(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有するステータとロータを有し、前記ステータ又はロータのいずれか一方における複数の磁極の全てに励磁巻線と制動巻線を巻回した制動モータであって、前記制動巻線によって形成される磁界の方向のうち、一部の制動巻線が形成する磁界の方向が、他の制動巻線が形成する磁界の方向と異なると共に、前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極には、連続する磁極に同一方向に巻回された制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極又はＳ極が含まれており、一方向に巻回された前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極の極数の総数と、前記一方向と異なる方向に巻回された制動巻線によって形成されるＳ極又はＮ極の極数の総数が、前記ステータ又はロータの前記制動巻線が巻回されていない方の磁極のＮ極、又はＳ極の極数の総数にそれぞれ等しいことを特徴とする制動モータ。
【請求項２】
前記ステータ又はロータの磁極全てに巻回された制動巻線によってそれぞれ形成される合成磁界は、前記ロータ又はステータがそれぞれ形成する磁界の方向と互いに異なる方向に形成され、前記制動巻線によってそれぞれ形成される合成磁界と前記ロータ又はステータがそれぞれ形成する磁界とにより前記ステータ磁極とロータ磁極のそれぞれが互いに吸引する方向であることを特徴とする請求項１に記載の制動モータ。
【請求項３】
前記同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に均等に巻回され、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に等しい巻き数で巻回されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の制動モータ。
【請求項４】
前記制動巻線の巻き数は、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数とでは、連続する磁極数が多い制動巻線の巻き数を少なくすることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の制動モータ。
【請求項５】
前記励磁巻線は抵抗値の低い太い線材を用いて構成され、前記制動巻線は抵抗値の高い細い線材を用いて構成されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の制動モータ。
【請求項６】
前記励磁巻線は、全ての磁極に均等に巻回されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の制動モータ。
【請求項７】
前記制動巻線は、前記ステータ又はロータの複数の磁極の１つから巻き始め、前記ステータ又はロータの周方向に沿って順次各磁極に巻回し、前記巻き始めの磁極に隣接する磁極で巻き終えることによって、前記ステータ又はロータの複数の磁極の全てに巻回されることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の制動モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転動作を電気的に強制停止することができる制動モータであって、踏切遮断機用などに好適な制動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
踏切用の遮断機には、遮断棹を下ろしたり起こしたりするために、ブラシレスのモータとブレーキとを設けた構成のものが一般的に使用されており、普段、列車が通過していないときには、遮断棹を垂直に起こして踏切から退避させている。また、列車の通過中には、遮断棹を一時的に下方に水平位置まで降ろして自動車等の通過を遮断・阻止するようになっているが、この水平位置と垂直位置を保つために、モータの回転動作をブレーキで制動させている。
【０００３】
ところが、このような構成のブレーキを備えた遮断機用モータにあっては、モータの他にブレーキを並設してあるから、遮断機としての装置が大型化しており、特にその厚さが寸法的に厚くなり問題である。
【０００４】
前記問題点を解決する手段として、例えば特開２０００−２３４８９に開示されている踏切遮断機用ＳＲモータがある。係るモータは、図６に示すような構造である。図６において、４個の突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを有するロータ３４が嵌合固定された軸３５と、６個の凸状磁極部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ）にそれぞれ磁極コイル（励磁巻線）３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ）を有するステータ３０とから構成された３相の４−６トポロジーのものを使用しており、特にこの実施例では、２箇所（３１ｆ及び３１ｃ）の凸状磁極部に通常の巻線とは別に、ブレーキコイル（ブレーキ巻線）３３ａ及び３３ｂを付加してある。
