(57)【要約】【課題】隣接する芯部への挿入において相互の空芯コイルの干渉を防ぐこと。【解決手段】複数の芯部３２が中間部６３を介して環状に配置された外軸モータコア３０において隣接する芯部３２の間を広げるように中間部６３を変形させる工程と、間が広げられた芯部３２にコイル５０を挿入する工程と、を含む。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の芯部が中間部を介して環状に配置されたモータコアにおいて、
隣接する前記芯部の間を広げるように前記中間部を変形させる工程と、
間が広げられた前記芯部に空芯コイルを挿入する工程と、
を含むステータの製造方法。
【請求項２】
前記中間部は、他の部分よりも細まって形成されている、請求項１に記載のステータの製造方法。
【請求項３】
前記モータコアは、複数の電磁鋼板を積層して接着した電磁鋼板層により構成されている、請求項１又は２に記載のステータの製造方法。
【請求項４】
前記空芯コイルは、短辺乗り上げ方式により構成され、前記芯部へ挿入した形態において長辺部が互いに隣接して配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載のステータの製造方法。
【請求項５】
前記空芯コイルは、長辺部がプレスされ、昇温により電線が接合して構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載のステータの製造方法。
【請求項６】
前記芯部に前記空芯コイルを挿入した後、前記モータコアにハウジングを取り付けて前記中間部の変形を戻す、請求項１から５のいずれか１項に記載のステータの製造方法。
【請求項７】
前記モータコアに前記ハウジングを接着して固定する、請求項６に記載のステータの製造方法。
【請求項８】
前記ハウジングは、鋳鉄又は圧粉磁心で形成されている、請求項６又は７に記載のステータの製造方法。
【請求項９】
前記中間部の変形は、隣接する前記芯部同士の変位を１０度以下とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のステータの製造方法。
【請求項１０】
前記空芯コイルは、前記芯部に絶縁紙を介在して挿入されており、前記絶縁紙は、前記芯部の形状に倣って前記芯部を覆う樹脂成形体である、請求項１から９のいずれか１項に記載のステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載された電動機の固定子を製造する方法では、巻線となる平角素線単体の状態で始端部が、エンドキャップの角部に沿うように、且つ渡線の表面に当接するように予め曲げ加工を施し、平角素線の始端部と渡線とを結線した後に、平角素線の巻回処理を行う。このため、渡線が抜ける方向の力を減少させ、エンドキャップのスロット部内周壁面の薄肉部を一層薄肉化して巻線占積率を向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０１５８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、モータステータを構成するモータコアでは、２以上のスロットを有するものがある。このモータコアは、複数の芯部が連結部を介して連結され、各芯部に空芯コイルが絶縁紙を介して挿入される。モータコアは、コイルにおいて巻線径が同じでも巻線の巻数を多くすることで出力トルクを向上できる。また、モータコアは、コイルにおいて巻数が同じでも巻線径を多くすることで出力トルクを向上できる。即ち、コイルの巻線の占積率が上がるほど出力トルクを向上できる。しかし、例えば、モータコアの小型化により各芯部の間隔に制限があると、上記のように出力トルクを向上するコイルは、外径が大きくなり、隣接した芯部への挿入において互いに干渉し、芯部への挿入に支障をきたすおそれがある。
【０００５】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、隣接する芯部への挿入において相互のコイルの干渉を防ぐことのできるステータの製造方法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】
上記の目的を達成するため、本開示の一態様のステータの製造方法は、複数の芯部が中間部を介して環状に配置されたモータコアにおいて隣接する前記芯部の間を広げるように前記中間部を変形させる工程と、間が広げられた前記芯部に空芯コイルを挿入する工程と、を含む。
【０００７】
これにより、互いに隣接する芯部において、先に芯部に挿入した空芯コイルに対し、隣接する芯部に後に挿入する空芯コイルが干渉することを防止できる。この結果、芯部の間を広げずに挿入できる空芯コイルと比較して空芯コイルの巻線の占積率を増すことができ、モータの出力トルクを向上できる。さらに、各芯部を連結する中間部があると、回転子であるロータの磁石からの磁気が意図しない別の芯部に回り込み、モータの効率を低下させるが、中間部を変形させることで当該部分に残留内部応力が発生するため、磁気の回り込みをし難くして磁石の磁気を効率良く利用でき、モータの出力トルクを向上できる。
【０００８】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記中間部は、他の部分よりも細まって形成されている。
【０００９】
これにより、中間部の変形をし易くできる。
【００１０】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記モータコアは、複数の電磁鋼板を積層して接着した電磁鋼板層により構成されている。
【００１１】
これにより、中間部が積層体で構成され、中間部の変形をし易くできる。
【００１２】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記空芯コイルは、短辺乗り上げ方式により構成され、前記芯部へ挿入した形態において長辺部が互いに隣接して配置される。
【００１３】
これにより、短辺乗り上げ方式により構成することで、空芯コイルの電線が、長辺部において巻き付け方向で整列して配置される。このため、空芯コイルの電線が長辺部において径方向外側に膨出することを抑制できる。この結果、隣接する空芯コイルが干渉することを防止できる。
【００１４】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記空芯コイルは、長辺部がプレスされ、昇温により電線が接合して構成される。
【００１５】
これにより、空芯コイルの電線が長辺部において平坦となり、かつ電線が密着する。このため、空芯コイルの電線が長辺部において径方向外側に膨出することを抑制できる。この結果、隣接する空芯コイルが干渉することを防止できる。しかも、空芯コイルの巻線の占積率を増すことができ、モータの出力トルクを向上できる。
【００１６】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記芯部に前記空芯コイルを挿入した後、前記モータコアにハウジングを取り付けて前記中間部の変形を戻す。
【００１７】
これにより、ハウジングの取付により変形した中間部を矯正できる。
【００１８】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記モータコアに前記ハウジングを接着して固定する。
【００１９】
これにより、モータコアとハウジングが接着して固定されることで、ハウジングによる中間部の矯正後の変形を抑制できる。
【００２０】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記ハウジングは、鋳鉄又は圧粉磁心で形成されている。
【００２１】
これにより、ハウジングを鋳鉄又は圧粉磁心で形成することで、磁気は通し易いが、電流は通し難いため、モータコアにおける磁界の干渉を低減することができ、モータの効率を向上できる。
【００２２】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記中間部の変形は、隣接する前記芯部同士の変位を１０度以下とする。
【００２３】
これにより、隣接する芯部同士の変位が１０度を超えると、より空芯コイルの巻線の占積率を増すことができる反面、中間部の変形が元に戻り難くなったり、中間部の剛性が低下したりするおそれがある。このため、隣接する芯部同士の変位を１０度以下とすることで、中間部の変形を元に戻したり、中間部の剛性低下を抑制したりできる。
【００２４】
上記のステータの製造方法の望ましい態様として、前記空芯コイルは、前記芯部に絶縁紙を介在して挿入されており、前記絶縁紙は、前記芯部の形状に倣って前記芯部を覆う樹脂成形体である。
【００２５】
これにより、絶縁紙により、絶縁を確実に行うことができる。また、絶縁紙を先に芯部に配置しておくことで、芯部への空芯コイルの挿入を円滑に行うことができ、生産性を向上できる。
【発明の効果】
【００２６】
本開示によれば、隣接する芯部への挿入において相互のコイルの干渉を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施形態に係る二軸一体型モータの具体的構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、ステータコア部の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る固定子（ステータ）の具体的構造の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る外軸モータコアが有する電磁鋼板層の積層構造を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係る１つの電磁鋼板を示す図である。
