JPH09149600A

JPH09149600A - 電動モータ

Info

Publication number: JPH09149600A
Application number: JP7303126A
Authority: JP
Inventors: Yukio Otani; 行雄大谷
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-06-06
Anticipated expiration: 2015-11-21
Also published as: US5753986A; JP3687693B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長寿命化、立上げ時間の短縮、部品点数の減
少、加工工数、組立工数の減少、或いは、パワー損失の
低下を図ることができる電動モータを提供する。【解決手段】ハウジング３０と、ハウジング３０のフ
ランジ部３０ａに設けられた軸受１２と、軸受１２で支
持された軸１４と、ハウジング３０の内面と軸１４とに
軸１４方向に貫通した空隙２９を持って設けられ、軸１
４を駆動する磁気回路１５、１６と、ハウジング３０の
外部から磁気回路１５、１６の空隙２９にガスＧを導入
する導入路Ｒ１と、ガスＧを排出する排出路Ｒ２とを備
え、排出路Ｒ２は、フランジ部３０ａに形成され、軸１
４の軸受部分に至らないように形成されていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータに係わ
り、特に、塗装用ロボット等のロボットに用いた際に防
爆に好適な電動モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動モータの一例を図３を用いて
説明する。図３は、この電動モータを用いたアクチュエ
ータを示す図であり、このアクチュエータは、概して、
周知の電動モータ９Ａと、この電動モータ９Ａで駆動さ
れる減速機１０Ａと、電動モータ９Ａと減速機１０Ａと
の間に介装されるフランジ３４とから構成されている。
また、電動モータ９Ａは、周知のように軸１４Ａと、軸
１４Ａの両端部をそれぞれ回転自在に支持する軸受１
２、１３と、軸１４Ａと軸受１２、１３とを包囲するハ
ウジング３０Ａと、ハウジング３０Ａと軸１４Ａとの間
に設けられたオイルシール３５Ａとを有している。そし
て、この電動モータでは、以下のような内圧防爆構造を
有している。

【０００３】即ち、電動モータ９Ａのハウジング３０Ａ
の一方の端部（図３右端部）には、その外部からガスＧ
を導入する導入路Ｒ１１の一部を成す導入孔２０が形成
されており、そのハウジング３０Ａの他方の端部（図３
左端部）には、ガスＧを排出する排出孔４１が貫通形成
されている。排出孔４１は、軸受１２の外側を通り、ハ
ウジング３０Ａの端部の端面である取付面３０ａで開口
されている。この取付面３０ａには、フランジ３４が接
合されており、フランジ３４は、排出孔４１に通じ、減
速機１０Ａの入力軸４２に同軸の環状に形成され、その
入力軸４２に接すると共に軸１４Ａの軸受１２より端部
側の部分が配置される軸孔に通じた空間３８と、空間３
８に通じる排出孔３７とを有し、その排出孔３７の開口
端をガス流通管取付口３７ａとしている。即ち、フラン
ジ３４は、ハウジング３０Ａの排出孔４１、空間３８、
排出孔３７とからなる排出路Ｒ１２をガス流通管取付口
３７ａに収束させている。換言すれば、排出路Ｒ１２は
ガス流通管取付口３７ａにより外部と連通している。ま
た、フランジ３４には、減速機１０Ａの入力軸４２との
間隙を遮蔽するオイルシール３６（シール部材）が設け
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の電動モータ９Ａでは、電動モータ９Ａの軸受１２、
１３の内、フランジ３４側の軸受１２を通じてガスＧが
フランジ３４の空間３８に流れ込む恐れがあり、そのよ
うな場合には、軸受１２のグリスが脱け落ちてしまい、
軸受１２の寿命が短くなる。また、ガスＧの流通抵抗が
大きくなる上、フランジ３４に形成した空間３８及び排
出路３７のためにガスＧの流通容積が大きくなってしま
う。このため、電動モータ９Ａの立上げ時の掃気時間が
長いという不都合がある。

