JP6343262B2 - Motor with rotary transformer - Google Patents

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Description

本発明は、ロータリトランス付きモータに関する。   The present invention relates to a motor with a rotary transformer.

従来、ロータが回転することによって、ロータに配置されたセンサからの情報をロータリトランスを通してモータ外部に出力する手段において、ロータ側のロータリトランスのコイルはセンサに接続され、ステータ側のロータリトランスのコイルはモータの外部機器に配線される。これらの配線の際にコイルをロータリトランスの裏側に通した場合、機器全体の厚さを薄くすることができないため、ロータリトランスの側面にコイルを引き出すためにロータリトランスの外径方向に一対のコイル引出し口を設け、コイルを引き出す構造としている。   Conventionally, in a means for outputting information from a sensor arranged in a rotor to the outside of the motor through rotation of the rotor, the coil of the rotary transformer on the rotor side is connected to the sensor, and the coil of the rotary transformer on the stator side Is wired to the external device of the motor. If the coil is passed through the back of the rotary transformer during these wirings, the thickness of the entire device cannot be reduced. Therefore, a pair of coils in the outer diameter direction of the rotary transformer is used to pull out the coil to the side of the rotary transformer. A drawer port is provided to pull out the coil.

しかし、特許文献1の構造では、図5に示すように、ロータリトランス1600に設けられた一対のコイル引出し口1601a,1601bの位置がモータ駆動用の一対のマグネット31,31と90度異なる位置にあった場合、磁束の影響が引出し位置で最も強くなり、ノイズの原因となるという問題があった。ここで、図5は、ロータリトランス付きモータのうち、一対のマグネット31,31と、一対のコイル引出し口1601a,1601bが設けられたロータリトランス1600と、シャフト10と、ロータケース32と、反対側に設けられたロータリトランス1600’を抽出して描いた図である。   However, in the structure of Patent Document 1, as shown in FIG. 5, the position of the pair of coil lead-out ports 1601a and 1601b provided in the rotary transformer 1600 is 90 degrees different from the pair of magnets 31 and 31 for driving the motor. In such a case, there is a problem that the influence of the magnetic flux becomes the strongest at the extraction position and causes noise. Here, FIG. 5 shows a rotary transformer 1600 provided with a pair of magnets 31, 31 and a pair of coil lead-out ports 1601a, 1601b, a shaft 10, a rotor case 32, and the opposite side of a motor with a rotary transformer. It is the figure which extracted and drawn rotary transformer 1600 'provided in FIG.

特開2002−345822号公報JP 2002-345822 A

本発明はこのような問題に鑑みて行われたものであり、漏洩磁束の影響を低減可能なロータリトランス付きモータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a motor with a rotary transformer capable of reducing the influence of leakage magnetic flux.

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
(1)本発明の第1の観点は、ロータリトランス付きモータであって、ロータケースと、前記ロータケースの内周に装着された一対のマグネットと、前記一対のマグネットの上方に位置するロータリトランスと、を備え、前記ロータリトランスが、前記一対のマグネットと対応する位置に少なくとも1つのコイル引出し口を有することを特徴とする。
The present invention is grasped by the following composition in order to achieve the above-mentioned object.
(1) A first aspect of the present invention is a motor with a rotary transformer, which is a rotor case, a pair of magnets mounted on the inner periphery of the rotor case, and a rotary transformer positioned above the pair of magnets. The rotary transformer has at least one coil lead-out port at a position corresponding to the pair of magnets.

(2)上記(1)の構成において、前記ロータリトランスが外壁、内壁及びそれらの間にコイルを巻回する溝を有し、前記コイル引出し口は、前記外壁の切欠きとして設けられていてもよい。 (2) In the configuration of (1), the rotary transformer has an outer wall, an inner wall, and a groove around which a coil is wound, and the coil lead-out port is provided as a notch in the outer wall. Good.

(3)上記(2)の構成において、前記切欠きは、平面視において、前記溝との間のコーナー部にRを付与されていてもよい。 (3) In the configuration of (2), the notch may be provided with R at a corner portion between the notch and the groove in plan view.

(4)上記(2)又は(3)の構成において、前記コイルは、その引出し部において、チューブで被覆され、前記コイル引出し口に弾性の接着剤で固定され、又はそれらの双方が施されていてもよい。 (4) In the configuration of the above (2) or (3), the coil is covered with a tube at the lead-out portion, and fixed to the coil lead-out port with an elastic adhesive, or both of them are applied. May be.

本発明によれば、漏洩磁束の影響を低減可能なロータリトランス付きモータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor with a rotary transformer which can reduce the influence of leakage magnetic flux can be provided.

