(57)【要約】【課題】エンコーダへの熱移動を低減し、フレーム外周表面から空気中に輻射される熱量を増大させ、信頼性の高いエンコーダ付モータを提供する。【解決手段】モータ巻線１１ｂを有するステータコア１１ａの外側にフレーム１７を固着したモータ１と、反出力軸側に配設したエンコーダ２を備え、モータ巻線１１ｂと対向する反出力軸側ブラケット１３の内面に、可視光線と近赤外線を反射し、遠赤外線を放射し、熱伝導を遮断するセラミック塗料１８を塗布したエンコーダ付モータ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ巻線を有するステータの外側にフレームを固着したモータと、
前記モータの反出力軸側に配設したエンコーダを備え、
前記モータ巻線と対向する反出力軸側ブラケットの内面に、可視光線と近赤外線を反射し、遠赤外線を放射し、熱伝導を遮断するセラミック塗料を塗布したことを特徴とするエンコーダ付モータ。
【請求項２】
前記モータ巻線およびフレーム内周面に、
シリコンベースとしたシラノール（Ｓｉ-ＯＨ）を主成分とするバインダー部と粒径０．５μ以下のセラミック製の各種機能材料部とからなるハイブリッド遠赤外線放射塗料を塗布した請求項１に記載のエンコーダ付モータ。
【請求項３】
前記フレームの外周面に、前記ハイブリッド遠赤外線放射塗料を塗布した請求項２に記載のエンコーダ付モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装により断熱性能と放射性能を高めて、信頼性を向上させた小型軽量、高出力なエンコーダ付モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーボモータにおいては、ステータは巻線作業が容易な分割コアに集中巻回を施すことでモータ巻線のスロット占積率を向上させ、ロータに希土類磁石を採用して小型化、高性能化を実現している。
【０００３】
サーボモータのステータは、耐熱クラス毎に絶縁システムの温度定格が存在する。加えて、希土類磁石を鉄製シャフトに接着固定したロータは、両者の線膨張係数差による使用温度限界も考慮する必要がある。発熱源であるモータ巻線は、表面に絶縁コーティング層が形成され、ステータコアとの間に絶縁物を介して巻回され、モータ巻線と絶縁物、絶縁物とステータコアの間には空気層が介在している。この空気の熱伝導率は０．０２Ｗ／ｍＫで、ＰＢＴ等の一般的な樹脂製絶縁物の熱伝導率は、０．３〜０．４Ｗ／ｍＫ程度であり、モータ巻線とステータコア間の合成熱伝導率は低いものとなっている。
【０００４】
モータ巻線からステータコアに伝導された熱量は、ステータコアが圧入あるいは焼嵌めされているモータフレームに伝導され、一部はモータフレーム外周表面より空気中に輻射される。残りの熱量は、モータフレームから出力軸側ブラケットに伝導され、さらに搭載機器に伝導されるものと、モータフレームから反出力軸側ブラケットに伝導された後エンコーダへ伝導されるものに分岐する。ごく一部は両ブラケットから空気中に輻射されている。すなわち、モータ巻線の発熱量を、エンコーダとロータへ伝わり難くし、効率よくモータ外部へ放出する必要性がある。
【０００５】
サーボモータの小型化に伴い、エンコ−ダの電子回路部品を熱害から防ぐため、回転軸の外面及び基台をセラミック等の断熱材で形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
一方、モールドモータにおいて、モールド樹脂に磁性粉末を混入し、この樹脂をステータの外周にモールドして、コア、ティースとフレームを同時に一体成形する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、モータ本来の大きさと構造を変えることなく、効率の良い冷却を行なうため、モータの内部の構成要素からの発熱を外部に逃がす熱移動の経路表面に遠赤外線放射塗料を塗布し、表面からの熱放射を促進させる技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平２−１４７９１１号公報
【特許文献２】特開平８−３０８１８７号公報
【特許文献３】特開平１０−８００９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、モータ巻線で発生する熱量が、熱的な限界を有するエンコーダの回路部分に到達し、搭載されている電子部品の寿命を低下させることである。また、この熱量によってモータ効率が低下するため、小型高効率の面でも課題があった。
