JP2008017588A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動モータ、減速機、電磁ブレーキ間の動力伝達を精度良く行うことができると共に、出力トルクを向上させることができる駆動装置を提供することを目的とする。
【課題手段】駆動モータ１０１が、軸方向に延出する筒状部７を備えたハウジング７と、筒状部７ａの外周に沿って配設されたステータ２と、ステータ２の外周に沿って配設されたロータ３と、筒状部７ａに回動自在に挿通されて筒状部７ａの両端から外方へ延出する回転軸４と、を備え、ロータ３には、ステータ２及び筒状部７ａよりも減速機１０３側に突出して縮径する縮径部８が備えられ、回転軸４の一端が、縮径部８に挿通されて接合されると共に、縮径部８から突出して減速機１０３に接続され、回転軸４の他端が、筒状部７ａから突出して電磁ブレーキ１０２に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動モータを駆動源とし、減速機及び電磁ブレーキを備えた駆動装置に関する。

従来、駆動モータと、駆動モータの回転を減速する減速機と、駆動モータの回転を制動する電磁ブレーキとを一体に備えた駆動装置が知られている。

また、前述の駆動装置には、駆動モータがインナーロータ型の電気モータであって、ロータと一体に回転する回転軸が備えられ、この回転軸の一端に減速機に接続する第一の回転軸を連結すると共に、この回転軸の他端に電磁ブレーキに接続する第二の回転軸を連結し、回転軸及び第一、第二の回転軸を介して、モータの回転を減速機及び電磁ブレーキに伝達しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５-２４０４１６号公報

そして、特許文献１に記載の駆動装置の構成によれば、回転軸を介してロータの回転を出力し、この回転軸の一端に第一の回転軸を連結して減速機に接続すると共に、この回転軸の他端に第二の回転軸を連結して電磁プレーキに接続しているので、回転軸と第一、第二の回転軸間の偏心の影響を受け、駆動モータと減速機、電磁ブレーキとの動力伝達が損なわれる虞がった。また、この偏心を低減するために、接合部に高い精度が要求され生産性を損なう虞があった。

また、駆動モータがインナーロータ型であるので、出力トルクがアウターロータ型に較べて小さいという問題があった。

そこで、本発明は、駆動モータ、減速機、電磁ブレーキ等を一体に備えた駆動装置において、駆動モータ、減速機、電磁ブレーキ間の動力伝達を精度良く行うことができると共に、出力トルクを向上させることができる駆動装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、軸方向に、駆動モータと、前記駆動モータの回転を減速する減速機と、前記駆動モータの回転を制動する電磁ブレーキとを一体に備えた駆動装置において、前記駆動モータが、軸方向に延出する筒状部を備えたハウジングと、前記筒状部の外周に沿って配設されたステータと、前記ステータの外周に沿って配設されたロータと、前記筒状部に回動自在に挿通されて該筒状部の両端から外方へ延出する回転軸と、を備え、前記ロータには、前記ステータ及び前記筒状部よりも前記減速機側に突出して縮径する縮径部が備えられ、前記回転軸の一端が、前記縮径部に挿通されて接合されると共に、該縮径部から突出して前記減速機に接続され、前記回転軸の他端が、前記筒状部から突出して前記電磁ブレーキに接続されている、ことを特徴とする。

請求項１に記載の駆動装置によれば、駆動モータが、軸方向に延出する筒状部を備えたハウジングと、筒状部の外周に沿って配設されたステータと、ステータの外周に沿って配設されたロータと、筒状部に回動自在に挿通されてこの筒状部の両端から外方へ延出する回転軸と、を備え、ロータには、ステータ及び筒状部よりも減速機側に突出して縮径する縮径部が備えられ、回転軸の一端が、縮径部に挿通されて接合されると共に、この縮径部から突出して減速機に接続され、回転軸の他端が、筒状部から突出して電磁ブレーキに接続されているので、駆動モータ、減速機、電磁ブレーキ間の動力伝達を精度良く行うことができ、且つ、出力トルクを向上させることができる。

