JP6797435B1 - Motor structure with built-in sensor - Google Patents

Motor structure with built-in sensor Download PDF

Info

Publication number
JP6797435B1
JP6797435B1 JP2019185781A JP2019185781A JP6797435B1 JP 6797435 B1 JP6797435 B1 JP 6797435B1 JP 2019185781 A JP2019185781 A JP 2019185781A JP 2019185781 A JP2019185781 A JP 2019185781A JP 6797435 B1 JP6797435 B1 JP 6797435B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
ring
shaped
sensor
shaped wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019185781A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021061711A (en
Inventor
弘 櫛原
弘 櫛原
宏之 平林
宏之 平林
優一 宮沢
優一 宮沢
和之 石橋
和之 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tamagawa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tamagawa Seiki Co Ltd filed Critical Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority to JP2019185781A priority Critical patent/JP6797435B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6797435B1 publication Critical patent/JP6797435B1/en
Publication of JP2021061711A publication Critical patent/JP2021061711A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

【課題】偏平型で径小型のモータの提供。【解決手段】センサ内蔵モータ構造は、一体に形成された外側輪状壁2A及び内側輪状壁2Bとからなる断面U字型の輪状ハウジング2と、前記外側輪状壁2Aと内側輪状壁2Bとの間に形成された輪状空間60と、前記内側輪状壁2Bの内側に設けられた第1軸受27を介して回転自在に設けられたモータ軸11と、前記モータ軸11の外周面11Aに接続され、前記外側輪状壁2Aの内面2Aaに設けられた第2軸受15に支持された中空軸50と、前記外側輪状壁2Aの内面2Aaに設けられたモータステータ32aと、前記中空軸50の外面50Aaに設けられ、前記モータステータ32aの内側に位置するモータロータ3と、前記内側輪状壁2Bの内面2Baと前記モータ軸11の外周面11Aとの間に位置すると共に、前記モータ軸11に対して非接触型の1個又は複数個のセンサと、からなる構成である。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat type motor having a small diameter. SOLUTION: A motor structure with a built-in sensor is formed between an outer ring-shaped wall 2A and an inner ring-shaped wall 2B formed integrally with a ring-shaped housing 2 having a U-shaped cross section, and the outer ring-shaped wall 2A and the inner ring-shaped wall 2B. The motor shaft 11 is rotatably provided via a ring-shaped space 60 formed in the above, a first bearing 27 provided inside the inner ring-shaped wall 2B, and an outer peripheral surface 11A of the motor shaft 11. The hollow shaft 50 supported by the second bearing 15 provided on the inner surface 2Aa of the outer ring-shaped wall 2A, the motor stator 32a provided on the inner surface 2Aa of the outer ring-shaped wall 2A, and the outer surface 50Aa of the hollow shaft 50. Provided and located between the motor rotor 3 located inside the motor stator 32a, the inner surface 2Ba of the inner ring-shaped wall 2B, and the outer peripheral surface 11A of the motor shaft 11, and not in contact with the motor shaft 11. It is composed of one or more sensors of the mold. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、センサ内蔵モータ構造に関し、特に、輪状ハウジングの内側にモータステータとモータロータと中空軸とを配設し、輪状ハウジングの内側輪状壁とモータ軸との間にセンサを設けることにより、従来構成よりも軸方向の長さを短くした偏平型でかつ径小型のモータを得るための新規な改良に関する。 The present invention relates to a motor structure with a built-in sensor, and in particular, by disposing a motor stator, a motor rotor, and a hollow shaft inside a ring-shaped housing, and providing a sensor between the inner ring-shaped wall of the ring-shaped housing and the motor shaft, conventionally. It relates to a new improvement for obtaining a flat type motor having a shorter axial length than the configuration and a small diameter.

従来、用いられていたこの種のセンサ内蔵モータ構造としては、文献名を示していないが、本出願人が社内で製造していた第1従来構成を図4として、及び、特許文献1に開示された第2従来構成を図5として挙げることができる。
例えば、図4において、符号2で示されるものは、輪状ハウジングであり、この輪状ハウジング2の両端には、前蓋110及び後蓋111が設けられている。
Although the name of the document is not shown as this type of motor structure with a built-in sensor that has been conventionally used, the first conventional configuration manufactured in-house by the applicant is disclosed in FIG. 4 and in Patent Document 1. The second conventional configuration made can be listed as FIG.
For example, in FIG. 4, what is indicated by reference numeral 2 is a ring-shaped housing, and front lids 110 and rear lids 111 are provided at both ends of the ring-shaped housing 2.

