動作時に発生するバネ力はブレーキロータ２をモータ側に向かわせるようになる。
【０００９】
図３および図４は本発明の第２の実施の形態に係る単面ブレーキ付きモータを示す図で、図３は単面ブレーキ付きモータの縦断面図、図４は第２の実施の形態に用いられるスペーサである。
図３において、単面ブレーキは図１と同じく、回転ディスク２と摩擦板３からなるロータをモータシャフト１１に取り付け、フィールドコア４とコイル５とバネ６とアマチュア７からなるステータをモータ反負荷側フランジ８にスペーサ１’を介して取り付けている。
ブレーキ開放時は、コイル５に通電することにより、コイル５にアマチュア７は吸引される。したがって、摩擦板３を配した回転ディスク２にバネ力は印加されていないため、コイルバネ６のバネ力はモータに作用していない。
一方、ブレーキ動作時は、コイル５への通電を無くするものであり、これによってコイル５の吸引力はなくなり、アマチュア７はコイルバネ６のバネ力により、回転ディスク２に配された摩擦板３に押し付けられる。したがって、摩擦板３に印加されたバネ力が図の矢印Ｂ方向に働き、回転ディスク２を固定しているモータシャフト１１を介してモータの負荷側軸受１２に印加される。
そして、通常、モータの負荷側軸受１２はモータの反負荷側軸受１３よりも付加容量が大きく設計されているため、矢印Ｂ方向のスラスト力程度は苦にならない。
【００１０】
図４は第２の実施の形態に用いられるスペーサを説明する図で、（ａ）は回転ディスク２の円周部を取り囲むリング状のスペーサの１例で、（１）は正面図、（２）は側面図である。（ｂ）は（ａ）のスペーサを用いた単面ブレーキの正面断面図、（ｃ）はスペーサを用いた単面ブレーキの側面図である。
図４の（ａ）において、スペーサ１’はリング状をしており、このリングの中に（ｃ）のように単面ブレーキの回転ディスク２を納めている。
これを（ｂ）で見ると、ブレーキステータのモータ側にスペーサ１’を配備しており、ブレーキロータ２はモータシャフト上のリング状のスペーサ１’のリング内領域に固定されるようになっている。
このようにすることにより、単面ブレーキの動作時に発生するバネ力はブレーキロータ２をモータ側に向かわせるようになる。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、モータシャフトに固定される回転ディスクと該回転ディスクの円周部に設けられた摩擦板とから成るブレーキロータと、前記摩擦板に離接可能なアーマチュアと該アーマチュアを前記摩擦板側に押圧するバネと電磁付勢により該バネの押圧力より大きな吸引力で前記アーマチュアを吸引する電磁石とを備えて成るブレーキステータと、から成る単面ブレーキにおいて、前記ブレーキステータをモータブラケットに取り付ける際に使用するスペーサを固定するネジ孔を前記ブレーキステータのブレーキロータの外周近傍に設け、このようにすることにより単面ブレーキをモータに固定する際、モータブラケットとブレーキステータとの間にスペーサを介して前記ネジ孔からネジで前記ブレーキステータを前記モータブラケットに固定し、かつブレーキロータをモータシャフトの前記スペーサで囲まれる領域に固定することになり、したがって単面ブレーキが動作時に発生するバネ力がモータ側に向かうようになり、したがって単面ブレーキが動作時に発生するスラスト荷重をモータの負荷容量の大きい軸受で受けるようになるので、スラスト荷重の影響を軽減することができる。
また、回転ディスクをモータシャフトに直付け固定しているので、スプライン突起の相互の衝突音が生じないブレーキ付きモータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る単面ブレーキ付きモータの縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態に用いられるスペーサを説明する図で、（ａ）は回転ディスク２の円周部に散在される複数個のカラの１例で、（１）は正面図、（２）は側面図である。（ｂ）は（ａ）のスペーサを用いた単面ブレーキの正面断面図、（ｃ）はスペーサを用いた単面ブレーキの側面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る単面ブレーキ付きモータの縦断面図である。
【図４】第２の実施の形態に用いられるスペーサを説明する図で、（ａ）は回転ディスク２を取り囲むリングの例で、（１）は正面図、（２）は側面図である。（ｂ）は（ａ）のスペーサを用いた単面ブレーキの正面断面図、（ｃ）はスペーサを用いた単面ブレーキの側面図である。
【図５】従来の単面ブレーキ付きモータの縦断面図である。
【符号の説明】
１ スペーサ
２ 回転ディスク
３ 摩擦板
４ フイールドコア
５ コイル
６ バネ
７ アマチュア
８ 反負荷側フランジ
９ ブレーキカバー
１０ ネジ
１１ モータシヤフト
１２ モータ負荷側軸受
１３ モータ反負荷側軸受[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a single-sided brake and a motor including the same, particularly a servomotor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a motor with a brake in which a brake is directly connected to a motor is known, and a motor using a double-sided brake is well known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-9589 (FIG. 1)
[0004]
The motor described in Patent Document 1 is a motor in which a hub mounted on a rotating shaft and a brake plate are engaged with spline projections. In order to prevent collision noise between spline projections caused by torque fluctuation due to a gap between the spline projections, a brake is used. A magnetic attraction force is applied to the plate in the direction opposite to the direction of rotation, and a slit is formed in the spline projection, and the tip is opened with a wedge pin to make contact with the adjacent spline projection to integrate the hub and brake plate. is there.
