(57)【要約】【課題】磁気センサの誤動作を防止するとともに、安価な電磁ブレーキ付モータを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る電機ブレーキ付モータは、無励磁時にロータシャフト５を固定して励磁時に当該固定を開放する電磁ブレーキ１と、電磁ブレーキ１の反負荷側の面に接触するように設けられた、非磁性材からなる反負荷側ブラケット２と、ロータシャフト５と反負荷側ブラケット２との間に設けられてロータシャフト５を回転可能に支持した、磁性材からなる反負荷側軸受４と、反負荷側ブラケット２の反負荷側に設けられ、磁気センサ３ａを用いてロータシャフト５の回転方向の位置を検出する検出器３と、反負荷側ブラケット２の内部であって電磁ブレーキ１と磁気センサ３ａとの間に設けられ、かつ反負荷側軸受４の外周面と接触するように設けられた、磁性材からなる磁気シールド板１３と、を備える。【選択図】図２
2011050129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転磁界を発生させるステータと、
磁性材からなるロータシャフトを含み、前記回転磁界により回転するロータと、
前記ロータシャフトの外周側に設けられるとともに、無励磁時に前記ロータシャフトを固定して励磁時に当該固定を開放する電磁ブレーキと、
前記電磁ブレーキの反負荷側の面に接触するように設けられた、非磁性材からなる反負荷側ブラケットと、
前記ロータシャフトと前記反負荷側ブラケットとの間に設けられて前記反負荷側ブラケットに対し前記ロータシャフトを回転可能に支持した、磁性材からなる反負荷側軸受と、
前記反負荷側ブラケットの反負荷側に設けられ、磁気センサを用いて前記ロータシャフトの回転方向の位置を検出する検出器と、
前記反負荷側ブラケットの内部であって前記電磁ブレーキと前記磁気センサとの間に設けられ、かつ前記反負荷側軸受の外周面と接触するように設けられた、磁性材からなる磁気シールド板と、を備える、電磁ブレーキモータ。
【請求項２】
前記磁気シールド板は、前記電磁ブレーキに接触する前記反負荷側ブラケットの負荷側の面よりも反負荷側に設けられることを特徴とする、請求項１記載の電磁ブレーキ付モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサおよび電磁ブレーキを内蔵した電磁ブレーキ付モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、電磁ブレーキを備えた電磁ブレーキ付モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような電磁ブレーキ付モータでは、電磁ブレーキの電磁コイルに電流を流すとブレーキヨークが磁化される。この時（励磁時）、その磁気吸引力によりアーマチュアがブレーキヨークに吸引される。これにより、ロータシャフトに設けられた回転円板とアーマチュアとの間に空隙が生じ、ブレーキが開放され、ロータシャフトが自由に回転可能となる。反対に、電磁コイルに流れる電流を遮断するとブレーキヨークの磁気吸引力が消滅する。この時（無励磁時）、アーマチュアがスプリングの力により押戻されて回転円板を制動円板に押しつけ、ブレーキがかかり、ロータシャフトが停止する。
【０００３】
ところで、このような電磁ブレーキ付モータでは、電磁ブレーキの励磁時に磁気飽和を起こしたブレーキヨークやロータシャフトより漏洩磁束が発生するので、この漏洩磁束がシャフト端部にある磁気センサに達し、磁気センサが誤作動を起こすおそれがあった。
そこで、従来では、この漏洩磁束を遮断することを目的として、ロータシャフトの全部または磁気センサ側の一部をＳＵＳ３０４等の非磁性材で構成していた。以下、ロータシャフトの全部または磁気センサ側の一部を非磁性材で構成した電磁ブレーキ付モータについて詳述する。
【０００４】
図３は、磁性材からなるロータシャフトを用いた従来の電磁ブレーキ付モータの要部拡大図である。
