JP2007278454A - ブレーキディスク、及び、電磁ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制動時の異音の発生や、製造コストの増大を抑制し、ライニングの摩耗に伴う交換が容易なブレーキディスク、及び、電磁ディスクブレーキ装置を提供する。
【解決手段】ブレーキディスク１３を軸２０に固定し、ブレーキディスク１３の回転面１３ａに複数の貫通孔１９を設け、この貫通孔１９に軸方向に摺動可能なライニング１８を設置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキディスク、及び、電磁ディスクブレーキ装置に関する。

従来から、電磁ディスクブレーキ装置は、電動機等の回転機の制動装置として使用されており、その軸端等に設けられるものである。この電磁ディスクブレーキの構造として種々のものが知られているが、基本的には、電磁石と、回転機の回転軸に係合させた金属で形成された円板状のブレーキディスクと、このブレーキディスクに一定の間隔を介して対向させ、回転方向に対して固定した金属で形成されたアーマチュアとによって構成されている。そして、電磁石の電磁力とばね等の弾性力との組合わせによって、ブレーキ力を作用させたり、解除したりしている。

電磁ディスクブレーキ装置には、動作方法から無励磁作用型電磁ブレーキと呼ばれているものがある。この無励磁作用型電磁ブレーキは、電磁力を作用させないときに、ばね等の弾性力によって、アーマチュアとブレーキディスクとが強力に接触させられて、ブレーキ力が作用して回転軸の回転を阻止し、逆に電磁力を作用させたときに、電磁石にアーマチュアが吸引されるので、アーマチュアとブレーキディスクとが離反されてブレーキ力が解除され、回転軸の回転を自由にするようになっている。

すなわち、無励磁作用型電磁ブレーキは、ライニングの貼り付けられたブレーキディスクをマグネット側のアーマチュアと固定側の制動板との間に挟み込んで制動する。したがって、ライニングの貼り付けられたブレーキディスクは軸方向に摺動可能とする必要がある。このため、従来、軸とブレーキディスクとの取り付けはスプライン又はピン等により行い、回転方向には拘束するが、軸方向には摺動可能な取り付けとせざるを得なかった。このような電磁ディスクブレーキ装置の一例が下記特許文献１及び２に開示されている。

特開２００３−１７５５３５号公報 特開２００３−１１２３５１号公報

上述のような電磁ディスクブレーキ装置の場合、スプライン又はピン等により回転方向にはブレーキトルクを伝えながら軸方向には若干摺動させる構造となっている。図６に従来のスプラインを設けた電磁ディスクブレーキ装置を示す。図６に示すように、電磁ディスクブレーキ装置２の固定側にはマグネット３０が設置されている。このマグネット３０には、コイルに電流が流れることで電磁力を発生させるマグネットコイル３１が埋め込まれている。また、マグネット３０には、アーマチュア３２をブレーキディスク３３側に押し付ける制動ばね３４が埋め込まれている。

さらに、マグネット３０には、制動板支持部材３５を介して制動板３６が設置されている。すなわち、この制動板３６は、マグネット３０に固定された部材である。マグネット３０と制動板３６との間には、アーマチュア３２とブレーキディスク３３が設置されている。このうち、アーマチュア３２はマグネット３０側に位置し、ブレーキディスク３３は制動板３６側に位置している。すなわち、ブレーキディスク３３は、アーマチュア３２と制動板３６との間に設置されている。

アーマチュア３２は、制動板支持部材３５に貫通され軸方向に摺動可能に取り付けられている。ブレーキディスク３３のアーマチュア３２と制動板３６とに挟まれている回転面３６ａには、両面にライニング３７が設置されている。ブレーキディスク３３の径方向の中心部には、電動機等の回転機と接続されている軸３８が設置されている。ブレーキディスク３３と軸３８とが接触している部分の軸３８の周面には、スプライン３９が形成されている。このスプライン３９により、ブレーキディスク３３は、回転方向においてはマグネット３０側から軸３８側へブレーキトルクを伝達し、軸方向においては摺動できるようになっている。

また、図７に従来のピンを設けた電磁ディスクブレーキ装置を示す。ピンを設けた電磁ディスクブレーキ装置の構造は、ピンに係る部分の構造以外は、上述のスプラインを設けた電磁ディスクブレーキ装置の構造と同様である。図７に示すように、ブレーキディスク４０の径方向内側の部分には、ピン４１が貫通して設置されている。このピン４１は、軸側に設置されたピン支持部材４２により固定されている。このピン４１により、ブレーキディスク４０は、回転方向においてはマグネット３０側から軸３８側へブレーキトルクを伝達し、軸方向においては摺動できるようになっている。

