JP2005521012A - ディスクブレーキ及びトルク伝達装置 - Google Patents
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Abstract
モーターと負荷の間に挿入された装置は、モーターが給電を受けていない場合に負荷を制止しモーターが給電を受けている場合に機械的トルクを伝達することを可能にしている。このような装置は、駆動シャフト(1)とハウジング(2)に交互に結合されたブレーキディスク(11、5、12)の並置によって実現され、該並置の端部ディスク(11、12)は駆動シャフト(1)及び、これらのディスクを分離させ機械的トルクを伝達するために連動する手段に結合されている。これらの手段は、部品(11、6、13)上に実現され互いに連動する斜面から成る。これらの斜面間の摩擦を避けるため、その間にボールが挿入される。ボールを備えた斜面を利用することで、ブレーキ装置の優れた反応性が可能となる。
Description
本発明は、ロールシャッター又はそれに類するものの巻取り管の管状駆動モーター用ブレーキに関する。本発明は、より特定的には、クレーム1の序文によって定義づけされるブレーキ装置に関する。
実用新案IT−BO−92 U000009から、モーターと減速装置の間でロールシャッター又はそれに類似する物品の巻取り管用の駆動モーターの管内に配置されたブレーキ装置が知られている。
ブレーキは、駆動シャフトが停止状態にあるとき巻取り管の回転を制止する「制動」位置にあり、駆動シャフトが駆動されている場合、巻取り管の回転を解放する「自由」位置に移行する。このブレーキ装置は同様に、減速装置にモーターの機械的トルクを伝達するという機能も果たしている。
ブレーキ装置は、1枚がモーターのシャフト上に周方向可動/軸方向不動結合状態で取付けられ減速装置に接するピニオンにより終結しかつ駆動シャフト内に収納された止めピンが内部で移動されることのできる切込みを有し、もう1枚はモーターの管に固定されている、対面して配置された2枚のブレーキディスクを含んで成る。該装置は同様に、駆動シャフトを担持する軸受と駆動シャフト上で周方向可動/軸方向不動結合状態に取付けられたブレーキディスクの間の圧縮バネをも含んでいる。
モーターが給電を受けていない場合、シャフト上に周方向可動/軸方向不動結合状態で取付けられたディスクに対するバネの作用は、ディスクを互いに対し押しつける。このようにして、ディスクは互いに対し不動化されることから、減速装置の入力ピニオンは不動化され、ロールシャッターはその結果制止される。
モーターが給電を受けている場合、駆動シャフトは当初不動化されたブレーキディスクとの関係において回転する。駆動シャフト上で周方向可動/軸方向不動結合状態に取付けられたブレーキディスクとの関係におけるこの回転運動は、切込みに対する止めピンの作用により、ディスクの分離を誘発するバネの作用に対抗するディスクの並進運動を誘発することになる。
この結果、ロールシャッターは解放される。ディスクとの関係におけるシャフトの回転運動は、シャッタの重量に対する反作用の形でディスクが及ぼす軸方向応力がバネの応力と平衡化するまで、又そうでなければ止めピンが切込みの端部に対して障害物の形で到来するまで続行され、このとき減速装置に対するモーターの機械的トルクの伝達、ひいてはロールシャッターの開閉運動が得られる。この機構においては、止めピンと斜面の間の摩擦が大きい。この欠点は、ブレーキ装置を反応性の悪いものにする。
本発明の目的は、この欠点を補正し先行技術の既知の装置を改善するブレーキ装置を実現することにある。特に、本発明は、モーター始動の際にディスクを離隔させるように連動する機械的部品間の摩擦を低減させるブレーキ装置を実現しようとするものである。
本発明による装置は、クレーム1の特徴づけ部分によって特徴づけされる。
本発明による装置の異なる実施形態が従属クレーム2〜8によって定義されている。
添付図面は、一例として、本発明による装置の5つの実施形態を提示している。
図1〜12は、斜面を有する異なる補助部品及び隣接部品の展開図であり、本発明による装置の異なる実施形態の作動原理を説明するものである。
図1〜12は、斜面を有する異なる補助部品及び隣接部品の展開図であり、本発明による装置の異なる実施形態の作動原理を説明するものである。
