(57)【要約】【課題】  ブレーキやクラッチの摩擦板の摩耗において、摩耗の許容限度を超える前に摩耗限界を検知し、ユーザー等に認知させることができる、摩耗検知手段を備えたブレーキ又はクラッチを提供する。【解決手段】  ブレーキ１０は、摩擦板１２には、信号線１６が埋設或いは所定位置に取り付けられ、信号線１６の断線により、摩擦板１２の摩耗限界を検知するようにした。  一方、クラッチも、同様の摩擦板を用いるようにする。  この場合、信号線１６の断線を検知する検知部１９は、ＬＥＤ１９ａと電源１９ｂとを具備した構成とするとよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用して、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、
前記摩擦板には、信号線が埋設或いは所定位置に取り付けられ、
前記信号線の断線により、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにしたことを特徴とする摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ。
【請求項２】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用して、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、
前記摩擦板の外周面又は内周面に信号線が取り付けられ、
前記信号線の断線により、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにしたことを特徴とする摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ。
【請求項３】
前記信号線は、細い１巻きの銅線、２重巻き以上の銅線、銅箔、前記摩擦板に波状に埋設された銅線のいずれか１つ、又は、これら２以上の組合せであることを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ。
【請求項４】
前記信号線は、スリップリングの回転子に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ。
【請求項５】
前記信号線の断線を検知する検知部は、発光ダイオードと電源とを具備した構成であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ。
【請求項６】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用して、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、
前記摩擦板には、信号線が埋設或いは所定位置に取り付けられ、
前記信号線の断線により、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにしたことを特徴とする摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチ。
【請求項７】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用して、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、
前記摩擦板の外周面又は内周面に信号線が取り付けられ、
前記信号線の断線により、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにしたことを特徴とする摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチ。
【請求項８】
前記信号線は、細い１巻きの銅線、２重巻き以上の銅線、銅箔、前記摩擦板に波状に埋設された銅線のいずれか１つ、又は、これら２以上の組合せであることを特徴とする請求項６又は７に記載の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチ。
【請求項９】
前記信号線は、スリップリングの回転子に接続されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチ。
【請求項１０】
前記信号線の断線を検知する検知部は、発光ダイオードと電源とを具備した構成であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦板を用いたブレーキ及びクラッチに係り、特に、信号線の断線で、摩擦板の摩耗限界を検知し、容易にブレーキ及びクラッチの交換時期を把握できるようにした、摩耗検知手段を備えたブレーキ又はクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用したクラッチが、特許文献１乃至３に、開示されている。
また、同じく、アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用したブレーキが、特許文献４乃至６に開示されている。
この摩擦板を用いたブレーキの一例として、乾式複板無励磁作動形ブレーキについて、図９を用いて説明する。
図９は、従来の乾式複板無励磁作動形ブレーキの構成を示す縦断側面図である。
【０００３】
