JP2010136579A - 電磁ブレーキ及びそれを用いた電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】制動板保持部材と制動板の接触を均一にし、モータを軸上向きで使用しても安定した制動を得られる電磁ブレーキ及び電動機を提供する。
【解決手段】電磁ブレーキの制動板の軸方向における移動可能距離を縮め、制動板の傾きを軸と垂直な状態に保つために、制動板保持部材につばを設けたことを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明はモータ等の回転機に取付け使用する電磁ブレーキに係り、特にモータ等を軸を上を向きで使用した際に、安定した制動を得られる電磁ブレーキ、及びこれを用いた電動機に関する。

ブレーキ装置の一例の正面図を図１、図１のＡ−Ａ断面を図２に、図１のＣ−Ｃ断面を図３に、図１のＤ−Ｄ断面を図４示す。

ブレーキ装置は、モータ（図示せず）のエンドブラケット４と、これに軸受２を介して支持されたモータの回転軸３と、前記回転軸に嵌合したハブ５を介して取付けられた円盤状の摩擦板７（７ａ、７ｂ）と、前記摩擦板７を挟み込むように配置された環状の制動板６（６ａ、６ｂ、６ｃ）を備え、同制動板６を軸回転方向に固定して軸方向に移動可能としている。さらに、エンドブラケット４に固定された制動板保持部材１（１ａ〜１ｄ）と、同制動板保持部材１に取付け制動板６の軸方向移動範囲を制限する取付板８と、前記取付板８と係合する可動板９と、前記取付板８に取付けられ可動板９をＥ方向に押圧する張力付与部材１０と、前記取付板８に固定した電磁石固定部１２と、前記可動板９に取付け張力付与部材１０の押圧力に抗して可動板９を吸引する電磁石可動部１３と、可動板９に取付け制動板６をＥ方向に押圧する押圧力伝達部材１１とを備えている。

前記回転軸３はモータ（図示せず）に連結され、このモータにより回転駆動され従来は軸横向きのモータにブレーキ装置を連結し使用していた。

前記電磁石固定部１２は励磁電源（図示せず）に接続され、同電磁石固定部１２は励磁電源により通電され、励磁されると電磁石可動部１３が電磁石固定部１２に吸引されＤ方向に移動する。モータは前記電磁石固定部１２と共通の励磁電源に接続されている。励磁電源が投入されるとモータの回転軸３が回転し、電磁石可動部１３が電磁石固定部１２に吸引される。

前記電磁石可動部１３は可動板９に係合され、電磁石可動部１３が電磁石固定部１２に吸引されると、可動板９は取付板８との接触部を支点にＤ方向に移動し、それに伴い同可動板９に取付けられた押圧力伝達部材１１が取付板８を貫通してＤ方向に移動する（図４）。押圧力伝達部材１１がＤ方向に移動すると、エンドブラケット４側に押し付けられていた前記制動板６と前記押圧力伝達部材１１との接触がなくなり、制動板９は軸方向に自由に移動可能となり摩擦板７は軸回転方向に回転可能となる（ブレーキ解除状態）。

モータへ投入されていた励磁電源が遮断されると、電磁石固定部１２に吸引されていた電磁石可動部１３が張力付与部材１０の抗力に負けてＥ方向に移動し、それに伴い可動板９に取付けられた押圧力伝達部材１１がＥ方向に移動し、制動板６と摩擦板７をエンドブラケット４側に押付けて制動され、軸３の回転を止める。なお、この種電磁ブレーキは特許文献１に示されている。

特開昭５８−８８２３４号公報

ここで、前記モータ軸を上向きにして使用する際ブレーキ装置は図１、図２、及び図３に対し反時計回りに９０度傾いた図７の状態となる。図７は図１のＡ−Ａ断面図中のエンドブラケット４、ハブ５、制動板６、摩擦板７、制動板保持部材１を抜き出した断面を示す。

この状態で前記電磁石可動部１３が電磁石固定部１２に吸引され前記可動板９がＤ方向に移動し、それに伴い押圧力伝達部材１１がＤ方向に移動すると、可動板９は図７に示す様に回転軸から偏った位置で押圧力伝達部材１１に接触し、制動板６、摩擦板７が軸と垂直な状態から例えばおよそ２度傾いた状態で保持される。これは、制動板６、摩擦板７の動作が円滑になるように制動板保持部材１（１ａ〜１ｄ）との間に遊びが設けられているためである。

この状態から電磁石固定部１２への励磁電源（図示せず）が切断されると制動板６は傾いた状態からＥ方向に押し上げられる為、制動板保持部材１と制動板６の接触が４箇所で不均一となり、摩擦板７をエンドブラケット４側に完全に押し付けきれずに、回転軸３の制動が安定しない恐れがある。

これは、特許文献１についても同様で、モータ軸を上向きにして使用する際、マグネット２０を励磁するとブレーキジスク１３´を押圧する力が消滅して、ブレーキジスクとブレーキホイール１２が傾いた状態に保持される恐れがある。