しかしながら、図６に示すようにスプライン３９により、回転方向においてはブレーキトルクを伝えながら、軸方向においては若干摺動させる場合、以下の問題点がある。
１．スプラインボスを用意するか、軸に直接スプラインを加工しなければならないため、コストアップとなってしまう。
２．ブレーキディスクの摺動のために油等による潤滑が必要となるが、ブレーキディスクとスプラインとの接触面がブレーキ面の軸方向内側にあるにもかかわらず、ブレーキ面に油がつくことは許されないため、給油が困難である。
３．スプラインの摩耗に伴い、メンテナンスが必要となる。
４．スプラインは、摺動のための遊びがある状態でブレーキディスクを支えているため、異音が発生する。また、この異音の対策のため、Ｏリングによりシールする方法もあるが、部品点数が増えるため、コストアップとなってしまう。
５．ライニングは消耗品であるため交換を必要とするが、ブレーキディスクに貼り付けられているため、ブレーキディスクごと交換しなければならない。
また、図７に示すようにピン４１により摺動させる場合も、上述のスプライン３９と略同様の問題点がある。

これらのことから、本発明は、制動時の異音の発生や、製造コストの増大を抑制し、ライニングの摩耗に伴う交換が容易なブレーキディスク、及び、電磁ディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明（請求項１に対応）に係るブレーキディスクは、ブレーキディスクを軸に固定し、前記ブレーキディスクの回転面に複数の貫通孔を設け、該貫通孔に軸方向に摺動可能なライニングを設置したことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第２の発明（請求項２に対応）に係るブレーキディスクは、第１の発明に係るブレーキディスクにおいて、前記貫通孔の穴の深さより、前記ライニングの前記貫通孔の内面との接触面の長さを小さくしたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第３の発明（請求項３に対応）に係るブレーキディスクは、第１の発明又は第２の発明に係るブレーキディスクにおいて、前記ライニングと前記貫通孔の内面との間に、無給油すべり軸受を設置したことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第４の発明（請求項４に対応）に係るブレーキディスクは、第１の発明乃至第３の発明のいずれかに係るブレーキディスクにおいて、前記貫通孔の形状を円形以外の形状とし、前記ライニングの形状を前記貫通孔の形状に対応した形状としたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第５の発明（請求項５に対応）に係る電磁ディスクブレーキ装置は、第１の発明乃至第４の発明のいずれかに係るブレーキディスクを電磁力を用いて制動状態又は非制動状態とすることを特徴とする。

第１の発明によれば、ブレーキディスクを軸に固定し、ブレーキディスクの回転面に複数の貫通孔を設け、該貫通孔に軸方向に摺動可能なライニングを設置したことにより、スプライン及びピン等の回転力を伝達しながら軸方向に摺動する他の部材と接触する部分がないため、スプライン及びピン等の摩耗に伴うメンテナンスが必要なくなる。そもそも、スプライン及びピン等を設ける必要がなくなるため、製造コストを削減することができる。

また、軸方向に摺動する部材は軽量なライニングだけであるため、給油する必要がなく、さらに、異音の発生を抑制することができる。
また、ライニングがブレーキディスクに貼り付けられていないため、ライニングの交換を容易に行うことができる。

第２の発明によれば、第１の発明による効果に加え、貫通孔の穴の深さより、ライニングの貫通孔の内面との接触面の長さを小さくしたことにより、ライニングのアーマチュア及び制動板との接触面が摩耗して、ライニングが軸方向に摺動できなくなることを防ぐことができる。

第３の発明によれば、第１の発明及び第２の発明による効果に加え、ライニングと貫通孔の内面との間に、無給油すべり軸受を設置したことにより、ライニングが軸方向に摺動しやすくすることができる。

第４の発明によれば、第１の発明乃至第３の発明による効果に加え、貫通孔の形状を円形以外の形状とし、ライニングの形状を貫通孔の形状に対応した形状としたことにより、ライニングが貫通孔の内部で回転して摩耗しないようにすることができる。

第５の発明によれば、第１の発明乃至第４の発明のいずれかに係るブレーキディスクを電磁力を用いて制動状態又は非制動状態とすることにより、スプライン及びピン等の回転力を伝達しながら軸方向に摺動する他の部材と接触する部分がないため、スプライン及びピン等の摩耗に伴うメンテナンスが必要なくなる。そもそも、スプライン及びピン等を設ける必要がなくなるため、製造コストを削減することができる。

