JP2002369442A - モータ - Google Patents

モータ

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    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Abstract

(57)【要約】 【課題】 玉軸受のクリープが防止できて、広範囲の用
途に用いることができるモータを提供することを目的と
する。 【解決手段】 モータ軸１に嵌合固着した負荷側の玉軸
受１０の外輪はブラケットＡ７のハウジングに隙間をも
って嵌合しており、アキシャル隙間が０．０２から０．
１ｍｍ以下になるようにシム１２で調整して、押えリン
グ８をブラケットＡに取付ネジ１３によりねじ締めす
る。モータ軸１に仮固定した押え板１１の１８０度離れ
た２ヶ所のネジ部とブラケットＡ７に設けた２ヶ所の孔
部とを位置合わせして、取付ネジ１４によりネジ締めす
ると、押え板１１は負荷側に移動してブラケットＡ７と
玉軸受１０の外輪に密着する。このとき、押え板１１と
モータ軸１とが非接触状態になるようにモータ軸１の寸
法を設定している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、玉軸受を用いたモ
ータ、特にラジアル方向のアンバランス荷重やアキシャ
ル方向に推力がかかるモータの軸受構造に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、産業用途のモータはコンベヤなど
の駆動用だけでなく、ロボットやポンプなど広範囲の用
途に用いられており、長時間稼動されている。このた
め、モータ軸にはラジアル方向の偏心荷重やアキシャル
方向の推力が加わるため玉軸受の長寿命化の要望が強く
なっている。
【０００３】一般的に玉軸受を用いたモータは、波形ワ
ッシャなどを用いて玉軸受に適正な予圧をかけて長寿命
化を図っている。通常、アキシャル方向に予圧を与える
ため、また使用部品に公差があるため玉軸受の外輪と軸
受ハウジングとにわずかな隙間を設けてルーズにしてい
る。
【０００４】以下、コンベヤなどに一般的に使用されて
いる従来のモータの軸受構造を中心に図面を参照して説
明する。
【０００５】図４において、１６はモータ軸、１７はロ
ータでモータ軸１６に嵌合固着している。１８はフレー
ム、１９は巻線を施したステータでフレーム１８に嵌合
固着している。２０，２１はブラケットで、中心に軸受
ハウジングを備えておりフレーム１８の開口部に取り付
けられる。２２，２３は玉軸受、２４は波形ワッシャで
ある。
【０００６】玉軸受２２，２３の内輪はモータ軸１６に
嵌合固着され、反負荷側の玉軸受２２の外輪はブラケッ
ト２０のハウジング部に接着固定されている。負荷側の
玉軸受２３の外輪は接着せず、この外輪端面とブラケッ
ト２１のハウジング端部の間に波形ワッシャ２４を設け
て、このバネ圧で玉軸受に予圧を与えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、玉軸受の外輪をルーズにして波形ワッシ
ャで予圧を与えているだけなので、玉軸受がクリープを
起こしやすく、特にラジアル方向のアンバランス荷重が
加わるとクリープの発生は加速され、寿命の面で課題が
あった。
【０００８】また、エンコーダを搭載したサーボモータ
では、片方の玉軸受は内外輪を固着、他方の玉軸受は内
輪固着、外輪は軸方向にルーズにして軸受ハウジングに
収納、波形ワッシャで同じく予圧を与えているためクリ
ープを起こしやすく、さらに、モータ軸に光学式エンコ
ーダを取り付けているためモータ軸がアキシャル方向に
大きく移動すると、エンコーダの回転部と固定部とが接
触して、誤検出や検出不能になることがあった。
【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、玉軸受のクリープが防止できて、広範囲の用途に
用いることができるモータを提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明のモータは、モータ軸を玉軸受で両持ち支承
する構造のモータにおいて、予圧バネを用いず、玉軸受
