JP2008121870A - 鳴きを低減する電磁ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】アーマチュアおよび受圧プレートに加工を施してもブレーキギャップ調整作業を困難にすることがない、鳴きを低減する電磁ブレーキを提供する。
【解決手段】電磁コイル２を埋設したフィールドコア１と、一側面にブレーキライニング８を有しモータ軸（回転軸）Ｍｓとともに回転するブレーキディスク７と、フィールドコア１とブレーキディスク７との間に配置されモータ軸（回転軸）Ｍｓの軸方向にのみ移動可能なアーマチュア４と、アーマチュア４をブレーキディスク７に圧接する方向に付勢する圧縮コイルばね（制動ばね）３とを備え、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減する電磁ブレーキにおいて、作動時にブレーキライニング８の摩擦面８ａに対して圧接するアーマチュア４の摩擦面５に円周方向に間隔をおいて複数の凹部５ａを形成したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減する電磁ブレーキに関するものである。本明細書において鳴きとは、電磁ブレーキの作動時に摩擦面で発生する振動音のことである。

従来、鳴きを低減する電磁ブレーキとして、次のようなものが提案されている。すなわち、一方が回転規制され他方が回転体に連動する制動板（本発明の実施例の受圧プレートに相当）と摩擦板（本発明の実施例のブレーキディスクに相当）との圧接によって回転体に制動力を加える摩擦式ブレーキであって、制動板（本発明の実施例の受圧プレートに相当）の摩擦板（本発明の実施例のブレーキディスクに相当）との接触面（本発明の実施例の受圧プレートの摩擦面に相当）に周方向に間隔をおいて複数の凸部を形成した摩擦式ブレーキ、が提案されている（実公平６−１１３７８号公報参照）。

また、上記の従来例とは別に、鳴きを低減する電磁クラッチ・ブレーキとして、次のようなものが提案されている。すなわち、粘弾性体と拘束板とを接着した複合板を、アーマチュアあるいはロータおよびフェーシングの裏面に取り付けた電磁クラッチ・ブレーキ、が提案されている（実開平６−８００３６号公報参照）。
実公平６−１１３７８号公報 実開平６−８００３６号公報

ところで、前記実公平６−１１３７８号公報に開示された摩擦式ブレーキにおいては、制動板（本発明の実施例の受圧プレートに相当）に複数の凸部を形成するには、両面に波状の凹凸が必要となるため、薄い板でないと加工が困難であり、アーマチュアに加工を施す場合、薄い板や凹凸の影響で、吸引力が極端に低下するため対応が困難である。また、波状による弾性力（バネ性）が大きい場合にはブレーキギャップの調整が困難となり、逆に弾性力（バネ性）が小きい場合には効果が減少する。

また、前記実開平６−８００３６号公報に開示された電磁クラッチ・ブレーキにおいては、粘弾性体を含む複合板を使用しているため、粘弾性体に柔らかい材料を使用するとブレーキギャップの調整が困難となり、硬い材料を使用すると効果がなくなる。

そこで、本発明は、アーマチュアおよび受圧プレートに加工を施してもブレーキギャップ調整作業を困難にすることがない、鳴きを低減する電磁ブレーキを提供することを課題とするものである。

請求項１記載の発明は、電磁コイルを埋設したフィールドコアと、一側面にブレーキライニングを有し回転軸とともに回転するブレーキディスクと、前記フィールドコアと前記ブレーキディスクとの間に配置され前記回転軸の軸方向にのみ移動可能なアーマチュアと、前記アーマチュアを前記ブレーキディスクに圧接する方向に付勢する制動ばねとを備え、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減する電磁ブレーキにおいて、作動時に前記ブレーキライニングの摩擦面に対して圧接する前記アーマチュアの摩擦面に円周方向に間隔をおいて複数の凹部を形成したものである。

請求項２記載の発明は、電磁コイルを埋設したフィールドコアと、両側面にブレーキライニングを有し回転軸とともに回転するブレーキディスクと、前記フィールドコアと前記ブレーキディスクとの間に配置され前記回転軸の軸方向にのみ移動可能なアーマチュアと、前記ブレーキディスクと対向して配置され前記フィールドコアに固定された受圧プレートと、前記アーマチュアを前記ブレーキディスクに圧接する方向に付勢する制動ばねとを備え、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減する電磁ブレーキにおいて、作動時に前記ブレーキライニングの摩擦面に対して圧接する前記アーマチュアおよび前記受圧プレートの各摩擦面に円周方向に間隔をおいて複数の凹部を形成したものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の鳴きを低減する電磁ブレーキにおいて、前記複数の凹部の各々は、その外径側の一部が前記ブレーキライニングの摩擦面に対して開放され、その内径側は閉鎖されており、かつその内径側の閉鎖位置は前記ブレーキライニングの摩擦面の内径側位置とほぼ一致しているものである。

