JP5982611B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸の回転を制限するブレーキ装置に関する。

従来用いられていたこの種のブレーキ装置としては、例えば下記の特許文献１，２等に示されている構成を挙げることができる。図５は、従来のブレーキ装置を示す構成図である。例えばＡＣサーボモータ等の回転軸１は、水平方向１ｂに沿って延在されている。この回転軸１の外周には、ハブ２０を介してブレーキディスク２１が固定されている。

ブレーキディスク２１の両側には、サイドプレート４及びアーマチュア５が配置されている。サイドプレート４は、ネジ６を介してコア７に接続されている。ネジ６の外周には、カラー６ａが取付けられている。ネジ６及びカラー６ａは、アーマチュア５に設けられた孔に通されている。アーマチュア５は、ネジ６に案内されて、ブレーキディスク部２に近づく方向及びブレーキディスク部２から離れる方向に変位可能に設けられている。

コア７には、ばね７ａ及び励磁コイル７ｂが埋め込まれている。ばね７ａは、アーマチュア５をサイドプレート４に向けて常時付勢している。励磁コイル７ｂは、外部から供給される電流により励磁された際に、ばね７ａのばね力よりも大きな力でアーマチュア５をサイドプレート４から引き離す方向に付勢する。励磁コイル７ｂが励磁されて、励磁コイル７ｂの作用によりアーマチュア５がサイドプレート４から引き離された状態では、ブレーキディスク２１が解放されて、回転軸１の回転が許容される。一方で、励磁コイル７ｂが励磁されてなく、ばね７ａの作用により、アーマチュア５がサイドプレート４に向けて変位された状態では、ブレーキディスク２１がアーマチュア５とサイドプレート４とにより挟持されて、回転軸１の回転が制限される。

特開２００７−１９２３０５号公報 特開２００９−０９２０９４号公報

上記のような従来のブレーキ装置は、基本的に回転軸１が水平方向１ｂに沿って延在される構成に使用されるものである。このような従来装置を回転軸１が鉛直方向に沿って延在される構成に適用した場合、ブレーキディスク２１が自重により垂下して、ブレーキディスク２１の下方に位置するサイドプレート４又はアーマチュア５とブレーキディスク２１とが軽接触してしまうことがある。ブレーキディスク２１がサイドプレート４又はアーマチュア５と軽接触した状態で回転軸１が回転され続けると、ブレーキディスク２１等が摩耗してしまい、製品寿命を縮めてしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転軸が鉛直方向に沿って延在される構成でもブレーキディスク部が垂下により他の部材と軽接触することを回避でき、製品寿命が短くなることを防止できるブレーキ装置を提供することである。

本発明に係るブレーキ装置は、鉛直方向に沿って延在する回転軸の外周に固定されるとともに水平方向に沿って延在されたブレーキディスク部と、ブレーキディスク部の上方に配置された上側挟持部材と、ブレーキディスク部の下方に配置された下側挟持部材と、上側及び下側挟持部材のいずれか一方を他方に向けて変位させることにより上側挟持部材と下側挟持部材との間にブレーキディスク部を挟み込んで回転軸の回転を制限するとともに、一方を他方から引き離すことによりブレーキディスク部を解放して回転軸の回転を許容する制動制御部と、一方が他方から引き離されている際に、ブレーキディスク部の下面を下側挟持部材の上面よりも高い位置で支持し、ブレーキディスク部の下面と下側挟持部材の上面との間に隙間を形成する支持体とを備え、回転軸の回転が制動される際に下側挟持部材が上側挟持部材に向けて付勢される構成であり、支持体は、回転軸の外周に固定されるとともにブレーキディスク部の下面に接して配置されたプレートである。

本発明のブレーキ装置によれば、上側及び下側挟持部材の一方が他方から引き離されている際に、ブレーキディスク部の下面を下側挟持部材の上面よりも高い位置で支持し、ブレーキディスク部の下面と下側挟持部材の上面との間に隙間を形成する支持体が設けられているので、回転軸が鉛直方向に沿って延在される構成でもブレーキディスク部が垂下により他の部材と軽接触することを回避でき、製品寿命が短くなることを防止できる。

