JPH01286751A

JPH01286751A - Ｄｃサーボモートル

Info

Publication number: JPH01286751A
Application number: JP62259716A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Uno; 宇野　斌
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-11-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ＤＣサーボモートルに係り、特に、絶縁劣化
の改善と、組立性、取扱い性の向上と保護性能の向上を
図ったＤＣサーボモートルに関する。

〔従来の技術〕

従来のＤＣサーボモートルは、例えば特公昭６１−６０
６６５号公報記載のように、永久磁石を接着したハウジ
ングの内側に、シャフトに回転子鉄心とコミテータを固
定し、鉄心に巻線を施して１巻線端をコミテータに接続
した回転子を挿入し、内側から軸受を入れた２個のエン
ドブラケットの一方に、バネでブラシが押し出されるブ
ラシホルダの部組を取付け、ハウジングの両側に配置し
、整流波形を見ながら、永久磁石とブラシの位置関係を
中性点に調整した後、ハウジングと２個のエンドブラケ
ットをねじによって固定し、モートル部分が形成されて
いる。

そして、シャフトに回転検出器の回転部が、ねじ止め、
圧入、焼成などによって固定され、センサーおよび波形
成形回路部分を、回転部に対向させ、ねじで仮止め後、
ギャップ調整を行ない、センサーの検出量を確認後、ね
じの本締を行なう。

その後１回転検出部分をカバーで覆い外力から保護する
ように、回転検出器を形成し、サーボモートルを構成し
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ブラシ粉によるブラシホルダとエンド
ブラケット間の絶縁劣化と、ｍ立性、取扱い性について
の配慮が不足で、かつ、ブラシホルダのスロットが、複
数の部品の部組によって構成されるため、スロットとブ
ラシとの間隙に大きなばらつきがあり、ブラシの遊びか
ら、整流波形の不良率が高いという問題があった。

また、モートルおよび回転検出器の外部引出線も、それ
ぞれ個別のリード線で出しており１組立および、包装、
運搬、接続などの取扱い性が面倒であった。

さらに、発熱部が回転子であるため、回転子のロック保
護などを本体のマイクロコンピュータに頼る傾向があり
、マイクロコンピュータ故障時にモートルの保護性能が
低下することがあった。

本発明の目的は、ＤＣサーボモートルの絶縁劣化の改善
、整流波形不良の低減１組立性・取扱い性の向上と保護
性能の向上を図ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的のひとつ、絶縁劣化の改善は、モートル内部の
ブラシホルダ付近から導電体をできるだけ除去するため
、構造材を絶縁体に変更し、ハウジングなど金属フレー
ムとの間の絶縁距離を増加させることによって達成され
る。

また、ブラシスロットのばらつきは、複数部品の部組に
よるのではなく、成形精度のよい絶縁体のエンドブラケ
ットと一体成形を行なった解決を図る。

さらに１組立性の改善については、切削、ねじ留め、リ
ード線這回しゃ調整作業を極力排し、成形や一義的に決
まる嵌合によって向上を図る。

そして、取扱い性の改善については、前記エンドブラケ
ットに、市販の標準コネクタの一方を装着することによ
り、モートルの容量が変っても、径と長さのみ異なる単
純形状にすることができ、包装、運搬、接続などの取扱
い性向上が達成される。

次にモートルのロック保護については、絶縁体のエンド
ブラケットにヒユーズハウジングを設け。

モートルの電流および枠体の湿度を検出し、溶断するヒ
ユーズをブラシホルダとモートルコネクタ間に装着する
ことによって達成される。

〔作用〕

自重が軽く寸法の小さい小型モートルにおいては、絶縁
材たとえば、プラスチックの強度や熱、湿気による寸法
変化があまり問題にならないため、アルミダイキャスト
に比し、成形精度がよいという長所のみ利用することが
可能で、エンドブラケットとブラシのスロット部、外部
引出し用コネクタ装着部、ブラシホルダのハウジング、
モートルハウジングとの嵌合部を、一体成形と無切削の
まま使用することが可能である。