前記前蓋110には第1軸受27が設けられ、前記後蓋111には第2軸受15が設けられ、前記各軸受27、15間には、モータロータ3を有するモータ軸11が回転自在に設けられている。
前記輪状ハウジング2の内面2Aaには、モータステータ32aが設けられ、このモータステータ32aは前記モータロータ3に対して、わずかなギャップを介して対向配置されている。
The front lid 110 is provided with a first bearing 27, the rear lid 111 is provided with a second bearing 15, and a motor shaft 11 having a motor rotor 3 is rotatably provided between the bearings 27 and 15. Has been done.
A motor stator 32a is provided on the inner surface 2Aa of the ring-shaped housing 2, and the motor stator 32a is arranged to face the motor rotor 3 with a slight gap.

前記後蓋111の外面111aには、周知のエンコーダからなる角度センサ100が設けられ、この角度センサ100のエンコーダロータ100aが前記モータ軸11に設けられている。 An angle sensor 100 made of a well-known encoder is provided on the outer surface 111a of the rear lid 111, and an encoder rotor 100a of the angle sensor 100 is provided on the motor shaft 11.

また、図5に示される第2従来構成においては、角度センサとしての磁気式アブソリュートセンサ25が、モータ本体80のモータ軸11の第1軸受27の外側に配設された構成が開示されている。
また、図5に示す第2従来構成は、偏平型のモータ本体80と遊星歯車減速機構23を軸方向Pに沿って組み合わせた減速機構付モータである。
前記モータ本体80は、主として、輪状のダクト35の内側に、第1、第2軸受27、15を介して設けられたモータ軸11と、このモータ軸11に設けられたモータロータ3と、ダクト35側で前記モータロータ3に対向配設され、ステータ巻線32bを有するモータステータ32aと、前記モータステータ32aの内側に設けられた磁気式アブソリュートセンサ25及びリング状マグネット40と、から構成されている。
Further, in the second conventional configuration shown in FIG. 5, a configuration in which the magnetic absolute sensor 25 as the angle sensor is arranged outside the first bearing 27 of the motor shaft 11 of the motor main body 80 is disclosed. ..
The second conventional configuration shown in FIG. 5 is a motor with a reduction mechanism in which a flat motor body 80 and a planetary gear reduction mechanism 23 are combined along the axial direction P.
The motor body 80 mainly includes a motor shaft 11 provided inside a ring-shaped duct 35 via first and second bearings 27 and 15, a motor rotor 3 provided on the motor shaft 11, and a duct 35. It is composed of a motor stator 32a having a stator winding 32b, which is arranged on the side facing the motor rotor 3, and a magnetic absolute sensor 25 and a ring-shaped magnet 40 provided inside the motor stator 32a.

前記モータ本体80に接続して設けられた遊星歯車減速機構23は、主として、ケース体6と、このケース体6内に設けられた遊星ギヤシャフト21と、この遊星ギヤシャフト21の内側に設けられた遊星2段歯車18と、前記モータ軸11に設けられた太陽歯車12と、前記モータ軸11の先端を軸支するための第3軸受29と、前記モータ軸11の外側に第4軸受28を介して設けられた出力回転軸24と、から構成されている。 The planetary gear reduction mechanism 23 connected to the motor body 80 is mainly provided inside the case body 6, the planetary gear shaft 21 provided in the case body 6, and the planetary gear shaft 21. A planetary two-stage gear 18, a sun gear 12 provided on the motor shaft 11, a third bearing 29 for supporting the tip of the motor shaft 11, and a fourth bearing 28 outside the motor shaft 11. It is composed of an output rotating shaft 24 provided via the above.

