JP2012122574A - 電磁ブレーキ及び電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】軸上向きで電動機を使用する際に、電磁ブレーキ部による静摩擦トルクや動摩擦トルクを軽減し、信頼性の高い電動機出力軸での電動機トルクが得られ、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】
回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転するハブと、前記ハブに係合して回転し、軸方向に移動可能な摩擦板と、前記摩擦板を挟み込み、前記回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な複数の制動板と、前記制動板を軸回転方向に固定するとともに軸方向に移動可能に保持する制動板保持部材と、押圧力を受けて前記制動板を押圧する押圧力伝達部材と、前記制動板押圧部材にかかる押圧力を生じさせる押圧力発生機構と、前記制動板押圧部材にかかる押圧力に抗する応力を生じさせる応力発生機構と、前記制動板保持部材において、前記複数の制動板の各制動板の間の位置に設けた制動板保持部材の段差部とを備える。
【選択図】図７

Description

電磁ブレーキ及び電動機に関する。

本技術分野の背景技術として、特開昭５８−８８２３４号公報（特許文献１）がある。この特許文献１には「回転軸に取付けられたブレーキホイールと、このブレーキホイールに相対し、かつ軸方向への移動は許容し、回転方向には回転しないブレーキディスクと、このブレーキディスクを前記ブレーキホイールに押圧するためのレバーおよびブレーキばねと、このブレーキばねの弾力に抗してブレーキディスクをブレーキホイールから解辰し、かつ前記レバーに結合されたマグネットとから構成される」電磁ブレーキが記載されており、その動作について「マグネットとモートルに同時に電流を流すとマグネットは励磁し、可動片を引着け、レバーが右方向に回動して、出張り部が右方向へ移動し、ブレーキディスクを押圧する力が消滅して制動を解く。電流を遮断するとマグネットの励磁が消滅し、ブレーキばねの復帰力でレバーを左方向に回動させ、出張り部によりブレーキディスクを押圧して制動する。」と記載されている。
また、特開２００８−３９１０７号公報（特許文献２）がある。特許文献２にはディスクブレーキにおいて、「電磁コイルが通電状態の時に、前記電磁コイルの磁力による前記ディスクの前記アマチュア側への移動位置を、アマチュア側ライニングとディスクとの間及びプレート側ライニングとディスクとの間の両方に間隙が保持される位置に位置決めさせる位置決め手段を設けることにより、非ブレーキ時（非制動時）にディスクがプレートに接触して異常音及び異常摩耗が発生することが抑えられる」ことが記載されている。

特開昭５８−８８２３４号公報 特開２００８−３９１０７号公報

ここで、前記電動機の取付姿勢を軸水平姿勢以外の例えば軸上向き姿勢にして使用する場合、特許文献１ではマグネットを励磁するとブレーキディスクを押圧する力が消滅して、ブレーキディスクとブレーキホイールが重力により軸方向に落下し、ブレーキディスクとブレーキホイールの全ての上下面が接触した状態に保持されることになる。よって、電動機の運転始動時に生じる始動トルクに抗した静摩擦トルクが発生し、摩擦損として電動機の性能を低下させていた。又、運転中にも電動機トルクに抗した動摩擦トルクが発生することとなり、摩擦損として電動機の効率を低下させる要因となっていた。更には電動機回転中に接触をしている制動板、摩擦板の寿命を短縮していた。

特許文献２では、上記の構成により、電動機のトルクに抗した摩擦トルクによる摩擦損を低減することを考慮しているが、磁石等の部材を新たに設ける必要があるため、部材の設置スペース増大や部品点数の増加によりコストがかかるという問題があった。

そこで、本発明は電動機の出力軸の据付姿勢が水平軸取付姿勢以外の縦軸取付姿勢等で使用する場合でも、電動機の運転時に生じるトルクに抗した電磁ブレーキ構成部品による不要な静摩擦トルクや動摩擦トルクを簡易な構成によって軽減し、安定した電動機の始動トルクを得ることが可能な電磁ブレーキ及びこの電磁ブレーキ付電動機を提供することにある。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、電磁ブレーキは、回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転するハブと、前記ハブに係合して回転し、軸方向に移動可能な摩擦板と、前記摩擦板を挟み込み、前記回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な複数の制動板と、前記制動板を軸回転方向に固定するとともに軸方向に移動可能に保持する制動板保持部材と、押圧力を受けて前記制動板を押圧する押圧力伝達部材と、前記制動板押圧部材にかかる押圧力を生じさせる押圧力発生機構と、前記制動板押圧部材にかかる押圧力に抗する応力を生じさせる応力発生機構と、前記制動板保持部材において、前記複数の制動板の各制動板の間の位置に設けた制動板保持部材の段差部と、を備え、前記制動板保持部材の段差部で前記制動板と前記摩擦板との接触面を減らすことを特徴とする。

