JP6525008B2 - 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

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２０１２−１７８９２６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、その回転状態をより高精度に検出して制御を行う必要がある。このため、ＤＤモータを構成する部品には高い寸法精度が要求される。各部品を組み合わせた際に各部品が干渉してストレスを与えないために各部品の寸法公差を許容するためのマージンが必要となる。一方、部品点数が多くなると、各部品のマージンによりＤＤモータを組み上げた際の寸法精度が低下する可能性がある。特に、回転状態を検出する回転検出器として用いられるレゾルバの組み付け位置がばらつくと、ＤＤモータの回転状態を高精度に検出できず制御精度の低下を招く可能性がある。

また、レゾルバにモータ部からの磁気の回り込みが生じると、ＤＤモータの回転状態の検出精度に悪影響を及ぼす可能性がある。

従来、非磁性材料の取付部材を介して、磁性材料で形成されたＤＤモータの構造体にレゾルバを取り付けることで、レゾルバへのモータ部からの磁気の回り込みを防ぎ、ＤＤモータの回転状態の検出精度を高める手法が採られてきた。しかしながら、この場合には、ＤＤモータを構成する部品が増えることとなる。このため、各部品間の寸法公差によるレゾルバロータ及びレゾルバステータの位置ばらつきが大きくなる可能性がある。また、ＤＤモータを構成する部品の増加に伴い、製造工数も増加することとなるので、ＤＤモータのコストや生産コストの上昇を招く可能性がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、回転状態の検出精度向上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、本発明の第１の態様は、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、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、第１ハウジングと共に軸受の固定輪を軸方向に挟持する非磁性材料で構成された固定輪押え部材と、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、レゾルバロータと該レゾルバロータに対向して配置されるレゾルバステータとを含み、レゾルバロータが第２ハウジングに直接固定され、レゾルバステータが固定輪押え部材に直接固定されたことを特徴とするダイレクトドライブモータを提供する。

本発明の第１の態様によれば、レゾルバステータへのモータ部からの磁気の回り込み、及びレゾルバロータ及びレゾルバステータの位置ばらつきの双方による第２ハウジングの回転角度位置の検出精度への影響を抑制することができ、モータ部の回転状態を高精度に検出することができる。

また、本発明の第２の態様は、第１の態様のダイレクトドライブモータにおいて、固定輪押え部材は、軸方向断面形状が長方形あるいは正方形であってもよい。この構成によれば、第２ハウジングの回転角度位置の検出精度をより高精度とすることができ、且つ、ダイレクトドライブモータの回転精度を高めることができる。

また、本発明の第３の態様は、第１の態様のダイレクトドライブモータにおいて、固定輪押え部材を構成する非磁性材料は、オーステナイト系ステンレスであってもよい。この構成によれば、ダイレクトドライブモータを高剛性構造とすることができ、且つ、第２ハウジングの回転角度位置の検出精度やダイレクトドライブモータの回転精度の更なる高精度化が可能となる。

また、本発明の第４の態様は、第１の態様のダイレクトドライブモータにおいて、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であってもよい。この構成によれば、ダイレクトドライブモータの軸方向の高さ寸法を低減でき、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。

また、本発明の第５の態様は、第４の態様のダイレクトドライブモータにおいて、モータ部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と、力率が０となる位置とレゾルバから出力されるインクリメンタル情報とにより、該モータ部の転流を制御する転流制御部とを備えてもよい。この構成によれば、単一のレゾルバを搭載した構成であっても、ダイレクトドライブモータの回転状態を高精度に検出できる。

また、本発明の第６の態様は、第１の態様のダイレクトドライブモータにおいて、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、ダイレクトドライブ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、本発明の第７の態様は、第１の態様のダイレクトドライブモータにおいて、第２ハウジングは、軸受の回転輪の一方の軸方向端面側に延在する鍔部と、該回転輪の他方の軸方向端面側に配置される回転輪押え部材と、を備えた構成としてもよい。この構成によれば、万が一、軸受と第２ハウジングとの嵌合面に充填された充填剤の接着力が低下した場合でも、軸受と第２ハウジングとが外れることを防止できる。

