(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸心を備えたダイレクトドライブモータであって、
前記軸心に沿う軸方向の一方側でかつ前記軸方向に直交する径方向の一方側に配置され、第１中空部を備えた第１リング体と、
前記軸方向の他方側でかつ前記径方向の他方側に配置され、第２中空部を備えた第２リング体と、
を有し、
前記第１リング体は、
前記軸方向他方側でかつ前記径方向他方側の部分に、第１テーパ面を備えており、
前記第２リング体は、
前記軸方向一方側でかつ前記径方向一方側の部分に、前記第１テーパ面に対し間隙を介して対向配置される第２テーパ面を備えており、
前記第１リング体及び前記第２リング体のうち、いずれかのリング体は、残りのリング体を非接触で支持するように前記間隙に対し圧縮空気を供給する空気通路を備え、
前記第１リング体及び前記第２リング体のうち、一方のリング体に、永久磁石及びリアクションプレートのうち少なくとも一方を含む２次側部材を設けて２次側可動リング体を構成し、他方のリング体若しくは当該他方のリング体に固定される固定体に、前記２次側部材と空隙を介して対向配置される電機子コイルを含む１次側部材を設けて１次側固定リング体を構成し、
前記２次側可動リング体が、前記間隙を介して、前記１次側固定リング体に対して前記軸心を回転中心として回転駆動するダイレクトドライブモータであって、
前記１次側部材及び前記２次側部材は、
前記第１リング体の前記第１テーパ面よりも前記径方向他方側でかつ前記第２リング体の前記第２テーパ面よりも前記軸方向一方側に生じる第１空間、
若しくは、
前記第１リング体の前記第１テーパ面よりも前記軸方向他方側でかつ前記第２リング体の前記第２テーパ面よりも前記径方向一方側に生じる第２空間、
に配置される
ことを特徴とするダイレクトドライブモータ。
【請求項２】
前記２次側部材は、
前記第１空間及び前記第２空間のうちいずれか一方に向かって突出するように、前記２次側可動リング体に設けられており、
前記１次側部材は、
前記第１空間及び前記第２空間のうち前記いずれか一方に向かって突出するように、前記１次側固定リング体に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のダイレクトドライブモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、ダイレクトドライブモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
変速機等を介さずに被駆動物を直接駆動するダイレクトドライブモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、中空部を備えた略円環状のベースと、ベースに対して軸受を介し回転可能に支持された回転体と、回転体を所定方向に回転させるモータとが備えられている。モータは、ベースに固定された電磁石(ステータ)と、回転体に固定された永久磁石(ロータ)と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２４８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、回転体を回転可能に支持する軸受として、玉軸受、ころ軸受、クロスローラベアリングといった接触型の軸受が用いられる。この結果、例えば回転体が大径化した場合や回転速度の高速化が図られる場合には、軸受の耐久性が低下し、円滑かつ高精度な回転を確保できないおそれがあった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、円滑かつ高精度な回転を確保できるダイレクトドライブモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、所定の軸心を備えたダイレクトドライブモータであって、前記軸心に沿う軸方向の一方側でかつ前記軸方向に直交する径方向の一方側に配置され、第１中空部を備えた第１リング体と、前記軸方向の他方側でかつ前記径方向の他方側に配置され、第２中空部を備えた第２リング体と、を有し、前記第１リング体は、前記軸方向他方側でかつ前記径方向他方側の部分に、第１テーパ面を備えており、前記第２リング体は、前記軸方向一方側でかつ前記径方向一方側の部分に、前記第１テーパ面に対し間隙を介して対向配置される第２テーパ面を備えており、前記第１リング体及び前記第２リング体のうち、いずれかのリング体は、残りのリング体を非接触で支持するように前記間隙に対し圧縮空気を供給する空気通路を備え、前記第１リング体及び前記第２リング体のうち、一方のリング体に、永久磁石及びリアクションプレートのうち少なくとも一方を含む２次側部材を設けて２次側可動リング体を構成し、他方のリング体若しくは当該他方のリング体に固定される固定体に、前記２次側部材と空隙を介して対向配置される電機子コイルを含む１次側部材を設けて１次側固定リング体を構成し、前記２次側可動リング体が、前記間隙を介して、前記１次側固定リング体に対して前記軸心を回転中心として回転駆動するダイレクトドライブモータであって、前記１次側部材及び前記２次側部材は、前記第１リング体の前記第１テーパ面よりも前記径方向他方側でかつ前記第２リング体の前記第２テーパ面よりも前記軸方向一方側に生じる第１空間、若しくは、前記第１リング体の前記第１テーパ面よりも前記軸方向他方側でかつ前記第２リング体の前記第２テーパ面よりも前記径方向一方側に生じる第２空間、に配置されることを特徴とするダイレクトドライブモータが適用される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のダイレクトドライブモータによれば、円滑かつ高精度な回転を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施の形態のダイレクトドライブモータを表す断面図である。
