JP2004328898A - モータ - Google Patents

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Abstract

【課題】小形化を実現することができるブレーキ付き、あるいはブレーキおよびエンコーダ付きのモータを提供する。
【解決手段】電磁部外周に非磁性の良熱伝導材で構成されたフレーム3と、フレーム3の内周側に固着した円筒状のステータコア1と、ステータコア1に所定の磁極を構成するよう配置された電機子巻線2と、電機子巻線2の内周側に空隙を介して回転自在に配置されたロータRとを備え、かつ、ロータRを、シャフト14と、シャフト14に固定されるとともに軟磁性体で構成されたロータヨーク15と、ロータヨーク14の外周に所定のピッチ毎に交互に異極となるように配置された界磁用の永久磁石4とで構成したモータにおいて、ロータヨーク15を円筒状に形成するとともに、円筒部の内周側スペースに、円筒状のソレノイドと、円板状のブレーキディスクとを有するブレーキを配置する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットの関節などを駆動するブレーキ付きのモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ブレーキ付きのモータにおいては、ブレーキはモータ部と軸方向に並んで直列に配置されている(例えば、特許文献1)。
図3は従来技術における例えば平滑電機子巻線形のモータを示す側断面図である。
図3において、Sはステータ、Rはロータである。ステータコア1はケイ素鋼板を積層したもので、その内周には複数の電機子巻線2が図示しない絶縁層を介して、円周方向に等間隔に配置され、所定の起磁力分布を構成するように結線した後、樹脂モールドされ、ステータコアに固着される。ステータコア1とフレーム3は焼バメ又は接着により固定されている。電機子巻線2の内周には空隙を介して永久磁石4が対向している。永久磁石4はリング形状の磁石で所定の極数となるよう着磁されており、積層鋼板で構成されたロータヨーク15の外周に接着固定される。ロータヨーク15はシャフト14と同心に固定され、シャフト14は第1軸受12、第2軸受13により負荷側ブラケット11と反負荷側ブラケット23に対して回転自在に支持される。負荷側ブラケット11および、反負荷側ブラケット23はフレーム3とネジにより固定され、モータ部を構成する。モータ部と第2軸受の間にブレーキが設けられている。ブレーキはブレーキディスク5、アーマチェア6、ブレーキコイル7、フィールド8より成る。反負荷側ブラケット23の後方には光学式エンコーダ24が取付けられ、エンコーダを保護するため、エンコーダカバ24がフレーム3にネジで固定される。
このように、モータ部、ブレーキ、およびエンコーダがシャフト14に対して直列に配置された構造となっている。
また、ロボットなど低速、大トルク用途のモータではシャフト14の出力軸に減速機を直列に取付けて使用している。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−9589号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来技術においては、次のような問題があった。
(1)モータ部と、ブレーキおよびエンコーダなどの機器が直列に配置され、さらにそれらの機器の間に軸受、隔壁などが設けてあるため、軸方向長さが大きくなり、小形化が困難である。
(2)モータで発生する熱はブラケットを介して取付け側である装置に伝熱され放熱されるため、軸方向長さが長くなると熱の伝達率が悪くなり冷却性能が低下する。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、小形化を実現することができるブレーキ付き、あるいはブレーキおよびエンコーダ付きのモータを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項1に記載の本発明は、電磁部外周に非磁性の良熱伝導材で構成されたフレームと、前記フレームの内周側に固着した円筒状のステータコアと、前記ステータコアに所定の磁極を構成するよう配置された電機子巻線と、前記電機子巻線の内周側に空隙を介して回転自在に配置されたロータとを備え、かつ、前記ロータを、シャフトと、前記シャフトに固定されるとともに軟磁性体で構成されたロータヨークと、前記ロータヨークの外周に所定のピッチ毎に交互に異極となるように配置された界磁用の永久磁石とで構成したモータにおいて、前記ロータヨークを円筒状に形成するとともに、円筒部の内周側スペースに、円筒状のレノイドと、円板状のブレーキディスクとを有するブレーキを配置したものである。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のモータにおいて、前記フレームをカップ状に形成し、前記ソレノイドの軸方向端部を、前記フレームの底部に固定したものである。
また、請求項3に記載の本発明は、請求項1または2に記載のモータにおいて、前記フレームをアルミニウム製としたものである。
