JP2015204725A - モータのロータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク容量および耐久性を確保しつつ、回転時の振動および騒音を低減可能なモータのロータ構造を提供すること。
【解決手段】ロータ１４が取り付けられた回転軸としてのロータシャフト１３が、モータ１２の支持部としての軸受１６，１７に回転可能に支持されたモータのロータ構造であって、ロータシャフト１３を、ロータ１４が取り付けられた外軸１３１と、この外軸１３１の径方向内側に配置されて回転出力対象としての減速機構２２に向けて回転出力する内軸１３２と、により内外二重構造とし、内軸１３２を、軸方向で前記外軸１３１の減速機構２２側の端部よりも、減速機構２２から遠い側の位置で前記外軸１３１に連結したことを特徴とするモータのロータ構造とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータのロータ構造に関する。

従来、電動機のロータおよびロータに結合されたロータシャフトが回転した場合に、ロータシャフト側に振動、騒音などが発生することは知られている。
そこで、このような電動機におけるロータシャフトの振動、騒音を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術では、ロータの中心に、ゴムなどの緩衝材を介在してロータシャフトが結合された構造となっている。
したがって、この従来技術では、緩衝材により、ロータからロータシャフトへの振動、騒音の伝達を抑制することができる。

特開平１１−４５５６号公報

しかしながら、上記従来技術では、ロータとロータシャフトとが緩衝材を介在して結合されているため、伝達トルク容量が大きなモータに適用した場合、緩衝材の耐久性の確保が難しい。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、トルク容量および耐久性を確保しつつ、回転時の振動および騒音を低減可能なモータのロータ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、
ロータが取り付けられたロータシャフトを、前記ロータが取り付けられた外軸と、この外軸の径方向内側に配置されて回転出力対象に向けて回転出力する内軸と、により内外二重構造とし、
前記内軸を、軸方向で前記外軸の前記回転出力対象側の端部よりも、前記回転出力対象から遠い側の位置で前記外軸に連結したことを特徴とするモータのロータ構造とした。

本発明のモータのロータ構造では、ロータと回転出力対象との軸方向の間隔を同じとして、ロータの回転出力対象側の端部にロータシャフトを連結した場合の軸長と比較して、内軸の軸長を長くすることができる。したがって、この軸長が長くなった分だけ、ロータシャフトの捩じり剛性を低下させることが可能となり、その分、回転出力対象へのロータ振動加振力が低減され、モータの振動および騒音を低減できる。また、内軸と外軸とは剛結合することで、ロータとロータシャフトとの間に緩衝材を介在させたものと比較して、トルク容量および耐久性の確保が可能である。

実施の形態１のモータのロータ構造を適用したモータ駆動ユニットを示す断面図である。 前記モータ駆動ユニットにおけるロータの周方向変位および周方向加振力を示すロータ振動特性説明図である。 前記モータ駆動ユニットおよび比較例の振動特性図である。 実施の形態１におけるロータシャフト曲げ剛性特性、ロータシャフト捩じり剛性の振動伝達率メカニズムの説明図である。 ロータと減速機構とをロータシャフトにより直結した比較例の振動系の模式図である。 実施の形態１のロータシャフトおよび減速機構の振動系の模式図である。 実施の形態１におけるロータシャフトを二重構造としたことによる振動レベルを比較例の振動レベルと比較して表した振動特性図である。 実施の形態１において内軸と外軸に軸受および緩衝材を介在させた場合の振動系の模式図である。 実施の形態１における二重構造、軸受介在、緩衝材介在のそれぞれによる振動レベル低減効果を表す振動特性図である。 実施の形態１における内軸と外軸との連結位置を振動の節としたことによる効果を説明するための、ロータ端部とロータ中央部との捩じり振動レベルの違いを表す振動特性図である。 実施の形態２のモータのロータ構造を適用したモータ駆動ユニットを示す断面図である。 実施の形態３のモータのロータ構造を適用したモータ駆動ユニットを示す断面図である。

