TWI583102B - 旋轉電機 - Google Patents

Description

旋轉電機

本發明係關於一種具備有設置在電磁制動器之外周側之磁遮罩的旋轉電機。

在具備習知技術之電磁制動器的旋轉電機中，當使電流流通於構成電磁制動器之電磁線圏時，制動器磁軛會磁化。在如該電磁線圈激磁時，於電磁制動器內部中，藉由制動器磁軛之電磁吸引力而將電樞吸引至制動器磁軛。藉由該磁性吸引力，在設置於旋轉軸之旋轉圓板與電樞之間會產生空隙，且制動器會釋放，轉子即可自由地旋轉。

相反地，當將流通至電磁線圏之電流遮斷時，制動器磁軛之電磁吸引力會消失。在該電磁線圈無激磁時，在電磁制動器內部中，電樞會藉由彈簧之彈性力而被推回而將旋轉圓板推壓至制動圓板，結果會產生制動，而使轉子固定並停止(參照例如專利文獻1)。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2011-50129號公報(第6頁、第1圖)

在以往之旋轉電機中，會自屬於磁性產生源之激磁時狀態的電磁制動器產生洩漏磁通，該洩漏磁通會經由軸承而傳達至旋轉軸。結果，會有屬於磁性體之軸承因洩漏磁通而朝旋轉軸方向被吸引，而造成軸承壽命低減、破損之問題。再者，由於朝旋轉軸方向被磁性吸引之軸承的影響，旋轉軸不會順暢地旋轉，因此會有成為振動或噪音之原因的問題。

本發明係鑑於上述課題而研創者，其目的在於獲致一種可抑制漏出磁通自屬於磁性產生源的電磁制動器洩漏至旋轉軸之旋轉電機。

在本發明之旋轉電機中，具有：旋轉軸；軸承，係用以保持旋轉軸；電磁制動器，係設置在旋轉軸之外周側，且位在軸承與轉子之間，並且在無激磁時固定旋轉軸，而在激磁時開放該固定；磁通遮蔽部，係設置在電磁制動器之外周側；以及滑動接觸部，係以與磁通遮蔽部及旋轉軸接觸之方式設置，並且在至少軸承側與轉子側之2個部位接觸；從電磁制動器產生之磁通係在旋轉軸與磁通遮蔽部、及旋轉軸與滑動接觸部之間形成閉電路。

依據本發明，由於可抑制因漏出磁通自電磁制動器漏出而對軸承造成的不良影響，因此軸承壽命會改善。再者，由於旋轉軸會順暢地旋轉，因此振動及噪音會大幅地減低。

1‧‧‧感測磁鐵

2‧‧‧磁場檢測元件

3‧‧‧電磁制動器

4a、4b‧‧‧磁遮罩

5‧‧‧旋轉電機

11‧‧‧凸座

32‧‧‧電樞

33‧‧‧非磁性體

34‧‧‧制動器定子

35‧‧‧電磁線圈

41a至41d‧‧‧電刷

51‧‧‧轉子

52‧‧‧旋轉軸

53‧‧‧定子

54‧‧‧框體

55‧‧‧托架

56‧‧‧軸承

100a、100b‧‧‧閉電路

110a、110b‧‧‧洩漏磁通

第1圖係顯示本發明之實施例1的旋轉電機之平面剖視圖。

第2圖係顯示本發明之實施例1的旋轉電機之磁遮罩的圖。

第3圖係顯示本發明之實施例1的旋轉電機之磁遮罩的圖。

第4圖係顯示本發明之實施例1的旋轉電機之洩漏磁通之閉電路的圖。

實施例1

第1圖係顯示本發明之實施例1的旋轉電機之平面剖視圖。如第1圖所示，旋轉電機5係由以下構件所構成：定子53，係捲繞有繞線；框體54，係具有比定子53之外徑更大之內徑；轉子51，係在定子53內旋轉，以及電磁制動器3，係在停電時等情形以保持旋轉軸52為目的而設置在旋轉軸52之外周側。在電磁制動器3捲繞有電磁線圏35，當使電流流通至電磁線圏35而成為激磁時狀態時，在屬於電磁制動器3之構成元件之制動器定子34本身會產生 電磁吸引力，而該電磁吸引力在電磁制動器3內部會勝過彈簧之彈性力而將電樞32吸引至制動器定子34側，結果轉子51會釋放，轉子51即會旋轉。

