(57)【要約】【課題】軸受を安定して支持しつつ、インナレースの回転バランスを確保することができる電動機を提供する。【解決手段】ハウジング１８に固定されたステータコア１６と、シャフト１２と一体に回転するロータコア１４と、外周面がハウジング１８と当接するアウタレース４４と、内周面がシャフト１２と当接するインナレース４２とを有し、シャフト１２を、ハウジング１８に対して回転可能に支持する第１軸受２０と、を備える、電動機１０であって、アウタレース４４に、その軸方向に貫通する貫通孔４４ｂを設けた。【選択図】図２
2018157715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに固定されたステータコアと、
シャフトと一体に回転するロータコアと、
外周面が前記ハウジングと当接するアウタレースと、内周面が前記シャフトと当接するインナレースとを有し、前記シャフトを、前記ハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、
を備える、電動機であって、
前記アウタレースに、その軸方向に貫通する貫通孔を設けた、電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機であって、
前記ハウジング内に圧縮流体を供給する流体供給部を備える、電動機。
【請求項３】
請求項２に記載の電動機であって、
前記流体供給部は、前記ハウジングの外部に設けられる、電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、電動機の内部に異物が侵入することを防ぐために、電動機内に圧縮空気を供給するものが開示されている。電動機内に供給された圧縮空気は、ハウジングの軸受支持面に形成された軸方向に伸びる溝を通過して、電動機の外部に排出される。下記特許文献２には、軸受のインナレース（内輪）に軸方向に伸びる貫通孔を有するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０８６５６１号公報
【特許文献２】実開平０６−０４５１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、軸受を支持する軸受支持面に溝が形成されているため、軸受と軸受支持面との間の密着性を確保することができず、軸受を安定して支持できないおそれがある。上記特許文献１の問題を解消するために、上記特許文献２のように、軸受のインナレースに貫通孔を形成する場合、インナレースは回転するため、貫通孔を設けることにより回転バランスが崩れ、異音等が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、軸受を安定して支持しつつ、インナレースの回転バランスを確保することができる電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様は、ハウジングに固定されたステータコアと、シャフトと一体に回転するロータコアと、外周面が前記ハウジングと当接するアウタレースと、内周面が前記シャフトと当接するインナレースとを有し、前記シャフトを、前記ハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、を備える、電動機であって、前記アウタレースに、その軸方向に貫通する貫通孔を設けた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軸受を安定して支持しつつ、インナレースの回転バランスを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態の電動機の軸方向断面図である。
【図２】第１の実施の形態の第１軸受付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
〔第１の実施の形態〕
［電動機の構成］
図１は本実施の形態の電動機１０の軸方向断面図である。電動機１０は、シャフト１２、ロータコア１４、ステータコア１６、ハウジング１８、第１軸受２０、第２軸受２２、リアカバー２４、および、端子箱２６を有している。
【００１１】
以下、シャフト１２の回転軸Ｏが伸びる方向を軸方向とする。また、図１の状態で電動機１０を見たときに左側を前方、右側を後方と称する。さらに、回転軸Ｏに対して垂直方向であって放射状に伸びる方向を径方向とし、回転軸Ｏを中心として回転する方向を周方向とする。
【００１２】
シャフト１２には、ロータコア１４が一体に回転可能に固定されている。ロータコア１４は周方向に並べられた複数の磁石から構成されており、周方向に隣り合う磁石同士の磁極が互いに異なるように配置されている。ステータコア１６は、磁性体の積層鋼板から構成されており、ステータコア１６にコイル２８が巻回されている。ステータコア１６の内周に、ロータコア１４が配置されており、ステータコア１６の内周と、ロータコア１４の外周との間には径方向の隙間であるエアギャップ３０が設けられている。
【００１３】
