JP2562031Y2 - 無励磁作動形電磁ブレーキ - 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、電磁コイルの磁気吸
引力と制動ばねのばね力により軸線方向にのみ進退自在
なアーマチュアを備え、このアーマチュアとの摩擦係合
により回転軸に装着されたディスクを制動する無励磁作
動形電磁ブレーキに係り、特に手動解放装置の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】無励磁作動形電磁ブレーキ（以下、電磁
ブレーキという。）は、実開昭６０−２３３２９号公報
に開示されているように、フィールドコアに回動自在に
支持されたハンドルの両端に、アーマチュアの外周縁の
うちそのアーマチュアの中心を通る直線上でディスク側
の側面と対向する部位を有するレバーを個々に固定した
構造の手動解放装置が取り付けられている。電磁ブレー
キは、電磁コイルが内設されたクラッパ形のフィールド
コアの磁極面に、アーマチュア・ディスク・サイドプレ
ートを重ね合わせ、フィールドコアとサイドプレートと
をカラーとボルトで一体化するとともに、そのカラーを
ガイドとして、アーマチュアを軸線方向にのみ進退自在
とした構造となっている。

【０００３】一般にこのような電磁ブレーキは、保持用
ブレーキとして多くの産業分野の機械に組込まれている
が、近年においては、産業用ロボットのモータに装着さ
れ、モータ停止中におけるロボットの腕部の静止保持の
ために、モータの回転軸を静止保持するブレーキとして
使用されている。したがって、通常モータが停止してい
るときには、電磁ブレーキは電磁コイルに通電されない
無励磁状態となっており、制動ばねのばね力によりフィ
ールドコアから離れる方向に付勢されたアーマチュアと
モータの回転軸に装着されたディスクとが摩擦係合され
ている。換言すれば、モータの回転軸やロボットの腕部
が静止保持されている。

【０００４】一方、このような無励磁状態にある電磁ブ
レーキは、電磁コイルに通電された励磁状態とすると、
アーマチュアは制動ばねのばね力に抗してフィールドコ
アに磁気吸着され、アーマチュアがディスクから離間し
て、ディスクやこのディスクが装着されたモータの回転
軸が解放されるので、ロボットの腕部がモータの回転に
より回動自在となる。

【０００５】このような構造・作用からなる電磁ブレー
キは、工場ラインの停電や何らかのトラブルにより電磁
コイルへ通電できない状態となると、ロボットの腕部を
移動することができなくなる。このような電磁ブレーキ
は、手動解放装置を備えることが必須とされている。

【０００６】実開昭６０−２３３２９号公報に開示され
た手動解放装置は、略半円弧状を呈するハンドルと、こ
のハンドルの両端に個々に固定されたレバーとからな
り、フィールドコアの外周面に固定された一対のピンに
支持され、これらハンドル・レバーは回動自在である。
そして、ハンドルの回動により一対のレバーは、アーマ
チュアの外周縁側のうちそのアーマチュアの中心を通る
直線上でディスク側の側面をフィールドコア側に押圧す
るので、ハンドルの操作により、アーマチュアは、制動
ばねのばね力に抗してフィールドコア側に移動され、デ
ィスクやこのディスクが装着されたモータの回転軸が解
放される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】このような電磁ブレー
キは、簡単な原理で作動され、かつ部品点数の少ない安
価な手動解放装置を備えているので、電磁ブレーキを安
価に提供できるなどの特徴を持っている。しかしなが
ら、手動解放装置の支点となるピンの位置や、作用点と
なる一対のレバーによるアーマチュアを押圧する力が左
右で異なると、アーマチュアの外周縁であって中心を通
る直線上の一方のみがフィールドコアの磁極面に当接す
る、アーマチュアの倒れと称される不良が発生する。

