(57)【要約】【課題】ベルトプーリに掛かる大きな駆動力を安定して支持し、小型で自動ドアに用いるのに適したアウタロータ型ブラシレスモータを得る。【解決手段】駆動ベルトを持つ自動ドアと共に用いるアウタロータ型ブラシレスモータであって、ボス部分を持つステータコアを有するステータと、ボス部分上に回転可能に設けたハブ部分を介して支持されたロータコアおよび駆動ベルトプーリ部を有するロータとを備え、駆動ベルトからプーリ部に作用する力を直接ボス部分に伝えるようにした。ロータの永久磁石を軸方向のスロット内に挿入し、ロータコアの胴部の先端部とステータコアとの間にラビリンスシールを設けた。検出器はステータコアと、ロータコアの胴部との間に形成された環状のスペース内に取り付けられている。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドア開閉用の駆動ベルトを持つ自動ドアと共に用いる自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータであって、
一端にボス部分を持つステータコアを有するステータと、
上記ボス部分上に回転可能に支持されたハブ部分、このハブ部分から上記ステータの外周にまで延びたロータコアおよび上記ハブ部分の外周に設けられて上記駆動ベルトが巻き掛けられるプーリ部を有し、上記ステータに対して回転可能なロータとを備え、
もって上記ハブ部分上のプーリ部に作用する上記駆動ベルトからの力が直接上記ボス部分に伝えられることを特徴とする自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータ。
【請求項２】
上記ロータが永久磁石を持ち、この永久磁石は、上記ロータコアに設けられて径方向に部分的に開放された軸方向のスロット内に挿入されていることを特徴とする請求項１記載のアウタロータ型ブラシレスモータ。
【請求項３】
上記ロータコアが、上記ハブ部分に接続された一端部と、この一端部から延びて上記ステータコアを囲む胴部と、この胴部の先端で上記ステータコアに近接した先端部とを備え、上記先端部と上記ステータコアとの間にラビリンスシールを備えたことを特徴とする請求項１記載のアウタロータ型ブラシレスモータ。
【請求項４】
上記ステータコアと、上記ロータコアの胴部との間に形成された環状のスペース内に、検出器が取り付けられていることを特徴とする請求項３記載のアウタロータ型ブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータに関し、特にドア開閉用の駆動ベルトを持つ自動ドアと共に用いる自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
引き戸形の自動ドアは、出入り口上方の無目に設けたスライドレール上にドアを吊り下げる戸車を乗せて開閉走行できるようにしてある。このドアはモータによって駆動されてスライドレールにそって走行するベルトに連結してあるので、モータの駆動力がベルトおよびプーリによって伝達されてドアが開閉する。ドアの開閉には小さなスペース内で発生する大きなトルクが必要であるので、高速回転するモータを減速機と組み合わせて用いている。またモータおよび減速機はかなりの振動を発生するために、振動抑制材を用いて無目に取付けられている。自動ドアには更に、ドア開閉操作の制御のための検出器やモータ制御装置が必要である。
【０００３】
このような構成に於いては、モータと共にフレームに搭載しなければならない機器は、減速機、減速機の出力軸に取り付けたベルト駆動用のプーリ、モータの回転検出器等であり、またこれら機器を制振装置を介してフレームに据付けなければならない。これら機器を必要とするために、自動ドア駆動装置の寸法、重量、トータル価格が大きくなり、組立工数も多く長時間を要し、改善が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３０８７６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これまで、モータとしてダイレクト・ドライブ式のアウタロータ形回転電機等が提案されている。しかしながら、このようなモータは、限られた小さなスペース内に据付可能で大トルクを発生し得て、頑強で騒音が少なくなければならないという、自動ドアに用いるための要求を満たすことができなかった（例えば特許文献１参照）。従って、ドア駆動用のベルトプーリに掛かる大きな駆動力を安定して支持し、低速、大トルクで減速機が必要なく、小型で自動ドアに用いるのに適したモータの開発が望まれていた。
