JP7639658B2 - Electromagnetic Brake Device - Google Patents
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Description
この発明は、電磁ブレーキ装置に関する。 This invention relates to an electromagnetic brake device.
電磁ブレーキ装置の従来技術としては、例えば、特許文献1に開示された電磁ブレーキ付作業車両が知られている。特許文献1に開示された電磁ブレーキ付作業車両は、芝刈車両であり、左右の車輪に対応して左右の電磁ブレーキが設けられている。各電磁ブレーキは、電源であるバッテリから電力供給されることにより、対応する車輪の制動解除動作を行い、バッテリからの通電が遮断されることにより、対応する車輪の制動動作を行う。 As a conventional technology for an electromagnetic brake device, for example, a work vehicle with an electromagnetic brake disclosed in Patent Document 1 is known. The work vehicle with an electromagnetic brake disclosed in Patent Document 1 is a lawnmower vehicle that is provided with left and right electromagnetic brakes corresponding to the left and right wheels. Each electromagnetic brake releases the brake on the corresponding wheel when power is supplied from a battery, which serves as a power source, and brakes the corresponding wheel when power from the battery is cut off.
具体的には、バッテリに、共通ブレーキ解除手段であるブレーキリレーを介して左右の電磁ブレーキが接続されている。ブレーキリレーは、左右の電磁ブレーキで共通に接続され、走行用モータの動作を総合的に制御するECUから出力される制御信号によりオンオフが制御される。例えば、ブレーキペダルが操作されてオンされる場合、ECUから出力され、ブレーキリレーで取得される制御信号は0となる。この場合、ブレーキリレーはオフされて、バッテリから左右の電磁ブレーキへの通電は遮断され、車輪が制動する。なお、ブレーキペダルがオンされた場合、ブレーキペダルの周辺部に設けられたブレーキセンサからブレーキがオンされたことを表す信号がECUに出力され、ブレーキペダルがオフされた場合、ブレーキセンサからブレーキがオフされたことを表す信号がECUに出力される。 Specifically, the left and right electromagnetic brakes are connected to the battery via a brake relay, which is a common brake release means. The brake relay is commonly connected to the left and right electromagnetic brakes, and is turned on and off by a control signal output from an ECU that comprehensively controls the operation of the driving motor. For example, when the brake pedal is operated to turn on, the control signal output from the ECU and acquired by the brake relay is 0. In this case, the brake relay is turned off, current flow from the battery to the left and right electromagnetic brakes is cut off, and the wheels are braked. When the brake pedal is turned on, a signal indicating that the brakes are on is output from a brake sensor provided around the brake pedal to the ECU, and when the brake pedal is turned off, a signal indicating that the brakes are off is output from the brake sensor to the ECU.
しかしながら、特許文献1に開示された電磁ブレーキ付作業車両では、ECUがブレーキセンサからブレーキがオフされたことを表す信号によって電磁ブレーキの制動が解除されていることを間接的に検知しているに過ぎないという問題がある。例えば、電磁ブレーキが制動状態であるにも関わらず、何らかの原因でブレーキがオフされたことを表す信号がECUに入力され、制動状態のままで走行用モータを駆動すると、電磁ブレーキが損傷するおそれがある。 However, the electromagnetic brake-equipped work vehicle disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the ECU only indirectly detects that the electromagnetic brake has been released by a signal from the brake sensor indicating that the brake has been released. For example, even if the electromagnetic brake is in a braking state, if a signal indicating that the brake has been released is input to the ECU for some reason, and the driving motor is driven while the brake is still applied, there is a risk of damaging the electromagnetic brake.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、電磁ブレーキ装置の非制動状態を確実に検出することが可能な電磁ブレーキ装置の提供にある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and the object of the present invention is to provide an electromagnetic brake device that can reliably detect the non-braking state of the electromagnetic brake device.
