磁気式エンコーダを搭載した電動機
【課題】冷却ファンのカバー上にエンコーダを取り付けると、エンコーダのカバーが吸気口を塞いでしまい、その裏側には冷却封が流れないため風量の低下、電動機の冷却が部分的に不均一になり、電動機の温度上昇を招く。従来の方法では、エンコーダ本体を吸気口から離して設置し通風面積を確保したり、電動機を低発熱の設計とする手段が取られているが、いずれも電動機寸法が大きくなる手段であり、電動機の設置スペースの増大につながっていた。
【解決手段】磁気式エンコーダを搭載した電動機において、回転円板７を中空のリングとし、回転円板７の内周に凹凸を設けることでエンコーダの磁気センサ８が冷却風の吸気口９を塞ぐことがなく、電動機外周に流れる風量を均一にし電動機が部分的に熱くなることがなく、効率良く冷却することができる。
【解決手段】磁気式エンコーダを搭載した電動機において、回転円板７を中空のリングとし、回転円板７の内周に凹凸を設けることでエンコーダの磁気センサ８が冷却風の吸気口９を塞ぐことがなく、電動機外周に流れる風量を均一にし電動機が部分的に熱くなることがなく、効率良く冷却することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転検出器付き電動機であり検出手段として磁気式エンコーダを使用している電動機の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気式エンコーダは他の方式の光学式エンコーダと比べて信頼性が高い、回転体が単純で強度に優れ高速回転に適しているなどの利点があり、車両用電動機や工作機械主軸用電動機に広く利用されている。
【０００３】
磁気式エンコーダは検出円板が電動機の軸に取り付けられて回転し、外周に設けられた凹凸を磁気変化として近接設置された磁気センサが検出し、電動機の角度位置情報として上位制御装置へ送信する。制御装置は電動機の角度と回転速度を常に知ることができるため、電動機の位置決めや速度制御を高精度で行なうことができるので、電動機の制御には欠かせないものになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０４３６号公報
【特許文献２】特開２００８−３０６９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気式エンコーダは回転円板を電動機の軸に取り付ける。円板の外周には凹凸があり、それを読み取れるように円板の外側に磁気センサを電動機のフレーム部材に固定して取り付ける。
【０００６】
磁気式エンコーダの磁気センサの保護と回転体に人体が触れることを防ぐ目的で、カバーが取り付けられている。電動機には発熱を冷却する冷却ファンが電動機の軸に取り付けられており、磁気式エンコーダは冷却ファンの後方の軸に取り付けられる。冷却ファンのカバーには吸気口が設けられており、電動機の軸の回転により冷却ファンも回転し、電動機の後方より空気を吸い込み、電動機の表面に冷却風を流して電動機を冷却する。
【０００７】
冷却ファンのカバー上にエンコーダを取り付けると、エンコーダのカバーが吸気口を塞いでしまい、その裏側には冷却封が流れないため風量の低下、電動機の冷却が部分的に不均一になり、電動機の温度上昇を招く。
【０００８】
この課題を解決するために従来の方法では、エンコーダ本体を吸気口から離して設置し通風面積を確保し、あるいは、電動機を低発熱の設計とする手段が取られているが、いずれも電動機寸法が大きくなる手段であり、電動機の設置スペースの増大につながっていた。
【０００９】
電動機の大きさとエンコーダの大きさの関係のバランスが悪い例として、電動機の外径よりもエンコーダ部分が飛び出している形態の場合、エンコーダの寸法に合わせて設置されるスペースを確保する必要がある。
【００１０】
また、電動機全体が円筒のケースに収まって設置されるような場合は、電動機の外径より飛び出しているエンコーダが電動機取り付けの際の障害となるため、電動機本体をケースに一旦組み付けた後、エンコーダを後付けするといった手段が取られ、組立て性が悪いという課題があった。
【００１１】
別の手段として、回転円板の直径を小さくしてエンコーダを電動機の外径より出っ張らないようにする手段があるが、回転円板外周の凹凸の数は円板の直径に比例するため、直径を小さくすれば一回転当たりの凹凸の数が少なくなり、角度分解能が小さくなってしまい、位置決め精度が悪化してしまう問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の磁気式エンコーダを搭載した電動機は、回転軸に取り付けられた回転円板の内周に凹凸の検出溝があり、前記回転円板の内側に磁気センサが設置されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の磁気式エンコーダを搭載した電動機は、更に、冷却ファンカバーの前面に、吸気口よりも小径の保護カバーが設置され、前記回転軸の前方に設けられたエンコーダの回転円板が、前記保護カバー内で回転可能に配置され、前記保護カバー内には