JP2011250586A

JP2011250586A - 防水モータ

Info

Publication number: JP2011250586A
Application number: JP2010121286A
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: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-05-27
Also published as: JP5402833B2

Abstract

【課題】防水性を持たないモータに防水性を付加する。
【解決手段】防水モータは、ベース上に配設された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出力軸と、前記モータの外面を覆う防水カバーとを備え、前記出力軸に形成された傘部の外周部から防水カバー側に向けて形成された周縁壁と、前記防水カバーに取付けられ且つ前記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、前記ベースに配設されたシールハウジングに取付けられ且つ前記出力軸から延在するシャフトに当接するオイルシールとを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水のある環境下で使用される防水モータに関し、例えば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好適な防水カバーの構造に係わるものである。

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。

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、モータ全体を防水性のある金属又はゴムのカバーで覆う方法、又は、モータケースの合わせ面等の隙間を液体ガスケットで封止する方法が採られている。しかし、上記の方法ではモータのメンテナンス性が悪く、更に液体ガスケットにより封止する方法では完全な防水性を得られないという問題があった。

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、防水性を持たないモータを防水性のゴムで覆うことにより、外部からの異物や水の浸入を防止するギヤ付きモータが開示されている。特許文献１には、モータケースの外被の全体とギヤケースの外被の一部とを覆うようにゴムカバーを被せ、ケースとゴムカバーの合わせ面を液体ガスケットで封止したギヤ付きモータが記載されている。

特開平１０−０３２９５１号公報

しかしながら、この先行技術では、ゴムカバーはモータ全体を完全には覆ってはおらず、ケースとゴムカバーとの合わせ面が存在し、この合わせ面は液体ガスケットにより封止されている。したがって、モータは完全に密閉されておらず、外部配線及び液体ガスケットの隙間から水分が浸入するために、モータ及びゴムカバーの底部に水抜穴を設ける必要があるという問題があった。

本発明は、モータ全体をオイルシールとダストシールを組付けた金属製の防水カバーで覆い、回転部はシール面を備えたシャフトにより完全密閉した構造により、防水性を持たないモータに対して防水性を付加することを目的とする。

本発明の防水モータは、上記問題を解決するために、ベース上に配設された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出力軸と、前記モータの外面を覆う防水カバーとを備えた防水モータにおいて、前記出力軸に形成された傘部の外周部から防水カバー側に向けて形成された周縁壁と、前記防水カバーに取付けられ且つ前記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、前記ベースに配設されたシールハウジングに取付けられ且つ前記出力軸から延在するシャフトに当接するオイルシールとを備えたことを特徴としている。
また、前記防水カバーの外周面に取付けられたコネクタスペーサと防水カバーの間に介装されるパッキンを備え、前記パッキンは、薄板の弾性体からなり、該薄板の両面に一連の凸部を形成したことを特徴としている。
さらに、前記防水カバーの外周面に取付けられたコネクタスペーサと防水カバーの間にＯリングを介装したことを特徴としている。

本発明によれば、モータ全体をオイルシールとダストシールを組付けた防水カバーで覆って完全密閉した構造により、非防水モータに対して防水性を持たせることができるという効果が有る。

本実施形態における防水モータの断面図である。図１における防水モータの上面図である。図１におけるパッキンの説明図である。

図１は、本実施形態における防水モータ１の断面図である。図２は、図１における防水モータ１の上面図である。防水モータ１は、軸心に貫通孔を有してほぼ円筒形状であるハウジング２の底板の外周縁に、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、図示しない鉄心の歯を有するモータロータ４が同軸に配設されている。その鉄心の歯は、モータステータ３の電磁石の磁極の歯列とは異なるピッチでモータロータ４の外側に均一に突出して形成され、両歯列が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を構成している。

モータロータ４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。

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。

上記の構成を有する本実施形態の防水モータ１において、ハウジング２は防水モータ１の底板であるベース３０の上面に固定されており、ベース３０上面には防水モータ１の外周面を覆う防止カバー２０が取付けられている。防水カバー２０の外周面は傾斜面となっており、水が流れ易い勾配を設けている。さらに、防水カバー２０のベース３０との接合面には、ベース３０に当接するＯリングが収納されており、防水性が確保されている。防水カバー２０のベース３０との接合面とは反対側の開口部２１を出力軸６の円板状傘部７で覆い、更に円板状傘部７の周縁部から防水カバー２０に向けて周縁壁１４を立設し、この周縁壁１４が防水カバー２０の開口部２１の外周を覆うことにより、防水カバー２０内への水の浸入を抑制している。更に、防水カバー２０の開口部２１の外周にダストシール１１が嵌入され、ダストシール１１のリップが円板状傘部７の内面に当接して防水カバー２０内への塵埃の侵入を防止している。そして、防水カバー２０の開口部２１の内周にはオイルシール１２が嵌入され、オイルシール１２のリップが円板状傘部７の内面に形成された円筒部外面に当接して防水カバー２０内への水の浸入を防止している。