【図２】一実施の形態のダイレクトドライブモータを表す、固定側リング体と可動側リング体との配置関係を表す要部平面図である。
【図３】従来構造に相当する比較例のダイレクトドライブモータを表す横断面図、及び、側断面図である。
【図４】横向き配置とする変形例のダイレクトドライブモータを表す断面図である。
【図５】下向き配置とする変形例のダイレクトドライブモータを表す断面図である。
【図６】吸引態様・スケール位置のバリエーションを含む変形例のダイレクトドライブモータを表す断面図である。
【図７】定盤を使用しない変形例のダイレクトドライブモータを表す断面図である。
【図８】別のデッドスペースに１次側部材及び２次側部材を設けた変形例のダイレクトドライブモータを表す断面図である。
【図９】１次側固定リング体と２次側可動リング体との内外を逆にした変形例のダイレクトドライブモータを表す断面図である。
【図１０】さらに別のデッドスペースに１次側部材及び２次側部材を設けた変形例のダイレクトドライブモータを表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、上側、下側、内側、外側は、図１等の各図中に適宜示す矢印方向に対応している。
【００１０】
＜ダイレクトドライブモータの概略＞
図１及び図２において、ダイレクトドライブモータ１は、後述の２次側可動リング体２１よりも下側（この例における軸方向一方側に相当）かつ径方向内側（径方向一方側に相当。以下同様）に配置され、定盤２（固定子ベース、固定体に相当）に固定された１次側固定リング体１１（第１リング体、他方のリング体に相当）と、１次側固定リング体１１よりも上側（この例における軸方向他方側に相当）かつ径方向外側（径方向他方側に相当。以下同様）に配置された２次側可動リング体２１（第２リング体、一方のリング体に相当）と、を備えている。
【００１１】
＜定盤＞
定盤２は、ダイレクトドライブモータ１の上記軸心Ｑと同軸で中空部２ａが形成されている。また、定盤２には、２次側可動リング体２１の回転位置を検出する検出センサ１３と、立ち上がるように設けられ、検出センサ１３を支持する支持部１４と、が備えられている。
【００１２】
＜１次側固定リング体＞
１次側固定リング体１１は、例えば石材料（グラナイト）若しくはセラミック材料等により形成されている。この１次側固定リング体１１は、中空部１１ａ（第１中空部に相当）と、固定側テーパ面１１ｂ（第１テーパ面に相当）と、空気通路１１ｃと、固定穴１１ｄと、を備えている。
【００１３】
中空部１１ａは、１次側固定リング体１１の径方向内側の部位に、上記軸心Ｑと同軸に形成されている。なお、上記中空部１１ａの内径寸法Ｗ１は、例えば３００［ｍｍ］以上かつ３０００［ｍｍ］以下となっている。固定側テーパ面１１ｂは、１次側固定リング体１１の径方向外側かつ上側の部位に、上側に向うほど先細りとなる態様で、形成されている。
【００１４】
固定穴１１ｄは、上記固定側テーパ面１１ｂよりも径方向内側において、軸心Ｑ方向に設けられている。また固定穴１１ｄは、図２に示すように、１次側固定リング体１１の周方向の複数個所に形成されている。この固定穴１１ｄには、図示しないボルトが挿通された後、定盤２に形成された雌ネジ穴と螺合することで、１次側固定リング体１１が定盤２に固定される。なお、例えば定盤２に貫通孔を形成してボルトの先端を定盤２の底面側で固定してもよい。
【００１５】
空気通路１１ｃは、軸心Ｑに沿う方向で貫通するとともに、上端が上記固定側テーパ面１１ｂに開放されている。また空気通路１１ｃは、図２に示すように、１次側固定リング体１１の周方向の複数個所に形成されており、各空気通路１１ｃに、図示しないコンプレッサー等の圧縮空気供給源から圧縮空気が供給される。詳細には、それら複数の空気通路１１ｃは、例えば１次側固定リング体１１内に形成された環状の連通溝に連通しており、共通の上記圧縮空気供給源から当該連通溝を介し、圧縮空気が供給される。
【００１６】
なおこの例では、空気通路１１ｃは、上記固定穴１１ｄと一致する周方向位置となるように配置されている。これにより、上記圧縮空気供給源から圧縮空気が供給された際に、１次側固定リング体１１が浮いて定盤２との間に隙間ができ難いように設定されている。
【００１７】
＜２次側可動リング体＞
２次側可動リング体２１は、１次側固定リング体１１よりも大径とされ、例えば石材料（グラナイト）若しくはセラミック材料等により形成されている。この２次側可動リング体２１は、スケール２３（エンコーダスケールに相当）と、中空部２１ａ（第２中空部に相当）と、可動側テーパ面２１ｂ（第２テーパ面に相当）と、を備えている。
【００１８】
