JPH02503502A - ギヤ装置を包含する電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ギヤ装置を包含する電動機 この発明は機械的アクチュエータに関し、更に詳細には請求の範囲第１項の前文 に規定されるようなギヤ装置を包含する電動機に関する。

電動機とギヤ装置並びにそれ等の組合せは連続的駆動装置として、更には回転数 及び軸の回転角を制御するアクチュエータとしても又しばしば使用される。その 組合せは、この場合には又多数のセンサ及び制御回路を包含する。

既知の組合せは直流又は交流電動機、種々の伝動装置とセンサユニット並びに制 御回路構成ユニットのような一般的に利用可能な部品で組立てられる。従って、 該組合せは多くの軸受、軸継手１種々の継手接続並びにユニット間のケーブル配 線を包含するであろう、それ故、この種の組合せの使用は、特に様々な固定手段 及び計測の故に、それ等の設計者に繰り返し問題を呈する。これは又この種の組 合せが包含される装置及び機械を設計して取付ける際に困難を生じる。更に、在 来技術の機械の複雑な設計は強固な構造が要求される場合には、しばしば複雑な 手段の遂行を生ずる。それ故、この種の組合せ装置を使用して手入れをすること は厄介で時間がかかり、且つプロセス産業においては、これはその収益性に本質 的な負担を生じる。

フィンランド特許第２６２３０号において、電動機とギヤ装置の組合せは記述さ れており、そこでは伝動装置部品はギヤ比を変更するために取替えられることが できる。Ｍ動される部分は電動機側の軸に接続される。

電動機及び減速ギヤ装置を包含し、その組合せは堅固な構造を有して容易な手入 れを可能にし、且つ多くの運転条件に適する改良されたより筒車な構造のユニッ トを提供することは本発明の目的である。

発明によれば、それぞれそのままの姿で知られている電動機とギヤ装置は請求の 範囲第１項の特徴とする部分に従って組合わされる。

該ギヤ装置は例えば市販で得られる遊星歯車又は摩擦伝動装置であることができ 、その中空の入力軸によって、該入力軸を貫通して出力軸を導くことは可能であ る。該出力軸は好適には箱状のハウジングの端部の軸受に支えられ、更に該軸の 他端が伝動装置のフランジ形状のカバーを形成するように軸受に支えられる。好 適には歯車を有する電動機は、他の形状のハウジングも可能であるけれども、軸 と同心に円筒形ハウジング内に組立てられる。

発明の本質的な特許請求の範囲に更に詳細に記述される０発明の好適な実施例は 添付する図面を参照して以下に説明され、ここに： 第１図は本発明のギヤ装置を包含する電動機の好適な実施例の横断面を図解的に 示し； 第２図は発明のもう一つの実施例を示し；そして第３図は三段のギヤ装置を包含 する。更に発展されたギヤ装置を包含する電動機である。

第１図において、ハウジングの固定部分ｌは１例えばねじであり得る、外面の維 持物１７により、ギヤ装置を包含する電動機を支持する構造物に固定される。ギ ヤ装置の固定部はハウジングの固定部分ｌに確保され、ギヤ装置の出力側は出力 軸２０の出力フランジ２に接続され、電動機／ギヤ装置により駆動される部分は フランジ２に固定（２１）される。フランジ２は好適には軸２０と一体に作られ る。

入力軸１５は電動機の回転子（ローター）７により回転され、該ローターは軸に 確保され、電動機の固定子（ステーター）はハウジングの取外し可能な部分１３ に確保されている。入力軸１５は本体１及び伝動装置のフランジ形状のカバー２ の軸受に支えられる。出力軸によい安定を与えるために、出力軸は外面に近い端 末フランジの軸受３に支えられ、他端においては軸受４に支えられる。本体の取 外し可能な部分１３には電動機の固定子８と、センサ９と必要に従って制御し操 作するための回路１１が確保される。適当には電動機は直流モーターであり、そ の回転運動の速度のみならずその回転方向及び量は１例えば制御ケーブルを経由 して来る信号に従って回路１１により制御される。部分１３は出力軸にねじ込ま れたナツト５により軸受４に対してしっかりと締付けられ１本体のこれらの該部 分どうしは例えば点１６に沿った外周面上で当接する。センサ及び制御回路のみ ならず、電動機の電気供給用の接続ケーブルは入口１２を通って本体内に導かれ る。

