JPH0619287Y2 - 検出器内蔵形電動機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は誘導電動機、特にロータの回転状態を検出する
検出器を内蔵した電動機に関する。

（従来技術） 誘導電動機とは、良く知られているように、コイルを巻
いたステータとロータとの間に作用する電磁力によつて
ステータに対してロータを回転させるものであり、その
一種にロータの回転状態を検出する検出器を内蔵したも
のがある。検出器は、ステータと一体化された検出器ス
テータと、ロータと一体化されかつ上記検出器ステータ
に近接配置された検出器ロータとを含む。ここに検出器
の配置に関してはやつかいな問題がある。

（本考案が解決すべき問題点） 即ち、ステータと検出器とがあまりに接近していると、
ステータのコイルからもれるもれ磁束が検出器に影響を
及ぼして検出感度を悪くする。特に、この電動機の出力
軸にアームをつけてロボツトのダイレクトドライブに使
用したような時には、上記検出感度の低下は顕著なもの
となる。考案者が電動機の出力軸にアーム（８００mm程
度）をつけて行なつた実験によると、本来正弦曲線であ
るべき検出器の出力がもれ磁束の電磁作用の影響で乱
れ、ロボツトの作動中にアームが振動を伴ない、騒音が
発生することがある。この傾向は、アームが高速で作動
する時はそれ程問題ではないが、低速で作動する時は重
要な問題となる。また、電動機の制御に閉ループのサー
ボを使用した場合に、コイルを励磁したままで電動機を
停止させると、ノイズのためアームが所定の位置に停止
しないで振動し、このアームに負荷をかけると、アーム
の振動が大きくなつて問題となる。

さりとて、もれ磁束の影響が及ばない距離に検出器を遠
ざけると、その分だけ電動機の大きさが大きくなり、電
動機が重くなり、慣性抵抗が大きくなつて、製造コスト
が上昇するので、望ましくないのである。

本考案は上述した事情を背景にして、上記従来技術にお
ける欠点を解決すること、即ち、電動機を従前のものに
比べて大きくすることなくステータコイルの誘導ノイズ
が検出器に悪影響を及ぼすことを防止し、以つて作動が
滑らかで停止時にアーム等に振動が生じないように改良
された電動機を提供することを目的としてなされたもの
である。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案においては、ステー
タと検出器との間のデツドスペースを利用して、この空
間内に、もれ磁束が検出器に至るのを遮断するための磁
気遮断部材を配置したのである。具体的には、ハウジン
グ１０に固定され、コイル３８を巻回した複数の極片３
６を外面に設けた環状の内側ステータ２８と、前記ハウ
ジングに固定され該内側ステータの各極片に対向してコ
イル３２が巻回された複数の極片３４を内面に有する外
側ステータ２６と、前記内側ステータの極片と前記外側
ステータの極片との間に該両ステータと同心的で回転可
能に配置された環状のロータ４４と、該ロータから軸方
向に離れた位置に該ロータと一体的に固定された検出器
ロータ９２及びコイル８８を巻回した極を有し前記外側
ステータの側方にかつ前記検出器ロータ９２と半径方向
に対向して配置された検出器ステータ８６から成る検出
器と、を備え 前記対向する内外極片間で半径方向に貫通する磁束を形
成する磁気回路により前記ロータを駆動し、前記検出器
により前記ロータの回転状態を検出する検出器内蔵形電
動機が前提となる。

かかる電動機において、前記外側ステータと前記検出機
ステータとの間に、磁性体から成り環状の磁気シールド
部材７７を前記ハウジングに固定して配置し、前記ロー
タ及び内側ステータと前記検出器ロータとの間に磁性体
から成る磁気遮断部材７９を前記磁気シールド部材に対
向して配置し、該磁気遮断部材と前記ロータとの間に非
磁性体から成る間座５６を配置したのである。

この遮断部材７７、７９によってもれ磁束が検出器に至
ることが防止されるので、検出器をステータから遠ざけ
ることなく検出器の検出感度の高感度化を図ることが可
能となる。しかも遮断部材を配置した空間は元々デッド
スペースとなっていたものであるため、この遮断部材を
配置したために電動機が大型化するようなこともないの
である。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面をもとに説明する。

第１図に示すように、ハウジング１０は半径方向に延び
るフランジ部１２と、これに連続して直径の漸減する円
錐部１４とを有している。このハウジング１０にはボル
ト１６及びステータ押え環２２によつて外側ステータ２
６が取り付けられ、ボルト１８とステータ押え環２４に
よつて内側ステータ２８が取り付けられている。ステー
タ押え環２２及び２４は各々内面が円弧状をなし取付面
側から外側に向かつて張り出した張出し部２３又は２５
を備えている。

