JP3042133U - サーボモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転子から発生する熱を前側又は後側ブラケ
ットから効率的に放熱できて回転子の温度上昇を抑えら
れ回転子と固定子の温度差が大きく生じるのを回避でき
後側軸受の円滑な軸受機能を保障できるサーボモータ。 【構成】 永久磁石回転子１と、その外側に固定子２を
備えたサーボモータにおいて、永久磁石回転子１及び固
定子巻線５と後側ブラケット３ｂとの間に隙間を設け
て、回転軸４の前記隙間に対応した軸部分に、ファン６
を備えた。隙間空間の内部空気がファン６により攪拌さ
れるので、後側ブラケット３ｂから効率的な放熱が行わ
れ、永久磁石回転子１から発生する熱は、後側ブラケッ
ト３ｂから放熱する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、モータの発熱を後側ブラケットに伝達して放熱することにより永久 磁石回転子の温度上昇を抑えて円滑な軸受機能を保障しモータの高効率化、小型 化に寄与し得るサーボモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

モータの発熱は、銅損、鉄損、機械損による損失が主要因である。モータの効 率を高め小型にするには上記各損失を低減させること、並びに、回避できない損 失に起因するモータの発熱を抑制することが必須である。 モータの発熱を抑制するには冷却能力を向上させることである。 従来は、固定子のヨークとコイルの間にモールド樹脂を充填することにより熱 伝導路を確保して放熱を促進しており、またモータの発熱を抑制するための冷却 能力の向上は、フレームをアルミニウム製として放熱フィンを設けることにより 行っており、さらに大容量のモータについては外付けファンにより強制的に空冷 することにより行っている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

一般的に、永久磁石回転子型モータは、電機子巻線型モータに比して発熱が小 さいが、高効率・小型・高速を追求したときには、固定子の発熱だけでなく回転 子の発熱も問題となる。 回転子の発熱は、軸受の回転摩擦による機械損と回転子マグネットによる渦電 流損が主な発熱源である。 回転子は回転軸の両端が軸受で枢支されていて熱伝達の経路が小さく閉ざされ ているから、回転子は放熱が悪い。しかし、熱の一部が、固定子に放射伝達され さらにフレームに伝達されて外気に放射され、また出力側軸受が機械に直結して いる場合はカップリングを通して機械に熱伝達されることにより、放熱が行われ る。 しかるに、従来のモータよりもさらに小型化を図ったときは、それだけ固定子 やフレームやブラケットが小型化して放射面積が小さくなるから、回転子に発生 する熱の放熱が十分でない分だけ、回転子と回転軸と軸受の内輪が温度上昇する ことになる。 他方、固定子に発生する熱はフレームを通じて外気へ比較的良好に放熱される ので、回転子と固定子の間に温度差が生じる。この温度差がそのまま軸受の内輪 と外輪の温度差となる。従って、内輪の熱膨張が外輪の熱膨張を上回り嵌合状態 がしばり嵌めとなって摩擦が大きくなりさらに発熱するという悪循環を繰り返し て軸受の回転機能が著しく低下して大きな機械損を生じることが予想される。 また、永久磁石は高温で減磁する現象があるのでこの点からも永久磁石回転子 型モータにおいて高効率・小型・高速を追求するときには、固定子の発熱に対す る冷却能力を向上させるだけでなく回転子の発熱に対する冷却能力を向上させる 温度対策が必要である。 しかるに、サーボモータにあっては、内部へ塵埃が侵入するのを防止するため 内部空間が密封された構造である、すなわち、モータのフレーム及びブラケット が密閉構造となっているので、外気を導入することによる回転子の冷却は行えな い。

【０００４】 本願考案は、上述した点に鑑み案出したもので、回転子⇒固定子⇒フレームの 熱伝達経路の他に回転子⇒ブラケットの熱伝達経路を確保でき、固定子の発熱に 対する冷却能力を向上させるだけでなく回転子の発熱に対する冷却能力を向上さ せることができモータ全体の温度上昇を抑制できる。特に、小型化・高速化した ときの回転子の発熱に起因する軸受の回転機能の低下による機械損の増大を回避 でき、また高温で減磁する現象がある永久磁石回転子の温度対策に有効であり、 モータの高効率化・小型化・高速化を追求したときの固定子及び回転子の発熱の 温度対策に極めて有効である，サーボモータを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本願考案は、上記課題を解決するための手段として、永久磁石回転子１と、そ の外側に固定子２を備えたサーボモータにおいて、前側ブラケット３ａ又は後側 ブラケット３ｂのいずれか一方と、永久磁石回転子１及び固定子巻線５との間に 隙間を設けて、回転軸４の前記隙間に対応した軸部分にファン６を備え、かつフ ァン６を備えた側の前側ブラケット３ａ又は後側ブラケット３ｂに放熱フィン３ １，３１ｂを備えたことを特徴とするサーボモータを提供するものである。

