(57)【要約】  二軸一体型モータは、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内軸ロータと外軸ロータを有する二軸一体型モータであって、回転軸から径方向に向かって、前記内軸ロータ、内軸ステータ、外軸ステータ、前記外軸ロータの順で配置されており、前記内軸ステータと前記外軸ステータとの間に設けられて前記回転軸を中心とした円周方向に沿う前記内軸ステータと前記外軸ステータとの隣接位置に介在する非磁性体を備える。
2018016497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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内軸ロータと外軸ロータを有する二軸一体型モータであって、
回転軸から径方向に向かって、前記内軸ロータ、内軸ステータ、外軸ステータ、前記外軸ロータの順で配置されており、
前記内軸ステータと前記外軸ステータとの間に設けられて前記回転軸を中心とした円周方向に沿う前記内軸ステータと前記外軸ステータとの隣接位置に介在する非磁性体を備える
二軸一体型モータ。
【請求項２】
前記内軸ステータは、コイルが設けられた内軸モータコアを有し、
前記外軸ステータは、コイルが設けられた外軸モータコアを有し、
前記非磁性体は、前記内軸モータコアと前記外軸モータコアの間に位置する
請求項１に記載の二軸一体型モータ。
【請求項３】
前記内軸ステータは、前記内軸モータコア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を有し、
前記外軸ステータは、前記外軸モータコア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を有し、
前記非磁性体は、前記内軸ステータバックヨークと前記外軸ステータバックヨークの間に位置する
請求項２に記載の二軸一体型モータ。
【請求項４】
前記非磁性体は、前記回転軸に直交する方向の断面形状が前記回転軸を中心とする円弧状の部材である
請求項１から３のいずれか一項に記載の二軸一体型モータ。
【請求項５】
前記非磁性体は、非磁性の合金又は樹脂である
請求項１から４のいずれか一項に記載の二軸一体型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二軸一体型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれ独立して回転可能に設けられた２つのロータを有する所謂二軸一体型モータが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７８０３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二軸一体型モータは、２つのロータの各々を個別に回転させるための磁界を個別に生じさせる２つのステータを有する。係る２つのステータの各々に生じる磁界は互いに干渉する。係る干渉は、ロータの回転精度の低下、エネルギーの損失等の問題を生じさせる。このため、特許文献１に記載されている二軸一体型モータでは、係る干渉を抑制する目的で、２つのステータ間にスリットを設けている。しかしながら、特許文献１に記載されている二軸一体型モータでは、スリットの周囲で２つのステータが物理的に連続しており、係る干渉の抑制が不十分であった。【０００５】
本発明は、磁界の干渉をより抑制することができる二軸一体型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】
上記の目的を達成するための本発明は、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内軸ロータと外軸ロータを有する二軸一体型モータであって、回転軸から径方向に向かって、前記内軸ロータ、内軸ステータ、外軸ステータ、前記外軸ロータの順で配置されており、前記内軸ステータと前記外軸ステータとの間に設けられて前記回転軸を中心とした円周方向に沿う前記内軸ステータと前記外軸ステータとの隣接位置に介在する非磁性体を備える。【０００７】
従って、内軸ステータと外軸ステータとの隣接位置に非磁性体が介在しているので、非磁性体によって内軸ステータと外軸ステータの各々に生じる磁界の干渉を非磁性体によって抑制することができる。よって、磁界の干渉をより抑制することができる。【０００８】
本発明では、前記内軸ステータは、コイルが設けられた内軸モータコアを有し、前記外軸ステータは、コイルが設けられた外軸モータコアを有し、前記非磁性体は、前記内軸モータコアと前記外軸モータコアの間に位置する。【０００９】
従って、磁界を生じるコイルが設けられた内軸モータコアと外軸モータコアとの間に非磁性体が介在するので、より確実に磁界の干渉を抑制することができる。【００１０】
本発明では、前記内軸ステータは、前記内軸モータコア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を有し、前記外軸ステータは、前記外軸モータコア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を有し、前記非磁性体は、前記内軸ステータバックヨークと前記外軸ステータバックヨークの間に位置する。【００１１】
従って、非磁性体の形状は、係る円筒状の内軸ステータバックヨークと外軸ステータバックヨークの間に収まる形状であればよくなる。よって、より簡便に非磁性体を設けることができる。【００１２】
本発明では、前記非磁性体は、前記回転軸に直交する方向の断面形状が前記回転軸を中心とする円弧状の部材である。【００１３】
従って、回転軸を中心とした円筒状の形状に二軸一体型モータを収めやすくなる。【００１４】
本発明では、前記非磁性体は、非磁性の合金又は樹脂である。【００１５】
従って、より確実に磁界の干渉を非磁性体によって抑制することができる。また、入手が比較的容易な材料で非磁性体を設けることができ、より低コストで磁界の干渉を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、磁界の干渉をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態１に係る二軸一体型モータの主要構成を示す断面図である。
【図２】図２は、第１ロータヨークと、カバーが取り付けられた状態のベースと、第２ロータヨークとの位置関係の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、実施形態２に係る二軸一体型モータの主要構成（ステータコア部）の一例を示す図である。
【図４】図４は、二軸一体型モータの具体的構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、非磁性体の具体的形状の例であって図３とは異なる形状の例を示す図である。
【図６】図６は、非磁性体の具体的形状の例であって図３とは異なる形状の例を示す図である。
【図７】図７は、非磁性体の具体的形状の例であって図３とは異なる形状の例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態２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９】図９は、実施形態２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１０】図１０は、実施形態２に係る１つの電磁鋼板を示す図である。
