JP2010045875A - モータ装置並びにこれを搭載した車両又はアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】２つのモータを軸心を一致させて組み込むことを容易にする。
【解決手段】モータハウジング４１ａ、４１ｂと、これらのモータハウジング４１ａ、４１ｂの端部に取着されるフロントカバー部４２ａ、４２ｂ及びエンドカバー部４３ａ、４３ｂと、これらのカバー部４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂに設けられてモータ軸４６を支持するベアリング４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂとを具備する一対のモータＭａ、Ｍｂを、エンドカバー部４３ａ、４３ｂ同士を重合させた背合わせの状態に配置して、各モータハウジング４１ａ、４１ｂから突出したモータ軸４６ａ、４６ｂの端部を出力端として使用するように構成する。そして、一対のエンドカバー部４３ａ、４３ｂを共通の部材に一体的に作り込んで接続体１５を構成し、この接続体１５に、各々のエンドカバー部４３ａ、４３ｂが備えるべきベアリング４５ａ、４５ｂを一体的に設けることとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種の産業機械に利用可能な、モータ装置等に関するものである。

例えば、フォークリフトを構成するモータ駆動系に着目すると、図５に示すように、左右の車輪１０５の車軸（アクスル）１０６がステアリングアクスル１０３に収納され、このステアリングアクスル１０３にディファレンシャルギヤ１０２が接続されて、このディファレンシャルギヤ１０２にモータ１０４から動力を入力するように構成されるのが通例である。そして、操舵時にディファレンシャルギヤ１０２において左右の車軸１０６が受ける負荷に応じた動力分配を行い、所要の旋回性能等を実現している。この点において、フォークリフトの駆動系は一般的な車両と大きく異なるところはない。

ところで、フォークリフト等には一般車両にはない小回りが要求され、極力小さい旋回半径が求められる。この場合、ディファレンシャルギヤ１０２の動作は、操舵時の負荷を利用した差動的、従動的なものであるため、実現できる旋回半径には自ずと限界がある。

そこで、積極的に旋回半径を追求すべく、例えば特許文献１や図６に示すように、左右の車軸２０２を切り離して、個々のモータＭ１・Ｍ２によって逆回転制御も可能なように構成したものが考えられている。
特開２０００−３１８９９５号公報

しかしながら、かかる特許文献１や図６の場合に、車軸と一体となったモータ軸２０２や図示しない軸受等の要素部品をモータハウジング内に一体的に組み込んだ単体モータを２つ用いて個別に車体フレームに取り付けると、取付誤差等によって左右のモータ軸２０２の軸心がずれる可能性があり、モータ軸２０２のズレは不必要な負荷を生じさせ、走行性能の低下や運転効率の低下を招くとともに、耐久性能の低下にもつながる。そして、このような不具合を可及的に回避するためには、個々のモータＭ１・Ｍ２の双方に厳しい取付条件が要求されることとなる。
このような事情は、フォークリフト等の乗用車両に限らず、鉄道車両やロボット、工作機械のターンテーブル等においても同様である。

本発明は、このように２つのモータを背合わせに配置することが要求される目的・用途に好適に適合し得る構造を備えたモータ装置等を提供することを目的としている。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明のモータ装置は、モータハウジングと、このモータハウジングの端部に取着されるフロントカバー部及びエンドカバー部と、これらのカバー部に設けられてモータ軸を支持する軸受とを具備する一対のモータを、エンドカバー部同士を重合させた背合わせの状態に配置して、各モータハウジングから突出したモータ軸の端部を出力端として使用するものであって、前記一対のエンドカバー部を共通の部材に一体的に作り込んで接続体を構成し、この接続体に、各々のエンドカバー部が備えるべき軸受を一体的に設けたことを特徴とする。

このように構成すると、モータハウジング間が接続体によって位置決め状態で連結されて構造躯体となり、また、接続体上に各エンドカバー部が備えるべき軸受を配置することで軸受同士の位置決めもなされる。このため、モータハウジング同士の組付けが容易となり、モータ軸の相対的な位置決めも的確に行うことが可能になるとともに、部品の共用化による部品点数の削減、コストダウン、小型化にも資することとなる。ここに言うモータ軸の相対的な位置決めとは、必ずしも軸心を一致させる場合に限らず、例えば軸心同士がハの字状に角度をなしている態様等も含まれる。

モータハウジング同士の位置決め精度と連結強度の双方を向上させるためには、接続体のエンドカバー部が、モータハウジングに位置決め状態で嵌合する嵌合部を有していることが望ましい。

