JP2008180349A - テーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置 - Google Patents

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】 ハウジングインナ２２の内輪１４ａの内周面との嵌合面に、接触面７６ａに向けて軸方向に内径が拡大するテーパ溝８４ａを形成し、テーパ溝８４ａに隙間なく嵌挿可能な形状を有する円環状のテーパ状部材８６ａを、押しボルト８８ａにより軸方向に押圧した状態でテーパ溝８４ａに嵌挿した。また、ロータ１２の外輪１４ｂの外周面との嵌合面に、接触面７６ｂに向けて軸方向に内径が拡大するテーパ溝８４ｂを形成し、テーパ溝８４ｂに隙間なく嵌挿可能な形状を有する円環状のテーパ状部材８６ｂを、押しボルト８８ｂにより軸方向に押圧した状態でテーパ溝８４ｂに嵌挿した。
【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テーパ状部材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４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４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テーパ状部材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のテーパ状部材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転がり軸受装置において、前記内輪被支持体の前記内輪の内周面との嵌合面に、軸方向に内径が拡大するテーパ溝を形成し、前記テーパ溝に嵌挿可能なテーパ状部材を、前記テーパ溝の開放端部から軸方向に押圧した状態で前記テーパ溝に嵌挿した。

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、テーパ状部材が軸方向に押圧された状態でテーパ溝に嵌挿されているので、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。

また、テーパ溝は、軸方向に内径が拡大する形状となっているので、テーパ溝の開放端部からの押圧によりテーパ状部材で内輪を精度よく固定することができる。
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２のテーパ状部材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。
また、テーパ溝は、内輪被支持体の全周に渡って形成してもよいし、内輪被支持体の一部に形成してもよい。また、内輪被支持体に複数形成してもよい。

〔発明２〕 さらに、発明２のテーパ状部材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転がり軸受装置において、前記外輪被支持体の前記外輪の外周面との嵌合面に、軸方向に内径が拡大するテーパ溝を形成し、前記テーパ溝に嵌挿可能なテーパ状部材を、前記テーパ溝の開放端部から軸方向に押圧した状態で前記テーパ溝に嵌挿した。

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、テーパ状部材が軸方向に押圧された状態でテーパ溝に嵌挿されているので、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。

また、テーパ溝は、軸方向に内径が拡大する形状となっているので、テーパ溝の開放端部からの押圧によりテーパ状部材で外輪を精度よく固定することができる。
ここで、テーパ溝は、外輪被支持体の全周に渡って形成してもよいし、外輪被支持体の一部に形成してもよい。また、外輪被支持体に複数形成してもよい。

〔発明３〕 さらに、発明３のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置は、発明１および２のいずれか１のテーパ状部材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。

〔発明４〕 さらに、発明４のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置は、発明１および２のいずれか１のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置において、さらに、軸方向の予圧を付与して前記内輪被支持体に前記内輪を固定する内輪固定手段を備え、前記内輪固定手段を前記内輪被支持体よりも熱膨張率の高い材質で構成し、前記内輪被支持体が前記内輪固定手段を径方向外側から嵌合するように、前記内輪固定手段および前記内輪被支持体を、それらの軸方向の端部にインロー部を形成してインロー嵌合した。

このような構成であれば、温度が上昇すると、内輪固定手段が内輪被支持体よりも膨張しようとするが、内輪被支持体が径方向外側に配置されているので内輪被支持体により抑制される。したがって、内輪被支持体と内輪固定手段の間に径方向の隙間が生じるのを防止することができる。
ここで、インロー部は、内輪固定手段および内輪被支持体をインロー嵌合するための凹凸段部であって、内輪固定手段および内輪被支持体の一方に凹段部を、他方に凸段部を設ければよい。また、インロー部は、内輪固定手段および内輪被支持体の内周面側に設けてもよいし、外周面側に設けてもよい。

〔発明５〕 さらに、発明５のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置は、発明４のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置において、前記内輪固定手段および前記内輪被支持体は、前記内輪固定手段が前記内輪に接触する状態において、前記インロー部を構成する凸段部と凹段部の間に軸方向の隙間が、前記内輪固定手段と前記内輪被支持体の間に軸方向の隙間が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。

このような構成であれば、使用温度範囲内で内輪固定手段および内輪被支持体が軸方向に膨張しても、凸段部と凹段部、および内輪固定手段と内輪被支持体が接触することがないので、内輪固定手段および内輪被支持体の軸方向の嵌合については、常に、内輪固定手段が内輪を固定する状態を維持することができる。

