JPH04197070A - Brushless servo motor - Google Patents

Brushless servo motor

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Publication number
JPH04197070A
JPH04197070A JP32859590A JP32859590A JPH04197070A JP H04197070 A JPH04197070 A JP H04197070A JP 32859590 A JP32859590 A JP 32859590A JP 32859590 A JP32859590 A JP 32859590A JP H04197070 A JPH04197070 A JP H04197070A
Authority
JP
Japan
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magnetic
magnet
brushless servo
servo motor
commutation sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP32859590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Ashizaki
芦崎 幸弘
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH04197070A publication Critical patent/JPH04197070A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce manpower in assemblage and to facilitate molding of resin by providing a multipolar magnetic drum mounted coaxially with a rotor magnet for generating torque and a magnet for commutation sensor. CONSTITUTION:A brushless motor comprises a rotor magnet 23 which contributes to generation of motor torque and a magnet for commutation sensor constituted into a single ring magnet. A magnetic short ring 31 is mounted on the end face of a magnetic drum 32 so that the magnetic drum is not subjected to leakage flux from the magnet, and the magnetic drum 32 is mounted through the magnetic short ring 31. In other words, when a multipolar magnetic drum 32 is mounted coaxially with a magnet 23 for generating torque and a magnet for commutation sensor, magnetic interference between the magnetic drum and other magnets can be avoided and resin molding of motor is facilitated resulting in an inexpensive motor excellent in water resistance.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気式エンコーダを内蔵するブラシレスサー
ボモータに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a brushless servo motor incorporating a magnetic encoder.

従来の技術 近年、ブラシレスサーボモータはその高速応答性、メイ
ンテナンスフリー性等からメカトロニクス分野で多く利
用されるようになってきた。また、最近では、カーエレ
クトロニクス分野でも、ステッピングモータと共にブラ
シレスサーボモータが検討され始めている。これは、従
来の主流であるソレノイドによる制御よりもはるかに位
置決め分解能が高く、さらにステッピングモータよりも
高速応答性があり、かつ低騒音であるという特徴を有す
るためである。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, brushless servo motors have come to be widely used in the mechatronics field due to their high-speed response and maintenance-free nature. Recently, brushless servo motors have also begun to be considered in addition to stepping motors in the field of car electronics. This is because the positioning resolution is much higher than that of the conventional mainstream control using a solenoid, and furthermore, it has characteristics of faster response than a stepping motor and lower noise.

以下に従来のブラシレスサーボモータについて説明する
A conventional brushless servo motor will be explained below.

第6図は、磁気式エンコーダを有するブラシレスサーボ
モータの構造断面図である。
FIG. 6 is a structural sectional view of a brushless servo motor having a magnetic encoder.

1はシャフト、2はロータコア、3はロータ磁石、4は
ステータコア、5はモータフレーム、6はブラケット、
7及び8は軸受、9はコミュテーションセンサ用磁石、
10はホール素子又はホールIC111はプリント配線
板、12は磁気ドラム、13は磁気抵抗素子、14はボ
ス、15はエンコーダカバーである。
1 is a shaft, 2 is a rotor core, 3 is a rotor magnet, 4 is a stator core, 5 is a motor frame, 6 is a bracket,
7 and 8 are bearings, 9 is a commutation sensor magnet,
10 is a Hall element or Hall IC 111 is a printed wiring board, 12 is a magnetic drum, 13 is a magnetoresistive element, 14 is a boss, and 15 is an encoder cover.

以上の様に構成されたブラシレスサーボモータについて
、以下その動作を説明する。
The operation of the brushless servo motor configured as above will be explained below.

