JP2023176208A - Axial gap motor and robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アキシャルギャップモーターおよびロボットに関するものである。 The present invention relates to an axial gap motor and a robot.
特許文献1には、ローターとステーターとが、ローターシャフトの軸線に平行な方向でエアギャップを介して対向配置されたアキシャルギャップ型回転電機が開示されている。このローターは、アモルファス磁性金属リボンを渦巻状に積層してなるアモルファス渦巻積層体を備えたローターヨークと、ローターヨークのうちステーターと対向する面に配置された磁石と、を有する。アモルファス磁性金属リボンは、電磁鋼板よりも抵抗率が高いため、ローターヨークの渦電流損の低減に寄与する。 Patent Document 1 discloses an axial gap type rotating electrical machine in which a rotor and a stator are disposed opposite to each other with an air gap interposed in a direction parallel to the axis of a rotor shaft. This rotor includes a rotor yoke including an amorphous spiral laminate formed by spirally stacking amorphous magnetic metal ribbons, and a magnet disposed on a surface of the rotor yoke facing the stator. Since the amorphous magnetic metal ribbon has a higher resistivity than the magnetic steel sheet, it contributes to reducing eddy current loss in the rotor yoke.
アモルファス渦巻積層体は、アモルファス磁性金属リボンを渦巻状に巻き取って製造される。このため、磁石が配置される面の平面度精度を十分に高めることが困難である。磁石が配置される面の平面度精度が低いと、エアギャップ量にバラつきが生じる。そうすると、エアギャップ量を十分に小さくすることができず、回転電機のトルクが低下したり、振動等が生じたりすることが懸念される。 Amorphous spiral laminates are manufactured by spirally winding amorphous magnetic metal ribbons. For this reason, it is difficult to sufficiently improve the flatness accuracy of the surface on which the magnet is arranged. If the flatness accuracy of the surface on which the magnet is arranged is low, the amount of air gap will vary. In this case, the amount of air gap cannot be made sufficiently small, and there is a concern that the torque of the rotating electrical machine may decrease or vibrations may occur.
本発明の適用例に係るアキシャルギャップモーターは、
磁石および前記磁石が配置されるヨークを有し、回転軸の周りを回転するローターと、
前記ローターと離間して配置されるステーターと、
を備え、
前記ヨークは、第1分割ヨーク、および、前記第1分割ヨークと前記回転軸を中心とする周方向に隣り合う第2分割ヨーク、を有し、
前記第1分割ヨークおよび前記第2分割ヨークは、それぞれ第1積層体および第2積層体を含み、
前記第1積層体は、前記回転軸を中心とする径方向に積層されている、前記周方向の長さが第1長さである複数の第1鋼板を含み、
前記第2積層体は、前記径方向において前記第1積層体より外側に配置されており、前記径方向に積層されている、前記周方向の長さが前記第1長さより長い第2長さである複数の第2鋼板を含み、
前記第1分割ヨークおよび前記第2分割ヨークは、前記径方向における前記第1積層体の長さと前記第2積層体の長さとの比が互いに異なることを特徴とする。
The axial gap motor according to the application example of the present invention is
a rotor having a magnet and a yoke in which the magnet is arranged, and rotating around a rotation axis;
a stator disposed apart from the rotor;
Equipped with
The yoke includes a first divided yoke and a second divided yoke adjacent to the first divided yoke in a circumferential direction centered on the rotation axis,
The first divided yoke and the second divided yoke each include a first laminate and a second laminate,
The first laminate includes a plurality of first steel plates that are stacked in a radial direction around the rotation axis and have a first length in the circumferential direction,
The second laminate is disposed outside the first laminate in the radial direction, and is laminated in the radial direction, and has a second length in the circumferential direction that is longer than the first length. including a plurality of second steel plates,
The first divided yoke and the second divided yoke are characterized in that the ratio of the length of the first stacked body to the length of the second stacked body in the radial direction is different from each other.
本発明の適用例に係るロボットは、
本発明の適用例に係るアキシャルギャップモーターを備えることを特徴とする。
The robot according to the application example of the present invention is
It is characterized by comprising an axial gap motor according to an application example of the present invention.
以下、本発明のアキシャルギャップモーターおよびロボットを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The axial gap motor and robot of the present invention will be described in detail below based on embodiments shown in the accompanying drawings.