本発明によれば、電動機の性能を向上させることができ、信頼性の高い電動機を提供することができる。

本発明の電磁ブレーキ付電動機の横断面図である。 実施例１における本発明の電磁ブレーキ付電動機の正面図である。 実施例１における本発明の電磁ブレーキの横断面図（図２のＡ−Ａ断面 図）である。 実施例１における本発明の電磁ブレーキの摩擦板、制動板及び制動板保 持部材の組付図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。 実施例１における本発明の電磁ブレーキの押圧力伝達部材、摩擦板及び 制動板の組付図（図２のＣ−Ｃ断面図）である。 従来技術における電動機の軸上向き姿勢時のエンドブラケット、ハブ、 制動板、摩擦板及び制動板保持部材の構成図である。 実施例１における本発明の電磁ブレーキ付電動機の軸上向き姿勢時のエ ンドブラケット、ハブ、摩擦板、制動板及び制動板保持部材の構成図で ある。 実施例２における本発明の電磁ブレーキ付電動機の正面図である。 実施例２における本発明の電磁ブレーキの摩擦板、制動板及びハブの取 付図（図８のＢ−Ｂ断面図）である。 実施例２における本発明の電磁ブレーキ付電動機の軸上向き姿勢時の エンドブラケット、ハブ、摩擦板、制動板及び制動板保持部材の構成 図である。 実施例３における本発明の電磁ブレーキ付電動機の正面図である。 実施例３における本発明の電磁ブレーキの摩擦板、制動板、制動板保 持部材及びハブの取付図（図１１のＢ−Ｂ断面図）である。 実施例３における本発明の電磁ブレーキ付電動機の軸上向き姿勢時の エンドブラケット、ハブ、摩擦板、制動板及び制動板保持部材の構成 図である。

以下に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。本発明にかかる電磁ブレーキ付電動機の実施の形態を説明する。まず図１を用いて電磁ブレーキ付電動機の基本構造を説明する。図１は電磁ブレーキ付電動機の横断面図である。

図１に示すように電動機１００は、両端が軸受２を介してエンドブラケット４に回転自在に支承された回転軸３と、回転軸３の周りに設けられた回転子２２と、回転子２２の外側に設けられ巻線が施された固定子２１とが環状のハウジング２０とエンドブラケット４から成る筐体に収納されている。エンドブラケット４から電動機１００の外側に伸びる回転軸３には電磁ブレーキ５０が取付けられている。

次に図２〜４を用いて、本実施例の電磁ブレーキの構造について説明する。図２は電磁ブレーキ付電動機の正面図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面からみた電磁ブレーキの横断面図、図４は図２のＢ−Ｂ断面からみた制動板及び制動板保持部材の組付図、図５は図２のＣ−Ｃ断面からみた押圧力伝達部材、摩擦板及び制動板の組付図である。

はじめに図２を用いて、本実施例の電磁ブレーキ構造について説明する。図２は本実施例の電磁ブレーキ付電動機を図１のＤ方向からＥ方向に見たときの正面図である。
図２に示すように電動機の中心部には回転軸３が備えられており、回転軸３には回転軸３の回転に伴って回転するようハブ５が嵌合して取付けられている。ハブ５の周縁部には円盤形の摩擦板７ａ、７ｂが設けられており、各々対向して回転可能かつ回転軸３の軸方向に移動可能に係合されている。また、外周が角型で内側に円形の穴の空いた制動板６ａ、６ｂ、６ｃが摩擦版７ａ、７ｂを挟むようにして設けられ、制動板６ａ、６ｂ、６ｃの四方隅の位置において制動板保持部材１ａ〜１ｄによって保持されている。

