JP2023100023A - Rotation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転装置に関する。 The present invention relates to rotating devices.
従来、潤滑剤を使用する減速機等と、乾式ブレーキとを備える回転装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の回転装置では、一般に、減速機から乾式ブレーキへの潤滑剤の漏洩を防ぐ目的で、減速機と乾式ブレーキとの間にシール軸受やオイルシール等の接触式シール、又はラビリンスシール等の非接触式シールが設けられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a rotary device including a speed reducer or the like using a lubricant and a dry brake (see, for example, Patent Document 1). In this type of rotating device, in general, contact seals such as seal bearings and oil seals, or labyrinth seals are installed between the reduction gear and the dry brake for the purpose of preventing lubricant from leaking from the reduction gear to the dry brake. A contactless seal is provided.
しかしながら、接触式シールを設けた場合には動力損失が増加し、非接触式シールを設けた場合には構造が複雑になってしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡便な構成で好適に乾式ブレーキを用いることを目的とする。
However, when a contact seal is provided, power loss increases, and when a non-contact seal is provided, the structure becomes complicated.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suitably use a dry brake with a simple structure.
本発明は、回転軸と、前記回転軸の少なくとも一部を収納し潤滑剤が封入される潤滑剤封入空間と、前記回転軸の回転を制動または保持する乾式ブレーキと、前記乾式ブレーキを収納するブレーキ収納空間と、を有する回転装置であって、
前記潤滑剤封入空間と前記ブレーキ収納空間との間は、潤滑剤が流通可能に連通している構成とした。
The present invention includes a rotating shaft, a lubricant enclosing space that accommodates at least a portion of the rotating shaft and encloses a lubricant, a dry brake that brakes or holds the rotation of the rotating shaft, and the dry brake. A rotating device having a brake storage space,
Lubricant is communicated between the lubricant enclosing space and the brake housing space.
本発明によれば、簡便な構成で好適に乾式ブレーキを用いることができる。 According to the present invention, a dry brake can be suitably used with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[回転装置の全体構成]
図1は、本実施形態に係る回転装置1を示す断面図である。
この図に示すように、本実施形態に係る回転装置1は、回転動力を出力するアクチュエータであり、出力軸11、モータ20、減速機30、ブレーキ40、回転検出部50、回路部60を備える。
このうち、出力軸11は、中心軸Ax回りに回転可能に支持され、回転装置1の略全長に亘ってその中央を貫通している。一方、減速機30、ブレーキ40、モータ20、回転検出部50及び回路部60は、出力軸11の中心軸Axに沿ってこの順に配列されている。
なお、以下の説明では、中心軸Axに沿った方向を「軸方向」、中心軸Axに垂直な方向を「径方向」、中心軸Axを中心とする回転方向を「周方向」という。また、軸方向のうち、被駆動部材(図示省略)に連結される側(図中の左側)を「出力側」といい、出力側とは反対側(図中の右側)を「反出力側」という。
[Overall Configuration of Rotating Device]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotating device 1 according to this embodiment.
As shown in this figure, the rotating device 1 according to the present embodiment is an actuator that outputs rotational power, and includes an
Among them, the
In the following description, the direction along the central axis Ax is called the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis Ax is called the "radial direction", and the direction of rotation about the central axis Ax is called the "circumferential direction". In the axial direction, the side connected to the driven member (not shown) (left side in the figure) is called the "output side", and the side opposite to the output side (right side in the figure) is called the "counter-output side". ”.
