JP6832788B2 - サーボモータ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係るサーボモータ100について図1〜5を用いて説明する。
図1に示すサーボモータ100は、工場などの生産ラインにおいて機械加工または部品の搬送、実装などの際に用いられる産業用モータである。特にこの実施の形態では、図2に示すように、サーボモータ100はロボットアーム2の関節部に用いられ、サーボモータ100はロボットアーム2の一部を回転駆動させる。なお、ロボットアーム2の関節部を介して連結される2つの部材のうち、サーボモータ100が設けられている方を第一アーム部2aとし、サーボモータ100によって回転駆動される方を第二アーム部2bとする。すなわち、第二アーム部2bはサーボモータ100の回転対象である。また、ロボットアーム2の第二アーム部2bの先端には、ドリルなどの図示しない加工器具、または部品を掴むための図示しない構造が備えられており、部品の加工や搬送、実装などを行う。また、図2に示すように、サーボモータ100はロボットアーム2の第一アーム部2aの壁部3に取付けられている。
なお、ロボットアーム2の第一アーム部2aの壁部3は、外部部品であるものとする。
なお、以下の説明において、回転軸4の延長方向を軸方向Xとする。また、軸方向Xに直交する方向を径方向とする。さらに、軸方向Xにおいて、回転軸4が第一アーム部2aの壁部3から突出する側、すなわち負荷である第二アーム部2bに接続する側を負荷側X1とし、負荷側X1の反対側を反負荷側X2とする。
なお、フロントブラケット5及びリアブラケット10の材質には、ADC12などのアルミダイキャスト材が用いられる。アルミダイキャスト材の熱伝導率は96W/(m・K)程度である。
まず、図3に示すように、フロントブラケット5は、略円筒形状の円柱部15を有し、円柱部15の中央には回転軸4が貫通するための回転軸取付孔15aが形成される。また、円柱部15の負荷側X1の端部には径方向外側に向かって突出する一対の外部部品取付部13aが形成される。一対の外部部品取付部13aは円柱部15を挟んで互いに180°離間している。また、円柱部15の側部の円筒面には径方向外側に向かって突出する一対のフレーム取付部13bが形成される。一対のフレーム取付部13bは、一対の外部部品取付部13aに対して位相が90°ずれた位置に設けられるとともに、一対の外部部品取付部13aよりも反負荷側X2寄りの位置に設けられている。また、一対のフレーム取付部13bは円柱部15を挟んで互いに180°離間している。
ここで、一対の第一窪み部16a及び一対の第二窪み部16bは、軸方向Xにフロントブラケット5に接触するフロントブラケット接触部を構成する。
ここで、フレーム7の負荷側X1の端面27、すなわち一対の第一窪み部16a及び一対の第二窪み部16bが形成されていない部分は、外部部品接触部を構成する。
まず、ステータコア6に巻きつけられているステータコイル9に電力を供給する。これにより磁界が発生し、ロータ8に回転力が与えられる。そして、ロータ8と共に回転軸4が回転することにより、回転軸4に機械的に連結されたロボットアーム2の第二アーム部2bが回動する。
また、第一窪み部16a及び第二窪み部16bは、フレーム7の押し出し成形後、外側から切削して形成するため、加工が容易である。
次に、この発明の実施の形態2に係るサーボモータ200について図6を用いて説明する。なお、以下の説明において、図1〜5の参照符号と同一の符号は同一又は同様の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図6に示すように、サーボモータ200のフレーム207には、一対の第一窪み部216a及び一対の第二窪み部216bが形成される。一対の第一窪み部216aは、フロントブラケット5の一対の外部部品取付部13aに対応する位置及び形状に形成されている。さらに、一対の第二窪み部216bは、フロントブラケット5の一対のフレーム取付部13bに対応する位置及び形状に形成されている。