特許 7517927 エンコーダおよびモータ

(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】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】エンコーダおよびモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 11/215 20160101AFI20240709BHJP

   H02K 11/02 20160101ALI20240709BHJP

   H02K 7/102 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

H02K11/215

H02K11/02

H02K7/102

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020160336

(22)【出願日】2020-09-25

(65)【公開番号】P2022053616

(43)【公開日】2022-04-06

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 豊

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２２９９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３１３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６９９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２６０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２３７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３４７７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １１／２１５

Ｈ０２Ｋ １１／０２

Ｈ０２Ｋ ７／１０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を備えたロータと、前記ロータに径方向で対向するステータと、前記ステータに対して前記回転軸の軸線方向の一方側に配置される電磁ブレーキと、を備えたブレーキ付きモータの回転を検出するエンコーダであって、
前記回転軸の前記軸線方向の一方側の端部に固定されるマグネットホルダと、
前記マグネットホルダに保持されるマグネットと、
前記マグネットに前記軸線方向の一方側から対向する磁気センサ、および、前記磁気センサが配置されるセンサ基板と、
前記磁気センサの出力から求められる検出角度を補正する補正部と、を有し、
前記マグネットホルダは、前記マグネットの外周側を囲む周壁を備えるとともに、前記回転軸の先端面と前記マグネットとの間に所定のギャップが設けられる位置に前記マグネットを保持しており、
前記周壁は、前記軸線方向の一方側の先端に設けられた環状突部と、前記環状突部の内周側に設けられた第１環状段部と、を備え、前記第１環状段部の内周側に前記マグネットが嵌まる第２環状段部が設けられ、
前記補正部は、前記電磁ブレーキに通電するときの電圧が前記電磁ブレーキの仕様電圧である第１電圧と一致するとき、および、前記第１電圧と異なるときのいずれの場合においても、前記第１電圧よりも低い第２電圧で前記電磁ブレーキに通電したときに発生するブレーキ磁界の影響による検出誤差を打ち消す補正を行うことを特徴とするエンコーダ。

【請求項2】

前記補正部は、各回転位置で発生する検出誤差のデータを補正値として記憶し、
前記補正値は、前記第２電圧で前記電磁ブレーキに通電したときに発生するブレーキ磁界の影響による検出誤差のデータであることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。

【請求項3】

前記第２電圧は、前記第１電圧の７５％の電圧であることを特徴とする請求項１または２に記載のエンコーダ。

【請求項4】

前記回転軸の先端面と前記マグネットとの間に、０．５ｍｍ以上のエアギャップが設けられており、
前記環状突部は、前記マグネットの前記軸線方向の一方側の表面よりも前記軸線方向の一方側に突出していることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のエンコーダ
。

【請求項5】

前記環状突部と前記マグネットとの隙間は、前記マグネットを固定する接着剤が収容される接着剤溜まりであることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のエンコーダ。

【請求項6】

前記マグネットホルダは、磁性材であることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のエンコーダ。

【請求項7】

回転軸を備えたロータと、前記ロータに径方向で対向するステータと、前記ステータに対して前記回転軸の軸線方向の一方側に配置される電磁ブレーキと、請求項１から６の何れか一項に記載のエンコーダと、を備えることを特徴とするモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンコーダおよびモータに関する。

【背景技術】

【0002】

筒状のモータケースにステータおよびロータを収容したモータにおいて、モータケースの反出力側の端部にエンコーダケースを固定し、エンコーダケースの内部にロータの回転を検出するエンコーダを収容したエンコーダ付きモータが用いられている。特許文献１、２には、この種のモータが開示される。

【0003】

特許文献１、２のモータは、ステータに対して反出力側に配置される電磁ブレーキを備える。特許文献１のモータでは、電磁ブレーキは、回転軸（モータ軸）に固定される摩擦板と、スプリングによって摩擦板に押し付けられるアーマチュアと、スプリングの付勢力とは反対方向へ向けてアーマチュアを吸引する磁気吸引力を発生させるブレーキ用ステータを備える。

【0004】

ブレーキ付きモータは、ロータの回転を検出するエンコーダが電磁ブレーキから発生する漏れ磁束の影響を受けるおそれがある。特許文献１のモータは、ブレーキケースの反出力側の端部に磁性部材からなる仕切り板を配置して、ブレーキからエンコーダの側に向かう漏れ磁束を吸収する。また、仕切り板の内周面と回転軸の外周面に段部を形成してラビリンス構造とし、エンコーダの基板を保持する基板ホルダについても磁性部材とすることで、さらに漏れ磁束を低減させる。