〔発明６〕 さらに、発明６のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置は、発明４および５のいずれか１のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置において、前記内輪固定手段は、前記内輪と前記内輪固定手段の間に径方向の隙間が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。

このような構成であれば、使用温度範囲内で内輪固定手段および内輪被支持体が膨張しても、内輪と内輪固定手段が接触することがないので、内輪と内輪固定手段および内輪被支持体の径方向の嵌合については、常に、内輪被支持体が内輪を固定する状態を維持することができる。

〔発明７〕 さらに、発明７のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置は、発明１および２のいずれか１のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置において、さらに、軸方向の予圧を付与して前記外輪被支持体に前記外輪を固定する外輪固定手段を備え、前記外輪固定手段を前記外輪被支持体よりも熱膨張率の高い材質で構成し、前記外輪被支持体が前記外輪固定手段を径方向外側から嵌合するように、前記外輪固定手段および前記外輪被支持体を、それらの軸方向の端部にインロー部を形成してインロー嵌合した。

このような構成であれば、温度が上昇すると、外輪固定手段が外輪被支持体よりも膨張しようとするが、外輪被支持体が径方向外側に配置されているので外輪被支持体により抑制される。したがって、外輪被支持体と外輪固定手段の間に径方向の隙間が生じるのを防止することができる。
ここで、インロー部は、外輪固定手段および外輪被支持体をインロー嵌合するための凹凸段部であって、外輪固定手段および外輪被支持体の一方に凹段部を、他方に凸段部を設ければよい。また、インロー部は、外輪固定手段および外輪被支持体の内周面側に設けてもよいし、外周面側に設けてもよい。

〔発明８〕 さらに、発明８のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置は、発明７のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置において、前記外輪固定手段および前記外輪被支持体は、前記外輪固定手段が前記外輪に接触する状態において、前記インロー部を構成する凸段部と凹段部の間に軸方向の隙間が、前記外輪固定手段と前記外輪被支持体の間に軸方向の隙間が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。

このような構成であれば、使用温度範囲内で外輪固定手段および外輪被支持体が軸方向に膨張しても、凸段部と凹段部、および外輪固定手段と外輪被支持体が接触することがないので、外輪固定手段および外輪被支持体の軸方向の嵌合については、常に、外輪固定手段が外輪を固定する状態を維持することができる。

〔発明９〕 さらに、発明９のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置は、発明７および８のいずれか１のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置において、前記外輪固定手段は、前記外輪と前記外輪固定手段の間に径方向の隙間が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。

このような構成であれば、使用温度範囲内で外輪固定手段および外輪被支持体が膨張しても、外輪と外輪固定手段が接触することがないので、外輪と外輪固定手段および外輪被支持体の径方向の嵌合については、常に、外輪被支持体が外輪を固定する状態を維持することができる。

以上説明したように、発明１のテーパ状部材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のテーパ状部材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のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置によれば、温度が上昇しても、内輪被支持体と内輪固定手段の間に径方向の隙間が生じるのを防止することができるという効果が得られる。
さらに、発明５のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置によれば、内輪固定手段および内輪被支持体の軸方向の嵌合については、常に、内輪固定手段が内輪を固定する状態を維持することができるという効果が得られる。

さらに、発明６のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置によれば、内輪と内輪固定手段および内輪被支持体の径方向の嵌合については、常に、内輪被支持体が内輪を固定する状態を維持することができるという効果が得られる。
さらに、発明７のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置によれば、温度が上昇しても、外輪被支持体と外輪固定手段の間に径方向の隙間が生じるのを防止することができるという効果が得られる。

さらに、発明８のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置によれば、外輪固定手段および外輪被支持体の軸方向の嵌合については、常に、外輪固定手段が外輪を固定する状態を維持することができるという効果が得られる。
さらに、発明９のテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置によれば、外輪と外輪固定手段および外輪被支持体の径方向の嵌合については、常に、外輪被支持体が外輪を固定する状態を維持することができるという効果が得られる。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置の第１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。
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、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が嵌合されている。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でハウジングインナ２２に締結することにより、内輪１４ａは、ハウジングインナ２２に軸方向に押圧された状態でハウジングインナ２２に固定される。

