JP2620592B2 - 電動モータ - Google Patents

電動モータ

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JP2620592B2
JP2620592B2 JP63260323A JP26032388A JP2620592B2 JP 2620592 B2 JP2620592 B2 JP 2620592B2 JP 63260323 A JP63260323 A JP 63260323A JP 26032388 A JP26032388 A JP 26032388A JP 2620592 B2 JP2620592 B2 JP 2620592B2
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拓郎 上出
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電動モータに関し、特に各種の油圧ユニッ
ト、プレス機械あるいは高速高トルクの回転アクチュエ
ータその他迅速な起動・停止および瞬間的大出力動作を
行う各種の作動装置の駆動源として有用なフライホイー
ル式電動モータに関する。
(従来技術) 電流投入、遮断によって直接起動、停止を行う通常の
電動モータは定常出力に達するまでの時間およびその間
の電気エネルギの消費が大きく、これを解決するために
フライホイールおよびクラッチを併用した電動モータが
知られている。例えばモータ本体から小プーリおよびベ
ルトを介してフライホイールを回転させて運動エネルギ
を蓄え、フライホイールに設置したクラッチによって瞬
間的起動を行うと同時に瞬間的に運動エネルギの放出を
行うようにしたものあるいはケース内周壁に固定子コイ
ルを固着し、外周部に回転子コアを固着したフライホイ
ールをケース内部に収納するとともに、該フライホイー
ルをケース内で出力軸に対して回転自在に保持し、前記
フライホイールと出力軸との間に駆動クラッチを、また
前記ケースの内側部と出力軸との間にブレーキ機構を各
々設け、かつこれらを前記ケース内に収納したもの(特
開昭61−251446号)等がある。
(発明が解決しようとする課題) 上述した従来のフライホイール式電動モータでプーリ
およびベルトを介してフライホイールを回転させるもの
は大きなスペースを必要とし、全体がユニット化されて
いないのでプレスや油圧ユニット等に取り付ける場合に
非常に不便であり、駆動源として適用される対象も限ら
れるという問題がある。後者の特開昭61−251446号公報
に記載の電動モータは全体がコンパクトでユニット化さ
れている点でそれなりに有用であるが、フライホイール
がケース内に収納され、かつその外周部にケース内周部
の固定子コイルと対峙する回転子コアが取り付けられる
構造であるため、フライホイールをケース以上に大きく
できない。また適用する対象によってGD2の異なるフラ
イホイールに変更する場合はケース内部を大がかりに分
解しなければならないという欠点がある。また、固定子
コイルや回転子コアがケースによって密閉されているの
で発熱しやすい。またケース自体が外面の自然放熱方式
であるため冷却効果が小さく、過酷な運転には向かない
という問題があった。
本発明は、駆動装置としてのコンパクト化、ユニット
化を損なわずにフライホイールの容易な交換および大形
フライホイールの採用が可能で、しかも冷却効率が高く
過酷な運転にも耐え得る電動モータを提供することにあ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明による電動モータは、片端が開放されかつ内周
部に固定子コイルが固着された外筒と、前記外筒の中心
部に固定された固定内筒と、前記内筒の外周部に軸支さ
れかつ前記固定子コイルに対面する回転子コアを備えた
回転スリーブと、前記固定内筒に挿入された出力軸と、
前記外筒の開放端から露出して前記固定子コイルの側部
に直接対峙するように前記回転スリーブに連結され、か
つ、前記出力軸の端部分の外周を間隙を有して囲包する
ように配置されたフライホイールと、前記フライホイー
ルと前記出力軸の前記端部分の外周との間の前記間隙内
に収容された駆動クラッチおよび前記固定内筒と前記出
力軸との間に介装されたブレーキとを有して構成されて
いる。
(実施例) 次に、本発明を実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の1実施例に係る電動モータの縦断面
