JPS62254655A - 回転機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低速度の回転出力を得るために用いて好適な
回転機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来よシ、弁の開閉や物の移動等に使用する電動操作器
においては、動力を発生するモータ、このモータの出力
を所要の速度と駆動力に変換する減速機構、トラベルの
両端を設定するＩＪ　ミツトスイッチ、異常に駆動力が
増した場合や所定の駆動力を残して停止させる場合に機
能するトルクスイッチ等を備えておシ、比例動作を得る
場合には、ブリッジ平衡方式、力平衡方式、電流（電圧
〕平衡方式等のフィードバックをかけたクローズルーズ
によるボジショニング機構を付加している。

第４図は、力平衡方式の一例を示す概略構成図であり、
モータ１の駆動力を歯車２を介して減速し、ウオーム３
を介して出力軸４に伝達しておシ、′この出力軸４０回
転位置制御をフィードバックスプリング５を介した差動
変圧器６を用いて行っている。すなわち、外部信号によ
って駆動されるフォースモータ７の駆動力とフィードバ
ックスプリング５の弾性方とを釣り合わせるべく、差動
変圧器６よυ制御信号を送出し、この制御信号を増幅器
８を介してリレ一群９を経由してモータ１にフィードバ
ックしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の電動操作器によると、
減速機構を多数の歯車等で形成するために、その構造が
複雑となり製造コストが上昇するはかシでなく、装置自
体の重量の増加や外径寸法の増大を招き、コンパクト化
を図ることが困難であった。また、その調整や保守等の
メンテナンス性も、＆いものであった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、筒
状の固定子の内周遊回によって形成される空間部内に回
転子を遊嵌し、この回転子の周囲にその回転子の外周面
を固定子の内周壁面に吸引係合する磁気発生手段を複数
設け、これら磁気発生手段の駆動タイミングを制御して
、回転子の中心を固定子の中心に対して公転させるよう
にしたものである。

〔作　用〕

したがってこの発明による回転機によれば、回転千金そ
の公転と共に低速度で自伝させるようにすることができ
る。

〔実施例１〕 以下、本発明に係わる回転機を詳細に説明する。

第２図は、この回転機の一実施例を示す電動操作器の概
略側断面図でちる。同図において、１０は磁性材よりな
る円筒体の固定子、１１はこの固定子１０の内周壁面１
０ａによって形成される中空部１０ｂ　に遊嵌された円
板状の回転子、１２はこの回転子１１の下面側路中央部
に自在継手１３を介して連接された出力軸、１４はこの
出力軸１２を回転自在に軸支する軸受である。固定子１
Ｇの内周壁面１０ａ　には、第１図にその概略平面図を
示すように、全周にわたって内歯１０ａｌ　が刻設され
ているｎまた、回転子１１はマグネット部材よ多形成さ
れており、図示上面側がＮ極に、図示下面側がＳ極に着
磁され、その外局面１１ａ　には全８にわたって外歯１
１ａｌ　が刻設されている。

回転子１１の外径は固定子１０の中空径よシも若干小径
に形成されており、回転子１１に刻設された外歯１１ａ
１　の歯数は、固定子１０に刻設された内歯１０ａ１　
の歯数よシも若干少なく、そのピッチが等しく形成され
ている。また、固定子１０の外局部には、断面路「コ」
字状の固定鉄心１５にコイル１６を巻装してなる電磁石
１５Ａ　、１５Ｂ。

１５Ｃおよび１５Ｄが配設されておシ（第１図）、電磁
石１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃおよび１５Ｄはそれぞれ互い
に９０°の位相差をもって配置されている。

すなわち、電磁石１５Ａが電磁石１５Ｃに、電磁石１５
Ｂが電磁石１５Ｄに対向配置されておシ、電磁石１５Ｃ
の両側には、やや嘔れて回転子１１の公転軌跡（後述ン
に対向する位置にホール素子１７ａ　および１７ｂが配
置されている。そして、このホール素子１７ａ　および
１７ｂの送出する作用磁界の強さに応じた信号が制御回
路１８に入力されるようになっており、制御回路１Ｂは
ホール素子１７ａ　および１７ｂをブトして入力される
信号とその入力端子１８ａ　を介して入力される外部信
号とに基づき、％磁石１５Ａ〜１５０　　Ｋ流す電流の
方向およびタイミングを決定するようＶＣなっている。

次に、このように構成された電動操作器の動作か−叩寸
λ−−ｆ−鼻も叡　＾笛１Ｍｊも一＾イ　曽量石１５Ｂ
および電磁石１５０が制御回路１８からの電流の供給を
受けて、第２図に示すようにその上部側がＮおよびＳ極
に、下部側がＳおよびＮ極に着磁されているものとする
。この時、回転子１１はその外局面が電磁石１５Ｄに引
き寄せられる。

次に電磁石１５Ｂ　および１５Ｄへの電流の供給を中断
し、電磁石１５ＡおよびＩＳＯにその極性が各々上部側
でＮおよびＳ極、下部側でＳおよびＮ極となるように制
御回路１８から電流を供給すると、回転子１１は電磁石
１５Ｃに移動する力を受けるが、回転子１１と固定子１
Ｇとは歯車でかみあっているため、回転子１１は固定子
１０の内周壁面をころがυなから′Ｉｔｔ１１石１５Ｃ
に移動する。

そして、このような状態から電磁石１５Ａおよび１５Ｃ
への電流の供給を中断し、電磁石１５Ｂおよび１５Ｄに
その極性が各々上部側でＳおよびＮ極、下部側でＮおよ
びＳ極となるように制御回路１ＢからＭ、ｆＡｔを供給
すると、回転子１１は電磁石１５Ｂに移動する力を受け
、固定子１０の内周壁面をころが）ながも電磁石１５Ｂ
に移動する。

