JP2008164139A - サポータによる固定構造を有する転がり軸受装置 - Google Patents

サポータによる固定構造を有する転がり軸受装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 転がり軸受装置に径方向の荷重が加わった場合に、レゾルバの誤検出を防止するのに好適な転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 径方向内側に突出したフランジ94aを有し内輪14aに取付可能な内輪サポータ96aを内輪14aの内周面に接着し、ハウジングインナ22および内輪押え26によりフランジ94aを軸方向に挟持するとともにフランジ94aの端部をハウジングインナ22および内輪押え26によりインロー嵌合して固定した。また、外輪14bを軸方向に押圧した状態で固定する外輪押え28を備え、径方向外側に突出したフランジを有し外輪14bに取付可能な外輪サポータ96bを外輪14bの外周面に接着し、フランジ94bをロータ12および外輪押え28により軸方向に挟持するとともにフランジ94bの端部をロータ12および外輪押え28によりインロー嵌合して固定した。
【選択図】図1

Description

本発明は、転がり軸受およびレゾルバを備える転がり軸受装置に係り、特に、転がり軸受装置に径方向の荷重が加わった場合に、レゾルバの誤検出を防止するのに好適なサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置に関する。
従来、転がり軸受装置としては、転がり軸受およびレゾルバを備える転がり軸受装置が知られている。
図2は、従来の転がり軸受装置の軸方向の断面図である。
転がり軸受装置200は、図2に示すように、固定子であるハウジングインナ22と、回転子であるロータ12と、ロータ12とハウジングインナ22の間に介在してロータ12を回転可能に支持するクロスローラ軸受14とを有して構成されている。
クロスローラ軸受14は、内輪14aおよび外輪14bを有して構成されている。内輪14aは、ハウジングインナ22の外周面に嵌合し、内輪押え26により軸方向に押圧された状態でハウジングインナ22に固定されている。外輪14bは、ロータ12の内周面に嵌合し、外輪押え28により軸方向に押圧された状態でロータ12に固定されている。ここで、ハウジングインナ22と内輪14aの嵌め合い、およびロータ12と外輪14bの嵌め合いは、クロスローラ軸受14にストレスを加えないために隙間設定となっている。
ロータ12とハウジングインナ22の間には、ロータ12の回転角度を検出するためのレゾルバ30が設けられている。
レゾルバ30は、クロスローラ軸受14の軸心に対して偏心させた内周を有する円環状のレゾルバロータ18と、レゾルバロータ18と所定間隔をもって対向して配置され、レゾルバロータ18との間のリラクタンス変化を検出する位置検出器20とを有して構成されている。レゾルバロータ18はロータ12の内周面に、位置検出器20はハウジングインナ22の外周面に一体に取り付けられている。レゾルバロータ18を偏心させてレゾルバロータ18と位置検出器20の間の距離を円周方向に変化させることにより、リラクタンスがレゾルバロータ18の位置により変化するようになっている。したがって、ロータ12の1回転につきリラクタンス変化の基本波成分が1周期となるため、レゾルバ30は、ロータ12の回転角度位置に応じて変化するレゾルバ信号を出力する。
なお、軸方向の予圧を付与して内輪14aおよび外輪14bを固定する転がり軸受装置としては、例えば、特許文献1記載の軸受装置が知られている。
特開2005−69252号公報
しかしながら、上記従来の転がり軸受装置200にあっては、軸方向については予圧を付与して内輪14aおよび外輪14bを固定するが、径方向については隙間設定での嵌合により内輪14aおよび外輪14bを固定する構成となっているため、転がり軸受装置200に径方向の荷重が加わると、ハウジングインナ22と内輪14aの間の距離がその隙間分だけ、ロータ12と外輪14bの間の距離がその隙間分だけそれぞれ変化し、これに伴ってレゾルバ30のギャップが変化する。そのため、ロータ12の回転角度位置を正確に検出することができないという問題があった。
また、この場合、クロスローラ軸受14に内部予圧がかかっているため、焼き嵌めを行うこともできない。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、転がり軸受装置に径方向の荷重が加わった場合に、レゾルバの誤検出を防止するのに好適なサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置を提供することを目的としている。
〔発明1〕 上記目的を達成するために、発明1のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置は、内輪および外輪を有する転がり軸受と、前記内輪の内周面に嵌合し前記内輪に支持される内輪被支持体と、前記外輪の外周面に嵌合し前記外輪に支持される外輪被支持体と、前記内輪を軸方向に押圧した状態で固定する内輪押えと、前記内輪被支持体と前記外輪被支持体の間のリラクタンスがそれらの相対位置により変化するレゾルバとを備えるサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置において、径方向内側に突出したフランジを有し前記内輪に取付可能な内輪サポータを前記内輪の内周面に密着させ、前記内輪サポータのフランジを前記内輪被支持体および前記内輪押えにより軸方向に挟持するとともに前記内輪サポータのフランジの端部を前記内輪被支持体および前記内輪押えによりインロー嵌合して固定した。