、エンコーダの磁気センサが軸中心から半径方向に向かって配置されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の磁気式エンコーダを搭載した電動機は、更に、エンコーダの回転円板は、冷却ファンカバー内に配置される冷却ファンに直接設置され、前記冷却ファンカバーに直接配置された保護カバー６にエンコーダの磁気センサと共に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エンコーダとそれを保護するカバーが電動機の中心に集まっており、エンコーダが電動機の吸気口を塞ぐことがなく、電動機外周に流れる風量を均一にすることができ電動機が部分的に熱くなることがなく効率良く冷却することできるので、電動機の小型化することができる。
【００１６】
エンコーダが電動機の外径よりも出っ張るということがないので、エンコーダを後付けする必要がなく、組立て性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の電動機の一実施例を示す図である。
【図２】図２は本発明の電動機の他の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の実施例１の電動機を示している。図１において、１は固定子枠、２はエンドブラケット、３は回転軸、４は冷却ファン、５は冷却ファンカバー、６は保護カバー、７はエンコーダ（回転円板）、８はエンコーダ（磁気センサ）、９は吸気口を示している。
【００２０】
電動機の固定子枠１に接続されたエンドブラケット２に、電動機の回転軸３が回転可能に軸支され、回転軸３には冷却ファン４が取り付けられていて、回転軸３の回転に伴い冷却ファン４が回転する。冷却ファン４を覆う冷却ファンカバー５の前面には、円環状の吸気口９が設けられており、冷却ファン４の回転により、吸気口５から空気が電動機内部に流入して空冷を行う。
【００２１】
実施例１の電動機では、冷却ファンカバー５の前面に、吸気口５よりも小径の保護カバー６が設けられ、回転軸３の前方に設けられたエンコーダの回転円板７が、保護カバー６内で回転可能に配置される。また、保護カバー６内には、エンコーダの磁気センサ８が軸中心から半径方向に向かって配置される。
【００２２】
エンコーダの回転円板７の円筒部の内周には、凹凸の検出溝が設けられており、エンコーダの回転円板７の回転時に、エンコーダの磁気センサ８が、円筒部の内周の凹凸の検出溝を検出して、電動機の回転速度を検出する。
【００２３】
実施例１では、上記構造により、エンコーダ（回転円板）７とエンコーダ（磁気センサ）とを、冷却ファンカバー５の吸気口からの空気の吸入を妨げることなく、更にコンパクトに配置することができる。
【実施例２】
【００２４】
図２は本発明の実施例２の電動機を示している。図２において、１は固定子枠、２はエンドブラケット、３は回転軸、４は冷却ファン、５は冷却ファンカバー、６は保護カバー、７はエンコーダ（回転円板）、８はエンコーダ（磁気センサ）、９は吸気口を示している。
【００２５】
実施例１では、保護カバー６が冷却ファンカバー５の前方に配置され、エンコーダ（回転円板）７とエンコーダ（磁気センサ）８とが、保護カバー６内に配置されるのに対して、実施例２では、エンコーダ（回転円板）７は、冷却ファンカバー５内に配置される冷却ファン４に直接設置され、冷却ファンカバー５に直接配置された保護カバー６内にエンコーダ（磁気センサ）８と共に配置される。
【００２６】
実施例２では、上記構造により、エンコーダ（回転円板）７とエンコーダ（磁気センサ）とを、冷却ファンカバー５の吸気口からの空気の吸入を妨げることなく、更にコンパクトに配置することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１ 固定子枠
２ エンドブラケット
３ 回転軸
４ 冷却ファン
５ 冷却ファンカバー
６ 保護カバー
７ エンコーダの回転円板
８ エンコーダの磁気センサ
９ 吸気口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転検出器付き電動機であり検出手段として磁気式エンコーダを使用している電動機の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気式エンコーダは他の方式の光学式エンコーダと比べて信頼性が高い、回転体が単純で強度に優れ高速回転に適しているなどの利点があり、車両用電動機や工作機械主軸用電動機に広く利用されている。
【０００３】
磁気式エンコーダは検出円板が電動機の軸に取り付けられて回転し、外周に設けられた凹凸を磁気変化として近接設置された磁気センサが検出し、電動機の角度位置情報として上位制御装置へ送信する。制御装置は電動機の角度と回転速度を常に知ることができるため、電動機の位置決めや速度制御を高精度で行なうことができるので、電動機の制御には欠かせないものになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０４３６号公報
