WO2021261421A1 - 電磁ブレーキ付きモータ - Google Patents

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electromagnetic brake
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秀俊 植松
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ファナック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a motor with an electromagnetic brake.
  • Patent Document 1 discloses a motor with an electromagnetic brake in which a portion of the motor shaft corresponding to the electromagnetic brake is made of a non-magnetic material.
  • the motor with an electromagnetic brake includes a motor, a motor shaft rotated by the motor, a bearing that rotatably supports the motor shaft, an electromagnetic brake that brakes the rotation of the motor, and the motor.
  • a motor with an electromagnetic brake having an encoder for measuring the rotation angle of the motor, wherein the bearing is arranged on the motor side of the electromagnetic brake in the axial direction of the motor shaft, and the magnetic flux density in the magnetic flux flowing through the electromagnetic brake.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a motor 1 with an electromagnetic brake according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the portion shown by II in FIG.
  • the motor 1 with an electromagnetic brake includes a motor 10, a motor shaft 20, a first bearing 31, a second bearing 32, an electromagnetic brake 40, and an encoder 50.
  • the first bearing 31 is an example of a bearing.
  • the motor 10 has a stator 11 and a rotor 12.
  • the stator 11 is a cylindrical member that surrounds the rotor 12, and has a configuration in which a coil (none of which is shown) is wound around a stator core made of a laminated body of a large number of electrical steel sheets.
  • a rotating magnetic field is generated by the current supplied to the coil, and the rotor 12 rotates according to the rotating magnetic field.
  • a first motor housing 15 and a second motor housing 16 are arranged on both sides of the stator 11 in the axial direction.
  • the rotor 12 is arranged inside the stator 11.
  • the rotor 12 has a cylindrical shape.
  • Motor shafts 20 are concentrically and integrally provided at the axis.
  • the motor shaft 20 is supported at both ends by a first bearing 31 provided in the first motor housing 15 and a second bearing 32 provided in the second motor housing 16, and is rotatable around an axis. It is supported.
  • the rotor 12 rotates integrally with the motor shaft 20.
  • the first bearing 31 and the second bearing 32 are, for example, rolling bearings.
  • Both ends of the motor shaft 20 project from the first motor housing 15 and the second motor housing 16, respectively.
  • the protruding portion of the motor shaft 20 from the second motor housing 16 is an end on the output side and functions as an output shaft that is directly or indirectly connected to, for example, the spindle of the machine tool.
  • the motor shaft 20 is a general round bar material and is made of a magnetic material such as tool steel or structural carbon steel.
  • the first bearing 31 is arranged at the axis of the first motor housing 15.
  • the first bearing 31 has an inner ring 31a, an outer ring 31b, and a plurality of balls 31c rotatably provided between the inner ring 31a and the outer ring 31b.
  • the second bearing 32 is arranged at the axis of the second motor housing 16.
  • the second bearing 32 has an inner ring 32a, an outer ring 32b, and a plurality of balls 32c rotatably provided between the inner ring 32a and the outer ring 32b.
  • the inner ring 31a of the first bearing 31 and the inner ring 32a of the second bearing 32 are fixed to the motor shaft 20, respectively.
  • the outer ring 31b of the first bearing 31 is fixed to the first motor housing 15.
  • the outer ring 32b of the second bearing 32 is fixed to the second motor housing 16.
  • the second bearing 32 and the motor are along the axial direction from one side to the other side (from the left side to the right side in FIG. 1) of the motor shaft 20.
  • the first bearing 31, the electromagnetic brake 40, and the encoder 50 are arranged side by side in this order.
  • the first bearing 31 is arranged on the motor 10 side of the electromagnetic brake 40 in the axial direction of the motor shaft 20.
  • the brake housing 49 is arranged between the first motor housing 15 and the encoder 50.
  • the electromagnetic brake 40 is provided inside the brake housing 49.
  • the electromagnetic brake 40 includes an armature 41, an end plate 42, a friction plate (brake rotor) 43 arranged between the armature 41 and the end plate 42, and a brake stator 45.