一方、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、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が嵌合されている。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２８ａでロータ１２に締結することにより、外輪１４ｂは、ロータ１２に軸方向に押圧された状態でロータ１２に固定される。

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。
ハウジングインナ２２の内輪１４ａの内周面との嵌合面には、ハウジングインナ２２および内輪押え２６の接触面７６ａに向けて軸方向に内径が拡大するテーパ溝８４ａが全周に渡って形成されている。テーパ溝８４ａには、テーパ溝８４ａに隙間なく嵌挿可能な形状を有する円環状のテーパ状部材８６ａが、内輪押え２６に設けられた押しボルト８８ａにより軸方向に押圧された状態で嵌挿されている。このとき、テーパ溝８４ａが、接触面７６ａに向けて軸方向に内径が拡大する形状となっているので、押しボルト８８ａの押圧によりテーパ状部材８６ａで内輪１４ａを精度よく固定することができる。

一方、ロータ１２の外輪１４ｂの外周面との嵌合面には、ロータ１２および外輪押え２８の接触面７６ｂに向けて軸方向に内径が拡大するテーパ溝８４ｂが全周に渡って形成されている。テーパ溝８４ｂには、テーパ溝８４ｂに隙間なく嵌挿可能な形状を有する円環状のテーパ状部材８６ｂが、外輪押え２８に設けられた押しボルト８８ｂにより軸方向に押圧された状態で嵌挿されている。このとき、テーパ溝８４ｂが、接触面７６ｂに向けて軸方向に内径が拡大する形状となっているので、押しボルト８８ｂの押圧によりテーパ状部材８６ｂで外輪１４ｂを精度よく固定することができる。

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、テーパ状部材８６ａ、８６ｂが軸方向に押圧された状態でテーパ溝８４ａ、８４ｂに嵌挿されているので、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３０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、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、ハウジングインナ２２の内輪１４ａの内周面との嵌合面に、接触面７６ａに向けて軸方向に内径が拡大するテーパ溝８４ａを形成し、押しボルト８８ａによりテーパ状部材８６ａを軸方向に押圧した状態でテーパ溝８４ａに嵌挿した。

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、ロータ１２の外輪１４ｂの外周面との嵌合面に、接触面７６ｂに向けて軸方向に内径が拡大するテーパ溝８４ｂを形成し、押しボルト８８ｂによりテーパ状部材８６ｂを軸方向に押圧した状態でテーパ溝８４ｂに嵌挿した。
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、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。

上記第１の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３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の内輪被支持体に対応し、ロータ１２は、発明１ないし３の外輪被支持体に対応し、接触面７６ａ、７６ｂは、発明１または２の開放端部に対応している。また、レゾルバロータ１８は、発明３の被検出体に対応し、位置検出器２０は、発明３の検出手段に対応している。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図２および図３は、本発明に係るテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置の第２の実施の形態を示す図である。

本実施の形態は、上記第１の実施の形態に対して、内輪押え２６とハウジングインナ２２、および外輪押え２８とロータ１２をそれぞれ熱膨張率の異なる材質で構成し、それらをインロー嵌合した点が異なる。
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２は、ダイレクトドライブモータ１００の軸方向の部分断面図である。

ロータ１２およびハウジングインナ２２は、内輪押え２６および外輪押え２８よりも熱膨張率の低い材質（例えば、鉄）で構成されている。これに対し、内輪押え２６および外輪押え２８は、ロータ１２およびハウジングインナ２２よりも熱膨張率の高い材質（例えば、アルミ）で構成されている。このように熱膨張率に差がある場合、内輪押え２６および外輪押え２８の熱膨張量に対してロータ１２およびハウジングインナ２２の熱膨張量が小さくなる。そこで、本実施の形態では、温度が上昇したときに、この熱膨張量の差を利用してインロー嵌合部に径方向の隙間が生じるのを防止する。

内輪押え２６の下面の内周面側には、図２に示すように、ハウジングインナ２２とインロー嵌合するための凸段部３４ａが軸方向に突出して形成され、ハウジングインナ２２の上面の内周面側には、内輪押え２６とインロー嵌合するための凹段部３４ｂが形成されている。
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でハウジングインナ２２に締結することにより、内輪１４ａは、ハウジングインナ２２に軸方向に押圧された状態でハウジングインナ２２に固定されるとともに、内輪押え２６およびハウジングインナ２２は、凸段部３４ａおよび凹段部３４ｂで軸方向にインロー嵌合される。

