特許 6861022 モータ及び駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6861022

(24)【登録日】2021年3月31日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】モータ及び駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/12 20060101AFI20210412BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20210412BHJP

   H02K 23/68 20060101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   H02K7/12 Z

   H02K7/116

   H02K23/68

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-242317(P2016-242317)

(22)【出願日】2016年12月14日

(65)【公開番号】特開2018-98934(P2018-98934A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年8月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237835

【氏名又は名称】富士変速機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小塚 悦宏

【審査官】 津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１２０１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３０８４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１５００８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０３１１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００１６１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ７／１２

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

Ｈ０２Ｋ ２３／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジング内部で回転可能に支持されたシャフトと、
前記ハウジング内に配置され、放射状に延びる複数のティースを有するコア、前記各ティースの間で前記コアに巻回された複数の巻線、及び、前記複数の巻線に電気的に接続された整流子を有し、前記シャフトに同軸回転可能に連結された回転子と、
前記ハウジング内部の前記回転子の外側に固定され、前記回転子を挟んでＮ極とＳ極が互いに対向する一対の永久磁石片からなる固定子と、
前記ハウジング内部で前記固定子に対して固定され、前記整流子に接触して前記回転子を励磁するブラシと、
前記ハウジング内に配置され、前記回転子から軸方向にずれた位置で前記シャフトに同軸回転可能に連結された磁性金属製の制動回転子と、を備え、
前記固定子は、前記回転子および前記制動回転子の両方に対向するように前記ハウジング内部で基端側から先端側に亘って延在し、
前記制動回転子は、前記制動回転子の回転位置に応じて前記一対の永久磁石片に近接するように外方に放射状に延在した複数の突出部を備え、前記突出部の先端には、前記一対の永久磁石片の内周面に対向するように折り曲げられた折曲部が形成され、
無励磁状態において、前記永久磁石片に近接配置された前記突出部と前記永久磁石片との間に発生した磁力が、前記回転子と前記固定子との間に生じるコギングトルクに合成されることにより、前記シャフトの回転が所定の制動トルクで制動されることを特徴とするモータ。

【請求項2】

前記回転子と前記制動回転子とは、前記制動トルクが最大となる位相関係で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記制動回転子は、円盤状の基部と、前記基部の外周に等間隔で配置された４つの前記突出部を備え、
前記回転子は、等間隔で配置された５つの前記ティースを備え、
前記複数の突出部から選択された基準となる１つの突出部の中心線と、前記複数のティースから選択された基準となる１つのティースの中心線とが、周方向に０〜８度ずれて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。

【請求項4】

前記突出部の中心線と、前記ティースの中心線とが、周方向に４度ずれて配置されていることを特徴とする請求項３に記載のモータ。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のモータと、前記モータのシャフトに連結された減速機構と、を備える駆動装置であって、
前記減速機構は、前記シャフトの一端が連結された入力部と、前記モータの動力を駆動対象に出力する出力軸と、前記シャフトの回転を所定の減速比で減速して前記出力軸に伝達する伝達部と、を備えることを特徴とする駆動装置。

【請求項6】

請求項５に記載の駆動装置の出力軸が接続されたロール機構を備えることを特徴とする電動スクリーン昇降装置。

【請求項7】

請求項５に記載の駆動装置の出力軸が接続されたドラムを備えることを特徴とするドラム式昇降装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無励磁状態において出力軸（シャフト）の回転を制動するブレーキ機能を備えたモータ及び駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータ内部に電磁ブレーキが設けられた種々の電磁ブレーキ付モータが用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１は、電磁ブレーキをコンパクトにハウジング内に組み込んだ電磁ブレーキ付モータを開示する。該電磁ブレーキ付モータ（４０）では、ブレーキライニング材（４９）がモータハウジング（１）側又は板ばね（５０）の一方に固定されている。板ばね（５０）は、そのライニング材（４９）を弾圧してブレーキ力を発生させるように、軸方向に撓み可能にモータハウジング（１）の軸心に対して直角に配されている。電磁ブレーキ（４０）のブレーキコイル（４１）への通電がなされない非励磁状態では、アーマチュア（４５）に対する電磁吸引力は作用せず、アーマチュア（４５）および連結部材（４８）が下方に下がり、板ばね（５０）がその弾性力でブレーキライニング材（４９）を弾圧する。そして、板ばね（５０）の内周側下面がブレーキライニング材（４９）に強く圧接されてブレーキ力が発生し、出力軸（５）は回転の動きを阻止されて所定位置に保持される。なお、（）内に特許文献１の符号を示した。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７−２４５９０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のモータは、無励磁状態のモータの出力軸（シャフト）の回転を制動可能とするために電磁ブレーキの機械的機構を用いている。このようにモータ内に電磁ブレーキ機構を設けると、モータの全体構造が複雑化し、且つ、モータが大型化することが避けられない。本出願の発明者らは、上記問題点に着目し、モータ内部に複雑な電磁ブレーキ機構を設けることなく、無励磁状態のモータの出力軸の回転を制動可能とすることを解決すべき課題とした。

