JP2011099534A - 無励磁作動形電磁ブレーキの動作音低減構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アーマチュア吸引時にヨークとの衝突による動作音を低減し、製造コストを抑えることができるとともに、吸引力および吸引限界寿命の低下を抑制することができる無励磁作動型電磁ブレーキの動作音低減構造を提供する。
【解決手段】電磁コイルを巻回したヨーク５１と、モータシャフト４とともに回転するブレーキハブ５３と、前記ヨーク５１とブレーキハブ５３との相互間に、同軸上に配置され、かつ軸方向に移動可能なアーマチュア５２と、前記アーマチュア５２を前記ブレーキハブ５３方向に押圧するバネ５５と、前記アーマチュア５２端面に装着されるとともに、その先端部を前記ヨーク５１端面に軸方向に沿って設けられたガイドピン孔５１ｃに挿入されたガイドピン５６と、を備えた電磁ブレーキにおいて、前記ヨーク５１に設けたガイドピン孔５１ｃの周囲に同心状に座ぐり部５１ｄを設け、前記座ぐり部５１ｄに環状の弾性体５７を配置したことにある。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型の電磁ブレーキにおける吸引時の衝突音を防止し得る無励磁作動形電磁ブレーキの動作音低減構造に関する。

従来、無励磁作動形電磁ブレーキの動作音としては、制動時の制動バネによる可動鉄心が回転円板に衝突する音と、吸引時の可動鉄心が固定鉄心に衝突する音がある。この可動鉄心が固定鉄心に衝突する音を低減する方法として特許文献１が知られている。
この特許文献１によると、可動鉄心か固定鉄心の一方に凹部を設け、この凹部に弾性体を埋設し、可動鉄心と固定鉄心が衝突する前に弾性体に当たるようにしている。しかしながら、可動鉄心か固定鉄心の一方に凹部を設ける必要があるため、凹部を設けるスペースを確保すると、外形が大きくなったり、凹部を加工することで製造コストが増加する不具合がある。

そこで、特許文献１の改良として特許文献２が知られている。この特許文献２によると、衝突音発生箇所である吸着面の内側と外側に大きな段差（隙間）を設け、弾性体となるＯリングを入れるスペースを確保している。そして、アーマチュアをガイドするガイドピンによってＯリングを保持するようにしている。

特許第２６６９９４４号公報 特許第３８５２８１８号公報

しかしながら、特許文献２では、比較的大型の電磁ブレーキには有効であるが、小型の電磁ブレーキでは段差（隙間）が大きくなると、磁気抵抗の増加により吸引力が著しく低下し、吸引限界寿命が短くなるという問題が発生する。したがって、小型の電磁ブレーキには不向きの構造である。

本発明は、アーマチュア吸引時にヨークとの衝突による動作音を低減し、製造コストを抑えることができるとともに、吸引力および吸引限界寿命の低下を抑制することができる無励磁作動型電磁ブレーキの動作音低減構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、電磁コイルを巻回したヨークと、モータシャフトとともに回転するブレーキハブと、前記ヨークとブレーキハブとの相互間に、同軸上に配置され、かつ軸方向に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ハブ方向に押圧するバネと、前記アーマチュア端面に装着されるとともに、その先端部を前記ヨーク端面に軸方向に沿って設けられたガイドピン孔に挿入され、前記アーマチュアの軸方向の移動のみを案内するガイドピンと、を備えてなる無励磁作動型電磁ブレーキにおいて、前記ヨークに設けたガイドピン孔の周囲に同心状に座ぐり部を設け、前記座ぐり部に環状の弾性体を配置したことにある。
また、本発明は、前記座ぐり部の径を、前記弾性体の外径よりも大きくしたことにある。
さらに、本発明は、前記弾性体の内周を前記ガイドピンの外周に密着するように前記弾性体の内径を設定したことにある。
またさらに、本発明は、前記弾性体がＯリングであることにある。

請求項１によれば、ヨークに設けたガイドピン孔の周囲に同心状に座ぐり部を設け、前記座ぐり部に環状の弾性体を配置したので、ヨークとアーマチュアの間隙を最小限に抑えることができることから、磁気抵抗の増加を抑制し、吸引力の低下を防ぐことができる。
請求項２によれば、座ぐり加工時の加工精度が緩和され、製造コストの増加を抑えることができる。
請求項３によれば、位置ずれや組立途中での脱落を防止することができ、組立精度が向上する。
請求項４によれば、汎用部品を用いることにより部品交換が容易で、経済的である。

