JPH054751U - 電動モータのロータ支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モータステータとモータロータとの間のギャッ
プの変動を抑制して、低騒音で且つ許容モーメント荷重
が大きく取れる電動モータのロータ支持構造を提供す
る。 【構成】モータロータ２５の内面に出力軸３０を一体的
に連結するとともに、その出力軸３０の内面のモータロ
ータ２５の軸方向長さのほぼ中間位置に軸受３４を装着
した。軸受３４はモータステータ２０とモータロータ２
５間に発生する励磁のアンバランス力をラジアル荷重と
して受け、また出力軸にモーメント荷重が負荷されて
も、軸受レース面の変形が拡大されないためモータギャ
ップの変動が抑制される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、回転割出装置等に使用されるダイレクトドライブの電動モータの ロータ支持構造の改良に関し、特にモータステータとモータロータとの間のギャ ップの変動を抑制するようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の電動モータとしては、例えば実開平１−１１６５４９号公報に 提示されたものがある。このものは、ハウジング外筒とこれと同軸のハウジング 内筒とよりなるハウジングを有し、それら両筒の間にモータステータを固定して 配置すると共に、そのモータステータに周面対向させてモータロータを配置し、 このモータロータに出力軸を一体的に連結して、その出力軸をころ軸受を介して ハウジング内筒に軸回転自在に取付けた構造とされている。なお、モータステー タは複数の歯列が形成された磁極を円周面に沿い複数有しており、一方、モータ ロータにはステータ磁極の歯列に対向して所定ピッチの突出歯が均一に形成され ている。ステータコイルに通電してそれらの磁極を順次励磁することによりモー タロータひいては出力軸を回転させる。この出力軸の回転状態を多極レゾルバタ イプの回転検出器で検出し、その出力信号によりステータコイルへの通電を制御 してモータロータの回転を制御するものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の電動モータのロータ支持構造にあっては、モータロ ータの軸方向に延長して出力軸が連結されていて、その出力軸の軸方向のほぼ中 間位置を軸受で支持する構造とされている。すなわち、モータロータと出力軸と が軸方向に長く一体化された円筒状の回転部が、その一端側に偏った位置で軸受 を介してハウジング内筒に支持されている。ところが、モータステータとモータ ロータ間に発生する励磁力は必ずしも軸方向に均一ではない。そのため、軸受か ら遠い方のステータとロータ間のギャップが円周方向に一様ではなくなり、その 励磁力がアンバランス力として作用し、その結果モーメント荷重として軸受に作 用することとなり、モータステータとモータロータ間のギャップ変動が大きくな って、回転時に振動が出て騒音となるという問題点があった。

【０００４】 また、出力軸に外部からモーメント荷重が負荷されると、軸受のレース面の弾 性変形が大きくなりモータステータとモータロータ間の、特に軸受から遠い方の ステータとロータ間のギャップが円周方向に一様でなくなる。そのため電動モー タの許容モーメント荷重が、軸受の負荷容量ではなくてモータステータとモータ ロータ間のギャップ変動の許容量で決まってしまうこととなり、あまり大きくは 取れないという問題点があった。

【０００５】 この考案は、このような従来技術の問題点を解決することを課題とするもので 、モータロータと出力軸とからなる回転部の支持位置を改善してモータステータ とモータロータとの間のギャップの円周方向の不均一を抑制し、騒音が低減され 且つまた許容モーメント荷重が大きく取れる電動モータのロータ支持構造を提供 することをその目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、ハウジング外筒とこれと同軸のハウジング内筒とを有するハウジ ング内に固定されたモータステータに対して周面対向にモータロータを配設し、 このモータロータに出力軸を一体的に連結するとともに該出力軸を軸受を介して ハウジング内筒に軸回転自在に取付けてなる電動モータのロータ支持構造に係り 、前記軸受を出力軸の内側であってモータロータの軸方向長さのほぼ中間位置に 装着した。

【０００７】

【作用】

軸受は、モータロータの軸方向のほぼ中間位置でモータロータと出力軸とを支 持し、モータステータとモータロータ間に発生する励磁のアンバランス力をモー メント荷重ではなくほぼラジアル荷重として受ける。そのため、モータギャップ の変動が抑制されて騒音が発生しにくい。

【０００８】 また、出力軸にモーメント荷重が負荷されても、軸受レース面の変形が拡大さ れてモータロータに伝わりにくい。したがって、軸受の変形がモータギャップの 変動に影響を与えることは少なくなり、電動モータの許容モーメント荷重は軸受 の負荷容量で決まる。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。図１は、この考案の一実 施例の電動モータを半断面で示した側面図である。 この電動モータは、円筒状形状のモータハウジング１０の内部に、円筒状のモ ータステータ２０と、その内側に同軸に配設された円筒状のモータロータ２５と 、ロータ内側に一体的に連結して配設された同じく円筒状の出力軸３０と、この 出力軸３０の回転状態を検出するレゾルバタイプの回転検出器４０とを備えて構 成されている。

【００１０】 モータステータ２０は、図示しない複数の歯列が形成されて熊手状に内側に突 出した磁極を円周方向に等間隔に複数個有してモータロータ２５を磁力により回 転させる回転駆動用電磁石により構成されている。モータステータ２０の隣接す る磁極相互では、その歯列は所定ピッチずらした位相をもって配設されている。 一方、モータロータ２５の外周面には、モータステータ２０の磁極の歯列に対向 して、磁極歯列のピッチとは異なるピッチの図示しない突出歯が均一に形成され ている。そしてステータコイル２１に通電してそれらの磁極を順次励磁すること により、モータロータ２５を出力軸３０と共に一体回転させる公知の構造である 。この出力軸の回転状態は回転検出器４０で検出し、その出力信号により図外の 駆動装置を介してステータコイル２１への通電を制御してモータロータ２５の回 転を制御するものである。

【００１１】 モータハウジング１０は、一端部に外方に張り出すフランジ１１Ａを有すると 共に中心部に軸方向の空孔Ｈを有する中空のハウジング内筒１１と、この内筒の フランジ１１Ａの外縁にボルトＢ１により固定されたハウジング外筒１２とを有 している。ハウジング外筒１２の内周面に、モータステータ２０がボルトＢ２に より固定されている。そのモータステータ２０の内周側に周面対向に配設された モータロータ２５は、出力軸３０の下端を外方に張り出して形成したフランジ３ ０Ａに載置され、ボルトＢ３により出力軸３０の外周面に固定して取付られてい る。出力軸３０の上端面３１はハウジング外筒１２の上端面１３より上方にいく らか突出している。出力軸３０の内周面には、内側に張り出したフランジ３２及 びその下方にあって凹所を形成する段部３３が形成され、そのフランジ３２の下 面に突きあてて、クロスローラ軸受３４の外輪３４ａが嵌合されている。その外 輪３４ａは、段部３３に当てた環状の軸受固定板３５をボルトＢ４で締めつける ことによって出力軸３０の内周面に固定されている。上記軸受３４の内輪３４ｂ はハウジング内筒１１の外周面の段部１４に嵌めこまれており、ハウジング内筒 １１の上端面１５にボルトＢ５により環状の軸受固定部材１６で固定されている 。

【００１２】 このようにしてハウジング内筒１１と出力軸３０との間に介装された軸受３４ の上方の、軸受固定部材１６と出力軸３０の内面とにより囲まれた空間Ｓには、 高分解能の回転検出器であるレゾルバ４０が内臓されている。 コイルＣＬを有するレゾルバ４０のステータ４１は、ハウジング内筒１１の上 部に取り付けた軸受固定部材１６にボルトＢ６で取付けられている。これに対し てレゾルバ４０のロータ４２は、前記ステータ４１に対向させてモータ出力軸３ ０の裏面のフランジ３２にボルトＢ７で取付けられている。このレゾルバ４０の ステータ４１は、モータステータ２０と同様の歯を有し、コイルＣＬは各磁極に 巻回されている。レゾルバ４０のロータ４２は、モータロータ２５と同様の突出 歯を有している。

【００１３】 モータロータ２５が回転するとレゾルバ４０のロータ４２も回転するから、レ ゾルバのステータ４１との歯間のリラクタンスが変化する。その変化を図示しな いドライブユニットのレゾルバ制御回路によりデジタル化し、位置信号として利 用することでレゾルバのロータ４２の回転角ひいては出力軸３０の回転位置を検 出するようになっている。

【００１４】 また、モータステータ２０とモータロータ２５とを収納した空間の上部は、ド ーナツ板状のシール板２６で蓋されている。このシール板２６は、心金２６ａに ゴム材２６ｂを焼き付けてなり、内周縁にはシールリップ２６L が形成されてい る。その外周側がハウジング外筒１２の上端面１３にボルトＢ９で片持ちに固定 されており、内周縁のシールリップ２６L が出力軸３０の外周面に摺接して回転 シールを形成することでモータ収納空間を密封している。

【００１５】 次に作用を述べる。 この実施例の電動モータにあっては、モータステータ２０のコイル２１に、図 外のドライブユニットを介してモータ電流を通電すると、モータステータ２０の 各磁極の歯が所定の順序に励磁されてモータロータ２５が回転する。モータロー タ２５が回転するとレゾルバ４０のロータ４２も回転するから、レゾルバのステ ータ４１との歯間のリラクタンスが変化する。その変化をドライブユニットのレ ゾルバ制御回路によりデジタル化し、位置信号として利用することでレゾルバの ロータ４２の回転角ひいてはモータの出力軸３０の回転角度を規制して、割出テ ーブルの割り出しがなされる。

【００１６】 このとき一体回転するモータロータ２５と出力軸３０とを支持している軸受３ ４は、モータロータ２５の軸方向長さのほぼ中間位置に装着されているから、モ ータステータ２０とモータロータ２５との間に発生する励磁のアンバランス力を 、モーメント荷重としてではなく、ラジアル荷重として受けることとなる。その ためモータステータ２０とモータロータ２５との間のギャップの変動は従来のよ うに拡大されることはなく、回転時に騒音が発生し易いという問題は生じない。

【００１７】 また、出力軸３０に取付けた割出テーブルを介して外部からモーメント荷重が 負荷されて軸受３４のレース面が変形した場合も、その変形がモータステータ２ ０とモータロータ２５間のギャップ変動に大きく影響を及ぼすことがないから、 電動モータの許容モーメント荷重は、軸受３４の負荷容量で決まることとなり、 必要に応じて容易に大きく取ることができる。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したようにこの考案の電動モータのロータ支持構造は、ハウジング内 にモータステータと周面対向に配設したモータロータに出力軸を一体的に連結し 、その出力軸を、出力軸の内側においてモータロータの軸方向長さのほぼ中間位 置に配設した軸受で支持するものとした。そのため、軸受は、励磁のアンバラン ス力をモーメント荷重ではなくほぼラジアル荷重として受けることができ、その 結果モータギャップの変動が抑制されて騒音が低減されるという効果が得られる 。

【００１９】 また、出力軸にモーメント荷重が負荷されても、軸受レース面の変形が拡大さ れてモータロータに伝わりにくくなり、その結果電動モータの許容モーメント荷 重を従来より高くすることが容易になり、且つまた、モータロータとステータ間 のギャップを小さくしてモータトルクの増大を図ることができるという効果が得 られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の電動モータの半断面で表
した側面図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １１ ハウジング内筒 １２ ハウジング外筒 ２０ モータステータ ２５ モータロータ ３０ 出力軸 ３４ 軸受

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 ハウジング外筒とこれと同軸のハウジン
   グ内筒とを有するハウジング内に固定されたモータステ
   ータに対して周面対向にモータロータを配設し、このモ
   ータロータに出力軸を一体的に連結するとともに該出力
   軸を軸受を介してハウジング内筒に軸回転自在に取付け
   てなる電動モータのロータ支持構造において、 前記軸受を、前記出力軸の内側であって前記モータロー
   タの軸方向長さのほぼ中間位置に装着したことを特徴と
   する電動モータのロータ支持構造。