JP2024011718A - 電磁ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ力の設計の自由度を向上させる。【解決手段】電磁ブレーキ装置１は、軸方向において回転部材２の一方側に隣接配置された複数の可動板４と、複数のバネ６と、電磁石ユニット５とを備える。複数の可動板４は、回転部材２の周方向に並べて配置された可動板４Ｌ及び可動板４Ｒを含む。電磁石ユニット５は、ヨーク５１とコイル５２とを有する。電磁ブレーキ装置１は、軸方向において可動板４Ｌとヨーク５１との間に配置された、非磁性材料からなる非磁性シート４１を備える。非磁性シート４１は、可動板４Ｌ及び可動板４Ｒがヨーク５１に引き寄せられた状態で、軸方向における可動板４Ｌとヨーク５１との間の距離である第１距離を、軸方向における可動板４Ｒとヨーク５１との間の距離である第２距離よりも大きくするように配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電磁ブレーキ装置に関する。

特許文献１には、所定の軸方向を回転軸方向として回転するディスク（以下、回転部材）を制動する電磁ブレーキ装置が開示されている。電磁ブレーキ装置は、軸方向において回転部材と隣接配置された２つのアーマチュア（以下、可動部材）と、２つの可動部材を軸方向において回転部材側に付勢する複数のバネと、２つの可動部材を軸方向において回転部材から離隔させるための電磁石とを備える。２つの可動部材の各々は、磁性材料からなり、略円板状の部材が回転部材の周方向において二等分された形状を有する。電磁石は、軸方向において可動部材を隔てて回転部材と反対側に配置されたヨークと、ヨークに収容されたコイルとを有する。コイルが通電されているとき、２つの可動部材が磁気吸引力（以下、単に磁力）によってヨークに引き寄せられており、回転部材から離隔している。コイルへの通電が切られたとき、磁力が短時間で弱まる。バネによる付勢力が磁力よりも相対的に強くなったとき、２つの可動部材が軸方向に移動して回転部材と接触することで、摩擦力によるブレーキが作動する。

より詳細には、２つの可動部材の一方（以下、第１可動部材）は、複数のバネの一部（以下、複数の第１バネ）によって付勢される。２つの可動部材の他方（以下、第２可動部材）は、複数の第１バネとは別の複数の第２バネによって付勢される。複数の第１バネによる付勢力は、複数の第２バネによる付勢力よりも強い。このため、コイルへの通電が切られたとき、複数の第１バネによる付勢力が複数の第２バネによる付勢力よりも早く磁力を上回る。これにより、第１可動部材が第２可動部材よりも一瞬早く回転部材に接触し、その後、第２可動部材が回転部材に接触する。このように、ブレーキが二段階で作動する。

実用新案登録第２６０５８３２号公報

上述したように、複数のバネによる付勢力の差を利用してブレーキを二段階で作動させる場合、付勢力が比較的強い（つまり、ブレーキ力が比較的強い）バネによって付勢される第１可動部材が、第２可動部材よりも必ず先に回転部材に接触する。このため、例えば、一段階目のブレーキを弱く作動させ且つ二段階目のブレーキを強く作動させたいという要望があっても、上述した構成では当該要望を実現できない。このように、上述した構成ではブレーキ力の設計の自由度が低いという問題点がある。

本発明の目的は、ブレーキ力の設計の自由度を向上させることである。

第１の発明の電磁ブレーキ装置は、所定の軸方向を回転軸方向として回転する回転部材を制動する電磁ブレーキ装置であって、前記軸方向において前記回転部材の一方側に隣接配置され、前記軸方向に移動可能に構成され、前記回転部材の前記軸方向における一方側の端に形成された端面に接触しているときに前記回転部材の回転を制動する、磁性材料で形成された複数の可動部材と、前記複数の可動部材を前記軸方向における他方側へ付勢する複数の付勢部材と、前記軸方向における前記一方側への磁力を前記複数の可動部材に加えることが可能に構成された電磁石ユニットと、を備え、前記複数の可動部材は、前記回転部材の周方向に並べて配置された第１可動部材及び第２可動部材を含み、前記電磁石ユニットは、磁性材料で形成され、前記可動部材の前記軸方向における前記一方側に配置されたヨークと、電流が流れているときに、前記ヨークと前記第１可動部材との間に前記磁力を発生させ且つ前記ヨークと前記第２可動部材との間に前記磁力を発生させるように構成されたコイルと、を有し、前記軸方向において前記第１可動部材と前記ヨークとの間に配置された、非磁性材料からなるスペーサー部を備え、前記スペーサー部は、前記第１可動部材及び前記第２可動部材が前記ヨークに引き寄せられた状態において、前記軸方向における前記第１可動部材と前記ヨークとの間の距離である第１距離を、前記軸方向における前記第２可動部材と前記ヨークとの間の距離である第２距離よりも大きくするように配置されていることを特徴とする。

