CN110848284A - 带反向输入阻断离合器的电动机及反向输入阻断离合器 - Google Patents

Abstract

提供能够使由电动机驱动后的定位节能、且不耗费成本的带反向输入阻断离合器的电动机及能与电动机连结的反向输入阻断离合器。一种带反向输入阻断离合器的电动机，具备：电动机；以及反向输入阻断离合器，其与所述电动机的驱动轴连结。所述反向输入阻断离合器具有：输入侧旋转构件，其被输入所述电动机的转矩；输出轴；以及转矩传递容许机构，其设置于所述输入侧旋转构件与所述输出轴之间，容许所述转矩向所述输出轴的传递，并阻止所述转矩从所述输出轴侧向所述输入侧旋转构件的反向输入。

Description

带反向输入阻断离合器的电动机及反向输入阻断离合器

技术领域

本发明涉及带反向输入阻断离合器的电动机及反向输入阻断离合器。

背景技术

以往，在包装机器、制箱机、食品制造装置等的产品流动的产线部，为了将产品的导向部、打印装置、各种检测器等定位，而采用使这些移动的定位装置。这些定位装置通过利用驾驶盘以手动来驱动进给丝杠，从而使导向部、打印装置、各种检测器等移动到所要求的位置并定位。

以往，为了用手动进行定位，每当根据不同大小的产品的种类变更其位置时，作业员使用带有刻度的标签或者机器式的定位仪来决定要定位的位置。

为了减轻这些手动作业，考虑到如下：取代可进行手动操作的驾驶盘，而用可进行位置控制的电动机来驱动进给丝杠，从而将导向部、打印装置、各种检测器等定位。

在此，在如日本特开2011-109866号公报中提案的能进行位置控制的电动机控制中，在运转开始时及定位运转完成的时间点自动地进行动作，在停止时继续保持(伺服锁定)驱动轴的停止状态。

另外，也考虑到如下：在使用在日本特开2011-50129号公报中提案的电动机来进行位置控制后，取代伺服锁定，在电动机停止时例如使电磁制动器进行动作，从而将与驱动轴的动作连结的输出侧锁定。

发明内容

发明要解决的课题

但是，在对日本特开2011-109866号公报的电动机进行伺服锁定的情况下，在保持位置的期间内也由于电动机而消耗电力，因此在节能的观点上不优选。

另外，在日本特开2011-50129号公报的电磁制动器中，除了电动机控制用以外，还需要用于使电磁制动器电磁性地进行动作的控制电路，有耗费成本的问题。

本发明的目的在于提供能够使由电动机驱动后的定位节能、且不耗费成本的带反向输入阻断离合器的电动机及能与电动机连结的反向输入阻断离合器。

用于解决课题的方案

为了解决上述问题点，本发明的带反向输入阻断离合器的电动机具备：电动机；以及反向输入阻断离合器，其与所述电动机的驱动轴连结，所述反向输入阻断离合器具有：输入侧旋转构件，其被输入所述电动机的转矩；输出轴；以及转矩传递容许机构，其设置于所述输入侧旋转构件与所述输出轴之间，容许所述转矩向所述输出轴的传递，并阻止从所述输出轴侧向所述输入侧旋转构件的反向输入。

另外，本发明的反向输入阻断离合器，其与电动机的驱动轴连结，所述反向输入阻断离合器具备：输入侧旋转构件，其将所述电动机的转矩输入；输出轴；以及转矩传递容许机构，其设置于所述输入侧旋转构件与所述输出轴之间，容许所述转矩向所述输出轴的传递，并阻止从所述输出轴侧向所述输入侧旋转构件的反向输入。所述转矩传递容许机构包括：外环，其覆盖所述输入侧旋转构件及所述输出轴并且固定配置；传递构件，其将所述输入侧旋转构件的转矩向所述输出轴传递；卡合件，其相对于所述外环的内周面及所述输出轴的外周面卡合脱离自如，并且在卡合时阻止所述输出轴的旋转，阻断从该输出轴向所述输入侧旋转构件的转矩传递；弹压构件，其将所述卡合件向与所述外环的内周面及所述输出轴的外周面卡合的方向弹压；以及卡合解除构件，其在所述输入侧旋转构件旋转时对抗所述弹压构件的弹压力，将所述卡合件相对于所述外环的内周面及所述输出轴的外周面的卡合解除。

