KR20080108451A - Motor system - Google Patents

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KR20080108451A
KR20080108451A KR1020087022195A KR20087022195A KR20080108451A KR 20080108451 A KR20080108451 A KR 20080108451A KR 1020087022195 A KR1020087022195 A KR 1020087022195A KR 20087022195 A KR20087022195 A KR 20087022195A KR 20080108451 A KR20080108451 A KR 20080108451A
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rotor
direct drive
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drive motor
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KR1020087022195A
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시게루 엔도
신 쿠마가이
카즈오 나가타케
리쳉 동
아츠시 호리코시
토시마사 와다
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닛본 세이고 가부시끼가이샤
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    • H02K7/08Structural association with bearings

Abstract

Provided is a motor system, which can detect the angle of rotation of a rotor highly precisely while avoiding atmospheric contamination and which can adjust a detector easily. Two inner rotors (30 and 30') are arranged across two stators (29 and 29') on the outer sides of an axial direction so that they can arrange resolvers confronting the inner rotors (30 and 30'), individually on the outer sides of the axial direction. In the case of these arrangement, the adjusting operations can be performed from the two sides of the axial direction without separating direct drive motors (D1 and D2), so that the angles of the stators and the resolvers can be easily adjusted even with the two axes thereby to make the adjusting works efficient. Moreover, it is possible to prevent the angle positioning precision from being degraded, as might otherwise be caused by a commutation deviation, to enhance the interchangeability of a drive control circuit for a two-axis coaxial motor, and to suppress the total height of the motor system thereby to provide a compact constitution. ® KIPO & WIPO 2009

Description

모터 시스템{MOTOR SYSTEM}Motor system {MOTOR SYSTEM}

본 발명은 대기외의 분위기, 예를 들면 진공중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 모터 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a motor system using a plurality of direct drive motors used in an atmosphere outside the atmosphere, for example, in a vacuum.

예를 들면, 반도체 제조장치 등에 있어서는 불순물을 극력 배제하기 위해서 진공조내의 초고진공 분위기중에서 피가공물에 대한 가공작업을 행한다. 그 경우에 사용되는 액츄에이터로서, 예를 들면 피가공물 위치 결정 장치의 구동 모터에 있어서는 구동축의 베어링에 일반적인 그리스 등과 같이 휘발성분을 함유하는 윤활제를 이용할 수 없기 때문에, 금이나 은 등의 연질 금속을 베어링의 내외륜에 플레이팅하는 것으로 윤활성을 높이고 있다. 또 구동 모터의 코일 절연재, 배선 피복재 및 적층 자극(磁極)의 접착제 등도 내열성이 뛰어나서 방출 가스가 적은 안정된 재료가 선정되어야 하는 실정이다.For example, in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, the work to be processed is performed in an ultra-high vacuum atmosphere in a vacuum chamber in order to remove impurities as much as possible. As the actuator used in such a case, for example, in a drive motor of a workpiece positioning apparatus, since a lubricant containing volatile components such as grease common to a drive shaft cannot be used, bearing a soft metal such as gold or silver is used. It improves lubricity by plating on inner and outer rings. In addition, the coil insulation of the drive motor, the wiring covering and the adhesive of the laminated magnetic pole are also required to select a stable material having excellent heat resistance and low emission gas.

특히 근래, 반도체의 집적도가 높아지고, 그것에 따라서 동시에 IC 패턴폭의 미세화에 따른 고밀도화가 진행되어 있다. 이 미세화에 대응할 수 있는 웨이퍼를 제조하기 위해서, 웨이퍼 품질에 대한 고도의 균일성이 요구되고 있다. 그 요구에 부응하기 위해서는 웨이퍼의 저압 가스 처리실에 있어서의 불순물 가스 농도의 저감이 한층 더 중요하다. 또 요구대로 미세가공을 하기 위해서는, 매우 고정밀도의 위치 결정 장치가 필요하다. 이러한 견지에서 상기 종래의 액츄에이터를 검토하면 이하와 같은 여러 가지 문제점이 지적된다.In particular, in recent years, the degree of integration of semiconductors has increased, and at the same time, a higher density has been developed due to the miniaturization of IC pattern width. In order to manufacture a wafer that can cope with this miniaturization, high uniformity with respect to wafer quality is required. In order to meet the demand, the reduction of the impurity gas concentration in the low pressure gas processing chamber of the wafer is more important. In addition, in order to perform fine processing as required, a very high precision positioning device is required. In view of the above, the conventional actuators point out various problems as follows.

즉, 초진공 분위기를 구비한 진공조내에서 이용하는 구동 모터의 경우, 비록 구동 모터의 코일 절연재나 배선 피복 등에 내열성이 뛰어나고 방출 가스가 적은 안정된 재료가 선정되어도, 그것이 유기계의 절연재료인 한, 미크로적으로는 다공질로서 표면에는 무수한 구멍을 가지고 있다. 이것을 일단 대기에 노출시키면, 그 표면의 구멍에 가스나 물분자 등을 넣어 흡장(吸藏)하여 버린다. 그러한 흡장 불순 분자를 진공 배기로 제거하는 탈가스에 장시간을 필요로 하기 때문에, 생산효율의 저하는 피하기 어렵다. 또한, 진공중에 있어서는 공기의 대류에 의한 방열이 있을 수 없기 때문에, 코일온도의 국부적인 상승을 일으킨 경우에, 그 부분의 저항이 증대하여 발열이 가속되고, 코일 절연 피막의 소실을 초래하기 쉽다. 이것에 대해서, 코일 절연재에 무기재료를 이용하는 동시에, 배선은 스텐레스관의 시스 전선을 이용하는 것으로 흡착 불순 분자를 저감하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 그 경우는 비용이 매우 비싸질 뿐만 아니라, 코일 권선 스페이스내에 차지하는 동(銅) 등의 도체의 비율이 감소하여 전기저항이 증가하고, 그 결과 모터의 용량저하를 초래할 우려가 있다.That is, in the case of a drive motor used in a vacuum chamber having an ultra-vacuum atmosphere, even if a stable material having excellent heat resistance and low emission gas is selected for the coil insulation material or wiring coating of the drive motor, as long as it is an organic insulation material, it is microscopic. It is porous and has numerous holes on its surface. Once this is exposed to the atmosphere, gas, water molecules, etc. are put in the hole on the surface thereof to occlude. Since degassing which removes such occlusion impurity molecules by vacuum exhaust requires a long time, the fall of production efficiency is difficult to avoid. In addition, since there is no heat dissipation due to air convection in vacuum, when a local rise of the coil temperature is caused, the resistance of the portion increases, and heat generation is accelerated, leading to the loss of the coil insulation film. On the other hand, it is possible to reduce the adsorption impurity molecules by using an inorganic material for the coil insulation material and by using a sheath wire of a stainless steel pipe as the wiring. In this case, however, the cost is very expensive, and the proportion of conductors such as copper in the coil winding space is reduced, resulting in an increase in electrical resistance, resulting in a reduction in capacity of the motor.

이러한 문제에 대하여, 진공 봉지(封止)체의 내측에 스테이터를 배치하고, 그 외측에 출력부재를 배치하고, 출력부재, 즉, 로터를 이용하여 프록레그(frog leg) 암을 구동하는 다이렉트 드라이브 모터가 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1의 다이렉트 드라이브 모터에 의하면, 스테이터에 부수하는 코일 절연재나 배선 피복 등은, 대기압에 유지된 진공 봉지체의 내측에 배치하므로, 그것들을 진공조 내에 배치한 경우에 있어서의 흡장 불순 분자의 배출 문제나 발열 문제를 회피할 수 있다.In response to this problem, a direct drive for arranging a stator inside the vacuum encapsulation body, an output member outside thereof, and driving a frog leg arm using an output member, that is, a rotor, is used. The motor is described in Patent Document 1. According to the direct drive motor of patent document 1, since the coil insulation material, wiring coating, etc. which accompany a stator are arrange | positioned inside the vacuum sealing body hold | maintained at atmospheric pressure, the storage impurity molecule in the case of arrange | positioning them in a vacuum chamber Emission problems and heat generation problems can be avoided.

특허 문헌 1 : 일본국 공개 특허 2000-69741호 공보Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-69741

그런데, 고정밀도의 구동을 행하기 위해서, 다이렉트 드라이브 모터의 회전 각도 위치를 검출하는 고정밀도의 검출기를 이용할 필요가 있지만, 그 조정작업을 보다 간소화시키고 싶다고 하는 요구가 있다. 그런데, 특허문헌 1에는 명시가 없지만, 이러한 종래기술의 다이렉트 드라이브 모터에 있어서는, 상측의 링 형상 보스를 분해함으로써, 하측의 링 형상 보스의 회전 각도 위치를 검출하는 검출기의 조정을 행한다고 생각할 수 있다. 그렇지만, 하측의 링 형상 보스의 회전 각도 위치를 검출하는 검출기의 조정을 행하기 위해서, 상측의 링 형상 보스를 하나하나 분해해야 한다면, 조정에 시간이 걸린다.By the way, in order to perform a high precision drive, although it is necessary to use the high precision detector which detects the rotation angle position of a direct drive motor, there exists a request that it wants to simplify the adjustment work more. By the way, although there is no specification in patent document 1, it can be considered that in the direct drive motor of such a prior art, the detector which detects the rotation angle position of the lower ring-shaped boss is disassembled by disassembling the upper ring-shaped boss. . However, in order to adjust the detector which detects the rotation angle position of the lower ring-shaped boss, adjustment takes time when the upper ring-shaped boss is to be disassembled one by one.

또한, 다축의 다이렉트 드라이브 모터를 동축에 적층하는 경우, 각 축마다 모터를 적층할 필요가 있어서 모터를 구성하는 각 축의 높이가 두꺼워지고, 배선의 배치가 복잡해져서 부품 개수도 많아지게 된다. 특히 용량이 제한되는 진공 챔버 내에 모터를 설치하기 위해서는, 모터의 높이를 제한할 필요가 있고, 또 모터의 스테이터와 회전자가 대향하는 공극부에, 스테이터와 회전자가 배치되는 분위기 환경을 분리 격절(隔絶)하기 위한 비자성체의 격벽과, 모터 자기 커플링을 구성하는 것 과 같은 경우, 각 축의 외주에 모터 배선, 리졸버 배선을 배치하는 것은 곤란하다고 하는 문제점이 있다.In addition, when the multi-axis direct drive motors are stacked on the same axis, it is necessary to stack the motors for each axis, the height of each axis constituting the motor becomes thick, the layout of the wiring becomes complicated, and the number of parts also increases. In particular, in order to install the motor in a vacuum chamber in which the capacity is limited, it is necessary to limit the height of the motor, and separate the atmosphere environment in which the stator and the rotor are arranged in the air gap where the stator and the rotor face each other. In the case of constituting a nonmagnetic bulkhead and a motor magnetic coupling, there is a problem that it is difficult to arrange the motor wiring and the resolver wiring on the outer periphery of each axis.

본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 분위기 오염을 회피하면서도, 고정밀도로 로터의 회전 각도를 검출할 수 있고, 또한 검출기의 조정이 용이한 모터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to provide a motor system capable of detecting a rotation angle of a rotor with high accuracy and easily adjusting a detector while avoiding atmospheric pollution.

〔발명 1〕[Invention 1]

발명 1의 모터 시스템은 대기외의 분위기중에서 이용되는 제1의 다이렉트 드라이브 모터와 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서,The motor system of the first invention is a motor system coaxially combining a first direct drive motor and a second direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere,

각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절(隔絶)하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

또한, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 내측 로터는, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 스테이터를 사이에 두게 하고, 축선 방향 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.The inner rotors of the first and second direct drive motors are arranged outside the axial direction with the stators of the first and second direct drive motors interposed therebetween.

이것에 의해, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 내측 로터는, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 스테이터를 사이에 두게 하고, 축선 방향 외측에 배치되어 있으므로, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 검출기를 축선 방향 양측에 배치할 수 있고, 따라서, 이것들을 조정하는 경우에, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 분리시키지 않고 축선 방향 양측으로부터 조정작업을 행할 수 있기 때문에, 2축이면서 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도조정을 행할 수 있고, 조정작업의 효율화를 도모할 수 있다. 또 상기 모터 시스템의 전체높이를 작게하여 컴팩트한 구성을 제공할 수 있다.Thereby, since the inner rotor of the said 1st and said 2nd direct drive motor makes the stator of the said 1st and said 2nd direct drive motor between, and is arrange | positioned outward in the axial direction, the said 1st And the detectors of the second direct drive motor can be arranged on both sides in the axial direction, and therefore, when adjusting them, the adjustment work can be performed from both sides in the axial direction without disconnecting the first and second direct drive motors. Since it can be performed, the angle of a stator and a resolver can be easily adjusted biaxially, and the adjustment work can be made more efficient. In addition, it is possible to provide a compact configuration by reducing the overall height of the motor system.

〔발명 2〕[Invention 2]

발명 2의 모터 시스템은 발명 1의 모터 시스템에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 검출기는, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터끼리를 연결한 상태로, 축선 방향 양측으로부터 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.The motor system of invention 2 is a motor system of invention 1, wherein the detectors of the first and second direct drive motors are connected to both sides in the axial direction in a state in which the first and second direct drive motors are connected to each other. It is characterized in that the adjustment is possible from.

이것에 의해, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 검출기는, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터끼리를 연결한 상태로, 축선 방향 양측으로부터 조정가능하게 되어 있으면 바람직하다.As a result, it is preferable that the detectors of the first and second direct drive motors are adjustable from both sides in the axial direction while the first and second direct drive motors are connected to each other.

〔발명 3〕[Invention 3]

발명 3의 모터 시스템은 발명 1 또는 2의 모터 시스템에 있어서, 상기 하우징의 축선 방향 일단에는, 다른 하우징의 축선 방향 타단에 형성된 볼록부에 끼워 맞추는 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부와 상기 볼록부를 끼워 맞춤 하는 것으로, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 복수 쌍 연결한 것을 특징으로 한다.In the motor system according to the third aspect of the invention, in the motor system according to the first or second aspect of the invention, at one end in the axial direction of the housing, a recess is fitted to the convex portion formed at the other end in the axial direction of the other housing, and the recess and the convex portion are formed. A plurality of pairs of the first and second direct drive motors are connected by fitting.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터를 구동하고, 상기 내측 로터는 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 내측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽 외의 분위기를 오염하는 것이 방지된다. 특히 인접하는 다이렉트 드라이브 모터에서 있어서의 외측 로터끼리, 내측 로터끼리, 및 스테이터끼리의 적어도 어느 하나의 사이에 자기 실드를 배치하면, 로터나 스테이터로부터 발생하는 누출 자속이나 전자 노이즈 등의 영향이, 그것에 인접하는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서의 로터나 스테이터에 미치는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 모터 시스템의 박형화를 도모할 수 있다.As a result, in a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere, a housing, a partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the atmosphere outside, an outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, It has a stator and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and a detector for detecting the rotational position of the inner rotor, the stator drives the outer rotor, and the inner rotor co-rotates with the outer rotor, By placing the detector inside the partition wall, the storage impurity molecules of the wiring covering are prevented from contaminating the atmosphere outside the partition wall. In particular, when the magnetic shield is disposed between at least one of the outer rotors, the inner rotors, and the stators in the adjacent direct drive motors, the effects of leakage magnetic flux, electromagnetic noise, etc. generated from the rotor and the stator may be affected. Impact on the rotor and the stator in the adjacent direct drive motor can be suppressed. Therefore, the motor system can be thinned.

〔발명 4〕[Invention 4]

발명 4의 모터 시스템은 발명3의 모터 시스템에 있어서, 상기 하우징과, 상기 다른 하우징과의 사이에 축사이를 연장하는 부재를 설치한 것을 특징으로 한다.The motor system of the fourth invention is the motor system of the third invention, characterized in that a member extending between shafts is provided between the housing and the other housing.

이것에 의해, 상기 하우징의 축선 방향 일단에는, 다른 하우징의 축선 방향 타단에 형성된 볼록부에 끼워 맞추는 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부와 상기 볼록부를 끼워 맞추는 것으로, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 복수 쌍 연결하였으므로, 예를 들면, 복수 쌍의 프록 레그 암(frog leg ara)을 구동할 수 있다. Thereby, the recessed part which fits into the convex part formed in the axial direction other end of another housing is formed in the axial direction end of the said housing, and it fits the said recessed part and the said convex part, Since a plurality of pairs of direct drive motors are connected, for example, a plurality of pairs of frog leg arms can be driven.

〔발명 5〕[Invention 5]

발명 5의 모터 시스템은 발명 1 또는 2의 모터 시스템에 있어서, 상기 격벽의 축선 방향 일단끼리를 체결함으로써, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 복수 쌍 연결한 것을 특징으로 한다.The motor system according to the fifth aspect of the present invention is the motor system according to the first or second aspect of the invention, wherein a plurality of pairs of the first and second direct drive motors are connected by fastening end portions of the partition wall in the axial direction.

이것에 의해, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 복수 쌍 연결할 경우, 상기 하우징과 상기 다른 하우징과의 사이에 축사이를 연장하는 부재를 설치하거나, 상기 격벽의 축선 방향 일단끼리를 연결하였으므로 프록 레그 암의 가능범위를 보다 축심에 근접한 개소까지 확장할 수 있다.Thus, when connecting a plurality of pairs of the first and second direct drive motors, a member extending between shafts is provided between the housing and the other housing, or one end of the partition wall in the axial direction is connected. The range of leg arms can be extended to a point closer to the shaft.

〔발명 6〕[Invention 6]

발명 6의 모터 시스템은 발명 1 내지 5 중 어느 하나의 모터 시스템에 있어서, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 스테이터에서의 배선은, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터 사이를 연장하고 있는 것을 특징으로 한다.The motor system of the sixth invention is the motor system according to any one of the inventions 1 to 5, wherein wiring in the stator of the first and second direct drive motors extends between the first and second direct drive motors. It is characterized by being.

이것에 의해, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 스테이터에서의 배선은, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터 사이를 연장하고 있으면, 배선처리가 간소화된다.Thereby, the wiring process is simplified if the wiring in the stator of the said 1st and said 2nd direct drive motor extends between the said 1st and said 2nd direct drive motor.

〔발명 7〕[Invention 7]

발명 7의 다이렉트 드라이브 모터는 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서,The direct drive motor of the seventh invention is a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere,

하우징과, Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와,A stator and an inner rotor disposed on an atmospheric side with respect to the partition wall;

상기 내측 로터의 회전 속도를 검출하는 검출기를 가지고,Having a detector for detecting the rotational speed of the inner rotor,

상기 스테이터는, 상기 외측 로터와 상기 내측 로터를 동시에 구동하는 것을 특징으로 한다.The stator is characterized in that for driving the outer rotor and the inner rotor at the same time.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 상기 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해석 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 속도를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터와 상기 내측 로터를 동시에 구동하므로, 상기 검출기를 상기 격벽보다 대기 측에 두는 것으로, 그 배선 피복의흡장 불순 분자가 상기 격벽보다 대기 외측의 분위기를 오염하는 것이 방지되고, 또한 상기 스테이터가 상기 외측 로터와 상기 내측 로터를 동시에 구동함으로써, 상기 검출기에 의해 상기 내측 로터의 회전각을 검출하는 것으로, 상기 외측 로터의 회전각을 정밀도 있게 구할 수 있다.Thereby, in a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere, the housing, a partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere, an outer rotor disposed outside the seat against the partition wall, And a stator and an inner rotor disposed on an atmospheric side with respect to the partition wall, and a detector for detecting a rotational speed of the inner rotor, and the stator drives the outer rotor and the inner rotor simultaneously, thereby providing the detector with By placing it on the atmosphere side, the storage impurity molecules of the wiring coating are prevented from contaminating the atmosphere outside the atmosphere than the partition wall, and the stator drives the outer rotor and the inner rotor simultaneously, thereby allowing the inner side to be detected by the detector. The rotation angle of the outer rotor is determined by detecting the rotation angle of the rotor. It can be obtained even allow.

〔발명 8〕[Invention 8]

발명 8의 다이렉트 드라이브 모터는 발명 7의 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 상기 외측 로터와, 상기 내측 로터와는 자극수가 동일한 것을 특징으로 한다.The direct drive motor of the eighth aspect of the invention is the direct drive motor of the seventh aspect, wherein the number of magnetic poles is the same as that of the outer rotor and the inner rotor.

이것에 의해, 상기 외측 로터와, 상기 내측 로터와는 자극수가 동일하면, 상기 외측 로터와 상기 내측 로터의 회전각이 동일해지므로, 상기 내측 로터의 회전각을 검출하는 것으로, 상기 외측 로터의 회전각을 즉시 구할 수 있다. 단, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 상기 외측 로터에 자극수와, 상기 내측 로터의 상기 내측 로터의 자극수를 배수 또는 정수 분의 1로 하여도 된다.Thereby, when the number of magnetic poles is the same as the said outer rotor and the said inner rotor, since the rotation angles of the said outer rotor and the said inner rotor become the same, the rotation angle of the said outer rotor is detected by detecting the rotation angle of the said inner rotor. You can get the angle immediately. However, this invention is not limited to this, For example, you may make the number of poles of the said outer rotor and the number of poles of the said inner rotor of the said inner rotor be multiples of one or an integral number.

〔발명 9〕[Invention 9]

발명 9의 다이렉트 드라이브 모터는 발명 7 또는 8의 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 상기 스테이터의 반경 방향 내측으로, 내측 로터가 배치되는 것을 특징으로 한다.The direct drive motor of the ninth aspect of the invention is the direct drive motor of the seventh or eighth aspect of the invention, wherein the inner rotor is disposed radially inward of the stator.

이것에 의해, 상기 스테이터의 반경 방향 내측에 내측 로터가 배치되면, 상기 스테이터의 구동을 확실히 행할 수 있지만, 축선 방향으로 어긋나게 배치하여도 된다.Thereby, if an inner rotor is arrange | positioned inside the radial direction of the said stator, although driving of the said stator can be reliably performed, you may arrange | position so that it may shift to an axial direction.

〔발명 10〕[Invention 10]

발명 10의 다이렉트 드라이브 모터는 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서,The direct drive motor of the tenth invention is a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터 및 상기 외측 로터와 일체로 회전하는 자기 커플링용 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition and a rotor for magnetic coupling integrally rotating with the outer rotor;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터를 구동하는 스테이터와,A stator disposed on the air side with respect to the partition wall and driving the outer rotor;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 내측 로터와,An inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall;

상기 내측 로터의 회전 속도를 검출하는 검출기를 가지고, Having a detector for detecting the rotational speed of the inner rotor,

상기 자기 커플링용 로터와 상기 내측 로터와는 자기 커플링 작용에 의해 동기하여 회전하는 것을 특징으로 한다.The rotor for magnetic coupling and the inner rotor rotate in synchronization with a magnetic coupling action.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터 및 상기 외측 로터와 일체로 회전하는 자기 커플링용 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터를 구동하는 스테이터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 속도를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 자기 커플링용 로터와 상기 내측 로터와는, 자기 커플링 작용에 의해 동기하여 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽보다 대기 측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽보다 대기 외측의 분위기를 오염하는 것이 방지되고, 또한 자기 커플링 작용에 의해 상기 자기 커플링용 로터와 동기하여 회전하는 상기 내측 로터의 회전각을 상기 검출기에 의해 검출하는 것으로, 상기 외측 로터의 회전각을 정밀도 있게 구할 수 있다.As a result, in a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere, a housing, a partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the atmosphere outside, an outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, and the outside Rotor for magnetic coupling that rotates integrally with the rotor, a stator disposed on the air side with respect to the partition wall, and driving the outer rotor, an inner rotor disposed on the air side with respect to the partition wall, and a rotational speed of the inner rotor. Has a detector for detecting the magnetic coupling rotor and the inner rotor in synchronism with the magnetic coupling action, so that the detector is placed on the air side rather than the partition wall. Contamination of the atmosphere outside the atmosphere than the partition wall is prevented, and by the magnetic coupling action Group magnetic couple the rotation of the inner rotor to rotate in synchronism with the rotor rings as detected by the detector can be determined so the precision rotation of the outer rotor.

또한, 본 발명에 있어서, 「외측 로터」와 「자기 커플링용 로터」를 형식상 다른 부재로 하고 있지만, 예를 들면 단일 로터에 구동용의 자석과 자기 커플링용의 자석을 마련한 경우, 구동용의 자석을 마련한 로터의 부분이 「외측 로터」이고, 자기 커플링용의 자석을 마련한 로터의 부분이 「자기 커플링용 로터」라고 할 수 있으므로, 그것도 본 발명에 포함된다.In the present invention, the "outer rotor" and the "magnetic coupling rotor" are different in form, but for example, when a driving magnet and a magnet for magnetic coupling are provided in a single rotor, Since the part of the rotor provided with the magnet is the "outer rotor" and the part of the rotor provided with the magnet for magnetic coupling is called "the rotor for magnetic coupling", it is also included in this invention.

〔발명 11〕[Invention 11]

발명 11의 다이렉트 드라이브 모터는 발명 10의 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 상기 격벽에 의해, 자기 커플링계에서 있어서의 공진 주파수의 게인의 피크치를 억제한 것을 특징으로 한다.In the direct drive motor of the eleventh aspect of the invention, in the direct drive motor of the tenth aspect of the invention, the partition wall suppresses the peak value of the gain of the resonance frequency in the magnetic coupling system.

이것에 의해, 대기측 로터와 대기 외측 로터 사이의 상기 격벽에 의해, 자기 커플링계에 있어서의 공진 주파수의 게인의 피크치를 억제하는 효과에 의해 진동이 적게 위치결정이 가능해진다.As a result, the partition wall between the atmospheric rotor and the atmospheric outer rotor enables positioning with less vibration due to the effect of suppressing the peak value of the gain of the resonance frequency in the magnetic coupling system.

〔발명 12〕[Invention 12]

발명 12의 다이렉트 드라이브 모터는 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서,In the direct drive motor of the twelfth aspect of the present invention, in the direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

상기 격벽은, 상기 하우징에 대해서 부착되는 부착부와, 상기 외측 로터와, 상기 스테이터 및 상기 내측 로터와의 사이를 연장하는 통형상부, 저부를 가지고, 상기 저부는, 상기 하우징에 대해서 축 방향으로 구속되어 있지 않은 것을 특징으로 한다.The partition has an attachment portion attached to the housing, a tubular portion and a bottom portion extending between the outer rotor, the stator and the inner rotor, and the bottom portion is axially with respect to the housing. It is characterized by not being constrained.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터를 구동하고, 상기 내측 로터는 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 태측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽 외의 분위기를 오염하는 것이 방지된다. 게다가, 상기 격벽은 상기 하우징에 대해서 부착되는 부착부와, 상기 외측 로터와, 상기 스테이터 및 상기 내측 로터와의 사이를 연장하는 통형상부와, 저부를 가지고, 상기 저부는 상기 하우징에 대해서 축 방향으로 구속되어 있지 않으므로, 치수 정밀도나 기계 정밀도 및 온도변화에 기인하여 상기 격벽에 치수 오차나 변형이 생긴 경우에도, 상기 하우징에 상기 저부가 눌려지거나 당겨지거나 하지 않기 때문에, 상기 격벽의 축 방향 응력이나 휨 응력을 완하할 수 있고, 그것에 의해 시일 불량이나 파괴 등을 막을 수 있다. 또 상기 격벽의 부착부 및 그것이 부착되는 상기 하우징을 고정밀도로 가공하지 않아도 되기 때문에, 보다 저비용의 다이렉트 드라이브 모터를 제공할 수 있다.As a result, in a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere, a housing, a partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the atmosphere outside, an outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, It has a stator and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and a detector for detecting the rotational position of the inner rotor, the stator drives the outer rotor, and the inner rotor co-rotates with the outer rotor, By placing the detector on the side of the partition wall, it is possible to prevent the storage impurity molecules in the wiring covering from contaminating the atmosphere outside the partition wall. In addition, the partition wall has an attachment portion attached to the housing, a tubular portion extending between the outer rotor, the stator and the inner rotor, and a bottom portion, the bottom portion being axially relative to the housing. Since the bottom is not pressed or pulled by the housing even when dimensional error or deformation occurs in the partition due to dimensional accuracy, mechanical accuracy, or temperature change, the axial stress or bending of the partition The stress can be relaxed, whereby seal failure, breakage, and the like can be prevented. Moreover, since the attachment part of the said partition and the said housing to which it is attached do not need to be processed with high precision, a direct drive motor of a lower cost can be provided.

〔발명 13〕[Invention 13]

발명 13의 다이렉트 드라이브 모터는 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서,The direct drive motor of the thirteenth invention is a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

상기 격벅은, 상기 하우징에 대해서, 부착되는 부착부와, 상기 외측 로터와, 상기 스테이터 및 상기 내측 로터와의 사이를 연장하는 통형상부와, 상기 부착부와 상기 통상부를 연결하는 연결부를 가지고, 상기 연결부의 두께는 상기 부착부의 두께보다 얇은 것을 특징으로 한다.The lump has an attachment portion attached to the housing, a tubular portion extending between the outer rotor, the stator and the inner rotor, and a connecting portion connecting the attachment portion and the normal portion, The thickness of the connection portion is characterized in that thinner than the thickness of the attachment portion.

이것에 의해, 발명 12의 효과에 대해, 상기 격벽은 상기 하우징에 대해서 부착되는 부착부와, 상기 외측 로터와, 상기 스테이터 및 상기 내측 로터와의 사이를 연장하는 통형상부와, 상기 부착부와 상기 통형상부를 연결하는 연결부를 가지고, 상기 부착부의 두께는, 상기 연결부의 두께보다 두껍기 때문에, 치수 정밀도나 기계 정밀도 및 온도변화에 기인하여 상기 격벽에 변형이 발생한 경우에도, 상기 얇은 두께의 연결부가 먼저 변형하는 것으로, 상기 격벽의 축 방향 응력이나 휨 응력을 완화할 수 있고, 그것에 의해 시일 불량이나 파괴 등을 막을 수 있다. 따라서, 상기 격벽의 부착부 및 그것이 부착되는 상기 하우징을 고정밀도로 가공하지 않아도 되기 때문에, 보다 저비용의 다이렉트 드라이브 모터를 제공할 수 있다.Thereby, with respect to the effect of the twelfth aspect, the partition wall has an attachment portion attached to the housing, a tubular portion extending between the outer rotor, the stator and the inner rotor, and the attachment portion. Since the thickness of the said attachment part is thicker than the thickness of the said connection part, even if the deformation | transformation in the said partition is caused by dimensional precision, mechanical precision, and temperature change, the said thin part connection part has a connection part which connects the said cylindrical part. By deforming first, the axial stress and the bending stress of the partition wall can be alleviated, whereby seal failure, breakage, and the like can be prevented. Therefore, since the attachment part of the said partition and the said housing to which it is attached do not need to be processed with high precision, a direct drive motor of a lower cost can be provided.

〔발명 14〕[Invention 14]

발명 14의 다이렉트 드라이브 모터는 발명 13의 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 상기 연결부는 파도 형상인 것을 특징으로 한다.The direct drive motor of the fourteenth aspect of the invention is the direct drive motor of the thirteenth aspect, wherein the connecting portion has a wave shape.

이것에 의해, 상기 연결부는 파도 형상이라면, 이러한 부위에 의해, 더욱 효과적으로 응력완화를 도모할 수 있다.Thereby, as long as the said connection part is wave-shaped, such a site | part can achieve stress relaxation more effectively.

〔발명 15〕[Invention 15]

발명 15의 모터 시스템은 대기외의 분위기중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서,The motor system of the fifteenth aspect of the present invention provides a motor system in which a plurality of direct drive motors are coaxially coupled to each other in an atmosphere outside the atmosphere.

각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

적어도 하나 이상의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터가, 다른 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터에 대해서베어링에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.The outer rotor of at least one direct drive motor is supported by a bearing against the outer rotor of another direct drive motor.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서, 각 다이렉트 드라이브 모터가, 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터를 구동하고, 상기 내측 로터는 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 내측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽외의 분위기를 오염하는 것이 방지된다. 게다가, 적어도 하나 이상의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터가, 다른 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터에 대해서 베어링에 의해 지지되어 있으므로, 복수의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터끼리의 동축도를 높일 수 있고, 프록 레그 암을 구동할 때는 동작 정밀도를 높일 수 있다. 그리고, 상기 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터를 떼어내면, 이러한 외측 로터를 지지하고 있던 베어링을 노출할 수 있고, 그 점검이나 제거를 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유지 보수성도 향상된다. 또한, 상기 격벽의 외측에 있는 상기 외측 로터만을 떼어내면 되기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터 전체를 떼어낼 필요가 없고, 재조립시에 리크(leak) 체크 등이 불필요해져서 조립성이 향상된다. As a result, in a motor system in which a plurality of direct drive motors are coaxially coupled to each other in an atmosphere outside the atmosphere, each direct drive motor extends from the housing, the housing, and partition walls separating the atmosphere side and the atmosphere outside. And an outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, a stator and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and a detector for detecting a rotational position of the inner rotor, wherein the stator drives the outer rotor. In addition, since the inner rotor co-rotates with the outer rotor, placing the detector inside the partition wall prevents the storage impurity molecules of the wiring covering from contaminating the atmosphere outside the partition wall. In addition, since the outer rotor of at least one direct drive motor is supported by a bearing with respect to the outer rotor of another direct drive motor, the coaxiality between the outer rotors of a plurality of direct drive motors can be increased, and the prog When driving a leg arm, the operation precision can be improved. When the outer rotor of the one direct drive motor is removed, the bearing supporting the outer rotor can be exposed, so that the inspection and removal can be easily performed, thereby improving the maintainability. In addition, since only the outer rotor outside the partition wall needs to be removed, there is no need to remove the entire direct drive motor, so that a leak check or the like is unnecessary at the time of reassembly, thereby improving assembly performance.

〔발명 16〕[Invention 16]

발명 16의 모터 시스템은, 발병 15의 모터 시스템에 있어서, 하나의 다이렉트 드라입브 모터의 상기 격벽이, 다른 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽과 공통인 것을 특징으로 한다.The motor system of the sixteenth invention is characterized in that in the motor system of onset 15, the partition wall of one direct drive motor is common with the partition wall of another direct drive motor.

이것에 의해, 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽이, 다른 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽과 공통이면, 부품 개수나 시일 개소를 감소시킬 수 있으므로 바람직하다.Thereby, since the partition of one direct drive motor is common with the partition of another direct drive motor, since the number of parts and a seal point can be reduced, it is preferable.

〔발명 17〕[Invention 17]

발명 17의 모터 시스템은 발명 16의 모터 시스템에 있어서, 상기 격벽은 컵형상인 것을 특징으로 한다.The motor system of the seventeenth aspect of the invention is the motor system of the sixteenth aspect, wherein the partition wall has a cup shape.

이것에 의해, 상기 격벽은 컵 형상이면, 부품 개수가 적어지고, 시일 개소도 감소하므로 바람직하다. 단, 격벽은 컵 형상에 한정되지 않고, 원통과 원판을 조합하여 용접 등에 의해 일체화해도 좋고, 또는 외측 로터를 떼어낼 방향으로 축경한 절두 원추와 원판을 조합하여도 된다.Thereby, if the said partition is cup-shaped, since the number of components will be small and a seal point will also decrease, it is preferable. However, the partition wall is not limited to the cup shape, and the cylinder and the disc may be combined to be integrated by welding or the like, or the truncated cone and the disc reduced in the direction of detaching the outer rotor may be combined.

〔발명 18〕[Invention 18]

발명 18의 모터 시스템은 대기외의 분위기중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서, In the motor system of the eighteenth aspect of the present invention, there is provided a motor system in which a plurality of direct drive motors are coaxially coupled to each other.

각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측과,An outer side disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall,

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터가 상기 하우징중 어느 한쪽의 단부에 대해서 베어링에 의해 지지되고, 또 다른 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터가 상기 하우징중 다른 한쪽의 단부에 대해서 베어링에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.The outer rotor of one direct drive motor is supported by a bearing against one end of the housing, and the outer rotor of another direct drive motor is supported by a bearing against the other end of the housing. It is characterized by that.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서, 각 다이렉트 드라이브 모터가 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터를 구동하고, 상기 내측 로터는 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 내측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽 외의 분위기를 오염하는 것이 방지된다. 게다가, 상기 다이렉트 드라이브 모터의 외측 로터는 상기 하우징의 양단에 대해서서 베어링에 의해 지지되어 있으므로, 서로의 기계적 정밀도에 영향을 주기 어렵다. 따라서, 적재하중 및 허용모멘트가 큰 모터 시스템을 제공할 수 있다.As a result, in a motor system in which a plurality of direct drive motors are coaxially coupled to each other in an atmosphere other than the atmosphere, each direct drive motor extends from the housing, the housing, and partition walls separating the atmospheric side and the outside of the atmosphere, An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, a stator and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and a detector for detecting a rotational position of the inner rotor, the stator driving the outer rotor Since the inner rotor co-rotates with the outer rotor, placing the detector inside the partition wall prevents the occlusion molecules of the wiring covering from contaminating the atmosphere outside the partition wall. In addition, since the outer rotor of the direct drive motor is supported by bearings at both ends of the housing, it is difficult to affect the mechanical precision of each other. Therefore, it is possible to provide a motor system having a large load load and a large allowable moment.

〔발명 19〕(Invention 19)

발명 19의 모터 시스템은 발명 18의 모터 시스템에 있어서, 상기 하우징의 어느 한쪽의 단부 형상이 모든 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터를 축 방향으로 떼어내는 것이 가능하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.The motor system of the nineteenth invention is characterized in that, in the motor system of the eighteenth invention, an end shape of one of the housings is capable of detaching the outer rotor of all the direct drive motors in the axial direction.

이것에 의해, 격벽 구조를 지지하고 있는 하우징중 한쪽의 단부 형상이 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터를 축 방향으로 떼어내는 것이 가능하도록 되어 있으면, 모든 외측 로터를 격벽으로부터 떼어낼 수 있고, 그것에 의해 점검이나 떼어냄을 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유지 보수성도 향상한다. 또한, 상기 격벽의 외측에 있는 상기 외측 로터만을 떼어내면 되기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터 전체를 떼어낼 필요가 없고, 재조립 시에 리크 체크 등이 불필요해져, 조립성이 향상한다.Thereby, if the end shape of one of the housing | casings which support a partition structure is able to remove the said outer rotor of a direct drive motor to an axial direction, all outer rotors can be removed from a partition and checked by it In addition, since the removal can be performed easily, the maintainability is also improved. In addition, since only the outer rotor outside the partition wall needs to be removed, the entire direct drive motor does not need to be removed, and a leak check or the like is unnecessary at the time of reassembly, thereby improving assembly performance.

〔발명 20〕[Invention 20]

발명 20의 모터 시스템은 발명 18의 모터 시스템에 있어서, 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽이, 다른 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽과 공통인 것을 특징으로 한다.The motor system of the 20th invention is the motor system of the 18th invention, wherein the partition wall of one direct drive motor is common with the partition wall of another direct drive motor.

이것에 의해, 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽이 다른 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽과 공통이면, 부품 개수나 시일 개소를 감소시킬 수 있으므로, 바람직하다.Thereby, since the partition number of one direct drive motor is common with the said partition wall of another direct drive motor, since the number of components and a seal point can be reduced, it is preferable.

〔발명 21〕[Invention 21]

발명 21의 모터 시스템은 발명 18의 모터 시스템에 있어서, 상기 격벽은 양단부에 상기 하우징과의 봉지 기구를 가지고 있는 것을 특징으로 한다.The motor system of the 21st aspect of the invention is the motor system of the 18th aspect, wherein the partition wall has a sealing mechanism with the housing at both ends.

이것에 의해, 상기 격벽은 양단부에 상기 하우징과의 봉지 기구(오링 등)를 가지고 있으면, 상기 하우징의 양단부를 대기 외측에 배치할 수 있으므로, 상기 다이렉트 드라이브 모터의 외측 로터를 상기 하우징의 양단에 대해서 베어링에 의해 지지할 수 있다.Thereby, if the said partition has sealing mechanism (O-ring etc.) with the said housing in both ends, since the both ends of the said housing can be arrange | positioned outside air | atmosphere, the outer rotor of the said direct drive motor will be provided with respect to both ends of the said housing | casing. It can be supported by a bearing.

〔발명 22〕[Invention 22]

발명 22의 모터 시스템은 대기외의 분위기중에서 이용되는 4개 이상의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서,The motor system of the invention 22 is a motor system coaxially combining four or more direct drive motors used in an atmosphere outside the atmosphere,

각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터가 상기 하우징중 어느 한쪽의 단부에 대해서 베어링에 의해 지지되고, 또 다른 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터가 상기 하우징중 다른 한쪽의 단부에 대해서 베어링에 의해 지지되며,The outer rotor of one direct drive motor is supported by a bearing against one end of the housing, and the outer rotor of another direct drive motor is supported by a bearing against the other end of the housing. ,

또한 적어도 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터가, 상기 2개의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터 각각에 대해서 베어링에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.The outer rotor of at least one direct drive motor is supported by a bearing with respect to each of the outer rotors of the two direct drive motors.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에사 사용되는 4개 이상의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서, 각 다이렉트 드라이브 모터가 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터를 구동하고, 상기 내측 로터는 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 내측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽 외의 분위기를 오염하는 것이 방지된다. 게다가, 상기 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터는 상기 하우징의 양단에 대해서 베어링에 의해 지지되어 있고, 또한, 각각의 상기 다이렉트 드라이브 모터의 외측 로터에 대해서 다른 다이렉트 드라이브 모터의 외측 로터가 베어링에 의해 지지되어 있으므로, 베어링으로 연결한 같은 종류의 외측 로터는 서로의 동축도가 높고, 또한 다른 한쪽의 하우징 단부에 설치된 베어링으로 결합한 같은 종류의 외측 로터와의 기계적 정밀도의 상호 간섭이 작은 모터 시스템을 제공할 수 있다. 따라서, 2축 동축의 프록 레그 암 로보트에 적용한 경우, 동작 정밀도를 높이고, 또한 적재하중을 크게 할 수 있다.As a result, in a motor system in which four or more direct drive motors are coaxially coupled to each other in an atmosphere outside the atmosphere, each direct drive motor extends from the housing and the housing and partitions the atmosphere side and the atmosphere outside. And an outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, a stator and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and a detector for detecting a rotational position of the inner rotor. Since the inner rotor rotates together with the outer rotor, the detector is placed inside the partition wall, thereby preventing the occlusion molecules of the wiring covering from contaminating the atmosphere outside the partition wall. In addition, the outer rotor of the direct drive motor is supported by bearings on both ends of the housing, and the outer rotor of another direct drive motor is supported by bearings on the outer rotor of each of the direct drive motors. Therefore, the same type of outer rotors connected by bearings can provide a motor system having high coaxiality with each other and a low mutual interference of mechanical precision with the same type of outer rotors coupled by bearings installed at the other housing end. have. Therefore, when applied to a biaxial coaxial leg arm robot, it is possible to increase the operation accuracy and increase the load.

〔발명 23〕[Invention 23]

발명 23의 모터 시스템은 발명 22의 모터 시스템에 있어서, 상기 하우징중 어느 한쪽의 단부 형상이 모든 상기 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터를 축 방향으로 떼어내는 것이 가능하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.The motor system of the twenty-third aspect of the invention is characterized in that, in the motor system of the twenty-second aspect, the end shape of any one of the housings is capable of detaching the outer rotors of all the direct drive motors in the axial direction.

이것에 의해, 격벽 구조를 지지하고 있는 하우징의 한쪽의 단부 형상이 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터를 축 방향으로 떼어내는 것이 가능하도록 되어 있기 때문에, 모든 다이렉트 드라이브 모터의 외측 로터를 격벽으로부터 떼어낼 수 있고, 그것에 의해 점검이나 떼어내는 것을 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유지 보수성도 향상한다. 또한, 격벽의 외측에 있는 상기 외측 로터만을 떼어내면 되기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터 전체를 떼어낼 필요가 없고, 재조립 시에 리크 체크 등이 불필요해져, 조립성이 향상한다.As a result, one end shape of the housing supporting the partition structure allows the outer rotor of the direct drive motor to be removed in the axial direction, so that the outer rotors of all the direct drive motors can be removed from the partition wall. As a result, the inspection and detachment can be easily performed, thereby improving the maintainability. In addition, since only the outer rotor outside the partition wall needs to be removed, it is not necessary to remove the entire direct drive motor, and a leak check or the like is unnecessary at the time of reassembly, thereby improving assembly performance.

〔발명 24〕[Invention 24]

발명 24의 모터 시스템은 발명 22의 모터 시스템에 있어서, 상기 하우징은 인접하는 2개의 다이렉트 드라이브 모터에 있어서 공통으로 이용되는 단위 마다 분할 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.A motor system according to a twenty-fourth aspect of the invention is a motor system according to a twenty-second aspect, wherein the housing can be divided into units commonly used in two adjacent direct drive motors.

이것에 의해, 상기 하우징은 인접하는 2개의 다이렉트 드라이브 모터에 있어서 공통적으로 이용되는 단위마다 분할 가능하게 되어 있으면, 조립성이 우수하고, 모터와 검출기의 위상 맞춤 등의 조정을 하기 쉽기 때문에 바람직하다.This is preferable because the housing can be divided into units commonly used in two adjacent direct drive motors because of excellent assembly performance and easy adjustment of phase matching between the motor and the detector.

〔발명 25〕[Invention 25]

발명 25의 모터 시스템은 발명 22의 모터 시스템에 있어서, 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽이 다른 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽과 공통인 것을 특징으로 한다.The motor system of invention 25 is the motor system of invention 22, characterized in that the partition wall of one direct drive motor is common with the partition wall of another direct drive motor.

이것에 의해, 하나의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽이 다른 다이렉트 드라이브 모터의 상기 격벽과 공통이면, 부품 개수나 시일 개소를 감소시킬 수 있으므로 바람직하다.Thereby, since the partition of one direct drive motor is common with the partition of another direct drive motor, since the number of parts and a seal point can be reduced, it is preferable.

〔발명 26〕[Invention 26]

발명 26의 모터 시스템은 발명 22의 모터 시스템에 있어서, 상기 격벽의 양단부에 상기 하우징과의 봉지 기구를 가지고 있는 것을 특징으로 한다.The motor system of the twenty-sixth aspect of the invention is the motor system of the twenty-second aspect of the present invention, wherein both ends of the partition wall have a sealing mechanism with the housing.

이것에 의해, 상기 격벽은 양단부에 상기 하우징과의 봉지 기구(오링 등)를 가지고 있으면, 상기 하우징의 양단부를 대기 외측에 배치할 수 있으므로, 상기 다이렉트 드라이브 모터의 외측 로터를 상기 하우징의 양단에 대해서 베어링에 의해 지지할 수 있다.Thereby, if the said partition has sealing mechanism (O-ring etc.) with the said housing in both ends, since the both ends of the said housing can be arrange | positioned outside air | atmosphere, the outer rotor of the said direct drive motor will be provided with respect to both ends of the said housing | casing. It can be supported by a bearing.

〔발명 27〕[Invention 27]

발명 27의 모터 시스템은 대기외의 분위기중에서 이용되는 제1의 다이렉트 드라이브 모터와 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서,The motor system of the present invention is a motor system in which a first direct drive motor and a second direct drive motor are coaxially coupled to each other in an atmosphere outside the atmosphere,

각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

또한, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터에 대해서, 그에 인접하는 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터는 제2의 베어링을 개재하여 지지되어 있고,The outer rotor of the second direct drive motor adjacent to the outer rotor of the first direct drive motor is supported via a second bearing,

상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터는 상기 하우징에 대해서 떼어내는 것이 가능하게 부착된 베어링 홀더에 의해, 제1의 베어링을 개재하여 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.The outer rotor of the first direct drive motor is supported via a first bearing by a bearing holder attached to the housing so as to be detachable from the housing.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 제1의 다이렉트 드라이브 모터와 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서, 각 다이렉트 드라이브 모터가, 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있으므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 대기 측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽의 대기 외측의 분위기를 오염시키는 것이 방지된다. 또한, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터에 대해서, 그에 인접하는 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터는 제2의 베어링을 개재하여 지지되어 있고, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터는 상기 하우징에 대해서 떼어내는 것이 가능하게 부착된 베어링 홀더에 의해, 제1의 베어링을 개재하여 지지되어 있으므로, 상기 베어링 홀더를 떼어내는 것에 의해, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터를 상기 하우징으로부터 분리할 수 있고, 상기 베어링 홀더에 부착된 베어링의 점검을 포함한 유지 보수의 수고를 줄일 수 있다.As a result, in a motor system in which a first direct drive motor and a second direct drive motor which are used in an atmosphere outside the atmosphere are coaxially coupled, each direct drive motor extends from the housing and the housing, And a partition wall for extinguishing the outside of the atmosphere, an outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, a stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and a stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor It has an inner rotor and a detector for detecting the rotational position of the inner rotor, so that the detector is placed on the atmospheric side of the partition wall, so that the occlusion molecules of the wiring coating pollute the atmosphere outside the atmosphere of the partition wall Is prevented. In addition, the outer rotor of the second direct drive motor adjacent to the outer rotor of the first direct drive motor is supported via a second bearing, so that the outer rotor of the first direct drive motor The outer rotor is supported via a first bearing by a bearing holder attached to the housing so that the outer rotor can be detached from the housing so that the first direct drive motor is detached from the housing. It can be separated from, and the maintenance labor including inspection of the bearing attached to the bearing holder can be reduced.

〔발명 28〕[Invention 28]

발명 28의 모터 시스템은 발명 27의 모터 시스템에 있어서, 상기 베어링 홀더는 상기 하우징에 대해서 볼트에 의해 고정되어 있고, 상기 볼트는 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터보다 외측으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.The motor system of invention 28 is the motor system of invention 27, wherein the bearing holder is fixed to the housing by bolts, and the bolts are arranged outwardly from the outer rotor of the first direct drive motor. It features.

이것에 의해, 상기 베어링 홀더는 상기 하우징에 대해서 볼트에 의해 고정되어 있고, 상기 볼트는 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터보다 외측에 배치되어 있으면, 이러한 외측 로터를 떼어내지 않고, 상기 볼트를 완화할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 「외측 로터보다 외측에 배치되어 있다」란, 적어도 볼트 탈착 시에, 볼트 또는 공구와 외측 로터가 간섭하지 않는 상태에 있는 것을 말한다. 따라서, 외측 로터의 외경이 비원형 형상인 경우에는 외측 로터의 회전 위상에 따라서는 볼트가 그 외주보다 내측이 되었다고 하여도, 외측 로터를 회전시킴으로써, 볼트가 그 외주보다 외측이 될 때는 볼트는 외측 로터보다 외측에 배치되어 있는 것으로 한다.Thereby, if the said bearing holder is being fixed by the bolt with respect to the said housing, and the said bolt is arrange | positioned outside the said outer rotor of the said 1st direct drive motor, this outer rotor will not be removed and the said bolt will be removed. It is preferable because it can alleviate. In addition, "it arrange | positions outward from an outer rotor" means the state which does not interfere with a bolt or a tool and an outer rotor at least at the time of bolt detachment. Therefore, when the outer diameter of the outer rotor is non-circular, even if the bolt is inside the outer circumference depending on the rotational phase of the outer rotor, by rotating the outer rotor, when the bolt is outside the outer circumference, the bolt is outside It is assumed that it is disposed outside the rotor.

〔발명 29〕[Invention 29]

발명 29의 모터 시스템은 발명 27과 28의 모터 시스템에 있어서, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터의 최소 내경은 상기 격벽의 최대 외경보다 커지고 있고,The motor system of invention 29 is the motor system of inventions 27 and 28, wherein the minimum inner diameter of the outer rotor of the first direct drive motor and the outer rotor of the second direct drive motor is greater than the maximum outer diameter of the partition wall. There is,

상기 베어링 홀더를 상기 하우징으로부터 떼어냈을 때에, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 외륜 로터와, 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 외륜 로터는 일체적으로 상기 격벽에 따라 축선 방향으로 뽑아내는 것이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.When the bearing holder is removed from the housing, the outer ring rotor of the first direct drive motor and the outer ring rotor of the second direct drive motor can be pulled out along the partition wall in the axial direction. It is characterized by being.

이것에 의해, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터의 최소 내경은 상기 격벽의 최대 외경보다 커지고 있고, 상기 베어링 홀더를 상기 하우징으로부터 떼어냈을 때에, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 외륜 로터와, 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 외륜 로터는 일체적으로 상기 격벽에 따라 축선 방향으로 뽑아내는 것이 가능하게 되어 있으면, 유지 보수시에 양쪽 모두의 외륜 로터를 일체적으로 분해할 수 있으므로 바람직하다.As a result, the minimum inner diameter of the outer rotor of the first direct drive motor and the outer rotor of the second direct drive motor is larger than the maximum outer diameter of the partition wall, and the bearing holder is removed from the housing. The outer ring rotor of the first direct drive motor and the outer ring rotor of the second direct drive motor can both be pulled out in the axial direction along the partition wall, so as to maintain both outer rings at the time of maintenance. It is preferable because the rotor can be disassembled integrally.

〔발명 30〕[Invention 30]

발명 30의 모터 시스템은 발명 29의 모터 시스템에 있어서, 상기 베어링 홀더를 상기 하우징으로부터 떼어냈을 때에, 상기 제1의 베어링과 상기 베어링 홀더를 고정하는 볼트가 노출하는 것을 특징으로 한다.The motor system of the thirtieth invention is the motor system of the thirty-ninth invention, wherein the bolt for fixing the first bearing and the bearing holder is exposed when the bearing holder is removed from the housing.

이것에 의해, 상기 베어링 홀더를 상기 하우징으로부터 떼어냈을 때에, 상기 제1의 베어링과 상기 베어링 홀더를 고정하는 볼트가 노출하면, 이러한 볼트를 완화할 수 있기 때문에, 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터를 용이하게 분해할 수 있게 되므로 바람직하다. 여기서, 「노출된다」란, 공구를 걸어 맞출 수 있고, 또한 볼트를 완화할 수 있는 공간이 발생하는 것을 말한다.As a result, when the bearing holder is removed from the housing, if the bolts fixing the first bearing and the bearing holder are exposed, such bolts can be relaxed, so that the first direct drive motor It is preferable because the outer rotor can be easily disassembled. Here, "exposed" means that the space which a tool can be hooked and a bolt can relieve generate | occur | produces.

〔발명 31〕[Invention 31]

발명 31의 모터 시스템은 발명 27의 모터 시스템에 있어서, 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터는 복수 부품을 볼트에 의해 연결하여 이루어지고, 상기 모터 시스템이 조립된 상태에서, 상기 외측 로터의 복수 부품을 연결하는 볼트를 완화하는 것으로, 그 일부의 부품을 떼어낼 수 있고, 상기 일부의 부품을 떼어낸 상태로, 상기 제2의 베어링과 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 외륜 로터를 고정하는 볼트가 노출되는 것을 특징으로 한다.The motor system of invention 31 is the motor system of invention 27, wherein the outer rotor of the second direct drive motor is formed by connecting a plurality of parts by bolts, and in the state where the motor system is assembled, By loosening the bolt connecting the plurality of parts, a part of the part can be removed, and the outer ring rotor of the second bearing and the first direct drive motor is fixed while the part of the part is removed. It is characterized in that the bolt is exposed.

이것에 의해, 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터는 복수 부품(예를 들면, 후술하는 제 2 외측 로터(21b')와 원통형 부재(23'))을 볼트에 의해 연결하여 이루어지고, 상기 모터 시스템이 조립된 상태로, 상기 외측 로터의 복수 부품을 연결하는 볼트를 완화하는 것으로, 그 일부의 부품(예를 들면, 원통형 부재(23'))을 떼어낼 수 있고, 상기 일부의 부품을 떼어낸 상태로, 상기 제2의 베어링과 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 외륜 로터를 고정하는 볼트가 노출하면, 이러한 볼트를 완화할 수 있기 때문에, 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터를 용이하게 분해할 수 있게 되므로 바람직하다.Thereby, the said outer rotor of the said 2nd direct drive motor is made by connecting several components (for example, 2nd outer rotor 21b 'and cylindrical member 23' mentioned later) with a bolt, By loosening the bolt connecting the plurality of parts of the outer rotor with the motor system assembled, a part of the part (for example, the cylindrical member 23 ') can be removed and the part of the part When the bolts fixing the second bearing and the outer ring rotor of the first direct drive motor are exposed, the bolts can be relaxed, so that the outer rotor of the second direct drive motor is removed. It is preferable because it can be easily decomposed.

〔발명 32〕[Invention 32]

발명 32의 모터 시스템은 발명 31의 모터 시스템에 있어서, 상기 제2의 베어링과 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 외륜 로터를 고정하는 볼트를 완화하는 것에 의해, 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터에 있어서의 나머지의 부품을 상기 격벽에 따라 축선 방향으로 뽑아내는 것이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.The motor system of the thirty-second aspect of the invention is the motor system of the thirty-first aspect, wherein in the motor system of the thirty-first aspect, the outer side of the second direct drive motor is relaxed by relaxing a bolt that fixes the outer ring rotor of the second bearing and the first direct drive motor. The remaining part of the rotor can be pulled out in the axial direction along the partition wall.

이것에 의해, 상기 제2의 베어링과 상기 제1의 다이렉트 드라이브 모터의 외륜 로터를 고정하는 볼트를 완화하는 것에 의해, 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터에 있어서의 나머지의 부품(예를 들면, 제 2 외측 로터(21b'))을 상기 격벽에 따라 축선 방향으로 뽑아 내는 것이 가능하게 되어 있으면, 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 상기 외측 로터를 용이하게 분해할 수 있으므로 바람직하다.Thereby, the remaining parts in the said outer rotor of the said 2nd direct drive motor are alleviated by alleviating the bolt which fixes the outer bearing rotor of the said 2nd bearing and a said 1st direct drive motor (for example, For example, when the second outer rotor 21b ') can be pulled out in the axial direction along the partition wall, the outer rotor of the second direct drive motor can be easily disassembled.

〔발명 33〕[Invention 33]

발명 33의 모터 시스템은 발명 27 내지 23중 어느 하나의 모터 시스템에 있어서, 각 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 상기 격벽과 상기 하우징과는 공통인 것을 특징으로 한다.The motor system of the thirty-third invention is the motor system according to any one of the twenty-seventh to twenty-third aspects, wherein each of the direct drive motors is common to the partition and the housing.

이것에 의해, 각 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 상기 격벽과 상기 하우징과는 공통이면, 부품 개수의 삭감을 도모할 수 있고, 부재 사이를 시일 하는 시일 부재의 수도 감소하므로 바람직하다.Thereby, in each direct drive motor, if the said partition is common with the said housing, the number of components can be reduced, and since the number of the sealing members sealing between members is also preferable, it is preferable.

〔발명 34〕[Invention 34]

발명 34의 모터 시스템은, 대기외의 분위기중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서,The motor system of the thirty-fourth aspect of the present invention provides a motor system in which a plurality of direct drive motors are coaxially coupled to each other in an atmosphere outside the atmosphere.

각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

또한, 인접하는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서의 외측 로터끼리, 내측 로터끼리, 및 스테이터끼리의 적어도 어느 하나의 사이에, 자기(磁氣) 실드를 배치한 것을 특징으로 한다.The magnetic shield is arranged between at least one of the outer rotors, the inner rotors, and the stators in the adjacent direct drive motors.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터를 구동하고, 상기 내측 로터는 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 내측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽외의 분위기를 오염시키는 것이 방지된다. 게다가, 인접하는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서의 외측 로터끼리, 내측 로터끼리, 및 스테이터끼리의 적어도 어느 하나의 사이에, 자기 실드를 배치했으므로, 로터나 스테이터로부터 발생하는 누출 자속(磁束)이나 전자 노이즈 등의 영향이, 그에 인접하는 다이렉트 모터에 있어서의 로터나 스테이터에 미치는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 모터 시스템의 박형화를 도모할 수 있다.As a result, in a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere, a housing, a partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the atmosphere outside, an outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, It has a stator and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and a detector for detecting the rotational position of the inner rotor, the stator drives the outer rotor, and the inner rotor co-rotates with the outer rotor, By placing the detector inside the partition wall, it is prevented that the storage impurity molecules of the wiring covering contaminate the atmosphere outside the partition wall. In addition, since the magnetic shield is disposed between at least one of the outer rotors, the inner rotors, and the stators in the adjacent direct drive motors, leakage magnetic flux, electromagnetic noise, and the like generated from the rotor and the stator. Can be suppressed from affecting the rotor and the stator in the direct motor adjacent thereto. Therefore, the motor system can be thinned.

〔발명 35〕[Invention 35]

발명 35의 모터 시스템은 대기외의 분위기중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서,The motor system of the invention 35 is a motor system which coaxially combines a plurality of direct drive motors used in an atmosphere outside the atmosphere,

각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

또한, 인접하는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서의 외측 로터끼리, 내측 로터끼리, 및 스테이터끼리의 적어도 어느 하나에 있어서, 서로 자극수를 다르게 하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, at least one of the outer rotors, the inner rotors, and the stators in the adjacent direct drive motors is characterized in that the number of magnetic poles is different from each other.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서, 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터를 구동하고, 상기 내측 로터는 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 내측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽외의 분위기를 오염시키는 것이 방지된다. 게다가, 인접하는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서의 외측 로터끼리, 내측 로터끼리, 및 스테이터끼리의 적어도 어느 하나에 있어서, 서로 자극수를 다르게 하고 있으므로, 로터나 스테이터로부터 발생하는 누출 자속이나 전자 노이즈 등이, 그에 인접하는 다이렉트 모터에 있어서의 로터나 스테이터를 구동한다고 하는 불편을 억제할 수 있다. 따라서, 모터 시스템의 박형화를 도모할 수 있다.As a result, in a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere, a housing, a partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the atmosphere outside, an outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall, It has a stator and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and a detector for detecting the rotational position of the inner rotor, the stator drives the outer rotor, and the inner rotor co-rotates with the outer rotor, By placing the detector inside the partition wall, it is prevented that the storage impurity molecules of the wiring covering contaminate the atmosphere outside the partition wall. In addition, since at least one of the outer rotors, the inner rotors, and the stators in the adjacent direct drive motors has different magnetic poles from each other, leakage magnetic flux or electromagnetic noise generated from the rotor and the stator, The inconvenience of driving the rotor and the stator in the direct motor adjacent thereto can be suppressed. Therefore, the motor system can be thinned.

〔발명 36〕[Invention 36]

발명 36의 모터 시스템은 대기외의 분위기중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서,The motor system of the 36th invention is a motor system which coaxially combines a plurality of direct drive motors used in an atmosphere outside the atmosphere,

각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor,

하우징과,Housings,

상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere;

상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall;

상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor;

상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor,

또한, 상기 외측 로터를 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치의 회전 바퀴가 로터 요크에 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 한다.Moreover, the rotating wheel of the bearing apparatus which rotatably supports the said outer rotor is fitted to the rotor yoke, It is characterized by the above-mentioned.

이것에 의해, 대기외의 분위기중에서 이용되는 다이렉트 드라이브 모터에 있어서 하우징과, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과, 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와, 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 내측 로터와, 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고, 상기 스테이터는 상기 외측 로터를 구동하고, 상기 내측 로터는 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하므로, 상기 검출기를 상기 격벽의 내측에 두는 것으로, 그 배선 피복의 흡장 불순 분자가 상기 격벽외의 분위기를 오염시키는 것이 방지된다. 게다가, 상기 외측 로터와 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치의 회전 바퀴를 가공 정밀도를 내기 쉽고 또한, 선팽창 계수가 베어링 장치의 구동 바퀴와 대략 동일한 로터 요크에 끼워 맞추는 것으로, 회전 정밀도의 향상과 온도 변화에 의한 마찰 토크의 변동 방지를 도모할 수 있다.Thereby, in a direct drive motor used in an atmosphere outside the atmosphere, a partition extending from the housing and separating the atmosphere side and the atmosphere outside, an outer rotor disposed outside the atmosphere relative to the partition wall, and the partition wall Has a stator and an inner rotor disposed on the standby side with respect to the air, and a detector for detecting a rotational position of the inner rotor, the stator drives the outer rotor, and the inner rotor co-rotates with the outer rotor. By placing the detector inside the partition wall, the storage impurity molecules of the wiring covering are prevented from contaminating the atmosphere outside the partition wall. In addition, the outer rotor and the rotating wheels of the bearing device rotatably supported are easy to achieve processing accuracy, and the linear expansion coefficient is fitted to the rotor yoke which is approximately the same as the drive wheels of the bearing device, thereby improving the rotational accuracy and changing the temperature. This can prevent the friction torque from fluctuating.

도 1은, 본 실시의 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암(frog leg arm)식 반송장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a frog leg arm type conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment.

도 2는, 도 1의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다.FIG. 2 is a view of the configuration of FIG. 1 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIG.

도 3은, 본 실시의 형태에 관한 모터 시스템에 있어서 격벽을 분해하여 도시하는 도면이다.3 is an exploded view showing the partition wall in the motor system according to the present embodiment.

도 4는, 리졸버 제어 회로의 예시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a resolver control circuit.

도 5는, 모터 제어 회로의 예시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating a motor control circuit.

도 6은, 본 실시의 형태의 제1변형예를 도시하는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing the first modification of the present embodiment.

도 7은, 본 실시의 형태의 제2변형예를 도시하는 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a second modification of the present embodiment.

도 8은, 본 실시의 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암식 반송장치의 사시도이다.8 is a perspective view of a lock leg female conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment.

도 9는, 도 8의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다.FIG. 9 is a view of the configuration of FIG. 8 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIG.

