(57)【要約】【課題】ブレーキ装置及び回転電機の信頼性を向上する。【解決手段】回転電機１のブレーキ装置４であって、シャフト１０に固定されるブレーキディスク１５と、ブレーキディスク１５の両側に配置されたサイドプレート１６及びアーマチュア１７と、サイドプレート１６と連結部材３５により連結されたサイドプレート用アーマチュア１８と、アーマチュア１７とサイドプレート用アーマチュア１８との間に配置されたブレーキヨーク１９とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のブレーキ装置であって、
ブレーキディスクと、
前記ブレーキディスクの両側に配置された２つの第１可動プレートと、
一方の前記第１可動プレートと連結された第２可動プレートと、
他方の前記第１可動プレートと前記第２可動プレートとの間に配置されたブレーキヨークと、
を有することを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記ブレーキヨークに配置され、前記他方の第１可動プレート及び第２可動プレートの各々を前記ブレーキヨークから離間する方向に押圧するバネをさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記一方の第１可動プレートと第２可動プレートとを連結する連結部材をさらに有し、
前記連結部材は、
前記ブレーキヨークに移動可能に挿通されている
ことを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記他方の第１可動プレートは、
前記連結部材の外周面に応じた形状の凹部を有し、前記連結部材を前記凹部に収容するように配置される
ことを特徴とする請求項３に記載のブレーキ装置。
【請求項５】
前記ブレーキヨークに挿通され、両端が前記他方の第１可動プレート及び前記第２可動プレートにそれぞれ挿入されたピン部材をさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブレーキ装置。
【請求項６】
回転子及び固定子を備え、シャフトを回転させる電磁部と、
前記シャフトの制動を行う請求項１乃至５のいずれか１項に記載のブレーキ装置と、
を有す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】
開示の実施形態は、ブレーキ装置及び回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、無励磁作動型の電磁ブレーキを備えたモータが記載されている。この電磁ブレーキは、モータシャフトの外周部に固定されたトルク伝達部材と、励磁コイル及びばねを収納したフィールドコアと、フィールドコアに対し軸方向に移動自在に配置されたアーマチュアと、フィールドコアに固定されたサイドプレートと、アーマチュアとサイドプレートの間に配置され、トルク伝達部材に対し軸方向に移動可能で且つ回転不能に設けられたブレーキディスクとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０５４００号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記電磁ブレーキにおいて信頼性の向上を図る場合、装置構成の更なる最適化が要望される。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、信頼性を向上できるブレーキ装置及び回転電機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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、回転電機のブレーキ装置であって、ブレーキディスクと、前記ブレーキディスクの両側に配置された２つの第１可動プレートと、一方の前記第１可動プレートと連結された第２可動プレートと、他方の前記第１可動プレートと前記第２可動プレートとの間に配置されたブレーキヨークと、を有するブレーキ装置が適用される。
【０００７】
また、本発明の別の観点によれば、回転子及び固定子を備え、シャフトを回転させる電磁部と、前記シャフトの制動を行う上記ブレーキ装置と、を有する回転電機が適用される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ブレーキ装置及び回転電機の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る回転電機の全体構成の一例を表す軸方向断面図である。
