JPS6318940A - デイスクブレ−キ付き電気モ−タ− - Google Patents

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、モーターシャフトに不動に固定されたブレー
キディスクと、モーターシャフトを同中心的に取巻きか
つ回転不可能であるが軸方向には動き得るように配設さ
れたブレーキディスクとその一側で対面する環状押圧部
分と、この押圧部分がブレーキディスクに対して押しつ
けられるようにするブレーキ力を発生させる装置と、前
記押圧部分がブレーキディスクから離れて動かされるよ
うブレーキを弛める装置とを備え、前記ブレーキ力を発
生させる装置とブレーキを弛める装置とが環状のハウジ
ングフレームの中に収容されている、ディスクブレーキ
を有する電気モーターに関するものである。

〔従来の技術〕

モーター用に考案されたこのようなディスクブレーキは
、例えばヨーロッパ特許出願ＥＰ第０．０７８．９４４
号により知られており、電磁的に作動するスプリングブ
レーキとして構成されている。

そのブレーキ板はこの場合、他の多くの公知のブレーキ
板がそうであるように、これにブレーキライニングが固
定されている堅い、非常に重くかつ厚いディスクからな
り、ブレーキの作動中その押圧部分が一側につき当るよ
うになっている。この押圧部分は電磁石の電機子（アー
マチュア）により形成されており、そのポット形状の磁
石ハウジングがモーターシャフトを取巻きかつ軸方向に
円錐曲線回転体のコイル（トロイダルコイル）を担持し
ている。このトロイダルコイルはアーマチュアの方向に
ばねによって押圧され、アーマチュアはコイルとブレー
キ板との間で軸方向に動くことができるように配置され
ている。モーターシャフトのだめの軸受ブツシュは磁石
ハウジングの中央開口部の中に据えつけられ、そのため
磁石ハウジングはモーターシャフトを僅かに小さな距離
をもって取囲む。

この型のディスクブレーキは特に静止ブレーキとして用
いられ、これが、コイルが通電していないとき、云いか
えればモーターの接続が断たれたとき、移動コイルによ
って、ばねによりブレーキ板に対して押しつけられてい
るアーマチュアにより、その制動位置をとるようにして
いる。一方においてコイルの励磁により、ブレーキは、
ばねの作用に対抗してブレーキ板からアーマチュアを引
き戻す、より強力な磁力により弛められる。このような
静止ブレーキは、モーターがその接続が断たれ又は動力
不足の場合にその位置に回転子（ローター）を停止させ
なければならないようなモーターを位置ぎめするのに、
特に必要である。

その比較的大きな重量とそれに伴う大きな慣性モーメン
トとのために、今まで用いられてきた堅くて重いブレー
キディスクは、しばしば不都合なものとなる。すなわち
このブレーキ板が、スイッチをひんばんにオン、オフし
なければならない、特に迅速に加速したりブレーキをか
けたりしなければならないような、モーターを位置ぎめ
するための静止ブレーキとして用いるときに不都合なも
のとなる。さらにその上にモーターが高速で作動しなけ
ればならない場合には、ブレーキ板の大きな慣性モーメ
ントは特に不都合なものとなる。これに加えて、重いブ
レーキ板を完全につり合いを保つようにするためには労
力を要しまた時間がかかる。さらに、このブレーキを収
容するために空間を要することはしばしば不都合なもの
となり、なかんずくモーターがさらに付属部品、例えば
回転計用発電機及び位相角センサの少なくとも一方を備
えなければならないような場合に不都合なものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、ディスクブレーキを有し、このディス
クブレーキのブレーキ板が小さな慣性モーメントしか有
せずそれにもかかわらずブレーキ作用が損われることが
なく、しかも付属部品の装備が妨げられることのないよ
うに空間を要しない方法で収容され、特に軸方向に大き
な空間を必要としないでこぢんまりした構造とすること
のできるようになっている、ディスクブレーキを持った
電気モーターを創案することである。このようなブレー
キは特にモーターを位置ぎめするための静止ブレーキと
して有利である。

