JP2009278714A - モータケースおよびエンコーダケース、並びに防爆モータおよびエンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく、小型で且つ軽量な防爆モータ用のモータケースあるいは防爆モータ用のエンコーダのエンコーダケースを提案すること。
【解決手段】防爆モータ１のモータケース９は、筒状のモータケース本体部５とカップ状のエンコーダケース８を同軸状に接合して構成されている。エンコーダケース８のモータ軸方向の封鎖端面１７に形成されたケーブル引き出し部１８は、ケーブル引き出し部１８と、ケーブル引き出し部１８をモータ軸方向に貫通している貫通孔２０Ａ、２０Ｂを備えている。貫通孔２０Ａ、２０Ｂには、センサケーブルＣ１などを通す軸孔２７が設けられたケーブル保持部材２１Ａ、２１Ｂが装着される。ケーブル引き出し部１８を貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）の径方向に貫通している固定ねじ孔２５に固定ねじ２６をねじ込むと、ケーブル保持部材２１Ａ、２１Ｂが貫通孔２０Ａ、２０Ｂ内に圧接固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータケースのエンコーダケースの部分などに形成したケーブル引き出し部にケーブルを通して密閉固定できる構造のモータケースおよびエンコーダケース、並びに、当該モータケースを備えた防爆モータおよび当該エンコーダケースを備えたエンコーダに関する。

塗装用ロボットなどの可動部に搭載される防爆モータには、給電用やセンサ用などのケーブルをモータ内に接続するためのケーブル引き出し部が設けられている。ケーブル引き出し部には、図３に示すような構造のものがある。このケーブル引き出し部は、モータケース１００に形成されたケーブル引き出し用の引き出し孔１０１に、ケーブルを挿通するための貫通孔１０２が形成された密閉部品１０３を接合ねじ１０４によって密閉固定し、貫通孔１０２内にケーブル１０５の引き留め部品１０６が取り付けられた部分を差し込み固定する構造である。この種のケーブル引き出し部を備えた防爆モータは、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１では、モータの外枠にケーブル導出用のハウジング（密閉部材）を接合しており、ハウジングには、図３の引き留め部品と同様の形状の部品を取り付けたケーブルが挿通固定されている。
実開平７−４２９９７号公報

ロボットに搭載される防爆モータは、ロボットの可搬重量制限のために、より小型化・軽量化したいという要請がある。しかしながら、上記の構成のようにケーブル引き出し部に取り付ける密閉部品と引き留め部品とを別部材で構成していると、各部材の接合部を防爆構造の技術的基準に定められた接合面箇所や接合ねじ部構造を備えた構成にしなければならないため、小型化・軽量化には限界があるという問題点がある。

本発明の課題は、この点に鑑みて、ケーブル引き出し部の部品点数が少なく、小型で且つ軽量なモータケースあるいはエンコーダケースを提供することにある。また、本発明の他の課題は、上記のようなモータケースを備えた防爆モータ、および、上記のようなエンコーダケースを備えたエンコーダを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のモータケースは、
モータの内外を仕切る仕切り壁の表面からケーブル引き出し方向に突出するケーブル引き出し部と、
当該ケーブル引き出し部を貫通して前記モータケースの内外を連通している貫通孔と、
ケーブルが通る軸孔を備え、当該軸孔が前記貫通孔の一端側と他端側を連通させるように前記貫通孔に装着されるケーブル保持部材と、
前記ケーブル保持部材を、前記貫通孔の軸線方向に移動せず、且つ、当該軸線まわりに回転しないように前記貫通孔に対して固定する固定部とを有することを特徴としている。

本発明では、このように、モータの内外を仕切っている仕切り壁に貫通孔を形成し、この貫通孔にケーブルを通したケーブル保持部材を直接装着して、固定部により、ケーブル保持部材を貫通孔の軸線方向に移動せず、且つ、軸線まわりに回転しないように固定している。このようにすると、貫通孔が形成されたハウジングなどの密閉部品をモータケースとは別部材にしてモータケースに接合している従来の構成と比べて、部品点数を削減できる。また、接合箇所を減らすことができるので、ケーブル引き込み部分を小型化することができ、簡易な構成にすることができる。

本発明において、前記軸孔は、前記軸孔内に挿通されている前記ケーブルによって密封されているとよい。また、前記貫通孔は、前記貫通孔内にある前記ケーブル保持部材あるいは前記ケーブルによって密封されているとよい。このようにすると、ケーブルと貫通孔との隙間を密封することができるので、防爆構造のモータケースに適した構造にすることができる。