【図２】ブレーキ装置の構成の一例を表す図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】ブレーキ装置の構成の一例を表す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】ブレーキ装置の構成の一例を表す図１のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】ブレーキ装置の構成の一例を表す図２及び図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】ブレーキ装置の構成の一例を表す図２及び図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】ブレーキ装置の組立方法の一例を表す説明図である。
【図８】ブレーキ装置の制動時の動作の一例を表す説明図である。
【図９】ブレーキ装置の制動解放時の動作の一例を表す説明図である。
【図１０】比較例１のブレーキ装置の構成の一例を表す説明図である。
【図１１】比較例２のブレーキ装置の構成の一例を表す説明図である。
【図１２】変形例のブレーキ装置の構成の一例を表す図１のＩＩ−ＩＩ相当の矢視断面図である。
【図１３】変形例のブレーキ装置の構成の一例を表す図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下において、回転電機等の構成の説明の便宜上、上下左右等の方向を適宜使用する場合があるが、回転電機等の各構成の位置関係を限定するものではない。
【００１１】
＜１．回転電機の全体構成＞
図１を参照しつつ、本実施形態に係る回転電機１の全体構成の一例について説明する。なお、本明細書において「負荷側」とは回転電機１に対して負荷が取り付けられる方向、すなわちこの例ではシャフト１０が突出する方向（図１中右側）を指し、「反負荷側」とは負荷側の反対方向、すなわちこの例ではブレーキ装置４が配置される方向（図１中左側）を指す。
【００１２】
図１に示すように、回転電機１は、シャフト１０を回転させる電磁部３と、シャフト１０の制動を行うブレーキ装置４とを有する。回転電機１は、モータ又は発電機として使用される。
【００１３】
電磁部３は、回転子１１及び固定子１２を備える。また、電磁部３は、フレーム２と、負荷側ブラケット５と、負荷側軸受６と、反負荷側ブラケット７と、反負荷側軸受８とを有する。
【００１４】
負荷側ブラケット５は、フレーム２の負荷側端部に設けられ、負荷側軸受６は負荷側ブラケット５に外輪が嵌合される。反負荷側ブラケット７は、フレーム２の反負荷側端部に設けられ、反負荷側軸受８は反負荷側ブラケット７に外輪が嵌合される。
【００１５】
シャフト１０は、負荷側軸受６と反負荷側軸受８とにより回転自在に支持されている。この例では、負荷側軸受６は、反負荷側軸受８よりもサイズが大きく剛性が比較的高く構成されている。
【００１６】
回転子１１は、シャフト１０の外周面に同一軸心となるように設けられる。固定子１２は、回転子１１の外周面と径方向に対向するようにフレーム２の内周面に設けられる。
【００１７】
ブレーキ装置４は、電磁部３の反負荷側、この例では反負荷側ブラケット７の反負荷側に配置されている。ブレーキ装置４は、反負荷側ブラケット７の反負荷側に設けられたブレーキカバー１３を有する。
【００１８】
＜２．ブレーキ装置の構成＞
図１〜図６を参照しつつ、ブレーキ装置４の構成の一例について説明する。
【００１９】
図１に示すように、ブレーキ装置４は、ブレーキディスク１５と、サイドプレート１６と、アーマチュア１７と、サイドプレート用アーマチュア１８と、ブレーキヨーク１９と、連結部材３５とを有する。
【００２０】
図１、図５及び図６に示すように、ブレーキディスク１５は、円板状のディスク部１５Ａと、ディスク部１５Ａの反負荷側に突出し、シャフト１０に固定される突出部１５Ｂとを備える。ブレーキディスク１５は、ディスク部１５Ａ及び突出部１５Ｂの径方向中心を貫通する貫通穴１５ａを備え、貫通穴１５ａにシャフト１０が取り付けられる。突出部１５Ｂの外周面には、ネジ孔２１ａが設けられ、ネジ孔２１ａに挿入したネジ２１により、ブレーキディスク１５がシャフト１０に固定される。ディスク部１５Ａの反負荷側及び負荷側の表面には、それぞれ環状の摩擦板２２，２３が取り付けられている。
【００２１】
図１、図５及び図６に示すように、ブレーキヨーク１９は、シャフト１０の軸方向（軸心ＡＸの方向）においてアーマチュア１７とサイドプレート用アーマチュア１８との間に配置されている。ブレーキヨーク１９は、径方向の中間部に環状のコイル用凹部２６を有し、径方向中心部にシャフト１０が挿通される略円筒体として形成されている。ブレーキヨーク１９は、ネジ孔２４に挿入された取付ネジ２５により固定部材２７を介して反負荷側ブラケット７に固定される。固定部材２７は図示しないボルト等により反負荷側ブラケット７に取り付けられている。
【００２２】