本発明では、第１可動部材及び第２可動部材によってブレーキを二段階で作動させることができる。さらに、スペーサー部により、第１可動部材及びヨークを含んで形成される磁路（第１磁路）の磁気抵抗を、第２可動部材及びヨークを含んで形成される磁路（第２磁路）の磁気抵抗よりも大きくすることができる。このため、コイルへの通電が切られた際、第１可動部材に作用する磁力が第２可動部材に作用する磁力よりも早く弱まる。このため、複数の付勢部材による第１可動部材への付勢力が第２可動部材への付勢力と比べて強い場合でも弱い場合でも、第１可動部材を第２可動部材よりも先に回転部材に接触させることができる。第１可動部材による一段階目のブレーキ力は、第１可動部材への付勢力によって自由に設定できる。したがって、ブレーキ力の設計の自由度を向上させることができる。

第２の発明の電磁ブレーキ装置は、前記第１の発明において、前記スペーサー部は、非磁性材料からなる非磁性シートを有することを特徴とする。

本発明では、非磁性シートを第１可動部材とヨークとの間に配置するというシンプルな構造によって、第１磁路の磁気抵抗を第２磁路の磁気抵抗よりも大きくすることができる。

第３の発明の電磁ブレーキ装置は、前記第１又は第２の発明において、前記スペーサー部は、前記第１可動部材又は前記ヨークに固定されていることを特徴とする。

スペーサー部が非常に薄い（例えばフィルム状である）場合、スペーサー部が第１可動部材及びヨークのいずれにも固定されておらず不安定な構成では、スペーサー部が第１可動部材との衝突によって変形する等のおそれがある。本発明では、スペーサー部が第１可動部材又はヨークに固定されている（つまり、第１可動部材又はヨークと一体的に設けられている）ため、スペーサー部の変形を抑制できる。

第４の発明の電磁ブレーキ装置は、前記第３の発明において、前記スペーサー部は、前記第１可動部材に固定されていることを特徴とする。

一般的に、ヨークには様々な部材が取り付けられる。このため、ヨークにスペーサー部を固定する場合、電磁ブレーキ装置の製造工程において、ヨークに取り付けられた他の部材が邪魔になって作業性が悪くなるおそれがある。本発明では、第１可動部材の周辺に他の部材が配置されていない状態で第１可動部材にスペーサー部を固定することができるため、製造工程における作業性の悪化を抑制できる。

第５の発明の電磁ブレーキ装置は、前記第１～第４のいずれかの発明において、前記第１可動部材をそれぞれ軸方向に案内する第１案内部と、前記第２可動部材をそれぞれ軸方向に案内する第２案内部と、前記第２可動部材の移動を抑制するための摩擦力を前記第２可動部材に作用させる抵抗部材と、を備え、前記抵抗部材は、前記第１可動部材と前記第１案内部との間に形成される第１隙間、及び前記第２可動部材と前記第２案内部との間に形成される第２隙間のうち、第２隙間にのみ配置されていることを特徴とする。

本発明では、第２可動部材に作用する摩擦力によって、コイルへの通電が切られた際の第２可動部材の加速度を低減させることができる。これにより、第２可動部材が回転部材の端面に接触するタイミングを、第１可動部材が回転部材の端面に接触するタイミングと比べてさらに遅らせることができる。

本実施形態に係る電磁ブレーキ装置を軸方向から見た図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１のII-II線断面図である。 （ａ）は、図２（ａ）に示す電磁ブレーキ装置において回転軸の図示を省略した図であり、（ｂ）は、２つの可動板を軸方向から見た図である。 図１のIV-IV線断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、コイルへの通電が切られた後の２つの可動板の動作を示す説明図である。 変形例に係る電磁ブレーキ装置の断面図である。

次に、本発明の実施形態に係る電磁ブレーキ装置１について説明する。説明の便宜上、図１の紙面垂直方向及び図２の紙面上下方向を軸方向と呼ぶ。軸方向は、後述する回転軸ＲＳ（図２参照）の回転軸方向である。回転軸ＲＳの径方向を単に径方向と呼ぶ。径方向は、電磁ブレーキ装置１全体の径方向と等しい。回転軸ＲＳの周方向を単に周方向と呼ぶ。周方向は、電磁ブレーキ装置１全体の周方向と等しい。