【図６】図６は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の２通りの位相のうち一方を示す図である。
【図７】図７は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の２通りの位相のうち他方を示す図である。
【図８】図８は、同一の位相の電磁鋼板層が連続して積層される場合の一例を示す図である。
【図９】図９は、１つの電磁鋼板層における連続する電磁鋼板の配置を示す図である。
【図１０】図１０は、内軸モータコアの１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の２通りの位相のうち一方を示す図である。
【図１１】図１１は、内軸モータコアの１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の２通りの位相のうち他方を示す図である。
【図１２】図１２は、内軸モータコアの１つの電磁鋼板層における連続する電磁鋼板の配置を示す図である。
【図１３】図１３は、外軸モータコアの芯部へのコイルの挿入工程を示す図である。
【図１４】図１４は、外軸モータコアへのハウジングの挿入工程を示す図である。
【図１５】図１５は、内軸モータコアの芯部へのコイルの挿入工程を示す図である。
【図１６】図１６は、内軸モータコアへのハウジングの挿入工程を示す図である。
【図１７】図１７は、空芯コイルを示す外観図である。
【図１８】図１８は、空芯コイルを示す外観図である。
【図１９】図１９は、空芯コイルを示す断面図である。
【図２０】図２０は、空芯コイルの製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２９】
（実施形態）
図１は、二軸一体型モータ１の具体的構成の一例を示す断面図である。二軸一体型モータ１は、それぞれ個別に回転可能に設けられた回転子である内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０、固定子である内軸ステータ１２０と外軸ステータ２０を備える。内軸ステータ１２０及び外軸ステータ２０を備える部分をステータコア部７０と言う。以下、図を参照した実施形態の説明に係り、二軸一体型モータ１の回転軸Ｐの延びる方向（回転軸方向と言う）をＺ方向と記載することがある。また、Ｚ方向に直交する平面に沿って互いに直交する二方向をＸ方向、Ｙ方向と記載することがある。
【００３０】
内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０は、それぞれ回転可能に設けられて回転軸方向が同一である。具体的には、内軸ロータ１１０は、円筒状の内軸ロータヨーク１１１と、内軸ロータヨーク１１１の外周面に沿って環状に配置された磁石１１２とを有する。外軸ロータ１０は、円筒状の外軸ロータヨーク１１と、外軸ロータヨーク１１の内周面に沿って環状に配置された磁石１２とを有する。本実施形態の内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０は設計時の理想的な回転軸Ｐの軸線が共通しているが、内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０とで回転軸の位置が異なっていてもよい。
【００３１】
内軸ステータ１２０は、コイル１５０が設けられた内軸モータコア１３０を有する。内軸ロータ１１０は、内軸モータコア１３０のコイル１５０に対する電力供給に応じて回転する。外軸ステータ２０は、コイル５０が設けられた外軸モータコア３０を有する。外軸ロータ１０は、外軸モータコア３０のコイル５０に対する電力供給に応じて回転する。
【００３２】
内軸ステータ１２０は、内軸モータコア１３０の外側に設けられた円筒状の内軸ステータバックヨーク１４０を有する。内軸ステータバックヨーク１４０は、内軸ハウジング（ハウジング）とも言う。また、外軸ステータ２０は、外軸モータコア３０の内側に設けられた円筒状の外軸ステータバックヨーク４０を有する。外軸ステータバックヨーク４０は、外軸ハウジング（ハウジング）とも言う。内軸ステータバックヨーク１４０と外軸ステータバックヨーク４０は、回転軸方向について一体の部材として設けられた円筒状の部材であり、例えば、鋳鉄又は圧粉磁心（ダストコア）のような磁性材料で作られており、磁気を通し易いが、渦電流の流れ難い材料で作られている。
【００３３】
本実施形態の二軸一体型モータ１は、回転軸Ｐを中心とした径の内側から外側に向かって、内軸ロータ１１０、内軸ステータ１２０、外軸ステータ２０、外軸ロータ１０の順にこれらの構成が配置されている。モータにおいて、内軸ロータ１１０及び内軸ステータ１２０を有する構成をインナーロータ型と言う。また、外軸ステータ２０及び外軸ロータ１０を有する構成をアウターロータ型と言う。
【００３４】
電動機の出力トルクの大小には回転軸Ｐから推力発生位置（磁石とコイルの間）までの距離の大小が関わる。このため、外軸ロータ１０は相対的に内軸ロータ１１０よりもトルクが大きくなりやすい。本実施形態では、内軸ロータ１１０に設けられた磁石１１２及び内軸ステータ１２０の軸長を、外軸ロータ１０に設けられた磁石１２及び外軸ステータ２０より長くすることで、外軸ロータ１０の推力に比して内軸ロータ１１０の推力をより大きくしている。これによって、本実施形態では外軸ロータ１０の出力トルクと内軸ロータ１１０の出力トルクとの差をより小さくしている。また、このため、内軸ステータ１２０は、回転軸方向の軸長が外軸ステータ２０より長い。
【００３５】
内軸ロータヨーク１１１及び外軸ロータヨーク１１の一端側に位置する内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０の出力端部１１ａ，１１１ａには、それぞれ穴１１ｂ，１１１ｂが設けられている。係る穴１１ｂ，１１１ｂが設けられた内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０のそれぞれに対して被駆動体を接続固定することで、被駆動体に回転駆動力が伝達される。穴１１ｂ，１１１ｂの具体的形状は、被駆動体を接続固定する部材の具体的形状に対応する。例えば、当該部材がねじである場合、当該穴は、ねじと螺合するねじ穴である。また、当該部材がねじ目を有しないピン状の部材である場合、当該穴は、ピン状の部材が嵌め込まれる穴である。なお、一端側は、図１における上側（二軸一体型モータ１の出力端側）である。他端側と記載した場合、一端側の反対側（図１における下側）をさす。
【００３６】
外軸ステータバックヨーク４０の一端側には、軸受部２６０が配置されている。軸受部２６０は、第１軸受部２６１及び第２軸受部２６５を有する。第１軸受部２６１は、内軸ロータ１１０と連動して回転する。第２軸受部２６５は、外軸ロータ１０と連動して回転する。第１軸受部２６１は、外軸ステータバックヨーク４０から一端側に延出する延出部２９９に対して内周側である位置で、かつ内軸ロータ１１０の内軸ロータヨーク１１１に対して外周側である位置に設けられる。第１軸受部２６１が内軸ロータ１１０と延出部２９９との間に介在していることで、内軸ロータ１１０は回転可能に軸支される。第２軸受部２６５は、延出部２９９に対して外周側である位置で、かつ外軸ロータ１０の外軸ロータヨーク１１に対して内周側に設けられる。第２軸受部２６５が外軸ロータ１０と延出部２９９との間に介在していることで、外軸ロータ１０は回転可能に軸支される。延出部２９９は、第１軸受部２６１と第２軸受部２６５との間に介在する。
【００３７】
本実施形態の二軸一体型モータ１は、第１軸受部２６１の一端側の端部の回転軸方向の位置と第２軸受部２６５の一端側の端部の回転軸方向の位置が同一である。具体的には、例えば図１に示すように、２つの軸受２６２，２６３を具備する第１軸受部２６１及び２つの軸受２６６，２６７を具備する第２軸受部２６５のうち相対的に一端側に位置する軸受２６２と軸受２６６の各々の一端側の端部同士は、回転軸Ｐに直交する同一平面に沿う。
【００３８】
第１軸受部２６１は、予圧された軸受２６２，２６３を有する。第２軸受部２６５は、予圧された軸受２６６，２６７を有する。本実施形態の軸受２６２，２６３，２６６，２６７は、定位置予圧を施されているが、定圧予圧その他の予圧であってもよい。軸受２６２，２６３，２６６，２６７が予圧されていることで、外部からの荷重による外軸ロータヨーク１１、内軸ロータヨーク１１１の変位をより小さくすることができる。すなわち、外軸ロータ１０と外軸ステータ２０との位置関係の変位及び内軸ロータ１１０と内軸ステータ１２０との位置関係の変位をより小さくすることができる。
【００３９】
また、図１に示すように、軸受２６２と軸受２６３は、外周側に対して背面組合せである。また、軸受２６６と軸受２６７は、外周側に対して背面組合せである。これによって、第１軸受部２６１及び第２軸受部２６５は、外軸ロータヨーク１１及び内軸ロータヨーク１１１に対するラジアル荷重ならびに外周側からのアキシャル荷重及びモーメント荷重に対する変位をより小さくすることができる。
