(57)【要約】      （修正有）【課題】入力歯車体と出力歯車体とを複数のブレーキピンで接続し、出力歯車体からの入力による誤回転動作を防止し、入力歯車の正逆転による出力歯車体の回転を可能とする。【解決手段】本発明によるメカニカルブレーキ付き歯車機構は、入力歯車体24と出力歯車体27とをブレーキピン30で接続し、このブレーキピン30の一端の球状体31をテーパ部を用いて入力歯車体24と接離自在とし、入力歯車体24が回転する時は必ず出力歯車体27と接続自在とし、機械的構成のみでブレーキのオン、オフを行う構成である。【選択図】図２
2014025564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔を設けて離間する第１、第２固定部材(20,21)と、前記第１、第２固定部材(20,21)間に第１、第２軸受(22,23)を介して回転自在に設けられた入力歯車体(24)と、前記入力歯車体(24)の入力歯車部(24a)の厚さ方向に貫通して形成された複数の入力用貫通孔(32)と、前記各入力用貫通孔(32)の近傍に形成され前記入力歯車体(24)の右回転及び左回転に対して上り又は下りのテーパ状となる第１テーパ部(40)及び第２テーパ部(41)と、前記入力歯車体(24)の軸部(3)の外周で前記第２固定部材(21)側に配設された出力歯車体(27)と、前記出力歯車体(27)の出力歯車部(27a)の厚さ方向に貫通すると共に前記各入力用貫通孔(32)に対応して形成された複数の出力用貫通孔(28)と、前記第２固定部材(21)に形成され前記各出力用貫通孔(28)と対応する停止用孔(21a)と、前記入力歯車体(24)の前記入力用貫通孔(32)と前記出力用貫通孔(28)を貫通するように設けられたブレーキピン(30)と、前記ブレーキピン(30)の先部に形成され前記第１、第２テーパ部(40,41)と摺接する球状体(31)と、前記入力歯車体(24)と出力歯車体(27)との間で前記各ブレーキピン(30)の外周に設けられたコイルスプリング(13)と、を備え、
前記入力歯車体(24)にトルク入力がない場合、前記球状体(31)が前記各テーパ部(40,41)の間に位置していると共に、前記各ブレーキピン(30)の後部(30a)が前記各出力用貫通孔(28)を貫通して前記停止用孔(21a)内に位置していることにより、前記入力歯車体(24)はブレーキ作動状態が保持され、
前記入力歯車体(24)にトルク入力がある場合、前記球状体(31)は前記各テーパ部(40,41)から抜け出して前記入力歯車体(24)の外に突出し、前記各ブレーキピン(30)の後部(30a)は前記各停止用孔(21a)から離脱し、前記出力歯車体(27)は前記入力歯車体(24)と共に回転するように構成したことを特徴とするメカニカルブレーキ付き歯車機構。
【請求項２】
前記入力歯車体(24)の入力歯車部(24a)と前記コイルスプリング(13)との間にはワッシャ(42)が設けられ、前記ブレーキピン(30)の後部(30a)には、この後部(30a)と前記出力用貫通孔(28)及び停止用孔(21a)との間にカラー(29)が設けられていることを特徴とする請求項１記載のメカニカルブレーキ付き歯車機構。
【請求項３】
前記入力歯車体(24)に形成された入力用貫通孔(32)及び各テーパ部(40,41)は、平面でみて弧状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のメカニカルブレーキ付き歯車機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルブレーキ付き歯車機構に関し、特に、入力歯車体と出力歯車体とを複数のブレーキピンで接続し、出力歯車体からの入力による誤回転動作を防止し、入力歯車の正逆転による出力歯車体の回転を可能とするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の電動機用等のブレーキ構造としては、例えば、特許文献１及び２で示される構成を挙げることができる。
