TW201946356A - 電動機 - Google Patents

Abstract

電動機(100)係具備有：定子(3)；以及被定子(3)圍繞並以軸(1)為中心旋轉的轉子(2)。電動機(100)係具備有：檢測軸(1)的旋轉位置並輸出顯示檢測結果之電氣信號的檢測器(11)；收容檢測器(11)的檢測器蓋(10)；設置於電動機(100)的內部，且傳達轉子(2)之旋轉驅動所需之電力的動力線(16)；使從檢測器(11)所輸出的電氣信號在檢測器蓋(10)的內部傳輸的信號線(17)；以及設置於檢測器蓋(10)，且安裝有動力線(16)之端部和信號線(17)之端部的連接器(12)。

Description

電動機

本發明係關於一種具備檢測器的電動機。

在具備檢測器的電動機中，係根據檢測器的檢測結果來進行旋轉驅動的回饋控制。在這樣的電動機的內部設置有：供以將顯示檢測器結果的電氣信號傳送給電動機之控制裝置的信號線；以及傳達從控制裝置所供給之電力的動力線。電動機係經由連接器來連接設置於電動機之內部的信號線及電動機之外部之含有信號線的電纜，藉此可將從電動機之內部的檢測器所輸出的信號傳送給電動機之外部的控制裝置。電動機還經由連接練來連接設置於電動機之內部的動力線以及電動機之外部之含有動力線的電纜，藉此可接受來自控制裝置的電力供給。

在專利文獻1係揭示：動力線與信號線一體化的電纜，以及對一個連接器來連接該電纜的電動機。電動機就能夠利用一個連接器來連接信號線及連接動力線，從而可使供以與電動機之外部的控制裝置之連接的作業簡單化。
(先前技術文獻)
(專利文獻)

專利文獻1:日本特開昭61-171010號公告

(發明所要解決之課題)

由於信號線會流通有比流通於動力線的電流較微小的電流，所以若於流通於動力線的電流所含有的雜訊混入至流通於信號線的電流時，會造成難以對控制裝置傳輸正確的電氣信號。

根據專利文獻1的技術，於電纜中係以屏蔽來電性地遮蔽動力線與信號線，藉此謀求在電動機的外部降低雜訊混入信號線所傳輸的電氣信號。但是，在電動機的內部，由於動力線與信號線會整合到一個連接器，故可能會有雜訊混入到信號線所傳輸的電氣信號。因此，根據專利文獻1的技術，雖能夠達成於一個連接器進行信號線的連接及動力線的連接，而另一面卻有雜訊混入到顯示檢測器的檢測結果的電氣信號的情形。

本發明係有鑑於上述所研創，並且目的在於獲得一種電動機，能夠於一個連接器進行信號線的連接和動力線的連接，並能夠降低雜訊混入到顯示檢測器的檢測結果的電氣信號。
(解決課題的手段)

為了解決上述的課題，且達成目的，本發明的電動機係具備有：定子；以及被定子圍繞並以旋轉軸為中心旋轉的轉子。本發明的電動機係具備有：檢測軸的旋轉位置並輸出顯示檢測結果之電氣信號的檢測器；收容檢測器的檢測器蓋；設置於電動機的內部，且傳達轉子之旋轉驅動所需的電力的動力線；使從檢測器所輸出的電氣信號在檢測器蓋的內部中傳輸的信號線；以及設置於檢測器蓋，且安裝有動力線之端部和信號線之端部的連接器。
(發明效果)

本發明的電動機會發揮下述的效果：能夠於一個連接器中進行動力線的連接和信號線的連接，並且可降低雜訊混入到顯示檢測器之檢測結果的電氣信號。

以下，根據圖式詳細地說明本發明之實施型態的電動機。另外，本發明並不受該實施型態所限定。

實施型態1
第1圖顯示本發明之實施型態1之電動機100的構成之圖。電動機100為一種能夠設成根據檢測電動機100之旋轉的結果的回饋控制的伺服馬達。在第1圖中示意性地顯示於含有中心線N之剖面的構成。中心線N設為顯示軸1之中心的線。在第1圖中，於紙面之右方向側屬於電動機100當中連接負載之側的負載側，而於紙面之左方側屬於非負載側。

