JP2017184602A - ブレーキ付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】電力消費量が少なく軽量化が可能なブレーキ付モータを提供する。【解決手段】モータ１停止時に出力軸１３の回転方向位置を保持するブレーキとして、モータ１を回転させたときは、モータ軸３と一体にカム受け１２が回転し、カム受け１２の偏心穴１２ｃに相対回転可能に嵌め込まれた偏心カム１４が偏心回転することにより、偏心カム１４と一体に出力軸１３が回転し、モータ１停止状態では、出力軸１３に逆入力トルクを加えられても、出力軸１３が偏心軸線Ｏ２のまわりの偏心回転をブレーキハウジング１５で規制されてロックされることにより、出力軸１３の回転方向位置が保持される構造の逆入力遮断クラッチ１１を採用した。これにより、無励磁作動型電磁ブレーキを用いたものに比べて省電力化および軽量化を図ることできる。【選択図】図１

Description

本発明は、モータが停止したときに被駆動部材の位置を保持するブレーキが付設されているブレーキ付モータに関する。

モータ駆動によって被駆動部材を作動させるアクチュエータ等の位置決め装置では、被駆動部材の作動中に、その動作を止めるためにモータを停止させたときや、停電等によってモータが停止してしまったときに、被駆動部材が重力等の外力を受けて位置（姿勢）を変えることによって種々のトラブルが生じるおそれがある。このため、通常は、モータ停止時に被駆動部材の位置を保持するブレーキ（以下、これと同じ機能を有するものを単に「ブレーキ」ともいう。）を付設したブレーキ付モータが用いられている。

上記のようなブレーキ付モータでは、そのブレーキとして無励磁作動型電磁ブレーキを使用することが多い（例えば、特許文献１、２参照。）。無励磁作動型電磁ブレーキは、一般に、モータ軸に設けられたブレーキ板と、ばねによってブレーキ板に押し付けられる摩擦板と、通電時にばねの弾力に抗して摩擦板をブレーキ板から離反させる電磁石とを備えており、モータ回転中（通電中）には電磁石でばねを縮ませて摩擦板をブレーキ板から離反させておき、モータ停止時（電源遮断時）には、摩擦板をばねの弾力でブレーキ板に押し付けてブレーキ板およびモータ軸の回転を規制することにより、それまでモータに駆動されていた被駆動部材の位置を保持するようになっている。

特開平８−９５８９号公報 特開２００１−１６５２０８号公報

上記のような無励磁作動型電磁ブレーキを用いたブレーキ付モータでは、モータ回転中はブレーキがかからないように常時ブレーキの電磁石にも電力を供給する必要があり、電力消費量が大きくなるという問題があった。また、ブレーキの電磁石を構成するコイル部の重量が大きいため、ブレーキ付モータ全体が重くなるという難点もあった。

そこで、本発明は、電力消費量が少なく軽量化が可能なブレーキ付モータを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、モータが停止したときにそのモータ軸と連結されている出力軸の回転方向位置を保持するブレーキが付設されているブレーキ付モータにおいて、前記ブレーキとして、前記モータを回転させたときは前記モータ軸の回転を前記出力軸に伝達し、前記モータが停止している状態で出力軸に逆入力トルクが加えられたときは、前記出力軸をロックして停止させる逆入力遮断クラッチが組み込まれている構成を採用した。

すなわち、モータ停止時に出力軸の回転方向位置を保持するブレーキとして、逆入力トルクが加えられた出力軸の回転を機械的なロック作用で阻止できる逆入力遮断クラッチを採用することにより、無励磁作動型電磁ブレーキを用いたものに比べて省電力化および軽量化が図れるようにしたのである。

