(57)【要約】【課題】モータの設計及び構造を簡略化できる多軸モータを提供する。【解決手段】この多軸モータでは、左右のロータ５，７がステータ９を挟んで軸方向に対応して配置される。ステータ９は、略円盤状のステータ本体１１と、駆動用の複数の集中巻きコイル１３と、圧粉磁性体により形成された磁心１５とを備えている。左右のロータ５，７は、略円盤状のロータ本体２５，２７と、複数の永久磁石２９，３１とを備えている。【選択図】図１
2006074909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動軸を有する多軸モータであって、
前記各駆動軸に固定されたロータと、ステータとが軸方向に対向して配置されていることを特徴とする多軸モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の多軸モータにおいて、
前記複数の駆動軸として、互いに反対方向に延設された第１及び第２の駆動軸が設けられ、
前記第１の駆動軸に固定された第１のロータと、前記第２の駆動軸に固定された第２のロータとが前記ステータを挟んで対向して配置されていることを特徴とする多軸モータ。
【請求項３】
請求項２に記載の多軸モータにおいて、
前記ステータに設けられる磁心が、金属磁性粉末、又は所定の被膜で覆った金属磁性粉末を樹脂で結合した圧粉磁性体により形成されることを特徴とする多軸モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多軸モータとしては、円筒形のステータの内外に２つのロータを配置したラジアル型のモータが開発されている。すなわち、このモータではロータとステータとが径方向に対向して配置されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ラジアル型の多軸モータでは、内外のロータの径が異なるため、ステータ及びロータの設計が複雑である。また、大きなトルクを得ようとした場合等には、軸方向に延設されたステータ及び各ロータを軸方向の両端部で軸支する必要があるため、軸受け部等の設計及び構造も複雑である。
【０００４】
そこで、本発明の解決すべき課題は、モータの設計及び構造を簡略化できる多軸モータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、複数の駆動軸を有する多軸モータであって、前記各駆動軸に固定されたロータと、ステータとが軸方向に対向して配置されている。
【０００６】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る多軸モータにおいて、前記複数の駆動軸として、互いに反対方向に延設された第１及び第２の駆動軸が設けられ、前記第１の駆動軸に固定された第１のロータと、前記第２の駆動軸に固定された第２のロータとが前記ステータを挟んで対向して配置されている。
【０００７】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る多軸モータにおいて、前記ステータに設けられる磁心が、金属磁性粉末、又は所定の被膜で覆った金属磁性粉末を樹脂で結合した圧粉磁性体により形成される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、ロータとステータとが軸方向に対向して配置されているため、ステータ、ロータ、軸受け部等のモータ各部の設計、構造を簡略化することができ、モータの組立工程も簡略化できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、ステータの両側に設ける第１及び第２のロータの径を同一に設定することができ、ロータ及びステータの設計等を簡略化することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、圧粉磁性体は、優れた磁気特性を有するとともに、鉄損が小さく、金型による形状形成が容易であり、また磁気特性が等方的であるため、ステータに設ける磁心を容易に形成することができ、この圧粉磁性体を用いることによって、軸方向に対向するステータとロータ間に磁気回路を効率よく形成することができ、モータの効率及び出力等の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る多軸モータの要部構成を模式的に示す軸平行断面図である。この多軸モータは、図１に示すように、互いに反対方向に延設された左右の駆動軸（第１及び第２の駆動軸）１，３と、左右の駆動軸１，３にそれぞれ固定された左右のロータ（第１及び第２のロータ）５，７と、ステータ９とを備えて構成された永久磁石型の同期モータである。左右のロータ５，７は、ステータ９を挟んで軸方向に対向するように配置されている。
【００１２】
ステータ９は、図２に示すように、略円盤状のステータ本体１１と、駆動用の複数の集中巻きコイル１３と、コイル１３と同数の磁心１５とを備えており、ケーシング等の固定部１７に固定される。
【００１３】
ステータ本体１１には、コイル１３及び磁心１５の挿入用の複数の挿入孔１１ａが周方向に間隔をあけて軸方向に貫通するように設けられている。ステータ本体７の中央部には、左右の駆動軸１，３を軸支するための貫通孔１１ｂが設けられている。この貫通孔１１ｂには、左右の駆動軸１，３の端部を軸支するベアリング１９，２１が嵌め込まれる。
【００１４】
コイル１３は、図３に示すように、断面平角形の細長い銅板２３がエッチワイズに集中巻きされて構成されている。巻回されて積層された銅板２３間は、絶縁フィルム等で絶縁されている。また、このように構成されたコイル１３は、絶縁コート等の絶縁処理が施される。このようなコイル１３は、電気接合部の引き出しが容易であるとともに、細線巻きのコイルに比して放熱効率がよいという利点がある。
【００１５】
