特開 2023-19157 モータ用電磁ブレーキ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023019157

(43)【公開日】2023-02-09

(54)【発明の名称】モータ用電磁ブレーキ装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/12 20060101AFI20230202BHJP

   H02K 7/102 20060101ALI20230202BHJP

【ＦＩ】

F16D65/12 X

H02K7/102

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021123664

(22)【出願日】2021-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】000180025

【氏名又は名称】山洋電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】山口 政裕

【テーマコード（参考）】

3J058

5H607

【Ｆターム（参考）】

3J058AA43

3J058AA48

3J058AA53

3J058AA69

3J058AA78

3J058AA88

3J058BA41

3J058CB20

3J058CC13

3J058CC77

3J058DD10

3J058DD19

3J058FA42

5H607BB01

5H607CC03

5H607DD03

5H607EE07

5H607EE10

5H607EE18

(57)【要約】

【課題】ブレーキ非作動時に空転摩耗が生じないモータ用電磁ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】モータ用電磁ブレーキ装置は、モータの回転軸部２を回転可能に収容するハウジング１と、回転軸部２の外周に取り付けられたハブ３と、ハブ３とともに回転し、回転軸線Ｌの方向に移動可能な摩擦部材４を有する。摩擦部材４は、板状部４１と、板状部４１の外径部に設けられた摩擦部４２とを有する。ハブ３の回転軸線Ｌの方向の両面に摩擦部材４の少なくとも一部を覆う一対の保持板７が設けられている。一対の保持板７の内径部７２が、ハブ３に固定されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ用電磁ブレーキ装置であって、
モータの回転軸部を回転可能に収容するハウジングと、
前記回転軸部の外周に取り付けられたハブと、
前記ハブとともに回転可能であり、回転軸線の方向に移動可能な摩擦部材と、
を備え、
前記摩擦部材は、板状部と、当該板状部の外径部に設けられた摩擦部とを有し、
前記ハブの前記回転軸線の方向の両面に前記摩擦部材の少なくとも一部を覆う一対の保持板が設けられており、
前記一対の保持板の内径部がハブに固定されている、
ことを特徴とするモータ用電磁ブレーキ装置。

【請求項2】

前記摩擦部材と前記ハウジングの接触部とを接触または離間させる弾性部材と、
前記弾性部材が前記摩擦部材と前記接触部とを接触させる場合、摩擦部材と前記接触部とを離間させて、前記弾性部材が前記摩擦部材と前記接触部とを離間させる場合、摩擦部材と前記接触部とを接触させる電磁石と、
をさらに備える、請求項１に記載のモータ用電磁ブレーキ装置。

【請求項3】

前記一対の保持板の外径部は摩擦部材に沿って設けられている、請求項１または請求項２に記載のモータ用電磁ブレーキ装置。

【請求項4】

前記一対の保持板の内径部がハブにカシメピンで固定されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ用電磁ブレーキ装置。

【請求項5】

前記一対の保持板の各々は、前記内径部と、前記外径部と、前記内径部と前記外径部との間を前記回転軸線の方向につなぐ弾性変形部を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ用電磁ブレーキ装置。

【請求項6】

前記一対の保持板の前記内径部は、前記摩擦部材を全周に渡って間に挟み込んでいる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のモータ用電磁ブレーキ装置。

【請求項7】

前記前記一対の保持板の各々は、前記摩擦部材の内径の８０％以上、または、前記摩擦部材の外径の６５％以上の径を有する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモータ用電磁ブレーキ装置。

【請求項8】

前記カシメピンは、複数のカシメピンを有し、
前記複数のカシメピンは、同心円状に等配されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のモータ用電磁ブレーキ装置。

【請求項9】

前記一対の保持板の各々は、内部が円形に切り抜かれた金属製の円板である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のモータ用電磁ブレーキ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ用電磁ブレーキ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非通電時にスプリングの力でブレーキ動作をする無励磁作動形の電磁ブレーキや、通電時に電磁石の電磁力でブレーキ動作をする励磁作動形の電磁ブレーキが知られている。無励磁作動形の電磁ブレーキ及び励磁作動形の電磁ブレーキは、摩擦板が回転軸方向に移動可能な状態で取り付けられているため、ブレーキ非作動時に摩擦板が自重によりプレートに押し付けられて、空転摩耗が生じる。例えば、特許文献１には、空転摩耗を防止するブレーキ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７ー２５２１１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に係るブレーキ装置は、支持バネで摩擦板を保持することで、ブレーキ非作動時の空転摩耗を防止している。しかしながら、支持バネは摩擦板に線接触しているため、回転動作時に摩擦板の振動が発生し回転が安定しない恐れがある。