すなわち、前述の特許文献１及び２に開示された電動機用ブレーキ構造は、図６から図８で示される通りである。
【０００３】
図６において、符号１で示されるものは、全体形状がカップ型をなし輪状に形成された励磁コイル２を内蔵した本体であり、この本体１の軸心Ｐ位置には回転軸３を回転自在に挿入するための貫通孔４が形成されている。
前記本体１の全面側１ａには、カラー５に貫通した状態の複数の取付けねじ６（図では１本のみ図示）を介して平板状のサイドプレート７が前記カラー５の長さに沿って前記前面側１ａから離間した状態で固定配設され、サイドプレート７とアーマチュア板８との間には間隔Ｄが形成されている。
【０００４】
前記前面側１ａには、前記カラー５を介して前記本体１の軸方向Ａに沿ってわずかに作動自在な平板状のアーマチュア板８が設けられ、前記アーマチュア板８と前記サイドプレート７との間にはブレーキディスク９が回転自在な状態で配設されている。
【０００５】
前記ブレーキディスク９には、軽量化のための複数の抜き孔１０が形成され、この各抜き孔１０は、図次では２個のみ開示されているが、実際には、図４のように、例えば、４個形成され、各抜き穴１０は前記軸心Ｐから半径方向に沿って同一位置に配置されている。
【０００６】
前記ブレーキディスク９の両面には、輪状をなす第１、第２摩擦輪板１１,１２が設けられ、各摩擦輪板１１,１２の外径、内径及び厚さは全く同一である。
前記回転軸３は前記ブレーキディスク９の貫通孔９ａに嵌合することにより、前記回転軸３とブレーキディスク９及び各摩擦輪板１１,１２とは常に一体回転するように構成されている。
【０００７】
図８は、図６とほぼ同様の市販製品の要部のカット部分を示す拡大断面斜視図であり、前述の図６及び図７では図示されていないコイルばね１３を示すために開示している。
すなわち、前記本体１の励磁コイル２の隣接位置には、複数のコイルばね１３（図示は１個のみ）が内設され、この各コイルばね１３の復帰力によって前記アーマチュア板８は常に前記ブレーキディスク９側へ付勢されている。
尚、図８の構成では、ブレーキディスク９にインナドライバ１５が設けられ、このインナドライバ１５に前記回転軸３が結合されて回転軸３とブレーキディスク９とが一体接続されている。
【０００８】
前述の従来構成において、前記励磁コイル２を駆動しない状態では、コイルばね１３によってアーマチュア板８がブレーキディスク９に付勢されているため、ブレーキディスク９は停止されたままで、回転軸３も非回転状態である。
次に、図示しないモータが電源オンとなると、前記励磁コイル２も駆動状態となり、前記アーマチュア板８が励磁コイル２側へ吸引され、ブレーキディスク９はブレーキが解除されて回転軸３は回転状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３１３４５１号公報
【特許文献２】特開平９−６０６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の電動機用モータ構造は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、外力からの意図しない動作を防止するためには、前述の電磁式のブレーキ機構を設けなければならず、モータ及び装置全体の形状が大形化かつ複雑化していた。
また、モータ駆動中は、電磁ブレーキの電磁駆動部に常時電流がながれており、省エネルギーに逆行する結果となっている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるメカニカルブレーキ付き歯車機構は、すなわち、互いに間隔を設けて離間する第１、第２固定部材と、前記第１、第２固定部材間に第１、第２軸受を介して回転自在に設けられた入力歯車体と、前記入力歯車体の入力歯車部の厚さ方向に貫通して形成された複数の入力用貫通孔と、前記各入力用貫通孔の近傍に形成され前記入力歯車体の右回転及び左回転に対して上り又は下りのテーパ状となる第１テーパ部及び第２テーパ部と、前記入力歯車体の軸部の外周で前記第２固定部材側に配設された出力歯車体と、前記出力歯車体の出力歯