JPS6258411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸を中心として回転する伝動部分若
しくは機械、特にマニプレータのための停止ブレ
ーキであつて、ブレーキデイスク、不動なケーシ
ング並びに常時作用する力の影響下でブレーキデ
イスクに対して軸線方向に運動可能なブレーキジ
ヨーから成つている形式のものに関する。

この種の停止ブレーキは通常は、回転する機械
部分をこの機械部分に作用する荷重と一緒に停止
状態で固定して、機械部分の駆動装置を負荷軽減
若しくは遮断する役割を有している。

マニプレータ若しくは類似の多部構造の伝動装
置においては同じ理由から停止ブレーキが取付け
られる。停止ブレーキはさらに別の条件をも正確
に満たさねばならない。なぜならマニプレータに
おいては個々の構成部分の理論的に与えられた運
動距離が実際にも最も正確に設計される必要があ
るからである。

従来マニプレータにおいて主として大きなブレ
ーキモーメント及び構成寸法のために停止ブレー
キとして取付けられた電磁的に作動せしめられる
ばね圧力ブレーキは、このばね圧力ブレーキに課
せられた条件を十分に満すことができない。この
ような停止ブレーキは、薄い従つて軸線方向で弾
性的に変形するおそれがあり回転可能な軸にねじ
結合されたブレーキデイスクを有しており、この
ブレーキデイスクは制動のために環状の押ばねに
よつて回動不能に配置されたプレートを介して外
周部分において軸線方向に負荷され、別の回転不
能に配置されたプレートに対して変形される。別
の公知の配置においてはブレーキデイスクが回転
する軸に対して堅く結合されていない場合には回
転する軸のスプライン歯に対して移動させられ
る。公知の停止ブレーキのブレーキデイスクの両
側でブレーキジヨーに対する合計された間隔に相
応する軸線方向運動距離は小さくすることに限度
があり、従つて急激な制動のために必要な最小接
続行程時間は得られない。さらに公知のブレーキ
ジヨーは外周における支持歯及び又はブレーキデ
イスクの内周の支持歯における必要な遊びに基づ
き、制動しようとする機械部分のブレーキケーシ
ング若しくはブレーキデイスクに対する制動過程
中の所定の相対回動運動を回避できない。遊びの
重なりから個々のマニプレータの実際的な運動が
理論的に与えられプログラミングされた運動から
不都合にずれ、ブレーキ騒音が大きい。

従つて本発明の目的は、特にマニプレータ若し
くは類似の伝動装置において用いられる停止ブレ
ーキを改善して、ブレーキジヨーの軸線方向運動
距離、ひいてはブレーキの接続並びに遮断行程時
間を著しく短くして、ブレーキ系における相対運
動をほぼ避けて、実際の運動の正度を著しく高め
ることである。

この目的を達成するために本発明の構成では冒
頭に述べた形式の停止ブレーキから出発して、両
方のブレーキジヨーが剛性のブレーキデイスクの
両側に配置されて、ブレーキジヨーの軸線方向運
動を規定する軸線方向すき間を軸線方向で外側か
ら制限するケーシングの端壁にブレーキジヨーを
ブレーキデイスクに向けて常に押圧する圧力発生
装置を介して支持されており、両方のブレーキジ
ヨーを互いに押し離すための軸線方向に狭い圧力
室がブレーキジヨー間にブレーキジヨーの半径方
向のウエブによつて形成され、かつ圧力室の周囲
に等角度間隔に分配された少なくとも２つの分配
孔を介して圧力媒体源に接続されている。

公知の装置により簡単な構成から、ブレーキジ
ヨーの軸線方向運動距離をそれぞれほぼ0.15mmに
短くして、ひいてはブレーキジヨーの運動が互い
に同時に終了することに基づきブレーキの接続並
びに遮断行程時間を著しく短縮することができ、
与えられた運動距離に対する正度もより高められ
る。さらに本発明の停止ブレーキにおいては音圧
レベルがほぼ５（db）Ａより多く減少せしめら
れ得ることが確認された。