  • the brake stator 45 has a brake core 46, a brake coil 47, and a spring 48.
  • Both the armature 41 and the end plate 42 are annular plate materials. A protruding end portion of the motor shaft 20 into the brake housing 49 penetrates through the center of each.
  • the armature 41 and the end plate 42 are arranged concentrically with the motor shaft 20.
  • the armature 41 and the end plate 42 are supported by the brake core 46 by a support member (not shown).
  • the support member is, for example, a plurality of pins extending in the axial direction (axial direction of the motor shaft 20) fixed to the brake core 46.
  • the end plate 42 is fixed to the support member.
  • the armature 41 is supported by the support member so as to be movable in the axial direction.
  • the friction plate 43 is an annular plate material. The inner peripheral portion thereof is fixed to the motor shaft 20 via a flange-shaped connecting portion 21. The friction plate 43 is arranged concentrically with the motor shaft 20. The friction plate 43 rotates integrally with the motor shaft 20. At least the portions of both sides of the friction plate 43 facing the armature 41 and the end plate 42 are subjected to processing such as brake lining to increase friction.
  • a brake coil 47 is wound around a cylindrical brake core 46, and the brake stator 45 functions as an electromagnet by energizing and exciting the brake coil 47.
  • the spring 48 included in the brake stator 45 is, for example, a coil spring and is built in the brake core 46.
  • the spring 48 is arranged at a portion of the brake core 46 facing the armature 41, and always urges the armature 41 toward the friction plate 43.
  • the brake coil 47 when the brake coil 47 is energized (excited), the armature 41 is attracted to the brake core 46 against the elastic force of the spring 48, and a gap is generated between the armature 41 and the friction plate 43. do. As a result, the friction plate 43 is released, the rotation of the motor shaft 20 is allowed, and the brake is released.
  • the electromagnetic brake 40 is interlocked with the motor 10. That is, when the motor 10 is in operation, the brake coil 47 is energized to release the brake, and the motor shaft 20 rotates. When the operation of the motor 10 is stopped, the energization of the brake coil 47 is stopped, the brake is activated, and the motor shaft 20 is braked.
  • the encoder 50 detects the rotation position, rotation speed, and the like of the motor shaft 20.
  • the encoder 50 substantially detects the rotation position, rotation speed, and the like of the encoder shaft 51 that rotates integrally with the motor shaft 20.
  • the encoder shaft 51 is connected to the motor shaft 20 via the connecting portion 60.
  • the connecting portion 60 connects the encoder 50 and the motor shaft 20, and transmits the rotation of the motor shaft 20 to the encoder shaft 51.
  • the encoder shaft 51 is made of the same magnetic material as the motor shaft 20.
  • the connecting portion 60 of the present embodiment is composed of an old dam joint having a first joint 61, a second joint 62, and an old dam 63.
  • the first joint 61 is connected to the end of the motor shaft 20 facing the encoder shaft 51.
  • the second joint 62 is connected to the end of the encoder shaft 51 facing the motor shaft 20.
  • the oldam 63 connects the first joint 61 and the second joint 62.
  • the connecting portion 60 integrally rotatably connects the motor shaft 20 and the encoder shaft 51 while absorbing the eccentricity.
  • the connecting portion 60 of the present embodiment is located at a position where the axial position overlaps with the brake core 46 of the electromagnetic brake 40. That is, the connecting portion 60 is arranged inside the brake core 46.
  • the connecting portion 60 is made of a non-magnetic material.
  • the first joint 61 and the second joint 62 are made of stainless steel, aluminum, or the like
  • the Oldham 63 is made of a metal or a hard resin such as stainless steel or aluminum.
  • the magnetic flux M flows through the brake core 46 as shown in FIG. 2 when the brake is applied to energize the brake coil 47.
  • the connecting portion 60 is closest to the brake core 46 of the electromagnetic brake 40.