【０００５】また、フランジ３４は、他部材と別個に設
けられており、また、電動モータ９Ａのオイルシール３
５Ａの他にフランジ３４にもオイルシール３６を設けて
いるので、部品点数及び加工、組立工数が多い。更に、
電動モータ９Ａのオイルシール３５Ａの他にフランジ３
４にもオイルシール３６を設けていることで、軸１４Ａ
の回転抵抗が大きくなる。よって、軸１４Ａのパワー損
失が大きいという不都合がある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、長寿命化、立
上げ時間の短縮、部品点数の減少、加工工数、組立工数
の減少、或いは、パワー損失の低下を図ることができる
電動モータを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明で
は、ハウジングと、ハウジングの端部に設けられた軸受
と、軸受で支持された軸と、ハウジングの内面と軸とに
軸方向に貫通した空隙を持って設けられ、軸を駆動する
磁気回路と、ハウジングの外部から磁気回路の空隙にガ
スを導入する導入路と、ガスを排出する排出路とを備え
てなる電動モータにおいて、導入路又は排出路は、ハウ
ジングに形成され、軸の軸受部分に至らないように形成
されていることを特徴とする。

【０００８】即ち、ガスは、ハウジングの導入路から導
入され、磁気回路の空隙を流通し、その間に、磁気回路
の熱を奪うと共に内部空間の掃気を行ない、ハウジング
に設けられた排出路を通じて排出される。その排出路
は、軸の軸受部分に至らないように形成されているの
で、磁気回路の空隙と導入路又は排出路との間に軸受が
介在されず、軸受内部へのガスの流通を防止している。

【０００９】本発明の第二の発明では、第一の発明にお
いて、ハウジングの端部と軸の軸受部分の端部側との間
には、シール部材が設けられ、ハウジングの端部には、
磁気回路の空隙に対向され、シール部材を保持するシー
ル部材保持面が形成されていることを特徴とする。即
ち、磁気回路の空隙側からの圧力に対するシール部材の
耐力を向上する構成としている。

【００１０】本発明の第三の発明では、第一又は第二の
発明において、導入路又は排出路は、軸受の周囲に環状
をなす空間を有し、導入路又は排出路は、ハウジングに
形成されるガス流通管取付口により外部と連通されてい
ることを特徴とする。即ち、従来、ガス流通管取付口に
より外部と連通させるために設けられていたフランジ及
び、そのフランジに設けられたオイルシールを省略した
構成で、軸受の熱を効率良く除去することが可能であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づき説明する。図２は本発明を適用する塗装用ロボ
ットの全体図であり、この塗装用ロボット１００は、床
面に固定された固定ベース１と、固定ベース１に後述す
る第一アクチュエータ６を介して鉛直な回転軸線ＣＴ１
回りに回転自在に取り付けられた旋回ベース２と、その
旋回ベース２に水平な回転軸線ＣＴ２回りに回転自在に
基端部が取り付けられた第一アーム３と、第一アーム３
の先端部に前記回転軸線ＣＴ２に平行な回転軸線ＣＴ３
回りに回転自在に取り付けられた第二アーム４と、第二
アーム４の先端に回転軸線ＣＴ４回りに回転自在に最初
の自由度を有する３自由度の手首部５とを備えている。
また、手首部５には、塗装剤を噴出するノズル５ａが設
けられている。即ち、この塗装用ロボット１００は６自
由度を有し、このノズル５ａを自在に動作させ、塗装を
施すものである。

【００１２】また、塗装用ロボット１００は、ノズル５
ａを操作するために、固定ベース１と旋回ベース２との
間に設けられ、回転軸線ＣＴ１回りに旋回ベース２を回
転駆動する前記第一アクチュエータ６と、旋回ベース２
と第一アーム３の基端部との間に設けられ、第一アーム
３を回転軸線ＣＴ２回りに回転駆動する第二アクチュエ
ータ７と、第一アーム３の先端部と第二アーム４との間
に設けられ、第二アーム４を回転軸線ＣＴ３回りに回転
駆動する第三アクチュエータ８とを有している。これら
第一、第二、第三アクチュエータ６、７、８は概略同様
の構造を有している。尚、手首部５は、そのノズル５ａ
を回転駆動するアクチュエータ（図示略）により駆動さ
れる。

