JPH05300693A

JPH05300693A - 電磁ブレーキ

Info

Publication number: JPH05300693A
Application number: JP9628292A
Authority: JP
Inventors: Junji Suzuki; 順治鈴木; Koji Ohashi; 孝司大橋; Sunao Shimokawa; 直下川; Michitaka Takahashi; 通登高橋; Hiroshi Asabuki; 弘朝吹; Fumihiko Kosugi; 文彦小杉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、回転電機に取り付けられた電
磁ブレーキによる、ブレーキ制動時に発生する衝撃音を
低減するものである。【構成】電磁石１はヨーク３とこれに内蔵して巻かれた
コイル２から構成される。回転軸２２にはスプラインカ
ラー１０が取付けられている。そして摩擦円板９がスプ
ラインカラー１０に、軸方向に移動可能に取付けられて
いる。この摩擦円板９は可動板５と固定板４との間に配
置されている。また摩擦円板９の両面にはブレーキライ
ニング１１が貼着されている。ヨーク３の凹部３ａと可
動板５との間にばね１２を配設している。スタッド６を
ヨーク３の側部に螺合し、更に座金７を挿入し、次に固
定板４を入れ、更にタワミ寸法がストロークＳの設定値
より小さく且つ弾性体である座板１６を挿入し、更にナ
ット８で締めつけ、ストロークＳが適性値になるように
固定板４が固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動機等の回転電機に使
用する電磁ブレーキに係り、特にブレーキ動作時の衝撃
音を低減した電磁ブレーキに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁ブレーキが取り付けられた回
転電機を、図５に電動機を一例に取って示す。２０は電
動機本体であり、その反負荷側に回転軸２２を共通にし
て電磁ブレーキ２１がとりつけられている。

【０００３】この電磁ブレーキの詳細を図６、図７に示
した。図６は電動機の反負荷側からみた電磁ブレーキ２
１の正面図である。図７は図６のＩ−Ｉ線に対応する断
面図である。これら図６、図７を使って従来の電磁ブレ
ーキについて説明する。

【０００４】１は電磁石で、ヨーク３とこれに内蔵して
巻かれたコイル２から構成される。３本のスタッド６を
ヨーク３の側部にスタッド頭部６ａの一方の段差部が当
接するまで螺合し、スタッド頭部６ａの他方の段差部側
に座金７を挿入し、次に固定板４を入れ、更にナット８
をスタッド６に螺合し、ばね１２のばね力に抗して締め
つけ、ストロークＳが適性値になるように固定板４が固
定されている。このスタッド頭部６ａはスタッド６の軸
方向の途中位置に形成した段付部であり、他の部分に対
し段差を設けて多少太く作られている。可動板５は段付
部６ａを挿通して固定板４とヨーク３との間で軸方向に
移動可能に取付けられている。座金７はスプリングワッ
シャなどの弾性効果を有するものであり、このタワミ代
によりヨーク３と可動板５との間に設けられたストロー
クＳの距離を調整するときの余裕代を供給するものであ
る。

【０００５】電磁石１の中央にあけられた孔を挿通して
いる回転軸２２にはスプラインカラー１０がキー嵌めに
より取付けられている。そして回転軸と共に回転する回
転板である摩擦円板９がスプラインカラー１０に、軸方
向に移動可能に取付けられている。この摩擦円板９は可
動板５と固定板４との間に配置されている。また摩擦円
板９の両面にはブレーキライニング１１が貼着されてい
る。

【０００６】摩擦円板９に可動板５を付勢させる為、ヨ
ーク３の４か所に等間隔に設けられた凹部３ａと可動板
５との間に夫々ばね１２を配設している。該ばね１２
は、コイルスプリングからなっており、その弾性力によ
って可動板５を摩擦円板９に付勢させ、可動板５と固定
板４とで摩擦円板９を挾持させることができるようにな
っている。

【０００７】電磁ブレーキ内部を保護するブレーキカバ
ー１３が固定ねじ１５によってヨーク３に取り付けられ
る。

【０００８】このように構成された電磁ブレーキは、電
磁石１を励磁すると、可動板５がばね１２の弾性力に抗
し、ヨーク３と可動板５との間に設けられたストローク
Ｓの距離を移動してヨーク３に吸引されるように動作す
る。これにより摩擦円板９は固定板４と可動板５との挾
持から釈放され、回転軸２２の制動が解除されるように
なっている。また電磁石１の励磁を解除すると、可動板
５がばね１２の弾性力によって摩擦円板９側へ移動する
ことにより可動板５と固定板４とで摩擦円板９を挾持
し、これによって回転軸２２の回転を停止するように動
作する。