【0005】

また、特許文献２のモータは、予め、電磁ブレーキから発生する漏れ磁束が存在することを前提として漏れ磁束の影響を排除するようにエンコーダの出力を補正することにより、漏れ磁束の影響によるエンコーダの検出精度の低下を抑制する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第５９４３６９４号公報

【文献】特開平９－２４３３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

エンコーダの分解能の向上により、特許文献１のような対策を行った場合でも、検出精度に対する漏れ磁束の影響が問題になるレベルになることがある。漏れ磁束をさらに低減させるために、回転軸の反出力側と出力側を異なる材質とすることで回転軸を介してエンコーダ側に磁束が漏れることを抑制する対策も行われているが、部品コストが高くなるという問題がある。

【0008】

また、電磁ブレーキ付きのモータは、ユーザがブレーキ仕様どおりの電圧で使用しない場合がある。例えば、電磁ブレーキの発熱低減や消費電力低減を目的として、仕様電圧よりも低い電圧で使用されることがある。さらに、電磁ブレーキは、極性を逆にして接続しても動作するため、誤った極性で接続され、そのまま使用されることがある。特許文献２のように、電磁ブレーキから発生する漏れ磁束の影響を補正により打ち消す場合、ユーザがブレーキ仕様どおりの電圧および極性で使用した場合には補正によって漏れ磁束による検出角度の誤差を打ち消すことができるが、ユーザがブレーキ仕様と異なる電圧で使用した場合には、補正量が漏れ磁束による検出角度の誤差と一致せず、漏れ磁束の影響を目標
どおりに打ち消すことができない。また、ユーザがブレーキ仕様と逆の極性で使用した場合には、補正により逆に検出角度の誤差を大きく増大させてしまう過調整となってしまうことがある。

【0009】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、安価な構成で、電磁ブレーキが仕様どおりに使用されない場合も含めてエンコーダの検出精度の低下を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明は、回転軸を備えたロータと、前記ロータに径方向で対向するステータと、前記ステータに対して前記回転軸の軸線方向の一方側に配置される電磁ブレーキと、を備えたブレーキ付きモータの回転を検出するエンコーダであって、前記回転軸の前記軸線方向の一方側の端部に固定されるマグネットホルダと、前記マグネットホルダに保持されるマグネットと、前記マグネットに前記軸線方向の一方側から対向する磁気センサ、および、前記磁気センサが配置されるセンサ基板と、前記磁気センサの出力から求められる検出角度を補正する補正部と、を有し、前記マグネットホルダは、前記マグネットの外周側を囲む周壁を備えるとともに、前記回転軸の先端面と前記マグネットとの間に所定のギャップが設けられる位置に前記マグネットを保持しており、前記周壁は、前記軸線方向の一方側の先端に設けられた環状突部と、前記環状突部の内周側に設けられた第１環状段部と、を備え、前記第１環状段部の内周側に前記マグネットが嵌まる第２環状段部が設けられ、前記補正部は、前記電磁ブレーキの仕様電圧である第１電圧よりも低い第２電圧で前記電磁ブレーキに通電したときに発生するブレーキ磁界の影響による検出誤差を打ち消す補正を行うことを特徴とする。

【0011】

本発明によれば、エンコーダのマグネットと回転軸とが接していないので、回転軸の端部から発する漏れ磁束がマグネットに直接干渉しにくく、マグネットの磁界を乱しにくい。従って、マグネットの磁束を安定化させることができるので、電磁ブレーキからの漏れ磁束による、エンコーダの検出精度の低下を抑制できる。

【0012】

また、本発明によれば、マグネットホルダの周壁の先端に第１環状段部が設けられ、マグネットは第１環状段部の内周側に設けられる第２環状段部に嵌まるので、マグネットホルダの周壁とマグネットとの間に隙間が確保される。電磁ブレーキの漏れ磁束が通過する磁路は、回転軸およびマグネットホルダを含んで構成されるが、本発明では、マグネットホルダの磁気センサ側の端部とマグネットとの間に隙間が確保されるので、電磁ブレーキからの漏れ磁束がマグネットに直接干渉しにくく、マグネットの磁界を乱しにくい。従って、磁気センサが検出する磁束を安定化させることができるので、電磁ブレーキからの漏れ磁束による、エンコーダの検出精度の低下を抑制できる。

