JP5041146B2

JP5041146B2 - 電動モータ

Info

Publication number: JP5041146B2
Application number: JP2007233340A
Authority: JP
Inventors: 逸男渡辺; 一郎竹村; 操上原
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-09-07
Also published as: JP2009063130A

Description

本発明は、軸受にクロスローラ軸受などの転がり軸受を用いた電動モータに関する。

モータ装置に用いられる電動モータとしては、回転軸に固定されたロータと、ロータと間隙を保って配置されてハウジングに固定されたステータと、ハウジングに固定されてロータを回転自在に支持する軸受とを備えたものが知られている。この種の電動モータにおいては、軸受として、クロスローラ軸受などの転がり軸受が多く採用されている。クロスローラ軸受は、軌道輪としての内輪および外輪を備え、内輪と外輪との間に複数の転動体としての円筒コロが介装されている。外輪は軸方向に分割された一対の分割輪で構成されている。

そして、外輪をロータに連結するに際しては、ロータフランジあるいはロータ用ハウジングに予圧付与機構としての軸受押さえを連結し、この軸受押さえで外輪を軸方向に押圧し、外輪に対して予圧を付与することが行われている。しかし、外輪に付与される予圧が変動すると、クロスローラ軸受の起動摩擦トルクが変動し、電動モータが円滑に回転できなくなる。

このため、電動モータにクロスローラ軸受などの転がり軸受を用いる場合、軸受への軸力をコントロールする予圧調整機構として、外輪押さえ具を備えるとともに、ハウジングに固定ボルトを介して外輪押さえ具を締め付け固定するときに、外輪押さえ具に軸方向に進退可能で且つ外輪押さえとハウジングとの間に突出可能にねじ込まれ、締め付け時に突出端がハウジングに当接するねじ部材を備え、軸受に一定以上の予圧をかけないようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

また、外輪に予圧を付与する軸受押さえをハウジングに固定ボルトを介して締結するとともに、ハウジングに固定ボルトの挿入部分に所定の深さの座ぐりを形成し、ハウジングに、固定ボルトの座ぐりの部分と螺合しない非接触領域を形成し、軸受押さえおよび固定ボルトを軸受の材料と同じ材料で構成し、軸受回りに熱膨張を考慮した逃げを設けたものが提案されている（特許文献２参照）。

特開平９−３０３３８５号公報特開２００３−８３３２４号公報

しかし、従来技術においては、電動モータの組付け時に、軸受をロータフランジやハウジングにボルトで固定するために、ボルトによる締結力（軸力）が軸受に作用すると、軸受の外輪が外周方向（ラジアル方向）に膨張することについて配慮されていないので、軸受を電動モータに組み込んだときに、外輪とロータフランジとの間隙が小さいと、外輪がロータフランジに接触して膨張が阻止され、外輪レース面が内側に変形する量が小さくなる。この場合、結果として軸受の予圧量が上がり、電動モータの起動トルクが規定値よりも高くなる。

本発明の目的は、軸受外輪の膨張を見込んで軸受と軸受支持部材との隙間を設定することができる電動モータを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、回転軸に固定されたロータと、前記ロータと間隙を保って配置されてハウジングに固定されたステータと、前記ハウジングに固定されて前記ロータを回転自在に支持する軸受とを備え、前記軸受は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配設された転動体とから構成され、前記外輪は、複数の分割輪を有する、転がり軸受で構成された電動モータにおいて、前記ロータに連結されて前記外輪を支持するロータフランジと、前記外輪と前記ロータフランジに隣接して配置されて、前記ロータフランジに締結された締結部材の締め付けにより前記外輪に予圧を付与する外輪押さえを備え、前記外輪と前記ロータフランジとの間には、前記締結部材の締結力に伴う前記外輪の膨張量を見込んだラジアル方向の隙間が設定されてなる電動モータを構成したものである。