さらに、４つの制動板保持部材１ａ〜１ｄは取付板８と係合し、取付板８は取付板固定用ナット１８ａ〜１８ｄによって固定されている。取付板８には可動板９が設けられており、可動板９には張力付与部材１０ａ、１０ｂがそれぞれロッド１５ａ、１５ｂ、ロッド固定用ナット１７ａ、１７ｂ及び張力保持ナット１９ａ、１９ｂによって取付けられている。また、押圧力伝達部材１１ａ、１１ｂは可動板９にロックナット１４ａ、１４ｂによって取付けられている。また、張力付与部材１０ａ、１０ｂと回転軸対極側の位置には電磁石固定部１２及び電磁石可動部１３が設けられている。

図３は図２のＡ−Ａ断面からみた本実施例の電磁ブレーキの横断面図である。図２に示すように、回転軸３に嵌合して取付けられているハブ５の周縁部に円盤形の摩擦板７ａ、７ｂが設けられており、摩擦版７ａ、７ｂを挟むようにして制動板６ａ、６ｂ、６ｃが図示していない制動板保持部材１ａ〜１ｄによって保持されている。

制動板保持部材１ａ〜１ｄには取付板８が取付けられており、取付板８には可動板９が係合している。そして可動板９には可動板９をＥ方向に押圧し、回転軸３を制動させるための押圧力を発生させる機構が備えられている。本実施例ではこの機構として張力付与部材１０ｂが備えられている。張力付与部材１０ｂはロッド１５ｂを軸としてこのロッド１５ｂの外周に備えられ、張力保持ナット１９ｂにより可動板９の端面との間で張力と位置が保持されている。ロッド１５ｂはロッド固定用ナット１７ｂにより取付板８に固定されている。

また、取付板８、可動板９には回転軸３を制動する押圧力に抗した応力すなわちブレーキを解除する応力を発生させるための機構が設けられている。本実施例では、可動板９には電磁石可動部１３が取付けられ、取付板８に固定用ネジ１６ａ、１６ｂによって電磁石固定部１２が取付けられてこの機構を構成している。この構成より電磁石可動部１３が電磁石固定部１２に吸引されて移動することで可動板９が動作し回転軸３を制動する押圧力に抗した応力を発生させるようにしている。

図４は図２のＢ−Ｂ断面からみた本実施例の制動板及び制動板保持部材の組付図である。本実施例の制動板６ａ、６ｂ、６ｃは図４に示すように直径が各々異なり、６ａ、６ｂ、６ｃの順に直径が大きくなっている。そして制動板６ａ、６ｂ、６ｃは制動板保持部材１a及び図示していない制動板保持部材１ｂ〜１ｄによって保持されている。

次に制動板保持部材１ａの形状について説明する。なお、制動板保持部材１ａ〜１ｄは同様の形状のものである。
制動板保持部材１ａは段差部２３ａを有し、段差部２３ａは直径の異なる円筒が連なって成る形状で、エンドブラケット４に近い方から順に直径が大きくなる構造となっており、円筒間の直径差によって段差が作られている。本実施例では、段差部２３ａは４つの異なる直径の円筒が連なることで３つの段差を有する構造をしている。この段差部２３ａは電動機を軸上向きに設置して使用した場合に、重力によって下降する制動板６ａ、６ｂ、６ｃを保持するためのものである。段差部の構成は本実施例に限られるものではなく、段差構造を有していれば円筒が連なってなる構成でなくてもよい。また段数も３段に限られるものではなく、摩擦板及び制動板の数に応じて適宜決めるものでよい。図４では図示していないが、制動板保持部材１ｂは段差部２３ｂ、制動板保持部材１ｃは段差部２３ｃ、制動板保持部材１ｄは段差部２３ｄを有している。段差部２３ａ〜段差部２３ｄは同様の形状のものである。

この段差部２３ａを有する制動板保持部材１ａは制動板６ａ、６ｂ、６ｃの四方端の一端部に係合された状態でエンドブラケット４に螺合し取付けられている。また制動板保持部材１ａには取付板固定用ナット１８ａによって取付板８が取付けられている。

図５は図２のＣ−Ｃ断面からみた押圧力伝達部材、摩擦板及び制動板の組付図である。図５に示すように取付板８に設けられた可動板９には、可動板９の動作により生じる応力によって制動板６ａを押圧する押圧力伝達部材１１ａがロックナット１４ａにて緩み止めされている。この押圧力伝達部材１１ａは取付板８の貫通孔を通り制動板６ａの端面を押圧できるようになっている。

次に、電磁ブレーキのブレーキ動作を説明をする。本実施例の電磁ブレーキは無励磁制動型のブレーキ機構であり、励磁されていない状態においてブレーキ機構により電動機が制動されるものである。

