JP2018057080A - ブレーキ付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータケースの外側に取り付けたエンコーダ本体を水滴などから保護することができるブレーキ付きモータを提供すること。【解決手段】ブレーキ付きモータ１はモータ部９と電磁ブレーキ１０を収容するモータケース５と、モータ部９のロータ７と一体に回転する回転軸６と、回転軸６の回転を検出するエンコーダ３を有する。モータケース５は電磁ブレーキ１０に反出力側Ｌ２から対向する反出力側端壁部１５を備える。エンコーダ３は、回転軸６の反出力側Ｌ２の端部分に取り付けられた磁石３０と、磁気センサ３６を備えるエンコーダ本体３２と、エンコーダ本体３２を被うエンコーダケース３３を備える。エンコーダケース３３は反出力側端壁部１５との間にエンコーダ本体３２の収容空間３４を区画する。反出力側端壁部１５とエンコーダケース３３との間には弾性シール部材５３が介在して前記収容空間３４を封止する。【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸の軸線方向に沿ってステータ、電磁ブレーキおよび磁気式エンコーダが配置されたブレーキ付きモータに関する。

停止時に回転軸が負荷とともに回転するのを防止することを目的に電磁ブレーキを備えるブレーキ付きモータは特許文献１に記載されている。同文献のブレーキ付きモータは、ロータと、ロータを外周側から囲むステータと、電磁ブレーキと、ロータ、ステータおよび電磁ブレーキを収容するモータケースと、ロータと一体に回転し出力側の端部分をおよび反出力側の端部分をモータケースから外部に突出させている回転軸と、回転軸の回転を検出するエンコーダを有する。

電磁ブレーキはステータの反出力側に位置して回転軸を制動する。モータケースは、電磁ブレーキに反出力側から対向し、回転軸の反出力側の端部分が貫通する開口部を有する端壁部を備える。エンコーダは、回転軸に固定された磁石と、磁石の磁界を検出する磁気センサを備えるエンコーダ本体と、エンコーダ本体を被うエンコーダケースとを備える。エンコーダ本体は、端壁部に反出力側から固定されている。エンコーダケースは、端壁部に反出力側から固定されて、端壁部とエンコーダケースとの間にエンコーダ本体を収容する収容空間を区画する。

特開２０１３−２２９９７３号公報

磁気センサを備える基板などに水滴などが付着すると、エンコーダに誤動作が発生する場合がある。従って、ブレーキ付きモータを設置する設置環境によっては、モータケースの外側に取り付けたエンコーダ本体に外部からの水滴などが付着しないように保護する必要がある。

以上の点に鑑みて、本発明の課題は、モータケースの外側に取り付けたエンコーダ本体を水滴などから保護することができるブレーキ付きモータを提供することにある。

上記課題を解消するため、本発明に係るブレーキ付きモータは、ロータと、前記ロータを外周側から囲むステータと、電磁ブレーキと、前記ロータ、前記ステータおよび前記電磁ブレーキを収容するモータケースと、前記ロータと一体に回転し出力側の端部分および反出力側の端部分を前記モータケースの外側に露出させている回転軸と、前記回転軸の回転を検出するエンコーダと、を有し、前記電磁ブレーキは、前記ステータの反出力側に位置して前記回転軸を制動し、前記モータケースは、前記電磁ブレーキに反出力側から対向する端壁部を備え、前記端壁部は前記回転軸の反出力側の端部分が貫通する貫通穴を備え、前記エンコーダは、前記回転軸の反出力側の端部分に取り付けられた磁石と、磁気センサを備えるエンコーダ本体と、前記エンコーダ本体を被うエンコーダケースと、を備え、前記エンコーダ本体は、前記端壁部に反出力側から取り付けらえており、前記エンコーダケースは、前記端壁部に反出力側から取り付けられて当該端壁部との間に前記エンコーダ本体を収容する収容空間を区画し、前記端壁部と前記エンコーダケースとの間には、弾性
シール部材が介在して前記収容空間を封止していることを特徴する。

本発明では、モータケースの端壁部とエンコーダのエンコーダケースによって、モータケースの反出力側の外側にエンコーダ本体が収容される収容空間が区画される。また、収容空間を区画する端壁部とエンコーダケースとの間には弾性シール部材が介在して、収容空間を封止する。これにより収容空間に外部から水滴などの液体が入り込むことを防止できるので、水滴の侵入に起因して、エンコーダに誤動作が発生することを防止できる。また、エンコーダはエンコーダ本体とエンコーダケースとが別体である。従って、エンコーダケースの取り付けにより端壁部とエンコーダケースとの間に介在する弾性シール部材が弾性変形している場合でも、エンコーダケースの取り付け時の応力がエンコーダの磁気検出素子に影響を与えることがない。よって、エンコーダにより回転軸の回転を精度よく検出できる。

本発明において、前記エンコーダケースは、当該エンコーダケースを反出力側から貫通して前記端壁部に達する有頭のケース固定用ねじにより固定されており、前記弾性シール部材は、軸線方向から見た場合に前記エンコーダ本体の外周側に位置し、径方向で前記エンコーダ本体と前記ケース固定用ねじとの間に位置する環状部を備えることが望ましい。このようにすれば、エンコーダケースを端壁部に固定する際に、ケース固定用ねじを端壁部に捩じ込むことにより、弾性シール部材を弾性変形させて、収容空間を封止できる。また、有頭のケース固定用ねじが弾性シール部材の環状部よりも外周側に位置するので、エンコーダケースにケース固定用ねじが貫通する固定穴を設け、端壁部にケース固定用ねじが捻じ込まれるケース固定用ネジ穴を設けた場合でも、これらの固定穴やネジ穴の形成に起因して、収容空間の液密状態が崩れることはない。

