(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータに対してロータを所定位置に位置決めした状態で停止させるブレーキ機構を具備し、ロータに回転力をダイレクトに伝達して当該ロータを所定方向に回転させるブレーキ付きモータであって、
ブレーキ機構には、ロータに固定された薄板状のディスク板と、ディスク板に圧接可能に対向配置されたブレーキ部材とが設けられており、
一方のブレーキ部材は、ステータに固定され、他方のブレーキ部材は、ピストンに固定され、当該ピストンに流体圧を作用させることで、当該ピストンと共に一方のブレーキ部材に向けて移動可能に構成されており、
薄板状のディスク板は、ささえ板によりブレーキ部材相互間に非接触状態で支持されていると共に、ステータは、所定のすきまを介在させた状態で台座に固定されており、
他方のブレーキ部材が固定されたピストンは、弾性を有する支持部材の先端に固定されており、当該支持部材の基端はステータに固定されていると共に、
支持部材の先端に他方のブレーキ部材を固定する位置と、当該支持部材の基端をステータに固定する位置とは、周方向に沿って互い違いの位置関係に設定されていることを特徴とするブレーキ付きモータ。
【請求項２】
ステータは、弾性体を介在して台座に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付きモータ。
【請求項３】
薄板状のディスク板は、弾性を有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付きモータ。
【請求項４】
薄板状のディスク板には、形状の異なる複数種のスリットが形成されていることを特徴とする請求項３に記載のブレーキ付きモータ。
【請求項５】
支持部材には、形状の異なる複数種のスリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付きモータ。
【請求項６】
支持部材の先端に他方のブレーキ部材を固定する位置と、当該支持部材の基端をステータに固定する位置とは、異なるピッチで且つ周方向に沿って互い違いの位置関係に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付きモータ。
【請求項７】
対向配置されたブレーキ部材は、ディスク板に対して少なくとも１点で圧接可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付きモータ。
【請求項８】
対向配置されたブレーキ部材は、その形状がディスク板の回転方向に沿って延出した扇形を成していることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばダイレクトドライブモータのロータを所定位置で高精度に位置決めした状態で停止させることが可能なブレーキ付きモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１,２に示すように、減速機構(例えば、減速ギヤ、伝動ベルトなど)を介在させること無くロータに回転力をダイレクトに伝達し、当該ロータを所定方向に回転させる各種のダイレクトドライブモータが知られている。ダイレクトドライブモータとしては、アウターロータ型とインナーロータ型とに大別されるが、いずれのモータにおいても、ロータの回転を停止させるためのブレーキ機構として電磁ブレーキが一般的に多用されている。
【０００３】
電磁ブレーキには、ロータに対して停止制動を利かせるための例えば制動片が設けられている。この場合、例えば電磁ブレーキへの通電時において制動片がロータに対して非接触状態となることでロータを回転させることができ、一方、その通電停止時において制動片がロータに対して接触状態となることでロータを所定位置に位置決めした状態で停止させることができる。
【０００４】
ところで、電磁ブレーキは、その使用に際し熱を発するため、その発熱量によっては周辺構成(例えば、ロータ)が熱作用を受けて伸縮する場合がある。特にロータには、使用目的に応じた各種の構成(例えば、ギヤ、ベルト、テーブルなど)が接続或いは搭載されるため、ロータの伸縮量によっては、当該ロータの回転運動を上記各種の構成に円滑に伝達することが困難になってしまうだけで無く、例えば搭載されたテーブルを所定位置で高精度に位置決めすることが困難になってしまう。
【０００５】
また、電磁ブレーキでロータを位置決め停止させる際には、制動片をロータに対して直接接触させるため、当該ロータには、その接触時の衝撃力(当接力)がダイレクトに伝達されることになる。このとき、ロータに対する制動片の衝撃力の大きさによっては、当該ロータが回転方向に位置ずれしたり、或いは、当該ロータが衝撃力の作用方向(例えば、軸方向)に変位したりしてしまう場合がある。そうなるとロータを高精度に位置決め停止させることが困難になり、その結果、例えばテーブルに搭載された対象物を所定位置で高精度に位置決めすることができなくなってしまう。
【特許文献１】実開平５−２５９６３号公報
