(57)【要約】【課題】軸方向の扁平化と冷却効率の向上と通風路構造の簡素化の同時的実現。【解決手段】ロータコア４と、外側に配置されるステータコア３と、外側周囲に形成される冷却通路１２と、冷却通路１２に軸流風を送り込むロータフアン１４又は１６とから構成されている。ロータフアン１４の有効回転領域は、冷却通路１２に軸方向に重なっている。有効回転領域の内側は空間として形成されている。その空間には、モータ構成機器が配置される。モータ構成機器は、回転軸の一部、回転計、又は、回転軸を支持する軸受である。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアと、
前記ロータコアの外側に配置されるステータコアと、
前記ステータコアの外側周囲に形成される冷却通路と、
前記冷却通路に軸流風を送り込むロータフアンとを構成し、
前記ロータフアンの有効回転領域は、前記冷却通路に軸方向に重なり、
前記有効回転領域の内側は空間として形成され、前記空間にモータ構成機器が配置されている
サーボモータ。
【請求項２】
前記モータ構成機器は、回転軸の一部である
請求項１のサーボモータ。
【請求項３】
前記モータ構成機器は、回転計である
請求項１のサーボモータ。
【請求項４】
前記モータ構成機器は、回転軸と前記回転軸を支持する軸受である
請求項１のサーボモータ。
【請求項５】
前記冷却通路は、
共通の中央領域に向かう第１風流を形成する第１冷却通路と、
前記中央領域に向かい前記第１風流の流れ方向に対して逆方向の第２風流を形成する第２冷却通路と、
前記第１冷却通路と前記第２冷却通路とを前記中央領域で軸方向に遮断し、前記第１風流を遠心方向に向かわせ、且つ、前記第２風流を遠心方向に向かわせる遮断壁とを形成し、
前記ロータフアンは、
第１ロータフアンと、
第２ロータフアンとを形成し、
前記第１ロータフアンの有効回転領域は前記第１冷却通路に軸方向に重なり、且つ、前記第２ロータフアンの有効回転領域は前記第２冷却通路に軸方向に重なる
請求項１のサーボモータ。
【請求項６】
前記第１ロータフアンは、前記第１冷却通路と前記ロータコアに回転的に連結する負荷との軸方向間に配置される
請求項５のサーボモータ。
【請求項７】
前記ステータコアは、
複数枚の第１電磁鋼板と、
複数枚の第２電磁鋼板と、
複数枚の第３電磁鋼板とを構成し、
前記第１電磁鋼板にはそれの周域に複数の第１冷却通路形成用穴が形成され、前記第１冷却通路形成用穴は前記第１電磁鋼板の外形線で開放されず、
前記第２電磁鋼板にはそれの周域に複数の第２冷却通路形成用穴が形成され、前記第２冷却通路形成用穴は前記第２電磁鋼板の外形線で開放され、
前記第３電磁鋼板には前記第１冷却通路形成用穴と前記第２冷却通路形成用穴とに同位相位置で穴が形成されず、
前記複数枚の第３電磁鋼板は前記複数枚の第２電磁鋼板により両側から挟まれ、前記複数枚の第２電磁鋼板は前記複数枚の第１電磁鋼板により両側から挟まれ、複数個の前記第１冷却通路形成用穴は前記第１冷却通路と前記第２冷却通路を形成し、複数個の前記第２冷却通路形成用穴は、前記第１風流を遠心方向に向かわせ、且つ、前記第２風流を遠心方向に向かわせる遠心方向流路を形成し、前記第３電磁鋼板は前記遮断壁を形成する
請求項５のサーボモータ。
【請求項８】
複数枚の第１電磁鋼板と、
複数枚の第２電磁鋼板と、
複数枚の第３電磁鋼板とを構成し、
前記第１電磁鋼板にはそれの周域に複数の第１冷却通路形成用穴が形成され、前記第１冷却通路形成用穴は前記第１電磁鋼板の外形線で開放されず、
前記第２電磁鋼板にはそれの周域に複数の第２冷却通路形成用穴が形成され、前記第２冷却通路形成用穴は前記第２電磁鋼板の外形線で開放され、
前記第３電磁鋼板には前記第１冷却通路形成用穴と前記第２冷却通路形成用穴とに同位相位置で穴が形成されず、
前記複数枚の第３電磁鋼板は前記複数枚の第２電磁鋼板により両側から挟まれ、前記複数枚の第２電磁鋼板は前記複数枚の第１電磁鋼板により両側から挟まれ、複数個の前記第１冷却通路形成用穴は軸方向冷却通路を形成し、前記複数個の前記第２冷却通路形成用穴は遠心方向冷却通路を形成する
