JP2000354356A - 同芯軸モータ - Google Patents

同芯軸モータ

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JP2000354356A
JP2000354356A JP11163889A JP16388999A JP2000354356A JP 2000354356 A JP2000354356 A JP 2000354356A JP 11163889 A JP11163889 A JP 11163889A JP 16388999 A JP16388999 A JP 16388999A JP 2000354356 A JP2000354356 A JP 2000354356A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、互いに構造が異なるインナーロー
タモータとアウターロータモータとを組合わせて同芯軸
状とすることにより、コンパクトで構造が簡略化された
同芯軸モータを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による同芯軸モータは、筒状ケー
ス(1)の外側と内側に第1輪状ステータ(2)と第2輪状ス
テータ(6)を設けると共に、アウターロータ(4)とインナ
ーロータ(22)とを各輪状ステータ(2,6)の外側と内側に
回転自在に設け、1個の筒状ケース(1)で各ステータ(2,
6)及びロータ(4,22)を保持するようにした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同芯軸モータに関
し、特に、互いに構成が異なるアウターロータモータと
インナーロータモータとを同軸状に配置して、小型かつ
多機能なモータを得るための新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の産業用ロ
ボットのように複数のモータを用いて同時多軸駆動制御
する場合、第1従来例として、非中空軸のインナーロー
タ型のACサーボモータを減速機で減速し、単独で1軸
を駆動すると共に、同一の構成を逐次増加させることに
より多軸を形成していた。また、第2従来例として、減
速機を用いることなく、インナー型又はアウターロータ
型のDDモータを用いる場合もある。これらのDDモー
タは通常中空穴付すなわち筒状であり、多軸とする場合
には、多軸独立モータで構成する場合と、軸方向(上
下)に同じ型(インナー又はアウター)をカスケード接
続、あるいは、図5のように、中空穴を利用し、同じ型
のモータを同芯状に配置して2軸モータを構成してい
た。すなわち、図5において符号1で示されるものは全
体形状がほぼカップ型をなす第1ケースであり、この第
1ケース1の外周には第1輪状ステータ2が設けられ、
この第1ケース1の第1軸受3には前記第1輪状ステー
タ2の外側で回転自在な第1アウターロータ4が設けら
れている。前述の第1ケース1、第1輪状ステータ2、
第1軸受3及び第1アウターロータ4により第1アウタ
ーロータモータ5を構成している。前記第1ケース1の
中心位置には、第2輪状ステータ6を有する筒状の第2
ケース7が設けられ、この第2ケース7の外周に設けら
れた第2軸受8には前記第2輪状ステータ6の外周位置
に回転自在に設けられた第2アウターロータ9が位置し
ている。前述の第2ケース7、第2輪状ステータ6、第
2軸受8及び第2アウターロータ9により第1アウター
ロータモータ10を構成している。なお、図5の構成を
インナーロータ型とする構造もあるが、ここでは省略し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の多軸型モータ
は、以上のように構成されていたため、次のような課題
が存在していた。すなわち、第1従来例の場合は、減速
機を用いなければならず、全体構造が複雑化かつ大型化
していた。また、第2従来例の構成においては、アウタ
ーロータ型同芯の組合わせであるため、ケースを2個用
いなければならず、構造が複雑化すると共に、小型化が
困難であった。
【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、互いに構成が異なるアウタ
ーロータモータとインナーロータモータとを同軸状に配
置して、小型かつ多機能な同芯軸モータを提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による同芯軸モー
タは、第1輪状ステータを外周に有する筒状ケースに第
1軸受を介してアウターロータを回転自在に有するアウ
ターロータモータと、前記筒状ケースの内周に設けられ
た第2輪状ステータと、前記筒状ケースに設けた第2軸
受を介して回転自在に設けられたインナーロータとより
なり、前記インナーロータ及びアウターロータは同軸状
に配置され、かつ、互いに独立して回転するようにした
構成であり、また、前記インナーロータは筒状に形成さ
れている構成であり、また、輪状凹部を有するケース
と、前記輪状凹部の外側壁に設けられた第1輪状ステー
タと、前記外側壁に設けられた第1軸受を介して回転自
在に設けられたインナーロータと、前記輪状凹部の内側
壁に設けられた第2輪状ステータと、前記内側壁に設け
られた第2軸受を介して回転自在に設けられたアウター
