KR101937322B1 - 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 제공함.
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)측 및 축 방향 타단면(23b)측에 각각 배치되는 한 쌍의 C형 리테이닝링(53, 53)과, 둘레 방향으로 연장되어 한 쌍의 C형 리테이닝링(53, 53)이 각각 장착되는 홈부(52, 52)와, C형 리테이닝링(53)과 베어링(11)의 축 방향 일단면(23a) 및 축 방향 타단면(23b)과의 간극, 및, C형 리테이닝링(53)과 홈부(52)와의 간극에 배치되고, 수지 재료로 형성된 제 1 간극 밀봉 부재(65)를 구비했다.

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, 전동체(轉動體)를 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)으로 하여 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 벌어지는 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 고정밀도의 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, 추가로 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 억제되지만, 베어링의 지지 구조가 번잡해진다. 또한, 분할된 하우징을 볼트로 체결하는 경우, 일반적으로, 볼트는 베어링과 동심원 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 일방 및 타방의 축 방향 단면측에 각각 배치되는 한 쌍의 리테이닝링과, 둘레 방향으로 연장되어 한 쌍의 리테이닝링이 각각 장착되는 홈부와, 리테이닝링과 베어링의 각 축 방향 단면과의 간극, 및, 리테이닝링과 홈부와의 간극 중 적어도 일방에 배치되어, 수지 재료로 형성된 제 1 간극 밀봉 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 제 1 간극 밀봉 부재가, 리테이닝링 및 베어링의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수함으로써, 간단한 구성으로, 베어링의 축 방향으로의 이동을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 간극 밀봉 부재가, 리테이닝링이나 홈부의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 밀봉하기 때문에, 베어링 장치의 강성 저하를 억제할 수 있다.
이 구성에 있어서, 제 1 간극 밀봉 부재는, 리테이닝링에 접착되는 수지 필름이라도 된다. 이 구성에 의하면, 제 1 간극 밀봉 부재를, 리테이닝링과 베어링의 각 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 축 방향 단면 및 홈부에 도포되고, 주제 및 경화제의 타방은, 리테이닝링에 도포된 상태에서, 리테이닝링이 홈부에 장착되어도 된다. 이 구성에 의하면, 접착제의 사전 혼합이 불필요하기 때문에, 베어링의 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 경화하는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 의하면, 예를 들면, 리테이닝링에 접착제를 사전에 도포해둠으로써, 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(調芯)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 및 제 2 하우징은, 각각 원통 형상으로 형성되고, 적어도 홈부가 형성된 한쪽의 하우징은, 당해 원통의 연장 돌출 방향에 대하여 절단 눈금 없이 일체를 이루어 성형되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 홈부가 형성된 일방의 하우징을 축 방향으로 대형화시키는 일 없이, 베어링을 지지할 수 있고, 베어링 장치의 소형화를 도모할 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, 홈부가 형성된 일방의 하우징은, 당해 홈부보다도 축 방향 외측에 설치되고, 리졸버의 일부가 고정됨과 함께 타방의 하우징을 향하여 돌출되는 환상(環狀)의 돌출부를 구비하고, 돌출부는, 홈부를 향하여 경사지는 경사면을 구비해도 된다. 이 구성에 의하면, 홈부를 절삭 가공할 때에, 절삭 공구가 돌출부와 간섭하는 일이 억제되기 때문에, 리졸버가 설치된 측의 일방의 개구를 통하여, 한 쌍의 홈부의 절삭 가공을 행할 수 있다. 이 때문에, 한 쌍의 홈부를 동일 방향으로부터 절삭할 수 있고, 각 홈부 간의 거리 정밀도의 향상을 실현시킬 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, 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 반송시킬 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 이동시킬 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 이동시킬 때의 위치 정밀도를 높임과 함께, 공작 기계의 소형화를 실현시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 리테이닝링과 베어링의 각 축 방향 단면과의 간극, 및, 리테이닝링과 홈부와의 간극 중 적어도 일방에 배치되고, 수지 재료로 형성된 제 1 간극 밀봉 부재를 구비했기 때문에, 제 1 간극 밀봉 부재가, 리테이닝링 및 베어링의 축 방향의 폭 치수 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, 다이렉트 드라이브 모터의 로터 플랜지와 베어링을 나타내는 단면도이다.
