JP2007028875A - Motor with brake - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a motor with a brake that can be stopped in a state where a rotor of a direct drive motor is positioned with high accuracy at a predetermined position, for example.
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。 Conventionally, as shown in Patent Documents 1 and 2, for example, various types of transmission of rotational force directly to a rotor without a reduction mechanism (for example, a reduction gear, a transmission belt, etc.) to rotate the rotor in a predetermined direction Direct drive motors are known. Direct drive motors are roughly classified into an outer rotor type and an inner rotor type. In any motor, an electromagnetic brake is commonly used as a brake mechanism for stopping the rotation of the rotor.
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。 The electromagnetic brake is provided with, for example, a braking piece for applying stop braking to the rotor. In this case, for example, when the electromagnetic brake is energized, the rotor can be rotated by the brake piece being in non-contact with the rotor. On the other hand, when the energization is stopped, the brake piece is in contact with the rotor. Thus, the rotor can be stopped in a state where it is positioned at a predetermined position.
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。 By the way, since an electromagnetic brake generates heat when used, a peripheral configuration (for example, a rotor) may expand and contract due to a heat action depending on the amount of heat generated. In particular, since various configurations (for example, gears, belts, tables, etc.) according to the purpose of use are connected to or mounted on the rotor, depending on the amount of expansion / contraction of the rotor, the rotational movement of the rotor can be smoothly performed in the various configurations described above. Not only is it difficult to transmit to the camera, but also, for example, it becomes difficult to accurately position the mounted table at a predetermined position.
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。
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。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a motor with a brake that can be stopped in a state in which a rotor is positioned with high accuracy at a predetermined position.
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、流体圧を作用させることで一方のブレーキ部材に向けて移動可能に構成されている。 In order to achieve such an object, the present invention includes a brake mechanism for stopping the rotor in a state where the rotor is positioned at a predetermined position with respect to the stator, and transmitting the rotational force directly to the rotor to rotate the rotor in a predetermined direction. The brake mechanism includes a thin disk-shaped disk plate fixed to the rotor, and a brake member disposed so as to be in pressure contact with the disk plate. The other brake member fixed to the stator is configured to be movable toward one brake member by applying fluid pressure.
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複数種のスリットを形成しても良い。 Various configurations for reducing the impact when the brake member is pressed against the disc plate are applied to such an invention. For example, the stator is fixed to the pedestal via an elastic body. Further, the thin disk plate is configured to be elastically deformable. In this case, a plurality of types of slits may be formed in the thin disk plate.
また、他方のブレーキ部材は、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。この場合、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互い違いの位置関係に設定しても良いし、支持部材に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互い違いの位置関係に設定しても良い。 The other brake member is fixed to the tip of an elastic support member, and the base end of the support member is fixed to the stator. In this case, the position at which the other brake member is fixed to the front end of the support member and the position at which the base end of the support member is fixed to the stator may be set in a staggered positional relationship. A slit may be formed. Note that the position at which the other brake member is fixed to the front end of the support member and the position at which the base end of the support member is fixed to the stator may be set at different pitches and in an alternate positional relationship.
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。また、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。また、ステータを所定のすきまを介在させた状態で台座に固定しても良く、これによりステータ自体に弾性を持たせることができる。 Furthermore, the opposingly arranged brake members are configured to be able to press contact with the disk plate at at least one point. In this case, the opposingly arranged brake members have a fan shape whose shape extends along the rotation direction of the disk plate. Further, the thin plate-like disk plate is supported by the support plate in a non-contact state between the brake members. In addition, the stator may be fixed to the pedestal with a predetermined gap interposed therebetween, so that the stator itself can have elasticity.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor with a brake which can be stopped in the state which positioned the rotor at the predetermined position with high precision is realizable.
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。 Hereinafter, a motor with a brake according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a direct drive motor is assumed as an example of a motor with a brake. Such motors include an outer rotor type and an inner rotor type. Hereinafter, an outer rotor type direct drive motor will be described as an example.
