TWI272757B - Motor built-in cylinder - Google Patents

Description

1272757 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明’是關於使用於輸送帶等的馬達帶輪、馬達滚 筒等的內裝馬達之滾筒。 【先前技術】 以往，已提案各種：在滾筒本體內具備馬達，藉由該 馬達旋轉驅動前述滾筒本體的內裝馬達之滾筒。這種的Θ 裝馬達之滾筒，是例如第5圖所示，作爲配置於輸送帶2 上將搬運物4直接移動用的馬達滾筒使用。或者是， 如第ό圖所示，作爲藉由皮帯6移動搬運物*的馬達帶輪 ΜΡ使用。 第7圖’是意示以往公知的內裝馬達之滾筒的側 剖面（例如，專利文獻1參照）。 此內裝馬達之滾筒1 〇 ’是具備：由略圓筒形狀的構 件構成的滾筒本體1 1、及馬達1 2、及減速機1 3。馬達i 2 及減速機1 3，是收容於滾筒本體1 1的內側空間內。又， 滾筒本體1 1的兩端部，是藉由一對的第1、第2安裝托 架14、15可旋轉地被支撐。滾筒本體11是朝周方向旋轉 可能。馬達1 2是感應電動機，藉由：由捲繞於鐵心的線 圈所組成的固定子1 6、及同軸地配置在此固定子1 6的內 側空間的籠型的轉子1 7所構成。 在此內裝馬達之滾筒1 〇中，通電至馬達1 2的話，馬 達軸1 2 A會被旋轉驅動，此馬達軸〗2 A的旋轉是藉由減 -4- (2) 1272757 速機1 3減速。此減速輸出傳達至滾筒本體u，使滾筒本 體1 1是朝周方向旋轉驅動。 但是’藉由這種內裝馬達之滾筒1 〇移動大型的搬運 物的情況時，因爲需要提高內裝馬達之滾筒1 〇的驅動力 ’其馬達1 2需使用高輸出型的感應電動機。 〔專利文獻1〕日本特開平6 - 2 2 7 6 3 0號公報 【發明內容】 (本發明所欲解決的課題） 但是’這種以往公知的內裝馬達之滾筒1 0，其構造 上’從馬達1 2或減速機1 3發生的熱容易滯留於轉子本體 Η內’降低其溫度的上昇是有限度。因此，爲了提高內 裝馬達之滾筒1 0的驅動力而將馬達1 2提高至例如〇 . i kw 以上的情況時，連續運轉時間因有限制，所以成爲運轉時 程上的大的障礙。且，依據情況需要內藏供防止馬達！ 2 的燒損用的保護裝置。 又’因爲有這種馬達輸出或連續運轉時間的限制，例 如’藉由馬達滾筒MR移動大型的搬運物時，需使用容量 的小的複數個馬達滾筒M R，來提高整體的驅動力，而導 致成本提高。又，藉由1個馬達滾筒MR搬運大型的搬運 物時，因爲需要將馬達徑大型化，所以滾筒外徑也變大， 輸送帶等的搬運機械也會大型化。 本發明’是爲了解決這種問題，其目的是提供一種： 輕小、低成本’且可使用的溫度範圍寬，具有高信賴性， -5 - (3) 1272757 且，在高輸出連續運轉可能的內裝馬達之滾筒。 (用以解決課題的手段） 本發明’是一種內裝馬達之滾筒，對於在滾筒本體內 具備馬達，藉由該馬達旋轉驅動前述滾筒本體，而前述馬 達疋使用無電刷D C馬達的问時，安裝分析器作爲該無電 刷D C馬達的磁極位置檢測手段，來解決上述課題。 發明人等’爲了解決習知的問題，內裝馬達之滾筒的 馬達，是採用：與感應電動機相比馬達效率佳，可以獲得 大的起動扭矩的無電刷DC馬達，使用霍爾（Han ) ic作 爲其磁極位置檢測手段。 但是，藉由採用無電刷D C馬達就可以獲得高輸出的 同時，霍爾（Hall) 1C因怕熱，所以可以使用的溫度範圍 被限定，馬達輸出或連續運轉時間被限制的習知的問題的 解決是困難的。而且，藉由霍爾（Hall ) 1C高精度檢測旋 轉角度是有限度，所以霍爾（Hall ) 1C不適合於高精度的 反饋控制。 一方面，因爲使用編碼器作爲磁極位置檢測手段，編 碼器是比霍爾（Hall ) 1C更怕熱或振動，可以使用的溫度 範圍或使用環境更被限定。 