(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、同一円周上に、１又は２以上のスリット１１ａが設けられたハブ１１と、ハブ１１に設けられたスリット１１ａに対向する位置に１又は２以上の凹部１２ａが形成された摩擦板１２と、摩擦板１２の凹部１２ａに光を照射する発光部１６ａと、摩擦板１２の凹部１２ａを通過した光を受光する受光部１６ｂと、発光部１６ａと受光部１６ｂ間に貫通孔１３ａが形成されたアーマチュア１３とを備え、発光部１６ａからの光が、摩擦板１２の摩耗によりハブ１１のスリット１１ａ、摩擦板１２の凹部１２ａ、アーマチュア１３の貫通孔１３ａを通過し、この光を受光部１６ｂが受光することにより、摩擦板１２の摩耗限界を検知するようにした。【選択図】  図１
2008144869.tif 000002
【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により、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、
前記摩擦板の所定箇所に光を照射する発光部と、
前記摩擦板の所定箇所を通過した光を受光する受光部とを備え、
前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記所定箇所を通過し、この光を前記受光部が受光することにより、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により、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、
前記摩擦板の所定箇所に光を照射する発光部と、
前記摩擦板の所定箇所を通過し、所定の反射面に反射された光を受光する受光部とを備え、
前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記所定箇所を通過し、前記所定の反射面に反射され、この光を前記受光部が受光することにより、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】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、
同一円周上に、１又は２以上のスリットが設けられたハブと、
前記ハブに設けられたスリットに対向する位置に１又は２以上の凹部が形成された摩擦板と、
前記摩擦板の凹部に光を照射する発光部と、
前記摩擦板の凹部を通過した光を受光する受光部と、
前記発光部と前記受光部間に貫通孔が形成されたアーマチュアとを備え、
前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記ハブのスリット、前記摩擦板の凹部、前記アーマチュアの貫通孔を通過し、この光を前記受光部が受光することにより、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４】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、
同一円周上に、１又は２以上のスリットが設けられたハブと、
前記ハブに設けられたスリットに対向する位置に１又は２以上の凹部が形成された摩擦板と、
前記摩擦板の凹部に光を照射する発光部と、
前記摩擦板の凹部を通過し、前記アーマチュアから反射された光を受光する受光部とを備え、
前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記ハブのスリット、前記摩擦板の凹部を通過して、前記アーマチュアから反射した光を前記受光部が受光することにより、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５】
前記発光部と受光部が、所定箇所に、複数組配置されてい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】
前記発光部と受光部は、透過型フォトインタラプタ又は反射型フォトインタラプタであることを特徴とする請求項１乃至５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７】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、
前記摩擦板の所定箇所に光を照射する発光部と、
前記摩擦板の所定箇所を通過した光を受光する受光部とを備え、
前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記摩擦板の所定箇所を通過し、この光を前記受光部が受光することにより、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】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、
前記摩擦板の所定箇所に光を照射する発光部と、
前記摩擦板の所定箇所を通過し、所定の反射面に反射された光を受光する受光部とを備え、
