KR101893489B1 - 다이렉트 드라이브 모터, 반송 장치, 검사 장치, 및, 공작 기계 - Google Patents

다이렉트 드라이브 모터, 반송 장치, 검사 장치, 및, 공작 기계 Download PDF

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Abstract

간단한 구성으로 베어링의 축 방향의 이동을 억제할 수 있는 베어링 장치, 이 베어링 장치를 이용한 반송 장치, 검사 장치, 및, 공작 기계를 제공하는 것이다.
전동체(25)를 사이에 끼워 대향 배치된 내륜(21) 및 외륜(23)을 갖는 베어링(11)과, 내륜(21)에 지지되는 하우징 인너(3)와 외륜(23)에 지지되는 로터 플랜지(5)를 갖는 하우징(7)을 구비하고, 로터 플랜지(5)는, 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)측에 연장되는 플랜지부(51)와, 외륜(23)의 축 방향 타단면(23b)측에 배치되는 C형 리테이닝링(53)을 구비하고, 플랜지부(51)와 축 방향 일단면(23a)과의 간극에, 수지 재료로 형성된 누름링(55)을 설치했다.

Description

다이렉트 드라이브 모터, 반송 장치, 검사 장치, 및, 공작 기계{DIRECT DRIVE MOTOR, CONVEYANCE DEVICE, INSPECTION DEVICE AND MACHINE TOOL}
본 발명은, 베어링 장치, 이 베어링 장치를 이용한 반송 장치, 검사 장치, 및, 공작 기계에 관한 것이다.
일반적으로, 회전체에 회전력을 직접 전달하여, 당해 회전체를 피회전체에 대하여 소정 방향으로 회전시키는 구동 방식(모터 부하 직결형의 구동 방식)을 채용한 다이렉트 드라이브 모터(베어링 장치: 이하, DD 모터라고 한다)가 알려져 있다. 이 종류의 DD 모터는, 전동체를 사이에 끼워 대향 배치된 내륜 및 외륜을 갖는 베어링과, 내륜에 지지되는 제 1 하우징과, 외륜에 지지되는 제 2 하우징을 구비하고, 제 1 하우징 또는 제 2 하우징을 출력축(회전체)로서 회전시킨다. DD 모터는, 출력축을 고정밀도로 회전시키면서 위치 결정하기 위해, 그 회전 상태(예를 들면, 회전 속도, 회전 방향 또는 회전 각도 등)를 보다 고정밀도로 검출한다. 이 때문에, 각 하우징을 지지하는 베어링의 지지 구조가 중요해지고, 특히, 베어링의 축 방향으로의 이동(스러스트 플레이)의 억제가 요구되고 있다. 종래, 베어링을 당해 베어링의 축 방향으로 고정하기 위해 C형 리테이닝링이 자주 이용되고 있다. 이 기술은, 베어링 근방에서, 어느 쪽의 하우징(예를 들면, 제 2 하우징)에, 베어링의 외경보다 조금 직경이 큰 홈을 가공하여, 이 홈에 C형 리테이닝링을 장착함으로써, 당해 리테이닝링이 밖으로 확산되는 힘을 이용하여 베어링을 축 방향으로 고정한다. 그러나, 이 기술에서는, 베어링 및 C형 리테이닝링의 축 방향의 치수 공차가 존재하는 데다가, 홈의 가공 오차 등도 고려할 필요가 있으며, 베어링의 축 방향으로의 이동을 완전하게 억제하는 것은 어려웠다.
베어링의 축 방향으로의 이동을 억제하여, 모터의 고정밀도인 회전을 실현함과 함께, 출력축에 고정되는 부하를 강고하게 지지하기 위해, 종래, 제 1 하우징 및 제 2 하우징의 양방을 각각 베어링 부분에서 축 방향으로 2분할하고, 분할된 각 하우징으로 베어링을 끼워 넣고, 또한 볼트 등으로 체결하는 구조가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본국 특허 제4636432호 공보
그런데, 산업 이용되는 제품으로서는, 베어링을 가능한 한 간단하게 조립 가능한 구성으로 하고, 또한 소형화하는 것이 중요하다. 종래의 기술에서는, 베어링의 축 방향으로의 이동은 억제할 수 있지만, 베어링의 지지 구조가 번잡해진다. 또한, 분할된 하우징을 볼트로 체결하는 경우, 일반적으로, 볼트는 베어링과 동심 원 형상으로 복수개(예를 들면 6개 이상) 사용되고, 하우징이 균등하게 베어링의 축 방향 단면에 접촉하도록, 복수개의 볼트를 균등하게 조일 필요가 있다. 나사 구멍과의 접촉 반력을 느끼면서, 조금씩 복수개의 볼트를 조이는 작업은, 사람에게는 가능하지만 작업 시간이 오래 걸리고, 장치에 의해 자동화시키는 것은 곤란했다.
본 발명은, 전술한 과제를 해결하는 것이며, 간단한 구성으로 베어링의 축 방향으로의 이동을 방지할 수 있는 베어링 장치, 이 베어링 장치를 이용한 반송 장치, 검사 장치, 및, 공작 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 베어링 장치는, 전동체를 사이에 끼워 대향 배치된 내륜 및 외륜을 갖는 베어링과, 내륜에 지지되는 제 1 하우징과 외륜에 지지되는 제 2 하우징을 갖는 하우징을 구비하고, 제 1 하우징 및 제 2 하우징 중 적어도 일방은, 베어링의 일방의 축 방향 단면측에 연장되는 플랜지부와, 당해 베어링의 타방의 축 방향 단면측에 배치되는 리테이닝링을 구비하고, 플랜지부와 베어링의 일방의 축 방향 단면, 또는, 리테이닝링과 베어링의 타방의 축 방향 단면의 간극에, 수지 재료로 형성된 누름링을 설치한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 플랜지부와 베어링의 일방의 축 방향 단면, 또는, 리테이닝링과 베어링의 타방의 축 방향 단면의 간극에 수지 재료로 형성된 누름링을 설치했기 때문에, 이 누름링이 리테이닝링 및 베어링의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수함으로써, 간단한 구성으로, 베어링의 축 방향으로의 이동을 방지할 수 있다.
이 구성에 있어서, 적어도 플랜지부가 형성된 일방의 하우징은, 둘레 방향으로 연장되는 홈부를 구비하고, 이 홈부에 리테이닝링이 장착되어도 된다. 이 구성에 의하면, 리테이닝링을 하우징에 간단하게 장착할 수 있어, 베어링을 지지하는 구조를 간소화시킬 수 있다.
또한, 제 1 하우징 및 제 2 하우징은, 각각 원통 형상으로 형성되고, 적어도 플랜지부가 형성된 일방의 하우징은, 당해 원통의 연장 돌출 방향에 대하여 절단 눈금 없이 일체를 이루어 성형되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 플랜지부가 형성된 일방의 하우징을 축 방향으로 대형화하는 일 없이, 베어링을 지지할 수 있고, 베어링 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 누름링은, 플랜지부, 또는, 리테이닝링과 접촉하는 제 1 접촉면과, 베어링의 일방, 또는, 타방의 축 방향 단면에 접촉하는 제 2 접촉면을 구비하고, 이들 제 1 접촉면과 제 2 접촉면을 당해 누름링의 직경 방향으로 어긋난 위치에 형성해도 된다. 이 구성에 의하면, 누름링에 하중을 가한 경우에, 이 누름링의 변형량(휨량)을 크게 확보할 수 있고, 효과적으로 변형시킬 수 있다.
또한, 누름링은, 플랜지부와 베어링의 일방의 축 방향 단면과의 간극에 설치됨과 함께, 리테이닝링과 베어링의 타방의 축 방향 단면과의 간극, 및, 리테이닝링과 홈부와의 간극 중 적어도 일방에는, 수지 재료로 형성된 제 1 간극 밀봉 부재가 배치 되어도 된다. 이 구성에 의하면, 제 1 간극 밀봉 부재가, 리테이닝링이나 홈부의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 밀봉하기 때문에, 베어링 장치의 강성 저하를 억제할 수 있다.
또한, 제 1 간극 밀봉 부재는, 리테이닝링에 접착되는 수지 필름이라도 된다. 이 구성에 의하면, 제 1 간극 밀봉 부재를, 리테이닝링과 베어링의 타방의 축 방향 단면과의 간극, 및, 리테이닝링과 홈부와의 간극에, 간단하게 배치할 수 있다.
또한, 제 1 간극 밀봉 부재는, 주제(主劑)와, 주제와 혼합되어 당해 주제를 경화시키는 경화제를 갖는 접착제라도 된다. 이 구성에 의하면, 리테이닝링을 홈부에 장착한 후에 접착제가 경화됨으로써, 리테이닝링이나 홈부의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 간단하게 밀봉할 수 있다.
또한, 주제 및 경화제의 일방은, 베어링의 타방의 축 방향 단면 및 홈부에 도포되어, 주제 및 경화제의 타방은, 리테이닝링에 도포된 상태에서, 리테이닝링이 홈부에 장착되어도 된다. 이 구성에 의하면, 접착제의 사전 혼합이 불필요하기 때문에, 베어링의 타방의 축 방향 단면과 홈부에, 주제, 또는, 경화제를 도포한 상태에서 방치하는 것이 가능해지고, 베어링의 조립 공정의 유연성이 향상된다.
또한, 접착제는, 마이크로 캡슐에 봉입된 경화제를 주제에 혼입하여 구성되고, 외력에 의해 마이크로 캡슐이 파괴됨으로써 경화제와 주제가 혼합되어 경화되는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 의하면, 예를 들면, 리테이닝링에 접착제를 사전에 도포해 둠으로써, 당해 리테이닝링을 홈부에 장착한 후에 접착제를 경화시킬 수 있고, 접착제의 취급이 용이해진다.
또한, 내륜과 제 1 하우징과의 간극, 및, 외륜과 제 2 하우징과의 간극 중 적어도 일방에 제 2 간극 밀봉 부재가 배치되어도 된다. 이 구성에 의하면, 제 2 간극 밀봉 부재가 상기 간극을 밀봉함으로써, 제 1 하우징 및 제 2 하우징의 가공의 간소화를 도모함과 함께, 베어링의 직경 방향으로의 이동을 억제할 수 있다.
또한, 제 2 간극 밀봉 부재는, 간극에 충전된 후에 경화되는 접착제라도 된다. 이 구성에 의하면, 간극에 충전된 접착제에 의한 장력의 균형화에 의해, 베어링의 중심과 제 1 하우징, 및, 제 2 하우징의 중심과의 얼라이닝(aligning)이 실현된다.
또한, 제 1 하우징 및 제 2 하우징은 자성체로 형성되고, 제 2 간극 밀봉 부재가 배치되는 제 1 하우징 및 제 2 하우징의 표면에는, 무전해 니켈-인 도금 처리가 행해져도 된다. 이 구성에 의하면, 무전해 니켈-인 도금 처리를 행하지 않는 것에 비해, 얼라이닝력을 높일 수 있다.
