CN101436805B - 伺服电动机 - Google Patents

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Abstract

一种伺服电动机(10)，配备有旋转轴(16)，与旋转轴(16)整体旋转的转子(26)，与转子(26)分开预定距离并且布置成相面对的定子(28)，和检测旋转轴(16)的旋转角度的角度检测装置(36)。在与旋转轴(16)的负载侧(16a)相反的反负载侧端部(16b)上，设置有操作构件(38)，该操作构件(38)能够从外部位置手动地旋转旋转轴(16)。

Description

伺服电动机
技术领域
本发明涉及一种具有操作构件的伺服电动机，通过该操作构件，可以用手(手动地)从伺服电动机的外部部位旋转地操作伺服电动机的旋转轴。
背景技术
例如，伺服电动机已经被用作用于机器人或者执行器及类似产品的驱动源。在这种类型的伺服电动机中，提供了一种用于检测旋转轴的旋转角度的检测装置，以及与旋转轴整体地旋转的转子，和被分开给定距离并且与转子排列为相面对的定子。(参见日本平开专利公布No.11-332180)
通常地，这种伺服电动机是通过来自外部电源的电力激励而被驱动。但是，在安装有该伺服电动机的设备的异常停止导致的电力中断的情况下，操作(驱动)伺服电动机变得困难。结果，在这种状态中，考虑通过使用在通过伺服电动机驱动的设备旁边(负载侧)的外力来驱动伺服电动机。
但是，一般地，伺服电动机被构造其齿数比被提高的结构，借此增加伺服电动机的旋转力矩，所以可以增大由丝杠(feed screw)提供的推力。正因为此，在许多情况中，设备旁边的手动操作，或者甚至执行细微的位移调整都是非常困难的，这些情况甚至可以被假设为伺服电动机的手动操作是完全不可能的。在从设备旁边的手动操作不能被执行的情况下，需要将电能被临时施加到伺服电动机的操作。但是，这种操作是繁重的，并且自然地，也存在电能供给不能实现的情况。
发明内容
本发明的总的目的在于提供一种伺服电动机，该伺服电动机可以从外部位置容易地被手动操作，甚至在例如当其没有电能供给时。
根据本发明的第一实施例，提供一种伺服电动机，该伺服电动机配备有用于检测旋转轴的旋转角度的检测器，其中操作构件布置在旋转轴上，该操作构件能够使得旋转轴被用手(手动地)从外部位置旋转地操作。
根据这种结构，例如，即使在伺服电动机的电力激励被中断的情况下，旋转轴可以通过上述的操作构件从外面容易地被旋转。例如，即使在伺服电动机构造有提高的齿数比、从而伺服电动机的旋转力矩被增加、进而由丝杠提供的推力被增大的情况下，旋转轴能够通过在其设备旁边的、与齿数比无关的操作构件用手(手动地)容易地被操作，并且能够改善处理的简易性。
在这种情况下，操作构件被安排在形成于伺服电动机的机壳(外壳)的外表面上的孔的内部。当操作构件与机壳的外表面齐平或者向内凹进的时候，伺服电动机可以制成为更小的尺寸，并且可以改善安装伺服电动机和其外观的自由度。
更进一步地，当操作构件被安置在反负载侧时，在与形成旋转轴的一端的负载侧相反的一侧上，由于在视觉确定旋转轴的旋转状态的同时可以执行手动操作，所以可操作性被进一步改善。
而且，当操作构件被可拆卸地附着在旋转轴的上述反负载侧的端部时，旋转轴不相对于应用于伺服电动机的设备的各种规格(specification)而改变，并且能够通过简单地改变操作构件来响应这些规格，从而改善伺服电动机的多功能性。
再进一步，当操作构件与旋转轴被同轴地安置时，由于操作构件的旋转和旋转轴的旋转彼此一致，在视觉确定旋转轴的旋转状态的同时可以容易地执行操作。
通过下面的说明，并参考与由示意性实例的方式显示的本发明的优先实施例中的附图相联系时，本发明的上述和其他的目的、特点和优点变得更加地清楚。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的沿伺服电动机的轴向方向的局部轮廓侧面图；
图2是如图1所示的伺服电动机的前面轮廓图。
具体实施方式
以下将参照根据本发明的关于伺服电动机的优先实施例的附图给出具体说明。
根据本实施例的伺服电动机10被安装在由例如用于夹持要被夹持物体的小规模电夹钳(未显示)组成的设备(负载)上，并且被用来打开和关闭夹钳的驱动源。
伺服电动机10包括电动机18、检测器20和手动操纵部分22，其中电动机18可旋转地驱动由安置在其中且分开预定距离的一对轴承12，14可旋转地支撑的旋转轴(电动机轴)16，且该电动机18向伺服电动机10的外部输出原动力(motive force)，检测器20检测旋转轴16的旋转角度(旋转位置，旋转相位)，且手动操作部分22用于从外部位置手动地操作旋转轴。
电动机18配备有旋转轴16，转子26和定子28，其中转子26由于被附着到旋转轴16的外圆周表面上而能够与旋转轴16整体地旋转，且定子28与转子26分开预定距离并且安排为与转子26相对，定子28围绕转子26的外周侧。永久磁铁24被布置在转子26的外周侧。
电动机18还包含在其内表面侧上支撑定子28的大致矩形外形的管托架30，被布置在旋转轴16的输出侧(负载侧端部16a)覆盖托架30的开口的负载侧托架32，和覆盖托架30的反负载侧的开口(与负载端托架32一侧相反的一侧)的反负载侧托架34。托架30和负载侧托架32可以一起整体地形成，同样反负载侧托架34可以类似方式形成。