  • the shortest distance G between the connecting portion 60 and the brake core 46 is set so as to be separated by A ⁇ 0.3 mm or more when the maximum value of the magnetic flux density in the magnetic flux M is A tesla. ..
  • the specific distance G is, for example, at least 1 mm or more, preferably 5 mm or more.
  • the grounds are as follows.
  • a simple two-dimensional magnetic circuit shown in FIG. 3 is assumed and the magnetic field is analyzed. That is, by the magnetic circuit shown in FIG. 3, a constant magnetic flux is made to flow from the magnet 71 having a magnetic flux density of 1.3 to the iron 72 imitating the brake core 46 of the electromagnetic brake 40, and the magnetic flux is assumed to be the motor shaft 20. It was confirmed how much the iron 73 leaked. Both iron 72 and iron 73 were structural steel S45C. By changing the distance G between the iron 72 and the iron 73, the magnetic flux density at the measurement point 73b 2 mm deep from the edge 73a in the iron 73 was measured, and the magnetic flux lines were examined.
  • FIG. 4 shows the state of the magnetic flux lines flowing through the iron 72 when the distance (inter-axis distance) G between the iron 72 and the iron 73 is 2 mm. In this case, it was confirmed that there was almost no leakage of magnetic flux.
  • FIG. 5 shows the state of the magnetic flux lines flowing through the iron 72 when the distance G between the iron 72 and the iron 73 shown in FIG. 3 is 0.2 mm. In this case, it was confirmed that the magnetic flux was flowing through the iron 73 and the leakage flux was generated.
  • the distance G between the iron 72 and the iron 73 is 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, and 5.0 mm.
  • the measurement result of the leakage magnetic flux density [T (tesla)] is shown in FIG. According to FIG. 6, when the distance G is 0.2 mm, the leakage magnetic flux density shows a leakage magnetic flux density of 0.13T, which is 10% of the magnetic flux density of 1.3T of the magnet 71, whereas the leakage magnetic flux density is G. By securing 1 mm, the leakage magnetic flux can be reduced to 0.037T. Further, when the distance G is 5 mm, the leakage magnetic flux density can be reduced to 0.001 T. Therefore, the distance G between the connecting portion 60 and the brake core 46 shown in FIG. 2 needs to be 1 mm or more, preferably 5 mm or more.
  • the shortest distance G between the connecting portion 60 closest to the brake core 46 of the electromagnetic brake 40 and the brake core 46 is A ⁇ 0. It is 3 mm or more. Therefore, both the distance between the motor shaft 20 and the brake core 46 and the distance between the encoder shaft 51 and the brake core 46 are A ⁇ 0.3 mm or more.
  • the first bearing 31 is arranged on the motor 10 side of the electromagnetic brake 40 in the axial direction of the motor shaft 20, and the magnetic flux flowing through the brake core 46 of the electromagnetic brake 40.
  • the brake core 46 and the motor shaft 20, which are the portions where the magnetic flux of the electromagnetic brake 40 flows are arranged at a distance of A ⁇ 0.3 mm or more.
  • the encoder 50 is connected to the motor shaft 20 via the encoder shaft 51, and the brake core 46 and the encoder shaft 51, which are the portions through which the magnetic flux of the electromagnetic brake 40 flows, are A.
  • ⁇ It is arranged at a distance of 0.3 mm or more.
  • A is the maximum value of the magnetic flux density in the magnetic flux M flowing through the brake core 46.
  • the encoder shaft 51 and the motor shaft 20 are connected via a connecting portion 60, and the brake core 46 and the connecting portion 60, which are portions through which the magnetic flux of the electromagnetic brake 40 flows, are connected. They are arranged at a distance of A ⁇ 0.3 mm or more. As described above, A is the maximum value of the magnetic flux density in the magnetic flux M flowing through the brake core 46.
  • the connecting portion 60 is made of a non-magnetic material, it is more difficult for the magnetic flux to flow through the connecting portion 60. As a result, the adhesion of the metal powder to the connecting portion 60 can be suppressed more effectively.
