JP2002005205A - スプリングクローズ型電磁ブレーキ及びその電磁ブレーキ内蔵型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプリングクローズ型電磁ブレーキでは、ブ
レーキ作動時に磁極体の磁極面に磁気吸引されるアーマ
チュアがコイルばねの付勢力により、プレートに対しス
ラスト方向に圧接することで生ずる衝撃が被制動軸に与
えられ、プレートの被制動軸との相対位置が変化し、ア
ーマチュアのスラスト方向の可動範囲が変化するため適
正な制動特性を維持しにくいという課題がある。 【解決手段】 被制動軸１２と一体的に回転するプレー
ト１３に連結部１３ｄを形成し、この連結部１３ｄの先
端部外周面と磁極体１４の内周面とを軸受２０を介して
支承することで、両者を一体的に構成した。これによ
り、制動時に生じるプレート１３への衝撃を磁極体４が
受け、被制動軸１２にスラスト方向の衝撃を与えないよ
うにし、制動特性を適正に維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、励磁コイルへの非
通電時にスプリングの付勢力により制動がかかり、通電
時に制動が解除されるスプリングクローズ型電磁ブレー
キと、この電磁ブレーキを内蔵した電磁ブレーキ内蔵型
モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のスプリングクローズ型電磁
ブレーキ１の全体構成を示す縦断側面図、図５は図４の
IV−IV断面図である。従来のスプリングクローズ型電磁
ブレーキ１は、図４、図５に示すように被制動軸２に固
定されて一体的に回転するプレート３と、このプレート
３の一方側で固定的に配置された磁極体４と、プレート
３と磁極体４との間に配置されたアーマチュア５とを備
えている。

【０００３】プレート３は、被制動軸２のラジアル方向
に延びるプレート本体３ａと、前記被制動軸２の周囲を
囲み、前記磁極体４とは反対のスラスト方向に延びる被
制動軸２への固定部３ｂとを備えている。そして、この
固定部３ｂはキー６により前記被制動軸２とのラジアル
方向の変位が防止され、かつアーマチュア５とのギャッ
プの初期設定後の位置をビス７によりスラスト方向に変
位しないよう防止している。

【０００４】アーマチュア５は、アーマチュア５と磁極
体４に亘って植設された複数個のガイドピン４ａにより
スラスト方向に移動可能で、かつ、ラジアル方向には変
位しないようにガイドピン４ａを介して磁極体４に対し
支持されている。また、磁極体４のアーマチュア５の対
向面に開口して形成された収納孔４ｂにはコイルばね４
ｃが装着され、このコイルばね４ｃによりアーマチュア
５をプレート３側に付勢し、各摩擦面を圧接している。
４ｄは励磁コイルで、その通電時にコイルばね４ｃの付
勢力に抗してアーマチュア５を磁極体４の磁極面４ｅ側
に吸引する。

【０００５】なお、スプリングクローズ型電磁ブレーキ
１は磁極体４の磁極面４ｅとは反対側の面の周縁部に複
数個（例えば３個）等間隔に形成されたフランジ４ｆに
おいて取付ボルト８によって支持部材９に固定される。
上記の構成において、励磁コイル４ｄへの非通電時に
は、コイルばね４ｃがアーマチュア５をプレート本体３
ａに押し付け、両者の摩擦面が圧接され、被制動軸２の
回転に制動作用が与えられる。また、励磁コイル４ｄに
通電すると、アーマチュア５は、コイルばね４ｃの付勢
力に抗してプレート本体３ａから離れ、磁極体４の磁極
面４ｅ側に吸引され、制動作用が解除される。

【０００６】ところで、プレート本体３ａとアーマチュ
ア５との各摩擦面相互間は、励磁コイル４ｄの励磁時に
は両者が接触せず、無励磁時には所望の摩擦力が作用す
るように、適正なギャップが必要である。このギャップ
の最大幅は、被制動軸２に形成したねじ２ａに螺合する
２個のナット１０ａ、１０ｂの位置により規定される。
即ち、初期設定の際には、ナット１０ａを調整し、プレ
ート固定部３ｂの端部にナット１０ａを当て付けた状態
で、プレート固定部３ｂにラジアル方向に沿って形成さ
れたねじ孔３ｃにビス７を螺合させて締め付けることに
より、プレート本体３ａのスラスト方向の位置が固定さ
れ、前記ギャップ最大幅が決定される。なお、ナット１
０ｂは、ナット１０ａの回り止め用である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記図４及び図５に示
す従来の構成においては、プレート３と磁極体４とが別
体に分離されている構成に伴い、次のような問題点があ
った。 プレートとアーマチュア両者の摩擦面相互間のギャッ
プを被制動体に応じて現地調整するための工数が増す。 ブレーキ作動毎にコイルスプリングの付勢力でプレー
トに対してアーマチュアがかなりの力で当たるため、被
制動軸に固定されるプレートがスラスト方向に移動し、
プレート及びアーマチュアの各摩擦面相互間のギャップ
（非制動時）が大きくなり、制動特性が変化し易い。