[モータの構成]
モータ20は、回転軸21と、モータロータ22と、モータステータ23と、モータケーシング24とを備える。
回転軸21は、ホロー構造(中空構造)を有し、出力軸11の外周側に同心状に配置されて、回転可能に支持されている。
モータロータ22は、回転軸21の外周面に固定され、回転軸21と一体的に回転する。モータロータ22は、例えばネオジム磁石などの永久磁石であり、所定の極数に対応する複数のものが周方向に配列されている。
モータステータ23は、例えば積層鋼板からなるステータコアにコイルが巻回されて構成される。モータステータ23は、モータロータ22の外周側に同心状に配置される。
[Motor configuration]
The
The
The
The
モータケーシング24は、モータロータ22及びモータステータ23の外周側を覆うものであり、内周面にモータステータ23が内嵌されている。モータケーシング24の外周面には、放熱フィン24aが立設されている。また、モータケーシング24は、特に限定はされないが、専ら軽量化や冷却性向上の目的で、アルミニウムから構成される。
なお、モータ20の種類は特に限定されず、例えば永久磁石型でなく誘導モータであってもよい。
The
The type of the
[減速機の構成]
減速機30は、本実施形態では筒型の撓み噛合い型減速機であり、モータ20及びブレーキ40の出力側に配置されている。具体的に、減速機30は、起振体軸31、外歯歯車32、第1内歯歯車33G及び第2内歯歯車34G、減速機ケーシング33、内歯歯車部材34、第1カバー35及び第2カバー36を備える。
起振体軸31は、ホロー構造を有し、出力軸11の外周側に同心状に配置され、第1軸受37a及び第2軸受37b(例えば、いずれも玉軸受)により回転可能に支持されている。起振体軸31は、回転軸21に連結(例えばスプライン連結)され、回転軸21と一体的に回転する。起振体軸31は、中心軸Axに垂直な断面の外形が非円形状(例えば楕円状)に形成された起振体31aを有している。
外歯歯車32は、可撓性を有するとともに中心軸Axを中心とする円筒状の部材であり、外周に歯が設けられている。外歯歯車32は、起振体31aとの間に配置された起振体軸受31Bにより起振体31aに対して相対回転可能となっており、起振体31aの回転により撓み変形する。
[Structure of reducer]
The
The
The
第1内歯歯車33Gと第2内歯歯車34Gは、中心軸Ax回りに起振体31aの周囲で回転を行う。第1内歯歯車33Gと第2内歯歯車34Gは、軸方向に並んで設けられ、外歯歯車32と噛合している。第1内歯歯車33G及び第2内歯歯車34Gは、減速機ケーシング33及び内歯歯車部材34の内周部の該当箇所に内歯が設けられて構成される。
減速機ケーシング33は、外歯歯車32の外径側を覆う。
内歯歯車部材34は、その出力側に配置された第1出力部材38aと連結される。第1出力部材38aは、第2軸受37bを介して起振体軸31を回転自在に支持している。第1出力部材38aは、その出力側に配置された第2出力部材38bと連結される。第2出力部材38bは、出力軸11とともに、図示しない被駆動部材に連結される。
The first
The
The
第1カバー35は、減速機ケーシング33の反出力側に配置され、減速機ケーシング33及びブレーキケーシング48と連結される。第1カバー35は、第1軸受37aを介して起振体軸31を回転自在に支持している。
第2カバー36は、減速機ケーシング33の出力側に配置されて連結される。第2カバー36は、第2出力部材38bの外周側を覆い、主軸受36B(例えばクロスローラ軸受)を介して第2出力部材38bを回転自在に支持している。
The
The
また、減速機30には、Oリングやオイルシールで閉塞された内部空間(以下、「潤滑剤封入空間」という。)S1内にグリース(潤滑剤)が封入されている。具体的に、潤滑剤封入空間S1は、減速機ケーシング33と第1カバー35及び第2カバー36との間に配置されたOリング39a、39bと、第2カバー36と第2出力部材38bとの間に配置されたオイルシール39cと、第1軸受37a及び第2軸受37bとにより封止された減速機30の内部空間(減速機構の収納空間)である。
ただし、第1軸受37aは、特に限定はされないが、シール形でなく開放形の玉軸受であり、当該第1軸受37aを通じた潤滑剤の流通を許容する。なお、第1軸受37aは、開放形の軸受に限定されず、例えばコロ軸受でもよい。また、第1軸受37aは、第1カバー35に配置されなくてもよく、別の位置、例えばモータ20の反負荷側に配置されてもよい。
Also, in the
