JPS6283521A - 圧電型摩擦ブレ−キ - Google Patents
圧電型摩擦ブレ−キInfo
- Publication number
- JPS6283521A JPS6283521A JP22584785A JP22584785A JPS6283521A JP S6283521 A JPS6283521 A JP S6283521A JP 22584785 A JP22584785 A JP 22584785A JP 22584785 A JP22584785 A JP 22584785A JP S6283521 A JPS6283521 A JP S6283521A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brake
- friction
- displacement
- piezoelectric
- actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2121/00—Type of actuator operation force
- F16D2121/18—Electric or magnetic
- F16D2121/28—Electric or magnetic using electrostrictive or magnetostrictive elements, e.g. piezoelectric elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
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。
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）
本発明は圧電素子を７クチユエータとして用いた摩擦ブ
レーキに関するものである。
レーキに関するものである。
例えば回転体く各種モータやローラ等）に制動をかける
Ｉ！ＪＩＭ！レーキは、通常シャフトに取付けられて連
動しているブレーキディスク又はブレーキドラム等（摩
擦部材）にブレーキシュー（押圧部材）を押しつけて摩
擦力（ブレーキ力）を発生させている。そしてブレーキ
力はトーションバーやコイルばねによる押圧り又は引張
力で発生させており、常時ブレーキがかかるように力が
働き、回転体を動作さゼる時には上記ブレーキ力を除去
するように７クチユエータが働くようになっている。な
お、上記のものと逆の動作をするもの、すなわら常時は
ブレーキ力がかからない状態になっており、必要に応じ
てブレーキ操作をした時にのみ押圧部材が摩擦部材を押
圧してブレーキ力を発生さゼるものもある。
Ｉ！ＪＩＭ！レーキは、通常シャフトに取付けられて連
動しているブレーキディスク又はブレーキドラム等（摩
擦部材）にブレーキシュー（押圧部材）を押しつけて摩
擦力（ブレーキ力）を発生させている。そしてブレーキ
力はトーションバーやコイルばねによる押圧り又は引張
力で発生させており、常時ブレーキがかかるように力が
働き、回転体を動作さゼる時には上記ブレーキ力を除去
するように７クチユエータが働くようになっている。な
お、上記のものと逆の動作をするもの、すなわら常時は
ブレーキ力がかからない状態になっており、必要に応じ
てブレーキ操作をした時にのみ押圧部材が摩擦部材を押
圧してブレーキ力を発生さゼるものもある。
ところで、トーションバーやコイルばねによる押圧力又
は引張力に抗してブレーキ力を除去（あるいはブレーキ
力を付与）するためのアクチュエータとしては、電磁力
や油圧等を用いたものが一般に用いられている。
は引張力に抗してブレーキ力を除去（あるいはブレーキ
力を付与）するためのアクチュエータとしては、電磁力
や油圧等を用いたものが一般に用いられている。
上述したように、従来の摩擦ブレーキには、アクチュエ
ータとして電磁力を使ったもの（電磁ブレーキ）や油圧
を使ったものなどがあるが、いずれも機構が複雑であり
、ブレーキ部分をコンパクトに作ることができないとい
う問題がある。また、′？ｊ１磁力を使ったものは電力
消費が大きく発熱の問題があり、油圧を使ったものは油
圧源及び油圧配管を要する等の問題がある。
ータとして電磁力を使ったもの（電磁ブレーキ）や油圧
を使ったものなどがあるが、いずれも機構が複雑であり
、ブレーキ部分をコンパクトに作ることができないとい
う問題がある。また、′？ｊ１磁力を使ったものは電力
消費が大きく発熱の問題があり、油圧を使ったものは油
圧源及び油圧配管を要する等の問題がある。
本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので
、ブレーキ機構全体がコンパクトに構成でき、しかも消
費電力が少なく応答が早い摩擦ブレーキを提供すること
を目的とするものである。
、ブレーキ機構全体がコンパクトに構成でき、しかも消