また、請求項4に記載の本発明は、請求項1または2に記載のモータにおいて、前記フレームをマグネシウム製としたものである。
また、請求項5に記載の本発明は、請求項4に記載のモータにおいて、前記カップ状のロータヨークと同心にシャフトを取り付け、前記シャフトに減速機を取付けたものである。
また、請求項6に記載の本発明は、請求項5に記載のモータにおいて、前記シャフトを円筒状に形成したものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
(第1の実施例)
図1は、本発明の第1の実施例におけるブレーキ付きのモータを示す側断面図である。
図1において、Sはステータ、Rはロータ、1はステータコア、2は電機子巻線、3はフレーム、4は永久磁石、5はブレーキディスク、6はアーマチェア、7はブレーキコイル、8はフィールド、9はコイルばねとなっている。また10aは磁気センサの界磁、10bは磁気センサのヘッド、11は負荷側ブラケット、12は第1軸受、13は第2軸受、14はシャフト、15はロータヨーク、16はセンサホルダ、17はヘッドヨーク部である。
前記ステータコア1はケイ素鋼板を積層したもので、その内周には複数の電機子巻線2が図示しない絶縁層を介して、円周方向に等間隔に配置され、所定の起磁力分布を構成するように結線した後、樹脂モールドされステータコア1に固着される。ステータコア1とフレーム3は焼バメ又は接着により固定されている。電機子巻線2は通電により発熱し、その熱はステータコア1を通してフレーム3に伝達されるため、フレーム3の材質としてはアルミニウムなどの高熱伝達率物質が望ましい。本実施例ではフレーム3をアルミニウムで構成している。電機子巻線2の内周には空隙を介して永久磁石4が対向している。永久磁石4はリング形状の磁石で所定の極数となるよう着磁されており、軟磁性材料で構成されたカップ状のロータヨーク15の外周に接着固定される。ロータヨーク15はシャフト14と同心に固定され、シャフト14は第1軸受12、第2軸受13により負荷側ブラケット11に回転自在に支持される。負荷側ブラケット11とフレーム3は図示しないネジにより固定され、モータ部を構成している。ロータヨーク15のカップ開口側にはセンサホルダ16を介して磁気センサの界磁側が固定される。磁気センサは2極に着磁された界磁部10aと磁界を検出するMR素子を配置したセンサヘッド部10bからなる。センサヘッド部10bには図示しないMR素子が機械角90度毎に4つ配置され、モータ部内周に配置した負作動ブレーキのフィールド8と一体に構成されたヘッドヨーク部17の外周に接着固定される。
次にブレーキについて説明する。ブレーキは、ブレーキディスク5、アーマチェア6、ブレーキコイル7、フィールド8、およびコイルばね9とで構成されている。前記ブレーキコイル7とフィールド8とで、円筒状のソレノイドを構成している。
ブレーキにおいては、モータのロータヨーク15と空隙を介してブレーキのフィールド8が同心にフレーム3に固着されている。フィールド8は同心の溝を有した円筒形状もので、軟磁性材料で構成されている。ブレーキコイル7は、フィールド8の溝に樹脂モールド等により固着される。フィールドの内周にはブレーキディスク5をロータヨーク15のカップ内周に押付けるため、コイルばね9が配置されている。ブレーキディスク5とアーマチェア6は互いに固着されており、アーマチェア6は図示しない摺動機構により軸方向に自在に摺動する。次に動作について説明する。モータ運転前にブレーキコイル7に通電すると磁気吸引力によってアーマチェア6がフィールド8に吸着するので、ブレーキが開放される。図示しないサーボアンプには磁気センサによるロータの位置情報が入力されており、図示しないサーボコントローラからの指令とロータの位置情報から電機子巻線に所定の電流位相、所定振幅の電流を通電することでモータが回転する。アーマチェア6とフィールド8が吸着している状態ではブレーキコイルに通電する電流を下げ、電力消費およびブレーキからの発熱を低減することもできる。ブレーキコイル7の発熱はフィールド8に伝達されるが、フィールド8はフレーム3に固着されるため、フレームを通して効率よく放熱できる。
(第2の実施例)
図2は、本発明の第2の実施例におけるブレーキ、減速機付きのモータを示す側断面図である。
本実施例は、シャフト14の内周側に軸受を配置し、外周にハーモニック減速機を取付けたものである。ロータヨーク15に円筒状のシャフト14を同心に固定し、シャフト14の外周にウェーブジェネレータ18を取付け、フレックスプライン19の円筒部端部を挟んで、サーキュラスプライン20を配置している。サーキュラスプライン20は出力軸21にネジで締結されている。また、サーキュラスプライン20は、負荷側ブラケット11に軸受25を介して回転自在に支持されている。なお、フレックスプライン19の鍔部端部は、フレーム3と負荷側ブラケット11とで挟持されている。
このような構成とすることで、コンパクトな、ブレーキ、減速機付きのモータが実現できる。
また、シャフトの内部に部材を通すことができるので、モータの活用度が向上する。さらに、シャフトの内部に冷却風を通してモータ内部を冷却することができるので、モータを小形化することができる。
なお、減速機については、ハーモニックギヤを用いた実施例を示したが、遊星ギヤなど他方式の減速機を用いてもコンパクトな構成となることは言うまでもない。