それによって、エンドブラケット、ブラシスロットが、
絶縁物になるため、従来品に比し、ブラシ回りの充電部
とモートルの非充電部間との絶縁距離が５〜１０倍にな
り、ブラシ摩耗粉による絶縁者゛化の改善を行なうこと
ができる。

また、ブラシスロット部を、３０μｍ程度の精度で成形
することが可能であるため、複数部品の組立による場合
より、公差集積や作業ばらつきが少なくなく、高精度に
仕上げることが可能で、ブラシとスロットのクリアラン
スのばらつきが小さくブラシの遊びによる整流波形不良
の改善が可能である。

さらに位置決め嵌合部によって、中性点調整の廃止、ブ
ラシホルダとモートルコネクタのワンタッチ装着をする
ことによって、モートル内部での配線をなくし、エンド
ブラケットにコネクタを接着することによって、回転検
出器のリード線這回しと固定を排し、組立性の向上を図
ることができる。

以上のように、外部リード線をコネクタ化すると、製品
形状がシンプルになるので、運搬用のケースへの出し入
れが、ロボットで行なえるようになったり、包装が簡単
になり、同一寸法の梱包箱に多数の製品が収納可能にな
り、また、検査時。

製品実装時コネクタでワンタッチ接続することが可能で
、取扱性の向上が図られる。

そして、モートルの保護は、外気に直接触れない、例え
ばカバーの内側の絶縁材のエンドブラケットに設けたヒ
ユーズハウジング内に収納された温度ヒユーズが、モー
トルのロックなどの異常時にモートルの異常温度上昇と
過大電流を検出し溶断することによって、ブラシホルダ
とコネクタ間に絶縁距離を創り出し、モートルへの通電
を遮断して、発火に至るのを防止することができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例について説明する。

第１図はモートルの構造を示す図で、マグネット１を、
強磁性体を絞り成形して作ったハウジング２に接着し、
モートルの固定子３となす。

シャフト４に鉄心５を圧入し、コミチータロを圧入接着
して、アマチャ−コイル７を鉄心５のスロットに巻き、
コイル端をコミチータロのフック部にヒユージングによ
り接続して、モートルの回転子８となす。

そして、回転子８の反コミテータ側にスペーサ９とボー
ルベアリング１ｏを入れ、固定子３に挿入する。コミチ
ータロの側は、ボールベアリング１０、スラストばね１
１を入れ、プラスチック製エンドブラケット１２をハウ
ジング２に嵌合させ。

エンプラホルダ１３をエンドブラケット１２とハウジン
グ２に一義的に決まる位置決め装着し、ハウジング２と
エンドブラケットホルダ１３を溶接にて結合し組立てる
。

次に、ブラシ１４．ブラシばね１５．ブラシホルダ１６
．モートルコネクタ１７とヒユーズ１８をエンドブラケ
ット１２のブラシホルダハウジング部１９．コネクタハ
ウジング部２ｏとヒユーズハウジング２１に装着してモ
ートル２２を構成する。

次にこのモートルに実装される回転検出器について、磁
気エンコーダ実装の例を、第２図を用いて説明する。

モートル２２のシャフト４に強磁性体検出ギヤ２３を磁
気センサー２４に対向するように固定する。そして、エ
ンドブラケット１２に設けたスライド２５に、磁気セン
サー２４と波形整形回路２６を部組にした固定部２７を
挿入し、検出ギヤ２３と磁気センサー２４のギャップを
、スペーサなどを利用して規定値にセットし、磁気セン
サ２４の検出信号が規定値以上であることを確認後。

瞬間接着剤２８で、エンドブラケット１２と固定部２７
の間を固定する。

次に、エンドブラケット１２の径方向の溝２９に挿入さ
れた、外部回路との接続用コネクタ３０を半田付したプ
リント板３１に、波形整形回路２６のリード端子３２を
半田付し電気回路を形成する。