【0013】

さらに、本発明によれば、上記のような構造上の対策を行っても電磁ブレーキからの漏れ磁束が磁気センサの出力に影響を与えることを前提として、エンコーダの検出角度に対して、電磁ブレーキが仕様電圧よりも低い電圧で通電された場合に発生するブレーキ磁界の影響による検出誤差を打ち消す補正を行う。このようにすると、ユーザが仕様電圧よりも低い電圧で電磁ブレーキを使用したときや、極性を逆にして電磁ブレーキを使用した場合にも含めて、エンコーダの検出精度に対する漏れ磁束の影響を低くすることができ、エンコーダの検出精度が大きく低下しにくい。また、補正により逆に検出誤差が大きくなる過調整を抑制できる。従って、高コストな部品を使用することなく、電磁ブレーキが仕様どおりに使用されない場合も含めて、電磁ブレーキからの漏れ磁束による、エンコーダの検出精度の低下を抑制できる。

【0014】

本発明において、前記回転軸の先端面と前記マグネットとの間に、０．５ｍｍ以上のエアギャップが設けられていることが好ましい。エアギャップを設けることで、ブレーキの
漏れ磁束が回転軸からマグネットに伝わる経路に磁気抵抗を持たせることができ、マグネットに向かう漏れ持続を減衰させることができる。従って、ブレーキからの漏れ磁束による、マグネットの磁束の乱れを少なくすることができる。

【0015】

本発明において、前記第２電圧は、前記第１電圧の７５％の電圧であることが好ましい。このようにすると、電磁ブレーキが仕様電圧の５０％の電圧で使用可能な場合に、仕様電圧と仕様電圧の５０％の電圧の間のいずれの電圧で使用された場合においても、補正によって検出誤差を小さくすることができ、エンコーダの検出精度に対する漏れ磁束の影響が大きくなりにくい。また、本発明者らの検証によれば、電磁ブレーキが逆の極性で接続された場合も、補正によって検出誤差を小さくすることができ、エンコーダの検出精度に対する漏れ磁束の影響が大きくなりにくい。従って、エンコーダの検出精度が大きく低下しにくい。

【0016】

本発明において、前記環状突部は、前記マグネットの前記軸線方向の一方側の表面よりも前記軸線方向の一方側に突出していることが好ましい。このようにすると、ブレーキからの漏れ磁束がマグネットよりも周壁の先端に集まりやすい。従って、マグネットの磁束に対する電磁ブレーキからの漏れ磁束の影響を少なくすることができる。

【0017】

本発明において、前記環状突部と前記マグネットとの隙間は、前記マグネットを固定する接着剤が収容される接着剤溜まりであることが好ましい。このようにすると、電磁ブレーキからの漏れ磁束の影響を低減させるための構造を利用して、マグネットの固定強度を高めることができる。

【0018】

本発明において、前記マグネットホルダは、磁性材であることが好ましい。このようにすると、マグネットホルダがマグネットに対するヨークとして機能するので、磁気センサによって検出されるセンサ磁束を安定化させることができる。

【0019】

次に、本発明は、回転軸を備えたロータと、前記ロータに径方向で対向するステータと、前記ステータに対して前記回転軸の軸線方向の一方側に配置される電磁ブレーキと、上記のエンコーダを備えたブレーキ付きモータであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、回転軸の端部から発する漏れ磁束がマグネットに直接干渉しにくく、マグネットの磁界を乱しにくい。また、本発明によれば、マグネットホルダの磁気センサ側の端部とマグネットとの間に隙間が確保されるので、電磁ブレーキからの漏れ磁束がマグネットに直接干渉しにくく、マグネットの磁界を乱しにくい。従って、磁気センサが検出する磁束を安定化させることができるので、電磁ブレーキからの漏れ磁束による、エンコーダの検出精度の低下を抑制できる。

【0021】

さらに、本発明によれば、上記のような構造上の対策を行っても電磁ブレーキからの漏れ磁束が磁気センサの出力に影響を与えることを前提として、エンコーダの検出角度に対して、電磁ブレーキが仕様電圧よりも低い電圧で通電された場合に発生するブレーキ磁界の影響による検出誤差を打ち消す補正を行う。このようにすると、様々な使用態様において、エンコーダの検出精度が大きく低下しにくい。また、補正により逆に検出誤差が大きくなる過調整を抑制できる。従って、高コストな部品を使用することなく、電磁ブレーキが仕様どおりに使用されない場合も含めて、電磁ブレーキからの漏れ磁束による、エンコーダの検出精度の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係るエンコーダを備えたモータの断面図である。

