(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに固定されるステータと、前記ステータに相対回転可能なロータと、前記ロータと一体回転して前記ロータと共に前記ケースに回転可能に支持されるモータ軸とから構成される駆動用モータ、および、前記モータ軸と一体回転するブレーキロータと、前記モータ軸の回転方向に回転不可能なブレーキステータと、通電されることにより前記ブレーキステータと前記ブレーキロータとを吸着させる制動用ソレノイドとから構成される電磁ブレーキを備え、前記制動用ソレノイドに通電することにより前記ブレーキロータと前記ブレーキステータとを摩擦係合させ、前記モータ軸を制動する電磁ブレーキ付きモータにおいて、
回転運動を直線運動に変換して前記軸線方向で少なくとも前記ブレーキステータまたは前記ブレーキロータのいずれか一方を移動させて前記ブレーキロータと前記ブレーキステータとを摩擦係合させる推力を発生するとともに、前記ブレーキロータと前記ブレーキステータとを摩擦係合させて前記モータ軸を制動した状態を保持することが可能な推力発生機構と、
前記推力発生機構に前記推力を発生させるためのトルクを付与する制動用モータと
を備えていることを特徴とする電磁ブレーキ付きモータ。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁ブレーキ付きモータにおいて、
前記推力発生機構は、所定の回転方向の前記トルクが付与されることによって前記推力を発生し、前記所定の回転方向と反対方向のトルクが付与されることによって前記推力を解消させる送りねじ機構を用いて構成されていることを特徴とする電磁ブレーキ付きモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電磁ブレーキ付きモータにおいて、
前記ブレーキロータ、前記ブレーキステータ、前記駆動用モータ、前記制動用モータ、および、前記推力発生機構は、それぞれ、前記軸線上で、前記ケースから前記モータ軸が突出する先端側から、前記ブレーキロータ、前記ブレーキステータ、前記駆動用モータ、前記制動用モータ、前記推力発生機構の順に配置されており、
前記ケースに前記軸線方向で相対移動可能に支持されると共に、前記駆動用モータを跨いで前記ブレーキステータと前記推力発生機構とを連接するプッシュロッドを備え、
前記推力発生機構から前記プッシュロッドを介して、前記ブレーキステータに前記推力が伝達されるように構成されている
ことを特徴とする電磁ブレーキ付きモータ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電磁ブレーキ付きモータにおいて、
前記ブレーキロータ、前記ブレーキステータ、前記駆動用モータ、前記制動用モータ、および、前記推力発生機構は、それぞれ、前記軸線上で、前記ケースから前記モータ軸が突出する先端側から、前記駆動用モータ、前記ブレーキロータ、前記ブレーキステータ、前記推力発生機構、前記制動用モータの順に配置されており、
前記推力発生機構から直接、前記ブレーキステータに前記推力が伝達されるように構成されている
ことを特徴とする電磁ブレーキ付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動力源として車両に搭載されるモータに関し、特に、通電時に発生する電磁力を利用してモータ軸（出力軸）を制動する励磁作動型の電磁ブレーキを備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、電磁ブレーキ付きモータに関する発明が記載されている。この特許文献１に記載された電磁ブレーキ付きモータは、モータ軸（モータの出力軸）の一端に電磁ブレーキのブレーキロータが固定されている。電磁ブレーキは、モータ軸に止めねじで固定される円筒部と摩擦板を取り付けるディスク部とを有するブレーキロータ、および、摩擦板に対して接近および離隔が可能なアーマチュアとアーマチュアを摩擦板側に押圧するばねとばねの押圧力よりも大きな吸引力でアーマチュアを吸引する電磁石とを備えたブレーキステータから構成されている。そして、電磁石に通電して電磁ブレーキを作動させることにより、ブレーキロータとブレーキステータとを摩擦係合させてモータ軸を制動するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３６９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載されているような電磁ブレーキ付きモータを車両の駆動力源として用いることにより、駆動輪の制動装置をインボードブレーキにすることができる。すなわち、一般的な車両において車輪に設置されているブレーキに代えて、モータに備えられた電磁ブレーキによって車両のインボードブレーキを構成することができる。そのようなインボードブレーキを採用することにより、車両のばね下荷重を軽減することができる。また、車体の設計自由度を高めることができる。
【０００５】
一方、上記のような電磁ブレーキは、電磁石のコイルへ通電することにより作動し、回転体を制動する制動トルクを発生させる励磁作動型の電磁ブレーキである。したがって、電磁ブレーキのコイルへ通電が無い場合には制動トルクは発生しない。そのため、励磁作動型の電磁ブレーキでは、例えば車両の電源をＯＦＦにして長時間駐車する場合に、電磁ブレーキによる車両の制動力を保持することができなくなってしまう。
【０００６】
なお、電磁ブレーキ付きモータには、通電が無い場合にばねの弾性力を利用して制動トルクを発生させる無励磁作動型の電磁ブレーキを備えたものもある。そのような無励磁作動型の電磁ブレーキを備えたモータでは、電磁ブレーキのコイルへ通電が無い場合に制動トルクを発生することができる。しかしながら、そのような無励磁作動型の電磁ブレーキ付きモータでは、車両の電源がＯＦＦになった際に、直ちに電磁ブレーキによる制動トルクが作用し、モータ軸すなわち車両の駆動軸が制動されてしまう。したがって、例えば、車両の走行中に何らかのフェールによって電源がＯＦＦになった場合には、車両が急制動されてしまう。そのため、車両の駆動力源として採用するには、無励磁作動型の電磁ブレーキ付きモータは適切ではない。
