JP5920396B2 - ダイレクトドライブモータ、搬送装置、検査装置、及び、工作機械 - Google Patents

ダイレクトドライブモータ、搬送装置、検査装置、及び、工作機械 Download PDF

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Description

本発明は、ダイレクトドライブモータ、このダイレクトドライブモータを用いた搬送装置、検査装置、及び、工作機械に関する。
一般に、回転体に回転力をダイレクトに伝達し、当該回転体を被回転体に対して所定方向へ回転させる駆動方式(モータ負荷直結型の駆動方式)を採用したダイレクトドライブモータ(以下、ＤＤモータともいう)が知られている。この種のＤＤモータは、モータ部、軸受、回転検出器(レゾルバ)及びハウジングを備え、その全体概形が略円柱状に形成されている。ＤＤモータが用いられる搬送装置、検査装置、及び、工作機械などの小型化を図るためには、該ＤＤモータのハウジングの設置面積(いわゆるフットプリント)や該ハウジングの軸方向の高さを低減した扁平構造とすることが好ましい。このため、従来、ＤＤモータのフットプリントの縮小を図るべく、モータ部、軸受、回転検出器(レゾルバ)を軸方向へ縦列配置させた構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−１８０３６２号公報
ところで、ＤＤモータは出力軸を高精度に回転させつつ位置決めすべく、その回転状態(例えば、回転速度、回転方向あるいは回転角度など)をより高精度に検出している。この場合、モータ部におけるモータ電流の転流タイミングを検出するため、回転検出器(レゾルバ)として、アブソリュートレゾルバとインクリメンタルレゾルバの２種類が搭載されており、これら各レゾルバは軸方向へ縦列配置されている。この構成では、２種類のレゾルバを搭載するために、ＤＤモータの軸方向への寸法が増大していた。
本発明は、上述した課題を解決するものであり、フットプリント及び軸方向の高さの低減を図ったダイレクトドライブモータ、このダイレクトドライブモータを用いた搬送装置、検査装置、及び、工作機械を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のダイレクトドライブモータは、固定子と該固定子に対して回転可能な回転子とを有するモータ部と、固定子が固定される第１ハウジングと回転子が固定される第２ハウジングとを有するハウジングと、第１ハウジングに対して第２ハウジングを回転自在に支持する軸受と、モータ部の回転状態を検出するための回転検出器と、を備え、回転検出器は、固定子に対する回転子の相対変位を検出するインクリメンタル方式の単一のレゾルバとしたダイレクトドライブモータであって、レゾルバは、第２ハウジングに固定されるレゾルバロータと、レゾルバロータと所定の間隔をもって対向し、第１ハウジングに連結された内輪押えに固定されるレゾルバステータと、で構成され、第１ハウジングと内輪押えとで軸受の内輪を挟持し、第２ハウジングは、軸受の外輪の一方の軸方向端面側に延在する鍔部と、該外輪の他方の軸方向端面側に配置される止め輪と、を備え、鍔部と外輪の一方の軸方向端面、または、止め輪と外輪の他方の軸方向端面の隙間に、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の高分子樹脂材料で形成され、軸受及び止め輪の軸方向の幅寸法公差を吸収し、かつ、軸受と第２ハウジングとのとの軸方向への相対的な移動を防止する押し輪を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、回転検出器を、固定子に対する回転子の相対変位を検出するインクリメンタル方式の単一のレゾルバで構成したことにより、軸方向の高さの増大を抑制でき、該軸方向への小型化を図ることができる。
また、モータ部、軸受、及び、レゾルバは、軸受の軸方向に並んで配置されてもよい。この構成によれば、ＤＤモータの径方向への拡大が抑制され、フットプリントの低減を図ることができる。
