JPH11178277A - ブレーキ付モータ及び該モータを有する開閉体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの停止時にブレーキをかけることがで
き、これを小型軽量に製作でき、正逆転いずれにおいて
も所定のトルクが得られること。 【解決手段】 回転軸４の停止時には、スプリング８の
付勢力でブレーキ板６がブレーキパッド７に接触する方
向にこの回転軸４が移動し回転止めされる。モータへの
通電によりロータ５は、ステータ３と磁気中心が一致す
る方向に移動し回転し始める。ロータ５外周面に設けら
れたローターバー５ｂは左右対称な略Ｖ字型に形成され
ており、回転軸４に対するスラスト力を互いにキャンセ
ルしトルクの低下を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の回転を停
止するブレーキが内蔵されたブレーキ付モータ及び該モ
ータを有する開閉体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータには、停止時における回転軸の回
転を固定保持するためのブレーキを設けた構成のものが
ある。図５は、この種ブレーキ付モータのうち、電磁ブ
レーキ付モータを示す図である。この電磁ブレーキ付モ
ータ４０は、モータ４１の側部に電磁ブレーキ４２を外
付けで設け、モータ４１の停止時に電磁ブレーキ４２に
より回転軸が回転しないよう固定保持する。

【０００３】また、図６は、ブレーキをモータ内に内蔵
したブレーキ付モータ５０を示す断面図である。同図
（ａ）に示すように、モータ５０は誘導カゴ形モータか
らなり、フレーム５１には、所定幅で全周にステータ５
２が設けられ、回転軸５３にはステータ５２に対応する
位置にロータ５４が設けられている。また、回転軸５３
の一端部にはブレーキ板５６が設けられ、フレーム５１
側のブレーキパッド５５に面している。回転軸５３は、
軸方向に所定量だけスライド自在であり、停止時には回
転軸５３に介挿されたスプリング５５の付勢力によりブ
レーキ板５６がブレーキパッド５７に接触して回転軸５
３が回転止めされる。

【０００４】この停止状態において、ステータ５２に対
し、ロータ５４の位置が回転軸５３の軸方向に所定量α
だけ偏位している（ステータ５２に対するロータ５４の
磁気中心にずれがある）。そして、同図（ｂ）に示すよ
うに、モータ５０が通電されると、ロータ５４はスプリ
ング５５に抗して偏位を解消するステータ５２の位置方
向に移動する。これにより、ブレーキ板５５がブレーキ
パッド５７から離れブレーキが解除された状態で回転軸
５３が回転する。このブレーキ付モータ５０は、構造が
簡単で低コストに製作できる利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す電磁ブレーキ付モータ４０は、モータ４１に電磁ブ
レーキ４２を設ける構成であり、重量があり大型化し
た。また、モータ４１の停止時に電磁ブレーキ４２を作
動させ、モータ４１の回転時に電磁ブレーキ４２を解除
するための駆動回路が必要となりコスト高となった。

【０００６】また、図６に示すブレーキ付モータ５０で
は、ロータ５３の回転を滑らかにするために、ロータ５
３外周に配置されるローターバー５３ａがそれぞれ一定
なスキューを有し直線状で所定角度づつ斜めに配置され
ている。このようなモータ５０は、回転軸５３が正方向
に回転する際には、上記滑らかな回転を実現出来る構成
であるが、回転軸５３を逆方向に回転駆動させたとき、
ロータ５４に発生するスラスト力（図６（ｂ）に記載）
は、スプリング５５の付勢力に順じる方向であり、回転
軸５３はブレーキがかかる方向へ移動しようとする。こ
れにより、図７のＴ−Ｎ特性図に示すように、モータ５
０は、正転時と逆転時で発生トルクが異なり、逆転時で
のトルクが回転数全域に渡り小さくなる問題があった。
また、スプリング５５の付勢力（ばね力）が弱いと、モ
ータ５０の回転時にブレーキがかかって回転軸５３が止
まる場合があった。特に、モータ５０を逆転させたとき
にはトルクが小さいためスプリング５５により回転軸５
３が止まる場合があった。また、スプリング５５のばね
力にバラツキがあるとトルクが変動する問題が生じた。
特に、図８のＴ−Ｎ特性図に示すように、スプリング５
５の前記スラスト力に抗するためにスプリング力を強く
した場合には回転数全域に渡り全体的にトルクが低下す
るとともに、トルクが変動する問題が生じた。

