(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸を玉軸受で両持ち支承する構造のモータにおいて、両玉軸受の内輪はモータ軸に圧入、反負荷側の玉軸受外輪はハウジング部に固着し、負荷側の玉軸受外輪をルーズに収納するハウジング部を有するブラケットと、負荷側の玉軸受外輪の外端面にシムを介してアキシャル隙間を０．１ｍｍ以下に調整して前記ブラケットにネジ固定する押えリングと、負荷側の玉軸受外輪の内端面と接する押え板とを備え、前記押え板を負荷側から前記ブラケットにネジ固定し、負荷側の玉軸受外輪の両端面を前記押えリングと押え板で挟持することでクリープを防止するモータ。
【請求項２】
モータ軸に段差を設け、その太い軸径部に押え板の内径を嵌合させ、押えリングと前記押え板をネジ締めすることでモータ軸と押え板の嵌合を解除する請求項１記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受を用いたモータ、特にラジアル方向のアンバランス荷重やアキシャル方向に推力がかかるモータの軸受構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業用途のモータはコンベヤなどの駆動用だけでなく、ロボットやポンプなど広範囲の用途に用いられており、長時間稼動されている。このため、モータ軸にはラジアル方向の偏心荷重やアキシャル方向の推力が加わるため玉軸受の長寿命化の要望が強くなっている。
【０００３】
一般的に玉軸受を用いたモータは、波形ワッシャなどを用いて玉軸受に適正な予圧をかけて長寿命化を図っている。通常、アキシャル方向に予圧を与えるため、また使用部品に公差があるため玉軸受の外輪と軸受ハウジングとにわずかな隙間を設けてルーズにしている。
【０００４】
以下、コンベヤなどに一般的に使用されている従来のモータの軸受構造を中心に図面を
参照して説明する。
【０００５】
図４において、１６はモータ軸、１７はロータでモータ軸１６に嵌合固着している。１８はフレーム、１９は巻線を施したステータでフレーム１８に嵌合固着している。２０，２１はブラケットで、中心に軸受ハウジングを備えておりフレーム１８の開口部に取り付けられる。２２，２３は玉軸受、２４は波形ワッシャである。
【０００６】
玉軸受２２，２３の内輪はモータ軸１６に嵌合固着され、反負荷側の玉軸受２２の外輪はブラケット２０のハウジング部に接着固定されている。負荷側の玉軸受２３の外輪は接着せず、この外輪端面とブラケット２１のハウジング端部の間に波形ワッシャ２４を設けて、このバネ圧で玉軸受に予圧を与えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、玉軸受の外輪をルーズにして波形ワッシャで予圧を与えているだけなので、玉軸受がクリープを起こしやすく、特にラジアル方向のアンバランス荷重が加わるとクリープの発生は加速され、寿命の面で課題があった。
【０００８】
また、エンコーダを搭載したサーボモータでは、片方の玉軸受は内外輪を固着、他方の玉軸受は内輪固着、外輪は軸方向にルーズにして軸受ハウジングに収納、波形ワッシャで同じく予圧を与えているためクリープを起こしやすく、さらに、モータ軸に光学式エンコーダを取り付けているためモータ軸がアキシャル方向に大きく移動すると、エンコーダの回転部と固定部とが接触して、誤検出や検出不能になることがあった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、玉軸受のクリープが防止できて、広範囲の用途に用いることができるモータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明のモータは、モータ軸を玉軸受で両持ち支承する構造のモータにおいて、両玉軸受の内輪はモータ軸に圧入、反負荷側の玉軸受外輪はハウジング部に固着し、負荷側の玉軸受外輪をルーズに収納するハウジング部を有するブラケットと、負荷側の玉軸受外輪の外端面にシムを介してアキシャル隙間を０．