  • the present disclosure is not limited to each of the above embodiments, and can be changed as appropriate.
  • the connecting portion 60 is closest to the brake core 46, but is not limited thereto.
  • the motor shaft 20 or the encoder shaft 51 may be configured to be closest to the brake core 46.
  • the motor shaft 20 may be extended to the encoder 50, and the encoder 50 may directly detect the rotation of the motor shaft 20.
  • Motor with electromagnetic brake 10 Motor 20 Motor shaft 31 First bearing (bearing) 40 Electromagnetic brake 50 Encoder 51 Encoder shaft 60 Connection

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Abstract

コストを抑制しつつ、モータシャフトへの金属粉の付着を容易に抑制すること。　モータ１０と、モータ１０によって回転するモータシャフト２０と、モータシャフト２０を回転可能に支持する軸受３１と、モータ１０の回転を制動する電磁ブレーキ４０と、モータ１０の回転角度を計測するエンコーダ５０と、を有する電磁ブレーキ付きモータ１であって、軸受３１は、モータシャフト２０の軸方向において電磁ブレーキ４０よりモータ１０側に配置され、電磁ブレーキ４０に流れる磁束における磁束密度の最大値をＡテスラとするとき、電磁ブレーキ４０とモータシャフト２０とが、Ａ×０．３ｍｍ以上離間して配置される。

Description

電磁ブレーキ付きモータ
　本発明は、電磁ブレーキ付きモータに関する。
　従来、モータシャフトにエンコーダが一体に結合され、モータの停止時においては電磁ブレーキによりモータシャフトの回転を制動する形式のモータが、使用されている。この種の電磁ブレーキ付きモータにおいては、電磁ブレーキのコイルに通電した際に、磁束が軸受を通じて磁性体からなるモータシャフトに流れることにより、モータの回転中にモータや電磁ブレーキで発生した金属粉がモータシャフトに付着するという問題が、生じる。特許文献１には、モータシャフトの電磁ブレーキに対応する部分を非磁性体で構成した電磁ブレーキ付きモータが開示されている。
特開平５－１１１２１３号公報
　上述した特許文献１に開示される構成によれば、電磁ブレーキから非磁性体には磁束が流れにくいため、モータシャフトの磁性体からなる部分への金属粉の付着が抑制されると想定される。しかし、非磁性体と磁性体といった異種材料のシャフト部材を強固に結合するにはコストが掛かるとともに、高い精度で同心状に結合するには歪みが生じやすいため困難である。そこで、コストを抑制しつつ、モータシャフトへの金属粉の付着を容易に抑制することができる技術が望まれている。
　本開示の一態様に係る電磁ブレーキ付きモータは、モータと、前記モータによって回転するモータシャフトと、前記モータシャフトを回転可能に支持する軸受と、前記モータの回転を制動する電磁ブレーキと、前記モータの回転角度を計測するエンコーダと、を有する電磁ブレーキ付きモータであって、前記軸受は、前記モータシャフトの軸方向において前記電磁ブレーキより前記モータ側に配置され、前記電磁ブレーキに流れる磁束における磁束密度の最大値をＡテスラとするとき、前記電磁ブレーキの磁束が流れる部分と前記モータシャフトとが、Ａ×０．３ｍｍ以上離間して配置される。