図９に示すように、乾式複板無励磁作動形ブレーキ１００の主要構成は、アーマチュア１１０、プレート１２０、回転軸１３０、ハブ１４０、フィールドコア１５０、励磁コイル１５２、摩擦板１６０、バネ１７０である。
なお、同図において、１２２はプレート１２０とフィールドコア１５０の固定ネジである。
【０００４】
乾式複板無励磁作動形ブレーキ１００では、フィールドコア１５０の励磁コイル１５２に電流を流さない状況では、アーマチュア１２０はバネ１７０によりプレート１２０側に付勢され、摩擦板１６０がアーマチュア１１０及びプレート１２０の両面側で摩擦しあうことにより、ブレーキ動作を行う。
一方、フィールドコア１５０の励磁コイル１５２に電流を流した状態では、アーマチュア１１０がバネ１７０の付勢力に抗してフィールドコア１５０側に吸着され、ブレーキ動作が解除されることになる。
即ち、非通電時にブレーキがかかり、通電時にブレーキが解除される機能を備えている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３１０２８
【特許文献２】特開２００５−０３０４９１
【特許文献３】特開２００４−３３２８０２
【特許文献４】特開２００３−０９０３６４
【特許文献５】特開２００２−００５２０６
【特許文献６】特開２００１−１５９４３３
【特許文献７】特開平１１−１６６５６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用したクラッチ又はブレーキは、長期間使用すると、摩擦板が摩耗するため交換が必要になる。
しかし、従来のクラッチ又はブレーキでは、交換時期を把握できるベテランサービスマンが減少していることや、また、ユーザーが摩耗量を知る手段がないため、交換時期が来ても交換されずに放置され、摩耗が進行しすぎて動作しなくなる場合がある。
【０００７】
そのため、例えば、製造ラインの組立用ロボットに、従来のクラッチやブレーキが組み込まれている場合、当該クラッチやブレーキの動作不良が原因でライン全体を止めてしまったり、ライン停止の原因がどのクラッチやブレーキの摩耗であるかを特定するまでに、時間がかかる等の問題を備えている。
【０００８】
本発明は、上記課題（問題点）を解決し、ブレーキやクラッチの摩擦板の摩耗において、摩耗の許容限度を超える前に摩耗限界を検知し、ユーザー等に認知させることができる、摩耗検知手段を備えたブレーキ又はクラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の摩耗検知手段を備えたブレーキは、請求項１に記載のものは、アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用して、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、前記摩擦板には、信号線が埋設或いは所定位置に取り付けられ、前記信号線の断線により、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１０】
請求項２に記載のブレーキは、アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用して、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、前記摩擦板の外周面又は内周面に信号線が取り付けられ、前記信号線の断線により、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１１】
請求項３に記載のブレーキは、前記信号線は、細い１巻きの銅線、２重巻き以上の銅線、銅箔、前記摩擦板に波状に埋設された銅線のいずれか１つ、又は、これら２以上の組合せである構成とした。
【００１２】
請求項４に記載のブレーキは、前記信号線は、スリップリングの回転子に接続されている構成とした。
【００１３】
請求項５に記載のブレーキは、前記信号線の断線を検知する検知部は、発光ダイオードと電源とを具備した構成とした。
【００１４】
本発明の摩耗検知手段を備えたクラッチは、請求項６に記載のものは、アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用して、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、前記摩擦板には、信号線が埋設或いは所定位置に取り付けられ、前記信号線の断線により、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１５】
請求項７に記載のクラッチは、アーマチュアと摩擦板との摩擦力を利用して、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、前記摩擦板の外周面又は内周面に信号線が取り付けられ、前記信号線の断線により、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１６】
請求項８に記載のクラッチは、前記信号線は、細い１巻きの銅線、２重巻き以上の銅線、銅箔、前記摩擦板に波状に埋設された銅線のいずれか１つ、又は、これら２以上の組合せである構成とした。
【００１７】
請求項９に記載のクラッチは、前記信号線は、スリップリングの回転子に接続されている構成とした。
【００１８】
