专利名称：自动门的驱动源的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动门的驱动源。
背景技术：
以往，公开有图6 图8所记载的自动门的驱动源202 (参照专利文献1)。
该自动门的驱动源202与减速器230 —起使用。
驱动源202在其大致中心处具有驱动源输出轴204。该驱动源输出轴 204以两点被轴承支承，且可相对壳体222旋转。驱动源输出轴204上，且 在轴向大致中央位置，经由转子磁轭240设置固定有永久磁铁244。另外， 以与永久磁铁244的表面之间具有微小间隙G2的方式配置有定子磁轭248。 该定子磁轭248固定在壳体222的内周面上。多个电枢绕组242以在轴向 贯穿定子磁轭248的内部的形态(结果是以缠绕在图8的齿248A的部分的 形态)设置在定子磁轭248上。
在驱动源输出轴204上，直接切削形成有减速器230的双曲线小齿轮 212，且与减速器230的双曲线齿轮216啮合。双曲线齿轮216被装入于减 速器输出轴214上。通过双曲线小齿轮212和双曲线齿轮216的啮合，使 驱动源输出轴204的旋转变为正交方向，并且以减速的状态输出。
专利文献l:日本特开2004-266980号公报
自动门近年来虽然在各个场所迅速普及，但对于自动门的设置而言所 存在的问题是如何确保该驱动源的设置空间的问题。反过来说，在能够确 保的、有限的设置空间内必须收纳确保了如下转矩容量的驱动源，该转矩 容量是以相应的速度来驱动相应重量的门的转矩容量。这个问题，特别是 在将已有的手动门更换为自动门时尤为突出，在这方面，以往的驱动源未 必是一种紧凑的构成。
另外，最近，被关注的问题是电源关闭时(自动门非动作时)的开闭
的顺利性。近年来，虽然磁性材料的开发也在进步，且开发出了比以往小 且效率高的电动机，但这种高效率电动机在停电时或自动门的动作开关关 闭时因一点点理由而通过手动开关时等，(与不具备自动门的驱动源的通常 的门比较)存在着开关很费力的问题。
发明内容
本发明是为了解决这样的以往的问题而完成的，其目的在于提供能够 抑制装置的大型化的同时，还能够减轻自动门非动作时的开关的负荷的自 动门的驱动源。
本发明是用于自动门驱动的自动门的驱动源，通过如下结构解决了上 述课题，该结构具备驱动源输出轴，输出旋转输出；转子磁轭，与该驱 动源输出轴同心，且与该驱动源输出轴一体化；永久磁铁，与该转子磁轭 同心，且与该转子磁轭一体化；多个电枢绕组，与该永久磁铁同心，且与 该永久磁铁在半径方向上对置、在圆周方向上可相对旋转地配置，在同一 半径上不具有磁性材料并缠绕成扁平状；以及，定子磁轭，与该电枢绕组 同心，且与该电枢绕组一体化。
根据本发明，定子磁轭可以做成单纯的圆筒形状，可以控制半径方向 的厚度，可以相对地将转子和定子之间的间隙向驱动源输出轴的半径方 向外侧扩展该部分厚度的量。即、由于使驱动源输出轴旋转的磁力的产 生位置离开驱动源输出轴的轴心，因此即便不并用铁心等磁性材料也能 够大大确保使驱动源输出轴旋转的旋转转矩。另外，还可以增大永久磁 铁或电枢绕组等的表面积，该永久磁铁或电枢绕组等的表面积产生用于 使驱动源输出轴旋转的磁力。这样，与例如壳体的外径相同且输出相同 的齿轮电动机相比，可以将转子或定子的轴向长度縮短该部分厚度的 量°
并且，具有这种优点的同时，本发明涉及的定子磁轭为单纯的圆筒形 状(不具有所谓的齿(槽))，电枢绕组在同一半径上不具有铁心等磁性材 料，且被缠绕成扁平状。因此，在自动门的非动作时，通过手动来开闭自 动门时的开闭阻力大大降低，并且几乎不会产生脉动感(后面将详细叙述)。 为了减轻自动门非动作时的开闭负荷，经常使用的方法是在驱动自动门的
