説明

動きを制御するための電磁ブレーキシステムおよび電磁ブレーキ

【課題】第1の機械本体(32)と第2の機械本体(34)との間の作動を制御するための電磁ブレーキシステムおよびブレーキが提供される。
【解決手段】電磁ブレーキシステムおよびブレーキは内部コア部材(36)を備え、その内部コア部材は第1の本体(32)と接続する。電磁ブレーキは外側の外部部材(38)を備え、その外側の外部部材は内部コア部材を囲み、その外側の外部部材は第2の本体と接続する。電磁ブレーキは、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材(40)を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材(40)は内部コア部材(36)と外側の外部部材(38)との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材(40)は内部コア部材(36)と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材は、外側の外部部材と内部コア部材との間の回転を抑制する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(相互参照)
本出願は、2008年3月14日に出願された米国仮特許出願第61/036,642号の利益を主張し、参照により援用される。
【0002】
(発明の分野)
本発明はブレーキの分野に関する。本発明は動きを制御するための電磁ブレーキの分野に関する。より具体的には、本発明は回転を制御するめの電磁ブレーキの分野に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
一実施形態において、本発明は、第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するためのブレーキシステムを含む。ブレーキシステムは、第1の本体と接続する内部コア部材を備える。ブレーキシステムは外側の外部電磁ロック解除部材を備え、その外側の外部電磁ロック解除部材は内部コア部材を囲み、その外側の外部電磁ロック解除部材は第2の本体と接続する。ブレーキシステムは、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と外側の外部電磁ロック解除部材との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材は外側の外部電磁ロック解除部材と内部コア部材との間の回転を抑制し、外側の外部電磁ロック解除部材によって印加される引力のある電磁場は、係合している内部コア部材から弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、外側の外部電磁ロック解除部材と内部コア部材との間の回転を与える。
【0004】
一実施形態において、本発明は、第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するための電磁ブレーキを含む。電磁ブレーキは、内部の湾曲した環状のコア部材であって、その内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する、内部コア部材を備える。電磁ブレーキは、外部部材であって、その外部部材は内部コア部材を囲み、その外部部材は電磁場源を備える、外部部材を備える。電磁ブレーキは、ブレーキトルク剛性を有する弾性ブレーキロック部材を備え、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と外部部材との間にあり、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、その弾性ブレーキロック部材は外部部材と内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制し、ここで、外部部材の電磁場源によって印加される引力のある磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にする。
【0005】
一実施形態において、本発明は、第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するための電磁ブレーキを製造する方法を含む。その方法は、内部の湾曲したコア部材であって、その内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する、内部コア部材を設ける工程を含む。その方法は、電磁場源を備える外部部材を設ける工程を含む。その方法は、弾性ブレーキロックバンド部材を設ける工程を含む。その方法は、内部コア部材の周囲に弾性ブレーキロックバンド部材と外部部材とを配置する工程を含み、その弾性ブレーキロックバンド部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と外部部材との間にあり、その弾性ブレーキ部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、その弾性ブレーキロック部材は外部部材と内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制し、ここで、外部部材の電磁場源によって印加される引力のある磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にする。
【0006】
一実施形態において、本発明は、第1の本体と第2の本体との間の作動を制御するための方法を含む。その方法は、第1の本体が接続された内部コア部材を設ける工程を含む。その方法は、第2の本体が接続された外部部材を設ける工程を含み、その第2の本体が接続された外部部材は電磁場源を備える。その方法は、スプリングブレーキトルク剛性を有する弾性ブレーキロックスプリングバンド部材を設ける工程を含む。その方法は、第1の本体が接続された内部コア部材と第2の本体が接続された外部部材との間に弾性ブレーキロックバンド部材を配置する工程を含み、その弾性ブレーキロック部材は第1の本体が接続された部材と係合し、その弾性ブレーキロック部材は第2の本体が接続された部材と第1の本体が接続された部材との間の回転を抑制し、動力源のない回転がブレーキ力を抑制し、そのブレーキ力を抑制する動力源のない回転はスプリングブレーキトルク剛性に依存する。その方法は、第2の本体が接続された部材に電磁場源を印加する工程を含み、引力のある磁場は、係合している第1の本体が接続された部材から弾性ブレーキロック部材を解放し、第2の本体が接続された部材と第1の本体が接続された部材との間の回転を可能にする。
【0007】
一実施形態において、本発明は、第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するためのブレーキシステムを含む。ブレーキシステムは第1の本体と接続する内部コア部材を含む。ブレーキシステムは外側の外部部材を備え、その外側の外部部材は内部コア部材を囲み、その外側の外部部材は第2の本体と接続する。ブレーキシステムは、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と外側の外部部材との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材は外側の外部部材と内部コア部材との間の回転を抑制する。ブレーキシステムは、係合している内部コア部材から弾性スプリングブレーキロック部材を解放する電磁ロック解除部材によって印加される電磁場を備え、外側の外部部材と内部コア部材との間の回転を与え、電磁ロック解除部材は第1の本体と第2の本体との間の回転を制御する。
【0008】
一実施形態において、本発明は、第1の乗り物本体と第2の乗り物本体との間の回転を制御するための乗り物のブレーキシステムを含む。乗り物のブレーキシステムは第1の乗り物本体と接続する内部コア部材を備える。乗り物のブレーキシステムは外側の外部部材を備え、その外側の外部部材は内部コア部材を囲み、その外側の外部部材は第2の乗り物の本体と接続する。乗り物のブレーキシステムは、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と外側の外部部材との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材は外側の外部部材と内部コア部材との間の回転を抑制する。乗り物のブレーキシステムは、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場を備え、係合している内部コア部材から弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、外側の外部部材と内部コア部材との間の回転および第1の乗り物の本体と第2の乗り物の本体との間の相対的作動を与える。
【0009】
一実施形態において、本発明は、第1のロボット本体と第2のロボット本体との間の回転を制御するためのロボットのブレーキシステムを含む。ロボットのブレーキシステムは、第1のロボット本体と接続する内部コアを備える。ロボットのブレーキシステムは外側の外部部材を備え、その外側の外部部材は内部コア部材を囲み、その外側の外部部材は第2のロボット本体と接続する。ロボットブレーキシステムは、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と外側の外部部材との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材は、外側の外部部材と内部コア部材との間の回転を抑制する。ロボットのブレーキシステムは、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場を備え、係合している内部コア部材から弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、外側の外部部材と内部コア部材との間の回転、第1のロボット本体と第2のロボット本体との間の相対的作動を与える。
【0010】
一実施形態において、本発明は機械を含む。その機械は、第1の機械本体と、第2の機械本体と、第1の機械本体と接続する内部コア部材と、外側の外部部材であって、その外側の外部部材は内部コア部材を囲み、その外側の外部部材は第2の機械本体と接続する、外側の外部部材とを備える。その機械は、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と外側の外部部材との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材は外側の外部部材と内部コア部材との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場は、係合している内部コア部材から弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、外側の外部部材と内部コア部材との間の回転および第1の機械本体と第2の機械本体との間の相対的作動を与える。
【0011】
一実施形態において、本発明は電磁ブレーキを含み、そのブレーキは静的トルク定格(T)および重量(W)を有する。電磁ブレーキは内部の湾曲したコア部材を備え、その内部のコア部材は外部の湾曲した表面を有する。電磁ブレーキは内部コア部材を囲む外部部材を備える。電磁ブレーキは環状の弾性ブレーキロック部材を備え、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と外部部材との間のあり、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、その弾性ブレーキロック部材は外部部材と内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制し、ここで、ロック解除するための電力により印加される電磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にし、ここで、弾性ブレーキロック部材は、0.1〜1,000Nmの範囲の静的トルク定格Tを与えるように、内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、ブレーキは50Nm/kgより大きいトルク/重量比(T/W)を有する。
【0012】
一実施形態において、本発明は電磁ブレーキを含み、そのブレーキは静的トルク定格(T)および容積(V)を有する。電磁ブレーキは、内部の湾曲したコア部材であって、その内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する、内部コア部材と、内部コア部材を囲む外部部材と、環状の弾性ブレーキロック部材であって、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と外部部材との間にある、弾性ブレーキロック部材とを備える。弾性ブレーキロック部材は、内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、その弾性ブレーキロック部材は外部部材と内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制し、ここで、ロック解除するための電力により印加される磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にし、ここで、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、静的トルク定格Tは0.1〜1,000Nmの範囲であり、ブレーキが20Nm/ccより大きいトルク/容積比(T/V)を有するようにブレーキ容積Vは小さい。
【0013】
一実施形態において、本発明は電磁ブレーキを含み、そのブレーキは静的トルク定格(T)および回転慣性(J)を有する。電磁ブレーキは、内部の湾曲したコア部材であって、その内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する内部コア部材と、内部コア部材を囲む外部部材と、環状の弾性ブレーキロック部材であって、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と外部部材との間にあり、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、その弾性ブレーキロック部材は外部部材と内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する、弾性ブレーキロック部材とを備え、ここで、ロック解除するための電力により印加される磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にし、ここで、弾性ブレーキロック部材は、内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、静的トルク定格Tは0.1〜1,000Nmの範囲であり、ブレーキは1.5×10−2より大きいトルク/回転慣性比(T/J)を有する。
【0014】
一実施形態において、本発明は電磁ブレーキを含み、そのブレーキは、静的トルク定格および直径ODと、内部の湾曲したコア部材であって、その内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する、内部コア部材と、内部コア部材を囲む外部部材と、環状の弾性ブレーキロック部材であって、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と外部部材との間にあり、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、その弾性ブレーキロック部材は外部部材と内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する、弾性ブレーキロック部材とを備え、ここで、ロック解除するための電力により印加される磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にし、ブレーキの直径ODは約11センチメートル(約4インチ)の大きさであり、ここで、その弾性ブレーキロック部材は、少なくとも2Nmの静的トルク定格を与えるように、内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合する。