在此，在本發明中，將馬達使用無電刷DC馬達的同 時，安裝分析器作爲該無電刷D C馬達的磁極位置檢測手 段。 分析器，是因爲是單純的線圈構造且不具有的電子電 -6- (4) 1272757 路’可以使用的溫度範圍寬，且輕小、信賴性高。因此， 藉由組合無電刷DC馬達及分析器，就可將無電刷DC馬 達的優點發揮至最大限度，輕小、低成本，且可以使用的 溫度範圍寬，具有高信賴性。 且’可以獲得：習知連續運轉不可能的滾筒直徑爲 12 5mm以下時，馬達的容量即使是〇 lkw以上的高輸出領 域’也可連續運轉的內裝馬達之滾筒。 (發明之效果） 依據本發明’可以提供：輕小、低成本，且可以使用 的溫度範圍寬，具有高信賴性，且在高輸出下連續運轉可 能的內裝馬達之滾筒。 【實施方式】 以下，依據圖面說明本發明的實施例。 第1圖及第2圖，是顯示本發明的實施例的內裝馬達 之滾筒1 0 〇。第i圖，對應於上述第6圖的內裝馬達之滾 筒1 0 0的側剖面圖’第2圖是其要部擴大圖，第3圖、第 4圖’分別是從第1圖中的箭頭111、IV所見的端面圖。 內裝馬達之滾筒100的滾筒本體1〇2，是由略圓筒形 狀的構件組成。在滾筒本體1 〇 2的內側空間內，分別收容 有馬達1 〇 4及減速機1 〇 6。 又，在滾筒本體102的兩端部1〇2Α、102B，是藉由 環狀構件1 〇 8、1 1 0配置於軸承1 1 2，1 1 4，進一步，藉由 (5) 1272757 此軸承1 1 2、1 1 4保持一對的第1、第2安裝托 1 1 8使可與滾筒本體1 0 2相對旋轉。即，滾筒本 是以一對的第1、第2安裝托架丨丨6、丨丨8爲中 向旋轉可能。 第1、第2安裝托架116、118，分別由幾乎 構件所構成，作爲供閉塞滾筒本體1 0 2的兩端部 102B用的滾筒蓋的功能。第1、第2安裝托架 ，如第3圖、第4圖所示’安裝軸U6a及U8a 軸方向突出。第丨、第2安裝托架116、118，是 裝軸1 1 6 a及1 1 8 a固定於輸送帶框架等的外部構 在此第1、第2安裝托架1 1 6、1 1 8，是設置使 1 0 2的內部及外部通氣用的貫通孔1 1 6 e〜1 1 6 h I 116h。然而，設在第1女裝托架116的4個貫沿 〜1 16h之中，連接馬達丨〇4的馬達配線12〇是 孔 1 1 6 e。 回到第1圖’在第1安裝托架1 1 6的一端側 體1 0 2的中央側），是設置框部1 1 6 j。框部11 軸承1 1 2的端面1 1 2 a抵接。且，在第1安裝托· 他端側是嵌合有扣環1 1 3 ’並與軸承1 1 2的端面 接。即，軸承1 1 2是藉由第1安裝托架丨丨6規制 向的移動。 一方面，在第2安裝托架1 1 8的一端側（ 1 0 2的中央側）’是設置框部1 1 8 j。框部1 1 8 j， 1 1 4的端面1 1 4 a抵接。且’在第2安裝托架1 1 架 11 6、 體 102， 心朝周方 圓板狀的 ;1 02 A、 1 1 6、1 1 8 是分別朝 藉由此安 件。且， 滾筒本體 之1 1 6e〜 | 孔 1 1 6 e 插通貫通 (滾筒本 6j，是與 架1 1 6的 1 1 2 b 抵 其軸線方 滾筒本體 是與軸承 8的他端 -8 - (6) 1272757 側是嵌合扣環1 1 5，並與軸承丨丨4的端面u 4 b抵接。即 ’軸承1 1 4是藉由第2安裝托架1 1 8規制其軸線方向的移 動。 馬達1 0 4 ’是無電刷D C馬達。在此，「無電刷d C 馬達」’是顯示需要磁極位置檢測檢測器的永久磁鐵型同 期馬達。此馬達104的馬達軸l〇4A，是藉由組裝於馬達 殼1 2 2的一對的軸承1 2 4、1 2 6可旋轉地被雙臂支撐。此 馬達軸1 〇 4 A的一端側（圖中的左側），是從由軸承1 2 6 在懸臂狀態更延伸·突出，直接使用作爲減速機1 〇 6的輸 入軸1 28。 