JP5742380B2 - ダイレクトドライブモータ及び機械装置 - Google Patents

Description

本発明は、被操作物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及び機械装置に係り、特にダイレクトドライブモータの密封構造に関する。

従来より、ダイレクトドライブモータは半導体製造装置等に使用され、比較的クリーンな環境で使用されることが多かった。しかしながら近年、屋外でも使用できるよう防水性を付加するなどしてダイレクトドライブモータの用途開拓が行われている。

例えば、特許文献１には、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ものが開示されている。

特願２０１０−１２１２８６号

しかしながら、この先行技術においては、重力方向上向きに開口部が向いているシールがあり、浸入して来た水等の液体や塵がこのシールの開口部に溜まってしまう。この溜まった液体や塵の種類によっては、シールを劣化させ得る。これを防ぐ為には、特許文献１のように別途ダストシールを設置する必要があり、部品点数が多くなってしまいコスト上の問題がある。

本発明は、上記従来例の問題点に着目してなされたものであり、別途ダストシールを設置する必要がなく、すなわち部品コストを要することなく、水等の液体や塵埃が内部に侵入することを抑えたダイレクトドライブモータ及び機械装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のダイレクトドライブモータを提供する。
（１）任意の設置箇所に固定される固定部位と、前記固定部位に対し相対回転する回転部位と、前記固定部位と前記回転部位との間に円環状のシールを有し、前記シールの軸方向半断面は軸方向に開口した略Ｕ字状の形状を有しており、用いられる全ての前記シールが重力方向下向きに開口しているダイレクトドライブモータ。
（２）回転力を発生する駆動部と、液体や塵の悪影響を受けやすい付属機能部とを有し、前記駆動部と前記付属機能部は、外周被覆部材に覆われている（１）に記載のダイレクトドライブモータ。
（３）前記外周被覆部材は前記固定部位の一部であり、前記シールが固定されている（２）に記載のダイレクトドライブモータ。
（４）前記外周被覆部材は前記固定部位の一部であり、前記シールのリップが接触している（２）に記載のダイレクトドライブモータ。
（５）前記駆動部はアウターロータ型の中空モータであり、そのロータは軸方向一方の端部で円板部材の外径側に連結され、その円板部材は内径側でシャフトに連結され、そのシャフトは中空モータの内側を通じて前記付属機能部に連結されている（２）〜（４）に記載のダイレクトドライブモータ。
（６）前記円板部材と前記シャフトは別体であり、密封部材を介して結合されている（５）に記載のダイレクトドライブモータ。
（７）前記付属機能部は、前記回転部位の回転を抑える機能を有するブレーキ機構である（２）〜（６）に記載のダイレクトドライブモータ。
また、上記課題を解決するために、本発明は以下の機械装置を提供する。
（８）（１）〜（７）に記載のダイレクトドライブモータを備えた機械装置。

本発明によれば、重力方向上側に開口部が向いているシールがなく、このシールの開口部に、浸入して来た水等の液体や塵が溜まってしまうようなことはなく、別途ダストシールを設置する必要がない。

本発明に係る実施形態である吊下げ型のダイレクトドライブモータの断面図である。

以下、本発明について詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

本発明は、ダイレクトドライブモータに関し、具体的には、当該ダイレクトドライブモータの防塵及び防水などの密閉構造の改良に関する。ダイレクトドライブモータは、ギヤやベルト、又はローラなどの伝達機構を介在させることなく、被回転物に回転力をダイレクトに伝達し、当該被回転物を固定部位に対して所定角度回転させる駆動方式（モータ負荷直結型の駆動方式）を採用した電動機である。

なお、本発明に係るダイレクトドライブモータは、各種の機械装置に搭載される大小様々な駆動装置（回転電動機）として適用することができ、その用途はここでは特に限定しないが、主として、加工機械、屋外、又は輸送用機器外部など粉塵や液体（一例として、水）などの異物にさらされるような環境下で使用される場合を想定している。

本発明は、防水及び防塵などを目的としたダイレクトドライブ方式のモータであり、全てのシールの開口部が重力方向下向き外気側になるように配置し、外周を外周被覆部材で覆い、また、ロータに連結された円板部材と一体もしくは、円板部材とのつなぎ目より水等が浸入しないように締結されたシャフトを持つ構造である。前記構造により、付属機能部であるブレーキなど、駆動部への接続部品を密封構造としたうえで、少ない部品点数で接続可能としている。

