JP4798484B2

JP4798484B2 - ギャップワインディングモータ

Info

Publication number: JP4798484B2
Application number: JP2005317875A
Authority: JP
Inventors: 孝浩深川; 宮本　　剛; 健二船越
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2005-11-01
Filing date: 2005-11-01
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2025-11-01
Also published as: JP2007129785A

Description

本発明は、ＦＡ、ＯＡ分野に使用される平滑電機子巻線形ブラシレスモータ、いわゆるギャップワインディングモータに関する。

従来のギャップワィンディングモータは、位置検出器の設置場所として、モータ電磁部より十分に離した位置に設置していた。例えば、モータ電磁部とは切り離し、反負荷側ブラケットの電磁部と反対側部分に設置していた。
図４は、従来のギャップワィンディングモータの構造を示す側断面図である。図において、４はコイル結線部、５はフレーム、６は位置検出器基板、７は永久磁石、８は回転子ヨーク、１０は固定子積層コア、１１はコイル、１２は負荷側ブラケット、１３は反負荷側ブラケット、１４は位置検出器カバーである。固定子積層コア１０は、複数の集中巻きコイルであるコイル１１を固定子積層コア１０内径面に等間隔に配置し、コイル結線部４を含んで樹脂にてモールドされて固定子を形成している。また、固定子は、フレーム５内に挿入し固定されており、フレームの端面に負荷側ブラケット１２と反負荷側ブラケット１３が固定されている。フレーム５は、鉄等の導電物質で形成されており、外部配線を通じて接地されている。負荷側ブラケット１２と反負荷側ブラケット１３とフレーム５は導通しており、コイル結線部４より発生するスイッチングノイズを外部へ漏らさないシールドの働きをしている。位置検出器基板６は、永久磁石７や固定子積層コア１０、コイル１１、コイル結線部４等で構成されるモータ電磁部である固定子と、反負荷側ブラケット１３を隔てて配置しており、コイル結線部４より発生するスイッチングノイズの影響を受けないようにしていた。

また、従来のモータステータ構造であり、コイルとコイル結線基板の配線パターンとの間における電磁気ノイズの影響を抑制し、高精度のモータを構成しているものがある。（例えば、特許文献１参照）。これは、従来のステータコアにプリント基板を取りつけて巻き線を巻回するステータでは、プリント基板に巻き線が非常に接近にして巻かれているため、プリント基板に設けられた配線パターン層と巻き線に流れる電流によって発生した電磁気ノイズは、電磁相互作用によって互いに流れる電流に悪影響を与えることになっていたため、モータのステータコアの軸方向端面に多層プリント基板を配設し、巻き線をステータコア及び多層プリント基板を包み込んでトロイダル状に整列巻回し、多層プリント基板は、巻き線間を結線する配線パターン層と、該配線パターン層と巻き線との間を電磁気遮蔽するシールド層１２とを備えるものである。
特開２０００−３３３３９５号公報（第４−６頁、図１，３）

従来のギャップワインディングモータは、固定子内部の空間へのノイズ対策がされていないため、固定子内部の空間に位置検出器を配置することができず、固定子内部の空間を有効に活用することができないという問題があった。このため、モータを小型化する事が難しく、部品点数が増加し、コストアップとなるという問題点もあった。
また、特許文献１の従来のモータステータ構造においても、コイルとコイル結線基板の配線パターンとの間における電磁気ノイズの影響を抑制しているに過ぎず、固定子内部の空間へのノイズ対策がされていないため、従来のギャップワインディングモータ同様の問題点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、モータを小型化するとともに安価であり、位置検出器への固定子コイル結線部の発生するノイズの影響を抑制するギャップワインディングモータを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
筒状部を有するカップ形状の回転子ヨークの外周面上に複数の永久磁石が取り付けられるとともに、前記筒状部の反負荷側の軸方向端面が、前記永久磁石の反負荷側の軸方向端面よりも反負荷側に突出している回転子と、
固定子コアの内周面に回転磁界形成用の複数の空芯形状固定子コイルが装着され、前記固定子コイルとそのコイル結線部と前記固定子コアが樹脂モールドされ、前記回転子ヨークの筒状部の軸方向端面に対して前記コイル結線部表面の樹脂が軸方向に細隙を介して対向し、かつ前記固定子コイルが前記永久磁石と空隙を介して対向するように配置され、さらに、前記回転子ヨークの筒状部の内径にある空隙部に配置された位置検出器を有する固定子とを備え、
前記固定子が、前記位置検出器と前記樹脂モールド間を電磁気遮蔽するシールドを有するものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載における前記シールドが、導電塗料であり、前記樹脂モールド表面に吹き付けて形成されるものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載における前記シールドが、モータフレームを介して接地されるものである。