本発明の実施の形態１によるブレーキ装置を示す構成図である。 図１の励磁コイルが励磁されていない状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態２によるブレーキ装置を示す構成図である。 図３の励磁コイルが励磁されていない状態を示す説明図である。 従来のブレーキ装置を示す構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるブレーキ装置を示す構成図であり、図２は図１の励磁コイル７ｂが励磁されていない状態を示す説明図である。図１に示すように、例えばＡＣサーボモータ等の回転軸１は鉛直方向１ａに沿って延在されている。回転軸１の外周には、ハブ２０を介してブレーキディスク２１が取付けられている。ハブ２０は、フランジ２０ａを有する円筒部材により構成されており、回転軸１に焼き嵌めされている。ブレーキディスク２１は、フランジ２０ａの先端から放射状に延出された輪状部材である。フランジ２０ａ及びブレーキディスク２１は、水平方向１ｂ（径方向）に沿って延在されたブレーキディスク部２を構成している。

ブレーキディスク部２の下方にはサイドプレート４が配置され、ブレーキディスク部２の上方にはアーマチュア５が配置されている。サイドプレート４及びアーマチュア５は、ブレーキディスク部２を挟んで互いに対向して配置されている。なお、この実施の形態１では、サイドプレート４が下側挟持部材を構成し、アーマチュア５が上側挟持部材を構成している。

サイドプレート４は、基部４ａを介して回転軸１に固定されている。基部４ａは、ブレーキディスク部２の下方でハブ２０を介して回転軸１の外周に固定された円板状部材である。

サイドプレート４は、ネジ６を介してコア７に接続されている。ネジ６の外周には、カラー６ａが取付けられている。ネジ６及びカラー６ａは、アーマチュア５に設けられた孔に通されている。アーマチュア５は、ネジ６に案内されて、ブレーキディスク部２に近づく方向及びブレーキディスク部２から離れる方向に変位可能に設けられている。

コア７には、制動制御部を構成するばね７ａ及び励磁コイル７ｂが埋め込まれている。ばね７ａは、アーマチュア５をサイドプレート４に向けて常時付勢している。励磁コイル７ｂは、外部から供給される電流により励磁された際に、ばね７ａのばね力よりも大きな力でアーマチュア５をサイドプレート４から引き離す方向に付勢する。

図１は、励磁コイル７ｂが励磁されて、励磁コイル７ｂの作用によりアーマチュア５がサイドプレート４から引き離されている状態を示している。この状態では、ブレーキディスク２１が解放されて、回転軸１の回転が許容される。一方で、図２は励磁コイル７ｂが励磁されてなく、ばね７ａの作用によりアーマチュア５がサイドプレート４に向けて変位された状態を示している。この状態では、ブレーキディスク２１がアーマチュア５とサイドプレート４とにより挟持されて、回転軸１の回転が制限される。

ブレーキディスク部２の下方には、図１のようにアーマチュア５がサイドプレート４から引き離されている際に、ブレーキディスク部２の下面をサイドプレート４の上面よりも高い位置で支持し、ブレーキディスク部２の下面とサイドプレート４の上面との間に隙間８ａを形成する支持体８が設けられている。支持体８により隙間８ａが形成されることで、ブレーキディスク部２がサイドプレート４と軽接触することを回避でき、製品寿命が短くなることを防止できる。

本実施の形態では、支持体８は、基部４ａと弾性部材９とにより構成されている。基部４ａは、前述のように、ブレーキディスク部２の下方でハブ２０を介して回転軸１の外周に固定された円板状部材である。弾性部材９は、基部４ａとブレーキディスク部２の下面との間に配置されており、ブレーキディスク部２を上方に付勢するとともに、図２に示すようにアーマチュア５がサイドプレート４に向けて変位された際に圧縮されてブレーキディスク部２の下方への変位（撓み）を許容する。すなわち、弾性部材９のばね力は、アーマチュア５をサイドプレート４に向けて付勢するばね７ａのばね力よりも十分に小さく設定されている。弾性部材９は、図に示すように板厚方向に波を打つように湾曲されたウェーブワッシャにより構成することができる。

