JP5280036B2

JP5280036B2 - 駆動装置

Info

Publication number: JP5280036B2
Application number: JP2007277821A
Authority: JP
Inventors: 要松本; 一朗菅野; 朋之杉山; 貴教東
Original assignee: 松本機械工業株式会社
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: JP2009101494A

Description

本発明は、駆動装置に関し、特に工作機械の可動部材を移動させて、角度割り出しなどを行う駆動装置に関するものである。

従来、例えば、工作機械のテーブルの角度割り出しなどを行う駆動装置には、可動部材を動かすために充分なトルクを出力することが求められてきた。
しかしながら、可動部材が重い場合は、充分なトルクを出力するために径方向に大きな駆動装置を使用する必要がある。
径方向に大きな駆動装置を使用することによって、駆動装置の径方向の大型化、大重量化を招くという不都合があった。
一方、駆動装置の大型化、大重量化を避けるため、径方向に小さな駆動装置を使用すると、充分なトルクを得られず可動部材を動かすのに時間がかかることや、可動部材を加減速ができないこと等の問題が発生し、作業効率が悪くなるという不都合があった。

そこで、特開平７−１１０７１４のように、同一可動部材（同一軸）を複数のモータで駆動させるときの制御方法が提案されている。
複数のモータは、それぞれ位置、速度、トルクがデジタル制御された状態で可動部材に動力を供給している。
特開平７−１１０７１４

ところで、上記のような制御方法では、複数のモータの間でトルクを制御する制御装置が必要となり、この制御装置の分だけ駆動装置の製造コストが上昇するという問題があった。

上記点より本発明は、径方向に小型化しても可動部材を動かすために充分なトルクを出力することができるとともに、製造コストの低廉化が可能な駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の駆動装置は、複数のロータ及び複数のステータで軸に動力を供給する駆動装置であって、軸方向に隣り合う２個のロータを一組とし、一方のロータを直接軸に固定し、他方のロータを一方のロータとの間に設けられたロータ連結体を介して一方のロータと連結することによって軸に固定し、ロータ連結体が軸方向に互いに対向する２個の輪部とこれらの輪部の間に架設されている複数の柱体とを有しており、輪部の両側に一方のロータ及び他方のロータがボルトによって固定されるようになっており、両輪部の軸方向の間隔はボルトの長軸方向の長さとほぼ等しいものである。

請求項２の駆動装置は、複数のステータは同一形状を有し、結線が延出する結線部を備えており、一組とした隣り合うステータはそれぞれの結線部が軸方向に互いに向かい合った状態で配置されているものである。

請求項３の駆動装置は、ロータの数が奇数の場合、組とならなかった１個のロータは直接軸に固定されるか、組とならなかった１個のロータを他方のロータのとの間に設けられたロータ連結体を介して他方のロータとさらに連結することによって軸に固定するものである。

請求項１の駆動装置によれば、ロータ連結体を介して他方のロータを軸に固定する部分を軸に新たに設けることなく他方のロータを軸に固定できる。
これにより、複数のロータ及び複数のステータによって可動部材である軸に動力を供給することができるので、径方向に小型化した駆動装置は充分なトルクを出力することができる。

また、ロータ連結体によって、一方のロータと他方のロータの回転数が同じとなるので、駆動装置の回転数を計測するロータリーエンコーダを隣り合うロータ２個に対して１個とすることができるので、駆動装置を低廉化するとともに充分なトルクを出力することができる。
さらに、ロータ連結体によって、一方のロータと他方のロータが連結されているので、軸においてねじり応力が発生することを防止できる。
これにより、連結されたモータに供給する電流を制御する必要がないので、駆動装置を低廉化するとともに、充分なトルクを出力することができる。

組み立て時にボルトによって一方のロータと他方のロータとをロータ連結体で連結するため、ロータ連結体の輪部の間隔をボルトが挿入できる長さにしなければならない。
請求項１の駆動装置によれば、両輪部の軸方向の間隔はボルトの長軸方向の長さとほぼ等しくすることで、このロータ連結体の輪部の間隔を最小限にすることができる。
これにより、駆動装置の軸方向の長さを短くし、駆動装置を小型化することができる。

請求項２の駆動装置によれば、隣り合う一組としたステータはそれぞれの結線部が軸方向に向かい合った状態で配置されているので、結線が近い位置から延出することになり、隣り合うステータの結線の駆動装置内での引き回しが容易になる。

請求項３の駆動装置によれば、ロータの数が奇数の場合でも、組みとならなかったロータが軸に固定されるので、充分なトルクを出力することができる。
また、組とならなかった１個のロータを、ロータ連結体を介して他方のロータにさらに連結することによって、ロータリーエンコーダの使用数を減らすことができるとともに、軸においてねじり応力が発生することを防止できる。
これにより、連結されたモータに供給する電流を制御する必要がないので、駆動装置を低廉化するとともに、充分なトルクを出力することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
全図を通して同一符号は、同一又は相当する部分を示すものである。
本実施形態では、ロータ及びステータがそれぞれ２個の駆動装置１について説明する。

