JP2013046506A - モータモジュールユニットとアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ケースと、上記ケース内部に設置されたモータと、上記ケース内部に設置されたコントローラ基板と、を具備し、上記モータと上記コントローラ基板との間に断熱用隔壁が設けられていることを特徴とするモータモジュールユニット。
【選択図】図4
Description
すなわち、アクチュエータのモータモジュールユニットは、ケース内にモータとコントローラ基板が収納されているため、モータから放出される熱がコントローラ基板やエンコーダ基板等に実装されている各種電子部品に影響を与えてしまい、大容量のモータを使用することができないという問題があった。
又、請求項2によるモータモジュールユニットは、請求項1記載のモータモジュールユニットにおいて、上記ケースは、上記モータが設置されたベース部と、上記モータを覆うように設置されるモータカバー部と、上記コントローラ基板が設置された基板収納部とから構成されていて、上記断熱用隔壁は上記モータカバー部に設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項3によるモータモジュールユニットは、請求項2記載のモータモジュールユニットにおいて、上記モータカバー部は上記ベース部と上記基板収納部との間に介挿されるものであり、上記ベース部及び上記基板収納部が金属製であるとともに、上記モータカバー部が合成樹脂製であることを特徴とするものである。
又、請求項4によるモータモジュールユニットは、請求項3記載のモータモジュールユニットにおいて、上記基板収納部と上記ベース部の接触部には合成樹脂製の断熱部材が介挿されていることを特徴とするものである。
又、請求項5によるモータモジュールユニットは、請求項3又は請求項4記載のモータモジュールユニットにおいて、上記基板収納部と上記ベース部の接触部はネジによって取付・固定される構成になっていて、このネジが合成樹脂製又はセラミック製であることを特徴とするものである。
又、請求項6によるモータモジュールユニットは、請求項1〜請求項5の何れかに記載のモータモジュールユニットにおいて、上記モータの後方にはエンコーダ基板が設置されており、上記断熱用隔壁は上記モータと上記エンコーダ基板を隔てるように設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項7によるアクチュエータは、請求項1〜請求項6の何れかに記載のモータモジュールユニットと、上記モータモジュールユニットに連結され上記モータによって駆動されるアクチュエータ本体と、を具備することを特徴とするものである。
又、請求項2に記載されたモータモジュールユニットによると、請求項1記載のモータモジュールユニットにおいて、上記ケースは、上記モータが設置されたベース部と、上記モータを覆うように設置されるモータカバー部と、上記コントローラ基板が設置された基板収納部とから構成されていて、上記断熱用隔壁は上記モータカバー部に設けられている構成になっているので、ベース部とモータカバー部と基板収納部の3つの部材を組み合わせることにより、断熱用隔壁を備えたケースを容易に得ることができる。
又、請求項3に記載されたモータモジュールユニットによると、請求項2記載のモータモジュールユニットにおいて、上記モータカバー部は上記ベース部と上記基板収納部との間に介挿されるものであり、上記ベース部及び上記基板収納部が金属製であるとともに、上記モータカバー部が合成樹脂製となっているため、上記モータカバー部によって、モータが設置された上記ベース部からコントローラ基板が設置された基板収納部への熱の伝達を防止することができる。
又、請求項4に記載されたモータモジュールユニットによると、請求項3記載のモータモジュールユニットにおいて、上記基板収納部と上記ベース部の接触部には合成樹脂製の断熱部材が介挿されている構成になっているので、金属製のベース部から接触部を介して同じく金属製の基板収納部にモータから発せられた熱が伝達されることを防止することができる。
又、請求項5に記載されたモータモジュールユニットによると、請求項3又は請求項4記載のモータモジュールユニットにおいて、上記基板収納部と上記ベース部の接触部はネジによって取付・固定される構成になっていて、このネジが合成樹脂製又はセラミック製である構成になっているので、モータから発せられた熱が上記ネジを介して上記ベース部から上記基板収納部へ伝達されることを防止することができる。
又、請求項6に記載されたモータモジュールユニットによると、請求項1〜請求項5の何れかに記載のモータモジュールユニットにおいて、上記モータの後方にはエンコーダ基板が設置されており、上記断熱用隔壁は上記モータと上記エンコーダ基板を隔てるように設けられた構成になっているので、上記モータから発せられた熱による上記エンコーダ基板への影響を防止することができる。