ステータコア１６は、ハウジング１８に支持されている。ハウジング１８は、第１ハウジング３２と第２ハウジング３４を有し、第１ハウジング３２がステータコア１６の前方に固定され、第２ハウジング３４がステータコア１６の後方に固定されている。
【００１４】
第１ハウジング３２は、円環状に形成された本体部３２ａと、本体部３２ａから径方向内側に延出して形成されたフランジ部３２ｂとを有している。本体部３２ａの後方側端面に、ステータコア１６が固定されている。第１ハウジング３２のフランジ部３２ｂの内周面には、第１軸受２０が装着されている。
【００１５】
第２ハウジング３４は、円環状に形成された本体部３４ａと、本体部３４ａとは別体に形成され、本体部３４ａの内周側に固定された軸受支持部材３４ｂとを有している。本体部３４ａの前方側端面に、ステータコア１６が固定されている。軸受支持部材３４ｂには、第２軸受２２が装着されている。
【００１６】
シャフト１２は、ロータコア１４よりも前方側において、第１軸受２０により回転可能に支持されている。シャフト１２の前方側の端部は、第１ハウジング３２の外部に突出して設けられている。シャフト１２の前方側は、図示しない工作機械の主軸やワークテーブルのボールねじ軸等に接続される。
【００１７】
シャフト１２は、ロータコア１４よりも後方側において、第２軸受２２により回転可能に支持されている。シャフト１２の後方側の端部は、第２ハウジング３４の外部に突出して設けられている。シャフト１２の後方側端部には、シャフト１２の回転位置および回転速度等を検出するエンコーダ３６が設けられている。
【００１８】
第２ハウジング３４の本体部３４ａの後方側には、本体部３４ａの開口部分を覆うようにリアカバー２４が設けられている。第２ハウジング３４の外周側には、端子箱２６が固定されている。端子箱２６の内部と、第２ハウジング３４の内部とは、第２ハウジング３４の本体部３４ａに形成された連通孔３４ｃによって連通されている。端子箱２６内には、コイル２８に電力を供給するための図示しないケーブルが外部から引き込まれ、このケーブルは連通孔３４ｃを通って第２ハウジング３４内に延び、コイル２８に接続している。
【００１９】
端子箱２６には、端子箱２６の内部と連通する空気流通路３８が設けられている。空気流通路３８は、ハウジング１８の外部に設けられた圧縮空気供給装置４０に接続されている。圧縮空気供給装置４０はポンプであって、圧縮空気供給装置４０により圧縮された空気を、空気流通路３８、端子箱２６、連通孔３４ｃを介して、第２ハウジング３４の内部に供給する。
【００２０】
［第１軸受付近の構成の詳細］
図２は第１軸受２０付近の拡大図である。第１軸受２０は、ボール軸受であって、インナレース４２、アウタレース４４、複数のボール４６、および、リテーナ４８を有している。
【００２１】
インナレース４２は円環状の部材であって、その内周にシャフト１２が挿入されている。インナレース４２は、シャフト１２と一体に回転する。アウタレース４４は、円環状の部材であって、その外周面が第１ハウジング３２のフランジ部３２ｂに固定されている。複数のボール４６は、リテーナ４８に保持された状態で、インナレース４２の外周面に形成された軌道面４２ａと、アウタレース４４の内周面に形成された軌道面４４ａとの間に転動可能に設けられている。アウタレース４４には、軸方向に貫通する貫通孔４４ｂが周方向に複数形成されている。
【００２２】
第１ハウジング３２のフランジ部３２ｂであって、第１軸受２０よりも前方側に、円環壁５０が固定されている。円環壁５０の外周側には、第１軸受２０から離れる方向に突出した突出部５０ａが形成され、円環壁５０の内周側には、第１軸受２０に接近する方向に屈曲した屈曲部５０ｂが形成されている。突出部５０ａは、径方向においてアウタレース４４とオーバラップする位置に形成され、屈曲部５０ｂは、径方向においてアウタレース４４の内周とインナレース４２の外周との間の範囲とオーバラップする位置に形成されている。
【００２３】
［エアパージ機能］
本実施の形態の電動機１０は、前述のように工作機械の主軸やボールねじ軸等に接続され、切り屑や切削液等の異物が飛散する環境下で使用される。異物が電動機１０内に侵入すると、電動機１０に不具合が生じるおそれがあるため、異物の侵入を防止する必要がある。本実施の形態の電動機１０では、電動機１０内部に供給された圧縮空気を、第１軸受２０付近でシャフト１２の外周に吹き付けるエアパージ機能により、電動機１０の内部に異物が浸入することを防止している。
【００２４】
圧縮空気供給装置４０から空気流通路３８に供給された圧縮空気は、端子箱２６を通過し、連通孔３４ｃから第２ハウジング３４とリアカバー２４とにより形成される空間Ｓ１に送られる。その後、圧縮空気は、ステータコア１６の内周とロータコア１４の外周との間のエアギャップ３０を通過し、第１ハウジング３２により形成される空間Ｓ２に送られる。そして、圧縮空気は、第１軸受２０のアウタレース４４に形成された貫通孔４４ｂを通過して、第１軸受２０と円環壁５０の突出部５０ａとによって形成される空間Ｓ３に送られる。空間Ｓ３に送られた圧縮空気は、円環壁５０の屈曲部５０ｂと第１軸受２０との間の隙間から、シャフト１２の外周面に向かって吹きつけられる。