最後に、カバー３３をかぶせて、全体の保護。

防塵、磁気、静電シールドを行なって、磁気エンコーダ
３４を構成する。

第３図は、エンドブラケットの側面を示す図で、ブラシ
スロット３５．ブラシホルダハウジング部１９、コネク
タハウジング部２ｏを設け、前記２種類のハウジング部
の間にヒユーズハウジング２１を設け、ブラシホルダ１
６とコネクタ１７を接続するようにする。

次に、コネクタハウジングの上部に、磁気エンコーダ３
４の接続用コネクタ３６を入れる溝３７を設け、さらに
その上部に、磁気エンコーダ３４の固定部２７のスライ
ド３８を設ける。

第４図は、第３図と直角方向のＢエンプラの側面図を示
す、窪み３９は、エンドブラケットホルダ１３により、
エンドブラケット１２が径方向に動くのを防止する位置
決め用であり、下部の窪み４０は、ハウジング２とエン
ドブラケットホルダ１３を溶接によって固定する場合に
、溶接スラグがモートル内入り、コイルの絶縁劣化や、
ブラシの隙に入り故障を起こすのを防止するために設け
たスラグポケットである。

第５図はブラシホルダーとモートルコネクタを弾性体で
成形した金具を示す図で、ブラシホルダ部が１６でブラ
シばね１５を通したブラシ１４のピグテールを半田付な
どにより電気的、機械的に接続する０両側の切起部４１
は、ブラシホルダハウジング部１９と嵌合し、ワンタッ
チ装着後、バネによって脱落を防止する。コネクタ１７
は、中央の突起４１がコネクタの端子で、両側の切起部
４２が、コネクタハウジング部２０と嵌合し、ワンタッ
チ装着後、ばね力によって脱落を防止する。

以上のように、エンドブラケット内部に、配線や外枠と
の絶縁距離を減少させるような導電性の構造物を排し、
ブラシから非充電金属体までの沿面距離空間距離を従来
品より長くして、ブラシ粉による絶縁低下の改善を図る
ことができた。

またブラシスロット部を、エンドブラケットと一体成形
することによって、精度の向上を図ることができた。そ
の結果、ブラシの挙動を安定させ、整流波形不良率を激
減させることができた。

また、第８図に示すように、ハウジング２にエンドブラ
ケットホルダ１３との嵌合部４３を設け、この嵌合部を
規準にマグネット１を接着し、ハウジング２とエンドブ
ラケット１２をエンドブラケットホルダ１３で嵌合させ
ることによって、モートルの固定子とブラシとの関係は
一義的に決まり。

従来行なっていた。整流波形を見ながら行なう、不能率
な中性点調整作業を廃止して、生産性の向上を図る構成
とした。

さらに、磁気エンコーダ３１の固定部２７と検出ギア２
３とのギャップ調整作業は、１０μｍ単位の調整であり
、ねじ止めなど機械的な力を加えながら、調整や固定作
業を行なった場合、エンドブラケットや支持台などの構
造物の微妙な変形から、ギャップの再チエツク、分解再
固定という不能率な工程となった。

この解決策として、ギャップ５！整が終ったら、構造物
に機械的な力を加えないで、スライド２５に磁気エンコ
ーダの固定部２７を瞬間接着剤で固定するよう構成した
。

次に保護性能の向上について説明する。

一般に、ＤＣモートルの始動電流は、定格負荷暗電流の
数倍程度あり、電源の容量に余裕があれば、発熱部が回
転子であるＤＣモートルであってもロック時などの異常
時に、電流ヒユーズを用いて通電を遮断し、焼損を防ぐ
ことは比較的容易である。

しかし、ＯＡ機器などのように機器自体に電源を備えて
いるものにおいては、経済的な面から電源容量が制約さ
れ、かつ、電源容量に比較し容量の大きなモートルは、
コントローラに電流リミッタ−を備え、始動時などの電
流を制限し、電源の電圧低下を防いでいる。