【0006】

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、その目的は、無励磁状態において出力軸の回転を制動するブレーキ機能を備えた、簡易な構造のモータ及び駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載のモータは、
ハウジングと、
前記ハウジング内部で回転可能に支持されたシャフトと、
前記ハウジング内に配置され、放射状に延びる複数のティースを有するコア、前記各ティースの間で前記コアに巻回された複数の巻線、及び、前記複数の巻線に電気的に接続された整流子を有し、前記シャフトに同軸回転可能に連結された回転子と、
前記ハウジング内部の前記回転子の外側に固定され、前記回転子を挟んでＮ極とＳ極が互いに対向する一対の永久磁石片からなる固定子と、
前記ハウジング内部で前記固定子に対して固定され、前記整流子に接触して前記回転子を励磁するブラシと、
前記ハウジング内に配置され、前記回転子から軸方向にずれた位置で前記シャフトに同軸回転可能に連結された磁性金属製の制動回転子と、を備え、
前記固定子は、前記回転子および前記制動回転子の両方に対向するように前記ハウジング内部で基端側から先端側に亘って延在し、
前記制動回転子は、前記制動回転子の回転位置に応じて前記一対の永久磁石片に近接するように外方に放射状に延在した複数の突出部を備え、前記突出部の先端には、前記一対の永久磁石片の内周面に対向するように折り曲げられた折曲部が形成され、
無励磁状態において、前記永久磁石片に近接配置された前記突出部と前記永久磁石片との間に発生した磁力が、前記回転子と前記固定子との間に生じるコギングトルクに合成されることにより、前記シャフトの回転が所定の制動トルクで制動されることを特徴とする。

【0008】

請求項２に記載のモータは、請求項１に記載のモータにおいて、前記回転子と前記制動回転子とは、前記制動トルクが最大となる位相関係で配置されていることを特徴とする。

【0010】

請求項３に記載のモータは、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記制動回転子は、円盤状の基部と、前記基部の外周に等間隔で配置された４つの前記突出部を備え、
前記回転子は、等間隔で配置された５つの前記ティースを備え、
前記複数の突出部から選択された基準となる１つの突出部の中心線と、前記複数のティースから選択された基準となる１つのティースの中心線とが、周方向に０〜８度ずれて配置されていることを特徴とする。

【0011】

請求項４に記載のモータは、請求項３に記載のモータにおいて、前記突出部の中心線と、前記ティースの中心線とが、周方向に４度ずれて配置されていることを特徴とする。

【0012】

請求項５に記載の駆動装置は、請求項１から４のいずれか一項に記載のモータと、前記モータのシャフトに連結された減速機構と、を備える駆動装置であって、
前記減速機構は、前記シャフトの一端が連結された入力部と、前記モータの動力を駆動対象に出力する出力軸と、前記シャフトの回転を所定の減速比で減速して前記出力軸に伝達する伝達部と、を備えることを特徴とする。

