CN100373748C - 带有减速器的直流无刷电机 - Google Patents

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Abstract

一种带有减速器的直流无刷电机，能够实现直流无刷电机的电机主体、驱动器、机械制动机构和减速器合理地连接。带有减速器的直流无刷电机(10)中，将电机主体(16)和机械制动机构(14)组装在电机的外壳主体内，将驱动器(12)、机械制动机构(14)和电机主体(16)按以上顺序配置在同一轴线(L)上，还连续地将减速器(18)配置在同一轴线(L)上。驱动器(12)的驱动器端盖(70)兼用作机械制动机构(14)的端盖。

Description

带有减速器的直流无刷电机
技术领域
本发明涉及一种带有减速器的直流无刷电机。
背景技术
直流无刷电机和感应电机相比具有起动力矩大、可经受频繁起动及停止的优点。此外，与利用所谓变换器控制及驱动感应电机的结构相比，通常可以得到更高的精度。因此，近年来广泛用于各种领域。
直流无刷电机一般由称为驱动器的控制器来控制和驱动，该驱动器是纯粹的电气部件，此外，从把工厂内的多个电机主体集中在一处进行驱动及控制的目的考虑，往往采用将驱动器与电机主体在不同位置安放、用电缆线分别连接到各自的电机主体上的结构。
但是，近年来由于少量、多品种的生产需要等，要求可对工厂内的设备独立地进行驱动和控制的布局设计，这样，将各种设备仍置于各自的场所内就能更方便地驱动和控制。
基于这种观点，近年也提出了如非专利文献1(参考图2)记载的、将电机主体2和其驱动器4一体化、作为单体驱动和控制电机主体2的驱动一体型直流无刷电机6的提案。
非专利文献1
松下电器产业株式会社电机分社的电路一体型无刷电机目录(2002年9月)。
例如，驱动百叶窗或电动窗帘的直流无刷电机、或驱动升降装置的直流无刷电机等，必须能保持被驱动对象停止在任意位置的状态。这种用途中，停止时、即电源被断开时，必然需要用于将被驱动对象保持在停止状态的机械制动机构。
此外，在这种用途中使用直流无刷电机的场合中，直接使用会使转速过高，多数情况必须附带减速器。
驱动一体型直流无刷电机中附带机械制动机构的场合，例如在电机主体的输出轴侧附设所述机械制动机构时，所述机械制动机构就会安装在电机主体和减速器之间，会产生所述机械制动机构的维护困难等问题。另外，如果要把机械制动机构安装在驱动器的、与电机主体相反的一侧时，就必然形成使电机主体的电机轴贯通驱动器中心的结构，产生驱动器设计困难等问题。
发明内容
本发明是基于以往出现的这些情况而提出的，其目的是提供一种驱动器一体型直流无刷电机，具有将该驱动器、电机主体、机械制动机构和减速器在技术上最合理地配置的结构。
为了解决上述课题，本发明的带有减速器的直流无刷电机中，在由驱动器控制的直流无刷电机的电机主体上成一体地连接着减速器，具有机械制动机构，对所述电机主体的电机轴的旋转能够施加制动；将所述电机主体和所述机械制动机构组装在所述电机的外壳主体内；并且，相对于被固定在上述外壳主体上的电机端盖，上述机械制动机构被设置在电机主体的相反侧；所述驱动器、所述机械制动机构、所述电机主体和所述减速器的输入轴，按以上顺序组装在同一轴线上。
在本发明中，驱动器、机械制动机构、电机主体和减速器(的输入轴)按此顺序在同一轴线上安装，电机主体的电机轴不必贯通驱动器。此外，驱动器和电机主体成一体化，所以不必在外部设置其它驱动器(控制器)，也不用安装其间的电缆。
此外，机械制动机构安装在驱动器与电机主体之间，使电机主体的电机轴的延伸最小，并且驱动器的拆卸比(存在润滑油等的)减速器的拆卸容易。还可以事前避免例如驱动器安装在电机主体与减速器之间而造成的维护困难的问题的发生。
而且，所述驱动器在所述机械制动机构侧设有驱动器端盖，并且，该驱动器端盖兼用作该制动机构的端盖，所以，在进行机械制动机构维护时，可将驱动器连同端盖一起(大致完全独立的状态)确实地拆下来。另外，通过取下该驱动器，就能直接露出机械制动机构，可立即对机械制动机构进行维护。
附图说明
图1是表示本发明适用的带减速器的直流无刷电机结构的剖面图。
图2是表示现有的驱动一体型直流无刷电机结构的剖面图。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的实施例。
图1表示适用本发明实施方式的带减速器的直流无刷电机的实施例。
该带减速器的直流无刷电机10包括在同一轴线L上顺序安装的驱动器12、机械制动机构14和电机主体16，此外，减速器18也连续地安装在同一轴线L上。
所述驱动器12，将单相或三相交流电(AC)变换为直流电(DC)，同时产生控制和驱动电机主体16的电能。该驱动器12内置再生制动电路(图略)，设计成在制动时可以回收产生的制动能量。还有，依靠该驱动器12的功能的电机主体16的制动，终归是降低转动中的转动速度，而不具有保持停止中的制动的功能。有关该驱动器12的本身结构，与以往没有特殊差别，故省略详细的图示和具体的说明。
