JP6049072B2 - 電磁ブレーキユニット - Google Patents

Description

本発明は、電磁ブレーキユニットに関し、特に、良好な操作感触を維持することができる電磁ブレーキユニットに関するものである。

昨今、例えば、自動車に搭載され、社内温度の設定や、カーオーディオの音量調整、カーナビゲーションなど各種モードに合わせて操作が可能な入力装置を備えた機器がある。このような入力装置には、電磁ブレーキユニットを備え、各種モードの入力内容に対応して操作者の操作範囲を制限できるものもある。このような電磁ブレーキユニットを備えた入力装置には、電磁ブレーキユニットにより制動をかけている時には、操作者の操作力を超える十分な制動力が維持でき、更に、非制動時には引っかかり感が無くスムーズに動作可能であることが求められている。出願人はこのような電磁ブレーキユニットとして、下記の特許文献１に記載の回転入力装置に用いられている電磁ブレーキユニットを出願している。また、類似した技術として特許文献２に記載の回転入力装置に用いられているような電磁ブレーキユニットも知られている。

以下、図１２を用いて、特許文献１に記載の回転入力装置９００に用いられている電磁ブレーキユニットについて説明する。図１２は、特許文献１に記載の回転入力装置９００の構成を示す断面図である。

特許文献１に記載の回転入力装置９００は、回転操作される操作部９０２に連結して設けられた摩擦板９０８を電磁ブレーキ９０９で磁気吸着することで制動力を印加し、回転操作を制限する。摩擦板９０８と電磁ブレーキ９０９とは常時接触しているが、磁気吸着していない非制動時には摩擦板９０８は操作部９０２に加えられる操作に連動して回動可能であり、操作感触も良好である。また、磁気吸着している制動時には電磁ブレーキ９０９が摩擦板９０８を電磁力により磁気吸着し、摩擦板９０８と電磁ブレーキ９０９とがより密に接触し摩擦抵抗が大きくなることで制動力が働き、回転操作を制限する。このように非制動時には良好な操作感触を保持し、制動時には確実に制動力が発生するように、摩擦面と、摩擦面に接触する電磁ブレーキ９０９の面とには金属材料が用いられ、接触面には物理気相成長法（Physical Vapor Deposition、PVD法）により平滑かつ硬質な薄膜層が形成されている。

特願２０１２−３８８０６ 特開２０１０−６２０７５

特許文献１に記載の回転入力装置９００は、制動時においても制動に抗して操作者により無理やり操作されることが想定される。制動に抗して無理やり操作すると、ＰＶＤ法により形成された平滑かつ硬質な薄膜層には摺動および微振動による磨耗で磨耗粉が発生する。この硬質な磨耗粉が砥石の役目を果たして摺動磨耗を促進し、摩擦板９０８と電磁ブレーキ９０９との接触面には傷ができる。この傷により、回転操作時には引っかかり感が発生するなど操作感触が悪化する事が懸念される。

本発明は、上述した課題を解決して、良好な操作感触を維持することができる電磁ブレーキユニットを提供するものである。

請求項１に記載の電磁ブレーキユニットにおいては、回転操作される操作部と、前記操作部の下方に配置されるとともに、前記操作部の動作に連動して前記操作部に対して同軸回転する回転板と、前記回転板に接触して配置され、前記回転板を磁気吸着できる電磁ブレーキと、を備え、前記回転板は前記電磁ブレーキに接触する被吸着面を有し、前記電磁ブレーキは前記回転板と接触する吸着面を有し、前記電磁ブレーキが前記回転板を磁気吸着している場合は、前記電磁ブレーキは前記回転板の回動に抗した制動力を印加し、前記電磁ブレーキが前記回転板を磁気吸着していない場合は、前記回転板は前記電磁ブレーキに接触した状態で回動可能である電磁ブレーキユニットにおいて、前記被吸着面または前記吸着面の少なくとも一方に高分子材料部が形成され、前記操作部は、加えられた回転操作を倍速化することが可能な遊星歯車機構を用いた倍速機構に接続され、前記操作部に加えられた回転操作は前記倍速機構を介して前記回転板に伝達され、前記電磁ブレーキは、筒状に形成されたヨークを有し、該ヨークは外周部と該外周部よりも僅かに低く形成された内周部と、を有し、前記外周部が前記回転板と常時接する前記吸着面を構成し、前記内周部が前記回転板と空隙を介して対向し、前記電磁ブレーキが前記回転板を磁気吸着していない場合は、前記回転板は前記操作部の動作に連動して前記吸着面の上を摺動回転する、という特徴を有する。

