(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのステータ側の所定位置に、所定の信号によってロータの回転中心に向けて突出するごとくピンを形成し、ロータの少なくとも１箇所以上に設けた凹刻部に前記ピンが突入するごとく形成したことを特徴とするモータ出力回転軸のロック機構。
【請求項２】
請求項１記載のピンは、常時は所定の固定機構によって固定され、所定の信号によって該固定機構が解除されることによりスプリングによってロータの回転中心に向けて突出するごとく形成したモータ出力回転軸のロック機構。
【請求項３】
請求項２記載のピンの固定機構は、所定の信号によって点火される火薬によって破壊し解除するごとく形成したモータ出力回転軸のロック機構。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載のモータ出力回転軸のロック機構を、少なくとも２台以上のモータの回転速度を夫々相和するごとく相互に結合して１の回転軸に出力するモータの並列運転システムにおける各モータに構成したモータ出力回転軸のロック機構。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか記載のモータ出力回転軸のロック機構を設けたモータが故障を発生する等異常状態になった時に、当該モータのロック機構を作動するようにしたことを特徴とする当該モータ出力回転軸のロック機構を使用したモータ出力回転軸のロック方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ出力回転軸のロック手段に係り、少なくとも２台以上のモータ出力を相和するごとく相互に結合して１回転軸に出力するモータの並列運転システムにおいて、いずれか１台のモータが故障した時に、このモータの回転をロックするのに最適なモータ出力回転軸のロック機構と、このロック機構を使用したモータ出力回転軸のロック方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数台のモータを並列運転して、出力回転軸夫々の回転速度を相和するごとく相互に結合して１回転軸に出力するモータシステムにおいて、例えば、並列運転する２台のモータの回転速度を相和するモータシステムは、概略図４に示すように構成されている。
図４において、１Ａ及び１Ｂはモータであって、夫々の出力回転軸６ａ及び６ｂはギァボックス３に入力している。ギァボックス３内部には、図示は省略するが、入力するモータ１Ａ及び１Ｂの回転速度を相和するとともに、このモータシステムの条件に対応して適切な減速比の減速機構等が構成されている。
従って、ギァボックス３の出力回転軸４は、モータ１Ａ及び１Ｂの出力回転速度が相和された回転速度に比例した回転速度で回転している。
即ち、モータ１Ａの出力回転速度をωm1、
モータ１Ｂの出力回転速度をωm2、
ギァボックス３の出力回転速度をωout、
減速機構の減速比をＫ
とすると、
ωout＝（ωm1＋ωm2）Ｋ・・・・・・・（１）
で示される。
【０００３】
上記の構成において、モータ１Ａの出力回転軸６ａの反対側に設けられた回転軸６ｃには摩擦ブレーキ２Ａが結合され、モータ１Ｂの出力回転軸６ｂの反対側に設けられた回転軸６ｄにも摩擦ブレーキ２Ｂが結合されている。例えば、モータ１Ａが故障すると、摩擦ブレーキ２Ａによってモータ１Ａの回転がロックされ、ギァボックス３の出力回転軸４は、モータ１Ｂの出力回転速度のみに従った回転速度で回転する。
また、モータ１Ｂが故障すると、摩擦ブレーキ２Ｂによってモータ１Ｂの回転がロックされ、ギァボックス３の出力回転軸４は、モータ１Ａの出力回転速度のみに従った回転速度で回転する。
即ち、このような、複数のモータの回転速度を相和するように構成したモータシステムにおいては、１台のモータが故障して回転速度の制御が不能になり、回転がフリーになると回転出力の制御ができなくなるので、本例のように、モータの回転をロックするためにブレーキを設ける必要があった。
上述の説明では、２Ａ及び２Ｂを摩擦ブレーキと説明したが、電磁ブレーキその他の機能のブレーキ機構が用いられる場合もある。
また２台以上のモータの並列運転システムにおいても、上記と同様に故障モータの出力回転軸をブレーキによってロックするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなモータシステムであると、モータが故障した場合にロックするために、摩擦ブレーキのような機械式または電磁ブレーキが結合されている。このようにブレーキはモータの回転エネルギーを急速に吸収する必要があるので構造寸法が大きくなる。従って、例えば、航空機に搭載するシステムのように、小型、軽量に構成する必要のある場合には特に大きな欠点となる。
しかも、モータの故障発生確率は小さいから、当然上記のような用途のブレーキは頻繁に使用される機械ではなく、使用されないほうがはるかに多い。