【0015】
一実施形態において、本発明は機械を含む。その機械は、回転電気モーターと、第1の機械モーター本体と、第2の機械モーター本体と、第1の機械モーター本体と接続する内部コア部材と、内部コア部材を囲む外側の外部部材であって、その外側の外部部材は第2の機械モーター本体と接続する外側の外部部材と、破壊トルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材であって、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と外側の外部部材との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と係合する、弾性スプリングブレーキロック部材とを備え、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材は、外側の外部部材と内部コア部材との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場は、係合している内部コア部材から弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、外側の外部部材と内部コア部材との間の回転および第1の機械モーター本体と第2の機械モーター本体との間の相対的な回転モーターの作動を与え、その弾性スプリングブレーキロック部材は外側の外部部材と内部コア部材との間の回転を抑制し、第1の機械モーター本体と第2の機械モーター本体との間の相対的作動を抑制するための1000lb−ftより大きい静的トルク定格を与える。好ましくは、本発明はモーターに取り付けられるブレーキを提供し、トルク限界は1,000lb−ftより大きく、好ましくは1,100lb−ftより大きく、好ましくは1,200lb−ftより大きく、好ましくは1,500lb−ftより大きい。
【0016】
上述の概要および以下の詳細な説明の両方は本発明の例示であり、特許請求の範囲である本発明の性質および特徴を理解するための要約または構成を与えることを意図すると理解される。添付の図面は本発明のさらなる理解を与えることが意図され、本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は本発明の種々の実施形態を例示し、詳細な説明とともに本発明の原理および作動を例示するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1A】図1Aは、電流が印加されていないロックされた電磁ブレーキを示す。
【図1B】図1Bは、電流が印加されていないロックされた電磁ブレーキを示す。
【図2A】図2Aは、電流が印加されて、ロック解除され、解放された図1Aの電磁ブレーキを示す。
【図2B】図2Bは、電流が印加されて、ロック解除され、解放された図1Bの電磁ブレーキを示す。
【図3A】図3Aは、電流が印加されていないロックされた電磁ブレーキを示す。
【図3B】図3Bは、電流が印加されていないロックされた電磁ブレーキを示す。
【図3C】図3Cは、回転防止定着部材を備える弾性スプリングブレーキロック部材を示す。
【図4】図4は、電流が印加されていないロックされた電磁ブレーキを示す。
【図5】図5は、電流が印加されていないロックされた電磁ブレーキを示す。
【図6】図6A〜Dは、弾性スプリングブレーキロック部材の移動方向を示す矢印(図6BおよびDにおいて大きな矢印)を有し、破線の磁束線として示される電磁場磁束線を有するブレーキの係合および解放を示す。
【図7A】図7Aは、電磁ブレーキの電磁ロック解除部材が永久磁石を備える、ロックされた電磁ブレーキ、電磁コイル、非磁性スペーサ部材である二次隙間g’を示す。
【図7B】図7Bは、電磁ブレーキの電磁ロック解除部材が永久磁石を備える、ロックされた電磁ブレーキ、電磁コイル、非磁性スペーサ部材である二次隙間g’を示す。
【図8】図8A〜Dは、弾性スプリングブレーキロック部材の移動方向を示す矢印(図8BおよびDにおいて大きな矢印)を有し、破線の磁束線として示される電磁場磁束線を有するブレーキの係合および解放を示す。
【図9A】図9Aは、電流が印加されていないロックされた弾性スプリングブレーキロックバンドを備える、軸方向に配置された永久磁石を有する電磁ブレーキを示す。
【図9B】図9Bは、電流が印加されていないロックされた弾性スプリングブレーキロックバンドを備える、半径方向に配置された永久リング磁石を有する電磁ブレーキを示す。
【図9C】図9Cは、電流が印加されていないロックされた弾性スプリングブレーキロックバンドを備える、半径方向に配置された永久リング磁石を有する電磁ブレーキを示す。
【図10】図10は電磁ブレーキを示す。
【図11】図11は、電磁ブレーキの実施形態の断面図を示す。
【図12】図12は、電磁ブレーキの実施形態の断面図を示す。
【図13】図13は、電磁ブレーキシステムの車両用機械の実施形態を示す。
【図14】図14は、電磁ブレーキシステムの車両用機械の実施形態を示す。
【図15A】図15Aは、電磁ブレーキシステムの車両用機械の実施形態を示す。
【図15B】図15Bは、電磁ブレーキシステムの車両用機械の実施形態を示す。
【図16A】図16Aは、矢印のついている磁束線として示される電場磁束線を有するブレーキの係合および解放を示す。
【図16B】図16Bは、矢印のついている磁束線として示される電場磁束線を有するブレーキの係合および解放を示す。
【図16C】図16Cは、矢印のついている磁束線として示される電場磁束線を有するブレーキの係合および解放を示す。
【図16D】図16Dは、矢印のついている磁束線として示される電場磁束線を有するブレーキの係合および解放を示す。
【図16E】図16Eは、矢印のついている磁束線として示される電場磁束線を有するブレーキの係合および解放を示す。
【図16F】図16Fは、ロックされていない弾性スプリングブレーキロックバンドを有する、内部コア部材中に外側コイルおよび内側永久磁石を備える電磁ブレーキの実施形態のパルスオン/パルスオフを示す。
【図16G】図16Gは、二次隙間g’を有する非磁性スペーサ中に配置された永久磁石50を有する内部コアの電磁ロック解除部材要素を示す。
【図16H】図16Hは、二次隙間g’を有する非磁性スペーサ中に配置された永久磁石50を有する内部コアの電磁ロック解除部材要素を示す。
【図16I】図16Iは、ロックされていない弾性スプリングブレーキロックバンドを備える内部コア部材中に外側永久磁石および内側コイルを有する電磁ブレーキの実施形態のパルスオン/パルスオフを示す。
【図17】図17は、モーター機械の電磁ブレーキシステムを示す。
【図18】図18は、ロボットのジョイントにおいてモーターおよびフェイルセーフ電磁ブレーキを有するロボットアームを備えるロボット機械のマルチジョイントロボットを示す。
【図19】図19は、T/W(Nm/Kg) 対 静的トルク定格(Nm)のプロットである。
【図20】図20は、T/V(Nm/cc) 対 静的トルク定格(Nm)のプロットである。
【図21】図21は、T/J(10−2) 対 静的トルク定格(Nm)のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明のさらなる特徴および利点は以下の詳細な説明に記載し、その詳細な説明から当業者は部分的に容易に理解するか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む、本明細書に記載されるように本発明を実施することによって理解するだろう。
【0019】
ここで、本発明の現在の好ましい実施形態に対する参照が詳細になされ、その例を添付の図面に例示する。
【0020】
一実施形態において、本発明は、第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するためのブレーキシステムを備える。そのブレーキシステムは内部コア部材を備え、その内部コア部材は第1の本体に接続される。そのブレーキシステムは外側の外部電磁ロック解除部材を備え、その外側の外部電磁ロック解除部材は内部コア部材を囲み、その外側の外部電磁ロック解除部材は第2の本体に接続される。そのブレーキシステムは、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と外側の外部電磁ロック解除部材との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材と係合し、その弾性スプリングブレーキロック部材は、外側の外部電磁ロック解除部材と内部コア部材との間の回転を抑制し、外側の外部電磁ロック解除部材によって印加される引力のある電磁場は、係合している内部コア部材から弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、外側の外部電磁ロック解除部材と内部コア部材との間に回転を与える。
【0021】
一実施形態において、本発明は、第1の本体32と第2の本体34との間の回転を制御するためのブレーキシステム30を備える。ブレーキシステム30は内部コア部材36を備え、その内部コア部材36は第1の本体32に接続される。ブレーキシステム30は、外側の外部電磁ロック解除部材38を備え、その外側の外部電磁ロック解除部材38は内部コア部材36を囲み、その外側の外部電磁ロック解除部材38は第2の本体34に接続される。外側の外部電磁ロック解除部材38は好ましくはハウジングならびに好ましくは巻かれた電磁石コイルおよび磁極を備える。ブレーキシステム30は、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材40を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と外側の外部電磁ロック解除部材38との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合し、その弾性スプリングブレーキロック部材40は、外側の外部電磁ロック解除部材38と内部コア部材36との間の回転を抑制し、外側の外部電磁ロック解除部材38によって印加される引力のある電磁場は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、外側の外部電磁ロック解除部材38と内部コア部材36との間に回転を与える。図1は、外側の外部電磁ロック解除部材38のコイルに電流が印加されていない状態のブレーキシステム30を示し、従って、磁性ヨークは、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放するために外側の外部電磁ロック解除部材38によって印加される電磁場に引き付けられない。図2は、外側の外部電磁ロック解除部材38のコイルに電流が印加されている状態であるブレーキシステム30を示し、外側の外部電磁ロック解除部材38によって印加される引力のある電磁場が磁性ヨークに印加されて、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放する。
【0022】
好ましくは、ブレーキシステム30はブレーキ力を抑制する動力源のない回転を与え、ブレーキ力を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存する。好ましくは、外側の外部電磁ロック解除部材38は電磁コイル42を備え、ブレーキシステムは電流源44を備え、その電流源44は、引力のある電磁場を生成するために電磁コイル42に対して電流レベルおよび電流方向を有する電流を供給し、ブレーキ力を抑制する回転は電流レベルに依存しない。好ましくは、外側の外部電磁ロック解除部材は巻かれたコイルと、磁極と、磁極ヨーク部材とを備える。
【0023】
好ましくは、ブレーキシステム電流源44はまた、反対方向の電流パルスを電磁コイル42に供給し、その反対方向の電流は反対の電流方向を有し、ブレーキが印加された電流で解放された後に、弾性スプリングブレーキロック部材40と内部コア部材36とを再係合するために、電磁コイル42は反発する電磁場を生成し、ブレーキをロックさせる。
【0024】
好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は金属バンドからなる。図3に示すように、弾性スプリングブレーキロック部材40は好ましくは、金属の環状バンドからなり、好ましくは係合するIDおよび係合内周、バンドの高さh、およびバンドの厚さt(好ましくはh>t)を有する。
【0025】
好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は磁気メモリを有する。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は金属、好ましくは磁気ヒステリシスを有する金属からなる。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は鋼からなる。
【0026】
好ましい実施形態において、ブレーキシステムの外側の外部電磁ロック解除部材38は、N極およびS極を有する電磁コイルヨーク部材46を備え、その電磁コイルヨーク部材46は、磁気ヒステリシスを有する金属から構成される。電磁コイルヨーク部材46は好ましくは、鋼から構成される。電磁コイルヨーク部材46は好ましくは、十分な残留流束密度/磁気残留(remnance)および十分な磁気保磁力を有し、ヨーク46および好ましくはバンドブレーキロック部材40もまた磁化され、バンドブレーキロック部材40は解放したままの状態になる。次いで、反転する反対の電流パルスが電流源44から供給され、EMコイル42を通る反転する反対の電流パルスは、磁性バンド40を反発させてヨーク46から離す。好ましくは、反転する反対の電流パルスは短時間であり、反対方向の電流パルスは反対の電流方向を有し、次いで、元の電流がコア36からバンドブレーキロック部材40を解放し、ブレーキ30を解放し、反転した電流パルスが電磁コイル42を通ると、反発する電磁場を生成し、弾性スプリングブレーキ部材40と内部コア部材36とを再係合する。
【0027】
一実施形態において、本発明は第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するための電磁ブレーキを備える。電磁ブレーキは、内部の湾曲した環状コア部材を備え、その内部のコア部材は外部の湾曲した表面を有する。電磁ブレーキは外部部材を備え、その外部部材は内部コア部材を囲み、その外部部材は電磁場源を備える。電磁ブレーキはブレーキトルク剛性を有する弾性ブレーキロック部材を備え、その弾性ブレーキロック部材は、内部コア部材の外部の湾曲した表面と外部部材との間にあり、その弾性ブレーキロック部材は、内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、その弾性ブレーキロック部材は、外部部材と内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制し、外部部材の電磁場源によって印加される引力のある磁場が、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にする。
【0028】
一実施形態において、本発明は、第1の本体32と第2の本体34との間の回転を制御するための電磁ブレーキ30を備える。電磁ブレーキ30は、内部の湾曲した環状コア部材36を備え、その内部コア部材36は外部の湾曲した表面37を有する。外部の湾曲した表面37は、弾性スプリングブレーキロック部材40の係合内周の内部の湾曲した表面と係合するための摩擦接触面を与える。好ましい実施形態において、外部の湾曲した表面は、弾性スプリングブレーキロック部材40と接し、係合するための摩擦材料を備える。
【0029】
電磁ブレーキ30は、内部の湾曲した環状コア部材36を収容する外部部材38を備える。外部部材38は内部コア部材36を囲み、その外部部材は電磁場源を備える。
【0030】
電磁ブレーキ30は弾性ブレーキロック部材40を備え、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と外部部材38との間にある。弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外側の湾曲した表面37と係合し、弾性ブレーキロック部材40は外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制し、外部部材の電磁場源によって印加される引力のある磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にする。好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、ブレーキ30はブレーキ力を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存する。好ましくは、外部部材の電磁場源は電磁コイル42を備え、ブレーキは電流源44を備え、電流源44は電磁コイルに電流レベルおよび電流方向を有する電流を供給して、引力のある電磁場を生成し、ブレーキ力を抑制する回転は電流レベルに依存しない。