請求項１０に記載のクラッチは、前記信号線の断線を検知する検知部は、発光ダイオードと電源とを具備した構成とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の摩耗検知手段を備えたブレーキは、上記のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
（１）請求項１に記載したように構成すると、信号線の切断で、ユーザー若しくはサービスマンが、摩擦板が許容範囲以上に摩耗したことを認識するため、ベテランサービスマンでなくても、ブレーキの交換時期を知ることができる。
（２）また、ブレーキとして動作しなくなる前に摩擦板の摩耗限界を検知することができるため、突然のブレーキの動作停止を防ぐことができる。
（３）更に、摩擦板が摩耗限界に達すると銅線が断線するという単純な動作原理であるため、摩耗検知手段が誤動作や故障が発生しにくいという優れた効果を備えている。
（４）また、既存のブレーキに後付けで取り付け可能で、低コストで製作できるという優れた効果も有している。
【００２０】
（５）請求項２に記載したように構成すると、同様の効果が得られる他、製造コストを抑えることができる。
【００２１】
（６）請求項３に記載したように構成すると、信号線を摩擦板に偏りなく配置できるため、摩擦板の摩耗に偏りが生じても、確実に摩耗を検出できるという優れた効果を備えている。         
【００２２】
（７）請求項４に記載したように構成すると、回転部分が回転しても、信号線と外部との電気的接続が確保でき、摩擦板の摩耗による信号線の断線を確実に検知できる。
【００２３】
（８）請求項５に記載したように構成すると、簡単な構成の検知部で、信号線の断線を確実に検出でき、摩擦板の摩耗限界を検知することができる。
【００２４】
本発明の摩耗検知手段を備えたクラッチは、上記のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
（１）請求項６に記載したように構成すると、信号線の切断で、ユーザー若しくはサービスマンが、摩擦板が許容範囲以上に摩耗したことを認識するため、ベテランサービスマンでなくても、クラッチの交換時期を知ることができる。
（２）また、クラッチとして動作しなくなる前に摩擦板の摩耗限界を検知することができるため、突然のクラッチの動作停止を防ぐことができる。
（３）更に、摩擦板が摩耗限界に達すると銅線が断線するという単純な動作原理であるため、摩耗検知手段が誤動作や故障が発生しにくいという優れた効果を備えている。
（４）また、既存のクラッチに後付けで取り付け可能で、低コストで製作できるという優れた効果も有している。
【００２５】
（５）請求項７に記載したように構成すると、同様の効果が得られる他、製造コストを抑えることができる。
【００２６】
（６）請求項８に記載したように構成すると、信号線を摩擦板に偏りなく配置できるため、摩擦板の摩耗に偏りが生じても、確実に摩耗を検出できるという優れた効果を備えている。         
【００２７】
（７）請求項９に記載したように構成すると、回転部分が回転しても、信号線と外部との電気的接続が確保でき、摩擦板の摩耗による信号線の断線を確実に検知できる。
【００２８】
（８）請求項１０に記載したように構成すると、簡単な構成の検知部で、信号線の断線を確実に検出でき、摩擦板の摩耗限界を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの一実施の形態、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの一実施の形態、そして、ブレーキ及びクラッチの他の実施の形態について、図１乃至図８を用いて、以下、順次説明する。
【００３０】
本発明のブレーキの一実施の形態：
先ず、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの一実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの一実施の形態を示す縦断側面図である。
図２は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの一実施の形態の一部構成を示す正面図である。
【００３１】
先ず、本実施の形態のブレーキ１０の基本構成を図１及び図２を用いて説明する。
本実施の形態のブレーキ１０は、従来のブレーキ同様に、図１に示すように、ハブ１１、摩擦板１２、アーマチュア１３、フィールドコア１４、励磁コイル１５、シャフト１７を備えている。
一方、本実施の形態のブレーキ１０では、摩擦板１２は、ハブ１１に固定され、更に、図２に示すように、リング状の銅線１６が信号線として埋設されている。
また、その銅線１６は、スリップリング１８の回転子１８ａに接続されている。
なお、図１において、１８ｂはスリップリング１８の固定子である。
【００３２】
摩擦板１２の摩耗により、後に詳述するように、埋設された銅線１６は、断線することになるが、この断線を検知する検知部１９は、ハブ１１に固定されハブ１１と絶縁されたスリップリング１８と、図示しない支持部によって支持され、スリップリング１８の固定子１８ｂに接続される。
即ち、銅線１６と検知部１９は、スリップリング１８を介して、電気的に接続されている。
【００３３】
また、検知部１９は、例えば、図１のように、ＬＥＤ１９ａと電源１９ｂとで構成されている。