電動機100係具備有:定子3，以及被定子3圍繞並以軸1為中心旋轉的轉子2。電動機100會藉由電流往定子3流通而在比定子3還靠中心線N側產生磁場，且由定子3發生的磁場與轉子2發生的磁場的相互作用來旋轉驅動轉子2。電動機100係與轉子2一起使軸1旋轉，而將轉子2的旋轉力傳達到電動機100的外部。

第一支持架4、框架5、第二支持架6以及檢測器蓋10係構成電動機100的外殼。定子3會壓入框架5。第一支持架4係設置於較框架5還靠負載側。第一軸承7係配置於第一支持架4內。第一軸承7係在較轉子2還靠負載側旋轉自如地支持軸1。第二支持架6係設置於較框架5還靠非負載側。第二軸承8係在較轉子2還靠非負載側旋轉自如地支持軸1。板彈簧9為設置於第一支持架4與第一軸承7之間隙的預壓彈簧。板彈簧9會藉由對於第一軸承7之預壓的施加，降低第一軸承7的振動。

電動機100係具備有：檢測軸1的旋轉位置並輸出顯示檢測結果的電氣信號的檢測器11，以及收容檢測器11的檢測器蓋10。檢測器蓋10係配置於較第二支持架6還靠非負載側。檢測器蓋10為閉闔非負載側之端的筒狀體，且呈圓筒形狀。檢測器蓋10當中的負載側之端係由第二支持架6來閉闔。

檢測器11係具有：安裝於軸1的碟盤13；以及屬於輸出顯示軸1之旋轉位置的檢測結果的電氣信號的電路基板14。旋轉位置係表示以中心線N為中心線的旋轉角度。檢測器11係具有覆蓋電路基板14當中朝向負載側之面，並且收容碟盤13的外殼15。軸1當中的非負載側的端部會伸入至外殼15的內部。碟盤13係安裝於軸1當中的該端部。外殼15係安裝於第二支持架6，藉此使檢測器11被支持在由檢測器蓋10與第二支持架6所圍起的空間。

檢測器11為旋轉式的編碼器，為將因旋轉所產生之機械性的位移量轉換成電氣信號，並由電氣信號的處理來檢測旋轉位置。實施型態1的檢測器11係檢測透射過碟盤13或者經碟盤13反射之光，並根據檢測之光的模式來檢測出軸1的旋轉位置的光學式的編碼器。檢測器11亦可為根據檢測由永久磁鐵或感應線圈的旋轉所產生的磁場的變化所獲得的電氣信號，來檢測出軸1的旋轉位置的磁性的編碼器。

電動機100係具有：傳達轉子2之旋轉驅動所需的電力的動力線16，以及使從電路基板14所輸出之電氣信號在檢測器蓋10的內部傳輸之第一信號線的信號線17。動力線16係設置於電動機100的內部。電動機100 係具備有連接器12，該連接器12安裝有動力線16的端部和信號線17的端部。連接器12係設置於檢測器蓋10當中屬於圓筒面的側面。

信號線17之一方的端部係連接於電路基板14。信號線17之另一方的端部係連接於連接器12內的端子。信號線17係在檢測器蓋10的內部中設置於電路基板14與連接器12之間。動力線16之一方的端部係連接於定子3。動力線16之另一方的端部係連接於連接器12當中設置於較連接有信號線17之端子還靠負載側之位子的端子。動力線16係通過框架5、第二支持架6以及檢測器蓋10，而在電動機100的內部設置於定子3與連接器12之間。另外，在第1圖中，省略關於設置於連接器12之內部的構成的圖示。在連接器12的內部中使動力線16與信號線17之間電性遮蔽，來抑制從動力線16往信號線17內之電氣信號之雜訊的混入。在流通動力線16的電流所包含的雜訊之一為肇因於設置於控制裝置之反向器(inverter，依中華民國國立教育研究院電子計算機名詞工具書稱為反向器，亦有稱為反用換流器之情形)的驅動的開關雜訊。