【0005】

そこで、本発明は、ブレーキ非作動時に空転摩耗が生じないモータ用電磁ブレーキ装置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】

本発明の一側面に係るモータ用電磁ブレーキ装置は、モータの回転軸部を回転可能に収容するハウジングと、前記回転軸部の外周に取り付けられたハブと、前記ハブとともに回転可能であり、前記回転軸線の方向に移動可能な摩擦部材を有する。前記摩擦部材は、板状部と、当該板状部の外径部に設けられた摩擦部とを有する。前記ハブの前記回転軸線の方向の両面に前記摩擦部材の少なくとも一部を覆う一対の保持板が設けられている。前記一対の保持板の内径部がハブに固定されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明のモータ用電磁ブレーキ装置によれば、支持板がハブにカシメピンで固定され、支持板により摩擦板が両側から保持されることで回転軸線方向の位置が保持されている。このため、ブレーキ非作動時に摩擦板が自重によりプレートに押し付けられることによる空転摩耗を防止することができ、

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る、モータ用電磁ブレーキ装置のブレーキ非作動状態を示す図である。

【図2】摩擦部材の斜視図である。

【図3】摩擦部材とハブとが組付けられた一部断面の斜視図である。

【図4】一対の保持板の斜視図である。

【図5】摩擦部材をハブに組付けた様子の断面を示す図である。

【図6】本実施形態に係る、モータ用電磁ブレーキ装置のブレーキ作動状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

【0010】

図１は、本実施形態に係る、モータ用電磁ブレーキ装置のブレーキ非作動状態を示す図である。図１に示したように、モータ用電磁ブレーキ装置は、回転軸線Ｌ回りに回転する回転軸部２と、ハブ３と、摩擦部材４と、弾性部材５と、電磁石６と、保持板７と、ハウジング１を有する。

【0011】

回転軸部２は、図示せぬモータにより回転軸線Ｌ回りに回転される。回転軸部２は、モータの出力軸に接続される。回転軸部２は、ハウジング１に対して図示せぬ軸受により回転可能に支持されている。

【0012】

ハブ３は、回転軸部２の外周に取り付けられている。ハブ３は円筒状の本体部３２と、本体部３２から外周に広がるフランジ部３１とを有している。例えば、本体部３２の内周面と回転軸部２の外周面とにスプライン溝あるいはキー溝が設けられており、回転軸部２とハブ３は互いに相対回転不能になっている。あるいは単にハブ３に回転軸部２に圧入されて互いに相対回転不能とされていてもよい。

【0013】

図２は、摩擦部材４の斜視図である。摩擦部材４は、中央に回転軸部２およびハブ３が挿通される偏平なリング状の部材である。摩擦部材４は、板状部４１と、一対の摩擦部４２とを有する。摩擦部４２は、ブレーキシューであり高摩擦係数を有する部材である。一対の摩擦部４２は、板状部４１の回転軸線Ｌ方向の一方側と他方側に貼り付けられている。回転軸線Ｌ方向に直交する方向を径方向と呼ぶ。板状部４１を任意の割合で径方向に二分割し、内側の部分を内径部、外側の部分を外径部と呼ぶ。摩擦部４２は板状部４１の外径部に設けられている。

【0014】

図３は、摩擦部材４とハブ３とを組み合わせた様子を示す斜視図である。説明の便宜上、一部を切り欠いて示している。図３に示すように、ハブ３のフランジ部３１の外周面にはスプライン溝が設けられている。摩擦部材４の板状部４１の内周面にも、フランジ部３１に対応する形状のスプライン溝が設けられている。このスプライン溝は、摩擦部材４の板状部の内径部に設けられ、外径部には到達していない。つまり、径方向について、スプライン溝の底は摩擦部材４の摩擦部４２まで到達していない。

【0015】

摩擦部材４はハブ３に対してこのスプライン溝同士が噛み合うように、スプライン係合している。このため、摩擦部材４はハブ３に対して、回転軸線Ｌ回りには相対回転せず、かつ、回転軸線Ｌ方向に移動可能である。つまり、摩擦部材４はハブ３とともに回転可能である。