このような構成であれば、転がり軸受により、内輪被支持体および外輪被支持体が相対的に回転可能に支持される。
転がり軸受装置に径方向の荷重が加わると、内輪被支持体および内輪押えに固定された内輪サポータにより内輪が固定されているので、内輪被支持体と内輪の間の距離が変化するのが抑制される。
ここで、内輪被支持体および外輪被支持体は、転がり軸受により相対的に回転可能に支持されていればよく、内輪被支持体が固定されて外輪被支持体が回転可能に支持されていてもよいし、外輪被支持体が固定されて内輪被支持体が回転可能に支持されていてもよいし、両者が回転可能に支持されていてもよい。以下、発明3のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置において同じである。
〔発明2〕 さらに、発明2のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置は、発明1のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置において、前記内輪サポータのフランジの端部と前記内輪被支持体および前記内輪押えを締まり嵌め設定でインロー嵌合した。
このような構成であれば、内輪サポータのフランジの端部と内輪被支持体および内輪押えが締まり嵌め設定でインロー嵌合されているので、内輪被支持体と内輪の間の距離が変化するのがさらに抑制される。
〔発明3〕 さらに、発明3のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置は、内輪および外輪を有する転がり軸受と、前記内輪の内周面に嵌合し前記内輪に支持される内輪被支持体と、前記外輪の外周面に嵌合し前記外輪に支持される外輪被支持体と、前記外輪を軸方向に押圧した状態で固定する外輪押えと、前記内輪被支持体と前記外輪被支持体の間のリラクタンスがそれらの相対位置により変化するレゾルバとを備えるサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置において、径方向外側に突出したフランジを有し前記外輪に取付可能な外輪サポータを前記外輪の外周面に密着させ、前記外輪サポータのフランジを前記外輪被支持体および前記外輪押えにより軸方向に挟持するとともに前記外輪サポータのフランジの端部を前記外輪被支持体および前記外輪押えによりインロー嵌合して固定した。
このような構成であれば、転がり軸受により、内輪被支持体および外輪被支持体が相対的に回転可能に支持される。
転がり軸受装置に径方向の荷重が加わると、外輪被支持体および外輪押えに固定された外輪サポータにより外輪が固定されているので、外輪被支持体と外輪の間の距離が変化するのが抑制される。
〔発明4〕 さらに、発明4のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置は、発明3のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置において、前記外輪サポータのフランジの端部と前記外輪被支持体および前記外輪押えを締まり嵌め設定でインロー嵌合した。
このような構成であれば、外輪サポータのフランジの端部と外輪被支持体および外輪押えが締まり嵌め設定でインロー嵌合されているので、外輪被支持体と外輪の間の距離が変化するのがさらに抑制される。
〔発明5〕 さらに、発明5のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置は、発明1ないし4のいずれか1のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置において、前記レゾルバは、内周および外周の一方を前記転がり軸受の軸心に対して偏心させた円環状の被検出体と、前記被検出体との間のリラクタンス変化を検出する検出手段とを有し、前記被検出体の内周および外周のうち偏心している側が前記検出手段に対向するように、前記内輪被支持体および前記外輪被支持体の一方に前記被検出体を、他方に前記検出手段を設けた。
このような構成であれば、内輪被支持体および外輪被支持体が相対的に回転すると、これに伴って検出手段および被検出体も相対的に回転する。そして、被検出体の内周および外周のうち検出手段に対向する側が偏心しているので、回転によりリラクタンス変化が生じ、検出手段により、そのリラクタンス変化が検出される。
このように、1回転につきリラクタンス変化の基本波成分が1周期となるタイプのレゾルバでは、荷重によるギャップ変化の影響が大きいので、ギャップ変化の抑制は、誤検出防止に効果的である。
ここで、被検出体および検出手段については、内輪被支持体に被検出体を、外輪被支持体に検出手段を設けてもよいし、その逆の配置で設けてもよい。前者の場合は、被検出体の外周を偏心させ、被検出体の外周を検出手段に対向させて被検出体および検出手段を設ける。後者の場合は、被検出体の内周を偏心させ、被検出体の内周を検出手段に対向させて被検出体および検出手段を設ける。
