(57)【要約】【課題】トルクアームを用いて据付ける動力伝達機構付回転電機において、据付け不良による無理な負荷や、使用中に生じる無理な負荷を検出し、故障等の不具合を未然に或いは最小限に防ぐことを課題とする。【解決手段】回転電機１と、回転動力を出力軸に伝達するギヤボックスとで構成される動力伝達機構付回転電機において、回転電機は、回転軸と前記出力軸が直交する方向に配され、且つ、出力軸が中空のホローシャフト型であり、動力を伝達する相手機械の入力軸５に、出力軸を嵌め合わせており、回転電機１を据付けるトルクアーム３と、トルクアーム３の変位又は変形を検出する検出部とを有する。検出部は、トルクアーム３の１以上の面の複数方向に、又は２以上の面にそれぞれ生じる変位又は変形を検出する。【選択図】図１
2008002475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と、前記回転電機が発生する回転動力を出力軸に伝達するギヤボックスとで構成される動力伝達機構付回転電機において、
前記回転電機は、回転軸と前記出力軸が直交する方向に配され、且つ、前記出力軸が中空のホローシャフト型であり、動力を伝達する相手機械の入力軸に、前記出力軸を嵌め合わせており、
前記回転電機を据付けるトルクアームと、前記トルクアームの変位又は変形を検出する検出部とを有することを特徴とする動力伝達機構付回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達機構付回転電機において、
前記検出部は、前記トルクアームの１以上の面の複数方向に、又は２以上の面にそれぞれ生じる変位又は変形を検出することを特徴とする動力伝達機構付回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の動力伝達機構付回転電機において、
前記検出部は、前記トルクアームの変位又は変形の検出結果を、任意の回路にて処理できるように出力することを特徴とする動力伝達機構付回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の動力伝達機構付回転電機において、
前記検出部は、前記トルクアームの変位又は変形の検出結果を、連続又は任意の時間毎に出力することを特徴とする動力伝達機構付回転電機。
【請求項５】
請求項３に記載の動力伝達機構付回転電機において、
前記回転電機は、前記検出部からの検出結果に応じて停止されることを特徴とする動力伝達機構付回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達機構付回転電機に関し、特に据付ミスの低減や、使用中の安全性の確保、更には、各種制御機器との連携性向上等を図り、より使い勝手のよい直交タイプの動力伝達機構付回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空軸すなわちホローシャフトタイプの出力軸を有する直交タイプの動力伝達機構付回転電機（以下「動力伝達機構付回転電機」という）は、トルクアームを用いて据付けることが多いが、据付精度によっては性能を十分に発揮できないばかりか、故障の原因となることもあり、簡単な据付けをしても、より正確性や安全性を確保することができる機能が望まれている。また据付けが正常に行なわれた場合でも、使用中の不具合や経年劣化等により、据付け状態に不具合が生じる状態になったり、据付け状態に不具合を生じさせかねない無理な力がかかるような状態になることもあり、そのような状態を早期に察知し、安全性の確保に繋げる機能も望まれる。
【０００３】
近年、動力伝達機能付回転電機は、インバータやコントローラなどの各種制御機器等と組み合わせて使用されることも多く、上記機能を、より使い勝手の良い状態で実現させる為に、上記各種制御機器との連携を見据えた形での、機能の実現が望まれる。
【特許文献１】特開２００３−２９４１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
課題は大別すると２つ上げられる。
１つは、動力伝達機構付回転電機は、回転電機にトルクアームを取付け、出力軸の中空部に、動力を伝達する相手機械の入力軸を嵌め合わせ、トルクアームの一端（以下「固定端」という）を相手機械の一部等に固定する形で据付ける場合が多く、その際、相手機械の入力軸とトルクアームの固定端を固定する部分との位置関係や、トルクアーム自身の精度等、様々な要因によって、据付け精度が悪化する場合がある。据付精度が悪くなると、トルクアームや動力伝達機構付回転電機、更には相手機械の入力軸にも無理な負荷がかかり、そのまま使用した場合、最悪は故障や事故が起こり得る可能性もある。従って、簡単に、且つ、精度良い据付けを実現させることが課題となる。
