(57)【要約】【課題】  低コストでありながら、ロータリーエンコーダ等の回転数検出器に熱が伝わらないような構造を有する回転数検出器付電動機を提供する。【解決手段】  電動機１０のシャフト１１の端部に回転数検出器２３を設置し、前記電動機１０と前記回転数検出器２３との間のシャフト２４に通気孔２６を有する冷却部を設けた。【選択図】  図１
2007014069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機のシャフトの端部に回転数検出器を設置し、
前記電動機と前記回転数検出器との間のシャフトに通気孔を有する冷却部を設ける
ことを特徴とする回転数検出器付電動機。
【請求項２】
請求項１に記載する回転数検出器付電動機において、
前記通気孔を径方向若しくは軸方向又は径方向と軸方向の両方に設ける
ことを特徴とする回転数検出器付電動機。
【請求項３】
電動機のシャフトの端部に回転数検出器を設置し、
前記電動機と前記回転数検出器との間のシャフトに熱伝導率の低い抵抗部を設ける
ことを特徴とする回転数検出器付電動機。
【請求項４】
請求項３に記載する回転数検出器付電動機において、
前記電動機と前記回転数検出器との間のシャフトの径を小さくする
ことを特徴とする回転数検出器付電動機。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載する回転数検出器付電動機において、
前記抵抗部に径方向に通気孔を設け、
前記抵抗部の前記回転数検出器側に取り付けられる円盤部材に軸方向に通気孔を設ける
ことを特徴とする回転数検出器付電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーエンコーダ等の回転数検出器が設置された電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット等の精密機械に用いられているサーボモータ等の精密制御用の電動機等では、図８に示すように電動機４２の回転数や回転角度を検出するために、ロータリーエンコーダ４３が設置されている。現在利用されているロータリーエンコーダ４３の主な種類には、光を利用した光電型ロータリーエンコーダや、磁気を利用した磁気ロータリーエンコーダ等があり、これらのロータリーエンコーダ４３の構成部品には数多くの半導体素子が用いられている。
【０００３】
このため、ロータリーエンコーダ４３は、ホコリ、油及び湿気等の侵入により誤動作を起こす虞があるので、ロータリーエンコーダ４３を覆うロータリーエンコーダカバー４０によってホコリ及び油等が浸入しないように略密閉した状態で、多くの場合電動機４２の出力軸と反対の軸端に取り付けられている。
【０００４】
しかし、ロータリーエンコーダ４３に用いられている半導体素子は高温に弱く、ロータリーエンコーダ４３の周囲の温度が高くなればなる程、ロータリーエンコーダ４３の寿命が短くなってしまう虞がある。また、ロータリーエンコーダ４３の半導体素子が高温によって正常に機能しない場合、精度の低下及び誤作動等を起こしてしまい、正しい回転数及び回転角を検出できない虞がある。
【０００５】
電動機４２からロータリーエンコーダ２３に熱が伝わる経路として、
１．電動機４２のブラケット４４からロータリーエンコーダカバー４０（図８参照）に伝わりロータリーエンコーダカバー４０内部の温度が上昇する場合
２．電動機４２のブラケット４４からロータリーエンコーダ２３の板バネ４１（図８参照）を伝わってロータリーエンコーダ４３の温度が上昇する場合
３．電動機４２のシャフト４５からロータリーエンコーダ４３に伝わってロータリーエンコーダ４３の温度が上昇する場合
等が考えられる。
【０００６】
これらの経路のうち上記３の経路が最も多くの熱を伝えるため、従来から図９に示すように、ロータリーエンコーダ４３と電動機４２との間の継ぎシャフト４６の軸方向の長さを大きく取るなどの対策が採られている。また、この他にもロータリーエンコーダ４３の温度上昇を防ぐ機構が下記特許文献１に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３２７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている回転数検出器付電動機では、電動機軸に検出機軸を結合する継軸に放射状になった複数枚の冷却フィンを設けるため、電動機にフィンを動かすために余計な負荷が掛かってしまう。また、冷却フィン等を新たに設けなければならないため、部品点数が増加し、コストが増大してしまう。
【０００９】
また、図９に示すように、ロータリーエンコーダ４３と電動機４２との間の距離を長く取る場合、スペース上の制約により充分な距離を確保できない虞がある。また、電動機４２のシャフト４５及びロータリーエンコーダ４３の取り付け精度を確保する必要があるため、多くの手間が掛かり、コストが増大してしまう。
【００１０】