前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記所定箇所を通過し、前記所定の反射面に反射され、この光を前記受光部が受光することにより、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９】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、
同一円周上に、１又は２以上のスリットが設けられたロータと、
前記ロータに設けられたスリットに対向する位置に１又は２以上の凹部が形成された摩擦板と、
前記摩擦板の凹部に光を照射する発光部と、
前記摩擦板の凹部を通過した光を受光する受光部と、
前記発光部と前記受光部間にスリットが形成されたアーマチュアとを備え、
前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により、前記アーマチュアのスリット、前記摩擦板の凹部、前記ロータのスリットを通過し、この光を前記受光部が受光することにより、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１０】
アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、
同一円周上に、１又は２以上の凹部が形成された摩擦板と、
前記摩擦板に形成された凹部に対する位置に１又は２以上のスリットが形成されたアーマチュアと、
前記摩擦板の凹部に光を照射する発光部と、
前記摩擦板の凹部を通過し、ロータから反射された光を受光する受光部とを備え、
前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により、前記摩擦板の凹部、前記アーマチュアのスリットを通過して、前記ロータから反射した光を前記受光部が受光することにより、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１１】
前記発光部と受光部が、所定箇所に、複数組配置されていることを特徴とする請求項７乃至１０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１２】
前記発光部と受光部は、透過型フォトインタラプタ又は反射型フォトインタラプタであることを特徴とする請求項７乃至１１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、光学的な監視手段を設け、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８を用いて説明する。
図８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８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１１０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
【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により、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、前記摩擦板の所定箇所に光を照射する発光部と、前記摩擦板の所定箇所を通過した光を受光する受光部とを備え、前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記所定箇所を通過し、この光を前記受光部が受光することにより、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により、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、前記摩擦板の所定箇所に光を照射する発光部と、前記摩擦板の所定箇所を通過し、所定の反射面に反射された光を受光する受光部とを備え、前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記所定箇所を通過し、前記所定の反射面に反射され、この光を前記受光部が受光することにより、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、アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、同一円周上に、１又は２以上のスリットが設けられたハブと、前記ハブに設けられたスリットに対向する位置に１又は２以上の凹部が形成された摩擦板と、前記摩擦板の凹部に光を照射する発光部と、前記摩擦板の凹部を通過した光を受光する受光部と、前記発光部と前記受光部間に貫通孔が形成されたアーマチュアとを備え、前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記ハブのスリット、前記摩擦板の凹部、前記アーマチュアの貫通孔を通過し、この光を前記受光部が受光することにより、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１２】
