JPH10257729A - 同心多軸モータ - Google Patents

同心多軸モータ

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Publication number
JPH10257729A
JPH10257729A JP9053722A JP5372297A JPH10257729A JP H10257729 A JPH10257729 A JP H10257729A JP 9053722 A JP9053722 A JP 9053722A JP 5372297 A JP5372297 A JP 5372297A JP H10257729 A JPH10257729 A JP H10257729A
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JP
Japan
Prior art keywords
output shaft
motor
shaft
outer output
field magnet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9053722A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Ariga
信雄 有賀
Tetsuo Oishi
哲男 大石
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shinko Electric Co Ltd filed Critical Shinko Electric Co Ltd
Priority to JP9053722A priority Critical patent/JPH10257729A/ja
Publication of JPH10257729A publication Critical patent/JPH10257729A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置面積が小さく、内側出力軸の軸長が長く
なったり負荷側にオーバーハングすることがなく、回転
軸の弾性モードに対して悪影響を及ぼすことがなく、主
回転モータの誘導トルクによって従属回転するモータの
起動を容易にする同心多軸モータの提供。 【解決手段】 複数の駆動モータを同心上に配置し、一
体構造として1つのケーシングに収納し、複数の回転出
力軸のうち、中空の外側出力軸10を貫通する内側出力
軸26と中空軸との間の空間に軸受24、25を配設す
る。外側出力軸10の内側面または、内側出力軸26の
外側面に界磁磁石28を配設して従属回転するモータ部
に誘導トルクを発生させ、起動や速度制御を容易にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、1つの回転軸心
上に複数の回転軸を持ち、異なる回転速度で複数の負荷
を駆動する、半導体製造装置、一般産業用テーブル装置
または繊維機械等に使用される同心多軸モータに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の技術による同心多軸モータの構成
を図5を参照して説明する。この図において、内側軸駆
動モータ101から出力を取り出す内側出力軸102
は、外側軸駆動モータ103から出力を取り出す中空の
外側出力軸104の中空部分を貫通して外部へ取り出さ
れ第1の負荷を回転駆動し、前記外側出力軸104も外
部へ取り出され内側軸駆動モータ101とは異なった回
転数によって第2の負荷を回転駆動する。また内側軸駆
動モータ101のケース105は取り付け足106を介
して共通ベース107に固定され、外側軸駆動モータ1
03のケース108は取り付け足109を介して前記共
通ベース107に固定されて、前記内側出力軸102と
前記外側出力軸104が同一軸心を形成している。
【0003】図示の例では、内側軸駆動モータ101お
よび外側軸駆動モータ103は永久磁石形のモータを例
としており、内側軸駆動モータ101の内側出力軸10
2および外側軸駆動モータ103の外側出力軸104の
表面にはリング状の永久磁石110および111が配置
されているが、駆動モータの種類は永久磁石を使用した
モータに限定されるものではなく、インダクションモー
タ、直流モータまたはサーボモータなどによって構成す
ることも可能である。
【0004】内側軸駆動モータ101および外側軸駆動
モータ103の2つのモータを駆動する制御回路やドラ
イバについては、前記2つのモータを異なる方式の制御
演算部やドライバによって駆動したり、相互に所定の関
係を保った同期運転を行うために各々の制御演算部を上
位の制御装置から制御するなど、負荷装置の要求に応じ
