自動門的驅動源的製作方法

2023-09-19 23:10:10 5

專利名稱：自動門的驅動源的製作方法
技術領域：
本發明涉及自動門的驅動源。
背景技術：
以往，公開有圖6 圖8所記載的自動門的驅動源202 (參照專利文獻1)。
該自動門的驅動源202與減速器230 —起使用。
驅動源202在其大致中心處具有驅動源輸出軸204。該驅動源輸出軸 204以兩點被軸承支承，且可相對殼體222旋轉。驅動源輸出軸204上，且 在軸向大致中央位置，經由轉子磁軛240設置固定有永久磁鐵244。另外， 以與永久磁鐵244的表面之間具有微小間隙G2的方式配置有定子磁軛248。 該定子磁軛248固定在殼體222的內周面上。多個電樞繞組242以在軸向 貫穿定子磁軛248的內部的形態(結果是以纏繞在圖8的齒248A的部分的 形態)設置在定子磁軛248上。
在驅動源輸出軸204上，直接切削形成有減速器230的雙曲線小齒輪 212，且與減速器230的雙曲線齒輪216嚙合。雙曲線齒輪216被裝入於減 速器輸出軸214上。通過雙曲線小齒輪212和雙曲線齒輪216的嚙合，使 驅動源輸出軸204的旋轉變為正交方向，並且以減速的狀態輸出。
專利文獻l:日本特開2004-266980號公報
自動門近年來雖然在各個場所迅速普及，但對於自動門的設置而言所 存在的問題是如何確保該驅動源的設置空間的問題。反過來說，在能夠確 保的、有限的設置空間內必須收納確保了如下轉矩容量的驅動源，該轉矩 容量是以相應的速度來驅動相應重量的門的轉矩容量。這個問題，特別是 在將已有的手動門更換為自動門時尤為突出，在這方面，以往的驅動源未 必是一種緊湊的構成。
另外，最近，被關注的問題是電源關閉時(自動門非動作時)的開閉
的順利性。近年來，雖然磁性材料的開發也在進步，且開發出了比以往小 且效率高的電動機，但這種高效率電動機在停電時或自動門的動作開關關 閉時因一點點理由而通過手動開關時等，(與不具備自動門的驅動源的通常 的門比較)存在著開關很費力的問題。

發明內容
本發明是為了解決這樣的以往的問題而完成的，其目的在於提供能夠 抑制裝置的大型化的同時，還能夠減輕自動門非動作時的開關的負荷的自 動門的驅動源。
本發明是用於自動門驅動的自動門的驅動源，通過如下結構解決了上 述課題，該結構具備驅動源輸出軸，輸出旋轉輸出；轉子磁軛，與該驅 動源輸出軸同心，且與該驅動源輸出軸一體化；永久磁鐵，與該轉子磁軛 同心，且與該轉子磁軛一體化；多個電樞繞組，與該永久磁鐵同心，且與 該永久磁鐵在半徑方向上對置、在圓周方向上可相對旋轉地配置，在同一 半徑上不具有磁性材料並纏繞成扁平狀；以及，定子磁軛，與該電樞繞組 同心，且與該電樞繞組一體化。
根據本發明，定子磁軛可以做成單純的圓筒形狀，可以控制半徑方向 的厚度，可以相對地將轉子和定子之間的間隙向驅動源輸出軸的半徑方 向外側擴展該部分厚度的量。即、由於使驅動源輸出軸旋轉的磁力的產 生位置離開驅動源輸出軸的軸心，因此即便不並用鐵心等磁性材料也能 夠大大確保使驅動源輸出軸旋轉的旋轉轉矩。另外，還可以增大永久磁 鐵或電樞繞組等的表面積，該永久磁鐵或電樞繞組等的表面積產生用於 使驅動源輸出軸旋轉的磁力。這樣，與例如殼體的外徑相同且輸出相同 的齒輪電動機相比，可以將轉子或定子的軸向長度縮短該部分厚度的 量°
並且，具有這種優點的同時，本發明涉及的定子磁軛為單純的圓筒形 狀(不具有所謂的齒(槽))，電樞繞組在同一半徑上不具有鐵心等磁性材 料，且被纏繞成扁平狀。因此，在自動門的非動作時，通過手動來開閉自 動門時的開閉阻力大大降低，並且幾乎不會產生脈動感(後面將詳細敘述)。 為了減輕自動門非動作時的開閉負荷，經常使用的方法是在驅動自動門的
