(57)【要約】【課題】制動解放時における摩耗や発熱を十分に防止する。【解決手段】電磁ブレーキ装置１００は、回転電機１のモータシャフト３に取り付けられたハブ２１と、ハブ２１に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合され、制動時において軸方向一方側へ移動してサイドプレート３１へ接触するとともに、制動解放時には軸方向他方側へ移動してサイドプレート３１への接触が解除される、ブレーキディスク３３と、制動解放時においてはブレーキディスク３３に対し軸方向一方側への移動のための駆動力を与えず、制動時においてブレーキディスク３３に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を与える、ばね２５及び励磁コイル２３と、ブレーキディスク３３の軸方向他方側への移動量を規制する突起２１ｃと、を有する。【選択図】図１
2011190918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制動装置の回転軸に取り付けられたトルク伝達部材と、
前記トルク伝達部材に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合され、制動時において軸方向一方側へ移動して固定側部材へ接触するとともに、制動解放時には軸方向他方側へ移動可能となる、円盤状部材と、
前記制動解放時においては前記円盤状部材に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を与えず、前記制動時において前記円盤状部材に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を付与可能な、駆動手段と、
前記円盤状部材の前記軸方向他方側への移動量を規制する規制手段と、
を有することを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１記載のブレーキ装置において、
前記規制手段は、
前記トルク伝達部材に設けられ、前記軸方向に移動可能な前記円盤状部材に対し、前記軸方向他方側から当接可能な当接部材を備える
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項３】
請求項２記載のブレーキ装置において、
前記駆動手段は、
前記円盤状部材に対し、前記軸方向一方側への付勢力を与えるための弾性部材と、
前記制動解放時において励磁され、前記円盤状部材に対し前記軸方向他方側への磁気吸引力を付与可能な励磁コイルと、
を備えることを特徴とするブレーキ装置。
【請求項４】
請求項３記載のブレーキ装置において、
前記励磁コイルと前記円盤状部材との間に介在しつつ、前記軸方向に移動可能に配置された、磁性体部材をさらに有し、
前記弾性部材は、
前記磁性体部材に当接して前記軸方向一方側へ押圧し、
前記磁性体部材は、
前記制動時において、前記弾性部材に押圧されることにより前記軸方向一方側へ移動して前記円盤状部材に接触し、
前記円盤状部材は、
前記制動時において、前記軸方向他方側から前記磁性体部材に接触されることにより、前記軸方向一方側の前記固定側部材に接触し、
前記励磁コイルは、
前記制動解放時において、前記磁性体部材に対し前記軸方向他方側への磁気吸引力を与え、
前記磁性体部材は、
前記制動解放時において、前記励磁コイルからの前記磁気吸引力によって前記弾性部材の押圧に抗しつつ前記軸方向他方側へ移動して前記円盤状部材から離間し、
前記円盤状部材は、
前記制動解放時において前記磁性体部材が前記軸方向他方側へ移動可能になることにより、前記固定側部材から離間可能となる
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項５】
請求項４記載のブレーキ装置において、
前記当接部材は、
前記制動時と前記制動解放時とにおける前記軸方向に沿った前記円盤状部材の最大移動距離が、前記制動時と前記制動解放時とにおける前記軸方向に沿った前記磁性体部材の最大移動距離よりも小さくなるように、前記移動量を規制する
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項６】
請求項５記載のブレーキ装置において、
前記当接部材は、
前記制動解放時に前記円盤状部材の前記軸方向他方側が当該当接部材に当接したときに、前記固定側部材と前記円盤状部材との間に所定の空隙が生じるとともに、前記軸方向他方側に移動した状態の前記磁性体部材と前記円盤状部材との間に所定の空隙が生じるように、前記移動量を規制する
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項記載のブレーキ装置において、
前記円盤状部材は、
磁性体からなる芯板を備えることを特徴とするブレーキ装置。
【請求項８】
被制動装置の回転軸に取り付けられたトルク伝達部材と、
前記トルク伝達部材に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合され、制動時において軸方向一方側へ移動して固定側部材へ接触するとともに、制動解放時には軸方向他方側へ移動可能となる、円盤状部材と、
前記円盤状部材に対し、前記軸方向一方側への付勢力を与えるための弾性部材と、