【０００８】プレート及びアーマチュアの各摩擦面相
互間のギャップを一定に保つためには、例えば、被制動
軸にねじを形成し、このねじに位置決用及び回り止め用
のダブルナットを設けるなどの複雑な構成が要求され
る。 ブレーキ作動時毎にスラスト力が被制動軸に与えられ
るため、この被制動軸のスラスト方向の強度を増す必要
がある。

【０００９】本発明は、上記課題（問題点）を解決し、
スプリングクローズ型電磁ブレーキの被制動軸とともに
回転するプレートと固定部材に固定される磁極体を軸受
を介して一体化し、プレートと磁極体のスラスト方向の
相対変位の発生を防止するように構成して前記従来の課
題を解決したスプリングクローズ型電磁ブレーキ及び当
該スプリングクローズ型電磁ブレーキを内蔵した電磁ブ
レーキ内蔵型モータを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のスプリングクロ
ーズ型電磁ブレーキは、前記の目的を達成させるため、
請求項１に記載のものでは、励磁コイルを備えた磁極体
であって、当該磁極体の磁極面の反対側の面を被制動装
置側の固定部材に対し固定する磁極体と、ラジアル方向
に延びるプレート本体、磁極体とは反対のスラスト方向
に延びる被制動軸への固定部及び磁極体の内周部に向け
て延びる連結部を有するプレートと、磁極体の磁極面と
前記プレート本体との間に位置し、磁極体に対しスラス
ト方向のみに変位可能に支持され、前記プレートの連結
部に接しないように形成されたアーマチュアと、磁極体
に収納され、磁極体が有する励磁コイルの非励磁時にア
ーマチュアを、当該アーマチュアとプレート本体の各対
向摩擦面を圧接するように付勢するコイルばねと、プレ
ートの連結部外周部と磁極体の内周部間に配置された軸
受と、磁極体と前記プレートとのスラスト方向の相対位
置の変化を防止する軸受の固定手段とを備えるように構
成した。

【００１１】また、請求項２に記載のものでは、請求項
１に記載のスプリングクローズ型電磁ブレーキにおい
て、軸受の磁極体及びプレートへの固定手段としてＣリ
ング、プッシュナット、圧入のいずれかの手段を用いる
ように構成した。さらに、本発明の請求項３に記載の電
磁ブレーキ内蔵型モータは、請求項１又は２に記載のス
プリングクローズ型電磁ブレーキを、その磁極体の磁極
面とは反対側の面を当該モータのケーシング内に備えた
取付部材に固定して構成した。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるスプリング
クローズ型電磁ブレーキ（第１の実施の形態）及びそれ
を内蔵した電磁ブレーキ内蔵型モータの実施の形態（第
２の実施の形態）を説明する。

【００１３】第１の実施の形態：図１及び図２は、本発
明の一実施の形態に係るスプリングクローズ型電磁ブレ
ーキ１１を示し、図１は制動時における全体の縦断側面
図、図２は図１のI−I断面図である。

【００１４】スプリングクローズ型電磁ブレーキ１１
は、図１、図２に示すように被制動軸１２に固定されて
一体に回転するプレート１３と、このプレート１３の一
方側で固定的に配置された磁極体１４と、プレート１３
と磁極体１４との間に配置されたアーマチュア１５とを
備えている。なお、本発明はプレート１３の構成に特徴
があるので、このプレート１３の構成について、次に、
詳述する。

