(57)【要約】【課題】摩擦ローラ式変速機を備えて騒音および回転ムラの低減を図りつつ、ユニット全体の軸方向の長さを短縮することができ、これにより薄型化を図ることができる摩擦ローラ式変速機付き電動機を提供すること。【解決手段】摩擦ローラ式変速機付き電動機(1)は、回転可能に設けられた出力軸(8)と、当該出力軸(8)の回転軸線に対して自身の回転軸線を偏心した状態で出力軸(8)の周囲に回転可能に設けられた外輪(21)と、当該外輪(21)に設けられ、該外輪(21)と同心に回転可能な電動機軸(5)と、外輪(21)の内周面および出力軸(8)の外周面間に介在され、外輪(21)および出力軸(8)との係合状態によって回転伝達の断接を行なうガイドローラ(23)と、を備える摩擦ローラ式変速機(20)を有する。外輪(21)の外周面上に駆動用磁石(4)が設けられるとともに、該駆動用磁石(4)の外周面に近接して当該駆動用磁石(4)と同心にステータ(3)が配置される。【選択図】      図１
2004190787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられた出力軸と、
前記出力軸の回転軸線に対して自身の回転軸線を偏心した状態で前記出力軸の周囲に回転可能に設けられた外輪と、
前記外輪に設けられ、当該外輪と同心に回転可能な電動機軸と、
前記外輪の内周面および前記出力軸の外周面間に介在され、前記外輪および前記出力軸との係合状態によって回転伝達の断接を行なうガイドローラと、
を備える摩擦ローラ式変速機を有し、
前記外輪の外周面上に駆動用磁石が設けられるとともに、前記駆動用磁石の外周面に近接して当該駆動用磁石と同心にステータが配置されていることを特徴とする摩擦ローラ式変速機付き電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高速回転する機械装置、特に超高速回転研削盤や超高速旋盤等に好適に使用される摩擦ローラ式変速機付き電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から変速機を備えた電動機は知られている（例えば、特許文献１参照）。図２は、特許文献１で開示されている減速機付き電動機（即ち、減速機付きモータ）を示す縦断面図である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３２２５８４号公報（第２〜３頁、第１図）
【０００４】
図２に示されるように、減速機３７を備えた電動機３０は電動機部３０ａを有し、該電動機部３０ａは、ステータ鉄芯３２と、該ステータ鉄芯３２に巻回された駆動コイル３１と、電動機軸３３に連結されたロータ３４と、該ロータ３４の内周面に設けられた駆動用永久磁石３５と、を備えている。そして電動機軸３３には、減速機３７の歯車（即ち、ギア）３６を介して出力軸３８が連結されており、電動機軸３３および出力軸３８は、図２中、左右方向に沿って略平行に配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の減速機付き電動機３０は、減速機３７が単純に電動機部３０ａと軸方向に直列に連結される構成であるため、減速機付き電動機３０ユニット全体として軸方向に長くなってしまい、薄型化が困難であるという問題があった。更に、減速機付き電動機３０では減速機３７に歯車３６を用いているため、比較的大きな騒音があり、その上、回転ムラの低減が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、摩擦ローラ式変速機を備えて騒音および回転ムラの低減を図りつつ、ユニット全体の軸方向の長さを短縮することができ、これにより薄型化を図ることができる摩擦ローラ式変速機付き電動機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係る摩擦ローラ式変速機付き電動機は、請求項１に記載したように、
回転可能に設けられた出力軸と、
前記出力軸の回転軸線に対して自身の回転軸線を偏心した状態で前記出力軸の周囲に回転可能に設けられた外輪と、
前記外輪に設けられ、当該外輪と同心に回転可能な電動機軸と、
前記外輪の内周面および前記出力軸の外周面間に介在され、前記外輪および前記出力軸との係合状態によって回転伝達の断接を行なうガイドローラと、
を備える摩擦ローラ式変速機を有し、
前記外輪の外周面上に駆動用磁石が設けられるとともに、前記駆動用磁石の外周面に近接して当該駆動用磁石と同心にステータが配置されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、摩擦ローラ式変速機の外輪（即ち、ロータ）の外周面上に駆動用磁石が設けられるとともに、該駆動用磁石の外周面に近接して当該駆動用磁石と同心にステータが配置されているので、摩擦ローラ式変速機が電動機のロータ内周側に配置されることとなり、摩擦ローラ式変速機として働く部分と電動機として働く部分とが軸方向にオーバーラップされた構造となる。よって、請求項１に記載の発明によれば、騒音および回転ムラの低減を図りつつ、ユニット全体の軸方向の長さを短縮することができ、これにより薄型化を図れる摩擦ローラ式変速機付き電動機を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る摩擦ローラ式変速機付き電動機（即ち、摩擦ローラ式変速機付きモータ）の一実施形態を示す縦断面図、そして図２は図１のII矢視図（但し、摩擦ローラ式変速機の部分のみを取り出して示した図）である。
【００１０】
図１に示されるように、摩擦ローラ式変速機２０を備えた電動機１は、ハウジング２内に、ステータ鉄芯３ｂおよび当該ステータ鉄芯３ｂに巻回された駆動コイル３ａを有するステータ３、および駆動用永久磁石（駆動用磁石）４を有している。駆動用永久磁石４は、後述する摩擦ローラ式変速機２０の外輪（即ち、ロータ）２１の外周面上に固定される。ステータ３は、駆動用永久磁石４と同心にハウジング２の内周面上に固定され且つ、駆動用永久磁石４の外周面に近接しながらも所定間隔あくように配置される。
【００１１】