本発明において、前記弾性シール部材は、前記環状部の周方向の一部分から外周側に突出する突出部を備え、前記端壁部は、軸線方向から見た場合に、前記環状部および前記突出部と重なる位置に前記電磁ブレーキを固定するための固定穴を備え、前記電磁ブレーキは、反出力側から前記固定穴を貫通して当該電磁ブレーキに達する有頭のブレーキ固定用ねじにより前記端壁部に固定され、前記固定穴は、反出力側から出力側に向かって、前記ブレーキ固定用ねじの頭部が挿入される大径穴部分と、前記ブレーキ固定用ねじの軸部が貫通する小径穴部分とを備え、前記環状部および前記突出部は、前記端壁部と前記エンコーダケースとの間に挟まれて前記大径穴部分を反出力側から被うことが望ましい。このようにすれば、電磁ブレーキを端壁部に固定するブレーキ固定用ねじに起因して、端壁部とエンコーダケースとの間の封止状態が崩れることはない。また、電磁ブレーキを端壁部に固定するブレーキ固定用ねじを貫通させる固定穴に起因して、水滴などがモータケース内に侵入することを防止できる。さらに、弾性シール部材が環状部から外周側に突出する突出部を備えるので、電磁ブレーキを固定するブレーキ固定用ねじの位置を、外周側に位置させることができる。従って、端壁部の外周縁部分の狭い領域を利用して、電磁ブレーキとエンコーダケースとをモータケースの端壁部に固定できる。

本発明において、前記モータケースは、前記電磁ブレーキの外周側に位置する側壁部を、備え、前記側壁部は、前記電磁ブレーキの給電線を外部に引き出すための引出部を備え、前記端壁部は、前記電磁ブレーキに対向する対向面部に当該電磁ブレーキに当接する当接部と、前記当接部よりも反出力側に窪む凹部と、を備え、前記給電線は、前記電磁ブレーキから反出力側に引き出されており、前記凹部内を引き回されて前記引出部に達することが望ましい。このようにすれば、モータケースの側壁部の内周面と電磁ブレーキの外周面との間に隙間を設ける必要がないので、当該隙間がない分だけ、電磁ブレーキを径方向で大きくすることができる。ここで、電磁ブレーキを径方向に大きくすれば、電磁ブレーキによる制動力を向上させることができる。また、電磁ブレーキを径方向に大きくすることにより電磁ブレーキによる制動力を向上させることができるので、電磁ブレーキを回転
軸の軸線方向で短縮した場合でも、電磁ブレーキにより必要な制動力を得ることが容易となる。

本発明において、前記凹部内には、当該凹部の底面から出力側に突出する段部が設けられており、前記段部は、軸線回りを外周側に向く円弧の外周面を備え、前記給電線は、前記凹部内を前記段部の外周面に沿って案内され、前記端壁部における前記段部の前記軸線方向の厚さは、前記端壁部における前記凹部の前記軸線方向における厚さよりも厚く、前記端壁部は、前記軸線方向から見た場合に前記段部と重なる位置にねじ穴を備え、前記エンコーダ本体は、当該エンコーダ本体を前記軸線方向に貫通して前記ねじ穴に捩じ込まれたエンコーダ本体固定用ねじにより当該端壁部に固定されていることが望ましい。このようにすれば、端壁部の対向面部の凹部内で電磁ブレーキの給電線をガイドする段部の厚みを利用して、エンコーダ本体をねじにより端壁部に固定できる。

本発明において、前記ステータよりも反出力側に位置して前記回転軸を回転可能に支持するベアリング軸受を有し、前記電磁ブレーキは、前記回転軸が貫通する中心穴を備える環状のヨークと、前記中心穴を囲んで前記ヨークに環状に巻回されたコイルと、を有するソレノイドを備え、前記ヨークは、反出力側の端面における前記中心穴の開口縁部分が前記出力側に窪む環状凹部となっており、前記端壁部は、前記貫通穴の内周面で前記ベアリング軸受の外輪を支持し、前記端壁部の前記対向面部は、前記貫通穴の開口縁に前記当接部よりも前記出力側に突出する環状突部を備え、前記環状突部は、前記出力側の端部分に内周側に突出して前記ベアリング軸受の外輪に前記出力側から当接する外輪当接部を備え、前記環状突部が前記環状凹部に挿入されて前記当接部が前記ヨークの反出力側の端面に当接し、前記外輪当接部が前記環状凹部内に位置するものとすることができる。このようにすれば、回転軸を支持するベアリング軸受をモータケースの端壁部によって保持する際に、ベアリング軸受の外輪の出力側への移動を規制する外輪当接部を、軸線と直交する方向から見た場合に、電磁ブレーキと重なる位置に配置できる。従って、かかる当接部が電磁ブレーキよりも反出力側に位置する場合と比較して、軸線方向におけるベアリング軸受の位置をステータおよび電磁ブレーキに近接させることができる。よって、ブレーキ付きモータを軸線方向で小型化することが容易となる。

本発明によれば、モータケースの端壁部とエンコーダケースとの間に弾性シール部材が介在して端壁部とエンコーダケースとの間に形成されるエンコーダ本体の収容空間が封止される。従って、モータケースの外側にエンコーダを取り付ける場合でも、磁気センサを備えるエンコーダ本体を水滴などから保護できる。また、エンコーダはエンコーダ本体とエンコーダケースとが別体である。従って、エンコーダケースの取り付けにより端壁部とエンコーダケースとの間に介在する弾性シール部材が弾性変形している場合でも、エンコーダケースの取り付け時の応力がエンコーダの磁気検出素子に影響を与えることがない。よって、エンコーダにより回転軸の回転を精度よく検出できる。

本発明を適用したブレーキ付きモータの外観斜視図である。 は図１のブレーキ付きモータの断面図である。 エンコーダ本体を露出させたブレーキ付きモータの分解斜視図である。 ブレーキ付きモータ本体を反出力側から見た場合の斜視図である。 電磁ブレーキのヨークを反出力側から見た場合の斜視図である。 第２ケースを出力側から見た場合の斜視図および平面図である。 第２ケースと軸受固定プレートを反出側から見た場合の斜視図である。