係る構成によれば、外輪とロータフランジ（軸受支持部材）との間には、締結部材の締結力に伴う外輪の膨張量を見込んだ隙間が設定されているので、軸受を電動モータに組み込んだときに、外輪がロータフランジに接触することはなく、軸受の予圧量が上がったり、電動モータの起動トルクが規定値よりも高くなったりするのを防止することができ、電動モータの起動トルクを規定値に維持することができる。
前記ラジアル方向の隙間は、０．００５ｍｍ〜０．０１５ｍｍであってもよい。

本発明によれば、電動モータの起動トルクを規定値に維持することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、モータ装置の要部断面を示す構成図である。図１において、モータ装置１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２に固定された電動モータ１４と、電動モータ１４の回転速度（回転位置）を検出する回転検出器１６を備えて構成されている。

電動モータ１４は、モータロータ１８と、モータステータ２０と、軸受２２を備えて構成されている。モータロータ１８は、円環状に形成されて、モータステータ２０と間隙保って回転自在に配置されている。モータステータ２０は、永久磁石やコイルを備え、電力の供給を受けてモータロータ１８に対する回転磁界を形成するようになっており、六角穴付ボルト２４により、円環状のハウジングインナ２６に固定されている。モータロータ１８に隣接して、円環状のロータフランジ２８が配置されており、ロータフランジ２８は、六角穴付ボルト２９により、モータロータ１８の端部に連結されている。ロータフランジ２８の内周側には溝２８ａが形成され、この溝２８ａに相対向して、ハウジングインナ２６外周側には溝２６ａが形成されており、各溝２６ａ、２８ａ内には軸受２２が装着されている。

軸受２２は、例えば、クロスローラ軸受などの転がり軸受として、外周面に内輪軌道を有する内輪３０と、外周面に外輪軌道を有する外輪３２と、内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に配置された転動体としての円筒ころ３４を備えて構成されており、外輪３２は、軸方向に分割された一対の分割輪３２ａ、３２ｂで構成されている。内輪３０は、ハウジングインナ２６の溝２６ａに装着されているとともに、内輪押さえ３６に支持された状態でハウジングインナ２６に固定されている。内輪押さえ３６は、六角穴付ボルト３８でハウジングインナ２６に固定されている。一方、外輪３２は、ロータフランジ２８の溝２８ａに装着されているとともに、外輪押さえ４０により、軸方向に押圧されて予圧が付与されている。

外輪押さえ４０は、ほぼ円環状に形成され、ロータフランジ２８に隣接して配置されている。この外輪押さえ４０は、外輪押さえ４０の穴４０ａ内に挿入されたボルト４２により、ロータフランジ２８に締結固定されている。すなわち、ボルト４２をロータフランジ２８に締結固定することにより、外輪３２に対して軸方向の予圧が付与されるようになっている。この場合、外輪押さえ４０は、ロータフランジ２８及びモータロータ１８とともに、モータ出力軸となる回転軸を構成するようになっている。

一方、回転検出器１６は、例えば、レゾルバとして、インクリメンタル側のレゾルバステータ４４、インクリメンタル側のレゾルバロータ４６、アブソリュート側のレゾルバステータ４８、アブソリュート側のレゾルバロータ５０を備えて構成されている。レゾルバステータ４４、４８はそれぞれボルト５２、５４により、ハウジングインナ２６に固定されており、レゾルバステータ４４とレゾルバステータ４８との間には、両者の磁気的干渉を抑制するための遮蔽円板５６が配置されている。

レゾルバロータ４６、５０は、間座となる、外輪押さえ４０の凸部５８に、ボルト６０で固定されている。この回転検出器１６は、例えば、レゾルバステータ４４、４８がＵ、Ｖ、Ｗ相に対応して設けられており、レゾルバロータ４６、５０がモータロータ１８とともに回転したときに、レゾルバロータ４６、５０の磁極変化に応答して、レゾルバロータ４６、５０の回転位置を検出するようになっている。

電動モータ１４を用いてフロッグレッグ式の真空搬送アームなどの負荷を回転駆動するに際しては、軸受２２のアキシアル隙間、すなわち分割輪３２ａ、３２ｂ間の隙間にばらつきがあると、電動モータ１４の起動摩擦トルクが安定せず、負荷を円滑に回転できなくなる。