本発明の実施の形態による無励磁作動型電磁ブレーキの動作音低減構造を示す縦断面図である。 （ａ）は、モータシャフトに制動力を付与した状態を示す、図１のＡ部拡大断面図、（ｂ）はアーマチュアを吸引してモータを作動させる状態を示す断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図３のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 本発明の他の実施の形態による弾性体を示す断面図である。 （ａ）は、モータシャフトに制動力を付与した状態を示す、図１のＡ部拡大断面図、（ｂ）はアーマチュアを吸引してモータを作動させる状態を示す断面図である。

以下、図示の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１ないし図４において、１はモータで、このモータ１のモータケース２からは軸受３によって支持されたモータシャフト４の一端部が外部に延出されている。なお、モータシャフト４の他端部は、モータケース２の反対側の端面から外部に延出されてモータ１の出力軸（図示せず。）となっている。

５はモータ１のモータケース２端面に組み付けられた電磁ブレーキで、この電磁ブレーキ５の軸線上には、前記モータシャフト４の一端部４ａが挿通されている。

前記電磁ブレーキ５は、電磁コイル５０を内装し、前記モータシャフト４の一端部４ａと同心状に、前記モータケース２端面に組み付けられた固定鉄心となるヨーク５１と、前記モータシャフト４の一端部４ａと同心状に配置され、前記ヨーク５１に対して接離可能に配置された円板状のアーマチュア５２と、前記モータシャフト４の端部に固定され、前記アーマチュア５２を挟んで前記ヨーク５１に対向する回転摩擦板としてのブレーキハブ５３と、前記ブレーキハブ５３に対向する前記アーマチュア５２の板面に接着固定された摩擦材としてのブレーキシュー５４と、前記アーマチュア５２を前記ブレーキハブ５３側に付勢するバネ５５とで構成されている。

前記電磁コイル５０は、前記ヨーク５１内側に形成された空洞部５１ａに、コイルを巻装して構成され、図示しない電源から通電されて、磁気回路を構成して、前記アーマチュア５２を吸引して作動させるものである。前記バネ５５は、前記ヨーク５１の中心に形成されたモータシャフト４の挿通孔５１ｂにモータシャフト４と同心状に軸方向に沿って内装されたコイルバネであり、前記アーマチュア５２を前記ブレーキハブ５３側に付勢している。前記バネ５５の一端部は、前記ヨーク５１の内径側一端部に係止され、前記バネ５５の他端部は、前記アーマチュア５２の板面に当接している。

前記ヨーク５１の周縁部には、円周方向に一定間隔で複数（図示例では３箇所）のガイドピン孔５１ｃが設けられ、このガイドピン孔５１ｃにそれぞれガイドピン５６が圧入されている。前記アーマチュア５２には、前記ガイドピン５６に対応する位置に、ガイドピン５６が挿通される挿通孔５２ａが形成されている。
前記ガイドピン孔５１ｃの周囲には、一定深さの座ぐり部５１ｄが設けられており、この座ぐり部５１ｄには、Ｏリング等の環状の弾性体５７が配置されている。この座ぐり部５１ｄは、外径を弾性体５７の外径よりも大きく形成されており、かつ弾性体５７の内径を前記ガイドピン５６に密着するように形成されている。電磁コイル５０の作動時には、前記アーマチュア５２は、弾性体５７に係止され、弾性体５７を弾性変形させた後に前記ヨーク５１に当たるように構成されている。

前記ブレーキハブ５３は、円筒状の胴部５３ａと、胴部５３ａの一端部に形成された円板部５３ｂとで構成され、円板部５３ｂの前記アーマチュア５２との対向面を摩擦板に構成している。前記胴部５３ａには、径方向に挿通されたネジ孔５３ｃが形成され、このネジ孔５３ｃにはモータシャフト４に向けて固定ネジ５８が螺着され、ブレーキハブ５３をモータシャフト４に固定している。

次に、上記無励磁作動型電磁ブレーキの動作音低減構造の動作を説明すると、バネ５５による付勢力でアーマチュア５２を軸方向に移動させ、モータシャフト４と一緒に回転するブレーキハブ５３に、ブレーキシュー５４を押し当てる。こうして、ブレーキハブ５３と、ブレーキシュー５４との摩擦力でモータシャフト４にブレーキをかける。アーマチュア５２はガイドピン５６に係止されているので、摩擦力発生時、回転することはなく、図２（ａ）のギャップＧの範囲内で軸方向に移動することができる。