【０００５】
もう１つは、動力伝達機構付回転電機を使用中に、故障や部品の破損等、何らかの不具合が生じた場合に据付け精度に悪影響を及ぼしたり、また、据付け精度に悪影響を及ぼすまでの現象が起きないまでも、過大な負荷がトルクアームや動力伝達機構付回転電機、更には相手機械等に加わることも考えられる。このような現象を感知する検出部を設けることが出来れば、安全性の向上につながることは明確であり、課題の一つであると言える。
【０００６】
本発明は、これらの課題に鑑み、より高い安全性を確保できる動力伝達機構付回転電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記２つの課題に共通することは、いずれの場合においても、トルクアームや動力伝達機構付回転電機に無理な負荷や過大な負荷（以下「負荷」という）がかかることである。ここでトルクアームに着目する。トルクアームの形状は、一般的には単純な板状であることが多い。すなわち前記トルクアームに負荷がかかった場合、その前記負荷に対し、前記トルクアームは、撓みや反り等（以下「変位」という）の単純なモードで反応する。よって前記トルクアームから前記変位を検出する検出部を設けることで、据付け精度が悪いことから負荷がかかる現象や、使用中に負荷がかかる様々な現象を検出することが可能となる。また、ここでいう変位とは、故障や事故に繋がる過大な負荷による撓みや反りだけを指すものではなく、わずかな寸法上等での歪、長さや厚みの変化等も含めて変位というものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、回転電機と、前記回転電機が発生する回転動力を出力軸に伝達するギヤボックスとで構成される動力伝達機構付回転電機において、前記回転電機は、回転軸と前記出力軸が直交する方向に配され、且つ、前記出力軸が中空のホローシャフト型であり、動力を伝達する相手機械の入力軸に、前記出力軸を嵌め合わせており、前記回転電機を据付けるトルクアームと、前記トルクアームの変位又は変形を検出する検出部とを有する動力伝達機構付回転電機である。
【０００９】
また、本発明は、前記検出部は、前記トルクアームの１以上の面の複数方向に、又は２以上の面にそれぞれ生じる変位又は変形を検出する動力伝達機構付回転電機である。
【００１０】
そして、本発明は、前記検出部は、前記トルクアームの変位又は変形の検出結果を、任意の回路にて処理できるように出力する動力伝達機構付回転電機である。
【００１１】
更に、本発明は、前記検出部は、前記トルクアームの変位又は変形の検出結果を、連続又は任意の時間毎に出力する動力伝達機構付回転電機である。
【００１２】
また、本発明は、前記回転電機は、前記検出部からの検出結果に応じて停止される動力伝達機構付回転電機である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、据付け精度が悪いことから負荷がかかる現象や、使用中に負荷がかかる様々な現象を検出することが可能な動力伝達機構付回転電機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下に、本発明の動力伝達機構付回転電機の実施例について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１を説明する。図１に、本発明の第１の実施例１である、トルクアームを用い相手機械に据付けた動力伝達機構付回転電機を示す（相手機械は省略してある）。図１において、１は動力伝達機構付回転電機、２は出力軸、３はトルクアーム、４はトルクアーム３の固定端、５は相手機械の入力軸である。
【００１６】
図２は、図１におけるＡ部を拡大したものであり、６及び７は変位の検出部となる歪ゲージであり、トルクアーム３に取り付ける。また、図では省略してあるが、歪ゲージのリード線の先には、変位を検出した信号を処理する回路等に接続する。歪ゲージは、トルクアームの１以上の面の複数方向に、又は２以上の面に取り付けるのが良い。互いにほぼ直交する３方向又はプラスマイナス４５度程度交差する２方向とするのが好ましい。
【００１７】
図３及び図４は、据付け時に、相手機械の入力軸５と固定端４を固定する部分との位置関係の精度が悪い状態で据付けた場合に、トルクアーム３に変位が生じている状態を示したものである。またこの状態は、正常な据付けを行なった場合でも、相手機械に不具合が生じ、相手機械の入力軸５に振れが生じたり、動力伝達機構付回転電機１に何らかの不具合が生じ、動力伝達機構付回転電機１本体や動力伝達機構付回転電機１を構成する部品に不具合が生じた場合にも、同様の状態になることが起こり得る。
