JPH07317813A - 無励磁作動型電磁ブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無励磁作動形電磁ブレ−キにおいて製造コス
ト低減し、フィ−ルドコアとア−マチュア間の所定の磁
気ギャップを容易に設定し、かつディスクの摩擦面積を
大きくするため、カラ−を使用しないサイドプレ−トの
構造を作る。 【構成】 浅い底付き円筒状のサイドプレ−ト３１の底
板３１ａの周縁部３１ｃから、ブレ−キの軸線方向に平
行でかつフィ−ルドコア１に向けた突起部３１ｂを、円
周方向所定の等間隔に複数個所設け、この突起部３１ｂ
の先端をフィ−ルドコア１の端面１ａに当接して磁気ギ
ャップａを形成し、カラ−を省略し、かつディスク３３
の外径を大きくした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットやその
他の機械装置の駆動源であるモ−タの回転軸や関節体の
従動軸などに、制動または停止状態を保持するために使
用される無励磁作動型電磁ブレ−キの性能向上および製
造コスト低減のための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、モ−タに付設した従来の無励
磁作動型電磁ブレ−キの側断面図であり、本図を参照し
てその構造を説明する。フィ−ルドコア１は電磁コイル
２を収納して、円周方向の数箇所、例えば三等分の位置
にある３本の取付ボルト４によりモ−タ３のフレ−ムな
ど静止部材に固定される。磁性体製の円環状のア−マチ
ュア５は、モ−タ軸など回転軸３ａに対しては遊合して
相対的に回転可能であり軸方向に移動可能である。また
ディスク６の半径方向内周側には、断面が多角形の穴ま
たは平坦面を有する係合部が設けられていて、対応する
係合面を有するハブ７の外周面と嵌合し、回転方向に拘
束される。ハブ７はキ−８により回転軸３ａに対し回転
方向に固定されて一体に回転し、また止め輪１２により
回転軸３ａの端部に固定されて回転軸３ａからの脱出を
防止する。円環状のサイドプレ−ト９は、円周方向三等
分の位置にある３本の取付ねじ１０によりカラ−１１を
介して、フィ−ルドコア１に軸方向に固定される。取付
ねじ１０の外周に備えられた前記のカラ−１１は薄肉の
小径円筒形で、ア−マチュア５とディスク６との軸方向
の合計厚さより所定の寸法だけ軸線方向に長くされて、
磁気ギャップａが形成されている。

【０００３】図１２は上記無励磁作動型電磁ブレ−キの
一部を破断して示す半体図で、図１１の下半分の軸線方
向切断角度を変え圧縮コイルばね１３を通る面で切断し
た側断面図である。図１２に示すように、無励磁状態で
はフィ−ルドコア１の円周方向三等分の位置に軸方向に
設けられた３個の盲穴１３′のそれぞれ内側に１本ずつ
保持されア−マチュア５の対向面に当接された合計３本
の圧縮コイルばね１３により、ア−マチュア５はディス
ク６に向かって押し付けられ、フィ−ルドコア１との間
に前記カラ−１１（図１１参照）によって所定の磁気ギ
ャップａが決定される。図１１と図１２を参照し、電磁
コイル２に通電されない状態では、圧縮コイルばね１３
の押付け力によりア−マチュア５は、ディスク６と、サ
イドプレ−ト９に対し押し付けられて、取付ねじ１０に
よって回転を拘束されるア−マチュア５とディスク６と
の間の摩擦力と、ディスク６とサイドプレ−ト９との間
の摩擦力とにより、モ−タ軸３ａは制動状態となり回転
ができなくなる（図示の状態）。

