JPH08275453A - 円筒型リニアパルスモータのブレーキ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円筒型リニアパルスモータのシャフトに確実
にブレーキをかける。 【構成】 図に示すように、円筒型リニアパルスモータ
のシャフト２は環状のソレノイド５を貫通している。コ
イルケース４の上面４ａには、クランプ体６の一端が軸
部材７に回動自在に取付けられている。シャフト２側に
は凹凸部２ａを形成し、クランプ体６のシャフトと当接
している部分についてはその凹凸部２ａと噛合する凹凸
部を形成する。クランプ体６の自由端にはコイルばね８
が引張り状態で設けられ、常時クランプ体６の自由端を
シャフト２側に付勢し、シャフト２ブレーキがかかる。
クランプ体６の底部には硬球１０に規制されるガイド溝
６ｃを形成する。ソレノイド５が励磁されると、クラン
プ体６は周方向の力を受け矢印ａ方向に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャフトが軸方向に直
線移動する円筒型リニアパルスモータのブレーキ機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来における円筒型リニアパル
スモータのブレーキ機構を示す。このブレーキ機構は、
ソレノイド２０を使用してリニアパルスモータのシャフ
ト２１に複数の硬球２２を押しつけ、シャフト２１と硬
球２２の摩擦力により、シャフト２１にブレーキをかけ
るようにしている。

【０００３】すなわち、筒部材２３と蓋部材２４とで形
成するケーシング内に配設されているソレノイド２０が
励磁されると、図示しているようにプランジャ２５がば
ね２６のばね力に抗して下方に移動する。プランジャ２
５の下部には硬球２２をテーパ２３ａ上に配設し、この
硬球２２がプランジャ２５に押圧され、シャフト２１に
加圧接触することにより摩擦が生じ、シャフト２１にブ
レーキがかかる。

【０００４】図７は、他の従来技術による円筒型のリニ
アパルスモータのブレーキ機構を示す。このブレーキ機
構は、ソレノイド３０を使用してリニアパルスモータの
シャフト３１をコレット３２で挟み、シャフト３１とコ
レット３２の摩擦力により、シャフト３１にブレーキを
かけるようにしている。

【０００５】すなわち、ケーシング３３内に配設されて
いるソレノイド３０が励磁されると、プランジャ３４が
ガイド部材３５に案内されて、ばね３６のばね力に抗し
て右方に移動する。プランジャ３４の右端部には軸方向
に数個のスリットを設けたコレット３２を形成してい
る。ケーシング３３の開口部の内周壁３３ａは右方に向
け径を小さく形成し、コレット３２の先端部３２ａが内
周壁に当接すると、先端部３２ａがシャフト３１の軸線
側に押圧され、先端部３２ａがシャフト３１に加圧接触
することにより摩擦が生じ、ブレーキがかけられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のブレーキ機構は、上述の摩擦力を利用してシャフトに
ブレーキをかけていたので、安定した保持力を得ること
ができないという欠点あった。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みてなされ、シャフ
トの保持力が大きく安定したブレーキ力を得ることがで
きる円筒型のリニアパルスモータを提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的は、円筒型リ
ニアパルスモータのシャフトに第１の凹凸部を形成し、
上記シャフトの周部に配設したクランプ体に第１の凹凸
部と噛合する第２の凹凸部を形成し、クランプ体の一端
を軸部材に回動自在に取付け、このクランプ体の自由端
を弾性部材で上記シャフトの軸線側に付勢することによ
り、第２の凹凸部を第１の凹凸部に加圧接触させて上記
シャフトを固定し、クランプ体に併設したソレノイドを
励磁することによりクランプ体の自由端を上記シャフト
の軸線と反対側に回転させることにより、第１の凹凸部
と第２の凹凸部との係合を解除するようにしたことから
成る円筒型リニアパルスモータのブレーキ機構によって
達成される。