However, although the first bearing 37a is not particularly limited, it is not a sealed type but an open type ball bearing, and allows the lubricant to flow through the first bearing 37a. Note that the first bearing 37a is not limited to an open bearing, and may be a roller bearing, for example. Also, the first bearing 37 a may not be arranged on the
[ブレーキの構成]
ブレーキ40は、積極的な潤滑剤の供給を行わない接触式(摩擦式)の乾式ブレーキである。ここで、乾式ブレーキとは、ブレーキ機構の各構成要素の収納空間に潤滑油が封入されないタイプのブレーキであり、ブレーキ機構の各構成要素の収納空間に潤滑油が封入されるタイプの湿式ブレーキと区別される。換言すれば、乾式ブレーキは、減速機30から漏れ出した潤滑剤が浸入するといった非定常な状態になっていない定常状態(正常状態)において、ブレーキ機構の各構成要素の収納空間に潤滑油が封入されないタイプのブレーキであるともいえる。このブレーキ40は、モータ20と減速機30の間に配置される。また、本実施形態のブレーキ40は、特に限定はされないが、回転軸21を停止状態に保持する保持ブレーキである。つまり、本実施形態のアクチュエータは、後述するように、回転軸21の停止はモータ20の制御により行い、回転軸21の回転が完全にまたはほぼ停止してからブレーキ40によって停止状態が保持される。
[Brake configuration]
The
具体的に、ブレーキ40は、ハブ部材41、ロータ42、アーマチュア43、電磁コイル44、プレート46、フレーム47、ブレーキケーシング48を備える。
ハブ部材41は、モータ20からブレーキ40内部まで延出する回転軸21に固定(例えばキーによる連結)されており、ロータ42はディスク状に形成されてハブ部材41にスプライン連結されている(図2(b)参照)。そのため、ロータ42はハブ部材41および回転軸21と一体的に回転する。
Specifically, the
The
アーマチュア43は、ロータ42の出力側に配置され、ロータ42に対して接離するように軸方向に変位可能に支持されている。一方、ロータ42の反出力側にはプレート46が配置され、フレーム47に支持されている。これらアーマチュア43及びプレート46のうち、ロータ42と軸方向に対向する各面には、2つの摩擦材(ライニング)43a、46aが固着されている。このうち、アーマチュア43に設けられたものが可動摩擦材(第1摩擦材)43a、プレート46に設けられたものが固定摩擦材(第2摩擦材)46aである。なお、摩擦材43a、46aは、ロータ42の軸方向両側面に設けられてもよい。
The
電磁コイル44は、本発明に係るブレーキコイル部材の一例であり、アーマチュア43の出力側、すなわち2つの摩擦材43a、46aよりも潤滑剤封入空間S1側に配置される。電磁コイル44は、通電によって発生する磁力により、アーマチュア43を吸引して軸方向に移動させ、可動摩擦材43aをロータ42に接離させる。
フレーム47は、ブレーキケーシング48に支持され、電磁コイル44及びプレート46等を保持する。
The
The
ブレーキケーシング48は、モータケーシング24と減速機30の第1カバー35に固定されている。ブレーキケーシング48の外周面には、放熱フィン48aが立設されている。
ブレーキケーシング48の内部は、ブレーキ40の各部品を収納するブレーキ収納空間S2となっている。具体的に、ブレーキ収納空間S2は、ブレーキケーシング48内部の空間であって、反出力側はモータ20まで、出力側は減速機30の第1カバー35及び第1軸受37aまでの空間をいう。ただし、上述のとおり第1軸受37aはシール軸受ではないため、減速機30内の潤滑剤封入空間S1と、ブレーキ40内のブレーキ収納空間S2との間は、潤滑剤が流通可能に連通している。ここで、「潤滑剤が流通可能に連通している」とは、潤滑剤封入空間S1とブレーキ収納空間S2との間に、シール機能を有する構成が存在しない、すなわち、接触式のシール部材自体は勿論、ラビリンスシール等の非接触式シールも存在しないことをいう。
The
The interior of the
また、ブレーキ40では、図2(a)に示すように、ロータ42と回転軸21(回転軸21と一体回転するハブ部材41を含む)との間の第1径方向隙間G1が、潤滑剤封入空間S1から、2つの摩擦材のうち潤滑剤封入空間S1側の可動摩擦材43aに至るまでの経路における最小の第2径方向隙間G2よりも小さい。
