CN103023201A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供旋转电机，能够尽可能地抑制轴承的轨道圈与滚动体接触的接触部的面压上升，防止寿命的缩短化。所述旋转电机具备：旋转轴，其通过轴承旋转自如地支承于框体；转子，其安装于旋转轴且与旋转轴一体地旋转；以及定子，其与转子相对地安装于框体。所述旋转电机还具备预压装置，所述预压装置通过在旋转轴的轴向滑动自如的支承部件在旋转轴的轴向对轴承赋予压力。

Description

旋转电机

技术领域

公开的实施方式涉及旋转电机。

背景技术

通常，马达和发电机等旋转电机用滚动轴承支承旋转轴（例如，参照专利文献1）。

作为所述旋转电机采用的滚动轴承的一般性结构具备：轨道圈，其由内圈和外圈构成；滚动体，其由球和滚子等构成；以及保持器，其将滚动体以一定间隔保持在内圈和外圈之间。并且，在内圈和外圈之间形成有径向内部间隙或轴向内部间隙。

在具备所述轴承的旋转电机中，已知了具备用于减少轴承的内部间隙的预压弹簧的结构以实现旋转轴的旋转精度提高以及振动和噪音降低的目的。

专利文献1：日本特开2001-112215号公报

发明内容

然而，旋转电机中的对轴承的预压通常采用的是在赋予预压的状态下将轴承固定的固定位置预压，因此旋转轴因热膨胀而稍稍伸长时，预压会急剧升高，例如轴承的轨道圈与滚动体接触的接触部的面压上升而可能导致寿命缩短。

实施方式的一个方式正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种旋转电机，该旋转电机能够尽可能地抑制轴承的轨道圈与滚动体接触的接触部的面压上升。

实施方式的一个方式涉及的旋转电机具备：旋转轴，所述旋转轴通过轴承旋转自如地支承于框体；转子，所述转子安装于所述旋转轴且与所述旋转轴一体地旋转；以及定子，所述定子与所述转子相对地安装于所述框体。并且，该旋转电机具备预压装置，所述预压装置通过沿所述旋转轴的轴向滑动自如的支承部件对所述轴承向所述旋转轴的轴向赋予压力。

根据实施方式的一个方式，即使旋转轴因热膨胀等而伸长，也能够将预压保持恒定，尽可能地抑制轴承的轨道圈与滚动体接触的接触部的面压上升，能够防止寿命的缩短化。

附图说明

图1是实施方式涉及的作为旋转电机的马达的剖视观察的示意性说明图。

图2是沿图1的I-I线的剖视图。

图3是主要部分的说明图。

标号说明

1：马达（旋转电机）；

3：预压装置；

4：检测器；

5：制动机构；

6：减速器；

10：框体；

11：旋转轴；

12：转子；

13：定子；

21：第一轴承；

22：第二轴承；

31：第一支承部件；

32：第二支承部件；

33：弹簧垫圈（施力部件）；

300：止转机构；

311：延伸部；

315：槽部；

325：突起部；

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本申请公开的旋转电机的实施方式。不过，并本发明不受下述的实施方式中的示例限定。

图1是实施方式涉及的作为旋转电机的马达的剖视观察的示意性说明图，图2是沿该图1的I-I线的剖视图，图3是主要部分的说明图。如图所示，马达1具备框体10、设在该框体10内的旋转轴11、转子12和定子13。

即，马达1通过第一轴承21、第二轴承22将旋转轴11旋转自如地支承于大致圆筒状的框体10，并且将具备永久磁铁的转子12安装在该旋转轴11，将旋转轴11和转子12构成为能够一体地旋转。而且，定子13与转子12相对地安装在框体10，定子线圈14通过树脂模塑而安装于该定子13。

本实施方式中的第一轴承21相对于转子12设于框体10的一端侧，第二轴承22相对于转子12设于框体10的另一端侧。

而且，第一轴承21、第二轴承22均为滚动轴承，且如图3所示，具备：轨道圈，所述轨道圈由内圈23和外圈24构成；以及保持器26，所述保持器26将滚动体即金属球25以一定间隔保持在内圈23和外圈24之间。

这样，当对定子线圈14通电时，在转子12的永久磁铁产生驱动转矩，通过该驱动转矩，旋转轴11与转子12一体高速旋转。

另外，本实施方式中的框体10的一端侧指的是图1中的左侧，框体10的另一端侧指的是图1中的右侧即旋转轴11的输出侧。

在本实施方式涉及的马达1中，在框体10的一端设有检测器4，在框体10的另一端设有减速器6。

检测器4形成为磁性结构，其具备磁性传感器42和作为旋转部的角度检测用磁性板41。另外，如图1所示，在框体10的一端安装有用于保护检测器4的检测器罩7。

即，将沿与旋转轴11垂直的一个方向磁化了的圆板状的角度检测用磁性板41安装在所述旋转轴11的一端，并将使用霍尔元件的磁性传感器42设在后述的制动罩56的一侧端面。磁性传感器42以隔开预定间隔地位于角度检测用磁性板41的外周侧的方式配设。

