JPS6264246A - Dc servomotor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To save power lines and miniaturize the whole system, by providing the polygonal section of a yoke forming a cylindrical section and the polygonal section, with ventilation flues, a driving circuit for feeding motor current, and a circuit for detecting the motor current. CONSTITUTION:A stator yoke 3 surrounding a rotor 1 with a polygonal section 5 and the following cylindrical section is formed, and the external side of the yoke 3 is surrounded with a casing 17 to be protected. Inside the wall sections 5a of the polygonal section 5, ventilation flues 6 are arranged, and outside the sections 5a, comb-formed salient sections 5b are arranged. In a space between the casing 17 and the polygonal section 5, the servo circuit component parts such as a power IC for a driving circuit, a motor current circuit, a speed generator, and the like (not shown in the drawing) are contained. By this method, cooling effect is improved, and power lines are shortened, and a compact device of less noise is constructed.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、出力がｔｏｏｗ以上の比較的大容量の直流
サーボモータに係り、特に、駆動回路を内蔵することに
より、電源線の節約と、これにともなうコストおよびノ
イズの低減を計った直流サーボモータに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a relatively large-capacity DC servo motor with an output of too much or more, and in particular, by incorporating a drive circuit, it saves power supply lines, This invention relates to a DC servo motor that reduces costs and noise associated with this.

［従来の技術］ 周知の通り、直流サーボモータは制御が簡単でかつ起動
トルクが大きいなどの優れた特徴から、自動制御等の分
野で広く用いられている。[Prior Art] As is well known, DC servo motors are widely used in fields such as automatic control because of their excellent features such as easy control and large starting torque.

第６図、第７図は、従来の直流サーボモータ系の全体構
成を示すものである。図において、直流電源３１から出
力された直流は、４組のトランジスタＱｌ−Ｑ４からな
る駆動回路３２ａを介して、直流サーボモータ３３を駆
動制御する。直流サーボモータ３３の回転速度は、速度
発電機３４によって検出され、制御回路３２ｂにフィー
ドバックされる。制御回路３２ｂは、このフィードバッ
ク信号と、シャント抵抗３５によって検出されたモータ
電流とによって、トランジスタＱ１〜Ｑ４をパルス幅制
御して直流サーボモータ３３のトルク制御を行う。なお
、上記駆動回路３２ａと制御回路３２ｂとが駆動装置３
２を構成しており、また直流サーボモータ３３は、トラ
ンジスタＱｌ、Ｑ４が導通状態のときに正転し、トラン
ジスタＱ２゜Ｑ３が導通状態のときに逆転するようにな
っている。FIGS. 6 and 7 show the overall configuration of a conventional DC servo motor system. In the figure, DC output from a DC power supply 31 drives and controls a DC servo motor 33 via a drive circuit 32a consisting of four sets of transistors Ql-Q4. The rotation speed of the DC servo motor 33 is detected by the speed generator 34 and fed back to the control circuit 32b. The control circuit 32b controls the pulse width of the transistors Q1 to Q4 using this feedback signal and the motor current detected by the shunt resistor 35 to control the torque of the DC servo motor 33. Note that the drive circuit 32a and the control circuit 32b are connected to the drive device 3.
The DC servo motor 33 rotates in the normal direction when the transistors Q1 and Q4 are conductive, and rotates in the reverse direction when the transistors Q2 and Q3 are conductive.

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述した従来の直流サーボモータ系において
は、直流電源３１と駆動装置３２との間、および駆動装
置３２と直流サーボモータ３３との間を、大電流の流れ
るパワーライン３７で接続しなければならないため、次
のような問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the conventional DC servo motor system described above, a large current is passed between the DC power supply 31 and the drive device 32 and between the drive device 32 and the DC servo motor 33. Since the power line 37 must be connected through the power line 37, the following problems arise.

（１）パワーライン３７の全長が非常に長くなるため、
このパワーライン３７による電圧降下が大きくなり、損
失が増大する。(1) Since the total length of the power line 37 becomes very long,
The voltage drop due to this power line 37 becomes large, and the loss increases.

