(57)【要約】【課題】  転がり軸受と回転ヘッドとの間にモータ部が配置された構造であっても、軸受の必要なモーメント剛性を確保できるようにし、これにより、モータ部が急加速／急停止するステップ運動を繰り返しても軸受を中心とする回転方向の振れを抑制することができるダイレクトドライブモータを提供する。【解決手段】  転がり軸受２０と回転ヘッド１７との間にモータ部１８が配置され、回転ヘッド１７の回転軸１１が片持ち支持構造とされたダイレクトドライブモータ１０であって、前記転がり軸受２０として、転動体２４が内輪２２の軌道溝と２点で接触すると共に外輪２１の軌道溝に２点で接触し、予圧が付与されて負すきまを有する４点接触玉軸受を用いる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の先端に設けられた回転ヘッドと、該回転軸を回転可能に支持する転がり軸受と、前記回転軸に駆動力を付与するモータ部とを備え、前記転がり軸受と前記回転ヘッドとの間に前記モータ部が配置され、前記回転軸が片持ち支持構造とされたダイレクトドライブモータであって、
前記転がり軸受として、転動体が内輪の軌道溝と２点で接触すると共に外輪の軌道溝に２点で接触し、予圧が付与されて負すきまを有する４点接触玉軸受、若しくは軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とされた複列玉軸受、又はクロスローラ軸受を用いたことを特徴とするダイレクトドライブモータ。
【請求項２】
ハウジングに前記転がり軸受の外輪が内嵌されると共に、軸部に該転がり軸受の内輪が外嵌され、且つ前記回転軸が前記ハウジング又は前記軸部とされたことを特徴とする請求項１に記載したダイレクトドライブモータ。
【請求項３】
前記軸部が中空状であることを特徴とする請求項２に記載したダイレクトドライブモータ。
【請求項４】
前記転がり軸受のモーメント剛性Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）と該転がり軸受を中心とする前記回転軸及び前記回転ヘッドのイナーシャＪ（Ｎｍ-2）との関係が、２００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦１０００であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載したダイレクトドライブモータ。
【請求項５】
前記転がり軸受のモーメント剛性Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）と該転がり軸受を中心とする前記回転軸及び前記回転ヘッドのイナーシャＪ（Ｎｍ-2）との関係が、５００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦８００であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載した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】
本発明は、転がり軸受を回転支持部に備え、変速機を用いずに負荷を直接駆動するダイレクトドライブモータに関し、例えば電子基板製造装置のチップマウンタに用いられるダイレクトドライブモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子基板製造装置のチップマウンタに用いられるダイレクトドライブモータは、回転ヘッドを回転させることにより、該回転ヘッドの周方向に複数配置されたチップ取付用ノズルをチップの取付け位置及び受取り位置に配置する（特許文献１〜特許文献３参照）。
この場合、製造時間短縮のため、回転ヘッドのノズルの位置決めを短時間で行う必要があることから、回転ヘッドが急加速／急停止を繰り返す。従って、回転ヘッドの回転軸に駆動力を付与するモータ部についても急加速／急停止するステップ運動を繰り返すことになる。
【０００３】
また、通常、回転ヘッド及びモータ部は位置決め装置上に設置されるが、該位置決め装置においても高速の位置決めが求められており、回転ヘッド及びモータ部の小型軽量化のために、回転軸を１つの軸受で片持ち支持し、更に、応答性の向上及び軸受のメンテナンス（潤滑剤の補充等）や組立性の向上等のため、転がり軸受と回転ヘッドとの間にモータ部が配置された構造が採用され始めている。
【０００４】
このような従来のダイレクトドライブモータにおいては、モータ部が急加速／急停止するステップ運動を繰り返して回転ヘッドが高速で回転するため、回転ヘッドの回転軸を支持する転がり軸受のモーメント剛性が不足すると軸受を中心とする回転方向に共振する虞れがある。
【特許文献１】特開平５−３２９４２０号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９０８３号公報