図である。外筒8はその一方の端部がモータベース11に
よって閉塞され、かつその内周部に固定子コイル7が固
定されている。モータベース11には外筒8と同芯に固定
内筒14が固着され、この内筒14およびモータベース11を
貫通してモータ出力軸13が軸受23を介して軸支されてい
る。出力軸13の一方の軸端には図外の被動装置に連結さ
れる出力ピニオン22が取り付けられ、また他方の軸端に
は後述する駆動クラッチのクラッチハブ12が取り付けら
れている。
固定内筒14の外周部には軸受24を介して回転スリーブ
17が装着され、また該スリーブ17の外周部には前記固定
子コイル7に対面する回転子コア9が固着されている。
回転スリーブ17の片端部(ベース11と反対側端部)に
は、この実施例では、内フランジ5aをもつ回転スリーブ
7が固着されている。出力軸13およびフライホイールス
リーブ5を軸支する片側の軸受23,24は固定内筒14の端
部に固着されたキャップ15および前記フライホイールス
リーブ5によって押さえられている。フライホイールス
リーブ5の外周部にはフライホイール6がボルト25によ
って脱着自在に取り付けられる。フライホイール6は図
示のように外筒8の片側の開放端から外側に露出し、か
つこの外筒開放端部8aとの間に隙間を形成している。し
たがって外筒内部はこの隙間を通して外気に連通すると
ともに、、内部の固定子コイル7および回転子コア9は
フライホイール6の内側面に対面している。さらに図示
の実施例においてはフライホイール6の内側面にはその
回転により外筒内部に対して冷気をもたらすための送風
ないし換気作用を行う羽根部6aが形成されている。
フライホイールスリーブ5の一端部には、後述する駆
動クラッチの環状シリンダ室26を画成するクラッチシリ
ンダ2が出力軸13と同芯状に固着されている。この実施
例では、フライホイール6の内径部の径方向内側に、フ
ライホイールスリーブ5の内周部とその内フランジ5aと
出力軸13の端部分の外周部とによって画成される駆動ク
ラッチ収納区画が形成されている。出力軸軸端のクラッ
チハブ12とフライホイールスリーブ5との間に摩擦板群
18が配置され、またこの摩擦板群18を押圧するための環
状のクラッチピストン3がクラッチシリンダ2のシリン
ダ室26に挿入されている。フライホイールスリーブ側に
はクラッチピストン3をクラッチ切り方向に付勢する戻
しばね4が設けられている。クラッチシリンダ2のシリ
ンダ室26には該シリンダ2内の流体通路およびロータシ
ール1を介して圧力流体(加圧空気又は圧油)が導入さ
れる。これらの各部材によって流体駆動式の駆動クラッ
チが構成されている。
モータベース11に対接する固定内筒14のベース側端部
の内側には段差状の凹形部が形成され、この凹形部の一
部とモータベース11とによってブレーキ用の環状シリン
ダ室27が画成される。固定内筒14の段差状凹形部と出力
軸13との間にブレーキ用摩擦板群19が配置され、この摩
擦板群19を押圧して出力軸13にブレーキ作用をもたらす
ための環状ブレーキピストン16がシリンダ室27に挿入さ
れている。さらに駆動クラッチ側と同様にピストン16を
ブレーキ解除方向に付勢する戻しばね20が固定内筒14に
装着されている。ブレーキシリンダ室27にはモータベー
ス11内の通路28を通してブレーキ作動流体(加圧空気又
は圧油)が導入される。
図示実施例では外筒8の外周部に液冷用ジャケット10
が設けられ、図示しない冷却液ポンプによって冷却液21
(油又は水)が循環するようになっている。
上述の構成で固定子コイル7に例えば3相の交流電流
により回転磁界を発生させると、回転子コア9およびス
リーブ17,5を介してフライホイール6は所定の回転数で
回転する。このフライホイール6の回転中に、ブレーキ
シリンダ室27への圧縮流体の供給を止め、戻しばね20に
よりブレーキ用摩擦板群19を解放し、同時にロータシー
ル1およびクラッチシリンダ2の流体通路を介して圧縮
流体をシリンダ室26に供給する。駆動クラッチ側圧縮流
体の圧力のある間、駆動側シリンダ室26のピストン3は
摩擦板群18側へ移動し、該摩擦板群18を押圧し、これに
よってフライホイール6、フライホイールスリーブ5お
よび摩擦板群18を介して回転トルクがクラッチハブ12に
伝達され、出力軸13は瞬間的に回転状態に入る。
次に、駆動クラッチ側の供給流体の圧力を解放し、同
