JP2013190085A

JP2013190085A - 電磁ブレーキ装置

Info

Publication number: JP2013190085A
Application number: JP2012058445A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Asano; 和雄淺野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-26

Abstract

【課題】回転部材が回転中に回転部材の両面に取付けた摩擦材が制動部材から離れるようにして、騒音や摩擦材の早期磨耗を防止できる電磁ブレーキ装置を得る。
【解決手段】回転軸心が上下方向に設けられた回転軸と一体に回転可能に回転軸に取付けられたスプラインボスと、摩擦材が両面に取付けられ、スプラインボスと係合されて回転するとともに回転軸の軸心方向に移動可能なディスクと、ディスクの上側に設けられたサイドプレートと、ディスクの下側にディスクの方へ進退可能に設けられたアーマチュアと、アーマチュアをディスクの方へ付勢して制動するバネと、バネに抗してアーマチュアを吸引する電磁石と、電磁石がアーマチュアを吸引しているときは、摩擦材がサイドプレート及びアーマチュアと接触しないように、ディスクの下面を支持するようにアーマチュアに回転可能に設けられたボールと、を備えたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、電磁ブレーキ装置に関するものである。

電磁ブレーキ装置では、両面に摩擦材が取り付けられて回転軸と一体に回転する回転部材に両側から制動部材を押付けて回転軸を制動している。回転軸にはスプラインボスが取り付けられ、回転部材の内周部にはスプラインボスと係合するようにスプライン部が設けられており、回転部材は回転軸の軸心方向に移動可能になっている。そして、一方の制動部材を固定しておき、他方の可動側の制動部材を回転部材側に付勢して制動している。また、可動側の制動部材を電磁石により吸引して回転部材から引離しブレーキ解放すると回転軸と回転部材は回転可能となる。

ところで、回転部材は回転軸の軸心方向に移動可能なため、回転部材が回転中に摩擦材が制動部材と擦れて騒音や摩擦材の早期磨耗が発生することがある。これを防止するために、スプラインボスと回転部材が係合するように部材を設けて、回転部材の軸心方向の移動を規制し、摩擦材が制動部材と擦れないようにしている。
（例えば、特許文献１参照）

特開平１１−２１０７８４（図２）

しかしながら、スプラインボスと回転部材が係合するようにしているため、回転軸に取り付けているスプラインボスの位置がずれると、回転部材の位置も一緒にずれてしまう。また、スプラインボスと回転部材はスプライン構造で係合しているためガタが有り、回転軸の軸心方向に対して回転部材が傾くことがある。このため、回転部材が回転中に摩擦材が制動部材と擦れて騒音や摩擦材の早期磨耗が発生することがある。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、回転部材が回転中に回転部材の両面に取付けた摩擦材が制動部材から離れるようにして、騒音や摩擦材の早期磨耗を防止できる電磁ブレーキ装置を得ることを目的とする。

本発明に係る電磁ブレーキ装置は、回転軸心が上下方向になるように設けられた回転軸と一体に回転可能に回転軸の外周部に取付けられた円筒状のスプラインボスと、摩擦材が両面に取付けられ、内周部に設けられたスプライン部がスプラインボスと係合されて回転軸と連動して回転するとともに回転軸の軸心方向に移動可能な円盤状の回転部材と、回転部材の上面に対向して設けられた固定制動部材と、回転部材の下面に対向するとともに回転部材の方へ進退可能に設けられた可動制動部材と、可動制動部材を回転部材の方へ付勢して、摩擦材を固定制動部材と可動制動部材とで挟むことにより回転部材と回転軸を制動する付勢手段と、付勢手段に抗して可動制動部材を吸引する電磁石と、電磁石が可動制動部材を吸引しているときは、摩擦材が固定制動部材及び可動制動部材と接触しないように、回転部材の下面を支持するように可動制動部材に設けられた支持手段と、を備えている。

本発明によれば、回転部材は、回転部材の上面に対向して設けられた固定制動部材の方へ可動制動部材を介して付勢手段により付勢されている。そして、電磁石が付勢手段に抗して可動制動部材を吸引すると、回転部材は回転軸の軸心方向に移動可能なため、可動制動部材の方へ移動する。このため摩擦材が固定制動部材から離れる。更に、摩擦材が固定制動部材及び可動制動部材と接触しないように、回転部材は、その下面を可動制動部材に設けられた支持手段により支持される。これにより回転部材が回転中に回転部材の両面に取付けた摩擦材が固定制動部材及び可動制動部材と離れるので、騒音や摩擦材の早期磨耗を防止できる。