より詳しくは、ロータ42と回転軸21と一体回転するハブ部材41とは上述のとおりスプライン連結されているため、図2(b)に示すように、第1径方向隙間G1はこのスプラインの噛合い隙間である。一方、第2径方向隙間G2は、本実施形態では、アーマチュア43と回転軸21との間の隙間である。したがって、スプラインの噛合い隙間である第1径方向隙間G1の方が、通常の部品間隙間である第2径方向隙間G2よりも小さい。
そのため、第1軸受37aを通じて潤滑剤封入空間S1からブレーキ収納空間S2に潤滑剤が浸入した場合、出力側の可動摩擦材43aには潤滑剤が相対的に到達しやすく、反出力側の固定摩擦材46aには潤滑剤が相対的に到達しにくい。したがって、一方の摩擦材43aに潤滑剤が浸入(付着)した場合であっても、他方の摩擦材46aにまで潤滑剤が浸入することを抑制でき、ひいては、潤滑剤の浸入による制動力(保持力)の低下を抑制できる。
In the
More specifically, since the
Therefore, when the lubricant enters the brake housing space S2 from the lubricant enclosing space S1 through the
以上の構成を具備するブレーキ40では、電磁コイル44の作用により、アーマチュア43とプレート46との間に各々の摩擦材43a、46aを介してロータ42を挟み込むことで、回転軸21に制動力(保持力)が加えられる。また反対に、電磁コイル44の作用により、アーマチュア43とプレート46とがロータ42を挟み込む力を解放させることで、回転軸21への制動力(保持力)が解除される。
なお、本実施形態のブレーキ40は無励磁作動形ブレーキであり、電磁コイル44の非通電時にはスプリング(図示省略)の付勢力によって作動し、アーマチュア43でロータ42を押圧して回転軸21を停止状態に保持する。
In the
The
[回転検出部及び回路部の構成]
図1に示すように、回転検出部50は、モータ20の反出力側に配置される。回転検出部50は、回転軸21の回転を検出する入力側回転検出器51と、出力軸11の回転を検出する出力側回転検出器52とを有する。これらは、ブレーキケーシング48に固定された検出部ケーシング53内に収容されている。
入力側回転検出器51は、回転軸21と一体的に回転する回転部51aと、回転部51aの近傍に配置されてその回転量を検出するセンサ51bとを有する。出力側回転検出器52は、出力軸11と一体的に回転する回転部52aと、回転部52aの近傍に配置されてその回転量を検出するセンサ52bとを有する。入力側回転検出器51及び出力側回転検出器52は、例えば回転部の回転の変位をデジタル信号として出するロータリーエンコーダであるが、アナログ信号として出力するレゾルバであってもよいし、それ以外の回転検出器であってもよい。ロータリーエンコーダは、光学式の検出部を有する構成であってもよいし、磁気的な検出部を有する構成であってもよい。入力側回転検出器51と出力側回転検出器52とは異なる種類の検出器であってもよい。
[Configuration of Rotation Detection Unit and Circuit Unit]
As shown in FIG. 1 , the
The input-
入力側回転検出器51及び出力側回転検出器52において、2つのセンサ51b、52bは回路部60のエンコーダ基板に搭載されており、2つの回転部51a、52aは回路部60に対して出力側から対向するように配置されている。より具体的には、出力軸11への回転部52aの設置位置と、回転軸21への回転部51aの設置位置とは、軸方向においてほぼ同一位置であり、同様に、2つのセンサ51b、52bは、軸方向におけるほぼ同一位置に配置されている。
In the input
回路部60は、回転検出部50の反出力側に配置される。回路部60には、モータ20の駆動回路が搭載されたモータドライバ基板や、回転検出部50の検出回路が搭載されたエンコーダ基板等が配置されている。これらは回路部ケーシング61内に収容されている。回路部ケーシング61は、軸受62を介して出力軸11を回転自在に支持している。
The
[回転機械の動作]
本実施形態の回転装置1では、まず運転開始時に、ブレーキ40の電磁コイル44に通電され、アーマチュア43による回転軸21(ロータ42)への保持力が解除される。この状態で回路部60によりモータ20が駆動されて回転軸21が回転すると、回転軸21と一体的に構成された減速機30の起振体軸31も回転し、その運動が外歯歯車32に伝わる。このとき、外歯歯車32は、起振体31aの外周面に沿った形状に規制され、軸方向から見て楕円形状に撓む。さらに、外歯歯車32は、固定された第1内歯歯車33Gと長軸部分で噛合っているため、起振体31aと同じ回転速度で回転することはなく、外歯歯車32の内側で起振体31aが相対的に回転する。そして、この相対的な回転に伴って、外歯歯車32は長軸位置と短軸位置とが周方向に移動するように撓み変形する。この変形の周期は、起振体31aの回転周期に比例する。