以下、本発明のモータのロータ構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）

まず、実施の形態１のモータのロータ構造の構成を説明する。
[モータ駆動ユニットの全体構成]
図１は、実施の形態１のモータのロータ構造を備えたモータ駆動ユニットＡを示す概略断面図であり、以下、図１に基づき、モータ駆動ユニットＡの全体構成を説明する。このモータ駆動ユニットＡは、例えば、図示を省略した車両の駆動輪に回転を与えるために車両に搭載されたモータ駆動ユニットとして用いることができる。

前記モータ駆動ユニットＡは、モータユニット１と、減速機構ユニット２と、を備えている。
モータユニット１は、モータケース１１にモータ１２を収容した構造となっている。また、減速機構ユニット２は、減速機ケース２１に減速機構２２を収容した構造となっている。

まず、モータユニット１のモータ１２の構成を説明する。
モータ１２は、ロータシャフト１３と、ロータ１４と、ステータ１５と、を備えている。
ロータシャフト１３は、支持部としての軸受１６，１７によりモータケース１１に回転可能に支持されている。

ロータ１４は、ロータシャフト１３の外周に固定され、図示を省略した永久磁石を周方向に間隔を空けて埋設した積層鋼板により構成されている。また、本実施の形態１では、ロータ１４は、その図示を省略した永久磁石が軸方向（図において左右方向）の中央の分割面１４ａで軸方向に分割された、いわゆる分割スキュー構造となっている。

ステータ１５は、ロータ１４の外周との間にエアギャップを介してモータケース１１に固定され、図示を省略したステータコイルを巻き付けた積層のステータティースにより構成されている。すなわち、モータ１２は、三相交流の電流をステータコイル（図示省略）に印加することでロータ１４およびロータシャフト１３を回転させること（力行）ができる。一方、モータ１２は、発電機として、ロータシャフト１３およびロータ１４の回転によりステータコイル（図示省略）に三相交流の電流を発生させること（回生）ができる。

次に、減速機構ユニット２の減速機構２２の構成を説明する。
減速機構２２は、ロータシャフト１３の端部に連結された入力ギヤ２３と、入力ギヤ２３に噛み合うと共に入力ギヤ２３より大径とした出力ギヤ２４と、を備えた平行軸ギヤ対により構成されている。
入力ギヤ２３は、一対の軸受２５，２６を介して減速機ケース２１に回転可能に支持されている。また、出力ギヤ２４は、入力ギヤ２３よりも大径のギヤであり、一対の軸受２７，２８を介して減速機ケース２１に支持されている。

したがって、ロータシャフト１３の回転は、減速機構２２により減速されて、出力ギヤ２４から図示を省略した駆動輪側に伝達される。この場合、出力ギヤ２４からの回転出力は、例えば、ディファレンシャルギヤのファイナルギヤ（図示省略）に伝達され、ディファレンシャルギヤ（図示省略）から左右の駆動輪に伝達するようにしてもよい。あるいは、出力ギヤ２４の回転を、駆動輪に直接伝達するいわゆるインホイールモータ構造とすることもできる。

次に、本実施の形態１の特徴とするロータシャフト１３の構成について説明する。
ロータシャフト１３は、ロータ１４が取り付けられた外軸１３１と、この外軸１３１の径方向内側に配置されて回転出力対象である減速機構２２の入力ギヤ２３に連結されて回転出力する内軸１３２と、により内外二重構造となっている。

外軸１３１は、その軸心部に、内軸１３２の連結用の小径穴１３１ａと、内軸１３２との間に径方向の隙間を形成する大径穴１３１ｂと、が軸方向に連続して形成されている。そして、小径穴１３１ａと大径穴１３１ｂとの境界に、径差による段差１３１ｃが形成され、かつ、この段差１３１ｃは、軸方向でロータ１４の分割面１４ａの位置と略同一位置に配置されている。

なお、段差１３１ｃを挟んで、減速機構２２から遠い側の位置に小径穴１３１ａが配置され、減速機構２２に近い側の位置に大径穴１３１ｂが配置されている。また、外軸１３１の軸方向両端部が、前述した軸受１６，１７に回転可能に支持されており、外軸１３１の減速機構２２側の端部１３１ｄの先端は、軸受１７の減速機構２２側の端部の位置に略一致する位置に配置されている。