請求項２に記載の電磁ブレーキユニットにおいては、前記高分子材料部は、前記被吸着面または前記吸着面の少なくとも一方に、焼き付けによって形成されている、という特徴を有する。

請求項３に記載の電磁ブレーキユニットにおいては、前記高分子材料部は、一方の面に粘着剤が塗布または貼り付けされたシート状に形成され、前記被吸着面または前記吸着面の少なくとも一方に、前記粘着剤を介して貼り付けられている、という特徴を有する。

請求項４に記載の電磁ブレーキユニットにおいては、前記高分子材料部の動摩擦係数は０．３以上である、という特徴を有する。

請求項５に記載の電磁ブレーキユニットにおいては、前記高分子材料部はポリイミドまたはポリエチレンナフタレートからなる、という特徴を有する。

請求項１の発明によれば、被吸着面または吸着面の少なくとも一方に高分子材料部が形成されているため、操作部を操作することで吸着面と被吸着面とが摺動しても、金属部分に比べて高分子材料部は軟らかいため、金属同士が摺動する場合に比べて摺動面に傷がつきにくくなり、良好な操作感触を得ることができる。また、回転操作に伴って高分子材料部が磨耗するが、高分子材料部が残っている限り良好な操作感触を維持できる。さらに、摺動磨耗により高分子材料部が完全に無くなっても、高分子材料部の磨耗粉が吸着面と被吸着面との間に介在することで金属部には傷つきにくくなるため、良好な操作感触を維持することができる。さらに、倍速機構に遊星歯車機構を用いることで、回転板を操作部の回転速度よりも速い回転速度で回転させることができる。回転速度が速くなると、回転速度が遅かった時には感じられた操作感触（例えば引っかかり感など）を操作者は感じ難くなる。これにより、仮に何らかの理由での被吸着面または吸着面が傷ついたとしても、倍速機構を介して操作することで、操作者が操作部を介して感じる引っかかり感などは緩和され、良好な操作感触を維持することができる。さらに、同軸上で倍速機構を構成できるためスペースの増加を最小限に抑えることができるとともに、必要に応じて遊星歯車機構のギヤ比を変えることで要望の倍速率に変更しやすい。特に、電磁ブレーキユニット自体の大きさが変わった場合に、必要な制動力を得るための調整がしやすい。さらに、筒状に形成されたヨークの外周部のみを常時回転板との摺動面とするとともに吸着面とすることで、吸着面と被吸着面との接触面積が小さく、摩擦抵抗が小さくなるため、良好な操作感触を維持することができる。したがって、良好な操作感触を維持することができる電磁ブレーキユニットを提供することができる、という効果を奏する。

請求項２の発明によれば、高分子材料部を焼き付けにより形成することで、高分子材料部は被吸着面または前記吸着面から剥がれにくく、薄く均一な厚さに形成することができる。したがって、より確実に良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。

請求項３の発明によれば、高分子材料部は粘着剤を介して貼り付けしていたため、高分子材料部が磨耗したとしても、高分子材料部の磨耗粉が粘着剤に貼り付き、被吸着面と吸着面との間に介在し続けやすい。高分子材料部の磨耗粉が被吸着面と吸着面との間に介在することで、高分子材料部が磨耗する前と同様に良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。

請求項４の発明によれば、高分子材料部の動摩擦係数を０．３以上とすることで、電磁ブレーキ作動時に発生する制動力を、従来の金属同士を接触させた場合の制動力に対して大きな減少を回避することができる、という効果を奏する。

請求項５の発明によれば、高分子材料部をこれらの材料で形成することで、被吸着面と吸着面との動摩擦係数が０．３以上、更には動摩擦係数が金属同士の摺動と同等以上の０．６以上を確保でき、かつ非常に薄く均一な厚さに形成できるので大きな制動力を維持できる。さらに、耐熱性にも優れ摩擦熱に対する耐久性も良く、耐熱性が良く熱による劣化がし難い。したがって、従来と同等の制動力が得られるとともに、より安定して良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。

