JP5545318B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
開示の実施形態は、回転電機に関する。 The disclosed embodiment relates to a rotating electrical machine.
従来、シャフトに対して減速機が接続された回転電機が知られている(たとえば、特許文献1参照)。減速機のギアボックス内には、摩擦の低減あるいは冷却のための潤滑油が封入される。 Conventionally, a rotating electrical machine in which a speed reducer is connected to a shaft is known (see, for example, Patent Document 1). Lubricating oil for reducing friction or cooling is enclosed in the gear box of the reduction gear.
しかしながら、上述した従来技術には、減速機から潤滑油が漏れ出た場合に、漏れ出た潤滑油がシャフトを伝って回転電機内へ浸入することを防止するという点でさらなる改善の余地があった。なお、かかる課題は、潤滑油以外の液体においても同様に生じ得る課題である。 However, the above-described prior art has room for further improvement in that when the lubricating oil leaks from the speed reducer, the leaked lubricating oil is prevented from entering the rotating electrical machine through the shaft. It was. Such a problem is a problem that can occur in liquids other than the lubricating oil as well.
実施形態の一態様は、液体の浸入を防止することのできる回転電機を提供することを目的とする。 An object of one embodiment is to provide a rotating electrical machine that can prevent liquid from entering.
実施形態の一態様に係る回転電機は、シャフトと、ハウジングと、内側シール部材と、外側シール部材とを備える。ハウジングは、シャフトを回転可能に支持する。内側シール部材は、シャフトとハウジングとの隙間を密封する。外側シール部材は、内側シール部材よりもシャフトの出力側に配置され、シャフトとハウジングとの隙間を密封する。また、外側シール部材は、主リップ部と、主リップ部よりも内側シール部材側に配置されたダストリップとを含み、かつ内側シール部材よりもシール性が高い。そして、ダストリップは、内側シール部材側へ向けて斜めに突出してシャフトと当接する先端部を有する。 A rotating electrical machine according to one aspect of an embodiment includes a shaft, a housing, an inner seal member, and an outer seal member. The housing rotatably supports the shaft. The inner seal member seals the gap between the shaft and the housing. The outer seal member is disposed closer to the output side of the shaft than the inner seal member, and seals the gap between the shaft and the housing. The outer seal member includes a main lip portion and a dust lip disposed closer to the inner seal member than the main lip portion, and has higher sealing performance than the inner seal member. The dust lip has a tip portion that protrudes obliquely toward the inner seal member and contacts the shaft.
実施形態の一態様によれば、液体の浸入を防止することができる。 According to one aspect of the embodiment, liquid intrusion can be prevented.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する回転電機の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、本願の開示する回転電機がモータである場合の例について説明するが、本願の開示する回転電機は、発電機であってもよい。その他、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a rotating electrical machine disclosed in the present application will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, an example in which the rotating electrical machine disclosed in the present application is a motor will be described. However, the rotating electrical machine disclosed in the present application may be a generator. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
図1は、本実施形態に係るモータと減速機との接続関係を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るモータ1は、ロボット用のサーボモータであり、ロボットの関節部等に設けられる。 FIG. 1 is a diagram illustrating a connection relationship between a motor and a speed reducer according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the motor 1 according to the present embodiment is a servo motor for a robot, and is provided at a joint portion of the robot.
