JP2009207295A - Electric motor and motorized rotary joint - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動モータ、およびこれを用いた電動回転継手に関するものである。 The present invention relates to an electric motor and an electric rotary joint using the same.
一般に、バッテリなどの直流電源を用いて電動モータを駆動する場合、直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路が使用され、交流電力を電動モータの各相のコイルに供給するようになっている。インバータ回路は、直流電力を各相のコイルへの通電切換えを行うスイッチング素子や平滑用コンデンサを備えている。
ここで近年、電動モータのさらなる小型化の要望に伴い、インバータ回路も電動モータのモータケース内に収納し、電動モータに加えてこの電動モータを駆動するために必要な装置を含めてトータル的に小型化するさまざまな技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, with the demand for further miniaturization of the electric motor, the inverter circuit is also housed in the motor case of the electric motor, and in addition to the electric motor, the devices necessary for driving the electric motor are totally included. Various techniques for miniaturization have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上述の従来技術にあっては、インバータ回路の発熱源であるスイッチング素子を電動モータのモータケーシングに設けることによって、スイッチング素子から発生する熱をモータケーシングを介して放熱させようとしている。
しかしながら、モータケースにスイッチング素子を直接配設しているため、スイッチング素子の外形状の固体差とモータケースの製作精度によっては、両者の接触度合いが不十分になり、スイッチング素子からの発熱をモータケーシングに確実に伝達できず、十分な放熱効果を得にくいという課題がある。
また、スイッチング素子のオン/オフ切換え制御を行う制御回路基板(パワー基板)の配置箇所について何ら開示されておらず、電動モータ、およびこれを駆動するのに必要な装置をトータル的に小型化し難いという課題がある。
By the way, in the above-mentioned prior art, the switching element which is a heat generation source of the inverter circuit is provided in the motor casing of the electric motor, so that the heat generated from the switching element is radiated through the motor casing.
However, since the switching element is directly disposed on the motor case, depending on the difference in the outer shape of the switching element and the manufacturing accuracy of the motor case, the degree of contact between the two becomes insufficient, and the heat generated from the switching element is reduced by the motor. There is a problem that it cannot be reliably transmitted to the casing and it is difficult to obtain a sufficient heat dissipation effect.
In addition, there is no disclosure regarding the location of the control circuit board (power board) that performs on / off switching control of the switching elements, and it is difficult to reduce the size of the electric motor and the device necessary for driving the motor. There is a problem.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、スイッチング素子を効果的に放熱させることができると共に、パワー基板などを含めてトータル的に小型化を図ることができる電動モータ、および電動回転継手を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can effectively dissipate heat from the switching element and can be miniaturized in total including the power board and the like. And an electric rotary joint.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、回転軸を軸支するフロントブラケット、およびリヤブラケットを有し、前記フロントブラケット側に、各相のコイルへの通電の切換えを行うパワー基板を放熱シートを介して配設する一方、前記リヤブラケット側に、前記回転軸の回転角度を検出するためのエンコーダを配設し、これらパワー基板とエンコーダとを電気的に接続した電動モータであって、前記パワー基板は、ブリッジ回路を構成するスイッチング素子を備え、このスイッチング素子と前記フロントブラケットとの間に前記放熱シートを介在させ、前記スイッチング素子から発生する熱を前記放熱シートを介して前記フロントブラケットに伝達可能にしたことを特徴とする。
このように構成することで、スイッチング素子に放熱性の点で固体差がある場合であってもスイッチング素子と放熱シートを密着させれば、放熱シートにスイッチング素子から発熱する熱を確実に伝達させることができる。また、フロントブラケットの製作精度が粗い場合であってもフロントブラケットと放熱シートを密着させれば、フロントブラケットに放熱シートの熱を確実に伝達させることができる。
また、スイッチング素子を備えたパワー基板をフロントブラケット側に配設する一方、比較的熱に弱いエンコーダを発熱源であるパワー基板から離れたリヤブラケット側に配置できる。
In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 includes a front bracket and a rear bracket that pivotally support a rotating shaft, and switching the energization to the coils of each phase on the front bracket side. An electric power board is disposed through a heat dissipation sheet, and an encoder for detecting a rotation angle of the rotary shaft is disposed on the rear bracket side, and the power board and the encoder are electrically connected. The power board includes a switching element constituting a bridge circuit, the heat dissipation sheet is interposed between the switching element and the front bracket, and heat generated from the switching element is transferred to the heat dissipation sheet. Through the front bracket.