【００４０】
本実施形態では、第１軸受部２６１及び第２軸受部２６５がそれぞれ２つの玉軸受である軸受２６２，２６３及び軸受２６６，２６７を具備する構成であるが、これは第１軸受部２６１及び第２軸受部２６５の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。第１軸受部２６１及び第２軸受部２６５は、それぞれ１つ以上の軸受を有していればよい。
【００４１】
外軸ステータバックヨーク４０の他端側には、延出部３０３が設けられている。図１に示す延出部３０３は、外周側に向かうよう傾斜しているが、延出部３０３の具体的形状はこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。例えば、延出部３０３は、他端側に向かう円筒状であってもよい。なお、外周側とは、回転軸Ｐを中心とした径方向の外側をさす。あるものの内周側と記載した場合、あるものに対して回転軸Ｐを中心とした径方向の内側をさす。
【００４２】
延出部３０３の他端側には、ベース２８１が固定されている。ベース２８１の外周側の端部は、外軸ロータヨーク１１の他端側で外軸ロータヨーク１１と非接触の位置に延出する。延出部３０３の他端側付近の内周側には、ベース２８１から延出した環状の嵌合部３０４が嵌合している。
【００４３】
また、延出部３０３が延出しているステータコア部７０の他端側には、バックアップ軸受部３００が設けられている。バックアップ軸受部３００は、第３軸受部３０２及び第４軸受部３０５を有する。第３軸受部３０２は、嵌合部３０４と内軸ロータヨーク１１１との間に介在している。第３軸受部３０２は、内軸ステータ１２０を挟んで第１軸受部２６１の反対側で内軸ロータ１１０と連動して回転する。第４軸受部３０５は、延出部３０３と外軸ロータヨーク１１との間に介在している。第４軸受部３０５は、外軸ステータ２０を挟んで第２軸受部２６５の反対側で外軸ロータ１０と連動して回転する。第４軸受部３０５は、延出部３０３とベース２８１と外軸ロータヨーク１１とに囲まれている。図１に示す第３軸受部３０２及び第４軸受部３０５は、予圧されていない軸受を１つずつ有する。第３軸受部３０２及び第４軸受部３０５は、複数の軸受を有していてもよい。
【００４４】
ベース２８１の外周面が形成する環の径は、外軸ロータヨーク１１の径と同一である。また、本実施形態では、二軸一体型モータ１の取り付け対象に対して二軸一体型モータ１を固定する際に用いられる穴２８２がベース２８０の他端側に設けられている。
【００４５】
ベース２８１の内周側には第１検出部２４０が配置されている。すなわち、第１検出部２４０は、内軸ステータ１２０の他端側に配置されている。第１検出部２４０は、内軸ロータ１１０の回転角度を検出する。具体的には、第１検出部２４０は、第１回転部２４１と、第１固定部２４２とを有する。第１回転部２４１は、内軸ロータ１１０に固定されて内軸ロータ１１０とともに回転する環状の被着磁体である。第１回転部２４１には、回転軸Ｐを中心とした円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。第１回転部２４１は、内軸ロータ１１０と回転軸Ｐが同一になる位置で内軸ロータ１１０に固定されている。第１固定部２４２は、基板２４２ａに設けられた磁気検出回路である。基板２４２ａは、不図示の留め具でベース２８１に固定される。すなわち、第１固定部２４２は、外軸ステータバックヨーク４０に固定された状態で、第１固定部２４２に対して相対的に位置変更可能に設けられた第１回転部２４１の回転角度を検出する。
【００４６】
より具体的には、第１回転部２４１は、固定具２４１ａを介して内軸ロータ１１０の外周側に固定されている。固定具２４１ａは、回転軸Ｐに直交する平面状の面部と、面部に対して一端側に延出する円筒状部と、面部と円筒状部とを連続させるように湾曲又は屈曲する曲部とを含む。固定具２４１ａの面部の他端側には第１回転部２４１が固定されている。また、固定具２４１ａの円筒状部が内軸ロータヨーク１１１の外周面側に嵌め込まれて固定されている。これによって、第１回転部２４１は、内軸ロータヨーク１１１の外周側で、他端側に面するよう固定される。第１固定部２４２は、基板２４２ａの一端側の面に設けられて第１回転部２４１と対向する。
【００４７】
第１回転部２４１と第１固定部２４２は非接触である。このように、第１検出部２４０は、第１回転部２４１と第１固定部２４２がアキシャルギャップを有する位置関係で回転角度を検出する構成であるため、二軸一体型モータ１にモーメント荷重が加わって内軸ロータヨーク１１１にモーメント変位が生じたとしても、回転角度の検出精度に対する影響を抑制することができる。
【００４８】
第１検出部２４０と内軸ステータ１２０との間には、上述の通り第３軸受部３０２が配置されている。第３軸受部３０２によって、第１検出部２４０に対する内軸ステータ１２０からの磁気的影響をより低減することができる。また、第１回転部２４１と外軸ステータ２０との間には、バックアップ軸受部３００が設けられており、バックアップ軸受部３００が第３軸受部３０２及び嵌合部３０４を含む。このため、第１検出部２４０に対する外軸ステータ２０からの磁気的影響をより低減することができる。従って、第１検出部２４０は、より高い精度で内軸ロータヨーク１１１の回転角度を検出することができる。
【００４９】
本実施形態では、第１検出部２４０の内周側及び他端側を覆うカバー２９５が設けられている。カバー２９５は、回転軸Ｐに直交する板状の環である。カバー２９５の面部は、基板２４２ａの他端側で基板２４２ａと対向する。カバー２９５は、固定部材２９８によってベース２８１に対する位置を固定されることで、第１検出部２４０を他端側からカバーする。
【００５０】
カバー２９５は、ベース２８１とは別体である。このため、カバー２９５を取り外すことで、他端側から容易に第１検出部２４０に対してアクセス可能になる。従って、内軸ロータヨーク１１１に対する第１回転部２４１の取り付け位置の調整、ベース２８１に対する第１固定部２４２の取り付け位置の調整等、第１検出部２４０の調整を容易に行うことができる。また、第１検出部２４０に対するアクセスが他端側から行われるので、一端側の構成（後述する第２検出部２５０）に不必要にアクセスせず第１検出部２４０にアクセスすることができる。
【００５１】
延出部２９９の内周面及び外周面には、軸受部２６０の各部構成に応じた段差、突起、陥没部、穴等が設けられている。また、延出部２９９の一端側には、支持部材２３１が固定されている。支持部材２３１と延出部２９９は、留め具２３２によって接続固定されている。延出部２９９の一端側には、留め具２３２の先端が内側に入り込むための穴が設けられている。当該穴の具体的形状は、穴１１ｂ，１１１ｂと同様、留め具２３２の具体的形状に対応する。
【００５２】
軸受部２６０の一端側には、第２検出部２５０が配置されている。第２検出部２５０は、外軸ロータ１０の回転角度を検出する。具体的には、第２検出部２５０は、第２回転部２５１と、第２固定部２５２とを有する。第２回転部２５１は、外軸ロータ１０に固定されて外軸ロータ１０とともに回転する環状の被着磁体である。第２回転部２５１には、円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。第２回転部２５１は、外軸ロータ１０と回転軸Ｐが同一になる位置で外軸ロータ１０に固定されている。第２固定部２５２は、基板２５２ａに設けられた磁気検出回路である。基板２５２ａは、留め具２５２ｂによって支持部材２３１に固定される。すなわち、第２固定部２５２は、基板２５２ａ、留め具２５２ｂ、支持部材２３１及び留め具２３２を介して延出部２９９に固定された状態で、第２固定部２５２に対して相対的に位置変更可能に設けられた第２回転部２５１の回転角度を検出する。
【００５３】
より具体的には、第２回転部２５１は、基部２５１ａを介して外軸ロータ１０の内周側に固定されている。基部２５１ａは、回転軸Ｐに直交する平面状の面部と、面部に対して一端側に延出する円筒状部と、面部と円筒状部とを連続させるように湾曲又は屈曲する曲部とを含む。基部２５１ａの面部の一端側には第２回転部２５１が固定されている。また、基部２５１ａの面部は、外軸ロータヨーク１１から内周側に突出する突出部１１ｃに固定されている。基部２５１ａと突出部１１ｃは、留め具２５１ｂによって接続固定されている。突出部１１ｃの一端側の面には、留め具２５１ｂの先端が内側に入り込むための穴が設けられている。当該穴の具体的形状は、穴１１ｂ，１１１ｂと同様、留め具２５１ｂの具体的形状に対応する。
【００５４】
第２回転部２５１は、外軸ロータヨーク１１の内周側で、一端側に面するよう固定される。第２固定部２５２は、基板２５２ａの他端側の面に設けられて第２回転部２５１と対向する。第２回転部２５１と第２固定部２５２は非接触である。このように、第２検出部２５０は、第２回転部２５１と第２固定部２５２がアキシャルギャップを有する位置関係で回転角度を検出する構成であるため、二軸一体型モータ１にモーメント荷重が加わって外軸ロータヨーク１１にモーメント変位が生じたとしても、回転角度の検出精度に対する影響を抑制することができる。また、第２検出部２５０と軸受部２６０との間には他の構成が配置されない。このため、モーメント荷重が働いたとしても軸受部２６０を支点とするモーメント変位が第２検出部２５０にもたらす影響の度合いをより小さく抑えることができる。また、第２検出部２５０とステータコア部７０との間に軸受部２６０が配置されているので、第２検出部２５０に対するステータコア部７０からの磁気的影響をより低減することができる。これらによって、第２検出部２５０は、より高い精度で外軸ロータヨーク１１の回転角度を検出することができる。
