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公開番号2020171084
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201015
出願番号2019070094
出願日20190401
発明の名称モータ
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人特許業務法人前田特許事務所
主分類H02K 11/22 20160101AFI20200918BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】エンコーダの防水性を高める。
【解決手段】モータ100は、モータケース10と、モータケース10の両端の開口をそれぞれ覆う第1及び第2のブラケット20,30と、モータケース10の内部に収容され、軸心に回転軸42を有する回転子40と、固定子50と、第1及び第2のブラケット20,30にそれぞれ取付けられた第1及び第2の軸受61,62と、回転軸42の回転速度を検出するエンコーダ70と、を備えている。回転軸42は、第1及び第2のブラケット20,30をそれぞれ貫通してモータケース10の外部に突出している。エンコーダ70は、第2のブラケット30に取付けられてモータケース10の内部に収容されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
両端が開口された筒状のモータケースと、
前記モータケースの両端の開口をそれぞれ覆うように設けられた第1及び第2のブラケットと、
前記モータケースの内部に収容され、軸心に回転軸を有する回転子と、
前記モータケースの内部に収容され、かつ前記回転子と所定の間隔をあけて設けられた固定子と、
前記第1及び第2のブラケットにそれぞれ取付けられ、前記回転軸を回転可能に支持する第1及び第2の軸受と、
前記回転軸の回転速度を検出するエンコーダと、を少なくとも備え、
前記回転軸は、前記第1及び第2のブラケットをそれぞれ貫通して前記モータケースの外部に突出しており、
前記エンコーダは、第2のブラケットに取付けられて前記モータケースの内部に収容されていることを特徴とするモータ。
続きを表示(約 940 文字)【請求項2】
請求項1に記載のモータにおいて、
前記エンコーダは、前記第2のブラケットの内側面に取付けられた支持部材を介して取付けられていることを特徴とするモータ。
【請求項3】
請求項1に記載のモータにおいて、
前記第2のブラケットの内側面に前記第2の軸受を収容する凹部が設けられ、
前記エンコーダは、前記凹部を覆うように前記第2のブラケットに取付けられた平板状の支持部材の内側面に取付けられていることを特徴とするモータ。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記第2のブラケットの内側面と相対向する前記第2の軸受の面との間に位置して、前記モータケースの内部へ液体が入り込むのを防止する第1のシール材が設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項5】
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記第2のブラケットの外側面に接して、前記モータケースの内部へ液体が入り込むのを防止する第1のシール材が設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項6】
請求項1ないし5のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記第2のブラケットと前記モータケースとが当接する部分には、弾性体で構成された第2のシール材が介在していることを特徴とするモータ。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記エンコーダは、反射型の光学式エンコーダであることを特徴とするモータ。
【請求項8】
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記エンコーダは、透過型の光学式エンコーダであることを特徴とするモータ。
【請求項9】
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記エンコーダは、磁気式エンコーダであることを特徴とするモータ。
【請求項10】
請求項1ないし9のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記回転軸は、両端が開口された中空構造であることを特徴とするモータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転軸の回転速度を検出するエンコーダを備えたモータに関する。
続きを表示(約 5,700 文字)【背景技術】
【0002】
従来、回転軸の回転速度を検出するエンコーダを内部に収容した回転駆動装置において、減速装置とエンコーダとの間のシール機能を確保するために、ハウジングに隔壁部を設け、減速装置とエンコーダとの間を軸方向に分離する構造が提案されている。また、ハウジングには、外周面に開口部を有する収容空間部が形成され、この収容空間部にエンコーダが収容されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2002−327815号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、回転軸の両端をモータケースの外部に突出させる構造のモータが使用されることがある。例えば、回転軸の一端に回転駆動される負荷を連結させる一方、回転軸を中空構造にして、その内部に気体や液体などの流体を通過させ、負荷側に吐出させる場合に、前述のモータが使用されることがある。