【０００９】なお、本明細書における凹凸部と凹凸部と
の噛合・係合などの意味は、単一の形状のものも含めて
凹部と凸部との噛合・係合なども含むものとする。

【００１０】

【作用】クランプ体が弾性部材の付勢力によりシャフト
の軸心側に付勢されているので、ソレノイドが励磁され
ていないときは、クランプ体がシャフト側に付勢されて
第１の凹凸部と第２の凹凸部が噛合する。これにより、
シャフトの軸方向の移動が規制されブレーキがかかる。
一方、ソレノイドが励磁されているときは、クランプ体
がシャフトの軸線と反対側に回動するように移動し、第
１の凹凸部と第２の凹凸部の係合を解除する。これによ
り、シャフトの軸方向の移動が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例による円筒型リニアパ
ルスモータのブレーキ機構について、図面を参照しなが
ら説明する。

【００１２】図１および図２は、本発明に係わる円筒型
リニアパルスモータのブレーキ機構１を示す。このブレ
ーキ機構１は、軸方向に移動する本体が図示されていな
い円筒型リニアパルスモータのシャフト２を固定するこ
とにより、円筒型リニアパルスモータにブレーキをかけ
るものである。

【００１３】図に示すように、ブレーキ機構１は全体と
して環状形で、シャフト２がこのブレーキ機構１の環に
僅かな間隙を開けて貫通している。ブレーキ機構１は、
ケーシング３が円筒型リニアパルスモータの本体などに
取付けられる。ケーシング３は、内部にケーシング３の
内径と同じ外径を有するコイルケース４を収容し、これ
はケーシング３の内壁に固定する。また、コイルケース
４は内部にソレノイド５を収容し、このソレノイド５は
図示されていない電源に接続している。

【００１４】図２は、図１におけるケーシング３を外し
たブレーキ機構１の外観を示す斜視図である。図に示す
ように、ブレーキ機構１はコイルケース４の上面４ａに
一対のクランプ体６、軸部材７、コイルばね８、板ばね
９および硬球１０を設けている。

【００１５】これらのうちクランプ体６は、鉄製で平面
形状が湾曲した厚めの板であり、その湾曲した内側面６
ａをシャフト２側に向けて配設し、一端部に設けた貫通
孔６ｂ（図１参照）がシャフト２の軸線と平行になるよ
うに配置する。クランプ体６の底部には、硬球１０に案
内されるガイド溝６ｃを設けている。ガイド溝６ｃの平
面形状は、クランプ体６が軸部材７を支軸として回動す
るように移動したときに、このクランプ体６が硬球１０
上を通る軌跡の形に形成する。

【００１６】軸部材７は、軸径がクランプ体６の貫通孔
６ｂの内径よりも僅かに小さく、クランプ体６が軸部材
７軸を軸心として上面４ａに沿って回動自在になるよう
に取付ける。そして、クランプ体６の自由端と他の対と
なっている軸部材７軸との間には引張り状態でコイルば
ね８を設け、クランプ体６の自由端を常時シャフト２側
に付勢させるようにする。また、軸部材７にはこれに貫
通された板ばね９を設け、この板ばね９をクランプ体６
の下部と上面４ａとの間に圧縮状態で設け、クランプ体
６を常時上方の軸部材７の頭部側に付勢させる。

【００１７】図３は、クランプ体６の内側面６ａとシャ
フト２を示す。図に示すように、シャフト２には、外周
部に断面形状が矩形の第１の凹凸部２ａを形成してい
る。他方、クランプ体６はこの内側面６ａにシャフト２
面の曲率とほぼ同じ曲面を有する切欠を形成し、この切
欠面に第１の凹凸部２ａと噛合する第２の凹凸部６ｄを
形成している。第１の凹凸部２ａの全体の長さは、シャ
フト２の軸線方向のストロークよりも若干大きめに形成
する。

【００１８】図４は、図２におけるＸ−Ｘ線方向の断面
図であり、クランプ体６のガイド溝６ｃの長手方向の断
面とこのクランプ体６を案内する硬球１０を示す。ガイ
ド溝６ｃは図に示すように曲線状に傾斜した溝であり、
図において溝を深く形成した方がシャフト２側であり、
シャフト２と反対側は溝の深さを浅く形成している。硬
球１０は、コイルケース４の上面４ａに一部が埋設され
るように固着されている。