特開2015−228752号公報JP-A-2015-228752

従来のセンサ付きモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図4の第1従来構成においては、モータ本体80の後端に角度センサ100を設けているため、モータ全体としての軸方向の長さ、すなわち、厚さが大きくなり、薄型化には限界があった。
また、図5の第2従来構成においては、モータ本体80に対して、その回転出力を減速するための遊星歯車減速機構23が接続されていることにより、モータとしての軸方向Pに沿う厚さを薄くかつ径小化することは、この遊星歯車減速機構23を用いる限り、困難であった。
また、モータ本体80においても、輪状をなすモータステータ32aの外側にモータロータ3が設けられたアウタロータ型の構成であり、モータステータ32aの内側に第1、第2軸受27、15を設けなくてはならず、第1軸受27の外側に磁気式アブソリュートセンサ25及びリング状マグネット40からなるセンサを設けていた。
そのため、前述の薄型化が困難であると同時に、モータ本体80の外径を径小化することについても、モータ軸11の周面にセンサを取付けることができないため、不可能であった。
Since the conventional motor with a sensor is configured as described above, the following problems exist.
That is, in the first conventional configuration of FIG. 4, since the angle sensor 100 is provided at the rear end of the motor body 80, the axial length, that is, the thickness of the motor as a whole becomes large, and the thickness can be reduced. There was a limit.
Further, in the second conventional configuration of FIG. 5, the planetary gear reduction mechanism 23 for decelerating the rotational output of the motor body 80 is connected to the motor body 80, so that the thickness is along the axial direction P of the motor. It was difficult to reduce the thickness and diameter of the planetary gear as long as the planetary gear reduction mechanism 23 was used.
Further, the motor main body 80 also has an outer rotor type configuration in which the motor rotor 3 is provided on the outside of the ring-shaped motor stator 32a, and the first and second bearings 27 and 15 must be provided on the inside of the motor stator 32a. Instead, a sensor composed of a magnetic absolute sensor 25 and a ring-shaped magnet 40 was provided on the outside of the first bearing 27.
Therefore, it is difficult to reduce the thickness as described above, and at the same time, it is impossible to reduce the outer diameter of the motor body 80 because the sensor cannot be attached to the peripheral surface of the motor shaft 11.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、ハウジングの内側にモータステータとモータロータと中空軸とを配設し、輪状ハウジングの内側輪状壁とモータ軸との間にセンサを設けると共に、センサと第1軸受とを軸方向に沿って見て重合させることにより、従来よりも軸方向の長さを短くできる偏平型でかつ径小型のモータを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, a motor stator, a motor rotor, and a hollow shaft are arranged inside the housing, and between the inner ring-shaped wall of the ring-shaped housing and the motor shaft. The purpose is to obtain a flat motor with a smaller diameter than before by providing a sensor in the housing and superimposing the sensor and the first bearing along the axial direction. To do.

本発明によるセンサ内蔵モータ構造は、互いに一体に形成された外側輪状壁及び内側輪状壁とからなる断面U字型の輪状ハウジングと、前記外側輪状壁と内側輪状壁との間に形成された輪状空間と、前記内側輪状壁の内側に設けられた第1軸受を介して回転自在に設けられたモータ軸と、前記モータ軸の外周面に接続され、前記外側輪状壁の内面に設けられた第2軸受に支持された中空軸と、前記外側輪状壁の内面に設けられたモータステータと、前記中空軸の外面に設けられ、前記モータステータの内側に位置するモータロータと、前記内側輪状壁の内面と前記モータ軸の外周面との間に位置すると共に、前記モータ軸に対して非接触型の1個又は複数個のセンサと、を備え、前記センサと前記第1軸受は、前記輪状ハウジングの軸方向に沿って見て、互いに重合し、かつ、互いに隣接して位置している構成であり、また、前記センサは、トルクセンサと角度センサからなる構成であり、また、前記モータステータと前記第2軸受は、前記輪状ハウジングの軸方向に沿って見て、互いに重合し、かつ、互いに隣接して位置している構成であり、また、前記第2軸受は、前記輪状ハウジングの開口側に設けられている構成であり、また、前記各センサのレゾルバロータ及びトルクロータが、前記外周面に対して固定した構成である。 The motor structure with a built-in sensor according to the present invention has a ring-shaped housing having a U-shaped cross section composed of an outer ring-shaped wall and an inner ring-shaped wall integrally formed with each other, and a ring-shaped housing formed between the outer ring-shaped wall and the inner ring-shaped wall. A space, a motor shaft rotatably provided via a first bearing provided inside the inner ring-shaped wall, and a third motor shaft connected to the outer peripheral surface of the motor shaft and provided on the inner surface of the outer ring-shaped wall. 2 A hollow shaft supported by a bearing, a motor stator provided on the inner surface of the outer ring-shaped wall, a motor rotor provided on the outer surface of the hollow shaft and located inside the motor stator, and an inner surface of the inner ring-shaped wall. It is located between the motor shaft and the outer peripheral surface of the motor shaft, and includes one or a plurality of sensors that are non-contact with respect to the motor shaft, and the sensor and the first bearing are of the ring-shaped housing. When viewed along the axial direction, they are configured to overlap each other and are located adjacent to each other, and the sensor is composed of a torque sensor and an angle sensor, and also includes the motor stator and the motor stator. The second bearing has a configuration in which the second bearings overlap each other and are located adjacent to each other when viewed along the axial direction of the ring-shaped housing, and the second bearing is located on the opening side of the ring-shaped housing. The configuration is provided, and the resolver rotor and torque rotor of each of the sensors are fixed to the outer peripheral surface.