ステータコア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータ、及び、ステータコアに関し、特に、冷却通路が外周側に配置されるサーボモータ、及び、ステータコアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータは、その効率の劣化の防止のために冷却される。その冷却のために空冷フアンが用いられている。モータは、軸方向の扁平化が望まれることが多い。サーボモータでは、回転位置検出器が必須的に設けられている。その回転位置検出器の配置は、その扁平化を阻害する要因になっている。扁平化の技術は、後掲特許文献１で知られている。このような技術は、回転子と固定子とを軸方向に配置し中心軸心線領域に生じる中空化部分に回転検出器を配置することにより、その扁平化を実現している。冷却効率の向上のための技術は、後掲特許文献２で知られている。このような技術は、軸方向に対向する冷却通風路を構成し、中央側で熱風を排出することによりその冷却効率の向上を実現している。冷却風通路構造の簡素化は、コスト低減のために望ましい。冷却風通路構造の簡素化の技術は、後掲特許文献３で知られている。このような技術は、鉄心を構成する電磁鋼板の形状態様を複数化して鉄心に冷却通風路を形成することにより、通風路構造の簡素化を実現している。
【０００３】
軸方向の扁平化と冷却効率の向上と通風路構造の簡素化を同時的に実現することが望まれる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３２８６９０号
【特許文献２】
特開平４−３５９６５１号
【特許文献３】
特開平１０−５１９８３号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、軸方向の扁平化と冷却効率の向上と通風路構造の簡素化を同時的に実現するサーボモータ、及び、ステータコアを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００７】
本発明によるサーボモータは、ロータコア（４）と、ロータコア（４）の外側に配置されるステータコア（３）と、ステータコア（３）の外側周囲に形成される冷却通路（１２）と、冷却通路（１２）に軸流風を送り込むロータフアン（１４又は１６）とから構成されている。ロータフアン（１４）の有効回転領域は、冷却通路（１２）に軸方向に重なっている。有効回転領域の内側は空間として形成されている。その空間には、モータ構成機器が配置される。モータ構成機器は、回転軸の一部、回転計、又は、回転軸を支持する軸受である。
【０００８】
インナロータタイプのロータフアン（１４）が用いられ、ロータフアンの有効回転領域の内側には空間が存在し、その空間にモータを構成する諸機器が配置され中心領域に内挿され、それらの諸機器が軸方向に分散的に配置されないので、全体の軸方向幅が短縮化され、軸方向の扁平化と冷却効率の向上と通風路構造の簡素化が同時的に実現される。
【０００９】
冷却通路（１２）は、共通の中央領域に向かう第１風流を形成する第１冷却通路（１２Ｒ）と、その中央領域に向かい第１風流の流れ方向に対して逆方向の第２風流を形成する第２冷却通路（１２Ｌ）と、第１冷却通路（１２Ｒ）と第２冷却通路（１２Ｌ）とを中央領域で軸方向に遮断し、第１風流を遠心方向に向かわせ、且つ、第２風流を遠心方向に向かわせる遮断壁（２６）とから形成されている。２つの軸流が対向していて、２つの軸流風は中央領域で遠心方向に排出され、負荷側に流れ込む熱風量を大幅に削減することができる。１つの冷却通路の長さは全流路長さの半分であり、冷却風の加算的温度上昇が大幅に抑制され、その冷却効率が高い。
【００１０】
