CN112042085A - 电动机 - Google Patents

Abstract

电动机(100)具有定子(3)和转子(2)，该转子(2)被定子(3)包围，以轴(1)为中心进行旋转。电动机(100)具有：检测器(11)，其对轴(1)的旋转位置进行检测而输出表示检测结果的电信号；检测器罩(10)，其收容检测器(11)；动力线(16)，其设置于电动机(100)的内部，传递用于旋转驱动转子(2)的电力；信号线(17)，其供从检测器(11)输出的电信号在检测器罩(10)的内部进行传输；以及连接器(12)，其设置于检测器罩(10)，安装有动力线(16)的端部和信号线(17)的端部。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及具有检测器的电动机。

背景技术

在具有检测器的电动机中，基于通过检测器得到的检测结果进行旋转驱动的反馈控制。在该电动机的内部，设置有用于将表示通过检测器得到的检测结果的电信号向电动机的控制装置发送的信号线、和对从控制装置供给的电力进行传递的动力线。电动机是在电动机的内部设置的信号线和包含电动机的外部的信号线的线缆经由连接器而连接，由此能够将从电动机的内部的检测器输出的信号向电动机的外部的控制装置发送。电动机是在电动机的内部设置的动力线和包含电动机的外部的动力线的线缆经由连接器而连接，由此能够接收来自控制装置的电力供给。

在专利文献1中，公开了动力线和信号线一体化的线缆和该线缆与1个连接器连接的电动机。电动机能够实现1个连接器中的信号线的连接和动力线的连接，能够将用于与电动机外部的控制装置连接的作业简化。

专利文献1：日本特开昭61－171010号公报

发明内容

在信号线中，流过与在动力线中流动的电流相比微小的电流，因此在流过动力线的电流所包含的噪声混入至在信号线中流动的电流的情况下，难以向控制装置传输准确的电信号。

根据专利文献1的技术，在线缆中，动力线和信号线由屏蔽部电气性地屏蔽，由此实现了在电动机的外部减少向在信号线中传输的电信号的噪声混入。但是，在电动机的内部，动力线和信号线集成于1个连接器，因此有时噪声会向在信号线中传输的电信号混入。因此，根据专利文献1的技术，能够实现1个连接器中的信号线的连接和动力线的连接，但是存在有时噪声会向表示通过检测器得到的检测结果的电信号混入这样的问题。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够实现1个连接器中的信号线的连接和动力线的连接，且能够减少向表示通过检测器得到的检测结果的电信号的噪声混入的电动机。

为了解决上述的课题，并达到目的，本发明所涉及的电动机具有定子和转子，转子被定子包围，以轴为中心进行旋转。本发明所涉及的电动机具有：检测器，其对轴的旋转位置进行检测而输出表示检测结果的电信号；检测器罩，其收容检测器；动力线，其设置于电动机的内部，传递用于旋转驱动转子的电力；信号线，其供从检测器输出的电信号在检测器罩的内部进行传输；以及连接器，其设置于检测器罩，安装有动力线的端部和信号线的端部。

发明的效果

本发明所涉及的电动机具有下述效果，即，能够实现1个连接器中的动力线的连接和信号线的连接，且能够减少向表示通过检测器得到的检测结果的电信号的噪声混入。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机的结构的图。

图2是表示实施方式1的变形例所涉及的电动机的结构的图。

图3是表示本发明的实施方式2所涉及的电动机的结构的图。

图4是表示实施方式2的变形例所涉及的电动机的结构的图。

具体实施方式

下面，基于附图详细地说明本发明的实施方式所涉及的电动机。此外，本发明并不限定于本实施方式。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机100的结构的图。电动机100是能够基于对电动机100的旋转进行检测的结果进行反馈控制的伺服电动机。在图1中，示意地表示出包含中心线N的剖面的结构。中心线N是表示轴1的中心的线。在图1中，纸面中的右方向侧是电动机100中的与负载连接侧即负载侧，且纸面中的左方向侧是负载相反侧。

电动机100具有定子3和转子2，该转子2被定子3包围，以轴1为中心进行旋转。电动机100通过电流向定子3流动而在与定子3相比的中心线N侧产生磁场，通过由定子3产生的磁场和由转子2产生的磁场的相互作用而将转子2旋转驱动。电动机100通过使转子2和轴1旋转，从而将转子2的旋转力向电动机100的外部传递。

