本發(fā)明涉及一種直接驅動電動機、以及使用該直接驅動電動機的輸送裝置、檢查裝置和機床。
背景技術:
通常,已知有直接驅動電動機(以下也稱為DD電動機),其采用將旋轉力直接傳遞給旋轉體,使該旋轉體相對于被旋轉體向規(guī)定方向旋轉的驅動方式(電動機負載直連式驅動方式)。這種DD電動機包括電動機部、軸承、旋轉檢測器(旋轉變壓器)和殼體,其整體形狀形成為大致圓柱狀。為了實現使用DD電動機的輸送裝置、檢查裝置和機床等的小型化,優(yōu)選采用能減小該DD電動機的殼體的設置面積(所謂占地面積)或該殼體的軸向高度的扁平結構。因此,以往為了縮小DD電動機的占地面積,提出了將電動機部、軸承、旋轉檢測器(旋轉變壓器)在軸向上縱列配置的結構(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1:日本特開2012-178926號公報
技術實現要素:
在DD電動機中,為了使輸出軸高精度地旋轉并定位,需要更高精度地檢測其旋轉狀態(tài)來進行控制。因此,對構成DD電動機的部件的尺寸精度要求很高。為了在組合各部件時,不使各部件發(fā)生干涉而產生應力(stress),需要有容許各部件的尺寸公差的余量(margin)。然而,在部件數量較多時,可能因各部件的余量而導致在組裝DD電動機時尺寸精度降低。特別是,作為檢測旋轉狀態(tài)的旋轉檢測器來使用的旋轉變壓器的組裝位置發(fā)生偏差時,可能無法高精度地檢測DD電動機的旋轉狀態(tài)而導致控制精度降低。
此外,如果來自電動機部的磁力線回繞至旋轉變壓器,則可能對DD電動機的旋轉狀態(tài)的檢測精度產生不良影響。
以往采用下述方法:經由非磁性材料的安裝部件,將旋轉變壓器安裝于由磁性材料構成的DD電動機的結構體,由此防止來自電動機部的磁力線回繞至旋轉變壓器,提高DD電動機的旋轉狀態(tài)的檢測精度。然而,在這種情況下,導致構成DD電動機的部件增加。因此,可能各部件間的尺寸公差所引起的旋轉變壓器轉子及旋轉變壓器定子的位置偏差會增大。此外,隨著構成DD電動機的部件增加,制造工時也增加,因此可能導致DD電動機的成本及生產成本上升。
本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的,其目的在于提供一種能夠提高旋轉狀態(tài)的檢測精度的直接驅動電動機、使用該直接驅動電動機的輸送裝置、檢查裝置和機床。
為了解決上述問題,本發(fā)明的第一形態(tài)提供一種直接驅動電動機,其具備:電動機部,其具有定子以及相對于該定子能夠旋轉的轉子;第一殼體,其固定有定子;第二殼體,其固定有轉子;軸承,其將第二殼體以使其相對于第一殼體旋轉自由的方式支承;固定圈壓緊部件,其由非磁性材料構成,與第一殼體一起在軸向上夾持軸承的固定圈;以及旋轉檢測器,其用于檢測電動機部的旋轉狀態(tài),其中,旋轉檢測器包括:旋轉變壓器轉子以及與該旋轉變壓器轉子對置地配置的旋轉變壓器定子,旋轉變壓器轉子直接固定于第二殼體,旋轉變壓器定子直接固定于固定圈壓緊部件。
根據本發(fā)明的第一形態(tài),能夠抑制對第二殼體的旋轉角度位置的檢測精度產生影響的、來自電動機部的磁力線回繞至旋轉變壓器定子以及旋轉變壓器轉子和旋轉變壓器定子的位置偏差雙方,從而能夠高精度地檢測電動機部的旋轉狀態(tài)。
此外,本發(fā)明的第二形態(tài)是在第一形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,固定圈壓緊部件的徑向截面形狀呈長方形或正方形。采用這種結構,能夠進一步提高第二殼體的旋轉角度位置的檢測精度,并且能夠提高直接驅動電動機的旋轉精度。