内軸１３２は、結合軸部１３２ａが、外軸１３１の小径穴１３１ａに嵌合して連結されている。そして、結合軸部１３２ａに連続する出力軸部１３２ｂが、大径穴１３１ｂの内周との間に間隔を空けて軸方向に延在され、さらに、大径穴１３１ｂの開口端から軸方向に突き出て、その先端部が入力ギヤ２３にスプライン結合されている。

したがって、内軸１３２は、外軸１３１の減速機構２２側の端部１３１ｄよりも、減速機構２２から遠い位置であって、軸方向で分割面１４ａと略一致する位置で、外軸１３１に連結されている。また、この連結位置は、ロータ１４の捩じり振動の節となる位置である。すなわち、図２は、ロータ１４の周方向変位および周方向加振力を示す図であって、ロータ１４は、分割面１４ａの位置で、周方向変位が生じにくいとともに、周方向加振力が作用しにくい位置となっている。

さらに、内軸１３２の出力軸部１３２ｂと外軸１３１との間には、外軸１３１との連結位置（分割面１４ａの位置）よりも減速機構２２側の位置に軸受１３３が介在されている。すなわち、本実施の形態１では、外軸１３１の減速機構２２側の端部１３１ｄと内軸１３２の出力軸部１３２ｂとの間に軸受１３３が介在されている。
加えて、内軸１３２の出力軸部１３２ｂと外軸１３１との間に、径方向の変位を吸収可能な緩衝材１３５が介在されている。この緩衝材１３５としては、ゴムなどの弾性材を用いることができる。

（実施の形態１の作用）
以下に、実施の形態１のモータロータ構造の作用について説明する。
まず、実施の形態１により解決する課題について説明を加える。
ロータ１４の回転時には、モータ１２の電磁加振により生じるロータ捩じり振動により、減速機構２２が変位加振されることで、各軸要素の固有値を引き起こし、これが各ケース１１，２１に伝達されて、これがノイズの発生源となっている。特に、分割スキュー構造のロータ１４では、ロータ捩じり１次固有値が相対的に大きくなり、ノイズも大きくなる。

図３は、モータ駆動ユニットＡの振動特性を示している。
図において、点線は、実施の形態１との比較例の振動特性を示しており、ロータシャフトとして本実施の形態１のように二重構造を採用せずに、ロータ１４と入力ギヤ２３とを、それぞれの端部どうしを直接連結した場合の振動特性である。この図に示すように、ロータ捩じり固有値、ロータシャフト捩じり固有値、ロータシャフト曲げ固有値に、振動レベルピークが存在している。

これに対し、図３の実線は、二重構造のロータシャフト１３を用いた実施の形態１のモータ駆動ユニットＡの振動特性を示している。
図示のように、本実施の形態１では、ロータ捩じり固有値が、その振動レベルが大幅に低減される。また、ロータシャフト捩じり固有値は、その振動レベルが低下するとともに、この固有値の周波数が低下している。さらに、ロータシャフト曲げ固有値も、そのレベルが低下されている。

ここで、ロータシャフト曲げ固有値、ロータシャフト捩じり固有値について説明を加える。これらロータシャフト曲げ固有値、ロータシャフト捩じり固有値は、平行軸ギヤ対構造の減速機構２２の振動の固有値である。
ロータシャフト曲げ固有値は、減速機構２２の出力ギヤ２４がマス、ロータシャフト曲げ剛性がバネとなる固有値であって、図４に示すように、相対的に低周波数の固有値である。
ロータシャフト捩じり固有値は、減速機構２２の両ギヤ２３，２４がマス、ロータシャフト捩じり剛性がバネとなる固有値であり、ロータシャフト曲げ固有値よりも高周波数となる。