図面を参照して、本発明を適用したブレーキ付きモータの一例を説明する。なお、以下の説明では、モータ付きブレーキの出力側をＬ１とし、反出力側をＬ２とする。

（全体構成）
図１は本発明を適用したブレーキ付きモータの外観斜視図である。図２は図１のブレーキ付きモータの断面図である。図３はエンコーダ本体を露出させたブレーキ付きモータの分解斜視図である。図４はブレーキ付きモータ本体を反出力側から見た場合の斜視図である。

図１および図２に示すように、本形態のブレーキ付きモータ１はブレーキ付きモータ本体２とブレーキ付きモータ本体２の反出力側Ｌ２に固定されたエンコーダ３とを有する。ブレーキ付きモータ本体２は直方体形状のモータケース５と、モータケース５の出力側Ｌ１の端面から前方に突出する回転軸６とを備える。モータケース５の内部にはモータ部９と電磁ブレーキ１０とが収容されている。モータ部９はロータ７およびステータ８を備える。回転軸６はロータ７と一体に回転する。電磁ブレーキ１０はモータ部９の反出力側Ｌ２に位置して回転軸６を制動する。

図２に示すように、モータケース５は、モータ部９および電磁ブレーキ１０の外周側に位置する側壁部１３と、モータ部９に出力側Ｌ１から対向する出力側端壁部１４と、電磁ブレーキ１０に反出力側Ｌ２から対向する反出力側端壁部１５（端壁部）とを備える。出力側端壁部１４は回転軸６を貫通させる出力側貫通穴１６を備える。反出力側端壁部１５は回転軸６を貫通させる反出力側貫通穴１７を備える。図４に示すように、回転軸６は反出力側貫通穴１７を介してモータケース５の外側に露出している。

側壁部１３には、モータ部９からのリード線（不図示）を外部に引き出す第１引出部２０と、電磁ブレーキ１０からのリード線２１を外部に引き出すための第２引出部２２（引出部）が設けられている。第１引出部２０と第２引出部２２は軸線Ｌ方向から見た場合に重なる位置にある。モータケース５は、側壁部１３においてモータ部９の周りを囲む側壁部分を備える筒状の第１ケース２５と、側壁部１３において電磁ブレーキ１０の周りを囲む側壁部分１３ａと反出力側端壁部１５とを備える第２ケース２６と、出力側端壁部１４を備える第３ケース２７とを備える。第１引出部２０は第１ケース２５に設けられ、第２引出部２２は第２ケース２６に設けられる。エンコーダ３は第２ケース２６に取り付けられている。

エンコーダ３は、図２、図４に示すように、回転軸６の反出力側Ｌ２の端部分にマグネットホルダ３１を介して取り付けられた磁石３０と、図２、図３に示すように、モータケース５の反出力側端壁部１５に反出力側Ｌ２から取り付けられたエンコーダ本体３２と、反出力側端壁部１５に反出力側Ｌ２から取り付けられたエンコーダケース３３とを備える。エンコーダケース３３は、モータケース５の反出力側端壁部１５との間にエンコーダ本体３２を収容する収容空間３４を区画する。

図４に示すように、マグネットホルダ３１は、回転軸６の端部分の外周面にボルトで固定された筒部３１ａと、筒部３１ａの反出力側Ｌ２で拡径する拡径部３１ｂとを有する。拡径部３１ｂの反出力側Ｌ２の面には、Ｎ極とＳ極とが１極ずつ着磁された磁石３０が固定されている。マグネットホルダ３１は鉄系金属等の磁性材料からなる。

図２および図３に示すように、エンコーダ本体３２はＭＲ素子等の磁気センサ３６を備えるセンサ基板３７と、樹脂等の非磁性材料からなる基板ホルダ３８と、キャップ型のシールド３９とを備える。基板ホルダ３８はマグネットホルダ３１の周りを囲むホルダ筒部３８ａと、ホルダ筒部３８ａの出力側Ｌ１の端縁から外周側に広がるホルダフランジ部３
８ｂとを備える。ホルダ筒部３８ａの反出力側Ｌ２の端部には、磁気センサ３６が出力側を向くようにしてセンサ基板３７が固定される。基板ホルダ３８は反出力側Ｌ２からホルダフランジ部３８ｂを貫通する有頭のエンコーダ本体固定用ねじ４０によって反出力側端壁部１５に固定される。基板ホルダ３８が反出力側端壁部１５に固定されると、磁気センサ３６は磁石３０と対向する。シールド３９は、エンコーダケース３３に固定されて、センサ基板３７を外周側および反出力側Ｌ２から被う。

エンコーダケース３３は樹脂等の非磁性材料からなる。図３に示すように、エンコーダケース３３は反出力側Ｌ２の端を規定する円形の底板部４３と、底板部４３の外周縁から出力側Ｌ１に延びる環状板部４４と、環状板部４４の出力側Ｌ１の端縁から外周側に一定幅で広がるフランジ部４５を備える。環状板部４４の周方向の一部分には、エンコーダ本体３２からのリード線４６を外部のリード線と接続するためのコネクタ部４７を被う保護部４４ａが設けられている。エンコーダケース３３は、フランジ部４５に形成されたケース固定用穴４９を反出力側Ｌ２から貫通する４本の有頭のケース固定用ねじ４８によって反出力側端壁部１５に固定される。

ここで、エンコーダケース３３と反出力側端壁部１５との間には環状の弾性シール部材５３が介在して収容空間３４を封止する。弾性シール部材５３は反出力側端壁部１５とフランジ部４５との間で弾性変形している。弾性シール部材５３は、外部から収容空間３４に水滴などの液体が侵入することを防止する。なお、エンコーダ本体３２が取り付けられる第２ケース２６にはアルミニウム等の非磁性材料が用いられている。従って、電磁ブレーキ１０やモータ部９からの磁束が第２ケース２６を介してエンコーダ３の側に漏れてくるのを防止できる。

