JP2012105483A - 回転電機、ロボット、回転電機の製造方法、中空軸 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転電機1は、回転子20、軸受50、及び回転部83等の圧入部品が外周部に圧入された中空構造のシャフト30を備えており、このシャフト30は、内周部34に治具90を係合可能な凹部33を有している。回転電機1の組み立て工程において、シャフト30の外周部に回転子20等の圧入部品を圧入する際に、シャフト30の内周部34に挿入した治具90によってシャフト30を支持する。
【選択図】図1
Description
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
モータ部2は、固定子10と回転子20とを備えている。
回転電機1は、減速機部3を一体的に備えている。減速機部3は、公知のハーモニック減速機であり、ウェーブジェネレータ71と、サーキュラスプライン72と、フレクスプライン73とを備えている。
エンコーダ部4は、ハウジング11のエンコーダ部4側(図1中の左側)に取り付けられた磁気検出素子81と、この磁気検出素子81の径方向外周側に設けられたバックヨーク82と、シャフト30のエンコーダ部4側の端部に軸方向一方側(図1中左側)より圧入により取り付けられ、例えば永久磁石(図示せず)を備えた回転部83と、を備えている。
シャフト30の内周部34には、治具90を係合可能な凹部33が形成されている。凹部33は、内周部34における圧入部品に対応する軸方向位置近傍に形成されている。なお本実施形態では、上述したようにシャフト30に圧入される圧入部品は回転子20、軸受50、及び回転部83等であるが、これらの圧入部品が設けられるシャフト30の部位は他の部分より厚みが薄く、十分な係合面積を確保し難いため、当該部分よりも厚みが大きいオイルシール40と同じ軸方向位置に形成することによって、凹部33を圧入部品側に極力近づけた構成となっている。その結果、凹部33はシャフト30の軸方向略中心部に位置している。なおこの際、凹部33をシャフト30の減速機構成部分(ウェーブジェネレータ71部分)には設けない構成となっている。これにより、減速機構成部分におけるシャフト30の変形を回避し、減速機部3の性能の低下を防止できる。
上記構成である回転電機1の組み立て手順の一例について説明する。まず、シャフト30の軸方向他方側(図1中右側)端部に軸受79を圧入する。一方で、軸受ホルダ78を減速機部3の出力軸76に対しボルト孔78aにボルト(図示せず)を締結することにより固定する。次に、シャフト30と軸受79とで構成されたシャフト体の軸方向他方側を、減速機部3に挿入する。このとき、軸受ホルダ78が有するインローにシャフト体の軸受79が取り付けられる。そして、シャフト30と減速機部3との位置調整を行うことで、シャフト30が減速機部3に一体的に取り付けられる。
図2は、上記係合手順において、治具90がシャフト30の内周部34に形成された凹部33に係合する際の動作を説明するための断面図であり、図2(a)は係合前、図2(b)は係合後の状態を示している。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態においては、第1実施形態と同様の部分は説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図9は、上記実施形態の回転電機1,1A,1Bをロボットの動力源に応用したときの、当該ロボットの多関節型のロボットアーム100を表す透視図である。
上記第1実施形態において、治具90を係合可能な係合部として、シャフト30の内周部34に凸部あるいは段付き部を設けてもよい。このような係合部でも、シャフト30に座屈等の変形や倒れが生じるのを防止することができる。但しこの場合、シャフト30の内径が縮小されるため、内部に挿通される配線等の邪魔となる等、機能的に劣ることとなる。したがって、係合部としては凹部を形成することが好ましい。
1A 回転電機
1B 回転電機
3 減速機部
10 固定子(電機子)
20 回転子(界磁、圧入部品)
21 回転子ヨーク
22 磁石
23 回転子ヨーク
23A 薄肉部
23B 厚肉部
23Ba 突出部分
24 ヨーク側キー溝
30 シャフト(回転軸)
30A シャフト(回転軸)
32 シャフト側キー溝(回転軸側キー溝)
33 凹部(係合部)
33A 凹部(係合部)
33a 係合端面
34 内周部
50 軸受(圧入部品)
60 キー
83 回転部(圧入部品)
90 治具
90A 治具
100 ロボットアーム
AX 軸心
Claims (14)
- 界磁と電機子のいずれか一方を回転子、他方を固定子とする回転電機であって、
前記回転子を含む圧入部品が外周部に圧入された中空構造の回転軸を備え、
前記回転軸は、
内周部に治具を係合可能な係合部を有している
ことを特徴とする回転電機。 - 前記係合部は、
前記内周部の周方向全体に亘って連続または非連続に形成された凹部である
ことを特徴とする請求項1記載の回転電機。 - 前記凹部は、
前記内周部における前記圧入部品に対応する軸方向位置近傍に形成されている
ことを特徴とする請求項2記載の回転電機。 - 前記圧入部品は、
前記回転軸に対し軸方向一方側より圧入されており、
前記凹部は、
前記軸方向一方側に対応する側に、前記回転軸の軸心に略直角な係合端面を有している
ことを特徴とする請求項3に記載の回転電機。 - 前記凹部は、
前記軸方向一方側より軸方向他方側に向けて、徐々に深さが浅くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項4に記載の回転電機。 - 減速機部を一体的に備え、
前記回転軸は前記減速機部の入力軸を兼ねている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記回転子は、
前記回転軸にトルクを発生させる磁石を備えた回転子ヨークを有しており、
前記回転子ヨークが、
前記回転軸の外周部に圧入される
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記回転子を回転可能に支持する軸受をさらに備え、
前記軸受は、
前記回転軸の外周部に圧入される
ことを特徴とする請求項7に記載の回転電機。 - 前記回転子ヨークは、
略円盤形状の薄肉部と、
前記薄肉部よりも長い軸方向寸法を備え、当該薄肉部の径方向内側において当該薄肉部よりも少なくとも軸方向一方側に突出するように設けられ、前記回転軸の外周に固定される厚肉部と、を備えており、
前記軸受は、
前記回転子ヨークの前記厚肉部のうち前記軸方向に突出した突出部分の径方向外側に設けられ、前記厚肉部を回転可能に支持する
ことを特徴とする請求項8に記載の回転電機。 - 前記回転子ヨークは、
前記薄肉部の径方向最外周の縁部に、前記磁石を備える
ことを特徴とする請求項9記載の回転電機。 - 前記回転子ヨークの前記厚肉部は、
前記回転軸とトルクを伝達するためのキーを収納するヨーク側キー溝を径方向最内周部に備えており、
前記回転軸は、
外周部のうち、前記回転子ヨークの前記厚肉部の前記突出部分の径方向内側に位置する部位に、前記キーを収納する回転軸側キー溝を備える
ことを特徴とする請求項9又は請求項10記載の回転電機。 - 複数のリンクと、前記複数のリンクのうち隣接するリンクどうしを屈曲可能に連結する複数の関節と、駆動対象の前記リンクへの駆動力を発生するアクチュエータと、を有するロボットアームを備え、
前記アクチュエータは、請求項1乃至11のいずれかに記載の回転電機である
ことを特徴とするロボット。 - 界磁と電機子のいずれか一方を回転子、他方を固定子とする回転電機の製造方法であって、
中空構造の回転軸の内部に挿入された治具を前記回転軸の内周部に係合させる係合手順と、
前記治具が前記内周部に係合した状態で、前記回転子を含む圧入部品を前記回転軸の外周部に圧入する圧入手順と、
を有することを特徴とする回転電機の製造方法。 - 圧入部品が外周部に圧入された中空軸であって、
前記中空軸は、
内周部に治具を係合可能な係合部を有している
ことを特徴とする中空軸。
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