【００１３】以下、図１を用いて、第二アクチュエータ
７について説明する。尚、図３に示す従来のアクチュエ
ータと同一の部材については同一の符号を付している。

【００１４】第二アクチュエータ７は、電動モータ９と
減速機１０と位置検出器１８とモータカバー１１とを備
えており、電動モータ９と減速機１０とは、前記旋回ベ
ース２の取付板部２ａの表面と裏面にそれぞれ接合され
ている。旋回ベース２の取付板部２ａには、軸挿通孔２
ｂが貫通形成されており、その軸挿通孔２ｂには、電動
モータ９の軸１４の一方の端部が挿通配置され、減速機
１０の図示しない入力軸に連結されている。減速機１０
の出力軸１０ａには、上述の第一アーム３の基端部が固
定されている。また、位置検出器１８は、電動モータ９
に設けられ、電動モータ９の軸１４の他方の端部の回転
を検知して第一アーム３の回転角度位置を検出するもの
である。旋回ベース２の取付板部２ａは、その表面側
に、電動モータ９のハウジング３０のフランジ部３０ａ
側の略半分を包囲する筒状部２ｃを有しており、モータ
カバー１１は、電動モータ９の残り半分及び位置検出器
１８を包囲して筒状部２ｃに接合され、電動モータ９及
び位置検出器１８の周囲を封じるものである。

【００１５】電動モータ９は、ハウジング３０と、ハウ
ジング３０の両端部を成すフランジ部３０ａ、３０ｂ
と、両フランジ部３０ａ、３０ｂにそれぞれ設けられた
軸受１２、１３と、両軸受１２、１３で回転自在に支持
された軸１４と、軸１４の周囲に固設された磁石１５
と、その磁石１５の周囲に軸１４に対して同軸状に軸１
４方向に貫通した空隙２９を持って配され、ハウジング
３０に固設された電磁コイル１６とを有している。磁石
１５と電磁コイル１６とは軸１４を回転駆動する磁気回
路を構成している。

【００１６】ハウジング３０の外面は、ハウジング３０
の一方（即ち図１左方）のフランジ部３０ａの端面に形
成され旋回ベース２の取付板部２ａの表面に取り付けら
れる取付面３０ｃと表面３０ｄとからなっており、その
フランジ部３０ａの中央部には、軸孔３０ｅが貫通形成
されている。軸１４は、このフランジ部３０ａの軸孔３
０ｅを貫通しており、軸孔３０ｅのハウジング３０内部
側の部分には、軸受１２が嵌合されている。また、軸孔
３０ｅのハウジング３０外部側の部分は縮径されてお
り、この外部側の部分、即ち軸１４の軸受部分の端部側
には、シール部材としてのオイルシール１７が、磁気回
路側からの圧力に抗する向きに嵌合されている。軸受部
分とは、軸１４の軸受１２から端部側（図１左側）の部
分である。

【００１７】即ち、オイルシール１７は、軸１４の外周
面に回転自在に嵌合する内筒部１７ａと、軸孔３０ｅの
外部側部分に嵌合する外筒部１７ｂと、その外筒部１７
ｂのハウジング３０外部側の端部と内筒部１７ａのハウ
ジング３０外部側の端部との間に設けられた円板部１７
ｃとからなっている。このオイルシール１７も、電動モ
ータ９の一構成要素である。また、軸孔３０ｅの外部側
部分の端部は更に縮径されており、これにより、軸孔３
０ｅには、軸受１２を介して前記磁気回路の空隙２９に
対向されたシール部材保持面３０ｆが形成されている。
このシール部材保持面３０ｆには、オイルシール１７の
円板部１７ｃが接合され保持されている。