本発明において、前記固定部は、前記ケーブル引き出し部における前記貫通孔の外周部分を貫通しており、一端が前記貫通孔内に開口している固定ねじ孔と、当該固定ねじ孔にねじ止めされる固定ねじを備えている。このようにすると、固定ねじ孔に固定ねじを締めこむだけでケーブル保持部材の軸線方向の移動および軸線まわりの回転を阻止できる。

本発明において、前記ケーブル保持部材は、前記貫通孔内に前記モータの外部側から進入する進入部と、当該進入部の進入方向後端部から前記進入部と同軸状に延びている基端部と、を備えており、当該基端部内を通って前記基端部の後端側端面に開口している前記軸孔の内周面は、前記基端部の後端側に向かって湾曲しながら拡径し、前記後端側端面に接続しているとよい。このようにすると、軸孔の内周面と基端部の後端側端面との接続部分が鋭い角部でなく湾曲面になるので、ケーブルを引き込み方向に対して直交する方向あるいは傾いた方向から引っ張ってもケーブルが損傷しにくい。

本発明において、前記貫通孔の内周面に雌ねじ部が形成されており、前記ケーブル保持部材の前記貫通孔内に進入する部分の外周面に雄ねじ部が形成されており、前記ケーブル保持部材が前記貫通孔内にねじ込み固定される構造にするとよい。このようにすると、ケーブル保持部材を貫通孔内にねじ込み固定できる。

本発明において、前記ケーブル引き出し部に形成された複数の前記貫通孔と、前記複数の前記貫通孔のそれぞれに装着される複数の前記ケーブル保持部材と、を有しているとよい。このようにすると、ケーブルごとにケーブル引き出し部を別々に形成する必要がない。よって、シンプルな構成にすることができる。

本発明において、モータケース本体部および当該モータケース本体部と同軸状態で配置されているエンコーダケースを備えており、前記ケーブル引き出し部は、前記エンコーダケースに設けられているとよい。このようにすると、エンコーダケースからのケーブルの引き出しが可能になり、且つ、エンコーダケースを小型かつ軽量にすることができる。

次に、本発明は、上記各構成のモータケースを備えた防爆モータである。

また、本発明は、上記各構成のモータケースが備えるエンコーダケースである。

さらに、本発明は、上記エンコーダケースを備えたエンコーダである。

本発明では、モータの内外を仕切っている仕切り壁に貫通孔を形成し、この貫通孔にケーブルを通したケーブル保持部材を直接装着して、固定部により、ケーブル保持部材を貫通孔の軸線方向に移動せず、且つ、軸線まわりに回転しないように固定している。このようにすると、貫通孔が形成されたハウジングなどの密閉部品をモータケースとは別部材にしてモータケースに接合している従来の構成と比べて、部品点数を削減できる。また、接合箇所を減らすことができるので、ケーブル引き込み部分を小型化することができ、簡易な構成にすることができる。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本実施形態の防爆モータを示す縦断面図である。防爆モータ１は、回転軸２に取り付けられているロータマグネット３と、これを同心状に取り囲むステータ４とを備えている。これらは筒状のモータケース本体部５の内部に配置されており、モータケース本体部５の前側および後側の端板６、７に取り付けられたベアリングによって回転軸２が回転自在の状態で支持されている。端板７の外周縁部分にはカップ状のエンコーダケース８の縁部分が接合されており、このエンコーダケース８とモータケース本体部５が、防爆モータ１の外殻部であるモータケース９の主要部分を構成している。

エンコーダケース８は、回転軸２の後端部分に取り付けられた磁気エンコーダ１０の構成部品を覆うように形成されている。磁気エンコーダ１０は、端板７の後側に取り付けた磁気シールド円盤１１によってモータ本体側と磁気的に仕切られており、端板７から後側に突出している回転軸２の後端部分に同軸状に取り付けた取付円盤１２に取り付けた二極着磁されたマグネットリング１３を有している。このマグネットリング１３の後側には、円盤状の基板１４が同軸状態で対向配置されており、この基板１４の表面にはＭＲセンサ１５およびホールセンサ１６が搭載されている。

