JP5651999B2 - ダイレクトドライブモータ、インデックステーブル及び位置決め装置 - Google Patents

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。

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。

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。

特開２００５−０４５９６８号公報

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。

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、インデックテーブル及び位置決め装置を提供することを目的とする。

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、軸心に貫通孔を有して外形が円筒形状であるモータのハウジングと、該ハウジングの円筒部内に固定された円筒状のステータと、該ステータの内側に対向して配設され、軸受を介して前記ハウジングに回転自在に支持された円筒状のロータと、該ロータの外周面に接着剤により固定された永久磁石と、前記ロータの上面に固定された円環状のロータフランジと、前記ハウジングの貫通孔を挿通するように配置されるとともに、上端に円板状の傘部を備えた断面Ｔ字状に形成された出力軸であって、前記傘部が前記ロータフランジの上面に固定されて、前記ロータの内周に嵌着された前記軸受を介して前記ハウジングに回転自在に支持された出力軸とを備えたダイレクトドライブモータにおいて、前記ハウジングの円筒部の上端に取り付けられたシールハウジングに嵌入され、リップが前記出力軸の前記傘部の下面に当接して、モータ内部への塵埃の侵入を防止するダストシールと、前記シールハウジングに嵌入され、一対のリップが前記出力軸の前記傘部から下方に突出する円筒部の外周面に当接して、モータ内部への液体の侵入を防止するオイルシールと、前記オイルシールの前記一対のリップが前記円筒部の外周面に当接する部分に形成される空間内に充填されるグリースと、前記ロータフランジの外周面に形成された、下方に向けて突出する環状凸部とを備え、前記オイルシール、前記環状凸部及び前記永久磁石は、前記オイルシール、前記環状凸部及び前記永久磁石の順に上から下に配置されるとともに、前記オイルシール、前記環状凸部及び前記永久磁石の順に径方向外側から径方向内側に配置されていることを特徴としている。
また、本発明のインデックステーブルは、前述のダイレクトドライブモータを備えることを特徴としている。
更に、本発明の位置決め装置は、前述のダイレクトドライブモータを備えることを特徴としている。

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。

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。 図１におけるグリース流れ止め部の拡大図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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 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

Claims (3)

1. 軸心に貫通孔を有して外形が円筒形状であるモータのハウジングと、該ハウジングの円筒部内に固定された円筒状のステータと、該ステータの内側に対向して配設され、軸受を介して前記ハウジングに回転自在に支持された円筒状のロータと、該ロータの外周面に接着剤により固定された永久磁石と、前記ロータの上面に固定された円環状のロータフランジと、前記ハウジングの貫通孔を挿通するように配置されるとともに、上端に円板状の傘部を備えた断面Ｔ字状に形成された出力軸であって、前記傘部が前記ロータフランジの上面に固定されて、前記ロータの内周に嵌着された前記軸受を介して前記ハウジングに回転自在に支持された出力軸とを備えたダイレクトドライブモータにおいて、
   前記ハウジングの円筒部の上端に取り付けられたシールハウジングに嵌入され、リップが前記出力軸の前記傘部の下面に当接して、モータ内部への塵埃の侵入を防止するダストシールと、前記シールハウジングに嵌入され、一対のリップが前記出力軸の前記傘部から下方に突出する円筒部の外周面に当接して、モータ内部への液体の侵入を防止するオイルシールと、前記オイルシールの前記一対のリップが前記円筒部の外周面に当接する部分に形成される空間内に充填されるグリースと、前記ロータフランジの外周面に形成された、下方に向けて突出する環状凸部とを備え、
   前記オイルシール、前記環状凸部及び前記永久磁石は、前記オイルシール、前記環状凸部及び前記永久磁石の順に上から下に配置されるとともに、前記オイルシール、前記環状凸部及び前記永久磁石の順に径方向外側から径方向内側に配置されていることを特徴とするダイレクトドライブモータ。
2. 請求項１に記載のダイレクトドライブモータを備えたことを特徴とするインデックステーブル。
3. 請求項１に記載のダイレクトドライブモータを備えたことを特徴とする位置決め装置。

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