또한, 제 1 하우징 또는 제 2 하우징의 일방에 고정되는 고정자와, 제 1 하우징 또는 제 2 하우징의 타방에 고정되어, 고정자에 대하여 회전 가능한 회전자를 갖는 모터부와, 모터부의 회전 상태를 검출하기 위한 회전 검출기를 구비하고, 회전 검출기는, 고정자에 대한 회전자의 상대 변위를 검출하는 인크리멘탈 방식의 단일의 리졸버로 해도 된다. 이 구성에 의하면, 하우징의 축 방향의 높이의 증대를 억제할 수 있어, 베어링 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 모터부로의 전원 투입시에 역률이 0이 되는 위치를 검출하는 역률 검출부와, 역률이 0이 되는 위치와 리졸버로부터 출력되는 인크리멘탈 정보에 의해, 당해 모터부의 전류를 제어하는 전류 제어부를 구비해도 된다. 이 구성에 의하면, 단일의 리졸버를 탑재한 구성이라도, 모터부의 회전 상태를 고정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 리졸버는, 제 1 하우징에 고정되는 리졸버 스테이터와, 리졸버 스테이터와 소정의 간격을 두고 대향되고, 제 2 하우징에 고정되는 리졸버 로터로 구성되고, 리졸버 로터는, 리졸버 스테이터와의 대향면의 반대측의 면에 공간을 갖도록 제 2 하우징에 고정되어도 된다. 이 구성에 의하면, 외부로부터의 영향을 받기 어렵고, 자기 인덕턴스가 안정적이기 때문에 고정자에 대한 회전자의 상대 변위를 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 모터부, 베어링, 및, 리졸버는, 베어링의 축 방향으로 나열되어 배치되어도 된다. 이 구성에 의하면, 회전축을 중심으로 한 직경 방향으로의 대형화가 억제되기 때문에, 베어링 장치의 설치 면적(소위 풋프린트)의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 반송 장치는, 상기한 베어링 장치를 구비하고, 제 1 하우징 또는 제 2 하우징의 회전에 의해 반송물을 반송하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 반송물을 반송할 때의 위치 정밀도를 높임과 함께, 반송 장치의 소형화를 실현시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 검사 장치는, 상기한 베어링 장치를 구비하고, 제 1 하우징 또는 제 2 하우징의 회전에 의해 이동하는 대상물을 개별적으로 검사하는 검사부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 대상물을 검사부까지 이동할 때의 위치 정밀도를 높임과 함께, 검사 장치의 소형화를 실현시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 공작 기계는, 상기한 베어링 장치를 구비하고, 제 1 하우징 또는 제 2 하우징의 회전에 의해 이동하는 대상물을 개별적으로 가공하는 가공부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 대상물을 가공부까지 이동할 때의 위치 정밀도를 높임과 함께, 공작 기계의 소형화를 실현시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 플랜지부와 베어링의 일방의 축 방향 단면, 또는, 리테이닝링과 베어링의 타방의 축 방향 단면의 간극에 수지 재료로 형성된 누름링을 설치했기 때문에, 이 누름링이 리테이닝링 및 베어링의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수함으로써, 간단한 구성으로, 베어링의 축 방향으로의 이동을 방지할 수 있다.
도 1은, 제 1 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 다이렉트 드라이브 모터의 회전 각도 위치를 제어하는 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은, 누름링의 단면 형상을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 4는, 열가소성 수지로 성형된 누름링의 장착 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 다른 형태에 관한 누름링의 단면 형상을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 6은, 열경화성 수지를 플랜지부와 베어링의 축 방향 일단면과의 사이에 충전하는 순서를 설명하는 도면이다.
도 7은, 제 2 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 베어링의 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은, 제 3 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 베어링의 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 9는, 제 4 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10은, 상기 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 검사 장치의 개략 구성도이다.
도 11은, 상기 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 공작 기계의 개략 구성도이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태(실시 형태)에 있어서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소는 적절하게 조합시키는 것이 가능하고, 또한, 실시 형태가 복수인 경우에는, 각 실시 형태를 조합시키는 것도 가능하다.
[제 1 실시 형태]
도 1은, 제 1 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 구성을 나타내는 단면도이다. 다이렉트 드라이브 모터(베어링 장치: 이하, DD 모터라고 한다)(10)는, 감속 기구(예를 들면, 감속 기어, 전동 벨트 등)를 개재시키는 일 없이 회전체에 회전력을 직접 전달하고, 당해 회전체를 소정 방향으로 회전시킬 수 있다.
본 실시 형태의 DD 모터(10)는, 소위 아우터 로터형으로서 구성되어 있다. DD 모터(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 베이스(1)에 고정되는 환상(環狀)의 하우징 인너(제 1 하우징)(3)와 당해 하우징 인너(3)의 외측에 배치되는 환상의 로터 플랜지(제 2 하우징)(5)를 갖는 하우징(7)을 구비한다. 또한, DD 모터(10)는, 하우징 인너(3)와 로터 플랜지(5)와의 사이에 조립되어, 하우징 인너(3)에 대하여 로터 플랜지(5)를 회전시키는 모터부(9)와, 로터 플랜지(5)를 하우징 인너(3)에 회전가능하게 지지하는 베어링(11)을 구비한다.
하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)는, 각각 상이한 직경의 대략 원통 형상으로 형성되고, 회전축(S)에 대하여 동심 형상으로 배치되어 있다. 로터 플랜지(5)는, 원통의 연장 돌출 방향(도 1에서는 상하 방향)으로 절단 눈금 없이 일체로 성형되어 있다. 즉, 로터 플랜지(5)는, 회전축(S)의 축 방향으로, 하단부로부터 상단부까지 전체 둘레에 걸쳐 연속되는 대략 원통 형상으로 구성되어 있으며, 상단부에 각종 워크(도시하지 않음)가 장착되도록 되어 있다. 모터부(9)에 의해 로터 플랜지(5)를 회전시킴으로써, 로터 플랜지(5)와 함께 각종 워크를 소정 방향으로 회전시킬 수 있다. 이와 같이, 로터 플랜지(5)는, 모터부(9)의 동작에 의해 회전축(S)을 중심으로 회전 운동하기 때문에, 출력축으로서 기능한다. 또한, 하우징 인너(3)는, 회전축(S)의 축 방향으로, 하단부로부터 베어링(11)까지 전체 둘레에 걸쳐 연속되는 대략 원통 형상으로 구성되어 있으며, 이 베어링(11)을 내륜 누름 부재(29)로 협지하고 있다.
모터부(9)는, 하우징(7)의 하부(베이스(1)의 부근)에 배치된다. 모터부(9)는, 하우징 인너(3)의 외주면에 고정된 스테이터(고정자)(13)와, 로터 플랜지(5)의 내주면에 고정되어, 스테이터(13)에 대향 배치되는 로터(회전자)(15)를 구비한다. 스테이터(13)는, 로터 플랜지(5)의 회전 방향을 따라 소정 간격(예를 들면, 등간격)으로 동심 형상으로 배열되는 모터 코어(17)를 구비하고, 각 모터 코어(17)에 소선(素線)이 다중으로 권회되어 이루어지는 스테이터 코일(19)이 고정되어 있다. 스테이터(13)에는, 제어 유닛(20)(도 2)으로부터의 전력을 공급하기 위한 배선이 접속되어 있으며, 당해 배선을 통하여 스테이터 코일(19)에 대하여 전력이 공급되도록 되어 있다. 로터(15)는, 로터 플랜지(5)의 회전 방향을 따라 소정 간격(예를 들면, 등간격)으로 동심 형상으로 배열되는 영구 자석에 의해 구성된다. 제어 유닛(20)을 통하여, 스테이터 코일(19)에 통전되면, 플레밍의 왼손의 법칙에 따라 로터 플랜지(5)에 회전력이 부여되고, 로터 플랜지(5)는 소정 방향으로 회전한다.
베어링(11)은, 모터부(9)보다도 축 방향으로 베이스(1)로부터 먼 위치에 배치된다. 베어링(11)은, 상대 회전 가능하게 대향 배치된 내륜(21) 및 외륜(23)과, 이들 내륜(21) 및 외륜(23)의 사이에 전동 가능하게 설치된 복수의 전동체(25)를 구비한다. 베어링(11)은, 1개로 액시얼 하중과 모멘트 하중의 양방을 부하하는 것이 가능한 것이 바람직하고, 예를 들면, 4점 접촉 볼 베어링, 3점 접촉 볼 베어링, 깊은 홈 볼 베어링, 또는 크로스 롤러 베어링 등을 채용할 수 있다. 크로스 롤러 베어링을 채용하는 경우에는, 일반적인 내륜 또는 외륜이 분할 구조가 되는 것이 아닌, 내외륜 모두 일체 구조인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 내륜(21)은, 하우징 인너(3)와 내륜 누름 부재(29)로 협지되고, 외륜(23)은 로터 플랜지(5)의 내주면에 고정되어 있다. 베어링(11)의 지지 구조에 대해서는 후술한다.
또한, DD 모터(10)는, 베어링(11)의 상방(즉 베어링(11)보다도 축 방향으로 베이스(1)로부터 먼 위치)에, 모터부(9)의 회전 상태(예를 들면, 회전 속도, 회전 방향 또는 회전 각도 등)를 검출하기 위한 리졸버(회전 검출기)(27)가 설치되어 있다. 이에 따라, 로터 플랜지(5)에 장착된 각종 워크를 소정 각도만큼 정확하게 회전시켜, 목표 위치에 고정밀도로 위치 결정하는 것이 가능해진다. 또한, 리졸버(27)는, 하우징 인너(3)에 연결되는 내륜 누름 부재(29)의 상부에 설치된 원판 형상의 커버(31)에 의해 외계로부터 격리되어 보호되어 있다.
본 실시 형태에서는, DD 모터(10)는, 모터부(9), 베어링(11) 및 리졸버(27)를 회전축(S)의 축 방향(도 1에서는 상하 방향)으로 나열되도록 하우징(7) 내에 종렬 배치한 구성으로 하고 있다. 이에 따라, DD 모터(10)에서는, 회전축(S)을 중심으로 한 직경 방향으로의 증대가 억제되기 때문에, 하우징(7)의 설치 면적(소위 풋프린트)의 저감을 도모할 수 있다. 한편, 최근, 하우징의 설치 면적뿐만아니라, 축 방향의 높이 치수를 저감한 DD 모터가 요망되고 있다. 일반적으로, DD 모터는, 모터부의 회전 상태를 보다 고정밀도로 검출하기 위해, 회전 검출기로서, 앱솔루트 리졸버와, 모터의 위치 결정 및 속도 제어의 피드백을 행하기 위한 인크리멘탈 리졸버의 2종류의 리졸버가 탑재되어, 이들 각 리졸버를 축 방향으로 종렬 배치하고 있다. 각 리졸버는, 예를 들면, 모터의 하우징 내경측에 계합되어 위치 결정되고, 리졸버 로터가 고정된 후에 볼트 등으로 고정되어 있다. 이 구성에서는, 2종류의 리졸버를 탑재하기 위해, DD 모터의 축 방향으로의 치수가 증대되고 있었다.
이 문제를 해소하기 위해, 본 실시 형태에서는, 하우징(7) 내에 단일의 리졸버(27)만이 배치되어 있다. 리졸버(27)는, 스테이터(13)에 대한 로터(15)의 상대변위를 검출하는 인크리멘탈 리졸버이다. 리졸버(27)는, 베어링(11)의 축심에 대하여 편심시킨 내주를 갖는 원고리 형상의 리졸버 로터(33)와, 리졸버 로터(33)와 소정 간격을 두고 대향하여 배치되고, 리졸버 로터(33)와의 사이의 릴럭턴스 변화를 검출하는 리졸버 스테이터(35)를 갖고 구성되어 있다. 리졸버 로터(33)는, 볼트(33a)에 의해 로터 플랜지(5)의 내주면에 형성된 리졸버 로터 고정부(5a)에 일체로 장착되어 있다. 또한, 리졸버 스테이터(35)는, 볼트(35a)에 의해 내륜 누름 부재(29)의 외주면에 형성된 리졸버 스테이터 고정부(29a)에 일체로 장착되어 있다. 리졸버 로터(33)를 편심시켜 리졸버 로터(33)와 리졸버 스테이터(35)와의 사이의 거리를 원주 방향으로 변화시킴으로써, 릴럭턴스가 리졸버 로터(33)의 위치에 의해 변화되도록 되어 있다. 따라서, 로터 플랜지(5)의 1회전에 대해 릴럭턴스 변화의 기본파 성분이 1주기가 되기 때문에, 리졸버(27)는, 로터 플랜지(5)의 회전 각도 위치에 따라 변화되는 리졸버 신호(인크리멘탈 정보)를 출력한다.
도 2는, DD 모터의 회전 각도 위치를 제어하는 구성을 나타내는 블록도이다. DD 모터(10)에는, 이 DD 모터(10)의 동작을 제어하는 제어 유닛(20)이 접속되어 있다. 이 제어 유닛(20)은, 리졸버(27)가 검지한 리졸버 신호 및 모터부(9)로부터 출력되는 모터 전류 등으로부터 역률을 검출하는 역률 검출부(41)와, 이 검출한 역률과 리졸버 신호에 의거하여, 모터부(9)의 전류를 제어하는 전류 제어부(43)를 구비한다.