電磁コイル５０に通電することで、ヨーク５１を介して磁力を発生させ、アーマチュア５２を吸引する。アーマチュア５２が吸引されて、ブレーキシュー５４がブレーキハブ５３から離れてブレーキ摩擦力を解放する。こうして、モータシャフト４に対するブレーキ力が解除されてモータシャフト４が回転可能となる。このとき、アーマチュア５２は、図２（ｂ）のように、ブレーキハブ５３とギャップＧを生じ弾性体５７に係止される。こうして、アーマチュア５２がヨーク５１と接触する前に弾性体５７に当接して衝撃を吸収するので、大きな衝突音を発生することがない。

環状の弾性体５７は、ヨーク５１に設けた座ぐり部５１ｄに収容されるので加工が容易である。この座ぐり部５１ｄと環状の弾性体５７の間には、適度な隙間を設けることで、座ぐり加工時の加工精度が緩和され、製造コストの増加を抑えることができる。また、座ぐり部５１ｄは、ガイドピン５６が圧入されるガイドピン孔５１ｃと同心状にすることで、ガイドピン孔５１ｃと同時加工が可能となり、製造コストの増加を抑えることができる。

前記ヨーク５１の端面には、吸着面の外側と内側とで段差ｓを形成しており、この段差ｓによるエアギャップを設けることで、磁気抵抗となり、ブレーキを動作させる際のアーマチュア釈放動作遅れ時間の短縮を目的に適度な値に設定される。

本構造では、環状の弾性体５７が入るスペースが段差ｓに直接影響しない。また、環状の弾性体５７が入るスペースを座ぐり部５１ｄのみにすることで、磁気抵抗の増加を抑え吸引力の低下を抑えることができる。環状の弾性体５７は、ガイドピン５６に沿って密着した状態で収容することで、位置ずれや組立途中での脱落を防止できる等、組立制度が向上する。

図５は環状の弾性体５７の他の実施の形態で、ゴム製ワッシャを用いたものである。
また、図６（ａ）（ｂ）は、アーマチュア５２と弾性体５７を常時接触状態にした他の実施の形態で、この場合、ブレーキ作動状態（図６（ａ））と、モータ１の作動状態（図６（ｂ））を、弾性体５７の伸縮で行うようにしている。これによって、吸引時の衝突音低減の他にも、釈放時にブレーキハブ５３とブレーキシュー５４が衝突する際の振動を、アーマチュア５２を介して吸収することで、衝突音の低減およびブレーキ制動時の鳴き音低減にも効果がある。

上記の実施の形態によれば、アーマチュア５２吸引時にヨーク５１の衝突による動作音を低減できるとともに、ガイドピン孔５１ｃと同心状に座ぐり部５１ｄを形成しているので、弾性体５７が入るスペースを確保する上で、製造コストを抑えた安価な構造を提供することができる。弾性体５７が入るスペースを座ぐり部５１ｄによって確保するので、磁気抵抗の増加を抑え吸引力の低下、吸引限界寿命の低下を抑えることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、環状の弾性体５７には、Ｏリング、ゴム製のワッシャに限らず、衝撃を吸収するものであれば、弾性を有する他の素材のものを用いることもできる。また、座ぐり部５１ｄの形状も、環状の弾性体５７を収容できるものであれば、どのような形状の凹部でも採用することができる。その他本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。

１ モータ
２ モータケース
３ 軸受
４ モータシャフト
５ 電磁ブレーキ
５０ 電磁コイル
５１ ヨーク
５１ｃ ガイドピン孔
５１ｄ 座ぐり部
５２ アーマチュア
５３ ブレーキハブ
５４ ブレーキシュー
５５ バネ
５６ ガイドピン
５７ 弾性体

Claims (4)

1. 電磁コイルを巻回したヨークと、モータシャフトとともに回転するブレーキハブと、前記ヨークとブレーキハブとの相互間に、同軸上に配置され、かつ軸方向に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ハブ方向に押圧するバネと、前記アーマチュア端面に装着されるとともに、その先端部を前記ヨーク端面に軸方向に沿って設けられたガイドピン孔に挿入され、前記アーマチュアの軸方向の移動のみを案内するガイドピンと、を備えてなる無励磁作動型電磁ブレーキにおいて、
   前記ヨークに設けたガイドピン孔の周囲に同心状に座ぐり部を設け、前記座ぐり部に環状の弾性体を配置したことを特徴とする無励磁作動型電磁ブレーキの動作音低減構造。
2. 前記座ぐり部の径を、前記弾性体の外径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の無励磁作動型電磁ブレーキの動作音低減構造。
3. 前記弾性体の内周を前記ガイドピンの外周に密着するように前記弾性体の内径を設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の無励磁作動型電磁ブレーキの動作音低減構造。
4. 前記弾性体がＯリングであることを特徴とする請求項１ないし３に記載の無励磁作動型電磁ブレーキの動作音低減構造。
   
   
   
   
   
   

Images