【０００４】一方、電磁コイル２に通電されると、フィ
−ルドコア１とア−マチュア５との間に図１１に点線で
示す磁気回路Φが構成され、ア−マチュア５は圧縮コイ
ルばね１３の力に抗して軸方向にフィ−ルドコア１に吸
引され、磁気ギャップａがなくなり、ア−マチュア５と
ディスク６との間の、またディスク６とサイドプレ−ト
９との間の押付け力が開放されてア−マチュア５はフィ
−ルドコア１と一体になりモ−タ軸３ａの制動状態は解
除されて回転可能になる。この形式の無励磁作動型電磁
ブレ−キは、本願発明と別の無励磁作動型電磁ブレ−キ
のマグネット組立体を用いたもので、インサ−ト成形に
よるボビンの採用および従来の樹脂モ−ルドを使用しな
い点で、従来に比べて製造工程および使用部品点数を削
減し、また電磁コイルの温度上昇を抑制している。しか
し、この課題は、上記のインサ−ト成形を使用せず、ボ
ビンのア−マチュア側に樹脂モ−ルドを配置した従来型
の無励磁作動型電磁ブレ−キにおいても共通して存在す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の構造において、
サイドプレ−トはフィ−ルドコアに固定され、一方フィ
−ルドコアとア−マチュアとの間に所定の磁気ギャップ
が確保される。また上記の磁気ギャップの寸法は、電磁
コイルに通電した時、圧縮コイルばねの力に抗してア−
マチュアがフィ−ルドコアに吸引される範囲に設定され
る。前記の従来技術の電磁ブレ−キでは、磁気ギャップ
の寸法を確保するためカラ−を使用するが、このカラ−
はフィ−ルドコアの円周方向に等分された数箇所、例え
ば３箇所に取付ねじを囲んで外嵌されるため、その変形
や軸線方向の部材の累積寸法誤差により所定の寸法の磁
気ギャップを正確に設定しにくい。また円筒形状のカラ
−の肉厚により、軸線方向両端の平面が回転摩擦面とな
る円環状のディスクの外径（図１１参照）の寸法が小さ
く制限されるために有効摩擦面積が小さくなり、圧縮コ
イルばねの押付け力に対してブレ−キの発生トルク効率
が悪く、ブレ−キの軽量、小型、高トルク化が困難であ
る。なお、本発明と同様な課題を解決する考案として実
開平５−３０５７１号公報の考案が開示されている。

【０００６】図１３は上記先願考案による無励磁作動形
電磁ブレ−キの側断面図である。この場合は、サイドプ
レ−ト２２の円周方向三等分位置に、軸線方向外方に折
り曲げられた３個の長いガイド片２２ａが設けられ、こ
のガイド片２２ａの先端はフィ−ルドコア１８の外周に
設けられた凹状溝１８ｂ内に嵌合され固着し、フィ−ル
ドコア１８を保持する。モ−タ１６への取付はサイドプ
レ−ト２２の底板２２ｂがねじ止めされるようになって
いる。しかし、上記考案は比較的重量の大きなフィ−ル
ドコア１８を軽量なサイドプレ−ト２２で支持している
ため、サイドプレ−ト２２にかかる負荷が大きい点と、
ギャップＳの軸線方向所定の寸法の設定のためにフィ−
ルドコア１８の軸線方向位置の微調整を要する点とが課
題とされている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、図１１と図
１２に示した従来の無励磁作動型電磁ブレ−キで、所定
の寸法の磁気ギャップを設定するためのカラ−に代わ
り、浅い底付き円筒状などのサイドプレ−トの外周部に
回転軸の軸線方向に所定の軸線方向長さを有する複数個
の突起部を設け、この突起部の先端をフィ−ルドコアの
対向する端面に当接して、かつサイドプレ−トを取付ね
じでフィ−ルドコアに固定する構造として所定の寸法の
磁気ギャップを容易に確保するようにした。