図２に示すように、ブレーキヨーク１９の外周部には、複数（この例では３つ）の取付ネジ２５用のネジ孔２４が周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられている。なお、図２及び図４では取付ネジ２５の図示を省略している。３つのネジ孔２４の位置は、シャフト１０の軸心ＡＸ周りの周方向（図２の右回りを正とする）において例えばネジ３２の角度を０°とした場合に、例えば略６０°、１８０°、３００°の角度に位置する。
【００２３】
また、図２及び図６に示すように、ブレーキヨーク１９の外周部には、複数（この例では３つ）のバネ２８が周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられている。３つのバネ２８は、上記ネジ孔２４とは異なる角度、例えば略３０°、１５０°、２７０°の角度に位置する。バネ２８は、ブレーキヨーク１９を軸方向に貫通するバネ装着用の穴部２８ａに挿入される。バネ２８は、穴部２８ａの両端から突出して、アーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８の各々をブレーキヨーク１９から離間する方向に略均等な力で押圧する。すなわち、アーマチュア１７を反負荷側へ押圧し、サイドプレート用アーマチュア１８を負荷側へ押圧する。
【００２４】
コイル用凹部２６は、例えば負荷側が開口した環状の凹部として形成されており、コイル３０が収容される。ブレーキヨーク１９は、コイル３０の通電時に磁気吸引力を発生し、バネ２８の付勢力に抗してアーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８をブレーキヨーク１９の方向へ吸引する。アーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８は、磁性体（鋼板等）で構成される。
【００２５】
図１、図５及び図６に示すように、サイドプレート１６（一方の第１可動プレートの一例）は、ブレーキディスク１５の反負荷側に配置される。サイドプレート１６は、径方向中心部にブレーキディスク１５の突出部１５Ｂが挿通されており、軸方向に移動可能に配置される。図２に示すように、サイドプレート１６は、周方向に交互に配置された複数（この例では３つ）の凸部１６Ａ及び凹部１６Ｂを備える。３つの凸部１６Ａは、周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられ、例えば略１５°、１３５°、２５５°の角度に中心が位置するように配置される。凸部１６Ａは、凹部１６Ｂに対して径方向外側に膨出し、ブレーキヨーク１９の外周縁と重なる外周縁１６ａを有する。３つの凹部１６Ｂは、周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられ、例えば略７５°、１９５°、３１５°の角度に中心が位置するように配置される。凹部１６Ｂは、凸部１６Ａに対して径方向内側に凹み、ブレーキヨーク１９の外周縁に略平行な底縁部１６ｂを有する。
【００２６】
サイドプレート１６は、複数（この例では３つ）のネジ３２により連結部材３５の反負荷側の端部に固定される。ネジ３２は、周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられ、上記ネジ孔２４及びバネ２８とは異なる角度、例えば略０°、１２０°、２４０°の角度に位置する。
【００２７】
図１、図５及び図６に示すように、アーマチュア１７（他方の第１可動プレートの一例）は、ブレーキディスク１５の負荷側、すなわちブレーキディスク１５のディスク部１５Ａとブレーキヨーク１９との間に配置される。アーマチュア１７は、径方向中心部にシャフト１０が挿通されており、軸方向に移動可能に配置される。図３に示すように、アーマチュア１７は、周方向に交互に配置された複数（この例では６つ）の凸部１７Ａ及び凹部１７Ｂを備える。６つの凸部１７Ａは、周方向に略等間隔（この例では略６０°間隔）に設けられ、例えば略３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°の角度に中心が位置するように配置される。凸部１７Ａは、凹部１７Ｂに対して径方向外側に膨出し、ブレーキヨーク１９の外周縁と重なる外周縁１７ａを有する。６つの凹部１７Ｂは、周方向に略等間隔（この例では略６０°間隔）に設けられ、例えば略０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、２７０°の角度に中心が位置するように配置される。凹部１７Ｂは、凸部１７Ａに対して径方向内側に凹み、連結部材３５の外周面に応じた円弧形状の底縁部１７ｂを有する。アーマチュア１７は、６つの凹部１７Ｂのうち、略０°、１２０°、２４０°の３つの凹部１７Ｂに連結部材３５が収容されるように配置される。
【００２８】