第1托架4、框架5、第2托架6和检测器罩10构成了电动机100的外壳。定子3向框架5压入。第1托架4与框架5相比设置于负载侧。第1轴承7配置于第1托架4内。第1轴承7在与转子2相比的负载侧可自由旋转地支撑轴1。第2托架6与框架5相比设置于负载相反侧。第2轴承8在与转子2相比的负载相反侧可自由旋转地支撑轴1。板簧9是设置于第1托架4和第1轴承7的间隙的预紧弹簧。板簧9通过向第1轴承7施加预紧力，从而减小第1轴承7的振动。

电动机100具有：检测器11，其对轴1的旋转位置进行检测而输出表示检测结果的电信号；以及检测器罩10，其收容检测器11。检测器罩10与第2托架6相比配置于负载相反侧。检测器罩10是负载相反侧的端部被堵塞的筒状体，且形成圆筒形状。检测器罩10中的负载侧的端被第2托架6堵塞。

检测器11具有：盘状物13，其安装于轴1；以及电路基板14，其是输出表示轴1的旋转位置的检测结果的电信号的电路部。旋转位置表示以中心线N为中心的旋转角度。检测器11具有壳体15，该壳体15将电路基板14中的朝向负载侧的面覆盖，并且收容盘状物13。轴1中的负载相反侧的端部进入至壳体15的内部。盘状物13安装于轴1中的该端部。壳体15安装于第2托架6，由此检测器11支撑于由检测器罩10和第2托架6包围的空间。

检测器11是将通过旋转产生的机械位移量变换为电信号，通过电信号的处理对旋转位置进行检测的旋转式的编码器。实施方式1中的检测器11是对透过盘状物13或者由盘状物13反射出的光进行检测，基于检测出的光的图案对轴1的旋转位置进行检测的光学式的编码器。检测器11也可以是基于对通过永磁铁或者感应线圈的旋转而产生的磁场的变化进行检测所得到的电信号，对轴1的旋转位置进行检测的磁式的编码器。

电动机100具有：动力线16，其传递用于将转子2旋转驱动的电力；以及信号线17，其是将从电路基板14输出的电信号在检测器罩10的内部进行传输的第1信号线。动力线16设置于电动机100的内部。电动机100具有连接器12，在该连接器12安装有动力线16的端部和信号线17的端部。连接器12设置于检测器罩10中的圆筒面即侧面。

信号线17的一个端部与电路基板14连接。信号线17的另一个端部与连接器12内的端子连接。信号线17在检测器罩10的内部设置于电路基板14和连接器12之间。动力线16的一个端部与定子3连接。动力线16的另一个端部连接于连接器12中的与连接有信号线17的端子相比设置于负载侧的位置的端子。动力线16穿过框架5、第2托架6和检测器罩10，由此在电动机100的内部设置于定子3和连接器12之间。此外，在图1中，关于在连接器12的内部设置的结构而省略了图示。在连接器12的内部，动力线16和信号线17之间被电屏蔽，抑制了从动力线16向信号线17内的电信号的噪声混入。流过动力线16的电流所包含的噪声之一是由设置于控制装置的逆变器的驱动引起的通断噪声。

电动机100是在检测器罩10的内部设置的信号线17和电动机100的外部的外部信号线经由连接器12内的端子而连接，由此将从电动机100的内部的电路基板14输出的电信号向电动机100的外部的控制装置发送。电动机100是在电动机100的内部设置的动力线16和电动机100的外部的外部动力线经由连接器12内的端子而连接，由此可接受来自控制装置的电力。此外，在图1中，省略了外部信号线、外部动力线和控制装置的图示。外部导电线和外部信号线可以一体化为1根线缆而与连接器12连接。也可以是包含外部导电线的线缆和包含外部信号线的线缆彼此分离而与连接器12连接。

在实施方式1中，在检测器罩10的侧面设置连接器12，由此能够使连接器12内的与信号线17连接的端子接近电路基板14中的连接信号线17的一个端部的位置。由此，电动机100能够尽可能缩短在检测器罩10的内部设置的信号线17，减少噪声向在信号线17中传输的电信号混入的可能性。另外，通过使得不将信号线17引出至检测器罩10的外部就能够配置，从而与信号线17引出至检测器罩10的外部的情况相比，能够减少噪声从检测器罩10的外部的结构要素向信号线17内的电信号混入的可能性。并且，通过能够缩短信号线17，从而能够将信号线17紧凑地配置。