【特許文献３】特開２０００−１３９０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、転がり軸受と回転ヘッドとの間にモータ部が配置された構造であっても、軸受の必要なモーメント剛性を確保できるようにし、これにより、モータ部が急加速／急停止するステップ運動を繰り返しても軸受を中心とする回転方向の振れを抑制することが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】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、回転軸の先端に設けられた回転ヘッドと、該回転軸を回転可能に支持する転がり軸受と、前記回転軸に駆動力を付与するモータ部とを備え、前記転がり軸受と前記回転ヘッドとの間に前記モータ部が配置され、前記回転軸が片持ち支持構造とされたダイレクトドライブモータであって、
前記転がり軸受として、転動体が内輪の軌道溝と２点で接触すると共に外輪の軌道溝に２点で接触し、予圧が付与されて負すきまを有する４点接触玉軸受、若しくは軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とされた複列玉軸受、又はクロスローラ軸受を用いたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１において、ハウジングに前記転がり軸受の外輪が内嵌されると共に、軸部に該転がり軸受の内輪が外嵌され、且つ前記回転軸が前記ハウジング又は前記軸部とされたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２において、前記軸部が中空状であることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記転がり軸受のモーメント剛性Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）と該転がり軸受を中心とする前記回転軸及び前記回転ヘッドのイナーシャＪ（Ｎｍ-2）との関係が、２００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦１０００であることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記転がり軸受のモーメント剛性Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）と該転がり軸受を中心とする前記回転軸及び前記回転ヘッドのイナーシャＪ（Ｎｍ-2）との関係が、５００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦８００であることを特徴とする。
【０００９】
ここで、軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とされた複列玉軸受の一例について説明する。
図５を参照して、この複列玉軸受２００は、外輪２０１の複列軌道溝２０１ａ，２０１ｂと内輪２０２の複列軌道溝２０２ａ，２０２ｂとの間に多数の玉２０３が転動自在に配設されており、軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２（＝（外輪外径Ｄ２−内輪内径ｄ２）／２）との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とされ、且つ内輪２０２を軸方向の略中央部で２つの分割内輪２０２ｄに分割している。
【００１０】
国際標準化機構（ＩＳＯ）で規定されている寸法系列が１８（例えば６８００）、１９（例えば６９０１）、１０（例えば６００３）、０２（例えば７２０５Ａ）、０３（例えば７３０７Ａ）の標準単列玉軸受では、軸受内径寸法がφ５ｍｍ〜φ１００ｍｍにおいては、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）は０．８２〜１．１７に設定されている。また、軸受内径寸法がφ５ｍｍ〜φ５００ｍｍにおいては、上述の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）は０．６３〜１．１７に設定されている。
【００１１】
したがって、本発明のダイレクトドライブモータに用いる複列玉軸受の断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）をこれらの単列玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）の最大値１．１７と略同一、すなわち、１．２未満に設定することで、従来の標準単列玉軸受を２列配置したものに対し、置き換えることができる。例えば対象となる標準単列玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が１．０であれば、本発明のダイレクトドライブモータに用いる複列玉軸受の断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）＝１．０とすればよい。