図13〜18及び図23に表わされている第1の実施形態においては、ブレーキ装置は、圧縮バネ4により互いに対し所定の位置に戻される3枚の並置されたディスク11、5、12で構成されている。これらのブレーキディスクのうちの2枚である11及び12は、駆動シャフト1に結合され、第3のディスクは周方向不動/軸方向可動結合によりハウジング2に結合されている。ディスク11は、周方向可動/軸方向可動結合により駆動シャフト1に結合される。もう1枚のディスク12は、駆動シャフト1上で周方向可動/軸方向不動結合状態にあり、負荷を駆動する被動シャフト3と一体化している。2枚のディスクは互いに周方向不動/軸方向可動結合状態にある。
駆動シャフト1に結合された2枚のディスク11及び12の間で、ブレーキ装置は、駆動シャフト1と一体化した補助ディスク13を有する。この補助ディスク13とディスク11の間には、補助部品6が挿入される。この補助部品6は、駆動シャフト1上で周方向可動/軸方向可動結合状態にある。この部品は、その各々の面上で一続きの3つの斜面63と3つのストッパ65を含む環状ゾーンを有している。
図1〜4及び9〜12に表わされた斜面63は、対称的な形で補助部品6の両側に設置されている。ここでこの対称性が装置の良好な作動にとって必要なものではないという点を指摘しておきたい。これらの斜面63は、一方では補助ディスク13上そして他方ではディスク11上で同じ直径の環状ゾーン上に分布した相補的形状のその他の斜面63と連動できるようにする勾配を有している。これらの斜面63は、ボール61を収容する軸受レース62を有する。
補助部品6上に存在するストッパ65は、ブレーキディスク11又は補助ディスクの斜面の端部と連動する。これらのストッパ65は、2つの機能を有する。一方ではこれらのストッパは、ボール61が軸受レース62から逸脱するのを回避するために部品の互いの間の回転行程を制限することによりこれらの部品11、6及び13の軸方向移動を制限することを可能にする。他方では、これらは、補助部品6によるディスク11の回転駆動又は補助ディスク13による補助部品の回転駆動を可能にする。
しかしながら、これらのストッパ65は、必ずしも装置の作動に必要とは限らないということを指摘しておきたい。実際、部品11、6及び13の軸方向移動の制限機能は、例えば、駆動シャフト1上の肩部によって確保でき、駆動機能は、部品11、6及び13上のボール61の接触作用によって確保することができる。
ロールシャッターのモーターが給電を受けている場合、駆動シャフト1は、補助ディスク13と同様、回転駆動される。ディスク11、5、12は互いに対し押しつけられた状態で「制動」位置にある。回転駆動された補助ディスク13は補助部品6との関係において回転する。
この相対的運動は、駆動シャフト1が図2、10、17及び18に表わされているような第1の方向に回転する場合補助ディスク13に結合された斜面63上でそして駆動シャフト1が図3、11、15及び16に表わされているようにもう一方の方向に回転する場合にはディスク11に結合された斜面63上での補助部品6に結合された斜面63の移動及び軸受レース62内のボール61の移動を誘発する。
斜面63の互いに対するこの移動には、補助部品6及びディスク11又は回転方向に応じて唯一のディスク11のバネ4の作用に対抗する軸方向の移動が随伴する。軸方向移動の結果、ブレーキディスク11、5、12の間にあそびが出現する。
駆動シャフト1が図2、10、17及び18に表わされているように第1の方向に回転する場合、補助ディスク13は、その回転駆動の原因である接線(orthoradial)方向成分をもつ応力を、その斜面63を介して補助部品6上に作り出す。このとき、ブレーキディスク11は、ブレーキディスク11の斜面の端部64上で中間部品6のストッパ65という障害物により回転駆動される。
図3、11、15及び16で表わされているように、駆動シャフトがもう一方の方向に回転する場合、補助ディスク13は、補助部品6のストッパ65上でその斜面64の端部64という障害物により補助部品6を回転駆動する。補助部品6は、ブレーキディスク11上で、その斜面63を介して、その回転駆動の原因である接線方向成分をもつ応力を作り出す。