外歯歯車32が撓み変形する際、その長軸位置が移動することで、外歯歯車32(例えば、歯数100)と第1内歯歯車33G(例えば、歯数102)との噛合う位置が回転方向に変化し、外歯歯車32と第1内歯歯車33Gの歯数差に応じて外歯歯車32が自転する。一方、外歯歯車32は第2内歯歯車34Gとも噛合っているため、起振体31aの回転によって外歯歯車32と第2内歯歯車34Gとの噛合う位置も回転方向に変化する。ここで、第2内歯歯車34Gの歯数と外歯歯車32の歯数とが同数であるとすると、外歯歯車32と第2内歯歯車34Gとは相対的に回転せず、外歯歯車32の回転運動が減速比1:1で第2内歯歯車34Gへ伝達される。これらによって、起振体31aの回転運動が外歯歯車32と第1内歯歯車33Gの歯数に応じた減速比で減速されて、内歯歯車部材34、出力部材38a、38b及び出力軸11へ伝達され、この回転運動が被駆動部材に出力される。
この回転運動の伝達中、回転軸21の回転は入力側回転検出器51により検出され、出力軸11の回転は出力側回転検出器52により検出される。
[Operation of rotating machine]
In the rotating device 1 of the present embodiment, first, at the start of operation, the
When the
During transmission of this rotary motion, the rotation of the
回転装置1を停止させる際には、モータ20の制御により回転軸21の回転を停止させる。回転軸21の回転が停止した後、ブレーキ40の電磁コイル44が通電状態から非通電に切り替えられる。この切り替えにより、電磁コイル44の磁力に代わってスプリング(図示省略)の付勢力がアーマチュア43を動作させ、ロータ42が挟み込まれて回転軸21が停止状態に保持される。
When stopping the rotating device 1 , the rotation of the
[乾式ブレーキのトルク測定試験]
本実施形態のブレーキ40のような乾式ブレーキにおいては、保持(制動)トルクの低下を防ぐために、摩擦面(接触面)に潤滑剤を浸入させないというのが当業者の技術常識であった。
この点につき、本発明者らは、上記技術常識を覆し、乾式ブレーキにおいて摩擦面に潤滑剤が浸入した場合であっても所望の保持トルクが得られることを見出した。具体的には、摩擦面の潤滑剤有無での保持トルク変化を測定する試験を行い、潤滑剤が浸入した状態でのトルク性能を検証した。
[Dry brake torque measurement test]
In dry brakes such as the
In this regard, the present inventors overturned the above common technical knowledge and found that a desired holding torque can be obtained even when a lubricant penetrates into the friction surface of a dry brake. Specifically, a test was conducted to measure the change in holding torque with and without lubricant on the friction surface, and the torque performance was verified in the presence of lubricant.
試験の概要を説明する。
図3(a)に示すように、ブレーキ40の回転軸21にトルク計とハンドルが同軸上に連結された試験装置を用いた。ブレーキ40は出力側(電磁コイル44側)をフランジに固定した。
試験では、ハンドルを介して手動で回転軸21にトルクを作用させ、回転軸21が滑り出す直前のピークトルクを保持トルクとして測定した。測定時のトルク波形例を図3(b)に示す。トルク測定は、潤滑剤(グリース)を、いずれの摩擦材43a、46aにも塗布しない場合(潤滑剤なし)、電磁コイル44側の可動摩擦材43aのみに塗布した場合(潤滑剤あり-片面塗布)、双方の摩擦材43a、46aに塗布した場合(潤滑剤あり-両面塗布)の3パターンについて行った。潤滑剤は、減速機30から漏洩した状況を想定し、減速機30への規定封入量の略半分を摩擦材表面に塗布した。
Explain the outline of the test.
