(57)【要約】【課題】ベアリングの外輪等に取付用の余肉を付与したいわゆるフランジ付ベアリングを採用して得られる利点を損なうことなく、ベアリングの転動体への潤滑剤の供給を実現するダイレクトドライブモータを提供する。【解決手段】ダイレクトドライブモータは、外輪３１と内輪３２の間にローラ３ａ、３ｂを配したベアリング３と、ベアリング３を介してケーシング１に軸心回りに回転可能に支持されるシャフト２と、ベアリング３のローラ３ａ、３ｂへ潤滑剤を供給するための供給部７とを有し、外輪３１のうち軸方向一端側たる取付面３１ｂがケーシング１に固定され、内輪３２がシャフト２に固定されており、供給部７は、ベアリング３内部に形成される第１の供給路７１と、取付面３１ｂを介してベアリング３を支持するケーシング１の内部に形成される第２の供給路７２とが取付面３１ｂで接続されて構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪の間に転動体を配したベアリングと、前記ベアリングを介して固定支持部に軸心回りに回転可能に支持される回転体と、前記ベアリングの転動体へ潤滑剤を供給するための供給部と、前記固定支持部と前記回転体との間に構成される電磁駆動部とを具備してなるダイレクトドライブモータにおいて、
外輪または内輪の一方のうち軸方向一端側たる取付面が前記固定支持部または前記回転体の一方に固定され、外輪または内輪の他方が前記固定支持部または前記回転体の他方に固定されており、
前記供給部は、前記ベアリング内部に形成される第１の供給路と、前記取付面を介して前記ベアリングを支持する前記固定支持部または前記回転体の一方の内部に形成される第２の供給路とが前記取付面で接続されてなることを特徴とするダイレクトドライブモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベアリングへの潤滑剤の供給を適正化したダイレクトドライブモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のダイレクトドライブモータとして、特許文献１に示すものが知られている。このモータは、外輪と内輪の間に転動体を配したベアリングと、このベアリングを介して固定支持部たるシャフトに軸心回りに回転可能に片持ち支持される回転体たるアウターフレームと、前記シャフトと前記アウターフレームとの間に構成される電磁駆動部とを具備している。
【０００３】
電磁駆動部は、シャフト側に設けられた一次側コアと、アウターフレーム側に設けられた二次側コアとから構成されている。
【０００４】
一次側コアは、周方向に等間隔に複数の磁極が設けられ、各磁極は、鉄芯に励磁コイルが巻回されて、複数の極歯（一次側の極歯）が等間隔毎に所定数形成された構成となっている。このような一次側コアは、シャフトの軸方向中間部に固定されている。
【０００５】
一方、二次側コアは、その内周面に極歯（二次側の極歯）と凹溝が等間隔毎に交互に形成されている。二次側コアは、筒状のアウターフレーム内に収められており、接着剤等によって固定されている。
【０００６】
このようなモータは、例えば特許文献２に示されるモータ等と同様に、一次側コアの励磁コイルに駆動電流を供給して磁極の極歯を励磁させ、二次側コアの極歯との間隙に生じる磁束による電磁吸引力によって、シャフトとアウターフレームとを、シャフトの軸線回りに相対移動（回転）させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１１６０５６号公報
【特許文献２】特公平７−５９１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１に示すものは、アウターフレームやシャフトと押さえ板とで回転軸方向両側から挟み込む形でベアリングをアウターフレーム等に固定する構成であり、押さえ板の剛性等により取付強度の低下を招来する場合があるほか、ベアリング抱え込み構造はベアリングの軸方向及びラジアル方向の空間を使用するのでベアリングと電磁駆動部等の他の構成要素との配置関係を適正化する要求に対応しにくい。
