JP2003209951A - ダイレクトドライブモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のダイレクトドライブモータの機能を損な
うことなく高速化に対応し得るものとすることである。 【解決手段】回転子１７の内側に固定子１８を配置し、
回転および負荷を支持するための軸受Ａを備えた構造を
有し、減速機を使わずに負荷をモータに直結して駆動で
きるダイレクトドライブモータであって、上記軸受は、
外輪１と内輪２間に複数の転動体５が組込まれ、上記外
輪１と内輪２は転動体５の半径より大径状の軌道面１ａ
・１ｂ，２ａ・２ｂを有し、上記各転動体５は転がり接
触面となる外径５ａが軸方向にも曲率を持ち、円周上に
夫々交互に交差状に配されると共に、各転動体５の外径
５ａが常に相対する一方の外輪１の軌道面１ｂと内輪２
の軌道面２ａ、他方の外輪１の軌道面１ａと内輪２の軌
道面２ｂにて夫々一点づつ合計二点で接触している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、減速機を使わずに
負荷をモータに直結して駆動できるダイレクトドライブ
モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイレクトドライブモータの一例
として図２９に示す。この種のダイレクトドライブモー
タでは、回転及び負荷を支持する軸受に例えば図３０に
示すようなクロスローラ軸受を採用している。軸受は、
その外輪２００が回転子（ロータ）１７に嵌合されパル
サーリング１９と共に固定され、内輪１００が固定子
（ステータ）１８側に嵌合され位置検出器２０と共に固
定されている。そして、コイル２１に通電することによ
りロータ１７およびパルサーリング１９が回転し、パル
サーリング１９の凹凸を位置検出器２０によって検出
し、制御器によって回転速度や位置決めの制御を行なう
構造である。このようにダイレクトドライブモータの軸
受としてクロスローラ軸受を採用するのは、高負荷容
量であること、高剛性であること、モータ構造の簡
略化などの要請からである。すなわち、クロスローラ軸
受は、図に示すように転動体３００が円筒状のころであ
り、この転動体３００を交互に直交した配置で且つ予圧
を付与することで高負荷容量・高剛性を実現しているも
のである。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】しかしながら、従来のダイレクトドライブ
モータでは、図示するような従来のクロスローラ軸受を
採用していることに起因して、使用回転速度に上限があ
った。すなわち、このような軸受構成によると、交互に
配した転動体３００が円筒状のころで、該転動体３００
の転がり接触面３０１と軌道輪１００，２００の軌道溝
５００との接触状態が線接触となることから、軸受のト
ルクが大きく発熱も大きいため、使用回転速度に限界が
ある。本発明は、上述した従来技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、従来のダイレクトドライブモータの機能を損な
うことなく高速化に対応し得るものとすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明がなした技術的手段は、回転子の内側と外側の
いずれか一方若しくは両方に固定子を配置し、回転およ
び負荷を支持するための軸受を備えた構造を有し、減速
機を使わずに負荷をモータに直結して駆動できるダイレ
クトドライブモータにおいて、上記軸受を次の構成から
なるものとした。軸受は、一対の軌道輪間に複数の転動
体が組込まれ、上記各軌道輪は転動体の半径より大径状
の軌道面からなる軌道溝を夫々有し、その中に少なくと
も一つの軌道輪は二つの軌道面からなり、上記各転動体
は転がり接触面となる外径が軸方向にも曲率を持ち、円
周上に夫々交互に交差状に配されると共に、各転動体の
外径が常に相対する一方の軌道輪の軌道面と他方の軌道
輪の軌道面にて夫々一点づつ合計二点で接触している。
この軸受に使用される転動体として、例えば一組の相対
面を有する上下切断状玉からなる転動体を使用し、周方
向に隣り合う転動体の、夫々の相対面に垂直する自転中
心軸が交差状となるように組み込まれる。また、片側カ
ット状玉からなる転動体としてもよく、周方向に隣り合
う転動体の、夫々のカット面に垂直する自転中心軸が交
差状となるように組み込む。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明ダイレクトドライブ
モータの一実施形態を図に基いて説明する。なお、本実
施形態は本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定
して解釈されるものではない。図１はダイレクトドライ
ブモータの一実施形態を示す概略図で、図中１７は回転
子（ロータ）、１８は固定子（ステータ）、２１はコイ
ルを示し、回転子１７と固定子１８との間に転がり軸受
Ａが組み込まれ、コイル２１に通電することにより、ロ
ータ１７およびパルサーリング１９が回転し、パルサー
リング１９の凹凸を位置検出器２０により検出し、制御
器（図示しない）によって回転速度や位置決めの制御を
行う構造となっている。本実施形態では、モータの外側
が回転するアウターロータ型にて説明しているが、モー
タの内側が回転するインナーロータ型に採用しても何等
問題はない。本実施形態のダイレクトドライブモータ
は、軸受構成部分を除いて従来のダイレクトドライブモ
ータと同一の周知構成であるため、以下、本発明の特徴
的部分である軸受構成について第一実施形態乃至第十五
実施形態に基いて説明する。なお、ダイレクトドライブ
モータの軸受構成部分を除いた構成にあっては、特に図
示例に限定されるものではなく、他の周知構成が本発明
の範囲内で適宜設計変更可能である。