도 10은, 도 9의 구성을 Ⅲ-Ⅲ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이 다.FIG. 10 is a view of the configuration of FIG. 9 taken along line III-III and viewed in the direction of the arrow. FIG.

도 11은, 리졸버 제어 회로의 예시하는 도면이다.11 is a diagram illustrating a resolver control circuit.

도 12는, 모터 제어 회로의 예시하는 도면이다.12 is a diagram illustrating a motor control circuit.

도 13은, 본 실시의 형태의 변형예를 도시하는 도면이다.13 is a diagram illustrating a modification of the present embodiment.

도 14는, 도 8에 도시하는 반송장치에 이용할 수 있는 제2의 실시형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터의 도 9와 같은 단면도이다.FIG. 14 is a sectional view similar to FIG. 9 of the direct drive motor according to the second embodiment which can be used for the conveying apparatus shown in FIG. 8.

도 15는, 격벽(113)에 와전류 손해가 발생하는 상태를 도시하는 모식도이다.15 is a schematic diagram showing a state in which eddy current damage occurs in the partition wall 113.

도 16은, 3개의 자석을 열(列) 방향으로 도시한 도 15와 같은 모식도이다.FIG. 16 is a schematic diagram as shown in FIG. 15 showing three magnets in a row direction.

도 17은, 격벽이 없는 경우에 있어서의 모터의 제어계 블럭도이다.Fig. 17 is a block diagram of the control system of the motor in the case where there is no partition.

도 18은, 격벽이 있는 경우에 있어서의 모터의 제어계 블럭도이다.18 is a control system block diagram of a motor in the case where a partition is present.

도 19는, 전달 함수(G)의 주파수 특성을 도시하는 도면이다.19 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the transfer function G. FIG.

도 20은, 전달 함수(G)의 주파수 특성을 도시하는 도면이다.20 is a diagram illustrating frequency characteristics of the transfer function G. FIG.

도 21은, 자기 커플링의 용수철 강성을 도시하는 도면이다.21 is a diagram showing spring stiffness of magnetic coupling.

도 22는, 본 실시의 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암식 반송장치의 사시도이다.Fig. 22 is a perspective view of a lock leg female conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment.

도 23은, 도 22의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다.FIG. 23 is a view of the configuration of FIG. 22 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow.

도 24는, 리졸버 제어 회로의 예시하는 도면이다.24 is a diagram illustrating a resolver control circuit.

도 25는, 모터 제어 회로의 예시하는 도면이다.25 is a diagram illustrating a motor control circuit.

도 26은, 제2의 실시형태를 도시하는 단면도이다.It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment.

도 27은, 제3의 실시형태를 도시하는 단면도이다.27 is a cross-sectional view showing the third embodiment.

도 28은, 제4의 실시형태를 도시하는 단면도이다.28 is a cross-sectional view showing the fourth embodiment.

도 29는, 본 실시의 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 포함하는 모터 시스템을 이용한 프록 레그 암식 반송장치의 사시도이다.Fig. 29 is a perspective view of a prog leg female transfer device using a motor system including a direct drive motor according to the present embodiment.

도 30은, 도 29의 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다.30 is a view, taken along the line II-II of FIG. 29 and viewed in the direction of the arrow.

도 31은, 리졸버 제어 회로의 예시하는 도면이다.31 is a diagram illustrating the resolver control circuit.

도 32는, 모터 제어 회로의 예시하는 도면이다.32 is a diagram illustrating a motor control circuit.

도 34는, 본 실시의 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암식 반송장치의 사시도이다.Fig. 34 is a perspective view of the flock leg female transfer device using the direct drive motor according to the present embodiment.

도 35는, 도 34의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다.FIG. 35 is a view of the configuration of FIG. 34 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIG.

도 36은, 리졸버 제어 회로의 예시하는 도면이다.36 is a diagram illustrating the resolver control circuit.

도 37은, 모터 제어 회로의 예시하는 도면이다.37 is a diagram illustrating a motor control circuit.

도 38은, 본 실시의 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암식 반송장치의 사시도이다.38 is a perspective view of a flock leg female transfer device using the direct drive motor according to the present embodiment.

도 39는, 도 38의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다.FIG. 39 is a view of the configuration of FIG. 38 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow.

도 40은, 리졸버 제어 회로의 예시하는 도면이다.40 is a diagram illustrating the resolver control circuit.

도 41은, 모터 제어 회로의 예시하는 도면이다.41 is a diagram illustrating a motor control circuit.

도 42는, 본 실시의 형태에 관련된 모터 시스템의 분해공정을 도시하는 사시 도이다.42 is a perspective view showing a disassembly process of the motor system according to the present embodiment.

도 43는, 본 실시의 형태에 관련된 모터 시스템의 분해공정을 도시하는 사시도이다.43 is a perspective view illustrating a disassembly process of the motor system according to the present embodiment.

도 44는, 본 실시의 형태에 관련된 모터 시스템의 분해공정을 도시하는 사시도이다.44 is a perspective view illustrating a disassembly process of the motor system according to the present embodiment.

도 45는, 본 실시의 형태에 관련된 모터 시스템의 분해공정을 도시하는 사시도이다.45 is a perspective view illustrating a disassembly process of the motor system according to the present embodiment.

도 46는, 본 실시의 형태에 관련된 모터 시스템의 분해공정을 도시하는 사시도이다.46 is a perspective view illustrating a disassembly process of the motor system according to the present embodiment.

도 47는, 본 실시의 형태에 관련된 모터 시스템의 분해공정을 도시하는 사시도이다.47 is a perspective view illustrating a disassembly process of the motor system according to the present embodiment.

도 48는, 본 실시의 형태에 관련된 모터 시스템의 분해공정을 도시하는 사시도이다.48 is a perspective view illustrating a disassembly process of the motor system according to the present embodiment.

도 49는, 본 실시의 형태에 관련된 모터 시스템의 분해공정을 도시하는 사시도이다.49 is a perspective view illustrating a disassembly process of the motor system according to the present embodiment.

도 50은, 본 실시의 형태의 변형예를 도시하는 도면이다.50 is a diagram illustrating a modification of the present embodiment.

도 51은, 변형예에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암식 반송장치의 사시도이다.Fig. 51 is a perspective view of a lock leg female conveying apparatus using a direct drive motor according to a modification.

도 52는, 본 실시의 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암식 반송장치의 사시도이다.Fig. 52 is a perspective view of the flock leg female transfer device using the direct drive motor according to the present embodiment.

도 53은, 도 52의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다.FIG. 53 is a view of the configuration of FIG. 52 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow.

도 54는, 리졸버 제어 회로의 예시하는 도면이다.54 is a diagram illustrating the resolver control circuit.

도 55는, 모터 제어 회로의 예시하는 도면이다.55 is a diagram illustrating the motor control circuit.

도 56은, 본 실시의 형태의 변형예를 도시하는 단면도이다.56 is a cross-sectional view showing a modification of the present embodiment.

※ 부호의 설명 ※ ※ Explanation of code ※

10…원판 10…본체10... Disc 10... main body

101…덮개 부재 101…자기 커플링용 내측 로터 자석101... Cover member 101... Inner rotor magnet for magnetic coupling

102…자기 실드판 103…자기 실드판102... Magnetic shield plate 103. Magnetic shield plate

107…베어링 홀더 108…커플링용 외측 로터 자석107... Bearing holder 108... Outer rotor magnet for coupling

109…백 요크 10a…플랜지109... Back yoke 10a... flange

11…볼트 11…작은 원판11... Bolt 11... Small disc

11, 111…볼트 110…원판 부재11, 111... Bolt 110... Disc member

110…상부 원판부 110…본체110... Upper disc portion 110... main body

110a…플랜지 110b…원통형 부착부110a... Flange 110b... Cylindrical attachment

111…작은 원판 112…대 원판111... Small disc 112... Stand disc

113…격벽113... septum

113a…격벽 홀더 113b…얇은 원통113a... Bulkhead holder 113b... Thin cylinder

114…4점 접촉식 볼 베어링 115…내측 홀더114... Four-point contact ball bearing 115... Inner holder

116…외측 로터 117…외측 홀더116... Outer rotor 117... Outer holder

118…외측 로터 자석 19…백 요크118... Outer rotor magnet 19... Back york

12…격벽 12…대 원판12... Bulkhead 12. Stand disc

12…본체 12, 112…본체12... Body 12, 112... main body

121…내측 로터 123…베어링121... Inner rotor 123... bearing

125…백 요크 125…자기 실드판125... Back yoke 125... Magnetic shield plate

126…검출 로터 127…인크리멘탈 리졸버126... Detection rotor 127... Incremental resolver

128…앱솔루트 리졸버 129…스테이터128... Absolute resolver 129... Stator

12a…플랜지부 12a, 112a…플랜지부12a... Flange portions 12a, 112a... Flange

12b…외주연 12d…구멍12b... Outer periphery 12d... hole

12d…안내구멍 12e…절결12d... Guide hole 12e... Cutout

12e…절결 13…격벽12e... Notation 13. septum

13, 113…격벽 13, 113, 213, 313…격벽13, 113... Bulkheads 13, 113, 213, 313. septum

130…자기 실드판 13a…원판부130... Magnetic shield plate 13a... Disc

13b…원통부 14…4점 접촉식 볼 베어링13b... Cylindrical portion 14.. Four Point Contact Ball Bearing

15…홀더 15…내륜 홀더15... Holder 15.. Inner ring holder

16…볼트 16…외측 로터16... Bolt 16.. Outer rotor

17…외측 홀더 17, 107…베어링 홀더17... Outer holders 17, 107... Bearing holder

17, 17'…베어링 홀더 18…외측 로터 자석17, 17 '... Bearing holder 18... Outer rotor magnet

18, 18'…볼트 19…백 요크18, 18 '... Bolt 19... Back york

19, 19'…4점 접촉 볼 베어링 19, 19 '... Four Point Contact Ball Bearing

19, 19', 119, 119'…4점 접촉 볼 베어링19, 19 ', 119, 119'... Four Point Contact Ball Bearing

20…스테이터 홀더 20, 20'…볼트20... Stator holder 20, 20 '... volt

21…내측 로터 21, 21'…외측 로터21... Inner rotor 21, 21 '... Outer rotor

21, 21'…외측 로터 부재 21, 21', 121, 121'…외측 로터 부재21, 21 '... Outer rotor members 21, 21 ', 121, 121'... Outer rotor member

21a, 21a'…영구자석 21b, 21b'…요크21a, 21a '... Permanent magnets 21b, 21b '... York

22…리졸버 홀더 22, 22'…볼트22... Resolver Holder 22, 22 '... volt

23…원통형 부재 23…볼 베어링23... Cylindrical member 23... Ball bearing

23, 123…원통형 부재 23'…링 형상 부재23, 123... Cylindrical member 23 '... Ring shaped member

23', 123'…링 형상 부재23 ', 123'... Ring shaped member

24…내측 로터 자석 24, 24'…볼트24... Inner rotor magnets 24, 24 '... volt

25…백 요크 25, 25'…자기 실드판25... Back yoke 25, 25 '... Magnetic shield plate

26…검출 로터 27…인크리멘탈 리졸버26... Detection rotor 27... Incremental resolver

28…앱솔루트 리졸버 29…스테이터28... Absolute Resolver 29... Stator

29, 29'…스테이터 29, 29', 129, 129'…스테이터29, 29 '... Stator 29, 29 ', 129, 129'... Stator

30…자기 실드판 30, 30'…내측 로터30... Magnetic shield plate 30, 30 '... Inner rotor

30, 30', 130, 130'…내측 로터 30, 30 ', 130, 130'... Inner rotor

30a, 30a'…영구자석 30b, 30b'…백 요크 30a, 30a '... Permanent magnets 30b, 30b '... Back york

32, 32'…리졸버 홀더 32, 32', 132, 132'…리졸버 홀더 32, 32 '... Resolver holder 32, 32 ', 132, 132'... Resolver holder

33, 33'…베어링 33, 33', 133, 133'…베어링 33, 33 '... Bearings 33, 33 ', 133, 133'... bearing

34, 34'…검출 로터 34a, 34a'…인크리멘탈 리졸버 로터34, 34 '... Detection rotor 34a, 34a '... Incremental resolver rotor

34a, 34a', 134a, 134a'…인크리멘탈 리졸버 로터34a, 34a ', 134a, 134a'... Incremental resolver rotor

34b, 34b'…앱솔루트 리졸버 로터34b, 34b '... Absolute resolver rotor

34b, 34b', 134b, 134b'…앱솔루트 리졸버 로터34b, 34b ', 134b, 134b'... Absolute resolver rotor

35, 35'…인크리멘탈 리졸버 스테이터35, 35 '... Incremental resolver stator

35, 35', 135, 135'…인크리멘탈 리졸버 스테이터35, 35 ', 135, 135'... Incremental resolver stator

36, 36'…앱솔루트 리졸버 스테이터36, 36 '... Absolute resolver stator

36, 36', 136, 136'…앱솔루트 리졸버 스테이터36, 36 ', 136, 136'... Absolute resolver stator

41…자기 실드판41... Magnetic shield plate

A1, A2…암(arm) A1, A2, A1', A2'…암A1, A2... Arm A1, A2, A1 ', A2'... cancer

D1, D2…다이렉트 드라이브 모터 D1, D2... Direct drive motor

D1, D2, D3, D4…다이렉트 드라이브 모터D1, D2, D3, D4... Direct drive motor

DMC1…모터 제어 회로 DMC2…모터 제어 회로DMC1... Motor control circuit DMC2... Motor control circuit

G…정반 HR…리졸버용 배선 G… Table HR… Resolver wiring

HS…스테이터용 배선 L1, L2…링크 HS… Stator wiring L1, L2... link

L1, L2, L1', L2'…링크 OR…오링 L1, L2, L1 ', L2'... Link OR… O-ring

T…테이블 T, T'…테이블T… Table T, T '… table

〔제1의 실시의 형태〕[First embodiment]

이하 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시의 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암(frog leg arm)식 반송장치의 사시도이다. 도 1에 있어서, 2개의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 직렬로 연결하고 있다. 하측의 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 로터에는 제1암(A1)이연결되고, 제1암(A1)의 선단에는 제1링크(L1)가 피봇(樞動) 가능하게 연결되어 있다. 한편, 상측의 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 로터에는 제2암(A2)이 연결되고, 제2암(A2)의 선단에는 제2링크(L2)가 피봇가능하게 연결되어 있다. 링크(L1, L2)는 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T)에 각각 피봇가능하게 연결되어 있다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a frog leg arm type conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment. In FIG. 1, two direct drive motors D1 and D2 are connected in series. The first arm A1 is connected to the rotor of the lower direct drive motor D1, and the first link L1 is pivotally connected to the tip of the first arm A1. On the other hand, the second arm A2 is connected to the rotor of the upper direct drive motor D2, and the second link L2 is pivotally connected to the tip of the second arm A2. The links L1 and L2 are pivotably connected to the table T on which the wafer W is placed.

도 1에서 명백하지만, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 로터가 각각 같은 방향으로 회전하면, 테이블(T)도 같은 방향으로 회전하고, 이러한 로터가 역방향으로 회전하면 테이블(T)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 접근 또는 이격하도록 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 임의의 각도로 회전시키면, 테이블(T)이 닿는 범위내에서, 임의의 2차원 위치에 웨이퍼(W)를 반송시킬 수 있다.As apparent from Fig. 1, when the rotors of the direct drive motors D1 and D2 rotate in the same direction, the table T also rotates in the same direction, and when the rotor rotates in the reverse direction, the table T is the direct drive motor. (D1, D2) is approached or spaced apart. Therefore, if the direct drive motors D1 and D2 are rotated at any angle, the wafer W can be transported to any two-dimensional position within the range in which the table T touches.

이와 같이 예를 들면, 반도체 제조 장치에서의 진공조 내에 배치되는 웨이퍼반송암, 예를 들면 스칼라형이나 도면에 도시하는 프록 레그형과 같이 복수의 암을 구비한 장치에서는, 특히 복수의 회전모터가 필요해진다. 진공 환경에서는 외계와의 접촉 표면적을 극력 작게 하는 동시에, 스페이스를 유효하게 활용하기 위해서 모터 등의 부착구멍은 가능한 한 작게 할 필요가 있다. 또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 극력 작게 해서 반송하기 위해서는 암의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 그래서 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 복수, 하우징 부분에서 동축으로 연결하고, 연결 부분은 시일로 조밀하게 접합(용접, 오링, 금속 개스킷 등에 의한 조밀한 접합)하고, 모터 로터가 설치된 공간과 하우징 외부공간을 이격하는 것도 필요해진다.In this way, for example, in a device having a plurality of arms such as a wafer transport arm disposed in a vacuum chamber in a semiconductor manufacturing apparatus, for example, a scalar type or a flock leg type shown in the drawing, in particular, a plurality of rotary motors It becomes necessary. In a vacuum environment, it is necessary to make the contact surface area with the external world as small as possible, and to make the attachment holes such as a motor as small as possible in order to effectively utilize the space. Moreover, in order to convey the wafer W horizontally and to make the vibration small enough, it is necessary to firmly protect and hold the moment acting on the tip of the arm at the rotor support. Therefore, the direct drive motors D1 and D2 are coaxially connected in a plurality of housing parts, and the connecting parts are tightly joined by a seal (tightly joined by welding, O-ring, metal gasket, etc.), and the space and housing where the motor rotor is installed. It is also necessary to space the outer space.

또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 적게 반송하기 위해서는 암(A1, A2)의 선단에 작용하는 모멘트를, 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 게다가 또, 진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재의 암의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1, A2) 등에 부딪쳐버릴 가능성이 있다. 이와 같은 요구에 응할 수 있는 다이렉트 드라이브 모터를 동축으로 연결한 모터 시스템에 대해서 설명한다.Moreover, in order to convey the wafer W horizontally straight and with less vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment which acts on the front-end | tip of arm A1, A2 at the rotor support part. In addition, in the case of arm drive of a plurality of axes in a vacuum environment, if the current rotation position of the arm is not recognized when the power is turned on, the arm A1 and A2 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber. The motor system which coaxially connects the direct drive motor which can satisfy such a requirement is demonstrated.

본 실시의 형태는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 타입의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한다. 32극 36슬롯이라고 하는 슬롯 콤비네이션은 코깅력은 작지만 지름 방향으로 자기 흡인력이 발생하여 회전시의 진동은 큰 것이 일반적으로 알려져 있는 8극 9슬롯이라는 슬롯 콤비네이션의 4배의 구성이다. 2n배(n은 정수)로 함으로써, 지름 방향의 자기 흡인력은 상쇄되므로, 스테이터와 회전자의 진원도나 동축도 및 기구 부품의 강성을 높이지 않고 회전시의 진동을 작게할 수 있고, 또한 본래적으로 코깅이 작은 구성이므로, 매우 매끄러운 회전을 얻을 수 있다. 한편, 이와 같은 매우 다극의 모터로 함으로써, 기계각의 주기에 대한 전기적인 주기가 많기 때문에, 위치 결정 제어성이 좋다. 따라서, 본 발명과 같이 감속기를 이용하지 않고 로보트 장치를 구동하는 것 같은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다. 또 총 자속량을 내리지 않고 스테이터 연결부의 두께와 돌극 폭, 및 회전자의 요크 두께를 좁게 할 수 있으므로, 본 발명과 같이 박형의 또한, 지름이 크고 폭이 좁은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다.This embodiment uses the surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless direct drive motor. The slot combination, called 32-pole 36 slot, has a small cogging force but generates a magnetic attraction force in the radial direction, so that vibration during rotation is four times larger than that of an 8-pole 9 slot slot combination. By setting it as 2 n times (n is an integer), since the magnetic attraction force in the radial direction is canceled, the vibration at the time of rotation can be reduced without increasing the roundness, coaxiality of the stator and the rotor, and the rigidity of the mechanical parts. As a result, the cogging is small, and thus a very smooth rotation can be obtained. On the other hand, by setting it as such a multipolar motor, since there are many electrical periods with respect to the period of a mechanical angle, positioning controllability is good. Therefore, it is very suitable for the direct drive motor which drives a robot apparatus without using a speed reducer like this invention. Moreover, since the thickness, the protrusion width | variety, and the yoke thickness of a rotor can be narrowed without lowering the total magnetic flux amount, it is suitable for the thin, large diameter, and narrow direct drive motor like this invention.

도 2는, 도 1의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다. 도 2를 참조하여 2축의 모터 시스템의 내부구조에 대해서 상세히 설명한다. 먼저, 다이렉트 드라이브 모터(D1)에 대해서 설명한다. 정반(G)에 고정시킨 원판(10)의 중앙개구(10a)에 끼워 맞추어 볼트(11)에 의해 상호 고정된 중공 원통형의 본체(12)는 그 상단에 컵형상의 격벽(13)을 부착하고 있다. 본체(12)의 중앙은 스테이터에서의 배선(HS)이나 리졸버에서의 배선(HR) 등을 통하기 위해 이용할 수 있다. 본체(12), 원판(10)에 의해 하우징을 구성한다.FIG. 2 is a view of the configuration of FIG. 1 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIG. The internal structure of the two-axis motor system will be described in detail with reference to FIG. 2. First, the direct drive motor D1 will be described. The hollow cylindrical body 12, which is fitted to the central opening 10a of the disc 10 fixed to the surface plate G and fixed to each other by bolts 11, has a cup-shaped partition 13 attached to the upper end thereof. have. The center of the main body 12 can be used for passing through the wiring HS in the stator, the wiring HR in the resolver, and the like. The main body 12 and the disc 10 comprise a housing.

격벽(13)은 비자성체인 스텐레스제이고, 본체(12)에 끼워 맞추는 두꺼운 저부(113a)와, 그 외주연으로부터 축선 방향으로 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 관통하도록 해서 연장하는 얇은 두께의 원통부(13b)와 홀더(15)로 이루어진다. 따라서, 격벽(13)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 공통으로 이용된다. 원통부(13b)의 하단은 TIG용접으로 봉지가능하게 홀더(15)에 접합되고, 홀더(15)는 원판(10)에 볼트(16)에 의해 고정되어 있다. 여기서 원통부(13b)와 홀더(15)의 용접부를 대략 동일한 두께로 함으로써, 한쪽에서의 부품에만 열이 빠져나가는 것 억제하고, 끼워맞춤부를 균일하게 용접할 수 있는 구조로 되어 있다. 홀더(15)와 원 판(10)의 접합면은 시일 부재를 끼워넣는 홈가공이 실시되어 있고, 시일 부재(OR)를 홈에 끼워 넣은 후에 홀더(15)와 원판(10)을 볼트(16)에 의해 체결함으로써, 체결부분을 대기측으로부터 분리 격절하고 있다. 격벽(13)은 내식성이 높고, 특히 자성이 적은 오스테나이트계 스텐레스의 SUS 316을 재료로 하고 있고, 홀더(15)는 격벽(13)과의 용접성에서 마찬가지로 SUS 316을 재료로 하고 있다.The partition 13 is made of stainless steel, which is a nonmagnetic material, and has a thick bottom portion 113a fitted to the main body 12, and a thin thickness extending through the direct drive motors D1 and D2 in the axial direction from its outer circumference. It consists of the cylindrical part 13b and the holder 15. Therefore, the partition 13 is commonly used for the direct drive motors D1 and D2. The lower end of the cylindrical portion 13b is joined to the holder 15 so as to be sealed by TIG welding, and the holder 15 is fixed to the disc 10 by bolts 16. By making the welded part of the cylindrical part 13b and the holder 15 into substantially the same thickness, it is suppressed that heat escapes only to the component in one side, and it is a structure which can weld a fitting part uniformly here. The joining surface of the holder 15 and the original plate 10 is grooved to insert the sealing member. After the sealing member OR is inserted into the groove, the holder 15 and the original plate 10 are bolted to each other. ), The fastening portions are separated and separated from the atmosphere side. The partition 13 is made of SUS 316 made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, particularly low magnetic properties, and the holder 15 is made of SUS 316 similarly in weldability with the partition 13.

또한, 격벽(13)과 홀더(15)는 기밀적으로 접합되고, 또한 홀더(15)와 원판(10), 및 원판(10)과 정반(G)은 각각 오링(OR)에 의해 기밀되어 있다. 따라서, 원판(10)과 격벽(13)으로 둘러싸인 내부공간의 그 외부로부터 기밀되어 있다. 또한, 격벽(13)은 반드시 비자성체일 필요는 없다. 또 오링(OR)을 이용하여 기밀하는 대신에, 전자빔 용접이나 레이저빔 용접 등으로 부재간을 기밀하여도 좋다.In addition, the partition 13 and the holder 15 are hermetically bonded, and the holder 15 and the disc 10, and the disc 10 and the surface plate G are respectively sealed by an O-ring OR. . Therefore, it is hermetically sealed from the outside of the inner space surrounded by the disc 10 and the partition 13. In addition, the partition 13 does not necessarily need to be a nonmagnetic material. Alternatively, the members may be hermetically sealed by electron beam welding, laser beam welding, or the like instead of hermetically using the O-ring OR.

원판(10)의 외주 상면에 있어서, 베어링 홀더(17)가 볼트(18)에 의해 고정되어 있다. 베어링 홀더(17)에는 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19)의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20)에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19)의 내륜은 제1외측 로터(21)의 외주에 끼워 맞추어지고, 볼트(22)에 의해 고정되어 있다. 즉, 제1외측 로터(21)는 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있고, 또 암(A1)(도 1)을 지지하는 원통형 부재(23)를 볼트(24)에 의해 고정하고 있다. 여기서 볼트(24)는 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(25)을 원통형 부재(23)에 동시 고정하고 있다.On the outer circumferential upper surface of the disc 10, the bearing holder 17 is fixed by the bolt 18. As shown in FIG. The outer ring of the four-point contact ball bearing 19 used in a vacuum is fitted to the bearing holder 17, and is fixed by the bolt 20. As shown in FIG. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 is fitted to the outer circumference of the first outer rotor 21 and is fixed by the bolt 22. That is, the 1st outer rotor 21 is rotatably supported with respect to the partition 13, and the cylindrical member 23 which supports the arm A1 (FIG. 1) is fixed by the bolt 24. As shown in FIG. . The bolt 24 fixes the magnetic shield plate 25 extending radially inward to the cylindrical member 23 at the same time.

원판(10) 및 베어링 홀더(17)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있고, 원판(10)은 챔버인 정반(G)과의 끼워 맞춤 고정 및 시일 장치를 겸하고 있고, 그 아래쪽 면에 오링(OR)을 끼워 넣는 홈(10b)이 설치되어 있다.The disc 10 and the bearing holder 17 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, and the disc 10 also serves as a fitting and sealing device with the base plate G, which is a chamber, and the bottom surface thereof. The groove 10b for fitting the O-ring OR is provided in the groove.

자기 실드판(25)는 자성체인 SPCC 강판을 프레스 성형 가공 후에, 방청 및 내식성을 높이기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다. 그 효과에 대해서는 후술한다.The magnetic shield plate 25 is nickel-plated in order to improve rust prevention and corrosion resistance after press molding a SPCC steel plate which is a magnetic body. The effect is mentioned later.

베어링(19)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터 시스템을 박형화할 수 있다. 베어링(19)은 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 한다. 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D1 ends with one, the two-axis coaxial motor system of the present invention can be thinned. The bearing 19 is made of a martensitic stainless steel that has high corrosion resistance in both inner and outer rings and can be hardened by hardening. The rolling element uses a ceramic ball and a lubricant grease for vacuum which does not solidify even in vacuum.

또한, 베어링(19)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용해도 되고, 또 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제1외측 로터(21)가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 되고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.Further, the bearing 19 may be a metal lubrication without plating out of gas and silver by plating a soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and may be used as a four-point contact ball bearing. Although the moment in the direction in which the first outer rotor 21 from A1) tilts can be received, not only the four-point contact type but also cross rollers, cross balls, and cross taper bearings can be used, Alternatively, in order to improve lubricity, a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed.

제1외측 로터(21)는 영구자석(21a)과, 자로(磁路)를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 원환상의 요크(21b)와, 영구자석(21a)과 요크(21b)를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시생략)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성금속으로 이루 어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment)형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a) 쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b) 외경측으로부터 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a)을 요크(21b)에 체결하고 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 접착제 등 아웃 가스를 발생하는 고정부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해 니켈 도금을 실시하고 있다.The first outer rotor 21 mechanically fastens the permanent magnet 21a and the annular yoke 21b made of a magnetic body to form a magnetic path, and the permanent magnet 21a and the yoke 21b. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of nonmagnetic bodies for this purpose. The permanent magnet 21a is composed of 32 poles. The magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating manner with each of 16 magnetic poles, and are divided into segments, and each shape is linear. )to be. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is directed toward the permanent magnet 21a, and the permanent magnet 21a is screwed on the yoke 21b by screwing the wedge from the outer diameter side of the yoke 21b. Fastening. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to increase corrosion resistance. The yoke 21b is made of low carbon steel having high magnetic properties, and nickel plating is applied to prevent corrosion and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

또 제1외측 로터(21)는 베어링(19)의 내륜과 원통형 부재(23)를 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19)은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시의 형태의 경우는 회전 바퀴인 베어링(19)의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 고정 바퀴인 베어링(19)의 외륜을 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤하는 것으로, 베어링(19)의 회전 정밀도의 저하나 온도상승에 따른 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the 1st outer rotor 21 has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19, and the cylindrical member 23. As shown in FIG. The four-point contact ball bearing 19 is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly influenced by the difference in the accuracy and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19, which is a rotating wheel, is easy to achieve the machining precision, and the gap is fitted to the yoke 21b having a linear expansion coefficient approximately equal to that of the track wheel material of the bearing without gaps or intermediate. By loosely fitting the outer ring of the bearing 19 which is a fixed wheel to the bearing holder made of austenitic stainless steel or the boss made of aluminum, the friction torque due to the decrease in the rotational accuracy of the bearing 19 or the temperature rise. It is a structure which prevents a raise.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제1외측 로터(21)의 내주면에 대향하도록 하여, 제1스테이터(29)가 배치되어 있다. 제1스테이터(29)는 본체(12)의 중 앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 하부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제1스테이터(29)의 외경은 격벽(13)의 내경과 대량 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the first stator 29 is disposed to face the inner circumferential surface of the first outer rotor 21. The first stator 29 is attached to a cylindrically deformed lower portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and insulated on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is intensively wound. The outer diameter of the first stator 29 has a size substantially the same as or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제1스테이터(29)의 반경 방향 내측에 제1내측 로터(30)가 배치되어 있다. 제1내측 로터(30)는 본체(12)의 외주면에 볼트고정된 리졸버 홀더(32)에 대해서, 볼 베어링(33)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1내측 로터(30)의 외주면에는 백 요크(30b)를 개재하여 영구자석(30a)이 부착되어 있다. 영구자석(30a)은 제1외측 로터(21)의 영구자석(21a)과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제1내측 로터(30)는 제1스테이터(29)에 의해 구동되는 제1외측 로터(21)에 동기하여 동반 회전하도록 되어 있다.The first inner rotor 30 is disposed in the radially inner side of the first stator 29. The first inner rotor 30 is rotatably supported by the ball bearing 33 with respect to the resolver holder 32 that is bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. On the outer circumferential surface of the first inner rotor 30, a permanent magnet 30a is attached via a back yoke 30b. Like the permanent magnet 21a of the first outer rotor 21, the permanent magnet 30a has 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Accordingly, the first inner rotor 30 is co-rotated in synchronization with the first outer rotor 21 driven by the first stator 29.

제1내측 로터(30)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1) 를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 rotatably supporting the first inner rotor 30 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D1 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기환경이기 때문에, 영구자석(30a)은 백 요크(30b)에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이 고, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 녹방지를 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a is adhesively fixed to the back yoke 30b. The permanent magnet 30a is a high energy neodymium (Nd-Fe-B) magnet, and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b is made of low carbon steel having high magnetic properties and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제1내측 로터(30)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서, 리졸버 로터(34a 및 34b)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32)의 외주에 리졸버 스테이터(35, 36)를 부착하고 있지만, 본 실시의 형태에 있어서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도 앱솔루트 리졸버 로터(34b)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이, 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 34a and 34b are assembled on the inner circumference of the first inner rotor 30 as a detector for measuring the rotation angle, Although the resolver stators 35 and 36 are attached to the outer circumference of the resolver holder 32 in the form, in the present embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 and the position of the rotor at one rotation are determined. An absolute resolver stator 36 that can be detected is disposed on the second floor. Therefore, even when the power is turned on, the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known, so that the drive current of the direct drive motor D1 can be obtained. The rotation angle detection used for control is enabled without using a pole detection sensor.

리졸버 홀더(32)와 제1내측 로터(30)는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35, 36)에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 and the first inner rotor 30 are formed of carbon steel, which is a magnetic material, so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 and 36, which are angle detectors. Later, chromate plating is performed for rust prevention.

본 실시의 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있 고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제1내측 로터(30)와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 4에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치신호로서 이용함으로써 인크리멘탈 리졸버 로터(34a), 즉 제1내측 로터(30)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a, 34b)와, 리졸버 스테이터(35, 36)로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and a rotation shaft is provided on the outer circumferential surface of the incremental resolver stator 35. In parallel with each other, a gear having a phase out of the incremental resolver rotor 34a is provided at each magnetic pole, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a rotates integrally with the first inner rotor 30, the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 changes, and the incremental resolver rotor 34a is rotated. Incremental resolver rotor by making the fundamental wave component of the magnetoresistance change to n cycles in one rotation of, detecting the magnetoresistance change, digitizing by the resolver control circuit illustrated in FIG. 4, and using it as a position signal. 34a), that is, the rotational angle (or rotational speed) of the first inner rotor 30 is detected. The detector is constituted by the resolver rotors 34a and 34b and the resolver stators 35 and 36.

본 실시의 형태에 의하면, 제1외측 로터(21)에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제1내측 로터(30)가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제1외측 로터(21)의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시의 형태에 있어서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다. 또 제1외측 로터(21)와 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치(19)의 회전 바퀴를 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링 장치(19)의 구동 바퀴와 대략 동일한 로터 요크(21b)에 끼워 맞추는 것으로, 회전 정밀도의 향상과 온도변화에 따른 마찰 토크의 변동방지를 도모할 수 있다.According to this embodiment, since the 1st inner rotor 30 rotates at the same speed, ie, co-rotation, with respect to the 1st outer rotor 21, the 1st outer rotor 21 is rotated. Can be detected over the partition (13). In the present embodiment, the bearing 33 is formed by the resolver unit alone without using a component or a housing forming a motor. Therefore, the eccentric adjustment and the position of the resolver coil, etc., in the resolver unit are incorporated before being incorporated into the housing. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes or cutouts in the housing or both flanges. In addition, the rotating wheels of the bearing device 19 which rotatably supports the first outer rotor 21 are easy to achieve the machining precision, and the coefficient of linear expansion is applied to the rotor yoke 21b which is approximately the same as the drive wheel of the bearing device 19. By fitting, the rotational accuracy can be improved and frictional torque fluctuations can be prevented due to temperature change.

다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 대해 설명하지만, 여기서는 본체(12) 가 하우징을 구성한다. 상술한 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부재(23)는 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 중합하는 위치까지 상측으로 연장하고 있고, 그 내주면에 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19')의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20')에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19')의 내륜은 제2외측 로터(21')의 외주에 끼워 맞추어지고, 볼트(22')에 의해 고정되어 있다. 여기서 볼트(22'), 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(41)을 동시 고정하고 있다. 제2외측 로터(21')는 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있고, 또 암(A2)(도 1)을 지지하는 링 형상 부재(23')를 볼트(24')에 의해 고정하고 있다. 또한, 볼트(24')는 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(25')을 링 형상 부재(23')에 동시 고정하고 있다.Next, although direct drive motor D2 is demonstrated, the main body 12 comprises a housing here. The cylindrical member 23 of the above-mentioned direct drive motor D1 extends upwards to the position to superpose | polymerize with the direct drive motor D2, and has the inner peripheral surface of the four-point contact ball bearing 19 'used for vacuum. The outer ring is fitted with a fitting and is fixed by the bolt 20 '. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 'is fitted to the outer circumference of the second outer rotor 21' and is fixed by the bolt 22 '. The bolt 22 'and the magnetic shield plate 41 extending radially inward are simultaneously fixed. The second outer rotor 21 'is rotatably supported with respect to the partition wall 13, and the ring-shaped member 23' supporting the arm A2 (Fig. 1) is fixed by the bolt 24 '. Doing. In addition, the bolt 24 'fixes the magnetic shield plate 25' extending radially inward to the ring-shaped member 23 '.

자기 실드판(41, 25')은 자성체인 SPCC 강판을 프레스 성형 가공 후에, 방청 및 내식성을 높이기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다. 자기 실드판(41, 25')은 제1외측 로터(1) 및 제2외측 로터(21')의 사이에 개재하여 자기적 실드를 형성하고, 그것들로부터의 자속 누락에 의한 서로의 동반 회전을 방지하고 있다. 즉, 자기 실드판(25')은 비자성체인 링 형상 부재(23')를 사이에 두고 요크(21b')에 체결하고 있고, 그것에 의해 불필요한 자기회로를 생성하는 것을 막고 있다. 이 자기 실드판(41, 25')에 의해 로터 상호의 자기간섭을 막을 수 있으므로, 2축 동축 모터 시스템이면서 전체의 축 길이를 억제한 구성이 가능하다. 자기 실드판(41)은 외부로부터의 이물질 흡인을 방지하고 있다.The magnetic shield plates 41 and 25 'are nickel-plated in order to improve the rust prevention and corrosion resistance after press molding a SPCC steel plate which is a magnetic body. The magnetic shield plates 41 and 25 'form a magnetic shield between the first outer rotor 1 and the second outer rotor 21', and allow mutual rotation of each other by missing magnetic flux therefrom. It is preventing. That is, the magnetic shield plate 25 'is fastened to the yoke 21b' with the non-magnetic ring-shaped member 23 'interposed therebetween, thereby preventing unnecessary magnetic circuits from being generated. Since the magnetic shield plates 41 and 25 'can prevent magnetic interference between the rotors, it is possible to configure a two-axis coaxial motor system with a reduced overall shaft length. The magnetic shield plate 41 prevents foreign material suction from the outside.

베어링(19')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있 는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용함으로써, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터를 박형화할 수 있다. 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 한다. 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 'is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D2 ends with one, the two-axis coaxial motor of the present invention can be thinned. Both inner and outer rings are made of martensitic stainless steel which has high corrosion resistance and can be hardened by hardening. The rolling element uses a ceramic ball and a lubricant grease for vacuum which does not solidify even in vacuum.

또한, 베어링(19')은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공종이라도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용해도 되고, 또 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제1외측 로터(21')가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용해도 되며, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 된다.Further, the bearing 19 'may be a plated soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and metal lubrication without outgassing may be used even in the case of vacuum, and since it is a four-point contact ball bearing, Although the moment in the direction in which the first outer rotor 21 'from the arm A1 is tilted can be received, not only the four-point contact type but also a cross roller, a cross ball, and a cross tapered bearing can be used, and a preload state Or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

제2외측 로터(21')는 영구자석(21')과, 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 원환상의 요크(21b')와, 영구자석(21a')과 요크(21b')를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시생략)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a')은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a') 쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b') 외경측으로부터 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a')을 요크(21b')에 체결하고 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정부재를 이용하지 않고 영구자석을 체 결할 수 있다. 영구자석(21a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이고, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해 니켈 도금을 실시하고 있다.The second outer rotor 21 'mechanically fixes the permanent magnet 21' and the annular yoke 21b 'made of a magnetic body to form a magnetic path, and the permanent magnet 21a' and the yoke 21b '. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of a nonmagnetic body for fastening. The permanent magnet 21a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are each made of magnetic metal in alternation with each other, and are divided into segments and have a linear shape. The arc centers of the inner diameter and the outer diameter are the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is directed toward the permanent magnet 21a ', and the permanent magnet 21a' is screwed by screwing the wedge from the outer diameter side of the yoke 21b '. 21b '). With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel in order to increase corrosion resistance. The yoke 21b 'is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is nickel-plated in order to increase the rust-prevention and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

또 제2외측 로터(21')는 베어링(19')의 내륜과 링 형상 부재(23')를 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19')은 매우 박막의 베어링이고, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시의 형태의 경우는 베어링(19')의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 베어링(19')의 외륜을 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤하는 것으로, 베어링(19')의 회전 정밀도의 저하나 온도상승에 따른 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the 2nd outer rotor 21 'has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19', and the ring-shaped member 23 '. The four-point contact ball bearing 19 'is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly influenced by the difference in the precision and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19 'is easy to obtain the processing accuracy, and the linear expansion coefficient is fitted to the yoke 21b, which is approximately the same as the track wheel material of the bearing, without gaps or by intermediate fitting. The outer ring of the bearing 19 'is loosely fitted to an austenitic stainless steel bearing holder or an aluminum boss to reduce the rotational accuracy of the bearing 19' and increase the friction torque due to the temperature rise. It is made of a blocking structure.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제2외측 로터(21')의 내주면에 대향하도록 하여 제2스테이터(29')가 배치되어 있다. 제2스테이터(29')는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 상부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감기어 있다. 제2스테이터(29')의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the second stator 29 ′ is disposed to face the inner circumferential surface of the second outer rotor 21 ′. The second stator 29 'is attached to a cylindrically deformed upper portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and insulated on each protrusion. The motor coil is intensively wound after being inserted. The outer diameter of the second stator 29 'is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제2스테이터(29')의 반경 방향 내측에, 제2내측 로터(30')가 배치되어 있다. 제2내측 로터(30')는 본체(12)의 외주면에 볼트고정된 리졸버 홀더(32')에 대해서, 볼 베어링(33')에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제2내측 로터(30')의 외주면에는 백 요크(30b')를 개재하여 영구자석(30a')이 부착되어 있다. 영구자석(30a')은 제2외측 로터(21')의 영구자석(21a')과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제2내측 로터(30')는 제2스테이터(29')에 의해 제2외측 로터(21')에 동기하여 회전 구동되게 되어 있다.The second inner rotor 30 'is disposed in the radially inner side of the second stator 29'. The second inner rotor 30 ′ is rotatably supported by the ball bearing 33 ′ against the resolver holder 32 ′ bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. A permanent magnet 30a 'is attached to the outer circumferential surface of the second inner rotor 30' via a back yoke 30b '. Like the permanent magnet 21a 'of the second outer rotor 21', the permanent magnet 30a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Accordingly, the second inner rotor 30 'is driven to rotate in synchronization with the second outer rotor 21' by the second stator 29 '.

제1내측 로터(30')를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 'rotatably supporting the first inner rotor 30' is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D2 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기환경이기 때문에, 영구자석(30a')은 백 요크(30b')에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a 'is adhesively fixed to the back yoke 30b'. The permanent magnet 30a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b 'is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제2내측 로터(30')의 내주에는, 회전 각도를 계측하는 검출기로서, 리졸버 로터(34'a 및 34b')를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32') 의 외주에 스테이터(35', 36')를 부착하고 있지만, 본 실시의 형태에 있어서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')와, 1회전의 어느 의치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36')를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b')의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또 코일에 대한 자석의 전기적 위상각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 상대회전 각도를 극검출센서를 사용하는 일 없이 가능해지고 있다.Resolver rotors 34'a and 34b 'are assembled on the inner circumference of the second inner rotor 30' as a detector for measuring the rotational angle, and the stator is disposed on the outer circumference of the resolver holder 32 'in a form opposite thereto. (35 ', 36'), but in the present embodiment, a high resolution incremental resolver stator (35 ') and an absolute resolver stator (36) capable of detecting which of the dentures in one revolution are present. ') Is placed on the second floor. Therefore, even when the power is turned on, since the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b 'can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. The relative rotation angle can be achieved without using a pole detection sensor.

리졸버 홀더(32')와 제2내측 로터(30')는, 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35', 36')에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 'and the second inner rotor 30' are made of carbon steel, which is a magnetic material, so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 'and 36' which are angle detectors. The chromate plating is performed for rust prevention after work forming.

본 실시의 형태에 의하면, 제2외측 로터(21')에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제2내측 로터(30')가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제2외측 로터(21')의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시의 형태에 있어서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다. 또 제2외측 로터(21')와 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치(19')의 회전 바퀴를 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링 장치(19')의 구동 바퀴와 대략 동일한 로터 요크(21b')에 끼워 맞추는 것으로, 회전 정밀도의 향상과 온도변화에 따른 마찰 토크의 변동방지를 도모할 수 있다.According to the present embodiment, the second inner rotor 30 'is rotated at the same speed, that is, accompanied by the magnetic coupling action, so that the second outer rotor 21' is rotated. The rotation angle of 21 'can be detected over the partition 13. In the present embodiment, the bearing 33 is formed by the resolver unit alone without using a part or a housing forming a motor. Therefore, the eccentric adjustment and the position of the resolver coil, etc., in the resolver unit are incorporated before being incorporated into the housing. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes or cutouts in the housing or both flanges. In addition, the rotor wheel of the bearing device 19 'which rotatably supports the second outer rotor 21' is easy to achieve processing accuracy, and the rotor yoke (coefficient of linear expansion approximately equal to that of the drive wheel of the bearing device 19 ') 21b '), it is possible to improve the rotational accuracy and to prevent the frictional torque from fluctuating due to temperature change.

본 실시의 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 외주면에는, 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극마다 감겨 있다. 제2내측 로터(30')와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 4에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화하고, 위치신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a'), 즉 제2내측 로터(30')의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a',34b')와 리졸버 스테이터(35', 36')로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a 'has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the outer peripheral surface of the incremental resolver stator 35'. The gears which are out of phase with respect to the incremental resolver rotor 34a 'at each magnetic pole are provided in parallel with the rotation axis, and the coil is wound for each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a 'rotates integrally with the second inner rotor 30', the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 'changes and the incremental resolver rotor In one rotation of 34a ', the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 4, and used as a position signal. The rotational angle (or rotational speed) of the mental resolver rotor 34a ', that is, the second inner rotor 30' is detected. The detector is composed of resolver rotors 34a 'and 34b' and resolver stators 35 'and 36'.

본 실시의 형태에 의하면, 제1외측 로터(21)와 제2외측 로터(21')와의 사이에, 자기 실드판(25, 41)을 배치하고 있으므로, 상호의 자기적 간섭을 억제하고, 오구동이나 동반 회전 등의 불편을 회피하고 있다.According to the present embodiment, since the magnetic shield plates 25 and 41 are disposed between the first outer rotor 21 and the second outer rotor 21 ', mutual magnetic interference is suppressed, and The inconvenience of driving and accompanying rotation is avoided.

본체(12)에 있어서 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 사이를 연장하는 플랜지부(12a)를, 반경 방향 외측으로 연장하는 적어도 2개의 안내구멍(12d)이, 반경 방향으로 관통되도록 하여 형성되어 있고, 본체(12)의 하측으로부터 본체(12) 내에 삽통된 배선(HS)은 안내구멍(12d)을 개재하여 스테이터(29, 29')에 접속되게 되어 있다. 이때 내측 로터(30, 30')는 정전 차폐의 효과를 주게 된다.In the body 12 At least two guide holes 12d extending radially outward are formed so that the flange portion 12a extending between the direct drive motors D1 and D2 is radially penetrated, and the main body 12 is formed. The wiring HS inserted into the main body 12 from below is connected to the stators 29 and 29 'via the guide holes 12d. In this case, the inner rotors 30 and 30 'have an effect of electrostatic shielding.

또한, 플랜지부(12a)를 중심으로서 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')를 상하에 배치하고, 그 반경 방향 내측에 리졸버를 배치하고 있다. 한편, 본체(12)의 양단부에는 각각 적어도 1개의 절결(12e, 12e)이 마련되어 있고, 이들을 개재하여 리졸버에서의 배선(HR)을 본체(12)의 중앙에 인출하는 구조로 되어 있다. 스테이터용의 배선(HS)과 리졸버용의 배선(HR)을 분리하여 잘 처리함으로써, 배선 사이에 유도가 생기는 것을 억제할 수 있다.Moreover, the 1st stator 29 and the 2nd stator 29 'are arrange | positioned up and down centering on the flange part 12a, and the resolver is arrange | positioned inside the radial direction. On the other hand, at least one notch 12e, 12e is provided in the both ends of the main body 12, and it has a structure which draws the wiring HR in a resolver to the center of the main body 12 via these. By separating and treating the stator wiring HS and the resolver wiring HR well, it is possible to suppress the induction between the wirings.

도 3은, 상술한 본 실시의 형태에 관한 모터 시스템에 있어서 격벅을 분해하여 도시한 도면이지만, 외측 로터 등은 생략하여 도시하고 있다. 리졸버 등의 조정을 행할 경우, 원판(10)으로부터 격벽(13)을 떼어내고, 또한 본체(12)를 원판(10)으로부터 떼어내면 도 3에 도시하는 상태가 된다.3 is an exploded view of the lump in the motor system according to the present embodiment described above, but the outer rotor and the like are omitted. In the case of adjusting the resolver or the like, the partition 13 is removed from the original plate 10, and the main body 12 is removed from the original plate 10.

여기서 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 있어서, 리졸버 로터(34a',34b')와 리졸버 스테이터(35', 36')의 조정은, 양자의 치차의 위상을 미세 조정함으로써 행하지만, 도 3에 도시하는 상태에 있어서, 리졸버 로터(34a',34b')와 리졸버 스테이터(35', 36')가 상측에 노출되어 있으므로, 상측으로부터 그것들의 조정을 행할 수 있다. 한편, 다이렉트 드라이브 모터(D1)에 있어서, 리졸버 로터(34a, 34b)와 리졸버 스테이터(35, 36)가 하측에 노출되어 있으므로, 하측으로부터 그것들의 조정을 행할 수 있다. 조정 후에, 다시 본체(12)와 격벽(13)을 원판(10)에서 조립하고, 그 외의 부품인 외측 로터 등을 조립하는 것으로, 모터 시스템이 가동가 능한 상태가 된다.Here, in the direct drive motor D2, the resolver rotors 34a 'and 34b' and the resolver stators 35 'and 36' are adjusted by finely adjusting the phases of both gears. In the state, since the resolver rotors 34a 'and 34b' and the resolver stators 35 'and 36' are exposed on the upper side, they can be adjusted from the upper side. On the other hand, in the direct drive motor D1, since the resolver rotors 34a and 34b and the resolver stators 35 and 36 are exposed to the lower side, they can be adjusted from the lower side. After the adjustment, the main body 12 and the partition wall 13 are assembled again with the disc 10, and the outer rotor and the like which are other parts are assembled to bring the motor system into a movable state.

즉, 본 실시의 형태에 의하면 도 2에서 상측으로부터 순서대로, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 제2내측 로터(30'), 제2스테이터(29'), 플랜지(12b), 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 제1스테이터(29), 제1내측 로터(30)의 순서로 늘어서고, 즉, 2개의 내측 로터(30, 30')는 2개의 스테이터(29, 29')를 사이에 두게 하고, 축선 방향 외측에 배치되어 있으므로, 내측 로터(30, 30')에 대향하는 리졸버를, 각각 축선 방향 외측에 배치할 수 있고, 이것들을 정합하는 경우, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 분리시키지 않고 축선 방향 양측으로부터 조정작업을 행할 수 있기 때문에, 2축이면서 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도조정을 행할 수 있고, 조정작업의 효율화를 도모할 수 있다. 또 커뮤테이션(commutation) 차이에 의한 각도 위치 결정의 정밀도의 저하를 막고, 또한 본 발명의 2축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있으며, 덧붙여서 모터 시스템의 모든 높이를 억제하여 컴팩트한 구성을 제공할 수 있다.That is, according to the present embodiment, the second inner rotor 30 ', the second stator 29', the flange 12b, and the direct drive motor D1 of the direct drive motor D2 in order from the upper side in FIG. In order of the first stator 29, the first inner rotor 30, that is, the two inner rotors 30, 30 'sandwich the two stators 29, 29', Since it is arrange | positioned outside an axial direction, the resolver which opposes the inner rotors 30 and 30 'can be arrange | positioned outside an axial direction, respectively, and when matching these, it does not isolate | separate the direct drive motors D1 and D2. Since the adjustment work can be performed from both sides in the axial direction, the angles of the stator and resolver can be easily adjusted while being biaxial, and the adjustment work can be made more efficient. In addition, it is possible to prevent the deterioration of the angular positioning accuracy due to the commutation difference, and to improve the compatibility of the drive control circuit for the two-axis coaxial motor of the present invention. Configuration can be provided.

도 5는 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 구동회로를 도시하는 블럭도이다. 외부의 컴퓨터로부터 모터 회전 지령이 입력되었을 때, 다이렉트 드라이브 모터(D1)용의 모터 제어 회로(DMC1) 및 다이렉트 드라이브 모터(D2)용의 모터 제어 회로(DMC2)는 각각, 그 CPU로부터 3상 앰프(AMP)에 구동신호를 출력하고, 3상 앰프(AMP)로부터 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 구동전류가 공급된다. 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터(D1, D1)의 외측 로터(21, 21')가 독립하여 회전하고, 암(A1, A2)(도 1)을 이동시키게 되어 있다. 외측 로터(21, 21')가 회전하면, 상술 한 바와 같이 하여 회전 각도를 검출한 리졸버 스테이터(35, 36, 35', 36')로부터 리졸버신호가 출력되므로, 그것을 리졸버 디지털 변환기(RDC)로 디지털 변환한 후에 입력한 CPU는 외측 로터(21, 21')가 지령위치에 도달하였는지의 여부를 판단하고, 지령위치에 도달하면, 3상 앰프(AMP)에서의 구동신호를 정지하는 것으로 외측 로터(21, 21')의 회전을 정지시킨다. 이것에 의해, 외측 로터(21, 21')의 서보제어가 가능해진다.5 is a block diagram showing a drive circuit of the direct drive motors D1 and D2. When a motor rotation command is input from an external computer, the motor control circuit DMC1 for the direct drive motor D1 and the motor control circuit DMC2 for the direct drive motor D2 are each a three-phase amplifier from the CPU. The driving signal is output to the AMP, and the driving current is supplied from the three-phase amplifier AMP to the direct drive motors D1 and D2. As a result, the outer rotors 21 and 21 'of the direct drive motors D1 and D1 rotate independently to move the arms A1 and A2 (Fig. 1). When the outer rotors 21 and 21 'rotate, the resolver signals are output from the resolver stators 35, 36, 35', and 36 'that have detected the rotation angle as described above, so that they are converted to the resolver digital converter RDC. After the digital conversion, the input CPU determines whether the outer rotors 21 and 21 'have reached the command position, and when the command position reaches the command position, the outer rotor is stopped by stopping the drive signal from the three-phase amplifier AMP. The rotation of (21, 21 ') is stopped. This enables servo control of the outer rotors 21 and 21 '.

진공 환경에서의 복수 축의 암 구동 시에는, 전원 투입시에 현재의 암(A1 및 A2)의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1) 등을 부딪쳐버릴 가능성이 있지만, 본 실시의 형태에 있어서는 회전축의 1회전의 절대위치를 검출하는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36 및 36')와 보다 분해능이 세밀한 회전 위치를 검출하는 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35 및 35')로 이루어지는 가변 자기 저항형 리졸버를 채용하고 있으므로, 외측 로터(21, 21'), 즉 암(A1, A2)의 회전 위치억제를 고정밀도로 행할 수 있다.In the case of arm drive of a plurality of axes in a vacuum environment, the arm A1 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber if the current rotation position of the arms A1 and A2 is not recognized when the power is turned on. In this embodiment, a variable is composed of an absolute resolver stator (36 and 36 ') for detecting the absolute position of one rotation of the rotary shaft and an incremental resolver stator (35 and 35') for detecting a more precise rotational position. Since the magnetoresistive resolver is employed, the rotational position suppression of the outer rotors 21 and 21 ', that is, the arms A1 and A2 can be performed with high accuracy.

또한, 여기서는 내측 로터(30)의 회전검출에 리졸버를 채용하였지만, 검출기를 격벽(13)의 내부의 대기 측에 배치할 수 있기 때문에, 일반적으로 고정밀도 위치결정에 사용하는 서보모터에 있어서는 고정밀도로 매끄럽게 구동하기 위한 위치 검출 수단으로서 채용되어 있는 광학식 엔코더나, 자기 저항소자를 사용한 자기식 엔코더 등도 사용할 수 있다.In addition, although a resolver is employed for rotation detection of the inner rotor 30 here, since the detector can be arranged on the atmospheric side of the partition 13, generally, a servo motor used for high-precision positioning is highly precise. An optical encoder adopted as a position detection means for smoothly driving, a magnetic encoder using a magnetoresistive element, or the like can also be used.

도 6은, 본 실시의 형태의 제1변형예에 관한 4축 동축 모터 시스템을 도시하는 단면도이다. 도 6에 도시하는 변형예에 있어서는, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 2조(합계 4개) 직접적으로 배치하여 이루어지지만, 개개의 다이렉트 드라이브 모터에 관해서는, 도 2에 도시하는 구성과 마찬가지이므로, 주요한 부품에 동일부호를 부여하고 설명을 생략한다.6 is a cross-sectional view showing a four-axis coaxial motor system according to a first modification of the present embodiment. In the modified example shown in FIG. 6, the direct drive motors D1 and D2 are arranged in two sets (four in total) directly, but the individual direct drive motors are the same as those shown in FIG. 2. Therefore, the same reference numerals are given to the main parts, and description thereof is omitted.

본 실시의 형태에 있어서는, 1개의 본체(12)의 상면에 형성된 환상의 오목부(12h)에, 다른 본체(12)의 아래쪽 면에 형성된 환상의 볼록부(12k)를 끼워 맞춤 시키는 것으로, 2개의 본체(12)를 동축에 직렬로 연결하고 있고, 상측의 본체(12)의 상면에 상부 원판 부재(110)를 부착하고 있다. 상부 원판 부재(110)에 격벽 홀더(113a)를 오링(OR)을 개재하여 기밀적으로 접합하고, 그 외주면에 얇은 원통(113b)의 상단을 TIG용접하여 이루어진다. 얇은 원통(113b)의 하단은 상술의 실시의 형태와 마찬가지로 홀더(15)에 TIG용접되어 있다. 격벽 홀더(113a)와 얇은 원통(113b)과 홀더(15)로 격벽을 구성하지만, 이것은 4개의 다이렉트 드라이브 모터에 공통으로 이용된다.In the present embodiment, the annular concave portion 12h formed on the upper surface of one main body 12 is fitted with the annular convex portion 12k formed on the lower surface of the other main body 12. Two main bodies 12 are coaxially connected in series, and an upper disc member 110 is attached to an upper surface of the upper main body 12. The partition holder 113a is hermetically bonded to the upper disc member 110 via the O-ring OR, and the upper end of the thin cylinder 113b is welded to the outer circumferential surface thereof by TIG welding. The lower end of the thin cylinder 113b is TIG-welded to the holder 15 similarly to the above-mentioned embodiment. The partition wall is constituted by the partition holder 113a, the thin cylinder 113b, and the holder 15, but this is commonly used for four direct drive motors.

원판 부재(110)의 상면은 덮개 부재(101)에 의해 폐지되고, 그 외주에 부착된 베어링 홀더(107)는 베어링(19)을 지지하도록 되어 있다. 원판 부재(110), 덮개 부재(101), 베어링 홀더(107)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있다.The upper surface of the disc member 110 is closed by the lid member 101, and the bearing holder 107 attached to the outer circumference thereof supports the bearing 19. The disc member 110, the lid member 101, and the bearing holder 107 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance.

상부 원판부(110)의 베어링 홀더(107)의 설치 외주면은 얇은 원통부(113b)에서 반경 방향 내측에 위치하고 있고, 따라서, 베어링 홀더(107)를 상부 원판부(110)에서 떼어내면, 4개의 외측 로터(21, 21')는 상부 원판부(110)를 분해하지 않고 상측으로 떼어내는 것이 가능해지고 있다. 따라서, 유지 보수시 등에 기밀구조를 분해할 필요는 없고, 작업을 용이하게 할 수 있다.The installation outer circumferential surface of the bearing holder 107 of the upper disc portion 110 is located radially inward in the thin cylindrical portion 113b, and thus, when the bearing holder 107 is removed from the upper disc portion 110, four The outer rotors 21 and 21 'can be detached to the upper side without disassembling the upper disc portion 110. Therefore, it is not necessary to disassemble the airtight structure at the time of maintenance and the like, and the operation can be facilitated.

본 실시의 형태에 있어서는 중앙의 제2외측 로터(21', 21')와의 사이에 기밀 실드판(25', 25')을 배치하고 있으므로, 상호의 자기적 간섭을 억제하고, 오구동이나 동반 회전 등의 불편을 회피하고 있다. 또 본체(12, 12)의 사이에는 그 외주로부터 얇은 원통부(113b)의 내측까지 반경 방향으로 연장하는 기밀 실드판(125)이 배치되어 있다. 기밀 실드판(125)은 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 제2스테이터(29', 29')의 사이에 개재함으로써, 누출 자속의 영향을 받아서 인접하는 제2외측 로터(21', 21')에 잘못된 회전방향의 추력을 발생시키지 않도록, 서로의 자계를 차폐(遮蔽)하는 기밀 실드로서 기능한다. 이와 같이 그 외의 기밀 실드(25, 41, 12b)의 효과와 함께, 4축 동축이면서 전체의 축 길이를 억제한 구성이 가능하다. 또 본체(12, 12)의 사이에 하측 2축(다이렉트 드라이브 모터)과 상측 2축(다이렉트 드라이브 모터)의 축선 방향 거리를 확장하기 위한 도시하지 않은 연장부재를 설치하고, 그 두께에 맞춰서 얇은 원통부(113b)의 축선 방향 길이를 연장함으로써, 2대 동축의 프록 레그 암식 반송장치를 구성한 경우, 테이블(T)은 얇은 원통부(113b)의 외경 근처까지 위치 결정 가능해지고, 가동 범위가 넓어진다고 하는 이점을 가진다.In this embodiment, since the airtight shield plates 25 'and 25' are arrange | positioned with the 2nd outer rotor 21 'and 21' of the center, mutual magnetic interference is suppressed, and a misdrive and a companion are provided. Discomfort such as rotation is avoided. Moreover, between the main bodies 12 and 12, the airtight shield plate 125 extended radially from the outer periphery to the inner side of the thin cylindrical part 113b is arrange | positioned. The hermetic shield plate 125 is made of carbon steel, which is a magnetic material, and is interposed between the second stators 29 'and 29', so that the second outer rotors 21 'and 21' are affected by the leakage magnetic flux. It functions as an airtight shield that shields each other's magnetic fields so as not to generate thrust in the wrong rotational direction. In this manner, a configuration in which the entire axial length is suppressed while being four axes coaxial with the effects of the other airtight shields 25, 41 and 12b is possible. Moreover, between the main bodies 12 and 12, the extension member which is not shown in figure for extending the axial distance of a lower two axis | shaft (direct drive motor) and an upper two axis | shaft (direct drive motor) is provided, and a thin cylinder according to the thickness is provided. By extending the axial length of the part 113b, when the two coaxial prog leg female conveying apparatuses are comprised, the table T can be positioned near the outer diameter of the thin cylindrical part 113b, and the movable range becomes wider. Has the advantage.

본 실시의 형태에 있어서는, 한 쌍의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 상하에 조합되어 있다고 볼 수 있고, 따라서, 도면에서 상측으로부터 순서대로 격벽(13)을 분해하면, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)마다 분해할 수 있고, 이러한 경우, 2개의 내측 로터(30, 30')는 2개의 스테이터(29, 29')를 사이에 두게 하고, 축선 방향 외측에 배치되어 있으므로, 내측 로터(30, 30')에 대향하는 리졸버를, 각각 축선 방향 외측에 배치할 수 있고, 이들을 조정하는 경우, 그 이상 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 분리시키지 않고 축선 방향 양측에서 조정작업을 행할 수 있으므로, 4축 이상이라도 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도조정을 행할 수 있고, 조정작업의 효율화를 도모할 수 있다. 또 커뮤테이션 차이에 의한 각도 위치 결정 정밀도의 저하를 막고, 또한 본 발명의 2축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있고, 덧붙여서 모터 시스템의 전고를 억제하여 컴팩트한 구성을 제공할 수 있다. 또한, 이상으로부터 명백하지만, 6축, 8축, 10축 이상, 이러한 식으로 스페이스가 허락하는 한 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 조합시켜서 이루어지는 모터 시스템을 형성하는 것은 용이하다.In the present embodiment, it can be seen that the pair of direct drive motors D1 and D2 are combined up and down. Therefore, if the partition 13 is disassembled in order from the top in the drawing, the direct drive motors D1, Can be disassembled for each D2). In this case, the two inner rotors 30 and 30 'sandwich the two stators 29 and 29' and are arranged outside the axial direction. The resolver opposite to 30 ') can be disposed outside the axial direction, and in the case of adjusting them, adjustment can be performed on both sides of the axial direction without separating the direct drive motors D1 and D2. Even if it is more than an axis | shaft, angle adjustment of a stator and a resolver can be performed easily, and efficiency of adjustment operation can be aimed at. In addition, it is possible to prevent the deterioration of the angular positioning accuracy due to the commutation difference, and to improve the compatibility of the drive control circuit for the two-axis coaxial motor of the present invention. In addition, it is possible to provide a compact structure by suppressing the total height of the motor system. have. Moreover, although it is clear from the above, it is easy to form the motor system which combines 6-axis, 8-axis, 10-axis or more and direct drive motors D1 and D2 as long as space permits in this way.