ブレーキデイスク及びこのブレーキデイスクの
側に接続するブレーキジヨーの剛性的な構造に基
づき、個々のブレーキジヨーが（例えば0.3mm
の）全軸線方向運動距離の半部の距離例えば0.15
mmに戻されるだけで、ブレーキジヨーが離反位置
から停止位置に達する。さらに本発明によるブレ
ーキの圧力室は、小さな充填容積及び均一な圧力
室充填に基づき急激な遮断を可能にして、従つて
圧力空気の消費量が節減される。

本発明の停止ブレーキは機械部分の運動中の制
動のため、例えば緊急ブレーキのためにも使用可
能であり、この場合停止ブレーキは発電的に制動
を行う駆動モータの作用と重畳させることができ
る。

本発明の停止ブレーキはマニプレータにおける
使用のためにだけではなく停止ブレーキを必要と
する伝動装置のためにも規定されている。

本発明の有利な実施態様が特許請求の範囲第２
項以下に記載されている。

特許請求の範囲第２項及び９項の実施態様によ
り、停止ブレーキの迅速かつ一様な遮断がブレー
キジヨーの傾倒なしに行われる。弁はケーシング
若しくはブレーキジヨーに配置され得る。

特許請求の範囲第２項及び３項に記載された実
施態様により、ブレーキデイスクの急激な停止が
簡単な形式で行われる。

特許請求の範囲第４項から８項に、圧力室を有
利な箇所に配置しかつ簡単な形式で圧力室に対す
る完全なシール作用を有するブレーキジヨーの軸
線方向の運動を確実に行うための構造的な変化実
施態様が記載されている。

特許請求の範囲第１０項から１２項に記載され
た実施態様の利点が、制動しようとする部分の周
方向で作用する相対運動を生ぜしめないようにブ
レーキジヨーの回動不能な支持部を形成する点に
ある。

特許請求の範囲第１３項に記載された実施態様
によつて、停止ブレーキを運転ブレーキとして使
用する際に制動しようとする部分の回転運転中に
生じる摩擦熱が容易に導出され得る。

次に図面を用いて本発明の実施例を具体的に説
明する。

第１図に示されているように、回転する部分１
に半径方向に突出するブレーキデイスク２が堅く
結合されている。ブレーキデイスク２はその作用
面に交通機関で通常のブレーキライニング３を保
持している。ブレーキデイスク２のウエブは非弾
性的である。

ケーシング４によつて形成された中空室内には
２つのブレーキジヨー１０，１１が軸線方向で運
動可能に案内されている。各ブレーキジヨー１
０，１１はケーシングの内周面８に対して適当な
シール部材１２，１３を介して軸線方向に運動可
能に案内されている。さらにブレーキジヨー１
０，１１は互いにシール部材１４を介して軸線方
向に運動可能に案内されている。

第１図の実施例においては一方のブレーキジヨ
ー１１が、ブレーキデイスク２を外側から取囲む
ボス１５を有しており、このボスの孔内に他方の
ブレーキジヨー１０がシール部材１４を介して軸
線方向に運動可能に案内されている。このように
してシール部材１２，１３，１４間に、ブレーキ
ジヨー１０，１１が半径方向に突出するウエブ２
０，２１を有することによつて圧力室１６が形成
される。この圧力室１６は比較的わずかな幅しか
有していない。この圧力室はケーシング４に配置
された弁２７及び圧力媒体導管（第２図）に接続
されており、この場合にはウエブ２０，２１の縁
部が圧力媒体を周囲に迅速かつ一様に分配するた
めに傾斜部２２を備えていると有利である。弁２
７は圧力室１６を通る半径方向面の範囲に配置さ
れていてよい。弁はブレーキジヨー１０，１１の
一方に接続することもできる。このような弁装置
を介して圧縮空気が圧力室１６内に導入される
と、ブレーキジヨー１０，１１が互いに引き離さ
れ、従つてブレーキジヨー１０，１１の摩擦部材
（摩擦面）がブレーキデイスク２のブレーキライ
ニング３から離されることになる。ブレーキジヨ
ー１０，１１の引き離し運動はしかしながらブレ
ーキジヨー１０，１１がケーシングの端壁６，７
に接触するまでしか行われない。このために、ブ
レーキジヨー１０，１１とケーシング４の端壁
６，７との間にはわずかな軸線方向すき間１７が
設けられており、この軸線方向すき間１７は例え
ば0.15mmである。