【０００６】

【実施の形態】

以下、本願考案の実施の形態のサーボモータを図面を参照して説明する。 このサーボモータは、永久磁石回転子１の中心を貫通して該永久磁石回転子１ と一体に固定された回転軸４の両端を、ケース３を構成する前側ブラケット３ａ と後側ブラケット３ｂに設けた軸受８、９とで枢支しているとともに、永久磁石 回転子１の外側に配する固定子２をケース３を構成するフレーム３ｃ内に収容し て内部空間が密封されていて、後側ブラケット３ｂの内外面に放熱フィン３１ａ ，３１ｂを備えている。

【０００７】 永久磁石回転子１及び固定子巻線５と後側ブラケット３ｂとの間に隙間７を設 けて、回転軸４の永久磁石回転子１と後側ブラケット３ｂとの間の軸部分に、固 定子巻線５の内側に収容されるファン６を備えている。ファン６はひねりがない 平板状を放射状に複数枚設けられていて、モータが左回転又は右回転のいずれの 回転であっても内部空気を攪拌するようになっていて内部空気を対流させる役目 を果たす。

【０００８】 上記構成のサーボモータによれば、永久磁石回転子１に発生する熱は、永久磁 石回転子１及び固定子巻線５と後側ブラケット３ｂとの間に隙間空間の内部空気 がファン６により攪拌されるので、永久磁石回転子１に発生した熱が内部空気に 効率的に伝わりさらに後側ブラケット３ｂに伝わるから、後側ブラケット３ｂか ら効率的な放熱が行われ、永久磁石回転子１の温度上昇を抑えられ後側軸受９の 円滑な軸受機能を保障できる。また、後側ブラケット３ｂの内外面に放熱フィン ３１ａ，３１ｂを備えたことにより、放熱面積を拡大して永久磁石回転子１の発 熱に対する冷却能力の向上が図れる。

【０００９】 なお、本願考案は、ファン６を大径とされ固定子巻線５と後側ブラケット３ｂ の間に収容されていても良い。また、本願考案は、前側ブラケット３ａと、永久 磁石回転子１及び固定子巻線５との間に隙間を設けて、回転軸４の前記隙間に対 応した軸部分にファン６を備え、かつ前側ブラケット３ａに放熱フィン（図示し ない）を備えても良い。

【００１０】

【考案の効果】

本願考案のサーボモータによれば、回転子⇒固定子⇒フレームの伝達経路の他 に回転子⇒ブラケットの熱伝達経路を確保できる。従って、固定子の発熱に対す る冷却能力を向上させるだけでなく回転子の発熱に対する冷却能力を向上させる ことができモータ全体の温度上昇を抑制することができる。特に、小型化・高速 化したときの回転子の発熱に起因する軸受の回転機能の低下による機械損の増大 を回避できる。さらに高温で減磁する現象がある永久磁石回転子の温度対策に有 効である。もって、本願発明のサーボモータは、モータの高効率化・小型化・高 速化を追求したときの固定子及び回転子の発熱の温度対策に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願考案の実施の形態に係るサーボモータの縦
断正面図。

【符号の説明】

１ ・・・永久磁石回転子 ２ ・・・固定子 ３ ・・・ケース ３ａ ・・・前側ブラケット ３ｂ ・・・後側ブラケット ３１ａ ・・・放熱フィン ３１ｂ ・・・放熱フィン ４ ・・・回転軸 ５ ・・・固定子巻線 ６ ・・・ファン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石回転子と、その外側に固定子を
   備えたサーボモータにおいて、前側ブラケット又は後側
   ブラケットのいずれか一方と、永久磁石回転子及び固定
   子巻線との間に隙間を設けて、回転軸の前記隙間に対応
   した軸部分にファンを備え、かつファンを備えた側の前
   側ブラケット又は後側ブラケットに放熱フィンを備えた
   ことを特徴とするサーボモータ。