【０００９】
そこで本発明者は、図７に示すように、フランジ付きのベアリング１０３を採用した新たなベアリング固定構造を着想した。すなわち、図示のダイレクトドライブモータは、外輪１３１や内輪１３２にベアリング１０３の構成に必要な肉以上の余肉を設けてフランジ部１３１ａ、１３２ａとしたクロスローラベアリングであり、内外輪１３１、１３２のフランジ部１３１ａ、１３２ａをボルト１３３、１３４を用いてカバー１１２及びシャフト１０２に吊り下げ状態で固定することで、シャフト１０２に加わる荷重を内外輪１３１、１３２を介してカバー１１２に支持させている。このように、フランジタイプのベアリング１０３を採用してボルト１３３、１３４で外輪１３１や内輪１３２を直接固定することで、ベアリング１０３の取付強度を高めることが期待できるとともに、片持ち状に固定することでベアリングの外周側、内周側または下方（自由端側）等のベアリングの周囲空間を有効利用でき、ベアリングと他の構成要素との配置関係を適正化することが可能となる。
【００１０】
しかしながら、図８に示すように、ベアリング１０３の転動体１０３ａ、１０３ｂへ潤滑剤を供給するベアリング内部の供給路１７１は、その開口１７１ａがベアリングの外周面や内周面に形成されるのが一般的であり、ベアリングの外周面や内周面の開口１７１ａに接するようにカバー１１２を配置してベアリングの供給路１７１とカバーの供給路１７２とを接続しなければならず、上記の新たなベアリング固定構造を採用して得られる利点を損なう。
【００１１】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、ベアリングの外輪等に取付用の余肉を付与したいわゆるフランジ付ベアリングを採用して得られる利点を損なうことなく、ベアリングの転動体への潤滑剤の供給を実現する新たなダイレクトドライブモータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１３】
すなわち、本発明のダイレクトドライブモータは、外輪と内輪の間に転動体を配したベアリングと、前記ベアリングを介して固定支持部に軸心回りに回転可能に支持される回転体と、前記ベアリングの転動体へ潤滑剤を供給するための供給部と、前記固定支持部と前記回転体との間に構成される電磁駆動部とを具備してなるダイレクトドライブモータにおいて、外輪または内輪の一方のうち軸方向一端側たる取付面が前記固定支持部または前記回転体の一方に固定され、外輪または内輪の他方が前記固定支持部または前記回転体の他方に固定されており、前記供給部は、前記ベアリング内部に形成される第１の供給路と、前記取付面を介して前記ベアリングを支持する前記固定支持部または前記回転体の一方の内部に形成される第２の供給路とが前記取付面で接続されてなることを特徴とする。
【００１４】
このように構成すると、外輪または内輪の一方のうち軸方向一端面たる取付面が固定支持部または回転体の一方に固定され、外輪または内輪の他方が固定支持部または回転体の他方に固定され、ベアリングの転動体へ潤滑剤を供給するための供給部が、ベアリング内部に形成される第１の供給路と、取付面を介してベアリングを固定する固定支持部または回転体の一方の内部に形成される第２の供給路とが取付面で接続されて構成されているので、ベアリングを取付面に直接固定することで取付強度を高めることを期待できるうえ、供給路をベアリングの外周側または内周側に配置する必要がなくなり、ベアリングの外周側または内周側の空間を薄型化等のために有効利用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上説明した構成であるから、ベアリングの外輪等に取付用の余肉を付与したいわゆるフランジ付ベアリングを採用して得られる利点を損なうことなく、ベアリングの転動体への潤滑剤の供給を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイレクトドライブモータの概略的な部分断面図。
