JP2019213422A - モーター及びロボット - Google Patents

Abstract

【課題】軸心のぶれを低減できるモーター及びロボットを提供する。【解決手段】モーターは、コイルを有するステーターと、軸部材を有し、ステーターに対し回転するローターと、軸部材を軸部材の軸方向に支持する内輪と、内輪が回転可能に配置された外輪と、内輪と外輪との間に配置された転動体と、を有した軸受と、軸部材の熱膨張率より熱膨張率が高く、ローターとステーターと軸受とを収容するハウジングと、ハウジングに対し外輪を軸方向に付勢する付勢部材と、ハウジングと外輪との間に設けられる樹脂部材と、ハウジングと外輪との間に、樹脂部材の中に設けられ、樹脂部材より弾性率の低い支持部材と、を有し、ハウジングと外輪２４ｂとは、樹脂部材４４を介して接合され、樹脂部材４４の軸方向の長さは、外輪２４ｂと支持部材８０との間の径方向の長さより長く、支持部材８０の径方向の長さは、外輪２４ｂとハウジングとの間の径方向の長さより短い。【選択図】図３

Description

本発明は、モーター及びロボットに関するものである。

従来、モーターの軸受とケースとは、隙間嵌めとしており、軸受とケースとの間に接着材を注入し、両者を完全に固定している。

一方、シャフトを固定する軸受の接着では、シャフトの軸のぶれを抑制するため、軸受に板バネなどの力でシャフトの軸方向（以降、単に軸方向という）へ一定の圧（予圧）をかけている。

例えば、転がり軸受の内外輪の凹溝とボールとの間に隙間を作らないように、転がり軸受の外輪を板バネ（予圧バネ）によって軸方向へ付勢し、予圧をかけたモーター構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

このとき、軸受は、内輪と外輪との間に転動体が挟まれた構造となっており、そのままでは内外輪と転動体との間に設けられた緩みによりシャフトの軸がぶれてしまう。そこで、板バネを用い、一方の軸受の外輪とシャフト（つまり他方の軸受の内輪）とに予圧をかけ、一方の軸受は、「内輪に対し、外輪を軸方向ローター側の位置」、他方の軸受は、「外輪に対し、内輪を軸方向端部側の位置」となるようにしていた（他方の軸受も一方の軸受も内輪が軸方向にローターから離れるようになっていた）。

これら上記の背景から、接着材は、外輪とともに一定距離以上を弾性的に移動できるよう、接着材の形状や膜厚が検討されている。例えば、移動量に対し所定以上の膜厚がないと破断、すなわち、接着材が外輪から剥がれてしまうため、移動量に見合うように、接着材を厚くしている。

特開２００６−２３００８３号公報

しかしながら、特許文献１では、外輪とケースとの間には径方向に厚い接着材が設けられているのみであるため、外輪が径方向に移動し、軸心がぶれてしまうおそれがある。

本願のモーターは、コイルを有するステーターと、軸部材を有し、前記ステーターに対し回転するローターと、前記軸部材を前記軸部材の軸方向に支持する内輪と、前記内輪が回転可能に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された転動体と、を有した軸受と、前記軸部材の熱膨張率より熱膨張率が高く、前記ローターと前記ステーターと前記軸受とを収容するハウジングと、前記ハウジングに対し前記外輪を前記軸方向に付勢する付勢部材と、前記ハウジングと前記外輪との間に設けられる樹脂部材と、前記ハウジングと前記外輪との間に、前記樹脂部材の中に設けられ、前記樹脂部材より弾性率の低い支持部材と、を有し、前記ハウジングと前記外輪とは、前記樹脂部材を介して接合され、前記樹脂部材の軸方向の長さは、前記外輪と前記支持部材との間の径方向の長さより長く、前記支持部材の径方向の長さは、前記外輪と前記ハウジングとの間の径方向の長さより短いことを特徴とする。

上記のモーターでは、前記支持部材は、前記ハウジングから突設していることが好ましい。

上記のモーターでは、前記支持部材は、球状であることが好ましい。

上記のモーターでは、前記支持部材は、環状であることが好ましい。

上記のモーターでは、前記支持部材は、軸方向に延びるコイル状であることが好ましい。

上記のモーターでは、前記付勢部材は、板バネであることが好ましい。

上記のモーターでは、前記樹脂部材は、嫌気性の接着材であることが好ましい。

本願のロボットは、上記のモーターを有することを特徴とする。

本実施形態に係るモーターを示す断面図。 本実施形態に係るモーターを後方から視た図。 本実施形態に係るモーターの一部を示す断面図。 本実施形態に係るモーターの一部を後方から視た部分拡大図。 樹脂部材と支持部材とを示す断面図。 樹脂部材と支持部材とを示す断面図。 シャフトと第２ハウジングとが膨張する前の樹脂部材と支持部材との状態を示す断面図。 シャフトと第２ハウジングとが膨張したときの樹脂部材と支持部材との状態を示す断面図。 支持部材の変形例を示す断面図。 支持部材の変形例を示す斜視図。 支持部材の変形例を示す斜視図。 本実施形態のモーターが搭載されるロボットの一例を示す斜視図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモーター及びロボットについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成を分かりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