モータハウジング同士の連結強度を更に高めるためには、モータハウジングの外周に、隣接するモータハウジングの外周との間を引き寄せて緊締する緊締部を更に有することが好ましい。

モータ同士の連結方向に沿った寸法管理を容易にするためには、モータハウジングの端部に、嵌合状態でエンドカバー部の一部を当接させるスラスト面を形成し、当接状態でモータハウジングの外周間に緊締しろとなるクリアランスが存在する寸法関係に設定していることが望ましい。

上記の構成は、モータ軸は２つのモータハウジングを貫通する単一のものである場合、或いは２つのモータ軸が一体的に連結されている場合を含むものであるが、本発明は、各モータがそれぞれ別個にモータ軸を備え、ハウジングから突出したモータ軸の出力端が独立駆動可能とされている場合に特に有効となる。

このようなモータ装置を効率良く利用して車両をするためには、一対のモータハウジングを連結状態で車輪の間に構造躯体の一部を構成するように配置することが望ましい。

また、このようなモータ装置を効率良く利用してアクチュエータを構成するためには、一対のモータハウジングを連結状態で駆動対象物の間に構造躯体の一部を構成するように配置することが望ましい。

本発明は、以上説明した構成であるから、一対のモータを背合わせに配置して使用するにあたり、それらのエンドカバー部及び一部の軸受を接続体に一体的に構成することで、少なくともモータ軸を精度良く簡単に位置決めした状態で一対のモータを合理的に組付けることができ、これにより厳しい取付条件を要求されることなく、所要の性能や耐久性等を有効に担保するとともに、モータの長さ管理や小型化、コストダウンをも図れるようにした、新規有用なモータ装置等を提供することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に本実施形態のモータ装置を適用したフォークリフトの原理図を示し、図２に同モータ装置の概念的な断面図を示す。

このモータ装置は、図１に示すように、左右の車輪５ａ、５ｂの間に第１のモータＭａおよび第２のモータＭｂを背合わせに連ねて配置し、各々のモータＭａ，Ｍｂから突出した図２に示すモータ軸４６ａ、４６ｂを出力端として、これらのモータ軸４６ａ、４６ｂを図１に示すステアリングアクスル６ａ、６ｂに格納しつつ車輪５ａ、５ｂに接続している。

具体的に説明すると、モータＭａ（Ｍｂ）は、軸方向の両端に開口部４７ａ１、４７ａ２（４７ｂ１、４７ｂ２）を有した概略円筒状をなすモータハウジング４１ａ（４１ｂ）と、これらのモータハウジング４１ａ（４１ｂ）の軸方向両端に位置する前記開口部４７ａ１、４７ａ２（４７ｂ１、４７ｂ２）に取着されるフロントカバー部４２ａ（４２ｂ）及びエンドカバー部４３ａ（４３ｂ）と、これらのカバー部４２ａ、４３ａ（４２ｂ、４３ｂ）に設けられるモータ軸用の軸受たるベアリング４４ａ、４５ａ（４４ｂ、４５ｂ）と、両ベアリング４４ａ、４５ａ（４４ｂ、４５ｂ）に支持されるモータ軸４６ａ（４６ｂ）とを具備し、フロントカバー部４２ａ（４２ｂ）からモータ軸４６ａ（４６ｂ）が突出して出力端とされる。両モータハウジング４１ａ（４１ｂ）内には、例えば、ベアリング４４ａ、４５ａ間（４４ｂ、４５ｂ間）にモータ軸４６ａ（４６ｂ）を正逆駆動する図示しない電磁駆動部が組み込まれるなど、他の必要な要素部品も内設されている。

この実施形態におけるモータＭａ（Ｍｂ）のフロントカバー部４２ａ（４２ｂ）およびエンドカバー部４３ａ（４３ｂ）は樹脂により作られたもので、特に本実施形態における両モータＭａ、Ｍｂのエンドカバー部４３ａ、４３ｂは、共通の樹脂部材に一体的に作り込まれて接続体１５を構成している。すなわち、この接続体１５は、図３に示すように、第１のモータハウジング４１ａのエンド側の開口部４７ａ２に印籠構造の下に嵌合する第１の嵌合部４８ａと、第２のモータハウジング４１ｂのエンド側の開口部４７ｂ２に印籠構造の下に嵌合する第２の嵌合部４８ｂとを具備し、第１の嵌合部４８ａと第２の嵌合部４８ｂとの間に所要の中間肉厚部４８ｃが確保されている。この場合、第１の嵌合部４８ａと中間肉厚部４８ｃとが第１のエンドカバー部４３ａに相当し、第２の嵌合部４８ｂと中間肉厚部４８ｃとが第２のエンドカバー部４３ｂに相当している。勿論、中間肉厚部４８ｃを設けなくとも本発明の基本的構成は成立し得る。