（電磁ブレーキ装置の概要）
電磁ブレーキ装置１の概要について、図１～図３（ｂ）を参照しつつ説明する。図１は、軸方向において後述の固定板３側から電磁ブレーキ装置１を見た図である。図２（ａ）は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。より具体的には、図２（ａ）は、後述するコイル５２が通電されているとき（すなわち、コイル５２に電流が流れているとき）の電磁ブレーキ装置１の状態を示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）と同様に、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。より具体的には、図２（ｂ）は、コイル５２に電流が流れていないときの電磁ブレーキ装置１の状態を示す図である。図３（ａ）は、図２（ａ）に示す電磁ブレーキ装置１において回転軸ＲＳの図示を省略した図である。図３（ｂ）は、後述する２つの可動板４を軸方向から見た図である。

電磁ブレーキ装置１は、回転軸ＲＳ（図２参照）の回転を制動することにより、回転軸ＲＳが接続された機器（不図示）の動作を停止させるための装置である。図１～図３（ｂ）に示すように、電磁ブレーキ装置１は、回転部材２と、固定板３と、２つの可動板４（本発明の可動部材）と、電磁石ユニット５と、複数のバネ６（本発明の付勢部材）とを備える。電磁ブレーキ装置１は、回転軸ＲＳに取り付けられた回転部材２を固定板３と２つの可動板４とによって挟み込むことによりブレーキを作動させるように構成されている。より具体的には、電磁石ユニット５が２つの可動板４を引き寄せて回転部材２から離隔させることにより、回転部材２の回転が可能となる。また、電磁石ユニット５が２つの可動板４を引き寄せている状態が解除される（以下、「電磁石ユニット５が可動板４を釈放する」と称する）ことにより、２つの可動板４が複数のバネ６によって回転部材２にそれぞれ押し付けられる（図２（ｂ）参照）。これにより、ブレーキが作動する。

（各構成要素）
次に、電磁ブレーキ装置１の各構成要素のより詳細について、図１～図４を参照しつつ説明する。図４は、コイル５２が通電されているときの、図１のＩＶ－ＩＶ断面図である。

回転部材２は、ハブ２１と、ディスク２２とを有する。ハブ２１は、回転軸ＲＳの先端部ＲＳ１に固定された略筒状の部分である。ハブ２１は、例えば公知のスプラインカラーである。ハブ２１は、例えばディスク２２の内周部と嵌合する嵌合部２１ａ（図１参照）を有する。ディスク２２は、径方向においてハブ２１の外側に配置された略円板状の部材である。ディスク２２の内周部は、ハブ２１の嵌合部２１ａと嵌合している。これにより、ディスク２２はハブ２１と一体回転可能となっている。或いは、ハブ２１及びディスク２２は、１つの部材によって形成されていても良い。

以下、説明の便宜上、図２（ａ）に示すように、軸方向における一方側及び他方側を定義する。図２（ａ）の紙面下側が、軸方向における一方側である。図２（ａ）の紙面上側が、軸方向における他方側である。図２（ｂ）において図示を省略するが、軸方向における一方側及び他方側の定義は、図２（ａ）と図２（ｂ）とで同じである。図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ディスク２２の軸方向における一方側の端に、端面２２ａが形成されている。ディスク２２の軸方向における他方側の端に、端面２２ｂが形成されている。端面２２ａは、２つの可動板４にそれぞれ形成された端面４ｂ（後述）と接触可能に配置された面である。端面２２ｂは、固定板３の端面３ａ（後述）と接触可能に配置された面である。

固定板３は、例えば略円板状の部材である。図２（ａ）～図４に示すように、固定板３は、ディスク２２の軸方向における他方側に隣接配置されている。固定板３の軸方向における一方側の端に、端面３ａが形成されている。端面３ａは、ディスク２２の端面２２ｂと接触可能に配置された面である。図４に示すように、固定板３は、複数のボルトＢの軸がそれぞれ挿通される複数の挿通孔３ｂを有する。固定板３は、複数のボルトＢによって電磁石ユニット５に固定されている。

２つの可動板４は、合わせて略円板状の部材である。２つの可動板４の各々は、鉄などの磁性材料によって形成されている。図２（ａ）～図４に示すように、２つの可動板４は、ディスク２２の軸方向における一方側に隣接配置されている。２つの可動板４は、電磁石ユニット５の軸方向における他方側に隣接配置されている。２つの可動板４は、回転軸ＲＳの径方向における外側に配置されている。２つの可動板４の軸方向における一方側の端に、端面４ａがそれぞれ形成されている。端面４ａは、後述するヨーク５１に形成された端面５４ｂと接触可能に配置された面である。２つの可動板４の軸方向における他方側の端に、端面４ｂがそれぞれ形成されている。端面４ｂは、ディスク２２の端面２２ａと接触可能に配置された面である。端面４ａと端面４ｂは略平行である。