【0013】

請求項６に記載の電動スクリーン昇降装置は、請求項５に記載の駆動装置の出力軸が接続されたロール機構を備えることを特徴とする。

【0014】

請求項７に記載のドラム式昇降装置は、請求項５に記載の駆動装置の出力軸が接続されたドラムを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一形態のモータによれば、外方に放射状に延在した複数の突出部を有する磁性金属製の制動回転子がシャフトに連結されている。また、非励磁状態において、突出部の先端は、制動回転子の回転位置に応じて永久磁石片との間に磁気吸引力を発生させるように配置される。他方、非励磁状態において、複数のティースを有するコアと、一対の永久磁石片との間にコギングトルクが発生している。そして、制動回転子と永久磁石片との間の磁気吸引力が上記コギングトルクに合成されることにより、（制動回転子がない場合と比べて）高い制動トルクが得られる。その結果、シャフトの回転が効果的に制動される。すなわち、本発明は、モータ内部に複雑な電磁ブレーキ機構を設けることなく、簡易な構造で無励磁状態のモータのシャフトの自由な回転を制動可能としたものである。

【0016】

本発明のさらなる形態のモータによれば、シャフトに作用する制動トルクが最大となる位相関係で、回転子と制動回転子とが最適に配置されたことにより、シャフトの回転を効果的に制動可能である。

【0017】

本発明の一形態の駆動装置によれば、減速機構が上記モータのシャフトの回転を所定の減速比で減速させることを特徴とする。つまり、モータの無励磁状態において、モータのシャフトの制動トルクを伝達部でさらに増幅させることによって、減速機構の出力軸の制動力を増すことが可能である。すなわち、駆動装置は、増幅したモータの制動トルクを利用して減速機構の出力軸の回転を制動することができる。結果として、駆動対象の回転駆動をより効率的に制動することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態のモータの内部構造を示す概略分解斜視図。

【図2】図１のモータの（ａ）側面図及び（ｂ）正面図。

【図3】図２のモータのＡ−Ａ断面図。

【図4】図２のモータのＢ−Ｂ端面図。

【図5】図２のモータのＣ−Ｃ端面図。

【図6】図１のモータの回転子と制動回転子の位相関係を示す概略図。

【図7】本発明の一実施形態のモータにおけるコギングトルク曲線（２１：第１のコギングトルク曲線、２２：第２のコギングトルク曲線、２３：合成トルク曲線）を示す図。

【図8】本発明の一実施形態の駆動装置の概略斜視図。

【図9】図８の駆動装置の（ａ）側面図及び（ｂ）正面図。

【図10】図８の駆動装置の分解斜視図。

【図11】図８の駆動装置の減速機構の側面から見た内部構造を示す概略図。

【図12】図８の駆動装置の減速機構の正面から見た内部構造を示す概略図。

【図13】図８の駆動装置を駆動対象に連結した使用例（電動スクリーン昇降装置）の概略平面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照する各図の形状は、好適な形状を説明する上での概念図又は概略図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは必ずしも一致しない。つまり、本発明は、図面における寸法比率に限定されるものではない。

【0020】

図１乃至図６を参照して、本発明の一実施形態のモータ１００について説明する。図１は、該モータ１００の内部構造を示す概略分解斜視図である。本実施形態のモータ１００は、動力（電力）が供給された励磁状態では、出力軸（シャフト１０２先端部）から回転駆動力を駆動対象に供給するように動作し、無励磁状態では、その自由な回転が制動されるように機能する。図２（ａ），（ｂ）は、該モータ１００の側面図及び正面図である。図３は、該モータ１００のＡ−Ａ断面図である。図４は、該モータ１００のＢ−Ｂ端面図である。図５は、該モータ１００のＣ−Ｃ端面図である。図６は、該モータ１００の回転子１０５（ティース１０６ａ）と制動回転子１１０（突出部１１２）との位置関係を示す模式図である。

【0021】

図１及び図２に示すとおり、本実施形態のモータ１００は、軸方向に延びる中空筒状のハウジング１０１と、該ハウジング１０１内で回転可能に支持されたシャフト１０２と、該シャフト１０２の外側でハウジング１０１に対して固定された固定子１０３と、該固定子１０３の内側で該シャフト１０２に連結された回転子１０５と、固定子１０３に対して固定されて該回転子１０５を励磁するためのブラシ１０４と、該回転子１０５から軸方向にずれた位置でシャフト１０２に連結された磁性金属製の制動回転子１１０と、を備える。すなわち、ハウジング１０１に固定された固定子１０３及びブラシ１０４に対して、回転子１０５及び制動回転子１１０がシャフト１０２と同軸且つ同期的に回転可能である。