アーマチュア１７は、上記凹部１７Ｂと連結部材３５との嵌合構造により、軸方向の移動が許容されつつ周方向の移動（回転）が規制される。
【００２９】
図１、図５及び図６に示すように、サイドプレート用アーマチュア１８（第２可動プレートの一例）は、ブレーキヨーク１９の負荷側に配置される。サイドプレート用アーマチュア１８は、径方向中心部にシャフト１０が挿通されており、軸方向に移動可能に配置される。図４に示すように、サイドプレート用アーマチュア１８は、周方向に交互に配置された複数（この例では３つ）の凸部１８Ａ及び凹部１８Ｂを備える。３つの凸部１８Ａは、周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられ、例えば略０°、１２０°、２４０°の角度に中心が位置するように配置される。なお、図２及び図３と周方向の正の向きを一致させるように、図４では左回りを正とする。凸部１８Ａは、凹部１８Ｂに対して径方向外側に膨出し、ブレーキヨーク１９の外周縁と重なる外周縁１８ａを有する。３つの凹部１８Ｂは、周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられ、例えば略６０°、１８０、３００°の角度に中心が位置するように配置される。凹部１８Ｂは、凸部１８Ａに対して径方向内側に凹み、略円弧形の底縁部１８ｂを有する。
【００３０】
サイドプレート用アーマチュア１８は、複数（この例では３つ）のネジ３４により連結部材３５の負荷側の端部に固定される。ネジ３４は、周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられ、上記ネジ孔２４及びバネ２８とは異なる角度、例えば略０°、１２０°、２４０°の角度に位置する。なお、サイドプレート用アーマチュア１８の凹部１８Ｂ内には固定部材２７が設置されるが、図４では図示を省略している。
【００３１】
図１及び図５に示すように、連結部材３５は、サイドプレート１６とサイドプレート用アーマチュア１８を軸方向に連結する。連結部材３５は、例えば樹脂や非磁性金属等、アーマチュア１８及びブレーキヨーク１９との摺動抵抗が小さい材料で構成されており、略円筒形に形成されている。連結部材３５は、ブレーキヨーク１９の外周部に周方向に沿って例えば３つ配置される。この例では、図３及び図５に示すように、ブレーキヨーク１９の外周部の略０°、１２０°、２４０°の３箇所に軸方向の円形の挿通孔３３が設けられ、連結部材３５は挿通孔３３に移動可能に挿通される。連結部材３５の両端は挿通孔３３の両側に延出され、上述したように、連結部材３５の反負荷側にサイドプレート１６が固定され、連結部材３５の負荷側にサイドプレート用アーマチュア１８が固定される。したがって、サイドプレート用アーマチュア１８が負荷側に移動すると、連結部材３５が負荷側に移動し、サイドプレート１６も同様に負荷側に移動する。また、サイドプレート用アーマチュア１８が反負荷側に移動すると、連結部材３５が反負側に移動し、サイドプレート１６も同様に反負荷側に移動する。つまり、サイドプレート１６とサイドプレート用アーマチュア１８とは、連結部材３５を介して軸方向に一体的に移動する。
【００３２】
なお、アーマチュア１７とブレーキヨーク１９との間には、組立時、ギャップ調整用の複数（この例では３つ）のシム３７（後述の図７参照）が挿入され、シム固定用のネジ３９（後述の図７参照）により固定される。図２及び図３に示すように、アーマチュア１７及びブレーキヨーク１９の外周部には、ネジ３９用のネジ孔３８が周方向に略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられ、上記ネジ孔２４、バネ２８及びネジ３２とは異なる角度、例えば略９０°、２１０°、３３０°の角度に設けられている。
【００３３】
＜３．ブレーキ装置の組立方法＞
図７を参照しつつ、ブレーキ装置４の組立方法の一例について説明する。図７に示すように、まず、アーマチュア１７がシム３７を介してブレーキヨーク１９の反負荷側の面に取り付けられる。このとき、アーマチュア１７は、ブレーキヨーク１９に対し図３に示す角度位置となるように調整される。そして、シム固定用のネジ３９がブレーキヨーク１９のネジ孔３８に締結され、アーマチュア１７が所定の間隔を空けてブレーキヨーク１９に固定される。なお、シム３７は、アーマチュア１７とブレーキヨーク１９とのギャップを調整するための部品であり、上述のように例えば周方向３箇所に取り付けられる。そして、一体となったアーマチュア１７及びブレーキヨーク１９は、芯出し用の治具４０に装着される。
【００３４】
次に、ブレーキヨーク１９のバネ装着用の穴部２８ａにバネ２８が挿入される。そして、サイドプレート用アーマチュア１８がブレーキヨーク１９の軸方向一方側（図７中右側）に配置されるように、治具４０に装着される。このとき、サイドプレート用アーマチュア１８は、ブレーキヨーク１９に対し図４に示す角度位置となるように調整される。