従って、たまにしか使用されないのに、大きくて重量のある機械装置を使用するのは不適切であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の課題（問題点）を解決しようとするものであって、夫々のモータの出力回転速度を相和する、モータの並列運転システムに最適な、従来のブレーキに替えて小型軽量に構成できるモータ出力回転軸のロック機構とその使用方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、モータ出力回転軸のロック機構においては、モータのステータ側の所定位置に、所定の信号によってロータの回転中心に向けて突出するごとくピンを形成し、ロータの少なくとも１箇所以上に設けた凹刻部に前記ピンが突入するごとく形成したことを特徴とする。本構造によって、停止したいモータの出力回転をほとんど瞬時にロックできる。さらに、上記のピンは常時は所定の固定機構によって固定し、所定の信号によって、この固定機構が解除されることによりスプリングによってロータの回転中心に向けて突出するごとく形成すると、上記の機能が確実高速に機能する。さらに、上記のピンの固定機構を、所定の信号によって点火される火薬によって破壊し解除するごとく形成することによって、小型軽量の機構でより確実に機能するように構成できる。
即ち、上記の構造は従来のブレーキに比して、はるかに軽量に構成できる。
【０００７】
上記のモータ出力回転軸のロック機構を、少なくとも２台以上のモータの回転速度を夫々相和するごとく相互に結合して１の回転軸に出力するモータの並列運転システムに適用すると、停止したいモータの回転を即時にロックできる。上記のモータ出力回転軸のロック機構を設けたモータが、故障になる等異常状態になった時に、このロック機構を作動するようにすると、小型軽量の機構で異常状態のモータ回転を即時に停止し回転をロックできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に基づくモータ出力回転軸のロック機構の実施の形態を、図を参照して詳細に説明する。
図１に本発明を適用したモータの概略構造を示している。
図１において、１０はモータ本体、２０はモータのロック機構である。
１１はケーシング、１２はフィールド巻線を備えたステータ、１３はモータの構造に対応して、永久磁石、かご型巻線等を備えたロータにより形成されるモータ１０の概念的構造を示している。
ロータ１３の中心部に結合される回転出力軸１４はケーシング１１に設けられた軸受１５によって回転自在に支承されている。
回転出力軸１４は図４に示したように図示を省略したギァボックス（図４に示した符号３）に結合している。
【０００９】
ロック機構２０において、詳細機能を後述するように、２１はスプリング２２に結合され、固定機構２３によってケーシング１１に固定されたピンである。
ロータ１３に設けた２４は、詳細を後述する機構によって、ピン２１が突入するロータに少なくとも１個以上設けた凹刻部である。
２５は所定の信号によって前述した固定機構２３によるピン２１の固定を解除する電気回路である。電気回路２５において、２５ａは電源、２５ｂは入力する信号によってオンされるスイッチ機能を示している。
図１において、ロック機構２０は、モータ本体１０の寸法に対して大きく記載しているが、ピン２１がその構成材質に対応してモータのイナーシャを十分に吸収できる構造寸法であれば良いことは当然である。次に示す図２も同様である。
【００１０】
次に、図１に示すロック機構２０の要部の構成の詳細を、図２、図３によって説明する。
同図において、図１に示す要素機能と相当の要素機能は同一の符合を使用して詳細説明は省略する。
図２はロック機構の配置を説明するモータの断面図であって、同図においてはピン２１及び関連機構と凹刻部２４が各２個の場合を例示している。ピン２１及び関連機構と凹刻部２４の構成個数は、そのモータの機能と使用条件に対応して何個でも良く、ピン２１及び関連機構と凹刻部２４の構成個数が夫々同一である必要がないことは当然である。
符号２０Ａは、ロック機構２０のうちの、ピン２１及び関連機構を収容するステータ側のケースを示している。
同図（Ａ）は、モータが正常であって、ロック機構２０が機能していない状態であって、ピン２１の下に凹刻部２４が回転してきた状況を示し、同図（Ｂ）はモータが故障してロック機構２０が作動した後の状態を示している。同図においては、機能の説明に必要のないステータ１２及びロータ１３の詳細は省略している。
【００１１】
図３は、図２に示すロック機構におけるピン２１及び関連機構の詳細構成を示す拡大断面図であって、２７はピン２１の保持棒、２８は火薬、２９は点火器である。
同図（Ａ）は、モータが正常であって、ロック機構２０が機能していない状態、同図（Ｂ）はモータが故障してロック機構２０が作動した後の状態を示している。
図２（Ａ）及び図３（Ａ）において、モータの正常状態である常時は、ピン２１は保持棒２７によって固定機構２３に結合されている。
即ち、ピン２１は、ケース２０Ａ内部に収容されている。
【００１２】
モータが故障すると、図示しない制御装置の働きで出力する信号によって電気回路２５のスイッチ機能２５ｂがオンする。スイッチ機能２５ｂがオンすると、電源２５ａから供給される電流によって点火器２９が作動して火薬２８が点火される。