図１に示すように、アーマチュア１３と銅線１６の埋設位置間の距離ｘは、摩擦板１２の厚さｘ０と、ｘ０＞ｘの関係にあり、摩擦板１２が摩耗して、ブレーキとして機能しなくなる前に、距離ｘは、ｘ≦０となるように設定されている。
【００３４】
次に、以上の構成を踏まえ、本実施の形態のブレーキ１０の基本動作を説明する。
本実施の形態のブレーキ１０では、従来同様に、励磁コイル１５が励磁状態になると、アーマチュア１３が摩擦板１２から離れてフィールドコア１４側に吸引され、ハブ１１は回転自由となる。
また、励磁コイル１５が非励磁状態になると、アーマチュア１３は、図示しないバネの復元力によってフィールドコア１４から離れ、摩擦板１２に押し付けられてハブ１１を固定する。
【００３５】
ここで、銅線１６が切断されていない、あるいは、回路に断線等の異常がなければ、ブレーキ１０は正常に動作中であると見なして、ＬＥＤ１９ａを点灯させ、ブレーキ１０のユーザー若しくはサービスマンに、ブレーキ１０が正常に動作中であることを表示する。
【００３６】
ブレーキ１０を長期間使用し、アーマチュア１３と摩擦板１２とのブレーキ作用により、摩擦板１２が徐々に摩耗すると、アーマチュア１３と銅線１６の埋設位置間の距離ｘは、次第に０に近づく。
そして、距離ｘが、ｘ≦０となると、銅線１６が摩耗によって切断されるため、検知部１９はＬＥＤ１９ａを消灯させて、ユーザー若しくはサービスマンに、ブレーキ１０が交換時期であることを知らせる。
【００３７】
即ち、本実施の形態のブレーキ１０では、摩擦板１２が許容範囲以上に摩耗すると、摩擦板１２に埋設された銅線１６が切断され、検知部１９のＬＥＤ１９ａが消灯するため、ベテランサービスマンでなくても、ブレーキ１０の交換時期を知ることができる。
また、ブレーキとして動作しなくなる前に摩擦板１２の摩耗限界を検知することができるため、従来とは異なり、突然のブレーキの動作停止を防ぐことができる。
【００３８】
さらに、摩擦板１２が摩耗限界に達すると銅線１６が断線するという単純な動作原理であるため、摩耗検知手段が誤動作や故障が発生しにくいという優れた効果を備えている。
また、既存のブレーキに後付けで取り付け可能で、低コストで製作できるという優れた効果も有している。
【００３９】
本発明のクラッチの一実施の形態：
先ず、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの一実施の形態について、図３を用い、図２を参照して説明する。
図３は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの一実施の形態を示す縦断側面図である。
【００４０】
先ず、本実施の形態のクラッチ２０の基本構成を図３を用いて説明する。
本実施の形態のクラッチ２０は、従来のクラッチ同様に、図３に示すように、ハブ２１、摩擦板２２、アーマチュア２３、フィールドコア２４、励磁コイル２５、入力側シャフト２７Ａ、出力側シャフト２７Ｂ、ロータ３０を備えている。
一方、本実施の形態のクラッチ２０では、摩擦板２２はロータ３０に固定され、更に、上記ブレーキ１０で用いたもの同様、リング状の銅線２６が信号線として埋設されている（図２参照）。
また、その銅線２６は、スリップリング２８の回転子２８ａに接続されている。
なお、図３において、２８ｂはスリップリング２８の固定子である。
【００４１】
摩擦板２２の摩耗により、上記ブレーキ１０の場合と同様に、埋設された銅線２６は、断線することになるが、この断線を検知する検知部２９は、ロータ３０に固定されロータ３０と絶縁されたスリップリング２８と、図示しない支持部によって支持され、スリップリング２８の固定子２８ｂに接続される。
即ち、銅線２６と検知部２９は、スリップリング２８を介して、電気的に接続されている。
【００４２】
また、検知部２９は、例えば、図３のように、ＬＥＤ２９ａと電源２９ｂとで構成されている。
図３に示すように、アーマチュア２３と銅線２６の埋設位置間の距離ｘは、摩擦板２２の厚さｘ０と、ｘ０＞ｘの関係にあり、摩擦板２２が摩耗して、クラッチとして機能しなくなる前に、距離ｘは、ｘ≦０となるように設定されている。
【００４３】
次に、以上の構成を踏まえ、本実施の形態のクラッチ２０の基本動作を説明する。
本実施の形態のクラッチ２０では、励磁コイル２５が励磁状態になると、アーマチュア２３がフィールドコア２４側に吸引され、摩擦板２２と接触し、入力側シャフト２７Ａの回転は、出力側シャフト２７Ｂに連結される。
一方、励磁コイル２５が非励磁状態になると、アーマチュア２３が図示しないバネの復元力でハブ２１側に戻され、入力側シャフト２７Ａの回転は、出力側シャフト２７Ｂに対し切断される。
【００４４】
ここで、銅線２６が切断されていない、あるいは、回路に断線等の異常がなければ、クラッチ２０は正常に動作中であると見なして、ＬＥＤ２９ａを点灯させ、クラッチ２０のユーザー若しくはサービスマンに、クラッチ２０が正常に動作中であることを表示する。
【００４５】
クラッチ２０を長期間使用し、アーマチュア２３と摩擦板２２とのクラッチ作用により、摩擦板２２が徐々に摩耗すると、アーマチュア２３と銅線２６の埋設位置間の距離ｘは、次第に０に近づく。
そして、距離ｘが、ｘ≦０となると、銅線２６が摩耗によって切断されるため、検知部２９はＬＥＤ２９ａを消灯させて、ユーザー若しくはサービスマンに、クラッチ２０が交換時期であることを知らせる。
【００４６】