以下同様動作を繰シ返すと、回転子１１は固定子１０の
内８壁面をころがυながら時計回りに公転し、且つ回転
子１１は固定子１０との歯数が若干少ない分だけ公転方
向と逆方向に低速度で自転する。したがって、この回転
子１１に自在軸継手１３を介して接続された出力軸１２
に回転子１１の自転のみが伝達され取り出される。

一方、回転子１１の動きは逐次ホール素子１７ｔｈおよ
び１７ｂ　で確認され、制御回路１８はこのホール素子
１７ａ　および１７ｂを介して入力される信号と入力端
子１８＆を介して入力される外部信号とに基づき、電磁
石１５Ａ〜１５Ｄ　Ｋ流す電流の方向およびタイミング
を決定する。例ノξば、ｉ１図において回転子１１の移
動をホール素子１７ｂ。

ホール素子１７ａの順序で［！ｌた後、回転子１１が電
磁石１５Ｄに対向する位置に停止したとすると、回転子
１１は同図において時計方向に公転したことになり、次
に外部信号の変化を受けて、回転子１１を同一方向に公
転させたければ電磁石１５Ｃに移動する電流を、逆方向
に公転させたければｉａ磁石５Ａに移動する電流を制御
回路１８を介して電磁石１５Ａ〜１５Ｄ　に供給すれば
よい。

また、外部信号の変化幅に対しては、回転子１１０通過
回数をホール素子１７ａ　および１７ｂを介して入力さ
れる信号に基づいてカウントし、回転子１１の公転と自
転との比から出力軸１２の変化量を決定することができ
る。

以上説明したように、本実施例による電動操作器によれ
ば、ホール素子１７ａおよび１７ｂからの信号と外部信
号とを制御ｐＪ路１８において処理し電磁石で回転子１
１を制御することによって、電動操作器のオープンルー
ズ制御が可能となシ、動力発生ふと減速機構とが一体化
されスイッチ機構が不要となるので、小型拳軽量化され
、前記オープンループ構造とも相俟ってそのメンテナン
ス作業が軽減される。また、回転子１１と固定子１０と
の歯数の差（直径）を小さくすれば、低速・高トルクの
回転出力を得ることができるし、電磁石の数を増せばそ
の分解能を高めることができる。

第３図は、回転子の自転を出力軸に伝達する他の実施例
を示す概略平面図であり、本図のように出力軸１９の外
局部に刻設した外歯車Ｌ９ｍ　を、リング状の回転子２
０の内周壁面に刻設した内歯車２０ｍ　に噛合させる構
造としてもよい。

また、回転子と固定子あるいは回転子と出力軸との接触
部は歯車に限らず、一方をセレーション、他方をゴム仮
とする等、高摩擦面係合としてもよい。さらに、回転子
は磁石を部分的に組み込んでもよいし、ホール素子１７
ａおよび１７ｂは光電スイッチのような位置検出センサ
をもちいてもよく、位置検出センサと制御回路の処理方
法も前述の方法に限ることはない。

尚、本実施例においては、電磁石１５Ａ　と１５Ｃ１を
磁石１５Ｂ　と　１５０に交互に電流を流すような制御
方法としたが、例えば第１図において電磁石１５Ｃ（７
）みに′ｗＩ、ｆｉを流［７、他＋２）電磁石１５Ａ、
１５Ｂ、１５Ｄをオフとするような制御方法をとっても
よい。この鳩舎、上下の極性を変える必要がないので制
御回路１Ｂを簡略化することができるし、回転子１１も
磁性材料であれば強制的に着磁させなくともよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本考案によれば、筒状の固定子の内
周壁面によって形成される空間部内に回転子を遊嵌し、
この回転子の同図にその回転子の外周面を固定子の内周
壁面に吸引係合する磁気発生手段を複数設け、これら磁
気発生手段の駆動タイミングを制御して、回転子の中心
を固定子の中心に対して公転させるようにしたので、回
転子をその公転と共に低速度で自転させるようにするこ
とができ、従来のような複雑な構造とすることなく減速
機構が構成され、装置自体の構造が簡略化されコンパク
ト化が図れると共に製作コストが低下する。また、その
制御をオープンループで行うことが可能であることとも
相俟って、その調整や保守等のメンテナンス性が向上す
る等数多くの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる回転機の一実施例を示す電動操
作器の概略平面図、第２図はこの電動操作器の概略側断
面図、第３図はこの電動操作器の他の実施例を示す概略
平面図、第４図は従来の電電操作器の一例を示す概略構
成図である。 １０書・＠＃固定子、１０ａ　　・・・・内周壁面、１
０ａ１１１１１ｅ・内歯、１１　　”９６回転子、１１
ａｌ　　・・・・外歯、１２　・・・・出力軸、１５Ａ
〜　１５Ｄ−拳・・電磁石、１７ａ、１７ｂ・・・・ホ
ール素子、１８・・・・制＃回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状の固定子と、この固定子の内周壁面によつて形成さ
   れる空間部内に遊嵌してなる回転子と、この回転子の周
   囲に配設されると共にこの回転子の外周面を前記固定子
   の内周壁面に吸引係合する複数の磁気発生手段と、これ
   ら磁気発生手段の駆動タイミングを制御し前記回転子の
   中心を前記固定子の中心に対して公転させる制御手段と
   を具備してなる回転機。