動力傳遞路徑的任何一個上安放離合器機構，以避免來自自動門側的動力 傳遞到驅動源側，但為此就需要將離合器t幾構與原來的動力傳遞系統分別 配置，這樣就會伴隨有裝置自身的尺寸增大、安裝自由度減小之類的較大 的缺點。另外，通過手動進行該離合器的解除很繁雜，且無法消除開閉自 動門的主電源的繁雜性。根據本發明，不使用離合器機構等，結果是，即 便電源在關閉狀態下，也可以通過較以往小的力來使自動門移動，從而可 以得到使用非常方便的自動門的驅動源。
另外，永久磁鐵和電樞繞組雖然相對旋轉，但其中任何一方配置在轉 子磁軛側或定子磁軛側都能夠實現本發明的宗旨。即，本發明能夠採取如 下一種形式，即一種用於自動門的驅動的自動門的驅動源，其特徵在於， 具備驅動源輸出軸，輸出旋轉輸出；圓筒形狀的轉子磁軛，與該驅動源 輸出軸同心，且與該驅動源輸出軸一體化；電樞繞組，與該轉子磁軛同心， 且在同一半徑上不具有磁性材料，且纏繞成扁平狀，從而與該轉子磁軛 一體化；永久磁鐵，與該電樞繞組同心，並且與該電樞繞組在半徑方向 上對置、在圓周方向上可相對旋轉地配置；以及，定子磁軛，與該永久 磁鐵同心，並且與該永久磁鐵一體化。
發明效果
能夠獲得一種自動門的驅動源，其不僅能夠抑制裝置的大型化，而且 能夠減輕自動門非動作時的開閉負荷。


圖l是表示作為本發明涉及的實施方式的一個例子的自動門的驅動
源與減速器一起使用的樣子的主剖視圖。 圖2是上述例子的側剖視圖。 圖3是沿圖1中的箭頭III-III線的剖視圖。 圖4是使用了自動門的驅動源的自動門的整體構成圖。 圖5是將上述實施方式與以往的例子相比較來表示反轉轉矩特性的圖表。
圖6是表示上述以往的自動門的驅動源與減速器一起使用的樣子的 主剖視圖。
圖7是上述以往例子的側剖視圖。
圖8是沿圖6中的箭頭vm-vni線的剖視圖。 標記說明
102...自動門的驅動源;104...驅動源輸出軸；106、 108、 136、 138...
軸承；112...雙曲線小齒輪；114...輸出軸；116...雙曲線齒輪；120...減速 器殼體；120a…減速器殼體主體；120b…輸出軸蓋；122...驅動源殼體；
122a…端蓋；122b.,.驅動源殼體主體；122c…前蓋；124...螺栓；130...減
速器；140…轉子磁軛；142...電樞繞組;144…永久磁鐵;148...定子磁軛;
150、 152…油封；301…門驅動帶；302…帶輪；303...自動門；Ll、 L2…驅
動源輸出軸長度。
具體實施例方式
以下，結合附圖對本發明涉及的實施方式的一個例子進行詳細說明。
圖1是作為本發明涉及的實施方式的一個例子的自動門的驅動源102
的主剖視圖，圖2是其側剖視圖，圖3是沿圖i中的箭頭m-m線的剖視圖，
圖4是使用了該驅動源102的自動門的整體構造圖。
該自動門的驅動源102與減速器130 —起使用。減速器130的輸出軸 114通過驅動例如帶輪302，經由門驅動帶301進行自動門303的開閉(參 照圖4)。
減速器130在該實施方式中，具有由雙曲線小齒輪112和雙曲線齒輪 116構成的正交齒輪組GS。
驅動源102將輸出旋轉輸出的驅動源輸出軸104、轉子磁軛140、電樞 繞組142、永久磁鐵144及定子磁軛148全部相互同心地配置。以下，將進 行詳細敘述。
在驅動源102的大致中央位置配置有驅動源輸出軸104，該驅動源輸出 軸104與該減速器130的輸入軸可傳遞動力地連接(在本實施方式中為一 體形成)。驅動源輸出軸104的前端經由軸承138旋轉自如地支承在前蓋 122c上。另外，驅動源輸出軸104的後端經軸承136旋轉自如地支承在端 蓋122a上。前蓋122c和端蓋122a經由驅動源殼體主體122b利用螺栓124
連接固定為一體。由前蓋122c、驅動源殼體主體122b、端蓋122a構成驅 動源殼體122。
另一方面，在驅動源輸出軸104上，且在自身的軸向大致中央位置， 可一體旋轉地繞周向設置有磁軛140。此外，在該轉子磁軛140的半徑方向 外側固定有永久磁鐵144。在本實施方式中，在轉子磁軛140的周圍一周以 磁性依次不同的方式配置有永久磁鐵144。另外，由轉子磁軛140和永久磁 鐵144構成了 "轉子(轉動件)"。
