JP5418813B2

JP5418813B2 - Ａｃサーボモータ

Info

Publication number: JP5418813B2
Application number: JP2009046136A
Authority: JP
Inventors: 健一青木
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP2010200592A

Description

本発明は、外コアと内コアとからなる電機子コアを有し、内コアに装着し、かつ電機子巻線を巻回するための巻線ボビンを備えたＡＣサーボモータに関する。

従来、内側に突出する複数の鉄心歯を備え、かつ隣り合う該鉄心歯の内側どうしが繋がっている内コアと、該内コアの外側に嵌めたリング状の外コアと、該内コアに装着し、かつ電機子巻線を巻回した中空部を有する巻線ボビンと、を備えたＡＣサーボモータの電機子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図６は従来のＡＣサーボモータの正面図、図７は図６のモータステータ部を側面から見た拡大側断面図、図８は図７のモータステータを矢視Ａから見た内コアに装着される巻線ボビンの挿入部を示す平面図である。
図６において、１は巻線ボビン、２は電機子巻線、２Ａは中空部、３は内コア、３Ａは鉄心歯、３Ｂは橋絡部、４は外コア、図７において、１８はボビン外コア接触部、１９はボビン内コア接触部、図８において、３Ｃはエッジ、２２はボビン内コア挿入部である。
図６および図７に示すＡＣサーボモータの電機子は、内側に突出する複数の鉄心歯３Ａを備え、かつ隣り合う該鉄心歯３Ａの内側どうしが橋絡部３Ｂにより繋がっている内コア３と、リング状の外コア４と、電機子巻線２を巻回した中空部２Ａを有する巻線ボビン１とから構成されている。電機子巻線２を装着した巻線ボビン１の中空部２Ａに内コア３を挿入、内コア３に外コア４を焼き嵌めした状態で組み立てられている。図７に示す巻線ボビン１の反負荷側におけるボビン内コア接触部１９とボビン外コア接触部１８はそれぞれ同一平面に位置している。また、内コア３の積厚方向の寸法公差を考えて巻線ボビン１の寸法を決める必要があり、内コア３の最大寸法でも巻線ボビン１が挿入できるような寸法としている。
また、図８に示すようにボビン内コア挿入部２２には図７に示す内コア３が挿入される。図８において、巻線ボビン１の反負荷側におけるボビン内コア接触部１９とボビン外コア接触部１８は同一平面に位置している。また、内コア３の積厚公差を考慮し、巻線ボビン１のボビン内コア挿入部２２の形状は、内コア３の最大寸法でも挿入可能な形状としている。