第２図に示すように、外側ステータ２６及び内側ステー
タ２８はともに環状を呈し、外側ステータ２６の内周面
に隔設された複数の極片３０にはコイル３２が巻回され
るとともに、その内周面には複数の極片歯３４が形成し
てある。一方内側ステータ２８の外周面にも同様に複数
の極片３６が隔設され、極片３６にはコイル３８が巻回
されるとともにその外周面には複数の極片歯４２が形成
してある。

両ステータ２６と２８との間には環状のロータ４４が配
置され、その外周部及び内周部には各々上記極片歯３４
及び４２に対向する複数の歯４６及び４８が円周方向に
隔設してある。ロータ４４の両端には間座５４及び５６
が当接され、間座５４、ロータ４４及び間座５６はボル
ト５２により環状（中空形状）の出力軸５８の端面に一
体的に取り付けられている。出力軸５８の内周面にはボ
ルト６２により出力軸５８に締め付けた外輪押え環６４
によつてクロスローラベアリング６６の一対の外輪６８
が取り付けられている。外輪押え環６４は、ステータ押
え環２４と僅かなすきまを介して対向する面を有し、ス
テータ押え環２４の張出し部２５の円弧外面の延長とな
る面を有している。

クロスローラベアリング６６の内輪７２は、前記ハウジ
ングの円錐部１４に続く先端の軸受取付面に嵌合され、
ハウジング１０に螺合されたボルト８１により締め付け
られた内輪押え８３で取り付けられている。このクロス
ローラベアリング６６は、一対の外輪６８と内輪７２と
の軸線を交互に直角方向に変えた円筒状のローラ７４を
多数配したものである。

前記ステータ押え環２２にはボルト７６により間座７８
が取り付けられており、ステータ押え環２２と間座７８
とにより円盤状の磁気シールド板７７の外面を挾持して
いる。このシールド板７７に対向して、前記間座５６と
出力軸５８との間にはリング状の磁気遮蔽ロータ７９が
設けられている。間座７８にはボルト８２により間座７
８に締付けられたステータ取付板８４によつて円板状の
シンクロ用ステータ８６が取り付けられている。ステー
タ８６は外側ステータ２６と同様の極片及び極片歯を有
し、この極片にはシンクロ用コイル８８が巻回されてい
る。出力軸５８にはシンクロ用ロータ９２がシンクロ用
ステータ８６の極片歯に対向するように取り付けられて
いる。ステータ取付板８４にはボルト９４によりカバー
９６がステータ８６、ロータ９２等をおおうように取り
付けてあり、カバー９６の内周面と出力軸５８の外周面
との間にはシール９８が介装してある。なお、第１図の
下半部に半断面として示されている１０２はモータ用コ
ネクタであり、１０４はシンクロ用コネクタである。

次に本実施例の作用、効果について説明する。この電動
機は３相であり、外側ステータ２６及び内側ステータ２
８のコイル３２及び３８は２つ置きに励磁される。コイ
ル３２及び３８が励磁されると極片３０及び３６に磁束
が生じ、この磁束は外側ステータ２６のある極片３０
と、内側ステータ２８のこれに対向する極片３６と、外
側ステータ２６の上記極片から３つ目の極片３０と、内
側ステータ２８のこれに対向する極片３６との間に閉ル
ープの磁気回路を構成する。即ち、磁束は外側ステータ
ち２６の極片３０間及び内側ステータ２８の極片３６間
は円周方向に延び、外側ステータ２６の極片３０と内側
ステータ２８の極片３６との間ではロータ４４を横切つ
て半径方向に延びる。

また外側ステータ２６の極片３０の極片歯３４とローラ
４４の外歯４６とのピツチ、及び内側ステータ２８の極
片３６の極片歯４２とロータ４４の内歯４８とのピツチ
は各々異なつており、従つて上記磁束の作用によつて極
片歯３４、４２と歯４６、４８とを整合させようとする
力が連続的に生じ、その結果ロータ４４が両ステータ２
６、２８に対して回転される。しかしこれは公知である
ため、これ以上詳細な説明は省略する。

ロータ４４に回転力が生ずると、クロスローラベアリン
グ６６に支承された出力軸５８がロータ４４と一体的に
回転するので、出力軸５８に被回転機構を連結すること
により回転が取り出せる。クロスローラベアリング６６
は唯一つでスラスト方向及びラジアル方向両方向の負荷
を支持することができるので好都合である。

