(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定されたロータと、前記ロータと間隙を保って配置されてハウジングに固定されたステータと、前記ハウジングに固定されて前記ロータを回転自在に支持する軸受とを備え、前記軸受は、ハウジングの内輪装着溝に装着されて、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記ロータに連結されたロータフランジの外輪装着溝に装着されて、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配設された転動体とから構成され、前記外輪は、複数の分割輪を有する、転がり軸受で構成された電動モータにおいて、
前記ハウジングに連結されて前記内輪を支持する内輪押さえと当該内輪押さえが連結されたハウジングとの隙間と、前記ロータフランジに連結されて前記外輪を支持する外輪押さえと当該外輪押さえが連結されたロータフランジとの隙間は、それぞれ前記各隙間を形成する部品の幾何公差の和の整数倍に設定されてなる、電動モータ。
【請求項２】
前記各幾何公差の和の整数倍は、それぞれ１倍から３倍である、請求項１に記載の電動モータ。
【請求項３】
前記各隙間を形成する部品の幾何公差は、各部品の平行度と平面度である、請求項１または２に記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受にクロスローラ軸受などの転がり軸受を用いた電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ装置に用いられる電動モータとしては、回転軸に固定されたロータと、ロータと間隙を保って配置されてハウジングに固定されたステータと、ハウジングに固定されてロータを回転自在に支持する軸受とを備えたものが知られている。この種の電動モータにおいては、軸受として、クロスローラ軸受などの転がり軸受が多く採用されている。クロスローラ軸受は、軌道輪としての内輪および外輪を備え、内輪と外輪との間に複数の転動体としての円筒コロが介装されている。外輪は軸方向に分割された一対の分割輪で構成されている。
【０００３】
そして、外輪をロータに連結するに際しては、ロータフランジあるいはロータ用ハウジングに予圧付与機構としての軸受押さえを連結し、この軸受押さえで外輪を軸方向に押圧し、外輪に対して予圧を付与することが行われている。しかし、外輪に付与される予圧が変動すると、クロスローラ軸受の起動摩擦トルクが変動し、電動モータが円滑に回転できなくなる。
【０００４】
このため、電動モータにクロスローラ軸受などの転がり軸受を用いる場合、軸受への軸力をコントロールする予圧調整機構として、外輪押さえ具を備えるとともに、ハウジングに固定ボルトを介して外輪押さえ具を締め付け固定するときに、外輪押さえ具に軸方向に進退可能で且つ外輪押さえとハウジングとの間に突出可能にねじ込まれ、締め付け時に突出端がハウジングに当接するねじ部材を備え、軸受に一定以上の予圧をかけないようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、外輪に予圧を付与する軸受押さえをハウジングに固定ボルトを介して締結するとともに、ハウジングに固定ボルトの挿入部分に所定の深さの座ぐりを形成し、ハウジングに、固定ボルトの座ぐりの部分と螺合しない非接触領域を形成し、軸受押さえおよび固定ボルトを軸受の材料と同じ材料で構成し、軸受回りに熱膨張を考慮した逃げを設けたものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３０３３８５号公報
【特許文献２】特開２００３−８３３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来技術においては、軸受を電動モータに組み込むに際して、軸受と軸受押さえとの間の隙間を管理することについては配慮されていないので、軸受を電動モータに組み込んだ後、軸受に対する予圧が均一にならず、起動トルクが不安定になることがある。
【０００８】
本発明の目的は、軸受と軸受押さえとの間の隙間を管理して起動トルクを安定化することができる電動モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、回転軸に固定されたロータと、前記ロータと間隙を保って配置されてハウジングに固定されたステータと、前記ハウジングに固定されて前記ロータを回転自在に支持する軸受とを備え、前記軸受は、ハウジングの内輪装着溝に装着されて、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記ロータに連結されたロータフランジの外輪装着溝に装着されて、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配設された転動体とから構成され、前記外輪は、複数の分割輪を有する、転がり軸受で構成された電動モータにおいて、前記ハウジングに連結されて前記内輪を支持する内輪押さえと当該内輪押さえが連結されたハウジングとの隙間と、前記ロータフランジに連結されて前記外輪を支持する外輪押さえと当該外輪押さえが連結されたロータフランジとの隙間は、それぞれ前記各隙間を形成する部品の幾何公差の和の整数倍に設定されてなる電動モータを構成したものである。
