JP2011250564A

JP2011250564A - Direct drive motor

Info

Publication number: JP2011250564A
Application number: JP2010120447A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Koizumi; 和則小泉; Masayuki Maruyama; 正幸丸山; Itsuo Watanabe; 逸男渡辺
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: JP5651999B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a direct drive motor of enhanced reliability with a structure by which the grease immersed into a motor can be prevented from attaching to an adhesive of permanent magnet.SOLUTION: A direct drive motor having a housing of a motor, a stator installed in the housing, a rotor supported in a freely rotatable manner through a bearing oppositely to the stator, and a rotor flange and an output axis fixed to the rotor is provided with an umbrella portion formed in the output axis, a dust seal and an oil seal in contact with the inside of the umbrella portion, and an annular projection formed in the rotor flange.

Description

本発明は、インデックステーブル等を所定角度回転させて位置決めするダイレクトドライブモータに係り、特に防水性を備えたダイレクトドライブモータの内部におけるグリース流れ止め構造に関するものである。 The present invention relates to a direct drive motor that positions an index table or the like by rotating it by a predetermined angle, and more particularly to a grease flow stop structure inside a direct drive motor that is waterproof.

従来より、高トルク且つ高分解能という特性を持つダイレクトドライブモータは、インデックステーブルを直接駆動することが可能であり、高速動作でありながらバックラッシュがなく高精度な位置決めを必要とする用途に使用されている。 Conventionally, direct drive motors with the characteristics of high torque and high resolution can directly drive the index table, and are used for applications that require high-precision positioning without backlash despite being high-speed operation. ing.

ところで、インデックステーブルが半導体ウエハの研磨や洗浄等の工程の搬送用として使用される場合、半導体ウエハには水などの液体が付着しており、付着した液体が落下してダイレクトドライブモータの上面に溜ることがある。そして、ダイレクトドライブモータ内に液体が浸入すると、モータ内部を腐食して故障原因となり、メンテナンス回数が増加してコストパフォーマンスや生産性が低下する恐れがある。この液体の浸入を防ぐには、モータの出力軸に接触式のシールを用いる方法があり、シール部品の磨耗防止やシール摩擦トルクの低減のために、出力軸のシール部分に潤滑油を塗布又は充填する方法が採られている。しかし、密閉された空間に充填された潤滑油を攪拌することや、重力の影響等により、潤滑油がシールの隙間から外部に漏出したりモータ内に浸入するという問題があった。 By the way, when the index table is used for conveyance of a process such as polishing or cleaning of a semiconductor wafer, a liquid such as water adheres to the semiconductor wafer, and the adhering liquid falls to the upper surface of the direct drive motor. May accumulate. If liquid enters the direct drive motor, the inside of the motor may be corroded and cause a failure, and the number of maintenance operations may increase, leading to a decrease in cost performance and productivity. To prevent this liquid from entering, there is a method that uses a contact-type seal on the output shaft of the motor. To prevent wear of the seal parts and reduce seal friction torque, lubricate or apply lubricant to the seal portion of the output shaft. The method of filling is taken. However, there is a problem that the lubricating oil filled in the sealed space is agitated, or the lubricating oil leaks to the outside from the gap of the seal or enters the motor due to the influence of gravity or the like.

この部分の改善の先行技術としては、特許文献１において、潤滑油の外部への漏出を防止すると共に、外部からの異物や水の浸入を防止するギヤードモータが開示されている。特許文献１には、出力軸をケースに枢支するベアリングと、前記ベアリングより外方側の出力軸に装着されたオイルシールと、前記ベアリングの外方周面の少なくとも一部に形成され減速機部内の潤滑油を密封する封止材とを備えたギヤードモータが記載されている。 As a prior art for improving this portion, Patent Document 1 discloses a geared motor that prevents leakage of lubricating oil to the outside and prevents entry of foreign matter and water from the outside. In Patent Document 1, a bearing that pivotally supports an output shaft on a case, an oil seal that is mounted on an output shaft on the outer side of the bearing, and a reduction gear that is formed on at least a part of the outer peripheral surface of the bearing. A geared motor including a sealing material that seals lubricating oil in the part is described.