【０００５】
即ち、磁極コイル３２には、各凸状磁極部３１に、それぞれモータ巻線を巻回したものであるが、特に互いに対向する３１ｃ及び３１ｆの磁極には、磁極コイル３２ｃ、３２ｆの各巻線間にブレーキコイル３３ａ、３３ｂを巻回してある。
【０００６】
なお、これらの磁極コイル３２には、図示外の制御部の制御により、（図示外の適宜手段で検出するロータ３４の突起部分の回転位置に応じて）互いに対向する凸状磁極部３１のコイル毎に組み分けて３相電流が順次サイクリックに流れるようになっている。
【０００７】
即ち、例えば遮断棹が起立した状態から降下する状態までは制御部による制御により、各励磁コイルが（３２ｆ、３２ｃ）⇒（３２ａ、３２ｄ）⇒（３２ｂ、３２ｅ）⇒（３２ｆ、３２ｃ）⇒・・・というように、規則的に励磁動作を繰り返していく。これによって、励磁中の磁極コイルの磁気的吸引力でロータ３４の突起３４が吸引されて所定の方向に回転を始めるので、このロータ３４を所定の範囲内で回転させることにより、遮断棹を水平向きに倒すように回転させたり、遮断棹を垂直向きに起こして立てたりすることができる。
【０００８】
また、遮断棹が完全に水平向きになったところでは、制御部からの制御によって、励磁コイル３２への給電が直ちに停止するとともに、これと同時にブレーキコイル３３ａ、３３ｂへの給電が開始される。その結果、慣性力で回転しようとするロータ３４は、励磁されたブレーキコイル３３ａ、３３ｂの近傍の突起部分３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがその磁気的吸引力で吸引・保持されるから、回転動作が強制的に停止して遮断棹を水平に保つことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、係る方法では、以下のような問題点があった。即ち、ブレーキコイル３３ａ、３３ｂは、互いに対向する３１ｃ及び３１ｆの磁極にのみ巻回されている。この結果、ブレーキコイル３３ａ、３３ｂへの給電が開始された時、慣性力で回転しようとするロータ３４の磁極３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが、前記ブレーキコイル３３ａ、３３ｂにより発生される磁極と磁界の方向が同一の極性である場合にはその磁気的反発力となり、ロータ３４の回転を持続しようとする。
【００１０】
そして、ブレーキコイル３３ａ、３３ｂにより発生される磁極と磁界の方向が反対の極性となる位置までロータ３４が回転され、励磁されたブレーキコイル３３ａ、３３ｂの近傍の突起部分３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがその磁気的吸引力で吸引・保持される。
【００１１】
又、ブレーキコイル３３ａ、３３ｂは、互いに対向する３１ｃ及び３１ｆの磁極にのみ巻回されている結果、制動力は当該磁極のみに発生し、その停止保持力を大きくできない。
【００１２】
本発明は、係る問題を解決して制動力の大きい、小型の制動モータを提供することを目的としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために請求項１記載の制動モータでは、複数の磁極を有するステータとロータを有し、前記ステータ又はロータのいずれか一方における複数の磁極の全てに励磁巻線と制動巻線を巻回した制動モータであって、前記制動巻線によって形成される磁界の方向のうち、一部の制動巻線が形成する磁界の方向が、他の制動巻線が形成する磁界の方向と異なると共に、前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極には、連続する磁極に同一方向に巻回された制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極又はＳ極が含まれており、一方向に巻回された前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極の極数の総数と、前記一方向と異なる方向に巻回された制動巻線によって形成されるＳ極又はＮ極の極数の総数が、前記ステータ又はロータの前記制動巻線が巻回されていない方の磁極のＮ極、又はＳ極の極数の総数にそれぞれ等しいことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の制動モータでは、前記ステータ又はロータの磁極全てに巻回された制動巻線によってそれぞれ形成される合成磁界は、前記ロータ又はステータがそれぞれ形成する磁界の方向と互いに異なる方向に形成され、前記制動巻線によってそれぞれ形成される合成磁界と前記ロータ又はステータがそれぞれ形成する磁界とにより前記ステータ磁極とロータ磁極のそれぞれが互いに吸引する方向であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の制動モータでは、前記同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に均等に巻回され、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に等しい巻き数で巻回されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の制動モータでは、前記制動巻線の巻き数は、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数とでは、連続する磁極数が多い制動巻線の巻き数を少なくすることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の制動モータでは、前記励磁巻線は抵抗値の低い太い線材を用いて構成され、前記制動巻線は抵抗値の高い細い線材を用いて構成されることを特徴とする。また、請求項６記載の制動モータでは、前記励磁巻線は、全ての磁極に均等に巻回されていることを特徴とする。さらに、請求項７記載の制動モータでは、前記制動巻線は、前記ステータ又はロータの複数の磁極の１つから巻き始め、前記ステータ又はロータの周方向に沿って順次各磁極に巻回し、前記巻き始めの磁極に隣接する磁極で巻き終えることによって、前記ステータ又はロータの複数の磁極の全てに巻回されることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の制動モータの実施形態を示す断面図である。図１において、制動モータ１は、回転軸３にネジ１０により固定されたロータカップ４の内側に設けられた永久磁石５を有するロータＲ、該ロータＲの内側に設けられた磁極８に巻回された励磁巻線６と制動巻線７を有するステータＳと、該ステータＳと前記回転軸３をベアリング９ａ、９ｂを介して支えるハウジング２とから構成されている。
【００１９】
即ち、アウターロータ型のモータである。ロータＲの回転につれて励磁巻線６には、図示していない制御部の制御により、（図示外の適宜手段で検出するロータＲの突起部分の回転位置に応じて）互いに対向する励磁コイル６のコイル毎に組み分けて３相電流が順次サイクリックに流れるようになっている。
【００２０】
なお、前記制動モータ１は交流モータでなくともよく、例えば、周知の直流のブラシレスモータであってもよい。係る場合には、周知の例えばホール素子などによりロータＲの磁極の位置とその極性を検出して、前記励磁巻線６に流す電流の向きを変える。
【００２１】
更に又、ステータを永久磁石又はステータ巻線を施した磁石とし、ロータに励磁巻線と制動巻線とをそれぞれ巻回するようにしてもよい。又は励磁巻線と制動巻線とをステータとロータとに分離してもよい。係る場合には、制動巻線は前記永久磁石と対向する位置に配置するようにし、ロータに巻回されている巻線に流入する電流は周知の回転ブラシなどにより、電流の流入方向を所定の方向に切りかえる。
【００２２】
又、ロータＲとステータＳとは、例えば図５R>５に示すように、その位置関係が互いに逆の位置関係、即ち、永久磁石５を有するロータＲがステータＳの内側であってもよい。
【００２３】
図２は、図１における制動モータの、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きについて説明する図である。以下、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きについて図２により説明する。なお、以下の説明において、説明の障害にならない限り、磁極８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆを磁極８、励磁巻線６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆを励磁巻線６、制動巻線７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆを制動巻線７と略記する。図２（ａ）は図示していないロータの内側に設けられたステータＳの正面図、図２（ｂ）は、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きを説明する図である。
【００２４】
