JP2000014089A - 走行駆動装置用の制御可能な非同期電動機 - Google Patents

走行駆動装置用の制御可能な非同期電動機

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JP2000014089A
JP2000014089A JP11132198A JP13219899A JP2000014089A JP 2000014089 A JP2000014089 A JP 2000014089A JP 11132198 A JP11132198 A JP 11132198A JP 13219899 A JP13219899 A JP 13219899A JP 2000014089 A JP2000014089 A JP 2000014089A
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Gerhard Weber
ゲルハルト・ヴェーバー
Anton Mueller
アントン・ミュラー
Giuliano Persico
ジュリアーノ・ペルジコ
Wolfgang Krebs
ヴォルフガンク・クレープス
Eckerhardt Grieb
エックハルト・グリープ
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 非同期電動機に強い磁界をもつ電磁ブレーキ
が設けられている場合でも、支障なく回転数及び回転方
向を制御する。 【解決手段】 電動機ケーシング１１の両側面に各１つ
のハウジングシールド１４を有し、回転子１３に担持さ
れる短絡環１５、後側面には電動機回転方向に前後する
少なくとも２つのセンサユニット５、及び短絡環１５と
後側ハウジングシールド１４との間で電動機軸に固着さ
れ、センサユニット５と協動する、変調素子３ａ、３ｂ
を有する円形回転板３を備え、センサユニット５が、各
１つの光電子受信器及び電気光学送信器を有し、該送信
器の光出力信号が各センサユニット５内を通過すると
き、光電子受信器によって、電動機制御用の電気信号に
変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行駆動装置用、
特に巻上、走行装置用の回転数・回転方向の制御可能な
非同期電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】マンネスマン・デマーク・フェルダーテ
ヒニーク（Mannesmann Demag Fordertechnik）株式会社
の冊子「取扱説明書；パルス発生器ＥＧの取付」によ
り、制御された走行駆動装置用、特に巻上、走行装置用
の機械式ブレーキを備えた滑り回転子形非同期電動機、
例えば回転子形誘導電動機が公知であり、両側の正面を
蓋状ハウジングシールドで閉鎖された電動機ケーシング
内に、この非同期電動機がある。
【０００３】この非同期電動機は、電動機軸に配置され
る回転板を有し、該回転板は出力端に向き合う後側面に
配置されている。この回転板が縁領域内に単磁石を備え
ており、これらの単磁石は相互に一定した角度距離で、
回転軸線に対して同じ半径方向距離で配置されている。
この磁石の高さに、該磁石に向き合うホールセンサがあ
る。回転板の回転時、個々の変調素子が順次周期的に該
ホールセンサを通過し、該ホールセンサの出力端で、回
転角に対応して交流信号を取り出すことができる。
【０００４】この交流信号から、前記電動機の回転数を
測定し、該回転数に基づいて非同期電動機を制御または
調節することができる。回転方向を確認するために、第
２ホールセンサが設けられており、このホールセンサは
回転方向に見て、前記第１ホールセンサの後方で同じ高
さに配置されている。両方のホールセンサの信号が位相
差を有し、この位相差から回転方向が確認できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記非
同期電動機では欠点として、円筒回転子と電磁ブレーキ
とを備えた電動機用に変換器（例えば信号変換器など）
が適していない。というのも、この電動機では、強く障
害となる磁界が発生し、更には、短絡巻線とハウジング
シールドとの間に僅かな空間があるにすぎないからであ
る。
【０００６】更に、回転数や回転方向測定用信号変換器
を備えた非同期電動機が公知であり、そこでは、該電動
機の外側で、エンコーダが電動機軸に嵌着されている。
このような実施形態の非同期電動機は、小さく構成でき
ず、このため該電動機駆動装置が費用増なっているとい
う欠点を有する。