【０００９】この電磁ブレーキは電源ＯＦＦや停電等の
電源遮断時に電磁石１の励磁が解除されるのでブレーキ
部は制動状態になる。そのため例えば保守の際ブレーキ
を釈放したいときは手動ゆるめ操作を行う。この手動ゆ
るめ操作は、ブレーキカバー１３の固定ねじ１５を抜き
とり、ブレーキカバー１３を外し、固定板４のねじ穴１
７ａ，１７ｂに固定ねじ１５をねじ込み、固定板４を衝
にして固定ねじ１５の先端を可動板５に押しつけ、ばね
１２の弾性力に抗して摩擦円板９の摩擦力が０となるよ
うにブレーキを釈放するように行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では、ブレーキ制動時に電磁石１の励磁を解除すると、
制動バネ１２によって可動板及びライニングが固定板に
衝突し衝撃音を発生する。本発明の目的は、この衝撃音
を低減した電磁ブレーキを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来の
電磁ブレーキに更に固定板取付部にタワミ寸法がストロ
ークＳの初期設定値（または再調整値）より小さく且つ
弾性体の座板を挿入することにより達成される。

【００１２】

【作用】ブレーキ制動初期にばね１２によって可動板５
及びライニング１１が固定板４に衝突する際、固定板４
とナット８間に挟み込んだ座板の弾性効果によって衝撃
力は緩和される。

【００１３】ブレーキ制動時には、ストロークＳの初期
設定値（または再調整値）にブレーキライニングの摩耗
寸法を加えた寸法が、可動板５とヨーク３の間に隙間寸
法として得られる。

【００１４】ブレーキ釈放時には、ストロークＳの初期
設定値（または再調整値）にブレーキライニングの摩耗
寸法を加えた寸法から座板のタワミ寸法を差し引いた寸
法が、ブレーキライニング１１の両サイドの可動板５と
固定板４の間の合計隙間寸法として確実に得られる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４に従つ
て説明する。

【００１６】図１に本発明による電磁ブレーキを電動機
に適用した一実施例を示した。図１において従来例を示
した図７と同一符号は同じものを示す。

【００１７】図１の実施例における構成は図７の構成と
ほぼ同様であるが、次の点が異なる。即ち、３本のスタ
ッド６をヨーク３の側部にスタッド頭部６ａの一方の段
差部が当接するまで螺合し、スタッド頭部６ａの他方の
段差部側に座金７を挿入し、次に固定板４を入れ、更に
座板１６と座金１９を挿入し、更にナット８をスタッド
６に螺合し、ばね１２のばね力に抗して締めつけ、スト
ロークＳが適性値になるように固定板４が固定される点
が異なる。

【００１８】図２はヨーク３と可動板５との間に設けら
れたストロークＳと電磁石１の可動板５を吸引する吸引
力の関係を表した電磁石特性を示したものである。図２
には、ばね１２の４本分の合計ばね力Ｆ１の特性も示さ
れている。ばね１２の１本分のばね力は１４ｋｇ、４本
分で５６ｋｇであり、ストロークＳの範囲ではほぼ一定
値を示している。ストロークＳの初期設定値は０．３ｍ
ｍであり、電磁石１の吸引力は約１００ｋｇとなる。こ
のときばね１２の４本分の合計ばね力に対し電磁石１の
吸引力は十分大きいので可動板５を余裕をもって吸引で
きる。しかしブレーキライニング１１は、回転状態の軸
を制動する毎に摩耗して行く。約０．９５ｍｍになると
電磁石１の吸引力はばね１２の４本分の合計ばね力と同
等まで減少し、それ以上摩耗すると電磁石１は可動板５
を吸引しなくなる。したがってストロークＳが約０．９
５ｍｍになる前にストロークＳは０．３ｍｍに再調整し
なければならない。実際には０．９５ｍｍに対し余裕を
取り、ストロークＳ＝０．３ｍｍ〜０．８ｍｍが本電磁
ブレーキの使用範囲とされる。