　一態様によれば、コストを抑制しつつ、モータシャフトへの金属粉の付着を容易に抑制することができる。
本開示の実施形態に係る電磁ブレーキ付きモータを概略的に示す断面図である。 図１のIIで示す部分の拡大図である。 実施形態の漏れ磁束を確認するために、実施形態の電磁ブレーキを簡易的な二次元の磁気回路として模擬的に構成した図である。 図３に示す軸間距離Ｇを２ｍｍとした場合の、漏れ磁束の状態を示す図である。 図３に示す軸間距離Ｇを０．２ｍｍとした場合の、漏れ磁束の状態を示す図である。 図３に示す軸間距離Ｇ（ｍｍ）と漏れ磁束密度（Ｔ）との関係を示すグラフである。
　以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。
　図１は、本開示の実施形態に係る電磁ブレーキ付きモータ１を概略的に示す断面図である。図２は、図１のIIで示す部分の拡大図である。電磁ブレーキ付きモータ１は、モータ１０と、モータシャフト２０と、第１軸受３１及び第２軸受３２と、電磁ブレーキ４０と、エンコーダ５０と、を備える。第１軸受３１は、軸受の一例である。
　モータ１０は、ステータ１１と、ロータ１２と、を有する。ステータ１１は、ロータ１２を囲う円筒形状の部材であって、多数の電磁鋼板の積層体からなるステータコアにコイル（いずれも図示せず）が巻かれた構成を有する。モータ１０においては、コイルに供給される電流によって回転磁界が発生し、その回転磁界に従ってロータ１２が回転する。ステータ１１の軸方向の両側には、第１モータハウジング１５及び第２モータハウジング１６がそれぞれ配置されている。
　ロータ１２は、ステータ１１の内側に配置されている。ロータ１２は円筒形状を有する。その軸心には、モータシャフト２０が同心状に一体に設けられている。
　モータシャフト２０は、第１モータハウジング１５に設けられた第１軸受３１と、第２モータハウジング１６に設けられた第２軸受３２とによって、両端部において支持され、かつ、軸回りに回転自在に支持されている。ロータ１２は、モータシャフト２０と一体に回転する。第１軸受３１及び第２軸受３２は、例えば転がり軸受である。
　モータシャフト２０の両端部は、第１モータハウジング１５及び第２モータハウジング１６からそれぞれ突出している。モータシャフト２０の第２モータハウジング１６からの突出部分は、出力側の端部とされ、例えば工作機械の主軸に直接的にまたは間接的に連結される出力軸として機能する。本実施形態では、モータシャフト２０は、一般的な丸棒材であって、工具鋼や構造用炭素鋼等の磁性体の材料で形成されている。
　第１軸受３１は、第１モータハウジング１５の軸心に配置されている。第１軸受３１は、内輪３１ａと、外輪３１ｂと、内輪３１ａと外輪３１ｂとの間に転動可能に設けられた複数のボール３１ｃ、とを有する。第２軸受３２は、第２モータハウジング１６の軸心に配置されている。第２軸受３２は、内輪３２ａと、外輪３２ｂと、内輪３２ａと外輪３２ｂとの間に転動可能に設けられた複数のボール３２ｃ、とを有する。
　第１軸受３１の内輪３１ａ及び第２軸受３２の内輪３２ａは、それぞれモータシャフト２０に固定される。第１軸受３１の外輪３１ｂは、第１モータハウジング１５に固定される。第２軸受３２の外輪３２ｂは、第２モータハウジング１６に固定される。
　図１に示すように、本実施形態に係る電磁ブレーキ付きモータ１においては、モータシャフト２０の軸方向の一方側から他方側（図１において左側から右側）に沿って、第２軸受３２、モータ１０、第１軸受３１、電磁ブレーキ４０、エンコーダ５０が、この順で並んで配置されている。第１軸受３１は、モータシャフト２０の軸方向において電磁ブレーキ４０よりモータ１０側に配置されている。