负载侧托架32用于支撑轴承12并且包括在其中心形成的孔32a。旋转轴16的负载侧端部16a穿过孔32a向负载侧托架32的外侧凸出。
反负载侧托架34包括位于其中心的孔34a，旋转轴16穿透该孔34a。反负载侧托架34支撑在其轴向方向的一个表面侧(转子26侧)形成的环形凸起34c的内圆周侧的轴承14，然而构成检测器20的角度检测装置36由布置在反负载侧托架34的另一表面侧的凹处34b支撑。
检测器20包括用于检测旋转轴16的旋转角度的角度检测装置36，并且可以例如传送检测到的角度到外部控制器(未显示)，同样可以接收来自控制器的反馈控制信号。例如，旋转式编码器，解算器(resolver)或类似都可以被用做角度检测装置36。
手动操作部件22包括具有大致向外的圆柱筒状的操作构件38和覆盖反负载侧托架34的凹陷34b侧的盖托架40。操作构件38通过螺纹连接到形成在与旋转轴16的输出侧相反的反负载侧端部16b上的螺纹部分37上与旋转轴16同轴地连接。围绕操作构件38的外圆周侧的圆柱孔(孔)40a，被形成在盖托架40的中心。
凹槽38a被形成在操作构件38的端表面，该凹槽38a使得操作人员能够借助例如螺丝起子或类似的工具T容易地对操作构件38进行操作。更进一步地，具有形成在其内周侧的螺纹38b的圆柱螺母部分38c被布置在操作构件38的旋转轴16侧上。操作构件38通过将圆柱螺母部分38c螺纹接合到旋转轴16的螺纹部分37上而被连接到旋转轴16。自然地，操作构件38和旋转轴16的连接可以通过除了螺纹接合的其他方式来实现，例如使用配件、键或类似的方法，只要操作构件38和旋转轴16能够被手动地附着到彼此。更进一步地，有时当操作构件38通过工具T被操作时，更好的是提供停止螺纹、键或类似的(未显示)来可靠地阻止操作构件38绕旋转轴16转动，从而不会松开圆柱螺母部分38c和螺纹部分37之间的紧固状态。
如从图1所理解的，盖托架40起到容纳伺服电动机10的机壳里的检测器20和保护检测器20的功能。更进一步地，形成有足够深度的圆柱孔40a，以使得操作构件38不会从其向外凸出。在本实施例的情况中，操作构件38被布置在圆柱孔40a里并处于有些凹陷的状态，以使得从盖托架40的外表面向内凹陷。更进一步地，如图2所示，在盖托架40的外表面上，由箭头或类似构成的并且显示操作构件38的操作方向的标志42被应用在被中心布置的圆柱孔40a的外围边缘周围。
在图2中，附图标记44和46标明联接螺栓，该联接螺栓通过沿着伺服电动机10的轴向方向插入托架来整体连接构成伺服电动机10的机壳的托架30，32，34，40。例如，联接螺栓44、46被插入设置在托架30的拐角的通孔30a并且然后被螺纹连接并且被附着在没有说明的螺纹部分(见图1)。
依照如上构造的根据本实施例的伺服电动机10，通过其可以从外部位置用手旋转地操作旋转轴16的操作构件38(手动操作部22)与旋转轴16的反负载侧端部16b相连接。就是说，伺服电动机10被构造为使得从伺服电动机10的外部对旋转轴的操作可行。正因为此，例如在伺服电动机构造用提高的齿数比有提高的齿数比、从而伺服电动机的旋转力矩被增加、进而由丝杠提供的推力被增大的情况下，在用于激励伺服电动机10的电源被中断的情况下，当操作伺服电动机10时，不需要有外力施加到其设备侧(负载侧)以操作伺服电动机10，如上述常规的构造。另外，与设备的齿数比(旋转力矩的放大率)、滑轮比等无关，旋转轴16可以通过操作构件38被容易地手动操作，并且充分地改善处理的简易性。
在这种情况中，因为操作构件38相对于旋转轴16同轴地被连接，并且操作构件38的旋转和旋转轴16的旋转彼此一致，所以在视觉确定旋转轴16的旋转(操作)状态的同时可以容易地执行手动操作，并且进一步增强可操作性。此外，在伺服电动机10中，操作构件38(其操作表面)从机壳外表面(盖托架40)凹进并且被安排在圆柱孔40a内。正因为此，伺服电动机10可以被进一步减小尺寸，同时有效地阻止操作构件38被无心地操作，并且可以改善伺服电动机10的安装及其外观的自由度。即使操作构件38被构造成与机壳外表面齐平，可以充分地获得相同的效果。
更进一步地，在伺服电动机10中，因为操作构件38被设置在机壳内，所以没有必要在安装伺服电动机10的每一个设备上提供专用的操作功能，因此能够节省空间和减少成本。另外，因为操作构件38通过圆柱螺母部分38c与旋转轴16相连接，操作构件38可以容易地被附接和从旋转轴16被拆卸。正因为此，相应于伺服电动机10所应用的设备的不同规格，这些规格可以仅仅通过改变操作构件38的轴向长度或类似而响应，而旋转轴16不改变，并且因此提高了伺服电动机10的多功能性。
更进一步地，在被电力激励的状态中，自然地，受到伺服电动机本身的旋转力矩的大小的影响，但是，因为手动操作也可以充分地被执行，所以即使在设备或类似中发生操作故障的异常状态的情况中，旋转轴16仍然可以被可靠地操作。
本发明并不局限于上述实施例。在不背离本发明实质的范围内必然可以自由地修改发明。
例如，布置在操作构件中的凹槽38a的形状可以被适当地修改，并且可以使用除了凹槽以外的形状。例如，可以使用加号形状，六角形形状等，只要这种形状使得旋转轴16能够从外部位置被操作即可。
更进一步地，根据伺服电动机10的使用情况，操作构件38可以自然地被布置为从伺服电动机10的外表面凸出。
此外，电动机和检测器的构造并不局限于上述实施例的结构，并且可以采用其他任何这里没有描述的构造。

