(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の回転軸に固着されたハブと、
コイルとコイルばねとを有し、前記ハブと軸方向の反対側の端部に配置されたフィールドコアと、
ガイドスペーサを貫通して、前記フィールドコアの前記コイルおよび前記コイルばねより半径方向内方にねじ込まれたボルトの先端に固定されて、前記フィールドコアと一体化されたプレートと、
前記ハブの外周に固着され、その外方端部が前記フィールドコア側に向けて直角に折曲げられて前記プレートの外周面を越えて配置されたばね板と、
前記ばね板の先端の内周に付着された環状部材を介して前記ばね板の先端に係合され、前記フィールドコアと前記プレートとの軸方向の中間に配置されたブレーキディスクと、
該ブレーキディスクと前記フィールドコアとの軸方向の中間に配置され、前記コイルが励磁された場合は、前記コイルばねに抗して前記フィールドコアに吸引されるアーマチュアと、
を含んで成ることを特徴とする無励磁作動型摩擦ブレーキ。
【請求項２】
前記ばね板の先端には、前記環状部材に代えて、半径方向内方に突出する複数の突出部が形成され、
前記ブレーキディスクの外周には、前記突出部と相互に係合する複数の切欠きが形成され、
前記突出部の内周面と、前記切欠きの外周面とが軸方向に摺動可能に係合し、摺動部の円周方向のバックラッシの円周角度を極めて小さくすることを特徴とする請求項１に記載の無励磁作動型摩擦ブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無励磁作動型摩擦ブレーキの改良に関し、特に無励磁作動型摩擦ブレーキのトルクの増大を計りハブとディスクのスプライン係合により生ずる回転方向のバックラッシによる叩き音、 特に正、 逆回転方式の場合を減少させるための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、 従来の無励磁作動型摩擦ブレーキの縦断面図を示すものであって、この図を参照して構造を説明する。
例えば、 モータの回転軸１にハブ２がキー２ａなどで固定され、 ハブ２とスプラインＳで係合するディスク３の両摩擦面４、４′が、 それぞれ、 アーマチュア５とプレート６とに接触する。
アーマチュア５は、 ロックナットを兼ねるガイドスペーサ７に案内されて軸線方向の両側に動くようになっている。
一方、プレート６では皿穴６ａは通常円周方向等分角の３個に係合され、 図示しない皿頭ボルトによりフィールドコア８へ引き寄せられるが、 通常円周方向等分角に３個のボルト９の頭部９ａに衝き当たって、アーマチュア５の移動量を定め、その位置に固定される。
さらにプレート６はボルト等により、 例えばモータの本体等の固定体に取り付けられ、フィールドコア８には通常円周方向に等分角にされた３個のコイルばね１０およびコイル１１が設けられ、８ａ、８ｂは、 それぞれフィールドコア８の外径側磁極と内径側磁極とである。
【０００３】
作動について説明すると、コイル１１に通電されない場合は、アーマチュア５がコイルばね１０に押されて、 ディスク３をプレート６に対して押し付けて挟み込み、ディスク３の図で左方の摩擦面４と、その反対側の摩擦面４′の摩擦力によりディスク３、従って回転軸１の回転は制動されて停止する。
コイル１１に通電されると、 コイルばね１０の力に抗して磁極８ａ、８ｂにアーマチュア５が引き付けられ、ディスク３は自由になるので回転軸１は自由に回転する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の無励磁作動型摩擦ブレーキは、部品点数もかなり少なくコンパクトで優れたブレーキ特性を有するが、
１）さらにトルクの増大を計り、
２）ハブとブレーキディスクのスプライン係合より生ずる回転方向のバックラッシによる叩き音、 特に正、 逆回転方式の場合を減少させることが本発明に課された課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記の１）項に対してはブレーキディスクの摩擦面の平均半径を増大することにより、また、２）項に対しては、回転軸に固定したハブと、ブレーキディスクまたは摩擦棒との軸方向摺動部の位置半径を大きくすることにより課題を解決した。
具体的には、請求項１に記載のように本発明に係る無励磁作動型摩擦ブレーキは、棒状の回転軸に固着されたハブと、コイルとコイルばねとを有し、前記ハブ
と軸方向の反対側の端部に配置されたフィールドコアと、ガイドスペーサを貫通して、前記フィールドコアの前記コイルおよび前記コイルばねより半径方向内方にねじ込まれたボルトの先端に固定されて、前記フィールドコアと一体化されたプレートと、前記ハブの外周に固着され、その外方端部が前記フィールドコア側に向けて直角に折曲げられて前記プレートの外周面を越えて配置されたばね板と、前記ばね板の先端の内周に付着された環状部材を介して前記ばね板の先端に係合され、前記フィールドコアと前記プレートとの軸方向の中間に配置されたブレーキディスクと、該ブレーキディスクと前記フィールドコアとの軸方向の中間に配置され、前記コイルが励磁された場合は、前記コイルばねに抗して前記フィールドコアに吸引されるアーマチュアと、を含んで成ることを特徴とする。
