(57)【要約】【課題】容易に出力を変更可能であり、かつ、容易にメンテナンス可能なモータユニットの提供。【解決手段】モータユニット１は、ロータ３０の回転軸１ａの軸方向に沿って並んで配列された複数のモジュール１００を含む。モジュール１００は、コイル２０を有するステータ１０と、永久磁石３１を有し、ステータ１０により回転自在に支持されたロータ３０とを含む。ステータ１０は、隣接するステータ１０と当接する第１当接部１４、第２当接部１５を有し、隣接するステータ１０と第１当接部１４、第２当接部１５で互いに当接した状態で、締結具６０により締結されている。【選択図】図１
2020096467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有するステータと、
永久磁石を有し、前記ステータにより回転自在に支持されたロータと、
を含むモジュールを複数備え、
複数の前記モジュールは、前記ロータの回転軸の軸方向に沿って並んで配列され、
前記ステータは、前記軸方向において隣接する前記ステータと当接する当接部を有し、隣接する前記ステータと前記当接部で互いに当接した状態で、締結具により締結されている、
ことを特徴とするモータユニット。
【請求項２】
前記ステータは、隣接する前記ステータと前記回転軸の径方向からみて重なり合うオーバーラップ部を有し、前記オーバーラップ部において隣接する前記ステータと前記締結具により締結されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータユニット。
【請求項３】
前記ステータは、前記軸方向に沿って延びて前記コイルが巻き付けられるティースを有し、前記ティースの先端側で軸方向に向けて開放されており、
前記ロータは、前記ティースの先端側で、前記永久磁石が前記軸方向において前記コイルと対向するように配置され、隣接する前記ステータ同士によって回転自在に支持されている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータユニット。
【請求項４】
前記軸方向の最端部に配置される前記モジュールに設けられ、前記ロータに対して前記ステータとは反対側に配置されて前記ステータと共に前記ロータを回転自在に支持する支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のモータユニット。
【請求項５】
複数の前記モジュールに含まれる前記ロータの２つ以上に連結された回転部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータユニット。
【請求項６】
前記ステータは、前記当接部が非磁性体であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータユニット。
【請求項７】
前記ステータは、前記コイルが巻き付けられ、隣接する前記ステータとは当接しない中間部と、前記中間部を挟んで設けられた筒部とを有し、前記中間部と前記筒部との境界位置を含む所定範囲が非磁性体であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモータユニット。
【請求項８】
前記永久磁石は、ハルバッハ配列により構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータユニット。
【請求項９】
コイルを有するステータと、
永久磁石を有し、前記ステータにより回転自在に支持されたロータと、
を含み、
前記ロータの回転軸の軸方向に沿って並んで複数配列され、
前記ステータは、前記軸方向において隣接する前記ステータと当接する当接部を有し、隣接する前記ステータと前記当接部で互いに当接した状態で、締結具により締結可能である、
ことを特徴とするモータユニットのモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータユニットおよびモータユニットのモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータユニットに関する技術が知られている。例えば、特許文献１には、コイル側リニアモータを基端側モジュール、中間モジュール、先端側モジュールに分けることで、コイル側リニアモータの製作、搬送、据え付け等の作業を容易化させる技術が開示されている。また、特許文献２には、ステータに対して、ロータを含む複数のモータユニットを、連結部材を介して組み付ける推力発生装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４００９４０３号公報