另一方面，將流通至電磁線圏35之電流予以遮斷而成為無激磁時狀態時，在電磁制動器3內部，制動器定子34本身之電磁吸引力會消失，且電樞32會因電磁制動器3內之彈簧的彈性力而被推回，結果在轉子51會產生制動，轉子51會停止。

第1圖中顯示用以讀取旋轉電機5之旋轉位置之屬於磁性編碼器的感測磁鐵1，該感測磁鐵1係安裝在凸座11，該凸座11係嵌合在屬於轉子51之構成元件的旋轉軸52。第1圖中2係用以檢測出由感測磁鐵1產生之磁場的磁場檢測元件。55係托架，56係保持旋轉軸52之反負載側的軸承。4a、4b係設置在電磁制動器3之外周側之屬於磁通遮蔽部的磁遮罩，該磁遮罩4a、4b係位在比旋轉軸52之反負載側的軸承56更靠近旋轉電機本體內部之處、亦即位在旋轉軸52之反負載側的軸承56、與位於旋轉軸52之負載側的軸承(未圖示)之間。41a至41d係設置在磁遮罩4a、4b之旋轉軸52之屬於滑動接觸部的電刷。33係夾設在電磁制動器3與磁遮罩4b之間的非磁性體。

第2圖及第3圖係顯示本發明實施例1之旋轉電機的磁遮罩之圖。如第2圖及第3圖所示，在磁遮罩4a、4b以螺絲等分別固定有電刷41a至41d。該電刷41a至41d係在旋轉軸52之反負載側設置有電刷41a及電刷 41b，且在旋轉軸52之負載側設置有電刷41c及電刷41d，電刷41a至41d係與磁遮罩4a、4b、以及旋轉軸52彼此地接觸。

磁遮罩係分別如第2圖、第3圖所示，由一方端面關閉之圓筒形狀之磁遮罩4a、及平面圓板形狀之磁遮罩4b的2種類所構成。以往，電磁制動器3係以螺絲等固定具固定在設於托架55之固定部位，但在本發明之實施例1中，係固定在平面圓板形狀之磁遮罩4b。為了將電磁制動器3固定於磁遮罩4a、4b，首先將電磁制動器3夾在平面圓板形狀之磁遮罩4b，並且將非磁性體33夾持在其間並予以安裝。接著，以螺絲等固定具將一方之端面被關閉之圓筒形狀的磁遮罩4a安裝在固定有電磁制動器3之狀態的平面圓板形狀之磁遮罩4b。最後，將磁遮罩4b固定在托架55，並且以螺絲等固定具安裝托架55及框體54。

在旋轉電機旋轉之期間，電流係流通於構成電磁制動器3之電磁線圏35。在電流流通於電磁線圏35之激磁時狀態下，在制動器定子34會產生磁場，且電樞32會恆常地被吸引至制動器定子34側，而可使轉子51旋轉，但產生在制動器定子34之磁場會漏出至旋轉軸52，而產生磁通。在本發明之實施例1中，係在旋轉軸52與固定於磁遮罩4a、4b、磁遮罩4a、4b之電刷41a至41d之間形成閉電路，而可抑制主要因電磁制動器3而產生之往旋轉軸52之洩漏磁通，結果，可抑制因洩漏磁通而對軸承56造成之不良影響。

