JPH0615515Y2 - 減速機付アクチュエータ - Google Patents

減速機付アクチュエータ

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JPH0615515Y2
JPH0615515Y2 JP15061589U JP15061589U JPH0615515Y2 JP H0615515 Y2 JPH0615515 Y2 JP H0615515Y2 JP 15061589 U JP15061589 U JP 15061589U JP 15061589 U JP15061589 U JP 15061589U JP H0615515 Y2 JPH0615515 Y2 JP H0615515Y2
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JP
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actuator
heat transfer
frame
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load side
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恭祐 宮本
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Yaskawa Electric Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は多関節ロボットの関節駆動用などに使用される
減速機付アクチュエータに関する。
[従来の技術] 従来、アクチュエータに内蔵されるハーモニック減速機
では、アクチュエータにフレームの内側に軸受を介して
サーキュラスプラインが設けられ、サーキュラスプライ
ンの内周に接触するカップ状のフレックススプラインが
設けられ、フレックススプラインの内周にはウエーブジ
ェネレータが設けられ、ウエーブジェネレータにはハー
モニック減速機の入力軸が固定されている。このハーモ
ニック減速機の入力軸に、ロボットのアームを駆動する
モータの出力軸を結合し、ハーモニック減速機の出力軸
をロボットのアームに固定して、アクチュエータを構成
していた(例えば特公昭58−7436号公報)。
しかし、ハーモニック減速機に結合されるモータがハー
モニック減速機から軸方向に突出して、長さ方向が長く
なるため、第9図に示すように改良したものがある。す
なわち、サーキュラスプライン3の内周に接触するシル
クハット形状のフレックススプライン4の内側に、ウエ
ーブジェネレータ5とともにモータ6が配置され、モー
タ6のフレーム12の端部にフランジ部7′を設けて、
アクチュエータフレーム1に固定し、アクチュエータの
長さ方向を短くしたものがある。
[考案が解決しようとする課題] ところで、モータと減速機一体形のアクチュエータで
は、モータ部分と減速機部分の両方から損失熱が発生す
る。とくにアクチュエータがサーボロック時(通電状態
で回転数が0のとき)には急激に発生熱が大きくなる。
上記構成ではモータ6に発生した熱はフレーム12およ
びフランジ部7′に伝わり、大気と大きな接触面で接触
するアクチュエータフレーム1に伝達され、冷却され
る。しかしモータの発生熱が冷却されるまでの伝達経路
が長いので、熱抵抗が大きくなる。したがって、発生熱
はアクチュエータの内部に篭ってしまい、モータの電動
子巻線の温度が許容温度を越えてしまうという欠点があ
った。
本考案は、モータの発生熱を効果的に外部に排出し、小
形軽量で出力の大きいアクチュエータを提供することを
目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本考案は、中空円筒状のアクチュエータフレームと、前
記アクチュエータフレームの一方端面に設けられた反負
荷側ブラケットと、他方端面に設けられた負荷側ブラケ
ットと、前記負荷側ブラケットに軸受を介して設けら
れ、端面にアクチュエータの出力軸を構成したリング状
のサーキュラスプラインと、前記サーキュラスプライン