【0022】

シャフト１０２は、図３に示すように、基端から先端に延伸し、２つの軸受１０２ａを介してハウジング１０１に対して回転可能に支持されている。そして、シャフト１０２の先端部位がハウジング１０１の先端側の端面から突出している。シャフト１０２先端は、駆動対象に動力を出力可能な出力部（出力軸）を構成している。シャフト１０２先端には、直接的に駆動対象が接続されてもよく、あるいは、後述する減速機構が接続されてもよい。なお、各側面図において、左側を基端とし、右側（出力側）を先端とする。

【0023】

固定子１０３は、回転子１０５の外側に固定された一対の永久磁石片１０３ａからなる。図３乃至図５に示すように、各永久磁石片１０３ａは、ハウジング１０１内部で基端側から先端側に亘ってシャフト１０２の軸方向に沿って略一様な断面形状で延在し、且つ、横断面において所定の中心角（又は円弧長）を有する円弧形状を有している。そして、一対の永久磁石片１０３ａは、互いに離隔するようにハウジング１０１内面に固定されている。一対の永久磁石片１０３ａは、該回転子１０５を挟んでＮ極とＳ極が互いに対向するように配置されている。

【0024】

ブラシ１０４は、ハウジング１０１の基端側に固定され、ハウジング１０１基端面で外部に露出した電源端子１０９と電気的に接続されている。ブラシ１０４は、回転子１０５の整流子１０８と接触して、回転子１０５を励磁制御可能に構成されている。

【0025】

回転子１０５は、図３乃至図５に示すとおり、鉄心からなるコア１０６、該コア１０６に巻回された複数の巻線１０７、及び、シャフト１０２の基端部分に固定された整流子１０８を有する。コア１０６は、シャフト１０２に同軸回転可能に固定されるとともに、基端側から先端側に亘ってシャフト１０２の軸方向に沿って略一様な断面形状で延在している。図４に示すように、コア１０６には、その中心から放射状に延びる複数（本実施形態では５つ）のティース１０６ａが周方向に等間隔で形成されている。横断面において、各ティース１０６ａは、その先端で周方向に円弧状に張り出している。そして、複数の巻線（導線）１０７が、各ティース１０６ａの間のスロットに配置されるようにコア１０６に巻回されている。さらに、該複数の巻線（導線）１０７が整流子１０８に電気的に接続されている。

【0026】

制動回転子１１０は、シャフト１０２の軸方向先端側（ハウジング１０１の先端側の内面近傍）で回転子１０５に隣接してシャフト１０２に固定されている。すなわち、制動回転子１１０は、回転子１０５と同期して同軸回転可能である。本実施形態では、制動回転子１１０は、一対の永久磁石片１０３ａと磁気的に作用し得る磁性金属である鉄からなる。該制動回転子１１０は、円盤状の基部１１１と、該基部１１１から外方に放射状に延在した複数（本実施形態では４つ）の突出部１１２を備えてなる。複数の突出部１１２は、基部１１１の外周に等間隔に配置されている。また、突出部１１２は、一様な幅で延びており、その先端で基端側に略直角に折れ曲がった折曲部１１２ａを有する。各突出部１１２は、制動回転子１１０の回転位置（突出部１１２の先端面が永久磁石片１０３ａの対向する位置）に応じて、一対の永久磁石片１０３ａに接触しない程度で出来るだけ近接するように延びている。そして、突出部１１２先端の折曲部１１２ａが永久磁石片１０３ａの内面に対向するように軸方向に延びている。このように、いくつかの突出部１１２が永久磁石片１０３ａに近接した位置では、永久磁石片１０３ａと制動回転子１１０との間に比較的強い磁気吸引力が発生し得る。本実施形態では、制動回転子１１０（折曲部１１２ａ外面）と固定子１０３（永久磁石片１０３内面）との間のクリアランスが約０．１ｍｍであり、該クリアランスが小さいほど磁気吸引力（保持トルク）が増加する。該クリアランスは、シャフト１０２の軸中心と突出部１１２先端面との距離と、シャフト１０２の軸中心と永久磁石片１０３ａ内面との距離との差に対応している。なお、本発明を限定するものでないが、磁気吸引力を効果的に発生させるには、該クリアランスは、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。ただし、各構成要素の形状寸法、磁性金属や永久磁石片の材質等に応じて、該クリアランスの好適な値が変動することは言うまでもない。