According to the invention described in Patent Document 1, in order to prevent collision noise between spline projections, a magnetic attraction force is applied to the brake plate in a direction opposite to the rotation direction, or a slit is formed in the spline projection, and a wedge pin is formed. There is a disadvantage that extra processing steps such as devising are required.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described drawbacks. First, it is an object of the present invention to provide a motor with a brake that does not generate a collision noise between spline projections.
Therefore, in the present invention, a single-sided brake that does not need to be spline-coupled between the rotating disk and the motor shaft is employed, and the rotating disk is directly coupled to the motor shaft.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a motor with a single-sided brake employing a single-sided brake.
In the figure, the single-sided brake has a rotor composed of a rotating disk 2 and a friction plate 3 attached to a motor shaft 11.
Further, the stator including the field core 4, the coil 5, the spring 6, and the armature 7 is attached to the motor non-load side flange 8, respectively.
However, in the single-surface brake, a spring force (thrust force) generated between the rotor and the stator of the brake during operation acts in the direction of arrow A in the figure and is directly applied as a thrust load to the motor, so that a large load is applied to the bearing 13 of the motor. It took.
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks. Second, the spring force (thrust force) generated between the rotor and the stator of the brake during operation does not work in the direction of arrow A in the drawing. An object of the present invention is to provide a motor with a brake that does not place a large burden on the bearing 13 of the motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention of the single-sided brake according to claim 1 includes a brake rotor including a rotating disk fixed to a motor shaft and a friction plate provided on a circumferential portion of the rotating disk; A brake stator comprising: an armature that can be attached to and detached from a friction plate, a spring that presses the armature toward the friction plate, and an electromagnet that attracts the armature with an attractive force greater than the pressing force of the spring by electromagnetic bias. A screw hole for fixing a spacer used when the brake stator is attached to a motor bracket is provided in the vicinity of an outer periphery of a brake rotor of the brake stator.
According to a second aspect of the present invention, in the motor having the single-sided brake according to the first aspect, when the brake stator is attached to the motor bracket, a screw is inserted from the screw hole via a spacer between the motor bracket and the brake stator. By fixing the brake stator to the motor bracket and fixing the brake rotor in a region of the motor shaft surrounded by the spacer, the spring force generated during operation of the single-sided brake is directed to the motor side. It is characterized by.
According to a third aspect of the present invention, in the motor with the single-sided brake according to the second aspect, the spacer has a plurality of collars scattered around a circumference of the rotating disk or a ring for storing the rotating disk at the center. It is characterized by being a spacer in the shape of a letter.
By doing so, the spring force (thrust force) generated by the single-surface brake does not place a large burden on the single-surface brake-side bearing of the motor, and the influence on the bearing can be reduced.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
1 and 2 are views showing a motor with a single-sided brake according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the motor with a single-sided brake, and FIG. This is a spacer used.