【特許文献２】特開２００９−１６１００３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、回転式のモータユニットにおいて、必要とするモータからの出力が異なる場合や、故障が発生した場合には、モータ全体を交換する必要がある。特許文献１に記載のコイル側リニアモータのように、複数のモジュールを有するものとすれば、モジュールの数を変更したり、モジュールごとに出力を変更したりすることで出力を調整することができる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置は、リニアモータに関する技術であり、回転式モータをモジュール化するものではない。また、特許文献２に記載の推力発生装置は、流入側筒体、モータユニットの固定部分、流出側筒体等を含む１つのステータに対して、各ロータが配置される。そのため、異なる出力の推力発生装置を得るためには、ステータの構成自体を変更する必要があるし、例えばステータに含まれる部分に故障が発生した場合には、推力発生装置の一部のみを取り出してメンテナンスを行うことができない。したがって、回転式のモータユニットについて、容易に出力を変更可能であり、かつ、容易にメンテナンス可能とすることが求められる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、容易に出力を変更可能であり、かつ、容易にメンテナンス可能なモータユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、コイルを有するステータと、永久磁石を有し、前記ステータにより回転自在に支持されたロータと、を含むモジュールを複数備え、複数の前記モジュールは、前記ロータの回転軸の軸方向に沿って並んで配列され、前記ステータは、前記軸方向において隣接する前記ステータと当接する当接部を有し、隣接する前記ステータと前記当接部で互いに当接した状態で、締結具により締結されている、ことを特徴とする。
【０００８】
この構成により、ロータの回転軸の軸方向に沿って並んで配列された複数のモジュールにおいて、隣接するステータ同士を当接部で当接させた状態で、締結具により締結するため、容易にモジュールを組み替えることができる。そのため、モジュールを配列する数を調整したり、モジュール１つごとの出力を調整したりすれば、容易にモータユニット全体の出力を変更することが可能となる。また、モジュールを１つずつ交換することができるため、モータユニットを容易にメンテナンスすることができる。したがって、本発明によれば、容易に出力を変更可能であり、かつ、容易にメンテナンス可能なモータユニットを得ることができる。
【０００９】
また、前記ステータは、隣接する前記ステータと前記回転軸の径方向からみて重なり合うオーバーラップ部を有し、前記オーバーラップ部において隣接する前記ステータと前記締結具により締結されている、ことが好ましい。
【００１０】
この構成により、隣接するステータ同士を容易かつ強固に締結させることができる。
【００１１】
また、前記ステータは、前記軸方向に沿って延びて前記コイルが巻き付けられるティースを有し、前記ティースの先端側で軸方向に向けて開放されており、前記ロータは、前記ティースの先端側で、前記永久磁石が前記軸方向において前記コイルと対向するように配置され、隣接する前記ステータ同士によって回転自在に支持されている、ことが好ましい。
【００１２】
この構成により、コイルをティースに巻き付ける作業およびロータをティースの先端側に配置する作業を容易に行うことができる。
【００１３】
また、前記軸方向の最端部に配置される前記モジュールに設けられ、前記ロータに対して前記ステータとは反対側に配置されて前記ステータと共に前記ロータを回転自在に支持する支持部材をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