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、電源がＯＦＦになる場合であっても制動トルクを保持できる励磁作動型の電磁ブレーキを備えたモータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、ケースに固定されるステータと、前記ステータに相対回転可能なロータと、前記ロータと一体回転して前記ロータと共に前記ケースに回転可能に支持されるモータ軸とから構成される駆動用モータ、および、前記モータ軸と一体回転するブレーキロータと、前記モータ軸の回転方向に回転不可能なブレーキステータと、通電されることにより前記ブレーキステータと前記ブレーキロータとを吸着させる制動用ソレノイドとから構成される電磁ブレーキを備え、前記制動用ソレノイドに通電することにより前記ブレーキロータと前記ブレーキステータとを摩擦係合させ、前記モータ軸を制動する電磁ブレーキ付きモータにおいて、回転運動を直線運動に変換して前記軸線方向で少なくとも前記ブレーキステータまたは前記ブレーキロータのいずれか一方を移動させて前記ブレーキロータと前記ブレーキステータとを摩擦係合させる推力を発生するとともに、前記ブレーキロータと前記ブレーキステータとを摩擦係合させて前記モータ軸を制動した状態を保持することが可能な推力発生機構と、前記推力発生機構に前記推力を発生させるためのトルクを付与する制動用モータとを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明は、前記推力発生機構が、所定の回転方向の前記トルクが付与されることによって前記推力を発生し、前記所定の回転方向と反対方向のトルクが付与されることによって前記推力を解消させる送りねじ機構を用いて構成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、この発明は、前記ブレーキロータ、前記ブレーキステータ、前記駆動用モータ、前記制動用モータ、および、前記推力発生機構が、それぞれ、前記軸線上で、前記ケースから前記モータ軸が突出する先端側から、前記ブレーキロータ、前記ブレーキステータ、前記駆動用モータ、前記制動用モータ、前記推力発生機構の順に配置されており、前記ケースに前記軸線方向で相対移動可能に支持されると共に、前記駆動用モータを跨いで前記ブレーキステータと前記推力発生機構とを連接するプッシュロッドを備え、前記推力発生機構から前記プッシュロッドを介して、前記ブレーキステータに前記推力が伝達されるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
そして、この発明は、前記ブレーキロータ、前記ブレーキステータ、前記駆動用モータ、前記制動用モータ、および、前記推力発生機構が、それぞれ、前記軸線上で、前記ケースから前記モータ軸が突出する先端側から、前記駆動用モータ、前記ブレーキロータ、前記ブレーキステータ、前記推力発生機構、前記制動用モータの順に配置されており、前記推力発生機構から直接、前記ブレーキステータに前記推力が伝達されるように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の電磁ブレーキ付きモータは、駆動用モータに、その駆動用モータのモータ軸（回転軸）を制動する電磁ブレーキが設けられている。そのため、この発明の電磁ブレーキ付きモータを、例えば駆動力源として車両に搭載すれば、上記の電磁ブレーキによって車両の制動装置を構成することができる。すなわち、車両の制動装置を、いわゆるインボードブレーキにすることができる。さらに、この発明の電磁ブレーキ付きモータは、モータ軸を制動した状態を保持することが可能な推力発生機構と、その推力発生機構を作動させる制動用モータとを備えている。そのため、この発明の電磁ブレーキ付きモータによれば、電磁ブレーキへの通電が無くなり、電磁ブレーキによる制動トルクを得られなくなる場合であっても、上記の推力発生機構によってブレーキステータとブレーキロータとが摩擦係合することによる制動トルクを保持することができる。例えば、この発明の電磁ブレーキ付きモータを駆動力源として車両に搭載した場合には、車両の電源がＯＦＦになっても、制動トルクを保持することができる。すなわち、駐車時に車両の制動状態を保持するパーキングブレーキを構成することができる。
【００１３】
また、この発明の電磁ブレーキ付きモータによれば、ブレーキステータとブレーキロータとを摩擦係合させる推力を発生する推力発生機構が、送りねじ機構によって構成される。したがって、直線運動を回転運動に変換する場合の送りねじの逆効率を、回転運動を直線運動に変換する場合の送りねじの正効率よりも低く設定しておくことにより、送りねじ機構でブレーキステータとブレーキロータを摩擦係合させてモータ軸を制動した状態を容易に保持することができる。そのため、送りねじ機構を作動させてモータ軸を制動した後に、電磁ブレーキの制動用ソレノイドおよび制動用モータに対する通電が止められた場合であっても、送りねじ機構によるモータ軸の制動状態を容易に保持することができる。
【００１４】
また、この発明の電磁ブレーキ付きモータによれば、ブレーキロータ、ブレーキステータ、駆動用モータ、制動用モータ、および、推力発生機構が、同一軸線上でコンパクトに配置される。したがって、この発明の電磁ブレーキ付きモータを、例えば、駆動力源として車両に搭載した場合に、車両の駆動機能および制動機能をこの電磁ブレーキ付きモータに集約することができ、そのため、車両の小型・軽量化を図ることができる。また、軸線方向にのみ移動可能なプッシュロッドは、モータ軸の回転方向におけるブレーキステータの回転移動を規制するトルク受け機構として機能する。また、プッシュロッドに、ブレーキステータを前後動させる際のスライド機構としての機能を兼備させることもできる。そのため、部品点数を削減し、装置のコストダウンを図ることができる。
