JPH06292346A - 制御装置一体形サーボモータ - Google Patents

制御装置一体形サーボモータ

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JPH06292346A
JPH06292346A JP5077020A JP7702093A JPH06292346A JP H06292346 A JPH06292346 A JP H06292346A JP 5077020 A JP5077020 A JP 5077020A JP 7702093 A JP7702093 A JP 7702093A JP H06292346 A JPH06292346 A JP H06292346A
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Takao Mizutani
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小形低コストで、低振動、低騒音、低温度上
昇の制御装置一体形サーボモータを得る。 【構成】 アンプ部28とサーボモ−タ部1を一体構成
した制御装置一体形サーボモータであって、上記アンプ
部28とサーボモ−タ部1との隔壁を構成する隔壁体5
1を設け、上記隔壁体51に上記サーボモ−タ部1の反
負荷側軸受5を支持するハウジング部51bと、上記ハ
ウジング部51bから上記反負荷側軸受5の半径方向に
延長する部分58とを形成した制御装置一体形サーボモ
ータにおいて、上記半径方向に延長する部分58に、上
記アンプ部28のプリント基板58を装着すると共に、
上記プリント基板58に上記サーボモータ部1の速度及
び/又は回転位置を検出する検出器部15の固定部分6
1を装着し、上記検出器部15の回転部分63を上記サ
ーボモータ部1の反負荷側軸受5と回転子2を構成する
回転子鉄心4との間に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、数値制御工作機械等
に使用されるアンプ、検出器、サーボモータを一体化し
た制御装置一体形サーボモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の数値制御工作機械等に使用される
アンプ、検出器、サーボモータを一体化した、すなわち
制御装置一体形サーボモータは、例えば特開昭60ー1
02839号公報に開示されているように、アンプ、検
出器、サーボモータを各々の製造ラインで組立て、最終
ラインでそれらを一体に、かつ、サーボモータの鉄心上
に組付ける製造方法が採用されている。
【0003】図13はこの第1の従来例を示す縦断面図
で、図14はそのシステム構成図を示している。図13
及び図14において、1はサーボモータ部、2は回転子
で、回転軸3に所要の極数の永久磁石4からなる回転子
鉄心が固着されている。5は反負荷側の玉軸受、6は負
荷側の玉軸受で、玉軸受5、6は各々、一方のブラケッ
ト7のハウジング部7a、及び他方のブラケット8のハ
ウジング部8aにより嵌合支承されている。9は固定子
で、鉄心10と、この鉄心10に巻回されたコイル11
とで構成され、フレーム12に固着されている。フレー
ム12の端部の嵌合部12a、12bは、ブラケット7
及び8の端部の嵌合部7b、8bに嵌合し、ねじ(図示
せず)で固定されている。13はコイル11に接続され
た可撓性のリード線で、フレーム12に形成された穴1
2Cから引出され、その先端部にはプラグ14が接続さ
れている。
【0004】15は例えばエンコーダで構成される検出
器部、16はボス部で、このボス部16は回転軸3の軸
端部にナット17で固定されており、このボス部16に
は回転スケール18が固着されている。回転スケール1
8は、一般にはガラスにクロム蒸着が施され、エッチン
グにより所要パターンのスリットが形成されている。1
9は固定スケールで、回転スケール18と同様に製作さ
れ、所要のパターンが形成されており、出力の変化を大
きくするため、回転スケール18とは30〜100μm
の隙間を設定して固定されている。
【0005】20は、例えばLED等の発光素子、21
は複数個の受光素子、22はブラケット7に固定される
コ字形状の取付枠で、発光素子20、固定スケール1
9、受光素子21、プリント基板23が固定されてい
る。プリント基板23には、信号処理回路24が搭載さ
れており、リード線25によりプラグ26に接続され、
またリード線24aにより、発光素子20と接続されて
いる。なお、27は検出器部15のカバーを示してい
る。
【0006】28はアンプ部、29はアンプ部28の外
壁体であるシャーシを示し、このシャーシ29にはフィ
ン29aが設けられ、サーボモータ部1のフレーム12
に固定されている。30はプリント基板で、パワー回路
31、制御回路32が搭載され、スペーサ33を介して
シャーシ29に支持されている。なお、34はシャーシ
29の蓋であり、また、パワー回路31とサーボモータ
部1との電気接続のため、リード線35にはソケット3
6が使用され、制御回路32と検出器部15の電気接続
のため、リード線37の先端部にはソケット38が接続
されている。
【0007】39はファンモータで、羽根39aを備え
ると共に、取付足39bによりブラケット7に固定され