また、本発明の第８の態様は、第１の態様のダイレクトドライブモータにおいて、第２ハウジングは、軸受の回転輪の一方の軸方向端面側に延在する鍔部と、回転輪の他方の軸方向端面側に形成される環状溝と、環状溝に装着される回転輪押え部材と、を有すると共に、第２ハウジングと該回転輪とは充填剤で固定されていてもよい。この構成によれば、万が一、軸受と第２ハウジングとの嵌合面に充填された充填剤の接着力が低下した場合でも、回転輪押え部材によって軸受と第２ハウジングとが外れることを防止できる。

また、本発明の第９の態様は、第７または８の態様のダイレクトドライブモータにおいて、回転輪押え部材はＣ型止め輪であってもよい。この構成によれば、万が一、軸受と第２ハウジングとの嵌合面に充填された充填剤の接着力が低下した場合でも、軸受と第２ハウジングとが外れることを防止できる。

また、本発明の第１０の態様は、第１の態様のダイレクトドライブモータにおいて、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、軸方向に切れ目のない一体構造であってもよい。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、ダイレクトドライブモータの小型化を図ることができる。

また、本発明の第１１の態様は、第１から第１０の何れかの態様の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搬送装置を提供する。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、本発明の第１２の態様は、第１から第１０の何れかの態様の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、を備える検査装置を提供する。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、本発明の第１３の態様は、第１から第１０の何れかの態様の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、を備える工作機械を提供する。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。

本発明の態様によれば、回転状態の検出精度向上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、工作機械が提供される。

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、本実施形態に係る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、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４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１０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、回転軸Ｓの軸方向（図１では上下方向）に切れ目のない一体構造である。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（固定輪押え部材）２９とで挟持している。なお、本実施形態では、ハウジングインナ３及びロータフランジ５を磁性材料で構成し、内輪押え２９を非磁性材料で構成している。その理由については後述する。

また、内輪押え２９は、図１に示すような断面形状がＬ字型となる円環状の形状に代えて、断面が長方形あるいは正方形となるような円環状の形状としても良い。このようにすれば、軸方向両端面の平行度・平面度を容易に高精度とすることができる。

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、周方向（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複数個のモータコア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、周方向（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複数個の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（固定輪）２１及び外輪（回転輪）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。

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、回転軸Ｓ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の内側に対向して配置され、回転軸Ｓを中心とする円環状の形状を有し、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。このように、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構成とすることにより、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種類の各レゾルバを軸方向へ縦列配置する構成よりもＤＤモータ１０の軸方向の高さ寸法を低減することができる。

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に他の部材を介することなく直接取り付けられ一体化している。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に他の部材を介することなく直接取り付けられ一体化している。

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。これにより、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。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、本実施形態に係るＤＤモータ１０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、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、この力率が０となる位置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、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。

次に、軸受１１の外輪（回転輪）２３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、軸受１１の軸方向高さに相当する幅の外輪固定部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の外輪（回転輪）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の外輪（回転輪）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（回転輪）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（回転輪）２３の内周面よりも外側に位置し、かつ、外輪（回転輪）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（回転輪）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外輪押さえ（回転輪押え部材）５３が装着され、この外輪押え５３は、外輪（回転輪）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（回転輪）２３の最外径より少し大きく、軸受１１自体の許容荷重が外輪押え５３に加わっても外れないようになっている。なお、外輪押え５３としては、例えば、Ｃ型止め輪であっても良いし、ばねリングを用いることもできる。

また、軸受１１の外輪（回転輪）２３とロータフランジ５に形成された外輪固定部５０との間の隙間には充填剤（例えば、モールド剤、接着剤）が充填され、この充填剤が固化することにより軸受１１とロータフランジ５とが固定される。

このように、軸受１１の外輪（回転輪）２３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と外輪押え５３とによって軸方向に挟持され、軸受１１と外輪固定部５０との間の隙間に充填された充填剤が固化して固定される。
上記構成により、万が一、充填剤の破損や劣化によって固定力の低下を生じても、外輪押え５３がロータフランジ５から回転輪２３が外れるのを防止することができる。

次に、軸受１１の内輪（固定輪）２１の支持構造について説明する。ロータフランジ５と軸受１１の外輪（回転輪）２３とが固定された後、軸受１１の内輪（固定輪）２１をハウジングインナ３と内輪押え２９とで挟持し、複数個のボルト３５ｂで締結することで、軸受１１の内輪（固定輪）２１が軸方向に固定されて支持される。なお、本実施形態では、ハウジングインナ３と内輪押え２９とを挿通固定するボルト３５ｂは、レゾルバステータ３５を内輪押え２９に固定するためのボルト３５ａとは異なる別の部品としている。