請求項１記載の発明によれば、次のような効果を有する。

作動時に前記ブレーキライニングの摩擦面に対して圧接する前記アーマチュアの摩擦面に円周方向に間隔をおいて複数の凹部を形成したものであるので、電磁ブレーキの作動時（制動力の作用中）において、前記アーマチュアの摩擦面の接触部だけが回転中の前記ブレーキライニングの摩擦面に圧接するから、ブレーキライニングの摩擦面に対してアーマチュアの摩擦面が全面で圧接するものに比べて鳴きの発生要因となるスティックスリップ現象が起こりにくい。
したがって、スティックスリップ現象に基づく鳴きを低減することができる。
また、鳴きを低減させるために前記アーマチュアの摩擦面に複数の凹部を形成するだけで弾性部材を使用していないので、ブレーキギャップ調整作業を困難にすることがない。

作動時に前記ブレーキライニングに内在された変形エネルギーを前記アーマチュアの摩擦面に形成した複数の凹部で解放するので、変形エネルギーによる振動を抑制できる。そして、鳴きの要因となる変形エネルギーが解放できるので、鳴きを低減することができる。

電磁ブレーキの作動時（制動力の作用中）において、前記アーマチュアの摩擦面の接触部だけが回転中の前記ブレーキライニングの摩擦面に圧接するので、面圧が増加し、前記ブレーキライニングの摩擦面が安定する。

鉄製の前記アーマチュアの摩擦面に複数の凹部を形成しているので、ブレーキライニングの摩擦面に凹部を形成するものに比べ、摩擦により凹部がなくなることがなく、構造を長期間維持できる。

請求項２記載の発明によれば、次のような効果を有する。

作動時に前記ブレーキライニングの摩擦面に対して圧接する前記アーマチュアおよび前記受圧プレートの各摩擦面に円周方向に間隔をおいて複数の凹部を形成したものであるので、電磁ブレーキの作動時（制動力の作用中）において、前記アーマチュアの摩擦面の接触部と前記受圧プレートの摩擦面の接触部だけが回転中の前記ブレーキライニングの摩擦面に圧接するから、ブレーキライニングの摩擦面に対してアーマチュアおよび受圧プレートの各摩擦面が全面で圧接するものに比べて鳴きの発生要因となるスティックスリップ現象が起こりにくい。
したがって、スティックスリップ現象に基づく鳴きを低減することができる。
また、鳴きを低減させるために前記アーマチュアの摩擦面および前記受圧プレートの摩擦面にそれぞれ複数の凹部を形成するだけで弾性部材を使用していないので、ブレーキギャップ調整作業を困難にすることがない。

作動時に前記ブレーキライニングに内在された変形エネルギーを、前記アーマチュアの摩擦面に形成した複数の凹部と前記受圧プレートの摩擦面に形成した複数の凹部とで解放するので、変形エネルギーによる振動を抑制できる。そして、鳴きの要因となる変形エネルギーが解放できるので、鳴きを低減することができる。

電磁ブレーキの作動時（制動力の作用中）において、前記アーマチュアの摩擦面の接触部と前記受圧プレートの摩擦面の接触部だけが回転中の前記ブレーキライニングの摩擦面に圧接するので、面圧が増加し、前記ブレーキライニングの摩擦面が安定する。

鉄製の前記アーマチュアおよび鉄製の前記受圧プレートの各摩擦面に複数の凹部を形成しているので、ブレーキライニングの摩擦面に凹部を形成するものに比べ、摩擦により凹部がなくなることがなく、構造を長期間維持できる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明による効果に加えて、次のような効果を有する。

請求項１または２記載の鳴きを低減する電磁ブレーキにおいて、前記複数の凹部の各々は、その外径側の一部が前記ブレーキライニングの摩擦面に対して開放され、その内径側は閉鎖されており、かつその内径側の閉鎖位置は前記ブレーキライニングの摩擦面の内径側位置とほぼ一致しているものであるので、摩耗粉の内部への侵入を防止し、摩耗粉による軸受の故障等を低減できる。また、前記ブレーキライニングの回転時に遠心力が作用し、摩耗粉が各凹部を通じて外部へ排出される。また、各凹部の大半が前記ブレーキライニングの摩擦面の位置内にあるため、各凹部で空気が圧縮され、その空気とともに摩耗粉が外部に勢いよく排出される。また、各凹部で前記ブレーキライニングの摩擦面に付着している摩耗粉を外に排出することが可能となるので、前記ブレーキライニングの摩擦面が安定する。

本発明の鳴きを低減する電磁ブレーキの最良の形態としては、無励磁形電磁ブレーキをブレーキモータに組み込んだもので、以下のとおりである。
すなわち、電磁コイル２を埋設したフィールドコア１と、一側面にブレーキライニング８を有しモータ軸（回転軸）Ｍｓとともに回転するブレーキディスク７と、フィールドコア１とブレーキディスク７との間に配置されモータ軸（回転軸）Ｍｓの軸方向にのみ移動可能なアーマチュア４と、アーマチュア４をブレーキディスク７に圧接する方向に付勢する圧縮コイルばね（制動ばね）３とを備え、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減する電磁ブレーキにおいて、作動時にブレーキライニング８の摩擦面８ａに対して圧接するアーマチュア４の摩擦面５に円周方向に間隔をおいて複数の凹部５ａを形成したものである。
その各実施例を以下に説明する。