以上説明したように、発明1のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置によれば、転がり軸受装置に径方向の荷重が加わっても、従来に比して、内輪被支持体と内輪の間の距離が変化するのが抑制されるので、荷重によるレゾルバのギャップ変化が抑制され、レゾルバが誤検出する可能性を低減することができるという効果が得られる。また、内輪被支持体および内輪が分解可能となるので、メンテナンス性を向上することができるという効果も得られる。
さらに、発明2のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置によれば、内輪被支持体と内輪の間の距離が変化するのがさらに抑制されるので、レゾルバが誤検出する可能性をさらに低減することができるという効果が得られる。
さらに、発明3のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置によれば、転がり軸受装置に径方向の荷重が加わっても、従来に比して、外輪被支持体と外輪の間の距離が変化するのが抑制されるので、荷重によるレゾルバのギャップ変化が抑制され、レゾルバが誤検出する可能性を低減することができるという効果が得られる。また、外輪被支持体および外輪が分解可能となるので、メンテナンス性を向上することができるという効果も得られる。
さらに、発明4のサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置によれば、外輪被支持体と外輪の間の距離が変化するのがさらに抑制されるので、レゾルバが誤検出する可能性をさらに低減することができるという効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係るサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置の実施の形態を示す図である。
まず、本発明を適用するダイレクトドライブモータの構成を説明する。
図1は、ダイレクトドライブモータ100の軸方向の断面図である。
ダイレクトドライブモータ100は、図1に示すように、固定子であるハウジングインナ22と、回転子であるロータ12と、ロータ12とハウジングインナ22の間に介在してロータ12を回転可能に支持するクロスローラ軸受14とを有して構成されている。
ロータ12とハウジングインナ22の間には、ロータ12に回転トルクを付与するコイル16と、ロータ12の回転角度を検出するためのレゾルバ30とが設けられている。
レゾルバ30は、クロスローラ軸受14の軸心に対して偏心させた内周を有する円環状のレゾルバロータ18と、レゾルバロータ18と所定間隔をもって対向して配置され、レゾルバロータ18との間のリラクタンス変化を検出する位置検出器20とを有して構成されている。レゾルバロータ18は、ボルト18aによりロータ12の内周面に一体に取り付けられ、位置検出器20は、ボルト20aによりハウジングインナ22の外周面に一体に取り付けられている。レゾルバロータ18を偏心させてレゾルバロータ18と位置検出器20の間の距離を円周方向に変化させることにより、リラクタンスがレゾルバロータ18の位置により変化するようになっている。したがって、ロータ12の1回転につきリラクタンス変化の基本波成分が1周期となるため、レゾルバ30は、ロータ12の回転角度位置に応じて変化するレゾルバ信号を出力する。
そして、コイル16に通電することにより、ロータ12およびレゾルバロータ18が一体に回転し、位置検出器20によりリアクタンス変化を検出し、制御器(不図示)により回転速度や位置決めの制御を行う構造となっている。
本実施の形態では、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。ダイレクトドライブモータ100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説明する。なお、ダイレクトドライブモータ100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。
クロスローラ軸受14は、内輪14aと、外輪14bと、内輪14aおよび外輪14bの間で転動可能に設けられた複数のクロスローラ(ころ)14cとを有して構成されている。クロスローラ14cは、直径が長さよりわずかに大きな略円筒状で、軌道上偶数番目の回転軸と、軌道上奇数番目の回転軸が互いに90°傾斜している。
内輪14aの内周面には、径方向内側に突出したフランジ94aを有し内輪14aに取付可能な内輪サポータ96aが接着剤等により接着されている。また、ハウジングインナ22の外周面には、径方向外側に突出したフランジ22aが形成されている。そして、内輪14aの下面をフランジ22aに接触させてハウジングインナ22の外周面に内輪14aおよび内輪サポータ96aが嵌合されている。
内輪押え26の下面の内周面側およびハウジングインナ22の上面の内周面側には、フランジ94aの端部とインロー嵌合するための凸段部98a、100aが軸方向に突出して形成されている。そして、内輪押え26の押圧部26bを内輪14aの上面に接触させ、内輪押え26をボルト26aでフランジ94aおよびハウジングインナ22に締結する。これにより、内輪サポータ96aは、ハウジングインナ22および内輪押え26によりフランジ94aが軸方向に挟持されるとともにフランジ94aの端部が凸段部98a、100aでインロー嵌合されて固定される。このインロー嵌合は、締まり嵌め設定で行われる。したがって、内輪14aは、内輪押え26によりハウジングインナ22に軸方向に押圧された状態で、内輪サポータ96aにより軸方向にも固定される。
