特開 2024-30359 軸受固定構造及びアクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024030359

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】軸受固定構造及びアクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16C 35/067 20060101AFI20240229BHJP

   F16C 19/10 20060101ALI20240229BHJP

   F16C 35/12 20060101ALI20240229BHJP

   H02K 5/173 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

F16C35/067

F16C19/10

F16C35/12

H02K5/173 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133202

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000103792

【氏名又は名称】オリエンタルモーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(72)【発明者】

【氏名】中西 祐

【テーマコード（参考）】

3J117

3J701

5H605

【Ｆターム（参考）】

3J117AA03

3J117CA04

3J117CA06

3J117DA01

3J117DB01

3J701AA03

3J701AA42

3J701AA53

3J701AA62

3J701BA71

3J701BA77

3J701FA04

3J701FA55

3J701FA60

3J701GA60

5H605BB05

5H605CC04

5H605EB10

5H605EB17

(57)【要約】

【課題】軸受固定構造における変形を抑え、同構造の一部を取付用インローとして利用しやすくする。
【解決手段】軸受固定構造は、軸受１３０が収納され、内周面から径方向内側に突出した突出部１２３が形成された略筒状のカバー１２０と、前記カバーと同軸線上に設けられたリング状部品１４０とを備えている。前記突出部と前記リング状部品とに挟まれるようにして前記軸受の外輪１３１ａ、１３２ａが押圧固定され、前記リング状部品の軸方向外側端部が、前記カバーの軸方向外側端部１２４よりも軸方向外側に位置した取付用インロー１４３である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸受が収納され、内周面から径方向内側に突出した突出部が形成された略筒状のカバーと、
前記カバーと同軸線上に設けられたリング状部品と
を備え、
前記突出部と前記リング状部品とに挟まれるようにして前記軸受の外輪が押圧固定され、
前記リング状部品の軸方向外側端部が、前記カバーの軸方向外側端部よりも軸方向外側に位置した取付用インローである、
軸受固定構造。

【請求項2】

前記軸受が、軸方向に隣接して配置された複数の軸受部を備えている、請求項１に記載の軸受固定構造。

【請求項3】

前記カバーの内周面に雌ねじ部及び嵌め合い部が形成され、
前記リング状部品の外周面に雄ねじ部及び嵌め合い部が形成され、
前記カバーに対して前記リング状部品が螺合及び嵌合している、
請求項１又は２に記載の軸受固定構造。

【請求項4】

回転軸と、
請求項１又は２に記載の軸受固定構造と
を備え、
前記軸受が前記回転軸を支持している、
回転アクチュエータ。

【請求項5】

中空構造の回転軸と、
請求項１又は２に記載の軸受固定構造と、
前記回転軸の中空部に固定されたナットと、
前記ナットに螺合し回転が規制された雄ねじと
を備え、
前記軸受が前記回転軸を支持し、
前記回転軸が回転することにより、前記雄ねじが直線運動する、
直動アクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸受固定構造及びアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に中空軸モータが記載されている。この中空軸モータにおいては、反出力側ブラケットと、ステータと、ベアリングが収納されたベアリングカバー及び出力側ブラケットとが、組付けねじにより組み付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６０３３５７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術においては、組付けねじの応力により出力側ブラケットが変形し、出力用ブラケットの一部を取付用インローとして用いることが難しい可能性がある。

【0005】

本発明は、このような状況に鑑み、軸受固定構造における変形を抑え、同構造の一部を取付用インローとして利用しやすくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る軸受固定構造は、軸受が収納され、内周面から径方向内側に突出した突出部が形成された略筒状のカバーと、前記カバーと同軸線上に設けられたリング状部品とを備えている。前記突出部と前記リング状部品とに挟まれるようにして前記軸受の外輪が押圧固定され、前記リング状部品の軸方向外側端部が、前記カバーの軸方向外側端部よりも軸方向外側に位置した取付用インローである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、軸受固定構造における変形が抑えられ、同構造の一部を取付用インローとして利用しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】回転アクチュエータの斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線斜視断面図である。