の内周に接触させて設けられ、フランジ部を前記アクチ
ュエータフレームの一方端面に固定したシルクハット状
のフレックススプラインと、前記フレックススプライン
の内周に軸受を介して接触させた楕円状のウエーブジェ
ネレータと、前記ウエーブジェネレータの内周に出力軸
を固定させたモータと、前記モータの固定子鉄心の外周
に設けられ、前記反負荷側ブラケットに固定されたモー
タフレームとをそなえた減速機付アクチュエータにおい
て、前記アクチュエータフレームと、前記反負荷側ブラ
ケットと、前記モータフレームとに沿って前記モータフ
レームの構成材料よりも熱伝導率の高い材料よりなる伝
熱体を備えた減速機付アクチュエータである。
[作用] モータからの発生熱はモータフレームに伝わるが、モー
タフレームに設けられた熱伝導率の高い伝熱体に大部分
の発生が伝達され、その熱が反負荷側ブラケットに設け
られた伝熱体に伝達され、さらに、アクチュエータフレ
ームに設けられた伝熱体に伝達される。その伝熱体から
直接、またはアクチュエータフレームを介して外気に放
熱される。
熱の主な発生部分であるモータから外気に放熱されるま
での経路は、アクチュエータの剛性を受け持つ部分とは
別に、熱伝導率の高い材料の伝熱体で構成されているの
で、モータの内部に熱が篭ることなく外気に放熱され、
モータの冷却効果が向上する。
[実施例] 本考案を図に示す実施例について説明する。
第1図は本考案の実施例の一部を断面で示した側断面
図、第2図はその正断面図で、中空円筒状のアクチュエ
ータフレーム1の外周に冷却フィン11が設けられ、一
方端面には軸方向に伸びる複数個の外側挿入穴12が円
周方向に等間隔に設けられ、外側挿入穴12の間に取付
けボルト穴13が設けられている。アクチュエータフレ
ーム1の他方端面に負荷側ブラケット2が固定されてい
る。負荷側ブラケット2には軸受21を介してリング状
のサーキュラスプライン3を設け、端面にアクチュエー
タの出力軸31を構成している。また、サーキュラスプ
ライン3の内周に接触させてシルクハット状のフレック
ススプライン4を設け、フレックススプライン4のフラ
ンジ部41をアクチュエータフレーム1の一方端面に固
定してある。フランジ部41には前記外側挿入穴12と
同じピッチで貫通穴42が設けられている。また、フレ
ックススプライン4の内周には軸受43を介して接触さ
れた楕円状のウエーブジェネレータ5が設けられてい
る。ウエーブジェネレータ5の内周には、モータ6のモ
ータ出力軸61が固定されている。モータ出力軸61の
一方端部は軸受62を介してサーキュラスプライン3の
内周に支持されている。モータ出力軸61の中間部の外
周にはモータ6の界磁を構成する永久磁石63が固定さ
れて、回転子を構成している。永久磁石63の外周に空
隙を介して対向するように円筒状の固定鉄心64が配置
され、固定子鉄心64には円筒状の電機子巻線65が固
定されている。固定子鉄心64の外周にはモータフレー
ム66が固定されている。アクチュエータフレーム1の
一方端面には反負荷側ブラケット7がフレックススプラ
イン4のフランジ部41を挟んで固定され、内側にはモ
ータフレーム66の端面が固定されている。なお反負荷
側ブラケット7とモータフレーム66は一体成形しても
良い。
また、反負荷側ブラケット7には第2図に示すように、
前記外側挿入穴12の中心角ピッチと同じ中心角で等間
隔で、かつ放射状に配置された複数の挿入溝71が設け
られ、前記外側挿入穴12と連通するようにしてある。
モータフレーム66には軸方向に伸びる内側挿入穴67
が前記外側挿入穴12と同じ数だけ円周方向に等間隔に
複数個設けられ、挿入溝71と連通するようにしてあ
る。
外側挿入穴12と挿入溝71と内側挿入穴67には、銅
やヒートパイプなど、アクチュエータフレーム、および
モータフレームを構成する鋼材よりも熱伝導率の高い材
料よりなるU字状に繋った伝熱体8である伝熱バー8
1、82、83がそれぞれ挿入されている。
反負荷側ブラケット7にはモータ出力軸61の反負荷側
を支持する反負荷側軸受68が設けられるとともに、モ
ータ6に直結する回転検出器9が固定されている。
このような構成により、モータ6からの発生熱はモータ
フレーム66に伝わるが、モータフレーム66に設けら
