(57)【要約】【課題】ステータの小型化及び高効率化を実現しながらも、同時に、放熱性の向上が可能で、特にサーボロック時のコイルの耐久性低下等を効果的に防止することができるサーボモータ用ステータを提供する。【解決手段】複数のコイル１４を備え、該コイル１４によるサーボロックによってサーボモータの回転を停止可能なサーボモータ用ステータ１０において、該ステータ１０を相手機械に組み込んで使用されるビルトインタイプにすると共に、前記ステータ１０を各々が集中巻されてなる複数のコイル１４によって構成し、該複数のコイル１４を樹脂モールドした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルを備え、該コイルによるサーボロックによってサーボモータの回転を停止可能としたサーボモータ用ステータにおいて、
前記ステータを装置に組み込んで使用されるビルトインタイプとすると共に、該ステータを集中巻されてなる複数のコイルによって構成し、該複数のコイルを樹脂モールドした
ことを特徴とするサーボモータ用ステータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数のコイルを囲むようにフレームを配置し、前記複数のコイルと前記フレームとの間に前記樹脂をモールドした
ことを特徴とするサーボモータ用ステータ。
【請求項３】
請求項２において、
前記フレームに放熱用のフィンを設けた
ことを特徴とするサーボモータ用ステータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ステータを、その軸方向端面の少なくとも一部が前記装置のケーシングに密着するように配置した
ことを特徴とするサーボモータ用ステータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記複数のコイルの全容量を１１ｋｗ以上とした
ことを特徴とするサーボモータ用ステータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルによるサーボロックによってサーボモータの回転を停止可能としたサーボモータ用ステータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のコイルによるサーボロックによって回転を停止するようにしたサーボモータが広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４は、これら従来のサーボモータに適用されているステータ２を模式的に示した図である。
【０００４】
図に示すように、このステータ２は放射状に配置された６つのコイルＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２により構成されており、互いに対向する２つのコイルＵ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２がそれぞれ同じ位相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）で制御される。
【０００５】
このステータ２によりサーボモータ（図示略）がある回転速度で回転している場合には、その回転速度に相当する周波数の正弦波電流がＵ、Ｖ、Ｗ相にそれぞれ供給される。この場合、コイルＵ１〜Ｗ２に加わる連続電流は電流ピーク値の０．７倍程度の実効値となり、通常、この実効値以下の電流がコイルＵ１〜Ｗ２に連続的に流れた場合でも、コイルＵ１〜Ｗ２全体の温度上昇値が規定値以下となるように設計されている。一方、サーボロックの状態でサーボモータが停止している場合には、コイルＵ１〜Ｗ２の特定の相に前記実効値以上の電流で、最大の場合には電流ピーク値による電流が連続的に加わることになる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３４４７７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来公知のサーボモータ用ステータ２においては、サーボロックの状態でサーボモータが停止すると、コイルＵ１〜Ｗ２の特定の相に一定電流が連続的に加わることによって、特定のコイルだけが加熱されることになり、その結果、コイル寿命が短くなったりすることがあるといった問題があった。
【０００８】