以下に、本実施の形態１における、ロータ捩じり固有値、ロータシャフト捩じり固有値、ロータシャフト曲げ固有値の低減作用効果について詳細に説明する。
（ロータシャフトの二重構造化による作用）
まず、ロータシャフト１３の二重構造化による作用を説明する。
ロータシャフト１３は、内軸１３２を減速機構２２に連結することにより、ロータ１４と減速機構２２との軸方向の実距離を変えることなく、ロータ１４と減速機構２２との回転伝達系の軸方向距離が長くなる。
すなわち、図５Ａは比較例の振動系の概略図であって、この比較例は、ロータ０１の端部と入力ギヤ０２の端部とをロータシャフト０３により直結している。
一方、図５Ｂは、本実施の形態１の振動系の概略図であって、ロータシャフト１３の内軸１３２の軸方向寸法が比較例のロータシャフト０３の軸方向寸法よりも短くなっている。

よって、ロータシャフト１３の捩じり剛性（Ｋｔ２）は、比較例のロータシャフト０３の捩じり剛性（Ｋｔ１）と比較して、軸長が長くなった分だけ低下するとともに、ロータシャフト捩じり固有値の周波数が低下する。
したがって、このロータ捩じり剛性の低下およびロータシャフト捩じり固有値の周波数低下により、図５Ｃにおいて点線により示す比較例に対し、同図の実線により示すように、振動レベルが低下する。これにより、ロータ振動加振力が低減され、モータノイズが低減され静粛性が向上する。

なお、捩じり振動の固有振動数ｆ（Ｈｚ）は、下記の式（１）のとおりである。
ｆ＝（λ／２πＬ）（ＧＪ／ρＩ_Ｐ）^１／２ ・・・（１）
λは定数、Ｌは軸長、ＧＪは捩じり剛性、ρＩ_Ｐは慣性モーメントである。
したがって、内軸１３２による軸方向寸法Ｌが増すことで、捩じり振動の固有振動数ｆ（Ｈｚ）が低下する。

（内軸の軸受および緩衝材による作用）
次に、内軸１３２を、外軸１３１の減速機構２２側の端部１３１ｄに対し、軸受１３３により支持し、さらに、緩衝材１３５により連結していることによる作用を説明する。
図６は、内軸１３２と外軸１３１との間に、軸受１７および緩衝材１３５を介在させた構造の振動系を示す概略図である。
すなわち、内軸１３２は、軸方向寸法を長くすることにより曲げ剛性が低下する。この曲げ剛性の低下により、ロータシャフト１３の曲げ振動が悪化する場合がある。本実施の形態１では、軸受１７を設けたことにより、内軸１３２の曲げ剛性の低下を抑え、ロータシャフト曲げ振動の悪化を抑制できる。

また、内軸１３２および外軸１３１にあっては、減速機構２２側では、その反対側と比較して、相対捩じり変位が大きくなる。そこで、外軸１３１の減速機構２２側の端部と、内軸１３２との間に緩衝材１３５を介在させることにより、ロータシャフト捩じり固有値のピークレベルを低減できる。

図７は、上記の軸受１７および緩衝材１３５を介在させたことによるロータシャフト曲げ固有値およびロータシャフト捩じり固有値の低下を表す振動特性図を示している。
すなわち、図７において、点線は、前述した図５Ａに示した比較例の振動特性を示している。また、図７の実線は、図５Ｂに示すロータシャフト１３を二重構造にした場合の振動特性を示している。ロータシャフト１３を二重構造としたことにより、前述のように、ロータ捩じり固有値の振動レベルが低下して、ロータシャフト捩じり固有値の周波数が低下し、広い周波数域で、振動レベルが低下しているのが分かる。

図７において一点鎖線は、二重構造のロータシャフト１３において、内軸１３２と外軸１３１との間に軸受１７を介在させた場合の振動特性を示している。この図に示すように、軸受１７を介在させたことによる内軸１３２の曲げ剛性の低下抑制により、比較例（点線）や二重構造とした場合（実線）と比較して、ロータシャフト曲げ固有値の振動レベルが低下しているのが分かる。
さらに、図７において、二点鎖線は、軸受１７に加え、緩衝材１３５を介在させた場合の振動特性を示している。この図に示すように、緩衝材１３５を介在させたことにより、ロータシャフト捩じり固有値の振動レベルがさらに低下しているのが分かる。