中空部２１ａは、２次側可動リング体２１の径方向内側の部位に、上記軸心Ｑと同軸に形成されている。可動側テーパ面２１ｂは、２次側可動リング体２１の径方向内側かつ下側の部位に、上側に向う程に先細りとなる態様で、上記固定側テーパ面１１ｂと間隙Ｓ（詳細は後述）を介して対向するように、形成されている。なお、上記中空部２１ａの内径寸法Ｗ２は、例えば３００［ｍｍ］以上かつ３０００［ｍｍ］以下（但し上記中空部１１ａの内径寸法Ｗ１より大きい値）となっている。スケール２３は、２次側可動リング体２１の外周面に設けられ、上記検出センサ１３と対向する。
＜リニアモータ＞
本実施形態では、１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１のうち、一方（この例では２次側可動リング体２１）が可動子、他方（この例では１次側固定リング体１１）が固定子となる、リニアモータが構成される。すなわち、定盤２には、１次側固定リング体１１の径方向外側に位置するように、上記リニアモータを構成する電機子コイルを含む、複数（この例では８個の）１次側部材１２が設けられている。この例では、１次側部材１２は、特に、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の下側に生じる空間２４（第１空間部に相当）に向かって突出するように、定盤２の上面に設けられている。なお、１次側部材１２の電機子コイルの数は図２に示したものに限られず、所望の数に自在に増減可能である。
【００１９】
一方、２次側可動リング体２１には、上記リニアモータを構成するマグネット（又はリアクションプレート）を含む、２次側部材２２が設けられている。この例では、２次側部材２２は、上記同様、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の下側に生じる上記空間２４（第１空間部に相当）に向かって突出するように、定盤２と対向する２次側可動リング体２１の下面に配置されている。これによって、２次側部材２２は、定盤２に設けられた上記１次側部材１２と上下方向に対向する。
【００２０】
＜圧縮空気の供給とリニアモータの駆動＞
上記の構成において、空気通路１１ｃから圧縮空気が供給されていない状態では２次側可動リング体２１の自重により、１次側固定リング体１１の固定側テーパ面１１ｂと２次側可動リング体２１の可動側テーパ面２１ｂとが、接触状態となる。一方、上記圧縮空気供給源から空気通路１１ｃに圧縮空気が供給されると、２次側可動リング体２１が浮遊し、１次側固定リング体１１から離間する。すなわち、固定側テーパ面１１ｂと可動側テーパ面２１ｂとの間に間隙Ｓが形成され、２次側可動リング体２１は、１次側固定リング体１１により、非接触で支持される。
【００２１】
この状態から、１次側部材１２の電機子コイルに電流が通電される。これにより、その通電による流れる電流と２次側部材２２のマグネットの磁力とによって、２次側可動リング体２１が、上記可動側テーパ面２１ｂと固定側テーパ面１１ｂとの間の間隙Ｓを介し、１次側固定リング体１１に対して軸心Ｑを回転中心として周方向に回転する。この結果、２次側可動リング体２１が可動子、１次側固定リング体１１が固定子となる、ダイレクトドライブモータが実現される。
【００２２】
＜パッド部材＞
なお、上記の例では、上記浮遊の際、２次側可動リング体２１は、定盤２から立ち上げられた支柱１５に調整部材１６を介して設けられたパッド部材１７と上下方向に接触する。これにより、２次側可動リング体２１は、１次側固定リング体１１からの浮遊距離（即ち間隙Ｓの大きさ）が調整される。なお、支柱１５とパッド部材１７とは、２次側可動リング体２１の全周に跨っても良いし点在していても良い。
【００２３】
また、パッド部材１７は、単なる弾性パッド部材でも良いし、２次側可動リング体２１を１次側固定リング体１１へ向けて付勢するように、２次側可動リング体２１の図示上面を受圧部として圧力空気を（この例では下側へ）噴出するエアーパッド（空気噴出部）としても良い。この場合、例えば２次側可動リング体２１と１次側固定リング体１１とが互いに離間する方向に反発力が作用し得る場合であっても、圧力空気の噴出力によって上記固定側テーパ面１１ｂと可動側テーパ面２１ｂとの間の間隙Ｓを適宜の態様に調整することができる。
【００２４】
あるいは、パッド部材１７に代えて、２次側可動リング体２１を１次側固定リング体１１へ向かって付勢するように、回転側となる２次側可動リング体２１（又はこれに取り付けた部材）の１次側固定リング体１１側の部位（この例では下部）に設けた被吸引部（図示せず）を、磁気的に若しくは減圧吸引する吸引部を、１次側固定リング体１１若しくは定盤２（若しくはそれらに取り付けた部材）に別途設けて、２次側可動リング体２１を下側へ吸引するようにしても良い。この場合、例えば２次側可動リング体２１と１次側固定リング体１１とが互いに離間する方向に反発力が作用し得る場合であっても、被吸引部に対する吸引部からの吸引力によって上記固定側テーパ面１１ｂと可動側テーパ面２１ｂとの間の間隙Ｓを適宜の態様に調整することができる。
【００２５】
なお、上記のパッド部材１７及びその変形例（置き換え例）は、本実施形態以外の以下に述べる各変形例に対しても、適用可能であり、上記同様の効果を得る。
【００２６】
＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のダイレクトドライブモータ１では、１次側固定リング体１１を固定子、２次側可動リング体２１を可動子とするリニアモータ（詳細は省略するが、例えばリニア同期モータ、リニア誘導モータ、リニアスパルスモータ、リニア直流モータなどがあり得る）によって、２次側可動リング体２１が周方向に回転駆動される。その際、１次側固定リング体１１の固定側テーパ面１１ｂと２次側可動リング体２１の可動側テーパ面２１ｂとの間の間隙Ｓに対し圧縮空気が供給されて静圧軸受が構成され、静圧軸受により、１次側固定リング体１１が２次側可動リング体２１を非接触で支持する。これにより、接触型の軸受を用いる場合のような軸受の耐久性低下を防止し、また２次側可動リング体２１は空気で浮上しているため、軸受の摩擦損失は非常に小さく、高速回転時及び加減速時でもエネルギー損失が少ない。更に軸受部がテーパになっているため、軸心が合わせ易く軸振れが少ない、円滑かつ高精度な回転を確保することができる。
【００２７】
このとき、本実施形態では、１次側部材１２及び２次側部材２２は、１次側固定リング体１１よりも径方向外側でかつ２次側可動リング体２１よりも下側に生じる空間２４に配置される。これには以下のような意義がある。
【００２８】
上述したように、本実施形態では、１次側固定リング体１１の固定側テーパ面１１ｂと２次側可動リング体２１の可動側テーパ面２１ｂとが間隙Ｓを介して対向し、当該間隙Ｓにおける静圧軸受を介して互いに相対変位する。このとき、１次側固定リング体１１は下側かつ径方向内側、２次側可動リング体２１は上側かつ径方向外側に設けられている。言い換えれば、これら１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１は、径方向にずらされつつ軸方向に積み重なるように配置されている。このような配置である結果、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の下側に、デッドスペースとして、上記空間２４が生じる。
【００２９】
そこで本実施形態では、これらのデッドスペースを活用する形で、上記空間２４に、上記リニアモータを構成する１次側部材１２及び２次側部材２２を設ける。これにより、リニアモータを設置するための新たなスペースを特に必要としないので、ダイレクトドライブモータ１全体の小型化を図ることができる。すなわち、軸受の耐久性低下防止による円滑かつ高精度な回転の確保と、ダイレクトドライブモータ１の小型化との、両立を図ることができる。
【００３０】
また、以上説明したようにして、本実施形態において大径のダイレクトドライブモータ１を静圧軸受を用いて実現したことは、以下のような意義がある。すなわち、この種のダイレクトドライブモータを設計する場合は、従来、モータ部分(可動子及び固定子)の設計を先に行った後、それに合わせた軸受の選定を行うのが一般的である。
【００３１】
従来構造に相当する比較例を図３に示す。図３に示すように、従来手法では、例えば円筒状の金属フレーム３１の内部に、略環状の電機子コイル（モータコイル）３２を備えた固定子３０が配置され、その半径方向内側に、回転子４０のマグネット（モータマグネット）４１が配置される。上部にテーブル４２が備えられた略円筒状の上記回転子４０の径方向外周部が、適宜の金属軸受４３を介し、回転可能に上記金属フレーム３１に支持される。このような構成において、上記実施形態のダイレクトドライブモータ１と同様の（外径３０００ｍｍ程度の）大径化を図ろうとしても、上記固定子３０や回転子４０のマグネット４１についても外径が３０００ｍｍ程度の巨大な構造物となってしまうことから、現実的には製造することは極めて困難である。
【００３２】
これに対して、本願発明者等は、上記従来手法とは逆の、軸受部分（静圧軸受）の構成を先に設計した後に、当該静圧軸受に合致するモータ（リニアモータ）を設計することで、上記手法では困難であった大径化を初めて実現したものである。なお、例えば特開２００６−３３３６５２号公報において、同様の大径化の可能性のあるリニアモータ駆動のダイレクトドライブモータが開示されているが、当該公報には本実施形態のような軸受部分の構造については一切記載されておらず、回転体を回転可能に支持する構造が不明である。
【００３３】
本実施形態では、上記の構成により、上述したように中空部２１ａの内径寸法Ｗ２が３０００ｍｍ程度という大径化を実現することができ、かつそのときの静圧軸受において実行される２次側可動リング体２１の浮上量（間隙Ｓの大きさ）は数μｍ〜１０ミクロン程度という高精度を実現した。このことは、言い換えれば、１次側固定リング体１１の軸心と、２次側可動リング体２１の軸心とが、互いに当該浮上量（間隙Ｓの大きさ）以下の誤差を持って高精度に合致していることを意味している。このような高精度な芯出しを実現することにより、モータの高速回転化、回転むらや速度むらの低減、及び、振動や騒音の低減を図ることができるものである。特に、２００〜１０００ｒｐｍの回転数範囲をもつ大型のダイレクトドライブモータにおいては、２次側可動リング体が大イナーシャ化するため、軸心に振れがあるとモータ回転時の振動が大きくなり、安定した回転が実現できない。また、通常の回転モータの電磁部であるコイルや磁石の設計手法では、大型のダイレクトドライブの電磁部の周速が非常に高くなるので、磁気飽和を起こして、高速回転ができない。このため、軸受けの高精度な芯出し、及び、電機子部や界磁部の選択は非常に重要となってくる。