費電力が少なく応答が早い摩擦ブレーキを提供すること
を目的とするものである。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために本発明の摩擦ブレーキは、
アクチュエータに圧電素子を用いた。
アクチュエータに圧電素子を用いた。
圧電素子は電圧を印加すると素子が伸縮する特性があり
、最近その特性を利用したアクチュエータ（変位素子）
としての応用が各方面で拡大しており、それぞれの用途
に応じ各種素子が市販されている。
、最近その特性を利用したアクチュエータ（変位素子）
としての応用が各方面で拡大しており、それぞれの用途
に応じ各種素子が市販されている。
本発明においては、大きな荷重圧を傳ることができ、変
位の応答が早く、所望の変位量が得られる等の優れた特
性を有する積層型圧電セラミック素子を使用した。
位の応答が早く、所望の変位量が得られる等の優れた特
性を有する積層型圧電セラミック素子を使用した。
なお、圧電セラミックスとして用いられているものはチ
タン酸バリウム、ジルコチタン酸鉛系が一般的である。
タン酸バリウム、ジルコチタン酸鉛系が一般的である。
そして例えば１０Ｘ１０ｘ１８（単位： Ｕ ）の角柱
を用いた場合に変位１１６μｍ ／１００ＶＤＣになり
、この時、力を加えて圧縮吏ると変位量が減って、力に
比例して応力が発生し、この変位量を圧縮して０迄縮め
ると、発生応力３５０ｋｇ／ｃｊが得られる。
を用いた場合に変位１１６μｍ ／１００ＶＤＣになり
、この時、力を加えて圧縮吏ると変位量が減って、力に
比例して応力が発生し、この変位量を圧縮して０迄縮め
ると、発生応力３５０ｋｇ／ｃｊが得られる。
このように積層型圧電セラミック素子は小形のものでも
発生応力が大きく、摩擦ブレーキ用の７クチユエータと
して充分使用できる。しかしながら変位量は小さいので
、ブレーキのサイズによってはこの変位量を拡大する機
構を設ける必要がある。
発生応力が大きく、摩擦ブレーキ用の７クチユエータと
して充分使用できる。しかしながら変位量は小さいので
、ブレーキのサイズによってはこの変位量を拡大する機
構を設ける必要がある。
本発明の圧電型摩擦ブレーキの具体的構造については後
述する実施例で詳細に説明する。
述する実施例で詳細に説明する。
本発明のｊＩ擦ツブレーキ、圧電素子に電圧を印加する
のみで操作ができる。なお、印加電圧の大きさによって
圧電素子の変位量がほぼ９ニヤーに変化するので、印加
電圧を変化することによりブレーキ力を調節することが
できる。
のみで操作ができる。なお、印加電圧の大きさによって
圧電素子の変位量がほぼ９ニヤーに変化するので、印加
電圧を変化することによりブレーキ力を調節することが
できる。
（実施例）
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、圧電型摩
擦ブレーキの構造説明図である。図において、１は被制
動物体である回転体く例えばモータ）、２は回転体１に
取付けられた＠振部材（ブレーキドラム又はブレーキデ
ィスク）、３は積層型圧電セラミック素子を用いて構成
した積層型圧電セラミックアクチュエータ（以下「アク
チュエータ」と言う。）、４はアクチュエータ３の電圧
印加端子、５はアクチュエータの変位量を拡大する変位
拡大レバー、６は変位拡大レバー５の一端を支持するヒ
ンジ（支点）、７は変位拡大レバー５の先端部分に取付
けられた押圧部材（ブレーキシュー）、８はブレーキ力
を発生するコイルばねである。なお、アクチュエータ３
及びコイルはね８の一端はそれぞれ支持枠（フレーム）
９及び１０に固定されている。
擦ブレーキの構造説明図である。図において、１は被制
動物体である回転体く例えばモータ）、２は回転体１に
取付けられた＠振部材（ブレーキドラム又はブレーキデ
ィスク）、３は積層型圧電セラミック素子を用いて構成
した積層型圧電セラミックアクチュエータ（以下「アク
チュエータ」と言う。）、４はアクチュエータ３の電圧
印加端子、５はアクチュエータの変位量を拡大する変位
拡大レバー、６は変位拡大レバー５の一端を支持するヒ
ンジ（支点）、７は変位拡大レバー５の先端部分に取付
けられた押圧部材（ブレーキシュー）、８はブレーキ力
を発生するコイルばねである。なお、アクチュエータ３
及びコイルはね８の一端はそれぞれ支持枠（フレーム）
９及び１０に固定されている。
コイルばね８は常時変位拡大レバー５の先端部分を回転
体１側に押圧しており、押圧部材７と摩擦部材２０間に
ブレーキ力を発生している。
体１側に押圧しており、押圧部材７と摩擦部材２０間に
ブレーキ力を発生している。
回転体１を運転する場合には、電圧印加端子４に所定の
電圧を印加し、アクチュエータ３を動作させて変位拡大
レバー５をコイルばね８の力に抗して押し戻すようにし
、押圧部材７と摩擦部材２の間に間隙を設けるようにす
る。
電圧を印加し、アクチュエータ３を動作させて変位拡大