他方においてブレーキジヨー１０，１１はケー
シング４の端壁６，７に対してばね組１８によつ
て支持されており、このばね組はブレーキジヨー
１０，１１の適当な室１９内に配置されている。
ばね組１８は、ブレーキデイスク２に対するブレ
ーキジヨー１０，１１の必要なブレーキ及び停止
力を生ぜしめることができるように寸法を決めら
れている。圧力室１６内の圧力媒体が排出される
と、ブレーキジヨー１０，１１と端壁６，７との
間には軸線方向すき間１７が生ぜしめられる。圧
力室１６内に圧力媒体、例えば圧縮空気が供給さ
れると、ブレーキジヨー１０，１１がケーシング
４の端壁６，７に対して自動的に押され、これに
よつてブレーキデイスク２に対するブレーキジヨ
ー１０，１１の摩擦作用が中断せしめられる。

前述のようにブレーキジヨー１０，１１のわず
かな軸線方向運動距離によつて、停止ブレーキの
接続時の騒音レベルが著しく低下せしめられるこ
とがわかつた。同時に本発明により停止ブレーキ
の接続時間が著しく短縮され、精度が著しく改善
される。

互いに近づく方向に運動する部分がその運動過
程中に予期せぬ変形を被らないために、中心を通
る作用線２４，２５，２６を互いに調和させるこ
とが提案される。圧力室１６の作用線が符号２４
で示されている。この円形の作用面に沿つて、圧
力室１６の充填によるブレーキジヨー１０，１１
の拡開が行われる。ブレーキジヨー１０，１１の
ブレーキ摩擦に際してブレーキデイスク２のブレ
ーキライニング３を通つて延びる作用線が符号２
６で示されている。両方の作用線２４，２６間に
ばね組１８の作用線を位置せしめ、これによつて
同時にわずかな横断面と小さい質量のブレーキジ
ヨー１０，１１においてブレーキジヨーのねじれ
に対して逆作用がぜしめられる。従つて材料を節
減する構造に基づき、意図しない変形による本発
明の作用の妨げも避けるようにしたい。

このためにブレーキジヨー１０，１１は所望の
作用を得るために周方向で支持されている、すな
わち回動不能に構成されており、ブレーキデイス
ク２のブレーキライニング３に対するブレーキジ
ヨー１０，１１の急激な作用に際して接線方向の
（相対的な）変位運動は生じない。第４図の実施
例においてはケーシング４の端壁６，７並びにブ
レーキジヨー１０，１１の隣接する部分にそれも
ばね組１８（第５図参照）間の範囲に、半径方向
に延びる溝３１が設けられており、この溝内に嵌
合キー３０が配置されており、ブレーキジヨー１
０，１１の軸線方向の運動は案内した状態で許す
が回転運動は実際に遊びなしに（嵌合遊びの除去
された状態で）避けるようになつている。

この問題は第４図の実施例においては端壁６，
７内に存在する溝３１が貫通切欠きとして構成さ
れており、この貫通切欠きによつて嵌合キーが外
側から差しはめられ、端壁６，７にねじ結合され
ていることによつて解決される。嵌合キー３０は
付加部３５で以て個々のブレーキジヨー１０，１
１の溝３１内にも係合しており、嵌合部が遊びの
極めてわずかな軸線方向に作用する案内として構
成され得る。