図３では、電動機１００は図示していない励磁電源に接続されている。また、この励磁電源には電磁石固定部１２が共通して接続されている。電磁石固定部１２は励磁電流により通電されると、電磁石可動部１３が電磁石固定部１２に吸引される方向、すなわちＤ方向に移動する。電磁石可動部１３は可動板９に係合されているため、電磁石可動部１３が磁石固定部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方向に移動する。

そして、図５に示すように、この可動板９の動作に伴い同可動板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。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制動板６と押圧力伝達部材１１との接触が無くなり、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。これより電磁ブレーキが解除状態である非制動時となる。

電動機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の吸引力がなくなり、張力付与部材１０の抗力で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方向に移動する。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、電磁ブレーキが可動状態である制動時となる。

本実施例では、無励磁制動型のブレーキ機構を採用しているが、これに限らず、励磁制動型のブレーキ機構を用いてもよい。励磁制動型では励磁がなされた状態においてブレーキ機構により電動機が制動されるものである。

また、本実施例では、電磁石可動部１３が磁石固定部１２に引かれて移動することで、可動板９が動作して制動板６ａ〜６ｃへの押圧力に抗する応力を生じさせて制動状態を解放する構成としているが、この構成に限らず、制動板への押圧力に抗する応力を生じさせ、制動状態を解放させる応力発生機構を備えていればよい。

次に電動機の取付姿勢を軸水平姿勢以外の例えば軸上向き姿勢にして使用する場合の動作について説明する。ここでは、図６の従来例の構成と、図７の本発明の構成とを比較して説明する。

図６は従来技術における電動機の軸上向き姿勢時のエンドブラケット、ハブ、摩擦板、制動板及び制動板保持部材の構成図である。
電動機軸を上向きにして使用する際、非制動時においては制動板６ａ、６ｂ、６ｃ、摩擦板７ａ、７ｂは重力により下降し、制動板保持部材１ａ〜１ｄの上に積み重なる。このとき、制動板６ａ、６ｂ、６ｃと摩擦板７ａ、７ｂの接触面が４面となり、電動機の発生するトルクと逆方向に働く静摩擦トルクや動摩擦トルクが発生し、電動機の損失増加の要因となっていた。

図７は、実施例１における本発明の電磁ブレーキ付電動機の軸上向き姿勢時のエンドブラケット、ハブ、制動板、摩擦板及び制動板保持部材の構成図である。図７に示す本実施例の電磁ブレーキの構造を用いて電動機を軸上向きに設置して使用した場合、非制動時においては制動板６ａ、６ｂ、６ｃは重力により制動板保持部材１ａ〜１ｄに施された段差２３ａ〜２３ｄに乗って保持されるため、摩擦板７ａと制動板６ｂとの間及び摩擦板７ｂと６ｃとの間に回転軸方向に間隙が形成される。よって、制動板６ａ、６ｂ、６ｃと摩擦板７ａ、７ｂとの間で接触面は２面となり、従来の構成に比べて制動板と摩擦板との接触面を少なくすることができる。

以下に、従来技術と本実施例の構成により生じる静摩擦トルクの比較について説明する。図６に記載の従来技術の構成では、複数の制動板と複数の摩擦板は重力により軸方向に移動し、４面全てが接触する。この時の静摩擦トルクの例を計算で求めると、次の通りである。

まず各部品の重量は制動板６ａ、６ｂ、６ｃが各０．２ｋｇ、摩擦板７ａ、７ｂが各０．１ｋｇとする。また、制動板と摩擦板の摩擦係数μは０．６０、制動板と摩擦板の接触面の平均摩擦半径ｒは０．０５ｍとする。
次に各部品に加わる垂直荷重：Ｗ（Ｎ）は以下の式より、
（数１）制動板６ａ：Ｗ６ａ＝６ｃ＋７ｂ＋６ｂ＋７ａ
（数２）摩擦板７ａ：Ｗ７ａ＝６ｃ＋７ｂ＋６ｂ
（数３）制動板６ｂ：Ｗ６ｂ＝６ｃ＋７ｂ
（数４）摩擦板７ｂ：Ｗ７ｂ＝６ｃ
Ｗ６ａ＝０．２＋０．１＋０．２＋０．１＝０．６ｋｇ＝５．８８Ｎ、Ｗ７ａ＝０．２＋０．１＋０．２＝０．５ｋｇ＝４．９０Ｎ、６ｂ＝０．２＋０．１＝０．３ｋｇ＝２．９４Ｎ、Ｗ７ｂ＝０．２ｋｇ＝１．９６Ｎとなる。