前記逆入力遮断クラッチとしては、前記モータ軸と出力軸とが同一軸線のまわりに回転する状態で配されており、前記出力軸にはその軸線と平行な偏心軸線を有する状態で円筒状の偏心カムが設けられており、前記モータ軸にはその軸線と同一の軸線を有する状態でカム受けが相対回転不能に連結されており、前記カム受けには前記偏心カムと同一軸線を有する偏心穴が形成されており、前記偏心カムは前記カム受けの偏心穴に相対回転可能に嵌め込まれており、前記モータ軸およびカム受けを含む入力側部材のモータ停止状態での前記モータ軸の軸線まわりの回転トルクが、前記出力軸および偏心カムを含む出力側部材の前記出力軸の軸線まわりの回転トルクよりも大きく、かつ前記入力側部材のモータ停止状態での前記モータ軸の軸線まわりの回転トルクが、前記出力側部材の前記偏心カムの偏心軸線まわりの回転トルクよりも大きく設定されているものを採用することができる。ここで、回転トルクとは、入力側部材や出力側部材を回転させるのに必要なトルクのことをいう（以下同じ）。そして、入力側部材と出力側部材の回転トルクの大小関係は、主として、停止状態のモータが磁力でモータ軸に付与する回転抵抗（コギングトルク）によって実現される。

前記モータ軸に入力トルクが加えられたときは、前記モータ軸と一体にカム受けが回転し、前記カム受けと前記カム受けの偏心穴に嵌め込まれている偏心カムが前記モータ軸または前記出力軸の軸線まわりに回転して、前記偏心カムと一体に出力軸が回転し、前記出力軸に逆入力トルクが加えられたときは、前記出力側部材が前記入力側部材の前記モータ軸の軸線まわりの回転トルクに抑えられて前記偏心カムの偏心軸線まわりに回転しようとして、回転不能に固定されたブレーキハウジングにより前記出力軸がロックして、前記出力軸からモータ軸への回転トルクが遮断される。

上記構成の逆入力遮断クラッチにおいては、前記入力側部材と出力側部材の回転トルクの大小関係の実現を補助するために、前記カム受けと軸方向で対向する位置またはカム受けの径方向外側に、前記カム受けと摺接する固定部材が配されている構成を採用することができ、この構成を採用する場合は、前記カム受けを軸方向または径方向で前記固定部材に押し付ける弾性部材が組み込まれている構成とすることが望ましい。

また、上記以外で前記入力側部材と出力側部材の回転トルクの大小関係の実現を補助する手段として、前記逆入力遮断クラッチのカム受けは、前記モータ軸と軸方向で対向する面に、径方向断面で前記偏心カムの偏心方向と直交する方向に延びる凸状の連結部が設けられており、前記カム受けの連結部がモータ軸のブレーキ側端面に設けられた連結穴に嵌め込まれることにより、前記モータ軸とカム受けとが相対回転不能に連結されている構成や、前記モータ軸を支持する転がり軸受が、予圧を受ける状態でモータハウジングに取り付けられている構成を採用することもできる。

また、前記逆入力遮断クラッチは、上記構成のもののほかに、前記モータ軸と出力軸とが同一軸線のまわりに回転する状態で配されており、前記モータ軸と出力軸との間に、モータ軸の回転を僅かな角度遅れをもって出力軸に伝達するトルク伝達手段が設けられており、前記出力軸の径方向外側に内周円筒面を有する固定外輪が配されており、前記出力軸の外周面に複数のカム面が設けられて、前記固定外輪の内周円筒面と出力軸の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間が形成されており、これらの各楔形空間に一対のローラとその一対のローラに挟まれて各ローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばねが組み込まれており、前記各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有する保持器が前記モータ軸と一体回転する状態で連結されているものを採用することもできる。

そして、前記出力軸がブレーキハウジングに取り付けられている転がり軸受によって回転自在に支持されている構成とすれば、出力軸がブレーキハウジングと接触しないので、ブレーキハウジングの材質として鋼材を用いた場合でも熱処理等の硬化処理は不要で、寸法精度の変化も抑えられるし、鋼材以外の材質でブレーキハウジングを形成してブレーキ全体の軽量化を図ることもできるようになる。