た制御を行うことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述の方法に
よる同心多軸モータには、いくつかの問題点があり、そ
の解決策が課題となっていた。第1の問題点は、2台の
モータを同一軸心上に配置するためには、各々のモータ
を配置固定する際に、それらの平行度や同心度を正確に
測定して調整することが不可欠であり、設置する際には
高度で熟練した技術を必要とし、設置後の経年的な変化
や位置ずれの修正等の保守にも多大な労力と費用を必要
とすることである。
【0006】第2の問題点は、内側軸駆動モータの内側
出力軸の軸長が長くなったりオーバーハングになること
であり、回転軸の弾性モードについて、共振点の低下や
振動剛性の低下等の原因となることである。
【0007】第3の問題点は、内側軸駆動モータと外側
軸駆動モータを同一軸心上に連ねて配置すると、機械全
体の長さが長くなり、大きな設置面積を必要とすること
である。
【0008】本発明はこのような背景の下になされたも
ので、設置面積が小さく、高度な技術や熟練を必要とせ
ずに複数のモータの同心配置の組み立てを高精度で行う
ことができ、経年的な位置変化に対する修正や保守も不
要で、内側出力軸の軸長が長くなったり負荷側にオーバ
ーハングすることがなく、回転軸の弾性モードに対して
悪影響を及ぼすことのない同心多軸モータを提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、同心状に設けられた内側出力軸および中空の外側出
力軸と、これらの間に設けられて互いに回転自在に支持
する軸受と、前記内側出力軸の外側面に設けられて前記
内側出力軸と前記外側出力軸との間に誘導トルクを作用
させる第1の界磁磁石と、交流電流を印加して前記内側
および外側の出力軸のいずれか一方へ駆動力を作用させ
る第1のコイルと、交流電流を印加して前記内側および
外側の出力軸のいずれか他方へ駆動力を作用させる第2
のコイルと、を一体構造として1つのケースに収納した
ことを特徴とする同心多軸モータを提供する。
【0010】請求項2に記載の発明は、同心状に設けら
れた内側出力軸および中空の外側出力軸と、これらの間
に設けられて互いに回転自在に支持する軸受と、前記外
側出力軸の内側面に設けられて前記内側出力軸と前記外
側出力軸との間に誘導トルクを作用させる第1の界磁磁
石と、交流電流を印加して前記内側および外側の出力軸
のいずれか一方へ駆動力を作用させる第1のコイルと、
交流電流を印加して前記内側および外側の出力軸のいず
れか他方へ駆動力を作用させる第2のコイルと、を一体
構造として1つのケースに収納したことを特徴とする同
心多軸モータを提供する。
【0011】請求項3に記載の発明は、複数のモータ部
の制御演算部にそれぞれ独立した速度指令信号を与え
て、前記複数のモータ部毎に速度制御を行うことを特徴
とする請求項1または請求項2に記載の同心多軸モータ
を提供する。
【0012】請求項4に記載の発明は、第1のモータ部
の制御演算部に基準速度指令信号を与え、第2のモータ
部の制御演算部に前記第1のモータ部との速度差指令信
号を与えて速度制御を行う請求項1または請求項2に記
載の同心多軸モータを提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
を参照しながら説明する。図1は、この発明の一実施形
態による同心多軸モータの軸長方向の断面図である。図
1において、符号1の外側軸モータ部および符号2の内
側軸モータ部は、ケース3とエンドプレート4とから構
成される空間内に、一体構造として実装される。
【0014】外側軸モータ部1の固定子は、前記ケース
3のA−A部の内面に固定されて磁気回路を形成するリ
ング状鉄心5と、このリング状鉄心5の内側に取り付け
られスロットを形成する鉄心6と、この鉄心6により形
成されたスロットに収納された巻線7とから構成され
る。
【0015】外側軸モータ部1の回転子は、前記ケース
3が中心部に向かって張り出した図示の位置に固定され
た軸受8と、前記エンドプレート4の図示の位置に固定
された軸受9とに支持された中空の外側出力軸10の外
側に前記鉄心6と向き合う位置に取り付けられたリング
状の永久磁石による界磁磁石11とから構成され、外側
出力軸10により負荷を回転駆動する。
【0016】内側軸モータ部2の固定子は、前記ケース
3のB−B部の内面に固定されて磁気回路を形成するリ
ング状鉄心21と、このリング状鉄心21の内側に取り
付けられスロットを形成する鉄心22と、この鉄心22
により形成されたスロットに収納された巻線23とから
構成される。
【0017】内側軸モータ部2の回転子は、前記外側出
力軸10の反負荷側を支持する軸受8の位置の外側出力