ている。40は風路を形成するファンカバーである。但
し、サーボモータ部1やアンプ部28を冷却する必要の
ない時は、ファンモータ39、ファンカバー40は取付
けなくてもよい。なお、41は押え板、42は止め輪、
43はプレロードスプリングを示している。
【0008】次に、他の従来例として、例えば、特開平
4−210753号公報に開示されているように、サー
ボモータの組立が完了した後、サーボモータ部の反負荷
側のブラケットの回転軸方向に検出器部分の各部品を組
付け、更に、アンプの各部品を組込む製造方法も採用さ
れている。
【0009】図15はこの第2の従来例を示す縦断面図
で、そのシステム構成図は図14と同一である。図にお
いて、9は固定子で、鉄心10と、この鉄心10に巻回
されたコイル11とで構成され、補強リング44、45
が鉄心10に溶接等で固着されている。44a、45a
は補強リング44、45とブラケット8、7との嵌合部
で、この嵌合部44a、45aはブラケット8、7の端
部の嵌合部8b、7bで嵌合し、ねじ(図示せず)で固
定されている。13はコイル11に接続された可撓性の
リード線で、ブラケット7に形成された穴7Cから引出
され、プリント基板46に接続されている。
【0010】28はアンプ部で、検出器部15の回転軸
3の軸方向端部に設けられている。46、48はプリン
ト基板で、このプリント基板46にはパワー回路31が
搭載されており、また、プリント基板48には制御回路
32が搭載されている。なお、その他の構成について
は、図13及び図14に示す第1の従来例と同様であ
り、その説明を省略する。
【0011】次に動作について説明する。図13及び図
14に示す第1の従来例において、アンプ部28に電源
を投入すると、パワー回路31、制御回路32、検出器
部15が動作状態になる。この時、外部から指令信号を
制御回路32に入力すると、パワー回路31は3相交流
から直流に変換した高電圧を増幅した指令信号によりス
イッチングし、所要の周波数・電圧・電流の3相交流に
変換する。
【0012】次に、これをリード線35、13を介して
サーボモータ部1の固定子9のコイル11に供給し、回
転磁界を発生させると共に永久磁石4に作用させ、回転
子2にトルクを発生させ、回転軸3を回転させる。
【0013】従って、検出器部15の回転スケール18
も回転し、スリットにより発光素子20の光を透過・遮
断する。透過光は受光素子21で光電流に変換される
が、回転スケール18、及び固定スケール19のスリッ
トのパターンにより、各種光電流が生成される。この光
電流を信号処理回路24で処理し、検出器信号とする。
【0014】次に、この検出器信号をリード線25、3
7を介して制御回路32へフィードバックし、速度・回
転位置信号とし、指令信号と比較し、差分が零になるよ
うにサーボモータ部1を回転させ、外部機械(図示せ
ず)の駆動を制御する。
【0015】また、コイル11に流れる電流の抵抗損失
による発生熱やパワー回路31のトランジスタ(図示せ
ず)のスイッチング損失による発生熱等により、サーボ
モータ部1や検出器部15、アンプ部28の温度が上昇
するが、ファンモータ39の回転により発生した冷却風
により、サーボモータ部1のフレーム12やブラケット
7の外被及び、アンプ部28のシャーシ29の冷却フィ
ン29aが冷却されるので、温度上昇が抑制される。
【0016】この制御装置一体形サーボモータの組立方
法は、サーボモータ部1、アンプ部28、及び検出器部
15の回転スケール18とボス部16の回転部分と、他
の部品から成る固定部分をそれぞれの組立ラインで組立
てておき、最終組立ラインに集め、組立て、最後にカバ
ー27、ファンモータ39、ファンカバー40を組付け
る。なお、図14及び図15に示す第2の従来例におい
ても、上記第1の従来例と同様に動作するので、その詳
細説明は省略する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御装置一体形
サーボモータにおいて、第1の従来例のようにアンプ部
をサーボモータの鉄心の上に一体に組付けたものは、サ
ーボモータ部の回転軸方向と直角方向の寸法が大きくな
り、特に機械テーブル駆動ボールネジを貫通させるボー
ルネジ直接駆動仕様はテーブルの下の設置スペースが得
られないため使用できない欠点を有している。
【0018】また、アンプ部とサーボモータ部を独立し
て製造するため、サーボモータ部や検出器部のリード線
の接続作業工数が必要で、リード線接続の自動化が困難
となり、検出器部の回転部分と固定部分の組付けにおい
て、回転スケールと固定スケールにゴミが付着したり、
隙間にゴミが噛込まないようにするため、ゴミが入らな
いよう、クリーンルームで組込む必要がある。また、サ
ーボモータ部やアンプ部はクリーニングしてクリーンル
ームに搬入しなければならないが、これらは表面が複雑
な形状をしているため、クリーニングしにくく、作業性
が悪く、コスト高であった。
【0019】更に、ファンモータで冷却するものは、ア
ンプ部が冷却風路中にあり、冷却風が衝突するため、騒
音が高くなり、冷却効率も低い問題点があった。
【0020】また、第2の従来例のように、アンプ部を
反負荷側のブラケットの回転軸方向に組付けたものは、
サーボモータ部の回転軸方向の寸法が長くなり、設置床