車部の厚さ方向に貫通すると共に前記各入力用貫通孔に対応して形成された複数の出力用貫通孔と、前記第２固定部材に形成され前記各出力用貫通孔と対応する停止用孔と、前記入力歯車体の前記入力用貫通孔と前記出力用貫通孔を貫通するように設けられたブレーキピンと、前記ブレーキピンの先部に形成され前記第１、第２テーパ部と摺接する球状体と、前記入力歯車体と出力歯車体との間で前記各ブレーキピンの外周に設けられたコイルスプリングと、を備え、前記入力歯車体にトルク入力がない場合、前記球状体が前記各テーパ部の間に位置していると共に、前記各ブレーキピンの後部が前記各出力用貫通孔を貫通して前記停止用孔内に位置していることにより、前記入力歯車体はブレーキ作動状態が保持され、前記入力歯車体にトルク入力がある場合、前記球状体は前記各テーパ部から抜け出して前記入力歯車体の外に突出し、前記各ブレーキピンの後部は前記各停止用孔から離脱し、前記出力歯車体は前記入力歯車体と共に回転するようにした構成であり、また、前記入力歯車体の入力歯車部と前記コイルスプリングとの間にはワッシャが設けられ、前記ブレーキピンの後部には、この後部と前記出力用貫通孔及び停止用孔との間にカラーが設けられている構成であり、また、前記入力歯車体に形成された入力用貫通孔及び各テーパ部は、平面でみて弧状に形成されている構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるメカニカルブレーキ付き歯車機構は、以上のように構成されていたため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、互いに間隔を設けて離間する第１、第２固定部材と、前記第１、第２固定部材間に第１、第２軸受を介して回転自在に設けられた入力歯車体と、前記入力歯車体の入力歯車部の厚さ方向に貫通して形成された複数の入力用貫通孔と、前記各入力用貫通孔の近傍に形成され前記入力歯車体の右回転及び左回転に対して上り又は下りのテーパ状となる第１テーパ部及び第２テーパ部と、前記入力歯車体の軸部の外周で前記第２固定部材側に配設された出力歯車体と、前記出力歯車体の出力歯車部の厚さ方向に貫通すると共に前記各入力用貫通孔に対応して形成された複数の出力用貫通孔と、前記第２固定部材に形成され前記各出力用貫通孔と対応する停止用孔と、前記入力歯車体の前記入力用貫通孔と前記出力用貫通孔を貫通するように設けられたブレーキピンと、前記ブレーキピンの先部に形成され前記第１、第２テーパ部と摺接する球状体と、前記入力歯車体と出力歯車体との間で前記各ブレーキピンの外周に設けられたコイルスプリングと、を備え、前記入力歯車体にトルク入力がない場合、前記球状体が前記各テーパ部の間に位置していると共に、前記各ブレーキピンの後部が前記各出力用貫通孔を貫通して前記停止用孔内に位置していることにより、前記入力歯車体はブレーキ作動状態が保持され、前記入力歯車体にトルク入力がある場合、前記球状体は前記各テーパ部から抜け出して前記入力歯車体の外に突出し、前記各ブレーキピンの後部は前記各停止用孔から離脱し、前記出力歯車体は前記入力歯車体と共に回転するようにした構成したことにより、省電力化、装置の部品点数の削減及び装置の小型化を達成することができる。
また、前記入力歯車体の入力歯車部と前記コイルスプリングとの間にはワッシャが設けられ、前記ブレーキピンの後部には、この後部と前記出力用貫通孔及び停止用孔との間にカラーが設けられていることにより、コイルスプリングの安定保持及びブレーキピンの安定した出没動作を得ることができる。
また、前記入力歯車体に形成された入力用貫通孔及び各テーパ部は、平面でみて弧状に形成されていることにより、入力歯車体の回転動作に応じて各ブレーキピンの球状体がテーパ部を上りやすく、ブレーキピンの円滑な直動動作によるブレーキ解除状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるメカニカルブレーキ付き歯車機構のブレーキ状態を示す断面図である。
【図２】図１のブレーキ解除状態を示す断面図である。