上記の課題を解決するために、本発明は、ブレーキステータと、前記ブレーキステータに対して回転可能な回転軸と、前記回転軸に固定されるブレーキ板と、前記ブレーキステータと前記ブレーキ板との間に介在されるブレーキアーマチュアと、通電により前記ブレーキアーマチュアを前記ブレーキステータへ吸着させる吸着機構と、前記ブレーキアーマチュアを前記ブレーキステータから離間させる方向へ付勢する付勢部材と、を有し、前記吸着機構を制御するとともに、前記吸着機構への通電に基づいて非制動状態を検出するコントローラと接続される電磁ブレーキ装置において、前記ブレーキアーマチュアと前記ブレーキ板の外周を覆うカバー部と、前記カバー部に設けられた貫通孔と、前記貫通孔を塞ぐ蓋部材と、前記コントローラと接続され、前記貫通孔を通じて挿入されることにより前記ブレーキアーマチュアと前記ブレーキステータとの間に介在されるシート状の感圧センサと、を有し、前記感圧センサの厚みは、前記ブレーキステータと前記ブレーキアーマチュアとの隙間よりも小さく、前記コントローラは、前記感圧センサが前記ブレーキアーマチュアと前記ブレーキステータとにより挟圧されたときに受ける荷重に応じて出力する信号に基づいて非制動状態を検出することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an electromagnetic brake device comprising a brake stator, a rotating shaft rotatable relative to the brake stator, a brake plate fixed to the rotating shaft, a brake armature interposed between the brake stator and the brake plate, an attraction mechanism that attracts the brake armature to the brake stator when current is applied, and a biasing member that biases the brake armature in a direction away from the brake stator, the electromagnetic brake device being connected to a controller that controls the attraction mechanism and detects a non-braking state based on the application of current to the attraction mechanism, the brake armature being connected to a controller that ... and a cover portion covering an outer periphery of the brake armature and the brake stator, a through hole provided in the cover portion, a lid member closing the through hole, and a sheet-like pressure sensor connected to the controller and interposed between the brake armature and the brake stator by being inserted through the through hole, wherein a thickness of the pressure sensor is smaller than a gap between the brake stator and the brake armature, and the controller detects a non-braking state based on a signal outputted by the pressure sensor in response to a load received when the pressure sensor is clamped between the brake armature and the brake stator .
本発明では、電磁コイルへの通電によりブレーキアーマチュアがブレーキステータへ吸着され、電磁ブレーキ装置が非制動状態になると、ブレーキアーマチュアとブレーキステータとの間に介在されている感圧センサがアーマチュアとブレーキステータに狭圧される。このため、アーマチュアとブレーキステータとの狭圧により感圧センサが受ける荷重が増大し、感圧センサからコントローラへ荷重に対応する信号が出力される。コントローラでは、電磁コイルへの通電に基づいて非制動状態を検出することができるのに加え、ブレーキアーマチュアのブレーキステータへの吸着に伴う感圧センサが出力する信号に基づいて非制動状態を検出できる。 In the present invention, when the brake armature is attracted to the brake stator by energizing the electromagnetic coil and the electromagnetic brake device is in a non-braking state, the pressure sensor interposed between the brake armature and the brake stator is squeezed between the armature and the brake stator. As a result, the load received by the pressure sensor increases due to the pressure between the armature and the brake stator, and a signal corresponding to the load is output from the pressure sensor to the controller. In addition to being able to detect the non-braking state based on the energization of the electromagnetic coil, the controller can also detect the non-braking state based on the signal output by the pressure sensor associated with the attraction of the brake armature to the brake stator.
また、上記の電磁ブレーキ装置において、前記感圧センサが前記ブレーキアーマチュアの前記ブレーキステータへの吸着による荷重を受けるとき、前記コントローラは、前記感圧センサが受ける荷重が閾値を越えたときに非制動状態であることを判別する構成としてもよい。
この場合、アーマチュアのブレーキステータへの吸着により、感圧センサが狭圧による荷重を受けると、荷重に対応する信号が発生するが、コントローラは、感圧センサが受ける荷重が予め設定した閾値を越えたときに非制動状態であると判別する。コントローラは、感圧センサが受ける荷重によって制動状態であるか非制動状態であるかを判別できる。
In addition, in the above-mentioned electromagnetic brake device, when the pressure sensor is subjected to a load due to adhesion of the brake armature to the brake stator, the controller may be configured to determine that the pressure sensor is in a non-braking state when the load received by the pressure sensor exceeds a threshold value.
In this case, when the pressure sensor receives a load due to pinching pressure caused by adhesion of the armature to the brake stator, a signal corresponding to the load is generated, and the controller determines that the pressure sensor is in a non-braking state when the load received by the pressure sensor exceeds a preset threshold value. The controller can determine whether the brake is in a braking state or a non-braking state based on the load received by the pressure sensor.
また、上記の電磁ブレーキ装置において、前記感圧センサは、前記ブレーキステータと前記ブレーキアーマチュアとの間にて非固定状態で保持される構成としてもよい。
この場合、ブレーキステータおよびアーマチュアのいずれか一方に感圧センサを固定すする必要がなく、感圧センサが固定されている場合と比較して、感圧センサをブレーキステータとブレーキアーマチュアとの間に対して挿脱する作業が容易となる。
In the above electromagnetic brake device, the pressure sensor may be held in an unfixed state between the brake stator and the brake armature.
In this case, there is no need to fix the pressure sensor to either the brake stator or the armature, and the pressure sensor can be easily inserted and removed between the brake stator and the brake armature compared to when the pressure sensor is fixed.