面積が多く必要であり、更に、プリント基板が反負荷側
玉軸受から離れているため、プリント基板の支持剛性が
低くて振動が大きく、搭載電子回路部品の取付け部を補
強材等で強固に保持しなければならなかった。
【0021】また、プリント基板にサーボモータのリー
ド線や発光素子を接続しなければならず、接続作業工数
が多く、リード線接続の自動化が困難で、クリーンルー
ムにおける検出部の回転部分と固定部分の組付において
も、サーボモータ部やアンプ部を十分にクリーニングし
なければならず、特にアンプ部は単体で組立てられてい
ないため、各部品のクリーニングをしなければならず、
単体評価ができなかった。このため、アンプ部の組付け
の作業性が悪く、コスト高という問題点があった。
【0022】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、小形低コストで、低振動、低騒
音、低温度上昇の制御装置一体形サーボモータを得るこ
とを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る制御装
置一体形サーボモータは、アンプ部とサーボモ−タ部と
の隔壁を構成する隔壁体を設け、上記隔壁体に上記サー
ボモ−タ部の反負荷側軸受を支持するハウジング部と、
上記ハウジング部から上記反負荷側軸受の半径方向に延
長する部分とを形成し、上記半径方向に延長する部分
に、上記アンプ部のプリント基板を装着すると共に、上
記プリント基板に上記サーボモータ部の速度及び/又は
回転位置を検出する検出器部の固定部分を装着し、上記
検出器部の回転部分を上記サーボモータ部の反負荷側軸
受と回転子を構成する回転子鉄心との間に配置したもの
である。
【0024】第2の発明に係る制御装置一体形サーボモ
ータは、検出器部の固定部分は、上記検出器部の信号処
理回路と少なくとも半導体レーザ及び受光素子からなる
光学ユニットにより構成されると共に、上記検出器部の
回転部分は、少なくとも回転スケールより構成され、上
記光学ユニットと上記回転スケールとは所要隙間を有し
て対向するものである。
【0025】第3の発明に係る制御装置一体形サーボモ
ータは、サーボモータ部を構成すると共に樹脂でモール
ドされる固定子のコイルリード延長部を、上記樹脂と一
体に形成される接続部に接続し、上記接続部をアンプ部
のプリント基板に装着した接続部と着脱可能な接続構成
にしたものである。
【0026】第4の発明に係る制御装置一体形サーボモ
ータは、固定子をモールドする樹脂と一体形成される接
続部と、アンプ部のプリント基板に装着した接続部との
接触長さを、サーボモ−タ部の反負荷側軸受を支持する
ハウジング部と、このハウジング部に支持される軸受と
の嵌合長さより短くしたものである。
【0027】第5の発明に係る制御装置一体形サーボモ
ータは、サーボモータ部の固定子及びコイルリード延長
部を一体に樹脂でモールドして支持部とし、上記コイル
リード延長部から突出したコイルリード先端部の導電部
をアンプ部のプリント基板の導電パターンに接続したも
のである。
【0028】第6の発明に係る制御装置一体形サーボモ
ータは、アンプ部のパワー回路を搭載したプリント基板
を、隔壁体と熱伝達樹脂で一体にモールドしたものであ
る。
【0029】第7の発明に係る制御装置一体形サーボモ
ータは、隔壁体の一部を少なくとも1箇所を延長し、電
気絶縁材をコーティングすると共に導電パターンを形成
したものである。
【0030】第8の発明に係る制御装置一体形サーボモ
ータは、アンプ部のプリント基板と上記アンプ部の蓋に
穴を形成すると共に、サーボモータ部の反負荷側軸受を
支持するハウジング部の回転軸との対向部を回転軸方向
に延長して上記蓋に当接させたものである。
【0031】第9の発明に係る制御装置一体形サーボモ
ータは、ファンモータを備え、上記ファンモータの取付
座をアンプ部の蓋に装着し、上記蓋に複数の冷却フィン
を備えたものである。
【0032】第10の発明に係る制御装置一体形サーボ
モータは、固定子の外周に配置され、上記固定子と一体
に樹脂でモールドされた複数の冷却フィンと、アンプ部
の隔壁体と一体に形成し、配置された複数の冷却フィン
とを同数とし、サーボモータ部の回転軸方向の一直線上
に配置したものである。
【0033】
【作用】第1の発明における反負荷側軸受の半径方向に
延長する部分には、アンプ部のプリント基板が装着さ
れ、このプリント基板にサーボモータ部の速度及び/又
は回転位置を検出する検出器部の固定部分が装着され
る。
【0034】第2の発明における検出器部の信号処理回
路と少なくとも半導体レーザ及び受光素子から構成され
る光学ユニットと、回転スケールとは所要隙間を有して
対向する。
【0035】第3の発明における固定子のコイルリード
延長部は、上記樹脂と一体に形成される接続部に接続さ
れ、上記接続部はアンプ部のプリント基板に装着した接
続部と着脱可能に接続される。
【0036】第4の発明における固定子をモールドする
樹脂と一体形成される接続部と、アンプ部のプリント基
板に装着した接続部との接触長さは、サーボモ−タ部の
反負荷側軸受を支持するハウジング部と、このハウジン
グ部に支持される軸受との嵌合長さより短い。
【0037】第5の発明における支持部は、サーボモー
タ部の固定子及びコイルリード延長部を一体に樹脂でモ