各図に示すＸＹＺ直交座標系において、Ｚ軸方向と平行な方向を「上下方向」と呼び、Ｙ軸方向と平行な方向を「左右方向」と呼び、Ｘ軸方向と平行な方向を「前後方向（軸方向）」と呼ぶ。Ｘ軸方向の正の方向（図１における右方）を「前方」と呼び、Ｘ軸方向の負の方向（図１における左方）を「後方」と呼ぶ。また、各図には適宜、前後方向に延びる仮想軸である中心軸ＡＸを示す。特に断りのない限り、中心軸ＡＸを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸ＡＸを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

なお、上下方向、左右方向、前後方向、前方、及び後方とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の各部の相対位置関係及び姿勢は、これらの名称で示される以外の相対位置関係及び姿勢であってもよい。

＜モーターの実施形態＞
図１は、本実施形態に係るモーターを示す断面図である。図２は、本実施形態に係るモーターを後方から視た図である。図３は、本実施形態に係るモーターの一部を示す断面図である。図４は、本実施形態に係るモーターの一部を後方から視た部分拡大図である。図１は、図２におけるＩ−Ｉ断面図である。図３は、図１における部分拡大図である。図２及び図４においては、後述する検出装置及びネジ部材の図示を省略している。

本実施形態に係るモーター１０は、図１及び図２に示すように、ハウジング（ブラケット）１２と、前後方向に延びるシャフト（軸部材）１４を備えるローター１６と、ステーター１８と、モールド部２０と、回路基板２２と、軸受２４，２６と、検出装置２８と、を備える。また、モーター１０は、図３に示すように、付勢部材としてのウェブワッシャー３８と、樹脂部材としての接着材４４と、支持部材としてのスペーサー８０と、を備える。

ハウジング１２は、シャフト１４の熱膨張率より熱膨張率が高い。ハウジング１２は、中心軸ＡＸを中心として前後方向に延びる四角筒状である。ハウジング１２の外方面は、上下方向に平行で前後方向に延びる一対の側面と、左右方向に平行で前後方向に延びる一対の側面と、を備える。ハウジング１２は、図１に示すように、内部にローター１６、軸受２４，２６、及びステーター１８を収容している。本実施形態においてハウジング１２は、第１ハウジング３０と、第２ハウジング３２と、第３ハウジング３４と、を備える。第１ハウジング３０と第２ハウジング３２と第３ハウジング３４とは、互いに別部材である。

第２ハウジング３２と外輪２４ｂとは、接着材４４を介して接合され、接着材４４の前後方向の長さは、外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間の径方向の長さより長く、スペーサー８０の径方向の長さは、外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間の径方向の長さより短い。

第１ハウジング３０は、前後方向の両方に開口する四角筒状である。第１ハウジング３０の内周面は、中心軸ＡＸを中心とする円筒状である。
第２ハウジング３２は、第１ハウジング３０の後方に固定されている。第２ハウジング３２は、ステーター１８の後方に配置されている。第２ハウジング３２は、シャフト１４の熱膨張率より熱膨張率が高い。第２ハウジング３２は、後方蓋部３２ａと、後方筒部３２ｂと、を備える。後方蓋部３２ａは、ステーター１８の後方を覆っている。後方蓋部３２ａの外形は、図２に示すように、前後方向に沿って視て、角丸の正方形状である。

後方蓋部３２ａには、図１に示すように、後方蓋部３２ａを前後方向に貫通する後方貫通孔３６が形成されている。後方貫通孔３６には、シャフト１４の後方の端部が通されている。後方貫通孔３６は、後方収容凹部３６ａと、後方挿通孔部３６ｂと、が前後方向に繋がって形成されている。後方収容凹部３６ａは、後方蓋部３２ａの前方の面から後方に窪んだ凹部である。後方収容凹部３６ａは、前方に開口し、軸受２４を収容している。後方収容凹部３６ａの内面は、図３に示すように、底面３６ｃと、内周面３６ｄと、を備える。なお、後方収容凹部３６ａは、後方に窪んでいなくてもよく、軸受２４を収容できるように開口していてもよい。また、後方収容凹部３６ａは、前方に開口していなくてもよく、軸受２４を収容できるように窪んでいればよい。また、後述する接着材４４に熱硬化性を使用する場合は、窪んでいなくてもよい。あるいは、段差がなくてもよい。