各部品の接触面に加わる静摩擦トルク：Ｔ（Ｎ・ｍ）は以下の式より、
（数５）６ａ−７ａ間：Ｔ１＝μ×Ｗ６ａ×ｒ
（数６）７ａ−６ｂ間：Ｔ２＝μ×Ｗ７ａ×ｒ
（数７）６ｂ−７ｂ間：Ｔ３＝μ×Ｗ６ｂ×ｒ
（数８）７ｂ−６ｃ間：Ｔ４＝μ×Ｗ７ｂ×ｒ
Ｔ１＝０．６０×５．８８×０．０５＝０．１７６４Ｎ・ｍ、Ｔ２＝０．６０×４．９０×０．０５＝０．１４７Ｎ・ｍ、Ｔ３＝０．６０×２．９４×０．０５＝０．０８８２Ｎ・ｍ、Ｔ４＝０．６０×１．９６×０．０５＝０．０５８８Ｎ・ｍとなる。

したがって、回転軸に発生する静摩擦トルク：Ｔｓｕｍ（Ｎ・ｍ）はＴｓｕｍはＴ１からＴ４の静摩擦トルクの合計であるから、Ｔｓｕｍ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＝０．４７０４Ｎ・ｍである。

これに対して、図７に記載の本実施例の構成では、複数の制動板と複数の摩擦板は重力により軸方向に移動し、２面が接触する。この時の静摩擦トルクの例を計算で求めると、次の通りである。

各部品の重量は制動板６ａ、６ｂ、６ｃが各０．２ｋｇ、摩擦板７ａ、７ｂが各０．１ｋｇとする。また、制動板と摩擦板の摩擦係数μは０．６０、制動板と摩擦板の接触面の平均摩擦半径ｒは０．０５ｍとする。
各部品に加わる垂直荷重：Ｗ（Ｎ）は以下の式より、
（数９）制動板６ａ：Ｗ６ａ＝７ａ
（数１０）制動板６ｂ：Ｗ６ｂ＝７ｂ
Ｗ６ａ＝０．１ｋｇ＝０．９８Ｎ、Ｗ６ｂ＝７ｂ＝０．１ｋｇ＝０．９８Ｎとなる。

各部品の接触面に加わる静摩擦トルク：Ｔ（Ｎ・ｍ）は（数５）、（数７）より、６a−７a間：Ｔ１＝μ×Ｗ６a×ｒ＝０．６０×０．９８×０．０５＝０．０２９４Ｎ・ｍ、６ｂ−７ｂ間：Ｔ２＝μ×Ｗ６ｂ×ｒ＝０．６０×０．９８×０．０５＝０．０２９４Ｎ・ｍであり、回転軸に発生する静摩擦トルク：Ｔｓｕｍ（Ｎ・ｍ）は静摩擦トルクＴ１、Ｔ２の合計であるからＴｓｕｍ＝Ｔ１＋Ｔ２＝０．０５８８Ｎ・ｍとなる。

これより、図６に記載の従来技術の構造と図７に記載の本実施例の構造の静摩擦トルク：Ｔｓｕｍを前記から比較すると、（０．０５８８／０．４７０４）×１００（％）=１２．５（％）となり、従来技術に対して本実施例に記載の本発明の構成では静摩擦トルクを大幅に軽減していることが判る。

以上のことから、本実施例における本発明は電磁ブレーキの複数の制動板の軸方向における移動可能距離を制限するために、複数の制動板保持部材には複数の制動板と係合する部分において直径の異なる部位（段差）を設け、重力による複数の制動板の下面を支えると共に、軸方向には複数の摩擦板の上面には隙間を設ける位置とすることで、電動機が回転した際には前記の各隙間により、静摩擦トルクを大幅に軽減することができる。

これより、特別な装置の付加や部品点数を増やすことなく、簡易な構成により電動機損失を低減することができ、電動機の効率を向上させることができる。また、電動機回転中に複数の制動板と複数の摩擦板の接触音による異音を減少することができる。また、電動機停止中に機器へのカップリング等の組付け、分解・点検作業等を行う際の電動機の出力軸の手回し作業においては、静摩擦トルクを軽減することで手回し作業にかかる負担を低減することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