請求項１に記載の発明によると、モータを軸方向に小型化することができる。また、部品点数を減らすことができるため、モータ構造の簡単化や軽量化、製造での作業時間の短縮や容易化、低コスト化を図ることができる。また、システムへのモータ設置での省スペース化にも貢献することができる。また、位置検出器の耐ノイズ性の向上を図ることができる。
また、請求項２または３に記載の発明によると、容易にノイズ対策を実施することができ、位置検出器が安定動作し信頼性を確保することができる。また、位置検出器精度への影響も抑制でき、位置検出器の性能を十分に発揮させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例を示すギャップワイディングモータの構造を示す側断面図である。１は固定子、２は回転子、３はシールド、５はフレーム、６は位置検出器基板、７は永久磁石である。また、図２は、図１のコイル結線部４を中心とした拡大断面図である。４はコイル結線部、８は回転子ヨーク、９はモールド樹脂、１０は固定子積層コア、１１はコイルである。図において、固定子１と固定子内径側に軸受けを介して、回転自在に保持された回転子２で構成されており、回転子２は、円筒状の永久磁石７配置面を持ったヨーク８とヨーク８の表面にコイル１１と磁気空隙部を介して、対向する様に等間隔に配置された永久磁石７とで構成されている。固定子１のコイル結線部４の内径側空間部に隣接して、位置検出器基板６が配置されている。

固定子１は、円筒形状の固定子積層コア１０の内周面に複数個の集中巻コイルであるコイル１１を等間隔に配置し、回転磁界を形成する様にコイル間を結線したコイル結線部４をモールド樹脂９にて一体化して構成されている。位置検出器基板６は、固定子１におけるコイル結線部４のモールド樹脂９と隣接して配置されており、モールド樹脂９上の位置検出器基板６が配置されている側に、導電塗料によってシールド３が形成されている。また、導電塗料は、フレーム５と導通する様に塗布されており、モータケーブルを通して接地されている。

図３は、本発明の実施例を示すギャップワインディングモータ固定子の単体斜視図である。斜線で示された範囲に導電塗料によるシールド３を形成している。この範囲は、位置検出器基板６が配置されている範囲であり、この範囲より広範囲に導電塗料によるシールド３を形成する必要はない。このように、固定子１のコイル結線部４より放射されたスイッチングノイズは、フレーム５を介して接地された導電塗料によるシールド３によって遮断され、位置検出器基板６への影響が抑制されることになる。

なお、導電塗料の塗布の厚みは、塗料自体の導電特性や放射されたスイッチングノイズのレベルにもよるが、０．０５〜０．１ｍｍ程度の厚みが望ましく、塗布範囲を途切れなく覆うものである。また、塗布にあたっては、固定子のケーブル位置を目印とした治具により、塗布範囲外のマスクや吹き付ける塗料の量管理を行なう。
なお、実施例において、導電塗料を塗布することに依るシールドを形成することを示したが、同様のシールド効果をもたらす導電テープ等を貼付しても良い。

本発明の実施例を示すギャップワイディングモータの構造を示す側断面図である。図１のコイル結線部４を中心とした拡大側断面図である。本発明の実施例を示すギャップワインディングモータ固定子の単体斜視図である。従来のギャップワィンディングモータの構造を示す側断面図である。

符号の説明

１固定子
２回転子
３シールド形成範囲
４コイル結線部
５フレーム
６位置検出器基板
７永久磁石
８回転子ヨーク
９モールド樹脂
１０固定子積層コア
１１コイル
１２負荷側ブラケット
１３反負荷側ブラケット
１４検出器カバー

Claims

筒状部を有するカップ形状の回転子ヨークの外周面上に複数の永久磁石が取り付けられるとともに、前記筒状部の反負荷側の軸方向端面が、前記永久磁石の反負荷側の軸方向端面よりも反負荷側に突出している回転子と、
固定子コアの内周面に回転磁界形成用の複数の空芯形状固定子コイルが装着され、前記固定子コイルとそのコイル結線部と前記固定子コアが樹脂モールドされ、前記回転子ヨークの筒状部の軸方向端面に対して前記コイル結線部表面の樹脂が軸方向に細隙を介して対向し、かつ前記固定子コイルが前記永久磁石と空隙を介して対向するように配置され、さらに、前記回転子ヨークの筒状部の内径にある空隙部に配置された位置検出器を有する固定子とを備え、
前記固定子が、前記位置検出器と前記樹脂モールド間を電磁気遮蔽するシールドを有することを特徴とするギャップワインディングモータ。
前記シールドが、導電塗料であり、前記樹脂モールド表面に吹き付けて形成されるものであることを特徴とする請求項１記載のギャップワインディングモータ。
前記シールドが、モータフレームを介して接地されることを特徴とする請求項１または２記載のギャップワインディングモータ。