【図2】エンコーダの主要部の拡大断面図である。

【図3】マグネットおよびマグネットホルダの平面図、ならびに、センサ基板の平面図である。

【図4】エンコーダの信号処理回路を模式的に示すブロック図である。

【図5】エンコーダの検出誤差に対する電磁ブレーキからの漏れ磁束の影響を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（全体構成）
以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータの実施形態を説明する。図１は本発明に係るエンコーダ１０を備えたモータ１の断面図である。モータ１は、ブレーキ付きモータである。図１に示すように、モータ１は、回転軸２０を備えたロータ２と、ロータ２の外周側に配置されるステータ３と、ステータ３を収容する筒状のモータケース４と、モータケース４の一端に固定される軸受けホルダ５と、モータケース４の他端に固定されるブレーキケース６と、ブレーキケース６に収容される電磁ブレーキ７と、ロータ２の回転を検出するエンコーダ１０を備える。エンコーダ１０は、エンコーダケース８に収容される。

【0024】

回転軸２０は、モータ１の径方向の中心において軸線方向Ｌへ延びている。本明細書において、軸線方向Ｌの一方側をＬ１、軸線方向Ｌの他方側をＬ２とする。軸受けホルダ５は、モータケース４の軸線方向Ｌの他方側Ｌ２の端部に固定される。回転軸２０は、軸受けホルダ５から軸線方向Ｌの他方側Ｌ２へ突出する出力軸２０Ａを備える。従って、本形態では、軸線方向Ｌの他方側Ｌ２は出力側であり、軸線方向Ｌの一方側Ｌ１は反出力側である。

【0025】

ロータ２は、回転軸２０と、回転軸２０の外周面に固定されるロータマグネット２１を備える。回転軸２０は磁性材からなる。回転軸２０は、軸受けホルダ５の中央に形成された凹部に保持される第１軸受２２、および、ブレーキケース６に保持される第２軸受２３によって回転可能に保持される。本形態では、第１軸受２２および第２軸受２３はボールベアリングである。

【0026】

モータケース４は、アルミ等の金属からなる。ステータ３は、積層コアからなるステータコア３０と、ステータコア３０に設けられた複数の突極３１のそれぞれにインシュレータ３２を介して巻回されたコイル３３を備える。ステータコア３０は、モータケース４の内側に焼き嵌めあるいは圧入により固定される。ステータ３の一方側Ｌ１には、環状の配線基板３４が配置される。配線基板３４は、インシュレータ３２から突出する端子ピン３５を介してコイル３３に電気的に接続される。

【0027】

モータケース４の側面には、モータケース４に形成された切欠き部４０を覆うリード線ホルダ４１が固定される。コイル３３への給電用のリード線（図示せず）は、リード線ホルダ４１の内部へ引き回され、切欠き部４０からモータケース４の内側へ引き込まれて配線基板３４に接続される。配線基板３４に接続されるリード線は、電磁ブレーキ７への給電用のリード線を含む。

【0028】

モータ１はＡＣサーボモータであり、ステータ３は３相のコイル３３を備える。本形態では、コイル３３が配置されるスロット数は１２である。また、ロータマグネット２１は、外周面にＮ極とＳ極が周方向に交互に着磁された８極着磁マグネットである。つまり、本形態のモータ１は、８極１２スロットである。なお、モータ１の極数およびスロット数は、上記と異なっていてもよい。

【0029】

ブレーキケース６は、アルミ等の金属からなる。ブレーキケース６は、中央に第２軸受２３を保持する凹部が形成された厚肉状の底部６１と、底部６１の外周縁から軸線方向Ｌの他方側Ｌ２へ延びる側壁部６２を備える。側壁部６２の先端には、モータケース４の内周側に嵌まる小径部６３が形成される。また、軸受けホルダ５の軸線方向Ｌの一方側Ｌ１の面には、モータケース４の内周側に嵌まる環状リブ５１が形成されている。モータケース４の両端に軸受けホルダ５およびブレーキケース６を組み付ける際、小径部６３および環状リブ５１とモータケース４との隙間は、図示しないシール材によって封止される。

【0030】

電磁ブレーキ７は、回転軸２０と一体に回転する摩擦板７１と、摩擦板７１に軸線方向Ｌの一方側Ｌ１から対向するアーマチュア７２と、アーマチュア７２を摩擦板７１に向けて付勢するトルクスプリング（図示せず）と、摩擦板７１に軸線方向Ｌの他方側Ｌ２から対向するプレート７３と、アーマチュア７２に対して軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に配置されるブレーキ用ステータ７４を備える。ブレーキ用ステータ７４は、ブレーキケース６に固定される。