【0031】
好ましくは、ブレーキ電流源44は、電磁コイル42に反対方向の電流を供給し、その反対方向の電流は反対の電流方向を有し、弾性スプリングブレーキロック部材40と内部コア部材36とを再係合するために、電磁コイル42は反発する電磁場を生成する。
【0032】
好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は、金属バンドから構成される。図3に示すように、弾性スプリングブレーキロック部材40は好ましくは、金属製環状バンドから構成され、好ましくは、係合するIDおよび係合内周、バンド高さh、およびバンド厚さt(好ましくはh>t)を有する。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は磁気メモリを有する。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は金属、好ましくは磁気ヒステリシスを有する金属から構成される。好ましくは弾性スプリングブレーキロック部材40は鋼から構成される。
【0033】
好ましくは、弾性ブレーキロック部材40が内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合する場合、その弾性スプリングブレーキロック部材40は、弾性ブレーキロック部材と外部部材38との間のトルクを作用するための手段を備える。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は、少なくとも第1の回転防止定着部材48、好ましくは、第1および第2のタブのついた係合端部を備え、その係合端部は、外部部材38におけるブレーキロック凹部に対して外側に延び、そのブレーキロック凹部と係合し、その回転防止定着部材48は、弾性ブレーキロック部材40と外部部材38との間の空隙距離または弾性ブレーキロック部材40と内部部材36との間の空隙距離より大きい外側に延びる長さを有する。
【0034】
好ましくは、弾性ブレーキロック部材40が内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制する場合、ブレーキ30は破壊トルクを有し、破壊トルク以上で、内部コアの第1の本体32と外部部材の第2の本体34との間で相対的回転が可能になる。図1に示すように、ブレーキ30の破壊トルク以上で、第1の本体32が固定されたままである場合、第2の本体34は、破壊トルク以上でその第1の本体の周りを回転させられ、外部部材38は弾性スプリングブレーキロック部材40の定着部材48と係合し、その係合内周は外部の湾曲した表面37とのその係合した接触面に対して移動する。実施形態において、本発明は破壊トルクを提供し、かつ、ブレーキシステムの過負荷損傷を回避させるための滑りを可能にするための手段を備える。好ましい実施形態において、その手段は、二次的に係合した摩擦面、好ましくは非磁気的に係合されるか、または活性化された表面、好ましくは連続して弾性的にスプリングにより係合した表面を備える。図4は、コアリングに結合される一次的なゴム摩擦層を備える実施形態を示す。コアリングはメインコアに対して回転させることができる。二次的な摩擦層はコアリングとメインコアとの間に配置され、円盤状のスプリングによって係合されるスプリングである。通常の操作条件の下で、二次的な層における十分な摩擦力はコアリングおよびメインコアを一緒に移動させ、それらは互いに対して滑らない。主要な摩擦面がロックされる場合、トルクは非常に高く、破壊トルクを超えると、滑りが二次的な摩擦面に起こる。
【0035】
好ましくは、外部部材の電磁場源は電磁コイル42を備え、ブレーキは電流源44を備え、電流源44は、引力のある電磁場を生成するために、電磁コイルに電流レベルおよび電流方向を有する電流を供給し、ブレーキ力を抑制する回転は電流レベルに依存しない。好ましくは、ブレーキ電流源44は電磁コイル42に反対方向の電流を供給し、その反対方向の電流は反対の電流方向を有し、弾性スプリングブレーキロック部材40と内部コア部材36とを再係合するために、電磁コイル42は反発する電磁場を生成する。図5〜6に示すように、好ましくは、外部部材の電磁場源は、N極およびS極を有する電磁コイルヨーク部材を備え、その電磁コイルヨーク部材は好ましくは、磁気ヒステリシスを有する金属、好ましくは鋼から構成され、ヨークは、十分な残留流束密度/磁気残留、および十分な磁気保磁力を有し、ヨークおよび好ましくは弾性ブレーキロックバンド部材40もまた磁化され、弾性ブレーキロックバンド部材40は解放された状態になり、次いで、EMコイルを介する反転する反対の電流パルスは、磁性ブレーキロックバンド部材を反発させて、ヨークから離す。好ましくは、短時間の反対方向の電流パルスは反対の電流方向を有し、次いで、元の電流は弾性ブレーキロックバンド部材40を解放し、弾性スプリングブレーキロック部材と内部コア部材とを再係合するために、反転した電流パルスが送られる電磁コイルは反発する電磁場を生じる。
【0036】
好ましい実施形態において、ブレーキ30は少なくとも第1の電磁コイル42と、少なくとも第1の永久磁石50を備え、ここで、弾性ブレーキロック部材のスプリングブレーキトルク剛性はブレーキ力を抑制する回転を与え、ブレーキ力を抑制する回転はブレーキトルク剛性に依存し、電磁コイルまたは永久磁石からの電磁場に依存しない。好ましい実施形態において、図7〜9に示すように、外側の外部部材38は、コイル42および少なくとも1つの第1の磁石50を有するヨークを備える電磁場源を設けられ、電磁バンドブレーキヨークは、コイル42と並んで、巻かれたコイルと、磁極と、磁石50とを備える。好ましくは、弾性ブレーキロック部材のスプリングブレーキトルク剛性は、ブレーキ力を抑制する回転を与え、ブレーキは、そのブレーキをオン、オフに調整するための第1の電磁コイル42に接続された制御された電流源を備え、好ましくはブレーキのパルスオン/パルスオフを提供するための電流パルスの供給源を備える。好ましくは、電流パルス供給源44は、ブレーキをオンおよびオフにするパルス(好ましくは、反対の極性の電流パルスを有する)を送るために電磁コイル42にパルス状の電流信号+Iおよび−Iを与える。
【0037】
一実施形態において、本発明は、第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するための電磁ブレーキを作製する方法を含む。その方法は、外部の湾曲した表面を有する内部コア部材を設ける工程を含む。その方法は、電磁場源を備える外部部材を設ける工程を含む。その方法は、弾性ブレーキロックバンド部材を設ける工程を含む。その方法は、弾性ブレーキロックバンド部材および外部部材を内部コア部材の周囲に配置する工程を含み、その弾性ブレーキロックバンド部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と外部部材との間にあり、その弾性ブレーキロック部材は内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、その弾性ブレーキロック部材は、外部部材と内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制し、ここで、外部部材の電磁場源によって印加される引力のある磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面から弾性ブレーキロック部材を解放し、外部部材と内部コア部材との間の回転を可能にする。
【0038】
一実施形態において、本発明は、第1の本体32と第2の本体34との間の回転を制御するための電磁ブレーキ30を作製する方法を含む。その方法は、内部の湾曲した環状のコア部材36を設ける工程を含み、内部のコア部材は外部の湾曲した表面37を有する。その方法は外部部材38を設ける工程を含み、その外部部材は電磁場源を備える。その方法は、弾性ブレーキロックバンド部材40を設ける工程を含む。その方法は、弾性ブレーキロックバンド部材40および外部部材38を内部コア部材36の周囲に配置する工程を含み、その弾性ブレーキロックバンド部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と外部部材38との間にあり、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、その弾性ブレーキロック部材40は外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制し、ここで、外部部材電磁場源によって印加される引力のある磁場は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面37から弾性ブレーキロック部材40を解放し、外部部材38と内部コア部材36との間の回転を可能にする。
【0039】
好ましくは、弾性ブレーキロックバンド部材40を設ける工程は、スプリングブレーキトルク剛性を有する弾性ブレーキロックバンド部材40を設ける工程を含み、ブレーキ30は、ブレーキ力を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存する。
【0040】
好ましくは、外部部材の電磁場源を設ける工程は、電磁コイル42と、電流源44とを設けることを含み、電流源44は、引力のある電磁場を生成するために、電磁コイル42に対して電流レベルおよび電流方向を有する電流を供給し、ブレーキ力を抑制する回転は電流レベルに依存しない。好ましくは、外部部材の電磁場源は、巻かれたコイルおよび磁極を備える。好ましくは、外部部材の電磁場源は、磁極ヨーク部材46を備える。
【0041】
好ましくは、ブレーキ電流源は、電磁コイル42に対して反対の電流方向を供給し、その反対方向の電流は、反対の電流方向を有し、電磁コイル42は、弾性スプリングブレーキロック部材40と内部コア部材36とを再係合するために反発する電磁場を生成する。
【0042】
好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40を設ける工程は、好ましくは、係合したIDおよび係合内周、ならびにバンド高さh、バンド厚さt(好ましくはh>t)を有する、金属バンド、好ましくは環状金属バンドから構成される弾性スプリングブレーキロック部材40を設けることを含む。
【0043】
好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40を設ける工程は、磁気メモリを有する弾性スプリングブレーキロック部材40を設けることを含み、好ましくはブレーキロック部材は金属バンド、好ましくは磁気ヒステリシスを有する金属、好ましくは鋼から構成される。
【0044】
好ましくは、外部部材の電磁場源を設ける工程は、N極およびS極を有する電磁コイルヨーク部材46を設けることを含み、その電磁コイルヨーク部材46は、磁気ヒステリシスを有する金属、好ましくは鋼から構成される。好ましくは、ヨーク46は、十分な残留流束密度/磁気残留、および十分な磁気保磁力を有し、ヨーク46および好ましくはバンドの弾性スプリングブレーキロック部材40は磁化され、図5〜6に示すように、バンドの弾性スプリングブレーキロック部材40は解放された状態になる。次いで、反転する反対の電流パルスは、磁性バンド40を反発させてヨーク46から離すためにEMコイル42を介して供給され、好ましくは短時間の反対方向の電流パルスは反対の電流方向を有し、次いで、元の電流はブレーキ30を解放する。反転された電流パルスを送られた電磁コイル42は、弾性スプリングブレーキロック部材40と内部コア部材36とを再係合するために反発する電磁場を生成する。
【0045】
好ましい実施形態において、外部部材の電磁場源は、少なくとも1つの第1の電磁コイル40および少なくとも1つの第1の永久磁石50を備え、ブレーキ力を抑制する回転は、第1の電磁コイル40および/または第1の永久磁石50に依存せず、ブレーキ力を抑制する回転はブレーキトルク剛性に依存し、電磁コイル40または永久磁石50からの電磁場に依存しない。好ましい実施形態において、図7〜9に示すように、外側の外部部材38は、コイル42および少なくとも1つの第1の磁石50を有するヨークを備える電磁場源が設けられ、電磁バンドブレーキヨークは、巻かれたコイル、磁極および磁石を並べて備える。好ましくは、弾性ブレーキロック部材のスプリングブレーキトルク剛性は、ブレーキ力を抑制する回転を与え、ブレーキは、そのブレーキをオンおよびオフに調整するための第1の電磁コイル42に接続された制御された電流源、好ましくはブレーキのパルスオン/パルスオフを与えるための電流パルス供給源を備える。好ましくは、その方法は、好ましくは反対の極の電流パルスで、ブレーキをオンおよびオフにするパルスを送るために、パルス状の電流信号を電磁コイル42に提供する工程を含む。
【0046】
好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40が内部コア部材36と係合する場合、その弾性スプリングブレーキロック部材40は、弾性ブレーキロック部材と外部部材38との間のトルクを作用するための少なくとも1つの第1の回転防止定着部材を備える。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は、少なくとも1つの第1の回転防止定着部材48を備え、好ましくは第1および第2のタブのついた係合端部は、外部部材38におけるブレーキロック凹部に対して外側に延び、そのブレーキロック凹部と係合し、回転防止定着部材48は、弾性ブレーキロック部材40と外部部材38との間の空隙距離または弾性ブレーキロック部材40と内部部材36との間の空隙距離より大きい外側に延びる長さを有する。
【0047】
好ましくは、弾性ブレーキロック部材40が内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制する場合、ブレーキ30は破壊トルクを有し、破壊トルク以上で、内部コアの第1の本体32と外部部材の第2の本体34との間で相対的回転が可能になる。図1に示すように、ブレーキ30の破壊トルク以上で、第1の本体32が固定されたままである場合、第2の本体34は、破壊トルク以上でその第1の本体の周りを回転させられ、外部部材38は弾性スプリングブレーキロック部材40の定着部材48と係合し、その係合内周は外部の湾曲した表面37とのその係合した接触面に対して移動する。実施形態において、本発明は破壊トルクを提供し、かつ、ブレーキシステムの過負荷損傷を回避させるための滑りを可能にするための手段を備える。好ましい実施形態において、その手段は、二次的に係合した摩擦面、好ましくは非磁気的に係合されるか、または活性化された表面、好ましくは連続して弾性的にスプリングにより係合した表面を備える。図4は、コアリングに結合される一次的なゴム摩擦層を備える実施形態を示す。コアリングはメインコアに対して回転させることができる。二次的な摩擦層はコアリングとメインコアとの間に配置され、円盤状のスプリングによって係合されるスプリングである。通常の操作条件の下で、二次的な層における十分な摩擦力はコアリングおよびメインコアを一緒に移動させ、それらは互いに対して滑らない。主要な摩擦面がロックされる場合、トルクは非常に高く、破壊トルクを超えると、滑りが二次的な摩擦面に起こる。
【0048】
一実施形態において、本発明は第1の本体と第2の本体との間の作動を制御する方法を含む。その方法は第1の本体が接続された内部コア部材を設ける工程を含む。その方法は、第2の本体が接続された外部部材を設ける工程を含み、その第2の本体が接続された外部部材は電磁場源を備える。その方法は、スプリングブレーキトルク剛性を有する弾性ブレーキロックスプリングバンド部材を設ける工程を含む。その方法は、第1の本体が接続された内部コア部材と第2の本体が接続された外部部材との間に弾性ブレーキロックバンド部材を配置する工程を含み、その弾性ブレーキロック部材は、第1の本体が接続された部材と係合し、その弾性ブレーキロック部材は、第2の本体が接続された部材と第1の本体が接続された部材との間の回転を抑制し、動力源のない回転がブレーキ力を抑制し、そのブレーキ力を抑制する動力源のない回転はスプリングブレーキトルク剛性に依存する。その方法は、第2の本体が接続された部材に電磁場源を印加する工程を含み、引力のある電磁場は、係合している第1の本体が接続された部材から弾性ブレーキロック部材を解放し、第2の本体が接続された部材と第1の本体が接続された部材との間の回転を可能にする。