従来のダイレクトドライブモータでは、付属機能部であるブレーキなど、駆動部への接続部品を密封構造として接続するためには、シールや外壁となる防水部材を多数追加する必要があった。これに対し、本願発明では、接続部品も含め外周を外周被覆部材で覆い、ロータに連結された円板部材と一体もしくは、円板部材とのつなぎ目より水等が浸入しないように締結されたシャフトにて接続部品と接続する事により、部品を増やす事なく接続を可能にしている。

本願発明は、防塵、防水の為に、シールにより、液体や粉塵が舞う気体等から、駆動部、センサ部、又は付属機能部等がある内部を遮断、密閉した構造のダイレクトドライブモータである。シールの開口部が重力方向下向きになるよう配置する事により、シール開口部に水や塵等が溜まる事を防ぎ、より内部に入りにくくなる。また、シールの劣化を防いでいる。

また、ロータに連結された円板部材と一体のシャフトに、付属機能部であるブレーキなど接続部品を接続し、外周被覆部材により接続部材ごと外周を覆い、その外周被覆部材と回転部位との間にシールを配置することにより、簡単かつ少ない部品点数にて密閉構造を可能にしている。

シャフトを円板部材と一体ではなく、２つ以上の部品を締結したものとし、部品間の継ぎ目から水や塵等が入らぬよう、部品間にＯリング等を介在させて締結し、密封構造としてもよい。

以下、図を用いて実施例を挙げて更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

図１は、本発明に係る実施形態である吊下げ型のダイレクトドライブモータの断面図である。また、通常の重力方向に図示しており、図の上側が重力方向上側で、図の下側が重力方向下側である。このダイレクトドライブモータ１には、径方向外側が回転するアウターロータ型モータ機構である駆動部２があり、ここで回転力を発生している。駆動部２にあるロータ３は、ステータ２１に軸受４を介して相対回転可能に軸方向及び径方向に支持されている。ステータ２１は、任意の設置箇所に固定される固定部位に連結されており、設置箇所に対して回転しないようになっている。

軸受４の下部には、例えば分解能の異なる２種類のレゾルバからなるセンサ部５があり、回転角度を検出している。この回転角度を用いてロータ３の回転が図示しない制御器によって制御される。ロータ３は、下部で円板部材６の外周側に連結されている。円板部材６には接続部が設けてあり、被回転物と接続することができる。また、円板部材６は、その内径側にあるシャフト１０に、密封部材であるＯリング１２１を介して結合されている。シャフト１０は、中空である駆動部２の内径側を通じて上部にある付属機能部１１に連結されている、

付属機能部１１は、例えば、回転部位の回転を必要に応じて抑える機能を有するブレーキ機構であり、液体や塵により悪影響を受けやすいものである。また、駆動部２やセンサ部５も液体や塵により悪影響を受けやすい。そこで、本実施例では、上部を覆う円板状の外周被覆部材７１、径方向外周を覆う外周被覆部材７２、及び下部を覆う円環状の外周被覆部材７３にて、駆動部２、センサ部５、及び付属機能部１１を全体的に覆っている。外周被覆部材７１と外周被覆部材７２とは、密封部材１２３であるＯリングを介して結合され、結合部の隙間から液体や塵が侵入しないようにしている。また、外周被覆部材７２と外周被覆部材７３とは、密封部材１２２であるＯリングを介して結合され、結合部の隙間から液体や塵が侵入しないようにしている。また、外周被覆部材７１は、任意の設置箇所に固定可能となっており、外周被覆部材全体は固定部位の一部となっている。

付属機能部１１の上部には、密封部材１２４であるＯリングを介してシールハウジング９が結合されており、このシールハウジング９の上部内径側にはシール８１が固定されている。このシール８１は、円環状であり、このシール８１の軸方向半断面（リング状のシールを軸方向に中心を通る面で切断したときの左右どちらかの面）は軸方向に開口した略Ｕ字状の形状をしている。そして、そのシール８１は重力方向下向きかつ外気側に開口するように固定されている。シール８１の内径側にはリップがあり外周被覆部材７１の一部軸方向下側に突出した部位の外周に接触している。このようにダイレクトドライブモータ１の上部において、固定部位と回転部位との間を密封しているので、仮に水分が開口部内まできてもシールの開口部に溜まることはない。