ロータフアンは、第１ロータフアン（１４）と、第２ロータフアン（１６）とから形成されている。第１ロータフアン（１４）の有効回転領域は第１冷却通路（１２Ｒ）に軸方向に重なり、且つ、第２ロータフアン（１６）の有効回転領域は第２冷却通路（１２Ｌ）に軸方向に重なっている。第１ロータフアン（１４）は、第１冷却通路（１２Ｒ）とロータコア（４）に回転的に連結する負荷との軸方向間に配置される。第１ロータフアン（１４）は、モータ部分で生起する熱が負荷側に流れることを概ね完全に阻止する。
【００１１】
本発明によるステータコアは、複数枚の第１電磁鋼板（２１）と、複数枚の第２電磁鋼板（２２）と、複数枚の第３電磁鋼板（２３）とから構成されている。第１電磁鋼板（２１）には、それの周域に複数の第１冷却通路形成用穴（２４）が形成されている。第１冷却通路形成用穴（２４）は、第１電磁鋼板の外形線（２１’）で開放されていない。第２電磁鋼板（２２）には、それの周域に複数の第２冷却通路形成用穴（２５）が形成され、第２冷却通路形成用穴（２５）は、第２電磁鋼板（２２）の外形線（２２’）で開放されている。第３電磁鋼板（２３）には第１冷却通路形成用穴（２４）と第２冷却通路形成用穴（２５）とに同位相位置で穴が形成されていない。複数枚の第３電磁鋼板（２３）は複数枚の第２電磁鋼板（２２）により両側から挟まれ、複数枚の第２電磁鋼板（２２）は複数枚の第１電磁鋼板（２２）により両側から挟まれ、複数個の第１冷却通路形成用穴（２４）は軸方向冷却通路を形成し、複数個の第２冷却通路形成用穴（２５）は遠心方向冷却通路を形成する。
【００１２】
簡易に量産される３種類の電磁鋼板を重ね合わせてステータコアを形成することにより、同時的に流路を形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明によるサーボモータは、ケーシング本体の中に磁気的回転構造が収納されている。その磁気的回転構造１は、ケーシング本体２の中に同心的に配置されている。インナロータ型の磁気的回転構造１は、ステータコア３とロータコア４とから構成されている。負荷側ブランケット５と反負荷側ブランケット６とは、ケーシング本体２の一部として形成されている。ロータコア４は、その中心に回転軸７を同体的に備えている。回転軸７は、負荷側で負荷側軸受８を介して負荷側ブランケット５に回転自在に支持されている。回転軸７は、反負荷側で反負荷側軸受９を介して負荷側ブランケット５に回転自在に支持されている。
【００１４】
ステータコア３は、磁束通過円筒面状隙間を介してロータコア４に半径方向に対向している。ステータコア３は、ロータコア４の外側に配置される配置構造が図１に例示されている。ステータコア３には、電機子巻線１１が巻かれている。ステータコア３には、それの周囲部分（例示：四周部分）に多数の空気通路１２が軸方向貫通的に平行に形成されている。空気通路１２は、負荷側空気通路１２Ｒと反負荷側空気通路１２Ｌとから形成されている。負荷側空気通路１２Ｒと反負荷側空気通路１２Ｌとは、中央部位で仕切られ、軸方向に互いに遮断されている。負荷側空気通路１２Ｒの中の空気流は負荷側から共通軸方向中央部位に向かって流れ、反負荷側空気通路１２Ｌの中の空気流は反負荷側から共通軸方向中央部位に向かって流れる。負荷側空気通路１２Ｒの中の空気流と反負荷側空気通路１２Ｌの中の空気流は、共通軸方向中央部位で遠心方向に排出される。
【００１５】
負荷側ブランケット５の外側小径側円筒状段差面に、負荷側フアンモータコア１３が配置されて取り付けられている。負荷側フアンモータコア１３の外側に負荷側軸流ファン１４が同体に取り付けられている。反負荷側ブランケット６の外側小径側円筒状段差面に、反負荷側フアンモータコア１５が配置されて取り付けられている。反負荷側フアンモータコア１５の外側に反負荷側軸流ファン１６が同体に取り付けられている。負荷側軸流フアン１４の軸流風生起用有効断面積領域は、負荷側空気通路１２Ｒの有効断面積領域に軸方向に概ね重なり又は一致している。反負荷側軸流フアン１６の軸流風生起用有効断面積領域は、反荷側空気通路１２Ｌの有効断面積領域に概ね軸方向に重なり又は一致している。