１ｍｍ以下に調整して前記ブラケットにネジ固定する押えリングと、負荷側の玉軸受外輪の内端面と接する押え板とを備え、前記押え板を負荷側から前記ブラケットにネジ固定し、負荷側の玉軸受外輪の両端面を前記押えリングと押え板で挟持するもので、玉軸受のクリープを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１記載の発明は、モータ軸を玉軸受で両持ち支承する構造のモータにおいて、両玉軸受の内輪はモータ軸に圧入、反負荷側の玉軸受外輪はハウジング部に固着し、負荷側の玉軸受外輪をルーズに収納するハウジング部を有するブラケットと、負荷側の玉軸受外輪の外端面にシムを介してアキシャル隙間を０．１ｍｍ以下に調整して前記ブラケットにネジ固定する押えリングと、負荷側の玉軸受外輪の内端面と接する押え板とを備え、前記押え板を負荷側から前記ブラケットにネジ固定し、負荷側の玉軸受外輪の両端面を前記押えリングと押え板で挟持することでクリープの発生を防止できる。
【００１２】
また、モータ軸に段差を設け、その太い軸径部に押え板の内径を嵌合させ、押えリングと前記押え板をネジ締めすることでモータ軸と押え板の嵌合を解除するもので、押え板をモータ軸に嵌合により仮固定させるので、玉軸受の内側にある押え板をネジ締めにより玉軸受側に引き寄せることが可能になる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、モータにハスバ歯車減速機を取り付けることができるサーボモータを用いて説明する。
【００１４】
図１において、１はハスバ歯車１ａを一体形成したモータ軸、２はロータ、３は巻線された固定子、４はフレーム、５は反負荷側のブラケットＢ、６は光学式のエンコーダ、７は負荷側のブラケットＡ、８は筒部とフランジ部を有する押えリング、９，１０は玉軸受、１１は２ヶ所にネジ部を備えた押え板、１２はシム、１３，１４は取付ネジである。
【００１５】
そして、玉軸受９，１０の内輪とモータ軸１とは圧入固着され、玉軸受９の外輪とブラケットＢ５のハウジング部は焼き嵌め固着され、もう一方の玉軸受１０の外輪とブラケットＡ７のハウジング内周部とはルーズな嵌め合い関係になるような寸法に設定している。また、モータ軸１には軸方向に複数の段差またはテーパを設けている。
【００１６】
ここで、モータ部について説明する。ロータ２をモータ軸１の一番太い軸径部に接着固定した後、玉軸受１０の内輪圧入部より２段太い軸径部に押え板１１を軽い嵌合で予め仮固定しておき、玉軸受９，１０の内輪をモータ軸１の所定軸径の段差まで圧入して固定する（図２，３参照）。
【００１７】
さらに、加熱したブラケットＢ５と反負荷側軸受９を焼き嵌めし固着する。そして、固定子３を焼き嵌めで固定したフレーム４の中空部に、ブラケットＢ５を取り付けたモータ軸１を挿入し、フレーム４の開口部に嵌合させネジ（図示せず）により固定する。
【００１８】
さらに、ブラケットＡ７をフレーム４の反対側の開口部に取り付ける。このとき、玉軸受１０の外輪とブラケットＡ７のハウジング内周部とは接着しない。
【００１９】
しかしながら、このままでは玉軸受１０の外輪とハウジング間でクリープが発生するので、押え板１１と押えリング８とで玉軸受１０の外輪を挟持して固定させ、クリープを防止する。その方法について説明する（図２，３参照）。
【００２０】
まず、玉軸受１０の外輪端面からブラケットＡ７のハウジング端面までのＡ寸法と、押えリング８の筒部８ａのＢ寸法を測定する。この値をもとにしてモータ完成後に玉軸受のアキシャル隙間が０．０２から０．１ｍｍの範囲になるようにシム１２の枚数や厚みで調整する。
【００２１】
さらに、押えリング８の筒部８ａをブラケットＡ７のハウジング部に挿入、フランジ部８ｂを取付ネジ１３によりブラケットＡ７にネジ締めで固定する。
【００２２】
