JP2004274834A

JP2004274834A - 駆動回路内蔵型サーボモータ

Info

Publication number: JP2004274834A
Application number: JP2003059580A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Noda; 敏幸野田; Hirotada Miura; 啓正三浦
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30
Also published as: GB0405038D0; CN1531172A; DE102004010687A1; US7102318B2; SE0400473D0; CN100364216C; KR20040079852A; SE0400473L; GB2400984B; KR100648877B1; US20040174133A1; GB2400984A

Abstract

【課題】本発明は、センサ回路部、駆動制御回路部及びモータ駆動回路を２枚の基板にまとめることにより、回路の簡略化及び小型化を得ることを目的とする。
【解決手段】本発明による駆動回路内蔵型サーボモータは、センサ回路部（３１）、駆動制御回路部（３２）及びモータ駆動回路（４３Ａ）は、センサ回路用基板（２５）とモータ駆動基板（４２）に分けて形成し、小型化した構成である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動回路内蔵型サーボモータに関し、特に、センサ回路用基板にセンサ回路部と駆動制御回路部とを設け、ステータ巻線を駆動するパワー素子を有するモータ駆動基板と前記センサ回路用基板とをセンサカバー内に並設することにより小型化を達成するための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種の駆動回路内蔵型サーボモータとしては、モータエンコーダの構成を挙げることができる（例えば、特許文献１及び２参照）。
すなわち、特許文献１及び２のモータエンコーダではモータ部とエンコーダを合体させた構成よりなり、ドライバとしての駆動回路部は、モータ本体とは別の独立した筺体で構成されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−２７８４０８号公報
【特許文献２】
米国特許第５９１２５４１号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のサーボモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、従来構成におけるドライバは、エンコーダ用のセンサ基板、駆動制御用の駆動制御基板、ステータ巻線を駆動するためのモータ駆動基板が独立して存在するため、各基板間のアイソレーションを行わなければならず、また、相互間の信号の送受信を行わなければならず、数多くのＩＣを必要としていた。
従って、ドライバを含めたサーボモータ全体としては、その形状が大形化し、多軸制御用として多くのサーボモータを同時に用いる場合には、工作機やロボット等の小型化への大きい障害となっていた。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、センサ部、駆動制御部及びモータ制御部を一体の１つの回路と考え、センサ回路用基板にセンサ回路部と駆動制御回路部とを設け、ステータ巻線を駆動するパワー素子を有するモータ駆動基板と前記センサ回路用基板とをセンサカバー内に並設することにより、小型化を達成するようにした駆動回路内蔵型サーボモータ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】
本発明による駆動回路内蔵型サーボモータは、ステータ及びロータからなるサーボモータ部を、センサ回路部と駆動制御回路部とモータ駆動回路によってサーボ駆動するようにした駆動回路内蔵型サーボモータにおいて、前記センサ回路部と駆動制御回路部とはセンサ回路用基板に設けられている構成であり、また、前記サーボモータ部の端部には、エンコーダを覆うセンサカバーが設けられ、前記モータ駆動基板のパワー素子を前記センサカバーの内面に当接させた構成であり、また、前記センサ回路用基板と前記モータ駆動基板とは、前記センサカバー内で軸方向に間隔をあけて並設され、かつ、その外径は前記センサカバーの内径及び前記サーボモータ部の外径より小である構成であり、また、前記センサカバーはアルミニウムよりなり、かつ、冷却フィンを有する構成である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による駆動回路内蔵型サーボモータの好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものはステータ巻線２を巻付けたステータ３を有する筒状ケースであり、この筒状ケース１の両端には前蓋３と後蓋４が取付けられている。
【０００８】
前記前蓋３と後蓋４に設けられた各軸受５、６に回転自在に設けられた回転軸７には、前記ステータ３の内側に位置するロータ８が回転自在に設けられており、前記後蓋４には電磁駆動部９が設けられている。尚、ステータ３、ロータ８及びエンコーダ３０によりサーボモータ部１００を構成している。
【０００９】
前記電磁駆動部９の前記前蓋３側位置には、この電磁駆動部９にボルト１０を介して隙間Ｄを保って固定板１１が固定配設されている。
前記隙間Ｄ内には、ブレーキ固定板１２及びブレーキ可動板１３が配設され、このブレーキ固定板１２は前記ロータ８側に固定されていると共に、前記ブレーキ可動板１３は前記電磁駆動部９に対して図示しないばねを介して接続されている。
従って、電磁駆動部９が励磁されない時は前記ばねのばね力によって前記ブレーキ可動板１３がブレーキ固定板１２に当接してロータ８の回転が固定され、前記電磁駆動部９が励磁されると、前記ブレーキ可動板１３が引きつけられてブレーキ固定板１２がフリーとなり、ロータ８が回転できるように構成されている。
尚、前述のブレーキ固定板１１、ブレーキ可動板１３及び電磁駆動部９によって周知のブレーキ２０を構成している。
【００１０】
前記後蓋４の開口４ａを貫通して突出する回転軸７の突出軸７ａには、符号板２１が設けられ、この後蓋４に設けられた保持板２２には発光体２３が設けられている。
前記後蓋４には、支持体２４を介してプリント基板からなるセンサ回路用基板２５が設けられ、このセンサ回路用基板２５は前記符号板２１の外側すなわち後側に固定配設されている。
【００１１】
前記センサ回路用基板２５の一面には、受光体２６が設けられており、前記発光体２３、符号板２１及び受光体２６によって回転検出器としてのエンコーダ３０を構成し、このエンコーダの代りに周知のレゾルバを用いることもできる。
【００１２】
前記センサ回路用基板２５の他面にはＩＣからなる周知のセンサ回路部３１及び駆動制御回路部３２が設けられており、このセンサ回路部３１は前記エンコーダ３１に対する電源及び信号の処理を行い、エンコーダ信号を前記駆動制御回路部３２に供給するように構成されている。
【００１３】
前記後蓋４の後方側には、前記エンコーダ３０を覆うようにアルミニウム（他の材料も可）等の放熱性の良好な材料からなるカップ型のセンサカバー４０が取付けられている。
前記センサカバー４０の内面に設けられたホルダ４１には、プリント基板からなるモータ駆動基板４２が取付けられ、このモータ駆動基板４２のパワートランジスタ等からなるパワー素子４３はこのセンサカバー４０の内面４０ａに当接して接合し、熱伝達及び放熱可能に構成されている。
【００１４】
前記センサカバー４０の表面に形成された冷却フィン４４によって、高効率に放熱が可能なように構成されている。
前記モータ駆動基板４２には、周知のように、前記パワー素子４３によって３相の前記ステータ巻線２を駆動するためのモータ駆動回路４３Ａが設けられ、前記駆動制御回路部３２は前記モータ駆動回路４３Ａを駆動制御するように構成されている。
【００１５】
前記センサ回路用基板２５及びモータ駆動基板４２は、その外径が前記センサカバー４０の内径及びサーボモータ部１００の外径よりも小であると共に、前記センサカバー４０内でその軸方向に沿って間隔をあけて並設されている。
【００１６】
前述のセンサ回路部３１、駆動制御回路部３２及びモータ駆動回路４３Ａは、電気的には互いに１個の回路となるように構成され、従来のように、電気的なアイソレーション回路等を用いることなく構成されている。
尚、前述の図１の各基板２５、４２は、図２の模式図のように構成され、その電気的な接続関係が示されている。
【００１７】
次に、動作について述べる。まず、前述の構成において、電源オンと同時に、電磁駆動部９が作動してブレーキ可動板１３が引き付けられてブレーキ２０がオフとなり、サーボモータ部１００がエンコーダ３０からの位置信号（相切換信号）に基づいて回転が始まり、その後は、外部からの指令信号（図示せず）とエンコーダ３０からのエンコーダ信号に基づいてサーボモータ部１００のサーボ駆動がスタートする。
【００１８】
【発明の効果】
本発明による駆動回路内蔵型サーボモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、センサ回路部と駆動制御回路部を有するセンサ回路用基板と、モータ駆動回路を有するモータ駆動基板とをセンサカバー内に配置することにより、従来のサーボモータ単体の大きさと同じ大きさで駆動回路を内蔵したサーボモータを実現することができ、従来よりも大幅な小型化、省スペース化を得ることができる。
また、センサ回路部、駆動制御回路部及びモータ駆動回路を２枚の基板間で、アイソレーション回路を必要とすることなく電気的に接続して構成することができ、回路構成を簡略化及び小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による駆動回路内蔵型サーボモータを示す断面図である。
【図２】図１の各部の電気的構成を示す構成図である。
【符号の説明】
３ステータ
８ロータ
２５センサ回路用基板
３０エンコーダ
３１センサ回路部
３２駆動制御回路部
４０センサカバー
４０ａ内面
４２モータ駆動基板
４３パワー素子
４３Ａモータ駆動回路
４４冷却フィン

