JPH02150520A

JPH02150520A - モータ用電磁ブレーキ装置

Info

Publication number: JPH02150520A
Application number: JP30079388A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Tagami; 潔田上; Hiroyuki Uchida; 裕之内田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はモータ用の電磁ブレーキ装置に関し、特に摩擦
板式の電磁ブレーキ装置に関する。

〔従来の技術〕

モータ用電磁ブレーキ装置の中で、摩擦板を用いたタイ
プの構造は、一般に円筒形状部材の組み合わせとなって
いる。これは、ブレーキコア、アーマチュア、及び端板
は鋼材より削り出す事が多く、加工費用低減の観点から
通常、円筒形状とするためである。従ってブレーキコア
に収容するコイルも、通常は円環状に形成しており、円
筒状ブレーキコアと環状アーマチュアとの対向する領域
のうち、巻線の収容領域を除いた内側か、又は外側の領
域に、前記アーマチュアを付勢するばねを配設している
。この場合、ばねのコイル径寸法は、巻線の存在の為、
必ずしも大きな値をとることができず、従って、所要の
押圧力を得るためには小さなばねを多数設ける必要があ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しなから、小さなばねの数が多いとコスト高になると
共に、下記の説明に基づく理由により、ばね設計上のバ
ランスから、大きな押圧力が期待できないという問題が
ある。

即ち、一般に、ばねのばね定数ｋ、及びばねの発生させ
る力Ｐは次式で求められる。

ｋ−Ｇ−ｄ４／（８・Ｎｅ−Ｄ３）　　・・・（１）Ｐ
＝ｋ・　（Ｉ！、１−１２）　　　　　　　・・・（２
）ここで、Ｇ：横弾性係数ｄ：ばねの線材の直径寸法Ｎｅ：ばねの有効巻数Ｄ＝ばねの有効直径寸法Ｐｌ：ばねの自由長さＩ！、２：ばねの取付時の長さである。式（２）より、力Ｐを大きくする為には、ｋ又
はｉ！、１−１！、２を大きくすればよい。しかし、ば
ね定数ｋを大きくすると、ばねの寸法形状等の製造誤差
が、発生力Ｐに対して過敏に影響し、各ばね毎の力Ｐの
ばらつきが大きくなり、好ましくない。従って、ばね定
数ｋを適宜な値に設定し、１１−１２の値を大きくする
ことを考える。即ち、自由長１１を長くすることになる
が、もしばねの有効直径りが小さいと細長いばねとなり
、座屈等を生ずるため好ましくないため、Ｄは大きく設
定すべきである。

次に、ばねに発生する捩り力に起因する最大の剪断応力
τｍａｘは次式で表わされる。

τｌ１ｌａＸ−（８・Ｄ／（π−ｄ”））・Ｐ　　・・
・（３）上述の如く、ばね定数ｋを一定として、ばねの
有効直径りをα倍（α〉１）に大きくすると（１）式よ
り、線材の直径ｄはα３／４倍にする必要がある。この
条件の場合、（３）式によるとτｍａｘはα−５″倍、
即ち、小さくなり、好ましい。

結局、有効直径りの小さなばねは設計的に好ましくなく
、可及的に大きな有効直径りを有するばねを使用するこ
とが望まれる。然しなから、従来の円筒形状部材の組み
合わせよりなる構造では、環状巻線の存在のため、ばね
径寸法をあまり大きくとれない事は前述の通りであるが
、加えて、可能な範囲でばね径寸法を大きく取った場合
にも、巻線領域の内側と外側との面積比がアンバランス
となり、磁気抵抗が大きくなってしまうという問題が生
じる。

依って本発明は、ばねの直径が可及的に大きく設定でき
る構造のモータ用電磁ブレーキ装置の提供を目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に鑑みて本発明は、モータの出力軸に対して取
り付けられていると共に、摩擦力により制動トルクを発
生する摩擦板と、該摩擦板に対して押圧力を発生させる
アーマチュアと、該アーマチュアを駆動する磁力を発生
させるコイルを収容している略多角形状のボビンと、該
ボビンを収容していると共に前記コイルの発生させる磁
束の磁路を形成するブレーキコアと、前記略多角形状ボ
ビンの角部内側近傍の前記ブレーキコアに設けられ、前
記アーマチュアを常時付勢しているばね手段を収容する
ばね収容穴とを具備したことを特徴とするモータ用電磁
ブレーキ装置を提供する。