特開２００５−０４５９６８号公報JP 2005-045968 A

しかしながら、この先行技術では、軸受やオイルシールに充填したグリースがモータ内部に浸入した場合の保護対策をしていないので、シール性能の劣化等によりグリースがモータ内部に流れ出した場合、モータに不具合が発生することがあった。すなわち、グリースが、モータロータに接着された永久磁石の接着剤にまで及んだ場合、接着剤の接着力を失わせることがあり、これにより永久磁石が剥がれ落ちてモータがロックするという問題があった。 However, this prior art does not provide protection measures when grease filled in bearings or oil seals enters the motor, so if the grease flows out into the motor due to deterioration of the sealing performance, the motor will fail. It sometimes occurred. That is, when the grease reaches the adhesive of the permanent magnet bonded to the motor rotor, the adhesive strength of the adhesive may be lost, which causes the problem that the permanent magnet peels off and the motor locks. It was.

本発明は、シール部材から漏出したグリースがモータ内部に浸入した場合でも、グリースが永久磁石の接着剤に付着しない構造により、信頼性を向上させたダイレクトドライブモータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a direct drive motor having improved reliability by a structure in which grease does not adhere to an adhesive of a permanent magnet even when grease leaked from a seal member enters the motor.

本発明のダイレクトドライブモータは、上記問題を解決するために、モータのハウジングと、該ハウジングに配設されたステータと、該ステータに対向させて軸受を介して回転自在に支持されたロータと、該ロータに固定されたロータフランジ及び出力軸とを備えたダイレクトドライブモータにおいて、前記出力軸に形成された傘部と、該傘部の内面に当接するダストシール及びオイルシールと、前記ロータフランジに形成された環状の凸部を備えたことを特徴としている。
また、前記オイルシールにはグリースが塗布されており、前記オイルシールのリップ部にはグリ−スが充填されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the direct drive motor of the present invention includes a motor housing, a stator disposed in the housing, a rotor that is rotatably supported via a bearing so as to face the stator, In a direct drive motor having a rotor flange and an output shaft fixed to the rotor, an umbrella portion formed on the output shaft, a dust seal and an oil seal that contact the inner surface of the umbrella portion, and formed on the rotor flange It is characterized by having an annular convex portion.
Further, grease is applied to the oil seal, and the lip portion of the oil seal is filled with grease.

本発明によれば、グリースがロータフランジを伝い流れてロータの永久磁石の接着剤に付着することを防止する構造としたことにより、ダイレクトドライブモータの信頼性を向上することができるという効果が有る。 According to the present invention, it is possible to improve the reliability of the direct drive motor by preventing the grease from flowing along the rotor flange and adhering to the permanent magnet adhesive of the rotor. .

本実施形態におけるダイレクトドライブモータの断面図である。It is sectional drawing of the direct drive motor in this embodiment. 図１におけるグリース流れ止め部の拡大図である。It is an enlarged view of the grease flow stop part in FIG.

図１は、本実施形態におけるダイレクトドライブモータ１の断面図である。図２は、図１におけるグリース流れ止め部の拡大図である。ダイレクトドライブモータ１は、軸心に貫通孔を有して外形が円筒形状であるハウジング２を備え、ハウジング２の円筒部内に円筒状のモータステータ３を固定して取り付けてある。モータステータ３は、図示しない複数の歯列が形成されて熊手状に内側に突出した磁極を円周方向に等間隔に複数個有する電磁石を備えて構成されている。そして、モータステータ３の内側に、永久磁石１７を有するモータロータ４が同軸に配設されており、永久磁石１７は接着剤１８によりモータロータ４に固定されている。モータロータ４はモータステータ３と僅かのギャップを隔てて対向する構造のダイレクトドライブモータ１を構成している。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a direct drive motor 1 in the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of the grease flow stopper in FIG. The direct drive motor 1 includes a housing 2 having a through hole in an axial center and a cylindrical outer shape, and a cylindrical motor stator 3 is fixedly attached in a cylindrical portion of the housing 2. The motor stator 3 includes an electromagnet having a plurality of magnetic poles that are formed in a rake shape and that have a plurality of teeth arranged at equal intervals in the circumferential direction. A motor rotor 4 having a permanent magnet 17 is coaxially disposed inside the motor stator 3, and the permanent magnet 17 is fixed to the motor rotor 4 with an adhesive 18. The motor rotor 4 constitutes a direct drive motor 1 having a structure facing the motor stator 3 with a slight gap.