ールドし、上記コイルリード延長部から突出したコイル
リード先端部の導電部をアンプ部のプリント基板の導電
パターンに接続する。
【0038】第6の発明におけるアンプ部のパワー回路
を搭載したプリント基板は、隔壁体と熱伝達樹脂で一体
にモールドされる。
【0039】第7の発明における隔壁体は、その一部が
少なくとも1箇所延長され、電気絶縁材をコーティング
すると共に導電パターンが形成される。
【0040】第8の発明におけるサーボモータ部の反負
荷側軸受を支持するハウジング部の回転軸との対向部
は、回転軸方向に延長し、アンプ部の蓋に当接される。
【0041】第9の発明におけるファンモータの取付座
はアンプ部の蓋に装着され、上記蓋には複数の冷却フィ
ンが形成される。
【0042】第10の発明における複数の冷却フィン
は、固定子の外周に配置され、上記固定子と一体に樹脂
でモールドされる。また、アンプ部の隔壁体と一体に形
成し、配置された複数の冷却フィンは上記冷却フィンと
同数とされ、上記両冷却フィンはサーボモータ部の回転
軸方向の一直線上に配置される。
【0043】
【実施例】実施例1.第1〜第4の発明の一実施例を図
1、図2により説明する。図中、従来例と同一もしくは
相当部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図
1はこの発明の一実施例を示す制御装置一体形サーボモ
ータの縦断面図、図2は検出器部の部分拡大平面断面図
である。
【0044】図1において、51はアンプ部28とサー
ボモータ部1との隔壁を構成する隔壁体のシャーシで、
このシャーシ51の外壁には冷却フィン51aが周方向
に複数個設けられると共に、反負荷側軸受である玉軸受
5が嵌合されるハウジング部51bと、このハウジング
部51bから玉軸受5の半径方向に延長する部分とを一
体にダイカスト等で成型されている。52は図1の上方
に向かって開口する穴52cを有するブラケットで、こ
のブラケット52の端部嵌合部52aは補強リング45
の嵌合部45aと嵌合し、また、端部嵌合部52bはシ
ャーシ51の嵌合部51cと嵌合することにより、アン
プ部28をサーボモータ部1に支持している。
【0045】回転子2は永久磁石からなる回転子鉄心4
を覆うように樹脂53、54で一体にモールドされ、固
定子9は補強リング44、45、ブラケット52、8と
各々一体に樹脂55でモールドされ、更に、冷却フィン
55aもブラケット8に形成された穴8c、及びブラケ
ット52に形成された穴52cを介して樹脂55と各々
一体にモールドされている。56は固定子9の3本のコ
イルリード延長部で、3本の端子57とロー付され、樹
脂55と一体にモールドされたプラグ55bを形成し、
このプラグ55bは、プリント基板58に自動挿入され
たソケット59と着脱可能に構成されている。なお、ソ
ケット59と端子57の接触長さL1 は、ハウジング部
51bと玉軸受5との嵌合長さL2より短く構成されて
いる。
【0046】また、プリント基板58はハウジング部5
1bから玉軸受5の半径方向に延長する部分に取り付け
られ、このプリント基板58には、パワー回路31と信
号処理回路24が搭載されている。60はスペーサ33
を介してプリント基板58と層状を成すように配置され
るプリント基板で、制御回路32が搭載され、このプリ
ント基板60は、シャーシ51に固定されている。
【0047】61は検出器部15の固定部分で、信号処
理回路24と光学ユニット62から構成され、プリント
基板58に装着されている。63は検出器部15の回転
部分で、ボス部64に接着固定した回転スケール18で
構成され、ボス部64は回転軸3に螺合し、固定され、
サーボモータ部1の玉軸受5と永久磁石4の間に配置さ
れ、回転スケール18と光学ユニット62が対向する隙
間は大きく構成されている。
【0048】図2は光学ユニット62と回転スケール1
8の部分拡大平面断面図を示すもので、65は半導体レ
ーザ、66、70は集光レンズ、67、71はコンデン
サレンズ、68、69はプリズム、18aは回転スケー
ル18にクロム蒸着された鏡面の所要パターン、21は
受光素子である。
【0049】次に、上記のように構成された制御装置一
体形サーボモータの動作について説明する。先ず、アン
プ部28に電源を投入するとパワー回路31、制御回路
32、検出器部15が動作状態になる。この時、外部か
ら指令信号を制御回路32に入力すると、パワー回路3
1は3相交流から直流に変換した高電圧を増幅した指令
信号によりスイッチングし、所要の周波数、電圧、電流
の3相交流に変換する。
【0050】次に、これをソケット59、端子57、コ
イルリード延長部56を介して、サーボモータ部1の固
定子9のコイル11に供給し、回転磁界を発生させて回
転子鉄心4に作用させることにより回転子2にトルクを
発生させ、回転軸3を回転させる。
【0051】従って、検出器部15の回転スケール18
も回転するが、半導体レーザ65から出た光を集光レン
ズ66で集光し、コンデンサレンズ67で光を集中し、
プリズム68で曲げ、回転スケール18を照射する。回
転スケール18の所要パターン18aにより反射され、
プリズム69で曲げ、集光レンズ70で集光し、コンデ
ンサレンズ71で受光素子21に集中させる。受光素子
21は光電流に変換し、プリント基板58の信号処理回