【０００６】
従ってこの発明の課題は、ベルトプーリに掛かる大きな駆動力を安定して支持し得て、小型であって、自動ドアに用いるのに適した自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータを得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、この発明の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータは、ドア開閉用の駆動ベルトを持つ自動ドアと共に用いるものであって、一端にボス部分を持つステータコアを有するステータと、上記ボス部分上に回転可能に支持されたハブ部分、このハブ部分から上記ステータの外周にまで延びたロータコアおよび上記ハブ部分の外周に設けられて上記駆動ベルトが巻き掛けられるプーリ部を有し、上記ステータに対して回転可能なロータとを備え、もって上記ハブ部分上のプーリ部に作用する上記駆動ベルトからの力が直接上記ボス部分に伝えられることを特徴とする自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１および図２には本発明の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータを自動ドアに適用した例をそれぞれ概略平面図および概略正面図で示してある。自動ドアは、建物１の出入り口の上方に配設された無目２の内部にドア駆動装置を格納してある。建物１の壁面には、駆動プーリ３を持つアウタロータ型ブラシレスモータ４、モータ制御装置５、従動プーリ６およびスライドレール７（図２）が取り付けられている。駆動プーリ３と従動プーリ６との間には、無端のタイミングベルト、Ｖベルト、ワイヤなどのドア開閉用の駆動ベルト８が掛け回されている。
【０００９】
図示の例では自動ドアは２枚のドア１１および１２を備えており、これらドア１１および１２は、それぞれ一対の戸車１３によってスライドレール７から吊り下げられていて、スライドレール７上を走行して建物の出入り口を開閉できるようにしてある。戸車１３によって吊り下げられたドア１１および１２のうちの図で左側のドア１１は、連結金具１４によって駆動ベルト８の上部走行部に連結され、図で右側のドア１２は、連結金具１５によって駆動ベルト８の下部走行部に連結されている。モータ４が駆動されて駆動プーリ３が駆動ベルト８を図で反時計方向に駆動させると、左側のドア１１は左方向に移動し、右側のドア１２は右方向に移動して出入り口が開放される。駆動ベルト８を図で時計方向に駆動させると、左側のドア１１は右方向に移動し、右側のドア１２は左方向に移動して出入り口が閉塞される。
【００１０】
図３乃至図６には図１および図２に示すこの発明の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータ４（以後単にモータと呼ぶことがある）の一実施の形態を示す。このアウタロータ型ブラシレスモータ４は、図１および図２に示す如きドア開閉用の駆動ベルト８を持ちドア１１および１２を備えた自動ドアと共に用いるのに適した自動ドア用のアウタロータ型ブラシレスモータである。
【００１１】
モータ４はステータ２０とロータ２１とを備えている。ステータ２０は、取付板２２と、取付板２２の中央部から立ち上がって片持ち式に支持された軸部分２３と、この軸部分２３の先端部に設けられたボス部分２４とを持っている。取付板２２にはモータ取り付け穴２５と、放熱用の冷却フィン２６とが設けられている。軸部分２３上にはコイル２７が巻回された鉄心２８が固着されていて、コイル２７と制御装置５（図１）等の外部回路への電気的接続は、口出し線２９のようにコイル２７から、あるいは口出し線３１のように取付板２２に取り付られた磁極位置検出器３２から、それぞれ軸部分２３に設けた中心孔３０を通して接続線を外部に延ばして行うことができる。また、取付板２２と鉄心２８との間で、後に説明するロータで囲まれたスペース３３ａ内には、取付板２２上に回転位置検出器３３がネジ３４によって取り付けられている。このように、取付板２２、軸部分２３、ボス部分２４、鉄心２８はモータ４のステータコア３５を構成している。
【００１２】