以上より、本発明によれば、良好な操作感触を維持することができる電磁ブレーキユニットを提供することができる。

第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の外観を示す斜視図である。 第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の構成を示す分解斜視図である。 第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の操作部１の外観を示す図である。 第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の回転板２の外観を示す図である。 第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の電磁ブレーキ３の外観を示す斜視図である。 第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の電磁ブレーキ３の外観を示す図である。 第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の倍速機構１０の外観を示す図である。 第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の倍速機構１０の構成を示す分解斜視図である。 図７（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態の倍速機構１０を示す平面図である。 第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の構造を示す模式断面図である。 電磁ブレーキユニット１００の変形例における高分子材料部４の構成を示す断面模式図である。 特許文献１に記載の回転入力装置９００の構成を示す断面図である。

［第１実施形態］
以下に第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００について説明する。

まず始めに本実施形態における電磁ブレーキユニット１００の構成について図１ないし図９を用いて説明する。図１は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の外観を示す斜視図である。図２は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の構成を示す分解斜視図である。図３は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の操作部１の外観を示す図であり、図３（ａ）は操作部１の外観を示す斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＺ１方向側から操作部１を見た状態を示す平面図である。図４は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の回転板２の外観を示す図であり、図４（ａ）は回転板２の外観を示す斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態の回転板２を示す斜視図である。図５は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の電磁ブレーキ３の外観を示す斜視図である。図６は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の電磁ブレーキ３の外観を示す図であり、図６（ａ）は図５に示すＺ１方向側から見た状態の電磁ブレーキ３を示す平面図であり、図６（ｂ）は図５に示すＹ２方向側から見た状態の電磁ブレーキ３を示す側面図である。なお、図６（ｂ）において破線で示した部分は、形状を模式的に示している。図７は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の倍速機構１０の外観を示す図であり、図７（ａ）は倍速機構１０の外観を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態の倍速機構１０の外観を示す斜視図である。図８は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の倍速機構１０の構成を示す分解斜視図である。図９は図７（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態の倍速機構１０を示す平面図である。なお、図９においては説明を容易にするために、遊星キャリア部材１３は保持板部１３ａの外形を２点鎖線で模式的に示している。

電磁ブレーキユニット１００は、図２に示すように、回転操作される操作部１と、操作部１の動作に連動して操作部１に対して同軸回転する回転板２と、回転板２を磁気吸着できる電磁ブレーキ３と、高分子材料部４と、操作部１に加えられた回転操作を回転板２に伝達する倍速機構１０と、操作部１が操作された回転角度を検出する検出装置５と、を備えている。電磁ブレーキユニット１００は、図１に示すように、操作部１が回動可能な状態で露出しており、操作部１を回動させることで入力操作を行なうことができる。また、電磁ブレーキユニット１００は、回転板２を電磁ブレーキ３で磁気吸着することで回転板２の回動に抗した制動力を印加できる。

操作部１は、図３に示すように、棒状に形成されたシャフト１ｂと、シャフト１ｂと一体に、その周囲を覆うように略円筒状に形成された係合部１ａと、を有している。図３（ｂ）に示すように、係合部１ａの外周面には、円周方向に沿って等間隔に係合部１ａが延出する方向に沿ってギヤ歯が形成されている。また、本実施形態において、操作部１のシャフト１ｂの一端は、円柱状に形成された検出装置５の一方の端面の中心に、回転可能に取り付けられている。詳細な説明および図示はしないが、検出装置５の内部には、シャフト１ｂおよび係合部１ａの回転動作を検出可能な検出部材が内蔵されている。なお、シャフト１ｂおよび係合部１ａの回転を検出可能な検出部材は、エンコーダ、回転型可変抵抗器、ホール素子などが用いられる。操作部１と検出装置５とで検出ユニット２０が構成される。

回転板２は軟磁性体である金属材からなり、図４に示すように、円盤状に形成されている。回転板２は、下方側（Ｚ２方向側）が平面状に形成され、電磁ブレーキ３に接触可能な被吸着面２ａを構成する。また、回転板２は、中心部に上下方向に貫通する第１貫通孔２ｂを有する。