このように構成したエンコーダ３では、回転軸６の回転に伴って磁石３０が回転すると、かかる回転に伴う磁界変化を磁気センサ３６が検出する。磁気センサ３６での検出結果はリード線４６を介して出力され、コネクタ部４７を介してエンコーダケース３３の外部に取り出される。また、エンコーダ３では、マグネットホルダ３１がねじ等によって回転軸６に取り付けられており、エンコーダ本体３２およびエンコーダケース３３がそれぞれねじ（エンコーダ本体固定用ねじ４０、ケース固定用ねじ４８）によりモータケース５に固定されている。すなわち、エンコーダ３はブレーキ付きモータ本体２に対して着脱可能に固定されている。

（モータ部）
図２に示すように、ロータ７は回転軸６の周りに固着されたロータマグネット６４を備える。ステータ８は、筒状であり、ロータ７を外周側から囲む。ステータ８は第１ケース２５により外周側から囲まれている。第１ケース２５は鉄系金属等の磁性材料からなる。回転軸６において、ロータマグネット６４が固定されている部分は、最も外径が大の大径部６ａである。回転軸６は、大径部６ａから出力側Ｌ１に向かって、大径部６ａより外径が小さい中径部６ｂ、および中径部６ｂより外径が小さい小径部６ｃを順に備える。また、回転軸６は、大径部６ａから反出力側Ｌ２に向かって、大径部６ａより外径が小さい中径部６ｄ、中径部６ｄより外径が小さい小径部６ｅ、および小径部６ｅより外径が小さい軸端部６ｆを順に備える。

ステータ８は、積層コアからなるステータコア６６と、ステータコア６６の複数の突極の各々にインシュレータ６７を介して巻回されたコイル６８とを有する。ステータコア６６は第１ケース２５の内側に焼嵌め等の方法により固定されている。ステータ８の反出力側Ｌ２の端部にはコイル６８に給電するためのモータ基板（不図示）がインシュレータ６７に支持されている。モータ基板には給電線などを含むリード線（不図示）が接続されており、リード線は第１引出部２０を介してモータケース５の外部に引き出される。

第３ケース２７は出力側端壁部１４を構成する板状部材である。第３ケース２７は中央に出力側貫通穴１６を備える。第３ケース２７は、アルミニウムダイカスト等からなり、第１ケース２５の出力側Ｌ１の端部に溶接等により固定されている。第３ケース２７（出力側端壁部１４）における出力側貫通穴１６の反出力側Ｌ２には、反出力側Ｌ２に向く環状の段部７１が設けられている。この段部７１には、回転軸６の出力側Ｌ１の部分を回転可能に支持するベアリング軸受７２の外輪７２ａが保持されている。外輪７２ａは段部７１によって径方向および軸線Ｌ方向に位置決めされている。ベアリング軸受７２の内輪７２ｂは回転軸６に固定されている。より詳細には、ベアリング軸受７２の内輪７２ｂは、回転軸６の外周面において、大径部６ａと中径部６ｂとの間で出力側Ｌ１に向く段部で位置決めされた状態で、回転軸６に圧入や接着により固定されている。ベアリング軸受７２と第３ケース２７との間には与圧バネ７３が配置されている。

（電磁ブレーキ）
図５は電磁ブレーキ１０のヨークを反出力側Ｌ２から見た場合の斜視図である。電磁ブレーキ１０は、図２に示すように、回転軸６と一体に回転する円環状の摩擦板７５と、摩擦板７５に反出力側Ｌ２で対向する円環状のアーマチュア７６と、摩擦板７５に出力側Ｌ１で対向する円環状のブレーキプレート７７と、アーマチュア７６の反出力側Ｌ２で回転軸６の周りに配置された円筒状のソレノイド７８とを備える。ソレノイド７８は、回転軸６が貫通する中心穴７９を備える環状のヨーク８０と、中心穴７９を囲んでヨーク８０に環状に巻回されたコイル８１とを備える。図５に示すように、ヨーク８０は、反出力側Ｌ２の端面８０ａにおける中心穴７９の開口縁部分が出力側Ｌ１に窪む環状凹部８２となっている。環状凹部８２は、軸線Ｌ方向から見た場合の輪郭形状が円形である。電磁ブレーキ１０からは反出力側Ｌ２にリード線２１が引き出されている。換言すれば、リード線２１は、軸線Ｌ方向から見た場合にヨーク８０と重なる位置から引き出される。リード線２１にはコイル８１への給電を行う給電線が含まれる。ヨーク８０の反出力側Ｌ２の端面８０ａの外周縁部分には、３つのヨークねじ穴８３が等角度間隔に設けられている。

ここで、電磁ブレーキ１０には、アーマチュア７６を摩擦板７５に向けて付勢するコイルバネからなるトルク・スプリング（図示せず）が内蔵されている。従って、ソレノイド７８のコイル８１に通電しない非通電時（非励磁時）においては、トルク・スプリングによって摩擦板７５がアーマチュア７６とブレーキプレート７７との間に挟まれる結果、その摩擦力によって回転軸６に負荷が印加される。これにより、回転軸６の回転が規制される。これに対して、ソレノイド７８のコイル８１に通電した通電時（励磁時）においては、アーマチュア７６がトルク・スプリングに抗してソレノイド７８に吸引される結果、アーマチュア７６と摩擦板７５との間に隙間が発生し、摩擦板７５はフリーになる。それ故、回転軸６は軸線Ｌ回りに回転可能となる。

