JP2542763Y2 - 多自由度モータを用いた粉体機器 - Google Patents

多自由度モータを用いた粉体機器

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JP2542763Y2
JP2542763Y2 JP6042291U JP6042291U JP2542763Y2 JP 2542763 Y2 JP2542763 Y2 JP 2542763Y2 JP 6042291 U JP6042291 U JP 6042291U JP 6042291 U JP6042291 U JP 6042291U JP 2542763 Y2 JP2542763 Y2 JP 2542763Y2
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JP
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spherical rotor
stator
freedom motor
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清勝 榊原
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、多自由度モータを用い
た粉体機器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の粉体機器においては、図4に示す
ナウタミキサに代表されるように1自由度のみの動力装
置であるモータ01を用い、減速装置02等の1自由度
系の伝達装置を複数個組み合わせて容器07内に設けら
れたアーム03を回転させたり、下部にユニバーサルジ
ョイント05が設けられ下部メタル06に支持された攪
拌スクリュー04を回転させるなどの多自由度運動を得
ていた。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】従来の粉体機器は、次
の課題があった。 (1)1自由度のみの動力装置によって出力軸の自転及
び公転を得る場合、伝達機構によって自転/公転比が決
まり、攪拌時の条件の自由度は、それぞれの回転数に限
られる。 (2)1自由度系の電動機、伝達装置及び制御装置を複
数個組み合わせて多自由度の動力を得る場合、装置全体
が複雑かつ大型となる。
【0004】本考案は上記の課題を解決しようとするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】(1)本考案の多自由度
モータを用いた粉体機器は、逆円錐形状の容器内下部に
設けられその外表面に複数個の永久磁石が設けられた球
状ロータと同ロータの外側に設けられ内面側に複数個の
電磁石が設けられたステータと同ステータに設けられ上
記球状ロータを支持する静圧軸受を備えた多自由度モー
タ、同多自由度モータの球状ロータに下端が結合され上
端が一方の軸受に接続された攪拌スクリュー、上記一方
の軸受に一端が接続され他端が上記容器内上部に設けら
れた他方の軸受に接続されたアーム、および上記ステー
タの電磁石が接続された制御器を備えたことを特徴とし
ている。 (2)本考案の多自由度モータを用いた粉体機器は、そ
の外表面に複数個の永久磁石が設けられた中空の球状ロ
ータと同ロータの外側に設けられ内面側に複数個の電磁
石が設けられたステータと同ステータに設けられ上記球
状ロータを支持する静圧軸受を備えた多自由度モータ、
同多自由度モータの球状ロータの内面に設けられた攪拌
板、上記球状ロータに設けられた取入れ排出口、および
上記ステータの電磁石が接続された制御器を備えたこと
を特徴としている。
【0006】
【作用】上記本考案(1)において、制御器が外部より
作動方向指令信号を入力すると、制御器はステータのそ
れぞれの電磁石が発生すべき電磁力を演算し、それぞれ
の電磁石に流す電流値を求め、通電する。この通電によ
り電磁石に発生した電磁力は多自由度モータの球状ロー
タの外表面に設けられた永久磁石と作用し、球状ロータ
を駆動し回転させるが、この球状ロータは静圧軸受によ
り浮遊した状態にあり、いずれの方向にも回転自由であ
るため、上記作動方向指令信号により指令された方向に
回転する。
【0007】本考案においては、上記作動方向指令信号
には、攪拌スクリューを自転させる指令と、同スクリュ
ーを容器の側壁に沿って公転させる指令とが含まれてい
るため、上記球状ロータは攪拌スクリューを自転させる
とともに容器の側壁に沿って公転させる。
【0008】上記により、従来の装置のような複雑な動
力伝達機構を必要とせず、攪拌スクリューの自転及び公
転を任意の回転数で行わせることができる装置を実現す
る。
【0009】上記本考案(2)において、制御器が外部
より作動方向指令信号を入力すると、上記考案(1)の
場合と同様に多自由度モータの球状ロータは作動方向指
令信号により指令されたいずれの方向にも回転する。
【0010】本考案においては、被攪拌物を取入れ排出
口より球状ロータの中に入れた後、被攪拌物の攪拌に適
した作動方向指令信号が制御器に入力され、球状ロータ
は作動方向指令信号に従った回転パターンで回転するた
め、被攪拌物の良好な攪拌が行われる。
【0011】上記により、出力軸が不要であり、ロータ
半径が大きく大出力が得やすいため、高粘度の被攪拌物
にも対応可能な装置を実現する。
【0012】
【実施例】本考案の第1実施例を図1(a),(b)及
び図2(a),(b),(c)により説明する。
【0013】図1(a)に示す本実施例は3自由度モー
タを用いたナウタミキサの例であり、1は逆円錐形状の
容器5内下部に設けられた多自由度モータであり、3は
その下端が上記多自由度モータ1に接続され上端が軸受
2aに接続された攪拌スクリューで、上記軸受2aには
アーム4の一端が接続されその他端は上記容器5内上部
に設けられた軸受2bに接続されている。