かくして、ブレーキディスク11は、モーターが給電を受けた場合に回転駆動された状態になる。このディスクは、ディスク12内に設けられた中ぐり18の中を滑動しディスク11内に嵌め込まれた軸19を介して負荷に接する被動シャフト3に対してその回転運動を伝達する。
モーターが給電を受けていない場合、駆動シャフト1は自由になり、圧縮バネ4のスラストは、ブレーキディスク11、5及び12を互いに押しつけ、斜面63の相対的移動を誘発する。このとき、ブレーキ装置は「制動」位置にある。互いに押しつけられたディスク11、5、12は、負荷の回転ひいてはロールシャッターの移動を不能にする。
補助部品6によるディスク11の回転運動又は補助ディスク13による補助部品6の回転駆動に必要なストッパ65は、同様に、図9〜11に表わされているように補助ディスク13上及び補助部品6上、又は図24に表わされているように、補助ディスク13上及びブレーキディスク11上に配置することもできる。
図4及び12に表わされた付加的ストッパ66は、補助部品6上に設けられたものと連動するように、補助ディスク13上及びブレーキディスク11上に設けることができる。ストッパ65と同様に、付加的ストッパ66は2つの機能をもつ。
一方では、これらの付加的ストッパは、ボール61が軸受レース62から逸脱するのを回避するために部品の互いの間の回転行程を制限することによりこれらの部品11、6及び13の軸方向移動を制限することを可能にする。
他方では、これらは、補助部品6によるディスク11の回転駆動又は補助ディスク13による補助部品の回転駆動を可能にする。これらの付加的ストッパのおかげで、モーターによる負荷の駆動トルクはもはやボール61上の斜面63の応力の接線方向成分の結果ではなく、主としてストッパ65及び66間、又はストッパ65、66と斜面の端部64の間の接触応力の結果である。
このとき、伝達可能な機械的トルクは、バネ4により及ぼされる応力及び斜面の形状とは無関係である。このとき、バネの剛性は、ロールシャッターの不動化に必要な制動トルクを唯一の基準として保ちながら選択することができる。しかしながら、これらの付加的ストッパ66は装置の作動にとって必ずしも必要ではないということを指摘しておきたい。
実際、部品11、6及び13の軸方向移動の制限機能は、例えば、駆動シャフト1上の肩部によって確保でき、駆動機能は、部品11、6及び13上のボール61の接触作用によって確保することができる。
図19に表わされている第2の実施形態は、補助ディスク23が駆動シャフト1と周方向不動/軸方向可動結合状態にあること、被動シャフト3と一体化したブレーキディスク22が駆動シャフト1上で周方向可動/軸方向可動結合状態にあること、そしてディスク21が駆動シャフト上で周方向可動/軸方向不動結合状態にあること、といった点で、第1の実施形態と異なる。装置のこのアーキテクチャにより、被動シャフト3内に圧縮バネ4を収納し、装置により優れたコンパクト性を付与することができる。
図20に表わされている第3の実施形態では、ブレーキ装置は、圧縮バネ4により互いに対して所定の位置に戻される3枚の並置されたディスク31、5、32で構成されている。これらのブレーキディスクのうちの2枚である31及び32は、駆動シャフト1に結合され、第3のディスクは周方向不動/軸方向可動結合によりハウジング2に結合されている。
ディスク31は、周方向可動/軸方向可動結合により駆動シャフト1と一体化している。ディスク32は、駆動シャフト1上で周方向可動/軸方向可動結合状態にあり、負荷を駆動する被動シャフト3と一体化している。圧縮バネ4は、ディスク32上及び駆動シャフト1上の停止装置上で支持されている。
駆動シャフトに結合された2枚のディスクの間には、補助部品6が挿入される。この補助部品6は、駆動シャフト1上で周方向可動/軸方向可動結合状態にある。この補助部品6は、前述の実施形態において記述されたものと同一である。2枚のブレーキディスク31、32は、補助部品6の斜面63と連動する斜面63を有する。
モーターが給電を受けている場合、駆動シャフト1ならびにブレーキディスク31は回転駆動される。