時にモータベース11の通路28からブレーキシリンダ室27
へ圧縮流体を供給し、そのときのブレーキピストン16の
動作で戻しばね20に抗してブレーキ用摩擦板群19を押圧
する。これよってフライホイール6が回転したままで固
定内筒14から摩擦板群19を介して停止トルクが出力軸13
に伝えられ、出力軸14は瞬間的に停止状態になる。上述
のクラッチ機構およびブレーキ機構としては空圧、油圧
あるいは電磁式など各種のものが採用可能であり、モー
タ型式も3相の籠型モータに限定されない。
ここで本発明においては、モータ本体とフライホイー
ル、クラッチ、ブレーキがひとつのユニットとして一体
化され、またフライホイール6が外筒8から外部に露出
しており、したがって適用対象によってモータ本体側を
変更せずにフライホイール6のみをこれに合ったエネル
ギ容量のものに容易に交換可能である。この場合、フラ
イホイール6およびこれを取り付けるスリーブ5の取付
穴の寸法、位置等を同一にしておくことにより、種々の
直径、厚さのフライホイールが本体側を全く分解するこ
となく迅速に交換できる。ユニット化されていても外筒
内は密閉されていないので、フライホイールの回転に伴
なう内部空冷が可能で、また外筒自体を強制液冷構造と
したので温度上昇が極力抑えられる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、フライホイール
効果をもたせたモータであるため省エネタイプであり従
来のモータの1/4〜1/6の容量で急速大エネルギの出力が
可能となる。出力軸の瞬間的起動、瞬間的停止を高い頻
度で行うことが可能であり、全体がユニット化されてお
り非常にコンパクトな電動モータが得られる。特に本発
明においてはフライホイールのみの交換がきわめて容易
でモータ本体部分の標準化が可能となり、その分低コス
ト化される。モータ内部の冷却効果もよく、過酷な運転
に耐え得、各種油圧ユニットの駆動源として、また鍛圧
機械、鍛造ロール、各種のプレス機械の駆動源として、
その他高速高トルクの回転アクチュエータとして広範囲
の分野に適用可能である。モータ本体部分の大幅容量低
減、バルブ類の省略、油量大幅節約、配管節約など多く
の点で効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例に係る電動モータの縦断面図
である。 1……ロータシール、2……クラッチシリンダ、 3……クラッチピストン、4,20……戻しばね、 6……フライホイール、6a……羽根部、 7……固定子コイル、 8……外筒、9……回転子コア、 10……液冷用ジャケット、11……モータベース、 13……出力軸、14……固定内筒、 16……ブレーキピストン、17……回転スリーブ、 18,19……摩擦板群。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】片端が開放されかつ内周部に固定子コイル
    が固着された外筒と、前記外筒の中心部に固定された固
    定内筒と、前記内筒の外周部に軸支されかつ前記固定子
    コイルに対面する回転子コアを備えた回転スリーブと、
    前記固定内筒に挿入された出力軸と、前記外筒の開放端
    から露出して前記固定子コイルの側部に直接対峙するよ
    うに前記回転スリーブに連結され、かつ、前記出力軸の
    端部分の外周を間隙を有して囲包するように配置された
    フライホイールと、前記フライホイールと前記出力軸の
    前記端部分の外周との間の前記間隙内に収容された駆動
    クラッチおよび前記固定内筒と前記出力軸との間に介装
    されたブレーキとを有することを特徴とする電動モー
    タ。
  2. 【請求項2】前記外筒の外側部に液体冷却装置が取り付
    けられていることを特徴とする請求項第1項記載の電動
    モータ。
  3. 【請求項3】前記フライホイールの内径部には内フラン
    ジをもつフライホイールスリーブが配置され、前記フラ
    イホイールは、前記フライホイールスリーブを介して前
    記回転スリーブに対して脱着可能に取り付けられ、か
    つ、該フライホイールの内側面に送風用羽根が形成され
    ることを特徴とする請求項第1項または第2項記載の電
    動モータ。
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