かかるモータ1のシャフト11には、減速機2が接続される。減速機2は、シャフト11の回転を減速して出力する装置であり、かかる減速機2の出力によってロボットの姿勢が変更される。
The
減速機2は、たとえば歯車型の減速機であり、複数の歯車が収容されるギアボックスの内部には、歯車間の摩擦を低減するための潤滑油が封入される。かかるギアボックス内に封入された潤滑油が減速機2の外部に漏れ出た場合、漏れ出た潤滑油がシャフト11を伝ってモータ1内部に浸入する可能性がある。
The
本実施形態に係るモータ1では、モータ1内部への潤滑油の浸入を防止すべく、シャフト11とハウジングとの隙間を密封するシール部材を二重に備える。具体的には、モータ1は、内側シール部材15と、内側シール部材15よりもシャフト11の出力側(減速機2が配置される側)に配置される外側シール部材16とを備える。
In the motor 1 according to the present embodiment, in order to prevent the intrusion of the lubricating oil into the motor 1, a double seal member that seals the gap between the
これにより、本実施形態に係るモータ1は、減速機2から漏れ出た潤滑油の浸入を外側シール部材16によって防止しつつ、万一、潤滑油が外側シール部材16よりも内側へ浸入したとしても、潤滑油の更なる浸入を内側シール部材15によって防止することができる。したがって、内側シール部材15よりも内側の空間が潤滑油によって汚染されることを防止することができる。なお、モータ1が有する回転子や固定子等は、内側シール部材15よりも内側の空間に配置される。
Accordingly, in the motor 1 according to the present embodiment, it is assumed that the lubricating oil has entered the inner side of the
しかも、本実施形態に係るモータ1では、外側シール部材16のシール性を内側シール部材15よりも高くしている。
Moreover, in the motor 1 according to this embodiment, the sealing performance of the
このため、内側シール部材および外側シール部材の両方にシール性の高いシール部材を使用する場合と比較してコストを抑えることができる。また、一般的に、シール性の低いシール部材ほど小型に形成されるため、内側シール部材および外側シール部材の両方にシール性の高い部材を使用する場合と比較して、モータ1をシャフト方向に小型化することができる。 For this reason, cost can be suppressed compared with the case where a sealing member with high sealing performance is used for both the inner sealing member and the outer sealing member. In general, since a seal member having a lower sealing property is formed to be smaller, the motor 1 is placed in the shaft direction as compared with the case where a member having a higher sealing property is used for both the inner sealing member and the outer sealing member. It can be downsized.
また、本実施形態に係るモータ1では、外側シール部材16の高いシール性によって外側シール部材16よりも内側への潤滑油の浸入が強力に防止されるため、潤滑油は外側シール部材16よりも内側に浸入し難い。したがって、内側シール部材15の劣化も生じ難く、また、内側シール部材15と外側シール部材16との間の空間の清掃も比較的少ない頻度で済む。
Further, in the motor 1 according to the present embodiment, since the high sealing performance of the
また、上記のように潤滑油は外側シール部材16よりも内側に浸入し難く、また、浸入したとしても、その量は、シャフト11を伝って外側シール部材16へ到達する潤滑油の量と比較するとわずかである。したがって、内側シール部材15のシール性を外側シール部材16よりも低くしたとしても、かかる内側シール部材15よりも内側への潤滑油の浸入を十分に防ぐことができる。
Further, as described above, the lubricating oil is less likely to enter the inside of the
以下では、本実施形態に係るモータ1の構成についてより具体的に説明する。図2は、本実施形態に係るモータ1の構成を示す模式側断面図である。 Below, the structure of the motor 1 which concerns on this embodiment is demonstrated more concretely. FIG. 2 is a schematic side sectional view showing the configuration of the motor 1 according to the present embodiment.