【００１０】
係る構成によれば、軸受を電動モータに組み込むに際して、内輪押さえとハウジングとの隙間および外輪押さえとロータフランジとの隙間を、それぞれ各隙間を形成する部品の幾何公差の和の整数倍に設定し、内輪押さえを締結部材でハウジングに締結固定したり、外輪押さえを締結部材でロータフランジに締結固定したりするときに、内輪および外輪に軸方向の締結力（軸力）が作用するのを抑制するようにしたので、軸受全体に予圧を均一に付与することができ、電動モータの起動トルクを安定化することができる。
【００１１】
前記電動モータを構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。好適には、前記各幾何公差の和の整数倍は、それぞれ１倍から３倍である。
【００１２】
係る構成によれば、各幾何公差の和の値を、４倍以上にすると、隙間が大きくなり過ぎ、内輪および外輪に軸方向の締結力（軸力）が作用するのを抑制できなくなり、逆に、１倍よりも小さくすると、隙間が狭すぎ、軸受に均一に予圧を付与することができなくなる。このため、各幾何公差の和の整数倍の値は、それぞれ１倍から３倍が望ましい。
【００１３】
好適には、前記各隙間を形成する部品の幾何公差は、各部品の平行度と平面度である。
【００１４】
係る構成によれば、各部品の平行度と平面度を測定することで、各部品の幾何公差を容易に求めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軸受に均一に予圧を付与することができ、電動モータの起動トルクを安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、モータ装置の要部断面を示す構成図である。図１において、モータ装置１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２に固定された電動モータ１４と、電動モータ１４の回転速度（回転位置）を検出する回転検出器１６を備えて構成されている。
【００１７】
電動モータ１４は、モータロータ１８と、モータステータ２０と、軸受２２を備えて構成されている。モータロータ１８は、円環状に形成されて、モータステータ２０と間隙保って回転自在に配置されている。モータステータ２０は、永久磁石やコイルを備え、電力の供給を受けてモータロータ１８に対する回転磁界を形成するようになっており、六角穴付ボルト２４により、円環状のハウジングインナ２６に固定されている。モータロータ１８に隣接して、円環状のロータフランジ２８が配置されており、ロータフランジ２８は、六角穴付ボルト２９により、モータロータ１８の端部に連結されている。ロータフランジ２８の内周側には外輪装着溝２８ａが形成され、この外輪装着溝２８ａに相対向して、ハウジングインナ２６外周側には内輪装着溝２６ａが形成されており、各溝２６ａ、２８ａ内には軸受２２が装着されている。
【００１８】
軸受２２は、例えば、クロスローラ軸受などの転がり軸受として、外周面に内輪軌道を有する内輪３０と、外周面に外輪軌道を有する外輪３２と、内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に配置された転動体としての円筒ころ３４を備えて構成されており、外輪３２は、軸方向に分割された一対の分割輪３２ａ、３２ｂで構成されている。内輪３０は、ハウジングインナ２６の内輪装着溝２６ａに装着されているとともに、内輪押さえ３６に支持された状態でハウジングインナ２６に固定されている。内輪押さえ３６は、六角穴付ボルト３８でハウジングインナ２６に固定されている。一方、外輪３２は、ロータフランジ２８の外輪装着溝２８ａに装着されているとともに、外輪押さえ４０により、軸方向に押圧されて予圧が付与されている。
【００１９】
外輪押さえ４０は、ほぼ円環状に形成され、ロータフランジ２８に隣接して配置されている。この外輪押さえ４０は、外輪押さえ４０の穴４０ａ内に挿入されたボルト４２により、ロータフランジ２８に締結固定されている。すなわち、ボルト４２をロータフランジ２８に締結固定することにより、外輪３２に対して軸方向の予圧が付与されるようになっている。この場合、外輪押さえ４０は、ロータフランジ２８及びモータロータ１８とともに、モータ出力軸となる回転軸を構成するようになっている。
【００２０】