　第１モータハウジング１５とエンコーダ５０との間に、ブレーキハウジング４９が配置されている。電磁ブレーキ４０は、ブレーキハウジング４９の内部に設けられている。電磁ブレーキ４０は、アーマチュア４１と、端板４２と、アーマチュア４１と端板４２との間に配置される摩擦板（ブレーキロータ）４３と、ブレーキステータ４５と、を備える。ブレーキステータ４５は、ブレーキコア４６と、ブレーキコイル４７と、ばね４８と、を有する。
　アーマチュア４１及び端板４２はいずれも円環状の板材である。それぞれの中心に、モータシャフト２０のブレーキハウジング４９内への突出端部が貫通している。アーマチュア４１及び端板４２は、モータシャフト２０と同心状に配置されている。アーマチュア４１及び端板４２は、図示しない支持部材によってブレーキコア４６に支持されている。当該支持部材は、例えばブレーキコア４６に固定される軸方向（モータシャフト２０の軸線方向）に延在する複数のピンである。端板４２は、前記支持部材に固定されている。アーマチュア４１は、前記支持部材に軸方向に移動可能に支持されている。
　摩擦板４３は円環状の板材である。その内周部は、鍔状の連結部２１を介してモータシャフト２０に固定されている。摩擦板４３は、モータシャフト２０と同心状に配置されている。摩擦板４３は、モータシャフト２０と一体に回転する。摩擦板４３の両面における、少なくともアーマチュア４１及び端板４２に対向する部分に、ブレーキライニング等の摩擦を高める加工が施される。
　円筒状のブレーキコア４６にブレーキコイル４７が巻かれており、ブレーキコイル４７に通電して励磁させることにより、ブレーキステータ４５は電磁石として機能する。ブレーキステータ４５が有するばね４８は、例えばコイルばねであり、ブレーキコア４６に内蔵されている。ばね４８は、ブレーキコア４６のアーマチュア４１に対向する部分に配置されており、アーマチュア４１を摩擦板４３に向けて常に付勢している。
　ブレーキコイル４７に通電しない非通電時（非励磁時）においては、ばね４８によってアーマチュア４１が摩擦板４３に押し付けられることにより、摩擦板４３は、アーマチュア４１と端板４２との間に強く挟まれる。これにより、摩擦板４３とともにモータシャフト２０が制動され、ブレーキ作動の状態となる。
　一方、ブレーキコイル４７に通電する通電時（励磁時）においては、アーマチュア４１がばね４８の弾発力に抗してブレーキコア４６に吸引され、アーマチュア４１と摩擦板４３との間に隙間が発生する。これにより、摩擦板４３が解放されて、モータシャフト２０の回転が許容され、ブレーキ解除の状態となる。電磁ブレーキ４０は、モータ１０と連動する。すなわち、モータ１０の運転時にはブレーキコイル４７に通電されてブレーキ解除となり、モータシャフト２０が回転する。モータ１０の運転が停止すると、ブレーキコイル４７への通電が停止してブレーキ作動となり、モータシャフト２０が制動される。
　エンコーダ５０は、モータシャフト２０の回転位置及び回転速度等を検出する。エンコーダ５０は、モータシャフト２０と一体に回転するエンコーダシャフト５１の回転位置及び回転速度等を、実質的には検出する。エンコーダシャフト５１は、連結部６０を介してモータシャフト２０に連結されている。連結部６０は、エンコーダ５０とモータシャフト２０とを連結し、モータシャフト２０の回転をエンコーダシャフト５１に伝達する。本実施形態では、エンコーダシャフト５１はモータシャフト２０と同様の磁性体の材料で形成されている。
　本実施形態の連結部６０は、図２に示すように、第１継手６１と、第２継手６２と、オルダム６３と、を有するオルダム継手で、構成されている。第１継手６１は、モータシャフト２０におけるエンコーダシャフト５１に対向する端部に、接続されている。第２継手６２は、エンコーダシャフト５１におけるモータシャフト２０に対向する端部に接続されている。オルダム６３は、第１継手６１と第２継手６２とを連結する。連結部６０は、モータシャフト２０とエンコーダシャフト５１とを、偏心を吸収しつつ一体に回転可能に連結する。