この構成により、軸方向の最端部に配置されるモジュールのロータを支持部材によって支持することができる。また、最端部に配置されるモジュールを開放状態としないようにすることができる。
【００１５】
また、複数の前記モジュールに含まれる前記ロータの２つ以上に連結された回転部材をさらに備えることが好ましい。
【００１６】
この構成により、複数のモジュールからの出力を回転部材に伝達させることができる。
【００１７】
また、前記ステータは、前記当接部が非磁性体であることが好ましい。
【００１８】
この構成により、隣接するステータのコイル同士で磁界が干渉しあうことを抑制することができる。
【００１９】
前記ステータは、前記コイルが巻き付けられ、隣接する前記ステータとは当接しない中間部と、前記中間部を挟んで設けられる筒部とを有し、前記中間部と前記筒部との境界位置を含む所定範囲が非磁性体であることが好ましい。
【００２０】
この構成により、非磁性体とする範囲を最小限とすることができる。
【００２１】
また、前記永久磁石は、ハルバッハ配列により構成されることが好ましい。
【００２２】
この構成により、ハルバッハ配列される永久磁石を備えるモータユニットについて、モジュールを容易に組み替えることができる。また、モジュール単位で永久磁石のハルバッハ配列を行うことができるため、ハルバッハ配列を行うための専用治具をモータユニットごとに複数用意する必要がなくなる。すなわち、出力が異なり、サイズや構成が異なるモータユニットについて永久磁石をハルバッハ配列させるために、モータユニットごとに専用治具を用意する必要がなくなる。
【００２３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、コイルを有するステータと、永久磁石を有し、前記ステータにより回転自在に支持されたロータと、を含み、前記ロータの回転軸の軸方向に沿って並んで複数配列され、前記ステータは、前記軸方向において隣接する前記ステータと当接する当接部を有し、隣接する前記ステータと前記当接部で互いに当接した状態で、締結具により締結可能である、ことを特徴とする。
【００２４】
この構成により、ロータの回転軸の軸方向に沿って並んで配列された複数のモジュールにおいて、隣接するステータ同士を当接部で当接させた状態で、締結具により締結するため、容易にモジュールを組み替えることができる。そのため、モジュールを配列する数を調整したり、モジュール１つごとの出力を調整したりすれば、容易にモータユニット全体の出力を変更することが可能となる。また、モジュールを１つずつ交換することができるため、モータユニットを容易にメンテナンスすることができる。したがって、本発明によれば、容易に出力を変更可能であり、かつ、容易にメンテナンス可能なモータユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施形態にかかるモータユニットを部分的に示す説明図である。
【図２】図２は、実施形態にかかるモータユニットのモジュールを示す断面図である。
【図３】図３は、モジュールを組み付ける手順の一例を示す説明図である。
【図４】図４は、各モジュールを組み合わせてモータユニットを組み付ける手順の一例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明にかかるモータユニットおよびモータユニットのモジュールの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２７】
図１は、実施形態にかかるモータユニットを部分的に示す説明図であり、図２は、実施形態にかかるモータユニットのモジュールを示す断面図である。実施形態にかかるモータユニット１は、複数のモジュール１００を備えている。複数のモジュール１００は、モータユニット１の回転軸１ａの軸方向に沿って、連続して並んで配列されている。モータユニット１は、複数のモジュール１００に接合された回転部材８０（例えば、ブレード）を、各モジュール１００から出力される回転駆動力により、回転軸１ａを中心として回転させることができる。回転部材８０は、モジュール１００の個々に１つずつ接合されて１つずつ回転するものであってもよいし、モジュール１００のすべてに接合されてモータユニット１の全体の出力で回転するものであってもよい。また、回転部材８０は、モジュール１００のいずれか２つ以上に接合されるものを含んでもよい。