（ロータの軸方向中央の振動の節にて内軸を外軸へ結合）
実施の形態１では、図２により説明したように、ロータ１４の軸方向中央の分割スキュー間に設けられた分割面１４ａの位置で、内軸１３２を外軸１３１に連結している。
この分割面１４ａの位置は、ロータ１４の捩じり振動の節となっており、周方向変位が最も生じにくい位置である。このため、ロータ１４の捩じり振動が、内軸１３２に最も伝わりにくい位置となっている。
図８は、ロータ１４の端部と軸方向中央の捩じり振動レベルを示す振動特性図であって、点線がロータ端部の捩じり振動特性を示し、実線がロータの軸方向中央の捩じり振動特性を示している。
このように、ロータ１４の端部は、図２に示すように、ロータ捩じり振動の腹の部分であって、周方向の変位量が最も大きく、図８において点線により示すように、振動レベルも相対的に大きくなる。
それに対して、ロータ１４の軸方向中央位置は、図２に示すように、ロータ捩じり振動の節となっており、周方向変位量および周方向加振力が相対的に小さく、図８において実線で示すように、振動レベルが抑えられる。

以上の振動特性に基づいて、実施の形態１のモータ駆動ユニットＡでは、図３において実線で示す振動特性となり、ロータシャフトを二重構造としない場合の振動特性（点線により示す）と比較して、振動レベルを抑えることができる。
したがって、モータ駆動ユニットＡの駆動時の音、振動も抑えることができる。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１のモータのロータ構造の効果を列挙する。
ａ）実施の形態１のモータのロータ構造は、
ロータ１４が取り付けられた回転軸としてのロータシャフト１３が、モータ１２の支持部としての軸受１６，１７に回転可能に支持されたモータのロータ構造であって、
前記ロータシャフト１３を、前記ロータ１４が取り付けられた外軸１３１と、この外軸１３１の径方向内側に配置されて回転出力対象としての減速機構２２に向けて回転出力する内軸１３２と、により内外二重構造とし、
前記内軸１３２を、軸方向で前記外軸１３１の前記減速機構２２側の端部よりも、前記減速機構２２から遠い側の位置で前記外軸１３１に連結したことを特徴とする。
したがって、ロータシャフト１３を、軸方向でロータ１４の減速機構２２側の端部に連結したものと比較して、ロータ１４と減速機構２２との軸方向の間隔を広げることなく内軸１３２の軸長を長くして、ロータシャフト１３の捩じり剛性の低下が可能となる。そして、ロータシャフト１３の捩じり剛性低下により、回転出力対象である減速機構２２へのロータ振動加振力が低減され、モータノイズが低減され、静粛性、制振性が向上する（図５Ｃ参照）。
すなわち、モータ駆動ユニットＡの軸方向寸法を拡大することなく、ロータシャフト１３の捩じり剛性を低下させることにより、モータノイズ（音、振動）を低減させて、静粛性、制振性の向上を図ることができる。
加えて、ロータシャフト１３を二重構造とすることにより、内軸１３２を小径化することにより、いっそう捩じり剛性を低下させることが容易となり、上記の静粛性、制振性の向上を図る上で有利となる。

ｂ）実施の形態１のモータのロータ構造は、
前記内軸１３２における前記外軸１３１との連結位置を、前記ロータ１４の軸方向中央位置（分割面１４ａの位置）よりも前記減速機構２２から遠い側の位置としたことを特徴とする。
したがって、内軸１３２の軸方向寸法をより長く確保でき、その分、内軸１３２の剛性を低下させて捩じり剛性を低下させ、上記ａ）の静粛性、制振性の向上を図ることができる。