本発明のブレーキ付モータは、上述したように、ブレーキとして、逆入力トルクが加えられた出力軸の回転を機械的なロック作用で阻止できる逆入力遮断クラッチを採用したものであるから、従来の無励磁作動型電磁ブレーキを用いたものに比べて省電力化および軽量化を図ることができる。

第１実施形態のブレーキ付モータの縦断正面図 図１の要部の分解斜視図 図１のIII−III線に沿った断面図 図１のブレーキの動作を説明するIV−IV線に沿った断面図 図１のカム受けを押圧する板ばねを組み込んだ変形例を示す縦断正面図 第２実施形態のブレーキ付モータの縦断正面図 ａは図６のモータとブレーキとの連結構造の変形例を示す縦断正面図、ｂはａの要部の分解斜視図 第３実施形態のブレーキ付モータの縦断正面図 第４実施形態のブレーキ付モータの縦断正面図 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図 ａ、ｂは、それぞれ図１０に対応してブレーキの動作を説明する断面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は第１の実施形態を示す。このブレーキ付モータは、図１に示すように、モータ１の一側（出力側）に、モータ１を停止したときにそれまでモータ１に駆動されていた被駆動部材（図示省略）の位置を保持するブレーキとしての逆入力遮断クラッチ１１を付設したものである。

前記モータ１は、図示省略した外部部材に固定されるモータハウジング２からモータ軸３の両端部を突出させており、モータ軸３の一端部３ａをその外周のセレーションにより後述するようにブレーキ１１の入力側に相対回転不能に連結されている。また、モータ軸３の他端部は断面Ｄ字状に形成されており、その外周に円盤状の手動操作部材４が相対回転不能に嵌め込まれている。その手動操作部材４は、モータ軸３の他端部の端面にねじ込まれるねじ５で抜け止めされている。

前記ブレーキ（逆入力遮断クラッチ）１１は、図１乃至図３に示すように、モータ軸３と連結される円筒状のカム受け１２と、モータ軸３と同一軸線Ｏ_１のまわりに回転する状態で配される出力軸１３と、出力軸１３の内端側に一体形成される円筒状の偏心カム１４と、ブレーキハウジング１５とで基本的に構成されている。そのカム受け１２は、円板部１２ａの外側面の中央に設けられた連結穴１２ｂの内周にセレーション加工が施され、この連結穴１２ｂにモータ軸３の一端部３ａが嵌め込まれることにより、モータ軸３と相対回転不能に連結されている。一方、出力軸１３は、前記被駆動部材に相対回転不能に連結されている。

前記ブレーキハウジング１５は、内周に２段の円筒面を有する本体部１５ａがカム受け１２および出力軸１３の径方向外側に配されており、その本体部１５ａの一端から出力軸１３を突出させている。そして、その本体部１５ａの他端に設けられたフランジ部１５ｂでモータハウジング２に固定されている。また、本体部１５ａの一端側には、小径の内周円筒面に、出力軸１３を回転自在に支持する深溝玉軸受１６が嵌め込まれている。

前記カム受け１２は、モータ軸３および出力軸１３と同一の軸線Ｏ_１を有し、モータハウジング２の一側面に軸方向で摺接して、ブレーキハウジング１５とは接触しない状態で組み込まれている。一方、前記偏心カム１４は、モータ軸３および出力軸１３の軸線Ｏ_１と平行な偏心軸線Ｏ_２を有している。そして、カム受け１２には偏心カム１４と同一軸線Ｏ_２を有する偏心穴１２ｃが形成されており、この偏心穴１２ｃに偏心カム１４が深溝玉軸受１７を介して相対回転可能に嵌め込まれている。なお、この深溝玉軸受１７は、カム受け１２の軸方向中央よりも出力軸１３側に配置するとよい。また、出力軸１３と偏心カム１４との間には、２つの深溝玉軸受１６、１７をそれぞれ軸方向に位置決めするためのフランジ１８、１９が形成されている。これらの深溝玉軸受１６、１７は、ほかの種類の転がり軸受に代えることもできる。