【特許文献２】特開平５−１１１２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、ロータを所定位置で高精度に位置決めした状態で停止させることが可能なブレーキ付きモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、本発明は、ステータに対してロータを所定位置に位置決めした状態で停止させるブレーキ機構を具備し、ロータに回転力をダイレクトに伝達して当該ロータを所定方向に回転させるブレーキ付きモータであって、ブレーキ機構には、ロータに固定された薄板状のディスク板と、ディスク板に圧接可能に対向配置されたブレーキ部材とが設けられており、一方のブレーキ部材は、ステータに固定され、他方のブレーキ部材は、ピストンに固定され、当該ピストンに流体圧を作用させることで、当該ピストンと共に一方のブレーキ部材に向けて移動可能に構成されており、薄板状のディスク板は、ささえ板によりブレーキ部材相互間に非接触状態で支持されていると共に、ステータは、所定のすきまを介在させた状態で台座に固定されており、他方のブレーキ部材が固定されたピストンは、弾性を有する支持部材の先端に固定されており、当該支持部材の基端はステータに固定されていると共に、支持部材の先端に他方のブレーキ部材を固定する位置と、当該支持部材の基端をステータに固定する位置とは、周方向に沿って互い違いの位置関係に設定されている。
【０００８】
このような発明には、ブレーキ部材をディスク板に圧接させる際の衝撃を軽減するための各種の構成が適用されている。例えば、ステータは、弾性体を介在して台座に固定されている。また、薄板状のディスク板は、弾性変形自在に構成されており、この場合、薄板状のディスク板に形状の異なる複数種のスリットを形成しても良い。
【０００９】
この場合、支持部材に形状の異なる複数種のスリットを形成しても良い。なお、支持部材の先端に他方のブレーキ部材を固定する位置と、当該支持部材の基端をステータに固定する位置とを異なるピッチで且つ周方向に沿って互い違いの位置関係に設定しても良い。
【００１０】
更に、対向配置されたブレーキ部材は、ディスク板に対して少なくとも１点で圧接可能に構成されている。この場合、対向配置されたブレーキ部材は、その形状がディスク板の回転方向に沿って延出した扇形を成している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ロータを所定位置で高精度に位置決めした状態で停止させることが可能なブレーキ付きモータを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態に係るブレーキ付きモータについて、添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、ブレーキ付きモータの一例として、ダイレクトドライブモータを想定する。なお、かかるモータは、アウターロータ型とインナーロータ型とがあるが、以下では、その一例としてアウターロータ型のダイレクトドライブモータについて説明する。
【００１３】
図１(ａ)に示すように、本実施の形態のブレーキ付きモータ(ダイレクトドライブモータ)は、ロータ４に回転力をダイレクトに伝達し、当該ロータ４を所定方向に回転させることができると共に、ロータ４の回転を制動した後に、ステータ2a,2bに対してロータ４を所定位置に位置決めした状態で停止させるブレーキ機構を備えている。この場合、ステータ2a,2bは、例えば台座６に固定された下部ステータ２ａと、下部ステータ２ａに対向配置された上部ステータ２ｂとを備えており、かかるステータ2a,2bは、ボルト８ａで台座６に対して一体的に固定されている。なお、同図(ａ)のＲ−Ｒ線は、ロータ４の回転中心を仮想的に示したものである。
【００１４】
ブレーキ機構には、ロータ４に固定された薄板状のディスク板１０と、ディスク板１０を挟持するように圧接可能に対向配置されたブレーキ部材12,14とが設けられている。この場合、一方のブレーキ部材１２は上部ステータ２ｂに固定され、他方のブレーキ部材１４はピストン１６に固定されている。
【００１５】
本実施の形態において、各ブレーキ部材12,14は、連続した環状を成して構成されており(図４(ａ),(ｂ)参照)、その対向面12s,14sが平坦状に形成されている。なお、当該ブレーキ部材12,14としては、例えば鉄やアルミニウム合金などの比較的剛性の高い部材の表面にライニング材(摩擦材)を被覆して形成することが可能であるが、これ以外にも例えば摩擦係数の比較的高い表面構造を有する部材であればブレーキ部材12,14としてそのまま使用することができる。
【００１６】
また、ディスク板１０は、ロータ４の回転方向に沿って連続した環状を成しており、その基端(外径側)１０ａがロータ４に固定(例えば、接着、溶接、ボルト８ｂで締結)され、その先端(内径側)１０ｂがブレーキ部材12,14相互間に延出し、対向面12s,14sに対して非接触に位置付けられている。なお、ロータ４に対するディスク板１０の固定位置や固定数は、例えばロータ４及びディスク板１０の大きさや形状などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００１７】
このようなディスク板１０は、弾性(可撓性)を有して構成されており、その弾性(可撓性)の程度によっては、当該ディスク板１０の先端(内径側)１０ｂが他方のブレーキ部材１４に接触してしまう場合も想定される。この場合、ディスク板１０の下側にささえ板１０ｓを配置することで、ディスク板１０の先端(内径側)１０ｂをブレーキ部材12,14(対向面12s,14s)相互間に非接触状態で支持することができる。