一方、ベース３０の中央開口部には、Ｏリングを介して、オイルシール１３が嵌入されたシールハウジング１０が取付けられている。出力軸６から延在する中空円筒形状のシャフト８は、ハウジング２の軸心貫通孔を貫いてベース３０まで達し、シールハウジング１０に嵌入されたオイルシール１３のリップがシャフト８の外周面に当接して、防水モータ１内への塵埃及び液体の浸入を防止している。

さらに、モータステータ３への給電及びレゾルバ９からの信号受信などのために、防水コネクタ２３を防水カバー２０の外周部に設けている。防水カバー２０の外周部に設けた配線用開口の周縁部にパッキン２４をあてがい、そのパッキン２４の外側からコネクタスペーサ２２を押し付け、コネクタスペーサ２２をボルトで防水カバー２０の外周に固定する。コネクタスペーサ２２には、更に外部コネクタに接続される防水コネクタ２３を取付ける。パッキン２４は、図３ａに示すように、ゴム製の方形薄板状であり、中央部に配線を通すための開口部が形成されている。また、パッキン２４の四隅には、ボルトを挿通するボルト穴２６が開設されている。そして、図３ｂに示すように、中央開口部の周縁部及びボルト穴２６の周縁部には、バッキン２４の両面に突出する凸部２５が一連に形成されており、凸部２５が変形して密着することにより防水機能が発揮される。

以上のように本実施形態の防水モータ１においては、モータ全体を金属製でオイルシール１２とダストシール１１を組付けた防水カバー２０で覆い、底面のシーリングはオイルシール１３を組付けたシールハウジング１０とベース３０で行ない、回転部はシール面を備えた中空孔のあるシャフト８によりモータ全体を完全密封した構造としている。
さらに、防水カバー２０の外周面に水の流れ易い勾配を設けると共に、中空孔を有するシャフト８が排水溝として機能するので、モータ外面に水が溜まらないため、メンテナンス時に防水性のないモータに水が浸入することを回避することができる。

外部配線部の構造としては、落ち止めＯリング溝を有するコネクタスペーサ２２と防水カバー２０の間にＯリングを設置することもできる。落ち止めＯリング溝によりＯリングが脱落することがないので、メンテナンスが容易である。
また、ダイレクトドライブモ−タは出力軸６を上方に向けて設置されることが多いため、ベース３０は、ハウジング２、防水カバー２０及びシールハウジング１０を設置できるようにした定盤で代用することができる。この場合、定盤には、ねじ穴やインロー穴をベース３０と同様に設ける必要がある。

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。

１防水モータ
２ハウジング
３モータステータ
４モータロータ
５軸受
６出力軸
７円板状傘部
８シャフト
９レゾルバ
１０シールハウジング
１１ダストシール
１２，１３オイルシール
１４周縁壁
２０防水カバー
２１開口部
２２コネクタスペーサ
２３防水コネクタ
２４パッキン
２５凸部
２６ボルト穴
３０ベース

Claims

ベース上に配設された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出力軸と、前記モータの外面を覆う防水カバーとを備えた防水モータにおいて、前記出力軸に形成された傘部の外周部から防水カバー側に向けて形成された周縁壁と、前記防水カバーに取付けられ且つ前記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、前記ベースに配設されたシールハウジングに取付けられ且つ前記出力軸から延在するシャフトに当接するオイルシールとを備えたことを特徴とする防水モータ。
前記防水カバーの外周面に取付けられたコネクタスペーサと防水カバーの間に介装されるパッキンを備え、前記パッキンは、薄板の弾性体からなり、該薄板の両面に一連の凸部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の防水モータ。
前記防水カバーの外周面に取付けられたコネクタスペーサと防水カバーの間にＯリングを介装したことを特徴とする請求項１に記載の防水モータ。