また、前記接続体１５には、図２に示すように、第１のモータＭａに属するエンドカバー部４３ａが備えるべきベアリング４５ａと、第２のモータＭｂに属するエンドカバー部４３ｂが備えるべきベアリング４５ｂとが一体的に設けてあり、それらのベアリング４５ａ、４５ｂは、モータ軸４６ａ、４６ｂの軸心を合致させて支持し得る位置関係に設定されている。

モータハウジング４１ａ、４１ｂのエンド側の開口部４７ａ２、４７ｂ２内には、エンドカバー部４３ａ、４３ｂの嵌合部４８ａ、４８ｂを図３→図４のように嵌合させた際に当該嵌合部４８ａ、４８ｂの先端４８ａ１、４８ｂ１を当接させるスラスト面４７ａ３、４７ｂ３が形成してあり、その当接状態でモータハウジング４１ａ、４１ｂの外周間に、緊締しろとなる前記中間肉厚部４８ｃの寸法に対応したクリアランスＣが存在する寸法関係に設定している

そして、モータハウジング４１ａ、４１ｂの外周囲に、径方向に突出するフランジ７ａ、７ｂを設け、両フランジ７ａ、７ｂをボルト８及びナット９を用いて引き寄せる方向に緊締するようにしており、これらフランジ７ａ、７ｂ、ボルト８及びナット９が本発明の緊締部Ａを構成している。

以上のモータ装置は、適宜の制御手段から前記モータハウジング４１ａ、４１ｂ内に備わる電磁駆動部に対してトルク制御を行うことによって、負荷に対して差動的な動作を行わせるディファレンシャルギヤとしての作用を営んだり、第１の車輪５ａと第２の車輪５ｂとを逆方向に駆動することによってフォークリフトに可及的に小さい旋回半径を実現すること等が可能となる。

なお、モータハウジング４１ａ、４１ｂは、車両のシャーシ等とともに構造躯体の一部となるように組み込まれており、図１に示すアクスルハウジング６ａ、６ｂは、フォークリフトの主要構成部であるマスト１の取付先として利用されている。勿論、モータハウジング４１ａ、４１ｂをマスト１の取付先として利用することも可能である。

以上のように、本実施形態のモータ装置は、モータハウジング４１ａ、４１ｂと、これらのモータハウジング４１ａ、４１ｂの端部に取着されるフロントカバー部４２ａ、４２ｂ及びエンドカバー部４３ａ、４３ｂと、これらのカバー部４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂに設けられてモータ軸４６を支持するベアリング４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂとを具備する一対のモータＭａ、Ｍｂを、エンドカバー部４３ａ、４３ｂ同士を重合させた背合わせの状態に配置して、各モータハウジング４１ａ、４１ｂから突出したモータ軸４６ａ、４６ｂの端部を出力端として使用するようにしたものである。

そして、一対のエンドカバー部４３ａ、４３ｂを共通の部材に一体的に作り込んで接続体１５を構成し、この接続体１５に、各々のエンドカバー部４３ａ、４３ｂが備えるべきベアリング４５ａ、４５ｂを一体的に設けたものである。

このように構成すると、モータハウジング４１ａ、４１ｂ間が接続体１５によって位置決め状態で連結されて構造躯体となり、また、接続体１５上に各エンドカバー部４３ａ、４３ｂが備えるべきベアリング４５ａ、４５ｂを配置することでベアリング４５ａ、４５ｂ同士の位置決めもなされる。このため、モータハウジング４１ａ、４１ｂ同士の組付けが容易となり、モータ軸４６ａ、４６ｂの相対的な位置決めも的確に行うことが可能になるとともに、部品の共用化による部品点数の削減、コストダウン、小型化にも資することとなる。

この場合、接続体１５のエンドカバー部４３ａ、４３ｂが、モータハウジング４１ａ、４１ｂに位置決め状態で嵌合する嵌合部４８ａ、４８ｂを有しているため、接続体１５を介してモータハウジング４１ａ、４１ｂ同士の位置決め精度と連結強度を有効に向上させることができる。