（第２ケース）
図６（ａ）は第２ケース２６を出力側Ｌ１から見た場合の斜視図であり、図６（ｂ）は第２ケース２６を出力側Ｌ１から見た場合の平面図である。図７は第２ケース２６および軸受固定プレート１０５を反出力側Ｌ２から見た場合の分解斜視図である。図６に示すように、第２ケース２６は、電磁ブレーキ１０を外周側から被う側壁部分１３ａ（モータケース５の側壁部１３の反出力側Ｌ２の端部分）と反出力側端壁部１５とを備える。側壁部分１３ａは第２引出部２２を備える。反出力側端壁部１５はその中央部分に反出力側貫通穴１７を備える。

反出力側端壁部１５において電磁ブレーキ１０に対向する対向面部１５ａは、反出力側貫通穴１７の開口縁から出力側Ｌ１に突出する環状突部８８を備える。環状突部８８を軸線Ｌ方向から見た場合の輪郭形状は、電磁ブレーキ１０のヨーク８０に設けられた環状凹
部８２の輪郭形状に対応する円形である。また、対向面部１５ａは、電磁ブレーキ１０に当接する３つの当接部８９を備える。ここで、環状突部８８は当接部８９よりも出力側Ｌ１に突出しており、３つの当接部８９は環状突部８８の外周面から外周側に向かって放射状に延びる。３つの当接部８９は軸線Ｌ回りの等角度間隔に設けられている。

また、対向面部１５ａは３つの凹部９０を備える。各凹部９０は、円弧形状であり、周方向で隣りあう２つの当接部８９の間に位置する。凹部９０内には当該凹部９０の底面から出力側Ｌ１に突出する段部９１が設けられている。各段部９１は、凹部９０内において軸線Ｌ回りを外周側に向く円弧の外周面９１ａを備える。３つの凹部９０のうち一つの凹部９０は第２引出部２２に連通する開口部９２を備える。

環状突部８８は、図２に示すように、出力側Ｌ１の端部分に内周側に突出する環状突起８８ａ（外輪当接部）を備える。ここで、反出力側貫通穴１７には、回転軸６の反出力側Ｌ２の部分を回転可能に支持するベアリング軸受８６が反出力側Ｌ２から挿入されている。反出力側貫通穴１７の内周面および環状突部８８の内周面はベアリング軸受８６の外輪８６ａを外周側から支持する。また、環状突起８８ａは、ベアリング軸受８６の外輪８６ａに出力側Ｌ１から当接して外輪８６ａを軸線Ｌ方向で位置決めするとともに、外輪８６ａが出力側Ｌ１に移動することを規制する。

ベアリング軸受８６の内輪８６ｂは回転軸６に固定されている。より詳細には、ベアリング軸受８６の内輪８６ｂは、回転軸６の外周面において、中径部６ｄと小径部６ｅの間で反出力側Ｌ２に向く段部で位置決めされた状態で、回転軸６に圧入や接着により固定されている。

第２ケース２６は、環状突部８８が電磁ブレーキ１０のヨーク８０の反出力側Ｌ２の端面８０ａに設けられた環状凹部８２に挿入され、当接部８９がヨーク８０の端面８０ａに当接した状態とされる。環状突部８８が環状凹部８２に挿入された状態では、電磁ブレーキ１０が反出力側端壁部１５に対して軸線Ｌ回りに回転可能に嵌合する。

環状突部８８を環状凹部８２に挿入する際には、当接部８９電磁ブレーキ１０から反出力側Ｌ２に引き出されたリード線２１（図５参照）は、対向面部１５ａにおいて開口部９２が設けられた凹部９０内を引き回され、開口部９２および第２引出部２２を介してモータケース５の外側に引き出される。リード線２１が凹部９０内を引き回される際には、リード線２１は段部９１の外周面９１ａにより凹部９０内を案内される。従って、リード線２１は、図６に点線で示すように、凹部９０内を円弧状に引き回される。

ここで、環状突部８８が環状凹部８２に挿入された状態では、電磁ブレーキ１０は反出力側端壁部１５に対して軸線Ｌ回りに回転可能である。従って、電磁ブレーキ１０のリード線２１をモータケース５の第２引出部２２から外部に引き出した後に延長用リード線（不図示）などと接続する際には、電磁ブレーキ１０を軸線Ｌ回りに回転させて電磁ブレーキ１０におけるリード線２１の引出位置２１ａとモータケース５の第２引出部２２（開口部９２）とを近い位置に配置した状態として、リード線２１をモータケース５の外部に長く引き出して接続を行うことができる。また、リード線２１と延長用リード線とを接続した後には、電磁ブレーキ１０を軸線Ｌ回りの反対方向に回転させて電磁ブレーキ１０におけるリード線２１の引出位置２１ａとモータケース５の第２引出部２２とを離間させて、リード線２１をモータケース５内（凹部９０内）に引き込むことができる。

次に、図７に示すように、反出力側端壁部１５において反出力側Ｌ２を向く端面部１５ｂは、外周縁部分の周方向の３か所にエンコーダケース３３が当接するエンコーダケース当接部９５を備える。各エンコーダケース当接部９５は、円弧形状であり、第２ケース２
６の外周縁部分に沿って一定幅で延びる。３つのエンコーダケース当接部９５は軸線Ｌ回りの等角度間隔に設けられている。各エンコーダケース当接部９５には、エンコーダケース３３を固定するためのケース固定用ネジ穴９６（ねじ穴）が設けられている。

エンコーダケース当接部９５の内周側には、エンコーダケース当接部９５から出力側Ｌ１に窪む一定幅の円環状段部９７が設けられている。また、周方向で３つのエンコーダケース当接部９５の間に位置する部分には、出力側Ｌ１に窪む矩形段部９８が設けられている。円環状段部９７において反出力側Ｌ２を向く円環状段部端面９７ａと矩形段部９８において反出力側Ｌ２を向く矩形段部端面９８ａとは同一平面上に位置して段差なく連続している。円環状段部端面９７ａおよび矩形段部端面９８ａは、弾性シール部材５３を載置するシール部材載置面９９を構成する。