【0049】
本発明は、第1の本体32と第2の本体34との間の回転移動を制御する工程を含む。その方法は、内部の湾曲した環状コア部材36に接続された第1の本体を設ける工程を含み、その第1の本体は内部コア部材36に接続され、好ましくは外部の湾曲した表面37を有する。その方法は、外部部材38に接続された第2の本体を設ける工程を含み、その第2の本体は、電磁場源を備える外部部材38に接続される。その方法は、スプリングブレーキトルク剛性を有する弾性ブレーキロックスプリングバンド部材40を設ける工程を含む。その方法は、内部の湾曲した環状コア部材36に接続された第1の本体と、外部部材38に接続された第2の本体との間に弾性ブレーキロックバンド部材40を配置する工程を含み、その弾性ブレーキロック部材40は、内部の湾曲した環状のコア部材36に接続された第1の本体と係合し、その弾性ブレーキロック部材40は、外部部材38に接続された第2の本体と、内部の湾曲した環状コア部材36に接続された第1の本体との間の回転を抑制し、動力源のない回転がブレーキ力を抑制し、そのブレーキ力を抑制する動力源のない回転は、スプリングブレーキトルク剛性に依存する。
【0050】
その方法は、第2の本体が接続された外部部材に電磁場源を印加する工程を含み、引力のある磁場は、係合している第1の本体が接続されたコア部材から弾性ブレーキロック部材を解放し、第2の本体が接続された外部部材と第1の本体が接続された内部の湾曲した環状コア部材との間の回転を可能にする。
【0051】
好ましくは、外部部材の電磁場源に接続された第2の本体を設ける工程は、電磁コイル42および電流源44を設けることを含み、電流源は、引力のある電磁場を印加するために、電磁コイルに対して電流レベルおよび電流方向を有する電流Iを供給し、ここで、ブレーキ力を抑制する回転は電流レベルに依存しない。好ましくは、ブレーキの電流源44は、反対方向の電流を電磁コイルに供給し、その反対方向の電流は反対の電流方向を有し、電磁コイル42は、弾性スプリングブレーキロック部材40を内部の湾曲した環状コア部材36に接続された第1の本体と再係合するために反発する電磁場を生成する。
【0052】
好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40を設ける工程は、金属バンド、好ましくは環状金属バンドから構成され、好ましくは係合したIDおよび係合内周、ならびにバンド高さh、バンド厚さt(好ましくはh>t)を有する弾性スプリングブレーキロック部材40を設けることを含む。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40を設ける工程は、磁気メモリを備える弾性スプリングブレーキロック部材40を設けることを含み、好ましくはブレーキロック部材は金属バンド、好ましくは磁気ヒステリシスを有する金属、好ましくは鋼から構成される。
【0053】
好ましくは、外部部材の電磁場源に接続された第2の本体は、N極およびS極を有する電磁コイルヨーク部材46を備え、その電磁コイルヨーク部材46は磁気ヒステリシスを有する金属から構成される。好ましくは、ヨーク46は、十分な残留流束密度/磁気残留、および十分な磁気保磁力を有し、ヨーク46および好ましくはバンドの弾性スプリングブレーキロック部材40は磁化され、図5〜6に示すように、バンドの弾性スプリングブレーキロック部材40は解放された状態になる。次いで、反転する反対の電流パルスは、磁性バンド40を反発させてヨーク46から離すためにEMコイル42を介して供給され、好ましくは短時間の反対方向の電流パルスは反対の電流方向、次にブレーキ30を解放する元の電流を有する。反転された電流パルスを送られた電磁コイル42は、弾性スプリングブレーキロック部材40と内部コア部材36とを再係合するために反発する電磁場を生成する。
【0054】
好ましくは、作動を制御する方法は、弾性ブレーキロック部材40が内部コア部材36と係合している場合、弾性ブレーキロック部材と外部部材38との間のトルクを作用するための少なくとも1つの第1の回転防止定着部材を備える弾性スプリングブレーキロック部材を設ける工程を含む。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材40は、少なくとも1つの第1の回転防止定着部材48を備え、好ましくは第1および第2のタブの付いた係合端部は、外部部材38におけるブレーキロック凹部に対して外側に延び、そのブレーキロック凹部と係合し、回転防止定着部材48は、弾性ブレーキロック部材40と外部部材38との間の空隙距離または弾性ブレーキロック部材40と内部部材36との間の空隙距離より大きい外側に延びる長さを有する。
【0055】
好ましい実施形態において、ブレーキおよび制御動作をロックし、かつロック解除するための外部部材の電磁場源を設ける工程は、少なくとも1つの第1の電磁コイル40と少なくとも1つの第1の永久磁石50とを設けることを含む。好ましい実施形態において、外側の外部部材38は、図7〜9に示すように、コイル42を有するヨークと少なくとも1つの第1の磁石50を備える電磁場源を設け、電磁バンドブレーキヨークは、並んで、巻かれたコイル、磁極、および磁石を備える。好ましくは、弾性ブレーキロック部材スプリングブレーキトルク剛性は、ブレーキ力を抑制する回転を与え、ブレーキ30は、ブレーキのオンおよびオフを調整するための第1の電磁コイル42に接続された制御された電流源44、好ましくはブレーキのパルスオン/パルスオフを提供するための電流パルス供給源を備える。好ましくは、その方法は、好ましくは反対の極の電流パルスでブレーキをオンおよびオフにするパルスを送るために、パルス状の電流信号を電磁コイル42に提供する工程を含む。
【0056】
好ましくは、弾性ブレーキロック部材40が内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制する場合、制御作動は破壊トルクを与えることを含む。破壊トルク以上で、内部コアの第1の本体32と外部部材の第2の本体34との間で相対的回転が可能になる。図1に示すように、ブレーキ30の破壊トルク以上で、第1の本体32が固定されたままである場合、第2の本体34は、破壊トルク以上でその第1の本体の周りを回転させられ、外部部材38は弾性スプリングブレーキロック部材40の定着部材48と係合し、その係合内周は外部の湾曲した表面37とのその係合した接触面に対して移動する。好ましくは、破壊トルクを与えることは、ブレーキシステムの過負荷損傷を回避させるための滑りを可能にすることを含む。好ましい実施形態において、その方法は、二次的に係合した摩擦面、好ましくは非磁気的に係合されるか、または活性化された表面、好ましくは連続して弾性的にスプリングにより係合した表面を設けることを含む。図4は、コアリングに結合される一次的なゴム摩擦層を備える実施形態を示す。コアリングはメインコアに対して回転させることができる。二次的な摩擦層はコアリングとメインコアとの間に配置され、円盤状のスプリングによって係合されるスプリングである。通常の操作条件の下で、二次的な層における十分な摩擦力はコアリングおよびメインコアを一緒に移動させ、それらは互いに対して滑らない。主要な摩擦面がロックされる場合、トルクは非常に高く、破壊トルクを超えると、滑りが二次的な摩擦面に起こる。
【0057】
好ましくはコア36のブレーキされた表面から外側に、かつ離してスプリングブレーキロックバンド40を引く電流が電磁コイル42に印加される場合、ブレーキ30は動力源のない係合が適用されて、好ましくは解放される。好ましくは、スプリングブレーキロックバンド40のスプリング剛性は、動力源のないブレーキ係合を引き起こす。様々な程度の係合トルクは、スプリングブレーキロックバンド40が係合する表面の摩擦係数に依存して達成され得る。ゴム表面に対する鋼バンドに関して、小さなパッケージ中に大きなトルクが与えられる。ブレーキは、好ましくは、機械におけるフェイルセーフまたはブレーキをロック解除するための動力源として利用される。ブレーキは、好ましくは、フェイルセーフまたは電気モーターに搭載されたブレーキをロック解除するための動力源として利用され、モーターが回転するために電圧を与えられないか、または命令されない場合、ブレーキはモーターの作動を抑制する。ブレーキは、好ましくは、ロボット機械、好ましくは工業用ロボット、好ましくはモーターを備える工業用アセンブリロボットのマルチジョイントロボットアームにおけるフェイルセーフまたはブレーキをロック解除するための動力源ならびにロボットアームジョイントにおける電磁ブレーキをロック解除するためのフェイルセーフ動力源として利用され、モーターが回転するために電圧を与えられないか、または命令されない場合、ブレーキはロボットアームジョイントの作動を抑制する。ブレーキは、好ましくは、飛行機、自動車またはトラックなどの乗り物において使用するためのパーキングブレーキシステムにおいて、フェイルセーフまたは乗り物の機械のブレーキをロック解除するための動力源として好ましくは利用される。ブレーキの実施形態の構成を、それぞれ、動力源のない係合(電流が印加されずにロックされたブレーキ)および電圧が印加された解放された(印加された電流によりブレーキが解放される)状態において図1および2に示す。図1および2に示すブレーキ30は、時計回りおよび半時計回りの両方においてロックするという点において複動式ブレーキである。摩擦材料は好ましくは、適切な摩擦係数を与え、十分な磨耗性を有する。高いトルクのために、摩擦材料は、コア36に結合されるゴムエラストマーの層である。ロックされ、オフ状態の条件において、バンド40の弾力性は摩擦表面をわずかに圧迫し、非常に大きな固定トルクを与え、ゴムエラストマー表面は1〜4の摩擦係数を有する。電流がコイル42に印加される場合、コア36から半径方向外向きにバンド40を引っ張る磁力が生じる。これにより、バンド40を摩擦表面から分離させ、ブレーキ30が解放される。
【0058】
実施形態において、ブレーキ30は好ましくは、電流源の適用を用いずに、ロックされた状態またはロックされていない状態のいずれかであってもよい。適切な極性の電流パルスがコイル42に印加されて、ロックされた状態からロックされていない状態まで推移する(逆もまた同じである)。図5および6に示すような実施形態において、ブレーキ30は明らかな永久磁石を備えておらず、好ましくは磁性ヨークおよび/またはブレーキロックバンド部材40は鋼合金から構成され、その鋼合金は、顕著な量の磁気ヒステリシスを示し、コイル42に印加される電流パルスによって磁化され、消磁され得る。好ましくは、ヨーク46に使用される鋼合金は、大きな十分な残留流束密度または磁気残留および十分な磁気保磁力を示し、その結果、コイル42が電流パルスを与え、ブレーキロックバンド部材40が半径方向外側に引かれる場合、ヨーク(および/またはバンド)自体が磁化し、反転する反対の電流がコイル42に印加されるまで、ブレーキロックバンド部材40を係合していない位置に維持することができる。図6に示すように、図6Dに示すコイル42に対する反対の極性の電流パルスは、ヨーク46を停止するか、または消磁し、ブレーキロックバンド部材40をヨーク46から離れさせ、緑色の矢印によって示すように半径方向内側に分解する。ブレーキロックバンド部材40はコア36と再係合し、図6Aの動力源のないロックされた状態まで戻る。図7〜9に示すような実施形態において、永久磁石50は、ヨーク46における磁化可能な鋼の代わりに利用される。
【0059】
好ましくは、磁化可能な鋼合金は、ブレーキのパルスオン/パルスオフを与えるために、ブレーキシステム30の作用点において残留磁気Br、飽和保磁力Hc、B/H消磁曲線の勾配、またはリコイル透磁率を有する。好ましい鋼合金は、高炭素鋼、工具鋼、D2、A2、4140/4142などの軟鋼、410および440Cなどのステンレス鋼の磁性グレードを備える。
【0060】
図6A〜Dは、磁性ヨークおよびブレーキロックバンド部材40を備えるブレーキ30のパルスオフ/パルスオン動作を示す。図6において、ブレーキは、動力源のない(電流のない)状態でロックされているか、または係合された状態A(図6A)であり、ブレーキロックバンド部材40はコア36の半径方向表面を圧迫し、コア36が回転するのを抑制する。次に、図6Bにおいて、電流パルスがコイル42に印加される。これにより、ブレーキロックバンド部材40が、緑色の矢印で示されるように半径方向外側に引っ張られる。磁束の線は赤色の波線で示される。パルスは、バンドが磁性ヨーク46の半径方向面に接触できるのに十分な時間、印加される。一旦、ブレーキロックバンド部材40がヨーク46と接触すると、磁場強度ピークおよびヨーク46の鋼合金が磁化する。ここで、図6Cに示すようにコイル42に対する電流は除去され、磁性ヨーク46に起因する残留磁場により、さらに電流が印加さなくてもバンドを解放した位置に維持する。
【0061】
図7に示す実施形態において、少なくとも1つの永久磁石50は、磁化され得るか、または消磁され得るヨーク46における鋼合金の代わりに(または鋼合金に加えて)使用される。好ましくは、ヨークは、二次的な非磁性隙間52、好ましくは二次空隙を備える。好ましい実施形態において、二次的な非磁性隙間52は、非磁性物質で満たされた空間であるか、または物質がない(磁性物質を囲む隙間は空隙空間を規定する)。好ましい実施形態において、二次隙間52は空隙である。代替の実施形態において、二次的な非磁性隙間52は、プラスチックまたはアルミニウムなどの非磁性固体物質で満たされた空間である。二次隙間g’52は、第1の状態が、ブレーキロックバンド部材40の間の一次隙間g(ブレーキロックバンド部材40およびコア部材36とヨーク46との間の一次隙間の空隙空間g)を通る経路より低い磁気抵抗を有し、一次隙間gが閉じられる場合、第2の状態が、ブレーキロックバンド部材40を通る経路より高い抵抗を有するという点で、磁束のための代替の経路を与える。図8A〜Dは、ブレーキ30の作動の順序を示す。図8Aにおいて、ブレーキ30はコイル42に電流が印加されずに係合される。永久磁石50からの磁束は、小さな二次隙間g’52に優先的に移動する。なぜなら、この経路は、一次隙間gにわたる、ブレーキロックバンド部材40を通る経路と比較して、非常に低い磁気抵抗を有するからである。図8Bに示すように、コイル42への電流パルスにより、二次隙間g’52を通る磁束が停止され、全ての磁束を、一次隙間gを通る方向に効果的に変え、バンドは、ブレーキロックバンド部材40を、矢印で示すように半径方向外側に引っ張る。一旦、図8に示すように、ブレーキロックバンド部材40がヨーク46と接触すると、電流パルスは停止するが、ここで、永久磁石50からの磁束は、ヨーク46およびロックされていないブレーキ30との接触を維持するバンド40を通る、より低い磁気抵抗の経路を優先的に選ぶ。図8Dに示すように、コイル42に対する反対の電流パルスにより、ブレーキロックバンド部材40を通る磁束が停止され、それをヨーク46から解放する。ここで、磁石50からの磁束は二次隙間g’52に戻り、ブレーキ30は、再び、図8Aにおいてロックされた状態に戻る。永久磁石50、一次隙間gおよび二次隙間g’52を備えるさらなる実施形態を図9Aに示し、コイルから半径方向に間隔を空けたものと比較して、好ましくはコイルから軸方向に間隔を空けて永久磁石を有する双安定パルスオン/パルスオフブレーキを設ける。永久磁石50を備えるさらなる実施形態として、図7および8Aに使用する複数の個々の別個の磁石50よりむしろ、リング磁石を、図9Bおよび9Cに示し、好ましくは、図7および8に使用する複数の個々の別個の磁石50よりむしろ連続的なリング磁石を備える。好ましくは、永久磁石は、ブレーキ、好ましくは機械ブレーキをロック解除するためのフェイルセーフ力を与えるために、一次隙間gおよび二次隙間g’を設けられる。好ましくは、電流源がコイルに与えられない場合、ブレーキ、好ましくは乗り物の動きを抑制するための機械の乗り物のブレーキをロック解除するためのフェイルセーフ力を与えるために、永久磁石は一次隙間gおよび二次隙間g’が設けられる。好ましくは、電流源がコイルに与えられない場合、ブレーキ、好ましくは、モーターの動作を抑制するための機械のモーターが搭載されたブレーキをロック解除するためのフェイルセーフ力を与えるために、永久磁石は一次隙間gおよび二次隙間g’が設けられる。好ましくは、電流源がコイルに与えられない場合、ブレーキ、好ましくはロボットの動作を抑制するためのロボット機械のブレーキをロック解除するためのフェイルセーフ力を与えるために、永久磁石は一次隙間gおよび二次隙間g’が設けられる。
