JP2532023Y2 - ディスク形電磁ブレーキ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、一対のレバーにより
回転円板を制動するディスク形電磁ブレーキの改良に関
する。

【従来の技術】従来のディスク形電磁ブレーキは、断面
略コ字状を呈する形状の固定枠と、この固定枠の対向す
る側板のうち一方の側板に固定された電磁コイルを内設
するフィールドコアと、このフィールドコアの径方向外
側に配置され固定枠の側板間に架橋された一対の案内ピ
ンと、この案内ピンにより移動自在に支持されフィール
ドコアと所定の空隙をおいて対向するアーマチュアと、
このアーマチュアと固定枠の他方の側板との間に配置さ
れ案内ピンと直交する方向となるように固定枠に固定さ
れた支持ピンと、この支持ピンに回動自在に支持され、
力点側がアーマチュアに当接され、またライニングが固
定された作用点側が固定枠の他方の側板より外側に突設
された断面略Ｌ字状を呈する形状の一対のレバーと、こ
の一対のレバーを押圧するためにアーマチュアと固定枠
の一方の側板との間に配置された制動ばねと、一対のレ
バーの力点側側板と固定枠の他方の側板との間に配置さ
れたレバーの戻しばねとを備えた構造である（実公昭５
２−９５０６号公報参照）。

【０００２】そしてこのような構造からなるディスク形
電磁ブレーキは、一対のレバーの力点側が制動ばねのば
ね力により押圧されて互いに回動するので、レバーの作
用点側に固定されたライニングと回転円板が摩擦係合さ
れ回転円板は制動される。また、フィールドコア内の電
磁コイルに通電してアーマチュアをフィールドコアに磁
気吸着すると、レバーに対する制動ばねのばね力が断た
れるので、一対のレバーは戻しばねのばね力で回動され
ライニングが回転円板から離間する。したがって、回転
円板の制動は解放される。以上のような従来のディスク
形電磁ブレーキでは、一対のレバーが同じ力で回転円板
に同時に作用するので、レバーに固着されたライニング
の摩耗が均一となり制動特性が安定する。また、固定枠
からフィールドコアを取り外すことができ、修理などの
ためにフィールドコアを交換することも容易であるなど
の効果を得ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら従来のデ
ィスク形電磁ブレーキでは、固定枠に架橋された複数の
案内ピンによりアーマチュアを移動自在に支持した構造
であり、また一対のレバーを固定枠に固定された支持ピ
ンに回動自在に支持した構造であるため、部品点数が多
くなり組立工数も多くなるので、生産性が悪く装置が高
価となってしまう。 この考案では、ディスク形電磁ブ
レーキの生産性向上を図り、装置を安価に提供すること
を目的とする。

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためにこの考案では、従来のディスク形電磁ブレーキ
に構成された固定枠を不要とする点に着目し、フィール
ドコアにアーマチュアを支持する案内部と一対のレバー
を支持する支持部を構成することにより、従来必須な構
成部材であった固定枠を不要とした。そしてディスク形
電磁ブレーキの生産性向上を図り、装置を安価に提供で
きるようにした。

【０００４】そして先に述べた構成を得るために、フィ
ールドコアの形状を電磁コイルが内設される環状溝を有
する断面略コ字状を呈する形状とし、環状溝の外側周壁
となる外極部の外磁極面に、制動ばねを挿入する複数の
ばね孔とアーマチュアを支持する突出した複数の案内部
を形成した。そして、前記環状溝の内側周壁となる内極
部の内磁極面より内径側に、一対のレバーを支持する支
持部を突設した。このような構造の場合、フィールドコ
アの支持部がアーマチュアの中心孔内に挿通される構造
となるので、このフィールドコアの支持部からアーマチ
ュアに向かって電磁コイルの漏洩磁気回路が形成されて
しまう。したがって、フィールドコアに一体的に形成さ
れる支持部を、非磁性材製の支持部材としフィールドコ
アとその支持部材を別体で構成するとよい。