【０００８】

【作用】前記のサイドプレ−トの突起部の軸線方向長さ
は、機械加工や種々の一体成形により比較的容易にかつ
正確に調整可能であり、これら突起部をフィ−ルドコア
に当接して取付ねじで固く締めてサイドプレ−トを固定
すると、フィ−ルドコアとア−マチュアとの間の所定の
寸法の磁気ギャップも容易にかつ正確に設定できる。ま
た従来のカラ−は使用しないので、部品点数の削減によ
るコスト低減が計られる。従来方式の前記のカラ−は半
径方向外端近くに備えられ、その内径側に配置されるデ
ィスクの外径を制限していたが、本発明はカラ−を使用
しないため、ディスクの外径はサイドプレ−トの半径方
向外方に移動された取付ねじの近くまで大きくされて、
ディスクの摩擦面積を増加した半径の２乗に比例して大
きくでき、小型、高トルク化が得られる。また、本発明
のサイドプレ−トの突起部は、底板と一体の板を折り曲
げても製作できるため、製造コストが低減できる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明による無励磁作動型電磁ブレ−
キの第１実施例の一部を破断して示す側断面図で、図２
は図１のＸ−Ｘ断面図である。また、図３は図１に示し
た無励磁作動型電磁ブレ−キを図２のＸ₁−Ｘ₁で切断し
て示した側断面図である。図１と図３は、それぞれの図
の下部の切断位置が異なるだけである。また、図４は図
１に示したサイドプレ−ト３１の正面図で、図５は図４
のＹ−Ｙ断面図で、さらに図６は図４に示したサイドプ
レ−ト３１の斜視図である。これらの図では図１１およ
び図１２と同じ部材には同じ符号を付し、重複を避けて
異なる点のみを以下に説明する。図４〜図６を参照する
と、サイドプレ−ト３１は、底板３１ａと、この底板３
１ａの外周部が回転軸３ａ（図１および図３参照）の軸
方向内方に向けて軸線に平行に延在する周縁部３１ｃと
を含み、外周には等しい間隔で断面がほぼ半円状の切欠
き３１ｄを有し、これらによって浅い底付き円筒状に形
成されている。また、上記周縁部３１ｃの端面の円周方
向三等分位置には、フィ−ルドコア１（図１および図３
参照）に向けて３個の突起部３１ｂが一体に設けられ、
この突起部３１ｂは図４に示すように弧状断面を有して
その軸方向内方の先端部はフィ−ルドコア１の軸方向外
端面１ａ（図１および図３参照）に当接するようになっ
ている。

【００１０】上記の突起部３１ｂの軸方向長さがフィ−
ルドコア１とサイドプレ−ト３１の互いに対向する面間
の寸法を決定するため、従来技術によるカラ−１１（図
１１参照）が不要になり、取付ねじ３２（図１および図
３参照）はカラ−１１の肉厚およびこのカラ−１１と取
付ねじ１０間の隙間の半径方向寸法の合計値だけ従来の
技術に比べて半径方向のより外周側に配置可能になっ
た。さらに、従来技術における取付ねじ１０より回転軸
３ａ側（半径方向内方）でも、カラ−１１の肉厚と上記
の隙間とは半径方向反対側の隙間とが不要になるため、
本発明のディスク３３の外径は、従来技術のディスク６
の外径に比べてカラ−１１の肉厚と上記の隙間の半径方
向寸法の２倍だけ大きくできる。また、取付ねじ３２が
突起部３１ｂの半径方向のすぐ内側に設けられたため、
サイドプレ−トの歪みが従来に比べて小さくされた。図
１および図３に示したように、このサイドプレ−ト３１
は突起部３１ｂの内周側で、皿ボルト形式の取付ねじ３
２によりフィ−ルドコア１に固着されて、図１１に示し
たディスク６の外径Ｄより大きい外径Ｄ₁ を有するディ
スク３３を把持する。図２に示すア−マチュア３４は、
回転軸３ａに対しすきまばめされ、フィ−ルドコア１
（図１参照）のモ−タ３の静止フレ−ムなどへの取付ボ
ルト４の取付用の切欠き３４ａの他に、別の円周方向三
等分位置に角形の切欠き３４ｂを有し、断面が弧状のサ
イドプレ−ト３１の突起部３１ｂの円周方向両端との間
に隙間を有し、ア−マチュア３４は回転軸３ａ（図１お
よび図３参照）に対し相対回転と軸線方向に移動可能に
されている。