溝３１及び嵌合キー３０は互いに向き合つた側
に設けると十分である。しかしながらいずれの場
合にもばね組１８の作用と嵌合部材３０の作用と
のバランスは保たれたい。

第２図〜第４図にはブレーキジヨー１０，１１
の第１図とは異なる実施例が示されている。

第２図の実施例においてはブレーキジヨー１
０，１１が互いに鏡面対称的に構成されており、
ケーシング内周面８に軸線方向で運動可能に案内
されシール部材１２，１３によつてシールされて
いる。永久磁石であつてもよい力発生装置（ばね
組１８、第１図）の位置が室３６で象徴的に示さ
れている。ブレーキジヨー１０，１１は互いに直
接ではなくブレーキジヨー１０，１１の適当なリ
ング溝３７内に係合するスリーブ２８を介して互
いに案内されている。スリーブ２８の両側でリン
グ溝３７内にはシール部材３４がはめ込まれてお
り、このシール部材はブレーキジヨー１０，１１
の閉鎖時には圧力負荷されている。このような構
成の利点は同じ寸法のブレーキジヨー１０，１１
の安価な製作にある。

第３図の実施例は同様にリング溝３７内に案内
されたスリーブ２９を有しており、このスリーブ
のシール部材は第１図の実施例と類似の形式で配
置されているが圧力負荷されていない。

第６図の実施例においてはブレーキデイスク２
が半径方向で圧力室１６の外側に設けられてお
り、例えばケーシング４と不動に結合されていて
よい。

第３図の実施例と同様に圧力室１６は外側に対
してスリーブ２９若しくはシール部材３２，３３
によつてかつ内側に対してシール部材１２，１３
によつてシールした状態で閉じられている。

第４図の実施例と同様に、ブレーキジヨー４
３，４４は、付加部３５で以つて溝３１内に係合
する嵌合キー３０及び端壁４１，４２を介して、
回転する機械部分１に相対回動不能ではあるが軸
線方向移動可能に結合されている（左半部にのみ
図示）。

配置及び作用形式の点で第１図及び第２図の実
施例と極めて類似している力発生装置（ばね組１
８）は右半部に示されている。

圧力媒体の接続は回転する機械部分１を通して
接続部３９、交通機関において通常の回転接続部
３８、同軸的な孔及び少なくとも２つの分配孔４
０を介して同軸的に行われる。