【０００５】また、この種のディスク形電磁ブレーキで
は、一対のレバーをテコの原理に基づき構成しているた
め、装置の寸法が長くなってしまう。このような課題を
解決するためには、一対のレバーの支持部分をフィール
ドコアの中心孔内とし、アーマチュアとレバーの個々に
形成された係止面間に転動子を構成するとよい。そし
て、その転動子による制動ばねのばね力の分力により、
回転円板を制動するとよい。また更には、このような転
動子を構成する場合、各部品の加工誤差により、フィー
ルドコアとアーマチュアの間の空隙寸法がばらついてし
まい、制動・制動解放の特性が悪くなるので、アーマチ
ュアの側面に位置調整が可能な一対の係止板を設けると
よい。そして、フィールドコアとアーマチュアの間の空
隙寸法を隙間ゲージなどで調整しながら、係止板の位置
調整をするとよい。

【０００６】

【作用】ディスク形電磁ブレーキは、フィールドコアの
外極部に形成した複数のばね孔に制動ばねが個々に挿入
されており、この制動ばねのばね力により、一対のレバ
ーが押圧され、各レバーの先端に固定されたライニング
と回転円板とが摩擦係合される。また、電磁コイルに通
電してアーマチュアをフィールドコアに磁気吸着すれ
ば、制動ばねのばね力が断たれ一対のレバーは戻しばね
で回動されるので、これら一対のレバーのライニングは
回転円板から離間する。

【実施例】図１乃至図３はこの考案のディスク形電磁ブ
レーキの一実施例であり、非磁性材製の支持部材を構成
したものである。図１はディスク形電磁ブレーキの正面
図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図１のIII−I
II線断面図である。これら図面に示されたディスク形電
磁ブレーキ１は、産業用ロボットの安全装置内に組込ま
れる保持ブレーキとして開発されたものである。

【０００７】ディスク形電磁ブレーキ１は、（図示せ
ぬ）安全装置の固定枠にねじ止めにより固定されるフィ
ールドコア２を備えている。このフィールドコア２は、
電磁コイル３が嵌合され絶線樹脂で固定されている環状
溝２ａが形成された円筒部材からなり、環状溝２ａの外
側の周壁となる外極部２ｂの外磁極面２ｃには、中心を
通る線上に形成された２つのばね孔２ｄと、この線とは
中心で直交する線上に形成された２つのねじ孔２ｅが形
成されている。そして、フィールドコア２のばね孔２ｄ
内には圧縮コイルばねからなる制動ばね４が個々に挿入
され、またフィールドコア２のねじ孔２ｅには外周にカ
ラー５が嵌合されたねじ６が個々にねじ込まれている。
これらカラー５とねじ６は、フィールドコア２の外磁極
面２ｃに突設された案内部７を構成するものであって、
（後述する）アーマチュア１３が係合される案内部７で
あるが、カラー５の外径寸法よりねじ６の頭部外径寸法
を大きくして、アーマチュア１３の後退位置を規制して
もよい。また更には、ねじ孔２ｅを凹部とし非磁性材製
の有頭ピンをその凹部内に圧入固定するなどの設計変更
も可能である。

【０００８】フィールドコア２の環状溝２ａの内側の周
壁となる内極部２ｆの内径側の中心孔内には、円筒形状
からなる非磁性材製の支持部材８が嵌合され固定されて
いる。 この支持部材８は、重量軽減用の貫通孔８ａ
と、フィールドコア２の内磁極部２ｆの内磁極面２ｇよ
り突出した先端部に形成された溝８ｂを有する形状であ
る。 支持部材８の先端部には溝８ｂを架橋する一対の
支持ピン９が平行に挿入固定されており、これら一対の
支持ピン９には各レバー１０が回動自在に嵌合されてい
る。一対のレバー１０の対向面には、開口部が対向する
ように個々にばね孔１０ａが形成されこれらばね孔１０
ａ間に戻しばね１１が挿入されている。また、レバー１
０の先端側の対向面には、個々にライニング１２が固定
されている。また更に、一対のレバー１０には脚部１０
ｂが個々に形成されており、アーマチュア１３と当接し
ている。