図2に示すように、本実施形態に係るモータ1は、シャフト11と、ハウジング12と、固定子13と、回転子14と、内側シール部材15と、外側シール部材16と、ブレーキ部17とを備える。
As shown in FIG. 2, the motor 1 according to the present embodiment includes a
シャフト11は、ハウジング12によって回転可能に支持されており、負荷側に減速機2(図1参照)が、反負荷側にブレーキ部17がそれぞれ接続される。
The
ハウジング12は、第1ハウジング部21と第2ハウジング部22とを備える。第1ハウジング部21は、内部に固定子13、回転子14およびブレーキ部17が収納される筒状の部材であり、軸受け101を介してシャフト11を回転可能に支持する。また、第2ハウジング部22は、第1ハウジング部21の負荷側の側壁部21aに対して着脱自在に取り付けられる部材である。
The
固定子13は第1ハウジング部21の内周に固着される。かかる固定子13は、固定子コア31と、固定子巻線32とを備える。また、固定子13の内周側には、空隙を介して回転子14が対向配置される。回転子14は、シャフト11の外周面に設けられる円筒状の回転子コア41と、回転子コア41の外周側に配置された複数の永久磁石42とを備え、シャフト11と同軸に回転する。
The
固定子13の固定子巻線32に電流が流れることにより、固定子13の内側には、回転磁界が発生する。この回転磁界と回転子14の永久磁石42が発生する磁界との相互作用によって回転子14が回転し、この回転子14の回転に伴ってシャフト11が回転する。
When a current flows through the stator winding 32 of the
ブレーキ部17は、シャフト11の反負荷側に設けられ、シャフト11の回転を規制する部材である。かかるブレーキ部17は、たとえば無励磁作動式の電磁ブレーキであり、ブレーキ部17は、ブレーキシュー71と、アーマチュア72と、コイル73と、バネ74とを備える。
The
かかるブレーキ部17では、コイル73に電圧が印加されると、バネ74に反してアーマチュア72が磁気吸引され、アーマチュア72およびブレーキシュー71間の間隔が開く。これにより、シャフト11は、制動力が解除されて回転自在となる。一方、電源が遮断されて無励磁状態となると、アーマチュア72がバネ74の力によりブレーキシュー71に押しつけられて制動力が発生する。これにより、シャフト11は、回転が規制された状態となる。
In such a
第1ハウジング部21の負荷側の側壁部21aには、シャフト11挿通用の開口が形成されており、かかる開口の内周に軸受け101が固定される。
An opening for inserting the
かかる開口の内周には、軸受け101よりも出力側に内側シール部材15が取り付けられており、かかる内側シール部材15によって、シャフト11と第1ハウジング部21との隙間が密封される。
An
また、第1ハウジング部21の側壁部21aに取り付けられる第2ハウジング部22にもシャフト11挿通用の開口が形成されており、かかる開口の内周に対して外側シール部材16が取り付けられる。かかる外側シール部材16によって、シャフト11と第2ハウジング部22との隙間が密封される。
An opening for inserting the
このように、本実施形態に係るモータ1では、シャフト11とハウジング12との隙間を密封するシール部材として内側シール部材15および外側シール部材16の2つのシール部材を備える。これにより、モータ1は、減速機2から漏れ出た潤滑油がシャフト11を伝って第1ハウジング部21の内部へ浸入することを防止することができる。
As described above, the motor 1 according to the present embodiment includes two seal members, that is, the
また、本実施形態に係るモータ1では、外側シール部材16が、第1ハウジング部21に対して着脱自在な第2ハウジング部22に対して取り付けられる。このため、作業者等は、内側シール部材15と比べて潤滑油に晒される機会が多く、内側シール部材15よりも劣化し易い外側シール部材16の交換作業を容易に行うことができる。
In the motor 1 according to the present embodiment, the
また、第1ハウジング部21に対して第2ハウジング部22が着脱可能であるため、外側シール部材16よりも内側に潤滑油が浸入した場合であっても、第2ハウジング部22を取外すことによって、汚染された部分を容易に清掃することができる。
In addition, since the
なお、第1ハウジング部21の側壁部21aは、中央部分が第1ハウジング部21の内部空間側に突出した凹部形状を有し、第2ハウジング部22は、かかる側壁部21aの凹んだ部分に対して取り付けられる。このとき、第1ハウジング部21と第2ハウジング部22とは、出力側において面一となる。
The
このように、第1ハウジング部21の負荷側の側壁部21aを凹ませ、この凹みにより形成される空間に対して第2ハウジング部22が収められることとしたため、シール部材を二重に設けつつも、モータ1のシャフト方向の幅の増大を抑えることができる。