【００５５】
第２検出部２５０に対して一端側には、カバー２９１が設けられている。カバー２９１は、例えば出力端部１１ａが形成する環と出力端部１１１ａが形成する環との間に配置される板状の環であり、回転軸Ｐに直交する平面に沿って配置されている。カバー２９１は、例えば留め具２９２を用いて第２検出部２５０の一端側に固定されている。留め具２９２は、例えば留め具２５２ｂの一端側に固定されるよう設けられている。留め具２９２は、留め具２５２ｂと異なる位置で支持部材２３１に接続固定される構成であってもよい。
【００５６】
カバー２９１を取り外すことで、一端側から容易に第２検出部２５０に対してアクセス可能になる。従って、外軸ロータヨーク１１に対する第２回転部２５１の取り付け位置の調整、支持部材２３１に対する第２固定部２５２の取り付け位置の調整等、第２検出部２５０の調整を容易に行うことができる。また、第２検出部２５０に対するアクセスが一端側から行われるので、他端側の第１検出部２４０に不必要にアクセスせず第２検出部２５０にアクセスすることができる。
【００５７】
以上の説明及び図１が示すように、内軸ロータヨーク１１１の外周側に、一端側から順に、第１軸受部２６１、内軸ステータ１２０、第３軸受部３０２、第１検出部２４０が配置されている。また、外軸ロータヨーク１１の内周側に、一端側から順に、第２検出部２５０、第２軸受部２６５、外軸ステータ２０、第４軸受部３０５が配置されている。
【００５８】
図２は、本実施形態に係るステータコア部７０の一例を示す図である。内軸ステータ１２０が有するコイル１５０は、第１ドライバ４２１と電気的に接続されている。第１ドライバ４２１は、コイル１５０に第１駆動電流Ｉ１を供給することにより、内軸ロータ１１０を駆動する。
【００５９】
外軸ステータ２０が有するコイル５０は、第２ドライバ４２２と電気的に接続されている。第２ドライバ４２２は、コイル５０に第２駆動電流Ｉ２を供給することにより、外軸ロータ１０を駆動する。
【００６０】
第１ドライバ４２１と第２ドライバ４２２は、コントローラー４２０と電気的に接続されている。コントローラー４２０は、第１ドライバ４２１と第２ドライバ４２２とを独立して制御する。コントローラー４２０は、第１駆動電流Ｉ１の電流量と第２駆動電流Ｉ２の電流量とを独立に制御する。第１駆動電流Ｉ１の電流量によって、第１ロータ（内軸ロータ）１１０の回転角度が制御される。第２駆動電流Ｉ２の電流量によって、第２ロータ（外軸ロータ）１０の回転角度が制御される。コントローラー４２０は、第１ロータ１１０の回転角度と第２ロータ１０の回転角度とを独立に制御する。
【００６１】
第１検出部２４０は、内軸ステータ１２０に対する内軸ロータヨーク１１１の回転角度を検出し、コントローラー４２０に供給する。コントローラー４２０は、内軸ロータ１１０が所望の回転角度を得られるように、第１検出部２４０の検出結果に基づいて第１駆動電流Ｉ１の電流量を調節する。
【００６２】
第２検出部２５０は、外軸ステータ２０に対する外軸ロータヨーク１１の回転角度を検出し、コントローラー４２０（図２参照）に供給する。コントローラー４２０は、外軸ロータ１０が所望の回転角度を得られるように、第２検出部２５０の検出結果に基づいて第２駆動電流Ｉ２の電流量を調節する。
【００６３】
二軸一体型モータ１は、内軸ステータ１２０と外軸ステータ２０との間に設けられた非磁性体４５を有する。本実施形態の非磁性体４５は、例えば、内軸モータコア１３０と外軸モータコア３０の間に位置する。より具体的には、非磁性体４５は、内軸ステータバックヨーク１４０と外軸ステータバックヨーク４０の間に位置し、内軸ステータバックヨーク１４０及び外軸ステータバックヨーク４０の少なくともいずれか一方に固定されている。このように、回転軸Ｐを中心とした円周方向に沿う内軸ステータ１２０と外軸ステータ２０との隣接位置には非磁性体４５が介在している。
【００６４】
非磁性体４５は、例えば非磁性の合金又は樹脂若しくはこれらの両方を用いた部材である。より具体的には、非磁性体４５は、例えばアルミニウム合金、オーステナイト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０５等）の非磁性ステンレス合金、合成樹脂のいずれか一つ以上の素材を用いて円筒状に形成された部材である。係る非磁性体４５の円筒は、回転軸Ｐに直交する方向の断面形状が回転軸Ｐを中心とする。非磁性体４５が合金である場合、例えば接着剤による接着又は焼き嵌め等の方法で固定される。非磁性体４５が樹脂である場合、内軸ステータバックヨーク１４０と外軸ステータバックヨーク４０の間に予め円筒状に形成された非磁性体４５を嵌め込んで接着する方法で固定されてもよいし、内軸ステータバックヨーク１４０と外軸ステータバックヨーク４０の間に樹脂を充填する方法で固着形成されてもよい。非磁性体４５は、回転軸Ｐに直交する方向の断面形状が環状に途切れることなく連続する円筒状でなくてもよく、複数の円弧状の部材であってもよい。
【００６５】
図３は、本実施形態に係る固定子（ステータ）の具体的構造の一例を示す図である。二軸一体型モータ１が有する固定子（ステータ）の具体的構成例について、図２及び図３を参照して外軸ステータ２０を例として説明する。
【００６６】
外軸モータコア３０は、外周側に位置する環状の縁部３１と、縁部３１から内側に向かって突出する４以上の複数の芯部３２とを有する。芯部３２にはそれぞれコイル５０が設けられている。図３では、外軸ステータ２０及び内軸ステータ１２０をＺ方向から見ている。また、図３では、芯部３２を明示することを目的として、図２で芯部３２を取り巻いていたコイル５０の巻線の一部の図示を省略している。
【００６７】
外軸モータコア３０は、電磁鋼板６０が環状に配置された電磁鋼板層が積層された積層構造を有する。縁部３１は、係る積層構造によって全体として回転軸Ｐを中心軸とした円筒形に沿うよう位置している。また、複数の芯部３２は、縁部３１の内側で回転軸Ｐを中心軸とした環状に配置され、縁部３１から回転軸Ｐに向かって径方向の内側に延出して設けられている。また、複数のコイル５０は、縁部３１の内側で回転軸Ｐを中心軸とした環状に配置されている。外軸ステータバックヨーク４０は、芯部３２に対して外軸ロータ１０の反対側に位置する。
【００６８】
図４は、本実施形態に係る外軸モータコア３０が有する電磁鋼板層の積層構造を示す図である。図４では、外軸モータコア３０をＺ方向に直交する１方向（例えば、Ｙ方向）から見ている。図５は、本実施形態に係る１つの電磁鋼板６０を示す図である。
【００６９】
外軸モータコア３０は、例えば図４に示すように、電磁鋼板層がＺ方向に複数積層された構造を有する。１つの電磁鋼板層は、図３及び図４に示すように、複数の電磁鋼板６０が環状に配置されている。１つの電磁鋼板６０は、図５に示すように、２つのティース６１を有するセグメントをなす。外軸モータコア３０は、積層構造によって複数の電磁鋼板層の各々が有する電磁鋼板６０のティース６１が積層されることでコイル５０の芯部３２を形成している。すなわち、例えば図４に示すように、外軸ステータ２０に設けられるコイル５０の芯として機能する芯部３２は、Ｚ方向に積層されたティース６１からなる。
【００７０】
１つの電磁鋼板６０は、例えば図５に示すように、２つのティース６１を物理的に連続させている基部６２を有するセグメントをなす。具体的には、基部６２は、例えば１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士を所定の距離で位置させる円弧状の形状を有する。１つの電磁鋼板層において複数の電磁鋼板６０が環状に配置され、かつ、複数の電磁鋼板層が積層されることで、基部６２同士が当接して縁部３１が形成される。本実施形態では、１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１は、図５に示すように、基部６２の反対側において、隣接する他のティース６１に対して隙間をあけて配置されている。このように、外軸モータコア３０の径方向について基部６２から突出するよう設けられたティース６１同士の間に設けられた隙間をスロットと言う。また、電磁鋼板層に配置された電磁鋼板６０は、回転子側に基部６２が位置し、この基部６２から回転子の反対側である径方向の内側に２つのティース６１が突出している。
【００７１】
より具体的には、外軸側のモータのような所謂アウターロータの電動機では、基部６２が有する円弧の内側に向かうように突出する２つのティース６１が電磁鋼板６０に設けられている。基部６２の形状は必ずしも円弧状でなくてよい。例えば図５等に示すように、基部６２のティース６１が突出する側はティース６１の突出方向に直交する直線状であってもよい。図５に示す電磁鋼板６０は、例えると、基部６２から２つのティース６１が突出することで２つのＴ字の上辺の一端同士が連結されているような形状となっている。芯部３２を構成するティース６１に対してＴ字の上辺のように円周方向の両側が突出する基部６２は、径方向についてコイル５０を係止する。これによって、外軸ロータ１０が位置する方向に対するコイル５０の巻線の延出、飛び出し等を抑制することができる。また、基部６２は、連結されたＴ字の上辺のうちティース６１が突出していない側が円弧状になっている。