【図２】図１における各構成要素の軸方向寸法を示す部分断面図。
【図３】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った拡大断面図。
【図４】同ダイレクトドライブモータを適用した工作機械の側面図。
【図５】同実施形態におけるベアリングの転動体への潤滑剤供給路を示す部分断面図。
【図６】同実施形態におけるベアリングを固着するボルト及び供給路の開口の位置関係を表す模式図。
【図７】従来のダイレクトドライブモータに対する改良案を示す概略的な部分断面図。
【図８】同改良案におけるベアリングの転動体への潤滑剤供給路を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
この実施形態のダイレクトドライブモータＤＤは、図１及び図２に示すように、固定支持部たるケーシング１と、このケーシング内に配置された回転体たるシャフト２と、このシャフト２を前記ケーシング１に支持させるベアリング３と、前記ケーシング１と前記シャフト２との間に構成される電磁駆動部４とを具備してなる所謂インナーロータ型のものである。そして、本実施形態のダイレクトドライブモータＤＤは、シャフト２の一端側に負荷として例えば図４に示すターンテーブル５を接続して回転機を構成するために利用される。図４に例示する回転機は、ターンテーブルを有する工作機械Ａとして用いられるものであり、この工作機械は、ターンテーブル５の軸心Ｏ又は軸心Ｏから偏心した位置にワークＷがセットされ、上方から荷重をかけてワークＷに対する切削や研磨などの加工を行うものである。ダイレクトドライブモータＤＤは、かかるターンテーブル５にシャフト２を接続して回転駆動可能に組み付けられる。
【００１９】
図１及び図２に示すケーシング１は、円筒状のケーシング本体１１と、このケーシング本体１１の負荷側の開口を閉止する円盤状の負荷側カバー１２と、前記ケーシング本体１１の反負荷側の開口を閉止する円盤状の反負荷側カバー１３とを具備してなるものである。両カバー１２、１３の中心部にはそれぞれ軸孔１２ａ、１３ａが開口している。
【００２０】
シャフト２は、前記両カバー１２、１３の軸孔１２ａ、１３ａを貫通する位置に配置されたもので、一端側に鍔部２１を有し、他端近傍に更にシャフト径を狭める段部２２が形成されて、一端側から他端側に向かって漸次径が小さくなるように構成されている。
【００２１】
ベアリング３は、クロスローラベアリングと称されるもので、図１及び図２に示すように、互いに直交する二軸方向に軸線ｍ、ｎを有する筒状のローラ３ａ、３ｂを軸心Ｏの周りに若干離間してリング状に配した二段構造をなしており、ケーシング１を足場にして、シャフト２を回転方向だけでなくスラスト方向やラジアル方向にも高い強度で支持し得るものである。また、この実施形態で採用するベアリング３は、外輪３１や内輪３２にベアリングの構成に必要な肉以上の余肉を設けてフランジ部３１ａ、３２ａとしたフランジ付きベアリングであり、内外輪３１、３２のフランジ部３１ａ、３２ａの軸方向一端側たる取付面３１ｂ、３２ｂをボルト３３、３４でカバー１２及びシャフト２に押さえ板等を介在させることなく直付けして、シャフト２に加わる荷重を内外輪３１、３２を介して負荷側カバー１２に伝えている。具体的には、内輪３２側のフランジ部３２ａを固着具であるボルト３４を用いてシャフト２の鍔部２１に締着し、外輪３１側のフランジ部３１ａを固着具であるボルト３３を用いて負荷側カバー１２の軸孔１２ａ下縁面１２ｂに締着しており、軸方向他端側３１ｃ、３２ｃが自由端（開放端）となるように軸方向一端側たる取付面３１ｂ、３２ｂで片持ち支持し、ベアリング３をケーシング１の負荷側カバー１２とシャフト２に吊り下げ状態で取り付けている。勿論、ベアリングを吊り下げ状態ではなく起立状態に片持ち支持してもよい。フランジ部３１ａ、３２ａのボルト孔は段付き形状をなし、固着状態でボルト３３、３４の頭部３３ａ、３４ａがフランジ部３１ａ、３２ａに埋没する状態にして軸方向寸法の薄型化を更に向上させている。