図３において、１は電磁ブレーキである。１ａはブレーキヨーク、１ｂはアーマチュア、１ｃはセンタハブ、１ｄは回転円板、１ｅは電磁コイル、１ｆは制動円板であり、これらによって電磁ブレーキ１が構成される。２は反負荷側ブラケット、３は検出器、４は反負荷側軸受、５はロータシャフトである。
この電磁ブレーキ１では、電磁コイル１ｅに電流を流すとブレーキヨーク１ａが磁化される。この時（励磁時）、ブレーキヨーク１ａの磁気吸引力によりアーマチュア１ｂがブレーキヨーク１ａに吸引され、センタハブ１ｃを介してロータシャフト５に設けられた回転円板１ｄとアーマチュア１ｂとの間に空隙が生じる。これにより、ブレーキが開放され、ロータシャフト５が回転する。反対に、電磁コイル１ｅに流れる電流を遮断するとブレーキヨーク１ａの磁気吸引力が消滅する。この時（無励磁時）、アーマチュア１ｂは、スプリング(図示なし)の力により押戻され、回転円板１ｄを制動円板１ｆに押しつける。これにより、ブレーキがかかり、ロータシャフト５が停止する。
反負荷側ブラケット２は、アルミなどの非磁性材からなる。検出器３は、磁気センサ３ａ、回転ディスク３ｂを有する。検出器３は、ロータシャフト５の反負荷側端部に設けられ、磁気センサ３ａにより回転ディスク３ｂ上の磁石の磁極を検出することで、ロータシャフト５の位置を検出している。
【０００５】
ここで、通常、ロータシャフト５は、一般的な磁性材(例えば鉄材)で構成される。この場合、電磁ブレーキ１の励磁時に電磁ブレーキ１で発生した漏洩磁束が図３中の矢印で示すように流れて磁気センサ３ａに到達し、磁気センサ３ａが誤作動するおそれがあった。
【０００６】
このため、従来では、図４に示すように、全部または磁気センサ３ａ側の一部を非磁性材で構成したロータシャフト５ａを用いている。図４は、非磁性材からなるロータシャフトを用いた従来の電磁ブレーキ付モータの要部拡大図である。このような構成にすることで、漏洩磁束は図４中の矢印で示すように、磁気センサ３ａに到達し難くなり、磁気センサ３ａの誤動作を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−３１６６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ロータシャフト５ａはモータの出力を伝達するものであるため、強度が必要となるので、従来では、ロータシャフト５ａの材料として、非磁性材の中でも特に高強度であるＳＵＳ３０４等の非磁性ＳＵＳ材が用いられていた。この非磁性ＳＵＳ材は高価でありかつ切削加工に時間がかかる。
このように、従来の電磁ブレーキ付モータでは、通常の鉄材を用いたロータシャフト５を用いた場合と比べ、部品コストおよび製造コストがともに高価になるという欠点があった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、磁気センサの誤動作を防止するとともに、安価な電磁ブレーキ付モータ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】
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するものであり、請求項１に記載の発明に係る電磁ブレーキ付モータは、回転磁界を発生させるステータと、磁性材からなるロータシャフトを含み、回転磁界により回転するロータと、ロータシャフトの外周側に設けられるとともに、無励磁時にロータシャフトを固定して励磁時に当該固定を開放する電磁ブレーキと、電磁ブレーキの反負荷側の面に接触するように設けられた、非磁性材からなる反負荷側ブラケットと、ロータシャフトと反負荷側ブラケットとの間に設けられて反負荷側ブラケットに対しロータシャフトを回転可能に支持した、磁性材からなる反負荷側軸受と、反負荷側ブラケットの反負荷側に設けられ、磁気センサを用いてロータシャフトの回転方向の位置を検出する検出器と、反負荷側ブラケットの内部であって電磁ブレーキと磁気センサとの間に設けられ、かつ反負荷側軸受の外周面と接触するように設けられた、磁性材からなる磁気シールド板と、を備えるものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、磁気シールド板が、電磁ブレーキに接触する反負荷側ブラケットの負荷側の面よりも反負荷側に設けられることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、磁気シールド板が電磁ブレーキと磁気センサとの間に設けられ、かつ反負荷側軸受の外周面と接触するように設けられることにより、閉じた磁気回路を形成することができる。