By configuring in this way, even if there is a solid difference in terms of heat dissipation in the switching element, if the switching element and the heat dissipation sheet are brought into close contact with each other, the heat generated from the switching element is reliably transmitted to the heat dissipation sheet. be able to. Even when the manufacturing accuracy of the front bracket is rough, if the front bracket and the heat dissipation sheet are brought into close contact with each other, the heat of the heat dissipation sheet can be reliably transmitted to the front bracket.
In addition, while the power board having the switching element is disposed on the front bracket side, the relatively heat-sensitive encoder can be disposed on the rear bracket side away from the power board that is a heat source.
請求項2に記載した発明は、請求項1に記載の電動モータと減速機とを介して、一方のフレームと他方のフレームとを回転可能に連結した電動回転継手であって、前記フロントブラケットと前記一方のフレームと一体成形したことを特徴とする電動回転継手とした。
このように、一方のフレームと他方のフレームとを電動モータ、および減速機を介して回転可能に連結した電動回転継手にあっては、パワー基板が配設されているフロントブラケットを一方のフレームと一体成形することで、パワー基板の放熱面積を大きく設定することができる。
The invention described in
As described above, in the electric rotary joint in which one frame and the other frame are rotatably connected via the electric motor and the speed reducer, the front bracket on which the power board is disposed is connected to the one frame. By integrally molding, the heat dissipation area of the power board can be set large.
請求項3に記載した発明は、前記パワー基板は、前記スイッチング素子が配置されたモータ駆動回路基板と、該モータ駆動回路基板に電流を供給し、平滑用コンデンサを有する電源回路基板とを分割構成したものであって、前記モータ駆動回路基板を前記フロントブラケットの内側に前記放熱シートを介して配設すると共に、前記電源回路基板を前記一方のフレームの内側に配設したことを特徴とする
このように、パワー基板を構成するモータ駆動回路基板と電源回路基板とを別々の箇所に配置することで、空きスペースを有効活用することができる。
According to a third aspect of the present invention, the power board is divided into a motor drive circuit board on which the switching element is arranged and a power supply circuit board that supplies a current to the motor drive circuit board and has a smoothing capacitor. The motor drive circuit board is arranged inside the front bracket via the heat dissipation sheet, and the power circuit board is arranged inside the one frame. As described above, by disposing the motor drive circuit board and the power supply circuit board constituting the power board at different locations, the empty space can be used effectively.
請求項1に記載した発明によれば、スイッチング素子に放熱性の点で固体差がある場合であってもスイッチング素子と放熱シートを密着させれば、放熱シートにスイッチング素子から発熱する熱を確実に伝達させることができる。また、フロントブラケットの製作精度が粗い場合であってもフロントブラケットと放熱シートを密着させれば、フロントブラケットに放熱シートの熱を確実に伝達させることができる。このため、スイッチング素子から発生する熱を放熱シートを介してフロントブラケットに確実に伝達させることが可能になり、効果的にスイッチング素子を放熱させることができる。
また、スイッチング素子を備えたパワー基板をフロントブラケット側に配設する一方、比較的熱に弱いエンコーダを発熱源であるパワー基板から離れたリヤブラケット側に配置できる。このため、エンコーダの熱による損傷を防止しつつ、電動モータをパワー基板、およびエンコーダを含めてトータル的に小型化することが可能になる。
According to the first aspect of the present invention, even if the switching element has a solid difference in terms of heat dissipation, if the switching element and the heat dissipation sheet are brought into close contact with each other, the heat generated from the switching element is surely secured to the heat dissipation sheet. Can be transmitted. Even when the manufacturing accuracy of the front bracket is rough, if the front bracket and the heat dissipation sheet are brought into close contact with each other, the heat of the heat dissipation sheet can be reliably transmitted to the front bracket. For this reason, the heat generated from the switching element can be reliably transmitted to the front bracket via the heat dissipation sheet, and the switching element can be effectively dissipated.
In addition, while the power board having the switching element is disposed on the front bracket side, the relatively heat-sensitive encoder can be disposed on the rear bracket side away from the power board that is a heat source. For this reason, it is possible to reduce the total size of the electric motor including the power board and the encoder while preventing damage to the encoder due to heat.