【００１９】以上、本発明の実施例による円筒型リニア
パルスモータのブレーキ機構１の構成について説明した
が、次にその作用について説明する。

【００２０】図１は、ブレーキ機構１の作動時で、ソレ
ノイド５が励磁されていない状態を示す。この状態で
は、一対のクランプ体６がコイルばね８のばね力で、円
筒型リニアパルスモータのシャフト２側に付勢されてい
る。したがって、シャフト２の第１の凹凸部２ａとクラ
ンプ体６の第２の凹凸部６ｄとが噛み合って、円筒体リ
ニアパルスモータのシャフト２にブレーキがかかってい
る。

【００２１】シャフト２のブレーキを解除をするとき
は、ソレノイド５を通電する。これにより、ソレノイド
５が励磁されると、クランプ体６はソレノイド５の吸着
力により下方向に引き着けられる。図４に示すように、
このときクランプ体６のガイド溝６ｃの傾斜面が硬球１
０に当接する。しかしながら、クランプ体６はこの傾斜
面の作用により下方向の力が水平方向の力に分散され、
図面の右方、すなわちシャフト２と反対方向に移動させ
られる力を受ける。

【００２２】この力がコイルばね８のばね力に抗して、
軸部材７を支軸としてクランプ体６を矢印ａ方向に回動
するように移動させる。クランプ体６は、底面にガイド
溝６ｃを形成しているので、ガイド溝６ｃの縁が硬球１
０に当接するまで回動する。したがって、シャフト２の
第１の凹凸部２ａとクランプ体６の第２の凹凸部６ｄと
の係合が解け、シャフト２はブレーキが解除され、軸方
向ｂに直線運動することができる。

【００２３】なお、クランプ体６はソレノイド５により
下側にも引きつけられるが、硬球１０および板ばね９な
どのばね力により上面４ａには完全に接しない。従っ
て、ソレノイド５の電流を遮断したときに、残留してい
る励磁力の影響を受けずに、即座にシャフト２にブレー
キをかける。

【００２４】そして、次にシャフト２にブレーキをかけ
るときは、ソレノイド５に流れる電流を遮断することに
より、クランプ体６に作用している磁力を受けなくす
る。これによって、クランプ体６はコイルばね８のばね
力によりシャフト２側に付勢され、第１の凹凸部２ａと
第２の凹凸部６ｄが噛み合って、シャフト２にブレーキ
をかける。

【００２５】このとき、第１の凹凸部２ａと第２の凹凸
部６ｄとが噛み合わないようなときは、シャフト２の負
荷が小さい状態であれば凸凸同士の加圧接触となるが、
ブレーキはかかる。また、シャフト２の負荷の大きい状
態では半ピッチずれて、第１の凹凸部２ａと第２の凹凸
部６ｄは噛み合って、ブレーキは確実にかかる。なお、
このずれは第１の凹凸部２ａと第２の凹凸部６ｄのピッ
チを小さくすれば改善できる。

【００２６】以上のように、本実施例ではクランプ体６
により円筒型リニアパルスモータのシャフト２に確実に
ブレーキをかけることができ、ブレーキ保持力の増大と
安定化をもたらす。また、ソレノイド５の無通電時にシ
ャフト２にブレーキがかかるので、停電時には自動的に
ブレーキが作動し安全性も保障される。さらに、ブレー
キ機構としての構造も簡単で組立も容易にできる。

【００２７】次に、本発明の円筒型リニアパルスモータ
のブレーキ機構の変形例について説明する。なお、実施
例と同じ構成については実施例と同様の符号で説明す
る。

【００２８】図５は、円筒型リニアパルスモータのシャ
フト１１とブレーキ機構のクランプ体１２を示す。シャ
フト１１には、半円球状の第１の凹凸部である凹部１１
ａを軸方向と周方向に整列させて多数形成している。一
方、クランプ体１２にはシャフト１１の凹部１１ａと噛
み合う半円球状の第２の凹凸部である凸部１２ａをそれ
と同じピッチで形成している。その他の構成について
は、上記実施例と同じである。