도 4는, 다이렉트 드라이브 모터의 로터 플랜지를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 도 4의 부분 확대 단면도이다.
도 6은, 제 1 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 베어링의 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은, 제 2 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 베어링의 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은, 상기 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 검사 장치의 개략 구성도이다.
도 9는, 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, 기대(1)에 고정되는 환상의 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)의 사이에 조립되어, 하우징 인너(3)에 대하여 로터 플랜지(5)를 회전시키는 모터부(9)와, 로터 플랜지(5)를 하우징 인너(3)에 회전 가능하게 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 걸쳐서 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 걸쳐서 연속되는 대략 원통 형상으로 구성되어 있으며, 이 베어링(11)을 내륜 누름 부재(29)로 협지하고 있다.
모터부(9)는, 하우징(7)의 하부(기대(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 기대(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 협지되어, 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 기대(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 인크리멘탈 리졸버의 2종류가 탑재되어, 이들 각 리졸버를 축 방향으로 종렬 배치하고 있다. 이 구성에서는, 2종류의 리졸버를 탑재하기 위해, DD 모터의 축 방향으로의 치수가 증대되어 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 원환상의 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)의 사이의 거리를 원주방향으로 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 전류(轉流)를 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 지지 구조가 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.
도 3은, 다이렉트 드라이브 모터의 로터 플랜지와 베어링을 나타내는 단면도이며, 도 4는, 다이렉트 드라이브 모터의 로터 플랜지를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 5는, 도 4의 부분 확대 단면도이다. 로터 플랜지(5)의 내주면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 베어링(11)의 외륜(23)을 유지하는 외륜 유지부(50)가 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있으며, 이 외륜 유지부(50)의 축 방향의 리졸버측(리졸버 로터(33)측) 및 모터부측(로터(15)측)에는, 각각 전체 둘레에 걸쳐, 베어링(11)(외륜(23))의 외경보다도 직경이 확대된 한 쌍의 홈부(52, 52)가 형성되어 있다. 이들 홈부(52, 52)의 거리(L)는, 베어링(11)(외륜(23))의 축 방향 높이(H)와 대략 동일하게 형성되어 있다. 또한, 이들 홈부(52, 52)에는, 각각 외경 방향으로 부풀려고 하는 스프링력을 갖는 한 쌍의 C형 리테이닝링(리테이닝링)(53, 53)이 장착된다.
일방의 C형 리테이닝링(53)은, 외륜(23)의 축 방향 일단면(리졸버측 단면; 일방의 축 방향 단면)(23a)측으로 연장되고, 타방의 C형 리테이닝링(53)은, 외륜(23)의 축 방향 타단면(모터부측 단면; 타방의 축 방향 단면)(23b)측으로 연장된다. 이에 따라, 베어링(11)은, 한 쌍의 홈부(52, 52)에 장착된 C형 리테이닝링(53, 53)에 의해 끼워져 지지된다. 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, C형 리테이닝링(53, 53)은, 내주면이 외륜(23)의 내주면보다도 외측에 위치하고, 또한, 외륜(23)의 모따기부보다도 내측에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 한 쌍의 C형 리테이닝링(53, 53)으로 베어링(11)의 외륜(23)을 확실하게 지지할 수 있다. 또한, 리테이닝링으로서는, C형 리테이닝링 뿐만아니라, 스프링 링을 이용할 수도 있다.