此外,本發(fā)明的第三形態(tài)是在第一形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,構成固定圈壓緊部件的非磁性材料是奧氏體不銹鋼。采用這種結構,能夠使直接驅動電動機為高剛度構造,并且能夠使第二殼體的旋轉角度位置的檢測精度及直接驅動電動機的旋轉精度進一步高精度化。
此外,本發(fā)明的第四形態(tài)是在第一形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,旋轉檢測器是用于檢測轉子相對于定子的相對位移的增量式的單個旋轉變壓器。采用這種結構,能夠減小直接驅動電動機的軸向高度尺寸,從而能夠實現直接驅動電動機在軸向上的小型化。
此外,本發(fā)明的第五形態(tài)是在第四形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,具備:功率因數檢測部,其檢測在對電動機部接通電源時功率因數為0的位置;以及換相控制部,其根據功率因數為0的位置以及從旋轉變壓器輸出的增量信息來控制該電動機部的換相。采用這種結構,即使是僅搭載單個的旋轉變壓器的結構,也能夠高精度地檢測直接驅動電動機的旋轉狀態(tài)。
此外,本發(fā)明的第六形態(tài)是在第一形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,電動機部、軸承和旋轉檢測器在軸承的軸向上排列配置。采用這種結構,能夠抑制直接驅動電動機在徑向上的擴大,從而能夠實現占地面積的減少。
此外,本發(fā)明的第七形態(tài)是在第一形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,第二殼體包括:凸緣部,其在軸承的旋轉圈的一個軸向端面?zhèn)妊由?;以及旋轉圈壓緊部件,其被配置在該旋轉圈的另一個軸向端面?zhèn)取2捎眠@種結構,即使萬一填充于軸承與第二殼體的嵌合面的填充劑的粘合力下降時,也能夠防止軸承從第二殼體脫離。
此外,本發(fā)明的第八形態(tài)是在第一形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,第二殼體包括:凸緣部,其在軸承的旋轉圈的一個軸向端面?zhèn)妊由欤画h(huán)狀槽,其形成在旋轉圈的另一個軸向端面?zhèn)?;以及旋轉圈壓緊部件,其安裝于該環(huán)狀槽,并且將第二殼體和該旋轉圈用填充劑固定。采用這種結構,即使萬一填充于軸承與第二殼體的嵌合面的填充劑的粘合力下降時,也能夠通過旋轉圈壓緊部件來防止軸承從第二殼體脫離。
此外,本發(fā)明的第九形態(tài)是在第七形態(tài)或第八形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,旋轉圈壓緊部件是C形止動環(huán)。采用這種結構,即使萬一填充于軸承與第二殼體的嵌合面的填充劑的粘合力下降時,也能夠防止軸承從第二殼體脫離。
此外,本發(fā)明的第十形態(tài)是在第一形態(tài)的直接驅動電動機中,也可以是,第二殼體形成為大致圓筒形狀,且配置成相對于軸承的軸線比第一殼體靠外側,并且是在軸向上無縫的一體結構。采用這種結構,不使第二殼體在軸向上大型化也能夠支承軸承,而能夠實現直接驅動電動機的小型化。
此外,本發(fā)明的第十一形態(tài)提供一種輸送裝置,其具備第一形態(tài)至第十形態(tài)中的任一形態(tài)的直接驅動電動機,通過第二殼體的旋轉對輸送物進行輸送。采用這種結構,能夠提高對輸送物進行輸送時的位置精度,并且能夠實現輸送裝置的小型化。