電動機100係經由連接器12內的端子來連接設置於檢測器蓋10之內部的信號線17及電動機100之外部的外部信號線，藉此將由電動機100之內部的電路基板14所輸出的電氣信號傳送到電動機100之外部的控制裝置。電動機100會經由連接器12內的端子來連接設置於電動機100之內部的動力線16和電動機100之外部的外部動力線，藉此可接收來自控制裝置的電力。另外，在第1圖中省略外部信號線、外部動力線及控制裝置的圖示。外部導電線與外部信號線亦可一體化成一條電纜而連接於連接器12。亦可使含有外部導電線的電纜和含有外部信號線的電纜彼此分離，而連接於連接器12。

在實施型態1中，於檢測器蓋10的側面設置有連接器12，藉此可使連接器12內之連接信號線17的端子接近於電路基板14當中要連接信號線17之一方之端部的位置。因此，電動機100能夠盡可能地縮短設置於檢測器蓋10之內部的信號線17，來減少雜訊混入到信號線17所傳輸的電氣信號的可能性。而且，將信號線17設成不用拉伸至檢測器蓋10的外部就能夠配置，從而比信號線17拉伸至檢測器蓋10之外部的情形相比，可減少雜訊從檢測器蓋10之外部的構成要素混入到信號線17內之電氣信號的可能性。再者，可縮短信號線17，而簡約地配置信號線17。

連接器12當中安裝有動力線16之端部的位置會比連接器12當中安裝有信號線17的位置還位於負載側的位置，因此電動機100能夠在不使動力線16與信號線17交叉或者不使動力線16靠近至信號線17的態樣下配置動力線16和信號線17。因此，電動機100能夠降低雜訊從動力線16混入到信號線17內的電氣信號。藉由使動力線16設置於比電路基板14還靠負載側的位置，可不使動力線16與信號線17交叉來配置動力線16與信號線17。

電動機100即使未對動力線16及信號線17設置用以電性遮蔽的屏蔽，亦可由動力線16與信號線17的配置，來降低雜訊從動力線16混入到信號線17內的電氣信號。動力線16與信號線17在設置屏蔽的情形，會因粗細度的變粗，造成比不設置屏蔽的情形耗費配線所需之作業的時間精力。電動機100不需動力線16與信號線17的屏蔽，故藉由比設置屏蔽之情形更簡單的作業，就可將動力線16與信號線17配線。

電動機100能夠降低雜訊混入到信號線17內的電氣信號，從而可正確地將檢測器11的檢測結果傳遞給控制裝置。因此，電動機100能夠由高準確度的反饋控制來進行驅動。

檢測器蓋10的材料為導電性材料，使用屬於金屬材料之一的鋁。檢測器蓋10整體由鋁形成，除此之外，亦可對由導電性材料以外之材料所構成的部分組合鋁。檢測器蓋10亦可只有外殼由覆蓋鋁。導電性材料的金屬材料使用於檢測器蓋10的材料，藉此可降低雜訊混入到檢測器蓋10內的信號線17與電路基板14。使檢測器蓋10與接地電極連接，可有效地降低雜訊的混入。導電性材料亦可使用鋁以外的金屬材料，亦可使用金屬材料以外的導電性材料。

檢測器蓋10的材料亦可使用屬於強磁性材料之金屬材料之一的鐵。鐵為強磁性材料，亦為導電性材料。檢測器蓋10整體由鐵形成，除此之外，亦可對由強磁性材料以外之材料所構成的部分組合鐵。檢測器蓋10亦可由鐵與屬於強磁性材料以外之材料的樹脂材料的埋入成形法(insert molding)來形成。屬於強磁性材料的金屬材料使用於檢測器蓋10的材料，藉此可降低磁性雜訊混入到檢測器蓋10內的信號線17與電路基板14。強磁性材料亦可使用鐵以外的強磁性材料。與檢測器蓋10同樣地，第二支持架6亦可使用強磁性材料。

