(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制動装置の固定部に固定されたフィールドコアと、前記被制動装置の回転軸に固定されたハブと、前記回転軸に軸線方向に移動自在に配設され前記フィールドコアと前記ハブとの間に位置するアーマチュアと、前記フィールドコアに組み込まれ通電励磁時に前記アーマチュアを磁気吸引し前記フィールドコアの磁極面に吸着させる励磁コイルと、前記ハブに固着され前記励磁コイルの非励磁時に磁気吸引力によって前記ハブと前記アーマチュアを結合し前記回転軸を制動する永久磁石とを備え、
前記フィールドコアを構成する外極部材の前記被制動装置とは反対側の開口端縁に複数の係合部を形成し、
前記アーマチュアの外周縁に、前記被制動装置側に突出して前記フィールドコアの前記係合部と常時係合し、係合することにより当該アーマチュアの軸線方向の移動のみを許容し回転を阻止する複数の係合部を形成したことを特徴とする無励磁作動型電磁ブレーキ。
【請求項２】
請求項１記載の無励磁作動型電磁ブレーキにおいて、
前記永久磁石の前記アーマチュアと対向する面に緩衝板を設けたことを特徴とする無励磁作動型電磁ブレーキ。
【請求項３】
請求項１または２記載の無励磁作動型電磁ブレーキにおいて、
前記永久磁石は環状に形成され、この永久磁石が取付けられるハブの磁石取付面には前記永久磁石がはめ込まれる環状段差部が形成されていることを特徴とする無励磁作動型電磁ブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被制動装置の回転軸または駆動装置により駆動される回転部材などの被制動部材の制動装置として使用され、励磁コイルの無励磁時において前記被制動部材を静止した状態に保持する無励磁作動型電磁ブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無励磁作動型電磁ブレーキとしては、例えば特許文献１、２に開示されている電磁ブレーキが知られている。
【０００３】
前記特許文献１に開示されている無励磁作動型電磁ブレーキは、フィールドコアとアーマチュアの互いに対向する面にそれぞれ永久磁石を互いに対向させて、かつその対向面の磁極の極性が同一極性となるように配設している。そして、この電磁ブレーキは、励磁コイルヘの通電を断った無励磁状態において、前記一対の永久磁石の磁気反発力によってアーマチュアをブレーキディスクに押し付けて制動している。したがって、前記励磁コイルを通電励磁することにより、その磁束による磁気吸引力により前記アーマチュアが前記永久磁石の磁気反発力に抗して移動してフィールドコアの磁極面に磁気吸着されて、前記ブレーキディスクの制動を解放するようにしている。
【０００４】
特許文献２に開示されている無励磁作動型電磁ブレーキは、励磁コイルの無励磁時に制動用のばねによってアーマチュアをハブにシリコンゴム等からなる摩擦板を介して押し付けることにより、必要な制動力を得て、励磁コイルの通電励磁によってアーマチュアを前記ばねに抗して吸引しフィールドコアに吸着することにより、ハブを解放するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】実開平７−４１０８１号公報
【特許文献２】実開昭５７−１２２８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１に記載の無励磁作動型電磁ブレーキは、互いに対向する少なくとも２個の永久磁石を必要とするばかりか、フィールドコアとアーマチュアの対向面に永久磁石をはめ込むための凹部をそれぞれ追加加工する必要があるため、装置全体の製造コストが高くなり、低廉化を図る上で大きな障害になるという問題があった。また、永久磁石を嵌合する凹部を励磁コイルの磁気回路中に形成すると、回路中の磁気抵抗が大きくなり、永久磁石の磁気反発力に抗してアーマチュアをフィールドコア側に移動させるための磁気吸引力が低下するという問題もあった。このため、励磁コイルの電流値を大きくし磁気吸引力を大きくすることも考えられるが、その場合は発熱量および電力消費量が多くなるという新たな問題が生じる。
【０００７】