本発明の実施例２にかかる電磁ブレーキの構造を図８〜図１０に示す。図８は実施例２における本発明の電磁ブレーキの正面図、図９は図８のＢ−Ｂ断面から見た本発明の電磁ブレーキの摩擦板、制動板及びハブの取付図、図１０は実施例２における本発明の電磁ブレーキ付電動機の軸上向き姿勢時のエンドブラケット、ハブ、摩擦板、制動板及び制動板保持部材の構成図である。

本実施例２の電磁ブレーキの構成は、実施例１の電磁ブレーキ構造の制動板保持部材１ａ〜１ｄに設けた段差部２３ａ〜２３ｄの構造に替えて、ハブ５に段差部２４ａ〜２４ｈの段差構造を有するものである。

図８に示すように、回転軸３に取り付けられたハブ５の４つの側面上に、段差部２４ａ〜２４ｄ、２４ｅ〜２４ｈを有している。

段差部の詳細な位置について説明する。図９に示すように、段差部２４ａ〜２４ｄのそれぞれは、摩擦板７ａよりも電動機のエンドブラケット４と反対側の位置、言い換えると摩擦板７ａよりも押圧力伝達部材側の位置でハブ５の側面上に備えられている。また段差部２４ｅ〜２４ｈは、摩擦板７ａと摩擦板７ａよりエンドブラケット側に位置する摩擦板７ｂの間の位置でハブ５の側面上に備えられている。

この電磁ブレーキによれば、図１０に示すように電動機を軸上向きの取付け姿勢で使用する場合において、非制動時には、摩擦板７ａが重力により下降してもハブ５に設けた段差部２４ａ〜２４ｄに乗り、また摩擦板７ｂが重力により下降してもハブ５に設けた段差部２４ｅ〜２４ｈに乗るようになる。よって、摩擦板７ａ、７ｂと制動板６ａ、６ｂ、６ｃの接触面は２面となり、電動機の発生するトルクと逆方向に働く静摩擦トルクや動摩擦トルクを軽減できる。

これより簡易な構成によって電動機損失を低減することができ、電動機の効率を向上させることができる。また、電動機回転中に複数の制動板と複数の摩擦板の接触音による異音を減少することができる。また、電動機停止中に機器へのカップリング等の組付け、分解・点検作業等を行う際の電動機の出力軸の手回し作業においては、静摩擦トルクを軽減することで手回し作業にかかる負担を低減することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

本発明の実施例３にかかる電磁ブレーキを図１１〜図１３に示す。図１１は実施例３における本発明の電磁ブレーキの正面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ断面から見た本発明の電磁ブレーキの摩擦板、制動板、制動板保持部材及びハブの組付図、図１３は実施例３における本発明の電磁ブレーキ付電動機の軸上向き姿勢時のエンドブラケット、ハブ、摩擦板、制動板及び制動板保持部材の構成図である。

本実施例３の電磁ブレーキの構成は、実施例１において段差部２３ａ〜２３ｄの構造を有する制動板保持部材１ａ〜１ｄに加え、ハブ５に段差部２４ａ〜２４ｈを有するものである。

図１１に示すように、段差部２４ａ〜２４ｈの各々は回転軸３に取り付けられたハブ５の側面上に設けられている。また、制動板保持部材１ａ〜１ｄは同様の形状の段差部２３ａ〜２３ｄを有している。

図１２を用いて摩擦板、制動板、制動板保持部材、ハブ及び段差部の詳細な位置を説明する。図１２に示すように制動板保持部材１ａは段差部２３ａを有し、段差部２３ａは直径の異なる円筒が連なって成る形状で、エンドブラケット４に最も近い円筒は最も直径が小さく、エンドブラケット４から遠ざかるにしたがい直径が大きくなる構造となっており、円筒間の直径差によって段差が作られている。

本実施例では、段差部２３ａは４つの異なる直径の円筒が連なることで３つの段差を有する構造をしている。この段差部２３ａは電磁ブレーキ付電動機を軸上向きに設置して使用した場合に、重力によって下降する制動板６ａ、６ｂ、６ｃを保持するためのものである。

段差部の構成は本実施例に限られるものではなく、段差構造を有していれば円筒が連なってなる構成でなくてもよい。また段数も３段に限られるものではなく、摩擦板及び制動板の数に応じて適宜決めるものでよい。