【００２２】
図５に示すように、ベアリング３の外輪３１および内輪３２を円滑に相対移動（回転）させるために、ベアリング３の転動体であるローラ３ａ、３ｂに対して油やグリース等の潤滑剤を供給する供給部７が設けられている。供給部７は、外輪３１内部に形成される第１の供給路７１と、外輪３１の取付面３１ｂを介してベアリング３を固定する負荷側カバー１２内部に形成される第２の供給路７２とを有して構成されている。
【００２３】
第１の供給路７１は、外輪３１の取付面３１ｂに形成される開口７１ａと、転動体たるローラ３ａ、３ｂとを連通し、第２の供給路７２は、ケーシング１の負荷側カバー１２の上面に形成された投入口７２ｂと、負荷側カバー１２の下縁面１２ｂに形成される連絡口７２ａとを連通する。第１の供給路７１の開口７１ａと、第２の供給路７２の連絡口７２ａとは取付面３１ｂで接続されており、ベアリング３の軸方向一方側からローラ３ａ、３ｂに対して潤滑剤を供給可能にしている。また、図６に示すように、外輪３１及び内輪３２を固定するボルト３３、３４は、同一円周上に間欠的に等間隔で配置されており、第１の供給路７１の開口７１ａは、ボルト３３同士の間のフランジ部３１ａを利用して配置されている。具体的には、開口７１ａはボルト３３同士の間の円周方向の中間位置に配置されている。第１の供給路７１と第２の供給路７２との接続部をボルト３３同士の中間位置に配置すると、この接続部に係るベアリング３及びケーシング１が均一に接触するので潤滑剤が漏れることを低減することが可能となる。さらに第１の供給路７１の開口７１ａをボルト３３と同一円周上に配置するとさらに精度の高い均一な接触が得られるので好ましい。なお、開口７１ａは回転軸を中心として対称な位置に配置されている。このように、潤滑剤を軸方向一端側から供給するように構成することで、ベアリング３の外周側を開放することができ、このベアリング３の外周側の空間を下記に示すように電磁駆動部４等を配置して有効利用することが可能となる。
【００２４】
図１及び図２に示す電磁駆動部４は、特許文献１、２で示されていると同様に、ケーシング１側に設けたステータ４０と、シャフト２側に設けたロータ４１とを有している。
【００２５】
ステータ４０は、図１及び図３に示すように、一次側コア４２を主体として構成されている。一次側コア４２は、ケーシング１本体の内周において、周方向に等間隔に複数の磁極４３、４３、…を設けたもので、各磁極４３は、鉄芯４３ａに励磁コイル４３ｂが巻回され、複数の極歯（一次側の極歯）４３ｃが等間隔毎に所定数形成された構成となっている。
【００２６】
一方、ロータ４１は、前記シャフト２の段部２２に当接した位置で嵌り合う孔部４１ａを中心に有した円盤部４１ｂと、この円盤部４１ｂの外周に肉厚方向（回転軸方向）に延びるように一体的に設けた円筒部４１ｃとを具備し、この円筒部４１ｃの内周側に上方に開放された凹状の収納空間ＳＰ１及び下方に開放された凹状の収納空間ＳＰ２を形成してなるもので、円筒部４１ｃに設けた二次側コア４４をステータ４０の一次側コア４２に対向配置している。二次側コア４４は、その内周面に極歯（二次側の極歯）４４ａと凹溝４４ｂとが等間隔毎に交互に形成されている。この場合、各凹溝４４ｂに永久磁石を隣り合うものどうしの極性が互いに逆方向となるようにして挿入すると、磁束密度を高めて出力トルクを増大させることができる。
【００２７】
また、ロータ４１は、収納空間ＳＰ１にベアリング３を収納しており、ベアリング３の軸方向範囲Ｐｏ１がロータ４１の軸方向範囲Ｐｏ２に全て重なっている。この場合、ロータ４１の軸方向範囲Ｐｏ２は電磁駆動部４の軸方向範囲Ｐｏ４と全て重なっているので、ベアリング３の軸方向範囲Ｐｏ１は電磁駆動部４の軸方向範囲Ｐｏ４と全て重なることになる。勿論、ベアリング３の一部がロータ４１と軸方向で重なる位置に配置されるように収納空間ＳＰ１にベアリング３の一部を収納してもよい。