此外,本發(fā)明的第十二形態(tài)提供一種檢查裝置,其具備:第一形態(tài)至第十形態(tài)中的任一形態(tài)的直接驅動電動機;以及檢查部,其對由于第二殼體的旋轉而移動的對象物逐個進行檢查。采用這種結構,能夠提高將對象物移動到檢查部時的位置精度,并且能夠實現檢查裝置的小型化。
此外,本發(fā)明的第十三形態(tài)提供一種機床,其具備:第一形態(tài)至第十形態(tài)中的任一形態(tài)的直接驅動電動機;以及加工部,其對由于第二殼體的旋轉而移動的對象物逐個進行加工。采用這種結構,能夠提高將對象物移動到加工部時的位置精度,并且能夠實現機床的小型化。
根據本發(fā)明的形態(tài),能夠提供一種可提高旋轉狀態(tài)的檢測精度的直接驅動電動機、使用該直接驅動電動機的輸送裝置、檢查裝置和機床。
附圖說明
圖1是表示本實施方式涉及的直接驅動電動機的結構的截面圖。
圖2是表示對本實施方式涉及的直接驅動電動機的旋轉角度位置進行控制的結構的框圖。
圖3是使用本實施方式涉及的直接驅動電動機的檢查裝置的概略結構圖。
圖4是使用本實施方式涉及的直接驅動電動機的機床的概略結構圖。
符號說明
3 內殼體(第一殼體)
5 轉子法蘭(第二殼體)
7 殼體
9 電動機部
10 DD電動機
11 軸承
13 定子(stator)
15 轉子(rotor)
20 控制單元
21 內圈(固定圈)
21a 內圈(固定圈)的軸向一端面(一個軸向端面)
21b 內圈(固定圈)的軸向另一端面(另一個軸向端面)
23 外圈(旋轉圈)
23a 外圈(旋轉圈)的軸向一端面(一個軸向端面)
23b 外圈(旋轉圈)的軸向另一端面(另一個軸向端面)
25 滾動體
27 旋轉變壓器(旋轉檢測器)
29 內圈壓緊部件(固定圈壓緊部件)
33 旋轉變壓器轉子
35 旋轉變壓器定子
41 功率因數檢測部
43 換相控制部
51 凸緣部(轉子法蘭)
52 槽部
53 外圈壓緊部件(旋轉圈壓緊部件)
60 內圈固定部
61 凸緣部(內殼體)
80 工作臺
81 檢查對象物(輸送物)
82 攝像機(檢查部)
91 加工對象物(對象物)
100 檢查裝置
101 機床
S 旋轉軸
具體實施方式
參照附圖對用于實施本發(fā)明的方式(實施方式)進行詳細說明。本發(fā)明不限于以下實施方式所記載的內容。此外,在以下記載的結構要素中包含本領域技術人員能夠容易想到的結構要素、實質上相同的結構要素。而且,以下記載的結構要素能夠適當組合。
圖1是表示本實施方式涉及的直接驅動電動機10的結構的截面圖。直接驅動電動機(以下稱為DD電動機)10能夠不經由減速機構(例如減速齒輪、傳動帶等)而將旋轉力直接傳遞給旋轉體,使該旋轉體沿規(guī)定方向旋轉。
本實施方式的DD電動機10構成為通常所說的外轉子式電動機。如圖1所示,DD電動機10具備:殼體7,其包括固定于基臺1的環(huán)狀的內殼體(第一殼體)3以及配置在該內殼體3的外側的環(huán)狀的轉子法蘭(第二殼體)5;電動機部9,其被組裝在內殼體3與轉子法蘭5之間,使轉子法蘭5相對于內殼體3旋轉;以及軸承11,其將轉子法蘭5以能夠旋轉的方式支承于內殼體3。