【００１６】
回転計（例示：回転速度検出器又は回転位置検出器）１７は、回転軸７の回転軸心線に遠心方向に近接する遠心方向近接位置に配置され、回転軸７又はケーシング本体２に固着されている。又は、回転計１７の相対的対構造は、ケーシング本体２と回転軸７とに振り分けられて配置されている。特に、回転計１７は、回転軸７の反負荷側軸直角端面より軸方向により反負荷側に配置されている。反負荷側ブランケット６の内側面と回転軸７の外側面（例示：円筒面）との間の中空化空間領域に回転計１７を配置することは可能である。
【００１７】
負荷側軸流フアン１４は、回転軸７を内側に回転自在に支持する負荷側ブランケット５に支持され、且つ、負荷側軸流フアン１４は負荷側フアンモータコア１３の遠心方向外側に配置されている。このような配置構造は、負荷側ブランケット５の一部分である軸受部分と負荷側フアンモータコア１３とが遠心方向又は半径方向に離隔しているが、軸方向離隔距離は極限的に短縮化されていて、ステータコア３とロータコア４のそれぞれの負荷側軸直角端面と負荷側軸流フアン１４の回転領域の反負荷側面との間の隙間幅は、極限的に短縮化されている。
【００１８】
反負荷側軸流フアン１６は、回転軸７を内側に回転自在に支持する反負荷側ブランケット６に支持され、且つ、反負荷側軸流フアン１６は反負荷側フアンモータコア１５の遠心方向外側に配置されている。このような配置構造は、反負荷側ブランケット６の一部分である軸受部分と反負荷側フアンモータコア１５とが遠心方向又は半径方向に離隔しているが、軸方向離隔距離は極限的に短縮化されていて、ステータコア３とロータコア４のそれぞれの反負荷側軸直角端面と反負荷側軸流フアン１６の回転領域の負荷側面との間の隙間幅は、極限的に短縮化されている。
【００１９】
負荷１８は、回転軸７の負荷側部位に結合している。負荷側フアンモータコア１３と負荷側軸流フアン１４とは、ケーシング本体２の側壁である負荷側ブランケット５の軸方向外側端面と負荷１８との間に位置している。
【００２０】
図２は、ステータコア３を構造化する３態様のステータコア形成電磁鋼板１９を示している。ステータコア形成電磁鋼板１９は、第１ステータコア形成電磁鋼板２１と、第２ステータコア形成電磁鋼板２２と、第３ステータコア形成電磁鋼板２３とから構成されている。第１ステータコア形成電磁鋼板２１の外形状は、第２ステータコア形成電磁鋼板２１の外形状と第３ステータコア形成電磁鋼板２３の外形状に合同的に実質的に一致している。
【００２１】
第１ステータコア形成電磁鋼板２１の周囲領域に、多数の第１空気通路形成穴２４が周方向（近似円周方向）に並んで開けられて形成されている。それらの穴は、斜線で示されている。隣り合う２つの第１空気通路形成穴２４の円周方向（近似的円周方向）の間は、電磁鋼板の一部分である。第１空気通路形成穴２４の遠心方向側は、第１空気通路形成穴２４の遠心方向側は、電磁鋼板の外形線より内側にあり、第１空気通路形成穴２４は第１ステータコア形成電磁鋼板２１の外形線又は外形面２１’で開放されていない。
【００２２】
第２ステータコア形成電磁鋼板２２の周囲領域に、多数の第２空気通路形成穴２５が周方向に並んで開けられて形成されている。隣り合う２つの第２空気通路形成穴２５の円周方向（近似円周方向）の間は、電磁鋼板の一部分である。第２空気通路形成穴２５の遠心方向側は、第２ステータコア形成電磁鋼板２２の外形線又は外形面２２’で開放されている。第２空気通路形成穴２５は、第１空気通路形成穴２４に対して周方向に位相的に一致している。
【００２３】
第３ステータコア形成電磁鋼板２３には、空気通路の形成のためには穴は開けられていない。第３ステータコア形成電磁鋼板２３には、実際には、穴は周囲には全く開けられていない。第１複数枚の第２ステータコア形成電磁鋼板２２は、軸方向に重ね合わされ回転方向には同一位相で重ね合わされ、ステータ軸方向中央部分を形成する。そのステータ軸方向中央部分の一部分は、図１に示されるように、既述の共通軸方向中央部位を形成し、負荷側空気通路１２Ｒと反荷側空気通路１２Ｌとを軸方向に遮断する遮断壁２６を形成している。第２複数枚の第２ステータコア形成電磁鋼板２２は、軸方向に重ね合わされ回転方向には同一位相で重ね合わされ、ステータ軸方向中間部分を形成する。