【図3】回転アクチュエータの出力側の軸受固定構造を示す部分断面図である。

【図4】変形例に係るリング状部品の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態を以下に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態によって限定されるものではない。

【0010】

図１～図３に示すように、回転アクチュエータ１００は、回転軸１１１と、この回転軸の外周面に取り付けられ永久磁石を備えるロータ１１３と、同ロータの周りに配置され励磁用コイル（不図示）を備える環状のステータ１１２とを備えている。矢印Ａ１の側が、回転アクチュエータ１００の出力側であり、矢印Ａ２の側が反出力側である。

【0011】

回転軸１１１は、小径部１１１ａと、同小径部よりも出力側に位置し同小径部よりも外径が大きい大径部１１１ｂとを有する。前述のロータ１１３は小径部１１１ａに取り付けられている。小径部１１１ａにおいてロータ１１３が取り付けられている部分よりも反出力側の部分は、反出力側ボールベアリング１３５により回転自在に支持されている。

【0012】

大径部１１１ｂは、スラストラジアルベアリングとして機能する出力側ボールベアリング１３０により回転自在に支持されている。出力側ボールベアリング１３０は、第１ボールベアリング１３１と、第１ボールベアリング１３１の出力側に隣接する第２ボールベアリング１３２とを備えている。第１ボールベアリング１３１において、外輪１３１ａの軸方向寸法は内輪の軸方向寸法よりもわずかに大きい。また、第２ボールベアリング１３２において、外輪１３２ａの軸方向寸法は内輪の軸方向寸法よりもわずかに大きい。

【0013】

小径部１１１ａを支持している反出力側ボールベアリング１３５は、ステータ１１２の反出力側に取り付けられた略筒状のブラケット１６０の中空部に収納されている。大径部１１１ｂを支持している出力側ボールベアリング１３０は、ステータ１１２の出力側に組み付けられた略筒状のベアリングカバー１２０の中空部に収納されている。ブラケット１６０とステータ１１２の外周面とベアリングカバー１２０とが、回転アクチュエータ１００の外形の少なくとも一部を構成している。

【0014】

ベアリングカバー１２０の内周面には、径方向内側に突出した突出部１２３が形成されている。ベアリングカバー１２０の内周面にはさらに、突出部１２３の出力側に隣接し出力側ボールベアリング１３０を支持する支持面１２５と、同支持面の出力側に隣接する雌ねじ部１２１と、同雌ねじ部の出力側に隣接する嵌め合い部１２２とが形成されている。

【0015】

出力側ボールベアリング１３０の出力側には、リング状部品１４０が配置されている。このリング状部品１４０の外周面には、雄ねじ部１４１と、同雄ねじ部の出力側に隣接する嵌め合い部１４２と、同嵌め合い部の出力側に隣接する取付用インロー部１４３とが形成されている。

【0016】

組付けの際、ベアリングカバー１２０の嵌め合い部１２２とリング状部品１４０の嵌め合い部１４２とにより心出しされながら、ベアリングカバー１２０の雌ねじ部１２１とリング状部品１４０の雄ねじ部１４１とが螺合する。そして、突起部１２３の軸方向出力側端面とリング状部品１４０の軸方向反出力側端面１４４との間に係止されるようにして、第１ボールベアリング１３１の外輪１３１ａの反出力側端面と、第２ボールベアリング１３２の外輪１３２ａの出力側端面とが押圧され、両外輪が固定される。

【0017】

リング状部品１４０の軸方向出力側端部は、前述の取付用インロー部１４３として、ベアリングカバー１２０の、外部機器（不図示）への取付面１２４よりも軸方向出力側に位置している。大径部１１１ｂの出力側端部の外周面には、ねじ溝１１１ｃが刻設されており、このねじ溝に螺合して、回転アクチュエータ１００の回転出力部である出力側先端部１５０が取り付けられている。

