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公開番号2024041475
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2022146310
出願日2022-09-14
発明の名称モータ軸セット、磁気式回転センサ付電動モータ及びモータ製造方法
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 11/225 20160101AFI20240319BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータ軸の反負荷側を支持するための転がり軸受に対して磁気エンコーダを固定する際に磁気エンコーダの寸法精度を良好に保つと共に、その転がり軸受の外径を抑えつつモータ軸の剛性低下を避ける。
【解決手段】モータ軸11に形成された内方の軌道11aと、モータ軸11を取り囲む外輪14と、複数の転動体15と、保持器16とを有する転がり軸受12にする。モータ軸11は、外輪14の軸方向他方の端面14cと径方向に対向する位置から軸方向一方の軸端11bまで連続する第一軸部11dと、第一軸部11dから軸方向他方の軸端11cまで連続する第二軸部11eとを有する。円周方向で交互に異なる磁極に着磁された磁気エンコーダ13は第一軸部11dに固定されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モータ軸と、
前記モータ軸に形成された内方の軌道と、前記モータ軸を取り囲む外輪と、前記内方の軌道と前記外輪との間で転動する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受と、
円周方向で交互に異なる磁極に着磁された磁気エンコーダと、を備え、
前記モータ軸が、軸方向一方の軸端と、軸方向他方の軸端と、前記外輪の軸方向他方の端面と径方向に対向する位置から前記軸方向一方の軸端まで連続する第一軸部と、前記第一軸部から前記軸方向他方の軸端まで連続する第二軸部とを有し、
前記磁気エンコーダが、前記第一軸部に固定されているモータ軸セット。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第二軸部が、前記第一軸部と前記軸方向他方の軸端間の位置で径方向に突き出た肩を有し、
前記第二軸部の前記肩と前記軸方向他方の軸端間の範囲が、前記肩よりも小径に設けられている請求項１に記載のモータ軸セット。
【請求項３】
前記第一軸部が、前記磁気エンコーダを径方向に支持するトラック座と、前記磁気エンコーダを軸方向に支持する段差面とを有する請求項１又は２に記載のモータ軸セット。
【請求項４】
前記磁気エンコーダが、前記第一軸部に軸方向に突き合わされかつ前記外輪の内方で前記第一軸部に嵌合された接続軸を有し、
前記接続軸に磁気トラックが固定されており、
前記接続軸が、前記第一軸部から軸方向一方へ食み出しかつ前記第一軸部との嵌合部の肉厚よりも厚く設けられた一端部を有し、
前記磁気トラックが、前記接続軸の一端部に径方向に支持されている請求項１又は２に記載のモータ軸セット。
【請求項５】
前記モータ軸が、前記軸方向一方の軸端と前記軸方向他方の軸端間に亘る内周を有する中空軸からなる請求項１又は２に記載のモータ軸セット。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のモータ軸セットと、
前記第二軸部に固定されたロータと、
前記第二軸部の周囲に配置されたステータと、
前記ロータよりも軸方向他方へ寄った位置で前記第二軸部を支持する負荷側転がり軸受と、
前記磁気エンコーダに対向する磁気センサと、を備える電動モータ。
【請求項７】
前記外輪に対して軸方向に着脱可能に配置され、前記外輪を径方向に支持する反負荷側ブラケットをさらに備え、
前記磁気センサが、前記反負荷側ブラケットに固定されている請求項６に記載の電動モータ。
【請求項８】
前記反負荷側ブラケットが、前記磁気センサを径方向に支持すると共に前記磁気センサの軸方向他方の端部を軸方向に支持するセンサ座と、前記外輪の軸方向一方の端面を軸方向他方へ押す肩とを有する請求項７に記載の電動モータ。
【請求項９】
前記外輪に対して軸方向に着脱可能に配置され、前記外輪を径方向に支持する反負荷側ブラケットと、
前記磁気センサを径方向に支持すると共に前記磁気センサの軸方向他方の端部を軸方向に支持する間座と、
前記反負荷側ブラケットに軸方向に着脱可能に締結された押さえ部材と、をさらに備え、
前記反負荷側ブラケットが、前記間座を径方向に支持する内周端部を有し、
前記間座が、前記外輪の軸方向一方の端面に軸方向に突き当てられており、
前記押さえ部材を前記反負荷側ブラケットに締結する軸方向力によって前記間座及び前記外輪が軸方向他方に向かって押されている請求項６に記載の電動モータ。
【請求項１０】
前記間座の軸方向他方の内周端部と前記外輪の軸方向一方の内周端部とに固定され前記間座と前記外輪を一体に移動可能な状態に連結する結合部材をさらに備え、