そして、モータ軸３およびカム受け１２を含む入力側部材のモータ１停止状態での軸線Ｏ_１まわりの回転トルクが、出力軸１３および偏心カム１４を含む出力側部材の軸線Ｏ_１まわりの回転トルクよりも大きく、かつ入力側部材のモータ１停止状態での軸線Ｏ_１まわりの回転トルクが、出力側部材の偏心軸線Ｏ_２まわりの回転トルクよりも大きくなるように設定されている。この回転トルクの大小関係は、主として、停止状態のモータ１が磁力でモータ軸３に付与する回転抵抗（コギングトルク）によって実現している。

このブレーキ付モータは、上記の構成であり、モータ１に通電してモータ１を回転させたときは、モータ軸３と一体にカム受け１２が回転し、カム受け１２の偏心穴１２ｃに深溝玉軸受１７を介して相対回転可能に嵌め込まれた偏心カム１４が偏心回転（公転しながら自転）することにより、偏心カム１４と一体に出力軸１３が回転して、出力軸１３に連結された被駆動部材が駆動される。

一方、モータ１の電源を遮断してモータ１が停止している状態で、被駆動部材に作用する重力等の外力によって出力軸１３に逆入力トルクが加えられたときは、前記入力側部材の軸線Ｏ_１まわりの回転トルクが、前記出力側部材の軸線Ｏ_１まわりの回転トルクおよび偏心軸線Ｏ_２まわりの回転トルクよりも大きいため、図４に示すように出力軸１３が偏心カム１４の偏心軸線Ｏ_２のまわりに偏心回転しようとする。しかし、その出力軸１３の偏心回転は深溝玉軸受１６を介して固定のブレーキハウジング１５で規制されるので、出力軸１３はロックされて回転せず、出力軸１３および被駆動部材の回転方向位置が保持される。

ここで、逆入力トルクを加えられた出力軸１３が偏心カム１４を介してカム受け１２を回転させようとしたときに、カム受け１２が傾いてブレーキハウジング本体部１５ａの内周面と接触すると、ブレーキ（逆入力遮断クラッチ）１１の入力側部材が一層回転しにくくなるため、より確実に出力軸１３がロックされるようになる。

また、モータ１を停止させてメンテナンス等を行う際には、必要に応じて手動操作部材４を回転操作することにより、モータ１を電力で回転させたときと同じメカニズムでモータ軸３から出力軸１３へ回転を伝達して、被駆動部材の回転方向位置（姿勢）を変えることができる。

なお、モータ軸３から出力軸１３への伝達トルクが大きい場合は、カム受け１２と偏心カム１４の間の深溝玉軸受１７の個数を増やすか負荷容量の大きいものを用い、逆入力トルクが大きい場合は、出力軸１３を支持する深溝玉軸受１６の個数を増やすか負荷容量の大きいものを用いるとよい。

そして、このブレーキ付モータでは、ブレーキとして、モータ１停止中に逆入力トルクが加えられた出力軸１３の回転を機械的なロック作用で阻止する逆入力遮断クラッチ１１を採用しているので、従来の無励磁作動型電磁ブレーキを用いたものに比べて省電力化および軽量化が図れるし、配線も不要である。

また、そのブレーキ（逆入力遮断クラッチ）１１は、停止状態のモータ１のコギングトルクを利用してロック作用を行っており、別途トルク負荷部を設ける必要がないため、簡単な構造のものとなっている。そして、逆入力トルクを受けた出力軸１３は深溝玉軸受１６の内輪に押し当てられてロックされるようになっており、ブレーキハウジング１５とは接触しないので、ブレーキハウジング１５の材質として鋼材を用いた場合でも熱処理等の硬化処理は不要で、寸法精度の変化も抑えられるし、鋼材以外の材質でブレーキハウジング１５を形成してブレーキ１１全体の軽量化を図ることもできる。