また、第２ハウジングは、略円筒形状に形成されると共に軸受の軸線に対して第１ハウジングよりも外側に配置され、かつ、軸方向に切れ目なく一体に成形されていてもよい。この構成によれば、第２ハウジングを軸方向に大型化することなく、軸受を支持することができ、ＤＤモータの小型化を図ることができる。
また、本発明の搬送装置は、上記したダイレクトドライブモータを備え、第２ハウジングの回転により搬送物を搬送することを特徴とする。この構成によれば、搬送物を搬送する際の位置精度を高めると共に、搬送装置の小型化を実現できる。
また、本発明の検査装置は、上記したダイレクトドライブモータを備え、第２ハウジングの回転により移動する対象物を個々に検査する検査部とを備えることを特徴とする。この構成によれば、対象物を検査部まで移動する際の位置精度を高めると共に、検査装置の小型化を実現できる。
また、本発明の工作機械は、上記したダイレクトドライブモータを備え、第２ハウジングの回転により移動する対象物を個々に加工する加工部とを備えることを特徴とする。この構成によれば、対象物を加工部まで移動する際の位置精度を高めると共に、工作機械の小型化を実現できる。
本発明によれば、回転検出器を、固定子に対する回転子の相対変位を検出するインクリメンタル方式の単一のレゾルバで構成したことにより、軸方向の高さの増大を抑制でき、ダイレクトドライブモータの軸方向への小型化を図ることができる。
図１は、本実施形態に係るダイレクトドライブモータの構成を示す断面図である。 図２は、ダイレクトドライブモータの回転角度位置を制御する構成を示すブロック図である。 図３は、押し輪の断面形状を示す部分拡大断面図である。 図４は、熱可塑性樹脂で成形された押し輪の取り付け手順を説明するための図である。 図５は、別の形態に係る押し輪の断面形状を示す部分拡大断面図である。 図６は、熱硬化性樹脂を鍔部と軸受の軸方向一端面との間に充填する手順を説明する図である。 図７は、本実施形態に係るダイレクトドライブモータを用いた検査装置の概略構成図である。 図８は、本実施形態に係るダイレクトドライブモータを用いた工作機械の概略構成図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
図１は、本実施形態に係るダイレクトドライブモータの構成を示す断面図である。ダイレクトドライブモータ（以下、ＤＤモータという)１０は、減速機構（例えば、減速ギヤ、伝動ベルトなど）を介在させること無く回転体に回転力をダイレクトに伝達し、当該回転体を所定方向に回転させることができる。
本実施形態のＤＤモータ１０は、いわゆるアウターロータ型として構成されている。ＤＤモータ１０は、図１に示すように、基台１に固定される環状のハウジングインナ（第１ハウジング）３と該ハウジングインナ３の外側に配置される環状のロータフランジ（第２ハウジング）５とを有するハウジング７と、ハウジングインナ３とロータフランジ５との間に組み込まれ、ハウジングインナ３に対してロータフランジ５を回転させるモータ部９と、ロータフランジ５をハウジングインナ３に回転可能に支持する軸受１１とを備える。
ハウジングインナ３及びロータフランジ５は、それぞれ異径の略円筒形状に形成され、回転軸Ｓに対して同心状に配置されている。ロータフランジ５は、円筒の延出方向(図１では上下方向)に切れ目なく一体に成形されている。すなわち、ロータフランジ５は、回転軸Ｓの軸方向に、下端部から上端部まで全周に亘って連続する略円筒状に構成されており、上端部に各種ワーク（図示しない）が取り付けられるようになっている。モータ部９によってロータフランジ５を回転させることで、これと共に各種ワークを所定方向に回転させることができる。このように、ロータフランジ５は、モータ部９の動作によって回転軸Ｓを中心に回転運動するため、出力軸として機能する。また、ハウジングインナ３は、回転軸Ｓの軸方向に、下端部から軸受１１まで全周に亘って連続する略円筒状に構成されており、この軸受１１を内輪押え２９とで挟持している。