つまり、請求項１に記載の駆動装置によれば、駆動モータがアウターロータ型に構成され、ロータの回転を共通の回転軸を介して減速機及び電磁ブレーキに伝達しているので、インナーロータロータ型に較べて駆動モータの出力トルクを向上でき、駆動モータの回転を、複数の回転軸を介して減速機及び電磁ブレーキに伝達するよりも、精度良く伝達できる。

次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動装置において、前記減速機が、ケースと、前記駆動モータの回転を受けて回転する太陽歯車と、前記太陽歯車の周囲に沿って間隙を介して配設された内歯車と、前記内歯車及び前記太陽歯車と噛合する遊星歯車と、前記遊星歯車を回転自在に支持するキャリアと、によって構成され、前記太陽歯車の軸部が前記回転軸と一体に形成されている、ことを特徴とする。

請求項２に記載の駆動装置によれば、減速機が遊星歯車減速機であって、太陽歯車の軸部が回転軸と一体に形成されているので、駆動モータの回転を精度良く減速機に伝達できる。

また、請求項２に記載の駆動装置は、請求項３に記載の発明のように、前記キャリアには、前記縮径部を挿通する挿通孔が備えられ、前記縮径部がベアリングを介して前記挿通孔に回動自在に係合していることにより、ロータとキャリアとの軸芯を精度良く合わせることができて、ロータの回転を精度良くキャリアに伝達でき、延いては、駆動モータの回転を減速機を介して精度良く出力できる。

本発明の駆動装置は、駆動モータが、軸方向に延出する筒状部を備えたハウジングと、筒状部の外周に沿って配設されたステータと、ステータの外周に沿って配設されたロータと、筒状部に回動自在に挿通されてこの筒状部の両端から外方へ延出する回転軸と、を備え、ロータには、ステータ及び筒状部よりも減速機側に突出して縮径する縮径部が備えられ、回転軸の一端が縮径部に挿通されて接合されると共に、この縮径部から突出して減速機に接続され、回転軸の他端が筒状部から突出して電磁ブレーキに接続されているので、駆動モータ、減速機、電磁ブレーキ間の動力伝達を精度良く行うことができ、且つ、出力トルクを向上させることができる。

つまり、本発明の駆動装置によれば、駆動モータがアウターロータ型に構成され、ロータの回転を共通の回転軸を介して減速機及び電磁ブレーキに伝達しているので、インナーロータロータ型に較べて駆動モータの出力トルクを向上でき、駆動モータの回転を、複数の回転軸を介して減速機及び電磁ブレーキに伝達するよりも、精度良く伝達できる。

また、本発明の駆動装置は、減速機が遊星歯車減速機であって、太陽歯車の軸部が回転軸と一体に形成されているので、駆動モータの回転を精度良く減速機に伝達できる。

また、本発明の駆動装置は、キャリアには、縮径部を挿通する挿通孔が備えられ、縮径部がベアリングを介して挿通孔に回動自在に係合していることにより、ロータとキャリアとの軸芯を精度良く合わせることができ、遊星歯車減速機構を介して、ロータの回転を精度良くキャリアに伝達でき、延いては、駆動モータの回転を減速機を介して精度良く出力できる。

次に、本発明の駆動装置の一実施例を図面にもとづいて説明する。図１は本実施例の駆動装置１の構成を表す断面図である。

図１に表したように、駆動装置１は、駆動源となる駆動モータ１０１、駆動モータ１０１の回転を制動する電磁ブレーキ１０２、駆動モータ１０１の回転を減速してホイール１０４に伝達する減速機１０３、ホイール１０４等によって構成されている。

駆動モータ１０１は、図１に表したように、軸方向に延出する筒状部７ａを備えたハウジング７、筒状部７ａの外周に沿って配設されたステータ２、ステータ２の外周に沿って配設されたロータ３、筒状部７ａの挿通孔７ｂに回動自在に挿通されて筒状部７ａの両端から外方へ延出する回転軸４、等を備えたアウターロータ型のＤＣブラシレス電気モータであって、ロータ３には、ステータ２及び筒状部７ａよりも減速機１０３側に突出して縮径する縮径部８が備えられ、回転軸４の一端が、縮径部８に挿通されて接合されると共に、縮径部８から突出して減速機１０３に接続され、回転軸４の他端が筒状部７ａから突出して電磁ブレーキ１０２に接続されている。