ブレーキディスク部２の上方には、回転軸１の外周に固定されるとともにブレーキディスク部２の上面に接して配置された輪状のプレート１０が設けられている。プレート１０は、弾性部材９の力に対抗してブレーキディスク部２の上方への変位（撓み）を規制して、サイドプレート４とアーマチュア５との間でのブレーキディスク部２の位置を確定させている。

このようなブレーキ装置では、アーマチュア５がサイドプレート４から引き離されている際に、ブレーキディスク部２の下面をサイドプレート４の上面よりも高い位置で支持し、ブレーキディスク部２の下面とサイドプレート４の上面との間に隙間８ａを形成する支持体８が設けられているので、回転軸１が鉛直方向１ａに沿って延在される構成でもブレーキディスク部２が垂下により他の部材（サイドプレート４）と軽接触することを回避でき、製品寿命が短くなることを防止できる。

また、支持体８が、ブレーキディスク部２の下方で回転軸１の外周に固定された基部４ａと、基部４ａとブレーキディスク部２との間に配置され、ブレーキディスク部２を上方に付勢するとともに、アーマチュア５がサイドプレート４に向けて変位された際に圧縮されてブレーキディスク部２の下方への変位を許容する弾性部材９とにより構成されているので、アーマチュア５がブレーキディスク部２の上方に配置され、サイドプレート４がブレーキディスク部２の下方に配置される構成においても支持体８によってブレーキ動作に支障がでることを回避でき、ブレーキ動作の信頼性を向上できる。

さらに、弾性部材９は、板厚方向に波を打つように湾曲されたウェーブワッシャによって構成されているので、ブレーキディスク部２を上方に付勢するとともに、アーマチュア５がサイドプレート４に向けて変位された際に圧縮されてブレーキディスク部２の下方への変位を許容する構成をより簡単且つ確実に実現できる。

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２によるブレーキ装置を示す構成図であり、図４は図３の励磁コイル７ｂが励磁されていない状態を示す説明図である。図３及び図４に示す実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成から天地逆転された構成である。すなわち、この実施の形態２ではアーマチュア５がブレーキディスク部２の下方に配置され、サイドプレート４がブレーキディスク部２の上方に配置されている。従って、この実施の形態２では、アーマチュア５が下側挟持部材を構成し、サイドプレート４が上側挟持部材を構成している。

プレート１０は、回転軸１の外周に固定されるとともにブレーキディスク部２の下面に接して配置されている。すなわち、この実施の形態２では、プレート１０によって支持体８が構成され、プレート１０によってブレーキディスク部２の下面がアーマチュア５の上面よりも高い位置で支持されることで、ブレーキディスク部２の下面とブレーキディスク部２の上面との間に隙間８ａが形成されている。この隙間８ａにより、ブレーキディスク部２がアーマチュア５と軽接触することが回避され、製品寿命が短くなることが防止されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

このようなブレーキ装置では、回転軸１の外周に固定されるとともにブレーキディスク部２の下面に接して配置されたプレート１０によって支持体８が構成されるので、アーマチュア５がブレーキディスク部２の下方に配置され、サイドプレート４がブレーキディスク部２の上方に配置される構成においても、確実に隙間８ａを形成できる。これにより、ブレーキディスク部２がアーマチュア５と軽接触することを回避できるとともに、製品寿命が短くなることを防止できる。