而且，减速器6例如可以是具备圆形花键、弯曲花键以及电波发生器的波动齿轮装置、即所谓的谐波减速器。而且，减速器6具备相对于旋转轴11能够吸收朝轴向的偏移的耦合器结构（未图示）。

并且，本实施方式涉及的马达1具备制动机构5。如图1所示，制动机构5具备：制动盘53，其收纳在制动罩56内，所述制动罩56设在框体10的一端侧；以及固定板51和可动板52，其夹持所述制动盘53并通过摩擦力来对旋转进行制动。

制动盘53能够与旋转轴11一体地旋转，并与嵌合于旋转轴11的毂部50连接在一起。

而且，制动机构5具备：未图示的板按压弹簧，其对可动板52向固定板51侧按压；以及线圈54，其吸引可动板52而使其离开制动盘53，所述可动板52被安装成能够沿轴向移动。线圈54是由电磁铁构成的，其与所述的板按压弹簧一起埋设于制动轭55。

制动轭55由圆板体构成，所述圆板体具有预定的厚度，并且在中央具有旋转轴插通孔55a，所述制动轭55的外周缘与框体10的一端侧连接，并且以旋转轴插通孔55a的内周面经由第一轴承22将旋转轴11支承成旋转自如。

并且，当未对线圈54通电时，通过板按压弹簧对可动板52向制动盘53侧施力，从而在可动板52与固定板51之间夹持制动盘53。另一方面，当对线圈54通电时，吸引可动板52使其从制动盘53离开，从而解除制动力，所述可动板52由安装成能够沿轴向移动的磁性板构成。

在上文所述的结构中，本实施方式涉及的马达1具备向旋转轴11的轴向施加压力的预压装置3。

即，在旋转轴11的输出侧即框体10的另一端侧设置预压装置3，从而能够经由沿旋转轴11的轴向滑动自如的第一支承部件31对第二轴承22施加压力。

第二轴承22的内圈23固定在旋转轴11，外圈24与后述的第二支承部件32接合。另外，在将内圈23固定于旋转轴11的时候，能够应用例如热压配合等方式，在将外圈24与第二支承部件32接合的时候，能够采用例如粘接剂等。

预压装置3具备：第一支承部件31，其固定于框体10；第二支承部件32，其被设置成相对于所述第一支承部件31滑动自如；以及作为施力部件的弹簧垫圈33，其夹设在第一支承部件31与第二支承部件32之间。

更为具体地说明的话，预压装置3的第一支承部件31形成为大致短筒状且固定于框体10。并且，如图1和图3所示，在旋转轴11的输出侧的端部形成有延伸部311，所述延伸部311向旋转轴11侧、即内侧方向延伸。

而且，预压装置3的第二支承部件32由以与第一支承部件31的周面抵接的方式配设的环状体构成，所述第二支承部件32在内周面与第二轴承22的外圈24接合地连接，并且所述第二支承部件32被设置成相对于第一支承部件31滑动自如。

如图1和图3所示，在第一支承部件31的延伸部311，通过距该延伸部311的端面的厚度分别不同的第一阶梯面31a和第二阶梯面31b形成有阶梯部312。

并且，在第一阶梯面31a与第二支承部件32的外侧面321之间，形成有容许第二支承部件32相对于第一支承部件31滑动的间隙L。即，第二支承部件32能够在间隙L的范围内滑动。

而且，在到端面的厚度比第一阶梯面31a薄的第二阶梯面31b和第二支承部件32的外侧面321之间形成的空间内，夹设有作为施力部件的弹簧垫圈33。

即，通过夹设于第一支承部件31的延伸部311与第二支承部件32的外侧面321之间的弹簧垫圈33，能够经由第二支承部件32沿轴向对第二轴承22施加压力。即，能够经由第二支承部件32沿旋转轴11的轴向对第二轴承22施加恒定压力预压。

因此，例如，即使旋转轴11因热膨胀而伸长，第二轴承22也能够跟随，因此能够防止像现有的旋转电机中的对轴承施加的固定位置预压那样轴承面压过度变大。

而且，本实施方式涉及的预压装置3具备止转机构300，所述止转机构300用于禁止第二支承部件32绕旋转轴11转动。

如图所示，本实施方式涉及的止转机构300由下述部件构成：突起部325，其突出设置于第二支承部件32；以及槽部315，其设于第一支承部件31并与突起部325间隙配合。

如图3所示，在槽部315形成有尺寸与形成于第一阶梯面31a与第二支承部件32的外侧面321之间的间隙L相同的间隙L。因此，禁止第二支承部件32相对于旋转轴11环绕的旋转，而另一方面，容许第二支承部件32朝轴向的滑动。

这样，通过设置止转机构300，防止了与第二支承部件32绕旋转轴11的旋转相关的蠕变（creep）现象，能够有效地抑制发热胶着等。另外，止转机构300的突起部325可以是与第一支承部件31一体地形成的结构，也可以是在第一支承部件31突出设置例如独立的销等的结构。