請求項2に記載した発明によれば、一方のフレームと他方のフレームとを電動モータ、および減速機を介して回転可能に連結した電動回転継手にあっては、パワー基板が配設されているフロントブラケットを一方のフレームと一体成形することで、パワー基板の放熱面積を大きく設定することができる。このため、より効果的にスイッチング素子を放熱させることができると共に、電動モータの発熱源であるコイルを効果的に冷却することが可能になる。
According to the invention described in
請求項3に記載した発明によれば、パワー基板を構成するモータ駆動回路基板と電源回路基板とを別々の箇所に配置することで、空きスペースを有効活用することができる。このため、電動回転継手において、電動モータの占有スペースを小さく設定することが可能になる。
According to the invention described in
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1、図2に示すように、電動回転継手1は、例えば、多関節型ロボットなどの産業用ロボットの関節部分に用いられるものであって、第一フレーム2と第二フレーム3とを電動モータ4、および減速機6を介して回動可能に連結してある。第一フレーム2、および第二フレーム3は、角筒状に形成されており、両端が閉塞されている。また、第一フレーム2、および第二フレーム3は、互いに同一直線上に並設された状態になっており、この直線に交差する軸線Jを中心に回動するようになっている。なお、図1、図2において、紙面左側をフロント側、右側をリヤ側とする。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric rotary joint 1 is used, for example, in a joint portion of an industrial robot such as an articulated robot, and electrically drives the
電動モータ4は、この回転軸5の軸心が軸線Jに一致するように配設されており、回転軸5に減速機6が取り付けられている。
電動モータ4は、フロントブラケット7と、リヤブラケット8と、これらフロントブラケット7、およびリヤブラケット8の内側に固定されている固定子10と、固定子10の径方向内側に回転自在に設けられている回転子11とを有している。また、フロントブラケット7の内側に電動モータ4を駆動させるためのパワー基板50を配設し、リヤブラケット8の内側に回転軸5の回転角度を検出するためのエンコーダ40を配設している。
The electric motor 4 is disposed such that the axis of the rotating
The electric motor 4 is provided rotatably on the
フロントブラケット7は有底筒状に形成され、第一フレーム2と一体成形されている。すなわち、第一フレーム2の一部がフロントブラケット7を兼ねた状態になっている。フロントブラケット7の周壁12には、固定子10の外周部が圧入固定されている。フロントブラケット7の径方向中央には、回転軸5のフロント側を回転自在に支持する軸受け14が設けられている。
このように、第一フレーム2とフロントブラケット7を一体成形することにより、第一フレーム2の一部をフロントブラケット7とする構成により、第一フレーム2に固定子10および回転軸5を保持する機能を備えることができる。
The
As described above, the
一方、リヤブラケット8は樹脂製で有底筒状に形成されたものであって、フロントブラケット7の開口部を閉塞するように設けられている。リヤブラケット8の径方向中央には、回転軸5のリヤ側を回転自在に支持する軸受け17が設けられている。
リヤブラケット8の周壁18には、開口部側に固定子10の外周部が圧入固定されている。すなわち、固定子10は、それぞれフロントブラケット7、およびリヤブラケット8に内嵌固定された状態になっている。なお、フロントブラケット7、およびリヤブラケット8の周壁12,18の軸線方向の長さは、これらブラケット7,8内に固定子10を収納した状態で間隙が形成不可能な長さに設定されている。これによって、フロントブラケット7とリヤブラケット8との合わせ面から内部への塵埃の侵入を防止できる。
On the other hand, the
The outer peripheral portion of the stator 10 is press-fitted and fixed to the
固定子10は、磁性を有する金属板を軸線方向に積層したり、軟磁性粉体を加圧したりすることで形成されたものであって、略円筒状の固定子鉄心21を有している。固定子鉄心21の外周部は、フロントブラケット7、およびリヤブラケット8に圧入されている。
固定子鉄心21の内周側には、径方向内側に向かって突出する複数のティース部22が周方向に等間隔で設けられている。ティース部22は、軸線方向平面視略T字状に形成されている。また、各ティース部17には、不図示のインシュレータが装着され、このインシュレータを介してコイル23が巻装されている。
The stator 10 is formed by laminating magnetic metal plates in the axial direction or pressurizing soft magnetic powder, and has a substantially
On the inner peripheral side of the
コイル23の各端末部は、それぞれ端子24を介してパワー基板50に接続されている。パワー基板50は、略円環状に形成されたモータ駆動回路基板51と平面視略長方形状に形成された電源回路基板52とを分割構成したものであって、両者51,52をリード線53を介して電気的に接続している。