これらのことから、本発明は、低コストでありながら、ロータリーエンコーダ等の回転数検出器に熱が伝わらないような構造を有する回転数検出器付電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための第１の発明（請求項１に対応）は、電動機のシャフトの端部に回転数検出器を設置し、前記電動機と前記回転数検出器との間のシャフトに通気孔を有する冷却部を設けることを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するための第２の発明（請求項２に対応）は、第１の発明に係る回転数検出器付電動機において、前記通気孔を径方向若しくは軸方向又は径方向と軸方向の両方に設けることを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決するための第３の発明（請求項３に対応）は、電動機のシャフトの端部に回転数検出器を設置し、前記電動機と前記回転数検出器との間のシャフトに熱伝導率の低い抵抗部を設けることを特徴とする。
【００１４】
上記の課題を解決するための第４の発明（請求項４に対応）は、第３の発明に係る回転数検出器付電動機において、前記電動機のシャフトの端部に回転数検出器を設置し、前記電動機と前記回転数検出器との間のシャフトの径を小さくすることを特徴とする。
【００１５】
上記の課題を解決するための第５の発明（請求項５に対応）は、第３の発明又は第４の発明に係る回転数検出器付電動機において、前記抵抗部に径方向に通気孔を設け、前記抵抗部の前記回転数検出器側に取り付けられる円盤部材に軸方向に通気孔を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、電動機のシャフトの端部に回転数検出器を設置し、電動機と回転数検出器との間のシャフトに通気孔を有する冷却部を設けることにより、電動機から伝わってきた熱が冷却部で冷却され、熱が回転数検出器へ伝わることを防ぐことができる。
【００１７】
第２の発明によれば、通気孔を径方向若しくは軸方向又は径方向と軸方向の両方に設けることにより、シャフトの表面積が増えるので、電動機で発生した熱が冷却され、熱が回転数検出器へ伝わることを防ぐことができる。また、通気孔を設けることにより、冷却部の体積が小さくなり、これにより熱伝導の抵抗が大きくなるため、電動機の熱が回転数検出器に伝わることを防ぐことができる。
【００１８】
第３の発明によれば、電動機のシャフトの端部に回転数検出器を設置し、電動機と回転数検出器との間のシャフトに熱伝導率の低い抵抗部を設けることにより、シャフトの熱伝導率が低下するので、電動機で発生した熱が回転数検出器へ伝わることを防ぐことができる。
【００１９】
第４の発明によれば、電動機のシャフトの端部に回転数検出器を設置し、電動機と回転数検出器との間のシャフトの径を小さくすることにより、熱伝導の抵抗が増すので電動機で発生した熱が回転数検出器へ伝わることを防ぐことができる。また、軸径を小さくしたことにより、使用する材料の量が少なくて済むためコストの上昇を抑制することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、抵抗部に径方向に通気孔を設け、抵抗部の前記回転数検出器側に取り付けられる円盤部材に軸方向に通気孔を設けることにより、シャフトの表面積が増えるので、電動機で発生した熱が冷却され、熱が回転数検出器へ伝わることを防ぐことができる。また、熱伝導の抵抗が増すので電動機で発生した熱が回転数検出器へ伝わることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る回転数検出器付電動機について、図１から図７を用いて説明する。図１は実施例１に係る回転数検出器付電動機の要部構成図、図２は実施例２に係る回転数検出器付電動機の要部構成図、図３は実施例３に係る回転数検出器付電動機の要部構成図、図４は実施例４に係る回転数検出器付電動機の要部構成図、図５は実施例５に係る回転数検出器付電動機の要部構成図、図６は実施例６に係る回転数検出器付電動機の要部構成図、図７は回転数検出器付電動機の側面図である。
【００２２】
なお、図１から図３の（ａ）には図７のＡ−Ａ断面を示し、図１のＢ−Ｂ断面を図１（ｂ）に、図２のＣ−Ｃ断面を図２（ｂ）に、図３のＤ−Ｄ断面を図３（ｂ）にそれぞれ示す。また、各図中の一点鎖線は回転数検出器付電動機の中心位置を示す。
【実施例１】
【００２３】
以下、本実施例に係る回転数検出器付電動機の概要について説明する。図７に示すように、電動機１０にはその中心にシャフト１１がある。シャフト１１の径方向外側にはロータ１２が設置されている。また、電動機１０はフレーム１３に覆われている。フレーム１３の内側にはステータ１４が設置されている。ステータ１４はロータ１２とは間隔をあけて対面するように設置されている。ステータ１４には軸方向にコイル１５が巻かれている。
【００２４】