【００７２】
基部６２は、１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の中間点に対応する部分が他の部分よりも細くなっている。より具体的には、例えば、当該中間点に対応する部分である中間部６３は、径方向の外側に凹む湾曲形状に形成されており、径方向についての基部６２の太さが細まっている。ティース６１は、回転軸方向に沿って複数が積層されることで芯部３２を形成し、コイル５０が設けられる構成であるが、隣接するコイル５０同士の間で互いに磁気が回り込むことによる磁界の干渉が生じ得る。係る磁界の干渉は、二軸一体型モータ１の効率をより高める観点においてより低減されることが望ましい。磁気の回り込みは、ティース６１同士が物理的に連結されていない開スロットＫＳよりもティース６１同士が物理的に連結されている閉スロットＨＳで相対的に強く生じる傾向を示す。また、磁気の回り込みは、閉スロットＨＳにおける物理的な連続の度合いが大きい程相対的に強く生じる傾向を示す。そこで、本実施形態では、ティース６１同士の中間点に対応する部分を他の部分よりも細くすることで、磁気の回り込みを抑制している。これによって磁界の干渉による効率の低下を抑制することができ、二軸一体型モータ１の効率をより高い効率とすることができる。なお、図３において括弧付きで符号が付されている中間部６３は、符号に括弧が付されていない中間部６３を有する電磁鋼板６０が配置された電磁鋼板層と異なる電磁鋼板層に配置されている電磁鋼板６０の中間部６３である。
【００７３】
図６は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０の配置の２通りの位相のうち一方を示す図である。図７は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０の配置の２通りの位相のうち他方を示す図である。図６と図７の差異は、同一方向から見た位相の異なる電磁鋼板６０の配置の差異を示している。以下、図６に示す一方の位相を第１位相と記載する。また、図７に示す他方の位相を第２位相と記載する。符号ＰＳ１は、第１位相の電磁鋼板層を示す。符号ＰＳ２は、第２位相の電磁鋼板層を示す。
【００７４】
１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０の配置の位相は、２通りある。外軸ステータ２０は、係る２通りの位相の電磁鋼板層を有する。具体的には、２通りの位相同士は、電磁鋼板６０の配置の位相が１ティース分ずれている。２つの位相同士で電磁鋼板６０の配置の位相が１ティース分ずれていることで、１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１の配置は２つの位相間で千鳥状に互い違いになる。具体的には、例えば第１位相において１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１であるティース６１ａ，６１ｂのうち一方（ティース６１ａ）が配置されている位置には、第２位相において他方（ティース６１ｂ）が位置している。また、第２位相において１つの電磁鋼板６０が有するティース６１ａ，６１ｂのうち一方（ティース６１ａ）が配置されている位置には、第１位相において他方（ティース６１ｂ）が位置している。図６及び図７では、位相を区別する目的で、２つのティース６１のうち一方に符号６１ａを付し、他方に符号６１ｂを付している。
【００７５】
本実施形態では、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０同士は、隙間をあけて配置されている。具体的には、１つの電磁鋼板層において環状に配置されている電磁鋼板６０同士は非接触である。より具体的には、それぞれ異なる電磁鋼板６０が有する２つのティース６１であって非接触の状態で隣接するティース６１同士の間隔と、１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の間隔と、が同一になるように１つの電磁鋼板層における環状の配置方向に沿って電磁鋼板６０が配置されている。このように、２つのティース６１同士の隙間（スロット）が１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の隙間（閉スロットＨＳ）であるか異なる電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の隙間（開スロットＫＳ）であるかに関わらず、環状に配置されたティース６１同士の間隔は同一である。
【００７６】
本実施形態では、電磁鋼板６０の形状は、それぞれ異なる電磁鋼板６０が有する２つのティース６１であって非接触の状態で隣接するティース６１同士の間隔と１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の間隔とを同一にすることができる形状である。具体的には、基部６２のうち１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士を連結するよう延設されている部分の延設長は、ティース６１からその延設方向の反対側に向かって突出する部分の延設長の２倍以上である。
【００７７】
本実施形態では、隣接する電磁鋼板層同士の複数の電磁鋼板６０の配置の位相が異なる。具体的には、外軸モータコア３０は、例えば図４に示すように、第１位相の電磁鋼板層ＰＳ１と第２位相の電磁鋼板層ＰＳ２とが交互に積層されてなる。このため、軸方向について、開スロットＫＳと閉スロットＨＳとが交互に並ぶ。また、本実施形態では、例えば図４に示すように、２通りの位相の電磁鋼板層の各々の数が等しい。この場合、外軸モータコア３０のスロットは、回転軸方向について２層の電磁鋼板層につき１層が開スロットＫＳであり１層が閉スロットＨＳであるスロット（半閉スロット）になる。係る構造によれば、１層の電磁鋼板層が環状に完全に連続する完全な閉スロットＨＳである構造に比して軽量になる。また、係る構造によれば、ティース６１が積層されてなる芯部３２に設けられるコイル５０同士の間で互いに生じる磁気の回り込みを低減させることができるため、二軸一体型モータ１の効率をより高めることができる。
【００７８】
図８は、同一の位相の電磁鋼板層が連続して積層される場合の一例を示す図である。図４に示す例では、回転軸方向に隣接する電磁鋼板層同士の複数の電磁鋼板６０の配置の位相が異なっているが、これは積層されている電磁鋼板層同士の位相の関係の一例を示すものであってこれに限られるものでない。例えば図８に示すように、同一位相の連続数が２以上であってもよい。同一位相の連続数とは、同一の位相を有する電磁鋼板層が回転軸方向に沿って連続する数である。図８に示す例の場合、同一位相の連続数は５であるが、４以下又は６以上の任意の自然数であってもよい。
【００７９】
図９は、１つの電磁鋼板層における連続する電磁鋼板の配置を示す図である。図６及び図７に示す例では、１つの電磁鋼板６０が２つのティース６１を有し、この電磁鋼板６０を円周方向に沿って配置すると共に、２通りの位相をもって回転軸方向に積層した構成であるが、これに限られるものではない。例えば、図９に示すように、１つの電磁鋼板６０が複数のティース６１を円周方向に沿って連続して配置してもよい。図９に示す例の場合、１つの電磁鋼板６０は、円周方向で隣接する全てのティース６１同士の基部６２が物理的に連結された閉スロットである。この電磁鋼板６０は、ティース６１同士の間の基部６２の中間部６３が他の部分よりも細くなっている。より具体的には、例えば、当該中間点に対応する部分である中間部６３は、径方向の外側に凹む湾曲形状に形成されており、径方向についての基部６２の太さが細まっている。即ち、図９に示す例では、１つの電磁鋼板６０で電磁鋼板層が構成されている。そして、図には明示しないが、回転軸方向に隣接する複数の電磁鋼板（電磁鋼板層）６０が積層し、積層した複数のティース６１で芯部３２を形成している。
【００８０】
電磁鋼板６０は、例えば、接着鋼板により昇温接着するものである。又は、電磁鋼板６０は、真空含浸により接着するものである。すなわち、外軸モータコア３０は、接着鋼板による昇温接着品、又は真空含浸による積層接着品である。
【００８１】
なお、インナーロータの電動機とアウターロータの電動機との差異に係る特筆事項を除いて、外軸ステータ２０に係る説明のうち、外軸ステータ２０、外軸モータコア３０、縁部３１、芯部３２、コイル５０、電磁鋼板６０、ティース６１，６１ａ，６１ｂ、基部６２、中間部６３、閉スロットＨＳ、開スロットＫＳ、第１位相の電磁鋼板層ＰＳ１、第２位相の電磁鋼板層ＰＳ２の各構成に係る説明は、各構成の符号をそれぞれ、内軸ステータ１２０、内軸モータコア１３０、縁部１３１、芯部１３２、コイル１５０、電磁鋼板１６０、ティース１６１，１６１ａ，１６１ｂ、基部１６２、中間部１６３、閉スロットｈｓ、開スロットｋｓ、第１位相の電磁鋼板層ｐｓ１、第２位相の電磁鋼板層ｐｓ２と置換することで、内軸ステータ１２０に係る説明として読み替えることができる。内軸モータコア１３０は、電磁鋼板１６０が環状に配置された電磁鋼板層が積層された積層構造を有する。縁部１３１は、係る積層構造によって全体として回転軸Ｐを中心軸とした円筒形に沿うよう位置している。また、複数の芯部１３２は、縁部１３１の外側で回転軸Ｐを中心軸とした環状に配置され、縁部１３１から回転軸Ｐに向かって径方向の外側に延出して設けられている。また、複数のコイル１５０は、縁部１３１の外側で回転軸Ｐを中心軸とした環状に配置されている。