【００１５】
そして、この発明の電磁ブレーキ付きモータによれば、駆動用モータ、ブレーキロータ、ブレーキステータ、推力発生機構、および、制動用モータが、同一軸線上でコンパクトに配置される。したがって、この発明の電磁ブレーキ付きモータを、例えば、駆動力源として車両に搭載した場合に、車両の駆動機能および制動機能をこの電磁ブレーキ付きモータに集約することができ、そのため、車両の小型・軽量化を図ることができる。また、ブレーキステータを推力発生機構で直接的に動作させる構成であるので、装置の構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の電磁ブレーキ付きモータの一例を説明するための断面図である。
【図２】この発明の電磁ブレーキ付きモータの他の例を説明するための断面図である。
【図３】この発明の電磁ブレーキ付きモータの更に他の例を説明するための断面図である。
【図４】この発明の電磁ブレーキ付きモータで用いられる推力発生機構の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明を、図を参照して具体的に説明する。図１に、この発明を適用した電磁ブレーキ付きモータの一例を示してある。図１に示す電磁ブレーキ付きモータ１は、駆動用モータ２、電磁ブレーキ３、駆動用モータ２ならびに電磁ブレーキ３を収容するケース４、推力発生機構５、および、制動用モータ６を主要部品として構成されている。
【００１８】
駆動用モータ２は、主に、車両の駆動力源として使用することが想定されていて、例えば、永久磁石式の同期モータ（ＰＭ）、あるいは、誘導モータ（ＩＭ）などによって構成されている。駆動用モータ２は、ステータ７、ロータ８、および、モータ軸９を備えている。ステータ７は、ケース４に固定されている。ロータ８は、ステータ７に対して相対回転が可能であり、モータ軸９と一体回転するように、モータ軸９に固定されている。モータ軸９は、駆動用モータ２の回転軸（出力軸）であり、ロータ８と共に回転が可能なようにケース４に支持されている。図１に示す例では、モータ軸９およびロータ８は、モータ軸９の両端付近に配置された２つのベアリング１０，１１を介して、ケース４に支持されている。上記のステータ７およびロータ８は、ケース４の内部に収容されている。また、図１に示す例では、モータ軸９は、一方（図１の左側）の端部がケース４から突出しており、他方（図１の右側）の端部はケース４の内部に収容されている。
【００１９】
電磁ブレーキ３は、通電されることにより作動してモータ軸９を制動する励磁作動型の電磁ブレーキである。電磁ブレーキ３は、ブレーキロータ１２、ブレーキステータ１３、および、制動用ソレノイド１４を備えている。電磁ブレーキ３は、制動用ソレノイド１４に通電することにより、ブレーキロータ１２とブレーキステータ１３とを摩擦係合させるように作動し、制動トルクを発生するように構成されている。電磁ブレーキ３は、制動用ソレノイド１４への通電がない状態では、上記のように作動することなく、制動トルクを発生しない。
【００２０】
ブレーキロータ１２は、円板状の磁性体によって形成されている。ブレーキロータ１２は、モータ軸９と一体回転するように、モータ軸９に固定されている。ブレーキロータ１２のブレーキステータ１３と対向する面（図１の右側の面）の外周部分には、後述するブレーキステータ１３の摩擦面１３ａと接触して摩擦係合する摩擦面１２ａが形成されている。
【００２１】
ブレーキステータ１３は、円環状の磁性体によって形成されている。ブレーキステータ１３は、モータ軸９の軸線方向（図１の左右方向）に移動が可能であり、かつ、モータ軸９の回転方向へは回転が不可能なように、ケース４内に組み込まれている。図１に示す例では、ブレーキステータ１３のブレーキロータ１２と対向しない面（図１の右側の面）の外周側部分に、複数のプッシュロッド１５が組み付けられている。プッシュロッド１５は、棒状あるいは管状に形成されており、それぞれ、ケース４の軸線方向に形成された複数の貫通孔１６に、摺動可能に挿入されている。プッシュロッド１５の一方（図１の左側）の端部は、ブレーキステータ１３に組み付けられている。例えば、ブレーキステータ１３の外周側部分に形成された複数のざぐり穴あるいは切り欠き部に、それぞれ、プッシュロッド１５の一方の端部がはめ込まれている。ブレーキステータ１３とプッシュロッド１５とのはめあいは、所定のクリアランスを有するすきまばめでもよい。ブレーキステータ１３を押圧する推力が解消された場合に、ブレーキステータ１３とプッシュロッド１５とのはめあいが外れることのないようなはめあいの深さが確保されていればよい。
【００２２】
プッシュロッド１５は、いずれも、ケース４の貫通孔１６に挿入されていることから、モータ軸９の軸線方向にのみ移動が可能であり、モータ軸９の回転方向およびその他の方向へは移動が不可能になっている。したがって、上記のようなプッシュロッド１５が、少なくとも２本、ブレーキステータ１３に組み付けられていることにより、ブレーキステータ１３は、モータ軸９の回転方向における回転が規制されている。すなわち、プッシュロッド１５は、モータ軸９の回転方向におけるブレーキステータ１３の回転を規制するトルク受け機構としての機能を備えている。
【００２３】