前記制動解放時において励磁され、前記円盤状部材に対し前記軸方向他方側への磁気吸引力を付与可能な励磁コイルと、
前記励磁コイルと前記円盤状部材との間に介在しつつ、前記軸方向に移動可能に配置された、磁性体部材と、
前記トルク伝達部材に設けられ、前記軸方向に移動可能な前記円盤状部材に対し、前記軸方向他方側から当接し、当該円盤状部材の前記軸方向他方側への移動量を規制する規制手段と、
を有し、
前記弾性部材は、
前記磁性体部材に当接して前記軸方向一方側へ押圧し、
前記磁性体部材は、
前記制動時において、前記弾性部材に押圧されることにより前記軸方向一方側へ移動して前記円盤状部材に接触し、
前記円盤状部材は、
前記制動時において、前記軸方向他方側から前記磁性体部材に接触されることにより、前記軸方向一方側の前記固定側部材に接触し、
前記励磁コイルは、
前記制動解放時において、前記磁性体部材に対し前記軸方向他方側への磁気吸引力を与え、
前記磁性体部材は、
前記制動解放時において、前記励磁コイルからの前記磁気吸引力によって前記弾性部材の押圧に抗しつつ前記軸方向他方側へ移動して前記円盤状部材から離間し、
前記円盤状部材は、
前記制動解放時において前記磁性体部材が前記軸方向他方側へ移動可能になることにより、前記固定側部材から離間可能となる
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項９】
回転体と、
前記回転体に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合され、制動時において軸方向一方側へ移動して固定側部材へ接触するとともに、制動解放時には軸方向他方側へ移動可能となる、円盤状部材と、
前記制動解放時においては前記円盤状部材に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を与えず、前記制動時において前記円盤状部材に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を付与可能な、駆動手段と、
前記円盤状部材の前記軸方向他方側への移動量を規制する規制手段と、
を有することを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項９記載の回転電機において、
前記回転体は、
回転子と、
モータシャフトと、
前記モータシャフトに取り付けられたトルク伝達部材と
を備えており、
前記円盤状部材は、
前記トルク伝達部材に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合されている
ことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無励磁作動型の電磁ブレーキであるブレーキ装置、及びこれを備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば無励磁作動型の電磁ブレーキ装置が、従来、知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、回転電機の回転軸が上下方向に配置され、その回転軸に対し、ブレーキディスクが軸方向（上下方向）に移動可能に取り付けられる。制動時においては、ブレーキディスクの下方に位置するフィールドコアに設けたばねの付勢力によってアーマチュアが上方へ押し上げられ、これによってアーマチュアの上方に位置するブレーキディスクが上方へ移動してサイドプレートに接触し、制動が行われる。制動解放時には、フィールドコアの励磁用コイルからの電磁吸引力がばねの付勢力に打ち勝ってアーマチュアを下降させ、これによってブレーキディスクが下降してサイドプレートから離間する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２１８３６号公報（段落００１６〜００２６、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、制動解放時、下降したブレーキディスクの下面が自重によりアーマチュアに押しつけられ、アーマチュアと摺動しつつ回転する。これを緩和するために、ブレーキディスクの下面に、摩擦係数が小さい材料からなる摺動目的材を設けている。しかしながら、摩擦係数の小さい材質を用いたとしても、摩擦自体は完全には避けられないため、摩耗や発熱の発生を十分に防止するのは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、制動解放時における摩耗や発熱を十分に防止できるブレーキ装置、及び、これを備えた回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のブレーキ装置は、被制動装置の回転軸に取り付けられたトルク伝達部材と、前記トルク伝達部材に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合され、制動時において軸方向一方側へ移動して固定側部材へ接触するとともに、制動解放時には軸方向他方側へ移動可能となる、円盤状部材と、前記制動解放時においては前記円盤状部材に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を与えず、前記制動時において前記円盤状部材に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を付与可能な、駆動手段と、前記円盤状部材の前記軸方向他方側への移動量を規制する規制手段と、を有する。