도 7은, 본 실시의 형태의 제2변형예에 관한 4축 동축 모터 시스템을 도시하는 단면도이다. 도 7에 도시하는 변형예에 있어서는, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 격벽 단부끼리를 개재하여 연결하고, 2조(합계 4개) 배치하여 이루어지지만, 개개의 다이렉트 드라이브 모터에 관해서는, 도 2에 도시하는 구성과 동일하므로 ,주요한 부품에 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.7 is a cross-sectional view showing a four-axis coaxial motor system according to a second modification of the present embodiment. In the modified example shown in FIG. 7, the direct drive motors D1 and D2 are connected to each other via partition walls and arranged in pairs (four in total). However, the individual direct drive motors are shown in FIG. Since it is the same as the structure shown in 2, the same code | symbol is attached | subjected to a main component and description is abbreviate | omitted.

본 실시의 형태에 있어서는 격벽(13)은 홀더(15)와, 격벽 홀더(113a)와, 일단에 휨 가공이 실시된 얇은 원통부(113b)로 구성하고 있고, 각각을 TIG용접으로 밀폐적으로 결합하여 이루어진다.In this embodiment, the partition 13 is comprised from the holder 15, the partition holder 113a, and the thin cylindrical part 113b by which the one end was bent, and each is sealed by TIG welding. It is done in combination.

본체(12)와 격벽(13)은 1개의 본체(12)의 상면에 형성된 환상의 오목부(12h')에, 격벽 홀더(113a)의 대기측에 형성된 환상의 볼록부(113d)를 끼워 맞추 고, 또한, 오링(128)의 대기 측에 배치된 볼트(126)에 의해 연결되어 있다.The main body 12 and the partition wall 13 fit the annular convex portions 113d formed on the atmospheric side of the partition holder 113a to the annular recesses 12h 'formed on the upper surface of one main body 12. And it is connected by the bolt 126 arrange | positioned at the atmospheric side of the o-ring 128.

또한, 2개의 본체(12)는 오링(128)의 대기 측에 배치된 볼트(127)에 의해 2개의 격벽 홀더(113a)를 개재하여 동축에 직렬로 연결되어 있다.In addition, the two main bodies 12 are coaxially connected in series via two partition holders 113a by bolts 127 arranged on the air side of the O-ring 128.

이와 같은 구성을 취하는 것으로, 하측 2축(다이렉트 드라이브 모터)와 상측 2축(다이렉트 드라이브 모터)와의 사이에, 제1변형예보다도 더욱 세밀한 가는 조임부를 마련할 수 있다. 따라서, 하측 2축과 상측 2축의 각각에 테이블(T)과, 링크(L1, L2)와, 암(A1, A2)을 부착한 2대 동축의 프록 레그 암식 반송장치를 구성한 경우, 테이블(T)은 격벽 홀더(113a)의 외경 근처까지 위치 결정이 가능해지고, 가동 범위가 넓어진다고 하는 이점을 가진다.By adopting such a configuration, a finer tightening portion more finer than that of the first modification can be provided between the lower two axes (direct drive motor) and the upper two axes (direct drive motor). Therefore, in the case of configuring two coaxial prok leg female conveying apparatuses in which the table T, the links L1 and L2, and the arms A1 and A2 are attached to each of the lower two axes and the upper two axes, the table T ) Has the advantage that the positioning becomes possible near the outer diameter of the partition holder 113a, and the movable range is widened.

원판 부재(110)의 상면은 오링(OR)을 개재하여 덮개 부재(101)에 의해 폐지되고, 그 외주에 부착된 베어링 홀더(107)는 베어링(19)을 지지하게 되어 있다. 원판 부재(110), 덮개 부재(101), 베어링 홀더(107)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있다.The upper surface of the disc member 110 is closed by the lid member 101 via the O-ring OR, and the bearing holder 107 attached to the outer circumference thereof supports the bearing 19. The disc member 110, the lid member 101, and the bearing holder 107 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance.

보수 유지시는 덮개 부재(101) 및 볼트(127)를 떼어내는 것으로, 하측 2축과 상측 2축을 분리할 필요가 있고, 기밀구조를 분해해 버리지만, 오링(OR, 128)은 그 직경이 작고, 또한 조립하기 쉬운 개소에 배치되어 있으므로, 기밀누출을 일으킬 가능성은 낮다.When the maintenance is performed, the lid member 101 and the bolt 127 are removed to separate the lower two shafts and the upper two shafts, and the airtight structure is disassembled. Since it is located in a small and easy to assemble point, there is a low possibility of causing airtight leakage.

이상의 실시의 형태에서는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 모터를 이용한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 형식의 모터에 한정되는 것이 아니고, 브러시리스 모터라면 적용할 수 있는 것이며, 다른 자극형식, 예를 들면 영구자석 매입형이라도 되고, 다른 슬롯 콤비네이션이라도 되고, 또는 이너 로터형이라도 된다.Although the above embodiment has been described using an example using a surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor brushless motor, the present invention is not limited to this type of motor and can be applied to a brushless motor. For example, it may be a permanent magnet embedded type, may be a different slot combination, or may be an inner rotor type.

또 각 축의 간섭대책으로서 축 방향에 인접하는 축끼리의 회전자의 극수 및 슬롯수가 다른 구성으로 해도 된다. 예를 들면, 2축 동축의 경우는, 제1축이 32극 36슬롯, 제2축이 24극 27슬롯, 4축 동축의 경우는 제1축 및 제3축이 32극 36슬롯, 제2축 및 제4축이 24극 27슬롯이라는 구성으로 하면, 각 축의 자계에 의한 회전자 및 자기 커플링 장치에서의 회전방향의 추력(推力) 발생이라는 상호 간섭을 막을 수 있다. As a countermeasure for each axis, the number of poles and the number of slots of the rotors of the axes adjacent to the axis direction may be different. For example, in the case of two-axis coaxial, the first axis is 32 poles 36 slots, the second axis is 24 poles 27 slots, and in the case of 4-axis coaxials, the first and third axes are 32 poles 36 slots, the second axis. When the shaft and the fourth shaft have a configuration of 24 poles and 27 slots, mutual interference such as thrust generation in the rotational direction of the rotor and the magnetic coupling device due to the magnetic field of each shaft can be prevented .

또 로터의 영구자석은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석을 이용하고, 내식성을 높이기 위한 코팅으로서, 니켈 코팅을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면처리에 한정되는 것이 아니고, 사용되는 환경 등에 따라서 적절히 변경되는 것이며, 예를 들면 베이크아웃시의 온도조건에 따라서는 고온 감자하기 어려운 사마리움·코발트(Sm·Co)계의 자석을 이용하여야 하는 것이며, 초진공중에서 사용되는 것이라면 아웃 가스 차단성이 높은 질화 티탄 코팅이 실시되어야 하는 것이다.In addition, the permanent magnet of the rotor is a neodymium (Nd-Fe-B) -based magnet, and as a coating for improving the corrosion resistance, it was described using an example in which nickel coating was applied. However, the material is not limited to this material and surface treatment. It is appropriately changed according to the environment, etc., for example, a samarium-cobalt (Sm · Co) -based magnet, which is difficult to be hot potato depending on the temperature conditions at the time of baking out, should be used. Titanium nitride coating with high gas barrier properties should be performed.

또 요크는 저탄소강을 재료로 하고, 니켈 도금을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면처리에 한정되는 것이 아니고, 사용되는 환경 등에 따라서 적절히 변경되는 것이며, 특히 표면처리에 관해서는 초진공중에서 사용되는 것이라면 핀홀이 적은 카니젠 도금이나 크린에스 도금, 질화 티탄 코팅 등이 실시되어야 하는 것이다.Although the yoke has been described using low carbon steel as a material and nickel plated, the material is not limited to the material and the surface treatment, and is appropriately changed according to the environment used. In particular, the surface treatment is ultra-vacuum. If it is to be used in the case that the pinhole is less carnigen plating, cleans plating, titanium nitride coating should be carried out.

또 영구자석을 요크에 체결하는 방법은, 비자성의 쐐기를 요크 외경측으로부 터 나사로 조으는 예를 이용하여 설명하였지만, 사용되는 환경 등에 따라서 적절히 변경되는 것이고, 환경에 따라서는 접착에도 좋고, 다른 체결 방법에도 좋다.In addition, the method of fastening the permanent magnet to the yoke has been described using an example in which a non-magnetic wedge is screwed from the outer diameter side of the yoke. However, the permanent magnet is appropriately changed depending on the environment used, and may be appropriately bonded depending on the environment. It is good for method.

또 베어링(19, 19')은 진공용 그리스 윤활을 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 재질, 윤활방법에 한정되는 것이 아니고, 사용되는 환경, 하중조건, 회전 속도 등에 따라서 적절히 변경되는 것이며, 크로스 롤러 베어링이라도 되며, 4축 동축 모터의 경우, 한층 더 기계적인 강성을 높이기 위해서, 별도의 베어링으로 지지하는 구조로 해도 되며, 고속 회전하는 경우 등, 다점 접촉 베어링을 이용할 수 없는 경우는, 각 축의 회전자를 지지하는 베어링 및 별도의 베어링을 깊은 홈 볼 베어링이나 앵귤러 베어링으로서 예압을 거는 구조로서도 되고, 초진공중에서 사용되는 경우는 궤도 바퀴에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅한 것과 같은 가스방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용해도 된다.In addition, although the bearings 19 and 19 'demonstrated the example which used the four-point contact ball bearing for vacuum grease lubrication, it is not limited to this type, material, and lubrication method, According to the environment used, load conditions, rotation speed, etc. It may be changed appropriately, or may be a cross roller bearing. In the case of a four-axis coaxial motor, in order to further increase mechanical rigidity, it may be a structure supported by a separate bearing. If not, the bearing supporting the rotor of each shaft and a separate bearing may be preloaded as deep groove ball bearings or angular bearings, and when used in ultra vacuum, soft metals such as gold or silver may be used for the track wheels. Metal lubrication without gas release such as plating may be used.

또 자기 커플링으로서 기능하는 내측 로터로서, 영구자석과 백 요크를 이용한 형식에서 설명하였지만, 영구자석과 백 요크의 재질 및 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리졸버의 질량과 베어링의 마찰 토크에 따라서는 외측 로터와 같은 극수가 아니어도 되고, 같은 폭이 아니어도 된다. 영구자석을 이용하지 않은 돌극에서도 된다.In addition, although the inner rotor functioning as a magnetic coupling has been described in the form of using a permanent magnet and a back yoke, the materials and shapes of the permanent magnet and the back yoke are not limited thereto. For example, depending on the mass of the resolver and the friction torque of the bearing, the number of poles may not be the same as that of the outer rotor or may not be the same width. This can also be done with a permanent pole without a permanent magnet.

또 각도 검출기로서 리졸버를 이용한 예로 설명하였지만, 제조 비용이나 분해능에 따라서 적절히 변경되는 것이고, 예를 들면 광학식의 로터리 엔코더로도 된다.Moreover, although the example which used the resolver as an angle detector was demonstrated, it changes suitably according to manufacturing cost or resolution, For example, it may be an optical rotary encoder.

또 각도 검출기의 회전측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(33, 33')으로서, 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 윤활방법에 한정되는 것은 아니고, 설치 스페이스나 마찰 토크, 회전 속도 등에 따라서 적절히 변경되는 것이고, 고속 회전이나 마찰 토크의 저하 등, 다점 접촉 베어링을 이용할 수 없는 경우는 앵귤러 베어링이나 깊은 홈 볼 베어링을 각 축마다 2개 배치하여 예압을 거는 구조로서도 된다. Moreover, although the example which used the four-point contact ball bearing of grease lubrication was demonstrated as the bearings 33 and 33 'rotatably supporting the rotation side of an angle detector, it is not limited to this type and a lubrication method, If the multi-point contact bearing cannot be used, such as high speed rotation or lowering of friction torque, the angular bearing and the deep groove ball bearing are arranged in each axis to preload. Become .

또 그 외의 그 외의 격벽의 밖, 안에 배치되는 구조 부품 및 격벽의 재질, 형상, 제조방법은 제조비용이나 사용되는 환경, 하중조건, 구성 등에 의해 적절히 변경되는 것이다.In addition, the materials, shapes, and manufacturing methods of structural components and partitions arranged outside and inside other partitions are appropriately changed depending on manufacturing costs, the environment used, load conditions, and configurations.

이상 상술한 모터 시스템은, 각 축의 로터나, 회전자, 리졸버에 이용한 자기 커플링으로부터 누출되는 자속(磁束)에 의해, 서로의 로터나 회전검출시에 이용한 자기 커플링에 회전방향의 추력을 발생시키지 않도록, 서로의 자계를 차폐하기 위한 자기 실드를 각 축의 로터 사이에 설치하거나, 각 축의 로터, 스테이터, 리졸버로부터 발생하는 전자계에 의해 서로의 리졸버에 간섭하지 않도록, 서로의 전자계를 차폐하기 위한 자기 실드를 설치하거나, 축 방향에 인접하는 축끼리의 로터의 극수나 스테이터의 슬롯수를 변경거나 함으로써, 각 축 상호에 발생하는 자기적 간섭을 방지하고 있으므로, 각 축의 축 방향 길이와, 각 축의 축 방향 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 2축 동축, 4축 동축이라는 다축 동축 모터 시스템이면서, 전체의 축 길이를 억제한 구성이 가능하다. 특히, 4축 동축이라는 다축 구성의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 시스템에서는, 챔버구조를 크게 바꾸지 않고 고정밀의 위치 결정을 할 수 있는 프록 레그 암식 로보트를 2대 설치할 수 있으므로, 장치 전체의 성능 및 가동률을 높일 수 있다.The above-described motor system generates the thrust in the rotational direction to the magnetic coupling used in the rotor and rotation detection of each other by the magnetic flux leaking from the magnetic coupling used in the rotor, the rotor, and the resolver of each shaft. Magnetic shields for shielding each other's electromagnetic fields so as not to interfere with each other's resolvers by installing magnetic shields for shielding each other's magnetic fields between the rotors of each axis, or by electromagnetic fields generated from the rotors, stators, and resolvers of each axis. By installing the shield or changing the number of poles of the rotor and the number of slots of the stator between the axes adjacent to the axial direction, the magnetic interference occurring in each axis is prevented. Therefore, the axial length of each axis and the axis of each axis are prevented. The direction distance can be shortened. Therefore, the structure which restrained the whole axial length is possible, although it is a multi-axis coaxial motor system of 2 axis coaxial and 4 axis coaxial. In particular, in a system using a multi-axis direct drive motor called 4-axis coaxial, two prog leg arm robots can be installed that can be positioned with high precision without greatly changing the chamber structure, thereby increasing the performance and operation rate of the entire apparatus. Can be.

이상, 본 발명을 실시의 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시의 형태에 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니며, 적절히 변경·변형이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 본 실시의 형태의 다이렉트 드라이브 모터는, 진공분위기에 한정하지 않고, 대기외의 분위기에서 사용할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조공정의 경우, 진공 배기 후에 진공조 내부에 에칭용의 반응성 가스가 도입되는 일이 있지만, 본 실시의 형태의 다이렉트 드라이브 모터에서는 격벽에 의해 내부와 외부가 차폐되어 있기 때문에, 모터 코일이나 절연재 등이 에칭되어 버릴 우려도 없다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, it should be understood that this invention is not limited to the said embodiment, Comprising: It is a matter of course that a change and deformation are possible suitably. For example, the direct drive motor of the present embodiment is not limited to the vacuum atmosphere, and can be used in an atmosphere outside the atmosphere. For example, in the case of a semiconductor manufacturing process, the reactive gas for etching may be introduce | transduced into a vacuum chamber after vacuum evacuation, but since the inside and the exterior are shielded by a partition in the direct drive motor of this embodiment, There is no possibility that a motor coil, an insulation material, etc. may be etched.

〔제2의 실시의 형태〕[2nd Embodiment]

다음에, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 8은, 본 실시의 형태에 관한 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록 레그 암식 반송장치의 사시도이다. 도 8에 있어서, 2개의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 직렬로 연결하고 있다. 하측의 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 모터에는 제1암(A1)이 연결되고, 제1암(A1)의 선단에는 제1링크(L1)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 한편, 상측의 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 모터에는 제2암(A2)이 연결되고, 제2암(A2)의 선단에는 제2링크(L2)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 링크(L1, L2)는 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T)에 각각 피봇 가능하게 연결되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, embodiment of this invention is described with reference to drawings. 8 is a perspective view of a lock leg female conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment. In FIG. 8, two direct drive motors D1 and D2 are connected in series. The first arm A1 is connected to the motor of the lower direct drive motor D1, and the first link L1 is pivotally connected to the tip of the first arm A1. On the other hand, the second arm A2 is connected to the motor of the upper direct drive motor D2, and the second link L2 is pivotally connected to the tip of the second arm A2. The links L1 and L2 are pivotably connected to the table T on which the wafers W are placed.

도 8에서 명백하지만, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 로터가 각각 같은 방향으로 회전하면, 테이블(T)도 같은 방향으로 회전하고, 이러한 로터가 역방향으로 회전하면 테이블(T)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 접근 또는 이격하도록 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 임의의 각도로 회전시키면, 테이블(T)이 닿는 범위 내에서 임의의 2차원 위치에 웨이퍼(W)를 반송시킬 수 있다.As apparent from Fig. 8, when the rotors of the direct drive motors D1 and D2 rotate in the same direction, the table T also rotates in the same direction, and when the rotor rotates in the reverse direction, the table T is the direct drive motor. (D1, D2) is approached or spaced apart. Therefore, if the direct drive motors D1 and D2 are rotated at an arbitrary angle, the wafer W can be conveyed at any two-dimensional position within the range where the table T touches.

이와 같이 예를 들면, 반도체 제조장치에 있어서의 진공조 내에 배치되는 웨이퍼 반송암, 예를 들면 스칼라형이나 도면에 도시하는 프록 레그형과 같이 복수의 암을 구비한 장치에서는, 특히 복수의 회전모터가 필요해진다. 진공 환경에서는 외계와의 접촉 표면적을 극력 작게 하는 동시에, 스페이스를 유효하게 활용하기 위해서 모터 등의 부착구멍은 가능한 한 적게 할 필요가 있다. 또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 매우 작게하여 반송하기 위해서는, 암의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 그래서 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 복수, 하우징 부분에서 동축으로 연결하고, 연결 부분은 시일로 조밀하게 접합(용접, 오링, 금속 개스킷, 등에 의한 조밀한 접합)하여 모터 로터가 설치된 공간과 하우징 외부공간을 이격하는 것도 필요하다.In this way, for example, in a device having a plurality of arms such as a wafer carrier arm disposed in a vacuum chamber in a semiconductor manufacturing apparatus, for example, a scalar type or a prog leg type shown in the drawing, in particular, a plurality of rotary motors Is needed. In a vacuum environment, it is necessary to minimize the contact surface area with the outside world as much as possible and to make as small an attachment hole as possible for the motor or the like in order to effectively utilize the space. In addition, in order to convey the wafer W horizontally and with very small vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment acting on the tip of the arm at the rotor support. Therefore, the direct drive motors D1 and D2 are coaxially connected in plural and housing parts, and the connecting parts are tightly joined by a seal (tightly joined by welding, O-rings, metal gaskets, etc.) and the space where the motor rotor is installed. It is also necessary to space the outer space.

또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 적게 반송하기 위해서는 암(A1, A2)의 선단에 작용하는 모멘트를, 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 게다가 또, 진공 환경에서의 복수 축의 암 구동 시에는, 전원 투입시에 현재의 암의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1, A2) 등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있다. 이와 같은 요구에 응할 수 있는 다이륵테 드라이브 모터에 대해서 설명한다.Moreover, in order to convey the wafer W horizontally straight and with less vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment which acts on the front-end | tip of arm A1, A2 at the rotor support part. In addition, during arm drive of a plurality of axes in a vacuum environment, if the current rotation position of the arm is not recognized when the power is turned on, the arms A1 and A2 may collide with the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber. . A description will be given of a die drive motor capable of meeting these requirements.

도 9는, 도 8의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다. 도 10은, 도 9의 구성을 Ⅲ-Ⅲ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다. 도 9, 도 10을 참조하여 다이렉트 드라이브 모터의 내부구조에 대해서 설명한다. 또한, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)는 기본적인 구성이 동일하기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)만 설명하고, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하는 것으로 설명을 생략한다.FIG. 9 is a view of the configuration of FIG. 8 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIG. FIG. 10 is a view of the configuration of FIG. 9 taken along line III-III and viewed in the direction of the arrow. FIG. The internal structure of the direct drive motor will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In addition, since the basic structure of the direct drive motors D1 and D2 is the same, only the direct drive motor D1 will be described, and the description of the structure of the direct drive motor D2 will be omitted by the same reference numerals.

정반(G)에 플랜지(10a)를 고정시킨 중공 원통형의 본체(10)는, 그 상단에 작은 원판(11)을 볼트에 의해 연결하고 있다. 작은 원판(11)의 상면에는 대 원판(12)이 도시하지 않은 볼트에 의해 고정되어 있다. 본체(10)의 중앙은 스테이터에서의 배선 등을 통하기 위해 이용할 수 있다. 본체(10), 작은 원판(11), 대 원판(12)에 의해 하우징을 구성한다. 대 원판(12)의 상면에는 본체(10)의 개구를 덮는 덮개 부재(50)가 밀봉적으로 볼트고정되어 있다.The hollow cylindrical body 10 in which the flange 10a is fixed to the surface plate G connects the small disk 11 to the upper end with a bolt. The large disk 12 is fixed to the upper surface of the small disk 11 by bolts (not shown). The center of the main body 10 can be used for making wiring through a stator. The housing is constituted by the main body 10, the small disc 11, and the large disc 12. On the upper surface of the large disc 12, a lid member 50 covering the opening of the main body 10 is bolted sealingly.

본체(10)의 플랜지(10a)상에, 비자성체인 스텐레스제(SUS 304 등)의 원통형의 격벽(13)이 본체(10)에 대해서 동축으로 부착되어 있다. 격벽(13)의 상부는 얇게 되어 있고, 또한 상단은 반경 방향 내측에 절곡되어 있으며, 원판(12)에 의해 작은 원판(11)에 끼워지는 형태로 부착되어 있다. 또한, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 각 부재 사이에는 도시한 바와 같이 오링(OR)이 배치되고, 따라서, 본체(10)의 플랜지(10a)와, 격벽(13)과, 작은 원판(11)으로 둘러싸인 내부공간은, 그 외부로부터 기밀되어 있다. 또한, 격벽(13)은 반드시 비자성체일 필요는 없다. 또 오링(OR)을 이용하여 기밀하는 대신에 전자빔 용접이나 레이저빔 용접 등으로 부재간을 기밀하여도 좋다.On the flange 10a of the main body 10, a cylindrical partition 13 made of stainless steel (SUS 304 or the like), which is a nonmagnetic material, is coaxially attached to the main body 10. The upper part of the partition 13 is thin, and the upper end is bent radially inward, and is attached in the form of being fitted to the small disk 11 by the disk 12. As shown in FIG. Moreover, the O-ring OR is arrange | positioned between each member of the direct drive motor D1 so that the flange 10a, the partition 13, and the small disc 11 of the main body 10 may be arranged. The enclosed internal space is hermetically sealed from the outside. In addition, the partition 13 does not necessarily need to be a nonmagnetic material. Alternatively, the members may be hermetically sealed by electron beam welding, laser beam welding, or the like instead of hermetically using the O-ring OR.

격벽(13)의 하부 외주에 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(14)의 내륜이 끼워 맞추어지고, 격벽(13)에 볼트로 고정되는 내륜 홀더(15)에 의해 격벽(13)에 대해서 부착되어 있다. 한편, 베어링(14)의 외륜은, 외측 로터(16)의 내주에 끼워 맞추어지고, 외측 로터(16)에 볼트로 고정되는 외측 홀더(17)에 의해 외측 로터(16)에 대해서 부착되어 있다. 즉, 외측 로터(16)는 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(14)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하고 있고, 또 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 외측 로터(16)가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용해도 되고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.The inner ring of the four-point contact ball bearing 14 used in vacuum is fitted to the lower outer periphery of the partition 13, and the partition 13 is supported by the inner ring holder 15 which is bolted to the partition 13. Attached. On the other hand, the outer ring of the bearing 14 is fitted to the inner circumference of the outer rotor 16 and is attached to the outer rotor 16 by an outer holder 17 which is bolted to the outer rotor 16. That is, the outer rotor 16 is rotatably supported with respect to the partition 13. Bearing 14 is a plate made of metal lubrication with no outgassing in vacuum and plated with soft metals such as gold and silver on the inner and outer rings, and is a four-point contact ball bearing. Moment in the direction in which the outer rotor 16 from the tilt direction can be received, but not limited to the four-point contact type, cross rollers, cross balls, cross taper bearings can also be used, may be used in a preload state, and improved lubricity For this purpose, a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed.

외측 로터(16)의 내주면에는 외측 로터 자석(18)이 부착되어 있다. 외측 로터 자석(18)은 24극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 12개 교대로 자성금속으로 이루어지고, 백 요크(19)에 조립되어 있다. 백 요크(19)는 자성 스텐레스에도, 철에 니켈 도금한 것에도 좋다. 본 실시의 형태에 있어서는 외측 로터 자석(18)은 네오디뮴철 붕소의 자석에 니켈 도금한 것을 이용하고 있다. 또 이 외측 로터 자석(18)은 외측 로터(16)에 대해서, 비자성 금속의 쐐기를 나사로 단단히 조으고 있다. 그 때문에 접착제 등의 수지는 배치되지 않고, 다이렉트 드라이브 모터(D1)를 진공중에 배치한 경우라도 흡장 불순분자의 방출 가스를 매우 적게할 수 있다. 또한, 외측 로터 자석(18)의 상부를 덮도록 하여 기밀 실드판(30)이 외측 로터(16)에 부착되어 있다.An outer rotor magnet 18 is attached to the inner circumferential surface of the outer rotor 16. The outer rotor magnet 18 has a 24-pole configuration, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating twelve, and are assembled to the back yoke 19. The back yoke 19 may be made of magnetic stainless steel or nickel plated with iron. In the present embodiment, the outer rotor magnet 18 is formed by plating nickel on a magnet of neodymium iron boron. This outer rotor magnet 18 is fastened with a screw of a non-magnetic metal wedge against the outer rotor 16. Therefore, resins such as adhesives are not disposed, and even when the direct drive motor D1 is disposed in a vacuum, the discharge gas of the occlusion molecules can be extremely reduced. Moreover, the airtight shield plate 30 is attached to the outer rotor 16 so that the upper part of the outer rotor magnet 18 may be covered.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 외측 로터(16)의 내주면에 대향하도록 하여 스테이터(29)가 배치되어 있다. 스테이터(29)는 스테이터 홀더(20)에 의해 본체(10)의 플랜지(10a)에 부착되어 있고, 도 10에 도시하는 바와 같이, 원통형에 U상, V상, W상의 순서로 각 상 12개의 코일이 늘어서고, 따라서, 합계 36개의 코일을 포함하고 있다. 이 코일은, 몰드재로 성형하여 일체화하고 있다. 이와 같이 스테이터(29)를 격벽(13)의 내측에 배치하고 있으므로, 수냉(水冷)이나 공냉(空冷) 등의 강제 냉각을 행할 수 있다. In the radially inner side of the partition 13, The stator 29 is arrange | positioned so that the inner peripheral surface of the outer rotor 16 may be opposed. The stator 29 is attached to the flange 10a of the main body 10 by the stator holder 20, and as shown in FIG. 10, each of the 12 phases in the order of U phase, V phase, and W phase in a cylindrical shape is shown. The coils are lined up, and thus, a total of 36 coils are included. This coil is molded from a mold material and integrated. Thus, since the stator 29 is arrange | positioned inside the partition 13, forced cooling, such as water cooling and air cooling, can be performed .

스테이터(29)의 반경 방향 내측에, 내측 로터(21)가 배치되어 있다. 내측 로터(21)는, 본체(10)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(22)에 대하여, 볼 베어링(23)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 내측 로터(21)의 외주면에는 백 요크(25)를 개재하여 내측 로터 자석(24)이 부착되어 있다. 내측 로터 자석(24)은, 외측 로터 자석(18)과 마찬가지로 24극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 12개 교대로 자성금속으로 이루어지고, 백 요크(25)에 조립되어 있다. 따라서, 내측 로터(21)는 스테이터(29)에 의해 외측 로터(16)에 동기하여 회전 구동되게 되어 있다.The inner rotor 21 is disposed in the radially inner side of the stator 29. The inner rotor 21 is rotatably supported by the ball bearing 23 with respect to the resolver holder 22 bolted to the outer circumferential surface of the main body 10. The inner rotor magnet 24 is attached to the outer circumferential surface of the inner rotor 21 via the back yoke 25. As with the outer rotor magnet 18, the inner rotor magnet 24 has a 24-pole configuration, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating angles of twelve, and are assembled to the back yoke 25. Therefore, the inner rotor 21 is rotationally driven by the stator 29 in synchronization with the outer rotor 16.

내측 로터(21)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기용의 검출 로터(26)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로, 리졸버 홀더(22)의 외주에 리졸버(27, 28)를 부착하고 있지만, 본 실시의 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버(27)와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버(28)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 검출 로터(26)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또 코일에 대한 자석의 전기적 위상각도를 알수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이 극 검출센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Although the detection rotor 26 for a detector which measures a rotation angle is assembled in the inner periphery of the inner rotor 21, the resolver 27 and 28 are attached to the outer periphery of the resolver holder 22 in the form which opposes it. In the present embodiment, the high resolution incremental resolver 27 and the absolute resolver 28 capable of detecting which position in one rotation are located on the second floor. Therefore, even when the power supply is turned on, the rotation angle of the detection rotor 26 can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known, so that the drive current of the direct drive motor D1 is controlled. Rotation angle detection used in the present invention can be performed without using a pole detection sensor.

본 실시 형태에 이용되고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 검출 로터(26)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 리졸버(27, 28)의 스테이터의 자극의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 검출 로터(26)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 내측 로터(21)와 일체로 검출 로터(26)가 회전하면, 리졸버(27, 28)의 스테이터의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 검출 로터(26)의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 11에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 검출 로터(26) 즉, 내측 로터(21)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 검출 로터(26)와 리졸버(27, 28)로 검출기를 구성한다.In the high resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the detection rotor 26 has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and is parallel to the rotation axis on the outer circumferential surface of the stator of the resolvers 27 and 28. In each stimulus, a gear having a phase out of the detection rotor 26 is provided, and a coil is wound around each stimulus. When the detection rotor 26 rotates integrally with the inner rotor 21, the magnetoresistance between the magnetic poles of the stator of the resolvers 27 and 28 changes, and the rotation of the magnetoresistance is changed by one rotation of the detection rotor 26. Rotation of the detection rotor 26, i.e., the inner rotor 21, by allowing the fundamental wave component to be n periods, detecting the change in magnetoresistance, digitizing it by the resolver control circuit illustrated in FIG. 11, and using it as a position signal. The angle (or rotational speed) is detected. The detector is constituted by the detection rotor 26 and the resolvers 27 and 28.

본 실시의 형태에 있어서는, 내측 로터(21)는, 스테이터(29)에 의해 외측 로터(16)에 동기하여 회전 구동되게 되어 있으므로, 내측 로터(21)의 회전 각도를 검출할 수 있으면, 그것으로부터 즉시 외측 로터(16)의 회전 각도를 구할 수 있고, 그것에 의해 외측 로터(16)의 구동제어를 고정밀도로 행할 수 있다.In the present embodiment, since the inner rotor 21 is driven to rotate in synchronization with the outer rotor 16 by the stator 29, if the rotation angle of the inner rotor 21 can be detected, therefrom. The angle of rotation of the outer rotor 16 can be immediately obtained, whereby driving control of the outer rotor 16 can be performed with high accuracy.

도 12는, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동회로를 도시하는 블럭도이다. 외부의 컴퓨터로부터 회전 지령이 입력되었을 때, 모터 제어 회로(DMC)는 그 CPU로부터 3상 앰프(AMP)로 구동신호를 출력하고, 3상 앰프(AMP)로부터 다이렉트 드라이브 모터(D1)로 구동전류가 공급된다. 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 외측 로터(16)가 회전하고, 암(A1)을 이동시키게 되어 있다. 외측 로터(16)가 회전하면, 상술한 바와 같이 하여 회전 각도를 검출한 리졸버(27, 28)로부터 리졸버신호가 출력되므로, 그것을 리졸버 디지털 변환기(RDC)로 디지털 변환한 후에 입력한 CPU는, 외측 로터(16)가 지령위치에 도달하였는지의 여부를 판단하고, 지령위치에 도달하면, 3상 앰프(AMP)에서의 구동신호를 정지하는 것으로 외측 로터(16)의 회전을 정지시킨다. 이것에 의해, 외측 로터(16)의 서보제어가 가능해진다.12 is a block diagram showing a drive circuit of the direct drive motor D1. When a rotation command is input from an external computer, the motor control circuit DMC outputs a drive signal from the CPU to the three-phase amplifier AMP, and the drive current from the three-phase amplifier AMP to the direct drive motor D1. Is supplied. As a result, the outer rotor 16 of the direct drive motor D1 rotates to move the arm A1. When the outer rotor 16 rotates, the resolver signal is output from the resolvers 27 and 28 that detect the rotation angle as described above. Therefore, the CPU input after digital conversion to the resolver digital converter RDC is the outer side. It is determined whether the rotor 16 has reached the command position, and when the command position is reached, the rotation of the outer rotor 16 is stopped by stopping the drive signal from the three-phase amplifier AMP. This enables servo control of the outer rotor 16.

본 실시의 형태에 있어서는, 앱솔루트 리졸버(28)를 사용하고 있으므로, 검출 로터(26)의 전기각과 토크 지령에 따라서 3상의 스테이터 코일로 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 3상 코일(U상, V상, W상)에 전류를 흘리면 코어리스 모터의 구조이므로, 플레밍의 왼손의 법칙에 따라서 외측 로터(16), 내측 로터(21)에 각각 거의 동일한 토크를 발싱시키게 된다. 본래, 내측 로터(21)와 외측 로터(16)가 동기하지 않으면, 각각 회전이 자유로운 베어링으로 지지되어 있기 때문에In the present embodiment, since the absolute resolver 28 is used, the current flowing through the three-phase stator coil can be controlled according to the electric angle and the torque command of the detection rotor 26. If a current flows through the three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the direct drive motor D1, it is a coreless motor structure, and according to the law of the left hand of Fleming, the outer rotor 16 and the inner rotor 21 Each will generate nearly identical torques. Originally, if the inner rotor 21 and the outer rotor 16 are not synchronized, they are supported by bearings free of rotation, respectively.

TO : 외측 로터(16)에서의 발생 토크 T O : Generated torque at outer rotor 16

IO : 외측 로터(16)측의 부하도 포함한 관성I O : Inertia including load on the outer rotor 16 side

αO : 외측 로터(16)의 가속도α O : acceleration of outer rotor 16

TI : 내측 로터(21)에서의 발생 토크T I : Generated torque in the inner rotor 21

II : 내측 로터(21)의 관성I I : inertia of the inner rotor 21

αI : 내측 로터(21)의 가속도α I : acceleration of inner rotor 21

로 하면, 외측 로터(16)에 암(A1)을 부착하고 있기 때문에, IO : 외측 로터(16)측의 부하도 포함한 관성은 커지고 있는 것으로부터,In this case, since the arm A1 is attached to the outer rotor 16, I O : Since the inertia including the load on the outer rotor 16 side increases,

TO=IO×αO T O = I O × α O

TI=II×αI T I = I I × α I

와 같이 각각 다른 가속도로 회전하려고 한다.Try to rotate at different accelerations as

그렇지만, 외측 로터(16)와 내측 로터(21)는 동기하여 회전하므로, 회전 각도의 변위에 의해 소정의 토크를 발생한다. 그 때문에, 적재 부하가 없는 내측 로터(21)가 외측 로터(16)에 대해서, 토크의 발생 방향으로 미소 각도 위상이 진행되는 것으로 내측 로터(21)로부터 외측 로터(16)에 토크가 전달되고, 그 결과 내측 로터(21)와 외측 로터(16)의 가속도가 동일하게 되도록 토크가 전달되게 되고, 코일이 발생하는 토크는 관성에 따른 토크가 발생된다.However, since the outer rotor 16 and the inner rotor 21 rotate in synchronization, a predetermined torque is generated by the displacement of the rotation angle. Therefore, the torque is transmitted from the inner rotor 21 to the outer rotor 16 in that the inner rotor 21 without the loading load advances in the direction in which the torque is generated with respect to the outer rotor 16. As a result, torque is transmitted so that the acceleration of the inner rotor 21 and the outer rotor 16 is the same, and the torque generated by the coil generates torque according to the inertia.

이상 상술한 본 실시 형태에서는 다이렉트 드라이브 모터(D1)가 모멘트력을 다점 접촉 베어링(14)으로 지지하고 있으므로, 강성이 높고, 암(A1)을 늘린 상태에서도 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 반송할 수 있다. 또 베어링(14)의 내륜은 격 벽(13)의 두께 부재로 조립하고 있으므로, 작용하는 힘은 격벽(13)에 거의 작용하지 않고, 본체(10)에 직접 걸리기 때문에, 격벽(13)이 깨져 버리는 위험성을 극히 작게 할 수 있다.In the present embodiment described above, since the direct drive motor D1 supports the moment force by the multi-point contact bearing 14, the rigidity is high and the wafer W is horizontally conveyed evenly while the arm A1 is extended. can do. In addition Since the inner ring of the bearing 14 is assembled by the thickness member of the partition wall 13, since the acting force hardly acts on the partition wall 13 and is directly caught by the main body 10, the partition wall 13 is broken. The risk can be made extremely small.

또 진공 환경에서의 복수 축의 암 구동시에는 전원 투입시에 현재의 암(A1)의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1) 등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있지만, 본 실시의 형태에서는 회전축의 1회전의 절대위치를 검출하는 앱솔루트 리졸버(28)와, 보다 분해능의 세세한 회전 위치를 검출하는 인크리멘탈 리졸버(27)로 이루어지는 가변 자기 저항형 리졸버를 채용하고 있으므로, 외측 로터(16), 즉 암(A1)의 회전 위치제어를 고정밀도로 행할 수 있다.Moreover, in the case of arm drive of multiple axes in a vacuum environment, if the current rotation position of the arm A1 is not recognized when the power is turned on, the arm A1 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber. In the embodiment, the variable magnetoresistive resolver composed of an absolute resolver 28 for detecting the absolute position of one rotation of the rotary shaft and an incremental resolver 27 for detecting the finer rotational position with a higher resolution is employed. Rotation position control of the rotor 16, that is, arm A1, can be performed with high accuracy.

또한, 여기에서는 내측 로터(21)의 회전 검출에 리졸버를 채용하였지만, 검출기를 격벽(13) 내부의 대기 측에 배치할 수 있기 때문에, 일반적으로 고정밀도 위치 결정에 사용하는 서보모터에 있어서는 고정밀도로 매끄럽게 구동하기 위한 위치 검출 수단으로서 채용되고 있는 광학식 엔코더나, 자기 저항 소자를 사용한 자기식 엔코더 등도 사용할 수 있다.In addition, although the resolver was used for rotation detection of the inner rotor 21 here, since a detector can be arrange | positioned to the atmospheric side inside the partition 13, in general, the servomotor used for high-precision positioning is performed with high precision. Optical encoders employed as position detection means for smoothly driving, magnetic encoders using magnetoresistive elements, and the like can also be used.

도 13은 본 실시 형태의 변형예를 도시하는 도면이다. 도 13에 도시하는 변형예에 있어서는 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 2조(합계 4개) 직렬로 배치하여 이루어지지만, 개개의 다이렉트 드라이브 모터에 관해서는 도 9에 도시하는 구성과 마찬가지이므로, 주요한 부품에 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.It is a figure which shows the modification of this embodiment. In the modified example shown in FIG. 13, the direct drive motors D1 and D2 are arranged in series (four in total), but the individual direct drive motors are the same as those shown in FIG. The same code | symbol is attached | subjected to a main component, and description is abbreviate | omitted.

본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터는 스테이터의 반경 방향 내측에 내측 로터를 배치하고 있으므로, 축선 방향 치수를 작게(얇게) 할 수 있기 때문에, 도 13에 도시하는 바와 같이 4개 직렬로서 반송 장치를 구성하여도, 높이 방향으로 컴팩트한 구성을 제공할 수 있다. 또한, 얇은 구성이므로 강성이 높아져 공진 등의 우려를 회피할 수 있고, 다축화에 유리하고 각 외측 로터의 제어 정수의 차이를 작게 할 수 있다. 또한, 동 형상의 다이렉트 드라이브 모터를 적층하여 이용하는 것으로, 고장시에는 그 다이렉트 드라이브 모터만을 교환하면 되고, 유지 보수성이 뛰어남과 함께, 교환 부품의 재고를 최소한으로 할 수 있다.Since the direct drive motor of this embodiment arrange | positions an inner rotor in the radial inside of a stator, since an axial dimension can be made small (thin), as shown in FIG. Moreover, a compact structure can be provided in the height direction. Further, because of the thin configuration, the rigidity can be increased to avoid the fear of resonance and the like, which is advantageous for multiaxialization and can reduce the difference in the control constants of the respective outer rotors. In addition, by stacking and using the same direct drive motor, in case of failure, only the direct drive motor needs to be replaced, which is excellent in maintainability and minimizes the inventory of the replacement parts.

도 14는 도 8에 도시하는 반송 장치에 이용할 수 있는 제2의 실시 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터의 도 9와 같은 단면도이다. 또한, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)는 기본적인 구성이 동일하기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)만 설명하고, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하는 것으로, 설명을 생략한다.FIG. 14 is a sectional view similar to FIG. 9 of the direct drive motor according to the second embodiment which can be used for the conveying apparatus shown in FIG. 8. FIG. In addition, since the direct drive motors D1 and D2 have the same basic configuration, only the direct drive motor D1 is described, and the configuration of the direct drive motor D2 is denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

도 14에 있어서, 정반(G)에 플랜지(110a)를 고정시킨 중공 원통형의 본체(110)는 그 상단에 작은 원판(111)을 볼트에 의해 연결되어 있다. 작은 원판(111)의 상면 외주측에는 대 원판(112)이 도시하지 않은 볼트에 의해 고정되어 있다. 본체(110)의 중앙은 스테이터에의 배선 등을 통하기 위해서 이용할 수 있다. 본체(110), 작은 원판(111), 대 원판(112)에 의해 하우징을 구성한다.In FIG. 14, the hollow cylindrical body 110 which fixed the flange 110a to the surface plate G is connected with the small disk 111 by the bolt at the upper end. On the outer circumferential side of the upper surface of the small disk 111, the large disk 112 is fixed by a bolt (not shown). The center of the main body 110 can be used in order to communicate with wiring to the stator. The housing is constituted by the main body 110, the small disc 111, and the large disc 112.

본체(110)의 플랜지(110a)상에 형성된 원통 부착부(110b)에 하단을 압입 끼워 맞춤 시키고, 비자성체인 스텐레스제(SUS 316L 등)의 원통형의 격벽(113)이 본체(110)에 대해서 동축에 장착되어 있다. 격벽(113)의 상부는 얇아지고 있고, 또한, 상단은 반경 방향 내측으로 절곡되어 있고, 원판(112)에 의해 작은 원판(111) 에 동시 고정되는 형태로 부착되어 있다. 또한, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 각 부재사이에는 도시하는 바와 같이 오링(OR)이 배치되고, 따라서, 본체(110)의 플랜지(110a)와, 격벽(113)과, 작은 원판(111)으로 둘러싸인 내부 공간은 그 외부로부터 기밀되어 있다. 또한, 격벽(113)은 반드시 비자성체일 필요는 없다. 또 오링(OR)을 이용하여 기밀하는 대신에, 전자빔 용접이나 레이저 빔 용접 등으로 부재 사이를 기밀하여도 좋다.The lower end is press-fitted to the cylindrical attachment part 110b formed on the flange 110a of the main body 110, and the cylindrical partition 113 made of stainless steel (SUS 316L etc.) which is a nonmagnetic material is provided with respect to the main body 110. FIG. It is mounted coaxially. The upper part of the partition 113 is thin, and the upper end is bent radially inward, and is attached in the form which is simultaneously fixed to the small disk 111 by the disk 112. As shown in FIG. Moreover, the O-ring OR is arrange | positioned between each member of the direct drive motor D1 so that the flange 110a, the partition 113, and the small disc 111 of the main body 110 may be arranged. The enclosed interior space is hermetically sealed from the outside. In addition, the partition wall 113 does not necessarily need to be a nonmagnetic material. Alternatively, instead of hermetically using the O-ring OR, the members may be hermetically sealed by electron beam welding, laser beam welding, or the like.

격벽(113)의 하부 외주에, 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(114)의 내륜이 끼워 맞추어지고, 격벽(113)에 볼트로 고정되는 내륜 홀더(115)에 의해, 격벽(113)에 대해서 장착되어 있다. 한편, 베어링(114)의 외륜은 외측 로터(116)의 내주에 끼워 맞추어지고, 외측 로터(116)에 볼트로 고정되는 외측 홀더(117)에 의해, 외측 로터(116)에 대해서 부착되어 있다. 즉, 외측 로터(116)는 격벽(113)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(114)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하고 있고, 또한 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 외측 로터(116)가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.The inner wall of the four-point contact ball bearing 114 used in vacuum is fitted to the lower outer periphery of the partition 113, and the partition 113 is formed by the inner ring holder 115 which is bolted to the partition 113. It is attached to. On the other hand, the outer ring of the bearing 114 is fitted to the outer circumference of the outer rotor 116 by an outer holder 117 fitted to the inner circumference of the outer rotor 116 and bolted to the outer rotor 116. That is, the outer rotor 116 is rotatably supported with respect to the partition wall 113. The bearing 114 uses a metal lubrication plated with a soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and has no outgassing during vacuum, and is a four-point contact ball bearing. Moment in the direction in which the outer rotor 116 tilts from, but not limited to four-point contact, cross rollers, cross balls, cross taper bearings can also be used, may be used in a preload state, lubricity In order to improve, you may perform a fluorine-type coating process (DFO).

외측 로터(116)의 내주면 중앙에는 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)이 부착되어 있다. 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 배치된 자성 금속으로 이루어지고, 백 요크(109)에 조립되 어 있다. 외측 로터(116)에 끼워 맞춤 고정되는 자기 커플링용 로터인 백 요크(109)는 자성 스텐레스에도, 철에 니켈 도금한 것에도 좋다. 본 실시 형태에 있어서는 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)은 네오디뮴철 붕소의 자석에 니켈 도금한 것을 이용하고 있다. 또한, 상기 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)은 외측 로터(116)에 대해서, 비자성 금속의 쐐기를 나사로 단단히 조으고 있다. 그 때문에 접착제 등의 수지는 배치되어 있지 않고, 다이렉트 드라이브 모터(D1)를 진공중에 배치한 경우에도, 흡장 불순 분자의 방출 가스를 극히 적게 할 수 있다. 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)의 상부를 덮도록 하여, 자기 실드판(103)이 외측 로터(116)에 부착되어 있다.The outer rotor magnet 108 for magnetic coupling is attached to the center of the inner circumferential surface of the outer rotor 116. The outer rotor magnet 108 for magnetic coupling has a 32-pole configuration, and is made of a magnetic metal in which 16 magnets of N pole and S pole are alternately arranged, and are assembled to the back yoke 109. The back yoke 109, which is a rotor for magnetic coupling fitted to the outer rotor 116, may be magnetically stainless or nickel plated with iron. In this embodiment, the outer rotor magnet 108 for magnetic coupling uses the nickel plated thing with the magnet of neodymium iron boron. Moreover, the said outer rotor magnet 108 for magnetic coupling fastens the non-magnetic metal wedge against the outer rotor 116 with a screw. Therefore, even if resin, such as an adhesive agent, is not arrange | positioned, even when the direct drive motor D1 is arrange | positioned in a vacuum, the emission gas of occluded impurity molecule | numerator can be made extremely small. The magnetic shield plate 103 is attached to the outer rotor 116 so as to cover the upper portion of the outer rotor magnet 108 for magnetic coupling.

또한, 외측 로터(116)의 내주면 상부에는 외측 로터 자석(118)이 부착되어 있다. 외측 로터 자석(118)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 배치된 자성 금속으로 이루어지고, 백 요크(119)에 조립되어 있다. 백 요크(119)는 자성 스텐레스에도, 철에 니켈 도금한 것에도 좋다. 본 실시 형태에 있어서는 외측 로터 자석(118)은 네오디뮴철 붕소의 자석에 니켈 도금한 것을 이용하고 있다. 또한, 상기 외측 로터 자석(118)은 외측 로터(116)에 대해서, 비자성 금속의 쐐기를 나사로 단단히 조으고 있다. 그 때문에 접착제 등의 수지는 배치되어 있지 않고, 다이렉트 드라이브 모터(D1)를 진공중에 배치한 경우에도, 흡장 불순 분자의 방출 가스를 극히 적게 할 수 있다. 외측 로터 자석(118)의 상부를 덮도록 하고, 자기 실드판(130)이 원판(112)의 아래쪽 면에 부착되어 있다.In addition, an outer rotor magnet 118 is attached to an upper portion of the inner circumferential surface of the outer rotor 116. The outer rotor magnet 118 is made of magnetic metal in which the magnets of the N pole and the S pole are alternately arranged in each of 32 poles, and are assembled to the back yoke 119. The back yoke 119 may be made of magnetic stainless steel or nickel plated with iron. In this embodiment, the outer rotor magnet 118 is nickel plated with a neodymium iron boron magnet. Moreover, the said outer rotor magnet 118 is fastening the wedge of a nonmagnetic metal with respect to the outer rotor 116 with a screw. Therefore, even if resin, such as an adhesive agent, is not arrange | positioned, even when the direct drive motor D1 is arrange | positioned in a vacuum, the emission gas of occluded impurity molecule | numerator can be made extremely small. The upper portion of the outer rotor magnet 118 is covered, and a magnetic shield plate 130 is attached to the lower surface of the disc 112.

격벽(113)의 반경 방향 내측에 있어서, 외측 로터 자석(118)에 대향하도록 하여, 스테이터(129)가 배치되어 있다. 스테이터(129)는 본체(110)에 부착되어 있고, 도시하지 않지만 원통형으로 U상이 3슬롯, V상이 3슬롯, W상이 3슬롯으로 합계 9슬롯의 코일을 4조 즉, 합계 36슬롯을 늘어놓아 이루어진다. 스테이터(129)의 상부를 덮도록 하고, 자기 실드판(102)이 외측 로터(116)에 부착되어 있다.In the radially inner side of the partition wall 113, the stator 129 is disposed to face the outer rotor magnet 118. The stator 129 is attached to the main body 110. Although not shown in the drawing, three coils of U slots, three slots of V phases, and three slots of W phases are arranged in four pairs of coils, that is, 36 slots in total. Is done. The magnetic shield plate 102 is attached to the outer rotor 116 so as to cover the top of the stator 129.

이 32극 36슬롯의 모터는 8극 9슬롯이라고 하는 코깅력이 적은 공지 기술의 모터의 4배의 슬롯 구성이므로, 마찬가지로 적은 코깅력을 실현할 수 있다. 또 8극 9슬롯 모터의 짝수배의 구성이므로, 외측 로터(116)의 대각선에 동상(同相), 동극(同極)이 배치되어 있다. 8극 9슬롯 모터에서는 자석의 흡인력의 언밸런스가, 지지하는 베어링에 래디얼력을 발생시켜, 베어링(114)의 강성 등에 의해 진동이 발생하는 일이 있지만, 짝수배의 구성이므로, 상기 언밸런스력이 대각선상의 동상 동극으로 상쇄되기 때문에, 외측 로터(116)를 지지하는 베어링(114)에는 언밸런스력은 작용하지 않고, 진동 발생을 억제한 특징이 있다.Since the 32-pole 36-slot motor has a slot structure four times larger than that of a conventional motor with a low cogging force of 8-pole 9 slots, similarly, a low cogging force can be realized. Moreover, since it is the structure of the even number of the 8-pole 9-slot motor, in-phase and the same pole are arrange | positioned at the diagonal of the outer rotor 116. As shown in FIG. In an 8-pole 9-slot motor, the unbalance of the magnet attraction force may generate a radial force in the bearing to support, and vibration may occur due to the rigidity of the bearing 114, but the unbalanced force is diagonal. Since it is canceled by the in-phase copper pole of the phase, the bearing 114 which supports the outer rotor 116 does not act, but has a characteristic which suppressed the generation | occurrence | production of a vibration.

더욱이, 격벽(113)의 반경 방향 내측에 있어서, 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)에 대향하도록 하여, 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)이 배치되어 있다. 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)은 본체(110)의 플랜지(110a)의 원통 부착부(110b)에 대해서, 베어링(123)을 개재하여 회전 가능하게 지지된 내측 로터(121)에 백 요크(125)를 개재하여 부착되어 있다. 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)은 커플링용 외측 로터 자석(108)과 마찬가지로 32극의 구성으로, N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 배치되어 있다. 따라서, 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)과 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)은 격벽(113)을 개재시키면서 다른 극을 대향시킨 상태로 서로 당기는 자력에 의해 상대 회전이 고정되고, 즉, 양자석간에 비접촉으로 작용하는 자기 커플링력에 근거하여, 내측 로터(121)는 백 요크(119) 즉, 외측 로터(116)와 동기하여 회전하게 되어 있다.Moreover, in the radially inner side of the partition 113, the inner rotor magnet 101 for magnetic coupling is arrange | positioned so that it may oppose the outer rotor magnet 108 for magnetic coupling. The inner rotor magnet 101 for magnetic coupling is connected to the inner rotor 121 rotatably supported via the bearing 123 with respect to the cylindrical attachment portion 110b of the flange 110a of the main body 110. It is attached via 125). The inner rotor magnet 101 for magnetic coupling has a configuration of 32 poles similarly to the outer rotor magnet 108 for coupling, and the magnets of the N pole and the S pole are alternately arranged in each of 16 pieces. Therefore, the inner rotor magnet 101 for magnetic coupling and the outer rotor magnet 108 for magnetic coupling are fixed relative rotation by magnetic force pulling each other with the other pole facing each other via the partition 113, that is, both The inner rotor 121 rotates in synchronization with the back yoke 119, i.e., the outer rotor 116, based on the magnetic coupling force acting in a non-contact manner on the space.

내측 로터(121)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기용의 검출 로터(126)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로, 본체(110)의 외주에, 리졸버(127, 128)를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버(127)와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버(128)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 검출 로터(126)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이, 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Although the detection rotor 126 for a detector which measures a rotation angle is assembled in the inner periphery of the inner rotor 121, the resolver 127, 128 is attached to the outer periphery of the main body 110 in the form which opposes it. In this embodiment, a high resolution incremental resolver 127 and an absolute resolver 128 capable of detecting which position in one rotation are located on the second floor. For this reason, even when the power supply is turned on, the rotation angle of the detection rotor 126 can be known, the zero point return is not necessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known, so that the drive current of the direct drive motor D1. The rotation angle detection used for control is enabled without using a pole detection sensor.

본 실시 형태에서 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 검출 로터(126)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 리졸버(127, 128)의 스테이터의 자극 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 검출 로터(126)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 내측 로터(121)와 일체로 검출 로터(126)가 회전하면, 리졸버(127, 128)의 스테이터의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 검출 로터(126)의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 11에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 검출 로터(126) 즉, 내측 로터(121)의 회전 각도(또는 회전 속도) 를 검출하도록 되어 있다. 검출 로터(126)와 리졸버(127, 128)로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the detection rotor 126 has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the magnetic pole outer peripheral surfaces of the resolvers 127 and 128 are parallel to the rotation axis. In each magnetic pole, a gear having a phase out of the detection rotor 126 is provided, and a coil is wound around each magnetic pole. When the detection rotor 126 rotates integrally with the inner rotor 121, the magnetoresistance between the magnetic poles of the stator of the resolvers 127 and 128 changes, and the rotation of the magnetoresistance is changed by one rotation of the detection rotor 126. Rotation of the detection rotor 126, i.e., the inner rotor 121, by allowing the fundamental wave component to have n periods, detecting the change in magnetoresistance, digitizing it by the resolver control circuit illustrated in FIG. 11, and using it as a position signal. The angle (or rotational speed) is detected. The detector is constituted by the detection rotor 126 and the resolvers 127 and 128.

본 실시 형태에 있어서는 내측 로터(121)는 자기 커플링을 개재하여 외측 로터(116)에 동기하여 회전 구동되게 되어 있으므로, 내측 로터(121)의 회전 각도를 검출할 수 있으면, 그리고 즉시 외측 로터(116)의 회전 각도를 구할 수 있다. 또 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터(D1)는 도 12에 도시하는 것 같은 구동 회로에 의해 서보 제어된다.In the present embodiment, since the inner rotor 121 is driven to rotate in synchronization with the outer rotor 116 via the magnetic coupling, if the rotation angle of the inner rotor 121 can be detected, and immediately the outer rotor ( The angle of rotation of 116 can be obtained. Moreover, the direct drive motor D1 of this embodiment is servo controlled by the drive circuit as shown in FIG.

본 실시 형태에 있어서는 자기 실드판(102, 103)은 스테이터(129)와 외측 로터 자석(118)과의 사이에 발생하는 자계가, 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)과 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)간의 흡인력을 어지럽혀 자기 커플링 작용에 영향을 주지 않게 하기 위해서 설치되어 있다. 단, 스테이터(129) 및 외측 로터 자석(118)의 자극이 32극으로, 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)과 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)의 자극도 32극이기 때문에, 각각 같은 자극수이기 때문에, 자기 실드판(102, 103)을 생략해도, 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)과 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)간의 흡인력이 특별히 흐트러지는 일은 없다. 따라서, 자기 실드판(102, 103)은 스테이터(129) 및 외측 로터 자석(118)의 자극과 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)과 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)의 자극이 다른 경우에 특히 유효하다.In the present embodiment, the magnetic shield plates 102 and 103 have a magnetic field generated between the stator 129 and the outer rotor magnet 118, and the inner rotor magnet 101 for magnetic coupling and the outer rotor magnet for magnetic coupling. It is provided so as to disturb the suction force between the 108 and not affect the magnetic coupling action. However, since the magnetic poles of the stator 129 and the outer rotor magnet 118 are 32 poles, the magnetic poles of the inner rotor magnet 101 for magnetic coupling and the outer rotor magnet 108 for magnetic coupling are also 32 poles. Because of the number, even if the magnetic shield plates 102 and 103 are omitted, the suction force between the inner rotor magnet 101 for magnetic coupling and the outer rotor magnet 108 for magnetic coupling is not particularly disturbed. Therefore, the magnetic shield plates 102 and 103 are used when the magnetic poles of the stator 129 and the outer rotor magnet 118 are different from the magnetic poles of the inner rotor magnet 101 for magnetic coupling and the outer rotor magnet 108 for magnetic coupling. Especially valid.

그런데, 자기 커플링의 작용에 의해, 외측 로터(116)가 진동하면, 내측 로터(121)도 따라서 진동하고, 그것에 기초하여 리졸버(127, 128)가 각도 위치를 검 출하여 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 제어를 행하면, 외측 로터(116)의 회전 동작이 이상(異常)하게 될 우려가 있다. 이것을 자기 커플링계의 공진(共振)이라고 한다. 본 실시 형태에서는 격벽(113)을 이용하여 이러한 동작 이상을 회피하고 있다.However, when the outer rotor 116 vibrates by the action of the magnetic coupling, the inner rotor 121 also vibrates accordingly, and the resolvers 127 and 128 detect the angular position based on the direct drive motor D1. ), The rotational motion of the outer rotor 116 may be abnormal. This is called resonance of the magnetic coupling system. In this embodiment, the partition wall 113 is used to avoid such an operation abnormality.

이하에, 격벽(113)의 와전류 손해를 이용한 자기 커플링계의 공진 주파수의 게인피크치를 작게 하는 원리를 도시한다. 도 15는 격벽(113)에 와전류 손해가 발생하는 상태를 도시하는 모식도이다. 도 15에 있어서, 외측 로터(116)에는 자기 커플링용 외측 로터 자석(108)의 N극이 부착되고, 내측 로터(121)에는 자기 커플링용 내측 로터 자석(101)의 S극이 부착되고, 그것들은 격벽(113)을 사이에 두고 대향 배치되어 자기 커플링을 형성하고 있는 것으로 한다.The principle of reducing the gain peak value of the resonance frequency of the magnetic coupling system using the eddy current damage of the partition 113 is shown below. 15 is a schematic diagram showing a state in which eddy current damage occurs in the partition wall 113. In Fig. 15, the outer rotor 116 is attached with an N pole of the outer rotor magnet 108 for magnetic coupling, and the inner rotor 121 is attached with an S pole of the inner rotor magnet 101 for magnetic coupling. It is assumed that the silver partitions face each other with the partition wall 113 therebetween to form a magnetic coupling.

여기서, 도 15에서는 도시하지 않은 스테이터에 소정의 전력을 공급하면, 외측 로터(116)가 도면에서 화살표 방향으로 회전하지만, 격벽(113)을 관통하는 자력에 기초한 자기 커플링 작용에 의해, 내측 로터(121)도 같은 방향을 동반 회전한다. 이때, 격벽(113)의 a측(자속밀도가 증대하는 측)에는 자속을 약하게 하는 방향으로 와전류(A)가 발생한다. 또 격벽(113)의 b측(자속밀도가 감소하는 측)에는 자속을 강하게 하는 방향으로, 역회전의 와전류(B)가 발생한다. 이것이, 자속의 변화를 방해하도록 전류가 발생하는 와전류의 원리이다.Here, in FIG. 15, when a predetermined electric power is supplied to a stator not shown, the outer rotor 116 rotates in the direction of the arrow in the drawing, but the inner rotor is caused by a magnetic coupling action based on the magnetic force passing through the partition wall 113. Reference numeral 121 also rotates in the same direction. At this time, the eddy current A generate | occur | produces in the a side (the side which magnetic flux density increases) of the partition 113 in the direction which weakens a magnetic flux. On the b side of the partition 113 (the side where the magnetic flux density decreases), an eddy current B of reverse rotation is generated in the direction of increasing the magnetic flux. This is the principle of eddy currents in which a current is generated so as to prevent a change in magnetic flux.

도 16은 3개의 자석을 열 방향으로 도시한 도 15와 같은 모식도이며, 와전류를 이용하여 회전에 대한 브레이크력이 발생하는 상태를 나타내고 있다. 외측 로터(116)가 도 16에 화살표로 도시하는 방향으로 상대 회전하면, 도 15에 도시하는 원리에 의해 격벽(113)에는 와전류가 발생하여 자속을 발생한다. 와전류에 의해 발생한 자속은 외측 로터(116)에 구비된 자석(108)의 진행 방향에 대해서 반발력을 발생한다. 이 와전류는 자속의 변화율이 높을수록 커지므로, 격벽(113)의 투자율(透磁率, 자기 저항)과 자석(108)의 자속밀도, 주파수가 높을수록 커진다. 격벽(113)은 그 재질과 형상으로부터 고유의 자기 저항치와 전기 저항값을 가지고 있고, 전기 저항값과 와전류의 2승의 곱이 격벽(113)의 와전류 손해가 된다. 따라서, 주파수에 의존하는 격벽(113)의 와전류 손해에 의해, 자기 커플링 작용시에는 외측 로터(116)의 덤핑 저항이 생기고, 예를 들면, 외측 로터(116)가 진동하고 있는 경우, 이것을 감쇠시키는 효과를 가진다.FIG. 16 is a schematic diagram as shown in FIG. 15 showing three magnets in a column direction, and shows a state in which a brake force for rotation is generated using an eddy current. When the outer rotor 116 rotates relatively in the direction indicated by the arrows in FIG. 16, eddy currents are generated in the partition wall 113 by the principle shown in FIG. 15 to generate magnetic flux. The magnetic flux generated by the eddy current generates a repulsive force with respect to the traveling direction of the magnet 108 provided in the outer rotor 116. Since the eddy current increases as the rate of change of the magnetic flux increases, the higher the magnetic permeability (透 磁 率, magnetic resistance) of the partition wall 113 and the magnetic flux density and frequency of the magnet 108 become. The partition 113 has an intrinsic magnetoresistance value and an electrical resistance value from its material and shape, and the product of the square of the electrical resistance value and the eddy current becomes the eddy current damage of the partition wall 113. Therefore, due to the eddy current damage of the partition wall 113 depending on the frequency, the dumping resistance of the outer rotor 116 is generated during the magnetic coupling action, for example, when the outer rotor 116 vibrates, this is attenuated. It has an effect.

도 17은 격벽이 없는 경우에 있어서의 모터의 제어계 블럭도이며, 도 18은 격벽이 있는 경우에 있어서의 모터의 제어계 블럭도이다. 격벽(113)이 없을 때는 도 17에 도시하는 바와 같이, 자기 커플링의 용수철 강성(Kf)만에 의하여, 외측 로터(116)는 반력을 받고, 격벽(113)이 있을 때는 도 18에 도시하는 바와 같이, 자기 커플링의 용수철 강성(Kf)과 격벽의 덤핑 저항(Cf)에 기초하는 반력을 받는 것을 알 수 있다.Fig. 17 is a block diagram of the control system of the motor when there is no partition, and Fig. 18 is a block diagram of the control system of the motor when the partition is present. When there is no partition 113, as shown in FIG. 17, the outer rotor 116 receives reaction force only by the spring stiffness Kf of a magnetic coupling, and when there exists a partition 113, it shows in FIG. As can be seen, it is seen that the reaction force is received based on the spring stiffness Kf of the magnetic coupling and the dumping resistance Cf of the partition wall.