【0062】
図10は、第2の本体34と接続するための外側の外部部材38、および第1の本体32と接続するための内部コア部材36を備えるブレーキ30を示す。図11は図10のハウジングを備える内部ブレーキアセンブリの実施形態を示す。図12は、図10のハウジングを備える代替のブレーキアセンブリの実施形態を示し、破壊トルクを与えるために、スプリング54は図4と同様の二次摩擦面56と係合して接触され、滑りによりブレーキシステムの過負荷損傷が回避され得る。図13は、乗り物機構におけるブレーキに利用されるブレーキ30を備えるブレーキシステムを示し、その乗り物機構のブレーキシステムは、その乗り物のシフトレバーの回転移動を制御し、好ましくは、ブレーキに動力源が与えられていない場合、そのシフトレバーはロックされ、パークから動くことができない。図14は、乗り物機構におけるブレーキとして利用されるブレーキ30を備えるブレーキシステムを示し、その乗り物機構のブレーキシステムは、ステアリングコラムの作動および乗り物のステアリングホイールコラムの位置を制御し、好ましくは、制御ボタンは、ブレーキ30を解放するために電流源44から電流を与え、ステアリングホイールの第1および第2の本体の調節および移動を可能にし、ブレーキはロックされた状態ではない。図15は、航空機が陸上に停止される場合のブレーキシステムを留めている(パークしている)航空機の第1および第2の乗り物の本体部分との間の相対的回転を抑制するために使用するためのブレーキ30を備えるブレーキシステムを留めている航空機を示す。ブレーキ30のこのようなパーキングおよび乗り物の適用に関して、好ましくは、電力(電流)が、ブレーキを解放およびロック解除するために、供給されなければならず、これにより、第1の本体と第2の本体との間の回転動作が可能となり、ブレーキはロックされた状態にはならず、電力(電流)が供給されない場合、ブレーキは、好ましくは、ロックされ、第1の本体と第2の本体との間の動きを抑制する。
【0063】
一実施形態において、本発明は、第1の本体32と第2の本体34との間の回転を制御するためのブレーキシステム30を含む。ブレーキシステムは内部コア部材36を備え、その内部コア部材は第1の本体32に接続される。ブレーキシステムは外側の外部部材38を備え、その外側の外部部材38は内部コア部材36を囲み、その外側の外部部材38は第2の本体34と接続する。ブレーキシステム30は、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材40を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と外側の外部部材38との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材40は、外側の外部部材40と内部コア部材36との間の回転を抑制する。ブレーキシステム30は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放する電磁ロック解除部材38によって印加される電磁場(EMF−矢印を有する破線の磁束線)を備え、外側の外部部材38と内部コア部材36との間の回転を与え、電磁ロック解除部材38’は、第1の本体32と第2の本体34との間の回転を制御する。好ましい実施形態において、電磁ロック解除部材38’は外側の外部電磁ロック解除部材であり、その電磁ロック解除部材38’は、内部コア部材36から外側に半径方向に配置される。
【0064】
好ましい実施形態において、電磁ロック解除部材38’は内部コア電磁ロック解除部材であり、その電磁ロック解除部材38’は内部コアに半径方向に配置され、外側の外部部材38から内側にある。
【0065】
好ましい実施形態において、内部コア電磁ロック解除部材38’は、半径方向外側にコイル42および少なくとも1つの第1の半径方向内側に永久磁石50を備える。好ましい実施形態において、内部コア電磁ロック解除部材38’は、半径方向内側にコイル42および少なくとも1つの第1の半径方向外側に永久磁石50を備える。好ましくは、内部コア電磁ロック解除部材38’は、コイル42と少なくとも1つの第1の永久磁石50を備える。
【0066】
好ましくは、電磁ロック解除部材38’は電磁コイル42および少なくとも1つの第1の永久磁石50を備え、ブレーキシステムは電流源44を備え、その電流源は、電磁場を生成するために電磁コイルに対して電流レベルおよび電流方向を有する第1の電流パルスを供給する。好ましくは、ブレーキシステムの電流源44は第2のパルスオンの電流パルスを電磁コイル42に供給し、第2のパルスオンの電流パルスは、弾性スプリングブレーキロック部材40を内部コア部材36に再係合する。好ましくは、弾性スプリングブレーキロック部材は金属バンドから構成される。好ましくは、電磁ロック解除部材38’は、コイル42および少なくとも1つの第1の永久磁石50ならびに一次隙間gおよび二次隙間g’を備える。
【0067】
好ましくは、ブレーキシステム30はモーター72を備え、そのモーターは第1の本体32および第2の本体34から構成され、ここで、電磁ロック解除部材38’は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、モーター72に電圧が印加される場合、外側の外部部材38と内部コア部材36との間に回転を与える。好ましくは、ブレーキシステム30およびモーター72は、モーターが搭載されたブレーキ30を設けるように一体化され、モーターが停止している場合、ブレーキはモーターを所定の位置に固定する。好ましくは、モーターは電気モーター72であり、ブレーキ30およびそのコイル42は、モーターが作動および回転させられる場合、ロック解除するために電力を受ける。好ましくは、ブレーキ30は、第1のモーターの本体部材32に接続される内部コア部材36を機械に設けるようにモーター72に搭載され、好ましくは、モーターシャフト部材は、モーターのハウジングに固定した第2の本体部材34に対して回転するために駆動される。好ましくは、ブレーキ30の外側の外部部材38は、モーターのハウジングに固定した第2の本体部材34に接続され、ブレーキロック部材40の係合はモーターシャフトの回転を抑制する。
【0068】
好ましくは、ブレーキシステム30は乗り物機構70を備え、その乗り物は第1の本体32および第2の本体34から構成され、ここで、電磁ロック解除部材38’は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、第1の本体32と第2の本体34との間の相対的な乗り物の動きが所望される場合、外側の外部部材38と内部コア部材36との間に回転を与える。電磁ロック解除部材38’は、係合している内部コア部材から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、外側の外部部材と内部コア部材との間に回転を与え、乗り物70の第1の本体と第2の本体との間に乗り物の作動を与える。
【0069】
好ましくは、ブレーキシステム30はロボット機構74を備え、ロボット74は第1の本体32および第2の本体34から構成され、ここで、電磁ロック解除部材38’は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、外側の外部部材38と内部コア部材36との間に回転を与え、第1の本体32と第2の本体34との間にロボットの作動を与える。ブレーキは、好ましくは、ロボット機構74、好ましくは工業用ロボット74、好ましくはモーター72を備える工業用アセンブリロボットのマルチジョイントロボットアーム74におけるフェイルセーフまたはブレーキをロック解除するための動力、およびロボットアームジョイントにおける電磁ブレーキ30をロック解除するためのフェイルセーフの動力として利用され、モーター72が作動するための電圧を印加されないか、または命令されない場合、ブレーキ30はロボットアームジョイントの動きを抑制する。
【0070】
一実施形態において、本発明は、乗り物70のための第1の乗り物の本体32と第2の乗り物の本体34との間の回転を制御するための乗り物のブレーキシステム30を備える。乗り物のブレーキシステム30は内部コア部材36を備え、その内部コア部材は第1の乗り物の本体32に接続する。乗り物のブレーキシステム30は外側の外部部材38を備え、その外側の外部部材38は内部コア部材36を囲み、その外側の外部部材は第2の乗り物の本体34に接続する。乗り物のブレーキシステムは、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材40を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と外側の外部部材38との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36を係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材40は、外側の外部部材38と内部コア部材36との間、および第1の乗り物の本体部材32と第2の乗り物の本体部材34との間の回転を妨げる。乗り物のブレーキシステム30は、電磁ロック解除部材38’によって印加される電磁場(EMF、矢印を有する破線の磁束線)を備え、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、外側の外部部材38と内部コア部材36との間の回転および第1の乗り物の本体32と第2の乗り物の本体34との間の相対的作動を与える。好ましくは、乗り物のブレーキシステムは、コイル42、少なくとも1つの第1の永久磁石50、一次隙間gおよび二次隙間g’を備える。
【0071】
一実施形態において、本発明は、ロボット74の第1のロボット本体32と第2のロボット本体34との間の回転を制御するためのロボットブレーキシステム30を備える。ロボットブレーキシステム30は内部コア部材36を備え、その内部コア部材36は第1のロボット本体部材32に接続する。ロボットブレーキシステム30は外側の外部部材38を備え、その外側の外部部材38は内部コア部材36を囲み、その外側の外部部材38は第2のロボット本体34に接続する。ロボットブレーキシステム30は、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材40を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材は内部コア部材36と外側の外部部材38との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材40は、外側の外部部材38と内部コア部材36との間、および第1のロボット本体32と第2のロボット本体34との間の回転を抑制する。ロボットブレーキシステムは、電磁ロック解除部材38’によって印加される電磁場(EMF、矢印を有する破線の磁束線)を備え、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、外側の外部部材38と内部コア部材36との間の回転、および第1のロボット本体32と第2のロボット本体34との間の相対的作動を与える。好ましくは、ロボットブレーキシステム30は、コイル42、少なくとも1つの第1の永久磁石50、一次隙間gおよび二次隙間g’を備える。
【0072】
一実施形態において、本発明は、機械70、72、74などの機械を備える。その機械は、第1の機械本体32および第2の機械本体34、内部コア部材36を備え、その内部コア部材36は第1の機械本体32および外側の外部部材38に接続し、その外側の外部部材38は内部コア部材36を囲み、外側の外部部材38は第2の機械本体34に接続する。その機械は、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材40を備え、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と外側の外部部材38との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合し、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材40は、外側の外部部材38と内部コア部材36との間、および第1の機械本体32と第2の機械本体34との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材38’によって印加される電磁場(EMF、矢印を有する破線の磁束線)は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、外側の外部部材38と内部コア部材36との間の回転、および第1の機械本体32と第2の機械本体34との間の相対的作動を与える。好ましくは、機械の電磁ロック解除部材38’は、コイル42、複数の永久磁石50、一次隙間gおよび二次隙間g’を備える。好ましくは、その機械は回転モーター72を備え、ここで、電磁ロック解除部材38’によって印加される電磁場は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、回転モーター72の回転を与え、回転モーター72が回転しない場合、弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合する。好ましくは、その機械はモーター72を備え、ここで、電磁ロック解除部材38’によって印加される電磁場は、係合しているコア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、電力が印加される場合、モーター72の作動を与え、モーター72に電力が印加されない場合、弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合する。
【0073】
一実施形態において、本発明は電磁ブレーキ30を備え、そのブレーキは静的トルク定格(T)および重量(W)を有する。電磁ブレーキは内部の湾曲したコア部材36を備え、その内部コア部材36は、好ましくは摩擦材料、好ましくは結合されたエラストマー摩擦材料を備える外部の湾曲した表面37を有する。電磁ブレーキは外部部材38を備え、その外部部材38は内部コア部材36を囲み、収容する。電磁ブレーキ30は環状の弾性ブレーキロック部材40を備え、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と外部部材38との間にあり、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、その弾性ブレーキロック部材40は、外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制し、ここで、ロック解除するための電力により印加された電磁場(EMF、矢印を有する破線の磁束線)は、係合している内部コア部材の外側の湾曲した表面37から弾性ブレーキロック部材40を解放し、外部部材38と内部コア部材36との間に回転を与え、ここで、弾性ブレーキロック部材40は、内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、0.1〜1,000Nmの範囲の静的トルク定格Tを与え、ブレーキ30は、50Nm/kgより大きいトルク/重量比(T/W)を有する。
【0074】
好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、ブレーキ30はブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転は、ブレーキトルク剛性に依存する。図19は、T/W(Nm/Kg)対静的トルク定格(Nm)のプロットであり、本発明の実施形態に係る、大きな青い円(LORD ML)によって描かれるモデル化されたデータ点を示し、50Nm/kgより大きいトルク/重量比(T/W)を与え、そのようなものと、示した当該分野のブレーキの市販の状態(Stearns 310は小さな青いダイヤモンド;Stearns 311は小さな紫色の正方形;KEB Combistop Mは小さな青いx;Ogura Springは垂直中心線を有する小さな紫色のx;Ogura PMは小さな黄色の三角形;Inertial Dynamics FBは小さな茶色の円;Warner PBは小さな青い+)との差を示す。図19は、モデル化した本発明の実施形態のトルク/重量比(T/W)と、匹敵するブレーキである市販のトルク/重量比(T/W)とを比較し、0.1〜1,000Nmの静的トルク定格の範囲におけるブレーキに関して、50Nm/kgより高いトルク/重量比(T/W)を明らかに示す。好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、ブレーキ30は、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存し、0.1〜1,000Nmの範囲で静的トルク定格Tを与え、ブレーキ30は、75Nm/kgより大きい、好ましくは91Nm/kgより大きい、好ましくは少なくとも100Nm/kgより大きいトルク/重量比(T/W)を有する。