【0014】上記多自由度モータ1について、図1
(b),図2(a),(b),(c)により説明する。
図1(b)において、6は球状ロータであり、図2
(a)に示すような中空真球形状である。また、球状ロ
ータ6の外表面上には、図2(b)に示すように隣り合
うものの表面に表われる磁極の極性が互いに異なる複数
の永久磁石6aが格子状に取り付けられ、上記攪拌スク
リュー3が結合されている。7は上記球状ロータ1の外
側に設けられたステータであり、上記球状ロータ6の面
と対向する内側の面には図2(c)に示すように電磁石
7aが格子状で、かつ球状に配置されている。
【0015】8は上記ステータ7に結合され上記球状ロ
ータ6の外周を一周する静圧軸受(球面軸受)であり、
圧力ボンベ8aより加圧パイプ8bを介して供給される
ガス圧力で加圧されている。この静圧軸受8は球状ロー
タ6の真球表面を球面軸受の一部として利用しており、
球状ロータ6は非接触で保持されている。
【0016】9aは空間3軸成分を検出する角速度検出
器であり、9は制御器であって、この制御器9は配線に
より上記ステータ3の各電磁石4と角速度検出器7に接
続されている。
【0017】上記において、制御器9は球状ロータ6の
作動方向指令信号(または、力方向指令信号)を外部よ
り入力し、球状ロータ6の角速度信号を角速度検出器9
aより入力する。
【0018】これらの信号を入力した制御器9は後者の
信号を積分して位置信号に変換し、この位置信号を使っ
て球状ロータ6とステータ7の相対位置を得る。上記制
御器9は、この相対位置信号と作動方向指令信号(また
は、力方向指令信号)より各電磁石7aが発生すべき電
磁力を演算し、各電磁石7aに流す電流値を求めて通電
する。
【0019】上記ステータ7と球状ロータ6との結合
は、加圧ボンベ8aより供給されたガス圧力により球状
ロータ6を浮遊した状態とする静圧軸受8によるため、
上記球状ロータ6はいずれの方向にも回転自由である。
そのため、上記ステータ7の各電磁石7aに電磁力を発
生させると、球状ロータ6の永久磁石6aの磁気と作用
して球状ロータ6は上記作動方向指令信号により指令さ
れた方向に駆動され、回転する。
【0020】上記作動方向指令信号には、攪拌スクリュ
ー3を自転させる指令と、同スクリュー3を容器5の側
壁に沿って公転させる指令とが含まれているため、上記
球状ロータ6は攪拌スクリュー3を自転させるとともに
容器5の側壁に沿って公転させる。
【0021】上記のように、攪拌スクリュー3の上端部
には軸受2a,2bとアーム4のみが結合され、従来の
装置のような複雑な動力伝達機構は不必要となった。
【0022】また、従来の装置では、伝達部のギヤ比に
よって自転と公転の比が決まっていたが、多自由度モー
タを使用することによってこの比を任意とすることがで
き、これを被攪拌物に合わせて調整し、被攪拌物の最適
な混合をすることができる。
【0023】本考案の第2実施例を図3(a),(b)
により説明する。図3(a),(b)において、10は
第1実施例における多自由度モータのロータと同様の中
空な真球状の球状ロータであり、この球状ロータ10の
内面には目的に合わせてプレードやスクレーパが取り付
けられる。本実施例では球状ロータ10の球内面にブレ
ード14を取り付けている。
【0024】11は上記球状ロータ10の外側に設けら
れ内面側に図示しない電磁石を有し同電磁石が図示しな
い制御器に接続されたステータである。12は上記ステ
ータ11の内面に設けられた球状の静圧軸受であり、圧
力ボンベ13のガス圧力で加圧され、球状ロータ10を
非接触で保持する。15は取入れ排出口であり、16は
シールである。
【0025】上記において、球状ロータ10は第1実施
例の場合と同様にいずれの方向にも回転自由であるた
め、この球状ロータ10の中に取入れ排出口15より被
攪拌物を入れ、制御器からの作動方向指令信号にもとづ
き球状ロータ10を3次元方向に回転させることによっ
て、斑なく被攪拌物の攪拌ができ目的が達せられる。
【0026】この第2実施例は、第1実施例と比較した
場合、出力軸が不必要な点及びロータ半径が大きいので
大出力が得られる点が特徴であり、高粘性の物体にも対
応可能である。
【0027】
【考案の効果】本考案(1)の粉体機器においては、逆
円錐形状の容器内下部に多自由度モータを設け、同モー
タの球状ロータに攪拌スクリューを結合し、同球状ロー
タが攪拌スクリューを自転させるとともに容器の側壁に
沿って公転させることによって、従来の装置のような複
雑な動力伝達装置を必要とせず、攪拌スクリューの自転
及び公転をそれぞれ任意の回転数で行わせることができ
る装置を実現する。
【0028】本考案(2)の粉体機器においては、多自
由度モータの球状ロータ内部を中空として攪拌板を設
け、同ロータ内部で被攪拌物を攪拌するものとすること
によって、出力軸を不要とし、ロータ半径を大きくして
大出力を得やすくしたため、高粘度の被攪拌物にも対応
可能な装置を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第1実施例の説明図で、(a)は全体
図、(b)は多自由度モータの説明図である。
【図2】上記一実施例に係る多自由度モータの詳細説明
図で、(a)は球状ロータの断面図、(b)は球状ロー
タの永久磁石の配置図、(c)はステータの電磁石の説
明図である。
【図3】本考案の第2実施例の説明図で、(a)は斜視
図、(b)は断面図である。
【図4】従来の装置の説明図で(a)は全体図、(b)
は動力伝達機構部分の詳細図である。
【符号の説明】
1 多自由度モータ 2a,2b 軸受 3 攪拌スクリュー 4 アーム 5 容器 6 球状ロータ 6a 永久磁石 7 ステータ 7a 電磁石 8 静圧軸受 8a 圧力ボンベ 9 制御器 9a 角速度検出器 10 球状ロータ 11 ステータ 12 静圧軸受 13 圧力ボンベ 14 ブレード 15 取出し排出口