ｃ）実施の形態１のモータのロータ構造は、
前記内軸１３２と前記外軸１３１との前記連結を行った位置よりも前記減速機構２２側の位置で、前記内軸１３２と前記外軸１３１との間に軸受１３３を介在させたことを特徴とする。
内軸１３２を減速機構２２に結合する構造としたことで、内軸１３２の軸長が長くなった分、ロータシャフト１３の曲げ剛性が低下するため、ロータシャフト曲げ振動に対して不利となる。
それに対し、内軸１３２と外軸１３１との間に軸受１３３を介在させることにより、軸受１３３を介在させないものと比較して、ロータシャフト曲げ剛性が向上し、その分、ロータシャフト曲げ固有値の振動レベルの低減が可能となる。
すなわち、図７において実線により示すロータシャフト二重構造の振動特性に対し、一点鎖線により示す振動特性のように、ロータシャフト曲げ固有値のピークレベルを、さらに抑えることが可能となる。
特に、実施の形態１では、軸受１３３の介在位置を、外軸１３１の端部１３１ｄとしたため、この端部１３１ｄよりもロータ１４の軸方向中央側の位置とした場合よりも、内軸１３２の曲げ剛性を向上できる。これにより、ロータシャフト曲げ固有値の振動レベルをより低減することが可能となる。

ｄ）実施の形態１のモータのロータ構造は、
前記内軸１３２と前記外軸１３１との前記連結を行った位置よりも前記減速機構２２側の位置で、前記内軸１３２と前記外軸１３１との間に、径方向の変位を吸収可能な緩衝材１３５を介在させたことを特徴とする。
外軸１３１の減速機構２２側の端部と、内軸１３２の減速機構２２側の端部と、の間では、両者の連結位置と比較して、相対捩じり変位量および曲げ変位量が大きい。そこで、両者の連結位置よりも減速機構２２側の位置に緩衝材１３５を介在させることにより、両変位量を抑え、ロータシャフト捩じり固有値およびロータシャフト曲げ固有値のピークレベルを低減することが可能となる。
すなわち、図７において実線により示すロータシャフト二重構造の振動特性に対し、二点鎖線により示す振動特性のように、ロータシャフト曲げ固有値およびロータシャフト捩じり固有値のピークレベルを、さらに低減させることが可能となる。

ｅ）実施の形態１のモータのロータ構造は、
前記内軸１３２と前記外軸１３１との連結を、前記ロータ１４の捩じり振動の節となる位置で行ったことを特徴とする。
このロータ１４の捩じり振動の節では、周方向の変位が生じにくい。そこで、この周方向振動の節となる位置で、ロータ１４と一体的な外軸１３１と、減速機構２２に連結される内軸１３２と、を連結することにより、この節以外の位置で連結したものと比較して、ロータ１４の捩じり振動が内軸１３２に伝達されにくくなる。これにより、ロータ捩じり振動を低減させ、より静粛性、制振性を向上させることができる。

実施の形態１では、ロータ１４として、その永久磁石（図示省略）が分割面１４ａで軸方向に分割された分割スキュー構造のものを用いており、この分割面１４ａの位置が振動の節となる。両軸１３１，１３２の連結位置を、この分割面１４ａの位置とすることにより、上記効果を得ることができる。すなわち、ロータ１４では、図８において点線により示すロータ端部捩じり振動に比べ、同図実線により示すロータ軸方向中央捩じり振動のレベルが低くなっている。
よって、この周方向振動の節となる位置で、ロータ１４と一体的な外軸１３１と、減速機構２２に連結される内軸１３２と、を連結することにより、この節以外の位置で連結したものと比較して、ロータ１４の捩じり振動が内軸１３２に伝達されにくくなる。

ｆ）実施の形態１のモータのロータ構造は、
前記回転出力対象に、前記軸方向に対して直交方向に複数の歯車としての入力ギヤ２３、出力ギヤ２４を噛み合い状態で並設した歯車列としての減速機構２２を含むことを特徴とする。
ロータシャフト１３の軸直交方向に複数のギヤ２３，２４を並設した減速機構２２を設けた構造では、減速機構２２をマスとし、ロータシャフト１３をバネとして、振動ピークレベル固有値とする振動が生じる。すなわち、ロータシャフト１３では、出力ギヤ２４をマスとしてロータシャフト曲げ剛性がバネとなるロータシャフト曲げ固有値、両ギヤ２３，２４をマスとしてロータシャフト捩じり剛性をバネとするロータシャフト捩じり固有値を有する振動が生じる。
本実施の形態１では、これらロータシャフト曲げ固有値、ロータシャフト捩じり固有値の振動レベルを、上記ａ）〜ｄ）のように低減することができる。