カップ状のエンコーダケース８の底部分を構成している封鎖端面１７（仕切り壁）には、センサケーブルＣ１やモータケーブルＣ２を引き出すためのケーブル引き出し部１８が設けられている。図２（ａ）はエンコーダケースのケーブル引き出し部の部分を拡大して示す側面図、図２（ｂ）はエンコーダケースおよびケーブル引き出し部の正面図、図２（ｃ）は図１のケーブル引き出し部の部分だけを切り欠いた部分断面図である。ここで、センサケーブルＣ１は、ＭＲセンサ１５やホールセンサ１６などの磁気エンコーダ１０が備えるセンサ、あるいは防爆モータ１の各部に設けられた他のセンサからの信号伝送用のケーブルである。また、モータケーブルＣ２は、防爆モータ１の各部への給電用あるいは信号伝送用などに用いられるケーブルである。

ケーブル引き出し部１８は、封鎖端面１７から回転軸２の軸線方向に突出しているケーブル引き出し部１８と、回転軸２の軸線方向にケーブル引き出し部１８を貫通し、ケーブル引き出し部１８の先端面１９に開口している２つの貫通孔２０Ａ、２０Ｂを備えている。貫通孔２０Ａ、２０Ｂには、後述するように、ケーブル引き出し部１８の先端面１９ａ側からケーブル保持部材２１Ａ、２１Ｂがねじ込み装着される。ケーブル引き出し部１８は、封鎖端面１７の外周縁に沿って周方向に湾曲しながら延びる外周形状を有しており、貫通孔２０Ａ、２０Ｂは、先端面１９上に周方向に隣接して開口している。

貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）はエンコーダケース８の内外を連通しており、エンコーダケース８の外部側に開口している外側開口部２２の内径は、エンコーダケース８内側から引き出されるセンサケーブルＣ１やモータケーブルＣ２などの各種ケーブルの外径よりも一回り大きい寸法である。貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）は、外側開口部２２からエンコーダケース８の内部表面に開口している内側開口部２３に向かって直線状に延びている。外側開口部２２から所定長さ分だけ奥側に入り込んだ位置までの部分の内周面にはねじ溝が形成されており、この部分が雌ねじ部２４となっている。雌ねじ部２４から内側開口部２３までの部分は同一内径のまま円筒面状に延びており、内側開口部２３の部分は径方向内側に向かって円環状に突出して内径が狭まっている。これにより、内側開口部２３の内径は、センサケーブルＣ１やモータケーブルＣ２などの外周面が内接する程度の寸法になっている。

貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）の雌ねじ部２４の部分には、ケーブル引き出し部１８を貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）の径方向に貫通している固定ねじ孔２５（固定部）の一端が開口している。固定ねじ孔２５の他端はケーブル引き出し部１８の外周面に開口している。これにより、ケーブル引き出し部１８の外部側から固定ねじ孔２５内に固定ねじ２６（固定部）を締め込んで、固定ねじ２６の先端を貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）内に装着されたケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）の外周面に圧接することができる。

ケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）は、中心にセンサケーブルＣ１やモータケーブルＣ２などを通すための軸孔２７が形成されたスリーブ状の部材である。ケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）の先端側には、外周面にねじ山が形成されて貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）内の雌ねじ部２４にねじ込み可能な雄ねじ部２８（進入部）が形成されており、雄ねじ部２８の先端面に軸孔２７の一端が開口している。軸孔２７の雄ねじ部２８内を通る直線状の部分の内径は、貫通孔２０Ａの内側開口部２３と同様に、センサケーブルＣ１やモータケーブルＣ２などが内接する程度の寸法になっている。

一方、軸孔２７の他端は、雄ねじ部２８のねじ込み方向後端部から同軸状に延びているケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）の基端部２９の後端側端面２９ａに開口している。軸孔２７の基端部２９内を通る部分は、基端部２９の後端側に向かって湾曲しながらラッパ状に拡径しており、後端側端面２９ａに滑らかに接続する湾曲面となっている。また、基端部２９の最も拡径した部分の外周面には、レンチなどの工具を係合可能な多角形の係合面が形成されている。