インロー嵌合部（凸段部３４ａおよび凹段部３４ｂが嵌合する部分）では、熱膨張率の低いハウジングインナ２２が熱膨張率の高い内輪押え２６を径方向外側から嵌合する配置となっている。そのため、温度が上昇すると、内輪押え２６がハウジングインナ２２よりも膨張しようとするが、ハウジングインナ２２が径方向外側に配置されているのでハウジングインナ２２により抑制される。したがって、ハウジングインナ２２と内輪押え２６の間に径方向の隙間が生じるのを防止することができる。

図３は、インロー嵌合部での配置を逆にした場合を示す図である。
仮に、図３（ａ）に示すように、ハウジングインナ２２と内輪押え２６のインロー嵌合部において内輪押え２６を径方向外側に配置する図２とは逆の配置を採用した場合は、温度が上昇すると、内輪押え２６がハウジングインナ２２よりも膨張することにより、図３（ｂ）に示すように、ハウジングインナ２２と内輪押え２６の間に径方向の隙間が生じてしまう。

また、内輪押え２６およびハウジングインナ２２は、図２に示すように、ボルト２６ａの締結により内輪押え２６の押圧部２６ｂが内輪１４ａの上面に接触して固定されている状態において、凸段部３４ａの下面と凹段部３４ｂの上面の間に軸方向の隙間ｈ₁が、内輪押え２６の下面とハウジングインナ２２の上面の間に軸方向の隙間ｈ₂が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。これにより、使用温度範囲内で内輪押え２６およびハウジングインナ２２が軸方向に膨張しても、凸段部３４ａの下面と凹段部３４ｂの上面、および内輪押え２６の下面とハウジングインナ２２の上面が接触することがないので、内輪押え２６およびハウジングインナ２２の軸方向の嵌合については、常に、内輪押え２６が内輪１４ａを固定する状態を維持することができる。すなわち、当該軸方向の嵌合は、温度変化にかかわらず、内輪押え２６の押圧部２６ｂと内輪１４ａの上面が接触する位置を基準として行われる。

また、内輪押え２６は、内輪１４ａの側面と内輪押え２６の側面の間に径方向の隙間ｗ₁が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。これにより、使用温度範囲内で内輪押え２６およびハウジングインナ２２が膨張しても、内輪１４ａの側面と内輪押え２６の側面が接触することがないので、内輪１４ａと内輪押え２６およびハウジングインナ２２の径方向の嵌合については、常に、ハウジングインナ２２が内輪１４ａを固定する状態を維持することができる。すなわち、当該径方向の嵌合は、温度変化にかかわらず、ハウジングインナ２２と内輪１４ａが接触する位置を基準として行われる。

一方、外輪押え２８の下面の内周面側には、ロータ１２とインロー嵌合するための凸段部３６ａが軸方向に突出して形成され、ロータ１２の上面の内周面側には、外輪押え２８とインロー嵌合するための凹段部３６ｂが形成されている。
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２８ａでロータ１２に締結することにより、外輪１４ｂは、ロータ１２に軸方向に押圧された状態でロータ１２に固定されるとともに、外輪押え２８およびロータ１２は、凸段部３６ａおよび凹段部３６ｂで軸方向にインロー嵌合される。

インロー嵌合部（凸段部３６ａおよび凹段部３６ｂが嵌合する部分）では、熱膨張率の低いロータ１２が熱膨張率の高い外輪押え２８を径方向外側から嵌合する配置となっている。そのため、温度が上昇すると、外輪押え２８がロータ１２よりも膨張しようとするが、ロータ１２が径方向外側に配置されているのでロータ１２により抑制される。したがって、ロータ１２と外輪押え２８の間に径方向の隙間が生じるのを防止することができる。