（２）上記（１）と同じ理由により、配線重量が増加す
る。(2) For the same reason as (1) above, the weight of the wiring increases.

（３）パワーライン３７を流れる脈動大電流によって、
ラジオノイズが発生する。(3) Due to the large pulsating current flowing through the power line 37,
Radio noise occurs.

特に、駆動装置３２の設置箇所が限定され、第８図に示
すように、直流電源３１や直流サーボモータ３３から離
れた所に設置しなければならない場合、パワーライン３
７の全長が極めて長くなり、上記のような問題が顕著に
なる。In particular, if the installation location of the drive device 32 is limited and it must be installed at a location away from the DC power supply 31 and DC servo motor 33 as shown in FIG.
7 becomes extremely long, and the above-mentioned problems become noticeable.

この発明は、このような背景の下になされたもので、上
記問題点を解決した直流サーボモータを提供することを
目的とする。The present invention was made against this background, and an object thereof is to provide a DC servo motor that solves the above problems.

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためにこの発明は、円筒部と多角
形部とを持ち、前記多角形部の内部に通風路が形成され
たヨークと、前記ヨーク内壁に設けられた界磁磁極と、
この界磁磁極内に回動自在に設けられた回転子と、前記
多角形部の外周に固定され、かつモータ巻線にモータ電
流を供給する駆動回路と、前記モータ電流を検出する検
出手段とを同一ケーシング内に収めたことを特徴とする
。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a yoke having a cylindrical part and a polygonal part, and in which a ventilation passage is formed inside the polygonal part, and the yoke. A field magnetic pole provided on the inner wall,
A rotor rotatably provided within the field magnetic poles, a drive circuit fixed to the outer periphery of the polygonal portion and supplying a motor current to the motor windings, and a detection means for detecting the motor current. are housed in the same casing.

［作用　］ 上記構成によれば、大電流を扱う駆動回路や電流検出手
段がすべて直流サーボモータに内蔵された形となるため
、パワーライン３７は、第５図に示すように、直流電源
３１と直流サーボモータとの間を接続するだけで済み、
他は微弱な電流を通すラインになる。従って、直流電源
３１と直流サーボモータとが近接してさえいれば、上述
した問題点はすべて解決されることとなる。[Function] According to the above configuration, the drive circuit that handles a large current and the current detection means are all built into the DC servo motor, so the power line 37 is connected to the DC power supply 31 as shown in FIG. All you need to do is connect it to the DC servo motor.
The others become lines that conduct a weak current. Therefore, as long as the DC power supply 31 and the DC servo motor are close to each other, all of the above-mentioned problems can be solved.

［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第１図はこの発明の一実施例による直流サーボモータの
構造を示す縦断面図、第２図は第１図の■−■線断面図
である。これらの図において、ｌは回転子であり、回転
子ｌの外周には、内壁に界磁磁極２・・・が形成された
ヨーク３が設けられている。このヨーク３は、第２図、
第３図に示すように、回転子ｌより僅かに大きい径の円
筒部４と・、内壁端部が円筒部４の外周端部に連なるよ
うに形成された多角形部５とからなり、円筒部４と多角
形部５とは一体形成されている。該多角形部５の各面を
形成する壁部５ａ・・・には、その両端において開口す
る複数の通風路６・・・が形成され、壁部５ａの外周に
は、放熱効果を高めるための櫛状の突出部５ｂが形成さ
れている。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of a DC servo motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ■--■ in FIG. In these figures, l is a rotor, and a yoke 3 having field magnetic poles 2 formed on the inner wall is provided on the outer periphery of the rotor l. This yoke 3 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, it consists of a cylindrical part 4 with a diameter slightly larger than the rotor l, and a polygonal part 5 formed such that the inner wall end is continuous with the outer peripheral end of the cylindrical part 4. The portion 4 and the polygonal portion 5 are integrally formed. A plurality of ventilation passages 6 which are open at both ends are formed in the wall portions 5a forming each surface of the polygonal portion 5, and a plurality of ventilation passages 6 which are open at both ends are formed on the outer periphery of the wall portion 5a to enhance the heat dissipation effect. A comb-shaped protrusion 5b is formed.