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 逆円錐形状の容器内下部に設けられその
    外表面に複数個の永久磁石が設けられた球状ロータと同
    ロータの外側に設けられ内面側に複数個の電磁石が設け
    られたステータと同ステータに設けられ上記球状ロータ
    を支持する静圧軸受を備えた多自由度モータ、同多自由
    度モータの球状ロータに下端が結合され上端が一方の軸
    受に接続された攪拌スクリュー、上記一方の軸受に一端
    が接続され他端が上記容器内上部に設けられた他方の軸
    受に接続されたアーム、および上記ステータの電磁石が
    接続された制御器を備えたことを特徴とする多自由度モ
    ータを用いた粉体機器。
  2. 【請求項2】 その外表面に複数個の永久磁石が設けら
    れた中空の球状ロータと同ロータの外側に設けられ内面
    側に複数個の電磁石が設けられたステータと同ステータ
    に設けられ上記球状ロータを支持する静圧軸受を備えた
    多自由度モータ、同多自由度モータの球状ロータの内面
    に設けられた攪拌板、上記球状ロータに設けられた取入
    れ排出口、および上記ステータの電磁石が接続された制
    御器を備えたことを特徴とする多自由度モータを用いた
    粉体機器。
JP6042291U 1991-07-31 1991-07-31 多自由度モータを用いた粉体機器 Expired - Lifetime JP2542763Y2 (ja)

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EP92111921A EP0526774B1 (en) 1991-07-31 1992-07-13 Electric motor having a spherical rotor and its application apparatus
DE69209187T DE69209187T2 (de) 1991-07-31 1992-07-13 Elektrischer Motor mit einem sphärischen Läufer und seine Anwendungsvorrichtung
US07/922,836 US5413010A (en) 1991-07-31 1992-07-31 Electric motor having a spherical rotor and its application apparatus
US08/357,023 US5542762A (en) 1991-07-31 1994-12-15 Agitator powered by electric motor having a spherical rotor
US08/356,645 US5476018A (en) 1991-07-31 1994-12-15 Control moment gyro having spherical rotor with permanent magnets

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JPH0515685U JPH0515685U (ja) 1993-02-26
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