外輪をルーズに収納するハウジング部を有するブラケッ
トＡと、玉軸受外輪の片側端面とシムを介して接する押
えリングと、その玉軸受外輪の反対側端面と接する押え
板とを備え、前記押えリングと押え板とをブラケットＡ
を挟んでネジ締めすることで玉軸受外輪を挟持するもの
で、玉軸受のクリープを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項１記載の発明は、モータ軸を玉軸受で両持ち支承する
構造のモータにおいて、予圧バネを用いずにシムにてア
キシャル隙間を調整し、かつ負荷側の玉軸受外輪の両端
面を挟持することでクリープを防止するもので、予圧バ
ネを用いずに玉軸受の外輪を挟持するだけでクリープの
発生を防止できる。
【００１２】また、請求項２記載の発明は、玉軸受外輪
をルーズに収納するハウジング部を有するブラケットＡ
と、玉軸受外輪の片側端面とシムを介して接する押えリ
ングと、その玉軸受外輪の反対側端面と接する押え板と
を備え、前記押えリングと押え板とをブラケットＡを挟
んでネジ締めすることで玉軸受外輪を挟持するもので、
ネジ締めにより確実に外輪端面を挟持することができ、
クリープの発生を防止できる。
【００１３】また、請求項３記載の発明は、両玉軸受の
内輪はモータ軸に圧入、反負荷側の玉軸受外輪はハウジ
ング部に固着、かつシムにより負荷側玉軸受のアキシャ
ル隙間を０．１ｍｍ以下に調整したもので、上記の請求
項に加えてモータ軸が玉軸受のアキシャル隙間以上動く
のを防止できる。
【００１４】また、請求項４記載の発明は、モータ軸に
段差を設け、その太い軸径部に押え板の内径を嵌合さ
せ、押えリングと前記押え板をネジ締めすることでモー
タ軸と押え板の嵌合を解除するもので、押え板をモータ
軸に嵌合により仮固定させるので、玉軸受の内側にある
押え板をネジ締めにより玉軸受側に引き寄せることが可
能になる。
【００１５】また、請求項５記載の発明は、ラジアル方
向のアンバランス荷重が負荷側の玉軸受に加わる用途に
用いるもので、ファンなどのアンバランス荷重が発生し
やすい用途に使用してもクリープの発生を防止できる。
【００１６】また、請求項６記載の発明は、アキシャル
方向の推力がモータ軸に加わる用途に用いるもので、玉
軸受を固定して、かつアキシャル隙間を０．１ｍｍ以下
にしているのでアキシャル方向の力がモータ軸に加わっ
てもモータ軸はアキシャル隙間以上動かない。
【００１７】また、請求項７記載の発明は、モータ軸に
ハスバ歯車を有したもので、モータに減速機を取り付
け、特にハスバ歯車のようにアキシャル方向にも力がか
かる場合でもクリープの発生を防止できる。
【００１８】また、請求項８記載の発明は、反負荷側に
光学式エンコーダを搭載したもので、クリープの発生を
防止できるとともにモータ軸がアキシャル方向に０．１
ｍｍ以上動かないので、位置情報を必要とする用途にも
使用できる。
【００１９】さらに、請求項９記載の発明は、上記のい
ずれか１項記載のモータを用いたダイアフラムポンプで
あり、常時ラジアル方向のアンバランス荷重が繰り返し
かかる装置であってもクリープの発生を防止できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、モータに
ハスバ歯車減速機を取り付けることができるサーボモー
タを用いて説明する。
【００２１】図１において、１はハスバ歯車１ａを一体
形成したモータ軸、２はロータ、３は巻線された固定
子、４はフレーム、５は反負荷側のブラケットＢ、６は
光学式のエンコーダ、７は負荷側のブラケットＡ、８は
筒部とフランジ部を有する押えリング、９，１０は玉軸
受、１１は２ヶ所にネジ部を備えた押え板、１２はシ
ム、１３，１４は取付ネジである。
【００２２】そして、玉軸受９，１０の内輪とモータ軸
１とは圧入固着され、玉軸受９の外輪とブラケットＢ５
のハウジング部は焼き嵌め固着され、もう一方の玉軸受
１０の外輪とブラケットＡ７のハウジング内周部とはル
ーズな嵌め合い関係になるような寸法に設定している。
また、モータ軸１には軸方向に複数の段差またはテーパ
を設けている。
【００２３】ここで、モータ部について説明する。ロー
タ２をモータ軸１の一番太い軸径部に接着固定した後、