【０００７】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その課題は、前記欠点を解消し、非同期電動機に強い磁
界を有する電磁ブレーキが設けられている場合でも、該
電動機が支障なく制御可能になるように、回転数および
回転方向を制御され、かつ円筒回転子を備え、コストが
安価な走行駆動装置用の制御可能な非同期電動機を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決策は、請
求項１に明示された特徴によって達成される。従属請求
項２ないし７の特徴部分の特徴によって、この非同期電
動機は更に有利な態様で構成し、前記課題を解決するこ
とができる。
【０００９】この解決策は、走行駆動装置用、特に巻
上、走行装置用の回転数および回転方向の制御可能な非
同期電動機であって、電動機ケーシングを備えており、
該ケーシングが両側面に各１つのハウジングシールドを
有し、かつ回転子によって担持される短絡環または環状
短絡巻線と、出力端に向き合う後側面には電動機回転方
向に前後する少なくとも２つのセンサユニットと、前記
短絡環または環状短絡巻線と前記後側ハウジングシール
ドとの間で電動機軸に固着され、前記センサユニットと
協動する円形回転板を含み、該回転板が変調素子を備
え、該変調素子が回転板の外周に配設されており、そし
て、前記センサユニットが、各１つの光電子受信器とそ
れに向き合う電気光学送信器とを有し、前記送信器の光
出力信号が各センサユニット内を通過するとき、前記変
調素子によって強度変調され、前記受信器によって、少
なくとも１つの電動機制御信号を導き出すための電気信
号に変換される前記非同期電動機である。
【００１０】前記変調素子は、前記短絡巻線と後側ハウ
ジングシールドとの間で、電動機軸に捩り剛性に配置さ
れる円形回転板に設けられている。光学設計の前記セン
サユニットは、光学的な構成により、磁界に対し、つま
り特に、前記短絡巻線および電磁ブレーキの磁界に対
し、高い免疫性が達成され、同時に該電動機がコンパク
トに構成される。
【００１１】安定性ある磁気対策したセンサユニットを
得るには、前記変調素子が光不透過性に構成され、通過
時に光束を短時間遮断するときであり、そのことからセ
ンサ信号の最大可能な変化が得られる。また、該変調素
子は、望ましくは、前記回転板の縁に配置されて前記電
動機軸に平行する方向に延びる歯として構成されてい
る。この態様の変調素子は、僅かな空間を必要するだけ
で、容易に製造することができる。そして、直接に隣接
する２つの前記センサユニットが、回転方向に見て、前
記歯の歯幅の１．５倍に等しい距離を有するとき、回転
方向は確実に測定することができる。
【００１２】前記両方の他のセンサユニットに対して、
電動機軸の縦方向でずらして配置される付加的センサユ
ニットが設けられているとき、該非同期電動機の電子回
路は簡素にすることができる。すなわち、該付加的セン
サユニットをこのように配置することで、回転方向信号
とは別に、パルス幅の狭い、簡単に評価可能な回転数信
号を発生することが可能となる。そして、前記歯の１つ
が、ずらして配置されたセンサユニットの光束を変調す
るように、該歯の延長方向に延長されているとき、単純
な回転数信号を発生するための簡単な解決策が得られ
る。
【００１３】前記後側ハウジングシールドに電磁ブレー
キが配置されているとき、コンパクトに構成され、多面
的に利用可能な前記非同期電動機が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施
例を示し、走行駆動装置用の円筒回転子１３と固定子１
３ａとを備え、回転数および回転方向が制御可能な非同
期電動機、例えば誘導電動機１２の縦断面図である。
【００１５】この誘導電動機１２は、電動機ケーシング
１１を有し、このケーシング１１の両側面に、それぞれ
ハウジングシールド１４が配設されている。電動機軸１
６に固着される前記回転子１３には、短絡環１５の態様
の環状の短絡巻線を認めることができ、該短絡環１５の
横側で直接に続いて信号発生器１が、前記ハウジングシ
ールド１４に配設され、完全に電動機ケーシング１１内
に収容されている。該後側ハウジングシールド１４の横
には、円筒回転子（１３）形誘導電動機１２の場合、一
般的な電磁ブレーキ１７とコイル１８がある。前記信号
発生器１の出力信号に基づいて、前記誘導電動機１２の
回転数と回転方向は電子的に、例えば図示しない制御装
置によって、制御可能である。
【００１６】図２は、開放された前記電動機ケーシング
１１の一部と誘導電動機１２とを、出力端に向き合う後
側面を見た図であり、後側エンドーシールド１４を認め