【0018】

取付用インロー部１４３は、回転アクチュエータ１００を、前述の外部機器に取り付ける際に、出力側先端部１５０の心出しを行うためのインローとして使用できる。

【0019】

出力側先端部１５０は、リング状の本体部１５０ｈと、この本体部の反出力側に隣接する筒部１５０ａとを備えている。この筒部１５０ａの内周面には、大径部１１１ｂのねじ溝１１１ｃに螺合するねじ溝１５０ｂが刻設されている。
大径部１１１ｂの外周面には、ベアリングカバー１２０の突出部１２３と径方向に対向するように、径方向外側に突起した突起部１１１ｄが形成されている。この突起部１１１ｄの出力側端面と、筒部１５０ａの軸方向反出力側端面１５０ｃとの間に係止されるようにして、第１ボールベアリング１３１の内輪の反出力側端面と、第２ボールベアリング１３２の内輪の出力側端面とが押圧され、両内輪が固定されている。

【0020】

取付用インロー部１４３には、少なくとも１つの切欠き部１４５が設けられている。この切欠き部１４５を利用して、リング状部品１４０をベアリングカバー１２０へ螺合することができる。

【0021】

上記の実施形態において、回転軸１１１の大径部１１１ｂに装着される出力側ボールベアリング１３０は、反出力側ボールベアリング１３５よりも径の大きな２つのボールベアリング１３１及び１３２を組み合わせたものである。この出力側ボールベアリング１３０により、スラスト荷重とラジアル荷重を受けることができる。

【0022】

第１ボールベアリング１３１の内輪と第２ボールベアリング１３２の内輪とは、軸方向に接触して配置され、回転軸本体１１１の突起部１１１ｄと出力側先端部１５０の軸方向反出力側端面１５０ｃとにより両内輪が軸方向に挟まれて固定されている。また、第１ボールベアリング１３１の外輪１３１ａと第２ボールベアリング１３２の外輪１３２ａとは、軸方向に接触して配置され、ベアリングカバー１２０の突出部１２３とリング状部品１４０の軸方向反出力側端面１４４とにより両外輪が軸方向に挟まれて固定されている。

【0023】

前述のように、２つのボールベアリング１３１及び１３２の各々は、内輪の軸方向寸法よりも外輪の軸方向寸法が大きくなるように寸法差が設けられている。そして、両ボールベアリングは、内輪同士の接触面と外輪同士の接触面とが回転軸に垂直な一つの平面上に位置するように配置される。第１ボールベアリング１３１における内輪とボールと外輪の接触点を結ぶ直線と、第２ボールベアリング１３２における内輪とボールと外輪の接触点を結ぶ直線とは、上記平面に関して対称となるように配置される。そのため、出力側ボールベアリング１３０に対して予圧が付与され、出力側ボールベアリング１３０はスラストラジアルベアリングとして機能する。

【0024】

なお、２つのボールベアリング１３１及び１３２を軸方向に直列配置することにより、スラストラジアルベアリングとして機能する例を示したが、これに限られない。クロスローラベアリングや四点接触式ベアリングなどの、スラスト荷重とラジアル荷重の両方を受けることができる単一のベアリングを、２つのボールベアリング１３１及び１３２に代えて用いてもよい。

【0025】

図４に、リング状部品１４０の変形例に係るリング状部品１４０ａを示す。リング状部品１４０ａは、切欠き部１４５ではなく、外周部へのフライス加工により形成され軸方向に平行な平面部１４６を２箇所有している。この平面部に工具を当ててリング状部品１４０ａをベアリングカバー１２０に螺合することができる。リング状部品の厚みを増やして、その部分に工具を当ててもよい。いずれにしても、リング状部品は、工具等によりベアリンクカバー１２０の雌ねじ１２１に螺合できる構造であればよい。

【0026】

あるいは、リング状部品をベアリングカバーに対して、ねじを用いずに、嵌め合い部１２２への圧入や接着により固定してもよい。いずれにしても、リング状部品とベアリングカバーの心出しを行うことができ、リング状部品の端部で第２ボールベアリング１３２の外輪１３２ａの一端を押圧することができればよい。

