(57)【要約】【課題】接地端子の取り付けに関連する作業を容易にするとともに、取り付け作業に伴う不良率を低下させること。【解決手段】中空円筒状のハウジング１４と、ハウジング１４の外周に固定されたステータ１６と、ハウジング１４の外周に固定された軸受１８と、軸受１８に回転自在に連結されてステータ１６の外側に配置されたロータ２０と、ロータ２０に連結されたモータ出力軸２２を備え、ハウジング１４の軸方向端部には、断面が略Ｕ字状に形成された溝３２が形成され、溝３２の軸方向端面３２ａには、タップ穴３４が軸方向に沿って形成され、タップ穴３４には、タップねじ３６の締結により、接地端子３８が固定され、接地端子３８に接続された接地用配線４４が給電用配線とともに、ハウジング１４外部に引き出されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略中空円筒状のハウジングと、前記ハウジングの外周に固定されたステータと、前記ハウジングの外周に固定された軸受と、前記軸受に回転自在に連結されて前記ステータの外側に配置されたロータと、を備え、前記ハウジングは、前記ロータと同心状に配置されて、その軸方向端部には、断面が略Ｕ字状の溝が、前記ハウジングの軸方向端面からハウジングの軸心に沿って形成され、前記溝の軸方向端面には、取付け穴が軸方向に沿って形成され、前記取付け穴には、締結部材の締結により接地端子が固定され、前記接地端子に接続された接地用配線が給電用配線とともに前記ハウジングから引き出されてなる回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、前記溝の軸方向端面に隣接して、前記溝の軸方向端面に連なる少なくとも１つの開口部が形成されてなることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、前記開口部に前記接地端子の一部が収納されてなることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に係り、特に、ステータが内周に位置し、ロータが外周に位置する外転型回転電機の配線構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機としては、例えば、中空円筒状のハウジングの外周に固定されたステータと、ハウジングの外周に固定された軸受と、軸受に回転自在に連結されてステータの外側に配置されたロータと、ロータに連結された出力軸とを備え、スピンドル・歯車等を介さずに負荷を直接回転支持し、負荷に対して直接回転駆動力を与えるようにした外転型電動機（モータ）が知られており、工作機器のワーク回転保持部や、ロボットの駆動関節部等に用いられている。この種の外転型電動機は、ハウジングの中空部には、負荷への配線・配管・補助軸などが挿通され、しかも負荷を直接駆動する装置の特性上、できるだけ大きい中空穴構造を有するとともに、できるだけ装置外径が小さく、その軸方向高さが低いことが要求されている。
【０００３】
すなわち、限られた容積内でモータ出力をできる限り大きくするためには、ステータの外周はできる限り大きくし、逆に内周はできる限り小さくする必要がある。さらに、モータ出力に直接寄与しないハウジングの外径はできるだけ小さくする必要がある。同様な理由により、配線引き出し部もできるだけ小さくする必要がある。
【０００４】
一方、外転型電動機には、安全性を高める目的で、保護接地端子を内部に設ける場合がある。保護接地端子をモータ内部に固定する場合、端子の機械強度および振動によるねじの緩み防止を満足するために、Ｍ３サイズ以上のボルトを用いることが望ましい。この場合、モータ内部には、３ｍｍの穴を持つ端子（圧着端子）とＭ３のボルトとを締結するためのスペースとして、例えば、５．５ｍｍ以上の幅が必要となる。
【０００５】
また、保護接地端子をモータ内部に設けるに際して、従来、図４に示すように、中空円筒状に形成されたハウジング７０の軸方向端部（外円筒部）をカットして平面７２を形成し、この平面７２に、軸方向と垂直にタップ穴７４を形成し、このタップ穴７４にボルト７６を締結して、保護接地端子７８を平面７２に固定し、保護接地端子７８に接続された接地用配線８０を給電用配線（図示せず）とともにハウジングから引き出す構造が採用されている。
【０００６】
また、保護接地端子をモータ内部に固定するに際しては、例えば、筒状に形成された本体ケースの開口を閉塞するためのブラケットに接地端子を固定し、接地端子に接続された接地用電線を本体ケースのケーブル引き出し穴から給電電線とともに引き出しようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−３１５２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
保護接地端子７８をモータ内部に固定するために、ハウジング７０の軸方向端部に形成された平面７２に、軸方向と垂直にタップ穴７４を形成し、このタップ穴７４にボルト７６を締結して、保護接地端子７８を平面７２に固定する構造では、ハウジング７０の平面７２に、保護接地端子７８を固定するためのタップ穴７４以外に他の穴を形成する必要が無い場合、タップ穴７４を形成するためだけに、垂直方向に加工品をセットするための段取り時間が必要となる。しかも、段取り換えにより、部品精度の低下を引き起こすことが危惧される。
【０００８】