上記した特許文献２に記載の無励磁作動型電磁ブレーキは、大きな制動力を得ようとすると制動用ばね自体が大型化するため、永久磁石を用いた場合に比べて小型化することができないという問題があった。そこで、小型化を可能にするために制動用ばねの代わりに上記特許文献１に記載の電磁ブレーキのように一対の永久磁石を用いることも考えられるが、その場合は、上記特許文献１における問題が新たな問題として生じる。
さらに、コアーに突設した回転防止用のピンと、アーマチュアに形成され前記ピンが挿通される挿通孔とでアーマチュアの回転を防止しているため、ピンを要するために部品点数が増加し、またピン用の穴明け加工および打ち込み作業を必要とする。
【０００８】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、部品点数、加工工数、組立工数等を削減でき、軽量小型で安価な無励磁作動型電磁ブレーキを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、被制動装置の固定部に固定されたフィールドコアと、前記被制動装置の回転軸に固定されたハブと、前記回転軸に軸線方向に移動自在に配設され前記フィールドコアと前記ハブとの間に位置するアーマチュアと、前記フィールドコアに組み込まれ通電励磁時に前記アーマチュアを磁気吸引し前記フィールドコアの磁極面に吸着させる励磁コイルと、前記ハブに固着され前記励磁コイルの非励磁時に磁気吸引力によって前記ハブと前記アーマチュアを結合し前記回転軸を制動する永久磁石とを備え、前記フィールドコアを構成する外極部材の前記被制動装置とは反対側の開口端縁に複数の係合部を形成し、前記アーマチュアの外周縁に、前記被制動装置側に突出して前記フィールドコアの前記係合部と常時係合し、係合することにより当該アーマチュアの軸線方向の移動のみを許容し回転を阻止する複数の係合部を形成したものである。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、前記永久磁石の前記アーマチュアと対向する面に緩衝板を設けたものである。
【００１２】
さらに、本発明は、上記発明において、前記永久磁石が環状に形成され、この永久磁石が取付けられるハブの磁石取付面には前記永久磁石がはめ込まれる環状の段差部が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、永久磁石の磁気吸引力によりハブとアーマチュアを結合させることにより所定の制動力を得るようにしているので、永久磁石をハブにのみ設けるだけでよく、永久磁石の数と、ハブとアーマチュアに対する加工工数および組立工数を削減することができ、小型軽量化、さらには低廉化を可能にする。また、励磁コイルの磁束で永久磁石の磁束を相殺する必要もない。また、フィールドコアとアーマチュアに互いに係合する係合部を設け、これによりアーマチュアの軸線方向の移動のみを許容し回転を阻止するようにしたので、回転防止用の別部材を設ける必要がなく、部品点数を削減できる。
【００１５】
また、本発明においては、緩衝板を備えているので、永久磁石の磁気吸引力によりアーマチュアが永久磁石に当たったときの衝撃および磁気吸着音を吸収し、衝撃による永久磁石の破損を防止することができる。
【００１６】
さらに、本発明においては、永久磁石を環状に形成し、ハブの磁石取付面に前記磁石がはめ込まれる環状の段差部を形成しているので、磁石の部品点数が少なく、また磁石取付面の形成および磁石の位置決めが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る無励磁作動型電磁ブレーキの一実施の形態を示す無励磁状態における断面図、図２は励磁状態における断面図、図３（ａ）はフィールドコアの内極部材の正面図、（ｂ）はIII −III 線断面図、図４はフィールドコアの外極部材の斜視図、図５（ａ）はアーマチュアの正面図、（ｂ）はＶ−Ｖ線断面図である。これらの図において、全体を参照符号１で示す無励磁作動型電磁ブレーキは、被制動装置としての小型モータ２のハウジング３の一側面に複数本のボルト４によって固定されたフィールドコア５と、このフィールドコア５に組み込まれた励磁コイル６と、前記モータ２の回転軸７の前記ハウジング３から突出する突出端部７ａに止めねじ８によって固定されたハブ９と、前記回転軸７の突出端部７ａに軸線方向に移動自在に嵌装され前記フィールドコア５と前記ハブ９との間に位置するアーマチュア１０と、このアーマチュア１０を磁気吸着し、ハブ９とアーマチュア１０を機械的に結合させる制動用の永久磁石１１等を備えている。