【0031】

電磁ブレーキ７は、ブレーキ用ステータ７４のコイルに通電しない状態では、トルクスプリングによってアーマチュア７２が摩擦板７１に押し付けられて回転軸２０に回転負荷が加えられる。従って、ブレーキ力が発生する。また、ブレーキ用ステータ７４のコイルに通電した状態では、アーマチュア７２がトルクスプリングの付勢力に抗してブレーキ用ステータ７４に吸引されるため、アーマチュア７２と摩擦板７１との間に隙間が発生する。従って、回転軸２０に摩擦による回転負荷が加えられないので、ブレーキ力が解除される。

【0032】

エンコーダケース８は、非磁性の樹脂からなる。エンコーダケース８は、ブレーキケース６の底部６１と軸線方向Ｌに対向する底部８１と、底部８１の外周縁から底部６１に向けて他方側Ｌ２へ立ち上がる側壁部８２を備える。側壁部８２の先端と底部６１との隙間はシール材９によりシールされる。側壁部８２には、エンコーダ１０に接続されるエンコーダ配線１９を外部に引き出すためのエンコーダ配線取り出し部８３が設けられている。

【0033】

（エンコーダ）
エンコーダ１０は磁気式エンコーダである。エンコーダ１０は、マグネットホルダ１１を介して回転軸２０に固定されるマグネット１２と、マグネット１２に対して軸線方向Ｌの一方側Ｌ１から対向する磁気センサ１３を備える。マグネットホルダ１１は磁性材からなる。マグネット１２は、磁気センサ１３と対向する着磁面にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁されている。

【0034】

磁気センサ１３が配置されるセンサ基板１４は、基板ホルダ１５を介してブレーキケース６の底部６１に固定される。基板ホルダ１５は、樹脂などの絶縁材により形成される。マグネット１２およびセンサ基板１４は、エンコーダケース８の内側に固定されるカップ状のシールド部材１６によって外周側および一方側Ｌ１が囲まれている。シールド部材１６は磁性金属からなる。

【0035】

図２は、エンコーダ１０の主要部の拡大断面図である。図３（ａ）は、マグネット１２およびマグネットホルダ１１の平面図であり、を軸線方向Ｌの一方側Ｌ１から見た図である。図３（ｂ）は、センサ基板１４の平面図であり、軸線方向Ｌの他方側Ｌ２から見た図である。図２、図３（ａ）に示すように、マグネットホルダ１１は、軸線方向Ｌから見て円形の保持部１１０と、保持部１１０の中心から軸線方向Ｌの他方側Ｌ２へ突出する筒状の固定部１２０を備える。回転軸２０の一方側Ｌ１の端部は、保持部１１０および固定部１２０の径方向の中心を貫通する中心孔１３０に嵌まっている。

【0036】

図３（ｂ）に示すように、磁気センサ１３は、センサ基板１４の中央に配置される感磁素子１３１と、感磁素子１３１の近傍に配置される２個のホール素子１３２を備える。２個のホール素子１３２は、９０度離れた角度位置に配置される。

【0037】

保持部１１０は、円形の底部１１１と、底部１１１の外周縁から軸線方向Ｌの一方側Ｌ１へ突出する周壁１１２を備える。周壁１１２の先端に一方側Ｌ１へ突出する環状突部１１３が設けられ、環状突部１１３の内周側に他方側Ｌ２へ凹む第１環状段部１１４が設けられている。マグネット１２は、第１環状段部１１４の内周側に設けられた第２環状段部１１５に嵌合する。図２に示すように、回転軸２０の一方側Ｌ１の先端面２４とマグネット１２との間には、所定寸法のエアギャップＧが設けられている。

【0038】

本形態では、エンコーダ１０を組み立てる際、治具を用いて回転軸２０の先端にマグネットホルダ１１を位置決めする。その際、回転軸２０の先端面２４とマグネット１２との間のエアギャップＧが０．５ｍｍ以上、好ましくは０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以内の寸法となるように、回転軸２０に対してマグネットホルダ１１を位置決めする。これにより、マグネット１２と回転軸２０の先端面２４との間にエアギャップＧが確保される。