1.第1実施形態
まず、第1実施形態に係るアキシャルギャップモーターについて説明する。
1. First Embodiment First, an axial gap motor according to a first embodiment will be described.
図1は、第1実施形態に係るアキシャルギャップモーターの概略構成を示す縦断面図である。なお、以下の各図では、互いに直交する3つの軸を矢印で表し、X軸、Y軸およびZ軸とする。X軸に沿う両方向を「X方向」、Y軸に沿う両方向を「Y方向」、Z軸に沿う両方向を「Z方向」とする。また、矢印の方向を+方向とし、+方向と反対の方向を-方向とする。なお、+Z方向を「上」または「上方」、-Z方向を「下」または「下方」ということもあり、+Z方向から見ることを平面視ともいう。また、回転軸AXを中心とする径方向をR、回転軸AXを中心とする周方向をTとする。また、径方向Rにおいて、回転軸AXから遠ざかる側を「外側」、回転軸AXに近づく側を「内側」とする。 FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of an axial gap motor according to a first embodiment. In each of the following figures, three mutually orthogonal axes are represented by arrows, and are referred to as an X axis, a Y axis, and a Z axis. Both directions along the X axis are referred to as "X directions," both directions along the Y axis are referred to as "Y directions," and both directions along the Z axis are referred to as "Z directions." Further, the direction of the arrow is defined as a + direction, and the direction opposite to the + direction is defined as a - direction. Note that the +Z direction is sometimes referred to as "above" or "upper", and the -Z direction is sometimes referred to as "down" or "lower", and viewing from the +Z direction is also referred to as planar view. Further, the radial direction centered on the rotation axis AX is R, and the circumferential direction centered on the rotation axis AX is T. Further, in the radial direction R, the side moving away from the rotation axis AX is defined as the "outside", and the side approaching the rotation axis AX is defined as the "inside".
図1に示すアキシャルギャップモーター1は、2ローター1ステーター型のモーターである。具体的には、図1に示すアキシャルギャップモーター1は、Z軸と平行な回転軸AXまわりに回転するシャフト2と、シャフト2に固定され、シャフト2とともに回転軸AXまわりに回転する第1ローター3および第2ローター4と、回転軸AXに沿って第1ローター3と第2ローター4との間に配置されているステーター5と、モーターケース6と、を備える。第1ローター3および第2ローター4は、それぞれ円板状をなしており、その中心にシャフト2が固定されている。このようなアキシャルギャップモーター1は、回転軸AXを中心として第1ローター3、第2ローター4およびシャフト2を回転させ、シャフト2に連結された駆動対象部材に回転力を伝達する。
The axial gap motor 1 shown in FIG. 1 is a two-rotor, one-stator type motor. Specifically, the axial gap motor 1 shown in FIG. 1 includes a
シャフト2は、略円柱状をなす中実の部材である。シャフト2には、第1ローター3および第2ローター4がシャフト2と同心的に固定されている。ただし、シャフト2は、中空であってもよい。その場合、シャフト2の内部に配線を通すようにしてもよい。
The
モーターケース6は、第1ケース61、第2ケース62および側面ケース63を有する。第1ケース61および第2ケース62は、それぞれ円環状をなし、中央部にシャフト2が挿通されている。側面ケース63は、円筒状をなし、第1ケース61の外縁部と第2ケース62の外縁部とを接続している。
The motor case 6 has a
第1ローター3および第2ローター4は、モーターケース6に収容されている。第1ローター3は、ローターフレーム32と、ヨーク34と、磁石39と、を有する。第2ローター4は、ローターフレーム42と、ヨーク44と、磁石49と、を有する。
The first rotor 3 and the
第1ローター3と第2ローター4との間には、ステーター5が配置されている。ステーター5は、モーターケース6に固定され、エアギャップ11を介して第1ローター3と離間し、エアギャップ12を介して第2ローター4と離間している。ステーター5は、円環状をなしており、その中心にはシャフト2が挿通されている。
A
以下、アキシャルギャップモーター1の各部についてさらに詳述する。
1.1.ステーター
図1に示すステーター5は、ステーターコア52と、ステーターコア52に巻回されているコイル54と、を有する。
Each part of the axial gap motor 1 will be described in further detail below.