【００１８】
なお、ささえ板１０ｓは、ディスク板１０と共にロータ４に固定(例えば、接着、溶接、ボルト８ｂで締結)されており、ディスク板１０の基端(外径側)１０ａから先端(内径側)１０ｂに向けて延出している。この場合、ささえ板１０ｓの延出端は、ブレーキ部材12,14が圧接するディスク板１０の先端(内径側)１０ｂを回避した位置に設定されるが、その延出量については、ディスク板１０の大きさや当該ディスク板１０にブレーキ部材12,14が圧接する位置に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００１９】
ささえ板１０ｓの材質は、比較的剛性の高いものが好ましいが、その材料としては、金属や合成樹脂など各種の材料を選択することが可能である。また、ささえ板１０ｓは、ディスク板１０に沿って連続した環状形であっても良いし、或いは、複数のささえ板１０ｓをディスク板１０に沿って等間隔に配列しても良い。なお、複数のささえ板１０ｓでディスク板１０を支える構成において、各ささえ板１０ｓの形状としては、例えば矩形状、三角形状、楕円形状、台形状など各種の形状を適用することができる。
【００２０】
また、ピストン１６は、他方のブレーキ部材１４の全周を均一に支持可能な環状体を成しており、支持部材１８の先端に固定(例えば、接着、溶接、ボルト８ｃで締結)されている。支持部材１８は、弾性(可撓性)を有しており、その基端が下部ステータ２ａに固定(例えば、接着、溶接、ボルト８ｄで締結)されている。これにより、ピストン１６は、支持部材１８で弾性的に支持された状態となり、この状態において、他方のブレーキ部材１４は、ピストン１６を介して支持部材１８に弾性的に位置決め固定されることになる。なお、支持部材１８の先端に対するピストン１６の固定位置や固定数、支持部材１８の基端に対する下部ステータ２ａの固定位置や固定数は、例えばピストン１６及び支持部材１８の大きさや形状などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２１】
ピストン１６を支持部材１８で支持した状態(以下、初期状態という)において、ピストン１６に対して下方から上方に向けて圧力(例えば、後述する流体圧)を作用させると、その圧力により支持部材１８が弾性変形することで、ピストン１６と共に他方のブレーキ部材１４を一方のブレーキ部材１２に向けて移動させることができる。これに対して、ピストン１６への圧力を解除すると、支持部材１８が初期状態に戻ろうとする弾性力がピストン１６に作用し、これによりピストン１６と共に他方のブレーキ部材１４を一方のブレーキ部材１２から離間させることができる。
【００２２】
更に、ピストン１６は、下部ステータ２ａを部分的に掘り込んで形成したシリンダ部２０内に位置付けられており、当該シリンダ部２０の内周には、円筒状の上部シリンダ面２０ａと、上部シリンダ面２０ａよりも小径円筒状の下部シリンダ面２０ｂとが形成されている。一方、ピストン１６の外周には、シリンダ部２０の内周に対向した部位に、円筒状の上部ピストン面１６ａと、上部ピストン面１６ａよりも小径円筒状の下部ピストン面１６ｂとが形成されている。
【００２３】
この場合、上部ピストン面１６ａと上部シリンダ面２０ａとの間、下部ピストン面１６ｂと下部シリンダ面２０ｂとの間には、環状のすきまが構成され、ピストン１６は、シリンダ部２０内に非接触状態で位置付けられる。これにより、ピストン１６を移動させる際に、当該ピストン１６をシリンダ部２０に接触させること無くスムーズに移動させることができる。なお、環状のすきまの寸法は、例えばピストン１６の大きさや外周形状、或いは、シリンダ部２０の大きさや内周形状に応じて任意に設定することができるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００２４】
このような環状のすきまには、２つのＯリング22,24が介在されている。具体的に説明すると、一方のＯリング２２は、上部ピストン面１６ａと上部シリンダ面２０ａとの間に圧接された状態で介在されており、他方のＯリング２４は、下部ピストン面１６ｂと下部シリンダ面２０ｂとの間に圧接された状態で介在されている。これにより、２つのＯリング22,24で囲まれた環状のすきまには、気密の環状チャンバ２６が構成される。
【００２５】
環状チャンバ２６には、下部ステータ２ａに形成された流体供給路２８の先端が接続されており、当該流体供給路２８の基端は、図示しない流体供給源に接続されている。この場合、流体供給源から流体供給路２８を通して環状チャンバ２６に流体Ｐを供給すると、環状チャンバ２６に供給された流体Ｐにより当該環状チャンバ２６内の圧力(即ち、流体圧)が上昇する。このとき、上昇した流体圧がピストン１６に作用することで、図１(ｂ)に示すように、ピストン１６を支持部材１８の弾性力に抗して矢印Ｙ方向に移動させる。これにより、他方のブレーキ部材１４を一方のブレーキ部材１２に向けて移動させることができる。
【００２６】