【００１１】サイドプレ−ト３１の全長、即ち突起部３
１ｂの先端から底板３１ａの外方端面までの軸線方向長
さは、この底板３１ａとディスク３３とア−マチュア３
４の合計厚さより所定の寸法（即ち磁気ギャップａの軸
線方向長さ）だけ長くされているため、無励磁状態では
磁気ギャップａが容易に形成される。図７は本発明によ
る無励磁作動型電磁ブレ−キの第２実施例の一部を破断
して示す側断面図で、図８は図７に示したサイドプレ−
ト４１を右側から見た立面図である。また、図９は図８
に示したサイドプレ−ト４１のＺ−Ｚ断面図である。本
実施例におけるサイドプレ−ト４１は、ほぼ半円状の切
欠き４１ｄを外周に等しい間隔で有する底板４１ａと、
この底板４１ａの円周方向三等分の位置に、上記底板４
１ａから回転軸３ａの軸線方向に立ち上がる３個の突起
部４１ｂとが設けられていて、図７に示したように、第
１実施例と同様に突起部４１ｂの先端はフィ−ルドコア
１の軸方向外端面１ａに当接される。この突起部４１ｂ
の断面形状は、取付ねじ３２の外周を取り囲み、しかし
サイドプレ−ト４１の取付ねじ３２より内方側は切り取
られて一部が欠けたほぼ半円の円筒状である。このサイ
ドプレ−ト４１の軸線方向長さは、上記の第１実施例と
同様に、ディスク３３とア−マチュア４４と底板４１ａ
の合計厚さより所定の寸法だけ長くされて、磁気ギャッ
プａが形成される（図７参照）。

【００１２】なお、本実施例の突起部４１ｂの形状が第
１実施例の突起部３１ｂの形状と異なるため、図示は省
略するが、突起部４１ｂと遊合するア−マチュア４４の
角形の切欠きの寸法は第１実施例の角形の切欠きの寸法
とは異なる。従来技術のカラ−１１が不要になる効果は
第１実施例と同じであり、ディスク３３は第１実施例と
同じものが使用可能である。第２実施例のサイドプレ−
ト４１は、突起部４１ｂが取付ねじ３２を取り囲む形状
であるため、サイドプレ−ト４１のフィ−ルドコア１へ
の取付固定をより安定化し、かつ硬くねじ止めしてもサ
イドプレ−ト４１が変形されにくくなっている。図１０
は上記本発明の第２実施例の変形例としてのサイドプレ
−トを示す一部を破断した斜視図で、同図の（Ａ）は軸
に直角な平面で切断した形状がコの字形の突起部５１ｂ
を有するサイドプレ−ト５１の部分斜視図であり、同図
の（Ｂ）は軸に平行な断面の形状がコの字形の突起部６
１ｂを有するサイドプレ−ト６１の部分斜視図である。
これらのサイドプレ−ト５１、６１において、前記の突
起部４１ｂに代わる突起部５１ｂ、６１ｂの円周方向の
位置や、これら突起部５１ｂ、６１ｂ以外の部材の構成
は前記のサイドプレ−ト４１と同じである。

【００１３】図１０（Ａ）のサイドプレ−ト５１の突起
部５１ｂは、前記のコの字形の窪みに前記の取付ねじ３
２が配置されるように図示しないねじ穴が設けられてい
る。図１０（Ｂ）のサイドプレ−ト６１の突起部６１ｂ
は、この突起部６１ｂに連続する底板６１ａ一部を含め
た軸に平行な断面がコの字形であり、突起部６１ｂは２
枚のほぼ平行な矩形板だけで構成されて前記の底板６１
ａの外周側には突起部がないため、本発明における他の
実施例あるいは変形例の場合に比べて、図示しない取付
ねじ３２を半径方向でさらに外側に配置可能にした。こ
のため、ディスク３３の外形寸法はさらに大きくされて
ブレ−キの制動効果が一層高められた。前記の突起部４
１ｂおよび５１ｂはそれぞれ底板４１ａ、５１ａにろう
付けなど種々の方法で固定できる。また、サイドプレ−
ト６１の突起部６１ｂは、一枚の板から折り曲げられ
て、プレス成形などにより底板６１ａと突起部６１ｂな
どを一括してかつ簡易に成形できる。一方、サイドプレ
−ト５１の突起部５１ｂは、この突起部５１ｂを平面に
展開した、予め円環状の底板５１ａの外周部に突出させ
て一体に設けた部分を折り曲げることにより、また、サ
イドプレ−ト６１の突起部６１ｂは、切欠き６１ｅ（図
１０（Ｂ）参照）を設けない円環状の底板６１ａに２枚
の矩形板をろう付けしても形成出来る。