（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態のモータのロータ構造について説明する。
なお、他の実施の形態を説明するのにあたり、実施の形態１と共通する構成には実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点のみ説明する。

（実施の形態２）
実施の形態２のモータのロータ構造は、ロータシャフト２３０の内軸２３２の外軸２３１への連結位置を、ロータ１４の軸方向で減速機構２２から遠い側の端部位置近傍とした例である。
すなわち、図９に示すように、外軸２３１には、減速機構２２から遠い側の端部に内軸２３２の連結用の小径穴２３１ａが軸方向に形成され、それよりも減速機構２２側に大径穴２３１ｂが形成されている。

内軸２３２は、減速機構２２から遠い側の端部の結合軸部２３２ａを、小径穴２３１ａに嵌合させて、外軸２３１に連結されている。
また、実施の形態１と同様に、結合軸部２３２ａよりも大径の出力軸部２３２ｂは、その端部を段部２３１ｃに突き当て、大径穴２３１ｂとの間に径方向の隙間を介在させて軸方向に延在されて、外軸２３１から突き出ている。

なお、実施の形態２にあっても、実施の形態１と同様に、内軸２３２の出力軸部２３２ｂと、外軸２３１との間に、軸受１３３および緩衝材１３５を介在させている。
また、実施の形態２では、ロータ２１４としては、軸方向に分割されていないものを用いている。

以上説明した、実施の形態２にあっても、実施の形態１において説明したように、ロータシャフト２３０を二重構造としたことによりロータ捩じり固有値のレベルを低下させることができる（図５Ｃ参照）。
加えて、実施の形態１と同様に、内軸２３２と外軸２３１との間に軸受１７および緩衝材１３５を介在させたことにより、ロータシャフト曲げ固有値およびロータシャフト捩じり固有値のピークレベルを低減させることができる。
すなわち、図７において、実線により示した振動伝達特性とすることができる。

以上のように、実施の形態２のモータのロータ構造にあっても、上記の（ａ）〜（ｄ）に記載した構造に基づいて、同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３のモータのロータ構造は、図１０に示すように、ロータシャフト３３０の外軸３３１と内軸３３２との連結位置は、実施の形態２と同様とし、外軸３３１と内軸３３２との間に介在させる軸受３３６を追加した例である。

具体的には、外軸３３１の端部に形成した小径穴３３１ａに、内軸３３２の結合軸部３３２ａを嵌合して外軸３３１と内軸３３２とを連結している。
また、外軸３３１には、軸方向で小径穴３３１ａの減速機構２２側に、第１大径穴３３１ｂ、第２大径穴３３１ｃが順に形成されている。
内軸３３２は、結合軸部３３２ａと、これに隣り合う第１大径部３３２ｂとの段差部分が、段差３３１ｄに突き当てられている。そして、外軸３３１の第１大径穴３３１ｂと第２大径穴３３１ｃとの段差部分と、内軸３３２の第１大径部３３２ｂと第２大径部３３２ｃとの間の段差部分との間に、軸受３３６が介在されている。

したがって、実施の形態３では、ロータシャフト曲げ剛性がさらに向上し、その分、上記（ｂ）にて説明したロータシャフト曲げ振動抑制効果がさらに向上する。
特に、実施の形態３では、軸受３３６を、ロータ１４の軸方向中央に近い位置に設置したため、内軸３３２において、外軸３３１との連結位置と、軸受１３３との中間であって、両者の軸方向の略中央の曲げ振動を抑制できる。
よって、軸受３３６を、軸方向で、外軸３３１との連結位置と軸受１３３とのいずれかに近い位置に設けたものと比較して、内軸３３２の曲げ振動を効率的に抑制でき、ロータシャフト曲げ固有値のレベルを、いっそう低減可能となる。

以上、本発明のモータのロータ構造を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施の形態では、内軸と外軸との間に、軸受と緩衝材とを介在させた例を示したが、本発明では、ロータシャフトを内外二重構造としたものであれば、軸受と緩衝材とは、いずれか一方、あるいは両方設けない構造であっても、所期の効果を得ることができる。すなわち、ロータ捩じり固有値のレベル低下を図ることが可能である。