【図１１】図１１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１２】図１２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１３】図１３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１４】図１４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１５】図１５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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１９】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る二軸一体型モータ１の主要構成を示す断面図である。二軸一体型モータ１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内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０を有する。内軸ロータ１１０の出力軸及び外軸ロータ１０の出力軸は、回転軸方向の一端側に位置する。図１では、上側が二軸一体型モータ１の一端側である。また、図１では、回転軸方向から見た場合の外形が円状である二軸一体型モータ１（図２参照）を、回転軸Ｐに沿い、回転軸Ｐを通る平面で二分した場合の断面図を示している。
【００２０】
図２は、第１ロータヨーク１１１と、カバー２９１が取り付けられた状態のベース８０と、第２ロータヨーク１１との位置関係の一例を示す模式図である。図２では、出力軸側から見た場合の位置関係を示している。実施形態１では、第１ロータヨーク１１１の回転軸と第２ロータヨーク１１の回転軸とが一致した回転軸Ｐである。第１ロータヨーク１１１と第２ロータヨーク１１は、カバー２９１が固定されているベース８０を挟んでそれぞれベース８０の内周側と外周側で独立して回転可能に設けられている。
【００２１】
実施形態１では、内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０はそれぞれ、円筒状のロータヨークと当該ロータヨークに設けられた磁石とを有する。具体的には、例えば図１に示すように、内軸ロータ１１０は、円筒状の第１ロータヨーク１１１と、第１ロータヨーク１１１の外周面に沿って環状に配置された複数の磁石１１２とを有する。また、外軸ロータ１０は、円筒状の第２ロータヨーク１１と、第２ロータヨーク１１の内周面に沿って環状に配置された複数の磁石１２とを有する。
【００２２】
内軸ロータ１１０は、回転軸方向の軸長が外軸ロータ１０より長い。具体的には、第２ロータヨーク１１が設けられている二軸一体型モータ１の外周側には、ベース８０の一部分である延出部２８１が他端側で延出している。第２ロータヨーク１１は、延出部２８１と非接触の状態で設けられている。一方、第１ロータヨーク１１１が設けられている二軸一体型モータ１の内周側には、二軸一体型モータ１が備える他の構成は配置されていない。係る内周側に設けられている第１ロータヨーク１１１は、回転軸方向の幅が二軸一体型モータ１の一端側から他端側までの幅とほぼ同等である。一方、第２ロータヨーク１１は、延出部２８１が有する回転軸方向の幅に応じて、回転軸方向の幅が第１ロータヨーク１１１よりも小さくなっている。
【００２３】
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。実施形態１では、内軸ロータ１１０に設けられた磁石１１２及び第１コア７１の軸長を外軸ロータ１０に設けられた磁石１２及び第２コア７５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、実施形態１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。
【００２４】
第１ロータヨーク１１１及び第２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１１１ａ，１１ａには、それぞれねじ留め穴１１１ｂ，１１ｂが設けられている。係るねじ留め穴１１１ｂ，１１ｂ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ねじ留めすることで、被駆動体に回転駆動力が伝達される。
【００２５】
二軸一体型モータ１は、ベース８０と、ベース８０に取り付けられて一端側から順に並んだ、検出部２３０、軸受部２６０、ステータコア部２７０を備える。また、図１のような断面で見た場合、検出部２３０、軸受部２６０及びステータコア部２７０が同軸で配置されている。具体的には、ベース８０に取り付けられている検出部２３０、軸受部２６０及びステータコア部２７０は、内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０との間の範囲内で回転軸方向に沿って並ぶよう配置されている。
【００２６】
実施形態１の検出部２３０は、第１固定部２４２及び第２固定部２５２が設けられている基部２３１がベース８０に固定されることによって、第１固定部２４２及び第２固定部２５２がベース８０に固定されている。より具体的には、基部２３１は、留め具２３２，２３３を用いてベース８０に取り付けられている。
【００２７】
検出部２３０は、第１検出部２４０及び第２検出部２５０を有する。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。第１固定部２４２は、基部２３１を介してベース８０に固定されて第１回転部２４１の回転角度を検出する。より具体的には、第１検出部２４０は、例えばレゾルバである。第１回転部２４１は、例えば、内軸ロータ１１０の外周面側であって、軸受部２６０及びステータコア部２７０に対して一端側の位置に固定されている。第１回転部２４１は、磁石を有し、内軸ロータ１１０が回転することで当該磁石が第１固定部２４２に対して回転する。第１固定部２４２は、第１回転部２４１に対して径方向について外周側の位置に固定されている。第１固定部２４２は、第１回転部２４１の回転による磁石の移動に応じた電磁誘導を生じるコイルを有する。第１検出部２４０は、第１固定部２４２が有するコイルからの出力に基づいて第１回転部２４１が固定された内軸ロータ１１０の回転角度を検出する。
【００２８】
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。第２固定部２５２は、基部２３１を介してベース８０に固定されて第２回転部２５１の回転角度を検出する。より具体的には、第２検出部２５０は、例えばレゾルバである。第２回転部２５１は、例えば、外軸ロータ１０の内周面側であって、軸受部２６０及びステータコア部２７０に対して一端側の位置に固定されている。第２回転部２５１は、磁石を有し、外軸ロータ１０が回転することで当該磁石が第２固定部２５２に対して回転する。第２固定部２５２は、第２回転部２５１に対して径方向について内周側の位置に固定されている。第２固定部２５２は、第２回転部２５１の回転による磁石の移動に応じた電磁誘導を生じるコイルを有する。第２検出部２５０は、第２固定部２５２が有するコイルからの出力に基づいて第２回転部２５１が固定された外軸ロータ１０の回転角度を検出する。