前記磁束の大部分は外側ステータ２６のコイル３２と内
側ステータ２８のコイル３８との間に閉ループを形成す
るが、その一部がステータ２６、２８の軸方向（第１図
中左右方向）にもれることがあり、このもれ磁束がステ
ータ８６、コイル８８及びロータ９２から成る検出器１
００に達すると、検出感度が損なわれることは前述した
通りである。しかし、この実施例によれば、このような
事態の発生する心配はない。即ち、磁気シールド板７
７、ステータ押え環２２、内外側ステータ２８、２６、
ロータ４４及び磁気遮蔽ロータ７９は何れも磁性体から
成つており、外輪押え環６４及び間座７８は材質として
磁性体の鉄が用いられており（磁気シールド板７７は珪
素鋼板製で、厚さ0.5mmのものを３枚使用した）、更に
間座５６及び出力軸５８は非磁性体から成つている。従
つて、外側ステータ２６のコイル３２から検出器１００
の方向にもれようとする磁束は磁気シールド板７７及び
ステータ押え環２２によつて吸収され、一方内側ステー
タ２８のコイル３８から検出器１００に向かつてもれよ
うとする磁束は間座５６及び出力軸５８によつて遮断さ
れる。そのため、もれ磁束が検出器１００に達する心配
はないのである。なお、検出器１００のコイル８８側の
もれ磁束をシールド板７７等で吸収することが有効であ
るが、ロータ９２側のもれ磁束を間座６４等で遮断する
ことにより、もれ磁束の遮蔽はより完全なものとなる。
しかも上記のことがステータ押え環２２、２４に張出し
部２３、２５を設けて磁気抵抗を少くし、かつ何れもう
すい磁気シールド板７７及び磁気遮蔽ロータ７９を従来
からデツドスペースとなつていた空間に配置することに
より（併せて諸部材の材質を考慮した）達成されたので
あり、電動機の大きさ（特に軸方向寸法）は実質的に全
く増大することはないのである。

なお、上述したのはあくまで本考案の一実施例であり、
本考案は決してこれに限定して解釈されるべきではな
い。例えば、磁気シールド部材７７、磁気遮断ロータ７
９又は間座５６の形状、大きさ等は、必要に応じて適宜
変更可能である。

（考案の効果） 以上述べてきたように、本考案によれば、外側ステータ
と検出機ステータとの間に磁性体製の磁気シールド板を
配置し、ロータ及び内側ステータ検出器ステータとの間
に磁性体製の磁気遮断部材を上記磁気シールド板に対向
して配置し、磁気遮断部材とロータとの間に非磁性体製
の間座を配置した。これにより、外側ステータのもれ磁
束が検出器に悪影響を及ぼすことが防止され、ロータの
回転状態が検出器によって正確に検出される。ここで、
上記磁気シールド板等が配設された空間は、元来デツド
スペースとなっていたので、磁気シールド板等を配置し
たことにより電動機が大型化する心配もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図（上半分断面
図）、第２図は第１図におけるII−II断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １０……ハウジング ２６、２８……ステータ ３２、３８……コイル ４４……ロータ ５８……出力軸 ７７……磁気シールド板 ７９……磁気遮蔽ロータ ８６……検出器ステータ ９２……検出器ロータ １００……検出器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに固定され、コイルを巻回した
   複数の極片を外面に設けた環状の内側ステータと、前記
   ハウジングに固定され該内側ステータの各極片に対向し
   てコイルが巻回された複数の極片を内面に有する外側ス
   テータと、前記内側ステータの極片と前記外側ステータ
   の極片との間に該両ステータと同心的で回転可能に配置
   された環状のロータと、該ロータから軸方向に離れた位
   置に該ロータと一体的に固定された検出ロータ及びコイ
   ルを巻回した極を有し前記外側ステータの側方にかつ前
   記検出器ロータと半径方向に対向して配置された検出器
   ステータから成る検出器と、を備え、 前記対向する内外極片間で半径方向に貫通する磁束を形
   成する磁気回路により前記ロータを駆動し、前記検出器
   により前記ロータの回転状態を検出する検出器内蔵形電
   動機において、 前記外側ステータと前記検出器ステータとの間に、磁性
   体から成り環状の磁気シールド部材を前記ハウジングに
   固定して配置し、前記ロータ及び前記内側ステータと前
   記検出器ロータとの間に磁性体から成る磁気遮断部材を
   前記磁気シールド部材に対向して配置し、該磁気遮断部
   材と前記ロータとの間に非磁性体から成る間座を配置し
   たことを特徴とする検出器内蔵形電動機。