ロータ３は、環状に打ち抜かれて両面が絶縁被覆された薄い電磁鋼板を軸方向に積層して形成された円筒状の界磁コアの内部に、複数の永久磁石６を備えて構成されている。永久磁石６は、フェライト系の異方性希土類磁石からなり、半径方向に（つまり、外周面側と内面周側とに）Ｓ極とＮ極とをもつ。そして、複数の永久磁石６は、夫々のＳ極とＮ極がロータ３の内周面側に交互に現れるように配設されている。

ステータ２は、その外周面からロータ３の内周面に向けて放射状に突出する複数の電機子コアに励磁コイル９が集中巻きされて構成されている。

また、駆動モータ１０１には、ステータ２の周囲に沿って、ロータ３の回転動作に伴ってロータ３の磁界の変化を検出し、ステータ２に対するロータ３の相対回転量を検出する速度検出器５が備えられている。そして、駆動モータ１０１は、励磁コイル９に通電することにより、ロータ３及び回転軸４を回転し、速度検出器５を介してロータ３の回転量を検出し、図示しない制御器によって回転速度や位置決めの制御を行うように構成されている。

回転軸４は、一端側に第一太陽歯車２１が一体に形成され（所謂、回転軸４が第一太陽歯車２１の軸部である）、他端側がベアリング１０を介してハウジング７に回動自在に支持されている。

次に、電磁ブレーキ１０２は、ハウジング７に固定されたヨーク（電磁石）１１と、ヨーク１１に収納された電磁コイル（図示せず）と、回転軸４に固定されたハブ１２と、ハブ１２に係合するディスクブレーキ１３と、ディスクブレーキ１３とヨーク１１との間に配設され、軸方向にスライド自在に支持されたアマチュア（制動板）１４と、サイドプレート１５、カバー１６とによって構成されている。また、カバー１６は、ハウジング７に固定されている。

電磁ブレーキ１０２は、アマチュア１４が、ヨーク１１に収納されたコイルスプリング（図示せず）によってディスクブレーキ１３に向かって付勢され、ヨーク１１及びサイドプレート１５が、ハウジング７に一体に固定されて、ヨーク１１内の電磁コイルがケーブルを介して図示されない制御機器に接続されている。

そして、電磁ブレーキ１０２は、ヨーク１１内の電磁コイルへの通電が遮断（ＯＦＦ）されている際に、コイルスプリングの付勢力によって、アマチュア１４がディスクブレーキ１３に摩擦係合してハブ１２を介して回転軸４の回転を制動し、一方、制御機器を介して電磁コイルに通電された際に、ヨーク１１に磁力が発現し、ヨーク１１がアマチュア１４を引き付けてディスクブレーキ１３から離間させ、回転軸４の回転の制動を解除するように構成されている。

次に、減速機１０３は、回転軸４と一体に形成され回転軸４と共に回動する第一太陽歯車２１、第一太陽歯車２１に空隙を介して同軸状に配設された第一内歯車２２、前記空隙に配設され第一太陽歯車２１及び第一内歯車２２に噛合する第一遊星歯車２３、第一連結ピン２４を介して第一遊星歯車２３を回転自在に支持すると共に第一太陽歯車２１と同軸状に回転自在に支持された第一キャリア２５、第一キャリア２５のボス部に一体に接合された第二太陽歯車２６、第二太陽歯車２６に空隙を介して同軸状に配設された第二内歯車２７、前記空隙に配設され第二太陽歯車２６及び第二内歯車２７に噛合する第ニ遊星歯車２８、第ニ連結ピン２９を介して第ニ遊星歯車２８を回転自在に支持する第二キャリア３０、潤滑剤をシールするためのシール部材３１、ケース３２等を備えている。

ケース３２、第一内歯車２２、第二キャリア３０等は、ボルト３９によって一体に固定されている。また、ケース３２には、当該駆動装置１を図示しない機器に取り付けるための取り付け孔３２ａが形成されている。