여기서, 도 18에 도시하는 제어계에 있어서, 모터 토크(Te)에 대한 모터 속도(ωrm)의 전달 함수는 식 (1)과 같이 되고, 그 공진 주파수, 감쇠율은 식 (2), (3), (4), (5)와 같이 된다. 단, Jm은 모터 관성, Jr는 리졸버 관성, Kf는 자기 커플링의 용수철 계수, Cf는 자기 커플링의 덤핑 저항, ωa는 공진 주파수, ωz는 반(反)공진 주파수, ξa, ξz는 감쇠율이다.Here, in the control system shown in Fig. 18, the transfer function of the motor speed ωrm with respect to the motor torque Te becomes as shown in equation (1), and the resonance frequency and attenuation rate are expressed by equations (2), (3), It becomes as (4), (5). Where Jm is motor inertia, Jr is resolver inertia, Kf is spring coefficient of magnetic coupling, Cf is dumping resistance of magnetic coupling, ωa is resonance frequency, ωz is anti-resonant frequency, ξ a , ξ z is Attenuation rate.

Figure 112008064359818-PCT00001
Figure 112008064359818-PCT00001

이 전달 함수(G)의 주파수 특성을 도 19, 도 20에 도시한다. 게인은 공진점(ωat)에서 큰 피크치를 가지지만, 이것은 감쇠율 ξa(또는 Cf : 와전류 손해에 의한 덤핑 저항)이 작아지면, 작아질수록 커진다. 즉, 주파수에 대한 와전류 손해가 작으면, 작을수록 공진의 게인 피크치는 커지는 것을 알 수 있다. 이 공진이 크면 리졸버의 각도 검출 신호의 위상과 외측 로터의 위상이 역위상이 되어, 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터는 발진해 버릴 우려가 있다. 이것을 회피하기 위 해서는 감쇠율 ξa를 크게 하면 좋고, 이 경우, 격벽의 와전류 손해로 이루어지는 덤핑 저항을 크게 하는 것으로 피크치를 작게 할 수 있다. 종래에는 모터 제어부 등에서 이 공진 주파수에 놋치필터를 이용한 각도 신호를 이용하는 것으로 발진을 막아 왔지만, 놋치필터의 특성이 너무 강하면, 그 공진 주파수 근방의 각도 신호를 제어할 수 없게 되어 버릴 우려가 있다. 이것에 대해, 격벽의 와전류 손해를 이용하는 것으로 공진 주파수의 피크치를 작게 하는 것으로, 공진 주파수 근방도 제어할 수 있게 된다. 또한, 자기 커플링의 용수철 강성은 도 21과 같이 나타내어진다.The frequency characteristics of this transfer function G are shown in FIG. 19, FIG. Gain is only have a large peak at the resonance point (ωat), this is a damping factor ξ: When the smaller (or Cf dumping resistance due to eddy current loss), the higher becomes smaller. In other words, it is understood that the smaller the eddy current loss with respect to the frequency, the larger the gain peak value of resonance becomes. If the resonance is large, the phase of the angle detection signal of the resolver and the phase of the outer rotor may be reversed, thereby causing the direct drive motor to oscillate. Not in order to avoid this well by increasing the damping factor ξ a, in this case, it is possible to reduce the peak value by increasing the dump resistance consisting of an eddy current loss of the partition walls. In the past, oscillation has been prevented by using an angle signal using a notch filter for this resonance frequency in a motor control unit. However, if the characteristics of the notch filter are too strong, there is a possibility that the angle signal near the resonance frequency cannot be controlled. On the other hand, by using the eddy current damage of a partition, the peak value of a resonance frequency can be made small, and the vicinity of a resonance frequency can also be controlled. In addition, the spring stiffness of the magnetic coupling is shown in FIG.

본 발명에 의한 2축 동축 다이렉트 드라이브 모터는 격벽의 와전류 손해를 이용하는 것으로, 자기 커플링의 공진 주파수의 게인의 피크를 작게 할 수 있다. 다만, 와전류 손해는 격벽의 발열로 연결되므로, 발열을 고려하여, 격벽의 재질, 형상을 결정하는 것이 바람직하다. 또한, 약한 놋치필터의 효과와 함께 덤핑 저항을 결정하는 것으로, 발열이 적고, 제어를 가능하게 할 수 있다.The biaxial coaxial direct drive motor according to the present invention utilizes the eddy current loss of the partition wall, thereby making it possible to reduce the peak of the gain of the resonance frequency of the magnetic coupling. However, since the eddy current damage is connected to the heat generation of the partition wall, it is preferable to determine the material and shape of the partition wall in consideration of the heat generation. In addition, by determining the dumping resistance together with the effect of the weak notch filter, the heat generation is small and the control can be made possible.

이상, 본 발명을 실시 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되어 해석되어서는 안되고, 적절하게 변경·개량이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터는 진공 분위기에 한정되지 않고, 대기외의 분위기로 사용할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조 공정의 경우, 진공 배기 후에 진공조 내부에 에칭용의 반응성 가스가 도입되는 일이 있지만, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터에서는 격벽에 의해 내부와 외부가 차폐되 어 있기 때문에, 모터 코일이나 절연재 등이 에칭되어 버릴 우려도 없다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, this invention is limited to the said embodiment and should not be interpreted, Of course, it can change and improve suitably. For example, the direct drive motor of this embodiment is not limited to a vacuum atmosphere, but can be used in an atmosphere outside the atmosphere. For example, in the semiconductor manufacturing process, the reactive gas for etching may be introduced into the vacuum chamber after vacuum evacuation, but in the direct drive motor of the present embodiment, since the inside and the outside are shielded by the partition wall, There is no possibility that a motor coil, an insulation material, etc. may be etched.

〔제 3의 실시 형태〕[Third embodiment]

다음에, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 22는 본 실시 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록레그(frog leg) 암식 반송 장치의 사시도이다. 도 22에 있어서, 2개의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 직렬로 연결되어 있다. 하측의 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 로터에는 제 1 암(A1)이 연결되고, 제 1 암(A1)의 선단에는 제 1 링크(L1)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 한편, 상측의 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 로터에는 제 2 암(A2)이 연결되고, 제 2 암(A2)의 선단에는 제 2 링크(L2)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 링크(L1, L2)는 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T)에 각각 피봇 가능하게 연결되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, embodiment of this invention is described with reference to drawings. 22 is a perspective view of a frog leg female conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment. In Fig. 22, two direct drive motors D1 and D2 are connected in series. The first arm A1 is connected to the rotor of the lower direct drive motor D1, and the first link L1 is pivotally connected to the tip of the first arm A1. On the other hand, the second arm A2 is connected to the rotor of the upper direct drive motor D2, and the second link L2 is pivotally connected to the tip of the second arm A2. The links L1 and L2 are pivotably connected to the table T on which the wafers W are placed.

도 22에서 명백하지만, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 로터가 각각 같은 방향으로 회전하면, 테이블(T)도 같은 방향으로 회전하고, 이러한 로터가 역방향으로 회전하면, 테이블(T)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 접근 또는 이격하도록 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 임의의 각도로 회전시키면, 테이블(T)이 닿는 범위내에서, 임의의 2차원 위치에 웨이퍼(W)를 반송시킬 수 있다.As apparent from Fig. 22, when the rotors of the direct drive motors D1 and D2 rotate in the same direction, the table T also rotates in the same direction, and when the rotor rotates in the reverse direction, the table T is a direct drive. The motors D1 and D2 are approached or spaced apart. Therefore, if the direct drive motors D1 and D2 are rotated at any angle, the wafer W can be transported to any two-dimensional position within the range in which the table T touches.

이와 같이 예를 들면, 반도체 제조장치에 있어서의 진공조 내에 배치되는 웨이퍼 반송 암, 예를 들면 스칼라형이나 도면에 도시하는 프록레그(frog leg) 형과 같이 복수의 암을 구비한 장치에서는 특히 복수의 회전 모터가 필요하다. 진공 환경에서는 외계와의 접촉 표면적을 극력 작게 하는 것과 동시에, 스페이스를 유효하게 활용하기 위해서 모터 등의 부착구멍은 가능한 한 적게할 필요가 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 극력 적게하여 반송하기 위해서는 암의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 그래서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 복수, 하우징 부분에서 동축으로 연결하고, 연결 부분은 시일로, 조밀하게 접합(용접, 오링, 금속 개스킷, 등에 의한 조밀한 접합)하고, 모터 로터의 설치된 공간과 하우징 외부 공간을 이격하는 것도 필요하다.In this way, for example, in a device having a plurality of arms, such as a wafer transfer arm disposed in a vacuum chamber in a semiconductor manufacturing apparatus, for example, a scalar type or a frog leg type shown in the drawing, a plurality of types are particularly preferable. Of rotation motor is required. In a vacuum environment, it is necessary to make the contact surface area with the outside world as small as possible, and in order to utilize the space effectively, the attachment holes of the motor and the like should be as small as possible. In addition, in order to convey the wafer W horizontally straight with the least vibration, it is necessary to firmly protect and maintain the moment acting on the tip of the arm at the rotor support. Therefore, the direct drive motors D1 and D2 are coaxially connected in a plurality of housing parts, and the connection parts are tightly joined (tightly joined by welding, O-ring, metal gasket, etc.) with a seal, and the motor rotor is installed. It is also necessary to separate the space from the space outside the housing.

또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 적게 반송하기 위해서는 암(A1, A2)의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 게다가 또, 진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재 암의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1, A2) 등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있다. 이러한 요구에 응할 수 있는 다이렉트 드라이브 모터를 동축으로 연결한 모터 시스템에 대해서 설명한다.Moreover, in order to convey the wafer W horizontally straight and with less vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment which acts on the front-end | tip of arm A1, A2 at the rotor support part. In addition, in the case of arm drive of a plurality of axes in a vacuum environment, if the current rotation position of the arm is not recognized at the time of power supply, the arms A1 and A2 may hit the walls of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber. A motor system that coaxially connects a direct drive motor capable of meeting these demands will be described.

본 실시 형태는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 타입의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한다. 32극 36슬롯이라고 하는 슬롯 콤비네이션은 코깅력은 작지만 지름 방향으로 자기 흡인력이 발생하고 회전시의 진동은 큰 것이 일반적으로 알려져 있는 8극 9슬롯과 7슬롯 콤비네이션의 4배의 구성이다. 2n배(n 는 정수)로 한 것에 의해, 지름 방향의 자기 흡인력은 상쇄되므로, 스테이터와 회전자의 진원도나 동축도 및 기구 부품의 강성을 높이지 않고 회전시의 진동을 작게 할 수 있고, 또한, 본래적으로 코깅이 작은 구성이므로, 매우 매끄러운 회전을 얻을 수 있다. 한편, 이러한 아주 극이 많은 모터로 하는 것으로서, 기계각의 주기에 대한 전기각의 주기가 많기 때문에, 위치 결정 제어성이 좋다. 따라서, 본 발명과 같이 감속기를 이용하지 않고 로보트 장치를 구동하는 것 같은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다. 또한, 총 자속량을 내리지 않고 스테이터 연결부의 두께와 돌극 폭, 및 회전자의 요크 두께를 좁게 할 수 있으므로, 본 발명과 같이, 박형이면서 또한 지름이 크고 폭이 좁은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다. This embodiment uses the surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless direct drive motor. The slot combination, called 32-pole 36-slot, is four times the combination of 8-pole 9-slot and 7-slot combinations, which are generally known to have a small cogging force but generate magnetic attraction in the radial direction and a large vibration during rotation. Since the magnetic attraction force in the radial direction is canceled by setting it to 2 n times (n is an integer), the vibration at the time of rotation is reduced without increasing the roundness, coaxiality of the stator and the rotor, and the rigidity of the mechanical parts. In addition, since cogging is inherently small in structure, very smooth rotation can be obtained. On the other hand, as such a motor having many poles, since the period of the electric angle with respect to the period of the machine angle is large, the positioning controllability is good. Therefore, it is very suitable for the direct drive motor which drives a robot apparatus without using a speed reducer like this invention. In addition, since the thickness, protrusion width, and yoke thickness of the rotor can be narrowed without lowering the total amount of magnetic flux, it is very suitable for a thin, large diameter and narrow direct drive motor, as in the present invention.

도 23은 도 22의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다. 도 23을 참조하여, 2축의 모터 시스템의 내부 구조에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 다이렉트 드라이브 모터(D1)에 대해서 설명한다. 정반(G)에 고정시킨 원판(10)의 중앙 개구(10a)에 끼워 맞춤하고 볼트(11)에 의해 서로 고정된 중공 원통형의 본체(12)는 그 상단에 컵 형상의 격벽(13)을 부착하고 있다. 본체(12)의 중앙은 스테이터에의 배선 등을 통하기 위해서 이용할 수 있다. 본체(12), 원판(10)에 의해 하우징을 구성한다.FIG. 23 is a view of the configuration of FIG. 22 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. With reference to FIG. 23, the internal structure of a two-axis motor system is demonstrated in detail. First, the direct drive motor D1 will be described. The hollow cylindrical body 12 fitted to the central opening 10a of the disc 10 fixed to the surface plate G and fixed to each other by bolts 11 has a cup-shaped partition 13 attached to the upper end thereof. Doing. The center of the main body 12 can be used in order to communicate with wiring to the stator. The main body 12 and the disc 10 comprise a housing.

격벽(13)은 비자성체인 스텐레스제이며, 본체(12)에 끼워 맞추는 두꺼운 저부(13a)와, 그 외주연으로부터 축선 방향으로 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 관통하도록 하여 연장하는 원판부(13a)보다 얇은 원통부(통 형상부, 13b)로 이루어 진다. 따라서, 격벽(13)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 공통적으로 이용된다. 원통부(13b)의 하단은 TIG 용접에서 봉지 가능하게 홀더(15)에 접합되고, 홀더(15)는 원판(10)에 볼트(16)에 의해 고정되어 있다. 여기서, 원통부(13b)와 홀더(15)와의 용접부를 대략 동일 두께로 하는 것으로서, 한쪽 편에의 부품에만 열이 빠져나가는 것을 억제하고, 끼워 맞춤부를 균일하게 용접할 수 있는 구조로 되어 있다. 홀더(15)와 원판(10)의 접촉면에는 시일 부재를 끼워 넣는 홈 가공이 실시되어 있고, 시일 부재를 홈에 끼워 넣은 후에 홀더(15)와 원판(10)을 볼트(16)에 의하여 체결하는 것으로서, 체결 부분을 대기측으로부터 분리 격절하고 있다. 격벽(13)은 내식성이 높고, 특히 자성이 적은 오스테나이트계 스텐레스의 SUS 316을 재료로 하고 있고, 홀더(15)는 격벽(13)과의 용접성에서 마찬가지로 SUS 316을 재료로 하고 있다.The partition 13 is made of stainless steel, which is a nonmagnetic material, and has a thick bottom portion 13a fitted to the main body 12, and a disc portion extending through the direct drive motors D1 and D2 in the axial direction from its outer circumference ( It consists of a cylindrical part (cylindrical part, 13b) thinner than 13a). Therefore, the partition 13 is commonly used for the direct drive motors D1 and D2. The lower end of the cylindrical portion 13b is joined to the holder 15 so as to be sealed by TIG welding, and the holder 15 is fixed to the disc 10 by bolts 16. Here, the welding part between the cylindrical part 13b and the holder 15 is made to be substantially the same thickness, and it is the structure which can suppress that a heat | fever escapes only to the component to one side, and can weld a fitting part uniformly. The contact surface of the holder 15 and the disc 10 is grooved to fit the seal member, and the holder 15 and the disc 10 are fastened by the bolt 16 after the seal member is inserted into the groove. As a result, the fastening portion is separated and separated from the atmosphere side. The partition 13 is made of SUS 316 made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, particularly low magnetic properties, and the holder 15 is made of SUS 316 similarly in weldability with the partition 13.

또한, 본체(12)와 격벽(13), 및 격벽(13)과 홀더(15)는 기밀적으로 접합되고, 또한 홀더(15)와 원판(10) 및 원판(10)과 정반(G)은 각각 오링(OR)에 의해 기밀되어 있다. 따라서, 원판(10)과, 본체(12)와, 격벽(13)으로 둘러싸인 내부 공간은 그 외부로부터 기밀되어 있다. 또한, 격벽(13)은 반드시 비자성체일 필요는 없다. 또 오링(OR)을 이용하여 기밀하는 대신에, 전자빔 용접이나 레이저 빔 용접 등으로 부재간을 기밀하여도 좋다.In addition, the main body 12 and the partition wall 13, and the partition wall 13 and the holder 15 are hermetically bonded, and the holder 15, the disc 10, the disc 10 and the surface plate G are Each is sealed by an O ring. Therefore, the inner space surrounded by the original plate 10, the main body 12, and the partition wall 13 is hermetically sealed from the outside thereof. In addition, the partition 13 does not necessarily need to be a nonmagnetic material. Alternatively, the members may be hermetically sealed by electron beam welding, laser beam welding, or the like instead of hermetically using the O-ring OR.

원판(10)의 외주 상면에 있어서, 베어링 홀더(17)가 볼트(18)에 의해 고정되어 있다. 베어링 홀더(17)에는 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19)의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20)에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어 링(19)의 내륜은 제 1 외측 로터(21)의 외주에 끼워 맞추어지고, 볼트(22)에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 1 외측 로터(21)는 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있고, 또 암(A1, 도 22)을 지지하는 원통형 부재(23)를 볼트(24)에 의해 고정하고 있다. 여기서, 볼트(24)는 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(25)을 원통형 부재(23)에 동시 고정하고 있다.On the outer circumferential upper surface of the disc 10, the bearing holder 17 is fixed by the bolt 18. As shown in FIG. The outer ring of the four-point contact ball bearing 19 used in a vacuum is fitted to the bearing holder 17, and is fixed by the bolt 20. As shown in FIG. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 is fitted to the outer circumference of the first outer rotor 21 and is fixed by the bolt 22. That is, the 1st outer rotor 21 is rotatably supported with respect to the partition 13, and the cylindrical member 23 which supports the arm A1 (FIG. 22) is fixed by the bolt 24. As shown in FIG. Here, the bolt 24 simultaneously fixes the magnetic shield plate 25 extending radially inwardly to the cylindrical member 23.

원판(10) 및 베어링 홀더(17)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있고, 원판(10)은 챔버인 정반(G)과의 끼워 맞춤 고정 및 시일 장치를 겸하고 있고, 그 아래쪽 면에, 오링(OR)을 끼워 넣는 홈(10b)이 설치되어 있다.The disc 10 and the bearing holder 17 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, and the disc 10 also serves as a fitting and sealing device with the base plate G, which is a chamber, and the bottom surface thereof. The groove 10b which fits the O-ring OR is provided in this.

자기 실드판(25)은 자성체인 SPCC 강판을 프레스 성형 가공 후에, 방청 및 내식성을 높이기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다. 그 효과에 대해서는 후술한다.The magnetic shield plate 25 is nickel-plated in order to improve antirust and corrosion resistance after press molding a SPCC steel plate which is a magnetic body. The effect is mentioned later.

베어링(19)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터 시스템을 박형화할 수 있다. 베어링(19)은 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공에서도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D1 ends with one, the two-axis coaxial motor system of the present invention can be thinned. The bearing 19 is made of a martensitic stainless steel that has high corrosion resistance in both inner and outer rings and can be hardened by hardening. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify in vacuum. Doing.

또한, 베어링(19)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또한 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터(21)가 틸트할 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 may use a metal lubrication which plated a soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and has no outgassing even in vacuum, and is a four-point contact ball bearing. Although the first outer rotor 21 from (A1) can receive the moment in the direction to tilt, not only the four-point contact type but also cross rollers, cross balls, and cross taper bearings can be used, and are used in the preload state. In order to improve lubricity, a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed.

제 1 외측 로터(21)는 영구자석(21a)과, 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b)와, 영구자석(21a)과 요크(21b)를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a) 쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b) 외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a)을 요크(21b)에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a)은 에너지적〔(BH)max〕이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The first outer rotor 21 is a permanent magnet 21a, a ring-shaped yoke 21b made of magnetic material to form a magnetic path, and a nonmagnetic material for mechanically fastening the permanent magnet 21a and the yoke 21b. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of these. The permanent magnet 21a is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are each made of magnetic metal in alternating manner, and are divided into poles, and the individual shapes thereof are linear. to be. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is directed toward the permanent magnet 21a, and the permanent magnet 21a is screwed on the yoke 21b by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b. Fastening. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a is a neodymium (Nd-Fe-B) magnet having high energy [(BH) max] and is coated with nickel in order to increase corrosion resistance. The yoke 21b is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is nickel-plated in order to increase the rust prevention and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

또 제 1 외측 로터(21)는 베어링(19)의 내륜과 원통형 부재(23)를 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19)은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서 본 실시 형태의 경우는 회전 바퀴인 베어링(19)의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 고정 바퀴인 베어링(19)의 외륜을 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤하는 것으로, 베어링(19)의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the 1st outer rotor 21 has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19, and the cylindrical member 23. As shown in FIG. The four-point contact ball bearing 19 is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly influenced by the difference in the accuracy and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19, which is a rotating wheel, can easily be processed, and the gap between the inner ring of the bearing 19 can be easily fitted to the yoke 21b of which the coefficient of linear expansion is approximately the same as that of the track wheel of the bearing, And loosely fitting the outer ring of the bearing 19, which is a fixed wheel, to the bearing holder made of austenitic stainless steel or the boss made of aluminum, thereby increasing the friction torque due to the decrease in the rotational accuracy of the bearing 19 or the temperature rise. It is configured to prevent this.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 1 외측 로터(21)의 내주면에 대향하도록 하여, 제1스테이터(29)가 배치되어 있다. 제1스테이터(29)는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 하부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제1스테이터(29)의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the first stator 29 is disposed to face the inner circumferential surface of the first outer rotor 21. The first stator 29 is attached to a cylindrically deformed lower portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, and is formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and is provided as an insulating treatment on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is concentrated. The outer diameter of the first stator 29 is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제1스테이터(29)의 반경 방향 내측에 제 1 내측 로터(30)가 배치되어 있다. 제 1 내측 로터(30)는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32)에 대해서, 볼 베어링(33)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 1 내측 로터(30)의 외주면에는 백 요크(30b)를 개재하여 영구자석(30a)이 부착되어 있다. 영구자석(30a)은 제 1 외측 로터(21)의 영구자석(21a)과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 1 내측 로터(30)는 제1스테이터(29)에 의해 구동되는 제 1 외측 로터(21)에 동기하여 동반 회전하도록 되어 있다.The first inner rotor 30 is disposed radially inward of the first stator 29. The first inner rotor 30 is rotatably supported by the ball bearing 33 with respect to the resolver holder 32 which is bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. On the outer circumferential surface of the first inner rotor 30, a permanent magnet 30a is attached via a back yoke 30b. Like the permanent magnet 21a of the first outer rotor 21, the permanent magnet 30a is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Accordingly, the first inner rotor 30 is co-rotated in synchronization with the first outer rotor 21 driven by the first stator 29.

제 1 내측 로터(30)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 rotatably supporting the first inner rotor 30 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D1 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a)은 백 요크(30b)에 접착 고정되어 있다. 영구자석(30a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a is adhesively fixed to the back yoke 30b. The permanent magnet 30a is an energy-efficient neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b is made of low carbon steel having high magnetic properties and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 1 내측 로터(30)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34a 및 34b)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로, 리졸버 홀더(32)의 외주에, 리졸버 스테이터(35, 36)를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)와 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또한, 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이, 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 34a and 34b are assembled on the inner circumference of the first inner rotor 30 as detectors for measuring the rotation angle, and in the form opposite to the resolver holder 32, the resolver stators 35 and 36. In this embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 and the absolute resolver stator 36 capable of detecting which position of the rotor are located on the second floor are arranged in the second layer. Therefore, even when the power is turned on, since the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. The rotation angle detection used for drive current control is enabled without using a pole detection sensor.

리졸버 홀더(32)와 제 1 내측 로터(30)는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35, 36)에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 and the first inner rotor 30 are formed of carbon steel, which is a magnetic material, so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 and 36 which are angle detectors. Later, chromate plating is performed for rust prevention.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되고 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 1 내측 로터(30)와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 24에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a) 즉, 제 1 내측 로터(30)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a, 34b)와, 리졸버 스테이터(35, 36)로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the rotation axis and the outer peripheral surface of the incremental resolver stator 35 In parallel, a gear having a phase out of the incremental resolver rotor 34a is provided at each magnetic pole, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a rotates integrally with the first inner rotor 30, the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 changes, and the incremental resolver rotor 34a Incremental resolver rotor by making the fundamental wave component of the magnetoresistance change in n cycles by one rotation of the signal, detecting the magnetoresistance change, digitizing by the resolver control circuit illustrated in FIG. 34a), that is, the rotation angle (or rotation speed) of the first inner rotor 30 is detected. The detector is constituted by the resolver rotors 34a and 34b and the resolver stators 35 and 36.

본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터(21)에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 1 내측 로터(30)가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로 제 1 외측 로터(21)의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로, 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸 버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다.According to the present embodiment, the first inner rotor 30 rotates at the same speed with the magnetic coupling action, that is, the co-rotation with respect to the first outer rotor 21, thereby rotating the first outer rotor 21. The angle can be detected over the partition 13. In the present embodiment, the resolver unit has a bearing 33 without using a component or a housing forming a motor. Therefore, the eccentric adjustment, the position adjustment of the resolver coil, etc., in the resolver unit are incorporated before being incorporated into the housing. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes or cutouts in the housing or both flanges.

다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 대해서 설명하지만, 여기서, 본체(12)가 하우징을 구성한다. 상술한 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부재(23)는 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 중합하는 위치까지 상측으로 연장하고 있고, 그 내주면에 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19')의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20')에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19')의 내륜은 제 2 외측 로터(21')의 외주에 끼워 맞추어지고, 볼트(22')에 의해 고정되어 있다. 여기서, 볼트(22'), 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(41)을 동시 고정하고 있다. 제 2 외측 로터(21')는 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있고, 또한 암(A2, 도 22)을 지지하는 링 형상 부재(23')를 볼트(24')에 의해 고정하고 있다. 또한, 볼트(24')는 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(25')을 링 형상 부재(23')에 동시 고정하고 있다.Next, although the direct drive motor D2 is demonstrated, the main body 12 comprises a housing here. The cylindrical member 23 of the above-mentioned direct drive motor D1 extends upwards to the position to superpose | polymerize with the direct drive motor D2, and has the inner peripheral surface of the four-point contact ball bearing 19 'used for vacuum. The outer ring is fitted with a fitting and is fixed by the bolt 20 '. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 'is fitted to the outer circumference of the second outer rotor 21' and is fixed by the bolt 22 '. Here, the bolt 22 'and the magnetic shield plate 41 extending inward in the radial direction are simultaneously fixed. The second outer rotor 21 'is rotatably supported with respect to the partition wall 13, and the ring-shaped member 23' supporting the arm A2 (Fig. 22) is fixed by the bolt 24 '. have. In addition, the bolt 24 'fixes the magnetic shield plate 25' extending radially inward to the ring-shaped member 23 '.

자기 실드판(41, 25')은 자성체인 SPCC 강판을 프레스 성형 가공 후에, 방청 및 내식성을 높이기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다. 자기 실드판(41, 25')은 제 1 외측 로터(21) 및 제 2 외측 로터(21')의 사이에 개재하여 자기적 실드를 형성하고, 그것들로부터의 자속 누락에 의한 서로의 동반 회전하기를 방지하고 있다. 즉, 자기 실드판(25')은 비자성체인 링 형상 부재(23')를 사이에 두고 요크(21b')에 체결되어 있고, 그것에 의해 불필요한 자기회로를 생성하는 것을 막고 있다. 이 자기 실드판(41, 25')에 의해, 로터 상호의 자기 간섭을 막을 수 있으므로, 2축 동축 모터 시스템이면서 전체의 축 길이를 억제한 구성이 가능하다. 자기 실드판(41)은 외부로부터의 이물질 흡인을 방지하고 있다.The magnetic shield plates 41 and 25 'are nickel-plated in order to improve the rust prevention and corrosion resistance after press molding a SPCC steel plate which is a magnetic body. The magnetic shield plates 41 and 25 'form a magnetic shield between the first outer rotor 21 and the second outer rotor 21', and mutually rotate together by missing magnetic flux therefrom. Is preventing. That is, the magnetic shield plate 25 'is fastened to the yoke 21b' with the non-magnetic ring-shaped member 23 'interposed therebetween, thereby preventing unnecessary magnetic circuits from being generated. Since the magnetic shield plates 41 and 25 'can prevent magnetic interference between the rotors, it is possible to have a structure in which the entire shaft length is reduced while being a two-axis coaxial motor system. The magnetic shield plate 41 prevents foreign material suction from the outside.

베어링(19')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터를 박형화할 수 있다. 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 'is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D2 ends with one, the two-axis coaxial motor of the present invention can be thinned. Both inner and outer rings are made of martensitic stainless steel, which has high corrosion resistance and can be hardened by hardening. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum.

또한, 베어링(19')은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터(21')가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.The bearing 19 'may be made by plating a soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and using metal lubrication with no outgassing during vacuum. Since it is a contact ball bearing, the moment in the direction in which the first outer rotor 21 'from the arm A1 tilts can be received, but not only the four-point contact type but also the cross roller, cross ball, and cross taper bearing It may be used, may be used in a preload state, or may be subjected to fluorine-based coating treatment (DFO) for improving lubricity.

제 2 외측 로터(21')는 영구자석(21a')과, 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b')와, 영구자석(21a')과 요크(21b')를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a')은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교 점을 영구자석(21a') 쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b') 외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a')을 요크(21b')에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The second outer rotor 21 'mechanically fixes the permanent magnet 21a', a ring-shaped yoke 21b 'made of a magnetic body to form a magnetic path, and the permanent magnet 21a' and the yoke 21b '. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of a nonmagnetic body for fastening. The permanent magnet 21a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating manner with each of 16 magnetic poles. The permanent magnet 21a' is divided into poles, and the individual shapes thereof are linear. )to be. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential section is directed toward the permanent magnet 21a ', and the permanent magnet 21a' is yoked by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b '. It is fastened to 21b '. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel in order to increase corrosion resistance. The yoke 21b 'is made of a low-carbon steel having high magnetic properties, and nickel plating is applied to prevent rust and corrosion resistance and to prevent wear during bearing replacement after work forming.

또 제 2 외측 로터(21')는 베어링(19')의 내륜과 링 형상 부재(23')를 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19')은 매우 얇은 베어링이며, 조립되는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시 형태의 경우는 베어링(19')의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 베어링(19')의 외륜을 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤으로 하는 것으로, 베어링(19')의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the 2nd outer rotor 21 'has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19', and the ring-shaped member 23 '. The four-point contact ball bearing 19 'is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly affected by the difference in the precision and linear expansion coefficient of the member to be assembled. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19 'is easy to achieve the machining accuracy, and the linear expansion coefficient is fitted to the yoke 21b, which is approximately the same as the track wheel material of the bearing, without gaps or intermediate fittings. The outer ring of the bearing 19 'is loosely fitted to an austenitic stainless steel bearing holder or an aluminum boss to reduce the rotational accuracy of the bearing 19' and to increase the friction torque due to the temperature rise. It is made of a blocking structure.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 2 외측 로터(21')의 내주면에 대향하도록 하여, 제2스테이터(29')가 배치되어 있다. 제2스테이터(29')는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 상부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제2스테이터(29')의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the second stator 29 ′ is disposed to face the inner circumferential surface of the second outer rotor 21 ′. The second stator 29 'is attached to a cylindrically deformed upper portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and insulated on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is intensively wound. The outer diameter of the second stator 29 'is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제2스테이터(29')의 반경 방향 내측에, 제 2 내측 로터(30')가 배치되어 있다. 제 2 내측 로터(30')는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32')에 대해서, 볼 베어링(33')에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 2 내측 로터(30')의 외주면에는 백 요크(30b')를 개재하여 영구자석(30a')이 장착되어 있다. 영구자석(30a')은 제 2 외측 로터(21')의 영구자석(21a')과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 2 내측 로터(30')는 제2스테이터(29')에 의해 제 2 외측 로터(21')에 동기하여 회전 구동되게 되어 있다.The second inner rotor 30 'is disposed in the radially inner side of the second stator 29'. The second inner rotor 30 ′ is rotatably supported by the ball bearing 33 ′ against the resolver holder 32 ′ bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. On the outer circumferential surface of the second inner rotor 30 ', a permanent magnet 30a' is mounted via a back yoke 30b '. Like the permanent magnet 21a 'of the second outer rotor 21', the permanent magnet 30a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Therefore, the second inner rotor 30 'is driven to rotate in synchronization with the second outer rotor 21' by the second stator 29 '.

제 1 내측 로터(30')를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 'rotatably supporting the first inner rotor 30' is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D2 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a')은 백 요크(30b')에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a 'is adhesively fixed to the back yoke 30b'. The permanent magnet 30a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b 'is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 2 내측 로터(30')의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34a' 및 34b)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로, 리졸버 홀더(32')의 외주에, 리졸버 스테이터(35', 36')를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36')를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b')의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 상대 회전 각도의 검출이 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능하게 되어 있다.The resolver rotors 34a 'and 34b are assembled on the inner circumference of the second inner rotor 30' as a detector for measuring the rotation angle, and in the form opposite to the resolver holder 32 ', the resolver stator ( 35 'and 36' are attached, but in this embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 'and the absolute resolver stator 36' capable of detecting which position of the rotor are located in one rotation are provided. It is located on the second floor. Therefore, even when the power is turned on, the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b 'can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. The relative rotation angle can be detected without using the pole detection sensor.

리졸버 홀더(32')와 제 2 내측 로터(30')는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35', 36')에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 'and the second inner rotor 30' are made of magnetic carbon steel as a material so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 'and 36' which are angle detectors. And chromate plating is performed for rust prevention after work forming.

본 실시 형태에 의하면, 제 2 외측 로터(21')에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 2 내측 로터(30')가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 2 외측 로터(21')의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플 랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다.According to this embodiment, since the 2nd inner rotor 30 'rotates at the same speed, ie co-rotation, with respect to the 2nd outer rotor 21' by a magnetic coupling action, the 2nd outer rotor 21 is carried out. The rotation angle of ') can be detected over the partition wall 13. In the present embodiment, the bearing 33 is formed by the resolver unit alone without using a component or a housing forming a motor. Therefore, the eccentric adjustment and the position of the resolver coil, etc., in the resolver unit are incorporated before being incorporated into the housing. Since the precision can be adjusted, there is no need to provide a hole or cutout for adjustment separately in the housing or both flanges.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 2 내측 로터(30')와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하여, 도 24에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a') 즉, 제 2 내측 로터(30')의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a', 34b')와, 리졸버 스테이터(35', 36')로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a 'has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and is provided on the outer circumferential surface of the incremental resolver stator 35'. The gears out of phase with respect to the incremental resolver rotor 34a 'at each magnetic pole are provided in parallel with the axis of rotation, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a 'rotates integrally with the second inner rotor 30', the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 'changes and the incremental resolver rotor At one rotation of 34a ', the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 24, and used as a position signal. The rotation angle (or rotational speed) of the mental resolver rotor 34a ', that is, the second inner rotor 30' is detected. The resolver rotors 34a 'and 34b' and the resolver stators 35 'and 36' constitute a detector.

본 실시 형태에 있어서는 격벽(13)의 저부(13a)가 본체(12)에 대해서 축 방향으로 구속되어 있지 않기 때문에, 치수 정밀도나 기계 정밀도 및 온도 변화에 기인하여, 격벽(13)에 치수 오차나 변형이 발생한 경우에도, 본체(12)에 저부(13a)가 꽉 눌리거나 끌려나오거나 하지 않기 때문에, 격벽(13)의 축 방향 응력이나 휨 응력을 완화할 수 있고, 그것에 의해 시일 불량이나 파괴 등을 막을 수 있다. 또 저부(13a)의 깊이 및 본체(12)의 길이 치수를 고정밀도로 가공하지 않아도 되기 때문에, 보다 저비용의 다이렉트 드라이브 모터를 제공할 수 있다.In the present embodiment, since the bottom portion 13a of the partition wall 13 is not restrained in the axial direction with respect to the main body 12, due to the dimensional accuracy, the mechanical accuracy, and the temperature change, the partition wall 13 has a dimensional error. Even when deformation occurs, since the bottom portion 13a is not pressed or pulled out by the main body 12, the axial stress and the bending stress of the partition wall 13 can be alleviated, whereby seal failure and breakdown, etc. can be eliminated. You can stop it. Moreover, since the depth of the bottom part 13a and the length dimension of the main body 12 do not need to be processed with high precision, a lower cost direct drive motor can be provided.

또 원통부(13b)를 얇은 것으로 하는 것으로, 로터와 스테이터간의 자속밀도량을 확보하는 것이 용이해 지고 있다.In addition, by making the cylindrical portion 13b thin, it is easy to secure the magnetic flux density amount between the rotor and the stator.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터(21)와 제 2 외측 로터(21')와의 사이에 자기 실드판(25, 41)을 배치하고 있으므로, 상호의 자기적 간섭을 억제하고, 오구동이나 동반 회전 등의 불편을 회피하고 있다. 또한, 본체(12)에 있어서 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 사이를 연장하는 플랜지부(12a)의 외주연(12b)은 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')와의 사이에 개재하고, 그것들이 누락 자속의 영향을 받는 것으로 제 1 외측 로터(21) 또는 제 2 외측 로터(21')에 잘못된 회전 방향의 추력을 발생시키지 않게, 서로의 자계를 차단하는 자기 실드로서 기능한다.In addition, according to the present embodiment, since the magnetic shield plates 25 and 41 are disposed between the first outer rotor 21 and the second outer rotor 21 ', mutual magnetic interference is suppressed, and The inconvenience of driving and accompanying rotation is avoided. Moreover, the outer periphery 12b of the flange part 12a which extends between the direct drive motors D1 and D2 in the main body 12 is made of carbon steel which is a magnetic material, and the first stator 29 and the second Interfering with the stator 29 ', the magnetic field of each other so that they are affected by the missing magnetic flux so that thrust in the wrong rotational direction does not occur in the first outer rotor 21 or the second outer rotor 21'. Functions as a magnetic shield to block

또한, 플랜지부(12a)를 중심으로서 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')를 상하에 배치하고, 그 반경 방향 내측에 리졸버를 배치하고 있다. 또 본체(12)는 중공 구조로 되어 있고, 플랜지부(12a)에는 중앙으로 연통하는 지름 방향의 안내구멍(12d)이 적어도 1개 마련되어 있고, 여기를 개재하여 모터 배선을 본체(12)의 중앙에 인출하는 구조로 되어 있다. 한편, 본체(12)의 양단부에는 각각 적어도 1개의 절결(12e, 12e)이 마련되어 있고, 이것들을 개재하여 리졸버의 배선을 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 하는 것으로, 하우징측으로부터 순서대로 다이렉트 모터(D1)의 리졸버, 스테이터(29), 다이렉트 모터(D2)의 스테이터(29'), 그 리졸버의 순서로 배치하는 것이 가능해지고, 2축이면서 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도 조정을 행할 수 있다. 그래서, 기준이 되는 외측 로 터를 회전 구동하는 설비를 별도로 준비해 두면, 그 설비에 스테이터와 리졸버를 짜넣은 본체(12)를 세트하는 것으로서, 고정밀도로 스테이터에 대한 리졸버의 각도 조정을 할 수 있으므로, 커뮤테이션(commutation) 차이에 의한 각도 위치 결정 정밀도의 저하를 막고, 또한, 본 발명의 2축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있다.Moreover, the 1st stator 29 and the 2nd stator 29 'are arrange | positioned up and down centering on the flange part 12a, and the resolver is arrange | positioned inside the radial direction. The main body 12 has a hollow structure, and the flange portion 12a is provided with at least one radial guide hole 12d in communication with the center, and through this, the motor wiring is connected to the center of the main body 12. It is structured to draw out. On the other hand, at least one notch 12e, 12e is provided in the both ends of the main body 12, respectively, and it has a structure which draws the resolver wiring to the center of the main body 12 via these. Such a structure makes it possible to arrange the resolver of the direct motor D1, the stator 29, the stator 29 'of the direct motor D2, and the resolver in this order from the housing side, The angle of the stator and resolver can be easily adjusted. Therefore, by separately preparing a facility for rotationally driving the outer rotor as a reference, the main body 12 incorporating the stator and the resolver is set in the facility so that the angle of the resolver relative to the stator can be adjusted with high accuracy. The fall of the angular positioning accuracy by the commutation difference can be prevented, and the compatibility of the drive control circuit with respect to the two-axis coaxial motor of the present invention can be improved.

도 25는 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 구동 회로를 도시하는 블럭도이다. 외부의 컴퓨터로부터 모터 회전 지령이 입력되었을 때, 다이렉트 드라이브 모터(D1)용의 모터 제어 회로(DMC1) 및 다이렉트 드라이브 모터(D2)용의 모터 제어 회로(DMC2)는 각각, 그 CPU로부터 3층 앰프(AMP)에 구동 신호를 출력하고, 3층 앰프(AMP)로부터 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 구동 전류가 공급된다. 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터(D1, D1)의 외측 로터(21, 21')가 독립하여 회전하고, 암(A1, A2, 도 22)를 이동시키게 되어 있다. 외측 로터(21, 21')가 회전하면, 위에서 설명한 바와 같이 하여 회전 각도를 검출한 리졸버 스테이터(35, 36, 35', 36')로부터 리졸버 신호가 출력되므로, 그것을 리졸버 디지털 변환기(RDC)로 디지털 변환한 후에 입력한 CPU는 외측 로터(21, 21')가 지령 위치에 도달하였는지 아닌지를 판단하고, 지령 위치에 도달하면, 3층 앰프(AMP)에의 구동 신호를 정지하는 것으로 외측 로터(21, 21')의 회전을 정지시킨다. 이것에 의해, 외측 로터(21, 21')의 서보 제어가 가능하게 된다.25 is a block diagram showing the drive circuits of the direct drive motors D1 and D2. When a motor rotation command is input from an external computer, the motor control circuit DMC1 for the direct drive motor D1 and the motor control circuit DMC2 for the direct drive motor D2 are each a three-layer amplifier from the CPU. The drive signal is output to the AMP, and the drive current is supplied to the direct drive motors D1 and D2 from the three-layer amplifier AMP. As a result, the outer rotors 21 and 21 'of the direct drive motors D1 and D1 rotate independently to move the arms A1, A2, and FIG. When the outer rotors 21 and 21 'rotate, a resolver signal is output from the resolver stators 35, 36, 35', and 36 'that have detected the rotation angle as described above, so that the resolver digital converter RDC is output. The CPU input after the digital conversion determines whether the outer rotors 21 and 21 'have reached the command position, and when the command position reaches the command position, the outer rotor 21 is stopped by stopping the drive signal to the three-layer amplifier AMP. , 21 ') is stopped. Thereby, servo control of the outer rotors 21 and 21 'becomes possible.

진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재의 암(A1 및 A2)의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1) 등 을 부딪쳐 버릴 가능성이 있지만, 본 실시 형태에서는 회전축의 1회전의 절대 위치를 검출하는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36 및 36')와, 보다 분해능의 세세한 회전 위치를 검출하는 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35 및 35')로 이루어지는 가변 자기 저항형 리졸버를 채용하고 있으므로, 외측 로터(21, 21') 즉, 암(A1, A2)의 회전 위치 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.In the case of arm drive in a multiple axis in a vacuum environment, the arm A1 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber if the current rotation position of the arms A1 and A2 is not recognized when the power is turned on. In the present embodiment, a variable magnetoresistance comprising an absolute resolver stator 36 and 36 'for detecting an absolute position of one rotation of the rotary shaft, and an incremental resolver stator 35 and 35' for detecting a finer rotational position with a higher resolution. Since the type resolver is adopted, the rotational position control of the outer rotors 21 and 21 ', that is, the arms A1 and A2 can be performed with high accuracy.

또한, 여기에서는 내측 로터(30)의 회전 검출에 리졸버를 채용했지만, 검출기를 격벽(13) 내부의 대기 측에 배치할 수 있기 때문에, 일반적으로 고정밀도 위치 결정에 사용하는 서보모터에 있어서는 고정밀도로 매끄럽게 구동하기 위한 위치 검출 수단으로서 채용되고 있는 광학식 엔코더나, 자기 저항 소자를 사용한 자기식 엔코더 등도 사용할 수 있다.In addition, although the resolver was used for rotation detection of the inner rotor 30 here, since a detector can be arrange | positioned to the atmospheric side inside the partition 13, in general, the servomotor used for high-precision positioning is performed with high precision. Optical encoders employed as position detection means for smoothly driving, magnetic encoders using magnetoresistive elements, and the like can also be used.

도 26은 제2의 실시 형태에 관련된 도 23과 같은 단면도이다. 본 실시 형태에 대해서는 도 23~도 25의 실시 형태에 대해서 다른 부위에 대하여 설명하고, 동일한 기능을 가지는 부위에 대해서는 동일 부호를 부여하는 것으로 설명을 생략한다. 또한, 도 26의 구성에 있어서는 내측 로터, 스테이터, 리졸버는 간략하게 일체화하여 도시하고 있지만, 이것들은 도 23에 도시하는 구성과 같다.FIG. 26 is a sectional view similar to FIG. 23 according to the second embodiment. FIG. This embodiment demonstrates another site | part about embodiment of FIGS. 23-25, and attaches | subjects the same code | symbol about the part which has the same function, and abbreviate | omits description. In addition, in the structure of FIG. 26, although the inner rotor, the stator, and the resolver are shown integrally, they are the same as the structure shown in FIG.

본 실시 형태에 있어서는 원통형의 본체(112)의 상면에 부착된 상부 원판부(110)의 단부(110)에 볼트를 이용하여 환상부(113a)를 오링(OR)을 개재하여 기밀적으로 결합하고 있다. 환상부(113a)의 하부는 얇고 반경 방향 바깥쪽으로 연장한 플랜지부(113c)로 되어 있고, 그 절곡된 바깥 가장자리에 얇은 원통부(113b)의 상단을 TIG 용접하여 이루어진다. 환상부(113a) 부착부의 두께는 플랜지부(113c) 및 얇은 원통부(113b)의 두께보다 두껍게 되어 있다. 얇은 원통부(113b)의 하단은 상술한 실시 형태와 마찬가지로 홀더(15)에 TIG 용접되어 있다. 환상부(113a)와 플랜지부(113c)와 얇은 원통부(113b)와 홀더(15)로 격벽(113)을 구성한다. 또 원판부(110)와 본체(112)와 원판(10)으로 하우징을 구성한다.In this embodiment, the annular portion 113a is hermetically coupled to the end 110 of the upper disc portion 110 attached to the upper surface of the cylindrical main body 112 via the O-ring OR using a bolt. have. The lower portion of the annular portion 113a is a thin, radially outwardly flanged portion 113c, and is made by TIG welding the upper end of the thin cylindrical portion 113b to the bent outer edge. The thickness of the annular portion 113a attachment portion is thicker than that of the flange portion 113c and the thin cylindrical portion 113b. The lower end of the thin cylindrical part 113b is TIG-welded to the holder 15 similarly to embodiment mentioned above. The partition 113 is comprised by the annular part 113a, the flange part 113c, the thin cylindrical part 113b, and the holder 15. As shown in FIG. In addition, the housing is constituted by the disc part 110, the main body 112, and the disc 10.

본 실시 형태에서는 상부 원판부(110)의 상면은 덮개 부재(101)에 의해 폐지되고, 그 외주에 부착된 베어링 홀더(107)는 베어링(19')을 지지하게 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부재(123)는 다이렉트 드라이브 모터(D2)측까지 연장하고 있지 않다. 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 베어링 홀더(117)은 원판(10)과 일체로 되어 있다. 상부 원판부(110), 덮개 부재(101), 베어링 홀더(107)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있다.In this embodiment, the upper surface of the upper disc part 110 is closed by the cover member 101, and the bearing holder 107 attached to the outer periphery supports the bearing 19 '. Therefore, the cylindrical member 123 of the direct drive motor D1 does not extend to the direct drive motor D2 side. The bearing holder 117 of the direct drive motor D1 is integrated with the disc 10. The upper disc portion 110, the lid member 101, and the bearing holder 107 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance.

상부 원판부(110)의 베어링 홀더(107)의 설치 외주면은 얇은 원통부(113b)에서 반경 방향 내측에 위치하고 있고, 따라서, 베어링 홀더(107)를 상부 원판부(110)에서 떼어내면, 2개의 외측 로터(21, 21')는 상부 원판부(110)를 분해하지 않고 상측으로 떼어내는 것이 가능해지고 있다. 따라서, 유지 보수시 등에 기밀 구조를 분해할 필요는 없고, 작업을 용이하게 할 수 있다.The installation outer circumferential surface of the bearing holder 107 of the upper disc portion 110 is located radially inward in the thin cylindrical portion 113b, and thus, when the bearing holder 107 is removed from the upper disc portion 110, two The outer rotors 21 and 21 'can be detached to the upper side without disassembling the upper disc portion 110. Therefore, it is not necessary to disassemble an airtight structure at the time of maintenance, etc., and operation can be made easy.

본 실시 형태에 있어서는 격벽(113)의 환상부(113a, 부착부)의 두께에 대해, 플랜지부(113c, 연결부)의 두께는 얇아지고 있으므로, 치수 정밀도나 기계 정밀도 및 온도 변화에 기인하고, 격벽(113)에 축 방향의 신축 응력이 발생한 경우에서도, 플랜지부(113c)가 변형하는 것으로, 격벽(113)의 축 방향 응력이나 휨 응력을 완화할 수 있고, 그것에 의해 시일 불량이나 파괴 등을 막을 수 있다. 또 환상 부(113a) 및 그것이 부착되는 상부 원판부(110)나 본체(12)를 고정밀도로 가공하지 않아도 되기 때문에, 보다 저비용의 다이렉트 드라이브 모터를 제공할 수 있다.In this embodiment, since the thickness of the flange part 113c (connection part) becomes thin with respect to the thickness of the annular part 113a (attachment part) of the partition 113, it is based on dimensional precision, a mechanical precision, and a temperature change, and a partition Even in the case where an axial stretching stress occurs in the 113, the flange portion 113c deforms, whereby the axial stress and the bending stress of the partition wall 113 can be alleviated, thereby preventing a seal failure or breakage. Can be. In addition, since the annular portion 113a and the upper disc portion 110 or the main body 12 to which the annular portion 113a is attached do not have to be processed with high precision, a lower cost direct drive motor can be provided.

도 27은 제 3의 실시 형태에 관련된 도 23과 같은 단면도이다. 본 실시 형태에 대해서는 도 26의 실시 형태에 대해서 다른 부위에 대하여 설명하고, 동일한 기능을 가지는 부위에 대해서는 동일 부호를 부여하는 것으로, 설명을 생략한다. 또한, 도 27의 구성에 있어서도, 내측 로터, 스테이터, 리졸버는 간략하게 일체화하여 도시하고 있지만, 이것들은 도 23에 도시하는 구성과 같다.FIG. 27 is a sectional view similar to FIG. 23 according to the third embodiment. FIG. This embodiment demonstrates another site | part about embodiment of FIG. 26, The same code | symbol is attached | subjected about the part which has the same function, and description is abbreviate | omitted. In addition, also in the structure of FIG. 27, although the inner rotor, the stator, and the resolver are shown integrally, they are the same as the structure shown in FIG.

본 실시 형태에 있어서는 원통형의 본체(112)의 상면에 부착된 상부 원판부(110)의 단부(110a)에 볼트를 이용하여 환상부(213a)를 오링(OR)을 개재하여 기밀적으로 결합하고 있다. 환상부(213a)의 하부는 얇은 판자 형상이고 파형으로 반경 방향 바깥쪽으로 연장한 플랜지부(213c)로 되어 있고, 그 절곡된 바깥 가장자리에 얇은 원통부(213b)의 상단을 TIG 용접하여 이루어진다. 환상부(213a) 부착부의 두께는 플랜지부(213c) 및 얇은 원통부(213b)의 두께보다 두껍게 되어 있다. 얇은 원통부(213b)의 하단은 상술한 실시 형태와 마찬가지로 홀더(15)에 TIG 용접되어 있다. 환상부(213a)와 플랜지부(213c)와 얇은 원통부(213b)와 홀더(15)로 격벽(213)을 구성한다. 또 원판부(110)와 본체(112)와 원판(10)으로 하우징을 구성한다.In the present embodiment, the annular portion 213a is hermetically coupled to the end portion 110a of the upper disc portion 110 attached to the upper surface of the cylindrical body 112 through the O-ring OR using a bolt. have. The lower portion of the annular portion 213a has a thin plate shape and a flange portion 213c extending radially outward in a wave shape, and is made by TIG welding the upper end of the thin cylindrical portion 213b to the bent outer edge. The thickness of the annular portion 213a attachment portion is thicker than that of the flange portion 213c and the thin cylindrical portion 213b. The lower end of the thin cylindrical part 213b is TIG-welded to the holder 15 similarly to embodiment mentioned above. The partition wall 213 is comprised by the annular part 213a, the flange part 213c, the thin cylindrical part 213b, and the holder 15. As shown in FIG. In addition, the housing is constituted by the disc part 110, the main body 112, and the disc 10.

본 실시 형태에 있어서도, 격벽(213)의 환상부(부착부, 213a)의 두께에 대해, 플랜지부(213c, 연결부)의 두께는 얇아지고 있고, 또한, 환상부(213a)와 얇은 원통부(213b)를 연결하는 플랜지부(213c)가 파형으로 되어 있으므로, 치수 정밀도 나 기계 정밀도 및 온도 변화에 기인하여, 격벽(213)에 축 방향의 신축 응력이 발생한 경우에도, 플랜지부(213c)가 변형하는 것으로, 격벽(213)의 축 방향 응력이나 휨 응력을 완화할 수 있고, 그것에 의해 시일 불량이나 파괴 등을 막을 수 있다. 또한, 환상부(213a) 및 그것이 부착되는 상부 원판부(110)나 본체(12)를 고정밀도로 가공하지 않아도 되기 때문에, 보다 저비용의 다이렉트 드라이브 모터를 제공할 수 있다.Also in this embodiment, the thickness of the flange part 213c (connection part) becomes thin with respect to the thickness of the annular part (attachment part, 213a) of the partition 213, Moreover, the annular part 213a and a thin cylindrical part ( Since the flange portion 213c connecting the 213b is corrugated, the flange portion 213c is deformed even when an expansion stress in the axial direction occurs in the partition wall 213 due to dimensional accuracy, mechanical accuracy, and temperature change. By doing so, the axial stress and the bending stress of the partition wall 213 can be alleviated, whereby a seal failure or breakage can be prevented. Further, since the annular portion 213a and the upper disc portion 110 or the main body 12 to which it is attached do not have to be processed with high precision, a lower cost direct drive motor can be provided.

도 28은 제 4의 실시 형태에 관련된 도 23과 같은 단면도이다. 본 실시 형태에 대해서는 도 26의 실시 형태에 대해서 다른 부위에 대하여 설명하고, 동일한 기능을 가지는 부위에 대해서는 동일 부호를 부여하는 것으로 설명을 생략한다. 또한, 도 25의 구성에 있어서도, 내측 로터, 스테이터, 리졸버는 간략하게 일체화하여 도시하고 있지만, 이것들은 도 23에 도시하는 구성과 같다.FIG. 28 is a sectional view similar to FIG. 23 according to the fourth embodiment. FIG. This embodiment demonstrates another site | part about embodiment of FIG. 26, and attaches | subjects the same code | symbol about the part which has the same function, and abbreviate | omits description. In addition, also in the structure of FIG. 25, although the inner rotor, the stator, and the resolver are shown integrally, they are the same as the structure shown in FIG.

본 실시 형태에 있어서는 원통형의 본체(112)의 상면에 부착된 상부 원판부(110)의 단부(段部, 110a)에 볼트를 이용하여 환상부(313a)를 오링(OR)을 개재하여 기밀적으로 결합하고 있다. 통 형상부(313e)는 거의 동일 두께의 작은 원통부(313c)와 대원통부(313b)를 플랜지부(313d)에 의하여 연결한 형상을 가지고 있고, 원통부(313c)의 상부는 환상부(313a)에의 내주면에 TIG 용접되어 있다. 환상부(313a)의 두께는 통 형상부(313e)의 두께보다 두껍게 되어 있다. 대원통부(313b)의 하단은 상술한 실시 형태와 마찬가지로 홀더(15)에 TIG 용접되어 있다. 환상부(313a)와 통 형상부(313e)와 홀더(15)로 격벽(313)을 구성한다. 또 원판부(110)와 본체(112)와 원판(10)으로 하우징을 구성한다.In the present embodiment, the annular portion 313a is hermetically sealed through the O-ring (OR) using a bolt to an end portion 110a of the upper disc portion 110 attached to the upper surface of the cylindrical body 112. Are combined. The cylindrical portion 313e has a shape in which a small cylindrical portion 313c and a large cylindrical portion 313b having almost the same thickness are connected by a flange portion 313d, and the upper portion of the cylindrical portion 313c has an annular portion 313a. TIG is welded to the inner circumferential surface of the shell). The thickness of the annular portion 313a is thicker than the thickness of the cylindrical portion 313e. The lower end of the large cylindrical portion 313b is TIG welded to the holder 15 similarly to the above-described embodiment. The partition 313 is comprised by the annular part 313a, the cylindrical part 313e, and the holder 15. As shown in FIG. In addition, the housing is constituted by the disc part 110, the main body 112, and the disc 10.

본 실시 형태에 있어서도, 격벽(313)의 환상부(313a, 부착부)의 두께에 대해, 통 형상부(313e)의 두께는 얇아지고 있으므로, 치수 정밀도나 기계 정밀도 및 온도 변화에 기인하여, 격벽(313)에 축 방향의 신축 응력이 발생한 경우에도 플랜지부(313d)가 변형하는 것으로, 격벽(313)의 축 방향 응력이나 휨 응력을 완화할 수 있고, 그것에 의해 시일 불량이나 파괴 등을 막을 수 있다. 또 환상부(313a) 및 그것이 부착되는 상부 원판부(110)나 본체(12)를 고정밀도로 가공하지 않아도 되기 때문에, 보다 저비용의 다이렉트 드라이브 모터를 제공할 수 있다.Also in this embodiment, since the thickness of the cylindrical part 313e becomes thin with respect to the thickness of the annular part 313a (attachment part) of the partition 313, a partition is due to dimensional accuracy, mechanical precision, and temperature change. The flange portion 313d deforms even in the case where an axial expansion stress occurs in the 313 so that the axial stress and the bending stress of the partition wall 313 can be alleviated, thereby preventing a seal failure or breakage. have. In addition, since the annular portion 313a and the upper disc portion 110 or the main body 12 to which it is attached do not have to be processed with high precision, a lower cost direct drive motor can be provided.

이상의 실시 형태에서는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 모터를 이용한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 형식의 모터로 한정되는 것은 아니고, 브러시리스 모터라면 적용할 수 있는 것이며, 다른 자극 형식, 예를 들면 영구자석 매입형이라도 좋고, 다른 슬롯 콤비네이션이라도 좋고, 또는 이너 로터형이라도 좋다.In the above embodiment, a surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless motor has been described using an example. However, the present invention is not limited to this type of motor and can be applied to a brushless motor. For example, the permanent magnet embedded type may be sufficient, another slot combination may be sufficient, or an inner rotor type may be sufficient.

또 각 축의 간섭 대책으로서 축 방향으로 인접하는 축끼리의 회전자의 극수 및 슬롯수가 다른 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면, 2축 동축의 경우는 제 1축이 32극 36슬롯, 제 2축이 24극 27슬롯, 4축 동축의 경우는 제 1축 및 제 3축이 32극 36슬롯, 제 2축 및 제 4축이 24극 27슬롯이라는 구성으로 하면, 각 축의 자계에 의한 회전자 및 자기 커플링 장치에의 회전 방향의 추력 발생이라는 상호 간섭을 막을 수 있다.In addition, as a countermeasure for each axis, the number of poles and the number of slots of the rotors adjacent to each other in the axial direction may be different. For example, in the case of two-axis coaxial, the first axis is 32 poles 36 slots, the second axis is 24 poles 27 slots, and in the case of 4-axis coaxials, the first and third axes are 32 poles 36 slots and the second axis. And if the 4th axis is comprised with 24 poles and 27 slots, mutual interference, such as thrust generation of the rotation direction to the rotor and the magnetic coupling device by the magnetic field of each axis, can be prevented.

또 로터의 영구자석은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석을 이용하고, 내식성을 높이기 위한 코팅으로서 니켈 코팅을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표 면 처리로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 베이크아웃시의 온도 조건에 따라서는 고온 감자하기 어려운 사마리움·코발트(Sm·Co)계의 자석을 이용하여야 하는 것이며, 초진공중에서 사용되는 것이라면 아웃 가스 차단성이 높은 질화 티탄 코팅을 실시해야 하는 것이다.In addition, although the permanent magnet of the rotor was explained using a neodymium (Nd-Fe-B) magnet and a nickel coating as a coating for improving the corrosion resistance, the material is not limited to this material and surface treatment. It is appropriately changed depending on the environment, for example, and it is necessary to use a magnet of samarium cobalt (Sm · Co) which is difficult to be hot potato depending on the temperature conditions at the time of baking out, and is used in ultra-vacuum. Titanium nitride coating with high outgas barrier property should be given.

또 요크는 저탄소강을 재료로 하고, 니켈 도금을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리에 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 특히 표면 처리에 관해서는 초진공중에서 사용되는 것이라면 핀홀이 적은 카니젠 도금이나 크린에스 도금, 질화 티탄 코팅 등을 실시해야 하는 것이다.In addition, although the yoke was demonstrated using the low carbon steel material and the example which carried out the nickel plating, it is not limited to this material and surface treatment, It changes suitably by the environment etc. used, and especially about surface treatment If it is used in a vacuum, it is necessary to perform carnizen plating, clean S plating, titanium nitride coating, etc., with less pinholes.

또 영구자석을 요크에 체결하는 방법은 비자성의 쐐기를 요크 외경측에서 나사로 조으는 예를 이용하여 설명하였지만, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 환경에 따라서는 접착에서도 좋고, 다른 체결 방법에서도 좋다.In addition, the method of fastening the permanent magnet to the yoke has been described using an example in which a non-magnetic wedge is screwed on the outer diameter side of the yoke, but it is appropriately changed according to the environment used, and may be suitable for adhesion depending on the environment. Also good.

또 베어링(19, 19')은 진공용 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 재질, 윤활 방법에 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경, 하중 조건, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경할 수 있는 것이며, 크로스 롤러 베어링이라도 좋고, 4축 동축 모터의 경우, 한층 더 기계적인 강성을 높이기 위해서, 별도의 베어링으로 지지하는 구조라고 하여도 좋고, 고속 회전하는 경우 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수 없는 경우는 각 축의 회전자를 지지하는 베어링 및 별도의 베어링을 깊은 홈 볼 베어링이나 앵귤러 베어링으로서 예압을 거는 구조라고 하여도 좋고, 초진공중에서 사용되는 경우는 궤도 바퀴에 금이나 은 등의 연 질 금속을 플레이팅 한 것 같은 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋다.In addition, although the bearings 19 and 19 'demonstrated the example using the four-point contact ball bearing of vacuum grease lubrication, it is not limited to this form, material, and lubrication method, but it depends on the environment used, load conditions, rotation speed, etc. The cross-roller bearing may be changed as appropriate, and in the case of a four-axis coaxial motor, in order to further increase mechanical rigidity, it may be referred to as a structure supported by a separate bearing, or a multi-point contact bearing such as when rotating at high speed. If not available, the bearing supporting the rotor of each shaft and a separate bearing may be preloaded as deep groove ball bearings or angular bearings. It is also possible to use a metal lubrication without gas discharge, such as plating a soft metal.

또 자기 커플링으로서 기능하는 내측 로터로서 영구자석과 백 요크를 이용한 형식으로 설명하였지만, 영구자석과 백 요크의 재질 및 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리졸버의 질량과 베어링의 마찰 토크에 따라서는 로터와 같은 극수가 아니어도 좋고, 같은 폭이 아니어도 좋다. 영구자석을 이용하지 않는 돌극에서도 좋다.In addition, although it demonstrated in the form which used a permanent magnet and a back yoke as an inner rotor which functions as a magnetic coupling, the material and shape of a permanent magnet and a back yoke are not limited to this. For example, depending on the mass of the resolver and the friction torque of the bearing, the number of poles may not be the same as that of the rotor, or may not be the same width. It is also good for rushing poles that do not use permanent magnets.

또 각도 검출기로서 리졸버를 이용한 예로, 설명하였지만, 제조 비용이나 분해능에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 광학식의 로터리 엔코더로도 좋다.Moreover, although it demonstrated as an example using a resolver as an angle detector, it changes suitably by manufacturing cost or resolution, For example, it may be an optical rotary encoder.

또 각도 검출기의 회전측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(33, 33')으로서 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 윤활 방법으로 한정되는 것은 아니고, 설치 스페이스나 마찰 토크, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 고속 회전이나 마찰 토크의 저감 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수 없는 경우는 앵귤러 베어링이나 깊은 홈 볼 베어링을 각 축 마다 2개 배치하고, 예압을 거는 구조로서도 좋다.Moreover, although the example which used the four-point contact ball bearing of grease lubrication was demonstrated as the bearings 33 and 33 'rotatably supporting the rotation side of an angle detector, it is not limited to this type and a lubrication method, but it is installation space and friction If the multi-point contact bearing is not available, such as high speed rotation or reduction of friction torque, two angular bearings or deep groove ball bearings are arranged on each axis and preloaded. Also good as.