フレーム１３の軸方向の端部には、ブラケット１６ａ、１６ｂが設置されている。ブラケット１６ａ、１６ｂの中心部にはそれぞれ軸受け１８ａ、１８ｂが設置されている。軸受け１８ａ、１８ｂの内側にはシャフト１１の側面が接し、シャフト１１が軸受け１８ａ、１８ｂを貫通している。軸受け１８ｂを貫通したシャフト１１の端部には出力軸１７が設けられている。
【００２５】
軸受け１８ａを貫通したシャフト１１の端部には、中間シャフト２４が軸方向に設置されている。中間シャフト２４のシャフト１１と反対側の端部には、小シャフト２５が設置されている。小シャフト２５の中間シャフト２４と反対側の端部には、継ぎシャフト１９が設置されている。
【００２６】
フレーム１３の上面には電動機１０を設置する際、電動機１０を吊り下げて移動するための吊り下げ用リング２０が設けられている。また、フレーム１３の外側には電動機１０を冷却するために放熱板２１が設けられている。
【００２７】
ブラケット１６ａの軸方向の側面にはロータリーエンコーダカバー２２が設置されている。ロータリーエンコーダカバー２２の内部にはロータリーエンコーダ２３が設置されている。ロータリーエンコーダ２３は光及び磁気等により継ぎシャフト１９の回転数及び回転角度を検出することで、電動機１０の回転数及び回転角度を検出する。
【００２８】
次に、ロータリーエンコーダ２３側の軸受け１８ａとロータリーエンコーダ２３との間にある中間シャフト２４の構造について説明する。本実施例では、中間シャフト２４を冷却することにより、電動機１０の熱がロータリーエンコーダ２３に伝わらないように中間シャフト２４に冷却部を設けた。
【００２９】
図１の（ａ）に示すように、中間シャフト２４に電動機１０の回転軸を中心として径方向に放射状に８本の通気孔２６を等間隔に設けた。図１の（ｂ）に示すように、この通気孔２６の位置はシャフト１１側の電動機１０（図７参照）寄りとした。これにより、熱源である電動機側からの熱を効率的に冷却することができる。また、中間シャフト２４内部の通気孔２６が互いに交差する部分は円筒状の空洞になっている。中間シャフト２４のシャフト１１とは反対側の端部には小シャフト２５を設ける。
【００３０】
本実施例に係る回転数検出器付電動機によれば、通気孔２６を設けたことにより中間シャフト２４の表面積が大きくなり、電動機１０の熱がロータリーエンコーダ２３（図７参照）に伝わらなくすることができる。
【００３１】
また、通気孔２６の径が大きいほど中間シャフト２４内部の円筒状の空洞も大きくなり、より表面積が増して冷却効率が高まる。さらに、中間シャフト２４の体積が小さくなることにより熱伝導の抵抗が大きくなるため、電動機１０の熱がロータリーエンコーダ２３（図７参照）に伝わることを防ぐことができる。このように、充分な強度を確保できる範囲内で通気孔２６の径を大きくすることにより、冷却効率及び熱抵抗を高めることができる。
【実施例２】
【００３２】
以下、実施例２に係る回転数検出器付電動機について説明する。なお、中間シャフト２４以外の回転数検出器付電動機の構造は実施例１と略同様である。図２に示すように、実施例２では中間シャフト２４に回転軸と平行に軸方向に８本の通気孔２７を等間隔に設けた。この通気孔２７の孔の深さは、電動機１０（図７参照）側のシャフト１１まで貫通しない程度の深さとする。また、中間シャフト２４のシャフト１１とは反対側の端部には小シャフト２５を設ける。
【００３３】
本実施例に係る回転数検出器付電動機によれば、通気孔２７の径が大きいほど表面積が増して冷却効率が高まる。さらに、中間シャフト２４の体積が小さくなることにより熱伝導の抵抗が大きくなるため、電動機１０の熱がロータリーエンコーダ２３（図７参照）に伝わることを防ぐことができる。このように、充分な強度を確保できる範囲内で通気孔２７の径を大きくすることにより、冷却効率及び熱抵抗を高めることができる。
【実施例３】
【００３４】
以下、実施例３に係る回転数検出器付電動機について説明する。なお、中間シャフト２４以外の回転数検出器付電動機の構造は実施例１と略同様である。図３に示すように、実施例３では中間シャフト２４に回転軸を中心として径方向に放射状に８本の通気孔２８を等間隔に設け、かつ、回転軸と平行に軸方向に８本の通気孔２９を等間隔に設けた。
【００３５】
径方向の通気孔２８と軸方向の通気孔２９とは中間シャフト２４内部でつながっており、径方向の通気孔２８の位置はシャフト１１寄りとする。また、中間シャフト２４内部の通気孔２６が互いに交差する部分は円筒状の空洞になっている。中間シャフト２４のシャフト１１とは反対側の端部には小シャフト２５を設ける。
【００３６】
本実施例に係る回転数検出器付電動機によれば、通気孔２８，２９の径が大きいほど中間シャフト２４内部の円筒状の空洞も大きくなり、表面積が増して冷却効率が高まる。さらに、中間シャフト２４の体積が小さくなることにより熱伝導の抵抗が大きくなるため、電動機１０の熱がロータリーエンコーダ２３（図７参照）に伝わることを防ぐことができる。このように、充分な強度を確保できる範囲内で通気孔２８，２９の径を大きくすることにより、冷却効率及び熱抵抗を高めることができる。
【実施例４】