路24で処理し、検出器信号とする。
【0052】次に、この検出器信号を制御回路32へフ
ィードバックし、速度・回転位置信号とし、指令信号と
比較して差分が零になるようにサーボモータ部1を回転
させ、外部機械(図示せず)を駆動制御する。
【0053】以上のように、この発明の実施例による制
御装置一体形サーボモータは、次のような特徴を具備し
ている。 (1)サーボモータ部1がシャーシ51の嵌合部51c
とブラケット52の端部52bと、更にシャーシ51の
ハウジング部51bと玉軸受5が嵌合することにより支
承され、ブラケット52にはハウジング部51bがなく
なり、換言すれば、アンプ部28のシャーシ51のハウ
ジング部51bが玉軸受5のハウジング部となり、回転
軸方向寸法が短くなる。 (2)検出器部15の固定部分61がプリント基板58
に装着され、接続用リード線が無く、検出器部15の回
転部分63が玉軸受5と回転子鉄心4の間の空間に備え
られ、回転軸方向寸法を短くしている。 (3)半導体レーザ65、集光レンズ66、70、コン
デンサレンズ67、71、プリズム68、69、受光素
子21が一体化し、光学ユニット62となって、自動挿
入ができる。また、半導体レーザ65を使用した光学系
により、回転スケール18との隙間をより大きくとるこ
とができる。 (4)樹脂53、54は回転子2を、樹脂55は固定子
9の表面を覆って、表面形状を単純化しているので、ク
リーニングが容易で、回転スケール18に付着するゴミ
の量が低下する。また、固定子9は冷却フィン55aと
一体にモールドされた樹脂55が充填されているのでコ
イル11に流れる電流の抵抗損失による発生熱が樹脂5
5を介し、冷却フィン55aに伝達され外部へ放散され
る。 (5)樹脂55はコイルリード延長部56の端子57を
一体にモールドし、プラグ55bを形成し、ソケット5
9と着脱可能な構成になっており、アンプ部28とサー
ボモータ部1間の接続リード線が最短になり、ノイズを
防止する。 (6)プラグ55bにモールドされた端子57とソケッ
ト59の接触長さ L1は、シャーシ51のハウジング部
51bと玉軸受5の嵌合長さL2 より短くなっている。
従って、反負荷側軸受のハウジング部への嵌合が、サー
ボモータの回転子のコイルリード延長部とアンプ部との
接続のガイドとなり、組立が容易になる。 (7)プリント基板58は玉軸受5の半径方向に延長す
る部分に配置され、回転軸方向の寸法を短くし、プリン
ト基板58の支持剛性を高くする。 (8)アンプ部28はシャーシ51の中に納まっている
ので単体で組立てられ、単体評価が可能となる。
【0054】なお、この制御装置一体形サーボモータの
組立方法は、図3にその分解構成図で説明しているよう
に、サーボモータ部1の固定子9に回転子2を挿入し、
治具(図示せず)で永久磁石4が鉄心10に吸着しない
ようにし、検出器15の回転部分63を組付け、プレロ
ードスプリング43を挿入し、サーボアンプ部28を一
方の玉軸受5に嵌合させ、ガイドとし、プラグ55bに
ソケット59を嵌め込み、一方のブラケット52の端部
52bに嵌合させ、押え板41で回転軸3の回転軸方向
の移動を防止し、組立が完了する。
【0055】実施例2.次に、第5の発明の一実施例を
図4により説明する。図4はコイルリード接続部の拡大
縦断面図である。上記実施例1においては、コイルリー
ド延長部56は端子57を介し、ソケット59に接続さ
れ、プリント基板58のパワー回路31に接続されてい
るが、図4に示す実施例2の制御装置一体形サーボモー
タは、コイルリード延長部56のコイルリード先端部5
6aは電気絶縁被膜が除去され、プリント基板58のパ
ワー回路31に接続されている。また、プリント基板6
0には穴60aが形成され、支持部55cは樹脂55に
よりコイルリード延長部56と一体にモールドされてい
る。
【0056】上記構成による実施例2の制御装置一体形
サーボモータは、実施例1で示したソケット59や端子
57が不要となり、接続する時は蓋34を取り、プリン
ト基板60に形成された穴60aから半田付けや、ねじ
押え(図示せず)等で固定でき、従って組立性の向上が
図れる。
【0057】実施例3.次に、この発明の第6の発明の
一実施例を図5により説明する。図4はサーボアンプ部
28の拡大縦断面図である。図5において、72は熱伝
達の樹脂で、パワー回路31とプリント基板58並びに
シャーシ51を一体にモールドするものである。すなわ
ち、プリント基板58にパワー回路31を取付け、この
一体化されたパワー回路31とプリント基板58を、シ
ャーシ51に取付け、その後、樹脂72を注入すること
により、パワー回路31とプリント基板58並びにシャ
ーシ51は一体にモールドされるのである。
【0058】上記構成による実施例3の制御装置一体形
サーボモータは、パワー回路31のトランジスタ(図示
せず)のスイッチング損失等による発生熱が樹脂72を
介して、シャーシ51の冷却フィン51aに伝達され、
外部へ放散される。従って冷却効率の高い制御装置一体
形サーボモータが得られる。
【0059】実施例4.次に、第7の発明の一実施例を
図6により説明する。図6はサーボアンプ部28の拡大
縦断面図である。図6において、51dはシャーシ51
の延長部で、73は延長部51dにコーティングされた
電気絶縁材、74は電気絶縁材73上に形成された導電