モータ部９は、ハウジング７の下部（基台１の近く）に配置される。モータ部９は、ハウジングインナ３の外周面に固定されたステータ（固定子）１３と、ロータフランジ５の内表面に固定されて、ステータ１３に対向配置されるロータ（回転子）１５とを備える。ステータ１３は、ロータフランジ５の回転方向に沿って所定間隔（例えば、等間隔）で同心状に配列されるモータコア１７を備え、各モータコア１７に素線が多重に巻回されてなるステータコイル１９が固定されている。ステータ１３には、制御ユニット２０（図２）からの電力を供給するための配線が接続されており、当該配線を通じてステータコイル１９に対して電力が供給されるようになっている。ロータ１５は、ロータフランジ５の回転方向に沿って所定間隔（例えば、等間隔）で同心状に配列される永久磁石によって構成される。制御ユニット２０を通じて、ステータコイル１９に通電されると、フレミングの左手の法則に従ってロータフランジ５に回転力が与えられ、ロータフランジ５は所定方向に回転する。
軸受１１は、モータ部９よりも軸方向に基台１から遠い位置に配置される。軸受１１は、相対回転可能に対向配置された内輪２１及び外輪２３と、これら内輪２１及び外輪２３の間に転動可能に設けられた複数の転動体２５とを備える。軸受１１は、１つでアキシアル荷重とモーメント荷重の両方を負荷することが可能なものであることが好ましく、例えば、４点接触玉軸受、３点接触玉軸受、深溝玉軸受、あるいはクロスローラ軸受などを採用することができる。クロスローラ軸受を採用する場合には、一般的な内輪もしくは外輪が分割構造となるものではなく、内外輪とも一体構造のものを使用することが望ましい。内輪２１は、ハウジングインナ３と内輪押え２９とで挟持され、外輪２３はロータフランジ５の内周面に固定されている。軸受１１の支持構造については後述する。
また、ＤＤモータ１０は、軸受１１の上方（すなわち軸受１１よりも軸方向に基台１から遠い位置）に、モータ部９の回転状態（例えば、回転速度、回転方向あるいは回転角度など）を検出するためのレゾルバ（回転検出器)２７が設けられている。これにより、ロータフランジ５に取り付けられた各種ワークを所定角度だけ正確に回転させ、目標位置に高精度に位置決めすることが可能となる。また、レゾルバ２７は、ハウジングインナ３に連結される内輪押え２９の上部に設けられた円板状のカバー３１によって外界から隔離されて保護されている。
本実施形態では、ＤＤモータ１０は、モータ部９、軸受１１及びレゾルバ２７を回転軸Ｓの軸方向(図１では上下方向)へ並ぶようにハウジング７内に縦列配置した構成としている。これにより、ＤＤモータ１０では、回転軸Ｓを中心とした径方向への増大が抑制されるため、ハウジング７の設置面積(いわゆるフットプリント)の低減を図ることができる。一方、近年、ハウジングの設置面積のみならず、軸方向の高さ寸法を低減したＤＤモータが要望されている。一般に、ＤＤモータは、モータ部の回転状態をより高精度に検出するために、回転検出器として、アブソリュートレゾルバとインクリメンタルレゾルバの２種類が搭載され、これら各レゾルバを軸方向へ縦列配置している。この構成では、２種類のレゾルバを搭載するために、ＤＤモータの軸方向への寸法が増大していた。
この問題を解消するために、本実施形態では、ハウジング７内に単一のレゾルバ２７だけが配置されている。レゾルバ２７は、ステータ１３に対するロータ１５の相対変位を検出するインクリメンタルレゾルバである。レゾルバ２７は、軸受１１の軸心に対して偏心させた内周を有する円環状のレゾルバロータ３３と、レゾルバロータ３３と所定間隔をもって対向して配置され、レゾルバロータ３３との間のリラクタンス変化を検出するレゾルバステータ３５とを有して構成されている。レゾルバロータ３３は、ボルト３３ａによりロータフランジ５の内周面に形成されたレゾルバロータ固定部５ａに一体に取り付けられている。また、レゾルバステータ３５は、ボルト３５ａにより内輪押え２９の外周面に形成されたレゾルバステータ固定部２９ａに一体に取り付けられている。レゾルバロータ３３を偏心させてレゾルバロータ３３とレゾルバステータ３５との間の距離を円周方向に変化させることにより、リラクタンスがレゾルバロータ３３の位置により変化するようになっている。したがって、ロータフランジ５の１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が１周期となるため、レゾルバ２７は、ロータフランジ５の回転角度位置に応じて変化するレゾルバ信号（インクリメンタル情報）を出力する。
