JPH0526202U - ビルトインモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビルトインモータのロータの取り外しを容易
化しつつ、回転主軸の固有振動数を高く維持する。 【構成】 回転主軸１１外周にスリーブ１２を介してロ
ータ１３が固定されている。ステータ１４は、ハウジン
グ１５内面に固定されている。スリーブ１２の両端内周
及び中間部内周に、径方向に突出する凸部１６〜１８が
形成されており、凸部１６〜１８内周面が回転主軸１１
外周に焼き嵌めにより固着している。 【効果】 スリーブ１２は、凸部１６〜１８により回転
主軸１１に固着しているため、スリーブ１２の回転主軸
１１への取付け強度が大きくなり、回転主軸１１の剛性
が高くなる。これにより、回転主軸１１の固有振動数が
高くなり、回転主軸１１の高速回転時にも共振すること
が無く、安定した回転が得られる。また、スリーブの全
内面を焼き嵌めする場合に比して、スリーブ１２の抜き
取りが容易に行える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、工作機械に組み込まれるビルトインモータに係り、特に、ロータ の取付け構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、電動モータの出力軸を工作機械の回転主軸に置換して直接回転主軸を駆 動させるようにしたビルトインモータを適用した工作機械が提供されている。 図２は、従来のビルトインモータの一例の構造を示す断面図である。工作機械 の回転主軸１の外周には、円筒状のステップドスリーブ２が焼き嵌めにより固定 されており、このステップドスリーブ２の外周にロータ３が固定されている。ス テータ４は、ロータ３外周面に対向して配置され、かつモータハウジング５内面 に固定されている。モータハウジング５は、回転主軸１外周を囲うように中空に 形成されており、図示しない基体上に固定されている。

【０００３】 そして、前記ステップドスリーブ２は、焼き嵌め作業が容易に行えるように、 両端内周に径方向に突出する円環状の凸部６，７を形成して、この凸部６，７の 内周面が回転主軸１外周に固着するようにしたものである。 すなわち、凸部６，７を有しない円筒状のスリーブを使用した場合には、この スリーブを回転主軸１に焼き嵌めすると、このスリーブの内面全体が回転主軸１ 外周に固着する。このため、例えば、回転主軸１の破損のため、回転主軸１を交 換したい場合に、スリーブを回転主軸１から取り外すことは容易ではない。

【０００４】 そこで、ステップドスリーブ２を用いて、その両端の凸部６，７のみが回転主 軸１外周に固着する構造とすることにより、回転主軸１を容易に取り外すことが 可能となる。また、ステップドスリーブ２を使用する場合には、回転主軸１外周 に段部８を設けて、回転主軸１の径を異ならせてある。そして、ステップドスリ ーブ２を取り外す場合には、油路９Ａを介してステップドスリーブ２と回転主軸 １との間に形成されている空間９内へ油圧を供給し、ステップドスリーブ２を径 方向に拡張させる。これにより、両凸部６，７の回転主軸１への固着力が弱まる ため、ステップドスリーブ２の抜き取りが容易になる。この状態で、回転主軸１ の小径部（図中の段部８より左側部分）１Ａ側へステップドスリーブ２を移動さ せることにより、ステップドスリーブ２の抜き取り作業が容易に行える。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来のビルトインモータにあっては、ステップドスリーブ ２の両端においてのみ回転主軸１に固着する構造であったため、全内面を回転主 軸１外周に固着させるスリーブに比して、回転主軸１の固有振動数も低くなると いう不具合があった。

【０００６】 このため、回転主軸１の回転数が高速になると、回転主軸１の振動が固有振動 数に達し易くなり、回転主軸１が共振する問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために、本考案は、工作機械の回転主軸外周に焼き嵌めさ れたスリーブを介してロータが固定されており、かつ該ロータ外周面に対向して 配置されるステータが前記回転主軸外周を囲うハウジング内面に固定されてなる ビルトインモータにおいて、前記スリーブは、両端内周及び中間部内周に径方向 に突出する円環状の凸部が形成されており、該凸部内周面が前記回転主軸外周に 焼き嵌めにより固着していることを特徴とするものである。