【０００８】無励磁状態におけるフィールドコアとアー
マチュアとの間は、約０．３mm程度の空隙に設計される
ため、このようなアーマチュアの倒れに気付かずモータ
を回転すると、フィールドコアの磁極面に当接しない側
のアーマチュア外周縁とディスクとが摩擦摺動して、デ
ィスクの偏摩耗や電磁ブレーキの発熱などの問題が生じ
る。この考案は、このような問題点を解決することを目
的とする。

【０００９】

【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、第１考案の無励磁作動形電磁ブレーキは、電
磁コイルを内設したフィールドコアと、このフィールド
コアの磁極面側に配設され制動ばねのばね力によって付
勢されるとともに、軸線方向にのみ進退自在なアーマチ
ュアと、このアーマチュアと摩擦係合されるディスク
と、このディスクを介して前記アーマチュアに対向する
とともに前記フィールドコアに固定されたサイドプレー
トと、前記アーマチュアを前記制動ばねのばね力に抗し
て前記ディスクから離間させ前記フィールドコア側に移
動する手動解放装置とを備えた無励磁作動形電磁ブレー
キにおいて、前記手動解放装置は、略半円弧状を呈する
形状からなり両端が前記フィールドコアに回動自在に支
持されたハンドルと、このハンドルの両端に個々に連結
され、前記アーマチュアの外周縁側のうち前記ディスク
側の側面と対向する部位を有する一対のレバーと、これ
らハンドルの端部とレバーとを連結する一対の弾性部材
とからなり、前記弾性部材は、前記ハンドルの回動力と
前記アーマチュアと前記レバーを介して作用する前記制
動ばねのばね力とによるねじりに対して弾性変形しない
剛性を有するとともに、前記アーマチュアが前記フィー
ルドコアに当接すると、前記ハンドルの回動力により弾
性変形することを特徴とする。

【００１０】また、第２考案の無励磁作動形電磁ブレー
キは、電磁コイルを内設したフィールドコアと、このフ
ィールドコアの磁極面側に配設され制動ばねのばね力に
よって付勢されるとともに、軸線方向にのみ進退自在な
アーマチュアと、このアーマチュアと摩擦係合されるデ
ィスクと、このディスクを介して前記アーマチュアに対
向するとともに前記フィールドコアに固定されたサイド
プレートと、前記アーマチュアを前記制動ばねのばね力
に抗して前記ディスクから離間させ前記フィールドコア
側に移動する手動解放装置とを備えた無励磁作動形電磁
ブレーキにおいて、前記手動解放装置は、線状部材で形
成され、略半円弧状を呈する形状からなるハンドル部
と、このハンドル部の両端に一体に形成され前記サイド
プレートに回転自在に支持された一対のねじりコイルば
ね部と、これらねじりコイルばね部の各先端に形成さ
れ、前記アーマチュアの外周縁側のうち前記ディスク側
の側面と対向するように配設された放物線状の一対の押
圧部とが設けられ、前記ねじりコイルばね部や前記押圧
部は、前記ハンドル部の回動力と前記アーマチュアを介
して作用する前記制動ばねのばね力とによるねじりに対
して弾性変形しない剛性を有するとともに、前記アーマ
チュアが前記フィールドコアに当接すると、前記ハンド
ルの回動力により弾性変形することを特徴とする。

【００１１】

【作用】電磁ブレーキは、電磁コイルに通電されない無
励磁状態において、制動ばねのばね力によりアーマチュ
アとディスクが摩擦係合されているので、ディスクやこ
のディスクが装着されたモータの回転軸が静止保持され
ている。電磁コイルに通電した励磁状態では、アーマチ
ュアは制動ばねのばね力に抗してフィールドコアに磁気
吸着されているので、ディスクやこのディスクが装着さ
れたモータの回転軸は解放され回転自在となる。

【００１２】第１考案の電磁ブレーキは、無励磁状態に
おいて手動解放装置のハンドルを回動すると、一対のレ
バーによりアーマチュアの外周縁側のうちそのアーマチ
ュアの中心を通る直線上でディスク側の側面の２点が押
圧されるので、アーマチュアは制動ばねのばね力に抗し
てフィールドコアの磁極面側に移動される。そして、デ
ィスクやディスクが装着されたモータの回転軸が解放さ
れる。