以上のような構成により、貫通孔２０Ａ内の雌ねじ部２４にセンサケーブルＣ１を挿通したケーブル保持部材２１Ａの雄ねじ部２８をねじ込み装着することにより、このケーブル保持部材２１Ａの先端側から延びているセンサケーブルＣ１を、貫通孔２０Ａの内側開口部２３からエンコーダケース８内に引き込み、エンコーダケース８内あるいはモータケース本体部５内の各部に接続することができる。そして、雌ねじ部２４内に開口している固定ねじ孔２５から固定ねじ２６を締め込むことにより、貫通孔２０Ａ内にケーブル保持部材２１Ａを圧接固定すると共に、ケーブル保持部材２１Ａ内にセンサケーブルＣ１を圧接固定することができる。これにより、ケーブル保持部材２１ＡおよびセンサケーブルＣ１が軸線方向に動かず、かつ、軸線まわりに回転しないようにすることができる

ここで、ケーブル保持部材２１Ａの軸孔２７内に挿通されたセンサケーブルＣ１は、軸孔２７の内周面に設けられた図示しないパッキンなどを介して、軸孔２７を密封する状態に取り付けられている。同様に、ケーブル保持部材２１Ａは、貫通孔２０Ａの内周面あるいはケーブル引き出し部１８の先端面１９などに設けられた図示しないパッキンなどを介して、貫通孔２０Ａを密封するように取り付けられている。あるいは、内側開口部２３の内周面に図示しないパッキンを設けて内側開口部２３を密閉する状態にセンサケーブルＣ１を取り付けてもよいし、貫通孔２０Ａ内の雄ねじ部２８の先端側の部分に図示しないパッキンを取り付けてセンサケーブルＣ１の外周面と貫通孔２０Ａの内周面その隙間を密閉してもよい。これらの構成により、エンコーダケース８の内外を連通させることなく、ケーブル引き出し部１８の貫通孔２０ＡからセンサケーブルＣ１を引き出すことができる。

同様に、貫通孔２０Ｂ内の雌ねじ部２４にモータケーブルＣ２を挿通したケーブル保持部材２１Ｂの雄ねじ部２８をねじ込み装着することにより、このケーブル保持部材２１Ｂの先端側から延びているモータケーブルＣ２を、貫通孔２０Ｂの内側開口部２３からエンコーダケース８内に引き込み、エンコーダケース８内あるいはモータケース本体部５内の各部に接続することができる。また、上記と同様の構成により、エンコーダケース８の内外を連通させることなく、ケーブル引き出し部１８の貫通孔２０ＢからモータケーブルＣ２を引き出すことができる。

このように、上記構成では、防爆モータ１の内外を仕切っているモータケース９のエンコーダケース８の封鎖端面１７にケーブル引き出し部１８を形成し、このケーブル引き出し部１８に形成した貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）にセンサケーブルＣ１（あるいはモータケーブルＣ２）を通したケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）を直接装着して貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）を密封している。従って、貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）が形成されたハウジングなどの密閉部品をモータケースとは別部材にしてモータケースに接合している従来の構成と比べて、部品点数を削減でき、製造コストの削減を図ることができる。また、接合箇所を減らすことができるので、ケーブル引き込み部分を小型化することができ、簡易な構成にすることができる。

また、上記構成では、軸孔２７のケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）の後端部側に開口している部分が湾曲しながら拡径しており、後端側端面２９ａに滑らかに接続する湾曲面となっているので、センサケーブルＣ１（あるいはモータケーブルＣ２）を引き込み方向に対して直交する方向あるいは傾いた方向から引っ張ってもセンサケーブルＣ１（あるいはモータケーブルＣ２）が損傷しにくい。

また、上記構成では、１つのケーブル引き出し部１８に複数の貫通孔２０Ａ、２０Ｂを形成しており、ケーブルごとにケーブル引き出し部１８を別々に形成していないので、構成がシンプルになっている。

（改変例）
（１）上記構成では、固定ねじ孔２５に固定ねじ２６を締め込んでケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）を貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）内に固定していたが、他の固定手段を用いてケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）の軸線方向の固定および回転止めを行ってもよい。例えば、ケーブル引き出し部１８の先端面１９にケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）の基端部２９の外周面に係合する固定部材を取り付けたり、基端部２９を圧接固定する固定部材などを取り付けてもよい。

（２）上記構成では、ケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）を貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）内にねじ込み固定していたが、雄ねじ部２８および雌ねじ部２４を設けずに、ケーブル保持部材２１Ａ（２１Ｂ）を貫通孔２０Ａ（２０Ｂ）内に圧入固定してもよい。