In FIG. 1, a single-surface brake has a rotor composed of a rotating disk 2 and a friction plate 3 attached to a motor shaft 11, and a stator composed of a field core 4, a coil 5, a spring 6, and an armature 7 attached to a spacer 8 on a non-motor side flange 8. Attached via.
When the brake is released, the armature 7 is attracted to the coil 5 by energizing the coil 5. Therefore, no spring force is applied to the rotating disk 2 on which the friction plates 3 are arranged, and the spring force of the coil spring 6 does not act on the motor.
On the other hand, at the time of the braking operation, the coil 5 is de-energized, whereby the attraction force of the coil 5 is eliminated, and the armature 7 is applied to the friction plate 3 arranged on the rotating disk 2 by the spring force of the coil spring 6. Pressed. Therefore, the spring force applied to the friction plate 3 acts in the direction indicated by the arrow B in the drawing, and is applied to the load-side bearing 12 of the motor via the motor shaft 11 fixing the rotating disk 2.
Usually, the load-side bearing 12 of the motor is designed to have a larger additional capacity than the non-load-side bearing 13 of the motor, so that the thrust force in the direction of the arrow B does not matter.
[0008]
FIGS. 2A and 2B are views for explaining a spacer used in the first embodiment. FIG. 2A is an example of a plurality of cavities scattered around the circumference of the rotating disk 2, and FIG. (2) is a side view. (B) is a front sectional view of the single-sided brake using the spacer of (a), and (c) is a side view of the single-sided brake using the spacer.
In FIG. 2A, the spacer 1 is a hollow cylindrical hollow. Here, the hollow cylindrical hollow is provided in the vicinity of the circumference of three (c) single-sided brake rotating disks 2.
Looking at this in (b), the spacer 1 is provided on the motor side of the brake stator, and the brake rotor 2 is fixed in a region surrounded by the three spacers 1 on the motor shaft. By doing so, the spring force generated during the operation of the single-surface brake causes the brake rotor 2 to move toward the motor.
[0009]
3 and 4 are views showing a motor with a single-sided brake according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the motor with a single-sided brake, and FIG. This is a spacer used.
In FIG. 3, the single-sided brake has a rotor composed of a rotating disk 2 and a friction plate 3 attached to a motor shaft 11, and a stator composed of a field core 4, a coil 5, a spring 6, and an armature 7 connected to a motor non-load side. It is attached to the flange 8 via a spacer 1 '.
When the brake is released, the armature 7 is attracted to the coil 5 by energizing the coil 5. Therefore, no spring force is applied to the rotating disk 2 on which the friction plates 3 are arranged, and the spring force of the coil spring 6 does not act on the motor.
On the other hand, at the time of the braking operation, the coil 5 is de-energized, whereby the attraction force of the coil 5 is eliminated, and the armature 7 is applied to the friction plate 3 arranged on the rotating disk 2 by the spring force of the coil spring 6. Pressed. Therefore, the spring force applied to the friction plate 3 acts in the direction of arrow B in the figure, and is applied to the load-side bearing 12 of the motor via the motor shaft 11 fixing the rotating disk 2.
Usually, the load-side bearing 12 of the motor is designed to have a larger additional capacity than the non-load-side bearing 13 of the motor, so that the thrust force in the direction of the arrow B does not matter.
[0010]
FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating a spacer used in the second embodiment. FIG. 4A is an example of a ring-shaped spacer surrounding the circumferential portion of the rotary disk 2, FIG. 4A is a front view, and FIG. ) Is a side view. (B) is a front sectional view of the single-sided brake using the spacer of (a), and (c) is a side view of the single-sided brake using the spacer.
In FIG. 4A, the spacer 1 'has a ring shape, and the rotating disk 2 of the single-sided brake is placed in the ring as shown in FIG. 4C.
Looking at this in (b), a spacer 1 'is provided on the motor side of the brake stator, and the brake rotor 2 is fixed to a region in the ring of the ring-shaped spacer 1' on the motor shaft. I have.
By doing so, the spring force generated during the operation of the single-surface brake causes the brake rotor 2 to move toward the motor.