【００１５】即ち、本発明のプレート１３は、図示のよ
うに断面逆Ｔ字状に形成され、被制動軸１２のラジアル
方向に延びるプレート本体１３ａと、前記被制動軸１２
の周囲を囲み、前記磁極体１４とは反対の外方側のスラ
スト方向に延びる被制動軸１２への円筒状の固定部１３
ｂと、磁極体１４の内周側に向けて延びる円筒状の連結
部１３ｄとを備えている。プレート１３の固定部１３ｂ
は、キー１６により被制動軸１２とのラジアル方向の変
位が防止され、かつ固定部１３ｂに形成したねじ孔１３
ｃに螺合されるビス１７によりプレート１３のアーマチ
ュアに対するギャップの初期設定後の位置が変位しない
ように被制動軸１２に対して固定するようにしている。
なお、プレート１３の連結部１３ｄの外周面は、プレー
ト本体１３ａから磁極体１４方向に延び、当該磁極体１
４の内周面たとえばギャップを介して対向し、後述のよ
うに軸受２０を介して磁極体１４を被制動軸１２に対し
て支承するようにしている。

【００１６】アーマチュア１５は、自身と対向する磁極
体１４とに亘って植設された複数個のガイドピン１４ａ
にガイドされてスラスト方向に移動可能で、かつ、ラジ
アル方向には磁極体１４との変位を来さないように支持
されている。また、アーマチュア１５の内径は、図示の
ようにプレート１３の連結部１３ｄに接触しないように
定められている。磁極体１４には、収納孔１４ｂが形成
され、この収納孔１４ｂに収納されるコイルばね１４ｃ
がアーマチュア１５の対向面に亙って装着されている。
このコイルばね１４ｃはアーマチュア１５をプレート１
３側に付勢し、各摩擦面を圧接するものである。１４ｄ
は磁極体１４内に収納された励磁コイルで、その通電時
にコイルばね１４ｃの付勢力に抗してアーマチュア１５
を磁極体１４の磁極面１４ｅに吸引する。なお、スプリ
ングクローズ型電磁ブレーキ１１は、磁極体１４の磁極
面１４ｅとは反対側の面の周縁部に等間隔で突出して形
成した複数個（例えば３個）のフランジ１４ｆの部分で
取付ボルト１８により支持部材１９に対し固定される。

【００１７】２０は軸受で、前述したプレート１３と共
に本発明の構成上の特徴をなす部材として用いられる。
即ち、軸受２０は、磁極体１４の内周面と、前記プレー
ト１３の連結部１３ｄの外周面との間の環状ギャップに
装着されている。この軸受２０は磁極体１４をプレート
１３の連結部１３ｄを介して被制動軸１２に対して支承
しており、この結果、磁極体１４とプレート１３とを軸
受２０を介して一体的に連結するように構成している。
なお、軸受２０の装着は具体的には、次のように行えば
よい。即ち、磁極体１４の磁極面１４ｅとは反対側に位
置する取付面及びプレート１３の連結部１３ｄの先端部
から軸受２０を嵌め込み、軸受２０のアウターレース２
０ａ及びインナーレース２０ｂのプレート本体１３ａ側
の側面をそれぞれ磁極体１４に形成した段差部１４ｇ及
びプレート１３の連結部１３ｄに形成した段差部１３ｅ
に当たるように位置決めする。

【００１８】これらの各段差部１４ｇ、１３ｅの位置を
所定の位置となるように設定しておくことにより、これ
らの段差部１４ｇ、１３ｅのラジアル方向の位置を一致
させたときに、前記アーマチュア１５のスラスト方向の
可動距離、即ち、スプリングクローズ型電磁ブレーキ１
１の制動時におけるアーマチュア１５と磁極体１４の磁
極面１４ｅとの面相互間のギャップ、又は前記電磁ブレ
ーキ１１の非制動時のプレート本体１３ａ及びアーマチ
ュア１５双方の摩擦面相互間のギャップが所望の制動特
性に適合するように形成される。２１ａ、２１ｂは軸受
２０の固定手段としてのＣリングで、磁極体１４の内周
面に形成された環状溝１４ｈ及びプレート１３の連結部
１３ｄに形成された環状溝１３ｆに嵌合され、前記のよ
うに位置決めされた軸受２０を、プレート１３と磁極体
１４とのスラスト方向の相対位置を保持するように両者
を一体的に固定する。