本発明によるセンサ内蔵モータ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
互いに一体に形成された外側輪状壁及び内側輪状壁とからなる断面U字型の輪状ハウジングと、前記外側輪状壁と内側輪状壁との間に形成された輪状空間と、前記内側輪状壁の内側に設けられた第1軸受を介して回転自在に設けられたモータ軸と、前記モータ軸の外周面に接続され、前記外側輪状壁の内面に設けられた第2軸受に支持された中空軸と、前記外側輪状壁の内面に設けられたモータステータと、前記中空軸の外面に設けられ、前記モータステータの内側に位置するモータロータと、前記内側輪状壁の内面と前記モータ軸の外周面との間に位置すると共に、前記モータ軸に対して非接触型の1個又は複数個のセンサと、を備え、前記センサと前記第1軸受は、前記輪状ハウジングの軸方向に沿って見て、互いに重合し、かつ、互いに隣接して位置している構成からなることにより、構造が簡単で、かつ、軸方向の長さを縮めることができ、さらに、外径を縮めた構成とすることができる。
また、前記センサは、トルクセンサと角度センサの両方からなる構成であることにより、パワーステアリング等のモータとして最適である。
また、前記モータステータと前記第2軸受は、前記輪状ハウジングの軸方向に沿って見て、互いに重合し、かつ、互いに隣接して位置している構成であるため、軸方向及び外径方向の両方の寸法を縮めることができる。
また、前記第2軸受は、前記輪状ハウジングの開口側に設けられている構成によって、第2軸受が外部に開放され、製作後の第2軸受の調整が容易である。
また、前記各センサのレゾルバロータ及びトルクロータが、前記外周面に対して固定されている構成としたことにより、トルクセンサはホールIC等を用いて非接触となり、角度センサも、モータ軸を磁性体とするか又は磁性体をモータ軸に取付けることにより、非接触にできる。
Since the motor structure with a built-in sensor according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
A ring-shaped housing having a U-shaped cross section composed of an outer ring-shaped wall and an inner ring-shaped wall integrally formed with each other, a ring-shaped space formed between the outer ring-shaped wall and the inner ring-shaped wall, and the inside of the inner ring-shaped wall. A motor shaft rotatably provided via a first bearing provided in the motor shaft, and a hollow shaft connected to the outer peripheral surface of the motor shaft and supported by a second bearing provided on the inner surface of the outer ring-shaped wall. A motor stator provided on the inner surface of the outer ring-shaped wall, a motor rotor provided on the outer surface of the hollow shaft and located inside the motor stator, an inner surface of the inner ring-shaped wall, and an outer peripheral surface of the motor shaft. It is located in between and includes one or more sensors that are non-contact with respect to the motor shaft, the sensor and the first bearing being viewed along the axial direction of the ring-shaped housing from each other. By having a structure in which the bearings are overlapped and located adjacent to each other, the structure is simple, the length in the axial direction can be shortened, and the outer diameter can be shortened. ..
Further, since the sensor is composed of both a torque sensor and an angle sensor, it is most suitable as a motor for power steering and the like.
Further, since the motor stator and the second bearing have a configuration in which they overlap each other and are located adjacent to each other when viewed along the axial direction of the ring-shaped housing, they are located in the axial direction and the outer diameter direction. Both dimensions can be reduced.
Further, in the second bearing, the second bearing is opened to the outside due to the configuration provided on the opening side of the ring-shaped housing, and the adjustment of the second bearing after production is easy.
Further, since the resolver rotor and the torque rotor of each sensor are fixed to the outer peripheral surface, the torque sensor becomes non-contact using a Hall IC or the like, and the angle sensor also makes the motor shaft magnetic. It can be made non-contact by using a body or attaching a magnetic material to the motor shaft.

本発明の実施の形態によるセンサ内蔵モータ構造の断面図である。It is sectional drawing of the motor structure with a built-in sensor by embodiment of this invention. 図1の他の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other form of FIG. 図1の他の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other form of FIG. 第1従来構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st conventional structure. 第2従来構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd conventional structure.

本発明によるセンサ内蔵モータ構造によれば、輪状ハウジングの内側にモータステータとモータロータと中空軸とを配設し、輪状ハウジングの内側輪状壁とモータ軸との間にセンサを設けることにより、従来よりも軸方向の長さを短くした偏平型で、かつ、径小型とされたモータを得ることができる。 According to the motor structure with a built-in sensor according to the present invention, the motor stator, the motor rotor, and the hollow shaft are arranged inside the ring-shaped housing, and the sensor is provided between the inner ring-shaped wall of the ring-shaped housing and the motor shaft. It is possible to obtain a flat type motor with a short axial length and a small diameter.