〔問題点を解決するための手段及びその効果〕上記の目
的は、モーターシャフトに動かないように固定されたブ
レーキ板と、その−例でこのブレーキ板と対向し、前記
シャフトを同中心的に取巻きかつ軸方向には移動可能で
回転しないように配設された環状押圧部分と、前記押圧
部分がブレーキ板に対して押しつけられるようなブレー
キ力を発生させる装置と、前記押圧部分がブレーキ板か
ら離れて移動されるようなブレーキを弛める装置とから
なり、前記ブレーキ力発生装置とブレーキ緩和装置とが
環状ハウジングフレームの中に収容されているディスク
ブレーキを持った電気モーターにおいて、この環状ハウ
ジングフレームと押圧部分とがモーターのシャフトを取
巻き、他の付属部品、特に回転計用発電機及び位相角セ
ンサの少な（とも一方又は軸受、特にモーターシャフト
を担持するボール軸受のための場所を提供する自由な環
状空間を形成し、またブレーキ板が弾性的に屈撓し得る
材料からなり、固定ブレーキ部分が、ブレーキ板の、前
記押圧部分から離れた方の側に取付けられ、さらに前記
押圧部分が、ブレーキ力の作用のもとに、前記固定ブレ
ーキ部分に対して、ブレーキ板の環状リム部分を、その
弾性変形を伴って押圧するようにしている、ディスクブ
レーキを持った電気モーターによって、達成されるもの
となる。

このようにして、制動中に押圧部分と固定ブレーキ部分
との間にしっかりと締めつけられているブレーキ板は特
に薄く構成することができ、そのためその重量と慣性モ
ーメントが非常に小さく保たれそのつり合いが容易とな
る。これらの利点は、ブレーキライニングが好ましくは
押圧部分と固定ブレーキ部分との上に配設されブレーキ
板の上には配設されないようにすることによって、さら
に高められる。ブレーキ力が、ブレーキ板の外側リム上
に環状押圧部分を介して作用するようになるに従って、
最大のブレーキモーメントが得られる。

さらにブレーキのハウジングフレーム内部の環状自由空
間が、他の付属部分、特に回転計用発電機及び位相角セ
ンサの少なくとも一方、又はモーターシャフト用のボー
ル軸受等を収容するため、空間を要しないようにして、
得られる。

好ましくは、ブレーキ板は、電磁的に作動し得るスプリ
ングブレーキ、特に静止ブレーキの形式に構成され、ハ
ウジングフレームは、電磁石の固定子（ステータ）を形
成しまたこのステータの凹所内で軸方向可動に支持され
かつばねの作用のもとに電磁石のアーマチュアを形成す
る押圧部分に対しその外面が当接している、少なくとも
１つのコイルを、それ自体公知の方法で担持している。

この装置において、コイルの接続が断たれたとき、押圧
部分はばねの作用のもとにそのブレーキ位置をとり、コ
イルが励磁されたときはその反対方向に作用する。より
強力な磁力により、そのブレーキの弛められた位置をと
る。本発明の池の適当な実施態様が特許請求の範囲の実
施態様項から明らかとなる。

本発明は、静止ブレーキとして作用する、電磁的に作動
可能なスプリングブレーキを持った電気モーターの典型
的な実施態様を示す図面を参照することにより、以下に
さらに詳細に説明される。

〔実施例〕

ディスクブレーキは、電気モーター１　（単に略図的に
示されている）のフランジ１ａの一側に取付けられ、一
定の距離をもってモーター１のシャフト２を同中心的に
取巻きかつ押圧部分を形成するアーマチュア８を持った
電磁石と、圧入によりシャフト２上に不動に固定されて
いるブレーキ板１２と、外側ブレーキハウジングを形成
する固定ブレーキ部分１３とからなっている。

電磁石はステータを形成する環状ハウジングフレーム４
を有し、モーターフランジｌａ上に固定され、かつポッ
ト形状であり、モーターｌから離れた方の側の環状凹所
５は開放されている。コイル要素６ａを持った環状コイ
ル６が、この凹所５内に軸方向移動自在に支持され、ら
せんスプリング形式のばね７の作用を受ける。これらの
ばねは、凹所５の中に位置しステータ４の周囲に沿って
均等に分配された圧縮スプリングであり、一方において
この凹所５の底部に当接し他方においてコイル６のコイ
ル要素６ａの内側に当接している。コイル６を持ったス
テータ４とブレーキ板１２との間で軸方向には移動可能
であるが回転しないよう支持されて、環状アーマチュア
８があり、このアーマチュア８は押圧部分を形成し、あ
る距離をもってシャフト２を取巻いている。アーマチュ
ア８の回転を阻止するため、多数の軸方向に向けられた
ピン１０がこれに固定されかつその周囲に沿って分配さ
れ、これらのピンがステータ４の対応穴１１の中に自由
に移動できるように係合している。