【0027】

一般的に、整流子形モータでは、モータ１００の無励磁状態において、固定子１０３の永久磁石片１０３ａによる界磁の磁力線から回転子１０５のコア１０６が影響を受けることにより、コギングトルクが発生する。「コギングトルク」とは、磁気的に均衡した位置で静止した回転子１０５を回転させるのに必要なトルクである。換言すれば、モータ１００の無励磁状態で回転子１０５が安定的に静止している均衡位置から、磁力線を偏らせるように回転子１０５を回転させる際にコギングトルクが発生する。このコギングトルクは、コア１０６の回転位置によって変動するものであり、回転子１０５が自然に静止した状態において一般にトルクが最大値をとる。

【0028】

本発明のモータ１００は、制動回転子１１０を設けたことにより、追加の磁力で本来のコギングトルクを増幅させ、該増幅したコギングトルクを無励磁状態におけるブレーキとして機能させたものである。すなわち、モータ１００の無励磁状態において、永久磁石片１０３ａに近接配置された突出部１１２と永久磁石片１０３ａとの間に磁気吸引力が発生し、該磁気吸引力が回転子１０５と固定子１０３との間に生じるコギングトルクに作用し、結果として、（制動回転子１１０を設けない場合と比べて）比較的大きい制動トルクが得られる。なお、制動回転子１１０は、所定間隔で突出した突出部１１２を備えることから、上記磁気吸引力はコギングトルクのような挙動をとる。すなわち、回転子１０５と固定子１０３との間の第１のコギングトルクに、制動回転子１１０と永久磁石１０３ａとの間に発生した第２のコギングトルクが合成されることによって、増幅した合成コギングトルク（制動トルク）が得られる。これにより、比較的大きい制動トルクを得ることができ、シャフト１０２に付加される該制動トルクよりも弱い力によるシャフト１０２の回転が制動され得る。

【0029】

さらに、本実施形態では、図６に示すように、回転子１０５と制動回転子１１０との位相関係が最適化されることによって、コギングトルクが増幅されている。具体的には、１１Ｗ相当のＤＣモータにおいて、シャフト１０２先端の制動トルクが最大となるように、６つのティース１０６ａを有する５スロットの回転子１０５と、４つの突出部１１２を有する４極の制動回転子１１０との位相関係の最適化がなされた。５スロットの回転子１０５と４極の制動回転子１１０の関係において、１回転に４箇所（９０度間隔）で制動トルク（回転に必要なトルクのピーク）が発生するように位相関係を決定した。位相の最適化に際して、基準となる１つのティース１０６ａを選択し、そのティース１０６ａの中心線を第１基準線Ｃ１と定めた。同様に、基準となる１つの突出部１１２を選択し、その突出部１１２の１つの中心線を第２基準線Ｃ２と定めた。そして、両中心線の周方向（回転方向）のずれの度合いとして、基準線Ｃ１−Ｃ２間の角度をαと定めた。つまり、基準とした１つのティース１０６ａと、基準とした１つの突出部１１２との相対的な位置関係（回転角度）に基づいて、回転子１０６と制動回転子１１０の位相関係が定められた。