【００２８】
各モジュール１００は、図１に示すように、コイル２０を有するステータ１０と、永久磁石３１を有するロータ３０と、複数の軸受４０とを備えている。以下の説明において、回転軸１ａの軸方向を「軸方向Ｘ」と称し、回転軸１ａの径方向を「径方向Ｙ」と称する。また、モータユニット１において、回転軸１ａ側を「内周側」と称し、回転軸１ａとは反対側を「外周側」と称する。なお、モータユニット１の回転軸１ａは、各モジュール１００に含まれるロータ３０の回転軸と一致する。
【００２９】
（ステータ１０）
ステータ１０は、外筒部１１と、内筒部１２と、中間部１３とを有している。外筒部１１、内筒部１２および中間部１３は、互いに接合されている。本実施形態において、外筒部１１および内筒部１２は、非磁性体により形成されており、中間部１３は、強磁性体により形成されている。
【００３０】
外筒部１１は、軸方向Ｘに沿って延びる円筒状部材であり、ステータ１０の外周面を形成する。外筒部１１は、図２に示すように、軸方向Ｘの両側に、軸受４０を支持するための軸受支持面１１ａ、１１ｂを有している。言い換えると、外筒部１１は、軸受支持面１１ａから軸受支持面１１ｂに向かって軸方向に延びる。本実施形態において、軸受支持面１１ａ、１１ｂは、同じ大きさに形成される。
【００３１】
内筒部１２は、軸方向Ｘに沿って延びる円筒状部材であり、ステータ１０の内周面を形成する。内筒部１２は、図２に示すように、軸方向Ｘの両側に、軸受４０を支持するための軸受支持面１２ａ、１２ｂを有している。本実施形態において、軸受支持面１２ａ、１２ｂは、同じ大きさに形成される。軸受支持面１２ａは、外筒部１１の軸受支持面１１ａと軸方向Ｘにおいて同じ位置に形成され、軸受支持面１２ｂは、外筒部１１の軸受支持面１１ｂと軸方向Ｘにおいて同じ位置に形成されている。また、内筒部１２は、軸受支持面１２ａの内周側に形成された第１当接部１４を有し、軸受支持面１２ｂの内周側に形成された第２当接部１５を有する。
【００３２】
第１当接部１４は、複数の段部を有する階段状に形成されている。第１当接部１４は、図２に示すように、第１段部１４１と、第２段部１４２とを有する。第１段部１４１、第２段部１４２は、Ｘ−Ｙ断面において断面Ｌ字型に形成され、かつ、ステータ１０の全周にわたって環状に形成されている。第１段部１４１は、軸受支持面１２ａから軸受支持面１２ｂ側に向かって軸方向Ｘに沿って延び、さらに、内周側に向かって径方向Ｙに沿って延びる。第２段部１４２は、第１段部１４１から軸受支持面１２ｂ側に向かって軸方向Ｘに沿って延び、さらに、内周側に向かって径方向Ｙに沿って延びる。
【００３３】
第２当接部１５は、複数の段部を有する階段状に形成されている。第２当接部１５は、図２に示すように、第１段部１５１と、第２段部１５２とを有する。第１段部１５１、第２段部１５２は、Ｘ−Ｙ断面において断面Ｌ字型に形成され、かつ、ステータ１０の全周にわたって環状に形成されている。第１段部１５１は、軸受支持面１２ｂから軸受支持面１２ａとは反対側（図２における下側）に向かって軸方向Ｘに沿って延び、さらに、内周側に向かって径方向Ｙに沿って延びる。第２段部１５２は、第１段部１５１から軸受支持面１２ａとは反対側（図２における下側）に向かって軸方向Ｘに沿って延び、さらに、内周側に向かって径方向Ｙに沿って延びる。
【００３４】
図２に示すように、第１段部１４１の軸方向長さＬ１４１は、第１段部１５１の軸方向長さＬ１５１よりも短い。また、第１段部１４１の径方向長さＨ１４１は、第１段部１５１の径方向長さＨ１５１と同じ長さである。一方、第２段部１４２の軸方向長さＬ１４２は、第２段部１５２の軸方向長さＬ１５２と同じ長さであり、第２段部１４２の径方向長さＨ１４２は、第２段部１５２の径方向長さＨ１５２と同じ長さである。
【００３５】