本体の取外し可能な電子部分１３はナツト５をゆるめることにより手入れ又は他 の目的のために取外されて１分離面１４−１４に沿ってその内部部品を包含する 全部分１３を持ち上げて外すことは簡単な方法で可能である。取外し工程を容易 にするために、ケーブルは適当なコネクタを備えられる。電動機の回転子７と、 センサの回転子１０と、軸受３及び減速ギヤ装置６は部分１３が取外され又は多 分取替えられる場合には取外されないであろう。

センサの回転子１０及び２０′を入力及び出力軸に固定し、それによりセンサ９ を経由して回転速度と１回転数と１回転方向と、回転角、又は関係する量に関す る制御への情報を提供することは適当である。センサは市販で得られる型式であ るか、又はこの目的のために特に設計されたセンサである。センサは入力及び出 力軸の両方に取付けられることができるので、多様な方法で電動機及びギヤ装置 の運転を監視して制御することは可能である。

軸受間の長い距離が要求される場合には１本体の取外し可能な部分１３は広い場 所を占め、それにより電動機の制御のための、例えば電動機の動力供給のための 空間、並びに他の有用な調節装置のための空間を提供し、且つ該調節装置は市販 で得られる部品から組立てられモして／又はこの目的のために特に設計された部 品から作られる。

上述の電動機／ギヤ装置は流体を通さない軸受３，４及びハウジングの部分間の 流体を通さないガスケット１９とを更に備えられることができる。入口１２は又 流体を通さないバッキング１８を備えられる。この構造においては本体の内部全 体は適当な流体例えば水−プロピレン−グリコール水溶液で満たされ、それによ り電動機／ギヤ装置を水又は例えば腐食するガスを含有する環境内に置くことは 流体とガスケットの組合せ効果により可能である。選択的に本体の一部のみが流 体で満たされる。

ギヤ装置を包含する電動機のもう一つの有益な実施例は第２図に与えられる。同 一の参照数字は第１図に使用された部品と同様な部品に対して使用されている。

本質的な差は減速ギヤ装置がボールで実現された摩擦伝動装置３０を構成すると いう事実である。この型式の摩擦伝動装置はフィンランド特許第７１３６号によ り知られているものそのままである１本発明においては、ボール３０はそれ等の ために設置されたローラー面に沿って相互に一定の距離に配置されている。ボー ル３０は第１図の軸受３に対応する軸受を構成する。更にそれ等はギヤ装置６を 構成する。ボールは回転子に設置された溝の２つの面３１と、本体１の面３２と 、出力フランジの面３３に隣接する。電動機が運転されているときには、第２図 の横断面の面３１，３２．３３は円形の軌跡を形成する。歯車比は軸の軸線３４ に対する面３１，３２゜３３の距離及びこれらの距離間の相互関係により規定さ れる。

必要に応じ、伝動装置部分はガスケット２２．２３及び２４により漏れ止めされ ることができる。ギヤ装置は又乾いた条件で回転することができ、従って漏れ止 めは必要ではない。

一つには部品の製造の際の公差の故に、そして一つには運転の闇の摩耗の故に、 この種の摩擦ギヤ装置について予め定められたギヤ比を得ることは困難であろう 、しかしながら１本発明による電動機／ギヤ装置はセンサ１０．２０’及び９か らの情報により制御されるので。

運転の間のギヤ比の変化は問題を生じない。制御電子装置１１はフィードバック システムを構成することができ、それにより出力軸２０の回転角又は回転数はギ ヤ比の変化に関係なく、正確に制御されることができる。

又一方では、センサ９，１０，２０’により感知されたギヤ比の変化は長期の運 転に際して電動機／ギヤ装置を監視し、且つ例えば軸受のすきまを規定するため に利用されることができる。ボール及び隣接する面の材料が適当な方法で選定さ れて寸法を定められた場合には、上述の変化は本質的に完全に避けられることが できる。

第３図を参照しながら、第２図と同一であるが、例えば３段の摩擦伝導装置構造 がそこに使用されている。しかしながら２，４・、５段等も使用されることがで きるであろう、第２図と同一の参照番号は第２図と同一の部品を表わすために使 用される。

ギヤ装置の異なる段のボールは参照番号３０．３０’及び３０”を有する。それ に対応して、ギヤ装置の段の入力軸は数字１５．１５’及び１５”を有して、そ れ等のガスケットは数字２４．２４’及び２４”を有する。

各ギヤ装置の段はその隣接する面の半径により規定されるギヤ比を有する。この 実施例においては、ギヤ比はそれぞれ１６：１であり、それにより伝導装置に４ ０９６：１の総ギヤ比を与えることができる。