As described above, the load-side
なお、第2ハウジング部22は、取付ネジ102によって第1ハウジング部21に固定されており、かかる取付ネジ102を外すことによって第1ハウジング部21から容易に取外すことができる。また、第2ハウジング部22は、Oリング103を介して第1ハウジング部21に取り付けられる。これにより、第1ハウジング部21と第2ハウジング部22との隙間から粉塵等の異物が内部へ侵入したり、外側シール部材16よりも内側に浸入した潤滑油が、第1ハウジング部21と第2ハウジング部22との隙間から漏れ出たりすることを防止することができる。
The
内側シール部材15と外側シール部材16とは所定の間隔を隔てて配置される。そして、外側シール部材16よりも内側に浸入した潤滑油は、内側シール部材15と外側シール部材16との間に形成される空間50aに到達する。
The
そして、モータ1は、上記の空間50aとハウジング12外の空間とを連通する通路50bを備える。通路50bは、第1ハウジング部21に形成される連通孔50cを介してハウジング12外の空間と連通しており、空間50aに溜まった潤滑油は、かかる通路50bおよび連通孔50cを通ってハウジング12外の空間へ排出される。
The motor 1 includes a
ここで、本実施形態に係るモータ1では、かかる通路50bが、第1ハウジング部21と第2ハウジング部22とによって形成される。具体的には、通路50bの側壁部21a側の面およびかかる面に隣接する両側面が第1ハウジング部21によって形成され、通路50bの第2ハウジング部22側の面が第2ハウジング部22によって形成される。このため、空間50aに潤滑油が浸入した場合であっても、第2ハウジング部22を取外すことで、空間50aおよび通路50bの内部を容易に清掃することができる。
Here, in the motor 1 according to this embodiment, the
なお、図2には、連通孔50cがネジ104によって塞がれた状態を示している。作業者等は、空間50aへの潤滑油の浸入の有無を確認する際にはネジ104を外し、連通孔50cから潤滑油が漏れ出てくるか否かを確認する。そして、連通孔50cから潤滑油が漏れ出てきた場合には、作業者は、空間50aへ潤滑油が浸入していると判断する。
FIG. 2 shows a state where the
ここで、図3を参照して、空間50aおよび通路50bの構成についてより具体的に説明する。図3は、図2に示すA−A線矢視断面の模式図である。
Here, with reference to FIG. 3, the structure of the
図3に示すように、空間50aは、シャフト11の外周面を内周面としてシャフト11から同心円状に広がる略環状の空間であり、その外径は、内側シール部材15および外側シール部材16の外径よりも大きく形成される。
As shown in FIG. 3, the
このように、本実施形態に係るモータ1では、空間50aが広く形成される。このため、たとえば、空間50aの外径が外側シール部材16の外径と同一に形成される場合と比較して、潤滑油の浸入に伴う空間50a内の圧力増加を抑えることができる。これにより、仮に、外側シール部材16から大量の潤滑油が浸入してきたとしても、内側シール部材15には圧力がかかり難くなるため、内側シール部材15の損傷や劣化を抑えることができる。
Thus, in the motor 1 according to the present embodiment, the
また、シャフト11は通常、回転しているため、空間50a内に浸入した潤滑油は、シャフト11の径方向に飛散し、空間50aの外周付近に付着することとなる。本実施形態に係るモータ1では、空間50aが径方向に広がっており、空間50aの外周部が、内側シール部材15から離れた場所に位置する。これにより、内側シール部材15に潤滑油がかかり難くなるため、内側シール部材15の汚損および汚損による劣化を防止することができる。
Further, since the
次に、図4を参照し、内側シール部材15および外側シール部材16の構成等について具体的に説明する。図4は、図2に示すH部の拡大図である。
Next, with reference to FIG. 4, the structure of the
図4に示すように、外側シール部材16は、第2ハウジング部22とシャフト11との間に設けられる環状のシール部材である。かかる外側シール部材16は、合成ゴム等の弾性部材で形成される第1本体部16aおよび第2本体部16bと、コイルばね16cとを備える。
As shown in FIG. 4, the
第1本体部16aには、主リップ部161およびダストリップ162が形成される。主リップ部161は、くさび状の段面形状を有し、コイルばね16cによってシャフト11の外周面に押し当てられることによって、潤滑油等の液体の浸入を防止する。
A
ダストリップ162は、空間50a側へ向けて斜めに突出する形状を有し、先端部においてシャフト11と当接する。かかるダストリップ162は、主リップ部161よりも空間50a側に配置されており、主リップ部161を越えて浸入してきた潤滑油に含まれる塵などの異物を捕集することによって、空間50a内への異物の侵入を防止する。
The
第2本体部16bは、第1本体部16aの主リップ部161よりも出力側に配置される。かかる第2本体部16bには、補助リップ部163が形成される。補助リップ部163は、出力側(減速機2側)へ向けて斜めに突出する形状を有し、先端部においてシャフト11と当接する。かかる補助リップ部163は、潤滑油の浸入を防止するほか、外部からの塵等の侵入を防止する。
The 2nd main-
このように、外側シール部材16は、主リップ部161、ダストリップ162および補助リップ部163の3つのリップ部を備え、これらのリップ部によって潤滑油の浸入および異物の侵入を強力に防止する。
As described above, the
このため、仮に、潤滑油が外側シール部材16よりも内側に浸入する可能性があるとしても、その頻度は少なく、浸入する潤滑油の量もわずかである。したがって、内側シール部材15には、外側シール部材16ほどのシール性が要求されない。このため、内側シール部材15として、外側シール部材16よりもシール性が低いシール部材が使用される。
For this reason, even if there is a possibility that the lubricating oil may enter the inside of the
たとえば、図4に示すように、内側シール部材15は、合成ゴム等の弾性部材で形成される本体部15aと、コイルばね15bとを備える。かかる内側シール部材15の本体部15aには、主リップ部151が形成される。主リップ部151は、外側シール部材16における主リップ部161と同様、くさび状の段面形状を有し、コイルばね15bによってシャフト11の外周面に押し当てられることによって、潤滑油の浸入を防止する。
For example, as shown in FIG. 4, the
このように、内側シール部材15としては、たとえば外側シール部材16よりもリップ部の数が少ないシール部材を使用することができる。これに対し、外側シール部材16は、リップ部の数が内側シール部材15よりも多いため、内側シール部材15と比較して、潤滑油の浸入および異物の侵入をより確実に防止することが可能である。なお、内側シール部材15は、主リップ部およびダストリップを備えたシール部材であってもよい。
Thus, as the
また、図4に示すように、内側シール部材15は、外側シール部材16よりも小型である。具体的には、内側シール部材15のシャフト11方向における幅L1は、外側シール部材16のシャフト11方向における幅L2よりも小さく、また、内側シール部材15のシャフト11の径方向における幅h1も、外側シール部材16のシャフト11の径方向における幅h2よりも小さい。
Further, as shown in FIG. 4, the
このように、外側シール部材16よりもシール性の低い内側シール部材15として、外側シール部材16よりも小型のシール部材を用いてもよい。
As described above, a seal member that is smaller than the
また、外側シール部材16のコイルばね16cよりも押し付け力が弱いコイルばねを備えたシール部材を内側シール部材15として使用してもよい。コイルばねの押し付け力が弱いほど主リップ部のシール性は低くなるためである。
Further, a seal member provided with a coil spring whose pressing force is weaker than that of the
なお、第2ハウジング部22のシャフト方向における幅L3は、外側シール部材16のシャフト方向における幅L2と略同一であり、外側シール部材16を取り付けるためのはめ合い部22aが、外側シール部材16のシャフト方向における幅L2よりも突出して空間50a側に設けられる。また、第1ハウジング部21の側壁部21aは、はめ合い部22aと対向する部分が第1ハウジング部21内の空間側に凹んだ形状となっている。
The width L3 of the
このように、外側シール部材16を取り付けるためのはめ合い部22aを空間50a側に突出させつつ、はめ合い部22aと対向する側壁部21aをはめ合い部22aが突出する分だけ凹ませることにより、モータ1のシャフト方向の幅をさらに小さくすることができる。
In this way, by causing the
上述してきたように、本実施形態に係るモータ1は、シャフト11と、ハウジング12と、内側シール部材15と、外側シール部材16とを備える。ハウジング12は、シャフト11を回転可能に支持する。内側シール部材15は、シャフト11とハウジング12との隙間を密封する。外側シール部材16は、内側シール部材15よりもシャフト11の出力側に配置され、シャフト11とハウジング12との隙間を密封する。また、外側シール部材16は、内側シール部材15よりもシール性が高い。
As described above, the motor 1 according to this embodiment includes the
したがって、本実施形態に係るモータ1によれば、潤滑油等の液体の浸入を防止することができる。 Therefore, according to the motor 1 according to the present embodiment, the intrusion of liquid such as lubricating oil can be prevented.