动力传递路径的任何一个上安放离合器机构，以避免来自自动门侧的动力 传递到驱动源侧，但为此就需要将离合器t几构与原来的动力传递系统分别 配置，这样就会伴随有装置自身的尺寸增大、安装自由度减小之类的较大 的缺点。另外，通过手动进行该离合器的解除很繁杂，且无法消除开闭自 动门的主电源的繁杂性。根据本发明，不使用离合器机构等，结果是，即 便电源在关闭状态下，也可以通过较以往小的力来使自动门移动，从而可 以得到使用非常方便的自动门的驱动源。
另外，永久磁铁和电枢绕组虽然相对旋转，但其中任何一方配置在转 子磁轭侧或定子磁轭侧都能够实现本发明的宗旨。即，本发明能够采取如 下一种形式，即一种用于自动门的驱动的自动门的驱动源，其特征在于， 具备驱动源输出轴，输出旋转输出；圆筒形状的转子磁轭，与该驱动源 输出轴同心，且与该驱动源输出轴一体化；电枢绕组，与该转子磁轭同心， 且在同一半径上不具有磁性材料，且缠绕成扁平状，从而与该转子磁轭 一体化；永久磁铁，与该电枢绕组同心，并且与该电枢绕组在半径方向 上对置、在圆周方向上可相对旋转地配置；以及，定子磁轭，与该永久 磁铁同心，并且与该永久磁铁一体化。
发明效果
能够获得一种自动门的驱动源，其不仅能够抑制装置的大型化，而且 能够减轻自动门非动作时的开闭负荷。
图l是表示作为本发明涉及的实施方式的一个例子的自动门的驱动
源与减速器一起使用的样子的主剖视图。 图2是上述例子的侧剖视图。 图3是沿图1中的箭头III-III线的剖视图。 图4是使用了自动门的驱动源的自动门的整体构成图。 图5是将上述实施方式与以往的例子相比较来表示反转转矩特性的图表。
图6是表示上述以往的自动门的驱动源与减速器一起使用的样子的 主剖视图。
图7是上述以往例子的侧剖视图。
图8是沿图6中的箭头vm-vni线的剖视图。 标记说明
102...自动门的驱动源;104...驱动源输出轴；106、 108、 136、 138...
轴承；112...双曲线小齿轮；114...输出轴；116...双曲线齿轮；120...减速 器壳体；120a…减速器壳体主体；120b…输出轴盖；122...驱动源壳体；
122a…端盖；122b.,.驱动源壳体主体；122c…前盖；124...螺栓；130...减
速器；140…转子磁轭；142...电枢绕组;144…永久磁铁;148...定子磁轭;
150、 152…油封；301…门驱动带；302…带轮；303...自动门；Ll、 L2…驱
动源输出轴长度。
具体实施例方式
以下，结合附图对本发明涉及的实施方式的一个例子进行详细说明。
图1是作为本发明涉及的实施方式的一个例子的自动门的驱动源102
的主剖视图，图2是其侧剖视图，图3是沿图i中的箭头m-m线的剖视图，
图4是使用了该驱动源102的自动门的整体构造图。
该自动门的驱动源102与减速器130 —起使用。减速器130的输出轴 114通过驱动例如带轮302，经由门驱动带301进行自动门303的开闭(参 照图4)。
减速器130在该实施方式中，具有由双曲线小齿轮112和双曲线齿轮 116构成的正交齿轮组GS。
驱动源102将输出旋转输出的驱动源输出轴104、转子磁轭140、电枢 绕组142、永久磁铁144及定子磁轭148全部相互同心地配置。以下，将进 行详细叙述。
在驱动源102的大致中央位置配置有驱动源输出轴104，该驱动源输出 轴104与该减速器130的输入轴可传递动力地连接(在本实施方式中为一 体形成)。驱动源输出轴104的前端经由轴承138旋转自如地支承在前盖 122c上。另外，驱动源输出轴104的后端经轴承136旋转自如地支承在端 盖122a上。前盖122c和端盖122a经由驱动源壳体主体122b利用螺栓124
连接固定为一体。由前盖122c、驱动源壳体主体122b、端盖122a构成驱 动源壳体122。
另一方面，在驱动源输出轴104上，且在自身的轴向大致中央位置， 可一体旋转地绕周向设置有磁轭140。此外，在该转子磁轭140的半径方向 外侧固定有永久磁铁144。在本实施方式中，在转子磁轭140的周围一周以 磁性依次不同的方式配置有永久磁铁144。另外，由转子磁轭140和永久磁 铁144构成了 "转子(转动件)"。