モータロータ４に隣接して円環状のロータフランジ８が配設されており、モータロータ４及びロータフランジ８は、断面Ｔ字状の傘状に形成された出力軸６の円板状傘部７の内面に一体的に取り付けられている。出力軸６は、モータロータ４の内周に嵌着されたクロスローラ軸受５を介して回転自在にハウジング２に支持されており、この出力軸６を、例えばインデックステーブルなどの位置決め装置に接続して使用する。クロスローラ軸受５の外輪は、モータロータ４の内周段部に嵌めこまれて固定され、一方、クロスローラ軸受５の内輪はハウジング２の異形段部の中段に嵌めこまれて固定されている。ロータフランジ８の外周面には、永久磁石１７よりも径方向外側の位置において下方に突出した環状凸部１６が形成されている。 An annular rotor flange 8 is disposed adjacent to the motor rotor 4, and the motor rotor 4 and the rotor flange 8 are inner surfaces of the disk-shaped umbrella portion 7 of the output shaft 6 formed in an umbrella shape having a T-shaped cross section. It is attached integrally. The output shaft 6 is rotatably supported by the housing 2 via a cross roller bearing 5 fitted to the inner periphery of the motor rotor 4. The output shaft 6 is connected to a positioning device such as an index table. use. The outer ring of the cross roller bearing 5 is fitted and fixed to the inner circumferential step portion of the motor rotor 4, while the inner ring of the cross roller bearing 5 is fitted and fixed to the middle step of the deformed step portion of the housing 2. On the outer peripheral surface of the rotor flange 8, an annular convex portion 16 that protrudes downward is formed at a position radially outside the permanent magnet 17.

クロスローラ軸受５の上方の出力軸６の内側空間には、モータロータ４ひいては出力軸６を高精度に位置決めするため、高分解能の回転検出器であるレゾルバ９が内蔵されている。そして、モータロータ４の回転に伴ってレゾルバ９のロータ及びステータ間のリラクタンスが変化し、その変化を図示しないドライブユニットのレゾルバ制御回路によりデジタル化し、位置信号として利用することでモータロータ４の回転角ひいては出力軸６の回転位置を検出するようになっている。また、ハウジング２の円筒部には、ダイレクトドライブモータ１への配線を外部と接続するコネクタ２１が配設されている。 In the inner space of the output shaft 6 above the cross roller bearing 5, a resolver 9, which is a high-resolution rotation detector, is incorporated in order to position the motor rotor 4 and thus the output shaft 6 with high accuracy. Then, the reluctance between the rotor and the stator of the resolver 9 changes with the rotation of the motor rotor 4, and the change is digitized by a resolver control circuit of a drive unit (not shown) and used as a position signal to output the rotation angle of the motor rotor 4 and output. The rotational position of the shaft 6 is detected. In addition, a connector 21 for connecting the wiring to the direct drive motor 1 to the outside is disposed on the cylindrical portion of the housing 2.

上記の構成を有する本実施例のダイレクトドライブモータ１において、ハウジング２の円筒部にはＯリングを介してシールハウジング１０が取付けられている。そして、シールハウジング１０にダストシール１１が嵌入され、そのダストシール１１のリップが出力軸６の円板状傘部７の内面に当接して、モータ内部への塵埃の侵入を防止している。さらに、シールハウジング１０にはオイルシール１２が嵌入され、オイルシール１２のリップ１３，１４が出力軸６の内面に形成された円筒部外面に当接して、モータ内部への液体の浸入を防止している。
一方、ハウジング２の軸心貫通孔には、出力軸６のシャフト７との間にオイルシール１９が嵌入され、オイルシール１９のリップがシャフト７の外周面に当接して、塵埃及び液体の浸入を防止している。 In the direct drive motor 1 of the present embodiment having the above-described configuration, a seal housing 10 is attached to the cylindrical portion of the housing 2 via an O-ring. A dust seal 11 is fitted into the seal housing 10, and the lip of the dust seal 11 is in contact with the inner surface of the disk-shaped umbrella portion 7 of the output shaft 6 to prevent dust from entering the motor. Further, an oil seal 12 is fitted into the seal housing 10 and the lips 13 and 14 of the oil seal 12 abut against the outer surface of the cylindrical portion formed on the inner surface of the output shaft 6 to prevent liquid from entering the motor. ing.
On the other hand, an oil seal 19 is fitted into the shaft center through hole of the housing 2 between the shaft 7 of the output shaft 6 and the lip of the oil seal 19 abuts against the outer peripheral surface of the shaft 7 so that dust and liquid can enter. Is preventing.