図２（ａ）において、回転軸３にはステータＳが固定されていて、該ステータＳは、磁極８がロータの各磁極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に対向して、例えば６個、設けられている。又、当該各磁極８には、励磁巻線６と制動巻線７とが、後述するように、それぞれ所定の方向に、所定回数だけ巻回されている。
【００２５】
前記励磁巻線６は制動モータ１に十分な回転力を与える電流が流せるだけの電流容量を持つ抵抗値の低い太い線材が、又、制動巻線７には制動モータ１が回転を停止した時に消失する逆起電力がなくなっても過大な短絡電流が流入して制動巻線７が焼損しないように抵抗値の高い細い線材が、それぞれ用いられている。
【００２６】
前記励磁巻線６は全ての磁極に均等に巻回されていて、各励磁コイルが（６ａ、６ｄ）⇒（６ｂ、６ｅ）⇒（６ｃ、６ｆ）⇒（６ａ、６ｄ）⇒・・・というように、規則的に励磁動作を繰り返していく。これによって、励磁中の磁極コイルの磁気的吸引力で図示していないロータの各磁極が吸引されて所定の方向に回転を始める。
【００２７】
図２（ｂ）においては、ロータの磁極の数は磁極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の４極とし、ステータＳの磁極の数は６とした場合について示してあるが、ロータ及びステータの磁極数はこれ以外の数であってもよい。図２（ｂ）の場合、制動巻線７は以下のようにして巻回されている。即ち、制動巻線７は、磁極７ａから巻き始め、磁極７ｆで巻き終わり、その両端Ａ、Ｂは図示していない制御部に接続されている。該制御部の制御により、制動時には励磁コイル６への給電が直ちに停止するとともに、これと同時に制動巻線７への給電が開始される。
【００２８】
磁極８ａへの制動巻線７ａの巻回方向を例えば右とすると、磁極８ｂへの制動巻線７ｂ、磁極８ｄへの制動巻線７ｄ、磁極８ｅへの制動巻線７ｅの巻回方向が右、磁極８ｃへの制動巻線７ｃ、磁極８ｆへの制動巻線７ｆへの制動巻線の巻回方向が左となっている。
【００２９】
即ち、制動巻線７によって形成される磁界の方向のうち、一部の制動巻線７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅが形成する磁界の方向が、他の制動巻線７ｃ、７ｆが形成する磁界の方向と異なるように巻回されている。
【００３０】
その結果、一部の制動巻線７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅが形成する磁界の方向を例えばＮ極とすると、他の制動巻線７ｃ、７ｆが形成する磁界の方向はＳ極になる。
【００３１】
又、前記制動巻線７によって形成される磁極の数は、同一方向に巻回された連続する制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極又はＳ極の極数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する制動巻線によって形成される合成磁界によるＳ極又はＮ極の極数との総数が、前記ロータのＮ極、又はＳ極の極数の総数にそれぞれ等しい。
【００３２】
即ち、例えば制動巻線７ａ、７ｂによりそれぞれＮ極が形成され、その結果、制動巻線７ａ、７ｂとの合成磁界として１つ目のＮ１極ができる。又、制動巻線７ｄ、７ｅによりＮ極が形成され、その結果、制動巻線７ｄ、７ｅとの合成磁界として２つ目のＮ２極ができる。従って、他の制動巻線７ｃ、７ｆがそれぞれ個々に形成する２つのＳ極とで、４極となり、ロータの磁極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の４極と等しくなる。
【００３３】
前記制動巻線７によってそれぞれ形成される合成磁界は、前記ロータＲにより形成される磁界の方向と互いに異なる方向に形成されている。例えば、図２（ｂ）において、ロータの磁極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の極性をそれぞれＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極とすると、前記したように制動巻線７ａ、７ｂとの合成磁界として１つ目のＮ１極が、制動巻線７ｄ、７ｅとの合成磁界として２つ目のＮ２極ができる。
【００３４】
又、前記制動巻線７によってそれぞれ形成される合成磁界と前記ロータＲにより形成される磁界とにより前記ステータ磁極とロータ磁極のそれぞれが互いに吸引する方向である。即ち、ロータの磁極Ｒ１（Ｓ極）と前記Ｎ１極とが、ロータの磁極Ｒ２（Ｎ極）と制動巻線７ｃが作る磁極Ｓと、ロータの磁極Ｒ３（Ｓ極）と前記Ｎ２極とが、ロータの磁極Ｒ４（Ｎ極）と制動巻線７ｆが作る磁極Ｓとが、それぞれ互いに吸引しあう。係る点に付いては、図５を用いて後述する。
【００３５】
図３は、前記ロータとステータとの極数の関係を説明する図である。なお、図３においては、ロータを永久磁石、ステータには励磁巻線８と制動巻線７とが巻回されているものとして説明する。例えば、ステータの極数が８の場合にはロータの極数は８以下となり（○印）、それ以上は該当しない（×印）。