如以上所说明了的，本实施方式涉及的马达1具备预压装置3，所述预压装置3经由沿旋转轴11的轴向滑动自如的第二支承部件32沿旋转轴11的轴向对第二轴承22施加压力。

因此，即使旋转轴11因热膨胀等伸长，也借助第二支承部件32进行了保持预压固定的固定压力预压，从而能够尽可能地抑制第二轴承22的轨道圈与滚动体即金属球25接触的接触部的面压上升，从而防止由面压导致的疲劳寿命的缩短化。

另外，即使取代第二轴承22，使预压装置3以作用于第一轴承21的方式进行配设也没有问题，并且也可以与第一轴承21和第二轴承22分别对应地进行配设。

不过，在本实施方式中，形成为在框体10的一端设有检测器4的结构。在设有检测器4的一侧，要避免旋转轴11由膨胀引起的伸长。因此，将预压装置3配设成能够对第二轴承22施加固定压力预压，所述第二轴承22设在与检测器4相反侧一侧即框体10的另一端侧。

而且，本实施方式中的马达1在框体10的另一端设有减速器6。在具备减速器6的马达1中，认为来自减速器6的振动对第二轴承22所产生的影响比对第一轴承21所产生的影响大。

因此，配设在减速器6侧的第二轴承22的负载与来自该减速器6的振动等相应地增大，也认为例如磨损的发展加快了。出于这一点，如本实施方式的马达1那样，优选预压装置3配设为能够对减速器6侧的第二轴承22施加固定压力预压。

而且，在预压装置3设有止转机构300，因此能够更为有效地抑制第二轴承22的轨道圈与金属球25接触的接触部的面压上升。

另外，在本实施方式中，将检测器4说明为磁性检测器，不过并不限定于磁性检测器，例如也可以是光学式的检测器。在该情况下，可以构成为具备：旋转盘，其作为旋转部设置在旋转轴11并具有狭缝；以及发光元件和受光元件，其以夹着所述旋转盘的方式配置为相对状态（未图示）。

采用所述光学式检测器4的话，在旋转轴11因膨胀而产生的伸长的方面并不比磁性检测器优选。因此，将预压装置3配设成能够对与检测器4相反侧的第二轴承22施加固定压力预压的、本实施方式的结构更为有效。

而且，作为预压装置3的施力部件，还考虑紧凑化的话，采用弹簧垫圈33。由此，能够抑制马达1沿轴向变长的情况，不过作为施力部件，并不限定为弹簧垫圈33。

并且，作为预压装置3的止转机构300，也并不一定要限定为由突出设置于第二支承部件32的突起部325和设于第一支承部件31的槽部315构成的结构。

例如也可以是，施力部件由螺旋弹簧、板簧等构成，将其一端固定于第一支承部件31，而将另一端固定于第二支承部件32，从而限制第二支承部件32绕旋转轴11的旋转。

另外，在如上所述的实施方式中，将旋转电机作为减速器一体式的、带制动器的马达1进行了说明，然而并不一定是该种结构的马达1。而且，也不限于马达1，作为旋转电机也可以是发电机。

上述的实施方式的其他效果和变形例能够由本领域技术人员容易地导出。由此，本发明的更为广泛的形态并不受如下所述地表现和记述的特定的详细内容以及代表性的实施方式限定。因此，能够不脱离由所附的权利要求及其等价物所定义的总括性的发明的概念性精神或范围地进行各种各样的变更。

Claims (6)

1.一种旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机具备：

旋转轴，所述旋转轴通过轴承旋转自如地支承于框体；

转子，所述转子安装于所述旋转轴且与所述旋转轴一体地旋转；

定子，所述定子与所述转子相对地安装于所述框体，以及

预压装置，所述预压装置通过在所述旋转轴的轴向滑动自如的支承部件在所述旋转轴的轴向对所述轴承施加压力。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机具备用于检测所述旋转轴的旋转的检测器，并且支承所述旋转轴的所述轴承由第一轴承和第二轴承构成，所述第一轴承相对于所述转子设于所述框体的一端侧，所述第二轴承相对于所述转子设于所述框体的另一端侧，

将所述检测器设于所述框体的一端，另一方面，将所述预压装置设在作为所述旋转轴的输出侧的所述框体的另一端侧以能够对所述第二轴承施加压力。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述预压装置具备止转机构，所述止转机构用于禁止所述支承部件绕所述旋转轴转动。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述预压装置具备：

第一支承部件，所述第一支承部件固定于所述框体，具有向所述旋转轴侧延伸的延伸部；

第二支承部件，所述第二支承部件与所述轴承的外圈连接，并且所述第二支承部件被设置成相对于所述第一支承部件滑动自如；以及

施力部件，所述施力部件夹设在所述第一支承部件的所述延伸部与所述第二支承部件的外侧面之间，并且所述施力部件通过所述第二支承部件对所述轴承施加预压。

5.根据权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，

所述止转机构具备：

突起部，所述突起部突出设置于所述第二支承部件；以及

槽部，所述槽部设于所述第一支承部件，并且所述槽部与所述突起部进行间隙配合。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的旋转电机，其特征在于，

在所述旋转轴的输出侧设有减速器。

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