1.1. Stator The
ステーターコア52は、アキシャルギャップモーター1の相数や極数に応じた数の複数のティース部53を備えている。ティース部53は、周方向Tに沿って等間隔に並んでいる。コイル54は、各ティース部53に巻回されている。コイル54は、ティース部53に直接巻回された導線であってもよいし、あらかじめボビン等に導線を巻回しておき、これをティース部53に取り付けたものであってもよい。
The
アキシャルギャップモーター1は、図示しない通電回路を有し、各コイル54は、この通電回路に接続されている。各コイル54に通電されると、ステーターコア52から磁界が発生し、第1ローター3および第2ローター4に回転トルクが生じる。これにより、シャフト2が回転軸AXまわりに回転する。
The axial gap motor 1 has an energizing circuit (not shown), and each
ステーターコア52は、例えば、電磁鋼板やアモルファス合金箔の積層体、磁性粉末の圧粉体、電磁鋼板やアモルファス合金箔と磁性粉末とを組み合わせたハイブリッド体等の各種磁性材料で構成される。
The
なお、ステーターコア52は、単一の部品であってもよいし、複数の部品の集合体であってもよい。
Note that the
1.2.第1ローター
第1ローター3が有するローターフレーム32は、円板状をなし、図1に示すように、貫通孔322と、上方に開口する凹部324と、を有する。
1.2. First Rotor The
貫通孔322は、回転軸AXに沿ってローターフレーム32を貫通している。貫通孔322には、シャフト2が例えば圧入等により固定されている。凹部324は、円環状をなし、ヨーク34および磁石39を収容する。
The through
ローターフレーム32の構成材料としては、例えば、炭素鋼、鋳鉄、ステンレス鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金のような金属材料、アルミナ、ジルコニアのようなセラミックス材料、エンジニアリングプラスチックのような樹脂材料、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)、GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)のような各種繊維強化プラスチック、FRC(Fiber Reinforced Ceramics)、FRM(Fiber Reinforced Metallics)のような繊維強化複合材料等が挙げられる。
Examples of the constituent material of the
また、ローターフレーム32の構成材料は、非磁性材料であるのが好ましい。これにより、ローターフレーム32において磁束の変化に伴う渦電流損が発生しにくくなる。その結果、第1ローター3の温度上昇を抑制し、アキシャルギャップモーター1の性能の低下を抑制することができる。なお、非磁性材料とは、比透磁率が3.0以下となる材料のことをいう。
Moreover, it is preferable that the constituent material of the
図2は、図1に示す第1ローター3を平面視したときの図である。
凹部324は、図2に示すように、ローターフレーム32の外縁部に設けられ、平面視で回転軸AXを中心とする円環状をなしている。凹部324には、図2には図示しないヨーク34と、複数の磁石39と、が収容されている。ヨーク34および磁石39は、例えば接着剤等を用いてローターフレーム32に固定されている。また、ヨーク34と磁石39との間、および、磁石39同士の間も、それぞれ接着剤等で接着されていてもよい。また、磁石39を覆うように接着剤やモールド樹脂が設けられていてもよい。
FIG. 2 is a plan view of the first rotor 3 shown in FIG. 1.
As shown in FIG. 2, the
図3は、周方向Tに平行な曲面で第1ローター3を切断したときの部分断面図である。
複数の磁石39は、周方向Tに沿って並べられ、全体として円環状をなしている。周方向Tにおいて隣り合う2つの磁石39は、Z軸に沿って磁化の向きが逆になるように配置されている。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the first rotor 3 taken along a curved surface parallel to the circumferential direction T.
The plurality of
ヨーク34は、磁石39の下方に配置されている。つまり、図3に示すヨーク34のうち、ステーター5に臨む面を「対向面342」とするとき、磁石39は対向面342に並べられている。
The
図4は、図1に示す第1ローター3が有するヨーク34を平面視したときの図である。また、図5は、図4の部分拡大図である。
FIG. 4 is a plan view of the
また、図4に示すヨーク34は、複数の部品で構成されている。具体的には、12個の第1分割ヨーク35および12個の第2分割ヨーク36を、各第1分割ヨーク35の中心線350および各第2分割ヨーク36の中心線360がそれぞれ径方向に沿う姿勢になるように、周方向Tに沿って交互に配置することにより、全体として円環状のヨーク34が構成されている。なお、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36の数は、これに限定されず、12個より少なくても多くてもよい。
Further, the
第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36は、平面視形状が互いに異なっている。このように平面視形状が互いに異なる第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36を交互に配置することで、互いの間に生じる隙間33を抑えつつ、全体として円環状をなすヨーク34が構成される。以下、平面視形状の違いについて説明する。
The first divided
図4に示す第1分割ヨーク35は、第1積層体371および第2積層体372を含む。
第1積層体371は、図4に示すように、径方向Rに積層されている複数の第1鋼板375を含んでいる。このとき、第1鋼板375の中心線が径方向Rに沿うように複数の第1鋼板375が積層されている。図5では、第1鋼板375の周方向Tの長さを「第1長さs11」とする。ここで、第1鋼板375の周方向Tの長さとは、第1分割ヨーク35を平面視して見える面内で中心線350に垂直な方向における第1鋼板375の長さのことを指す。
The first divided
The first
第2積層体372は、径方向Rにおいて第1積層体371よりも外側に配置されている。第2積層体372は、図4に示すように、径方向Rに積層されている複数の第2鋼板376を含んでいる。このとき、第2鋼板376の中心線が径方向Rに沿うように複数の第2鋼板376が積層されている。図5では、第2鋼板376の周方向Tの長さを「第2長さs12」とする。ここで、第2鋼板376の周方向Tの長さとは、第1分割ヨーク35を平面視して見える面内で中心線350に垂直な方向における第2鋼板376の長さのことを指す。第2長さs12は、第1長さs11より長く設定されている。なお、図4を除く各図では、第1鋼板375および第2鋼板376の各輪郭線の図示を省略している。