Each terminal portion of the coil 23 is connected to the
パワー基板50は、2つの回路基板51,52のうちのモータ駆動回路基板51をフロントブラケット7の内側に配設し、電源回路基板52を第一フレーム2内に配設した状態になっている。したがって、モータ駆動回路基板51は、中央に形成された孔の直径が回転軸5を挿通可能な大きさに設定されていると共に、外径がフロントブラケット7の周壁12の内径よりも小さく設定されている。一方、電源回路基板52の外形状は、第一フレーム2内の空きスペースに収納可能な大きさに設定されている。
The
モータ駆動回路基板51は各コイル23への通電の切換えを行うものであって、固定子10とは反対側の面に複数のスイッチング素子48が実装されている他、スイッチング素子48のオン/オフを制御するプリドライブ回路(不図示)などが実装されている。
スイッチング素子48は、FET(Field Effect Transistor;電界効果型トランジスタ)等のトランジスタとFET(トランジスタ)のドレイン−ソース間の逆流を防止するダーオードとをモータ駆動電源(不図示)に対して並列に接続した構成を有している。FETとしてはベアチップが用いられ、このベアチップを樹脂モールドすることによって、FETの占有スペースの縮小化を図っている。スイッチング素子48は相毎のHブリッジ回路を形成しており、それぞれオン/オフに切り換わることによって、各コイル23に供給する電流が相毎に切り換わるようになっている。
The motor
The switching
電源回路基板52はモータ駆動回路基板51に電流を供給するためのものであって、第一フレーム2の内側に設けられた取り付けベース47にスタッドボルト49を介して固定されている。
電源回路部45には電源平滑用のアルミ電解コンデンサ58やリード線53を接続するためのコネクタ部54などが実装されている。アルミ電解コンデンサ58は、不図示のモータ駆動電源に接続されており、整流された電流の中に含まれている脈流をより直流に近い状態に平滑化するための回路である。これによって、モータ駆動回路基板51のHブリッジ回路に平滑化された電流が供給可能になっている。
The
The power supply circuit portion 45 is mounted with an aluminum
ここで、モータ駆動回路基板51に実装されているスイッチング素子48上には、放熱シート46が設けられている。放熱シート46は、スイッチング素子48の配置箇所に対応するように略円環状に形成されている。モータ駆動回路基板51は、放熱シート46を介してフロントブラケット7に固定されている。したがって、放熱シート46は、一方の面がスイッチング素子48に接触した状態で、かつ他方の面がフロントブラケット7に接触した状態になっている。
Here, a
これに加え、スイッチング素子48上に放熱シート46を設けることで、各スイッチング素子48の外形状に個体差があったとしても、スイッチング素子48と放熱シート46とを確実に密着させることができるようになっている。また、放熱シート46とフロントブラケット7とを接触させることで、フロントブラケット7の放熱シート46側の面の加工精度が粗くても確実に両者46,7を密着させることができるようになっている。
In addition, by providing the
回転子11は、回転軸5と、この回転軸5に外嵌固定された筒状のリングマグネット26とを有している。回転軸5は中空状に形成され、この中空部5aに配線(不図示)などが配索可能になっている。
リングマグネット26は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。このような構成のもと、固定子10のティース部22に巻装されているコイル23に電流が流れると磁界が形成され、この磁界とリングマグネット26との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸5が回転する。
The rotor 11 includes a
The ring magnet 26 is magnetized so that the magnetic poles change in order in the circumferential direction. Under such a configuration, when a current flows through the coil 23 wound around the teeth portion 22 of the stator 10, a magnetic field is formed, and a magnetic attractive force generated between the magnetic field and the ring magnet 26 is reduced. The
回転軸5のリヤ側端は、リヤブラケット8から突出した状態になっており、ここにセンサマグネット28が取付け部材29を介して設けられている。センサマグネット28は、回転軸5の回転角度を検出するためのエンコーダ40の一方を構成するものであって、2極に着磁されている。取付け部材29は、回転軸5に外嵌固定されている筒部29aと、筒部29aの外側端に設けられた外フランジ部29bとが一体成形されたものである。外フランジ部29bは、センサマグネット28の軸線方向の位置決めを行うためのものである。センサマグネット28は、この一端面が外フランジ部29bに当接するようにして固定されている。
The rear side end of the