まず、シャフト1にロータコア2.ロータ磁石3が固着
される。このロータ組立品は軸受7,8を介してモータ
フレーム5.ブラケット6と組合わされる。一方、ボス
14には磁気ドラム12及びコミュテーションセンサ用
磁石9が固着されている。コミュテーションセンサ用磁
石9は、通常ロータ磁石3と同極数に着磁される。また
磁気ドラム12はブラシレスサーボモータが要求される
位置決め分解能に応じて多極着磁される。コミュテーシ
ョンセンサ用磁石9と磁気ドラム12は、シャフト1の
反出力軸側に装着されている。さらに、モータフレーム
5に対して位置決めされているプリント配線板11上に
ホール素子又はホールICl0が、前記のコミュテーシ
ョンセンサ用磁石9と対向するように配設される。また
、磁気抵抗素子13が、前出の磁気ドラム12と対向す
るように配設される。
First, shaft 1 and rotor core 2. The rotor magnet 3 is fixed. This rotor assembly is connected to the motor frame 5 through bearings 7 and 8. Combined with bracket 6. On the other hand, a magnetic drum 12 and a commutation sensor magnet 9 are fixed to the boss 14. The commutation sensor magnet 9 is normally magnetized to have the same number of poles as the rotor magnet 3. Further, the magnetic drum 12 is multi-pole magnetized according to the positioning resolution required of the brushless servo motor. The commutation sensor magnet 9 and the magnetic drum 12 are mounted on the side of the shaft 1 opposite to the output shaft. Further, a Hall element or Hall ICl0 is disposed on the printed wiring board 11 positioned with respect to the motor frame 5 so as to face the commutation sensor magnet 9. Further, a magnetic resistance element 13 is arranged to face the magnetic drum 12 described above.

発明が解決しようとする課題 しかしながら従来の構成では、モータ部を組立後、反出
力軸側からセンサ磁石を装着していたため、ラジアル方
向の振れを10μm程度又はそれ以下にしなければなら
ない磁気ドラム部の組立。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional configuration, the sensor magnet was attached from the side opposite to the output shaft after the motor section was assembled. assembly.

調整が難しく一例としては、ボス14の内径と磁気ドラ
ム12の外径の同軸度を5μm以内程度に仕上げ、かつ
ボス14のシャフト1への圧入時に高精度の治具と多く
の工数を要していた。さらに、ロータコア2やロータ磁
石3や軸受8等を装着した後シャフト1の反出力軸の振
れも検査する必要があり、組立工数、検査工数の増大の
要因になっていた。さらに、モータフレーム5及びブラ
ケット6を樹脂成型で作る場合、エンコーダ部が一体化
できないため、樹脂成型によりメリットがでにくかった
An example of difficult adjustment is that the coaxiality between the inner diameter of the boss 14 and the outer diameter of the magnetic drum 12 must be within 5 μm, and a high-precision jig and many man-hours are required when press-fitting the boss 14 onto the shaft 1. was. Furthermore, after the rotor core 2, rotor magnets 3, bearings 8, etc. are attached, it is necessary to inspect the deflection of the opposite output shaft of the shaft 1, which increases the number of assembly and inspection steps. Furthermore, when the motor frame 5 and the bracket 6 are made by resin molding, the encoder part cannot be integrated, so it is difficult to obtain any advantage from resin molding.

本発明は上記課題に鑑み、組立工数の削減と樹脂成型化
が容易に行なえる安価で耐水性の優れたブラシレスサー
ボモータを提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a brushless servo motor that is inexpensive and has excellent water resistance, which can reduce the number of assembly steps and can be easily molded with resin.

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のブラシレスサーボモ
ータは、モータトルク発生に寄与するロータ磁石部とコ
ミュテーションセンサ磁石部を1つのリング状磁石で構
成し、その漏れ磁束が後述する磁気ドラムに影響を与え
ないよう、その端面に磁性体による磁気ショート部を装
着し、その磁気ショート部を介して、磁気ドラム部を装
着するものである。
Means for Solving the Problems To achieve this object, the brushless servo motor of the present invention consists of a rotor magnet part that contributes to motor torque generation and a commutation sensor magnet part, which are composed of one ring-shaped magnet, and the leakage magnetic flux is reduced. A magnetic short section made of a magnetic material is attached to the end face of the magnetic drum so as not to affect the magnetic drum, which will be described later, and the magnetic drum section is attached via the magnetic short section.