发明效果

根据本发明，能够使由电动机驱动后的定位节能、且不耗费成本。

附图说明

图1A是实施方式的带反向输入阻断离合器的电动机的立体图。

图1B是图1A的带反向输入阻断离合器的电动机的分解立体图。

图2是实施方式的反向输入阻断离合器的立体图。

图3是图2的反向输入阻断离合器的纵剖视图。

图4是图2的反向输入阻断离合器的分解立体图。

图5是示出图2的反向输入阻断离合器的通常时的状态的说明图。

图6是示出向图2的反向输入阻断离合器的输入侧旋转构件输入转矩时的状态的说明图。

图7是示出向反向输入阻断离合器的输出轴输入了转矩时的状态的说明图。

具体实施方式

以下，参照图1A～图7对将本发明具体化的一个实施方式的带反向输入阻断离合器的电动机及反向输入阻断离合器进行说明。

如图1A所示，带反向输入阻断离合器的电动机10具备电动机20和反向输入阻断离合器30。电动机20是齿轮传动电动机，具有电动机主体22及减速器24。

电动机20的驱动轴26(即减速器24的输出轴)连结到后述的反向输入阻断离合器30的输入侧旋转构件32。电动机20固定于壳体等，壳体等固定于未图示的底座。

电动机主体22具备回转式编码器28。回转式编码器28检测电动机主体22的旋转角，并将其检测信号(旋转角)向未图示的控制电路输出。所述控制电路以将基于该检测信号算出的当前位置和预先指示的目标位置的偏差消除的方式进行位置控制。

此外，所述控制电路在所述偏差消除而成为目标位置的情况下，使电动机主体22的旋转驱动停止。

如图2、图3及图4所示，带反向输入阻断离合器的电动机10具备输出轴31、输入侧旋转构件32、以及覆盖输出轴31及输入侧旋转构件32的外环33。

输出轴31的外周面具有沿着轴方向按顺序排列的小径部34、大径部35以及突出部。小径部34及大径部35的截面为大致圆形。另外，如图5～图7所示，在输出轴31中，在与大径部35邻接的突出部的外周面设置有一对卡合突起36。两个卡合突起36沿着与轴方向正交的径向向相互相反的方向突出。

如图3所示，在外环33内形成有：具有圆形截面的内周面的安装室33a；以及具有直径比安装室33a的直径大的圆形截面的内周面的收纳室33b。

输出轴31通过轴承37转动自如地支承于外环33的安装室33a的内周面。在该状态下，输出轴31的小径部34从外环33突出到外部。此外，外环33固定于未图示的底座。

输入侧旋转构件32以与输出轴31的突出部侧的端部对置的方式配置于收纳室33b内。

输入侧旋转构件32形成为圆板状，在其中心部形成有非圆形截面的轴安装孔32a。输入侧旋转构件32通过以切削形成为非圆形截面的驱动轴26的顶端部不能相对转动地贯穿于轴安装孔32a的状态固定，从而能与驱动轴26一体转动。

贯穿于轴安装孔32a的驱动轴26以具有游隙的方式***到凹部31a内，该凹部31a凹设于与驱动轴26对置的凹部31a的端面。另外，在凹部31a中嵌入具有向外凸缘42的无油衬套41，向外凸缘42与输入侧旋转构件32抵接。

在收纳室33b中，在电动机侧嵌合有与收纳室33b相同直径的无油垫圈38，并且C型的止动环39与收纳室33b内周面的止动环嵌合槽33c嵌合。通过在止动环嵌合槽33c中嵌合止动环39，从而可防止无油垫圈38从收纳室33b向外部脱离。

在输入侧旋转构件32的与输出轴31对置的侧面，两个设为一组的两组传递销43、44作为传递构件向轴方向突出。

各传递销43以输入侧旋转构件32的中央部中心位于180°相反的位置，如图5所示，在输入侧旋转构件32向顺时针方向旋转(以下称为正转)时，以与输出轴31的卡合突起36分别卡止的方式配置。也就是说，在通过电动机20使输入侧旋转构件32正转时，传递销43将电动机20的正转时的转矩传递到输出轴31。