【００３５】
次に、ブレーキヨーク１９の挿通孔３３（図１参照）に連結部材３５が挿入され、サイドプレート用アーマチュア１８に突き当てられる。そして、ネジ３４によりサイドプレート用アーマチュア１８と連結部材３５の一端部とが固定される。
【００３６】
次に、ブレーキディスク１５がアーマチュア１７の軸方向他方側（図７中左側）に配置されるように治具４０に装着される。さらに、サイドプレート１６がブレーキディスク１５のディスク部１５Ａの軸方向他方側（図７中左側）に配置されるように突出部１５Ｂに装着される。このとき、サイドプレート１６は、アーマチュア１７に対し図２に示す角度位置となるように調整される。そして、ネジ３２によりサイドプレート１６と連結部材３５の他端部とが固定される。
【００３７】
以上により、ブレーキ装置４が組み上がる。なおこのとき、シム３７及びネジ３９は取り付けられた状態である。その後、ブレーキ装置４は治具４０から取り外され、回転電機１に組み付けられる。
【００３８】
なお、上記組立方法は一例であり、適宜組立手順の順番等が変更されてもよい。
【００３９】
＜４．ブレーキ装置の回転電機への組付方法＞
次に、図１を参照しつつ、ブレーキ装置４の回転電機への組み付け方法の一例について説明する。まず、上述のようにして組み上がったブレーキ装置４が治具４０から取り外される。そして、ブレーキ装置４がシャフト１０に装着され、ブレーキヨーク１９が取付ネジ２５により固定部材２７を介して反負荷側ブラケット７に固定される。これにより、ブレーキ装置４は反負荷側ブラケット７に支持固定される。
【００４０】
次に、ブレーキディスク１５の突出部１５Ｂのネジ孔２１ａに挿入されたネジ２１が締め付けられて、ブレーキディスク１５がシャフト１０に固定される。
【００４１】
最後に、ネジ３９が緩められてアーマチュア１７とブレーキヨーク１９との間に介挿されたシム３７が取り外され、ブレーキ装置４の回転電機１への組み付けが完了する。
【００４２】
なお、上記組み付け方法は一例であり、適宜組付手順の順番等が変更されてもよい。
【００４３】
＜５．ブレーキ装置の動作＞
図８及び図９を参照しつつ、ブレーキ装置４の動作の一例について説明する。図８はブレーキ装置４の制動時の状態の一例を表す説明図、図９はブレーキ装置４の制動解放時の状態の一例を表す説明図である。
【００４４】
図８に示すように、ブレーキ装置４は、コイル３０が通電されていない状態（無励磁状態）では、バネ２８のバネ力によりアーマチュア１７が反負荷側（図８中左側）へ押圧されて移動すると共に、サイドプレート用アーマチュア１８が負荷側（図８中右側）へ押圧されて移動する。これにより、アーマチュア１７がブレーキディスク１５の摩擦板２３に摩擦係合するとともに、サイドプレート用アーマチュア１８の負荷側への移動によりサイドプレート１６が負荷側に移動し、サイドプレート１６がブレーキディスク１５の摩擦板２２に摩擦係合する。この結果、ブレーキディスク１５に摩擦力が付与され、シャフト１０の回転が制動される、あるいはシャフト１０の停止状態が保持される。
【００４５】
一方、図９に示すように、ブレーキ装置４は、コイル３０が通電されている状態（励磁状態）では、コイル３０による磁気吸引力によりアーマチュア１７が負荷側（図９中右側）へ移動すると共に、サイドプレート用アーマチュア１８が反負荷側（図９中左側）へ移動する。これにより、アーマチュア１７と摩擦板２３との摩擦係合が解かれるとともに、サイドプレート用アーマチュア１８の反負荷側への移動によりサイドプレート１６が反負荷側へ移動し、サイドプレート１６と摩擦板２２との摩擦係合が解かれる。この結果、ブレーキディスク１５が拘束から解放され、ブレーキ装置４によるシャフト１０への制動が解放される。
【００４６】
＜６．比較例＞
次に、本実施形態による効果を説明する前に、図１０及び図１１を参照しつつ、本実施形態に対する比較例１のブレーキ装置４’及び比較例２のブレーキ装置４”の構成について説明する。比較例１のブレーキ装置４’は、ブレーキディスク１５の両面に摩擦板２２，２３を備えるいわゆる両面ブレーキである。比較例２のブレーキ装置４”は、ブレーキディスク１５の片面に摩擦板２３を備えるいわゆる単面ブレーキである。
【００４７】
図１０に示すように、比較例１のブレーキ装置４’は、コイル３０が設けられたブレーキヨーク１９と、アーマチュア１７と、ブレーキディスク１５と、サイドプレート１６と、摩擦板２２，２３と、バネ２８とを有する。
【００４８】
アーマチュア１７は、ブレーキヨーク１９の負荷側（図１０中右側）に配置され、軸方向に移動可能である。ブレーキディスク１５は、アーマチュア１７の負荷側に配置され、シャフト１０に固定されたスプラインハブ４２に対しスプライン部４２ａによる連結で軸方向に移動可能に取り付けられる。サイドプレート１６は、ブレーキディスク１５の負荷側に配置され、ネジ３２によってブレーキヨーク１９に固定される。摩擦板２２，２３は、ブレーキディスク１５の反負荷側（図１０中左側）及び負荷側に取り付けられる。バネ２８は、ブレーキヨーク１９に設けられる。