【0030】

図７は、回転角度に対するトルクの大きさを示したトルク分布図である。縦軸が、トルクの大きさを示し、横軸が回転角度を示している。ここで、回転子１０５と固定子１０３との間に生じる回転角度毎の保持トルクを第１のコギングトルク曲線２１とし、制動回転子１１０と永久磁石１０３ａとの間に発生する回転角度毎の保持トルクを第２のコギングトルク曲線２２とし、モータ１００のシャフト１０２における回転角度毎の保持トルクを合成コギングトルク曲線２３として定めた。最も振幅（トルクの大きさ）が大きいものが、合成コギングトルク曲線２３であり、順に、第１のコギングトルク曲線２１、第２のコギングトルク曲線２２と続く。図７に示すように、第１のコギングトルク曲線２１及び第２のコギングトルク曲線２２は、それぞれ一定の振幅を有している。また、第１のコギングトルク曲線２１及び第２のコギングトルク２２曲線の位相が角度αでずれている。該位相関係（角度α）は、合成コギングトルク曲線２３の振幅を最大化するとともに、ピーク間隔のばらつきを抑えるように最適化された。最適な位相関係を示す図７では、α＝４度である。そして、合成コギングトルク曲線２３は、第１のコギングトルク曲線２１と、第２のコギングトルク曲線２２とを合成（合算）したものである。合成の結果として、合成コギングトルク曲線２３は、約９０度おきに４箇所において最大のピークを有している。このトルクの最大のピークが、シャフト１０２の制動トルクとなる。

【0031】

位相関係の最適化に際して、第１のコギングトルク曲線２１及び第２のコギングトルク２２曲線を実験的（測定的）に求めた上で、位相差（角度α）を変動させた複数のパターンで、これら曲線２１，２２を理論的に合成することによって、最適な合成コギングトルク曲線２３を求めることができる。なお、コギングトルク曲線は、一般的なトルクセンサによる測定で得ることができる。しかしながら、シャフト１０２の制動トルクの大きさを実験的に直接測定して位相差を最適化してもよい。すなわち、角度αを０度から増加させつつ、各角度αごとに、シャフト１０２の先端で回転に必要な制動トルク（又は合成コギングトルク曲線）を測定することによっても、位相（角度α）の最適化が可能である。

【0032】

本実施形態では、角度α（位相差）は、０〜８度であることが好ましく、その範囲では各箇所でばらつきの少ない増幅した制動トルクが得られた。制動回転子１１０を設けない状態の制動トルクは、０．００８Ｎ・ｍであるのに対し、角度αが０〜８度では、制動トルクが０．０１８〜０．０２０Ｎ・ｍであった。そして、角度αが４度のときに、制動トルクがほぼ最大の約０．０２０Ｎ・ｍであった。

【0033】

なお、上記説明した本実施形態は、本発明の一例にすぎず、本発明の技術的思想は、異なるスロット数の回転子及び異なる極数の制動回転子の組み合わせにおいても同様に適用可能であることは言うまでもない。すなわち、当業者であれば、回転子及び制動回転子の形状を変更したとしても、第１，第２基準線Ｃ１，Ｃ２間の角度αを変更しつつ、角度αごとにシャフトの回転に必要な制動トルクを理論的又は実験的に求めることで、最適な位相関係（角度α）を決定することができる。よって、本願明細書は、様々な回転子及び制動回転子においても、回転子と制動回転子が制動トルクが最大となる位相関係で配置されることを実質的に開示するものである。

【0034】

続いて、本実施形態のモータ１００を応用した駆動装置１０について説明する。

【0035】

本実施形態の駆動装置１０は、任意の駆動対象に接続されて、該駆動対象に回転駆動力を供給するとともに、動力の無供給状態（モータの無励磁状態）における該駆動対象の自由な動作を制動するものである。なお、駆動対象は、回転方向の動力が供給されて動作するものであれば、その用途・機能は問わない。

【0036】

図８は、本発明の一実施形態の駆動装置１０の斜視図である。図９（ａ），（ｂ）は、該駆動装置１０の側面図及び正面図である。図１０は、該駆動装置１０の分解斜視図である。

【0037】

図８及び図９に示すとおり、本実施形態の駆動装置１０は、モータ１００と、該モータ１００のシャフト１０２先端に連結された減速機構１２０と、を備える。図１０に示すとおり、モータ１００のシャフト１０２が減速機構１２０の入力部１２２に嵌め込まれることによって、両者が簡単に連結される。そして、減速機構１２０は、モータ１００のシャフト１０２の回転を減速するように機能する。

【0038】

次に、図１１及び図１２を参照して、本実施形態の減速機構１２０の構成について説明する。図１１は、減速機構１２０の側面から見た内部構造を示す概略図である。図１２は、減速機構１２０の正面から見た内部構造を示す概略図である。ただし、本発明の減速機構は、以下に説明（例示）する減速機構１２０の構成に限定されることはない。すなわち、本発明の減速機構は、少なくとも減速機としての性能を有していれば十分であり、その構造は当業者にとって任意に選択又は変更可能である。