본 실시 형태에서는, 역률 검출부(41)는, 모터부(9)(스테이터 코일(19))로의 전원을 투입했을 때에 역률이 0이 되는 리졸버 로터(33)의 위치를 검출하고, 이 검출한 위치를 기준 위치로 하여 설정한다. 그리고, 이 기준 위치를 전류 제어부(43)에 출력한다. 전류 제어부(43)는, 리졸버(27)가 검출하는 리졸버 신호를 취득하고, 이 리졸버 신호의 변화와, 기준 위치에 의거하여, 모터부(9)에 흐르는 모터 전류의 전류 타이밍의 제어를 행한다. 이에 따라, 모터 전류의 전류 타이밍을 검출할 때에 앱솔루트 리졸버가 불필요해지기 때문에, 종래의 구성과 같이, 앱솔루트 리졸버와 인크리멘탈 리졸버의 2종류의 회전 검출기를 탑재시킬 필요가 없다. 따라서, 단일의 리졸버 구성으로 할 수 있고, DD 모터(10)의 축 방향의 높이를 억제할 수 있다.
그런데, DD 모터(10)는, 출력축으로서의 로터 플랜지(5)를 고정밀도로 회전시키면서 위치 결정하기 때문에, 그 회전 상태를 보다 고정밀도로 검출할 필요가 있다. 이 때문에, 하우징 인너(3)와 로터 플랜지(5)를 지지하는 베어링(11)의 지지구조가 중요해지고, 특히, 베어링(11)의 축 방향으로의 이동(스러스트 플레이)의 억제를 간단하게 행할 수 있는 구조가 요망되고 있다. 다음으로, 베어링(11)의 지지 구조에 대해서 설명한다.
로터 플랜지(5)의 내주면에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 외륜 유지부(50)가 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있으며, 이 외륜 유지부(50)의 리졸버(27)측에는, 전체 둘레에 걸쳐, 베어링(11)(외륜(23))의 외경보다도 직경이 축소된 내측으로 돌출되는 플랜지부(51)가 형성되어 있다. 또한, 외륜 유지부(50)의 모터부(9)측에는, 베어링(11)(외륜(23))의 외경보다도 직경이 확대된 홈부(52)가 형성되어 있다. 플랜지부(51)는, 외륜(23)의 축 방향 일단면(리졸버(27)측 단면; 일방의 축 방향 단면)(23a)측으로 연장된다. 플랜지부(51)는, 이 플랜지부(51)의 내주면(5lb)이 외륜(23)의 내주면보다도 외측에 위치하고, 또한, 외륜(23)의 모따기부보다도 내측에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 플랜지부(51)로 베어링(11)의 외륜(23)을 확실하게 지지할 수 있다.
또한, 홈부(52)에는, 외경 방향으로 부풀려고 하는 스프링력을 갖는 C형 리테이닝링(리테이닝링)(53)이 장착되고, 이 C형 리테이닝링(53)은, 외륜(23)의 축 방향 타단면(모터부(9) 측단면; 타방의 축 방향 단면)(23b)측으로 연장된다. 홈부(52)의 외경은 베어링(11)의 외륜(23)의 최외경보다 조금 크고, 베어링(11) 자체의 허용 하중이 C형 리테이닝링(53)에 가해져도 빠지지 않도록 되어 있다. 또한, 리테이닝링으로서는, C형 리테이닝링뿐만아니라, 스프링 링을 이용할 수도 있다.
이와 같이, 베어링(11)은, 외륜 유지부(50)의 축 방향의 상하(양단)에 설치된 플랜지부(51)와 C형 리테이닝링(53)에 의해 협지된다. 그러나, 통상, 베어링(11) 및 C형 리테이닝링(53)은, 축 방향의 치수 공차를 갖는 데다가, 홈부(52)의 가공 오차 등도 고려하면, 플랜지부(51)와 C형 리테이닝링(53)으로 베어링(11)의 축 방향의 이동(스러스트 플레이)을 완전하게 억제하여 지지하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 본 구성에서는, 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)과 플랜지부(51)와의 간극에 고분자 수지 재료로 형성된 누름링(55)(도 3)이 배치되어 있다. 이 누름링(55)은, 열가소성 수지나 열경화성 수지의 고분자 수지 재료로 환상으로 형성되어 있으며, 베어링(11)의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수 가능으로 함과 함께, 베어링(11)이 축 방향으로 이동되는 것을 완전하게 방지한다.
본 실시 형태와 같이, DD 모터(10)에 열가소성 수지제의 누름링(55)을 설치하는 경우, 내열 온도가 100℃ 이상이 되는 열가소성 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 압축 항복 강도, 굽힘 강도, 압축 탄성률(또는 인장 탄성률, 영률 등)의 특성이 우수한 열가소성 수지가 바람직하다. 구체예로서는, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르술폰(PES), 또는, 폴리페닐렌술파이드(PPS) 등의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱이라고 불리는 재료가 내열 온도와 기계적 성질의 점에서 바람직하다. 또한, 내용제성이 요구되는 경우에는, 결정성 수지가 바람직하지만, DD 모터(10)에 사용하는 경우에는, 결정성 또는 비결정성 수지 중 어느 쪽을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 누름링을 성형할 때에, 기계 가공뿐만아니라 금형 성형을 할 수 있는 열가소성 수지가 보다 바람직하다.
또한, C형 리테이닝링(53)의 두께의 편차, 홈부(52)의 위치나 높이 등의 가공 오차, 및, 베어링(11)의 축 방향의 폭치수 공차 등으로부터, 열가소성 수지로 성형된 누름링(55)에 요구되는 변형량을 산출할 수 있다. 이 변형량은, 베어링(11)이 손상되지 않도록, 베어링(11)의 기본 동정격 하중을 가한 상태에서의 변형량이다. 여기에서, 플랜지부(51)와 외륜(23)과는 대략 동일한 직경 치수이다. 이 때문에, 누름링(55)을, 외륜(23)과 대략 동일한 직경 치수의 단순한 평평한 링 형상으로 하면, 변형량은, 수지의 종탄성 계수 또는 영률에 의해 결정되기 때문에, 근소한 변형량밖에 허용할 수 없게 된다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 누름링(55)은, 플랜지부(51)의 지지면(51a)에 접촉하는 제 1 접촉면(55a)과, 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)에 접촉하는 제 2 접촉면(55b)을 구비하고, 이들 제 1 접촉면(55a)과 제 2 접촉면(55b)이 누름링(55)의 직경 방향으로 어긋난 위치에 형성되어 있다. 구체적으로는, 누름링(55)은, 단면 대략 육각 형상으로 되어 있으며, 제 1 접촉면(55a)에 연결되고, 지지면(51a)으로부터 떨어지는 방향으로 경사지는 제 1 경사면(55c)과, 제 2 접촉면(55b)에 연결되고, 축 방향 일단면(23a)으로부터 떨어지는 방향으로 경사지는 제 2 경사면(55d)을 구비하고 있다. 그리고, 제 1 접촉면(55a)의 축 방향 하방에 제 2 경사면(55d)이 설치되고, 제 2 접촉면(55b)의 축 방향 상방에 제 1 경사면(55c)이 설치되어 있다. 이에 따라, 누름링(55)에 대하여 축 방향의 하중이 가해진 경우에는, 누름링(55)은, 예를 들면, 제 2 경사면(55d)과 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)과의 간극을 이용하여 변형됨으로써, 누름링(55)의 변형량(휨량)을 크게 확보할 수 있어, 효과적인 변형을 행할 수 있다.
누름링(55)은, 한번, 배치된 후에는, 온도에 의해 크게 변화하지 않는 압축 특성, 완만한 크리프 특성, 피로 특성을 구비하기 때문에, DD 모터(10)에 조립된 상태에서, 베어링(11)의 축 방향 이동이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들면, 로터 플랜지(5)에 외부 하중을 부여한 경우라도, 변위는 근소하기 때문에, 리졸버(27)가 오작동하는 일은 없다. 이 때문에, 본 구성과 같은 단일의 리졸버(27)로 동작을 제어하는 구성이라도, 고정밀도한 회전 제어를 행할 수 있다. 또한, 누름링(55)은, 압축 특성이 우수한 수지 재료로 성형되어 있기 때문에, 외부하중을 제거하면 변위는 원래대로 돌아간다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 로터 플랜지(5)는, 베어링(11)의 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)측으로 연장되는 플랜지부(51)와, 외륜(23)의 축 방향 타단면(23b)측에 배치되는 C형 리테이닝링(53)을 구비하고, 플랜지부(51)와 축 방향 일단면(23a)과의 간극에, 수지 재료로 형성된 누름링(55)을 배치했기 때문에, 간단한 구성으로, 베어링(11)의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수 가능하게 함과 함께, 베어링(11)이 축 방향으로 이동되는 것을 완전하게 방지할 수 있다.
다음으로, 열가소성 수지로 성형된 누름링(55)의 장착 순서에 대해서 설명한다. 도 4는, 누름링(55)의 장착 순서를 설명하는 단면도이다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 플랜지부(51)와 베어링(11)과의 사이에 누름링(55)을 배치하고, 베어링(11)의 내륜(21)에 끼우는 본체부(60A)와, 본체부(60A)의 외주부에 내륜(21)과 맞닿는 플랜지(60B)를 갖는 지그(60)를 장착한다. 그리고, 이 지그(60)를 이용하여, 베어링(11) 및 누름링(55)에 압축 방향(도 4 중 A 방향)의 하중을 가하여, 이 사이에 C형 리테이닝링(53)을 홈부(52)에 장착한다. 이에 따라, 베어링(11)의 축 방향의 간극을 없앤 상태에서 베어링(11)의 조립을 할 수 있다. 또한, 조립시의 압축 방향의 하중은, 베어링(11)의 액시얼 기본 동정격 하중 이하가 바람직하고, 최대라도 액시얼 기본 정정격 하중 이하로 함으로써, 조립시의 베어링(11)의 손상을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 누름링(55)의 형상의 일 예로서, 단면 대략 육각 형상을 한 것을 설명했지만, 누름링의 형상은, 상기한 것으로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 플랜지부(51)의 지지면(51a)에 접촉하는 제 1 접촉면(155a)과, 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)에 접촉하는 제 2 접촉면(155b, 155c)을 구비한 누름링(155)이라도 된다. 이 누름링(155)은, 제 2 접촉면(155b, 155c)을 직경 방향으로 떨어뜨려 형성하고, 이들 제 2 접촉면(155b, 155c) 사이에 공극부(155d)를 구비하고, 이 공극부(155d)의 축 방향 상방에 제 1 접촉면(155a)이 위치하고 있다. 즉, 누름링(155)은, 제 1 접촉면(155a)과 2개의 제 2 접촉면(155b, 155c)이 직경 방향으로 어긋난 구성으로 되어 있다. 이러한 형상이라도, 누름링(155)은, 공극부(155d)를 이용하여 변형되기 때문에, 누름링(155)의 변형량 (휨량)을 크게 확보할 수 있고, 효과적인 변형을 행할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 누름링(55)은, 열가소성 수지로 형성한 구성을 설명했지만, 예를 들면, 플랜지부(51)와 베어링(11)(외륜(23))의 축 방향 일단면(23a)과의 사이에, 열경화성 수지를 충전함으로써 누름링을 형성해도 된다. 사용되는 열경화성 수지로서는, 2액 혼합형인 에폭시 수지계 접착제가 가장 바람직하다. 이것은, 첫번째로, 경화 시간이 길기 때문에, 베어링(11) 주위에 압축 하중을 가하고 있는 동안에 열경화성 수지를 충전하는 시간을 확보하기 쉬운 점, 두번째로, 상온에서도 경화가 진행되는 한편 60℃ 등 조금 온도를 상승시킴으로써 보다 빨리 경화를 진행시킬 수도 있는 점, 세번째로, 2액 타입이며 공기 중의 습도 등과 반응하는 타입에 비해 작업 환경에 의한 경화 조건의 편차의 영향이 발생하기 어려운 점 등의 이점이 있다. 또한, 베어링(11)에는, 그리스가 봉입되어 있기 때문에, 베어링(11)의 사용 온도 범위 내에서 경화 반응을 발생시키는 타입이 바람직하다. 온도가 상승한 경우라도, 기계 강도(예를 들면 인장 전단 강도)의 변화가 가장 적은 것도 에폭시 수지계 접착제이다. 베어링(11)이나 C형 리테이닝링(53) 등의 치수 편차의 합계는, 통상, 0.2㎜ 이하아고, 약 0.06㎜ 정도이기 때문에, 에폭시 수지가 경화되는 조건으로서도 딱 좋다. 또한, 에폭시 수지계 접착제의 특징으로서, 압축 강도는 전단이나 박리 강도에 비해 높기 때문에, 간극을 충전하는 재료로서 바람직하다.