なお、ブレーキステータ１３とプッシュロッド１５とは、上記のようなすきまばめではなく、それらブレーキステータ１３とプッシュロッド１５とが一体になるしまりばめによって固定することもできる。あるいは、ねじ締結や溶接もしくは接着等の締結方法により、ブレーキステータ１３とプッシュロッド１５とを一体に固定することもできる。その場合、ブレーキステータ１３およびプッシュロッド１５は、プッシュロッド１５が貫通孔１６内を摺動しつつ、モータ軸９の軸線方向で一体となって前後動する。したがって、上記のようにブレーキステータ１３とプッシュロッド１５とを一体に固定することにより、プッシュロッド１５に、モータ軸９の軸線方向におけるブレーキステータ１３の前後動を整えるスライド機構あるいはガイド機構としての機能を兼備させることができる。        
【００２４】
ブレーキステータ１３のブレーキロータ１２と対向する面（図１の左側の面）の外周側部分、すなわち、ブレーキステータ１３の前述の摩擦面１２ａと対向する部分には、摩擦面１２ａと接触して摩擦係合する摩擦面１３ａが形成されている。
【００２５】
制動用ソレノイド１４は、固定磁極として機能するブレーキロータ１２、鉄心（図示せず）に巻かれたコイル１４ａ、および、コイル１４ａと共に可動磁極として機能するブレーキステータ１３から構成されている。コイル１４ａは、ブレーキステータ１３と共に軸線方向に移動可能なように、ブレーキステータ１３に固定されている。コイル１４ａは、所定の電圧が印加されることによって磁気吸引力を発生し、ブレーキステータ１３と共にブレーキロータ１２側へ吸着されるように構成されている。したがって、この電磁ブレーキ３は、コイル１４ａに通電してブレーキロータ１２とブレーキステータ１３とを吸着させることにより、摩擦面１２ａと摩擦面１３ａとを摩擦係合させ、モータ軸９を制動するように構成されている。なお、図１では示していないが、コイル１４ａへの通電を遮断した場合に、摩擦面１２ａと摩擦面１３ａとの接触を避けるためのリターンスプリングを設けることもできる。上記のブレーキロータ１２、ブレーキステータ１３、および、制動用ソレノイド１４は、ケース４の内部に収容されている。
【００２６】
この電磁ブレーキ付きモータ１は、電磁ブレーキ３の制動用ソレノイド１４に対する通電が無くなった場合であっても、ブレーキステータ１３とブレーキロータ１２とを摩擦係合させてモータ軸９を制動した状態を保持することが可能なように構成されている。そのために、この電磁ブレーキ付きモータ１には、推力発生機構５および制動用モータ６が設けられている。
【００２７】
推力発生機構５は、回転運動を直線運動に変換してブレーキステータ１３をモータ軸９の軸線方向でブレーキロータ１２側へ押圧する推力を発生すると共に、ブレーキステータ１３とブレーキロータ１２とを摩擦係合させてモータ軸９を制動した状態を保持することが可能な作動装置である。図１に示す例では、推力発生機構５は、送りねじ機構１７を用いて構成されている。
【００２８】
具体的には、推力発生機構５は、送りねじ機構１７、および、押圧部材１８を備えている。押圧部材１８は、カップ状に形成されて制動用モータ６を覆うカバー部材１８ａ、および、カバー部材１８ａの開口部分に形成されたフランジ部材１８ｂから構成されている。カバー部材１８ａの底部の径方向における中央部分には、送りねじ機構１７の雌ねじ部１７ａが形成されている。制動用モータ６は、モータ軸９の軸線方向で、駆動用モータ２に隣接し、ケース４の外側（図１の右側）に配置されてケース４に固定されている。フランジ部材１８ｂの外周側部分には、複数のざぐり穴あるいは切り欠き部が形成されており、それぞれ、上記の複数のプッシュロッド１５の他方（図１の右側）の端部がはめ込まれている。フランジ部材１８ｂとプッシュロッド１５とのはめあいは、所定のすきまを有するすきまばめでもよい。その場合、プッシュロッド１５を介してブレーキステータ１３を押圧する推力が解消された際に、フランジ部材１８ｂとプッシュロッド１５とのはめあいが外れることのないようなはめあいの深さが確保されていればよい。
【００２９】
制動用モータ６の出力軸６ａの外周面には、送りねじ機構１７の雄ねじ部１７ｂが形成されている。押圧部材１８は、モータ軸９の軸線方向で、制動用モータ６の外側（図１の右側）から制動用モータ６を覆うように配置されている。そして、押圧部材１８のカバー部材１８ａに形成された雌ねじ部１７ａに、制動用モータ６の出力軸６ａに形成された雄ねじ部１７ｂがねじ込まれており、それによって送りねじ機構１７が構成されている。
【００３０】
送りねじ機構１７の雌ねじ部１７ａおよび雄ねじ部１７ｂは、例えば、ボールねじ、あるいは、台形ねじや角ねじによって形成されている。送りねじ機構１７は、制動用モータ６によって出力軸６ａすなわち雄ねじ部１７ｂを所定の回転方向（正転方向）へ回転させることにより、押圧部材１８をモータ軸９の軸線方向で駆動用モータ２へ近付ける前進方向（図１の左方向）へ移動させる軸力（推力）を発生する。また、送りねじ機構１７は、制動用モータ６によって雄ねじ部１７ｂを正転方向と反対方向（逆転方向）へ回転させることにより、押圧部材１８をモータ軸９の軸線方向で駆動用モータ２から遠ざける後退方向（図１の右方向）へ移動させる軸力を発生する。
【００３１】
したがって、推力発生機構５は、上記のような送りねじ機構１７を用いて、制動用モータ６によって送りねじ機構１７へ正転方向のトルクを付与することにより、送りねじ機構１７で発生する前進方向の推力を、押圧部材１８およびプッシュロッド１５を介して、ブレーキステータ１３へ作用させることができる。その結果、ブレーキステータ１３を軸線方向でブレーキロータ１２へ向けて移動させ、ブレーキロータ１２とブレーキステータ１３とを摩擦係合させてモータ軸９を制動することができる。また、制動用モータ６によって送りねじ機構１７へ逆転方向のトルクを付与することにより、押圧部材１８を後退方向へ移動させ、ブレーキロータ１２へ向けてブレーキステータ１３を押圧していた力を解くことができる。すなわち、この推力発生機構５によるモータ軸９の制動を解除することができる。
【００３２】