As shown in FIG. 3( a ), a testing device was used in which a torque meter and a handle were coaxially connected to the
In the test, torque was manually applied to the
試験結果を図4に示す。この結果から以下のことが分かる。
・一方の摩擦材のみに潤滑剤を塗布した(潤滑剤あり-片面塗布)場合、いずれの摩擦材にも潤滑剤を塗布しない(潤滑剤なし)場合に比べ、保持トルク(ブレーキ保持トルク)が約68%に低下する。
・双方の摩擦材に潤滑剤を塗布した(潤滑剤あり-両面塗布)場合、いずれの摩擦材にも潤滑剤を塗布しない(潤滑剤なし)場合に比べ、保持トルクが約64%に低下する。
・双方の摩擦材に潤滑剤を塗布した場合(潤滑剤あり-両面塗布)、一方の摩擦材のみに潤滑剤を塗布した(潤滑剤あり-片面塗布)場合に比べ、保持トルクの低下が10%以内である。
・摩擦材に潤滑剤を塗布した2パターンのいずれにおいても、設計上の許容下限トルク以上の保持トルクが得られる。
The test results are shown in FIG. The results show the following.
・When lubricant is applied to only one friction material (with lubricant - applied on one side), holding torque (brake holding torque) is higher than when lubricant is not applied to any friction material (no lubricant). drops to about 68%.
・When lubricant is applied to both friction materials (with lubricant - double-sided application), the holding torque is reduced to about 64% compared to when lubricant is not applied to either friction material (no lubricant). .
・When lubricant is applied to both friction materials (with lubricant - double-sided application), holding torque decreases by 10 compared to when lubricant is applied to only one friction material (with lubricant - single-sided application). %.
・Both of the two patterns in which lubricant is applied to the friction material provide a holding torque equal to or higher than the design allowable lower limit torque.
このように、潤滑剤封入空間S1(減速機30)からブレーキ40に潤滑剤が浸入し、この潤滑剤がブレーキ40の摩擦面に付着した場合であっても、所望の保持トルクが得られることが分かる。
なお、所望の保持トルクは、いずれの摩擦材にも潤滑剤を塗布しない(潤滑剤なし)場合の保持トルクに対し、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましい。これは、乾式ブレーキの設計(出願前における技術常識としての設計)では、許容下限トルクの2倍程度の保持トルクを有するように設計されるのが通常だからである。また、潤滑剤が付着したときの保持トルクの低下度合いは、ロータ及び摩擦材の素材、面粗度、サイズ(接触面積)等を適宜設定することで調整できる。
Thus, even when the lubricant enters the
The desired holding torque is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, of the holding torque when no lubricant is applied to any friction material (no lubricant). This is because dry brake design (design as common general knowledge before the filing of the application) is usually designed to have a holding torque that is about twice the allowable lower limit torque. Further, the degree of decrease in holding torque when lubricant adheres can be adjusted by appropriately setting the material, surface roughness, size (contact area), etc. of the rotor and friction material.
[本実施形態の技術的効果]
以上のように、本実施形態の回転装置1によれば、潤滑剤が封入される潤滑剤封入空間S1と、乾式ブレーキを収納するブレーキ収納空間S2との間が、潤滑剤を流通可能なように連通している。
従来であれば、乾式ブレーキへの潤滑剤の浸入を防ぐために潤滑剤封入空間S1との間に接触式又は非接触式のシールが設けられるところ、このようなシールを設けなくとも所望のトルク性能が得られる。すなわち、接触式シールによる動力損失や非接触式シールによる構造の複雑化を招来することなく、所望のトルク性能を得ることができる。つまり、乾式ブレーキに潤滑剤が浸入しても、従来技術常識として考えられていた程には保持トルクが低下せず、許容下限トルク以上の保持トルクを維持できることを見出したものである。
したがって、簡便な構成で好適に乾式ブレーキを用いることができる。ひいては、装置の小型・軽量化、低コスト化を図ることができる。
[Technical effect of the present embodiment]
As described above, according to the rotating device 1 of the present embodiment, the lubricant can be circulated between the lubricant enclosure space S1 in which the lubricant is enclosed and the brake accommodation space S2 in which the dry brake is accommodated. communicates with
Conventionally, a contact or non-contact seal is provided between the lubricant enclosure space S1 to prevent the lubricant from entering the dry brake, but the desired torque performance can be achieved without providing such a seal. is obtained. In other words, desired torque performance can be obtained without incurring power loss due to contact seals and structural complication due to non-contact seals. In other words, the present inventors have found that even if a lubricant penetrates into a dry brake, the holding torque does not decrease to the degree that was thought to be common knowledge in the prior art, and the holding torque can be maintained at or above the allowable lower limit torque.