また、上記の電磁ブレーキ装置において、前記感圧センサは、前記回転軸の径方向において前記カバー部に近い位置に設けられている構成としてもよい。
この場合、感圧センサが、回転軸の径方向においてカバー部に近い位置に設けられていることで、カバー部から遠い位置に設けられている場合と比較して、感圧センサの挿脱作業が容易となる。
In the electromagnetic brake device described above, the pressure sensor may be provided at a position close to the cover portion in a radial direction of the rotating shaft.
In this case, since the pressure sensor is provided at a position close to the cover portion in the radial direction of the rotating shaft, the pressure sensor can be easily inserted and removed compared to a case in which the pressure sensor is provided at a position farther from the cover portion.
また、上記の電磁ブレーキ装置において、前記感圧センサは、前記電磁コイルと対向する位置に設けられている構成としてもよい。
この場合、感圧センサが電磁コイルと対向する位置に設けられているので、ブレーキアーマチュアが電磁コイルへ吸着される非制動時に、ブレーキアーマチュアおよびブレーキステータは感圧センサを確実に挟圧することができる。
In the above electromagnetic brake device, the pressure sensor may be disposed at a position opposite to the electromagnetic coil.
In this case, since the pressure sensor is provided at a position facing the electromagnetic coil, the brake armature and the brake stator can reliably clamp the pressure sensor when the brake armature is attracted to the electromagnetic coil and braking is not being applied.
本発明によれば、電磁ブレーキ装置の非制動状態を確実に検出することが可能な電磁ブレーキ装置を提供できる。 The present invention provides an electromagnetic brake device that can reliably detect the non-braking state of the electromagnetic brake device.
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る電磁ブレーキ装置について図面を参照して説明する。本実施形態の電磁ブレーキ装置は、無励磁状態で制動状態となる無励磁制動型の電磁ブレーキ装置である。また、本実施形態の電磁ブレーキ装置は、車両に搭載される走行用の電動モータに備えられる電磁ブレーキ装置であり、車両は産業車両としてのフォークリフトである。
(First embodiment)
An electromagnetic brake device according to a first embodiment will be described below with reference to the drawings. The electromagnetic brake device of this embodiment is a non-excitation braking type electromagnetic brake device that is in a braking state when not excited. The electromagnetic brake device of this embodiment is provided on an electric motor for driving mounted on a vehicle, and the vehicle is a forklift as an industrial vehicle.
図1に示すように、本実施形態のフォークリフト10は、電動フォークリフトであり、一対の電動モータ11と、電動モータ11に備えられる電磁ブレーキ装置12と、動力伝達機構13と、車軸14および車輪15を有する。電動モータ11は、フォークリフト10の走行駆動源である。電磁ブレーキ装置12は、通電によって制動状態又は非制動状態に切り替える電磁ブレーキである。動力伝達機構13は、左右一対の電動モータ11の駆動力を減速させて左右一対の車軸14に伝達させる機構であり、減速機(図示せず)、デフ(図示せず)等を備えている。左右一対の車軸14には駆動輪としての車輪15が備えられている。
As shown in FIG. 1, the
フォークリフト10は、コントローラ16と、バッテリ17と、を有する。コントローラ16は、モータドライバ(図示せず)を介して電動モータ11を制御するほか、電磁ブレーキ装置12を制御する。したがって、コントローラ16は、電動モータ11および電磁ブレーキ装置12と接続されている。また、バッテリ17には電動モータ11および電磁ブレーキ装置12へ供給する電力が蓄えられており、コントローラ16は、電動モータ11および電磁ブレーキ装置12への電力供給を制御する。
The
図2に示すように、電動モータ11は、ロータ22と、ステータ23と、を備えている。ロータ22は、ロータコア25と、ロータコア25を貫通して固定されている回転軸26と、を有している。回転軸26はロータ22の両端から突出する。ステータ23は、円筒状のステータコア27およびステータコイル28を備えている。ステータコア27の両端部にはステータコイル28のコイルエンド29が形成されている。図2では一方の端部のコイルエンド29は図示されず、他方の端部のコイルエンド29のみが図示される。