The second
図4に示す第2分割ヨーク36は、第1積層体381および第2積層体382を含む。
第1積層体381は、図4に示すように、径方向Rに積層されている複数の第1鋼板385を含んでいる。このとき、第1鋼板385の中心線が径方向Rに沿うように複数の第1鋼板385が積層されている。図5では、第1鋼板385の周方向Tの長さを「第1長さs21」とする。ここで、第1鋼板385の周方向Tの長さとは、第2分割ヨーク36を平面視して見える面内で中心線360に垂直な方向における第1鋼板385の長さのことを指す。
The second divided
The first
第2積層体382は、径方向Rにおいて第1積層体381よりも外側に配置されている。第2積層体382は、図4に示すように、径方向Rに積層されている複数の第2鋼板386を含んでいる。このとき、第2鋼板386の中心線が径方向Rに沿うように複数の第2鋼板386が積層されている。図5では、第2鋼板386の周方向Tの長さを「第2長さs22」とする。ここで、第2鋼板386の周方向Tの長さとは、第2分割ヨーク36を平面視して見える面内で中心線360に垂直な方向における第2鋼板386の長さのことを指す。第2長さs22は、第1長さs21より長く設定されている。なお、図4を除く各図では、第1鋼板385および第2鋼板386の各輪郭線の図示を省略している。
The second
第1鋼板375、第2鋼板376、第1鋼板385および第2鋼板386は、それぞれ磁性材料の板材である。磁性材料としては、例えば、電磁鋼板、アモルファス合金箔、磁性粉末の圧粉体等が挙げられる。
The
図5では、径方向Rにおける第1積層体371の長さをh11とし、第2積層体372の長さをh12とする。言い換えると、中心線350に沿った第1積層体371の長さをh11とし、第2積層体372の長さをh12とする。また、図5では、径方向Rにおける第1積層体381の長さをh21とし、第2積層体382の長さをh22とする。言い換えると、中心線360に沿った第1積層体381の長さをh21とし、第2積層体382の長さをh22とする。本実施形態では、第1分割ヨーク35における長さh11と長さh12との比、および、第2分割ヨーク36における長さh21と長さh22との比、が互いに異なっている。
In FIG. 5, the length of the
具体的には、本実施形態では、径方向Rにおける第1積層体371の長さh11と、第2積層体372の長さh12と、の比が、2:1になっている。一方、径方向Rにおける第1積層体381の長さh21と、第2積層体382の長さh22と、の比が、1:2になっている。つまり、本実施形態では、h11:h12の比およびh21:h22の比は、互いに逆数になっている。
Specifically, in this embodiment, the ratio of the length h11 of the first
このような構成によれば、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33を小さくすることができる。これにより、ヨーク34の対向面342の平面度精度を高めることができる。そして、このような対向面342に磁石39を配置することにより、第1ローター3の平面度精度、つまり、第1ローター3のステーター5に臨む面の平面度精度が高くなるため、第1ローター3とステーター5とのエアギャップ11の距離(エアギャップ量)のバラつきを抑えることができる。
According to such a configuration, the
エアギャップ量の面内均一性を高めることができれば、回転時の振動等が抑制され、回転安定性が向上する。また、エアギャップ量をより小さくすることもできるため、アキシャルギャップモーター1の高トルク化またはトルクを損なうことなく小型化を図ることができる。したがって、対向面342の平面度精度を高めることにより、アキシャルギャップモーター1の性能の向上を図ることができる。
If the in-plane uniformity of the air gap amount can be improved, vibrations and the like during rotation will be suppressed and rotational stability will be improved. Further, since the air gap amount can be made smaller, the axial gap motor 1 can be made to have a higher torque or be made smaller without impairing the torque. Therefore, by increasing the flatness accuracy of the facing
また、隙間33を小さくすることができれば、隙間33に伴うヨーク34の磁気特性の低下を抑えることができる。その結果、アキシャルギャップモーター1の高トルク化またはトルクを損なうことなく小型化を図ることができる。また、ヨーク34を通る磁路の磁気抵抗変化を抑制することができるので、コギングトルクの低減を図ることもできる。
Moreover, if the
また、第1鋼板375、第2鋼板376、第1鋼板385および第2鋼板386には、例えば型抜き、レーザー加工等により、あらかじめ所定の形状に切り出した板材を用いることができる。このため、これらの鋼板は、寸法精度を容易に高めることができる。その結果、第1積層体371、第2積層体372、第1積層体381および第2積層体382では、図1に示す対向面342に露出する各鋼板の端面が、高い位置精度で揃えられたものとなる。したがって、ヨーク34の対向面342は、より高い平面度精度を有する。平面度精度とは、平面度が高く、かつ、回転軸AXに対する直角度が高いことをいう。
Further, the
また、鋼板を積層するだけで高い平面度精度を実現できることから、積層後の2次加工が不要になる、または、加工量を減らすことができる。これにより、2次加工に伴う弊害、例えば、鋼板同士の絶縁性が低下したり、加工に伴う内部応力が発生したり、工数が増えたりする課題を解消することができる。 Furthermore, since high flatness accuracy can be achieved simply by laminating steel plates, secondary machining after lamination is not required or the amount of machining can be reduced. This makes it possible to eliminate problems associated with secondary processing, such as a decrease in the insulation between steel plates, generation of internal stress due to processing, and an increase in the number of man-hours.