上記の説明は、平滑電機子巻線形のモータを例としているが、本発明は、平滑電機子巻線形のモータに限られるものではなく、スロット巻線形などのようなモータであってもよい。しかし、本発明を平滑電機子巻線形のモータに適用した場合は、電磁部の内周側スペースをスロット巻線形モータに比べて大きくすることができるので、モータの外径の増大を最小限に抑えることができる。
【0007】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果がある。
(1)請求項1に記載の発明によれば、電磁部の内周側にスペースを確保し、このスペース内にブレーキを内蔵するので、モータの全長を短くすることができる。特に、本発明を平滑電機子巻線形のモータに適用した場合は、電磁部の内周側スペースをスロット巻線形モータに比べて大きくすることができ、モータの外径の増大を最小限に抑えることができる。
(2)モータの外周にフレームを施し、前記ブレーキのソレノイドをフレームに直接固定しているので、良好な放熱が可能となりブレーキのソレノイドを小形化することができる。このため、従来に比べ非常に小形のブレーキ付きモータを実現することができる。
(3)請求項3および請求項4に記載の発明によれば、フレームを高熱伝達物質で構成しているので、モータ部およびブレーキを良好に冷却することができ、ブレーキ付きのモータをいっそう小形化することができる。
(4)請求項5に記載の発明によれば、小形軽量のブレーキ付きで、かつ減速機付きのモータを実現することができる。
(5)請求項6に記載の発明によれば、シャフトの内部に部材を通すことができ、モータの活用度が向上するとともに、シャフトの内部に冷却風を通してモータ内部を冷却することができるので、モータを小形化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるブレーキ付きのモータを示す側断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例におけるブレーキ、減速機付きのモータを示す側断面図である。
【図3】従来技術におけるブレーキ付きのモータを示す側断面図である。
【符号の説明】
S ステータ
R ロータ
1 ステータコア
2 電機子巻線
3 フレーム
4 永久磁石
5 ブレーキディスク
6 アーマチェア
7 ブレーキコイル
8 フィールド
9 コイルばね
10a 磁気センサ(界磁)
10b 磁気センサ(ヘッド)
11 負荷側ブラケット
12 第1軸受
13 第2軸受
14 シャフト
15 ロータヨーク
16 センサホルダ
17 ヘッドヨーク部
18 ウェーブジェネレータ
19 フレックスプライン
20 サーキュラスプライン
21 出力軸
22 エンコーダ
23 反負荷側ブラケット
24 エンコーダカバ
25 軸受

Claims (6)

  1. 電磁部外周に非磁性の良熱伝導材で構成されたフレームと、前記フレームの内周側に固着した円筒状のステータコアと、前記ステータコアに所定の磁極を構成するように配置された電機子巻線と、前記電機子巻線の内周側に空隙を介して回転自在に配置されたロータとを備え、かつ、前記ロータを、シャフトと、前記シャフトに固定されるとともに軟磁性体で構成されたロータヨークと、前記ロータヨークの外周に所定のピッチ毎に交互に異極となるように配置された界磁用の永久磁石とで構成したモータにおいて、
    前記ロータヨークを円筒状に形成するとともに、円筒部の内周側スペースに、円筒状のソレノイドと、円板状のブレーキディスクとを有するブレーキを配置したことを特徴とするモータ。
  2. 前記フレームをカップ状に形成し、前記ソレノイドの軸方向端部を、前記フレームの底部に固定したことを特徴とする請求項1に記載のモータ。
  3. 前記フレームがアルミニウム製であることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ。
  4. 前記フレームがマグネシウム製であることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ。
  5. 前記カップ状のロータヨークと同心にシャフトを取り付け、前記シャフトに減速機を取付けたことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかの項に記載のモータ。
  6. 前記シャフトを円筒状に形成したことを特徴とする請求項5に記載のモータ。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006149139A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Yaskawa Electric Corp 中空アクチュエータ
JP2007143255A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Yaskawa Electric Corp 平滑電機子巻線形モータおよびブレーキ付モータ