一方面，在馬達軸 1 0 4 A的他端側（圖中的右側）， 如第2圖擴大顯示，是分別配設：進行馬達軸1 〇4 A的制 動的制動器1 3 0、及檢測馬達軸1 0 4 A的磁極位置的分析 器（磁極位置檢測手段）132、及與馬達軸104A同時旋 轉可能的氣冷風扇134。然而，馬達104的馬達殼122 ' 及制動器130、及冷卻風扇134的風扇蓋136，是藉由複 數螺絲1 3 8 (只有圖示一部分）連結·一體化。 制動器1 3 0，是具備：連結·固定於馬達殼1 22的環 狀的勵磁線圈1 40、及固定於此勵磁線圏1 40的第1制動 器片1 4 2、及配設成可滑動於這些勵磁線圈1 4 〇及第1制 動器片1 4 2之間的第2制動器片1 4 4、及被挾持於第1、 第2制動器片1 4 2、1 4 4之間且可與馬達軸1 〇4 A 一體旋 轉的制動器輪1 4 6。 勵磁線圈1 4 0是勵磁狀態的情況時’第2制動器片 (7) 1272757 1 44會被吸引而靠近此勵磁線圈140，第1、第2制動 片1 4 2、1 4 4會從制動器輪1 4 6隔離而使馬達軸1 0 4 A 爲非制動狀態。相反地勵磁線圈1 40是非勵磁狀態的情 時，第2制動器片1 44會按壓於制動器輪1 46的結果， 動器輪146會被第1、第2制動器片M2、144挾持， 馬達軸1 04 A成爲被制動狀態。 分析器132，是由：在馬達軸104A的外周同軸地 固定的轉子1 4 8、及配置在此轉子1 4 8的更外周呈略環 狀的固定子1 5 0所構成。然而，固定子1 5 0，是利用藉 鋁（非磁性體）成形固定子支架（支撐構件）1 52所支 〇 在固定子1 5 0，是捲繞有由勵磁線圈及2組的輸出 圈構成的線圈1 5 3，分析器1 3 2，是藉由檢測對於（勵 線圈的）勵磁電壓的（輸出線圈的）2相輸出電壓的位 差，進行馬達軸1 04 A的旋轉角度的檢測。 回到第1圖，本實施例所採用的減速機1 06，是擺 內接嚙合式的遊星齒輪減速機。此減速機1 06，是具有 輸入軸（馬達軸104A的一端部）128、及藉由偏心體1 組裝於此輸入軸1 2 8的外周且對於輸入軸1 2 8偏心擺動 轉可能的外齒齒輪1 5 6、及與此外齒齒輪1 5 6內接嚙合 內齒齒輪1 5 8、及與外齒齒輪1 5 6連結的擺動軸1 6 0。 動軸1 6 0，可吸收外齒齒輪1 5 6的擺動成分的同時，可 動力傳達至底基旋轉體162。底基旋轉體162是與滾筒 體102 —體化，可旋轉驅動該滾筒本體1〇2。 器 成 況 制 使 被 形 由 撐 線 磁 相 動 54 旋 的 將 本 -10- (8) (8)1272757 接著，說明本發明的實施例的內裝馬達之滾筒丨00的 作用。 馬達1 〇 4的馬達軸1 〇 4 A (=輸入軸1 2 8 )是1旋轉的 話，藉由偏心體1 5 4使外齒齒輪1 5 6在輸入軸1 2 8的周圍 只有1次偏心擺動。藉由此偏心擺動使內齒齒輪1 5 8及外 齒齒輪1 5 6的（內接）嚙合位置依序1旋轉。在此，外齒 齒輪1 5 6的齒數因爲只比內齒齒輪1 5 8少齒數N (此例 N= 1 )，所以外齒齒輪1 5 6對於內齒齒輪1 5 8只有「齒數 差N」分的位相偏離。但是，此實施例的情況，外齒齒輪 156是藉由擺動軸160與底基旋轉體162連結。因此，外 齒齒輪1 5 6 ’其擺動成分是藉由擺動軸丨6 〇被吸收，只有 由此位相差所產生的自轉成分被減速旋轉並傳達至底基旋 轉體162，進一步傳達至滾筒本體102。 依據本發明的實施例的例的內裝馬達之滾筒1 〇 0，將 馬達1 0 4使用無電刷d C馬達的同時，安裝有分析器1 3 2 作爲該無電刷D C馬達的磁極位置檢測手段。因此，輕小 、低成本，且可以使用的溫度範圍寬，可以具有高信賴性 的內裝馬達之滾筒。其結果可提供，例如，滾筒本體102 的直徑是125mm以下且馬達1〇4的容量是O.lkw以上的 高輸出型的內裝馬達之滾筒。 又’因爲將支撐分析器丨3 2的固定子丨5 〇的固定子支 架1 5 2 (支撐構件）使用鋁（非磁性體），所以可更高精 度檢測馬達軸1 〇 4 A的旋轉角度。