また、請求項２に記載のように、前記ばね板の先端に、上記の環状部材に代えて、半径方向内方に突出する複数の突出部を形成し、前記ブレーキディスクの外周に、前記突出部と相互に係合する複数の切欠きを形成し、前記突出部の内周面と、前記切欠きの外周面とを軸方向に摺動可能に係合させ、摺動部の円周方向のバックラッシの円周角度を極めて小さくするようにしてもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明による無励磁作動型摩擦ブレーキの、 第１の実施の形態として本願の請求項１に記載された半体縦断面図を図１に示し、図１４と同じ部品には同じ符号を付し、異なる点のみを説明する。
回転軸１に固定されたハブ１２に複数個の直角曲げ部１２ｃを有する円板状のばね板１２ａを取り付け、環状のブレーキディスク１３を、環状部材１２ｂとともにその端縁部１２ｄにねじ止めする。
ボルト９と、その軸方向内周のガイドスペーサ７とは、アーマチュア１５とフィールドコア８の中心軸線に近い位置に取り付けられる。
従って、ブレーキディスク１３のアーマチュア１５と、プレート１６との各摩擦面１４、１４ａの平均半径は従来より遥かに大きく、 伝達トルクは増大されるとともに、 ハブ１２、ばね板１２ａ、環状部材１２ｂを介するブレーキディスク１３と回転軸１との間には摺動隙間がなく、従って回転方向のバックラッシは生じない。
【０００７】
図２（Ａ）に、第２の実施の形態として、請求項２に記載された無励磁作動型摩擦ブレーキの部分縦断面図を示し、図２（Ａ）のＡ矢視図を図２（Ｂ）に、 図２（Ａ）のブレーキディスク２３、円板２２の拡大斜視図を、 それぞれ、図２（Ｃ）と図２（Ｄ）とに示す。
図１に示したハブ１２と同様に、この実施の形態でハブに固定されるばね板２２ａの直角曲げ部２２ｃには、図２（Ｄ）に示すような突出部２２ｂが複数個設けられ、一方ブレーキディスク２３の外周には図２（Ｃ）に示すような切欠き２３ｃが複数個設けられ、突出部２２ｂと切欠き２３ｃとは、図２（Ａ）と図２（Ｂ）に示すように軸線方向に摺動可能に係合する。
その他は、図１と同様で伝達トルクが増大することは第１の実施の形態と同じであるが、図２（Ｂ）に示されるように、 突出部２２ｂと切欠き２３ｃとの円周方向の隙間ａはブレーキディスク２３の外周に生ずるため、バックラッシの円周角度としては小さく加工精度も高いので、叩き音は大幅に小さくなる。
【０００８】
図３（Ａ）は第３の実施の形態としての半体縦断面図であり、図３（Ａ）のホルダ３２の拡大部分斜視図を図３（Ｂ）に示す。
回転軸にキー等で固定されるホルダ３２（ハブ）の外周近くに、黄銅などのブシュ３２ａを有する複数個の穴３２ｂが設けられ、この穴３２ｂ内に摩擦材製の棒３３が軸線方向に摺動可能に挿入される構造である。ホルダ３２の穴３２ｂと棒３３との間の隙間は、ホルダ３２の外周近くではバックラッシの円周角度は極めて小さくできる。
図４に第４の実施の形態としての部分拡大図を示す。
この第４の実施の形態では、第３の実施の形態で使用した摩擦材製の棒３３に代え棒４３が使用される。この棒４３は本体４３ａが低価格の金属またはプラスチック製で、その両端部４３ｂは高価な摩擦材料で作られ、 それ以外の部材は図３（Ａ）と同様である。
【０００９】
第５の実施の形態としての半体縦断面図を図５に示す。
円板状ばね５３ａの半径方向の内周と外周とを、 それぞれ、 ハブ１２の外周とブレーキディスク５３の内周とに固定し、円板状ばね５３ａと、ハブ１２およびブレーキディスク５３とを一体化したものである。
円板状ばね５３ａは回転方向にはばね常数が大であり、軸線方向のばね常数は小であるため、回転軸１の回転トルクはブレーキディスク５３に伝動されるが、ブレーキディスク５３は軸線方向にはアーマチュア５の動きに従って移動するようになっていて円周方向のバックラッシは皆無となる。
円板状ばね５３ａの材質は、鉄系、銅系、アルミニウム系の金属材料や、プラスチック系、ゴム系等の非金属材料が使用される。
【００１０】
図６に、第６の実施の形態としての半体縦断面図を示す。
ぜんまい状ばね５６ｂの半径方向内、外の端部を、 それぞれハブ１２とブレーキディスク５３ｃに取り付け、 前記３者を一体化したもので、材質、作用、効果は前記第５の実施の形態の場合と同様である。
図７に、第７の実施の形態としての半体縦断面図を示す。
ブレーキディスク５３ｃの軸方向の中央内側にある環状リング部５３ｄの軸方向の左、右両側に１対の蛇腹状ばね５６ｅ、５６ｆを配置し、蛇腹状ばね５６ｅ、５６ｆとハブ１２およびブレーキディスク５３ｃを一体化したもので、材質、作用、効果は前記第５の実施の形態と同様である。
【００１１】
第８の実施の形態としての半体縦断面図を図８（Ａ）に示し、図８（Ａ）の異方性部材６３ａの断面拡大図を図８（Ｂ）に示す。