【００１２】
ここで、図９及び図１０はそれぞれ標準的に使用されている極薄肉玉軸受（軸受内径：φ３８．１ｍｍ，軸受外径：φ４７．６２５ｍｍ，軸受幅：４．７６２ｍｍ，前記断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝１）を図１３のように２個組合わせた断面（複列玉軸受に置き換えたとする）を基準とし、本発明のダイレクトドライブモータに用いる複列玉軸受の軸受外径及び軸受幅を変えずに、軸受内径を変化させた場合（即ち、（Ｂ２／Ｈ２）の値を変化させた場合）の内外輪リングの半径方向の変形特性（図１４参照：内輪を例示）及び半径方向の断面２次モーメントＩ（図１５参照：Ｉ＝ｂｈ3 ／１２で計算）を比較した結果を示している。
【００１３】
また、図１１及び図１２についてもそれぞれ標準的に使用されている極薄肉玉軸受（軸受内径：φ６３．５ｍｍ，軸受外径：φ７６．２ｍｍ，軸受幅：６．３５ｍｍ，前記断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝１）を同じく図１３のように２個組み合わせた断面（複列玉軸受に置き換えたとする）を基準とし、本発明のダイレクトドライブモータに用いる複列玉軸受の軸受外径及び軸受幅を変えずに、軸受内径を変化させた場合（即ち、（Ｂ２／Ｈ２）の値を変化させた場合）の内外輪リングの半径方向の変形特性及び半径方向の断面２次モーメントＩを比較した結果を示している。
【００１４】
いずれの軸受も（Ｂ２／Ｈ２）＝１．２未満で、剛性の増加率勾配の変化が顕著に出ている。すなわち、断面２次モーメントＩの増加は顕著になり、半径方向の内外輪リングの変形量の減少は飽和状態となる。この効果は軸方向の略中央部で分割された内輪又は外輪についても同様である。
従って、本発明では、省スペース化を目的として使用された従来の極薄肉軸受で問題となる内外輪製作時の旋盤加工や研磨加工時の加工力による軸受変形を防止することができ、真円度や偏肉等の軸受精度を向上させることができる。
【００１５】
また、軸やハウジングに組み込んだ場合（特に、軸やハウジングとすきま嵌合で組み込んだ場合）、内輪押えや外輪押え等で軸受を固定した時の内外輪の変形（特に真円度の悪化）を抑制することができると共に、変形によって生じるトルク不良や回転精度不良、あるいは、発熱増大、摩耗や焼付き等の不具合を防止することができる。
なお、単列玉軸受は、１列では、予圧をかけたりモーメント荷重を負荷することは困難であるが、複列玉軸受とすることで、ラジアル荷重、アキシアル荷重及びモーメント荷重を負荷することが可能となる。
【００１６】
また、各玉が内外輪の軌道溝に対して常に安定した接触角で２点で接触するので、玉の大きな自動方向変化によって起こるスピンすべりの変化すなわちトルクの変動を抑制することができる。
更に、玉配列１列あたりの幅寸法が従来の標準単列玉軸受の約半分相当となることで、玉径も従来の玉軸受の半分程度となるが、逆に各列毎の玉数が増加し、軸受剛性は従来の玉軸受に対して増加する。
【００１７】
図１６は、各種軸受の計算モーメント剛性の比較である。同一サイズ（計算例は、軸受名番７９０６Ａ（接触角３０°）相当で、内外径寸法が同じ場合：内輪内径φ３０ｍｍ、外輪外径φ４７ｍｍ）では、請求項１に係るダイレクトドライブモータに用いる複列アンギュラ玉軸受（接触角３０°：総玉軸受の計算例（幅は７９０６Ａの２列組合せと同じ））で、且つ内外輪の軌道溝の曲率半径を変化させた本発明例Ａ〜Ｅは、いずれも標準２列組合せアンギュラ玉軸受に比べてモーメント剛性が高くなっており、例えば本発明例Ｂは、従来の標準２列組合せアンギュラ玉軸受の１．９倍のモーメント剛性を保持させることが可能である。
【００１８】
なお、それぞれの設計予圧すき間は、本発明例Ａ〜Ｅ、標準２列組合せアンギュラ玉軸受は−０．０１０ｍｍと実用上の標準的な値として計算している。
また、本発明に係るダイレクトドライブモータに用いる幅狭複列玉軸受の適正な玉径は、シール等の装着有無により変化するが、剛性を増加させるため、極端に玉径を小さくすると、玉と内外輪の軌道溝との接触部間の面圧が増加し、耐圧痕性が低下する虞れがあるため、おおむね、軸受幅（Ｂ２）の１５〜４５％が望ましい。
【００１９】
更に、本発明のダイレクトドライブモータに用いる複列玉軸受を複列アンギュラ玉軸受とした場合、軸受の接触角は必要な剛性（例えば、モーメント剛性）及び要求トルクにより選ばれるが、おおむね１０〜６０°の範囲が望ましい。
更に、荷重の方向や大きさに合わせて、必要に応じて、各列毎の接触角を変えてもかまわない。
更には、内外輪の軌道溝の曲率半径は、要求される剛性やトルク特性に応じて、５１〜６０％Ｄａ（Ｄａ：玉径）、好ましくは５２〜５６％Ｄａ、より好ましくは５２〜５４％Ｄａ程度とする。また、内外輪のそれぞれの軌道溝曲率半径は同一でなくともよいし、各列毎で異なっていてもよい。