【0039】

図１１に示すように、減速機構１２０は、筐体１２１と、該筐体１２１の基端面で露出し、シャフト１０２の先端が連結された入力部１２２と、該筐体１２１の先端面から突出し、モータ１００の動力を駆動対象（負荷）に出力する出力軸１２３と、筐体１２１内部に収容され、シャフト１０２の回転を所定の減速比で減速して出力軸１２３に伝達する伝達部１２５と、を備える。入力部１２２は、シャフト１０２先端を嵌入可能な嵌合穴と、シャフト１０２と同軸回転可能な比較的小径な入力ギヤ１２２ａとを有している。そして、モータ１００の駆動により、シャフト１０２とともに入力ギヤ１２２ａが回転し、該入力ギヤ１２２ａの回転が伝達部１２５を介して減速した回転数（増幅したトルク）で出力軸１２３において出力される。該出力軸１２３の突出部分は、その一部が平面状に切り欠かれた円柱形状を有し、駆動対象に嵌合可能である。

【0040】

本実施形態では、減速機構１２０は、（本発明を限定するものではないが）３段減速式となるように伝達部１２５が構成されている。より具体的には、図１１及び図１２に示すように、伝達部１２５では、一体的に形成された第１ギヤ１２５ａ及び（より小径の）第１ピニオン１２５ａが第１軸１２５ｃを介して筐体１２１に回転可能に軸支されている。第１ギヤ１２５ａは、筐体１２１の基端面（入力部１２２側）近傍に配置され、より小径の入力ギヤ１２２ａと噛み合い可能な位置に配置されている。この第１ギヤ１２５ａの軸方向先端（出力部１２３）側に第１ピニオン１２５ｂが位置する。また、一体的に形成された第２ギヤ１２５ｄ及び（より小径の）第２ピニオン１２５ｅが第２軸１２５ｆを介して筐体１２１に回転可能に軸支されている。第２ギヤ１２５ｄは、より小径の第１ピニオン１２５ｂと噛み合い可能な位置に配置されている。この第２ギヤ１２５ｄの軸方向先端（出力部１２３）側に第２ピニオン１２５ｅが位置する。そして、第３ギヤ１２５ｇが出力軸１２３に固定されている。換言すれば、出力軸１２３は第３ギヤ１２５ｇと同期して同軸回転可能である。該出力軸１２３は、筐体１２１の先端側の側面において、軸受１２７を介して筐体１２１に回転可能に軸支されている。具体的には、出力軸１２３の周囲には、筐体１２１に取着された軸受１２７が嵌着されている。第３ギヤ１２５ｇは、より小径の第２ピニオン１２５ｅと噛み合い可能な位置に配置されている。すなわち、伝達部１２５は、３箇所で小径のギヤ・ピニオンが大径のギヤに対して基端（入力部１２２）側から順に噛み合うように構成されていることから、３段減速式にモータ１００の駆動回転を減速可能である。

【0041】

減速機構１２０の出力軸１２３におけるトルクは、モータ１００の制動トルク／（減速比×減速機効率）によって表される。そして、本実施形態では、減速機構１２０の減速比が１／８０である。すなわち、モータ１００のシャフト１０２の制動トルクが約０．０２０Ｎ・ｍである場合、減速機構１２０の出力軸１２３における制動トルクが約１．８Ｎ・ｍ（＝０．０２０Ｎ・ｍ／（８０／８０×０．９５^３））に増加する。しかしながら、上記設計値は、後述の電動スクリーン昇降装置を用途とする一例にすぎず、他の用途に応じてモータ及び減速機構（減速比）を適宜選択することで任意に変更可能である。