図２に示すように、オイルシール１２にはグリースが塗布されており、リップ１３，１４が当接する部分に形成される空間にはグリース１５が充填されている。グリース１５によりオイルシール１２の磨耗防止や摩擦トルクの低減を行なうと共に、シールの密封性を向上させている。しかし、出力軸６が回転するとグリース１５が攪拌され、オイルシール１２のリップ１４からモータ内部にグリース１５が漏出する場合があり、特に長期間の使用によりリップ１４が摩耗、劣化してシール性能が低下すると漏出するグリース量が増大することになる。
本実施形態においては、ロータフランジ８の外周面には、永久磁石１７よりも径方向外側の位置において下方に突出した環状凸部１６が形成されているので、流れ出したグリースは環状凸部１６において止まり、永久磁石１７まで達することはない。したがって、永久磁石１７をモータロータ４に固定している接着剤１８にグリース１５が付着することはないので、接着力が低下することはない。 As shown in FIG. 2, grease is applied to the oil seal 12, and a space formed in a portion where the lips 13 and 14 abut is filled with the grease 15. The grease 15 prevents the oil seal 12 from being worn, reduces the friction torque, and improves the sealing performance of the seal. However, when the output shaft 6 rotates, the grease 15 is agitated, and the grease 15 may leak into the motor from the lip 14 of the oil seal 12, and the lip 14 is worn and deteriorated especially by long-term use. If it falls, the amount of leaking grease will increase.
In the present embodiment, the outer circumferential surface of the rotor flange 8 is formed with an annular protrusion 16 that protrudes downward at a position radially outward from the permanent magnet 17. It stops and does not reach the permanent magnet 17. Accordingly, since the grease 15 does not adhere to the adhesive 18 that fixes the permanent magnet 17 to the motor rotor 4, the adhesive force does not decrease.

また、環状凸部１６を超えて流れ出したグリースが、モータ内部に落下してモータステータ３の巻線等に付着する場合があるが、通常グリ−ス１５は絶縁性を有しており、何ら問題とはならない。 In addition, the grease that has flowed out beyond the annular convex portion 16 may fall into the motor and adhere to the windings of the motor stator 3, but the grease 15 usually has an insulating property. It doesn't matter.

本発明のダイレクトドライブモータは、機械部品等の用途に好適に適用できる。 The direct drive motor of the present invention can be suitably applied to uses such as machine parts.

１ダイレクトドライブモータ
２ハウジング
３モータステータ
４モータロータ
５クロスローラ軸受
６出力軸
７円板状傘部
８ロータフランジ
９レゾルバ
１０シールハウジング
１１ダストシール
１２，１９オイルシール
１３，１４リップ
１５グリース
１６環状凸部
１７永久磁石
１８接着剤
２０シャフト
２１コネクタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Direct drive motor 2 Housing 3 Motor stator 4 Motor rotor 5 Cross roller bearing 6 Output shaft 7 Disk-shaped umbrella part 8 Rotor flange 9 Resolver 10 Seal housing 11 Dust seals 12, 19 Oil seals 13, 14 Lip 15 Grease 16 Annular convex part 17 Permanent magnet 18 Adhesive 20 Shaft 21 Connector

Claims

A direct motor comprising a motor housing, a stator disposed in the housing, a rotor rotatably supported via a bearing facing the stator, and a rotor flange and an output shaft fixed to the rotor In the drive motor, a direct drive comprising: an umbrella portion formed on the output shaft; a dust seal and an oil seal in contact with an inner surface of the umbrella portion; and an annular convex portion formed on the rotor flange. motor.

2. The direct drive motor according to claim 1, wherein grease is applied to the oil seal, and a lip portion of the oil seal is filled with grease.