上記壁部５ａの外周には、また、第４図に示すドライブ
用のパワーＩＣ（タイプＡ）７ａ〜７ｄと、出力用のパ
ワーＩＣ（タイプＢ）８　ａ〜８ｄとが取り付けられて
いる。この場合、大電力を消費する出力用のパワーＩＣ
（タイプＢ）８ａ〜８ｄが通風路６の上流側に取り付け
られ、比較的消費電力の小さいドライブ用のパワーＩＣ
（タイプＡ）７　ａ〜７ｄが下流側に取り付けられてい
る。また、壁部５ａの他の外周には、対向する一対の支
持部材９．９が取り付けられ、この支持部材９．９間に
線状のシャント抵抗ｌＯが張設されている。Also attached to the outer periphery of the wall portion 5a are drive power ICs (type A) 7a to 7d and output power ICs (type B) 8a to 8d shown in FIG. 4. In this case, an output power IC that consumes a large amount of power
(Type B) 8a to 8d are installed on the upstream side of the ventilation path 6, and are power ICs for drives with relatively low power consumption.
(Type A) 7a to 7d are installed on the downstream side. Further, a pair of opposing support members 9.9 are attached to the other outer periphery of the wall portion 5a, and a linear shunt resistor IO is stretched between the support members 9.9.

更に、回転子ｌの一端側（第１図の左側）には、速度発
電機１１が、回転子１と軸心を共通にして固定され、速
度発電機１１の外側には、後述するプリントカード１２
、冷却用ファン１３が順次取り付けられている。Further, a speed generator 11 is fixed to one end side of the rotor l (on the left side in FIG. 1) so as to have a common axis with the rotor 1, and on the outside of the speed generator 11 is a printed card described later. 12
, a cooling fan 13 are installed in order.

なお、図中、１４はモータ整流子、１５はモータブラシ
、１６はレセプタクルであり、これらの構成要素１〜１
５が１個のケーシング１７に収められ、直流サーボモー
タ１８を構成している。In addition, in the figure, 14 is a motor commutator, 15 is a motor brush, and 16 is a receptacle, and these components 1 to 1
5 is housed in one casing 17 and constitutes a DC servo motor 18.

次に、第４図において、プリントカード１２は４個のフ
ォトカブラ２１ａ〜２１ｄと、電流リミッタ２２とから
なり、フォトカプラ２１ａ、２１ｂの出力がパワーＩＣ
（タイプＡ）７ａ、７ｂの各ベースに供給されるととも
に、フォトカブラ２１ｃ、２１ｄの出力が抵抗２３ｃ、
２３ｄを介してパワーＩＣ（タイプＡ）７ｃ、７ｄの各
ベースに供給されている。Next, in FIG. 4, the print card 12 consists of four photocouplers 21a to 21d and a current limiter 22, and the outputs of the photocouplers 21a and 21b are connected to a power IC.
(Type A) The outputs of the photo couplers 21c and 21d are supplied to the bases of the resistors 23c and 7b.
It is supplied to each base of power IC (type A) 7c and 7d via 23d.

また、電流リミッタ２２の入力端には、シャント抵抗１
０の両端に得られたモータ電流検出信号が供給され、モ
ータに過大な電流が流れたときには、パワーＩＣ（タイ
プＡ）７ｃ、７ｄのベース電流が規制されて、モータ電
流が制限されるようになっている。なお、図中、２４は
モータ温度が上昇したときにオフとなるサーマルスイッ
チである。In addition, a shunt resistor 1 is connected to the input terminal of the current limiter 22.
The obtained motor current detection signal is supplied to both ends of 0, and when an excessive current flows to the motor, the base current of the power IC (type A) 7c, 7d is regulated so that the motor current is limited. It has become. In addition, in the figure, 24 is a thermal switch that is turned off when the motor temperature rises.