図２は、ＤＤモータの回転角度位置を制御する構成を示すブロック図である。ＤＤモータ１０には、このＤＤモータ１０の動作を制御する制御ユニット２０が接続されている。この制御ユニット２０は、レゾルバ２７が検知したレゾルバ信号及びモータ部９から出力されるモータ電流等から力率を検出する力率検出部４１と、この検出した力率とレゾルバ信号とに基づいて、モータ部９の転流を制御する転流制御部４３とを備える。
本実施形態では、力率検出部４１は、モータ部９（ステータコイル１９）への電源を投入した際に力率が０となるレゾルバロータ３３の位置を検出し、この検出した位置を基準位置として設定する。そして、この基準位置を転流制御部４３に出力する。転流制御部４３は、レゾルバ２７が検出するレゾルバ信号を取得し、このレゾルバ信号の変化と、基準位置とに基づき、モータ部９に流れるモータ電流の転流タイミングの制御を行う。これにより、モータ電流の転流タイミングを検出する際にアブソリュートレゾルバが不要となるため、従来の構成のように、アブソリュートレゾルバとインクリメンタルレゾルバの２種類の回転検出器を搭載させる必要がない。したがって、単一のレゾルバ構成とすることができ、ＤＤモータ１０の軸方向の高さを抑えることができる。
ところで、ＤＤモータ１０は、出力軸としてのロータフランジ５を高精度に回転させつつ位置決めするために、その回転状態をより高精度に検出する必要がある。このため、ハウジングインナ３とロータフランジ５とを支持する軸受１１の支持構造が重要となり、特に、軸受１１の軸方向への移動（スラストプレイ）の抑制を簡単に行える構造が要望されている。次に、軸受１１の支持構造について説明する。
ロータフランジ５の内周面には、外輪固定部５０が全周に亘って形成されており、この外輪固定部５０のレゾルバ２７側には、全周に亘って、軸受１１（外輪２３）の外径よりも縮径して内側に突出する鍔部５１が形成されている。また、外輪固定部５０のモータ部９側には、軸受１１（外輪２３）の外径よりも拡径された溝部５２が形成されている。鍔部５１は、外輪２３の軸方向一端面（レゾルバ２７側端面）２３ａ側に延在する。鍔部５１は、この鍔部５１の内周面５１ｂが外輪２３の内周面よりも外側に位置し、かつ、外輪２３の面取部よりも内側に位置するように形成することが好ましい。これによれば、鍔部５１で軸受１１の外輪２３を確実に支持することができる。
また、溝部５２には、外径方向に膨らもうとするばね力をもつＣ型止め輪（止め輪）５３が装着され、このＣ型止め輪５３は、外輪２３の軸方向他端面（モータ部９側端面）２３ｂ側に延在する。溝部５２の外径は軸受１１の外輪２３の最外径より少し大きく、軸受１１自体の許容荷重がＣ型止め輪５３に加わっても外れないようになっている。なお、止め輪としては、Ｃ型止め輪だけでなく、ばねリングを用いることもできる。
このように、軸受１１は、外輪固定部５０の軸方向の上下（両端）に設けられた鍔部５１とＣ型止め輪５３とによって挟持される。しかしながら、通常、軸受１１及びＣ型止め輪５３は、軸方向の寸法公差を有する上、溝部５２の加工誤差なども考慮すると、鍔部５１とＣ型止め輪５３とで軸受１１の軸方向の移動（スラストプレイ）を完全に抑えて支持することは困難である。このため、本構成では、外輪２３の軸方向一端面２３ａと鍔部５１との隙間に高分子樹脂材料で形成された押し輪５５が配置されている。この押し輪５５は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の高分子樹脂材料で環状に形成されており、軸受１１の軸方向の幅寸法公差を吸収可能とすると共に、軸受１１が軸方向に移動されることを完全に防止する。