また、上記角部内側近傍の代わりに、略多角形状ボビン
の辺の中央部外側近傍にばね収容穴を設けて成るモータ
用電磁ブレーキ装置を提供する。

〔作　用〕

多角形の角部内側領域や、該多角形の辺の中央部とブレ
ーキコアの外周縁との間の領域は、比較的大きなばね手
段を配設する大きさを有しているため、同一サイズのブ
レーキコアにおいても大きな押圧力の得られるばね手段
を具備したモータ用電磁ブレーキ装置を提供することが
できる。

〔実施例〕

以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。まず、本発明に係る第１の実施例を第１図
から第３図を参照しながら説明する。厚肉円筒状のブレ
ーキコア１０には、第１図に示す様に、略三角形の形状
を成したボビン１４に収容した巻線１６を、ボビン１４
と共に収容する略三角形形状の環状溝１２が設けられて
いる。

この環状溝１２によって分離された、ブレーキコア１０
の表面のうち、該環状溝１２と外周面３６とによって囲
まれた領域、即ち、外側領域１０ｂには、後述のねじ部
品２２と螺合するねじ穴２４が３箇所設けられており、
環状溝１２と内周面３４とによって囲まれた領域、即ち
、内側領域１０ａのうち、略三角形形状の環状溝１２の
角部内側領域に、夫々１個ずつばね３８を収容するばね
収容穴３２が設けられている。

第３図に示す様に、ブレーキコア１０の外周縁近くに円
筒状スペーサ１８が立設され、該スペーサ１８によって
ブレーキコア１０から端板２０を適宜距離離隔させてお
り、ねじ部品２２によって固定している。更に、端板２
０とブレーキコア１０との間には、前記円筒状スペーサ
１８を案内枠として移動可能なアーマチュア３ｏを配設
し、該アーマチュア３０と端板２０との間には、モータ
の出力軸（図示せず）に固定されるハブ２２に取り付け
られた環状の摩擦板２Ｂが介在している。

この摩擦板２日はモータの出力軸と共に回転するため、
前記スペーサ１８の内側に位置している必要がある。ま
た、ばね３８の付勢力によりアーマチュア３０と端板２
０との間に挾持されて、モータの出力軸を停止、固定さ
せる制御トルクを発生させる作用をするため、摩擦板２
８の外形寸法は大きい方が好ましい。従って、前述のス
ペーサ１８は、ブレーキコア１０の外周面３６に近い程
よく、既述の通り、ブレーキコア１０の外周縁近くに配
設している。

然しながら、巻線１６を収容したボビン１４を収容する
環状溝１２を上記スペーサ１８を回避した位置に設ける
必要があり、従って、ばね３８を収容するばね収容穴３
２を溝１２の内側領域に設ける場合には、可及的に大き
な径の穴３２を確保すべく、略三角形形状の環状溝１２
の角部内側近傍領域に設けるのである。

第４図は本発明の第２の実施例を図示しており、第１の
実施例の場合と同様な考えの下に、略四角形のボビン４
４の中に巻線４６を収容し、これをブレーキコア４０に
収容している。各角部の内側近傍領域に、夫々１個ずつ
ばね収容穴６２を設け、各辺の中央の外側領域にねじ部
品螺合用のねじ穴５４を設け、各々の必要領域を確保し
ている。

第５図は本発明の第３の実施例を図示しており、第１の
実施例の各部品と対応する部品は、同一参照番号にダッ
シュを付して示している。第１の実施例と相違するとこ
ろは、巻線１６′を収容している略三角形のボビン１４
′が第１実施例の場合よりも小さく造られており、外側
領域１０ｂ’を広く設けている。該外側Ｍ域１０ｂ′の
中で可及的に大きな径を有するばね収容穴３２′を設け
ることのできる所は、各辺の中央部外側の領域であり、
この位置にばね収容穴３２′を設け、その側方に、ねじ
部品螺合用のねし穴２４′を設けている。

第６図は本発明の第４の実施例を図示しており、第４図
に示す第２実施例と対比されるべき実施例である。第２
実施例と異なる所は、巻線４６′を収容している略四角
形のボビン４４′が小さく造られており、外側領域４０
ｂ′を広く設けている。