これにより、図１に示すように、複数のモジュール１００を組み付けた状態において、隣接するステータ１０の第１当接部１４と第２当接部１５とが互いに当接しあう。すなわち、一方のステータ１０の第１段部１４１と、他方のステータ１０の第１段部１５１とが嵌り合い、かつ、一方のステータ１０の第２段部１４２と、他方のステータ１０の第２段部１５２とが嵌り合う。ただし、第１段部１４１の軸方向長さＬ１４１が第１段部１５１の軸方向長さＬ１５１よりも短いことから、一方のステータ１０の軸受支持面１２ａと、他方のステータ１０の軸受支持面１２ｂとの間には、ロータ３０および軸受４０を配置するための空間が形成される。また、一方のステータ１０の軸受支持面１１ａと、他方のステータ１０の軸受支持面１１ｂとの間にも、ロータ３０および軸受４０を配置するための空間が形成される。
【００３６】
このとき、図１に示すように、第１当接部１４の一部と第２当接部１５の一部とが径方向Ｙからみて重なり合うオーバーラップ部１７が形成されることになる。そして、ステータ１０は、このオーバーラップ部１７に、締結具６０を締結可能な締結孔１８、１９が複数形成されている。締結孔１８は、図２に示すように、ステータ１０の第２当接部１５に径方向Ｙに沿って延びるように形成されている。また、締結孔１９は、図２に示すように、ステータ１０の第１当接部１４に径方向Ｙに沿って延びるように形成されている。締結孔１８、１９は、オーバーラップ部１７が形成された状態で、径方向Ｙに沿って一列に並んで１つの締結孔を構成する。それにより、隣接するステータ１０同士は、オーバーラップ部１７において、締結具６０が径方向Ｙに向けて締結孔１８、１９にねじ込まれることにより、互いに締結される。
【００３７】
中間部１３は、軸方向Ｘに沿って延びる円筒状部材であり、外筒部１１と内筒部１２との間に設けられる。本実施形態において、中間部１３は、図２に示すように、軸受支持面１１ａ、１２ａと軸受支持面１１ｂ、１２ｂとの内側に配置される。中間部１３は、軸方向Ｘに沿って延びる複数のティース１３１を有する。複数のティース１３１は、ステータ１０の周方向に沿って互いに間隔を空けて設けられる。各ティース１３１と外筒部１１および内筒部１２との間には、コイル２０を巻き付けるための空隙が画成される。そして、本実施形態において、ステータ１０は、ティース１３１の先端１３１ａ側において軸方向Ｘに向けて開放されている。言い換えると、ステータ１０は、ティース１３１の先端１３１ａ側（図１および図２における下側）が開放端であり、先端１３１ａとは反対側（図１および図２における上側）が閉塞端である。
【００３８】
そして、ステータ１０には、複数のコイル２０が設けられている。コイル２０は、ステータ１０の各ティース１３１に、１つずつ巻き付けられる。コイル２０は、ステータ１０に形成された図示しない経路を介して、図示しない電源装置に接続されており、図示しない電源装置から電流が供給される。
【００３９】
（ロータ３０）
ロータ３０は、永久磁石３１と、支持体３２とを有する。本実施形態において、永久磁石３１は、複数の永久磁石をハルバッハ配列により円環状に並べて形成されている。ハルバッハ配列は、複数の永久磁石により形成される磁場が所望の方向において最大強度となるように、複数の永久磁石のＮ極、Ｓ極の配列を最適化するものである。なお、図２におけるＸ−Ｙ断面上では、図中上側にＮ極、図中下側にＳ極が配置されているが、異なるＸ−Ｙ断面においては、ハルバッハ配列に基づいて異なる方向にＮ極、Ｓ極が配置される。ハルバッハ配列は、すべてのモジュール１００で同じ配列とされてもよいし、モジュール１００ごとに異なる配列とされてもよい。
【００４０】
支持体３２は、永久磁石３１を支持する円環状部材である。支持体３２は、径方向Ｙにおける中央部にヨーク３２ａが形成されている。ヨーク３２ａは、支持体３２の全周にわたって形成される環状溝部であり、その内部に永久磁石３１が嵌合される。また、支持体３２は、内周側の端面から径方向Ｙに沿って突出する支持部３２１と、外周側の端面から径方向Ｙに沿って突出する支持部３２２とを有する。支持部３２１、３２２は、ロータ３０の全周にわたって形成される。本実施形態において、支持部３２２は、図１に示すように、ロータ３０がモジュール１００に組み付けられた状態においてステータ１０の外周面よりも外周側に突出するように形成されている。それにより、支持部３２２は、回転部材８０が接合される接合部としても機能する。このように構成されたロータ３０は、ティース１３１の先端１３１ａ側で、永久磁石３１が軸方向Ｘにおいてコイル２０と対向するように配置される。ロータ３０は、複数の軸受４０を介して、隣接するステータ１０によって回転自在に支持される。