電磁ブレーキ３は、図５および図６に示すように、磁性を有する金属材からなり筒状（円筒状）に形成されたヨーク３ｂと、円筒の外周に金属線材を巻回するようにして形成されたコイル３ｃと、を有する。図６（ｂ）に示すように、ヨーク３ｂの一方（Ｚ１方向）は開放されており、ヨーク３ｂは一方の端面にヨーク３ｂの外形に沿った環状の平面に形成された外周部３ｆを有している。ヨーク３ｂの外周部３ｆは、回転板２の被吸着面２ａと常時接触可能な吸着面３ａを構成している。なお、ヨーク３ｂの外径の寸法は、回転板２の外径の寸法とほぼ同一の径寸法である。また、ヨーク３ｂの他方の端面は開放されておらず、その中央部はヨーク３ｂの内部（Ｚ１方向）へ向かって円筒状に突出し、コイル保持部３ｄが形成されている。コイル保持部３ｄは、円筒状に形成されたヨーク３ｂの中心軸に沿うように突出して形成されており、コイル保持部３ｄの突出方向の先端部は吸着面３ａよりも上方（Ｚ１方向）へ突出している。また、コイル保持部３ｄの突出方向の先端側の面には、コイル保持部３ｄが突出する方向に貫通する第２貫通孔３ｅが形成されている。なお、コイル保持部３ｄの外径の寸法は、回転板２の第１貫通孔２ｂの内径の寸法とほぼ同一であり、第２貫通孔３ｅは操作部１のシャフト１ｂおよび係合部１ａを挿通可能な大きさに形成されている。コイル３ｃは、コイル保持部３ｄに巻回した状態でヨーク３ｂの内部に保持される。ヨーク３ｂの内部に保持されたコイル３ｃは外周部３ｆよりも僅かに低く、その上端には平面状に形成された内周部３ｇを有する。なお、コイル３ｃの上端を覆うカバーを設け、そのカバーの面を内周部３ｇとしても良い。このようにコイル３ｃをヨーク３ｂの内部に保持することで電磁ブレーキ３が形成される。電磁ブレーキ３はコイル３ｃに電流を流すことで電磁力を発生させることができる。

高分子材料部４は、回転板２および電磁ブレーキ３のヨーク３ｂの材料である金属材よりも軟質であり、図４に示すように、高分子材料部４は回転板２の被吸着面２ａ（斜線のハッチングがついている領域）に焼き付けによって形成されている。なお、被吸着面２ａまたは吸着面３ａの少なくとも一方に形成されていればよい。また、高分子材料部４の動摩擦係数は０．３以上は必要であるため、高分子材料部４はポリイミドまたはポリアミドイミド、あるいはフェノールを主成分とする材料が望ましい。焼き付け処理においては、ポリイミドが０．６強、ポリアミドイミドが０．３強、フェノールが０．９程度の動摩擦係数を確保できる。具体的にはポリイミド、ポリエチレンナフタレート等が好適である。
なお、本実施形態においてはポリイミドを用いている。

倍速機構１０は、図７に示すように、略円筒状に形成されている。倍速機構１０の中心には操作部１の係合部１ａと係合可能な貫通孔である係合孔１０ａが形成されている。係合孔１０ａの内壁には、係合部１ａの外周に形成されたギヤ歯と係合可能なギヤ歯が形成されている。なお、倍速機構１０の外径の寸法は、回転板２の外径の寸法とほぼ同一の径寸法である。

倍速機構１０は、遊星歯車機構を用いている。図８に示すように、倍速機構１０は、太陽歯車の機能を有する太陽歯車部材１１と、遊星歯車として機能する３つの遊星歯車部材１２と、遊星キャリアとして機能する遊星キャリア部材１３と、内歯車として内歯車部材１４と、を備えている。

太陽歯車部材１１は、円盤状に形成された平板部１１ａと、平板部１１ａの中心部から上方（Ｚ１方向）へ突出し円柱状に形成された太陽歯車部１１ｂと、を有している。太陽歯車部１１ｂの外周には、所定のピッチで太陽歯車としての３６個のギヤ歯が形成されている。また、太陽歯車部１１ｂには、太陽歯車部１１ｂが延出する方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に貫通する挿入孔１１ｃが形成されている。

内歯車部材１４は、断面が円形の管状に形成されている。内歯車部材１４の内周面には内歯車部１４ａが形成されており、内歯車部１４ａには、所定のピッチで内歯車としての７２個のギヤ歯が形成されている。なお、内歯車部材１４の外径の寸法は、太陽歯車部材１１の平板部１１ａの外径の寸法と略同一である。

遊星歯車部材１２は、断面が円形の管状に形成されている。遊星歯車部材１２の外周面には、所定のピッチで内歯車部１４ａおよび太陽歯車部１１ｂのギヤ歯のどちらとも係合可能な遊星歯車としての１８個のギヤ歯が形成されている。