作用 この構成によって、磁気ドラム部を後装着するこおな(
、磁気式エンコーダが構成できるので大幅な組立工数の
削減が可能となる。また、エンコーダ部が入出力軸受の
間に配設されるので、ステータをカップ状に構成できる
ため、樹脂成型の効果が向上することになる。
Function: This configuration allows the magnetic drum section to be installed later.
, a magnetic encoder can be configured, making it possible to significantly reduce assembly man-hours. Furthermore, since the encoder section is disposed between the input and output bearings, the stator can be configured into a cup shape, which improves the effectiveness of resin molding.

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスサーボモ
ータの構造断面図を示すものである。
FIG. 1 shows a structural sectional view of a brushless servo motor according to an embodiment of the present invention.

第1図において、21はシャフト、22はロータコア、
23はロータ磁石、24はステータコア、25はフレー
ム、26はブラケット、27.28は軸受、29はホー
ル素子又はホールIC130はプリント配線板、31は
磁気ショートリング、32は磁気ドラム、33は磁気抵
抗素子、34は磁気ドラムボス、35はCリングである
In FIG. 1, 21 is a shaft, 22 is a rotor core,
23 is a rotor magnet, 24 is a stator core, 25 is a frame, 26 is a bracket, 27.28 is a bearing, 29 is a Hall element or Hall IC 130 is a printed wiring board, 31 is a magnetic short ring, 32 is a magnetic drum, 33 is a magnetic resistance The element 34 is a magnetic drum boss, and 35 is a C ring.

第2図は、第1図のモータを樹脂成型した状態を示す。FIG. 2 shows the motor shown in FIG. 1 in a resin molded state.

以上のように構成された本実施例のブラシレスサーボモ
ータについて、以下その動作を説明する。
The operation of the brushless servo motor of this embodiment configured as described above will be described below.

まず、ステータコア24に対してプリント配線板30が
対向配置される。これには、ステータコアに挿入されて
いるインシュレータ等の一部を位置決め保持に使用して
もよい。次にプリント配線板30上に配置された磁気抵
抗素子33と磁気ドラム32との空隙が適切となるよう
治具等を使用して固定する。このような状態にした上で
ステータコア組立品をフレーム25及びブラケット26
から成るフレーム組立品に挿入し固定する。
First, printed wiring board 30 is placed opposite stator core 24 . For this purpose, a part of the insulator inserted into the stator core may be used for positioning and holding. Next, the magnetoresistive element 33 disposed on the printed wiring board 30 and the magnetic drum 32 are fixed using a jig or the like so that the gap between them is appropriate. In this state, the stator core assembly is attached to the frame 25 and bracket 26.
Insert and fix into a frame assembly consisting of.

次に、すでに着磁されたロータ組立品を上記のステータ
組立品に挿入し、Cリング35で固定する。
Next, the already magnetized rotor assembly is inserted into the stator assembly and fixed with the C-ring 35.

以上のように本実施例によれば、ロータ上に磁気ドラム
を一体化したことにより、組立工程が非常に簡単になり
、コスト低減効果大である。
As described above, according to this embodiment, the magnetic drum is integrated on the rotor, which greatly simplifies the assembly process, resulting in a significant cost reduction effect.

また、磁気ドラム32とロータ磁石23の磁気的干渉は
、磁気ショートリング31により低減される。
Further, magnetic interference between the magnetic drum 32 and the rotor magnet 23 is reduced by the magnetic short ring 31.

第3図は、ロータ磁石23の端面の磁気もれを示す図で
ある。端面には図の様にもれ磁束が発生している。この
磁界は磁気ドラム32の磁界に対して干渉を与えるに十
分な強さを持っており、ブラシレスサーボモータによっ
ては、この端面磁束を利用してコミュテーション信号を
作り出すのに利用することができる。
FIG. 3 is a diagram showing magnetic leakage at the end face of the rotor magnet 23. Leakage magnetic flux is generated at the end face as shown in the figure. This magnetic field is strong enough to interfere with the magnetic field of the magnetic drum 32, and depending on the brushless servo motor, this end face magnetic flux can be used to generate a commutation signal.