[0011]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a brake rotor including a rotating disk fixed to a motor shaft and a friction plate provided on a circumferential portion of the rotating disk, an armature detachable from the friction plate, A brake stator comprising: a spring for pressing the armature toward the friction plate; and an electromagnet for attracting the armature with an attractive force greater than the pressing force of the spring by electromagnetic bias. A screw hole for fixing a spacer used when attaching the stator to the motor bracket is provided in the vicinity of the outer periphery of the brake rotor of the brake stator. The brake stator is screwed from the screw hole with a spacer between The brake rotor is fixed to the motor bracket, and the brake rotor is fixed to the area surrounded by the spacer on the motor shaft. Since the thrust load generated during the operation is received by the bearing having a large load capacity of the motor, the influence of the thrust load can be reduced.
In addition, since the rotating disk is directly fixed to the motor shaft, a motor with a brake that does not generate a collision noise of spline projections can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a motor with a single-surface brake according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are views for explaining spacers used in the first embodiment, wherein FIG. 2A is an example of a plurality of scatterers scattered around the circumference of a rotary disk 2, and FIG. And (2) are side views. (B) is a front sectional view of the single-sided brake using the spacer of (a), and (c) is a side view of the single-sided brake using the spacer.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a motor with a single-surface brake according to a second embodiment of the present invention.
4A and 4B are diagrams illustrating a spacer used in the second embodiment, in which FIG. 4A is an example of a ring surrounding a rotating disk 2, FIG. 4A is a front view, and FIG. 4B is a side view. (B) is a front sectional view of the single-sided brake using the spacer of (a), and (c) is a side view of the single-sided brake using the spacer.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional motor with a single-surface brake.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spacer 2 Rotating disk 3 Friction plate 4 Field core 5 Coil 6 Spring 7 Amateur 8 Anti-load side flange 9 Brake cover 10 Screw 11 Motor shaft 12 Motor load side bearing 13 Motor non-load side bearing

Claims (3)

モータシャフトに固定される回転ディスクと該回転ディスクの円周部に設けられた摩擦板とから成るブレーキロータと、
前記摩擦板に離接可能なアーマチュアと該アーマチュアを前記摩擦板側に押圧するバネと電磁付勢により該バネの押圧力より大きな吸引力で前記アーマチュアを吸引する電磁石とを備えて成るブレーキステータと、から成る単面ブレーキにおいて、
前記ブレーキステータをモータブラケットに取り付ける際に使用するスペーサを固定するネジ孔を前記ブレーキステータのブレーキロータの外周近傍に設けたことを特徴とする単面ブレーキ。A brake rotor comprising a rotating disk fixed to a motor shaft and a friction plate provided on a circumferential portion of the rotating disk;
A brake stator comprising: an armature that can be attached to and detached from the friction plate, a spring that presses the armature toward the friction plate, and an electromagnet that attracts the armature with a suction force greater than the pressing force of the spring by electromagnetic bias. , Consisting of a single-sided brake,
A single-sided brake, wherein a screw hole for fixing a spacer used when attaching the brake stator to a motor bracket is provided near an outer periphery of a brake rotor of the brake stator. 請求項１記載の単面ブレーキを有するモータにおいて、
前記ブレーキステータをモータブラケットに取り付ける際に、モータブラケットとブレーキステータとの間にスペーサを介して前記ネジ孔からネジで前記ブレーキステータを前記モータブラケットに固定し、かつブレーキロータをモータシャフトの前記スペーサで囲まれる領域に固定することにより、前記単面ブレーキが動作時に発生するバネ力をモータ側に向かわせたことを特徴とする単面ブレーキ付きモータ。A motor having a single-sided brake according to claim 1,
When attaching the brake stator to the motor bracket, the brake stator is fixed to the motor bracket with a screw from the screw hole via a spacer between the motor bracket and the brake stator, and a brake rotor is attached to the spacer of the motor shaft. A motor with a single-surface brake, wherein the spring force generated during operation of the single-surface brake is directed to the motor side by fixing the single-surface brake to an area surrounded by. 前記スペーサが、前記回転ディスクの円周部に散在される複数個のカラ、又は前記回転ディスクを中央に収納するリング状のスペーサであることを特徴とする請求項２記載の単面ブレーキ付きモータ。3. The motor with a single-sided brake according to claim 2, wherein the spacer is a plurality of collars scattered around a circumference of the rotating disk, or a ring-shaped spacer that accommodates the rotating disk at the center. .
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