以下、図面と共に本発明によるセンサ内蔵モータ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、図4の従来例と同一部分には同一符号を付して説明する。
図1の形態において、符号2で示されるものは、全体形状が輪状に形成された輪状ハウジングであり、この輪状ハウジング2は、大径型の外側輪状壁2A及びこの外側輪状壁2Aよりも小径の内側輪状壁2Bが互いに一体に形成されて構成されている。また、前記外側輪状壁2A及び内側輪状壁2Bは、断面でU字型を形成している。
前記外側輪状壁2Aの内面2Aaには、ステータ巻線32bを有する輪状のモータステータ32aが設けられており、前記内側輪状壁2Bには、1個のみの第1軸受27を介して筒状をなすモータ軸11が回転自在に設けられている。
Hereinafter, a preferred embodiment of the motor structure with a built-in sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The same parts as those of the conventional example of FIG. 4 will be described with the same reference numerals.
In the form of FIG. 1, what is indicated by reference numeral 2 is a ring-shaped housing whose overall shape is formed in a ring shape, and the ring-shaped housing 2 has a smaller diameter than the large-diameter outer ring-shaped wall 2A and the outer ring-shaped wall 2A. The inner ring-shaped walls 2B of the above are integrally formed with each other. Further, the outer ring-shaped wall 2A and the inner ring-shaped wall 2B form a U-shape in cross section.
A ring-shaped motor stator 32a having a stator winding 32b is provided on the inner surface 2Aa of the outer ring-shaped wall 2A, and the inner ring-shaped wall 2B has a tubular shape via only one first bearing 27. The motor shaft 11 is rotatably provided.

前記外側輪状壁2Aの内面2Aaには、前記モータステータ32aに隣接すなわち近傍に位置して1個のみの第2軸受15が設けられており、この第2軸受15の内側には、全体形状が筒型をなし、軸方向Pに沿って延設され、かつ、大径に形成された第1軸部50A及びこの第1軸部50Aよりも軸方向Pに沿って短くかつ小径の第2軸部50Bからなる中空軸50が配設されている。
尚、前記モータステータ32aと第2軸受15は、輪状ハウジング2の軸方向Pに沿って見て互いに重合している。
前記第1軸部50Aの外面50Aaには、輪状をなすマグネットからなるモータロータ3が、前記モータステータ32aに対してわずかな隙間Gを介して中空軸50と共に回転自在に設けられている。
The inner surface 2Aa of the outer ring-shaped wall 2A is provided with only one second bearing 15 located adjacent to or near the motor stator 32a, and the inside of the second bearing 15 has an overall shape. A first shaft portion 50A having a tubular shape, extending along the axial direction P, and having a large diameter, and a second shaft shorter and smaller in diameter along the axial direction P than the first shaft portion 50A. A hollow shaft 50 composed of a portion 50B is arranged.
The motor stator 32a and the second bearing 15 are superposed on each other when viewed along the axial direction P of the ring-shaped housing 2.
On the outer surface 50Aa of the first shaft portion 50A, a motor rotor 3 made of a ring-shaped magnet is rotatably provided together with the hollow shaft 50 with respect to the motor stator 32a via a slight gap G.

前記中空軸50の前記第2軸部50Bは、前記モータ軸11の外周面11Aに接続され、前記モータ軸11を回転させると、前記中空軸50とモータロータ3が共に回転するように構成されている。 The second shaft portion 50B of the hollow shaft 50 is connected to the outer peripheral surface 11A of the motor shaft 11, and when the motor shaft 11 is rotated, the hollow shaft 50 and the motor rotor 3 are configured to rotate together. There is.

前記内側輪状壁2Bの内面2Baと前記モータ軸11の外周面11Aとの間には、1個又は複数のセンサである周知の角度センサ100及び周知のトルクセンサ102がセンサとして設けられている。
前記角度センサ100は、図1に図示のレゾルバが好適であるが、エンコーダ、又は、ホールIC等を用いることができ、モータロータ3の内径方向(同心円上)に配置することによって、軸方向長さの増加を抑えることができるように構成されている。前記角度センサ100は周知のレゾルバよりなり、前記内側輪状壁2Bにレゾルバステータ100Aが設けられ、前記モータ軸11の外周面11Aにレゾルバロータ100Bが設けられている。
A well-known angle sensor 100 and a well-known torque sensor 102, which are one or a plurality of sensors, are provided as sensors between the inner surface 2Ba of the inner ring-shaped wall 2B and the outer peripheral surface 11A of the motor shaft 11.
The resolver shown in FIG. 1 is suitable for the angle sensor 100, but an encoder, a Hall IC, or the like can be used, and by arranging the angle sensor 100 in the inner diameter direction (concentric circles) of the motor rotor 3, the axial length can be used. It is configured so that the increase of can be suppressed. The angle sensor 100 is made of a well-known resolver, the resolver stator 100A is provided on the inner ring-shaped wall 2B, and the resolver rotor 100B is provided on the outer peripheral surface 11A of the motor shaft 11.