パターンであり、金属基板となっている。
【0060】上記構成による実施例4の制御装置一体形
サーボモータは、パワー回路31のトランジスタ(図示
せず)のスイッチング損失等による発生熱がただちにシ
ャーシ51の延長部51dに伝達され、冷却フィン51
aに伝達され、外部へ放散される。従って、冷却効率の
高い制御装置一体形サーボモータが得られる。
【0061】実施例5.次に、第8の発明の一実施例を
図7により説明する。図7において、3aは回転軸3を
回転軸方向に延長した軸端部で、この軸端部3aは、プ
リント基板60に形成された穴60b並びに、蓋34の
端部34aから突出している。51eはシャーシ51の
ハウジング部51bと回転軸3との対向部51fを延長
させた延長部で蓋34の端部34aと当接している。
【0062】上記構成による実施例5の制御装置一体形
サーボモータは、アンプ部28に水や油が侵入しにくく
なり、従って両軸端仕様の制御装置一体形サーボモータ
の提供が可能となる。
【0063】実施例6.次に、第8の発明の他の実施例
を図8により説明する。図8において、シャーシ51の
ハウジング部51bを延長した延長部51eは、プリン
ト基板60に形成された穴60bを貫通し、蓋34の端
部34aと当触している。回転軸3の嵌合部3bはボー
ルネジナット(図示せず)を固定し、延長部51eの中
空部51gと回転軸3の中空部3cはボールネジ(図示
せず)が貫通するようになっている。
【0064】上記構成による実施例6の制御装置一体形
サーボモータは、アンプ部28に水や油が侵入しにくく
なり、従ってボールネジ直接駆動が可能な制御装置一体
形サーボモータの提供が可能となる。
【0065】実施例7.次に、第9の発明の一実施例を
図9により説明する。図9において、39はファンモー
タで羽根39aを備え、取付足39bによりアンプ部2
8の蓋34の取付座39cに固定されている。34bは
複数の冷却フィン、40はファンカバーで、このファン
カバー40は、シャーシ51との間に風路を形成してい
る。
【0066】上記構成による実施例7の制御装置一体形
サーボモータは、ファンモータ39を容易に取付けるこ
とができ、アンプ部28が風路をふさがず、騒音が高く
ならない利点がある。また、アンプ部28の冷却効率が
向上する利点も有する。
【0067】実施例8.次に、第9の発明の他の実施例
を図10により説明する。図10において、39はファ
ンモータで中空穴39cを構成し、回転軸3の軸端3a
が突出している。従って、冷却風が中空穴39cを通っ
て循環し、アンプ部28の冷却効率が一層向上する。
【0068】実施例9.次に、この発明の第10の発明
の一実施例を図11、図12により説明する。図11は
平面図、図12は上面図を示しており、サーボモータ部
1の冷却フィン55aとアンプ部28の冷却フィン51
aが複数個で、かつ、同一本数の実施例を示すものであ
り、冷却フィン55a、51aが各々回転軸方向に一直
線に配置されている。
【0069】上記構成による実施例9の制御装置一体形
サーボモータは、サーボモータを垂直に立てて使用する
時、冷却フィン55a、51aの近辺にある熱せられた
空気が、冷却フィン55a、51aに沿っての上昇が容
易で、対流を起こしやすく、温度上昇が低下する利点が
ある。
【0070】なお、以上説明した実施例1〜9にあって
は、プリント基板58にパワー回路31を備えたが、プ
リント基板60にパワー回路31を備え、プリント基板
58に制御回路32と信号処理回路24を備え、プリン
ト基板58に穴を明け、プラグ55bを貫通させても、
同様の効果が得られる。
【0071】また、実施例1〜9にあっては、固定子9
の鉄心10の外周は冷却フィン55aのみモールドされ
ているが、鉄心10の外周に一様に薄く樹脂55を備
え、その上に冷却フィン55aを配置すれば、冷却フィ
ン55aの強度が増加し、冷却効率も向上する。
【0072】また、実施例1〜9にあっては、光学ユニ
ット62において、集光レンズ66、70、コンデンサ
レンズ67、71、プリズム68、69を使用したが、
他の光学要素でも良く、また、所要のパターン18aの
反射光を検出したが、回転スケール18のパターン18
aの裏面を全面鏡面とし、所要のパターン18aから発
生し、裏面で反射した回折光を検出しても同様の効果が
得られる。
【0073】また、実施例3にあっては、パワー回路3
1とプリント基板58とシャーシ51を一体にモールド
したが、スペーサ33も樹脂72と一体に形成すれば、
安価になる。
【0074】また、実施例4にあっては、導電パターン
74はシャーシ51の延長部51dの一方の面に構成さ
れているが、両面に構成すれば、パワー回路31の集積
密度を大きくできる。
【0075】また、実施例5、6、13においては、ハ
ウジング部51bの延長部51eと蓋34の端部34a
を当触させたが、パッキン材を挿入して当触させれば、
水、油に対する侵入が確実に防止できる。
【0076】また、実施例7、8においては取付足39
bはファンモータ39の方に構成したが、蓋34の方に
構成し一体で成型すれば安価になる。
【0077】また、実施例6においては、ボールネジナ
ット(図示せず)の嵌合部3bを玉軸受6側に備えた
が、玉軸受5側に備えても同様の効果が得られる。
【0078】なお、以上説明した各実施例にあっては、