本発明の目的はこの制動板保持部材１と制動板６の接触を均一にし、モータを軸上向きで使用しても安定した制動を得られる電磁ブレーキを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、出力軸が上向きとなるように取り付けられても安定した制動が可能な電動機を提供することにある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電磁ブレーキの制動板の軸方向における移動可能距離を縮め、制動板の傾きを軸と垂直な状態に保つために、制動板保持部材につばを設けたことを特徴とする。

また、本発明は、回転軸と係合して回転し軸方向に移動可能な摩擦板と、前記摩擦板をはさみ回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な制動板と、前記制動板を軸回転方向に固定し軸方向に移動可能とする制動板保持部材と、前記制動板保持部材に取付け制動板の軸方向移動範囲を制限する取付板と、前記取付板と一部係合する可動板と、一端が前記取付板に取付けられ他端が記可動板を摩擦板側に押圧する張力付与部材と、前記取付板に固定した電磁石固定部と、前記可動板に取付け前記張力付与部材の押圧力に抗して可動板を吸引する電磁石可動部と、可動板に取付け制動板を摩擦板側に押圧する押圧力伝達部材と、前記制動板保持部材に設けたつばを備え、前記つばで前記制動板の軸方向の移動可能距離を短縮したことを特徴とする。

また、本発明は上記の電磁ブレーキあるいは電動機において、上記の前記制動板保持部材は複数からなり、前記制動板をその対角となる複数ヶ所に係合させた状態で軸方向に移動可能に固定し、前記つばは前記制動板の対角となる複数ヶ所の軸方向の移動可能距離を短縮するように、各制動板保持部材に設けられたことを特徴とする。

電磁石可動部がＤ方向に移動し、それに伴い押圧力伝達部材がＤ方向に移動した際、制動板は制動板保持部材のつば部分に乗り、軸と垂直な状態が保たれ、押圧力伝達部材と制動板との接触がなくなる。この状態から電磁石可動部がＥ方向に移動した際の制動板は制動板保持部材のつばがあることにより軸方向の移動可能距離が短く軸と垂直であるため、制動板と制動板保持部材との接触が均一になり、安定した制動が得られる。

本発明によれば、電磁ブレーキの制動板保持部材につばを設けることにより、モータを軸上向きで使用した際に安定したブレーキ動作を行うことができる。

このとき、安定した制動が可能な電動機を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図２、図４、図５、図６に添って説明する図５は本発明の一実施例を示す正面図、図２は図５のＡ−Ａ断面図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図、図４は図５のＣ−Ｃ断面を示す。

本実施形態の電動機（モータ）の筐体の一部をなすエンドブラケット４には軸受２を介してモータの回転軸３が支持されている。図では省略しているが、本実施形態のモータは、一般的なもので差し支えなく、例えば、エンドブラケット４とともにモータの筐体を構成する環状のハウジングの内側に固定子が取り付けられており、この固定子との電磁作用によって回転子が回転する構成としている。

図２、図４、図５、図６に示す実施例では、回転軸３と一緒に回転する回転部材として、ハブ５に軸方向に移動可能で軸回転方向に回り止めされてハブ５と結合された円盤形の摩擦板７（７ａ、７ｂ）が２枚設けられており、それを挟み込む形で外周が角型で内側に円形の穴の空いた略環状の制動板６（６ａ、６ｂ、６ｃ）が３枚設けられている。また、制動板保持部材１（１ａ〜１ｄ）を制動板の対角となる位置４ヶ所に係合させた状態でエンドブラケット４に螺合し、制動板を軸回転方向に回り止めし、Ｄ方向への移動距離を制限する為に、取付板固定用ナット１８を制動板保持部材１に螺合して取付板８を取付ける。

上記制動板保持部材１は環状のつば２０（２０ａ〜２０ｄ）が付いた形状をし取付板８よりエンドブラケット４側に設けられている。もちろん、環状のつば２０（２０ａ〜２０ｄ）を制動板保持部材１に貫通した状態で嵌合し、取付板８よりエンドブラケット４側に設けられた構成としても良い。

加えて、電磁石固定部１２は固定用ネジ１６（１６ａ〜ｃ）にて固定され、可動板９をＥ方向に押し付けるばね力を有する張力付与部材１０（１０ａ、１０ｂ）は、図５のＡ−Ａ断面軸を対象に２箇所に取付けられる。張力付与部材１０は、固定板８に螺合したロッド固定用ナット１７で一端を固定したロッド１５の他端に嵌めあい張力保持ナット１９（１９ａ、１９ｂ）にて張力と位置が保持される。また、押圧力伝達部材１１は可動板９に羅合し、ロックナット１４にて緩み止めを施している。