ブレーキをその電磁石で被覆するブレーキハウジングを
形成している固定ブレーキ部分１３は、ねじ１５により
モーターフランジｌａ上に固定されている。

ブレーキ板１２に対面する側でアーマチュア８と固定ブ
レーキ部分１３とは環状ブレーキライニング９と１４と
を担持し、これらのライニングはブレーキ板１２の環状
リム部分１２ａに向い合っている。ブレーキ板１２は弾
性的に屈撓し得るばね鋼からなり例えば０．１５ｆｌか
ら０．３０　ｍｍ、好ましくは約０．２０ｍｍの、わず
かの厚さを有している。その直径はモーターのサイズに
適合しており、そして考えられる例においては、約１５
ｃｍである。その外径が約２０ｃｍまではブレーキ板１
２は上記のような好ましい約０．２　ｔｍの厚さであり
、直径が２０ｃｍから３０ｃｍ及びそれ以上の場合は、
この厚さはそれに対応してより大きくするよう、例えば
約０．３　ａｍに選択される。

ブレーキ板１２と、一方においてアーマチュア８のブレ
ーキライニング９との間、及び他方においてブレーキ部
分１３のブレーキライニング１４との間の空気の隙間は
、ブレーキの弛められた状態において、それぞれ約０．
２■ｌであり、それによりブレーキＦｉ、１２のヘリ部
分１２ａが制動中に約０．２鶴だけ移動される。説明を
明らかにするため第１図及び第２図において誇張して大
きく示されているブレーキ板と上記の空気の隙間の厚さ
については、第１図及び第２図は寸法上は正しくない。

結局のところ環状ステータ４の直径が電気モーターの直
径よりもほんの少しだけ小さくまたその半径方向の寸法
が比較的小さく選択されるので、電磁石のステータ４に
よって限定される環状の自由空間は比較的大きい。その
ため、この内側環状空間はその直径が好ましくは少なく
ともモーターの直径の半分の大きさであり、モーターフ
ランジｌａ上に取付けられる他の付属部品３、例えば回
転計用発電機及び位相角センサの少なくとも一方を収容
するために利用され、それにより特に空間を要しないこ
ぢんまりした構造が得られる。しかしこの環状空間には
軸受、特にモーター１のシャフト２のためのフランジ１
ａの外側に配設されたボール軸受もまた取付けられ、そ
れによりシャフト２を担持する２つの軸受の間の軸方向
の距離が増加しそのためモーターのローターの安定性が
改善される。

第１図は弛められた状態のディスクブレーキを示し、同
図においてディスクブレーキはモーターのスイッチがオ
ンとなりしたがってコイル６が励磁されているときを示
している。この状態で、ばね７の力に打ち勝つ磁力がア
ーマチュア８をステータ４上のストッパまで引き戻し、
軸方向に移動できるコイル６がばね７の作用に対抗する
コイル要素６ａにより凹所５の中に押し込まれ、ブレー
キ板１２が解放される。この当接せず変形していない状
態では、ブレーキ板１２はアーマチュア８上のライニン
グ９からと固定ブレーキ部分１３の内側のブレーキライ
ニング１４からある距離にあり、シャフト２と共に自由
に回転することができる。

第２図は、モーターの接続が断たれ又は動力が欠乏しそ
のためコイル６が通電していないときを表わすブレーキ
の制動作用状態を示している。この状態では、ばね７が
、アーマチュア８に対して、軸方向外側に向うコイル要
素６ａによってコイル６を押し、ブレーキ板１２の環状
リム部分１２ａを、このブレーキ板を弾性変形させて固
定ブレーキ部分１３に対して押しつけ、それによりブレ
ーキ板がそのリム部分１２ａによって２つのブレーキラ
イニング９と１４との間にしっかりと締めつけられる。

ブレーキ板１２のこの２つの側面による当接とブレーキ
板１２の外側リム上にブレーキ力が作用する状態とによ
り、最大のブレーキモーメントが得られる。ブレーキが
弛められブレーキ板が解放されるやいなや、これがその
本来の弾性のため第１図に示すようにその変形しない形
状に戻る。

そのほんの小さな慣性モーメントのため、その加速とブ
レーキ作用とは実質的な余分の原動力を全く必要とセず
、それにより本発明のディスクブレーキは特にスイッチ
がひんばんにオンオフされるモーターを位置ぎめするの
に適している。シャフト２上に軸方向に動かないように
取付けられているので、静止状態におけるモーターシャ
フトの自由な隙間をもった停止がまた保証される。

本発明は上記の実施態様に限定されず、設計のために多
くの変更が許されるものであり、特に、１つのコイル６
の代りに、数個の別々のコイル例えば３つのコイルをス
テータ４の周りに沿って均等に分配することが考えられ
る。