なお、上述してきた実施形態では、モータ1に減速機2が接続される場合の例について説明したが、モータ1には必ずしも減速機2が接続されなくてもよい。また、上述してきた実施形態では、内側シール部材15および外側シール部材16によって潤滑油の浸入が防止される場合の例について説明したが、内側シール部材15および外側シール部材16は、たとえば切削油などの工作油剤あるいは水といった潤滑油以外の液体の浸入も防止することが可能である。
In the embodiment described above, an example in which the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 モータ
11 シャフト
12 ハウジング
21 第1ハウジング部
22 第2ハウジング部
13 固定子
14 回転子
15 内側シール部材
16 外側シール部材
50a 空間
50b 通路
2 減速機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記シャフトを回転可能に支持するハウジングと、
前記シャフトと前記ハウジングとの隙間を密封する内側シール部材と、
前記内側シール部材よりも前記シャフトの出力側に配置され、前記シャフトと前記ハウジングとの隙間を密封する外側シール部材と
を備え、
前記外側シール部材は、主リップ部と、前記主リップ部よりも前記内側シール部材側に配置されたダストリップとを含み、かつ前記内側シール部材よりもシール性が高く、
前記ダストリップは、前記内側シール部材側へ向けて斜めに突出して前記シャフトと当接する先端部を有すること
を特徴とする回転電機。 A shaft,
A housing for rotatably supporting the shaft;
An inner seal member for sealing a gap between the shaft and the housing;
An outer seal member that is disposed on the output side of the shaft with respect to the inner seal member and seals a gap between the shaft and the housing;
Wherein the outer sealing member, and the main lip portion, the main lip portion than and a dust lip which is arranged in the inner seal member side, and the rather high sealability than the inner sealing member,
The duster has a tip portion that protrudes obliquely toward the inner seal member and contacts the shaft .
前記内側シール部材が取り付けられる第1ハウジング部と、
前記外側シール部材が取り付けられる第2ハウジング部と
を含み、
前記第2ハウジング部は、前記第1ハウジング部に対して着脱自在であること
を特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The housing is
A first housing part to which the inner seal member is attached;
A second housing part to which the outer seal member is attached,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the second housing part is detachable from the first housing part.
を特徴とする請求項2に記載の回転電機。 The first housing portion and the second housing portion form a passage that communicates a substantially annular space formed between the outer seal member and the inner seal member and a space outside the housing. The rotating electrical machine according to claim 2.
前記外側シール部材および前記内側シール部材よりも外径が大きく形成されること
を特徴とする請求項3に記載の回転電機。 The substantially annular space is
The rotating electrical machine according to claim 3, wherein an outer diameter is formed larger than that of the outer seal member and the inner seal member.
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