また、送りねじ機構１７は、直線運動を回転運動に変換する場合の送りねじの逆効率が、回転運動を直線運動に変換する場合の送りねじの正効率よりも低く設定されている。すなわち、送りねじ機構１７は、雄ねじ部１７ｂを正転方向へ回転させ、雌ねじ部１７ａおよび雌ねじ部１７ａが形成された押圧部材１８を前進方向へ移動させる場合の正効率よりも、雌ねじ部１７ａおよび雌ねじ部１７ａが形成された押圧部材１８を後退方向へ移動させ、雄ねじ部１７ｂを逆転方向へ回転させる場合の逆効率が低くなるように構成されている。したがって、送りねじ機構１７でブレーキステータ１３を前進方向へ押圧し、モータ軸９を制動した状態を容易に保持することができる。そのため、制動用モータ６によって送りねじ機構１７を作動させ、モータ軸９を制動した後に、前述の電磁ブレーキ３の制動用ソレノイド１４および制動用モータ６に対する通電が止められた場合であっても、送りねじ機構１７によるモータ軸９の制動状態を容易に保持することができる。
【００３３】
図１に示すように、上記のブレーキロータ１２、ブレーキステータ１３、駆動用モータ２、制動用モータ６、および、推力発生機構５は、それぞれ、モータ軸９の軸線上で、ケース４からモータ軸９が突出する先端側（図１の左側）から、ブレーキロータ１２、ブレーキステータ１３、駆動用モータ２、制動用モータ６、推力発生機構５の順に配置されている。また、プッシュロッド１５は、ケース４に形成された貫通孔１６に挿入されると共に、駆動用モータ２を跨いで、ブレーキステータ１３と推力発生機構５のフランジ部材１８ｃとを連接するように配置されている。そのため、この電磁ブレーキ付きモータ１を構成する主要部材を、同一軸線上で、コンパクトに配置することができる。例えば、この電磁ブレーキ付きモータ１を、駆動力源として車両に搭載した場合に、車両の駆動機能および制動機能をこの電磁ブレーキ付きモータ１に集約することができる。したがって、車両の小型・軽量化を図ることができる。
【００３４】
図２に、この発明を適用した電磁ブレーキ付きモータの他の例を示してある。図２に示す電磁ブレーキ付きモータ１０１は、前述の図１に示す電磁ブレーキ付きモータ１と同様に、駆動用モータ１０２、電磁ブレーキ１０３、駆動用モータ１０２ならびに電磁ブレーキ１０３を収容するケース１０４、推力発生機構１０５、および、制動用モータ１０６を主要部品として構成されている。この図２に示す電磁ブレーキ付きモータ１０１では、ケース１０４が、モータ用ケース１０４ａとブレーキ用ケース１０４ｂとに分かれて構成されている。図２に示す例では、モータ用ケース１０４ａの軸線方向における一方（図２の右側）に、ブレーキ用ケース１０４ｂが組み付けられることにより、ケース１０４が構成されている。
【００３５】
駆動用モータ１０２は、前述の駆動用モータ２と同様に、例えば、永久磁石式の同期モータ（ＰＭ）、あるいは、誘導モータ（ＩＭ）などによって構成されており、ステータ１０７、ロータ１０８、および、モータ軸１０９を備えている。ステータ１０７は、モータ用ケース１０４ａに固定されている。ロータ１０８は、ステータ１０７に対して相対回転が可能であり、モータ軸１０９と一体回転するように、モータ軸１０９に固定されている。モータ軸１０９は、駆動用モータ１０２の回転軸であり、ロータ１０８と共に回転が可能なようにモータ用ケース１０４ａに支持されている。図２に示す例では、モータ軸１０９およびロータ１０８は、モータ軸１０９の両端付近に配置された２つのベアリング１１０，１１１を介して、モータ用ケース１０４ａに支持されている。上記のステータ１０７およびロータ１０８は、モータ用ケース１０４ａの内部に収容されている。また、図２に示す例では、モータ軸１０９は、一方（図２の左側）の端部がモータ用ケース１０４ａすなわちケース１０４から突出している。それに対して、他方（図２の右側）の端部は、モータ用ケース１０４ａからは突出しているものの、後述するように、ブレーキ用ケース１０４ｂの内部に収容されている。すなわち、モータ軸１０９の他方の端部は、ケース１０４の内部に収容されている。
【００３６】
電磁ブレーキ１０３は、前述の電磁ブレーキ３と同様に、通電されることにより作動してモータ軸１０９を制動する励磁作動型の電磁ブレーキである。電磁ブレーキ１０３は、ブレーキロータ１１２、ブレーキステータ１１３、および、制動用ソレノイド１１４を備えている。電磁ブレーキ１０３は、制動用ソレノイド１１４に通電することにより、ブレーキロータ１１２とブレーキステータ１１３とを摩擦接触させるように作動し、制動トルクを発生するように構成されている。電磁ブレーキ１０３は、制動用ソレノイド１１４への通電がない状態では、上記のように作動することなく、制動トルクを発生しない。
【００３７】
ブレーキロータ１１２は、前述のブレーキロータ１２と同様に、円板状の磁性体によって形成されている。ブレーキロータ１１２は、モータ軸１０９と一体回転するように、モータ用ケース１０４ａから突出したモータ軸１０９に固定されている。ブレーキロータ１１２のブレーキステータ１１３と対向する面（図２の右側の面）の外周部分には、後述するブレーキステータ１１３の摩擦面１１３ａと接触して摩擦係合する摩擦面１１２ａが形成されている。
【００３８】
ブレーキステータ１１３は、前述のブレーキステータ１３と同様に、円環状の磁性体によって形成されている。ブレーキステータ１１３は、モータ軸１０９の軸線方向（図２の左右方向）に移動が可能であり、かつ、モータ軸１０９の回転方向へは回転が不可能なように、ブレーキ用ケース１０４ｂ内に組み込まれている。図２に示す例では、ブレーキ用ケース１０４ｂの内周面に形成されたスプライン穴とブレーキステータ１１３の外周面に形成されたスプライン軸とがスプライン嵌合するように、ブレーキ用ケース１０４ｂにブレーキステータ１１３が組み込まれている。ブレーキステータ１１３のブレーキロータ１１２と対向する面（図２の左側の面）には、ブレーキロータ１１２の摩擦面１１２ａと接触して摩擦係合する摩擦面１１３ａが形成されている。ブレーキステータ１１３のブレーキロータ１１２と対向しない面側（図２の右側）に、後述する推力発生機構１０５の押圧プレート１１８が配置されている。押圧プレート１１８の径方向における中心部分には、後述する推力発生機構１０５（送りねじ機構１１７）が配置されている。