【００２０】
また、図５の複列玉軸受２００では、内輪２０２を軸方向の略中央部で２つの分割内輪２０２ｄに分割し、２つの分割内輪２０２ｄには適正なすきま△を予め設定している。軸受を軸に挿入し、軸受ナット等を用いて内輪２０２を軸方向に固定すれば（つまり、すきま△をなくして２つの分割内輪２０２ｄどうしを密着させる）、予圧を付与することができる。なお、予圧量は予め設定するすきま△の大小で容易に調整することができる。すきまΔが０になるまで密着させなくても予圧を付加させることはできるが、予圧の変動が生じやすいので、すきまΔが０になるまで密着させるのが好ましい。
【００２１】
そして、複列玉軸受２００を外輪回転の用途に適用した場合、回転軸側となる外輪２０１が一体構造となっているので、仮に外輪２０１がすきま嵌合でハウジング等に嵌合（内輪２０２は軸に対してすきま嵌合でも締め代嵌合でもいずれでも可）されたとしても、回転軸の振れ回りを小さくすることができ、組込容易性を保持したまま、回転軸の回転精度の高精度化が可能である。
【００２２】
即ち、図１７を参照して、内輪中心軸Ｃ1 に対して外輪中心軸Ｃ2 は相対的に傾くが、外輪２０１が一体構造であることから、外輪回転を伴うハウジング等の回転構造体に適用した場合、組込性を容易にすべくハウジングに軸受をすきま嵌合したとしても、２列の外輪軌道溝２０１ａ，２０１ｂの中心が組込み時にずれないので、外輪回転の場合においては、回転軸の振れ回りが発生しにくく回転精度が向上する。この場合、接触角はハの字形となるので、作用点間距離が長くなり、モーメント剛性も増加するメリットがある。なお、内輪回転の場合は、外輪中心軸Ｃ2 に対して内輪中心軸Ｃ1 は相対的に傾いており、回転によって振れ回り（籾摺り運動）が生じる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、回転ヘッドの回転軸を回転可能に支持する転がり軸受として、転動体が内輪の軌道溝と２点で接触すると共に外輪の軌道溝に２点で接触し、予圧が付与されて負すきまを有する４点接触玉軸受、若しくは軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とされた複列玉軸受、又はクロスローラ軸受を用いることにより、転がり軸受と回転ヘッドとの間にモータ部が配置された構造であっても、軸受の必要なモーメント剛性を確保することができ、これにより、モータ部が急加速／急停止するステップ運動を繰り返しても軸受を中心とする回転方向の振れを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態であるダイレクトドライブモータの一部を切断した概略図、図２は図１のダイレクトドライブモータに組み込まれた負すきまを有する４点接触玉軸受の要部断面図、図３は本発明の第２の実施の形態であるダイレクトドライブモータの概略断面図、図４はモーメント剛性／イナーシャ（Ｋ／Ｊ）と固有振動数との関係を示すグラフ図、図５〜図７は転がり軸受の変形例を示す要部断面図、図８は本発明例と従来例におけるモーメント荷重と傾き角度との関係を示すグラフ図である。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態であるダイレクトドライブモータ１０はアウターロータ型のもので、図１に示すように、筒状のハウジング（回転軸）１１の端部にねじ１６等を介して取り付けられた回転ヘッド１７と、ハウジング１１の内径面と該ハウジング１１に同心に内挿された中空状の固定軸（軸部）１９の外径面との間に組み込まれてハウジング１１を回転可能に支持する転がり軸受２０と、ハウジング１１に駆動力を付与するモータ部１８とを備えており、転がり軸受２０と回転ヘッド１７との間にモータ部１８が配置されて、ハウジング１１が片持ち支持構造とされている。
【００２６】
モータ部１８は、ハウジング１１の内径部に取り付けられたロータ１１ａと、固定軸１９の外径部に前記ロータ１１ａに径方向に対向して取り付けられたステータ１３とを備えており、ハウジング１１の回転ヘッド１７から離間する側の軸方向端部にはパルサーリング１４が該ハウジング１１と一体回転可能に取り付けられ、固定軸１９の同側の軸方向端部にはパルサーリング１４の凹凸を検出する位置検出器１５が固定されている。
【００２７】
そして、ステータ１３のコイル１２に通電することにより、ハウジング１１が回転ヘッド１７及びパルサーリング１４と一体に回転し、該回転時にパルサーリング１４の凹凸を位置検出器１５によって検出することで、該検出信号に基づいて制御装置がモータ駆動回路（共に図示せず）を制御し、これにより、回転速度制御や位置決め制御が行われる。
【００２８】