シール部材載置面９９における円環状段部端面９７ａと矩形段部９８との境界部分には、第２ケース２６に電磁ブレーキ１０を固定するためのブレーキ固定用穴１０１（固定穴）が設けられている。電磁ブレーキ１０は、ブレーキ固定用穴１０１を反出力側Ｌ２から貫通して、電磁ブレーキ１０のヨークねじ穴８３（図５参照）に捩じ込まれる有頭のブレーキ固定用ねじ１０２により、第２ケース２６に固定される。ブレーキ固定用穴１０１は、反出力側Ｌ２から出力側Ｌ１に向かって、ブレーキ固定用ねじ１０２の頭部が挿入される大径穴部分１０１ａと、ブレーキ固定用ねじ１０２の軸部が貫通する小径穴部分１０１ｂとを備える。

円環状段部９７の内周側には出力側Ｌ１に窪む円形凹部１０３が設けられている。反出力側貫通穴１７は円形凹部１０３の底面の中心に設けられている。反出力側貫通穴１７には、ベアリング軸受８６の外輪８６ａが保持される。

円形凹部１０３の底面には、反出力側貫通穴１７の側から外周側に向かって切り欠いて設いた３つの切り欠き段部１０４が設けられている。３つの切り欠き段部１０４は、軸線Ｌ回りで等角度間隔に形成されている。ここで、３つの切り欠き段部１０４には、軸受固定プレート１０５（軸受固定部材）がネジにより固定される。軸受固定プレート１０５は、環状板部１０５ａと、環状板部１０５ａの周方向の３か所から外周側に突出する突出板部１０５ｂとを備える。軸受固定プレート１０５は各突出板部１０５ｂが各切り欠き段部１０４に挿入された状態で第２ケース２６に固定される。ここで、環状板部１０５ａは反出力側貫通穴１７の内周面よりも内周側に突出しており、反出力側貫通穴１７に保持されたベアリング軸受８６の外輪８６ａに反出力側Ｌ２から当接する。環状板部１０５ａはベアリング軸受８６の外輪８６ａが反出力側Ｌ２に移動することを規制する。

円形凹部１０３の底面には、エンコーダ本体３２を反出力側端壁部１５に固定するための３つのエンコーダ本体固定用ネジ穴１０７（第１ネジ穴）が設けられている。エンコーダ本体固定用ネジ穴１０７は軸線Ｌ回りを等角度間隔に形成されている。エンコーダ本体３２は、基板ホルダ３８のホルダフランジ部３８ｂを反出力側Ｌ２から貫通してエンコーダ本体固定用ネジ穴１０７に捩じ込まれるエンコーダ本体固定用ねじ４０により、反出力側端壁部１５に固定される。なお、エンコーダ本体固定用ネジ穴１０７の形成位置は、軸線Ｌ方向から見た場合に対向面部１５ａに設けられた段部９１と重なる位置である。ここで、図２に示すように、反出力側端壁部１５における段部９１の軸線Ｌ方向の厚さＨ１は、反出力側端壁部１５における凹部９０の軸線Ｌ方向の厚さＨ２よりも厚い。従って、エンコーダ本体３２は、出力側端壁部１４における段部９１の厚みを利用して、エンコーダ本体固定用ねじ４０により反出力側端壁部１５に固定されている。

弾性シール部材５３はシート状であり、一定厚さを備える。図３に示すように、弾性シール部材５３は、環状部５３ａと、環状部５３ａの周方向の３か所から外周側に突出する
突出部５３ｂを備える。環状部５３ａは、シール部材載置面９９を構成する円環状段部端面９７ａと対応する形状であり、突出部５３ｂは矩形段部端面９８ａと対応する形状である。弾性シール部材５３の厚みは、円環状段部９７および矩形段部９８の深さよりも僅かに厚い。弾性シール部材５３がシール部材載置面９９に載置されると、弾性シール部材５３はブレーキ固定用穴１０１を反出力側Ｌ２から被う。

ここで、エンコーダケース３３は、図２に示すように、そのフランジ部４５がエンコーダケース当接部９５に当接する姿勢で、モータケース５の反出力側端壁部１５に固定される。より詳細には、エンコーダケース３３は、そのフランジ部４５に形成されたケース固定用穴４９を反出力側Ｌ２から貫通して、エンコーダケース当接部９５のケース固定用ネジ穴９６に捩じ込まれるケース固定用ねじ４８によって、反出力側端壁部１５に固定される。ここで、エンコーダケース３３が反出力側端壁部１５に固定された状態では、反出力側端壁部１５とフランジ部４５との間に弾性シール部材５３（環状部５３ａおよび突出部５３ｂ）が挟まれた状態となる。また、弾性シール部材５３は、反出力側端壁部１５とフランジ部４５との間で弾性圧縮されて、反出力側端壁部１５とエンコーダケース３３によって区画される収容空間３４に水滴などの液体が侵入しないように封止する。

（作用効果）
本例によれば、電磁ブレーキ１０のリード線２１は、電磁ブレーキ１０から反出力側Ｌ２に引き出されている。また、電磁ブレーキ１０から反出力側Ｌ２に引き出されたリード線２１は、モータケース５の反出力側端壁部１５に設けられた凹部９０内を引き回されて、モータケース５の側壁部１３に設けられた第２引出部２２から外部に引き出される。これにより、モータケース５の側壁部１３の内周面と電磁ブレーキ１０の外周面との間に隙間を設ける必要がないので、当該隙間がない分だけ、電磁ブレーキ１０を径方向で大きくすることができる。ここで、電磁ブレーキ１０を径方向に大きくすれば、ソレノイド７８の径を大きくできるので、電磁ブレーキ１０による制動力を向上させることが容易となる。また、電磁ブレーキ１０を径方向に大きくすることにより電磁ブレーキ１０による制動力を向上させることができるので、電磁ブレーキ１０を回転軸６の軸線Ｌ方向で短縮した場合でも、電磁ブレーキ１０により必要な制動力を得ることが容易となる。