【００１３】ここで、アーマチュアの倒れが発生した場
合は、弾性部材が、ハンドルの回動力とアーマチュアと
レバーを介して作用する制動ばねのばね力とによるねじ
りに対して弾性変形しない剛性を有するが、アーマチュ
アがフィールドコアに当接すると、ハンドルの回動力に
より弾性変形するので、更にハンドルの回動量を大きく
すると、先にフィールドコアの磁極面と当接した側のア
ーマチュア外周縁を押圧する一方のレバーと、この一方
のレバーが配設されるハンドルの一端とを連結した弾性
部材は弾性変形するのみであるが、他方の弾性部材は、
ハンドルの回動力と制動ばねのばね力によるねじりに打
ち勝って弾性変形しないので、フィールドコアの磁極面
側へ非当接側のアーマチュア外周縁が移動される。した
がって、アーマチュアは、その全面がフィールドコアの
磁極面に当接されディスクから完全に離間する。なお、
第２考案の電磁ブレーキも、同様な作用が得られる。

【００１４】

【実施例】図１から図４はこの考案の一実施例である無
励磁作動形電磁ブレーキであり、図１は電磁ブレーキの
正面図、図２は図１の左側面図、図３は断面図、図４は
図３のＡ−Ａ線矢視正面図である。以下、これら図面に
より詳細に説明する。なお、図４においては、ハブやモ
ータの回転軸を省略した。

【００１５】電磁ブレーキ１は、産業用ロボットの駆動
部内に組込まれたモータのエンドブラケット２側端面に
装着されている。図３に示されるように電磁ブレーキ１
は、電磁コイル３が絶縁樹脂で固着されたフィールドコ
ア４が、ブラケット２に取付けボルト（図示せぬ）で固
定されている。

【００１６】フィールドコア４は、先の電磁コイル３が
内設された環状溝４ａと、この環状溝４ａの外周壁とな
る外極部に穿設されたねじ孔４ｂ・ばね孔４ｃ、そして
先の取付けボルトの挿通孔（図示せぬ）を有する形状か
らなるクラッパ形電磁石である。なお、ねじ孔４ｂ・ば
ね孔４ｃ・挿通孔は、円周方向を３等分する位置に位相
をかえて個々に形成されている。

【００１７】フィールドコア４のねじ孔４ｂには、カラ
ー５を介して重ね合わされたサイドプレート６を固定す
るボルト７がねじ込まれており、またこれらフィールド
コア４とサイドプレート６との間には、アーマチュア８
とディスク９とが介装されている。アーマチュア８の外
周縁のうち、円周方向を３等分する位置に切欠き溝８ａ
が形成されており、これら切欠き溝８ａ内に先のカラー
５が個々に係合された構造である。なお、符号６ａ・８
ｂは取付けボルトを通す切欠き溝や挿通孔である。

【００１８】ディスク９は、ハブ１０とスプライン嵌合
されており、ハブ１０は、フィールドコア４とアーマチ
ュア８の内孔を通り突出するモータの回転軸２ａにキー
嵌合され抜け止めされている。また、フィールドコア４
のばね孔４ｃとアーマチュア８との間には、ばね孔４ｃ
に個々に挿入された制動ばね１１が介装されている。そ
して、この制動ばね１１のばね力でフィールドコア４か
ら離れる方向に付勢されたアーマチュア８は、ディスク
９をサイドプレート６とともに摩擦係合するが、このと
き、フィールドコア４の磁極面とアーマチュア８との間
には、空隙Ｓとして約０．３mm程度の隙間が形成されて
いる。