永久磁石がカゴ形回転子になった誘導式のサーボモータ
にも利用でき、また、インバータと三相誘導電動機の組
合せにも利用できる。
【0079】
【発明の効果】以上のように、第1の発明によれば、ア
ンプ部とサーボモ−タ部との隔壁を構成する隔壁体を設
け、上記隔壁体に上記サーボモ−タ部の反負荷側軸受を
支持するハウジング部と、上記ハウジング部から上記反
負荷側軸受の半径方向に延長する部分とを形成したの
で、反負荷側ブラケットに回転軸を支える軸受のハウジ
ング部がなくなり、回転軸方向の寸法が短いサーボモー
タが得られると共に、隔壁体を構成する反負荷側軸受の
半径方向に延長する部分に、上記アンプ部のプリント基
板を装着すると共に、上記プリント基板に上記サーボモ
ータ部の速度及び/又は回転位置を検出する検出器部の
固定部分を装着し、上記検出器部の回転部分を上記サー
ボモータ部の反負荷側軸受と回転子を構成する回転子鉄
心との間に配置したので、プリント基板の支持剛性が高
くなり振動に対する信頼性が向上し、接続用リード線が
不要となり、自動組立が可能になり安価となる効果があ
る。
【0080】また、第2の発明によれば、半導体レー
ザ、受光素子等を一体化した光学ユニットにし、半導体
レーザーを使用し、光学ユニットと回転スケールとの隙
間を大きくしたので、光学ユニットのプリント基板への
自動挿入ができ、隙間にゴミが入らないので、防塵室程
度で組立てができ、安価になる効果がある。
【0081】また、第3の発明によれば、回転子と固定
子を樹脂でモールドし、表面形状を単純化したのでクリ
ーニングが容易で、回転スケールに付着する塵埃の量が
低下し、信頼性が向上する。また、固定子のコイルリー
ド延長部と接続部を一体にモールドし、プリント基板に
上記接続部と着脱可能な接続部を備えたので、配線が不
要となり、自動組立が可能な安価な制御装置一体形サー
ボモータが得られる。
【0082】また、第4の発明によれば、固定子をモー
ルドする樹脂と一体形成される接続部と、アンプ部のプ
リント基板に装着した接続部との接触長さを、サーボモ
−タ部の反負荷側軸受を支持するハウジング部と、この
ハウジング部に支持される軸受との嵌合長さより短くし
たので、反負荷側軸受のハウジング部への嵌合が、サー
ボモータの固定子のコイルリード延長部とアンプ部との
接続のガイドとなり、組立が容易になる効果がある。
【0083】また、第5の発明によれば、コイルリード
延長部をサーボモータの固定子と一体に樹脂でモールド
し、プリント基板に接続したので、第5の発明より更に
安価になる効果がある。
【0084】また、第6の発明によれば、パワー回路の
プリント基板を隔壁体と一体に良熱伝達の樹脂でモール
ドしたので、サーボモータの温度上昇が低下する効果が
ある。
【0085】また、第7の発明によれば、隔壁体の一部
を延長し、電気絶縁材をコーティングすると共に、導体
パターンを形成し、金属プリント基板としたので、パワ
ー回路の発熱の伝達性が向上し、サーボモータの温度上
昇が低下する効果がある。
【0086】また、第8の発明によれば、アンプ部のプ
リント基板と上記アンプ部の蓋に穴を形成すると共に、
サーボモータ部の反負荷側軸受を支持するハウジング部
の回転軸との対向部を回転軸方向に延長して上記蓋に当
接させたので、水や油が侵入しにくい両軸端仕様の制御
装置一体形サーボモータを得ることができる。
【0087】また、第9の発明によれば、フアンモータ
を容易に取り付けることができ、アンプ部が風路を塞が
ず、騒音が高くならない利点があり、更に、アンプ部の
冷却効率が向上する効果がある。
【0088】また、第10の発明によれば、固定子の外
周に配置され、上記固定子と一体に樹脂でモールドされ
た複数の冷却フィンと、アンプ部の隔壁体と一体に形成
し、配置された複数の冷却フィンとを同数とし、サーボ
モータ部の回転軸方向の一直線上に配置したので、温度
上昇を低下させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1〜第4の発明の一実施を示す制御装置一体
形サーボモータの縦断面図である。
【図2】図1に示した検出器部の部分拡大平面断面図で
ある。
【図3】図1に示す実施例による制御装置一体形サーボ
モータの組立方法を説明する図である。
【図4】第5の発明の一実施例を示す制御装置一体形サ
ーボモータのコイルリードの接続部の拡大縦断面図であ
る。
【図5】第6の発明の一実施例を示すアンプ部の拡大断
面図である。
【図6】第7の発明の一実施例を示すアンプ部の拡大断
面図である。
【図7】第8の発明の一実施例を示す制御装置一体形サ
ーボモータの縦断面図である。
【図8】第8の発明の他の実施例を示す制御装置一体形
サーボモータの縦断面図である。
【図9】第9の発明の一実施例を示す制御装置一体形サ
ーボモータの縦断面図である。
【図10】第9の発明の他の実施例を示す制御装置一体
形サーボモータの縦断面図である。
【図11】第10の発明の一実施例を示す制御装置一体
形サーボモータの縦断面図である。
【図12】図11の上面図である。
【図13】従来の制御装置一体形サーボモータの縦断面
図である。
【図14】従来の制御装置一体形サーボモータのシステ
ム構成図である。
【図15】従来の制御装置一体形サーボモータの縦断面
図である。