本発明の実施例１の無励磁作動形電磁ブレーキについて以下に説明する。
図１は本発明の実施例１の無励磁作動形電磁ブレーキをブレーキモータに組み込んだ状態を示す軸方向の断面図である。図２は本発明の実施例１，２における、各摩擦面に複数の凹部を形成したアーマチュアおよび受圧プレートを示し、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。図３は図２に示す複数の凹部とその形状が相違する複数の凹部を示す図２に相当する図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。図４は図２，３に示す複数の凹部とその形状が相違する複数の凹部を示す図２，３に相当する図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。図５は図２，３，４に示す複数の凹部とその形状が相違する複数の凹部を示す図２，３，４に相当する図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。図６は図２，３，４，５に示す複数の凹部とその形状が相違する複数の凹部を示す図２，３，４，５に相当する図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。

本発明の実施例１の無励磁作動形電磁ブレーキは、図１に示すように、電磁コイル２を埋設したフィールドコア１と、一側面にブレーキライニング８を有しモータ軸（回転軸）Ｍｓとともに回転するブレーキディスク７と、フィールドコア１とブレーキディスク７との間に配置されモータ軸（回転軸）Ｍｓの軸方向にのみ移動可能なアーマチュア４と、アーマチュア４をブレーキディスク７に圧接する方向に付勢する圧縮コイルばね（制動ばね）３とを備えている。

図１に示すように、フィールドコア１は磁性材料で形成されており、内部に電磁コイル２が埋設されている。そして、フィールドコア１は、モータブラケットＭｂに取り付けられている。また、フィールドコア１には、３個のばね支持孔（１個のみ図示）が形成されており、各ばね支持孔には、圧縮コイルばね（制動ばね）３が収容されており、その一端部はモータブラケットＭｂの端面に当接している。

フィールドコア１に埋設された電磁コイル２と対向してアーマチュア４が配設されている。そのとき、アーマチュア４は圧縮コイルばね（制動ばね）３の他端に当接し、圧縮コイルばね（制動ばね）３によって後述するブレーキディスク７の方向に付勢力を受けている。アーマチュア４は磁性材料で形成されており、所定の厚みを有する円板状に形成されている。アーマチュア４は、その中心部に中心孔が設けられ、さらに、３個のガイド孔（１個のみ図示）を有している。また、取付ボルト６の頭部をガイド孔に挿入しているので、アーマチュア４は、モータ軸（回転軸）Ｍｓの軸方向にのみ移動可能である。

フィールドコア１中心部には、中心孔が形成されており、軸受によって支持されたモータ軸（回転軸）Ｍｓがこの中心孔を貫通している。そして、一側面にブレーキライニング８を固着し他側面に羽根を有するブレーキディスク７が、キーを介してモータ軸（回転軸）Ｍｓに取り付けられるとともに、モータ軸（回転軸）Ｍｓの軸端の小径のおねじ部にフランジ付き調整ナット９によって固定されている。また、フランジ付き調整ナット９はボルト１０によりブレーキディスク７のボス部に取り付けられている。したがって、ブレーキディスク７はモータ軸（回転軸）Ｍｓとともに回転する。

次に、本発明の実施例１の無励磁作動形電磁ブレーキの特徴点は、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減するため、作動時にブレーキライニング８の摩擦面８ａに対して圧接するアーマチュア４の摩擦面５に円周方向に間隔をおいて複数の凹部５ａ（５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ）を形成した点である。以下、この点について詳細に説明する。

図２に示すように、作動時にブレーキライニング８の摩擦面８ａに対して圧接するアーマチュア４の摩擦面５に円周方向に間隔をおいて複数の凹部５ａを形成している。図２に示す各凹部５ａの形状は、正面から見てほぼカップ状をしており、各凹部５ａ以外の部分は接触部５ｓを構成している。したがって、アーマチュア４の摩擦面５は複数の凹部５ａと接触部５ｓとから構成されている。
なお、図２（Ｂ）においては斜線部が各凹部５ａを示している。また、各凹部５ａ間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。そして、図２（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング８の摩擦面８ａを示している。また、図２（Ｂ）に示すように、複数の凹部５ａの各々は、その外径側の一部がブレーキライニング８の摩擦面８ａに対して開放され、その内径側は閉鎖されており、かつその内径側の閉鎖位置はブレーキライニング８の摩擦面８ａの内径側位置とほぼ一致している。また、各凹部５ａの深さは、ブレーキ寿命の作動回数に耐え得る深さであり、電磁力（吸引動作）に影響の出ない程度である。

アーマチュア４の摩擦面５に形成する複数の凹部の形状は、図２に示す各凹部５ａに限定されるものではなく、図２に示すものと相違する図３，４，５，６に示すものであってよい。

図３に示す各凹部５ｂの形状は、図３（Ｂ）に示すように、正面から見て円形をしており、各凹部５ｂ以外の部分は接触部５ｓを構成している。したがって、アーマチュア４の摩擦面５は複数の凹部５ｂと接触部５ｓとから構成されている。
なお、図３（Ｂ）においては斜線部が各凹部５ｂを示している。また、各凹部５ｂ間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。そして、図３（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング８の摩擦面８ａを示している。また、ブレーキライニング８の摩擦面８ａに対する各凹部５ｂの位置関係と、各凹部５ｂの深さに関しては、図２についての説明と同じである。