【００２９】
実施形態１の検出部２３０は、図１に示すように、第１検出部２４０の回転軸方向の位置と第２検出部２５０の回転軸方向の位置が同一である。第１検出部２４０と第２検出部２５０とは、回転軸Ｐに直交する同一平面上に位置するともいえる。また、実施形態１の検出部２３０は、回転軸Ｐの中心から径の外側に向かって、第１回転部２４１、第１固定部２４２、第２固定部２５２、第２回転部２５１の順に配置されている。
【００３０】
実施形態１の検出部２３０はレゾルバであり、二軸一体型モータ１への取り付けに際して回転角度の検出精度をより高めるための工程として芯出し及びギャップ調整が行われる。芯出し及びギャップ調整に際して、内軸ロータ１１０と第１回転部２４１との固定位置関係の調整、外軸ロータ１０と第２回転部２５１との固定位置関係の調整、ベース８０に対する第１固定部２４２及び第２固定部２５２の固定位置の調整等の作業が必要になる場合がある。係る作業を行うため、係る作業に関係する各構成の位置関係の調整を行うに際して検出部２３０よりも作業者側に他の構成（例えば、ステータコアや軸受等）が設けられていると、係る他の構成によって検出部２３０へのアクセスが妨げられて作業が煩雑になることがある。実施形態１では、検出部２３０が軸受部２６０及びステータコア部２７０に対して出力軸側に位置するので、作業者は検出部２３０に対してより良好にアクセスを行うことができることから、芯出し及びギャップ調整をより簡便に行うことができる。このように、実施形態１によれば、内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０の回転角度を検出する検出部２３０の検出精度確保に係る作業をより簡便に行うことができる。
【００３１】
第１検出部２４０及び第２検出部２５０に対して一端側に第１検出部２４０及び第２検出部２５０を被覆するカバー２９１が設けられている。具体的には、カバー２９１は、例えば図１及び図２に示すように、内軸ロータ１１０の円筒と外軸ロータ１０の円筒との間に設けられる環状の形状を有する板状部材であり、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、例えばねじ２９２等の留め具を用いて検出部２３０の一端側に固定されている。より具体的には、カバー２９１は、例えば第１固定部２４２及び第２固定部２５２が設けられている基部２３１に固定されている。
【００３２】
軸受部２６０は、第１軸受２６１及び第２軸受２６５を有する。第１軸受２６１は、内軸ロータ１１０と連動して回転する。第２軸受２６５は、外軸ロータ１０と連動して回転する。具体的には、軸受部２６０は、回転軸方向について検出部２３０とステータコア部２７０との間の位置に設けられている。第１軸受２６１は、例えばベース８０に対して内周側かつ内軸ロータ１１０に対して外周側である位置に設けられて、ベース８０と内軸ロータ１１０との間に介在する。第１軸受２６１がベース８０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ている。第２軸受２６５は、例えばベース８０に対して外周側かつ外軸ロータ１０に対して内周側に設けられて、ベース８０と外軸ロータ１０との間に介在する。第２軸受２６５がベース８０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ている。
【００３３】
二軸一体型モータ１は、第１軸受２６１の一端側の端部の回転軸方向の位置と第２軸受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２６１及び２つの軸受２６６，２６７を具備する第２軸受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。
【００３４】
実施形態１では、第１軸受２６１及び第２軸受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２６１及び第２軸受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２６１及び第２軸受２６５は、それぞれ１つ以上の軸受を有していればよい。
【００３５】
ステータコア部２７０は、第１コア７１と第２コア７５を有する。第１コア７１は、内軸ロータ１１０のステータコアである。第２コア７５は、外軸ロータ１０のステータコアである。具体的には、第１コア７１は、例えば軸受部２６０よりも他端側の位置でベース８０の内周側に固定されている鉄心７３と、鉄心７３に巻回されているコイル７２とを具備する。コイル７２に対する電力供給に応じて内軸ロータ１１０が回転する。第２コア７５は、例えば軸受部２６０よりも他端側の位置でベース８０の外周側に固定されている鉄心７７と、鉄心７７に巻回されているコイル７６とを具備する。コイル７６に対する電力供給に応じて外軸ロータ１０が回転する。実施形態１のステータコア部２７０は、図１に示すように、回転軸Ｐの中心から径の外側に向かって、内軸ロータ１１０、ステータコア部２７０、外軸ロータ１０の順に配置されている。
【００３６】
ベース８０は、例えば、内軸ロータ１１０の径よりも大きく、外軸ロータ１０の径よりも小さい径を有する円筒状の部材である。例えば図１に示すように、ベース８０の側面（内周面、外周面）及び端面には、ベース８０に固定される検出部２３０、軸受部２６０、ステータコア部２７０等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てよい。また、実施形態１では、延出部２８１の外周面が形成する環の径は、第２ロータヨーク１１の径と同一である。また、実施形態１では、ベース８０が有する延出部２８１の他端側には、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ねじ留め穴２８２が設けられている。また、実施形態１では、延出部２８１の内周側かつ内軸ロータ１１０の外周側に位置する環状の板状部材２９５がベース８０の他端側に固定されている。板状部材２９５は、例えばねじ２９６等の留め具を用いて固定されている。これらの具体的形態はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。
【００３７】
以上説明したように、実施形態１によれば、検出部２３０が軸受部２６０及びステータコア部２７０よりも一端側、すなわち、内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０の出力軸側に位置しているので、第１検出部２４０及び第２検出部２５０の芯出しならびに内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０がそれぞれ０度として検出される回転角度のギャップ調整を二軸一体型モータ１の出力軸で行うことができる。よって、出力軸側で行われる芯出し及びギャップ調整における検出部２３０へのアクセスに際して軸受部２６０及びステータコア部２７０の配設による物理的な遮蔽の影響を抑制することができることから、２つのロータの回転角度を検出する検出部２３０の検出精度確保をより簡便に行うことができる。また、検出部２３０とステータコア部２７０の間に軸受部２６０が位置するので、検出部２３０とステータコア部２７０とを離すことができ、検出部２３０に対するステータコア部２７０からの磁気的影響をより低減することができる。