【０００９】
特許文献１に開示された技術のように、回転軸の外面及び基台をセラミック等の断熱材で形成すると、部品加工の面からコストが高くなる。
【００１０】
また、特許文献２に開示された技術は、モールド樹脂に磁性材料を混入するものであるため、ステータの質量が増加し軽量化の面で課題があり、モールド樹脂でフレームも一体成形するため、金属製フレームに比べて熱伝導の面で課題があった。
【００１１】
一方、特許文献３に開示された技術のように、熱移動経路の外表面に遠赤外線塗料を塗布する場合、フレームに伝導された熱量の放熱には一定の効果がある。しかしながら、一般的にセラミックス粉末で構成される遠赤外線塗料は、それ自体基材との密着性に乏しく剥離し易く、剥離した塗料は、モータにとって異物混入となる。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、エンコーダおよびロータへの熱移動を低減し、フレーム外周表面から空気中に輻射される熱量を増大させ、信頼性の高いエンコーダ付モータ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】
【００１３】
上記の課題を解決するため請求項１に記載のエンコーダ付モータは、モータ巻線を有するステータの外側にフレームを固着したモータと、前記モータの反出力軸側に配設したエンコーダを備え、前記モータ巻線と対向する反出力軸側ブラケットの内面または反対面に、可視光線と近赤外線を反射し、遠赤外線を放射し、熱伝導を遮断するセラミック塗料を塗布したものである。
【００１４】
また、請求項２に記載のエンコーダ付モータは、請求項１に加えて、前記モータ巻線およびフレーム内周面に、シリコンベースとしたシラノール（Ｓｉ-ＯＨ）を主成分とするバインダー部と粒径０．５μ以下のセラミック製の各種機能材料部とからなるハイブリッド遠赤外線放射塗料を塗布したものである。
【００１５】
さらに、請求項３に記載のエンコーダ付モータは、請求項２に加え、前記フレームの外周面に、前記ハイブリッド遠赤外線放射塗料を塗布したものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載のエンコーダ付モータによれば、モータ巻線からの輻射熱による反出力軸側ブラケットの温度上昇を低減できるため、エンコーダ搭載部品への熱ストレスが減少して信頼性が向上する。
【００１７】
また、請求項２に記載のエンコーダ付モータによれば、密着性がよいハイブリッド遠赤外線放射塗料によって、モータ巻線の発熱量を効率よくモータフレームに吸収させることができる。また、直接授受する経路を追加したので、モータ巻線からロータへの輻射熱量を低減できる。
【００１８】
さらに、請求項３に記載のエンコーダ付モータによれば、フレーム表面からの熱輻射量をさらに増大することが可能となる。
【００１９】
これにより、モータ巻線の発熱量を熱的に制限のあるエンコーダ、ロータに伝わり難くし、モータ外部に素早く放熱することができ、小型軽量、高出力、高信頼性を備えたエンコーダ付モータを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
モータ巻線を有するステータコアの外側にフレームを固着したモータと、前記モータの
反出力軸側に配設したエンコーダを備え、前記モータ巻線と対向する反出力軸側ブラケットの内面に、可視光線と近赤外線を反射し、遠赤外線を放射し、熱伝導を遮断するセラミック塗料を塗布するとともに、モータ巻線を有するステータコアの外側にフレームを固着した状態で、シリコンベースとしたシラノール（Ｓｉ-ＯＨ）を主成分とするバインダー部と粒径０．５μ以下のセラミック製の各種機能材料部とからなるハイブリッド遠赤外線放射塗料を、前記モータ巻線およびフレーム内周面に塗布したエンコーダ付モータである。以下、実施の形態について図を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１は、エンコーダを配設する反出力軸側ブラケットのモータ巻線と対向する表面に、熱伝導を遮断するセラミック塗料を塗布したものである。
【００２１】
図１は、実施の形態１におけるエンコーダ付モータの断面図である。図１において、エンコーダ付モータは、モータ１と光学式エンコーダ２および保護カバー３で構成され、光学式エンコーダ２（回路部品を含む）は、モータ１の反出力軸外側に配置される。
【００２２】