【００１９】次に、電磁ブレーキ１に装着された手動解
放装置１２を説明する。手動解放装置１２は、フィール
ドコア４の外径寸法より十分大きな寸法からなり、その
外周面の外側に配設された略半円弧状のハンドル１３
と、Ｌ字状に折り曲げられた形状からなり、ハンドル１
３の直線状とした両端部に配設された一対のレバー１４
と、これらハンドル１３の端部とレバー１４とを個々に
連結した弾性部材としてのねじりコイルばね１５とから
構成されている。

【００２０】このような手動解放装置１２は、フィール
ドコア４の外周面に突設された一対のピン１６に回動自
在に支持されており、レバー１４のフィールドコア４の
外周 面と対向する部位に穿設されたピン孔と、ねじりコ
イルばね１５の内孔・ハンドル１３の端部に穿設された
ピン孔に、先のピン１６を挿通した構造である。なお、
手動解放装置１２のピン１６からの脱落を防止する止め
輪をピン１６に取付けてもよい。また、レバー１４のう
ち作用点となるアーマチュア８のディスク９側の側面と
対向する部位は、従来の電磁ブレーキと同様に、アーマ
チュア８の外周縁側のうちそのアーマチュア８の中心を
通る直線上でディスク９側の側面の２点に当接するよう
に設計されている。また更に、ねじりコイルばね１５の
外側へ折り曲げられた端部は、ハンドル１３の端部とレ
バー１４に穿設されたばね掛止穴に挿入されている。

【００２１】このような構造からなる電磁ブレーキ１
は、電磁コイル３に通電されない無励磁状態（図３の状
態）において、制動ばね１１のばね力によりアーマチュ
ア８とディスク９が摩擦係合されているので、ディスク
９やこのディスク９が装着されたモータの回転軸２ａが
静止保持されている。電磁コイル３に通電した励磁状態
では、アーマチュア８は制動ばね１１のばね力に抗して
フィールドコア４の磁極面に磁気吸着されるので、ディ
スク９やこのディスク９が装着されたモータの回転軸２
ａが解放され回転自在となる。

【００２２】無励磁状態において、手動解放装置１２の
ハンドル１３を回動すると、ねじりコイルばね１５が、
ハンドル１３の回動力とアーマチュア８とレバー１４と
を介して作用する制動ばね１１のばね力とによるねじり
に対して弾性変形しない剛性を有するが、アーマチュア
８がフィールドコア４の磁極面に当接すると、ハンドル
の回動力により弾性変形するように、そのばね特性が設
計されているので、一対のレバー１４によりアーマチュ
ア８の外周縁であって中心を通る直線上の２点が押圧さ
れ、アーマチュア８は、制動ばね１１のばね力に抗して
フィールドコア４側に移動されディスク９から離間す
る。そして、ディスク９やディスク９が装着されたモー
タの回転軸２ａが解放される。

【００２３】ここで、アーマチュア８の倒れが発生した
場合は、更にハンドル１３の回動量を大きくすると、先
にフィールドコア４の磁極面と当接した側のアーマチュ
ア８外周縁を押圧する一方のレバー１４と、この一方の
レバー１４が配設されるハンドル１３の一端とを連結す
るねじりコイルばね１５は弾性変形するのみであるが、
他方のねじりコイルばね１５は、ハンドル１３の回動力
と制動ばね１１のばね力によるねじりに打ち勝って弾性
変形しないので、フィールドコア４の磁極面側へ非当接
側のアーマチュア外周縁が移動される。したがって、ア
ーマチュア８は、その全面がフィールドコア４の磁極面
に当接されディスク９から完全に離間する。

【００２４】以上説明した電磁ブレーキ１は、手動解放
装置１２のハンドル１３とレバー１４とを、ねじりコイ
ルばね１５で連結した実施例を説明したが、レバー１４
をねじりコイルばね１５と同様なばね特性を有する弾性
部材で形成してもよい。このような手段について、図５
・図６の図面により説明する。図５はこの考案の他の実
施例である電磁ブレーキの正面図、図６は図５の左側面
図である。