駆動シャフト1が第1の回転方向に回転する場合、ブレーキディスク31の斜面63は、補助部品6の斜面63上を移動してこの部品を軸方向に押しやる。この補助部品6は、実際、圧縮バネ4の作用に対してブレーキディスク32を押しやる。このとき、装置は「自由」位置にあり、ディスク31、5、32はもはや互いに対し押しつけられていない。機械的トルクは、ディスク31から補助部品6を介してブレーキディスク32と一体化した被動シャフト3に伝達される。
駆動シャフト1が第1の回転方向に回転する場合、ブレーキディスク31の斜面63は、補助部品6の斜面63上を移動してこの部品を軸方向に押しやる。この補助部品6は、実際、圧縮バネ4の作用に対してブレーキディスク32を押しやる。このとき、装置は「自由」位置にあり、ディスク31、5、32はもはや互いに対し押しつけられていない。機械的トルクは、ディスク31から補助部品6を介してブレーキディスク32と一体化した被動シャフト3に伝達される。
駆動シャフトがもう一方の回転方向に回転する場合、補助部品6の斜面63は、ブレーキディスク32の斜面63上を移動してそれをバネ4の作用とは反対の方向に押しやる。このとき装置は、「自由」位置にある。機械的トルクは、ディスク31から補助部品6を介してブレーキディスク32と一体化された被動シャフト3へと伝達される。
図21に表わされている第4の実施形態は、ブレーキディスク41が周方向不動/軸方向可動結合により駆動シャフト1に結合されていること、及びディスク42が周方向可動/軸方向不動結合により駆動シャフト1に結合されているという点で、第3の実施形態と異なっている。
図22に表わされている第5の実施形態においては、ブレーキ装置は、肩部53まで並進運動できるようにする駆動シャフト1上の周方向可動/軸方向可動結合状態のブレーキディスク51及び、駆動シャフト1上で周方向可動/軸方向不動結合状態にあるブレーキディスク52を有している。第3のブレーキディスク5は、以上の実施形態で見てきたように、ハウジング2と周方向不動/軸方向可動結合状態にある。
2枚のブレーキディスク51及び52の間には、駆動シャフト1上で周方向不動/軸方向可動結合状態で、環状ゾーン上の一連の斜面63とストッパ65を含む、図5〜8に表わされている補助部品7がある。部品7の両側にある斜面63は、互いに平行である。これらの斜面は、ブレーキディスク51、52上で環状ゾーン上に配置された斜面63と連動する。これらの斜面63は、ボール61を収容する軸受レース62を備えている。
ロールシャッターのモーターが給電を受けている場合、駆動シャフト1は、補助部品7と同様、回転駆動される。ディスク51、5、52は、互いに対し押しつけられた状態で「制動」位置にある。回転駆動された補助部品7は、ディスク51、52との関係において回転する。
この相対的運動は、図6に表わされているように第1の方向に駆動シャフト1が回転する場合にはディスク52に結合された斜面63上そして図7に表わされているようにもう一方の方向に駆動シャフト1が回転する場合にはディスク51に結合された斜面63上での補助部品7に結合された斜面63の移動及び軸受レース62内でのボール61の移動を誘発する。
斜面63の互いの上でのこの移動には、補助部品7及びディスク51又は回転方向に応じて唯一のディスク51のバネ4の作用に対抗する軸方向移動が随伴する。軸方向移動の結果、ブレーキディスク51、5、52の間にあそびが出現する。
駆動シャフト1が図6に表わされているような第1の方向に回転する場合、補助部品7はディスク52との関係におけるその回転のために押しやられ、肩部53と接触するまでディスク51を押しやる。このとき補助部品7は、ディスクの回転駆動の原因である接線方向成分をもつ応力を、その斜面63を介してディスク52上に作り出す。
図7で表わされているように、駆動シャフトがもう一方の方向に回転する場合、補助部品7はディスク51を押しやり、ディスク52の斜面64の端部上でストッパ65という障害物によりディスク52を回転駆動する。
モーターがもはや給電を受けていない場合、駆動シャフト1は自由になり、圧縮バネ4のスラストは、ブレーキディスク51、5及び52を互いに押しつけ、斜面63の相対的移動を誘発する。このとき、ブレーキ装置は「制動」位置にある。互いに押しつけられたディスク51、5、52は、負荷の回転ひいてはロールシャッターの移動を不能にする。