【００４９】
ブレーキ装置４’は、コイル３０が通電されていない状態（無励磁状態）では、図１０に示すように、バネ２８のバネ力によりアーマチュア１７が負荷側へ押圧されて移動し、これによりブレーキディスク１５が負荷側へ移動してサイドプレート１６に押圧される。これにより、アーマチュア１７がブレーキディスク１５の摩擦板２２に摩擦係合するとともに、サイドプレート１６がブレーキディスク１５の摩擦板２３に摩擦係合する。この結果、ブレーキディスク１５の両面に摩擦力が付与される。
【００５０】
一方、コイル３０が通電されている状態（励磁状態）では、コイル３０による磁気吸引力によりアーマチュア１７が反負荷側へ移動し、アーマチュア１７によるブレーキディスク１５に対する負荷側への押圧がなくなる。この結果、ブレーキディスク１５に対する制動が解放される。
【００５１】
図１１に示すように、比較例２のブレーキ装置４”は、コイル３０が設けられたブレーキヨーク１９と、ブレーキディスク１５と、アーマチュア１７と、摩擦板２３と、バネ２８とを有する。
【００５２】
ブレーキディスク１５は、ブレーキヨーク１９の反負荷側（図１１中左側）に配置され、ネジ孔２１ａに挿入されたネジ２１によりシャフト１０に固定される。アーマチュア１７は、ブレーキディスク１５とブレーキヨーク１９との間に配置され、軸方向に移動可能である。摩擦板２３は、ブレーキディスク１５の負荷側に取り付けられ、バネ２８は、ブレーキヨーク１９に設けられる。
【００５３】
ブレーキ装置４”は、コイル３０が通電されていない状態（無励磁状態）では、図１１に示すように、バネ２８のバネ力によりアーマチュア１７が反負荷側へ押圧されて移動する。これにより、アーマチュア１７がブレーキディスク１５の摩擦板２３に摩擦係合する。この結果、ブレーキディスク１５に摩擦力が付与される。
【００５４】
一方、コイル３０が通電されている状態（励磁状態）では、コイル３０による磁気吸引力によりアーマチュア１７が負荷側（図１１中右側）へ移動し、アーマチュア１７と摩擦板２３との摩擦係合が解かれる。この結果、ブレーキディスク１５に対する制動が解放される。
【００５５】
＜７．実施形態の効果＞
以上説明したように、回転電機１のブレーキ装置４は、ブレーキディスク１５と、ブレーキディスク１５の両側に配置されたサイドプレート１６及びアーマチュア１７と、サイドプレート１６と連結されたサイドプレート用アーマチュア１８と、アーマチュア１７とサイドプレート用アーマチュア１８との間に配置されたブレーキヨーク１９とを有する。これにより、次の効果を奏する。
【００５６】
すなわち、上述の比較例１のブレーキ装置４’では、シャフト１０にスプライン連結されたブレーキディスク１５が、制動解放時（コイル３０の通電時）にアーマチュア１７とサイドプレート１６とのギャップ分だけ軸方向に移動可能となる。このため、回転電機１の姿勢、回転速度、振動等の条件によっては、ブレーキディスク１５が重力によりサイドプレート１６又はアーマチュア１７に擦れ回り、空転摩耗や騒音を生じる可能性がある。また、スプライン部４２ａを有するので摩耗やバックラッシュを生じる可能性もある。
【００５７】
一方、上述の比較例２のブレーキ装置４”では、シャフト１０に固定されたブレーキディスク１５の片面のみに制動力が作用する。このため、両面ブレーキ相当の制動力を得るためにバネ２８のバネ圧を高くする場合がある。その場合、制動時（コイル３０の非通電時）にバネ力によりシャフト１０に軸方向の力が作用し、シャフト１０を支持する軸受（負荷側軸受６、反負荷側軸受８）の予圧やシャフト端の位置が変動する可能性がある。また、高いバネ圧に抗してアーマチュア１７を吸引するためにブレーキヨーク１９（コイル３０）が大型化するという課題がある。
【００５８】
これに対し、本実施形態のブレーキ装置４は、サイドプレート１６及びアーマチュア１７の２つによりブレーキディスク１５の両面に制動力を付与できるので、上記比較例２の単面ブレーキに比べてブレーキヨーク１９（コイル３０）の大型化を抑制でき、ブレーキ装置４を小型化できる（あるいは同寸法とすることで制動力を増大できる）。さらに、ブレーキディスク１５を軸方向両側からほぼ均等な力で押圧するので、シャフト１０や軸受（負荷側軸受６、反負荷側軸受８）に作用する軸方向の力を低減できる。
【００５９】