また、第1長さs11と第1長さs21とを等しくし、第2長さs12と第2長さs22とを等しくすることにより、2種類のサイズの鋼板のみで、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36を作製することができる。具体的には、第1長さs11と第1長さs21とを等しくすることにより、第1鋼板375および第1鋼板385を区別する必要がなくなるため、1種類のサイズの鋼板を第1鋼板375および第1鋼板385として用いることができる。同様に、第2長さs12と第2長さs22とを等しくすることにより、第2鋼板376および第2鋼板386を区別する必要がなくなるため、1種類のサイズの鋼板を第2鋼板376および第2鋼板386として用いることができる。これにより、ヨーク34の低コスト化を容易に図ることができる。
Furthermore, by making the first length s11 and the first length s21 equal, and making the second length s12 and the second length s22 equal, the first divided
特に、第1鋼板375、第2鋼板376、第1鋼板385および第2鋼板386をそれぞれ型抜き材とした場合、各鋼板の寸法精度を高めやすく、かつ、低コスト化も図りやすい。型抜き材とは板状の鋼板から型抜きすることで成形したものであるため、型抜き材の端面は形状バラつきが小さい。したがって、型抜き材を用いることにより、ヨーク34の対向面342の平面度精度を特に高めることができる。例えば、図3に示すヨーク34を型抜き材で構成する場合、長さの異なる2種類の長方形状の型抜き材を用意すればよい。そして、型抜き材を作製するための抜き型も2種類で済むため、抜き型の調達コストを下げることができる。
In particular, when the
また、第1積層体371は、径方向Rに積層されている複数の第1鋼板375を含んでいる。このように径方向Rに第1鋼板375が積層されることにより、磁束の変化に応じて発生する渦電流が流れる経路を、十分に短くすることができ、渦電流損の低減を図ることができる。具体的には、磁石39による磁界は、図3に磁束線MLで示すように、周方向Tに沿って形成される。このため、第1鋼板375を径方向Rに積層することで、周方向Tに沿う磁束の変化に伴って流れる渦電流の経路を十分に短く分断することができる。なお、第2積層体372、第1積層体381および第2積層体382についても、第1積層体371と同様である。
Further, the first
なお、長さh11と長さh12との比、および、長さh21と長さh22との比は、互いに異なっていればよいが、隙間33を小さくするという観点では、以下のような条件を満たすことが好ましい。
Note that the ratio between the length h11 and the length h12 and the ratio between the length h21 and the length h22 may be different from each other, but from the viewpoint of reducing the
図5では、長さh11と長さh12との合計を長さH1とする。第1分割ヨーク35では、長さH1に対する第1積層体371の長さh11の比率h11/H1が、55%以上80%以下であることが好ましく、60%以上72%以下であることがより好ましい。
In FIG. 5, the length H1 is the sum of the length h11 and the length h12. In the first divided
同様に、図5では、長さh21と長さh22との合計を長さH2とする。なお、長さH2は、長さH1と等しい。第2分割ヨーク36では、長さH2に対する第2積層体382の長さh22の比率h22/H2が、55%以上80%以下であることが好ましく、60%以上72%以下であることがより好ましい。
Similarly, in FIG. 5, the length H2 is the sum of the length h21 and the length h22. Note that the length H2 is equal to the length H1. In the second divided
上記のように設定することで、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33を十分に小さくすることができる。これにより、第1ローター3の平面度精度をより高めることができる。
By setting as described above, the
図6は、長さH1に対する長さh11の比率を「積層段厚比率(h11/H1)」としたとき、積層段厚比率(h11/H1)とヨーク34の面積率との関係を算出して得られたグラフである。ヨーク34の面積率とは、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36とでヨーク34を構成するとき、平面視において第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33を除いた部分(実体部分)の面積率を指す。なお、図6に示すグラフの導出には、磁極の数が24、径方向Rにおけるヨーク34の内側端面から回転軸AXまでの距離が90mm、長さH1、H2が18mmであるモデルを用いている。また、このモデルでは、第1分割ヨーク35において積層段厚比率(h11/H1)の数値を振ったとき、それに応じて、第2分割ヨーク36における積層段厚比率(h22/H2)が同じ値になるように設定している。つまり、h11:h12の比およびh21:h22の比が互いに逆数になるように設定している。
FIG. 6 shows the calculation of the relationship between the layer thickness ratio (h11/H1) and the area ratio of the
図6に示すように、積層段厚比率(h11/H1)とヨーク34の面積率との関係を示すグラフは、約96%を極大値とする上に凸の曲線となる。この極大値に対応する積層段厚比率(h11/H1)は、約67%である。つまり、h11:h12の比が2:1であり、かつ、h21:h22の比が1:2であるとき、隙間33が最も小さくなるといえる。