そして、ピストン１６と共に矢印Ｙ方向に移動した他方のブレーキ部材１４は、まずディスク板１０の先端(内径側)１０ｂに当接する。このとき、更に流体Ｐを環状チャンバ２６に供給し続けることで、他方のブレーキ部材１４をディスク板１０の弾性力に抗して一方のブレーキ部材１２に向けて移動させることができる。これにより、ディスク板１０の先端(内径側)１０ｂは、やがて一方のブレーキ部材１２に当接し、その状態で更に流体Ｐを環状チャンバ２６に供給することで、当該ディスク板１０の先端(内径側)１０ｂを双方のブレーキ部材12,14間に圧接させて挟持することができる。
【００２７】
ディスク板１０は、その基端(外径側)１０ａがロータ４に固定(例えば、ボルト８ｂで締結)されているため、その先端(内径側)１０ｂを双方のブレーキ部材12,14で挟持することにより、当該ディスク板１０を介してロータ４をステータ2a,2bに対して所定位置に位置決めした状態で停止させることができる。これに対して、環状チャンバ２６に対する流体Ｐの供給を解除すると、支持部材１８が初期状態に戻ろうとする弾性力がピストン１６に作用し、これによりピストン１６と共に他方のブレーキ部材１４を一方のブレーキ部材１２から離間させることができる。そして、支持部材１８が初期状態に復帰したとき、ディスク板１０は、再び、その先端(内径側)１０ｂがブレーキ部材12,14(対向面12s,14s)に対して非接触に位置付けられる。
【００２８】
なお、環状チャンバ２６に対する流体Ｐの供給速度や供給量については、例えば流体供給路２８の大きさや長さ、環状チャンバ２６の大きさなどに応じて最適な値に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、流体Ｐとしては、例えば気体(エア、ガス)や液体(油)を適用することができる。
【００２９】
また、環状チャンバ２６に対する流体Ｐの供給及び解除の切換タイミングについては、例えばロータ４を回転させる際には、流体Ｐの供給が解除され、ロータ４の回転を制動した後に、流体Ｐの供給が行われる。この場合、ロータ４を回転させる構成としては、既存の回転系を利用することができる。例えば台座６に固定された固定部(図示しない)には、磁極(Ｎ極、Ｓ極)が交互に並ぶように永久磁石(図示しない)を環状に配列し、一方、ロータ４には、永久磁石と対向するように例えば３相コイル(図示しない)を取り付ける。そして、３相のコイルに順次電流を流して、各コイルの磁極をＳ極またはＮ極に変えると、その際の磁極と永久磁石の磁束との相互作用により、フレミングの左手の法則に従ってロータ４を回転させることができる。
【００３０】
以上、本実施の形態によれば、ブレーキ機構として流体Ｐ(流体圧)を利用したことにより、従来の電磁ブレーキのようにモータ周辺構成(例えば、ロータ４)が熱作用を受けて伸縮することは無い。この結果、ロータ４に接続或いは搭載される各種の構成(例えば、ギヤ、ベルト、テーブルなど)に当該ロータ４の回転運動を円滑に伝達することができると共に、例えば搭載されたテーブルを所定位置で高精度に位置決めすることができる。
【００３１】
また、本実施の形態によれば、ブレーキ機構でロータ４を位置決め停止させる際、ロータ４に固定されたディスク板１０に対してブレーキ部材12,14を圧接させることで、ロータ４に対して間接的に圧接力を作用させている。具体的に説明すると、環状チャンバ２６内の流体圧は、支持部材１８の弾性力により弱められながら(支持部材１８に吸収されながら)ピストン１６に作用し、これにより他方のブレーキ部材１４は、ディスク板１０の先端(内径側)１０ｂにソフトに当接する。そして、このときディスク板１０に作用した他方のブレーキ部材１４の押圧力は、ディスク板１０の弾性力により弱められる(ディスク板１０に吸収される)ため、ディスク板１０の先端(内径側)１０ｂは双方のブレーキ部材12,14間にソフトに圧接される。
【００３２】
このため、ブレーキ部材12,14の圧接時の衝撃力が、そのままダイレクトにロータ４に伝達されることは無い。この結果、当該ロータ４が回転方向に位置ずれしたり、或いは、圧接時の衝撃力の作用方向に変位したりすることを防止することができる。これにより、ロータ４を高精度に位置決め停止させることが可能となり、例えばテーブルに搭載された対象物を所定位置で高精度に位置決めすることができる。
【００３３】
なお、上述した実施の形態において、ディスク板１０及び支持部材１８の材質について特に限定しなかったが、これらに弾性(可撓性)を持たせることができれば、例えば鉄、ステンレス鋼、ゴム、合成樹脂などを適用することができる。この場合、ディスク板１０及び支持部材１８に弾性(可撓性)を持たせる方法としては、これらを薄肉化する方法が考えられるが、薄肉化の程度によっては、例えばディスク板１０の先端(内径側)１０ｂをブレーキ部材12,14(対向面12s,14s)に対して非接触に位置付けることが困難になる場合が想定される。一方、支持部材１８では、ピストン１６をシリンダ部２０内に非接触状態で位置付けることが困難になる場合も想定される。従って、薄肉化には一定の制限があるが、これはディスク板１０及び支持部材１８の材質や形状に応じて最適な肉厚値に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００３４】
ここで、上述した事項を踏まえたうえで、ディスク板１０及び支持部材１８に弾性(可撓性)を持たせる構成例について説明する。