另一方面，雖主要因定子53而磁通亦會洩漏於旋轉軸52，但在旋轉軸52、與固定於磁遮罩4a、4b、磁遮罩4a、4b之電刷41a至41d之間形成閉電路，亦可抑制洩漏磁通自定子53漏出，結果亦可抑制因洩漏磁通自定子53漏出而對軸承56造成之不良影響。

第4圖係顯示本發明之實施例1的旋轉電機之洩漏磁通之閉電路的圖。如第4圖所示，在主要因電磁制動器3而產生之洩漏磁通中，形成閉電路100a及閉電路100b之2個閉電路，藉此可抑制洩漏至軸承56之磁通量，該閉電路100a係形成在旋轉軸52、電刷41a、磁遮罩4a、磁遮罩4b與電刷41c之間，該閉電路100b係形成在旋轉軸52、電刷41b、磁遮罩4a、磁遮罩4b與電刷41d之間。結果，由於可抑制因漏出磁通自電磁制動器3漏出而對軸承56造成之不良影響，因此軸承56之壽命會改善。再者，由於旋轉軸52會順暢地旋轉，因此振動或噪音會大幅地減低。

再者，如第4圖所示，亦在主要因定子53而產生之漏出至旋轉軸52之洩漏磁通110a、110b中，形成閉電路100a及閉電路100b之2個閉電路，藉此可抑制從定子53洩漏至軸承56之磁通量，該閉電路100a係形成在旋轉軸52、電刷41a、磁遮罩4a、磁遮罩4b與電刷41c之間，該閉電路100b係形成在旋轉軸52、電刷41b、磁遮罩4a、磁遮罩4b與電刷41d之間。結果，由於亦可抑制主要因定子53而產生之漏出至旋轉軸52之漏出磁通而對 軸承56造成之不良影響，因此軸承56之壽命會更進一步改善。再者，由於旋轉軸52會順暢地旋轉，因此振動或噪音會大幅地減低。

再者，在本發明之實施例1中，在主要因電磁制動器3或定子53而產生之漏出至旋轉軸52的洩漏磁通中，亦形成閉電路100a、100b之2個閉電路，即可抑制洩漏至感測磁鐵1之磁通量。結果，由於可抑制因漏出至旋轉軸52之漏出磁通而對感測磁鐵1造成之不良影響，因此讀取磁性檢測元件2之旋轉電機5之旋轉位置的精確度會提升。

1‧‧‧感測磁鐵

2‧‧‧磁場檢測元件

3‧‧‧電磁制動器

5‧‧‧旋轉電機

4a、4b‧‧‧磁遮罩

11‧‧‧凸座

32‧‧‧電樞

33‧‧‧非磁性體

34‧‧‧制動器定子

35‧‧‧電磁線圈

41a至41d‧‧‧電刷

51‧‧‧轉子

52‧‧‧旋轉軸

53‧‧‧定子

54‧‧‧框體

55‧‧‧托架

56‧‧‧軸承

Claims (4)

1. 一種旋轉電機，係具有：旋轉軸；軸承，係用以保持該旋轉軸；電磁制動器，係設置在前述旋轉軸之外周側，且位在前述軸承與轉子之間，並且在無激磁時固定前述旋轉軸，而在激磁時開放該固定；磁通遮蔽部，係設置在該電磁制動器之外周側；以及滑動接觸部，係以與該磁通遮蔽部及前述旋轉軸接觸之方式設置，並且在至少前述軸承側與前述轉子側之2個部位接觸；從前述電磁制動器產生之磁通係在前述旋轉軸與前述磁通遮蔽部、及前述旋轉軸與前述滑動接觸部之間形成閉電路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉電機，其中，前述電磁制動器係固定在前述磁通遮蔽部。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之旋轉電機，其中，前述磁通遮蔽部係以覆蓋前述電磁制動器之方式設置。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之旋轉電機，其中，前述滑動接觸部係在與前述旋轉軸之剖面相對向之2個部位線接觸的電刷。