第５図は、上記実施例による直流サーボモータ１８と直
流電源３１および制御装置２５との接続関係を示すブロ
ック図である。まず、直流電源３１と直流サーボモータ
１８との間は、パワーライン３７によって接続され、第
４図に示す２８ＶＤＣを直流サーボモータ１８に供給す
るようになっている。また、制御装置２５と直流サーボ
モータ１８との間には、フォトカブラ２１ａ〜２１ｄへ
の制御信号、冷却用ファン１３への供給電流および速度
発電機１１とサーマルスイッチ２４の出力信号を送るラ
イン２６が設けられている。更に、直流電源３１から制
御装置２５には電源供給用のライン２７が設けられてい
る。FIG. 5 is a block diagram showing the connection relationship between the DC servo motor 18, the DC power supply 31, and the control device 25 according to the above embodiment. First, the DC power supply 31 and the DC servo motor 18 are connected by a power line 37, and 28 VDC as shown in FIG. 4 is supplied to the DC servo motor 18. Further, between the control device 25 and the DC servo motor 18, there is a line 26 for transmitting control signals to the photocoupler 21a to 21d, current supplied to the cooling fan 13, and output signals of the speed generator 11 and the thermal switch 24. is provided. Furthermore, a power supply line 27 is provided from the DC power supply 31 to the control device 25.

このような構成によれば、ライン２６を通して、制御装
置２５から直流サーボモータ１８へ供給される制御信号
によって、駆動用のパワーＩＣ（タイプＡ）７ａ〜７ｂ
がオン／オフ制御され、これによって出力用のパワーＩ
Ｃ（タイプＢ）８ａ〜８ｄもオン／オフして回転子ｌの
回転が制御される。そして、パワーＩＣ７ａ、７ｄおよ
び８ａ、８ｄがオンのときに回転子ｌが正転し、パワー
ＩＣ７ｂ、７ｃおよび８ｂ、８ｃがオンのときに回転子
１が逆転する。According to such a configuration, the drive power ICs (type A) 7a to 7b are controlled by the control signal supplied from the control device 25 to the DC servo motor 18 through the line 26.
is controlled on/off, thereby controlling the output power I
C (type B) 8a to 8d are also turned on/off to control the rotation of the rotor l. When the power ICs 7a, 7d and 8a, 8d are on, the rotor 1 rotates in the normal direction, and when the power ICs 7b, 7c, 8b, 8c are on, the rotor 1 rotates in the reverse direction.

この場合、大電流が流れるのはパワーライン３７だけで
あり、他のライン２６．２７には小さな電流が流れるだ
けである。従って、直流電源３１と直流サーボモータ１
８との設置場所が接近している場合は、パワーライン３
７は短くて済み、所期の効果を奏することができる。In this case, a large current flows only in the power line 37, and only small currents flow in the other lines 26, 27. Therefore, the DC power supply 31 and the DC servo motor 1
If the installation location is close to power line 3,
7 can be short and produce the desired effect.

また、パワーＩＣ７ａ〜８ｄから放出された熱は、冷却
用ファン１３からの送風に乗って、第１図に矢印で示す
ように通風路６等を流れ、外部に放出される。こうして
、円筒部４と多角形部５の組み合わせにより、パワーＩ
Ｃ７ａ〜８ｄおよびシャント抵抗１０の設置場所を確保
するとともに、放熱効果を高めることができる。Further, the heat emitted from the power ICs 7a to 8d is carried by the air blown from the cooling fan 13, flows through the ventilation passage 6, etc. as shown by arrows in FIG. 1, and is emitted to the outside. In this way, the combination of the cylindrical part 4 and the polygonal part 5 allows the power I
The installation locations for C7a to 8d and the shunt resistor 10 can be secured, and the heat dissipation effect can be enhanced.

し発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、駆動回路やモータ電
流検出手段など、大電流を扱う回路手段を直流サーボモ
ータに内蔵させたので、次の効果を奏することができる
。[Effects of the Invention] As described above, the present invention has circuit means for handling large currents, such as a drive circuit and motor current detection means, built into the DC servo motor, so that the following effects can be achieved.