本実施例ではさらに、段差部２４ａ〜２４ｄが制動板保持部材１ａ〜１ｄに設けた段差部２３ａ〜２３ｄの電動機のエンドブラケット４から最も遠い段差、言い換えると押圧力伝達部材１１に最も近い段差と摩擦板７ａとの間の位置でハブ５の側面上に備えられている。また、段差部２４ｅ〜２４ｈが制動板保持部材１ａ〜１ｄに設けた段差部２３ａ〜２３ｄの電動機のエンドブラケット４から最も遠い段差、言い換えると押圧力伝達部材１１に最も近い段差の隣の段差と摩擦板７ｂとの間の位置でハブ５の側面上に備えられている。

この電磁ブレーキによれば、図１３に示すように電動機を軸上向きの取付け姿勢で使用する場合において、非制動時には、制動板６ａ、６ｂ、６ｃは重力により下降して制動板保持部材１ａ〜１ｄに施された段差２３ａ〜２３ｄに乗り、摩擦板７ａと制動板６ｂとの間及び摩擦板７ｂと６ｃとの間に回転軸方向に間隙が形成される。さらに、摩擦板７ａは重力により下降してハブ５に設けた段差部２４ａ〜２４ｄに乗り、摩擦板７ｂは重力により下降してハブ５に設けた段差部２４ｅ〜２４ｈに乗るようになるため、制動板６ａと摩擦板７ａとの間及び制動板６ｂと摩擦板７ｂとの間に回転軸方向に間隙が形成される。よって、制動板７と摩擦板６の接触面は無くなり、電動機の発生するトルクと逆方向に働く静摩擦トルクや動摩擦トルクを大幅に低減できる。

これより簡易な構成によって電動機損失を低減することができ、電動機の効率を向上させることができる。また、電動機回転中に複数の制動板と複数の摩擦板の接触音による異音を減少することができる。また、電動機停止中に機器へのカップリング等の組付け、分解・点検作業等を行う際の電動機の出力軸の手回し作業においては、静摩擦トルクを軽減することで手回し作業にかかる負担を低減することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

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…ハウジング、２１…固定子、２２…回転子、２３…段差部（制動板保持部材）、２４…段差部（ハブ） ５０…電磁ブレーキ
１００…電動機

Claims (12)