図１に示すように、駆動装置１は、可動部材としての軸２と、軸２に固定される一方のロータとしての第一ロータ３と、軸方向に隣り合う他方のロータとしての第二ロータ５と、第一ロータ３と第二ロータ５との間に設けられたロータ連結体７と、第一ロータ３の周囲に配置されている第一ステータ４と、第二ロータ５の周囲に配置されている第二ステータ６と、軸２の回転量を検出するロータリーエンコーダ８とを有する。
軸方向に隣り合う２個の第一ロータ３と第二ロータ５を一組とする。

軸２には周方向にフランジ部２１が設けられている。
フランジ部２１には、フランジ部２１に第一ロータ３を固定するためのボルト穴が形成されており、第一ロータ３が軸２のフランジ部２１にボルト９で直接固定されている。

第一ロータ３の軸方向においてフランジ部２１と反対側にはロータ連結体７がボルト９によって固定されている。
ロータ連結体７の軸方向において第一ロータ３と反対側には第二ロータがボルト９によって固定されている。
つまり、軸方向にフランジ部２１、第一ロータ３、ロータ連結体７、第二ロータ５の順に並んでおり、第二ロータ５はロータ連結体７及び第一ロータ３を介して軸２に固定されている。

ロータ連結体７は、図２に示すように、軸方向に互いに対向する２個の輪部７１、７２と輪部７１と輪部７２との間に架設されている複数の柱体７３とを有している。
輪部７１及び輪部７２には、それぞれボルト９を挿通するためのボルト穴７４が複数形成されている。
輪部７１は第一ロータ３がボルト９によって固定され、輪部７２には第二ロータ５がボルト９によって固定されるようになっている。

輪部７１と輪部７２の軸方向の間隔は、ボルト９の長軸方向の長さとほぼ等しくなっている。
駆動装置１の組み立て時に、ボルト９によって第一ロータ３と第二ロータ５とをロータ連結体７で連結するため、ロータ連結体７の輪部７１、７２の間隔はボルト９が挿入できる長さが必要となる。
本実施形態のロータ連結体７において、輪部７１と輪部７２の軸方向の間隔をボルト９の長軸方向の長さとほぼ等しくすることで、このロータ連結体7の輪部７１、７２の間隔を最小限にすることができる。

第一ステータ４及び第二ステータ６は同一形状を有し、それぞれ結線４２、６２が延出する結線部４１、６１を有する。
第一ステータ４及び第二ステータ６は、結線部４１と結線部６１とが互いに向かい合った状態で配置されている。

ロータ連結体７は結線部４１、６１を互いに向かい合わせたことで出来たスペースに配置された状態で第一ロータ３と第二ロータ５とを連結している。
また、第一ステータ４及び第二ステータ６はそれぞれの結線部４１、６１が軸方向に向かい合った状態で配置されているので、結線４２、６２が近い位置から延出することになり結線４２、６２の駆動装置内での引き回しが容易となる。

本実施形態では、駆動装置のロータ及びステータがそれぞれ２個の場合について説明したが、これに限られることなく、例えば、駆動装置のロータ及びステータがそれぞれ２個以上であってもよい。

なお、ロータの数が奇数の場合、組とならなかった１個のロータ（図示せず）を直接軸２に固定するか、第二ロータ５のとの間に設けられたロータ連結体を介して第二ロータ５とさらに連結することによって軸２に固定する。

組とならなかった１個のロータを、ロータ連結体を介して第二ロータ５にさらに連結することによって、ロータリーエンコーダ９の使用数を減らすことができるとともに、軸２においてねじり応力が発生することを防止できる。

本発明の一実施形態の駆動装置を示す断面図である。図１のロータ連結軸を示す斜視図である。

１駆動装置
２軸
３第一ロータ
４第一ステータ
５第二ロータ
６第二ステータ
７ロータ連結体
８ロータリーエンコーダ
９ボルト
２１フランジ部
４１結線部
４２結線
６１結線部
６２結線
７１輪部
７２輪部
７３柱体
７４ボルト穴

Claims

複数のロータ及び複数のステータで軸に動力を供給する駆動装置であって、
軸方向に隣り合う２個のロータを一組とし、一方のロータを直接軸に固定し、
他方のロータを一方のロータとの間に設けられたロータ連結体を介して一方のロータと連結することによって軸に固定し、
ロータ連結体は、軸方向に互いに対向する２個の輪部とこれらの輪部の間に架設されている複数の柱体とを有しており、輪部の両側に一方のロータ及び他方のロータがボルトによって固定されるようになっており、両輪部の軸方向の間隔はボルトの長軸方向の長さとほぼ等しいことを特徴とする駆動装置。
複数のステータは同一形状を有し、結線が延出する結線部を備えており、一組とした隣り合うステータはそれぞれの結線部が軸方向に互いに向かい合った状態で配置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。
ロータの数が奇数の場合、組とならなかった１個のロータは直接軸に固定されるか、組とならなかった１個のロータを他方のロータのとの間に設けられたロータ連結体を介して他方のロータとさらに連結することによって軸に固定することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。