【0039】

本形態では、マグネットホルダ１１の周壁１１２には２段階に段部が設けられており、内周側の段部である第２環状段部１１５にマグネット１２が嵌まっているので、マグネット１２は環状突部１１３から径方向に離間している。マグネット１２は、接着剤によりマグネットホルダ１１に固定されており、第１環状段部１１４は、マグネット１２を固定するための接着剤（図示せず）を配置する接着剤溜まりとして利用される。従って、マグネット１２の固定強度が確保される。

【0040】

図２に示すように、本形態では、環状突部１１３の先端は、マグネット１２の軸線方向Ｌの一方側Ｌ１の表面１２Ａよりも一方側Ｌ１へ突出している。電磁ブレーキ７で発生する磁束が回転軸２０およびマグネットホルダ１１を通過して漏れ磁束となる際には、マグネット１２を囲む周壁１１２が磁路となり、環状突部１１３からマグネットホルダ１１の外部へ漏れ磁束が出て磁気センサ側へ向かうが、本形態では周壁１１２に第１環状段部１１４が設けられているため、環状突部１１３がマグネット１２から径方向に離れている。また、環状突部１１３の先端は、マグネット１２の表面１２Ａよりも軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に位置する。従って、マグネット１２から離れた位置から漏れ磁束が出るように磁路が構成されているので、マグネット１２の磁界に及ぼす漏れ磁束の影響が少ない。

【0041】

エンコーダ１０は、回転軸２０の回転に伴ってマグネット１２が回転し、マグネット１２の回転による磁界の変化を磁気センサ１３の出力から検出する。エンコーダ１０は、１回転で得られる感磁素子１３１の出力の周期を２個のホール素子１３２の出力により判別することでロータ２の回転位置を検出するアブソリュートエンコーダとして機能する。

【0042】

（エンコーダの角度補正）
図４は、エンコーダ１０の信号処理回路を模式的に示すブロック図である。エンコーダ１０は、磁気センサ１３の出力が入力されるエンコーダ回路１７を備える。エンコーダ回路１７は、センサ基板１４に配置される回路素子および配線パターンによって構成される。エンコーダ回路１７は、磁気センサ１３の出力から求められる検出角度を補正する補正部１８を備える。補正部１８により補正された検出角度は、センサ基板１４上のコネクタに接続されたエンコーダ配線１９を介して外部に出力される。

【0043】

補正部１８は、電磁ブレーキ７から発生する漏れ磁束が存在することを前提として、漏れ磁束を打ち消すように検出角度を補正する処理を行う。本形態では、補正部１８は、電磁ブレーキ７の仕様電圧である第１電圧よりも低い第２電圧で電磁ブレーキ７を駆動した
ときに発生するブレーキ磁界の影響を打ち消す補正を行う。ここで、第２電圧は、電磁ブレーキ７の仕様電圧の７５％の電圧である。例えば、電磁ブレーキ７の第１電圧が２４Ｖである場合には、第２電圧は、第１電圧の７５％の電圧であり、１８Ｖである。

【0044】

図５は、エンコーダ１０の検出誤差に対する電磁ブレーキ７からの漏れ磁束の影響を示すグラフである。図５の横軸はロータ２の回転位置である。縦軸は検出誤差であり、エンコーダパルスのカウント数で示されている。図５のデータは、第１電圧（仕様電圧）が２４Ｖである場合に、以下の６種類の態様で電磁ブレーキ７を駆動した場合に得られた検出誤差のデータである。
（１）駆動電圧２４Ｖ、正規接続
（２）駆動電圧１８Ｖ、正規接続
（３）駆動電圧１２Ｖ、正規接続
（４）駆動電圧２４Ｖ、逆接続
（５）駆動電圧１８Ｖ、逆接続
（６）駆動電圧１２Ｖ、逆接続

【0045】

逆接続は、電磁ブレーキ７に対して給電配線を極性を逆にして接続した状態である。図５に示すように、逆接続にした場合は、ロータ２の回転位置により検出誤差が大きく変動する。一方、正規接続では、検出誤差の変動は少なく、検出誤差の絶対値も逆接続の場合よりも小さい。また、正規接続と逆接続のいずれの場合も、電磁ブレーキ７の駆動電圧が小さくなるのに従って、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束による検出誤差の絶対値が小さくなっている。