【００２４】
そのステータ軸方向中間部分の同一位相の第２空気通路形成穴２５は、図１に示されるように、軸方向に連続し、且つ、遠心方向に向かう遠心方向空気通路２７を形成する。第２複数枚の枚数は、第１複数枚の枚数に同じであり、又は、概ね同じである。第３複数枚の第１ステータコア形成電磁鋼板２１は、軸方向に重ね合わされ回転方向には同一位相で重ね合わされ、ステータ軸方向負荷側寄り部分を形成する。そのステータ軸方向負荷側寄り部分の同一位相の第１空気通路形成穴２４は、図１に示されるように、軸方向に連続し、且つ、遠心方向に向かわない既述の負荷側空気通路１２Ｒを形成する。第３複数枚の他の第１ステータコア形成電磁鋼板２１は、軸方向に重ね合わされ回転方向には同一位相で重ね合わされ、ステータ軸方向反負荷側寄り部分を形成する。そのステータ軸方向反負荷側寄り部分の同一位相の第１空気通路形成穴２４は、図１に示されるように、軸方向に連続し、且つ、遠心方向に向かわない既述の反負荷側空気通路１２Ｌを形成する。第３複数枚の枚数は、第２複数枚の枚数より多い。
【００２５】
負荷側軸流フアン１４は、円環状風流を生成する。軸流である円環状風流の流域の有効半径は、負荷側空気通路１２Ｒの集合である軸流円環状流路の有効半径に概ね等しい。負荷側軸流フアン１４で生成される円環状風流は、反負荷側に向かって負荷側空気通路１２Ｒに誘導され、負荷側空気通路１２Ｒの中の風流は遮断壁２６で対抗力を受けて遠心方向に曲げられ遠心方向空気通路２７に誘導されて遠心方向にケーシング本体２から排出される。
【００２６】
反負荷側軸流フアン１６は、円環状風流を生成する。軸流である円環状風流の流域の有効半径は、反負荷側空気通路１２Ｌの集合である軸流円環状流路の有効半径に概ね等しい。反負荷側軸流フアン１６で生成される円環状風流は、負荷側に向かって反負荷側空気通路１２Ｌに誘導され、反負荷側空気通路１２Ｌの中の風流は遮断壁２６で対抗力を受けて遠心方向に曲げられ遠心方向空気通路２７に誘導されて遠心方向にケーシング本体２から排出される。負荷側軸流フアン１４と反負荷側軸流フアン１６で生成される２方向風流は、互いに軸方向に流れ込み合うことがなく、衝突的抵抗を受けず、円環状風流は有効に負荷側空気通路１２Ｒと反負荷側空気通路１２Ｌに誘導され、それらがケーシング本体２の中で受ける抵抗は少ない。負荷側軸流フアン１４で生成される風流は負荷１８に向かうことがなく、モータで生成される熱が負荷に向かうことはない。
【００２７】
このように形成される円環状軸流を形成する負荷側空気通路１２Ｒと反負荷側空気通路１２Ｌの穴は、工程的には（例示：打ち抜き成形工程）簡素であり、量産性の効率が高い。このような軸流効果を持つフアンは、同時的に既述の軸方向短縮効果を実現し、
（１）軸方向の扁平化効果
（２）冷却効率の向上効果
（３）通風路構造の簡素化効果
を同時的に実現している。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によるサーボモータ、及び、ステータコアは、軸方向の扁平化と冷却効率の向上と通風路構造の簡素化を同時的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるサーボモータの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２は、ステータコアの部品を示す斜軸投影図である。
【符号の説明】
３…ステータコア
４…ロータコア
１２…冷却通路
１２Ｒ…第１冷却通路
１２Ｌ…第２冷却通路
１４…ロータフアン
１６…ロータフアン
２６…遮断壁
【図１】
2004187371.tif 000003
【図２】
2004187371.tif 000004