【0005】
このような構造のモータにおいて、モータケースの内部にオイルや水分等の液体が入り込むのを防止するために、回転軸両端近傍のそれぞれで防水構造を採用する必要がある。
【0006】
しかし、エンコーダを取付けてこのような構造のモータを実現しようとする場合、特許文献1に示されるような従来の構成では、収容空間部に開口部があるため、エンコーダの防水が不十分であった。
【0007】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、エンコーダを有し、回転軸の両端をモータケースの外部に突出させる構造のモータにおいて、エンコーダの防水性を向上させたモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するために、本発明に係るモータは、両端が開口された筒状のモータケースと、前記モータケースの両端の開口をそれぞれ覆うように設けられた第1及び第2のブラケットと、前記モータケースの内部に収容され、軸心に回転軸を有する回転子と、前記モータケースの内部に収容され、かつ前記回転子と所定の間隔をあけて設けられた固定子と、前記第1及び第2のブラケットにそれぞれ取付けられ、前記回転軸を回転可能に支持する第1及び第2の軸受と、前記回転軸の回転速度を検出するエンコーダと、を少なくとも備え、前記回転軸は、前記第1及び第2のブラケットをそれぞれ貫通して前記モータケースの外部に突出しており、前記エンコーダは、第2のブラケットに取付けられて前記モータケースの内部に収容されていることを特徴とする。
【0009】
この構成によれば、エンコーダが第2のブラケットに取付けられてモータケースの内部に収容されるため、回転軸の両端がモータケースの外部に突出したモータにおいて、エンコーダの防水性が高められる。
【発明の効果】
【0010】
本発明のモータによれば、エンコーダの防水性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の実施形態1に係るモータの斜視組立図である。
図1のII−II線での断面模式図である。
エンコーダが取付けられた第2のブラケットを反出力側から見た平面模式図である。
図3AのIIIB−IIIB線での断面模式図である。
本発明の実施形態2に係るモータの斜視組立図である。
図4のV−V線での断面模式図である。
本発明の実施形態3に係るモータの断面模式図である。
比較のためのモータの断面模式図である。
変形例に係るモータの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【0013】
(実施形態1)
[モータの構成及びエンコーダの取付け構造]
図1は、本実施形態に係るモータの斜視組立図を、図2は、図1のII−II線での断面模式図をそれぞれ示す。なお、図1,2は、モータ100の構造を模式的に図示しているものであって、実際の形状や寸法とは異なっている。
【0014】
モータ100は、モータケース10と第1及び第2のブラケット20,30と回転子40と固定子50と第1及び第2の軸受61,62とエンコーダ70とを備えている。なお、以降の説明において、モータケース10の半径方向を径方向と、モータケース10の円周方向を周方向と、回転子40に設けられた回転軸42の延びる方向を軸方向と、それぞれ呼ぶことがある。また、軸方向において、第1のブラケット20が設けられた側を出力側と、第2のブラケット30が設けられた側を反出力側とそれぞれ呼ぶことがある。また、モータ100の各部材において、モータケース10の内部に面した位置にある面を内側面と、モータケース10の外部に面した位置にある面を外側面とそれぞれ呼ぶことがある。
【0015】
モータケース10は、両端が開口された筒状の金属部材であり、内部に回転子40と固定子50とエンコーダ70とが収容されている。なお、モータケース10における第2のブラケット30との当接部分は、弾性体で構成された第2のシール材82が収容可能になっている。
【0016】
第1及び第2のブラケット20,30はモータケース10の両端の開口をそれぞれ覆うように設けられた平板状のアルミ製部品である。第1及び第2のブラケット20,30の構造、特に第2のブラケット30の構造や第2のシール材82の機能については後で述べる。
【0017】
回転子40はモータケース10の内部に収容されており、回転子コア41の軸心に回転軸42を有している。また、回転子コア41には、その外周に沿って図示しない複数の磁石が配置されており、互いに隣り合う磁石は磁極の極性が異なっている。
【0018】
なお、回転子40は、回転子コア41の内部に複数の磁石を有する埋込磁石型ロータを用いることもできる。
【0019】
回転軸42は、第1及び第2のブラケット20,30をそれぞれ貫通して、モータケース10の外部に突出するように設けられている。また、回転軸42は、第1のブラケット20から突出した部分に回転軸42の回転に応じて回転駆動される負荷(図示せず)が連結されるように構成されている。また、回転軸42は両端が開口された中空構造を有する円筒状の金属製部材であり、回転軸42の内部に外部から供給された流体が流れるように構成されている。
【0020】
固定子50は、モータケース10の内部に収容され、かつ回転子40の径方向外側に回転子40と所定の間隔をあけて設けられている。固定子50は、モータケース10の内側面に固定されたヨーク51と、ヨーク51の周方向に亘って所定の間隔をあけて設けられた複数の突極(図示せず)と、複数の突極のそれぞれに巻回された複数のコイル52とで構成されている。
【0021】