補助部品7によるディスク51の回転駆動又は補助部品7による補助部品52の回転駆動に必要なストッパ65は、同様に、ブレーキディスク51の上及びブレーキディスク52の上に配置可能である。図8に表わされた付加的ストッパ66を、補助部品7上に設けられたものと連動しかくして異なる要素51、7、52という障害物による駆動を実現するためブレーキディスク51上に設けることができる。
これらの付加的ストッパのおかげで、モーターによる負荷の駆動トルクはもはやボール61上の斜面63の応力の接線方向成分の結果ではなく、主としてストッパ65及び66間、又はストッパ65、66と斜面の端部64の間の接触応力の結果である。このとき、伝達可能な機械的トルクは、バネ4により及ぼされる応力及び斜面の形状とは無関係である。このとき、バネの剛性は、ロールシャッターの不動化に必要な制動トルクを唯一の基準として保ちながら選択することができる。
斜面63は、ボールが内部に閉じ込められている軸受レース84を有することができる。この特徴は、補助部品6内又はボールと共にサブアセンブリを形成するディスク11、13内にボール61を内蔵することにより、装置の取付けを容易にする目的をもつものである。図26〜28に表わされているこれらの軸受レースは、ボールのものよりもわずかに大きい直径の半円形状の断面の下部部分83及びこの下部部分83の上に連結する2つの垂直壁から成る上部部分82で構成されている。
これらの軸受レース84は、ボール61の半径を上回る深さを有し、ボール61の直径よりわずかに小さい離隔距離をもつ側方唇状部81をその上部部分82内に有している。軸受レース84内のボール61の係合に際し、唇状部81は弾性変形する。ボールは閉じ込められていることから、装置は、ケージのような補助部品も、移動してブレーキの作動を混乱させる危険性のあるグリースも必要としない。
このような軸受レース84は、補助部品上、補助ディスク上さらにはブレーキディスク上に、無差別に実施できる。かかる軸受レース84が1つの部品上に実施される場合、対面する部品上の軸受レースは、図26に表わされているように1つの平面になる可能性がある。
本発明は、3枚以上のディスクの並置を有するブレーキ装置に適用可能である。例えば、図25に表わされているように、第1の実施形態から派生した装置の1実施形態を実現することができる。この装置は、7枚のブレーキディスクの並置を有する。駆動シャフトに結合されるブレーキディスク71、72、74及び76は互いの間で周方向不動/軸方向可動結合状態にあり、ディスク73、75及び77はハウジング2と周方向不動/軸方向可動結合状態にある。
以上で記述された実施形態においては、斜面が備わったブレーキディスク、補助部品及び補助ディスクは全て、一連の3本斜面を有している。しかしながら、任意の数の斜面を利用することによって、本発明を実施することも可能である。
本発明によるブレーキディスクは当然のことながら、負荷を駆動するモーターを含む全てのシステムに適用可能である。
Claims (8)
- 駆動シャフトを含むモーターと負荷の間に挿入されたブレーキ装置であって、
対面して配置されたブレーキディスク(11、5、12、;21、5、22;31、5、32;41、5、42;51、5、52)と、
弾性手段(4)と、
弾性手段(4)の作用に対抗してブレーキディスク(11、5、12;21、5、22;31、5、32;41、5、42;51、5、52)を離隔するため、及び、駆動シャフト(1)と結合した状態でブレーキディスクの1つと回転状態で一体化した被動シャフト(3)に対し駆動シャフト(1)の機械的トルクを伝達するために、モーターの駆動シャフト(1)が駆動された時点で連動する手段(61、62、63)と、を含み、
被動シャフト(3)が、駆動シャフト(1)及びモーターを収納するハウジング(2)に交互に結合されたディスクの並置を奇数で含む負荷に対し運動学的に結合されており、
該並列なディスクの端部のディスク(11、12;21、22;31、32;41、42)がシャフト(1)に結合され、そのうちの少なくとも1つは周方向可動/軸方向不動結合によりシャフト(1)に結合されており、ハウジング(2)に結合されたディスクは周方向不動/軸方向可動結合によって結合されているブレーキ装置であって、