【０００７】
本発明のブレーキ装置は、被制動装置の回転軸に取り付けられたトルク伝達部材を備えている。このトルク伝達部材に、回転を伝達しつつ軸方向に移動可能な円盤状部材が設けられており、この円盤状部材を用いて被制動装置の回転軸の制動が行われる。すなわち、制動時においては、駆動手段からの駆動力により円盤状部材が軸方向一方側へ移動し、固定側部材に接触する。この接触によって固定側部材の摩擦力が円盤状部材に作用する結果、円盤状部材の回転が制動される。これにより、円盤状部材に回転伝達可能に係合された被駆動装置の回転軸が静止する。一方、制動解放時には、上記駆動手段による駆動力の付与が行われなくなり、円盤状部材は、軸方向他方側へ移動可能となる。
【０００８】
このとき、当該円盤状部材の軸方向他方側への移動量が、規制手段によって規制される。このように、本発明においては、駆動手段による軸方向一方側への駆動力の付与が消失した場合であっても、円盤状部材の軸方向他方側への移動は完全に自由ではなく、一定の規制が行われる。例えば軸方向一方側を上側、軸方向他方側を下側にして使用した場合には、円盤状部材が上記固定側部材への接触を解消すると自重により固定側部材から離間するが、上記規制手段の規制により、上記のように離間した円盤状部材がそのまま固定側部材と反対側の他の部材へ向かって軸方向他方側へと移動し当該他の部材へ接触してしまうのを防止することができる。この結果、制動解放時に固定側部材から離間した円盤状部材が、固定側部材の反対側の他の部材からも離間した状態を維持可能となるので、接触による摩耗や発熱が生じるのを十分に防止することができる。
【０００９】
好ましくは、前記規制手段は、前記トルク伝達部材に設けられ、前記軸方向に移動可能な前記円盤状部材に対し、前記軸方向他方側から当接可能な当接部材を備える。
【００１０】
これにより、制動解放時に駆動手段による駆動力の付与が消失し、円盤状部材が固定側部材から離間して軸方向他方側へ移動したとしても、当接部材が軸方向他方側から円盤状部材に当接してそれ以上の移動を防止することができる。この結果、円盤状部材が上記他の部材へ接触するのを確実に防止することができる。
【００１１】
また好ましくは、前記駆動手段は、前記円盤状部材に対し、前記軸方向一方側への付勢力を与えるための弾性部材と、前記制動解放時において励磁され、前記円盤状部材に対し前記軸方向他方側への磁気吸引力を付与可能な励磁コイルと、を備える。
【００１２】
これにより、制動時には励磁コイルを励磁しないことで、励磁コイルと円盤状部材との間に軸方向移動可能な磁性体部材を設けたり、あるいは、円盤状部材が磁性体を含んでいた場合であっても、弾性部材の付勢力を利用して円盤状部材を軸方向一方側へ移動可能となる。また制動解放時には励磁コイルを励磁し弾性部材の付勢力に打ち勝つ磁気吸引力を発生することで、上記のような場合であっても、円盤状部材を軸方向他方側へ移動可能となる。このように、励磁コイルの磁気吸引力と弾性部材の付勢力とのバランスを利用して、円盤状部材の軸方向移動を円滑に行わせることができる。また、励磁コイルへの通電が遮断されたときに制動状態となる（いわゆる無励磁作動型）ので、フェイルセーフ機能による安全性確保を図ることができる。
【００１３】
また好ましくは、前記励磁コイルと前記円盤状部材との間に介在しつつ、前記軸方向に移動可能に配置された、磁性体部材をさらに有し、前記弾性部材は、前記磁性体部材に当接して前記軸方向一方側へ押圧し、前記磁性体部材は、前記制動時において、前記弾性部材に押圧されることにより前記軸方向一方側へ移動して前記円盤状部材に接触し、前記円盤状部材は、前記制動時において、前記軸方向他方側から前記磁性体部材に接触されることにより、前記軸方向一方側の前記固定側部材に接触し、前記励磁コイルは、前記制動解放時において、前記磁性体部材に対し前記軸方向他方側への磁気吸引力を与え、前記磁性体部材は、前記制動解放時において、前記励磁コイルからの前記磁気吸引力によって前記弾性部材の押圧に抗しつつ前記軸方向他方側へ移動して前記円盤状部材から離間し、前記円盤状部材は、前記制動解放時において前記磁性体部材が前記軸方向他方側へ移動可能になることにより、前記固定側部材から離間可能となる。
【００１４】
これにより、励磁コイル及び弾性部材、磁性体部材、円盤状部材、固定側部材の順の軸方向配置において、制動時には弾性部材の付勢力により磁性体部材を円盤状部材に押し当て、円盤状部材を軸方向一方側へ移動させて固定側部材に接触させることができる。また制動解放時には励磁コイルの磁気吸引力により磁性体部材を吸引することで、磁性体部材による円盤状部材の押圧を消失させ、これによって円盤状部材を軸方向他方側へ移動可能とすることができる。円盤状部材自体を磁性体で構成した場合には、励磁コイルの磁気吸引力により積極的に軸方向他方側へ駆動することもできる。このように、励磁コイルの磁気吸引力と弾性部材の付勢力とのバランスを利用して、円盤状部材の軸方向移動を円滑に行わせることができる。
【００１５】
また好ましくは、前記当接部材は、前記制動時と前記制動解放時とにおける前記軸方向に沿った前記円盤状部材の最大移動距離が、前記制動時と前記制動解放時とにおける前記軸方向に沿った前記磁性体部材の最大移動距離よりも小さくなるように、前記移動量を規制する。