図２には、ディスク板１０に弾性(可撓性)を持たせる構成例が示されている。ここでは一例として、複数種のスリットが形成されたディスク板１０を一部拡大して示す。
【００３５】
第１の構成例として図２(ａ)のディスク板１０には、その周方向に沿って複数のスリット30,32が複列で形成されている。この場合、内径側のスリット３０と外径側のスリット３２とが互い違いの位置関係となるように形成することが好ましい。なお、各スリット30,32の幅や本数、或いは周方向の長さについては、ディスク板１０の大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、図中符号１０ｃで示す穴は、ディスク１０をロータ４に取り付ける際にボルト８ｂ(図１参照)が通される穴である。
【００３６】
第２の構成例として図２(ｂ)のディスク板１０には、その先端(内径側)１０ｂ寄りの領域に、複数の穴３４が等間隔で且つ互い違いに形成され、全体としてスリットと同様の機能を持たせている。なお、穴３４の大きさや数、穴３４相互間のピッチについては、ディスク板１０の大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００３７】
第３の構成例として図２(ｃ)のディスク板１０には、その周方向に沿ってスリット状の複数の縦長穴３６が形成されている。この場合、各縦長穴３６は、ディスク板１０の径方向(放射方向)に沿って縦長に形成されている。なお、縦長穴３６の幅や本数、或いは径方向の長さ、縦長穴３６相互間のピッチについては、ディスク板１０の大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００３８】
第４の構成例として図２(ｄ)のディスク板１０には、その先端(内径側)１０ｂに周方向に沿ってスリット状の複数の切欠３８が形成されている。この場合、各切欠３８は、ディスク板１０の径方向(放射方向)に沿って縦長に形成されており、一端がディスク板１０の先端(内径側)１０ｂに貫通し、他端が閉塞されている。なお、切欠３８の幅や本数、或いは径方向の長さ、切欠３８相互間のピッチについては、ディスク板１０の大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００３９】
第５の構成例として図２(ｅ)のディスク板１０は、第４の構成例の改良にかかり、各切欠３８の他端に円形穴３８ａが連続して形成されている。この場合、円形穴３８ａの大きさは、切欠３８の幅よりも大きく設定することが好ましい。これにより、ディスク板１０の弾性(可撓性)を更に向上させることができる。
【００４０】
第６の構成例として図２(ｆ)のディスク板１０は、第４の構成例の改良にかかり、複数の切欠３８に加えて更に、その基端(外径側)１０ａに周方向に沿ってスリット状の複数の切欠４０が形成されている。この場合、各切欠４０は、ディスク板１０の径方向(放射方向)に沿って縦長に形成されており、一端がディスク板１０の基端(外径側)１０ａに貫通し、他端が切欠３８相互間に延出して閉塞されている。なお、切欠４０の幅や本数、或いは径方向の長さについては、ディスク板１０の大きさや形状、切欠３８の幅や本数、或いは径方向の長さに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４１】
第７の構成例として図２(ｇ)のディスク板１０には、スリットを形成する代わりに、基端(外径側)１０ａに舌片４２を突設し、ここに例えばボルト８ｂ(図１参照)を通す穴１０ｃが形成されている。この場合、舌片４２の突設位置や数は、ロータ４に対するディスク板１０の固定位置や固定数に応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。このように舌片４２を介してディスク板１０をロータ４に固定することにより、舌片４２付近の弾性(可撓性)を高めることが可能となり、その結果、ディスク板１０に弾性(可撓性)を持たせることができる。
【００４２】
また、図３には、支持部材１８に弾性(可撓性)を持たせる構成例が示されている。
第１の構成例として図３(ａ),(ｂ)の支持部材１８では、その先端にピストン１６(図１)を固定(例えば、接着、溶接、ボルト８ｃで締結)する先端固定位置と、その基端を下部ステータ２ａ(図１)に固定(例えば、接着、溶接、ボルト８ｄで締結)する基端固定位置とが互い違いの位置関係に設定されている。なお、同図(ａ)では、双方の固定位置を共に３箇所とした構成例であり、同図(ｂ)では、双方の固定位置を４箇所とした構成例である。このように固定位置を互い違いの位置関係に設定することにより、支持部材１８に弾性(可撓性)を持たせることができる。また、双方の固定位置としては、３箇所や４箇所に限定されることは無く、例えば２箇所、或いは、５箇所以上であっても良い。
【００４３】
第２の構成例として図３(ｃ),(ｄ)の支持部材１８は、第１の構成例の改良にかかり、先端固定位置と基端固定位置とが異なるピッチで且つ互い違いの位置関係に設定されている。なお、同図(ｃ)では、先端固定位置を６箇所とし、基端固定位置を３箇所とした構成例であり、同図(ｄ)では、先端固定位置を８箇所とし、基端固定位置を４箇所とした構成例である。また、双方の固定位置としては、この構成例の数に限定されることは無く、異なるピッチとなる構成であれば、固定位置の数を増減変更することができる。