【００１８】また、フランジ部３０ａの前記磁気回路の
空隙２９に対向する面には、軸受１２の周囲に環状の溝
をなす空間２１が形成されており、空間２１は、前記磁
気回路の空隙２９に向けて開放され通じている。フラン
ジ部３０ａには、空間２１の外周面からハウジング３０
の表面３０ｄに貫通する排出孔３１が形成されており、
排出孔３１のハウジング３０の表面３０ｄ側は、ガス流
通管取付口３１ａを成している。前記空間２１及び排出
孔３１とから排出路Ｒ２が形成されており、即ち、排出
路Ｒ２は、フランジ部３０ａに形成され、環状の溝をな
す空間２１から排出孔３１のガス流通管取付口３１ａに
収束されている。換言すれば、排出路Ｒ２はガス流通管
取付口３１ａにより外部と連通され、軸１４の軸受部分
に至らないように形成されている。

【００１９】ガス流通管取付口３１ａには、管継手２２
が取り付けられており、管継手２２には、チューブ２３
が接続されている。また、旋回ベース２の筒状部２ｃに
は、排出孔３２が貫通形成されており、排出孔３２の両
端には、それぞれ管継手２４、管継手２５が取り付けら
れている。前記チューブ２３は内側の管継手２４に接続
されており、外側の管継手２５には、別のチューブ２６
が接続されている。管継手２２、チューブ２３、管継手
２４、排出孔３２、管継手２５、及びチューブ２６は、
ガス排出側のガス流通管を構成しており、チューブ２６
には、電動モータ９内部の圧力を監視する図示しない圧
力スイッチ、塗装用ロボット１００の電源投入時に電動
モータ９内部の雰囲気を不活性のガスＧと置換して掃気
するためのバルブが設けられている。

【００２０】ハウジング３０の他方（即ち図１右方）の
フランジ部３０ｂの中央部には、前記軸受１３が嵌合す
る軸孔３０ｇが貫通形成されており、そのフランジ部３
０ｂには、軸孔３０ｇの周囲に、ハウジング３０の外部
から内部にガスＧを導入する導入孔２０が貫通形成され
ている。また、フランジ部３０ｂには、前述の位置検出
器１８のケーシング１８ａが、その内部空間と導入孔２
０とを連通させて取り付けられており、ケーシング１８
ａには、その内部空間にガスＧを導入する導入孔１９が
形成されている。即ち、導入孔１９は、位置検出器１８
のケーシング１８ａ及び電動モータ９と、モータカバー
１１及び旋回ベース２の筒状部２ｃとの間に形成された
空間４５に連通されている。また、旋回ベース２の筒状
部２ｃには、導入孔３３が貫通形成されており、導入孔
３３、空間４５、導入孔１９、ケーシング１８ａの内部
空間、導入孔２０はガス導入路Ｒ１を形成している。導
入孔３３の端部には、ガス導入側のガス流通管取付口３
３ａが形成されている。

【００２１】ガス流通管取付口３３ａには、管継手２７
が取り付けられており、管継手２７には、チューブ２８
が接続されている。管継手２７とチューブ２８とは、ガ
ス流通管を構成している。チューブ２８には、図示しな
いガスＧの供給源が設けられている。第二アクチュエー
タ７は以上のような構成を有している。

【００２２】以下には、図２の塗装用ロボット１００を
起動させた際の第二アクチュエータ７の動作について説
明する。まず、塗装用ロボット１００の電源投入する
と、図１の第二アクチュエータ７の図示しないガスＧの
供給源からチューブ２８に不活性のガスＧが圧送され
る。ガスＧは、管継手２７を介して旋回ベース２の筒状
部２ｃの導入孔３３から、位置検出器１８及び電動モー
タ９とモータカバー１１及び旋回ベース２の筒状部２ｃ
との間に形成された空間４５に導入され、その空間４５
から位置検出器１８のケーシング１８ａ内部を通過して
電動モータ９のハウジング３０のフランジ部３０ｂに形
成された導入孔２０を通じてハウジング３０の内部に導
入される。ハウジング３０内部に導入されたガスＧは、
磁気回路の空隙２９を通過して、ハウジング３０の他端
側に流れ、そのフランジ部３０ａに形成された空間２１
及び排出孔３１を通じて収束され、そのガス流通管取付
口３１ａから管継手２２、チューブ２３、管継手２４、
旋回ベース２の筒状部２ｃの排出孔３２、管継手２５、
チューブ２６を通じて図示しない排気用のバルブから外
部に放出される。一通りガスＧが流通すると、位置検出
器１８及び電動モータ９とモータカバー１１及び旋回ベ
ース２の筒状部２ｃとの間に形成された空間４５、位置
検出器１８のケーシング１８ａの内部空間、及び電動モ
ータ９のハウジング３０の内部の雰囲気は、不活性のガ
スＧに置換され、防爆の雰囲気とすることができる。