또 그 외의 격벽의 밖, 안에 배치되는 구조 부품 및 격벽의 재질, 형상, 제조 방법은 제조 비용이나 사용되는 환경, 하중 조건, 구성 등에 의해 적절하게 변경되는 것이다.In addition, the materials, shapes, and manufacturing methods of the structural parts and the partitions arranged outside and inside the other partitions are appropriately changed depending on the production cost, the environment used, the load conditions, and the configuration.

이상, 본 발명을 실시 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정하여 해석되어서는 되지 않고, 적절하게 변경·개량이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터는 진공 분위기에 한정하지 않고, 대기외의 분위기로 사용할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조 공정의 경우, 진공 배기 후에 진공조 내부에 에칭용의 반응성 가스가 도입되는 일이 있지만, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터에서는 격벽에 의해 내부와 외부가 차폐되어 있기 때문에, 모터 코일이나 절연재등이 에칭 되어 버릴 우려도 없다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is limited to the said embodiment, Of course, it can change and improve suitably. For example, the direct drive motor of the present embodiment can be used not only in a vacuum atmosphere but also in an atmosphere outside the atmosphere. For example, in the semiconductor manufacturing process, the reactive gas for etching may be introduced into the vacuum chamber after vacuum evacuation. However, in the direct drive motor of the present embodiment, since the inside and the outside are shielded by the partition wall, the motor There is no fear that the coil or insulating material will be etched.

〔제 4의 실시 형태〕[Fourth embodiment]

다음에, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 29는 본 실시 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터로 이루어지는 모터 시스템을 이용한 프록레그(frog leg) 암식 반송 장치의 사시도이다. 도 29에 있어서, 2개의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 직렬로 연결되어 있다. 하부의 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 로터에는 제 1 암(A1)이 연결되고, 제 1 암(A1)의 선단에는 제 1 링크(L1)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 한편, 위쪽의 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 로터에는 제 2 암(A2)이 연결되고, 제 2 암(A2)의 선단에는 제 2 링크(L2) L2가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 링크(L1, L2)는 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T)에 , 각각 피봇 가능하게 연결되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, embodiment of this invention is described with reference to drawings. Fig. 29 is a perspective view of a frog leg female conveying apparatus using a motor system comprising a direct drive motor according to the present embodiment. In Fig. 29, two direct drive motors D1 and D2 are connected in series. The first arm A1 is connected to the rotor of the lower direct drive motor D1, and the first link L1 is pivotally connected to the tip of the first arm A1. On the other hand, the second arm A2 is connected to the rotor of the upper direct drive motor D2, and the second link L2 L2 is pivotally connected to the tip of the second arm A2. The links L1 and L2 are pivotably connected to the table T on which the wafers W are placed.

도 29에서 명백하지만, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 로터가 각각 같은 방향으로 회전하면, 테이블(T)도 같은 방향으로 회전하고, 이러한 로터가 역방향으로 회전하면, 테이블(T)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 접근 또는 이격하도 록 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 임의의 각도로 회전시키면, 테이블(T)이 닿는 범위내에서, 임의의 2 차원 위치에 웨이퍼(W)를 반송시킬 수 있다.As apparent from Fig. 29, when the rotors of the direct drive motors D1 and D2 each rotate in the same direction, the table T also rotates in the same direction, and when the rotor rotates in the reverse direction, the table T is a direct drive. The motors D1 and D2 are to be approached or spaced apart. Therefore, if the direct drive motors D1 and D2 are rotated at any angle, the wafer W can be transported to any two-dimensional position within the range in which the table T touches.

이와 같이 예를 들면 반도체 제조장치에 있어서의 진공조내에 배치되는 웨이퍼 반송 암, 예를 들면 스칼라형이나 도면에 도시하는 프록레그(frog leg) 형과 같이 복수의 암을 구비한 장치에서는 특히 복수의 회전 모터가 필요하다. 진공 환경에서는 외계와의 접촉 표면적을 극력 작게 하는 것과 동시에, 스페이스를 유효하게 활용하기 위해서 모터 등의 부착구멍은 가능한 한 적게할 필요가 있다. 또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 극력 적게하여 반송하기 위해서는 암의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 그래서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 복수, 하우징 부분에서 동축에 연결하고, 연결 부분은 시일로, 조밀하게 접합(용접, 오링, 금속 개스킷, 등에 의한 조밀한 접합)하고, 모터 로터의 설치된 공간과 하우징 외부 공간을 이격하는 것도 필요하다.Thus, for example, in a device having a plurality of arms such as a wafer transfer arm disposed in a vacuum chamber in a semiconductor manufacturing apparatus, for example, a scalar type and a frog leg type shown in the drawing, a plurality of You need a rotating motor. In a vacuum environment, it is necessary to make the contact surface area with the outside world as small as possible, and in order to utilize the space effectively, the attachment holes of the motor and the like should be as small as possible. In addition, in order to convey the wafer W horizontally straight with the least vibration, it is necessary to firmly protect and maintain the moment acting on the tip of the arm at the rotor support. Thus, a plurality of direct drive motors D1 and D2 are connected coaxially in the housing portion, and the connecting portion is tightly bonded (tight bonding by welding, O-ring, metal gasket, etc.) with a seal, and the motor rotor is installed. It is also necessary to separate the space from the space outside the housing.

또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 적게 반송하기 위해서는 암(A1, A2)의 선단에 작용하는 모멘트를, 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 게다가 또, 진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재 암의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1, A2)등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있다. 이러한 요구에 응할 수 있는 다이렉트 드라이브 모터를 동축으로 연결한 모터 시스템에 대해서 설명한다.Moreover, in order to convey the wafer W horizontally straight and with less vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment which acts on the front-end | tip of arm A1, A2 at the rotor support part. In addition, in the case of arm drive of a plurality of axes in a vacuum environment, if the current rotation position of the arm is not recognized when the power is turned on, the arms A1 and A2 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber. A motor system that coaxially connects a direct drive motor capable of meeting these demands will be described.

본 실시 형태는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 타입의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한다. 32극 36슬롯이라고 하는 슬롯 콤비네이션은 코깅력은 작지만 지름 방향으로 자기 흡인력이 발생하고 회전시의 진동은 큰 것이 일반적으로 알려져 있는 8극 9 슬롯이라는 슬롯 콤비네이션의 4배의 구성이다. 2n배(n는 정수)로 한 것에 의해, 지름 방향의 자기 흡인력은 상쇄되므로, 스테이터와 회전자의 진원도나 동축도 및 기구 부품의 강성을 높이지 않고 회전시의 진동을 작게 할 수 있고, 또한, 본래적으로 코깅이 작은 구성이므로, 매우 매끄러운 회전을 얻을 수 있다. 한편, 이러한 아주 극이 많은 모터로 하는 것으로서, 기계각의 주기에 대한 전기각의 주기가 많기 때문에, 위치 결정 제어성이 좋다. 따라서, 본 발명과 같이, 감속기를 이용하지 않고 로보트 장치를 구동하는 것 같은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다. 또한, 총자속량을 내리지 않고 스테이터 연결부의 두께와 돌극 폭, 및 회전자의 요크 두께를 좁게 할 수 있으므로, 본 발명과 같이, 박형이며 또한 지름이 크고 폭이 좁은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다.This embodiment uses the surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless direct drive motor. The slot combination, called 32-pole 36 slot, has four times the configuration of a slot combination of 8-pole 9-slot, which is generally known to have a small cogging force but a magnetic attraction force in the radial direction and a large vibration during rotation. Since the magnetic attraction force in the radial direction is canceled out by 2 n times (n is an integer), the vibration at the time of rotation can be reduced without increasing the roundness, coaxiality of the stator and the rotor, and the rigidity of the mechanical parts, In addition, since cogging is inherently small, a very smooth rotation can be obtained. On the other hand, as such a motor having many poles, since the period of the electric angle with respect to the period of the machine angle is large, the positioning controllability is good. Therefore, like the present invention, it is very suitable for a direct drive motor such as driving a robot apparatus without using a speed reducer. In addition, since the thickness, the protrusion width, and the yoke thickness of the rotor can be narrowed without lowering the total magnetic flux amount, it is very suitable for a thin, large diameter and narrow direct drive motor as in the present invention.

도 30은 도 29의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다. 도 30을 참조하여, 2축의 모터 시스템의 내부 구조에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 다이렉트 드라이브 모터(D1)에 대해서 설명한다. 정반(G)에 고정시킨 원판(10)의 중앙 개구(10)에 동축에 접합되고 볼트(11)에 의해 서로 고정된 중공 원통형의 본체(12)는 그 상단에 컵 형상의 격벽(13)을 부착하고 있다. 본체(12)의 중앙은 스테이터에의 배선 등을 통하기 위해서 이용할 수 있다. 본체(12), 원 판(10)에 의해 하우징을 구성한다.FIG. 30 is a view of the configuration of FIG. 29 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIG. With reference to FIG. 30, the internal structure of a two-axis motor system is demonstrated in detail. First, the direct drive motor D1 will be described. The hollow cylindrical body 12, which is coaxially connected to the central opening 10 of the disc 10 fixed to the surface plate G and fixed to each other by bolts 11, has a cup-shaped partition 13 at its upper end. I attach it. The center of the main body 12 can be used in order to communicate with wiring to the stator. The main body 12 and the disc 10 form a housing.

격벽(13)은 비자성체인 스텐레스제이며, 본체(12)에 끼워 맞추는 두께의 저부(13a)와, 그 외주연으로부터 축선 방향으로 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 관통하도록 하여 연장하는 얇은 원통부(13b)로 이루어진다. 따라서, 격벽(13)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 공통적으로 이용된다. 원통부(13b)의 하단은 TIG 용접으로 봉지 가능하게 홀더(15)에 접합되고, 홀더(15)는 원판(10)에 볼트(16)에 의해 고정되어 있다. 여기서, 원통부(13b)의 용접부를 대략 동일 두께로 하는 것으로서, 한쪽 편에의 부품에만 열이 빠져나가는 것을 억제하고, 끼워 맞춤부를 균일하게 용접할 수 있는 구조로 되어 있다. 홀더(15)와 원판(10)의 접촉면에는 시일 부재를 끼워 넣는 홈 가공이 실시되어 있고, 시일 부재(OR)를 홈에 끼워 넣은 후에 홀더(15)와 원판(10)을 볼트(16)에 의해 체결하는 것으로서, 체결 부분을 대기측으로부터 분리 격절하고 있다. 격벽(13)은 내식성이 높고, 특히 자성이 적은 오스테나이트계 스텐레스의 SUS 316을 재료로 하고 있고, 홀더(15)는 격벽(13)과의 용접성에서 마찬가지로 SUS 316을 재료로 하고 있다.The partition wall 13 is made of stainless steel, which is a nonmagnetic material, and has a bottom portion 13a having a thickness to fit the main body 12, and a thin cylinder extending through the direct drive motors D1 and D2 in the axial direction from its outer circumference. It consists of a part 13b. Therefore, the partition 13 is commonly used for the direct drive motors D1 and D2. The lower end of the cylindrical portion 13b is joined to the holder 15 so as to be sealed by TIG welding, and the holder 15 is fixed to the disc 10 by bolts 16. Here, the welded portion of the cylindrical portion 13b is made to have substantially the same thickness, and the structure prevents heat from escaping only in the component on one side and allows the fitting portion to be welded uniformly. The contact surface between the holder 15 and the disc 10 is grooved to fit the seal member. After the seal member OR is inserted into the groove, the holder 15 and the disc 10 are attached to the bolt 16. By tightening, the fastening portion is separated and separated from the atmosphere side. The partition 13 is made of SUS 316 made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, particularly low magnetic properties, and the holder 15 is made of SUS 316 similarly in weldability with the partition 13.

또한, 격벽(13)과 홀더(15)와는 기밀적으로 접합되고, 또한 홀더(15)와 원판(10), 및 원판(10)과 정반(G)은 각각 오링(OR)에 의해 기밀되어 있다. 따라서, 원판(10)과 격벽(13)으로 둘러싸인 내부 공간은 그 외부로부터 기밀되어 있다. 또한, 격벽(13)은 반드시 비자성체일 필요는 없다. 또 오링(OR)을 이용하여 기밀하는 대신에, 전자빔 용접이나 레이저 빔 용접 등으로 부재사이를 기밀하여도 좋다.In addition, the partition 13 and the holder 15 are hermetically bonded to each other, and the holder 15 and the disc 10 and the disc 10 and the base G are respectively sealed by an O-ring OR. . Therefore, the inner space surrounded by the disc 10 and the partition 13 is hermetically sealed from the outside. In addition, the partition 13 does not necessarily need to be a nonmagnetic material. In place of hermetically using the O-ring OR, the members may be hermetically sealed by electron beam welding, laser beam welding, or the like.

원판(10)의 외주 상면에, 베어링 홀더(17)가 일체적으로 형성되어 있다. 베 어링 홀더(17)에는 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19)의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20)에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19)의 내륜은 제 1 외측 로터 부재(21)를 끼워 맞춤 한 2겹 원통형의 원통형 부재(23)에 끼워 맞추어지고, 제 1 외측 로터 부재(21)를 동시 고정하는 볼트(22)에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 1 외측 로터 부재(21)는 암(A1, 도 29)을 지지하는 원통형 부재(23)에 의해 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제 1 외측 로터 부재(21)와 원통형 부재(23)로 외측 로터를 구성한다.The bearing holder 17 is integrally formed in the outer peripheral upper surface of the original plate 10. The outer ring of the four-point contact ball bearing 19 used in vacuum is fitted to the bearing holder 17 and is fixed by the bolt 20. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 is fitted to the two-ply cylindrical cylindrical member 23 fitted with the first outer rotor member 21, and the bolt 22 which fixes the first outer rotor member 21 simultaneously. It is fixed by). That is, the 1st outer rotor member 21 is rotatably supported with respect to the partition 13 by the cylindrical member 23 which supports arm A1 (FIG. 29). In addition, the outer rotor is constituted by the first outer rotor member 21 and the cylindrical member 23.

원판(10, 베어링 홀더(17)를 포함한다)은 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있고, 원판(10)은 챔버인 정반(G)과의 끼워 맞춤 고정 및 시일 장치를 겸하고 있고, 그 아래쪽 면에, 오링(OR)을 끼워 넣는 홈(10b)이 설치되어 있다.The disc 10 (including the bearing holder 17) is made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, and the disc 10 serves as a fitting and sealing device with the base plate G which is a chamber. In the lower surface, a groove 10b for fitting the O-ring OR is provided.

베어링(19)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터 시스템을 박형화할 수 있다. 베어링(19)은 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D1 ends with one, the two-axis coaxial motor system of the present invention can be thinned. The bearing 19 is made of a martensitic stainless steel that has high corrosion resistance in both inner and outer rings and can be hardened by quenching. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum. Doing.

또한, 베어링(19)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또한 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터 부재(21)가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 may use a metal lubrication which plated a soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and has no outgassing even in vacuum, and is a four-point contact ball bearing. Although the moment in the direction in which the first outer rotor member 21 from (A1) tilts can be received, not only the four-point contact type but also cross rollers, cross balls, and cross taper bearings can be used, and in a preloaded state. It may be used or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

또 원통형 부재(23)는 베어링(19)의 내륜을 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19)은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시 형태의 경우는 회전 바퀴인 베어링(19)의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 원통형 부재(23)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 고정 바퀴인 베어링(19)의 외륜을 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 홀더(17)에 헐거운 끼워 맞춤하는 것으로, 베어링(19)의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the cylindrical member 23 has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19. Moreover, as shown in FIG. The four-point contact ball bearing 19 is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly influenced by the difference in the accuracy and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19, which is a rotating wheel, can easily be machined with accuracy, and the gap between the cylindrical member 23 is inserted into the cylindrical member 23 having a linear expansion coefficient of about the same as that of the bearing wheel material of the bearing. By loosely fitting the outer ring of the bearing 19 which is a fixed wheel to the bearing holder made of austenitic stainless steel or the holder 17 made of aluminum, it is possible to reduce the rotational accuracy of the bearing 19 and increase the temperature. It is a structure which prevents a raise of friction torque by this.

제 1 외측 로터 부재(21)는 영구자석(21a)과, 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b)와, 영구자석(21a)과 요크(21b)를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a)쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b) 외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a)을 요크(21b)에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것 으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-FeB)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The first outer rotor member 21 is a permanent magnet 21a, a ring-shaped yoke 21b made of a magnetic body to form a magnetic path, and a non-magnetically fastening member for fastening the permanent magnet 21a and the yoke 21b. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of adults. The permanent magnet 21a is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are each made of magnetic metal in alternating manner, and are divided into poles, and the individual shapes thereof are linear. to be. The arc centers of the inner diameter and the outer diameter are the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is directed toward the permanent magnet 21a, and the permanent magnet 21a is screwed on the yoke 21b by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b. Fastening. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a is an energetic neodymium (Nd-FeB) magnet and is coated with nickel to increase corrosion resistance. The yoke 21b is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is nickel-plated in order to increase the rust prevention and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 1 외측 로터 부재(21)의 내주면에 대향하도록 하여, 제1스테이터(29)가 배치되어 있다. 제1스테이터(29)는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 하부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제1스테이터(29)의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the first stator 29 is disposed to face the inner circumferential surface of the first outer rotor member 21. The first stator 29 is attached to a cylindrically deformed lower portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, and is formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and is provided as an insulating treatment on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is concentrated. The outer diameter of the first stator 29 is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제1스테이터(29)에 인접하고 또한 평행하여, 제 1 내측 로터(30)가 배치되어 있다. 제 1 내측 로터(30)는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32)에 대해서, 볼 베어링(33)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 1 내측 로터(30)의 외주면에는 백 요크(30b)를 개재하여 영구자석(30a)이 부착되어 있다. 영구자석(30a)은 제 1 외측 로터 부재(21)의 영구자석(21a)과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 1 내측 로터(30)는 제1스테이터(29)에 의해 구동되는 제 1 외측 로터 부재(21)에 동기하여 동반 회전하도록 되어 있다.Adjacent to and parallel to the first stator 29, a first inner rotor 30 is disposed. The first inner rotor 30 is rotatably supported by the ball bearing 33 with respect to the resolver holder 32 which is bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. On the outer circumferential surface of the first inner rotor 30, a permanent magnet 30a is attached via a back yoke 30b. Like the permanent magnet 21a of the first outer rotor member 21, the permanent magnet 30a is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Accordingly, the first inner rotor 30 is co-rotated in synchronization with the first outer rotor member 21 driven by the first stator 29.

제 1 내측 로터(30)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 rotatably supporting the first inner rotor 30 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D1 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a)은 백 요크(30b)에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a is adhesively fixed to the back yoke 30b. The permanent magnet 30a is an energy-efficient neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b is made of low carbon steel having high magnetic properties and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 1 내측 로터(30)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34a 및 34b)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32)의 외주에 리졸버 스테이터(35, 36)를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또한, 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이, 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 34a and 34b are assembled on the inner circumference of the first inner rotor 30, and the resolver stators 35 and 36 are disposed on the outer circumference of the resolver holder 32 in a form opposite thereto. Although attached, in this embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 and the absolute resolver stator 36 which can detect which position of a rotor exist in one rotation are arrange | positioned on 2nd floor. Therefore, even when the power is turned on, since the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. The rotation angle detection used for drive current control is enabled without using a pole detection sensor.

리졸버 홀더(32)와 제 1 내측 로터(30)는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35, 36)에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 and the first inner rotor 30 are formed of carbon steel, which is a magnetic material, so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 and 36 which are angle detectors. Later, chromate plating is performed for rust prevention.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 1 내측 로터(30)와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)의 1회전으로, 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 31에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a) 즉, 제 1 내측 로터(30)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a, 34b)와, 리졸버 스테이터(35, 36)로 검출기를 구성한다.In the high resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and is parallel to the rotation axis on the outer circumferential surface of the incremental resolver stator 35. For example, a gear that is out of phase with respect to the incremental resolver rotor 34a is provided at each magnetic pole, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a rotates integrally with the first inner rotor 30, the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 changes, and the incremental resolver rotor 34a In one rotation of, the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 31, and used as a position signal. The rotation angle (or rotation speed) of the rotor 34a, that is, the first inner rotor 30 is detected. The detector is constituted by the resolver rotors 34a and 34b and the resolver stators 35 and 36.

본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터 부재(21)에 대해서, 자기 커플링 작용에 의한 제 1 내측 로터(30)가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로 제 1 외측 로터 부재(21)의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체(單體)로 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다.According to this embodiment, since the 1st inner rotor 30 by a magnetic coupling action rotates with the same speed, ie co-rotation, with respect to the 1st outer rotor member 21, the 1st outer rotor member 21 is carried out. Can be detected over the partition (13). In addition, in this embodiment, the bearing 33 is formed by the resolver unit without using the parts or housing which form a motor. Therefore, before it is incorporated into a housing, the eccentric adjustment and the resolver coil of the resolver unit are carried out. Since precision adjustment, such as position adjustment, can be performed, it is not necessary to provide a hole or cutout for adjustment in a housing or both flanges separately.

다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 대해서 설명하지만, 여기서는 본체(12)가 하우징을 구성한다. 상술한 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부재(23)는 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 중합하는 위치까지 위쪽으로 연장하고 있고, 그 내주면에 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19')의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20')에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19')의 내륜은 이중 원통형의 링 형상 부재(23')의 주위면에 끼워 맞추어지고, 제 2 외측 로터 부재(21')를 동시 고정하는 볼트(22')에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 2 외측 로터 부재(21')는 암(A2, 도 29)을 지지하는 링 형상 부재(23')에 의해, 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제 2 외측 로터 부재(21')와 링 형상 부재(23')로 외측 로터를 구성한다.Next, although direct drive motor D2 is demonstrated, the main body 12 comprises a housing here. The cylindrical member 23 of the above-mentioned direct drive motor D1 extends upwards to the position to superpose | polymerize with the direct drive motor D2, and has the inner peripheral surface of the four-point contact ball bearing 19 'used in vacuum. The outer ring is fitted with a fitting and is fixed by the bolt 20 '. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 'is fitted to the circumferential surface of the double cylindrical ring-shaped member 23' and is fixed by a bolt 22 'which simultaneously fixes the second outer rotor member 21'. have. That is, the 2nd outer rotor member 21 'is rotatably supported with respect to the partition 13 by the ring-shaped member 23' which supports arm A2 (FIG. 29). Moreover, an outer rotor is comprised by the 2nd outer rotor member 21 'and the ring-shaped member 23'.

베어링(19')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터를 박형화할 수 있다. 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 'is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D2 ends with one, the two-axis coaxial motor of the present invention can be thinned. Both inner and outer rings are made of martensitic stainless steel, which has high corrosion resistance and can be hardened by hardening. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum.

또한, 베어링(19')은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또한 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터 부재(21')가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 'may be a metal lubrication with no outgassing in the vacuum by plating a soft metal such as gold or silver on the inner and outer rings, and is a four-point contact ball bearing. Although the moment in the direction in which the first outer rotor member 21 'from the arm A1 is tilted can be received, not only the four-point contact type but also a cross roller, a cross ball, and a cross tapered bearing can be used, and a preload It may be used in a state, or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

또한, 링 형상 부재(23')는 베어링(19')의 내륜을 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19')은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시 형태의 경우는 베어링(19')의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 베어링(19')의 외륜을 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤하는 것으로, 베어링(19')의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the ring-shaped member 23 'has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19'. The four-point contact ball bearing 19 'is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly affected by the difference in the precision and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19 'is easy to achieve the machining accuracy, and the linear expansion coefficient is fitted to the yoke 21b, which is approximately the same as the track wheel material of the bearing, without gaps or intermediate fittings. The outer ring of the bearing 19 'is loosely fitted to an austenitic stainless steel bearing holder or an aluminum boss to prevent the bearing 19' from decreasing the rotational accuracy and increasing the friction torque due to the temperature rise. It is composed.

제 2 외측 로터 부재(21')는 영구자석(21a')과 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b')와, 영구자석(21a')과 요크(21b')를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a')은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a')쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b')외경측에서 나사 로 조으는 것으로 영구자석(21a')을 요크(21b')에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The second outer rotor member 21 'mechanically forms a ring-shaped yoke 21b' made of a magnetic body to form a permanent magnet 21a 'and a magnetic path, and the permanent magnet 21a' and the yoke 21b 'mechanically. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of a nonmagnetic body for fastening. The permanent magnet 21a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating manner with each of 16 magnetic poles. The permanent magnet 21a' is divided into poles, and the individual shapes thereof are linear. )to be. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is toward the permanent magnet 21a ', and the permanent magnet 21a' is yoked by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b '. It is fastened to 21b '. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel in order to increase corrosion resistance. The yoke 21b 'is made of a low-carbon steel having high magnetic properties, and nickel plating is applied to prevent rust and corrosion resistance and to prevent wear during bearing replacement after work forming.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 2 외측 로터 부재(21')의 내주면에 대향하도록 하여, 제2스테이터(29')가 배치되어 있다. 제2스테이터(29')는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 상부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제2스테이터(29')의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the second stator 29 ′ is disposed so as to face the inner circumferential surface of the second outer rotor member 21 ′. The second stator 29 'is attached to a cylindrically deformed upper portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and insulated on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is intensively wound. The outer diameter of the second stator 29 'is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제2스테이터(29')에 인접하고 또한 평행하여, 제 2 내측 로터(30')가 배치되어 있다. 제 2 내측 로터(30')는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32')에 대해서, 볼 베어링(33')에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 2 내측 로터(30')의 외주면에는 백 요크(30b')를 개재하여 영구자석(30a')이 장착되어 있다. 영구자석(30a')은 제 2 외측 로터 부재(21')의 영구자석(21a')과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 2 내측 로터(30')는 제2스테이터(29')에 의해 제 2 외측 로터 부재(21')에 동기하여 회전 구동되게 되어 있다.Adjacent to and parallel to the second stator 29 ', a second inner rotor 30' is disposed. The second inner rotor 30 ′ is rotatably supported by the ball bearing 33 ′ against the resolver holder 32 ′ bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. On the outer circumferential surface of the second inner rotor 30 ', a permanent magnet 30a' is mounted via a back yoke 30b '. Like the permanent magnet 21a 'of the second outer rotor member 21', the permanent magnet 30a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Therefore, the second inner rotor 30 'is driven to rotate in synchronization with the second outer rotor member 21' by the second stator 29 '.

제 1 내측 로터(30')를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 'rotatably supporting the first inner rotor 30' is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D2 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a')은 백 요크(30b')에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a 'is adhesively fixed to the back yoke 30b'. The permanent magnet 30a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b 'is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 2 내측 로터(30')의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34a' 및 34b')를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32')의 외주에 리졸버 스테이터(35', 36')를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36')를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도 앱솔루트 리졸버 로터(34b')의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또한, 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 상대 회전 각도의 검출이 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 34a 'and 34b' are assembled on the inner circumference of the second inner rotor 30 ', and the resolver stator 35 is disposed on the outer circumference of the resolver holder 32' in a form opposite thereto. In the present embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 'and the absolute resolver stator 36' capable of detecting where the rotor is located at one rotation are 2 in this embodiment. Placed on the floor. Therefore, even when the power is turned on, the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b 'can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. Detection of the relative rotation angle is enabled without using the pole detection sensor.

리졸버 홀더(32')와 제 2 내측 로터(30')는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35', 36')에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 'and the second inner rotor 30' are made of magnetic carbon steel as a material so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 'and 36' which are angle detectors. And chromate plating is performed for rust prevention after work forming.

본 실시 형태에 의하면, 제 2 외측 로터 부재(21')에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 2 내측 로터(30')가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 2 외측 로터 부재(21')의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로, 베어링(33')을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다.According to this embodiment, since the 2nd inner rotor 30 'rotates at the same speed, ie, co-rotates, with respect to the 2nd outer rotor member 21' by a magnetic coupling action, a 2nd outer rotor member The rotation angle of 21 'can be detected over the partition 13. Moreover, in this embodiment, the resolver unit | piece has a bearing 33 'instead of using the component and housing which form a motor, and therefore, before it is squeezed into a housing, the eccentric adjustment in a resolver unit, the position adjustment of a resolver coil, etc. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes or cutouts in the housing or both flanges.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 2 내측 로터(30')와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 31에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a') 즉, 제 2 내측 로터(30')의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a', 34b)와 리졸버 스테이터(35', 36')로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a 'has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and is provided on the outer circumferential surface of the incremental resolver stator 35'. The gears out of phase with respect to the incremental resolver rotor 34a 'at each magnetic pole are provided in parallel with the axis of rotation, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a 'rotates integrally with the second inner rotor 30', the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 'changes and the incremental resolver rotor At one rotation of 34a ', the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 31, and used as a position signal. The rotation angle (or rotational speed) of the mental resolver rotor 34a ', that is, the second inner rotor 30' is detected. The detector is composed of resolver rotors 34a 'and 34b and resolver stators 35' and 36 '.

본 실시 형태에 의하면, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 외측 로터(제 2 외측 로터(21') 및 링 형상 부재(23'))가 다른 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 외측 로터(제 1 외측 로터(21) 및 원통형 부재(23))에 대해서 베어링(19')에 의해 지지되어 있으므로, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 외측 로터를 떼어내면, 이러한 외측 로터를 지지하고 있던 베어링(19')을 노출시킬 수 있고, 다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 외측 로터를 떼어내면, 이러한 외측 로터를 지지하고 있던 베어링(19)을 노출시킬 수 있고, 그러한 점검이나 제거를 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유지 보수성도 향상한다. 또한, 격벽(13)의 외측에 있는 외측 로터만을 떼어내면 되기 때문에, 격벽 구조를 떼어낼 필요가 없고, 재조립 시에 리크 체크 등이 불필요해져, 조립성이 향상한다.According to this embodiment, the outer rotor (1st outer rotor (1st outer rotor) of the direct drive motor D1 differs from the outer rotor (2nd outer rotor 21 'and ring-shaped member 23') of the direct drive motor D2. 21) and the cylindrical member 23) are supported by the bearing 19 ', so that when the outer rotor of the direct drive motor D2 is removed, the bearing 19' supporting the outer rotor can be exposed. Next, when the outer rotor of the direct drive motor D1 is removed, the bearing 19 supporting the outer rotor can be exposed, and such inspection and removal can be easily performed. Also improves. In addition, since only the outer rotor outside the partition 13 needs to be removed, there is no need to remove the partition structure, so that a leak check or the like is unnecessary at the time of reassembly, thereby improving assembly performance.

또한, 플랜지부(12a)를 중심으로서 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')를 상하에 배치하고, 그 반경 방향 내측으로 리졸버를 배치하고 있다. 또한, 본체(12)는 중공 구조로 되어 있고, 플랜지부(12a)에는 중앙으로 연통하는 지름 방향의 안내구멍(12d)이 적어도 1개 마련되어 있고, 여기를 개재하여 모터 배선을 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 한편, 본체(12)의 양단부에는 적어도 1개의 절결(12e, 12e)이 마련되어 있고, 이것들을 개재하여 리졸버의 배선을 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 하는 것으로, 하 우징측으로부터 순서대로, 다이렉트 모터(D1)의 리졸버, 스테이터(29), 다이렉트 모터(D2)의 스테이터(29'), 그 리졸버의 순서로, 배치하는 것이 가능해지고, 2축이면서 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도 조정을 행할 수 있다. 그래서, 기준이 되는 외측 로터를 회전 구동하는 설비를 별도로 준비해 두면, 그 설비에 스테이터와 리졸버를 짜넣은 본체(12)를 세트 하는 것으로서, 고정밀도로 스테이터에 대한 리졸버의 각도 조정을 할 수 있으므로, 커뮤테이션 차이에 의한 각도 위치 결정 정밀도의 저하를 막고, 또한, 본 발명의 2축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있다.Moreover, the 1st stator 29 and the 2nd stator 29 'are arrange | positioned up and down centering on the flange part 12a, and the resolver is arrange | positioned in the radial direction inner side. The main body 12 has a hollow structure, and the flange portion 12a is provided with at least one radial guide hole 12d in communication with the center, and the motor wiring of the main body 12 is interposed therebetween. It is structured to be drawn out to the center. On the other hand, at least one notch 12e, 12e is provided in the both ends of the main body 12, and it has a structure which draws the resolver wiring to the center of the main body 12 via these. With such a structure, it becomes possible to arrange | position in the order of the resolver of the direct motor D1, the stator 29, the stator 29 'of the direct motor D2, and the resolver in order from a housing side, The angle between the stator and resolver can be easily adjusted while being biaxial. Therefore, by separately preparing a facility for rotationally driving the outer rotor as a reference, the main body 12 incorporating the stator and the resolver is set in the facility so that the angle of the resolver with respect to the stator can be adjusted with high accuracy. The fall of the angular positioning accuracy by the difference of a tation can be prevented, and the compatibility of the drive control circuit with respect to the 2-axis coaxial motor of this invention can be improved.

도 32는 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 구동 회로를 도시하는 블럭도이다. 외부의 컴퓨터로부터 모터 회전 지령이 입력되었을 때, 다이렉트 드라이브 모터(D1)용의 모터 제어 회로(DMC1) 및 다이렉트 드라이브 모터(D2)용의 모터 제어 회로(DMC2)는 각각, 그 CPU로부터 3층 앰프(AMP)에 구동 신호를 출력하고, 3층 앰프(AMP)로부터 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 구동 전류가 공급된다. 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터(D1, D1)의 외측 로터 부재(21, 21')가 독립하여 회전하고, 암(A1, A2, 도 29)을 이동시키게 되어 있다. 외측 로터 부재(21, 21')가 회전하면, 위에서 설명한 바와 같이 하여 회전 각도를 검출한 리졸버 스테이터(35, 36, 35', 36')에서 리졸버 신호가 출력되므로, 그것을 리졸버 디지털 변환기(RDC)로 디지털 변환한 후에 입력한 CPU는 외측 로터 부재(21, 21')가 지령 위치에 도달하였는지 아닌지를 판단하고, 지령 위치에 도달하면, 3층 앰프(AMP)에의 구동 신호를 정지하는 것으로 외측 로터 부재(21, 21')의 회전을 정지시킨다. 이것에 의해, 외측 로터 부재(21, 21')의 서보 제어가 가능해진다.32 is a block diagram showing a drive circuit of the direct drive motors D1 and D2. When a motor rotation command is input from an external computer, the motor control circuit DMC1 for the direct drive motor D1 and the motor control circuit DMC2 for the direct drive motor D2 are each a three-layer amplifier from the CPU. The drive signal is output to the AMP, and the drive current is supplied to the direct drive motors D1 and D2 from the three-layer amplifier AMP. As a result, the outer rotor members 21 and 21 'of the direct drive motors D1 and D1 rotate independently to move the arms A1, A2 and FIG. 29. When the outer rotor members 21, 21 'rotate, the resolver signals are output from the resolver stators 35, 36, 35', 36 'that have detected the rotation angle as described above, so that the resolver digital converter RDC After digital conversion, the input CPU determines whether the outer rotor members 21 and 21 'have reached the command position, and when the command position reaches the command position, stops the drive signal to the three-layer amplifier AMP. The rotation of the members 21 and 21 'is stopped. Thereby, servo control of the outer rotor members 21 and 21 'becomes possible.

진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재의 암(A1 및 A2)의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1) 등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있지만, 본 실시 형태에서는 회전축의 1회전의 절대 위치를 검출하는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36 및 36')와, 보다 분해능의 세세한 회전 위치를 검출하는 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35 및 35')로 이루어지는 가변 자기 저항형 리졸버를 채용하고 있으므로, 외측 로터 부재(21, 21') 즉, 암(A1, A2)의 회전 위치 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.In the case of driving a plurality of arms in a vacuum environment, the arm A1 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber if the current rotation position of the arms A1 and A2 is not recognized when the power is turned on. In the present embodiment, a variable magnetoresistance comprising an absolute resolver stator 36 and 36 'for detecting an absolute position of one rotation of the rotary shaft, and an incremental resolver stator 35 and 35' for detecting a finer rotational position with a higher resolution. Since the type resolver is adopted, the rotation position control of the outer rotor members 21 and 21 ', that is, the arms A1 and A2 can be performed with high accuracy.

또한, 여기서는 내측 로터(30)의 회전 검출에 리졸버를 채용했지만, 검출기를 격벽(13) 내부의 대기 측에 배치할 수 있기 때문에, 일반적으로 고정밀도 위치 결정에 사용하는 서보모터에 있어서는 고정밀도로 매끄럽게 구동하기 위한 위치 검출 수단으로서 채용되고 있는 광학식 엔코더나, 자기 저항 소자를 사용한 자기식 엔코더 등도 사용할 수 있다.In addition, although the resolver was used for rotation detection of the inner rotor 30 here, since a detector can be arrange | positioned to the atmospheric side inside the partition 13, in general, the servomotor used for high-precision positioning is smooth and high precision. An optical encoder adopted as a position detecting means for driving, a magnetic encoder using a magnetoresistive element, or the like can also be used.

도 33은 제2의 실시 형태에 관련된 도 30과 같은 단면도이다. 본 실시 형태에 대해서는 도 30~도 32의 실시 형태에 대해서 다른 부위에 대하여 설명하고, 동일한 기능을 가지는 부위에 대해서는 동일 부호를 부여하는 것으로 설명을 생략한다.33 is a cross-sectional view similar to FIG. 30 according to the second embodiment. This embodiment demonstrates another part about embodiment of FIGS. 30-32, and abbreviate | omits description by attaching | subjecting the same code | symbol about the part which has the same function.

본 실시 형태에 있어서는, 원통형의 본체(112)의 표면에 부착된 상부 원판부(110)의 단부(段部, 110a)에 환상부(113a)를 오링(OR)을 개재하여 기밀적으로 볼트 결합하고 있다. 환상부(113a)의 하부는 얇고 반경 방향 바깥쪽으로 연장한 플 랜지부(113c)가 되어 있고, 그 절곡된 바깥 가장자리에 얇은 원통부(113b)의 상단을 TIG 용접하여 이루어진다. 환상부(113a) 부착부의 두께는 플랜지부(113c) 및 얇은 원통부(113b)의 두께보다 두껍게 되어 있다. 얇은 원통부(113b)의 하단은 상술한 실시 형태와 마찬가지로 홀더(15)에 TIG 용접되어 있다. 환상부(113a)와 플랜지부(113c)와 얇은 원통부(113b)와 홀더(15)로 격벽(113)을 구성한다. 또 원판부(110)와 본체(112)와 원판(10)으로 하우징을 구성한다.In the present embodiment, the bolt is hermetically bolted to the end portion 110a of the upper disc portion 110 attached to the surface of the cylindrical main body 112 via an annular portion 113a via an O-ring OR. Doing. The lower part of the annular part 113a becomes a thin, radially outward flange part 113c, and is made by TIG welding the upper end of the thin cylindrical part 113b to the bent outer edge. The thickness of the annular portion 113a attachment portion is thicker than that of the flange portion 113c and the thin cylindrical portion 113b. The lower end of the thin cylindrical part 113b is TIG-welded to the holder 15 similarly to embodiment mentioned above. The partition 113 is comprised by the annular part 113a, the flange part 113c, the thin cylindrical part 113b, and the holder 15. As shown in FIG. In addition, the housing is constituted by the disc part 110, the main body 112, and the disc 10.

본 실시 형태에서는 상부 원판부(110)의 상면은 덮개 부재(101)에 의해 폐지되고, 그 외주에 부착된 베어링 홀더(107)는 베어링(19')을 지지하게 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부재(123)는 다이렉트 드라이브 모터(D2)측까지 연장하고 있지 않다. 상부 원판부(110), 덮개 부재(101), 베어링 홀더(107)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있다.In this embodiment, the upper surface of the upper disc part 110 is closed by the cover member 101, and the bearing holder 107 attached to the outer periphery supports the bearing 19 '. Therefore, the cylindrical member 123 of the direct drive motor D1 does not extend to the direct drive motor D2 side. The upper disc portion 110, the lid member 101, and the bearing holder 107 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance.

상부 원판부(110)에 있어서의 베어링 홀더(107)의 부착 좌면의 외경부(110a)는 얇은 원통부(113b)보다 반경 방향 내측에 위치하고 있고, 따라서, 베어링 홀더(107)를 상부 원판부(110)에서 떼어내면, 2개의 외측 로터 부재(21, 21')는 상부 원판부(110)를 분해하지 않고 위쪽으로 떼어내는 것이 가능해지고 있다. 따라서, 유지 보수시 등에 기밀 구조를 분해할 필요는 없고, 작업을 용이하게 할 수 있다. 즉, 격벽 구조를 지지하고 있는 하우징(본체(12)와 상부 원판부(110))의 최대 외경부가 다이렉트 드라이브 모터(D1 및 D2)의 외측 로터(외측 로터 부재(21 및 21')와 링 형상 부재(23 및 23'))의 내경보다 작기 때문에, 베어링 홀더(107)를 하우징으로부터 떼어내면, 다이렉트 드라이브 모터(D1 및 D2)의 외측 로터를 격벽(13)으로 부터 떼어낼 수 있고, 그것에 의해 점검이나 제거를 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유지 보수성도 향상한다. 더욱이, 베어링 홀더(107)만을 떼어내면 되기 때문에, 격벽 구조를 떼어낼 필요가 없고, 재조립 시에 리크 체크 등이 불필요해져, 조립성이 향상한다.The outer diameter part 110a of the seating surface of the attachment holder of the bearing holder 107 in the upper disc part 110 is located radially inward rather than the thin cylindrical part 113b, Therefore, the bearing holder 107 is attached to the upper disc part ( When detached from 110, the two outer rotor members 21 and 21 'can be detached upward without disassembling the upper disc part 110. As shown in FIG. Therefore, it is not necessary to disassemble an airtight structure at the time of maintenance, etc., and operation can be made easy. That is, the maximum outer diameter of the housing (main body 12 and the upper disc part 110) that supports the partition structure is the outer rotor (outer rotor members 21 and 21 ') and the ring shape of the direct drive motors D1 and D2. Since the bearing holder 107 is removed from the housing because it is smaller than the inner diameter of the members 23 and 23 ', the outer rotors of the direct drive motors D1 and D2 can be detached from the partition wall 13, thereby. Since inspection and removal can be performed easily, maintenance property is also improved. Furthermore, since only the bearing holder 107 needs to be removed, it is not necessary to remove the partition structure, and a leak check or the like is unnecessary at the time of reassembly, thereby improving the assemblability.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 격벽(113) 환상부(113a)의 두께에 대해, 플랜지부(113c)의 두께는 얇아지고 있으므로, 치수 정밀도나 기계 정밀도 및 온도 변화에 기인하여, 격벽(113)에 축 방향의 신축 응력이 발생한 경우에도, 얇은 플랜지부(113c)가 변형하는 것으로, 격벽(113)의 축 방향 응력이나 휨 응력을 완화할 수 있고, 그것에 의해 시일 불량이나 파괴 등을 막을 수 있다. 또한, 환상부(113a) 및 그것이 부착되는 상부 원판부(110)나 본체(12)를 고정밀도로 가공하지 않아도 되기 때문에, 보다 저비용의 다이렉트 드라이브 모터를 제공할 수 있다.In addition, in this embodiment, since the thickness of the flange part 113c becomes thinner with respect to the thickness of the partition part 113 annular part 113a, the partition part 113 is due to dimensional accuracy, mechanical precision, and temperature change. Even when an axial stretching stress occurs, the thin flange portion 113c deforms, whereby the axial stress and the bending stress of the partition wall 113 can be alleviated, thereby preventing a seal failure or breakage. . In addition, since the annular portion 113a and the upper disc portion 110 or the main body 12 to which the annular portion 113a is attached do not have to be processed with high precision, a lower cost direct drive motor can be provided.

이상의 실시 형태에서는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 모터를 이용한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 형식의 모터로 한정되는 것은 아니고, 브러시리스 모터라면 적용할 수 있는 것이며, 다른 자극 형식, 예를 들면 영구자석 매입형이라도 좋고, 다른 슬롯 콤비네이션이라도 좋고, 또는 이너 로터형이라도 좋다.In the above embodiment, a surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless motor has been described using an example. However, the present invention is not limited to this type of motor and can be applied to a brushless motor. For example, the permanent magnet embedded type may be sufficient, another slot combination may be sufficient, or an inner rotor type may be sufficient.

또 각 축의 간섭 대책으로서 축 방향으로 인접하는 축끼리의 회전자의 극수 및 슬롯수가 다른 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면, 2축 동축인 경우는 제 1축이 32극 36슬롯, 제 2축이 24극 27슬롯, 4축 동축인 경우는 제 1축 및 제 3축이 32극 36슬롯, 제 2축 및 제 4축이 24극 27슬롯이라고 하는 구성으로 하면, 각 축의 자계 에 의한 회전자 및 자기 커플링 장치에의 회전 방향의 추력 발생이라는 상호 간섭을 막을 수 있다.In addition, as a countermeasure for each axis, the number of poles and the number of slots of the rotors adjacent to each other in the axial direction may be different. For example, in the case of biaxial coaxial, the first axis is 32 poles 36 slots, the second axis is 24 poles 27 slots, and in the case of 4 axes coaxials, the first and third axes are 32 poles 36 slots and the second axis. And if the 4th axis is set as a 24-pole 27 slot, mutual interference of the thrust generation of the rotation direction to the rotor and the magnetic coupling apparatus by the magnetic field of each axis can be prevented.

또 로터의 영구자석은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석을 이용하고, 내식성을 높이기 위한 코팅으로서 니켈 코팅을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리에 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 베이크아웃시의 온도 조건에 따라서는 고온 감자하기 어려운 사마리움·코발트(Sm·Co)계의 자석을 이용하여야 하는 것이며, 초진공중에서 사용되는 것이라면 아웃 가스 차단성이 높은 질화 티탄 코팅을 실시하여야 하는 것이다.In addition, the permanent magnet of the rotor was described using a neodymium (Nd-Fe-B) magnet and an example in which nickel coating was used as a coating for improving corrosion resistance, but the material is not limited to this material and surface treatment. It is appropriately changed according to the environment and the like. For example, a samarium cobalt (Sm · Co) magnet that is difficult to be hot potato depending on the temperature conditions at the time of baking out should be used. Titanium nitride coating with high gas barrier properties should be applied.

또한, 요크는 저탄소강을 재료로 하고, 니켈 도금을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리에 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 특히 표면 처리에 관해서는 초진공중에서 사용되는 것이라면 핀홀의 적은 카니젠, 도금이나 크린에스 도금, 질화 티탄 코팅 등을 실시하여야 하는 것이다.In addition, although the yoke was demonstrated using the low carbon steel material and the example which performed nickel plating, it is not limited to this material and surface treatment, It changes suitably by the environment used, etc. Especially regarding surface treatment If it is used in ultra-vacuum, it is necessary to carry out a small number of pinholes, plating, cleansing, titanium nitride coating, and the like.

또 영구자석을 요크에 체결하는 방법은 비자성의 쐐기를 요크 외경측으로부터 나사로 조으는 예를 이용하여 설명하였지만, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 환경에 따라서는 접착이라도 좋고, 다른 체결 방법이라도 좋다.In addition, the method of fastening the permanent magnet to the yoke has been described using an example in which a non-magnetic wedge is screwed from the outer diameter side of the yoke, but it is appropriately changed depending on the environment used, and may be bonded depending on the environment. It may be.

또 베어링(19, 19')은 진공용 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 재질, 윤활 방법으로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경, 하중 조건, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 크로스 롤러 베어링이라도 좋고, 4축 동축 모터의 경우, 한층 더 기계적인 강성을 높이기 위해 서, 별도의 베어링으로 지지하는 구조로 하여도 좋고, 고속 회전하는 경우 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수가 없는 경우는 각 축의 회전자를 지지하는 베어링 및 별도의 베어링을 깊은 홈 볼 베어링이나 앵귤러 베어링으로서 예압을 거는 구조로 하여도 좋고, 초진공중에서 사용되는 경우는 궤도 바퀴에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 한 것 같은 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋다.In addition, although the bearings 19 and 19 'demonstrated the example using the four-point contact ball bearing of vacuum grease lubrication, it is not limited to this form, material, and lubrication method, but it depends on the environment used, load conditions, rotation speed, etc. It may be changed appropriately, or may be a cross roller bearing, or in the case of a four-axis coaxial motor, in order to further increase mechanical rigidity, it may be a structure supported by a separate bearing, or a multi-point contact bearing such as when rotating at high speed. If not available, the bearing supporting the rotor of each shaft and a separate bearing may be preloaded as deep groove ball bearings or angular bearings. It is also possible to use a metal lubrication without gas discharge, such as plating a soft metal.

또 자기 커플링으로서 기능하는 내측 로터로서 영구자석과 백 요크를 이용한 형식으로 설명하였지만, 영구자석과 백 요크의 재질 및 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리졸버의 질량과 베어링의 마찰 토크에 따라서는 로터와 같은 극수가 아니어도 좋고, 같은 폭이 아니어도 좋다. 영구자석을 이용하지 않는 돌극에도 좋다.In addition, although it demonstrated in the form which used a permanent magnet and a back yoke as an inner rotor which functions as a magnetic coupling, the material and shape of a permanent magnet and a back yoke are not limited to this. For example, depending on the mass of the resolver and the friction torque of the bearing, the number of poles may not be the same as that of the rotor, or may not be the same width. It is also good for bumps that do not use permanent magnets.

또 각도 검출기로서 리졸버를 이용한 예로 설명하였지만, 제조 비용이나 분해능에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 광학식의 로터리 엔코더로도 좋다.Moreover, although the example which used the resolver as an angle detector was demonstrated, it changes suitably by manufacturing cost or resolution, For example, it may be an optical rotary encoder.

또 각도 검출기의 회전측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(33, 33')으로서 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 윤활 방법에 한정되는 것은 아니고, 설치 스페이스나 마찰 토크, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 고속 회전이나 마찰 토크의 저감 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수 없는 경우는 앵귤러 베어링이나 깊은 홈 볼 베어링을 각 축 마다 2개 배치하고, 예압을 거는 구조로 하여도 좋다.Moreover, although the example which used the four-point contact ball bearing of grease lubrication was demonstrated as the bearings 33 and 33 'which rotatably support the rotation side of an angle detector, It is not limited to this type and a lubrication method, but it is installation space and friction If the multi-point contact bearing is not available, such as high speed rotation or reduction of friction torque, two angular bearings or deep groove ball bearings are arranged on each axis and preloaded. You may make it.

또 그 외의 격벽의 밖, 안에 배치되는 구조 부품 및 격벽의 재질, 형상, 제조 방법은 제조 비용이나 사용되는 환경, 하중 조건, 구성 등에 의해 적절하게 변경되는 것이다.In addition, the materials, shapes, and manufacturing methods of the structural parts and the partitions arranged outside and inside the other partitions are appropriately changed depending on the production cost, the environment used, the load conditions, and the configuration.

이상, 본 발명을 실시 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정하여 해석되어서는 되지 않고, 적절하게 변경·개량이 가능하다는 것은 물론이다. 예를 들면, 본 실시 형태의 모터 시스템은 진공 분위기에 한정하지 않고, 대기외의 분위기로 사용할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조 공정의 경우, 진공 배기 후에 진공조 내부에 에칭용의 반응성 가스가 도입되는 일이 있지만, 본 실시 형태의 모터 시스템에서는 격벽에 의해 내부와 외부가 차폐되어 있기 때문에, 모터 코일이나 절연재 등이 에칭되어 버릴 우려도 없다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is limited to the said embodiment, Of course, it can change and improve suitably. For example, the motor system of this embodiment is not limited to a vacuum atmosphere, but can be used in an atmosphere outside the atmosphere. For example, in the case of a semiconductor manufacturing process, the reactive gas for etching may be introduce | transduced into a vacuum chamber after vacuum evacuation, but since the inside and the exterior are shielded by the partition in the motor system of this embodiment, a motor coil There is no fear of etching or an insulating material.

〔제5의 실시 형태〕[Fifth Embodiment]

다음에, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 34는 본 실시 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록레그(frog leg) 암식 반송 장치의 사시도이다. 도 34에 있어서, 4개의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2, D3, D4)를 직렬로 연결되어 있다. 가장 아래의 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 로터에는 제 1 암(A1)이 연결되고, 제 1 암(A1)의 선단에는 제 1 링크(L1)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 한편, 그 위의 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 로터에는 제 2 암(A2)이 연결되고, 제 2 암(A2)의 선단에는 제 2 링크(L2)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 더욱 위의 다이렉트 드라이브 모터(D3)의 로터에는 제 1 암(A1')이 연 결되고, 제 1 암(A1')의 선단에는 제 1 링크(L1')가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 더욱이, 가장 위의 다이렉트 드라이브 모터(D4)의 로터에는 제 2 암(A2')이 연결되고, 제 2 암(A2')의 선단에는 제 2 링크(L2')가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 링크(L1, L2)는 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T)에 각각 피봇 가능하게 연결되어 있고, 링크(L1', L2')는 별도의 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T')에 각각 피봇 가능하게 연결되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, embodiment of this invention is described with reference to drawings. 34 is a perspective view of a frog leg female conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment. In Fig. 34, four direct drive motors D1, D2, D3, and D4 are connected in series. The first arm A1 is connected to the rotor of the lowermost direct drive motor D1, and the first link L1 is pivotally connected to the tip of the first arm A1. On the other hand, the second arm A2 is connected to the rotor of the direct drive motor D2 thereon, and the second link L2 is pivotally connected to the tip of the second arm A2. Further, a first arm A1 'is connected to the rotor of the upper direct drive motor D3, and a first link L1' is pivotably connected to the tip of the first arm A1 '. Further, a second arm A2 'is connected to the rotor of the uppermost direct drive motor D4, and a second link L2' is pivotably connected to the tip of the second arm A2 '. The links L1 and L2 are pivotally connected to the table T on which the wafer W is placed, respectively, and the links L1 'and L2' are on a table T 'on which a separate wafer W is placed. Are pivotally connected to each other.

도 34에서 명백하지만, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 로터가 각각 같은 방향으로 회전하면, 테이블(T)도 같은 방향으로 회전하고, 이러한 로터가 역방향으로 회전하면, 테이블(T)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 접근 또는 이격하도록 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 임의의 각도로 회전시키면, 테이블(T)이 닿는 범위내에서, 임의의 2 차원 위치에 웨이퍼(W)를 반송시킬 수 있다. 한편, 다이렉트 드라이브 모터(D3, D4)의 로터가 각각 같은 방향으로 회전하면, 테이블(T')도 같은 방향으로 회전하고, 이러한 로터가 역방향으로 회전하면, 테이블(T')는 다이렉트 드라이브 모터(D3, D4)에 접근 또는 이격하도록 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D3, D4)를 임의의 각도로 회전시키면, 테이블(T')이 닿는 범위내에서, 임의의 2 차원 위치에 웨이퍼(W)를 반송시킬 수 있다.As apparent from Fig. 34, when the rotors of the direct drive motors D1 and D2 each rotate in the same direction, the table T also rotates in the same direction, and when the rotor rotates in the reverse direction, the table T is a direct drive. The motors D1 and D2 are approached or spaced apart. Therefore, if the direct drive motors D1 and D2 are rotated at any angle, the wafer W can be transported to any two-dimensional position within the range in which the table T touches. On the other hand, when the rotors of the direct drive motors D3 and D4 rotate in the same direction, the table T 'also rotates in the same direction, and when the rotor rotates in the reverse direction, the table T' is the direct drive motor ( D3, D4) are to be approached or spaced apart. Therefore, if the direct drive motors D3 and D4 are rotated at any angle, the wafer W can be conveyed to any two-dimensional position within the range where the table T 'touches.

이와 같이 예를 들면, 반도체 제조장치에 있어서의 진공조 내에 배치되는 웨이퍼 반송 암, 예를 들면 스칼라형이나 도면에 도시하는 프록레그(frog leg) 형과 같이 복수의 암을 구비한 장치에서는 특히 복수의 회전 모터가 필요하다. 진공 환 경에서는 외계와의 접촉 표면적을 극력 작게 하는 것과 동시에, 스페이스를 유효하게 활용하기 위해서 모터 등의 부착구멍은 가능한 한 적게할 필요가 있다. 또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 극력 적게하여 반송하기 위해서는 암의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 그래서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2, D3, D4)를 복수, 하우징 부분에서 동축으로 연결하고, 연결 부분은 시일로, 조밀하게 접합(용접, 오링, 금속 개스킷 등에 의한 조밀한 접합)하여, 모터 로터의 설치된 공간과 하우징 외부 공간을 이격하는 것도 필요하다.In this way, for example, in a device having a plurality of arms, such as a wafer transfer arm disposed in a vacuum chamber in a semiconductor manufacturing apparatus, for example, a scalar type or a frog leg type shown in the drawing, a plurality of types are particularly preferable. Of rotation motor is required. In a vacuum environment, the contact surface area with the outside world is made extremely small, and in order to utilize the space effectively, it is necessary to make as few attachment holes as possible for the motor. In addition In order to convey the wafer W horizontally and with very little vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment acting on the tip of the arm at the rotor support. Thus, a plurality of direct drive motors D1, D2, D3, and D4 are coaxially connected in the housing part, and the connection part is tightly joined by a seal (dense joining by welding, O-ring, metal gasket, etc.) It is also necessary to separate the space between the installed space of the rotor and the space outside the housing.

또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 적게 반송하기 위해서는 암(A1, A2, A1', A2')의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 게다가 또, 진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재 암의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1, A2, A1', A2')등을 부딪쳐 버리는 가능성이 있다. 이러한 요구에 응할 수 있는 다이렉트 드라이브 모터를 동축으로 연결한 모터 시스템에 대해서 설명한다.Moreover, in order to convey the wafer W horizontally straight and with less vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment acting on the tip of arm A1, A2, A1 ', A2' by the rotor support part. In addition, when the arm is driven in a vacuum environment, the arm A1, A2, A1 ', A2', etc. are hit by the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber if the current rotation position of the arm is not recognized when the power is turned on. There is a possibility of discarding. A motor system that coaxially connects a direct drive motor capable of meeting these demands will be described.

본 실시 형태는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 타입의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한다. 32극 36슬롯이라고 하는 슬롯 콤비네이션은 코깅력은 작지만 지름 방향으로 자기 흡인력이 발생하고 회전시의 진동은 큰 것이 일반적으로 알려져 있는 8극 9슬롯이라는 슬롯 콤비네이션의 4배의 구성이다. 2n배(n는 정수)로 한 것에 의해, 지름 방향의 자기 흡인력은 상쇄되므로, 스테이터와 회전자의 진원도나 동축도 및 기구 부품의 강성을 높이지 않고 회전시의 진동을 작게 할 수 있고, 또한, 본래적으로 코깅이 작은 구성이므로, 매우 매끄러운 회전을 얻을 수 있다. 한편, 이러한 아주 극이 많은 모터로 하는 것으로서, 기계각의 주기에 대한 전기각의 주기가 많기 때문에, 위치 결정 제어성이 좋다. 따라서, 본 발명과 같이, 감속기를 이용하지 않고 로보트 장치를 구동하는 것 같은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다. 또한, 총자속량을 내리지 않고 스테이터 연결부의 두께와 돌극 폭, 및 회전자의 요크 두께를 좁게 할 수 있으므로, 본 발명과 같이, 박형이며 또한 지름이 크고 폭이 좁은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다.This embodiment uses the surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless direct drive motor. The slot combination, called 32-pole 36 slot, has four times the configuration of a slot combination of 8-pole 9-slot, which is generally known to have a small cogging force but generate magnetic attraction force in the radial direction and a large vibration during rotation. Since the magnetic attraction force in the radial direction is canceled out by 2 n times (n is an integer), the vibration at the time of rotation can be reduced without increasing the roundness, coaxiality of the stator and the rotor, and the rigidity of the mechanical parts, In addition, since cogging is inherently small, a very smooth rotation can be obtained. On the other hand, as such a motor having many poles, since the period of the electric angle with respect to the period of the machine angle is large, the positioning controllability is good. Therefore, like the present invention, it is very suitable for a direct drive motor such as driving a robot apparatus without using a speed reducer. In addition, since the thickness, the protrusion width, and the yoke thickness of the rotor can be narrowed without lowering the total magnetic flux amount, it is very suitable for a thin, large diameter and narrow direct drive motor as in the present invention.

도 35는 도 34의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다. 도 35를 참조하여, 4축의 모터 시스템의 내부 구조에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 다이렉트 드라이브 모터(D1)에 대해서 설명한다. 정반(G)에 고정시킨 원판(10)의 중앙 개구(10a)에 끼워 맞추어지고 볼트(11)에 의해, 중공 원통형의 제1의 본체(12)가 서로 고정되어 있다. 제1의 본체(12)는 그 상단 외주에 축경부(12h)를 형성하고 있다. 제1의 본체(12)와 유사한 형상의 제2의 본체(112)는 그 하단 내주에 큰 직경부(112h)를 형성하고 있다. 축경부(12h)를 큰 직경부(112h)에 끼워 맞추는 것에 의해, 제1의 본체(12)와 제2의 본체(112)는 동축으로 연결되어 있다. 본체(12, 112)의 중앙은 스테이터에의 배선 등을 통하기 위해서 이용할 수 있다. 제1의 본체(12), 원판(10) 및 제2의 본체(112)에 의해 하우징을 구성한다.FIG. 35 is a view of the configuration of FIG. 34 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIG. With reference to FIG. 35, the internal structure of a four-axis motor system is demonstrated in detail. First, the direct drive motor D1 will be described. The first cylindrical body 12 of the hollow cylinder is fixed to each other by being fitted to the center opening 10a of the disc 10 fixed to the surface plate G by the bolt 11. The 1st main body 12 forms the shaft diameter part 12h in the outer periphery of the upper end. The 2nd main body 112 of the shape similar to the 1st main body 12 forms the large diameter part 112h in the lower end inner periphery. The 1st main body 12 and the 2nd main body 112 are coaxially connected by fitting the shaft diameter part 12h to the large diameter part 112h. The center of the main bodies 12 and 112 can be used in order to carry out wiring to a stator. The housing is constituted by the first main body 12, the disc 10, and the second main body 112.

제2의 본체(112)의 상면에는 덮개 부재(101)에 의해 중앙 개구를 폐지 된 원 판 부재(110)가 부착되어 있다. 원판 부재(110)는 아래쪽 면에 격벽(13)의 상단을 볼트 고정하고 있고, 또한 외주에 베어링 홀더(107)를 부착하고 있다. 원판 부재(110), 덮개 부재(101), 베어링 홀더(107)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있다. 베어링 홀더(107)에 대해서는 후술한다.On the upper surface of the second main body 112, a disc member 110 whose center opening is closed by the lid member 101 is attached. The disk member 110 bolts the upper end of the partition 13 to the lower surface, and attaches the bearing holder 107 to the outer circumference. The disc member 110, the lid member 101, and the bearing holder 107 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance. The bearing holder 107 will be described later.

격벽(13)은 비자성체인 스텐레스제이며, 원판 부재(110)에 부착된 두께의 원판부(13a)와, 그 외주연으로부터 축선 방향으로 다이렉트 드라이브 모터(D4, D3, D2, D1)를 관통하도록 하여 연장하는 얇은 원통부(13b)로 이루어진다. 원판부(13a)의 아래쪽 면으로부터 연장하는 플랜지(13c)가 원통부(13b)의 상단에 TIG 용접되어 있다. 즉, 격벽(13)은 다이렉트 드라이브 모터(D1~D4)에 공통적으로 이용된다.The partition wall 13 is made of stainless steel, which is a nonmagnetic material, and penetrates the disc portion 13a having a thickness attached to the disc member 110 and the direct drive motors D4, D3, D2, and D1 in the axial direction from the outer periphery thereof. It consists of a thin cylindrical portion 13b extending so as to extend. A flange 13c extending from the lower surface of the disk portion 13a is TIG welded to the upper end of the cylindrical portion 13b. That is, the partition 13 is commonly used for the direct drive motors D1 to D4.

원통부(13b)의 하단은 TIG 용접에서 봉지 가능하게 홀더(15)에 접합되고, 홀더(15)는 원판(10)에 볼트(16)에 의해 고정되어 있다. 여기서, 원통부(13b)의 용접부를 대략 동일 두께로 하는 것으로서, 한쪽 편에의 부품에만 열이 빠져나가는 것을 억제하고, 끼워 맞춤부를 균일하게 용접할 수 있는 구조로 되어 있다. 홀더(15)와 원판(10)의 접촉면에는 시일 부재를 끼워 넣는 홈 가공이 실시되어 있고, 시일 부재(OR)를 홈에 끼워 넣은 후에 홀더(15)와 원판(10)을 볼트(16)에 의하여 체결하는 것으로서, 체결 부분을 대기측으로부터 분리 격절하고 있다. 격벽(13)은 내식성이 높고, 특히 자성이 적은 오스테나이트계 스텐레스의 SUS 316을 재료로 하고 있고, 홀더(15)는 격벽(13)과의 용접성에서 마찬가지로 SUS 316을 재료로 하고 있다.The lower end of the cylindrical portion 13b is joined to the holder 15 so as to be sealed by TIG welding, and the holder 15 is fixed to the disc 10 by bolts 16. Here, the welded portion of the cylindrical portion 13b is made to have substantially the same thickness, and the structure prevents heat from escaping only in the component on one side and allows the fitting portion to be welded uniformly. The contact surface between the holder 15 and the disc 10 is grooved to fit the seal member. After the seal member OR is inserted into the groove, the holder 15 and the disc 10 are attached to the bolt 16. By tightening, the fastening portion is separated and separated from the atmosphere side. The partition 13 is made of SUS 316 made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, particularly low magnetic properties, and the holder 15 is made of SUS 316 similarly in weldability with the partition 13.