內殼體3和轉子法蘭5分別形成為直徑不同的大致圓筒形狀,相對于旋轉軸S呈同心狀地配置。轉子法蘭5是在旋轉軸S的軸向(在圖1中為上下方向)上無縫的一體結構。即,轉子法蘭5構成為在旋轉軸S的軸向上從下端部至上端部的整周上連續(xù)的大致圓筒狀,在上端部安裝各種工件(未圖示)。通過由電動機部9使轉子法蘭5旋轉,能夠使各種工件與其一起在規(guī)定方向旋轉。這樣,轉子法蘭5由于電動機部9的動作而以旋轉軸S為中心進行旋轉運動,因此具有作為輸出軸的功能。此外,內殼體3構成為在旋轉軸S的軸向上從下端部至軸承11的整周上連續(xù)的大致圓筒狀,并且與內圈壓緊部件(固定圈壓緊部件)29一起夾持該軸承11。另外,在本實施方式中,內殼體3和轉子法蘭5由磁性材料構成,內圈壓緊部件29由非磁性材料構成。其理由將在后面進行說明。
此外,內圈壓緊部件29也可以采用截面呈長方形或正方形的圓環(huán)狀的形狀,來替代如圖1所示的徑向截面形狀呈L形的圓環(huán)狀的形狀。這樣,能夠容易地實現軸向兩端面的平行度和平面度的高精度。
電動機部9配置于殼體7的下部(基臺1附近)。電動機部9包括:固定于內殼體3的外周面的定子(stator)13;以及固定于轉子法蘭5的內周面的、與定子13對置地配置的轉子(rotor)15。定子13具有多個電動機鐵芯17,其沿著周向(轉子法蘭5的旋轉方向)以規(guī)定間隔(例如等間隔)呈同心狀地排列,在各電動機鐵芯17固定有將導線多重卷繞而成的定子線圈19。定子13與用于供給來自控制單元20(圖2)的電力的配線連接,通過該配線對定子線圈19供給電力。轉子15由沿著周向(轉子法蘭5的旋轉方向)以規(guī)定間隔(例如等間隔)呈同心狀地排列的多個永久磁鐵構成。通過控制單元20對定子線圈19進行通電時,根據弗來明左手定律,對轉子法蘭5施加旋轉力,轉子法蘭5沿規(guī)定方向旋轉。
軸承11配置在軸向上與電動機部9相比遠離基臺1的位置。軸承11包括以能夠相對旋轉的方式對置地配置的內圈(固定圈)21和外圈(旋轉圈)23、以及以能夠滾動的方式設置在該內圈21和外圈23之間的多個滾動體25。軸承11優(yōu)選為單個就能夠承載軸向負荷和力矩負荷雙方的軸承,例如能夠采用四點接觸球軸承、三點接觸球軸承、深槽球軸承或交叉滾子軸承等。在采用交叉滾子軸承的情況下,優(yōu)選不使用通常的內圈或外圈為分割結構的軸承而使用內外圈都為一體結構的軸承。內圈21由內殼體3和內圈壓緊部件29夾持,外圈23固定于轉子法蘭5的內周面。軸承11的支承結構將在后面說明。
此外,DD電動機10在軸承11的上方(即在軸向上與軸承11相比遠離基臺1的位置)設置有旋轉變壓器(旋轉檢測器)27,其用于檢測電動機部9的旋轉狀態(tài)(例如轉速、旋轉方向或旋轉角度等)。由此,能夠使安裝于轉子法蘭5的各種工件精確地旋轉規(guī)定角度,高精度地定位于目標位置。此外,通過蓋31將旋轉變壓器27與外界隔離而對其進行保護,蓋31呈圓板狀,設置于與內殼體3連結的內圈壓緊部件29的上部。
在本實施方式中,DD電動機10采用下述結構:將電動機部9、軸承11以及旋轉變壓器27以在旋轉軸S的軸向(圖1中的上下方向)上排列的方式縱列配置在殼體7內。由此,在DD電動機10中,由于可抑制以旋轉軸S為中心的徑向上的增大,所以能夠實現殼體7的設置面積(所謂占地面積)的減小。而近年來要求DD電動機不僅殼體的設置面積減小而且軸向高度尺寸也要減小。
在本實施方式中,在殼體7內僅配置有單個的旋轉變壓器27。旋轉變壓器27是增量式旋轉變壓器,其檢測轉子15相對于定子13的相對位移。旋轉變壓器27包括:旋轉變壓器轉子33,其呈圓環(huán)狀,具有相對于旋轉軸S偏心的內周;以及旋轉變壓器定子35,其與旋轉變壓器轉子33的內側對置地配置,具有以旋轉軸S為中心的圓環(huán)狀的形狀,檢測與旋轉變壓器轉子33之間的磁阻變化。這樣,通過采用在殼體7內僅配置有單個的旋轉變壓器27的結構,與沿著軸向縱列配置絕對式旋轉變壓器和增量式旋轉變壓器這兩種旋轉變壓器的結構相比,能夠減小DD電動機10的軸向高度尺寸。