【００１９】前記構成において、励磁コイル１４ｄへの
非通電時には、コイルばね１４ｃがアーマチュア１５を
プレート本体１３ａに押し付け、両者の摩擦面が圧接さ
れ、図１に示すように、被制動軸１２の回転に制動作用
が与えられる。また、励磁コイル１４ｄに通電すると、
アーマチュア１５がプレート本体１３ａから離れて磁極
体１４の磁極面１４ｅ側に吸引され、制動作用が解除さ
れる。

【００２０】ところで、制動開始時において、アーマチ
ュア１５が磁極体１４の磁極面１４ｅに接触している状
態から磁気吸引力から開放され、コイルばね１４ｃの付
勢力によってプレート本体１３ａの摩擦面に対してアー
マチュア１５の摩擦面が圧接される。この時にプレート
１３は磁極体１４とは離れる方向の力を受けることにな
るが、この力は一部ビス１７で受けるが殆どは軸受２０
を介して磁極体１４で受ける。従って、スプリングクロ
ーズ型電磁ブレーキ１１の制動開始時に、コイルばね１
４ｃの付勢力によってプレート１３がスラスト方向へ移
動することを防止するための手段、即ち、従来構成を示
す図４に示すような被制動軸２に形成されるねじ２ａ
と、このねじ２ａに螺合されるナット１０ａ、１０ｂの
ような多くの加工工数を要する機構は不要となる。

【００２１】本発明は前記第１の実施の形態に開示した
構成に限定されず、各種の変形が考えられる。例えば、
上記の実施の形態では、軸受２０の固定手段としてＣリ
ング２１ａ、２１ｂを用いた場合を示したが、この手段
に代えて、ほぼこれらと同一の大きさの環状をなすプッ
シュナットで固定する構成、あるいは、圧入手段を採用
しても良い。また、プレート１３と磁極体１４とのスラ
スト方向の相対位置を定める手段としてプレート１３の
連結部１３ｄの外周面と、磁極体１４の内周面とにそれ
ぞれ段差部１３ｅ、１４ｇを形成し、これらに軸受２０
の側面を当てる構成において、前記段差部１３ｅ、１４
ｇに代えて溝と、この溝にＣリングを嵌め込むなどの構
成とすることもできる。さらに、図１に示す第１の実施
の形態では、プレート１３は断面逆Ｔ字状に形成した場
合を示したが、断面Ｌ字状に形成し、左方の固定部１３
ｂの部分は省略し、ビス１７の締め付けも省略した構成
としてもよい。

【００２２】第２の実施の形態：第１の実施の形態で述
べたスプリングクローズ型電磁ブレーキ１１を内蔵した
電磁ブレーキ内蔵型モータを示す第２の実施の形態の一
例を図３に示す。図３において、図１と均等な構成要素
は同一符号を付与し、これらの説明の重複を避け、併せ
て細部の符号の付与を省略して表示する。３１はスプリ
ングクローズ型電磁ブレーキ１１を内蔵したモータであ
る。３２はモータ本体、３３はモータ３１用ケーシング
である。３４はスプリングクローズ型電磁ブレーキ用支
持部材で、ケーシング３３内のモータ本体３２と前記ス
プリングクローズ型電磁ブレーキ１１との間に位置して
設けられる。３５はモータの回転軸で、軸受３６ほか図
示しない軸受によって支持され、モータ本体３２から出
力側に延びる部分がスプリングクローズ型電磁ブレーキ
１１の被制動軸となっている。

【００２３】前記図３の構成において、図示の状態で
は、スプリングクローズ型電磁ブレーキ１１が作動状態
につきモータ３１の回転軸３５にトルクが発生してもそ
の回転はスプリングクローズ型電磁ブレーキ１１のプレ
ート１３とアーマチュア１５の相対向する摩擦面相互の
摩擦力によって阻止される。次に、磁極体１４の励磁コ
イル１４ｄが励磁されると、磁極体１４から発生する磁
束に基づく磁気吸引力がアーマチュア１５に対し、コイ
ルばね１４ｃの付勢力に抗して作用し、アーマチュア１
５は磁極体１４の方向に移動し、プレート１３とアーマ
チュア１５それぞれの対向する摩擦面相互間にはギャッ
プが生じ、スプリングクローズ型電磁ブレーキ１１の制
動作用は解かれ、モータ本体３２から発生するトルクは
図示しない負荷に伝達される。