ここで、この実施の形態では、ダイレクトドライブモータ１０のハウジング１１の内径面と固定軸１９の外径面との間に組み込まれる転がり軸受２０として、図２に示すように、ハウジング１１に内嵌された外輪２１と、固定軸１９に外嵌された内輪２２と、外輪２１と内輪２２との間に保持器２３を介して周方向に転動可能に複数配置された転動体としての玉２４と、外輪２１の軸方向の両端部に装着されたシール部材２５とを備え、玉２４が内輪２２の軌道溝２２ａと２点で接触すると共に外輪２１の軌道溝２１ａに２点で接触し、予圧が付与されて負すきまを有する４点接触玉軸受を用いている。
【００２９】
また、この４点接触玉軸受２０のモーメント剛性Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）と該４点接触玉軸受２０を中心とするハウジング１１及び回転ヘッド１７のイナーシャＪ（Ｎｍ-2）との関係を、２００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦１０００、好ましくは５００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦８００としている。
即ち、この実施の形態では、Ｋ／Ｊ＝１５０００００〜４０００００００（好ましくは１０００００００〜２５００００００）、モーメント剛性Ｋを３００００〜８０００００Ｎｍ／ｒａｄ（好ましくは２０００００〜５０００００Ｎｍ／ｒａｄ）とすることにより、固有振動数を２００〜１０００Ｈｚ（好ましくは５００〜８００Ｈｚ）としている。
【００３０】
そして、固有振動数が２００Ｈｚとなるようなモーメント剛性が得られるように、軸受予圧を与えることにより、軸受を中心とする回転方向の共振を抑制することができる。また、軸受予圧が過剰とならないように、固有振動数を１０００Ｈｚ以下とすることにより、発熱、寿命の低下、動トルクが大きくなることによる製造効率の低下等の問題が生じないようにすることができる。
【００３１】
このようにこの実施の形態では、ダイレクトドライブモータ１０の回転支持部に用いられる転がり軸受として、玉２４が内輪２２の軌道溝２２ａと２点で接触すると共に外輪２１の軌道溝２１ａに２点で接触し、予圧が付与されて負すきまを有する４点接触玉軸受２０を用いているので、正のすきまを有する４点接触玉軸受を用いる場合よりも剛性が大きくなる。
【００３２】
これにより、４点接触玉軸受２０と回転ヘッド１７との間にモータ部１８が配置された構造であっても、軸受の必要なモーメント剛性を確保することができるので、モータ部１８が急加速／急停止するステップ運動を繰り返しても軸受を中心とする回転方向の振れを抑制することができ、また、この４点接触玉軸受２０のモーメント剛性Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）と該４点接触玉軸受２０を中心とするハウジング１１及び回転ヘッド１７のイナーシャＪ（Ｎｍ-2）との関係を、２００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦１０００、好ましくは５００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦８００とすることにより、軸受を中心とする回転方向の共振を抑制することができると共に、軸受予圧が過剰とならないようにして発熱、寿命の低下、動トルクが大きくなることによる製造効率の低下等の問題が生じないようにすることができる。
【００３３】
図３に示す本発明の第２の実施の形態であるダイレクトドライブモータ３０はインナーロータ型のもので、中空状の軸部（回転軸）３１の端部にねじ（図示せず）等を介して取り付けられた回転ヘッド３７と、軸部３１の外径面と該軸部３１に同心に外挿された筒状の固定ハウジング３９の内径面との間に組み込まれて軸部３１を回転可能に支持する転がり軸受４０と、軸部３１に駆動力を付与するモータ部３８とを備えており、転がり軸受４０と回転ヘッド３７との間にモータ部３８が配置されて、軸部３１が片持ち支持構造とされている。なお、軸部３１を中空状としているのは、回転ヘッド３７に取り付けられるノズル（図示せず）を制御するための装置を組み込むためである。
【００３４】
モータ部３８は、軸部３１の外径部に取り付けられたロータ（図示せず）と、固定ハウジング３９の内径部に前記ロータに径方向に対向して取り付けられたステータ（図示せず）とを備えており、軸部３１の回転ヘッド３７から離間する側の軸方向端部にはパルサーリング（図示せず）が該軸部３１と一体回転可能に取り付けられ、固定ハウジング３９の同側の軸方向端部にはパルサーリングの凹凸を検出する位置検出器（図示せず）が固定されている。
【００３５】
そして、ステータのコイルに通電することにより、軸部３１が回転ヘッド３７及びパルサーリングと一体に回転し、該回転時にパルサーリングの凹凸を位置検出器によって検出することで、該検出信号に基づいて制御装置がモータ駆動回路（共に図示せず）を制御し、これにより、回転速度制御や位置決め制御が行われる。