【００１８】
前記フィールドコア５は、内極部材１２と外極部材１３の２部材によって筒状に形成され、前記アーマチュア１０を回転を防止して軸線方向に移動自在に支持している。
【００１９】
図３において、前記内極部材１２は、機械構造用低炭素鋼鋼材等の磁性材によってフランジ付き筒状体に形成されることにより、前記回転軸７の突出端部７ａが貫通する貫通孔１４を有する円筒部１２Ａと、この円筒部１２Ａの一端に一体に突設されたフランジ１２Ｂとで構成されている。円筒部１２Ａの外周面と前記外極部材１３との間には、図１に示すように前記励磁コイル６を収納する環状凹部１５が形成されている。前記フランジ１２Ｂには、前記ボルト４が挿通される３つのボルト取付孔１６と、前記外極部材１３をかしめ固定する３つの段付き孔１７が形成されている。ボルト取付孔１６は、フランジ１２Ｂの外周寄りに周方向に等間隔おいて形成されている。段付き孔１７は、ボルト取付孔１６より内側に位置し、周方向に等間隔おいて、かつ隣り合うボルト取付孔１６の間に位置するように形成されている。また、段付き孔１７は、モータ２と対向する表面に形成された周方向に長い円弧状の凹部１７ａと、この凹部１７ａの底面中央に形成されフランジ１２Ｂの裏面に開口する矩形の貫通孔１７ｂとで構成されている。
【００２０】
図４において、前記外極部材１３は、前記内極部材１２と同じく機械構造用炭素鋼鋼管等によって両端が開放している円筒状に形成され、モータ２側の開口端縁に３つのかしめ用突出部１８と、リード線引出し用溝１９が形成されている。かしめ用突出部１８は、前記フランジ１２Ｂの貫通孔１７ｂを貫通できる大きさの舌片からなり、周方向に等間隔おいて突設されている。リード線引き出し用溝１９は、隣り合う２つの突出部１８、１８間に位置するように形成されている。一方、外極部材１３のモータ２側とは反対側の開口端縁には、３つの係合部２０が形成されている。係合部２０は、外極部材１３の軸線方向に長い矩形の溝からなり外極部材１３の周方向に等間隔おいて形成されている。このような外極部材１３は、内極部材１２の円筒部１２Ａに嵌装され、かしめ用突出部１８が段付き孔１７に挿通され、その先端部が凹部１７ｂ内でかしめられることにより内極部材１２と一体的に結合され、前記励磁コイル６を覆っている。
【００２１】
前記励磁コイル６は、コイルボビン２１に巻回されている。コイルボビン２１は、励磁コイル６が巻回される円筒部２１ａと、この円筒部２１ａの両端開口部に一体に設けられた一対の鍔部２１ｂ、２１ｂとからなり、前記内極部材１２の円筒部１２Ａに嵌装され接着剤等によって固定されている。２つの鍔部２１ｂのうちモータ２側の鍔部２１ｂの外周面には、励磁コイル６のリード線２２を収納する環状溝２３が形成されている。リード線２２は、前記外極部材１３のリード線引き出し用凹部１９を通ってフィールドコア５の外部に引き出され、電源に接続される。
【００２２】
前記ハブ９は、前記内極部材１２、外極部材１３と同じく機械構造用低炭素鋼鋼材等の磁性材料によって形成され、前記回転軸７の突出端部７ａに嵌合する筒状のボス部９Ａと、このボス部９Ａの一端に一体に突設されたフランジ９Ｂとで構成されている。回転軸７の突出端部７ａは、断面Ｄ字状に形成されている。ハブ９のボス部９Ａは、前記突出端部７ａに嵌合し得るＤ字状の孔２５を有し、これによりハブ９の回転軸７に対する回転を防止している。なお、ハブ９の回転防止構造としては、これに限らずキー等を用いてもよい。フランジ９Ｂのアーマチュア１０と対向する表面２６の最外周部は、前記永久磁石１１の取付面を形成するもので、適宜な深さの環状の凹部からなり前記永久磁石１１がはめ込まれる段差部２７を有している。
【００２３】
前記永久磁石１１は、板厚方向に着磁された環状（円板状）のネオジウム焼結磁石等からなり、前記段差部２７に嵌合され、接着剤によって固定されている。永久磁石１１の前記アーマチュア１０と対向する面には、緩衝板２８が固着されている。緩衝板２８は、ポリウレタンシート等によって永久磁石１１と略同一の大きさの環状に形成されている。この緩衝板２８は、励磁コイル６の通電を絶ったとき永久磁石１１による磁気吸引力によりアーマチュア１０が当たったときの衝撃および磁気吸着音を吸収し、衝撃による永久磁石１１の破損を防止する機能と、アーマチュア１０に対する摩擦板としての機能を有している。
【００２４】