なお、上述した第１実施形態の図１の例では、前記入力側部材と出力側部材の回転トルクの大小関係を実現するための補助的な手段として、カム受け１２をモータハウジング２に摺接させているが、コギングトルクが十分大きければ、カム受け１２はモータハウジング２に摺接させなくてもよい。一方、コギングトルクが小さい場合は、入力側部材の回転トルクを確実に大きくするために、カム受け１２を弾性部材で固定部材に押し付けて摺接させることが望ましい。例えば、図５に示す変形例では、カム受け１２とモータハウジング２の一側面との間に組み込まれた弾性部材としての板ばね２０により、カム受け１２を固定部材であるモータハウジング２に固定されたブレーキハウジング１５の内周側の段差面に軸方向で押し付けるようにしている。

図６は第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態のブレーキ（逆入力遮断クラッチ）１１のカム受け１２を、モータハウジング２とは接触せず、ブレーキハウジング１５の本体部１５ａの内周面と径方向で摺接する状態で組み込んで、固定のブレーキハウジング１５に対する摺動抵抗をカム受け１２に付与することにより、第１実施形態で説明した回転トルクの大小関係を実現するための補助的手段としたものである。

この第２実施形態では、逆入力トルクを加えられた出力軸１３が偏心カム１４を介してカム受け１２を回転させようとすることにより、カム受け１２が傾いてカム受け１２のブレーキハウジング本体部１５ａとの摺動抵抗が大きくなり、ブレーキ１１の入力側部材が一層回転しにくくなるため、より確実に出力軸１３をロックすることができる。なお、この第２実施形態においても、カム受け１２を径方向でブレーキハウジング本体部１５ａの内周面に押し付ける板ばね等の弾性部材を組み込むようにしてもよい。

図７（ａ）、（ｂ）は、上記第２実施形態のモータ１とブレーキ１１との連結構造の変形例を示す。この変形例では、カム受け１２の円板部１２ａの外側面（モータ軸３と軸方向で対向する面）中央に、径方向断面で偏心カム１４の偏心方向と直交する方向に延びる凸状の連結部１２ｄを設け、この連結部１２ｄをモータ軸３のブレーキ１１側端面の中央に設けた連結穴３ｂに嵌め込んで、モータ軸３とカム受け１２とを相対回転不能に連結している。これにより、図６で示した例に比べて、出力軸１３に逆入力トルクが加えられたときにカム受け１２が傾きやすくなって入力側部材の回転トルクが大きくなるので、出力軸１３をさらに確実にロックできるようになる。

また、図６の例ではカム受け１２と摺動するブレーキハウジング１５を全体として硬質材で形成する必要があるが、図７の変形例では、ブレーキハウジング１５のカム受け１２と摺動する部分を、本体部１５ａの内周に嵌め込まれる別体のリング部材１５ｃとして、そのリング部材１５ｃのみを硬質材で形成し、その他の部位は軟質材で形成できるようにしているので、図６の例よりもブレーキハウジング１５の製造が容易で、軽量化も可能になる。

図８は第３の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態のブレーキ（逆入力遮断クラッチ）１１のカム受け１２を、モータハウジング２およびブレーキハウジング１５と接触しない状態で組み込み、第１実施形態で説明した回転トルクの大小関係を実現するための補助的手段として、後述するようにモータ軸３を支持するアンギュラ玉軸受６の予圧を利用してモータ軸３の回転抵抗を大きくしたものである。なお、図８では、モータ１の構成部品のうち、モータ軸３を支持する部分以外（コイル部等）の図示を省略している。