また、軸方向に摺動する部材は軽量なライニングだけであるため、給油する必要がなく、さらに、異音の発生を抑制することができる。
また、ライニングがブレーキディスクに貼り付けられていないため、ライニングの交換を容易に行うことができる。

本発明に係るブレーキディスク、及び、電磁ディスクブレーキ装置の一実施例について、図１から図５を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る電磁ディスクブレーキ装置の断面図、図２は、本発明の実施例２に係るブレーキディスクの断面図、図３は、本発明の実施例３に係るブレーキディスクの断面図、図４は、本発明の実施例４に係るブレーキディスクの側面図、図５は、摩耗して摺動できなくなったライニングの断面図である。

以下、本実施例１に係る電磁ディスクブレーキについて説明する。図１に、本発明の実施例１に係る電磁ディスクブレーキ装置を示す。なお、図１は、本発明の実施例１に係る電磁ディスクブレーキ装置の非励磁状態を示す。図１に示すように、電磁ディスクブレーキ装置１の固定側にはマグネット１０が設置されている。このマグネット１０には、コイルに電流が流れることで電磁力を発生させるマグネットコイル１１が埋め込まれている。また、マグネット１０には、アーマチュア１２をブレーキディスク１３側に押し付ける制動ばね１４が埋め込まれている。

さらに、マグネット１０には、制動板支持部材１５を介して制動板１６が設置されている。すなわち、この制動板１６は、マグネット１０に固定された部材である。制動板支持部材１５はマグネット１０の径方向外側の側面に設置されており、制動板支持部材１５と制動板１６とは、ナット１７により結合されている。このように、制動板支持部材１５と制動板１６とは、ナット１７により結合されているため、ナット１７を外すことにより、容易に制動板支持部材１５と制動板１６とを分解して、ブレーキディスク１３に設置されたライニング１８の交換を行うことができる。

マグネット１０と制動板１６との間には、アーマチュア１２とブレーキディスク１３が設置されている。このうち、アーマチュア１２はマグネット１０側に位置し、ブレーキディスク１３は制動板１６側に位置している。すなわち、ブレーキディスク１３は、アーマチュア１２と制動板１６との間に設置されている。

アーマチュア１２は、制動板支持部材１５に貫通され軸方向に摺動可能に取り付けられている。ブレーキディスク１３のアーマチュア１２と制動板１６とに挟まれている回転面１３ａには、ライニング１８が設置されている。このライニング１８は、ブレーキディスク１３の回転面１３ａに設けられた貫通孔１９に挿入されており、軸方向に摺動可能なように隙間をあけて設置されている。すなわち、ライニング１８は、マグネットコイル１１が非励磁状態のとき、制動板１６と、制動ばね１４により制動板１６側に押し付けられたアーマチュア１２とにより挟まれる構造となっている。

ブレーキディスク１３の径方向の中心部には、電動機等の回転機と接続されている軸２０が設置されている。ブレーキディスク１３と軸２０の接触面２１は結合されている。すなわち、ブレーキディスク１３は軸２０に固定され、軸方向の摺動は、ブレーキディスク１３ではなく、ライニング１８で行うものとする。

このように、本実施例に係るブレーキディスク１３によれば、ブレーキディスク１３を軸２０に固定し、ブレーキディスク１３の回転面１３ａに複数の貫通孔１９を設け、この貫通孔１９に軸方向に摺動可能なライニング１８を設置したことにより、スプライン及びピン等の回転力を伝達しながら軸方向に摺動する他の部材と接触する部分がないため、スプライン及びピン等の摩耗に伴うメンテナンスが必要なくなる。そもそも、スプライン及びピン等を設ける必要がなくなるため、製造コストを削減することができる。

また、軸方向に摺動する部材は軽量なライニング１８だけであるため、給油する必要がなく、さらに、異音の発生を抑制することができる。
また、ライニング１８がブレーキディスク１３に貼り付けられていないため、ライニング１３の交換を容易に行うことができる。

以下、本実施例２に係るブレーキディスクについて説明する。なお、本実施例に係る電磁ディスクブレーキ装置の構造は、ライニング２２に係る部分の構造以外は、実施例１に係る電磁ディスクブレーキ装置の構造と同様である。