磁気ショートリング31は、この端面磁束を完全に吸収
する。ただし、ホール素子又はホールIC29がロータ
磁石端面付近の磁界を検出している場合、磁気ショート
リング31付近では磁石の動作点が著しく低下するため
、磁束低下の対策として、第4図牟に示すようにわずか
な空隙を介して固定することにより、端面付近の磁界を
一定以上に保持することが可能である。
The magnetic short ring 31 completely absorbs this end face magnetic flux. However, if the Hall element or Hall IC 29 detects the magnetic field near the end face of the rotor magnet, the operating point of the magnet will drop significantly near the magnetic short ring 31. It is possible to maintain the magnetic field near the end face above a certain level by fixing the end face with a small gap between the ends.

以下、本発明の他の実施例について図面を参照しながら
説明する。
Other embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第5図において、21はシャフト、22はロータコア、
23はロータマグネット、36はコミュテーションセン
サ用磁石、37はコミュテーションセンサ用磁石36の
ホルダ、32は磁気ドラム、38は磁気ドラム32のホ
ルダ、39はスペーサである。
In FIG. 5, 21 is a shaft, 22 is a rotor core,
23 is a rotor magnet, 36 is a commutation sensor magnet, 37 is a holder for the commutation sensor magnet 36, 32 is a magnetic drum, 38 is a holder for the magnetic drum 32, and 39 is a spacer.

以上のように構成されたブラシレスサーボモータのエン
コーダ部について、以下その構造について説明する。
The structure of the encoder section of the brushless servo motor configured as above will be explained below.

ホルダ37は例えば鉄系材料等の磁性体で製作されてい
るもので、磁石ホルダ機能と磁気ショート部を同時に形
成しているものである。コミュテーションセンサ用磁石
はロータ磁石程には磁力の強いものである必要はなく、
コストダウンのためには分離する方がよいことがある。
The holder 37 is made of a magnetic material such as an iron-based material, and functions as a magnet holder and a magnetic short section at the same time. Commutation sensor magnets do not need to be as strong as rotor magnets;
In order to reduce costs, it may be better to separate them.

発明の効果 本発明は、トルク発生用ロータ磁石及びコミュテーショ
ンセンサ用磁石と同軸上に配置された多極着磁された磁
気ドラムを設けることにより、組立工数の大幅な削減を
することができ、さらに磁気ショート部を設けることに
より、磁気ドラムと他の磁石との磁気的干渉を避けるこ
とができるものである。さらに本構造をとることにより
モータの樹脂成型化が容易に実現でき、安価で耐水性等
に優れたブラシレスサーボモータを実現できる。
Effects of the Invention The present invention can significantly reduce assembly man-hours by providing a multi-pole magnetized magnetic drum coaxially arranged with the torque generating rotor magnet and the commutation sensor magnet. Further, by providing a magnetic short section, magnetic interference between the magnetic drum and other magnets can be avoided. Furthermore, by adopting this structure, the motor can be easily molded with resin, and a brushless servo motor that is inexpensive and has excellent water resistance can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスサーボモ
ータの構造断面図、第2図は本発明の樹脂成型化構造を
有するブラシレスサーボモータの断面図、第3図はロー
タマグネット端面の磁気もれの説明図、第4図は磁気シ
ョートリングの説明図、第5図は本発明の他の実施例に
おけるブラシレスモータの詳細図、第6図は従来のブラ
シレスサーボモータの構造断面図である。 1.21・・・・・・シャフト、2,22・・・・・・
ロータコア、3,23・・・・・・トルク発生用ロータ
磁石、4゜24・・・・・・ステータコア、5,25・
・・・・・フレーム、6,26・・・・・・ブラケット
、7.8.27.28・・・・・・軸受、9,36・・
・・・・コミュテーションセンサ用磁石、10.29・
・・・・・ホール素子又はホールIC111,30・・
・・・・プリント配線板、12.32・・・・・・磁気
ドラム、13.33・・・・・・磁気抵抗素子、14゜
34・・・・・・ボス、15・・・・・・カバー、31
・・・・・・磁気ショートリング、35・・・・・・C
リング、37.38・・・・・・ホルダ、39・・・・
・・スペーサ。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治明 ほか2名\    
                   酌第5図
Fig. 1 is a structural cross-sectional view of a brushless servo motor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of a brushless servo motor having a resin molded structure of the present invention, and Fig. 3 is a magnetic leakage of the rotor magnet end face. FIG. 4 is an explanatory diagram of a magnetic short ring, FIG. 5 is a detailed diagram of a brushless motor according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a structural sectional view of a conventional brushless servo motor. 1.21...Shaft, 2,22...
Rotor core, 3, 23... Rotor magnet for torque generation, 4° 24... Stator core, 5, 25...
...Frame, 6,26...Bracket, 7.8.27.28...Bearing, 9,36...
... Commutation sensor magnet, 10.29.
...Hall element or Hall IC111, 30...
...Printed wiring board, 12.32...Magnetic drum, 13.33...Magnetic resistance element, 14゜34...Boss, 15...・Cover, 31
...Magnetic short ring, 35...C
Ring, 37.38...Holder, 39...
··Spacer. Name of agent: Patent attorney Haruaki Ogata and 2 others\
Cup figure 5