【００３７】
以下、実施例４に係る回転数検出器付電動機について説明する。なお、中間シャフト２４以外の回転数検出器付電動機の構造は実施例１と略同様である。図４に示すように、実施例４では中間シャフト２４に熱伝導率の低い材料を用いて抵抗部３０を設けた。また、低後部３０のシャフト１１とは反対側の端部に円盤部材３３を設けた。本実施例では抵抗部３０は中心部が空洞の円筒状部材としたが、熱伝導率の低い柱状の部材をシャフト１１の円周上に複数本等間隔に設置して製作してもよい。
【００３８】
本実施例に係る回転数検出器付電動機によれば、抵抗部３０を設けたことにより中間シャフト２４の熱伝導率が低下し、かつ中心部を空洞としたことにより、表面積が増して冷却効率が高まる。さらに、中間シャフト２４の体積が小さくなることにより熱伝導の抵抗が大きくなるため、電動機１０（図７参照）の熱がロータリーエンコーダ２３（図７参照）に伝わることを防ぐことができる。また、抵抗部３０の中心部を空洞としたことにより、使用する材料の量が少なくて済むためコストの上昇を抑制することができる。
【実施例５】
【００３９】
以下、実施例５に係る回転数検出器付電動機について説明する。なお、小シャフト２５以外の回転数検出器付電動機の構造は実施例１と略同様である。図５に示すように、実施例５では中間シャフト２４と継ぎシャフト１９との間の小シャフト２５の軸径を小さくした。
【００４０】
本実施例に係る回転数検出器付電動機によれば、小シャフト２５の軸径を小さくしたことにより熱伝導率が低下するので、小シャフト２５の体積が小さくなることにより熱伝導の抵抗が大きくなるため、電動機１０（図７参照）の熱がシャフト１１からロータリーエンコーダ２３に伝わりにくくなる。また、小シャフト１０の軸径を小さくしたことにより、使用する材料の量が少なくて済むためコストの上昇を抑制することができる。
【実施例６】
【００４１】
以下、実施例６に係る回転数検出器付電動機について説明する。なお、中間シャフト２４以外の回転数検出器付電動機の構造は実施例１と略同様である。図６に示すように、実施例６では実施例４の中間シャフト２４に通気孔を設けた。抵抗部３０には径方向に通気孔３１を設け、円盤部材３３には軸方向に通気孔３２を設けた。
【００４２】
本実施例に係る回転数検出器付電動機によれば、抵抗部３０に通気孔３１を設け、円盤部材３３に通気孔３２を設けたことにより、表面積が増して冷却効率が高まる。さらに、中間シャフト２４の体積が小さくなることにより熱伝導の抵抗が大きくなるため、電動機１０（図７参照）の熱がロータリーエンコーダ２３に伝わることを防ぐことができる。このように、充分な強度を確保できる範囲内で通気孔３１，３２の径を大きくすることにより、冷却効率及び熱抵抗を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、電動機が発する熱を回転数検出器まで伝わりにくくし、回転数検出器の温度上昇を防ぐ場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係る回転数検出器付電動機の要部構成図である。
【図２】実施例２に係る回転数検出器付電動機の要部構成図である。
【図３】実施例３に係る回転数検出器付電動機の要部構成図である。
【図４】実施例４に係る回転数検出器付電動機の要部構成図である。
【図５】実施例５に係る回転数検出器付電動機の要部構成図である。
【図６】実施例６に係る回転数検出器付電動機の要部構成図である。
【図７】回転数検出器付電動機の側面図である。
【図８】従来のロータリーエンコーダカバーを有する回転数検出器付電動機の側面図である。
【図９】従来の板バネを有する回転数検出器付電動機の側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  電動機
１１  シャフト
１２  ロータ
１３  フレーム
１４  ステータ
１５  コイル
１６  ブラケット
１７  出力軸
１８ａ、１８ｂ  軸受け
１９  継ぎシャフト
２０  吊り下げ用リング
２１  放熱板
２２  ロータリーエンコーダカバー
２３  ロータリーエンコーダ
２４  中間シャフト
２５  小シャフト
２６，２７，２８，２９，３１，３２  通気孔
３０  抵抗部
３３  円盤部材
４０  ロータリーエンコーダカバー
４１  板バネ
４２  電動機
４３  ロータリーエンコーダ
４４  ブラケット
４５  シャフト
４６  継ぎシャフト
【図１】
2007014069.tif 000003
【図２】
2007014069.tif 000004
【図３】
2007014069.tif 000005
【図４】
2007014069.tif 000006
【図５】
2007014069.tif 000007
【図６】
2007014069.tif 000008
【図７】
2007014069.tif 000009
【図８】
2007014069.tif 000010
【図９】
2007014069.tif 000011