1. 回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転するハブと、
   前記ハブに係合して回転し、軸方向に移動可能な摩擦板と、
   前記摩擦板を挟み込み、前記回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な複数の制動板と、
   前記制動板を軸回転方向に固定するとともに軸方向に移動可能に保持する制動板保持部材と、
   押圧力を受けて前記制動板を押圧する押圧力伝達部材と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力を生じさせる押圧力発生機構と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力に抗する応力を生じさせる応力発生機構と、
   前記制動板保持部材において、前記複数の制動板の各制動板の間の位置に設けた制動板保持部材の段差部と、を備え、
   前記制動板保持部材の段差部で前記制動板と前記摩擦板との接触面を減らすことを特徴とする電磁ブレーキ。
2. 回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転するハブと、
   前記ハブに係合して回転し、軸方向に移動可能な摩擦板と、
   前記摩擦板を挟み込み、前記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するとともに軸方向に移動可能に保持する制動板保持部材と、
   押圧力を受けて前記制動板を押圧する押圧力伝達部材と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力を生じさせる押圧力発生機構と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力に抗する応力を生じさせる応力発生機構と、
   前記ハブにおいて、前記摩擦板より前記押圧力伝達部材側の位置に設けたハブの段差部とを備え、
   前記ハブの段差部で前記制動板と前記摩擦板との接触面を減らすことを特徴とする電磁ブレーキ。
3. 回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転するハブと、
   前記ハブに係合して回転し、軸方向に移動可能な摩擦板と、
   前記摩擦板を挟み込み、前記回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な複数の制動板と、
   前記制動板を軸回転方向に固定するとともに軸方向に移動可能に保持する制動板保持部材と、
   押圧力を受けて前記制動板を押圧する押圧力伝達部材と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力を生じさせる押圧力発生機構と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力に抗する応力を生じさせる応力発生機構と、
   前記制動板保持部材において、前記複数の制動板の各制動板の間の位置に設けた制動板保持部材の段差部と、
   前記ハブにおいて、前記制動板保持部材の段差部の隣り合う段差と段差の間の位置で、かつ前記摩擦板より前記押圧力伝達部材側の位置に設けたハブの段差部と、を備え、
   制動板保持部材の段差部と前記ハブの段差部とで前記制動板と前記摩擦板との接触面を減らすことを特徴とする電磁ブレーキ。
4. 請求項１または請求項３に記載の電磁ブレーキであって、
   前記制動板保持部材の段差部は、直径の異なる円筒が連なって形成されるものであることを特徴とする電磁ブレーキ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁ブレーキであって、
   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、を備え
   前記押圧力発生機構と前記応力発生機構とが前記取付板及び前記可動板に取り付けられており、
   前記押圧力発生機構は、
   一端が前記取付板に取付けられ、他端が前記可動板を前記摩擦板側に押圧する張力付与部材を有し、
   前記応力発生機構は、
   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、を有することを特徴とする電磁ブレーキ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁ブレーキであって、
   前記電磁ブレーキは、励磁により通電されて非制動状態となる無励磁制動型であることを特徴とする電磁ブレーキ。
7. 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、前記回転軸の回転を制動する電磁ブレーキを有する電動機であって、
   前記電磁ブレーキは、
   前記回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転するハブと、
   前記ハブに係合して回転し、軸方向に移動可能な摩擦板と、
   前記摩擦板を挟み込み、前記回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な複数の制動板と、
   前記制動板を軸回転方向に固定するとともに軸方向に移動可能に保持する制動板保持部材と、
   押圧力を受けて前記制動板を押圧する押圧力伝達部材と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力を生じさせる押圧力発生機構と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力に抗する応力を生じさせる応力発生機構と、
   前記制動板保持部材において、前記複数の制動板の各制動板の間の位置に設けた制動板保持部材の段差部と、を備え、
   前記制動板保持部材の段差部で前記制動板と前記摩擦板との接触面を減らすことを特徴とする電動機。
8. 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、前記回転軸の回転を制動する電磁ブレーキを有する電動機であって、
   前記電磁ブレーキは、
   前記回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転するハブと、
   前記ハブに係合して回転し、軸方向に移動可能な摩擦板と、
   前記摩擦板を挟み込み、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するとともに軸方向に移動可能に保持する制動板保持部材と、
   押圧力を受けて前記制動板を押圧する押圧力伝達部材と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力を生じさせる押圧力発生機構と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力に抗する応力を生じさせる応力発生機構と、
   前記ハブにおいて、前記摩擦板より前記押圧力伝達部材側の位置に設けたハブの段差部とを備え、
   前記ハブの段差部で前記制動板と前記摩擦板との接触面を減らすことを特徴とする電動機。
9. 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、前記回転軸の回転を制動する電磁ブレーキを有する電動機であって、
   前記電磁ブレーキは、
   前記回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に伴って回転するハブと、
   前記ハブに係合して回転し、軸方向に移動可能な摩擦板と、
   前記摩擦板を挟み込み、回転軸に回り止めされ軸方向に移動可能な複数の制動板と、
   前記制動板を軸回転方向に固定するとともに軸方向に移動可能に保持する制動板保持部材と、
   押圧力を受けて前記制動板を押圧する押圧力伝達部材と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力を生じさせる押圧力発生機構と、
   前記制動板押圧部材にかかる押圧力に抗する応力を生じさせる応力発生機構と、
   前記制動板保持部材において、前記複数の制動板の各制動板の間の位置に設けた制動板保持部材の段差部と、
   前記ハブにおいて、前記制動板保持部材の段差部の隣り合う段差と段差の間の位置で、かつ前記摩擦板より前記押圧力伝達部材側の位置に設けたハブの段差部と、を備え、
   制動板保持部材の段差部と前記ハブの段差部とで前記制動板と前記摩擦板との接触面を減らすこと特徴とする電動機。
10. 請求項７または請求項９に記載の電磁ブレーキであって、
    前記制動板保持部材の段差部は、直径の異なる円筒が連なって形成されるものであることを特徴とする電動機。
11. 請求項７から１０のいずれか１項に記載の電動機であって、
    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、を備え
    前記押圧力発生機構と前記応力発生機構とが前記取付板及び前記可動板に取り付けられており、
    前記押圧力発生機構は、
    一端が前記取付板に取付けられ、他端が前記可動板を前記摩擦板側に押圧する張力付与部材を有し、
    前記応力発生機構は、
    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、を有することを特徴とする電動機。
12. 請求項７から１１のいずれか１項に記載の電動機であって、
    前記電磁ブレーキは、励磁により通電されて非制動状態となる無励磁制動型であることを特徴とする電動機。

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