請求項４に記載のブレーキは、アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、ブレーキ動作を行うブレーキにおいて、同一円周上に、１又は２以上のスリットが設けられたハブと、前記ハブに設けられたスリットに対向する位置に１又は２以上の凹部が形成された摩擦板と、前記摩擦板の凹部に光を照射する発光部と、前記摩擦板の凹部を通過し、前記アーマチュアから反射された光を受光する受光部とを備え、前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記ハブのスリット、前記摩擦板の凹部を通過して、前記アーマチュアから反射した光を前記受光部が受光することにより、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１３】
請求項５に記載のブレーキは、前記発光部と受光部が、所定箇所に、複数組配置されている構成とした。
【００１４】
請求項６に記載のブレーキは、前記発光部と受光部は、透過型フォトインタラプタ又は反射型フォトインタラプタである構成とした。
【００１５】
本発明の摩耗検知手段を備えたクラッチは、請求項７に記載のものは、アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、前記摩擦板の所定箇所に光を照射する発光部と、前記摩擦板の所定箇所を通過した光を受光する受光部とを備え、前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記摩擦板の所定箇所を通過し、この光を前記受光部が受光することにより、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、アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、前記摩擦板の所定箇所に光を照射する発光部と、前記摩擦板の所定箇所を通過し、所定の反射面に反射された光を受光する受光部とを備え、前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により前記所定箇所を通過し、前記所定の反射面に反射され、この光を前記受光部が受光することにより、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１７】
請求項９に記載のクラッチは、アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、同一円周上に、１又は２以上のスリットが設けられたロータと、前記ロータに設けられたスリットに対向する位置に１又は２以上の凹部が形成された摩擦板と、前記摩擦板の凹部に光を照射する発光部と、前記摩擦板の凹部を通過した光を受光する受光部と、前記発光部と前記受光部間にスリットが形成されたアーマチュアとを備え、前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により、前記アーマチュアのスリット、前記摩擦板の凹部、前記ロータのスリットを通過し、この光を前記受光部が受光することにより、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１８】
請求項１０に記載のクラッチは、アーマチュアと摩擦板との摩擦力により、クラッチ動作を行うクラッチにおいて、同一円周上に、１又は２以上の凹部が形成された摩擦板と、前記摩擦板に形成された凹部に対する位置に１又は２以上のスリットが形成されたアーマチュアと、前記摩擦板の凹部に光を照射する発光部と、前記摩擦板の凹部を通過し、ロータから反射された光を受光する受光部とを備え、前記発光部からの光が、前記摩擦板の摩耗により、前記摩擦板の凹部、前記アーマチュアのスリットを通過して、前記ロータから反射した光を前記受光部が受光することにより、前記摩擦板の摩耗限界を検知するようにした。
【００１９】
請求項１１に記載のクラッチは、前記発光部と受光部が、所定箇所に、複数組配置されている構成とした。
【００２０】
請求項１２に記載のクラッチは、前記発光部と受光部は、透過型フォトインタラプタ又は反射型フォトインタラプタである構成とした。
【発明の効果】
【００２１】
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及び２に記載したように構成すると、極めて簡単な構成で、低コストで、摩擦板の摩耗限界を検出するブレーキとすることができる。
【００２２】
（２）請求項３に記載したように構成すると、簡単な構成で、低コストで、摩擦板が許容範囲以上に摩耗すると、その事態を即座に検出するため、ベテランサービスマンでなくても、ブレーキが動作しなくなる前に、ブレーキの交換時期を知ることができる。
【００２３】
（３）請求項４に記載したように構成すると、請求項３と同様の効果の他に、スリット等の加工が少なくて済むので、全体の製作コストを更に抑えることができる。
【００２４】
（４）請求項５に記載したように構成すると、摩擦板の摩耗がアーマチュアの回転角度によって偏りがある場合でも、摩擦板の許容範囲以上の摩耗を正確に検出することができる。