【０００６】「第一実施形態」本実施形態に使用される
転がり軸受Ａは、図２に開示しているように、軸受軌道
輪（軸受外輪）１の内径と、軸受軌道輪（軸受内輪）２
の外径間に形成される軌道溝３に複数の転動体５，５…
が組み込まれて構成されている。そして、軸受外輪１は
ロータ１７に嵌合され、パルサーリング１９とともに固
定されている。一方、軸受内輪２はコイル２１の巻かれ
たステータ１８側に嵌合され、位置検出器２０と共に固
定されている。転がり軸受Ａは、一方の軌道輪（外輪）
１の内径および他方の軌道輪（内輪）２の外径に形成さ
れる夫々の軌道面によって所望形状の軌道溝３が形成さ
れており、本実施形態では、軌道輪（外輪）１が幅方向
の中央で軸方向に二分割されており、軌道輪（内輪）２
は一体のものとした。なお、軌道輪１，２のいずれか一
方あるいは双方共が幅方向の中央で軸方向に二分割され
ているタイプや、いずれの軌道輪１，２も分割されてい
ないタイプを用いることも本発明の範囲内で可能であ
る。また、二分割タイプは、ボルト・リベット等で一体
に組み立てられるものもある。軌道溝３は、転動体５の
半径よりも大きな半径の軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂ
により形成されている。また、少なくともいずれか一方
の軌道輪の軌道溝が、二つの軌道面から構成されている
ものであればよく本発明の範囲内で適宜選択される。各
軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂの形状は、転動体５の転
がりに適切な形状を有しているものであれば、断面アー
チ状あるいはＶ字状等任意で、また曲線状あるいは直線
状等のいずれであってもよく特に限定されるものではな
いが、例えば本実施形態ではゴシックアーチが適用され
る。

【０００７】転動体５は、転がり接触面となる外径５ａ
が軸方向に曲率を持ち、かつ軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・
２ｂの夫々の半径よりも小径の半径を有する任意形状
で、該転動体５は、隣接する転動体５が夫々交互に交差
状に配されると共に、各転動体５の外径５ａが、常に一
方の軌道輪１の軌道面１ａ・１ｂと他方の軌道輪２の軌
道面２ｂ，２ａにて二点接触している。転動体５は、例
えば本実施形態では図３に開示しているように、一組の
相対面５ｂ，５ｂを有する上下切断状玉（玉の上下部分
を切断して相対面５ｂ，５ｂを形成した構造のものをい
う。以下同じ。）で、該相対面５ｂ，５ｂに垂直する自
転中心軸５ｃが夫々交差状となるように夫々の転動体
５，５…が組込まれると共に、各転動体５の外径５ａ
が、常に一方の軌道輪１の軌道面１ａ，１ｂと他方の軌
道輪２の軌道面２ｂ，２ａにて二点接触している。転動
体５は、その上下の切断幅は特に限定されず、また上下
の切断割合は、均等あるいは均等でないものであっても
よく、本発明の範囲内で任意に選択可能である。すなわ
ち、本実施形態では、相対面５ｂ，５ｂは対称とした
が、転動体５の相対面５ｂ，５ｂは、対称であっても非
対称であってもよくいずれも本発明の範囲内である。
尚、転動体５の全体形状、相対面５ｂ，５ｂの有無や、
外径５ａにおける軸方向の曲率の大小等は、上記具体的
形状に何等限定されるものではなく、本発明の範囲内に
おいて任意に変更可能である。すなわち、例えば、相対
面５ｂ，５ｂに代えて、非平行状の両面を備え、該両面
に垂直する自転中心軸５ｃを有するものとしてもよい。
また、転動体５は、玉の片側をカット（切断）して一平
面（カット面）を設けた片側カット状玉としたものであ
ってもよい。