図４に示す各凹部５ｃは、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、円周方向に波状に形成されており、各凹部５ｃ以外の部分は接触部５ｓを構成している。したがって、アーマチュア４の摩擦面５は複数の凹部５ｃと接触部５ｓとから構成されている。なお、図４（Ｂ）においては斜線部が各凹部５ｃを示している。そして、図４（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング８の摩擦面８ａを示している。また、ブレーキライニング８の摩擦面８ａに対する各凹部５ｃの位置関係と、各凹部５ｃの深さに関しては、図２についての説明と同じである。

図５に示す各凹部５ｄは、図５（Ｂ）に示すように、正面から見て半楕円形をしており、各凹部５ｄ以外の部分は接触部５ｓを構成している。したがって、アーマチュア４の摩擦面５は複数の凹部５ｄと接触部５ｓとから構成されている。
なお、図５（Ｂ）においては斜線部が各凹部５ｄを示している。また、各凹部５ｄ間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。そして、図５（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング８の摩擦面８ａを示している。また、ブレーキライニング８の摩擦面８ａに対する各凹部５ｄの位置関係と、各凹部５ｄの深さに関しては、図２についての説明と同じである。

図６に示す各凹部５ｅは、図６（Ｂ）に示すように、正面から見て円形と溝から構成されるかぎ穴形状をしており、各凹部５ｅ以外の部分は接触部５ｓを構成している。したがって、アーマチュア４の摩擦面５は複数の凹部５ｅと接触部５ｓとから構成されている。
なお、図６（Ｂ）においては斜線部が各凹部５ｅを示している。また、各凹部５ｅ間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。そして、図６（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング８の摩擦面８ａを示している。また、ブレーキライニング８の摩擦面８ａに対する各凹部５ｅの位置関係と、各凹部５ｅの深さに関しては、図２についての説明と同じである。

次に、本発明の実施例１の無励磁作動形電磁ブレーキの動作について説明する。

ブレーキモータの起動時には、ブレーキモータに通電されるとほぼ同時に電磁コイル２にも通電される。電磁コイル２に通電されることによりフィールドコア１が励磁され、圧縮コイルばね（制動ばね）３の付勢力に抗してアーマチュア４がフィールドコア１に吸着され、圧縮コイルばね（制動ばね）３の付勢力によって互いに圧接させられていたブレーキライニング８の摩擦面８ａとアーマチュア４の摩擦面５の接触部５ｓとの互いの圧接状態が解除される。これによって、ブレーキディスク７は回転自在の状態になり、モータ軸（回転軸）Ｍｓは回転を開始する。

また、ブレーキモータの停止時には、ブレーキモータへの通電が断たれるとほぼ同時に電磁コイル２への通電が断たれる。電磁コイル２への通電が断たれると、フィールドコア１が消磁し、アーマチュア４の吸引が解除され、圧縮コイルばね（制動ばね）３の付勢力によってアーマチュア４の摩擦面５の接触部５ｓがブレーキライニング８の摩擦面８ａに圧接される。ブレーキモータへの通電が断たれてもモータ軸（回転軸）Ｍｓは慣性で回転している。
そこで、アーマチュア４の摩擦面５の接触部５ｓが回転中のブレーキライニング８の摩擦面８ａに圧接されることにより、ブレーキディスク７に制動力が作用し、モータ軸（回転軸）Ｍｓは回転を停止させられる。

本発明の実施例１の無励磁作動形電磁ブレーキによれば、以下の効果を有する。
なお、以下の効果についての説明は、アーマチュア４の摩擦面５に複数の凹部５ａを形成した場合を例に説明しているが、各凹部５ａに代えて、アーマチュア４の摩擦面５に上記凹部５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを形成した場合も、各凹部５ａを形成した場合と同様の効果を有するので、上記凹部５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを形成した場合の効果の説明は省略する。

上記電磁ブレーキの作動時（制動力の作用中）において、アーマチュア４の摩擦面５の接触部５ｓだけが回転中のブレーキライニング８の摩擦面８ａに圧接するので、ブレーキライニングの摩擦面に対してアーマチュアの摩擦面が全面で圧接するものに比べて鳴きの発生要因となるスティックスリップ現象が起こりにくい。
したがって、スティックスリップ現象に基づく鳴きを低減することができる。
また、鳴きを低減させるためにアーマチュア４の摩擦面５に複数の凹部５ａを形成するだけで弾性部材を使用していないので、ブレーキギャップ調整作業を困難にすることがない。

作動時にブレーキライニング８に内在された変形エネルギーをアーマチュア４の摩擦面５に形成した各凹部５ａで解放するので、変形エネルギーによる振動を抑制できる。そして、鳴きの要因となる変形エネルギーが解放できるので、鳴きを低減することができる。

上記電磁ブレーキの作動時（制動力の作用中）において、アーマチュア４の摩擦面５の接触部５ｓだけが回転中のブレーキライニング８の摩擦面８ａに圧接するので、面圧が増加し、ブレーキライニング８の摩擦面８ａが安定する。