【００２５】
（５）請求項６に記載したように構成すると、安価なフォトインタラプタを用いることで、全体の製作コストを削減することができる。
【００２６】
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。
（６）請求項７及び８に記載したように構成すると、極めて簡単で、低コストで、摩擦板の摩耗限界を検出するクラッチとすることができる。
【００２７】
（７）請求項９に記載したように構成すると、簡単な構成で、低コストで、摩擦板が許容範囲以上に摩耗すると、その事態を即座に検出するため、ベテランサービスマンでなくても、クラッチが動作しなくなる前に、クラッチの交換時期を知ることができる。
【００２８】
（８）請求項１０に記載したように構成すると、請求項９と同様の効果の他に、スリット等の加工が少なくて済むので、全体の製作コストを更に抑えることができる。
【００２９】
（９）請求項１１に記載したように構成すると、摩擦板の摩耗がアーマチュアの回転位置によって偏りがある場合でも、摩擦板の許容範囲以上の摩耗を正確に検出することができる。
【００３０】
（１０）請求項１２に記載したように構成すると、安価なフォトインタラプタを用いることで、全体の製作コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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第１及び第２の実施の形態、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの第１及び第２の実施の形態、そして、最後に、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの第３の実施の形態について、図１乃至図７を用いて、以下、順次説明する。
【００３２】
本発明のブレーキの第１の実施の形態：
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第１の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第１の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第１の実施の形態を示す一部裁断斜視図である。
【００３３】
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及び図２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を備えている。
一方、本実施の形態のブレーキ１０では、発光部１６ａと受光部１６ｂを一体化した透過型フォトインタラプタ１６、摩耗検知部１７を備えている。
【００３４】
ハブ１１には、図２に示すように、同一円周上に複数のスリット１１ａが所定の間隔で形成されている。
また、摩擦板１２には、ハブ１１に形成されたスリット１１ａと平面形状が同一で、同等の間隔で凹部１２ａが形成され、アーマチュア１３には、透過型フォトインタラプタ１６の発光部１６ａと受光部１６ｂ間に貫通孔１３ａが形成されている。
【００３５】
ここで、図１に示すように、摩擦板１２において、凹部１２ａの底面とアーマチュア１３間の厚さをｘとする。
厚さｘは、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、ｘ≦０となるように設定されている。
なお、フォトインタラプタ１６は、図示しない電源によって常時動作し、また、図示しない支持具によって、フィールドコア１４或いはブレーキ１０外周面近傍に固定されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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が徐々に摩耗して行くと、摩擦板１２の凹部１２ａの底面とアーマチュア１３間の厚さｘが、徐々に減少して行き、ｘ≦０となると、摩擦板１２の凹部１２ａは貫通してスリットとなる。
すると、フォトインタラプタ１６の発光部１６ａからの光は、ハブ１１のスリット１１ａ、摩擦板１２のスリット化した凹部１２ａ、アーマチュア１３の貫通孔１３ａを通過して受光部１６ｂに受光される。
【００３８】
摩耗検知部１７は、フォトインタラプタ１６が受光部１６ｂに光を受光した状態を検知し、摩擦板１２が許容範囲以上に摩耗したことを通知する。
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に形成した凹部１２ａがスリット状となり、フォトインタラプタ１６の発光部１６ａからの光が、ハブ１１のスリット１１ａ、摩擦板１２の凹部１２ａ、アーマチュア１３の貫通孔１３ａを通過し、受光部１６ｂが受光することにより、摩擦板１２の許容範囲以上の摩耗を検出するため、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、発光部１６ａ及び受光部１６ｂを安価な透過型フォトインタラプタ１６とすることで、ブレーキ１０全体の製作コストを抑えることができる。