在永久磁鐵144的半徑方向外側經由規定間隙G1配置有近似圓筒形狀 的巻料匣149，在向該巻料匣149的半徑方向外側突出的突起部之間固定有 多個電樞繞組142。即、電樞繞組142被配置為(經由巻料匣149)與該 永久磁鐵144在半徑方向對置，且與該永久磁鐵144在圓周方向上可相對 旋轉。電樞繞組142固定在定子磁軛148上。定子磁軛148繞周向設置在 上述驅動源殼體主體122b的內周面側。
在此，驅動源殼體主體122b為圓筒形狀，定子磁軛148也為單純的圓 筒形狀且不具有以往那樣的齒(槽)。另夕卜，各電樞繞組142的自身整體由 絕緣性樹脂塗覆(模塑)，並且纏繞成空芯且扁平狀。即，在與電樞繞組142 同一半徑上未配置鐵心等磁性材料。
另外，電樞繞組142的內周的軸向長度(內徑)dl設定為比定子磁軛 148的軸向長度Wl短。並且，電樞繞組142的內周的軸向長度dl設定為 比該轉子磁軛140的軸向長度W2短。由定子磁軛148和電樞繞組142構 成了 "定子(固定件)"。
在上述驅動源輸出軸104的前端直接切削形成有雙曲線小齒輪112。 即、驅動源輸出軸104與減速器130的輸入軸形成為一體，並且減速器130 的輸入小齒輪即雙曲線小齒輪112也與該驅動源輸出軸104 —體形成。該 雙曲線小齒輪112與減速器130的雙曲線齒輪116嚙合。該雙曲線齒輪116 以可與減速器輸出軸114 一體旋轉的方式設置固定。此外，減速器輸出軸 114經由軸承106可旋轉地支承在減速器殼體主體120a上。並且，經由軸 承108可旋轉地支承在輸出軸蓋120b上。輸出軸蓋120b通過螺栓132設 置固定在減速器殼體主體120a上。該輸出軸蓋120b被設置為其自身的一 部分被輸出軸114貫穿。另夕卜，由該減速器殼體主體120a和輸出軸蓋120b
構成了減速器殼體120。
另外，在本實施方式中，構成驅動源殼體122的前蓋122c和構成減速 器殼體120的減速器殼體主體120a—體形成。另外，符號150、 152是油封。
接著，對該自動門303的驅動源102的作用進行說明。 若對電樞繞組142通電，則伴隨著通電會在電樞繞組142上產生磁場。 利用未圖示的驅動器來適當地控制流過電樞繞組142的電流的時刻、方向 及強度等，並且利用電樞繞組142所產生的磁場和永久磁鐵144所具有的 磁場之間的吸引及排斥作用，來使永久磁鐵144以驅動源輸出軸104為中 心旋轉。該旋轉經由轉子磁軛140向驅動源輸出軸104傳遞，該驅動源輸 出軸104旋轉。驅動源輸出軸104的旋轉使形成於該驅動源輸出軸104前 端的雙曲線小齒輪112旋轉，並向與該雙曲線小齒輪112嚙合的雙曲線齒 輪116傳遞。通過該雙曲線小齒輪112與雙曲線齒輪116的嚙合，驅動源 輸出軸104的旋轉減速並向減速器輸出軸114傳遞。另外，通過該嚙合旋
轉方向變換為正交的方向。
如圖4所示，由於減速器輸出軸114與帶輪302配合，因此帶輪302
伴隨著該減速器輸出軸114的旋轉而旋轉。通過帶輪302的旋轉，門驅動 帶301旋轉移動，從而使連結於門驅動帶301上的自動門303進行開關。
在本實施方式中，將電樞繞組142製成被纏繞成空芯且扁平狀的形狀， 在其半徑方向外側固定有圓筒形狀的定子磁軛148。
由此，可獲得以下的效果。
其中一個效果是在非動作時(自動門303的驅動源102的電源關閉時) 開關該自動門303時的順利性。
在圖5中比較表示了本實施方式和以往例子(之前的圖6、圖7的例子) 的反轉轉矩。在圖5中，(A)是本實施方式涉及的自動門的驅動源102的 非動作時(電源關閉時)的靜反轉轉矩(開始開關自動門時需要的啟動轉 矩)ST1， (B)為同一情況下的動反轉轉失巨(門開始移動後，用於持續該 移動的滑動轉矩)DT1。另外，(C)、 (D)分別是與(A)、 (B)相應的以 往的自動門的驅動源202的靜反轉轉矩ST2及動反轉轉矩DT2。