ここで、この実施の形態では、ダイレクトドライブモータ３０の軸部３１の外径面と固定ハウジング３９の内径面との間に組み込まれる転がり軸受４０として、上記第１の実施の形態と同様に、予圧が付与されて負すきまを有する４点接触玉軸受を用いている（図２参照）。
また、この４点接触玉軸受４０のモーメント剛性Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）と該４点接触玉軸受４０を中心とする軸部３１及び回転ヘッド３７のイナーシャＪ（Ｎｍ-2）との関係を、２００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦１０００、好ましくは５００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦８００としている。
【００３６】
図４は、図３の構造のダイレクトドライブモータにおいて、転がり軸受のモーメント方向の固有振動数とモーメント剛性との関係を示したものである。図４において、破線はｆ＝１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 、実線は有限要素法による計算結果である。ここで、回転ヘッド３７の外径：１３０ｍｍ、軸部３１の肉厚：３５ｍｍ、回転ヘッド３７の質量：４．５ｋｇで、軸受中心の軸部３１及び回転ヘッド３７のイナーシャＪ：０．０２Ｎｍ-2とした場合、１つの軸受での必要なモーメント剛性を有し、低トルクを実現するためには、４点接触玉軸受４０において、Ｋ／Ｊ＝１５０００００〜４０００００００（好ましくは１０００００００〜２５００００００）、モーメント剛性Ｋを３００００〜８０００００Ｎｍ／ｒａｄ（好ましくは２０００００〜５０００００Ｎｍ／ｒａｄ）とすることにより、固有振動数を２００〜１０００Ｈｚ（好ましくは５００〜８００Ｈｚ）とする。
【００３７】
そして、固有振動数が２００Ｈｚとなるようなモーメント剛性が得られるように、軸受予圧を与えることにより、共振を抑制することができる。また、軸受予圧が過剰とならないように、固有振動数が１０００Ｈｚ以下とすることにより、発熱、寿命の低下、動トルクが大きくなることによる製造効率の低下等の問題が生じないようにすることができる。その他の作用効果は上記第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施の形態では、ダイレクトドライブモータの回転軸を支持する転がり軸受として、予圧が付与されて負すきまを有する４点接触玉軸受を例示したが、これに代えて、図５及び図６に示す複列玉軸受や図７に示すクロスローラ軸受を用いても同様の作用効果を得ることができる。この場合、いずれの軸受も、この転がり軸受のモーメント剛性Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）と該転がり軸受を中心とする回転軸及び回転ヘッドのイナーシャＪ（Ｎｍ-2）との関係は、２００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦１０００、好ましくは５００≦１／２π・（Ｋ／Ｊ）1/2 ≦８００とされている。
【００３９】
まず、複列玉軸受について説明すると、この複列玉軸受は、図５に示すように、外輪２０１の複列軌道溝２０１ａ，２０１ｂと内輪２０２の複列軌道溝２０２ａ，２０２ｂとの間に多数の玉２０３が転動自在に配設された複列アンギュラ玉軸受２００とされており、軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２（＝（外輪外径Ｄ２−内輪内径ｄ２）／２）との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とされ、且つ内輪２０２が軸方向の略中央部で２つの分割内輪２０２ｄに分割されている。
【００４０】
２つの分割内輪２０２ｄには、上述したように、適正なすきま△を予め設定している。従って、軸受を軸に挿入し、軸受ナット等を用いて内輪２０２を軸方向に固定すれば（つまり、すきま△をなくして２つの分割内輪２０２ｄどうしを密着させる）、予圧を付与することができる。なお、予圧量は予め設定するすきま△寸法の大小で容易に調整することができる。すきまΔが０になるまで密着させなくても予圧を付加させることはできるが、予圧の変動が生じやすいので、すきまΔが０になるまで密着させるのが好ましい。
【００４１】
また、内輪２０２を軸方向の略中央部で２つの分割内輪２０２ｄに分割しているため、図１７に示すように、外輪回転を伴う回転構造体に適用した場合、内輪中心軸Ｃ1 に対して外輪中心軸Ｃ2 は相対的に傾くが、外輪２０１が一体構造であることから、組込性を容易にすべくハウジングに軸受をすきま嵌合したとしても、２列の外輪軌道溝２０１ａ，２０１ｂの中心が組込み時にずれないので、外輪回転の場合においては、回転軸の振れ回りが発生しにくく回転精度が向上する。因みに複列アンギュラ玉軸受２００の接触角は例えば３０°としている。
【００４２】
