JPH0649085Y2 - 電動機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、電動機の回転軸の構造の技術分野に属す
る。

而して、この考案は、ベアリングケース内に設けられた
ベアリングに軸承されたロータ軸がベアリングケースに
一体的に設けられたコイルを巻装するコア内にセットさ
れたロータ本体に接合されている電動機に関する考案で
あり、特に、ロータ軸がその内部に同心的に中空腔を軸
方向に形成されると共に該中空腔内面にスプラインが形
成され、該中空腔の内部、或は、外部に設けられた他の
電動シリンダ等のアクチュエータの駆動軸や工作具等の
スプラインが中空腔のスプラインに係合されて１つのロ
ータ軸が回転力と軸方向駆動力を独立的に作動すること
が出来るようにされた電動機に係る考案である。

〈従来の技術〉 周知の如く、所謂ブラシレス電動機等の電動機は、例え
ば、特開昭59−172949号公報発明にみられる如く導電系
統が無接点等の構造をとっているために、製造は勿論、
保守点検等がし易く、駆動力が大である利点がある等の
理由で広く用いられている。

〈考案が解決しようとする課題〉 而して、該種ブラシレス電動機等の電動機は、例えば、
特開昭60−9342号公報発明にも示されているように、様
々なコンパクト化された構造が開発されているが、その
ベアリングケースの中央に軸承されているロータ軸はそ
の径が大きいにもかかわらず、所定のアクチュエータを
併設するような態様では動力伝達の機能以外には該併設
するアクチュエータ等の駆動用のケーブルやリード線、
或は、動作流体の通路に用いられるパイプ等が挿通され
ているだけであって機能的な有効利用よりも、むしろ、
外観の見栄えを良くする等の副次的なメリットが用いら
れているにすぎず、実効上のプラス面に寄与していない
という欠点があり、したがって、該種ブラシレス電動機
は単に回転力の伝達に用いられるだけであって、該ブラ
シレス電動機には稼動ワークに対する進退装置等の電動
シリンダ等は併設されず、したがって、１つのアクチュ
エータプラントとしては付設の空間が大きくなるという
難点があり、スペース的にもイニシャルコストが大きく
なるという不利点があった。

この考案の目的は本来的には数々の利点を有するブラシ
レス電動機等の電動機の上述従来技術に基づく様々な上
述問題点を解決すべき技術的課題とし、その大きな直径
を有しているロータの内部空間を利用して他のアクチュ
エータ自体の駆動軸や治具等の作動体を空間兼用的に配
設することにより、コンパクト化を推進し、イニシャル
コストを下げ、保守点検整備もし易いようにして機械製
造産業における動力技術利用分野に益する優れたブラシ
レス電動機のロータ構造を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述実用新案登録請求の範囲を要旨とす
るこの考案の構成は、前述問題点を解決するために、コ
ア内にマグネットを有するロータに嵌合され、且つ、ベ
アリングに軸承されたロータ軸を有する電動機におい
て、該ロータ軸が中空腔を有し、該中空腔にスプライン
が形成されているようにした技術的手段を講じたもので
ある。

〈作用〉 而して、ブラシレス電動機等の電動機のベアリングケー
スに設けたベアリングに軸承されたロータ軸がロータ本
体のマグネットを介しコア内で電磁誘導的に回転力を与
えられ所定の回転を行って該ロータ軸内に軸装された作
動体に回転を付与し、而して、ロータ軸の内側に同心的
に設けられた軸方向に中空腔に形成されたスプラインが
該中空腔の内側、或は、外側に設けられた他の軸方向駆
動力等を印加するアクチュエータの駆動軸や工作具等の
作動体が中空腔内にてスプラインを形成され、該中空腔
のスプラインと係合して軸方向駆動力と回転力を独立的
に併せ印加することが出来るようにしてロータ軸内の空
間を有効利用し、全体プラトンの構造をコンパクトにす
ることが出来るようにしたものである。

〈実施例〉 次に、この考案の実施例を図面に基づいて説明すれば以
下の通りである。

而して、当該実施例にあってはこの考案の要旨を成す電
動機としてブラシレス電動機を用いた態様である。

第１〜３図に示す実施例において、１はブラシレス電動
機であり、そのハウジング２内の一側寄りに設けられた
ベアリングケース３の内部にはベアリング４、４、４′
を介してロータ軸５が軸承されており、その一側寄り
（図上左側寄り）にはシール６を有してベアリング押え
７が設けられ、長手方向略中央部位には該ベアリング
４、４′の間に間座８が設けられてロータ本体19をベア
リング４′に対する固定ナット10、及び、該ベアリング
４′の外側一端寄り（図上右側寄り）のベアリング固定
ナット10によりロータ軸５に対するネジ螺合を介して締
付けされ、軸方向の固定をされている。

又、ハウジング２内に於いて、コイル11を巻装したコア
12が設けられてコア固定板13、固定ピン14により所定位
置にセットされてロータ９のマグネット15を電磁誘導し
て起動するようにされている。

したがって、この考案においては、ロータ軸５がベアリ
ング４′に対する両固定ナット10、10とのネジ螺合によ
り一端（図上左側）のベアリング押え７とベアリング固
定ナット10、10のネジ押しにより確実にガタつくことな
くベアリング４、４′、及び、ロータ９をセットするよ
うにされている。

而して、この考案においては、ロータ軸５内には第２図
に示す様に、同心的に中空腔17が一端から他端にかけて
連通状に穿設されており、更に、その内面の所定部位、
当該実施例では前部寄り（図上左側）と後部寄り（図上
右側）の２箇所にスプライン18、18が刻設されている。

このような基本的な構造のロータ本体19を有するブラシ
レス電動機に対して他のアクチュエータとしてのマシニ
ングセンタに対する治具交換用の電動サーボシリンダ20
との組合せ態様の駆動プラントの実施例を、第３図によ
って説明すると、図示しないユニットのベースに固定さ
れたブラシレス電動機１の後部にアクチュエータとして
の該電動サーボシリンダ20が一体的に同心状に連結され
ており、その進退自在な駆動軸21はジョイント22を介し
てブラシレス電動機１のロータ軸５の中空腔17に挿通さ
れる駆動軸23を延設しており、その外側に設けられたス
プライン24はロータ軸５のスプライン18、18に噛み合っ
てその先端は図示しないマシニングセンタに対する治具
交換アーム25、25をして進退、及び、回転が自在である
ようにされ、該各アーム25先端のホルダ26により図示し
ないマシニングセンタに対して加工治具を交換するのに
供されるようにされている。

したがって、当該実施例においては、治具交換アーム25
の図示しないマシニングセンタに対する近接離反ストロ
ーク分だけ電動サーボシリンダ20の長さ空間部が大幅に
省略されてそのケーシングもブラシレス電動機１と直結
タイプにされているものである。

上述構成において、図示しない制御盤の起動操作により
電動サーボシリンダ20がその縮少状態から伸張すると、
その駆動軸21はジョイント22を介して駆動軸23をブラシ
レス電動機１のロータ軸５の中空腔17内で相互のスプラ
イン18、18、24を噛み合わせた状態で前出して治具交換
アーム25をして図示しないマシニングセンタに近接さ
せ、ホルダ26により加工治具を所定に交換し、そこで、
ブラシレス電動機１のコア12に対するロータ９のマグネ
ット15のコイル11に対する電磁誘導回転によりロータ軸
５が回転し、したがって、スプライン18、18、24を介し
て駆動軸23は前出状態を維持しながら回転し、それによ
って交換アーム25も回転し、所定の加工治具の交換を行
い、電動シリンダ20が縮少して駆動軸23がスプライン1
8、18、24を介してロータ軸５内で後退し、その結果、
交換アーム25も後退してホルダ26、26によって次段の加
工治具の交換を行う。

したがって、ブラシレス電動機１、及び、電動シリンダ
20は図示しないベースに固定されたコンパクトな姿勢で
治具交換アーム25に対する進退、及び、回転動作を行う
ことが出来、又、該進退と回転作用は各々別プロセスで
行うことも、又、進退作用をしながらの回転作用は駆動
軸23のスプライン24のブラシレス電動機１のロータ軸５
のスプライン18、18に対する係合により同時併行的に行
うことも出来る。

そのため、治具交換アーム25とマシニングセンタとの間
の距離が大きくなればなるほど、交換装置全体の空間に
占める割合いは相対的に小さくなり、ラインに於ける他
の機器との干渉が避けられることになる。

又、第４図に示す実施例はブラシレス電動機１のロータ
軸５の基端側（図上右側）の中空腔17の拡大部にハウジ
ング27を介してアクチュエータとしてのロータリエンコ
ーダ20′をセットし、その作動軸21′の先端に設けられ
たスプライン24をしてロータ軸５の中空腔17のスプライ
ン18に噛み合わせた態様であり、該ロータリエンコーダ
20′はそのスプライン24′のブラシレス電動機１のロー
タ軸５のスプライン18との噛合いを介して所定の機能を
発揮することが出来、当該実施例においては上述実施例
と異なり、ブラシレス電動機１のロータ軸５の中空腔17
内にロータリエンコーダ20′のアクチュエータを一体的
に収納した態様であり、上述実施例よりも更に装置全体
のコンパクト化が図れているものである。

尚、この考案の実施態様は上述各実施例に限るものでな
いことは勿論であり、例えば、回転運動と進退駆動を行
う切換装置や制御装置等の装置に適用出来る等種々の態
様が採用可能である。

そして、電動機は単にブラシレス電動機のみばかりでな
くあらゆるタイプの電動機を対象にし得るものである。

〈発明の効果〉 以上、この考案によれば、基本的に、工作機械のマシニ
ングセンタの加工治具交換アームの該マシニングセンタ
に対する進退、及び、回転の装置に用いる等の回転と進
退を付与する装置の回転装置にブラシレス電動機等の電
動機を用い、進退駆動装置には電動サーボシリンダやロ
ータリーエンコーダ等を用いる場合に、該電動機の大径
のロータ軸の内部空間を用いて中空腔を形成し、該中空
腔にスプラインを形成させ、一方、電動サーボシリンダ
等の作動軸を該中空腔に挿通させてその外側に形成させ
たスプラインを該ロータ軸のスプラインに噛み合わせる
ことにより、進退駆動操作と回転動作とが相互独立的に
行われながらも、進退動作等と回転動作が確実に行われ
ることが出来るという優れた効果が奏される。

しかも、進退駆動の作動装置の駆動軸が電動機のロータ
軸内の中空腔に挿通されていることにより、その分の空
間が長さ方向に有効に利用出来、したがって、その分だ
け電動機に対する進退駆動装置の長さが短くなり、その
ため、ユニットプラントとしての占有空間が小さくな
り、他の機器に対する干渉性がそけだけ低下するという
優れた効果が奏される。

又、在来態様の如き、ロータ軸の内部空間を単にリード
線やケーブル、或は、パイプ等の挿通等の二次的な利用
とすることとは異なり、機構学的に兼用されて有効利用
されるためにそれだけ用いる資材量が少くなり、重量の
軽量化も図ることが出来るという優れた効果が奏され
る。

そして、これらの構造により初期組付けもし易く、イニ
シャルコストが安くなるのみばかりでなく、装置がコン
パクト化されることにより、ランニングコストもメンテ
ナンスコストも安くすることが出来るという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例の説明図であり、第１図は１実
施例のブラシレス電動機の半断面図、第２図は同ロータ
軸の端面図、第３図は同ブラシレス電動機と進退駆動装
置の結合部分断面側面図、第４図は他の実施例の部分断
面拡大図である。 １……（ブラシレス）電動機、19……ロータ本体、 ３……ベアリングケース、９……ロータ、 ５……ロータ軸、17……中空腔、 12……コア、18……スプライン、 15……マグネット、20……他のアクチュエータ、 24……スプライン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ベアリング(4)，（４′）に軸承されたロ
   ータ軸(15)を有する電動機(1)において、該ロータ軸(5)
   が中空腔(17)を有し、該中空腔(17)にスプライン(18)が
   形成されていることを特徴とする電動機(1)。