도 6은, 열경화성 수지를 플랜지부(51)와 베어링(11)(외륜(23))의 축 방향 일단면(23a)과의 사이에 충전하는 순서를 설명하는 도면이다. 열경화성 수지를 사용하는 경우, 플랜지부(51)에 베어링(11)을 조립함과 함께, C형 리테이닝링(53)도 조립한 상태에서, 도 6에 나타내는 압입 지그(70)를 이용하여, C형 리테이닝링(53)과 베어링(11)의 축 방향의 간극을 짓누르는 방향(도 6 중 B 방향)으로 압축 하중을 가한다. 그리고, 압축 하중을 가하고 있는 상태에서, 혼합시켜 화학 반응이 시작되고 있지만 아직 경화는 시작되고 있지 않은(경화하고 있지 않은) 열경화성 수지를, 세관(71)을 사용하여 간극에 충전하여 누름링(255)을 성형한다. 압축 하중은, 충전하는 열경화성 수지의 기계 특성에 있어서, 수지의 압축 강도, 온도 수축, 크리프 특성을 고려하여, 모터 사용시에 누름링(255)의 기계 특성이 문제가 되지 않는 값으로 정하는 것이 바람직하다. 또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 압입 지그(70)를 이용하여, 베어링(11)을 C형 리테이닝링(53)측에 밀어 넣은 상태에서, 열경화성 수지의 충전을 행해도 되고, 또한 다른 방법으로서, 플랜지부(51)에 탭을 설치해 두고, 그 탭의 나사로 압입을 행해도 된다. 또한, 열경화성 수지를 플랜지부(51)에 미리 도포해 두고, 베어링(11)과의 간극이 조정되도록 C형 리테이닝링(53)을 설치하고 나서, 열경화성 수지를 끼워도 넣어도 된다.
[제 2 실시 형태]
그러나, 베어링(11)을 지지하는 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))은, 선반 등의 기계 가공에 의해 제작된다. 이 때문에, 가공면에는 주회하는 칼날이 절제(切除)되는 흔적으로서, 표면 거칠기라고 불리는 단차가 발생하고 있다(예를 들면, Ra1.6, Ra3.2, Ra6.3 등으로 표기된다; JIS B0601). 또한, 상기한 가공면 중, 축 방향의 단면에는 원주 방향으로 굴곡(웨이브)이 발생하고 있다. 이 굴곡은, 선반 가공시의 척에 의한 변형의 전파에 의한 것으로, 선반의 가공 공정을 늘리거나, 연삭 공정의 추가에 의해 제거하는(매끄러운 표면으로 마무리하는) 것도 가능하지만, 기계 가공 공정이 번잡, 증가한다는 문제가 있다.
한편, C형 리테이닝링(53)은, 경강선재나 스테인리스 강선 등의 재료를 프레스 가공이나 압연 성형에 의해 제작되지만, C형 리테이닝링(53)의 단면에는, 제작시에 버, 거칠기 또는 처짐이 발생하고, 전체적으로도 포테이토칩과 같이 만곡된 변형을 가진다. 이에 대하여, 베어링(11)은, 재료로서 SUJ2 등의 기계 강도나 경도가 높은 금속이 채용됨과 함께, 베어링(11)의 내륜(21)이나 외륜(23)의 축 방향단면에는, 연삭 공정이 반드시 행해져 있기 때문에, 깨끗하고 매끈한 평면을 가지고 있다.
DD 모터(10)와 같은 베어링 장치는, 통상, 여러 가지 부하를 탑재하여 운반하거나, 그 부하에 다른 하중을 가하거나 하여 사용된다. 즉 여러 가지 외부 하중이 가해지기 때문에, DD 모터(10)는, 외부 하중에 의해 변위되기 어려운 것이 요구되고 있다. 일반적으로, DD 모터(10)의 강성은 높은 쪽이 바람직하다. 그러나, 하우징(7)에 상기한 칼날의 흔적이나 굴곡이 있거나, C형 리테이닝링(53)에 버나 거칠기 등의 변형이 있거나 하면, 외부 하중이 가해졌을 때에, 베어링(11)은 축 방향으로 움직이지 않아도, 부품(하우징(7)이나 C형 리테이닝링(53)) 단면의 굴곡이나 변형이 찌그러지는(평평해지는) 방향으로 변형된다. 이 때문에, DD 모터(10)로서의 강성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 상기한 굴곡이나 변형의 존재에 의해, 각 부품의 축 방향 단면끼리의 접촉 면적이 저감되기 때문에, 구동 진동 등에 의해, 이 종류의 부품의 축 방향 단면에 프레팅 마모를 발생시킬 우려조차 있다.
상기한 제 1 실시 형태의 DD 모터(10)에서는, 로터 플랜지(5)는, 베어링(11)의 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)측에 연장되는 플랜지부(51)와, 외륜(23)의 축 방향 타단면(23b)측에 배치되는 C형 리테이닝링(53)을 구비하고, 플랜지부(51)와 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)과의 간극에 수지 재료로 형성된 누름링(55)을 배치했다. 이 구성에 의하면, 누름링(55)이 C형 리테이닝링(53) 및 베어링(11)의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수함으로써, 베어링(11)의 축 방향으로의 이동을 간단한 구성으로 방지함과 함께, 상기한 굴곡이나 변형의 영향을 억제할 수 있다.
한편, 제 1 실시 형태의 DD 모터(10)의 구성에 있어서도, C형 리테이닝링(53)과 외륜(23)(베어링(11))의 축 방향 타단면(23b)과의 사이, 및, C형 리테이닝링(53)과 홈부(52)의 축 방향 단면과의 사이에서 상기한 굴곡이나 변형이 변형될 우려가 있다. 이 때문에, DD 모터(10)로서의 강성이 저하되는 문제가 상정되었다. 현저한 예로서는, 누름링(55)을 찌그러뜨리는 방향으로 순수한 축 방향 하중이 가해진 경우와, C형 리테이닝링(53)을 찌그러뜨리는 방향으로 순수한 축 방향 하중이 가해진 경우에, 상기한 굴곡이나 변형의 변형에 의해 DD 모터(10)의 강성(하중에 대한 변위)이 상이한 문제가 발생할 가능성이 있다. 제 2 실시 형태에서는, 베어링(11)의 축 방향으로의 이동을 방지함과 함께, C형 리테이닝링(53)에 발생하는 변형이나 C형 리테이닝링(53)이 장착되는 홈부(52)에 발생하는 변형에 의한 DD 모터(10)의 강성 저하를 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 7은, 제 2 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 베어링의 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다. 또한, 제 2 실시 형태에서는, 중복된 기재를 피하기 위해, 제 1 실시 형태와 상이한 부분에 대해서 설명하고, 제 1 실시 형태와 동일한 구성인 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
DD 모터(10A)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, C형 리테이닝링(53)의 축 방향일단면(53a)과 외륜(23)(베어링(11))의 축 방향 타단면(23b)과의 간극, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a)과 홈부(52)의 축 방향 일단면(52a)과의 간극, 및, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 타단면(53b)과 홈부(52)의 축 방향 타단면(52b)과의 간극에 각각 고분자 수지 재료로 형성된 제 1 간극 밀봉 부재(65)가 배치되어 있다. 이 제 1 간극 밀봉 부재(65)는, 열가소성 수지나 열경화성 수지의 고분자 수지 재료로 형성되어 있으며, C형 리테이닝링(53)이나 홈부(52)의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 메우는(밀봉하는) 기능을 가진다.
제 1 간극 밀봉 부재(65)는, 상기한 누름링(55)과 동일하게, 압축 항복 강도, 굽힘 강도, 압축 탄성률(또는 인장 탄성률, 영률) 등의 기계 강도 특성이 우수한 수지 재료가 바람직하다. 이 제 1 간극 밀봉 부재(65)를, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a)과 외륜(23)(베어링(11))의 축 방향 타단면(23b)과의 간극, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a)과 홈부(52)의 축 방향 일단면(52a)과의 간극, 및, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 타단면(53b)과 홈부(52)의 축 방향 타단면(52b)과의 간극에 배치했다. 이에 따라, 제 1 간극 밀봉 부재(65)가, C형 리테이닝링(53)이나 홈부(52)의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 메우기(밀봉하기) 때문에, DD 모터(10)의 강성 저하를 억제할 수 있다. 또한, 프레팅 마모의 발생을 방지할 수 있다.
C형 리테이닝링(53)이나 홈부(52)의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극은, 치수적으로 미소(예를 들면 75㎛)하기 때문에, 페이스트 상태나 필름 상태인 것을 선택할 수 있다. 구체적으로는, 열가소성 수지로서, 필름 상태로 형성된 폴리아미드이미드(PAI)나, 열경화성 수지로서, 에폭시 수지계 접착제나 아크릴 수지계 접착제를 이용하는 것이 바람직하다.
제 1 간극 밀봉 부재(65)의 설치 순서로서, 필름 형상으로 형성된 폴리아미드이미드(PAI)를 이용하는 경우에는, 미리, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a), 및, 축 방향 타단면(53b)에 각각 폴리아미드이미드 필름(수지 필름)을 접착해 두고, 이 C형 리테이닝링(53)을 홈부(52)에 장착한다. 이 구성에서는, 제 1 간극 밀봉 부재(65)를 간단하게 배치할 수 있다.
또한, 2액 혼합형의 에폭시 수지계 접착제를 이용하는 경우에는, 에폭시 수지계 접착제의 주제와 경화제를 혼합하고, 이 혼합한 액을, 미리, 외륜(23)(베어링(11))의 축 방향 타단면(23b)과, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a), 축 방향 타단면(53b)과, 홈부(52)의 축 방향 일단면(52a), 축 방향 타단면(52b)으로 각각 도포하고 나서 C형 리테이닝링(53)을 홈부(52)에 장착한다. 이 구성에서는, 장착 후에 접착제가 경화됨으로써, 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 간단하게 메울 수 있다.
또한, 열경화성 수지제의 접착제로서, 아크릴 수지계 접착제를 이용할 수도 있다. 아크릴 수지계 접착제는, 2액성이지만 혼합할 필요가 없고, 피착체의 편면마다 주제와 경화제(촉진제)를 도포하여, 압착하는 것만으로 신속하게 경화된다. 아크릴 수지계 접착제는, 세트 타임(고착 시간)이 5분 정도로 짧고, 인장 전단 강도는 19.6㎫(200㎏f/㎠)이고, T형 박리 강도가 3.9kN/m(10㎏f/25㎜) 이상으로 에폭시 수지계 접착제 정도의 성능을 나타낸다. 또한, 아크릴 수지계 접착제는, 유면(油面) 접착 가능, 내충격성, 내구성에도 우수하다.
이 때문에, 아크릴 수지계 접착제를 이용하는 경우에는, 예를 들면, 외륜(23)(베어링(11))의 축 방향 타단면(23b)과, 홈부(52)의 축 방향 일단면(52a), 축 방향 타단면(52b)에 주제를 도포함과 함께, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a), 축 방향 타단면(53b)에 경화제(촉진제)를 도포하고, C형 리테이닝링(53)을 홈부(52)에 장착한다. 또한, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a), 축 방향 타단면(53b)에 주제를 도포하는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 의하면, 접착제는, C형 리테이닝링(53)의 장착 후의 각 단면에 가해진 압력에 의해 경화되어, 굴곡이나 변형의 간극을 간단하게 메울 수 있다. 또한, 이 구성에서는, 접착제의 사전 혼합이 불필요하기 때문에, 외륜(23)(베어링(11))의 축 방향 타단면(23b)과, 홈부(52)의 축 방향 일단면(52a), 축 방향 타단면(52b)에, 주제, 또는, 경화제를 도포한 상태에서 방치하는 것도 가능하고, 베어링(11)의 조립 공정의 유연성이 향상된다.