レバー５をコイルばね８の力に抗して押し戻すようにし
、押圧部材７と摩擦部材２の間に間隙を設けるようにす
る。
運転中の回転体１にブレーキをかける場合には、アクチ
ュエータ３に印加している電圧をじよじよに下げるか又
は切るようにする。
ュエータ３に印加している電圧をじよじよに下げるか又
は切るようにする。
第２図は本発明の第２の実施例の構造説明図である。図
において前出のものと同一符号のものは同−又は均等部
分を示すものとする。第１の実施例（第１図）と異なる
のはコイルばね８が常時変位拡大レバー５の先端を回転
体１＃に引張っている点である。この引張る力によって
押圧部材７と摩擦部材２の間にブレーキ力を発生してい
る。他の部分の構成と動作は第１の実施例と同じである
。
において前出のものと同一符号のものは同−又は均等部
分を示すものとする。第１の実施例（第１図）と異なる
のはコイルばね８が常時変位拡大レバー５の先端を回転
体１＃に引張っている点である。この引張る力によって
押圧部材７と摩擦部材２の間にブレーキ力を発生してい
る。他の部分の構成と動作は第１の実施例と同じである
。
本実施例の構造の方が第１図のものよりコンパクトに構
成でき、全体の構造を小さく作ることが望よれる小形モ
ータ等におけるブレーキ機構として好適なものとなる。
成でき、全体の構造を小さく作ることが望よれる小形モ
ータ等におけるブレーキ機構として好適なものとなる。
第３図は本発明の第３の実施例の構造説明図である。本
実施例の構造上の特徴は、コイルばねの代りにトーショ
ンバーを使用したことである。
実施例の構造上の特徴は、コイルばねの代りにトーショ
ンバーを使用したことである。
トーションバー１１は一端が変位拡大レバー５の支点部
分１２に取付けられ固定されており、他端は支持枠１３
に固定されている。トーションバー１１が発生するねじ
り力を用いて押圧部材７を摩擦部材２に押しつけてブレ
ーキ力を発生ざゼでいる。このブレーキ力を除去するも
のは積層型圧電セラミック素子を用いたアクチュエータ
３であり、前出の実施例の場合と同じである。
分１２に取付けられ固定されており、他端は支持枠１３
に固定されている。トーションバー１１が発生するねじ
り力を用いて押圧部材７を摩擦部材２に押しつけてブレ
ーキ力を発生ざゼでいる。このブレーキ力を除去するも
のは積層型圧電セラミック素子を用いたアクチュエータ
３であり、前出の実施例の場合と同じである。
以上説明した実施例では、アクチュエータはすべてブレ
ーキ力を除去するように使用しているが、これとは逆に
ブレーキ力を発生ざゼるようなＷＩＪ造にした使い方も
可能である。また、各図面は回転体を制動する摩擦ブレ
ーキについて示しているが、本発明は回転体に限るもの
ではなく、直線運動している物体等の制動にも応用でき
ることは言うまでもないことである。
ーキ力を除去するように使用しているが、これとは逆に
ブレーキ力を発生ざゼるようなＷＩＪ造にした使い方も
可能である。また、各図面は回転体を制動する摩擦ブレ
ーキについて示しているが、本発明は回転体に限るもの
ではなく、直線運動している物体等の制動にも応用でき
ることは言うまでもないことである。
以上説明したように、本発明の摩擦ブレーキは、積層型
圧電素子の発生する変位と大きな力を利用しているので
、構造全体をコンパクトにでき、しかも消費電力が少な
く発熱も少なくなる。また応答速度も非常に早いので、
各種可減速機構に応用するのに好適なものとなる。
圧電素子の発生する変位と大きな力を利用しているので
、構造全体をコンパクトにでき、しかも消費電力が少な
く発熱も少なくなる。また応答速度も非常に早いので、
各種可減速機構に応用するのに好適なものとなる。
第１図、第２図及び第３図はいずれも本発明の圧電型摩
擦ブレーキの実施例の構造説明図である。 １・・・・・・回転体、 ２・・・・・・摩擦部材、 ３・・・・・・積府型圧電セラミックアクチュエータ、
５・・・・・・変位拡大レバー、 ７・・・・・・押圧部材、 ８・・・・・・コイルばね、 １１・・・・・・トーションバー。 １１４図 第３図 第２図 一（２
擦ブレーキの実施例の構造説明図である。 １・・・・・・回転体、 ２・・・・・・摩擦部材、 ３・・・・・・積府型圧電セラミックアクチュエータ、
５・・・・・・変位拡大レバー、 ７・・・・・・押圧部材、 ８・・・・・・コイルばね、 １１・・・・・・トーションバー。 １１４図 第３図 第２図 一（２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被制動物体に取付けられて連動する摩擦部材と、該
摩擦部材を押圧して摩擦力を発生させる押圧部材と、該
押圧部材を上記摩擦部材に押しつけるための手段と、上
記押圧部材を押し戻して摩擦力を除去するための手段を
備えてなる制動用の摩擦ブレーキであつて、 上記摩擦力を除去する手段は圧電素子を用いて構成した
アクチュエータであることを特徴とする圧電型摩擦ブレ