【０００７】このブレーキ付モータ５０は小型軽量化で
きる利点から、例えば、窓シャッター等、比較的小型の
開閉体の開閉駆動源として用いられているが、このよう
な開閉体はモータの正逆転で開閉体を開閉方向いずれに
も駆動する構成となっており、駆動源のモータ５０とし
ては、いずれの方向への回転であっても滑らかで一定以
上のトルクが得られるものを用いたい要望があった。な
お、ローターバー５３ａを上記のように斜めに配置しな
い構成としたときには、回転軸５３が滑らかに回転せ
ず、振動及び騒音が大きくなる問題がある。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、モータの停止時にブレーキをかけるこ
とができ、これを小型軽量に製作でき、正逆転いずれに
おいても所定のトルクが得られるブレーキ付モータ及び
該モータを有する開閉体装置の提供を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のブレーキ付モータは、請求項１記載のよう
に、フレーム２に設けられたステータ３と、軸方向に所
定長さ移動自在な回転軸４と、前記回転軸４に固定され
前記ステータ３の磁気力により回転するロータ５と、前
記回転軸４の一端部に固定されたブレーキ板６と、前記
ブレーキ板６と対向する位置の前記フレーム２に設けら
れ前記ブレーキ板６との接触時に回転軸４にブレーキを
かけるためのブレーキパッド７と、前記回転軸４に介挿
されロータ５の回転停止時に前記ロータ５が前記ステー
タ３に対し偏位し、かつ、前記ブレーキ板６をブレーキ
パッド７に接する方向に前記回転軸４を移動させる付勢
力を有するスプリング８とを備え、前記ロータ５は、外
周面に左右それぞれの方向に対し所定角度で傾斜するロ
ーターバー５ｂを有することを特徴としている。

【００１０】また、請求項２記載のように、前記ロータ
５に設けられたローターバー５ｂは、ロータ５の中央位
置で左右対称に所定角度づつ傾斜する略Ｖ字形に形成し
てもよい。

【００１１】また、請求項３記載のように、前記ロータ
５に設けられたローターバー５ｂは、ロータ５の中央位
置から左右でそれぞれ所定長さ（Ａ：Ｂ）で所定角度づ
つ傾斜する略Ｖ字形に形成してもよい。

【００１２】また、請求項４記載のように、前記ロータ
５に設けられたローターバー５ｂは、ロータ５の中央位
置で左右対称な所定の円弧径を有して傾斜する略扇形に
形成してもよい。

【００１３】また、本発明のブレーキ付モータを有する
開閉体装置は、請求項５記載のように、開口部を開放、
閉鎖、及び途中停止自在な開閉体と、前記開閉体を開閉
するため該開閉体に連結された開閉機構と、前記開閉機
構を介して前記開閉体を開閉駆動する駆動源として用い
られる前記ブレーキ付モータ１と、を具備したことを特
徴としている。

【００１４】上記構成のブレーキ付モータ１は、停止時
にはスプリング８の付勢力により回転軸４が所定長さ移
動しブレーキ板６がブレーキパッド７に接して回転軸４
が回転止めされる。この状態でロータ５はステータ３に
対し回転軸４の移動長さ分だけ偏位している。ステータ
５が通電されると、ロータ５は磁気中心が一致する状態
となるよう回転軸４をスプリング８の付勢力に抗する方
向に移動し、ブレーキ板６がブレーキパッド７から離れ
ブレーキを解除させ、回転軸４が回転する。ロータ５の
外周面に設けられたローターバー５ｂは、回転軸４の軸
方向に対し対称状に所定角度傾斜して設けられており、
回転軸４に対するスラスト力がキャンセルされ、正逆転
時いずれにおいてもトルクの低下及び変動を低減化する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のブレーキ付モー
タを示す断面図である。このブレーキ付モータ１は誘導
カゴ形モータからなり、フレーム２には、所定幅で全周
に１次巻線を構成するステータ３が設けられ、回転軸４
にはステータ３に対応する位置にロータ５が設けられて
いる。そして、電源の投入によりステータ３を流れる電
流で生じる磁場によってロータ５に電圧を誘起して回転
力を発生し回転軸４を回転駆動する。

【００１６】ロータ５は、両端に円環状をなし電流通路
としての端絡環５ａが設けられ、これらの間に多数枚の
珪素鋼板を積層配置し、その外周面に２次導体としての
ローターバー５ｂが複数配置されている。このローター
バー５ｂは直線状の導体であり、端絡環５ａの周方向に
所定のスキュー（例えば１〜１．４）を有して複数設け
られる。ここで、ローターバー５ｂは図示のように回転
方向に対し所定の傾斜角度を有している。