本実施形態のように、ＤＤモータ１０に熱可塑性樹脂製の押し輪５５を設ける場合、耐熱温度が１００℃以上となる熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。また、圧縮降伏強さ、曲げ強さ、圧縮弾性率（または引っ張り弾性率、ヤング率）等の特性が優れた熱可塑性樹脂が好ましい。具体例としては、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエーテルサルフォン(PES)、または、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等のスーパーエンジアリングプラスチックと呼ばれる材料が耐熱温度と機械的性質の点で好ましい。また、耐溶剤性が要求される場合には、結晶性樹脂が好ましいが、ＤＤモータ１０に使用する場合には、結晶性または非結晶性樹脂のどちらを使用することも可能である。さらに、押し輪を成形する際に、機械加工だけでなく金型成形ができる熱可塑性樹脂がより好ましい。
また、Ｃ型止め輪５３の厚さのばらつき、溝部５２の位置や高さなどの加工誤差、及び、軸受１１の軸方向の幅寸法公差などから、熱可塑性樹脂で成形された押し輪５５に要求されるひずみ量が算出できる。このひずみ量は、軸受１１が損傷しないように、軸受１１の基本動定格荷重を加えた状態でのひずみ量である。ここで、鍔部５１と外輪２３とはほぼ同じ径寸法である。このため、押し輪５５を、外輪２３とほぼ同一径寸法の単純な平リング形状とすると、ひずみ量は、樹脂の縦弾性係数あるいはヤング率によって決まるため、わずかなひずみ量しか許容できなくなる。そこで、本実施形態では、図３に示すように、押し輪５５は、鍔部５１の支持面５１ａに接触する第１接触面５５ａと、外輪２３の軸方向一端面２３ａに接触する第２接触面５５ｂとを備え、これら第１接触面５５ａと第２接触面５５ｂとが押し輪５５の径方向にずれた位置に形成されている。具体的には、押し輪５５は、断面略六角形状をしており、第１接触面５５ａに連なり、支持面５１ａから離れる方向に傾斜する第１傾斜面５５ｃと、第２接触面５５ｂに連なり、軸方向一端面２３ａから離れる方向に傾斜する第２傾斜面５５ｄとを備えている。そして、第１接触面５５ａの軸方向下方に第２傾斜面５５ｄが設けられ、第２接触面５５ｂの軸方向上方に第１傾斜面５５ｃが設けられている。これにより、押し輪５５に対して軸方向の荷重がかかった場合には、押し輪５５は、例えば、第２傾斜面５５ｄと外輪２３の軸方向一端面２３ａとの隙間を利用してひずむことにより、押し輪５５のひずみ量（たわみ量）を大きく確保することができ、効果的な変形を行うことができる。
押し輪５５は、一度、配置された後は、温度によって大きく変化しない圧縮特性、穏やかなクリープ特性、疲労特性を備えるため、ＤＤモータ１０に組み込まれた状態で、軸受１１の軸方向移動が生じることを抑えることができる。また、例えば、ロータフランジ５に外部荷重を与えた場合であっても、変位はわずかなため、レゾルバ２７が誤作動をすることはない。このため、本構成のような単一のレゾルバ２７で動作を制御する構成でも、高精度な回転制御を行うことができる。さらに、押し輪５５は、圧縮特性に優れた樹脂材料で成形されているため、外部荷重を取り除くと変位は元に戻る。
このように、本実施形態では、ロータフランジ５は、軸受１１の外輪２３の軸方向一端面２３ａ側に延在する鍔部５１と、外輪２３の軸方向他端面２３ｂ側に配置されるＣ型止め輪５３とを備え、鍔部５１と軸方向一端面２３ａとの隙間に、樹脂材料で形成された押し輪５５を配置したため、簡単な構成で、軸受１１の軸方向の幅寸法公差を吸収可能とすると共に、軸受１１が軸方向に移動されることを完全に防止することができる。
次に、熱可塑性樹脂で成形された押し輪５５の取り付け手順について説明する。図４は、押し輪５５の取り付け手順を説明する断面図である。具体的には、図４に示すように、鍔部５１と軸受１１との間に押し輪５５を配置し、軸受１１の内輪２１に嵌る本体部６０Ａと、本体部６０Ａの外周部に内輪２１と当接するフランジ６０Ｂとを有する冶具６０を装着する。そして、この冶具６０を用いて、軸受１１及び押し輪５５に圧縮方向（図４中Ａ方向）の荷重を加え、この間にＣ型止め輪５３を溝部５２に装着する。これにより、軸受１１の軸方向の隙間をなくした状態で軸受１１の組み付けができる。なお、組み付け時の圧縮方向の荷重は、軸受１１のアキシアル基本動定格荷重以下が望ましく、最大でもアキシアル基本静定格荷重以下とすることで、組み付け時の軸受１１の損傷を防ぐことができる。