本発明の実施形態に係るロータリトランス付きのモータの断面図である。It is sectional drawing of the motor with a rotary transformer which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るロータリトランスを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rotary transformer which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るロータリトランスとマグネットとの関係を抽出して示す斜視図である。It is a perspective view which extracts and shows the relationship between the rotary transformer and magnet which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るロータリトランスに生じる磁束シミュレーションを示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux produced in the rotary transformer which concerns on embodiment of this invention. 従来技術に係るロータリトランスに生じる磁束シミュレーションを示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux produced in the rotary transformer which concerns on a prior art. 従来技術に係るロータリトランスとマグネットとの関係を抽出して示す斜視図である。It is a perspective view which extracts and shows the relationship between the rotary transformer and magnet which concern on a prior art.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、実施形態)について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same number is assigned to the same element throughout the description of the embodiment.

まず、図1を参照しつつ、ロータリトランス付きモータ1(以下、単に「モータ1」という)の構成について説明する。   First, the configuration of a motor 1 with a rotary transformer (hereinafter simply referred to as “motor 1”) will be described with reference to FIG.

モータ1は、シャフト10に固定されるステータコア21に巻線22が巻回されたステータ20と、ステータ20の外方に配置され内周側に一対のマグネット31が装着された略円筒形状のロータケース32をもつロータ30とを備えている。すなわち、モータ1は、アウタロータ型のモータである。   The motor 1 includes a stator 20 in which a winding 22 is wound around a stator core 21 fixed to a shaft 10, and a substantially cylindrical rotor that is disposed outside the stator 20 and a pair of magnets 31 are mounted on the inner peripheral side. And a rotor 30 having a case 32. That is, the motor 1 is an outer rotor type motor.

モータ1は、シャフト10が外部機器(不図示)に固定され、シャフト10に固定されるステータ20の周りを、ロータ30が回転する。モータ1の一方端側(図1の上側)には、ベアリング40と一体になった第1のロータリトランス500、第2のロータリトランス600が装着されており、モータ1の他方端側(図1の下側)には、ベアリング40’と一体になった第3のロータリトランス500’、第4のロータリトランス600’が装着されている。   In the motor 1, the shaft 10 is fixed to an external device (not shown), and the rotor 30 rotates around the stator 20 fixed to the shaft 10. A first rotary transformer 500 and a second rotary transformer 600 integrated with the bearing 40 are mounted on one end side (the upper side in FIG. 1) of the motor 1, and the other end side of the motor 1 (see FIG. 1). The third rotary transformer 500 ′ and the fourth rotary transformer 600 ′ integrated with the bearing 40 ′ are mounted on the lower side.

モータ1では、前述のとおり、シャフト10が外部機器に固定されており、シャフト10の周りをロータ30が回転する。そのため、シャフト10に連結され固定される第1のロータリトランス500及び第3のロータリトランス500’が固定側のロータリトランスとなる。一方、ロータ30のロータケース32に嵌合され連結される第2のロータリトランス600及び第4のロータリトランス600’が回転側のロータリトランスとなる。   In the motor 1, as described above, the shaft 10 is fixed to an external device, and the rotor 30 rotates around the shaft 10. For this reason, the first rotary transformer 500 and the third rotary transformer 500 ′ that are connected and fixed to the shaft 10 serve as a fixed-side rotary transformer. On the other hand, the second rotary transformer 600 and the fourth rotary transformer 600 'that are fitted and connected to the rotor case 32 of the rotor 30 are rotary rotary transformers.

各ロータリトランスは、次のように取り付けられる。すなわち、第1のロータリトランス500は、ベアリング40の内輪40aに組み付けられた第1のベアリングホルダ50に装着されるとともに、第2のロータリトランス600は、ベアリング40の外輪40bに組み付けられた第2のベアリングホルダ60に装着されている。同様に、第3のロータリトランス500’は、ベアリング40’の内輪に組み付けられた第3のベアリングホルダ50’に装着されるとともに、第4のロータリトランス600’は、ベアリング40’の外輪に組み付けられた第4のベアリングホルダ60’に装着されている。なお、ここでは、第4のベアリングホルダ60’の外周にエンコーダマグネット70が設けられている例を示している。以下では、モータ1の一方端側(図1の上側)に設けられている、ベアリング40と一体になった第1のロータリトランス500及び第2のロータリトランス600について説明する。   Each rotary transformer is attached as follows. That is, the first rotary transformer 500 is mounted on the first bearing holder 50 assembled to the inner ring 40 a of the bearing 40, and the second rotary transformer 600 is assembled to the outer ring 40 b of the bearing 40. The bearing holder 60 is attached. Similarly, the third rotary transformer 500 ′ is mounted on the third bearing holder 50 ′ assembled to the inner ring of the bearing 40 ′, and the fourth rotary transformer 600 ′ is assembled to the outer ring of the bearing 40 ′. Is mounted on a fourth bearing holder 60 '. Here, an example is shown in which an encoder magnet 70 is provided on the outer periphery of the fourth bearing holder 60 '. Below, the 1st rotary transformer 500 and the 2nd rotary transformer 600 which were provided in the one end side (upper side of FIG. 1) of the motor 1 and were integrated with the bearing 40 are demonstrated.