【００３６】
図４は、前記図３のロータとステータとの極数において、前記制動巻線７により形成される磁界の方向を示す図であって、ロータの極数をＲＮ、ステータの極数をＳＮとした時、図４（ａ）はＲＮ＝４、ＳＮ＝６の場合、図４（ｂ）はＲＮ＝６、ＳＮ＝１０の場合、図４（ｃ）はＲＮ＝８、ＳＮ＝１４の場合（ｃ）である。
【００３７】
即ち、ＲＮ＝４、ＳＮ＝６の場合には、前記制動巻線７により形成される磁界の方向はＮ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極の順である。又、ＲＮ＝６、ＳＮ＝１０の場合には、前記制動巻線７により形成される磁界の方向はＮ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極の順である。同様にしてＲＮ＝８、ＳＮ＝１４の場合には、前記制動巻線７により形成される磁界の方向はＮ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極の順である。
【００３８】
ロータの極数をＲＮ、ステータの極数をＳＮ、又、ＳＮ＞ＲＮとした時、ＳＮとＲＮとの比、ＳＮ／ＲＮ＝Ｋとする。該Ｋの値によって前記制動巻線４のＳ極とＮ極の数を以下のようにして決定する。例えば、前記図４の場合について説明すると、図４（ａ）ではＲＮ＝４、ＳＮ＝６なので、Ｋ＝６／４＝３／２となる。
【００３９】
即ち、ステータの極数が３に対してロータの極数は２が対応しているので、ロータの２極の間にステータ３極により互いに異なる極性の２極が形成されるようにする。例えば、ロータの極性がＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極と変化する場合、ステータの極性は図４（ａ）のように、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極となる。
【００４０】
同様にして図４（ｂ）ではＲＮ＝６、ＳＮ＝１０なので、Ｋ＝１０／６＝５／３となる。即ち、ステータの極数が５に対してロータの極数は３が対応しているので、ロータの３極の間にステータ５極により互いに異なる極性の３極が形成されるようにする。例えば、ロータの極性がＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極と変化する場合、ステータの極性は図４（ｂ）のように、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極となる。
【００４１】
前記ステータの極性は、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極であっても前記の条件、（ロータの３極の間にステータ５極により互いに異なる極性３極が形成されるようにする）は満足される。しかし、前者の場合に比べて、後者の場合には制動巻線７により形成されるＳ極の数と、Ｎ極との数が均一にならない。その結果、合成磁界の強さがＳ極とＮ極とで異なり、制動力のバランスが均一にならない。従って、制動巻線７により形成されるＳ極の数と、Ｎ極との数が均一になる前者の構成とする。
【００４２】
同様にして図４（ｃ）ではＲＮ＝８、ＳＮ＝１４なので、Ｋ＝１４／８＝７／４となる。即ち、ステータの極数が７に対してロータの極数は４が対応しているので、ロータの４極の間にステータ７極により互いに異なる極性の４極が形成されるようにする。例えば、ロータの極性がＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極と変化する場合、ステータの極性は図４（ｃ）のように、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極となる。
【００４３】
前記ステータの極性は、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、であっても前記の条件、（ロータの４極の間にステータ７極により互いに異なる極性４極が形成されるようにする）は満足される。しかし、前者の場合に比べて、後者の場合には制動巻線７により形成されるＳ極の数と、Ｎ極との数が均一にならない。その結果、合成磁界の強さがＳ極とＮ極とで異なり、制動力のバランスが均一にならない。従って、制動巻線７により形成されるＳ極の数と、Ｎ極との数が均一になる前者の構成とする。
【００４４】
以下、他の条件の場合においても前記と同様にして制動巻線４のＳ極とＮ極の数が決定される。なお、前記制動巻線は、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線とは、同一方向に形成される合成磁界の強さを同一にするために、同一方向の磁界を形成する各磁極は同一の巻き数の制動巻線が巻回されている。