從圖5可知，本實施方式涉及的自動門的驅動源102的靜反轉轉矩ST1
的(開關緊前的)最大值STlm與以往例子中的自動門的驅動源202的靜 反轉轉矩ST2的(開關緊前的)最大值ST2m相比，降低到了大約1/3以 下。另外，本實施方式涉及的自動門的驅動源102的動反轉轉矩DT1的平 均值DTla與以往例子的自動門的驅動源202的靜反轉轉矩DT2的平均值 DT2a相比降低到了約1/2.5以下。 第二個效果是消除脈動轉矩。
如圖5 (D)可知，在以往的動反轉轉矩DT2中，產生了劇烈的脈動 (所謂齒槽轉矩)。該脈動轉矩絕對不會出現在(自動門以外的)通常的門 上。因此，開關門的人簡單地感知到由於這是自動門因此會有轉矩感，也 會因此更加強烈地感覺到開關轉矩"正在增大"(心裡上的重量感)。由圖5 (B)的圖表可知，在本實施方式涉及的動反轉轉矩DT1中，幾乎看不到 該脈動轉矩。也就是說，在本實施方式中，靜反轉轉矩ST1、動反轉轉矩 DT1的值自身分別比以往的靜反轉轉矩ST2、動反轉轉矩DT2的值小，而 且動反轉轉矩DT1的脈動幾乎沒有，因此在停電時或電源關閉時能夠非常 順滑地且不會感到心裡上的重量感地開關自動門，大大提高了便利性。 第三個效果，是實現緊湊性。
根據本實施方式涉及的構成，不需要有在以往的定子磁軛自身的內部 (齒部)的纏繞電樞繞組的空間，因而可以控制定子磁軛148自身在半徑 方向的厚度。結果是，可以將"轉子(轉動體)"和"定子(固定體)"之 間的間隙再向驅動源輸出軸104的半徑方向外側相對地偏離定子磁軛148 變薄那部分的量。即、用於使驅動源輸出軸104旋轉的旋轉力的產生位置 (在同一殼體外徑的情況下)從驅動源輸出軸104的軸心進一步遠離，因 此可以進一步增大能夠使驅動源輸出軸104旋轉的旋轉轉矩。另外，還可 以增大產生使驅動源輸出軸104旋轉的磁力的永久磁鐵144或電樞繞組142 等的磁場產生機構的表面積。這樣，可以將磁場產生機構的軸向長度縮短 該部分的量。另外，由於是空芯繞組，因此可以將電樞繞組142的內周的 軸向長度dl構成為比轉子磁軛140或定子磁軛148的軸向長度Wl、 W2 短。其結果，可以將電樞繞組142的外周的軸向長度(外徑)Dl構成為比 以往(圖6 圖8的驅動源202)短。即、可以將驅動源輸出軸104自身的 長度縮短。另外，即便在如此構成的情況下，也能夠確保和以往相同程度
的輸出轉矩。
第四個效果是避免由熱處理所造成的不良的產生。
如本實施方式或上述以往的例子那樣，在驅動源輸出軸104、 204的前 端直接切削雙曲線小齒輪112、 212的結構的情況下，驅動源輸出軸104、 204不僅只起到輸出驅動源102、 202的旋轉力的作用，還兼有作為減速器 130、 230的輸入軸(雙曲線小齒輪112、 212的旋轉軸)的功能。因此在驅 動源輸出軸104、 204上施加應該能承受因嚙合所產生的負荷或磨損的規定 的熱處理，然而由於這些熱處理，會不可避免地在驅動源輸出軸104、 204 上產生由於發熱所引起的"翹曲"等歪斜。當然，這種歪斜會使以驅動源 輸出軸204為首的旋轉系的旋轉不穩定，且還會產生振動及噪音。在作為 "自動門的開關"之類的用途的情況下，由於對靜音性有要求，因此，去 除這種歪斜的處理(直杆化)的工序必不可少。具體而言，採用一邊從產 生歪斜的驅動源輸出軸的半徑方向外側施加適當的壓力，一邊使軸旋轉(轉 動)的方法等。然而，這並不是用在任何一個工廠都有的普通的機器就能 夠完成的，因而需要費用和時間，在以往，由於這個問題使成本提高、處 理時間增長。