【０００８】転動体５，５…の組込みは、隣り合う転動
体５，５における各相対面５ｂ・５ｂ，５ｂ・５ｂに垂
直する自転中心軸５ｃ，５ｃが交互に交差状となるよう
にするが、その交差状態は直交状・非直交状のいずれで
も構わない。転動体５の交差状に配される方式は、両方
のなりで数が同じなら、特に限定されず、すなわち、転
動体５が１ヶ毎に交差してもよく、１ヶ毎に交差しなく
とも両方のなりで数が同じなら、２ヶずつ交差あるいは
２ヶ１ヶ１ヶ２ヶ等のように交差していてもよくいずれ
も本発明の範囲内である。

【０００９】各転動体５，５の運動は、保持器６で案内
される。保持器６は、転動体５を保持案内する保持部７
…を有する形状であれば、特に限定されるものではなく
本発明の範囲内で任意に選択変更可能である。保持器６
の案内方式は特に限定されるものではなく、内輪案内で
も、外輪案内でも、転動体案内でもよい。また、保持器
６の構成は特に限定されるものではなく、一体型でも、
幾つかの部分から形成したものでも良い。例えば、保持
器６は、隣り合う各転動体５，５を上述の通り相対面５
ｂ・５ｂ，５ｂ・５ｂに垂直する自転中心軸５ｃ，５ｃ
が夫々交差状になるように交互に組み込み可能な保持部
７，７…を、周方向に交互に形成している。

【００１０】転動体と軌道面との間における予圧の付与
される状態は特に限定されず、すなわち、製造段階で予
圧が付与されても付与されなくてもよくいずれも本発明
の範囲内である。

【００１１】これら軸受の軌動輪１，２と転動体５の材
質としては、通常軸受鋼が用いられるが、使用環境に応
じて耐食性や、耐熱性を向上させる場合にはステンレス
鋼やセラミック等が適宜選択される。また保持器６の材
料としては、もみ抜き保持器、プレス保持器、樹脂保持
器等が適宜選択されるので、例えば黄銅や鉄等の金属
や、例えばポリアミド６６（ナイロン６６）・ポリフェ
ニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂が本発明の
範囲内で選ばれる。

【００１２】この第一実施形態によれば、転動体５の外
径５ａが相対する外輪１の軌道面１ａと内輪２の軌道面
２ｂに夫々点接触（接触点を１１，１１で示す）し、隣
接する転動体５が外輪１の軌道面１ｂと内輪２の軌道面
２ａに夫々点接触（接触点を１２，１２で示す）する。
転動体５，５の接触角交互に交差するので、一つの軸受
でラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント
荷重を受けることができる。図４に、軸受単体での動ト
ルクを測定したデータを示す。図中黒く塗りつぶした菱
形部分はクロスローラ軸受（従来品）を示し、網掛け状
の四角形部分は本発明に使用される転がり軸受を示す。 試験軸受：内径φ１２０×外径φ１７０×幅２５ 荷重条件：モーメント荷重１６２Ｎ・ｍ 本データから判るように、上記本発明を構成する転がり
軸受の構成により、軸受のトルクを従来のクロスローラ
軸受よりも小さくすることが可能である。従って、転動
体と軌道輪の接触状態が点接触となり、接触幅が小さく
なることにより、トルクが小さくなり発熱も抑えられる
ことから使用回転速度範囲を広く出来る。さらに、上記
軸受に予圧を付与することにより剛性も得られる。よっ
て、従来のダイレクトドライブモータの機能を損うこと
なく、高速化が可能となる。