【００３９】
本発明のブレーキの第２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の第２の実施の形態について、図３を用いて説明する。
図３は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの第２の実施の形態を示す縦断側面図である。
【００４０】
先ず、本実施の形態のブレーキ２０の基本構成を図３を用いて説明する。
本実施の形態のブレーキ２０は、第１の実施の形態のブレーキ１０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、摩耗検知部２７を備えている。
一方、本実施の形態のブレーキ２０は、発光部２６ａと受光部２６ｂを一体化した反射型フォトインタラプタ２６を備えている。
【００４１】
ハブ２１には、図３に示すように、同一円周上に複数のスリット２１ａが所定の間隔で形成されている。
また、摩擦板２２には、ハブ２１に形成されたスリット２１ａと平面形状が同一で、同等の間隔で凹部２２ａが形成されている。
【００４２】
ここで、図３に示すように、摩擦板２２において、凹部２２ａの底面とアーマチュア２３間の厚さをｘとする。
厚さｘは、摩擦板２２が摩耗してブレーキとして機能しなくなる前に、ｘ≦０となるように設定されている。
なお、フォトインタラプタ２６は、図示しない電源によって常時動作し、また、図示しない支持具によって、フィールドコア２４或いはブレーキ２０外周面近傍に固定されている。
【００４３】
次に、以上の構成を踏まえ、本実施の形態のブレーキ２０の基本動作を説明する。
アーマチュア２３と摩擦板２２とのブレーキ作用により、摩擦板２２が徐々に摩耗して行くと、摩擦板２２の凹部２２ａの底面とアーマチュア２３間の厚さｘが、徐々に減少して行き、ｘ≦０となると、摩擦板２２の凹部２２ａは貫通してスリットとなる。
すると、フォトインタラプタ２６の発光部２６ａからの光は、ハブ２１のスリット２１ａ、摩擦板２２のスリット化した凹部２２ａを通過し、アーマチュア２３表面に反射し、受光部１６ｂに受光される。
【００４４】
摩耗検知部２７は、フォトインタラプタ２６が受光部２６ｂに光を受光した状態を検知し、摩擦板２２が許容範囲以上に摩耗したことを通知する。
即ち、本実施の形態のブレーキ２０では、摩擦板２２が許容範囲以上に摩耗すると、摩擦板２２に形成した凹部２２ａがスリット状となり、フォトインタラプタ２６の発光部２６ａからの光が、ハブ２１のスリット２１ａ、摩擦板２２の凹部２２ａ、アーマチュア２３の表面に反射し、受光部２６ｂが受光することにより、摩擦板２２の許容範囲以上の摩耗を検出するため、ベテランサービスマンでなくても、ブレーキ２０の交換時期を知ることができる。
【００４５】
また、発光部２６ａ及び受光部２６ｂを安価な反射型フォトインタラプタ２６とすることで、透過型フォトインタラプタに比べてスリット等の加工が少なくて済むので、ブレーキ２０全体の製作コストを更に抑えることができる。
【００４６】
本発明のクラッチの第１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クラッチの第１の実施の形態について、図４及び図５を用いて説明する。
図４は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの第１の実施の形態を示す縦断側面図である。
図５は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの第１の実施の形態を示す一部裁断斜視図である。
【００４７】
先ず、本実施の形態のクラッチ３０の基本構成を図４及び図５を用いて説明する。
本実施の形態のクラッチ３０は、従来のクラッチ同様に、図４及び図５に示すように、ハブ３１、摩擦板３２、アーマチュア３３、フィールドコア３４、励磁コイル３５、ロータ３９を備えている。
一方、本実施の形態のクラッチ３０は、発光部３６ａと受光部３６ｂを一体化した透過型フォトインタラプタ３６、摩耗検知部３７を備えている。
【００４８】
図５に示すように、ロータ３９には、同一円周上に、複数のスリット３９ａが設けられ、摩擦板３２には、ロータ３９に設けられたスリット３９ａに対向する位置に、このスリット３９ａと同じ平面形状で、同じ間隔で、複数の凹部３２ａが形成されている。
また、アーマチュア３３には、透過型フォトインタラプタ３６の発光部３６ａと受光部３６ｂ間に、ロータ３９のスリット３９ａと異なる平面形状で、異なる間隔で、スリット３３ａが形成されている。
【００４９】
ここで、図４に示すように、摩擦板３２において、凹部３２ａの底面とアーマチュア３３間の厚さをｘとする。
厚さｘは、摩擦板３２が摩耗してクラッチとして機能しなくなる前に、ｘ≦０となるように設定されている。
なお、フォトインタラプタ３６は、図示しない電源によって常時動作し、また、図示しない支持具によって、フィールドコア３４或いはクラッチ３０外周面近傍に固定されている。
【００５０】
次に、以上の構成を踏まえ、本実施の形態のクラッチ３０の基本動作を説明する。