【００１７】各ローターバー５ｂは、図示の例では、ロ
ータ５の中心から等分して対称で所定角度づつ傾斜した
略Ｖ字形状に形成される。即ち、図中右上がりのロータ
ーバー５ｂａと、左上がりのローターバー５ｂｂがロー
タ５の中央位置で折曲された形でなる。

【００１８】回転軸４の一端部にはブレーキ板６が設け
られ、フレーム２側に設けられたブレーキパッド７に面
している。ロータ５を中心としてブレーキ板６と反対側
の回転軸４にはスプリング８が介挿されており、ブレー
キ板６をブレーキパッド７方向に付勢している。この回
転軸４は、軸方向に所定量だけスライド自在であり、停
止時には回転軸４に介挿されたスプリング８の付勢力に
よりブレーキ板６がブレーキパッド７に接触し、回転軸
４が回転止めされる。この停止状態において、ステータ
３に対し、ロータ５の位置は回転軸４の軸方向に所定量
αだけ偏位している（ステータ５２に対しロータ５４の
磁気中心が長さα分ずれている）。即ち、回転軸４はこ
のαの距離だけ軸方向にスライド自在である。

【００１９】次に、上記構成による動作を図２の動作図
を用いて説明する。モータ１が通電されると、ロータ５
はステータ３の磁気中心と一致するように回転し始め
る。これにより、回転軸４はスプリング８に抗する方向
に移動する。これにより、ブレーキ板６がブレーキパッ
ド７から離れブレーキが解除された状態で回転軸４が回
転する。

【００２０】この回転中において、ロータ５にはスラス
ト力が生じないため、回転軸４のブレーキ板６がブレー
キパッド７方向に移動する力を受けず、ブレーキがかか
ることはない。即ち、ロータ５に設けられるローターバ
ー５ｂは、右上がりのローターバー５ｂａにより発生す
るスラスト力１は回転軸４をブレーキがかかる方向に移
動させようとするが、左上がりのローターバー５ｂｂに
より発生するスラスト力２は回転軸４をブレーキを解除
させる方向に移動させようとする。スラスト力１，２は
互いに逆方向であるため、回転軸４に対するスラスト力
がキャンセルされる。また、このモータ１に対して逆電
流を供給することにより、ロータ５は逆方向に回転する
が、この場合でも、ローターバー５ｂは上記同様にスラ
スト力１，２が逆方向に生じるため回転軸４に対するス
ラスト力がキャンセルされ、ブレーキがかかることはな
い。同時に、正転及び逆転いずれの方向への回転時にお
いてもほぼ同様のＴ−Ｎ特性を得ることができる。

【００２１】このブレーキ付モータ１は、開閉体を開閉
する開閉体装置の駆動源として用いることができる。例
えば、開閉体としてのシャッターは、シャッターカーテ
ンを巻取り軸に巻き取ることにより、開放、あるいは閉
鎖される。そして、ブレーキ付モータ１はこの巻取り軸
を回転駆動するために減速機などを介して連結される。
このブレーキ付モータ１を用いることにより、シャッタ
ーカーテンの停止時には、このシャッターカーテンの開
閉位置をブレーキにより停止保持させることができる。

【００２２】そして、このブレーキ付モータ１は、正転
及び逆転して巻取り軸を同方向に回転駆動し、シャッタ
ーカーテンを開放あるいは閉鎖駆動するが、正転及び逆
転いずれの方向への回転時においてもほぼ同様のＴ−Ｎ
特性が得られるため、シャッターカーテンの開放、及び
閉鎖時いずれにおいても同様のトルクで駆動することが
できるようになる。尚、窓シャッター等上記ブレーキ付
モータ１を用いるシャッターにおいては、巻取り軸にシ
ャッターカーテン自体の自重分をキャンセルする平衡バ
ネが設けられており、シャッターカーテンの開放、閉鎖
いずれも全域（昇降する高さ方向）に渡ってモータ１に
対する負荷が均一化されている。このように、シャッタ
ー等の開閉体を開放、及び閉鎖するために正転、及び逆
転駆動する駆動源として上記ブレーキ付モータ１を用い
ることができる。

