JPH07112346B2 - ダイレクト・ドライブ・モ−タ - Google Patents

ダイレクト・ドライブ・モ−タ

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JPH07112346B2
JPH07112346B2 JP62047159A JP4715987A JPH07112346B2 JP H07112346 B2 JPH07112346 B2 JP H07112346B2 JP 62047159 A JP62047159 A JP 62047159A JP 4715987 A JP4715987 A JP 4715987A JP H07112346 B2 JPH07112346 B2 JP H07112346B2
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JP
Japan
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rotor hub
roller bearing
cross roller
housing
rotor
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JP62047159A
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JPS63213460A (ja
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康彦 村松
進 太田
敏行 高木
治雄 樋口
光宏 二階堂
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Priority to FR8802491A priority patent/FR2613552B1/fr
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Priority to GB8804821A priority patent/GB2202386B/en
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ファクトリーオートメーション(FA)の分野
で用いられるダイレクト・ドライブ・モータに関する。
更に詳しくは、本発明は、磁気誘導子型の同期モータで
あって、駆動トルクを受けて回転する回転子が固定子の
外側に設けられる構成のアウター・ロータ形のダイレク
ト・ドライブ・モータに関するものである。
(従来の技術) FAの分野で要求されるモータは、トルクが大きく、高速
で、かつ高精度の位置決め制御が行なえることが要求さ
れる。
従来、このような要求を満たすFA用のサーボアクチュエ
ータとしては、減速機と直流サーボモータとを組合せた
もの等が多く用いられてきた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、減速機と組合せて構成されるこれまでの
サーボモータは、バックラッシュによるトルクむらや、
低剛性のためロストモーションの影響がある等の問題点
があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、トルクむらやロストモーションの影響がな
く、小型で大きなトルクを効率良く得ることが可能なダ
イレクト・ドライブ・モータを実現することにある。
(問題点を解決するための手段) このような目的を達成する本発明は、 内側固定子と、 この内側固定子の外側に僅かな空隙を隔てて配置させた
外側回転子と、 この外側回転子を内部に固定させた円筒形状の回転子ハ
ブと、 この回転子ハブの円筒形状内に多くの部分が納まるよう
に配置されると共に前記内側固定子が固定された円筒形
状のハウジングと、 回転子ハブの円筒形状内部にあって当該回転子ハブをハ
ウジングに対して片持構造で回転可能に支持するクロス
・ローラ軸受けと、 このクロス・ローラ軸受けを回転子ハブとハウジングと
の間に固定するためのクランプリングとを備え、 前記クランプリングにおいて、クロス・ローラ軸受けを
押圧する部分に切欠部を設け、前記クロス・ローラ軸受
けに加わる力をこの切欠部で吸収できるようにしたこと
を特徴とするダイレクト・ドライブ・モータである。
(作用) 外側回転子は、円筒形状の回転子ハブを介して、円筒形
状内部に設けられているクロス・ローラ軸受けによって
回転可能に支持され、内側固定子に生ずる磁気誘導によ
ってダイレクトに駆動され回転する。
(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は、本発明に係るダイレクト・ドライブ・モータ
の一例を示す軸方向断面図であり、第2図は組立分解図
である。
これらの図において、1は内側固定子で、2組の磁性体
11,12、この磁性体にはさまれた永久磁石13及び励磁コ
イル14とからなる。各磁性体11,12は、励磁コイル14が
巻回された複数個(ここでは12個)の突極11a,11b…が
あり、また各突極の先端にはピッチPの歯15が設けられ
ている。
2は内側固定子1の外側に僅かな空隙を隔てて回転可能
に配置された外側回転子で、内側固定子1に対向する面
には、ピッチPで並ぶ歯21が設けられている。
3は外側回転子2を円筒形状内部において固定し、外側
回転子2とともに回転する円筒形状の回転子ハブで、円
筒形状底面部31に回転力を取りだすための負荷4が取付
けられる。32は回転子ハブ3の底面部31から内側に突出
させた円筒状取付部で、その先端には後述するエンコー
ダ7のスリット板71が取付けられる。
5はクロス・ローラ軸受で、外側回転子2を回転子ハブ
3を介して片持構造で支持するもので、回転ローラ51,
回転ローラ51を上下から(内側,外側から)挟持する保
持部材52,53とからなる。
第3図は、このクロス・ローラ軸受けの構成説明図であ
る。下側(内側)支持部材52と上側(内側)支持部材53
との間には、リテイナー51aが介在しており、このリテ