【特許文献２】特開２００８−３０６９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気式エンコーダは回転円板を電動機の軸に取り付ける。円板の外周には凹凸があり、それを読み取れるように円板の外側に磁気センサを電動機のフレーム部材に固定して取り付ける。
【０００６】
磁気式エンコーダの磁気センサの保護と回転体に人体が触れることを防ぐ目的で、カバーが取り付けられている。電動機には発熱を冷却する冷却ファンが電動機の軸に取り付けられており、磁気式エンコーダは冷却ファンの後方の軸に取り付けられる。冷却ファンのカバーには吸気口が設けられており、電動機の軸の回転により冷却ファンも回転し、電動機の後方より空気を吸い込み、電動機の表面に冷却風を流して電動機を冷却する。
【０００７】
冷却ファンのカバー上にエンコーダを取り付けると、エンコーダのカバーが吸気口を塞いでしまい、その裏側には冷却封が流れないため風量の低下、電動機の冷却が部分的に不均一になり、電動機の温度上昇を招く。
【０００８】
この課題を解決するために従来の方法では、エンコーダ本体を吸気口から離して設置し通風面積を確保し、あるいは、電動機を低発熱の設計とする手段が取られているが、いずれも電動機寸法が大きくなる手段であり、電動機の設置スペースの増大につながっていた。
【０００９】
電動機の大きさとエンコーダの大きさの関係のバランスが悪い例として、電動機の外径よりもエンコーダ部分が飛び出している形態の場合、エンコーダの寸法に合わせて設置されるスペースを確保する必要がある。
【００１０】
また、電動機全体が円筒のケースに収まって設置されるような場合は、電動機の外径より飛び出しているエンコーダが電動機取り付けの際の障害となるため、電動機本体をケースに一旦組み付けた後、エンコーダを後付けするといった手段が取られ、組立て性が悪いという課題があった。
【００１１】
別の手段として、回転円板の直径を小さくしてエンコーダを電動機の外径より出っ張らないようにする手段があるが、回転円板外周の凹凸の数は円板の直径に比例するため、直径を小さくすれば一回転当たりの凹凸の数が少なくなり、角度分解能が小さくなってしまい、位置決め精度が悪化してしまう問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の磁気式エンコーダを搭載した電動機は、回転軸に取り付けられた回転円板の内周に凹凸の検出溝があり、前記回転円板の内側に磁気センサが設置されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の磁気式エンコーダを搭載した電動機は、更に、冷却ファンカバーの前面に、吸気口よりも小径の保護カバーが設置され、前記回転軸の前方に設けられたエンコーダの回転円板が、前記保護カバー内で回転可能に配置され、前記保護カバー内には、エンコーダの磁気センサが軸中心から半径方向に向かって配置されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の磁気式エンコーダを搭載した電動機は、更に、エンコーダの回転円板は、冷却ファンカバー内に配置される冷却ファンに直接設置され、前記冷却ファンカバーに直接配置された保護カバー６にエンコーダの磁気センサと共に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エンコーダとそれを保護するカバーが電動機の中心に集まっており、エンコーダが電動機の吸気口を塞ぐことがなく、電動機外周に流れる風量を均一にすることができ電動機が部分的に熱くなることがなく効率良く冷却することできるので、電動機の小型化することができる。
【００１６】
エンコーダが電動機の外径よりも出っ張るということがないので、エンコーダを後付けする必要がなく、組立て性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の電動機の一実施例を示す図である。
【図２】図２は本発明の電動機の他の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の実施例１の電動機を示している。図１において、１は固定子枠、２はエンドブラケット、３は回転軸、４は冷却ファン、５は冷却ファンカバー、６は保護カバー、７はエンコーダ（回転円板）、８はエンコーダ（磁気センサ）、９は吸気口を示している。
【００２０】
電動機の固定子枠１に接続されたエンドブラケット２に、電動機の回転軸３が回転可能に軸支され、回転軸３には冷却ファン４が取り付けられていて、回転軸３の回転に伴い冷却ファン４が回転する。冷却ファン４を覆う冷却ファンカバー５の前面には、円環状の吸気口９が設けられており、冷却ファン４の回転により、吸気口５から空気が電動機内部に流入して空冷を行う。
【００２１】
実施例１の電動機では、冷却ファンカバー５の前面に、吸気口５よりも小径の保護カバー６が設けられ、回転軸３の前方に設けられたエンコーダの回転円板７が、保護カバー６内で回転可能に配置される。また、保護カバー６内には、エンコーダの磁気センサ８が軸中心から半径方向に向かって配置される。