ロータとを備え、前記アウターロータとインナーロータ
とは互いに同軸状でかつ直接対面した構成であり、ま
た、前記ケースは筒状に形成された構成である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による同
芯軸モータの好適な実施の形態について説明する。な
お、従来例と同一又は同等部分には同一符号を用いて説
明する。図1において符号1で示されるものは筒状ケー
スであり、この筒状ケース1の外周にはステータ巻線2
a、マグネット2b及びヨーク2cとからなる周知の
(特開平9−285099号、特開平11−69759
号に開示)のハイブリッド型の第1輪状ステータ2が設
けられている。
【0007】前記筒状ケース1の外周に設けられた第1
軸受3には、前記第1輪状ステータ2の外側にて回転自
在なアウターロータ4が配設されている。前記筒状ケー
ス1の内周には、前記第1輪状ステータ2と同様にステ
ータ巻線2a、マグネット2b及びヨーク2cとからな
る周知のハイブリッド型の第2輪状ステータ6が設けら
れ、この筒状ケース1の内周に設けられた第2軸受8に
は、前記第2輪状ステータ6の内側にて回転自在な筒状
のインナーロータ22が配設されている。
【0008】従って、前述の筒状ケース1、第1輪状ス
テータ2、第1軸受3及びアウターロータ4によりアウ
ターロータモータ20を構成し、前述の筒状ケース1、
第2輪状ステータ6、第2軸受8及びインナーロータ2
2によりインナーロータモータ21を構成している。な
お、前述の各輪状ステータ2,6については、何れも周
知のハイブリッド型の構成の場合について述べたが、ハ
イブリッド型に限ることなく、ステータとロータを周知
のステップモータ又はDCモータの構成とすることもで
きる。また、このインナーロータ22は中実型の場合も
ある。
【0009】また、図2に示す他の形態の場合、符号1
で示されるものは全体が筒状(筒状でなく中実型の場合
もある)でかつ輪状に形成された輪状凹部30を有する
ケースであり、この輪状凹部30の外側壁31には周知
のハイブリッド型(ハイブリッド型でない場合も可)の
第1輪状ステータ2が設けられている。前記外側壁31
に設けられた第1軸受3には、インナーロータ22が第
1輪状ステータ2に対面して回転自在に設けられてい
る。前記輪状凹部30の内側壁32には周知のハイブリ
ッド型(ハイブリッド型でない場合も可)の第2輪状ス
テータ6が設けられている。前記内側壁32に設けられ
た第2軸受8には、アウターロータ4が第2輪状ステー
タ6に対面して回転自在に設けられている。
【0010】従って、前記各ロータ22,4は互いに直
接対面して互いに独立回転可能に構成され、前述のケー
ス1、第1輪状ステータ2、第1軸受3及びインナーロ
ータ22によりインナーロータモータ21を構成し、前
述のケース1、第2輪状ステータ6、第2軸受8及びア
ウターロータ4によりアウターロータモータ20を構成
している。
【0011】次に、図3及び図4で示す構成は、前述の
本発明による同芯軸モータをロボットに適用した場合を
示しており、図1の場合の同芯軸モータを用いると、ア
ウターロータ4に第1アーム40を取付け、インナーロ
ータ22に第2アーム41が接続されている。前記第1
アーム40には、第1軸支部42を介して第3アーム4
3が接続され、前記第2アーム41には、第2軸支部4
4を介して第4アーム45が接続されている。前記各ア
ーム43,45の各先端は第3軸支部46により互いに
回動自在となるように軸支されている。
【0012】前記各第3軸支部46上には例えば半導体
装置の移動部材50が接続され、各アーム40,41,
43及び45は、図3のように直線状に折りたたんだ状
態と、図4のように菱形となるように拡開する状態とに
連続又は非連続に変化することができるように構成され
ている。
【0013】次に、動作について述べる。図3の状態
で、インナーロータ22及びアウターロータ4を所定回
転させると、各アーム40,41は減速機なしのダイレ
クトドライブ(DD)状態で回動され、各アーム43,
45も連動して矢印Aの方向に沿って拡開移動し、第3
軸支部46に設けられた移動部材50を矢印Aの方向に
沿って水平移動させることができる。尚、前述の場合は
水平移動させる場合について述べたが、同芯軸モータの
軸方向を水平方向とした場合には、第3軸支部6は垂直
方向に沿って上下動できる。
【0014】
【発明の効果】本発明による同芯軸モータは、以上のよ
うに構成されているため、次のような効果を得ることが
できる。すなわち、互いに構造が異なるアウターロータ
モータとインナーロータモータとを同芯軸状に配置して
組合わせているため、各モータ用のステータを共通の1
個のケースに取付けることができ、小型化、構造の簡略
化、コストダウンを達成できる。また、何れの形態にお
いても、モータの軸中心に貫通孔を有することができ、
他部材への取付けが容易となる。また、図2の構成の場
合、内側がアウターロータモータで、外側がインナーロ
ータモータであるため、アウターロータとインナーロー
タとを互いに直接対面させて構成することができ、か
つ、ケースの輪状凹部内に1対のステータが収められて
いるため、ケースの外周部分はロータが露出せず、ケー
ス自体をモータのケースとして用いることができ、コン