一方、外輪14bの外周面には、径方向外側に突出したフランジ94bを有し外輪14bに取付可能な外輪サポータ96bが接着剤等により接着されている。また、ロータ12の内周面には、径方向内側に突出したフランジ12aが形成されている。そして、外輪14bの下面をフランジ12aに接触させてロータ12の内周面に外輪14bおよび外輪サポータ96bが嵌合されている。
外輪押え28の下面の外周面側およびロータ12の上面の外周面側には、フランジ94bの端部とインロー嵌合するための凸段部98b、100bが軸方向に突出して形成されている。そして、外輪押え28の押圧部28bを外輪14bの上面に接触させ、外輪押え28をボルト28bでフランジ94bおよびロータ12に締結する。これにより、外輪サポータ96bは、ロータ12および外輪押え28によりフランジ94bが軸方向に挟持されるとともにフランジ94bの端部が凸段部98b、100bでインロー嵌合されて固定される。このインロー嵌合は、締まり嵌め設定で行われる。したがって、外輪14bは、外輪押え28によりロータ12に軸方向に押圧された状態で、外輪サポータ96bにより軸方向にも固定される。
次に、本実施の形態の動作を説明する。
コイル16に通電すると、ロータ12に回転トルクが付与され、ロータ12が回転する。そして、位置検出器20により、ロータ12と一体に回転するレゾルバロータ18との間のリラクタンス変化が検出され、制御器(不図示)により回転速度や位置決めの制御が行われる。
ダイレクトドライブモータ100に径方向の荷重が加わると、ハウジングインナ22および内輪押え26に固定された内輪サポータ96aにより内輪14aが、ロータ12および外輪押え28に固定された外輪サポータ96bにより外輪14bが固定されているので、ハウジングインナ22と内輪14aの間の距離、およびロータ12と外輪14bの間の距離が変化するのが抑制される。その結果、レゾルバのギャップ変化が抑制される。
このようにして、本実施の形態では、内輪14aおよび外輪14bを有するクロスローラ軸受14と、内輪14aの内周面に嵌合し内輪14aに支持されるハウジングインナ22と、外輪14bの外周面に嵌合し外輪14bに支持されるロータ12と、内輪14aを軸方向に押圧した状態で固定する内輪押え26と、ハウジングインナ22とロータ12の間のリラクタンスがロータ12の位置により変化するレゾルバ30とを備え、径方向内側に突出したフランジ94aを有し内輪14aに取付可能な内輪サポータ96aを内輪14aの内周面に接着し、ハウジングインナ22および内輪押え26によりフランジ94aを軸方向に挟持するとともにフランジ94aの端部をハウジングインナ22および内輪押え26によりインロー嵌合して固定した。
これにより、ダイレクトドライブモータ100に径方向の荷重が加わっても、従来に比して、ハウジングインナ22と内輪14aの間の距離が変化するのが抑制されるので、荷重によるレゾルバ30のギャップ変化が抑制され、レゾルバ30が誤検出する可能性を低減することができる。また、ハウジングインナ22および内輪14aが分解可能となるので、メンテナンス性を向上することができる。
さらに、本実施の形態では、フランジ94aの端部とハウジングインナ22および内輪押え26を締まり嵌め設定でインロー嵌合した。
これにより、ハウジングインナ22と内輪14aの間の距離が変化するのがさらに抑制されるので、レゾルバが誤検出する可能性をさらに低減することができる。
さらに、本実施の形態では、外輪14bを軸方向に押圧した状態で固定する外輪押え28を備え、径方向外側に突出したフランジを有し外輪14bに取付可能な外輪サポータ96bを外輪14bの外周面に接着し、フランジ94bをロータ12および外輪押え28により軸方向に挟持するとともにフランジ94bの端部をロータ12および外輪押え28によりインロー嵌合して固定した。
これにより、ダイレクトドライブモータ100に径方向の荷重が加わっても、ロータ12と外輪14bの間の距離が変化するのが抑制されるので、荷重によるレゾルバ30のギャップ変化が抑制され、レゾルバ30が誤検出する可能性をさらに低減することができる。また、ロータ12および外輪14bが分解可能となるので、メンテナンス性を向上することができる。
さらに、本実施の形態では、フランジ94bの端部とロータ12および外輪押え28を締まり嵌め設定でインロー嵌合した。
これにより、ロータ12と外輪14bの間の距離が変化するのがさらに抑制されるので、レゾルバが誤検出する可能性をさらに低減することができる。
さらに、本実施の形態では、レゾルバ30は、クロスローラ軸受14の軸心に対して偏心させた内周を有する円環状のレゾルバロータ18と、レゾルバロータ18と所定間隔をもって対向して配置され、レゾルバロータ18との間のリラクタンス変化を検出する位置検出器20とを有して構成されている。
このように、1回転につきリラクタンス変化の基本波成分が1周期となるタイプのレゾルバ30では、荷重によるギャップ変化の影響が大きいので、ギャップ変化の抑制は、誤検出防止に効果的である。