此外，檢測器蓋10不限定使用導電性材料或強磁性材料來形成者。檢測器蓋10可為不使用導電性材料或強磁性材料來形成者。檢測器蓋10可為使用屬於導電性材料及強磁性材料以外之材料的樹脂來形成者。

在電動機100中，能夠以整合至一個連接器12的方式來進行動力線16及外部動力線的連接和信號線17及外部信號線的連接。因此，電動機100能夠將與電動機100之外部的控制裝置之連接所需的作業簡單化。

根據實施型態1，電動機100係於檢測器蓋10設置連接器12，而盡可能地縮短信號線17，而能夠降低雜訊混入到信號線17所傳輸的電氣信號。因此，電動機100會發揮以下效果：能夠於一個連接器12中進行動力線16的連接及信號線17的連接，並且可降低雜訊混入到顯示檢測器11之檢測結果的電氣信號。

第2圖顯示實施型態1之變形例之電動機101的構成之圖。變形例的電動機101係結合與第1圖所示之電動機100同樣的構成，並設置使軸1之旋轉停止的制動器20；以及與制動器20連接的制動器線21。制動器線21係傳輸來自控制裝置之電氣信號的第二信號線。第二信號線係指設置於電動機100之信號線當中，信號線17以外的信號線。制動器20係根據來自控制裝置的電氣信號，來進行軸1的停止及停止解除。

制動器線21之一方的端部係連接於制動器20。制動器線21之另一方的端部係連接於連接器12內的端子。制動器線21係通過檢測器蓋10，而在電動機101的內部設置在制動器20與連接器12之間。電動機101係經由連接器12內的端子來連接設置於電動機101內部的制動器線21，及電動機101外部的外部制動器線，從而可接受來自控制裝置的電氣信號。另外，在第2圖中省略外部制動器線的圖示。

在連接器12中，連接制動器線21之端的端子可配置於任意的位置。流通於制動器線21的電流會比流動於動力線16的電流較小，即使制動器線21接近信號線17，對於信號線17所傳輸之電氣信號的影響也較少。因此，在本變形例中，電動機101亦可降低雜訊混入到顯示檢測器11之檢測結果的電氣信號。

在電動機101中能夠以整合至一個連接器12的方式來進行動力線16及外部動力線的連接、信號線17及外部信號線的連接以及制動器線21及外部制動器線的連接。因此，電動機101可將與電動機101之外部的控制裝置之連接所需的作業簡易化。

電動機101於設置有量測電動機 101之溫度的熱敏電阻時，要與熱敏電阻連接之熱敏電阻線的端部亦可與制動器線21同樣地安裝於連接器12。熱敏電阻線為傳輸顯示溫度之量測結果之電氣信號的第二信號線。流通於熱敏電阻線的電流，比流通於動力線16之電流較小，即使熱敏電阻線接近信號線17，對於傳輸信號線17之電氣信號的影響亦較少。因此，電動機101可降低雜訊混入到顯示檢測器11之檢測結果的電氣信號。當除了熱敏電阻線以外，還設置有屬於熱敏電阻以外之感測器的振動感測器等時，關於傳輸來自該感測器之電氣信號的第二信號線，亦可藉由與制動器線21同樣的方式設置。

實施型態2
第3圖顯示本發明之實施型態2之電動機200的構成之圖。在實施型態2的電動機200，在比定子3還靠非負載側所設置的構造物中，於比電路基板14及信號線17還位於負載側的位置纏繞有動力線16。實施型態2中，與上述實施型態1相同的構成要素標示相同的符號，並以與實施型態1不同之構成為主進行說明。在第3圖中，就檢測器11顯示側面，且以虛線顯示檢測器11之中的電路基板14。

於檢測器蓋10的內部，在檢測器11的周圍確保了可纏繞動力線16的空間。檢測器11為被設置在比定子3還靠非負載側之構造物之一。動力線16會通過第二支持架6、該空間以及檢測器蓋10，藉此在電動機200的內部設置於定子3與連接器12之間。