れた熱伝導率の高い伝熱バー83に大部分の発生熱が伝
達され、伝熱レバーの反負荷側ブラケット7の挿入溝7
1に設けられた伝熱バー82を通り、アクチュエータフ
レーム1に設けられた外側挿入穴12の中の伝熱バー8
1に伝達される。その伝熱バー81からアクチュエータ
フレーム1を介して外気に放熱される。
熱の発生部分から外気に放熱されるまでの経路は、熱伝
導率の高い材料よりなる伝熱体で構成されているので、
モータの内部に熱が篭ることなく外気に放熱され、モー
タの冷却効果が向上する。
なお、モータフレーム66と反負荷側ブラケット7とが
一体に構成されている場合は、第3図に示すように、伝
熱バー83を分割し、外側挿入穴12と挿入溝71とに
入る部分の伝熱バー81、82をL字状に形成し、内側
挿入穴67には負荷側から伝熱バー83を入れて、反負
荷側ブラケット7の根元で伝熱バー82と83を接合す
るようにしてもよい。
また、伝熱レバー81、82、83を第4図に示すよう
に、外側挿入穴12と挿入溝71と内側挿入穴67のそ
れぞれに挿入される部分を分割して、組立時にそれぞれ
をボルトや溶接などにより接合するようにしてもよい。
また、反負荷側ブラケット7に挿入溝を設けず、伝熱バ
ー82に相当する伝熱体8の部分を第5図に示すよう
に、熱伝導率の高い材料により、円環状の伝熱盤82′
により形成する。そして、外側挿入穴12と内側挿入穴
67に挿入される伝熱バー81、83を伝熱盤82′に
固定し、伝熱盤82′を取付け穴84にボルトを通して
反負荷側ブラケット7に固定するようにしてもよい。
また、内側挿入穴67を設けず、第6図に示すように、
モータフレームの外周を覆う円筒状の内側伝熱管83′
を熱伝導率の高い材料により形成し、伝熱盤82′の内
側に結合し、外側には伝熱バー81を固定して反負荷側
ブラケット7に固定させるようにしてもよい。
さらに、外側挿入穴12に挿入される伝熱バー81の代
わりに、第7図に示すように、アクチュエータフレーム
1の外周に嵌合する外側伝熱管81′を設け、伝熱盤8
2′の外周に接合して伝熱経路の熱抵抗を低くするとと
もに、外側伝熱管81′が直接外気と接触するようにし
て、アクチュエータの剛性を受け持つ部分と熱伝導を受
け持つ部分を分けて構成してもよい。この場合、反負荷
側ブラケット7とアクチュエータフレーム1との間に、
フレックススプライン4のフランジ部41とともに伝熱
盤82′を挟んでボルトにより固定する。
なお、反負荷側ブラケット7とアクチュエータフレーム
1との間の固定作用に対する伝熱盤82′の熱膨張の影
響を除く必要がある場合は、反負荷側ブラケット7に突
起を設けて直接アクチュエータフレーム1、またはフレ
ックススプライン4のフランジ部41に突き当たるよう
にしておけば良い。
また、第8図に示すように、外側伝熱管81′に冷却フ
ィン11′を設けて、外気との熱交換の効率を高めるよ
うにしてもよい。
[考案の効果] 以上述べたように、本考案によれば、アクチュエータの
内部に設けられたモータから発生熱をアクチュエータの
外周に伝達するために、熱伝導率の高い材料よりなる伝
熱体を、剛性を備えた構成要素とは別に設けてあるの
で、熱伝達が極めて急速に行はれる。したがって、モー
タの温度上昇の低い、小形で高出力のアクチュエータを
提供しうる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本考案の実施例を示す側断面図、第2図は第1
図に示すII−II断面に沿う正断面図、第3図は伝熱体の
一部を示す斜視図、第4図、第5図、第6図、第7図は
他の実施例の伝熱体の一部を示す斜視図、第8図は他の
実施例の側断面図、第9図は従来例の側断面図である。 1…アクチュエータフレーム、2…負荷側ブラケット、
3…サーキュラスプライン、4…フレックススプライ
ン、41…フランジ部、5…ウエーブジェネレータ、6
…モータ、64…固定子鉄心、66…モータフレーム、
67…内側挿入穴、7…反負荷側ブラケット、71…挿
入溝、8…伝熱体、81、82、83…伝熱バー、8
1′…外側伝熱管、82′…伝熱盤、83′…内側伝熱

Claims (10)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】中空円筒状のアクチュエータフレームと、