即ち、本実施の形態のクラッチ２０では、摩擦板２２が許容範囲以上に摩耗すると、摩擦板２２に埋設された銅線２６が切断され、検知部２９のＬＥＤ２９ａが消灯するため、ベテランサービスマンでなくても、クラッチ２０の交換時期を知ることができる。
また、クラッチとして動作しなくなる前に摩擦板２２の摩耗限界を検知することができるため、従来とは異なり、突然のクラッチの動作停止を防ぐことができる。
【００４７】
さらに、摩擦板２２が摩耗限界に達すると銅線２６が断線するという単純な動作原理であるため、摩耗検知手段が誤動作や故障が発生しにくいという優れた効果を備えている。
また、既存のクラッチに後付けで取り付け可能で、低コストで製作できるという優れた効果も有している。
【００４８】
本発明のブレーキ及びクラッチの他の実施の形態：
次に、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ及びクラッチの他の実施の形態について、図４乃至図８を用いて、順次説明する。
図４乃至図７は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ及びクラッチの他の実施の形態を示す正面図である。
図８は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ及びクラッチの他の実施の形態を示す縦断側面図である。
【００４９】
以下説明する各実施の形態では、上記した本発明のブレーキ及びクラッチの一実施の形態とは、摩擦板以外の構成は同一であるので、摩擦板を中心とした説明を行う。
図４乃至図６に示すように、本実施の形態のブレーキ及びクラッチに用いる、摩擦板３２、４２、５２は、その切断により摩擦板３２、４２、５２の信号線が、２重巻き以上の銅線３６であるもの（図４参照）、銅箔４６であるもの（図５参照）、摩擦板５２に波状に埋設された銅線５６であるもの（図６参照）である。
【００５０】
これらの信号線３６、４６、５６の構成は、アーマチュアとの摩擦力に影響がなければ、リング状の銅線とした、上記ブレーキ１０及びクラッチ２０の場合と同様の効果が期待できる。
また、特許文献７のように、摩擦板の１点で摩擦量を検知するような場合、アーマチュアと摩擦板が斜めに接触し、摩擦板の摩耗に偏りが生じると、摩耗の正確な検出が困難になるが、本各実施の形態では、信号線３６、４６、５６を摩擦板３２、４２、５２に偏りなく配置できるため、摩擦板３２、４２、５２の摩耗に偏りが生じても、確実に摩耗を検出できるという優れた効果を備えている。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、銅線を摩擦板内に埋設する例で説明したが、図７及び図８に示すように、銅線６６を摩擦板６２の外周面又は内周面（図示のものは外周面）に取り付けるようにしても、同様の効果が得られる他、製造コストを抑えることができる。
【００５２】
本発明のブレーキ及びクラッチは、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、信号線に用いる材質や形状、或いは、断線の検知部の構成は、上記各実施の形態に限定されないのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの一実施の形態を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの一実施の形態の一部構成を示す正面図である。
【図３】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの一実施の形態を示す縦断側面図である。
【図４】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ及びクラッチの他の実施の形態を示す正面図である。
【図５】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ及びクラッチの他の実施の形態を示す正面図である。
【図６】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ及びクラッチの他の実施の形態を示す正面図である。
【図７】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ及びクラッチの他の実施の形態を示す正面図である。
【図８】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキ及びクラッチの他の実施の形態を示す縦断側面図である。
【図９】従来の乾式複板無励磁作動形ブレーキの構成を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０：ブレーキ
２０：クラッチ
１１、２１：ハブ
１２、２２、３２、４２、５２、６２：摩擦板
１３、２３：アーマチュア
１４、２４：フィールドコア
１５、２５：励磁コイル
１６、２６、３６、４６、５６、６６：銅線（信号線）
１７、２７Ａ、２７Ｂ：シャフト
２８：スリップリング
２８ａ：回転子
２８ｂ：固定子
１９、２９：検知部
１９ａ、２９ａ：ＬＥＤ
１９ｂ、２９ｂ：電源
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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