【００２２】
エンコーダの回転円板７の円筒部の内周には、凹凸の検出溝が設けられており、エンコーダの回転円板７の回転時に、エンコーダの磁気センサ８が、円筒部の内周の凹凸の検出溝を検出して、電動機の回転速度を検出する。
【００２３】
実施例１では、上記構造により、エンコーダ（回転円板）７とエンコーダ（磁気センサ）とを、冷却ファンカバー５の吸気口からの空気の吸入を妨げることなく、更にコンパクトに配置することができる。
【実施例２】
【００２４】
図２は本発明の実施例２の電動機を示している。図２において、１は固定子枠、２はエンドブラケット、３は回転軸、４は冷却ファン、５は冷却ファンカバー、６は保護カバー、７はエンコーダ（回転円板）、８はエンコーダ（磁気センサ）、９は吸気口を示している。
【００２５】
実施例１では、保護カバー６が冷却ファンカバー５の前方に配置され、エンコーダ（回転円板）７とエンコーダ（磁気センサ）８とが、保護カバー６内に配置されるのに対して、実施例２では、エンコーダ（回転円板）７は、冷却ファンカバー５内に配置される冷却ファン４に直接設置され、冷却ファンカバー５に直接配置された保護カバー６内にエンコーダ（磁気センサ）８と共に配置される。
【００２６】
実施例２では、上記構造により、エンコーダ（回転円板）７とエンコーダ（磁気センサ）とを、冷却ファンカバー５の吸気口からの空気の吸入を妨げることなく、更にコンパクトに配置することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１ 固定子枠
２ エンドブラケット
３ 回転軸
４ 冷却ファン
５ 冷却ファンカバー
６ 保護カバー
７ エンコーダの回転円板
８ エンコーダの磁気センサ
９ 吸気口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気式エンコーダを搭載した電動機において、
回転軸に取り付けられた回転円板の内周に凹凸の検出溝があり、前記回転円板の内側に磁気センサが設置されていることを特徴とする磁気式エンコーダを搭載した電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気式エンコーダを搭載した電動機において、
冷却ファンカバーの前面に、吸気口よりも小径の保護カバーが設置され、前記回転軸の前方に設けられたエンコーダの回転円板が、前記保護カバー内で回転可能に配置され、前記保護カバー内には、エンコーダの磁気センサが軸中心から半径方向に向かって配置されることを特徴とする磁気式エンコーダを搭載した電動機。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気式エンコーダを搭載した電動機において、
エンコーダの回転円板は、冷却ファンカバー内に配置される冷却ファンに直接設置され、前記冷却ファンカバーに直接配置された保護カバーにエンコーダの磁気センサと共に配置されることを特徴とする磁気式エンコーダを搭載した電動機。
【請求項１】
磁気式エンコーダを搭載した電動機において、
回転軸に取り付けられた回転円板の内周に凹凸の検出溝があり、前記回転円板の内側に磁気センサが設置されていることを特徴とする磁気式エンコーダを搭載した電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気式エンコーダを搭載した電動機において、
冷却ファンカバーの前面に、吸気口よりも小径の保護カバーが設置され、前記回転軸の前方に設けられたエンコーダの回転円板が、前記保護カバー内で回転可能に配置され、前記保護カバー内には、エンコーダの磁気センサが軸中心から半径方向に向かって配置されることを特徴とする磁気式エンコーダを搭載した電動機。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気式エンコーダを搭載した電動機において、
エンコーダの回転円板は、冷却ファンカバー内に配置される冷却ファンに直接設置され、前記冷却ファンカバーに直接配置された保護カバーにエンコーダの磁気センサと共に配置されることを特徴とする磁気式エンコーダを搭載した電動機。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１２５２０１（Ｐ２０１１−１２５２０１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３２６９（Ｐ２００９−２８３２６９）
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（５０２１２９９３３）株式会社日立産機システム (1,140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（５０２１２９９３３）株式会社日立産機システム (1,140)
【Ｆターム（参考）】
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