また、前記トルクセンサ102は、基本として、周知で多用されている磁歪式のトルクセンサであるが、その他の構成でも、非接触式であれば、採用することができる。
また、前記モータ軸11の中心軸P1は、前記輪状ハウジング2の中心軸と一致し、モータ軸11に対して前記外側輪状壁2A、中空軸50及び内側輪状壁2Bは同軸状に配置されている。
前記トルクセンサ102は周知の構成が採用されており、内側輪状壁2Bの内面2Baには、ホールIC102Aが設けられ、周知の磁歪材からなるトルクロータ102Bがモータ軸11に設けられ、トルク入力に応じてねじれるトルクロータ102Bの状態をホールIC102Aで検出している。尚、前記センサ100、102は一対で構成されているが、何れか一方の1個のみでも可である。
Further, the torque sensor 102 is basically a well-known and widely used magnetostrictive torque sensor, but other configurations can be adopted as long as it is a non-contact type.
Further, the central shaft P1 of the motor shaft 11 coincides with the central shaft of the ring-shaped housing 2, and the outer ring-shaped wall 2A, the hollow shaft 50, and the inner ring-shaped wall 2B are coaxially arranged with respect to the motor shaft 11. There is.
The torque sensor 102 has a well-known configuration. A hole IC 102A is provided on the inner surface 2Ba of the inner ring-shaped wall 2B, and a torque rotor 102B made of a well-known magnetostrictive material is provided on the motor shaft 11 for torque input. The state of the torque rotor 102B that twists accordingly is detected by the hall IC 102A. Although the sensors 100 and 102 are configured as a pair, only one of the sensors 100 and 102 may be used.

従って、前記外側輪状壁2Aと内側輪状壁2Bとの間に形成された輪状空間60内には、前記モータステータ32a、モータロータ3及び中空軸50が配設されている。
前記各センサ100、102と前記第1軸受27は、輪状ハウジング2の軸方向Pに沿って見ると、互いに重合すると共に、互いに隣接して位置していることにより、輪状ハウジング2の薄型化及び径小化に寄与していることが分かる。
前記第2軸受15は、前記輪状ハウジング2の開口61側に設けられ、前記各センサ100、102を構成する周知の複数の部品の一部(レゾルバロータ100B、トルクロータ102B)が、前記外周面11Aに対して固定されている。
Therefore, the motor stator 32a, the motor rotor 3, and the hollow shaft 50 are arranged in the ring-shaped space 60 formed between the outer ring-shaped wall 2A and the inner ring-shaped wall 2B.
When the sensors 100 and 102 and the first bearing 27 are viewed along the axial direction P of the ring-shaped housing 2, they overlap each other and are located adjacent to each other, so that the ring-shaped housing 2 can be made thinner. It can be seen that it contributes to the reduction in diameter.
The second bearing 15 is provided on the opening 61 side of the ring-shaped housing 2, and a part of a plurality of well-known parts (resolver rotor 100B, torque rotor 102B) constituting the sensors 100 and 102 is formed on the outer peripheral surface. It is fixed to 11A.

前述の図1の構成は、本発明の主たる形態を示しており、図2及び図3は、図1の形態の他の形態を示している。
図2及び図3の構成は、前述の図1構成と殆んど同一であるため、図1の構成と異なる部分についてのみ説明し、同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図1の構成に対して図2及び図3の構成が異なる部分は、前記輪状ハウジング2の開口61の向きが逆向きであることである。
また、図3の構成が図2の構成に対して異なる部分は、各センサ100、102と第1軸受27の位置を入れ替えたことのみである。
尚、前記各センサ100、102の構成は、図1から図3において同一であり、前記角度センサ100は、周知のレゾルバを用いており、レゾルバステータ100Aが内側輪状壁2Bの内面2Baに設けられ、レゾルバロータ100Bは前記モータ軸11の外周面11Aに設けられている。
前記トルクセンサ102は、周知の磁歪式トルクセンサが採用されている。
従って、各センサ100及び102共に、各センサ100及び102を構成する各部品の一部(レゾルバロータ100B、トルクロータ102B)が前記モータ軸11の外周面11Aに固定されているため、各センサ100及び102のレゾルバステータ100A及びホールIC102Aはレゾルバロータ100B及びトルクロータ102Bに対して非接触状態に構成されている。
尚、前記輪状ハウジング2とモータ軸11との間に、前述の図1から図3のように一対の軸受27、15を配置することによって、モータ軸11の軸ブレを制限可能としている。
また、図1、図2及び図3の本実施の形態の構成は、ラジアルギャップ方式、アキシャルギャップ方式の何れの方式にも適用が可能である。
The configuration of FIG. 1 described above shows the main form of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show other forms of the form of FIG.
Since the configurations of FIGS. 2 and 3 are almost the same as the configurations of FIG. 1 described above, only the parts different from the configuration of FIG. 1 will be described, the same parts will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. ..
The difference between the configurations of FIGS. 2 and 3 with respect to the configuration of FIG. 1 is that the orientation of the opening 61 of the ring-shaped housing 2 is opposite.
Further, the only difference in the configuration of FIG. 3 from the configuration of FIG. 2 is that the positions of the sensors 100 and 102 and the first bearing 27 are exchanged.
The configurations of the sensors 100 and 102 are the same in FIGS. 1 to 3, the angle sensor 100 uses a well-known resolver, and the resolver stator 100A is provided on the inner surface 2Ba of the inner ring-shaped wall 2B. , The resolver rotor 100B is provided on the outer peripheral surface 11A of the motor shaft 11.
As the torque sensor 102, a well-known magnetostrictive torque sensor is adopted.
Therefore, in each of the sensors 100 and 102, a part of each component (resolver rotor 100B, torque rotor 102B) constituting each of the sensors 100 and 102 is fixed to the outer peripheral surface 11A of the motor shaft 11, so that each sensor 100 The resolver stator 100A and the hole IC 102A of the and 102 are configured in a non-contact state with respect to the resolver rotor 100B and the torque rotor 102B.
By arranging a pair of bearings 27, 15 between the ring-shaped housing 2 and the motor shaft 11 as shown in FIGS. 1 to 3, it is possible to limit the shaft shake of the motor shaft 11.
Further, the configuration of the present embodiment of FIGS. 1, 2 and 3 can be applied to any of the radial gap method and the axial gap method.