また、本例では、ベアリング軸受８６の外輪８６ａの出力側Ｌ１への移動を規制する環状突起８８ａ（外輪当接部）を、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に、電磁ブレーキ１０と重なる位置に配置している。従って、環状突起８８ａが電磁ブレーキ１０よりも反出力側Ｌ２に位置する場合と比較して、軸線Ｌ方向におけるベアリング軸受８６の位置をステータ８および電磁ブレーキ１０に近接させることができる。よって、ブレーキ付きモータを軸線Ｌ方向で小型化することが容易となる。

また、本例では、反出力側端壁部１５に反出力側Ｌ２から取り付けられた軸受固定プレート１０５がベアリングの外輪８６ａに反出力側Ｌ２から当接する。従って、ベアリング軸受８６の外輪８６ａは、出力側Ｌ１への移動が環状突起８８ａ（外輪当接部）により規制され、反出力側Ｌ２への移動が軸受固定プレート１０５により規制される。よって、接着剤などを用いて固定する場合などと比較して、ベアリング軸受８６の外輪８６ａを軸線Ｌ方向で確実に固定できる。

さらに本例では、モータケース５の反出力側端壁部１５とエンコーダ３のエンコーダケース３３によって、モータケース５の反出力側Ｌ２の外側にエンコーダ本体３２が収容される収容空間３４が区画される。また、収容空間３４を区画する反出力側端壁部１５とエンコーダケース３３との間には弾性シール部材５３が介在して、外部から収容空間３４に液体が侵入しないように封止する。これにより収容空間３４に水滴などが入り込むことを防止できるので、水滴などに起因して、エンコーダ３に誤動作が発生することを防止でき
る。

ここで、本例では、エンコーダ３はエンコーダ本体３２とエンコーダケース３３とが別体である。従って、反出力側端壁部１５とエンコーダケース３３との間に介在する弾性シール部材５３が弾性変形している場合でも、弾性シール部材５３の変形はエンコーダケース３３の姿勢に影響を与えるだけであり、エンコーダ本体３２の姿勢に影響を及ぼすことがない。これにより、エンコーダケース３３の取り付け時の応力がエンコーダの磁気検出素子に影響を与えることがないので、エンコーダ３により回転軸６の回転を精度よく検出できる。

また、本例では、有頭のケース固定用ねじ４８が弾性シール部材５３の環状部５３ａよりも外周側に位置するので、エンコーダケース３３にケース固定用ねじ４８が貫通するケース固定用穴４９を設け、反出力側端壁部１５にケース固定用ねじ４８が捻じ込まれるケース固定用ネジ穴９６を設けた場合でも、これらのケース固定用穴４９やケース固定用ネジ穴９６の形成に起因して、収容空間３４に水滴などの液体が侵入することがない。

さらに、本例では、弾性シール部材５３は、反出力側端壁部１５とエンコーダケース３３のフランジ部４５との間に挟まれた状態で、ブレーキ固定用ねじ１０２の頭部が挿入されるブレーキ固定用穴１０１の大径穴部分１０１ａを反出力側Ｌ２から被う。従って、電磁ブレーキ１０を反出力側端壁部１５に固定するブレーキ固定用ねじ１０２、および、ブレーキ固定用ねじ１０２を貫通させるブレーキ固定用穴１０１に起因して、水滴などが、モータケース５内に侵入することもない。さらに、弾性シール部材５３が、環状部５３ａから外周側に突出する突出部５３ｂを備える分だけ、電磁ブレーキ１０を反出力側端壁部１５に固定するブレーキ固定用ねじ１０２の位置を外周側に配置できる。従って、反出力側端壁部１５の外周縁部分の狭い領域を利用して、電磁ブレーキ１０とエンコーダケース３３とをモータケース５に固定できる。

１…ブレーキ付きモータ、２…ブレーキ付きモータ本体、３…エンコーダ、５…モータケース、６…回転軸、６ａ…大径部、６ｂ…中径部、６ｃ…小径部、６ｄｂ…中径部、６ｅ…小径部、６ｆ…軸端部、７…ロータ、８…ステータ、９…モータ部、１０…電磁ブレーキ、１３…モータケースの側壁部、１３ａ…側壁部分、１４…出力側端壁部、１５…反出力側端壁部（端壁部）、１５ａ…対向面部、１５ｂ…端面部、１６…出力側貫通穴、１７…反出力側貫通穴、２０…第１引出部、２１…電磁ブレーキからのリード線、２１ａ…引出位置、２２…第２引出部（引出部）、２５…第１ケース、２６…第２ケース、２７…第３ケース、３０…磁石、３１…マグネットホルダ、３１ａ…筒部、３１ｂ…拡径部、３２…エンコーダ本体、３３…エンコーダケース、３４…収容空間、３６…磁気センサ、３７…センサ基板、３８ａ…ホルダ筒部、３８ｂ…ホルダフランジ部、３８…基板ホルダ、３９…シールド、４０…エンコーダ本体固定用ねじ、４３…底板部、４４…環状板部、４４ａ…保護部、４５…フランジ部、４６…エンコーダのリード線、４７…コネクタ部、４８…ケース固定用ねじ、４９…ケース固定用穴、５３…弾性シール部材、５３ａ…環状部、５３ｂ…突出部、６４…ロータマグネット、６６…ステータコア、６７…インシュレータ、６８…コイル、７１…段部、７２…ベアリング軸受、７２ａ…外輪、７２ｂ…内輪、７３…与圧バネ、７５…摩擦板、７６…アーマチュア、７７…ブレーキプレート、７８…ソレノイド、７９…中心穴、８０…ヨーク、８０ａ…ヨークの反出力側の端面、８１…コイル、８２…環状凹部、８３…ヨークねじ穴、８６…ベアリング軸受、８６ａ…外輪、８６ｂ…外輪、８８…環状突部、８８ａ…環状突起（外輪当接部）、８９…当接部、９０…凹部、９１…段部、９１ａ…外周面、９２…開口部、９５…エンコーダケース当接部、９６…ケース固定用ネジ穴（ねじ穴）、９７…円環状段部、９７ａ…円環状段部端面、９８…矩形段部、９８ａ…矩形段部端面、９９…シール部材載置面、１０１…ブレーキ固定用穴
（固定穴）、１０１ａ…大径穴部分、１０１ｂ…小径穴部分、１０３…円形凹部、１０４…段部、１０５…軸受固定プレート、１０５ａ…環状板部、１０５ｂ…突出板部、１０７…エンコーダ本体固定用ネジ穴（第１ねじ穴）、Ｈ１…反出力側端壁部における段部の厚さ、Ｈ２…反出力側端壁部における凹部の厚さ、Ｌ…軸線、Ｌ１…出力側、Ｌ２…反出力側