【符号の説明】
1 サーボモータ部 2 回転子 3 回転軸 3a 軸端部 3b 嵌合部 3c 中空部 4 永久磁石 5 玉軸受 9 固定子 10 鉄心 11 コイル 15 検出器部 18 回転スケール 18a 所要のパターン 21 受光素子 24 信号処理回路 28 サーボアンプ部 31 パワー回路 32 制御回路 34 蓋 34a 端部 34b 冷却フィン 34c 取付座 39 ファンモータ 39a 羽根 39b 取付足 39c 中空穴 40 ファンカバー 51 シャーシ 51a 冷却フィン 51b ハウジング部 51c 嵌合部 51d、51e 延長部 51f 対向部 51g 中空部 52 ブラケット 52b 端部 52c 穴 53、54,55 樹脂 55a 冷却フィン 55b プラグ 55c 支持部 56 コイルリード延長部 56a コイルリード先端部 57 端子 58 プリント基板 59 ソケット 60 プリント基板 60a、60b 穴 61 固定部分 62 光学ユニット 63 回転部分 64 ボス部 65 半導体レーザ 66、70 集光レンズ 67、71 コンデンサレンズ 68、69 プリズム 72 樹脂 73 電気絶縁材 74 導電パターン

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンプ部とサーボモ−タ部を一体構成し
    た制御装置一体形サーボモータであって、上記アンプ部
    とサーボモ−タ部との隔壁を構成する隔壁体を設け、上
    記隔壁体に上記サーボモ−タ部の反負荷側軸受を支持す
    るハウジング部と、上記ハウジング部から上記反負荷側
    軸受の半径方向に延長する部分とを形成した制御装置一
    体形サーボモータにおいて、上記半径方向に延長する部
    分に、上記アンプ部のプリント基板を装着すると共に、
    上記プリント基板に上記サーボモータ部の速度及び/又
    は回転位置を検出する検出器部の固定部分を装着し、上
    記検出器部の回転部分を上記サーボモータ部の反負荷側
    軸受と回転子を構成する回転子鉄心との間に配置したこ
    とを特徴とする制御装置一体形サーボモータ。
  2. 【請求項2】 検出器部の固定部分は、上記検出器部の
    信号処理回路と少なくとも半導体レーザ及び受光素子か
    らなる光学ユニットにより構成されると共に、上記検出
    器部の回転部分は、少なくとも回転スケールより構成さ
    れ、上記光学ユニットと上記回転スケールとは所要隙間
    を有して対向することを特徴とする請求項1記載の制御
    装置一体形サーボモータ。
  3. 【請求項3】 サーボモータ部を構成すると共に樹脂で
    モールドされる固定子のコイルリード延長部を、上記樹
    脂と一体に形成される接続部に接続し、上記接続部をア
    ンプ部のプリント基板に装着した接続部と着脱可能な接
    続構成にしたことを特徴とする請求項1記載の制御装置
    一体形サーボモータ。
  4. 【請求項4】 固定子をモールドする樹脂と一体形成さ
    れる接続部と、アンプ部のプリント基板に装着した接続
    部との接触長さを、サーボモ−タ部の反負荷側軸受を支
    持するハウジング部と、このハウジング部に支持される
    軸受との嵌合長さより短くしたことを特徴とする請求項
    3記載の制御装置一体形サーボモータ。
  5. 【請求項5】 サーボモータ部の固定子及びコイルリー
    ド延長部を一体に樹脂でモールドして支持部とし、上記
    コイルリード延長部から突出したコイルリード先端部の
    導電部をアンプ部のプリント基板の導電パターンに接続
    したことを特徴とする請求項1記載の制御装置一体形サ
    ーボモータ。
  6. 【請求項6】 アンプ部のパワー回路を搭載したプリン
    ト基板を、隔壁体と熱伝達樹脂で一体にモールドしたこ
    とを特徴とする請求項1記載の制御装置一体形サーボモ
    ータ。
  7. 【請求項7】 隔壁体の一部を少なくとも1箇所を延長
    し、電気絶縁材をコーティングすると共に導電パターン
    を形成したことを特徴とする請求項1記載の制御装置一
    体形サーボモータ。
  8. 【請求項8】 アンプ部のプリント基板と上記アンプ部
    の蓋に穴を形成すると共に、サーボモータ部の反負荷側
    軸受を支持するハウジング部の回転軸との対向部を回転
    軸方向に延長して上記蓋に当接させたことを特徴とする
    請求項1記載の制御装置一体形サーボモータ。
  9. 【請求項9】 ファンモータを備え、上記ファンモータ
    の取付座をアンプ部の蓋に装着し、上記蓋に複数の冷却
    フィンを備えたことを特徴とする請求項1記載の制御装
    置一体形サーボモータ。
  10. 【請求項10】 固定子の外周に配置され、上記固定子
    と一体に樹脂でモールドされた複数の冷却フィンと、ア
    ンプ部の隔壁体と一体に形成し、配置された複数の冷却
    フィンとを同数とし、サーボモータ部の回転軸方向の一
    直線上に配置したことを特徴とする請求項3記載の制御
    装置一体形サーボモータ。
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