另外，各传递销44以输入侧旋转构件32的中央部为中心位于180°相反的位置，如图5所示，在输入侧旋转构件32向逆时针方向旋转(以下称为反转)时，以与输出轴31的卡合突起36分别卡止的方式配置。也就是说，在通过电动机20使输入侧旋转构件32反转时，传递销43将电动机20的反转时的转矩传递到输出轴31。

如图4及图5～图7所示，在输出轴31中，在两个卡合突起36之间的外周面沿周向等间隔地形成多个凸轮面45，多个凸轮面45在与外环33的安装室33a的内周面之间形成楔状空间。凸轮面45包括向相反的方向倾斜的一对倾斜面46、47。

倾斜面46和安装室33a的内周面所形成的楔状空间在图5～图7中随着向逆时针方向去，而从大宽度部变化为狭小部。另外，倾斜面47和安装室33a的内周面所形成的楔状空间在图5～图7中随着向顺时针方向去，而从大宽度部变化为狭小部。

在各凸轮面45的倾斜面46、47与安装室33a的内周面之间配置有卡合件48、49。卡合件48、49由圆柱状的辊构成。卡合件48、49配置于与输入侧旋转构件32旋转时的传递销44、43的移动轨迹干扰的位置。

在卡合件48与卡合件49之间配置有作为弹压构件的螺旋弹簧51。卡合件48及卡合件49被螺旋弹簧51朝向楔状空间的狭小部弹压，在电动机20停止时，通过螺旋弹簧51，卡合件48及卡合件49与安装室33a的内周面及输出轴31的倾斜面46卡合，从而阻止卡合件48、49的空转。

另外，在电动机20停止、传递销44从卡合件48离开的状态下，传递销44与卡合件48之间的分开距离以短于传递销43与卡合突起36之间的分开距离的方式配置。通过这样配置，当电动机20正转时，传递销44比传递销43抵接于卡合突起36更早地抵接于卡合件48，从而将卡合件48与安装室33a的内周面及输出轴31的倾斜面46的卡合解除，能使卡合件48空转。

同样，在电动机20停止、传递销43从卡合件49离开的状态下，传递销43与卡合件48的分开距离以短于传递销44与卡合突起36之间的分开距离的方式配置。通过这样配置，当电动机20反转时，传递销43比传递销44抵接于卡合突起36更早地抵接于卡合件49，从而将卡合件49与安装室33a的内周面及输出轴31的倾斜面47的卡合解除，能使卡合件49空转。在本实施方式中，传递销43、44相当于卡合解除构件及传递构件。也就是说，传递构件兼作卡合解除构件。

在本实施方式中，转矩传递容许机构由外环33、作为传递构件及卡合解除构件的传递销43、44、卡合件48、49、以及螺旋弹簧51构成。

(实施方式的作用)

对如上述那样构成的带反向输入阻断离合器的电动机及反向输入阻断离合器的作用进行说明。

该带反向输入阻断离合器的电动机10例如在包装机器、制箱机、食品制造装置等的产品流动的产线部为了对产品的导向部、打印装置、各种检测器等进行定位，电动机20被进行位置控制。对通过该位置控制使电动机20旋转的情况进行说明。

如图1B中箭头所示，当电动机20正转时，向输入侧旋转构件32输入转矩，如图6所示，传递销44对抗螺旋弹簧51的弹压力而将卡合件48朝向楔状空间的大宽度部按压。因此，卡合件48相对于安装室33a的内周面及输出轴31的倾斜面46的卡合被解除。然后，通过传递销43按压卡合突起36，从而将输入侧旋转构件32的转矩传递到输出轴31，使输出轴31正转。此时，卡合件48沿着外环33的安装室33a的内周面空转。另外，在该情况下，通过输出轴31正转，从而倾斜面47使卡合件49朝向楔状空间的大宽度部相对地移动，因此输出轴31不会被卡合件49锁定。

当电动机20的正转停止时，传递销44的按压被解除，因此卡合件48通过螺旋弹簧51的弹压力而从楔状空间的大宽度部朝向狭小部移动，并与安装室33a的内周面及输出轴31的倾斜面46卡合，从而输出轴31被锁定。另外，传递销43对卡合突起36的按压被解除。因此，输出轴31被锁定，所以与以往不同，不必用伺服锁定等来保持停止正转的电动机20。