【0027】

また、上記実施形態では、回転アクチュエータ１００を示したが、これに限定されるものではない。ボールベアリングの外輪を固定するリング状部品が外部機器への取付けの際に使用できる取付用インロー部を備えているような、インロー・軸受構造にすべて適用できる。例えば、回転軸が中空軸ではなく中実軸の回転アクチュエータであってもよい。あるいは、上記実施形態に係る軸受固定構造を直動アクチュエータに適用することもできる。この直動アクチュエータは、中空構造の回転軸と、この回転軸の中空部に固定されたナットと、前記ナットに螺合し回転が規制された雄ねじとを備え、前記回転軸が軸受により支持され、前記回転軸が回転することにより雄ねじが直線運動する。

【0028】

これまでに述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
・リング状部品によって軸受の予圧を加え、且つリング状部品がベアリングケース端面から突出した部分がインローとして機能する。
・リング状部品をベアリングケースに対して螺合させることで発生する軸力が軸受に予圧荷重を与え、且つ軸受の固定として作用する。
・ベアリングケースの内周面の出力側端部とリング状部品の外周面とが嵌め合い構造となり、軸受への予圧、軸受の固定が行われると同時に、インローの心出しが実現する。
・リング状部品のたわみが生じるような構造ではないため、インロー部、取付端面の変形を抑え、精度・寿命低下を防ぐことができる。

【0029】

特許文献１に記載の中空軸モータにおいては、組付けねじの応力により出力側ブラケットが変形する可能性がある。そのため、出力側ブラケットによって形成される製品取付面、取付用インロー、ボールベアリング支持部の寸法の変化が生じる可能性がある。ボールベアリング支持部の寸法変化は、製品の寿命低下に繋がる。また、取付用インローの寸法変化により、心出しが行いづらくなる等の悪影響が生まれる可能性がある。このような問題の発生を、先に述べた実施形態によれば抑えることができる。

【0030】

上記実施形態によれば、軸受固定構造における変形が抑えられ、同構造の一部を取付用インローとして利用しやすくなる。

【0031】

これまでに説明した実施形態に関し、以下の付記を開示する。
［付記１］
軸受が収納され、内周面から径方向内側に突出した突出部が形成された略筒状のカバーと、
前記カバーと同軸線上に設けられたリング状部品と
を備え、
前記突出部と前記リング状部品とに挟まれるようにして前記軸受の外輪が押圧固定され、
前記リング状部品の軸方向外側端部が、前記カバーの軸方向外側端部よりも軸方向外側に位置した取付用インローである、
軸受固定構造。
［付記２］
前記軸受が、軸方向に隣接して配置された複数の軸受部を備えている、付記１に記載の軸受固定構造。
［付記３］
前記カバーの内周面に雌ねじ部及び嵌め合い部が形成され、
前記リング状部品の外周面に雄ねじ部及び嵌め合い部が形成され、
前記カバーに対して前記リング状部品が螺合及び嵌合している、
付記１又は２に記載の軸受固定構造。
［付記４］
回転軸と、
付記１又は２に記載の軸受固定構造 と
を備え、
前記軸受が前記回転軸を支持している、
回転アクチュエータ。
［付記５］
中空構造の回転軸と、
付記１又は２に記載の軸受固定構造 と、
前記回転軸の中空部に固定されたナットと、
前記ナットに螺合し回転が規制された雄ねじと
を備え、
前記軸受が前記回転軸を支持し、
前記回転軸が回転することにより、前記雄ねじが直線運動する、
直動アクチュエータ。

【0032】

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

【符号の説明】

【0033】

１００ 回転アクチュエータ
１１１ 回転軸
１１２ ステータ
１１３ ロータ
１２０ ベアリングカバー
１２１ 雌ねじ部
１２２ 嵌め合い部
１３０，１３１，１３２ ボールベアリング
１４０ リング状部品
１４１ 雄ねじ部
１４２ 嵌め合い部
１４３ 取付用インロー部
１５０ 出力側先端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】