リヤブラケット8の軸線方向外方には、センサマグネット28よりも軸線方向内側に略円環状のエンコーダ基板30が配設されている。このエンコーダ基板30は、リヤブラケット8にカラー31を介してボルト32によって締結固定されている。
エンコーダ基板30は、エンコーダ40の他方を構成するものであって、このエンコーダ基板30上には4つのホール素子41が実装されている他、回転角度検出回路(不図示)などが実装されている。
On the outer side in the axial direction of the
The
ホール素子41は、エンコーダ基板30上のセンサマグネット28に対向する位置に周方向に等間隔で配置されている。このホール素子41は、センサマグネット28から発生する磁界の変化を回転軸5の位置情報として検出し、所定の波形の信号を回転角度検出回路に出力するようになっている。回転角度検出回路は、ホール素子41からの出力信号に基づいて回転軸5の回転角度を検出する。
The
なお、エンコーダ基板30は、フロントブラケット7側に設けられているパワー基板50のモータ駆動回路基板51と不図示のリード線やフレキシブル基板などを介して電気的に接続されている。すなわち、パワー基板50の電力をエンコーダ基板30に供給することでホール素子41や回転角度検出回路を駆動させることもできるし、エンコーダ基板30における回転軸5の回転角度位置情報をパワー基板50に出力することもできる。
The
回転軸5のフロント側端は、パワー基板50のモータ駆動回路基板51、放熱シート46、およびフロントブラケット7を介して軸線方向外方に突出した状態になっている。この回転軸5の突出したフロント側端には、減速機6が取り付けられている。
図1、図3に示すように、減速機6は、スラスト方向、およびラジアル方向の両方向の荷重を受けることのできるクロスローラベアリング61とハーモニックドライブ(登録商標)とを一体化したものである。すなわち、減速機6は、回転軸5に外嵌固定されているウェーブジェネレータ62と、このウェーブジェネレータ62の外周に配置されたフレクスプライン63とを有し、フレクスプライン63の外周にクロスローラベアリング61を配置してある。そして、クロスローラベアリング61の内輪(インナーレース)61aがハーモニックドライブ(登録商標)のサーキュラスプライン64も兼ねている。
The front side end of the
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ウェーブジェネレータ62は、平面視楕円状のカム65と、この外周に設けられたボールベアリング66とで構成されている。カム65の径方向中央には、回転軸5とカム65とを連結するための軸孔67が形成されており、これによって回転軸5とカム65とが一体となって回転する。
The
ウェーブジェネレータ62のボールベアリング66の外周面に設けられたフレクスプライン63は弾性を有する歯車であって、筒状の歯車本体68と、この歯車本体68の外側端に一体成形された外フランジ部69とで構成されている。
歯車本体68はウェーブジェネレータ62によって楕円状に変形しており、この内周面は、ウェーブジェネレータ62と摺動可能に形成されている。また、歯車本体68の外周面には、歯部70が形成されている。
A
The
フレクスプライン63の外フランジ部69には、外周部に肉厚部71が全周に渡って形成されている。この肉厚部71の径方向の幅は、クロスローラベアリング61の外輪(アウターレース)61bの径方向の幅と略一致するように設定されている。また、肉厚部71には複数のボルト孔(不図示)が形成されている。このボルト孔にボルト72が螺入されることによって、外フランジ部69と第二フレーム3とがクロスローラベアリング61の外輪(アウターレース)61bに共締めされた状態になっている。ここで、第二フレーム3のフレクスプライン63に対応する部位には、板状の取付けステー73が一体的に設けられている。これによって、外フランジ部69と第二フレーム3とをクロスローラベアリング61の外輪61bに共締めすることが可能になっている。
In the
クロスローラベアリング61の内輪61aには、内周面側にフレクスプライン63の歯部70と噛合う歯部74が形成されている。フレクスプライン63の歯車本体68はウェーブジェネレータ62によって楕円状に変形しているので、フレクスプライン63の楕円の長軸部分では歯車本体68の歯部70と内輪61aの歯部74、つまり、サーキュラスプライン64とが噛合った状態になっている。一方、フレクスプライン63の楕円の短軸部分では、互いの歯部70,74が完全に離反した状態になる。
The
また、クロスローラベアリング61の内輪61a(サーキュラスプライン64)の歯部74の歯数は、フレクスプライン63に形成されている歯部70の歯数よりも多く設定されている。
さらに、クロスローラベアリング61の内輪61aには、複数のボルト孔75が形成されており、ここにボルト76が螺入されることによって、クロスローラベアリング61の内輪61aが、第一フレーム2に締結固定される。
Further, the number of teeth of the
Further, a plurality of bolt holes 75 are formed in the
次に、図3に基づいて、電動回転継手1の動作について説明する。
まず、回転軸5が例えば時計回り(図3における矢印B方向)に回転すると、この回転軸5と一体となって減速機6のウェーブジェネレータ62が回転する。
すると、フレクスプライン63の歯車本体68がウェーブジェネレータ62の回転に追随するように弾性変形し、フレクスプライン63の歯部70とサーキュラスプライン64(内輪61a)の歯部74との噛合い位置が順次移動する。
Next, the operation of the electric rotary joint 1 will be described based on FIG.