또한, 원판 부재(110)와 격벽(13), 및 격벽(13)과 홀더(15)는 기밀적으로 접합되고, 또한 홀더(15)와 원판(10), 및 원판(10)과 정반(G)은 각각 오링(OR)에 의해 기밀되어 있다. 따라서, 원판(10)과 원판 부재(110)와 격벽(13)으로 둘러싸인 내부 공간은 그 외부로부터 기밀되어 있다. 또한, 격벽(13)은 반드시 비자성체일 필요는 없다. 또 오링(OR)을 이용하여 기밀하는 대신에, 전자빔 용접이나 레이저 빔 용접 등으로 부재사이를 기밀하여도 좋다.In addition, the disc member 110 and the partition wall 13, and the partition wall 13 and the holder 15 are hermetically bonded, and the holder 15 and the disc 10, the disc 10 and the surface plate G ) Are each sealed by an O-ring. Therefore, the inner space surrounded by the disc 10, the disc member 110, and the partition wall 13 is hermetically sealed from the outside. In addition, the partition 13 does not necessarily need to be a nonmagnetic material. In place of hermetically using the O-ring OR, the members may be hermetically sealed by electron beam welding, laser beam welding, or the like.

원판(10)의 외주 상면에 있어서, 베어링 홀더(17)가 일체적으로 형성되어 있다. 베어링 홀더(17)에는 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19)의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20)에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19)의 내륜은 제 1 외측 로터 부재(21)를 내포하여 끼워 맞춤한 2겹 원통형의 원통형 부재(23)에 끼워 맞추어지고, 제 1 외측 로터 부재(21)를 동시 고정하는 볼트(22)에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 1 외측 로터 부재(21)는 암(A1, 도 34)을 지지하는 원통형 부재(23)에 의해, 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다.The bearing holder 17 is integrally formed in the outer peripheral upper surface of the original plate 10. The outer ring of the four-point contact ball bearing 19 used in a vacuum is fitted to the bearing holder 17, and is fixed by the bolt 20. As shown in FIG. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 is fitted to a two-ply cylindrical cylindrical member 23 containing and fitting the first outer rotor member 21, and bolts for simultaneously fixing the first outer rotor member 21. It is fixed by 22. That is, the 1st outer rotor member 21 is rotatably supported with respect to the partition 13 by the cylindrical member 23 which supports arm A1 (FIG. 34).

또한, 제 1 외측 로터 부재(21)와 원통형 부재(23)로 외측 로터를 구성한다.In addition, the outer rotor is constituted by the first outer rotor member 21 and the cylindrical member 23.

원판(10) 및 베어링 홀더(17)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있고, 원판(10)은 챔버인 정반(G)과의 끼워 맞춤 고정 및 시일 장치를 겸하고 있고, 그 아래쪽 면에, 오링(OR)을 끼워 넣는 홈(10b)이 설치되어 있다.The disc 10 and the bearing holder 17 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, and the disc 10 also serves as a fitting and sealing device with the base plate G, which is a chamber, and the bottom surface thereof. The groove 10b which fits the O-ring OR is provided in this.

베어링(19)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 4축 동축 모터 시스템 을 박형화할 수 있다. 베어링(19)은 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D1 ends with one, the four-axis coaxial motor system of the present invention can be thinned. The bearing 19 is made of a martensitic stainless steel that has high corrosion resistance in both inner and outer rings and can be hardened by quenching. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum. Doing.

또한, 베어링(19)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또한, 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터 부재(21)가 틸트할 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 may use the metal lubrication which plated the soft metals, such as gold and silver, on the inner ring and outer ring, and does not have outgas discharge | emission in the vacuum, and since it is a four-point contact ball bearing, Although the first outer rotor member 21 from the arm A1 can receive a moment in the direction to tilt, not only the four-point contact type but also a cross roller, a cross ball, and a cross taper bearing can be used, and a preload state Or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

제 1 외측 로터 부재(21)는 영구자석(21a)과 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b)와, 영구자석(21a)과 요크(21b)를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a)쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b) 외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a)을 요크(21b)에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-FeB)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b)는 높은 자성을 가 지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The first outer rotor member 21 is a ring-shaped yoke 21b made of a magnetic material to form a permanent magnet 21a and a magnetic path, and a nonmagnetic material for mechanically fastening the permanent magnet 21a and the yoke 21b. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of these. The permanent magnet 21a is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are each made of magnetic metal in alternating manner, and are divided into poles, and the individual shapes thereof are linear. to be. The arc centers of the inner diameter and the outer diameter are the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is directed toward the permanent magnet 21a, and the permanent magnet 21a is screwed on the yoke 21b by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b. Fastening. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a is an energetic neodymium (Nd-FeB) magnet and is coated with nickel to increase corrosion resistance. The yoke 21b is made of low carbon steel having high magnetism, and is nickel-plated in order to increase corrosion resistance and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 1 외측 로터 부재(21)의 내주면에 대향하도록 하여, 제1스테이터(29)가 배치되어 있다. 제1스테이터(29)는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 하부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제1스테이터(29)의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the first stator 29 is disposed to face the inner circumferential surface of the first outer rotor member 21. The first stator 29 is attached to a cylindrically deformed lower portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, and is formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and is provided as an insulating treatment on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is concentrated. The outer diameter of the first stator 29 is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제1스테이터(29)에 인접하고 또한 평행하여, 제 1 내측 로터(30)가 배치되어 있다. 제 1 내측 로터(30)는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32)에 대해서, 볼 베어링(33)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 1 내측 로터(30)의 외주면에는 백 요크(30b)를 개재하여 영구자석(30a)이 장착되어 있다. 영구자석(30a)은 제 1 외측 로터 부재(21)의 영구자석(21a)과 마찬가지로 32극의 구성으로, N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 1 내측 로터(30)는 제1스테이터(29)에 의해 구동되는 제 1 외측 로터 부재(21)에 동기하여 동반 회전하도록 되어 있다.Adjacent to and parallel to the first stator 29, a first inner rotor 30 is disposed. The first inner rotor 30 is rotatably supported by the ball bearing 33 with respect to the resolver holder 32 which is bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. The permanent magnet 30a is mounted on the outer circumferential surface of the first inner rotor 30 via the back yoke 30b. The permanent magnet 30a has a 32-pole configuration similar to the permanent magnet 21a of the first outer rotor member 21, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Accordingly, the first inner rotor 30 is co-rotated in synchronization with the first outer rotor member 21 driven by the first stator 29.

제 1 내측 로터(30)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일 반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 rotatably supporting the first inner rotor 30 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D1 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a)은 백 요크(30b)에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a is adhesively fixed to the back yoke 30b. The permanent magnet 30a is an energy-efficient neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b is made of low carbon steel having high magnetic properties and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 1 내측 로터(30)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34a 및 34b)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32)의 외주에 리졸버 스테이터(35, 36)를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 34a and 34b are assembled on the inner circumference of the first inner rotor 30, and the resolver stators 35 and 36 are disposed on the outer circumference of the resolver holder 32 in a form opposite thereto. Although attached, in this embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 and the absolute resolver stator 36 which can detect which position of a rotor exist in one rotation are arrange | positioned on 2nd floor. For this reason, even when the power is turned on, the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known, thereby driving the direct drive motor D1. The rotation angle detection used for current control is enabled without using a pole detection sensor.

리졸버 홀더(32)와 제 1 내측 로터(30)는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35, 36)에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 and the first inner rotor 30 are formed of carbon steel, which is a magnetic material, so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 and 36 which are angle detectors. Later, chromate plating is performed for rust prevention.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 대해, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 1 내측 로터(30)와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 36에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a) 즉, 제 1 내측 로터(30)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a, 34b)와, 리졸버 스테이터(35, 36)로 검출기를 구성한다.For the high resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the rotation axis and the outer peripheral surface of the incremental resolver stator 35 In parallel, a gear having a phase out of the incremental resolver rotor 34a is provided at each magnetic pole, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a rotates integrally with the first inner rotor 30, the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 changes, and the incremental resolver rotor 34a The fundamental wave component of the magnetoresistance change is n period in one rotation of, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 36, and used as a position signal. 34a), that is, the rotation angle (or rotation speed) of the first inner rotor 30 is detected. The detector is constituted by the resolver rotors 34a and 34b and the resolver stators 35 and 36.

본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터 부재(21)에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 1 내측 로터(30)가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로 제 1 외측 로터 부재(21)의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로, 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다.According to this embodiment, the 1st outer rotor member 21 rotates with respect to the 1st outer rotor member 21 at the same speed, ie, co-rotation, by a magnetic coupling action. Can be detected over the partition (13). Moreover, in this embodiment, the bearing unit 33 is provided by the resolver unit without using the component or housing which forms a motor, and therefore, before it is squeezed into a housing, such as eccentricity adjustment in the resolver unit, position adjustment of a resolver coil, etc. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes and cutouts in the housing or both flanges.

다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 대해 설명하지만, 여기서는 제1의 본 체(12)가 하우징을 구성한다. 상술한 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부재(23)는 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 중합하는 위치까지 위쪽으로 연장되어 있고, 그 내주면에, 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19')의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20')에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19')의 내륜은 이중 원통형의 링 형상 부재(23')의 주위면에 끼워 맞추어지고, 제 2 외측 로터 부재(21')를 동시 고정하는 볼트(22')에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 2 외측 로터 부재(21')는 암(A2, 도 34)을 지지하는 링 형상 부재(23')에 의해, 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제 2 외측 로터 부재(21')와 링 형상 부재(23')로 외측 로터를 구성한다.Next, although the direct drive motor D2 is demonstrated, the 1st main body 12 comprises a housing here. The cylindrical member 23 of the above-mentioned direct drive motor D1 extends upwards to the position to superpose | polymerize with the direct drive motor D2, and the four-point contact ball bearing 19 'used in vacuum on the inner peripheral surface thereof. The outer ring is fitted in a fitting manner and is fixed by bolts 20 '. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 'is fitted to the circumferential surface of the double cylindrical ring-shaped member 23' and is fixed by a bolt 22 'which simultaneously fixes the second outer rotor member 21'. have. That is, the 2nd outer rotor member 21 'is rotatably supported with respect to the partition 13 by the ring-shaped member 23' which supports arm A2 (FIG. 34). Moreover, an outer rotor is comprised by the 2nd outer rotor member 21 'and the ring-shaped member 23'.

베어링(19')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 4축 동축 모터를 박형화할 수 있다. 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 'is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D2 ends with one, the four-axis coaxial motor of the present invention can be thinned. Both inner and outer rings are made of martensitic stainless steel, which has high corrosion resistance and can be hardened by hardening. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum.

또한, 베어링(19')은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또한 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 2 외측 로터 부재(21')가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여 도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 'may be a metal lubrication with no outgassing in the vacuum by plating a soft metal such as gold or silver on the inner and outer rings, and is a four-point contact ball bearing. Although the moment in the direction in which the second outer rotor member 21 'from the arm A1 is tilted can be received, not only the four-point contact type but also a cross roller, a cross ball, and a cross tapered bearing can be used, and a preload It may be used in a state, or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

또 링 형상 부재(23')는 베어링(19')의 내륜을 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19')은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시 형태의 경우는 회전 바퀴인 베어링(19')의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 링 형상 부재(23')에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 고정 바퀴인 베어링(19')의 외륜을 원통형 부재(23)의 내주에 헐거운 끼워 맞춤하는 것으로, 베어링(19')의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the ring-shaped member 23 'has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19'. The four-point contact ball bearing 19 'is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly affected by the difference in the precision and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19 ', which is a rotating wheel, can be easily fitted with a ring-shaped member 23' having a linear expansion coefficient of approximately the same as the track wheel material of the bearing. Or intermediate fitting and loosely fitting the outer ring of the bearing 19 ', which is a fixed wheel, to the inner circumference of the cylindrical member 23, thereby reducing the frictional accuracy due to a decrease in the rotational accuracy of the bearing 19' or an increase in temperature. It is a structure which prevents a rise.

제 2 외측 로터 부재(21')는 영구자석(21a')과 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b')와, 영구자석(21a')과 요크(21b')를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a')은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a')쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b') 외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a')을 요크(21b')에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe- B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The second outer rotor member 21 'mechanically forms a ring-shaped yoke 21b' made of a magnetic body to form a permanent magnet 21a 'and a magnetic path, and the permanent magnet 21a' and the yoke 21b 'mechanically. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of a nonmagnetic body for fastening. The permanent magnet 21a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating manner with each of 16 magnetic poles. The permanent magnet 21a' is divided into poles, and the individual shapes thereof are linear. )to be. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is directed toward the permanent magnet 21a ', and the permanent magnet 21a' is screwed by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b '. 21b '). With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to increase corrosion resistance. The yoke 21b 'is made of a low-carbon steel having high magnetic properties, and nickel plating is applied to prevent rust and corrosion resistance and to prevent wear during bearing replacement after work forming.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 2 외측 로터 부재(21')의 내주면에 대향하도록 하여, 제2스테이터(29')가 배치되어 있다. 제2스테이터(29')는 제1의 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 상부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제2스테이터(29')의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the second stator 29 ′ is disposed so as to face the inner circumferential surface of the second outer rotor member 21 ′. The second stator 29 'is attached to a cylindrically deformed upper portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the first main body 12, formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and each protrusion After the bobbin is sandwiched as an insulation treatment, the motor coil is concentrated. The outer diameter of the second stator 29 'is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제2스테이터(29')의 반경 방향 내측에, 제 2 내측 로터(30')가 배치되어 있다. 제 2내측 로터(30')는 제1의 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32')에 대해서, 볼 베어링(33')에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 2 내측 로터(30')의 외주면에는 백 요크(30b')를 개재하여 영구자석(30a')이 부착되어 있다. 영구자석(30a')은 제 2 외측 로터 부재(21')의 영구자석(21a')과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 2 내측 로터(30')는 제2스테이터(29')에 의해 제 2 외측 로터 부재(21')에 동기하여 회전 구동되게 되어 있다.The second inner rotor 30 'is disposed in the radially inner side of the second stator 29'. The second inner rotor 30 'is rotatably supported by the ball bearing 33' with respect to the resolver holder 32 'which is bolted to the outer circumferential surface of the first main body 12. As shown in FIG. A permanent magnet 30a 'is attached to the outer circumferential surface of the second inner rotor 30' via a back yoke 30b '. Like the permanent magnet 21a 'of the second outer rotor member 21', the permanent magnet 30a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Therefore, the second inner rotor 30 'is driven to rotate in synchronization with the second outer rotor member 21' by the second stator 29 '.

제 2 내측 로터(30')를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드 라이브 모터(D2)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 'rotatably supporting the second inner rotor 30' is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D2 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a')은 백 요크(30b')에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a 'is adhesively fixed to the back yoke 30b'. The permanent magnet 30a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b 'is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 2 내측 로터(30')의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34b')를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로, 리졸버 홀더(32')의 외주에, 리졸버 스테이터(35', 36')를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36')를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34')의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 상대 회전 각도의 검출이 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.A resolver rotor 34b 'is assembled on the inner circumference of the second inner rotor 30' as a detector for measuring the rotation angle, and in a form opposite to the resolver holder 32 ', on the outer circumference of the resolver holder 32'. 36 '), the present invention has two layers of high resolution incremental resolver stator 35' and an absolute resolver stator 36 'capable of detecting where the rotor is located at one rotation. Posted in Therefore, even when the power is turned on, the rotation angle of the absolute resolver rotor 34 'can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. Detection of the relative rotation angle is enabled without using the pole detection sensor.

리졸버 홀더(32')와 제 2 내측 로터(30')는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35', 36')에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 'and the second inner rotor 30' are made of magnetic carbon steel as a material so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 'and 36' which are angle detectors. And chromate plating is performed for rust prevention after work forming.

본 실시 형태에 의하면, 제 2 외측 로터 부재(21')에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 2 내측 로터(30')가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 2 외측 로터 부재(21')의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(33')을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다.According to this embodiment, since the 2nd inner rotor 30 'rotates at the same speed, ie, co-rotates, with respect to the 2nd outer rotor member 21' by a magnetic coupling action, a 2nd outer rotor member The rotation angle of 21 'can be detected over the partition 13. In the present embodiment, the bearing 33 'is formed by the resolver unit alone without using a component or a housing forming the motor. Therefore, the eccentric adjustment and the position of the resolver coil in the resolver unit are incorporated before being incorporated into the housing. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes and cutouts in the housing or both flanges.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 1 내측 로터(30)와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하여, 도 36에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a') 즉, 제 1 내측 로터(30)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a', 34b')와 리졸버 스테이터(35', 36')로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a 'has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and is provided on the outer circumferential surface of the incremental resolver stator 35'. The gears out of phase with respect to the incremental resolver rotor 34a 'at each magnetic pole are provided in parallel with the axis of rotation, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a 'rotates integrally with the first inner rotor 30, the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35' changes, and the incremental resolver rotor ( 34a ') makes the fundamental wave component of the magnetoresistance change n cycles in one rotation, detects the magnetoresistance change, digitizes it by the resolver control circuit shown in FIG. 36, and uses it as a position signal. The rotation angle (or rotation speed) of the resolver rotor 34a ', that is, the first inner rotor 30 is detected. The detector is composed of resolver rotors 34a 'and 34b' and resolver stators 35 'and 36'.

또한, 플랜지부(12a)를 중심으로서 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')를 상하에 배치하고, 그 반경 방향 내측에 리졸버를 배치하고 있다. 또 제1의 본체(12)는 중공 구조로 되어 있고, 플랜지부(12a)에는 중앙으로 연통하는 지름 방향의 안내구멍(12d)이 적어도 1개 마련되어 있고, 여기를 개재하여 모터 배선을 제1의 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 한편, 제1의 본체(12)의 양단부에는, 각각 적어도 1개의 절결(12e, 12e)이 마련되어 있고, 이것들을 개재하여 리졸버의 배선을 제1의 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 하는 것으로, 하우징측으로부터 순서대로, 다이렉트 모터(D1)의 리졸버, 스테이터(29), 다이렉트 모터(D2)의 스테이터(29'), 그 리졸버의 순서로 배치하는 것이 가능해져, 2축이면서 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도 조정을 행할 수 있다. 그래서, 기준이 되는 외측 로터를 회전 구동하는 설비를 별도로 준비해 두면, 그 설비에 스테이터와 리졸버를 짜넣은 제1의 본체(12)를 세트 하는 것으로서, 고정밀도로 스테이터에 대한 리졸버의 각도 조정을 할 수 있으므로, 커뮤테이션 차이에 의한 각도 위치 결정 정밀도의 저하를 막을 수 있고, 또한, 본 발명의 4축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있다.Moreover, the 1st stator 29 and the 2nd stator 29 'are arrange | positioned up and down centering on the flange part 12a, and the resolver is arrange | positioned inside the radial direction. 1st The main body 12 has a hollow structure, and the flange portion 12a is provided with at least one radial guide hole 12d in communication with the center, and through this, the motor wiring is connected to the first main body 12. It is structured to withdraw to the center of On the other hand, at both ends of the first main body 12, at least one notch 12e and 12e are provided, respectively, and the structure is such that the wiring of the resolver is led out to the center of the first main body 12 via these. have. With such a structure, it becomes possible to arrange | position in the order of the resolver of the direct motor D1, the stator 29, the stator 29 'of the direct motor D2, and the resolver in order from a housing side, The angle of the stator and resolver can be easily adjusted. Therefore, if a facility for rotationally driving the outer rotor serving as a reference is separately prepared, the first body 12 incorporating the stator and the resolver is set in the facility so that the angle of the resolver relative to the stator can be adjusted with high accuracy. Therefore, the fall of the angle positioning precision by the commutation difference can be prevented, and the compatibility of the drive control circuit with respect to the four-axis coaxial motor of this invention can be improved.

도 37은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 구동 회로를 도시하는 블럭도이다. 외부의 컴퓨터로부터 모터 회전 지령이 입력되었을 때, 다이렉트 드라이브 모터(D1)용의 모터 제어 회로(DMC1) 및 다이렉트 드라이브 모터(D2)용의 모터 제어 회로(DMC2)는 각각, 그 CPU로부터 3층 앰프(AMP)에 구동 신호를 출력하고, 3층 앰프(AMP)로부터 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 구동 전류가 공급된다. 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터(D1, D1)의 외측 로터 부재(21, 21')가 독립하여 회전하고, 암(A1, A2, 도 34)을 이동시키게 되어 있다. 외측 로터 부재(21, 21')가 회전하면, 위에서 설명한 바와 같이 하여 회전 각도를 검출한 리졸버 스테이터(35, 36, 35', 36')로부터 리졸버 신호가 출력되므로, 그것을 리졸버 디지털 변환기(RDC)로 디지털 변환한 후에 입력한 CPU는 외측 로터 부재(21, 21')가 지령 위치에 도달하였는지 아닌지를 판단하고, 지령 위치에 도달하면, 3층 앰프(AMP)에의 구동 신호를 정지하는 것으로 외측 로터 부재(21, 21')의 회전을 정지시킨다. 이것에 의해, 외측 로터 부재(21, 21')의 서보 제어가 가능해진다.FIG. 37 is a block diagram showing a drive circuit of the direct drive motors D1 and D2. When a motor rotation command is input from an external computer, the motor control circuit DMC1 for the direct drive motor D1 and the motor control circuit DMC2 for the direct drive motor D2 are each a three-layer amplifier from the CPU. The drive signal is output to the AMP, and the drive current is supplied to the direct drive motors D1 and D2 from the three-layer amplifier AMP. As a result, the outer rotor members 21 and 21 'of the direct drive motors D1 and D1 rotate independently to move the arms A1, A2 and Fig. 34. When the outer rotor members 21, 21 'rotate, the resolver signal is output from the resolver stators 35, 36, 35', 36 'which have detected the rotation angle as described above, so that the resolver digital converter RDC After digital conversion, the input CPU determines whether the outer rotor members 21 and 21 'have reached the command position, and when the command position reaches the command position, stops the drive signal to the three-layer amplifier AMP. The rotation of the members 21 and 21 'is stopped. Thereby, servo control of the outer rotor members 21 and 21 'becomes possible.

진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재의 암(A1 및 A2)의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1)등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있지만, 본 실시 형태에서는 회전축의 1회전의 절대 위치를 검출하는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36 및 36')와, 보다 분해능의 세세한 회전 위치를 검출하는 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35 및 35')로 이루어지는 가변 자기 저항형 리졸버를 채용하고 있으므로, 외측 로터 부재(21, 21') 즉, 암(A1, A2)의 회전 위치 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.In the case of arm drive in a vacuum environment, the arm A1 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber if the current rotation position of the arms A1 and A2 is not recognized when the power is turned on. In the present embodiment, a variable magnetoresistance comprising an absolute resolver stator 36 and 36 'for detecting an absolute position of one rotation of the rotary shaft, and an incremental resolver stator 35 and 35' for detecting a finer rotational position with a higher resolution. Since the type resolver is adopted, the rotation position control of the outer rotor members 21 and 21 ', that is, the arms A1 and A2 can be performed with high accuracy.

또한, 여기에서는 내측 로터(30)의 회전 검출에 리졸버를 채용했지만, 검출기를 격벽(13) 내부의 대기 측에 배치할 수 있기 때문에, 일반적으로 고정밀도 위치 결정에 사용하는 서보모터에 있어서는 고정밀도로 매끄럽게 구동하기 위한 위치 검출 수단으로서 채용되고 있는 광학식 엔코더나, 자기 저항 소자를 사용한 자기식 엔코더 등도 사용할 수 있다.In addition, although the resolver was used for rotation detection of the inner rotor 30 here, since a detector can be arrange | positioned to the atmospheric side inside the partition 13, in general, the servomotor used for high-precision positioning is performed with high precision. Optical encoders employed as position detection means for smoothly driving, magnetic encoders using magnetoresistive elements, and the like can also be used.

다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D4)에 대해서 설명한다. 제2의 본체(112)에 부착된 원판 부재(110)에 대해, 떼어내는 것이 가능하게 볼트 고정 된 베어링 홀더(107)에는 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(119)의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(120)에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(119)의 내륜은 제 1 외측 로터 부재(121)를 내포하여 끼워 맞춤한 2겹 원통형의 원통형 부재(123)에 끼워 맞추어지고, 제 1 외측 로터 부재(121)를 동시 고정하는 볼트(122)에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 1 외측 로터 부재(121)는 암(A2', 도 34)를 지지하는 원통형 부재(123)에 의해, 격벽(113)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제 1 외측 로터 부재(121)와 원통형 부재(123)로 외측 로터를 구성한다.Next, the direct drive motor D4 will be described. The outer ring of the four-point contact ball bearing 119 used in vacuum is fitted to the bearing holder 107 bolted to be detachable from the disc member 110 attached to the second main body 112. It is attached to and fixed by the bolt (120). On the other hand, the inner ring of the bearing 119 is fitted to a two-ply cylindrical cylindrical member 123 containing and fitting the first outer rotor member 121, and bolts for simultaneously fixing the first outer rotor member 121. It is fixed by 122. That is, the 1st outer rotor member 121 is rotatably supported with respect to the partition 113 by the cylindrical member 123 which supports arm A2 '(FIG. 34). In addition, the outer rotor is constituted by the first outer rotor member 121 and the cylindrical member 123.

베어링 홀더(107)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있다. 베어링(119)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D4)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 4축 동축 모터 시스템을 박형화할 수 있다. 베어링(119)은 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing holder 107 is made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance. The bearing 119 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial, and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D4 ends with one, the four-axis coaxial motor system of the present invention can be thinned. The bearing 119 is made of a martensitic stainless steel which has high corrosion resistance in both inner and outer rings and can be hardened by quenching. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum. Doing.

또한, 베어링(119)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또한, 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A2')으로부터의 제 1 외측 로터 부재(121) 가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.The bearing 119 may be formed by plating a soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and using metal lubrication without outgassing even in vacuum, and is a four-point contact ball bearing. Although the moment in the direction in which the first outer rotor member 121 from the arm A2 'is tilted can be received, not only the four-point contact type but also a cross roller, a cross ball, and a cross taper bearing can be used, and a preload It may be used in a state, or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

제 1 외측 로터 부재(121)는 영구자석(121a)과 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(121b)와, 영구자석(121a)과 요크(121b)를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(121a)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(121a)쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(121b) 외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(121a)을 요크(121b)에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(121a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(121b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The first outer rotor member 121 is a ring-shaped yoke 121b made of a magnetic body to form a permanent magnet 121a and a magnetic path, and a nonmagnetic material for mechanically fastening the permanent magnet 121a and the yoke 121b. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of these. The permanent magnet 121a is composed of 32 poles, and magnets of N pole and S pole are made of magnetic metal in alternating manner with each of 16 magnetic poles, and is divided into poles, and the individual shapes thereof are linear. to be. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is toward the permanent magnet 121a, and the permanent magnet 121a is screwed on the yoke 121b by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 121b. Fastening. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 121a is a high energy neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to increase corrosion resistance. The yoke 121b is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is nickel-plated in order to increase the rust prevention and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

격벽(113)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 1 외측 로터 부재(121)의 내주면에 대향하도록 하여, 제1스테이터(129)가 배치되어 있다. 제1스테이터(129)는 본체(112)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(112a)의 원통형으로 변형한 하부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제1스테이터(129)의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 113, the first stator 129 is disposed to face the inner circumferential surface of the first outer rotor member 121. The first stator 129 is attached to a cylindrically deformed lower portion of the flange portion 112a extending radially from the center of the main body 112, and is formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and is provided as an insulating treatment on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is concentrated. The outer diameter of the first stator 129 is approximately the same as or smaller than the inner diameter of the partition wall 13.

제1스테이터(129)에 인접하고 또한 평행하여, 제 1 내측 로터(130)가 배치되어 있다. 제 1 내측 로터(130)는 제2의 본체(112)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(132)에 대해서, 볼 베어링(133)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 1 내측 로터(130)의 외주면에는 백 요크(130b)를 개재하여 영구자석(130a)이 장착되어 있다. 영구자석(130a)은 제 1 외측 로터 부재(121)의 영구자석(121a)과 같이 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 1 내측 로터(130)는 제1스테이터(129)에 의해 구동되는 제 1 외측 로터 부재(121)에 동기하여 동반 회전하도록 되어 있다.The first inner rotor 130 is disposed adjacent to and parallel to the first stator 129. The first inner rotor 130 is rotatably supported by the ball bearing 133 with respect to the resolver holder 132 that is bolted to the outer circumferential surface of the second main body 112. The permanent magnet 130a is mounted on the outer circumferential surface of the first inner rotor 130 via the back yoke 130b. The permanent magnet 130a has a 32-pole configuration like the permanent magnet 121a of the first outer rotor member 121, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Accordingly, the first inner rotor 130 is co-rotated in synchronization with the first outer rotor member 121 driven by the first stator 129.

제 1 내측 로터(130)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(133)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D4)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 133 rotatably supporting the first inner rotor 130 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D4 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(130a)은 백 요크(130b)에 접착 고정되어 있다. 영구자석(130a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(130b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 130a is adhesively fixed to the back yoke 130b. The permanent magnet 130a is an energy-efficient neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 130b is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 1 내측 로터(130)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(134a, 134b)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(132)의 외주에 리졸버 스테이터(135, 136)를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(135)와 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(136)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(134b)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또한, 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D4)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 134a and 134b are assembled on the inner circumference of the first inner rotor 130 and the resolver stators 135 and 136 are disposed on the outer circumference of the resolver holder 132 in a form opposite thereto. Although attached, in this embodiment, the high resolution incremental resolver stator 135 and the absolute resolver stator 136 which can detect which position of a rotor exist in 1 rotation are arrange | positioned in the 2nd floor. Therefore, even when the power is turned on, since the rotation angle of the absolute resolver rotor 134b can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. The rotation angle detection used for drive current control is enabled without using a pole detection sensor.

리졸버 홀더(132)와 제 1 내측 로터(130)는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(135, 136)에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 132 and the first inner rotor 130 are formed of carbon steel, which is a magnetic material, so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 135 and 136, which are angle detectors. Later, chromate plating is performed for rust prevention.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(134a)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(135)의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(134a)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 1 내측 로터(130)와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(134a)가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(135)의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(134a)의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 36 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(134a) 즉, 제 1 내측 로터(130)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하도록 되어 있다. 리졸버 로터(134a, 134b)와, 리졸버 스테이터(135, 136)로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 134a has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the rotation axis and the outer peripheral surface of the incremental resolver stator 135 In parallel, a gear having a phase out of the incremental resolver rotor 134a is provided at each magnetic pole, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 134a rotates integrally with the first inner rotor 130, the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 135 changes, and the incremental resolver rotor 134a is rotated. Incremental resolver rotor 134a by allowing the fundamental wave component of the magnetoresistance change to n cycles by one rotation of the signal, detecting the magnetoresistance change, digitizing by the resolver control circuit illustrated in FIG. 36, and using it as a position signal. That is, the rotation angle (or rotation speed) of the first inner rotor 130 is detected. The detector is constituted by the resolver rotors 134a and 134b and the resolver stators 135 and 136.

본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터 부재(121)에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 1 내측 로터(130)가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 1 외측 로터 부재(121)의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(133)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다.According to this embodiment, since the 1st inner rotor 130 rotates at the same speed, ie co-rotation, with respect to the 1st outer rotor member 121 by a magnetic coupling action, the 1st outer rotor member 121 is carried out. ) Can be detected over the partition wall (13). In addition, in this embodiment, the bearing 133 is provided by the resolver unit without using the component or housing which forms a motor. Therefore, before it is woven into a housing, the eccentric adjustment in the resolver unit, the position adjustment of a resolver coil, etc. are carried out. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes and cutouts in the housing or both flanges.

다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D3)에 대해서 설명하지만, 여기에서는 제2의 본체(112)가 하우징을 구성한다. 상술한 다이렉트 드라이브 모터(D4)의 원통형 부재(123)는 다이렉트 드라이브 모터(D3)에 중합하는 위치까지 아래쪽으로 연장하고 있고, 그 내주면에 진공중에서 이용할 수 있는 4점 접촉식 볼 베어링(119')의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(120')에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(119')의 내륜은 이중 원통형의 링 형상 부재(123')의 주위면에 끼워 맞추어지고, 제 2 외측 로터 부재(121')를 동시 고정하는 볼트(122')에 의해 고정되어 있 다. 즉, 제 2 외측 로터 부재(121')는 암(A1', 도 34)을 지지하는 링 형상 부재(123')에 의해, 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다.Next, although the direct drive motor D3 is demonstrated, the 2nd main body 112 comprises a housing here. The cylindrical member 123 of the above-mentioned direct drive motor D4 extends downward to the position to superpose | polymerize with the direct drive motor D3, and the four-point contact ball bearing 119 'which can be used in vacuum on the inner peripheral surface is provided. The outer ring is fitted with a fitting, and is fixed by the bolt 120 '. On the other hand, the inner ring of the bearing 119 'is fitted to the circumferential surface of the double cylindrical ring-shaped member 123', and is fixed by a bolt 122 'which simultaneously fixes the second outer rotor member 121'. have. That is, the 2nd outer rotor member 121 'is rotatably supported with respect to the partition 13 by the ring-shaped member 123' which supports arm A1 ', FIG.

또한, 제 2 외측 로터 부재(121')와 링 형상 부재(123')로 외측 로터를 구성한다.Moreover, an outer rotor is comprised by the 2nd outer rotor member 121 'and the ring-shaped member 123'.

베어링(119')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D3)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 4축 동축 모터를 박형화할 수 있다. 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.Bearing 119 'is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D3 ends with one, the four-axis coaxial motor of the present invention can be thinned. Both inner and outer rings are made of martensitic stainless steel, which has high corrosion resistance and can be hardened by hardening. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum.

또한, 베어링(119')은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1')으로부터의 제 2 외측 로터 부재(121')가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 119 'may use the metal lubrication which plated soft metals, such as gold and silver, on the inner ring and outer ring, and does not discharge | emit outgassing in a vacuum, and since it is a four-point contact ball bearing, Although the moment in the direction in which the second outer rotor member 121 'tilts from the arm A1' can be received, not only the four-point contact type but also cross rollers, cross balls, and cross taper bearings can be used. It may be used in a preloaded state, or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

제 2 외측 로터 부재(121')는 영구자석(121a')과, 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(121b')와, 영구자석(121a')과 요크(121b')를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(121a')은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대 로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(121a')쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(121b') 외경측으로부터 나사로 조으는 것으로 영구자석(121a')을 요크(121b')에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(121a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(121b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The second outer rotor member 121 'mechanically processes the permanent magnet 121a' and the ring-shaped yoke 121b 'made of a magnetic body to form a magnetic path, and the permanent magnets 121a' and the yoke 121b '. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of a nonmagnetic body for fastening by the said structure. The permanent magnet 121a 'is composed of 32 poles, and magnets of N and S poles are made of magnetic metal in each of 16 alternations. The permanent magnets 121a' are divided into poles, each of which has a linear shape. )to be. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential section is directed toward the permanent magnet 121a ', and the permanent magnet 121a' is screwed by screwing the wedge from the outer diameter side of the yoke 121b '. 121b '). With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 121a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to increase corrosion resistance. The yoke 121b 'is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is nickel-plated in order to increase corrosion resistance and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 2 외측 로터 부재(121')의 내주면에 대향하도록 하여, 제2스테이터(129')가 배치되어 있다. 제2스테이터(129')는 제2의 본체(112)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(112a)의 원통형으로 변형한 상부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제2스테이터(129')의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the second stator 129 ′ is disposed to face the inner circumferential surface of the second outer rotor member 121 ′. The second stator 129 'is attached to a cylindrically deformed upper portion of the flange portion 112a extending radially from the center of the second main body 112, and formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and each protrusion After the bobbin is sandwiched as an insulation treatment, the motor coil is concentrated. The outer diameter of the second stator 129 'is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제2스테이터(129')의 반경 방향 내측에 제 2 내측 로터(130')가 배치되어 있다.The second inner rotor 130 ′ is disposed radially inward of the second stator 129 ′.

제 2 내측 로터(130')는 제2의 본체(112)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(132')에 대해서, 볼 베어링(133')에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 2 내측 로터(130')의 외주면에는 백 요크(130b')를 개재하여 영구자석(130a')이 부착되어 있다. 영구자석(130a')은 제 2 외측 로터 부재(121')의 영구자석(121a')과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 2 내측 로터(130')는 제2스테이터(129')에 의해 제 2 외측 로터 부재(121')에 동기하여 회전 구동되게 되어 있다.The second inner rotor 130 ′ is rotatably supported by the ball bearing 133 ′ against the resolver holder 132 ′ which is bolted to the outer circumferential surface of the second main body 112. A permanent magnet 130a 'is attached to the outer circumferential surface of the second inner rotor 130' via the back yoke 130b '. Like the permanent magnet 121a 'of the second outer rotor member 121', the permanent magnets 130a 'are composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are each made of magnetic metal in alternating manner. Therefore, the second inner rotor 130 'is driven to rotate in synchronization with the second outer rotor member 121' by the second stator 129 '.

제 2 내측 로터(30')를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D3)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 'rotatably supporting the second inner rotor 30' is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D3 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(130a')은 백 요크(130b')에 접착 고정되어 있다. 영구자석(130a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(130b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 130a 'is adhesively fixed to the back yoke 130b'. The permanent magnet 130a 'is a high energy neodymium (Nd-Fe-B) magnet, and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 130b 'is made of low-carbon steel having high magnetic properties, and chromate plating is performed for rust prevention after work forming.

제 2 내측 로터(130')의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(134a', 134b')를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(132')의 외주에 리졸버 스테이터(135', 136')를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(135')와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있 는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(136')를 2층으로 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 검출 로터(134')의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또한, 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D3)의 상대 회전 각도의 검출이 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 134a 'and 134b' are assembled on the inner circumference of the second inner rotor 130 ', and the resolver stator 135 is disposed on the outer circumference of the resolver holder 132' in a form opposite thereto. 136 '), but in the present embodiment, the high resolution incremental resolver stator 135' and the absolute resolver stator 136 'capable of detecting which position of the rotor are located in one rotation are provided. It is located on the second floor. Therefore, even when the power supply is turned on, the rotation angle of the detection rotor 134 'can be known, the zero point return is not necessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. Detection of the relative rotation angle is enabled without using the pole detection sensor.

리졸버 홀더(132')와 제 2 내측 로터(130')는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(135', 136')에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 132 ′ and the second inner rotor 130 ′ are made of a magnetic material of carbon steel so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 135 ′ and 136 ′, which are angle detectors. And chromate plating is performed for rust prevention after work forming.

본 실시 형태에 의하면, 제 2 외측 로터 부재(121')에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 2 내측 로터(130')가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 2 외측 로터 부재(121')의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(133')을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다.According to this embodiment, since the 2nd inner rotor 130 'rotates at the same speed, ie co-rotation, with respect to the 2nd outer rotor member 121' by a magnetic coupling action, a 2nd outer rotor member The rotation angle of 121 'can be detected over the partition 13. In this embodiment, the bearing 133 'is formed by the resolver unit alone without using a component or a housing forming a motor. Therefore, the eccentric adjustment and the position of the resolver coil, etc., in the resolver unit are incorporated before being incorporated into the housing. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes or cutouts in the housing or both flanges.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(134a')는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(135')의 자극의 외주면에는 회전축과 평행하 게 각 자극에서, 인크리멘탈 리졸버 로터(134a')에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 2 내측 로터(130')와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(134a')가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(135')의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(134a')의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 36에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로, 인크리멘탈 리졸버 로터(134a') 즉, 제 2 내측 로터(130')의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(134a', 134b')와 리졸버 스테이터(135', 136')로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 134a 'has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the magnetic pole of the incremental resolver stator 135' The outer circumferential surface is provided with a tooth which is out of phase with respect to the incremental resolver rotor 134a 'at each magnetic pole in parallel with the axis of rotation, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 134a 'rotates integrally with the second inner rotor 130', the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 135 'changes, and the incremental resolver rotor In one rotation of 134a ', the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 36, and used as a position signal. The rotational angle (or rotational speed) of the elemental resolver rotor 134a ', that is, the second inner rotor 130' is detected. The detector is composed of resolver rotors 134a 'and 134b' and resolver stators 135 'and 136'.

또한, 플랜지부(112a)를 중심으로서 제1스테이터(129)와 제2스테이터(129')를 상하에 배치하고, 그 반경 방향 내측에 리졸버를 배치하고 있다. 또한, 제2의 본체(112)는 중공 구조로 되어 있고, 플랜지부(112a)에는 중앙으로 연통하는 지름 방향의 안내구멍(112d)이 적어도 1개 마련되어 있고, 여기를 개재하여 모터 배선을 제2의 본체(112)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 한편, 제2의 본체(112)의 양단부에는 적어도 1개의 절결(112e, 112e)이 마련되어 있고, 이것들을 개재하여 리졸버의 배선을 제2의 본체(112) 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 하는 것으로, 하우징측으로부터 순서대로 다이렉트 모터(D4)의 리졸버, 스테이터(129), 다이렉트 모터(D3)의 스테이터(129'), 그 리졸버의 순서로 배치하는 것이 가능해지고, 2축이면서 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도 조정을 행할 수 있다. 그래서, 기준이 되는 외측 로터를 회전 구동하는 설비를 별도로 준비해 두면, 그 설비에 스테이터와 리졸버를 짜넣은 제2의 본체(112)를 세트 하는 것으로서, 고정밀도로 스테이터에 대한 리졸버의 각도 조정을 할 수 있으므로, 커뮤테이션 차이에 의한 각도 위치 결정 정밀도의 저하를 막고, 또한, 본 발명의 4축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있다.Moreover, the 1st stator 129 and the 2nd stator 129 'are arrange | positioned up and down centering on the flange part 112a, and the resolver is arrange | positioned inside the radial direction. Moreover, the 2nd main body 112 is hollow structure, The flange part 112a is provided with at least 1 radial guide hole 112d which communicates to the center, and the motor wiring is connected 2nd through this. It is structured to be drawn out to the center of the main body 112 of the. On the other hand, at least one notch 112e, 112e is provided in the both ends of the 2nd main body 112, and it has a structure which draws the resolver wiring to the center of the 2nd main body 112 via these. With such a structure, the resolver of the direct motor D4, the stator 129, the stator 129 'of the direct motor D3, and the resolver can be arranged in this order from the housing side. The angle of the stator and resolver can be easily adjusted. Therefore, by separately preparing a facility for rotationally driving the outer rotor as a reference, the second body 112 incorporating the stator and the resolver is set in the facility so that the angle of the resolver relative to the stator can be adjusted with high accuracy. Therefore, the difference in commutation The fall of the angle positioning precision by this can be prevented, and the compatibility of the drive control circuit with respect to the 4-axis coaxial motor of this invention can be improved.

도 37은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 구동 회로를 도시하는 블럭도이다. 외부의 컴퓨터로부터 모터 회전 지령이 입력되었을 때, 다이렉트 드라이브 모터(D3)용의 모터 제어 회로(DMC1) 및 다이렉트 드라이브 모터(D4)용의 모터 제어 회로(DMC2)는 각각, 그 CPU로부터 3층 앰프(AMP)에 구동 신호를 출력하고, 3층 앰프(AMP)로부터 다이렉트 드라이브 모터(D3, D4)에 구동 전류가 공급된다. 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터(D3, D4)의 외측 로터 부재(121, 121')가 독립하여 회전하고, 암(A1', A2', 도 34)을 이동시키게 되어 있다. 외측 로터 부재(121, 121')가 회전하면, 위에서 설명한 바와 같이 하여 회전 각도를 검출한 리졸버 스테이터(135, 136, 135', 136')로부터 리졸버 신호가 출력되므로, 그것을 리졸버 디지털 변환기(RDC)로 디지털 변환한 후에 입력한 CPU는 외측 로터 부재(121, 121')가 지령 위치에 도달하였는지 아닌지를 판단하고, 지령 위치에 도달하면, 3층 앰프(AMP)에의 구동 신호를 정지하는 것으로 외측 로터 부재(121, 121')의 회전을 정지시킨다. 이것에 의해, 외측 로터 부재(121, 121')의 서보 제어가 가능해진다.FIG. 37 is a block diagram showing a drive circuit of the direct drive motors D1 and D2. When the motor rotation command is input from an external computer, the motor control circuit DMC1 for the direct drive motor D3 and the motor control circuit DMC2 for the direct drive motor D4 are each a three-layer amplifier from the CPU. The drive signal is output to the AMP, and the drive current is supplied to the direct drive motors D3 and D4 from the three-layer amplifier AMP. As a result, the outer rotor members 121 and 121 'of the direct drive motors D3 and D4 rotate independently to move the arms A1', A2 ', and FIG. When the outer rotor members 121 and 121 'rotate, the resolver signals are output from the resolver stators 135, 136, 135', and 136 'that have detected the rotation angle as described above, and thus, the resolver digital converter RDC. After digital conversion, the input CPU determines whether the outer rotor members 121 and 121 'have reached the command position, and when the command position reaches the command position, stops the drive signal to the three-layer amplifier AMP. The rotation of the members 121 and 121 'is stopped. This enables servo control of the outer rotor members 121 and 121 '.

진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재의 암(A1' 및 A2')의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1') 등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있지만, 본 실시 형태에서는 회전축의 1회전의 절대 위 치를 검출하는 앱솔루트 리졸버 스테이터(136 및 136')와, 보다 분해능의 세세한 회전 위치를 검출하는 인크리멘탈 리졸버 스테이터(135, 135')로 이루어지는 가변 자기 저항형 리졸버를 채용하고 있으므로, 외측 로터 부재(121, 121') 즉, 암(A1', A2')의 회전 위치 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.When the arm is driven in a vacuum environment, the arm A1 'may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber unless the current rotation position of the arms A1' and A2 'is recognized when the power is turned on. However, in the present embodiment, the absolute resolver stator 136 and 136 'for detecting the absolute position of one rotation of the rotary shaft and the incremental resolver stator 135 and 135' for detecting the finer rotational position with more resolution are provided. Since the variable magneto-resistive resolver is employed, the rotational position control of the outer rotor members 121, 121 ', that is, the arms A1', A2 'can be performed with high accuracy.

또한, 여기에서는 내측 로터(130)의 회전 검출에 리졸버를 채용했지만, 검출기를 격벽(13) 내부의 대기 측에 배치할 수 있기 때문에, 일반적으로 고정밀도 위치 결정에 사용하는 서보모터에 있어서는 고정밀도로 매끄럽게 구동하기 위한 위치 검출 수단으로서 채용되고 있는 광학식 엔코더나, 자기 저항 소자를 사용한 자기식 엔코더 등도 사용할 수 있다.In addition, although the resolver was used for rotation detection of the inner rotor 130 here, since a detector can be arrange | positioned to the atmospheric side inside the partition 13, in general, the servomotor used for high-precision positioning is performed with high precision. Optical encoders employed as position detection means for smoothly driving, magnetic encoders using magnetoresistive elements, and the like can also be used.

본 실시 형태에 관련된 모터 시스템의 상단부에 가장 가까운 (제1의) 다이렉트 드라이브 모터(D4)의 외측 로터를 구성하는 원통형 부재(123)는 하우징(여기에서는 원통 부재(110))에 떼어내는 것이 가능하게 부착되어 있는 베어링 홀더(107)에 대해서 베어링(119)에 의해 지지되어 있고, 또한 원통 부재(110)에 있어서의 베어링 홀더(107)의 설치좌면의 외경부(110a)는 얇은 원통부(13b)보다 반경 방향내에 위치하고 있다. 따라서, 베어링 홀더(107)를 떼어내면, 다이렉트 드라이브 모터(D4)의 원통형 부재(123)와 함께, 베어링(119')에 의해 지지되어 있는 다이렉트 드라이브 모터(D3)의 원통형 부재(123')를, 외측 로터 부재(121 및 121')와 일체적으로 격벽(13)으로부터 떼어낼 수 있고, 그 다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D2 및 D1)를 떼어낼 수 있으므로, 그것에 의해 점검이나 제거를 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유지 보수성도 향상한다. 또한, 베어링 홀더(107)만을 떼어내면 되기 때 문에, 격벽 구조를 떼어낼 필요가 없고, 재조립 시에 리크 체크 등이 불필요해져, 조립성이 향상한다.The cylindrical member 123 constituting the outer rotor of the (first) direct drive motor D4 closest to the upper end of the motor system according to the present embodiment can be detached from the housing (here, the cylindrical member 110). The outer diameter part 110a of the mounting seat surface of the bearing holder 107 in the cylindrical member 110 is supported by the bearing 119 with respect to the bearing holder 107 attached | attached easily. Is located in the radial direction rather than). Therefore, when the bearing holder 107 is removed, the cylindrical member 123 'of the direct drive motor D3 supported by the bearing 119' together with the cylindrical member 123 of the direct drive motor D4 is removed. The outer rotor members 121 and 121 'can be detached from the partition 13 integrally, and then the direct drive motors D2 and D1 can be detached, thereby making it easy to check or remove them. Since it can be performed, maintainability also improves. In addition, since only the bearing holder 107 needs to be removed, the partition structure does not need to be removed, and a leak check or the like is unnecessary at the time of reassembly, thereby improving assembly performance.

본 실시 형태의 하우징은 제1의 본체(12)와 제2의 본체(112)가 축선 방향으로, 임의의 위상으로 연결 가능하게 되어 있고, 즉 인접하는 2개의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2 및 D3, D4)에 있어서 공통적으로 이용되는 단위마다 떼어내는 것이 가능하게 볼트로 고정되어 있다. 제1의 본체(12)는 원판(10)측에서 순서대로, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 각도 검출기, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 스테이터(스테이터), 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 스테이터, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 각도 검출기의 순서로, 및 제2의 본체(112)는 제1의 본체(12)측에서 순서대로, 다이렉트 드라이브 모터(D3)축의 각도 검출기, 다이렉트 드라이브 모터(D3)축의 스테이터, 다이렉트 드라이브 모터(D4)의 스테이터, 다이렉트 드라이브 모터(D4)의 각도 검출기의 순서로 배치하는 것이 가능해지고, 각 축 모두 용이하게 스테이터에 대한 각도 검출기의 각도 조정을 행할 수 있다. 그래서, 기준이 되는 모터 회전자를 회전 구동하는 설비를 별도로 준비해 두면, 그 설비에 모터 스테이터와 회전 검출기를 짜넣은 제1의 본체 또는 제2의 본체를 세트 하는 것으로서, 개별적으로 모터 스테이터에 대한 각도 검출기의 각도 조정을 고정밀도로 할 수 있으므로, 커뮤테이션 차이에 의한 각도 위치 결정 정밀도의 저하를 막고, 조립 후의 조정이 용이 또는 불필요하고, 또한, 본 발명의 4축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있다.In the housing of this embodiment, the 1st main body 12 and the 2nd main body 112 are connectable to an arbitrary phase in the axial direction, ie, the two adjacent direct drive motors D1, D2, and D3 are adjacent. , D4) is fixed by bolts so that it can be removed for every unit commonly used. The first main body 12 has an angle detector of the direct drive motor D1, a stator (stator) of the direct drive motor D1, a stator of the direct drive motor D2, and a direct drive in order from the disc 10 side. In order of the angle detector of the motor D2, and the 2nd main body 112 in order from the 1st main body 12 side, the angle detector of the direct drive motor D3 axis, and the stator of the direct drive motor D3 axis. The stator of the direct drive motor D4 and the angle detector of the direct drive motor D4 can be arranged in this order, and the angle detector can be easily adjusted for each axis with respect to the stator. Therefore, if a separate equipment for rotationally driving the motor rotor as a reference is prepared, the first body or the second body incorporating the motor stator and the rotation detector are set in the equipment, and the angle to the motor stator is individually set. Since the angle adjustment of the detector can be made with high accuracy, it is possible to prevent the deterioration of the angle positioning accuracy due to the commutation difference, and the adjustment after assembly is easy or unnecessary, and the compatibility of the drive control circuit with respect to the four-axis coaxial motor of the present invention. Can increase.

이상의 실시 형태에서는, 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리 스 모터를 이용한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 형식의 모터로 한정되는 것은 아니고, 브러시리스 모터라면 적용할 수 있는 것이며, 다른 자극 형식, 예를 들면 영구자석 매입형이라도 좋고, 다른 슬롯 콤비네이션이라도 좋고, 또는 이너 로터형이라도 좋다.In the above embodiment, the surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor brushless motor has been described using an example. However, the present invention is not limited to this type of motor and is applicable to a brushless motor. A magnetic pole type, for example, a permanent magnet embedded type, may be other slot combinations, or may be an inner rotor type.

또 각 축의 간섭 대책으로서 축 방향으로 인접하는 축끼리의 회전자의 극수 및 슬롯수가 다른 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면, 4축 동축의 경우는 제 1축이 32극 36슬롯, 제 2축이 24극 27슬롯, 4축 동축의 경우는 제 1축 및 제 3축이 32극 36슬롯, 제 2축 및 제 4축이 24극 27슬롯이라고 하는 구성으로 하면, 각 축의 자계에 의한 회전자 및 자기 커플링 장치에의 회전 방향의 추력 발생이라는 상호 간섭을 막을 수 있다.In addition, as a countermeasure for each axis, the number of poles and the number of slots of the rotors adjacent to each other in the axial direction may be different. For example, in the case of 4-axis coaxial, the first axis is 32 poles 36 slots, the second axis is 24 poles 27 slots, and in the case of 4-axis coaxials, the first and third axes are 32 poles 36 slots and the second axis. When the fourth axis has a configuration of 24 poles and 27 slots, mutual interference such as thrust generation in the rotational direction of the rotor and the magnetic coupling device due to the magnetic field of each axis can be prevented.

또 로터의 영구자석은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석을 이용하여 내식성을 높이기 위한 코팅으로서 니켈 코팅을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 베이크아웃시의 온도 조건에 따라서는 고온감자하기 어려운 사마리움·코발트(Sm·Co)계의 자석을 이용하여야 하는 것이며, 초진공중에서 사용된다면 아웃 가스 차단성이 높은 질화 티탄 코팅을 실시하여야 하는 것이다.In addition, the permanent magnet of the rotor was described using an example in which nickel coating was used as a coating for enhancing corrosion resistance using a neodymium (Nd-Fe-B) magnet, but the material and the surface treatment are not limited thereto. The sagium cobalt (Sm · Co) magnet, which is difficult to reduce the high temperature depending on the temperature conditions at the time of baking out, should be used. Titanium nitride coating having high properties should be applied.

또 요크는 저탄소강을 재료로 하고, 니켈 도금을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 특히 표면 처리에 관해서는 초진공중에서 사용된다면 핀홀이 적은 카니젠, 도금이나 크린에스 도금, 질화 티탄 코팅 등을 실시하여야 하 는 것이다.In addition, although the yoke was demonstrated using the example which made low carbon steel the material and performed nickel plating, it is not limited to this material and surface treatment, It changes suitably by the environment etc. used, Especially about surface treatment If it is used in a vacuum, it is necessary to carry out pinage less carnizen, plating or clean S plating, and titanium nitride coating.

또 영구자석을 요크에 체결하는 방법은 비자성의 쐐기를 요크 외경측으로부터 나사로 조으는 예를 이용하여 설명하였지만, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 환경에 따라서는 접착에도 좋고, 다른 체결 방법에도 좋다.In addition, the method of fastening the permanent magnet to the yoke has been described using an example in which a non-magnetic wedge is screwed from the outer diameter side of the yoke, but it is appropriately changed according to the environment used, and may be suitable for adhesion depending on the environment. Also good for.

또 베어링(19, 19', 119, 119')은 진공용 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 재질, 윤활 방법으로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경, 하중 조건, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 크로스 롤러 베어링이라도 좋고, 4축 동축 모터의 경우, 한층 더 기계적인 강성을 높이기 위해서, 별도의 베어링으로 지지하는 구조로 하여도 좋고, 고속 회전하는 경우 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수가 없는 경우는 각 축의 회전자를 지지하는 베어링 및 별도의 베어링을 깊은 홈 볼 베어링이나 앵귤러 베어링으로서 예압을 거는 구조로 하여도 좋고, 초진공중에서 사용되는 경우는 궤도 바퀴에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 한 것 같은 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋다.Although the bearings 19, 19 ', 119, 119' have been described using a four-point contact ball bearing with vacuum grease lubrication, they are not limited to this type, material, and lubrication method. , The cross roller bearing may be appropriately changed depending on the rotational speed or the like. In the case of a four-axis coaxial motor, in order to further increase mechanical rigidity, a structure supported by a separate bearing may be used, or when rotating at a high speed. If a multi-point contact bearing is not available, the bearing supporting the rotor of each shaft and a separate bearing may be preloaded as deep groove ball bearings or angular bearings. You may use the thing made into metal lubrication without gas release like plating a soft metal, such as gold and silver.

또 자기 커플링으로서 기능하는 내측 로터로서 영구자석과 백 요크를 이용한 형식으로 설명하였지만, 영구자석과 백 요크의 재질 및 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리졸버의 질량과 베어링의 마찰 토크에 따라서는 외측 로터와 같은 극수가 아니어도 좋고, 같은 폭이 아니어도 좋다. 영구자석을 이용하지 않는 돌극에서도 좋다.In addition, although it demonstrated in the form which used a permanent magnet and a back yoke as an inner rotor which functions as a magnetic coupling, the material and shape of a permanent magnet and a back yoke are not limited to this. For example, depending on the mass of the resolver and the friction torque of the bearing, the number of poles may not be the same as that of the outer rotor or may not be the same width. It is also good for rushing poles that do not use permanent magnets.

또 각도 검출기로서 리졸버를 이용한 예로, 설명하였지만, 제조 비용이나 분 해능에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 광학식의 로터리 엔코더로도 좋다.Moreover, although the example which used the resolver as an angle detector was demonstrated, it changes suitably by manufacturing cost and resolution, For example, it may be an optical rotary encoder.

또 각도 검출기의 회전측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(33, 33', 133, 133')으로서 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 윤활 방법으로 한정되는 것은 아니고, 설치 스페이스나 마찰 토크, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 고속 회전이나 마찰 토크의 저감 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수가 없는 경우는 앵귤러 베어링이나 깊은 홈 볼 베어링을 각 축 마다 2개 배치하고, 예압을 거는 구조로 하여도 좋다.Moreover, although the example which used the four-point contact ball bearing of grease lubrication was demonstrated as the bearings 33, 33 ', 133, 133' rotatably supporting the rotation side of an angle detector, it is not limited to this form and a lubrication method. If the multi-point contact bearing cannot be used, such as high speed rotation or reduction of friction torque, two angular bearings or deep groove ball bearings should be arranged for each axis. The structure may be configured to apply a preload.

또 그 외의 격벽의 밖, 안에 배치되는 구조 부품 및 격벽의 재질, 형상, 제조 방법은 제조 비용이나 사용되는 환경, 하중 조건, 구성 등에 의해 적절하게 변경되는 것이다.In addition, the materials, shapes, and manufacturing methods of the structural parts and the partitions arranged outside and inside the other partitions are appropriately changed depending on the production cost, the environment used, the load conditions, and the configuration.

이상 상술한 모터 시스템은 각 축의 로터나, 스테이터나, 리졸버에 이용한 자기 커플링으로부터 누출되는 자속에 의해, 서로의 로터나 회전 검출기에 이용한 자기 커플링에 회전 방향의 추력을 발생시키지 않도록, 서로의 자계를 차폐하기 위한 자기 실드를 각 축의 로터사이에 설치하거나 각 축의 로터, 스테이터, 리졸버로부터 발생하는 전자계에 의해 서로의 리졸버에 간섭하지 않도록 서로의 전자계를 차폐하기 위한 자기 실드를 설치하거나, 축 방향으로 인접하는 축끼리의 로터의 극수나 스테이터의 슬롯수를 바꾸거나 하는 것에 의해, 각 축 상호간에 발생하는 자기적 간섭을 방지하고 있으므로, 각 축의 축 방향 길이와 각 축의 축 방향 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 4축 동축, 4축 동축이라고 하는 다축 동축 모터 시스템 이면서, 전체의 축길이를 억제한 구성이 가능하다. 특히, 4축 동축이라고 하는 다축 구성의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 시스템에 있어서는 챔버 구조를 크게 바꾸지 않고 고정밀의 위치 결정을 할 수 있는 프록레그(frog leg) 암식 로보트를 2대 설치할 수 있으므로, 장치 전체의 성능 및 가동률을 높일 수 있다. 또한, 4축 이상의 모터 시스템에도 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.The above-described motor system uses the magnetic flux leaked from the rotor, the stator, and the magnetic coupling used in the resolver of each axis so that the thrust in the rotational direction is not generated in the magnetic coupling used in the rotor or the rotation detector. Magnetic shields for shielding magnetic fields are installed between the rotors of each axis, or magnetic shields for shielding each other's electromagnetic fields so as not to interfere with each other's resolvers by electromagnetic fields generated from rotors, stators, and resolvers on each axis, or By changing the number of poles of the rotor and the number of slots of the stator between adjacent axes, it is possible to shorten the axial length of each axis and the axial distance of each axis. have. Therefore, the structure which suppressed the whole shaft length while being a multi-axis coaxial motor system called 4-axis coaxial and 4-axis coaxial is possible. In particular, in a system using a direct drive motor with a multi-axis configuration called 4-axis coaxial, two prog leg female robots can be installed, which can accurately position the chamber without greatly changing the chamber structure. Improve performance and uptime. It goes without saying that it can also be used for four or more motor systems.

이상, 본 발명을 실시 형태를 참조하여 설명하여 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정하여 해석되어서는 되지 않고, 적절하게 변경·개량이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터는 진공 분위기에 한정하지 않고, 대기외의 분위기로 사용할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조 공정의 경우, 진공 배기 후에 진공조 내부에 에칭용의 반응성 가스가 도입되는 일이 있지만, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터에서는 격벽에 의해 내부와 외부가 차폐되어 있기 때문에, 모터 코일이나 절연재 등이 에칭되어 버릴 우려도 없다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, it can change and improve suitably. For example, the direct drive motor of the present embodiment can be used not only in a vacuum atmosphere but also in an atmosphere outside the atmosphere. For example, in the semiconductor manufacturing process, the reactive gas for etching may be introduced into the vacuum chamber after vacuum evacuation. However, in the direct drive motor of the present embodiment, since the inside and the outside are shielded by the partition wall, the motor There is no fear that the coil or the insulating material may be etched.

〔제6의 실시 형태〕[Sixth Embodiment]

다음에, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 38은 본 실시 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록레그(frog leg) 암식 반송 장치의 사시도이다. 도 38에 있어서, 2개의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 직렬로 연결되어 있다. 아래쪽의 (제1의) 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 로터에는 제 1 암(A1)이 연결되고, 제 1 암(A1)의 선단에는 제 1 링크(L1)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 한편, 위쪽의(제2의) 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 로터에는 제 2 암(A2)이 연결되고, 제 2 암(A2)의 선단에는 제 2 링크(L2)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 링크(L1, L2)는 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T)에 각각 피봇 가능하게 연결되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, embodiment of this invention is described with reference to drawings. 38 is a perspective view of a frog leg female conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment. In Fig. 38, two direct drive motors D1 and D2 are connected in series. A first arm A1 is connected to the rotor of the lower (first) direct drive motor D1, and a first link L1 is pivotably connected to the tip of the first arm A1. On the other hand, the second arm A2 is connected to the rotor of the upper (second) direct drive motor D2, and the second link L2 is pivotally connected to the distal end of the second arm A2. . The links L1 and L2 are pivotably connected to the table T on which the wafers W are placed.

도 38에서 명백하지만, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 로터가 각각 같은 방향으로 회전하면, 테이블(T)도 같은 방향으로 회전하고, 이러한 로터가 역방향으로 회전하면, 테이블(T)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 접근 또는 이격하도록 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 임의의 각도로 회전시키면, 테이블(T)이 닿는 범위내에서, 임의의 2 차원 위치에 웨이퍼(W)를 반송시킬 수 있다.As apparent from FIG. 38, when the rotors of the direct drive motors D1 and D2 rotate in the same direction, the table T also rotates in the same direction, and when the rotor rotates in the reverse direction, the table T is a direct drive. The motors D1 and D2 are approached or spaced apart. Therefore, if the direct drive motors D1 and D2 are rotated at any angle, the wafer W can be transported to any two-dimensional position within the range in which the table T touches.

이와 같이 예를 들면, 반도체 제조장치에 있어서의 진공조내에 배치되는 웨이퍼 반송 암, 예를 들면 스칼라형이나 도면에 도시하는 프록레그(frog leg) 형과 같이 복수의 암을 구비한 장치에서는 특히 복수의 회전 모터가 필요하다. 진공 환경에서는 외계와의 접촉 표면적을 극력 작게 하는 것과 동시에, 스페이스를 유효하게 활용하기 위해서 모터 등의 부착구멍은 가능한 한 적게 할 필요가 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 극력 적게 하여 반송하기 위해서는 암의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 그래서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 복수, 하우징 부분에서 동축으로 연결하고, 연결 부분은 시일로 조밀하게 접합(용접, 오링, 금속 개스킷, 등에 의한 조밀한 접합)하고, 모터 로터의 설치된 공간과 하우징 외부 공간을 이격하는 것도 필요하다.In this way, for example, in a device having a plurality of arms, such as a wafer transfer arm disposed in a vacuum chamber in a semiconductor manufacturing apparatus, for example, a scalar type or a frog leg type shown in the drawing, a plurality of types are particularly preferable. Of rotation motor is required. In a vacuum environment, it is necessary to make the contact surface area with the outside world as small as possible, and to make as small an attachment hole as possible for the motor and the like in order to effectively utilize the space. In addition, in order to convey the wafer W horizontally straight with the least vibration, it is necessary to firmly protect and maintain the moment acting on the tip of the arm at the rotor support. Thus, a plurality of direct drive motors D1 and D2 are coaxially connected in the housing part, and the connecting part is tightly joined by a seal (dense joint by welding, O-ring, metal gasket, etc.), and the installed space of the motor rotor. It is also necessary to space the space outside the housing.

