JP2005318717A - 電磁ブレーキ付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】磁束センサが電磁ブレーキの漏れ磁束の影響を受けにくく、小型で温度上昇を抑制した信頼性の高い電磁ブレーキ付モータを提供する。
【解決手段】ブラシレスモータ１のモールド底部側に配置する電磁ブレーキ３と、電磁ブレーキ３を覆い収納する金属製のブレーキカバー４と、中央部に電磁ブレーキハブ３２が貫通する四角孔を有した電磁遮蔽板５とを備え、ブラシレスモータ１はモールド底部に磁束センサ２を配設しており、電磁遮蔽板５を磁束センサ２と電磁ブレーキ３との間になるよう電磁ブレーキ本体部３１と電磁遮蔽板５とをブレーキカバー４内に固定して、モータブラケット１３とブレーキカバー４とをモールド部を挟んでボルト６でネジ固定した電磁ブレーキ付モータ。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンベア等の搬送機器、生産設備、各種工作機械、食品機械に代表される一般産業用機器や、ドア開閉、福祉機器等に幅広く搭載される電磁ブレーキ付モータに関する。

近年一般産業用機器やドア開閉等の用途にあっては、機械精度の向上、安全性の確保のため、停電時等の位置保持を目的として、モータに電磁ブレーキを組み込んだ電磁ブレーキ付モータの要望が高まっている。一方、モータにおいては、生産性の向上と絶縁距離の短縮による小型化、絶縁性能等の信頼性の向上を目的として、固定子組立を絶縁性の樹脂で一体成型したモールドモータが使用されている（例えば、特許文献１参照）。

分野は異なるものの、電磁ブレーキから発生する磁束がガイドセンサに影響を与えないよう、電磁ブレーキにコップ形の鉄製の遮蔽カバーを取り付けた無人搬送車両が知られている（例えば、特許文献２参照）。

近年、モータの高効率化、精度向上のためにブラシレスモータが用いられており、高効率であるが故に、インダクションモータに比較して同等の出力が必要な場合、モータを小型化できる。
特開平８−３０８１６２号公報 特開平８−１０８８４５号公報

コンベア等の搬送機器に搭載される電磁ブレーキ付モータの小型化の要求は高く、単にモータ部をモールド化したりブラシレスモータ化したりするのみでは、この要求に応えることはできず、モールドモータに電磁ブレーキを組み込む場合、モータ本体が樹脂であるために、モータに直接ブレーキをねじ固定することは困難である。

一般的なモールドモータは、熱可塑性樹脂によるモールドモータ底部に、電磁ブレーキ取付ねじ用のスペースを確保しているが、モールド樹脂に直接ねじを組み込む場合、強度確保のため金属に比べて２倍以上の締め込み長さが必要となり、モータ本体は軸方向に長くなり、小型化ができなかった。

また、ブラシレスモータはロータマグネットの磁束を検知して、ロータの磁極位置を確認するための磁束センサが必要となるが、磁束センサの近くに電磁ブレーキを取り付けると、電磁ブレーキからの漏れ磁束が磁束センサに悪影響を及ぼし、誤動作等を生じる可能性があった。

また、発熱体であるモータと電磁ブレーキが小型化により接近すると温度が上昇し、防水機能が要求される用途ではさらに温度が上昇しやすくなる。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、磁束センサが電磁ブレーキの漏れ磁束の影響を受けにくく、小型で温度上昇を抑制した信頼性の高い電磁ブレーキ付モータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、モータに電磁ブレーキが取り付けられた電磁ブレーキ付モータにおいて、モータブラケットと樹脂モールドした固定子に収納した軸受でマグネットロータを回転自在に保持するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのモールド底部側に配置する電磁ブレーキと、前記電磁ブレーキを覆い収納する金属製のブレーキカバーと、中央部に電磁ブレーキハブが貫通する四角孔を有した電磁遮蔽板とを備え、前記ブラシレスモータはモールド底部に磁束センサを配設しており、前記電磁遮蔽板を磁束センサと電磁ブレーキとの間になるよう電磁ブレーキ本体部と電磁遮蔽板とをブレーキカバー内に固定して、前記モータブラケットとブレーキカバーとをモールド部を挟んでネジ固定した電磁ブレーキ付モータである。また、電磁遮蔽板に断熱材を併設したものである。