加えて、内軸と外軸との間に介在させる軸受および緩衝材の設置位置、ならびに設置数は、実施の形態で示したものに限定されるものではない。
例えば、緩衝材は、実施の形態では、外軸の回転出力対象としての減速機構側の端部と内軸との間に介在させたものを示したが、この緩衝材を、外軸の回転出力対象としての減速機構側端部よりも減速機構から遠い側の位置に配置してもよい。また、緩衝材を、軸方向に２以上の複数設けることもできる。同様に、軸受も、外軸の回転出力対象としての減速機構側端部よりも減速機構から遠い側の位置に配置してもよく、かつ、その数も、実施の形態では、１あるいは２設けた例を示したが、３以上の複数設置することも可能である。

また、実施の形態では、ロータシャフトを二重構造とするのにあたり、内軸と外軸との連結位置を、ロータの軸方向中央、あるいはこの中央よりも回転出力対象としての減速機構から遠い位置とした例を示した。しかしながら、この連結位置は、外軸において、回転出力対象（減速機構）側の端部位置よりも回転出力対象から遠い側の位置であれば、前記端部とロータの軸方向中央との間であっても、前記端部で連結したものと比較して、ロータ捩じり振動レベルを低減することが可能である。

また、回転出力対象として、歯車列から成る減速機構を示したが、回転出力対象は、歯車列および減速機構に限定されるものではない。例えば、回転出力対象としては、ロータシャフトから動力伝達を行うものであれば、ベルト、チェーン、遊星歯車など歯車列以外の動力伝達機構を用いることができる。また、減速機構としても、実施の形態で示した平行２軸のものに限定されるものではなく、平行３軸などの複数軸、あるいは、遊星歯車機構などを用いることができる。さらに、回転出力対象は、減速機構以外とすることもでき、例えば、減速することなく、回転出力対象に回転を伝達することも可能である。

１１ モータケース（支持部）
１２ モータ
１３ ロータシャフト
１４ ロータ
１４ａ 分割面
１６ 軸受（支持部）
１７ 軸受（支持部）
２２ 減速機構（回転出力対象）
２３ 入力ギヤ
２４ 出力ギヤ
１３１ 外軸
１３２ 内軸
１３３ 軸受
１３５ 緩衝材

Claims (7)

1. ロータが取り付けられたロータシャフトが、モータの支持部に回転可能に支持されたモータのロータ構造であって、
   前記ロータシャフトを、前記ロータが取り付けられた外軸と、この外軸の径方向内側に配置されて回転出力対象に向けて回転出力する内軸と、により内外二重構造とし、
   前記内軸を、軸方向で前記外軸の前記回転出力対象側の端部よりも、前記回転出力対象から遠い側の位置で前記外軸に連結したことを特徴とするモータのロータ構造。
2. 請求項１に記載のモータのロータ構造において、
   前記内軸における前記外軸との連結位置を、前記ロータの軸方向中央位置よりも前記回転出力対象から遠い側の位置としたことを特徴とするモータのロータ構造。
3. 請求項１または請求項２に記載のモータのロータ構造において、
   前記内軸と前記外軸との前記連結を行った位置よりも前記回転出力対象側位置で、前記内軸と前記外軸との間に軸受を介在させたことを特徴とするモータのロータ構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモータのロータ構造において、
   前記内軸と前記外軸との前記連結を行った位置よりも前記回転出力対象側の位置で、前記内軸と前記外軸との間に、径方向の変位を吸収可能な緩衝材を介在させたことを特徴とするモータのロータ構造。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモータのロータ構造において、
   前記内軸と前記外軸との連結を、前記ロータの捩じり振動の節となる位置で行ったことを特徴とするモータのロータ構造。
6. 請求項５に記載のモータのロータ構造において、
   前記捩じり振動の節となる位置は、前記ロータの永久磁石の分割面の位置であることを特徴とするモータのロータ構造。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のモータのロータ構造において、
   前記回転出力対象に、前記軸方向に対して直交方向に複数の歯車を噛み合い状態で並設した歯車列を含むことを特徴とするモータのロータ構造。