【０００８】 前記スリーブ中間部内周に形成する凸部は、１つであっても良いし、複数であ っても良い。 また、回転主軸は、図２に示した回転主軸１のように、各凸部毎に段階的に径 が小さくなるように形成し、これに対応して、スリーブを、回転主軸の各段毎に 凸部が固着するにしたステップドスリーブとすることも可能である。これによっ て、スリーブの抜き取り作業を一層容易にすることができる。

【０００９】

【作用】

スリーブを加熱して半径方向に膨張させ、この状態でスリーブを回転主軸に嵌 め込む。前記スリーブを冷やすとスリーブは回転主軸に焼き嵌め固定される。こ のとき、前記スリーブには、両端内周のみならず中間部内周にも径方向に突出す る円環状の凸部が形成され、これら凸部が回転主軸に当接しているため、図２に 示した従来例に比してスリーブの回転主軸への取付け強度が増加し、回転主軸の 固有振動数も高くなる。従って、回転主軸の回転数が高くなっても固有振動数は それ以上に高いため、回転主軸が共振する恐れがない。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案に係るビルトインモータの構成を示す断面図である。このビル トインモータは、旋盤等の工作機械に設けられたものである。回転主軸１１の外 周には、円筒状のステップドスリーブ１２が焼き嵌めにより固定されており、こ のステップドスリーブ１２の外周にロータ１３が固定されている。ステータ１４ は、ロータ１３外周面に対向して配置され、かつモータハウジング１５内面に固 定されている。モータハウジング１５は、回転主軸１１外周を囲うように中空に 形成されており、図示しない基体上に固定されている。

【００１１】 ステップドスリーブ１２は、両端内面及び中間部内周に径方向に突出する円環 状の凸部１６〜１８が形成されている。中間の凸部１７は、両端の凸部１６，１ ８の間を２等分する位置にある。 また、回転主軸１１の外周に２箇所の段部１９，２０を設けて、回転主軸１１ の径を３段階に異ならせてある。回転主軸１１の小径部（図中の段部１９より左 側の部分）１１Ａには、ステップドスリーブ１２の一端の凸部１６が固着してお り、中径部（図中の両段部１９，２０に挟まれた部分）１１Ｂには、中間部の凸 部１８が固着している。そして、大径部（図中の段部２０より右側の部分）１１ Ｃには、ステップドスリーブ１２の他端の凸部１７が固着している。また、凸部 １８と１７は、ステップドスリーブ１２の抜き取り時に少量の移動で段部１９， ２０を越えるようにするため、段部１９，２０に近い位置に固着されている。

【００１２】 また、ステップドスリーブ１２内面と回転主軸１１外面との間には、各凸部１ ６〜１８によって区切られた空間２１，２２が形成されている。そして、ステッ プドスリーブ１２の一端から両空間２１，２２に通じる油路２３が形成されてい る。油路２３の入口には、油圧パイプ（図示略）を接続するためのネジ孔２４が 形成されている。

【００１３】 そして、ステータ１４のコイルに交流電流を流し回転磁界を発生させると、電 磁誘導によりロータ１３が回転する。ロータ１３は、ステップドスリーブ１２を 介して回転主軸１１に固定されているため、ロータ１３と回転主軸１１は一体に 回転する。 前記ステップドスリーブ１２の回転主軸１１への焼き嵌めについて説明する。 ステップドスリーブ１２を加熱して半径方向に膨張させ、かかる状態で回転主軸 １１にステップドスリーブ１２を嵌め込む。ステップドスリーブ１２を冷やすと 、ステップドスリーブ１２は回転主軸１１に焼き嵌め固着される。

【００１４】 このように構成されたビルトインモータにおいては、ステップドスリーブ１２ が、３つの凸部１６〜１８によって回転主軸１１外周に固着し、凸部１６〜１８ 間の距離が短いため、回転主軸１１への取付け強度が図２のものよりも大きい。 このため、回転主軸１１の剛性が高くなり、固有振動数も高くなる。従って、回 転主軸１１を高速回転させた場合でも、回転主軸１１の振動が固有振動数に達す ることが無く、固有振動数で共振を生じて大きな振動を発生することが無い。