ることができる。前記信号発生器１は、信号ユニット２
と回転板３を含む。該回転板３は電動機ケーシング１１
内で電動機軸１６に固定配置されており、該回転板３は
電動機軸１６とともに共通軸線の周りを回転する。前記
信号ユニット２は、電動機ケーシング１１のエンドーシ
ールド１４に固着されており、共通ケース６内に収容さ
れた３つのセンサユニット５で構成される。
【００１７】図２から分かるように、同じ幅および長さ
の複数個の歯からなる変調素子３ａが回転板３の円形縁
に設けられており、これらの歯は、該回転板３の中心か
ら半径方向で等距離に配置されている。そして、前記変
調素子３ａのうちの１個の変調素子３ｂが設けられ、そ
の幅はは、前記変調素子３ａの半幅である。これらの歯
は電動機軸１６に平行して共通方向に延びて、櫛状円輪
を形成する。この円輪は片側に向かって開口した切欠部
を備えている。図３は別の視点から見た図２の信号発生
器１を示す。
【００１８】図４は、前記信号発生器１のケース６内の
斜視図を示す。このケース６が２つの室７ａ，７ｂを有
し、これらの室７ａ，７ｂは、その間に隙間８を残して
平行に向き合っている。室７ｂ内の第１平面に電気光学
送信器１０が配置されている。該送信器１０は赤外線発
光ダイオードである。ホトダイオードとして構成される
光電子受信器９が第２平面で、前記送信器１０に対向し
て配設されている。第１、第２平面は、互いに平行に延
びており、各１つの送信器１０が各１つの受信器９に対
向して、各１つのセンサユニット５を構成している。各
センサユニット５の送信器１０と受信器９は、それぞれ
第１、第２平面に垂直に整列した直線上にある。
【００１９】更に、図５から分かるように、中央の前記
送信器１０と中央の前記受信器９とで形成されるセンサ
ユニット５は、両方の他のセンサユニット５に対して後
方側にずらして配置されている。
【００２０】前記誘導電動機１２の運転時、前記回転板
３の歯は、前記隙間８内に入り込んで前記それぞれのセ
ンサユニット５を順次通過し、その際に個々の光束を短
時間遮断する。回転方向に見て前方側にある両方のセン
サユニット５は歯幅の１．５倍に等しい相互距離を有す
る。後方側にずらして配置された他方のセンサユニット
５は延長歯（前記変調素子３ｂ；この点については図２
参照）によって遮断されるだけである。この歯は、勿論
短く構成しておくこともできる（均等な解決策）。こう
して、前記受信器９から発生される狭い電気パルスが、
前記電動機１２の回転数の正確な測定を可能とする。前
記送信器１０と受信器９は、公知の方法で電子回路に接
続されており、この電子回路は、回転方向および回転数
を測定するための電気信号の変化を評価し、前記電動機
１２の制御信号（および／または表示単位）を導き出
す。
【００２１】前記変調素子３ａ、３ｂは、光透過性に構
成しておくこともできる。例えば、前記回転板３の回転
方向内で光透過率が周期的に変化する光透過性材料から
なる円環を回転板３に設けておくことが可能である。そ
の際、この透過率変化の周期は、例えば歯幅の２倍に一
致させることができる。
【００２２】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
走行駆動装置用の制御可能な非同期電動機によれば、非
同期電動機に強い磁界を有する電磁ブレーキが設けられ
ている場合でも、該電動機が支障なく、その回転数およ
び回転方向を制御することができるとともに、円筒回転
子を備え、製造コストを安価にすることができる。
【００２４】前記後側ハウジングシールドに電磁ブレー
キが配置されているとき、該非同期電動機はコンパクト
に構成され、多面的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す、走行駆動装置用の回
転数および回転方向の制御可能な非同期電動機で、例え
ば誘導電動機の縦断面図である。
【図２】図１の誘導電動機の開放された電動機ケーシン
グの要部斜視図である。
【図３】図２の誘導電動機と信号発生器とを、別の視点
から見た斜視図である。
【図４】信号発生器と３つのセンサユニットの斜視図で
ある。