遊星キャリア部材１３は、合成樹脂材からなり、略三角形の平板状に形成された保持板部１３ａと、保持板部１３ａの中心部から下方（Ｚ２方向）へ突出し円柱状に形成された円柱部１３ｂと、保持板部１３ａの３つの角部からそれぞれ下方へ突出し柱状に形成された軸部１３ｃと、を有している。円柱部１３ｂには、円柱部１３ｂが延出する方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に貫通するギヤ孔１３ｄが形成されており、ギヤ孔１３ｄの内周壁には操作部１の係合部１ａと係合可能なギヤ歯が形成されている。また、円柱部１３ｂの外径の寸法は、太陽歯車部材１１の挿入孔１１ｃに挿入可能な大きさである。

このような構成部品からなる倍速機構１０は、図９に示すように、太陽歯車部材１１に重ねて内歯車部材１４を、太陽歯車部１１ｂが内歯車部材１４の中心位置となるように配置する。また、遊星歯車部材１２は、軸部１３ｃ（図８参照）を内部に挿通した状態で遊星キャリア部材１３の３箇所に回転可能に軸支されている。このように、遊星キャリア部材１３に軸支された遊星歯車部材１２を、太陽歯車部１１ｂと内歯車部１４ａとの間に配置する。このように配置された遊星歯車部材１２は、太陽歯車部１１ｂおよび内歯車部１４ａのどちらのギヤ歯とも係合し、太陽歯車部１１ｂと内歯車部１４ａとは遊星歯車部材１２によって連結される。また、遊星キャリア部材１３の円柱部１３ｂは挿入孔１１ｃに挿入され、遊星キャリア部材１３は円柱部１３ｂを回転軸として回転可能に配置されている。挿入孔１１ｃに円柱部１３ｂを挿入して配置することで、ギヤ孔１３ｄが係合孔１０ａとして形成される。このように各構成部品を配置することで倍速機構１０が形成される。

遊星歯車機構の詳細な説明は省略するが、係合孔１０ａを回転中心として遊星キャリア部材１３を回転させると、遊星キャリア部材１３の回転方向に遊星歯車部材１２が回転しながら移動する。遊星歯車部材１２が回転しながら移動することで、太陽歯車部１１ｂにも動力が伝わり、太陽歯車部材１１が回転する。また、このように倍速機構１０を動作させたとき、遊星キャリア部材１３が入力、内歯車部材１４が固定、遊星歯車部材１２が出力となる動作となっているため、太陽歯車部材１１の回転速度は、遊星キャリア部材１３の回転速度よりも早くなる。

次に電磁ブレーキユニット１００の構造について図１０を用いて説明する。図１０は第１実施形態における電磁ブレーキユニット１００の構造を示す模式断面図である。図１０は説明を容易にするため模式形状で示している。

図１０に示すように、回転板２と電磁ブレーキ３とは、ヨーク３ｂの一方の端面である吸着面３ａが、高分子材料部４が形成された被吸着面２ａに平行な平面となるように対向させるとともに、電磁ブレーキ３を回転板２に接触させて配置される。すなわち、吸着面３ａと被吸着面２ａとを接触させて、内周部３ｇは回転板２と空隙を介して対向した状態で電磁ブレーキ３に重ねて回転板２が配置される。このとき、コイル保持部３ｄの先端部は回転板２の第１貫通孔２ｂに挿入されており、回転板２はコイル保持部３ｄを回転中心として、吸着面３ａの上を摺動回転することが可能である。また、回転板２の上に重ねて倍速機構１０が配置される。このとき、倍速機構１０の太陽歯車部材１１と回転板２とはねじ止めなどにより係止されているため、回転板２と倍速機構１０とは連動して回転動作が可能となる。このように重ねて配置された電磁ブレーキ３、回転板２および倍速機構１０に、操作部１を電磁ブレーキ３側から倍速機構１０へ向かう方向へ挿通する。すなわち、操作部１は電磁ブレーキ３の第２貫通孔３ｅ（同時に回転板２の第１貫通孔２ｂ）に挿入され、その後、倍速機構１０の係合孔１０ａに挿入される。そして、回転板２が操作部１の下方に配置されるように、操作部１は倍速機構１０から突出する位置まで挿入される。操作部１の係合部１ａと倍速機構１０の係合孔１０ａとはギヤ歯により係合されるため、操作部１は倍速機構１０に接続され、操作部１と倍速機構１０とは連動して動作可能である。このように各構成部品を配置することで、電磁ブレーキユニット１００が形成される。