又、請求項7によるアクチュエータは、請求項1〜請求項6の何れかに記載のモータモジュールユニットと、上記モータモジュールユニットに連結され上記モータによって駆動されるアクチュエータ本体と、を具備することを特徴とするものであるため、上記効果を有し、且つ、上記モータモジュールユニットのモータから発生した熱を上記アクチュエータ本体を通じて放出させることもできるものである。
図1に示すように、本実施の形態によるモータモジュールユニット1は、アクチュエータ本体2と連結された状態でアクチュエータとして使用される。
このアクチュエータ本体2は、ハウジング2a内に設置された図示しないボールネジと、このボールネジに螺合された図示しないボールネジナットと、このボールネジナットに固着されたスライダ2bとから構成されている。そして、上記ボールネジをいずれかの方向に回転させることにより、上記ボールネジナットひいては上記スライダ2bを前後方向(図1中左右方向)に移動させるものである。
まず、図2及び図3に示すように、上記モータモジュールユニット1はケース3を備えている。上記ケース3は、図4に示すように、ベース部5とモータカバー部7と基板収納部9と断熱部材11とから構成されている。
上記ベース部5と上記基板収納部9は、例えば、アルミ合金のような金属等の熱伝導性の高い材料によって構成されているものである。又、上記モータカバー部7と上記断熱部材11は合成樹脂等の熱伝導性の低い材料によって構成されている。
上記ベース部5は、図4及び図5に示すように、底板13と、この底板13に垂直に立設された連結部15とから構成されている。図3及び図5に示すように、上記連結部15には前方(図3中左方向)に向けて連結用凸部17が突出・形成されている。この連結用凸部17は略円柱状の形状を成しており、モータモジュールユニット1とアクチュエータ本体2とを連結するために用いられるものである。又、上記連結用凸部17の中央には出力軸用貫通孔19が形成されている。
尚、図5では、カップリング機構の内、上記出力軸23側に固着されている一方のカップリング機構要素25のみを示している。他方の図示しないカップリング機構要素は上記ボールネジ側に固着されている。
以上がベース部5とこれに付属する構成についての説明である。
上記モータカバー部7は、まず、側壁部45、45を備えている。この側壁部45、45は、互いに平行になるように配置されており、その外側面には複数個の溝47が形成されている。又、上記側壁部45、45は、上記モータカバー部7をベース部5に取り付けた際、モータ21の両側面側(図4中左下側及び右上側)を覆うものである。又、個々の側壁部45、45の上端(図4中上側端)には、その長さ方向に沿って係合部48、48が延長・形成されている。これら係合部48、48は基板収納部9と上記モータカバー部7とを係合させるためのものである。
なお、開口部55の下部には下部開口部55cが形成されているが、これについては後述する。
以上が、モータカバー部7の構成である。
まず、基板収納部9は、図4に示すように、天井部67と後端部69とから構成されている。上記天井部67は、略U字型の断面形状を成しており、図5に示すように、内部にはコントローラ基板71が収納されている。上記コントローラ基板71の上下両面には、外部コネクタ72や電源基板用コネクタ74の他、図示しない電子部品が実装されている。又、上記コントローラ基板71には、取付用貫通孔73が穿孔されている。上記取付用貫通孔73には、基板取付用部材75の雄ネジ部77が貫通しており、この雄ネジ部77にナット79が螺合されている。又、上記天井部67には段付貫通孔81が穿孔されており、この段付貫通孔81を貫通して上記基板取付用部材75の雌ネジ部85に取付用ネジ83が螺合されている。このようにして、上記基板取付用部材75を介して上記コントローラ基板71が上記基板収納部9の天井部67に固定されている。
又、図9に示すように、上記基板収納部9の天井部67の前面(図4中左側の面)には、雌ネジ部110、110が形成されている。
又、上記基板収納部9の上面(図4中上側の面)の後端(図4中右下端)には、表示部112が設けられている。この表示部112はLEDによって発光し、モータモジュールユニット1ひいてはアクチュエータの動作状態等を表示するようになっている。
以上が基板収納部9と、これに付属する構成についての説明である。
上記断熱部材11は、図5に示すように、ベース部5と基板収納部9との間に介挿される部材である。上記断熱部材11には係合部113、113が形成されており、図5に示すように、この係合部113、113にモータカバー部7の断熱用隔壁49の開口部55の下部開口部55cが係合される。又、上記係合部113、113のモータ21側(図4中左側)には凸部113a、113aが突出・形成されている。この凸部113a、113aが上記下部開口部55cの内周面に係合し、上記係合部113、113が上記下部開口部55cを反モータ21側(図4中右側)から閉塞するようになっている。