このため、軸受２２を電動モータ１４に組み込むに際しては、軸受２２のアキシアル隙間が規定値となるように管理する必要がある。しかし、軸受２２のアキシアル隙間を規定値に設定しても、軸受２２を電動モータ１４に組み込むときに、電動モータの組付け時に、軸受２２の外輪３２を外輪押さえ４０で支持した状態で外輪押さえ４０をボルト４２でロータフランジ２８に締結固定するために、ボルト４２による締結力（軸力）が外輪３２に作用すると、外輪３２が外周方向（ラジアル方向）に膨張する。このとき、外輪３２とロータフランジ２８との間隙が小さいと、外輪３２がロータフランジ２８に接触して膨張が阻止され、外輪レース面が内側に変形する量が小さくなることがある。この場合、結果として軸受２２の予圧量が上がり、電動モータ１４の起動トルクが規定値よりも高くなる。

そこで、本実施例では、図２に示すように、外輪３２とロータフランジ（軸受支持部材）２８との間に、ボルト４２の締結力（軸力）に伴う外輪３２の膨張量を見込んだ隙間ｓを設定することとしている。

外輪３２とロータフランジ２８との間に、ボルト４２の締結力（軸力）に伴う外輪３２の膨張量を見込んだ隙間ｓを設定すると、軸受２２を電動モータ１４に組み込んだときに、外輪３２がロータフランジ２８に接触することはなく、軸受２２の予圧量が上がったり、電動モータ１４の起動トルクが規定値よりも高くなったりするのを防止することができ、電動モータ１４の起動トルクを規定値に維持することができる。

なお、外輪３２とロータフランジ２８との隙間ｓが余り大きいと、電動モータ１４の出力軸がずれ易くなるので、例えば、軸受２２として、その外径がφ１５０のものを用いるときには、軸受２２の外径に対して、＋０．００５〜＋０．０１５ｍｍの隙間ｓとすることが望ましい。

本実施例によれば、外輪３２とロータフランジ（軸受支持部材）２８との間に、ボルト４２の締結力（軸力）に伴う外輪３２の膨張量を見込んだ隙間ｓを設定するようにしたため、軸受２２を電動モータ１４に組み込んだときに、外輪３２がロータフランジ２８に接触することはなく、軸受２２の予圧量が上がったり、電動モータ１４の起動トルクが規定値よりも高くなったりするのを防止することができ、電動モータ１４の起動トルクを規定値に維持することができる。

本発明の一実施例を示すモータ装置の要部断面を含む構成図である。外輪３２とロータフランジ２８との間に隙間ｓを設定したときの状態を示す軸受の平面図である。

符号の説明

１０モータ装置、１２ハウジング、１４電動モータ、１６回転検出器、１８モータロータ、２０モータステータ、２２軸受、２６ハウジングインナ、２８ロータフランジ、３０内輪、３２外輪、３２ａ、３２ｂ分割輪、３８内輪押さえ、４０外輪押さえ、４４レゾルバステータ、４６レゾルバロータ、４８レゾルバステータ、５０レゾルバロータ

Claims

回転軸に固定されたロータと、前記ロータと間隙を保って配置されてハウジングに固定されたステータと、前記ハウジングに固定されて前記ロータを回転自在に支持する軸受とを備え、前記軸受は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配設された転動体とから構成され、前記外輪は、複数の分割輪を有する、転がり軸受で構成された電動モータにおいて、
前記ロータに連結されて前記外輪を支持するロータフランジと、前記外輪と前記ロータフランジに隣接して配置されて、前記ロータフランジに締結された締結部材の締め付けにより前記外輪に予圧を付与する外輪押さえを備え、前記外輪と前記ロータフランジとの間には、前記締結部材の締結力に伴う前記外輪の膨張量を見込んだラジアル方向の隙間が設定されてなる、電動モータ。
前記ラジアル方向の隙間は、０．００５ｍｍ〜０．０１５ｍｍである、請求項１に記載の電動モータ。