すなわち、この第３実施形態では、モータハウジング２が筒状の本体部２ａと、本体部２ａの両端の開口を塞ぎ、モータ軸３を通す蓋２ｂ、２ｃとからなり、各蓋２ｂ、２ｃの内側面に設けられた筒状の軸受支持部２ｄの内周に、モータ軸３を回転自在に支持するアンギュラ玉軸受６が嵌め込まれている。各アンギュラ玉軸受６は、それぞれの内輪の内端面がモータ軸３の外周に形成された段差面３ｂ、３ｃに当接しており、一方のアンギュラ玉軸受６の外輪の外端面がモータハウジング２の一端の蓋２ｂに当接し、他方のアンギュラ玉軸受６とモータハウジング２の他端の蓋２ｃとの間に予圧ばねとしての皿ばね７が配されている。そして、皿ばね７が他方のアンギュラ玉軸受６の外輪を軸方向内側へ押圧することにより、両アンギュラ玉軸受６、６がモータ軸３を介して予圧を受ける状態で組み込まれ、モータ軸３に回転抵抗を付与している。

なお、上述した各実施形態では、逆入力トルクを加えられた出力軸１３は、偏心カム１４の偏心軸線Ｏ_２のまわりの偏心回転が深溝玉軸受１６を介してブレーキハウジング１５で規制されることによってロックされるようになっているが、出力軸がブレーキハウジングに取り付けられた軸受で支持されていなくても、出力軸の偏心回転は出力軸に連結された被駆動部材等で規制されるので、逆入力トルクを加えられた出力軸がロックされて、その回転方向位置が保持されることに変わりはない。

図９乃至図１１は第４の実施形態を示す。この実施形態は、第１乃至第３実施形態の逆入力遮断クラッチ１１とは基本的な構造が異なる逆入力遮断クラッチ２１を、ブレーキとして組み込んだものである。

この第４実施形態のブレーキ（逆入力遮断クラッチ）２１は、図９および図１０に示すように、モータ軸３と連結される入力軸２２と、内輪２３が一体形成された出力軸２４と、内輪２３の径方向外側に配される固定外輪２５が一体形成された二段円筒状のブレーキハウジング２６と、ブレーキハウジング２６のモータ１側に一体形成されている穴あき円盤状の取付板２７と、内輪２３と固定外輪２５との間に挿入される複数の柱部２８ａを有する保持器２８と、内輪２３と固定外輪２５との間に組み込まれるローラ２９およびコイルばね３０と、ブレーキハウジング２６他端の小径部内周に嵌め込まれて出力軸２４を回転自在に支持する軸受３１とで構成されている。なお、コイルばね３０は、板ばねに代えることもできる。

前記取付板２７は、径方向の途中にモータハウジング２の一側面の段差部に沿う形状の段差部が形成されており、その段差部よりも外周側にあけられた複数の取付孔２７ａで、ブレーキハウジング２６と一体にモータハウジング２に固定されている。

前記入力軸２２は、モータ１側の端面の中央に設けられた連結穴２２ａの内周にセレーション加工が施され、この連結穴２２ａにモータ軸３の一端部３ａが嵌め込まれることにより、モータ軸３と相対回転不能に連結されている。また、この入力軸２２は、外周に二面幅（軸心と平行でかつ互いに平行な２つの係合面）が形成された係合部２２ｂと、係合部２２ｂの端面から突出する小径円筒部２２ｃとを有し、その係合部２２ｂの先端側部分が、前記内輪２３の中央に設けられた係合穴２３ａに挿入され、小径円筒部２２ｃが内輪２３の係合穴２３ａの底から出力軸２４の円形穴２４ａに嵌め込まれて、出力軸２４と同一軸心のまわりに回転するようになっている。ここで、内輪２３の係合穴２３ａは、入力軸２２を挿入したときに僅かな回転方向の隙間が生じるように形成され、これにより、モータ軸３の回転を入力軸２２を介して僅かな角度遅れをもって出力軸２４に伝達するトルク伝達手段が構成されている。