【００３８】
また、内軸ロータ１１０に設けられた磁石１１２及び第１コア７１は、回転軸方向の軸長が外軸ロータ１０に設けられた磁石１２及び第２コア７５より長い。従って、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やすくなる。
【００３９】
また、第１検出部２４０の回転軸方向の位置と第２検出部２５０の回転軸方向の位置が同一である。従って、二軸一体型モータ１の軸長をよりコンパクトにすることができる。また、第１検出部２４０と第２検出部２５０のうち一方が他方を回転軸方向について遮蔽することがないことから、２つのロータの回転角度を検出する検出部２３０の検出精度確保をより簡便に行うことができる。
【００４０】
また、第１軸受２６１の一端側の端部の回転軸方向の位置と第２軸受２６５の一端側の端部の回転軸方向の位置が同一である。従って、二軸一体型モータ１の軸長をよりコンパクトにすることができる。
【００４１】
また、回転軸Ｐから径方向の外側に向かって、内軸ロータ１１０、ステータコア部２７０、外軸ロータ１０の順に配置されている。従って、第１コア７１及び第２コア７５を内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０との間に集約して配置することができることから、二軸一体型モータ１の径をよりコンパクトにすることができる。
【００４２】
また、回転軸Ｐから径方向の外側に向かって、第１回転部２４１、第１固定部２４２、第２固定部２５２、第２回転部２５１の順に配置されている。従って、第１固定部２４２及び第２固定部２５２を第１回転部２４１と第２回転部２５１との間に集約して配置することができることから、二軸一体型モータ１の径をよりコンパクトにすることができる。
【００４３】
また、第１検出部２４０及び第２検出部２５０に対して一端側に第１検出部２４０及び第２検出部２５０を被覆するカバー２９１が設けられている。従って、芯出し及びギャップ調整が完了した後にカバー２９１を設けることで検出部２３０を保護することができる。
【００４４】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る二軸一体型モータ１Ａの主要構成（ステータコア部７０）の一例を示す図である。図４は、二軸一体型モータ１Ａの具体的構成の一例を示す図である。二軸一体型モータ１Ａ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、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。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１Ａの回転軸方向を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。
【００４５】
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。実施形態２の内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０は回転軸Ｐ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。
【００４６】
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。
【００４７】
実施形態２の内軸ステータ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。また、実施形態２の外軸ステータ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。実施形態２の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、例えば鉄又は圧粉磁心（ダストコア）からなる。
【００４８】
実施形態２の二軸一体型モータ１Ａ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、非磁性体４５、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。実施形態２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。
【００４９】
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。
【００５０】
図５、図６、図７は、非磁性体の具体的形状の例であって図３とは異なる形状の例を示す図である。本発明に係る非磁性体は、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、円弧状の部材であってもよい。具体的には、非磁性体４５ａは、例えば図５に示すように、断面形状が描く環の１か所が途切れて非連続である形状であってもよい。この場合、例えば非磁性体４５ａが合金である場合、板状の合金を円弧状に湾曲させることで円筒状の非磁性体４５ａをより容易に形成することができる。また、非磁性体は、例えば図６、図７に示すように、複数の円弧状の部材を組み合わせて全体として円筒状に形成されてもよい。図６では、非磁性体が２つの非磁性部材４５ｂ，４５ｂを有する例を示し、図７では、非磁性体が３つの非磁性部材４５ｃ，４５ｃ，４５ｃを有する例を示しているが、これは一例であってこれに限られるものでない。非磁性体は、４つ以上の部材によって構成されてもよい。また、非磁性体は、回転軸方向についても複数の部材が並べて設けられる構成であってもよい。図５〜図７における非連続箇所ＡＰは、空隙であってもよいし、非連続箇所ＡＰを挟んで対向する非磁性体同士が当接していてもよい。また、非連続箇所ＡＰに接着剤等が充填されてもよい。以下、非磁性体４５，４５ａ及び非磁性体を構成する非磁性部材４５ｂ，４５ｃをまとめて非磁性体４５等と記載することがある。
【００５１】
以上説明した構成のうち内軸ステータ１２０及び外軸ステータ２０は、例えば図４に示す二軸一体型モータ１Ａのステータコア部７０に設けられているが、これは本発明に係る二軸一体型モータの具体的構成の一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。
【００５２】
以下、二軸一体型モータ１Ａの具体的構成例について、図４を参照して説明する。内軸ロータ１１０は、回転軸方向の軸長が外軸ロータ１０より長い。具体的には、外軸ロータヨーク１１が設けられている二軸一体型モータ１Ａの外周側には、実施形態２において外軸ステータバックヨーク４０と一体的に形成されているベース２８０から延設された延出部２８１が他端側で延出している。外軸ロータヨーク１１は、延出部２８１と非接触の状態で設けられている。一方、内軸ロータヨーク１１１が設けられている二軸一体型モータ１Ａの内周側には、二軸一体型モータ１Ａが備える他の構成は配置されていない。係る内周側に設けられている内軸ロータヨーク１１１は、回転軸方向の幅が二軸一体型モータ１Ａの一端側から他端側までの幅とほぼ同等である。一方、外軸ロータヨーク１１は、延出部２８１が有する回転軸方向の幅に応じて、回転軸方向の幅が内軸ロータヨーク１１１よりも小さくなっている。なお、外軸ステータバックヨーク４０とベース２８０は、一体的に形成されていてもよいし、別体であってもよい。
【００５３】