また、平面７２に形成されたタップ穴７４の近傍には、接地用配線８０の他に、モータ巻線・給電用配線などが存在するので、これら配線のすぐ上で工具（レンチ）による締め付け作業を行うと、誤ってモータ巻線・給電用配線などを傷つける場合があり、製品不良率の増加を招いていた。しかも、垂直方向に形成された平面７２にタップ穴７４を形成しているので、保護接地端子７８を設けるためのスペース８２をハウジング７０の軸方向に沿って設けなければならず、保護接地端子７８を設けるためのタップ位置（ボルト位置）をモータ巻線のコイルエンドよりも高くすることが余儀なくされ、このことがモータの軸方向高さ（全高）の増加につながり、モータの小型化を阻害していた。
【０００９】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、接地端子の取り付けに関連する作業を容易にするとともに、取り付け作業に伴う不良率を低下させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、略中空円筒状のハウジングと、前記ハウジングの外周に固定されたステータと、前記ハウジングの外周に固定された軸受と、前記軸受に回転自在に連結されて前記ステータの外側に配置されたロータと、を備え、前記ハウジングは、前記ロータと同心状に配置されて、その軸方向端部には、断面が略Ｕ字状の溝が、前記ハウジングの軸方向端面からハウジングの軸心に沿って形成され、前記溝の軸方向端面には、取付け穴が軸方向に沿って形成され、前記取付け穴には、締結部材の締結により接地端子が固定され、前記接地端子に接続された接地用配線が給電用配線とともに前記ハウジングから引き出されてなる回転電機を構成したものである。
【００１１】
前記した手段によれば、ハウジングに接地端子取付け部を加工するに際して、ハウジングの軸方向端部に溝を形成しその後、刃物の回転軸方向を変更することなく、この溝の軸方向端面に取り付け穴を形成するようにしたため、例えば、刃物の回転軸が一方方向のみの安価な工作機械により加工を行う場合でも溝を形成した後、加工物の段取り換えを行うことなく取り付け穴のタップ加工が可能となる。加工段取り時間と部品加工費の削減を図ることができる。さらに、ハウジングの溝の軸方向端面に形成された取り付け穴に、接地端子を固定するための締結部材を締結するときに、締結部材を締め付ける工具、例えば、レンチをハウジングの軸方向に沿って操作すればよいので、締結部材締結時に、接地用配線や給電用配線を損傷させる危険性が少なく、不良率の低下に伴って品質の向上に寄与することができる。
【００１２】
前記回転電機を構成するに際して、前記溝の軸方向端面に隣接して、前記溝の軸方向端面に連なる少なくとも１つの開口部を形成したり、前記開口部に前記接地端子の一部を収納したりすることができる。この場合、接地端子がハウジング外周から飛び出すのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、接地端子の取り付けに関連する作業を容易にするとともに、取り付け作業に伴う不良率を低下させることができ、加工段取り時間と部品加工費の削減および品質の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を示す外転型電動機の断面図である。図１において、外転型電動機１０は、回転電機として、略円筒状に形成されたボス部材１２と、ボス部材１２と同心状に配置されてボス部材１２に固定された中空円筒状のハウジング１４と、ハウジング１４の外周に固定されたステータ１６と、ハウジング１４の外周に固定された軸受１８と、軸受１８に回転自在に連結されてステータ１６の外側に配置されたロータ２０と、略円筒状に形成されて軸方向端部がロータ２０に連結されたモータ出力軸２２を備えて構成されている。
【００１５】
ステータ１６は、複数の鋼板を積層して円環状に成形されたステータコア２４を備えており、このステータコア２４に形成されて複数のティース（図示せず）には、回転磁界を形成するためのモータ巻線としてのコイル２６がそれぞれ巻き付けられている。
【００１６】
ステータ１６と一定の間隙を保って配置されたロータ２０は、磁性材を用いて円筒状に形成されたロータコア（ロータヨーク）２８と、ロータコア２８の内周側に固定されて、各コイル２６に相対向して配置された複数のマグネット３０を備えて構成されている。
【００１７】
一方、ハウジング１４は、モータ出力軸２２を同心状に配置されて、その軸方向端部には、フライス加工により、図２および図３に示すように、溝３２が、ハウジング１４の軸方向端面１４ａからハウジング１４の軸心に沿って形成されている。溝３２の軸方向端面３２ａには、取付け穴としてのタップ穴３４が軸方向に沿って形成されており、このタップ穴３４と軸方向端面３２ａには、タップ穴３４とタップねじ（ボルト）３６との締結により、接地端子３８が固定されている。
【００１８】
溝３２は、断面形状がＵ字状であって、ハウジング１４の軸心側を底面とし、上面側が開口した溝として、ハウジング１４の軸方向端面（電動機取付け面）１４ａからハウジング１４の軸心に沿って（軸方向に沿って）形成されている。この溝３２の径は、タップ穴３４に締結される締結部材として、Ｍ３のタップねじ（ボルト）３６を用いることを考慮して、Ｍ３のタップねじ（ボルト）３６の直径以上に設定されている。
【００１９】
溝３２の軸方向端面３２ａには、軸方向端面３２ａに隣接して、軸方向端面３２ａに連なる複数の開口部４０、４２が形成されている。そして、開口部４０、４２は、ハウジング１４外周に露出した平面として形成されており、開口部４０、４２のうち少なくとも一方、例えば、開口部４０には、接地端子３８の一部とともに、接地端子３８に接続された接地用配線４４の一部が収納されている。