【0046】

補正部１８は、各回転位置で発生する検出誤差のデータを記憶し、エンコーダ回路１７から出力される検出角度に対して、検出誤差を打ち消す補正を行う。その際、電磁ブレーキ７を第１電圧（２４Ｖ）で駆動したときの検出誤差のデータではなく、電磁ブレーキ７を第２電圧（１８Ｖ）で駆動したときの検出誤差のデータを補正値として用いる。このようにすると、電磁ブレーキ７を仕様電圧（２４Ｖ）で駆動した場合だけでなく、仕様電圧と異なる電圧（１８Ｖ、１２Ｖ）で駆動した場合にも、検出誤差を小さくすることができる。

【0047】

すなわち、本形態では、上記（２）の態様で電磁ブレーキ７を駆動した場合は、発生する検出誤差どおりの補正値で補正が行われるので、最も検出誤差を小さくすることができる。次に、上記（１）の態様で電磁ブレーキ７を駆動した場合は、発生する検出誤差が補正値よりも大きい。そのため、検出誤差の一部は除去できないものの、検出誤差を少なくすることができる。また、上記（３）の態様で電磁ブレーキ７を駆動した場合は、発生する検出誤差が補正値よりも小さい。そのため、正負が逆の検出誤差が残るものの、検出誤差の絶対値は小さくすることができる。

【0048】

次に、上記（４）～（６）の態様で電磁ブレーキ７を駆動する場合には、発生する検出誤差と補正値の正負が逆になっている範囲を除き、検出誤差を小さくすることができる。図５のデータによれば、発生する検出誤差と補正値の正負が逆になっている範囲では、補正によって逆に検出誤差が増大する過調整となるが、そのような範囲は小さい。また、補正値が小さめに設定されている（すなわち、仕様電圧である２４Ｖよりも低い１８Ｖで電磁ブレーキ７を駆動したときの検出誤差を補正値として用いる）ので、過調整を少なくすることができる。

【0049】

（本形態の主な効果）
以上のように、本形態のモータ１は、回転軸２０を備えたロータ２と、ロータ２に径方向で対向するステータ３と、ステータ３に対して回転軸２０の軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に
配置される電磁ブレーキ７と、を備えたブレーキ付きモータであって、ロータ２の回転を検出するエンコーダ１０を備えている。本形態のエンコーダ１０は、回転軸２０の軸線方向Ｌの一方側Ｌ１の端部に固定されるマグネットホルダ１１と、マグネットホルダ１１に保持されるマグネット１２と、マグネット１２に軸線方向Ｌの一方側Ｌ１から対向する磁気センサ１３、および、磁気センサ１３が配置されるセンサ基板１４と、磁気センサ１３の出力から求められる検出角度を補正する補正部１８と、を有する。マグネットホルダ１１は、マグネット１２の外周側を囲む周壁１１２を備えるとともに、回転軸２０の先端面２４とマグネット１２との間に所定のギャップ（本形態では、エアギャップＧ）が設けられる位置にマグネット１２を保持している。また、周壁１１２は、軸線方向Ｌの一方側Ｌ１の先端に設けられた環状突部１１３と、環状突部１１３の内周側に設けられた第１環状段部１１４と、を備え、第１環状段部１１４の内周側にマグネット１２が嵌まる第２環状段部１１５が設けられている。さらに、補正部１８は、電磁ブレーキ７の仕様電圧である第１電圧よりも低い第２電圧で電磁ブレーキ７に通電したときに発生するブレーキ磁界の影響を打ち消す補正を行う。

【0050】

本形態では、エンコーダ１０のマグネット１２と回転軸２０とが接していないので、回転軸２０の端部から発する漏れ磁束がマグネット１２に直接干渉しにくく、マグネット１２の磁界を乱しにくい。従って、マグネット１２の磁束を安定化させることができるので、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束による、エンコーダ１０の検出精度の低下を抑制できる。

【0051】

また、本形態では、マグネットホルダ１１の周壁１１２の先端に第１環状段部１１４が設けられ、第１環状段部１１４の内周側に設けられた第２環状段部１１５にマグネット１２が配置されるので、マグネットホルダ１１とマグネット１２との間に径方向の隙間が確保され、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束が通過する磁路とマグネット１２との間に隙間が確保される。従って、漏れ磁束がマグネット１２に直接干渉しにくく、マグネット１２の磁界を乱しにくい。よって、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束による、エンコーダ１０の検出精度の低下を抑制できる。