로터 플랜지(5)는, 전술한 바와 같이, 대략 원통 형상으로 형성되어 있으며, 축 방향의 단부에 각각 리졸버 개구(일방의 개구)(54a)와, 모터부 개구(타방의 개구)(54b)를 구비한다. 또한, 로터 플랜지(5)는, 홈부(52, 52)보다도 리졸버 개구(54a)측에, 외륜 유지부(50)의 내경보다도 직경이 작고, 하우징 인너(3)를 향하여 내측으로 돌출되는 환상의 돌출부(51)를 구비한다. 이 돌출부(51)는, 리졸버 개구(54a)측에 위치하는 홈부(52)에 인접하게 설치되고, 당해 돌출부(51)에는, 리졸버(27)의 일부인 리졸버 로터(33)가 고정되는 리졸버 로터 고정부(5a)가 설치되어 있다.
그런데, 로터 플랜지(5)는, 외륜 유지부(50)를 사이에 끼워 형성된 한 쌍의 홈부(52, 52)를 구비하고, 이들 홈부(52, 52)에 장착된 C형 리테이닝링(53, 53)에 의해 베어링(11)을 지지하고 있다. 이 홈부(52)는, 선반 등의 기계 가공에 의해 제작된다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 로터 플랜지(5)(기재)의 편측(예를 들면, 모터부 개구(54b)측)을 척이라는 장착 도구(55)가 갖는 3에서 4개의 클로우로 잡아, 로터 플랜지(5)를 회전시키면서, 로터 플랜지(5)의 반대측(예를 들면, 리졸버 개구(54a)측)으로부터 내홈 가공용 바이트(56a)를 갖는 절삭 공구(56)(칼날)를 눌러 닿게 하여 절삭 가공한다. 이 경우, 절삭 공구(56)는, 회전축(S)이 연장되는 X 방향과, 이 X 방향으로 직교하는 직경 방향인 Y 방향으로 조작된다.
일반적으로, 베어링을 지지하는 구조로서, 베어링의 축 방향 일단면에 로터 플랜지와 일체의 플랜지부나 단차를 형성하고, 그 반대 단면에 C형 리테이닝링을 장착하기 위한 홈부를 형성하는 방식이 알려져 있다. 이 방식에서는, 플랜지부나 단차를 절삭 가공하는 절삭 공구와 홈부를 절삭 가공하는 절삭 공구와는 다른 종류이며, 절삭 가공에 있어서, 2종류의 절삭 공구의 교환을 필요로 한다. 이 때문에, 2종류의 절삭 공구를 이용한 절삭 가공에서는, 가공 정밀도의 향상을 도모하기 위해 공구 보정이 필요하고, 사람에 의한 조정, 검사가 필요했다. 또한, 플랜지부나 단차가 베어링보다도 리졸버 개구측에 위치하는 경우에는, 이 플랜지부나 단차의 절삭 가공은, 리졸버 개구측으로부터 행할 수는 없고, 일단, 로터 플랜지를 부착 도구로부터 떼어낼 필요가 있으며, 가공 정밀도의 향상을 도모하기 위해서는, 숙련된 기술이 필요했다.
이에 대하여, 본 구성에서는, 로터 플랜지(5)는, 외륜 유지부(50)를 사이에 끼워 형성된 한 쌍의 홈부(52, 52)를 구비하고 있기 때문에, 이들 홈부(52, 52)는, 동일한 절삭 공구(56)에 의해 가공할 수 있다. 이 때문에, 종래와 같이, 절삭 공구의 교환 등이 불필요해지기 때문에, 홈부(52, 52) 사이의 거리(L)(도 3)를 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 구체적으로는, 2개의 홈부(52, 52) 사이의 거리(L)의 정밀도를 10㎛ 이하로 할 수 있다.