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)永久磁石回転型のモータにおいて、モータトルク
発生に寄与するトルク発生用ロータ磁石及びコミュテー
ションセンサ磁石と同軸上に配設され、外周に多極着磁
された磁気ドラムを有するブラシレスサーボモータ。
(1) In a permanent magnet rotation type motor, a brushless servo motor has a magnetic drum that is arranged coaxially with a torque-generating rotor magnet and a commutation sensor magnet that contribute to motor torque generation, and has a multi-pole magnetized outer periphery. .
(2)請求項1記載の磁気ドラム外周面の磁気変化を検
出する磁気抵抗素子は、検出した信号の処理回路と、コ
ミュテーションセンサ及びその信号処理回路を実装した
プリント配線板上に固定され、前記プリント配線板は、
ステータコアに挿入されたインシュレータの一部により
位置決め保持されることを特徴とする請求項1に記載の
ブラシレスサーボモータ。
(2) The magnetoresistive element for detecting magnetic changes on the outer circumferential surface of the magnetic drum according to claim 1 is fixed on a printed wiring board on which the detected signal processing circuit, the commutation sensor, and the signal processing circuit are mounted, The printed wiring board is
The brushless servo motor according to claim 1, wherein the brushless servo motor is positioned and held by a portion of an insulator inserted into the stator core.
(3)請求項1記載のロータ磁石又はコミュテーション
センサ磁石の端面には磁性体から成る磁気ショート部を
有し、その磁気ショート部から一定の空隙をおいて磁気
ドラムが配置されることを特徴とするブラシレスサーボ
モータ。
(3) The rotor magnet or the commutation sensor magnet according to claim 1 has a magnetic short portion made of a magnetic material on the end face thereof, and a magnetic drum is disposed at a certain gap from the magnetic short portion. brushless servo motor.
(4)請求項3記載の磁気ショート部は、ロータ磁石又
はコミュテーションセンサ磁石の端面と、わずかな空隙
を介して配置されることを特徴とする請求項1または請
求項3に記載のブラシレスサーボモータ。
(4) The brushless servo according to claim 1 or 3, wherein the magnetic short portion according to claim 3 is arranged with a slight gap between the end face of the rotor magnet or the commutation sensor magnet. motor.
(5)請求項1記載のブラシレスサーボモータにおいて
、主磁石とコミュテーションセンサ磁石は分離され、コ
ミュテーションセンサ磁石のホルダが磁気ショート部を
形成しているブラシレスサーボモータ。
(5) A brushless servo motor according to claim 1, wherein the main magnet and the commutation sensor magnet are separated, and the holder of the commutation sensor magnet forms a magnetic short section.
JP32859590A 1990-11-27 1990-11-27 Brushless servo motor Pending JPH04197070A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015076978A (en) * 2013-10-09 2015-04-20 ミネベア株式会社 Motor with rotary transformer
JP2017077118A (en) * 2015-10-16 2017-04-20 中川電化産業株式会社 Electric motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015076978A (en) * 2013-10-09 2015-04-20 ミネベア株式会社 Motor with rotary transformer
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