本発明によるセンサ内蔵モータ構造は、輪状ハウジングの内側にモータステータとモータロータと中空軸とを配設し、輪状ハウジングの内側輪状壁とモータ軸との間にセンサを設けることにより、従来構成よりも軸方向の長さを短くした偏平型及び径小型としたモータを得ることができる。 The motor structure with a built-in sensor according to the present invention has a motor stator, a motor rotor, and a hollow shaft arranged inside the ring-shaped housing, and a sensor is provided between the inner ring-shaped wall of the ring-shaped housing and the motor shaft. It is possible to obtain a flat type motor having a short axial length and a small diameter motor.

2 輪状ハウジング
2A 外側輪状壁
2B 内側輪状壁
2Aa、2Ba 内面
3 モータロータ
11 モータ軸
11A 外周面
15 第2軸受
27 第1軸受
32a モータステータ
32b ステータ巻線
50 中空軸
50A 第1軸部
50B 第2軸部
50Aa 外面
60 輪状空間
61 開口
100 角度センサ
100A レゾルバステータ
100B レゾルバロータ
102 トルクセンサ
P 軸方向
P1 中心軸
2 Ring-shaped housing 2A Outer ring-shaped wall 2B Inner ring-shaped wall 2Aa, 2Ba Inner surface 3 Motor rotor 11 Motor shaft 11A Outer peripheral surface 15 2nd bearing 27 1st bearing 32a Motor stator 32b Stator winding 50 Hollow shaft 50A 1st shaft 50B 2nd shaft Part 50Aa Outer surface 60 Ring-shaped space 61 Opening 100 Angle sensor 100A Resolver stator 100B Resolver rotor 102 Torque sensor P Axial direction P1 Central axis

Claims (5)