First, when the
Then, the gear
このとき、サーキュラスプライン64(クロスローラベアリング61の内輪61a)は、ボルト76によって第一フレーム2に締結固定されていると共に、フレクスプライン63の歯部70の歯数がサーキュラスプライン64の歯部74の歯数よりも少なく設定されているので、フレクスプライン63が反時計回り(図3における矢印C方向)に歯数が少ない分だけ回転する。
すると、フレクスプライン63の外フランジ部69にボルト72によって共締めされている第二フレーム3、およびクロスローラベアリング61の外輪61bがフレクスプライン63と一体になって反時計回りに回転する。これによって、第二フレーム3が第一フレーム2に対して軸線J(図1参照)を中心に回動する。
At this time, the circular spline 64 (the
Then, the
次に、図4に基づいて、電動モータ4の固定子10から発生する熱、およびパワー基板50のモータ駆動回路基板51から発生する熱の伝達経路を説明する。
ここで、電動回転継手1において、主な発熱源は、パワー基板50を介して電流が供給される電動モータ4のコイル23と、電流が供給されると共にオン/オフが繰り返し切り換わるスイッチング素子48である。
Next, based on FIG. 4, a transmission path of heat generated from the stator 10 of the electric motor 4 and heat generated from the motor
Here, in the electric rotary joint 1, main heat sources are the coil 23 of the electric motor 4 to which current is supplied via the
図4の矢印Aに示すように、コイル23で発生した熱は、まず、固定子鉄心21に伝達される。固定子鉄心21は、フロントブラケット7に内嵌固定されているので、コイル23の熱がフロントブラケット7に伝達される。フロントブラケット7は、第一フレーム2と一体成形されているので、第一フレーム2にコイル23の熱が伝達される。
As shown by the arrow A in FIG. 4, the heat generated in the coil 23 is first transmitted to the
一方、図4の矢印Bに示すように、スイッチング素子48で発生した熱は、放熱シート46に伝達される。このとき、スイッチング素子48の外形状に個体差がある場合であっても、スイッチング素子48と放熱シート46とが密着しているので、確実にスイッチング素子48の熱が放熱シート46に伝達される。
放熱シート46は、スイッチング素子48と密着している一方、フロントブラケット7にも密着しているので、スイッチング素子48の熱が放熱シート46を介してフロントブラケット7に伝達される。フロントブラケット7の放熱シート46に対応する面とは反対側の面には、減速機6が取り付けられている。このため、フロントブラケット7に伝達されたスイッチング素子48の熱は、減速機6へと伝達される。
On the other hand, as shown by the arrow B in FIG. 4, the heat generated by the switching
Since the
したがって、上述の実施形態によれば、スイッチング素子48から発生する熱を放熱シートを介してフロントブラケット7、および減速機6に確実に伝達させることができる。このため、スイッチング素子48を効果的に放熱させることが可能になる。
これに加え、フロントブラケット7は、第一フレーム2と一体成形されている。このため、放熱面積を大きく設定することができるので、より効果的にスイッチング素子48を放熱させることが可能になる。
一方、電動モータ4のコイル23から発生する熱もフロントブラケット7、および第一フレーム2に伝達されるので、コイル23を効果的に放熱させることができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the heat generated from the switching
In addition, the
On the other hand, since the heat generated from the coil 23 of the electric motor 4 is also transmitted to the
また、熱の発生源であるモータ駆動回路基板51を有するパワー基板50をフロントブラケット7側に配設する一方、比較的熱に弱いエンコーダ40をリヤブラケット8側に配設することで、エンコーダ40を発熱源であるモータ駆動回路基板51から離反させることができる。このため、エンコーダ40の熱による損傷を防止することが可能になる。
さらに、パワー基板50をモータ駆動回路基板51と電源回路基板52とで分割構成し、パワー基板50をフロントブラケット7の内側に配設する一方、電源回路基板52を第一フレーム2の内側に配設している。このため、第一フレーム2の空きスペースを有効活用することで、電動回転継手1における電動モータ4の占有スペースを小さくすることができる。よって、電動回転継手1(電動モータ4)をパワー基板50、およびエンコーダ40を含めてトータル的に小型化することが可能になる。
In addition, the
Further, the
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、回転軸5の回転角度を検出するエンコーダ40として、センサマグネット28と、このセンサマグネット28から発生する磁界の変化を検出するホール素子41とで構成された所謂磁気式ロータリエンコーダを用いた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、磁気式ロータリエンコーダに代わって光学式ロータリエンコーダやレゾルバを用いてもよい。
さらに、上述の実施形態では、回転軸5が中空状に形成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、回転軸5に代わって中実の回転軸を用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the so-called magnetic type constituted by the
Furthermore, although the case where the
1 電動回転継手
2 第一フレーム
3 第二フレーム
4 電動モータ
5 回転軸