【図３】図１の入力歯車体を示す拡大右側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図１の入力歯車体を示す拡大断面図である。
【図６】従来のモータブレーキを示す断面図である。
【図７】図６のＣ部の拡大断面図である。
【図８】図６で使用される電磁ブレーキの他の形態を示す切欠き斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、入力歯車体と出力歯車体とを複数のブレーキピンで接続し、出力歯車体からの入力による誤回転動作を防止し、入力歯車の正逆転による出力歯車の回転を可能とするようにしたメカニカルブレーキ付き歯車機構を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１５】
以下、図面と共に本発明によるメカニカルブレーキ付き歯車機構の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号２０で示されるものは第１固定部材であり、この第１固定部材２０に対して所定間隔離間した状態で第２固定部材２１が固定配置されている。
前記各固定部材２０,２１に設けられた一対の第１、第２軸受２２,２３間には、長手形状の軸部３が回転自在に設けられている。
【００１６】
前記軸部３の前記第１固定部材２０側には、この軸部３に対してフランジ状に一体形成された入力歯車体２４が設けられ、この軸部３の前記第２固定部材２１側には前記入力歯車体２４の直径よりも十分に小径の鍔部２５が形成されている。
前記軸部３の前記鍔部２５と前記第２固定部材２１の第２軸受２３との間には、段面Ｔ字型を有する中空カラー２６が設けられ、この中空カラー２６の出力歯車体２７が設けられている。
【００１７】
前記出力歯車体２７の出力歯車部２７ａの周縁には、複数の出力用貫通孔２８を介してカラー２９が設けられ、この各カラー２９内には長手状のブレーキピン３０の後部３０ａが固定されている。前記第２固定部材２１の一対の停止用孔２１ａには、前記ブレーキピン３０とカラー２９が出没自在に構成されている。
前記各ブレーキピン３０の先端に形成され前記各ブレーキピン３０の径よりも大なる径を有する球状体３１は、前記入力歯車体２４の入力歯車部２４ａの周縁位置（図３、図４に示す）に形成された各入力用貫通孔３２内に移動自在に設けられている。
【００１８】
前記各入力用貫通孔３１は、図３及び図４に示されるように、前記入力歯車部２４ａの同一直径位置Ｐ上に沿って長手の弧状に形成され、各入力用貫通孔３１の内径側と外径側にわたり第１、第２テーパ部４０,４１が形成され、前記入力用貫通孔３１の中央位置に位置しているが、前記入力歯車体２４が各テーパ部４０,４１を介して左、右何れかの方向に回転することによって、前記球状体３１が図２のように、前記入力歯車体２４の外側面２４ｂ上に突出することができるように構成されている。
【００１９】
前記各ブレーキピン３０における前記入力歯車体２４と出力歯車体２７との間には、一対のワッシャ４２,４３を介して圧縮状態のコイルスプリングが設けられ、各ブレーキピン３０とカラー２９は常に前記第２固定部材２１の停止用孔２１ａ内に係止されるように常に付勢されている。
【００２０】
前述の構成において、前記入力歯車体２４に左右何れかの回転方向のトルク入力がある場合、前記球状体３１は前記各テーパ部４０,４１から抜け出して、図２に示されるように、前記球状体３１が入力歯車体２４の外側面２４ｂの外に突出し、各ブレーキピン３０の後部３０ａはカラー２９と共に前記各停止用孔２１ａから離脱して図２の状態となる。
従って、前述の図２の状態では、前記入力歯車体２４は自在に回転することになり、この入力歯車体２４が、例えば、モータ(図示せず)の回転軸に接続されている場合、モータが回転している間は回転軸にブレーキがかかることはない。
【００２１】
また、前記モータの回転軸が停止した場合、各ブレーキピン３０の球状体３１が、各テーパ部４０,４１を介して入力用貫通孔３２内に位置すると同時に、各ブレーキピン３０の後部３０ａとカラー２９とが前記停止用孔２１ａ内に嵌まり込み、前記回転軸及び入力歯車体２４の回転は停止される。