パクトで使用しやすいモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による同芯軸モータを示す断面図であ
る。
【図2】図1の他の形態を示す断面図である。
【図3】本発明を装置に適用した場合を示す斜視図であ
る。
【図4】図3の動作状態を示す斜視図である。
【図5】従来構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ケース 2 第1輪状ステータ 3 第1軸受 4 アウターロータ 6 第2輪状ステータ 8 第2軸受 22 インナーロータ 30 輪状凹部 31 外側壁 32 内側壁
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年3月13日(2000.3.1
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 同芯軸モータ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同芯軸モータに関
し、特に、互いに構成が異なるアウターロータモータと
インナーロータモータとを同軸状に配置して、小型かつ
多機能なモータを得るための新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の産業用ロ
ボットのように複数のモータを用いて同時多軸駆動制御
する場合、第1従来例として、非中空軸のインナーロー
タ型のACサーボモータを減速機で減速し、単独で1軸
を駆動すると共に、同一の構成を逐次増加させることに
より多軸を形成していた。また、第2従来例として、減
速機を用いることなく、インナー型又はアウターロータ
型のDDモータを用いる場合もある。これらのDDモー
タは通常中空穴付すなわち筒状であり、多軸とする場合
には、多軸独立モータで構成する場合と、軸方向(上
下)に同じ型(インナー又はアウター)をカスケード接
続、あるいは、図4のように、中空穴を利用し、同じ型
のモータを同芯状に配置して2軸モータを構成してい
た。すなわち、図4において符号1で示されるものは全
体形状がほぼカップ型をなす第1ケースであり、この第
1ケース1の外周には第1輪状ステータ2が設けられ、
この第1ケース1の第1軸受3には前記第1輪状ステー
タ2の外側で回転自在な第1アウターロータ4が設けら
れている。前述の第1ケース1、第1輪状ステータ2、
第1軸受3及び第1アウターロータ4により第1アウタ
ーロータモータ5を構成している。前記第1ケース1の
中心位置には、第2輪状ステータ6を有する筒状の第2
ケース7が設けられ、この第2ケース7の外周に設けら
れた第2軸受8には前記第2輪状ステータ6の外周位置
に回転自在に設けられた第2アウターロータ9が位置し
ている。前述の第2ケース7、第2輪状ステータ6、第
2軸受8及び第2アウターロータ9により第1アウター
ロータモータ10を構成している。なお、図4の構成を
インナーロータ型とする構造もあるが、ここでは省略し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の多軸型モータ
は、以上のように構成されていたため、次のような課題
が存在していた。すなわち、第1従来例の場合は、減速
機を用いなければならず、全体構造が複雑化かつ大型化
していた。また、第2従来例の構成においては、アウタ
ーロータ型同芯の組合わせであるため、ケースを2個用
いなければならず、構造が複雑化すると共に、小型化が
困難であった。
【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、互いに構成が異なるアウタ
ーロータモータとインナーロータモータとを同軸状に配
置して、小型かつ多機能な同芯軸モータを提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による同芯軸モー
タは、輪状凹部を有するケースと、前記輪状凹部の外側
壁に設けられた第1輪状ステータと、前記外側壁に設け
られた第1軸受を介して回転自在に設けられたインナー
ロータと、前記輪状凹部の内側壁に設けられた第2輪状
ステータと、前記内側壁に設けられた第2軸受を介して
回転自在に設けられたアウターロータとを備え、前記ア
ウターロータとインナーロータとは互いに同軸状でかつ
直接対面した構成であり、また、前記ケースは筒状に形
成された構成である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による同
芯軸モータの好適な実施の形態について説明する。な
お、従来例と同一又は同等部分には同一符号を用いて説
明する。
【0007】図1において、符号1で示されるものは全
体が筒状(筒状でなく中実型の場合もある)でかつ輪状
に形成された輪状凹部30を有するケースであり、この
輪状凹部30の外側壁31には周知(例えば、特開平9
−285099号公報、特開平11−69759号公報
に開示)のハイブリッド型(ハイブリッド型でない場合
も可)の第1輪状ステータ2が設けられている。前記外
側壁31に設けられた第1軸受3には、インナーロータ
22が第1輪状ステータ2に対面して回転自在に設けら
れている。前記輪状凹部30の内側壁32には周知のハ
イブリッド型(ハイブリッド型でない場合も可)の第2