또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 적게 반송하기 위해서는 암(A1, A2)의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 게다가 또, 진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재 암의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1, A2)등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있다. 이러한 요구에 응할 수 있는 다이렉트 드라이브 모터를 동축으로 연결한 모터 시스템에 대해서 설명한다.Moreover, in order to convey the wafer W horizontally straight and with less vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment which acts on the front-end | tip of arm A1, A2 at the rotor support part. In addition, in the case of arm drive of a plurality of axes in a vacuum environment, if the current rotation position of the arm is not recognized when the power is turned on, the arms A1 and A2 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber. A motor system that coaxially connects a direct drive motor capable of meeting these demands will be described.

본 실시 형태는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 타입의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한다. 32극 36슬롯이라고 하는 슬롯 콤비네이션은 코깅력은 작지만 지름 방향으로 자기 흡인력이 발생하고 회전시의 진동은 큰 것이 일반적으로 알려져 있는 8극 9슬롯이라는 슬롯 콤비네이션의 4배의 구성이다. 2n배(n는 정수)로 한 것에 의해, 지름 방향의 자기 흡인력은 상쇄되므로, 스테이터와 회전자의 진원도나 동축도 및 기구 부품의 강성을 높이지 않고 회전시의 진동을 작게 할 수 있고, 또한, 본래적으로 코깅이 작은 구성이므로, 매우 매끄러운 회전을 얻을 수 있다. 한편, 이러한 아주 극이 많은 모터로 하는 것으로서, 기계각의 주기에 대한 전기각의 주기가 많기 때문에, 위치 결정 제어성이 좋다. 따라서, 본 발명과 같이, 감속기를 이용하지 않고 로보트 장치를 구동하는 것 같은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다. 또 총자속량을 내리지 않고 스테이터 연결부의 두께와 돌극 폭, 및 회전자의 요크 두께를 좁게 할 수 있으므로, 본 발명과 같이, 박형이며 또한 지름이 크고 폭이 좁은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다.This embodiment uses the surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless direct drive motor. The slot combination, called 32-pole 36 slot, has four times the configuration of a slot combination of 8-pole 9-slot, which is generally known to have a small cogging force but generate magnetic attraction force in the radial direction and a large vibration during rotation. Since the magnetic attraction force in the radial direction is canceled out by 2 n times (n is an integer), the vibration at the time of rotation can be reduced without increasing the roundness, coaxiality of the stator and the rotor, and the rigidity of the mechanical parts, In addition, since cogging is inherently small, a very smooth rotation can be obtained. On the other hand, as such a motor having many poles, since the period of the electric angle with respect to the period of the machine angle is large, the positioning controllability is good. Therefore, like the present invention, it is very suitable for a direct drive motor such as driving a robot apparatus without using a speed reducer. Moreover, since the thickness, the protrusion width | variety, and the yoke thickness of a rotor can be narrowed without lowering the total magnetic flux amount, it is suitable for a thin, large diameter and narrow direct drive motor like this invention.

도 39는 도 38의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다. 도 39을 참조하여, 2축의 모터 시스템의 내부 구조에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 다이렉트 드라이브 모터(D1)에 대해서 설명한다. 정반(G)에 고정시킨 원판(10)의 중앙 개구(10a)에 끼워 맞춤한 볼트(11)에 의해 서로 고정된 중공 원통형의 본체(12)는 그 상단에 컵 형상의 격벽(13)을 부착하고 있다. 본체(12)의 중앙은 스테이터에의 배선 등을 통하기 위해서 이용할 수 있다. 본체(12), 원판(10)에 의해 하우징을 구성한다.FIG. 39 is a view of the configuration of FIG. 38 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. Referring to Fig. 39, the internal structure of the two-axis motor system will be described in detail. First, the direct drive motor D1 will be described. The hollow cylindrical bodies 12 fixed to each other by bolts 11 fitted to the central opening 10a of the disc 10 fixed to the surface plate G have a cup-shaped partition 13 attached to the upper end thereof. Doing. The center of the main body 12 can be used in order to communicate with wiring to the stator. The main body 12 and the disc 10 comprise a housing.

격벽(13)은 비자성체인 스텐레스제이며, 본체(12)에 끼워 맞추는 두께의 저부(13a)와 그 외주연으로부터 축선 방향으로 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 관통하도록 하여 연장하는 얇은 원통부(13b)와, 홀더(15)로 이루어진다. 따라서, 격벽(13)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 공통적으로 이용된다. 원통부(13b)의 하단은 TIG 용접에서 봉지 가능하게 홀더(15)에 접합되고, 홀더(15)는 원판(10)에 볼트(16)에 의해 고정되어 있다. 여기서, 원통부(13b)와 홀더(15)의 용접부를 대략 동일 두께로 하는 것으로서, 한쪽 편에의 부품에만 열이 빠져나가는 것을 억제하고, 끼워 맞춤부를 균일하게 용접할 수 있는 구조로 되어 있다. 홀더(15)와 원판(10)의 접촉면에는 시일 부재를 끼워 넣는 홈 가공이 실시되어 있고, 시일 부재(OR)를 홈에 끼워 넣은 후에 홀더(15)와 원판(10)을 볼트(16)에 의해 체결하는 것으로서, 체결 부분을 대기측으로부터 분리 격절하고 있다. 격벽(13)은 내식성이 높고, 특히 자성이 적은 오스테나이트계 스텐레스의 SUS 316을 재료로 하고 있고, 홀더(15)는 격벽(13)과의 용접성에서 마찬가지로 SUS 316을 재료로 하고 있다.The partition 13 is made of stainless steel, which is a nonmagnetic material, and has a bottom portion 13a having a thickness to fit the main body 12 and a thin cylindrical portion extending through the direct drive motors D1 and D2 in the axial direction from its outer circumference. 13b and the holder 15. Therefore, the partition 13 is commonly used for the direct drive motors D1 and D2. The lower end of the cylindrical portion 13b is joined to the holder 15 so as to be sealed by TIG welding, and the holder 15 is fixed to the disc 10 by bolts 16. Here, the welded portions of the cylindrical portion 13b and the holder 15 are made to have approximately the same thickness, and the structure is such that the heat escapes only to the components on one side, and the fitting portion can be welded uniformly. The contact surface between the holder 15 and the disc 10 is grooved to fit the seal member. After the seal member OR is inserted into the groove, the holder 15 and the disc 10 are attached to the bolt 16. By tightening, the fastening portion is separated and separated from the atmosphere side. The partition 13 is made of SUS 316 made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, particularly low magnetic properties, and the holder 15 is made of SUS 316 similarly in weldability with the partition 13.

또한, 격벽(13)과 홀더(15)는 기밀적으로 접합되고, 또한 홀더(15)와 원판(10), 및 원판(10)과 정반(G)은 각각 오링(OR)에 의해 기밀되어 있다. 따라서, 원판(10)과 격벽(13)으로 둘러싸인 내부 공간은 그 외부로부터 기밀되어 있다. 또한, 격벽(13)은 반드시 비자성체일 필요는 없다. 또 오링(OR)을 이용하여 기밀하는 대신에, 전자빔 용접이나 레이저 빔 용접 등으로 부재사이를 기밀하여도 좋다.In addition, the partition 13 and the holder 15 are hermetically bonded, and the holder 15 and the disc 10, and the disc 10 and the surface plate G are respectively sealed by an O-ring OR. . Therefore, the inner space surrounded by the disc 10 and the partition 13 is hermetically sealed from the outside. In addition, the partition 13 does not necessarily need to be a nonmagnetic material. In place of hermetically using the O-ring OR, the members may be hermetically sealed by electron beam welding, laser beam welding, or the like.

대기 외측 부재인 원판(10)의 외주 상면에 있어서, 그것과 별체인 베어링 홀더(17)가 볼트(18)에 의해 고정되어 있다. 볼트(18)는 원통형 부재(23)의 외측에 배치되고, 그 머리 부분을 노출시키고 있다. 베어링 홀더(17)에는 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(제1의 베어링, 19)의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 환상의 베어링 억제(BH)를 개재하여 볼트(20)에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19)의 내륜은 제 1 외측 로터(21)의 외주에 끼워 맞추어지고, 환상의 베어링 억제(BH)를 개재하여 볼트(22)에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 1 외측 로터(21)는 베어링 홀더(17) 및 격벽(13)에 대해서, 베어링(19)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 또한 암(A1, 도 38)을 지지하는 원통형 부재(23)를 그 상면에 볼트(24)에 의해 고정되어 있다. 여기서, 볼트(24)는 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(25, 점선으로 도시한다)을 원통형 부재(23)에 동시 고정할 수 있다. 제 1 외측 로터(21)와 원통형 부재(23)로 외측 로터를 구성한다.On the outer circumferential upper surface of the original plate 10 serving as the atmospheric outer member, a bearing holder 17 which is separate from it is fixed by a bolt 18. The bolt 18 is disposed outside the cylindrical member 23 and exposes the head portion thereof. The outer ring of the four-point contact ball bearing (first bearing, 19) used in vacuum is fitted and fitted to the bearing holder 17, and is fixed by the bolt 20 via an annular bearing restraint (BH). It is. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 is fitted to the outer circumference of the first outer rotor 21 and is fixed by the bolt 22 via the annular bearing restraint BH. That is, the 1st outer rotor 21 is rotatably supported by the bearing 19 with respect to the bearing holder 17 and the partition 13, and also has the cylindrical member which supports the arm A1 (FIG. 38) ( 23 is fixed to the upper surface by bolts 24. Here, the bolt 24 can fix the magnetic shield plate 25 (illustrated by the dotted line) which extends radially inward to the cylindrical member 23 simultaneously. The outer rotor is constituted by the first outer rotor 21 and the cylindrical member 23.

원판(10) 및 베어링 홀더(17)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료이며, 원판(10)은 챔버인 정반(G)과의 끼워 맞춤 고정 및 시일 장치를 겸하고 있고, 그 아래쪽 면에, 오링(OR)을 끼워 넣는 홈(10b)이 설치되어 있다.The disc 10 and the bearing holder 17 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, and the disc 10 also serves as a fitting and sealing device with the base plate G, which is a chamber. The groove 10b for fitting the O-ring OR is provided.

자기 실드판(25)은 자성체인 SPCC 강판을 프레스 성형 가공 후에, 방청 및 내식성을 높이기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다. 그 효과에 대해서는 후술한다.The magnetic shield plate 25 is nickel-plated in order to improve antirust and corrosion resistance after press molding a SPCC steel plate which is a magnetic body. The effect is mentioned later.

베어링(19)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터 시스템을 박형화할 수 있다. 베어링(19)은 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D1 ends with one, the two-axis coaxial motor system of the present invention can be thinned. The bearing 19 is made of a martensitic stainless steel that has high corrosion resistance in both inner and outer rings and can be hardened by quenching. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum. Doing.

또한, 베어링(19)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또한 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터(21)가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 may use a metal lubrication which plated a soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and has no outgassing even in vacuum, and is a four-point contact ball bearing. Although the moment in the direction in which the first outer rotor 21 from (A1) tilts can be received, not only the four-point contact type but also cross rollers, cross balls, and cross taper bearings can be used, and are used in a preload state. In order to improve lubricity, a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed.

제 1 외측 로터(21)는 영구자석(21a)과, 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b)와, 영구자석(21a)과 요크(21b)를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형이 다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a)쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b) 외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a)을 요크(21b)에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The first outer rotor 21 is a permanent magnet 21a, a ring-shaped yoke 21b made of magnetic material to form a magnetic path, and a nonmagnetic material for mechanically fastening the permanent magnet 21a and the yoke 21b. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of these. The permanent magnet 21a is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are each made of magnetic metal in alternation with each other, and are divided into segments and have a linear shape. The arc centers of the inner diameter and the outer diameter are the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is directed toward the permanent magnet 21a, and the permanent magnet 21a is screwed on the yoke 21b by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b. Fastening. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to increase corrosion resistance. The yoke 21b is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is nickel-plated in order to increase the rust prevention and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

또 제 1 외측 로터(21)는 베어링(19)의 내륜과 원통형 부재(23)를 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19)은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시 형태의 경우는 회전 바퀴인 베어링(19)의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 고정 바퀴인 베어링(19)의 외륜을, 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤 하는 것으로, 베어링(19)의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the 1st outer rotor 21 has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19, and the cylindrical member 23. As shown in FIG. The four-point contact ball bearing 19 is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly influenced by the difference in the accuracy and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19, which is a rotating wheel, is easy to achieve the machining accuracy, and the gap is fitted to the yoke 21b having a linear expansion coefficient approximately equal to that of the bearing wheel material of the bearing without gaps or intermediate fittings. By loosely fitting the outer ring of the bearing 19 which is a fixed wheel to a bearing holder made of austenitic stainless steel or an boss made of aluminum, friction torque due to a decrease in the rotational accuracy of the bearing 19 and a temperature rise. It is a structure which prevents a raise.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 1 외측 로터(21)의 내주면에 대향하도록 하고, 제1스테이터(29)가 배치되어 있다. 제1스테이터(29)는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 하부에 부착되 어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제1스테이터(29)의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the first stator 29 is disposed so as to face the inner circumferential surface of the first outer rotor 21. The first stator 29 is attached to a cylindrically deformed lower portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, and is formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and each protrusion has an insulation treatment. After the bobbin is inserted, the motor coil is intensively wound. The outer diameter of the first stator 29 is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제1스테이터(29)의 반경 방향 내측에, 제 1 내측 로터(30)가 배치되어 있다. 제 1 내측 로터(30)는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32)에 대해서, 볼 베어링(33)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 1 내측 로터(30)의 외주면에는 백 요크(30b)를 개재하여 영구자석(30a)이 부착되어 있다. 영구자석(30a)은 제 1 외측 로터(21)의 영구자석(21a)과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 1 내측 로터(30)는 제1스테이터(29)에 의해 구동되는 제 1 외측 로터(21)에 동기하여 동반 회전하도록 되어 있다.The first inner rotor 30 is disposed in the radially inner side of the first stator 29. The first inner rotor 30 is rotatably supported by the ball bearing 33 with respect to the resolver holder 32 which is bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. On the outer circumferential surface of the first inner rotor 30, a permanent magnet 30a is attached via a back yoke 30b. Like the permanent magnet 21a of the first outer rotor 21, the permanent magnet 30a is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Accordingly, the first inner rotor 30 is co-rotated in synchronization with the first outer rotor 21 driven by the first stator 29.

제 1 내측 로터(30)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 rotatably supporting the first inner rotor 30 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D1 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a)은 백 요크(30b)에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a is adhesively fixed to the back yoke 30b. The permanent magnet 30a is an energy-efficient neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b is made of low carbon steel having high magnetic properties and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 1 내측 로터(30)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서, 리졸버 로터(34a 및 34b)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32)의 외주에, 리졸버 스테이터(35, 36)를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이, 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.As the detector for measuring the rotation angle on the inner circumference of the first inner rotor 30, the resolver rotors 34a and 34b are assembled, and on the outer circumference of the resolver holder 32 in a form opposite thereto, the resolver stators 35 and 36 In this embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 and the absolute resolver stator 36 capable of detecting which position of the rotor are located on the second floor are arranged in the second layer. For this reason, even when the power is turned on, the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known, thereby driving the direct drive motor D1. The rotation angle detection used for current control is enabled without using a pole detection sensor.

리졸버 홀더(32)와 제 1 내측 로터(30)는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35, 36)에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다. The resolver holder 32 and the first inner rotor 30 are formed of carbon steel, which is a magnetic material, so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 and 36 which are angle detectors. Afterwards, chromate plating is performed to prevent rust .

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 1 내측 로터(30)와 일체로, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)의 1회전으로, 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 40에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a) 즉, 제 1 내측 로터(30)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a, 34b)와 리졸버 스테이터(35, 36)로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the rotation axis and the outer peripheral surface of the incremental resolver stator 35 In parallel, a gear having a phase out of the incremental resolver rotor 34a is provided at each magnetic pole, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a rotates integrally with the first inner rotor 30, the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 changes and the incremental resolver rotor 34a In one rotation of), the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 40, and used as a position signal. The rotation angle (or rotation speed) of the resolver rotor 34a, that is, the first inner rotor 30 is detected. The detector is composed of resolver rotors 34a and 34b and resolver stators 35 and 36.

본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터(21)에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 1 내측 로터(30)가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 1 외측 로터(21)의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다. 또한, 제 1 외측 로터(21)와 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치(19)의 회전 바퀴를 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링 장치(19)의 구동 바퀴와 대략 동일한 로터 요크(21b)에 끼워 맞추는 것으로, 회전 정밀도의 향상과 온도 변화에 의한 마찰 토크의 변동 방지를 도모할 수 있다.According to this embodiment, since the 1st inner rotor 30 rotates at the same speed, ie co-rotation, with respect to the 1st outer rotor 21 by a magnetic coupling action, The rotation angle can be detected over the partition wall 13. In the present embodiment, the bearing 33 is formed by the resolver unit alone without using a component or a housing forming a motor. Therefore, the eccentric adjustment and the position of the resolver coil, etc., in the resolver unit are incorporated before being incorporated into the housing. Since precision can be adjusted, it is not necessary to separately provide adjustment holes and cutouts in the housing or both flanges. In addition, the rotor wheel of the bearing device 19 which rotatably supports the first outer rotor 21 is easy to achieve the machining precision, and the rotor yoke 21b having a linear expansion coefficient approximately equal to that of the drive wheel of the bearing device 19. It is possible to improve the rotational accuracy and to prevent the fluctuation of the frictional torque due to the temperature change by fitting in the.

다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 대해서 설명하지만, 여기서는 본체(12)가 하우징을 구성한다. 상술한 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부 재(23)는 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 중합하는 위치까지 위쪽으로 연장하고 있고, 그 내주면에, 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(제2의 베어링, 19')의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 환상의 베어링 억제(BH')를 개재하여 볼트(20')에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19')의 내륜은 제 2 외측 로터(21')의 외주에 끼워 맞추어지고, 환상의 베어링 억제(BH')를 개재하여 볼트(22')에 의해 고정되어 있다.Next, although direct drive motor D2 is demonstrated, the main body 12 comprises a housing here. The cylindrical member 23 of the above-mentioned direct drive motor D1 extends upwards to the position to superpose | polymerize with the direct drive motor D2, and the four-point contact ball bearing used in vacuum on the inner peripheral surface (2nd The outer ring of the bearing, 19 ') is fitted in a fitting manner, and is fixed by the bolt 20' via the annular bearing restraint BH '. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 'is fitted to the outer circumference of the second outer rotor 21' and is fixed by the bolt 22 'via the annular bearing restraint BH'.

여기서, 볼트(22'), 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(41, 점선으로 도시한다)을 동시 고정할 수 있다. 제 2 외측 로터(21')는 원통형 부재(23) 및 격벽(13)에 대해서, 베어링(19')에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 또한 암(A2, 도 38)을 지지하는 링 형상 부재(23')를 그 상면에 볼트(24')에 의해 고정하고 있다. 또한, 볼트(24')는 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(25')을 링 형상 부재(23')에 동시 고정하고 있다. 이러한 조립 상태에서는 제 2 외측 로터(21')와 일체화된 원통형 부재(23')가 볼트(20')를 축선 방향 바깥쪽 및 반경 방향 바깥쪽으로부터 덮고 있다. 제 2 외측 로터(21')와 원통형 부재(23')로 외측 로터를 구성한다.Here, the bolt 22 'and the magnetic shield plate 41 (illustrated by dotted lines) extending inward in the radial direction can be fixed at the same time. The second outer rotor 21 'is rotatably supported by the bearing 19' with respect to the cylindrical member 23 and the partition 13, and also has a ring-shaped member for supporting the arm A2 (Fig. 38). 23 'is fixed to the upper surface by the bolt 24'. In addition, the bolt 24 'fixes the magnetic shield plate 25' extending radially inward to the ring-shaped member 23 '. In this assembled state, the cylindrical member 23 'integrated with the second outer rotor 21' covers the bolt 20 'from the axial outward and the radial outward. The outer rotor is constituted by the second outer rotor 21 'and the cylindrical member 23'.

자기 실드판(41, 25')은 자성체인 SPCC 강판을 프레스 성형 가공 후에, 방청 및 내식성을 높이기 위해서 니켈 도금을 실시할 수 있다. 자기 실드판(41, 25')은 제 1 외측 로터(21) 및 제 2 외측 로터(21')의 사이에 개재하여 자기적 실드를 형성하고, 그것들로부터의 자속 누락에 의한 서로의 동반 회전하기를 방지하는 기능을 가진다. 즉, 자기 실드판(25')은 비자성체인 링 형상 부재(23')를 사이에 두고 요크(21b')에 체결하고, 그것에 의해 불필요한 자기회로를 생성하는 것을 막을 수 있다. 이 자기 실드판(41, 25')에 의해, 로터 상호의 자기 간섭을 막을 수 있으므로, 2축 동축 모터 시스템이면서 전체의 축길이를 억제한 구성이 가능하다. 자기 실드판(41)은 외부로부터의 이물질 흡인을 방지할 수 있다.The magnetic shield plates 41 and 25 'can be nickel-plated in order to improve antirust and corrosion resistance after press molding a SPCC steel plate which is a magnetic body. The magnetic shield plates 41 and 25 'form a magnetic shield between the first outer rotor 21 and the second outer rotor 21', and mutually rotate together by missing magnetic flux therefrom. Has the function to prevent. That is, the magnetic shield plate 25 'is fastened to the yoke 21b' with the non-magnetic ring-shaped member 23 'interposed therebetween, thereby preventing unnecessary magnetic circuits from being generated. Since the magnetic shield plates 41 and 25 'can prevent magnetic interference between the rotors, it is possible to configure a two-axis coaxial motor system with a reduced overall shaft length. The magnetic shield plate 41 can prevent foreign material suction from the outside.

베어링(19')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터를 박형화할 수 있다. 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 'is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D2 ends with one, the two-axis coaxial motor of the present invention can be thinned. Both inner and outer rings are made of martensitic stainless steel, which has high corrosion resistance and can be hardened by hardening. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum.

또한, 베어링(19')은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또한 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터(21')가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 'may be a metal lubrication with no outgassing in the vacuum by plating a soft metal such as gold or silver on the inner and outer rings, and is a four-point contact ball bearing. Although the moment in the direction in which the first outer rotor 21 'from the arm A1 is tilted can be received, not only the four-point contact type but also a cross roller, a cross ball, and a cross taper bearing can be used, and a preload state Or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

제 2 외측 로터(21')는 영구자석(21a')과 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b')와, 영구자석(21a')과 요크(21b')를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a')은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으 로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a')쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b')외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a')을 요크(21b')에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The second outer rotor 21 'mechanically couples the ring-shaped yoke 21b' made of magnetic material to the permanent magnet 21a 'and the magnetic path, and the permanent magnet 21a' and the yoke 21b '. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of nonmagnetic bodies for this purpose. The permanent magnet 21a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating manner with each of 16 magnetic poles. The permanent magnets 21a' have a linear shape.扇形. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is toward the permanent magnet 21a ', and the permanent magnet 21a' is yoked (by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b '). 21b '). With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel in order to increase corrosion resistance. The yoke 21b 'is made of a low-carbon steel having high magnetic properties, and nickel plating is applied to prevent rust and corrosion resistance and to prevent wear during bearing replacement after work forming.

또 제 2 외측 로터(21')는 베어링(19')의 내륜과 링 형상 부재(23')를 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19')은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시 형태의 경우는 베어링(19')의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 베어링(19')의 외륜을 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤으로 하는 것으로, 베어링(19')의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the 2nd outer rotor 21 'has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19', and the ring-shaped member 23 '. The four-point contact ball bearing 19 'is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly affected by the difference in the precision and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19 'is easy to achieve the machining accuracy, and the linear expansion coefficient is fitted to the yoke 21b, which is approximately the same as the track wheel material of the bearing, without gaps or intermediate fittings. The outer ring of the bearing 19 'is loosely fitted to an austenitic stainless steel bearing holder or an aluminum boss to reduce the rotational accuracy of the bearing 19' and to increase the friction torque due to the temperature rise. It is made of a blocking structure.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 2 외측 로터(21')의 내주면에 대향하도록 하고, 제2스테이터(29')가 배치되어 있다. 제2스테이터(29')는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 상부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제2스테이터(29')의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition wall 13, the 2nd stator 29 'is arrange | positioned so that it may oppose the inner peripheral surface of the 2nd outer rotor 21'. The second stator 29 'is attached to a cylindrically deformed upper portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and insulated on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is intensively wound. The outer diameter of the second stator 29 'is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제2스테이터(29')의 반경 방향 내측에, 제 2 내측 로터(30')가 배치되어 있다. 제 2 내측 로터(30')는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32')에 대해서, 볼 베어링(33')에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 2 내측 로터(30')의 외주면에는 백 요크(30b')를 개재하여 영구자석(30a')이 장착되어 있다. 영구자석(30a')은 제 2 외측 로터(21')의 영구자석(21a')과 마찬가지로 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 2 내측 로터(30')는 제2스테이터(29')에 의해 제 2 외측 로터(21')에 동기하여 회전 구동되게 되어 있다.The second inner rotor 30 'is disposed in the radially inner side of the second stator 29'. The second inner rotor 30 ′ is rotatably supported by the ball bearing 33 ′ against the resolver holder 32 ′ bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. On the outer circumferential surface of the second inner rotor 30 ', a permanent magnet 30a' is mounted via a back yoke 30b '. Like the permanent magnet 21a 'of the second outer rotor 21', the permanent magnet 30a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Therefore, the second inner rotor 30 'is driven to rotate in synchronization with the second outer rotor 21' by the second stator 29 '.

제 1 내측 로터(30')를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 'rotatably supporting the first inner rotor 30' is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D2 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a')은 백 요크(30b')에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자 석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a 'is adhesively fixed to the back yoke 30b'. The permanent magnet (30a ') is a high energy neodymium (Nd-Fe-B) -based magnet, and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b 'is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 2 내측 로터(30')의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34a' 및 34b')를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32')의 외주에 리졸버 스테이터(35', 36')를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')와, 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36')를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b')의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또한, 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 상대 회전 각도의 검출이 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 34a 'and 34b' are assembled on the inner circumference of the second inner rotor 30 ', and the resolver stator 35 is disposed on the outer circumference of the resolver holder 32' in a form opposite thereto. In the present embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 'and the absolute resolver stator 36' capable of detecting where the rotor is located at one rotation are 2 in this embodiment. Placed on the floor. Therefore, even when the power is turned on, since the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b 'can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. The detection of the relative rotation angle of is possible without using the pole detection sensor.

리졸버 홀더(32')와 제 2 내측 로터(30')는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35', 36')에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 'and the second inner rotor 30' are made of magnetic carbon steel as a material so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 'and 36' which are angle detectors. And chromate plating is performed for rust prevention after work forming.

본 실시 형태에 의하면, 제 2 외측 로터(21')에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 2 내측 로터(30')가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 2 외측 로터(21')의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다. 또 제 2 외측 로터(21')와 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치(19')의 회전 바퀴를 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링 장치(19')의 구동 바퀴와 대략 동일한 로터 요크(21b')에 끼워 맞추는 것으로, 회전 정밀도의 향상과 온도 변화에 의한 마찰 토크의 변동 방지를 도모할 수 있다.According to this embodiment, since the 2nd inner rotor 30 'rotates at the same speed, ie co-rotation, with respect to the 2nd outer rotor 21' by a magnetic coupling action, the 2nd outer rotor 21 is carried out. The rotation angle of ') can be detected over the partition wall 13. In this embodiment, the bearing 33 is formed by the resolver unit alone without using a component or a housing forming a motor. Therefore, the precision such as eccentricity adjustment and the position of the resolver coil in the resolver unit is incorporated before being incorporated into the housing. Since adjustment can be performed, it is not necessary to provide a hole or cutout for adjustment separately in a housing or both flanges. In addition, the rotor wheel of the bearing device 19 'which rotatably supports the second outer rotor 21' is easy to achieve the machining precision, and the rotor yoke (coefficient of linear expansion approximately equal to that of the drive wheel of the bearing device 19 ') 21b '), it is possible to improve the rotational accuracy and to prevent the friction torque from changing due to temperature change.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되고 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 2 내측 로터(30')와 일체로, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 40에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a') 즉, 제 2 내측 로터(30')의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a', 34b')와 리졸버 스테이터(35', 36')로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a 'has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and is provided on the outer circumferential surface of the incremental resolver stator 35'. A gear having a phase out of the incremental resolver rotor 34a 'at each magnetic pole is provided in parallel with the axis of rotation, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a 'rotates integrally with the second inner rotor 30', the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 'changes and the incremental resolver In one rotation of the rotor 34a ', the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 40, and used as a position signal. The rotational angle (or rotational speed) of the elemental resolver rotor 34a ', that is, the second inner rotor 30' is detected. The detector is composed of resolver rotors 34a 'and 34b' and resolver stators 35 'and 36'.

본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터(21)와 제 2 외측 로터(21')와의 사 이에, 자기 실드판(25, 41)을 배치하는 것으로서, 상호의 자기적 간섭을 억제하고, 오구동이나 동반 회전 등의 불편을 회피할 수 있다. 또 본체(12)에 있어서 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 사이를 연장하는 플랜지부(12a)의 외주(12b)는 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')와의 사이에 개재하고, 그것들이 누락 자속의 영향을 받는 것으로 제 1 외측 로터(21) 또는 제 2 외측 로터(21')에 잘못된 회전 방향의 추력을 발생시키지 않게, 서로의 자계를 차단하는 자기 실드로서 기능한다.According to this embodiment, the magnetic shield plates 25 and 41 are arrange | positioned between the 1st outer rotor 21 and the 2nd outer rotor 21 ', and mutual magnetic interference is suppressed and a misdrive is performed. And inconvenience such as accompanying rotation can be avoided. Moreover, the outer periphery 12b of the flange part 12a which extends between the direct drive motors D1 and D2 in the main body 12 is made of carbon steel that is a magnetic material, and the first stator 29 and the second stator ( 29 ') and interfering with each other's magnetic fields so that they are affected by the missing magnetic flux so that the first outer rotor 21 or the second outer rotor 21' does not generate a thrust in the wrong rotational direction. Function as a magnetic shield.

또한, 플랜지부(12a)를 중심으로서 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')를 상하에 배치하고, 그 반경 방향 내측에 리졸버를 배치하고 있다. 또 본체(12)는 중공 구조로 되어 있고, 플랜지부(12a)에는 중앙으로 연통하는 지름 방향의 안내구멍(12d)이 적어도 1개 마련되어 있고, 여기를 개재하여 모터 배선을 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 한편, 본체(12)의 양단부에는 각각 적어도 1개의 절결(12e, 12e)이 마련되어 있고, 이것들을 개재하여 리졸버의 배선을 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 하는 것으로, 하우징측으로부터 순서대로, 다이렉트 모터(D1)의 리졸버, 스테이터(29), 다이렉트 모터(D2)의 스테이터(29'), 그 리졸버의 순서로, 배치하는 것이 가능해지고, 2축이면서 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도 조정을 행할 수 있다. 그래서, 기준이 되는 외측 로터를 회전 구동하는 설비를 별도로 준비해 두면, 그 설비에 스테이터와 리졸버를 짜넣은 본체(12)를 세트 하는 것으로서, 고정밀도로 스테이터에 대한 리졸버의 각도 조정을 할 수 있으므로, 커뮤테이션 차이에 의한 각도 위치 결정 정밀 도의 저하를 막을 수 있고, 또한, 본 발명의 2축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있다.Moreover, the 1st stator 29 and the 2nd stator 29 'are arrange | positioned up and down centering on the flange part 12a, and the resolver is arrange | positioned inside the radial direction. The main body 12 has a hollow structure, and the flange portion 12a is provided with at least one radial guide hole 12d in communication with the center, and through this, the motor wiring is connected to the center of the main body 12. It is structured to draw out. On the other hand, at least one notch 12e, 12e is provided in the both ends of the main body 12, respectively, and it has a structure which draws the resolver wiring to the center of the main body 12 via these. With such a structure, it becomes possible to arrange | position in the order of the resolver of the direct motor D1, the stator 29, the stator 29 'of the direct motor D2, and the resolver in order from a housing side, 2 The angle of the stator and resolver can be easily adjusted while being an axis. Therefore, by separately preparing a facility for rotationally driving the outer rotor as a reference, the main body 12 incorporating the stator and the resolver is set in the facility so that the angle of the resolver with respect to the stator can be adjusted with high accuracy. The fall of the angular positioning precision by the difference of a tation can be prevented, and the compatibility of the drive control circuit with respect to the 2-axis coaxial motor of this invention can be improved.

도 41은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 구동 회로를 도시하는 블럭도이다. 외부의 컴퓨터로부터 모터 회전 지령이 입력되었을 때, 다이렉트 드라이브 모터(D1)용의 모터 제어 회로(DMC1) 및 다이렉트 드라이브 모터(D2)용의 모터 제어 회로(DMC2)는 각각, 그 CPU로부터 3층 앰프(AMP)에 구동 신호를 출력하고, 3층 앰프(AMP)로부터 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 구동 전류가 공급된다. 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터(D1, D1)의 외측 로터(21, 21')가 독립하여 회전하고, 암(A1, A2, 도 38)을 이동시키게 되어 있다. 외측 로터(21, 21')가 회전하면, 위에서 설명한 바와 같이 하여 회전 각도를 검출한 리졸버 스테이터(35, 36, 35', 36')로부터 리졸버 신호가 출력되므로, 그것을 리졸버 디지털 변환기(RDC)로 디지털 변환한 후에 입력한 CPU는 외측 로터(21, 21')가 지령 위치에 도달하였는지 아닌지를 판단하고, 지령 위치에 도달하면, 3층 앰프(AMP)에의 구동 신호를 정지하는 것으로 외측 로터(21, 21')의 회전을 정지시킨다. 이것에 의해, 외측 로터(21, 21')의 서보 제어가 가능해진다.Fig. 41 is a block diagram showing the drive circuit of the direct drive motors D1 and D2. When a motor rotation command is input from an external computer, the motor control circuit DMC1 for the direct drive motor D1 and the motor control circuit DMC2 for the direct drive motor D2 are each a three-layer amplifier from the CPU. The drive signal is output to the AMP, and the drive current is supplied to the direct drive motors D1 and D2 from the three-layer amplifier AMP. As a result, the outer rotors 21 and 21 'of the direct drive motors D1 and D1 rotate independently to move the arms A1, A2, and FIG. When the outer rotors 21 and 21 'rotate, a resolver signal is output from the resolver stators 35, 36, 35', and 36 'that have detected the rotation angle as described above, so that the resolver digital converter RDC is output. The CPU input after the digital conversion determines whether the outer rotors 21 and 21 'have reached the command position, and when the command position reaches the command position, the outer rotor 21 is stopped by stopping the drive signal to the three-layer amplifier AMP. , 21 ') is stopped. This enables servo control of the outer rotors 21 and 21 '.

진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재의 암(A1 및 A2)의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1) 등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있지만, 본 실시 형태에서는 회전축의 1회전의 절대 위치를 검출하는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36 및 36')와, 보다 분해능의 세세한 회전 위치를 검출하는 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35 및 35')로 이루어지는 가변 자기 저항형 리졸버를 채용하고 있으므로, 외측 로터(21, 21') 즉, 암(A1, A2)의 회전 위치 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.In the case of driving a plurality of arms in a vacuum environment, the arm A1 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber if the current rotation position of the arms A1 and A2 is not recognized when the power is turned on. In the present embodiment, a variable magnetoresistance comprising an absolute resolver stator 36 and 36 'for detecting an absolute position of one rotation of the rotary shaft, and an incremental resolver stator 35 and 35' for detecting a finer rotational position with a higher resolution. Since the type resolver is adopted, the rotational position control of the outer rotors 21 and 21 ', that is, the arms A1 and A2 can be performed with high accuracy.

또한, 여기서는 내측 로터(30)의 회전 검출에 리졸버를 채용하였지만, 검출기를 격벽(13)의 내부의 대기 측에 배치할 수 있기 때문에, 일반적으로 고정밀도 위치 결정에 사용하는 서보모터에 있어서는 고정밀도로 매끄럽게 구동하기 위한 위치 검출 수단으로서 채용되고 있는 광학식 엔코더나, 자기 저항 소자를 사용한 자기식 엔코더 등도 사용할 수 있다.In addition, although the resolver was used for rotation detection of the inner rotor 30 here, since a detector can be arrange | positioned to the atmospheric side inside the partition 13, generally, the servomotor used for high-precision positioning is performed with high precision. Optical encoders employed as position detection means for smoothly driving, magnetic encoders using magnetoresistive elements, and the like can also be used.

다음에, 본 실시 형태에 관련된 모터 시스템의 분해 형상에 대해서 설명한다. 도 42~도 45는 본 실시 형태에 관련된 모터 시스템의 분해 공정을 도시하는 단면도이며, 도 46~도 49는 본 실시 형태에 관련된 모터 시스템의 분해 공정을 도시하는 사시도이다.Next, the disassembly shape of the motor system which concerns on this embodiment is demonstrated. 42-45 is sectional drawing which shows the disassembly process of the motor system which concerns on this embodiment, and FIGS. 46-49 are perspective views which show the disassembly process of the motor system which concerns on this embodiment.

본 실시 형태에 관련된 모터 시스템에 있어서, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 베어링(19)의 점검 또는 교환이 필요하게 된 것으로 한다. 이러한 경우, 머리 부분이 노출된 육각볼트(18)에 공구(도시하지 않음)를 걸어 맞추어, 이것을 완화한다. 그러면, 도 42에 도시하는 바와 같이, 베어링 홀더(17)를 원판(10)으로부터 분리할 수 있으므로, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 일체로 위쪽으로 뽑아낼 수 있다(도 46 참조). 여기서, 격벽(13)과 원판(10)은 조립할 수 있던 채로 되기 때문에, 그 기밀성은 붕괴하고 있지 않고, 재조립시에 리크 체크 등을 행할 필요는 없다.In the motor system according to the present embodiment, it is assumed that the inspection or replacement of the bearing 19 of the direct drive motor D1 is required. In this case, a tool (not shown) is engaged with the hexagonal bolt 18 where the head is exposed, thereby alleviating this. Then, as shown in FIG. 42, since the bearing holder 17 can be isolate | separated from the original plate 10, direct drive motors D1 and D2 can be pulled out integrally (refer FIG. 46). Here, since the partition 13 and the original plate 10 can be assembled, the airtightness does not decay, and it is not necessary to perform a leak check etc. at the time of reassembly.

이때, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 아래쪽 면이 노출하게 되기 때문에, 베 어링(19)의 윤활 상태 등을 점검할 수 있다. 이러한 점검에 의해, 베어링(19)이 교환 시기가 되었다고 판단된 경우, 베어링(19)의 교환이 필요하다.At this time, since the lower surface of the direct drive motor D1 is exposed, the lubrication state of the bearing 19 can be checked. When it is judged that the bearing 19 has reached the replacement time by such a check, the bearing 19 needs to be replaced.

베어링(19)의 교환을 행하는 경우, 도 43에 도시하는 바와 같이, 볼트(22)를 요크(21b)로부터 떼어낸다(도 47 참조). 그러면, 베어링(19)의 내륜을 고정하고 있던 베어링 억제(BH)를 분리할 수 있으므로, 도 44에 도시하는 바와 같이, 베어링 홀더(17)와 일체로 베어링(19)을 떼어낼 수 있다(도 48 참조).When the bearing 19 is replaced, as shown in FIG. 43, the bolt 22 is removed from the yoke 21b (see FIG. 47). Then, since the bearing restraint BH which fixed the inner ring of the bearing 19 can be isolate | separated, as shown in FIG. 44, the bearing 19 can be detached integrally with the bearing holder 17 (FIG. 48).

이러한 상태로, 볼트(20)를 베어링 홀더(17)로부터 떼어내면, 베어링(19)의 외륜을 고정하고 있던 베어링 억제(BH)를 분리할 수 있으므로, 베어링 홀더(17)로부터 베어링(19)을 분리할 수 있다. 조립은 이상과 역의 순서로 행하면 된다.In this state, if the bolt 20 is removed from the bearing holder 17, the bearing restraint BH which has fixed the outer ring of the bearing 19 can be separated, so that the bearing 19 is removed from the bearing holder 17. Can be separated. The granulation may be performed in the above and reverse order.

또한, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 베어링(19') 점검 또는 교환이 필요하게 되었을 경우에는 도 39에 있어서, 볼트(24')를 요크(21b')로부터 떼어내면, 원통형 부재(23')를 분리할 수 있게 된다. 이때, 베어링(19')을 눈으로 인식(視認)할 수 있으므로, 그 윤활 상태 등을 점검할 수 있다.When the bearing 19 'of the direct drive motor D2 needs to be inspected or replaced, the cylindrical member 23' is removed by removing the bolt 24 'from the yoke 21b' in FIG. It can be removed. At this time, since the bearing 19 'can be visually recognized, the lubrication state etc. can be checked.

이러한 점검에 의해, 베어링(19')이 교환 시기가 되었다고 판단된 경우, 볼트(20')를 원통형 부재(23)로부터 떼어내면, 베어링(19')의 외륜을 고정하고 있던 베어링 억제(BH')를 분리할 수 있으므로, 요크(21b')와 일체로 베어링(19')를 분리할 수 있다.When it is judged that the bearing 19 'is due to such a check, when the bolt 20' is removed from the cylindrical member 23, the bearing restraint BH 'which fixed the outer ring of the bearing 19' is fixed. ), The bearing 19 'can be separated integrally with the yoke 21b'.

또한, 볼트(22')를 요크(21b')로부터 떼어내면, 베어링(19)의 내륜을 고정하고 있던 베어링 억제(BH')를 분리할 수 있으므로, 요크(21b')로부터 베어링(19')를 분리할 수 있다. 조립은 이상과 역의 순서로 행하면 된다. 도 45, 12에, 다이렉 트 드라이브 모터(D1, D2)를 완전하게 분해한 상태를 도시한다.In addition, when the bolt 22 'is removed from the yoke 21b', the bearing restraint BH 'which fixed the inner ring of the bearing 19 can be separated, and therefore, the bearing 19' from the yoke 21b '. Can be separated. The granulation may be performed in the above and reverse order. 45 and 12 show a state in which the direct drive motors D1 and D2 are completely disassembled.

본 실시 형태에 의하면, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 제 1 외측 로터(21)와 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 제 2 외측 로터(21')의 최소 내경이 격벽(13)의 최대 외경보다 커져 있고, 또한 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 요크(21b)가 베어링 홀더(17)를 개재하여 볼트(18)에 의해 원판(10)에 부착되어 있고, 더욱이 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부재(23)에 베어링(19')을 개재하여 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 요크(21b')가 부착되어 있으므로, 볼트(18)를 떼어내는 것으로, 베어링 홀더(17) 마다 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 원판(10) 및 격벽(13)으로부터 분리할 수 있고, 격벽(13)에 의한 기밀 구조를 분해할 필요는 없고, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 유지 보수 작업을 용이하게 행할 수 있다.According to this embodiment, the minimum inner diameter of the 1st outer rotor 21 of the direct drive motor D1 and the 2nd outer rotor 21 'of the direct drive motor D2 is larger than the maximum outer diameter of the partition 13, Further, the yoke 21b of the direct drive motor D1 is attached to the disc 10 by the bolt 18 via the bearing holder 17, and furthermore, the cylindrical member 23 of the direct drive motor D1. The yoke 21b 'of the direct drive motor D2 is attached to the direct drive motor D2 via the bearing 19', so that the direct drive motors D1 and D2 are removed for each bearing holder 17 by removing the bolt 18. It is separable from the original plate 10 and the partition 13, and it is not necessary to disassemble the airtight structure by the partition 13, and maintenance work of the direct drive motor D1 can be performed easily.

도 50은 본 실시 형태의 변형예에 관련된 4축 동축 모터 시스템을 도시하는 단면도이다. 도 50에 도시하는 변형예에 있어서는, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 2조(합계 4개) 직접 배치하여 이루어지지만, 개개의 다이렉트 드라이브 모터에 관해서는 도 39에 도시하는 구성과 마찬가지이므로, 주요한 부품에 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.50 is a cross-sectional view showing a four-axis coaxial motor system according to a modification of the present embodiment. In the modification shown in FIG. 50, although the direct drive motors D1 and D2 are directly arranged in two sets (four in total), the individual direct drive motors are the same as the configuration shown in FIG. The same code | symbol is attached | subjected to a main component, and description is abbreviate | omitted.

본 실시 형태에 있어서는, 직렬로 연결한 본체(12)의 상면에 부착된 상부 원판부(110)에 격벽 홀더(113a)를 오링(OR)을 개재하여 기밀적으로 결합하고, 그 외주면에 얇은 원통(113b)의 상단을 TIG 용접하여 이루어진다. 얇은 원통(113b)의 하단은 상술한 실시 형태와 마찬가지로 홀더(15)에 TIG 용접되어 있다. 격벽 홀더(113a)와 얇은 원통(113b)과 홀더(15)로 격벽을 구성하지만, 이것은 4개의 다이 렉트 드라이브 모터에 공통적으로 이용된다.In this embodiment, the partition holder 113a is hermetically coupled to the upper disc part 110 attached to the upper surface of the main body 12 connected in series via an O-ring OR, and a thin cylinder is formed on the outer circumferential surface thereof. The upper end of the 113b is made by TIG welding. The lower end of the thin cylinder 113b is TIG-welded to the holder 15 similarly to embodiment mentioned above. The partition wall is constituted by the partition wall holder 113a, the thin cylinder 113b, and the holder 15, but this is commonly used for four direct drive motors.

원판부(110)의 상면은 덮개 부재(101)에 의하여 폐지되고, 그 외주에 부착된 베어링 홀더(107)는 베어링(19)을 지지하도록 되어 있다. 원판부(110), 덮개 부재(101), 베어링 홀더(107)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있다. 본체(12), 원판(10), 상부 원판부(110)에 의해 하우징을 구성한다.The upper surface of the disc part 110 is closed by the cover member 101, and the bearing holder 107 attached to the outer periphery supports the bearing 19. As shown in FIG. The disc part 110, the cover member 101, and the bearing holder 107 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance. The housing is constituted by the main body 12, the disc 10, and the upper disc part 110.

하부의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 있어서, 대기 외측 부재인 원판(10)의 외주 상면에, 별체의 베어링 홀더(17)가 볼트(18)에 의하여 고정되어 있다. 제 1 외측 로터(21)는 베어링 홀더(17)에 대해서 베어링(19)에 의해 지지되어 있다. 제 2 외측 로터(21')는 원통형 부재(23)에 대해서 베어링(19')에 의해 지지되어 있다.In the lower direct drive motors D1 and D2, a separate bearing holder 17 is fixed to the outer circumferential upper surface of the disc 10, which is an atmospheric outer member, by a bolt 18. The first outer rotor 21 is supported by the bearing 19 with respect to the bearing holder 17. The second outer rotor 21 ′ is supported by the bearing 19 ′ against the cylindrical member 23.

한편, 위쪽의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 있어서, 대기 외측 부재인 상부 원판부(110)의 외주 상면에, 베어링 홀더(107)가 볼트(118)에 의해 고정되어 있다. 제 1 외측 로터(21)는 베어링 홀더(17)에 대해서 베어링(19)에 의해 지지되어 있다. 제 2 외측 로터(21')는 제 1 외측 로터(21)에 대해서 베어링(19')에 의해 지지되어 있다.On the other hand, in the upper direct drive motors D1 and D2, the bearing holder 107 is fixed by the bolt 118 to the outer circumferential upper surface of the upper disc portion 110 which is the atmospheric outer member. The first outer rotor 21 is supported by the bearing 19 with respect to the bearing holder 17. The second outer rotor 21 ′ is supported by the bearing 19 ′ against the first outer rotor 21.

다이렉트 드라이브 모터(D1)의 제 1 외측 로터(21)와, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 제 2 외측 로터(21')의 최소 내경이, 격벽(13)의 최대 외경보다 커져 있고, 또 상부 원판부(110)의 별체의 베어링 홀더(107)의 부착 외주면은 얇은 원통(113b)보다 반경 방향 내측에 위치하고 있고, 따라서, 베어링 홀더(107)를 상부 원판부(110)에서 떼어내면, 상부의 2개의 외측 로터(21, 21')를 상부 원판부(110) 를 분해하지 않고 위쪽으로 뽑아내는 것이 가능하게 되어 있고, 또한, 베어링 홀더(17)를 원판(10)에서 떼어내면, 하부의 2개의 외측 로터(21, 21')도 상부 원판부(110)를 분해하지 않고 위쪽으로 뽑아낼 수 있다. 따라서, 베어링의 점검이나 교환 등의 유지 보수시에, 격벽(13)에 의한 기밀 구조를 분해할 필요는 없고, 유지 보수 작업을 용이하게 할 수 있다.The minimum inner diameter of the first outer rotor 21 of the direct drive motor D1 and the second outer rotor 21 'of the direct drive motor D2 is larger than the maximum outer diameter of the partition 13, and the upper disc The attaching outer circumferential surface of the bearing holder 107 of the separate body of the part 110 is located radially inward than the thin cylinder 113b, and therefore, when the bearing holder 107 is removed from the upper disc part 110, the upper two The outer rotors 21 and 21 'can be pulled out without disassembling the upper disc part 110, In addition, when the bearing holder 17 is removed from the disc 10, the lower two outer rotors 21 and 21 'can also be pulled out upward without disassembling the upper disc part 110. FIG. Therefore, it is not necessary to dismantle the airtight structure by the partition 13 at the time of maintenance, such as inspection of a bearing, replacement | exchange, etc., and maintenance work can be made easy.

본 실시 형태에 있어서는, 중앙의 제 2 외측 로터(21', 21')와의 사이에, 자기 실드판(25', 25')을 배치하고 있으므로, 상호의 자기적 간섭을 억제하고, 오구동이나 동반 회전 등의 불편을 회피하고 있다. 또 본체(12, 12)의 사이에는 그 외주로부터 얇은 원통(113b)의 안쪽까지, 반경 방향으로 연장하는 자기 실드판(125)이 배치되어 있다. 자기 실드판(125)은 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 제2스테이터(29', 29')의 사이에 개재하는 것에 의해, 누락 자속의 영향을 받아 인접하는 제 2 외측 로터(21', 21')에 잘못된 회전 방향의 추력을 발생시키지 않도록, 서로의 자계를 차단하는 자기 실드로서 기능한다. 이와 같이, 그 외의 자기 실드(25, 41, 12b)의 효과와 함께, 4축 동축이면서 전체의 축길이를 억제한 구성이 가능하다.In this embodiment, since magnetic shield plates 25 'and 25' are arrange | positioned between 2nd outer rotor 21 'and 21' of the center, mutual magnetic interference is suppressed and a misdrive and Discomforts such as accompanying rotations are avoided. Moreover, between the main bodies 12 and 12, the magnetic shield plate 125 extended in the radial direction is arrange | positioned from the outer periphery to the inside of the thin cylinder 113b. The magnetic shield plate 125 is made of carbon steel, which is a magnetic material, and is interposed between the second stators 29 ', 29', and is adjacent to the second outer rotors 21 ', 21 affected by the missing magnetic flux. It acts as a magnetic shield to block each other's magnetic fields so as not to generate thrust in the wrong rotational direction. In this manner, a configuration in which the entire axial length is suppressed while being four axes coaxial with the effects of the other magnetic shields 25, 41 and 12b is possible.

도 51은 본 실시 형태에 관련된 4축 동축 모터 시스템을 이용한 프록레그(frog leg) 암식 반송 장치의 사시도이다. 도 51에 있어서, 각 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 로터에는 제 1 암(A1)이 연결되고, 제 1 암(A1)의 선단에는 제 1 링크(L1)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 한편, 각 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 로터에는 제 2 암(A2)이 연결되고, 제 2 암(A2)의 선단에는 제 2 링크(L2)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 링크(L1, L2)는 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T)에 각각 피봇 가능하게 연결되어 있다. 각 테이블(T)은 각각 독립적으로 이동한다.51 is a perspective view of a frog leg female conveying apparatus using the four-axis coaxial motor system according to the present embodiment. In FIG. 51, the 1st arm A1 is connected to the rotor of each direct drive motor D1, and the 1st link L1 is pivotally connected to the front-end | tip of the 1st arm A1. On the other hand, the second arm A2 is connected to the rotor of each direct drive motor D2, and the second link L2 is pivotally connected to the tip of the second arm A2. The links L1 and L2 are pivotably connected to the table T on which the wafers W are placed. Each table T moves independently of each other.

이상의 실시 형태에서는, 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 모터를 이용한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 형식의 모터에 한정되는 것은 아니고, 브러시리스 모터라면 적용할 수 있는 것이며, 다른 자극 형식, 예를 들면 영구자석 매입형이라도 좋고, 다른 슬롯 콤비네이션이라도 좋고, 또는 이너 로터형이라도 좋다.In the above embodiment, a surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless motor has been described using an example. However, the present invention is not limited to this type of motor and can be applied to a brushless motor. It may be a type, for example, a permanent magnet embedded type, another slot combination, or an inner rotor type.

또 각 축의 간섭 대책으로서 축 방향으로 인접하는 축끼리의 회전자의 극수 및 슬롯수가 다른 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면, 2축 동축인 경우는 제 1축이 32극 36슬롯, 제 2축이 24극 27슬롯, 4축 동축인 경우는 제 1축 및 제 3축이 32극 36슬롯, 제 2축 및 제 4축이 24극 27슬롯이라고 하는 구성으로 하면, 각 축의 자계에 의한 회전자 및 자기 커플링 장치에의 회전 방향의 추력 발생이라는 상호 간섭을 막을 수 있다.In addition, as a countermeasure for each axis, the number of poles and the number of slots of the rotors adjacent to each other in the axial direction may be different. For example, in the case of biaxial coaxial, the first axis is 32 poles 36 slots, the second axis is 24 poles 27 slots, and in the case of 4 axes coaxials, the first and third axes are 32 poles 36 slots and the second axis. When the fourth axis has a configuration of 24 poles and 27 slots, mutual interference such as thrust generation in the rotational direction of the rotor and the magnetic coupling device due to the magnetic field of each axis can be prevented.

또 로터의 영구자석은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석을 이용하여, 내식성을 높이기 위한 코팅으로서 니켈 코팅을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의하여 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 베이크아웃시의 온도 조건에 따라서는 고온 감자하기 어려운 사마리움·코발트(Sm·Co)계의 자석을 이용하여야 하는 것이며, 초진공중에서 사용되는 것이라면 아웃 가스 차단성이 높은 질화 티탄 코팅을 실시하여야 하는 것이다.In addition, although the permanent magnet of the rotor was explained using a nickel coating as a coating for enhancing corrosion resistance using a neodymium (Nd-Fe-B) magnet, the material is not limited to this material and surface treatment. It is appropriately changed according to the environment and the like. For example, a samarium cobalt (Sm Co) magnet that is difficult to be hot potato depending on the temperature conditions at the time of baking out should be used. Titanium nitride coating with high gas barrier properties should be applied.

또 요크는 저탄소강을 재료로 하고, 니켈 도금을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 특히 표면 처리에 관해서는 초진공중에서 사용된다면 핀홀이 적은 카니젠 도금이나 크린에스 도금, 질화 티탄 코팅 등을 실시하여야 하는 것이다.In addition, although the yoke was demonstrated using the example which made low carbon steel the material and performed nickel plating, it is not limited to this material and surface treatment, It changes suitably by the environment etc. used, Especially about surface treatment If it is used in a vacuum, it is necessary to carry out Carnizen plating, clean S plating, titanium nitride coating, etc., with less pinholes.

또 영구자석을 요크에 체결하는 방법은 비자성의 쐐기를 요크 외경측으로부터 나사로 조으는 예를 이용하여 설명하였지만, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 환경에 따라서는 접착에도 좋고, 다른 체결 방법에도 좋다.In addition, the method of fastening the permanent magnet to the yoke has been described using an example in which a non-magnetic wedge is screwed from the outer diameter side of the yoke, but it is appropriately changed according to the environment used, and may be suitable for adhesion depending on the environment. Also good for.

또 베어링(19, 19')은 진공용 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 재질, 윤활 방법으로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경, 하중 조건, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 크로스 롤러 베어링으로 이라도 좋고, 4축 동축 모터의 경우, 한층 더 기계적인 강성을 높이기 위해서, 별도의 베어링으로 지지하는 구조로 하여도 좋고, 고속 회전하는 경우 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수 없는 경우는 각 축의 회전자를 지지하는 베어링 및 별도의 베어링을 깊은 홈 볼 베어링이나 앵귤러 베어링으로서 예압을 거는 구조로 하여도 좋고, 초진공중에서 사용되는 경우는 궤도 바퀴에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 한 것 같은 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋다.In addition, although the bearings 19 and 19 'demonstrated the example using the four-point contact ball bearing of vacuum grease lubrication, it is not limited to this form, material, and lubrication method, but it depends on the environment used, load conditions, rotation speed, etc. It may be appropriately changed, and may be a cross roller bearing, or in the case of a four-axis coaxial motor, in order to further increase mechanical rigidity, it may be a structure supported by a separate bearing, or a multi-point contact bearing such as when rotating at high speed. If not available, the bearing supporting the rotor of each shaft and a separate bearing may be preloaded as deep groove ball bearings or angular bearings. It is also possible to use a metal lubrication without gas discharge, such as plating a soft metal.

또 자기 커플링으로서 기능하는 내측 로터로서 영구자석과 백 요크를 이용한 형식으로 설명하였지만, 영구자석과 백 요크의 재질 및 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리졸버의 질량과 베어링의 마찰 토크에 따라서는 외측 로터와 같은 극수가 아니어도 좋고, 같은 폭이 아니어도 좋다. 영구자석을 이용하지 않는 돌극에서도 좋다.In addition, although it demonstrated in the form which used a permanent magnet and a back yoke as an inner rotor which functions as a magnetic coupling, the material and shape of a permanent magnet and a back yoke are not limited to this. For example, depending on the mass of the resolver and the friction torque of the bearing, the number of poles may not be the same as that of the outer rotor or may not be the same width. It is also good for rushes that do not use permanent magnets.

또 각도 검출기로서 리졸버를 이용한 예로 설명하였지만, 제조 비용이나 분해능에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 광학식의 로터리 엔코더 등으로도 좋다.Moreover, although the example which used the resolver as an angle detector was demonstrated, it changes suitably by manufacturing cost or resolution, For example, it may be an optical rotary encoder.

또 각도 검출기의 회전측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(33, 33')으로서 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 윤활 방법으로 한정되는 것은 아니고, 설치 스페이스나 마찰 토크, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 고속 회전이나 마찰 토크의 저감 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수가 없는 경우는 앵귤러 베어링이나 깊은 홈 볼 베어링을 각 축 마다 2개 배치하고, 예압을 거는 구조로 하여도 좋다.Moreover, although the example which used the four-point contact ball bearing of grease lubrication was demonstrated as the bearings 33 and 33 'rotatably supporting the rotation side of an angle detector, it is not limited to this type and a lubrication method, but it is installation space and friction If the multi-point contact bearing is not available, such as high speed rotation or reduction of friction torque, two angular bearings or deep groove ball bearings are arranged on each axis and preloaded. You may make it.

또 그 외의 격벽의 밖, 안에 배치되는 구조 부품 및 격벽의 재질, 형상, 제조 방법은 제조 비용이나 사용되는 환경, 하중 조건, 구성 등에 의해 적절하게 변경되는 것이다.In addition, the materials, shapes, and manufacturing methods of the structural parts and the partitions arranged outside and inside the other partitions are appropriately changed depending on the production cost, the environment used, the load conditions, and the configuration.

이상 상술한 모터 시스템은 각 축의 로터나, 스테이터나, 리졸버에 이용한 자기 커플링으로부터 누출되는 자속에 의해, 서로의 로터나 회전 검출기에 이용한 자기 커플링에 회전 방향의 추력을 발생시키지 않게, 서로의 자계를 차폐하기 위한 자기 실드를 각 축의 로터사이에 설치하거나, 각 축의 로터, 스테이터, 리졸버로부터 발생하는 전자계에 의해 서로의 리졸버에 간섭하지 않게, 서로의 전자계를 차폐하기 위한 자기 실드를 설치하거나, 축 방향으로 인접하는 축끼리의 로터의 극수나 스테이터의 슬롯수를 바꾸거나 하는 것에 의해, 각 축 서로간에 발생하는 자기적 간섭을 방지하고 있으므로, 각 축의 축 방향 길이와, 각 축의 축 방향 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 2축 동축, 4축 동축이라고 하는 다축 동축 모터 시스템이면서, 전체의 축길이를 억제한 구성이 가능하다. 특히, 4축 동축이라고 하는 다축 구성의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 시스템에 있어서는 챔버 구조를 크게 바꾸지 않고 고정밀의 위치 결정을 할 수 있는 프록레그(frog leg) 암식 로보트를 2대 설치할 수 있으므로, 장치 전체의 성능 및 가동률을 높일 수 있다.The above-described motor system is mutually prevented from generating a thrust in the rotational direction by the magnetic flux leaking from the rotor, the stator, or the magnetic coupling used in the resolver, for each of the shafts. A magnetic shield for shielding a magnetic field is provided between the rotors of each axis, or a magnetic shield for shielding each other's electromagnetic fields is prevented from interfering with each other's resolvers by the electromagnetic fields generated from the rotor, the stator, and the resolver of each axis, By changing the number of poles of the rotor and the number of slots of the stator between the axes adjacent to each other in the axial direction, magnetic interference between each axis is prevented, so the axial length of each axis and the axial distance of each axis You can shorten it. Therefore, the structure which restrained the whole shaft length while being a multi-axis coaxial motor system called two-axis coaxial and four-axis coaxial is possible. In particular, in a system using a direct drive motor with a multi-axis configuration called 4-axis coaxial, two prog leg female robots can be installed, which can accurately position the chamber without greatly changing the chamber structure. Improve performance and uptime.

이상, 본 발명을 실시 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정하여 해석되어서는 되지 않고, 적절하게 변경·개량이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터는 진공 분위기에 한정하지 않고, 대기외의 분위기로 사용할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조 공정의 경우, 진공 배기 후에 진공조 내부에 에칭용의 반응성 가스가 도입되는 일이 있지만, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터에서는 격벽에 의해 내부와 외부가 차폐되어 있기 때문에, 모터 코일이나 절연재 등이 에칭되어 버릴 우려도 없다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is limited to the said embodiment, Of course, it can change and improve suitably. For example, the direct drive motor of the present embodiment can be used not only in a vacuum atmosphere but also in an atmosphere outside the atmosphere. For example, in the semiconductor manufacturing process, the reactive gas for etching may be introduced into the vacuum chamber after vacuum evacuation. However, in the direct drive motor of the present embodiment, since the inside and the outside are shielded by the partition wall, the motor There is no fear that the coil or the insulating material may be etched.

〔제7의 실시 형태〕[Seventh embodiment]

다음에, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 52는 본 실시 형태에 관련된 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 프록레그(frog leg) 암식 반송 장치의 사시도이다. 도 52에 있어서, 2개의 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 직렬로 연결하고 있다. 하부의 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 로터에는 제 1 암(A1)이 연결되고, 제 1 암(A1)의 선단에는 제 1 링크(L1)가 피봇 가능하게 연결되어 있 다. 한편, 위쪽의 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 로터에는 제 2 암(A2)이 연결되고, 제 2 암(A2)의 선단에는 제 2 링크(L2)가 피봇 가능하게 연결되어 있다. 링크(L1, L2)는 웨이퍼(W)를 올려놓는 테이블(T)에 각각 피봇 가능하게 연결되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, embodiment of this invention is described with reference to drawings. 52 is a perspective view of a frog leg female conveying apparatus using the direct drive motor according to the present embodiment. In Fig. 52, two direct drive motors D1 and D2 are connected in series. The first arm A1 is connected to the rotor of the lower direct drive motor D1, and the first link L1 is pivotally connected to the tip of the first arm A1. On the other hand, the second arm A2 is connected to the rotor of the upper direct drive motor D2, and the second link L2 is pivotally connected to the tip of the second arm A2. The links L1 and L2 are pivotably connected to the table T on which the wafers W are placed.

도 52에서 명백하지만, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 로터가 각각 같은 방향으로 회전하면, 테이블(T)도 같은 방향으로 회전하고, 이러한 로터가 역방향으로 회전하면, 테이블(T)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 접근 또는 이격하도록 되어 있다. 따라서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 임의의 각도로 회전시키면, 테이블(T)이 닿는 범위내에서, 임의의 2 차원 위치에 웨이퍼(W)를 반송시킬 수 있다.As apparent from Fig. 52, when the rotors of the direct drive motors D1 and D2 rotate in the same direction, the table T also rotates in the same direction, and when the rotor rotates in the reverse direction, the table T is a direct drive. The motors D1 and D2 are approached or spaced apart. Therefore, if the direct drive motors D1 and D2 are rotated at any angle, the wafer W can be transported to any two-dimensional position within the range in which the table T touches.