本実施の形態のクラッチ３０では、従来同様に、励磁コイル３５が非励磁状態になると、アーマチュア３３は図示しないバネの復元力によって摩擦板３２から離れ、ハブ３１に接触し、ハブ３１側とフィールドコア３４側の回転を切り離す。
一方、励磁コイル３５が励磁状態になると、アーマチュア３３はフィールドコア３４側に吸引されて摩擦板３２に押し付けられ、ハブ３１側とフィールドコア３４側の回転を連結する。
【００５１】
アーマチュア３３と摩擦板３２とのクラッチ作用により、摩擦板３２が徐々に摩耗して行くと、摩擦板３２の凹部３２ａの底面とアーマチュア３３間の厚さｘが、徐々に減少して行き、ｘ≦０となると、摩擦板３２の凹部３２ａは貫通してスリットとなる。
すると、フォトインタラプタ３６の発光部３６ａからの光は、アーマチュア３３のスリット３３ａ、摩擦板３２のスリット化した凹部３２ａ、ロータ３９のスリット３９ａを通過し、受光部１６ｂに受光される。
【００５２】
摩耗検知部３７は、フォトインタラプタ３６が受光部３６ｂで光を受光した状態を検知し、摩擦板３２が許容範囲以上に摩耗したことを通知する。
即ち、本実施の形態のクラッチ３０では、摩擦板３２が許容範囲以上に摩耗すると、摩擦板３２に形成した凹部３２ａがスリット状となり、フォトインタラプタ３６の発光部３６ａからの光が、アーマチュア３３のスリット３３ａ、摩擦板３２の凹部３２ａ、ロータ３９のスリット３９ａを通過し、受光部３６ｂが受光することにより、摩擦板３２の許容範囲以上の摩耗を検出するため、ベテランサービスマンでなくても、クラッチ３０の交換時期を知ることができる。
また、発光部３６ａ及び受光部３６ｂを安価な透過型フォトインタラプタ３６とすることで、クラッチ３０全体の製作コストを抑えることができる。
【００５３】
本発明のクラッチの第２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クラッチの第２の実施の形態について、図６を用いて説明する。
図６は、本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの第２の実施の形態を示す縦断側面図である。
【００５４】
先ず、本実施の形態のクラッチ４０の基本構成を図６を用いて説明する。
本実施の形態のクラッチ４０は、第１の実施の形態のクラッチ同様に、図６に示すように、ハブ４１、摩擦板４２、アーマチュア４３、フィールドコア４４、励磁コイル４５、ロータ４９、摩耗検知部４７を備えている。
一方、本実施の形態のクラッチでは、発光部４６ａと受光部４６ｂを一体化した反射型フォトインタラプタ４６を備えている。
【００５５】
図６に示すように、摩擦板４２には、アーマチュア４３との摩擦面とは反対側に、複数の凹部４２ａが形成されている。
また、アーマチュア４３には、反射型フォトインタラプタ４６の発光部４６ａと受光部４６ｂ間に、摩擦板４２の凹部４２ａに対する位置に、当該摩擦板４２の凹部４２ａとは異なる平面形状、異なる間隔で、スリット４３ａが形成されている。
【００５６】
ここで、図６に示すように、摩擦板４２において、凹部４２ａの底面とアーマチュア４３間の厚さをｘとする。
厚さｘは、摩擦板４２が摩耗してクラッチとして機能しなくなる前に、ｘ≦０となるように設定されている。
なお、フォトインタラプタ４６は、図示しない電源によって常時動作し、また、図示しない支持具によって、フィールドコア４４或いはクラッチ４０外周面近傍に固定されている。
【００５７】
次に、以上の構成を踏まえ、本実施の形態のクラッチ４０の基本動作を説明する。
アーマチュア４３と摩擦板４２とのクラッチ作用により、摩擦板４２が徐々に摩耗して行くと、摩擦板４２の凹部４２ａの底面とアーマチュア４３間の厚さｘが、徐々に減少して行き、ｘ≦０となると、摩擦板４２の凹部４２ａは貫通してスリットとなる。
すると、フォトインタラプタ４６の発光部４６ａからの光は、アーマチュア４３のスリット４３ａ、摩擦板４２のスリット化した凹部４２ａを通過し、ロータ４９の表面に反射し、受光部４６ｂに受光される。
【００５８】
摩耗検知部４７は、フォトインタラプタ４６が受光部４６ｂで光を受光した状態を検知し、摩擦板４２が許容範囲以上に摩耗したことを通知する。
即ち、本実施の形態のクラッチ４０では、摩擦板４２が許容範囲以上に摩耗すると、摩擦板４２に形成した凹部４２ａがスリット状となり、フォトインタラプタ４６の発光部４６ａからの光が、アーマチュア４３のスリット４３ａ、摩擦板４２の凹部４２ａを通過し、ロータ４９の表面に反射し、受光部４６ｂが受光することにより、摩擦板４２の許容範囲以上の摩耗を検出するため、ベテランサービスマンでなくても、クラッチ４０の交換時期を知ることができる。
【００５９】
また、発光部４６ａ及び受光部４６ｂを安価な反射型フォトインタラプタ４６とすることで、透過型フォトインタラプタに比べてスリット等の加工が少なくて済むので、全体の製作コストを更に抑えることができる。
【００６０】
本発明のクラッチの第３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の第３の実施の形態について、図７を用いて説明する。
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の第３の実施の形態を示す縦断側面図である。