また、モータハウジング４１ａ、４１ｂの外周に、互いを引き寄せて緊締する緊締部Ａを有しており、モータハウジング４１ａ、４１ｂ同士を直接連結して１つの塊にするので、連結強度を更に高めることができる。

さらに、モータハウジング４１ａ、４１ｂの端部に、嵌合状態でエンドカバー部４３ａ、４３ｂの一部を当接させるスラスト面４７ａ３、４７ｂ３を形成し、当接状態でモータハウジング４１ａ、４１ｂの外周間に緊締しろとなるクリアランスＣが存在する寸法関係に設定しているので、モータ装置の軸方向寸法に組付誤差を無くして寸法管理を容易にすることができ、またモータハウジング４１ａ、４１ｂの外周間にクリアランスＣを設けることにより緊締具Ａによる締付け力を適正に導入して、連結強度を更に有効に高めることができる。

また、各モータＭａ、Ｍｂがそれぞれ別個にモータ軸４６ａ、４６ｂを備え、ハウジング４１ａ、４１ｂから突出したモータ軸４６ａ、４６ｂの出力端が独立駆動可能とされているので、モータ軸４６ａ、４６ｂの軸心を適切に合致させた状態で同期駆動、逆駆動など適宜の動作を行わせることができ、ステアリング性能等を有効に向上させることが可能となる。

そして、このようなモータ装置を利用する際に、一対のモータハウジング４１を連結状態で車輪５ａ、５ａの間に構造躯体の一部として組み込むようにしていているの、車両本体を効率良く構成することが可能となる。

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

例えば、上記実施形態では本発明のモータ装置をフォークリフトに適用した例について説明したが、一般車両や鉄道車両の駆動モータ、ロボットのＡＣサーボモータ、工作機械のターンテーブル駆動モータ等としても有効利用することができる。

また、上記のモータ装置を利用し、一対のモータハウジングを連結状態で駆動対象物の間に構造躯体の一部を構成するように配置して各種のアクチュエータとすることも勿論可能である。

本発明の一実施形態に係るモータ装置を組み込んだフォークリフトの概要を示す模式的な構成図。 同モータ装置の内部構造を示す模式的な断面図。 同モータ装置の組立手順を示す要部拡大断面図。 図３に対応して組立後の状態を示す断面図。 従来のフォークリフトの概要を示す模式的な構成図。 従来の不具合を説明するための図。

符号の説明

１５…接続体
４１ａ、４１ｂ…モータハウジング
４２ａ、４２ｂ…フロントカバー部
４３ａ、４３ｂ…エンドカバー部
４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂ…軸受（ベアリング）
４６ａ、４６ｂ…モータ軸
４７ａ３、４７ｂ３…スラスト面
４８ａ、４８ｂ…嵌合部
Ａ…緊締部
Ｃ…クリアランス
Ｍａ、Ｍｂ…モータ

Claims (7)

1. モータハウジングと、このモータハウジングの端部に取着されるフロントカバー部及びエンドカバー部と、これらのカバー部に設けられてモータ軸を支持する軸受とを具備する一対のモータを、エンドカバー部同士を重合させた背合わせの状態に配置して、各モータハウジングから突出したモータ軸の端部を出力端として使用するモータ装置であって、前記一対のエンドカバー部を共通の部材に一体的に作り込んで接続体を構成し、この接続体に、各々のエンドカバー部が備えるべき軸受を一体的に設けたことを特徴とするモータ装置。
2. 接続体のエンドカバー部が、モータハウジングに位置決め状態で嵌合する嵌合部を有する請求項１記載のモータ装置。
3. モータハウジングの外周に、隣接するモータハウジングの外周との間を引き寄せて緊締する緊締部を更に有する請求項２記載のモータ装置。
4. モータハウジングの端部に、嵌合状態でエンドカバー部の一部を当接させるスラスト面を形成し、当接状態でモータハウジングの外周間に緊締しろとなるクリアランスが存在する寸法関係に設定している請求項３記載のモータ装置。
5. 各モータがそれぞれ別個にモータ軸を備え、ハウジングから突出したモータ軸の出力端が独立駆動可能とされている請求項１〜４何れかに記載のモータ装置。
6. 請求項１〜５何れかに記載のモータ装置を利用したものであって、一対のモータハウジングを連結状態で車輪の間に構造躯体の一部を構成するように配置してなることを特徴とする車両。
7. 請求項１〜５何れかに記載のモータ装置を利用したものであって、一対のモータハウジングを連結状態で駆動対象物の間に構造躯体の一部を構成するように配置してなることを特徴とするアクチュエータ。
   
   
   

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