特開平８−１８２２６５（第３頁、図１、図２）

ところが、従来の巻線ボビン１の形状は、反負荷側のボビン内コア接触部１９が平面状で接触しており、内コア端部のエッジ３Ｃが、ボビン内コア挿入部２２の角部と接触し、モールド樹脂成形圧により押付けられて内コア３と電機子巻線２間で耐圧不良が発生する。内コア３のプレス加工のカエリの方向によっては、巻線ボビン１の挿入時にボビン挿入部の角部を削り取ってしまい、耐圧不良になるという問題があった。この場合のモールド樹脂のゲート位置は反負荷側としており、モールド樹脂の流れは反負荷側より負荷側へ流れる構成となる。
また、内コア３の積厚公差を考慮し、巻線ボビン１のボビン内コア挿入部２２の寸法とするため、ボビン内コア挿入部２２と内コア３の間には隙間が発生し、巻線ボビン１の位置決めが難しく、反負荷側に隙間が発生した場合は、モールド樹脂成形時に反負荷側から負荷側へ巻線ボビン１が動き、その結果、電機子巻線２の巻線間を結線するために設けた図示しない結線基板の半田付け部にストレスが加わり、電機子巻線２が断線するといった問題が生じていた。さらにまた、巻線ボビン１の反負荷側と外コア４の隙間にモールド樹脂が流れ込み、巻線ボビン１が変形し、電機子巻線２の断線や耐圧不良が発生するというような問題もあった。
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、ステータコアと電機子巻線間の耐圧不良を低減すると共に、巻線ボビンの確実な位置決めを行い、かつ電機子巻線の断線を低減することができるＡＣサーボ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、本発明の請求項１に記載の発明は、電機子と、前記電機子の内側に磁気的空隙を介して対向配置された界磁を形成する永久磁石を設けたロータと、を備えたＡＣサーボモータにおいて、前記電機子は、内側に突出する複数の鉄心歯を備え、かつ隣り合う前記鉄心歯の内側どうしが繋がっている内コアと、前記内コアの外側に嵌めたリング状の外コアと、前記内コアに装着し、かつ電機子巻線を巻回した中空部を有する巻線ボビンと、前記巻線ボビンよりも当該ＡＣサーボモータの軸方向一方側に位置し、前記巻線ボビンへ向けてモールド樹脂を圧入可能なゲートと、を備え、前記巻線ボビンは、２つの長辺と２つの短辺とを備えた略長方形の横断面形状となる略四角筒形状を有する前記中空部を、前記２つの短辺がそれぞれ当該ＡＣサーボモータの軸方向で対向するように、前記内コアに装着されており、前記中空部は、前記２つの短辺のうち前記ゲート側に位置する一方の短辺に相当する内周面の、前記内コアのエッジ部の近傍と対向する部位に逃げ部を設けると共に、前記２つの短辺のうち前記ゲートの反対側に位置する他方の短辺に相当する内周面の、前記内コアに対向する部位に突起を設けたことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載のＡＣサーボモータにおいて、前記中空部は、前記２つの短辺のうち前記ゲート側に位置する一方の短辺に相当する内周面の、前記外コアとの接触部に対向する部位は、平面に形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によると、内コア端部のエッジが、ボビン内コア挿入部の角部と接触せず、モールド樹脂成形圧により押付けられないため内コアとコイル間での耐圧不良を防止できる。内コアのプレス加工のカエリの方向側でも、ボビン挿入時にボビン挿入部の角部を削り取ってしまうことはないため、耐圧不良は防止できる。
また、内コアの積厚公差により寸法が変化しても容易にボビンを内コアに挿入でき、反負荷側ボビン挿入部と内コアの間には隙間を防止できるため、モールド樹脂成形時に反負荷側から負荷側へのボビンが動き、反負荷側ボビンと外コアの隙間にモールド樹脂が流れ込みを防げるので、コイル断線や耐圧不良を防止できる。
請求項２に記載の発明によると、外コア接触部は平面状で隙間がなく、モールド樹脂の流れ込みによるボビン変形を防止でき、コイル断線や耐圧不良を防止できる。

本発明の第１実施例を示すＡＣサーボモータの側断面図本発明のモータステータ部拡大側断面図図２のモータステータを矢視Ａから見た内コアに装着される巻線ボビンの挿入部を示す平面図本発明のボビン挿入部に内コアを装着するための説明図、本発明の第２実施例によるＡＣサーボモータの内コアに装着される巻線ボビンの挿入部を示す平面図従来のＡＣサーボモータの正面図図６のモータステータ部を側面から見た拡大側断面図図８は図７のモータステータを矢視Ａから見た内コアに装着される巻線ボビンの挿入部を示す平面図