【0075】
一実施形態において、本発明は電磁ブレーキ30を備え、そのブレーキは静的トルク定格(T)および容積(V)を有する。電磁ブレーキ30は内部の湾曲したコア部材36を備え、その内部コア部材36は、好ましくは摩擦材料、好ましくは結合されたエラストマー摩擦材料を備える外部の湾曲した表面37を有する。電磁ブレーキ30は外部部材38であって、その外部部材38は内部コア部材36を囲む外部部材と、環状の弾性ブレーキロック部材40とを備え、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と外部部材38との間にある。弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、その弾性ブレーキロック部材40は外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制し、ここで、ロック解除するための電力により印加された磁場(EMF、矢印を有する破線の磁束線)は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面37から弾性ブレーキロック部材40を解放し、外部部材38と内部コア部材36との間の回転を可能にし、弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、静的トルク定格Tは0.1〜1,000Nmの範囲であり、ブレーキが20Nm/ccより大きいトルク/容積比(T/V)を有するように、ブレーキ容積Vは小さい。好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、ブレーキ30は、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存する。図20は、T/V(Nm/cc)対静的トルク定格(Nm)のプロットであり、本発明の実施形態に従う、大きな青色の円(LORD ML)によって描かれたモデル化されたデータ点を示し、20Nm/ccより大きいトルク/容積比(T/V)を与え、そのようなものと、示した当該分野のブレーキの市販の状態(Stearns 310は小さな青いダイヤモンド;Stearns 311は小さな紫色の正方形;KEB Combistop Mは小さな青いx;Ogura Springは垂直中心線を有する小さな紫色のx;Ogura PMは小さな黄色の三角形;Inertial Dynamics FBは小さな茶色の円;Warner PBは小さな青い+)との間の差を示す。図20は、モデル化した本発明の実施形態のトルク/容積比(T/V)と、匹敵するブレーキである市販のブレーキのトルク/容積比(T/V)とを比較し、0.1〜1,000Nmの静的トルク定格の範囲におけるブレーキに関して、20Nm/ccより大きいトルク/容積比(T/V)を明らかに示す。好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、ブレーキ30は、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転は、0.1〜1,000Nmの範囲である静的トルク定格Tを与えるために、ブレーキトルク剛性に依存し、ブレーキ30は25Nm/ccより大きい、好ましくは31Nm/ccより大きい、好ましくは少なくとも57Nm/ccであるトルク/容積比(T/V)を有する。
【0076】
一実施形態において、本発明は電磁ブレーキ30を備え、そのブレーキは静的トルク定格(T)および回転慣性(J)を有する。電磁ブレーキ30は内部の湾曲したコア部材36であって、その内部コア部材は外部の湾曲した表面37を有する内部コア部材と、外部部材38であって、その外部部材は内部コア部材36を囲む外部部材と、環状の弾性ブレーキロック部材40とを備え、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と外部部材38との間にあり、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、その弾性ブレーキロック部材40は外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制し、ここで、ロック解除するための電力により印加された磁場(EMF、矢印を有する破線の磁束線)は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面37から弾性ブレーキロック部材40を解放し、外部部材38と内部コア部材36との間の回転を可能にし、ここで、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、静的トルク定格Tは0.1〜1,000Nmの範囲であり、ブレーキは1.5×10−2より大きいトルク/回転慣性比(T/J)を有する。好ましくは、内部コア部材の外部の湾曲した表面37は摩擦材料、好ましくは結合されたエラストマー摩擦材料を有する。好ましくは弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、ブレーキ30は、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存する。図21は、T/J(10−2)対静的トルク定格(Nm)のプロットであり、本発明の実施形態に従う、大きな青色の円(LORD ML)によって描かれたモデル化されたデータ点を示し、1.5×10−2より大きいトルク/回転慣性比を与え、そのようなものと、示した当該分野のブレーキの市販の状態(Stearns 310は小さな青いダイヤモンド;Stearns 311は小さな紫色の正方形;KEB Combistop Mは小さな青いx;Ogura Springは垂直中心線を有する小さな紫色のx;Inertial Dynamics FBは小さな茶色の円;Warner PBは小さな青い+)との間の差を示す。図21は、モデル化された本発明の実施形態のトルク/回転慣性比(T/J)と、匹敵するブレーキである市販のブレーキのトルク/回転慣性比(T/J)とを比較し、0.1〜1,000Nmの範囲の静的トルク定格におけるブレーキに関して、1.5×10−2より大きいトルク/回転慣性比(T/J)を明らかに示す。好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、ブレーキ30は、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転は、1〜100Nmの範囲における静的トルク定格Tを与えるように、ブレーキトルク剛性に依存し、ブレーキ30は3×10−2より大きいトルク/回転慣性比(T/J)を有する。
【0077】
一実施形態において、本発明は電磁ブレーキ30を備え、そのブレーキは静的トルク定格および直径ODと、内部の湾曲したコア部材36であって、その内部コア部材は外部の湾曲した表面37を有する、内部の湾曲したコア部材と、外部部材38であって、その外部部材38は内部コア部材36を囲む、外部部材と、環状の弾性ブレーキロック部材40とを有し、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と外部部材38との間にあり、その弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合し、その弾性ブレーキロック部材40は外部部材38と内部の湾曲したコア部材36との間の回転を抑制し、ここで、ロック解除するための電力により印加された磁場(EMF、矢印を有する破線の磁束線)は、係合している内部コア部材の外部の湾曲した表面37から弾性ブレーキロック部材40を解放し、外部部材38と内部コア部材36との間の回転を可能にし、ブレーキ直径ODは約11センチメートル(約4インチ)の大きさであり、ここで、弾性ブレーキロック部材40は内部コア部材の外部の湾曲した表面37と係合して、少なくとも2Nmの静的トルク定格を与える。ブレーキの直径ODは、好ましくは、ブレーキの外部部材38であり、ブレーキのハウジングは電磁ブレーキおよび摩擦ブレーキの接触構成要素を収容し、ブレーキの直径ODは、そのようなブレーキの外部部材38とブレーキハウジングを越えて任意の半径方向外側に延びる取り付けフランジ(取り付け用のボルト穴を設けることなど)を含まない。好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、そのブレーキはブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存し、ブレーキの直径は5センチメートル(約2インチ)の大きさである。好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、約2.7Nm(2lb−ft)のトルクのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、そのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存し、ブレーキの直径は約25.4mm(1インチ)の大きさである。好ましくは、弾性ブレーキロック部材40はスプリングブレーキトルク剛性を有し、そのブレーキは、約3.5Nm(2.6lb−ft)のトルクのブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転はブレーキトルク剛性に依存し、ブレーキの直径は約38.1mm(1.5インチ)の大きさである。
【0078】
一実施形態において、本発明は機械を備える。その機械は、回転電気モーター72と、第1の機械モーター本体32と、第2の機械モーター本体34と、内部コア部材36であって、その内部コア部材36は第1の機械モーター本体32と接続する内部コア部材と、外側の外部部材38であって、その外側の外部部材38は内部コア部材36を囲み、第2の機械モーター本体34と接続する外側の外部部材38と、ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材40であって、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と外側の外部部材38との間にあり、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合する、弾性スプリングブレーキロック部材とを備え、ここで、その弾性スプリングブレーキロック部材40は外側の外部部材38と内部コア部材36との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材38’によって印加された電磁場(EMF、矢印を有する破線の磁束線)は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、外側の外部部材38と内部コア部材36との間の回転および第1の機械モーター本体32と第2の機械モーター本体34との間の相対的な回転モーターの作動を与え、その弾性スプリングブレーキロック部材40は外側の外部部材38と内部コア部材36との間の回転を抑制し、第1の機械モーター本体32と第2の機械モーター本体34との間の相対的作動を抑制するために1000lb−ftより大きい静的トルク定格を与える。好ましくは、本発明は、1,000lb−ftより大きい、好ましくは1,100lb−ftより大きい、好ましくは1,200lb−ftより大きい、好ましくは1,500lb−ftより大きいトルク限界を有するモーターに取り付けられたブレーキ30を提供する。好ましくは、その機械の電磁ロック解除部材38’はコイル42を備える。好ましくは、その機械の電磁ロック解除部材38’は永久磁石50を必要としない。好ましくは、その機械は回転モーター72を備え、ここで、電磁ロック解除部材38’によって印加された電磁場は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、回転モーター72の回転を与え、回転モーター72が回転していない場合、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合する。好ましくは、その機械は回転モーター72を備え、ここで、電磁ロック解除部材38’によって印加された電磁場は、係合している内部コア部材36から弾性スプリングブレーキロック部材40を解放し、電圧が印加される場合、モーター72の作動を与え、モーター72に電圧が印加されない場合、その弾性スプリングブレーキロック部材40は内部コア部材36と係合する。図17に示すように、モーターに取り付けられたブレーキ30は、好ましくは、モーター72の回転シャフトの第1の機械モーター本体32と内部コア部材36とを接続し、かつ外側の外部部材38に対してモーターハウジングなどのモーター72の相対的に固定された第2の機械モーター本体34と接続し、一体化したモーターおよびブレーキ機械を提供し、好ましくはモーターが停止している場合、所定の位置でモーターをロックするブレーキを備え、好ましくはモーターが作動している場合、電力を受けるブレーキのみを備え、シャフトはモーターハウジングに対して回転するように命令される。そのようなモーターに取り付けられたブレーキは、好ましくはロボット74のロボットアームジョイントに配置され、好ましくは回転シャフトの第1の機械モーター本体32はそのジョントの第1のロボット本体アーム側と接続し、そのジョイントの反対の第2のロボット本体の側は外側の外部部材のモーターハウジング38と接続する。
【0079】
種々の修飾および変更が本発明の精神および範囲から逸脱せずに本発明に対して成され得ることは当業者に理解されるだろう。従って、本発明の修飾および変更が添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内である場合、本発明に含まれることが意図される。特許請求の範囲における異なる用語または語句の範囲は、同様または異なる構造または工程によって満たされ得ることが意図される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するためのブレーキシステムであって、前記ブレーキシステムは、
前記第1の本体と接続する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲み、前記第2の本体と接続する外側の外部電磁ロック解除部材と、
ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材であって、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と前記外側の外部電磁ロック解除部材との間にあり、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、弾性スプリングブレーキロック部材と、
を備え、
前記弾性スプリングブレーキロック部材は、前記外側の外部電磁ロック解除部材と前記内部コア部材との間の回転を抑制し、前記外側の外部電磁ロック解除部材によって印加される引力のある電磁場が、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記外側の外部電磁ロック解除部材と前記内部コア部材との間に回転を与える、ブレーキシステム。
【請求項2】
前記ブレーキシステムは、ブレーキ力を抑制する動力源のない回転を与え、前記ブレーキ力を抑制する動力源のない回転は前記ブレーキトルク剛性に依存する、請求項1に記載のブレーキシステム。
【請求項3】
前記外側の外部電磁ロック解除部材は電磁コイルを備え、前記ブレーキシステムは電流源を備え、前記電流源は、前記引力のある電磁場を生成するために、前記電磁コイルに電流レベルおよび電流方向を有する電流を供給する、請求項1に記載のブレーキシステム。
【請求項4】