本発明によれば、回転部材が回転中に回転部材の両面に取付けた摩擦材が制動部材から離れるようにして、騒音や摩擦材の早期磨耗を防止できる電磁ブレーキ装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１による電磁ブレーキ装置の制動状態の全体の断面図である。本発明の実施の形態１による電磁ブレーキ装置の解放状態の全体の断面図である。本発明の実施の形態２による電磁ブレーキ装置の解放状態の全体の断面図である。図２に示す矢視Ａ―Ａで、ボールの配置を示す図である。本発明の他の実施の形態によるボールの配置を示す図である。

実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１、図２、図４により説明する。図１は本発明の実施の形態１による電磁ブレーキ装置の制動状態の全体の断面図である。図２は本発明の実施の形態１による電磁ブレーキ装置の解放状態の全体の断面図である。図４は図２に示す矢視Ａ―Ａで、ボールの配置を示す図である。

図１において、電磁ブレーキ装置１の回転軸心が上下方向になるように回転軸３が設けられている。回転軸３の外周部には円筒状のスプラインボス４が取り付けられている。スプラインボス４の外周側には円盤状のディスク５が設けられ、ディスク５の上面５ａ及び下面５ｂのそれぞれ縁部には摩擦材７ａ，摩擦材７ｂが固着されている。そして、ディスク５の内周部に設けられたスプライン部がスプラインボス４と係合されており、回転軸３とスプラインボス４が一体に回転すると、ディスク５も一緒に回転する。また、スプラインボス４とスプライン構造で係合されているディスク５は回転軸心方向に移動できる。

ディスク５の上面５ａに対向するようにサイドプレート９が設けられ、ディスク５の下面５ｂに対向するようにアーマチュア１１が設けられている。更に、アーマチュア１１の下側には電磁石１４を構成するフィールド１３が取付部１２に固定されている。フィールド１３の縁部にはサイドプレート９の方へ突出するように3本のスタッドボルト１５が設けられており、それぞれのスタッドボルト１５先端部のねじ部１５ａに2つのナット１７ａ，ナット１７ｂによって挟まれるようにサイドプレート９が固定されている。また、アーマチュア１１の縁部には、スタッドボルト１５の根元部１５ｂと係合する凹部１１ａが設けられており、このためアーマチュア１１は、回転軸心方向には移動可能であるが、回転軸３の回転方向には回転しないようになっている。

フィールド１３のアーマチュア１１対向部には電磁コイル１９が埋め込まれ、フィールド１３と電磁コイル１９により電磁石１４を構成している。また、フィールド１３のアーマチュア１１対向部にはアーマチュア１１をディスク５側へ付勢する付勢手段としてのバネ２１を挿入する穴１３ａが設けられている。バネ２１は基端部が穴１３ａに挿入され、先端部はアーマチュア１１に当接されている。アーマチュア１１はディスク５下面５ｂの摩擦材７ｂに押し当たり、ディスク５上面５ａの摩擦材７ａはサイドプレート９に押し当たる。これによりディスク５と回転軸３は制動されている。

ディスク５支持手段について説明する。アーマチュア１１のディスク５対向部には、バネ受け２３を介してボール２５をディスク５側へ付勢するバネ２７を挿入する穴１１ｂが設けられている。バネ２７は基端部が穴１１ｂに挿入され、先端部はバネ受け２３に当接されている。穴１１ｂの開口部には蓋２９が設けられており、蓋２９の中央部には、ボール２５は通過できるがバネ受け２３は通過できない大きさの穴が開けてある。ボール２５はバネ受け２３により回転可能に保持されている。

図1のようにアーマチュア１１が摩擦材７ｂに押し当たり制動している状態では、ボール２５はディスク５の下面５ｂに当接するとともに穴１１ｂの中に押し込まれている。また、これらのディスク５支持手段は、図４に示すように、回転軸３の回りに例えば３箇所設けられている。バネ２１のバネ力は、バネ２７のバネ力に抗してサイドプレート９及びアーマチュア１１と摩擦材７ａ，摩擦材７ｂが押し当たりディスク５及び回転軸３を制動できる大きさにしてある。

そして、図２のようにアーマチュア１１が電磁コイル１９側へ吸引されてフィールド１３に当接している状態では、穴１１ｂの中に押し込まれていたボール２５がバネ２７の復元力によりディスク５側に移動する。そして、ディスク５下面５ｂの摩擦材７ｂがアーマチュア１１に接触しないようにディスク５は下面５ｂをボール２５に支持される。また、ボール２５はバネ受け２３とともにディスク５側に移動するが、バネ受け２３が蓋２９に当たることによりボール２５の移動量は規制され、ディスク５上面５ａの摩擦材７ａがサイドプレート９に接触しないようにしてある。この状態で回転軸３が回転すると、ボール２５も回転しながらディスク５を支持する。