【００３９】
制動用ソレノイド１１４は、前述の制動用ソレノイド１４と同様に、固定磁極として機能するブレーキロータ１１２、鉄心（図示せず）に巻かれたコイル１１４ａ、および、コイル１１４ａと共に可動磁極として機能するブレーキステータ１１３から構成されている。コイル１１４ａは、ブレーキステータ１１３と共に軸線方向に移動可能なように、ブレーキステータ１１３に固定されている。コイル１１４ａは、所定の電圧が印加されることによって磁気吸引力を発生し、ブレーキステータ１１３と共にブレーキロータ１１２側へ吸着されるように構成されている。したがって、この電磁ブレーキ１０３は、コイル１１４ａに通電してブレーキロータ１１２とブレーキステータ１１３とを吸着させることにより、摩擦面１１２ａと摩擦面１１３ａとを摩擦係合させ、モータ軸１０９を制動するように構成されている。なお、図２では示していないが、コイル１１４ａへの通電を遮断した場合に、摩擦面１１２ａと摩擦面１３ａとの接触を避けるためのリターンスプリングを設けることもできる。上記のブレーキロータ１１２、ブレーキステータ１１３、制動用ソレノイド１１４、押圧プレート１１８、および、推力発生機構１０５（送りねじ機構１１７）は、モータ用ケース１０４ｂの内部、すなわち、ケース１０４の内部に収容されている。
【００４０】
図２に示す電磁ブレーキ付きモータ１０１には、前述の電磁ブレーキ付きモータ１と同様に、電磁ブレーキ１０３に対する通電が無くなった場合であっても、ブレーキステータ１１３とブレーキロータ１１２とを摩擦係合させてモータ軸９を制動した状態を保持するために、推力発生機構１０５および制動用モータ１０６が設けられている。
【００４１】
推力発生機構１０５は、回転運動を直線運動に変換してブレーキステータ１１３をモータ軸１０９の軸線方向でブレーキロータ１１２側へ押圧する推力を発生すると共に、ブレーキステータ１１３でブレーキロータ１１２を押圧してモータ軸１０９を制動した状態を保持することが可能な作動装置である。図２に示す例では、推力発生機構１０５は、送りねじ機構１１７を用いて構成されている。
【００４２】
具体的には、推力発生機構１０５は、上記の送りねじ機構１１７、および、押圧プレート１１８を備えている。押圧プレート１１８は、円板状に形成されている。押圧プレート１１８は、モータ軸１０９の軸線方向に移動が可能であり、かつ、モータ軸１０９の回転方向へは回転が不可能なように、ブレーキ用ケース１０４ｂ内に組み込まれている。図２に示す例では、ブレーキ用ケース１０４ｂの内周面に形成されたスプライン穴と、押圧プレート１１８の外周面に形成されたスプライン軸とがスプライン嵌合するように、ブレーキ用ケース１０４ｂに押圧プレート１１８が組み込まれている。したがって、押圧プレート１１８は、推力発生機構１０５によってモータ軸１０９の軸線方向で前進移動させられることにより、ブレーキステータ１１３に接触し、ブレーキステータ１１３を押圧するように構成されている。
【００４３】
押圧プレート１１８の径方向における中央部分には、送りねじ機構１１７の雌ねじ部１１７ａが形成されている。制動用モータ１０６は、モータ軸１０９の軸線方向で、押圧プレート１１８に隣接し、ブレーキ用ケース１０４ｂすなわちケース１０４の外側（図２の右側）に配置されてケース１０４に固定されている。
【００４４】
制動用モータ１０６の出力軸１０６ａの内周面には、送りねじ機構１１７の雄ねじ部１１７ｂが形成されている。出力軸１０６ａは、制動用モータ１０６のケース（図示せず）の軸線方向における一方（図２の左側）に突出し、制動用モータ１０６がケース１０４に固定されることにより、ケース１０４の内部に進入している。そして、押圧プレート１１８に形成された雌ねじ部１１７ａに、制動用モータ１０６の出力軸１０６ａに形成された雄ねじ部１１７ｂがねじ込まれており、それによって送りねじ機構１１７が構成されている。
【００４５】
送りねじ機構１１７は、前述の送りねじ機構１７と同様に、制動用モータ１０６によって出力軸１０６ａすなわち雄ねじ部１１７ｂを正転方向へ回転させることにより、押圧プレート１１８をモータ軸１０９の軸線方向で前進方向へ移動させる軸力（推力）を発生する。また、送りねじ機構１１７は、制動用モータ１０６によって雄ねじ部１１７ｂを逆転方向へ回転させることにより、押圧プレート１１８をモータ軸１０９の軸線方向で後退方向へ移動させる軸力を発生する。
【００４６】
したがって、推力発生機構１０５は、上記のような送りねじ機構１１７を用いて、制動用モータ１０６によって送りねじ機構１１７へ正転方向のトルクを付与することにより、送りねじ機構１１７で前進方向の推力を発生し、押圧プレート１１８を前進方向へ移動させることができる。その結果、ブレーキステータ１１３を軸線方向でブレーキロータ１１２へ向けて（図２の左側へ）移動させ、ブレーキロータ１１２とブレーキステータ１１３とを摩擦係合させてモータ軸１０９を制動することができる。また、制動用モータ１０６によって送りねじ機構１１７へ逆転方向のトルクを付与することにより、押圧プレート１１８を後退方向へ移動させ、ブレーキロータ１１２へ向けてブレーキステータ１１３を押圧していた力を解くことができる。すなわち、この推力発生機構１０５によるモータ軸１０９の制動を解除することができる。
【００４７】
また、送りねじ機構１１７は、前述の送りねじ機構１７と同様に、送りねじの正効率よりも、送りねじの逆効率が低くなるように構成されている。したがって、送りねじ機構１１７でブレーキステータ１１３を前進方向へ押圧し、モータ軸１０９を制動した状態を容易に保持することができる。そのため、制動用モータ１０６によって送りねじ機構１１７を作動させ、モータ軸１０９を制動した後に、電磁ブレーキ１０３の制動用ソレノイド１１４および制動用モータ１０６に対する通電が止められた場合であっても、送りねじ機構１１７によるモータ軸１０９の制動状態を容易に保持することができる。