【００４４】
第３の構成例として図３(ｅ)の支持部材１８には、その周方向に沿って複数のスリット４４が一列に形成されている。なお、スリット４４の幅や本数、或いは周方向の長さ、スリット４４相互間のピッチについては、支持部材１８の大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４５】
第４の構成例として図３(ｆ)の支持部材１８には、その周方向に沿って複数のスリット46,48が複列で形成されている。この場合、先端側のスリット４６と基端側のスリット４８とが互い違いの位置関係となるように形成することが好ましい。なお、各スリット46,48の幅や本数、或いは周方向の長さについては、支持部材１８の大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４６】
第５の構成例として図３(ｇ)の支持部材１８には、その周方向に沿ってスリット状の複数の縦長穴５０が形成されている。この場合、各縦長穴５０は、支持部材１８の径方向(放射方向)に沿って縦長に形成されている。なお、縦長穴５０の幅や本数、或いは径方向の長さ、縦長穴５０相互間のピッチについては、支持部材１８の大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４７】
第６の構成例として図３(ｈ)の支持部材１８は、第５の構成例に改良にかかり、縦長穴５０に代えて円形穴５２が形成されている。この場合、円形穴５２の形状としては、例えば真円形、楕円形など丸みを帯びた形状を適用することが可能である。これにより、支持部材１８にスリットを形成した場合と同様の効果を得ることができる。なお、円形穴５２の大きさや数、或いは円形穴５２の形成位置、円形穴５２相互間のピッチについては、支持部材１８の大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、連続した環状のブレーキ部材12,14(図４(ａ),(ｂ))を想定したが、ディスク板１０に対して少なくとも１点で圧接可能に構成されていれば、ロータ４を所定位置に位置決めした状態で停止させることができる。例えば図４(ｃ)に示すように、略円形のブレーキ部材１２を１つだけ上部ステータ２ｂに固定すると共に、図４(ｄ)に示すように、ピストン１６には、ブレーキ部材１２と対向する位置に略円形のブレーキ部材１４を１つだけ固定する。なお、略円形の各ブレーキ部材12,14の対向面12s,14sは、平坦状に形成されている。また、略円形には、例えば真円、楕円が含まれる。
【００４９】
この場合、ディスク板１０の先端(内径側)１０ｂに双方のブレーキ部材12,14がピンポイントで圧接することになり、ディスク板１０に対するモーメント荷重の不釣合いが生じる場合がある。そこで、例えば図４(ｅ)に示すように、上部ステータ２ｂの周方向１８０度分割した位置に略円形のブレーキ部材１２を２つ固定すると共に、図４(ｆ)に示すように、ピストン１６には、２つのブレーキ部材１２と対向する位置に略円形のブレーキ部材１４を２つ固定する。これにより、ディスク板１０に対してブレーキ部材12,14をバランス良く複数ポイントで圧接させることができる。
【００５０】
複数ポイントで圧接させる構成としては、例えば図４(ｇ)に示すように、上部ステータ２ｂの周方向９０度分割した位置に略円形のブレーキ部材１２を４つ固定すると共に、図４(ｈ)に示すように、ピストン１６には、４つのブレーキ部材１２と対向する位置に略円形のブレーキ部材１４を４つ固定するようにしても良い。このように圧接ポイントを増やすことにより、ロータ４を所定位置に位置決めした状態でバランス良く且つ安定して停止させることができる。
【００５１】
なお、圧接ポイントの構成例としては、上述したもの以外に、ディスク板１０に対して例えば周方向１２０度分割した３箇所で双方のブレーキ部材12,14を圧接させるようにしても良いし、また、周方向４５度分割した８箇所で圧接させても良い。この場合、圧接ポイントの数は、例えばディスク板１０や上部ステータ２ｂ及びピストン１６の大きさ、形状などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、上述の構成例では、双方のブレーキ部材12,14を共に略円形としたが、例えば一方のブレーキ部材１２を略円形とし、他方のブレーキ部材１４を連続した環状(図４(ｂ))に構成しても良い。これとは逆に、例えば一方のブレーキ部材１２を連続した環状(図４(ａ))に構成し、他方のブレーキ部材１４を略円形としても良い。
【００５２】
また、図４(ａ)〜(ｈ)には、ブレーキ部材12,14の部分にハッチングを施しているが、これはブレーキ部材12,14の位置を容易に目視確認できるようにするためであり、断面を示すものでは無い。更に、同図(ｂ),(ｄ),(ｆ),(ｈ)には、支持部材１８の先端固定位置及び基端固定位置を目視確認できるようにするために、それぞれ３つのボルト8c,8dを配置しているが、これは例示であり、双方の固定位置を限定するものでは無い。
【００５３】