仮に、図３（ａ）に示すように、ロータ１２と外輪押え２８のインロー嵌合部において外輪押え２８を径方向外側に配置する図２とは逆の配置を採用した場合は、温度が上昇すると、外輪押え２８がロータ１２よりも膨張することにより、図３（ｂ）に示すように、ロータ１２と外輪押え２８の間に径方向の隙間が生じてしまう。
また、外輪押え２８およびロータ１２は、図２に示すように、ボルト２８ａの締結により外輪押え２８の押圧部２８ｂが外輪１４ｂの上面に接触して固定されている状態において、凸段部３６ａの下面と凹段部３６ｂの上面の間に軸方向の隙間ｈ₃が、外輪押え２８の下面とロータ１２の上面の間に軸方向の隙間ｈ₄が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。これにより、使用温度範囲内で外輪押え２８およびロータ１２が軸方向に膨張しても、凸段部３６ａの下面と凹段部３６ｂの上面、および外輪押え２８の下面とロータ１２の上面が接触することがないので、外輪押え２８およびロータ１２の軸方向の嵌合については、常に、外輪押え２８が外輪１４ｂを固定する状態を維持することができる。すなわち、当該軸方向の嵌合は、温度変化にかかわらず、外輪押え２８の押圧部２８ｂと外輪１４ｂの上面が接触する位置を基準として行われる。

また、外輪押え２８は、外輪１４ｂの側面と外輪押え２８の側面の間に径方向の隙間ｗ₂が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。これにより、使用温度範囲内で外輪押え２８およびロータ１２が膨張しても、外輪１４ｂの側面と外輪押え２８の側面が接触することがないので、外輪１４ｂと外輪押え２８およびロータ１２の径方向の嵌合については、常に、ロータ１２が外輪１４ｂを固定する状態を維持することができる。すなわち、当該径方向の嵌合は、温度変化にかかわらず、ロータ１２と外輪１４ｂが接触する位置を基準として行われる。

このようにして、本実施の形態では、内輪押え２６をハウジングインナ２２よりも熱膨張率の高い材質で構成し、ハウジングインナ２２が内輪押え２６を径方向外側から嵌合するように内輪押え２６およびハウジングインナ２２を軸方向にインロー嵌合した。
これにより、温度が上昇しても、ハウジングインナ２２と内輪押え２６の間に径方向の隙間が生じるのを防止することができる。

さらに、本実施の形態では、内輪押え２６およびハウジングインナ２２は、内輪押え２６の押圧部２６ｂが内輪１４ａの上面に接触する状態において、凸段部３４ａの下面と凹段部３４ｂの上面の間に軸方向の隙間ｈ₁が、内輪押え２６の下面とハウジングインナ２２の上面の間に軸方向の隙間ｈ₂が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。

これにより、内輪押え２６およびハウジングインナ２２の軸方向の嵌合については、常に、内輪押え２６が内輪１４ａを固定する状態を維持することができる。
さらに、本実施の形態では、内輪押え２６は、内輪１４ａの側面と内輪押え２６の側面の間に径方向の隙間ｗ₁が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。
これにより、内輪１４ａと内輪押え２６およびハウジングインナ２２の径方向の嵌合については、常に、ハウジングインナ２２が内輪１４ａを固定する状態を維持することができる。

さらに、本実施の形態では、外輪押え２８をロータ１２よりも熱膨張率の高い材質で構成し、ロータ１２が外輪押え２８を径方向外側から嵌合するように外輪押え２８およびロータ１２を軸方向にインロー嵌合した。
これにより、温度が上昇しても、ロータ１２と外輪押え２８の間に径方向の隙間が生じるのを防止することができる。

さらに、本実施の形態では、外輪押え２８およびロータ１２は、外輪押え２８の押圧部２８ｂが外輪１４ｂの上面に接触する状態において、凸段部３６ａの下面と凹段部３６ｂの上面の間に軸方向の隙間ｈ₃が、外輪押え２８の下面とロータ１２の上面の間に軸方向の隙間ｈ₄が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。
これにより、外輪押え２８およびロータ１２の軸方向の嵌合については、常に、外輪押え２８が外輪１４ｂを固定する状態を維持することができる。

さらに、本実施の形態では、外輪押え２８は、外輪１４ｂの側面と外輪押え２８の側面の間に径方向の隙間ｗ₂が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されている。
これにより、外輪１４ｂと外輪押え２８およびロータ１２の径方向の嵌合については、常に、ロータ１２が外輪１４ｂを固定する状態を維持することができる。
上記第２の実施の形態において、ハウジングインナ２２は、発明４または５の内輪被支持体に対応し、内輪押え２６は、発明４ないし６の内輪固定手段に対応し、ロータ１２は、発明７または８の外輪被支持体に対応し、外輪押え２８は、発明７ないし９の外輪固定手段に対応している。