本実施形態では、押し輪５５の形状の一例として、断面略六角形状をしたものを説明したが、押し輪の形状は、上記したものに限るものではない。例えば、図５に示すように、鍔部５１の支持面５１ａに接触する第１接触面１５５ａと、外輪２３の軸方向一端面２３ａに接触する第２接触面１５５ｂ，１５５ｃとを備えた押し輪１５５であってもよい。この押し輪１５５は、第２接触面１５５ｂ，１５５ｃを径方向に離して形成し、これら第２接触面１５５ｂ，１５５ｃ間に空隙部１５５ｄを備え、この空隙部１５５ｄの軸方向上方に第１接触面１５５ａが位置している。すなわち、押し輪１５５は、第１接触面１５５ａと２つの第２接触面１５５ｂ，１５５ｃとが径方向にずらした構成となっている。このような形状でも、押し輪１５５は、空隙部１５５ｄを利用してひずむことにより、押し輪１５５のひずみ量（たわみ量）を大きく確保することができ、効果的な変形を行うことができる。
また、上記した実施形態では、押し輪５５は、熱可塑性樹脂で形成した構成を説明したが、例えば、鍔部５１と軸受１１（外輪２３）の軸方向一端面２３ａとの間に、熱硬化性樹脂を充填することで押し輪を形成してもよい。使用される熱硬化性樹脂としては、２液混合型のエポキシ樹脂系接着剤が最も望ましい。これは、第１に、硬化時間が長いため、軸受１１周りに圧縮荷重を加えている間に熱硬化性樹脂を充填する時間を確保しやすい点、第２に、常温でも硬化が進む一方で６０℃など少し温度を上昇させることでより早く硬化を進めることもできる点、第３に、２液タイプであり空気中の湿度などと反応するタイプと比べて作業環境による硬化条件のばらつきの影響が出づらい点などの利点がある。また、軸受１１には、グリスが封入されているため、軸受１１の使用温度範囲内で硬化反応を生じるタイプが望ましい。温度が上昇したときでも、機械強度（例えば引っ張りせん断強度）の変化が最も少ないのもエポキシ樹脂系接着剤である。軸受１１やＣ型止め輪５３などの寸法ばらつきの合計は、通常、０．２ｍｍ以下で、およそ０．０６ｍｍ程度なので、エポキシ樹脂が硬化する条件としてもちょうどよい。さらに、エポキシ樹脂系接着剤の特徴として、圧縮強度はせん断や剥離強度と比べて高いので、隙間を充填する材料として望ましい。
図６は、熱硬化性樹脂を鍔部５１と軸受１１（外輪２３）の軸方向一端面２３ａとの間に充填する手順を説明する図である。熱硬化性樹脂を使用する場合、鍔部５１に軸受１１を組み込むと共に、Ｃ型止め輪５３も組み込んだ状態で、図６に示す押し込み冶具７０を用いて、Ｃ型止め輪５３と軸受１１の軸方向の隙間をつぶす方向（図６中Ｂ方向）に圧縮荷重を加える。そして、圧縮荷重を加えている状態で、混合させて化学反応が始まっているがまだ硬化は始まっていない熱硬化性樹脂を、細管７１を使って隙間に充填して押し輪２５５を成形する。圧縮荷重は、充填する熱硬化性樹脂の機械特性において、樹脂の圧縮強度、温度収縮、クリープ特性を考慮し、モータ使用時に押し輪２５５の機械特性が問題とならない値に定めることが好ましい。また、図６に示すように、押し込み冶具７０を用いて、軸受１１をＣ型止め輪５３側に押し込んだ状態で、熱硬化性樹脂の充填を行ってもよいし、また他の方法として、鍔部５１にタップを設けておき、そのタップのねじで押し込みを行ってもよい。また、熱硬化性樹脂を鍔部５１に予め塗布しておき、軸受１１との隙間が調整できるようにＣ型止め輪５３を設置してから、熱硬化性樹脂を挟み込んでもよい。
図７は、本実施形態のＤＤモータ１０を用いた検査装置１００の概略構成図である。ＤＤモータ１０のロータフランジ５の上端には、円板上のテーブル８０が連結され、ロータフランジ５の動作によって、テーブル８０が回転する。このテーブル８０の縁部には、等間隔をあけて検査対象物（搬送物）８１が配置される。この構成では、検査対象物８１は、ＤＤモータ１０の運転により、テーブル８０と共に回転して搬送されるため、ＤＤモータ１０とテーブル８０とを備えて搬送装置を構成する。また、テーブル８０の縁部の上方には、テーブル８０と共に回転（搬送）される検査対象物８１を個々に観察するカメラ（検査部）８２が配置されている。そして、このカメラ８２で撮影することにより、撮影画像に基づき、検査対象物８１の検査を行うことができる。この構成によれば、検査対象物８１をカメラ８２の下方に移動する際の位置精度を高めると共に、検査装置１００の小型化を実現できる。