輪状ステータ6が設けられている。前記内側壁32に設
けられた第2軸受8には、アウターロータ4が第2輪状
ステータ6に対面して回転自在に設けられている。
【0008】従って、前記各ロータ22、4は互いに直
接対面して互いに独立回転可能に構成され、前述のケー
ス1、第1輪状ステータ2、第1軸受3及びインナーロ
ータ22によりインナーロータモータ21を構成し、前
述のケース1、第2輪状ステータ6、第2軸受8及びア
ウターロータ4によりアウターロータモータ20を構成
している。
【0009】次に、図2及び図3で示す構成は、前述の
本発明による同芯軸モータをロボットに適用した場合を
示しており、図1の場合の同芯軸モータを用いると、ア
ウターロータ4に第2アーム41を取付け、インナーロ
ータ22に第1アーム40が接続されている。前記第1
アーム40には、第1軸支部42を介して第3アーム4
3が接続され、前記第2アーム41には、第2軸支部4
4を介して第4アーム45が接続されている。前記各ア
ーム43、45の各先端は第3軸支部46により互いに
回動自在となるように軸支されている。
【0010】前記各第3軸支部46上には例えば半導体
装置の移動部材50が接続され、各アーム40,41,
43及び45は、図2のように直線状に折りたたんだ状
態と、図3のように菱形となるように拡開する状態とに
連続又は非連続に変化することができるように構成され
ている。
【0011】次に、動作について述べる。図2の状態
で、インナーロータ22及びアウターロータ4を所定回
転させると、各アーム40,41は減速機なしのダイレ
クトドライブ(DD)状態で回動され、各アーム43,
45も連動して矢印Aの方向に沿って拡開移動し、第3
軸支部46に設けられた移動部材50を矢印Aの方向に
沿って水平移動させることができる。尚、前述の場合は
水平移動させる場合について述べたが、同芯軸モータの
軸方向を水平方向とした場合には、第3軸支部6は垂直
方向に沿って上下動できる。
【0012】
【発明の効果】本発明による同芯軸モータは、以上のよ
うに構成されているため、次のような効果を得ることが
できる。すなわち、互いに構造が異なるアウターロータ
モータとインナーロータモータとを同芯軸状に配置して
組合わせているため、各モータ用のステータを共通の1
個のケースに取付けることができ、小型化、構造の簡略
化、コストダウンを達成できる。また、何れの形態にお
いても、モータの軸中心に貫通孔を有することができ、
他部材への取付けかせ容易となる。また、図1の構成の
場合、内側がアウターロータモータで、外側がインナー
ロータモータであるため、アウターロータとインナーロ
ータとを互いに直接対面させて構成することができ、か
つ、ケースの輪状凹部内に1対のステータが収められて
いるため、ケースの外周部分はロータが露出せず、ケー
ス自体をモータのケースとして用いることができ、コン
パクトで使用しやすいモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による同芯軸モータを示す断面図であ
る。
【図2】本発明を装置に適用した場合を示す斜視図であ
る。
【図3】図2の動作状態を示す斜視図である。
【図4】従来構成を示す断面図である。
【符号の説明】 1 ケース 2 第1輪状ステータ 3 第1軸受 4 アウターロータ 6 第2輪状ステータ 8 第2軸受 22 インナーロータ 30 輪状凹部 31 外側壁 32 内側壁
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1輪状ステータ(2)を外周に有する筒
    状ケース(1)に第1軸受(3)を介してアウターロータ(4)
    を回転自在に有するアウターロータモータ(20)と、前記
    筒状ケース(1)の内周に設けられた第2輪状ステータ(6)
    と、前記筒状ケース(1)に設けた第2軸受(8)を介して回
    転自在に設けられたインナーロータ(22)とよりなり、前
    記インナーロータ(22)及びアウターロータ(4)は同軸状
    に配置され、かつ、互いに独立して回転するように構成
    したことを特徴とする同芯軸モータ。
  2. 【請求項2】 前記インナーロータ(22)は筒状に形成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の同芯軸モー
    タ。
  3. 【請求項3】 輪状凹部(30)を有するケース(1)と、前
    記輪状凹部(30)の外側壁(31)に設けられた第1輪状ステ
    ータ(2)と、前記外側壁(31)に設けられた第1軸受(3)を
    介して回転自在に設けられたインナーロータ(22)と、前
    記輪状凹部(30)の内側壁(32)に設けられた第2輪状ステ
    ータ(6)と、前記内側壁(32)に設けられた第2軸受(8)を
    介して回転自在に設けられたアウターロータ(4)とを備
    え、前記アウターロータ(4)とインナーロータ(22)とは
    互いに同軸状でかつ直接対面して構成されていることを
    特徴とする同芯軸モータ。
  4. 【請求項4】 前記ケース(1)は筒状に形成されている
    ことを特徴とする請求項3記載の同芯軸モータ。
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