또한, 아크릴 수지계 접착제로서, 경화제가 봉입된 마이크로 캡슐을 주제의 안에 혼입하여 구성된 것을 이용해도 된다. 이 타입의 접착제를, 예를 들면, 외륜(23)(베어링(11))의 축 방향 타단면(23b)과, 홈부(52)의 축 방향 일단면(52a), 축 방향 타단면(52b)에 도포해 두고, C형 리테이닝링(53)을 홈부(52)에 장착한다. 또한, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a), 축 방향 타단면(53b)에 접착제를 도포하는 구성으로 해도 된다. 이 구성에서는, C형 리테이닝링(53)을 장착했을 때의 압력에 의해, 마이크로 캡슐이 파괴되어 봉입된 경화제와 주제가 혼합되어 경화한다. 이 때문에, 예를 들면, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a), 축 방향 타단면(53b)에 접착제를 사전에 도포해 둠으로써, 장착 후에 경화시킬 수 있고, 접착제의 취급이 용이해진다.
[제 3 실시 형태]
또한, 전술한 바와 같이, 베어링(11)을 지지하는 하우징(7)(하우징 인너(3)및 로터 플랜지(5))은, 선반 등의 기계 가공에 의해 제작된다. 구체적으로는, 재료(기재)의 편측을 척이라는 장착구의 3에서 4개의 클로우로 잡아, 재료를 회전시키면서, 재료의 반대측에 절삭 공구(칼날)을 눌러 절삭함으로써, 원통 형상의 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)의 외주면이나 내주면을 가공한다.
하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)는, 베어링(11)의 내륜(21) 및 외륜(23)을 지지하기 때문에, 하우징 인너(3)의 외주면 및 로터 플랜지(5)의 내주면을 가공함에 있어서 진원도(眞圓度)를 높이는 것이 중요하다. 한편, 선반에 의한 기계 가공에서는, 척의 클로우에 의해, 재료의 단부를 복수회로 나누어 방향을 바꾸어 잡고, 황삭용, 마무리 깎음용 등 여러 가지 종류의 칼날을 이용하여 절삭을 행한다. 이 경우, 재료와 클로우의 사이에 약간의 먼지가 혼입되거나, 재료를 잡는 위치의 밸런스가 나쁘면 재료의 동축도가 불량해지고, 절삭 부분의 형상에 영향을 미친다. 또한, 척의 클로우로 잡음으로써 재료가 변형되는 경우가 있으며, 이 변형은, 잡은 부분뿐만아니라, 잡은 측과 반대측의 절삭 부분의 형상에도 나중까지도 영향을 미친다. 이 때문에, 잡는 부분을 결정하는 작업은 숙련된 기술을 필요로 한다.
척의 클로우에 의한 재료의 변형을 없애기 위해, 통상, 절삭 공정을 복수회로 나누어 반복하면서 형상의 진원도를 서서히 높여, 치수 정밀도를 설계값에 가깝게 하는 일이 행해진다. 또한, 많은 경우, 칼날에 의한 절삭뿐만아니라, 연삭 숫돌에 의한 가공이 행해지고 있다. 이와 같이, 베어링(11)이 조립되는 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 가공에 있어서는, 진원도를 높여, 하우징 인너(3)의 외주면과 베어링(11)(내륜(21))의 내주면과의 간극, 및, 로터 플랜지(5)의 내주면과 베어링(11)(외륜(23))의 외주면과의 간극을 없애기(0으로 하기) 위해, 많은 공정이나 수고를 필요로 한다는 과제가 있다.
한편, 하우징 인너(3)의 외주면이나 로터 플랜지(5)의 내주면의 진원도가 충분하지 않은 경우, 즉, 외주면이나 내주면의 형상이 삼각 김밥 형상(다각형상)이나 타원 형상이었던 경우에는, 하우징 인너(3)의 외주면과 베어링(11)(내륜(21))의 내주면과의 사이, 및, 로터 플랜지(5)의 내주면과 베어링(11)(외륜(23))의 외주면과의 사이에 간극(공극)이 발생하게 된다.
이 상태에서, DD 모터(10)에 복합 하중(모멘트 하중)이 가해진 경우, 베어링(11)의 직경 방향(레이디얼 방향)의 하중 성분에 의해, 베어링(11)이나 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))이 상기한 간극만큼 이동한다. 이 때문에, DD 모터(10)에 있어서의 고정밀도한 회전을 바랄 수 없을 뿐만아니라, 리졸버(27)에서의 오류 검출에도 연결되어 버린다. 또한, 하우징 인너(3)의 외주면이나 로터 플랜지(5)의 내주면의 형상이 변형되어 있는 경우, 변형된 부분과 베어링(11)이 부분적으로 금속 접촉 상태가 되기 때문에, 프레팅 마모가 발생하고, 베어링(11)의 손상을 일으킴과 함께, 하중 방향에 의해, DD 모터(10)의 강성에 편차가 발생해버릴 우려가 있다.
상기한 제 1 실시 형태의 DD 모터(10)에서는, 로터 플랜지(5)는, 베어링(11)의 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)측에 연장되는 플랜지부(51)와, 외륜(23)의 축 방향 타단면(23b)측에 배치되는 C형 리테이닝링(53)을 구비하고, 플랜지부(51)와 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)과의 간극에 수지 재료로 형성된 누름링(55)을 배치했다. 이 구성에 의하면, 누름링(55)이 C형 리테이닝링(53) 및 베어링(11)의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수함으로써, 베어링(11)의 축 방향으로의 이동을 간단한 구성으로 방지할 수 있다.
그러나, 상기한 구성에 있어서도, 베어링(11)의 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))과의 사이에 직경 방향의 간극이 발생하는 경우에는, 베어링(11)의 직경 방향으로의 이동량이 커지고, 누름링(55)에는, 전단 방향력이나 박리 방향의 하중이 가해지게 된다. 누름링(55)은, 고분자 수지 재료로 형성되어 있기 때문에, 누름링(55)에 축 방향으로의 압축 하중 이외를 가하는 것은, DD 모터(10)의 허용 하중이 제한되는 것에 가하여, 선택 가능한 수지 재료도 한정되어버리게 된다.
제 3 실시 형태에서는, 하우징(7)의 가공의 간소화를 도모함과 함께, 베어링(11)의 직경 방향(레이디얼 방향)으로의 이동을 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 8은, 제 3 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 베어링의 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다. 또한, 제 3 실시 형태에서는, 중복된 기재를 피하기 위해, 제 1 실시 형태와 상이한 부분에 대해서 설명하고, 제 1 실시 형태와 동일한 구성인 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 또한, 상기한 제 2 실시 형태의 C형 리테이닝링(53)의 구성을 제 3 실시 형태와 조합시켜도 된다.
DD 모터(10B)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)로 이루어지는 하우징(7)을 구비한다. 제 3 실시 형태에서는, 하우징 인너(3)의 내륜 유지부(30)의 외주면(30a), 및, 로터 플랜지(5)의 외륜 유지부(50)의 내주면(50a)을 가공 공정이나 수고를 경감하여 형성하고 있다. 이에 따라, 내륜 유지부(30)의 외주면(30a), 및, 외륜 유지부(50)의 내주면(50a)의 진원도가 충분하지 않다. 또한, 내륜 유지부(30)의 외주면(30a)과 베어링(11)의 내륜(21)의 내주면(21c)과의 사이, 외륜 유지부(50)의 내주면(50a)과 베어링(11)의 외륜(23)의 외주면(23c)과의 사이에는, 각각 간극이 설치되어 있다. 그 간극은, 선삭 2공정으로 원기둥 부품을 제작하는 경우의 실력값(實力値)으로서, 대체로 직경 간극(반경 간극은 이 절반; 간극의 절대값은 이 절반)에서는, 17㎛∼23㎛ 정도, 가장 큰 경우에 34㎛∼46㎛ 정도로 설정된다. 베어링(11)과 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)를 「억지끼워 맞춤」한 경우, 내륜 유지부(30)의 외주면(30a), 및, 외륜 유지부(50)의 내주면(50a)의 선반 가공에 의한 변형이 베어링 궤도면에 전달되어, 베어링(11)의 정밀한 회전을 저해해버려, 고정밀도한 베어링 장치를 구성하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 내륜 유지부(30)의 외주면(30a)과 베어링(11)의 내륜(21)의 내주면(21c)과의 사이, 외륜 유지부(50)의 내주면(50a)과 베어링(11)의 외륜(23)의 외주면(23c)과의 사이에는, 각각 간극을 설치하고, 베어링(11)의 정밀한 회전을 가능하게 하고 있다.
이 때문에, DD 모터(10B)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 외륜 유지부(50)(로터 플랜지(5))의 내주면(50a)과 외륜(23)(베어링(11))의 외주면(23c)과의 간극, 및, 내륜 유지부(30)(하우징 인너(3))의 외주면(30a)과 내륜(21)(베어링(11))의 내주면(21c)과의 간극에, 각각 고분자 수지 재료로 형성된 제 2 간극 밀봉 부재(66)가 배치되어 있다. 이 제 2 간극 밀봉 부재(66)는, 열경화성 수지제의 접착제이며, 가공시에 발생한 상기 간극을 메우는(밀봉하는) 기능을 가진다.
열경화성 수지제의 접착제는, 고온시의 특성으로 분류하면, 구조용 접착제와 비구조용 접착제가 존재하지만, 구조용 접착제를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 온도 조건을 조정하여 소망하는 특성을 얻고 있는, 변성 구조용 접착제나 복합 열경화성 수지 접착제 등을 사용할 수도 있다. 이 종류의 접착제는, (1) 도포 작업성(유동성), (2) 표면(계면) 장력(젖음성), (3) 고분자 재료의 응집력(분자간력, 결합력)과 경화 후의 기계적 물성에 있어서 우수하다.
접착제를 간극에 배치하기 위해서는, 베어링(11)이나 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 내외주면에 접착제를 도포할 필요가 있다. 그리고, 접착제를 도포한 후에 베어링(11)을 하우징(7)에 조립하기 위해, 접착제를 도포하고 나서 조립될 때까지 어느 정도의 시간이 필요하다. 열경화성 수지제의 접착제는, 경화 전의 점도가, 80㎩·s(주제와 경화제의 혼합물), 또는 그 절반 정도로 되어 있으며, 베어링(11)이나 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 내외주면에 접착제를 도포하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.
다음으로, 표면(계면) 장력(젖음성)은, 베어링(11) 및 하우징(7)의 내외주면에 고분자 재료가 끌어 당겨지는 힘이다. 베어링(11) 및 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))은 모두 금속으로 형성되어 있으며, 이 금속 표면에 접착제를 도포하면, 표면(계면) 장력이 작용함으로써, 변형이나 굴곡이 발생한다. 이에 따라, 베어링(11) 및 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))과의 간극의 모든 지점에 있어서, 장력의 균형화가 도모되기 때문에, 결과적으로 베어링(11)의 회전 중심과 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 축심을 조정(얼라이닝)하는 작용이 발생한다. 구체적으로는, 접착제의 충전 전에, 베어링(11)의 외륜(23)의 외주면(23c)과 로터 플랜지(5)의 외륜 유지부(50)의 내주면(50a)과의 간극이 45㎛ 정도 있었다고 해도, 접착제를 간극에 충전했을 때의 얼라이닝 작용에 의해, 로터 플랜지(5)(출력축)의 직경 방향(레이디얼 방향) 회전 진동은 30㎛ 이하로 조정된다.