【0052】

さらに、本形態では、上記のような構造上の対策を行っても電磁ブレーキ７からの漏れ磁束が磁気センサ１３の出力に影響を与えることを前提として、エンコーダ１０の検出角度に対して、電磁ブレーキ７が仕様電圧（第１電圧）よりも低い第２電圧で駆動された場合に発生するブレーキ磁界の影響による検出誤差を打ち消す補正を行う。これにより、仕様電圧よりも低い電圧での使用や、極性を逆にした使用を行った場合においても、エンコーダ１０の検出精度に対する漏れ磁束の影響を少なくすることができる。また、補正により逆に検出誤差が大きくなる過調整を抑制できる。従って、高コストな部品を使用することなく、電磁ブレーキ７が仕様どおりに使用されない場合も含めて、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束による、エンコーダ１０の検出精度の低下を抑制できる。

【0053】

本形態では、回転軸２０の先端面２４とマグネット１２との間に、０．５ｍｍ以上のエアギャップＧが設けられている。エアギャップＧを設けることにより、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束が回転軸２０からマグネット１２に伝わる経路に磁気抵抗を持たせることができ、マグネット１２に向かう漏れ持続を減衰させることができる。従って、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束による、マグネット１２の磁束の乱れを少なくすることができる。なお、回転軸２０の先端面２４とマグネット１２との隙間は、エアギャップＧでなくてもよく、非磁性の接着剤が充填されていてもよい。

【0054】

本形態では、第２電圧は、第１電圧の７５％の電圧である。このように補正値を設定すると、電磁ブレーキ７が仕様電圧と異なる電圧で使用された場合においても、エンコーダ１０の検出精度に対する漏れ磁束の影響が大きくなりにくく、検出誤差を小さくすること
ができる。例えば、ブレーキを解除可能な最低電圧はブレーキによって異なるが、ユーザが電磁ブレーキ７の電圧を仕様電圧の５０％に下げて使用する可能性がある場合には、仕様電圧と仕様電圧の５０％の電圧の中間の電圧を第２電圧に設定しておくことにより、仕様電圧と仕様電圧の５０％の電圧の間のいずれの電圧で使用された場合においても、エンコーダ１０の検出誤差を最大限小さくすることができる。また、電磁ブレーキ７が逆の極性で接続された場合も、このような補正値を用いることにより、エンコーダ１０の検出精度に対する漏れ磁束の影響が大きくなりにくい。従って、エンコーダ１０の検出精度が大きく低下しにくい。

【0055】

本形態では、環状突部１１３は、マグネット１２の軸線方向Ｌの一方側Ｌ１の表面１２Ａよりも軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に突出している。環状突部１１３は、電磁ブレーキ７の磁束が通過する磁路を構成しているので、環状突部１１３の先端がマグネット１２から離れていれば、マグネット１２から離れた位置から漏れ磁束が外部に出る。従って、マグネット１２の磁界に及ぼす漏れ磁束の影響が少ないので、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束による、エンコーダ１０の検出精度の低下を抑制できる。

【0056】

本形態では、環状突部１１３とマグネット１２との隙間は、マグネット１２を固定する接着剤が収容される接着剤溜まりである。従って、電磁ブレーキ７からの漏れ磁束の影響を低減させるための構造を利用して、マグネット１２の固定強度を高めることができる。

【符号の説明】

【0057】

１…モータ、２…ロータ、３…ステータ、４…モータケース、５…ホルダ、６…ブレーキケース、７…電磁ブレーキ、８…エンコーダケース、９…シール材、１０…エンコーダ、１１…マグネットホルダ、１２…マグネット、１２Ａ…マグネットの軸線方向の一方側の表面、１３…磁気センサ、１４…センサ基板、１５…基板ホルダ、１６…シールド部材、１７…エンコーダ回路、１８…補正部、１９…エンコーダ配線、２０…回転軸、２０Ａ…出力軸、２１…ロータマグネット、２２…第１軸受、２３…第２軸受、２４…先端面、３０…ステータコア、３１…突極、３２…インシュレータ、３３…コイル、３４…配線基板、３５…端子ピン、４０…切欠き部、４１…リード線ホルダ、５１…環状リブ、６１…底部、６２…側壁部、６３…小径部、７１…摩擦板、７２…アーマチュア、７３…プレート、７４…ブレーキ用ステータ、８１…底部、８２…側壁部、８３…エンコーダ配線取り出し部、１１０…保持部、１１１…底部、１１２…周壁、１１３…環状突部、１１４…第１環状段部、１１５…第２環状段部、１２０…固定部、１３０…中心孔、１３１…感磁素子、１３２…ホール素子、Ｇ…エアギャップ、Ｌ…軸線方向、Ｌ１…軸線方向の一方側、Ｌ２…軸線方向の他方側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】