As shown in FIG. 6, the graph showing the relationship between the stacked layer thickness ratio (h11/H1) and the area ratio of the
図7は、第1参考例として、第1分割ヨーク35Aおよび第2分割ヨーク36Aを、それぞれ周方向Tの長さが異なる2つの積層体71A、73Aで構成したモデルを示す図である。また、図8は、図7に示すモデルについて、下段高さ比率(h71A/H3)とヨーク34Aの面積率との関係を算出して得られたグラフである。以下の説明では、積層体71Aを「下段」、積層体73Aを「上段」とする。そして、径方向Rにおける下段の長さを「長さh71A」とし、下段の長さと上段の長さの合計を「長さH3」とする。前述した「下段高さ比率(h71A/H3)」とは、長さH3に対する長さh71Aの比率である。ヨーク34Aの面積率とは、第1分割ヨーク35Aと第2分割ヨーク36Aとでヨーク34Aを構成するとき、平面視において第1分割ヨーク35Aと第2分割ヨーク36Aとの隙間33Aを除いた部分(実体部分)の面積率を指す。
FIG. 7 is a diagram showing, as a first reference example, a model in which the first divided
図7および図8に示す第1参考例では、本実施形態とは異なり、第1分割ヨーク35Aと第2分割ヨーク36Aとで、互いに、下段高さ比率(h71A/H3)を等しくするという条件の下、このパラメーターを変えながらヨーク34Aの面積率を算出している。図8に示すグラフは、約94%を極大値とする上に凸の曲線となる。図6に示すグラフに比べて図8に示すグラフの極大値が低い理由として、図7に示す第1参考例では、第1分割ヨーク35Aが含む積層体73Aと、第2分割ヨーク36Aが含む積層体73Aと、が干渉しやすく、したがって、隙間33Aを十分に小さくすることが困難であることが挙げられる。このため、ヨーク34Aの面積率を十分に高めることができない。
In the first reference example shown in FIGS. 7 and 8, unlike the present embodiment, the condition is that the first divided
図9は、第2参考例として、第1分割ヨーク35Bおよび第2分割ヨーク36Bを、それぞれ周方向Tの長さが異なる3つの積層体71B、72B、73Bで構成したモデルを示す図である。また、図10は、図9に示すモデルについて、下段高さ比率(h71B/H4)および中段高さ比率(h72B/H4)とヨーク34Bの面積率との関係を算出して得られたグラフである。以下の説明では、積層体71Bを「下段」、積層体72Bを「中段」、積層体73Bを「上段」とする。そして、径方向における積層体71Bの長さを「長さh71B」とし、積層体72Bの長さを「長さh72B」とし、下段、中段および上段の各長さの合計を「長さH4」とする。前述した「下段高さ比率(h71B/H4)」とは、長さH4に対する長さh71Bの比率であり、「中段高さ比率(h72B/H4)」とは、長さH4に対する長さh72Bの比率である。ヨーク34Bの面積率とは、第1分割ヨーク35Bと第2分割ヨーク36Bとでヨーク34Bを構成するとき、平面視において第1分割ヨーク35Bと第2分割ヨーク36Bとの隙間33Bを除いた部分(実体部分)の面積率を指す。
FIG. 9 is a diagram showing, as a second reference example, a model in which the first divided
図9および図10に示す第2参考例では、本実施形態とは異なり、第1分割ヨーク35Bと第2分割ヨーク36Bとで、互いに、下段高さ比率(h71B/H4)および中段高さ比率(h72B/H4)をそれぞれ等しくするという条件の下、これらのパラメーターを変えながらヨーク34Bの面積率を算出している。図10に示すグラフは、いずれも、上に凸の曲線となる。そして、下段高さ比率(h71B/H4)を33.3%にしたときのグラフは、極大値が約96%である。
In the second reference example shown in FIGS. 9 and 10, unlike this embodiment, the first divided
しかしながら、第2参考例では、3つの積層体で1つの分割ヨークを構成する必要があるため、本実施形態に比べて、必要とする鋼板の種類が多い。したがって、本実施形態によれば、少ない種類の鋼板を用いつつ、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33を小さくすることができ、磁気特性の高いヨーク34を低コストで実現することができる。ヨーク34の磁気特性を高めることにより、エアギャップ11における磁束密度をより高めることができる。これにより、アキシャルギャップモーター1の高トルク化またはトルクを損なうことなく小型化を図ることができる。また、ヨーク34を通る磁路の磁気抵抗変化を抑制することができるので、コギングトルクの低減を図ることもできる。
However, in the second reference example, since it is necessary to configure one divided yoke with three laminates, more types of steel plates are required than in this embodiment. Therefore, according to this embodiment, it is possible to reduce the
図5における第1長さs11と第2長さs12との差、および、第1長さs21と第2長さs22との差は、それぞれ、ヨーク34の外径、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36の数等に応じて、適宜設定される。 The difference between the first length s11 and the second length s12 and the difference between the first length s21 and the second length s22 in FIG. It is set appropriately depending on the number of second divided yokes 36, etc.