【００２３】上記構成のブレーキ付モータ１は、図３、
図４に示すようにロータ５の構成を変更してもよい。こ
れらの図にはロータ５部分のみを抽出して記載してあ
る。図３に示すロータ５は、外周面のローターバー５ｂ
が回転軸４の軸方向に対し左右対称の扇形に形成されて
いる。また、図４に示すロータ５は、上記実施形態同様
に略Ｖ字形状に形成されたローターバー５ｂを有する
が、図中軸方向に対し右上がりのローターバー５ｂａ
と、左上がりのローターバー５ｂｂは、左右対称で等分
されたものではなく、ロータ５の中心から一方に偏位
（ローターバー５ｂａ：ローターバー５ｂｂ＝Ａ：Ｂ）
している。

【００２４】上記いずれの構成においても、ローターバ
ー５ｂは、一方にのみ傾斜する直線状のものではないた
め、正転時及び逆転時において回転軸４に対するスラス
ト力の発生が抑えられ、トルクの変動を低く抑えること
ができるようになる。

【００２５】上記実施の形態では、ブレーキ付モータ１
をシャッターの開閉用に適用した例を説明したが、適用
対象の開閉体としてのドアを開閉駆動する駆動源として
適用してもよい。このドアは回動タイプ及びスライドタ
イプのものがあり、それぞれ開閉機構が異なるが、いず
れのタイプのものであっても開放、及び閉鎖の途中停止
を保持する必要がある場合には、上記ブレーキ付モータ
１を駆動源として適用すれば同様の作用効果を得ること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、回転軸の停止時にブレ
ーキがかかるブレーキ内蔵形のモータについて、ロータ
に設けられるローターバーの形状を変更するだけの簡単
な構成で、正転及び逆転時いずれにおいても回転軸に対
するスラスト力の発生を低減化してトルクの低減を抑え
ることができるようになる。上記ブレーキ付モータは、
正転及び逆転で開放及び閉鎖する開閉体装置の駆動源と
して用いて好適であり、開放及び閉鎖いずれにおいても
トルクが低下することなく開閉駆動でき、駆動中もトル
クの変動を抑えることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレーキ付モータの実施の形態を示す
断面図。

【図２】同ブレーキ付モータの回転動作を示す図。

【図３】ロータ部分の他の構成を示す図。

【図４】ロータ部分の他の構成を示す図。

【図５】電磁ブレーキ付のモータを示す側面図。

【図６】従来のブレーキ内蔵形のモータを示す断面図。

【図７】従来のブレーキ内蔵形のモータのＴ−Ｎ特性
図。

【図８】従来のブレーキ内蔵形のモータのスプリング力
が強い場合のＴ−Ｎ特性図。

【符号の説明】

１…ブレーキ付モータ、２…フレーム、３…ステータ、
４…回転軸、５…ロータ、５ｂ…ローターバー５ｂ、６
…ブレーキ板、７…ブレーキパッド、８…スプリング。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームに設けられたステータと、 軸方向に所定長さ移動自在な回転軸と、 前記回転軸に固定され前記ステータの磁気力により回転
   するロータと、 前記回転軸の一端部に固定されたブレーキ板と、 前記ブレーキ板と対向する位置の前記フレームに設けら
   れ前記ブレーキ板との接触時に回転軸にブレーキをかけ
   るためのブレーキパッドと、 前記回転軸に介挿されロータの回転停止時に前記ロータ
   が前記ステータに対し偏位し、かつ、前記ブレーキ板を
   ブレーキパッドに接する方向に前記回転軸を移動させる
   付勢力を有するスプリングとを備え、 前記ロータは、外周面に左右それぞれの方向に対し所定
   角度で傾斜するローターバーを有することを特徴とする
   ブレーキ付モータ。
2. 【請求項２】 前記ロータに設けられたローターバー
   は、ロータの中央位置で左右対称に所定角度づつ傾斜す
   る略Ｖ字形に形成されている請求項１記載のブレーキ付
   モータ。
3. 【請求項３】 前記ロータに設けられたローターバー
   は、ロータの中央位置から左右でそれぞれ所定長さ
   （Ａ：Ｂ）で所定角度づつ傾斜する略Ｖ字形に形成され
   ている請求項１記載のブレーキ付モータ。
4. 【請求項４】 前記ロータに設けられたローターバー
   は、ロータの中央位置で左右対称な所定の円弧径を有し
   て傾斜する略扇形に形成されている請求項１記載のブレ
   ーキ付モータ。
5. 【請求項５】 開口部を開放、閉鎖、及び途中停止自在
   な開閉体と、 前記開閉体を開閉するため該開閉体に連結された開閉機
   構と、 前記開閉機構を介して前記開閉体を開閉駆動する駆動源
   として用いられる前記請求項１記載のブレーキ付モータ
   と、を具備したことを特徴とするブレーキ付モータを有
   する開閉体装置。