【００４５】
即ち、Ｓ極が形成される制動巻線の巻き数は、各磁極でそれぞれ等しく、又、Ｎ極が形成される制動巻線の巻き数は、各磁極でそれぞれ等しい。例えば、図２（図４（ａ）と同一の極数）の場合には、制動巻線７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅの巻き数は、各磁極でそれぞれ等しく、制動巻線７ｃ、７ｆの巻き数は、各磁極でそれぞれ等しい。更に又、前記制動巻線７の巻き数は、互いに異なる方向の合成磁界の強さを均一にするために、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数とでは、連続する磁極数が多い制動巻線の巻き数が少ない。
【００４６】
例えば、図２（図４（ａ）と同一の極数）の場合には、磁極８ａ、８ｂ、８ｄ、８ｅに巻回される制動巻線の方向は右で同一であり、又、磁極８ｃ、８ｆに巻回される制動巻線の方向は左で同一である。そして、制動巻線が右に巻回される磁極の数は、制動巻線が左に巻回される磁極の数より多い。従って、磁極数が多い制動巻線７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅの巻き数は、磁極数が少ない制動巻線７ｃ、７ｆの巻き数よりも少ない。
【００４７】
図５は、ステータＳが１２極、ロータＲが８極の時に、ステータＳの各磁極にそれぞれ巻回された制動巻線７によって形成される合成磁界の説明図であって、図５（ａ）はステータＳとロータＲとの磁界の方向を示す図、図５（ｂ）はステータＳの各磁極に形成された各磁界とその合成磁界との説明図である。係る図において、説明の簡略化のために、ステータＳの各磁極にそれぞれ巻回された制動巻線の巻き数は同一として説明する。
【００４８】
図５（ａ）において、ステータＳは固定磁石を用いたロータＲの外側にあり、図示していない磁極にそれぞれ制動巻線と励磁巻線とが巻回されている。前記制動巻線によって形成される磁界の方向をそれぞれＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７、Ｎ８とする。又、ロータＲによって形成される磁界の方向をそれぞれＲＮ１、ＲＮ２、ＲＮ３、ＲＮ４、ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３、ＲＳ４とする。
【００４９】
磁界Ｎ７とＮ８により合成磁界ＮＴ１が、磁界Ｎ１とＮ２により合成磁界ＮＴ２が、磁界Ｎ３とＮ４により合成磁界ＮＴ３が、磁界Ｎ５とＮ６により合成磁界ＮＴ４が、それぞれ形成される。その結果、前記合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４の間には磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が形成されているので制動巻線７によって形成されるステータの磁界としては、ＮＴ１、Ｓ１、ＮＴ２、Ｓ２、ＮＴ３、Ｓ３、ＮＴ４、Ｓ４の順に磁界が形成される。
【００５０】
また、ロータＲが形成する磁界は前記のようにＲＳ４、ＲＮ１、ＲＳ１、ＲＮ２、ＲＳ２、ＲＮ３、ＲＳ３、ＲＮ４の順であり、その位置は前記ステータの形成する磁界ＮＴ１、Ｓ１、ＮＴ２、Ｓ２、ＮＴ３、Ｓ３、ＮＴ４、Ｓ４と同一となる。又、その極性は互いに吸引する方向である。
【００５１】
図５（ｂ）では、ステータＳの各磁極にそれぞれ巻回された制動巻線の巻き数は同一としたので、前記合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４の大きさは磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４よりも大きく、合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４とロータＲの各磁極ＲＳ４、ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３による吸引力は、磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と、ロータＲの各磁極ＲＮ１、ＲＮ２、ＲＮ３、ＲＮ４による吸引力よりも大きい。
【００５２】
吸引力の均一化を図るために、合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４を形成する制動巻線の巻き数を、磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成する制動巻線の巻き数よりも少なくし、合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４と磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とが略等しくなるように巻き数を決定する。