図８は、本実施形態のＤＤモータ１０を用いた工作機械１０１の概略構成図である。ＤＤモータ１０のロータフランジ５の上端には、円板上のテーブル８０が連結され、ロータフランジ５の動作によって、テーブル８０が回転する。このテーブル８０の縁部には、等間隔をあけて加工対象物（対象物）９１が配置される。また、テーブル８０の縁部には、例えば、加工対象物９１に新たな部品９２，９３を積載する加工を施す積載ロボット（加工部）が配置され、テーブル８０の回転に合わせて、加工対象物９１に加工を施すことができる。この構成によれば、加工対象物９１を積載ロボットの位置まで移動する際の位置精度を高めると共に、工作機械１０１の小型化を実現できる。
以上、説明したように、本実施形態によれば、ステータ１３と該ステータ１３に対して回転可能なロータ１５とを有するモータ部９と、ステータ１３が固定されるハウジングインナ３とロータ１５が固定されるロータフランジ５とを有するハウジング７と、ハウジングインナ３に対してロータフランジ５を回転自在に支持する軸受１１と、モータ部９の回転状態を検出するためのレゾルバ２７とを備え、このレゾルバ２７は、ステータ１３に対するロータ１５の相対変位を検出するインクリメンタル方式の単一のレゾルバであるため、ハウジング７の軸方向の高さの増大を抑制でき、ＤＤモータ１０の小型化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、モータ部９への電源投入時に力率が０となる位置を検出する力率検出部４１と、力率が０となる位置とレゾルバ２７から出力されるレゾルバ信号とにより、該モータ部９の転流を制御する転流制御部４３とを備えるため、モータ電流の転流タイミングを検出する際にアブソリュートレゾルバが不要となる。このため、従来の構成のように、アブソリュートレゾルバとインクリメンタルレゾルバの２種類の回転検出器を搭載させる必要がなく、単一のレゾルバ構成とすることができる。したがって、モータ部９の回転状態を高精度に検出できると共に、ＤＤモータ１０の軸方向の高さを抑えることができる。
また、本実施形態によれば、モータ部９、軸受１１、及び、レゾルバ２７は、軸受１１の軸方向に並んで配置されるため、回転軸Ｓを中心とした径方向への大型化が抑制されるため、ＤＤモータ１０の設置面積(いわゆるフットプリント)の低減を図ることができる。
また、本実施形態によれば、ロータフランジ５は、外輪２３の軸方向一端面２３ａ側に延在する鍔部５１と、外輪２３の軸方向他端面２３ｂ側に配置されるＣ型止め輪５３とを備え、鍔部５１と軸方向一端面２３ａとの隙間に、樹脂材料で形成された押し輪５５を設けたため、簡単な構成で、軸受１１の軸方向の幅寸法公差を吸収可能とすると共に、軸受１１が軸方向に移動されることを完全に防止することができる。
また、本実施形態によれば、ロータフランジ５は、略円筒形状に形成されると共に軸受１１の軸線に対してハウジングインナ３よりも外側に配置され、かつ、軸方向に切れ目なく一体に成形されているため、ロータフランジ５が軸方向に大型化することを抑制しつつ、軸受１１を支持することができ、ＤＤモータ１０の小型化を図ることができる。
以上、実施形態を説明したが、前述した内容により実施形態が限定されるものではない。本実施形態のＤＤモータ１０は、アウターロータ型としたが、インナーロータ型としてもよいことは勿論である。また、本実施形態では、軸受１１の支持構造をロータフランジ５側に設けたが、これに限るものではなく、ハウジングインナ３側、もしくは、双方に設けてもよい。また、押し輪５５は、鍔部５１と軸受１１（外輪２３）の軸方向一端面２３ａとの間に設置することが最も望ましいが、Ｃ型止め輪５３と軸受１１（外輪２３）の軸方向他端面２３ｂの間に設置してもよい。また、高分子材料の特性によっては、軸受１１（外輪２３）の軸方向端面の両側（鍔部５１側とＣ型止め輪５３側）にそれぞれ設置してもよい。また、本実施形態では、単一の軸受１１を備える構成を説明しているが、複数の軸受を組み合わせて使用する構成（軸受と軸受の間に間座を設けるような場合も含む）でも同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、軸受１１の内輪２１は、ハウジングインナ３と内輪押え２９とで挟持する構成としたが、外輪２３が軸方向に強固に支持されているため、ハウジングインナ３をロータフランジ５と同様に上端まで延ばし、ハウジングインナ３の外周面に接着剤や焼嵌めなどで固定してもよい。