内輪押え２９の外径は、軸受１１の内輪（固定輪）２１の内径よりも拡径されている。内輪押え２９の外縁部は、内輪（固定輪）２１の軸方向一端面（レゾルバ２７側端面）２１ａ側に延在する。内輪押え２９は、この内輪押え２９の外縁部が内輪（固定輪）２１の外周面よりも内側に位置し、かつ、内輪（固定輪）２１の面取部よりも外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、内輪押え２９で軸受１１の内輪（固定輪）２１を確実に支持することができる。

また、ハウジングインナ３の外周面には、上端部から軸受１１の軸方向高さに相当する幅の内輪固定部６０が全周に亘って形成されており、この内輪固定部６０のモータ部９側には、全周に亘って、軸受１１の内輪（固定輪）２１の内径よりも拡径して外側に突出する鍔部６１が形成されている。

鍔部６１は、内輪（固定輪）２１の軸方向他端面（モータ部９側端面）２１ｂ側に延在する。鍔部６１は、この鍔部６１の外周面６１ｂが内輪（固定輪）２１の外周面よりも内側に位置し、かつ、内輪（固定輪）２１の面取部よりも外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６１で軸受１１の内輪（固定輪）２１を確実に支持することができる。

また、軸受１１の内輪（固定輪）２１とハウジングインナ３に形成された内輪固定部６０との間の隙間には充填剤（例えば、モールド剤、接着剤）が充填され、この充填剤が固化することにより軸受１１とハウジングインナ３とが固定される。

このように、軸受１１の内輪（固定輪）２１は、内輪押え２９と内輪固定部６０の軸方向の下端に設けられた鍔部６１とによって軸方向に挟持され、軸受１１と内輪固定部６０との間の隙間に充填された充填剤が固化して固定される。

ここで、本実施形態に係るＤＤモータ１０では、ハウジングインナ３及び内輪押え２９をＤＤモータ１０の固定部を構成する構造体として定義し、ロータフランジ５をＤＤモータ１０の回転部を構成する構造体として定義する。

例えば、回転部を構成する構造体が下部のロータフランジ部材と上部の外輪押え部材とで構成され、外輪押え部材とロータフランジ部材とで軸受の外輪（回転輪）を挟持する構造のものでは、外輪押え部材とロータフランジ部材とを、複数個のボルト等を挿通して固定する必要がある。このような構成では、軸受の外輪（回転輪）を外輪押え部材とロータフランジ部材とで挟持してボルトを締結することで軸受を固定するが、このような構成では、ＤＤモータを構成する部品点数が多くなり、各部品の寸法公差を許容するためのマージンにより、ＤＤモータを組み上げた際の寸法精度が低下する可能性がある。

本実施形態では、上述したように、ＤＤモータ１０の回転部を構成する構造体であるロータフランジ５は、回転軸Ｓの軸方向（図１では上下方向）に切れ目のない一体構造であり、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いるため、ＤＤモータ１０を組み上げた際の寸法精度の低下を抑制することができる。また、ＤＤモータ１０を構成するための部品点数が少なくなることから、ＤＤモータ１０のコストや製造コストを低減することができる。

また、本実施形態では、上述したように、ハウジング７内に単一のレゾルバ２７だけが配置された構成であるため、ＤＤモータ１０の軸方向の高さ寸法を低減することができ、それに伴い、ロータフランジ５の軸方向の高さ寸法を低減することができる。これにより、ロータフランジ５の材料の使用量を低減することができ、ＤＤモータ１０の低コスト化に寄与することができる。

また、通常、ＤＤモータの構造体（ロータフランジ、ハウジングインナ、軸受、内輪押え等）は、磁性材料で構成される。これに対し、レゾルバ２７は、上述したように磁気的なセンシングを行うことでロータフランジ５の回転角度位置を検出するものであるので、モータ部９からの磁気の回り込みによりロータフランジ５の回転角度位置の検出精度に悪影響を及ぼす可能性がある。