複数の凹部５ａの各々は、その外径側の一部がブレーキライニング８の摩擦面８ａに対して開放され、その内径側は閉鎖されており、かつその内径側の閉鎖位置はブレーキライニング８の摩擦面８ａの内径側位置とほぼ一致しているので、摩耗粉の内部への侵入を防止し、摩耗粉による軸受の故障等を低減できる。また、ブレーキライニング８の回転時に遠心力が作用し、摩耗粉が各凹部５ａを通じて外部へ排出される。また、各凹部５ａの大半がブレーキライニング８の摩擦面８ａの位置内にあるため、各凹部５ａで空気が圧縮され、その空気とともに摩耗粉が外部に勢いよく排出される。また、各凹部５ａでブレーキライニング８の摩擦面８ａに付着している摩耗粉を外に排出することが可能となるので、ブレーキライニング８の摩擦面８ａが安定する。

鉄製のアーマチュア４の摩擦面５に複数の凹部５ａを形成しているので、ブレーキライニング８の摩擦面８ａに凹部を形成するものに比べ、摩擦により各凹部５ａがなくなることがなく、構造を長期間維持できる。

プレス加工でアーマチュア４の摩擦面５に複数の凹部５ａを形成することにより、型代がかかるが削り加工に比べ、加工時間短縮となり、コスト的メリットも見込める。さらに、プレス加工を使用すれば、削り加工よりも各凹部５ａのエッジ部をなくすことができ、アーマチュア４の摩擦面５の接触部５ｓと各凹部５ａの境目でのブレーキライニング８の摩擦面８ａの制動がスムーズとなり、変形エネルギーが蓄えにくくなる。

当社の実験において、アーマチュア４の摩擦面５が平らな場合（すなわち、複数の凹部５ａを形成していない場合）は、常にブレーキ制動回数約５００回で鳴きが発生していたが、実施例１の構造のものは、２０万回以上の制動においても鳴きはなくなった。

本発明の実施例２の無励磁作動形電磁ブレーキについて以下に説明する。
図７は本発明の実施例２の無励磁作動形電磁ブレーキをブレーキモータに組み込んだ状態を示す軸方向の断面図である。

本発明の実施例２の無励磁作動形電磁ブレーキは、図７に示すように、電磁コイル２２を埋設したフィールドコア２１と、両側面にブレーキライニング３４を有しモータ軸（回転軸）Ｍｓとともに回転するブレーキディスク３３と、フィールドコア２１とブレーキディスク３３との間に配置されモータ軸（回転軸）Ｍｓの軸方向にのみ移動可能なアーマチュア２４と、ブレーキディスク３３と対向して配置されフィールドコア２１に固定された受圧プレート３１と、アーマチュア２４をブレーキディスク３３に圧接する方向に付勢する圧縮コイルばね（制動ばね）（図示されていない）とを備えている。

図７に示すように、フィールドコア２１は磁性材料で形成されており、内部に電磁コイル２２が埋設されている。そして、フィールドコア２１は、モータフレームＭｆの一端側に取り付けられている。また、モータ軸（回転軸）Ｍｓはフィールドコア２１の中心孔に軸受を介して支持されている。

フィールドコア２１の端面には円周方向等間隔に３本のボルト２６（１本のみ図示）がねじ込まれて取り付けられており、また、円周方向等間隔に３本のガイドピン３７（１本のみ図示）が取り付けられている。
さらに、フィールドコア２１の端面には図示していない圧縮コイルばね（制動ばね）を支持するばね支持孔が円周方向等間隔に形成されている。そして、図示していない圧縮コイルばね（制動ばね）は後述するアーマチュア２４をフィールドコア２１と反対方向に付勢している。また、３本のボルト２６（１本のみ図示）の外周にはそれぞれスペーサ２８とばね２９が嵌め込まれている。

フィールドコア２１に埋設された電磁コイル２２に対向してアーマチュア２４が配置されている。アーマチュア２４は磁性材料で形成されており、所定の厚みを有する円板状に形成されている。アーマチュア２４には、その中心部に中心孔が形成され、また、ガイドピン３７（１本のみ図示）が貫通する３個のガイド孔（１個のみ図示）が円周方向等間隔に形成されている。
さらに、アーマチュア２４には、３本のボルト２６とその外周に嵌め込まれたスペーサ２８とばね２９とが貫通する３個の貫通孔（１個のみ図示）が円周方向等間隔に形成されている。そして、アーマチュア２４はガイドピン３７によって案内されてモータ軸（回転軸）Ｍｓの軸方向のみ移動が可能になっている。

アーマチュア２４のフィールドコア２１と反対側の端面に対向してブレーキディスク３３が配置されている。ブレーキディスク３３はブレーキライニング３４と補強板３５から構成され、ブレーキライニング３４と補強板３５を一体成形により製造されている。したがって、ブレーキディスク３３はその両側面にブレーキライニング３４を有している。ブレーキディスク３３の中心部には角形の中心孔が形成されている。そして、ブレーキディスク３３の中心孔には、断面形状が角形のセンタハブ３６が２個の板ばね（図示していない）を介して嵌め込まれている。また、センタハブ３６は中心孔とキー溝が形成されている。そして、センタハブ３６はモータ軸（回転軸）Ｍｓにキーと止め輪によって取り付けられている。したがって、ブレーキディスク３３は軸方向に移動可能であるとともにモータ軸（回転軸）Ｍｓとともに回転する。