そして、入力軸２２の係合部２２ｂの軸方向中央側部分には、保持器２８の円筒部２８ｂが隙間なく嵌め込まれて、入力軸２２と保持器２８が一体回転するようになっている。これにより、保持器２８もモータ軸３と一体回転する状態で連結されている。

前記固定外輪２５の内周は円筒面となっており、内輪２３の外周にはカム面２３ｂが周方向に複数設けられ、固定外輪２５の内周円筒面と内輪２３の各カム面２３ｂとの間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間３２が形成されている。そして、これらの各楔形空間３２には前記ローラ２９が一対ずつ組み込まれ、前記コイルばね３０がその一対のローラ２９に挟まれるように組み込まれて各ローラ２９を楔形空間３２の狭小部へ押し込んでいる。

また、前記各楔形空間３２の周方向両側（ローラ２９を挟んでコイルばね３０と周方向で対向する位置）には、前記保持器２８の柱部２８ａが挿入されている。これにより、モータ軸３から入力軸２２に入力トルクが加えられたときに、保持器２８が入力軸２２と一体に回転して、保持器２８の柱部２８ａが一対のローラ２９のうちの回転方向後側のローラ２９を楔形空間３２の広大部へ押し出すようになっている。

上記構成のブレーキ（逆入力遮断クラッチ）２１を採用した第４実施形態では、ブレーキ２１の各ローラ２９がコイルばね３０の弾力で楔形空間３２の狭小部に押し込まれているので、モータ１が停止している状態で出力軸２４に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のローラ２９が固定外輪２５および出力軸２４の一部である内輪２３に係合することにより出力軸２４がロックされ、出力軸２４およびこれに連結された被駆動部材の回転方向位置が保持される。

一方、モータ１を回転させたときは、まず、図１１（ａ）に示すように、モータ軸３に連結された入力軸２２の回転に伴って、入力軸２２と一体に回転する保持器２８の柱部２８ａが、回転方向後側のローラ２９をコイルばね３０の弾力に抗して楔形空間３２の広大部へ押し出すことにより、そのローラ２９と固定外輪２５および内輪２３との係合が解除されて、出力軸２４がロック状態から解放される。そして、図１１（ｂ）に示すように、入力軸２２がさらに回転して、その係合部２２ｂと内輪２３の係合穴２３ａとが係合すると、入力軸２２の回転が出力軸２４に伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のローラ２９は楔形空間３２の広大部に相対移動するので、固定外輪２５および内輪２３と係合することはない）。

上記のように、この第４実施形態でも、第１乃至第３実施形態と同じく、モータ１を回転させたときはモータ軸３の回転を出力軸２４に伝達し、モータ１が停止している状態で出力軸２４に逆入力トルクが加えられたときは、出力軸２４を機械的にロックして停止させる逆入力遮断クラッチ２１を、ブレーキとして組み込んでいるので、従来の無励磁作動型電磁ブレーキを用いたものに比べて省電力化および軽量化を図ることができる。

なお、本発明は、上記各実施形態のようなブレーキ付モータに限らず、そのブレーキの出力軸を減速機の入力側に連結し、減速機で減速した回転を被駆動部材に出力するもの（その場合は「アクチュエータ」とも呼ばれる）にも、もちろん適用することができる。

１ モータ
２ モータハウジング（固定部材）
３ モータ軸
３ｂ 連結穴
４ 手動操作部材
６ アンギュラ玉軸受
７ 皿ばね
１１ ブレーキ（逆入力遮断クラッチ）
１２ カム受け
１２ｃ 偏心穴
１２ｄ 連結部
１３ 出力軸
１４ 偏心カム
１５ ブレーキハウジング
１６、１７ 深溝玉軸受（転がり軸受）
２０ 板ばね（弾性部材）
２１ ブレーキ（逆入力遮断クラッチ）
２２ 入力軸
２３ 内輪
２４ 出力軸
２５ 固定外輪
２６ ブレーキハウジング
２８ 保持器
２８ａ 柱部
２９ ローラ
３０ コイルばね
３２ 楔形空間