또한, 본 구성에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 로터 플랜지(5)는, 리졸버(27)(리졸버 로터(33))를 고정하기 위해, 리졸버 개구(54a)측에, 홈부(52)에 인접하게 형성되는 환상의 돌출부(51)를 구비하고, 이 돌출부(51)는, 당해 홈부(52)를 향하여 경사지는 경사면(51a)을 구비하고 있다. 이 경사면(51a)은, 당해 경사면(51a)의 단부(51a1)가 외륜 유지부(50)의 연장선(57) 상에 위치함과 함께, 당해 연장선(57)에 대하여 소정 각도(α) 경사지게 설치되어 있다. 이 소정 각도(α)는, 30° 이하가 바람직하고, 본 실시 형태에서는 27.5°로 설정되어 있다. 이와 같이, 돌출부(51)는, 당해 홈부(52)를 향하여 경사지는 경사면(51a)을 구비함으로써, 홈부(52)를 절삭 가공할 때에, 내홈 가공용 바이트(56a)를 갖는 절삭 공구(56)(도 4)가 돌출부(51)와 간섭하는 일이 억제되기 때문에, 리졸버 개구(54a)측으로부터 절삭 공구(56)를 도입하여, 양방의 홈부(52, 52)의 절삭 가공을 행할 수 있다. 이 때문에, 홈부(52, 52)를 동일 방향으로부터 절삭함으로써, 로터 플랜지(5)를 장착 도구(55)로부터 떼어내는 공정이 불필요해지고, 2개의 홈부(52, 52) 사이의 거리(L)의 정밀도의 향상을 보다 간단하게 실현시킬 수 있다.
이와 같이, 베어링(11)은, 외륜 유지부(50)의 축 방향의 상하(양단)에 설치된 한 쌍의 C형 리테이닝링(53, 53)에 의해 협지된다. 그러나, 통상, 베어링(11) 및 C형 리테이닝링(53)은, 축 방향의 치수 공차를 갖는 데다가, 홈부(52, 52)의 가공 오차 등도 고려하면, C형 리테이닝링(53, 53)으로 베어링(11)의 축 방향의 이동(스러스트 플레이)을 완전하게 억제하여 지지하는 것은 곤란하다.
또한, 전술한 바와 같이, 베어링(11)을 지지하는 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))은, 선반 등의 기계 가공에 의해 제작된다. 이 때문에, 가공면에는 주회하는 칼날의 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, 증가하는 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 각축 방향 단면에는, 연삭 공정이 반드시 실시되어 있기 때문에, 깨끗하고 매끄러운 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. 하우징(7)에 상기한 칼날의 흔적이나 굴곡이 있거나, C형 리테이닝링(53)에 버나 거칠기 등의 변형이 있거나 하면, 외부 하중이 가해졌을 때에, 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.
도 6은, 제 1 실시 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터의 베어링의 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다. DD 모터(10)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 각 C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(베어링(11)에 대향하는 측의 면)(53a)과 외륜(23)(베어링(11))의 축 방향 일단면(23a) 및 축 방향 타단면(23b)과의 간극, 및, C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a)과 홈부(52)의 축 방향 일단면(52a)과의 간극에 각각 고분자 수지 재료로 형성된 제 1 간극 밀봉 부재(65)가 배치되어 있다. 또한, DD 모터(10)에는, 각 C형 리테이닝링(53)의 축 방향 타단면(베어링(11)에 대향하는 측과 반대측의 면)(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, 베어링(11)의 축 방향의 이동(스러스트 플레이)을 억제함과 함께, C형 리테이닝링(53)이나 홈부(52)의 굴곡이나 변형에 의해 발생하는 간극을 메우는(밀봉하는) 기능을 가진다.
본 실시 형태와 같이, DD 모터(10)에 열가소성 수지제의 제 1 간극 밀봉 부재(65)를 설치하는 경우, 내열 온도가 100℃ 이상이 되는 열가소성 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 압축 항복 강도, 굽힘 강도, 압축 탄성률(또는 인장 탄성률, 영률) 등의 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, 내용제성(耐溶劑性)이 요구되는 경우에는, 결정성 수지가 바람직하지만, DD 모터(10)에 사용하는 경우에는, 결정성 또는 비결정성 수지 중 어느 것을 사용하는 것도 가능하다.
제 1 간극 밀봉 부재(65)는, 한번, 배치된 후에는, 온도에 의해 크게 변화되지 않는 압축 특성, 완만한 크리프 특성, 피로 특성을 구비하기 때문에, DD 모터(10)에 조립된 상태에서, 베어링(11)의 축 방향으로의 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, 고정밀도인 회전 제어를 행할 수 있다. 또한, 제 1 간극 밀봉 부재(65)는, 압축 특성이 우수한 수지 재료로 성형되어 있기 때문에, 외부 하중을 제거하면 변위는 원래대로 돌아간다.