【００２５】電磁ブレーキ１７は、手動解放装置１８と
これを支持するサイドプレート１９の構造が相異してい
るのみで、他の構造は電磁ブレーキ１と同じである。手
動解放装置１８は、針金のような線状部材から形成され
ており、略半円弧状のハンドル部１８ａと、このハンド
ル部１８ａの直線状とした両端に形成されたねじりコイ
ルばね部１８ｂと、各ねじりコイルばね部１８ｂの先端
に放物線状に形成され、ディスク９の半径方向外側に配
設されるとともに、アーマチュア８の外周縁側のうちデ
ィスク９側の側面と対向するように配設された一対の押
圧部１８ｃとからなる形状である。

【００２６】そして、この手動解放装置１８は、一対の
ねじりコイルばね部１８ｂが、サイドプレート１９の外
周縁側の一部を切削することにより形成された一対の突
出部１９ｂに個々に嵌合されているので、ハンドル部１
８ａを回動していくに従って、アーマチュア８は、放物
線状に形成した押圧部１８ｃで徐々に押圧され、制動ば
ね１１のばね力に抗してフィールドコア４の磁極面側に
移動される。

【００２７】手動解放装置１８のねじりコイルばね部１
８ｂや押圧部１８ｃは、先に説明したねじりコイルばね
１５と同様なばね特性を有するが、ハンドル部１８ａ
は、硬化処理された剛性部分として追加工されている。

【００２８】なお、この電磁ブレーキ１７も、先の電磁
ブレーキ１と同様な作用をする。また、以上の説明にお
いて、金属の線状材からなる弾性部材（ねじりコイルば
ね１５）としたが、硬度の比較的高いゴムなどにより設
計を変更することも可能である。

【００２９】

【考案の効果】以上、詳細に説明したように、第１考案
の無励磁作動形電磁ブレーキは、手動解放装置を、略半
円弧状を呈する形状からなり両端がフィールドコアに回
動自在に支持されたハンドルと、このハンドルの両端に
個々に連結され、アーマチュアの外周縁側のうちディス
ク側の側面と対向する部位を有する一対のレバーと、こ
れらハンドルの端部とレバーとを連結する一対の弾性部
材とからなり、弾性部材は、ハンドルの回動力とアーマ
チュアとレバーを介して作用する制動ばねのばね力とに
よるねじりに対して弾性変形しない剛性を有するととも
に、アーマチュアがフィールドコアに当接すると、ハン
ドルの回動力により弾性変形する構造としたので、アー
マチュア倒れにより、このアーマチュアの外周縁であっ
て中心を通る直線上の２点のうちの一方のみがフィール
ドコアの磁極面に当接しても、更にハンドルを回動すれ
ば、アーマチュア当接側の弾性部材は弾性変形するが、
アーマチュア非当接側の弾性部材は、ハンドルの回動力
と制動ばねのばね力によるねじりに打ち勝って弾性変形
しないので、フィールドコア側に非当接側のアーマチュ
ア外周縁が移動され、アーマチュアの全面がフィールド
コアの磁極面に当接される。

【００３０】したがって、ディスクの偏摩耗や電磁ブレ
ーキの発熱、更にはモータの焼き付きなどの不慮の事故
を未然に防ぐことができ、品質の信頼性を向上すること
ができる。

【００３１】また、第２考案の無励磁作動形電磁ブレー
キは、手動解放装置を、線状部材で形成され、略半円弧
状を呈する形状からなるハンドル部と、このハンドル部
の両端に一体に形成され前記フィールドコア側に回転自
在に支持された一対のねじりコイルばね部と、これらね
じりコイルばね部の各先端に形成され、前記アーマチュ
アの外周縁側のうち前記ディスク側の側面と対向するよ
うに配設された放物線状の一対の押圧部とが設けられ、
前記ねじりコイルばね部や前記押圧部は、前記ハンドル
部の回動力と前記アーマチュアを介して作用する前記制
動ばねのばね力とによるねじりに対して弾性変形しない
剛性を有するとともに、前記アーマチュアが前記フィー
ルドコアに当接すると、前記ハンドルの回動力により弾
性変形する構造としたので、ディスクの偏摩耗や電磁ブ
レーキの発熱、更にはモータの焼き付きなどの不慮の事
故を未然に防ぐことができ、品質の信頼性を向上した無
励磁作動形電磁ブレーキを比較的安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例である無励磁作動形電磁ブ
レーキの正面図である。