３ ハウジングインナ（第１ハウジング）
５ ロータフランジ（第２ハウジング）
７ ハウジング
９ モータ部
１０ ＤＤモータ
１１ 軸受
１３ ステータ（固定子）
１５ ロータ（回転子）
２０ 制御ユニット
２１ 内輪
２３ 外輪
２３ａ 軸方向一端面（一方の軸方向端面）
２３ｂ 軸方向他端面（他方の軸方向端面）
２５ 転動体
２７ レゾルバ（回転検出器）
４１ 力率検出部
４３ 転流制御部
５１ 鍔部
５２ 溝部
５３ Ｃ型止め輪（止め輪）
５５、１５５、２５５ 押し輪
５５ａ、１５５ａ 第１接触面
５５ｂ、１５５ｂ、１５５ｃ 第２接触面
５５ｃ 第１傾斜面
５５ｄ 第２傾斜面
８０ テーブル
８１ 検査対象物（搬送物、対象物）
８２ カメラ（検査部）
９１ 加工対象物（対象物）
１００ 検査装置
１０１ 工作機械
Ｓ 回転軸

Claims (6)

  1. 固定子と該固定子に対して回転可能な回転子とを有するモータ部と、前記固定子が固定される第１ハウジングと前記回転子が固定される第２ハウジングとを有するハウジングと、前記第１ハウジングに対して前記第２ハウジングを回転自在に支持する軸受と、前記モータ部の回転状態を検出するための回転検出器と、を備え、前記回転検出器は、前記固定子に対する前記回転子の相対変位を検出するインクリメンタル方式の単一のレゾルバとしたダイレクトドライブモータであって、
    前記レゾルバは、前記第２ハウジングに固定されるレゾルバロータと、前記レゾルバロータと所定の間隔をもって対向し、前記第１ハウジングに連結された内輪押えに固定されるレゾルバステータと、で構成され、
    前記第１ハウジングと前記内輪押えとで前記軸受の内輪を挟持し、
    前記第２ハウジングは、前記軸受の外輪の一方の軸方向端面側に延在する鍔部と、該外輪の他方の軸方向端面側に配置される止め輪と、を備え、前記鍔部と前記外輪の一方の軸方向端面、または、前記止め輪と前記外輪の他方の軸方向端面の隙間に、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の高分子樹脂材料で形成され、前記軸受及び前記止め輪の軸方向の幅寸法公差を吸収し、かつ、前記軸受と前記第２ハウジングとの軸方向への相対的な移動を防止する押し輪を設けたことを特徴とするダイレクトドライブモータ。
  2. 前記モータ部、前記軸受、及び、前記レゾルバは、前記軸受の軸方向に並んで配置されることを特徴とする請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
  3. 前記第２ハウジングは、略円筒形状に形成されると共に前記軸受の軸線に対して前記第１ハウジングよりも外側に配置され、かつ、前記軸方向に切れ目なく一体に成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載のダイレクトドライブモータ。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のダイレクトドライブモータを備え、
    前記第２ハウジングの回転により、搬送物を搬送することを特徴とする搬送装置。
  5. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のダイレクトドライブモータと、
    前記第２ハウジングの回転により移動する対象物を個々に検査する検査部とを備えたことを特徴とする検査装置。
  6. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のダイレクトドライブモータと、
    前記第２ハウジングの回転により移動する対象物を個々に加工する加工部とを備えたことを特徴とする工作機械。
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