これにより、励磁時に電磁ブレーキから発生する漏洩磁束が磁気センサに到達しにくくなるので、磁気センサの誤動作を防止することができる。これにより、非磁性ＳＵＳからなるロータシャフトを用いる必要がなくなり、安価な電磁ブレーキ付モータを提供することができる。また、磁気シールド板が反負荷側ブラケットの内部に設けられることにより、磁気シールド板を外部に設ける場合と比べて、電磁ブレーキ付モータの軸方向寸法を小さくすることができるとともに、部品点数が削減され、組立が簡易になる。
請求項２に記載の発明によれば、磁気シールド板の厚みを磁気飽和が起きる程度に薄くしても、磁気シールド板と電磁ブレーキとの接触を回避できるので、当該接触による磁気センサへの漏洩磁束の影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】磁気センサおよびブレーキ付きモータの側断面図
【図２】本発明の第１実施例の磁気センサ付近の拡大断面図
【図３】磁性材からなるロータシャフトを用いた従来の電磁ブレーキ付モータの要部拡大図
【図４】非磁性材からなるロータシャフトを用いた従来の電磁ブレーキ付モータの要部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明に係る電磁ブレーキ付モータ全体の軸方向断面図である。
図１において、電磁ブレーキ付モータは、主として、電磁ブレーキ１、反負荷側ブラケット２、検出器３、反負荷側軸受４、ロータシャフト５、負荷側軸受６、負荷側ブラケット７、ロータコア８、永久磁石９、ステータコア１０、ステータコイル１１、フレーム１２、および磁気シールド板１３を備える。図１において、図３および図４に示した構成部品と同じ部品については同じ参照符号を付している。
【００１５】
電磁ブレーキ１は、無励磁でブレーキが作動する円板型ブレーキであり、磁性材からなるロータシャフト５の外周側に設けられる。電磁ブレーキ１の詳細は、後述する。反負荷側ブラケット２は、アルミなどの非磁性材からなり、電磁ブレーキ１の反負荷側の面に接触するように設けられる。検出器３は、反負荷側ブラケット２の反負荷側に設けられる。検出器３の詳細は、後述する。ロータシャフト５は、反負荷側ブラケット２との間に設けられた磁性材からなる反負荷側軸受４と、負荷側ブラケット７との間に設けられた磁性材からなる負荷側軸受６により回転可能に支持されている。ロータは、ロータシャフト５、ロータコア８、および永久磁石９からなる。ロータコア８は、円筒状であり、円柱状のロータシャフト５の外周に設けられる。永久磁石９は、ロータコア８の外周に設けられる。ステータは、ステータコア１０およびステータコイル１１からなる。ステータコア１０は、空隙を介してロータを取り囲むように設けられ、その外周は、負荷側ブラケット７および反負荷側ブラケット２の間に設けられたフレーム１２に設けられる。ステータコイル１１は、ステータコア１０のティース部に装着され、回転磁界を発生する。この回転磁界により、ロータは回転する。磁気シールド板１３は、磁性材からなり、反負荷側ブラケット２内部に設けられる。磁気シールド板１３の詳細は、後述する。
【００１６】
図２は、図１に示した電磁ブレーキ付モータの要部拡大図である。
図２において、電磁ブレーキ１は、ブレーキヨーク１ａ、アーマチュア１ｂ、センタハブ１ｃ、回転円板１ｄ、電磁コイル１ｅ、および制動円板１ｆを備える。