次に、モータ軸１に仮固定した押え板１１（図２に示す）の１８０度離れた２ヶ所のネジ部とブラケットＡ７に設けた２ヶ所の孔部７ａとをモータ軸１を回転させて位置合わせし、取付ネジ１４によりネジ締めすると、押え板１１は玉軸受側に移動してブラケットＡ７と玉軸受１０の外輪に密着する（図３に示す）。
【００２３】
このとき、押え板１１とモータ軸１とが非接触状態になるようにモータ軸１の寸法を設定している。
【００２４】
これらにより、玉軸受１０の外輪はシム１２を介して押え板１１と押えリング８の筒部８ａとで挟まれて固定される（図２，３参照）。
【００２５】
これで、モータ軸を玉軸受で両持ち支承した構造のモータが完成する。この後、モータ軸１に設けたハスバ歯車１ａを減速機のギヤに噛み合わせればギヤードモータとなる。
【００２６】
上述したように、このモータは予圧バネを用いない構造であり、両方の玉軸受内輪はモータ軸に圧入固定され、反負荷側の玉軸受外輪はハウジング部に焼き嵌め固定、負荷側の玉軸受外輪は押え板とシムと押えリングで挟持されているので、ラジアル方向のアンバランス荷重が玉軸受にかかる用途、例えばダイアフラムを往復運動させて空気を排出するダイアフラムポンプやアンバランスが発生しやすい羽根を回転させるファンなどに用いてもクリープの発生を防止することができる。
【００２７】
ところで、モータの寿命は、機械的な摺動部や転がり部の寿命でほぼ決定されるため、本願発明の玉軸受はクリープが発生しないので、モータの長寿命化が図れる。
【００２８】
また、モータ軸に対してアキシャル方向の力が作用してもモータ軸は玉軸受のアキシャル隙間以上に動くことがないため、サーボモータのように高精度の位置情報を必要とする光学式のエンコーダ６を搭載でき、クリープの発生しない長寿命のサーボモータを得ることができる。
【００２９】
この場合、ブラケットＢ５にエンコーダ６の固定部、反負荷側のモータ軸１にエンコーダ６の回転部を取り付け、この回転部と固定部の隙間１５を０．１５ｍｍ程度に調整する。一方モータ軸は玉軸受のアキシャル隙間を０．１ｍｍ以下に設定しているので、エンコーダ６の回転部と固定部が接触することはない。
【００３０】
また、モータ軸にアキシャル方向の力が常時発生する用途、例えば、負荷側にハスバ歯車を有した減速機を取り付けて、繰り返し正逆回転させることも可能になる。
【００３１】
このように、玉軸受の内外輪を固定し、玉軸受のアキシャル隙間を０．１ｍｍ以下にするので、あらゆるモータの負荷に対してもクリープを防止できるので、長寿命のモータとなる。
【００３２】
なお、モータは本実施例のようにサーボモータに限定されるものでなく、モータ軸を玉軸受で両持ち支承した構造の誘導電動機やブラシレスモータ単体でも実施できる。また、別体のアキシャル方向に推力の働くギヤをモータ軸に取り付けてもよく、プーリーなどを介しての負荷に接続してもよく、ファンのように直接モータ軸に連結してもクリープの発生を防止できる。
【００３３】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本発明によれば、予圧バネを用いることなく、シムにてアキシャル隙間を調整し、かつ両方の玉軸受外輪を固定することで、クリープの発生を防止できる。
【００３４】
また、モータ軸が玉軸受のアキシャル隙間以上動くのを防止できるので、モータ軸がアキシャル方向に移動しては困る用途にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例におけるモータの断面図
【図２】  本発明の実施例におけるアキシャル隙間調整の説明図
【図３】  本発明の実施例における負荷側軸受構造の要部説明図
【図４】  従来のモータの断面図
【符号の説明】
１  モータ軸
６  エンコーダ
８  押えリング
９，１０  玉軸受
１１  押え板
１２  シム
１３，１４  取付ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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