なお、この実施例の他の構成については、前記図１に示す電磁ブレーキ装置と同様であり、同一部材には同じ符号を付けて示す。

前記図２、図４、図５、図６に示す電磁ブレーキ装置は次の様に作用する。モータを駆動し、電磁石固定部１２に通電すると電磁石可動部１３は電磁石固定部に吸引され、張力付与部材１０が可動板９をＥ方向に押圧する力に吸引力が打ち勝って可動板９はＤ方向に移動する。これに伴い、可動板９に取付けられた押圧力伝達部材はＤ方向に移動し、電磁石可動部１２への通電前にＥ方向に押圧されていた制動板６、摩擦板７が軸方向に自由に動けるようになる。

電磁石可動部１２への通電時、制動板６が軸方向に移動できる距離Ｌは、図６に示すように制動板保持部材１につば２０が付く事で短縮される（図３と比較）。

ここで、図８に示す様にモータを軸上向きに設置して使用した場合、電磁石可動部１２へ通電した際の３枚の制動板６は、重力により制動板保持部材１の４ヶ所のつば２０に乗り、軸と垂直な向き（図８で水平方向）を保持することが可能となる。そして、制動板６が軸方向に移動できる距離Ｌは、つば２０の厚さ分だけ短縮される。

この状態から電磁石固定部１２への通電が切れ、押圧力伝達部材１１がＥ方向に移動した際、制動板６、摩擦板７は制動板保持部材につば２０を設けたことで軸とほぼ垂直にＥ方向に押圧される為、制動板６と押圧力伝達部材１との接触は４箇所ともほぼ均一となり、モータを軸上向きにした状態においても安定した制動が可能となる。しかも、制動板６の制動時の移動距離Ｌは僅かであるため、移動時に傾くことがなく、確実となる。

従来のブレーキ装置の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１、Ｃ−Ｃ断面図である。 本発明の電磁ブレーキ装置の正面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面の中で電磁ブレーキ装置のハブ、制動板、摩擦板、制動板保持部材、エンドブラケットを抜き出した断面図である。 図５のＡ−Ａ線断面の中で電磁ブレーキ装置のハブ、制動板、摩擦板、制動板保持部材、エンドブラケットを抜き出した断面図である。

符号の説明

１…制動板保持部材、２…軸受、３…回転軸、４…エンドブラケット、５…ハブ、６…制動板、７…摩擦板、８…取付板、９…可動板、１０…張力付与部材、１１…押圧力伝達部材、１２…電磁石固定部、１３…電磁石可動部、１４…ロックナット、１５…ロッド、１６…固定用ネジ、１７…ロッド固定用ナット、１８…取付板固定用ナット、１９…張力保持用ナット、２０…つば。

Claims (4)

1. 回転軸と係合して回転し軸方向に移動可能な摩擦板と、前記摩擦板をはさみ回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な制動板と、前記制動板を軸回転方向に固定し軸方向に移動可能とする制動板保持部材と、前記制動板保持部材に取付け制動板の軸方向移動範囲を制限する取付板と、前記取付板と一部係合する可動板と、一端が前記取付板に取付けられ他端が記可動板を摩擦板側に押圧する張力付与部材と、前記取付板に固定した電磁石固定部と、前記可動板に取付け前記張力付与部材の押圧力に抗して可動板を吸引する電磁石可動部と、可動板に取付け制動板を摩擦板側に押圧する押圧力伝達部材と、前記制動板保持部材に設けたつばを備え、前記つばで前記制動板の軸方向の移動可能距離を短縮したことを特徴とする電磁ブレーキ。
2. 前記制動板保持部材は複数からなり、前記制動板をその対角となる複数ヶ所に係合させた状態で軸方向に移動可能に固定し、前記つばは前記制動板の対角となる複数ヶ所の軸方向の移動可能距離を短縮するように、各制動板保持部材に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電磁ブレーキ。
3. ハウジングに固定される固定子と、この固定子との間に生ずる回転磁界によって回転する回転子と、この回転子に伴って回転する回転軸と、前記ハウジングとともに筐体の一部をなすエンドブラケットに設けられ前記回転軸を支持する軸受と、前記回転軸と係合して回転し軸方向に移動可能な摩擦板と、前記摩擦板をはさみ回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な制動板と、前記制動板を軸回転方向に固定し軸方向に移動可能とする制動板保持部材と、前記制動板保持部材に取付け制動板の軸方向移動範囲を制限する取付板と、前記取付板と一部係合する可動板と、一端が前記取付板に取付けられ他端が記可動板を摩擦板側に押圧する張力付与部材と、前記取付板に固定した電磁石固定部と、前記可動板に取付け前記張力付与部材の押圧力に抗して可動板を吸引する電磁石可動部と、可動板に取付け制動板を摩擦板側に押圧する押圧力伝達部材と、前記制動板保持部材に設けたつばを備え、前記つばで前記制動板の軸方向の移動可能距離を短縮したことを特徴とする電動機。
4. 前記制動板保持部材は複数からなり、前記制動板をその対角となる複数ヶ所に係合させた状態で軸方向に移動可能に固定し、前記つばは前記制動板の対角となる複数ヶ所の軸方向の移動可能距離を短縮するように、各制動板保持部材に設けられたことを特徴とする請求項３に記載の電動機。

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