【００１８】
図５は、動力伝達機構付回転電機１が発生する回転トルクと、その回転トルクによる回転を押え、動力伝達機構付回転電機１を固定しようとする力によって、トルクアーム３が変位する状態を示したものである。
【００１９】
尚、図３、図４及び図５におけるトルクアーム３の変位は、その状況を分かりやすく示したものであり、その変位量を示すものではないことを付け加えておく。
【００２０】
本実施例の構成において、前記歪ゲージから検出される情報を元に、前記トルクアームの変位、すなわち前記トルクアームや前記動力伝達機構付回転電機、及び前記相手機械にかかる負荷の状態を知ることができる。更には、図２のように複数の歪ゲージを用いることで、歪ゲージが検出する変位に方向性が有ることを利用し、歪ゲージ６は回転方向の力による変位の検出（すなわち図５に示すようなトルクアームの変位の検出）、歪ゲージ７は据付け精度不良や、軸振れによる異常の検出（すなわち図３及び図４に示すようなトルクアームの変位の検出）等、様々な目的に応じた情報を一度に得ることも可能である。
【００２１】
以上のような構成で得られる変位を検出した信号を元に、過大な負荷や使用上の不具合と判断されるような信号であると判断した場合、非常停止の回路を働かせ、動力伝達機構付回転電機を停止することが可能となり、被害を最小限にとどめることができる。
【００２２】
また、検出部からの信号を、連続、或いは、任意の時間毎に検出することで、動力伝達機構付回転電機や相手機械にかかる負荷変動等の運転状況も監視・記録することが可能となる等、各種制御機器との連携というメリットも得ることが出来る。
【００２３】
尚、実施例１では変位の検出部として歪ゲージを用いたが、これは検出部の種類を限定するものではなく、トルクアームの変位を検することが可能であれば良いものである。
【００２４】
以上説明したように、本発明の実施例により、トルクアームの変位を検出部から検出することによって、次のような効果が得られる。まず、据付け時には、検出部から変位を検出しながら据付けることで、トルクアームや動力伝達機構付回転電機に無理な負荷がかかるような取付けになっていないかを確認しながら据え付けることが可能となり、据付け不良を防止することが可能となる。
【００２５】
また、使用中に生じる不具合や部品の劣化等によって、トルクアームや動力伝達機構付回転電機に無理な負荷がかかった場合でも、変位の検出部から得られる情報を元に、「部品の破損や劣化等により、異常な負荷がかかった場合は使用を停止する」「過大な負荷がかかった場合は使用を停止する」等の安全対策を施すことが可能となる。
【００２６】
更には、通常の使用範囲内においても、トルクアームにはわずかな変位が生じており（動力伝達機構付回転電機の固定という役割を担っていることからも、ある程度の負荷がかかっており、そのことからもわずかな変位が生じていることは明らかである）、検出部の感度を適切なものを選択することで、使用中の負荷状態等、動力伝達機構付回転電機の運転状況の把握など、装置の管理という使い方も可能となる。
【００２７】
上記は、前記トルクアームの変位を前記検出部から検出し、その検出結果をどのように処理するかによって、様々な効果が期待できることを記載したものであり、前記検出結果を処理する回路や制御機器によっては、更なる利便性をも期待出来得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１の動力伝達機構付回転電機を、トルクアームを用いて据付けた状態の説明図である。
【図２】図１におけるＡ部の拡大図である。
【図３】トルクアームに変位が生じた状態の例１を示す説明図である。
【図４】トルクアームに変位が生じた状態の例２を示す説明図である。
【図５】トルクアームに変位が生じた状態の例３を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  動力伝達機構付回転電機
２  出力軸
３  トルクアーム
４  固定端
５  相手機械の入力軸
６  歪ゲージ
７  歪ゲージ
【図１】
2008002475.tif 000003
【図２】
2008002475.tif 000004
【図３】
2008002475.tif 000005
【図４】
2008002475.tif 000006
【図５】
2008002475.tif 000007