互いに一体に形成された外側輪状壁(2A)及び内側輪状壁(2B)とからなる断面U字型の輪状ハウジング(2)と、前記外側輪状壁(2A)と前記内側輪状壁(2B)との間に形成された輪状空間(60)と、前記内側輪状壁(2B)の内側に設けられた第1軸受(27)を介して回転自在に設けられたモータ軸(11)と、前記モータ軸(11)の外周面(11A)に接続され、前記外側輪状壁(2A)の内面(2Aa)に設けられた第2軸受(15)に支持された中空軸(50)と、前記外側輪状壁(2A)の前記内面(2Aa)に設けられたモータステータ(32a)と、前記中空軸(50)の外面(50Aa)に設けられ、前記モータステータ(32a)の内側に位置するモータロータ(3)と、前記内側輪状壁(2B)の内面(2Ba)と前記モータ軸(11)の前記外周面(11A)との間に位置すると共に、前記モータ軸(11)に対して非接触型の1個又は複数個のセンサ(100、102)と、を備え、
前記センサ(100、102)と前記第1軸受(27)は、前記輪状ハウジング(2)の軸方向(P)に沿って見て、互いに重合し、かつ、互いに隣接して位置している構成からなるセンサ内蔵モータ構造。
A U-shaped ring-shaped housing (2) having a U-shaped cross section composed of an outer ring-shaped wall (2A) and an inner ring-shaped wall (2B) integrally formed with each other, and the outer ring-shaped wall (2A) and the inner ring-shaped wall (2B). A motor shaft (11) rotatably provided via a ring-shaped space (60) formed between the two, a first bearing (27) provided inside the inner ring-shaped wall (2B), and the motor. A hollow shaft (50) connected to the outer peripheral surface (11A) of the shaft (11) and supported by a second bearing (15) provided on the inner surface (2Aa) of the outer ring-shaped wall (2A), and the outer ring shape. A motor stator (32a) provided on the inner surface (2Aa) of the wall (2A) and a motor rotor (3) provided on the outer surface (50Aa) of the hollow shaft (50) and located inside the motor stator (32a). ), The inner surface (2Ba) of the inner ring-shaped wall (2B), and the outer peripheral surface (11A) of the motor shaft (11), and are non-contact type with respect to the motor shaft (11). With one or more sensors (100, 102),
The sensor (100, 102) and the first bearing (27) are configured to overlap each other and are located adjacent to each other when viewed along the axial direction (P) of the ring-shaped housing (2). Motor structure with built-in sensor.
前記センサ(100、102)は、トルクセンサ(102)と角度センサ(100)からなる構成の請求項1記載のセンサ内蔵モータ構造。 The sensor built-in motor structure according to claim 1, wherein the sensors (100, 102) are composed of a torque sensor (102) and an angle sensor (100). 前記モータステータ(32a)と前記第2軸受(15)は、前記輪状ハウジング(2)の前記軸方向(P)に沿って見て、互いに重合し、かつ、互いに隣接して位置している構成の請求項1又は2記載のセンサ内蔵モータ構造。 The motor stator (32a) and the second bearing (15) are configured to overlap each other and are located adjacent to each other when viewed along the axial direction (P) of the ring-shaped housing (2). The motor structure with a built-in sensor according to claim 1 or 2. 前記第2軸受(15)は、前記輪状ハウジング(2)の開口(61)側に設けられている構成の請求項1ないし3の何れか1項に記載のセンサ内蔵モータ構造。 The sensor-built-in motor structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the second bearing (15) is provided on the opening (61) side of the ring-shaped housing (2). 前記各センサ(100、102)のレゾルバロータ(100B)及びトルクロータ(102B)が、前記外周面(11A)に対して固定されている構成の請求項1ないし4の何れか1項に記載のセンサ内蔵モータ構造。 The invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the resolver rotor (100B) and the torque rotor (102B) of the sensors (100, 102) are fixed to the outer peripheral surface (11A). Motor structure with built-in sensor.
JP2019185781A 2019-10-09 2019-10-09 Motor structure with built-in sensor Active JP6797435B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019185781A JP6797435B1 (en) 2019-10-09 2019-10-09 Motor structure with built-in sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019185781A JP6797435B1 (en) 2019-10-09 2019-10-09 Motor structure with built-in sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6797435B1 true JP6797435B1 (en) 2020-12-09
JP2021061711A JP2021061711A (en) 2021-04-15

Family

ID=73646841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019185781A Active JP6797435B1 (en) 2019-10-09 2019-10-09 Motor structure with built-in sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6797435B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022162583A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-04 Genesis Robotics And Motion Technologies, LP Electric machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022162583A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-04 Genesis Robotics And Motion Technologies, LP Electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021061711A (en) 2021-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5197174B2 (en) Motor with wave reducer
WO2017169418A1 (en) Rotary actuator and robot
US10591031B2 (en) Electric actuator
CN111120583B (en) Speed reducer and electromechanical device
TWI653809B (en) Motor unit for harmonic gear reducer
JP4997121B2 (en) Electric rotary joint
JP6711535B2 (en) Wave gear reducer with electric motor
JP6358054B2 (en) Rotary actuator
JP6797435B1 (en) Motor structure with built-in sensor
US20190085906A1 (en) Transmission and actuator
JP4650719B2 (en) Hollow actuator
WO2017222012A1 (en) Strain wave gear speed reducer unit
US20190085963A1 (en) Transmission and actuator
JP4701337B2 (en) Double speed resolver
KR101786197B1 (en) Motor with reducer
JP4395415B2 (en) Double speed resolver
JP4086135B2 (en) Motor structure
JP7164791B2 (en) Motor unit for strain wave gear reducer
KR102304099B1 (en) Actuator integrated Motor and reducer
JP2005321248A (en) Multiplex resolver device
JP7037619B2 (en) Strain wave gear reducer unit
CN208169483U (en) Rotary actuator
JP4420192B2 (en) Resolver structure
JP3980000B2 (en) 2-axis compound motor
JP2019035500A (en) Reduction gear and motor with reduction gear

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200415

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20200415

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20200629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200805

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6797435

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250