【００２４】本発明は上記した各実施の形態の構成に限
定されず、各種の変形が考えられる。また、図１に示す
第１の実施の形態ではビス７と取付ボルト８を夫々用い
て固定する構成を示したが、実際の適用装置では、製作
精度による軸方向の動きが可能なように、ビス７を設け
たときは取付ボルト８は頭なしのピンとし、一方、取付
ボルト８を用いるときはビス７は省略する構成とするの
が望ましい。

【００２５】

【発明の効果】本発明のスプリングクローズ型電磁ブレ
ーキ及びこの電磁ブレーキを内蔵した電磁ブレーキ内蔵
型モータは、上記のように構成されるから、次に示すよ
うな優れた効果を有する。 （１）請求項１に記載のスプリングクローズ型電磁ブレ
ーキによれば、軸受を介して磁極体とプレートとのスラ
スト方向の相対位置が一体化されるから、次のような効
果が得られる。 非制動時のアーマチュアとプレート間のギャップ調整
が不要となる。 制動時毎にアーマチュアがプレートに与えるスラスト
方向の衝撃は軸受を介して磁極体が受けるので非制動時
のアーマチュアとプレート間のギャップは変化すること
なく、所望の制動特性が維持できる。 プレートの被制動軸へのスラスト方向の固定手段とし
て、従来のもののようにダブルナットとこれを螺合する
ねじの形成など複雑な機構を要しない。 制動時に被制動軸にスラスト方向の衝撃を与えないか
ら前記プレートの被制動軸に対してスラスト方向の強度
を制動のために増す必要がない。

【００２６】（２）請求項２に記載のスプリングクロー
ズ型電磁ブレーキによれば、プレートと磁極体とのスラ
スト方向の相対位置を的確に維持できる。

【００２７】（３）請求項３に記載のスプリングクロー
ズ型電磁ブレーキを内蔵した電磁ブレーキ内蔵型モータ
によれば、モータの駆動軸はラジアル方向の強度のみ考
慮し、ブレーキ作動時におけるスラスト方向の力を考慮
することなく製作できるためモータの大型化を防止で
き、コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスプリングク
ローズ型電磁ブレーキの制動時における縦断側面図であ
る。

【図２】図１のI−I断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るスプリングク
ローズ型電磁ブレーキ内蔵モータの要部を切欠いて示し
た縦断側面図である。

【図４】従来のスプリングクローズ型電磁ブレーキの制
動時における縦断側面図である。

【図５】図４のIV−IV断面図である。

【符号の説明】

１１：スプリングクローズ型電磁ブレーキ １２：被制動軸 １３：プレート １３ａ：プレート本体 １３ｂ：固定部 １３ｄ：連結部 １４：磁極体 １４ａ：ガイドピン １４ｃ：コイルばね １４ｄ：励磁コイル １４ｅ：磁極面 １５：アーマチュア ２０：軸受 ３１：モータ ３３：ケーシング ３４：支持部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルを備えた磁極体であって、当
   該磁極体の磁極面の反対側の面を被制動装置側の固定部
   材に対し固定する磁極体と、 ラジアル方向に延びるプレート本体、前記磁極体とは反
   対のスラスト方向に延びる被制動軸への固定部及び前記
   磁極体の内周部側に向けて延びる連結部を有するプレー
   トと、 前記磁極体の磁極面と前記プレート本体との間に位置
   し、前記磁極体に対しスラスト方向のみに変位可能に支
   持され、前記プレートの連結部に接しないように形成さ
   れたアーマチュアと、 前記磁極体に収納され、前記磁極体が有する励磁コイル
   の非励磁時に前記アーマチュアを、当該アーマチュアと
   前記プレート本体の各対向摩擦面を圧接するように付勢
   するコイルばねと、 前記プレートの連結部外周部と前記磁極体の内周部間に
   配置された軸受と、 前記磁極体と前記プレートとのスラスト方向の相対位置
   の変化を防止する前記軸受の固定手段とを備えたことを
   特徴とするスプリングクローズ型電磁ブレーキ。
2. 【請求項２】 軸受の磁極体及びプレートへの固定手段
   としてＣリング、プッシュナット、圧入のいずれかの手
   段を用いたことを特徴とする請求項１に記載のスプリン
   グクローズ型電磁ブレーキ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のスプリングクロ
   ーズ型電磁ブレーキを、その磁極体の磁極面とは反対側
   の面を当該モータのケーシング内に備えた取付部材に固
   定したことを特徴とする電磁ブレーキ内蔵型モータ。