旋轉變壓器轉子33通過螺栓33a而不經由其他部件直接安裝于旋轉變壓器轉子固定部5a而一體化,該旋轉變壓器轉子固定部5a形成于轉子法蘭5的內周面。此外,旋轉變壓器定子35通過螺栓35a而不經由其他部件直接安裝于旋轉變壓器定子固定部29a而一體化,該旋轉變壓器定子固定部29a形成于內圈壓緊部件29的外周面。
由于通過使旋轉變壓器轉子33偏心來使旋轉變壓器轉子33與旋轉變壓器定子35之間的距離在圓周方向上產生變化,所以磁阻根據旋轉變壓器轉子33的位置會產生變化。因此,轉子法蘭5每旋轉一周,就是磁阻變化的基波分量的一個周期。旋轉變壓器27輸出與轉子法蘭5的旋轉角度位置對應地產生變化的旋轉變壓器信號(增量信息)。
圖2是表示用于控制本實施方式涉及的DD電動機10的旋轉角度位置的結構的框圖。DD電動機10與用于控制該DD電動機10的動作的控制單元20連接。該控制單元20包括:功率因數檢測部41,其檢測在對電動機部9接通電源時功率因數為0的位置;以及換相控制部43,其基于該功率因數為0的位置和旋轉變壓器信號來控制電動機部9的換相。
在本實施方式中,功率因數檢測部41檢測在對電動機部9(定子線圈19)接通電源時功率因數為0的旋轉變壓器轉子33的位置,將該檢測出的位置設定為基準位置。然后,將該基準位置輸出到換相控制部43。換相控制部43獲取由旋轉變壓器27檢測的旋轉變壓器信號,基于該旋轉變壓器信號的變化和基準位置來控制流過電動機部9的電動機電流的換相定時。由此,在檢測電動機電流的換相定時時不需要絕對式旋轉變壓器,因而不需要搭載絕對式旋轉變壓器和增量式旋轉變壓器這兩種旋轉檢測器。因此,能夠采用單個的旋轉變壓器結構,從而能夠抑制DD電動機10的軸向高度。
接著,對軸承11的外圈(旋轉圈)23的支承結構進行說明。在轉子法蘭5的內周面上,沿整周地形成有其寬度與軸承11的軸向高度相當的外圈固定部50,在該外圈固定部50的旋轉變壓器27側沿整周地形成有凸緣部51,該凸緣部51的直徑小于軸承11的外圈(旋轉圈)23的外徑且向內側突出。此外,在外圈固定部50的電動機部9側形成有其直徑大于軸承11的外圈(旋轉圈)23的外徑的槽部52。
凸緣部51在外圈(旋轉圈)23的軸向一端面(旋轉變壓器27側端面)23a側延伸。優(yōu)選凸緣部51以下述方式形成:該凸緣部51的內周面51b位于外圈(旋轉圈)23的內周面的外側,并且位于外圈(旋轉圈)23的倒角部的內側。由此,能夠由凸緣部51可靠地支承軸承11的外圈(旋轉圈)23。
此外,在槽部52安裝有具有向外徑方向擴張的彈性力的外圈壓緊部件(旋轉圈壓緊部件)53,該外圈壓緊部件53在外圈(旋轉圈)23的軸向另一端面(電動機部9側端面)23b側延伸。槽部52的外徑比軸承11的外圈(旋轉圈)23的最大外徑稍大,即使軸承11自身的允許負荷施加于外圈壓緊部件53也不會使其脫落。另外,作為外圈壓緊部件53,可以使用C形止動環(huán),也可以使用彈性環(huán)。
此外,在軸承11的外圈(旋轉圈)23與形成于轉子法蘭5的外圈固定部50之間的間隙中填充有填充劑(例如模塑劑、粘合劑),通過該填充劑固化,將軸承11與轉子法蘭5固定。
這樣,軸承11的外圈(旋轉圈)23被設置于外圈固定部50的軸向上下方(兩端)的凸緣部51和外圈壓緊部件53在軸向上夾持,通過填充在軸承11與外圈固定部50之間的間隙中的填充劑固化而被固定。采用上述結構,即使萬一因填充劑破損或劣化而導致固定力下降,外圈壓緊部件53也能夠防止旋轉圈23從轉子法蘭5脫落。
接著,對軸承11的內圈(固定圈)21的支承結構進行說明。在轉子法蘭5和軸承11的外圈(旋轉圈)23被固定之后,由內殼體3和內圈壓緊部件29夾持軸承11的內圈(固定圈)21,并用多個螺栓35b進行緊固,由此在軸向上固定并支承軸承11的內圈(固定圈)21。另外,在本實施方式中,插通內殼體3和內圈壓緊部件29進行固定的螺栓35b是與用于將旋轉變壓器定子35固定于內圈壓緊部件29的螺栓35a不同的另一部件。
內圈壓緊部件29的外徑大于軸承11的內圈(固定圈)21的內徑。內圈壓緊部件29的外緣部在內圈(固定圈)21的軸向一端面(旋轉變壓器27一側端面)21a側延伸。內圈壓緊部件29優(yōu)選以下述方式形成:該內圈壓緊部件29的外緣部位于內圈(固定圈)21的外周面的內側,并且位于內圈(固定圈)21的倒角部的外側。由此,能夠由內圈壓緊部件29可靠地支承軸承11的內圈(固定圈)21。
此外,在內殼體3的外周面上,從上端部沿整周地形成有其寬度與軸承11的軸向高度相當的內圈固定部60,在該內圈固定部60的電動機部9側沿整周地形成有凸緣部61,該凸緣部61的直徑大于軸承11的內圈(固定圈)21的內徑且向外側突出。
凸緣部61在內圈(固定圈)21的軸向另一端面(電動機部9側端面)21b側延伸。凸緣部61優(yōu)選以下述方式形成:該凸緣部61的外周面61b位于內圈(固定圈)21的外周面的內側,并且位于內圈(固定圈)21的倒角部的外側。由此,能夠由凸緣部61可靠地支承軸承11的內圈(固定圈)21。
此外,在軸承11的內圈(固定圈)21與形成于內殼體3的內圈固定部60之間的間隙中填充填充劑(例如模塑劑、粘合劑),通過該填充劑固化,將軸承11與內殼體3固定。
這樣,軸承11的內圈(固定圈)21被內圈壓緊部件29和設置在內圈固定部60的軸向下端的凸緣部61在軸向上夾持,通過填充在軸承11與內圈固定部60之間的間隙中的填充劑固化而被固定。
這里,在本實施方式涉及的DD電動機10中,將內殼體3和內圈壓緊部件29定義為構成DD電動機10的固定部的結構體,將轉子法蘭5定義為構成DD電動機10的旋轉部的結構體。
例如,在構成旋轉部的結構體由下部的轉子法蘭部件和上部的外圈壓緊部件構成而由外圈壓緊部件和轉子法蘭部件夾持軸承的外圈(旋轉圈)的結構中,需要插通多個螺栓等來固定外圈壓緊部件和轉子法蘭部件。在這樣的結構中,通過外圈壓緊部件和轉子法蘭部件來夾持軸承的外圈(旋轉圈)并通過緊固螺栓來固定軸承,但是如果采用這樣的結構,則構成DD電動機的部件數量增多,因容許各部件的尺寸公差的余量而可能導致在組裝DD電動機時尺寸精度降低。
在本實施方式中,如上所述,構成DD電動機19的旋轉部的結構體即轉子法蘭5是在旋轉軸S的軸向(圖1中的上下方向)上無縫的一體結構,由于構成為在旋轉軸S的軸向上從下端部至上端部沿整周連續(xù)的大致圓筒狀,所以能夠抑制在組裝完DD電動機10時尺寸精度降低。此外,用于構成DD電動機10的部件數量減少,因此能夠降低DD電動機10的成本及制造成本。
此外,在本實施方式中,如上所述,采用了在殼體7內僅配置有單個的旋轉變壓器27的結構,所以能夠減小DD電動機10的軸向高度尺寸,隨之能夠減小轉子法蘭5的軸向高度尺寸。由此,能夠減少轉子法蘭5的材料的使用量,有助于DD電動機10低成本化。
此外,通常DD電動機的結構體(轉子法蘭、內殼體、軸承、內圈壓緊部件等)是由磁性材料構成的。與此相對,旋轉變壓器27是如上述那樣通過進行磁感測來檢測轉子法蘭5的旋轉角度位置的裝置,因此來自電動機部9的磁力線回繞可能對轉子法蘭5的旋轉角度位置的檢測精度產生不良影響。
這里,例如在構成固定部的結構體由一個內殼體部件構成的結構中,為了避免經由由磁性材料構成的內殼體部件的來自電動機部的磁力線回繞所產生的影響,需要經由其他的由非磁性材料構成的安裝部件等來將旋轉變壓器定子安裝于內殼體部件。