２つの可動板４の各々は、軸方向から見たときに概ね半月状である（図３（ｂ）参照）。２つの可動板４は、周方向において並べて配置されている（図２（ａ）～図３（ｂ）参照）。２つの可動板４は、所定の仮想平面Ｐ（図１～図３（ｂ）参照）を挟んで互いに反対側に配置されている。仮想平面Ｐとは、軸方向に平行であり、且つ、回転部材２の径方向における中心を通る所定の仮想的な平面である。以下、仮想平面Ｐと垂直な方向を所定方向とする（図１、図２（ｂ）及び図３（ｂ）参照）。図１、図２（ｂ）及び図３（ｂ）において、紙面左側を所定方向における一方側と定義し、紙面右側を所定方向における他方側と定義する。図示は省略するが、図２（ａ）及び図３（ａ）における所定方向の定義も、図１等における所定方向の定義と同じである。２つの可動板４のうち、仮想平面Ｐよりも所定方向における一方側に配置された可動板４を、以下、可動板４Ｌ（本発明の第１可動部材）とも呼ぶ。可動板４Ｌの軸方向における一方側の端面４ａを、端面４Ｌａとも呼ぶ。２つの可動板４のうち、仮想平面Ｐよりも所定方向における他方側に配置された可動板４を、以下、可動板４Ｒ（本発明の第２可動部材）とも呼ぶ。可動板４Ｒの軸方向における一方側の端面４ａを、端面４Ｒａとも呼ぶ。

図４に示すように、２つの可動板４の各々は、複数のカラーＣがそれぞれ挿通される複数の挿通孔４ｃを有する。複数の挿通孔４ｃは、２つの可動板４のいずれかを軸方向に貫通している。複数のカラーＣの各々は、軸方向に延びている。複数のカラーＣは、複数のボルトＢによって、固定板３と電磁石ユニット５との間にそれぞれ固定されている。可動板４は、複数のカラーＣによって軸方向に案内される。これにより、２つの可動板４は、軸方向に移動可能である。より具体的には、２つの可動板４は、ブレーキ解除位置（図２（ａ）参照）と、ブレーキ作動位置（図２（ｂ）参照）との間でそれぞれ移動可能である。ブレーキ解除位置は、２つの可動板４が軸方向において電磁石ユニット５側に引き寄せられて吸着したときの可動板４の位置である。ブレーキ作動位置は、２つの可動板４が電磁石ユニット５から釈放されてディスク２２に完全に押し当てられたときの、２つの可動板４の位置である。

電磁石ユニット５は、２つの可動板４を吸着させたり釈放したりするためのユニットである。図２（ａ）～図４に示すように、電磁石ユニット５は、軸方向において２つの可動板４の一方側に隣接配置されている。電磁石ユニット５は、ヨーク５１と、コイル５２とを有する。

ヨーク５１は、軸方向に沿って延びた概ね筒状の部材である。ヨーク５１は、鉄などの磁性材料によって形成されている。ヨーク５１は、回転軸ＲＳの径方向における外側に配置されている。ヨーク５１は、内筒部５３と、外筒部５４と、円板部５５とを有する。内筒部５３、外筒部５４及び円板部５５によって、コイル５２が収容されるコイル収容溝５６が形成されている。本実施形態では、内筒部５３、外筒部５４及び円板部５５は１つの部材によって一体的に形成されている。但し、これには限られない。

内筒部５３は、回転軸ＲＳの径方向におけるすぐ外側に配置された略円筒状の部分である。説明の便宜上、内筒部５３の軸方向における一方側の端は、図２（ａ）、図２（ｂ）において二点鎖線で示されている。内筒部５３は、径方向における外側の端に形成された外周面５３ａを有する。外周面５３ａは、径方向において後述の内周面５４ａと対向するように配置されている。内筒部５３の軸方向における他方側の端には、端面５３ｂが形成されている（図２（ａ）参照）。

外筒部５４は、内筒部５３の径方向における外側に配置された略円筒状の部分である。説明の便宜上、外筒部５４の軸方向における一方側の端は、図２（ａ）、図２（ｂ）において二点鎖線で示されている。外筒部５４は、径方向における内側の端に形成された内周面５４ａを有する。内周面５４ａは、径方向において、内筒部５３の外周面５３ａと離隔して配置され且つ外周面５３ａと対向するように配置されている。外筒部５４の軸方向における他方側の端には、端面５４ｂが形成されている。端面５４ｂは、２つの可動板４の端面４ａと接触可能に配置されている。外筒部５４は、軸方向にそれぞれ延びた複数の螺合孔５４ｃを有する。複数の螺合孔５４ｃには、複数のボルトＢがそれぞれ螺合されている。外筒部５４は、軸方向にそれぞれ延びた複数のバネ収容孔５７を有する。複数のバネ収容孔５７の各々には、バネ６が収容されている。