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は本発明の第１実施例を示すＡＣサーボモータの側断面図である。
図１において、１は巻線ボビン、２は電機子巻線、３は内コア、４は外コア、５はフレーム、６は結線基板、７は永久磁石、８はモールド樹脂、９は負荷側ベアリング、１０は反負荷側ベアリング、１１は負荷側ブラケット、１２は反負荷側ブラケット、１３はロータ、１４はウェーブワッシャ、１５はエンコーダ、１６はエンコーダカバーである。
ＡＣサーボモータは、電機子巻線２を巻回した巻線ボビン１に内コア３を装着し、内コア３に焼き嵌めしてなる外コア４からなる電機子と、該電機子の内側に磁気的空隙を介して対向配置された界磁を形成する永久磁石７を設けたロータ１３と、を備えたもので、巻線ボビン１の反負荷側と外コア４との間にモールド樹脂８を充填し、永久磁石７を外周に固定したロータ１３の両端はベアリング９．１０を介して両ブラケット１１，１２に支持するようになっている。
図１において、本発明の実施例によるＡＣサーボモータの電機子が、巻線ボビン１に内コア３を装着し、内コア３を外コア４に焼き嵌めする基本構成は従来技術と同じである。
図２は本発明のモータステータ部拡大側断面図、図３は図２のモータステータを矢視Ａから見た内コアに装着される巻線ボビンの挿入部を示す平面図である。図２において、１７はボビン内コア逃げ部、１８はボビン外コア接触部、１９はボビン内コア接触部、２０は突起である。
図２において、本発明が従来技術と異なる点は、巻線ボビン１の中空部２Ａ内側における反負荷側（ボビン内コア接触部１９）は、内コア３のエッジ部３Ｃの近傍と対向する部位にボビン内コア逃げ部１７を設けると共に、該外コア４の接触部に対向する部位となるボビン外コア接触部１８を平面に形成した点である。
また、巻線ボビン１の中空部２Ａ内側における負荷側は、内コア３及び外コア４から構成されるステータコアの積厚寸法がばらついても該巻線ボビン１が内コア３に挿入できるように内コア３に対向する部位に突起２０を設けた構成になっている。
次に、巻線ボビンを内コアに装着する工程を図４に基づいて説明する。図４は本発明のボビン挿入部に内コアを装着するための説明図である。、
図４に示すように、内コア３のボビン挿入部２１に電機子巻線２を巻回した巻線ボビン１を挿入し、この後、電機子巻線を装着してなる内コアの外周に図示しない外コアを焼き嵌めして電機子コアが完成する。
第１実施例は、図３に示すように巻線ボビン１の反負荷側には内コア３のエッジ部３Ｃの近傍と対向する部位にボビン内コア逃げ部１７を設け、また、巻線ボビン１の負荷側においては、位置決め用の突起２０を設けたので、これにより、巻線ボビン１の反負荷側における内コア３及び外コア４の接触部に生じる隙間をなくすことができる。

図５は本発明の第２実施例によるＡＣサーボモータの内コアに装着される巻線ボビンの挿入部を示す平面図であって、図２のモータステータを矢視Ａから見た図に相当する。
図５において、図４とは異なった形状の位置決め用の突起２３が設けられている。
これにより、第２実施例は第１実施例同様に、巻線ボビン１の反負荷側における内コア３及び外コア４の接触部に生じる隙間をなくすことができる。

１巻線ボビン
２電機子巻線
３内コア（ステータコア）
４外コア（ステータコア）
５フレーム
６結線基板
７永久磁石
８モールド樹脂
９負荷側ベアリング
１０反負荷側ベアリング
１１負荷側ブラケット
１２反負荷側ブラケット
１３ロータ
１４ウェーブワッシャ
１５エンコーダ
１６エンコーダカバー
１７ボビン内コア逃げ部
１８ボビン外コア接触部
１９ボビン内コア接触部
２０突起
２１内コアボビン挿入部
２２ボビン内コア挿入部
２３突起

Claims

電機子と、
前記電機子の内側に磁気的空隙を介して対向配置された界磁を形成する永久磁石を設けたロータと、
を備えたＡＣサーボモータにおいて、
前記電機子は、
内側に突出する複数の鉄心歯を備え、かつ隣り合う前記鉄心歯の内側どうしが繋がっている内コアと、
前記内コアの外側に嵌めたリング状の外コアと、
前記内コアに装着し、かつ電機子巻線を巻回した中空部を有する巻線ボビンと、
前記巻線ボビンよりも当該ＡＣサーボモータの軸方向一方側に位置し、前記巻線ボビンへ向けてモールド樹脂を圧入可能なゲートと、
を備え、
前記巻線ボビンは、
２つの長辺と２つの短辺とを備えた略長方形の横断面形状となる略四角筒形状を有する前記中空部を、前記２つの短辺がそれぞれ当該ＡＣサーボモータの軸方向で対向するように、前記内コアに装着されており、
前記中空部は、
前記２つの短辺のうち前記ゲート側に位置する一方の短辺に相当する内周面の、前記内コアのエッジ部の近傍と対向する部位に逃げ部を設けると共に、
前記２つの短辺のうち前記ゲートの反対側に位置する他方の短辺に相当する内周面の、前記内コアに対向する部位に突起を設けた
ことを特徴とするＡＣサーボモータ。
前記中空部は、
前記２つの短辺のうち前記ゲート側に位置する一方の短辺に相当する内周面の、前記外コアとの接触部に対向する部位は、平面に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＡＣサーボモータ。