JP5288014B2

JP5288014B2 - 転がり軸受装置及びそれを備えたダイレクトドライブモータ

Info

Publication number: JP5288014B2
Application number: JP2012021106A
Authority: JP
Inventors: 逸男渡辺; 廣男東倉; 和則小泉
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2027-05-02
Also published as: JP5288013B2; JP2012082970A; JP2008180362A; JP5223233B2; JP2012132567A

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転がり軸受装置及びそれを備えたダイレクトドライブモータに関する。

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転がり軸受装置及びそれを備えたダイレクトドライブモータ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、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、前記外輪被支持体と前記外輪の嵌合面の隙間に充填剤を充填し、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、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、外輪被支持体と外輪の嵌合面の隙間に充填剤が充填されているので、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。
ここで、外輪被支持体と外輪の嵌合面とは、外輪被支持体および外輪を嵌合した状態において、外輪被支持体の表面のうち外輪と接触または対向する面、および外輪の表面のうち外輪被支持体と接触または対向する面をいう。
また、充填剤とは、嵌合面の隙間の距離が荷重により変化するのを防止または抑制する作用を有すればよく、例えば、モールド剤、接着剤が含まれる。緩衝作用または弾性作用を有していてもよいし、緩衝作用または弾性作用を有していなくてもよい。

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。

そして、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２〕さらに、発明２の転がり軸受装置は、発明１の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３〕さらに、発明３の転がり軸受装置は、発明１および２のいずれか１の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。
〔発明４〕さらに、発明４の転がり軸受装置は、発明１〜３のいずれか１の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５〕さらに、発明５のダイレクトドライブモータは、発明１〜４のいずれか１の転がり軸受装置を備える。
このような構成であれば、ダイレクトドライブモータに径方向の荷重が加わっても、荷重によるレゾルバのギャップ変化を抑制することができる。

以上説明したように、発明１の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。したがって、転がり軸受装置に径方向の荷重が加わっても、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、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。
さらに、発明２の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３の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。

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。

〔参考例〕
以下、参考例を図面を参照しながら説明する。図１は、参考例として充填剤による固定構造を有する転がり軸受装置を示す図である。
まず、この参考例の転がり軸受装置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。
ここでは、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、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。そして、ハウジングインナ２２と内輪１４ａの嵌合面の隙間３２ａ、およびロータ１２と外輪１４ｂの嵌合面の隙間３２ｂには、充填剤（例えば、モールド剤、接着剤）が充填されている。

次に、この参考例の動作を説明する。
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、嵌合面の隙間３２ａ、３２ｂに充填剤が充填されているので、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、この参考例では、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と内輪１４ａの嵌合面の隙間３２ａに充填剤を充填した。
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。

さらに、ここでは、ロータ１２と外輪１４ｂの嵌合面の隙間３２ｂに充填剤を充填した。
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。

さらに、ここでは、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。

〔第１の実施の形態〕
次に、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２および図３は、本発明に係る充填剤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。
本実施の形態は、上記参考例に対して、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１の実施の形態において、クロスローラ軸受１４は転がり軸受に対応し、ハウジングインナ２２は内輪被支持体に対応し、ロータ１２は外輪被支持体に対応し、外輪押え２８は外輪固定手段に対応している。また、レゾルバロータ１８は被検出体に対応し、位置検出器２０は検出手段に対応している。
なお、上記参考例および第１の実施の形態においては、ハウジングインナ２２と内輪１４ａの嵌合面の隙間３２ａ、およびロータ１２と外輪１４ｂの嵌合面の隙間３２ｂに充填剤を充填して構成したが、これに限らず、一方の隙間にのみ充填剤を充填して構成することもできる。

また、上記参考例および第１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、上記参考例および第１の実施の形態においては、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。

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
１２ａ、２２ａフランジ
２６ｂ、２８ｂ押圧部
１８ａ、２０ａ、２６ａ、２８ａボルト

Claims

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、
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、
前記外輪被支持体と前記外輪の嵌合面の隙間に充填剤を充填し、
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転がり軸受装置。
請求項１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転がり軸受装置。
請求項１および２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転がり軸受装置。
請求項１〜３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転がり軸受装置。
請求項１〜４のいずれか１項の転がり軸受装置を備えるダイレクトドライブモータ。