【図５】図４に示す信号発生器のケースの断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 信号発生器 ２ 信号ユニット ３ 回転板 ３ａ，３ｂ 変調素子 ５ センサユニット ６ ケース ７ａ，７ｂ 室 ８ 隙間 ９ 電子光受信器 １０ 電気光学送信器 １１ 電動機ケーシング １２ 非同期電動機（例えば、誘導電動機） １３ 円筒回転子 １３ａ 固定子 １４ ハウジングシールド １５ 短絡環（または環状短絡巻線） １６ 電動機軸 １７ 電磁ブレーキ １８ コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントン・ミュラー ドイツ連邦共和国、デー 58300 ヴェッ ター、ダイペンベッカーヴェーク 36 (72)発明者 ジュリアーノ・ペルジコ ドイツ連邦共和国、デー 58300 ヴェッ ター、アム・ブラースベルク 31 (72)発明者 ヴォルフガンク・クレープス ドイツ連邦共和国、デー 58300 ヴェッ ター、パラセルズスシュトラーセ 16 (72)発明者 エックハルト・グリープ ドイツ連邦共和国、デー 58093 ハーゲ ン、イム・ゲルトヒェン 26

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走行駆動装置用、特に巻上、走行装置用
    の回転数および回転方向の制御可能な非同期電動機（１
    ２）であって、 電動機ケーシング（１１）を備えており、該ケーシング
    が両側面に各１つのハウジングシールド（１４）を有
    し、かつ回転子（１３）によって担持される短絡環（１
    ５）または環状短絡巻線と、出力端に向き合う後側面に
    は電動機回転方向に前後する少なくとも２つのセンサユ
    ニット（５）と、前記短絡環または環状短絡巻線と前記
    後側ハウジングシールド（１４）との間で電動機軸（１
    ６）に固着され、前記センサユニット（５）と協動する
    円形回転板（３）を含み、該回転板が変調素子（３ａ、
    ３ｂ）を備え、該変調素子（３ａ、３ｂ）が回転板
    （３）の外周に配設されており、 前記センサユニット（５）が、各１つの光電子受信器
    （９）とそれに向き合う電気光学送信器（１０）とを有
    し、前記送信器の光出力信号が各センサユニット（５）
    内を通過するとき、前記変調素子（３ａ、３ｂ）によっ
    て強度変調され、前記受信器（９）によって、少なくと
    も１つの電動機制御信号を導き出すための電気信号に変
    換されることを特徴とする走行駆動装置用の制御可能な
    非同期電動機。
  2. 【請求項２】 光不透過性に構成された前記変調素子
    （３ａ、３ｂ）が、通過時に光束を遮断することを特徴
    とする請求項１記載の走行駆動装置用の制御可能な非同
    期電動機。
  3. 【請求項３】 前記変調素子（３ａ、３ｂ）が、前記回
    転板の外周に均一に分散配置され、かつ前記電動機軸と
    平行に共通方向に延びる歯として構成されることを特徴
    とする請求項１または請求項に２記載の走行駆動装置用
    の制御可能な非同期電動機。
  4. 【請求項４】 直接に隣接する２つの前記センサユニッ
    ト（５）が、回転方向に、前記歯の歯幅の１．５倍に相
    当する距離をそれぞれ有することを特徴とする請求項３
    に記載の走行駆動装置用の制御可能な非同期電動機。
  5. 【請求項５】 第３番目に設けられるセンサユニット
    （５）が、両方の他のセンサユニット（５）に対して、
    前記電動機軸の縦方向にずらして配置されることを特徴
    とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の走行
    駆動装置用の制御可能な非同期電動機。
  6. 【請求項６】 前記回転板（３）の歯の１つが、ずらし
    て配置される前記センサユニット（５）の光束を変調す
    るように、歯の延長方向に延長されていることを特徴と
    する請求項５に記載の走行駆動装置用の制御可能な非同
    期電動機。
  7. 【請求項７】 前記後側ハウジングシールド（１４）
    に、電磁ブレーキが配置されることを特徴とする請求項
    １ないし請求項６のいずれかに記載の走行駆動装置用の
    制御可能な非同期電動機。
JP11132198A 1998-05-14 1999-05-13 走行駆動装置用の制御可能な非同期電動機 Pending JP2000014089A (ja)

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DE19823379A DE19823379A1 (de) 1998-05-14 1998-05-14 Signalgeber für die Drehzahl- und Drehrichtungsermittlung von Elektromotoren
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