【００２５】
異物の侵入を防止するために、第１軸受２０よりも前方において、シャフト１２と第１ハウジング３２との間にシール部材やラビリンス機構を設けることが考えられる。しかし、シャフト１２が高速回転するため、シール部材では耐久性を十分確保できず、長時間の運用に耐えることができなかった。また、異物が大量に飛散するため、ラビリンス機構では異物の侵入を十分に防止することができなかった。本実施の形態では、第１軸受２０よりも前方側であって、第１軸受２０と隣接する部分において、圧縮空気をシャフト１２の外周面に向かって吹きつけることにより、電動機１０のシール性を高め、異物の侵入を防止している。
【００２６】
［作用効果］
電動機１０のシール性を高めるためには、十分な量の圧縮空気をシャフト１２の外周面に向かって吹きつける必要がある。つまり、空間Ｓ２から空間Ｓ３に十分な量の圧縮空気を供給する必要がある。第１軸受２０のインナレース４２とアウタレース４４との間には隙間があるため、圧縮空気はインナレース４２とアウタレース４４との間を通過することができる。しかし、インナレース４２とアウタレース４４との間を通過する圧縮空気だけでは、空間Ｓ３に十分な量の圧縮空気を供給することができなかった。
【００２７】
空間Ｓ３に十分な量の圧縮空気を供給するためには、空間Ｓ２と空間Ｓ３とを連通する連通路を形成すればよい。この連通路として、第１ハウジング３２のフランジ部３２ｂとアウタレース４４の外周面とが接する部分に、軸方向に伸びる溝を形成することが考えられる。しかし、溝が形成された部分において、フランジ部３２ｂとアウタレース４４の外周面とは接触しないため、シャフト１２が回転すると第１軸受２０に脈動が発生し、第１軸受２０の強度低下につながるおそれがある。また、連通路として、インナレース４２に軸方向に伸びる貫通孔を形成することが考えられる。しかし、インナレース４２はシャフト１２と一体に回転するため、貫通孔を形成したことにより回転バランスが崩れ、異音等が発生するおそれがある。また、インナレース４２とともに貫通孔が回転するため、貫通孔内に圧縮空気が進入し難く、圧縮空気の十分な流通量を確保することができないおそれがある。
【００２８】
そこで本実施の形態では、アウタレース４４に軸方向に貫通する貫通孔４４ｂを形成するようにした。これにより、十分な量の圧縮空気をシャフト１２の外周面に向かって吹きつけることができ、電動機１０のシール性を高めることができる。また、貫通孔４４ｂはアウタレース４４の内部に形成されるため、アウタレース４４の外周は、全周にわたってフランジ部３２ｂと接することが可能となり、第１軸受２０の脈動を抑制することができる。さらに、アウタレース４４は回転しないため、貫通孔４４ｂを設けることにより回転バランスが崩れるおそれがない。
【００２９】
〔他の実施の形態〕
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００３０】
例えば、上記第１の実施の形態では、電動機１０の内部に圧縮空気を供給するようにしたが、空気に限らず、電動機１０内部におけるシャフト１２の回転抵抗を考慮して各種流体を適宜選択すればよい。また、本発明は、工作機械に用いられる電動機に限らず、異物が飛散する環境下で使用される電動機に適用できる。
【００３１】
〔実施の形態から得られる技術的思想〕
上記実施の形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
【００３２】
ハウジング（１８）に固定されたステータコア（１６）と、シャフト（１２）と一体に回転するロータコア（１４）と、外周面がハウジング（１８）と当接するアウタレース（４４）と、内周面がシャフト（１２）と当接するインナレース（４２）とを有し、シャフト（１２）を、ハウジング（１８）に対して回転可能に支持する軸受（２０）と、を備える、電動機（１０）であって、アウタレース（４４）に、その軸方向に貫通する貫通孔（４４ｂ）を設けた。これにより、軸受（２０）をハウジング（１８）に安定して支持しつつ、軸受（２０）の回転バランスの悪化を避けることができる。
【００３３】
上記電動機（１０）であって、ハウジング（１８）内に圧縮流体を供給する流体供給部（４０）を備えてもよい。これにより、十分な量の圧縮流体を電動機（１０）の外部に吹き出すことができ、電動機（１０）のシール性を高めることができる。
【００３４】
上記電動機（１０）であって、流体供給部（４０）は、ハウジング（１８）の外部に設けられていてもよい。比較的大型である流体供給部（４０）を外部に設けることができ、電動機（１０）の搭載性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１２…シャフト                          １４…ロータコア
１６…ステータコア                      １８…ハウジング
２０…第１軸受（軸受）                  ４０…圧縮空気供給装置（流体供給部）
４４…アウタレース
【図１】
2018157715.tif 000003
【図２】
2018157715.tif 000004