図4に示す第1鋼板375、第2鋼板376、第1鋼板385および第2鋼板386の各厚さは、特に限定されないが、0.1mm以上1.0mm以下であることが好ましく、0.2mm以上0.5mm以下であることがより好ましい。これにより、渦電流損を十分に低減しつつ、各鋼板の剛性を確保することができる。その結果、鋼板同士を積層する作業の作業性を高めることができる。
The thickness of each of the
また、図3に示すヨーク34の高さHは、特に限定されないが、0.5mm以上10mm以下であることが好ましく、1mm以上5mm以下であることがより好ましい。これにより、アキシャルギャップモーター1の低背化を阻害することなく、ヨーク34の磁気特性を確保することができる。
Further, the height H of the
第1ローター3が有する磁石39の数は、アキシャルギャップモーター1の相数や極数により決められる。磁石39としては、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石等が挙げられるが、これらには限定されない。
The number of
第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36と、磁石39と、の位置関係は、特に限定されないが、図3に示すように、隙間33が、磁石39の周方向Tの中心Oと重なる位置に設定されることが好ましい。これにより、磁石39の中心Oは、磁束線MLの密度が低いため、ヨーク34に隙間33が存在していても、磁路における磁気抵抗の増加は限定的となる。したがって、隙間33と磁石39との位置関係を上記のように設定すれば、ヨーク34が隙間33を有していても、アキシャルギャップモーター1のトルクへの影響を最小限に留めることができる。
The positional relationship between the first divided
なお、隙間33が中心Oと重なるとは、第1ローター3を平面視したとき、隙間33の内側に中心Oが位置している状態を指す。
Note that the expression that the
また、本実施形態では、図3および図5に示すヨーク34は、隙間33に設けられた充填材82を有している。充填材82は、好ましくは軟磁性粉末を含む。これにより、ヨーク34を通過する磁路の磁気抵抗を低下させることができるため、ヨーク34の磁気特性をさらに向上させることができる。その結果、アキシャルギャップモーター1の高トルク化またはトルクを損なうことなく小型化を図ることができる。また、ヨーク34を通る磁路の磁気抵抗変化を抑制することができるので、コギングトルクの低減を図ることもできる。軟磁性粉末は、軟磁性を示す材料の粉末であれば、特に限定されないが、例えば、軟磁性合金粉末、フェライト粉末等である。
Further, in this embodiment, the
また、充填材82は、これらの軟磁性粉末の圧粉体であってもよいが、さらに樹脂を含んでいてもよい。樹脂は、バインダーとして機能し、軟磁性粉末の粒子同士を結着させるとともに、隣り合う第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36とを接着する機能も有する。したがって、第1ローター3の信頼性をより高めることができる。樹脂としては、例えば、接着剤の主成分等が挙げられ、具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
Further, the
1.3.第2ローター
第2ローター4は、前述したように、ローターフレーム42と、ヨーク44と、磁石49と、を有する。ローターフレーム42、ヨーク44および磁石49は、前述したローターフレーム32、ヨーク34および磁石39と同様である。
1.3. Second Rotor The
なお、第2ローター4では、磁石49が省略されていてもよい。この場合、第1ローター3が有する磁石39から出た磁束線が、第2ローター4が有するヨーク44を通過することで、第2ローター4にトルクを発生させることができる。
Note that in the
また、ヨーク44の構成は、ヨーク43と同様であってもよいが、異なっていてもよい。例えば、ヨーク44は、複数の部品に分割されず、1つの円環状の部品で構成されていてもよい。
Further, the configuration of the
1.4.第1実施形態が奏する効果
以上のように、第1実施形態に係るアキシャルギャップモーター1は、ローターである第1ローター3と、ステーター5と、を備える。第1ローター3は、磁石39および磁石39が配置されるヨーク34を有し、回転軸AXの周りを回転する。ステーター5は、第1ローター3と離間して配置される。ヨーク34は、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36を有する。第1分割ヨーク35は、第1積層体371および第2積層体372を含む。第2分割ヨーク36は、第1積層体381および第2積層体382を含む。第1積層体371、381は、回転軸AXを中心とする径方向Rに積層されている、周方向Tの長さが第1長さs11、s21である複数の第1鋼板375、385を含んでいる。第2積層体372、382は、径方向Rにおいて第1積層体371、381よりも外側に配置されており、径方向Rに積層されている、周方向Tの長さが第2長さs12、s22である複数の第2鋼板376、386を含んでいる。第2長さs12、s22は、第1長さs11、s21より長く設定されている。
1.4. Effects of the first embodiment As described above, the axial gap motor 1 according to the first embodiment includes the first rotor 3, which is a rotor, and the