【００３４】
また、本実施形態では特に、１次側固定リング体１１を設置する定盤２をさらに有し、２次側部材２２は、空間２４に向かって突出するように、２次側可動リング体２１に設けられており、１次側部材１２は、空間２４に向かって突出するように、定盤２に設けられている。
【００３５】
本実施形態においては、定盤２と、この定盤２に固定される１次側固定リング体１１と、この１次側固定リング体１１に非接触で支持される２次側可動リング体２１と、の３部材を備えている。上述のように定盤２に１次側固定リング体１１が固定される構造とすることで安定的かつ確実な支持構造とすることができる。また、１次側部材１２を定盤２に設けることにより、１次側固定リング体１１に１次側部材１２を固定するための固定構造を設ける必要がなく、１次側固定リング体１１の構造を簡素化できる。
【００３６】
また、本実施形態では特に、上述したように、１次側固定リング体１１は、１次側部材１２の電機子コイルの数を増減可能に構成されている。
【００３７】
これにより、電機子コイルの数を適宜に増減することで、モータの出力トルクを増減させて簡単に所望の値に設定することができる。
【００３８】
また、本実施形態では特に、１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１が石材料（グラナイトなど）若しくはセラミック材料等により構成され、中空部１１ａの内径寸法Ｗ１及び中空部２１ａの内径寸法Ｗ２が、３００［ｍｍ］〜３０００［ｍｍ］以下となっている。
【００３９】
本実施形態では、上述のような構成とすることにより、上記のように１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１が大径化した場合であっても、軸受の耐久性の低下を確実に防止することができる。
【００４０】
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。なお、以下の各変形例において、図示及び説明を省略するが、上記同様の空気通路１１ｃが１次側固定リング体１１に設けられて圧縮空気が供給され、これによって間隙Ｓを介し非接触にて２次側可動リング体２１が１次側固定リング体１１に支持される。また、上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【００４１】
（１）横向き配置とする場合
上記実施の形態では、軸心Ｑが鉛直上下方向となるように、１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１を配置したが、このような配置に限定されるものではない。すなわち、図４に示すダイレクトドライブモータ１Ａのように、軸心Ｑが水平方向となるように、１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１を配置してもよい。
【００４２】
すなわち、ダイレクトドライブモータ１Ａは、２次側可動リング体２１よりも図示右側（この例における軸方向一方側に相当）かつ径方向内側に配置され、定盤２の図示左側に固定された上記１次側固定リング体１１と、１次側固定リング体１１よりも図示左側（この例における軸方向他方側に相当）かつ径方向外側に配置された上記２次側可動リング体２１と、を備えている。
【００４３】
固定側テーパ面１１ｂは、１次側固定リング体１１の径方向外側かつ図示左側の部位に、図示左側に向うほど先細りとなる態様で、形成されている。可動側テーパ面２１ｂは、２次側可動リング体２１の径方向内側かつ図示右側の部位に、図示左側に向う程に先細りとなる態様で、上記固定側テーパ面１１ｂと間隙Ｓを介して対向するように、形成されている。
【００４４】
１次側部材１２は、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の図示右側に生じる空間２４（第１空間部に相当）に向かって突出するように、定盤２の図示左側の面に設けられている。２次側部材２２は、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の図示右側に生じる上記空間２４に向かって突出するように、定盤２と対向する２次側可動リング体２１の図示右側の面に配置されている。これによって、２次側部材２２は、定盤２に設けられた上記１次側部材１２と図示左右方向に対向する。
【００４５】
なお、このダイレクトドライブモータ１Ａにおいて、１次側固定リング体１１が固定される基台３に最も近い支柱１５に、上記パッド部材１７及び調整部材１６とそれぞれ同様のパッド部材１９及び調整部材１８を設け、２次側可動リング体２１の自重を支えるようにしてもよい。また、パッド部材１９及び調整部材１８を設けずに、パッド部材１７及び調整部材１６のみで、軸受部がテーパ面であるがゆえに２次側可動リング体２１の自重を支えることも可能である。これにより、可動側リング２１の回転中心を上記軸心Ｑと確実に一致させることができる。
【００４６】