【図２】図１の左側面図である。

【図３】図１の断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線矢視正面図である。

【図５】この考案の他の実施例である無励磁作動形電磁
ブレーキの正面図である。

【図６】図５の左側面図である。

【符号の説明】

３ 電磁コイル ４ フィールドコア ８ アーマチュア ９ ディスク １１ 制動ばね １２ 手動解放装置 １３ ハンドル １４ レバー １５ ねじりコイルばね １６ ピン １８ 手動解放装置 １８ａ ハンドル部 １８ｂ ねじりコイルばね部 １８ｃ 押圧部 １９ サイドプレート

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁コイルを内設したフィールドコア
   と、このフィールドコアの磁極面側に配設され制動ばね
   のばね力によって付勢されるとともに、軸線方向にのみ
   進退自在なアーマチュアと、このアーマチュアと摩擦係
   合されるディスクと、このディスクを介して前記アーマ
   チュアに対向するとともに前記フィールドコアに固定さ
   れたサイドプレートと、前記アーマチュアを前記制動ば
   ねのばね力に抗して前記ディスクから離間させ前記フィ
   ールドコア側に移動する手動解放装置とを備えた無励磁
   作動形電磁ブレーキにおいて、前記手動解放装置は、略
   半円弧状を呈する形状からなり両端が前記フィールドコ
   アに回動自在に支持されたハンドルと、このハンドルの
   両端に個々に連結され、前記アーマチュアの外周縁側の
   うち前記ディスク側の側面と対向する部位を有する一対
   のレバーと、これらハンドルの端部とレバーとを連結す
   る一対の弾性部材とからなり、前記弾性部材は、前記ハ
   ンドルの回動力と前記アーマチュアと前記レバーを介し
   て作用する前記制動ばねのばね力とによるねじりに対し
   て弾性変形しない剛性を有するとともに、前記アーマチ
   ュアが前記フィールドコアに当接すると、前記ハンドル
   の回動力により弾性変形することを特徴とする無励磁作
   動形電磁ブレーキ。
2. 【請求項２】 電磁コイルを内設したフィールドコア
   と、このフィールドコアの磁極面側に配設され制動ばね
   のばね力によって付勢されるとともに、軸線方向にのみ
   進退自在なアーマチュアと、このアーマチュアと摩擦係
   合されるディスクと、このディスクを介して前記アーマ
   チュアに対向するとともに前記フィールドコアに固定さ
   れたサイドプレートと、前記アーマチュアを前記制動ば
   ねのばね力に抗して前記ディスクから離間させ前記フィ
   ールドコア側に移動する手動解放装置とを備えた無励磁
   作動形電磁ブレーキにおいて、前記手動解放装置は、線
   状部材で形成され、略半円弧状を呈する形状からなるハ
   ンドル部と、このハンドル部の両端に一体に形成され前
   記サイドプレートに回転自在に支持された一対のねじり
   コイルばね部と、これらねじりコイルばね部の各先端に
   形成され、前記アーマチュアの外周縁側のうち前記ディ
   スク側の側面と対向するように配設された放 物線状の一
   対の押圧部とが設けられ、前記ねじりコイルばね部や前
   記押圧部は、前記ハンドル部の回動力と前記アーマチュ
   アを介して作用する前記制動ばねのばね力とによるねじ
   りに対して弾性変形しない剛性を有するとともに、前記
   アーマチュアが前記フィールドコアに当接すると、前記
   ハンドルの回動力により弾性変形することを特徴とする
   無励磁作動形電磁ブレーキ。