底面３６ｃは、前後方向と直交し、前方を向く面である。底面３６ｃは、中心軸ＡＸを中心とする円環状である。底面３６ｃは、後述するウェブワッシャー３８を介して、軸受２４を後方から支持している。内周面３６ｄは、底面３６ｃの外周縁部から前方に延びている。内周面３６ｄは、径方向と直交する円筒状の面である。内周面３６ｄには、溝３６ｅが形成されている。溝３６ｅは、図２に示すように、中心軸ＡＸを中心とする円環状である。溝３６ｅは、図３に示すように、軸受２４と径方向に対向する位置に形成されている。

後方挿通孔部３６ｂは、底面３６ｃから後方蓋部３２ａの後方の面までを貫通している。後方挿通孔部３６ｂは、中心軸ＡＸを中心とする。後方挿通孔部３６ｂの内径は、後方収容凹部３６ａの内径よりも小さい。

後方蓋部３２ａには、後方蓋部３２ａの後方の面から前方に窪んだ注入孔部４０が形成されている。注入孔部４０は、後方挿通孔部３６ｂの径方向外方に配置されている。注入孔部４０は、第１開口部４０ａ及び第２開口部４０ｂを備える。第１開口部４０ａは、後方蓋部３２ａの後方に開口している。すなわち、本実施形態では、第１開口部４０ａは、後方蓋部３２ａの後方の面（第２ハウジング３２の後方の面）に開口している。これにより、第１開口部４０ａは、ハウジング１２の外部に開口している。

第２開口部４０ｂは、後方収容凹部３６ａの内周面３６ｄに開口している。これにより、第２開口部４０ｂは、後方収容凹部３６ａの内部に開口している。本実施形態において第２開口部４０ｂは、底面３６ｃと内周面３６ｄとに跨って設けられている。すなわち、本実施形態において第２開口部４０ｂは、底面３６ｃにも開口している。第２開口部４０ｂは、溝３６ｅと繋がる。注入孔部４０は、後述するネジ部材４２が取り付けられていない状態において、後方収容凹部３６ａの内部とハウジング１２の外部とを連通させる。

注入孔部４０の内周面の少なくとも一部には、雌ネジ部４０ｃが形成されている。本実施形態において雌ネジ部４０ｃは、注入孔部４０の内周面のうち後方の部分に形成されている。図４に示すように、注入孔部４０のうち径方向内方の部分は、後方から視て、溝３６ｅ及び軸受２４における後述する外輪２４ｂと重なっている。注入孔部４０は、円形状の孔である。図２に示すように、本実施形態において注入孔部４０は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に複数形成されている。注入孔部４０の数は、例えば、３つである。注入孔部４０の大きさは、後述する未硬化の接着材４４を溝３６ｅに注入するためのディスペンサーを挿入できる程度の大きさである。

注入孔部４０の雌ネジ部４０ｃには、それぞれ、ネジ部材４２が螺合されている。これにより、注入孔部４０における第１開口部４０ａから第２開口部４０ｂまでの間の少なくとも一部が、ネジ部材４２によって閉塞されている。本実施形態においてネジ部材４２は、第１開口部４０ａを閉塞している。ネジ部材４２は、例えば、イモネジである。ネジ部材４２の後方の端部は、前後方向において第１開口部４０ａの周縁部と同じ位置に配置されている。本実施形態において第１開口部４０ａの周縁部とは、後方蓋部３２ａの後方の面の一部である。ネジ部材４２の前方の端部は、後方収容凹部３６ａの底面３６ｃよりも後方に位置している。

後方筒部３２ｂは、図１に示すように、後方蓋部３２ａの外周縁部から前方に突出している。後方筒部３２ｂの前方の端部は、第１ハウジング３０の後方の端部に接触している。

第３ハウジング３４は、第１ハウジング３０の前方に固定されている。第３ハウジング３４は、ステーター１８の前方に配置されている。第３ハウジング３４は、前方蓋部３４ａと、前方筒部３４ｂと、を備える。前方蓋部３４ａは、ステーター１８の前方を覆っている。前方蓋部３４ａの外形は、後方蓋部３２ａと同様に、前後方向に沿って視て、角丸の正方形状である。

前方蓋部３４ａには、前方蓋部３４ａを前後方向に貫通する前方貫通孔４６が形成されている。前方貫通孔４６には、シャフト１４の前方の端部が通されている。前方貫通孔４６は、前方収容凹部４６ａと、前方挿通孔部４６ｂと、が前後方向に繋がって形成されている。前方収容凹部４６ａは、前方蓋部３４ａの後方の面から前方に窪んだ凹部である。前方収容凹部４６ａは、後方に開口し、軸受２６を収容している。前方挿通孔部４６ｂは、前方収容凹部４６ａの底面から前方蓋部３４ａの前方の面までを貫通している。前方挿通孔部４６ｂは、中心軸ＡＸを中心とする。前方挿通孔部４６ｂの内径は、前方収容凹部４６ａの内径より小さい。なお、前方収容凹部４６ａは、後方に開口していなくてもよく、軸受２６を収容できるように窪んでいればよい。