在本實施方式中,如上所述,由內殼體3、以及與該內殼體3一起夾持軸承11的由非磁性材料構成的內圈壓緊部件29構成固定部,并且,插通內殼體3和內圈壓緊部件29進行固定的螺栓35b是與用于將旋轉變壓器定子35固定于內圈壓緊部件29的螺栓35a不同的另一部件。即,是在由磁性材料構成的內殼體3和旋轉變壓器定子35之間不產生導通的結構。
由此,能夠抑制因來自電動機部9的磁力線回繞而對轉子法蘭5的旋轉角度位置的檢測精度產生的影響,從而能夠提高轉子法蘭5的旋轉角度位置的檢測精度。此外,由于不需要在旋轉變壓器定子35與內圈壓緊部件29之間設置其他部件,所以能夠抑制旋轉變壓器定子35的安裝位置的偏差,從而能夠進一步提高轉子法蘭5的旋轉角度位置的檢測精度。此外,轉子法蘭5也是由單個構件構成的,總體上能夠削減構成DD電動機10的部件數量,因此能夠進一步降低DD電動機10的成本及生產成本。
此外,如上所述,只要內圈壓緊部件29采用徑向截面呈長方形或正方形的圓環(huán)狀的形狀,就能夠容易地實現軸向兩端面的平行度、平面度的高精度。由此,通過將軸向上端面作為旋轉變壓器定子35的安裝面,能夠進一步抑制旋轉變壓器定子35的安裝位置的偏差,因而能夠使轉子法蘭5的旋轉角度位置的檢測精度更高,并且通過將軸向下端面作為軸承保持面,能夠提高DD電動機10的旋轉精度。
此外,內圈壓緊部件29的材質采用奧氏體不銹鋼,因此與由鋁等其它非磁性材料構成內圈壓緊部件29的情況相比,能夠獲得更高的剛度。此外,奧氏體不銹鋼與鋁等其它非磁性材料相比能夠進行更高精度的加工,所以通過將內圈壓緊部件29的材質采用奧氏體系不銹鋼,不僅能夠抑制因來自電動機部9的磁力線回繞而對轉子法蘭5的旋轉角度位置的檢測精度產生的影響,而且能夠提高旋轉變壓器定子35的位置精度,因此能夠實現轉子法蘭5的旋轉角度位置的檢測精度和DD電動機10的旋轉精度的進一步高精度化。
圖3是使用本實施方式涉及的DD電動機10的檢查裝置100的概略結構圖。DD電動機10的轉子法蘭5的上端與圓板上的工作臺80連結,通過轉子法蘭5的動作,使工作臺80旋轉。在該工作臺80的邊緣部隔開相等間隔地配置檢查對象物(輸送物)81。在該結構中,通過DD電動機10的運轉使檢查對象物81與工作臺80一起旋轉而被輸送,所以構成具有DD電動機10和工作臺80的輸送裝置。此外,在工作臺80的邊緣部的上方配置有攝像機(檢查部)82,其用于逐個觀察與工作臺80一起旋轉(輸送)的各檢查對象物81。并且,由該攝像機82進行拍攝,由此能夠基于拍攝圖像對檢查對象物81進行檢查。采用該結構,能夠提高將檢查對象物81移動到攝像機82的下方時的位置精度,并且能夠實現檢查裝置100的小型化。
圖4是使用本實施方式涉及的DD電動機10的機床101的概略結構圖。DD電動機10的轉子法蘭5的上端與圓板上的工作臺80連結,通過轉子法蘭5的動作,使工作臺80旋轉。在該工作臺80的邊緣部隔開相等間隔地配置加工對象物(對象物)91。此外,在工作臺80的邊緣部例如配置裝載機械手(加工部),其用于對加工對象物91實施裝載新部件92、93這樣的加工,能夠配合工作臺80的旋轉對加工對象物91實施加工。采用該結構,能夠提高將加工對象物91移動到裝載機械手的位置時的位置精度,并且實現機床101的小型化。