【００１５】 ここで、ステップドスリーブ１２の回転主軸１１への取付け強度を増加させる 手段として、中間部の凸部１８を設ける代わりに、ステップドスリーブ１２の両 端の凸部１６，１７の幅を増加させることにより焼き嵌め面積を増加させること も考えられる。しかし、このように両端の凸部１６，１７の幅を増加させた場合 には、回転主軸１１の固有振動数を大幅に高くすることができない。これは、回 転主軸１１を径方向に挟持する部位、すなわち、凸部１６，１７の間隔が長いた め、この間で回転主軸１１が振動し易く、回転主軸１１の剛性を大きくできない からである。これに対し、本実施例のビルトインモータにおいては、中間部に凸 部１８を形成することにより回転主軸１１は短い間隔で径方向に挟持されるため 、回転主軸１１の剛性が高くなり、従って、固有振動数も高くなる。

【００１６】 また、本実施例のビルトインモータにおいては、ステップドスリーブ１２を用 いているため、回転主軸１１の交換時に、回転主軸１１からステップドスリーブ １２を容易に取り外すことができる。このステップドスリーブ１２の取り外し作 業の手順を以下に説明する。 前記油路２３のネジ孔２４に、図示しない油圧装置の吐出口を接続する。この 吐出口には螺合可能なネジ孔２４が形成されている。そして、油圧装置から油路 ２３内へ油圧を供給する。油圧は、油路２３を通って２つの空間２１，２２内に 流入する。これにより空間２１，２２の内圧が増加して、ステップドスリーブ１ ２を径方向に押し広げる。このため、凸部１６〜１８の回転主軸１１への固着力 が弱まり、ステップドスリーブ１２を軸方向へ移動させ易くなる。この状態で空 間２１、２２を形成する端面の面積差により、回転主軸１１の小径部１１Ａ側へ ステップドスリーブ１２が移動し、大径部１１Ｃに固着していた凸部１７が中径 部１１Ｂ側に抜け、中径部１１Ｂに固着していた凸部１８が小径部１１Ａ側に抜 ける。この後は、凸部１６が回転主軸１の小径部１１Ａに圧接しているのみであ るから、以後のステップドスリーブ２は、回転主軸１１から容易に抜き取ること ができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案に係るビルトインモータは、ロータを回転 主軸に固定するためのスリーブに、その両端内周のみならず中間部内周にも径方 向に突出する円環状の凸部を形成し、この凸部において回転主軸に焼き嵌めを行 う構成としたことにより、図２に示した従来例に比してスリーブの回転主軸への 取付け強度が増加し、回転主軸の剛性が大きくなる。従って、回転主軸の固有振 動数も高くなり、このため、回転主軸の回転数が高くなっても固有振動数はそれ 以上に高いため、回転主軸が共振して大きな振動が生じることが無く、安定した 回転が得られる。

【００１８】 また、スリーブの全内面を焼き嵌めした場合に比して、焼き嵌めの面積が少な いため、スリーブを回転主軸から抜き取る作業が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るビルトインモータの一実施例の構
成を示す断面図である。

【図２】従来のビルトインモータの構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１１…回転主軸 １２…ステップドスリーブ １３
…ロータ １４…ステータ １５…モータハウジング １６，
１７，１８…凸部 １９，２０…段部 ２１，２２…空間 ２３…油路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の回転主軸外周に焼き嵌めされ
   たスリーブを介してロータが固定されており、かつ該ロ
   ータ外周面に対向して配置されるステータが前記回転主
   軸外周を囲うハウジング内面に固定されてなるビルトイ
   ンモータにおいて、 前記スリーブは、両端内周及び中間部内周に径方向に突
   出する円環状の凸部が形成されており、 該凸部内周面が前記回転主軸外周に焼き嵌めにより固着
   していることを特徴とするビルトインモータ。