【００４１】
（軸受４０）
複数の軸受４０は、図１および図２に示すように、ステータ１０の軸受支持面１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂに１つずつ設けられたスラスト軸受である。軸受４０は、例えば転がり軸受を用いることができる。各軸受４０は、軸受支持面１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと、ロータ３０の支持部３２１または支持部３２２との間に配置される。本実施形態において、外筒部１１側に配置される軸受４０は、図２に示すように、スラスト軸受であり、固定側軌道輪が外筒部１１に固定され、回転側軌道輪がロータ３０の支持部３２２に固定される。また、本実施形態において、内筒部１２側に配置される軸受４０は、図２に示すように、ラジアル軸受であり、固定側軌道輪が内筒部１２に固定され、回転側軌道輪がロータ３０の支持部３２１に固定される。なお、図２に示すように、内筒部１２側に配置される軸受４０同士の間には、距離を適切に維持するためのスペーサ７０が配置される。これにより、各軸受４０によって、ロータ３０がステータ１０の外筒部１１および内筒部１２に対して回転自在に支持される。なお、図１に示すように、軸方向Ｘの一方側（ステータ１０の閉塞端側、図１の上側）の最端部に配置されるモジュール１００については、ステータ１０の軸受支持面１１ａ、１２ａに軸受４０を配置する必要はない。
【００４２】
（支持部材５０）
さらに、モータユニット１は、図１に示すように、軸方向Ｘの他方側（ステータ１０の開放端側、図１の下側）の最端部に配置されるモジュール１００に取り付けられる支持部材５０を備えている。支持部材５０は、当該モジュール１００に含まれるロータ３０に対して、ステータ１０とは反対側に配置される。支持部材５０は、当該モジュール１００の軸受４０の固定側軌道輪に固定される支持面を有している。また、支持部材５０は、当該モジュール１００に組み付けられた状態で、ステータ１０に形成された締結孔１８と径方向Ｙに沿って並ぶ締結孔５０ａが形成されている。支持部材５０は、締結孔１８と締結孔５０ａとに締結具６０がねじ込まれることで、モジュール１００に締結されて固定される。その結果、当該モジュール１００のロータ３０が、複数の軸受４０を介して、ステータ１０と支持部材５０とにより回転自在に支持される。
【００４３】
次に、モータユニット１の組み付け手順について説明する。図３は、モジュールを組み付ける手順の一例を示す説明図であり、図４は、各モジュールを組み合わせてモータユニットを組み付ける手順の一例を模式的に示す説明図である。まず、図３のステップＳ１に示すように、ステータ１０の各ティース１３１にコイル２０を巻き付ける。次に、ステップＳ２に示すように、軸受支持面１１ｂ、１２ｂに軸受４０を配置し、固定側軌道輪（図２参照）を内筒部１２、外筒部１３に固定する。さらに、ステップＳ３に示すように、ロータ３０を、ティース１３１の先端１３１ａ側から、永久磁石３１が軸方向Ｘにおいてコイル２０と対向するように配置する。このとき、ロータ３０の支持部３２１、３２２を軸受４０の回転側軌道輪（図２参照）に固定し、かつ、スペーサ７０を配置する。そして、ステップＳ４に示すように、ロータ３０の支持部３２１、３２２に軸受４０の回転側軌道輪（図２参照）を固定する。これにより、１つのモジュール１００が形成される。本実施形態では、ティース１３１の先端１３１ａ側でステータ１０が軸方向Ｘに向けて開放されているため、ステップＳ１からステップＳ３の手順において、コイル２０、ロータ３０および軸受４０の配置を容易に行うことができる。
【００４４】
ステップＳ１からステップＳ４の手順を繰り返すことで、ステップＳ５に示すように、モータユニット１に必要な数だけ、複数のモジュール１００を準備する。なお、図示するように、準備した複数のモジュール１００のすべてに支持部材５０を取り付けてもよい。それにより、準備した各モジュール１００の搬送が必要な場合に、各モジュール１００を容易に取り扱うことが可能となる。
【００４５】