本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得る。すなわち、接触型の軸受を用いる場合のような軸受の耐久性低下を防止し、円滑かつ高精度な回転を確保することができる。またデッドスペースを活用する形で、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の上記軸方向一方側（この例では図示右側）に位置する上記空間２４に１次側部材１２及び２次側部材２２を設けることにより、ダイレクトドライブモータ１Ａ全体の小型化を図ることができる。すなわち、軸受の耐久性低下防止による円滑かつ高精度な回転の確保と、ダイレクトドライブモータ１Ａの小型化との、両立を図ることができる。
【００４７】
（２）下向き配置とする場合
すなわち、図５に示すダイレクトドライブモータ１Ｂのように、定盤２の下側に１次側固定リング体１１が固定され、そのさらに下側に２次側可動リング体２１が設けられて非接触で支持される場合である。すなわち、ダイレクトドライブモータ１Ｂは、２次側可動リング体２１よりも上側（この例における軸方向一方側に相当）かつ径方向内側に配置され、定盤２の下部に固定された上記１次側固定リング体１１と、１次側固定リング体１１よりも下側（この例における軸方向他方側に相当）かつ径方向外側に配置された上記２次側可動リング体２１と、を備えている。
【００４８】
固定側テーパ面１１ｂは、１次側固定リング体１１の径方向外側かつ下側の部位に、下側に向うほど先細りとなる態様で、形成されている。可動側テーパ面２１ｂは、２次側可動リング体２１の径方向内側かつ上側の部位に、下側に向う程に先細りとなる態様で、上記固定側テーパ面１１ｂと間隙Ｓ（詳細は後述）を介して対向するように、形成されている。
【００４９】
１次側部材１２は、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の上側に生じる空間２４（第１空間部に相当）に向かって突出するように、定盤２の下面に設けられている。２次側部材２２は、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の上側に生じる上記空間２４に向かって突出するように、定盤２と対向する２次側可動リング体２１の上面に配置されている。これによって、２次側部材２２は、定盤２に設けられた上記１次側部材１２と上下方向に対向する。
【００５０】
なお、本変形例では、パッド部材１７は、自重により１次側固定リング体１１から離間しようとする２次側可動リング体２１の下面を支持する。
【００５１】
本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得る。すなわち、接触型の軸受を用いる場合のような軸受の耐久性低下を防止し、円滑かつ高精度な回転を確保することができる。またデッドスペースを活用する形で、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の上側の上記空間２４に１次側部材１２及び２次側部材２２を設けることにより、ダイレクトドライブモータ１Ｂ全体の小型化を図ることができる。すなわち、軸受の耐久性低下防止による円滑かつ高精度な回転の確保と、ダイレクトドライブモータ１Ｂの小型化との、両立を図ることができる。
【００５２】
（３）吸引態様・スケール位置のバリエーション
本変形例のダイレクトドライブモータ１Ｃでは、図６に示すように、２次側可動リング体２１に環状のフランジ体２５（被吸引部に相当）が設けられる。そして、パッド部材１７が、上記フランジ体２５を磁気的に吸引（若しくは減圧吸引）することにより、２次側可動リング体２１を下側へ吸引する。
【００５３】
また、スケール２３が、２次側可動リング体２１の内周、即ち、中空部２１ａの内壁面に配置される。言い替えれば、スケール２３は、２次側可動リング体２１の、１次側固定リング体１１の上側（軸方向他方側に相当）でかつ２次側可動リング体２１の径方向内側（径方向一方側に相当）に生じる空間２６（第２空間部に相当）に臨む側に、設けられている。このとき、検出センサ１３は、図示しない適宜の箇所に設けられた支持部１４の先端（下端）に設けられる。これにより、検出センサ１３は、上記空間２６において、上記中空部２１ａの内壁面に設けられたスケール２３に対し、径方向内側から対向して検出を行う。
【００５４】
本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得る。また、２次側可動リング体２１の上記空間２６に臨む側にスケール２３が設けられ、スケール２３が臨む上記空間２６に検出センサ１３が設けられる。これにより、上記同様、デッドスペースを活用することで検出センサ１３を設置するための新たなスペースは不要となり、ダイレクトドライブモータ１Ｃ全体を確実に小型化することができる。
【００５５】
（４）定盤を必須としない場合
本変形例のダイレクトドライブモータ１Ｄでは、図７に示すように、定盤２を必ずしも用いなくてもよい。
【００５６】
このダイレクトドライブモータ１Ｄでは、１次側部材１２は、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の下側に生じる上記同様の空間２４（第１空間部に相当）に向かって突出するように、１次側固定リング体１１の径方向外側に設けられる。２次側部材２２は、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の下側に生じる上記空間２４に向かって突出するように、２次側可動リング体２１の下面に配置されている。これによって、２次側部材２２は、１次側固定リング体１１に設けられた上記１次側部材１２と上下方向に対向する。なお、スケール２３及び検出センサ１３については、上記実施形態や変形例（１）〜（３）のいずれかの適宜の構成とすれば足りるので、説明及び図示を省略している（以下の変形例（５）〜（８）においても同様）。