ここで、例えば、固定部を構成する構造体が１つのハウジングインナ部材で構成されているものでは、磁性材料で構成されたハウジングインナ部材を介してモータ部からの磁気の回り込みによる影響を回避するために、他の非磁性材料で構成された取付部材等を介してレゾルバステータをハウジングインナ部材に取り付ける必要がある。

本実施形態では、上述したように、ハウジングインナ３と、そのハウジングインナ３と共に軸受１１を挟持する非磁性材料で構成された内輪押え２９とで固定部を構成し、さらに、ハウジングインナ３と内輪押え２９とを挿通固定するボルト３５ｂは、レゾルバステータ３５を内輪押え２９に固定するためのボルト３５ａとは異なる別の部品としている。すなわち、磁性材料で構成されたハウジングインナ３とレゾルバステータ３５とが導通しない構造である。

これにより、モータ部９からの磁気の回り込みによるロータフランジ５の回転角度位置の検出精度への影響を抑制することができ、ロータフランジ５の回転角度位置の検出精度を高めることができる。また、レゾルバステータ３５と内輪押え２９との間に他の部品を介する必要がないので、レゾルバステータ３５の取り付け位置のばらつきを抑制することができ、ロータフランジ５の回転角度位置の検出精度をより高めることができる。また、ロータフランジ５が１ピース構造であることと併せて、ＤＤモータ１０を構成する部品点数を削減できるので、ＤＤモータ１０のコストや生産コストをより低減することができる。

また、上述したように、内輪押え２９は、軸方向の断面が長方形あるいは正方形となるような円環状の形状とすれば、軸方向両端面の平行度・平面度を容易に高精度とすることが可能となる。これにより、軸方向上端面をレゾルバステータ３５の取り付け面とすることで、レゾルバステータ３５の取り付け位置のばらつきをさらに抑制することができるので、ロータフランジ５の回転角度位置の検出精度をより高精度とすることができ、軸方向下端面を軸受保持面とすることで、ＤＤモータ１０の回転精度を高めることができる。

また、内輪押え２９の材質をオーステナイト系ステンレスとすることで、アルミニウム等他の非磁性材料で内輪押え２９を構成する場合と比べ高い剛性を得ることができる。また、オーステナイト系ステンレスは、アルミニウム等他の非磁性材料に比べて高精度加工が可能であり、内輪押え２９の材質をオーステナイト系ステンレスとすることで、モータ部９からの磁気の回り込みによるロータフランジ５の回転角度位置の検出精度への影響を抑制することができるだけでなく、レゾルバステータ３５の位置精度を向上することができるので、ロータフランジ５の回転角度位置の検出精度やＤＤモータ１０の回転精度の更なる高精度化が可能となる。

図３は、本実施形態に係る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、円板状のテーブル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４は、本実施形態に係る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、円板状のテーブル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（第１ハウジング）３と、ロータ１５が固定されるロータフランジ（第２ハウジング）５と、ハウジングインナ（第１ハウジング）３に対してロータフランジ（第２ハウジング）５を回転自在に支持する軸受１１と、ハウジングインナ（第１ハウジング）３と共に軸受１１の内輪（固定輪）２１を軸方向に挟持する非磁性材料で構成された内輪押え（固定輪押え部材）２９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、を備える。レゾルバ２７は、レゾルバロータ３３とそのレゾルバロータ３３に対向して配置されるレゾルバステータ３５とを含み構成される。また、レゾルバロータ３３をロータフランジ（第２ハウジング）５に直接固定し、レゾルバステータ３５を内輪押え（固定輪押え部材）２９に直接固定する構成である。この構成により、レゾルバステータ３５へのモータ部９からの磁気の回り込み、及びレゾルバロータ３３及びレゾルバステータ３５の位置ばらつきの双方による第２ハウジングの回転角度位置の検出精度への影響を抑制することができ、モータ部９の回転状態を高精度に検出することができる。また、ＤＤモータ１０を構成する部品点数の増加を抑制することができ、ＤＤモータ１０のコストや生産コストの削減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、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。この構成により、ハウジング７の軸方向の高さ寸法を低減でき、ＤＤモータ１０の軸方向へ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。この構成により、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。このため、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。この構成により、回転軸Ｓを中心とした径方向への大型化が抑制され、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（第２ハウジング）５は、軸受１１の外輪（回転輪）２３の軸方向一端面２３ａ側に延在する鍔部５１と、外輪（回転輪）２３の軸方向他端面２３ｂ側に配置される外輪押え（回転輪押え部材）５３とを備える。この構成により、万が一、軸受１１とロータフランジ（第２ハウジング）５に形成された外輪固定部５０との間の隙間に充填された充填剤の接着力が低下した場合でも、ロータフランジ（第２ハウジング）５が外れることを防止することができる。