连接器12中的安装有动力线16的端部的位置，与连接器12中的安装有信号线17的位置相比处于负载侧的位置，由此在电动机100中，能够以不使动力线16与信号线17交叉或者接近的方式配置动力线16和信号线17。由此，电动机100能够减少从动力线16向信号线17内的电信号的噪声混入。动力线16与电路基板14相比设置于负载侧的位置，由此能够以不使动力线16和信号线17交叉的方式配置动力线16和信号线17。

就电动机100而言，即使用于电屏蔽的屏蔽部不设置于动力线16和信号线17，通过配置动力线16和信号线17，从而也能够减少从动力线16向信号线17内的电信号的噪声混入。动力线16和信号线17在设置屏蔽部的情况下，由于粗细的增大，与不设置屏蔽部的情况相比，用于配线的作业需要花费时间。电动机100不需要动力线16和信号线17的屏蔽部，由此与设置屏蔽部的情况相比能够通过简易的作业对动力线16和信号线17进行配线。

电动机100能够减少向信号线17内的电信号的噪声混入，由此能够将通过检测器11得到的检测结果准确地向控制装置传递。由此，电动机100能够实现通过高精度的反馈控制进行的驱动。

作为检测器罩10的材料使用导电性材料且金属材料之一的铝。检测器罩10除了整体由铝形成以外，也可以是在由导电性材料以外的材料构成的部分中组合有铝。检测器罩10也可以仅外壳由铝覆盖。将导电性材料且是金属材料用于检测器罩10的材料，由此能够减少向检测器罩10内的信号线17和电路基板14的噪声混入。检测器罩10与接地电极连接，由此能够有效地减少噪声的混入。作为导电性材料可以使用除了铝以外的金属材料，也可以使用除了金属材料以外的导电性材料。

作为检测器罩10的材料可以使用强磁性材料且金属材料之一的铁。铁是强磁性材料且是导电性材料。检测器罩10除了整体由铁形成以外，也可以是在由强磁性材料以外的材料构成的部分中组合有铁。检测器罩10可以通过铁和除了强磁性材料以外的材料即树脂材料的嵌入成型而形成。将强磁性材料且是金属材料用于检测器罩10的材料，由此能够减少向检测器罩10内的信号线17和电路基板14的磁噪声混入。作为强磁性材料也可以使用铁以外的强磁性材料。与检测器罩10同样地，第2托架6也可以使用强磁性材料而形成。

此外，检测器罩10并不限定于使用导电性材料或者强磁性材料而形成。检测器罩10也可以不使用导电性材料或者强磁性材料而形成。检测器罩10可以使用除了导电性材料及强磁性材料以外的材料即树脂而形成。

在电动机100中，能够将动力线16及外部动力线的连接、和信号线17及外部信号线的连接，汇总于1个连接器12而进行。因此，电动机100能够将用于与电动机100外部的控制装置连接的作业简化。

根据实施方式1，电动机100通过在检测器罩10设置有连接器12，从而能够尽可能缩短信号线17，减少向在信号线17中传输的电信号的噪声混入。由此，电动机100具有下述效果，即，能够实现1个连接器12中的动力线16的连接和信号线17的连接，且减少向表示通过检测器11得到的检测结果的电信号的噪声混入。

图2是表示实施方式1的变形例所涉及的电动机101的结构的图。在变形例所涉及的电动机101中，在与图1所示的电动机100相同的结构的基础上，还设置有制止轴1的旋转的制动器20和与制动器20连接的制动器线21。制动器线21是传输来自控制装置的电信号的第2信号线。第2信号线是指设置于电动机100的信号线中的除了信号线17以外的信号线。制动器20基于来自控制装置的电信号而进行轴1的制止和制止解除。

制动器线21的一个端部与制动器20连接。制动器线21的另一个端部与连接器12内的端子连接。制动器线21穿过检测器罩10，在电动机101的内部设置于制动器20和连接器12之间。电动机101是在电动机101的内部设置的制动器线21和电动机101外部的外部制动器线经由连接器12内的端子而连接，由此可接收来自控制装置的电信号。此外，在图2中，省略了外部制动器线的图示。