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。実施形態２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、実施形態２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。
【００５４】
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、それぞれねじ留め穴１１ｂ，１１１ｂが設けられている。係るねじ留め穴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ねじ留めすることで、被駆動体に回転駆動力が伝達される。
【００５５】
二軸一体型モータ１Ａは、外軸ステータバックヨーク４０に取り付けられて、一端側から順に並んだ、検出部２３０、軸受部２６０、ステータコア部７０を備える。また、図４のような断面で見た場合、検出部２３０、軸受部２６０及びステータコア部７０が同軸で配置されている。具体的には、外軸ステータバックヨーク４０に取り付けられている検出部２３０及び軸受部２６０並びにステータコア部７０は、内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０との間の範囲内で回転軸方向に沿って並ぶよう配置されている。
【００５６】
実施形態２の検出部２３０は、第１固定部２４２及び第２固定部２５２が設けられている基部２３１が外軸ステータバックヨーク４０に固定されることによって、第１固定部２４２及び第２固定部２５２が外軸ステータバックヨーク４０に固定されている。より具体的には、基部２３１は、留め具２３２，２３３を用いて外軸ステータバックヨーク４０に取り付けられている。
【００５７】
検出部２３０は、第１検出部２４０及び第２検出部２５０を有する。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。第１固定部２４２は、基部２３１を介して外軸ステータバックヨーク４０に固定されて第１回転部２４１の回転角度を検出する。より具体的には、第１検出部２４０は、例えばレゾルバである。第１回転部２４１は、例えば、内軸ロータ１１０の外周面側であって、軸受部２６０及びステータコア部７０に対して一端側の位置に固定されている。第１回転部２４１は、磁石を有し、内軸ロータ１１０が回転することで当該磁石が第１固定部２４２に対して回転する。第１固定部２４２は、第１回転部２４１に対して径方向について外周側の位置に固定されている。第１固定部２４２は、第１回転部２４１の回転による磁石の移動に応じた電磁誘導を生じるコイルを有する。第１検出部２４０は、第１固定部２４２が有するコイルからの出力に基づいて第１回転部２４１が固定された内軸ロータ１１０の回転角度を検出する。
【００５８】
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。第２固定部２５２は、基部２３１を介して外軸ステータバックヨーク４０に固定されて第２回転部２５１の回転角度を検出する。より具体的には、第２検出部２５０は、例えばレゾルバである。第２回転部２５１は、例えば、外軸ロータ１０の内周面側であって、軸受部２６０及びステータコア部７０に対して一端側の位置に固定されている。第２回転部２５１は、磁石を有し、外軸ロータ１０が回転することで当該磁石が第２固定部２５２に対して回転する。第２固定部２５２は、第２回転部２５１に対して径方向について内周側の位置に固定されている。第２固定部２５２は、第２回転部２５１の回転による磁石の移動に応じた電磁誘導を生じるコイルを有する。第２検出部２５０は、第２固定部２５２が有するコイルからの出力に基づいて第２回転部２５１が固定された外軸ロータ１０の回転角度を検出する。
【００５９】
実施形態２の検出部２３０は、図４に示すように、第１検出部２４０の回転軸方向の位置と第２検出部２５０の回転軸方向の位置が同一である。第１検出部２４０と第２検出部２５０とは、回転軸Ｐに直交する同一平面上に位置するともいえる。また、実施形態２の検出部２３０は、回転軸Ｐの中心から径の外側に向かって、第１回転部２４１、第１固定部２４２、第２固定部２５２、第２回転部２５１の順で配置されている。
【００６０】
実施形態２の検出部２３０はレゾルバであり、二軸一体型モータ１Ａへの取り付けに際して回転角度の検出精度をより高めるための工程として芯出し及びギャップ調整が行われる。芯出し及びギャップ調整に際して、内軸ロータ１１０と第１回転部２４１との固定位置関係の調整、外軸ロータ１０と第２回転部２５１との固定位置関係の調整、外軸ステータバックヨーク４０に対する第１固定部２４２及び第２固定部２５２の固定位置の調整等の作業が必要になる場合がある。係る作業を行うため、係る作業に関係する各構成の位置関係の調整を行うに際して検出部２３０よりも作業者側に他の構成（例えば、ステータコアや軸受等）が設けられていると、係る他の構成によって検出部２３０へのアクセスが妨げられて作業が煩雑になることがある。実施形態２では、検出部２３０が軸受部２６０及びステータコア部７０に対して出力軸側に位置するので、作業者は検出部２３０に対してより良好にアクセスを行うことができることから、芯出し及びギャップ調整をより簡便に行うことができる。このように、実施形態２によれば、内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０の回転角度を検出する検出部２３０の検出精度確保に係る作業をより簡便に行うことができる。
【００６１】
第１検出部２４０及び第２検出部２５０に対して一端側に第１検出部２４０及び第２検出部２５０を被覆するカバー２９１が設けられている。具体的には、カバー２９１は、例えば内軸ロータ１１０の円筒と外軸ロータ１０の円筒との間に設けられる環状の形状を有する板状部材であり、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、例えばねじ２９２等の留め具を用いて検出部２３０の一端側に固定されている。より具体的には、カバー２９１は、例えば第１固定部２４２及び第２固定部２５２が設けられている基部２３１に固定されている。
【００６２】
軸受部２６０は、第１軸受２６１及び第２軸受２６５を有する。第１軸受２６１は、内軸ロータ１１０と連動して回転する。第２軸受２６５は、外軸ロータ１０と連動して回転する。具体的には、軸受部２６０は、回転軸方向について検出部２３０とステータコア部７０との間の位置に設けられている。第１軸受２６１は、例えば外軸ステータバックヨーク４０に対して内周側かつ内軸ロータ１１０に対して外周側である位置に設けられて、外軸ステータバックヨーク４０と内軸ロータ１１０との間に介在する。第１軸受２６１が外軸ステータバックヨーク４０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ている。第２軸受２６５は、例えば外軸ステータバックヨーク４０に対して外周側かつ外軸ロータ１０に対して内周側に設けられて、外軸ステータバックヨーク４０と外軸ロータ１０との間に介在する。第２軸受２６５が外軸ステータバックヨーク４０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ている。
【００６３】