次に、図４に示すように、複数のモジュール１００を回転軸１ａの軸方向に沿って順次組み合わせてモータユニット１を組み上げる。ステップＳ６に示すように、１つのモジュール１００のステータ１０の第１当接部１４と、他のモジュール１００の第２当接部１５とを嵌め合わせる。このとき、他のモジュール１００の軸受支持面１１ａ、１２ａと１つのモジュール１００の軸受４０の固定側軌道輪（図２参照）とを固定する。また、第１当接部１４と第２当接部１５とによりオーバーラップ部１７が形成され、締結孔１８、１９が一列に並ぶ。そして、ステップＳ７に示すように、オーバーラップ部１７で並んだ締結孔１８、１９に締結具６０をねじ込んで締結する。この手順を繰り返すことにより、モータユニット１に必要な分だけ、複数のモジュール１００を軸方向Ｘに沿って連続して並べて配列することができる。ステップＳ８として、軸方向Ｘの他方側の最端部に配置されるモジュール１００に、支持部材５０を取り付け、締結孔１８と締結孔５０ａに締結具６０をねじ込んで締結する。これにより、図１に示すモータユニット１が形成される。
【００４６】
以上説明したように、実施形態にかかるモータユニット１およびモータユニット１のモジュール１００では、ロータ３０の回転軸１ａの軸方向Ｘに沿って並んで配列された複数のモジュール１００について、隣接するステータ１０同士を第１当接部１４、第２当接部１５で当接させた状態で、締結具６０により締結するため、容易にモジュール１００を組み替えることができる。そのため、モジュール１００を配列する数を調整したり、モジュール１００の１つごとの出力を調整したりすれば、容易にモータユニット１全体の出力を変更することが可能となる。また、モジュール１００を１つずつ交換することができるため、モータユニット１を容易にメンテナンスすることができる。したがって、実施形態によれば、容易に出力を変更可能であり、かつ、容易にメンテナンス可能なモータユニット１を得ることができる。
【００４７】
また、ステータ１０同士を直接当接させ、締結具６０で締結することで、ステータ１０同士を連結するための連結部材をステータ１０間に配置する必要がない。そのため、部品点数を削減することができ、かつ、モータユニット１の小型化を図ることができる。
【００４８】
また、モジュール１００ごとに、ロータ３０の回転方向を異なるものとすれば、２重反転ロータ等を容易にモータユニット１に実装させることが可能となる。
【００４９】
また、ステータ１０は、隣接するステータ１０と回転軸１ａの径方向Ｙからみて重なり合うオーバーラップ部１７を有し、オーバーラップ部１７において隣接するステータ１０と締結具６０により締結されている。
【００５０】
この構成により、隣接するステータ１０同士を容易かつ強固に締結させることができる。なお、締結具６０は、他の要素との干渉をさけつつ、隣接するステータ１０同士を強固に締結させることさえできれば、いかなる位置、方向でステータ１０同士を締結するものであってもよい。例えば、軸方向Ｘに沿って締結具６０を締結させる場合には、オーバーラップ部１７は、省略されてもよい。
【００５１】
また、ステータ１０は、軸方向Ｘに沿って延びてコイル２０が巻き付けられるティース１３１を有し、ティース１３１の先端１３１ａ側で軸方向Ｘに向けて開放されており、ロータ３０は、ティース１３１の先端１３１ａ側で、永久磁石３１が軸方向Ｘにおいてコイル２０と対向するように配置され、隣接するステータ１０同士によって回転自在に支持されている。
【００５２】
この構成により、ティース１３１にコイル２０を巻き付ける作業およびロータ３０をティース１３１の先端側に配置する作業を容易に行うことができる。なお、ティース１３１は、軸方向Ｘに沿って延びるものに限られず、径方向Ｙに沿って延びるものであってもよい。その場合においても、ステータ１０は、ティース１３１の先端１３１ａ側が開放端とされればよい。
【００５３】
また、軸方向Ｘの最端部に配置されるモジュール１００に設けられ、ロータ３０に対してステータ１０とは反対側に配置されてステータ１０と共にロータ３０を回転自在に支持する支持部材５０をさらに備える。
【００５４】
この構成により、軸方向Ｘの最端部に配置されるモジュール１００のロータ３０を支持部材５０によって支持することができる。また、最端部に配置されるモジュール１００を開放状態としないようにすることができる。
【００５５】
また、複数のモジュール１００に含まれるロータ３０の２つ以上に連結された回転部材８０をさらに備える。