또한, 제 3 실시 형태에 있어서도, C형 리테이닝링(53)과 누름링(55)이, 베어링(11)의 축 방향 단면에 각각 배치되어 있다. 이들 C형 리테이닝링(53) 및 누름링(55)은, 베어링(11)의 축 방향으로의 이동을 규제하지만, 베어링(11)의 직경 방향으로의 규제력(접촉력, 접촉 마찰력)은 낮다. 이 때문에, C형 리테이닝링(53) 및 누름링(55)이 접착제에 의한 얼라이닝 작용을 저해하는 경우는 없다.
또한, 상기한 얼라이닝 작용에 작용하는 힘(얼라이닝력) 자체를 측정하는 것은 불가능하지 않지만 번잡하다. 이 때문에, 접착제의 경화 후에, 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))으로부터 베어링(11)을 인발할 때의, 접착 계면 강도의 측정값이 얼라이닝력의 기준이 된다. 접착 계면 강도의 측정값으로서는, 12N/㎟ 정도가 이상적이지만, 3.7N/㎟ 이상이라도 상기한 얼라이닝 작용의 효과를 나타낸다.
또한, 이 얼라이닝력은, 접착제가 도포되는 외륜 유지부(50)의 내주면(50a), 및, 내륜 유지부(30)의 외주면(30a)의 표면 상태나 표면 처리의 종별에 영향을 받는 경향이 있다. 이 제 3 실시 형태에서는, 외륜 유지부(50)의 내주면(50a), 및, 내륜 유지부(30)의 외주면(30a)에 각각 무전해 니켈-인 도금에 의한 피막(67)이 형성되어 있다. 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)가 철(자성체)로 형성되는 경우, 무전해 니켈-인 도금에 의한 피막(67)을 설치한 구성은, 내주면(50a) 및 외주면(30a)에 철면이 노출된 것이나, 내주면(50a) 및 외주면(30a)에 저온 크롬 도금에 의한 피막을 행한 것에 비해, 표면이 활성화되어 있기 때문에, 얼라이닝력이 높은 것이 판명되어 있다. 또한, 무전해 니켈-인 도금 처리에서는, 인 농도가 높은 쪽이 접착성이 높고, 얼라이닝력을 높일 수 있다. 또한, 무전해 니켈-인 도금 처리를 행함으로써 내식성이 높아지고, 경시(經時)적으로도 DD 모터(10B)의 회전 정밀도를 높게 유지할 수 있다.
또한, 무전해 니켈-인 도금 처리에서는, 인 농도가 높은 쪽이, 피막(67)은 비결정질이 되어 비자성이 된다. 이 때문에, 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))에 리졸버(27)를 설치한 구성에서는, 리졸버(27)에 대한 자력의 영향을 저감할 수 있고, DD 모터(10B)의 회전 정밀도를 전기적인 면에 있어서도 높일 수 있다.
마지막으로, 고분자 재료의 응집력과 경화 후의 기계적 물성은, DD 모터(10B)가 실제로 사용될 때의, 기계 강성에 영향을 미치는 특성이며, 또한 C형 리테이닝링(53)과 누름링(55)을 구비한 구조의 신뢰성에 영향을 미치는 특성이다. 열경화성 수지제의 접착제(보다 구체적으로는 에폭시 수지계 접착제)는, 경화 후의 내부 변형의 발생도 적고, 또한 수지재 자체의 기계 강도가 높다. 이 때문에, DD 모터(10B)의 기계 강성도 충분히 만족시킬 수 있다. 또한, 접착제의 수지 재료의 배합에 의해, 계면 파괴 강도와 응집 파괴 강도의 조정을 임의로 행할 수 있지만, 상기한 얼라이닝력과 기계 강성을 밸런스 좋게 만족하도록, 접착제의 수지 배합을 결정하는 것이 바람직하다. 구체적인 예로서는, 실온 경화형 에폭시 수지 접착제나 1액성 에폭시 접착제가 있지만, 베어링(11)에 이용하기 위해 베어링(11)의 그리스 내열 온도 이하에서 사용할 필요가 있으며, 보다 바람직한 것은 실온 경화형 에폭시 수지 접착제이다. 접착제의 특성은, 인장 전단, 압축 전단, 인장 강도, 박리 강도로 나타나는 경우가 많지만, 본 구성에서 중요한 특성은, 수지의 압축 강도이다. 압축 강도의 값은, 통상, 접착제의 메이커로부터 개시되는 일은 적지만, 일반적으로, 압축 강도는, 응집 파괴의 특성을 나타내는 전단 강도보다도 4배 정도 높기 때문에, 전단 강도를 접착제 선정의 지표로서 활용할 수 있다.
이와 같이, 에폭시 수지계 접착제를, 외륜 유지부(50)의 내주면(50a)과 외륜(23)의 외주면(23c)과의 간극, 및, 내륜 유지부(30)의 외주면(30a)과 내륜(21)의 내주면(21c)과의 간극에 충전함으로써, 이 간극이 밀봉된다. 이에 따라, DD 모터(10B)에 모멘트 하중이 가해진 경우라도, 베어링(11)이나 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 직경 방향의 이동이 방지된다. 이 때문에, 베어링(11)의 기계 강성을 충분히 만족시킨 DD 모터(10B)를 실현시킴과 함께, DD 모터(10B)의 고정밀도한 회전을 실현하고, 리졸버(27)에서의 오류 검출을 방지할 수 있다.
또한, 상기 간극에 접착제를 충전했을 때의 얼라이닝 작용에 의해, 베어링(11)을 지지하는 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 내주면(50a) 및 외주면(30a)의 진원도나, 표면 거칠기, 치수 오차가 발생하고 있어도, 베어링(11)의 회전 중심과 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 축심을 얼라이닝할 수 있다.
제 3 실시 형태에서는, 외륜 유지부(50)(로터 플랜지(5))의 내주면(50a)과 외륜(23)(베어링(11))의 외주면(23c)과의 간극, 및, 내륜 유지부(30)(하우징 인너(3))의 외주면(30a)과 내륜(21)(베어링(11))의 내주면(21c)과의 간극에, 각각 접착제가 충전됨으로써, 베어링(11)이나 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 직경 방향의 이동이 방지됨과 함께, 베어링(11)과 하우징(7)과의 얼라이닝 작용이 작용한다. 이 때문에, 내륜 유지부(30)(하우징 인너(3))의 외주면(30a), 및, 외륜 유지부(50)(로터 플랜지(5))의 내주면(50a)을 제작하는 가공 공정에 있어서, 공정의 간략화를 도모할 수 있고, 보다 간단하고 심플하게 비용을 들이지 않고, 고정밀도한 DD모터(10B)를 실현시킬 수 있다.
또한, 상기한 가공 공정을 간소화한 경우라도, 외륜 유지부(50)(로터 플랜지(5))의 내주면(50a)과 외륜(23)(베어링(11))의 외주면(23c)과의 간극, 및, 내륜 유지부(30)(하우징 인너(3))의 외주면(30a)과 내륜(21)(베어링(11))의 내주면(21c)과의 간극에, 각각 접착제를 충전함으로써, 이하의 작용, 효과를 나타낸다. (A) 베어링(11)의 내륜(21) 및 외륜(23)과, 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)와의 불균일한 금속 접촉을 피할 수 있다. (B) 베어링(11)의 전동체 궤도륜을 변형시키는바와 같은, 불균일하고 과잉한 끼워 넣기를 막을 수 있다. (C) DD 모터(10B)의 외부로부터 레이디얼 하중이 가해져도, 베어링(11)을 직경 방향으로 어긋나지 않도록 지지할 수 있다. (D) DD 모터(10B)에 모멘트 하중이 가해졌을 때, C형 리테이닝링(53)과 누름링(55)에 대하여, 전체 둘레에서 불균일한 압축 하중 이외의 인장 하중이나, 박리 방향의 하중이 가해지지 않도록 할 수 있다.
[제 4 실시 형태]
도 9는, 제 4 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 구성을 나타내는 단면도이다. 또한, 제 4 실시 형태에서는, 중복된 기재를 피하기 위해, 제 1 실시 형태와 상이한 부분에 대해서 설명하고, 제 1 실시 형태와 동일한 구성인 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 또한, 상기한 제 2 실시 형태 및 제 3 실시 형태의 각 구성을 제 4 실시 형태와 조합시켜도 된다.
제 4 실시 형태에 관한 DD 모터(10C)는, 제 1 실시 형태에 관한 DD 모터(10)와 동일하게, 축 방향으로의 치수의 증대를 억제하기 위해, 하우징(7) 내에, 스테이터(13)에 대한 로터(15)의 상대 변위를 검출하는 인크리멘탈 리졸버인 단일의 리졸버(27)를 배치하고 있다. 리졸버(27)는, 원고리 형상의 리졸버 로터(33)와, 리졸버 로터(33)와 소정 간격을 두고 대향하여 배치되는 리졸버 스테이터(35)를 구비한다. 전술한 바와 같이, 리졸버 로터(33)는, 볼트(33a)에 의해 로터 플랜지(5)의 내주면에 형성된 리졸버 로터 고정부(5a)에 일체로 장착되어 있다. 또한, 리졸버 스테이터(35)는, 볼트(35a)에 의해 내륜 누름 부재(29)의 외주면에 형성된 리졸버 스테이터 고정부(29a)에 일체로 장착되어 있다.
그러나, 일반적으로, 리졸버는, 자기 리액턴스의 변화에 의해 회전 위치를 검출하는 것이며, 주위의 구조물의 영향을 받기 쉽다. 이 때문에, 예를 들면, 리졸버의 외경측에 근접하게 하우징이 배치되는 구성으로는, 리졸버의 검출 신호가 안정적이지 않아, 고정밀도한 회전 상태의 검출이 곤란해질 우려가 있다.
이 때문에, 제 4 실시 형태에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 로터 플랜지(5)의 리졸버 로터 고정부(5a)에는, 당해 리졸버 로터 고정부(5a)에 고정된 리졸버 로터(33)와의 대향면측(도 1에 있어서의 리졸버 로터(33)의 외경면측)에, 공간(C)을 설치하기 위한 회피홈(5b)이 형성되어 있다. 회피홈(5b)은, 리졸버 로터 고정부(5a)의 내주면(5a1)과, 이 내주면(5a1)에 대향되는 리졸버 로터(33)의 직경 방향 외측의 면(33b)과의 사이의 거리를 넓히는 것이며, 리졸버 로터 고정부(5a)의 내주면(5a1)의 전체 둘레에 걸쳐, 직경 방향 외측을 향하여 직경을 확대하여 설치되어 있다. 이와 같이, 리졸버 로터(33)는, 리졸버 스테이터(35)와의 대향면과 반대측의 면(33b)과 리졸버 로터 고정부(5a)의 내주면(5a1)과의 사이에 공간(C)을 갖도록 로터 플랜지(5)에 고정되어 있다.
이 구성에서는, 리졸버 로터 고정부(5a)의 내주면(5a1)에 전체 둘레에 걸쳐 회피홈(5b)을 설치함으로써, 이 내주면(5a1)과 리졸버 로터(33)의 직경 방향 외측의 면(33b)과의 사이에 공간(C)을 설치할 수 있기 때문에, 이 공간(C)에 의해, 리졸버(27)가 외부 자속의 영향을 받기 어려워져, 릴럭턴스 변화를 정밀도 좋게 검출할 수 있다. 따라서, DD 모터(10C)의 회전 상태를 고정밀도로 검출할 수 있다.
도 10은, 상기 실시 형태의 DD 모터(10)(10A, 10B, 10C)를 이용한 검사 장치(100)의 개략 구성도이다. DD 모터(10)의 로터 플랜지(5)의 상단에는, 원판 형상의 테이블(80)이 연결되어, 로터 플랜지(5)의 동작에 의해, 테이블(80)이 회전한다. 이 테이블(80)의 가장자리부에는, 등간격을 두고 검사 대상물(반송물, 대상물)(81)이 배치된다. 이 구성에서는, 검사 대상물(81)은, DD 모터(10)의 운전에 의해, 테이블(80)과 함께 회전하여 반송되기 때문에, DD 모터(10)와 테이블(80)을 구비하여 반송 장치를 구성한다. 또한, 테이블(80)의 가장자리부의 상방에는, 테이블(80)과 함께 회전(반송)되는 검사 대상물(81)을 개별적으로 관찰하는 카메라(검사부)(82)가 배치되어 있다. 그리고, 이 카메라(82)로 촬영함으로써, 촬영 화상에 의거하여, 검사 대상물(81)의 검사를 행할 수 있다. 이 구성에 의하면, 검사 대상물(81)을 카메라(82)의 하방으로 이동할 때의 위치 정밀도를 높임과 함께, 검사 장치(100)의 소형화를 실현시킬 수 있다.