【０００９】アーマチュア１３は、支持部材８が挿通さ
れる中心孔１３ａと案内部７と係合される切欠溝１３ｂ
が形成された円板状を呈する形状からなり、フィールド
コア２の外・内磁極面２ｃ・２ｇに磁気吸着される。ま
たこのアーマチュア１３は、制動ばね４のばね力により
レバー１０の脚部１０ｂに押圧されている。なお、図１
に示した符号１３ｃはアーマチュア１３に形成された切
欠溝、符号２ｈはフィールドコア２の外極部２ｂに形成
された貫通孔であり、これら切欠溝１３ｃと貫通孔２ｈ
を通る（図示せぬ）取付けねじにより、フィールドコア
２が安全装置の固定枠に固定される。以上のような構成
としたディスク形電磁ブレーキ１は、図３のように回転
円板１４の外周寄りを一対のレバー１０のライニング１
２間に挾み込んだ状態で、フィールドコア２を安全装置
の固定枠に固定する。そして、通常は制動ばね４のばね
力でアーマチュア１３が押圧されているので、その押圧
力はアーマチュア１３に当接したレバー１０の脚部１０
ｂに伝達され、一対のライニング１２と回転円板１４は
摩擦係合されている。

【００１０】したがって、回転円板１４の（図示せぬ）
回転軸に連結された産業用ロボットの回動アームなどが
静止保持されている。ここで、産業用ロボットの駆動源
であるモータの電圧印加とともに電磁コイル３へ通電す
れば、アーマチュア１３が制動ばね４のばね力に抗して
フィールドコア２の磁極面２ｃ・２ｇに磁気吸着される
ので、レバー１０の脚部１０ｂに作用するアーマチュア
１３の押圧力は解放される。したがって、一対のレバー
１０は戻しばね１１により回動され一対のライニング１
２は回転円板１４から離間するので、モータの回転によ
り回動アームが任意角移動自在となる。なお、以上の説
明において、レバー１０に断面略Ｌ字状を呈する形状の
脚部１０ｂを形成した実施例としたが、図４の第２実施
例であるディスク形電磁ブレーキとしてもよい。図４は
図２に対応する断面図であり、レバー１０の脚部１０ｂ
を平板状とし、この脚部１０ｂにギャップ調整用ねじ１
０ｃをねじ込みその先端をアーマチュア１３に当接する
構造としている。また、ねじ１０ｃにナット１０ｄをね
じ込んで、アーマチュア１３の側面に締め付ける構造と
している。このような構造とすることにより、アーマチ
ュア１３とフィールドコア２との間の空隙調整ができ
る。

【００１１】次に本考案の第３・第４の実施例であるデ
ィスク形電磁ブレーキを説明する。まず第３実施例とし
て開発したディスク形電磁ブレーキ１５を、先に説明し
た図２に対応する図面である図５の断面図により説明す
る。ディスク形電磁ブレーキ１５は、ディスク形電磁ブ
レーキ１の支持部材８をフィールドコア１６に一体形成
した点で相異している。フィールドコア１６の形状は、
電磁コイル３が内設された環状溝１６ａと、この環状溝
１６ａの外側の周壁となる外極部１６ｂ、また環状溝１
６ａの内側の周壁となる内極部１６ｃからなる環状部材
である。そして、フィールドコア１６の外極部１６ｂに
は、外磁極面１６ｄに開口した２つのばね孔１６ｅと同
様に開口した（図示せぬ）２つのねじ孔（図３のねじ孔
２ｅ参照）、これらばね孔１６ｅやねじ孔とは円周方向
位相が異なる位置に穿設された（図示せぬ）４つの貫通
孔（図１の貫通孔２ｈ参照）が形成されている。また、
フィールドコア１６の内磁極面１６ｆより内径側となる
内極部１６ｃには、アーマチュア１３の中心孔１３ａを
通り突設された支持部１６ｇが形成されている。そし
て、この支持部１６ｇには溝１６ｈが形成され、この溝
１６ｈを架橋するように支持部１６ｇ先端に一対の支持
ピン９が挿入固定されている。