본 실시 형태에서는, (1) C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a)과 외륜(23)의 축 방향 일단면(23a) 및 축 방향 타단면(23b)과의 간극, (2) C형 리테이닝링(53)의 축 방향 일단면(53a)과 홈부(52)의 축 방향 일단면(52a)과의 간극, 및, (3) C형 리테이닝링(53)의 축 방향 타단면(53b)과 홈부(52)의 축 방향 타단면(52b)과의 간극에 각각 제 1 간극 밀봉 부재(65)를 배치했다. 이에 따라, 제 1 간극 밀봉 부재(65)가, C형 리테이닝링(53) 및 베어링(11)의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수함으로써, 간단한 구성으로, 베어링(11)의 축 방향으로의 이동을 방지할 수 있다. 또한, 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 강성저하를 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 수도 있다. 구체적으로는, 열가소성 수지로서, 필름 형상으로 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 각각 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)에 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 짧아, 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 각각 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 각각 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 경화된다. 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 2 실시 형태]
전술한 바와 같이, 베어링(11)을 지지하는 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))은, 선반 등의 기계 가공에 의해 제작된다. 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 준다. 또한, 척의 클로우로 잡음으로써 재료가 변형되는 경우가 있으며, 이 변형은, 잡은 부분 뿐만아니라, 잡은 측과 반대측의 절삭 부분의 형상에도 나중까지도 영향을 준다. 이 때문에, 잡는 부분을 정하는 작업은 숙련된 기술을 필요로 한다.
척의 클로우에 의한 재료의 변형을 없애기 위해, 통상, 절삭 공정을 복수회로 나누어 반복하면서 형상의 진원도를 서서히 높이고, 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 필요로한다는 과제가 있다.
한편, 하우징 인너(3)의 외주면이나 로터 플랜지(5)의 내주면의 진원도가 충분하지 않은 경우, 즉, 외주면이나 내주면의 형상이 삼각 김밥 형상(다각 형상)이거나 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 부분적으로 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 발생하여, 베어링(11)의 손상을 일으킴과 함께, 하중 방향에 의해, DD 모터(10)의 강성에 편차가 발생해버릴 우려가 있다.
제 2 실시 형태에서는, 하우징(7)의 가공의 간소화를 도모함과 함께, 베어링(11)의 직경 방향(레이디얼 방향)으로의 이동을 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 붙여서 설명을 생략한다.
DD 모터(10A)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)로 이루어지는 하우징(7)을 구비한다. 제 2 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 2공정에서 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.
본 실시 형태에서는, DD 모터(10A)는, 도 7에 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 내외 둘레면에 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 경화제와의 혼합물), 또는 그 절반 정도로 되어 있으며, 베어링(11)이나 하우징(7)(하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5))의 내외 둘레면에 접착제를 도포하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.
다음으로, 표면(계면) 장력(젖음성)은, 베어링(11) 및 하우징(7)의 내외 둘레면에 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 축 중심을 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 2 실시 형태에 있어서도, 한 쌍의 C형 리테이닝링(53, 53)이, 베어링(11)의 축 방향 단면에 각각 배치되어 있다. 이들 C형 리테이닝링(53)은, 베어링(11)의 축 방향으로의 이동을 규제하지만, 베어링(11)의 직경 방향으로의 규제력 (접촉력, 접촉 마찰력)은 낮다. 이 때문에, C형 리테이닝링(53)이 접착제에 의한얼라이닝 작용을 저해하는 일은 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 인발(引拔)할 때의, 접착 계면 강도의 측정값이 얼라이닝력의 기준이 된다. 접착 계면 강도의 측정값으로서는, 12N/㎟ 정도가 이상적이지만, 3.7N/㎟ 이상이라도 상기한 얼라이닝 작용의 효과를 가져온다.