（１）パワーラインの節約が可能となり、電圧損失およ
び配線重量を低減することができる。(1) Power lines can be saved, and voltage loss and wiring weight can be reduced.

（２）ラジオノイズ発生源である、モータブラシ部や駆
動回路を、同一のケーシング内に収めたので、ノイズ抑
制対策が比較的容易となる。(2) Since the motor brush section and drive circuit, which are the sources of radio noise, are housed in the same casing, noise suppression measures are relatively easy.

（３）発熱量の大きい駆動回路とモータ部とを同一のケ
ーシング内に収めたので、１個の冷却ファンによって双
方を同時に冷却できる。従って、ファンの個数節約と、
スペースの節約およびコストの低減を計ることかできる
。(3) Since the drive circuit and the motor unit, which generate a large amount of heat, are housed in the same casing, both can be cooled simultaneously by one cooling fan. Therefore, the number of fans can be saved and
You can save space and reduce costs.

（４）駆動回路に、ＩＣ化した効率の良いトランジスタ
を用いることにより、サーボシステム全体の小型軽量化
を計ることができる。(4) By using highly efficient IC transistors in the drive circuit, the entire servo system can be made smaller and lighter.

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

第１図はこの発明の゛一実施例による直流サーボモータ
の構造を示す縦断面図、第２図は第１図の■−■線断面
図、第３図は同直流サーボモータのヨークの外観をしめ
ず概略図、第４図は同直流サーボモータの電気的構成を
示すブロック図、第５図は同直流サーボモータ系におけ
るパワーラインの接続位置を示すブロック図、第６図は
従来の直流サーボモータ系の構成を示す概略斜視図、第
７図は同直流サーボモータ系の電気的構成を示す回路図
、第８図は同直流サーボモータ系におけるパワーライン
の接続位置を示すブロック図である。 ｌ・・・・・・回転子、２・・・・・・界磁磁極、３・
・・・・・ヨーク、４・・・・・・円筒部、５・・・・
・・多角形部、６・・・・・・通風路、７ａ〜７ｄ・・
・・・・パワーＩＣ（タイプＡ）（駆動回路）、８ａ〜
８ｄ・・・・・・パワーＩＣ（タイプＢ）（駆動回路）
、ｌＯ・・・・・・シャント抵抗（検出手段）１７・・
・・・・ケーシング、１８・・・・・・直流サーボモー
タ。Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a DC servo motor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in Fig. 1, and Fig. 3 is an external appearance of the yoke of the DC servo motor. Figure 4 is a block diagram showing the electrical configuration of the DC servo motor, Figure 5 is a block diagram showing the power line connection position in the DC servo motor system, and Figure 6 is a conventional DC servo motor system. FIG. 7 is a schematic perspective view showing the configuration of the servo motor system, FIG. 7 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the DC servo motor system, and FIG. 8 is a block diagram showing the connection positions of power lines in the DC servo motor system. . l...Rotor, 2...Field magnetic pole, 3.
... Yoke, 4 ... Cylindrical part, 5 ...
... Polygonal part, 6... Ventilation passage, 7a to 7d...
...Power IC (type A) (drive circuit), 8a~
8d...Power IC (type B) (drive circuit)
, lO... Shunt resistance (detection means) 17...
...Casing, 18...DC servo motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 円筒部と多角形部とを持ち、前記多角形部の内部に通風
路が形成されたヨークと、前記ヨーク内壁に設けられた
界磁磁極と、この界磁磁極内に回動自在に設けられた回
転子と、前記多角形部の外周に固定され、かつモータ巻
線にモータ電流を供給する駆動回路と、前記モータ電流
を検出する検出手段とを同一ケーシング内に収めたこと
を特徴とする直流サーボモータ。A yoke having a cylindrical part and a polygonal part and having a ventilation passage formed inside the polygonal part, a field magnetic pole provided on the inner wall of the yoke, and a field magnetic pole rotatably provided within the field magnetic pole. The rotor, a drive circuit fixed to the outer periphery of the polygonal part and supplying motor current to the motor windings, and detection means for detecting the motor current are housed in the same casing. DC servo motor.