As shown in FIG. 2, the
電動モータ11は、ステータ23の一方の端部に取り付けられる出力側ブラケット31と、ステータ23の他方の端部に取り付けられる電磁ブレーキ装置12側となるブレーキ側ブラケット32と、を備えている。出力側ブラケット31は、軸受(図示せず)を介して回転軸26における一方の端部を回転可能に支持する。ブレーキ側ブラケット32は、軸受33を介して回転軸26における他方の端部を回転可能に支持する。出力側ブラケット31およびブレーキ側ブラケット32は通しボルト(図示せず)により連結されている。回転軸26の一部は、出力軸34として出力側ブラケット31から突出している。また、ブレーキ側ブラケット32における他方の端部には電磁ブレーキ装置12が取り付けられている。電磁ブレーキ装置12の詳細については後述する。
The
ブレーキ側ブラケット32には端子台35が設けられている。ステータコイル28の他方のコイルエンド29からリード線36が引き出されており、引き出されたリード線36は端子台35に引き込まれている。端子台35は、リード線36と接続されるとともに、外部機器(例えば、インバータ)と接続する外部配線と接続可能な端子部(図示せず)を有している。リード線36は、電動モータ11へ電力供給するための配線である。
A
次に、ロータ22の回転を制動可能とする電磁ブレーキ装置12について説明する。図3に示すように、電磁ブレーキ装置12は、ブレーキステータ41と、ブレーキアーマチュア42と、固定板43と、ブレーキハブ44と、ブレーキ板45と、を有している。
Next, we will explain the
ブレーキステータ41は、円板状の円板部46と、円板部46の外周縁からブレーキ側ブラケット32へ向けて延在する円筒状のカバー部47と、を有する。円板部46は、中央に回転軸26における他方の端部およびブレーキハブ44の一部が収容される凹部48を備える。円板部46には、吸着機構としての環状の電磁コイル49が内蔵されている。電磁コイル49は、通電を受けることによりブレーキステータ41を励磁し、通電の停止によりブレーキステータ41を非励磁とする。カバー部47は、ブレーキアーマチュア42、固定板43およびブレーキ板45を覆う。
The
カバー部47は、保守作業者がブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との間隙を点検するための点検用の貫通孔50を有している。貫通孔50には着脱可能な蓋部材51が装着されており、点検時以外は、貫通孔50は蓋部材51によって塞がれている。本実施形態では、貫通孔50は、点検の作業性を考慮し、カバー部47において上部となる位置に設けられている。なお、貫通孔50は、ブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との間隙を確認できる位置であれば、カバー部47において自由に設定できる。
The
円板部46は、電磁ブレーキ装置12を電動モータ11に固定するためのボルト53を挿通する通孔52を有しており、ブレーキ側ブラケット32には、通孔52と対向し、ボルト53を螺入可能とするねじ孔54が設けられている。ブレーキステータ41は、通孔52に挿通されたボルト53がねじ孔54に螺入されることによりブレーキ側ブラケット32に固定される。ボルト53は、ブレーキアーマチュア42および固定板43を貫通する。
The
円板部46は、電磁コイル49よりも内周側に位置する複数の有底孔55を有している。複数の有底孔55は、円板部46の周方向へ等間隔おきに配置されている。有底孔55にはコイルばね56が内蔵されている。各コイルばね56の中心軸が回転軸26の軸心Pに沿う。コイルばね56は、ブレーキアーマチュア42を付勢する付勢部材である。
The
ブレーキアーマチュア42は、回転軸26の軸心P方向においてブレーキステータ41と対向する。ブレーキアーマチュア42は、円板状であり、中央部を回転軸26およびブレーキハブ44が貫通している。ブレーキアーマチュア42は、回転軸26の軸心P方向に移動可能である。また、ブレーキステータ41に内蔵されているコイルばね56は、軸方向の一端がブレーキステータ41と当接し、ブレーキステータ41から突出した軸方向の他端がブレーキアーマチュア42に当接する。コイルばね56は、ブレーキアーマチュア42を、回転軸26の軸方向に沿ってブレーキステータ41から離間する方向へ付勢する。
The
電磁コイル49への通電によってブレーキステータ41が励磁されると、ブレーキアーマチュア42は、コイルばね56の付勢力に抗してブレーキステータ41に吸着される。電磁コイル49への通電がなされず、ブレーキステータ41が非励磁のとき、ブレーキアーマチュア42は、コイルばね56の付勢力を受けてブレーキステータ41から離間する方向へ移動する。
When the
電磁ブレーキ装置12は、ブレーキ側ブラケット32に固定された円板状の固定板43を備える。固定板43は、回転軸26の軸方向に沿ってブレーキステータ41から一定の距離を離れて位置する。ブレーキステータ41および固定板43は回転軸26の軸心P方向に並んで配置されている。固定板43は、固定板43を貫通したボルト(図示せず)をブレーキ側ブラケット32に締結することで、ブレーキ側ブラケット32に固定されている。ブレーキアーマチュア42は、回転軸26の軸方向において、ブレーキステータ41と固定板43の間に配設されている。
The
電磁ブレーキ装置12は、回転軸26と一体回転するブレーキハブ44を備え、このブレーキハブ44にはブレーキ板45が一体に固定されている。ブレーキ板45は円板状であり、回転軸26の軸心P方向において、ブレーキアーマチュア42と固定板43の間に配設され、回転軸26の軸心P方向に移動可能である。ブレーキ板45の板面は、制動状態でブレーキアーマチュア42と当接する摩擦材58と、制動状態で固定板43と当接する摩擦材57を備えている。
The
このように構成される電磁ブレーキ装置12では、電磁コイル49が励磁されると、ブレーキアーマチュア42がブレーキステータ41に吸着され、ブレーキアーマチュア42がブレーキ板45から離間し、ブレーキ板45の固定板43への押し付けが解除される。その結果、回転軸26は、制動状態から開放され、規制を受けることなく自由に回転できるようになる。