【００１９】ところで可動板５と固定板４の間に配置さ
れた摩擦円板９は、ブレーキが釈放されたときには、可
動板５と固定板４の間の距離が、摩擦円板９の両面に貼
着されたブレーキライニング１１の両サイドの寸法より
広くないと回転できないので、必ず広くされる。このと
き座板１６の荷重は０ｋｇである。またブレーキが制動
状態になったときのストロークＳは図２に使用範囲とし
て示したように約０．３ｍｍ〜０．８ｍｍとされる。こ
のとき座板１６は５６ｋｇの荷重を受けている。そして
座板１６は荷重を受けると厚さが多少薄くなるように撓
む。したがってブレーキ制動時のストロークＳと、ブレ
ーキ釈放時のブレーキライニング１１の両サイドの可動
板５と固定板４の間の合計隙間寸法とは、座板１６のタ
ワミ寸法の分だけ差があることが分かる。

【００２０】座板１６のタワミ寸法は、ストロークＳの
初期設定値（または再調整値）０．３ｍｍより小さくな
いと問題を生じる。即ち座板１６のタワミ寸法が、スト
ロークＳの初期設定値０．３ｍｍより大きいと、ブレー
キ制動時に初期設定値０．３ｍｍのストロークＳが得ら
れても、ブレーキ釈放時には座板１６の厚さが０．３ｍ
ｍ以上のタワミ寸法で余分に戻るので、結局ブレーキは
釈放されない。

【００２１】逆に電磁石を励磁した状態で摩擦円板９が
回転できるようにブレーキ釈放時のブレーキライニング
１１の両サイドの可動板５と固定板４の間の合計隙間寸
法を調整すると、電磁石を無励磁にしたブレーキ制動時
には、この調整した隙間寸法の他に座板１６のタワミ寸
法が加算されてこの値がストロークＳとなる。このスト
ロークＳの寸法は先に述べたように０．８ｍｍ以下にな
るように管理されるが、タワミ寸法が大きいと０．９５
ｍｍ以上になってしまう場合もあり、この場合は可動板
５が吸引されなくなってしまう。例え０．８ｍｍ以下に
なったとしても、タワミ寸法が初期設定値０．３ｍｍ寸
法より大きくなるとその分だけ再調整の為の保守頻度が
多くなってしまう問題がある。

【００２２】したがってこれらの問題を解決するために
は、座板１６のタワミ寸法を、ストロークＳの初期設定
値（または再調整値）０．３ｍｍより小さくすると良い
ことが分かる。

【００２３】次にこの条件を満足させるようにした座板
１６の本発明の一実施例およびその動作を説明する。

【００２４】本発明の一実施例の座板１６のばね力特性
を図３に示す。これは材料としてニチアス社製のトンボ
印石綿ジョイントシートガスケットTOMBO1100-Sを用
い、厚さ０．４ｍｍ、外径１３ｍｍ、内径６．５ｍｍの
座板に加工した座板１６の、加えた荷重とタワミ寸法の
関係を表したものである。約７ｋｇ以内の荷重に対して
はタワミ寸法が変化し、それより大きな荷重を加えても
変形しないもので、そのときのタワミ寸法は約０．０８
ｍｍとなる。本発明の電磁ブレーキは、座板１６を３ヶ
所に挿入しているためタワミ寸法が変化する合計の荷重
範囲は０ｋｇ〜約２１ｋｇとなる。

【００２５】先に述べたようにストロークＳの初期設定
値は０．３ｍｍであり、このとき電磁石１の吸引力は約
１００ｋｇであり、ばね１２の４本分の合計ばね力５６
ｋｇに対し十分大きいので可動板５を余裕をもって吸引
できる。ブレーキ制動時は座板１６の３枚分のタワミ寸
法が変化する範囲の最大荷重２１ｋｇ（１枚分が７ｋｇ
であり、３枚分で合計２１ｋｇ）を超えた約１００ｋｇ
が座板１６に加わっているので、座板１６は約０．０８
ｍｍ撓んでいる。

【００２６】ブレーキ釈放時には座板１６のタワミ分が
元に戻るので、ブレーキ釈放時のブレーキライニング１
１の両サイドの可動板５と固定板４の間の合計隙間寸法
は、初期設定時に約０．２２ｍｍとなる（０．３ｍｍ−
０．０８＝０．２２ｍｍ）。この隙間があくことにより
摩擦円板９は支障なく回転することが出来る。

【００２７】ここで、図４の座板のタワミ寸法は、スト
ロークＳの初期設定値より小さくすればよいが、２０〜
３０％程度にすればブレーキ制動時とブレーキ釈放時の
両方においてストロークに十分余裕ができ、ブレーキの
ストローク調整の性能に影響されることなく使用するこ
とができる。