なお、実施の形態１，２で示したように、図１〜図４に示す共通の構成によって、天地の向きに拘わらず、ブレーキディスク部２及びその下方に配置される部材との軽接触を防止できることが分る。
すなわち、回転軸１の外周に固定されるとともに回転軸１の径方向に沿って延在されたブレーキディスク部２と、ブレーキディスク部２を挟んで互いに対向して配置されたサイドプレート４及びアーマチュア５と、アーマチュア５をサイドプレート４に向けて変位させることによりアーマチュア５とサイドプレート４との間にブレーキディスク部２を挟み込んで回転軸１の回転を制限するとともに、アーマチュア５をサイドプレート４から引き離すことによりブレーキディスク部２を解放して回転軸１の回転を許容する制動制御部（ばね７ａ及び励磁コイル７ｂ）と、ブレーキディスク部２よりもサイドプレート４側で回転軸１の外周に固定された基部４ａと、基部４ａとブレーキディスク部２との間に配置され、ブレーキディスク部２をアーマチュア５側に付勢するとともに、アーマチュア５がサイドプレート４に向けて変位された際に圧縮されてブレーキディスク部２のサイドプレート４側への変位を許容する弾性部材９と、回転軸１の外周に固定されるとともに、アーマチュア５側のブレーキディスク部２の端面に接して配置されたプレート１０とを備える構成を採ることで、上下どちらの向きに配置されてもブレーキディスク部２及びその下方に配置される部材との軽接触を防止でき、製品寿命が短くなることを防止できる。

なお、実施の形態１，２では、弾性部材９はウェーブワッシャにより構成されると説明したが、例えばコイルばね等の他の弾性部材によって構成してもよい。

１ 回転軸
１ａ 鉛直方向
１ｂ 水平方向
２ ブレーキディスク部
４ サイドプレート（上側挟持部材又は下側挟持部材）
４ａ 基部
５ アーマチュア（上側挟持部材又は下側挟持部材）
７ａ ばね（制動制御部）
７ｂ 励磁コイル（制動制御部）
８ 支持体
８ａ 隙間
９ 弾性部材
１０ プレート

Claims (2)

1. 鉛直方向に沿って延在する回転軸の外周に固定されるとともに水平方向に沿って延在されたブレーキディスク部と、
   前記ブレーキディスク部の上方に配置された上側挟持部材と、
   前記ブレーキディスク部の下方に配置された下側挟持部材と、
   前記上側及び下側挟持部材のいずれか一方を他方に向けて変位させることにより前記上側挟持部材と前記下側挟持部材との間に前記ブレーキディスク部を挟み込んで前記回転軸の回転を制限するとともに、前記一方を前記他方から引き離すことにより前記ブレーキディスク部を解放して前記回転軸の回転を許容する制動制御部と、
   前記一方が前記他方から引き離されている際に、前記ブレーキディスク部の下面を前記下側挟持部材の上面よりも高い位置で支持し、前記ブレーキディスク部の下面と前記下側挟持部材の上面との間に隙間を形成する支持体と
   を備え、
   前記回転軸の回転が制動される際に前記下側挟持部材が前記上側挟持部材に向けて付勢される構成であり、
   前記支持体は、前記回転軸の外周に固定されるとともに前記ブレーキディスク部の下面に接して配置されたプレートである
   ことを特徴とするブレーキ装置。
2. 回転軸の外周に固定されるとともに回転軸の径方向に沿って延在されたブレーキディスク部と、
   前記ブレーキディスク部を挟んで互いに対向して配置されたサイドプレート及びアーマチュアと、
   前記アーマチュアを前記サイドプレートに向けて変位させることにより前記アーマチュアと前記サイドプレートとの間に前記ブレーキディスク部を挟み込んで前記回転軸の回転を制限するとともに、前記アーマチュアを前記サイドプレートから引き離すことにより前記ブレーキディスク部を解放して前記回転軸の回転を許容する制動制御部と、
   前記ブレーキディスク部よりも前記サイドプレート側で前記回転軸の外周に固定された基部と、
   前記基部と前記ブレーキディスク部との間に配置され、前記ブレーキディスク部を前記アーマチュア側に付勢するとともに、前記アーマチュアが前記サイドプレートに向けて変位された際に圧縮されて前記ブレーキディスク部の前記サイドプレート側への変位を許容する弾性部材と、
   前記回転軸の外周に固定されるとともに、前記アーマチュア側の前記ブレーキディスク部の端面に接して配置されたプレートと
   を備えていることを特徴とするブレーキ装置。

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