    前記アクチュエータフレームの一方端面に設けられた反
    負荷側ブラケットと、他方端面に設けられた負荷側ブラ
    ケットと、前記負荷側ブラケットに軸受を介して設けら
    れ、端面にアクチュエータの出力軸を構成したリング状
    のサーキュラスプラインと、前記サーキュラスプライン
    の内周に接触させて設けられ、フランジ部を前記アクチ
    ュエータフレームの一方端面に固定したシルクハット状
    のフレックススプラインと、前記フレックススプライン
    の内周に軸受を介して接触させた楕円状のウエーブジェ
    ネレータと、前記ウエーブジェネレータの内周に出力軸
    を固定させたモータと、前記モータの固定子鉄心の外周
    に設けられ、前記反負荷側ブラケットに固定されたモー
    タフレームとをそなえた減速機付アクチュエータにおい
    て、 前記アクチュエータフレームと、前記反負荷側ブラケッ
    トと、前記モータフレームとに沿って前記モータフレー
    ムの構成材料よりも熱伝導率の高い材料よりなる伝熱体
    を備えたことを特徴とする減速機付アクチュエータ。
  2. 【請求項2】前記アクチュエータフレームの一方端面に
    円周方向に等間隔に設けられた軸方向に伸びる複数個の
    外側挿入穴と、 前記反負荷側ブラケットに前記外側挿入穴の中心角ピッ
    チと同じ中心角で等間隔に、かつ放射状に配置され、前
    記外側挿入穴と連通するようにした複数の挿入溝と、 前記モータフレームに軸方向に伸び、前記外側挿入穴と
    同じ数だけ円周方向に等間隔に複数個設けられ、前記挿
    入溝と連通するようにした内側挿入穴とを設け、 前記外側挿入穴と前記挿入溝と前記内側挿入穴とに伝熱
    体を挿入した請求項1記載の減速機付アクチュエータ。
  3. 【請求項3】前記伝熱体が、U字状に一体成形された請
    求項1または2記載の減速機付アクチュエータ。
  4. 【請求項4】前記伝熱体が、前記外側挿入穴と前記挿入
    溝と前記内側挿入穴とに挿入される部分にそれぞれ分割
    された伝熱バーを接合して構成された請求項1から3ま
    でのいずれか1項に記載の減速機付アクチュエータ。
  5. 【請求項5】前記反負荷側ブラケットに沿って設けられ
    た伝熱体が、円板状に形成された請求項1記載の減速機
    付アクチュエータ。
  6. 【請求項6】前記モータフレームとに沿って設けられた
    伝熱体が、前記モータフレームの外周を覆うように管状
    に形成された請求項1または5記載の減速機付アクチュ
    エータ。
  7. 【請求項7】前記アクチュエータフレームに沿って設け
    られた伝熱体が、前記アクチュエータフレームの外周を
    覆うように管状に形成された請求項1、5または6のい
    ずれか1項に記載の減速機付アクチュエータ。
  8. 【請求項8】前記アクチュエータフレームに沿って設け
    られた伝熱体の外周に冷却フィンを備えた請求項7記載
    の減速機付アクチュエータ。
  9. 【請求項9】前記伝熱体の材質が銅である請求項1から
    8までのいずれか1項に記載の減速機付アクチュエー
    タ。
  10. 【請求項10】前記伝熱体がヒートパイプで構成された
    請求項1から8までのいずれか1項に記載の減速機付ア
    クチュエータ。
JP15061589U 1989-12-26 1989-12-26 減速機付アクチュエータ Expired - Lifetime JPH0615515Y2 (ja)

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JPH0391052U JPH0391052U (ja) 1991-09-17
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JPH0391052U (ja) 1991-09-17

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