JPWO2022153438A5 - - Google Patents

Description

従来、モータ部とブレーキ部とを備える回転機が知られている。モータ部とブレーキ部とは、モータ部の回転軸の軸方向に沿って並べられているのが一般的である。無励磁動作型のブレーキ部を有する回転機では、ブレーキ部のブレーキコイルに通電すると、モータ部の制動が解除されてモータ部の回転が可能となる。

例えば、特許文献１には、モータ部の回転軸の軸方向に沿った一端部にブレーキ部を配置する無励磁動作型のブレーキ部を有する回転機が開示されている。特許文献１に開示されたブレーキ部は、モータ部の回転軸の軸方向に沿って移動不能および回転不能に設けられたサイドプレートと、モータ部の回転軸の軸方向に沿って移動可能にシャフトの外周面に設けられてシャフトと一体的に回転するブレーキディスクと、モータ部の回転軸の軸方向に沿ってブレーキディスクに接近および離隔する方向にスライド可能に設けられたアーマチュアとを有する。アーマチュア、ブレーキディスク、サイドプレートは、この順序でモータ部の回転軸の軸方向に沿ってモータ部から離隔する方向に配置されている。

モータ部２は、ステータ２１と、ロータ２２と、シャフト２３とを有する。ステータ２１は、中心軸Ｃを有する円筒形状に形成されている。ステータ２１とロータ２２とシャフト２３とは、同軸に設けられている。ロータ２２およびシャフト２３は、中心軸Ｃを回転軸として回転可能である。以下、回転機１の各構成要素について方向を説明するときには、ロータ２２およびシャフト２３の回転軸の軸方向を「軸方向」、ロータ２２およびシャフト２３の回転軸の軸方向と直交する方向を「径方向」、ロータ２２およびシャフト２３の回転軸を中心とする回転方向を「周方向」と称する。

ここでは、内側円筒部８１とロータコア２７との間に形成される軸方向に沿う隙間を第１の隙間Ｇ１、ロータコア２７とステータコア２４との間に形成される径方向に沿う隙間を第２の隙間Ｇ２とする。また、外側円筒部８２とスライド板５との間に形成される軸方向に沿う隙間を第３の隙間Ｇ３、内側円筒部８１とスライド板５との間に形成される軸方向に沿う隙間を第４の隙間Ｇ４とする。ブレーキコイル９が通電された状態で、第２の隙間Ｇ２＞第１の隙間Ｇ１＞第３の隙間Ｇ３≧０ｍｍ、かつ第２の隙間Ｇ２＞第１の隙間Ｇ１＞第４の隙間Ｇ４≧０ｍｍの関係を満たすように、内側円筒部８１、ロータコア２７、ステータコア２４、外側円筒部８２およびスライド板５が配置されている。ブレーキ作動時には、スライド板５が内側円筒部８１および外側円筒部８２から軸方向に離隔するように移動するため、第３の隙間Ｇ３および第４の隙間Ｇ４は、ブレーキ作動時よりもブレーキ解放時の方が小さい。第３の隙間Ｇ３および第４の隙間Ｇ４の大小関係は、特に制限されない。なお、図９では、理解を容易にするため、各隙間Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を極端に大きく描いている。

本実施の形態では、回転機１Ｊがモータコイル２５の制御回路とブレーキコイル９の制御回路とが一体化された制御部１４を備えることにより、駆動用の制御回路とブレーキ用の制御回路とを共有化できる。そのため、回転機１Ｊの小型化を図りつつ、モータコイル２５とブレーキコイル９とに最適な電流の配分を行って回転機１Ｊの高効率化を図ることができる。例えば、モータ部２の回転速度が遅い場合は、ロータ２２の磁束を強める方向にブレーキコイル９に通電し、モータ部２の回転速度が速い場合は、モータ部２の端子電圧を低減させるためにロータ２２の磁束を弱める方向にブレーキコイル９に通電することで、回転機１Ｊの高効率化を図ることができる。

Claims (9)

1. 円筒形状のステータと、前記ステータの内周側に前記ステータと隙間を空けて設けられたロータと、前記ロータを貫通するように設けられたシャフトとを有するモータ部と、
   前記モータ部を制動するブレーキ部と、を備え、
   前記ブレーキ部は、
   前記シャフトの外周面に固定されて前記シャフトの回転に伴って回転する回転板と、
   前記モータ部の回転軸の軸方向に沿って前記回転板に接近および離隔する方向にスライド可能に設けられたスライド板と、
   ばね力によって前記スライド板を前記回転板に向かって付勢するばね部材と、
   前記軸方向において前記ばね部材を挟んで前記スライド板と反対側に配置されて、前記ばね部材の前記ばね力に抗して前記スライド板を前記回転板から離隔する方向に吸引可能な電磁石と、を有し、
   前記電磁石は、
   前記シャフトが通される円筒形状の内側円筒部と、前記内側円筒部の外周側に前記内側円筒部と空間を介して設けられた円筒形状の外側円筒部とを含むヨークと、
   前記内側円筒部と前記外側円筒部との間に形成された前記空間に配置されたブレーキコイルと、を有し、
   前記ヨークは、前記軸方向において前記スライド板と前記ロータとの間に、前記スライド板および前記ロータと隙間を空けて配置され、
   前記ブレーキコイルは、前記軸方向において前記ロータと隣接して配置され、
   前記ブレーキコイルが通電されると、前記スライド板は、前記内側円筒部および前記外側円筒部の両方に接近することを特徴とする回転機。
2. 前記ヨークは、前記内側円筒部と前記外側円筒部とを接続して、前記内側円筒部の厚さおよび前記外側円筒部の厚さよりも薄い薄肉部を含むことを特徴とする請求項１に記載の回転機。
3. 前記ブレーキコイルの外径と前記ロータの外径とは、同径であり、
   前記外側円筒部の外径と前記ステータの外径とは、同径であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転機。
4. 前記内側円筒部と前記ロータとの間に形成される前記軸方向に沿う隙間を第１の隙間、前記ロータと前記ステータとの間に形成される径方向に沿う隙間を第２の隙間、前記外側円筒部と前記スライド板との間に形成される前記軸方向に沿う隙間を第３の隙間、前記内側円筒部と前記スライド板との間に形成される前記軸方向に沿う隙間を第４の隙間としたときに、
   前記ブレーキコイルが通電された状態で、第２の隙間＞第１の隙間＞第３の隙間≧０ｍｍ、かつ第２の隙間＞第１の隙間＞第４の隙間≧０ｍｍの関係を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転機。
5. 前記モータ部の制御回路と前記ブレーキコイルの制御回路とが一体化された制御部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転機。
6. 前記軸方向において前記モータ部を挟んで前記ブレーキコイルと反対側に配置されている励磁コイルを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回転機。
7. 前記ロータは、クローポール型、または、前記クローポール型とコンシクエントポール型との混合型であり、永久磁石を有し、
   前記ブレーキコイルの通電方向と前記励磁コイルの通電方向とは、同じであることを特徴とする請求項６に記載の回転機。
8. 前記ロータは、コンシクエントポール型であり、永久磁石を有し、
   前記ブレーキコイルの通電方向と前記励磁コイルの通電方向とは、互いに逆であることを特徴とする請求項６に記載の回転機。
9. 前記シャフトに取り付けられた減速機と、
   前記減速機の出力側に設けられて前記モータ部の回転角度を検出する角度検出器と、
   前記モータ部の電圧または前記モータ部の電流に基づき前記モータ部の回転角度を推定する制御回路と、を備え、
   前記減速機は、前記軸方向において前記モータ部を挟んで前記ブレーキ部と反対側に配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の回転機。

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