前方筒部３４ｂは、前方蓋部３４ａの外周縁部から後方に突出している。前方筒部３４ｂの後方の端部は、第１ハウジング３０の前方の端部に接触している。前方筒部３４ｂの後方の端部と第１ハウジング３０の前方の端部との間には、Ｏリング７２が配置されている。

スペーサー８０は、第２ハウジング３２と軸受２４との間を拡げ、第２ハウジング３２と軸受２４との間に設けられる。スペーサー８０は、第２ハウジング３２の内周部と外輪２４ｂとの間に設けられている。スペーサー８０は、金属、樹脂など弾性材料を用い、ウェブワッシャー３８の力で接着材４４とともに撓む素材を用いる。スペーサー８０は、接着材４４より弾性率が低い。そうすることで、径方向にはスペーサー８０により拘束力が働き制限されるが、前後方向については、動作制限を少なくし、接着材４４の弾性を最大限利用できるようにし、１０μｍ以上移動できるようにする。これにより、軸受２４は、第２ハウジング３２に対して、前後方向に接着材４４の膜厚とスペーサー８０の撓みとにより、１０μｍ以上移動できる。また、径方向へは、スペーサー８０と第２ハウジング３２の内周面（壁面）３６ｄとで５μｍも移動しない。

なお、スペーサー８０の形状は、ワイヤーであってもよい。スペーサー８０は、予圧により移動（可動）できればよく、弾性はなくてもよい。スペーサー８０は、第２ハウジング３２と軸受２４との隙間を埋めることができればよく、がたが出ないようになればよい。スペーサー８０は、第２ハウジング３２に接触していてもよい。また、スペーサー８０は、軸受２４に接触していてもよい。

図５及び図６は、接着材４４とスペーサー８０とを示す断面図である。
スペーサー８０は、図５に示すように、柱状である。スペーサー８０は、第２ハウジング３２の内周部から突設された柱状であってもよい。柱状のスペーサー８０は、図６に示すように、予圧により撓ってもよい。これにより、スペーサー８０は、第２ハウジング３２の内周面（内周部）３６ｄから突設されているため、位置精度が向上する。よって、外輪２４ｂと第２ハウジング３２との接着時にスペーサー８０のズレ等が生じ難くなる。また、スペーサー８０の形状は、フォトリソで作ってもよいし、アルミハウジング自体から加工で切り出してもよい。スペーサー８０が柱状の場合は、少ない荷重でたわみが大きいものが好ましい。

スペーサー８０は、樹脂であってもよい。スペーサー８０は、合成ゴム、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などの弾性材料であってもよい。スペーサー８０の弾性材料は、ゴム又はエラストマーであり、例えば、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）であってもよい。

スペーサー８０は、金属などを用いてもよい。スペーサー８０の樹脂材料は、例えば、ＰＡ６などの樹脂族骨格を含むポリアミド、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であってもよい。

ローター１６は、シャフト１４と、マグネット４８と、を備える。ローター１６は、中心軸（回転軸）ＡＸの周りに回転する。
シャフト１４は、中心軸ＡＸを中心とする円柱状である。シャフト１４は、ハウジング１２の熱膨張率より熱膨張率が低い。シャフト１４の後方の端部は、後方貫通孔３６を介してハウジング１２の外部に突出している。シャフト１４の前方の端部は、前方貫通孔４６を介してハウジング１２の外部に突出している。シャフト１４の前方の端部は、モーター１０によって駆動される被駆動部が取り付けられる出力部である。マグネット４８は、前後方向に延びる円筒状である。マグネット４８は、シャフト１４の外周面に固定されている。

ステーター１８は、シャフト１４の径方向においてローター１６と隙間を介して対向して配置されている。ステーター１８は、マグネット４８の径方向外方を囲んでいる。ステーター１８は、ステーターコア５０と、インシュレーター５２と、複数のコイル５４と、を備える。ステーター１８は、ローター１６の外周に配置されている。

ステーターコア５０は、マグネット４８の径方向外方を囲む円環状の部材である。ステーターコア５０の外周面は、第１ハウジング３０の内周面に固定されている。インシュレーター５２は、ステーターコア５０に装着された絶縁性の部材である。複数のコイル５４は、インシュレーター５２を介してステーターコア５０に装着されている。複数のコイル５４は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。

モールド部２０は、ステーターコア５０における径方向両方の端部を除いて、ステーター１８の周囲を覆っている樹脂部分である。ステーター１８は、モールド部２０に埋め込まれている。モールド部２０は、前後方向に延びる略円筒状である。モールド部２０の後方の端部は、後方蓋部３２ａの前方の面と接触している。モールド部２０の後方の端部と、後方蓋部３２ａの前方の面と、の間には、Ｏリング７４が配置されている。