第1及び第2の軸受61,62は第1及び第2のブラケット20,30にそれぞれ取付けられ、回転軸42を回転可能に支持している。第1のブラケット20の内側面20aに第1の凹部20bが設けられており、第1の凹部20bに第1の軸受61が配設されている。同様に、第2のブラケット30の内側面30aに第2の凹部30bが設けられており、第2の凹部30bに第2の軸受62が配設されている。また、第1の軸受61と第1のブラケット20との間に、具体的には、第1のブラケット20の内側面20aと相対向する第1の軸受61の面に位置して、外部からモータケース10の内部へオイルや水分等の液体が入り込むのを防止するための第1のシール材81が配設されている。第1のシール材81はゴム等の弾性体からなる。同様に、第2の軸受62と第2のブラケット30との間に、具体的には、第2のブラケット30の内側面30aと相対向する第2の軸受62の面に位置して、第1のシール材81が配設されている。なお、本実施形態では、第1及び第2の凹部20b,30bに第1及び第2の軸受61,62をそれぞれ圧入しているが、接着材を介して第1及び第2の凹部20b,30bに第1及び第2の軸受61,62が配設されるようにしてもよい。
【0022】
エンコーダ70は、受発光器71と反射板72とを有する反射型の光学式エンコーダである。受発光器71は第2のブラケット30に取付け固定されて、反射板72は回転軸42に回転一体に連結されて、それぞれモータケース10の内部に収容されている。なお、受発光器71と反射板72とは図示しない外容器内に一体的に収容されていてもよい。受発光器71から出射された光が反射板72で反射され、この反射光を受発光器71で受光して発生した電気信号に基づいて、回転軸42の回転速度及び回転量を検出するように構成されている。当該回転速度及び回転量を算出する集積回路等が受発光器71に取付けられるようにしてもよい。
【0023】
図3Aは、エンコーダが取付けられた第2のブラケットを反出力側から見た平面模式図を示し、図3Bは、図3BのIIIB−IIIB線での断面模式図を示す。なお、図3Bにおいて、反射板72の図示を省略している。
【0024】
第2の軸受62が配設された第2の凹部30bを覆うように、平板状でアルミ製の支持部材90が第2のブラケット30の内側面30aに取付けられている。第2のブラケット30には、軸方向に貫通した複数のねじ孔30dが形成されており、支持部材90にも複数のねじ孔30dにそれぞれ対応する位置にねじ孔(図示せず)が形成されている。第2のブラケット30の内側面30aに支持部材90を位置決めして配置した状態で、第2のブラケット30の外側面30cからねじ孔30dにねじやボルトを挿入して締め込むことで、第2のブラケット30に支持部材90が締結固定される。なお、第2のブラケット30に支持部材90を安定して固定するためには、ねじ孔30dが周方向に所定の間隔をあけて3箇所以上設けられていることが好ましいが、特にこれに限定されない。ねじ孔30dの個数やその周方向での間隔は、モータ100のサイズや第2のブラケット30や支持部材90の強度、さらにエンコーダ70のサイズ等に応じて適宜変更されうる。
【0025】
受発光器71は、接着材(図示せず)を介して平坦面である支持部材90の内側面に取付けられている。なお、支持部材90の内側面に突起または溝を設け、受発光器71及び反射板72が収容されたエンコーダ70の外容器(図示せず)に溝または突起を設けて、これらを嵌合させることで、支持部材90に対してエンコーダ70が位置決めされて取付け固定されるようにしてもよい。
【0026】
次に、図1、図2を用いて、モータケース10へのエンコーダ70及び第2のブラケット30の取付け工程について説明する。
【0027】
第2の軸受62と支持部材90と受発光器71とが取付けられた第2のブラケット30と、反射板72と、回転軸42を含む回転子40と固定子50とが収容され、第1のブラケット20が取付けられたモータケース10とを準備する。なお、この時点で、第1の軸受61は第1のブラケット20に取付けられ、第1の軸受61は回転軸42に挿通されている。
【0028】
反射板72が反出力側から回転軸42に、第2のブラケット30が反出力側からモータケース10にそれぞれ圧入されて、モータケース10の開口が第2のブラケット30によって封止される。第2のシール材82は、第2のブラケット30がモータケース10に圧入される際に弾性変形して、モータケース10に対する第2のブラケット30の位置を調整する機能を有している。また、第2のシール材82は、モータケース10と第2のブラケット30との当接部分を封止し、モータケース10の内部にオイルや水分等の液体が入り込むのを防止する機能を有している。なお、本実施形態では、第2のシール材82として、ゴム等の弾性体からなるOリングが用いられているが、特にこれに限定されない。例えば、モータケース10と第2のブラケット30との当接部分にモータケース10の外側から液体パッキンを塗布してもよい。
【0029】
図1に示すモータ100は、以下のように動作する。図示しない電源接続部を通じて、互いに電気角で120°の位相差を有する3相の電流がそれぞれ複数のコイル52に供給されて固定子50が励磁され、回転磁界が発生する。この回転磁界と回転子コア41に配置された複数の磁石が有する磁力により、回転子40に回転トルクが発生し、回転軸42が第1及び第2の軸受62に支持されて軸方向回りに回転する。併せて、回転軸42の出力側に連結された負荷(図示せず)も回転駆動される。回転軸42の回転速度及び回転量がエンコーダ70で検出され、これらの値と目標とする回転速度及び回転量との差に応じて、モータ100が駆動制御される。つまり、図1に示すモータ100は、サーボモータである。
【0030】
なお、上述した回転速度及び回転量は、回転軸42の回転位置と読み替えることができる。
(【0031】以降は省略されています)

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