Therefore, a dry brake can be preferably used with a simple configuration. As a result, it is possible to reduce the size, weight, and cost of the device.
また、本実施形態の回転装置1によれば、ロータ42と回転軸21との間の第1径方向隙間G1が、潤滑剤封入空間S1から、2つの摩擦材のうち潤滑剤封入空間S1側の可動摩擦材43aに至るまでの最小の第2径方向隙間G2よりも小さい。
そのため、潤滑剤封入空間S1からブレーキ収納空間S2に潤滑剤が浸入した場合であっても、出力側の可動摩擦材43aには潤滑剤が相対的に到達しやすく、反出力側の固定摩擦材46aには潤滑剤が相対的に到達しにくい。したがって、一方の摩擦材43aに潤滑剤が浸入(付着)した場合であっても、他方の摩擦材46aにまで潤滑剤が浸入することを抑制でき、ひいては、潤滑剤の浸入による制動力(保持力)の低下を抑制できる。
Further, according to the rotating device 1 of the present embodiment, the first radial gap G1 between the
Therefore, even if the lubricant enters the brake storage space S2 from the lubricant enclosing space S1, the lubricant relatively easily reaches the
また、本実施形態の回転装置1によれば、電磁コイル44は、2つの摩擦材43a、46aよりも潤滑剤封入空間S1側(出力側)に配置される。
これにより、電磁コイル44とその周辺部材の分だけ潤滑剤封入空間S1側から摩擦材までの距離が長くなり、摩擦材に潤滑剤が浸入(付着)するおそれを低下できる。
Further, according to the rotating device 1 of the present embodiment, the
As a result, the distance from the lubricant-filled space S1 side to the friction material is increased by the
[その他]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。
例えば、上記実施形態では、潤滑剤封入空間S1として減速機内の空間を例に挙げて説明した。しかし、本発明に係る潤滑剤封入空間は、回転軸の少なくとも一部を収納して潤滑剤が封入される空間であればよく、減速機内の空間に限定されず、例えば歯車機構全般の収納空間を広く含む。また、例えば、トラクション機構の収納空間や油浴モータの内部空間にも適用可能である。
また、潤滑剤封入空間とブレーキ収納空間との間は、シールを設けずに潤滑剤が流通可能に連通していればよく、そこに配置される部品や距離等の具体構成は特に限定されない。
[others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above embodiment, the space inside the speed reducer was described as an example of the lubricant-filled space S1. However, the lubricant enclosing space according to the present invention may be any space that accommodates at least a portion of the rotating shaft and encloses the lubricant, and is not limited to the space within the speed reducer. broadly includes Also, for example, it can be applied to a storage space for a traction mechanism or an internal space for an oil bath motor.
In addition, the lubricant enclosing space and the brake housing space need only be communicated without a seal so that the lubricant can flow therethrough, and there are no particular restrictions on the specific configuration such as the parts arranged there and the distance therebetween.
また、上記実施形態では、ブレーキ40(乾式ブレーキ)が保持ブレーキであることとした。しかし、本発明に係る乾式ブレーキは保持ブレーキに限定されず、制動ブレーキ(モータ異常等の非常時の制動用を含む)であってもよい。
また、ブレーキ40におけるロータ42と回転軸21との連結態様は、スプライン連結に限定されず、その間の第1径方向隙間G1が、潤滑剤封入空間S1から潤滑剤封入空間S1側の可動摩擦材43aに至るまでの最小の第2径方向隙間G2よりも小さければよい。
Further, in the above embodiment, the brake 40 (dry brake) is a holding brake. However, the dry brake according to the present invention is not limited to a holding brake, and may be a braking brake (including emergency braking such as motor failure).