さらに、ブレーキ力及びブレーキを弛める力又はそのい
ずれかの一方はばねや電磁力とは異った方法、例えばば
ねやコイルの代りに空気式又は油圧式に作動される復動
ピストンが適用され、これがアーマチュア８に対応する
押圧部分に作用しまた例えばこれに枢着される。

【図面の簡単な説明】

第１図は弛められた状態にあるブレーキを軸方向に切断
したモーターの側面図、 第２図は制動状態にある同上ブレーキの軸方向切断側面
図である。 １・・・モーター、　　　　２・・・モーターシャフト
、３・・・付属部品、　　　　４・・・ハウジングフレ
ーム、５・・・凹所、　　　　　　６・・・コイル、７
・・・ばね、　　　　　８・・・押圧部分、９．１４・
・・ライニング、１２・・・フ゛レーキ牟反、１３・・
・固定ブレーキ部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータシャフト（２）に動かないよう固定されたブ
   レーキ板（１２）と、ブレーキ板（１２）とその一側で
   向い合ってシャフト（２）を同中心に取巻きかつ回転し
   ないよう軸方向には移動可能に配設された環状押圧部分
   （８）と、この押圧部分（８）をブレーキ板（１２）に
   対して押しつけるようなブレーキ力を発生させる装置と
   、押圧部分（８）をブレーキ板（１２）から離れるよう
   動かすブレーキを弛める装置とからなり、前記ブレーキ
   力発生装置とブレーキ緩和装置とが環状ハウジングフレ
   ーム（４）の中に収容されている、ディスクブレーキを
   持った電気モーターにおいて、前記環状ハウジングフレ
   ーム（４）と押圧部分（８）とがモーター（１）のシャ
   フト（２）を取巻き、他の付属部品（３）、特に回転計
   用発電機及び位相角センサの少なくとも一方又は軸受、
   特にモーターシャフト（２）を担持するボール軸受のた
   めの、場所を提供する環状の自由空間を形成し、またブ
   レーキ板（１２）が弾性的に屈撓可能な材料からなり、
   固定ブレーキ部分（１３）がブレーキ板（１２）の、押
   圧部分（８）から離れた方の側に取付けられ、さらに押
   圧部分（８）がブレーキ力の作用のもとに、ブレーキ板
   （１２）の環状リム部分（１２ａ）をこのブレーキ板の
   弾性変形を伴って、固定ブレーキ部分（１３）に対して
   押しつけるようにしている、ディスクブレーキ付き電気
   モーター。 ２、ブレーキ板（１２）がばね鋼からなりかつ０．１５
   ｍｍと０．３０ｍｍとの間、好ましくは０．２０ｍｍの
   厚さを有している特許請求の範囲第１項記載のディスク
   ブレーキ付き電気モーター。 ３、ブレーキライニング（９，１４）が押圧部分（８）
   及び固定ブレーキ部分（１３）の少なくとも一方に固定
   され、ブレーキ板（１２）には取付けられていない特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載のディスクブレーキ付
   き電気モーター。 ４、ハウジングフレーム（４）が電磁石のステータを形
   成し、またハウジングフレームが、このステータの凹所
   （５）の中に軸方向に移動可能に支持されかつばね（７
   ）の作用のもとに電磁石のアーマチュアを形成する押圧
   部分（８）に対してその外面が当接されている少なくと
   も１つのコイル（６）を、それ自体公知の方法で担持し
   、この押圧部分は、コイル（６）がその接続を断たれた
   ときにばね（７）の作用のもとにその制動位置をとり、
   コイル（６）が励磁されたとき反対方向に作用するより
   強力な磁力によりそのブレーキの弛められた位置をとる
   、電磁石によって作動するスプリングブレーキの形式の
   特許請求の範囲第１項から第３項中の１項に記載のディ
   スクブレーキ付き電気モーター。 ５、電磁石がステータ（４）の周りに沿って分配されて
   いる数個の別々のコイル（６）を有している特許請求の
   範囲第４項記載のディスクブレーキ付き電気モーター。 ６、固定ブレーキ部分（１３）が、ブレーキ板（１２）
   と電磁石とを被覆するポット形状のハウジング部分によ
   って形成されている特許請求の範囲第４項又は第５項に
   記載のディスクブレーキ付き電気モーター。 ７、環状の自由空間が、少なくとも電気モーターの直径
   の半分の大きさの直径である特許請求の範囲第１項から
   第６項中の１項に記載のディスクブレーキ付き電気モー
   ター。