円板部５５は、略円板状の部分である。円板部５５は、内筒部５３及び外筒部５４の軸方向における一方側に配置されている。説明の便宜上、円板部５５と内筒部５３との境界及び円板部５５と外筒部５４との境界は、図２（ａ）、図２（ｂ）において二点鎖線で示されている。円板部５５の上端には、上面５５ａが形成されている。上面５５ａは、径方向において内筒部５３の外周面５３ａと外筒部５４の内周面５４ａとの間に配置されている。上面５５ａは、外周面５３ａ及び内周面５４ａと接続されている。外周面５３ａ、内周面５４ａ及び上面５５ａによって、上述したコイル収容溝５６が形成されている。

コイル５２は、電流が流れているときに、２つの可動板４及びヨーク５１を通る磁束を生成するように構成されている。コイル５２は、コイル収容溝５６内に配置されている。コイル５２は、周方向に巻かれている（図２（ａ）等における、コイル５２を示す記号を参照）。コイル５２は、不図示の電源に接続されている。コイル５２に電流が流れることによって生成される磁束は、例えば、内筒部５３、２つの可動板４のうちの１つ、外筒部５４及び円板部５５をこの順に通る（図示は省略する）。このように、磁束が通る磁路が、電磁石ユニット５の全周に亘って形成されている。

複数のバネ６は、２つの可動板４を軸方向における他方側へ付勢するための付勢部材である。複数のバネ６の各々は、例えば公知の圧縮コイルバネである。複数のバネ６は、複数のバネ収容孔５７にそれぞれ収容されている。複数のバネ６は、例えば、周方向において略等間隔に配置されている。本実施形態では、６つのバネ６が６つのバネ収容孔５７（図１参照）に収容されている。

（電磁ブレーキ装置の動作の概略）
以上の構成を有する電磁ブレーキ装置１の動作の概略について説明する。コイル５２が通電されたとき、上記磁束によって２つの可動板４とヨーク５１との間に磁力（磁気吸引力）が発生する。磁力が複数のバネ６による付勢力（すなわち、弾性復元力。バネ荷重とも呼ばれる）よりも強くなったとき、２つの可動板４が付勢力に抗って軸方向における一方側へ移動し、ヨーク５１に吸着される（図２（ａ）参照）。このとき、２つの可動板４はブレーキ解除位置へ移動する。２つの可動板４がブレーキ解除位置に位置しているとき、回転部材２は、軸方向において固定板３及び２つの可動板４からわずかに離隔している。これにより、回転部材２及び回転軸ＲＳが回転可能となる。

一方、コイル５２への通電が切られたとき、上記磁力が短時間で弱まる。バネ６による付勢力が磁力よりも相対的に強くなったとき、２つの可動板４がヨーク５１から離隔する（すなわち、電磁石ユニット５から釈放される）。このとき、２つの可動板４は付勢力によってブレーキ作動位置へ移動する。２つの可動板４が回転部材２に押し付けられると、回転部材２が固定板３と２つの可動板４とによって挟み込まれる。これにより、ディスク２２の端面２２ａと２つの可動板４の端面４ｂとの間に摩擦力が作用し、且つ、ディスク２２の端面２２ｂと固定板３の端面３ａとの間に摩擦力が作用する。これにより、回転部材２及び回転軸ＲＳの回転が制動される（すなわち、ブレーキが作動する）。

ここで、ブレーキを二段階で作動させるための手段が従来から知られている。例えば、可動板４Ｌを付勢する複数のバネ６による付勢力を、可動板４Ｒを付勢する複数のバネ６による付勢力よりも強くすることが知られている。この場合、コイル５２への通電が切られたとき、可動板４Ｌに作用する付勢力が磁力よりも強くなるタイミングが、可動板４Ｒに作用する付勢力が磁力よりも強くなるタイミングと比べて早くなる。これにより、可動板４Ｌが可動板４Ｒよりも一瞬早く回転部材２に接触し、その後、可動板４Ｒが回転部材２に接触する。このようにすることで、ブレーキを二段階で作動させることが可能である。しかし、このような構成においては、ブレーキ力が付勢力によって決まるため、一段階目のブレーキを弱く作動させ且つ二段階目のブレーキを強く作動させたいという要望があっても、当該要望を実現できない。このように、上述した構成ではブレーキ力の設計の自由度が低いという問題点がある。そこで、ブレーキ力の設計の自由度を向上させるため、電磁ブレーキ装置１は、以下のように構成されている。