二軸一体型モータ１Ａは、第１軸受２６１の一端側の端部の回転軸方向の位置と第２軸受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４に示すように、２つの軸受２６２，２６３を具備する第１軸受２６１及び２つの軸受２６６，２６７を具備する第２軸受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。
【００６４】
実施形態２では、第１軸受２６１及び第２軸受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２６１及び第２軸受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２６１及び第２軸受２６５は、それぞれ１つ以上の軸受を有していればよい。
【００６５】
外軸ステータバックヨーク４０のうちステータコア部７０の一端側及び他端側に延出する部分には、外軸ステータバックヨーク４０に固定される検出部２３０及び軸受部２６０並びにステータコア部７０等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、実施形態２では、延出部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、実施形態２では、ベース２８０には、二軸一体型モータ１Ａの取り付け対象に対して二軸一体型モータ１Ａを固定する際に用いられるねじ留め穴２８２が設けられている。また、実施形態２では、延出部２８１の内周側かつ内軸ロータ１１０の外周側に位置する環状の板状部材２９５がベース２８０に固定されている。板状部材２９５は、例えばねじ２９６等の留め具を用いて固定されている。これらの具体的形態はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。
【００６６】
図８は、実施形態２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１Ａが有する固定子（ステータ）の具体的構成例について、図３及び図８を参照して外軸ステータ２０を例として説明する。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。外軸モータコア３０は、後述する電磁鋼板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、４以上の芯部３２及びコイル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。
【００６７】
図８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８では、芯部３２を構成するティース６１，１６１を明示することを目的として、図３で芯部３２を取り巻いていたコイル５０，１５０の巻線の一部の図示を省略している。図９は、実施形態２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９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１０は、実施形態２に係る１つの電磁鋼板６０を示す図である。
【００６８】
外軸モータコア３０は、例えば図９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つの電磁鋼板層には、図８及び図９に示すように、電磁鋼板６０が環状に複数配置されている。電磁鋼板６０は、図８及び図１０に示すように、２つのティース６１を有する。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９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。
【００６９】
１つの電磁鋼板６０は、例えば図１０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。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。実施形態２では、電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士は、外軸ロータ１０の反対側が非連続である。具体的には、例えば図１０に示すように、基部６２の反対側において、ティース６１の先端は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同士の間には隙間（スロット）が設けられている。また、電磁鋼板層に配置された電磁鋼板６０は、２つのティース６１に対して回転子側に位置する基部６２から外軸ロータ１０の反対側に２つのティース６１が突出している。
【００７０】
より具体的には、外軸側のモータのような所謂アウタ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１０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１０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。
【００７１】
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、径方向について内側が凹レンズ断面の湾局形状のように湾曲しており、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１Ａ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、実施形態２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１Ａの効率をより高い効率とすることができる。なお、図８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。
【００７２】
図１１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１２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１１と図１２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１１に示す一方の位相を第１位相と記載する。また、図１２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。
【００７３】
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１１及び図１２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。
【００７４】
実施形態２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。
【００７５】
実施形態２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。
【００７６】
実施形態２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９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、実施形態２では、例えば図９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１Ａの効率をより高めることができる。