檢測器蓋10的內部當中，於比檢測器11還靠非負載側確保有可配置信號線17的空間。信號線17會通過該空間及檢測器蓋10，並在檢測器蓋10的內部設置於電路基板14與連接器12之間。

為了將從定子3拉伸之動力線16的端部安裝到連接器12，動力線16的長度被延長達比相當於定子3與連接器12之端子的最短距離之長度還更長出剩餘長度。 剩餘長度係指動力線16當中，比該最短距離之部分還超出的部分之長度。動力線16當中剩餘長度的部分會通過檢測器11的周圍，並設為適度地伸張的狀態。所謂適度地伸張的狀態係指不會產生達到連接器12當中位於比安裝動力線16之位置還靠非負載側的信號線17或者電路基板14之程度的鬆弛，並且不會施加造成動力線16之電性連接會產生障礙之程度的過大張力的狀態。

在電動機200的組裝時，從定子3拉伸的動力線16會連接在連接器12的端子。此時，檢測器蓋10設為未固定於第二支持架6，並可對第二支持架6以中心線N為中心旋轉的狀態。對動力線16確保剩餘長度部分，藉此可容易地進行動力線16的安裝作業。另外，從電路基板14所拉伸的信號線17亦確保有剩餘長度部分。

在將動力線16及信號線17連接於連接器12的端子後，使檢測器蓋10相對第二支持架6旋轉。對於動力線16當中比第二支持架6還靠負載側配置的部分，使動力線16當中安裝於連接器12的端部移動，從而動力線16纏繞在檢測器11，且緩緩地伸張。當動力線16成為適度地伸張的狀態時，停止檢測器蓋10的旋轉。之後，在動力線16纏繞於檢測器11的狀態，對第二支持架6固定檢測器蓋10。另外，動力線16亦可纏繞比360度較小的角度範圍，亦可纏繞比360度還大的角度範圍。

從電路基板14拉伸之信號線17的長度係設為電路基板14當中安裝信號線17之端部的位置與連接器12之端子的位置之間的最長距離。關於此最長距離，為電路基板14當中安裝信號線17之端部的位置的旋轉位置處於從連接器12之端子的位置移動180度的狀態時之雙方的位置間的距離。電路基板14當中安裝信號線17之端部的位置與連接器12之端子之間的最短距離，為繞著中心線N旋轉之雙方的旋轉位置處於一致的狀態時之雙方的位置間的距離。信號線17的剩餘長度會相當於從該最長距離減去該最短距離之差分的長度。關於信號線17，也確保有剩餘長度部分，從而可容易地進行信號線17的安裝作業。

第3圖顯示在使第二支持架6中之動力線16與連接器12之旋轉位置一致的狀態中從連接器12安裝動力線16後，使檢測器蓋10旋轉180度的狀態。動力線16係以從第二支持架6往檢測器蓋10內之空間拉伸的位置為起點，繞著檢測器11的周圍旋轉接近半周，而通過檢測器蓋10並連接於連接器12。此外，電路基板14當中安裝有信號線17之端部的位置的旋轉位置係設為從連接器12之端子的位置起經移動180度之位置。

另外，動力線16亦可纏繞在檢測器11以外的構造物。檢測器蓋10亦可在比設置有檢測器11之空間還遠離中心線N的位置，形成可讓動力線16通過的孔。動力線16亦可通過這樣的孔，來纏繞在檢測器蓋10。動力線16所通過的孔不限定於檢測器蓋10，亦可形成於第二支持架6。動力線16亦可通過該孔，來纏繞在第二支持架6。第二支持架6為設置在比定子3還靠非負載側之構造物之一。該情形，電動機200亦可為在比電路基板14及信號線17還靠負載側的位置纏繞動力線16之構成。