【００５７】
本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得る。すなわち、接触型の軸受を用いる場合のような軸受の耐久性低下を防止し、円滑かつ高精度な回転を確保することができる。またデッドスペースを活用する形で、１次側固定リング体１１の径方向外側でかつ２次側可動リング体２１の下側に位置する上記空間２４に１次側部材１２及び２次側部材２２を設けることにより、ダイレクトドライブモータ１Ｄ全体の小型化を図ることができる。すなわち、軸受の耐久性低下防止による円滑かつ高精度な回転の確保と、ダイレクトドライブモータ１Ｄの小型化との、両立を図ることができる。
【００５８】
また、本変形例では特に、定盤２を用いず、１次側固定リング体１１と、この１次側固定リング体１１に非接触で支持される２次側可動リング体２１と、の２部材が備えられて、１次側部材１２が１次側固定リング体１１に備えられる。これにより、１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１のほかに別の固定物を設ける場合よりも、部材点数を低減することができる。
【００５９】
（５）別々のデッドスペースに１次側部材及び２次側部材を設けた場合
すなわち、図８に示すように、このダイレクトドライブモータ１Ｅでは、１次側部材１２は、１次側固定リング体１１の上側（軸方向他方側に相当）でかつ２次側可動リング体２１の径方向内側（径方向一方側に相当）に生じる、上記空間２６（第２空間部に相当）に向かって突出するように、１次側固定リング体１１の上側に設けられる。２次側部材２２は、１次側固定リング体１１の上側でかつ２次側可動リング体２１の径方向内側に生じる上記空間２６に向かって突出するように、２次側可動リング体２１の径方向内側に配置されている。これによって、２次側部材２２は、１次側固定リング体１１に設けられた上記１次側部材１２と径方向（図示左右方向）に対向する。
【００６０】
本変形例においても、上記実施形態や変形例（４）と同様の効果を得る。すなわち、接触型の軸受を用いる場合のような軸受の耐久性低下を防止し、円滑かつ高精度な回転を確保することができる。またデッドスペースを活用する形で、１次側固定リング体１１の上側でかつ２次側可動リング体２１の径方向内側に位置する上記空間２６に１次側部材１２及び２次側部材２２を設けることにより、ダイレクトドライブモータ１Ｅ全体の小型化を図ることができる。すなわち、軸受の耐久性低下防止による円滑かつ高精度な回転の確保と、ダイレクトドライブモータ１Ｅの小型化との、両立を図ることができる。また、１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１のほかに別の固定物を設ける場合よりも、部材点数を低減することができる。
【００６１】
また、このとき、上記空間２６とは別のデッドスペースである上記空間２４をさらに活用し（図中２点鎖線参照）、２次側可動リング体２１の上記空間２４に臨む側にスケール２３を設け（図示省略）、スケール２３が臨む当該上記空間２４に検出センサ１３（図示省略）を設けてもよい。この場合、前述と同様、検出センサ１３を設置するための新たなスペースは不要となるので、これによってもダイレクトドライブモータ１Ｅ全体を確実に小型化することができる。
【００６２】
（６）１次側固定リング体と２次側可動リング体との内外を逆にした場合
すなわち、図９に示すように、本変形例のダイレクトドライブモータ１Ｆは、２次側可動リング体２１よりも下側（この例における軸方向一方側に相当）かつ径方向外側（この例における径方向一方側に相当）に配置された１次側固定リング体１１と、１次側固定リング体１１よりも上側（この例における軸方向他方側に相当）かつ径方向内側（この例における径方向他方側に相当）に配置された２次側可動リング体２１と、を備えている。
【００６３】
このダイレクトドライブモータ１Ｆは、１次側部材１２は、１次側固定リング体１１の径方向内側でかつ２次側可動リング体２１の下側に生じる上記同様の空間２４（第１空間部に相当）に向かって突出するように、１次側固定リング体１１の径方向内側に設けられる。２次側部材２２は、１次側固定リング体１１の径方向内側でかつ２次側可動リング体２１の下側に生じる上記空間２４に向かって突出するように、２次側可動リング体２１の下面に配置されている。これによって、２次側部材２２は、１次側固定リング体１１に設けられた上記１次側部材１２と上下方向に対向する。
【００６４】
本変形例においても、上記実施形態や変形例（４）と同様の効果を得る。すなわち、接触型の軸受を用いる場合のような軸受の耐久性低下を防止し、円滑かつ高精度な回転を確保することができる。またデッドスペースを活用する形で、１次側固定リング体１１の径方向内側でかつ２次側可動リング体２１の下側に位置する上記空間２４に１次側部材１２及び２次側部材２２を設けることにより、ダイレクトドライブモータ１Ｆ全体の小型化を図ることができる。すなわち、軸受の耐久性低下防止による円滑かつ高精度な回転の確保と、ダイレクトドライブモータ１Ｆの小型化との、両立を図ることができる。また、１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１のほかに別の固定物を設ける場合よりも、部材点数を低減することができる。