本発明の電磁ブレーキ付モータによれば、電磁ブレーキ本体部と電磁遮蔽板を金属製のブレーキカバー内に固定するため、モールドモータにネジを設ける必要がなく、軸方向に小型化できる。また、モールド底部に設けた磁束センサはマグネットロータの磁束変化を検出するとともに、磁束センサと電磁ブレーキの間に電磁遮蔽板を配設することで電磁ブレーキの漏れ磁束の影響を受けることがない。

また、軸方向に小型化されてブラシレスモータと電磁ブレーキが接近しても、ブレーキカバー内の電磁遮蔽板に断熱材を併設することで、相互の発熱が伝わり難くなり、電磁ブレーキとモータは金属製のブレーキカバーに固定されており、ブレーキカバーの外周から熱放散させることができる。

したがって、電磁ブレーキ付モータを小型化しても、磁束センサが電磁ブレーキの磁束の影響を受けにくく、信頼性が向上し、運転時においても、電磁ブレーキ付モータの温度上昇を抑制することができる。

モータブラケットと樹脂モールドした固定子に収納した軸受で回転子を回転自在に保持するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのモールド底部側に配置する電磁ブレーキと、前記電磁ブレーキを覆い収納する金属製のブレーキカバーと、中央部に電磁ブレーキハブが貫通する四角孔を有した電磁遮蔽板とを備え、前記ブラシレスモータはモールド底部に磁束センサを配設しており、前記電磁遮蔽板を磁束センサと電磁ブレーキとの間になるよう電磁ブレーキ本体部と電磁遮蔽板とをブレーキカバー内に固定して、前記モータブラケットとブレーキカバーとをモールド部を挟んでネジ固定した電磁ブレーキ付モータである。また、電磁遮蔽板に断熱材を併設したものである。

図１において、ブラシレスモータ１は、鉄心に巻線を施し樹脂モールドした固定子１１、マグネットとヨークを備えた回転軸とマグネットロータ１２、モータブラケット１３、軸受１４、軸受１５で構成され、固定子１１とモータブラケット１３のハウジング部に軸受１４と軸受１５が収納され、マグネットロータ１２の回転軸を回転自在に保持している。また、モールド底部には磁束センサ２を搭載した磁束センサ基板２１を備えている。

電磁ブレーキ３は、ヨークを備えた電磁コイルの通電による吸引力およびバネの反発力により軸方向に移動可能なアーマチュアからなる電磁ブレーキ本体３１と、回転軸に固定される四角形のハブ３２とで構成される。ブレーキカバー４はアルミ製で、カップ状の開口部にフランジ部４１を有しており、ブラシレスモータ１と締結するため四隅にタップを設けている。電磁遮蔽板５は、磁性材料で構成され、中央に電磁ブレーキのハブ３２が貫通する四角孔を設けており、電磁ブレーキ本体３１を固定するタップと、ブレーキカバー
４に固定する孔を複数設けている。

ここで組立について説明する。まず、電磁ブレーキ本体３１は、一旦電磁遮蔽板５にネジ固定する。固定した後、電磁ブレーキ本体３１をブレーキカバー４の底部側にして、電磁遮蔽板５をブレーキカバー４にネジ固定する。これによって、電磁ブレーキ３は電磁遮蔽板５を介してブレーキカバー４に固定される。

次に、ブラシレスモータ１の回転軸の所定位置（反出力軸側）にハブ３２をネジ固定し、ハブ３２の外形とブレーキカバー４に取り付けた電磁遮蔽板５の四角孔とを位置合わせして電磁ブレーキ３を連結し、モータブラケット１３とブレーキカバー４とをボルト６で固定する。これでブラシレスモータ１と電磁ブレーキ３の間に電磁遮蔽板５を備えた電磁ブレーキ付モータが完成する。

ここで、電磁ブレーキ３の電磁コイルに通電すると、アーチュアがヨークに吸引されバネを圧縮して回転軸に固定したハブ３２は、マグネットロータ１２の回転と同期して自在に回転できるようになる。また、電磁コイルへの通電を遮断すると、バネ復元力によりアーマチュアが固定板に押圧され、回転軸に固定したハブ３２はアーマチュアにより固定されるので、マグネットロータ１２も固定され停止位置が保持される。

なお、ブラシレスモータ１のモールド底部に溝部を設け、その溝部にＯリングを配設し、ボルト固定によりブレーキカバー４の開口部端面でＯリングを圧縮させて防水性能を確保するようにしてもよい。