回路基板２２は、ステーター１８の後方において、モールド部２０に埋め込まれている。回路基板２２は、板面が前後方向と直交する板状である。図示は省略するが、回路基板２２には、コイル５４を構成するコイル線が接続されている。図２に示すように、回路基板２２は、ハウジング１２の外部に突出する突出部２２ａを備える。突出部２２ａは、第２ハウジング３２の後方筒部３２ｂから左右方向の一方に突出している。突出部２２ａには、接続端子部２２ｂが形成されている。接続端子部２２ｂに電源が接続されることで、コイル５４に電力を供給することができる。

本実施形態において軸受２４，２６は、図１に示すように、ボールベアリングである。軸受２４，２６は、シャフト１４を回転可能に支持している。軸受２４は、後方収容凹部３６ａに収容されて、第２ハウジング３２に保持されている。軸受２４は、図３に示すように、内輪２４ａと、外輪２４ｂと、複数の転動体２４ｃと、を備える。軸受２４は、シャフト１４の前後方向に支持される内輪２４ａと、第２ハウジング３２の前後方向に支持される外輪２４ｂと、転動体２４ｃと、を備える。内輪２４ａは、中心軸ＡＸを中心とする円筒状である。内輪２４ａは、シャフト１４に嵌め合わされている。内輪２４ａは、例えば、シャフト１４に圧入されて固定されている。

外輪２４ｂは、内輪２４ａの径方向外方に配置されている。外輪２４ｂは、中心軸ＡＸを中心とする円筒状である。外輪２４ｂは、後方収容凹部３６ａに嵌め合わされている。外輪２４ｂは、例えば、後方収容凹部３６ａに隙間嵌めされている。外輪２４ｂの外周面（軸受２４の外周面）は、溝３６ｅに注入された接着材４４を介して後方収容凹部３６ａの内周面３６ｄに固定されている。接着材４４は、例えば、嫌気性の接着材である。

接着材４４は、図５に示すように、第２ハウジング３２の内周部と外輪２４ｂとの間に設けられている。接着材４４の膜厚（第２ハウジング３２と軸受２４との間）は、例えば、６０μｍである。接着材４４の膜厚（スペーサー８０と軸受２４との間）は、例えば、５μｍである。なお、接着材４４が柔らかいものなら膜厚は、２０μｍ以上であってもよい。また、嫌気性の接着材４４を用いる場合は、好ましくは、６０μｍであってもよい。これにより、接着材４４が表面張力で第２ハウジング３２の内周部と外輪２４ｂとの間に行き渡る。また、嫌気性の接着材４４を用いることで確実に接着でき、作業性の向上を図ることができる。

接着材４４としては、常温硬化型接着材を用いてもよい。接着材４４としては、常温硬化シリコーンなどの弾性接着材や、嫌気性接着材を用いてもよい。なお、樹脂部材は、モールド、プラスチックであってもよい。

複数の転動体２４ｃは、内輪２４ａと外輪２４ｂとの径方向の間に配置され、内輪２４ａと外輪２４ｂとを連結している。複数の転動体２４ｃは、周方向に沿って配置されている。軸受２４の後方には、ウェブワッシャー３８が配置されている。

ウェブワッシャー３８は、第２ハウジング３２に固定され、外輪２４ｂを前後方向に付勢している。ウェブワッシャー３８は、軸受２４あるいは軸受２６のどちらに設けられてもよい。ウェブワッシャー３８は、円環状の薄板に波をつけたものである。ウェブワッシャー３８は、板バネである。これにより、第２ハウジング３２と軸受２４との隙間を小さくすることができるので、例えば、コイルバネを用いて外輪の付勢を行うよりシャフトやハウジングの軸方向の寸法を小さく設定することができる。なお、ウェブワッシャー３８は、コイルバネであってもよい。

軸受２６は、図１に示すように、前方収容凹部４６ａに収容されて、第３ハウジング３４に保持されている。軸受２６の構造は、軸受２４の構造と同様である。軸受２６の固定方法は、軸受２４の固定方法と同様である。

図７は、シャフト１４と第２ハウジング３２とが膨張する前の接着材４４とスペーサー８０との状態を示す断面図である。図８は、シャフト１４と第２ハウジング３２とが膨張したときの接着材４４とスペーサー８０との状態を示す断面図である。
外輪２４ｂが接着材４４で第２ハウジング３２に固定されている場合には、第２ハウジング３２が膨張すると、予圧が緩んでしまう。ところが、図８に示すように、接着材４４が延びて（接着材４４の断面が図７に示す四辺形から図８に示す平行四辺形に変形している）、第２ハウジング３２と軸受２４との隙間を維持している。

具体的には、図示しないが、膨張前と膨張時とを比べると、熱によりシャフト１４が膨張することで内輪２４ａが後方に移動する。また、第２ハウジング３２が膨張することで外輪２４ｂも後方に移動する。内輪２４ａの移動が外輪２４ｂの移動と比べて短いので、予圧は若干弱まるが、接着材４４が延びて、内輪２４ａ及び外輪２４ｂと転動体２４ｃとの間の隙間は、拡がらず維持されている。