【0042】

続いて、本実施形態の駆動装置１０の使用例を挙げる。図１３は、本実施形態の駆動装置１０が装着された駆動対象Ｐの模式図である。本実施形態では、駆動対象Ｐは、電動スクリーン昇降装置のロール機構である。駆動装置１０は、通常のモータに替えて装着されている。すなわち、電動スクリーン昇降装置は、駆動装置１０と、該駆動装置１０の出力軸１２３が接続されたロール機構Ｐとを備える。励磁状態の駆動装置１０（モータ１００）の順方向及び逆方向の回転駆動によって、該ロール機構の回転軸Ｐ１を駆動させ、スクリーンを送り出し又は巻取って昇降動作させることができる。他方、無励磁状態の駆動装置１０（モータ１００）において、減速機構１２０で増幅された制動トルクによって、スクリーンの重みや外力等でロール機構Ｐの回転軸Ｐ１が自由に回転することが制動されている。なお、ここで説明した電動スクリーン昇降装置は、例示にすぎず、駆動対象Ｐは、回転駆動可能なものであれば、その種別を問わない。例えば、ワイヤを巻取り及び繰り出し可能な回転式のドラム機構を備えたドラム式昇降装置であってもよい。この場合、ドラム機構に該駆動装置１０の出力軸１２３が接続される。例えば、このようなドラム式昇降装置は、荷台を昇降させることに用いられる。

【0043】

以下、本発明の一実施形態のモータ１００及び駆動装置１０の作用効果について説明する。

【0044】

本実施形態のモータ１００によれば、非励磁状態において、回転子１０５（複数のティース１０６ａを有するコア１０６）と、固定子１０３（一対の永久磁石片１０３ａ）との間に第１のコギングトルクが発生している。他方、外方に放射状に延在した複数の突出部１１２を有する磁性金属製の制動回転子１１０がシャフト１０２に連結されている。モータ１００の非励磁状態において、いくつかの突出部１１２の先端は、制動回転子１１０の回転位置に応じて永久磁石片１０３ａとの間に第２のコギングトルク（磁気吸引力）を発生させるように、永久磁石１０３ａに対して近接配置される。そして、第１のコギングトルクと第２のコギングトルクとが合成されることにより、（制動回転子がない場合と比べて）比較的高い制動トルクが得られる。さらに、シャフト１０２に作用する制動トルクが最大となる位相関係（角度α）で、回転子１０５と制動回転子１１０とが最適に配置され得る。その結果、モータ内部に複雑なブレーキ機構を追加することなく、シャフト１０２の回転が効果的に制動可能となった。すなわち、本実施形態のモータ１００は、簡易な構造で無励磁状態のシャフト１０２の自由な回転を制動可能としたものである。

【0045】

本実施形態の駆動装置１０によれば、減速機構１２０が上記モータ１００のシャフト１０２の回転を所定の減速比で減速させることを特徴とする。つまり、モータ１００の無励磁状態において、モータ１００のシャフト１０２の制動トルクを伝達部１２５でさらに増幅させることによって、減速機構１２０の出力軸１２３の制動力をさらに増すことが可能である。すなわち、駆動装置１０は、増幅したモータ１００の制動トルクを利用して減速機構１２０の出力軸１２３の回転を制動することができる。結果として、駆動対象Ｐの回転駆動をより効率的に制動することが可能である。

【0046】

本発明は上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限りにおいて種々の態様で実施しうるものである。

【符号の説明】

【0047】

１０ 駆動装置
１００ モータ
１０１ ハウジング
１０２ シャフト
１０２ａ 軸受
１０３ 固定子
１０３ａ 永久磁石片
１０４ ブラシ
１０５ 回転子
１０６ コア
１０６ａ ティース
１０７ 巻線
１０８ 整流子
１０９ 電源端子
１１０ 制動回転子
１１１ 基部
１１２ 突出部
１１２ａ 折曲部
１２０ 減速機構
１２１ 筐体
１２２ 入力部
１２２ａ 入力ギヤ
１２３ 出力軸
１２５ 伝達部
１２５ａ 第１ギヤ
１２５ｂ 第１ピニオン
１２５ｃ 第１軸
１２５ｄ 第２ギヤ
１２５ｅ 第２ピニオン
１２５ｆ 第２軸
１２５ｇ 第３ギヤ
１２７ 軸受
２１ 第１のコギングトルク曲線
２２ 第２のコギングトルク曲線
２３ 合成コギングトルク曲線
Ｐ 駆動対象

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】