上記実施の形態において、クロスローラ軸受14は、発明1ないし5の転がり軸受に対応し、ハウジングインナ22は、発明1ないし3または5の内輪被支持体に対応し、ロータ12は、発明1、3ないし5の外輪被支持体に対応し、レゾルバロータ18は、発明5の被検出体に対応している。また、位置検出器20は、発明5の検出手段に対応している。
なお、上記実施の形態においては、内輪14aの内周面に内輪サポータ96aを接着して構成したが、これに限らず、これらを接着せず単に密着させて構成することもできる。
また、上記実施の形態においては、外輪14bの外周面に外輪サポータ96bを接着して構成したが、これに限らず、これらを接着せず単に密着させて構成することもできる。
また、上記実施の形態においては、クロスローラ軸受14を適用したが、これに限定するものではなく、アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受などを適用してもよい。
また、上記実施の形態においては、本発明に係るサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置を、ハウジングインナ22とロータ12を回転可能に支持する構造に適用したが、これに限らず、2つの部材の間に介在してそれらを相対的に回転可能に支持する構造であればどのような構造にも適用することもできる。
ダイレクトドライブモータ100の軸方向の断面図である。 従来の転がり軸受装置の軸方向の断面図である。
符号の説明
100 ダイレクトドライブモータ
12 ロータ
14 クロスローラ軸受
14a 内輪
14b 外輪
14c クロスローラ
16 コイル
18 レゾルバロータ
20 位置検出器
22 ハウジングインナ
26 内輪押え
28 外輪押え
94a、94b フランジ
96a 内輪サポータ
96b 外輪サポータ
98a、100a、98b、100b 凸段部
12a、22a フランジ
26b、28b 押圧部
18a、20a、26a、28a ボルト

Claims (5)

  1. 内輪および外輪を有する転がり軸受と、前記内輪の内周面に嵌合し前記内輪に支持される内輪被支持体と、前記外輪の外周面に嵌合し前記外輪に支持される外輪被支持体と、前記内輪を軸方向に押圧した状態で固定する内輪押えと、前記内輪被支持体と前記外輪被支持体の間のリラクタンスがそれらの相対位置により変化するレゾルバとを備えるサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置において、
    径方向内側に突出したフランジを有し前記内輪に取付可能な内輪サポータを前記内輪の内周面に密着させ、前記内輪サポータのフランジを前記内輪被支持体および前記内輪押えにより軸方向に挟持するとともに前記内輪サポータのフランジの端部を前記内輪被支持体および前記内輪押えによりインロー嵌合して固定したことを特徴とするサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置。
  2. 請求項1において、
    前記内輪サポータのフランジの端部と前記内輪被支持体および前記内輪押えを締まり嵌め設定でインロー嵌合したことを特徴とするサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置。
  3. 内輪および外輪を有する転がり軸受と、前記内輪の内周面に嵌合し前記内輪に支持される内輪被支持体と、前記外輪の外周面に嵌合し前記外輪に支持される外輪被支持体と、前記外輪を軸方向に押圧した状態で固定する外輪押えと、前記内輪被支持体と前記外輪被支持体の間のリラクタンスがそれらの相対位置により変化するレゾルバとを備えるサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置において、
    径方向外側に突出したフランジを有し前記外輪に取付可能な外輪サポータを前記外輪の外周面に密着させ、前記外輪サポータのフランジを前記外輪被支持体および前記外輪押えにより軸方向に挟持するとともに前記外輪サポータのフランジの端部を前記外輪被支持体および前記外輪押えによりインロー嵌合して固定したことを特徴とするサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置。
  4. 請求項3において、
    前記外輪サポータのフランジの端部と前記外輪被支持体および前記外輪押えを締まり嵌め設定でインロー嵌合したことを特徴とするサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1項において、
    前記レゾルバは、内周および外周の一方を前記転がり軸受の軸心に対して偏心させた円環状の被検出体と、前記被検出体との間のリラクタンス変化を検出する検出手段とを有し、前記被検出体の内周および外周のうち偏心している側が前記検出手段に対向するように、前記内輪被支持体および前記外輪被支持体の一方に前記被検出体を、他方に前記検出手段を設けたことを特徴とするサポータによる固定構造を有する転がり軸受装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018207646A (ja) * 2017-06-02 2018-12-27 日本精工株式会社 電動機

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