施加處理的部件(驅動源輸出軸)越長(更正確的是，用驅動源輸出 軸的最大直徑去掉驅動源輸出軸的全長的值越大)，則通過這種熱處理所產 生的軸的歪斜越顯著。若從相反的角度來看，如本實施方式那樣，若能夠 搭載軸長與直徑相比相對較短的驅動源輸出軸(例如，若能做成用驅動源 輸出軸的最大直徑去掉驅動源輸出軸的全長的值在例如6.0以下的驅動源 輸出軸)，則能夠可靠地降低伴隨熱處理的驅動源輸出軸的歪斜。若能夠減 小伴隨熱處理的驅動源輸出軸的歪斜，則能夠簡化(或能夠省略)用於去 除歪斜的處理(直杆化處理)，能夠更加降低成本，並且能夠維持靜音性。
另外，在上述實施方式中，雖然雙曲線小齒輪直接形成於驅動源輸出 軸上，但對本發明而言，不需要一定將減速器的小齒輪一體形成在驅動源 輸出軸上。另外，小齒輪的種類也不一定限定為雙曲線小齒輪，例如也可 以是正小齒輪、斜小齒輪等。減速器的種類也不限於上述構成。
此外，永久磁鐵和電樞繞組雖然相對旋轉，即便其中任何一個被配置 在轉子磁軛側或定子磁軛側，也可以實現本發明的宗旨。即、本發明是用
10
於自動門驅動的自動門的驅動源，其作為如下的構成來實施，該構成具備: 驅動源輸出軸，輸出旋轉輸出；圓筒形狀的轉子磁軛，與該驅動源輸出軸 同心，且與該驅動源輸出軸一體化；電樞繞組，與該轉子磁軛同心，且在 同一半徑上不具有磁性材料，且纏繞成扁平狀，從而與該轉子磁軛一體化; 永久磁鐵，與該電樞繞組同心，並且與該電樞繞組在半徑方向上對置、在 圓周方向上可相對旋轉地配置；以及，定子磁軛，與該永久磁鐵同心，並 且與該永久磁鐵一體化。 產業上的可利用性
本發明能夠作為開關門用的驅動源來利用。
權利要求
1. 一種自動門的驅動源，用於自動門的驅動，其特徵在於，具備驅動源輸出軸，輸出旋轉輸出；轉子磁軛，與該驅動源輸出軸同心，且與該驅動源輸出軸一體化；永久磁鐵，與該轉子磁軛同心，且與該轉子磁軛一體化；多個電樞繞組，與該永久磁鐵同心，且與該永久磁鐵在半徑方向上對置、在圓周方向上可相對旋轉地配置，在同一半徑上不具有磁性材料並纏繞成扁平狀；以及，定子磁軛，與該電樞繞組同心，且與該電樞繞組一體化。
2. —種自動門的驅動源，用於自動門的驅動，其特徵在於，具備 驅動源輸出軸，輸出旋轉輸出；圓筒形狀的轉子磁軛，與該驅動源輸出軸同心，且與該驅動源輸出軸 一體化；電樞繞組，與該轉子磁軛同心，且在同一半徑上不具有磁性材料並被 纏繞成扁平狀，與該轉子磁軛一體化；永久磁鐵，與該電樞繞組同心，並且與該電樞繞組在半徑方向上對置、 在圓周方向上可相對旋轉地配置；以及，定子磁軛，與該永久磁鐵同心，並且與該永久磁鐵一體化。
3. 根據權利要求1或2所述的自動門的驅動源，其特徵在於，在上述 驅動源輸出軸上一體形成有減速器的輸入軸，並且該減速器的輸入小齒輪 也與上述驅動源輸出軸一體形成。
4. 根據權利要求1 3的任意一項所述的自動門的驅動源，其特徵在 於，上述電樞繞組的內周的軸向長度比上述轉子磁軛的軸向長度短。
5. 根據權利要求1 4的任意一項所述的自動門的驅動源，其特徵在 於，上述電樞繞組的內周的軸向長度比上述定子磁軛的軸向長度短。
全文摘要
本發明提供一種能夠抑制裝置的大型化、並且減輕自動門非動作時(電源關閉時)的開關門的負荷的自動門的驅動源。其與減速器(130)一起使用，且是用於自動門驅動的自動門的驅動源(102)，全部同心地具備驅動源輸出軸(104)，與上述減速器(130)的輸入軸可傳遞動力地連接(圖的例子中是一體化)；轉子磁軛(140)，可與該驅動源輸出軸(104)一體旋轉；永久磁鐵(144)，固定在該轉子磁軛(140)上；多個電樞繞組(142)，間隔規定間隙地配置在該永久磁鐵(144)的半徑方向外側，在同一半徑上不具有磁性材料並纏繞成扁平狀；以及，定子磁軛(148)，固定在該電樞繞組(142)上。
文檔編號H02K21/14GK101378210SQ200810211138
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月28日 優先權日2007年8月31日
發明者竹島豐 申請人:住友重機械工業株式會社