在永久磁铁144的半径方向外侧经由规定间隙G1配置有近似圆筒形状 的巻料匣149，在向该巻料匣149的半径方向外侧突出的突起部之间固定有 多个电枢绕组142。即、电枢绕组142被配置为(经由巻料匣149)与该 永久磁铁144在半径方向对置，且与该永久磁铁144在圆周方向上可相对 旋转。电枢绕组142固定在定子磁轭148上。定子磁轭148绕周向设置在 上述驱动源壳体主体122b的内周面侧。
在此，驱动源壳体主体122b为圆筒形状，定子磁轭148也为单纯的圆 筒形状且不具有以往那样的齿(槽)。另夕卜，各电枢绕组142的自身整体由 绝缘性树脂涂覆(模塑)，并且缠绕成空芯且扁平状。即，在与电枢绕组142 同一半径上未配置铁心等磁性材料。
另外，电枢绕组142的内周的轴向长度(内径)dl设定为比定子磁轭 148的轴向长度Wl短。并且，电枢绕组142的内周的轴向长度dl设定为 比该转子磁轭140的轴向长度W2短。由定子磁轭148和电枢绕组142构 成了 "定子(固定件)"。
在上述驱动源输出轴104的前端直接切削形成有双曲线小齿轮112。 即、驱动源输出轴104与减速器130的输入轴形成为一体，并且减速器130 的输入小齿轮即双曲线小齿轮112也与该驱动源输出轴104 —体形成。该 双曲线小齿轮112与减速器130的双曲线齿轮116啮合。该双曲线齿轮116 以可与减速器输出轴114 一体旋转的方式设置固定。此外，减速器输出轴 114经由轴承106可旋转地支承在减速器壳体主体120a上。并且，经由轴 承108可旋转地支承在输出轴盖120b上。输出轴盖120b通过螺栓132设 置固定在减速器壳体主体120a上。该输出轴盖120b被设置为其自身的一 部分被输出轴114贯穿。另夕卜，由该减速器壳体主体120a和输出轴盖120b
构成了减速器壳体120。
另外，在本实施方式中，构成驱动源壳体122的前盖122c和构成减速 器壳体120的减速器壳体主体120a—体形成。另外，符号150、 152是油封。
接着，对该自动门303的驱动源102的作用进行说明。 若对电枢绕组142通电，则伴随着通电会在电枢绕组142上产生磁场。 利用未图示的驱动器来适当地控制流过电枢绕组142的电流的时刻、方向 及强度等，并且利用电枢绕组142所产生的磁场和永久磁铁144所具有的 磁场之间的吸引及排斥作用，来使永久磁铁144以驱动源输出轴104为中 心旋转。该旋转经由转子磁轭140向驱动源输出轴104传递，该驱动源输 出轴104旋转。驱动源输出轴104的旋转使形成于该驱动源输出轴104前 端的双曲线小齿轮112旋转，并向与该双曲线小齿轮112啮合的双曲线齿 轮116传递。通过该双曲线小齿轮112与双曲线齿轮116的啮合，驱动源 输出轴104的旋转减速并向减速器输出轴114传递。另外，通过该啮合旋
转方向变换为正交的方向。
如图4所示，由于减速器输出轴114与带轮302配合，因此带轮302
伴随着该减速器输出轴114的旋转而旋转。通过带轮302的旋转，门驱动 带301旋转移动，从而使连结于门驱动带301上的自动门303进行开关。
在本实施方式中，将电枢绕组142制成被缠绕成空芯且扁平状的形状， 在其半径方向外侧固定有圆筒形状的定子磁轭148。
由此，可获得以下的效果。
其中一个效果是在非动作时(自动门303的驱动源102的电源关闭时) 开关该自动门303时的顺利性。
在图5中比较表示了本实施方式和以往例子(之前的图6、图7的例子) 的反转转矩。在图5中，(A)是本实施方式涉及的自动门的驱动源102的 非动作时(电源关闭时)的静反转转矩(开始开关自动门时需要的启动转 矩)ST1， (B)为同一情况下的动反转转失巨(门开始移动后，用于持续该 移动的滑动转矩)DT1。另外，(C)、 (D)分别是与(A)、 (B)相应的以 往的自动门的驱动源202的静反转转矩ST2及动反转转矩DT2。