この電磁ブレーキ１では、環状の電磁コイル１ｅに電流を流すとブレーキヨーク１ａが磁化される。この時（励磁時）、ブレーキヨーク１ａの磁気吸引力によりアーマチュア１ｂがブレーキヨーク１ａに吸引され、センタハブ１ｃを介してロータシャフト５に設けられた回転円板１ｄとアーマチュア１ｂとの間に空隙が生じる。これにより、ブレーキが開放され、ロータシャフト５が回転する。反対に、電磁コイル１ｅに流れる電流を遮断するとブレーキヨーク１ａの磁気吸引力が消滅する。この時（無励磁時）、アーマチュア１ｂは、スプリング(図示なし)の力により押戻され、回転円板１ｄを制動円板１ｆに押しつける。これにより、ブレーキがかかり、ロータシャフト５が停止する。なお、ロータシャフト５は、これに嵌め入れたセンタハブ１ｃの外周でかみ合った回転円板１ｄと共に、軸方向に移動可能に設けられている。
検出器３は、磁気センサ３ａ、回転ディスク３ｂを有する。検出器３は、磁気センサ３ａにより回転ディスク３ｂ上の磁石の磁極を検出することで、ロータシャフト５の回転方向の位置を検出している。
【００１７】
図２において、磁気シールド板１３は、反負荷側ブラケット２の内部であって電磁ブレーキ１と磁気センサ３ａとの間に設けられ、かつ反負荷側軸受４の外周面と接触するように設けられる。また、磁気シールド板１３は、電磁ブレーキ１に接触する反負荷側ブラケット２の負荷側の面よりも反負荷側に設けられる。
ここで、電磁ブレーキ１の励磁時には、電磁ブレーキ１から漏洩磁束が発生する。しかしながら、本実施例では、磁気シールド板１３が電磁ブレーキ１と磁気センサ３ａとの間に設けられ、かつ反負荷側軸受４の外周面と接触するように設けられるので、漏洩磁束は、図２の矢印で示すように磁気シールド板１３に流れ、そこから反負荷側軸受４を経由して、さらにロータシャフト５を通って電磁ブレーキ１に戻ることになる。このように、磁気シールド板１３と反負荷側軸受４が接していることで、漏洩磁束を磁気シールド板１３から、磁性体である反負荷側軸受４を経由して、ロータシャフト５へと流し、閉じた磁気回路を形成することができる。よって、電磁ブレーキ１より発生した漏洩磁束は、磁気センサ３ａに到達し難くなり、図４の従来の非磁性材からなるロータシャフト５ａを用いた場合と同様の効果が得られる。
したがって、反負荷側ブラケット２に磁気シールド板１３を埋め込み、磁気遮蔽能力を追加したことで、高価な非磁性ＳＵＳからなるロータシャフト５ａを使用する必要がなく、ロータシャフトに、ごく標準的な磁性材を使用することができる。その結果、ロータシャフトを標準材質にすることができるので、安価で性能・品質ともに優れた磁気遮蔽が可能である。
また、磁気シールド板１３は、反負荷側ブラケット２の内部に設けられる。これにより、磁気シールド板１３を外部に設ける場合と比べて、電磁ブレーキ付モータの軸方向寸法を小さくすることができるとともに、部品点数が削減され、組立が簡易になる。
また、磁気シールド板１３の厚みを磁気飽和が起きる程度に薄くした場合、磁気シールド板１３がブレーキヨーク１ａに接触するとその接触部で磁気飽和が起き、漏洩磁束が広がるため、磁気センサ３ａへの漏洩磁束の影響が大きくなる。しかし、本実施例では、磁気シールド板１３は、電磁ブレーキ１に接触する反負荷側ブラケット２の負荷側の面よりも反負荷側に設けられるので、磁気シールド板１３の厚みを薄くしても、磁気シールド板１３とブレーキヨーク１ａの接触は起こりえず、当該接触による漏洩磁束の影響を抑えることができる。
なお、漏洩磁束の影響が大きい場合には、非磁性ＳＵＳからなるロータシャフト５ａの併用も可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１  電磁ブレーキ
１ａ  ブレーキヨーク
１ｂ  アーマチュア
１ｃ  センタハブ
１ｄ  回転円板
１ｅ  電磁コイル
１ｆ  制動円板
２  反負荷側ブラケット
３  検出器
３ａ  磁気センサ
３ｂ  回転ディスク
４  反負荷側軸受
５  ロータシャフト
６  負荷側軸受
７  負荷側ブラケット
８  ステータコア
９  ステータコイル
１０  フレーム
１１  ロータコア
１２  永久磁石
１３  磁気シールド板
【図１】
2011050129.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011050129.tif 000006