又、このようなコイルの耐久性の低下等を回避するために、コイルに加える電流をある程度制限することも考えられるが、この場合は、サーボモータの発生トルクも制限されてしまう。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、ステータの小型化及び高効率化を実現しながらも、同時に、放熱性の向上が可能で、特にサーボロック時のコイルの耐久性低下等を効果的に防止することができるサーボモータ用ステータを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のコイルを備え、該コイルによるサーボロックによってサーボモータの回転を停止可能としたサーボモータ用ステータにおいて、前記ステータを装置に組み込んで使用されるビルトインタイプとすると共に、該ステータを集中巻されてなる複数のコイルによって構成し、該複数のコイルを樹脂モールドすることにより、上記課題を解決したものである。
【００１１】
本発明によれば、ステータを集中巻されてなる複数のコイルによって構成し、該複数のコイルを樹脂モールドしているため、装置全体の小型化と、ステータの小型化及び高効率化を実現しながら、同時に、放熱性の向上が可能である。即ち、コイルを集中巻にすることによってステータの小型化及び高効率化を実現すると共に、集中巻によって各々のコイルから逃げにくくなった熱を、樹脂を介して伝達、分散させることができ、特定のコイルの加熱が問題となるサーボロック時において、コイルの耐久性低下等を効果的に防止することができる。
【００１２】
又、前記ステータを、前記装置に組み込まれるビルトインタイプとしているので、装置内にコンパクトに組み込み可能であり、更にステータの熱を装置を介して外部に放熱しやすくなる。
【００１３】
又、前記複数のコイルを囲むようにフレームを配置し、前記複数のコイルと前記フレームとの間に前記樹脂をモールドすれば、フレームを放熱板として機能させることが可能となり、コイルの熱を効率的に外部に放出することが可能となる。更に、このフレームに放熱用のフィンを設ければ、更なる放熱効果の向上が可能となる。
【００１４】
又、前記ステータを、その軸方向端面の少なくとも一部が前記装置のケーシングに密着するように配置すれば、装置のケーシングを放熱板として機能させることが可能となり、特に、ステータの軸方向の放熱性を向上させることが可能となる。
【００１５】
なお、一般に大容量のサーボモータは放熱対策が困難であるが、本発明は前記複数のコイルの全容量が１１ｋｗ以上である大容量のものに対しても上記同様の効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１及び図２は、本発明の実施形態の例に係るサーボモータ用ステータ（以下、単にステータと称す。）１０を示したものであり、図１はその正面図、図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面を示した側断面図である。
【００１８】
このステータ１０は、図１において略中央に位置する、略リング形状のステータコア１２と、該ステータコア１２に巻回された複数のコイル１４と、前記略リング形状のステータコア１２の外側に同軸的に配置されたフレーム１６とによって構成されている。なお、このステータ１０は、図３に示すように、例えば押出機等の装置２２のスクリュウ（図示省略）に連結された出力軸２５を回転駆動するロータ２４の外側に組み込んで使用することが可能であり、いわゆるビルトインタイプのステータとなっている。
【００１９】
図１、図２に戻って、前記略リング状のステータコア１２には、その径方向外側から内側に向けて複数（この例では１８個）の柱状ボビン１２Ａが形成されている。又、この複数の柱状ボビン１２Ａの更に径方向内側には、前記ロータ２４を配置できるよう最適設計された内周空間１２Ｂが形成されている。
【００２０】
前記複数のコイル１４は、各々がいわゆる集中巻で前記柱状ボビン１２Ａの周りに巻回されており、ステータコア１２の円周方向に略等間隔に並んで配置されている。
【００２１】
前記フレーム１６の外周には、複数の放熱用のフィン１６Ａが一体的に形成されている。又、このフレーム１６には、前記複数のコイル１４に接続された配線ケーブル１８が挿通される貫通孔１６Ｂと、ボルト孔１６Ｃが形成されており、フレーム１６は、このボルト孔１６Ｃに挿嵌される平行ピン（図示略）によって前記ステータコア１２の外側に固設されている。
【００２２】
又、図２に示すように、前記ステータコア１２の内側空間１２Ｂの径方向外側と、前記フレーム１６の内周面１６Ｄとの間の空間には、樹脂２０が隙間無く充填されており、その結果、この空間内の複数のコイル１４、及び該コイル１４上に配置された配線ケーブル１８は、それぞれ樹脂２０によってモールドされる。
【００２３】
前記ステータ１０は、前記配線ケーブル１８を介して特定のコイル１４に任意の電流を供給可能であり、この電流を制御することによって、出力軸２５が回転しないようにブレーキをかける、いわゆるサーボロックをかけることができる。