In the
一方、電磁コイル49が励磁されない場合には、コイルばね56の付勢力によってブレーキアーマチュア42がブレーキ板45に向けて押し付けられ、ブレーキ板45が固定板43に押し付けられる。したがって、ブレーキ板45がブレーキアーマチュア42と固定板43によって挟み込まれる。その結果、ブレーキアーマチュア42とブレーキ板45との間で発生する摩擦力により回転軸26が制動状態となる。つまり、パーキングブレーキが作動する。
On the other hand, when the
本実施形態の電磁ブレーキ装置12では、電磁コイル49が通電によって励磁されると、電磁コイル49への通電を示す信号が電磁ブレーキ装置12からコントローラ16へ伝達される。電磁コイル49への通電が遮断されると、電磁コイル49は消磁されるので、通電を示す信号は生じない。つまり、コントローラ16は、電磁ブレーキ装置12が非制動状態であるか否かを、電磁コイル49への通電を示す信号の有無により判別する。
In the
ところで、本実施形態の電磁ブレーキ装置12では、電磁コイル49への通電を示す信号の有無により電磁ブレーキ装置12が非制動状態であるか否かを判別するだけでなく、ブレーキアーマチュア42のブレーキステータ41への吸着の有無を検出する。具体的には、ブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との間にて非固定状態で保持される感圧センサ60が、ブレーキアーマチュア42のブレーキステータ41への吸着の有無を検出する。
In the
感圧センサ60は、円形状のシート状のセンサ本体部61と、センサ本体部61から引き出された配線部62とを有している。センサ本体部61は、受ける荷重が変化すると電気抵抗が変化し、電気抵抗の信号として出力する。つまり、センサ本体部61は、受ける荷重に応じた信号を出力する。センサ本体部61の厚みは、ブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との間に挿入可能な厚みである。つまり、センサ本体部61の厚みは、ブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との隙間よりも小さい厚みである。また、センサ本体部61の直径は、ブレーキステータ41におけるカバー部47の貫通孔50の孔径よりも小さい。センサ本体部61から引き出されている配線部62は、センサ本体部61から出力される信号を出力するための導線である。
The
本実施形態では、センサ本体部61が回転軸26の径方向において回転軸26よりカバー部47に近く、電磁コイル49と対向する位置に設けられている。詳細には、センサ本体部61は、カバー部47の貫通孔50と回転軸26の間に位置する。また、センサ本体部61が貫通孔50から挿入されることによりブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との間に位置するが、センサ本体部61はブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42に固定されず、接離可能であり、位置を変更可能である。配線部62は蓋部材51に保持されつつ、コントローラ16に接続される。配線部62を挿通しつつ保持可能な挿通孔(図示せず)を蓋部材51に設けることで、センサ本体部61は固定されない状態でブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42に位置される。なお、配線部62は貫通孔50の孔壁と蓋部材51との間を通して保持させてもよい。
In this embodiment, the
コントローラ16は、感圧センサ60が狭圧により受ける荷重が、予め設定された閾値を超えたとき、感圧センサ60が出力する信号に基づいて、電磁ブレーキ装置12が非制動状態にあると判別する。感圧センサ60が狭圧により受ける荷重が、閾値を超えないとき、コントローラ16は、感圧センサ60が出力する信号に基づいて、電磁ブレーキ装置12は非制動状態にはないと判別する。
When the load that the
次に、本実施形態の電磁ブレーキ装置12の作動について説明する。まず、電磁ブレーキ装置12が制動状態から非制動状態へ作動する場合について説明する。電磁ブレーキ装置12が制動状態では、電磁コイル49が消磁されている状態である。このため、ブレーキアーマチュア42は、コイルばね56の付勢力によってブレーキ板45へ押し付けられている。ブレーキ板45がブレーキアーマチュア42と固定板43により挟圧されることにより電磁ブレーキ装置12の制動力が発生する。制動状態では、感圧センサ60が受ける荷重は低く、閾値以下である。したがって、コントローラ16は感圧センサ60が出力する信号に基づいて、電磁ブレーキ装置12は非制動状態にはないと判別している。
Next, the operation of the
電磁ブレーキ装置12の制動状態を解除する場合、コントローラ16は、電磁コイル49に通電する指令を出し、電磁コイル49に対してバッテリ17の電力が通電される。電磁コイル49の通電により電磁コイル49が励磁されると、ブレーキアーマチュア42が磁力の吸引力によってコイルばね56の付勢力に抗してブレーキステータ41に引き寄せられ、ブレーキ板45から離間する。そして、ブレーキアーマチュア42はブレーキステータ41に吸着される。電磁コイル49が励磁されるとき、電磁コイル49への通電を示す信号がコントローラ16へ伝達され、コントローラ16は、電磁コイル49への通電を示す信号によって電磁ブレーキ装置12が非制動状態であると判別する。
When the
一方、ブレーキアーマチュア42がブレーキステータ41に引き寄せられることで、ブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42とに狭圧される感圧センサ60が受ける荷重は増大する。ブレーキアーマチュア42がブレーキステータ41に吸着されると、感圧センサ60が受ける荷重は、閾値を超えている。感圧センサ60の荷重が閾値を超えているとき、コントローラ16は、感圧センサ60が出力する信号に基づいて、電磁ブレーキ装置12が非制動状態であると判別する。電磁ブレーキ装置12が非制動状態であるとき、電動モータ11のロータ22は回転可能である。