磁心１５は、金属磁性粉末（例えば、鉄粉）、又は所定の被膜（例えば、燐酸化合物被膜）で覆った金属磁性粉末（例えば、鉄粉）を樹脂で結合した圧粉磁性体により形成されている。圧粉磁性体の結合用樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド、可溶性ポリイミド若しくはさらに他の樹脂、又はこれらの混合物などが用いられる。磁心１５の形成は、圧粉磁性体材料を所定の成型用の型に充填して加圧、圧縮した後、加熱処理することにより行われる。
【００１６】
このような圧粉磁性体は、優れた磁気特性を有するとともに、鉄損が小さく、金型による成型が容易であり、また磁気特性が等方的であるという有利な特性を有している。このため、コイル１３の形状及び寸法に応じた形状等を有する磁心１５を容易に形成できる。
【００１７】
なお、ステータ本体１１も圧粉磁性体により形成してもよい。
【００１８】
ステータ９の組み立ては、ステータ本体１１の各挿入孔１１ａに予め形成されたコイル１３及び磁心１５を軸方向から嵌め込んで固定することにより行われる。このとき、磁心１５は、コイル１３の内周側の空洞内にぴったりと嵌まり込む。
【００１９】
コイル１３及び磁心１５のステータ本体１１への固定後、コイル１３間等の電気接合及びその接合部の絶縁処理（半導電層処理を含む）等が行われる。このとき、コイル１３間を電気接続する渡り線（図示せず）及び駆動回路（図示せず）は、ステータ本体１１におけるコイル１３の内周側に設けられる。このため、ステータ本体１１の外周部をコイル１３の配置スペースとして有効に利用することができ、モータ出力を維持しつつモータの小型化が図れる。
【００２０】
左右のロータ５，７は、図４及び図５に示すように、略円盤状のロータ本体２５，２７と、そのロータ本体２５，２７に取り付けられる複数の永久磁石２９，３１を備えてそれぞれ構成されている。各ロータ本体２５，２７におけるステータ９との対向面には、永久磁石２９，３１の埋め込み用の複数の凹部（貫通孔でもよい）２５ａ，２７ａが周方向に間隔をあけてそれぞれ設けられている。各ロータ本体２５，２７の中央部には、回転軸１，３が挿入固定される貫通孔２５ｂ，２７ｂが設けられている。永久磁石２９，３１は、凹部２５ａ，２７ａに嵌め込まれて固定される。なお、左右のロータ５，７の径は同一に設定されている。また、ロータ本体２５，２７についても、前記圧粉磁性体により形成してもよい。
【００２１】
左右のロータ５，７の駆動は、ステータ９の各コイル１３がステータ９の左右両側に生成する磁界と、各ロータ５，７の各永久磁石２９，３１によって生成される磁界との相互作用によって行われる。
【００２２】
そして、本実施形態では、左右のロータ５，７の独立駆動を実現するため、左右のロータ５，７に設ける極数（磁石数）を互いに異なった値に設定している。例えば、左側のロータ５には８個の永久磁石２９が設置されて３相交流電流が発生する磁界によって駆動され、右側の永久磁石には４個の永久磁石３１が設置されて６相交流電流が発生する磁界によって駆動されるようになっている。これに対応して、ステータ９には、１２個のスロット（１１ａ）が設けられている。また、各ロータ５，７の永久磁石２９，３１は、周方向に隣接する隣の永久磁石２９，３１とＮ、Ｓの極性が反対になるように設置されている。
【００２３】
このような多軸モータの駆動は、図６に示すような左ロータ駆動用の電流成分（例えば、３相交流電流）と右ロータ駆動用の電流成分（例えば、６相交流電流）とを合成してステータ９のコイル１３に供給することによって行われる。左右のロータ駆動用の電流成分の周波数は、対応する左右のロータ５，７の極配置に対応して互いに異なった値に設定されており、これによって、左右のロータ５，７の駆動磁界が互いに干渉することなく、左右のロータ５，７を独立して駆動することができる。
【００２４】
このような多軸モータの適用例としては、例えば、車両における左右の車輪の駆動に用いることが考えられる。この場合、１つの多軸モータにより左右両輪を独立して駆動することができるという利点がある。
【００２５】
また、他の適用例としては、ハードディスク等のディスク状の記録媒体の駆動に用いることが考えられる。この場合、１つの多軸モータにより２つの記録媒体を独立して駆動することができるという利点がある。
【００２６】
以上のように、本実施形態に係る多軸モータによれば、左右のロータ５，７がステータ９を挟んで軸方向に対応して配置される構成であるため、左右のロータ５，７の径を同一に設定することができる等の利点があり、その結果、ステータ９、ロータ５，７、軸受け部（１９，２１）等のモータ各部の設計、構造を簡略化することができ、モータの組立工程も簡略化できる。
【００２７】
また、圧粉磁性体は、優れた磁気特性を有するとともに、鉄損が小さく、金型による形状形成が容易であり、また磁気特性が等方的であるため、ステータ９に設ける磁心１５を容易に形成することができ、この圧粉磁性体を用いることによって、軸方向に対向するステータ９とロータ５，７間に磁気回路を効率よく形成することができ、モータの効率及び出力等の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る多軸モータの要部構成を模式的に示す軸平行断面図である。
【図２】図１の多軸モータのステータの正面図である。
【図３】図２のステータに用いられるコイルの斜視図である。
【図４】図１の多軸モータの左側のロータの正面図である。
【図５】図１の多軸モータの右側のロータの正面図である。
【図６】図１の多軸モータのステータコイルに供給される電流成分を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，３  駆動軸
５，７  ロータ
９  ステータ
１１  ステータ本体
１３  コイル
１５  磁心
１９，２１  ベアリング
２５，２７  ロータ本体
２９，３１  永久磁石
【図１】
2006074909.tif 000003
【図２】
2006074909.tif 000004
【図３】
2006074909.tif 000005
【図４】
2006074909.tif 000006
【図５】
2006074909.tif 000007
【図６】
2006074909.tif 000008