このように構成された電磁ブレーキ装置１の動作を説明する。電磁コイル１９への電流が遮断された状態では電磁コイル１９は消磁されており、バネ２１の付勢力によりアーマチュア１１はディスク５側へ付勢されている。そして、アーマチュア１１はディスク５下面５ｂの摩擦材７ｂに押し当たり、ディスク５上面５ａの摩擦材７ａはサイドプレート９に押し当たっている。これによりディスク５及び回転軸３は制動されている。

次に電源（図示せず）から電磁コイル１９に電流が供給されて電磁コイル１９が励磁されると、アーマチュア１１はバネ２１の付勢力に抗して電磁コイル１９側へ吸引されてフィールド１３に当接する。アーマチュア１１が電磁コイル１９側、つまり下側へ移動するのにともない、ディスク５も下側へ移動する。一方で、バネ受け２３に回転可能に保持されたボール２５は、アーマチュア１１の穴１１ｂからバネ２７の復元力によりバネ受け２３が蓋２９に当たるところまで押し出され、ディスク５の下面５ｂを指示する。これにより、ディスク５が回転中に、ディスク５の両面に取付けた摩擦材７ａ，摩擦材７ｂがアーマチュア１１及びサイドプレート９から離れるようにして、騒音や摩擦材７ａ，摩擦材７ｂの早期磨耗を防止できる。

なお、本実施の形態では、ディスク５を支持するボール２５を回転軸３の回りに３箇所設けた場合で説明したが、図５に示すように、例えばボール２５を回転軸３の回りに６箇所設け、更に、摩擦材７ｂの外周側にもボール２５を６箇所設けるようにしても良い。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２を図３により説明する。図３は、本発明の実施の形態２による電磁ブレーキ装置の解放状態の全体の断面図である。なお、他の実施の形態と同一符号の構成品は、本実施の形態において同一部分を示し説明を省略する。

図３において、実施の形態１では、回転軸心が上下方向になるように回転軸３が設けられていたのに対して本実施の形態では回転軸３の回転軸心が略水平方向になるように電磁ブレーキ装置２全体が設けられている。このためディスク６の左面６ａと右面６ｂにそれぞれ摩擦材８ａ，摩擦材８ｂが固着された状態となる。ディスク６支持手段については、ディスク６の右面６ｂからは実施の形態１と同様に第１の支持部材としてのボール２５に支持されている。

サイドプレート３０のディスク６対向部には、バネ受け３３を介して第２の支持部材としてのボール３５をディスク６側へ付勢するバネ３７を挿入する穴３０ａが設けられている。バネ３７は基端部が穴３０ａに挿入され、先端部はバネ受け３３に当接されている。穴３０ａの開口部には蓋３９が設けられており、蓋３９の中央部には、ボール３５は通過できるがバネ受け３３が通過できない大きさの穴が開けてある。ボール３５はバネ受け３３により回転可能に保持されている。これらのディスク６支持手段は、回転軸３の回りに例えば３箇所設けられている。

そして、ディスク６左面６ａの摩擦材８ａがサイドプレート３０に接触しないようにディスク６は左面６ａをボール３５に支持される。また、ボール３５はバネ受け３３とともにディスク６側に移動するが、バネ受け３３が蓋３９に当たることによりボール３５の移動量は規制され、ディスク６右面６ｂの摩擦材８ｂがアーマチュア１１に接触しないようにしてある。この状態で回転軸３が回転すると、ボール３５も回転しながらディスク６を支持する。バネ２７のバネ力とバネ３７のバネ力は、ほぼ同程度の大きさにしてある。バネ２１のバネ力は、バネ２７のバネ力やバネ３７のバネ力に抗してアーマチュア１１及びサイドプレート３０と摩擦材８ａ，摩擦材８ｂが押し当たりディスク６及び回転軸３を制動できる大きさにしてある。

このように構成された電磁ブレーキ装置２の動作を説明する。電磁コイル１９への電流が遮断された状態では電磁コイル１９は消磁されており、バネ２１の付勢力によりアーマチュア１１はディスク６側へ付勢されている。そして、アーマチュア１１はディスク６右面６ｂの摩擦材８ｂに押し当たり、ディスク６左面６ａの摩擦材８ａはサイドプレート３０に押し当たっている。これによりディスク６及び回転軸３は制動されている。このときボール２５はディスク６の右面６ｂに当接するとともに穴１１ｂの中に押し込まれており、ボール３５はディスク６の左面６ａに当接するとともに穴３０ａの中に押し込まれている。