前記外輪が、前記モータ軸及び前記複数の転動体に対して軸方向一方へ分離可能な形状を有する請求項９に記載の電動モータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ軸セット、このモータ軸セットを備える電動モータ、及びこの電動モータの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
装置の省エネルギー化や生産の効率向上のため、装置の稼働部にセンサを設け、稼働状態を検知して精密な制御を行ったり、早期に異常検知して装置の異常停止時間を短縮化したりすることが行われている。その稼働部を電動モータで駆動する場合、その電動モータに回転センサ等を組み込み、このセンサ信号に基づいて電動モータを制御することが行われている。
【０００３】
この種の電動モータとして特許文献１のものがある。特許文献１の電動モータは、モータ軸に取り付けたロータと径方向に対向する位置にステータが配置され、このステータが負荷側ブラケットと反負荷側ブラケットとで軸方向に挟まれ、ステータを取り囲むフレームと両ブラケットとがねじ止めされた構造になっている。そのモータ軸は、反負荷側ブラケットから軸方向に突き出た端部を有し、この端部には、回転センサであるエンコーダが取り付けられている。
【０００４】
一般に、電動モータのモータ軸は、特許文献１のような中実軸に構成する場合もあれば、特許文献２、３のように中空軸に構成する場合もある。モータ軸を中空軸とする場合、電源や回転センサ等の各種ケーブルをモータ軸の中空孔に通したり、モータ軸の中空孔に駆動機構を配置したりして、省スペース化を図ることが可能になる。例えば、特許文献２の電動モータは、中空軸からなるモータ軸の内周が送りねじ機構のナットになっている。また、特許文献３の電動モータは、中空軸からなるモータ軸の中空孔に各種導線が通されている。
【０００５】
また、従来、転がり軸受に磁気式回転センサを備え付けた回転センサ付軸受がある（特許文献４）。この種の磁気式回転センサ付軸受は、一般に、円周方向で交互に異なる磁極に着磁された磁気エンコーダが内輪の肩部外周に嵌着され、その磁気エンコーダの着磁部に対して所定の磁気ギャップをもって対向する磁気センサが外輪の端部に嵌着されている。このように、転がり軸受を磁気式回転センサの取り付けに利用すると、内外輪の軌道を基準として磁気エンコーダと磁気センサを精度よく位置決めすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１１－１０９８３８号公報
特開平６－１０６４５６号公報
特開２０１２－２００４５号公報
特許第５５８３３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の回転センサ付電動モータは、モータ軸の端部に取り付けられたエンコーダがモータ軸から軸方向に食み出ており、また、エンコーダの外径が大きいため、回転センサ付電動モータの外形の大きさをコンパクト化するのにエンコーダが支障となる問題がある。
【０００８】
特許文献１の電動モータからエンコーダを省き、特許文献４の磁気式回転センサ付軸受をモータ軸と反負荷側ブラケット間に組み込むと、特許文献１の電動モータに比して、ある程度は電動モータをコンパクト化することが可能である。
【０００９】
しかしながら、前述のように組み込んだとしても、電動モータを転がり軸受の周囲でより径方向にコンパクト化したい場合、転がり軸受の外径を小さくするために、内外輪と径方向に対向するモータ軸領域の軸径を小さくしたり、転がり軸受の断面高さを小さくしたりすることになる。モータ軸領域の軸径を小さくすると、モータ軸の剛性が低下してしまう。特に、モータ軸を中空軸として駆動機構や導線をモータ軸の内部に配置する場合にモータ軸領域の軸径を小さくすると、その領域では中空孔も小径化するため、駆動機構や導線をモータ軸内に配置しにくくなる。転がり軸受の断面高さを小さくすると、その内外輪の肉厚を薄くすることになる。そうすると、薄い内輪の肩部外周に磁気エンコーダを圧入して固定する際、内輪が変形して真円度等が低下し、これが磁気エンコーダの寸法精度にも影響して、回転センサの検知精度が低下する虞がある。また、電動モータを径方向に大きくすることなく、内外輪と径方向に対向するモータ軸領域の軸径を大きくする場合も、転がり軸受の外径を小さくするために転がり軸受の断面高さを小さくすることになるので、同様の虞がある。
【００１０】
上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、モータ軸の反負荷側を支持するための転がり軸受に対して磁気エンコーダを固定する際に磁気エンコーダの寸法精度を良好に保つと共に、その転がり軸受の外径を抑えつつモータ軸の剛性低下を避けることにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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