次に電磁ブレーキユニット１００の動作について説明する。

電磁ブレーキユニット１００は、操作部１を回転操作されると、操作部１のシャフト１ｂに接続された検出装置５で、その回転角度、回転回数などを検出し、外部へ出力することができる。また、操作部１を回転操作されると、操作部１に加えられた回転操作は倍速機構１０を介して回転板２に伝達される。回転操作が伝達された回転板２は操作部１の動作に連動して操作部１に対して同軸回転する。また、倍速機構１０を介して回転操作を伝達された回転板２の回転速度は、操作部１を操作したときの回転速度よりも速くなっている。また、電磁ブレーキ３のコイル３ｃに通電することで、電磁ブレーキ３は電磁力を発生し、回転板２を磁気吸着できる。すなわち、電磁ブレーキ３が回転板２を磁気吸着している場合は、電磁ブレーキ３は回転板２の回転に抗した制動力を印加し、強制的に操作できないようにすることができる。なお、電磁ブレーキ３が回転板２を磁気吸着していない場合は、回転板２は電磁ブレーキ３に接触した状態で回転可能である。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

第１実施形態の電磁ブレーキユニット１００では、回転操作される操作部１と、操作部１の下方に配置されるとともに、操作部１の動作に連動して操作部１に対して同軸回転する回転板２と、回転板２に接触して配置され、回転板２を磁気吸着できる電磁ブレーキ３と、を備え、回転板２は電磁ブレーキ３に接触する被吸着面２ａを有し、電磁ブレーキ３は回転板２と接触する吸着面３ａを有し、電磁ブレーキ３が回転板２を磁気吸着している場合は、電磁ブレーキ３は回転板２の回動に抗した制動力を印加し、電磁ブレーキ３が回転板２を磁気吸着していない場合は、回転板２は電磁ブレーキ３に接触した状態で回動可能である電磁ブレーキユニットにおいて、被吸着面２ａまたは吸着面３ａの少なくとも一方に高分子材料部４が形成されている、構成とした。

これにより、被吸着面２ａまたは吸着面３ａの少なくとも一方に高分子材料部４が形成されている。したがって、操作部１を操作することで吸着面３ａと被吸着面２ａとが摺動しても、金属に比べて高分子材料部４は軟らかいため、金属同士が摺動する場合に比べて摺動面に傷がつきにくくなり、非制動時には引っかかり感が無くスムーズに動作でき、良好な操作感触を得ることができる。また、回転操作に伴って高分子材料部４が磨耗するが、高分子材料部４が残っている限り良好な操作感触を維持できる。さらに、摺動磨耗により高分子材料部４が完全に無くなったとしても、高分子材料部４の磨耗粉が吸着面３ａと被吸着面２ａとの間に介在することで金属部には傷つきにくくなるため、良好な操作感触を維持することができる。したがって、良好な操作感触を維持することができる電磁ブレーキユニットを提供することができる。

また、電磁ブレーキ３と回転板２とが高分子材料部４を介して摺動する構成としたことで、仮に電磁ブレーキ３と回転板２と間に水分が介在しても、電磁ブレーキ３と回転板２とが水分の介在による吸着現象を回避できる。したがって、電磁ブレーキ３と回転板２と間に水分が介在しても、良好な操作感触を維持することができる電磁ブレーキユニットを供することができる。

また、第１実施形態の電磁ブレーキユニット１００では、高分子材料部４は、被吸着面２ａまたは吸着面３ａの少なくとも一方に、焼き付けによって形成されている、構成とした。

これにより、高分子材料部４は被吸着面２ａまたは吸着面３ａから剥がれにくく、薄く均一な厚さに形成することができる。高分子材料部４をこのように形成することで、被吸着面２ａと吸着面３ａとが摺動するときには引っかかり感が無くスムーズに動作しやすく、より確実に良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。また、薄く均一な厚さに形成することができるため、電磁ブレーキユニットの高さ寸法を、従来技術の構造（高分子材料部がない構造）にした場合とほぼ同等の高さ寸法にすることができる。

また、第１実施形態の電磁ブレーキユニット１００では、高分子材料部４の動摩擦係数は０．３以上である、構成とした。

これにより、高分子材料部４の動摩擦係数を０．３以上とすることで、非制動時には引っかかり感が無くスムーズに動作させることができるとともに、制動時には発生する制動力を、従来の金属同士を接触させた場合の制動力に対して大きな減少を回避することができる、という効果を奏する。