図２に、本発明の実施例２に係るブレーキディスクを示す。図２に示すように、ブレーキディスク１３の貫通孔の深さＡよりも、ライニング２２の貫通孔の内面との接触面の長さＢを小さくする。つまり、ライニング２２の角部を面取りしたような形状となる。これにより、図５に示すように、ライニング２３のブレーキディスク１３との接触面が摩耗して、ライニング２３が軸方向に摺動できなくなることを防ぐたことができる。

このように、本実施例に係るブレーキディスク１３によれば、貫通孔１９の穴の深さＡより、ライニング２２の貫通孔１９の内面との接触面の長さＢを小さくしたことにより、ライニング２２のブレーキディスク１３との接触面が摩耗して、ライニング２２が軸方向に摺動できなくなることを防ぐことができる。

以下、本実施例３に係るブレーキディスクについて説明する。なお、本実施例に係るブレーキディスク装置の構造は、ブレーキディスク１３及びライニング１８との間にすべり軸受を設ける以外は、実施例１に係る電磁ディスクブレーキ装置の構造と同様である。

図３に、本発明の実施例３に係るブレーキディスクを示す。図３に示すように、ライニング１８が軸方向に摺動しやすいように、ライニング１８と貫通孔１９の内面との間に無給油すべり軸受２４を設置する。本実施例では、無給油すべり軸受２４として樹脂製の樹脂軸受を用いたが、無給油軸受であれば樹脂軸受以外の軸受を用いることも可能である。

このように、本実施例に係るブレーキディスクによれば、ライニング１８と貫通孔１９の内面との間に、無給油すべり軸受２４を設置したことにより、ライニング１８が軸方向に摺動しやすくすることができる。

以下、本実施例４に係るブレーキディスクについて説明する。なお、本実施例に係る電磁ディスクブレーキ装置の構造は、ライニング１８と貫通孔１９の形状以外は、実施例１に係る電磁ディスクブレーキ装置の構造と同様である。

図４に、本発明の実施例４に係るブレーキディスクを示す。図４に示すように、ライニング１８がブレーキディスク１３に設けた貫通孔１９の内部で回転して摩耗しないように、貫通孔１９の形状を円形以外の形状とし、ライニング１８をこの貫通孔１９の形状に対応した形状として、貫通孔１９の内部でのライニング１８の回転を防止した。本実施形態では、貫通孔１９の形状を四角形としたが、四角形以外の多角形としてもよいし、長円形等としてもよい。

このように、本実施例に係るブレーキディスクによれば、貫通孔１９の形状を円形以外の形状とし、ライニング１８の形状を貫通孔１９の形状に対応した形状としたことにより、ライニング１８が貫通孔１９の内部で回転して摩耗しないようにすることができる。

本発明の実施例１に係る電磁ディスクブレーキ装置の断面図である。 本発明の実施例２に係るブレーキディスクの断面図である。 本発明の実施例３に係るブレーキディスクの断面図である。 本発明の実施例４に係るブレーキディスクの側面図である。 摩耗して摺動できなくなったライニングの断面図である。 従来のスプラインを設けた電磁ディスクブレーキ装置である。 従来のピンを設けた電磁ディスクブレーキ装置である。

符号の説明

１ 電磁ディスクブレーキ装置
１０ マグネット
１１ マグネットコイル
１２ アーマチュア
１３ ブレーキディスク
１４ 制動ばね
１５ 制動板支持部材
１６ 制動板
１７ ナット
１８，２２，２３ ライニング
１９ 貫通孔
２０ 軸
２４ 無給油すべり軸受

Claims (5)

1. ブレーキディスクを軸に固定し、前記ブレーキディスクの回転面に複数の貫通孔を設け、該貫通孔に軸方向に摺動可能なライニングを設置した
   ことを特徴とするブレーキディスク。
2. 請求項１に記載のブレーキディスクにおいて、
   前記貫通孔の穴の深さより、前記ライニングの前記貫通孔の内面との接触面の長さを小さくした
   ことを特徴とするブレーキディスク。
3. 請求項１又は請求項２に記載のブレーキディスクにおいて、
   前記ライニングと前記貫通孔の内面との間に、無給油すべり軸受を設置した
   ことを特徴とするブレーキディスク。
4. 請求項１乃至請求項３に記載のブレーキディスクにおいて、
   前記貫通孔の形状を円形以外の形状とし、前記ライニングの形状を前記貫通孔の形状に対応した形状とした
   ことを特徴とするブレーキディスク。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のブレーキディスクを電磁力を用いて制動状態又は非制動状態とする
   ことを特徴とする電磁ディスクブレーキ装置。

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