第３実施例の場合と同様に、各辺の中央部外側の領域に
ばね収容穴６２′を設け、その側方にねじ部品螺合用の
ねじ穴５４′を設けている。

以上の例では、ブレーキコアの内周又は外周の各縁が円
形であり、ボビン収容の環状溝が略多角形であって、互
いに異形状であるが故に、環状溝の内側領域では角部の
近傍を利用し、外側領域では各辺の中央部近傍を利用す
ることにより、可及的に大きな径を有したばね収容穴が
形成可能となる。従って、ブレーキコアの外周縁がへ角
形等の多角形であっても、例えば略三角形形状の環状溝
を設けて本発明の目的を達成することができる。

更には、実際にモータ用電磁ブレーキを設計する際には
、電力の節減をも考慮する。即ち、通電された巻線の発
生する磁束の磁路ＭＰは、例えば第３図に図示する様に
、ブレーキコア１０の環状溝１２によって分離された内
側領域１０ａと外側領域１０ｂとを直列的に通過するこ
ととなる。従って、このうちの一方の領域が狭い場合に
は、磁気抵抗が、ブレーキコア１０とアーマチュア３０
との小さな隙間の他、その狭い領域によって支配される
こととなる。この観点からは、内外の各領域の表面積が
互いに近接し合っている第１及び第２の実施例が、第３
及び第４の実施例よりも好ましい。

また、本発明に係るブレーキコアは略多角形形状の溝を
有しており、通常の切削加工には適さないため、焼結に
より形成するとコスト低減化が図れる。ボビンも樹脂成
形品とすれば低コストで製造可能となる。

〔発明の効果〕

以上の発明から明らかな様に本発明によれば、ブレーキ
コアの外周及び内周の形状に対して異形状な略多角形の
形状に巻線を成形し、該巻線をボビンと共に収容する穴
の領域の残り領域の中で、多角形の角部内側、或いは各
辺の中央部外側の領域には、可及的に大きな径を有する
ばね収容穴を設けることが可能となり、かつ、内側及び
外側の領域の面積比を適切に設定することによって磁気
抵抗を下げ、電力を節約することが可能となる。

即ち、電磁ブレーキ装置の性能上昇と低コスト化に寄与
することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るモータ用電磁ブレーキ装置の断面
図であって、第３図の矢視線Ｉ−１による断面図、第２図は第１図の電磁ブレーキ装置の平面図、第３図は
第２図の矢視線■−■による横断面図、第４図は第１図
に対応した第２実施例の断面図、第５図は第３実施例の
断面図、第６図は第４実施例の断面図。１０・・・ブレーキコア、　１０ａ・・・外側領域、ｉ
ｏｂ・・・内側領域、１２・・・巻線入りボビン収容の環溝、１４・・・ボビ
ン、　　　　　１６・・・巻線、１８・・・円筒状スペ
ーサ、２０・・・端板、２８・・・摩擦板、　　　　　
３０・・・アーマチュア、３２・・・ばね収容穴、　　
３８・・・ばね。

Claims

【特許請求の範囲】１、モータ用電磁ブレーキにおいて、モータの出力軸に
対して取り付けられていると共に、摩擦力により制動ト
ルクを発生する摩擦板と、該摩擦板に対して押圧力を発
生させるアーマチュアと、該アーマチュアを駆動する磁
力を発生させるコイルを収容している略多角形状のボビ
ンと、該ボビンを収容していると共に前記コイルの発生
させる磁束の磁路を形成するブレーキコアと、前記略多
角形状ボビンの角部内側近傍の前記ブレーキコアに設け
られ、前記アーマチュアを常時付勢しているばね手段を
収容するばね収容穴とを具備したことを特徴とするモー
タ用電磁ブレーキ装置。２、前記角部内側近傍の代わりに、前記略多角形状ボビ
ンの辺の中央部外側近傍に前記ばね収容穴を設けて成る
請求項１記載のモータ用電磁ブレーキ装置。３、前記ブレーキコアが焼結品から成り、前記ボビンが
樹脂成形品から成る請求項１又は２記載のモータ用電磁
ブレーキ装置。