JP5568119B2 - 気密試験用の孔を備えた電動機 - Google Patents

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Description

本発明は電動機に関し、特に、気密試験用の孔を備えた電動機に関する。
工作機械や産業機器、あるいは産業用ロボットに用いられる電動機には、高い耐油性や防滴性が求められ、電動機自身が高い気密性を備えている必要がある。電動機の製造工程における電動機の気密性確認手段あるいは試験方法としては、電動機内に正圧または負圧を掛けて外部への空気漏洩または外部からの空気流入を調べる方法がある。
図９は従来の電動機を側面から見た図である。電動機１０は、ハウジング１２、ステータ１４、ハウジング１６内に、図示しないロータとステータ１４の巻き線を配置し、該ロータに取り付けられた出力軸である回転軸（シャフト）２０を備えた構造を有し、回転軸２０はボールベアリング２２によって軸受されている。また、電動機１０を駆動するための電力を取り入れるための端子である電源端子１８、回転軸２０の回転位置及び速度を検出する検出装置である位置・速度検出器２４も設けられている。
このような電動機において電動機内部の気密試験を行う場合は、ボールベアリング２２の密封性が高くない場合はそのまま気密試験が行えるが、ベアリンググリスの流出を抑えるといった目的で、ボールベアリング２２の気密性を高めたシール付きベアリングが用いられている場合には、ボールベアリング２２を外すなどして気密試験を行うこととなる。
別の技術として、特許文献１には、減速装置と電動機の全体を、第一シェル、第二シェル、第三シェルからなる気密容器によって覆い、気密容器に気密検査口を設けることによって、減速装置と電動機からなる全体構造の気密度を検査する技術が開示されている。
特開２００８−１１５９１号公報
特許文献１に開示されている技術は、減速装置と電動機からなる全体構造の気密性を検査する技術であり、電動機自身の気密性を検査することはできない。
また、オイルシールを外して電動機内に圧力を印加する方法については、特にベアリンググリスの流出を抑える目的で密封性の高いシール付きベアリングが用いられている場合には、空気がベアリングを通過できないため、電動機内に圧力を印加することができず、そのままでは気密試験を実施することができない。
そのため、ベアリング自体を外す、またはベアリングのシール部を押し広げるなどして、電動機内部に通ずる箇所を別途設ける必要がある。すなわち、密封性の高いベアリングを用いている場合の気密試験において、工数増加の一因となっていた。
そこで本発明の目的は、電動機のハウジングに、電動機内部に通ずる気密試験用の孔を備えることによって、電動機の気密試験の工数を減らすことが可能な電動機を提供することである。
本願の請求項１に係る発明は、巻き線を有するステータ部と、前記ステータ部の端部に取り付けられるハウジングと、出力軸を有するロータ部と、前記ロータ部を支える軸受と、前記出力軸が貫通するように前記ハウジングに装着されるオイルシールと、を備えた電動機であって、前記ハウジングには前記ステータ部および該ハウジングで形成される電動機の内部空間へ連通する電動機の気密試験用の孔が軸受外輪径よりも外側に設けられ、前記オイルシールが、前記気密試験用の孔を密封していることを特徴とする電動機である。
すなわち、請求項１に係る発明では、電動機自身に電動機の内部空間へ連通する電動機の気密試験用の孔を設けているため、電動機自身の気密試験を簡便に行うことが可能となる。
本願の請求項２に係る発明は、前記電動機の気密試験用の孔の内径形状は円形、または多角形形状であることを特徴とする請求項１に記載の電動機である。
また、本願の請求項３に係る発明は、前記電動機の気密試験用の孔は、出力軸の回転中心から任意の距離離れた１または複数の任意の位置に設けられ、オイルシールの装着によって、前記電動機の内部空間と前記電動機の外部とが遮断されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動機である。
すなわち、請求項３に係る発明では、オイルシールを装着するにあたり、それらを装着する手順以外の工程を付加したり、オイルシールを特殊な装着方法で装着したりといったことなしに、通常の工程でオイルシールを装着することのみによって、電動機の内部と電動機の外部とを遮断して、電動機の気密性を保つことが可能となり、全体の工数を減少させることもできる。
本願の請求項４に係る発明は、前記電動機の気密試験用の孔は、出力軸の回転中心から任意の距離離れた１または複数の任意の位置に設けられ、オイルシールとオイルシール保持部材とから構成される部材の装着によって、前記電動機の内部空間と前記電動機の外部とが遮断されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動機である。
すなわち、請求項４に係る発明では、オイルシールとオイルシール保持部材とから構成される部材を装着するにあたり、オイルシールを装着する場合と同様に、通常の工程でオイルシールとオイルシール保持部材とから構成される部材を装着するのみによって、電動機の内部と電動機の外部とを遮断して、電動機の気密性を保つことが可能となり、全体の工数を減少させることができる。
本発明により、電動機のハウジングに、電動機内部に通ずる気密試験用の孔を備えることによって、気密試験の工数が減少した電動機を提供できる。
電動機の外観斜視図である。 本発明の電動機をオイルシールを外した状態で側面から見た図である。 本発明の電動機をオイルシールを外した状態で負荷軸側から見た図である。 本発明において用いられるオイルシールの一例である。 本発明の電動機のオイルシール装着前の状態を説明する拡大図である。 本発明の電動機のオイルシール装着後の状態を説明する拡大図である。 本発明の電動機のオイルシールと保持部材とから構成される部材の正面図である。 本発明の電動機のオイルシールと保持部材とから構成される部材装着後の状態を説明する拡大図である。 従来の電動機を側面から見た図である。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、同一あるいは類似する構成については同じ符号を用いて説明している。
図１は電動機の外観斜視図であり、図２は本発明の電動機をオイルシールを外した状態で側面から見た図である。電動機１０は、ハウジング１２、ステータ１４、ハウジング１６内に、図示しないロータとステータ１４の巻き線を配置し、該ロータに取り付けられた出力軸である回転軸（シャフト）２０を備えた構造を有しており、回転軸２０はボールベアリング２２によって軸受されている。ハウジング１２はアルミや鉄などの金属で形成されている。電源端子１８は電動機を駆動するための電力を取り入れるための端子である。また、回転軸２０の回転位置及び速度を検出する検出装置である位置・速度検出器２４も設けられている。
ステータ１４のハウジング１２側端面には、ハウジング１２を固定するための図示しない複数のボルト穴が設けられている。ハウジング１２のステータ１４に固定される面と反対側の面にはオイルシール５０が装着されている。オイルシール５０は回転軸（シャフト）２０部分を密封する機能を有する。なお、図示しない巻き線を有するステータ１４の構成は請求項１のステータ部に対応する。
ハウジング１２は図３に示されるように、中央部に出力軸である回転軸２０が貫通する貫通口１２ｄが設けられ、ステータ１４の前記ボルト穴に対応する複数の位置にボルト孔１２ａが設けられている。ハウジング１２には更に、電動機１０を図示しない工作機械などの機構部に固定するための複数のボルト孔１２ｂ、電動機気密試験用の孔１２ｃが設けられている。具体的には、電動機気密試験用の孔１２ｃは、図２におけるハウジング１２において、オイルシール５０をハウジング１２に装着した際のオイルシール５０の外径部であるＢ−Ｂ’間が相対するハウジング１２の部分よりも内側で、かつボールベアリング２２の外径部であるＡ−Ａ’間よりも外側に設けられている。また、電動機気密試験用の孔１２ｃの内径形状は円形状や多角形形状で形成されており、前記ステータ１４や前記ロータなどが配置された電動機内部に連通する孔として形成されている。
図４はオイルシール５０の外観斜視図である。紙面に見える面がハウジング１２に接するように装着される。オイルシール５０は、鉄等の金属からなる板金の表面をゴムなどの弾力性のある材質で被覆して作成された板状の部材であり、その中心部には回転軸２０が貫通する貫通口５４が設けられている。オイルシール５０は回転軸２０の外周部と貫通口５４の外周部との隙間をできるだけ小さくすることによって電動機１０を密封している。
図５は本発明の電動機のハウジング１２にオイルシール５０を装着する前の状態を説明する拡大図であり、図６は図５の状態にオイルシール５０を装着した状態を説明する拡大図である。図５に示されているように、ボールベアリング２２の表面は、ベアリングシール部２３によってシールされている。図６に示されているように、オイルシール５０を装着したときは、弾性を有するオイルシールの表面のゴムが、ハウジング１２の表面に押し当てられることによって密封しており、その結果、電動機気密試験用の孔１２ｃ自体は塞がれることはないが、オイルシール５０の装着により、電動機１０の内部空間と電動機１０の外部が遮断され、電動機１０の気密性を保つことができる。電動機１０の気密試験はオイルシール５０を装着しない状態で行い、気密試験終了後にオイルシール５０を装着することで、密閉性の高いボールベアリング２２を用いた電動機の気密試験を実行する際の全体の工数を減らすことができる。
図７はオイルシール５０と保持部材４０とからなる部材３０の正面図であり、図８は図６のオイルシール５０に代えて、オイルシール５０と保持部材４０とからなる部材３０を装着した例を説明する拡大図である。オイルシール５０は鉄等の金属からなる板金の表面をゴムなどの弾力性のある材質で被覆して作成された板状の部材であり、その周縁部を取り囲むように、アルミや鉄等の金属で形成された保持部材４０が設けられている。オイルシール５０と保持部材４０との間は、オイルシール５０表面のゴムの弾性によって気密性が保たれており、保持部材４０とハウジング１２との間は、金属同士の接触、または間にＯリング等を挟むことによって気密性が保たれている。その結果、本例においても、図６に示したオイルシール５０を装着する場合と同様に、オイルシール５０と保持部材４０とからなる部材３０を装着することにより、電動機気密試験用の孔１２ｃ自体は塞がれないものの、電動機１０の気密性を保つことができる。
なお、本実施例においては、電動機気密試験用の孔１２ｃをハウジング１２の面の、オイルシール５０をハウジング１２に装着した際のオイルシール５０の外径部が相対するハウジング１２の部分よりも内側で、かつボールベアリング２２の外径部よりも外側に設けたが、電動機気密試験用の孔１２を設定する箇所としては、本実施例の場所に限られるものではなく、ハウジング内１２の面のその他の箇所に設けてもよいし、ハウジング１６の面など、電動機１０の他の面に設けることもできる。
また、本実施例においては、オイルシール５０の形状は円環状となっているが、これも円環状に限ったものではなく、電動機１０の内部空間と電動機１０の外部を遮断できるものであれば、他の形状であってもよい。
１０ 電動機
１２ ハウジング
１２ａ ボルト孔
１２ｂ ボルト孔
１２ｃ 電動機気密試験用の孔
１２ｄ 貫通口
１４ ステータ
１６ ハウジング
１８ 電源端子
２０ 回転軸
２２ ボールベアリング
２３ ベアリングシール部
２４ 位置・速度検出器
３０ オイルシールと保持部材とからなる部材
４０ 保持部材
５０ オイルシール
５４ 貫通口

Claims (4)

  1. 巻き線を有するステータ部と、
    前記ステータ部の端部に取り付けられるハウジングと、
    出力軸を有するロータ部と、
    前記ロータ部を支える軸受と、
    前記出力軸が貫通するように前記ハウジングに装着されるオイルシールと、
    を備えた電動機であって、
    前記ハウジングには前記ステータ部および該ハウジングで形成される電動機の内部空間へ連通する電動機の気密試験用の孔が軸受外輪径よりも外側に設けられ、
    前記オイルシールが、前記気密試験用の孔を密封している
    ことを特徴とする電動機。
  2. 前記電動機の気密試験用の孔の内径形状は円形、または多角形形状である
    ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
  3. 前記電動機の気密試験用の孔は、出力軸の回転中心から任意の距離離れた１または複数の任意の位置に設けられ、オイルシールの装着によって、前記電動機の内部空間と前記電動機の外部とが遮断される
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。
  4. 前記電動機の気密試験用の孔は、出力軸の回転中心から任意の距離離れた１または複数の任意の位置に設けられ、オイルシールとオイルシール保持部材とから構成される部材の装着によって、前記電動機の内部空間と前記電動機の外部とが遮断される
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。
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