【００７７】
図１３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１３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１３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。
【００７８】
なお、インロータの電動機とアウタ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。
【００７９】
図１４は、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１５は、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。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。
【００８０】
以上説明したように、実施形態２によれば、回転軸Ｐから径方向に向かって、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の順で配置されており、内軸ステータ１２０と外軸ステータ２０との隣接位置に非磁性体４５等が介在しているので、非磁性体４５等によって内軸ステータ１２０と外軸ステータ２０の各々に生じる磁界の干渉を非磁性体４５等によって抑制することができる。よって、磁界の干渉をより抑制することができる。
【００８１】
また、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を有し、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を有し、非磁性体４５等は、内軸モータコア１３０と外軸モータコア３０の間に位置する。従って、磁界を生じるコイル５０，１５０が設けられた内軸モータコア１３０と外軸モータコア３０との間に非磁性体４５等が介在するので、より確実に磁界の干渉を抑制することができる。
【００８２】
また、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を有し、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を有し、非磁性体４５等は、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の間に位置する。従って、非磁性体４５等の形状は、係る円筒状の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の間に収まる形状であればよくなる。よって、より簡便に非磁性体４５等を設けることができる。
【００８３】
また、非磁性体４５等は、回転軸Ｐに直交する方向の断面形状が回転軸Ｐを中心とする円弧状の部材である。従って、回転軸Ｐを中心とした円筒状の形状に二軸一体型モータ１Ａを収めやすくなる。
【００８４】
また、非磁性体４５等は、非磁性の合金又は樹脂である。従って、より確実に磁界の干渉を非磁性体４５等によって抑制することができる。また、入手が比較的容易な材料で非磁性体４５等を設けることができ、より低コストで磁界の干渉を抑制することができる。
【００８５】
さらに、検出部２３０が軸受部２６０及びステータコア部７０よりも一端側、すなわち、内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０の出力軸側に位置しているので、第１検出部２４０及び第２検出部２５０の芯出しならびに内軸ロータ１１０及び外軸ロータ１０がそれぞれ０度として検出される回転角度のギャップ調整を二軸一体型モータ１Ａの出力軸で行うことができる。よって、出力軸側で行われる芯出し及びギャップ調整における検出部２３０へのアクセスに際して軸受部２６０及びステータコア部７０の配設による物理的な遮蔽の影響を抑制することができることから、２つのロータの回転角度を検出する検出部２３０の検出精度確保をより簡便に行うことができる。さらに、検出部２３０とステータコア部７０の間に軸受部２６０が位置するので、検出部２３０とステータコア部７０とを離すことができ、検出部２３０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。
【００８６】
さらに、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ために外軸ロータ１０が相対的に内軸ロータ１１０よりも出力トルクが大きくなりやすいことを考慮し、内軸ロータ１１０に設けられた磁石１１２及び内軸ステータ１２０を、回転軸方向の軸長が外軸ロータ１０に設けられた磁石１２及び外軸ステータ２０より長くしている。従って、外軸ロータの推力に比して内軸ロータ１１０の推力をより大きくすることができ、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やすくなる。
【００８７】
さらに、第１検出部２４０の回転軸方向の位置と第２検出部２５０の回転軸方向の位置が同一である。従って、二軸一体型モータ１Ａの軸長をよりコンパクトにすることができる。また、第１検出部２４０と第２検出部２５０のうち一方が他方を回転軸方向について遮蔽することがないことから、２つのロータの回転角度を検出する検出部２３０の検出精度確保をより簡便に行うことができる。
【００８８】
さらに、第１軸受２６１の一端側の端部の回転軸方向の位置と第２軸受２６５の一端側の端部の回転軸方向の位置が同一である。従って、二軸一体型モータ１Ａの軸長をよりコンパクトにすることができる。
【００８９】
さらに、回転軸Ｐから径方向の外側に向かって、内軸ロータ１１０、ステータコア部７０、外軸ロータ１０の順で配置されている。従って、内軸ステータ１２０及び外軸ステータ２０を内軸ロータ１１０と外軸ロータ１０との間に集約して配置することができることから、二軸一体型モータ１Ａの径をよりコンパクトにすることができる。
【００９０】
さらに、回転軸Ｐから径方向の外側に向かって、第１回転部２４１、第１固定部２４２、第２固定部２５２、第２回転部２５１の順で配置されている。従って、第１固定部２４２及び第２固定部２５２を第１回転部２４１と第２回転部２５１との間に集約して配置することができることから、二軸一体型モータ１Ａの径をよりコンパクトにすることができる。
【００９１】
さらに、第１検出部２４０及び第２検出部２５０に対して一端側に第１検出部２４０及び第２検出部２５０を被覆するカバー２９１が設けられている。従って、芯出し及びギャップ調整が完了した後にカバー２９１を設けることで検出部２３０を保護することができる。
【００９２】
さらに、１つの電磁鋼板６０が有するティース６１を２つとして係る電磁鋼板６０を環状に配置することでより１つの電磁鋼板層により多くのティース６１が設けられるので、ティース６１の形状のばらつきをより低減することができる。すなわち、一体的に形成されるティース６１は１つの電磁鋼板６０につき２つであるため、この２つのティース６１の形状の整合性について精度を確保することで全てのティース６１の形状の整合性について精度を確保することができる。また、１つの電磁鋼板層に複数の電磁鋼板６０が環状に配置されることで、１つの電磁鋼板６０が磁気的な方向性を有していたとしても１つの電磁鋼板層が１つの電磁鋼板６０が有する磁気的な方向性に支配されにくくなり、各ティース６１の磁気特性のばらつきをより低減することができる。また、２つのティース６１を有する電磁鋼板６０を環状に配置した電磁鋼板層を異なる２つの位相で積層するので、位相の異なる電磁鋼板層の積層による立体的な構造によって十分な剛性を確保することができる。