第一キャリア２５には、縮径部８を挿通する挿通孔２５ｃが備えられ、縮径部８がベアリング３３を介して回動自在に係合している。また、第一キャリア２５は、開口部２５ａを備え、開口部２５ａの両壁に第一連結ピン２４の両端を支持すると共に、開口部２５ａを介してケース３２側に、軸方向に突出する筒状部２５ｂを備え、筒状部２５ｂの周囲にベアリング３４が装着され、ベアリング３４を介して、ケース３２に回動自在に支持されている。また、筒状部２５ｂの内周にベアリング３３を介してロータ３の縮径部８が回動自在に係合している。

第一連結ピン２４は、ベアリングを介して第一遊星歯車２３に回動自在に係合している。そして、第一遊星歯車２３は、その内周にベアリングが係合し、第一連結ピン２４を介して、第一キャリア２５に回動自在に支持されている。

第二キャリア３０は、開口部３０ａを備え、開口部３０ａの両壁に第二連結ピン２９の両端を支持すると共に、開口部３０ａを介して回転軸４とは反対側に、軸方向に突出する筒状部３０ｂを備え、筒状部３０ｂの周囲にベアリング３５が装着され、ベアリング３５を介して第二内歯車２７を回動自在に支持している。

第二連結ピン２９は、ベアリングを介して第二遊星歯車２８に回動自在に係合している。そして、第二遊星歯車２８は、その内周にベアリングが係合し、第二連結ピン２９を介して、第二キャリア３０に回動自在に支持されている。

第二内歯車２７は、ベアリング３５、３６を介して、第二キャリア３０、第一内歯車２２、ケース３２等に回動自在に支持され、第二太陽歯車２６とは反対側に位置する軸方向の端部に底壁２７ａを備えて有底筒状に形成されている。また、第二内歯車２７の第二太陽歯車２６側に位置する端部には、ベアリング３６を軸方向に係止する支持板３７がボルト３８を介して固定されている。

次に、ホイール１０４は、第二内歯車２７の外周に沿って形成された第一層部材４１と、第一層部材４１よりも弾性を有し、第一層部材４１の外周を覆う第二層部材４２とによって構成されている。

第一層部材４１は、端部が内径側に向かって屈曲するように形成され、ボルト４３を介して第二内歯車２７に固定されている。また、第一層部材４１は、圧縮強度や衝撃強度の優れた鋼材（例えば、クロムモリブテン鋼）によって形成されている。

第二層部材４２は、クロロプレンゴムから成り、第一層部材４１の外周に一体に成形されている。

次に、前述のように構成された駆動装置１は、駆動モータ１０１の回転駆動力が伝達されると以下のように動作する。

まず、回転軸４と一体に第一太陽歯車２１が回動し、第一遊星歯車２４が第一太陽歯車２１の周囲に沿って公転すると共に第一連結ピン２４を軸に自転する。そして、第一遊星歯車２４の公転に伴って第一キャリア２５が回動する。

次いで、第一キャリア２５と一体に第ニ太陽歯車２６が回動し、第ニ遊星歯車２８が第二連結ピン２９を軸に自転する。そして、第ニ遊星歯車２８の回動に伴って第二内歯車２７及びホイール１０４が回動する。

以下に、前記の構成を有する実施例の駆動装置１の作用効果を記載する。

本実施例に記載の駆動装置１の構成によれば、駆動モータ１０１が、軸方向に延出する筒状部７ａを備えたハウジング７と、筒状部７ａの外周に沿って配設されたステータ２と、ステータ２の外周に沿って配設されたロータ３と、筒状部７ａに回動自在に挿通されてこの筒状部７ａの両端から外方へ延出する回転軸４と、を備え、ロータ３には、ステータ２及び筒状部７ａよりも減速機１０３側に突出して縮径する縮径部８が備えられ、回転軸４の一端が縮径部８に挿通されて接合されると共に、この縮径部８から突出して減速機１０３に接続され、回転軸４の他端が筒状部７ａから突出して電磁ブレーキ１０２に接続されているので、駆動モータ１０１、減速機１０３、電磁ブレーキ１０２間の動力伝達を精度良く行うことができ、且つ、出力トルクを向上させることができる。