ディスク(11、5、12;21、5、22;31、5、32;41、5、42;51、5、52)を離隔させるために連動する手段が、駆動シャフトに結合されたディスクのうちの少なくとも1枚の上、及び、駆動シャフト(1)に結合されたディスクの間に挿入された少なくとも1つの補助部品(6;7)の上で、駆動シャフト1の軸を中心とする1つの円の上に配置された補助斜面(63)の上を転動する要素(61)を含んで成る、
ことを特徴とするブレーキ装置。 - 3枚のブレーキディスク(11、5、12;21、5、22;31、5、32;41、5、42;51、5、52)を含んで成る、
ことを特徴とする請求項1に記載のブレーキ装置。 - 被動シャフト(3)と一体化したディスク(12)が駆動シャフト(1)と周方向可動/軸方向不動結合状態にあること、
駆動シャフト(1)に結合されたもう1枚のディスク(11)が周方向可動/軸方向可動結合によって結合されていること、
これら2枚のディスクが互いに周方向不動/軸方向可動結合状態にあること、
これらのディスクの1つと補助部品(6)の間に、補助部品(6)の斜面(63)と連動する斜面(63)を有し、かつ、駆動シャフト(1)と一体化されている補助ディスク(13)が挿入されていること、及び、
補助ディスク(13)に隣接していないブレーキディスク(11)のみが補助部品(6)の斜面(63)と連動する斜面(63)を有している、
ことを特徴とする請求項2に記載のブレーキ装置。 - 被動シャフト(3)と一体化したディスク(22)が駆動シャフト(1)と周方向可動/軸方向可動結合状態にあること、
駆動シャフトに結合されたもう1枚のディスク(21)が周方向可動/軸方向不動結合によって結合されていること、
これら2枚のディスク(21、22)が互いに周方向不動/軸方向可動結合状態にあること、
これらのディスク(21、22)の1枚と補助部品(6)の間に、補助部品(6)の斜面(63)と連動する斜面(63)を有し、かつ、駆動シャフト(1)上で周方向不動/軸方向可動結合状態にある補助ディスク(23)が挿入されていること、及び、
中間部品(6)に隣接していないブレーキディスク(21)のみが補助部品(6)の斜面(63)と連動する斜面(63)を有している、
ことを特徴とする請求項2に記載のブレーキ装置。 - 被動シャフト(3)と一体化したディスク(32)が駆動シャフト(1)上で周方向可動/軸方向可動結合状態にあること、
駆動シャフト(1)に結合されたもう1枚のディスク(31)が駆動シャフト(1)と一体化されていること、及び、
これら2枚のディスク(31、32)が、駆動シャフト(1)上で周方向可動/軸方向可動結合状態にある補助部品(6)の斜面(63)と連動する斜面(63)を有していること、
を特徴とする請求項2に記載のブレーキ装置。 - 被動シャフト(3)と一体化したディスク(42)が駆動シャフト(1)上で周方向可動/軸方向不動結合状態にあること、及び、
駆動シャフト(1)に結合されたもう1枚のディスク(41)が駆動シャフト(1)上で周方向不動/軸方向可動結合状態にあること、及び、
これら2枚のディスク(41、42)が、駆動シャフト(1)上で周方向可動/軸方向可動結合状態にある補助部品(6)の斜面(63)と連動する斜面(63)を有していること、
を特徴とする請求項2に記載のブレーキ装置。 - 被動シャフト(3)と一体化したディスク(52)が周方向可動/軸方向不動結合により駆動シャフト(1)に結合されていること、
駆動シャフト(1)に結合されたもう1枚のディスク(5)が、肩部(53)までディスク(51)が並進運動できるようにする周方向可動/軸方向可動結合によって結合されていること、及び、
これらのディスク(51、52)が、駆動シャフト(1)と周方向不動/軸方向可動結合状態にある補助部品(7)の斜面(63)と連動する斜面(63)を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載のブレーキ装置。 - 斜面(63)の備わった部品のうちの少なくとも1つが、これらの斜面上で、軸受レース(84)内に閉じ込められたボール(61)を有する、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置。
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