玉軸受１０の内輪圧入部より２段太い軸径部に押え板１
１を軽い嵌合で予め仮固定しておき、玉軸受９，１０の
内輪をモータ軸１の所定軸径の段差まで圧入して固定す
る（図２，３参照）。さらに、過熱したブラケットＢ５
と反負荷側軸受９を焼き嵌めし固着する。そして、固定
子３を焼き嵌めで固定したフレーム４の中空部に、ブラ
ケットＢ５を取り付けたモータ軸１を挿入し、フレーム
４の開口部に嵌合させネジ（図示せず）により固定す
る。
【００２４】さらに、ブラケットＡ７をフレーム４の反
対側の開口部に取り付ける。このとき、玉軸受１０の外
輪とブラケットＡ７のハウジング内周部とは接着しな
い。
【００２５】しかしながら、このままでは玉軸受１０の
外輪とハウジング間でクリープが発生するので、押え板
１１と押えリング８とで玉軸受１０の外輪を挟持して固
定させ、クリープを防止する。その方法について説明す
る（図２，３参照）。
【００２６】まず、玉軸受１０の外輪端面からブラケッ
トＡ７のハウジング端面までのＡ寸法と、押えリング８
の筒部８ａのＢ寸法を測定する。この値をもとにしてモ
ータ完成後に玉軸受のアキシャル隙間が０．０２から
０．１ｍｍの範囲になるようにシム１２の枚数や厚みで
調整する。
【００２７】さらに、押えリング８の筒部８ａをブラケ
ットＡ７のハウジング部に挿入、フランジ部８ｂを取付
ネジ１３によりブラケットＡ７にネジ締めで固定する。
【００２８】次に、モータ軸１に仮固定した押え板１１
（図２に示す）の１８０度離れた２ヶ所のネジ部とブラ
ケットＡ７に設けた２ヶ所の孔部７ａとをモータ軸１を
回転させて位置合わせし、取付ネジ１４によりネジ締め
すると、押え板１１は玉軸受側に移動してブラケットＡ
７と玉軸受１０の内輪に密着する（図３に示す）。この
とき、押え板１１とモータ軸１とが非接触状態になるよ
うにモータ軸１の寸法を設定している。
【００２９】これらにより、玉軸受１０の外輪はシム１
２を介して押え板１１と押えリング８の筒部８ａとで挟
まれて固定される（図２，３参照）。これで、モータ軸
を玉軸受で両持ち支承した構造のモータが完成する。こ
の後、モータ軸１に設けたハスバ歯車１ａを減速機のギ
ヤに噛み合わせればギヤードモータとなる。
【００３０】上述したように、このモータは予圧バネを
用いない構造であり、両方の玉軸受内輪はモータ軸に圧
入固定され、反負荷側の玉軸受外輪はハウジング部に焼
き嵌め固定、負荷側の玉軸受外輪は押え板とシムと押え
リングで挟持されているので、ラジアル方向のアンバラ
ンス荷重が玉軸受にかかる用途、例えばダイアフラムを
往復運動させて空気を排出するダイアフラムポンプやア
ンバランスが発生しやすい羽根を回転させるファンなど
に用いてもクリープの発生を防止することができる。
【００３１】ところで、モータの寿命は、機械的な摺動
部や転がり部の寿命でほぼ決定されるため、本願発明の
玉軸受はクリープが発生しないので、モータの長寿命化
が図れる。
【００３２】また、モータ軸に対してアキシャル方向の
力が作用してもモータ軸は玉軸受のアキシャル隙間以上
に動くことがないため、サーボモータのように高精度の
位置情報を必要とする光学式のエンコーダ６を搭載で
き、クリープの発生しない長寿命のサーボモータを得る
ことができる。
【００３３】この場合、ブラケットＢ５にエンコーダ６
の固定部、反負荷側のモータ軸１にエンコーダ６の回転
部を取り付け、この回転部と固定部の隙間１５を０．１
５ｍｍ程度に調整する。一方モータ軸は玉軸受のアキシ
ャル隙間を０．１ｍｍ以下に設定しているので、エンコ
ーダ６の回転部と固定部が接触することはない。
【００３４】また、モータ軸にアキシャル方向の力が常
時発生する用途、例えば、負荷側にハスバ歯車を有した
減速機を取り付けて、繰り返し正逆回転させることも可
能になる。
【００３５】このように、玉軸受の内外輪を固定し、玉
軸受のアキシャル隙間を０．１ｍｍ以下にするので、あ
らゆるモータの負荷に対してもクリープを防止できるの
で、長寿命のモータとなる。
【００３６】なお、モータは本実施例のようにサーボモ
ータに限定されるものでなく、モータ軸を玉軸受で両持
ち支承した構造の誘導電動機やブラシレスモータ単体で
も実施できる。また、別体のアキシャル方向に推力の働