根據實施型態2，電動機200可在比電路基板14及信號線17還靠負載側的位置纏繞動力線16，從而將動力線16設為適當地伸張的狀態，而減少電動機200之內部的動力線16的鬆弛。藉由減少動力線16的鬆弛，能夠防止動力線16碰到信號線17或電路基板14，或者接近信號線17或電路基板14的情事。電動機200能夠降低來自動力線16的雜訊混入到信號線17所傳輸的電氣信號。因此，電動機200會發揮下述效果：可降低雜訊混入到顯示檢測器11之檢測結果的電氣信號。

第4圖係顯示實施型態2之變形例的電動機201的構成之圖。變形例的電動機201係結合與第3圖所示之電動機200同樣的構成，並設置有使軸1的旋轉停止的制動器20以及與制動器20連接的制動器線21。

電動機201中，除了動力線16外，制動器線21也會通過檢測器蓋10之內部的檢測器11之周圍的空間。制動器線21亦確保與動力線16同樣的剩餘長度的部分。對制動器線21確保剩餘長度部分，從而可容易地進行制動器線21對於連接器12的安裝作業。即使制動器線21接近信號線17，對於信號線17所傳輸的電氣信號的影響也較少，所以制動器線21可配置於任意的位置。因此，在本變形例中，電動機201亦可降低雜訊混入到顯示檢測器11之檢測結果的電氣信號。

當電動機201設置有熱敏電阻時，亦可藉由與制動器線21同樣的方式設置熱敏電阻線。而且，電動機201亦可與制動器線21同樣的方式設置傳輸來自熱敏電阻以外之感側器之電氣信號的信號線。

以上之實施型態所示的構成為顯示本發明之內容的一例，亦能夠與其他之習知的技術結合，且在未脫離本發明的要旨的範圍內，亦可省略、變更構成的一部分。

1‧‧‧軸

2‧‧‧轉子

3‧‧‧定子

4‧‧‧第一支持架

5‧‧‧框架

6‧‧‧第二支持架

7‧‧‧第一軸承

8‧‧‧第二軸承

9‧‧‧板彈簧

10‧‧‧檢測器蓋

11‧‧‧檢測器

12‧‧‧連接器

13‧‧‧碟盤

14‧‧‧電路基板

15‧‧‧外殼

16‧‧‧動力線

17‧‧‧信號線

20‧‧‧制動器

21‧‧‧制動器線

100、101、200、201‧‧‧電動機

N‧‧‧中心線

第1圖顯示本發明實施型態之電動機的構成。

第2圖顯示實施型態1之變形例之電動機的構成之圖。

第3圖顯示發明之實施型態2之電動機的構成之圖。

第4圖顯示實施型態2之變形例的電動機之構成之圖。

Claims (8)

1. 一種電動機，係具備有定子以及被前述定子圍繞且以軸為中心旋轉的轉子，該電動機具備有： 檢測器，係檢測前述軸的旋轉位置，並輸出顯示檢測結果的電氣信號； 檢測器蓋，係收容前述檢測器； 動力線，係設置於前述電動機的內部，且傳達前述轉子之旋轉驅動所需的電力； 信號線，係使從前述檢測器所輸出的前述電氣信號在前述檢測器蓋的內部中傳輸；以及 連接器，係設置在前述檢測器蓋，且安裝有前述動力線的端部和前述信號線的端部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電動機，其中， 前述檢測器係具有輸出前述電氣信號的電路部， 前述動力線係配置於比前述電路部還靠負載側的位置。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之電動機，其中，前述連接器當中安裝有前述動力線之端部的位置，係比前述連接器當中安裝有前述信號線之位置還靠近負載側的位置。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之電動機，其中，前述檢測器蓋為筒狀體， 前述連接器係設置於前述檢測器蓋的側面。
5. 如申請專利範圍第2項所述之電動機，其中，前述動力線係在設置在比前述定子還靠非負載側的構造物中，纏繞在比前述電路部及前述信號線還靠負載側的位置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電動機，其中，前述構造物為前述檢測器。
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之電動機，其中，前述檢測器蓋的材料係使用導電性材料。
8. 如申請專利範圍第1或2項所述之電動機，其中，前述檢測器蓋的材料係使用強磁性材料。