又、上記係合部113、113間には切欠き部114が形成されており、この切欠き部114に図示しないケーブルを通すことになる。上記切欠き部114の後方(図4中右下側)には板状凸部116が突出・形成されており、ケース3を構成した際に、上記板状凸部116と基板収納部9の内壁との間に図示しないケーブルを通すことができるようになっている。
以上が、断熱部材11の構成についての説明である。本実施の形態において、このような断熱部材11を使用しているのは、アルミ合金製のベース部5と基板収納部9との間における熱伝導を規制するためである。この点については追って詳細に説明する。
まず、断熱部材11を上記ベース部5に取り付ける。すなわち、上記ベース部5の後端(図4中右下側端)に上記断熱部材11の係合凹部117を係合させる。
そして、上記モータカバー部7の取り付けネジ用貫通孔61、61を貫通して、ネジ121、121を上記ベース部5の雌ネジ部39、39に螺合させることで上記ベース部5に上記モータカバー部7を固定させる。
上記ネジ121、121は合成樹脂製又はセラミック製であり、熱伝導性が低く、上記ベース部5からの熱による影響を防止している。
又、ネジ123、123を上記ベース部5の取り付けネジ用貫通孔35、35及び上記断熱部材11の取り付けネジ用貫通孔115、115を貫通させて、上記基板収納部9の図示しない雌ネジ部に螺合させて固定する。上記ネジ119、119及び上記ネジ123、123は合成樹脂製又はセラミック製であり、熱伝導性が低く、上記ベース部5から上記基板収納部9への熱の伝達を防止している。
以上のようにして、上記ベース部5、モータカバー部7、断熱部材11、及び、基板収納部9を一体化させてケース3とする。
以上が、本実施の形態によるモータモジュールユニット1の構成の説明である。
上記構成をなすモータモジュールユニット1は、既に説明したように、アクチュエータ本体2と連結されて、アクチュエータとして使用されるものである。
まず、アクチュエータとしての基本的な動作から説明する。すなわち、モータ21を適宜方向に回転させることにより、ボールネジを同方向に回転させ、それによって、ボールネジに螺合・配置されているボールネジナットひいてはスライダ2bを前後方向(図1中左右方向)に移動させる。通常、上記スライダ2bには各種の機器やワークが搭載されており、上記動作によって、これら機器やワークを任意の場所に移動させるものである。
以上が、上記ケース3内の空間に放出された熱の伝達と上記ケース3の外側表面からの放出について説明である。
上記モータ21から発生した熱は、モータケース22から上記ベース部5へと伝達され、更に、連結部15に連結されたアクチュエータ本体2に伝達されて、上記アクチュエータ本体2の外側表面から外部へと放出される。また、上記ベース部5に伝達された熱は、上記ベース部5の外側表面からもケース3の外部へと放出される。
又、上記ベース部5と基板収納部9との間には合成樹脂製のモータカバー部7が配置されているので、この合成樹脂製のモータカバー部7が断熱機能を発揮し、それによって、ベース部5から基板収納部9への熱の伝達は規制される。又、後端側においては上記ベース部5と上記基板収納部9の間に合成樹脂製の断熱部材11が介挿されているとともに、上記ベース部5と上記断熱部材11を貫通して上記基板収納部9に螺合されているネジ123、123や、上記ベース部5と上記モータカバー部7を貫通して上記基板収納部9に螺合されているネジ119、119が合成樹脂製又はセラミック製であるので、それによっても、ベース部5から基板収納部9への熱の伝達は規制される。
以上が、熱源である上記モータ21に接触しているケース3への熱の伝達と上記ケース3の外側表面からの熱の放出についての説明である。
以上が、本実施の形態によるモータモジュールユニット1及びアクチュエータの作用である。
まず、本実施の形態によるモータモジュールユニット1は、ケース3と、上記ケース3内部に設置されたモータ21と、上記ケース3内部に設置されたコントローラ基板71、エンコーダ基板29、電源基板87、外部インターフェース用基板89と、上記モータ21と上記コントローラ基板71、上記エンコーダ基板29、上記電源基板87、上記外部インターフェース用基板89との間に設けられた断熱用隔壁49と、を具備した構成になっているので、上記モータ21から上記ケース3内の雰囲気中に放出された熱を上記断熱用隔壁49によって遮断することができ、上記モータ21から発生した熱が上記コントローラ基板71、上記エンコーダ基板29、上記電源基板87、上記外部インターフェース用基板89に実装されている各種電子部品に影響を与えることを防止することができる。