【００１６】
これにより、制動時において円盤状部材が固定側部材に接触した状態から制動解放され、円盤状部材及び磁性体部材が軸方向他方側へ移動するとき、磁性体部材の移動が完了するより前に円盤状部材の移動が当接部材によって阻止される。これにより、それ以降は円盤状部材の軸方向他方側への移動はないまま、磁性体部材のみが軸方向他方側へ移動することとなるので、円盤状部材と磁性体部材との間が軸方向に沿って確実に離間する。これにより、制動解放時に、固定側部材から離れた円盤状部材がその反対側の磁性体部材から離間した状態を確実に維持できるので、接触による摩耗や発熱が生じるのを確実に防止することができる。
【００１７】
また好ましくは、前記当接部材は、前記制動解放時に前記円盤状部材の前記軸方向他方側が当該当接部材に当接したときに、前記固定側部材と前記円盤状部材との間に所定の空隙が生じるとともに、前記軸方向他方側に移動した状態の前記磁性体部材と前記円盤状部材との間に所定の空隙が生じるように、前記移動量を規制する。
【００１８】
これにより、制動解放時に、固定側部材から離れて当接部材に当接した状態の円盤状部材は、軸方向一方側の固定側部材からも、軸方向他方側の磁性体部材からも、確実に離間した状態を維持できる。この結果、接触による摩耗や発熱が生じるのをさらに確実に防止することができる。
【００１９】
また好ましくは、前記円盤状部材は、磁性体からなる芯板を備える。
【００２０】
これにより、軸方向他方側を上側、軸方向一方側を下側にして使用することが可能となる。すなわち、この場合には、上側から下側に向かって、励磁コイル及び弾性部材、磁性体部材、円盤状部材、固定側部材の順の配置となる。この配置において、制動時には弾性部材の付勢力により磁性体部材を円盤状部材に押し当て、円盤状部材を軸方向下側へ移動させて固定側部材に接触させることができる。また制動解放時には励磁コイルの磁気吸引力により磁性体部材及び円盤状部材を吸引することで、磁性体部材による円盤状部材の押圧を消失させるとともに円盤状部材を積極的に上側へ駆動し、円盤状部材を上側へ移動させることができる。このように軸方向他方側を上側、軸方向一方側を下側にして使用することもできるし、前述のようにして軸方向一方側を上側、軸方向他方側を下側にして使用することもできる。つまり、円盤状部材の自重がどの向きに作用するかに関係なく円盤状部材の上記離間状態を維持可能となる。したがって、ブレーキ装置の設置向きに対する制限がなくなり、ブレーキ装置を自在に設置することができる。
【００２１】
上記目的を達成するために、また本発明のブレーキ装置は、被制動装置の回転軸に取り付けられたトルク伝達部材と、前記トルク伝達部材に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合され、制動時において軸方向一方側へ移動して固定側部材へ接触するとともに、制動解放時には軸方向他方側へ移動可能となる、円盤状部材と、前記円盤状部材に対し、前記軸方向一方側への付勢力を与えるための弾性部材と、前記制動解放時において励磁され、前記円盤状部材に対し前記軸方向他方側への磁気吸引力を付与可能な励磁コイルと、前記励磁コイルと前記円盤状部材との間に介在しつつ、前記軸方向に移動可能に配置された、磁性体部材と、前記トルク伝達部材に設けられ、前記軸方向に移動可能な前記円盤状部材に対し、前記軸方向他方側から当接し、当該円盤状部材の前記軸方向他方側への移動量を規制する規制手段と、を有し、前記弾性部材は、前記磁性体部材に当接して前記軸方向一方側へ押圧し、前記磁性体部材は、前記制動時において、前記弾性部材に押圧されることにより前記軸方向一方側へ移動して前記円盤状部材に接触し、前記円盤状部材は、前記制動時において、前記軸方向他方側から前記磁性体部材に接触されることにより、前記軸方向一方側の前記固定側部材に接触し、前記励磁コイルは、前記制動解放時において、前記磁性体部材に対し前記軸方向他方側への磁気吸引力を与え、前記磁性体部材は、前記制動解放時において、前記励磁コイルからの前記磁気吸引力によって前記弾性部材の押圧に抗しつつ前記軸方向他方側へ移動して前記円盤状部材から離間し、
前記円盤状部材は、前記制動解放時において前記磁性体部材が前記軸方向他方側へ移動可能になることにより、前記固定側部材から離間可能となる。
【００２２】
本発明のブレーキ装置は、被制動装置の回転軸に取り付けられたトルク伝達部材を備えている。このトルク伝達部材に、回転を伝達しつつ軸方向に移動可能な円盤状部材が設けられており、この円盤状部材を用いて被制動装置の回転軸の制動が行われる。すなわち、励磁コイル及び弾性部材、磁性体部材、円盤状部材、固定側部材の順の軸方向配置において、制動時においては、弾性部材の付勢力により磁性体部材を円盤状部材に押し当て、円盤状部材を軸方向一方側へ移動させて固定側部材に接触させることができる。この接触によって固定側部材の摩擦力が円盤状部材に作用する結果、円盤状部材の回転が制動される。これにより、円盤状部材に回転伝達可能に係合された被駆動装置の回転軸が静止する。一方、制動解放時には励磁コイルの磁気吸引力により磁性体部材を吸引することで、磁性体部材による円盤状部材の押圧を消失させ、これによって円盤状部材を軸方向他方側へ移動可能とすることができる。円盤状部材自体を磁性体で構成した場合には、励磁コイルの磁気吸引力により積極的に軸方向他方側へ駆動することもできる。