Claims

ステータ（３）及びロータ（８）からなるサーボモータ部（１００）を、センサ回路部（３１）と駆動制御回路部（３２）とモータ駆動回路（４３Ａ）によってサーボ駆動するようにした駆動回路内蔵型サーボモータにおいて、
前記センサ回路部（３１）と駆動制御回路部（３２）とはセンサ回路用基板（２５）に設けられていることを特徴とする駆動回路内蔵型サーボモータ。
前記サーボモータ部（１００）の端部には、エンコーダ（３０）を覆うセンサカバー（４０）が設けられ、前記モータ駆動基板（４２）のパワー素子（４３）を前記センサカバー（４０）の内面（４０ａ）に当接させたことを特徴とする請求項１記載の駆動回路内蔵型サーボモータ。
前記センサ回路用基板（２５）と前記モータ駆動基板（４２）とは、前記センサカバー（４０）内で軸方向に間隔をあけて並設され、かつ、その外径は前記センサカバー（４０）の内径及び前記サーボモータ部（１００）の外径より小であることを特徴とする請求項２記載の駆動回路内蔵型サーボモータ。
前記センサカバー（４０）はアルミニウムよりなり、かつ、冷却フィン（４４）を有することを特徴とする請求項２又は３記載の駆動回路内蔵型サーボモータ。