外周被覆部材７３の内径側には、シール８２が固定されている。このシール８２は、円環状であり、このシール８２の軸方向半断面は軸方向に開口した略Ｕ字状の形状をしている。そして、そのシール８２は重力方向下向きかつ外気側に開口するように固定されている。シール８２の内径側にはリップがあり円板部材６の一部軸方向下側に突出した部位の外周に接触している。このようにダイレクトドライブモータ１の下部において、固定部位と回転部位との間を密封しているので、仮に水分が開口部内まできてもシールの開口部に溜まることはない。

以上、一実施例について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、円板部材６とシャフト１０を密封部材１２１を介して結合したが、円板部材６とシャフト１０とを一体とした部材を用いてもよい。また、上記実施例では、上部を固定する吊り下げ型のダイレクトドライブモータ１の場合について説明したが、下部を固定する通常のダイレクトドライブモータにおいても適用可能である。

以上説明したように、本発明のダイレクトドライブモータは、任意の設置箇所に固定される固定部位と、前記固定部位に対し相対回転する回転部位と、前記固定部位と前記回転部位との間に円環状のシールを有し、前記シールの軸方向半断面は軸方向に開口した略Ｕ字状の形状を有しており、用いられる全ての前記シールが重力方向下向きかつ外気側に開口しているので、シールの開口部に、浸入して来た水等の液体や塵が溜まってしまうようなことはなく、別途ダストシールを設置する必要がない。
また、本発明のダイレクトドライブモータが回転力を発生する駆動部と、液体や塵の悪影響を受けやすい付属機能部とを有しても、前記駆動部と前記付属機能部が外周被覆部材に覆われるようにすると、少ない部品点数で水等の液体や塵埃が内部に侵入することを抑えることができる。
また、本発明のダイレクトドライブモータにおいて、前記外周被覆部材は前記固定部位の一部とし、前記シールが固定されてもよい。
また、本発明のダイレクトドライブモータにおいて、前記外周被覆部材は前記固定部位の一部とし、前記シールのリップが接触していてもよい。
また、本発明のダイレクトドライブモータにおいて、前記駆動部はアウターロータ型の中空モータであり、そのロータは軸方向一方の端部で円板部材の外径側に連結され、その円板部材は内径側でシャフトに連結され、そのシャフトは中空モータの内側を通じて前記付属機能部に連結される構造とすると、少ない部品点数で水等の液体や塵埃が内部に侵入することを抑え、また少ない部品点数で前記ロータと前記付属機能部を接続することができる。
また、本発明のダイレクトドライブモータにおいて、前記円板部材と前記シャフトは別体であり、密封部材を介して結合されてもよい。
また、本発明のダイレクトドライブモータにおいて、前記付属機能部は、前記回転部位の回転を抑える機能を有するブレーキ機構であってもよい。

１…ダイレクトドライブモータ
２…駆動部
２１…ステータ
３…ロータ
４…軸受
５…センサ部
６…円板部材
７１，７２，７３…外周被覆部材
８１，８２…シール
９…シールハウジング
１０…シャフト
１１…付属機能部（ブレーキ機構）
１２１，１２２、１２３，１２４…密封部材（Ｏリング）

Claims (8)

1. 任意の設置箇所に固定される固定部位と、前記固定部位に対し相対回転する回転部位と、前記固定部位と前記回転部位との間に円環状のシールを有し、前記シールの軸方向半断面は軸方向に開口した略Ｕ字状の形状を有しており、用いられる全ての前記シールが重力方向下向きに開口しているダイレクトドライブモータ。
2. 回転力を発生する駆動部と、液体や塵の悪影響を受けやすい付属機能部とを有し、前記駆動部と前記付属機能部は、外周被覆部材に覆われている請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
3. 前記外周被覆部材は前記固定部位の一部であり、前記シールが固定されている請求項２に記載のダイレクトドライブモータ。
4. 前記外周被覆部材は前記固定部位の一部であり、前記シールのリップが接触している請求項２に記載のダイレクトドライブモータ。
5. 前記駆動部はアウターロータ型の中空モータであり、そのロータは軸方向一方の端部で円板部材の外径側に連結され、その円板部材は内径側でシャフトに連結され、そのシャフトは中空モータの内側を通じて前記付属機能部に連結されている請求項２〜４に記載のダイレクトドライブモータ。
6. 前記円板部材と前記シャフトは別体であり、密封部材を介して結合されている請求項５に記載のダイレクトドライブモータ。
7. 前記付属機能部は、前記回転部位の回転を抑える機能を有するブレーキ機構である請求項２〜６に記載のダイレクトドライブモータ。
8. 請求項１〜７に記載のダイレクトドライブモータを備えた機械装置。

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