第６図の配置は特に液圧媒体のために適してい
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は１つの実施例の部分縦断面図、第２図及び
第３図は第１図のそれぞれ異なる変化実施例の部
分縦断面図、第４図はブレーキジヨーの周方向に
作用する支持部の部分縦断面図、第５図は力発生
装置と支持部材を示す端面図、第６図は第１図の
変化実施例の部分縦断面図である。 １……部分、２……ブレーキデイスク、３……
ブレーキライニング、４……ケーシング、６及び
７……端壁、８……内周面、１０及び１１……ブ
レーキジヨー、１２，１３及び１４……シール部
材、１５……ボス、１６……圧力室、１７……軸
線方向すき間、１８……ばね組、１９……室、２
０及び２１……ウエブ、２２……傾斜部、２３…
…中空室、２４，２５及び２６……作用線、２７
……弁、２８及び２９……スリーブ、３０……嵌
合キー、３１……溝、３２，３３及び３４……シ
ール部材、３５……付加部、３６……室、３７…
…リング溝、３８……回転接続部、３９………接
続部、４０……分配孔、４１及び４２……端壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸を中心として回転する伝動装置部分若しく
   は機械部分のための停止ブレーキであつて、ブレ
   ーキデイスク、不動なケーシング並びに常時作用
   する力の影響下でブレーキデイスクに対して軸線
   方向に運動可能な２つのブレーキジヨーから成つ
   ている形式のものにおいて、両方のブレーキジヨ
   ー１０，１１；４３，４４が剛性のブレーキデイ
   スク２の両側に配置されて、ブレーキジヨーの軸
   線方向運動を規定する軸線方向すき間１７を軸線
   方向で外側から制限するケーシング４の端壁６，
   ７；４１，４２にブレーキジヨーをブレーキデイ
   スクに向けて常に押圧する圧力発生装置を介して
   支持されており、両方のブレーキジヨー１０，１
   １；４３，４４を互いに押し離すための軸線方向
   に狭い圧力室１６がブレーキジヨー間にブレーキ
   ジヨーの半径方向のウエブ２０，２１によつて形
   成され、かつ圧力室１６の周囲に等角度間隔に分
   配された少なくとも２つの分配孔４０を介して圧
   力媒体源に接続されていることを特徴とする、軸
   を中心として回転する伝動装置部分若しくは機械
   部分のための停止ブレーキ。 ２ 力発生装置として、等角度間隔に分配して配
   置されケーシング４の端壁６，７に支持されたば
   ね組１８が設けられている特許請求の範囲第１項
   記載の停止ブレーキ。 ３ 力発生装置として、ブレーキジヨーに同心的
   に作用する永久磁石が設けられている特許請求の
   範囲第１項記載の停止ブレーキ。 ４ 圧力室１６がブレーキジヨー１０，１１の半
   径方向でブレーキデイスク２を越えて外側へ突出
   するウエブ２０，２１によつて形成されている特
   許請求の範囲第１項記載の停止ブレーキ。 ５ 力発生装置の力の作用線２５が圧力室１６の
   力の（重心−）作用線２４とブレーキデイスク２
   及びブレーキジヨー１０，１１から成るブレーキ
   部材の力の作用線２６との間のほぼ中心に位置し
   ている特許請求の範囲第４項記載の停止ブレー
   キ。 ６ ブレーキジヨー１０，１１がケーシング４の
   内周面８にシールした状態で軸線方向に案内され
   ている特許請求の範囲第１項記載の停止ブレー
   キ。 ７ 一方のブレーキジヨー１１がボス１５で以て
   ブレーキデイスク２を取囲んでおり、前記ボス１
   ５に他方のブレーキジヨー１０がシールした状態
   で軸線方向に案内されている特許請求の範囲第１
   項記載の停止ブレーキ。 ８ 両方のブレーキジヨー１０，１１がブレーキ
   デイスク２を部分的に取囲んでいて、間隔をおい
   てブレーキデイスク２を取囲むシリンダ状のスリ
   ーブ２８にシールした状態で軸線方向に案内され
   ている特許請求の範囲第１項記載の停止ブレー
   キ。 ９ ブレーキジヨー１０，１１の外側の縁部範囲
   において圧力室１６を制限する部分が面取りされ
   ている若しくは丸味を付けられている特許請求の
   範囲第１項記載の停止ブレーキ。 １０ ブレーキジヨー１０，１１；４３，４４と
   ケーシングの端壁６，７；４１，４２との互いに
   向き合つた端面内に半径方向で延びる溝３１並び
   にこの溝を貫通する嵌合キー３０が配置されてお
   り、この嵌合キーが溝３１に対するすべり案内部
   を有している特許請求の範囲第１項記載の停止ブ
   レーキ。 １１ 個々の嵌合キー３０がケーシングの端壁
   ６，７；４１，４２の外側からこの端壁を通して
   案内されて、ブレーキジヨー１０，１１；４３，
   ４４の溝３１内に係合してかつ前記端壁６，７；
   ４１，４２に不動に結合、例えばねじ結合されて
   いる特許請求の範囲第１０項記載の停止ブレー
   キ。 １２ 嵌合キー３０が力発生装置、例えばばね組
   １８間の範囲に配置されている特許請求の範囲第
   １項記載の停止ブレーキ。 １３ ブレーキデイスク２の周囲とこのブレーキ
   デイスクを取囲むブレーキジヨー範囲（ボス１
   ５）との間にリング状の環状の中空室２３が配置
   されている特許請求の範囲第１項記載の停止ブレ
   ーキ。