在连接器12中，将制动器线21的端进行连接的端子能够配置于任意的位置。在制动器线21中流动的电流小于在动力线16中流动的电流，即使制动器线21接近信号线17，向在信号线17中传输的电信号的影响也少。由此，在本变形例中，电动机101也能够减少向表示通过检测器11得到的检测结果的电信号的噪声混入。

在电动机101中，能够将动力线16及外部动力线的连接、信号线17及外部信号线的连接和制动器线21及外部制动器线的连接汇总于1个连接器12而进行。因此，电动机101能够将用于与电动机101外部的控制装置连接的作业简易化。

电动机101在设置有对电动机101的温度进行测量的热敏电阻的情况下，与热敏电阻连接的热敏电阻线的端部也可以与制动器线21同样地安装于连接器12。热敏电阻线传输是表示温度的测量结果的电信号的第2信号线。在热敏电阻线中流动的电流也小于在动力线16中流动的电流，即使热敏电阻线接近信号线17，向在信号线17中传输的电信号的影响也少。因此，电动机101能够减少向表示通过检测器11得到的检测结果的电信号的噪声混入。除了热敏电阻线以外还设置热敏电阻以外的传感器即振动传感器等的情况下，关于传输来自该传感器的电信号的第2信号线，也可以与制动器线21同样地进行设置。

实施方式2.

图3是表示本发明的实施方式2所涉及的电动机200的结构的图。在实施方式2所涉及的电动机200中，在与定子3相比设置于负载相反侧的构造件中，在与电路基板14及信号线17相比的负载侧的位置处卷绕有动力线16。在实施方式2中，对与上述的实施方式1相同的结构要素标注同一标号，主要关于与实施方式1不同的结构进行说明。在图3中，关于检测器11而示出了侧面，将检测器11中的电路基板14用虚线示出。

在检测器罩10的内部，在检测器11的周围确保有能够卷绕动力线16的空间。检测器11是与定子3相比设置于负载相反侧的构造件之一。动力线16穿过第2托架6、该空间和检测器罩10，由此在电动机200的内部设置于定子3和连接器12之间。

在检测器罩10的内部中的、与检测器11相比的负载相反侧，确保有能够配置信号线17的空间。信号线17穿过该空间和检测器罩10，由此能够在检测器罩10的内部设置于电路基板14和连接器12之间。

就动力线16的长度而言，为了进行将从定子3引出的动力线16的端部向连接器12安装的作业，比相当于定子3和连接器12的端子之间的最短距离的长度延长了剩余长度的量。剩余长度是指动力线16中的超过该最短距离的部分的长度。动力线16中的剩余长度的部分穿过检测器11的周围而设为适当地张紧的状态。适当地张紧的状态，是指不会产生到达连接器12中的与安装动力线16的位置相比位于负载相反侧的信号线17或者电路基板14的程度的松弛，且不会作用对动力线16的电连接产生妨碍的过大的张力。

在电动机200的组装时，从定子3引出的动力线16与连接器12的端子相连。此时，检测器罩10不向第2托架6固定，而是设为能够相对于第2托架6以中心线N为中心进行旋转的状态。在动力线16确保有剩余长度部分，由此能够容易地进行动力线16的安装作业。此外，在从电路基板14引出的信号线17也确保有剩余长度部分。

在动力线16和信号线17连接于连接器12的端子后，相对于第2托架6使检测器罩10旋转。相对于动力线16中的与第2托架6相比配置于负载侧的部分，动力线16中的安装于连接器12的端部移动，由此动力线16渐渐卷绕于检测器11，逐渐地被张紧。在动力线16成为适当地张紧的状态时，检测器罩10的旋转停止。然后，在动力线16卷绕于检测器11的状态下，检测器罩10固定于第2托架6。此外，动力线16也可以在小于360度的角度范围进行卷绕，也可以在大于360度的角度范围进行卷绕。

从电路基板14引出的信号线17的长度，设为电路基板14中的安装有信号线17的端部的位置和连接器12的端子的位置之间的最长距离。该最长距离是电路基板14中的安装有信号线17的端部的位置的旋转位置从连接器12的端子的位置起移动了180度的状态时两者的位置间的距离。电路基板14中的安装有信号线17的端部的位置和连接器12的端子之间的最短距离，是绕中心线N的两者的旋转位置一致的状态时两者的位置间的距离。信号线17的剩余长度是相当于从该最长距离减去该最短距离而得到的差分的长度。关于信号线17也确保了剩余长度部分，由此能够容易地进行信号线17的安装作业。