従って、モータ等の回転軸を停止させるために、従来、用いられていた電磁ブレーキの構造のように、モータ回転中に常時必要とした電磁エネルギーに比べると、電磁エネルギーを全く必要としないため、モータに対する省エネルギー型のブレーキ機構を得ることができる。
【００２２】
尚、本発明によるメカニカルブレーキ付きブレーキ機構の要旨とするところは、次の通りである。
すなわち、互いに間隔を設けて離間する第１、第２固定部材２０,２１と、前記第１、第２固定部材２０,２１間に第１、第２軸受２２,２３を介して回転自在に設けられた入力歯車体２４と、前記入力歯車体２４の入力歯車部２４ａの厚さ方向に貫通して形成された複数の入力用貫通孔３２と、前記各入力用貫通孔３２の近傍に形成され前記入力歯車体２４の右回転及び左回転に対して上り又は下りのテーパ状となる第１テーパ部４０及び第２テーパ部４１と、前記入力歯車体２４の軸部３の外周で前記第２固定部材２１側に配設された出力歯車体２７と、前記出力歯車体２７の出力歯車部２７ａの厚さ方向に貫通すると共に前記各入力用貫通孔３２に対応して形成された複数の出力用貫通孔２８と、前記第２固定部材２１に形成され前記各出力用貫通孔２８と対応する停止用孔２１ａと、前記入力歯車体２４の前記入力用貫通孔３２と前記出力用貫通孔２８を貫通するように設けられたブレーキピン３０と、前記ブレーキピン３０の先部に形成され前記第１、第２テーパ部４０,４１と摺接する球状体３１と、前記入力歯車体２４と出力歯車体２７との間で前記各ブレーキピン３０の外周に設けられたコイルスプリング１３と、を備え、前記入力歯車体２４にトルク入力がない場合、前記球状体３１が前記各テーパ部４０,４１の間に位置していると共に、前記各ブレーキピン３０の後部３０ａが前記各出力用貫通孔２８を貫通して前記停止用孔２１ａ内に位置していることにより、前記入力歯車体２４はブレーキ作動状態が保持され、前記入力歯車体２４にトルク入力がある場合、前記球状体３１は前記各テーパ部４０,４１から抜け出して前記入力歯車体２４の外に突出し、前記各ブレーキピン３０の後部３０ａは前記各停止用孔２１ａから離脱し、前記出力歯車体２７は前記入力歯車体２４と共に回転するようにした構成であり、また、前記入力歯車体２４の入力歯車部２４ａと前記コイルスプリング１３との間にはワッシャ４２が設けられ、前記ブレーキピン３０の後部３０ａには、この後部３０ａと前記出力用貫通孔２８及び停止用孔２１ａとの間にカラー２９が設けられている構成であり、また、前記入力歯車体２４に形成された入力用貫通孔３２及び各テーパ部４０,４１は、平面でみて弧状に形成されている構成である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によるメカニカルブレーキ付き歯車機構は、電磁手段を用いることなく、機械的構成のみでブレーキを掛けることができ、モータ等の回転時の消費電力を抑えることができる。
【符号の説明】
【００２４】
３    軸部
２０    第１固定部材
２１    第２固定部材
２１ａ    停止用孔
２２,２３    第１、第２軸受
２４    入力歯車体
２４ａ    入力歯車部
２４ｂ    外側面
２５    鍔部
２６    中空カラー
２７    出力歯車体
２７ａ    出力歯車部
２８    出力用貫通孔
２９    カラー
３０    ブレーキピン
３０ａ    後部
３１    球状体
３２    入力用貫通孔
４０,４１    第１、第２テーパ部
【図１】
2014025564.tif 000003
【図２】
2014025564.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014025564.tif 000006
【図５】
2014025564.tif 000007
【図６】
2014025564.tif 000008
【図７】
2014025564.tif 000009
【図８】
2014025564.tif 000010