【００１３】「第二実施形態」図５は、第二実施形態を
示す。本実施形態は、外輪１を一体、内輪２を二分割と
すると共に、二分割された内輪２，２がボルト又はリベ
ット４で固定され、予圧又はすきまの調整が要らないよ
うにする。その他の構成及び作用効果は第一実施形態と
同一である。

【００１４】「第三実施形態」図６は、第三実施形態を
示す。本実施形態は、第一実施形態における外輪１が二
分割、内輪２が一体タイプのものに代えて、外輪１が一
体、内輪２が二分割タイプとする。その他の構成及び作
用効果は第一実施形態と同一である。

【００１５】「第四実施形態」図７は第四実施形態を示
す。本実施形態は、第一実施形態における分割された外
輪１，１がボルト又はリベット４で固定され、予圧又は
すきまの調整が要らないようにする。その他の構成及び
作用効果は第一実施形態と同一である。

【００１６】「第五実施形態」図８は、第五実施形態を
示す。本実施形態は、外輪１と内輪２をそれぞれ一体に
形成し、外輪１に転動体入り穴が付いており、また第一
実施形態における保持器６の代わりとして、図９に拡大
して示したようなセパレータ（スぺーサ）８で転動体
５，５を案内する。このような構造により、軸受はもっ
とコンパクトできるようになる。その他の構成及び作用
効果は第一実施形態と同一である。セパレータ８は、転
動体５の直径よりも小径状で、隣接して保持する各転動
体５，５を上述の通り相対面５ｂ・５ｂ，５ｂ・５ｂに
垂直する自転中心軸５ｃ，５ｃが夫々交差状になるよう
に保持する凹状円弧溝９，９を、相対面１０，１０に交
差状に形成している。この円弧溝９の曲率は、転動体外
径５ａの曲率と略同一、あるいは大きいものとしてもよ
く任意である。

【００１７】「第六実施形態」図１０は、第六実施形態
を示す。本実施形態は、高速回転の場合に用いられる。
第三実施形態における対称の相対面５ｂ，５ｂを有する
転動体５の代わりに、図１１に示した非対称の相対面５
ｂ，５ｄを有する転動体（上下切断状玉）５を使い、且
つ、大端側の相対面５ｄが軸受の内輪２に向くように配
することで、転動体５の回転がより安定になり、より低
トルクを実現することができる。その他の構成及び作用
効果は第三実施形態と同一である。

【００１８】「第七実施形態」図１２は、第七実施形態
を示す。本実施形態は、第六実施形態における二分割さ
れた内輪２、２がボルト又はリベット４で固定され、予
圧又はすきまの調整が要らないようにする。その他の構
成及び作用効果は第六実施形態と同一である。

【００１９】「第八実施形態」図１３は、第八実施形態
を示す。本実施形態は、第六実施形態における外輪１が
一体、内輪２，２が二分割のタイプに代わりに、外輪
１，１が二分割、内輪２が一体タイプとする。その他の
構成及び作用効果は第六実施形態と同一である。

【００２０】「第九実施形態」図１４は、第九実施形態
を示す。本実施形態は、第八実施形態における二分割さ
れた外輪１，１がボルト又はリベット４で固定され、予
圧又はすきまの調整が要らないようにする。その他の構
成及び作用効果は第六実施形態と同一である。

【００２１】「第十実施形態」図１５は、第十実施形態
を示す。本実施形態は、第六実施形態における保持器６
の代わりとして、図９に示したようなセパレータ（スぺ
ーサ）８で転動体５，５を案内する。このような構造に
より、軸受はもっとコンパクトできるようになる。その
他の構成及び作用効果は第六実施形態と同一である。