また、本実施形態では、玉２０３のピッチ円直径は次式（１）のとおりとしているが、軸受１列あたりの玉数を増やして更にモーメント剛性を増加させたい場合は、次式（２）を採用して、玉２０３のピッチ円直径を外輪側にずらして図６に示す構造としてもよいし、必要に応じて次式（３）を採用して逆に玉２０３のピツチ円直径を内輪２０２側にずらしてもよい（図示せず）。
玉のピッチ円直径＝（内輪内径＋外輪外径）／２        …（１）
玉のピッチ円直径＞（内輪内径＋外輪外径）／２        …（２）
玉のピッチ円直径＜（内輪内径＋外輪外径）／２        …（３）
また、必要に応じて、左右の各列の玉ピッチ円直径を同―値とせずともよいし、左右の各列の玉２０３の直径を同一値としなくてもよい。
【００４３】
図７はクロスローラ軸受の一例を示したものであり、このクロスローラ軸受５０は、分割外輪１をリベットやボルト等の締結部材２で締結した外輪３と一体型の内輪４との間に円筒状の多数のころ５が転動自在に配設され、外輪３の軸方向の両端部にシール部材６が装着されている。
図８は、本発明例１として、図２と同一構造の予圧タイプの負すきまを有する４点接触玉軸受を用い、本発明例２として、図７と同一構造のクロスローラ軸受を用い、従来例として、図２と同一構造で正すきまを有する４点接触玉軸受を用い、それぞれの軸受のモーメント荷重と傾き角度との関係（剛性の比較）を調査した結果を示したものである。なお、本発明例１，２及び従来例はいずれも軸受サイズは同一（外径φ１８０ｍｍ、内径φ１２０ｍｍ、幅２５ｍｍ）とした。
【００４４】
図８から明らかなように、本発明例１，２は軸受サイズが同じであれば従来例の正すきまを有する４点接触玉軸受よりも大きな剛性が得られることが判る。
なお、ダイレクトドライブモータの構造や寸法等については、転がり軸受以外は周知の種々の構造や寸法のものを用いることができ、転がり軸受についても、内外輪、玉、保持器及びシール部材等の材質や形状は特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるダイレクトドライブモータの一部を切断した概略図である。
【図２】図１のダイレクトドライブモータに組み込まれた負すきまを有する４点接触玉軸受の要部断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態であるダイレクトドライブモータの概略断面図である。
【図４】モーメント剛性／イナーシャ（Ｋ／Ｊ）と固有振動数との関係を示すグラフ図である。
【図５】転がり軸受の変形例である複列玉軸受を示す要部断面図である。
【図６】転がり軸受の変形例である複列玉軸受を示す要部断面図である。
【図７】転がり軸受の変形例であるクロスローラ軸受を示す要部断面図である。
【図８】本発明例と従来例におけるモーメント荷重と傾き角度との関係を示すグラフ図である。
【図９】断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）と半径方向の内外輪の変形量との関係を示すグラフ図である。
【図１０】断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）と断面２次モーメントＩとの関係を示すグラフ図である。
【図１１】断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）と半径方向の内外輪の変形量との関係を示すグラフ図である。
【図１２】断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）と断面２次モーメントＩとの関係を示すグラフ図である。
【図１３】２列の標準極薄肉単列玉軸受を本発明のダイレクトドライブモータに用いる複列玉軸受に置き換えた場合を説明するための要部断面図である。
【図１４】内輪の半径方向の変形量を説明するための説明図である。
【図１５】内輪の断面２次モーメントの計算方法を説明するための説明図である。
【図１６】各種軸受での計算モーメント剛性の比較を示すグラフ図である。
【図１７】内輪分割の場合の作用効果を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ダイレクトドライブモータ
１１  ハウジング（回転軸）
１７  回転ヘッド
１８  モータ部
２０  ４点接触玉軸受（転がり軸受）
２１  外輪
２１ａ  外輪軌道溝
２２  内輪
２２ａ  内輪軌道溝
２４  玉（転動体）
３０  ダイレクトドライブモータ
３１  軸部（回転軸）
３７  回転ヘッド
３８  モータ部
４０  ４点接触玉軸受（転がり軸受）
５０  クロスローラ軸受（転がり軸受）
２００  複列玉軸受（転がり軸受）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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