【００８２】
図１０は、内軸モータコアの１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板１６０の配置の２通りの位相のうち一方を示す図である。図１１は、内軸モータコアの１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板１６０の配置の２通りの位相のうち他方を示す図である。図１２は、内軸モータコアの１つの電磁鋼板層における連続する電磁鋼板の配置を示す図である。内軸側のモータのように所謂インロータの電動機が有する内軸ステータ１２０では、コイル１５０が内軸モータコア１３０の外側に設けられている。具体的には、基部１６２が有する円弧の外側に向かうように突出する２つのティース１６１が電磁鋼板１６０に設けられている。基部１６２の形状は必ずしも円弧状でなくてよい。例えば、基部１６２のティース１６１が突出する側はティース１６１の突出方向に直交する直線状であってもよい。また、内軸ステータバックヨーク１４０は、内軸モータコア１３０の外側に設けられている。係る内軸ステータ１２０は、外軸ステータ２０と同様に、図１０及び図１１に示す２通りの位相同士は、例えば図４や図８を参照するように、電磁鋼板１６０の配置の位相が１ティース分ずれて積層し、積層した複数のティース１６１で芯部１３２を形成している。また、内軸ステータ１２０は、外軸ステータ２０と同様に、図１２に示す電磁鋼板１６０が、図には明示しないが、回転軸方向に物理的に連結されて隣接する複数の電磁鋼板（電磁鋼板層）１６０が積層し、積層した複数のティース１６１で芯部１３２を形成している。
【００８３】
図１３は、外軸モータコアの芯部へのコイルの挿入工程を示す図である。図１４は、外軸モータコアへのハウジングの挿入工程を示す図である。図１３及び図１４に基づき上述した外軸ステータ２０の製造方法について説明する。
【００８４】
図１３に示すように、外軸ステータ２０は、外軸モータコア３０の内側から芯部３２にコイル５０を挿入する。ここで、詳細は後述するが、コイル５０は、空芯コイルであり、電線を筒状に巻き付けて巻線を成形し、筒状の中には芯材を有さないものである。空芯コイルは、非磁性体からなる絶縁被覆で電線を保持するものもある。
【００８５】
上述したように、外軸モータコア３０は、複数のティース６１が回転軸方向に積層されて芯部３２が形成されている。芯部３２は、回転軸方向に寸法が長く、回転軸方向に比較して円周方向の寸法が短く形成されている。従って、芯部３２に挿入されるコイル５０は、回転軸方向に寸法が長く、回転軸方向に比較して円周方向の寸法が短い矩形の筒状に形成されている。
【００８６】
図１３に示すように、コイル５０を挿入するにあたり芯部３２には、絶縁紙５１が取り付けられる。絶縁紙５１は、樹脂成形体である。絶縁紙５１は、樹脂成形により、１つの芯部３２の延出形状に倣って芯部３２を覆うボビン状に形成されている。具体的に、絶縁紙５１は、円周方向で隣接する各芯部３２において、各芯部３２を物理的に連続させている基部６２及び中間部６３に被さると共に、円周方向で互いに対向する各芯部３２の面に倣って配置される構成であってもよい。この場合、絶縁紙５１は、円周方向で隣接する各芯部３２の間に配置され、１つの芯部３２に対して円周方向の両側から当該芯部３２を覆うように設けられる。絶縁紙５１は、芯部３２の面に倣う部分が、芯部３２の径方向への延出寸法よりも長く延出するように形成されている。従って、コイル５０は、図１３に示すように、１つの芯部３２の両側を覆う２つの絶縁紙５１の長く延出した部分を筒状の内部に挿入するように絶縁紙５１を介して芯部３２に挿入される。絶縁紙５１の長く延出した部分は、芯部３２にコイル５０を挿入した後に折り返されてコイル５０の表面を覆う。
【００８７】
芯部３２にコイル５０を挿入する際、図１３に示すように、円周方向で互いに隣接する芯部３２において、各芯部３２の間を広げるようにその間の中間部６３を変形させる。具体的には、コイル５０を挿入する方向に沿って外軸モータコア３０の円形状をラジアル方向に押し潰すよう荷重Ｆを付与することで隣接する各芯部３２の間を広げるように中間部６３を変形させる。このようにすることで、円周方向で互いに隣接する芯部３２において、先に芯部３２に挿入したコイル５０に対し、隣接する芯部３２に後に挿入するコイル５０が干渉することを防止できる。
【００８８】
ここで、中間部６３の変形は、回転軸Ｐと芯部３２の径方向の内側へ延出した先端の中央とを結ぶ基準直線を引き、周方向で互いに隣接する芯部３２において、その間の中間部６３の周方向の中央を中心として基準直線同士が広がる角度が１０度以内であることが望ましい。
【００８９】
そして、全ての芯部３２にコイル５０を挿入した後、図１４に示すように、外軸ハウジング（ハウジング）である外軸ステータバックヨーク４０を外軸モータコア３０の内側に取り付けることで、外軸ステータバックヨーク４０の円筒状に倣って外軸モータコア３０が回転軸Ｐを中心とする円形状となるように矯正して中間部６３の変形を戻す。
【００９０】
図１５は、内軸モータコアの芯部へのコイルの挿入工程を示す図である。図１６は、内軸モータコアへのハウジングの挿入工程を示す図である。図１５及び図１６に基づき上述した内軸ステータ１２０の製造方法について説明する。 
【００９１】
図１５に示すように、内軸ステータ１２０は、内軸モータコア１３０の外側から芯部１３２にコイル１５０を挿入する。ここで、詳細は後述するが、コイル１５０は、空芯コイルであり、電線を筒状に巻き付けて巻線を成形し、筒状の中には芯材を有さないものである。空芯コイルは、非磁性体からなる絶縁被覆で電線を保持するものもある。
【００９２】
上述したように、内軸モータコア１３０は、複数のティース１６１が回転軸方向に積層されて芯部１３２が形成されている。芯部１３２は、回転軸方向に寸法が長く、回転軸方向に比較して円周方向の寸法が短く形成されている。従って、芯部１３２に挿入されるコイル１５０は、回転軸方向に寸法が長く、回転軸方向に比較して円周方向の寸法が短い筒状に形成されている。
【００９３】
図１５に示すように、コイル１５０を挿入するにあたり芯部１３２には、絶縁紙１５１が取り付けられる。絶縁紙１５１は、上述した絶縁紙５１と同様の構成であり、説明を省略する。
【００９４】
芯部１３２にコイル１５０を挿入する際、図１５に示すように、円周方向で互いに隣接する芯部１３２において、各芯部１３２の間を広げるようにその間の中間部１６３を変形させる。具体的には、コイル１５０を挿入する方向とは交差する方向（例えば９０度）に沿って内軸モータコア１３０の円形状をラジアル方向に押し潰すように荷重Ｆを付与することで隣接する各芯部１３２の間を広げるように中間部１６３を変形させる。このようにすることで、円周方向で互いに隣接する芯部１３２において、先に芯部１３２に挿入したコイル１５０に対し、隣接する芯部１３２に後に挿入するコイル１５０が干渉することを防止できる。
【００９５】
ここで、中間部１６３の変形は、回転軸Ｐと芯部１３２の径方向の内側へ延出した先端の中央とを結ぶ基準直線を引いた場合、周方向で互いに隣接する芯部１３２において、その間の中間部１６３の周方向の中央を中心として基準直線同士が広がる角度が１０度以内であることが望ましい。
【００９６】
そして、全ての芯部１３２にコイル１５０を挿入した後、図１６に示すように、内軸ハウジング（ハウジング）である内軸ステータバックヨーク１４０を内軸モータコア１３０の外側に取り付けることで、内軸ステータバックヨーク１４０の円筒状に倣って内軸モータコア１３０が回転軸Ｐを中心とする円形状となるように矯正して中間部１６３の変形を戻す。
【００９７】
図１７は、空芯コイルを示す外観図である。図１８は、空芯コイルを示す外観図である。図１９は、空芯コイルを示す断面図である。図２０は、空芯コイルの製造工程を示す図である。図１７〜図２０は、空芯コイルとして構成される上述したコイル５０，１５０を示している。図１７は、コイル５０，１５０を回転軸方向（図２のＺ方向）から視た外観図である。図１８は、コイル５０，１５０を径方向（図１７の矢印を付した方向）から見た外観図である。図１９は、図１８のＡ−Ａ断面図である。図２０は、コイル５０，１５０を回転軸方向から見たコイル５０，１５０の製造工程を示す図である。
【００９８】
上述したように空芯コイルとして構成されるコイル５０，１５０は、回転軸方向に寸法が長く、回転軸方向に比較して円周方向の寸法が短い矩形の筒状に形成されている。すなわち、コイル５０，１５０は、図１７及び図１８に示すように、矩形の筒状において、回転軸方向の両辺が短辺部５０Ａ，１５０Ａとして構成され、周方向の両辺が長辺部５０Ｂ，１５０Ｂとして構成されている。すなわち、コイル５０，１５０は、対向する一対の短辺部５０Ａ，１５０Ａと短辺部５０Ａ，１５０Ａよりも長尺に形成されて対向する一対の長辺部５０Ｂ，１５０Ｂとを有している。
【００９９】