【００２２】「第十一実施形態」図１６及び図１７は、
第十一実施形態を示す。本実施形態は、第一実施形態な
どで用いていた保持器６に代えて、図１７に示すような
もみ抜き保持器（円環状保持器）６を用いた実施の一例
で、該保持器６によって各転動体５…の姿勢保持を図
る。保持器６は、隣り合う各転動体５，５を相対面５ｂ
・５ｂ，５ｂ・５ｂに垂直する自転中心軸５ｃ，５ｃが
夫々交差状になるように交互に組み込み可能な保持部
（ポケット）１３…を、円環体の円周上で転動体５…数
量と同一数量をもって等間隔で、かつ交互に交差状に配
して構成されている。各保持部１３…の軸方向の両側面
１３ａ，１３ｂは、交互に平行しかつ軸受の回転軸と垂
直でも平行でもなく、転動体５の接触角と同等レベルの
一定の角度（傾斜状）となっている。各保持部１３…の
軸方向の両側面１３ａ，１３ｂ間の距離は、転動体５の
幅よりやや大きく構成されている。上記保持部１３の形
状は、傾斜状の平行な両側面１３ａ，１３ｂを有すると
共に、両側面１３ａ，１３ｂ間の距離を転動体５の幅よ
りもやや大きく形成されているものであれば、そのポケ
ット全体形状は特に限定解釈されるものではなく本発明
の範囲内で変更可能である。なお、本実施形態では、円
周上で転動体５…数量と同一数量のポケット１３…が等
間隔で、かつ交互に交差状に配されているが、特に限定
されず、両方のなりで数が同じなら、２ヶずつ交差ある
いは２ヶ１ヶ１ヶ２ヶ等のように交差していても良く本
発明の範囲内である。

【００２３】種々の因子の影響により、回転中の転動体
にはスピン又はスキューが発生する可能性があり、転動
体の姿勢が上手く制御できないと、軸受の回転抵抗が大
きくなったり、スムースに回転できなくなったりする可
能性がある。従って、本実施形態によれば、保持器６の
ポケット１３が、転動体５の接触角と同等レベルの一定
角度と大体同じとした平行状両側面１３ａ，１３ｂを備
え、該ポケット両側面１３ａ，１３ｂにより、転動体５
のスピン、スキューなどによる転動体５の姿勢変化が抑
えられ、軸受の姿勢保持ができるため、軸受の低トルク
化を実現することができる。その他の構成及び作用効果
は、第一実施形態乃至第四実施形態および第六実施形態
乃至第九実施形態と同一である。

【００２４】「第十二実施形態」図１８は、第十二実施
形態を示す。本実施形態では、外輪１が二分割されて二
つの軌道面１ａ・１ｂを有し、内輪２が一体で一つの軌
道面２ａからなり、転動体として図１９に示す片側カッ
ト状玉を使用する。上述の通り本実施形態では、転動体
５の半径よりも大径状の半径を有している二つの軌道面
１ａ・１ｂからなるゴシックアーチとした。なお、図中
１４は密封板（シール・シールド）を示す。転動体５
は、転がり接触面となる外径５ａが軸方向に曲率を持
ち、かつ軌道輪１，２における軌道面１ａ（１ｂ），２
ａの夫々の半径よりも小径の半径を有する片側カット状
玉の外形を有している。該転動体５は、隣り合う転動体
５が夫々交互に交差状に配されると共に、各転動体５の
外径５ａが、常に一方の軌道輪１の軌道面１ａ（１ｂ）
と他方の軌道輪２の軌道面２ａにて二点接触している。
転動体５は、例えばカット面５ｅに垂直する自転中心軸
５ｃが夫々交差状となるように夫々の転動体５，５…が
組込まれると共に、各転動体５の外径５ａが、常に一方
の軌道輪１の軌道面１ａ（１ｂ）と他方の軌道輪２の軌
道面２ａにて二点接触している。転動体５は、その片側
のカット面５ｅのカット（切断）幅は特に限定されず、
またカット面５ｅ形状も特にフラット面に限定されるも
のでなく、本発明の範囲内で任意に選択可能である。一
般的に、同じサイズの転動体に対して、ころより玉（ボ
ール）のほうが低コスト、高精度で作ることができる。
転動体の形状が完全な玉（ボール）に近いほど製造コス
トは安いが、本実施形態の転動体５は外形が片側カット
状玉であり、上下切断状玉の転動体より加工部分が少な
くなり、より低コストで作ることができる。