WO2009034817A1 (ja) * 2007-09-11 2009-03-19 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki 中空アクチュエータ
JP2012039721A (ja) * 2010-08-05 2012-02-23 Tokyo Parts Ind Co Ltd ロータリアクチュエータ
JP2014030335A (ja) * 2012-07-06 2014-02-13 Mitsubishi Electric Corp ブレーキ付き回転電機
JP2017184430A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 日本電産サンキョー株式会社 回転アクチュエータおよびロボット
JP2017207113A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ モータ内蔵型波動歯車装置
CN113541405A (zh) * 2021-07-28 2021-10-22 珠海格力电器股份有限公司 编码器组件及具有其的电机
KR20210137164A (ko) * 2019-04-18 2021-11-17 파커-한니핀 코포레이션 전기 모터
US20220274249A1 (en) * 2019-08-01 2022-09-01 Rethink Robotics Gmbh Robot Joint and Robot

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006149139A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Yaskawa Electric Corp 中空アクチュエータ
JP4650719B2 (ja) * 2004-11-24 2011-03-16 株式会社安川電機 中空アクチュエータ
JP2007143255A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Yaskawa Electric Corp 平滑電機子巻線形モータおよびブレーキ付モータ
WO2009034817A1 (ja) * 2007-09-11 2009-03-19 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki 中空アクチュエータ
US8067869B2 (en) 2007-09-11 2011-11-29 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Hollow actuator
JP2012039721A (ja) * 2010-08-05 2012-02-23 Tokyo Parts Ind Co Ltd ロータリアクチュエータ
JP2014030335A (ja) * 2012-07-06 2014-02-13 Mitsubishi Electric Corp ブレーキ付き回転電機
WO2017169418A1 (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 日本電産サンキョー株式会社 回転アクチュエータおよびロボット
JP2017184430A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 日本電産サンキョー株式会社 回転アクチュエータおよびロボット
CN109075660A (zh) * 2016-03-30 2018-12-21 日本电产株式会社 旋转致动器及机器人
CN109075660B (zh) * 2016-03-30 2021-07-23 日本电产株式会社 旋转致动器及机器人
JP2017207113A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ モータ内蔵型波動歯車装置
KR20210137164A (ko) * 2019-04-18 2021-11-17 파커-한니핀 코포레이션 전기 모터
JP2022527284A (ja) * 2019-04-18 2022-06-01 パーカー-ハネフィン コーポレーション 電気モータ
KR102600922B1 (ko) * 2019-04-18 2023-11-13 파커-한니핀 코포레이션 전기 모터
JP7410172B2 (ja) 2019-04-18 2024-01-09 パーカー-ハネフィン コーポレーション 電気モータ
US20220274249A1 (en) * 2019-08-01 2022-09-01 Rethink Robotics Gmbh Robot Joint and Robot
US11938627B2 (en) * 2019-08-01 2024-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Robot joint and robot
CN113541405A (zh) * 2021-07-28 2021-10-22 珠海格力电器股份有限公司 编码器组件及具有其的电机

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