所述机械制动机构14在电源断开时，也可对电机主体16的转动进行机械式制动。电机主体16的电机轴20延伸并插入到该机械制动机构14的中央处，使旋转盘(第1摩擦板)22可与该电机轴20一起旋转。而且，电机端盖24通过螺栓26安装在外壳主体28上。在该电机端盖24上，通过螺栓32固定着与所述旋转盘22对峙的固定盘(第2摩擦板)30。
机械制动机构14具有如下结构：在包括电源断开的停止状态，保持旋转盘22和固定盘30被未图示的弹簧推压的状态(制动状态)，在运转时产生刚好克服该推压力的电磁力，而形成释放状态。此时通过增减释放电流，可以控制产生的电磁力，也可以调整给出的制动力。
所述电机主体16为无刷型，可由直流(DC)驱动。有关该电机主体16的转动控制全部来自驱动器12。
所述减速器18，在此例中采用摆动内啮合式行星齿轮结构。即电机主体16的电机轴20延伸到减速器18的内部，这样就具有了作为减速器18输入轴(40)的功能。外齿轮44通过偏心体42被组装在该输入轴(40)的外侧，可自由地摆动旋转，且内啮合到固定状态的内齿轮46上。外齿轮44和内齿轮46仅相差1-3个齿数。所述减速器18的结构为，通过内销48将外齿轮44的自转成分传递给行星齿轮架50，从与该行星齿轮架50一体化的输出轴52取出动力。
此外，电机主体16的负载侧端盖60兼用作减速器18的输入侧端盖，和外壳主体28形成一体。减速器18的负载侧端盖64同与内齿轮46成一体的减速器外壳66一起，通过螺栓68被固定在外壳主体28上。
从图1可知，驱动器12中，在机械制动机构14侧设有驱动器端盖70，该驱动器端盖70兼用作机械制动机构14的端盖。驱动器端盖70通过螺栓72与外壳主体28的法兰74固定连接。驱动器12侧和机械制动机构14及电机主体16侧的电气连接通过电缆80、82实现。电缆80、82的连接考虑到分离时的方便，通过可自由插拔的插座84实现。另外，在电缆线的余量较长时，不必专门需要插座。
下面说明该实施例的作用。
电机主体16基本上是利用由驱动器12控制的直流驱动电流(包括再生制动)来控制电机轴20的转动状态。在电机轴20的转动期间，机械制动机构14基本维持在释放状态。电机轴20的转动作为减速器18的输入轴(40)的转动而直接传递给减速器18侧，按照公知的作用减速到规定的减速比后，从输出轴52输出。
这里，为了在电机轴20停止时维持该停止状态，将机械制动机构14的释放电流断开，通过弹簧的弹力使旋转盘22和固定盘30摩擦接合。这样无需专门消耗电力就可以维持这种制动状态。因此，在将例如百叶窗、电动窗帘或各类升降装置等不加措施就会因重力作用下落的设备作为被驱动对象时，该被驱动对象可以固定在任意的位置。
该实施例中，电机主体16和驱动器12一体连接，无需其它的驱动器(控制器)，这样也就无需电气连接的电缆等。另外，机械制动机构14安装在电机主体16和驱动器12之间，使电机轴20的延伸最小，且电机轴20不贯穿驱动器12的中心，所以驱动器12的设计也更容易。
此外，取下螺栓72，就可连同驱动器12一起取下驱动器端盖70，这种拆卸操作，同例如(有润滑油的)减速器18的拆卸相比，非常简单。另外，电缆80、82通过插座84可自由拆装地连接着，也使驱动器12的电缆80、82的分离、再结合容易。
此外，驱动器端盖70兼用作机械制动机构14的端盖，取下驱动器12，就露出机械制动机构14，所以，也容易维护该机械制动机构14。
此外，机械制动机构14不设在电机主体16和减速器18之间，所以，在保持很高刚性的的状态下，可容易地实现电机轴20直接成为减速器18的输入轴(40)的结构。
通过以上结构，防止了带减速器的直流无刷电机10的轴向长度的增加，同时，4个构成部件即驱动器12、机械制动机构14、电机主体16和减速器18能够以高刚性的状态实现合理的连接。
此外，上述实施例中，作为减速器18，采用了摆动内啮合式行星齿轮型的减速器，但本发明对减速器的具体结构并无特殊限制。
此外，关于机械制动机构14的结构，也无特殊限制。
发明效果
应用本发明，特别是关于安装了驱动器和机械制动机构的带减速器的直流无刷电机，极大地防止了故障的发生和轴向长度的增加等问题，同时可取得使各部件合理连接和一体化的良好效果。

Claims (2)

1.一种带有减速器的直流无刷电机，在由驱动器控制的直流无刷电机的电机主体上成一体地连接着减速器，其特征在于，
具有机械制动机构，对所述电机主体的电机轴的旋转能够施加制动；
将所述电机主体和所述机械制动机构组装在所述电机的外壳主体内；
并且，相对于被固定在上述外壳主体上的电机端盖，上述机械制动机构被设置在电机主体的相反侧；
所述驱动器、所述机械制动机构、所述电机主体、以及所述减速器的输入轴，按以上顺序组装在同一轴线上。
2.如权利要求1所述的带有减速器的直流无刷电机，其特征在于，
所述驱动器在所述机械制动机构侧设有驱动器端盖，并且，该驱动器端盖兼用作该机械制动机构的端盖。
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