第1のベアリングホルダ50は、中心孔が形成される略円盤状の形状を有する部材である。その材質は、磁性、非磁性の金属に限定されることなく、例えば、熱可塑性樹脂であってもよく、加工性に優れ、寸法精度の安定した材料であればよい。第1のベアリングホルダ50は、円環状の本体と、本体の内径側に軸方向に延びる筒状部50aと、本体の外径側に軸方向に延びる突出部50bとを有している。   The first bearing holder 50 is a member having a substantially disk shape in which a central hole is formed. The material is not limited to magnetic and nonmagnetic metals, and may be, for example, a thermoplastic resin as long as it is excellent in workability and stable in dimensional accuracy. The first bearing holder 50 has an annular main body, a cylindrical portion 50a extending in the axial direction on the inner diameter side of the main body, and a protruding portion 50b extending in the axial direction on the outer diameter side of the main body.

第1のベアリングホルダ50の筒状部50aの外周面には、ベアリング40の内輪40aの内周面が嵌合して固定される一方、突出部50bの外周面には第1のロータリトランス500が装着される。第1のベアリングホルダ50の筒状部50aと突出部50bは同軸の寸法精度高く製作されており、筒状部50aに固定されるベアリング40の内輪40aと突出部50bの外周面に固定される第1のロータリトランス500は同軸度の精度良く組み付けられる。   The inner peripheral surface of the inner ring 40a of the bearing 40 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 50a of the first bearing holder 50, while the first rotary transformer 500 is fixed to the outer peripheral surface of the protruding portion 50b. Is installed. The cylindrical portion 50a and the protruding portion 50b of the first bearing holder 50 are manufactured with high coaxial dimensional accuracy, and are fixed to the outer ring surface of the inner ring 40a and the protruding portion 50b of the bearing 40 fixed to the cylindrical portion 50a. The first rotary transformer 500 is assembled with high accuracy of coaxiality.

第2のベアリングホルダ60は、非磁性材料からなる略円盤状の形状を有し中心に中心孔が形成された部材である。その材質は、非磁性の材質であれば、金属に限定されることなく、例えば、熱可塑性樹脂であってもよく、加工性に優れ、寸法精度の安定した材料であればよい。なお、第2のベアリングホルダ60が非磁性の材質で構成されるのは、モータ1からの第1のロータリトランス500、第2のロータリトランス600への漏洩磁束を減少させるためである。   The second bearing holder 60 is a member having a substantially disk shape made of a nonmagnetic material and having a central hole formed at the center. The material is not limited to a metal as long as it is a non-magnetic material, and may be, for example, a thermoplastic resin, or any material that is excellent in workability and stable in dimensional accuracy. The reason why the second bearing holder 60 is made of a nonmagnetic material is to reduce the leakage magnetic flux from the motor 1 to the first rotary transformer 500 and the second rotary transformer 600.

第2のベアリングホルダ60は、外周方向に延在し径が相対的に大きな薄い厚さの円盤状の本体と、本体と同じ中心孔をもって軸方向に延びる筒形状の筒状部60aとを有している。筒状部60aは、ベアリング40の外輪40bの外周面に嵌合され固定される内周面と、第2のロータリトランス600が装着される外周面とを有している。第2のベアリングホルダ60の筒状部60aの内周面と外周面とは同軸度の寸法精度高く製作されており、内周面に固定されるベアリング40の外輪40bと、外周面に装着される第2のロータリトランス600は同軸度の精度良く組み付けられる。   The second bearing holder 60 has a thin disc-shaped main body extending in the outer peripheral direction and having a relatively large diameter, and a cylindrical tubular portion 60a extending in the axial direction with the same central hole as the main body. doing. The cylindrical portion 60a has an inner peripheral surface that is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the outer ring 40b of the bearing 40, and an outer peripheral surface to which the second rotary transformer 600 is attached. The inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 60a of the second bearing holder 60 are manufactured with high coaxial accuracy, and are attached to the outer ring 40b of the bearing 40 fixed to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface. The second rotary transformer 600 is assembled with a high degree of coaxiality.