Claims (8)

1. モータが停止したときにそのモータ軸と連結されている出力軸の回転方向位置を保持するブレーキが付設されているブレーキ付モータにおいて、
   前記ブレーキとして、前記モータを回転させたときは前記モータ軸の回転を前記出力軸に伝達し、前記モータが停止している状態で出力軸に逆入力トルクが加えられたときは、前記出力軸をロックして停止させる逆入力遮断クラッチが組み込まれていることを特徴とするブレーキ付モータ。
2. 前記逆入力遮断クラッチは、前記モータ軸と出力軸とが同一軸線のまわりに回転する状態で配されており、前記出力軸にはその軸線と平行な偏心軸線を有する状態で円筒状の偏心カムが設けられており、前記モータ軸にはその軸線と同一の軸線を有する状態でカム受けが相対回転不能に連結されており、前記カム受けには前記偏心カムと同一軸線を有する偏心穴が形成されており、前記偏心カムは前記カム受けの偏心穴に相対回転可能に嵌め込まれており、前記モータ軸およびカム受けを含む入力側部材のモータ停止状態での前記モータ軸の軸線まわりの回転トルクが、前記出力軸および偏心カムを含む出力側部材の前記出力軸の軸線まわりの回転トルクよりも大きく、かつ前記入力側部材のモータ停止状態での前記モータ軸の軸線まわりの回転トルクが、前記出力側部材の前記偏心カムの偏心軸線まわりの回転トルクよりも大きく設定されているものであり、
   前記モータ軸に入力トルクが加えられたときは、前記モータ軸と一体にカム受けが回転し、前記カム受けと前記カム受けの偏心穴に嵌め込まれている偏心カムが前記モータ軸または前記出力軸の軸線まわりに回転して、前記偏心カムと一体に出力軸が回転し、
   前記出力軸に逆入力トルクが加えられたときは、前記出力側部材が前記入力側部材の前記モータ軸の軸線まわりの回転トルクに抑えられて前記偏心カムの偏心軸線まわりに回転しようとして、回転不能に固定されたブレーキハウジングにより前記出力軸がロックして、前記出力軸からモータ軸への回転トルクが遮断されることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付モータ。
3. 前記逆入力遮断クラッチのカム受けと軸方向で対向する位置またはカム受けの径方向外側に、前記カム受けと摺接する固定部材が配されていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ付モータ。
4. 前記逆入力遮断クラッチのカム受けを軸方向または径方向で前記固定部材に押し付ける弾性部材が組み込ま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モータ。
5. 前記逆入力遮断クラッチのカム受けは、前記モータ軸と軸方向で対向する面に、径方向断面で前記偏心カムの偏心方向と直交する方向に延びる凸状の連結部が設けられており、前記カム受けの連結部がモータ軸のブレーキ側端面に設けられた連結穴に嵌め込まれることにより、前記モータ軸とカム受けとが相対回転不能に連結されていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ付モータ。
6. 前記モータ軸を支持する転がり軸受が、予圧を受ける状態でモータハウジングに取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ付モータ。
7. 前記逆入力遮断クラッチは、前記モータ軸と出力軸とが同一軸線のまわりに回転する状態で配されており、前記モータ軸と出力軸との間に、モータ軸の回転を僅かな角度遅れをもって出力軸に伝達するトルク伝達手段が設けられており、前記出力軸の径方向外側に内周円筒面を有する固定外輪が配されており、前記出力軸の外周面に複数のカム面が設けられて、前記固定外輪の内周円筒面と出力軸の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間が形成されており、これらの各楔形空間に一対のローラとその一対のローラに挟まれて各ローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばねが組み込まれており、前記各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有する保持器が前記モータ軸と一体回転する状態で連結されているものであることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付モータ。
8. 前記出力軸がブレーキハウジングに取り付けられている転がり軸受によって回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のブレーキ付モータ。

Images