また、制動解放時には、ブレーキヨーク１９がアーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８を吸引することにより、アーマチュア１７がブレーキディスク１５から離間する方向に移動すると共に、サイドプレート用アーマチュア１８と連結されたサイドプレート１６がブレーキディスク１５から離間する方向に移動する。その結果、サイドプレート１６及びアーマチュア１７の両方を固定されたブレーキディスク１５から離間することができる。したがって、ブレーキディスク１５がサイドプレート１６及びアーマチュア１７の２つと擦れ回ることがなく、空転摩耗や騒音の発生を防止できる。さらに、スプライン部が不要となるので、摩耗やバックラッシュの発生を防止できる。したがって、ブレーキ装置４の信頼性を向上できる。
【００６０】
さらに、ブレーキヨーク１９の両側に対してアーマチュア１７とサイドプレート用アーマチュア１８をそれぞれ吸着・離間させる構成とすることで、単一のブレーキヨーク１９により２つの可動プレートを駆動できる。したがって、ブレーキ装置４の構造を簡素化でき、小型化できる。
【００６１】
また、本実施形態では特に、ブレーキ装置４は、ブレーキヨーク１９に配置され、アーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８の各々をブレーキヨーク１９から離間する方向に押圧するバネ２８を有する。これにより、次の効果を奏する。
【００６２】
すなわち、本実施形態のブレーキ装置４では、制動時には、バネ２８がアーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８の各々をブレーキヨーク１９から離間する方向に押圧する。これにより、アーマチュア１７がブレーキディスク１５側に押圧されると共に、サイドプレート用アーマチュア１８と連結されたサイドプレート１６がブレーキディスク１５側に押圧される。したがって、ブレーキディスク１５に対してサイドプレート１６、アーマチュア１７の２つの可動プレートにより制動力が付与され、ブレーキディスク１５が拘束される。このようにして、コイル３０の非通電時にバネ力によりシャフト１０を制動（停止状態の保持を含む）させる無励磁作動形の電磁ブレーキを構成することができる。
【００６３】
また、本実施形態では特に、ブレーキ装置４は、サイドプレート１６とサイドプレート用アーマチュア１８とを連結する連結部材３５を有し、連結部材３５は、ブレーキヨーク１９に移動可能に挿通されている。これにより、次の効果を奏する。
【００６４】
すなわち、制動時、サイドプレート１６にはブレーキディスク１５との摩擦接触により回転力が作用するので、サイドプレート１６の回転を防止しつつ軸方向の移動を許容する構造とする必要がある。
【００６５】
本実施形態では、連結部材３５がブレーキヨーク１９に移動可能に挿通されている。ブレーキヨーク１９は回転電機１の筐体（本実施形態では反負荷側ブラケット７）に固定されることから、上記構成により連結部材３５を利用してサイドプレート１６及びサイドプレート用アーマチュア１８の回転を防止することができる。また、回り止めのための部材を別途設ける必要がないので、構造を簡素化でき、部品点数・コストを低減できる。さらに、連結部材３５をサイドプレート１６及びサイドプレート用アーマチュア１８の軸方向移動のガイド部材として機能させることができる。また、連結部材３５はブレーキヨーク１９との摺動抵抗が小さい材料で構成されるので、サイドプレート１６及びサイドプレート用アーマチュア１８の２つを円滑に移動させることができる。
【００６６】
また、本実施形態では特に、アーマチュア１７は、連結部材３５の外周面に応じた形状の凹部１７Ｂを有し、連結部材３５を凹部１７Ｂに収容するように配置される。これにより、次の効果を奏する。
【００６７】
すなわち、制動時、アーマチュア１７にはブレーキディスク１５との摩擦接触により回転力が作用するので、アーマチュア１７の回転を防止しつつ軸方向の移動を許容する構造とする必要がある。
【００６８】
本実施形態では、アーマチュア１７が連結部材３５の外周面に応じた形状の凹部１７Ｂを有し、連結部材３５を凹部１７Ｂに収容するように配置される。連結部材３５は回転電機１の筐体（本実施形態では反負荷側ブラケット７）に固定されるブレーキヨーク１９に挿通されることから、上記構成により連結部材３５を利用してアーマチュア１７の回転を防止することができる。また、回り止めのための部材を別途設ける必要がないので、構造を簡素化でき、部品点数・コストを低減できる。さらに、連結部材３５をアーマチュア１７の軸方向の移動のガイド部材として機能させることができる。また、連結部材３５はアーマチュア１７との摺動抵抗が小さい材料で構成されるので、アーマチュア１７を軸方向に円滑に移動させることができる。
【００６９】
また、本実施形態の回転電機１は、回転子１１及び固定子１２を備え、シャフト１０を回転させる電磁部３と、シャフト１０の制動を行う上述のブレーキ装置４とを有する。これにより、信頼性の高いブレーキ装置を有する回転電機を実現できる。
【００７０】