前記ブレーキシステムの電流源は、前記電磁コイルに反対方向の電流を供給し、前記反対方向の電流は反対の電流方向を有し、前記電磁コイルは、前記弾性スプリングブレーキロック部材と前記内部コア部材とを再係合するために、反発する電磁場を生成する、請求項3に記載のブレーキシステム。
【請求項5】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は金属バンドから構成される、請求項1に記載のブレーキシステム。
【請求項6】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は磁気メモリを有する、請求項1に記載のブレーキシステム。
【請求項7】
前記外側の外部電磁ロック解除部材は電磁コイルヨーク部材を備え、前記電磁コイルヨーク部材は磁気ヒステリシスを有する金属から構成される、請求項3に記載のブレーキシステム。
【請求項8】
電磁ブレーキであって、前記ブレーキは、
内部の湾曲したコア部材であって、前記内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する、内部の湾曲したコア部材と、
外部部材であって、前記外部部材は前記内部コア部材を囲み、前記外部部材は電磁場源を備える外部部材と、
弾性ブレーキロック部材であって、前記弾性ブレーキロック部材は、前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と前記外部部材との間にあり、前記弾性ブレーキロック部材は、前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記弾性ブレーキロック部材は、前記外部部材と前記内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する、弾性ブレーキロック部材と、
を備え、
前記外部部材の電磁場源によって印加される引力のある磁場が、係合している前記内部コア部材の外部の湾曲した表面から前記弾性ブレーキロック部材を解放し、前記外部部材と前記内部コア部材との間の回転を可能にする、ブレーキ。
【請求項9】
前記弾性ブレーキロック部材はスプリングブレーキトルク剛性を有し、前記ブレーキはブレーキ力を抑制する動力源のない回転を与え、前記ブレーキ力を抑制する動力源のない回転は前記ブレーキトルク剛性に依存する、請求項8に記載のブレーキ。
【請求項10】
前記外部部材の電磁場源は電磁コイルを備え、前記ブレーキは電流源を備え、前記引力のある電磁場を生成するために、前記電流源は前記電磁コイルに対して電流レベルおよび電流方向を有する電流を供給する、請求項8に記載のブレーキ。
【請求項11】
前記ブレーキの電流源は反対方向の電流を前記電磁コイルに供給し、前記反対方向の電流は反対の電流方向を有し、前記弾性スプリングブレーキロック部材と前記内部コア部材とを再係合するために、前記電磁コイルは反発する電磁場を生成する、請求項10に記載のブレーキ。
【請求項12】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は金属バンドから構成される、請求項8に記載のブレーキ。
【請求項13】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は磁気メモリを有する、請求項8に記載のブレーキ。
【請求項14】
前記外部部材の電磁場源は電磁コイルヨーク部材を備え、前記電磁コイルヨーク部材は、磁気ヒステリシスを有する金属から構成される、請求項10に記載のブレーキ。
【請求項15】
前記弾性ブレーキロック部材は、前記弾性ブレーキロック部材と前記外部部材との間のトルクを作用するための手段を備える、請求項8に記載のブレーキ。
【請求項16】
前記外部部材の電磁場源は、少なくとも第1の電磁コイルと、少なくとも第1の永久磁石を備える、請求項8に記載のブレーキ。
【請求項17】
前記弾性ブレーキロック部材が、前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記外部部材と前記内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する場合、前記ブレーキは破壊トルクを有する、請求項8に記載のブレーキ。
【請求項18】
電磁ブレーキを製造する方法であって、前記方法は、
外側の湾曲した表面を有する内部コア部材を設ける工程と、
電磁場源を備える外部部材を設ける工程と、
弾性ブレーキロックバンド部材を設ける工程と、
前記内部コア部材の周囲に前記弾性ブレーキロックバンド部材および前記外部部材を配置する工程であって、前記弾性ブレーキロックバンド部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と前記外部部材との間にあり、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記弾性ブレーキロック部材は前記外部部材と前記内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する工程と、
を含み、
前記外部部材の電磁場源によって印加される引力のある磁場が、係合している前記内部コア部材の外部の湾曲した表面から前記弾性ブレーキロック部材を解放し、前記外部部材と前記内部コア部材との間の回転を可能にする、方法。
【請求項19】
前記弾性ブレーキロックバンド部材を設ける工程は、スプリングブレーキトルク剛性を有する前記弾性ブレーキロックバンド部材を設けることを含み、前記ブレーキはブレーキ力を抑制する動力源のない回転を与え、前記ブレーキ力を抑制する動力源のない回転は前記ブレーキトルク剛性に依存する、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記外部部材の電磁場源を設ける工程は、電磁コイルおよび電流源を設けることを含み、前記電流源は、前記引力のある電磁場を生成するために、前記電磁コイルに対して電流レベルおよび電流方向を有する電流を供給する、請求項18に記載の方法。
【請求項21】
前記ブレーキの電流源は反対方向の電流を前記電磁コイルに供給し、前記反対方向の電流は反対の電流方向を有し、前記電磁コイルは、前記弾性スプリングブレーキロック部材と前記内部コア部材とを再係合するために、反発する電磁場を生成する、請求項20に記載の方法。
【請求項22】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は金属バンドから構成される、請求項18に記載の方法。
【請求項23】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は磁気メモリを有する、請求項18に記載の方法。
【請求項24】
前記外部部材の電磁場源は電磁コイルヨーク部材を備え、前記電磁コイルヨーク部材は磁気ヒステリシスを有する金属から構成される、請求項20に記載の方法。
【請求項25】
前記弾性ブレーキロック部材は、少なくとも1つの第1の回転防止定着部材を備える、請求項18に記載の方法。
【請求項26】
前記外部部材の電磁場源は、少なくとも1つの第1の電磁コイルと、少なくとも1つの第1の永久磁石とを備える、請求項18に記載の方法。
【請求項27】
前記弾性ブレーキロック部材が前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記外部部材と前記内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する場合、前記ブレーキは破壊トルクを有する、請求項18に記載の方法。
【請求項28】
第1の本体と第2の本体との間の作動を制御する方法であって、前記方法は、
第1の本体が接続された部材を設ける工程と、
電磁場源を備える第2の本体が接続された部材を設ける工程と、
スプリングブレーキトルク剛性を有する弾性ブレーキロックスプリングバンド部材を設ける工程と、
前記第1の本体が接続された部材と前記第2の本体が接続された部材との間に前記弾性ブレーキロックバンド部材を配置する工程であって、前記弾性ブレーキロック部材は前記第1の本体が接続された部材と係合し、前記弾性ブレーキロック部材は前記第2の本体が接続された部材と前記第1の本体が接続された部材との間の回転を抑制し、動力源のない回転がブレーキ力を抑制し、前記ブレーキ力を抑制する動力源のない回転は前記スプリングブレーキトルク剛性に依存する、工程と、
前記第2の本体が接続された部材の電磁場源に引力のある電磁場を印加する工程であって、前記引力のある電磁場は、係合している前記第1の本体が接続された部材から前記弾性ブレーキロック部材を解放し、前記第2の本体が接続された部材と前記第1の本体が接続された部材との間の回転を可能にする、工程と、
を含む、方法。
【請求項29】
前記第2の本体が接続された部材の電磁場源を設ける工程は、電磁コイルと、電流源とを設けることを含み、前記電流源は、前記引力のある電磁場を印加するために、電流レベルおよび電流方向を有する電流を前記電磁コイルに供給する、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記ブレーキの電流源は、反対方向の電流を前記電磁コイルに供給し、前記反対方向の電流は反対の電流方向を有し、前記電磁コイルは、前記弾性スプリングブレーキロック部材と前記第1の本体が接続された部材とを再係合するために、反発する電磁場を生成する、請求項29に記載の方法。
【請求項31】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は金属バンドから構成される、請求項28に記載の方法。
【請求項32】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は磁気メモリを有する、請求項28に記載の方法。
【請求項33】
前記第2の本体が接続された部材の電磁場源は電磁コイルヨーク部材を備え、前記電磁コイルヨーク部材は磁気ヒステリシスを有する金属から構成される、請求項29に記載の方法。
【請求項34】
前記弾性ブレーキロック部材は少なくとも1つの第1の回転防止定着部材を備える、請求項28に記載の方法。
【請求項35】
前記第2の本体が接続された部材の電磁場源は少なくとも1つの第1の電磁コイルと、少なくとも1つの第1の永久磁石を備える、請求項28に記載の方法。
【請求項36】
前記弾性ブレーキロック部材が前記第1の本体が接続された部材の表面と係合し、前記第2の本体が接続された部材と前記第1の本体が接続された部材との間の回転を抑制する場合、前記ブレーキはブレーキ破壊トルクを有する、請求項28に記載の方法。
【請求項37】
第1の本体と第2の本体との間の回転を制御するためのブレーキシステムであって、前記ブレーキシステムは、
前記第1の本体と接続する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外側の外部部材であって、前記第2の本体と接続する外側の外部部材と、
ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材であって、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と前記外側の外部部材との間にあり、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、弾性スプリングブレーキロック部材と、
を備え、
前記弾性スプリングブレーキロック部材は、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場が、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を与える、ブレーキシステム。
【請求項38】
前記電磁ロック解除部材は、外側の外部電磁ロック解除部材である、請求項37に記載のブレーキシステム。
【請求項39】
前記電磁ロック解除部材は、内部コア電磁ロック解除部材である、請求項37に記載のブレーキシステム。
【請求項40】
前記内部コア電磁ロック解除部材は、外側コイルと、少なくとも1つの第1の内側永久磁石とを備える、請求項39に記載のブレーキシステム。
【請求項41】
前記内部コア電磁ロック解除部材は、内側コイルと、少なくとも1つの第1の外側永久磁石とを備える、請求項39に記載のブレーキシステム。
【請求項42】
前記内部コア電磁ロック解除部材は、コイルと、複数の永久磁石とを備える、請求項39に記載のブレーキシステム。
【請求項43】
前記電磁ロック解除部材は、電磁コイルと、複数の永久磁石とを備え、前記ブレーキシステムは電流源を備え、前記電流源は、前記電磁場を生成するために、電流レベルおよび電流方向を有する第1の電流パルスを前記電磁コイルに供給する、請求項37に記載のブレーキシステム。
【請求項44】
前記ブレーキシステムの電流源は、第2のパルスオン電流パルスを前記電磁コイルに供給し、前記第2のパルスオン電流パルスは、前記弾性スプリングブレーキロック部材と前記内部コア部材とを再係合する、請求項43に記載のブレーキシステム。
【請求項45】
前記弾性スプリングブレーキロック部材は金属バンドから構成される、請求項37に記載のブレーキシステム。
【請求項46】
前記電磁ロック解除部材は、コイルと、複数の永久磁石と、一次隙間と、二次隙間とを備える、請求項37に記載のブレーキシステム。
【請求項47】
前記第1の本体および前記第2の本体から構成されるモーターを備え、前記電磁ロック解除部材は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記モーターに電力が印加される場合、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を与える、請求項37に記載のブレーキシステム。
【請求項48】
前記第1の本体および前記第2の本体から構成される乗り物を備え、前記電磁ロック解除部材は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記第1の本体と前記第2の本体との間の乗り物の作動を与えるために、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を与える、請求項37に記載のブレーキシステム。
【請求項49】
前記第1の本体および前記第2の本体から構成されるロボットを備え、前記電磁ロック解除部材は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記第1の本体と前記第2の本体との間のロボットの作動を与えるために、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を与える、請求項37に記載のブレーキシステム。
【請求項50】
第1の乗り物の本体と第2の乗り物の本体との間の回転を制御するための乗り物のブレーキシステムであって、前記乗り物のブレーキシステムは、
前記第1の乗り物の本体と接続する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外側の外部部材であって、前記第2の乗り物の本体と接続する外側の外部部材と、
破壊トルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材であって、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と前記外側の外部部材との間にあり、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、弾性スプリングブレーキロック部材と、
を備え、
前記弾性スプリングブレーキロック部材は、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転および前記第1の乗り物の本体と前記第2の乗り物の本体との間の相対的作動を与える、ブレーキシステム。
【請求項51】
前記乗り物のブレーキシステムは、コイルと、複数の永久磁石と、一次隙間と、二次隙間と、を備える、請求項50に記載のブレーキシステム。
【請求項52】
第1のロボット本体と第2のロボット本体との間の回転を制御するためのロボットのブレーキシステムであって、前記ロボットのブレーキシステムは、
前記第1のロボット本体と接続する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外側の外部部材であって、前記第2のロボット本体と接続する外側の外部部材と、
ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材であって、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と前記外側の外部部材との間にあり、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、弾性スプリングブレーキロック部材と、
を備え、
前記弾性スプリングブレーキロック部材は、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転および前記第1のロボット本体と前記第2のロボット本体との間の相対的作動を与える、ブレーキシステム。
【請求項53】
前記ロボットのブレーキシステムは、コイルと、複数の永久磁石と、一次隙間と、二次隙間と、を備える、請求項52に記載のロボットのブレーキシステム。
【請求項54】
機械であって、前記機械は、第1の機械本体と、第2の機械本体と、前記第1の機械本体と接続する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外側の外部部材であって、前記第2の機械本体と接続する外側の外部部材と、
ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材であって、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と前記外側の外部部材との間にあり、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、弾性スプリングブレーキロック部材と、
を備え、
前記弾性スプリングブレーキロック部材は、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転および前記第1の機械本体と前記第2の機械本体との間の相対的作動を与える、機械。
【請求項55】
前記機械の電磁ロック解除部材は、コイルと、複数の永久磁石と、一次隙間と、二次隙間と、を備える、請求項54に記載の機械。
【請求項56】
回転モーターを備え、前記電磁ロック解除部材によって印加される電磁場は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記回転モーターの回転を与え、前記回転モーターが回転していない場合、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、請求項54に記載の機械。
【請求項57】
モーターを備え、前記電磁ロック解除部材によって印加される前記電磁場は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、電圧が印加される場合、前記モーターの作動を与え、前記モーターに電圧が印加されない場合、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、請求項54に記載の機械。
【請求項58】
電磁ブレーキであって、前記ブレーキは静的トルク定格および重量を有し、前記ブレーキは、
内部の湾曲したコア部材であって、前記内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外部部材と、
環状の弾性ブレーキロック部材であって、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と前記外部部材との間にあり、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記弾性ブレーキロック部材は前記外部部材と前記内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する、弾性ブレーキロック部材と、
を備え、
ロック解除するための電力により印加された磁場が、係合している前記内部コア部材の外部の湾曲した表面から前記弾性ブレーキロック部材を解放し、前記外部部材と前記内部コア部材との間の回転を可能にし、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記静的トルク定格は0.1〜1,000Nmの範囲であり、前記ブレーキは50Nm/kgより大きいトルク/重量比を有する、ブレーキ。
【請求項59】
前記弾性ブレーキロック部材はスプリングブレーキトルク剛性を有し、前記ブレーキは、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、前記ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転は、前記ブレーキトルク剛性に依存する、請求項58に記載のブレーキ。
【請求項60】
電磁ブレーキであって、前記ブレーキは静的トルク定格および容積を有し、前記ブレーキは、
内部の湾曲したコア部材であって、前記内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外部部材と、
環状の弾性ブレーキロック部材であって、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と前記外部部材との間にあり、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記弾性ブレーキロック部材は前記外部部材と前記内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する、弾性ブレーキロック部材と、
を備え、
ロック解除するための電力により印加された磁場が、係合している前記内部コア部材の外部の湾曲した表面から前記弾性ブレーキロック部材を解放し、前記外部部材と前記内部コア部材との間の回転を可能にし、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記静的トルク定格は0.1〜1,000Nmの範囲であり、前記ブレーキは20Nm/ccより大きいトルク/容積比を有する、ブレーキ。
【請求項61】
前記弾性ブレーキロック部材はスプリングブレーキトルク剛性を有し、前記ブレーキは、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、前記ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転は、前記ブレーキトルク剛性に依存する、請求項60に記載のブレーキ。
【請求項62】
電磁ブレーキであって、前記ブレーキは静的トルク定格および回転慣性を有し、前記ブレーキは、
内部の湾曲したコア部材であって、前記内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外部部材と、
環状の弾性ブレーキロック部材であって、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と前記外部部材との間にあり、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記弾性ブレーキロック部材は前記外部部材と前記内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する、弾性ブレーキロック部材と、
を備え、
ロック解除するための電力により印加された磁場が、係合している前記内部コア部材の外部の湾曲した表面から前記弾性ブレーキロック部材を解放し、前記外部部材と前記内部コア部材との間の回転を可能にし、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記静的トルク定格は0.1〜1,000Nmの範囲であり、前記ブレーキは1.5×10−2より大きいトルク/回転慣性比を有する、ブレーキ。
【請求項63】
前記弾性ブレーキロック部材はスプリングブレーキトルク剛性を有し、前記ブレーキは、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、前記ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転は、前記ブレーキトルク剛性に依存する、請求項62に記載のブレーキ。
【請求項64】
電磁ブレーキであって、前記ブレーキは静的トルク定格および直径を有し、前記ブレーキは、
内部の湾曲したコア部材であって、前記内部コア部材は外部の湾曲した表面を有する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外部部材と、
環状の弾性ブレーキロック部材であって、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と前記外部部材との間にあり、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記弾性ブレーキロック部材は前記外部部材と前記内部の湾曲したコア部材との間の回転を抑制する、弾性ブレーキロック部材と、
を備え、
ロック解除するための電力により印加された磁場が、係合している前記内部コア部材の外部の湾曲した表面から前記弾性ブレーキロック部材を解放し、前記外部部材と前記内部コア部材との間の回転を可能にし、前記弾性ブレーキロック部材は前記内部コア部材の外部の湾曲した表面と係合し、前記ブレーキの直径は、少なくとも2Nmの前記静的トルク定格で11センチメートル(約4インチ)の大きさである、ブレーキ。
【請求項65】
前記弾性ブレーキロック部材はスプリングブレーキトルク剛性を有し、前記ブレーキは、ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転を与え、前記ブレーキ力の静的トルク定格を抑制する動力源のない回転は、前記ブレーキトルク剛性に依存し、前記ブレーキの直径は5センチメートル(約2インチ)の大きさである、請求項64に記載のブレーキ。
【請求項66】
機械であって、前記機械は、回転電気モーターと、第1の機械モーター本体と、第2の機械モーター本体と、前記第1の機械モーター本体と接続する内部コア部材と、
前記内部コア部材を囲む外側の外部部材であって、前記第2の機械モーター本体と接続する外側の外部部材と、
ブレーキトルク剛性を有する弾性スプリングブレーキロック部材であって、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と前記外側の外部部材との間にあり、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、弾性スプリングブレーキロック部材と、
を備え、
前記弾性スプリングブレーキロック部材は、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を抑制し、電磁ロック解除部材によって印加される電磁場は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転および前記第1の機械モーター本体と前記第2の機械モーター本体との間の相対的な回転モーターの作動を与え、前記弾性スプリングブレーキロック部材は、前記外側の外部部材と前記内部コア部材との間の回転を抑制し、1000 lb−ftより大きい静的トルク定格を与える、機械。
【請求項67】
前記機械の電磁ロック解除部材はコイルを備える、請求項66に記載の機械。
【請求項68】
回転モーターを備え、前記電磁ロック解除部材によって印加される前記電磁場は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、前記回転モーターの回転を与え、前記回転モーターが回転していない場合、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、請求項66に記載の機械。
【請求項69】
モーターを備え、前記電磁ロック解除部材によって印加される前記電磁場は、係合している前記内部コア部材から前記弾性スプリングブレーキロック部材を解放し、電圧が印加される場合、前記モーターの作動を与え、前記モーターに電圧が印加されない場合、前記弾性スプリングブレーキロック部材は前記内部コア部材と係合する、請求項66に記載の機械。

【図1A】
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【図1B】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図4】
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【図5】
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【図6A】
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【図6B】
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【図6C】
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【図6D】
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【図7A】
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【図7B】
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【図8A】
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【図8B】
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【図8C】
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【図8D】
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【図9A】
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【図9B】
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【図9C】
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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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【図15A】
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【図15B】
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【図16A】
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【図16B】
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【図16C】
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【図16D】
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【図16E】
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【図16F】
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【図16G】
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【図16H】
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【図16I】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【公表番号】特表2011−515632(P2011−515632A)
【公表日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−550924(P2010−550924)
【出願日】平成21年3月16日(2009.3.16)
【国際出願番号】PCT/US2009/037329
【国際公開番号】WO2009/114877
【国際公開日】平成21年9月17日(2009.9.17)
【出願人】(505127617)ロード コーポレイション (15)
【Fターム(参考)】