【００４８】
図２に示すように、上記の駆動用モータ１０２、ブレーキロータ１１２、ブレーキステータ１１３、推力発生機構１０５、および、制動用モータ１０６は、それぞれ、モータ軸１０９の軸線上で、ケース１０４からモータ軸１０９が突出する先端側（図２の左側）から、駆動用モータ１０２、ブレーキロータ１１２、ブレーキステータ１１３、推力発生機構１０５、制動用モータ１０６の順に配置されている。そのため、この電磁ブレーキ付きモータ１０１を構成する主要部品を、同一軸線上で、コンパクトに配置することができる。例えば、この電磁ブレーキ付きモータ１０１を、駆動力源として車両に搭載した場合に、車両の駆動機能および制動機能をこの電磁ブレーキ付きモータ１０１に集約することができる。したがって、車両の小型・軽量化を図ることができる。また、この電磁ブレーキ付きモータ１０１では、前述の電磁ブレーキ付きモータ１と比較し、プッシュロッド１５を用いていない点で、装置の構造を簡素化することができる。
【００４９】
なお、上述した具体例では、電磁ブレーキ１０３が、ブレーキステータ１１３をブレーキロータ１１２側へ移動させるように構成されている例を示しているが、この発明における電磁ブレーキ付きモータは、少なくともブレーキステータまたはブレーキロータのいずれか一方を軸線方向に移動させて、それらブレーキステータとブレーキロータとを摩擦係合させる構成であればよい。例えば、ブレーキステータに代えて、ブレーキロータを軸線方向に移動させて、それらブレーキステータとブレーキロータとを摩擦係合させるように構成することができる。あるいは、ブレーキステータと共に、ブレーキロータを軸線方向に移動させて、それらブレーキステータとブレーキロータとを摩擦係合させるように構成することもできる。例えば、図３に示すように、電磁ブレーキ１５０は、ブレーキロータ１５１、第１ブレーキステータ１５２、第２ブレーキステータ１５３、および、制動用ソレノイド１５４を備えている。すなわち、この電磁ブレーキ１５０は、２つのブレーキステータ１５２，１５３を備えている。電磁ブレーキ１５０は、制動用ソレノイド１５４に通電することにより、ブレーキロータ１５１と、第１ブレーキステータ１５２および第２ブレーキステータ１５３とを摩擦接触させるように作動し、制動トルクを発生するように構成されている。電磁ブレーキ１５０は、制動用ソレノイド１５４への通電がない状態では、上記のように作動することなく、制動トルクを発生しない。
【００５０】
ブレーキロータ１５１は、ボス部１５１ａと、係合部１５１ｂとから構成されている。ボス部１５１ａは、モータ軸１０９と一体回転するように、モータ軸１０９に固定されている。係合部１５１ｂは、円環状の磁性体によって形成されている。図３に示す例では、係合部１５１ｂの内周面に形成されたスプライン穴と、ボス部１５１ａの外周面に形成されたスプライン軸とがスプライン嵌合するように、ボス部１５１ａに係合部１５１ｂが組み込まれている。したがって、係合部１５１ｂは、モータ軸１０９およびボス部１５１ａと一体回転し、かつ、モータ軸１０９およびボス部１５１ａ対して軸線方向に相対移動が可能なように構成されている。
【００５１】
上記のようなブレーキロータ１５１の係合部１５１ｂを挟んで、第１ブレーキステータ１５２および第２ブレーキステータ１５３が配置されている。そして、係合部１５１ｂの第１ブレーキステータ１５２と対向する面（図３の左側の面）には、後述する第１ブレーキステータ１５２の摩擦面１５２ａと接触して摩擦係合する摩擦面１５１ｃが形成されている。係合部１５１ｂの第２ブレーキステータ１５３と対向する面（図３の右側の面）には、後述する第２ブレーキステータ１５３の摩擦面１５３ａと接触して摩擦係合する摩擦面１５１ｄが形成されている。
【００５２】
第１ブレーキステータ１５２は、前述のブレーキステータ１３，１１３と同様に、円環状の磁性体によって形成されている。第１ブレーキステータ１５２は、軸線方向に移動が可能であり、かつ、モータ軸１０９の回転方向へは回転が不可能なように、ブレーキ用ケース１０４ｂ内に組み込まれている。図３に示す例では、ブレーキ用ケース１０４ｂの内周面に形成されたスプライン穴と第１ブレーキステータ１５２の外周面に形成されたスプライン軸とがスプライン嵌合するように、ブレーキ用ケース１０４ｂに第１ブレーキステータ１５２が組み込まれている。第１ブレーキステータ１５２のブレーキロータ１５１と対向する面（図３の右側の面）には、ブレーキロータ１５１の摩擦面１５１ａと接触して摩擦係合する摩擦面１５２ａが形成されている。第１ブレーキステータ１５２のブレーキロータ１５１と対向しない面（図３の左側の面）は、制動用ソレノイド１５４を支持しているブレーキ用ケース１０４ｂの支持部１０４ｃと対向している。ブレーキ用ケース１０４ｂの少なくとも支持部１０４ｃは、磁性体によって形成されている。
【００５３】
第２ブレーキステータ１５３は、前述のブレーキステータ１３，１１３および第１ブレーキステータ１５２と同様に、円環状の磁性体によって形成されている。第２ブレーキステータ１５３は、軸線方向に移動が可能であり、かつ、モータ軸１０９の回転方向へは回転が不可能なように、ブレーキ用ケース１０４ｂ内に組み込まれている。図３に示す例では、ブレーキ用ケース１０４ｂの内周面に形成されたスプライン穴と第２ブレーキステータ１５３の外周面に形成されたスプライン軸とがスプライン嵌合するように、ブレーキ用ケース１０４ｂに第２ブレーキステータ１５３が組み込まれている。第２ブレーキステータ１５３のブレーキロータ１５１と対向する面（図３の左側の面）には、ブレーキロータ１５１の摩擦面１５１ｂと接触して摩擦係合する摩擦面１５３ａが形成されている。第２ブレーキステータ１５３のブレーキロータ１５１と対向しない面側（図３の右側）に、推力発生機構１０５の押圧プレート１１８が配置されている。
