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駆動装置 NEW

国内特許コード P170013988
整理番号 (S2013-1438-N0)
掲載日 2017年4月7日
出願番号 特願2015-537917
出願日 平成26年9月16日(2014.9.16)
国際出願番号 JP2014074356
国際公開番号 WO2015041200
国際出願日 平成26年9月16日(2014.9.16)
国際公開日 平成27年3月26日(2015.3.26)
優先権データ
  • 特願2013-195528 (2013.9.20) JP
発明者
  • 藤本 康孝
出願人
  • 国立大学法人横浜国立大学
発明の名称 駆動装置 NEW
発明の概要 駆動装置は、らせん状の突起部を有する回転子と、らせん状の溝部を有する固定子と、回転子の移動によって駆動する出力部とを備え、らせん状の回転子と固定子との組み合わせた構成であり、回転子軸方向の長さを循環軌道の長さよりも短い一つ又は複数の回転子ユニットで回転子を構成し、回転子ユニットが固定子に対するらせん運動において、回転子ユニットの軸方向の進行動作によって回転子を循環軌道上での移動を可能とし、回転子と固定子とのらせん状部分を対向させ、この間の磁力を用いることで駆動トルクのトルク密度を高める。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


産業機器や輸送機器等に使用される産業用アクチュエータに用いられる駆動装置において、例えば、電気自動車では、モータと減速機とを組み合わせた構成のインホイールモータが知られ、人の動きを補助するアシストロボット等のアシスト機器では、モータと減速機とを組み合わせた構成や油圧による構成が知られている。



モータと減速機との組み合わせでは、等価慣性や機械損失が増加し安全性や制御性が低下する要因となるため高トルク化が求められる。この高トルク化は、モータの大型化や重量化を招くため、サイズを小型化すると共にトルクの高密度化が課題となっている。



モータの回転力をギア等の間接的機構を介することなく負荷に回転力を伝えることによって機械損失を低減する機構として、ダイレクトドライブが知られている。例えば、電気自動車用のインホイールモータにダイレクトドライブを適用した例として特許文献1が知られており、また、アシストロボットにダイレクトドライブを適用した例として特許文献2,3が知られている。

産業上の利用分野


本発明は、モータの回転力をギア等の間接的機構を介することなく、駆動対象を直接に駆動する駆動装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
回転子軸と、当該回転子軸の外周に径方向に設けたらせん状の突出部とを備え、当該回転子軸の回転に伴って循環軌道上を移動する回転子と、
前記回転子が備えるらせん状の突出部のピッチと同ピッチのらせん状の溝部を前記循環軌道に沿って配置した固定子と、
当該回転子と当接し、当該回転子の回転子軸方向の移動に伴って前記循環軌道に沿って駆動する出力部とを備え、
前記回転子は、回転子軸方向の長さが前記循環軌道の長さよりも短い一つ又は複数の回転子ユニットから成り、当該回転子ユニットは、前記固定子のらせん状溝部内において前記回転子軸の周りでらせん状に回転自在であり、
前記回転子ユニットおよび前記固定子は、前記回転子ユニットのらせん状突出部の軸方向の側面と、前記固定子のらせん状溝部の軸方向の側面とを対向させ、
らせん状突出部の側面又はらせん状溝部の側面の何れか一方に所定の等角度間隔でN極とS極とを交互に着磁部を設け、
らせん状突出部の側面又はらせん状溝部の側面の他方に前記等角度間隔と異なる所定の等角度間隔で励磁部を配置し、
前記励磁部は、当該励磁部の励磁を制御することによって前記各回転子ユニットを前記固定子に対してらせん状に回転させながら回転子軸方向に進行させ、前記各回転子ユニットの前記回転子軸方向への移動に伴って前記出力部を前記循環軌道に沿って移動させることを特徴とする、駆動装置。

【請求項2】
前記複数の回転子ユニットが前記回転子軸の周りで回転する各回転速度を同期させる同期部を備えることを特徴とする、請求項1に記載の駆動装置。

【請求項3】
前記同期部は、隣接する回転子ユニット間において、前記各回転子ユニットの回転子軸と直交する面内方向において回動自在に連結する自在継ぎ手又はユニバーサルジョイントであり、隣接する二つの回転子ユニット間において、両回転子ユニットが各回転子軸の周りで回転する回転速度を一致させることを特徴とする、請求項2に記載の駆動装置。

【請求項4】
前記同期部は、前記各回転子ユニットが各回転子軸の周りで回転する回転速度を検出するセンサと、
前記センサの検出信号に基づいて得られる回転子ユニットの回転速度に基づいて当該回転子ユニットを駆動する励磁部の励磁位相を制御する位相制御部とを備え、
隣接する回転子ユニット間において、前記位相制御によって両回転子ユニットが回転子軸の周りで回転する回転速度を一致させることを特徴とする、請求項2に記載の駆動装置。

【請求項5】
前記固定子は、前記回転子が移動する循環軌道に対して内側又は外側に配置されることを特徴とする、請求項請求項1から4の何れか一つに記載の駆動装置。

【請求項6】
前記固定子は、前記回転子が移動する循環軌道に対して側面に配置されることを特徴とする、請求項1から4の何れか一つに記載の駆動装置。

【請求項7】
前記固定子は、前記回転子が移動する循環軌道に対して両側面に配置され、前記回転子を両側から挟むことを特徴とする、請求項6に記載の駆動装置。

【請求項8】
前記循環軌道は、円形状、略楕円形状、トラック形状、略トラック形状のうち何れか一つの形状であることを特徴とする、請求項請求項1から7の何れか一つに記載の駆動装置。

【請求項9】
前記着磁間隔は90°間隔、および前記励磁部の配置間隔は60°間隔、又は、前記着磁間隔は45°間隔および前記励磁部の配置間隔は30°間隔であることを特徴とする、請求項1から8の何れか一つに記載の駆動装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015537917thum.jpg
出願権利状態 公開
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