次に電源（図示せず）から電磁コイル１９に電流が供給されて電磁コイル１９が励磁されると、アーマチュア１１はバネ２１の付勢力に抗して電磁コイル１９側へ吸引されてフィールド１３に当接する。アーマチュア１１が電磁コイル１９側、つまり右側へ移動するのにともない、バネ受け２３に回転可能に保持されたボール２５は、アーマチュア１１の穴１１ｂからバネ２７の復元力によりバネ受け２３が蓋２９に当たるところまで押し出され、ディスク６の右面６ｂを指示する。

また、バネ受け３３に回転可能に保持されたボール３５は、サイドプレート３０の穴３０ａからバネ３７の復元力によりバネ受け３３が蓋３９に当たるところまで押し出され、ディスク６の左面６ａを指示する。これにより、ディスク６が回転中に、ディスク６の両面に取付けた摩擦材８ａ，摩擦材８ｂがサイドプレート３０及びアーマチュア１１から離れるようにして、騒音や摩擦材８ａ，摩擦材８ｂの早期磨耗を防止できる。

１，２電磁ブレーキ装置、３回転軸、４スプラインボス、５，６ディスク、５ａ上面、５ｂ下面、６ａ左面、６ｂ右面、
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ摩擦材、９，３０サイドプレート、１１アーマチュア、１３フィールド、１４電磁石、１９電磁コイル、２１，２７，３７バネ、２３，３３バネ受け、２５，３５ボール、２９，３９蓋

Claims

回転軸心が上下方向になるように設けられた回転軸と一体に回転可能に前記回転軸の外周部に取付けられた円筒状のスプラインボスと、
摩擦材が両面に取付けられ、内周部に設けられたスプライン部が前記スプラインボスと係合されて前記回転軸と連動して回転するとともに前記回転軸の軸心方向に移動可能な円盤状の回転部材と、
前記回転部材の上面に対向して設けられた固定制動部材と、
前記回転部材の下面に対向するとともに前記回転部材の方へ進退可能に設けられた可動制動部材と、
前記可動制動部材を前記回転部材の方へ付勢して、前記摩擦材を前記固定制動部材と前記可動制動部材とで挟むことにより前記回転部材と前記回転軸を制動する付勢手段と、
前記付勢手段に抗して前記可動制動部材を吸引する電磁石と、
前記電磁石が前記可動制動部材を吸引しているときは、前記摩擦材が前記固定制動部材及び前記可動制動部材と接触しないように、前記回転部材の下面を支持するように前記可動制動部材に設けられた支持手段と、
を備えたことを特徴とする電磁ブレーキ装置。
前記支持手段は、前記回転部材の回転と連動して回転可能な支持部材を備え、
前記回転部材の下面は、前記支持部材により少なくとも３箇所で支持されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁ブレーキ装置。
回転軸心が略水平方向になるように設けられた回転軸と一体に回転可能に前記回転軸の外周部に取付けられた円筒状のスプラインボスと、
摩擦材が両面に取付けられ、内周部に設けられたスプライン部が前記スプラインボスと係合されて前記回転軸と連動して回転するとともに前記回転軸の軸心方向に移動可能な円盤状の回転部材と、
前記回転部材の一方の面に対向して設けられた固定制動部材と、
前記回転部材の他方の面に対向するとともに前記回転部材の方へ進退可能に設けられた可動制動部材と、
前記可動制動部材を前記回転部材の方へ付勢して、前記摩擦材を前記固定制動部材と前記可動制動部材とで挟むことにより前記回転部材と前記回転軸を制動する付勢手段と、
前記付勢手段に抗して前記可動制動部材を吸引する電磁石と、
前記電磁石が前記可動制動部材を吸引しているときは、前記摩擦材が前記固定制動部材と接触しないように、前記回転部材の一方の面を支持するように前記固定制動部材に設けられた第１の支持手段と、
前記電磁石が前記可動制動部材を吸引しているときは、前記摩擦材が前記可動制動部材と接触しないように、前記回転部材の他方の面を支持するように前記可動制動部材に設けられた第２の支持手段と、
を備えたことを特徴とする電磁ブレーキ装置。
前記第１の支持手段は、前記回転部材の回転と連動して回転可能な第１の支持部材を備え、
前記回転部材の一方の面は、前記第１の支持部材により少なくとも３箇所で支持されており、
前記第２の支持手段は、前記回転部材の回転と連動して回転可能な第２の支持部材を備え、
前記回転部材の他方の面は、前記第２の支持部材により少なくとも３箇所で支持されていることを特徴とする請求項３に記載の電磁ブレーキ装置。