도 11은, 상기 실시 형태의 DD 모터(10)(10A, 10B, 10C)를 이용한 공작 기계(101)의 개략 구성도이다. DD 모터(10)의 로터 플랜지(5)의 상단에는, 원판 형상의 테이블(80)이 연결되어, 로터 플랜지(5)의 동작에 의해, 테이블(80)이 회전한다. 이 테이블(80)의 가장자리부에는, 등간격을 두고 가공 대상물(대상물)(91)이 배치된다. 또한, 테이블(80)의 가장자리부에는, 예를 들면, 가공 대상물(91)에 새로운 부품(92, 93)을 적재하는 가공을 행하는 적재 로봇(가공부)이 배치되어, 테이블(80)의 회전에 맞추어, 가공 대상물(91)에 가공을 행할 수 있다. 이 구성에 의하면, 가공 대상물(91)을 적재 로봇의 위치까지 이동할 때의 위치 정밀도를 높임과 함께, 공작 기계(101)의 소형화를 실현시킬 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 의하면, DD 모터(10)는, 전동체(25)를 사이에 끼워 대향 배치된 내륜(21) 및 외륜(23)을 갖는 베어링(11)과, 내륜(21)에 지지되는 하우징 인너(3)와 외륜(23)에 지지되는 로터 플랜지(5)를 갖는 하우징(7)을 구비하여, 로터 플랜지(5)는, 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)측에 연장되는 플랜지부(51)와, 외륜(23)의 축 방향 타단면(23b)측에 배치되는 C형 리테이닝링(53)을 구비하고, 플랜지부(51)와 축 방향 일단면(23a)과의 간극에, 수지 재료로 형성된 누름링(55)을 설치했기 때문에, 간단한 구성으로, 베어링(11)의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수 가능하게 함과 함께, 베어링(11)이 축 방향으로 이동하는 것을 완전하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 플랜지부(51)가 형성된 로터 플랜지(5)는, 둘레 방향으로 연장되는 홈부(52)를 구비하고, 이 홈부(52)에 C형 리테이닝링(53)이 장착되었기 때문에, C형 리테이닝링(53)을 간단하게 장착할 수 있고, 베어링(11)의 지지 구조의 간소화를 실현시킬 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, DD 모터(10)는, 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)는, 각각 원통 형상으로 형성되고, 플랜지부(51)가 형성된 로터 플랜지(5)는, 당해 원통의 연장 돌출 방향에 대하여 절단 눈금 없이 일체를 이루어 성형되어 있기 때문에, 로터 플랜지(5)가 축 방향으로 대형화되는 것을 억제하면서, 베어링(11)을 지지할 수 있고, DD 모터(10)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 누름링(55)은, 플랜지부(51)의 지지면(51a)과 접촉하는 제 1 접촉면(55a)과, 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)과 접촉하는 제 2 접촉면(55b)을 구비하고, 이들 제 1 접촉면(55a)과 제 2 접촉면(55b)을 당해 누름링(55)의 직경 방향으로 어긋난 위치에 형성했기 때문에, 누름링(55)에 하중을 가한 경우에, 누름링(55)과 플랜지부(51)의 지지면(51a) 또는 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a)과의 간극을 이용하여, 누름링(55)이 변형되기 때문에, 누름링(55)의 변형량(휨량)을 크게 확보할 수 있고, 효과적으로 변형시킬 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 하우징 인너(3)에 고정되는 스테이터(13)와, 로터 플랜지(5)에 고정되어, 스테이터(13)에 대하여 회전 가능한 로터(15)를 갖는 모터부(9)와, 모터부(9)의 회전 상태를 검출하기 위한 리졸버(27)를 구비하여, 리졸버(27)는, 스테이터(13)에 대한 로터(15)의 상대 변위를 검출하는 인크리멘탈 방식의 단일의 리졸버이기 때문에, 하우징(7)의 축 방향의 높이의 증대를 억제할 수 있고, DD 모터(10)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, DD 모터(10)는, 모터부(9)로의 전원 투입시에 역률이 0이 되는 위치를 검출하는 역률 검출부(41)와, 역률이 0이 되는 위치와 리졸버(27)로부터 출력되는 리졸버 신호에 의해, 당해 모터부(9)의 전류를 제어하는 전류 제어부(43)를 구비하기 때문에, 모터 전류의 전류 타이밍을 검출할 때에 앱솔루트 리졸버가 불필요해진다. 이 때문에, 종래의 구성과 같이, 앱솔루트 리졸버와 인크리멘탈 리졸버의 2종류의 회전 검출기를 탑재시킬 필요가 없으며, 단일의 리졸버 구성으로 할 수 있다. 따라서, 모터부(9)의 회전 상태를 고정밀도로 검출할 수 있음과 함께, DD 모터(10)의 축 방향의 높이를 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 로터 플랜지(5)의 리졸버 로터 고정부(5a)에는, 당해 리졸버 로터 고정부(5a)에 고정된 리졸버 로터(33)와의 대향면측(도 1에 있어서의 리졸버 로터(33)의 외경면측)에, 공간(C)을 설치하기 위한 회피홈(5b)이 형성되어 있기 때문에, 리졸버(27)가 외부 자속의 영향을 받기 어려워져, 릴럭턴스 변화를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 모터부(9), 베어링(11), 및, 리졸버(27)는, 베어링(11)의 축 방향으로 나열되어 배치되기 때문에, 회전축(S)을 중심으로 한 직경 방향으로의 대형화가 억제되기 때문에, DD 모터(10)의 설치 면적(소위 풋프린트)의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 누름링(55)은, 플랜지부(51)와 베어링(11)의 축 방향 일단면(23a)과의 간극에 설치됨과 함께, C형 리테이닝링(53)과 베어링(11)의 축 방향 타단면(23b)과의 간극, 및, C형 리테이닝링(53)과 홈부(52)와의 간극에 제 1 간극 밀봉 부재(65)를 배치했기 때문에, 이 제 1 간극 밀봉 부재(65)가, C형 리테이닝링(53)이나 홈부(52)의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 밀봉함으로써, DD 모터(10A)의 강성 저하를 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 제 1 간극 밀봉 부재(65)는, C형 리테이닝링(53)에 접착되는 수지 필름이기 때문에, 제 1 간극 밀봉 부재(65)를, C형 리테이닝링(53)과 베어링(11)의 축 방향 타단면(23b)과의 간극, 및, C형 리테이닝링(53)과 홈부(52)와의 간극에 간단하게 배치할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 제 1 간극 밀봉 부재(65)는, 주제와, 주제와 혼합되어 당해 주제를 경화시키는 경화제를 갖는 접착제이기 때문에, C형 리테이닝링(53)을 홈부(52)에 장착한 후에 접착제가 경화됨으로써, C형 리테이닝링(53)이나 홈부(52)의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 간단하게 밀봉할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 주제 및 경화제의 일방은, 베어링(11)의 축 방향 타단면(23b) 및 홈부(52)에 도포되어, 주제 및 경화제의 타방은, C형 리테이닝링(53)에 도포된 상태에서, C형 리테이닝링(53)이 홈부(52)에 장착된다. 이 때문에, 접착제의 사전 혼합이 불필요해지고, 베어링(11)의 축 방향 타단면(23b)과 홈부(52)에, 주제, 또는, 경화제를 도포한 상태에서 방치하는 것이 가능해지고, 베어링(11)의 조립 공정의 유연성이 향상된다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 접착제는, 마이크로 캡슐에 봉입된 경화제를 주제에 혼입하여 구성되고, 외력에 의해 마이크로 캡슐이 파괴됨으로써 경화제와 주제가 혼합되어 경화되는 구성으로 했기 때문에, 예를 들면, C형 리테이닝링(53)에 접착제를 사전에 도포해 둠으로써, 당해 C형 리테이닝링(53)을 홈부(52)에 장착한 후에 접착제를 경화시킬 수 있고, 접착제의 취급이 용이해진다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 내륜(21)의 내주면(21c)과 내륜 유지부(30)(하우징 인너(3))의 외주면(30a)과의 간극, 및, 외륜(23)의 외주면(23c)과 외륜 유지부(50)(로터 플랜지(5))의 내주면(50a)과의 간극 중 적어도 일방에 제 2 간극 밀봉 부재(66)가 배치되어 있기 때문에, 이 제 2 간극 밀봉 부재(66)가 간극을 밀봉함으로써, 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 가공의 간소화를 도모함과 함께, 베어링(11)의 직경 방향으로의 이동을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 제 2 간극 밀봉 부재(66)는, 내륜(21)의 내주면(21c)과 내륜 유지부(30)(하우징 인너(3))의 외주면(30a)과의 간극, 및, 외륜(23)의 외주면(23c)과 외륜 유지부(50)(로터 플랜지(5))의 내주면(50a)과의 간극에 충전된 후에 경화되는 접착제이기 때문에, 이들 간극에 충전된 접착제에 의한 장력의 균형화에 의해, 베어링(11)의 중심과 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 중심과의 얼라이닝이 실현된다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)는 자성체로 형성되고, 제 2 간극 밀봉 부재(66)가 배치되는 내륜 유지부(30)(하우징 인너(3))의 외주면(30a) 및 외륜 유지부(50)(로터 플랜지(5))의 내주면(50a)에는, 무전해 니켈-인 도금 처리가 행해져 있기 때문에, 무전해 니켈-인 도금 처리를 행하지 않는 것에 비해, 얼라이닝력을 높일 수 있다.
이상, 실시 형태를 설명했지만, 전술한 내용에 의해 실시 형태가 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에서는 베어링 장치의 일 예로서 DD 모터(10)를 설명했지만, 상기한 베어링의 지지 구조를 구비하는 것이면, 전동기로 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 실시 형태의 DD 모터(10)는, 아우터 로터형으로 했지만, 인너 로터형으로 해도 되는 것은 물론이다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 베어링(11)의 지지 구조를 로터 플랜지(5)측에 설치했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 하우징 인너(3)측, 또는, 쌍방에 형성해도 된다. 또한, 누름링(55)은, 플랜지부(51)와 베어링(11)(외륜(23))의 축 방향 일단면(23a)과의 사이에 설치하는 것이 가장 바람직하지만, C형 리테이닝링(53)과 베어링(11)(외륜(23))의 축 방향 타단면(23b)의 사이에 설치해도 된다. 또한, 고분자 재료의 특성에 따라서는, 베어링(11)(외륜(23))의 축 방향 단면의 양측(플랜지부(51)측과 C형 리테이닝링(53)측)에 각각 설치해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 단일의 베어링(11)을 구비하는 구성을 설명하고 있지만, 복수의 베어링을 조합시켜서 사용하는 구성(베어링과 베어링의 사이에 스페이서를 설치하는 바와 같은 경우도 포함한다)에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 베어링(11)의 내륜(21)은, 하우징 인너(3)와 내륜 누름 부재(29)로 협지하는 구성으로 했지만, 외륜(23)이 축 방향으로 강고하게 지지되어 있기 때문에, 하우징 인너(3)를 로터 플랜지(5)와 동일하게 상단까지 연장시키고, 하우징 인너(3)의 외주면에 접착제나 수축 끼워 맞춤 등으로 고정해도 된다.