図８（Ｂ）に示されるようにゴム、プラスチック等のリング状弾性体６１は、複数枚の薄板６２により補強され、内、外周面には、それぞれ保護板６４、６５を備えて回転方向に対してばね常数が小であり、軸線方向には、ばね常数が大で保護板６４、６５は、それぞれ、ハブ１２とブレーキディスク６３の中間に固着される。
従って図８（Ａ）に示すように回転方向のバックラッシは零となる。
図９に、第９の実施の形態としての異方性部材６３ｂの断面拡大図を示す。
図８（Ｂ）に示した補強薄板６２の代わりに、ワイヤ６２ａが補強材として使用されるもので、それ以外は第８の実施の形態と同様である。
【００１２】
第１０の実施の形態として、ハブとブレーキディスクの係合部分の正面図を図１０に示す。
角形断面を有するハブ７２と、同じく角形穴７３ａを有するブレーキディスク７３との係合部間に異方性部材７４が詰められる。
この部材７４の補強材７４ａは、 回転軸１の回転方向に連続した構成であり、材質は第８の実施の形態の図８（Ｂ）と同様であり、この係合部以外は図９に示す構成と同じで円周方向のバックラッシは零である。
図１１は、本願の第１１の実施の形態を示すハブとブレーキディスクの係合部分の正面図であり、図１０に示す異方性部材７４に代えて、補強材７５ａが回転方向に不連続に構成される異方性部材７５が使用される。
【００１３】
第１２の実施の形態としての半体断面図を、図１２に示す。
構成は図８に示した第８の実施の形態と同様であるが、異方性部材８４は補強材を有しないゴム、プラスチック等の弾性体で、厚さｔと幅ｗの比ｔ／ｗを、例えば１以下に調整して異方性を持たせたものである。
図１３に、第１３の実施の形態としてのハブとブレーキディスクの係合部分の正面図を示す。角形断面を有するハブ９２と角形穴９３ａを有するブレーキディスク９３とが係合する四隅に生ずる空間にゴム、プラスチック等の異方性部材９４が配置される。
【００１４】
【発明の効果】
上記に示す通り、本発明による無励磁作動型摩擦ブレーキでは、大きさを変えないで摩擦面積の平均半径を大きくすることにより、伝動トルクの増大が得られ、ハブとディスクをばねで一体化することによりバックラッシを減少し、または零にして叩き音を低減、または全く無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無励磁作動型摩擦ブレーキの第１の実施の形態の半体縦断面図である。
【図２】同図（Ａ）は第２の実施の形態の部分縦断面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ矢視図で、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のブレーキディスクの拡大斜視図で、同図（Ｄ）は同図（Ａ）のばね円板の拡大斜視図である。
【図３】同図（Ａ）は第３の実施の形態の半体縦断面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のホルダの拡大斜視図である。
【図４】第４の実施の形態の部分拡大図である。
【図５】第５の実施の形態を示す部分拡大図である。
【図６】第６の実施の形態を示す半体縦断面図である。
【図７】第７の実施の形態を示す半体縦断面図である。
【図８】同図（Ａ）は第８の実施の形態を示す半体縦断面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の異方性部材の断面拡大図である。
【図９】第９の実施の形態を示す異方性部材の断面拡大図である。
【図１０】第１０の実施の形態を示すハブとブレーキディスクの係合部分の正面図である。
【図１１】第１１の実施の形態を示すハブとブレーキディスクの係合部分の正面図である。
【図１２】第１２の実施の形態を示す半体縦断面図である。
【図１３】第１３の実施の形態を示すハブとブレーキディスクの係合部分の正面図である。
【図１４】従来の無励磁作動型摩擦ブレーキの縦断面図である。
【符号の説明】
１：回転軸
７：ガイドスペーサ
８：フィールドコア
９ａ：先端
１０：コイルばね
１１：コイル
１２、７２、９２：ハブ
１２ａ：ばね板
１２ｂ：環状部材
１３、２３、５３、５３ｃ、６３、７３、８３、９３：ブレーキディスク
１５：アーマチュア
１６：プレート
２２：ばね円板
２２ｂ：突出部
２２ｃ：直角曲げ部
２３ｃ：切欠き
３２：ホルダ
３２ｂ：穴
３３：棒
４３ａ：本体
４３ｂ：両端部
５３ａ：円板状ばね
５３ｄ：環状リング部
５６ｂ：ぜんまい状ばね
５６ｅ、５６ｆ：蛇腹状ばね
６２：薄板
６２ａ：ワイヤ
６３ａ：リング状弾性体
６４、６５：保護板
７３ａ、９３ａ：角形穴
７４、７５、８４、９４：異方性部材
７４ａ、７５ａ：補強材
ｔ：厚さ
ｗ：幅
【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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【図１４】
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