【００６１】
本実施の形態のブレーキ５０の基本構成について図７を用いて説明する。
本実施の形態のブレーキ５０の特徴は、発光部５６Ａａ，５６Ｂａと受光部５６Ａｂ、５６Ｂｂを一体化した複数（図示のものは２）の透過型フォトインタラプタ５６Ａ、５６Ｂと摩耗検知部５７を備えている点である。
なお、透過型フォトインタラプタ５６Ａ、５６Ｂは、どちらか一方の発光部５６Ａａ、５６Ｂａが必ずアーマチュア５３のスリット５３ａを透過できるように配置されているものとする。
【００６２】
次に、以上の構成を踏まえ、本実施の形態のブレーキ５０の基本動作を説明する。
アーマチュア５３と摩擦板５２とのブレーキ作用により、摩擦板５２が徐々に摩耗して行くと、摩擦板５２の凹部５２ａの底面とアーマチュア５３間の厚さｘが、徐々に減少して行き、ｘ≦０となると、摩擦板５２の凹部５２ａは貫通してスリットとなる。
すると、フォトインタラプタ５６Ａの発光部５６Ａａからの光は、ハブ５１のスリット５１ａ、アーマチュア５３のスリット５３ａ、摩擦板５２のスリット化した凹部５２ａを通過し、受光部５６Ａｂに受光される。
なお、フォトインタラプタ５６Ｂの発光部５６Ｂａからの光は、ハブ５１のスリット５１ａ、摩擦板５２の凹部５２ａを通過するが、アーマチュア５３に遮られる。
【００６３】
これとは逆に、図示は省略するが、アーマチュア５３のスリット５３ａがフォトインタラプタ５６Ｂ側にある場合は、フォトインタラプタ５６Ｂの発光部５６Ｂａからの光は、ハブ５１のスリット５１ａ、アーマチュア５３のスリット５３ａ、摩擦板５２の凹部５２ａを通過し、受光部５６ｂに受光される。
この場合、フォトインタラプタ５６Ａの発光部５６Ａａからの光は、ハブ５１のスリット５１ａ、摩擦板５２の凹部５２ａを通過するが、アーマチュア５３に遮られる。
【００６４】
本実施の形態のブレーキ５０では、フォトインタラプタ５６Ａ、５６Ｂのいずれかが受光することにより、摩擦板５２の許容範囲以上の摩耗を検出するため、アーマチュア５３の回転角度によっては、フォトインタラプタ５６Ａ、５６Ｂの光が遮られて、摩耗を検知するまでのタイムラグの発生が想定されるが、その事態を防止することができる。
即ち、本実施の形態では、２以上のフォトインタラプタ５６Ａ、５６Ｂを用いることにより、アーマチュアの回転角度によらず、確実に摩擦板５２の摩耗限界を検知することができる。
【００６５】
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。
本願の特徴は、ブレーキ及びクラッチに光学的な監視手段を設け、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ものであるので、ハブやアーマチュア、ロータに形成したスリットの形状、摩擦板に形成した凹部の形状等については、上記実施の形態のものに限定されないのは勿論のことである。
また、ブレーキの第３の実施の形態では、透過型フォトインタラプタを用いた例で説明したが、これを反射型フォトインタラプタとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【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第１の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第１の実施の形態を示す一部裁断斜視図である。
【図３】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたブレーキの第２の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クラッチの第１の実施の形態を示す縦断側面図である。
【図５】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの第１の実施の形態を示す一部裁断斜視図である。
【図６】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの第２の実施の形態を示す縦断側面図である。
【図７】本発明の摩擦板の摩耗検知手段を備えたクラッチの第３の実施の形態を示す縦断側面図である。
【図８】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】
【００６７】
１０、２０、５０：ブレーキ
３０、４０：クラッチ
１１、２１、３１、４１、５１：ハブ
１２、２２、３２、４２、５２：摩擦板
１３、２３、３３、４３、５３：アーマチュア
１４、２４、３４、４４、５４：フィールドコア
１５、２５、３５、４５：励磁コイル
１６、１６Ａ、１６Ｂ：フォトインタラプタ
１６ａ、１６Ａａ、１６Ｂａ：発光部
１６ｂ、１６Ａｂ、１６Ｂｂ：受光部
１７、２７、３７、４７、５７：摩耗検知部
３９、４９：ロータ
【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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