また、第１実施形態の電磁ブレーキユニット１００では、高分子材料部４はポリイミドまたはポリエチレンナフタレートからなる、構成とした。

高分子材料部４をこれらの材料で形成することで、被吸着面２ａと吸着面３ａとの動摩擦係数が０．３以上、更には動摩擦係数が金属同士の摺動と同等以上の０．６以上を確保でき、制動時には大きな制動力を維持できる。さらに、これらの材料は耐熱性にも優れているため、摩擦熱に対する耐久性も良く、制動時に摩擦熱が発生しても劣化がしにくい。したがって、制動力を維持するとともに、より安定して良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。

また、第１実施形態の電磁ブレーキユニット１００では、電磁ブレーキ３は、筒状に形成されたヨーク３ｂを有し、ヨーク３ｂは外周部３ｆと外周部３ｆよりも僅かに低く形成された内周部３ｇと、を有し、外周部３ｆが回転板２と常時接する吸着面３ａを構成し、内周部３ｇは、回転板２と空隙を介して対向する、構成とした。

これにより、筒状に形成されたヨーク３ｂの外周部３ｆのみを常時回転板２との摺動面とするとともに吸着面３ａとすることで、吸着面３ａと被吸着面２ａとの接触面積が小さく、摩擦抵抗が小さくなるため、非吸着時には引っかかり感が無くスムーズに動作させることができ、良好な操作感触を維持することができる。また、仮に異物が吸着面３ａと被吸着面２ａとの挟まったとしても、吸着面３ａが環状になっているため、異物が吸着面３ａから落ちやすく、吸着面３ａと被吸着面２ａとが摺動する箇所には傷がつきにくい。したがって、さらに良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。

また、第１実施形態の電磁ブレーキユニット１００では、操作部１は、加えられた回転操作を倍速化することが可能な倍速機構１０に接続され、操作部１に加えられた回転操作は倍速機構１０を介して回転板２に伝達される、構成とした。

これにより、回転板２を操作部１の回転速度よりも速い回転速度で回転させることができる。回転速度が速くなると、回転速度が遅かった時には感じられた操作感触（例えば引っかかり感など）を操作者は感じ難くなる。したがって、仮に何らかの理由での被吸着面２ａまたは吸着面３ａが傷ついたとしても、倍速機構１０を介して操作することで、操作者が操作部１を介して感じる引っかかり感などは緩和され、良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。また、仮に電磁ブレーキの制動力が低い場合でも倍速機構を用いれば、その増速比率分、操作部１における制動力を増加できるため、必要な制動力を確保できる、という効果を奏する。

また、第１実施形態の電磁ブレーキユニット１００では、倍速機構１０は、遊星歯車機構を用いている、構成とした。

これにより、倍速機構１０に遊星歯車機構を用いることで、同軸上で倍速機構を構成できるためスペースの増加を最小限に抑えることができるとともに、必要に応じて遊星歯車機構のギヤ比を変えることで要望の倍速率に変更しやすい。特に、電磁ブレーキユニット自体の大きさが変わった場合に、良好な操作感触を得るための調整がしやすい、という効果を奏する。

以上のように、本発明の実施形態に係る電磁ブレーキユニットを具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

（１）第１実施形態においては、高分子材料部４は回転板２の被吸着面２ａに焼き付けによって形成されているが、図１１に示すように、一方の面に粘着剤ａｄが塗布または貼り付けされたシート状に形成されたポリイミドフィルムまたはポリエチレンナフタレートフィルムが、被吸着面２ａに粘着剤ａｄを介して回転板２の被吸着面２ａに貼り付けられている構成としてもよい。なお、高分子材料部４は吸着面３ａに貼り付けられていても良く、被吸着面２ａまたは吸着面３ａの少なくとも一方に貼り付けられていても良い。高分子材料部４は粘着剤ａｄを介して貼り付けしていたため、高分子材料部４が磨耗したとしても、高分子材料部４の磨耗粉が粘着剤ａｄに貼り付き、被吸着面２ａと吸着面３ａとの間により介在し続けやすい。高分子材料部４の磨耗粉が被吸着面２ａと吸着面３ａとの間に介在することで、高分子材料部４が磨耗する前と同様に良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。また、図１１に例示においては、高分子材料部４は、回転板２の被吸着面２ａに貼り付けられている。被吸着面２ａは吸着面３ａに比べて高分子材料部４を貼り付けやすく、貼りズレなども発生し難く、より確実に良好な操作感触を維持することができる、という効果を奏する。