이와 같이 예를 들면, 반도체 제조장치에 있어서의 진공조내에 배치되는 웨이퍼 반송 암, 예를 들면, 스칼라형이나 도면에 도시하는 프록레그(frog leg) 형과 같이 복수의 암을 구비한 장치에서는 특히 복수의 회전 모터가 필요하다. 진공 환경에서는 외계와의 접촉 표면적을 극력 작게 하는 것과 동시에, 스페이스를 유효하게 활용하기 위해서 모터 등의 부착구멍은 가능한 한 적게할 필요가 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 극력 적게하여 반송하기 위해서는 암의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 그래서, 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 복수, 하우징 부분에서 동축으로 연결하고, 연결 부분은 시일로 조밀하게 접합(용접, 오링, 금속 개스킷, 등에 의한 조밀한 접합)하고, 모터 로터의 설치된 공간과 하우징 외부 공간을 이격하는 것도 필요하다.In this way, for example, in a device having a plurality of arms such as a wafer transfer arm disposed in a vacuum chamber in a semiconductor manufacturing apparatus, for example, a scalar type or a frog leg type shown in the drawing, A plurality of rotary motors is needed. In a vacuum environment, it is necessary to make the contact surface area with the outside world as small as possible, and in order to utilize the space effectively, the attachment holes of the motor and the like should be as small as possible. In addition, in order to convey the wafer W horizontally straight with the least vibration, it is necessary to firmly protect and maintain the moment acting on the tip of the arm at the rotor support. Thus, a plurality of direct drive motors D1 and D2 are coaxially connected in the housing part, and the connecting part is tightly joined by a seal (dense joint by welding, O-ring, metal gasket, etc.), and the installed space of the motor rotor. It is also necessary to space the space outside the housing.

또 웨이퍼(W)를 수평으로 똑바로, 진동을 적게 반송하기 위해서는 암(A1, A2)의 선단에 작용하는 모멘트를 로터 지지부에서 강고하게 보호 유지할 필요가 있다. 게다가 또, 진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재 암의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1, A2) 등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있다. 이러한 요구에 응할 수 있는 다이렉트 드라이브 모터를 동축으로 연결한 모터 시스템에 대해서 설명한다.Moreover, in order to convey the wafer W horizontally straight and with less vibration, it is necessary to firmly protect and hold the moment which acts on the front-end | tip of arm A1, A2 at the rotor support part. In addition, in the case of arm drive of a plurality of axes in a vacuum environment, if the current rotation position of the arm is not recognized at the time of power supply, the arms A1 and A2 may hit the walls of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber. A motor system that coaxially connects a direct drive motor capable of meeting these demands will be described.

본 실시 형태는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 타입의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한다. 32극 36슬롯이라고 하는 슬롯 콤비네이션은 코깅력은 작지만 지름 방향으로 자기 흡인력이 발생하고 회전시의 진동은 큰 것이 일반적으로 알려져 있는 8극 9슬롯이라는 슬롯 콤비네이션의 4배의 구성이다. 2n배(n는 정수)로 한 것에 의해, 지름 방향의 자기 흡인력은 상쇄되므로, 스테이터와 회전자의 진원도나 동축도 및 기구 부품의 강성을 높이지 않고 회전시의 진동을 작게 할 수 있고, 또한, 본래적으로 코깅이 작은 구성이므로, 매우 매끄러운 회전을 얻을 수 있다. 한편, 이러한 아주 극이 많은 모터로 하는 것으로서, 기계각의 주기에 대한 전기각의 주기가 많기 때문에, 위치 결정 제어성이 좋다. 따라서, 본 발명과 같이, 감속기를 이용하지 않고 로보트 장치를 구동하는 것 같은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적합하다. 또한, 총자속량을 내리지 않고 스테이터 연결부의 두께와 돌극 폭, 및 회전자의 요크 두께를 좁게 할 수 있으므로, 본 발명과 같이, 박형이며 또한 지름이 크고 폭이 좁은 다이렉트 드라이브 모터에는 매우 적 합하다.This embodiment uses the surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless direct drive motor. The slot combination, called 32-pole 36 slot, has four times the configuration of a slot combination of 8-pole 9-slot, which is generally known to have a small cogging force but generate magnetic attraction force in the radial direction and a large vibration during rotation. Since the magnetic attraction force in the radial direction is canceled out by 2 n times (n is an integer), the vibration at the time of rotation can be reduced without increasing the roundness, coaxiality of the stator and the rotor, and the rigidity of the mechanical parts, In addition, since cogging is inherently small, a very smooth rotation can be obtained. On the other hand, as such a motor having many poles, since the period of the electric angle with respect to the period of the machine angle is large, the positioning controllability is good. Therefore, like the present invention, it is very suitable for a direct drive motor such as driving a robot apparatus without using a speed reducer. In addition, since the thickness, protrusion width, and yoke thickness of the rotor can be narrowed without lowering the total magnetic flux amount, it is very suitable for a thin, large diameter and narrow direct drive motor as in the present invention.

도 53은 도 52의 구성을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단하여 화살표 방향으로 본 도면이다. 도 53을 참조하여, 2축의 모터 시스템의 내부 구조에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 다이렉트 드라이브 모터(D1)에 대해서 설명한다. 정반(G)에 고정시킨 원판(10)의 중앙 개구(10a)에 끼워 맞추어 볼트(11)에 의해 서로 고정된 중공 원통형의 본체(12)는 그 상단에 컵 형상의 격벽(13)을 부착하고 있다. 본체(12)의 중앙은 스테이터에의 배선 등을 통하기 위해서 이용할 수 있다. 본체(12), 원판(10)에 의해 하우징을 구성한다.FIG. 53 is a view of the configuration of FIG. 52 taken along line II-II and viewed in the direction of the arrow. With reference to FIG. 53, the internal structure of a two-axis motor system is demonstrated in detail. First, the direct drive motor D1 will be described. The hollow cylindrical bodies 12 fixed to each other by bolts 11 fitted to the central opening 10a of the disc 10 fixed to the surface plate G have a cup-shaped partition 13 attached to the upper end thereof. have. The center of the main body 12 can be used in order to communicate with wiring to the stator. The main body 12 and the disc 10 comprise a housing.

격벽(13)은 비자성체인 스텐레스제이며, 본체(12)에 끼워 맞추는 두께의 저부(13a)와, 그 외주연으로부터 축선 방향으로 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 관통하도록 하여 연장하는 얇은 원통부(13b)와 홀더(15)로 이루어진다. 따라서, 격벽(13)은 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 공통적으로 이용된다. 원통부(13b)의 하단은 TIG 용접에서 봉지 가능하게 홀더(15)에 접합되고, 홀더(15)는 원판(10)에 볼트(16)에 의해 고정되어 있다. 여기서, 원통부(13b)와 홀더(15)의 용접부를 대략 동일 두께로 하는 것으로서, 한쪽 편에의 부품에만 열이 빠져나가는 것을 억제하고, 끼워 맞춤부를 균일하게 용접할 수 있는 구조로 되어 있다. 홀더(15)와 원판(10)의 접촉면에는 시일 부재를 끼워 넣는 홈 가공이 실시되어 있고, 시일 부재(OR)를 홈에 끼워 넣은 후에 홀더(15)와 원판(10)을 볼트(16)에 의해 체결하는 것으로서, 체결 부분을 대기측으로부터 분리 격절하고 있다. 격벽(13)은 내식성이 높고, 특히 자성이 적은 오스테나이트계 스텐레스의 SUS 316을 재료로 하고 있고, 홀더(15)는 격벽(13)과의 용접성에서 마찬가지로 SUS 316을 재료로 하고 있다.The partition wall 13 is made of stainless steel, which is a nonmagnetic material, and has a bottom portion 13a having a thickness to fit the main body 12, and a thin cylinder extending through the direct drive motors D1 and D2 in the axial direction from its outer circumference. It consists of a part 13b and the holder 15. Therefore, the partition 13 is commonly used for the direct drive motors D1 and D2. The lower end of the cylindrical portion 13b is joined to the holder 15 so as to be sealed by TIG welding, and the holder 15 is fixed to the disc 10 by bolts 16. Here, the welded portions of the cylindrical portion 13b and the holder 15 are made to have approximately the same thickness, and the structure is such that the heat escapes only to the components on one side, and the fitting portion can be welded uniformly. The contact surface between the holder 15 and the disc 10 is grooved to fit the seal member. After the seal member OR is inserted into the groove, the holder 15 and the disc 10 are attached to the bolt 16. By tightening, the fastening portion is separated and separated from the atmosphere side. The partition 13 is made of SUS 316 made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, particularly low magnetic properties, and the holder 15 is made of SUS 316 similarly in weldability with the partition 13.

또한, 격벽(13)과 홀더(15)는 기밀적으로 접합되고, 또한 홀더(15)와 원판(10), 및 원판(10)과 정반(G)은 각각 오링(OR)에 의해 기밀되어 있다. 따라서, 원판(10)과 격벽(13)으로 둘러싸인 내부 공간은 그 외부로부터 기밀되어 있다. 또한, 격벽(13)은 반드시 비자성체일 필요는 없다. 또 오링(OR)을 이용하여 기밀하는 대신에, 전자빔 용접이나 레이저 빔 용접 등으로 부재사이를 기밀하여도 좋다.In addition, the partition 13 and the holder 15 are hermetically bonded, and the holder 15 and the disc 10, and the disc 10 and the surface plate G are respectively sealed by an O-ring OR. . Therefore, the inner space surrounded by the disc 10 and the partition 13 is hermetically sealed from the outside. In addition, the partition 13 does not necessarily need to be a nonmagnetic material. In place of hermetically using the O-ring OR, the members may be hermetically sealed by electron beam welding, laser beam welding, or the like.

원판(10)의 외주 상면에 있어서, 베어링 홀더(17)가 볼트(18)에 의해 고정되어 있다. 베어링 홀더(17)에는 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19)의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20)에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19)의 내륜은 제 1 외측 로터(21)의 외주에 끼워 맞추어지고, 볼트(22)에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 1 외측 로터(21)는 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있고, 또 암(A1, 도 52)을 지지하는 원통형 부재(23)를 볼트(24)에 의해 고정하고 있다. 여기서, 볼트(24)는 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(25)을 원통형 부재(23)에 동시 고정하고 있다.On the outer circumferential upper surface of the disc 10, the bearing holder 17 is fixed by the bolt 18. As shown in FIG. The outer ring of the four-point contact ball bearing 19 used in a vacuum is fitted to the bearing holder 17, and is fixed by the bolt 20. As shown in FIG. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 is fitted to the outer circumference of the first outer rotor 21 and is fixed by the bolt 22. That is, the 1st outer rotor 21 is rotatably supported with respect to the partition 13, and the cylindrical member 23 which supports the arm A1 (FIG. 52) is fixed by the bolt 24. As shown in FIG. Here, the bolt 24 simultaneously fixes the magnetic shield plate 25 extending radially inwardly to the cylindrical member 23.

원판(10) 및 베어링 홀더(17)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있고, 원판(10)은 챔버인 정반(G)과의 끼워 맞춤 고정 및 시일 장치를 겸하고 있고, 그 아래쪽 면에, 오링(OR)을 끼워 넣는 홈(10b)이 설치되어 있다.The disc 10 and the bearing holder 17 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance, and the disc 10 also serves as a fitting and sealing device with the base plate G, which is a chamber, and the bottom surface thereof. The groove 10b which fits the O-ring OR is provided in this.

자기 실드판(25)은 자성체인 SPCC 강판을 프레스 성형 가공 후에, 방청 및 내식성을 높이기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다. 그 효과에 대해서는 후술한다.The magnetic shield plate 25 is nickel-plated in order to improve antirust and corrosion resistance after press molding a SPCC steel plate which is a magnetic body. The effect is mentioned later.

베어링(19)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터 시스템을 박형화할 수 있다. 베어링(19)은 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D1 ends with one, the two-axis coaxial motor system of the present invention can be thinned. The bearing 19 is made of a martensitic stainless steel that has high corrosion resistance in both inner and outer rings and can be hardened by quenching. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum. Doing.

또한, 베어링(19)은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터(21)가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 may use metal lubrication which plate | plates soft metals, such as gold and silver, in the inner ring and outer ring, and has no outgas discharge | emission even in vacuum, and is a four-point contact ball bearing, Although the moment in the direction in which the first outer rotor 21 from (A1) tilts can be received, not only the four-point contact type but also cross rollers, cross balls, and cross taper bearings can be used, and are used in a preload state. In order to improve lubricity, a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed.

제 1 외측 로터(21)는 영구자석(21a)과 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b)와, 영구자석(21a)과 요크(21b)를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a)은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a)쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b)외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a)을 요크(21b)에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착 제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The first outer rotor 21 is a ring-shaped yoke 21b made of a magnetic material to form a permanent magnet 21a and a magnetic path, and a nonmagnetic material for mechanically fastening the permanent magnet 21a and the yoke 21b. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of. The permanent magnet 21a has a 32-pole configuration, and magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating manner with each of 16 magnetic poles, and are divided into segments and have a linear shape. The arc centers of the inner diameter and the outer diameter are the same, but the tangential intersection of the circumferential end faces toward the permanent magnet 21a, and the permanent magnet 21a is screwed on the yoke 21b by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b. Fastening. With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to increase corrosion resistance. The yoke 21b is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is nickel-plated in order to increase corrosion resistance and corrosion resistance after work forming and to prevent wear during bearing replacement.

또 제 1 외측 로터(21)는 베어링(19)의 내륜과 원통형 부재(23)를 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19)은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시 형태의 경우는 회전 바퀴인 베어링(19)의 내륜을, 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 고정 바퀴인 베어링(19)의 외륜을 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤하는 것으로, 베어링(19)의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the 1st outer rotor 21 has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19, and the cylindrical member 23. As shown in FIG. The four-point contact ball bearing 19 is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly influenced by the difference in the accuracy and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19, which is a rotating wheel, is easily fitted to the yoke 21b, which has an easy processing accuracy, and whose linear expansion coefficient is approximately the same as that of the track wheel material of the bearing, or is intermediate. By loosely fitting the outer ring of the bearing 19, which is a fixed wheel, to the bearing holder made of austenitic stainless steel or the boss made of aluminum, friction torque due to a decrease in the rotational accuracy of the bearing 19 or an increase in temperature. It is a structure which prevents a raise.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 1 외측 로터(21)의 내주면에 대향하도록 하여, 제1스테이터(29)가 배치되어 있다. 제1스테이터(29)는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 하부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제1스테이터(29)의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the first stator 29 is disposed to face the inner circumferential surface of the first outer rotor 21. The first stator 29 is attached to a cylindrically deformed lower portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, and is formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and is provided as an insulating treatment on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is concentrated. The outer diameter of the first stator 29 is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제1스테이터(29)의 반경 방향 내측에, 제 1 내측 로터(30)가 배치되어 있다. 제 1 내측 로터(30)는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32)에 대해서, 볼 베어링(33)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 1 내측 로터(30)의 외주면에는 백 요크(30b)를 개재하여 영구자석(30a)이 장착되어 있다. 영구자석(30a)은, 제 1 외측 로터(21)의 영구자석(21a)과 마찬가지로 32극의 구성으로, N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 1 내측 로터(30)는 제1스테이터(29)에 의해 구동되는 제 1 외측 로터(21)에 동기하여 동반 회전하도록 되어 있다.The first inner rotor 30 is disposed in the radially inner side of the first stator 29. The first inner rotor 30 is rotatably supported by the ball bearing 33 with respect to the resolver holder 32 which is bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. The permanent magnet 30a is mounted on the outer circumferential surface of the first inner rotor 30 via the back yoke 30b. The permanent magnet 30a has a 32-pole configuration similar to the permanent magnet 21a of the first outer rotor 21, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Accordingly, the first inner rotor 30 is co-rotated in synchronization with the first outer rotor 21 driven by the first stator 29.

제 1 내측 로터(30)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33)은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 rotatably supporting the first inner rotor 30 is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D1 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a)은 백 요크(30b)에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a)은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b)는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a is adhesively fixed to the back yoke 30b. The permanent magnet 30a is an energy-efficient neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b is made of low carbon steel having high magnetic properties and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 1 내측 로터(30)의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34a 및 34b)를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32)의 외주에 리졸버 스테이터(35, 36)를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)와 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36)를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b)의 회전 각도를 알 수 있고, 원점복귀가 불필요하고, 또한, 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 구동 전류 제어에 사용하는 회전 각도 검출이, 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 34a and 34b are assembled on the inner circumference of the first inner rotor 30, and the resolver stators 35 and 36 are disposed on the outer circumference of the resolver holder 32 in a form opposite thereto. Although attached, in this embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35 and the absolute resolver stator 36 which can detect which position of a rotor exist in one rotation are arrange | positioned on the 2nd floor. Therefore, even when the power is turned on, since the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b can be known, the zero point return is unnecessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known. The rotation angle detection used for drive current control is enabled without using a pole detection sensor.

리졸버 홀더(32)와 제 1 내측 로터(30)는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35, 36)에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 and the first inner rotor 30 are formed of carbon steel, which is a magnetic material, so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 and 36 which are angle detectors. Later, chromate plating is performed for rust prevention.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되어 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 1 내측 로터(30)와 일체로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35)의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a)의 1회전으로, 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 54에 예시하 는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a) 즉, 제 1 내측 로터(30)의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a, 34b)와 리졸버 스테이터(35, 36)로 검출기를 구성한다.In the high-resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the rotation axis and the outer peripheral surface of the incremental resolver stator 35 In parallel, a gear having a phase out of the incremental resolver rotor 34a is provided at each magnetic pole, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a rotates integrally with the first inner rotor 30, the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 changes, and the incremental resolver rotor 34a In one rotation of, the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 54, and used as a position signal. The rotation angle (or rotation speed) of the resolver rotor 34a, that is, the first inner rotor 30 is detected. The detector is composed of resolver rotors 34a and 34b and resolver stators 35 and 36.

본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터(21)에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 1 내측 로터(30)가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 1 외측 로터(21)의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다. 또 제 1 외측 로터(21)와 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치(19)의 회전 바퀴를 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링 장치(19)의 구동 바퀴와 대략 동일한 로터 요크(21b)에 끼워 맞추는 것으로, 회전 정밀도의 향상과 온도 변화에 의한 마찰 토크의 변동 방지를 도모할 수 있다.According to this embodiment, since the 1st inner rotor 30 rotates at the same speed, ie co-rotation, with respect to the 1st outer rotor 21 by a magnetic coupling action, The rotation angle can be detected over the partition wall 13. In this embodiment, the bearing 33 is formed by the resolver unit alone without using a component or a housing forming a motor. Therefore, the precision such as eccentricity adjustment and the position of the resolver coil in the resolver unit is incorporated before being incorporated into the housing. Since adjustment can be performed, it is not necessary to provide a hole or cutout for adjustment separately in a housing or both flanges. In addition, the rotating wheels of the bearing device 19 which rotatably supports the first outer rotor 21 are easy to achieve the machining accuracy, and the coefficient of linear expansion is applied to the rotor yoke 21b which is approximately the same as the drive wheel of the bearing device 19. By fitting, the rotational accuracy can be improved and the frictional torque caused by temperature change can be prevented.

다음에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 대해 설명하지만, 여기서는 본체(12)가 하우징을 구성한다. 상술한 다이렉트 드라이브 모터(D1)의 원통형 부재(23)는 다이렉트 드라이브 모터(D2)에 중합하는 위치까지 위쪽으로 연장하고 있고, 그 내주면에, 진공중에서 이용되는 4점 접촉식 볼 베어링(19')의 외륜이 끼워 맞춤식으로 부착되고, 볼트(20')에 의해 고정되어 있다. 한편, 베어링(19')의 내륜은 제 2 외측 로터(21')의 외주에 끼워 맞추어지고, 볼트(22')에 의해 고정되어 있다. 여기서, 볼트(22'), 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(41)을 동시 고정하고 있다. 제 2 외측 로터(21')는 격벽(13)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있고, 또한 암(A2, 도 52)을 지지하는 링 형상 부재(23')를 볼트(24')에 의해 고정하고 있다. 또한, 볼트(24')는 반경 방향 내측으로 연장하는 자기 실드판(25')을 링 형상 부재(23')에 동시 고정하고 있다.Next, although direct drive motor D2 is demonstrated, the main body 12 comprises a housing here. The cylindrical member 23 of the above-mentioned direct drive motor D1 extends upwards to the position to superpose | polymerize with the direct drive motor D2, and the 4-point contact ball bearing 19 'used in vacuum on the inner peripheral surface The outer ring is fitted in a fitting manner and is fixed by bolts 20 '. On the other hand, the inner ring of the bearing 19 'is fitted to the outer circumference of the second outer rotor 21' and is fixed by the bolt 22 '. Here, the bolt 22 'and the magnetic shield plate 41 extending inward in the radial direction are simultaneously fixed. The second outer rotor 21 'is rotatably supported with respect to the partition wall 13, and the ring-shaped member 23' supporting the arm A2 (Fig. 52) is fixed by the bolt 24 '. have. In addition, the bolt 24 'fixes the magnetic shield plate 25' extending radially inward to the ring-shaped member 23 '.

자기 실드판(41, 25')은 자성체인 SPCC 강판을 프레스 성형 가공 후에, 방청 및 내식성을 높이기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다. 자기 실드판(41, 25')은 제 1 외측 로터(21) 및 제 2 외측 로터(21')의 사이에 개재하여 자기적 실드를 형성하고, 그것들로부터의 자속 누락에 의한 서로의 동반 회전하기를 방지하고 있다. 즉, 자기 실드판(25')은 비자성체인 링 형상 부재(23')를 사이에 두고 요크(21b')에 체결되어 있고, 그것에 의해 불필요한 자기회로를 생성하는 것을 막고 있다. 이 자기 실드판(41, 25')에 의해, 로터 상호의 자기 간섭을 막을 수 있으므로, 2축 동축 모터 시스템이면서 전체의 축길이를 억제한 구성이 가능하다. 자기 실드판(41)은 외부로부터의 이물질 흡인을 방지하고 있다.The magnetic shield plates 41 and 25 'are nickel-plated in order to improve the rust prevention and corrosion resistance after press molding a SPCC steel plate which is a magnetic body. The magnetic shield plates 41 and 25 'form a magnetic shield between the first outer rotor 21 and the second outer rotor 21', and mutually rotate together by missing magnetic flux therefrom. Is preventing. That is, the magnetic shield plate 25 'is fastened to the yoke 21b' with the non-magnetic ring-shaped member 23 'interposed therebetween, thereby preventing unnecessary magnetic circuits from being generated. Since the magnetic shield plates 41 and 25 'can prevent magnetic interference between the rotors, it is possible to configure a two-axis coaxial motor system with a reduced overall shaft length. The magnetic shield plate 41 prevents foreign material suction from the outside.

베어링(19')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 베어링은 1개로 끝나기 때문에, 본 발명의 2축 동축 모터를 박형화할 수 있다. 내외륜 모두 내식성이 높고, 또한 담금질에 의한 경화를 얻을 수 있는 마루텐사이트계 스텐레스를 재료로 하고, 전동체는 세라믹 볼, 윤활제는 진공 이라도 고체화하지 않는 진공용의 그리스를 이용하고 있다.The bearing 19 'is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since the bearing of the direct drive motor D2 ends with one, the two-axis coaxial motor of the present invention can be thinned. Both inner and outer rings are made of martensitic stainless steel, which has high corrosion resistance and can be hardened by hardening. The rolling element uses ceramic grease and a vacuum grease that does not solidify even in vacuum.

또한, 베어링(19')은 내륜과 외륜에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 하고, 진공중에서도 아웃 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋고, 또 4점 접촉식 볼 베어링이므로, 암(A1)으로부터의 제 1 외측 로터(21')가 틸트하는 방향의 모멘트를 받을 수 있지만, 4점 접촉식에 한정하지 않고, 크로스 롤러, 크로스 볼, 크로스 테이퍼 베어링도 이용할 수 있고, 예압 상태로 이용하여도 좋고, 윤활성 향상을 위해 불소계 피막 처리(DFO)를 행하여도 좋다.In addition, the bearing 19 'may be made by plating a soft metal such as gold or silver on the inner ring and the outer ring, and using metal lubrication without outgas discharge even in vacuum. Although the moment in the direction in which the first outer rotor 21 'from the arm A1 is tilted can be received, not only the four-point contact type but also a cross roller, a cross ball, and a cross taper bearing can be used, and a preload state Or a fluorine-based coating treatment (DFO) may be performed to improve lubricity.

제 2 외측 로터(21')는 영구자석(21a')과, 자로를 형성하기 위해 자성체로 이루어지는 링 형상의 요크(21b')와, 영구자석(21a')과 요크(21b')를 기계적으로 체결하기 위한 비자성체로 이루어지는 쐐기(도시하지 않음)에 의해 구성되어 있다. 영구자석(21a')은 32극의 구성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어지고, 극마다 분할된 세그먼트(segment) 형식이며, 그 개개의 형상은 선형(扇形)이다. 내경과 외경의 원호 중심은 동일하지만, 원주 방향 단면의 접선 교점을 영구자석(21a')쪽으로 하는 것으로, 쐐기를 요크(21b') 외경측에서 나사로 조으는 것으로 영구자석(21a')을 요크(21b')에 체결하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것으로서, 접착제 등, 아웃 가스를 발생하는 고정 부재를 이용하지 않고 영구자석을 체결할 수 있다. 영구자석(21a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 내식성을 높이기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(21b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에, 방청 및 내식성을 높이고, 또한 베어링 교환시의 마모를 막기 위해서 니켈 도금을 실시하고 있다.The second outer rotor 21 'mechanically fixes the permanent magnet 21a', a ring-shaped yoke 21b 'made of a magnetic body to form a magnetic path, and the permanent magnet 21a' and the yoke 21b '. It is comprised by the wedge (not shown) which consists of a nonmagnetic body for fastening. The permanent magnet 21a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternating manner with each of 16 magnetic poles. The permanent magnet 21a' is divided into poles, and the individual shapes thereof are linear. )to be. The arc center of the inner diameter and the outer diameter is the same, but the tangential intersection of the circumferential cross section is directed toward the permanent magnet 21a ', and the permanent magnet 21a' is screwed by screwing the wedge at the outer diameter side of the yoke 21b '. 21b '). With such a configuration, the permanent magnet can be fastened without using a fixing member that generates outgas such as an adhesive. The permanent magnet 21a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel in order to increase corrosion resistance. The yoke 21b 'is made of a low-carbon steel having high magnetic properties, and nickel plating is applied to prevent rust and corrosion resistance and to prevent wear during bearing replacement after work forming.

또 제 2 외측 로터(21')는 베어링(19')의 내륜과 링 형상 부재(23')를 끼워 맞춤 고정하는 면을 가지고 있다. 4점 접촉 볼 베어링(19')은 매우 얇은 베어링이며, 조립할 수 있는 부재의 정밀도나 선팽창 계수의 차이에 의해 회전 정밀도나 마찰 토크가 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 실시 형태의 경우는 베어링(19')의 내륜을 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링의 궤도 바퀴 재질과 대략 동일한 요크(21b)에 틈이 없이 끼워 맞추거나 또는 중간 끼움으로 하고, 베어링(19')의 외륜을, 오스테나이트계 스텐레스제의 베어링 홀더나 알루미늄제의 보스에 헐거운 끼워 맞춤으로 하는 것으로, 베어링(19')의 회전 정밀도의 저하나 온도 상승에 의한 마찰 토크의 상승을 막는 구성으로 되어 있다.Moreover, the 2nd outer rotor 21 'has the surface which fits and fixes the inner ring of the bearing 19', and the ring-shaped member 23 '. The four-point contact ball bearing 19 'is a very thin bearing, and rotational precision and friction torque are greatly affected by the difference in the precision and linear expansion coefficient of the assembling member. Therefore, in the present embodiment, the inner ring of the bearing 19 'is easy to achieve the machining accuracy, and the linear expansion coefficient is fitted to the yoke 21b, which is approximately the same as the track wheel material of the bearing, without gaps or intermediate fittings. The outer ring of the bearing 19 'is loosely fitted to an austenitic stainless steel bearing holder or an aluminum boss to reduce the rotational accuracy of the bearing 19' and to increase the friction torque due to the temperature rise. It is configured to prevent this.

격벽(13)의 반경 방향 내측에 있어서, 제 2 외측 로터(21')의 내주면에 대향하도록 하여, 제2스테이터(29')가 배치되어 있다. 제2스테이터(29')는 본체(12)의 중앙에서 반경 방향으로 연장한 플랜지부(12a)의 원통형으로 변형한 상부에 부착되어 있고, 전자강판의 적층재로 형성되고, 각 돌극에는 절연 처리로서 보빈을 끼워 넣은 후에 모터 코일이 집중적으로 감겨져 있다. 제2스테이터(29')의 외경은 격벽(13)의 내경과 대략 동일 또는 작은 치수로 하고 있다.In the radially inner side of the partition 13, the second stator 29 ′ is disposed to face the inner circumferential surface of the second outer rotor 21 ′. The second stator 29 'is attached to a cylindrically deformed upper portion of the flange portion 12a extending radially from the center of the main body 12, formed of a laminated material of an electromagnetic steel sheet, and insulated on each protrusion. After the bobbin is inserted, the motor coil is intensively wound. The outer diameter of the second stator 29 'is approximately equal to or smaller than the inner diameter of the partition 13.

제2스테이터(29')의 반경 방향 내측에, 제 2 내측 로터(30')가 배치되어 있다. 제 2 내측 로터(30')는 본체(12)의 외주면에 볼트 고정된 리졸버 홀더(32')에 대해서, 볼 베어링(33')에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 2 내측 로터(30')의 외주면에는 백 요크(30b')를 개재하여 영구자석(30a')이 부착되어 있다. 영구자석(30a')은 제 2 외측 로터(21')의 영구자석(21a')과 마찬가지로 32극의 구 성으로 N극, S극의 자석이 각 16개 교대로 자성 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 제 2 내측 로터(30')는 제2스테이터(29')에 의해 제 2 외측 로터(21')에 동기하여 회전 구동되게 되어 있다.The second inner rotor 30 'is disposed in the radially inner side of the second stator 29'. The second inner rotor 30 ′ is rotatably supported by the ball bearing 33 ′ against the resolver holder 32 ′ bolted to the outer circumferential surface of the main body 12. A permanent magnet 30a 'is attached to the outer circumferential surface of the second inner rotor 30' via a back yoke 30b '. Like the permanent magnet 21a 'of the second outer rotor 21', the permanent magnet 30a 'is composed of 32 poles, and the magnets of the N pole and the S pole are made of magnetic metal in alternation with each of 16 pieces. Therefore, the second inner rotor 30 'is driven to rotate in synchronization with the second outer rotor 21' by the second stator 29 '.

제 1 내측 로터(30')를 회전 가능하게 지지하는 베어링(33')은 래디얼, 액셜, 모멘트 하중을 1개의 베어링으로 부하할 수 있는 4점 접촉 볼 베어링이다. 이 형식의 베어링을 이용하는 것으로, 1개의 베어링으로 끝나기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)를 박형화할 수 있다. 격벽(13)의 내부는 대기 환경이기 때문에, 일반적인 베어링 강과 광유를 기유로 한 그리스 윤활을 이용한 베어링을 적용할 수 있다.The bearing 33 'rotatably supporting the first inner rotor 30' is a four-point contact ball bearing capable of loading radial, axial and moment loads into one bearing. By using this type of bearing, since it ends with one bearing, the direct drive motor D2 can be thinned. Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the bearing using grease lubrication based on general bearing steel and mineral oil can be applied.

격벽(13) 내부는 대기 환경이기 때문에, 영구자석(30a')은 백 요크(30b')에 접착 고정하고 있다. 영구자석(30a')은 에너지적이 높은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석이며, 녹에 의한 감자(Demagnetization)를 막기 위해서 니켈 코팅을 실시하고 있다. 요크(30b')는 높은 자성을 가지는 저탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.Since the inside of the partition 13 is an atmospheric environment, the permanent magnet 30a 'is adhesively fixed to the back yoke 30b'. The permanent magnet 30a 'is an energetic neodymium (Nd-Fe-B) magnet and is coated with nickel to prevent demagnetization due to rust. The yoke 30b 'is made of low carbon steel having high magnetic properties, and is subjected to chromate plating for rust prevention after work forming.

제 2 내측 로터(30')의 내주에는 회전 각도를 계측하는 검출기로서 리졸버 로터(34a' 및 34b')를 조립하고 있고, 그것에 대향하는 형태로 리졸버 홀더(32')의 외주에 리졸버 스테이터(35', 36')를 부착하고 있지만, 본 실시 형태에서는 고분해능의 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')로 1회전의 어느 위치에 로터가 있는지를 검출할 수 있는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36')를 2층에 배치하고 있다. 이 때문에 전원 투입시에도, 앱솔루트 리졸버 로터(34b')의 회전 각도를 알 수 있고, 원점 복귀가 불필요하고, 또한, 코일에 대한 자석의 전기적 위상 각도를 알 수 있기 때문에, 다이렉트 드라이브 모터(D2)의 상대 회전 각도의 검출이 극 검출 센서를 이용하지 않고 가능해지고 있다.Resolver rotors 34a 'and 34b' are assembled on the inner circumference of the second inner rotor 30 ', and the resolver stator 35 is disposed on the outer circumference of the resolver holder 32' in a form opposite thereto. 36 '), but in the present embodiment, the high resolution incremental resolver stator 35' is provided with two layers of the absolute resolver stator 36 'capable of detecting the position of the rotor in one rotation. Posted in Therefore, even when the power is turned on, since the rotation angle of the absolute resolver rotor 34b 'can be known, the origin return is not necessary, and the electrical phase angle of the magnet with respect to the coil can be known, so that the direct drive motor D2 can be obtained. The detection of the relative rotation angle of is possible without using the pole detection sensor.

리졸버 홀더(32')와 제 2 내측 로터(30')는 모터의 계자 및 모터 코일로부터의 전자 노이즈가 각도 검출기인 리졸버 스테이터(35', 36')에 전달되지 않도록, 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 가공 성형 후에 방청을 위해서 크로메이트 도금을 실시하고 있다.The resolver holder 32 'and the second inner rotor 30' are made of magnetic carbon steel as a material so that electromagnetic noise from the field and the motor coil of the motor is not transmitted to the resolver stators 35 'and 36' which are angle detectors. And chromate plating is performed for rust prevention after work forming.

본 실시 형태에 의하면, 제 2 외측 로터(21')에 대해서, 자기 커플링 작용에 의해 제 2 내측 로터(30')가 같은 속도로 회전하고, 즉, 동반 회전하므로, 제 2 외측 로터(21')의 회전각을 격벽(13) 너머로 검출할 수 있다. 또 본 실시 형태에서는 모터를 형성하는 부품이나 하우징을 이용하지 않고 리졸버 단체로 베어링(33)을 가지고 있고, 따라서, 하우징에 짜넣기 전에, 리졸버 단체에서의 편심 조정이나 리졸버 코일의 위치 조정 등의 정밀도 조정을 행할 수 있으므로, 하우징이나 양 플랜지에 조정용의 구멍이나 절결을 별도로 마련할 필요가 없다. 또 제 2 외측 로터(21')와 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치(19')의 회전 바퀴를 가공 정밀도를 내기 쉽고, 또한 선팽창 계수가 베어링 장치(19')의 구동 바퀴와 대략 동일한 로터 요크(21b')에 끼워 맞추는 것으로, 회전 정밀도의 향상과 온도 변화에 의한 마찰 토크의 변동 방지를 도모할 수 있다.According to this embodiment, since the 2nd inner rotor 30 'rotates at the same speed, ie co-rotation, with respect to the 2nd outer rotor 21' by a magnetic coupling action, the 2nd outer rotor 21 is carried out. The rotation angle of ') can be detected over the partition wall 13. In this embodiment, the bearing 33 is formed by the resolver unit alone without using a component or a housing forming a motor. Therefore, the precision such as eccentricity adjustment and the position of the resolver coil in the resolver unit is incorporated before being incorporated into the housing. Since adjustment can be performed, it is not necessary to provide a hole or cutout for adjustment separately in a housing or both flanges. In addition, the rotor wheel of the bearing device 19 'which rotatably supports the second outer rotor 21' is easy to achieve the machining precision, and the rotor yoke (coefficient of linear expansion approximately equal to that of the drive wheel of the bearing device 19 ') 21b '), it is possible to improve the rotational accuracy and to prevent the friction torque from changing due to temperature change.

본 실시 형태에 이용하고 있는 고분해능의 가변 자기 저항형 리졸버에 있어서, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')는 일정한 피치를 가지는 복수의 슬롯 치열을 가 지고, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 외주면에는 회전축과 평행하게 각 자극에서 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')에 대해 위상을 비켜 놓은 치차가 설치되고 있고, 코일이 각 자극에 감기어 있다. 제 2 내측 로터(30')와 일체로, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')가 회전하면, 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35')의 자극과의 사이의 자기 저항이 변화하고, 인크리멘탈 리졸버 로터(34a')의 1회전으로 자기 저항 변화의 기본파 성분이 n주기가 되도록 하고, 그 자기 저항 변화를 검출하고, 도 54에 예시하는 리졸버 제어 회로에 의해 디지털화 하고, 위치 신호로서 이용하는 것으로 인크리멘탈 리졸버 로터(34a') 즉, 제 2 내측 로터(30')의 회전 각도(또는 회전 속도)를 검출하게 되어 있다. 리졸버 로터(34a', 34b')와 리졸버 스테이터(35', 36')로 검출기를 구성한다.In the high resolution variable magnetoresistive resolver used in the present embodiment, the incremental resolver rotor 34a 'has a plurality of slot teeth having a constant pitch, and the outer peripheral surface of the incremental resolver stator 35'. The gears which are out of phase with respect to the incremental resolver rotor 34a 'at each magnetic pole are provided in parallel with the axis of rotation, and a coil is wound around each magnetic pole. When the incremental resolver rotor 34a 'rotates integrally with the second inner rotor 30', the magnetic resistance between the magnetic resolver of the incremental resolver stator 35 'changes and the incremental resolver In one rotation of the rotor 34a ', the fundamental wave component of the magnetoresistance change is n periods, the magnetoresistance change is detected, digitized by the resolver control circuit illustrated in FIG. 54, and used as a position signal. The rotational angle (or rotational speed) of the elemental resolver rotor 34a ', that is, the second inner rotor 30' is detected. The detector is composed of resolver rotors 34a 'and 34b' and resolver stators 35 'and 36'.

본 실시 형태에 의하면, 제 1 외측 로터(21)와 제 2 외측 로터(21')와의 사이에, 자기 실드판(25, 41)을 배치하고 있으므로, 상호의 자기적 간섭을 억제하고, 오구동이나 동반 회전 등의 불편을 회피하고 있다. 또 본체(12)에 대해서 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 사이를 연장하는 플랜지부(12a)의 외주연(12b)는 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')와의 사이에 개재하고, 그것들이 누락 자속의 영향을 받는 것으로 제 1 외측 로터(21) 또는 제 2 외측 로터(21')에 잘못된 회전 방향의 추력을 발생시키지 않게, 서로의 자계를 차단하는 자기 실드로서 기능한다.According to this embodiment, since the magnetic shield plates 25 and 41 are arrange | positioned between the 1st outer rotor 21 and the 2nd outer rotor 21 ', mutual magnetic interference is suppressed and a misdrive is performed. And inconvenience such as companion rotation is avoided. In addition The outer periphery 12b of the flange portion 12a extending between the direct drive motors D1 and D2 with respect to the main body 12 is made of carbon steel, which is a magnetic material, and the first stator 29 and the second stator ( 29 ') and interfering with each other's magnetic fields so that they are affected by the missing magnetic flux so that the first outer rotor 21 or the second outer rotor 21' does not generate a thrust in the wrong rotational direction. Function as a magnetic shield.

또한, 플랜지부(12a)를 중심으로서 제1스테이터(29)와 제2스테이터(29')를 상하에 배치하고, 그 반경 방향 내측에 리졸버를 배치하고 있다. 또 본체(12)는 중공 구조가 되어 있고, 플랜지부(12a)에는 중앙으로 연통하는 지름 방향의 안내구멍(12d)이 적어도 1개 마련되어 있고, 여기를 개재하여 모터 배선을 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 한편, 본체(12)의 양단부에는 적어도 1개의 절결(12e, 12e)이 마련되어 있고, 이것들을 개재하여 리졸버의 배선을 본체(12)의 중앙으로 인출하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 하는 것으로, 하우징측으로부터 순서대로, 다이렉트 모터(D1)의 리졸버, 스테이터(29), 다이렉트 모터(D2)의 스테이터(29'), 그 리졸버의 순서로 배치하는 것이 가능해져, 2축이면서 용이하게 스테이터와 리졸버의 각도 조정을 행할 수 있다. 그래서, 기준이 되는 외측 로터를 회전 구동하는 설비를 별도로 준비해 두면, 그 설비에 스테이터와 리졸버를 짜넣은 본체(12)를 세트 하는 것으로서, 고정밀도로 스테이터에 대한 리졸버의 각도 조정을 할 수 있으므로, 커뮤테이션 차이에 의한 각도 위치 결정 정밀도의 저하를 막고, 또한, 본 발명의 2축 동축 모터에 대한 구동 제어 회로의 호환성을 높일 수 있다.Moreover, the 1st stator 29 and the 2nd stator 29 'are arrange | positioned up and down centering on the flange part 12a, and the resolver is arrange | positioned inside the radial direction. The main body 12 has a hollow structure, and the flange portion 12a is provided with at least one radial guide hole 12d in communication with the center, and the motor wiring is provided at the center of the main body 12 through the flange 12a. It is structured to draw out. On the other hand, at least one notch 12e, 12e is provided in the both ends of the main body 12, and it has a structure which draws the resolver wiring to the center of the main body 12 via these. With such a structure, it becomes possible to arrange | position in the order of the resolver of the direct motor D1, the stator 29, the stator 29 'of the direct motor D2, and the resolver in order from a housing side, The angle of the stator and resolver can be easily adjusted. Therefore, by separately preparing a facility for rotationally driving the outer rotor as a reference, the main body 12 incorporating the stator and the resolver is set in the facility so that the angle of the resolver with respect to the stator can be adjusted with high accuracy. The fall of the angular positioning accuracy by the difference of a tation can be prevented, and the compatibility of the drive control circuit with respect to the 2-axis coaxial motor of this invention can be improved.

도 55는 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)의 구동 회로를 도시하는 블럭도이다. 외부의 컴퓨터로부터 모터 회전 지령이 입력되었을 때, 다이렉트 드라이브 모터(D1)용의 모터 제어 회로(DMC1) 및 다이렉트 드라이브 모터(D2)용의 모터 제어 회로(DMC2)는 각각, 그 CPU로부터 3층 앰프(AMP)에 구동 신호를 출력하고, 3층 앰프(AMP)로부터 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)에 구동 전류가 공급된다. 그것에 의해 다이렉트 드라이브 모터(D1, D1)의 외측 로터(21, 21')가 독립하여 회전하고, 암(A1, A2, 도 52)을 이동시키게 되어 있다. 외측 로터(21, 21')가 회전하면, 위 에서 설명한 바와 같이 하여 회전 각도를 검출한 리졸버 스테이터(35, 36, 35', 36')로부터 리졸버 신호가 출력되므로, 그것을 리졸버 디지털 변환기(RDC)로, 디지털 변환한 후에 입력한 CPU는 외측 로터(21, 21')가 지령 위치에 도달하였는지 아닌지를 판단하고, 지령 위치에 도달하면, 3층 앰프(AMP)에의 구동 신호를 정지하는 것으로 외측 로터(21, 21')의 회전을 정지시킨다. 이것에 의해, 외측 로터(21, 21')의 서보 제어가 가능해진다.55 is a block diagram showing a drive circuit of the direct drive motors D1 and D2. When a motor rotation command is input from an external computer, the motor control circuit DMC1 for the direct drive motor D1 and the motor control circuit DMC2 for the direct drive motor D2 are each a three-layer amplifier from the CPU. The drive signal is output to the AMP, and the drive current is supplied to the direct drive motors D1 and D2 from the three-layer amplifier AMP. As a result, the outer rotors 21 and 21 'of the direct drive motors D1 and D1 rotate independently to move the arms A1, A2 and FIG. 52. When the outer rotors 21 and 21 'rotate, the resolver signal is output from the resolver stators 35, 36, 35', and 36 'that have detected the rotation angle as described above, so that the resolver digital converter RDC The CPU input after digital conversion determines whether the outer rotors 21 and 21 'have reached the command position, and when the command position reaches the command position, the outer rotor is stopped by stopping the drive signal to the three-layer amplifier AMP. The rotation of (21, 21 ') is stopped. This enables servo control of the outer rotors 21 and 21 '.

진공 환경에서의 복수축의 암 구동 시에는 전원 투입시에 현재의 암(A1 및 A2)의 회전 위치를 인식하지 않으면 진공조의 벽이나, 진공조의 셔터에 암(A1) 등을 부딪쳐 버릴 가능성이 있지만, 본 실시 형태에서는 회전축의 1회전의 절대 위치를 검출하는 앱솔루트 리졸버 스테이터(36 및 36')와, 보다 분해능의 세세한 회전 위치를 검출하는 인크리멘탈 리졸버 스테이터(35 및 35')로 이루어지는 가변 자기 저항형 리졸버를 채용하고 있으므로, 외측 로터(21, 21') 즉, 암(A1, A2)의 회전 위치 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.In the case of driving a plurality of arms in a vacuum environment, the arm A1 may hit the wall of the vacuum chamber or the shutter of the vacuum chamber if the current rotation position of the arms A1 and A2 is not recognized when the power is turned on. In the present embodiment, a variable magnetoresistance comprising an absolute resolver stator 36 and 36 'for detecting an absolute position of one rotation of the rotary shaft, and an incremental resolver stator 35 and 35' for detecting a finer rotational position with a higher resolution. Since the type resolver is adopted, the rotational position control of the outer rotors 21 and 21 ', that is, the arms A1 and A2 can be performed with high accuracy.

또한, 여기에서는 내측 로터(30)의 회전 검출에 리졸버를 채용했지만, 검출기를 격벽(13) 내부의 대기 측에 배치할 수 있기 때문에, 일반적으로 고정밀도 위치 결정에 사용하는 서보모터에 있어서는 고정밀도로 매끄럽게 구동하기 위한 위치 검출 수단으로서 채용되고 있는 광학식 엔코더나, 자기 저항 소자를 사용한 자기식 엔코더 등도 사용할 수 있다.In addition, although the resolver was used for rotation detection of the inner rotor 30 here, since a detector can be arrange | positioned to the atmospheric side inside the partition 13, in general, the servomotor used for high-precision positioning is performed with high precision. Optical encoders employed as position detection means for smoothly driving, magnetic encoders using magnetoresistive elements, and the like can also be used.

도 56은 본 실시 형태의 변형예에 관련된 4축 동축 모터 시스템을 도시하는 단면도이다.56 is a cross-sectional view showing a four-axis coaxial motor system according to a modification of the present embodiment.

도 56에 도시하는 변형예에 있어서는 다이렉트 드라이브 모터(D1, D2)를 2조(합계 4개) 직접 배치하여 이루어지지만, 개개의 다이렉트 드라이브 모터에 관해서는, 도 53에 도시하는 구성과 마찬가지이므로, 주요한 부품에 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.In the modified example shown in FIG. 56, the direct drive motors D1 and D2 are directly arranged in two sets (four in total). However, the individual direct drive motors are the same as those shown in FIG. The same code | symbol is attached | subjected to a main component, and description is abbreviate | omitted.

본 실시 형태에 있어서는 직렬로 연결한 본체(12)의 표면에 부착된 상부 원판부(110)에, 격벽 홀더(113a)를 오링(OR)을 개재하여 기밀적으로 결합하고, 그 외주면에 얇은 원통(113b)의 상단을 TIG 용접하여 이루어진다. 얇은 원통(113b)의 하단은 상술한 실시 형태와 마찬가지로 홀더(15)에 TIG 용접되어 있다. 격벽 홀더(113a)와 얇은 원통(113b)과 홀더(15)로 격벽을 구성하지만, 이것은 4개의 다이렉트 드라이브 모터에 공통적으로 이용된다.In the present embodiment, the partition holder 113a is hermetically coupled to the upper disc portion 110 attached to the surface of the main body 12 connected in series via an O-ring OR, and a thin cylinder is formed on the outer circumferential surface thereof. The upper end of the 113b is made by TIG welding. The lower end of the thin cylinder 113b is TIG-welded to the holder 15 similarly to embodiment mentioned above. The partition wall is constituted by the partition holder 113a, the thin cylinder 113b, and the holder 15, but this is commonly used for four direct drive motors.

원판부(110)의 상면은 덮개 부재(101)에 의해 폐지되고, 그 외주에 부착된 베어링 홀더(107)는 베어링(19)을 지지하게 되어 있다. 원판부(110), 덮개 부재(101), 베어링 홀더(107)는 내식성이 높은 오스테나이트계 스텐레스를 재료로 하고 있다.The upper surface of the disc part 110 is closed by the cover member 101, and the bearing holder 107 attached to the outer periphery supports the bearing 19. As shown in FIG. The disc part 110, the cover member 101, and the bearing holder 107 are made of austenitic stainless steel having high corrosion resistance.

상부 원판부(110)의, 베어링 홀더(107)의 설치 외주면은 얇은 원통(113b)보다 반경 방향 내측에 위치하고 있고, 따라서, 베어링 홀더(107)를 상부 원판부(110)에서 떼어내면, 4개의 외측 로터(21, 21')는 상부 원판부(110)를 분해하지 않고 위쪽으로 떼어내는 것이 가능해지고 있다. 따라서, 유지 보수시 등에 기밀 구조를 분해할 필요는 없고, 작업을 용이하게 할 수 있다.The mounting outer circumferential surface of the bearing holder 107 of the upper disc part 110 is located radially inward than the thin cylinder 113b, and therefore, when the bearing holder 107 is removed from the upper disc part 110, four The outer rotors 21 and 21 'can be detached upward without disassembling the upper disc portion 110. Therefore, it is not necessary to disassemble an airtight structure at the time of maintenance, etc., and operation can be made easy.

본 실시 형태에 있어서는, 중앙의 제 2 외측 로터(21', 21')와의 사이에, 자 기 실드판(25', 25')을 배치하고 있으므로, 상호의 자기적 간섭을 억제하고, 오구동이나 동반 회전 등의 불편을 회피하고 있다. 또 본체(12, 12)의 사이에는 그 외주로부터 얇은 원통(113b)의 안쪽까지, 반경 방향으로 연장하는 자기 실드판(125)이 배치되어 있다. 자기 실드판(125)은 자성체인 탄소강을 재료로 하고, 제2스테이터(29', 29')의 사이에 개재하는 것에 의해, 누락 자속의 영향을 받아 인접한 제 2 외측 로터(21', 21')에 잘못된 회전 방향의 추력을 발생시키지 않게, 서로의 자계를 차단하는 자기 실드로서 기능한다. 이와 같이, 그 외의 자기 실드(25, 41, 12b)의 효과와 함께, 4축 동축이면서 전체의 축길이를 억제한 구성이 가능하다.In this embodiment, since magnetic shield plates 25 'and 25' are arrange | positioned between 2nd outer rotor 21 'and 21' of the center, mutual magnetic interference is suppressed and a misdrive is performed. And inconvenience such as companion rotation is avoided. Moreover, between the main bodies 12 and 12, the magnetic shield plate 125 extended in the radial direction is arrange | positioned from the outer periphery to the inside of the thin cylinder 113b. The magnetic shield plate 125 is made of carbon steel, which is a magnetic material, and is interposed between the second stators 29 ', 29', and is adjacent to the second outer rotors 21 ', 21' affected by the missing magnetic flux. It acts as a magnetic shield that blocks each other's magnetic fields so that thrust in the wrong rotational direction is not generated. In this manner, a configuration in which the entire axial length is suppressed while being four axes coaxial with the effects of the other magnetic shields 25, 41 and 12b is possible.

이상의 실시 형태에서는 표면 자석형의 32극 36슬롯 아웃 로터식 브러시리스 모터를 이용한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 형식의 모터로 한정되는 것은 아니고, 브러시리스 모터라면 적용할 수 있는 것이며, 다른 자극 형식, 예를 들면 영구자석 매입형이라도 좋고, 다른 슬롯 콤비네이션에도 좋고, 또는 이너 로터형이라도 좋다.In the above embodiment, a surface magnet type 32 pole 36 slot out rotor type brushless motor has been described using an example. However, the present invention is not limited to this type of motor and can be applied to a brushless motor. For example, it may be a permanent magnet embedded type, may be other slot combinations, or may be an inner rotor type.

또 각 축의 간섭 대책으로서 축 방향으로 인접하는 축끼리의 회전자의 극수 및 슬롯수가 다른 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면, 2축 동축의 경우는 제 1축이 32극 36슬롯, 제 2축이 24극 27슬롯, 4축 동축의 경우는 제 1축 및 제 3축이 32극 36슬롯, 제 2축 및 제 4축이 24극 27슬롯이라고 하는 구성으로 하면, 각 축의 자계에 의한 회전자 및 자기 커플링 장치에의 회전 방향의 추력 발생이라는 상호 간섭을 막을 수 있다.In addition, as a countermeasure for each axis, the number of poles and the number of slots of the rotors adjacent to each other in the axial direction may be different. For example, in the case of two-axis coaxial, the first axis is 32 poles 36 slots, the second axis is 24 poles 27 slots, and in the case of 4-axis coaxials, the first and third axes are 32 poles 36 slots and the second axis. When the fourth axis has a configuration of 24 poles and 27 slots, mutual interference such as thrust generation in the rotational direction of the rotor and the magnetic coupling device due to the magnetic field of each axis can be prevented.

또 로터의 영구자석은 네오디뮴(Nd-Fe-B)계 자석을 이용하여 내식성을 높이 기 위한 코팅으로서 니켈 코팅을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리에 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 베이크아웃시의 온도 조건에 따라서는 고온 감자하기 어려운 사마리움·코발트(Sm·Co)계의 자석을 이용하여야 하는 것이며, 초진공중에서 사용된다면 아웃 가스 차단성이 높은 질화 티탄 코팅을 실시하여야 하는 것이다.In addition, the permanent magnet of the rotor was described using an example in which nickel coating was used as a coating for enhancing corrosion resistance using a neodymium (Nd-Fe-B) magnet, but the material is not limited to this material and surface treatment. It is appropriately changed according to the environment and the like. For example, a samarium-cobalt (Sm · Co) -based magnet, which is difficult to be hot potato depending on the temperature conditions at the time of baking out, should be used. Titanium nitride coating with high barrier properties should be applied.

또 요크는 저탄소강을 재료로 하고, 니켈 도금을 실시한 예를 이용하여 설명하였지만, 이 재질, 표면 처리로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 특히 표면 처리에 관해서는 초진공중에서 사용된다면 핀홀이 적은 카니젠 도금이나 크린에스 도금, 질화 티탄 코팅 등을 실시하여야 하는 것이다.In addition, although the yoke was demonstrated using the example which made low carbon steel the material and performed nickel plating, it is not limited to this material and surface treatment, It changes suitably by the environment etc. used, Especially about surface treatment If it is used in a vacuum, it is necessary to carry out Carnizen plating, clean S plating, titanium nitride coating, etc., with less pinholes.

또 영구자석을 요크에 체결하는 방법은 비자성의 쐐기를 요크 외경측으로부터 나사로 조으는 예를 이용하여 설명하였지만, 사용되는 환경 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 환경에 따라서는 접착에도 좋고, 다른 체결 방법에도 좋다.In addition, the method of fastening the permanent magnet to the yoke has been described using an example in which a non-magnetic wedge is screwed from the outer diameter side of the yoke, but it is appropriately changed according to the environment used, and may be suitable for adhesion depending on the environment. Also good for.

또 베어링(19, 19')은 진공용 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 재질, 윤활 방법으로 한정되는 것은 아니고, 사용되는 환경, 하중 조건, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 크로스 롤러 베어링이라도 좋고, 4축 동축 모터의 경우, 한층 더 기계적인 강성을 높이기 위해서, 별도의 베어링으로 지지하는 구조로 하여도 좋고, 고속 회전하는 경우 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수 없는 경우는 각 축의 회전자를 지지하는 베어링 및 별도의 베어링을 깊은 홈 볼 베어링이나 앵귤러 베어링으로서 예압을 거는 구조로 하 여도 좋고, 초진공중에서 사용되는 경우는 궤도 바퀴에 금이나 은 등의 연질 금속을 플레이팅 한 것 같은 가스 방출이 없는 금속 윤활로 한 것을 이용하여도 좋다.In addition, although the bearings 19 and 19 'demonstrated the example using the four-point contact ball bearing of vacuum grease lubrication, it is not limited to this form, material, and lubrication method, but it depends on the environment used, load conditions, rotation speed, etc. The cross roller bearing may be changed as appropriate, and in the case of a four-axis coaxial motor, in order to further increase mechanical rigidity, the structure may be supported by a separate bearing, or a multi-point contact bearing may be used. If it is not available, the bearing supporting the rotor of each shaft and a separate bearing may be preloaded as deep groove ball bearings or angular bearings. It is also possible to use a metal lubrication without gas release, such as plating a soft metal.

또 자기 커플링으로서 기능하는 내측 로터로서 영구자석과 백 요크를 이용한 형식으로 설명하였지만, 영구자석과 백 요크의 재질 및 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리졸버의 질량과 베어링의 마찰 토크에 따라서는 외측 로터와 같은 극수가 아니어도 좋고, 같은 폭이 아니어도 좋다. 영구자석을 이용하지 않는 돌극에도 좋다.In addition, although it demonstrated in the form which used a permanent magnet and a back yoke as an inner rotor which functions as a magnetic coupling, the material and shape of a permanent magnet and a back yoke are not limited to this. For example, depending on the mass of the resolver and the friction torque of the bearing, the number of poles may not be the same as that of the outer rotor or may not be the same width. It is also good for bumps that do not use permanent magnets.

또 각도 검출기로서 리졸버를 이용한 예로, 설명하였지만, 제조 비용이나 분해능에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 예를 들면 광학식의 로터리 엔코더로도 좋다.Moreover, although it demonstrated as an example using a resolver as an angle detector, it changes suitably by manufacturing cost or resolution, For example, it may be an optical rotary encoder.

또 각도 검출기의 회전측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(33, 33')으로서 그리스 윤활의 4점 접촉 볼 베어링을 이용한 예를 설명하였지만, 이 형식, 윤활 방법으로 한정되는 것은 아니고, 설치 스페이스나 마찰 토크, 회전 속도 등에 의해 적절하게 변경되는 것이며, 고속 회전이나 마찰 토크의 저감 등, 다점접촉 베어링을 이용할 수 없는 경우는 앵귤러 베어링이나 깊은 홈 볼 베어링을 각 축 마다 2개 배치하고, 예압을 거는 구조로 하여도 좋다.Moreover, although the example which used the four-point contact ball bearing of grease lubrication was demonstrated as the bearings 33 and 33 'rotatably supporting the rotation side of an angle detector, it is not limited to this type and a lubrication method, but it is installation space and friction If the multi-point contact bearing is not available, such as high speed rotation or reduction of friction torque, two angular bearings or deep groove ball bearings are arranged on each axis and preloaded. You may make it.

또 그 외의 격벽의 밖, 안에 배치되는 구조 부품 및 격벽의 재질, 형상, 제조 방법은 제조 비용이나 사용되는 환경, 하중 조건, 구성 등에 의해 적절하게 변경되는 것이다.In addition, the materials, shapes, and manufacturing methods of the structural parts and the partitions arranged outside and inside the other partitions are appropriately changed depending on the production cost, the environment used, the load conditions, and the configuration.

이상 상술한 모터 시스템은 각 축의 로터나, 스테이터나, 리졸버에 이용한 자기 커플링으로부터 누출되는 자속에 의해, 서로의 로터나 회전 검출기에 이용한 자기 커플링에 회전 방향의 추력을 발생시키지 않게, 서로의 자계를 차폐하기 위한 자기 실드를 각 축의 로터사이에 설치하거나 각 축의 로터, 스테이터, 리졸버로부터 발생하는 전자계에 의해 서로의 리졸버에 간섭하지 않게, 서로의 전자계를 차폐하기 위한 자기 실드를 설치하거나, 축 방향으로 인접하는 축끼리의 로터의 극수나 스테이터의 슬롯수를 바꾸거나 하는 것에 의해, 각 축 서로간에 발생하는 자기적 간섭을 방지하고 있으므로, 각 축의 축 방향 길이와, 각 축의 축 방향 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 2축 동축, 4축 동축이라고 하는 다축 동축 모터 시스템이면서, 전체의 축길이를 억제한 구성이 가능하다. 특히, 4축 동축이라고 하는 다축 구성의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 시스템에 있어서는 챔버 구조를 크게 바꾸지 않고 고정밀의 위치 결정을 할 수 있는 프록레그(frog leg) 암식 로보트를 2대 설치할 수 있으므로, 장치 전체의 성능 및 가동률을 높일 수 있다.The above-described motor system is mutually prevented from generating a thrust in the rotational direction by the magnetic flux leaking from the rotor, the stator, or the magnetic coupling used in the resolver, for each of the shafts. Magnetic shields are provided between the rotors of each axis to shield the magnetic fields, or magnetic shields are used to shield each other's electromagnetic fields so as not to interfere with each other's resolvers by the electromagnetic fields generated from the rotors, stators, and resolvers on each axis. By changing the number of poles of the rotor and the number of slots of the stator adjacent to each other in the direction, the magnetic interference generated between each axis is prevented, so the axial length of each axis and the axial distance of each axis are shortened. can do. Therefore, the structure which restrained the whole shaft length while being a multi-axis coaxial motor system called two-axis coaxial and four-axis coaxial is possible. In particular, in a system using a direct drive motor with a multi-axis configuration called 4-axis coaxial, two prog leg female robots can be installed, which can accurately position the chamber without greatly changing the chamber structure. Improve performance and uptime.

이상, 본 발명을 실시 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정하여 해석되어서는 되지 않고, 적절하게 변경·개량이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터는 진공 분위기에 한정하지 않고, 대기외의 분위기로 사용할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조 공정의 경우, 진공 배기 후에 진공조 내부에 에칭용의 반응성 가스가 도입되는 것이 있지만, 본 실시 형태의 다이렉트 드라이브 모터에서는 격벽에 의해 내부와 외부가 차폐되어 있기 때문에, 모터 코일이나 절연재 등이 에칭되어 버릴 우려도 없다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is limited to the said embodiment, Of course, it can change and improve suitably. For example, the direct drive motor of the present embodiment can be used not only in a vacuum atmosphere but also in an atmosphere outside the atmosphere. For example, in the case of a semiconductor manufacturing process, although the reactive gas for etching is introduce | transduced into a vacuum chamber after vacuum exhaust, since the inside and the exterior are shielded by the partition in the direct drive motor of this embodiment, a motor coil There is no fear of etching or an insulating material.

본 발명은 대기외의 분위기, 예를 들면 진공중에서 이용되는 복수의 다이렉트 드라이브 모터를 이용한 모터 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a motor system using a plurality of direct drive motors used in an atmosphere outside the atmosphere, for example, in a vacuum.

Claims (6)

대기외의 분위기중에서 이용되는 제1의 다이렉트 드라이브 모터와 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 동축적으로 결합한 모터 시스템에 있어서,In a motor system that coaxially combines a first direct drive motor and a second direct drive motor to be used in an atmosphere outside the atmosphere, 각 다이렉트 드라이브 모터가,Each direct drive motor, 하우징과,Housings, 상기 하우징으로부터 연장하고, 대기측과 대기 외측을 격절하는 격벽과,A partition wall extending from the housing and separating the atmosphere side and the outside of the atmosphere; 상기 격벽에 대해서 대기 외측에 배치된 외측 로터와,An outer rotor disposed outside the atmosphere with respect to the partition wall; 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치된 스테이터 및 상기 격벽에 대해서 대기 측에 배치되고, 상기 외측 로터와 함께 동반 회전하는 내측 로터와,A stator disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall, and an inner rotor disposed on the atmosphere side with respect to the partition wall and co-rotating with the outer rotor; 상기 내측 로터의 회전 위치를 검출하는 검출기를 가지고 있고,It has a detector for detecting the rotation position of the inner rotor, 또한, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 내측 로터는, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 스테이터를 사이에 두게 하고, 축선 방향 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 시스템.The inner rotor of the first and second direct drive motors is disposed outside the axial direction with the stators of the first and second direct drive motors interposed therebetween. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 검출기는, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터끼리를 연결한 상태에서 축선 방향 양측으로부터 조정가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 시스템.The detector of the said 1st and said 2nd direct drive motor is adjustable from both sides of an axial direction in the state which connected said 1st and said 2nd direct drive motors, The motor system characterized by the above-mentioned. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 하우징의 축선 방향 일단에는, 다른 하우징의 축선 방향 타단에 형성된 볼록부에 끼워 맞추는 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부와 상기 볼록부를 끼워 맞추는 것으로, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 복수 쌍 연결한 것을 특징으로 하는 모터 시스템.At one end in the axial direction of the housing, a concave portion is formed to fit into the convex portion formed at the other end in the axial direction of the other housing, and the first and second direct drive motors are fitted by A motor system characterized by connecting a plurality of pairs. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 하우징과, 상기 다른 하우징과의 사이에 축사이를 연장하는 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 모터 시스템.A motor system provided with a member extending between shafts between said housing and said other housing. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 격벽의 축선 방향 일단끼리를 체결하는 것에 의해, 상기 제1 및 상기 제2의 다이렉트 드라이브 모터를 복수 쌍 연결한 것을 특징으로 하는 모터 시스템.A plurality of pairs of the first and second direct drive motors are connected by fastening end portions of the partition walls in the axial direction. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터의 스테이터에서의 배선은, 상기 제1 및 제2의 다이렉트 드라이브 모터 사이를 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 시스템A wiring in the stator of the first and second direct drive motors extends between the first and second direct drive motors.
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