従って、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示すように、固定機構２３の予め加工された所定部が破壊されるので、保持棒２７の先端は固定機構２３から離脱する。保持棒２７の先端が固定機構２３から離脱することによって、ピン２１はスプリング２２の働きで、ケース２０Ａから突出する。
【００１３】
例えば、図４に示したモータシステムにおいて、モータ１Ａ及び１Ｂに上述の機構を備えると、モータ１Ａまたは１Ｂが故障すると、図示しない制御装置の働きで故障モータに接続されるスイッチ機能２５ｂがオンし、ピン２１は保持棒２７による固定機構２３との結合が解除され、スプリング２２の働きで、ケース２０Ａから突出する。
ピン２１はケース２０Ａから突出するがロータ１３の表面をスリップする。ロータ１３が回転して、ロータ１３に設けた凹刻部２４がピン２１の先端位置にくると、ピン２１はスプリング２２の働きで凹刻部２４に突入する。
従って、モータの回転は凹刻部２４に突入したピン２１によって急激に停止する。
従って、段落番号０００２の従来の技術に記した（１）式
ωout＝（ωm1＋ωm2）Ｋ
で回転していたギァボックス３の出力回転軸４の回転速度は、故障モータの回転がロックされるので、ωout＝ωm1Ｋまたはωout＝ωm2Ｋの回転速度で回転を継続する。
【００１４】
上記の構成機能は本発明の代表的な実施の形態を説明したものであって、本発明は、これを適用するモータシステムの条件に対応して適切に構成すれば他の用途にも適用可能である。
例えば、図４によって従来の技術で説明したモータ２台の回転速度を相和する並列運転の場合を例にして説明したが、通常運転には機械式等のブレーキの必要がなく、しかも、緊急時に急速停止が必要な場合における単機運転のモータにおいても、本発明は適用可能である。
さらに、２台以上のモータの任意の並列運転の場合にも、本発明は適用可能である。
また、電気回路の働きで火薬を発火してロック機構を作動する構成を例にして説明したが、その他の手段でピンの拘束を解除し、スプリング等の圧縮からの解放力等によってピンを突出させ、ロータに設けた障害機能を利用してモータの回転を妨げるように構成すれば良いことも当然である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上述したように構成したので、次に示すような優れた効果を有する。▲１▼モータのロック機構を小型軽量に構成できた。
▲２▼小型軽量のロック機構をモータに装着することによって、ブレーキを無くしてモータの拘束を可能にした。
▲３▼上記のモータ出力回転軸のロック機構を設けたモータが、故障を発生する等異常状態になった時に、このロック機構を作動するようにすると、小型軽量の機構で異常状態のモータ回転を即時に停止し回転をロックできる。
▲４▼従って、少なくとも２台以上のモータの出力回転速度を相和するように構成した並列運転システムに適用することによって、例えば、航空機に搭載するような軽量小型を必要条件とするシステムに最適な効果が得られる。
▲５▼本発明に基づくロック機構としては、モータのロータに設けた凹刻部に嵌合するように構成したピンを、常時は所定の固定機構によって固定し、所定の信号によって、この固定機構が解除されることによりスプリングによってロータの回転中心に向けて突出するごとく形成すると、ロック機構の機能が確実高速に機能する。
▲６▼上記のピンの固定機構を、所定の信号によって点火される火薬によって破壊し解除するごとく形成することによって、小型軽量の機構でより確実に機能するように構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したモータを横からみた概略構造と基本的作動回路を示す概要構成例図である。
【図２】本発明を適用したロック機構を構成したモータの構造を説明するモータの断面図に基本的作動回路を付加した説明図であって、同図（Ａ）は、ロック機構の定常状態を示すモータの断面図、同図（Ｂ）は、ロック機構作動後の状態を示すモータの断面図である。
【図３】本発明に基づくロック機構例を説明するロック機構の構造図であって、同図（Ａ）は、ロック機構の定常状態を示す拡大断面図、同図（Ｂ）は、ロック機構作動後の状態を示す拡大断面図である。
【図４】本発明を適用するのに最適な２台のモータの並列運転の構成を説明する従来の概要ブロック図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ：モータ
２Ａ、２Ｂ：摩擦ブレーキ（電磁ブレーキ）
３：ギァボックス
４：出力回転軸
６ａ、６ｂ：モータの出力回転軸
６ｃ、６ｄ：モータの回転軸
１０：モータ本体
１１：ケーシング
１２：ステータ
１３：ロータ
１４：回転出力軸
１５：軸受１５
２０：ロック機構
２１：ピン
２２：スプリング
２３：固定機構
２４：凹刻部
２５：電気回路
２５ａ：電源
２５ｂ：スイッチ機能
２７：保持棒
２８：火薬
２９：点火器
【図１】
0004042205.tif 000002
【図２】
0004042205.tif 000003
【図３】
0004042205.tif 000004
【図４】
0004042205.tif 000005