イナー51aには、回転ローラ51を保持する保持穴51bが所
定ピッチで設けられている。そして各保持穴51bに、こ
ろとして動作する回転ローラ51が、交互にその回転軸Cl
が直交するように一周に亘って配列されている。下側
(内側)支持部材52と上側(外側)支持部材53には、そ
れぞれ回転ローラ51の回転面が回転接触するV溝が設け
られ、これらのV溝が回転ローラ51を内側及び外側より
押圧保持している。
このような構成のクロス・ローラ軸受は、回転ローラ51
の転がり面は線接触のため、軸受け荷重による弾性変形
はほとんど無く、しかもラジアル荷重、アキシアル荷
重、モーメント荷重などの複雑な荷重を同時に受けるこ
とができるという特長をもっている。
第1図及び第2図に戻り、54は回転子ハブ3の円筒形状
内側に設けられたリング部材,55はクランプリングで、
クロス・ローラ軸受5の一方の保持部材53を、回転子ハ
ブ3側に固定させるためのものである。
6は円筒形状の回転子ハブ3内に多くの部分が納まるよ
うに設置された円筒形状のハウジングで、内側固定子1
が固定されるとともに、クロス・ローラ軸受け5の他方
の支持部材52が固定される。61は支持部材52をハウジン
グ6に固定させるためのクランプリングである。
7は回転子ハブ3の回転変位を検出するためのエンコー
ダで、回転子ハブ3の中央円筒取付部32に固定された回
転スリット板71,この回転スリット板71に対して光ビー
ムを照射させるLEDやレンズを含む光照射部72、スリッ
ト板71を通過した光を受光する受光素子とこの受光素子
からの信号を処理して回転子ハブ3の回転角度に比例し
た信号を得る信号処理部を収容したアセンブリ73で構成
される。なお、74はスリット板71を中央円筒取付部32に
固定するための取付けリングである。
ここで、回転子ハブ3の中央円筒取付部32は、円筒状ハ
ウジング6の内部に設置され、スリット板71は、この中
央円筒取付部32の先端に、クロス・ローラ軸受5が設置
された平面PLとほぼ同一平面上に配置されるように取付
けられている。なお、このエンコーダは、回転変位に対
応した信号を必要とする時に設けられるもので、本発明
における必須の構成要素ではない。
次に、このように構成されるダイレクト・ドライブ・モ
ータの組立て方を第2図を参照しながら説明する。
まず、回転子ハブ3の円筒形状内側に、外側回転子2を
挿入し、両者が一体となるように、例えば接着剤あるい
はネジ,あるいは接着剤とネジの両方によって固定す
る。
また、内側固定子1をハウジング6の円筒部に挿入し、
両者を一体となるように、例えば接着剤等によって固定
する。また、ハウジング6の円筒内部に、光照射部72を
例えばネジによって固定させる。
次に回転子ハブ3の円筒形状内に、ハウジング6を挿入
し、回転子ハブ3の内側とハウジング6の外側の所定位
置にクロス・ローラ軸受け5を位置させ、クランプリン
グ55によってクロス・ローラ軸受け5の上部支持部材53
を回転子ハブ3のリング部材54に押圧固定させるととも
に、クランプリング61によってクロス・ローラ軸受け5
の下部支持部材52をハウジング6に押圧固定させる。こ
れによってクロス・ローラ軸受け5は、回転子ハブ3と
ハウジング6の間にクランプリング55及び61を介して支
持される。ここで、各クランプリング55,61において、
支持部材52,53への押圧部には、それぞれ切欠部50,60が
形成されており、クロス・ローラ軸受け5に加えられる
押圧力を適当に吸収し、適切な押圧力でクロス・ローラ
軸受け5を支持できるようにしている。
次にエンコーダ7のスリット板71を、回転子ハブ3の中
央円筒取付部32の先端に、取付けリング74によって固定
する。また、信号処理部アセンブリ73を、光照射部72か
らの光ビームがスリット板71のスリット孔71a,71bを通
過し、イメージセンサ73a上に正確に当るように位置決
めを行ないながら、ハウジング6の内側に取付けて完成
する。
このような構成の本発明のダイレクト・ドライブ・モー
タは、外側回転子を円筒形状の回転子ハブの3内部に固
定させるとともに、この回転子ハブ3を円筒形状の内部
に設けられるクロス・ローラ軸受け5によって片持構造
で支持するようにしたもので、ひとつの軸受けですむこ
とから、構成が簡単になるうえに全体を小型にできる。
また、トルク発生部分が外周にあるので、全体が小型で
ありながら大きなトルクを得ることができる。
第4図は、内側固定子1に設けられている励磁コイル14
の巻き方を示す図である。ここではA相,B相,C相からな
る3相の励磁回路が使用されており、A相は、突極11a,
から2つおきに突極11d,11g,11jの合計4個の突極に直
列に巻回され、B相は突極11b,11e,11h,11kに直列に巻
回され、C相は突極11c,11f,11i,11lに直列に巻回され
ている。内側固定子1と外側回転子2との対向面に設け
られている歯15,21の位置関係は、PM型3相パルスモー
タと同様であり、詳細は省略する。
第5図は、外側回転子2の回転原理を示す説明図であ
る。
内側固定子1において、突極11aでの磁束は、永久磁石1
3によるバイアス磁束φと、突極11aに巻回された励磁
コイル14に励磁電流を流すことによって生ずる励磁磁束
φとの和φ=φ+φによって形成される。突極
11aの励磁を、励磁コイル14に流す電流を、例えば、A
相,B相,C相の順で、互いに120゜位相差をもったものと
することにより、励磁磁束φが順にA相,B相,C相の順
に移動し、これによってφ+φで表わされる和磁束
部分も移動するので、外側回転子2がこれに吸引され回
転する。
A相,B相,C相に流す励磁電流の位相の進み、遅れを切換
えれば、回転方向は逆となる。
ここで、外側回転子2の推力(トルク)Tは、バイアス
磁束φと励磁磁束Φとの和Φの自乗に比例するも
ので、(1)式で表わされる T∝(φ+φ (1) 本発明のモータは、(1)式で表わされるトルクTの発
生部分が外周に位置するもので、これにより、小型であ
りながら大きなトルクを発生することを可能としてい
る。
なお、上記の実施例では、モータ部分の構成において、