【0016】

図４は、一対の保持板７の斜視図である。保持板７は、底の無い皿形状の部材である。保持板７の中央には、回転軸部２およびハブ３が挿通される孔が設けられている。保持板７はそれぞれ、内径部７２と、外径部７１と、弾性変形部７３を有する。内径部７２と外径部７１とは、回転軸線Ｌ方向の位置が異なっている。このため、弾性変形部７３は、内径部７２と外径部７１との間を、径方向に接続しているし、また、回転軸線Ｌの方向にも接続している。また、弾性変形部７３には、回転軸線Ｌ方向に貫通する複数の孔部７５が設けられている。これらの孔部７５は周方向に沿って等間隔で配列されている。この孔部７５によって弾性変形部７３は他の部位よりも弾性変形しやすくなっている。

【0017】

それぞれの保持板７の内径部７２には、複数の回転軸線Ｌ方向に貫通したカシメピン挿入穴７４が設けられている。これらカシメピン挿入孔７４は周方向に等間隔で配列されている。カシメピン挿入穴７４はカシメピン８が挿入されて、一対の保持板７の内径部７２がハブ３のフランジ部３１に固定される構造となっている。

【0018】

図５は、摩擦部材４をハブ３に組付けた様子の断面を示す図である。図５に示すように、摩擦部材４は、一対の保持板７に回転軸線Ｌ方向に挟まれて保持されている。一対の保持板７の内径部７２は、ハブ３のフランジ部３１の回転軸線Ｌ方向の一方側の面および他方側の面に固定されている。一対の保持板７の内径部７２の間にフランジ部３１を挟み込んだ状態で、カシメピン８がこれらを挿通している。カシメピン８は、保持板７の内径部７２のカシメピン挿入孔７４に挿入されている。一対の保持板７の外径部７１は、回転軸線Ｌ方向に摩擦部材４の内径部を挟み込んでいる。
内径部７２は、図示したように摩擦部材４を全周に渡って間に挟み込んでもよい。あるいは、内径部７２に切り欠きあるいは孔を設けて、内径部７２の一部が摩擦部材４に接触する構成としてもよい。

【0019】

摩擦部材４にハブ３に対して回転軸線Ｌ方向に変位させる力が作用すると、保持板７の弾性変形部７３が変形し、摩擦部材４にハブ３に対して回転軸線Ｌ方向に変位することが許容される。なお、図３で説明したように、摩擦部材４はハブ３に対して回転軸線Ｌ回りに相対回転することはない。

【0020】

図１に戻り、ハウジング１は、サイドプレート１２と、アーマチュア１３と、ヨーク１４を備えている。回転軸線Ｌ方向について、摩擦部材４はサイドプレート１２とアーマチュア１３の間に位置している。アーマチュア１３は、ヨーク１４に対して回転軸線Ｌ方向に変位可能である。弾性部材５は、アーマチュア１３をヨーク１４から離間させる方向に弾性復元力を作用させている。

【0021】

電磁石６は、ヨーク１４に固定されている。電磁石６に通電すると、アーマチュア１３をヨーク１４側に引き寄せる方向に電磁力が生じる。図１に示したブレーキ非作動状態においては、電磁石６に通電されており、アーマチュア１３は弾性部材５の弾性復元力に抗してヨーク１４側に引き寄せられている。このため、摩擦部材４はアーマチュア１３およびサイドプレート１２に接触しておらず、ブレーキ力が生じていない。

【0022】

図６は、モータ用電磁ブレーキ装置のブレーキ作動状態を示す図である。図６に示したように、電磁石６に通電されない無励磁状態においては、弾性部材５の弾性復元力により、アーマチュア１３がヨーク１４から離間させる方向に移動する。すると、摩擦部材４の摩擦部４２がサイドプレート１２とアーマチュア１３とに挟まれ、ブレーキ力が生じる。つまり、弾性部材は、摩擦部材４をハウジング１のサイドプレート１２とアーマチュア１３（接触部）に接触させる。
この際に、摩擦部４２はアーマチュア１３により回転軸線Ｌ方向のサイドプレート１２側に押される。保持板７の弾性変形部７３が変形することにより、摩擦部４２を支持している保持板７の外径部７１が内径部７２に対して回転軸線Ｌ方向のサイドプレート１２側に変位することが許容される。