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。
As shown in FIG. 1A, the motor with a brake (direct drive motor) according to the present embodiment can directly transmit a rotational force to the
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。
The brake mechanism is provided with a thin plate-
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。
In the present embodiment, the
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。
Further, the
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。
Such a
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。
The
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。
The material of the
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。
The
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。
In a state where the
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。
Further, the
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。
In this case, an annular clearance is formed between the
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。
Two O-
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。
A distal end of a
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。
Then, the
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。
Since the base end (outer diameter side) 10a of the
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。
The supply speed and supply amount of the fluid P to the
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。
As for the switching timing of the supply and release of the fluid P to the
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。
As described above, according to the present embodiment, by using the fluid P (fluid pressure) as a brake mechanism, the motor peripheral configuration (for example, the rotor 4) expands and contracts due to a thermal action like a conventional electromagnetic brake. There is no. As a result, the rotational movement of the
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。
Further, according to the present embodiment, when the positioning of the
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。
For this reason, the impact force at the time of the pressure contact of the
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。
In the above-described embodiment, the material of the
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。
Here, based on the above-described matters, a configuration example in which the
FIG. 2 shows a configuration example in which the
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。
As a first configuration example, a plurality of
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。
As a second configuration example, the
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。
As a third configuration example, a plurality of slit-like
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。
As a fourth configuration example, a plurality of slit-shaped
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。
As a fifth configuration example, the
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。
As a sixth configuration example, the
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。
As a seventh configuration example, in the
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。
FIG. 3 shows a configuration example in which the
As a first configuration example, the
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。
As a second configuration example, the
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。
As a third configuration example, a plurality of
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。
As a fourth configuration example, a plurality of
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。
As a fifth configuration example, a plurality of slit-like vertically
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。
As a sixth configuration example, the
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。
Further, in the above-described embodiment, the continuous
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。
In this case, both
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。
For example, as shown in FIG. 4G, four substantially
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。
In addition to the above-described configuration examples of the pressure contact points, both the
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。
4A to 4H, the portions of the
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。
4 (a) to 4 (h), the substantially
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。
Thus, by making both the
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。
Note that the fan-shaped opening angles θ1, θ2 and the width are set to arbitrary angles (for example, θ1 <θ2, θ1> θ2) and width according to the size and shape of the
Further, for example, as shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f), fan-shaped
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。
In addition, although the example of a structure which has arrange | positioned the
In the above configuration example (FIGS. 5A to 5F), both the
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。
In the above-described embodiment, a continuous annular piston 16 (FIGS. 1A and 1B) is assumed, but instead of this, for example, as shown in FIG. The
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。
Further, instead of the
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。
In this case, when the fluid P is supplied to the
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。
Note that, for example, an O-
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。
In the configuration of FIG. 6, for example, when the fluid pressure in the
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。
In this configuration, the
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。
As shown in FIG. 7, such a
Further, instead of interposing the
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。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
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。
In this state, a
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
12, 14
Claims (12)
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、流体圧を作用させることで一方のブレーキ部材に向けて移動可能に構成されていることを特徴とするブレーキ付きモータ。 A brake-equipped motor that includes a brake mechanism that stops the rotor in a state of being positioned at a predetermined position with respect to the stator, and that directly transmits a rotational force to the rotor to rotate the rotor in a predetermined direction;
The brake mechanism is provided with a thin disk plate fixed to the rotor, and a brake member disposed so as to be pressed against the disk plate,
One brake member is fixed to the stator, and the other brake member is configured to be movable toward one brake member by applying fluid pressure.
The motor with a brake according to claim 1, wherein the stator is fixed to the pedestal with a predetermined gap interposed therebetween.
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JPH0735830B2 (en) * | 1990-01-22 | 1995-04-19 | シーケーディ株式会社 | Motor braking device |
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