このように構成された全体としてほぼ円筒形のステータ２０上には、全体としてほぼ倒立したカップ形のロータ２１が被せられるように配置されていて、そのハブ部分３６がステータ２０のボス部分２４によって回転可能に支持されている。ロータ２１のハブ部分３６は、カップ形のロータ２１の底壁３７に相当する部分に設けられ、内周面に円筒形の軸受３８を持っていて、この軸受３８によってボス部分２４に支持されている。この軸受３８は１個のベアリングによるリング式オイルレスベアリングである。
【００１３】
このハブ部分３６からは、底壁３７が径方向にステータ２０に沿って延び、その外周縁はステータ２０の外周部で径方向に延びるロータ２１の胴部である周壁３９に連続していて、これら底壁３７および周壁３９によりステータ２０の外周にまで延びたロータコア４０が構成されている。ロータコア４０の周壁３９の内周面には、８本の互いに平行に所定の等間隔に配置された軸方向のスロット４１が形成されている。各スロット４１の間には、先端に周方向両側に延びた押さえ部４２を持ち、全体としてＴ字型の断面の突条部分４３が設けられていている。このように、スロット４１の径方向内側部分では、両端が押さえ部４２により径方向に閉ざされた部分４４と、中央部で開放された部分４５とが形成され、径方向に部分的に開放されている。スロット４１内には、それぞれ板状の永久磁石４６が挿入されて固定されている。なお、スロット４１あるいは永久磁石４６の数は８でなくとも、例えば、４、１２、１６あるいは２４でもよい。
【００１４】
ロータ２１をステータ２０に対して回転可能に支持する軸受け部分の作用をするロータ２１のハブ部分３６の外周には、駆動ベルト８が巻き掛けられるプーリ部４８が設けられている。プーリ部４８はハブ部分３６およびロータコア４０の底壁部３７と一体に連続して形成された部分であって、ハブ部分３６、ロータコア４０およびプーリ部４８が、永久磁石４６等と共にロータ２１を構成している。ステータ２０のボス部分２４の先端にはねじ４９で固着されたストッパ５０が設けられていて、ロータ２１のボス部分２４が先端方向へ移動してステータ２０から外れてしまうのを防いでいる。
【００１５】
プーリ部４８の外側端面にはねじ５１により環状の当板５２が固着されていて、プーリ部４８に掛け回された駆動ベルト８（図１および図２）の脱落を防ぐようにしてある。図示の例では駆動ベルト８はベルト内側面に多数の突条あるいは畝と溝とを持つタイミングベルトであり、従ってプーリ部４８の外周面５３にはベルト８の突条の凹凸に対応した凹凸が設けてある。駆動ベルト８がＶベルトの場合にはプーリ部４８の外周面５３にはＶベルトの側面に対応したＶ溝が形成され、駆動ベルト８がワイヤの場合にはプーリ部４８の外周面５３にはワイヤの外周面に対応した凹凸表面が形成され、使用する駆動ベルトに応じて滑りの生じない外周面５３を形成する。
【００１６】
駆動ベルト８が巻き掛けられるプーリ部４８の外周面５３の位置は、図４に良く示されているように、ボス部分２４の中心軸に垂直な平面について、ボス部分２４およびその径方向外側の軸受３８を通る平面内にあり、ハブ部分３６上のプーリ部４８に作用する駆動ベルト８からの作用力が直接径方向にボス部分２４に伝えられるようにしてある。換言すれば、駆動ベルト８からの作用力が、ステータ２０とロータ２１との間の軸受部分である軸受３８に於いて回転モーメントとならないようにされている。
【００１７】
図６に詳細を示すように、ロータコア４０のハブ部分３６から延びてステータコア３５を囲む胴部である周壁３９は、カップ形の開口部に相当するその先端部５４に於いてステータコア３５の取付板２２に近接し、間に狭い間隙５５を形成して対向している。また取付板２２にはこの先端部５４から離間して先端部５４を挟むような形状の一対の平行な環状の突条５６および５７が設けられていて、先端部５４とステータコア３５の取付板２２との間に狭く曲がった通路を持つラビリンスシール５８が形成されている。ここでは、ロータコア４０の先端部５４とステータコア３５の取付板２２との間にラビリンスシール５８が形成されていれば良いので、この部分の構造は様々な変形ができる。例えば、突条５６および５７の代わりに、単に取付板２２に環状溝を形成して、この環状溝内にロータコア４０の先端部５４を受け入れるようにしても良いし、環状溝の数を変えたり、先端部５４側に溝を設けることもできる。
【００１８】
先に説明したように、ステータコア３５の取付板２２と鉄心２８との間で、ロータコア４０の周壁３９で囲まれた環状のスペース３３ａ内には、取付板２２に取付られた磁極位置検出器３２および回転位置検出器３３が取り付けられている。回転位置検出器３３は、スリットを持ちロータコア４０と共に回転する環状のスリット板５９を挟んで配置された発光部６０と受光部６１とを備えた光電式のものである。