从图5可知，本实施方式涉及的自动门的驱动源102的静反转转矩ST1
的(开关紧前的)最大值STlm与以往例子中的自动门的驱动源202的静 反转转矩ST2的(开关紧前的)最大值ST2m相比，降低到了大约1/3以 下。另外，本实施方式涉及的自动门的驱动源102的动反转转矩DT1的平 均值DTla与以往例子的自动门的驱动源202的静反转转矩DT2的平均值 DT2a相比降低到了约1/2.5以下。 第二个效果是消除脉动转矩。
如图5 (D)可知，在以往的动反转转矩DT2中，产生了剧烈的脉动 (所谓齿槽转矩)。该脉动转矩绝对不会出现在(自动门以外的)通常的门 上。因此，开关门的人简单地感知到由于这是自动门因此会有转矩感，也 会因此更加强烈地感觉到开关转矩"正在增大"(心里上的重量感)。由图5 (B)的图表可知，在本实施方式涉及的动反转转矩DT1中，几乎看不到 该脉动转矩。也就是说，在本实施方式中，静反转转矩ST1、动反转转矩 DT1的值自身分别比以往的静反转转矩ST2、动反转转矩DT2的值小，而 且动反转转矩DT1的脉动几乎没有，因此在停电时或电源关闭时能够非常 顺滑地且不会感到心里上的重量感地开关自动门，大大提高了便利性。 第三个效果，是实现紧凑性。
根据本实施方式涉及的构成，不需要有在以往的定子磁轭自身的内部 (齿部)的缠绕电枢绕组的空间，因而可以控制定子磁轭148自身在半径 方向的厚度。结果是，可以将"转子(转动体)"和"定子(固定体)"之 间的间隙再向驱动源输出轴104的半径方向外侧相对地偏离定子磁轭148 变薄那部分的量。即、用于使驱动源输出轴104旋转的旋转力的产生位置 (在同一壳体外径的情况下)从驱动源输出轴104的轴心进一步远离，因 此可以进一步增大能够使驱动源输出轴104旋转的旋转转矩。另外，还可 以增大产生使驱动源输出轴104旋转的磁力的永久磁铁144或电枢绕组142 等的磁场产生机构的表面积。这样，可以将磁场产生机构的轴向长度縮短 该部分的量。另外，由于是空芯绕组，因此可以将电枢绕组142的内周的 轴向长度dl构成为比转子磁轭140或定子磁轭148的轴向长度Wl、 W2 短。其结果，可以将电枢绕组142的外周的轴向长度(外径)Dl构成为比 以往(图6 图8的驱动源202)短。即、可以将驱动源输出轴104自身的 长度縮短。另外，即便在如此构成的情况下，也能够确保和以往相同程度
的输出转矩。
第四个效果是避免由热处理所造成的不良的产生。
如本实施方式或上述以往的例子那样，在驱动源输出轴104、 204的前 端直接切削双曲线小齿轮112、 212的结构的情况下，驱动源输出轴104、 204不仅只起到输出驱动源102、 202的旋转力的作用，还兼有作为减速器 130、 230的输入轴(双曲线小齿轮112、 212的旋转轴)的功能。因此在驱 动源输出轴104、 204上施加应该能承受因啮合所产生的负荷或磨损的规定 的热处理，然而由于这些热处理，会不可避免地在驱动源输出轴104、 204 上产生由于发热所引起的"翘曲"等歪斜。当然，这种歪斜会使以驱动源 输出轴204为首的旋转系的旋转不稳定，且还会产生振动及噪音。在作为 "自动门的开关"之类的用途的情况下，由于对静音性有要求，因此，去 除这种歪斜的处理(直杆化)的工序必不可少。具体而言，采用一边从产 生歪斜的驱动源输出轴的半径方向外侧施加适当的压力，一边使轴旋转(转 动)的方法等。然而，这并不是用在任何一个工厂都有的普通的机器就能 够完成的，因而需要费用和时间，在以往，由于这个问题使成本提高、处 理时间增长。
施加处理的部件(驱动源输出轴)越长(更正确的是，用驱动源输出 轴的最大直径去掉驱动源输出轴的全长的值越大)，则通过这种热处理所产 生的轴的歪斜越显著。若从相反的角度来看，如本实施方式那样，若能够 搭载轴长与直径相比相对较短的驱动源输出轴(例如，若能做成用驱动源 输出轴的最大直径去掉驱动源输出轴的全长的值在例如6.0以下的驱动源 输出轴)，则能够可靠地降低伴随热处理的驱动源输出轴的歪斜。若能够减 小伴随热处理的驱动源输出轴的歪斜，则能够简化(或能够省略)用于去 除歪斜的处理(直杆化处理)，能够更加降低成本，并且能够维持静音性。