一方、回転検出器１６は、例えば、レゾルバとして、インクリメンタル側のレゾルバステータ４４、インクリメンタル側のレゾルバロータ４６、アブソリュート側のレゾルバステータ４８、アブソリュート側のレゾルバロータ５０を備えて構成されている。レゾルバステータ４４、４８はそれぞれボルト５２、５４により、ハウジングインナ２６に固定されており、レゾルバステータ４４とレゾルバステータ４８との間には、両者の磁気的干渉を抑制するための遮蔽円板５６が配置されている。
【００２１】
レゾルバロータ４６、５０は、間座となる、外輪押さえ４０の凸部５８に、ボルト６０で固定されている。この回転検出器１６は、例えば、レゾルバステータ４４、４８がＵ、Ｖ、Ｗ相に対応して設けられており、レゾルバロータ４６、５０がモータロータ１８とともに回転したときに、レゾルバロータ４６、５０の磁極変化に応答して、レゾルバロータ４６、５０の回転位置を検出するようになっている。
【００２２】
電動モータ１４を用いてフロッグレッグ式の真空搬送アームなどの負荷を回転駆動するに際しては、軸受２２のアキシアル隙間、すなわち分割輪３２ａ、３２ｂ間の隙間にばらつきがあると、電動モータ１４の起動摩擦トルクが安定せず、負荷を円滑に回転できなくなる。
【００２３】
このため、ボルト４２をロータフランジ２８に締結固定したり、ボルト３８をハウジングインナ２６に締結固定したりするときには、外輪３２や内輪３０に対して、ボルト４２やボルト３８による軸方向の締結力が作用し、この締結力に応じて軸受２２に対する予圧が変化するので、軸受２２に対する予圧を管理する必要がある。
【００２４】
ところが、軸受を電動モータに組み込むに際して、内輪押さえ３６とハウジングインナ２６との隙間や外輪押さえ４０とロータフランジ２８との隙間が適正でないと、ボルト４２やボルト３８による軸方向の締結力が軸受２２の予圧に大きく影響することになる。
【００２５】
そこで、本実施例では、内輪押さえ３６とハウジングインナ２６との隙間Ｓ１と、外輪押さえ４０とロータフランジ２８との隙間Ｓ２を、それぞれ各隙間Ｓ１、Ｓ２を形成する部品（内輪押さえ３６、外輪抑え４０）の幾何公差の和の整数倍、例えば、１倍から３倍に設定することとしている。各部品の幾何公差は、各部品の平行度と平面度を測定することで、容易に求めることができる。
【００２６】
各幾何公差の和の値を、４倍以上にすると、隙間Ｓ１、Ｓ２が大きくなり過ぎ、内輪３０および外輪３２に軸方向の締結力（軸力）が作用するのを抑制できなくなり、逆に、１倍よりも小さくすると、隙間Ｓ１、Ｓ２が狭すぎ、軸受２２に均一に予圧を付与することができなくなる。このため、各幾何公差の和の整数倍の値は、それぞれ１倍から３倍が望ましい。
【００２７】
部品の幾何公差は、一般には、φ１５０ｍｍ〜φ２００ｍｍの部品では、部品の平行度と部品の平面度を合計すると、５μｍ程度となる。２部品が重なる場合には、部品の幾何公差は、５μｍ×２部品＝１０μｍとなる。このため、各隙間Ｓ１、Ｓ２は、２部品が重なる場合に相当し、Ｓ１、Ｓ２＝（１〜３）×１０μｍ＝１０μｍ〜３０μｍとなる。
【００２８】
隙間Ｓ１、Ｓ２の値を１０μｍ〜３０μｍに設定すると、軸受２２を電動モータ１４に組付ける過程で、内輪押さえ３６をボルト３８でハウジングインナ２６に締結固定したり、外輪押さえ４０をボルト４２でロータフランジ２８に締結固定したりするときに、内輪３０および外輪３２に軸方向の締結力（軸力）が作用するのを抑制することができ、結果として、軸受２２全体に予圧を均一に付与することができ、電動モータ１４の起動トルクを安定化することができる。
【００２９】
本実施例によれば、内輪押さえ３６とハウジングインナ２６との隙間Ｓ１と、外輪押さえ４０とロータフランジ２８との隙間Ｓ２をそれぞれ１０μｍ〜３０μｍに設定するようにしたため、軸受２２を電動モータ１４に組付ける過程で、内輪押さえ３６をボルト３８でハウジングインナ２６に締結固定したり、外輪押さえ４０をボルト４２でロータフランジ２８に締結固定したりするときに、内輪３０および外輪３２に軸方向の締結力（軸力）が作用するのを抑制することができ、軸受２２全体に予圧を均一に付与することができるとともに、電動モータ１４の起動トルクを安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例を示すモータ装置の要部断面を含む構成図である。
【図２】内輪押さえとハウジングインナとの隙間と外輪押さえロータフランジとの隙間の状態を示す軸受の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  モータ装置、１２  ハウジング、１４  電動モータ、１６  回転検出器、１８  モータロータ、２０  モータステータ、２２  軸受、２６  ハウジングインナ、２８  ロータフランジ、３０  内輪、３２  外輪、３２ａ，３２ｂ  分割輪、３８  内輪押さえ、４０  外輪押さえ、４４  レゾルバステータ、４６  レゾルバロータ、４８  レゾルバステータ、５０  レゾルバロータ
【図１】
0004877603.tif 000002
【図２】
0004877603.tif 000003