また、フレーム207の負荷側X1の端面27を基準にした一対の第一窪み部216a及び一対の第二窪み部216bの深さは、第二窪み部216bの深さの方が第一窪み部216aの深さよりも深い。また、第二窪み部216bの深さはフロントブラケット5の軸方向Xの長さよりも深い。そのため、フレーム207の負荷側X1の端面27は、フロントブラケット5の負荷側X1の端面25よりも負荷側X1寄りに配置される。従って、サーボモータ200が壁部3固定されてフレーム207の負荷側X1の端面27が壁部3に接触している状態において、フロントブラケット5は壁部3から離間して設けられ、壁部3には接触しない状態となる。
次に、この発明の実施の形態3に係るサーボモータ300について図7を用いて説明する。
図7に示すように、サーボモータ300のフロントブラケット305には外部部品取付部13aのみが形成され、フレーム取付部13bは形成されていない。また、フレーム307には、外部部品取付部13aに対応する第一窪み部16aのみが形成され、第二窪み部16bは形成されていない。ここで、フロントブラケット305は、フレーム307の側面に取付けられる皿ネジ18によって、フレーム307に対して固定される。すなわち、フロントブラケット305とフレーム307とは、軸方向Xに直交する方向Y,Z、すなわち径方向に固定されている。皿ネジ18はフレーム307の方向Y,Zに配置される4つの側面に設けられていてもよく、また互いに対向する2側面に設けられていてもよい。また、皿ネジ18は、端面がフレーム7の表面よりもサーボモータ300の外側に突出しないように固定されている。
ここで、皿ネジ18は第一固定部材を構成する。
次に、この発明の実施の形態4に係るサーボモータ400について図8を用いて説明する。
図8に示すように、サーボモータ400のフロントブラケット405にはフレーム取付部13bのみが形成され、外部部品取付部13aは形成されていない。また、フレーム407には、フレーム取付部13bに対応する第二窪み部16bのみが形成され、第一窪み部16aは形成されていない。また、フレーム407には一対の第二窪み部16bに対して90°位相をずらした位置に軸方向Xに延びる一対の貫通孔20が形成される。貫通孔20には第二ボルト19が挿通され、第二ボルト19によってフレーム407は壁部3に対して軸方向Xに直接固定されている。
なお、第二ボルト19は第二固定部材を構成する。
Claims (4)
- 軸方向に外部部品を挟んで回転対象と機械的に接続されるロータと、
前記ロータの径方向外側に対向して設けられるステータコアと、
前記ステータコアに巻き付けられるとともに電力が供給されるステータコイルと、
前記ロータ、前記ステータコア及び前記ステータコイルを収納するフレームと、
前記外部部品に対向して設けられるとともに、前記フレームに固定されるフロントブラケットとを備え、
前記フレームには、前記軸方向に前記フロントブラケットに接触するフロントブラケット接触部と、前記軸方向に前記外部部品に接触する外部部品接触部とが設けられ、
前記フレームの前記フロントブラケット接触部は、前記外部部品に対向して形成される窪み部であり、
前記フロントブラケットは前記フレームの前記窪み部に嵌合可能な取付部を有し、
前記フロントブラケットの前記取付部は、前記外部部品に接続される外部部品取付部と、前記フレームに接続されるフレーム取付部とを含み、
前記フレームの前記窪み部は、前記外部部品取付部が嵌合される第一窪み部と、前記フレーム取付部が嵌合される第二窪み部とを含むサーボモータ。 - 前記フロントブラケットと前記フレームとを径方向に固定する第一固定部材を有する請求項1に記載のサーボモータ。
- 前記フレームを前記外部部品に対して前記軸方向に直接固定する第二固定部材を有する請求項1又は2に記載のサーボモータ。
- 前記ロータの回転角を検出するエンコーダをさらに備え、
前記エンコーダは、前記フレームを挟んで、前記フロントブラケットが設けられている側とは反対側に配置される請求項1〜3のいずれか一項に記載のサーボモータ。
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