なお、ブラシレスモータは樹脂モールドであるため低振動および低騒音化を実現でき、電磁ブレーキをブレーキカバー側に取り付けたので、モールド底部にネジ構成を設ける必要がなく、軸方向の長さを低減できる。また、電磁ブレーキが直接モータに接していないため相互に熱が伝わりにくく、金属製のブレーキカバーから相互の熱を効率良く外部に放散させることができる。

また、磁束センサと電磁ブレーキとの間に電磁遮蔽板を配置する構成のため、電磁ブレーキの漏れ磁束が磁束センサに影響を及ぼし、誤動作等の不具合を生じるなどの問題が回避できる。

さらに、図示はしないが、電磁遮蔽板の片側（例えばモータ側）に断熱効果のある樹脂材などを併設することで、電磁ブレーキの熱をよりモータ側に伝えにくくし、漏れ磁束の影響と熱の影響を同時に遮断できる。また、実施例１の構成に防水構造（密閉構造）を採用してもモータの温度上昇を抑制することができる。

実施例２は、電磁ブレーキをブレーキカバーにネジ固定し、電磁遮蔽板はブレーキカバーに圧入したものであり、ブラシレスモータおよび電磁ブレーキの構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

図２において、１はブラシレスモータ、２は磁束センサ、３は電磁ブレーキ、７はブレーキカバー、８は電磁遮蔽板である。

ブレーキカバー７の外形は実施例１と同じであるが、電磁ブレーキ本体を取り付けるためのタップ位置や電磁遮蔽板８の圧入固定のために段差を設けるなど内側の構成が異なる。

まず、電磁コイル側がブレーキカバー７の底部になるように電磁ブレーキ３をブレーキカバー７にネジ固定する。電磁遮蔽板８をブレーキカバー７に圧入固定する。

この後は、実施例１と同様に、ブラシレスモータ１の回転軸に取り付けたハブの外形とブレーキカバー７に取り付けた電磁遮蔽板８の四角孔とを位置合わせして電磁ブレーキ３を連結する。電磁ブレーキの動作についても同じであり説明を省略する。

実施例１との相違は、電磁コイルの位置が反対に配設された点にあり、電磁ブレーキの漏れ電流が、磁束センサに及ぼす影響度合いによって、電磁遮蔽板の有無や厚みなどを考慮すればよい。

このように、電磁ブレーキ付モータの小型化が実現でき、電磁遮蔽板により磁束センサは電磁ブレーキの漏れ磁束の影響を受けにくく、ブラシレスモータの信頼性が向上する。また、金属製のブレーキカバー側に電磁ブレーキを固定するため、温度上昇を抑制することが可能となる。したがって、小型で信頼性の高い電磁ブレーキ付モータが得られる。

本発明の電磁ブレーキ付モータは、高効率であり省エネルギーの産業用機器に最適であり、温度上昇を嫌う用途、絶縁性および防水性を必要とする用途などにも有用である。

本発明の実施例１における電磁ブレーキ付モータの断面図 本発明の実施例２における電磁ブレーキ付モータの断面図

符号の説明

１ ブラシレスモータ
１３ モータブラケット
２ 磁束センサ
３ 電磁ブレーキ
３１ 電磁ブレーキ本体
３２ 電磁ブレーキハブ
４，７ ブレーキカバー
５，８ 電磁遮蔽板
６ ボルト

Claims (4)

1. モータに電磁ブレーキが取り付けられた電磁ブレーキ付モータにおいて、モータブラケットと樹脂モールドした固定子に収納した軸受でマグネットロータを回転自在に保持するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのモールド底部側に配置する電磁ブレーキと、前記電磁ブレーキを覆い収納する金属製のブレーキカバーと、中央部に電磁ブレーキハブが貫通する四角孔を有した電磁遮蔽板とを備え、前記ブラシレスモータはモールド底部に磁束センサを配設しており、前記電磁遮蔽板を磁束センサと電磁ブレーキとの間になるよう電磁ブレーキ本体部と電磁遮蔽板とをブレーキカバー内に固定して、前記モータブラケットとブレーキカバーとをモールド部を挟んでネジ固定した電磁ブレーキ付モータ。
2. 電磁ブレーキ本体部を電磁遮蔽板に取り付けてブレーキカバーにネジ固定した請求項１に記載の電磁ブレーキ付モータ。
3. 電磁ブレーキ本体部をブレーキカバーにネジ固定し、電磁遮蔽板をブレーキカバーに圧入固定した請求項１に記載の電磁ブレーキ付モータ。
4. 電磁遮蔽板に断熱材を併設した請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電磁ブレーキ付モータ。