【００９３】
さらに、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６１分ずれている。従って、異なる位相の電磁鋼板層が積層される位置では２つのティース６１を有する電磁鋼板６０が互い違いになる。よって、位相の異なる電磁鋼板６０同士が積層されることで環状に連続する構造を形成することができることから、環状の構造体として十分な剛性を確保することができる。
【００９４】
さらに、電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士は、外軸ロータ１０の反対側が非連続である。従って、ティース６１が積層された芯に対してあらかじめ形成されたコイル５０を嵌め込むことができ、コイル５０を設けやすくなる。
【００９５】
さらに、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。従って、電磁鋼板層が環状に完全に連続している構造に比して軽量化することができる。また、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１Ａの効率をより高めることができる。
【００９６】
さらに、２通りの位相の電磁鋼板層の各々の数が等しい。従って、強度及び磁気特性について外軸ステータ２０全体でバランスをとりやすくなる。
【００９７】
さらに、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る。従って、２つの層の電磁鋼板層が積層される位置では２つのティース６１を有する電磁鋼板６０が互い違いになる。よって、位相の異なる電磁鋼板６０同士が積層されることで環状に連続する構造を形成することができることから、環状の構造体としてより確実に十分な剛性を確保することができる。
【００９８】
さらに、１つの電磁鋼板６０において２つのティース６１を物理的に連続させている基部６２は、当該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。従って、環状の方向に隣接するコイル５０同士の間で互いに生じる磁気の回り込みを低減することができ、二軸一体型モータ１Ａの効率をより高い効率とすることができる。
【００９９】
さらに、外軸ステータ２０は、ティース６１に対して外軸ロータ１０の反対側に設けられた円筒状のヨークを有し、ヨークは、回転軸方向について一体である。従って、電磁鋼板層の積層方向について一体であるヨークによって外軸ステータ２０が支持されるので、より確実に十分な剛性を確保することができる。
【０１００】
なお、上記の実施形態１，２における検出部２３０はレゾルバであるが、これは一例であってこれに限られるものでない。検出部２３０は、例えば光学式のエンコーダ等であってもよい。
【０１０１】
実施形態１，２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。
【符号の説明】
【０１０２】
１  二軸一体型モータ
１０  外軸ロータ
１１  外軸ロータヨーク
１１ａ，１１１ａ  出力端部
１１ｂ，１１１ｂ，２８２  ねじ留め穴
１２，１１２  磁石
２０  外軸ステータ
３０  外軸モータコア
４０  外軸ステータバックヨーク
４５，４５ａ  非磁性体
４５ｂ，４５ｃ  非磁性部材
５０，７２，７６，１５０  コイル
７０，２７０  ステータコア部
７１  第１コア
７３，７７  鉄心
７５  第２コア
８０，２８０  ベース
１１０  内軸ロータ
１１１  内軸ロータヨーク
１２０  内軸ステータ
１３０  内軸モータコア
１４０  内軸ステータバックヨーク
２３０  検出部
２３１  基部
２３２，２３３  留め具
２４０  第１検出部
２４１  第１回転部
２４２  第１固定部
２５０  第２検出部
２５１  第２回転部
２５２  第２固定部
２６０  軸受部
２６１  第１軸受
２６２，２６３，２６６，２６７  軸受
２６５  第２軸受
２８１  延出部
２９１  カバー
２９２，２９６  ねじ
Ｐ  回転軸
【図１】
2018016497.tif 000003
【図２】
2018016497.tif 000004
【図３】
2018016497.tif 000005
【図４】
2018016497.tif 000006
【図５】
2018016497.tif 000007
【図６】
2018016497.tif 000008
【図７】
2018016497.tif 000009
【図８】
2018016497.tif 000010
【図９】
2018016497.tif 000011
【図１０】
2018016497.tif 000012
【図１１】
2018016497.tif 000013
【図１２】
2018016497.tif 000014
【図１３】
2018016497.tif 000015
【図１４】
2018016497.tif 000016
【図１５】
2018016497.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月28日(2017.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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内軸ロータと外軸ロータを有する二軸一体型モータであって、
回転軸から径方向に向かって、前記内軸ロータ、内軸ステータ、外軸ステータ、前記外軸ロータの順で配置されており、
前記内軸ステータと前記外軸ステータとの間に設けられて前記回転軸を中心とした円周方向に沿う前記内軸ステータと前記外軸ステータとの隣接位置に介在する非磁性体を備え、
前記内軸ロータに設けられた磁石及び前記内軸ステータは、前記回転軸方向の軸長が前記外軸コアに設けられた磁石及び前記外軸ステータより長い二軸一体型モータ。
【請求項２】
前記内軸ステータは、コイルが設けられた内軸モータコアを有し、
前記外軸ステータは、コイルが設けられた外軸モータコアを有し、
前記非磁性体は、前記内軸モータコアと前記外軸モータコアの間に位置する
請求項１に記載の二軸一体型モータ。
【請求項３】
前記内軸ステータは、前記内軸モータコア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を有し、
前記外軸ステータは、前記外軸モータコア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を有し、
前記非磁性体は、前記内軸ステータバックヨークと前記外軸ステータバックヨークの間に位置する
請求項２に記載の二軸一体型モータ。
【請求項４】
前記非磁性体は、前記回転軸に直交する方向の断面形状が前記回転軸を中心とする円弧状の部材である
請求項１から３のいずれか一項に記載の二軸一体型モータ。
【請求項５】
前記非磁性体は、非磁性の合金又は樹脂である
請求項１から４のいずれか一項に記載の二軸一体型モータ。
【国際調査報告】
2018016497.tif 000018
2018016497.tif 000019
2018016497.tif 000020
2018016497.tif 000021