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 2 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 실시한 것에 비해, 표면이 활성화되어 있기 때문에, 얼라이닝력이 높은 것이 판명되고 있다. 또한, 무전해 니켈-인 도금 처리에서는, 인 농도가 높은 쪽이 접착성이 높고, 얼라이닝력을 높일 수 있다. 또한, 무전해 니켈-인 도금 처리를 실시함으로써 내식성이 높아지고, 경시(經時)적으로도 DD 모터(10A)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 있어, DD 모터(10A)의 회전 정밀도를 전기적인 면에 있어서도 높일 수 있다.
마지막으로, 고분자 재료의 응집력과 경화 후의 기계적 물성은, DD 모터(10A)가 실제로 사용될 때의, 기계 강성에 영향을 주는 특성이며, 또한 한 쌍의 C형 리테이닝링(53, 53)을 구비한 구조의 신뢰성에 영향을 주는 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(10A)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 만족시키도록, 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 있고, 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(10A)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(10A)를 실현시킴과 함께, DD 모터(10A)의 고정밀도인 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 2 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, 고정밀도인 DD 모터(10A)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 가져온다. (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 변형시키는 바와 같은, 불균일하고 과잉한 끼워 넣기를 방지할 수 있다. (C) DD 모터(10A)의 외부로부터 레이디얼 하중이 가해져도, 베어링(11)을 직경 방향으로 어긋나지 않도록 지지할 수 있다. (D) DD 모터(10A)에 모멘트 하중이 가해졌을 때, C형 리테이닝링(53, 53)에 대하여, 전체 둘레에서 불균일한 압축 하중 이외의 인장 하중이나, 박리 방향의 하중이 가해지지 않도록 할 수 있다.
도 8은, 상기 실시 형태의 DD 모터(10)(10A)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 9는, 상기 실시 형태의 DD 모터(10)(10A)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 이동시킬 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)측 및 축 방향 타단면(23b)측에 각각 배치되는 한 쌍의 C형 리테이닝링(53, 53)과, 둘레 방향으로 연장되어 한 쌍의 C형 리테이닝링(53, 53)이 각각 장착되는 홈부(52, 52)와, C형 리테이닝링(53)과 베어링(11)의 축 방향 일단면(23a) 및 축 방향 타단면(23b)과의 간극, 및, C형 리테이닝링(53)과 홈부(52)와의 간극에 배치되어, 수지 재료로 형성된 제 1 간극 밀봉 부재(65)를 구비했기 때문에, 이 제 1 간극 밀봉 부재(65)가, C형 리테이닝링(53) 및 베어링(11)의 축 방향의 폭치수 공차를 흡수함으로써, 간단한 구성으로, 베어링(11)의 축 방향으로의 이동을 방지할 수 있다. 또한, 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 일단면(23a) 및 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 일단면(23a)과 축 방향 타단면(23b), 및, 홈부(52)에 각각 도포되고, 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 일단면(23a) 및 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 도포해둠으로써, 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.
또한, 상기 실시 형태에 의하면, 하우징 인너(3) 및 로터 플랜지(5)는, 각각 원통 형상으로 형성되고, 홈부(52, 52)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, DD 모터(10)는, 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 구비하며, 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, 홈부(52, 52)가 형성된 로터 플랜지(5)는, 당해 홈부(52)보다도 축 방향 외측에 설치되고, 리졸버(27)의 일부인 리졸버 로터(33)가 고정됨과 함께 하우징 인너(3)를 향하여 돌출되는 환상의 돌출부(51)를 구비하고, 돌출부(51)는, 홈부(52)를 향하여 경사지는 경사면(51a)을 구비하기 때문에, 홈부(52, 52)를 절삭 가공할 때에, 절삭 공구(56)가 돌출부(51)와 간섭하는 일이 억제된다. 이 때문에, 리졸버 개구(54a)측으로부터 절삭 공구(56)를 도입하여, 양방의 홈부(52, 52)의 절삭 가공을 행할 수 있다. 이에 따라, 홈부(52, 52)를 동일한 방향으로부터 절삭함으로써, 로터 플랜지(5)를 부착 도구(55)로부터 떼어내는 공정이 불필요해지고, 2개의 홈부(52, 52) 사이의 거리(L)의 정밀도의 향상을 보다 간단하게 실현시킬 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 없고, 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, 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.
