(57)【要約】【課題】制御精度を容易かつコストを抑えて維持するとともに、磨耗及び故障の危険性を低減することが可能な回転機械用の駆動部を提供すること。【解決手段】固定部２２及び回転部２３を備えて成る回転機械用の駆動部において、前記固定部２２及び前記回転部２３のいずれかに複数の磁石２７を備えたリムを設けるとともに、前記固定部２２及び前記回転部２３の他方に、前記リムに対向しつつ該リムを部分的に覆う少なくとも１つのステータ２８を設けて、前記回転部２３を前記ステータ２８により生じる電磁場によって所定の回転をさせるよう構成した。
2010502160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部及び回転部を備えて成る回転機械用の駆動部において、
前記固定部及び前記回転部のいずれかに複数の磁石（２７，３７）を備えたリムを設けるとともに、前記固定部及び前記回転部の他方に、前記リムに対向しつつ該リムを部分的に覆う少なくとも１つのステータ（２８，３８）を設けて、前記回転部（２３）を前記ステータ（２８，３８）により生じる電磁場によって所定の回転をさせるよう構成したことを特徴とする駆動部。
【請求項２】
前記磁石（２７，３７）を前記回転部（２３）に設け、前記ステータ（２８，３８）を前記固定部（２２）に設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動部。
【請求項３】
前記複数の磁石（２７）を備えた前記リムを前記回転部（２３）の外周部に設けるとともに、前記ステータ（２８）を該外周部の外方に設けたことを特徴とする請求項２記載の駆動部。
【請求項４】
前記複数の磁石（３７）を備えた前記リムを前記回転部（２３）の内周部に設けるとともに、前記ステータ（３８）を該内周部の内方に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項５】
当該駆動部を旋回リム（２４）と組み合わせて構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項６】
前記磁石（２７）を前記旋回リム（２４）における回転箇所に設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項７】
前記回転部（２３）の位置及び／又は回転速度を検出するための計測装置を備える構成としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動部。
【請求項８】
当該駆動部を容器処理装置に使用できるよう構成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定部及び回転部を備えて成る回転機械用の駆動部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような回転機械は例えば容器処理装置として使用され、この容器処理装置においては、薬品用容器又は飲料用容器のボトルや缶などが例えば洗浄及び充填され、更にラベリングされる。ここで、容器は、その処理中に、異なる大きさの回転テーブル上に載置されつつ循環するようになっている。この回転テーブルは、容器処理装置の大きさ及び使用目的に応じてかなりの空間を占めるものとなっている。そして、これら回転テーブルについては、高い回転数を処理する必要がある上、例えば内容量変動を補正することができるようその速度を正確に制御する必要もある。
【０００３】
従来、このような回転機械はサーボモータによって駆動され、回転機械の回転部に形成された歯に噛合するピニオンがギヤユニットを介してサーボモータにより駆動されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のものにおいては、ギヤユニットが必要なために全体の構造が複雑なものとなってしまう上、上記のような正確な制御に必要な条件を満たすようこのギヤユニットを形成するのに大きな手間が必要となってしまうという問題がある。
【０００５】
また、上記のような問題により装置全体の故障の危険性も高まるため、定期的にメンテナンスを行う必要がある。さらに、従来のものにおいては、大量の液体に接することによって、装置全体を更に液体に対してシールする必要があり、これによってコストが更にかさんでしまうという問題もある。
【０００６】
本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、制御精度を容易かつコストを抑えて維持するとともに、磨耗及び故障の危険性を低減することが可能な回転機械用の駆動部を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、請求項１記載の発明により達成される。
【０００８】
本発明に基づき構成された駆動部によれば、サーボモータ及びギヤユニットを設ける必要がなくなる。そして、回転部における例えば従来歯が形成されていた箇所には互いに規則正しい間隔をもって配置された複数の永久磁石又は電磁石を備えたリムが配置される一方、固定部にはリニア電気駆動部としても形成可能な、電磁的なステータが設けられている。
【０００９】
ここで、ステータは、その径がリムの径に合わせて形成されているとともに、このリムを部分的に覆っている。さらに、このステータはコイル装置を備えており、このコイル装置によりステータと対向する位置に設けられた磁石に対して接線方向の力を作用させることができるようになっている。これにより、固定部全体が回転することになる。
【００１０】
なお、ステータの大きさ並びにコイルの数及び配置は、駆動部の大きさ並びに必要な力及び回転数に応じて決定される。さらに、コイルによって生じる電磁場の強度及び周波数を調節することにより、生じるトルク及び回転数を互いに独立して正確に制御することが可能である。
【００１１】
ところで、例えば最大限の力が必要な場合には、上記のような複数のステータをリムの全周に設けることが可能である。さらに、回転機械の構成に応じて、複数の磁石を円状のリムの内周部に設けるとともに、これに適合するようステータをこの内周部の内方に設けることも可能である。
【００１２】
また、本発明の一実施形態は駆動部を旋回リムと組み合わせて構成したことを特徴としており、この旋回リムは回転部を支持するものである。この際、磁石を旋回リムにおける回転箇所に設けるとともに、これに合わせて旋回リムにおける固定箇所にステータを設けることが可能である。