【００１２】なお、その他構成は先の実施例で使用した
符号を付けることで詳細な説明は省略するが、フィール
ドコア１６の磁極面１６ｄ・１６ｆとアーマチュア１３
の空隙Ｓ₁に対して、アーマチュア１３の中心孔１３ａ
と支持部１６ｇの外周面との間に形成された環状な空隙
Ｓ₂の寸法を大きくしている。このようにすると支持部
１６ｇからアーマチュア１３に流れる電磁コイル３の漏
洩磁気回路中の磁気抵抗が大きくなり、アーマチュア１
３をフィールドコア１６に磁気吸引する磁気力の低下を
抑制できる。また、磁気力の低下をより抑制するために
は、図６に本考案の第４実施例であるディスク形電磁ブ
レーキ１７の要部断面図を示したように、非磁性材製カ
ラー１８を嵌合固着するとよい。

【００１３】次に図７乃至図９に示した本考案の第５実
施例であるディスク形電磁ブレーキを説明する。図７は
ディスク形電磁ブレーキの正面図、図８は図７のVIII−
VIII線断面図、図９は図７のIX−IX線断面図である。こ
れら図面に示したディスク形電磁ブレーキ１９は、産業
用ロボットの安全装置内における設置スペースが狭い場
合に最適な保持ブレーキとして開発したものである。な
お、第１実施例で説明したディスク形電磁ブレーキ１と
略同一な構成については同一な符号を付けることで詳細
な説明を省略する。安全装置の固定枠に固定されるフィ
ールドコア２は、環状溝２ａ内に電磁コイル３が内設さ
れ、外極部２ｂにはばね孔２ｄとねじ孔２ｅ、取付けね
じが挿通される貫通孔２ｈが形成されている。フィール
ドコア２のねじ孔２ｅには、カラー５が外周に嵌合され
たねじ６がねじ込まれ、これらカラー５とねじ６とで案
内部７が構成されている。またフィールドコア２のばね
孔２ｄに個々に制動ばね４を挿入した後、アーマチュア
１３は案内部７に係合され、かつこのアーマチュア１３
はねじ６の頭部で後退位置が規制されている。

【００１４】アーマチュア１３は、制動ばね４のばね力
に抗して、電磁コイル３の磁束によりフィールドコア２
の外磁極面２ｃと内磁極面２ｇに磁気吸着される。フィ
ールドコア２の内極部２ｆの内径側である中心孔内に
は、重量軽減用の貫通孔２０ａと溝２０ｂとが形成され
た、非磁性材製の円筒状支持部材２０が嵌合固着されて
いる。また、この支持部材２０には、溝２０ｂに架橋さ
れた一対の支持ピン９が嵌合固定されている。一対の支
持ピン９には、個々にレバー２１が回動自在に支持され
ており、これら一対のレバー２１は、開口部が対向する
ようにばね孔２１ａが形成され、これらばね孔２１ａ内
に戻しばね１１が挿入されている。また、一対のレバー
２１の各先端部にはライニング１２が固定され、このラ
イニング１２間に回転円板１４（図９参照）が挾み込ま
れる構造である。

【００１５】一方アーマチュア１３のフィールドコア２
とは反対側の側面には、凹部２２ａが一対のレバー２１
を介して対向するように、平面視略コ字状を呈する形状
の一対の案内板２２がねじ止めされている。これら案内
板２２には、テーパー状の係止面２３ａが形成された係
止板２３が個々に嵌合されており、案内板２２にねじ込
まれた調整ねじ２４の先端を係止板２３の係止面２３ａ
とは反対側の側面に突き当ててこの係止板２３の位置調
整をした後、係止板２３は案内板２２にねじ２５で固定
されている。係止板２３の係止面２３ａと対向するレバ
ー２１の個々の側面には、円弧状の係止面２１ｂを有す
る突出部２１ｃが形成されている。そして、これら係止
板２３の係止面２３ａとレバー２１の係止面２１ｂとの
間には、円筒形ローラからなる転動子２６が構成されて
いる。

【００１６】以上のような構成としたディスク形電磁ブ
レーキ１９は、図９のように回転円板１４の外周寄りを
一対のレバー２１のライニング１２間に挾み込んだ状態
で、フィールドコア２を安全装置の固定枠に固定する。
そして、通常は制動ばね４のばね力でアーマチュア１３
が押圧されているので、その押圧力は転動子２６を介し
て一対のレバー２１に形成した係止面２１ｂに伝達され
る。また、制動ばね４のばね力に抗してアーマチュア１
３をフィールドコア２に磁気吸着すると、一対のレバー
２１の各係止面２１ｂに作用していた押圧力が断たれ、
戻しばね１１によりライニング１２は回転円板１４から
離間される。