【００２４】
本発明の実施形態の例に係るステータ１０によれば、ステータ１０を装置に組み込んで使用されるビルトインタイプとすると共に集中巻されてなる複数のコイル１４によって構成し、該複数のコイル１４を樹脂２０でモールドしているため、装置全体の小型化と、ステータ１０の小型化及び高効率化を実現しながら、同時に、放熱性の向上が可能である。即ち、コイルを集中巻にすることによって小型化及び高効率を実現すると共に、集中巻にしたことにより各々のコイル１４から逃げにくくなった熱を、樹脂２０を介して伝達、分散させることができ、特に、特定のコイル１４の加熱が問題となるサーボロック時において、コイル１４の耐久性低下等を効果的に防止することができる。又、前記ステータ１０を、前記装置２２に組み込まれるビルトインタイプとしているので、装置２２内にコンパクトに組み込み可能であり、更にステータ１０の熱を装置２２を介して外部に放熱しやすくなる。
【００２５】
しかも、前記複数のコイル１４を囲むようにフレーム１６を配置し、複数のコイル１４とフレーム１６との間を樹脂２０でモールドしているため、フレーム１６を放熱板として機能させることができ、更に、このフレーム１６に放熱用のフィン１６Ａを設けているため、更なる放熱効果の向上が可能となっている。
【００２６】
なお、本発明は前記複数のコイル１４の全容量が１１ｋｗ以上である大容量のものに対して特に好ましい。一般に１１ｋｗ以上の大容量で使用される場合には、その発生熱量も多く、集中巻を適用することは困難であったため、一般的に分布巻のステータが使用されており、その分、小型化・高効率化が困難であった。これに対して、本発明では、ビルトインタイプで且つ集中巻とすることにより、小型化・高効率化を実現すると共に、コイル１４を樹脂モールドすることにより、放熱性を向上させることができるので、１１ｋｗ以上の大容量の用途に対して特に好ましい。
【００２７】
なお、図３に示すように、前記ステータ１０を、その軸方向端面１０Ａが装置２２のケーシング２６に密着するように配置すれば、このケーシング２６を放熱板として機能させることが可能となり、ステータ１０の放熱性を軸方向においても向上させることが可能となる。
【００２８】
又、前記ステータ１０を、装置２２を駆動するロータ２４の外側においてビルトイン可能な形状（図示では略リング形状）としたため、サーボモータをいわゆるインナーロータ構造にすることができ、アウターロータ構造にした場合に比べ、ステータ１０の熱を外部に放熱しやすい。
【００２９】
上記実施形態の例においては、前記ステータ１０を略リング形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ステータを装置に組み込んで使用されるビルトインタイプとすると共に、前記ステータを集中巻されてなる複数のコイルによって構成し、該複数のコイルを樹脂モールドしたものであればよい。従って、例えば、本発明に係るステータを、アウターロータ構造のサーボモータに適用することも可能である。又、ビルトインの具体的構造も特に上述した構造には限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ステータの小型化及び高効率化を実現しながらも、同時に、放熱性の向上が可能で、特にサーボロック時のコイルの耐久性低下等を効果的に防止することができるサーボモータ用ステータを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の例に係るサーボモータ用ステータを示した正面図
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う側断面図
【図３】図１におけるサーボモータ用ステータを相手機械にビルトインした様子を模式的に示した図
【図４】従来のサーボモータ用ステータを模式的に示した図
【符号の説明】
２、１０…サーボモータ用ステータ
１２…ステータコア
１２Ａ…柱状ボビン
１２Ｂ…内側空間
１４、Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２…コイル
１６…フレーム
１６Ａ…フィン
１６Ｂ…貫通孔
１６Ｃ…ボルト孔
１６Ｄ…内周面
１８…配線ケーブル
２０…樹脂
２２…相手機械
２４…ロータ
２６…ケーシング
【図１】
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【図２】
2004289928.tif 000004
【図３】
2004289928.tif 000005
【図４】
2004289928.tif 000006