On the other hand, as the
次に、電磁ブレーキ装置12が非制動状態から制動状態へ作動する場合について説明する。電磁ブレーキ装置12が非制動状態では、電磁コイル49が励磁されている状態である。このため、ブレーキアーマチュア42は、コイルばね56の付勢力に抗してブレーキステータ41へ吸着されている。ブレーキアーマチュア42がブレーキステータ41に吸着されることにより電磁ブレーキ装置12に制動力は発生しない。非制動状態では、感圧センサ60が受ける荷重は増大しており、閾値を超えている。
Next, a case where the
電磁ブレーキ装置12の非制動状態を解除する場合、コントローラ16は、電磁コイル49に通電を遮断する指令を出し、電磁コイル49への通電が遮断される。電磁コイル49への通電の遮断により電磁コイル49が消磁されると、ブレーキアーマチュア42はコイルばね56の付勢力によりブレーキステータ41から離間するとともにブレーキ板45に押し付けられる。そして、ブレーキ板45はブレーキアーマチュア42および固定板43に狭圧される。コントローラ16は、電磁コイル49への通電を示す信号がないことによって電磁ブレーキ装置12が制動状態であることを判別する。
When the
一方、ブレーキアーマチュア42がブレーキ板45に押し付けられることで、ブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との間の感圧センサ60が受ける荷重は低下し、閾値以下となる。コントローラ16は、感圧センサ60が出力する信号に基づいて電磁ブレーキ装置12が制動状態であることを判別する。電磁ブレーキ装置12が制動状態であるとき、電動モータ11のロータ22は回転不能である。
On the other hand, as the
本実施形態に係る電磁ブレーキ装置12は以下の効果を奏する。
(1)電磁コイル49への通電によりブレーキアーマチュア42がブレーキステータ41へ吸着され、電磁ブレーキ装置12が非制動状態になると、ブレーキアーマチュア42とブレーキステータ41との間に介在されている感圧センサ60がブレーキアーマチュア42とブレーキステータ41に狭圧される。このため、ブレーキアーマチュア42とブレーキステータ41との狭圧により感圧センサ60が受ける荷重が増大し、感圧センサ60からコントローラ16へ荷重に対応する信号が出力される。コントローラ16では、電磁コイル49への通電に基づいて非制動状態を検出することができるのに加え、ブレーキアーマチュア42のブレーキステータ41への吸着に伴う感圧センサ60が出力する信号に基づいて非制動状態を検出できる。
The
(1) When the
(2)ブレーキアーマチュア42のブレーキステータ41への吸着により、感圧センサ60が狭圧による荷重を受けると、荷重に対応する信号を発生するが、コントローラ16は感圧センサ60が受ける荷重が予め設定した閾値を越えたとき非制動状態であると判別する。このため、コントローラ16は、感圧センサ60が受ける荷重によって制動状態であるか非制動状態であるかを判別できる。
(2) When the
(3)感圧センサ60は、ブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との間にて非固定状態で保持される。このため、ブレーキステータ41およびブレーキアーマチュア42のいずれか一方に感圧センサ60を固定する必要がない。その結果、感圧センサ60がブレーキステータ41およびブレーキアーマチュア42のいずれか一方に固定されている場合と比較して、感圧センサ60をブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との間に対して挿脱する作業が容易となる。
(3) The
(4)感圧センサ60が回転軸26の径方向においてカバー部47に近い位置に設けられていることで、感圧センサ60がカバー部47から遠い位置に設けられている場合と比較して、感圧センサ60の挿脱作業が容易となる。
(4) The
(5)感圧センサ60は、電磁コイル49と対向する位置に設けられているので、ブレーキアーマチュア42が電磁コイル49へ吸着される非制動時に、ブレーキアーマチュア42およびブレーキステータ41は感圧センサ60を確実に挟圧することができる。
(5) The
(6)感圧センサ60のセンサ本体部61の直径は、ブレーキステータ41におけるカバー部47の貫通孔50の孔径よりも小さい。このため、貫通孔50を通じてブレーキステータ41とブレーキアーマチュア42との隙間にセンサ本体部61を位置させることができる。
(6) The diameter of the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る電磁ブレーキ装置について説明する。本実施形態の電磁ブレーキ装置は、電動モータに対する取り付けの向きが異なるほか、ブレーキステータと別にカバー部材を備える点で、第1の実施形態と相違する。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成については、第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
Second Embodiment
Next, an electromagnetic brake device according to a second embodiment will be described. The electromagnetic brake device of this embodiment differs from the first embodiment in that the direction of attachment to the electric motor is different and a cover member is provided in addition to the brake stator. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment will be described with reference to the first embodiment, and the same reference numerals will be used.