内側固定子は12個の突極を有し、3相励磁回路を用いる
ものを示したが、このような構成に限定されるものでは
ない。また、バイアス磁束を与える永久磁石を内側固定
子に設けたものであるが、外側回転子に設けるようにし
てもよい。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、外側回転子を円
筒形状の回転子ハブの内部に固定するとともに、回転子
ハブを円筒形状の内部に設けられるクロス・ローラ軸受
けによって片持構造で支持するようにしたものである。
従って、本発明によれば、全体構成を簡単にでき、小型
でありながら大きなトルクを得ることができる。また、
回転子ハブから直接トルクを得るもので、トルムむらや
ロストモーションの影響を受けないダイレクト・ドライ
ブ・モータが実現できる。
また、本発明においては、回転子ハブをクロス・ローラ
軸受けを用いて片持ち構造で支持すると共に、クロス・
ローラ軸受けを回転子ハブとハウジングとの間に切欠部
を持つクランプリングにより押圧して固定する構成とし
たもので、クロスローラ軸受けに加わる力が振動等によ
り変動したとしても、クロス・ローラに加わる力は常に
最適に調整されることとなり、軸受けの寿命を長くでき
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るダイレクト・ドライブ・モータの
一例を示す軸方向断面図、第2図は組立分解図、第3図
は本発明のモータにおいて用いられるクロス・ローラ軸
受けの構成説明図、第4図は励磁コイルの巻き方を示し
た図、第5図は回転原理の説明図である。 1……内側固定子、11,12……磁性体、13……永久磁
石、14……励磁コイル、2……外側回転子、3……回転
子ハブ、4……負荷、5……クロス・ローラ軸受け、6
……ハウジング、7……エンコーダ、55,61……クラン
プリング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 治雄 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 二階堂 光宏 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−37044(JP,A) 特開 昭48−93856(JP,A) 実開 昭49−90808(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内側固定子(1)と、 この内側固定子の外側に僅かな空隙を隔てて配置させた
    外側回転子(2)と、 この外側回転子を内部に固定させた円筒形状の回転子ハ
    ブ(3)と、 この回転子ハブの円筒形状内に多くの部分が納まるよう
    に配置されると共に前記内側固定子が固定された円筒形
    状のハウジング(6)と、 回転子ハブの円筒形状内部にあって当該回転子ハブをハ
    ウジングに対して片持構造で回転可能に支持するクロス
    ・ローラ軸受け(5)と、 このクロス・ローラ軸受けを回転子ハブ(3)とハウジ
    ング(6)との間に固定するためのクランプリング(5
    5,61)とを備え、 前記クランプリングにおいて、クロス・ローラ軸受けを
    押圧する部分に切欠部(50,60)を設け、前記クロス・
    ローラ軸受けに加わる力をこの切欠部で吸収できるよう
    にしたことを特徴とするダイレクト・ドライブ・モー
    タ。
JP62047159A 1987-03-02 1987-03-02 ダイレクト・ドライブ・モ−タ Expired - Lifetime JPH07112346B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62047159A JPH07112346B2 (ja) 1987-03-02 1987-03-02 ダイレクト・ドライブ・モ−タ
US07/156,780 US4853567A (en) 1987-03-02 1988-02-17 Direct drive motor
DE3806195A DE3806195A1 (de) 1987-03-02 1988-02-26 Direktantriebsmotor
FR8802491A FR2613552B1 (fr) 1987-03-02 1988-02-29 Moteur electrique a commande directe
KR1019880002112A KR910000094B1 (ko) 1987-03-02 1988-02-29 직접 구동 모우터
GB8804821A GB2202386B (en) 1987-03-02 1988-03-01 Direct drive electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62047159A JPH07112346B2 (ja) 1987-03-02 1987-03-02 ダイレクト・ドライブ・モ−タ

Publications (2)

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JPS63213460A JPS63213460A (ja) 1988-09-06
JPH07112346B2 true JPH07112346B2 (ja) 1995-11-29

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4893856A (ja) * 1972-03-21 1973-12-04
JPS6237044A (ja) * 1985-08-05 1987-02-18 Kiyonori Fujisaki 小型フアンモ−タ

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JPS63213460A (ja) 1988-09-06

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