在图3中，示出了在使第2托架6中的动力线16和连接器12的旋转位置一致的状态下在连接器12安装动力线16，然后使检测器罩10旋转了180度的状态。动力线16将从第2托架6向检测器罩10内的空间引出的位置设为起点，在绕检测器11的周围旋转将近半周后，穿过检测器罩10而与连接器12相连。另外，电路基板14中的安装有信号线17的端部的位置的旋转位置，设为从连接器12的端子的位置起移动了180度的位置。

此外，动力线16也可以卷绕于除了检测器11以外的构造件。在检测器罩10中，可以在与设置检测器11的空间相比远离中心线N的位置处形成供动力线16穿过的孔。可以是动力线16穿过该孔，从而卷绕于检测器罩10。动力线16所穿过的孔并不限定于检测器罩10，也可以形成于第2托架6。也可以是动力线16穿过该孔，从而卷绕于第2托架6。第2托架6是在与定子3相比的负载相反侧设置的构造件之一。在该情况下，电动机200也能够构成为，在与电路基板14及信号线17相比的负载侧的位置处卷绕有动力线16。

根据实施方式2，电动机200在与电路基板14及信号线17相比的负载侧的位置处卷绕有动力线16，由此将动力线16设为适当地张紧的状态，能够减少电动机200的内部中的动力线16的松弛。通过减少动力线16的松弛，从而能够防止动力线16碰到信号线17或者电路基板14，或者接近信号线17或者电路基板14这样的情况。电动机200能够减少来自动力线16的噪声向在信号线17中传输的电信号的混入。由此，电动机200具有下述效果，即，能够减少向表示通过检测器11得到的检测结果的电信号的噪声混入。

图4是表示实施方式2的变形例所涉及的电动机201的结构的图。在变形例所涉及的电动机201中，在与图3所示的电动机200相同的结构的基础上，还设置有制止轴1的旋转的制动器20和与制动器20连接的制动器线21。

在电动机201中，在动力线16的基础上制动器线21也穿过检测器罩10的内部中的检测器11周围的空间。在制动器线21中也确保有与动力线16相同的剩余长度的部分。通过在制动器线21确保了剩余长度部分，从而能够容易地进行制动器线21向连接器12的安装作业。即使制动器线21接近信号线17，向在信号线17中传输的电信号的影响也少，因此制动器线21能够配置于任意的位置。由此，在本变形例中，电动机201也能够减少向表示通过检测器11得到的检测结果的电信号的噪声混入。

电动机201在设置有热敏电阻的情况下，关于热敏电阻线也能够与制动器线21同样地设置。另外，电动机201对于传输来自除了热敏电阻以外的传感器的电信号的信号线，也可以与制动器线21同样地设置。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1轴，2转子，3定子，4第1托架，5框架，6第2托架，7第1轴承，8第2轴承，9板簧，10检测器罩，11检测器，12连接器，13盘状物，14电路基板，15壳体，16动力线，17信号线，20制动器，21制动器线，100、101、200、201电动机，N中心线。

Claims (8)

1.一种电动机，其具有定子和转子，所述转子被所述定子包围，以轴为中心进行旋转，

该电动机的特征在于，具有：

检测器，其对所述轴的旋转位置进行检测而输出表示检测结果的电信号；

检测器罩，其收容所述检测器；

动力线，其设置于所述电动机的内部，传递用于旋转驱动所述转子的电力；

信号线，其供从所述检测器输出的所述电信号在所述检测器罩的内部进行传输；以及

连接器，其设置于所述检测器罩，安装有所述动力线的端部和所述信号线的端部。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述检测器具有输出所述电信号的电路部，

所述动力线与所述电路部相比配置于负载侧的位置。

3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

所述连接器中的安装有所述动力线的端部的位置，与所述连接器中的安装有所述信号线的位置相比是负载侧的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述检测器罩为筒状体，

所述连接器设置于所述检测器罩的侧面。

5.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于，

所述动力线在与所述定子相比设置于负载相反侧的构造件中，卷绕于与所述电路部及所述信号线相比为负载侧的位置。

6.根据权利要求5所述的电动机，其特征在于，

所述构造件是所述检测器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述检测器罩的材料使用了导电性材料。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述检测器罩的材料使用了强磁性材料。

Images