なお、上記第１および第２の実施の形態において、テーパ状部材８６ａ、８６ｂは、テーパ溝８４ａ、８４ｂに隙間なく嵌挿可能な形状を有する円環状の部材として構成したが、これに限らず、密着性を向上するため、その一部が切れた形状として構成することもできる。
また、上記第１および第２の実施の形態においては、内輪１４ａ側にテーパ状部材８６ａを、外輪１４ｂ側にテーパ状部材８６ｂを嵌挿して構成したが、これに限らず、内輪１４ａ側および外輪１４ｂ側の一方にのみテーパ状部材を嵌挿して構成することもできる。この場合、テーパ状部材を嵌挿する側にのみテーパ溝８４ａまたはテーパ溝８４ｂを形成すればよい。

また、上記第１および第２の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、上記第１および第２の実施の形態においては、本発明に係るテーパ状部材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。 ダイレクトドライブモータ１００の軸方向の部分断面図である。 インロー嵌合部での配置を逆にした場合を示す図である。 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
３４ａ、３６ａ 凸段部
３４ｂ、３６ｂ 凹段部
ｈ₁〜ｈ₄、ｗ₁、ｗ₂、３２ａ、３２ｂ 隙間
７６ａ、７６ｂ 接触面
８４ａ、８４ｂ テーパ溝
８６ａ、８６ｂ テーパ状部材
８８ａ、８８ｂ 押しボルト
１２ａ、２２ａ フランジ
２６ｂ、２８ｂ 押圧部
１８ａ、２０ａ、２６ａ、２８ａ ボルト

Claims (9)

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転がり軸受装置において、
   前記内輪被支持体の前記内輪の内周面との嵌合面に、軸方向に内径が拡大するテーパ溝を形成し、前記テーパ溝に嵌挿可能なテーパ状部材を、前記テーパ溝の開放端部から軸方向に押圧した状態で前記テーパ溝に嵌挿したことを特徴とするテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。
2. 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転がり軸受装置において、
   前記外輪被支持体の前記外輪の外周面との嵌合面に、軸方向に内径が拡大するテーパ溝を形成し、前記テーパ溝に嵌挿可能なテーパ状部材を、前記テーパ溝の開放端部から軸方向に押圧した状態で前記テーパ溝に嵌挿したことを特徴とするテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。
3. 請求項１および２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テーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。
4. 請求項１および２のいずれか１項において、
   さらに、軸方向の予圧を付与して前記内輪被支持体に前記内輪を固定する内輪固定手段を備え、
   前記内輪固定手段を前記内輪被支持体よりも熱膨張率の高い材質で構成し、前記内輪被支持体が前記内輪固定手段を径方向外側から嵌合するように、前記内輪固定手段および前記内輪被支持体を、それらの軸方向の端部にインロー部を形成してインロー嵌合したことを特徴とするテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。
5. 請求項４において、
   前記内輪固定手段および前記内輪被支持体は、前記内輪固定手段が前記内輪に接触する状態において、前記インロー部を構成する凸段部と凹段部の間に軸方向の隙間が、前記内輪固定手段と前記内輪被支持体の間に軸方向の隙間が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されていることを特徴とするテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。
6. 請求項４および５のいずれか１項において、
   前記内輪固定手段は、前記内輪と前記内輪固定手段の間に径方向の隙間が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されていることを特徴とするテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。
7. 請求項１および２のいずれか１項において、
   さらに、軸方向の予圧を付与して前記外輪被支持体に前記外輪を固定する外輪固定手段を備え、
   前記外輪固定手段を前記外輪被支持体よりも熱膨張率の高い材質で構成し、前記外輪被支持体が前記外輪固定手段を径方向外側から嵌合するように、前記外輪固定手段および前記外輪被支持体を、それらの軸方向の端部にインロー部を形成してインロー嵌合したことを特徴とするテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。
8. 請求項７において、
   前記外輪固定手段および前記外輪被支持体は、前記外輪固定手段が前記外輪に接触する状態において、前記インロー部を構成する凸段部と凹段部の間に軸方向の隙間が、前記外輪固定手段と前記外輪被支持体の間に軸方向の隙間が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されていることを特徴とするテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。
9. 請求項７および８のいずれか１項において、
   前記外輪固定手段は、前記外輪と前記外輪固定手段の間に径方向の隙間が使用温度範囲内で形成されるように隙間設定されていることを特徴とするテーパ状部材による固定構造を有する転がり軸受装置。

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