（３）上記構成では、ケーブル引き出し部１８を、エンコーダケース８の封鎖端面１７に形成していたが、エンコーダケース８の外周面に形成してもよい。また、モータケース本体部５に形成してもよい。

本発明を適用した防爆モータを示す縦断面図である。 エンコーダケースおよびケーブル引き出し部の側面図、正面図、および部分断面図である。 従来例のモータケースのケーブル引き出し部の部分断面図および正面図である。

符号の説明

１ 防爆モータ
２ 回転軸
３ ロータマグネット
４ ステータ
５ モータケース本体部
６、７ 端板
８ エンコーダケース
９ モータケース
１０ 磁気エンコーダ
１１ 磁気シールド円盤
１２ 取付円盤
１３ マグネットリング
１４ 基板
１５ ＭＲセンサ
１６ ホールセンサ
１７ 封鎖端面（仕切り壁）
１８ ケーブル引き出し部
１９ 先端面
２０Ａ、２０Ｂ 貫通孔
２１Ａ、２１Ｂ ケーブル保持部材
２２ 外側開口部
２３ 内側開口部
２４ 雌ねじ部
２５ 固定ねじ孔（固定部）
２６ 固定ねじ（固定部）
２７ 軸孔
２８ 雄ねじ部
２９ 基端部
２９ａ 後端側端面
Ｃ１ センサケーブル
Ｃ２ モータケーブル

Claims (11)

1. モータの内外を仕切る仕切り壁の表面からケーブル引き出し方向に突出するケーブル引き出し部と、
   当該ケーブル引き出し部を貫通して前記モータケースの内外を連通している貫通孔と、
   ケーブルが通る軸孔を備え、当該軸孔が前記貫通孔の一端側と他端側を連通させるように前記貫通孔に装着されるケーブル保持部材と、
   前記ケーブル保持部材を、前記貫通孔の軸線方向に移動せず、且つ、当該軸線まわりに回転しないように前記貫通孔に対して固定する固定部とを有することを特徴とするモータケース。
2. 請求項１に記載のモータケースにおいて、
   前記軸孔は、前記軸孔内に挿通されている前記ケーブルによって密封されることを特徴とするモータケース。
3. 請求項１または２に記載のモータケースにおいて、
   前記貫通孔は、前記貫通孔内にある前記ケーブル保持部材あるいは前記ケーブルによって密封されることを特徴とするモータケース。
4. 請求項１ないし３のいずれかの項に記載のモータケースにおいて、
   前記固定部は、前記ケーブル引き出し部における前記貫通孔の外周部分を貫通しており、一端が前記貫通孔内に開口している固定ねじ孔と、当該固定ねじ孔にねじ止めされる固定ねじを備えていることを特徴とするモータケース。
5. 請求項１ないし４のいずれかの項に記載のモータケースにおいて、
   前記ケーブル保持部材は、
   前記貫通孔内に前記モータの外部側から進入する進入部と、
   当該進入部の進入方向後端部から前記進入部と同軸状に延びている基端部と、を備えており、
   当該基端部内を通って前記基端部の後端側端面に開口している前記軸孔の内周面は、前記基端部の後端側に向かって湾曲しながら拡径し、前記後端側端面に接続していることを特徴とするモータケース。
6. 請求項１ないし５のいずれかの項に記載のモータケースにおいて、
   前記貫通孔の内周面に雌ねじ部が形成されており、
   前記ケーブル保持部材の前記貫通孔内に進入する部分の外周面に雄ねじ部が形成されており、
   前記ケーブル保持部材が前記貫通孔内にねじ込み固定されることを特徴とするモータケース。
7. 請求項１ないし６のいずれかの項に記載のモータケースにおいて、
   前記ケーブル引き出し部に形成された複数の前記貫通孔と、
   前記複数の前記貫通孔に装着される複数の前記ケーブル保持部材と、を有することを特徴とするモータケース。
8. 請求項１ないし７のいずれかの項に記載のモータケースにおいて、
   モータケース本体部および当該モータケース本体部と同軸状態で配置されるエンコーダケースを備えており、
   前記ケーブル引き出し部は、前記エンコーダケースに形成されていることを特徴とするモータケース。
9. 請求項１ないし８のいずれかの項に記載のモータケースを備えた防爆モータ。
10. 請求項８に記載のモータケースが備えるエンコーダケース。
11. 請求項８に記載のエンコーダケースを備えたエンコーダ。

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