このことによっても、上記モータモジュールユニット1は、上記モータ21から発生した熱が上記コントローラ基板71、上記エンコーダ基板29、上記電源基板87、上記外部インターフェース用基板89に実装されている各種電子部品に影響を与えることを防止することができる。
又、上記モータモジュールユニット1は、上記基板収納部9に複数の放熱用溝111や放熱用フィン109が形成されているため、上記コントローラ基板71等から発生した熱を効率よく外部へ放出することができる。
又、上記モータモジュールユニット1は、モータカバー部7を上記ベース部5に固定するネジ121、121も合成樹脂製又はセラミック製であるため、上記ネジ121、121を通した熱の伝達も防止することができる。
又、上記効果により、上記モータ21として、より多くの熱を発生する大容量のモータを使用することも可能となる。
又、上記モータモジュールユニット1とアクチュエータ本体2とを連結してアクチュエータを構成しているため、上記アクチュエータは前述のような効果を奏するものである。また、上記アクチュエータは、上記モータモジュールユニット1のベース部5の連結部15にアクチュエータ本体2が連結されているため、上記ベース部5に伝達された熱が上記アクチュエータ本体2側に伝達され、これにより上記モータ21から発生した熱を上記ケース3の外へ放出させることができる。
以上が、本実施の形態によるモータモジュールユニット1及び上記モータモジュールユニット1と上記アクチュエータ本体2によるアクチュエータの効果についての説明である。
例えば、ケース3のモータカバー部7に放熱用の開口部を設けてもよい。係る場合は、上記開口部により上記ケース3の内部と外部が連通し、上記ケース3内部の熱が更に効率良く排出されるようになる。
又、上記モータカバー部7と断熱部材11は合成樹脂製であるが、熱伝導性が低いものであれば、他の材質によるものを用いることができる。例えば、セラミック製のモータカバー部や断熱部材を用いることができる。
又、上記ケース3に上記断熱部材11を設けない構成も考えられる。コントローラ基板71等に実装された電子部品に影響を与える熱の殆どがモータ21から上記ケース3内の雰囲気中に放出された熱であり、上記モータ21からベース部5に伝達された熱の影響はそれほど大きいものではない。そのため、上記ベース部5と基板収納部9が直接接触していても、上記モータカバー部7の断熱用隔壁49があれば、上記電子部品への熱による影響を十分に防ぐことができるからである。
又、各部材の形状・大きさ・個数などは様々な場合が考えられる。
2 アクチュエータ本体
3 ケース
5 ベース部
7 モータカバー部
9 基板収納部
11 断熱部材
21 モータ
29 エンコーダ基板
49 断熱用隔壁
51 上側断熱用隔壁
53 後方断熱用隔壁
71 コントローラ基板
87 電源基板
89 外部インターフェース基板
119 ネジ
121 ネジ
123 ネジ
Claims (7)
- ケースと、
上記ケース内部に設置されたモータと、
上記ケース内部に設置されたコントローラ基板と、
上記モータと上記コントローラ基板との間に設けられた断熱用隔壁と、
を具備したことを特徴とするモータモジュールユニット。 - 請求項1記載のモータモジュールユニットにおいて、
上記ケースは、上記モータが設置されたベース部と、上記モータを覆うように設置されるモータカバー部と、上記コントローラ基板が設置された基板収納部とから構成されていて、上記断熱用隔壁は上記モータカバー部に設けられていることを特徴とするモータモジュールユニット。 - 請求項2記載のモータモジュールユニットにおいて、
上記モータカバー部は上記ベース部と上記基板収納部との間に介挿されるものであり、
上記ベース部及び上記基板収納部が金属製であるとともに、上記モータカバー部が合成樹脂製であることを特徴とするモータモジュールユニット。 - 請求項3記載のモータモジュールユニットにおいて、
上記基板収納部と上記ベース部の接触部には合成樹脂製の断熱部材が介挿されていることを特徴とするモータモジュールユニット。 - 請求項3又は請求項4記載のモータモジュールユニットにおいて、
上記基板収納部と上記ベース部の接触部はネジによって取付・固定される構成になっていて、このネジが合成樹脂製又はセラミック製であることを特徴とするモータモジュールユニット。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載のモータモジュールユニットにおいて、
上記モータの後方にはエンコーダ基板が設置されており、上記断熱用隔壁は上記モータと上記エンコーダ基板を隔てるように設けられていることを特徴とするモータモジュールユニット。 - 請求項1〜請求項6の何れかに記載のモータモジュールユニットと、
上記モータモジュールユニットに連結され上記モータによって駆動されるアクチュエータ本体と、を具備することを特徴とするアクチュエータ。
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