図５において、前記アーマチュア１０は、冷間圧延鋼板等の磁性材料をプレス加工により円板状に打抜き加工することにより形成され、前記回転軸７の外端部が挿通される中心孔３０と、外周縁に周方向に等間隔おいて形成された３つの係合片３１とを有している。係合片３１は、前記外極部材１３の係合部２０に係合し得る幅を有する舌片状に形成されている。この係合片３１の両側にある切り欠き溝３２は、前記係合片３１を形成するためのものである。また、係合片３１の基部３１ａは、フィールドコア５側に斜めに折り曲げられ、先端部がアーマチュア１０と平行でアーマチュア１０よりモータ２側に突出して外極部材１３との係合部３１ｂを形成し、前記係合部２０に摺動自在に挿入されている。係合部２０と係合片３１とは常時係合しており、アーマチュア１０の自由な回転を阻止している。なお、アーマチュア１０の外径は、３０ｍｍ程度であり、またブレーキ１の軸線方向の寸法も３０ｍｍ程度である。
【００２５】
このような構造からなる無励磁作動型電磁ブレーキ１は、励磁コイル６の無励磁状態において、アーマチュア１０が図１に示すように永久磁石１１の磁束３５により永久磁石１１に磁気吸着されることによりフィールドコア５の磁極面３６から離間している。ただし、フィールドコア５の係合部２０とアーマチュア１０の係合部３１ｂは係合しているので、回転軸７は制動されている。
【００２６】
励磁コイル６を通電して励磁状態にすると磁束３７が発生し、フィールドコア５とアーマチュア１０が磁束３７の磁気回路を形成する（図２参照）。このため、アーマチュア１０は、永久磁石１１の磁気吸引力に抗して磁束３７の磁気吸引力により吸引され、フィールドコア５の磁極面３６に磁気吸着される。したがって、無励磁作動型電磁ブレーキ１による回転軸７の制動が解放されてモータ２が駆動する。
【００２７】
一方、モータ２の駆動を停止した後に、励磁コイル６の通電を断って無励磁状態にすると、磁束３７は消滅する。磁束３７が消滅すると、アーマチュア１０は永久磁石１１の磁束３５による磁気吸引力によって吸引されることによりフィールドコア５から離間し、緩衝板２８を介して永久磁石１１に磁気吸着される（図１）。したがって、モータ２の回転軸７を静止した状態に保持することができる。
【００２８】
また、このような無励磁作動型電磁ブレーキ１による制動開始時において、アーマチュア１０がハブ９側に磁気吸引されたときに永久磁石１１に作用する衝撃は緩衝板２８によって吸収されるので、磁気吸着音や永久磁石１１の破損を防止することができる。さらに、制動中においては、永久磁石１１の磁気吸引力により、アーマチュア１０と永久磁石１１とで緩衝板２８を挟み込んで押圧するので、回転軸７の静止保持力を大きく設定することができる。
【００２９】
このように、本発明に係る無励磁作動型電磁ブレーキ１は、上記した特許文献１、２に記載の電磁ブレーキに比べて部品点数、加工工数、組立工数が少なく、励磁コイル６の無励磁状態において小型モータ２の回転軸７を静止した状態に保持するための小型で安価な電磁ブレーキを提供することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態で示した無励磁作動型電磁ブレーキ１は、ハブ９のフランジ９Ｂに環状の永久磁石１１を固着したが、フランジ９Ｂに複数個の永久磁石片を周方向に分割して固着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る無励磁作動型電磁ブレーキの一実施の形態を示す無励磁状態における断面図である。
【図２】励磁状態における断面図である。
【図３】（ａ）はフィールドコアの内極部材の正面図、（ｂ）はIII −III 線断面図である。
【図４】フィールドコアの外極部材の斜視図である。
【図５】（ａ）はアーマチュアの正面図、（ｂ）はＶ−Ｖ線断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…無励磁作動型電磁ブレーキ、３…ハウジング、５…フィールドコア、６…励磁コイル、７…回転軸、９…ハブ、１０…アーマチュア、１１…永久磁石、２０…係合部、２７…段差部、２８…緩衝板、３１ｂ…係合部、３６…磁極面。
【図１】
0005046851.tif 000002
【図２】
0005046851.tif 000003
【図３】
0005046851.tif 000004
【図４】
0005046851.tif 000005
【図５】
0005046851.tif 000006