【００２９】本変形例でも、ソレノイド５が励磁してい
ないときは、コイルばね８のばね力により、クランプ体
１２がシャフト１１側に付勢し、シャフト１１の凹部１
１ａとクランプ体１２の凸部１２ａが噛み合ってブレー
キがかかる。一方、ソレノイド５が励磁されているとき
は、クランプ体１２が下方向に磁力を受けてシャフト１
１と反対側に回動するように移動し、凹部１１ａと凸部
１２ａとの係合がなくなり、ブレーキは解除する。

【００３０】このように本変形例においても、本実施例
と同様な効果を奏する。さらに、凹凸部が球形であるの
で、円滑に噛み合う効果がある。すなわち、本発明は第
１の凹凸部と第２の凹凸部については、蛇腹状、波状お
よび台形状などの種々の噛み合わせの形状が考えられ、
さらに、ピッチの長さや溝の深さを小さくしたり大きく
することにより、効果も微妙に変えることができる。

【００３１】以上、本発明の実施例および変形例につい
て説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されること
なく本発明の技術的思想に基いて、他に種々の変形が可
能である。

【００３２】例えば以上の実施例については、クランプ
体６を２個用いるようにしたが、クランプ体の数は１個
あるいは３個以上あってもよいし、４個以上設けたとき
は２個宛第１の凹凸部と第２の凹凸部のピッチを半ピッ
チずらして配設してもよいし、ブレーキ機構１自体をシ
ャフト２に直列に配置し２個以上設けてもよい。

【００３３】また、以上の実施例ではクランプ体２をソ
レノイド５の上部に併設したが、ソレノイドをシャフト
２の軸線（又は軸線を通る面）に垂直に向けて、クラン
プ体２の背後に併設しても、実施例と同じ効果を有す
る。

【００３４】またさらに、以上の実施例ではクランプ体
２のガイド溝６ｃの傾斜面を曲面としたが、この傾斜面
を平面にしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば円筒
型リニアパルスモータのシャフトに確実にブレーキをか
けることができ、ブレーキ保持力の増大と安定化を図る
ことができ、ブレーキ機構としての構造も簡単で組立も
容易にできる。また、ソレノイドの無通電時にシャフト
にブレーキがかかるので、停電時には自動的にブレーキ
が作動し安全性も保障される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による円筒型リニアパルスモー
タのブレーキ機構のブレーキがかかっている状態を示す
正面図である。

【図２】同ブレーキ機構のケーシングを外したもので、
ブレーキが解除されるところを示す斜視図である。

【図３】シャフトの第１の凹凸部とクランプ体の第２の
凹凸部を示す斜視図である。

【図４】図２におけるＸ−Ｘ線方向の断面図である。

【図５】本発明の変形例による円筒型リニアパルスモー
タのブレーキ機構の第１の凹凸部と第２の凹凸部を示す
斜視図である。

【図６】従来における円筒型リニアパルスモータのブレ
ーキ機構を示す正面図である。

【図７】他の従来例における円筒型リニアパルスモータ
のブレーキ機構を示す正面図である。

【符号の説明】

１ ブレーキ機構 ２，１１ シャフト ２ａ 第１の凹凸部 ５ ソレノイド ６，１２ クランプ体 ６ｄ 第２の凹凸部 ８ コイルばね １１ａ 凹部 １２ａ 凸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒型リニアパルスモータのシャフトに
   第１の凹凸部を形成し、上記シャフトの周部に配設した
   クランプ体に第１の凹凸部と噛合する第２の凹凸部を形
   成し、クランプ体の一端を軸部材に回動自在に取付け、
   このクランプ体の自由端を弾性部材で上記シャフトの軸
   線側に付勢することにより、第２の凹凸部を第１の凹凸
   部に加圧接触させて上記シャフトを固定し、クランプ体
   に併設したソレノイドを励磁することによりクランプ体
   の自由端を上記シャフトの軸線と反対側に回転させるこ
   とにより、第１の凹凸部と第２の凹凸部との係合を解除
   するようにしたことから成る円筒型リニアパルスモータ
   のブレーキ機構。