検出装置２８は、第２ハウジング３２の後方に配置されている。検出装置２８は、ローター１６の回転位置を検出する。本実施形態において検出装置２８は、光学式の検出装置である。検出装置２８は、被検出部５６と、センサー部５８と、ケース６０と、を備える。

被検出部５６は、径方向に拡がる円板状の部材である。被検出部５６は、シャフト１４に固定されている。より詳細には、被検出部５６は、ネジ６２によって、シャフト１４の後方の端部に固定されている。被検出部５６は、図３に示すように、注入孔部４０における第１開口部４０ａの後方を覆っている。図示は省略するが、被検出部５６の後方の面には、光を反射する反射部と、光を反射しない非反射部と、が設けられている。非反射部は、例えば、被検出部５６を前後方向に貫通する複数のスリット等である。

センサー部５８は、図１に示すように、被検出部５６の後方に配置されている。センサー部５８は、第２ハウジング３２の後方の面に固定されている。図示は省略するが、センサー部５８は、被検出部５６に対して光を照射する光源部と、被検出部５６のうちの反射部によって反射された光を検出する受光部と、を備える。光源部から光が照射されると被検出部５６の部分は、シャフト１４とともに被検出部５６が回転することで、反射部と非反射部との間で変化する。これにより、センサー部５８は、受光部によって光の検出を行うことで、被検出部５６の回転位置を検出可能である。したがって、検出装置２８は、被検出部５６とともに回転するローター１６の回転位置を検出できる。

ケース６０は、前方に開口し、後方に底部を備える四角筒状の部材である。ケース６０は、センサー部５８の後方及び径方向外方を覆っている。ケース６０の前方の端部は、第２ハウジング３２における後方蓋部３２ａに固定されている。ケース６０は、ハウジング１２とともに、モーター１０の外殻の一部を構成している。

次に、軸受２４の固定方法について説明する。
作業者は、軸受２４の外輪２４ｂの外周面と、第２ハウジング３２の内周面３６ｄとの間の溝３６ｅにスペーサー８０を設ける。そして、軸受２４が後方収容凹部３６ａに嵌め合わされた状態で、第１開口部４０ａから注入孔部４０内にディスペンサーを挿入し、注入孔部４０に開口する溝３６ｅに未硬化の接着材４４を注入する。溝３６ｅに注入された未硬化の接着材４４は、例えば、毛細管現象等により、円環状の溝３６ｅ全体に充填される。そして、未硬化の接着材４４が硬化することで、軸受２４における外輪２４ｂの外周面が接着材４４によって後方収容凹部３６ａの内周面３６ｄと固定される。これにより、作業者は、軸受２４を第２ハウジング３２に固定することができる。その後、作業者は、雌ネジ部４０ｃにネジ部材４２を螺合して、第１開口部４０ａを閉塞する。

本実施形態によれば、外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間に、接着材４４と、接着材４４より弾性率の低いスペーサー８０とが設けられる。また、第２ハウジング３２と外輪２４ｂとは、接着材４４を介して接合され、接着材４４の前後方向長さは、外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間の径方向長さよりも長いため、外輪２４ｂが前後方向に移動できる。また、スペーサー８０の径方向の長さは、外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間の径方向の長さより短い。これにより、スペーサー８０が径方向で軸受２４を支持でき、軸心のぶれを低減できる。また、接着材４４の膜厚が厚くても、スペーサー８０があるので軸方向の変形が軽減できる。さらに、外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間を埋めて、接着材４４の径方向の厚みを薄くできる。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。
上記説明においては、ハウジング１２は、３つの別部材から成る構成としたが、これに限られない。ハウジング１２は、単一の部材であってもよい。

図９は、スペーサー８０の変形例を示す断面図である。
スペーサー８０は、図９に示すように、球状であってもよい。接着材４４の中に球状のスペーサー８０を入れてもよい。これにより、外輪２４ｂと第２ハウジング３２とを接着する際、スペーサー８０が比較的容易かつ良好に外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間に収容される。また、スペーサー８０の位置決めが容易である。

図１０は、スペーサー８０の変形例を示す斜視図である。
スペーサー８０は、図１０に示すように、環状（リング状）であってもよい。スペーサー８０は、例えば、厚さ６０μｍで２〜３本が好ましい。これにより、外輪２４ｂと第２ハウジング３２とを接着する際、スペーサー８０が比較的容易かつ良好に外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間に収容される。また、スペーサー８０の製造が容易である。

図１１は、スペーサー８０の変形例を示す斜視図である。
スペーサー８０は、図１１に示すように、前後方向に延びるコイル状（スプリング状）であってもよい。スペーサー８０は、らせん状であってもよい。これにより、コイルとコイルとの間（距離）を自由に設計できるので、均等に支持でき、シャフト１４が倒れ難くなり安定する。また、外輪２４ｂと第２ハウジング３２とを接着する際、スペーサー８０が比較的容易かつ良好に外輪２４ｂと第２ハウジング３２との間に収容される。