図5に示すように、本実施形態の電磁ブレーキ装置70は、ブレーキステータ71と、ブレーキアーマチュア72と、固定板73と、ブレーキハブ74と、ブレーキ板75と、を有している。ブレーキステータ71は、中央に回転軸26が挿通される挿通孔77を備える円筒状(円環状)の部材である。ブレーキステータ71には、吸着機構としての環状の電磁コイル78が内蔵されている。電磁コイル78は、通電を受けることによりブレーキステータ71を励磁し、通電の停止によりブレーキステータ71を非励磁とする。
As shown in FIG. 5, the
ブレーキステータ71は、ボルト79を挿通する挿通孔81を有しており、挿通孔81に挿通されたボルト79がねじ孔54に螺入されることによりブレーキ側ブラケット32に固定される。ブレーキステータ71は、電磁コイル78よりも内周側に位置する複数の有底孔82を有している。複数の有底孔82は、ブレーキステータ71の周方向へ等間隔おきに配置されている。有底孔82にはコイルばね56が内蔵されている。
The
ブレーキアーマチュア72は、回転軸26の軸心P方向においてブレーキステータ71と対向する。ブレーキアーマチュア72は、円板状であり、中央部を回転軸26およびブレーキハブ74が貫通している。ブレーキアーマチュア72は、回転軸26の軸心P方向に移動可能である。
The
固定板73は、回転軸26の軸方向に沿ってブレーキステータ71から一定の距離を離れて位置する。ブレーキステータ71および固定板73は回転軸26の軸心P方向に並んで配置されている。固定板73は、固定板73およびブレーキアーマチュア72を貫通したボルト(図示せず)をブレーキステータ71に締結することで、ブレーキステータ71に固定されている。ブレーキアーマチュア72は、回転軸26の軸方向において、ブレーキステータ71と固定板73の間に配設されている。
The fixed
ブレーキ板75は円板状であり、回転軸26の軸心P方向において、ブレーキアーマチュア72と固定板73の間に配設され、回転軸26の軸心P方向に移動可能である。ブレーキ板75の板面は、制動状態でブレーキアーマチュア72と当接する摩擦材83と、制動状態で固定板73と当接する摩擦材84を備えている。
The
電磁ブレーキ装置70は、カバー部に相当する有底円筒状のカバー部材85を有する。カバー部材85は、ブレーキステータ71に固定され、ブレーキステータ71、ブレーキアーマチュア72、固定板73およびブレーキ板75を覆う。カバー部材85は、保守作業者がブレーキステータ71とブレーキアーマチュア72との間隙を点検するための点検用の貫通孔86を有している。貫通孔86には着脱可能な蓋部材87が装着されており、点検時以外は、蓋部材87が貫通孔86を塞ぐ。
The
ブレーキステータ71とブレーキアーマチュア72との間には、感圧センサ60が非固定状態で保持されている。感圧センサ60のセンサ本体部61の厚みは、ブレーキステータ71とブレーキアーマチュア72との間に挿入可能な厚みである。また、センサ本体部61の直径は、カバー部材85の貫通孔86の孔径よりも小さい。センサ本体部61はブレーキステータ71とブレーキアーマチュア72に固定されない。配線部62は蓋部材87に保持されつつ、コントローラ16に接続される。本実施形態は、ブレーキステータ71がブレーキ側ブラケット32に固定される電磁ブレーキ装置70であっても、第1の実施形態の効果と同等の効果を奏する。
The
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention. For example, the following modifications may be made:
○ 上記の実施形態では、感圧センサがブレーキステータとブレーキアーマチュアとの間にて非固定状態で保持されるとしたが、これに限定されない。感圧センサはブレーキステータ又はブレーキアーマチュアに固定されてもよい。この場合、感圧センサが固定されることで感圧センサの姿勢を安定して保つことが可能である。
○ 上記の実施形態では、感圧センサは、回転軸の径方向においてカバー部に近い位置に設けられているとしたが、これに限らない。感圧センサは、例えば、回転軸に近い位置に設けられてもよく、ブレーキステータとブレーキアーマチュアとにより挟圧される位置であれば自由に位置を選択してもよい。
○ 上記の実施形態では、感圧センサのセンサ本体部の直径がカバー部の貫通孔の孔径よりも小さいとしたが、これに限らない。センサ本体部が可撓性を有する感圧センサであれば、センサ本体部を変形させて貫通孔を通すことができる。
In the above embodiment, the pressure sensor is held in an unfixed state between the brake stator and the brake armature, but this is not limited to the above. The pressure sensor may be fixed to the brake stator or the brake armature. In this case, the pressure sensor is fixed, so that the posture of the pressure sensor can be stably maintained.