【００６５】
（７）さらに別々のデッドスペースに１次側部材及び２次側部材を設けた場合
すなわち、図１０に示すように、本変形例のダイレクトドライブモータ１Ｇは、上記図９の変形例（６）と同様、２次側可動リング体２１よりも下側（この例における軸方向一方側に相当）かつ径方向外側（この例における径方向一方側に相当）に配置された１次側固定リング体１１と、１次側固定リング体１１よりも上側（この例における軸方向他方側に相当）かつ径方向内側（この例における径方向他方側に相当）に配置された２次側可動リング体２１と、を備えている。
【００６６】
そして、このダイレクトドライブモータ１Ｇは、１次側部材１２は、１次側固定リング体１１の上側でかつ２次側可動リング体２１の径方向外側に生じる上記同様の空間２６（第２空間部に相当）に向かって突出するように、１次側固定リング体１１の上側に設けられる。２次側部材２２は、１次側固定リング体１１の上側でかつ２次側可動リング体２１の径方向外側に生じる上記空間２６に向かって突出するように、２次側可動リング体２１の径方向外側の面に配置されている。これによって、２次側部材２２は、１次側固定リング体１１に設けられた上記１次側部材１２と径方向（図示左右方向）に対向する。
【００６７】
本変形例においても、上記実施形態や変形例（４）と同様の効果を得る。すなわち、接触型の軸受を用いる場合のような軸受の耐久性低下を防止し、円滑かつ高精度な回転を確保することができる。またデッドスペースを活用する形で、１次側固定リング体１１の上側でかつ２次側可動リング体２１の径方向外側に位置する上記空間２４に１次側部材１２及び２次側部材２２を設けることにより、ダイレクトドライブモータ１Ｇ全体の小型化を図ることができる。すなわち、軸受の耐久性低下防止による円滑かつ高精度な回転の確保と、ダイレクトドライブモータ１Ｇの小型化との、両立を図ることができる。また、１次側固定リング体１１及び２次側可動リング体２１のほかに別の固定物を設ける場合よりも、部材点数を低減することができる。
【００６８】
また、このとき、上記空間２６とは別のデッドスペースである上記空間２４をさらに活用し（図中２点鎖線参照）、２次側可動リング体２１の上記空間２４に臨む側にスケール２３を設け（図示省略）、スケール２３が臨む当該上記空間２４に検出センサ１３（図示省略）を設けてもよい。この場合、前述と同様、検出センサ１３を設置するための新たなスペースは不要となるので、これによってもダイレクトドライブモータ１Ｇ全体を確実に小型化することができる。
【００６９】
（８）その他
以上においては、固定側である１次側固定リング体１１に空気通路を設けて、この空気通路を介して間隙Ｓに圧縮空気を供給したが、これに限られない。すなわち、２次側可動リング体２１に空気通路を設けて、その空気通路を介して間隙Ｓに圧縮空気を供給してもよい。
【００７０】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【００７１】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１        ダイレクトドライブモータ
１Ａ〜Ｇ  ダイレクトドライブモータ
２        定盤（固定体、固定子ベース）
１１      １次側固定リング体
１１ａ    中空部（第１中空部）
１１ｂ    固定側テーパ面
１１ｃ    空気通路
１２      １次側部材
２１      ２次側可動リング体
２１ａ    中空部（第２中空部）
２１ｂ    可動側テーパ面
２２      ２次側部材
Ｑ        軸心
Ｓ        間隙
【要約】
【課題】円滑かつ高精度な回転を確保する。
【解決手段】ダイレクトドライブモータ１は、軸心Ｑに沿う下側で径方向内側に配置されて中空部１１ａを備えた１次側固定リング体１１と、上側側で径方向外側に配置されて中空部２１ａを備えた２次側可動リング体２１と、１次側固定リング体１１の径方向外側に形成された固定側テーパ面１１ｂと、２次側可動リング体２１の径方向内側に形成されて固定側テーパ面１１ｂに対し間隙Ｓを介して対向配置される可動側テーパ面２１ｂと、間隙Ｓに対し圧縮空気を供給する空気通路１１ｃと、を有し、２次側可動リング体２１が、間隙Ｓを介して、１次側固定リング体１１に対して軸心Ｑを回転中心として回転駆動する。
【選択図】図１【図１】
0005598563.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005598563.tif 000006
【図６】
0005598563.tif 000007
【図７】
0005598563.tif 000008
【図８】
0005598563.tif 000009
【図９】
0005598563.tif 000010
【図１０】
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