　図２に示すように、本実施形態の連結部６０は、軸方向の位置が電磁ブレーキ４０のブレーキコア４６と重畳する位置にある。すなわち連結部６０は、ブレーキコア４６の内側に配置されている。本実施形態では、連結部６０は非磁性体の材料で形成されている。例えば第１継手６１及び第２継手６２は、ステンレス鋼やアルミニウム等で形成され、オルダム６３は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属または硬質の樹脂で形成されている。
　電磁ブレーキ４０においては、ブレーキコイル４７に通電するブレーキ作動時に、図２に示すように磁束Ｍがブレーキコア４６に流れる。一方、モータシャフト２０、エンコーダシャフト５１及び連結部６０のうち、電磁ブレーキ４０のブレーキコア４６に最も近接するのは連結部６０である。本実施形態では、連結部６０とブレーキコア４６との間の最短の距離Ｇは、磁束Ｍにおける磁束密度の最大値をＡテスラとするとき、Ａ×０．３ｍｍ以上離間するように設定される。具体的な距離Ｇとしては、例えば少なくとも１ｍｍ以上とされ、好ましくは５ｍｍ以上に設定される。その根拠は、以下のとおりである。
　実施形態において、ブレーキコア４６に流れる磁束がモータシャフト２０側にどれだけ漏れるかを確認するため、図３に示す簡易的な二次元の磁気回路を想定し、磁界を解析した。すなわち図３に示す磁気回路により、磁束密度が１．３の磁石７１から、電磁ブレーキ４０のブレーキコア４６を模した鉄７２に一定の磁束が流れるようにし、その磁束が、モータシャフト２０を想定した鉄７３にどの程度漏れるかを確認した。鉄７２及び鉄７３は、いずれも構造用鋼Ｓ４５Ｃとした。鉄７２と鉄７３との間の距離Ｇを変化させて、鉄７３において端縁７３ａから２ｍｍ奥まった測定ポイント７３ｂの磁束密度を測定するとともに、磁束線を調べた。
　図４は、鉄７２と鉄７３との間の距離（軸間距離）Ｇが２ｍｍの場合において、鉄７２に流れる磁束線の状態を示している。この場合、磁束の漏れはほとんどないことが確認された。図５は、図３に示す鉄７２と鉄７３との間の距離Ｇが０．２ｍｍの場合において、鉄７２に流れる磁束線の状態を示している。この場合は、鉄７３に磁束が流れており、漏れ磁束が生じていることが確認された。
　鉄７２と鉄７３との間の距離Ｇを、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍとしたそれぞれの場合における測定ポイント７２ｂでの漏れ磁束密度［Ｔ（テスラ）］の測定結果を、図６に示す。図６によれば、漏れ磁束密度は、距離Ｇが０．２ｍｍでは、磁石７１の磁束密度１．３Ｔに対して１０％の０．１３Ｔの漏れ磁束密度を示しているのに対し、距離Ｇを１ｍｍ確保することにより、漏れ磁束磁束は０．０３７Ｔまで低減できている。さらに、距離Ｇを５ｍｍとすると、漏れ磁束密度は０．００１Ｔまで小さくできる。したがって、図２に示す連結部６０とブレーキコア４６との間の距離Ｇは、１ｍｍ以上が必要であり、好ましくは５ｍｍ以上である。
　上述したように、本実施形態では、モータシャフト２０、エンコーダシャフト５１及び連結部６０において電磁ブレーキ４０のブレーキコア４６に最も近い連結部６０とブレーキコア４６との最短距離Ｇは、Ａ×０．３ｍｍ以上である。従って、モータシャフト２０とブレーキコア４６との間の距離、及びエンコーダシャフト５１とブレーキコア４６との間の距離のいずれも、Ａ×０．３ｍｍ以上離間している。
　以上説明した本実施形態に係る電磁ブレーキ付きモータ１によれば、第１軸受３１がモータシャフト２０の軸方向において電磁ブレーキ４０よりモータ１０側に配置され、電磁ブレーキ４０のブレーキコア４６に流れる磁束における磁束密度の最大値をＡテスラとするとき、電磁ブレーキ４０の磁束が流れる部分であるブレーキコア４６とモータシャフト２０とが、Ａ×０．３ｍｍ以上離間して配置される。