【００２８】
このようなダイレクトドライブモータＤＤは、例えば特許文献２に示されるモータ等と同様に、一次側コア４２の励磁コイル４３ｂに駆動電流を供給して磁極４３の極歯４３ｃを励磁させ、二次側コア４４の極歯４４ａとの間隙に生じる磁束による電磁吸引力によって、シャフト２を軸心Ｏの回りに回転させるようになっている。
【００２９】
この回転を検知するものとして、ロータ４１の収納空間ＳＰ２に回転角検出部である回転センサ６が設けられ、回転センサ６の軸方向範囲Ｐｏ３の少なくとも一部がロータ４１の軸方向範囲Ｐｏ２と重なっている。この回転センサ６は、反負荷側カバー１３にセンサ本体６１を設ける一方、ロータ４１の基端部に押さえ６２を用いてセンサコア６３を配置し、このセンサコア６３をセンサ本体６１が読み取ることでシャフト２の回転角度を検知するようになっている。本実施形態では、ロータ４１の基端部と押さえ６２とでセンサコア６３を挟み込んで固定しているので、押さえ６２と協働でセンサコア６３を固定するブラケットの役割をロータ４１の基端部に果たさせて部品点数を低減するとともに、センサコア６３が回転体たるシャフト２に設けたロータ４１に一体となって回転するので、回転センサ６のスムーズな回転を実現している。
【００３０】
以上のように本実施形態のダイレクトドライブモータＤＤは、外輪３１のうち軸方向一端面たる取付面３１ｂが固定支持部たるケーシング１に固定され、内輪３２が回転体たるシャフト２に固定され、ベアリング３の転動体たるローラ３ａ、３ｂへ潤滑剤を供給するための供給部７が、ベアリング３内部に形成される第１の供給路７１と、取付面３１ｂを介してベアリング３を固定する固定支持部たるケーシング１の内部に形成される第２の供給路７２とが取付面３１ｂで接続されて構成されているので、ベアリング３を取付面３１ｂで直接固定することで取付強度を高めることを期待できるうえ、供給部７をベアリング３の外周側または内周側に配置する必要がなくなり、ベアリング３の外周側または内周側の空間を薄型化等のために有効利用することが可能となり、かかる利点を供給部７を設けるために損なうことを回避している。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００３２】
例えば、上記実施形態では、第１の供給路７１がベアリング３の外輪３１に設けられているが、第１の供給路７１を内輪３２に設けて第２の供給路７２をシャフト２に設けてもよい。また、上記実施形態では、スラスト荷重とモーメント荷重の双方を支持するタイプのベアリングとしてクロスローラベアリングを採用したが、円錐コロベアリングやアンギュラベアリング等であっても上記に準じた作用効果が奏される。さらに、上記実施形態では、回転体がロータ４１を備えたシャフト２であり、固定支持部がケーシング１であるインナーロータ型のダイレクトドライブモータについて説明したが、特許文献１、２等のように固定支持部がシャフトであり、回転体がケーシングに相当する位置に配置されるアウターフレームである所謂アウターロータ型として実現することも勿論可能である。
【００３３】
さらに、電磁駆動部の構造や駆動原理が異なっていても構わない。その一例として、ＳＰＭ（表面磁石型モータ）などを挙げることができる。
【００３４】
その他、スラスト荷重のみを支持するベアリングを備えたダイレクトドライブモータに適用するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１…固定支持部（ケーシング）、２…回転体（シャフト）、３…ベアリング、４…電磁駆動部、３１…外輪、３１ｂ…外輪のフランジ部の軸方向一端側（取付面）、３２…内輪、ＤＤ…ダイレクトドライブモータ、Ｏ…軸心（回転軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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