＜８．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記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説明する。
【００７１】
上記実施形態では、連結部材３５を利用して制動時のサイドプレート１６及びサイドプレート用アーマチュア１８の回転を防止し、アーマチュア１７の凹部１７Ｂに連結部材３５を収容することで制動時のアーマチュア１７の回転を防止する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、制動時のサイドプレート１６及びアーマチュア１７の回転を防止する回転防止部材を別途設けてもよい。
【００７２】
本変形例のブレーキ装置４Ａの構成の一例を図１２及び図１３に示す。図１２は本変形例のブレーキ装置４Ａの構成の一例を表す図１のＩＩ−ＩＩ矢視に相当する矢視断面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図である。図１２において図２と同様の構成には同一の符号を付し、図１３において図６と同様の構成には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７３】
図１２及び図１３に示すように、ブレーキ装置４Ａは、アーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８の回転を防止する複数（この例では３つ）のピン部材５０を備える。ブレーキヨーク１９の外周部には、３つのピン部材５０が略等間隔（この例では略１２０°間隔）に設けられている。３つのピン部材５０の位置は、上記ネジ孔２４、バネ２８及びネジ３２とは異なる角度、例えば略１５°、１３５°、２５５°の角度に設けられている。各ピン部材５０は、ブレーキヨーク１９の貫通孔５０ａに挿通されて固定され、両端が貫通孔５０ａから突出して、アーマチュア１７の貫通孔５０ｂ及びサイドプレート用アーマチュア１８の貫通孔５０ｃに摺動可能に挿入されている。
【００７４】
上記構成の変形例によれば、次のような効果を得る。すなわち、制動時、サイドプレート１６及びアーマチュア１７にはブレーキディスク１５との摩擦接触により回転力が作用するため、両プレート１６，１７の回転を防止する構造とする必要がある。本変形例では、ピン部材５０により、アーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８の回転を防止できるので、アーマチュア１７及びサイドプレート用アーマチュア１８と連結されたサイドプレート１６の回転を防止することができる。また、ピン部材５０でサイドプレート１６及びアーマチュア１７の各々の回転力を受けることにより、連結部材３５に作用する回転力を低減できる。したがって、連結部材３５のブレーキヨーク１９に対する摺動動作の確実性を高め、ブレーキ装置４Ａの信頼性をさらに向上できる。
【００７５】
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。
【００７６】
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、力等が「同一」「等しい」「均等」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「均等」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に均等」「実質的に異なる」という意味である。
【００７７】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や変形例は、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】
【００７８】
１            回転電機
３            電磁部
４            ブレーキ装置
４Ａ          ブレーキ装置
１０          シャフト
１１          回転子
１２          固定子
１５          ブレーキディスク
１６          サイドプレート（一方の第１可動プレートの一例）
１７          アーマチュア（他方の第１可動プレートの一例）
１７Ｂ        凹部
１８          サイドプレート用アーマチュア（第２可動プレートの一例）
１９          ブレーキヨーク
２８          バネ
３５          連結部材
５０          ピン部材
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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