另外，在上述实施方式中，虽然双曲线小齿轮直接形成于驱动源输出 轴上，但对本发明而言，不需要一定将减速器的小齿轮一体形成在驱动源 输出轴上。另外，小齿轮的种类也不一定限定为双曲线小齿轮，例如也可 以是正小齿轮、斜小齿轮等。减速器的种类也不限于上述构成。
此外，永久磁铁和电枢绕组虽然相对旋转，即便其中任何一个被配置 在转子磁轭侧或定子磁轭侧，也可以实现本发明的宗旨。即、本发明是用
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于自动门驱动的自动门的驱动源，其作为如下的构成来实施，该构成具备: 驱动源输出轴，输出旋转输出；圆筒形状的转子磁轭，与该驱动源输出轴 同心，且与该驱动源输出轴一体化；电枢绕组，与该转子磁轭同心，且在 同一半径上不具有磁性材料，且缠绕成扁平状，从而与该转子磁轭一体化; 永久磁铁，与该电枢绕组同心，并且与该电枢绕组在半径方向上对置、在 圆周方向上可相对旋转地配置；以及，定子磁轭，与该永久磁铁同心，并 且与该永久磁铁一体化。 产业上的可利用性
本发明能够作为开关门用的驱动源来利用。
权利要求
1. 一种自动门的驱动源，用于自动门的驱动，其特征在于，具备驱动源输出轴，输出旋转输出；转子磁轭，与该驱动源输出轴同心，且与该驱动源输出轴一体化；永久磁铁，与该转子磁轭同心，且与该转子磁轭一体化；多个电枢绕组，与该永久磁铁同心，且与该永久磁铁在半径方向上对置、在圆周方向上可相对旋转地配置，在同一半径上不具有磁性材料并缠绕成扁平状；以及，定子磁轭，与该电枢绕组同心，且与该电枢绕组一体化。
2. —种自动门的驱动源，用于自动门的驱动，其特征在于，具备 驱动源输出轴，输出旋转输出；圆筒形状的转子磁轭，与该驱动源输出轴同心，且与该驱动源输出轴 一体化；电枢绕组，与该转子磁轭同心，且在同一半径上不具有磁性材料并被 缠绕成扁平状，与该转子磁轭一体化；永久磁铁，与该电枢绕组同心，并且与该电枢绕组在半径方向上对置、 在圆周方向上可相对旋转地配置；以及，定子磁轭，与该永久磁铁同心，并且与该永久磁铁一体化。
3. 根据权利要求1或2所述的自动门的驱动源，其特征在于，在上述 驱动源输出轴上一体形成有减速器的输入轴，并且该减速器的输入小齿轮 也与上述驱动源输出轴一体形成。
4. 根据权利要求1 3的任意一项所述的自动门的驱动源，其特征在 于，上述电枢绕组的内周的轴向长度比上述转子磁轭的轴向长度短。
5. 根据权利要求1 4的任意一项所述的自动门的驱动源，其特征在 于，上述电枢绕组的内周的轴向长度比上述定子磁轭的轴向长度短。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制装置的大型化、并且减轻自动门非动作时(电源关闭时)的开关门的负荷的自动门的驱动源。其与减速器(130)一起使用，且是用于自动门驱动的自动门的驱动源(102)，全部同心地具备驱动源输出轴(104)，与上述减速器(130)的输入轴可传递动力地连接(图的例子中是一体化)；转子磁轭(140)，可与该驱动源输出轴(104)一体旋转；永久磁铁(144)，固定在该转子磁轭(140)上；多个电枢绕组(142)，间隔规定间隙地配置在该永久磁铁(144)的半径方向外侧，在同一半径上不具有磁性材料并缠绕成扁平状；以及，定子磁轭(148)，固定在该电枢绕组(142)上。
文档编号H02K21/14GK101378210SQ200810211138
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月28日 优先权日2007年8月31日
发明者竹岛丰 申请人:住友重机械工业株式会社