軸10の内側に軸受24を配設し、前記外側出力軸10
の負荷側を支持する軸受9の位置の外側出力軸10の内
側に軸受25を配設し、この軸受24と軸受25とによ
り支持された内側出力軸26の前記鉄心22と向き合う
B−B線の位置の外側に、リング状の永久磁石による界
磁磁石27を取り付ける。
【0018】さらに、この内側出力軸26には前記外側
出力軸10に取り付けられた前記界磁磁石11の内側の
位置にリング状の永久磁石による界磁磁石28が取り付
けられている。外側出力軸10は導電体であるため、前
記内側出力軸26の界磁磁石28と外側出力軸10との
回転数差により、この両者間に誘導トルクが発生する。
【0019】次に図2は、図1のA−A線で見た、ケー
ス3を除いた部分の断面図であり、図3は、図1のB−
B線で見た、ケース3を除いた部分の断面図である。
【0020】図2において、3スロットを形成する鉄心
6はそれぞれ6a、6b、6cで表し、3スロット内に
収納された巻線7はそれぞれ7a、7b、7cで表し、
これらの巻線7a、7b、7cに3相電流を流すことに
より、同期モータまたはサーボモータとして回転駆動す
ることができる。また、前記スロットの開口部には、ホ
ール素子等による磁極センサ31が図示の位置でケース
3に固定され、外側出力軸10の回転を界磁磁石11の
回転により検出して、サーボモータとしての制御や回転
数の検出を行う。
【0021】次に、図3において、3スロットを形成す
る鉄心22はそれぞれ22a、22b、22cで表し、
3スロット内に収納された巻線23はそれぞれ23a、
23b、23cで表し、これらの巻線に3相電流を流す
ことにより、同期モータまたはサーボモータとして回転
駆動することができる。また、前記スロットの開口部に
は、ホール素子等による磁極センサ32が図示の位置で
ケース3に固定され、内側出力軸26の回転を界磁磁石
27の回転により検出して、サーボモータとしての制御
や回転数の検出を行う。
【0022】以上の構成による実施形態の同心多軸モー
タの制御回路の構成ブロック図を図4に示し動作を説明
する。外側軸モータ部1の磁極センサ31から出力され
る外側軸回転速度信号s1は制御演算部41に入力さ
れ、外部から与えられた速度指令1信号と比較され、そ
の偏差に基づいた電流指令信号s2と前記回転速度信号
s1とを符号42のドライバ1に与え、このドライバ1
は所定の振幅と位相を持った3相電流s3を前記外側軸
モータ部1に与え、外側出力軸10を所定の回転数で回
転させる。
【0023】内側軸モータ部2の磁極センサ32から出
力される回転速度信号s4も制御演算部41に入力さ
れ、外部から与えられた速度指令2信号と比較され、そ
の偏差に基づいた電流指令信号s5を符号43のドライ
バ2に与え、内側出力軸26を所定の回転数で回転させ
る。
【0024】また2つの回転出力軸の間の速度差を一定
とする制御を行う場合は、外部からの指令信号として、
基準となる回転出力軸の基準速度指令信号および従属し
て回転する回転出力軸の速度差指令信号を制御演算部4
1に入力し、検出した各回転出力軸の回転数から各ドラ
イバに与える指令信号値を演算するような制御も可能で
ある。以上、本発明の一実施形態の動作を図面を参照し
て詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更
等があっても本発明に含まれる。例えば、上述した実施
形態による同心多軸モータにおいては、2軸のものに付
いて説明したが、軸数はこれに限定されることなく3軸
以上としても良い。
【0025】
【発明の効果】これまでに説明したように、この発明に
よれば次のような効果が得られる。 1)複数の同心多軸モータの回転系が1台のモータとし
て構成され、一体構造となるので、組み立てに高度な技
術や熟練を要せず、同心配置の経年的な位置変化に対す
る保守や修正の必要がなくなる。
【0026】2)複数のモータを同心多軸の一体構造と
して外側中空軸と内側回転軸との間に軸受を配置するの
で、内側軸の軸受支持を負荷側に近づける事ができ、内
側軸駆動モータから見た負荷側がオーバーハングになる
ことなく支持することが可能となり、軸受にかかる負荷
が軽減し、軸受の損傷や寿命の短縮を回避できる。
【0027】3)回転出力軸の軸受の支持間の距離を長
く採る事ができるので、回転出力軸の弾性モード変形を
小さくできる。
【0028】4)複数のモータを一体構造とすることに
より、モータ全体の軸方向長を短縮する事ができ、コン
パクトな形状となるので、設置面積の減少、製造コスト
の低減が可能となる。
【0029】5)同心多軸モータのうち内側軸モータ、
または外側軸モータのどちらかを主モータとして回転さ
せたとき、従側となるモータの回転出力軸には、すでに
両軸間の内側軸外側面または外側軸内側面に配設した界