另外，如图1B中箭头所示，当电动机20反转时，向输入侧旋转构件32输入转矩，传递销43对抗螺旋弹簧51的弹压力而将卡合件49朝向楔状空间的大宽度部按压。因此，卡合件49相对于安装室33a的内周面及输出轴31的倾斜面47的卡合被解除。然后，通过传递销44按压卡合突起36，从而将输入侧旋转构件32的转矩传递到输出轴31，使输出轴31反转。此时，卡合件49沿着外环33的安装室33a的内周面空转。另外，在该情况下，通过输出轴31反转，从而倾斜面46使卡合件48朝向楔状空间的大宽度部相对地移动，因此输出轴31不会被卡合件48锁定。

当电动机20的反转停止时，传递销43的按压被解除，因此卡合件49通过螺旋弹簧51的弹压力而从楔状空间的大宽度部朝向狭小部移动，并与安装室33a的内周面及输出轴31的倾斜面47卡合而将输出轴31锁定。另外，传递销44对卡合突起36的按压被解除。因此，输出轴31被锁定，所以与以往不同，不必用伺服锁定等来保持停止反转的电动机20。

另一方面，在此，即使向输出轴31反向输入转矩，也与其旋转方向相应地，卡合件48或者卡合件49卡合于安装室33a的内周面及凸轮面45、即楔状空间的狭小部而进行锁定。

也就是说，即使输出轴31想要向图7中的顺时针方向旋转，但卡合件48卡合于安装室33a的内周面及凸轮面45(倾斜面46)，从而输出轴31被锁定。通过该锁定可防止转矩从输出轴31向输入侧旋转构件32传递。

另外，即使输出轴31想要向图7中的逆时针方向旋转，但卡合件49卡合于安装室33a的内周面及凸轮面45(倾斜面47)，从而输出轴31被锁定。通过该锁定可防止转矩从输出轴31向输入侧旋转构件32的传递。

根据本实施方式，具有下述的特征。

(1)本实施方式的带反向输入阻断离合器的电动机具备的电动机20是进行位置控制的电动机。反向输入阻断离合器30具有与电动机20的驱动轴26连结的输入侧旋转构件32和设置于输入侧旋转构件32与输出轴31之间的转矩传递容许机构，转矩传递容许机构容许转矩向输出轴31的传递，并阻止从输出轴侧向输入侧旋转构件32的反向输入。

通过该结构，不必用伺服锁定等来保持电动机，在保持位置的期间内也不会由于电动机而消耗电力，在节能的观点上优选。其结果是，根据本实施方式，起到如下效果：能够使由电动机驱动后的定位节能，不耗费成本。

(2)本实施方式的反向输入阻断离合器的转矩传递容许机构具备：外环33，其覆盖输入侧旋转构件32及输出轴31并且固定配置；以及传递销43、44(传递构件)，其将输入侧旋转构件32的转矩传递到输出轴31。转矩传递容许机构进一步具备卡合件48、49，卡合件48、49相对于外环33的内周面及输出轴31的外周面卡合脱离自如，并且在卡合时阻止输出轴31的旋转，阻断从输出轴31向输入侧旋转构件的转矩传递。

转矩传递容许机构进一步具备螺旋弹簧51(弹压构件)，螺旋弹簧51将卡合件48、49向与外环33的内周面及输出轴31的外周面卡合的方向弹压。另外，转矩传递容许机构具备卡合件48、49(卡合解除构件)，卡合件48、49在输入侧旋转构件32旋转时对抗螺旋弹簧51(弹压构件)的弹压力而将卡合件48、49相对于外环33的内周面及输出轴31的外周面的卡合解除。

其结果是，根据本实施方式，通过将转矩传递容许机构设为上述的结构，从而能容易地得到上述(1)的效果。

(3)在本实施方式中，传递销43、44(传递构件)兼作卡合解除构件。其结果是，根据本实施方式，也能使卡合件、传递构件及卡合解除构件各自的移动轨迹重叠，从而减小转矩传递容许机构的输出轴的径向尺寸，也能小型化。另外，根据本实施方式，作为传递构件的传递销兼作卡合解除构件，因此将转矩传递容许机构设为简单的结构，能减少部件个数，并能实现成本减少。