【００１７】なお、以上説明した実施例の各ディスク形
電磁ブレーキにおいて、制動ばねのばね力を微調整する
必要性がある場合には、図１０・図１１に示したような
構造とするとよい。図１０に示した制動ばね４の調整装
置２７は、アーマチュア１３のフィールドコア２の２つ
のばね孔２ｄと対向する部分に穿設された２つのねじ孔
１３ｄと、これらねじ孔１３ｄにねじ込まれた調整ねじ
２８と、この調整ねじ２８にねじ込まれアーマチュア１
３の側面側に締め付けられたナット２９と、調整ねじ２
８の先端が当接されフィールドコア２のねじ孔２ｄ内に
嵌合された当て板３０とから構成されている。したがっ
て、ナット２９をゆるめた状態で調整ねじ２８を回動す
れば、制動ばね４のばね長が変化してばね力が調整され
る。調整後は、ナット２９をアーマチュア１３側に締め
付けることにより、調整ねじ２８が固定される。また、
この制動ばね４の調整装置２７は、図１１に示したよう
にフィールドコア２側に構成することができる。つま
り、フィールドコア２のばね孔２ｄ底部に貫通するねじ
孔２ｉを穿設し、このねじ孔２ｉからばね孔２ｄ内にね
じ込まれる調整ねじ２８により制動ばね４のばね長を変
えることができる。

【００１８】

【考案の効果】以上のように、この考案のディスク形電
磁ブレーキでは、フィールドコアの形状を電磁コイルが
内設される環状溝を有する断面略コ字状を呈する形状と
し、環状溝の外側の周壁となる外極部の外磁極面に制動
ばねを挿入する複数のばね孔とアーマチュアを支持する
突出した複数の案内部を形成するとともに、前記環状溝
の内側の周壁となる内極部の内磁極面より内径側に、一
対のレバーを支持する支持部を突設した構造としたの
で、従来のディスク形電磁ブレーキに必須な構成であっ
た固定枠が不要となり、部品点数が削減されて装置を安
価に提供できる。また従来のディスク形電磁ブレーキに
比べ、組立工数が少なくなり生産性向上が図れるので、
より装置の低廉化が図れる。

【００１９】また、このようなディスク形電磁ブレーキ
において、フィールドコアに一体的に形成される支持部
を、非磁性材製の支持部材としフィールドコアと支持部
材を別体で構成することにより、部品点数や組立工数は
増すものの、電磁コイルの漏洩磁気回路が形成されず、
電磁コイルの磁気吸引力を経済的に使用できる。したが
って、電磁コイルのアンペアターンを小さくすることが
でき、装置の小形化が可能である。また更には、この考
案のディスク形電磁ブレーキでは、一対のレバーの支持
部分をフィールドコアの中心孔内とし、アーマチュアと
レバーの個々に形成された係止面間に転動子を構成する
ことにより、その転動子による制動ばねのばね力の分力
により、回転円板を制動するようにしたので、従来のデ
ィスク形電磁ブレーキに比べ装置を薄形にでき、産業用
ロボットの安全装置のように設置スペースが狭い場所で
も容易に組み込むことができる。

【００２０】また、このような転動子を構成する場合、
各部品の加工誤差により、フィールドコアとアーマチュ
アの間の空隙寸法がばらついてしまい、制動・制動解放
の特性が悪くなるが、アーマチュアの側面に位置調整が
可能な一対の係止板を設け、フィールドコアとアーマチ
ュアとの間の空隙寸法を隙間ゲージなどで調整しなが
ら、係止板の位置調整をするようにしたので、ディスク
形電磁ブレーキの制動・制動解放特性にばらつきが生じ
ることがなく、品質上の信頼性向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例であるディスク形電磁ブレ
ーキの正面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図１のIII−III線断面図である。

【図４】本考案の第２実施例であるディスク形電磁ブレ
ーキの断面図である。

【図５】本考案の第３実施例であるディスク形電磁ブレ
ーキの断面図である。

【図６】本考案の第４実施例であるディスク形電磁ブレ
ーキの要部断面図である。

【図７】本考案の第５実施例であるディスク形電磁ブレ
ーキの正面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。