また、ロータフランジ（第２ハウジング）５は、軸受１１の外輪（回転輪）２３の軸方向一端面２３ａ側に延在する鍔部５１と、外輪（回転輪）２３の軸方向他端面２３ｂ側に配置される外輪押え（回転輪押え部材）５３とを有すると共に、ロータフランジ（第２ハウジング）５と外輪（回転輪）２３とを充填剤で固定する構造である。これにより、万が一、軸受１１とロータフランジ（第２ハウジング）５に形成された外輪固定部５０との間の隙間に充填された充填剤の接着力が低下した場合でも、外輪押え（回転輪押え部材）５３によって軸受１１とロータフランジ（第２ハウジング）５とが外れることを防止することができる。

また、本実施形態によれば、外輪押え（回転輪押え部材）５３をＣ型止め輪とする。これにより、万が一、軸受１１とロータフランジ（第２ハウジング）５に形成された外輪固定部５０との間の隙間に充填された充填剤の接着力が低下した場合でも、軸受１１とロータフランジ（第２ハウジング）５とが外れることを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（第２ハウジング）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（第１ハウジング）３よりも外側に配置され、かつ、軸方向に切れ目のない一体構造である。これにより、ロータフランジ（第２ハウジング）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、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。

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（固定輪）
２１ａ 内輪（固定輪）の軸方向一端面（一方の軸方向端面）
２１ｂ 内輪（固定輪）の軸方向他端面（他方の軸方向端面）
２３ 外輪（回転輪）
２３ａ 外輪（回転輪）の軸方向一端面（一方の軸方向端面）
２３ｂ 外輪（回転輪）の軸方向他端面（他方の軸方向端面）
２５ 転動体
２７ レゾルバ（回転検出器）
２９ 内輪押え（固定輪押え部材）
３３ レゾルバロータ
３５ レゾルバステータ
４１ 力率検出部
４３ 転流制御部
５１ 鍔部（ロータフランジ）
５２ 溝部
５３ 外輪押え（回転輪押え部材）
６０ 内輪固定部
６１ 鍔部（ハウジングインナ）
８０ テーブル
８１ 検査対象物（搬送物）
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 (12)

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、
   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、
   前記第１ハウジングと共に前記軸受の固定輪を軸方向に挟持する非磁性材料で構成され
   た円環状の固定輪押え部材と、
   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、レゾルバロータと該レゾルバロータに対向して配置されるレゾルバステータとを含み、前記レゾルバロータが前記第２ハウジングに直接固定され、前記レゾルバステータが前記固定輪押え部材に直接固定されたダイレクトドライブモータ。
2. 前記固定輪押え部材を構成する非磁性材料は、オーステナイト系ステンレスである請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
3. 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である請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
4. 前記モータ部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と、
   前記力率が０となる位置と前記レゾルバから出力されるインクリメンタル情報とにより、該モータ部の転流を制御する転流制御部と、
   を備える請求項３に記載のダイレクトドライブモータ。
5. 前記モータ部、前記軸受、及び、前記回転検出器は、前記軸受の軸方向に並んで配置される請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
6. 前記第２ハウジングは、前記軸受の回転輪の一方の軸方向端面側に延在する鍔部と、該回転輪の他方の軸方向端面側に配置される回転輪押え部材と、を備えた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。
7. 前記第２ハウジングは、前記軸受の回転輪の一方の軸方向端面側に延在する鍔部と、該回転輪の他方の軸方向端面側に形成される環状溝と、該環状溝に装着される回転輪押え部材と、を有すると共に、前記第２ハウジングと該回転輪とは充填剤で固定されている請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
8. 前記回転輪押え部材は、Ｃ型止め輪である請求項６または７に記載のダイレクトドライブモータ。
9. 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のない一体構造である請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
10. 請求項１から９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、搬送物を搬送する搬送装置。
11. 請求項１から９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、
    を備えた検査装置。
12. 請求項１から９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、
    を備えた工作機械。

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