モータ１は、ステータ１１とロータ１２、軸受１５，１６を装着したブラケット１３，１４およびフレーム１７で構成される。ステータ１１は、ステータコア１１ａをインシュレータ１１ｃで覆い、その上にモータ巻線１１ｂが集中巻回されている。ロータ１２は、回転軸１２ｂにマグネット１２ａを接着固定したものである。アルミニウム製のフレーム１７は、ステータコア１１ａの外周に焼き嵌めによって固着され、両側の開口端にブラケット１３，１４が配置され、軸受１５、１６によってロータ１２を回転自在に支承する。光学式エンコーダ２の回転部は回転軸１２ｂに、固定部は反出力軸側ブラケット１３に固定する。
【００２３】
ここで、熱の移動経路について説明する。モータ巻線１１ｂによる発熱量は、エンドインシュレータ１１ｃを介してステータコア１１ａに伝導された後、フレーム１７に伝導される経路と、出力軸側のブラケット１４と反出力軸側のブラケット１３およびロータ１２に放射される経路がある。実施の形態１は、反出力軸側のブラケット１３のモータ巻線１１ｂと対向する表面にセラミック塗料１８を塗布（破線で示す）することで、モータ巻線１１ｂからの熱線を跳ね返し、熱放散する。
【００２４】
セラミック塗料１８の代表例として、クールサーム（登録商標）があげられる。このセラミック塗料１８は、脂肪化合族ウレタン樹脂エマルジョン、アクリル樹脂、特殊セラミックを主成分としており、各波長を跳ね返すため厳密にサイズに分けされた４種類の特殊セラミックが塗膜内に別々の深さに移動し整然と並び重なる。これにより、特殊セラミックが相互に補完し合って広い領域で熱線を跳ね返し、熱放散するため、エンコーダ２にモータ巻線１１ｂの熱が伝わるのを防止する。
【００２５】
なお、アルミニウム製のブラケット１３との密着性を改善するためプライマー処理した上に塗布し、塗膜は２００μｍ程度にする。
（実施の形態２）
実施の形態２（図２)は、実施の形態１に加えて、ハイブリット遠赤外線塗料を塗布したものであり、相違点を中心に説明する。
【００２６】
図２において、図１と異なるのは、モータ巻線２１ｂとフレーム２７の内周面に、ハイブリット遠赤外線塗料２９を塗布する点である。ハイブリット遠赤外線塗料２９は、シリコンベースとしたシラノール（Ｓｉ-ＯＨ）を主成分とするバインダー部と、粒径０．５μ以下のセラミック製の各種機能材料部とからなり、塗膜は２０μｍ程度でよく、スプレー塗りや刷毛塗りで塗布する。
【００２７】
ハイブリッド遠赤外線放射塗料２９は、モータ巻線２１ｂを有するステータ２１にフレーム２７を装着した後、ブラケット２３，２４との嵌合部を除いたフレーム２７の内周面とモータ巻線２１ｂに塗布する（破線で示す）。キルヒホッフの法則より、遠赤外線をよく吸収する物体は、遠赤外線の放射性も優れている特性を利用する。すなわち、モータ巻線２１ｂの熱放射をより促進し、その放射熱をフレーム２７の内周面にて効率よく吸収させる。実施の形態１と同様にブラケット２３には、セラミック塗料１８が塗布されており、モータ巻線２１ｂの熱線を跳ね返す。
【００２８】
なお、フレーム２７の外周面にもハイブリッド遠赤外線放射塗料２９を塗布すれば、フレーム２７に伝導あるいは放射によって移動した熱量を、フレーム２７の外周面からより効率的に放射できる。
【００２９】
このように、セラミック塗料とハイブリット遠赤外線放射塗料をモータ内部あるいはフレーム外周面に選択的に塗布することによって冷却効率を高めることができ、小型軽量、高出力なエンコーダ付モータを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のエンコーダ付モータは、高性能が要望されるサーボモータに最適であり、長寿命化を目指す用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるエンコーダ付モータの断面図
【図２】本発明の実施の形態２におけるエンコーダ付モータの断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  モータ
２  光学式エンコーダ
３  保護カバー
１１，２１  ステータ
１１ａ，２１ａ  ステータコア
１１ｂ，２１ｂ  モータ巻線
１２，２２  ロータ
１３，２３  ブラケット（反出力軸側）
１４，２４  ブラケット（出力軸側）
１５，１６  軸受
１７，２７  フレーム
１８  セラミック塗料
２９  ハイブリッド遠赤外線放射塗料
【図１】
2009261118.tif 000003
【図２】
2009261118.tif 000004