JPH073825Y2 - 可変空隙モータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、可変空隙モータに係り、特にロータを回転さ
せる振動板を傾動し得るジョイントの新規な構造に関す
る。

B.考案の概要 ロータの回転板とブラケットに固定されたコアとの間に
振動板を備えてこの振動板によるロータへの押圧により
ロータを回転させる可変空隙モータにおいて、ロータの
シャフトを振動板を傾動し得る構造のジョイントに貫通
させて構成し、カップリング部として特性良く簡単な構
造のものが得られる。

C.従来の技術 近年、ロボットが普及している。ロボットは、人間の腕
や手の動作と同程度に複雑で且つ精度良く動くことが要
求される。このようなロボット等の駆動装置としては、
低速・高トルク出力が得られるものが用いられる。

現在、低速・高トルク出力を得る装置としては、通常の
モータと減速ギアとを組み合せたギアモータ駆動装置が
ある。しかし、このギアモータ駆動装置では、モータと
ギアを組み合せるため小型化が難しく、また減速ギアの
バックラッシュがあるため精度向上に限界がある。

低速・高トルク出力を得る他の装置としては、かって開
発された可変空隙モータがある。現在普通に用いられて
いるモータは、ロータとステータとの間隙は一定な固定
空隙型であり、磁界中に位置するロータコイルに電流を
流してフレミングの左手の法則により発生する電磁力を
回転力として出力するものである。これに対し、可変空
隙モータでは、ロータがステータの内周面に沿いころが
って公転しつつロータ自体は公転方向とは逆方向にゆっ
くりと自転するためロータ−ステータ間隙は変化してい
き、しかもその回転力は、ステータのコイルが電磁石と
なって、磁性材料で形成したロータを吸引することによ
り発生する。

D.考案が解決しようとする問題点 上述の可変空隙モータにあっては、吸引によるロータの
軸方向の傾斜及びロータの回転双方を可能とする機械要
素が必要となるが、この機械要素としては特別なカップ
リングジョイントを作らなければならない。

しかし、このようなカップリングは複雑な形状を有し設
計や製作が困難であるという問題が生じている。

そこで、本考案は上述の問題を含むカップリングでなく
簡単な構造で新規なカップリングを有する可変空隙モー
タを提供する。

E.問題点を解決するための手段 上述の目的を達成する本考案は、ロータを動かす振動板
をロータのシャフトが貫通するユニバーサルジョイント
にて傾動自在に支持したことを基本とする。

F.作用 シャフトが貫通する大きさの穴が開けられたユニバーサ
ルジョイントこまを備えた構造のため、設計、製作が簡
単となる。

G.実施例 ここで、第１図ないし第３図を参照して本考案の実施例
を説明する。第１図において、１はAl合金よりなるブラ
ケット、２はAl合金又はアクリルよりなる枠、３は組立
てねじ、４は回転板4aを中央に有しシャフト4bを有する
ロータ、５は回転板4aの両側に備えられたFeよりなる面
歯車かみ合いライニング、６はブラケット１に端が固定
され硅素鋼板がラミネートされたコア、７はこのコアの
止めねじ、８はコイル、９は回転板4aとコア６との間に
配置され、回転板4a側に面歯車かみ合いライニング10を
有しコア６側に多大なエネルギー積を有するネオジウム
・鉄・ボロン系の永久磁石11を有する鉄製の振動板、12
はAl合金よりなり基端が振動板９に固定された第１ユニ
バーサルジョイントつめ、13はAl合金よりなり基端がブ
ラケット１に固定された第２ユニバーサルジョイントつ
め、14は第１ユニバーサルジョイントつめ12の先端に軸
受を介して回動自在に取付けられ第２ユニバーサルジョ
イントつめ13の先端にも軸受を介して回動自在に取付け
られ中央にシャフト4bの貫通穴を有するユニバーサルジ
ョイントこまである。

この場合、第３図にも示すように第１ユニバーサルジョ
イントつめ12と第２ユニバーサルジョイントつめ13とは
互いに直交するように、換言すればユニバーサルジョイ
ントこま14による第1,第２のユニバーサルジョイントつ
め12によるそれぞれの回動方向が直交するように位置す
る。したがって、振動板９はブラケット１に対して自在
に動くことができることになる。

また、ユニバーサルジョイントこま14の貫通穴はシャフ
ト4bと遊嵌するに充分な径を有し、この穴はユニバーサ
ルジョイントこま14がシャフト4bに対して斜めになって
もこのこま14とシャフト4bが干渉しないように充分な大
きさを有する。

なお、振動板９に固定される永久磁石11では大きな起磁
力を得ることができ、磁極間ギャップを大きくできる。

また、面歯車ライニング5,10のかみ合わせにより確実に
力を伝えることができる。

かかる第１図の構成において、第２図に示すように永久
磁石11とコア６の磁極とを対向させることにより、吸引
力のみならず反発力も働かせることができ、この力で振
動板９をロータ４の回転板4aにはさみ込むことができ
る。回転させるには第２図のような磁極の極性の位置関
係を保ったまま、相を任意の方向にずらしてゆけば、そ
の逆方向にロータ４がゆっくりと回転する。ただし相を
ずらすのはコア側だけであり振動板９上の永久磁石11は
固定されている。

こうして、本実施例では、まず強力な永久磁石をつける
ことにより、大きな起磁力を得ることによって、磁極間
ギャップを大きくして一般のライニング材を使わずに歯
車を使えるようにでき、 ついで、ライニング材を使わず歯車や自己創成型かみ合
いライニングを使うため、確実に力を伝えることがで
き、 また、振動部分を永久磁石により軽量化できたので、重
量オーバーで回転力が伝わらないという心配がなく、 振動板とロータ間のギャップが大きくなったので、磁極
の切り換え速度が小さくてもかまわず、そのため、電流
のON,OFFに使用するトランジスターなどが高速の転流時
に生じる高電圧によってこわれる危険性がなくなり、そ
のための保護回路を新たに組み込む必要もなく、 磁気吸引力に加えて磁気反発力も駆動力に使えるので倍
の力を発揮でき、 １ステップ中に６相のコイルのうち全相を駆動のために
利用できるため、コイルの利用率が100％であり、 そして、中心部に大きな穴をあけ、そこに主軸を通すタ
イプのユニバーサルジョイントを提案することにより、
比較的手軽にカップリング部分をつくることができるよ
うになった。

H.考案の効果 以上説明したように本考案によれば、製作の極めて容易
なユニバーサルジョイントを得ることにより有用なカッ
プリングを得た。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例で第１図は半截断
面図、第２図は駆動原理図、第３図はユニバーサルジョ
イントの簡略構成説明図である。 図中、 １はブラケット、４はシャフト、5,10は面歯車ライニン
グ、９は振動板、11はネオジウム・鉄・ボロン系の永久
磁石、12は第１のユニバーサルジョイントつめ、13は第
２のユニバーサルジョイントつめ、14はユニバーサルジ
ョイントこまである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータの回転板とブラケットに固定された
   コアとの間に振動板を備えた可変空隙モータにおいて、 上記ブラケットに基端が固定された一方のユニバーサル
   ジョイントつめと、 上記振動板に基端が固定された他方のユニバーサルジョ
   イントつめと、 上記ロータのシャフトが遊びを有して貫通する穴を備
   え、上記一方のユニバーサルジョイントつめの先端に軸
   受を介して一方向に回動可能であると共に、上記他方の
   ユニバーサルジョイントつめの先端に軸受を介して上記
   一方向の回動と直角方向の他方向にも回動可能であるユ
   ニバーサルジョイントこまと、 を有する可変空隙モータ。