【００２５】保持器６は、図２０に示すように、隣り合
う各転動体５，５を上述の通りカット面５ｅ，５ｅに垂
直する自転中心軸５ｃ，５ｃが夫々交差状になるように
交互に組み込み可能な保持部（ポケット）７，７…を、
周方向に交互に形成している。保持部７は、転動体より
も僅かに大径状の円弧面７ａと、該円弧面７ａの端部間
を結ぶフラット面（傾斜面）７ｃとで平面視ドーム状に
構成されており、外径６ａ側の一辺７ｂと内径６ｂ側の
一辺７ｂとは、外径６ａ側から内径６ｂ側に向けてフラ
ット面７ｃで連絡し、外径６ａ側の開口幅ｗ１よりも内
径６ｂ側の開口幅ｗ２を大径に構成している（図２０・
図２１）。そして、周方向に隣り合う各保持部７の円弧
面７ａの中心は、同一の円周上に配されて、平面視幅方
向に外径６ａ側の一辺７ｂの位置をずらして配されてい
る。すなわち、周方向に隣り合う各ポケット７は、その
傾斜面７ｃが各保持部７毎に交互左右に配される（図２
０参照）。従って、本実施形態に示す保持器６を使用す
ると、各保持部７に配される転動体５は、隣り合う夫々
の転動体５，５の自転中心軸５ｃ，５ｃが交互に交差状
となるように、夫々のカット面５ｅ，５ｅが外径６ａ
側、すなわち外輪１側に向くように保持される。

【００２６】また、図２２に示すように、フラット面７
ｃの延長線上に同傾斜状に外径６ａに立上げ形成される
片側倒れ防止片７ｄを設ける構造を採用することも可能
である。該片側倒れ防止片７ｄは特に図示形状に限定さ
れるものではなく、転動体５の回転に影響のない程度の
構成であれば本発明の範囲内である。また図２３・図２
４に示す保持器６構造を採用することも可能である。本
図示形態では、保持部７が平面視矩形状に構成され、周
方向に延びる外径６ａ側の一辺７ｅと、その下方内径６
ｂ側に存する一辺７ｅとは外径６ａ側から内径６ｂ側に
向けてフラット面７ｃで連絡し、外径６ａ側の開口幅ｗ
１よりも内径６ｂ側の開口幅ｗ２を大径に構成してい
る。そして、周方向に配される各保持部７は、平面視幅
方向に交互に位置をずらして配される。すなわち、周方
向に隣り合う各保持部７は、そのフラット面７ｃが各保
持部７毎に交互左右に配される（図２３）。本形態の保
持器６とすれば、図２０の保持器６よりもグリース保持
空間が大きく取れる。その他の作用効果は図２０に示す
保持器形態と同様である。

【００２７】また、図２５に示すような凹面１５を有す
るセパレータ（スペーサ）８を配するものであっても本
発明の範囲内である。セパレータ８は、転動体５の直径
よりも小径状で、隣接して保持する各転動体５，５を上
述の通りカット面５ｅ，５ｅに垂直する自転中心軸５
ｃ，５ｃが夫々交差状になるように保持する凹面１５，
１５を、相対面１６，１６に交差状に形成している。す
なわち、凹面１５の段部１５ａに転動体のカット面５ｅ
を対向せしめて保持する。なお、本実施形態に示すセパ
レータ形状は一実施形態にすぎず、何等限定されること
なく任意に設計変更可能である。

【００２８】従って、この第十二実施形態によれば、ラ
ジアル荷重、両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重
など任意種類の荷重を負荷する場合に、転動体５の外径
５ａが相対する外輪１の軌道面１ｂと内輪２の軌道面２
ａに夫々点接触（接触点を１１，１１で示す）し、そし
て隣り合う転動体５が外輪１の軌道面１ａと内輪２の軌
道面２ａに夫々点接触（接触点を１２，１２で示す）す
る。転動体５，５の接触角交互に交差するので、一つの
軸受でラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメ
ント荷重を受けることができる。転動体５，５と外内輪
１，２との接触形式は一般の玉軸受と同じなので、クロ
スローラに比べ、転がり抵抗が低く、低トルクを実現す
ることができる。