3 : 하우징 인너(제 1 하우징)
5 : 로터 플랜지(제 2 하우징)
5a : 리졸버 로터 고정부
5b : 회피홈
7 : 하우징
9 : 모터부
10, 10A, 10B, 10C : DD 모터(베어링 장치)
11 : 베어링
13 : 스테이터(고정자)
15 : 로터(회전자)
20 : 제어 유닛
21 : 내륜
21c : 내륜의 내주면
23 : 외륜
23a : 축 방향 일단면(일방의 축 방향 단면)
23b : 축 방향 타단면(타방의 축 방향 단면)
23c : 외륜의 외주면
25 : 전동체
27 : 리졸버(회전 검출기)
33 : 리졸버 로터
41 : 역률 검출부
43 : 전류 제어부
51 : 플랜지부
52 : 홈부
53 : C형 리테이닝링(리테이닝링)
55, 155, 255 : 누름링
55a, 155a : 제 1 접촉면
55b, 155b, 155c : 제 2 접촉면
55c : 제 1 경사면
55d : 제 2 경사면
65 : 제 1 간극 밀봉 부재
66 : 제 2 간극 밀봉 부재
67 : 피막
80 : 테이블
81 : 검사 대상물(반송물, 대상물)
82 : 카메라(검사부)
91 : 가공 대상물(대상물)
100 : 검사 장치
101 : 공작 기계
C : 공간
S : 회전축

Claims (19)

  1. 전동가능하게 설치된 복수의 전동체, 당해 전동체를 사이에 끼워 상대 회전 가능하게 대향 배치된 내륜 및 외륜을 갖는 베어링과,
    고정자와 당해 고정자에 대하여 회전 가능한 회전자를 갖는 모터부와,
    상기 고정자가 고정됨과 함께 상기 내륜에 지지되는 제 1 하우징과 상기 회전자가 고정됨과 함께 상기 외륜에 지지되는 제 2 하우징을 갖는 하우징을 구비하고,
    상기 제 1 하우징과 당해 제 1 하우징에 연결되는 내륜 누름 부재와의 사이에 상기 베어링의 내륜을 협지하고,
    제 2 하우징은, 당해 제 2 하우징의 내주면으로부터 직경 방향으로 돌출하여 상기 베어링의 외륜의 일방의 축 방향 단면측에 연장되는 플랜지부와, 당해 외륜의 타방의 축 방향 단면측에 배치되어 상기 플랜지부와 함께 상기 외륜을 협지하는 리테이닝링을 구비하고,
    상기 플랜지부와 상기 외륜의 일방의 축 방향 단면, 또는, 상기 리테이닝링과 상기 외륜의 타방의 축 방향 단면의 간극에, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지의 고분자 수지 재료로 형성되고, 상기 베어링 및 상기 리테이닝링의 축방향의 폭치수 공차를 흡수하고, 또한, 당해 베어링과 상기 플랜지부가 형성된 상기 제 2 하우징과의 축방향으로의 상대적인 이동을 방지하는 누름링을 설치한 다이렉트 드라이브 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랜지부가 형성된 상기 제 2 하우징은, 둘레 방향으로 연장되는 홈부를 구비하고, 상기 홈부에 상기 리테이닝링이 장착된 다이렉트 드라이브 모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징 및 상기 제 2 하우징은, 각각 원통 형상으로 형성되고, 적어도 상기 플랜지부가 형성된 상기 제 2 하우징은, 당해 원통의 연장 돌출 방향에 대하여 절단 눈금 없이 일체를 이루어 성형되어 있는 다이렉트 드라이브 모터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 누름링은, 상기 플랜지부, 또는, 상기 리테이닝링과 접촉하는 제 1 접촉면과, 상기 외륜의 일방, 또는, 타방의 축 방향 단면에 접촉하는 제 2 접촉면을 구비하고, 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면을 상기 누름링의 직경 방향으로 어긋난 위치에 형성함과 함께, 상기 제 1 접촉면의 축 방향 상에, 상기 제 2 접촉면에 연결되어 형성되고, 상기 외륜의 일방, 또는, 타방의 축 방향 단면으로부터 이간한 부위를 구비하는 다이렉트 드라이브 모터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 누름링은, 상기 플랜지부와 상기 외륜의 일방의 축 방향 단면과의 간극에 설치됨과 함께,
    상기 리테이닝링과 상기 외륜의 타방의 축 방향 단면과의 간극, 및, 상기 리테이닝링과 상기 홈부와의 간극 중 적어도 일방에는, 수지 재료로 형성된 제 1 간극 밀봉 부재가 배치되는 다이렉트 드라이브 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 간극 밀봉 부재는, 상기 리테이닝링에 접착되는 수지 필름인 다이렉트 드라이브 모터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 간극 밀봉 부재는, 주제와, 상기 주제와 혼합되어 당해 주제를 경화시키는 경화제를 갖는 접착제인 다이렉트 드라이브 모터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 주제 및 상기 경화제의 일방은, 상기 외륜의 타방의 축 방향 단면 및 상기 홈부에 도포되어, 상기 주제 및 상기 경화제의 타방은, 상기 리테이닝링에 도포된 상태에서, 상기 리테이닝링이 상기 홈부에 장착된 다이렉트 드라이브 모터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 접착제는, 마이크로 캡슐에 봉입된 상기 경화제를 상기 주제에 혼입하여 구성되고, 외력에 의해 상기 마이크로 캡슐이 파괴됨으로써 상기 경화제와 상기 주제가 혼합되어 경화되는 다이렉트 드라이브 모터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 내륜과 상기 제 1 하우징과의 간극, 및, 상기 외륜과 상기 제 2 하우징과의 간극 중 적어도 일방에 제 2 간극 밀봉 부재가 배치되는 다이렉트 드라이브 모터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 간극 밀봉 부재는, 상기 간극에 충전된 후에 경화되는 접착제인 다이렉트 드라이브 모터.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징 및 상기 제 2 하우징은 자성체로 형성되고, 상기 제 2 간극 밀봉 부재가 배치되는 제 1 하우징 및 상기 제 2 하우징의 표면에는, 무전해 니켈-인 도금 처리가 행해지는 다이렉트 드라이브 모터.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터부의 회전 상태를 검출하기 위한 회전 검출기를 구비하고, 상기 회전 검출기는, 상기 고정자에 대한 상기 회전자의 상대 변위를 검출하는 인크리멘탈 방식의 단일의 리졸버인 다이렉트 드라이브 모터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 리졸버는, 상기 제 1 하우징에 고정되는 리졸버 스테이터와, 상기 리졸버 스테이터와 소정의 간격을 두고 대향되고, 상기 제 2 하우징에 고정되는 리졸버 로터로 구성되고, 상기 리졸버 로터는, 상기 리졸버 스테이터와의 대향면의 반대측의 면에 공간을 갖도록 상기 제 2 하우징에 고정되는 다이렉트 드라이브 모터.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 모터부로의 전원 투입시에 역률이 0이 되는 위치를 검출하는 역률 검출부와,
    상기 역률이 0이 되는 위치와 상기 리졸버로부터 출력되는 인크리멘탈 정보 에 의해, 당해 모터부의 전류를 제어하는 전류 제어부를 구비하는 다이렉트 드라이브 모터.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 모터부, 상기 베어링, 및, 상기 리졸버는, 상기 베어링의 축 방향으로 나열되어 배치되는 다이렉트 드라이브 모터.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 다이렉트 드라이브 모터를 구비하고,
    상기 제 1 하우징 또는 상기 제 2 하우징의 회전에 의해, 반송물을 반송하는 반송 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 다이렉트 드라이브 모터와,
    상기 제 1 하우징 또는 상기 제 2 하우징의 회전에 의해 이동하는 대상물을 개별적으로 검사하는 검사부를 구비한 검사 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 다이렉트 드라이브 모터와,
    상기 제 1 하우징 또는 상기 제 2 하우징의 회전에 의해 이동하는 대상물을 개별적으로 가공하는 가공부를 구비한 공작 기계.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3038724B1 (fr) * 2015-07-10 2019-06-14 Safran Landing Systems Dispositif de mesure d'une vitesse relative de rotation et/ou d'une position angulaire relative entre deux elements tournants
JPWO2017104090A1 (ja) 2015-12-18 2018-10-04 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
DE102017103414B3 (de) * 2017-02-20 2018-02-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Resolverlageranordnung
DE102017006865A1 (de) * 2017-07-19 2019-01-24 Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg Aufspulmaschine
CN107738182B (zh) * 2017-11-21 2020-12-08 邵东和谐五金机电有限公司 一种活动扳手表面抛光夹具
US20210175772A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 Sharkninja Operating Llc Techniques for sub-micron radial alignment of electric motor components and air flow management to extend motor lifespan
KR102531086B1 (ko) * 2021-01-06 2023-05-11 (주)미래컴퍼니 연마 장치 및 연마 방법
CN113335554B (zh) * 2021-04-30 2022-07-15 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种轴孔同轴度定位组件及使用该定位组件的定位方法
CN114285229B (zh) * 2021-12-27 2023-05-12 广州小鹏汽车科技有限公司 电机、车辆及电机的温度监控方法
CN114367819A (zh) * 2021-12-30 2022-04-19 宁波创世轴业有限公司 一种电机轴及用于生产该电机轴的加工装置
CN114654300B (zh) * 2022-04-27 2023-03-17 湖州学院 一种组合机床生产线
CN114876965B (zh) * 2022-06-17 2024-02-20 山东朗澈轴承有限公司 一种适用于高载荷深沟球轴承套圈组件

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001065584A (ja) * 1999-08-25 2001-03-16 Showa Corp 軸受構造
JP2003170835A (ja) * 2001-09-26 2003-06-17 Koyo Seiko Co Ltd ステアリング装置
JP2006200658A (ja) * 2005-01-21 2006-08-03 Ntn Corp 工作機械用軸受の防錆包装体および防錆包装方法
JP2007321894A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2010216580A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Jtekt Corp 転がり軸受のクリープ防止方法および転がり軸受
JP2012178926A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Nsk Ltd モータロータ及びモータハウジング一体モータ構造
JP2014059034A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Jtekt Corp 駆動力伝達装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07224817A (ja) 1994-02-15 1995-08-22 Hitachi Building Syst Eng & Service Co Ltd 金属部材の接着構造およびその接着施工方法
US5997119A (en) 1998-08-28 1999-12-07 Eastman Kodak Company Magnetic arrangement for printhead positioning in an image processing apparatus
JP3965890B2 (ja) 2000-09-18 2007-08-29 株式会社ジェイテクト 車両用軸受装置
FR2835580B1 (fr) 2002-02-05 2004-07-09 Skf Ab Palier a roulement, notamment pour moteur electrique
JP4636432B2 (ja) * 2005-01-27 2011-02-23 日本精工株式会社 回転駆動装置
JP4640122B2 (ja) * 2005-11-10 2011-03-02 株式会社デンソー 車両用交流発電機
JP2008202782A (ja) 2007-01-26 2008-09-04 Jtekt Corp 転がり軸受装置
JP5481777B2 (ja) 2007-10-23 2014-04-23 株式会社ジェイテクト 滑り軸受を具備した軸受機構
DE102008013131B4 (de) * 2008-03-07 2015-12-31 Ab Skf Lageranordnung für eine Tragrolle
US8708089B2 (en) * 2008-07-15 2014-04-29 Jtekt Corporation Vehicle steering apparatus
DE102009001359A1 (de) 2009-03-05 2010-09-09 Zf Lenksysteme Gmbh Flügelzellenpumpe
JP5708981B2 (ja) 2010-09-09 2015-04-30 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP5645070B2 (ja) 2010-11-09 2014-12-24 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP2012125129A (ja) 2010-11-15 2012-06-28 Nippon Densan Corp モータ
JP2013170835A (ja) 2012-02-17 2013-09-02 Sharp Corp イムノクロマト用検査器具、分析装置、および分析方法
IN2014DN08918A (ko) * 2012-04-25 2015-05-22 Jtekt Corp

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001065584A (ja) * 1999-08-25 2001-03-16 Showa Corp 軸受構造
JP2003170835A (ja) * 2001-09-26 2003-06-17 Koyo Seiko Co Ltd ステアリング装置
JP2006200658A (ja) * 2005-01-21 2006-08-03 Ntn Corp 工作機械用軸受の防錆包装体および防錆包装方法
JP2007321894A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2010216580A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Jtekt Corp 転がり軸受のクリープ防止方法および転がり軸受
JP2012178926A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Nsk Ltd モータロータ及びモータハウジング一体モータ構造
JP2014059034A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Jtekt Corp 駆動力伝達装置

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