【００５３】
請求項１記載の制動モータによれば、複数の磁極を有するステータとロータを有し、前記ステータ又はロータのいずれか一方における複数の磁極の全てに励磁巻線と制動巻線を巻回した制動モータであって、前記制動巻線によって形成される磁界の方向のうち、一部の制動巻線が形成する磁界の方向が、他の制動巻線が形成する磁界の方向と異なると共に、前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極には、連続する磁極に同一方向に巻回された制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極又はＳ極が含まれており、一方向に巻回された前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極の極数の総数と、前記一方向と異なる方向に巻回された制動巻線によって形成されるＳ極又はＮ極の極数の総数が、前記ステータ又はロータの前記制動巻線が巻回されていない方の磁極のＮ極、又はＳ極の極数の総数にそれぞれ等しいことにより、制動に寄与しない無駄な磁極をなくし、同一極数でその一部に制動巻線を具備した制動モータに比べ、制動力を向上できる。
【００５４】
請求項２に記載の制動モータによれば、磁極全てに巻回された制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極、Ｓ極の方向がロータと互いに吸引する方向とすることにより、全ての制動巻線により形成される極が有効に作用し、吸引力を強められる。
【００５５】
請求項３記載の制動モータによれば、前記同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に均等に巻回され、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に等しい巻き数で巻回されていることにより、各磁極の吸引力を均一にできる。
【００５６】
請求項４記載の制動モータによれば、前記制動巻線の巻き数は、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数とでは、連続する磁極数が多い制動巻線の巻き数を少なくすることにより、合成された磁界と、単独に形成される磁界の強さを均一にでき、制動モータの停止位置に拘わらず、一定した制動力が得られる。
また、請求項５記載の制動モータによれば、励磁巻線には制動モータに十分な回転力を与える電流が流すことができると共に、制動巻線への過大な短絡電流の流入を防止してその焼損を回避することができる。請求項６記載の制動モータによれば、各励磁巻線が規則的に励磁動作を繰返していくことによって、ロータの各磁極を吸引して所定の方向に回転させることができる。更に、請求項７記載の制動モータによれば、制動時において励磁巻線の給電を停止すると同時に、全制動巻線への給電を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動モータの実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の制動モータの実施形態における、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きについて説明する図であって、図２（ａ）は図示していないロータの内側に設けられたステータＳの正面図、図２（ｂ）は、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きを説明する図である。
【図３】ロータとステータとの極数の関係を説明する図である。
【図４】制動巻線により形成される磁界の方向を示す図であって、ロータの極数をＲＮ、ステータの極数をＳＮとした時、図４（ａ）はＲＮ＝４、ＳＮ＝６の場合、図４R>４（ｂ）はＲＮ＝６、ＳＮ＝１０の場合、図４（ｃ）はＲＮ＝８、ＳＮ＝１４の場合（ｃ）である。
【図５】ステータの各磁極にそれぞれ卷回された制動巻線によって形成される合成磁界の説明図であって、図５（ａ）はステータとロータとの磁界の方向を示す図、図５R>５（ｂ）はステータの各磁極に形成された各磁界とその合成磁界との説明図である。
【図６】従来の踏切遮断機用ＳＲモータの構造である。
【符号の説明】
１ 制動モータ
２ ハウジング
３ 回転軸
４ ロータカップ
５ 永久磁石
６ 励磁巻線
７ 制動巻線
８ 磁極
９ａ、９ｂ ベアリング
１０ ネジ
Ｓ ステータ
Ｒ ロータ
【図１】
0003747318.tif 000002
【図２】
0003747318.tif 000003
【図３】
0003747318.tif 000004
【図４】
0003747318.tif 000005
【図５】
0003747318.tif 000006
【図６】
0003747318.tif 000007