また、図４(ａ)〜(ｈ)では、略円形のブレーキ部材12,14を示したが、これに限定されることは無く、例えば図５(ａ),(ｂ)に示すような扇形としても良い。同図(ａ)には、ディスク１０(図１)の回転方向に沿って、開き角度θ１の範囲で延出した扇形のブレーキ部材１２が示されており、これが１つだけ上部ステータ２ｂに固定されている。また、同図(ｂ)において、ピストン１６には、ブレーキ部材１２と対向する位置に、同じ開き角度θ１の範囲で延出した扇形のブレーキ部材１４が１つだけ固定されている。なお、扇形の各ブレーキ部材12,14の対向面12s,14sは、平坦状に形成されている。
【００５４】
このように、双方のブレーキ部材12,14を扇形とするとこで、ディスク板１０の先端(内径側)１０ｂに対する接触面積をかせぐ(大きくする)ことが可能となり、これにより、ディスク板１０に対するブレーキ部材12,14の圧接力を上げること無く(軽い圧接力で)、ロータ４を所定位置に位置決めした状態で安定して停止させることができる。従って、例えば図５(ｃ),(ｄ)に示すように、双方のブレーキ部材12,14の開き角度θ２を大きくすることにより、ロータ４の位置決め停止の安定性を更に向上させることができる。
【００５５】
なお、扇形の開き角度θ1,θ2や幅は、例えばディスク板１０や上部ステータ２ｂ及びピストン１６の大きさ、形状などに応じて任意の角度(例えば、θ１＜θ２、θ１＞θ２)や幅に設定されるため、ここでは開き角度や幅についての数値限定はしない。
また、例えば図５(ｅ),(ｆ)に示すように、扇形のブレーキ部材12,14を複数箇所に配置することも可能であるが、この場合、ディスク板１０に対して回転対称位置にブレーキ部材12,14を配置することが好ましい。これにより、モーメント荷重の不釣合いを防止することが可能となり、ロータ４を所定位置に位置決めした状態でバランス良く且つ安定して停止させることができる。
【００５６】
なお、同図(ｅ),(ｆ)には、回転対称を成す２箇所にブレーキ部材12,14を配置した構成例を示したが、これに限定されることは無く、ディスク板１０に対するブレーキ部材12,14の圧接ポイントを３箇所以上に増やしても良い。
また、上述の構成例(図５(ａ)〜(ｆ))では、双方のブレーキ部材12,14を共に扇形としたが、例えば一方のブレーキ部材１２を扇形とし、他方のブレーキ部材１４を連続した環状(図４(ｂ)参照)に構成しても良い。これとは逆に、例えば一方のブレーキ部材１２を連続した環状(図４(ａ)参照)に構成し、他方のブレーキ部材１４を扇形としても良い。
【００５７】
ところで、上述した実施の形態では、連続した環状のピストン１６(図１(ａ),(ｂ))を想定したが、これに代えて例えば図６に示すように、円柱形状のピストン１６を環状のブレーキ部材１４に沿って所定間隔(例えば、等間隔)で配置し、それぞれのピストン１６が中空円筒状のシリンダ部２０内を流体圧で上下動するように構成しても良い。この構成において、円柱形状のピストン１６の外径は、中空円筒状のシリンダ部２０の内径と略同一又は僅かに小さく設定されており、これによりピストン１６はシリンダ部２０に密接した状態に維持されている。なお、シリンダ部２０に沿ってピストン１６を移動させる際の摩擦抵抗を少なくするために、例えばピストン１６の外周面やシリンダ部２０の内周面を平滑仕上げとするか、或いは、潤滑剤を塗布することが好ましい。
【００５８】
また、支持部材１８に代えて、例えばシリンダ部２０の底面とピストン１６の底面との間に弾性部材５４(例えば、ばね、スプリング)を介在させることにより、上部ステータ２ｂのブレーキ部材１２に対向した位置にブレーキ部材１４を弾性的に位置決めすることができる。この状態において、ピストン１６の底面とシリンダ部２０の底面との間には、円筒状チャンバ２６が構成され、また、当該円筒状チャンバ２６には、流体供給路２８が接続されている。
【００５９】
この場合、図示しない流体供給源から流体供給路２８を通して円筒状チャンバ２６に流体Ｐを供給すると、円筒状チャンバ２６に供給された流体Ｐにより当該円筒状チャンバ２６内の圧力(即ち、流体圧)が上昇する。このとき、上昇した流体圧がピストン１６に作用することで、ピストン１６を弾性部材５４の弾性力に抗して矢印Ｙ方向に移動させる。これにより、他方のブレーキ部材１４を一方のブレーキ部材１２に向けて移動させることができる。
【００６０】
なお、ピストン１６の側周面とシリンダ部２０の側周面との間に例えばＯリング５６を介在させることで、円筒状チャンバ２６に供給された流体Ｐがピストン１６とシリンダ部２０との間から漏洩するのを防止することができる。これにより、円筒状チャンバ２６の気密性を高めることができ、流体圧が作用した際のピストン１６の移動応答性を向上させることができる。また、図６の構成では、円柱形状の各ピストン１６で環状のブレーキ部材１４を同時に支持する場合を想定したが、例えば図４(ｄ)に示すような略円形のブレーキ部材１４を各ピストン１６で個別に支持するように構成しても良い。
【００６１】
また、図６の構成において、例えば円筒状チャンバ２６内の流体圧が大きくなり過ぎることで、双方のブレーキ部材12,14がディスク板１０に圧接する際の圧接力が、例えば弾性部材５４から下部ステータ２ａを介してダイレクトに台座６に作用し、その結果、ロータ４の回転方向への位置ずれ、軸方向への変位などが生じる場合が想定される。そこで、かかる事態を回避するための方法として、例えば下部ステータ２ａと台座６との間に所定のすきま５８を介在させることが好ましい。なお、すきま５８の幅寸法ｇは、例えばディスク板１０へのブレーキ部材12,14の圧接力や、下部ステータ２ａの大きさや形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００６２】
この構成において、すきま５８は、下部ステータ２ａの下面(台座６に対向した面)を一部削って形成され、ボルト８ａの近傍領域まで延出している。別の言い方をすると、すきま５８は、その近傍領域を含んだロータ４の回転中心Ｒ−Ｒ周りに環状に広がっている。この場合、下部ステータ２ａは、すきま５８を介して弾性的に揺動自在に台座６に固定されることになる。これにより、双方のブレーキ部材12,14がディスク板１０に圧接する際の圧接力は、下部ステータ２ａから台座６にダイレクトに作用することは無く、その殆どが下部ステータ２ａの弾性的な揺動により吸収される。この結果、ロータ４の回転方向への位置ずれ、軸方向への変位などが生じることは無い。
【００６３】
このようなすきま５８は、図７に示すように、上述した実施の形態の構成にもそのまま応用することで、同様の効果を得ることができる。なお、他の構成については、既に上述したので、図面上に同一符号を付して、その説明を省略する。
また、すきま５８を介在させる代わりに、例えば図８及び図９に示すように、下部ステータ２ａと台座６との間に弾性体６０を介在させても良い。なお、図８には、円柱形状のピストン１６を用いたモータの構成例が、そして、図９には、環状のピストン１６を用いたモータの構成例が示されている。
【００６４】
図８及び図９に示すように、弾性体６０は、ロータ４の回転中心Ｒ−Ｒ周りに環状に連続しており、ボルト８ａを通すための穴６０ｈが形成されている。また、弾性体６０としては、例えばステンレス製のウェーブワッシャやスプリングワッシャ、或いは、ウレタンゴムなどを適用すれば良い。この場合、下部ステータ２ａには、ボルト８ａの近傍周りに弾性体６０を一部嵌め込むための環状凹部６２が形成されており、ここに弾性体６０を嵌め込んだ状態でボルト８ａを穴６０ｈに通して締め付けることで、下部ステータ２ａを弾性体６０を介在して台座６に固定することができる。
【００６５】
この状態において、下部ステータ２ａと台座６との間には、所定のすきま５８が構成され、下部ステータ２ａは、すきま５８を介して弾性的に揺動自在に台座６に固定された状態となる。なお、図８及び図９の構成では、下部ステータ２ａと台座６との間に弾性体６０が介在されているため、図６及び図７の構成に比べて、更に下部ステータ２ａの弾性を高めることができる。なお、他の効果については、図６及び図７の構成と同様であるため、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係るブレーキ付きモータの構成例を示す断面図、(ｂ)は、ロータを停止させた状態を示す部分断面図。
【図２】ディスク板に弾性を持たせる構成例を示す図であり、(ａ)は、第１の構成例を示す図、(ｂ)は、第２の構成例を示す図、(ｃ)は、第３の構成例を示す図、(ｄ)は、第４の構成例を示す図、(ｅ)は、第５の構成例を示す図、(ｆ)は、第６の構成例を示す図、(ｇ)は、第７の構成例を示す図。
【図３】支持部材に弾性を持たせる構成例を示す図であり、(ａ),(ｂ)は、第１の構成例を示す図、(ｃ),(ｄ)は、第２の構成例を示す図、(ｅ)は、第３の構成例を示す図、(ｆ)は、第４の構成例を示す図、(ｇ)は、第５の構成例を示す図、(ｈ)は、第６の構成例を示す図。
【図４】(ａ),(ｂ)は、連続した環状のブレーキ部材の構成例を示す図、(ｃ),(ｄ)は、１つの略円形のブレーキ部材を配置した構成例を示す図、(ｅ),(ｆ)は、２つのブレーキ部材を周方向１８０度分割した位置に配置した構成例を示す図、(ｇ),(ｈ)は、４つのブレーキ部材を周方向９０度分割した位置に配置した構成例を示す図。
【図５】扇形のブレーキ部材の構成例を一部拡大して示す図であり、(ａ),(ｂ)は、１つの扇形のブレーキ部材を配置した構成例を示す図、(ｃ),(ｄ)は、開き角度を大きくした扇形のブレーキ部材を配置した構成例を示す図、(ｅ),(ｆ)は、回転対称を成す２箇所にブレーキ部材を配置した構成例を示す図。
【図６】円柱形状のピストンを用いたモータの構成例であって、下部ステータがすきまを介して台座に固定された状態を示す断面図。
【図７】図１の構成において、下部ステータがすきまを介して台座に固定された状態を示す断面図。
【図８】円柱形状のピストンを用いたモータの構成例であって、下部ステータと台座との間に弾性体を介在させた状態を示す断面図。
【図９】図１の構成において、下部ステータと台座との間に弾性体を介在させた状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００６７】
２ａ  上部ステータ
２ｂ  下部ステータ
４  ロータ
１０  ディスク板
12,14  ブレーキ部材
１６  ピストン
１８  支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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