ブレーキディスク３３のアーマチュア２４と反対側の端面に対向して受圧プレート３１が配置されている。受圧プレート３１には、その中心部に中心孔が形成され、また、３本のボルト２６の先端部が貫通する３個の貫通孔（１個のみ図示）が円周方向等間隔に形成されている。そして、３本のボルト２６の先端部にナット２７を締結することによりスペーサ２８とばね２９とで受圧プレート３１とフィールドコア２１との間隔が一定に保持される。

次に、本発明の実施例２の無励磁作動形電磁ブレーキの特徴点は、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減するため、作動時にブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対して圧接するアーマチュア２４の摩擦面２５に円周方向に間隔をおいて複数の凹部２５ａ（２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ）を形成した点と、作動時にブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対して圧接する受圧プレート３１の摩擦面３２に円周方向に間隔をおいて複数の凹部３２ａ（３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ）を形成した点である。以下、この点について説明する。

図２に示すように、作動時にブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対して圧接するアーマチュア２４の摩擦面２５に円周方向に間隔をおいて複数の凹部２５ａを形成している。同様に、作動時にブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対して圧接する受圧プレート３１の摩擦面３２に円周方向に間隔をおいて複数の凹部３２ａを形成している。

図２に示す各凹部２５ａ，３２ａの形状は、正面から見てほぼカップ状をしており、各凹部２５ａ，３２ａ以外の部分はそれぞれ接触部２５ｓ，３２ｓを構成している。したがって、アーマチュア２４の摩擦面２５は複数の凹部２５ａと接触部２５ｓとから構成されている。また、受圧プレート３１の摩擦面３２は複数の凹部３２ａと接触部３２ｓとから構成されている。
なお、図２（Ｂ）においては斜線部が各凹部２５ａ，３２ａを示している。また、各凹部２５ａ，３２ａ間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。そして、図２（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａを示している。また、図２（Ｂ）に示すように、複数の凹部２５ａ，３２ａの各々は、その外径側の一部がブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対して開放され、その内径側は閉鎖されており、かつその内径側の閉鎖位置はブレーキライニング３４の摩擦面３４ａの内径側位置とほぼ一致している。また、各凹部２５ａ，３２ａの深さは、ブレーキ寿命の作動回数に耐え得る深さであり、電磁力（吸引動作）に影響の出ない程度である。

アーマチュア２４の摩擦面２５に形成する各凹部の形状および受圧プレート３１の摩擦面３２に形成する各凹部の形状は、図２に示す各凹部２５ａおよび各凹部３２ａに限定されるものではなく、図２に示すものと相違する図３，４，５，６に示すものであってよい。

図３に示す各凹部２５ｂ，３２ｂの形状は、図３（Ｂ）に示すように、正面から見て円形をしており、各凹部２５ｂ，３２ｂ以外の部分はそれぞれ接触部２５ｓ，３２ｓを構成している。したがって、アーマチュア２４の摩擦面２５は複数の凹部２５ｂと接触部２５ｓとから構成されている。また、受圧プレート３１の摩擦面３２は複数の凹部３２ｂと接触部３２ｓとから構成されている。
なお、図３（Ｂ）においては斜線部が各凹部２５ｂ，３２ｂを示している。また、各凹部２５ｂ，３２ｂ間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。そして、図３（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａを示している。また、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対する各凹部２５ｂ，３２ｂの位置関係と、各凹部２５ｂ，３２ｂの深さに関しては、図２についての説明と同じである。

図４に示す各凹部２５ｃ，３２ｃは、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、円周方向に波状に形成されており、各凹部２５ｃ，３２ｃ以外の部分はそれぞれ接触部２５ｓ，３２ｓを構成している。したがって、アーマチュア２４の摩擦面２５は複数の凹部２５ｃと接触部２５ｓとから構成されている。また、受圧プレート３１の摩擦面３２は複数の凹部３２ｃと接触部３２ｓとから構成されている。
なお、図４（Ｂ）においては斜線部が各凹部２５ｃ，３２ｃを示している。そして、図４（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａを示している。また、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対する各凹部２５ｃ，３２ｃの位置関係と、各凹部２５ｃ，３２ｃの深さに関しては、図２についての説明と同じである。

図５に示す各凹部２５ｄ，３２ｄは、図５（Ｂ）に示すように、正面から見て半楕円形をしており、各凹部２５ｄ，３２ｄ以外の部分はそれぞれ接触部２５ｓ，３２ｓを構成している。したがって、アーマチュア２４の摩擦面２５は複数の凹部２５ｄと接触部２５ｓとから構成されている。また、受圧プレート３１の摩擦面３２は複数の凹部３２ｄと接触部３２ｓとから構成されている。
なお、図５（Ｂ）においては斜線部が各凹部２５ｄ，３２ｄを示している。また、各凹部２５ｄ，３２ｄ間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。そして、図５（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａを示している。また、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対する各凹部２５ｄ，３２ｄの位置関係と、各凹部２５ｄ，３２ｄの深さに関しては、図２についての説明と同じである。