【００２３】
このとき、当該円盤状部材の軸方向他方側への移動量が、規制手段によって規制される。このように、本発明においては、磁性体部材の円盤状部材に対する軸方向一方側への押圧が消失した場合であっても、円盤状部材の軸方向他方側への移動は完全に自由ではなく、一定の規制が行われる。例えば軸方向一方側を上側、軸方向他方側を下側にして使用した場合には、円盤状部材が上記固定側部材への接触を解消すると自重により固定側部材から離間するが、上記規制手段の規制により、上記のように離間した円盤状部材がそのまま固定側部材と反対側の他の部材へ向かって軸方向他方側へと移動し当該他の部材へ接触してしまうのを防止することができる。この結果、制動解放時に固定側部材から離間した円盤状部材が、固定側部材の反対側の他の部材からも離間した状態を維持可能となるので、接触による摩耗や発熱が生じるのを十分に防止することができる。
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明の回転電機は、回転体と、前記回転体に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合され、制動時において軸方向一方側へ移動して固定側部材へ接触するとともに、制動解放時には軸方向他方側へ移動可能となる、円盤状部材と、前記制動解放時においては前記円盤状部材に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を与えず、前記制動時において前記円盤状部材に対し上記軸方向一方側への移動のための駆動力を付与可能な、駆動手段と、前記円盤状部材の前記軸方向他方側への移動量を規制する規制手段と、を有する。
【００２５】
本発明の回転電機は、回転体を備える。回転体には、回転を伝達しつつ軸方向に移動可能な円盤状部材が設けられており、この円盤状部材を用いて回転体の制動が行われる。すなわち、制動時においては、駆動手段からの駆動力により円盤状部材が軸方向一方側へ移動し、固定側部材に接触する。この接触によって固定側部材の摩擦力が円盤状部材に作用する結果、円盤状部材の回転が制動される。これにより、円盤状部材に回転伝達可能に係合された回転体が静止する。一方、制動解放時には、上記駆動手段による駆動力の付与が行われなくなり、円盤状部材は、軸方向他方側へ移動可能となる。
【００２６】
このとき、本発明においては、当該円盤状部材の軸方向他方側への移動量が、規制手段によって規制される。すなわち、駆動手段による軸方向一方側への駆動力の付与が消失した場合であっても、円盤状部材の軸方向他方側への移動は完全に自由ではなく、一定の規制が行われる。例えば軸方向一方側を上側、軸方向他方側を下側にして使用した場合には、円盤状部材が上記固定側部材への接触を解消すると自重により固定側部材から離間するが、上記規制手段の規制により、上記のように離間した円盤状部材がそのまま固定側部材と反対側の他の部材へ向かって軸方向他方側へと移動し当該他の部材へ接触してしまうのを防止することができる。この結果、制動解放時に固定側部材から離間した円盤状部材が、固定側部材の反対側の他の部材からも離間した状態を維持可能となるので、接触による摩耗や発熱が生じるのを十分に防止することができる。
【００２７】
好ましくは、前記回転体は、回転子と、モータシャフトと、前記モータシャフトに取り付けられたトルク伝達部材とを備えており、前記円盤状部材は、前記トルク伝達部材に対し回転伝達可能かつ軸方向に移動可能に係合されている。
【００２８】
モータシャフトに取り付けたトルク伝達部材に対し軸方向に移動可能に設けた円盤状部材の移動量を規制することで、制動解放時に円盤状部材での摩耗や発熱の発生を十分に防止することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、制動解放時における摩耗や発熱を十分に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態による電磁ブレーキ装置を備えた電動機の全体構造を表す縦断面図である。
【図２】ハブの詳細構造を表す図１中の部分抽出拡大図、及び、図２（ａ）中Ａ方向から見た矢視図である。
【図３】電磁ブレーキ装置の制動状態または制動解放状態を示す説明図である。
【図４】回転電機の設置例を示す図である。
【図５】ハブ形状の変形例の詳細構造を表す側断面図、及び、は図５（ａ）中Ｂ方向から見た矢視図である。
【図６】ハブ形状の別の変形例の詳細構造を表す側断面図、及び、は図６（ａ）中Ｃ方向から見た矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態のブレーキ装置１００を備えた回転電機である、電動機１の全体構造を表す縦断面図である。
【００３３】
図１において、電動機１は、回転軸であるモータシャフト３を備えた回転子２と、固定子４と、負荷側ブラケット５ａと、反負荷側ブラケット５ｂと、それら負荷側及び反負荷側ブラケット５ａ，５ｂにそれぞれ設けられ、モータシャフト３の両端側をそれぞれ軸支するベアリング６ａ，６ｂと、モータシャフト３の反負荷側（図１中の左側）に対し制動を行う無励磁作動型の本実施形態による電磁ブレーキ装置１００とを有している。
【００３４】