【００２３】この際、フランジ３０ａの空間２１及び排
出孔３１からなる排出路Ｒ２は、軸１４の軸受部分に至
らないように形成されているので、軸受１２を通じて磁
気回路の空隙２９から排出路Ｒ２にガスＧが流通すると
いう従来の現象を防止することができる。よって、従来
に比して軸受１２内部へのガスＧの流通を減少させるこ
とができる。また、軸１４が配されたフランジ３０ａの
軸孔３０ｅには、軸１４の軸受１２より端部側（図１左
側）の部分にオイルシール１７が設けられ、そのオイル
シール１７は、磁気回路の空隙２９に対向されたシール
部材保持面３０ｆで保持されているので、ガスＧの圧力
に対するオイルシール１７の変形を防止することができ
る。よって、ガスＧの漏れを防止し、軸受１２内部への
ガスＧの流通を更に減少させることができる。従って、
ガスＧの流通抵抗の増大を防止することができる。

【００２４】また、図３の従来の構成においてはハウジ
ング３０Ａの排出路Ｒ１２をガス流通管取付口３７ａに
より外部と連通させるためにその排出路Ｒ１２の一部を
延在形成したフランジ３４を用いていたが、上記実施形
態では、図１に示すようにハウジング３０に設けられた
ガス流通管取付口３１ａにより排出路Ｒ２を外部に連通
させる構成としているので、ガスＧの流通容積を減少さ
せることができる。

【００２５】以上の理由から、本実施形態では掃気時間
を短縮することができ、それに伴う立上げ時間の短縮を
図ることができる。

【００２６】次に、塗装用ロボット１００が通常運転さ
れた時では、上述同様に流通されるガスＧが、雰囲気を
掃気すると共に、位置検出器１８、軸受１３、磁気回路
（１５、１６）、軸受１２の熱を除去し、その過熱を防
止する。特に、軸受１２では、その周囲に環状の溝を成
す空間２１を形成しているので、熱の除去を効率良く行
なうことができる。これにより、電動モータ９、引いて
は第二アクチュエータ７の防爆性を更に向上することが
できる。

【００２７】また、起動時、通常運転時に係わらず、軸
受１２内部へのガスＧの流通が減少されることにより、
軸受１２内部のグリスの脱落が防止される。よって、そ
の軸受１３の長寿命化を図ることができる。これによ
り、電動モータ９、引いては第二アクチュエータ７の長
寿命化を図ることができる。

【００２８】また、図３の従来のフランジ３４及びその
フランジ３４に設けられるオイルシール３６を省略する
ことができるので、部品点数の減少及び加工工数、組立
工数の減少を図ることができる。更に、そのオイルシー
ル３６の省略により、図１の軸１４に加わる負荷を低減
することができ、パワー損失の低下を図ることができ
る。

【００２９】また、第一、第三アクチュエータ６、８
も、第二アクチュエータ７と同様の構成を有しているの
で、同様の効果を奏することができる。

【００３０】尚、上記実施形態では、第二アクチュエー
タ７等のアクチュエータを塗装用ロボット１００に適用
した場合を示したが、他の防爆を要する雰囲気の中で使
用される装置、或は、粉塵や化学物質等で汚れた雰囲気
の中で使用される装置に適用しても同様の効果を奏する
ことは勿論である。