図６に示す各凹部２５ｅ，３２ｅは、図６（Ｂ）に示すように、正面から見て円形と溝から構成されるかぎ穴形状をしており、各凹部２５ｅ，３２ｅ以外の部分はそれぞれ接触部２５ｓ，３２ｓを構成している。したがって、アーマチュア２４の摩擦面２５は複数の凹部２５ｅと接触部２５ｓとから構成されている。また、受圧プレート３１の摩擦面３２は複数の凹部３２ｅと接触部３２ｓとから構成されている。
なお、図６（Ｂ）においては斜線部が各凹部２５ｅ，３２ｅを示している。また、各凹部２５ｅ，３２ｅ間の間隔は均等であってもよく、不均等であってもよい。そして、図６（Ｂ）において、仮想線で示す大小の同心円の間の領域が、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａを示している。また、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対する各凹部２５ｅ，３２ｅの位置関係と、各凹部２５ｅ，３２ｅの深さに関しては、図２についての説明と同じである。

次に、本発明の実施例２の無励磁作動形電磁ブレーキの動作について説明する。

ブレーキモータの起動時には、ブレーキモータに通電されるとほぼ同時に電磁コイル２２にも通電される。電磁コイル２２に通電されることによりフィールドコア２１が励磁され、圧縮コイルばね（制動ばね）の付勢力に抗してアーマチュア２４がフィールドコア２１に吸着され、圧縮コイルばね（制動ばね）の付勢力によって互いに圧接させられていたブレーキライニング３４の摩擦面３４ａとアーマチュア２４の摩擦面２５の接触部２５ｓおよび受圧ブレーキ３１の摩擦面３２の接触部３２ｓとの互いの圧接状態が解除される。これによって、ブレーキディスク３３は回転自在の状態になり、モータ軸（回転軸）Ｍｓは回転を開始する。

また、ブレーキモータの停止時には、ブレーキモータへの通電が断たれるとほぼ同時に電磁コイル２２への通電が断たれる。電磁コイル２２への通電が断たれると、フィールドコア２１が消磁し、アーマチュア２４の吸引が解除され、圧縮コイルばね（制動ばね）の付勢力によってアーマチュア２４の摩擦面２５の接触部２５ｓおよび受圧ブレーキ３１の摩擦面３２の接触部３２ｓがブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに圧接される。ブレーキモータへの通電が断たれてもモータ軸（回転軸）Ｍｓは慣性で回転している。そこで、アーマチュア２４の摩擦面２５の接触部２５ｓおよび受圧ブレーキ３１の摩擦面３２の接触部３２ｓが回転中のブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに圧接されることにより、ブレーキディスク３３に制動力が作用し、モータ軸（回転軸）Ｍｓは回転を停止させられる。

本発明の実施例２の無励磁作動形電磁ブレーキによれば、以下の効果を有する。
なお、以下の効果についての説明は、アーマチュア２４の摩擦面２５に複数の凹部２５ａを形成し、さらに、受圧プレート３１の摩擦面３２に複数の凹部３２ａを形成した場合を例に説明しているが、各凹部２５ａに代えて、アーマチュア２４の摩擦面２５に上記凹部２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを形成し、さらに、各凹部３２ａに代えて、受圧プレート３１の摩擦面３２に上記凹部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅを形成した場合も、各凹部２５ａおよび各凹部３２ａを形成した場合と同様の効果を有するので、上記凹部２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび上記凹部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅを形成した場合の効果の説明は省略する。

上記電磁ブレーキの作動時（制動力の作用中）において、アーマチュア２４の摩擦面２５の接触部２５ｓと受圧プレート３１の摩擦面３２の接触部３２ｓだけが回転中のブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに圧接するので、ブレーキライニングの摩擦面に対してアーマチュアの摩擦面および受圧プレートの摩擦面が全面で圧接するものに比べて鳴きの発生要因となるスティックスリップ現象が起こりにくい。
したがって、スティックスリップ現象に基づく鳴きを低減することができる。
また、鳴きを低減させるためにアーマチュア２４の摩擦面２５および受圧プレート３１の摩擦面３２にそれぞれ複数の凹部２５ａ，３２ａを形成するだけで弾性部材を使用していないので、ブレーキギャップ調整作業を困難にすることがない。

作動時にブレーキライニング３４に内在された変形エネルギーをアーマチュア２４の摩擦面２５に形成した各凹部２５ａと受圧プレート３１の摩擦面３２に形成した各凹部３２ａとで解放するので、変形エネルギーによる振動を抑制できる。そして、鳴きの要因となる変形エネルギーが解放できるので、鳴きを低減することができる。

上記電磁ブレーキの作動時（制動力の作用中）において、アーマチュア２４の摩擦面２５の接触部２５ｓと受圧プレート３１の摩擦面３２の接触部３２ｓだけが回転中のブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに圧接するので、面圧が増加し、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａが安定する。

複数の凹部２５ａ，３２ａの各々は、その外径側の一部がブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに対して開放され、その内径側は閉鎖されており、かつその内径側の閉鎖位置はブレーキライニング３４の摩擦面３４ａの内径側位置とほぼ一致しているので、摩耗粉の内部への侵入を防止し、摩耗粉による軸受の故障等を低減できる。また、ブレーキライニング３４の回転時に遠心力が作用し、摩耗粉が各凹部２５ａ，３２ａを通じて外部へ排出される。また、各凹部２５ａ，３２ａの大半がブレーキライニング３４の摩擦面３４ａの位置内にあるため、各凹部２５ａ，３２ａで空気が圧縮され、その空気とともに摩耗粉が外部に勢いよく排出される。また、各凹部２５ａおよび各凹部３２ａでブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに付着している摩耗粉を外に排出することが可能となるので、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａが安定する。