【００５６】
この構成により、複数のモジュール１００からの出力を回転部材８０に伝達させることができる。なお、上述したように、回転部材８０は、モジュール１００の個々に１つずつ接合されて１つずつ回転するものであってもよいし、モジュール１００のすべてに接合されてモータユニット１の全体の出力で回転するものであってもよい。
【００５７】
また、ステータ１０は、第１当接部１４、第２当接部１５が非磁性体である。
【００５８】
この構成により、隣接するステータ１０のコイル２０同士で磁界が干渉しあうことを抑制することができる。なお、本実施形態では、ステータ１０の外筒部１１、内筒部１２をすべて非磁性体で形成するものとした。それにより、中間部１３から外筒部１１、内筒部１２に磁束が流れないようにすることができる。その結果、隣接するモジュール１００間での磁界の干渉を抑制するのみならず、各モジュール１００において磁束が分散することを抑制できるため、モータユニット１の効率低下を抑制することが可能となる。
【００５９】
ただし、ステータ１０において、非磁性体で形成される部分は、本実施形態で示したものに限られない。例えば、図２において破線で示すように、外筒部１１と中間部１３との境界位置を含む所定範囲８１、内筒部１１と中間部１３との境界位置を含む所定範囲８２を非磁性体としてもよい。すなわち、ステータ１０は、コイル２０が巻き付けられ、隣接するステータ１０とは当接しない中間部１３と、中間部１３を挟んで設けられる筒部（内筒部１２、外筒部１３）とを有し、中間部１３と筒部（内筒部１２、外筒部１３）との境界位置を含む所定範囲８１、８２が非磁性体とされてもよい。このような構成によっても、中間部１３から外筒部１１、内筒部１２に磁束が流れないようにすることができるため、隣接するステータ１０のコイル２０同士で磁界が干渉しあうことを抑制することができる。また、ステータ１０において、非磁性体とする範囲を最小限とすることができる。なお、非磁性体とする所定範囲８１、８２は、隣接するステータ１０のコイル２０同士で磁界が干渉しないだけの大きさであればよい。また、隣接するステータ１０同士の間に、空隙を設けることで、当該空隙を非磁性体部として用いてもよい。
【００６０】
また、永久磁石３１は、ハルバッハ配列により構成される。
【００６１】
この構成により、ハルバッハ配列される永久磁石３１を備えるモータユニット１について、モジュール１００を容易に組み替えることができる。また、ハルバッハ配列を行うための専用治具をモータユニット１ごとに複数用意する必要がなくなる。すなわち、出力が異なり、サイズや構成が異なるモータユニットについて永久磁石をハルバッハ配列させるために、モータユニットごとに専用治具を用意する必要がなくなる。なお、永久磁石３１は、ハルバッハ配列により構成されるものに限られず、Ｎ−Ｓ配列により構成されるものであってもよい。
【００６２】
本実施形態では、モータユニット１の外周側に回転部材８０が配置されるものとしたが、回転部材８０は、モータユニット１の内周側に配置されてもよい。すなわち、各モジュール１００について、外筒部１１と内筒部１２との構成を逆にし、ロータ３０から延びる支持部３２２がモータユニット１の内側に向かって延びるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  モータユニット
１ａ  回転軸
１０  ステータ
１１  外筒部
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ  軸受支持面
１２  内筒部
１３  中間部
１３１  ティース
１３１ａ  先端
１４  第１当接部
１４１、１５１  第１段部
１４２、１５２  第２段部
１５  第２当接部
１７  オーバーラップ部
１８  締結孔
２０  コイル
３０  ロータ
３１  永久磁石
３２  支持体
３２ａ  ヨーク
３２１，３２２  支持部
４０  軸受
５０  支持部材
５０ａ  締結孔
６０  締結具
７０  スペーサ
８１、８２  範囲
１００  モジュール
【図１】
2020096467.tif 000003
【図２】
2020096467.tif 000004
【図３】
2020096467.tif 000005
【図４】
2020096467.tif 000006