　これにより、モータシャフト２０が磁性体であっても、電磁ブレーキ４０のブレーキコア４６から第１軸受３１を介して磁束が流れにくい。また、モータシャフト２０の一部を非磁性体で構成せずとも、モータシャフト２０に磁束が流れにくい。従って、コストを抑制しつつ、モータシャフト２０への金属粉の付着を容易に抑制することができる。
　本実施形態に係る電磁ブレーキ付きモータ１において、エンコーダ５０は、エンコーダシャフト５１を介してモータシャフト２０に接続され、電磁ブレーキ４０の磁束が流れる部分であるブレーキコア４６とエンコーダシャフト５１とが、Ａ×０．３ｍｍ以上離間して配置される。Ａは、上述したように、ブレーキコア４６に流れる磁束Ｍにおける磁束密度の最大値である。
　これにより、エンコーダシャフト５１を非磁性体で構成せずとも、エンコーダシャフト５１に磁束が流れにくくなり、その結果、コストを抑制しつつ、エンコーダシャフト５１への金属粉の付着を容易に抑制することができる。
　本実施形態に係る電磁ブレーキ付きモータ１は、エンコーダシャフト５１とモータシャフト２０とは連結部６０を介して連結され、電磁ブレーキ４０の磁束が流れる部分であるブレーキコア４６と連結部６０とが、Ａ×０．３ｍｍ以上離間して配置される。Ａは、上述したように、ブレーキコア４６に流れる磁束Ｍにおける磁束密度の最大値である。
　これにより、連結部６０に磁束が流れにくくなり、その結果、コストを抑制しつつ、連結部６０への金属粉の付着を容易に抑制することができる。本実施形態では、連結部６０は非磁性材料で構成されているため、連結部６０に磁束はより流れにくくなっている。その結果、連結部６０への金属粉の付着を、より効果的に抑制することができる。
　本開示は、上記各実施形態に制限されることはなく、適宜変更が可能である。
　例えば、上記実施形態では、モータシャフト２０、エンコーダシャフト５１及び連結部６０のうち、連結部６０がブレーキコア４６に最も近接しているが、これに制限されない。モータシャフト２０またはエンコーダシャフト５１がブレーキコア４６に最も近接している構成であってよい。また、モータシャフト２０をエンコーダ５０まで延設し、エンコーダ５０がモータシャフト２０の回転を直接検知する構成であってよい。
　１　電磁ブレーキ付きモータ
　１０　モータ
　２０　モータシャフト
　３１　第１軸受（軸受）
　４０　電磁ブレーキ
　５０　エンコーダ
　５１　エンコーダシャフト
　６０　連結部

Claims (4)

  1. 　モータと、
    　前記モータによって回転するモータシャフトと、
    　前記モータシャフトを回転可能に支持する軸受と、
    　前記モータの回転を制動する電磁ブレーキと、
    　前記モータの回転角度を計測するエンコーダと、を有する電磁ブレーキ付きモータであって、
    　前記軸受は、前記モータシャフトの軸方向において前記電磁ブレーキより前記モータ側に配置され、
    　前記電磁ブレーキに流れる磁束における磁束密度の最大値をＡテスラとするとき、前記電磁ブレーキの磁束が流れる部分と前記モータシャフトとが、Ａ×０．３ｍｍ以上離間して配置される、電磁ブレーキ付きモータ。
  2. 　前記エンコーダは、エンコーダシャフトを介して前記モータシャフトに接続され、
    　前記電磁ブレーキの磁束が流れる部分と前記エンコーダシャフトとが、Ａ×０．３ｍｍ以上離間して配置される、請求項１に記載の電磁ブレーキ付きモータ。
  3. 　前記エンコーダシャフトと前記モータシャフトとは連結部を介して連結され、
    　前記電磁ブレーキの磁束が流れる部分と前記連結部とが、Ａ×０．３ｍｍ以上離間して配置される、請求項２に記載の電磁ブレーキ付きモータ。
  4. 　前記連結部は非磁性材料で構成される、請求項３に記載の電磁ブレーキ付きモータ。
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