6 減速機
7 フロントブラケット
8 リヤブラケット
10 固定子
11 回転子
23 コイル
30 エンコーダ基板
40 エンコーダ
46 放熱シート
48 スイッチング素子
50 パワー基板
51 モータ駆動回路基板
52 電源回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric rotary joint 2
Claims (3)
前記フロントブラケット側に、各相のコイルへの通電の切換えを行うパワー基板を放熱シートを介して配設する一方、
前記リヤブラケット側に、前記回転軸の回転角度を検出するためのエンコーダを配設し、これらパワー基板とエンコーダとを電気的に接続した電動モータであって、
前記パワー基板は、ブリッジ回路を構成するスイッチング素子を備え、
このスイッチング素子と前記フロントブラケットとの間に前記放熱シートを介在させ、前記スイッチング素子から発生する熱を前記放熱シートを介して前記フロントブラケットに伝達可能にしたことを特徴とする電動モータ。 It has a front bracket that supports the rotating shaft, and a rear bracket,
On the front bracket side, a power board for switching energization to each phase coil is disposed via a heat dissipation sheet,
An encoder for detecting a rotation angle of the rotary shaft is disposed on the rear bracket side, and an electric motor in which the power board and the encoder are electrically connected,
The power board includes a switching element constituting a bridge circuit,
An electric motor characterized in that the heat dissipation sheet is interposed between the switching element and the front bracket so that heat generated from the switching element can be transmitted to the front bracket via the heat dissipation sheet.
前記フロントブラケットと前記一方のフレームと一体成形したことを特徴とする電動回転継手。 An electric rotary joint in which one frame and the other frame are rotatably connected via the electric motor and the speed reducer according to claim 1,
An electric rotary joint, wherein the front bracket and the one frame are integrally formed.
前記モータ駆動回路基板を前記フロントブラケットの内側に前記放熱シートを介して配設すると共に、
前記電源回路基板を前記一方のフレームの内側に配設したことを特徴とする請求項2に記載の電動回転継手。
The power board is configured by dividing a motor drive circuit board on which the switching elements are arranged, and a power supply circuit board that supplies current to the motor drive circuit board and has a smoothing capacitor,
The motor drive circuit board is disposed inside the front bracket via the heat dissipation sheet,
The electric rotary joint according to claim 2, wherein the power circuit board is disposed inside the one frame.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008047769A JP2009207295A (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Electric motor and motorized rotary joint |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018537065A (en) * | 2015-11-11 | 2018-12-13 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | Electromechanical actuator with redundant electronic subsystem |
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2008
- 2008-02-28 JP JP2008047769A patent/JP2009207295A/en active Pending
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JP2018537065A (en) * | 2015-11-11 | 2018-12-13 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | Electromechanical actuator with redundant electronic subsystem |
US10868459B2 (en) | 2015-11-11 | 2020-12-15 | Robert Bosch Gmbh | Electromechanical actuator comprising a redundant electronic sub-system |
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