【００１９】
以上説明した実施例によるアウタロータ型ブラシレスモータを用いれば、従来自動ドアで必要であった、独立した部品としての駆動プーリ、減速機および制振材を設ける必要がなく、材料および組み立て工数の大幅な削減ができて自動ドアの原価低減ができる。また、駆動プーリ部の取付スペースが従来のものに対して半分以下に縮小でき、駆動プーリを従動プーリと左右対称位置に設置することができ、ドアへの組み付けが対称となってドア開閉がバランスよくなる。また減速機による振動、騒音も低減する。
【００２０】
ロータとステータとの間のベアリングを駆動ベルトのテンションが加わる位置に一個だけ配置してあるので、モータの正逆回転による開閉回数の寿命が数倍長くなる。また、検出部がモータ内部に設置してあるので、検出器フレームが不要であり、コストダウンができる。また低速モータであるので、ロータ部の組立に於いてバランス取り作業の簡略化ができる。
【００２１】
モータの永久磁石はロータ内側のスロット内に挿入されるので、接着材やテーピングによる固定が不要であり、組立作業が簡単で短時間でできる。また、ステータとロータとの間にラビリンスシール状の間隙が形成されているので、モータ回転時に風圧が生じて塵埃が侵入しにくくなり、ＶリングやＯリング等のパッキング部材が不要である。
【００２２】
この自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータを用いれば、自動ドアの開閉駆動機構の駆動部材料を半分以上削減でき、組立、分解、分離が簡単にできる構造であり、リサイクルや環境に貢献できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の如くこの発明の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータは、ドア開閉用の駆動ベルトを持つ自動ドアと共に用いるものであって、一端にボス部分を持つステータコアを有するステータと、上記ボス部分上に回転可能に支持されたハブ部分、このハブ部分から上記ステータの外周にまで延びたロータコアおよび上記ハブ部分の外周に設けられて上記駆動ベルトが巻き掛けられるプーリ部を有し、上記ステータ対して回転可能なロータとを備え、もって上記ハブ部分上のプーリ部に作用する上記駆動ベルトからの力が直接上記ボス部分に伝えられることを特徴とする自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータである。従って、ベルトプーリに掛かる大きな駆動力を安定して支持し得て、小型であって、自動ドアに用いるのに適した自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータを自動ドアに適用した実施の形態を示す概略平面である。
【図２】図１の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータの概略正面図である。
【図３】この発明の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータの概略平面部分断面図である。
【図４】図３の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータの概略正面断面図である。
【図５】図３の自動ドアアウタロータ型ブラシレスモータのステータコアを示す概略図である。
【図６】図３の自動ドア用アウタロータ型ブラシレスモータのラビリンスシール部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
８  駆動ベルト、１１、１２  ドア、２０  ステータ、２１  ロータ、２４  ボス部分、３１、３３  検出器、３３ａ  環状のスペース、３５  ステータコア、３６  ハブ部分、３７  一端部（底壁）、３９  胴部、４０  ロータコア、４１  スロット、４６  永久磁石、４８  プーリ部、５４  先端部、５８  ラビリンスシール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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