如以上說明的那樣,根據本實施方式,包括:電動機部9,其具有定子13和相對于該定子13能夠旋轉的轉子15;內殼體(第一殼體)3,其固定有定子13;轉子法蘭(第二殼體)5,其固定有轉子15;軸承11,其將轉子法蘭(第二殼體)5以使其相對于內殼體(第一殼體)3旋轉自由的方式支承;內圈壓緊部件(固定圈壓緊部件)29,其由非磁性材料構成,與內殼體(第一殼體)3一起在軸向上夾持軸承11的內圈(固定圈)23;以及旋轉變壓器27,其用于檢測電動機部9的旋轉狀態(tài)。旋轉變壓器27包括旋轉變壓器轉子33、以及與該旋轉變壓器轉子33對置地配置的旋轉變壓器定子35。此外,旋轉變壓器轉子33直接固定于轉子法蘭(第二殼體)5,旋轉變壓器定子35直接固定于內圈壓緊部件(固定圈壓緊部件)29。采用這種結構,能夠抑制對第二殼體的旋轉角度位置的檢測精度產生影響的、來自電動機部9的磁力線回繞至旋轉變壓器定子35、以及旋轉變壓器轉子33和旋轉變壓器定子35的位置偏差雙方,從而能夠高精度地檢測電動機部9的旋轉狀態(tài)。此外,能夠抑制構成DD電動機10的部件數量的增加,從而能夠削減DD電動機10的成本及生產成本。
此外,根據本實施方式,旋轉變壓器27是用于檢測轉子15相對于定子13的相對位移的增量式的單個旋轉變壓器。采用這種結構,能夠減小殼體7的軸向高度尺寸,從而能夠實現DD電動機10在軸向上的小型化。
此外,根據本實施方式,包括:功率因數檢測部41,其檢測在對電動機部9接通電源時功率因數為0的位置;以及換相控制部43,其根據功率因數為0的位置和從旋轉變壓器27輸出的旋轉變壓器信號來控制該電動機部9的換相。采用這種結構,在檢測電動機電流的換相定時的時候不需要絕對式旋轉變壓器。因此,不需要搭載絕對式旋轉變壓器和增量式旋轉變壓器這兩種旋轉檢測器,而能夠采用單個的旋轉變壓器結構。因此,能夠高精度地檢測電動機部9的旋轉狀態(tài),并且能夠抑制DD電動機10的軸向高度。
此外,根據本實施方式,電動機部9、軸承11和旋轉變壓器27在軸承11的軸向上排列配置。采用這種結構,能夠抑制以旋轉軸S為中心的徑向上的大型化,因此能夠減小DD電動機10的設置面積(所謂占地面積)。
此外,根據本實施方式,轉子法蘭(第二殼體)5包括:凸緣部51,其在軸承11的外圈(旋轉圈)23的軸向一端面23a側延伸;以及外圈壓緊部件(旋轉圈壓緊部件)53,其被配置在外圈(旋轉圈)23的軸向另一端面23b側。采用這種結構,即使萬一填充在軸承11與形成于轉子法蘭(第二殼體)5的外圈固定部50之間的間隙中的填充劑的粘合力下降時,也能夠防止轉子法蘭(第一殼體)5脫落。
此外,轉子法蘭(第二殼體)5包括:凸緣部51,其在軸承11的外圈(旋轉圈)23的軸向一端面23a側延伸;以及外圈壓緊部件(旋轉圈壓緊部件)53,其配置在外圈(旋轉圈)23的軸向另一端面23b側,并且用填充劑來固定轉子法蘭(第二殼體)5和外圈(旋轉圈)23。由此,即使萬一填充在軸承11與形成于轉子法蘭(第二殼體)5的外圈固定部50之間的間隙中的填充劑的粘合力下降時,也能夠通過外圈壓緊部件(旋轉圈壓緊部件)53來防止軸承11從轉子法蘭(第一殼體)5脫離。
此外,根據本實施方式,外圈壓緊部件(旋轉圈壓緊部件)53是C形止動環(huán)。由此,即使萬一填充在軸承11與形成于轉子法蘭(第二殼體)5的外圈固定部50之間的間隙中的填充劑的粘合力下降時,也能夠防止軸承11從轉子法蘭(第一殼體)5脫離。
此外,根據本實施方式,轉子法蘭(第二殼體)5形成為大致圓筒形狀且配置成相對于軸承11的軸線比內殼體(第一殼體)3靠外側,并且是在軸向上無縫的一體結構。因此能夠抑制轉子法蘭(第二殼體)5在軸向上大型化并能夠支承軸承11,從而能夠實現DD電動機10的小型化。
以上,對實施方式進行了說明,但是實施方式不限于上述內容。本實施方式的DD電動機10采用外轉子式電動機,當然也可以采用內轉子式電動機。此外,在本實施方式中,說明的是具備單個軸承11的結構,但是組合使用多個軸承的結構(包括軸承與軸承之間設置有間隔部件的情況)也能夠獲得同樣的效果。