【００１４】このように上記の本発明のサイドプレ−ト
５１、６１は、プレスなどによる折り曲げ加工を利用で
き製造コストが一層低減される。上記第１および第２実
施例の電磁コイルへの通電による作動などは前記の図５
の場合と同様であるので説明を省略する。本発明の上記
各実施例においては、一例として取付ボルト、取付ねじ
および圧縮コイルばねをそれぞれ円周方向三等分の位置
に配置したが、コストの増大に比べ使用時の振動や安定
性などの改善効果が大きい場合、円周方向で四等分や六
等分などの位置に配置することも可能であり、これらは
本発明の実施例の範囲に属するものである。

【００１５】

【発明の効果】従来技術でのカラ−が廃止されて部品点
数の点でコスト低減が計られるとともに、カラ−の肉厚
とこのカラ−と取付ねじとの間の隙間の寸法の合計の２
倍だけディスクの外径が大きくなり、回転摩擦面におけ
るトルクが増大し、ブレ−キの制動力が増大される。一
方、同一出力においては、従来技術に比べ小型化、軽量
化が達成される。またフィ−ルドコアとア−マチュアと
の間の所定の寸法の磁気ギャップが容易にかつ正確に設
定されて組立加工工数の低減に資する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による無励磁作動型電磁ブレ−キの第１
実施例の一部を破断して示す側断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。

【図３】図１の無励磁作動型電磁ブレ−キを図２に示す
Ｘ₁−Ｘ₁で切断した側断面図である。

【図４】図１に示したサイドプレ−トの正面図である。

【図５】図４のＹ−Ｙ断面図である。

【図６】図４に示したサイドプレ−トの斜視図である。

【図７】本発明による無励磁作動型電磁ブレ−キの第２
実施例の一部を破断して示す側断面図である。

【図８】図７に示したサイドプレ−トを右側から見た立
面図である。

【図９】図８のＺ−Ｚ断面図である。

【図１０】本発明の第２実施例の変形例としてのサイド
プレ−トを示す一部を破断した斜視図で、同図（Ａ）は
軸に直角な平面で切断した形状がコの字形の突起部を有
するサイドプレ−トの部分斜視図であり、同図（Ｂ）は
軸に平行な断面の形状がコの字形の突起部を有するサイ
ドプレ−トの部分斜視図である。

【図１１】従来の無励磁作動形電磁ブレ−キの一部を破
断して示す側断面図である。

【図１２】図１１の無励磁作動型電磁ブレ−キの下半分
の軸線方向切断角度を変えた半体側断面図である。

【図１３】実開平５−３０５７１号公報による無励磁作
動形電磁ブレ−キの側断面図である。

【符号の説明】

１ フィ−ルドコア １ａ 軸方向外端面 ２ 電磁コイル ３ モ−タ ３ａ 回転軸 ４ 取付ボルト ７ ハブ １１ カラ− １３ 圧縮コイルばね ３１、４１、５１、６１ サイドプレ−ト ３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ 底板 ３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ 突起部 ３１ｃ 周縁部 ３２ 取付ねじ ３３ ディスク ３４ ア−マチュア ３４ｂ 切欠き ａ 磁気ギャップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁コイルと、取付ボルトなどによりモ
   −タの静止部材に固定されたフィ−ルドコアと、このフ
   ィ−ルドコアの前記モ−タとは軸方向反対側の端面に対
   向してモ−タ軸にすきまばめされたア−マチュアと、前
   記モ−タ軸にキ−を介して固定されたハブと、前記ア−
   マチュアの軸方向外側に前記ハブの外周に軸方向への相
   対摺動可能に装着されたディスクと、このディスクの軸
   方向外側に前記ハブの外周に対しすきまばめされ、その
   半径方向外端近くの複数の位置に軸方向に明けられた貫
   通穴を通して前記フィ−ルドコアに取付ねじなどで結合
   された円環状のサイドプレ−トと、前記取付ねじなど固
   定部材のそれぞれを囲んで前記サイドプレ−トの軸方向
   内周面と前記フィ−ルドコアの軸方向外周面との間に挿
   入されて所定の磁気ギャップを形成するカラ−と、前記
   フィ−ルドコアの内方に収容されて前記ア−マチュアを
   前記ディスクを介して、常時前記サイドプレ−トに向か
   って押圧するばねなど押圧手段と、を有する無励磁作動
   型電磁ブレ−キにおいて：前記サイドプレ−トは、底板
   （３１ａ）と、この底板の周縁を囲む所定の長さの周縁
   部（３１ｃ）と、この周縁部の円周方向所定の位置から
   さらに軸方向内方に所定の長さで突出し前記フィ−ルド
   コア（１）の軸方向外端面（１ａ）と当接する複数の突
   起部（３１ｂ）とを有して断面が浅い底付き円筒状に形
   成されたサイドプレ−トとして、前記突起部の軸方向内
   端から前記底板の軸方向外端面までの長さは、前記底板
   と前記突起部の半径方向内方に収容される前記ア−マチ
   ュア（３４）と前記ディスク（３３）との合計厚さより
   磁気ギャップ（ａ）の長さだけ長くされ、 それにより合計部品点数が低減され、前記磁気ギャップ
   の設定が容易にされ、かつ前記カラ−が不要にされて前
   記取付ねじの取付位置がさらに半径方向外方に移動さ
   れ、前記カラ−の肉厚と前記取付ねじ間の隙間の合計寸
   法の２倍だけ前記ディスクの外径が大にされて制動トル
   クが増大されることを特徴とする無励磁作動型電磁ブレ
   −キ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無励磁作動型電磁ブレ−
   キにおいて：前記サイドプレ−ト（３１）に代わり、円
   環状の底板（４１ａ）と、この底板の前記フィ−ルドコ
   ア（１）に対向する面から前記取付ねじ（３２）を囲む
   ように軸方向に所定の長さで突出し前記モ−タ軸（３
   ａ）に向かう内側だけが除去されたほぼ半円筒状の突起
   部（４１ｂ）とを備えたサイドプレ−ト（４１）と、前
   記ア−マチュア（３４）に代わり、前記突起部（４１
   ｂ）を配置できる切欠きが設けられたア−マチュア（４
   ４）とにより、前記突起部（４１ｂ）の軸線方向の長さ
   が、前記ア−マチュア（４４）と前記ディスク（３３）
   の合計厚さより前記磁気ギャップ（ａ）の長さだけ長く
   されて前記磁気ギャップを形成する無励磁作動型電磁ブ
   レ−キ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の無励磁作動型電磁ブレ−
   キにおいて：前記サイドプレ−ト（３１）に代わり、円
   環状の底板（５１ａ）と、軸に直角な平面で切断した断
   面がほぼコの字形の突起部（５１ｂ）とを備えたサイド
   プレ−ト（５１）を有する無励磁作動型電磁ブレ−キ。
4. 【請求項４】 請求項２記載の無励磁作動型電磁ブレ−
   キにおいて：前記サイドプレ−ト（３１）に代わり、円
   環状の底板（６１ａ）と、この底板から軸方向内方に軸
   方向に平行にかつ半径方向にほぼ平行に突出する２枚の
   矩形板による突起部（６１ｂ）とを備えたサイドプレ−
   トを有する無励磁作動型電磁ブレ−キ。