【0023】

図６に示した状態から再び図１に示すように電磁石６に通電されると、アーマチュア１３に弾性部材５の弾性復元力が作用しなくなる。すると、保持板７の弾性変形部７３は自身の弾性復元力により元の形状に戻り、摩擦部材４をサイドプレート１２およびアーマチュア１３から離間した位置に保持する。

【0024】

以上説明したように、本実施形態のモータ用電磁ブレーキ装置は、一対の保持板７の内径部７２はフランジ部３１にカシメピン８で固定され、一対の保持板７の外径部７１は摩擦部材４に面接触してその間に挟み込んでいる。保持板７が弾性変形してハブ３に対して摩擦部材４を回転軸線Ｌ方向に移動可能に支持しているので、ブレーキ作動時には摩擦部材４を接触部（サイドプレート１２およびアーマチュア１３）に接触させる位置に移動することを許容しつつ、ブレーキ非作動時には摩擦部材４を接触部から離間した位置に安定的に保持することができる。
これにより、特許文献１のようにブレーキ非作動時に摩擦部材が自重によりサイドプレートに押し付けられて、摩擦部材とサイドプレートがモータ回転時に空転摩耗することを防止できる。

【0025】

また、例えば特許文献１では、保持バネは摩擦部材に線接触していた。これに対して、本実施形態のモータブレーキ装置によれば、一対の保持板７の外径部７１は摩擦部材４に面接触して間に挟み込んでいる。このため、ブレーキ非作動時の摩擦部材４の振動が低減され、回転軸部２を安定して回転させることができる。なお、この回転軸部２の回転安定性の観点から、保持板７の直径は、摩擦部材４の内径４１ａの８０％以上、または、摩擦部材４の外径４１ｂの６５％以上であることが望ましい。

【0026】

また、一対の保持板７の内径部７２がハブ３のフランジ部３１に固定される際、弾性変形部７３が弾性変形し、一対の保持板７の外径部７１が摩擦部材４に沿って設けられていて、摩擦部材４に面接触して挟み込む構造となっている。そのため、一対の保持板７が摩擦部材４を挟み込む面積を確保しつつ、小さい力で摩擦部材４を回転軸線Ｌの方向に固定できる。これにより、モータの回転動作時の摩擦部材４の振動を低減し、モータの回転の安定性を向上することができる。
さらに、複数のカシメピン挿入穴７４は、一対の保持板７の内径部７２に同心円状に等配されているため、複数のカシメピン８も同心円状に等配される。そのため、ブレーキ作動時にブレーキのトルクの妨げにならないように、小さい力で摩擦部材４を回転軸線Ｌ方向に固定することができる。これにより、回転時の摩擦部材４の振動を低減し、回転の安定性を向上することができる。

【0027】

また、一対の保持板７の各々は、内径部７２と、外径部７１と、内径部７２と外径部７１との間を回転軸線Ｌの方向につなぐ弾性変形部７３を有してもよい。
上記構成によれば、保持板７の外径部７１と内径部７２の回転軸線Ｌ方向の変位を許容させる変形を、弾性変形部７３で制御することができる。つまり、摩擦部材４の回転軸線Ｌ方向の位置を保持する力を、弾性変形部７３の曲げやすさで管理することができる。用途によって摩擦部材４の回転軸線Ｌ方向の位置を保持する力が異なるが、設計時に弾性変形部７３の曲げやすさを指標にこの力を調整することが容易である。

【0028】

以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。具体的には、本実施形態では、非通電時にスプリングの力でブレーキ動作をする無励磁作動形の電磁ブレーキを例として説明したが、通電時に電磁石の電磁力でブレーキ動作をする励磁作動形の電磁ブレーキであってもよい。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

【符号の説明】

【0029】

１ ハウジング
２ 回転軸部
３ ハブ
４ 摩擦部材
５ 弾性部材
６ 電磁石
７ 保持板
８ カシメピン
１１ 接触部
１２ サイドプレート
１３ アーマチュア
１４ ヨーク
３１ フランジ部
３２ 本体部
４１ 板状部
４２ 摩擦部
４１ａ 内径
４１ｂ 外径
７１ 外径部
７２ 内径部
７３ 弾性変形部
７４ カシメピン挿入穴
７５ 孔部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】