（２）第１実施形態においては、高分子材料部４は回転板２の被吸着面２ａに形成されているが、電磁ブレーキ３の吸着面３ａに形成しても良く、被吸着面２ａおよび吸着面３ａの両方に形成しても良い。

（３）第１実施形態においては、高分子材料部４はポリイミドまたはポリエチレンナフタレートからなる、としたが、ポリイミドまたはポリエチレンナフタレートと同等の効果が得られる高分子材料であれば良い。

（４）第１実施形態においては、倍速機構１０の太陽歯車部材１１のギヤ歯数を３６個、内歯車部材１４のギヤ歯数を７２個、遊星歯車部材１２のギヤ歯数を１８個、という構成にしたが、必要に応じてギヤ比を変更しても良い。

（５）第１実施形態においては、遊星歯車部材１２を３個用いる構成としたが、倍速機構１０の大きさなどに応じて用いる遊星歯車部材１２の数を変更しても良い。

（６）第１実施形態においては、シャフト１ｂおよび係合部１ａの回転を検出可能な検出装置は、エンコーダ、回転型可変抵抗器、ホール素子などとしたが、これらに限定するものではない。

１ 操作部
１ａ 係合部
１ｂ シャフト
２ 回転板
２ａ 被吸着面
２ｂ 第１貫通孔
３ 電磁ブレーキ
３ａ 吸着面
３ｂ ヨーク
３ｃ コイル
３ｄ コイル保持部
３ｅ 第２貫通孔
３ｆ 外周部
３ｇ 内周部
４ 高分子材料部
５ 検出装置
１０ 倍速機構
１０ａ 係合孔
１１ 太陽歯車部材
１１ａ 平板部
１１ｂ 太陽歯車部
１１ｃ 挿入孔
１２ 遊星歯車部材
１３ 遊星キャリア部材
１３ａ 保持板部
１３ｂ 円柱部
１３ｃ 軸部
１３ｄ ギヤ孔
１４ 内歯車部材
１４ａ 内歯車部
２０ 検出ユニット
１００ 電磁ブレーキユニット
２００ 電磁ブレーキユニット

Claims (5)

1. 回転操作される操作部と、
   前記操作部の下方に配置されるとともに、前記操作部の動作に連動して前記操作部に対して同軸回転する回転板と、
   前記回転板に接触して配置され、前記回転板を磁気吸着できる電磁ブレーキと、を備え、
   前記回転板は下方側に前記電磁ブレーキに接触する被吸着面を有し、
   前記電磁ブレーキは上方側に前記回転板と接触する吸着面を有し、
   前記電磁ブレーキが前記回転板を磁気吸着している場合は、前記電磁ブレーキは前記回転板に、回動に抗した制動力を印加し、
   前記電磁ブレーキが前記回転板を磁気吸着していない場合は、前記回転板は前記電磁ブレーキに接触した状態で回動可能である磁気ブレーキユニットにおいて、
   前記被吸着面または前記吸着面の少なくとも一方に高分子材料部が形成され、
   前記操作部は、加えられた回転操作を倍速化することが可能な遊星歯車機構を用いた倍速機構に接続され、前記操作部に加えられた回転操作は前記倍速機構を介して前記回転板に伝達され、
   前記電磁ブレーキは、筒状に形成されたヨークを有し、該ヨークは外周部と該外周部よりも僅かに低く形成された内周部と、を有し、前記外周部が前記回転板と常時接する前記吸着面を構成し、前記内周部が前記回転板と空隙を介して対向し、
   前記電磁ブレーキが前記回転板を磁気吸着していない場合は、前記回転板は前記操作部の動作に連動して前記吸着面の上を摺動回転することを特徴とする磁気ブレーキユニット。
2. 前記高分子材料部は、前記被吸着面または前記吸着面の少なくとも一方に、焼き付けによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ブレーキユニット。
3. 前記高分子材料部は、一方の面に粘着剤が塗布または貼り付けされたシート状に形成され、前記被吸着面または前記吸着面の少なくとも一方に、前記粘着剤を介して貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ブレーキユニット。
4. 前記高分子材料部の動摩擦係数は０．３以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁気ブレーキユニット。
5. 前記高分子材料部はポリイミドまたはポリエチレンナフタレートからなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の磁気ブレーキユニット。

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