各段の入力及び出力軸はセンサ回転子１０，１０’及び１０”と２０１を備えら れることができ、それにより上述の制御及び監視機能は例えばフィードバック回 路で実現されることができる。

発明の電動機／ギヤ装置は図に示すような中空出力軸２０を適当に備えられるこ とができる。その利用により軸方向の持構造物と、回転軸と、電気ケーブル及び パイプ、並びに流体及びガスのためのパイプは該装置“の機能部品として、又は 電動機／ギヤ装置により駆動さ朴る装置として、又は独立したユニットとして、 該ユニットの本体を貫通して更に導かれることができる。

内ねじを有する部品が中空出力軸２０の他端に取付けられるときは、電動機／ギ ヤ装置の回転運動は図示されていないスピンドルの軸方向の運動に変換されるこ とができる。

センサ９，１０．２０’及び制御電子装置により支配される回転運動はほんの小 部分の回転に対してさえも正確に限定され、或は制御された速度を有する連続的 な回転運動にまで拡大されることができる。減速ギヤ装置のギヤ比及び前記のね じ山のピンチにより、中空軸内を移動するスピンドルは単段のギヤ装置の場合で さえも０．０１ｒｎｍよりも更に良い設定精度をもった正確に制御された運動を 有することができる。

ギヤ装置を包含する電動機は回転並びに軸方向の運動の両方に対してアクチュエ ータとしてこのように使用されることができ、そのギヤ比は５：１と１０，００ ０：１の間で選択可能である。

へ 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．ギヤ装置を包含する電動機において減速ギヤ装置の固定部（６）は密閉した ハウジング（１，１３）を構成する本体の固定部分（１）に固定され、更に該電 動機の固定子は本体の取外し可能な端部分（１３）に固定され、該電動機の回転 子（７）は入力軸（１５）を有するギヤ装置に結合され更に出力軸（２０）は入 力軸を貫通して同心に伸びているギヤ装置を包含する電動機は、出力軸（２０） はハウジング（１，１３）の端面に本質的に近い軸受（３，４）に支えられてお り、更に出力軸の一端はギヤ装置のフランジ形状のカバー（２）を構成し、該フ ランジはハウジングの外側面に近接する軸受（３）に支えられることを特徴とす るギヤ装置を包含する電動機。
2. ２．請求の範囲第１項によるギヤ装置を包含する電動機は、減速ギヤ装置はボー ル（３０）で実現された摩擦ギヤ装置を構成し、一方ボール（３０）はフランジ 形状のカバー（２）の軸受を構成する ことを特徴とするギヤ装置を包含する電動機。
3. ３．請求の範囲第２項によるギヤ装置を包含する電動機は、減速ギヤ装置はボー ル（３０，３０′，３０′′）で実現される数個の同軸の摩擦伝導装置を構成す ることを特徴とするギヤ装置を包含する電動機。
4. ４．請求の範囲第１項によるギヤ装置を包含する電動機は、全体として取外し可 能な端部分（１３）は軸（１５，２０）の回りに配置されたセンサ（９）及び電 子制御回路（１１）を包含し、更にセンサの回転子（１０）は入口軸（１５）と ギヤ装置の出力軸（２０）の両方に配置される ことを特徴とするギヤ装置を包含する電動機。
5. ５．請求の範囲第３項及び第４項によるギヤ装置を包含する電動機は、センサー の回転子（１０，１０′，１０′′，２０′）はことごとくのギヤ装置の段の軸 に配置される ことを特徴とするギヤ装置を包含する電動機。
6. ６．請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１つによるギヤ装置を包含する電動 機は、 出力軸（２０）の軸受（３０；３，４）と、ハウジングの部品の間のガスケット （１９；２２，２３，２４）、並びに入口ガスケット（１８）は流体を通さず、 ギヤ装置を包含する電動機は完全に、又は部分的に流体で満たされている ことを特徴とするギヤ装置を包含する電動機。
7. ７．請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１つによるギヤ装置を包含する電動 機は、 出力軸（２０）は中空である ことを特徴とするギヤ装置を包含する電動機。
8. ８．請求の範囲第５項によるギヤ装置を包含する電動機は、内側にねじを切られ た部材は出力軸（２０）に取付けられ、更に出力軸（２０）の回転運動は該出力 軸内に伸びるスピンドルの制御された軸方向の運動に変換される ことを特徴とするギヤ装置を包含する電動機。