モータシャフト３は、図１に示す左右方向（軸方向）に配設されている。モータシャフト３は、その反負荷側（図１中の左側）が上記反負荷側ブラケット５ｂから突出し、その突出部に上記電磁ブレーキ装置１００が設けられている。言い換えれば電動機１が、電磁ブレーキ装置１００の被制動装置を構成している。なお、電磁ブレーキ装置１００の図１中の左側には、モータシャフト３の回転を検出する、例えばエンコーダ等からなる検出器８と、検出器カバー９とが設けられている。
【００３５】
電磁ブレーキ装置１００は、モータシャフト３の外周部に固定されたトルク伝達部材としてのハブ２１と、励磁コイル２３及びばね２５を収納したフィールドコア２７と、フィールドコア２７に上記軸方向に対向するように上記軸方向の一方側（図１中の右側。以下同様）に配置された磁性体部材としてのアーマチュア２９と、このアーマチュア２９の上記軸方向一方側に配置された固定側部材としてのサイドプレート３１と、このサイドプレート３１とアーマチュア２９との間に配置され、上記ハブ２１に係合（詳細は後述）された円盤状部材としてのブレーキディスク３３を備えている。なお、モータシャフト３と、ハブ２１と、上記回転子２とが、各請求項記載の回転体を構成する。
【００３６】
フィールドコア２７は、内側円筒部２７Ａと、外側円筒部２７Ｂと、底板部２７Ｃとを備えている。内側円筒部２７Ａと外側円筒部２７Ｂとの間の径方向空間が、図１中の右側に解放するコイル用凹部３５となっており、このコイル用凹部３５に上記励磁コイル２３が収納されている。また外側円筒部２７Ｂの上記軸方向一方側の面には、複数のばね用凹部３７が周方向に適宜の等間隔で形成されており、これらばね用凹部３７のそれぞれに圧縮コイルばねである弾性部材としての上記ばね２５が収納されている。これらのばね２５は、アーマチュア２９に対し、上記軸方向一方側へ押圧する付勢力を作用させる。なお、内側円筒部２７Ａと外側円筒部２７Ｂの上記軸方向一方側の面は、アーマチュア２９を磁気的に吸引する磁極面を形成する。なお、ばね２５と励磁コイル２３とが、各請求項記載の駆動手段を構成している。
【００３７】
アーマチュア２９は、適宜の磁性体材料（例えば鋼板）によって円板状に形成され、貫通孔２９ａを径方向中心側に備えている。このアーマチュア２９は、フィールドコア２７とブレーキディスク３３との間に上記軸方向にのみ移動自在に配置されている。
【００３８】
サイドプレート３１は、円盤状に形成されており、貫通孔３１ａを径方向中心側に備えている。サイドプレート３１の外周縁部は、カラー３９を介在させつつ、複数個の固定用ねじ４１によってフィールドコア２７の外側円筒部２７Ｂに固定される。カラー３９は、アーマチュア２９の外周に形成された凹部２９ｂに挿入配置され、アーマチュア２９の回転を防止する。
【００３９】
ブレーキディスク３３は、芯板４３、摩擦材４５、および摩擦材４７を備えている。この芯板４３は、適宜の磁性体によって円板状に形成され、その内周面にスプライン４３ａを設けている。このスプライン４３ａと上記ハブ２１に設けられたスプライン２１ａとの係合により、ブレーキディスク３３は、ハブ２１に対し軸方向に移動可能でかつ回転不能（言い換えれば回転伝達可能）に設けられている。
【００４０】
芯板４３の外周側縁部の上記軸方向一方側の面、すなわちサイドプレート３１に対向する面には摩擦材４５が取り付けられ、また、芯板４３の外周側縁部の上記軸方向の他方側（図１中の左側。以下同様）の面、すなわちアーマチュア２９と対向する面に、摩擦材４７が取り付けられている。なお、摩擦材４５及び摩擦材４７を、芯板４３に設ける代わりに、対向する部材であるサイドプレート３１やアーマチュア２９側に設けてもよい。
【００４１】
図２（ａ）は、ハブ２１の詳細構造を表す図１中の部分抽出拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中Ａ方向から見た矢視図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）において、ハブ２１の内周側には、モータシャフト３を貫通させて固定するための貫通孔２１ｂが設けられている。またハブ２１の外周側には、鋸歯状の凸部として形成された上記スプライン２１ａが、例えばワイヤカットの手法により形成されている。このスプライン２１ａは、前述したようにブレーキディスク３３の芯板４３のスプライン４３ａと互いに係合している。また、各スプライン２１ａの軸方向他方側端部には、当接部材としての突起２１ｃがそれぞれ設けられている。突起２１ｃは、ブレーキディスク３３の軸方向の移動を制限する規制手段を構成する（詳細は後述）。
【００４２】
次に、上記構成の電動機１に備えられる電磁ブレーキ装置１００の動作について、図１に示された構造の要部拡大図に相当する図３を用いて説明する。
【００４３】
図３（ａ）は、励磁コイル２３に通電されず（＝無励磁状態）、電磁ブレーキ装置１００による制動が行われる制動状態を示している。図３（ａ）において、この制動状態では、アーマチュア２９はばね２５に押圧されることにより軸方向一方側（図示右側）へ移動してブレーキディスク３３に接触し、ブレーキディスク３３はその軸方向他方側（図示左側）からのアーマチュア２９の接触によって、サイドプレート３１に接触する。この結果、ブレーキディスク３３はアーマチュア２９とサイドプレート３１とによって挟圧されて制動され、これにより、電動機１のモータシャフト３の回転は制動される（慣性回転しているモータシャフト３を静止させる、または、静止しているモータシャフト３に外部から回転しようとする力（トルク）が加えられた時にモータシャフト３を保持することによってモータシャフト３の静止状態を維持する）。