ーキ。 ２、前記アクチュエータは印加電圧に応じて伸縮する積
層型圧電セラミックアクチュエータである特許請求の範
囲第１項に記載の圧電型摩擦ブレーキ。 ３、前記押圧部材は前記アクチュエータの変位を拡大す
る変位拡大レバーに取付けられたものである特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の圧電型摩擦ブレーキ。 ４、前記被制動物体は回転体であり、前記摩擦部材は上
記回転体の軸に取付けたブレーキドラム又はブレーキデ
ィスクであり、前記押圧部材を上記摩擦部材に押しつけ
るための手段はコイルばね又はトーションバーである特
許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の圧電
型摩擦ブレーキ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22584785A JPS6283521A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 圧電型摩擦ブレ−キ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22584785A JPS6283521A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 圧電型摩擦ブレ−キ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283521A true JPS6283521A (ja) | 1987-04-17 |
Family
ID=16835765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22584785A Pending JPS6283521A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 圧電型摩擦ブレ−キ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283521A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11137705A (ja) * | 1997-08-19 | 1999-05-25 | Landis & Staefa Inc | 電極歪ブレーキ要素を有するアクチュエータ |
| US20110240410A1 (en) * | 2005-02-25 | 2011-10-06 | Rodolfo Robledo Barrio | Elevator brake actuator having a shape-changing material for brake control |
| WO2022040915A1 (zh) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | 西门子（中国）有限公司 | 关节组件及机器人 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056932B2 (ja) * | 1978-09-14 | 1985-12-12 | ル−カス・インダストリ−ズ・リミテツド | 摩擦パツド組立体 |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP22584785A patent/JPS6283521A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056932B2 (ja) * | 1978-09-14 | 1985-12-12 | ル−カス・インダストリ−ズ・リミテツド | 摩擦パツド組立体 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11137705A (ja) * | 1997-08-19 | 1999-05-25 | Landis & Staefa Inc | 電極歪ブレーキ要素を有するアクチュエータ |
| US20110240410A1 (en) * | 2005-02-25 | 2011-10-06 | Rodolfo Robledo Barrio | Elevator brake actuator having a shape-changing material for brake control |
| WO2022040915A1 (zh) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | 西门子（中国）有限公司 | 关节组件及机器人 |
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