Further, the connection mode between the
その他、回転装置1における潤滑剤封入空間S1及びブレーキ40以外の構成要素の有無、減速機30の種類等、上記実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
In addition, the details shown in the above embodiment, such as the presence or absence of components other than the lubricant-filled space S1 and the
1 回転装置
11 出力軸
20 モータ
21 回転軸
30 減速機
31 起振体軸
35 第1カバー
37a 第1軸受
40 ブレーキ(乾式ブレーキ)
41 ハブ部材
42 ロータ
43 アーマチュア
43a 可動摩擦材(第1摩擦材)
44 電磁コイル(ブレーキコイル部材)
46 プレート
46a 固定摩擦材(第2摩擦材)
47 フレーム
48 ブレーキケーシング
50 回転検出部
60 回路部
Ax 中心軸
G1 第1径方向隙間
G2 第2径方向隙間
S1 潤滑剤封入空間
S2 ブレーキ収納空間
1 rotating
41
44 electromagnetic coil (brake coil member)
46
47
Claims (9)
前記潤滑剤封入空間と前記ブレーキ収納空間との間は、潤滑剤が流通可能に連通している、
回転装置。 a rotating shaft, a lubricant enclosing space accommodating at least a portion of the rotating shaft and enclosing a lubricant, a dry brake for braking or holding the rotation of the rotating shaft, and a brake accommodating space for accommodating the dry brake , wherein
Lubricant is communicated between the lubricant enclosing space and the brake housing space,
rotating device.
請求項1に記載の回転装置。 the dry brake is a holding brake;
A rotating device according to claim 1 .
請求項1又は請求項2に記載の回転装置。 the lubricant enclosing space and the brake housing space are axially adjacent to each other,
The rotating device according to claim 1 or 2.
前記ブレーキ収納空間は、前記モータと前記潤滑剤封入空間との間に配置される、
請求項3に記載の回転装置。 further comprising a motor;
The brake housing space is arranged between the motor and the lubricant enclosing space,
A rotating device according to claim 3 .
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の回転装置。 The dry brake has a rotor that rotates integrally with the rotating shaft, and two friction materials that are arranged on both sides in the axial direction of the rotor.
The rotation device according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の回転装置。 The radial clearance between the rotor and the rotating shaft is the minimum radial clearance in a route from the lubricant-sealed space to the first friction material of the two friction materials, which is located on the lubricant-sealed space side. smaller than the gap
A rotating device according to claim 5 .
前記ブレーキコイル部材は、前記2つの摩擦材よりも前記潤滑剤封入空間側に配置される、
請求項5又は請求項6に記載の回転装置。 The dry brake has an armature that sandwiches and presses one of the two friction materials with the rotor, and a brake coil member that attracts the armature,
The brake coil member is arranged closer to the lubricant enclosing space than the two friction materials are.
The rotating device according to claim 5 or 6.
請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の回転装置。 In the dry brake, when the lubricant adheres to only one of the two friction materials, the brake torque is increased by 50 compared to the case where neither of the two friction materials adheres to the lubricant. is greater than or equal to
The rotation device according to any one of claims 5 to 7.
請求項5から請求項8のいずれか一項に記載の回転装置。 In the dry brake, when the lubricant adheres to both of the two friction materials, compared to the case where only one of the two friction materials adheres to the lubricant, the brake torque decreases by 10%. is within
The rotating device according to any one of claims 5 to 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022000344A JP2023100023A (en) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | Rotation device |
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Publications (1)
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JP2023100023A true JP2023100023A (en) | 2023-07-18 |
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Family Applications (1)
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JP2022000344A Pending JP2023100023A (en) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | Rotation device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023100023A (en) |
-
2022
- 2022-01-05 JP JP2022000344A patent/JP2023100023A/en active Pending
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