In the above embodiment, the pressure sensor is provided in a position close to the cover in the radial direction of the rotating shaft, but this is not limited to this. For example, the pressure sensor may be provided in a position close to the rotating shaft, or may be located at any position where it is sandwiched between the brake stator and the brake armature.
In the above embodiment, the diameter of the sensor body of the pressure sensor is smaller than the diameter of the through hole of the cover part, but this is not limited to the above. If the sensor body of the pressure sensor is flexible, the sensor body can be deformed to pass through the through hole.
10 フォークリフト
11 電動モータ
12、70 電磁ブレーキ装置
13 動力伝達機構
16 コントローラ
26 回転軸
31 出力側ブラケット
32 ブレーキ側ブラケット
41、71 ブレーキステータ
42、72 ブレーキアーマチュア
43、73 固定板
44、74 ブレーキハブ
45、75 ブレーキ板
46 円板部
47 カバー部
49、78 電磁コイル(吸着機構)
50、86 貫通孔
51、87 蓋部材
56 コイルばね(付勢部材)
60 感圧センサ
61 センサ本体部
62 配線部
85 カバー部材
P 軸心
10
50, 86 Through
60
Claims (5)
前記ブレーキステータに対して回転可能な回転軸と、
前記回転軸に固定されるブレーキ板と、
前記ブレーキステータと前記ブレーキ板との間に介在されるブレーキアーマチュアと、
通電により前記ブレーキアーマチュアを前記ブレーキステータへ吸着させる吸着機構と、
前記ブレーキアーマチュアを前記ブレーキステータから離間させる方向へ付勢する付勢部材と、を有し、
前記吸着機構を制御するとともに、前記吸着機構への通電に基づいて非制動状態を検出するコントローラと接続される電磁ブレーキ装置において、
前記ブレーキアーマチュアと前記ブレーキ板の外周を覆うカバー部と、
前記カバー部に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔を塞ぐ蓋部材と、
前記コントローラと接続され、前記貫通孔を通じて挿入されることにより前記ブレーキアーマチュアと前記ブレーキステータとの間に介在されるシート状の感圧センサと、を有し、
前記感圧センサの厚みは、前記ブレーキステータと前記ブレーキアーマチュアとの隙間よりも小さく、
前記コントローラは、前記感圧センサが前記ブレーキアーマチュアと前記ブレーキステータとにより挟圧されたときに受ける荷重に応じて出力する信号に基づいて非制動状態を検出することを特徴とする電磁ブレーキ装置。 A brake stator;
A rotating shaft rotatable relative to the brake stator;
A brake plate fixed to the rotating shaft;
a brake armature interposed between the brake stator and the brake plate;
an attraction mechanism that attracts the brake armature to the brake stator when energized;
a biasing member that biases the brake armature in a direction away from the brake stator,
an electromagnetic brake device connected to a controller that controls the attraction mechanism and detects a non-braking state based on energization of the attraction mechanism,
a cover portion that covers the brake armature and an outer periphery of the brake plate;
A through hole provided in the cover portion;
A cover member that closes the through hole;
a sheet-shaped pressure sensor connected to the controller and inserted through the through hole to be interposed between the brake armature and the brake stator;
a thickness of the pressure sensor is smaller than a gap between the brake stator and the brake armature;
An electromagnetic brake device characterized in that the controller detects a non-braking state based on a signal output by the pressure sensor in response to a load received when the pressure sensor is clamped between the brake armature and the brake stator .
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