【００４４】
なお、この制動状態において、アーマチュア２９とフィールドコア２７との間にわずかな空隙Ｇ１が形成されるように、カラー３９の軸方向長さが設定される。この空隙Ｇ１の寸法は、例えば０．０５〜０．３ｍｍ程度である。また、この制動状態において、ハブ２１の突起２１ｃとブレーキディスク３３（詳細には芯板４３）との間には、空隙Ｇ２が形成されている。この空隙Ｇ１，Ｇ２の大きさは、上記のハブ２１の突起２１ｃによるブレーキディスク３３の移動量規制機能に対応して、Ｇ２＜Ｇ１となっている。
【００４５】
図３（ｂ）は、励磁コイル２３に通電され（＝励磁状態）、電磁ブレーキ装置１００による制動が行われない制動解放状態を示している。図３（ｂ）において、この制動状態では、励磁コイル２３はアーマチュア２９及びブレーキディスク３３に対して軸方向他方側（図示左側）への磁気吸引力を与える。これにより、アーマチュア２９及びブレーキディスク３３は、アーマチュア２９を押圧するばね２５の付勢力に抗しつつ軸方向他方側へ移動する。この結果、ブレーキディスク３３は、サイドプレート３１から離間し、ブレーキディスク３３は上記制動から解放され、電動機１のモータシャフト３は回転可能となる。
【００４６】
このようにしてアーマチュア２９及びブレーキディスク３３が軸方向他方側へ移動するとき、ブレーキディスク３３の上記軸方向他方側の移動は、芯板４３の軸方向他方側の面が上記ハブ２１の突起２１ｃに当接したところで阻止され、停止する（上記Ｇ２＝０の状態となる）。ここで、前述したようにＧ２＜Ｇ１となっていることから、このようにしてブレーキディスク３３の軸方向他方側への移動が突起２１ｃによって停止した後も、アーマチュア２９はさらに軸方向他方側へと移動してブレーキディスク３３から離間し、フィールドコア２７の上記磁極面に密着する（すなわち前述のＧ１＝０の状態となる）。
【００４７】
上記の挙動より分かるように、上記空隙Ｇ１の寸法は、前述の制動状態と、この制動解放状態とにおける、軸方向に沿ったアーマチュア２９の最大移動距離に相当している。また上記空隙Ｇ２の寸法は、前述の制動状態と、この制動解放状態とにおける、軸方向に沿ったブレーキディスク３３の最大移動距離に相当している。上述のようにこれらの寸法がＧ２＜Ｇ１となるようにハブ２１の突起２１ｃがブレーキディスク３３の軸方向移動量を規制することで、この制動解放状態において、ブレーキディスク３３がアーマチュア２９から離間する。
【００４８】
詳細には、この制動解放状態で上記のように芯板４３が突起２１ｃに当接しブレーキディスク３３が停止した状態において、ブレーキディスク３３（詳細には摩擦材４５）とサイドプレート３１との間に所定の空隙ｇ１が生じ、ブレーキディスク３３（詳細には摩擦材４７）とアーマチュア２９との間にも所定の空隙ｇ２が生じるよう、設定されている。これにより、ブレーキディスク３３は、この制動解放状態で、アーマチュア２９からもサイドプレート３１からも離間する。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の電磁ブレーキ装置１００においては、ブレーキディスク３３がサイドプレート３１に接触して制動が行われる制動状態から、励磁コイル２３の磁気吸引力によって、ブレーキディスク３３がサイドプレート３１から離間し、制動解放状態となる。その際、軸方向他方側（アーマチュア２９側）へと移動するブレーキディスク３３の移動量をハブ２１に設けた突起２１ｃが規制し、芯板４３が当接した時点で当該移動を阻止する。これにより、ブレーキディスク３３は、制動解放状態で、アーマチュア２９からもサイドプレート３１からも確実に離間した状態となる。この結果、従来構造と異なり、制動解放状態において接触による摩耗や発熱が生じるのを十分に防止することができる。またこれにより、熱的に余裕のある電磁ブレーキの設計や、摩耗によるブレーキ吸引力の変化を考慮しなくてよい電磁ブレーキの設計が、可能となるという効果もある。さらに、芯板４３の素材が磁性体で足りることから、材料選定や加工方法の制約がなくなり、より安価な電磁ブレーキの提供が可能となる効果もある。
【００５０】
また、上記のような構造により、図４（ａ）に示すような回転電機１の設置方向、すなわちモータシャフト３を鉛直上下方向としつつ、上方から下方へ向かって、サイドプレート３１、ブレーキディスク３３、アーマチュア２９、フィールドコア２７の順に配置する構造も可能となる。すなわち、この配置の場合、制動解放状態で、励磁コイル２３の磁気吸引力によってブレーキディスク３３がサイドプレート３１から離間する際、ブレーキディスク３３の自重をハブ２１の突起２１ｃで支え、ブレーキディスク３３がアーマチュア２９から上下方向に離間した状態を確保することができる。これにより、ブレーキディスク３３の自重がアーマチュア２９に加わるのを防止し、自重による接触で摩耗や発熱が生じるのを十分に防止することができる。
【００５１】