【００１３】
本発明による駆動部は、従来に比して著しく小さくかつコンパクトなものであり、ギヤユニットが設けられていない。さらに、本発明による駆動部は、回転部以外の回転部材を備えておらず、通常液体に触れない箇所で支持されている。そのため、本発明による駆動部は液体又は洗浄剤に触れることがなく、故障の危険性及びシステム全体のメンテナンス頻度を大幅に減少させることができる。
【００１４】
また、回転部の位置及び／又は回転速度を検出するための、例えば回転軸上に設けられた光学的な角度位置検出センサとして形成された計測装置を設けてもよい。本発明の他の実施形態は、従属請求項に記載されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、制御精度を容易かつコストを抑えて維持するとともに、磨耗及び故障の危険性を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
符号１を付して示す従来の回転機械が図１に示されている。この回転機械１は固定部２及び回転部３を備えており、これら固定部２及び回転部３は旋回リム４によって互いに結合されている。また、回転部３の外方には充填ステーション５が設けられており、該充填ステーション５により飲料用容器６に内容物が充填されるようになっている。
【００１８】
しかして、旋回リム４における回転部３と結合された外面部には歯７が形成されており、ギヤユニット９を介してサーボモータ１０により駆動されるピニオン８がこの歯７に噛合している。そして、サーボモータ１０に給電することにより回転部３が回転するとともにその速度が制御されるようになっている。
【００１９】
一方、本発明による駆動装置が図２に示されている。この図２で符号２０を付して示す回転機械も固定部２２及び回転部２３を備えて構成されており、この回転部２３は回転軸２１回りに回転するようになっている。ここでも旋回リム２４が設けられており、該旋回リム２４により固定部２２及び回転部２３が結合されつつ支持されている。また、回転部２３には上記同様充填ステーション２５が配置されており、該充填ステーション２５によって飲料用容器２６に内容物（飲料物）が充填されるようになっている。
【００２０】
しかして、旋回リム４における回転部２３の外方には、複数の永久磁石２７が互いに規則正しい間隔をもって配置されている。また、電磁気の作用を受けるステータ２８が旋回リム２４の周囲に設けられており、このステータ２８は結合部におけるコーナ部を覆っている。さらに、このステータ２８はコイル装置を含んで構成されており、このコイル装置により可変の電磁場が生じる。なお、これは、不図示の制御装置によって制御されるようになっている。
【００２１】
ところで、図３には別角度から見た駆動部が示されており、この駆動部を回転させる場合には、ステータ２８近傍に配置された永久磁石２７に対して接線方向に作用する力を生じさせる磁場がステータ２８により発生し、駆動部が例えば時計回りに回転することになる。これにより、回転部２３が回転することになる。そして、電磁場の強度及び周波数に依存しつつトルク及び回転数を目標とする値に適合させることが可能であるとともに、これら目標とするトルク及び回転数は、例えば回転機械の制御された作動及び停止を可能にするものである。
【００２２】
また、適当に構成された制御装置によってステータ２８を発電コイル装置に切り換えることで、システム内に残存している回転エネルギーをエネルギーの生成に使用することが可能となっている。これにより、例えば駆動部への給電を完全に停止したする際に、まだ十分に残存しているエネルギーによって駆動部の停止を適切に制御することが可能である。
【００２３】
図４には図３とは別の形態が示されており、ここでは図示していない回転部２３に結着されたリム３４が、その内周部において複数の磁石３７を備えて形成されている。また、この磁石３７と対向する位置にはステータ３８が配置されており、このステータ３８のコイルは該ステータ３８の外周部に配置されている。なお、回転機械の回転動作については上述した動作と同様になされるようになっている。
【００２４】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で多様な他の実施の形態に変更することが可能である。したがって、回転機械の構成を正確に規定すべきではなく、また、磁石の数量、配置は、特に駆動部の寸法並びに駆動部において生ずべき力の大きさ及び回転数に応じて適宜選択すればよい。さらに、ステータを複数設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来技術による回転機械の概要を示す側面図である。
【図２】本発明による駆動部を備えた回転機械を部分的に切り取って示す側面図である。
【図３】本発明による駆動部の一形態を示す平面図である。
【図４】本発明による駆動部の他の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１          回転機械
２          回転機械の固定部
３          回転機械の回転部
４          旋回リム
５          充填ステーション
６          飲料用容器
７          歯
８          ピニオン
９          ギヤユニット
１０        サーボモータ
２０        回転機械
２１        回転軸
２２        回転機械の固定部
２３        回転機械の回転部
２４        旋回リム
２５        充填ステーション
２６        飲料用容器
２７        永久磁石
２８        ステータ
３４        リム
３７        磁石
３８        ステータ
【図１】
2010502160.tif 000003
【図２】
2010502160.tif 000004
【図３】
2010502160.tif 000005
【図４】
2010502160.tif 000006
【国際調査報告】
2010502160.tif 000007
2010502160.tif 000008
2010502160.tif 000009
2010502160.tif 000010
2010502160.tif 000011
2010502160.tif 000012