本実施形態のコイル５０，１５０は、１つの芯部３２，１３２に１個を巻き付ける１スロット集中巻線である。従って、コイル５０，１５０は、１本の電線の巻線である。また、本実施形態のコイル５０，１５０は、図１８に示すように、巻線のスタートおよびエンドとなるコイルエンドである各端部５０Ｃ，１５０Ｃが短辺部５０Ａ，１５０Ａの一方（図の上方）に位置し、コイルエンド側となる短辺部５０Ａ，１５０Ａの一方において、１層目から始まり２層目以降が短辺部５０Ａ，１５０Ａの一方のみで乗り上げられる乗上部５０Ｄ，１５０Ｄが設けられた、いわゆる短辺乗り上げで形成されている。
【０１００】
また、本実施形態のコイル５０，１５０は、図１９に示すように、１層目Ｌ１，２層目Ｌ２、３層目Ｌ３，…と順に丸線の電線が積み上げられ、１層目Ｌ１の電線のへこんだ狭間に２層目Ｌ２の電線が位置し、２層目Ｌ２の電線のへこんだ狭間に３層目Ｌ３の電線が位置し、これを多層に組み合わせた、いわゆる俵積みで形成されている。
【０１０１】
また、本実施形態のコイル５０，１５０は、電線同士が融着により接合されている。具体的に、コイル５０，１５０は、図２０に示す巻加工機５２により巻き付け形成される。巻加工機５２は、コイル５０，１５０を巻き付ける芯５２Ａと、芯５２Ａの両端に設けられる各フランジ５２Ｂと、フランジ５２Ｂの間に挿入するように移動可能に形成された各押圧部５２Ｃと、を有している。芯５２Ａは、その外形がコイル５０，１５０の内径をなすように形成されている。各フランジ５２Ｂは、少なくとも一方が芯５２Ａに対して着脱可能に設けられている。各押圧部５２Ｃは、コイル５０，１５０の各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂに向く押圧面５２Ｃａが平坦に形成され、さらに各押圧面５２Ｃａが平行に配置されている。この巻加工機５２において、コイル５０，１５０は、電線が上述のように１スロット集中巻線として巻かれ、短辺乗り上げ及び俵積みで芯５２Ａに巻き付けられる。そして、所定の巻数及び巻径に巻き付けた後、各押圧部５２Ｃで各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂを挟むようにプレス荷重（図２０中の矢印Ｐ）を加える。このプレス荷重は巻線を互いに密着させるために付与される。そして、不図示のオーブンやヒータ等により、コイル５０，１５０を加熱し、電線を昇温する。電線は、融着被覆が予め施された自己融着電線で形成されているか又は昇温時に巻線の表面にワニスが塗布されたワニス処理が施されることで融着して相互が接合される。このように形成されたコイル５０，１５０は、プレス荷重を加えられ、加熱により電線が融着した長辺部５０Ｂ，１５０Ｂが、図１８に示すように平坦かつ平行に形成される。従って、コイル５０，１５０は、短辺部５０Ａ，１５０Ａの一方のみで乗り上げられた短辺乗り上げで形成され、各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂが平坦に形成されかつプレスにより平行に形成され、さらに昇温での融着により互いの電線が接合されている。このように長辺部５０Ｂ，１５０Ｂが平坦かつ平行に形成されることで、後述するコイル挿入時に、隣接するコイル同士の干渉を防止できる。
【０１０２】
このように、空芯コイル（コイル５０，１５０）は、複数の芯部３２，１３２が環状に配置されたモータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）の各芯部３２，１３２に挿入されるものであって、丸線の電線による１スロット集中巻線で俵巻に構成されており、対向する一対の短辺部５０Ａ，１５０Ａと短辺部５０Ａ，１５０Ａよりも長尺に形成されて対向する一対の長辺部５０Ｂ，１５０Ｂとを有し、コイルエンドとなる短辺部５０Ａ，１５０Ａの一方でのみ丸線が乗り上げて配置され、各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂが平坦かつ平行に形成され、互いの丸線が接合されている。従って、本実施形態のコイル５０，１５０は、コイルエンドとなる短辺部５０Ａ，１５０Ａの一方でのみ丸線が乗り上げて配置され、各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂが平坦かつ平行に形成され、互いの丸線が接合されている。このため、本実施形態のコイル５０，１５０は、各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂにおいて、巻太りすることなく電線の占積率を向上できる。この結果、巻線の占積率を増すことで、モータの出力トルクを向上できる。しかも、隣接する各芯部３２，１３２の間に、各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂを配置することで、芯部３２，１３２への挿入において相互のコイル５０，１５０の干渉を防止できる。
【０１０３】
また、空芯コイル（コイル５０，１５０）の製造方法は、複数の芯部３２，１３２が環状に配置されたモータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）の各芯部３２，１３２に挿入されるコイル５０，１５０の製造方法であって、丸線による１スロット集中巻線で俵巻に巻き付ける工程と、対向する一対の短辺部５０Ａ，１５０Ａと短辺部５０Ａ，１５０Ａよりも長尺に形成されて対向する一対の長辺部５０Ｂ，１５０Ｂとを有して短辺部５０Ａ，１５０Ａの一方でのみ丸線を乗り上げる工程と、各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂをプレスする工程と、昇温により互いの丸線を接合する工程と、を含む。従って、短辺部５０Ａ，１５０Ａの一方でのみ丸線を乗り上げ、乗り上げを行っていない各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂをプレスし、昇温により互いの丸線を接合することで、丸線の密度を向上できる。このため、各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂにおいて、巻太りすることなく電線の占積率を向上したコイル５０，１５０が得られる。この結果、巻線の占積率を増すことで、モータの出力トルクを向上できる。しかも、乗り上げを行っていない各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂをプレスし、昇温により互いの丸線を接合することで、丸線が乗り上げにより交差した状態でプレスすることと比較して局所的な丸線の細りや丸線表面の絶縁被覆の損傷を防止できる。すなわち、品質が高く耐久性のあるコイル５０，１５０を作成できる。このコイル５０，１５０により寿命の長いモータを製作できる。しかも、隣接する各芯部３２，１３２の間に、各長辺部５０Ｂ，１５０Ｂを配置することで、芯部３２，１３２への挿入において相互のコイル５０，１５０の干渉を防止できる。
【０１０４】
また、本実施形態の空芯コイル（コイル５０，１５０）の製造方法では、コイル５０，１５０は、自己融着により互いの前記丸線が接合して構成されることが望ましい。従って、丸線が互いに密着する。このため、丸線が外側に膨出することを抑制できる。この結果、巻線の占積率を増すことができ、モータの出力トルクを向上できる。
【０１０５】
また、コイル５０，１５０は、ワニス処理により互いの前記丸線が接合して構成されることが望ましい。従って、丸線が互いに密着する。このため、丸線が外側に膨出することを抑制できる。この結果、巻線の占積率を増すことができ、モータの出力トルクを向上できる。
【０１０６】
また、ステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）は、複数の芯部３２，１３２が環状に配置されたモータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）と、芯部３２，１３２に挿入される上述した空芯コイル（コイル５０，１５０）と、を備える。従って、巻線の占積率を向上したコイル５０，１５０が芯部３２，１３２に挿入されることで、モータの出力トルクを向上できる。
【０１０７】
また、モータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）は、複数の電磁鋼板６０，１６０を積層して接着した電磁鋼板層により構成されていることが望ましい。従って、例えば、複数の芯部３２，１３２を環状に配置する場合、少なくとも２つの芯部３２，１３２を物理的に連結する閉スロットを有する電磁鋼板６０，１６０のセグメントを形成し、このセグメントを開スロットを間において並べ、かつ並べたセグメントを千鳥状に互い違いに積層して環状に繋がる電磁鋼板層を構成することができる。すなわち、電磁鋼板層において開スロットが介在されていることで、周方向に隣接する芯部３２，１３２に挿入された各コイル５０，１５０での磁界の干渉を低減できる。この結果、モータの出力トルクを向上できる。
【０１０８】
また、空芯コイル（コイル５０，１５０）は、芯部３２，１３２に絶縁紙５１を介在して挿入されており、絶縁紙５１は、芯部３２，１３２の形状に倣って芯部３２，１３２を覆う樹脂成形体であることが望ましい。従って、このような絶縁紙５１により、絶縁を確実に行うことができる。また、絶縁紙５１を先に芯部３２，１３２に配置しておくことで、芯部３２，１３２へのコイル５０，１５０の挿入を円滑に行うことができ、生産性を向上できる。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法は、複数の芯部３２，１３２が中間部６３，１６３を介して環状に配置されたモータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）において隣接する芯部３２，１３２の間を広げるように中間部６３，１６３を変形させる工程と、間が広げられた芯部３２，１３２に空芯コイル（コイル５０，１５０）を挿入する工程と、を含む。
【０１１０】
従って、互いに隣接する芯部３２，１３２において、先に芯部３２，１３２に挿入したコイル５０，１５０に対し、隣接する芯部３２，１３２に後に挿入するコイル５０，１５０が干渉することを防止できる。この結果、芯部３２，１３２の間を広げずに挿入できるコイルと比較してコイル５０，１５０の巻線の占積率を増すことができ、モータの出力トルクを向上できる。さらに、各芯部３２，１３２を連結する中間部６３，１６３があると、回転子である外軸ロータ１０や内軸ロータ１１０の磁石１２，１１２からの磁気が意図しない別の芯部３２，１３２に回り込み、モータの効率を低下させるが、中間部６３，１６３を変形させることで当該部分に残留内部応力が発生するため、磁気の回り込みをし難くして磁石１２，１１２の磁気を効率良く利用でき、モータの出力トルクを向上できる。
【０１１１】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、中間部６３，１６３は、モータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）の基部６２，１６２のような他の部分よりも細まって形成されていることが望ましい。
【０１１２】
従って、中間部６３，１６３の変形や矯正をし易くできる。
【０１１３】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、モータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）は、複数の電磁鋼板６０，１６０を積層した電磁鋼板層により構成されていることが望ましい。
【０１１４】
従って、中間部６３，１６３が積層体で構成され、中間部６３，１６３の変形や矯正をし易くできる。
【０１１５】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、空芯コイル（コイル５０，１５０）は、短辺乗り上げ方式により構成され、芯部３２，１３２へ挿入した形態において長辺部５０Ｂ，１５０Ｂが互いに隣接して配置されることが望ましい。
【０１１６】
従って、短辺乗り上げ方式により構成することで、コイル５０，１５０の電線が、長辺部５０Ｂ，１５０Ｂにおいて巻き付け方向で整列して配置される。このため、コイル５０，１５０の電線が長辺部５０Ｂ，１５０Ｂにおいて径方向外側に膨出することを抑制できる。この結果、隣接するコイル５０，１５０が干渉することを防止できる。
【０１１７】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、空芯コイル（コイル５０，１５０）は、長辺部５０Ｂ，１５０Ｂがプレスされ、昇温により電線が接合して構成されることが望ましい。
【０１１８】
従って、コイル５０，１５０の電線が長辺部５０Ｂ，１５０Ｂにおいて平坦となり、かつ電線が密着する。このため、コイル５０，１５０の電線が長辺部５０Ｂ，１５０Ｂにおいて径方向外側に膨出することを抑制できる。この結果、隣接するコイル５０，１５０が干渉することを防止できる。しかも、コイル５０，１５０の巻線の占積率を増すことができ、モータの出力トルクを向上できる。
【０１１９】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、芯部３２，１３２に空芯コイル（コイル５０，１５０）を挿入した後、モータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）にハウジング（外軸ステータバックヨーク４０，内軸ステータバックヨーク１４０）を取り付けて中間部６３，１６３の変形を戻すことが望ましい。
【０１２０】
従って、外軸ステータバックヨーク４０や内軸ステータバックヨーク１４０の取付により変形した中間部６３，１６３を矯正できる。
【０１２１】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、モータコア（外軸モータコア３０，内軸モータコア１３０）にハウジング（外軸ステータバックヨーク４０，内軸ステータバックヨーク１４０）を接着して固定することが望ましい。
【０１２２】
従って、外軸モータコア３０と外軸ステータバックヨーク４０、内軸モータコア１３０と内軸ステータバックヨーク１４０が接着して固定されることで、外軸ステータバックヨーク４０や内軸ステータバックヨーク１４０による中間部６３，１６３の矯正後の変形を抑制できる。
【０１２３】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、ハウジング（外軸ステータバックヨーク４０，内軸ステータバックヨーク１４０）は、鋳鉄又は圧粉磁心で形成されていることが望ましい。
【０１２４】
従って、外軸ステータバックヨーク４０や内軸ステータバックヨーク１４０を鋳鉄又は圧粉磁心で形成することで、磁気は通し易いが、渦電流を通し難いため、外軸モータコア３０や内軸モータコア１３０における磁界の干渉を低減することができ、二軸一体型モータ１の効率を向上できる。
【０１２５】
ここで、強磁性体である鉄はそこに磁気を通そうとすると、渦電流が発生する。渦電流が生じることで、通そうとする磁気に対して通さないようにする磁界が発生する。モータコアは、渦電流を極力発生させないために、使用されている電磁鋼板が電気的に絶縁された薄板状の鋼板を複数枚重ねてモータコアとすることが望ましい。本実施形態においては、上述したように、外軸ステータバックヨーク４０を外軸モータコア３０の内側に取り付けることで外軸モータコア３０を円形状となるように矯正している。また、本実施形態においては、上述したように、内軸ステータバックヨーク１４０を内軸モータコア１３０の外側に取り付けることで内軸モータコア１３０を円形状となるように矯正している。即ち、本実施形態では、外軸ステータバックヨーク４０および内軸ステータバックヨーク１４０は、外軸モータコア３０および内軸モータコア１３０の形状を矯正する構造体として使用している。このため、外軸ステータバックヨーク４０および内軸ステータバックヨーク１４０を形成するにあたって積層された鋼板を使用することができない。このような理由から、外軸ステータバックヨーク４０および内軸ステータバックヨーク１４０は、鉄の無垢材を使用しながら渦電流の流れ難い材料、即ち比較的電気抵抗の高い鋳鉄又は圧粉磁心を使用することで、渦電流による損失を抑える。
【０１２６】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、中間部６３，１６３の変形は、隣接する芯部３２，１３２同士の変位を１０度以下とすることが望ましい。
【０１２７】
従って、隣接する芯部３２，１３２同士の変位が１０度を超えると、よりコイル５０，１５０の巻線の占積率を増すことができる反面、矯正時に中間部６３，１６３の変形が元に戻り難くなったり、中間部６３，１６３の剛性が低下したりするおそれがある。このため、隣接する芯部３２，１３２同士の変位を１０度以下とすることで、矯正時に中間部６３，１６３の変形を元に戻したり、中間部６３，１６３の剛性低下を抑制したりできる。
【０１２８】
また、本実施形態のステータ（外軸ステータ２０，内軸ステータ１２０）の製造方法では、空芯コイル（コイル５０，１５０）は、芯部３２，１３２に絶縁紙５１を介在して挿入されており、絶縁紙５１は、芯部３２，１３２の形状に倣って芯部３２，１３２を覆う樹脂成形体であることが望ましい。
【０１２９】
従って、このような絶縁紙５１により、絶縁を確実に行うことができる。また、絶縁紙５１を先に芯部３２，１３２に配置しておくことで、芯部３２，１３２へのコイル５０，１５０の挿入を円滑に行うことができ、生産性を向上できる。
【０１３０】
ところで、本実施形態に係る二軸一体型モータは、小型部品の搬送装置、電子部品検査装置、半導体検査装置など、各種産業機械のアクチュエータとしての使用が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、二軸一体型モータに限らず、一軸型モータや、３軸以上の多軸一体型モータであってもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１  二軸一体型モータ
２０  外軸ステータ（ステータ）
３０  外軸モータコア（モータコア）
３２  芯部
５０  コイル（空芯コイル）
５０Ａ  短辺部
５０Ｂ  長辺部
５１  絶縁紙
６０電磁鋼板
６３中間部
１２０  内軸ステータ（ステータ）
１３０  内軸モータコア（モータコア）
１３２  芯部
１５０  コイル（空芯コイル）
１５０Ａ  短辺部
１５０Ｂ  長辺部
１５１  絶縁紙
１６０  電磁鋼板
１６３  中間部
【図１】
2020145837.tif 000003
【図２】
2020145837.tif 000004
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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