(4)在本实施方式中，输出轴31的外周面具备向径向突出的一对卡合突起36。另外，传递销43、44(传递构件)通过与卡合突起36卡合，从而将输入侧旋转构件32的转矩向输出轴31传递。

其结果是，根据本实施方式，通过使传递销卡合于卡合突起这样的简单结构就能够容易地实现转矩的传递。

此外，本发明并不限定于所述实施方式，也可以按下述构成。

·在所述实施方式中，电动机20为齿轮传动电动机，但是不必限定于齿轮传动电动机，例如也可以为步进电动机。

·反向输入阻断离合器的结构并不限定上述实施方式，也可以是其他结构的反向输入阻断离合器。

·在上述实施方式中，将弹压构件设为螺旋弹簧51，但是并不限定于螺旋弹簧，也可以是板簧、锥形螺旋板弹簧等其他的弹性构件。

·在上述实施方式中，将卡合突起36设为一对，但是也可以由三个以上构成。

Claims (7)

1.一种带反向输入阻断离合器的电动机，具备：

电动机；以及

反向输入阻断离合器，其与所述电动机的驱动轴连结，

所述反向输入阻断离合器具有：

输入侧旋转构件，其被输入所述电动机的转矩；

输出轴；以及

转矩传递容许机构，其设置于所述输入侧旋转构件与所述输出轴之间，容许所述转矩向所述输出轴的传递，并阻止从所述输出轴侧向所述输入侧旋转构件的反向输入。

2.根据权利要求1所述的带反向输入阻断离合器的电动机，其中，

所述转矩传递容许机构包括：

外环，其覆盖所述输入侧旋转构件及所述输出轴并且固定配置；

传递构件，其将所述输入侧旋转构件的转矩向所述输出轴传递；

卡合件，其相对于所述外环的内周面及所述输出轴的外周面卡合脱离自如，并且在卡合时阻止所述输出轴的旋转，阻断从该输出轴向所述输入侧旋转构件的转矩传递；

弹压构件，其将所述卡合件向与所述外环的内周面及所述输出轴的外周面卡合的方向弹压；以及

卡合解除构件，其在所述输入侧旋转构件旋转时对抗所述弹压构件的弹压力，将所述卡合件相对于所述外环的内周面及所述输出轴的外周面的卡合解除。

3.根据权利要求2所述的带反向输入阻断离合器的电动机，其中，所述传递构件兼作所述卡合解除构件。

4.根据权利要求3所述的带反向输入阻断离合器的电动机，其中，所述输出轴的外周面具备从轴心向径向突出的至少一对卡合突起，

所述传递构件通过与所述卡合突起卡合从而将所述输入侧旋转构件的转矩向所述输出轴传递。

5.一种反向输入阻断离合器，其与电动机的驱动轴连结，所述反向输入阻断离合器具备：

输入侧旋转构件，其将所述电动机的转矩输入；

输出轴；以及

转矩传递容许机构，其设置于所述输入侧旋转构件与所述输出轴之间，容许所述转矩向所述输出轴的传递，并阻止从所述输出轴侧向所述输入侧旋转构件的反向输入，

所述转矩传递容许机构包括：

外环，其覆盖所述输入侧旋转构件及所述输出轴并且固定配置；

传递构件，其将所述输入侧旋转构件的转矩向所述输出轴传递；

卡合件，其相对于所述外环的内周面及所述输出轴的外周面卡合脱离自如，并且在卡合时阻止所述输出轴的旋转，阻断从该输出轴向所述输入侧旋转构件的转矩传递；

弹压构件，其将所述卡合件向与所述外环的内周面及所述输出轴的外周面卡合的方向弹压；以及

卡合解除构件，其在所述输入侧旋转构件旋转时对抗所述弹压构件的弹压力，将所述卡合件相对于所述外环的内周面及所述输出轴的外周面的卡合解除。

6.根据权利要求5所述的反向输入阻断离合器，其中，所述传递构件兼作所述卡合解除构件。

7.根据权利要求6所述的反向输入阻断离合器，其中，所述输出轴的外周面具备从轴心向径向突出的至少一对卡合突起，

所述传递构件通过与所述卡合突起卡合从而将所述输入侧旋转构件的转矩向所述输出轴传递。

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