次に、ロータリトランスの構成について、図2に示した第2のロータリトランス600で代表させて説明する。本実施形態に係る第2のロータリトランス600は、図2に示すように、略円盤状の形状を有し中心に中心孔が形成された部材であり、外壁601と、内壁602と、それらの間にあってコイル(不図示)が巻回される溝603を有している。そして、外壁601には、互いに対向する位置に一対のコイル引出し口601a,601bが設けられている。   Next, the configuration of the rotary transformer will be described by using the second rotary transformer 600 shown in FIG. 2 as a representative. As shown in FIG. 2, the second rotary transformer 600 according to the present embodiment is a member having a substantially disc shape and having a center hole formed at the center, and includes an outer wall 601, an inner wall 602, There is a groove 603 around which a coil (not shown) is wound. The outer wall 601 is provided with a pair of coil lead-out ports 601a and 601b at positions facing each other.

一対のコイル引出し口601a,601bは、ここでは、外壁601の切欠きとして形成されており、平面視において、溝603との間のコーナー部にRが付与されている。一対のコイル引出し口601a,601bをこのように構成することにより、コイルの引出し部(不図示)における断線防止の効果が得られる。さらに、コイルの引出し部をチューブで被覆したり、コイル引出し口601a,601bに弾性の接着剤で固定したり、又はその双方を施すことによって、より一層の断線防止を図ることができる。   Here, the pair of coil lead-out ports 601a and 601b are formed as notches in the outer wall 601, and R is given to the corner between the groove 603 in plan view. By configuring the pair of coil lead-out ports 601a and 601b in this way, an effect of preventing disconnection in a coil lead-out portion (not shown) can be obtained. Furthermore, by further covering the coil drawing portion with a tube, fixing the coil drawing ports 601a and 601b with an elastic adhesive, or both, it is possible to further prevent disconnection.

第2のロータリトランス600は、図3に示すように、一対のコイル引出し口601a,601bが一対のマグネット31,31と対応する位置(ここでは、一対のコイル引出し口601a,601bが一対のマグネット31,31と平行する位置)になるように配置される。なお、図3は、従来技術を示す図5と同様に、第2のロータリトランス600と一対のマグネット31,31との位置関係を分かり易くするため、これらを抽出して描いている。   As shown in FIG. 3, the second rotary transformer 600 has a position where the pair of coil extraction openings 601a and 601b correspond to the pair of magnets 31 and 31 (here, the pair of coil extraction openings 601a and 601b are a pair of magnets). 31 and a position parallel to 31). 3 is extracted and drawn in order to make it easy to understand the positional relationship between the second rotary transformer 600 and the pair of magnets 31 and 31, as in FIG. 5 showing the prior art.

このように第2のロータリトランス600を配置すると、図4Aに示すように、一対のマグネット31,31の漏洩磁束の流れが抑制される。特に、一対のコイル引出し口601a,601bにおいて、磁束の影響を低減することができる。具体的には、一対のコイル引出し口601a,601bにおいては、磁束密度は0.00〜0.05T(テスラ)の範囲となっている。この点、図5に示した従来技術、すなわち、一対のコイル引出し口1601a,1601bを一対のマグネット31,31に対して直交する方向に配置した場合では、図4Bに示すように、一対のマグネット31,31の漏洩磁束の流れによって、一対のコイル引出し口1601a,1601bにあたる切欠き部において最も高磁束となり、磁束密度が0.25〜0.30Tの範囲となっていることと好対照である。   When the second rotary transformer 600 is arranged in this way, the flow of leakage magnetic flux of the pair of magnets 31 and 31 is suppressed as shown in FIG. 4A. In particular, the influence of magnetic flux can be reduced at the pair of coil lead-out ports 601a and 601b. Specifically, in the pair of coil lead-out ports 601a and 601b, the magnetic flux density is in the range of 0.00 to 0.05 T (Tesla). In this regard, in the case of the prior art shown in FIG. 5, that is, when the pair of coil lead-out ports 1601a and 1601b are arranged in a direction orthogonal to the pair of magnets 31 and 31, as shown in FIG. This is in contrast to the fact that the magnetic flux density is the highest in the notches corresponding to the pair of coil lead-out ports 1601a and 1601b due to the flow of the leakage magnetic flux 31 and 31, and the magnetic flux density is in the range of 0.25 to 0.30T. .