（電磁ブレーキ装置の詳細構成）
電磁ブレーキ装置１の詳細構成について、図３（ａ）を参照しつつ説明する。概要として、電磁ブレーキ装置１は、上述した仮想平面Ｐを挟んで互いに反対側に形成された２つの磁路の磁気抵抗が、互いに異なるように構成されている。言い換えると、電磁ブレーキ装置１は、２つの可動板４がブレーキ作動位置に位置しているとき、可動板４Ｌを含んで形成される磁路の磁気抵抗が、可動板４Ｒを含んで形成される磁路の磁気抵抗よりも高くなるように構成されている。

可動板４Ｌは、可動板４Ｒよりも軸方向において薄くなっている。可動板４Ｌの端面４Ｌａには、非磁性材料で形成された非磁性シート４１（本発明のスペーサー部）が固定されている。非磁性材料は、例えばアルミニウム合金などの非磁性の金属材料であっても良い。或いは、非磁性材料は、樹脂等の非金属材料であっても良い。非磁性シート４１は、例えば接着材によって可動板４Ｌに固定されている。非磁性シート４１を可動板４Ｌに固定する手段は、これに限られない。軸方向において、非磁性シート４１は可動板４Ｌよりも一方側且つヨーク５１よりも他方側に配置されている。軸方向において、可動板４Ｌの厚さと非磁性シート４１の厚さとの和が、可動板４Ｒの厚さと略等しい。非磁性シート４１は、軸方向において可動板４Ｌと一体的に移動可能である。非磁性シート４１の軸方向における一方側の端には、端面４１ａが形成されている。端面４１ａは、ヨーク５１に形成された端面５３ｂ及び端面５４ｂと接触可能に配置されている。

可動板４Ｌがヨーク５１に引き寄せられた状態での、可動板４Ｌとヨーク５１との間の軸方向における距離を第１距離と呼ぶ。より厳密には、第１距離は、端面４Ｌａと、端面５３ｂ及び端面５４ｂとの間の距離である。第１距離は、非磁性シート４１の軸方向における厚みと略等しい。可動板４Ｒがヨーク５１に引き寄せられた状態での、可動板４Ｒとヨーク５１との間の軸方向における距離を第２距離と呼ぶ。より厳密には、第２距離は、端面４Ｒａと、端面５３ｂ及び端面５４ｂとの間の距離である。第２距離は、実質的にゼロである。可動板４Ｌ及び可動板４Ｒがヨーク５１に引き寄せられた状態で、非磁性シート４１により、第１距離が第２距離よりも大きくなっている。これにより、２つの可動板４がブレーキ解除位置に位置しているとき、可動板４Ｌを含んで形成される磁路（以下、第１磁路）の磁気抵抗が、可動板４Ｒを含んで形成される磁路（以下、第２磁路）の磁気抵抗よりも高くなっている。

（電磁ブレーキ装置の動作の詳細）
以上の構成を有する電磁ブレーキ装置１の動作の詳細について説明する。まず、コイル５２が通電されておりコイル５２に電流が流れているとき、２つの可動板４は、上述したようにブレーキ解除位置に位置している（図２（ａ）参照）。このとき、非磁性シート４１の端面４１ａが、端面５３ｂ及び端面５４ｂに接触している。また、可動板４Ｒの端面４Ｒａが、端面５３ｂ及び端面５４ｂに接触している。ここで、上述したように、第１磁路の磁気抵抗は、第２磁路の磁気抵抗よりも大きい。これにより、可動板４Ｌとヨーク５１との間に作用する磁力は、可動板４Ｒとヨーク５１との間に作用する磁力よりも弱い。

電磁ブレーキ装置１は、以上のような性質を有するため、コイル５２への通電が切られた後に、２つの可動板４が図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように動作する。図５（ａ）は、コイル５２への通電が切られてから第１時間が経過した後の電磁ブレーキ装置１の状態を示す説明図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す状態からさらに第２時間が経過した後の電磁ブレーキ装置１の状態を示す説明図である。第１時間及び第２時間のいずれも、ごく短い時間である。

まず、コイル５２への通電が切られたとき、上述したように、２つの可動板４とヨーク５１との間に発生していた磁力が弱まる。例えば、コイル５２への通電が切られてから第１時間が経過したとき、可動板４Ｌとヨーク５１との間に作用している磁力が、複数のバネ６による付勢力よりも弱くなる。一方、このとき、上述した電磁ブレーキ装置１の性質より、可動板４Ｒとヨーク５１との間に作用している磁力は、複数のバネ６による付勢力よりもまだ強い。このため、可動板４Ｌのみを、可動板４Ｒよりも先にヨーク５１から釈放させてディスク２２の端面２２ａに接触させることができる（図５（ａ）参照）。

その後、さらに第２時間が経過したとき、可動板４Ｌとヨーク５１との間に作用している磁力が、複数のバネ６による付勢力よりも弱くなる。これにより、可動板４Ｌも、ヨーク５１から釈放され、ディスク２２の端面２２ａに接触する（図５（ｂ）参照）。

上記構成では、可動板４Ｌに付与されるバネ６の付勢力が、可動板４Ｒに付与されるバネ６の付勢力以上であれば、より確実に、可動板４Ｌのみを先に電磁石ユニット５から釈放できる。また、可動板４Ｌに付与されるバネ６の付勢力は、可動板４Ｒに付与されるバネ６の付勢力よりも小さくても良い。この場合でも、可動板４Ｌとヨーク５１との間に作用している磁力がバネ６による付勢力よりも弱くなりやすいように、第１磁路の磁気抵抗を大きくすることで、可動板４Ｌのみを先に電磁石ユニット５から釈放できる。より具体的には、非磁性シート４１が厚い（例えば０．２ｍｍである）と好ましい。

以上のように、可動板４Ｌ及び可動板４Ｒによってブレーキを二段階で作動させることができる。さらに、本発明では、非磁性シート４１により、可動板４Ｌ及び可動板４Ｒがヨーク５１に引き寄せられた状態で、第１磁路の磁気抵抗を第２磁路の磁気抵抗よりも大きくすることができる。このため、コイル５２への通電が切られた際、可動板４Ｌに作用する磁力が可動板４Ｒに作用する磁力よりも早く弱まる。このため、複数のバネ６による可動板４Ｌへの付勢力が可動板４Ｒへの付勢力と比べて強い場合でも弱い場合でも、可動板４Ｌを可動板４Ｒよりも先に回転部材２に接触させることができる。可動板４Ｌによる一段階目のブレーキ力は、可動板４Ｌへの付勢力によって自由に設定できる。したがって、ブレーキ力の設計の自由度を向上させることができる。

また、非磁性シート４１を可動板４Ｌとヨーク５１との間に配置するというシンプルな構造によって、第１磁路の磁気抵抗を第２磁路の磁気抵抗よりも大きくすることができる。

また、非磁性シート４１は、可動板４Ｌに固定されている。これにより、非磁性シート４１が可動板４Ｌ及びヨーク５１のいずれにも固定されていない場合と比べて、非磁性シート４１の変形を抑制できる。また、非磁性シート４１がヨーク５１に固定されている場合と比べて、電磁ブレーキ装置の製造工程における作業性の悪化を抑制できる。

次に、前記実施形態に変更を加えた変形例について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

（１）前記実施形態において、非磁性シート４１が可動板４Ｌに固定されているものとした。しかしながら、これには限られない。非磁性シート４１は、ヨーク５１に固定されていても良い。或いは、非磁性シート４１が軸方向において十分な厚み（例えば０．２ｍｍ）を有している場合、非磁性シート４１が可動板４Ｌ及びヨーク５１のいずれにも固定されていなくても良い。

（２）前記までの実施形態において、軸方向において可動板４Ｌとヨーク５１との間に非磁性シート４１が設けられているものとした。しかしながら、これには限られない。例えば、非磁性材料によるメッキが可動板４Ｌの端面４Ｌａに施されていても良い。それに加え、或いはその代わりに、非磁性材料によるメッキがヨーク５１の端面５３ｂ及び５４ｂに施されていても良い。その他、軸方向において、端面４Ｌａと端面５３ｂ及び５４ｂとの間の距離を、端面４Ｒａと端面５３ｂ及び５４ｂとの間の距離よりも大きくするために、どのようなスペーサー部が設けられていても良い。

（３）コイル５２への通電が切られた際に、可動板４Ｒがディスク２２に接触するタイミングが、可動板４Ｌがディスク２２に接触するタイミングと比べてさらに遅くなるように、電磁ブレーキ装置１が以下のように構成されていても良い。以下、図４及び図６を参照しつつ説明する。複数のカラーＣのうち、可動板４Ｌに形成された挿通孔４ｃ（挿通孔４Ｌｃ）に挿通されたものをカラーＣＬと呼ぶ（本発明の第１案内部。図４参照）。複数のカラーＣのうち、可動板４Ｒに形成された挿通孔４ｃ（挿通孔４Ｒｃ）に挿通されたものをカラーＣＲと呼ぶ（本発明の第２案内部。図４参照）。図６に示すように、カラーＣＲと挿通孔４Ｒｃとの間に形成された隙間Ｇ（本発明の第２隙間）において、ＯリングＲ（本発明の抵抗部材）が設けられている。一方、カラーＣＬと挿通孔４Ｌｃと間に形成された隙間（第１隙間）には、Ｏリングは設けられていない。すなわち、第１隙間及び第２隙間のうち、第２隙間にのみＯリングＲが配置されている。ＯリングＲは、可動板４Ｒと接触しており、可動板４Ｒに摩擦力を作用させる。ＯリングＲによって、コイル５２への通電が切られた際の可動板４Ｒの加速度を低減させることができる。これにより、可動板４Ｒが端面２２ａに接触するタイミングを、可動板４Ｌが端面２２ａに接触するタイミングと比べてさらに遅らせることができる。

（４）前記までの実施形態において、軸方向において、可動板４Ｌの厚さと非磁性シート４１の厚さとの和が、可動板４Ｒの厚さと略等しいものとした。しかしながら、これには限られない。可動板４Ｌの厚さと非磁性シート４１の厚さとの和は、電磁ブレーキ装置１が正常に動作する範囲で、可動板４Ｒの厚さと多少異なっていても良い。

（５）前記までの実施形態において、電磁ブレーキ装置１が備える可動板４の数が２つであるものとした。しかしながら、これには限られない。電磁ブレーキ装置１は、３つ以上の可動板４を備えていても良い。この場合、複数の可動板４がヨーク５１から釈放されるタイミングがそれぞれ異なるように電磁石ユニット５が構成されていると好ましい。

（６）前記までの実施形態において、電磁ブレーキ装置１は１つの固定板３を備えているものとした。しかしながら、これには限られない。固定板３は、可動板４と同様に、周方向において２つ以上に分割されていても良い。

（７）電磁ブレーキ装置１が備えるバネ６の数及びボルトＢの数は、上述したものに限られない。バネ６の数及びボルトＢの数は、電磁ブレーキ装置１の仕様に応じて適切に設定される。

１ 電磁ブレーキ装置
２ 回転部材
４ 可動板（可動部材）
４Ｌ 可動板（第１可動部材）
４Ｒ 可動板（第２可動部材）
５ 電磁石ユニット
６ バネ（付勢部材）
２２ａ 端面
４１ 非磁性シート（スペーサー部）
５１ ヨーク
５２ コイル
ＣＬ カラー（第１案内部）
ＣＲ カラー（第２案内部）
Ｇ 隙間（第２隙間）
Ｒ Ｏリング（抵抗部材）

Claims (5)

1. 所定の軸方向を回転軸方向として回転する回転部材を制動する電磁ブレーキ装置であって、
   前記軸方向において前記回転部材の一方側に隣接配置され、前記軸方向に移動可能に構成され、前記回転部材の前記軸方向における一方側の端に形成された端面に接触しているときに前記回転部材の回転を制動する、磁性材料で形成された複数の可動部材と、
   前記複数の可動部材を前記軸方向における他方側へ付勢する複数の付勢部材と、
   前記軸方向における前記一方側への磁力を前記複数の可動部材に加えることが可能に構成された電磁石ユニットと、を備え、
   前記複数の可動部材は、前記回転部材の周方向に並べて配置された第１可動部材及び第２可動部材を含み、
   前記電磁石ユニットは、
   磁性材料で形成され、前記可動部材の前記軸方向における前記一方側に配置されたヨークと、
   電流が流れているときに、前記ヨークと前記第１可動部材との間に前記磁力を発生させ且つ前記ヨークと前記第２可動部材との間に前記磁力を発生させるように構成されたコイルと、を有し、
   前記軸方向において前記第１可動部材と前記ヨークとの間に配置された、非磁性材料からなるスペーサー部を備え、
   前記スペーサー部は、
   前記第１可動部材及び前記第２可動部材が前記ヨークに引き寄せられた状態において、前記軸方向における前記第１可動部材と前記ヨークとの間の距離である第１距離を、前記軸方向における前記第２可動部材と前記ヨークとの間の距離である第２距離よりも大きくするように配置されていることを特徴とする電磁ブレーキ装置。
2. 前記スペーサー部は、非磁性材料からなる非磁性シートを有することを特徴とする請求項１に記載の電磁ブレーキ装置。
3. 前記スペーサー部は、前記第１可動部材又は前記ヨークに固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁ブレーキ装置。
4. 前記スペーサー部は、前記第１可動部材に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の電磁ブレーキ装置。
5. 前記第１可動部材をそれぞれ軸方向に案内する第１案内部と、
   前記第２可動部材をそれぞれ軸方向に案内する第２案内部と、
   前記第２可動部材の移動を抑制するための摩擦力を前記第２可動部材に作用させる抵抗部材と、を備え、
   前記抵抗部材は、
   前記第１可動部材と前記第１案内部との間に形成される第１隙間、及び前記第２可動部材と前記第２案内部との間に形成される第２隙間のうち、第２隙間にのみ配置されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の電磁ブレーキ装置。

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