また、芯板４３の素材を磁性体にすることにより、従来構造では特に摩耗や発熱の懸念が大きく設置が困難であった、図４（ｂ）に示すような回転電機１の設置方向、すなわちモータシャフト３を鉛直上下方向としつつ、上方から下方へ向かって、フィールドコア２７、アーマチュア２９、ブレーキディスク３３、サイドプレート３１の順に配置する構造も可能となる。すなわち、芯板４３の素材を磁性体にすることにより、制動解放状態では、ブレーキディスク３３が自重によって下方に移動することなく、励磁コイル２３の磁気吸引力によってブレーキディスク３３がハブ２１の突起２１ｃと当接するまで上方に移動する。この結果、上記従来構造とは異なり、回転電機１の設置向きに対する制限がなくなり、自在に設置することができる。
【００５２】
なお、上述では、ブレーキディスク３３の芯板４３を磁性体としたが、これに限定されない。芯板４３は、非磁性体であってもよい。この場合でもあっても、突起２１ｃにより、図４（ａ）に示した設置方向において自重による接触で摩耗や発熱が生じるのを十分に防止することができる。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【００５４】
（１）ハブの形状のバリエーション（その１）
すなわち、上記実施形態において図２（ａ）に図２（ｂ）に示した形状のハブ２１に限られず、別の形状も可能である。図５（ａ）は、そのような変形例によるハブ２１Ａの詳細構造を表す図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）中Ｂ方向から見た矢視図であり、それぞれ上記図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応する図である。
【００５５】
図５（ａ）及び図５（ｂ）において、上記実施形態のハブ２１と同様、ハブ２１Ａの内周側には、モータシャフト３を貫通させて固定するための貫通孔２１Ａｂが設けられている。またハブ２１Ａの外周側には、鋸歯状の凸部として形成されたスプライン２１Ａａが、例えばホブ盤を用いた加工により形成されている。この場合、図示のように、ホブ盤の工具逃げ１２１が形成された形状となる。スプライン２１Ａａは、ブレーキディスク３３の芯板４３のスプライン４３ａと互いに係合している。また、各スプライン２１Ａａの軸方向他方側端部には、当接部材としての突起２１Ａｃが周方向全周にわたって設けられ、上記同様、ブレーキディスク３３の軸方向の移動を制限する規制手段を構成する。
【００５６】
本変形例のハブ２１Ａを用いた場合も、上記実施形態と同様の効果を得る。また、本変形例でのハブ２１Ａは、上記実施形態のハブ２１よりも、量産性に優れ、安価に製造できるという効果を得る。
【００５７】
（２）ハブの形状のバリエーション（その２）
図６（ａ）は、さらに別の変形例によるハブ２１Ｂの詳細構造を表す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）中Ｃ方向から見た矢視図であり、それぞれ上記図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応する図である。
【００５８】
図６（ａ）及び図６（ｂ）において、本変形例のハブ２１Ｂは、上記ハブ２１，２１Ａのスプライン２１ａ，２１Ａａに代えて、ブレーキディスク３３にトルクを伝達するために、略四角筒形状のトルク伝達部２１Ｂａが設けられる。このトルク伝達部２１Ｂａは、ブレーキディスク３３の芯板４３に設けられた図示しない四角穴に係合する。これにより、ブレーキディスク３３は、ハブ２１Ｂに対し、軸方向に移動可能でかつ回転伝達可能に係合される。また、前述と同様、ハブ２１Ｂの内周側には、モータシャフト３を貫通させて固定するための貫通孔２１Ｂｂが設けられている。また、トルク伝達部２１Ｂａの軸方向他方側端部には、当接部材としての略フランジ状の突起２１Ｂｃが設けられ、上記同様、ブレーキディスク３３の軸方向の移動を制限する規制手段を構成する。
【００５９】
本変形例のハブ２１Ｂを用いた場合も、上記実施形態や（１）の変形例と同様の効果を得る。また、本変形例のハブ２１Ｂは、上記（１）の変形例のハブ２１Ａよりも、さらに安価に製造できるという効果を得る。
【００６０】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【００６１】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１                  回転電機（被制動装置）
２                  回転子（回転体）
３                  モータシャフト（回転軸、回転体）
２１                ハブ（トルク伝達部材、回転体）
２１ｃ              突起（当接部材、規制手段）
２３                励磁コイル（駆動手段）
２５                ばね（弾性部材、駆動手段）
２９                アーマチュア（磁性体部材）
３１                サイドプレート（固定側部材）
３３                ブレーキディスク（円盤状部材）
１００              電磁ブレーキ装置
【図１】
2011190918.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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