このため、機器の上位コンピュータが正常な場合には、
モートルの異常が検出され保護されているが、上位コン
ピュータが故障時に、モートルロックなどの異常が重な
ると、モートル制御回路の電流リミッタ−で制限された
電流が、モートルに流入し焼損に至らしめることがある
。

一方、電源容量が小さい場合や、電流リミッタ−が動作
している場合は、瞬時にモートルが焼損することはなく
、回転子のコイルはじわじわと焦げ、発生した熱がモー
トル内の空気および枠体を加熱する。

第７図に示すように、カバーの内側にあるエンドブラケ
ット１２のヒユーズハウジング２１にモートルに合せ適
当に選択された温度ヒユー°ズ４４をセットし、両端子
をブラシホルダとモートルコネクタに接続することによ
って、モートル内部の徐昇する温度とモートル電流を検
出し、モートルのロック時、過負荷時にヒユーズを溶断
させ、モートルへの通電を遮断して、モートルの発火を
防ぐことができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、エンドブラケットとブラ
シスロット、ブラシホルダハウジング、コネクタハウジ
ング、ヒユーズハウジング、回転検出器コネクタ装着部
、位置決部、嵌合部を絶縁材で一体成形することによっ
て、ブラシ摩耗粉による絶縁劣化の改善、整流波形の改
善１組立性、取扱い性の向上を図るとともに、保護性能
の向上を図る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１１！ｌはモートルの構造を示す図、第２図は磁気エ
ンコーダの構造を示す図、第３図はＢエンプラの側面を
示す図（■）、第４図はＢエンプラの側面を示す図（■
）、第５図はカナダ３６を示す　　ズ。図、第６図はハウジングを示す図、第７図は温度ヒユー
ズの実装図である。１・・・マグネット、２・・・ハウジング、３・・・固
定子、４・・・シャフト、５・・・鉄心、６・・・コミ
テータ、７・・・コイル、８・・・回転子、９・・・ス
ペーサ、１０・・・ボールベアリング、１１・・・スラ
ストばね、１２・・・エンドブラケット、１３・・・エ
ンドブラケットホルダ、１４・・・ブラシ、１５・・・
ブラシばね、１６・・・ブラシホルダ、１７・・・モー
トルコネクタ、１８・・・ヒユーズ、１９・・・ブラシ
ホルダハウジング部、２ｏ・・・コネクタハウジング部
、２１・・・ヒユーズハウジング。２２・・・モートル、２３・・・検出ギア、２４・・・
磁気センサ、２５・・・スライド、２６・・・波形整形
回路、２７・・・固定部、２８・・・接着剤、２９・・
・溝、３ｏ・・・コネクタ、３１・・・プリント板、３
２・・・リード端子。３３・・・カバー、３４・・・磁気エンコーダ、３５・
・・ブラシスロット、３６・・・コネクタ、３７・・・
溝、３８・・・スライド、３９・・・窪、４０・・・窪
、４１・・・突起、４２・・・切起部、４３・・・嵌合
部、４４・・・湿度ヒユー＃２回２−一−へクジング１２　−一　工ンドフ゛フケ！トｔＳ　　−一　工ンドヂクゲマト本ルグ２σ　−−コ序
７タハクソンク苛２１　−　〇、シζハクゾング２沓、−眉阪気仁〉す４φ　−−１し虻とコーで第３ｆｉ３暮４図

Claims

【特許請求の範囲】

１、成形絶縁体の一方にモートルを形成し、他方に回転
検出器を形成するよう構成したＤＣサーボモートルにお
いて、中間の成形絶縁体をエンドブラケットとし、これ
にブラシホルダハウジング、モートルコネクタハウジン
グおよびヒューズハウジングの一体化および回転検出器
の外部引出し用コネクタの一体化を図り、ブラシホルダ
ー部と回転検出器コネクタ部の位置関係が、軸方向に重
ならぬよう配置し、ブラシホルダとモートルコネクタの
中間にヒューズを配置して、前記ハウジングに装着した
ことを特徴とするＤＣサーボモートル。