つまり、本実施例の駆動装置１によれば、駆動モータ１０１がアウターロータ型に構成され、ロータ３の回転を共通の回転軸４を介して減速機１０３及び電磁ブレーキ１０２に伝達しているので、インナーロータロータ型に較べて駆動モータ１０１の出力トルクを向上でき、駆動モータ１０１の回転を、複数の回転軸を介して減速機１０３及び電磁ブレーキ１０２に伝達するよりも、精度良く伝達できる。

また、本実施例の駆動装置は、減速機１０３が遊星歯車減速機であって、第一太陽歯車２３の軸部が回転軸４と一体に形成されているので、駆動モータ１０１の回転を精度良く減速機１０３に伝達できる。

また、本実施例の駆動装置は、第一キャリア２５には、縮径部８を挿通する挿通孔２５ｃが備えられ、縮径部８がベアリング３３を介して挿通孔２５ｃに回動自在に係合していることにより、ロータ３と第一キャリア２５との軸芯を精度良く合わせることができ、遊星歯車減速機構を介して、ロータ３の回転を精度良く第一キャリア２５に伝達できる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、種各の態様を取ることができる。

本発明の一実施例の、駆動装置の構成を表す断面図である。

符号の説明

１…駆動装置、２…ステータ、３…ロータ、４…回転軸、５…速度検出器、６…永久磁石、７…ハウジング、７ａ…筒状部、７ｂ…挿通孔、８…縮径部、９…励磁コイル、１０，３３，３４，３５，３６…ベアリング、１１…ヨーク（電磁石）、１２…ハブ、１３…ディスクブレーキ、１４…アマチュア（制動板）、１５…サイドプレート、１６…カバー、２１…第一太陽歯車、２２…第一内歯車、２３…第一遊星歯車、２４…第一連結ピン、２５…第一キャリア、２５ａ…開口部、２５ｂ…筒状部、２５ｃ…挿通孔、２６…第二太陽歯車、２７…第二内歯車、２７ａ…底壁、２８…第ニ遊星歯車、２９…第ニ連結ピン、３０…第二キャリア、３０ａ…開口部、３０ｂ…筒状部、３１…シール部材、３２…ケース、３２ｃ…挿通孔、３７…支持板、３８，３９，４３…ボルト、４１…第一層部材、４２…第二層部材１０１…駆動モータ、１０２…電磁ブレーキ、１０３…減速機、１０４…ホイール。

Claims (3)

1. 軸方向に、駆動モータと、前記駆動モータの回転を減速する減速機と、前記駆動モータの回転を制動する電磁ブレーキとを一体に備えた駆動装置において、
   前記駆動モータが、
   軸方向に延出する筒状部を備えたハウジングと、
   前記筒状部の外周に沿って配設されたステータと、
   前記ステータの外周に沿って配設されたロータと、
   前記筒状部に回動自在に挿通されて該筒状部の両端から外方へ延出する回転軸と、
   を備え、
   前記ロータには、前記ステータ及び前記筒状部よりも前記減速機側に突出して縮径する縮径部が備えられ、
   前記回転軸の一端が、前記縮径部に挿通されて接合されると共に、該縮径部から突出して前記減速機に接続され、前記回転軸の他端が、前記筒状部から突出して前記電磁ブレーキに接続されている、
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記減速機が、
   ケースと、
   前記駆動モータの回転を受けて回転する太陽歯車と、
   前記太陽歯車の周囲に沿って間隙を介して配設された内歯車と、
   前記内歯車及び前記太陽歯車と噛合する遊星歯車と、
   前記遊星歯車を回転自在に支持するキャリアと、
   によって構成され、
   前記太陽歯車の軸部が前記回転軸と一体に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記キャリアには、前記縮径部を挿通する挿通孔が備えられ、
   前記縮径部がベアリングを介して前記挿通孔に回動自在に係合している、
   ことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。

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