本実施形態では第2のロータリトランス600に一対のコイル引出し口601a,601bを設けた例を説明したが、コイル引出し口はいずれか一方の片側だけであってもよく、同じ位置からコイルの両端が引き出される構造であっても、一対のマグネット31,31と対応する位置に、少なくとも1つのコイル引出し口601a又はコイル引出し口601bとが本実施形態と同様の関係にあれば、同様の効果が得られる。   In the present embodiment, an example in which the second rotary transformer 600 is provided with a pair of coil lead-out ports 601a and 601b has been described, but the coil lead-out port may be only on one side, and both ends of the coil from the same position. Even if the structure is such that at least one coil extraction port 601a or coil extraction port 601b is in a position corresponding to the pair of magnets 31 and 31 and has the same relationship as in this embodiment, the same effect can be obtained. can get.

以上、実施形態を具体的に述べたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を行ったものも含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。   Although the embodiments have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications, which are claimed by those skilled in the art. It is clear from the description of the range.

1…モータ、10…シャフト、20…ステータ、21…ステータコア、22…巻線、30…ロータ、31…マグネット、32…ロータケース、40…ベアリング、40a…内輪(ベアリングの)、40b…外輪(ベアリングの)、50…第1のベアリングホルダ、50a…筒状部(第1のベアリングホルダの)、50b…突出部(第1のベアリングホルダの)、500…第1のロータリトランス、60…第2のベアリングホルダ、60a…筒状部(第2のベアリングホルダの)、600…第2のロータリトランス、601a,601b…コイル引出し口、70…エンコーダマグネット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 10 ... Shaft, 20 ... Stator, 21 ... Stator core, 22 ... Winding, 30 ... Rotor, 31 ... Magnet, 32 ... Rotor case, 40 ... Bearing, 40a ... Inner ring (of bearing), 40b ... Outer ring ( 50) ... first bearing holder, 50a ... cylindrical part (of the first bearing holder), 50b ... protruding part (of the first bearing holder), 500 ... first rotary transformer, 60 ... first 2 bearing holders, 60a ... cylindrical portion (of the second bearing holder), 600 ... second rotary transformer, 601a, 601b ... coil drawing port, 70 ... encoder magnet

Claims (4)

ロータリトランス付きモータであって、
ロータケースと、
前記ロータケースの内周に装着された一対のマグネットと、
前記一対のマグネットの上方に位置するロータリトランスと、を備え、
前記ロータリトランスが、前記一対のマグネットと対応する位置に少なくとも1つのコイル引出し口を有し、
前記コイル引出し口が、周方向で見たときに、対応する前記マグネットの中央に配置されていることを特徴とするロータリトランス付きモータ。
A motor with a rotary transformer,
A rotor case,
A pair of magnets mounted on the inner periphery of the rotor case;
A rotary transformer located above the pair of magnets,
The rotary transformer, have at least one coil outlet at positions corresponding to the pair of magnets,
The motor with a rotary transformer , wherein the coil lead-out port is disposed at the center of the corresponding magnet when viewed in the circumferential direction .
前記一対のマグネットの下方に位置するロータリトランスを備え、
下方に位置する前記ロータリトランスが、前記一対のマグネットと対応する位置に少なくとも1つのコイル引出し口を有し、
下方に位置する前記ロータリトランスの前記コイル引出し口が、周方向で見たときに、対応する前記マグネットの中央に配置されている請求項1に記載のロータリトランス付きモータ。
A rotary transformer located below the pair of magnets;
The rotary transformer located below has at least one coil outlet at a position corresponding to the pair of magnets;
2. The motor with a rotary transformer according to claim 1, wherein the coil lead-out port of the rotary transformer located below is disposed at the center of the corresponding magnet when viewed in the circumferential direction .
前記ロータリトランスが外壁、内壁及びそれらの間にあってコイルを巻回する溝を有し、前記コイル引出し口が前記外壁の切欠きとして設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のロータリトランス付きモータ。 The said rotary transformer has an outer wall, an inner wall, and the groove | channel which winds a coil between them, The said coil extraction opening is provided as a notch of the said outer wall, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. The motor with the described rotary transformer. 前記コイルが、その引出し部において、チューブで被覆され、前記コイル引出し口に弾性の接着剤で固定され、又はそれらの双方が施されていることを特徴とする請求項3に記載のロータリトランス付きモータ。 4. The rotary transformer according to claim 3 , wherein the coil is covered with a tube at the lead-out portion, and is fixed to the coil lead-out port with an elastic adhesive, or both of them are applied. motor.
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