【００５４】
制動用ソレノイド１５４は、固定磁極として機能する支持部１０４ｃ、鉄心（図示せず）に巻かれたコイル１５４ａ、および、可動磁極として機能するブレーキロータ１５１ならびに各ブレーキステータ１５２，１５３から構成されている。コイル１５４ａは、ブレーキ用ケース１０４ｂの支持部１０４ｃに固定されている。コイル１５４ａは、所定の電圧が印加されることによって磁気吸引力を発生し、ブレーキロータ１５１および第１ブレーキステータ１５２ならびに第２ブレーキステータ１５３を支持部１０４ｃへ吸着させるように構成されている。したがって、この電磁ブレーキ１５０は、コイル１５４ａに通電してブレーキロータ１５１および第１ブレーキステータ１５２ならびに第２ブレーキステータ１５３をそれぞれ吸着させることにより、摩擦面１５１ａと摩擦面１５２ａ、および、摩擦面１５１ｂと摩擦面１５３ａとを摩擦係合させ、モータ軸１０９を制動するように構成されている。また、前述した電磁ブレーキ１０３と同様に、推力発生機構１０５を作動させて前進方向の推力を発生することにより、押圧プレート１１８で第２ブレーキステータ１５３をブレーキロータ１５１へ向けて押圧し、ブレーキロータ１５１および第１ブレーキステータ１５２ならびに第２ブレーキステータ１５３によってモータ軸１０９を制動した状態を保持することができる。
【００５５】
また、上述した各具体例では、推力発生機構５および推力発生機構１０５が、それぞれ、送りねじ機構１７および送りねじ機構１１７によって構成された例を示しているが、この発明における電磁ブレーキ付きモータは、送りねじ機構以外の機構や装置によって推力発生機構を構成することができる。例えば、図３に示すようなラック２０１およびピニオン１０２を用いて推力発生機構２０３を構成することもできる。簡単に説明しておくと、図３に示す推力発生機構２０３は、モータ軸９あるいはモータ軸１０９の軸線方向に移動が可能なように配置されたラック２０１、および、ラック２０１に噛み合わされて、トルクが付与されて回転することにより、ラック２０１を軸線方向に前後動させるピニオン２０２から構成されている。
【００５６】
ラック２０１は、一方の端部２０１ａが、前述のプッシュロッド１５もしくは押圧プレート１１８に接続されて、ラック２０１が軸線方向で前進移動させられることにより、プッシュロッド１５もしくは押圧プレート１１８を前進方向に押圧するように構成されている。あるいは、ラック２０１は、端部２０１ａが、前述のブレーキステータ１３もしくはブレーキステータ１１３に直接的に接続されて、ラック２０１が軸線方向で前進移動させられることにより、ブレーキステータ１３もしくはブレーキステータ１１３を前進方向に押圧するように構成されている。
【００５７】
ピニオン２０２は、制動用モータ２０４の出力軸２０４ａに、出力軸２０４ａと一体回転するように取り付けられ、ラック２０１と噛み合うように配置されている。ピニオン２０２は、制動用モータ２０４が出力するトルクによって回転させられることにより、ラック２０１を軸線方向に前後動させるように構成されている。図３に示す例では、制動用モータ２０４によってピニオン２０２を正転方向に回転させることにより、ラック２０１を前進移動させ、制動用モータ２０４によってピニオン２０２を逆転方向に回転させることにより、ラック２０１を後退移動させるように構成されている。ピニオン２０２もしくは出力軸２０４ａには、図示しない後退防止機構が設けられている。後退防止機構は、ラック２０１を前進移動させて、ブレーキロータ１２とブレーキステータ１３とを摩擦係合させた状態、もしくは、ブレーキロータ１１２とブレーキステータ１１３とを摩擦係合させた状態で、ピニオン２０２もしくは出力軸２０４ａの逆転方向の回転を規制する機構である。そのような後退防止機構は、例えば、反転機能付きのラチェットやワンウェイクラッチなどを用いて構成することができる。
【００５８】
したがって、この図３に示すようなラック２０１およびピニオン２０２を用いた場合にも、前述の推力発生機構５および推力発生機構１０５と同様の、推力発生機構２０３を構成することができる。すなわち、ラック２０１およびピニオン２０２を用いて構成された推力発生機構２０３においても、回転運動を直線運動に変換してブレーキステータ１３（もしくはブレーキステータ１１３）を、モータ軸９（もしくはモータ軸１０９）の軸線方向で、ブレーキロータ１２側（もしくはブレーキロータ１１２側）へ前進移動させる推力を発生することができる。また、ブレーキロータ１２（もしくはブレーキロータ１１２）とブレーキステータ１３（もしくはブレーキステータ１１３）とを摩擦係合させてモータ軸９（もしくはモータ軸１０９）を制動した状態を保持することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１，１０１…電磁ブレーキ付きモータ、  ２，１０２…駆動用モータ、  ３，１０３…電磁ブレーキ、  ４，１０４…ケース、  ５，１０５，２０３…推力発生機構、  ６，１０６，２０４…制動用モータ、  ６ａ，１０６ａ…出力軸、  ７，１０７…ステータ、  ８，１０８…ロータ、  ９，１０９…モータ軸、  １２，１１２…ブレーキロータ、  １３，１１３…ブレーキステータ、  １４，１１４…制動用ソレノイド、  １５…プッシュロッド、  １７，１１７…送りねじ機構、  １７ａ，１１７ａ…雌ねじ部、  １７ｂ，１１７ｂ…雄ねじ部、  １８…押圧部材、  １１８…押圧プレート、  ２０１…ラック、  ２０２…ピニオン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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