磁磁石により、内側軸と外側軸との間に誘導トルクが発
生しているので、従側となるモータは独立に駆動する場
合に比して、より小さな電流によって起動することがで
き、高応答の回転制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による同心多軸モータの
軸長方向の断面図である。
【図2】 図1のA−A線で見た、ケース3を除いた部
分の断面図である。
【図3】 図1のB−B線で見た、ケース3を除いた部
分の断面図である。
【図4】 本発明の一実施形態による同心多軸モータの
制御回路の構成を示すブロック図である。
【図5】 従来の技術による同心多軸モータの軸長方向
の断面図である。
【符号の説明】
1 外側軸モータ部 2 内側軸モータ部 3 ケース 4 エンドプレート 5 リング状鉄心 6 鉄心 7 巻線 8 軸受 9 軸受 10 外側出力軸 11 界磁磁石 21 リング状鉄心 22 鉄心 23 巻線 24 軸受 25 軸受 26 内側出力軸 27 界磁磁石 28 界磁磁石 31 磁極センサ 32 磁極センサ 41 制御演算部 42 ドライバ1 43 ドライバ2 101 内側軸駆動モータ 102 内側出力軸 103 外側軸駆動モータ 104 外側出力軸 105 ケース 106 取り付け足 107 共通ベース 108 ケース 109 取り付け足 110 永久磁石 111 永久磁石
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年9月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同心状に設けられた内側出力軸および中
    空の外側出力軸と、 これらの間に設けられて互いに回転自在に支持する軸受
    と、 前記内側出力軸の外側面に設けられて前記内側出力軸と
    前記外側出力軸との間に誘導トルクを作用させる第1の
    界磁磁石と、 交流電流を印加して前記内側および外側の出力軸のいず
    れか一方へ駆動力を作用させる第1のコイルと、 交流電流を印加して前記内側および外側の出力軸のいず
    れか他方へ駆動力を作用させる第2のコイルと、 を一体構造として1つのケースに収納したことを特徴と
    する同心多軸モータ。
  2. 【請求項2】 同心状に設けられた内側出力軸および中
    空の外側出力軸と、 これらの間に設けられて互いに回転自在に支持する軸受
    と、 前記外側出力軸の内側面に設けられて前記内側出力軸と
    前記外側出力軸との間に誘導トルクを作用させる第1の
    界磁磁石と、 交流電流を印加して前記内側および外側の出力軸のいず
    れか一方へ駆動力を作用させる第1のコイルと、 交流電流を印加して前記内側および外側の出力軸のいず
    れか他方へ駆動力を作用させる第2のコイルと、 を一体構造として1つのケースに収納したことを特徴と
    する同心多軸モータ。
  3. 【請求項3】 複数のモータ部の制御演算部にそれぞれ
    独立した速度指令信号を与えて、前記複数のモータ部毎
    に速度制御を行うことを特徴とする請求項1または請求
    項2に記載に記載の同心多軸モータ。
  4. 【請求項4】 第1のモータ部の制御演算部に基準速度
    指令信号を与え、第2のモータ部の制御演算部に前記第
    1のモータ部との速度差指令信号を与えて速度制御を行
    う請求項1または請求項2に記載の同心多軸モータ。
JP9053722A 1997-03-07 1997-03-07 同心多軸モータ Withdrawn JPH10257729A (ja)

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JP9053722A JPH10257729A (ja) 1997-03-07 1997-03-07 同心多軸モータ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103717A (ja) * 1999-09-27 2001-04-13 Nissan Motor Co Ltd 複数ロータモータ
CN110912365A (zh) * 2019-11-29 2020-03-24 广东美的制冷设备有限公司 电机、风机和空调器

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103717A (ja) * 1999-09-27 2001-04-13 Nissan Motor Co Ltd 複数ロータモータ
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Effective date: 20040511