【００２９】「第十三実施形態」図２６は第十三実施形
態を示す。本実施形態では、外輪１が一体で一つの軌道
面１ａを有し、内輪２が二分割されて二つの軌道面２ａ
・２ｂからなり、転動体５はカット面５ｅが内輪２側に
向かい、円周上にそれぞれ交互に交差状に配置する。従
って、ラジアル荷重、両方向のアキシアル荷重、モーメ
ント荷重など任意種類の荷重を負荷する場合に、隣り合
う一方の転動体５は相対向する外輪軌道面１ａと内輪軌
道面２ａに点接触し、他方隣り合う転動体５は相対向す
る外輪軌道面１ａと内輪軌道面２ｂに点接触する。その
他の構成及び作用効果は第十二実施形態と同一である。

【００３０】本実施形態においては、第十二実施形態に
て使用された保持器６の保持部７形状が表裏逆の形状と
している（図２６参照）。すなわち、外径６ａ側の開口
幅ｗ１が内径６ｂ側の開口幅ｗ２よりも大径に構成し、
フラット面７ｃが外径６ａ方向に向いている形態の保持
器６を使用する。また、本実施形態では、外輪１が二分
割されていないタイプをもって説明するが、二分割され
るタイプをもって本実施形態としてもよく、また、内輪
２を分割しないタイプとすることも可能である。

【００３１】「第十四実施形態」図２７は第十四実施形
態を示す。本実施形態では、外輪１が二分割され、内輪
２が一体で、かつそれぞれ二つの軌道面１ａ・１ｂ，２
ａ・２ｂを有し、転動体５はカット面５ｅが外輪１側に
向かい、円周上にそれぞれ交互に交差状に配置する。従
って、アキシアル荷重、モーメント荷重を受ける場合
に、隣り合う一方の転動体５は相対向する外輪軌道面１
ａと内輪軌道面２ｂに点接触し、他方隣り合う転動体５
は相対向する外輪軌道面１ｂと内輪軌道面２ａに点接触
する。また、ラジアル荷重を受ける場合に、負荷条件に
より、転動体と軌道輪合計三点で接触するケースがあ
る。本実施形態は、内輪２が二つの軌道面２ａ・２ｂを
有するものとした点以外を除き、その他の構成及び作用
効果は第十二実施形態と同一である。また、本実施形態
では、内輪２が二分割されていないタイプをもって説明
するが、二分割されるタイプをもって本実施形態として
もよく、また、外輪１を分割しないタイプとすることも
可能である。

【００３２】「第十五実施形態」図２８は第十五実施形
態を示す。本実施形態では、外輪１が一体で、内輪２が
二分割され、かつそれぞれ二つの軌道面１ａ・１ｂ，２
ａ・２ｂを有し、転動体５はカット面５ｅが内輪２側に
向かい、円周上にそれぞれ交互に交差状に配置する。従
って、アキシアル荷重、モーメント荷重を受ける場合
に、隣り合う一方の転動体５は相対向する外輪軌道面１
ａと内輪軌道面２ｂに点接触し、他方隣り合う転動体５
は相対向する外輪軌道面１ｂと内輪軌道面２ａに点接触
する。また、ラジアル荷重を受ける場合に、負荷条件に
より、転動体と軌道輪合計三点で接触するケースがあ
る。本実施形態は、外輪１が二つの軌道面１ａ・１ｂを
有するものとした点以外を除き、その他の構成及び作用
効果は第十三実施形態と同一である。また、本実施形態
では、外輪１が二分割されていないタイプをもって説明
するが、二分割されるタイプをもって本実施形態として
もよく、また、内輪２を分割しないタイプとすることも
可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、ダイレクトドライブモータに
内蔵される軸受の構成を、一対の軌道輪間に複数の転動
体が組込まれ、上記各軌道輪は転動体の半径より大径状
の軌道面からなる軌道溝を夫々有し、その中に少なくと
も一つの軌道輪は二つの軌道面からなり、上記各転動体
は転がり接触面となる外径が軸方向にも曲率を持ち、円
周上に夫々交互に交差状に配されると共に、各転動体の
外径が常に相対する一方の軌道輪の軌道面と他方の軌道
輪の軌道面にて夫々一点づつ合計二点で接触するものと
し、且つ前記軸受に予圧を付与したことにより、軸受の
トルクを従来のクロスローラ軸受よりも小さく出来、発
熱が抑えられる。また、前記軸受に予圧を付与すること
により剛性が得られる。従って、従来のダイレクトドラ
イブモータの機能を損うこと無く、高速化が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を一部切欠いて示す概略断
面図。