Claims (6)

1. ロータと、
   前記ロータを外周側から囲むステータと、
   電磁ブレーキと、
   前記ロータ、前記ステータおよび前記電磁ブレーキを収容するモータケースと、
   前記ロータと一体に回転し出力側の端部分および反出力側の端部分を前記モータケースの外側に露出させている回転軸と、
   前記回転軸の回転を検出するエンコーダと、を有し、
   前記電磁ブレーキは、前記ステータの反出力側に位置して前記回転軸を制動し、
   前記モータケースは、前記電磁ブレーキに反出力側から対向する端壁部を備え、
   前記端壁部は前記回転軸の反出力側の端部分が貫通する貫通穴を備え、
   前記エンコーダは、前記回転軸の反出力側の端部分に取り付けられた磁石と、磁気センサを備えるエンコーダ本体と、前記エンコーダ本体を被うエンコーダケースと、を備え、
   前記エンコーダ本体は、前記端壁部に反出力側から取り付けらえており、
   前記エンコーダケースは、前記端壁部に反出力側から取り付けられて当該端壁部との間に前記エンコーダ本体を収容する収容空間を区画し、
   前記端壁部と前記エンコーダケースとの間には、弾性シール部材が介在して前記収容空間を封止していることを特徴するブレーキ付きモータ。
2. 前記エンコーダケースは、当該エンコーダケースを反出力側から貫通して前記端壁部に達する有頭のケース固定用ねじにより固定されており、
   前記弾性シール部材は、軸線方向から見た場合に前記エンコーダ本体の外周側に位置し、径方向で前記エンコーダ本体と前記ケース固定用ねじとの間に位置する環状部を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ付きモータ。
3. 前記弾性シール部材は、前記環状部の周方向の一部分から外周側に突出する突出部を備え、
   前記端壁部は、軸線方向から見た場合に、前記環状部および前記突出部と重なる位置に前記電磁ブレーキを固定するための固定穴を備え、
   前記電磁ブレーキは、反出力側から前記固定穴を貫通して当該電磁ブレーキに達する有頭のブレーキ固定用ねじにより前記端壁部に固定され、
   前記固定穴は、反出力側から出力側に向かって、前記ブレーキ固定用ねじの頭部が挿入される大径穴部分と、前記ブレーキ固定用ねじの軸部が貫通する小径穴部分とを備え、
   前記環状部および前記突出部は、前記端壁部と前記エンコーダケースとの間に挟まれて前記大径穴部分を反出力側から被うことを特徴とする請求項２に記載のブレーキ付きモータ。
4. 前記モータケースは、前記電磁ブレーキの外周側に位置する側壁部を、備え、
   前記側壁部は、前記電磁ブレーキの給電線を外部に引き出すための引出部を備え、
   前記端壁部は、前記電磁ブレーキに対向する対向面部に当該電磁ブレーキに当接する当接部と、前記当接部よりも反出力側に窪む凹部と、を備え、
   前記給電線は、前記電磁ブレーキから反出力側に引き出されており、前記凹部内を引き回されて前記引出部に達することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のブレーキ付きモータ。
5. 請求項４において、
   前記凹部内には、当該凹部の底面から出力側に突出する段部が設けられており、
   前記段部は、軸線回りを外周側に向く円弧の外周面を備え、
   前記給電線は、前記凹部内を前記段部の外周面に沿って案内され、
   前記端壁部における前記段部の前記軸線方向の厚さは、前記端壁部における前記凹部の前記軸線方向における厚さよりも厚く、
   前記端壁部は、前記軸線方向から見た場合に前記段部と重なる位置にねじ穴を備え、
   前記エンコーダ本体は、当該エンコーダ本体を前記軸線方向に貫通して前記ねじ穴に捩じ込まれたエンコーダ本体固定用ねじにより当該端壁部に固定されていることを特徴とする請求項４に記載のブレーキ付きモータ。
6. 前記ステータよりも反出力側に位置して前記回転軸を回転可能に支持するベアリング軸受を有し、
   前記電磁ブレーキは、前記回転軸が貫通する中心穴を備える環状のヨークと、前記中心穴を囲んで前記ヨークに環状に巻回されたコイルと、を有するソレノイドを備え、
   前記ヨークは、反出力側の端面における前記中心穴の開口縁部分が前記出力側に窪む環状凹部となっており、
   前記端壁部は、前記貫通穴の内周面で前記ベアリング軸受の外輪を支持し、
   前記端壁部の前記対向面部は、前記貫通穴の開口縁に前記当接部よりも前記出力側に突出する環状突部を備え、
   前記環状突部は、前記出力側の端部分に内周側に突出して前記ベアリング軸受の外輪に前記出力側から当接する外輪当接部を備え、
   前記環状突部が前記環状凹部に挿入されて前記当接部が前記ヨークの反出力側の端面に当接し、前記外輪当接部が前記環状凹部内に位置することを特徴とする請求項４または５に記載のブレーキ付きモータ。

Images