即，內裝馬達之滾筒 1 〇 0 ’因爲具備具有勵磁線圈丨4 〇的制動器】3 〇，所以藉 -11 - (9) 1272757 由馬達軸1 04 A、制動器i 3 〇及分析器丨3 2形成磁性電路 ’使分析器1 3 2的檢測精度有下降的可能。 但是’藉由將由非磁性體組成的固定子支架丨5 2設在 制動器1 3 0及分析器1 3 2之間，就可以防止分析器丨3 2的 檢測精度的下降。 然而，在上述實施例，固定子1 50，雖利用藉由錕成 形的固定子支架1 5 2支撐，但是本發明不限定於此，利用 藉由鋁以外的非磁性體成形的支撐構件支撐也可以，又， 將固定子1 5 0藉由其他的構件支撐也可以。 即’本發明的內裝馬達之滾筒，不限定於上述實施例 的內裝馬達之滾筒1 00的構造或形狀等，只要是將馬達使 用無電刷D C馬達的同時，安裝分析器作爲該無電刷〇 C 馬達的磁極位置檢測手段即可。 (產業上的利用可能性） 本發明的內裝馬達之滾筒，是可以適用於輸送帶等所 使用的馬達帶輪或馬達滾筒等的領域。 【圖式簡單說明】 〔第1圖〕本發明的實施例的內裝馬達之滾筒的側剖 面圖。 〔第2圖〕第1圖的內裝馬達之滾筒的分析器周邊的 部分擴大圖。 〔第3圖〕從第1圖的箭頭示111方向所見的端面圖 -12- (10) (10)1272757 〔第4圖〕從第1圖的箭頭示IV方向所見的端面圖 〇 〔第5圖〕將內裝馬達之滾筒適用於馬達滾筒的槪略 前視圖。 〔第6圖〕將內裝馬達之滾筒適用於馬達帶輪的槪略 前視圖。 〔第7圖〕顯示習知的內裝馬達之滾筒的側剖面圖。 【主要元件符號說明】 MP :馬達帶輪 MR :馬達滾筒 2 :輸送帶 4 :搬運物 6 :皮帯 1 〇 :馬達內藏之滾筒 1 1 :滾筒本體 12 :馬達（=輸入軸） 1 2 A :馬達軸 1 3 :減速機 1 4、1 5 :.第2安裝托架 16 :固定子 1 7 :轉子 100:馬達內藏之滾筒 -13- (11) (11)1272757 1 Ο 2 :滾筒本體 102Α、 102Β ：兩端部 1 0 4 :馬達 1 0 4 A :馬達軸 1 〇 6 :減速機 1 0 8 ' 1 1 0 :環狀構件 1 1 2 :軸承 112a：端面 112b*端面 1 1 3 :扣環 1 1 4 :軸承 114a:端面 114b:端面 1 1 5 :扣環 1 1 6 :第1安裝托架 116a：安裝軸 116e〜116h:貫通孔 1 16j :框部 1 1 8 :第2安裝托架 1 1 8j :框部 1 2 0 :馬達配線 1 2 2 :馬達殼 124、 126:軸承 1 2 8 :輸入軸（一端部） -14 - (12)1272757 1 3 Ο :制動器 1 3 2 :分析器（磁極位置檢測手段） 134:冷卻風扇（氣冷風扇）

1 3 6 :風扇蓋 1 3 8 :螺絲 1 4 0 :勵磁線圈 142 :第1制動器片 144 :第2制動器片 1 4 6 :制動器輪 1 4 8 :轉子 1 50 :固定子 152:固定子支架（支撐構件）

1 5 3 :線圈 1 5 4 ·偏心體 1 5 6 :外齒齒輪 1 5 8 :內齒齒輪 1 6 0 :擺動軸 1 6 2 :底基旋轉體 -15-

Claims (1)

1272757 (1) 十、申請專利範圍 1 . 一種內裝馬達之滾筒，在滾筒本體內具備馬達，藉 由該馬達旋轉驅動前述滾筒本體，其特徵爲：前述馬達是 使用無電刷 D C馬達的同時，安裝分析器作爲該無電刷 D C馬達的磁極位置檢測手段。 2 .如申請專利範圍第1項的內裝馬達之滾筒，其中， 支撐前述分析器的固定子的支撐構件是非磁性體。 3 .如申請專利範圍第1或2項的內裝馬達之滾筒，其 中，前述馬達的容量是O.lkw以上。 4.如申請專利範圍第1或2項的內裝馬達之滾筒，其 中，前述滾筒本體的直徑是125mm以下。 -16-