鉄製のアーマチュア２４の摩擦面２５に複数の凹部２５ａ形成し、さらに、鉄製の受圧プレート３１の摩擦面３２に複数の凹部３２ａを形成しているので、ブレーキライニング３４の摩擦面３４ａに凹部を形成するものに比べ、摩擦により各凹部２５ａ，３２ａがなくなることがなく、構造を長期間維持できる。

プレス加工でアーマチュア２４の摩擦面２５に複数の凹部２５ａを形成し、さらに受圧プレート３１の摩擦面３２に複数の凹部３２ａを形成することにより、型代がかかるが削り加工に比べ、加工時間短縮となり、コスト的メリットも見込める。
さらに、プレス加工を使用すれば、削り加工よりも各凹部２５ａ，３２ａのエッジ部をなくすことができ、アーマチュア２４の摩擦面２５の接触部２５ｓと各凹部２５ａの境目、および受圧プレート３１の摩擦面３２の接触部３２ｓと各凹部３２ａの境目でのブレーキライニング３４の摩擦面３４ａの制動がスムーズとなり、変形エネルギーが蓄えにくくなる。

本発明の実施例１の無励磁作動形電磁ブレーキをブレーキモータに組み込んだ状態を示す軸方向の断面図である。 本発明の実施例１，２における、各摩擦面に複数の凹部を形成したアーマチュアおよび受圧プレートを示し、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。 図２に示す複数の凹部とその形状が相違する複数の凹部を示す図２に相当する図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。 図２，３に示す複数の凹部とその形状が相違する複数の凹部を示す図２，３に相当する図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。 図２，３，４に示す複数の凹部とその形状が相違する複数の凹部を示す図２，３，４に相当する図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。 図２，３，４，５に示す複数の凹部とその形状が相違する複数の凹部を示す図２，３，４，５に相当する図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。 本発明の実施例２の無励磁作動形電磁ブレーキをブレーキモータに組み込んだ状態を示す軸方向の断面図である。

符号の説明

１ フィールドコア
２ 電磁コイル
３ 圧縮コイルばね（制動ばね）
４ アーマチュア
５ アーマチュアの摩擦面
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ 凹部
５ｓ 接触部
６ ボルト
７ ブレーキディスク
８ ブレーキライニング
８ａ ブレーキライニングの摩擦面
９ フランジ付き調整ナット
１０ ボルト
２１ フィールドコア
２２ 電磁コイル
２４ アーマチュア
２５ アーマチュアの摩擦面
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ 凹部
２５ｓ 接触部
２６ ボルト
２７ ナット
２８ スペーサ
２９ ばね
３１ 受圧プレート
３２ 受圧プレートの摩擦面
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ 凹部
３２ｓ 接触部
３３ ブレーキディスク
３４ ブレーキライニング
３４ａ ブレーキライニングの摩擦面
３５ 補強板
３６ センタハブ
３７ ガイドピン
ｇ ギャップ
Ｍｆ モータフレーム
Ｍｂ モータブラケット
Ｍｓ モータ軸（回転軸）

Claims (3)

1. 電磁コイルを埋設したフィールドコアと、一側面にブレーキライニングを有し回転軸とともに回転するブレーキディスクと、前記フィールドコアと前記ブレーキディスクとの間に配置され前記回転軸の軸方向にのみ移動可能なアーマチュアと、前記アーマチュアを前記ブレーキディスクに圧接する方向に付勢する制動ばねとを備え、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減する電磁ブレーキにおいて、
   作動時に前記ブレーキライニングの摩擦面に対して圧接する前記アーマチュアの摩擦面に円周方向に間隔をおいて複数の凹部を形成したことを特徴とする鳴きを低減する電磁ブレーキ。
2. 電磁コイルを埋設したフィールドコアと、両側面にブレーキライニングを有し回転軸とともに回転するブレーキディスクと、前記フィールドコアと前記ブレーキディスクとの間に配置され前記回転軸の軸方向にのみ移動可能なアーマチュアと、前記ブレーキディスクと対向して配置され前記フィールドコアに固定された受圧プレートと、前記アーマチュアを前記ブレーキディスクに圧接する方向に付勢する制動ばねとを備え、作動時に摩擦面で発生する鳴きを低減する電磁ブレーキにおいて、
   作動時に前記ブレーキライニングの摩擦面に対して圧接する前記アーマチュアおよび前記受圧プレートの各摩擦面に円周方向に間隔をおいて複数の凹部を形成したことを特徴とする鳴きを低減する電磁ブレーキ。
3. 前記複数の凹部の各々は、その外径側の一部が前記ブレーキライニングの摩擦面に対して開放され、その内径側は閉鎖されており、かつその内径側の閉鎖位置は前記ブレーキライニングの摩擦面の内径側位置とほぼ一致していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の鳴きを低減する電磁ブレーキ。

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