【図９】図７のIX−IX線断面図である。

【図１０】制動ばねのばね力調整装置を示した要部断面
図である。

【図１１】他の制動ばねのばね力調整装置を示した要部
断面図である。

【符号の説明】

２ フィールドコア ３ 電磁コイル ４ 制動ばね ７ 案内部 ８ 支持部材 ９ 支持ピン １０ レバー １１ 戻しばね １２ ライニング １３ アーマチュア １４ 回転円板

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が略コ字状を呈する形状からなり電
   磁コイルが内設された環状溝と、この環状溝の外側の周
   壁となる外極部の外磁極面に穿設された複数のばね孔
   と、この各ばね孔とは位相が異なる前記外磁極面に突設
   された複数の案内部と、前記環状溝の内側の周壁となる
   内極部の内径側となり内磁極面より突設された支持部と
   を備えたフィールドコアと、このフィールドコアの前記
   案内部と係合され前記外内磁極面と所定の空隙をおいて
   対向するとともに前記支持部が挿通される中心孔が形成
   された円板状のアーマチュアと、このアーマチュアを押
   圧するとともに前記フィールドコアのばね孔に個々に挿
   入された複数の制動ばねと、前記アーマチュアの中心孔
   より突設した前記支持部の先端に形成された溝と、この
   溝に架橋されて前記支持部に固定された支持ピンと、こ
   の支持ピンに回動自在に支持されるとともに前記アーマ
   チュアの反前記フィールドコア側側面に当接する脚部が
   個々に形成されている一対のレバーと、この各レバーの
   先端に固定されて対向した一対のライニングと、前記一
   対のレバーに個々に形成されて開口部が対向した一対の
   ばね孔と、この一対のばね孔間に挿入された戻しばねと
   を備えたことを特徴とするディスク形電磁ブレーキ。
2. 【請求項２】 前記フィールドコアの支持部を非磁性材
   製の支持部材とし、この支持部材を前記フィールドコア
   の中心孔内に挿入し固定したことを特徴とする請求項１
   記載のディスク形電磁ブレーキ。
3. 【請求項３】 断面が略コ字状を呈する形状からなり電
   磁コイルが内設された環状溝と、この環状溝の外側の周
   壁となる外極部の外磁極面に穿設された複数のばね孔
   と、この各ばね孔とは位相が異なる前記外磁極面に突設
   された複数の案内部とを備えたフィールドコアと、この
   フィールドコアの案内部と個々に係合され前記フィール
   ドコアと所定の空隙をおいて対向するとともに中心孔が
   形成された円板状のアーマチュアと、このアーマチュア
   を押圧するとともに前記フィールドコアのばね孔に個々
   に押入された複数の制動ばねと、前記フィールドコアの
   中心孔に挿入され固定された支持部材と、この支持部材
   の先端に形成された溝と、この溝に架橋されて前記支持
   部材に固定された支持ピンと、この支持ピンに回動自在
   に支持されるとともに各先端部が前記アーマチュアの中
   心孔から突設された一対のレバーと、この一対のレバー
   の各先端部に固定されて対向する一対のライニングと、
   前記一対のレバーの反前記ライニング側の側面に個々に
   形成された係止面と前記アーマチュアの反前記フィール
   ドコア側の側面に形成された係止面との間に配置された
   転動子と、前記一対のレバーに個々に形成されて開口部
   が対向したばね孔と、この一対のばね孔間に挿入された
   戻しばねとを備えたことを特徴とするディスク形電磁ブ
   レーキ。
4. 【請求項４】 前記アーマチュアの反前記フィールドコ
   ア側の側面に固定され前記一対のレバーを介して凹部の
   開口側が対向した平面視略コ字状を呈する形状の一対の
   案内板と、この各案内板の凹部内に摺動自在に嵌合され
   た一対の係止板と、この各係止板を前記一対の案内板に
   個々に固定する固定部材とを備え、前記一対の係止板の
   対向した側面には前記転動子と係合する前記係止面が個
   々に形成されていることを特徴とする請求項３記載のデ
   ィスク形電磁ブレーキ。