ネジ部材４２は、注入孔部４０における第１開口部４０ａから第２開口部４０ｂまでの間の少なくとも一部を閉塞するならば、注入孔部４０におけるいずれの位置を閉塞してもよい。具体的には、ネジ部材４２は、注入孔部４０における第１開口部４０ａから第２開口部４０ｂまでの間の中間部分を閉塞してもよいし、第２開口部４０ｂを閉塞してもよいし、注入孔部４０全体を閉塞してもよい。

また、ネジ部材４２の後方の端部は、第１開口部４０ａの周縁部より前方に配置されていてもよい。この場合においても、ネジ部材４２が第２ハウジング３２よりも後方に出っ張ることがなく、検出装置２８を第２ハウジング３２に対して、より近づけて配置しやすい。また、ネジ部材４２の後方の端部は、第１開口部４０ａの周縁部よりも後方に配置されていてもよい。ネジ部材４２は、特に限定されず、イモネジ以外のネジであってもよい。また、注入孔部４０の数及びネジ部材４２の数は、特に限定されず、１つ又は２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。注入孔部４０の全体に雌ネジ部４０ｃが形成されてもよい。

軸受２４，２６は、例えば、滑り軸受等、ボールベアリング以外の軸受であってもよい。軸受２４，２６を固定する接着材４４の種類は、特に限定されず、嫌気性以外の接着材であってもよい。検出装置２８は、ローター１６の回転を検出できるならば、特に限定されない。検出装置２８は、磁気式の検出装置であってもよい。

＜ロボットの実施形態＞
図１２は、上述した実施形態のモーター１０が搭載されるロボットの一例を示す斜視図である。ロボット２は、図１２に示すように、天吊り用の６軸垂直多関節型のロボットである。ロボット２は、基台６４と、第１アーム６６ａと、第２アーム６６ｂと、第３アーム６６ｃと、第４アーム６６ｄと、第５アーム６６ｅと、第６アーム６６ｆと、エンドエフェクター６８と、制御部７０と、モーター１０と、を備える。

第１アーム６６ａと第２アーム６６ｂと第３アーム６６ｃと第４アーム６６ｄと第５アーム６６ｅと第６アーム６６ｆとは、それぞれ関節を介してこの順に連結されている。第１アーム６６ａは、基台６４に固定されている。エンドエフェクター６８は、第６アーム６６ｆに取り付けられている。制御部７０は、基台６４の内部に設けられている。制御部７０は、ロボット２の動作を制御する。各アームには、モーター１０が組み込まれている。モーター１０によって、各アームが駆動される。

なお、モーター１０が搭載されるロボットは、上述したロボット２以外でもよく、特に限定されない。モーター１０が搭載されるロボットは、天吊り用以外の垂直多関節型のロボットでもよいし、自由度が５軸以下又は７軸以上のロボットであってもよいし、双腕ロボットでもよい。

また、モーター１０の用途は、特に限定されず、ロボット以外の機器に搭載されてもよい。例えば、プリンターに搭載されてもよい。また、上述した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。

モーターは、コイルを有するステーターと、軸部材を有し、前記ステーターに対し回転するローターと、前記軸部材を前記軸部材の軸方向に支持する内輪と、前記内輪が回転可能に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された転動体と、を有した軸受と、前記軸部材の熱膨張率より熱膨張率が高く、前記ローターと前記ステーターと前記軸受とを収容するハウジングと、前記ハウジングに対し前記外輪を前記軸方向に付勢する付勢部材と、前記ハウジングと前記外輪との間に設けられる樹脂部材と、前記ハウジングと前記外輪との間に、前記樹脂部材の中に設けられ、前記樹脂部材より弾性率の低い支持部材と、を有し、前記ハウジングと前記外輪とは、前記樹脂部材を介して接合され、前記樹脂部材の軸方向の長さは、前記外輪と前記支持部材との間の径方向の長さより長く、前記支持部材の径方向の長さは、前記外輪と前記ハウジングとの間の径方向の長さより短いことを特徴とする。

これによれば、外輪とハウジングとの間に、樹脂部材と、樹脂部材より弾性率の低い支持部材とが設けられる。また、樹脂部材の軸方向長さは、外輪とハウジングとの間の径方向長さよりも長いため、外輪が軸方向に移動できる。これにより、支持部材が径方向で軸受を支持でき、軸心のぶれを低減できる。また、樹脂部材の膜厚が厚くても、支持部材があるので軸方向の変形が軽減できる。