【００２０】
また、本実施例における外転型電動機１０は、アウターロータ型のブラシレスモータとして、ハウジング１４に連結されたボス部材１２の外周側には、回転センサ４６が配置されている。回転センサ４６は、例えば、Ｕ、Ｖ、Ｗ相に対応して設けられており、モータ出力軸２２とロータ２０の回転に伴うレゾルバロータ４８の磁極変化に応答し、モータ出力軸２２とロータ２０の回転位置を検出するようになっている。
【００２１】
また、接地用配線４４は、コイル２６に通電するための給電用配線（図示せず）とともに、ハウジング１４の軸方向端部から外転型電動機１０外部に引き出されるようになっている。
【００２２】
ここで、外転型電動機１０は、ハウジング１４の中空穴径（内径）をφＡとし、ハウジング１４の外径のうち電動機取付け面１４ａの外径をφＢとし、モータ最外径であるロータ２０の外径をφＣとし、軸受１８のうちその内輪の内径をφＤとしたときに、φＡ＝φＤ／（１．３８〜１．４４）、φＢ＝φＤ±２、φＣ−φＢ＝モータ出力に寄与するモータ部分、φＢ−φＡ＝配線スペース（接地用配線４４や給電用配線の配線スペース）として設定されている。
【００２３】
すなわち、ハウジング１４は、軸受１８の内輪の３８％〜４４％減の寸法の中空穴径φＡと、軸受１８の内輪内径±２ｍｍの寸法のモータ取付け面(外径・ボルト穴)１４ｂを有している。このため、モータ出力に寄与しないハウジング１４の径方向の寸法を最も小さくすることができる。この結果、外転電動機１０は、ハウジング１４の中空穴径φＡを可能な限り大きくでき、ステータ１６のコイル（コイル巻線部）２６をできるだけハウジング１４の内周側まで有効に配置された外転型モータとなる。
【００２４】
本実施例によれば、刃物の回転軸が一方向（ハウジング１４の軸方向と平行な方向）ですむので、ハウジング１４にフライス加工を施して接地端子取付け部を形成するに際して、ハウジング１４の軸方向端部に、溝３２とともに、タップ穴３２ａのタップ加工も刃物のみの交換で済むため、加工物の段取り換えが不要となり連続加工が行えるため、加工段取り時間と部品加工費の削減を図ることができるとともに部品精度の向上（薄肉化）が可能となる。２つの開口部４０、４２の加工のための刃物として、軸方向高さが開口部４０、４２の高さ以下のものを用いてフライス加工するようにすれば、開口部４０、４２も溝３２、タップ穴３２ａとともに、加工物の段取り換えを行うことなく連続加工が可能である。
【００２５】
また、本実施例によれば、ハウジング１４の溝３２の軸方向端面３２ａに形成されたタップ穴３４に、接地端子３８を固定するためのタップねじ（ボルト）３６を締結するときに、タップねじ（ボルト）３６を締め付ける工具として、例えば、レンチをハウジング１４の軸方向に沿って操作すればよいので、タップねじ（ボルト）３６締結時に、接地用配線４４や給電用配線を損傷する危険性が少なく、不良率の低下に伴って品質の向上に寄与することができる。
【００２６】
さらに、本実施例によれば、ハウジング１４に接地端子３８を取付けるにも、モータ全高をより低くすることができ、外転型電動機１０の小型化に寄与することができる。
【００２７】
また、本実施例によれば、開口部４０，４２が設けられていることにより、接地端子３８を取付ける際に、開口部４０、または４２（本実施形態では４０）を利用することにより、平面視（図２参照）で接地端子３８の略全体をハウジング１４の外周円内に収めることができ、突出部を最小限にとどめることができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、開口部４０、４２を設けることにより接地端子３８をこの部分に収めることにより、突出部の極小化を図るようにしているが、開口部４０,４２のうち、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。さらに、接地端子３８の突出を許す場合は、開口部４０、４２とも省くようにしてもよい。
【００２９】
また、ステータコア２４としては、ティースとバックヨークが一体化されたコア、ディース分割コア、バックヨークとティースが分割されたコア、スキュー積層コア、又は焼結コアのいずれかのコアを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例を示す外転型電動機の断面図である。
【図２】外転型電動機に用いるハウジングの平面図である。
【図３】外転型電動機に用いるハウジングの正面図である。
【図４】従来の電動機に用いたハウジングの平面図である。
【図５】従来の電動機に用いたハウジングの正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  外転型電動機
１２  ボス部材
１４  ハウジング
１６  ステータ
１８  軸受
２０  ロータ
２２  モータ出力軸
２４  ステータコア
２６  コイル
２８  ロータコア
３０  マグネット
３２  溝
３４  タップ穴
３６  タップねじ
３８  接地端子
４０、４２  開口部
４４  接地用配線
【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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