ハウジング２には、摩擦ローラ式変速機２０の外輪２１と一体に形成された電動機軸（即ち、低速側軸）５が、一対の低速側転がり軸受６を介して回転自在に支持されている。また、図１においてハウジング２の左側に固定される仕切り板７には、出力軸（即ち、高速側軸）８が、一対の高速側転がり軸受９を介して回転自在に支持されている。
【００１２】
また、図１に示されるように、外輪２１の外周面における駆動用永久磁石４の左側には、ＭＲ素子用磁石１１が設けられている。当該ＭＲ素子用磁石１１は、対向配置されたＭＲ素子（即ち、Magneto Resistive素子：磁気抵抗素子）１２、および仕切り板７に固定された状態でＭＲ素子１２に電気的に接続されたプリント基板１３とともに、磁気式ロータリエンコーダ１０を構成しており、これにより出力軸８の回転制御が可能となっている。
【００１３】
摩擦ローラ式変速機２０において、外輪２１は、電動機軸５の回転軸線を出力軸８の回転軸線に対して偏心した状態で、出力軸８の周囲に回転可能に設けられる。図２に示すように、外輪２１と出力軸８との間に形成された環状空間２２には、一対の固定ガイドローラ２３および一個の可動ガイドローラ２５が、仕切り板７に周方向に等間隔配置された三個のピン２４を中心として、それぞれ回転可能に支持されている。
【００１４】
すなわち、各固定ガイドローラ２３および可動ガイドローラ２５はそれぞれ、外輪２１の内周面および出力軸８の外周面間に介在され、それらの外周面が外輪２１の内周面および出力軸８の外周面に係合されるとともに、外輪２１および出力軸８との係合状態によって回転伝達の断接が行なわれるように配置されている。また、可動ガイドローラ２５は、環状空間２２の円周方向に微小変位可能であり、バネ等の押圧部材２６によって環状空間２２の狭い領域に向けて付勢される。
【００１５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の摩擦ローラ式変速機付き電動機１では、摩擦ローラ式変速機２０の外輪２１の外周面に、駆動用永久磁石４が設けられるとともに、ステータ３が、駆動用永久磁石４の外周面に近接しながら駆動用永久磁石４と同心に設けられるので、摩擦ローラ式変速機２０が駆動用永久磁石４内周側に配置されることとなり、摩擦ローラ式変速機２０として働く部分と電動機１として働く部分とが軸方向にオーバーラップされた構造（換言すれば、摩擦ローラ式変速機２０および電動機１それぞれの幾つかの構成要素が軸方向と交差する方向に沿って並べられた構造）となる。
【００１６】
このような摩擦ローラ式変速機付き電動機１では、ステータ３への通電により、駆動用永久磁石４が固定された外輪２１が所定方向に回転し、この回転に伴い電動機軸５が外輪２１と同方向に回転される。そして、電動機軸５の回転力およびバネ２６の付勢力によって、摩擦ローラ式変速機２０の可動ガイドローラ２５が環状空間２２の狭い領域に向けて、外輪２１の内周面と出力軸８との間に食い込むように微小変位される。これにより、電動機軸５の回転が、可動ガイドローラ２５および各固定ガイドローラ２３を介して出力軸８に増速して伝達され、出力軸８が高速で正回転駆動される。即ち、本実施形態の場合、摩擦ローラ式変速機２０は摩擦ローラ式増速機として働く。
【００１７】
一方、出力軸８側からの回転は、摩擦ローラ式変速機２０により遮断され、電動機軸５側に伝達されない。すなわち出力軸８の逆回転に伴って、摩擦ローラ式変速機２０の可動ガイドローラ２５が、バネ２６の付勢力に抗して環状空間２２の広い領域に微小変位され、外輪２１の内周面と出力軸８との間に食い込まない状態となる。これにより、出力軸８から電動機軸５への回転伝達は遮断される。
【００１８】
以上のように、本実施形態によれば、断面コの字状の外輪２１により画成された内部空間に摩擦ローラ式変速機２０の複数のガイドローラ（２３等）、ピン２４、および出力軸８の基端部、等が配置され、すなわち、摩擦ローラ式変速機２０が電動機１の駆動用永久磁石４内周側に配置されるので、ユニット全体の軸方向の長さを短縮することができ、これにより薄型化を図ることができる。また、本実施形態によれば、摩擦ローラ式変速機２０を備えていることから、ギヤを用いた場合と比較して騒音を低減することができるとともに、固定ガイドローラ２３および可動ガイドローラ２５の真円度等の機械的精度を管理することにより、回転ムラを確実に抑制することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、摩擦ローラ式変速機の外輪（即ち、ロータ）の外周面上に駆動用磁石が設けられるとともに、該駆動用磁石の外周面に近接して当該駆動用磁石と同心にステータが配置されているので、摩擦ローラ式変速機が電動機のロータ内周側に配置されることとなり、摩擦ローラ式変速機として働く部分と電動機として働く部分とが軸方向にオーバーラップされた構造となる。よって、騒音および回転ムラの低減を図りつつ、ユニット全体の軸方向の長さを短縮することができ、これにより薄型化を図れる摩擦ローラ式変速機付き電動機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る摩擦ローラ式変速機付き電動機の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のII矢視図（但し、摩擦ローラ式変速機の部分のみを取り出して示した図）である。
【図３】特許文献１で開示されている減速機付き電動機を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  摩擦ローラ式変速機付き電動機
２  ハウジング
３  ステータ
４  駆動用磁石
５  電動機軸
６  低速側転がり軸受
７  仕切り板
８  出力軸
９  高速側転がり軸受
１０  磁気式ロータリエンコーダ
１１  ＭＲ素子用磁石
１２  ＭＲ素子
１３  プリント基板
２０  摩擦ローラ式変速機
２１  外輪
２２  環状空間
２３  固定ガイドローラ
２４  ピン
【図１】
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【図２】
2004190787.tif 000004
【図３】
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