【００２８】さて、このように座板１６を使用した本実
施例において、電磁石が励磁されている状態から無励磁
状態になると、ばね１２により可動板が５が固定板４の
方向に押されて摩擦円板９を挟み込むように動作し、こ
のとき従来これら可動板５、固定板４、摩擦円板９が互
いに衝突し衝撃音を発生していた。しかし本実施例によ
れば、図２に示した座板１６の弾性効果（荷重０ｋｇ〜
７ｋｇの範囲で厚さが荷重に対応して変化する）によ
り、この衝突の際の衝撃を吸収し、衝撃音の発生を抑制
する。

【００２９】このように本実施例によれば、座板１６の
タワミ寸法が適切になっているのでブレーキのストロー
ク調整の性能に影響されることなく使用することができ
るとともに、座板１６の弾性効果により衝撃音の発生が
緩和される効果がある。

【００３０】従来技術の電磁ブレーキの騒音と本発明に
よる電磁ブレーキの騒音の比較実験結果を図５に示す。
図５の左側の（ａ）は従来の電磁ブレーキの騒音試験デ
ータである。図５の右側の（ｂ）は本発明による電磁ブ
レーキの騒音試験データである。図において（イ）はブ
レーキ制動時の騒音であり、このときは（ａ）（ｂ）と
も約３８ｄＢの暗騒音がデータとして記録されている。
（ロ）は電磁石１が可動板５を吸引動作したときの騒音
であり、（ａ）（ｂ）とも約５３ｄＢの騒音がデータと
して記録されている。（ハ）はブレーキが釈放されて電
動機回転しているときの騒音であり、このときは（ａ）
（ｂ）とも暗騒音より高い約４９ｄＢの騒音がデータと
して記録されている。（ニ）が今回比較されるべき、ブ
レーキが釈放されるように動作したときの騒音であり、
（ａ）において３回の動作時のデータは６４ｄＢ、６４
ｄＢ、６５ｄＢであり平均すると６４．３ｄＢの騒音が
データとして記録されている。（ｂ）において３回の動
作時のデータは５６ｄＢ、５７ｄＢ、５５ｄＢであり平
均すると５６ｄＢの騒音がデータとして記録されてい
る。従って本発明による電磁ブレーキの騒音は、従来の
電磁ブレーキの騒音に比較して８．３ｄＢと大幅に低減
されていることが確認された。

【００３１】本実施例の電磁ブレーキは図６に示したよ
うに電動機２０に取付け、ブレーキ付モートルとして使
用できる。更に他の回転電機にも同様に適用することが
できる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な構成により制動時の衝撃力が緩和され、衝撃音が大
幅に低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電磁ブレーキの一実施例を示す断
面図である。

【図２】本発明による電磁ブレーキの電磁石の特性を説
明する為の図である。

【図３】本発明に使用する座板の一実施例の特性図であ
る。

【図４】本発明の効果を従来技術と対比して説明する為
の実験結果を示す図である。

【図５】本発明及び従来の電磁ブレーキを取り付けた回
転電機の一実施例の断面図を示したものである。

【図６】従来の電磁ブレーキの正面図である。

【図７】図７は図６のＩ−Ｉ線に対応する断面図であ
る。

【符号の説明】

１…電磁石、２…コイル、３…ヨーク、４…固定
板、５…可動板、６…スタッド、７…座金、８
…ナット、９…摩擦円板、１０…スプラインカラ
ー、１１…ブレーキライニング、１２…ばね、１
３…ブレーキカバー、１５…ネジ、１６…座板、
２０…電動機、２１…電磁ブレーキ、２２…回転
軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋通登千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者朝吹弘千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者小杉文彦千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所習志野工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁石と、前記電磁石に固定された固定板と、前記電磁石と前記固定板との間に回転軸に対して少なく
とも回り止めして設けられた回転板と、前記電磁石と前記回転板との間に前記回転板に対して接
離可能に設けられた可動板と、前記可動板を前記回転板に対し相対的に押圧または離間
する複数個のばねを備えた電磁ブレーキにおいて、前記固定板と該固定板を固定する固定部材との間に、タ
ワミ寸法が電磁石の可動板吸引ストロークの設定寸法よ
り小さい弾性部材をはさんで前記固定板を固定したこと
を特徴とする電磁ブレーキ。
【請求項２】前記弾性部材のタワミ寸法は、前記電磁石
の可動板吸引ストロークの設定寸法の２０％乃至３０％
であることを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。