【図２】本発明に使用される転がり軸受の第一実施形態
を示す断面図。

【図３】転動体の一実施形態を示す斜視図。

【図４】軸受単体での動トルクを測定したデータを示す
図。

【図５】第二実施形態を一部省略して示す断面図。

【図６】第三実施形態を一部省略して示す断面図。

【図７】第四実施形態を一部省略して示す断面図。

【図８】第五実施形態を一部省略して示す縦断面図。

【図９】セパレータの一実施形態を示す拡大斜視図。

【図１０】第六実施形態を一部省略して示す縦断面図。

【図１１】転動体の他の実施形態を示す拡大斜視図。

【図１２】第七実施形態を一部省略して示す縦断面図。

【図１３】第八実施形態を一部省略して示す縦断面図。

【図１４】第九実施形態を一部省略して示す縦断面図。

【図１５】第十実施形態を一部省略して示す縦断面図。

【図１６】第十一実施形態を一部省略して示す縦断面
図。

【図１７】保持器の他の実施形態を示す拡大斜視図。

【図１８】第十二実施形態を一部省略して示す縦断面
図。

【図１９】転動体の他の実施形態を示す拡大斜視図。

【図２０】保持器の他の実施形態を一部省略して示す拡
大平面図。

【図２１】図２０の保持器のI-I線断面図。

【図２２】保持器の他の実施形態を示す断面図。

【図２３】保持器の他の実施形態を一部省略して示す拡
大平面図。

【図２４】図２３の保持器のII-II線断面図。

【図２５】第十二実施形態に用いられるセパレータの拡
大斜視図。

【図２６】第十三実施形態を一部省略して示す縦断面
図。

【図２７】第十四実施形態を一部省略して示す縦断面
図。

【図２８】第十五実施形態を一部省略して示す縦断面
図。

【図２９】従来のダイレクトドライブモータを一部切欠
いて示す概略断面図。

【図３０】クロスローラ軸受の縦断面図。

【符号の説明】

Ａ：転がり軸受 １：外輪 ２：内輪 ３：軌道溝 ５：転動体 ５ａ：外径 ５ｂ：相対面 ５ｃ：自転中心軸 １７：回転子（ロータ） １８：固定子（ステータ） １９：パルサーリング ２０：位置検出器 ２１：コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/60 Ｆ１６Ｃ 33/60 Ｈ０２Ｋ 5/173 Ｈ０２Ｋ 5/173 Ａ Ｆターム(参考） 3J101 AA03 AA32 AA33 AA42 AA54 AA62 BA02 BA13 BA16 BA34 DA09 EA03 EA06 EA13 EA36 EA41 FA06 FA53 GA24 5H605 BB05 BB19 CC04 EB10 EB17 5H607 BB01 BB14 BB17 CC09 DD01 DD02 DD16 GG01 GG08 JJ05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転子の内側と外側のいずれか一方若しく
   は両方に固定子を配置し、回転および負荷を支持するた
   めの軸受を備えた構造を有し、減速機を使わずに負荷を
   モータに直結して駆動できるダイレクトドライブモータ
   において、上記軸受は、一対の軌道輪間に複数の転動体
   が組込まれ、上記各軌道輪は転動体の半径より大径状の
   軌道面からなる軌道溝を夫々有し、その中に少なくとも
   一つの軌道輪は二つの軌道面からなり、上記各転動体は
   転がり接触面となる外径が軸方向にも曲率を持ち、円周
   上に夫々交互に交差状に配されると共に、各転動体の外
   径が常に相対する一方の軌道輪の軌道面と他方の軌道輪
   の軌道面にて夫々一点づつ合計二点で接触していること
   を特徴とするダイレクトドライブモータ。
2. 【請求項２】転動体が一組の相対面を有する上下切断状
   玉からなり、周方向に隣り合う各転動体の、夫々の相対
   面に垂直する自転中心軸が交差状となるように組み込ま
   れていることを特徴とする請求項１に記載のダイレクト
   ドライブモータ。
3. 【請求項３】転動体が片側カット状玉からなり、周方向
   に隣り合う転動体の、夫々のカット面に垂直する自転中
   心軸が交差状となるように組み込まれていることを特徴
   とする請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。