くギヤをモータ軸に取り付けてもよく、プーリーなどを
介しての負荷に接続してもよく、ファンのように直接モ
ータ軸に連結してもクリープの発生を防止できる。
【００３７】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１，２記載の発明によれば、予圧バネを用いることな
く、シムにてアキシャル隙間を調整し、かつ両方の玉軸
受外輪を固定することで、クリープの発生を防止でき
る。
【００３８】また、請求項３，４，６記載の発明によれ
ば、モータ軸が玉軸受のアキシャル隙間以上動くのを防
止できるので、モータ軸がアキシャル方向に移動しては
困る用途にも使用できる。
【００３９】また、請求項５記載の発明によれば、ファ
ンなどアンバランス荷重が発生しやすい用途に使用して
もクリープを防止できる。
【００４０】また、請求項７記載の発明によれば、ハス
バ歯車を用いた減速機のように常時アキシャル方向に力
がかかる用途でもクリープを防止できる。
【００４１】また、請求項８記載の発明によれば、サー
ボモータのように高精度な位置合わせを必要とする用途
にも使用できる。
【００４２】さらに、請求項９記載の発明によれば、ダ
イアフラムポンプのように常時ラジアル方向のアンバラ
ンス荷重が繰り返しかかってもクリープを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるモータの断面図
【図２】本発明の実施例におけるアキシャル隙間調整の
説明図
【図３】本発明の実施例における負荷側軸受構造の要部
説明図
【図４】従来のモータの断面図
【符号の説明】
１ モータ軸 ６ エンコーダ ８ 押えリング ９，１０ 玉軸受 １１ 押え板 １２ シム １３，１４ 取付ネジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 武 三重県伊勢市柏町1729−62 (72)発明者 和田 広 三重県松阪市中央町459−７ Ｆターム(参考） 3J017 AA03 DA01 DB01 DB03 5H605 AA04 AA05 BB05 CC04 DD09 EB10 EB36 EB39 GG21

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータ軸を玉軸受で両持ち支承する構造
    のモータにおいて、予圧バネを用いずにシムにてアキシ
    ャル隙間を調整し、かつ負荷側の玉軸受外輪の両端面を
    挟持することでクリープを防止するモータ。
  2. 【請求項２】 玉軸受外輪をルーズに収納するハウジン
    グ部を有するブラケットＡと、玉軸受外輪の片側端面と
    シムを介して接する押えリングと、その玉軸受外輪の反
    対側端面と接する押え板とを備え、前記押えリングと押
    え板とをブラケットＡを挟んでネジ締めすることで玉軸
    受外輪を挟持する請求項１記載のモータ。
  3. 【請求項３】 両玉軸受の内輪はモータ軸に圧入、反負
    荷側の玉軸受外輪はハウジング部に固着、かつシムによ
    り負荷側玉軸受のアキシャル隙間を０．１ｍｍ以下に調
    整した請求項２記載のモータ。
  4. 【請求項４】 モータ軸に段差を設け、その太い軸径部
    に押え板の内径を嵌合させ、押えリングと前記押え板を
    ネジ締めすることでモータ軸と押え板の嵌合を解除する
    請求項２記載のモータ。
  5. 【請求項５】 ラジアル方向のアンバランス荷重が負荷
    側の玉軸受に加わる用途に用いた請求項１から請求項４
    のいずれか１項記載のモータ。
  6. 【請求項６】 アキシャル方向の推力がモータ軸に加わ
    る用途に用いた請求項３項記載のモータ。
  7. 【請求項７】 モータ軸にハスバ歯車を有した請求項３
    または請求項６記載のモータ。
  8. 【請求項８】 反負荷側に光学式エンコーダを搭載した
    請求項３、請求項６、請求項７のいずれか１項記載のモ
    ータ。
  9. 【請求項９】 請求項１から請求項５のいずれか１項記
    載のモータを用いたダイアフラムポンプ。
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