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 한정하는 것은 아니고, 하우징 인너(3)측, 또는, 쌍방에 형성해도 된다. 또한, 상기 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)
7 : 하우징
9 : 모터부
10, 10A : 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 : 돌출부
51a : 경사면
52 : 홈부
53 : C형 리테이닝링(리테이닝링)
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
S : 회전축

Claims (16)

  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 부재의 사이에 상기 베어링의 내륜을 협지하고,
    상기 제 2 하우징은, 상기 외륜의 일방 및 타방의 축 방향 단면측에 각각 배치되어 상기 외륜을 협지하는 한 쌍의 리테이닝링과,
    둘레 방향으로 연장되어 한 쌍의 상기 리테이닝링이 각각 장착되는 홈부와,
    상기 리테이닝링과 상기 외륜의 각 축 방향 단면과의 간극, 및, 상기 리테이닝링과 상기 홈부와의 간극 중 적어도 일방에 배치되며, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지의 고분자 수지 재료로 형성되고, 상기 베어링 및 상기 리테이닝링의 축방향의 폭 수치 공차를 흡수하고, 또한, 당해 베어링과 상기 홈부가 형성된 상기 제 2 하우징과의 축방향으로의 상대적인 이동을 방지하는 제 1 간극 밀봉 부재를 구비한 다이렉트 드라이브 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 간극 밀봉 부재는, 상기 리테이닝링의 축방향 단면에 접착되어 상기 리테이닝링과 상기 외륜의 각 축방향 단면과의 간극, 및 상기 리테이닝링과 상기 홈부와의 간극의 적어도 일방에 배치되는 수지 필름인 다이렉트 드라이브 모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 간극 밀봉 부재는, 주제와, 상기 주제와 혼합되어 당해 주제를 경화시키는 경화제를 갖는 접착제인 다이렉트 드라이브 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 주제 및 상기 경화제의 일방은, 상기 외륜의 축 방향 단면 및 상기 홈부에 도포되고, 상기 주제 및 상기 경화제의 타방은, 상기 리테이닝링에 도포된 상태에서, 상기 리테이닝링이 상기 홈부에 장착된 다이렉트 드라이브 모터.
  5. 제 3 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.
  6. 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.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 간극 밀봉 부재는, 상기 간극에 충전된 후에 경화되는 접착제인 다이렉트 드라이브 모터.
  8. 제 6 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.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징 및 상기 제 2 하우징은, 각각 원통 형상으로 형성되고, 적어도 상기 홈부가 형성된 상기 제 2 하우징은, 당해 원통의 연장 돌출 방향에 대하여 절단 눈금 없이 일체를 이루어 성형되어 있는 다이렉트 드라이브 모터.
  10. 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.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 홈부가 형성된 상기 제 2 하우징은, 당해 홈부보다도 축 방향 외측에 설치되고, 상기 리졸버의 일부가 고정됨과 함께 상기 제 1 하우징을 향하여 돌출되는 환상의 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부는, 상기 홈부를 향하여 경사지는 경사면을 구비하는 다이렉트 드라이브 모터.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터부로의 전원 투입시에 역률이 0이 되는 위치를 검출하는 역률 검출부와,
    상기 역률이 0이 되는 위치와 상기 리졸버로부터 출력되는 인크리멘탈 정보에 의해, 당해 모터부의 전류를 제어하는 전류 제어부를 구비하는 다이렉트 드라이브 모터.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터부, 상기 베어링, 및, 상기 리졸버는, 상기 베어링의 축 방향으로 나열되어 배치되는 다이렉트 드라이브 모터.
  14. 제 1 항 내지 제 13 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.
  15. 제 1 항 내지 제 13 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.
  16. 제 1 항 내지 제 13 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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