Claims (4)

1.一种伺服电动机，包括用于检测旋转轴(16)的旋转角度的检测器(20)，其特征在于，其中在旋转轴(16)上布置操作构件(38)，该操作构件(38)使得所述旋转轴(16)能够从外部位置被手动地旋转操作；
其中所述操作构件(38)被安排在所述伺服电动机的壳体外表面上形成的孔(40a)内，所述操作构件(38)包含凹槽(38a)，用于接纳工具(T)，使工具(T)能够对操作构件(38)进行操作；
所述凹槽(38a)形成在操作构件(38)的端表面上，所述凹槽(38a)的所述端表面与所述壳体的外表面齐平或者向内凹陷；并且
所述操作构件(38)包含螺旋部分(38c)，该螺旋部分(38c)与布置在所述旋转轴(16)端部的螺纹部分(37)螺纹接合。
2.如权利要求1所述的伺服电动机，其特征在于，其中所述操作构件(38)被布置在与形成所述旋转轴(16)的一个端部的负载侧相反的反负载侧。
3.一种伺服电动机，包括用于检测旋转轴(16)的旋转角度的检测器(20)，其特征在于，其中在旋转轴(16)上布置操作构件(38)，该操作构件(38)使得所述旋转轴(16)能够从外部位置被手动地旋转操作；
其中所述操作构件(38)被安排在所述伺服电动机的壳体外表面上形成的孔(40a)内，所述操作构件(38)包含凹槽(38a)，用于接纳工具(T)，使工具(T)能够对操作构件(38)进行操作；
所述凹槽(38a)形成在操作构件(38)的端表面上，所述凹槽(38a)的所述端表面与所述壳体的外表面齐平或者向内凹陷；并且
所述操作构件(38)包含圆柱螺母部分(38c)，该圆柱螺母部分(38c)与布置在所述旋转轴(16)端部的螺纹部分(37)螺纹接合，该圆柱螺母部分(38c)被插入所述孔(40a)。
4.如权利要求3所述的伺服电动机，其特征在于，其中所述操作构件(38)被布置在位于与形成所述旋转轴(16)的一个端部的负载侧相反的反负载侧。
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