【００３１】また、本発明は、上記実施形態において排
出路Ｒ２側からガスＧを導入し、導入路Ｒ１から排出す
る構成を含む。

【００３２】また、位置検出器１８の無い装置に起用で
きることは勿論であり、その場合に、フランジ３０ｂを
フランジ３０ａ同様の構成として排出路Ｒ２同様の導入
路を形成し、モータカバー１１、筒状部２ｃを無くし
て、ガス流通管をその導入路のガス流通管取付口に取り
付ける構成としてもよい。

【００３３】また、取付板部２ａは、電動モータ９を支
持する限りにおいて、如何なる形状であってもよく、ハ
ウジング３０のフランジ３０ａ以外の部分を直接的或は
間接的に支持するものであってもよい。減速機１０を省
略してもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明の第一の発明の電動モータによれ
ば、導入路又は排出路は、ハウジングに形成され、軸の
軸受部分に至らないように形成されているので、磁気回
路の空隙から軸受内部を通過してガスが流通することを
防止できる。よって、軸受内部のグリスの脱落が防止さ
れ、その軸受の長寿命化、引いては、電動モータの長寿
命化を図ることができる。

【００３５】また、磁気回路の空隙から軸受内部を通過
してガスが流通することを防止できるので、そのような
流通がなされた場合の流通抵抗の増大を防止することが
できる。従って、掃気時間を短縮することができ、それ
に伴う立上げ時間の短縮を図ることができる。

【００３６】本発明の第二の発明の電動モータによれ
ば、上記効果に加えて、ハウジングの端部には、磁気回
路の空隙に対向され、シール部材を保持するシール部材
保持面が形成されているので、ガスの圧力に対するシー
ル部材の耐力を向上させ、その変形を防止することがで
きる。

【００３７】本発明の第三の発明の電動モータによれ
ば、上記効果に加えて、従来、ガス流通管取付口により
外部と連通させるために設けられていたフランジ及びそ
のフランジに設けられたオイルシールを省略した構成
で、軸受の熱を効率良く除去することが可能であるの
で、フランジに排出路を形成する従来の場合に比してガ
スの流通容積を減少させることができる。よって、掃気
時間を更に短縮することができ、それに伴う立上げ時間
の短縮を図ることができる。

【００３８】また、フランジ及びそのフランジに設けら
れるシール部材を省略することができるので、部品点数
の減少及び加工工数、組立工数の減少を図ることができ
る。

【００３９】更に、フランジに設けられていたシール部
材を省略することにより、軸に加わる負荷を低減するこ
とができ、パワー損失の低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動モータの一実施形態を示す図で
ある。

【図２】図１の電動モータを適用した塗装用ロボット
を示す全体図である。

【図３】従来の電動モータの一例を示す図である。

【符号の説明】

９電動モータ１２軸受１４軸１５磁石（磁気回路）１６コイル（磁気回路）１７オイルシール（シール部材）２１空間２９空隙３０ハウジング３０ａフランジ部（端部）３０ｆシール部材保持面３１ａガス流通管取付口Ｒ１導入路Ｒ２排出路Ｇガス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと、該ハウジングの端部に設
けられた軸受と、該軸受で支持された軸と、前記ハウジ
ングの内面と前記軸とに軸方向に貫通した空隙を持って
設けられ、前記軸を駆動する磁気回路と、前記ハウジン
グの外部から磁気回路の空隙にガスを導入する導入路
と、前記ガスを排出する排出路とを備えてなる電動モー
タにおいて、前記導入路又は前記排出路は、前記ハウジングに形成さ
れ、前記軸の前記軸受部分に至らないように形成されて
いることを特徴とする電動モータ。
【請求項２】請求項１記載の電動モータにおいて、前記ハウジングの端部と前記軸の前記軸受部分の端部側
との間には、シール部材が設けられ、前記ハウジングの端部には、前記磁気回路の空隙に対向
され、前記シール部材を保持するシール部材保持面が形
成されていることを特徴とする電動モータ。
【請求項３】請求項１又は２記載の電動モータにおい
て、前記導入路又は前記排出路は、前記軸受の周囲に環状を
なす空間を有し、前記導入路又は前記排出路は、前記ハウジングに形成さ
れるガス流通管取付口により外部と連通されていること
を特徴とする電動モータ。