上記のモーターでは、前記支持部材は、前記ハウジングから突設していることが好ましい。

これにより、支持部材は、ハウジングの内周部から突設されているため、位置精度が向上する。よって、外輪とハウジングとの接着時に支持部材のズレ等が生じ難くなる。

上記のモーターでは、前記支持部材は、球状であることが好ましい。

これにより、外輪とハウジングとを接着する際、支持部材が比較的容易かつ良好に外輪とハウジングとの間に収容される。また、支持部材の位置決めが容易である。

上記のモーターでは、前記支持部材は、環状であることが好ましい。

これにより、外輪とハウジングとを接着する際、支持部材が比較的容易かつ良好に外輪とハウジングとの間に収容される。また、支持部材の製造が容易である。

上記のモーターでは、前記支持部材は、軸方向に延びるコイル状であることが好ましい。

これにより、コイルとコイルとの間（距離）を自由に設計できるので、均等に軸受を支持でき、シャフトが倒れ難くなり安定する。また、外輪とハウジングとを接着する際、支持部材が比較的容易かつ良好に外輪とハウジングとの間に収容される。

上記のモーターでは、前記付勢部材は、板バネであることが好ましい。

これにより、軸受間の隙間を小さくすることができるので、例えば、コイルバネを用いて外輪の付勢を行うよりシャフトやハウジングの軸方向の寸法を小さく設定することができる。

上記のモーターでは、前記樹脂部材は、嫌気性の接着材であることが好ましい。

これにより、確実に接着でき、作業性の向上を図ることができる。

本願のロボットは、上記のモーターを有することを特徴とする。

これにより、上記のモーターを備えるため、モーターのハウジングが熱膨張しても、信頼性に優れたロボットが得られる。

２…ロボット １０…モーター １２…ハウジング １４…シャフト（軸部材） １６…ローター １８…ステーター ２０…モールド部 ２２…回路基板 ２２ａ…突出部 ２２ｂ…接続端子部 ２４…軸受 ２４ａ…内輪 ２４ｂ…外輪 ２４ｃ…転動体 ２６…軸受 ２８…検出装置 ３０…第１ハウジング ３２…第２ハウジング ３２ａ…後方蓋部 ３２ｂ…後方筒部 ３４…第３ハウジング ３４ａ…前方蓋部 ３４ｂ…前方筒部 ３６…後方貫通孔 ３６ａ…後方収容凹部 ３６ｂ…後方挿通孔部 ３６ｃ…底面 ３６ｄ…内周面 ３６ｅ…溝 ３８…ウェブワッシャー（付勢部材） ４０…注入孔部 ４０ａ…第１開口部 ４０ｂ…第２開口部 ４０ｃ…雌ネジ部 ４２…ネジ部材 ４４…接着材（樹脂部材） ４６…前方貫通孔 ４６ａ…前方収容凹部 ４６ｂ…前方挿通孔部 ４８…マグネット ５０…ステーターコア ５２…インシュレーター ５４…コイル ５６…被検出部 ５８…センサー部 ６０…ケース ６２…ネジ ６４…基台 ６６ａ…第１アーム ６６ｂ…第２アーム ６６ｃ…第３アーム ６６ｄ…第４アーム ６６ｅ…第５アーム ６６ｆ…第６アーム ６８…エンドエフェクター ７０…制御部 ７２，７４…Ｏリング ８０…スペーサー（支持部材）。

Claims (8)

1. コイルを有するステーターと、
   軸部材を有し、前記ステーターに対し回転するローターと、
   前記軸部材を前記軸部材の軸方向に支持する内輪と、前記内輪が回転可能に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された転動体と、を有した軸受と、
   前記軸部材の熱膨張率より熱膨張率が高く、前記ローターと前記ステーターと前記軸受とを収容するハウジングと、
   前記ハウジングに対し前記外輪を前記軸方向に付勢する付勢部材と、
   前記ハウジングと前記外輪との間に設けられる樹脂部材と、
   前記ハウジングと前記外輪との間に、前記樹脂部材の中に設けられ、前記樹脂部材より弾性率の低い支持部材と、
   を有し、
   前記ハウジングと前記外輪とは、前記樹脂部材を介して接合され、
   前記樹脂部材の軸方向の長さは、前記外輪と前記支持部材との間の径方向の長さより長く、
   前記支持部材の径方向の長さは、前記外輪と前記ハウジングとの間の径方向の長さより短いことを特徴とするモーター。
2. 請求項１に記載のモーターにおいて、
   前記支持部材は、前記ハウジングから突設していることを特徴とするモーター。
3. 請求項１に記載のモーターにおいて、
   前記支持部材は、球状であることを特徴とするモーター。
4. 請求項１に記載のモーターにおいて、
   前記支持部材は、環状であることを特徴とするモーター。
5. 請求項１に記載のモーターにおいて、
   前記支持部材は、軸方向に延びるコイル状であることを特徴とするモーター。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のモーターにおいて、
   前記付勢部材は、板バネであることを特徴とするモーター。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のモーターにおいて、
   前記樹脂部材は、嫌気性の接着材であることを特徴とするモーター。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のモーターを有することを特徴とするロボット。

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