そして、第1分割ヨーク35の径方向Rにおける第1積層体371の長さh11と第2積層体372の長さh12との比h11:h12、および、第2分割ヨーク36の径方向Rにおける第1積層体381の長さh21と第2積層体382の長さh22との比h21:h22は、互いに異なっている。
The ratio h11:h12 of the length h11 of the first
このような構成によれば、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33を小さくすることができる。これにより、ヨーク34の対向面342の平面度精度を高めることができる。そして、このような対向面342に磁石39を配置することにより、第1ローター3の平面度精度が高くなるため、第1ローター3とステーター5とのエアギャップ11の距離(エアギャップ量)のバラつきを抑えることができる。その結果、アキシャルギャップモーター1の回転安定性を高めるとともに、高トルク化またはトルクを損なうことなく小型化を図ることができる。また、ヨーク34を通る磁路の磁気抵抗変化を抑制することができるので、コギングトルクの低減を図ることもできる。
According to such a configuration, the
また、本実施形態では、ヨーク34は、ステーター5と対向する対向面342を有する。そして、磁石39は、この対向面342に配置される。
Further, in this embodiment, the
これにより、磁石39とステーター5との間に位置するエアギャップ11の距離(エアギャップ量)のバラつきを抑えることができる。その結果、アキシャルギャップモーター1の回転安定性が向上するとともに、エアギャップ量をより小さくすることにより、アキシャルギャップモーター1の高トルク化または小型化を図ることができる。
Thereby, variations in the distance (air gap amount) of the
また、本実施形態では、第1分割ヨーク35の径方向Rにおける第1積層体371の長さh11と第2積層体372の長さh12との合計(長さH1)に対する、第1積層体371の長さh11の比率h11/H1が、55%以上80%以下であることが好ましい。また、第2分割ヨーク36の径方向Rにおける第1積層体381の長さh21と第2積層体382の長さh22との合計(長さH2)に対する、第2積層体382の長さh22の比率h22/H2が、55%以上80%以下であることが好ましい。
Further, in the present embodiment, the first laminate body is It is preferable that the ratio h11/H1 of the length h11 of 371 is 55% or more and 80% or less. Furthermore, the length h22 of the
これにより、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33を十分に小さくすることができる。その結果、第1ローター3の平面度精度をより高めることができる。
Thereby, the
また、本実施形態では、ヨーク34が充填材82を有する。充填材82は、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33に設けられ、軟磁性粉末を含む。
このような構成によれば、ヨーク34の磁気特性をさらに向上することができる。
Further, in this embodiment, the
According to such a configuration, the magnetic properties of the
また、充填材82は、樹脂を含むことが好ましい。樹脂は、バインダーとして機能し、軟磁性粉末の粒子同士を結着させるとともに、隣り合う第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36とを接着する機能も有する。したがって、第1ローター3の信頼性をより高めることができる。
Moreover, it is preferable that the
また、第1鋼板375、385および第2鋼板376、386は、型抜き材であることが好ましい。型抜き材を用いることで、各鋼板の寸法精度を高めることができ、かつ、低コスト化も図りやすい。また、型抜き材の端面は形状バラつきが小さいため、ヨーク34の対向面342の平面度精度を特に高めることに寄与する。
Moreover, it is preferable that the
2.変形例
次に、変形例に係るアキシャルギャップモーターについて説明する。
2. Modification Next, an axial gap motor according to a modification will be described.
図11は、第1変形例に係るアキシャルギャップモーター1Cの第1ローター3が有するヨークの部分平面図である。
FIG. 11 is a partial plan view of the yoke of the first rotor 3 of the
以下、第1変形例について説明するが、以下の説明では、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図11において、前記第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。 The first modified example will be described below. In the following explanation, the differences from the first embodiment will be mainly explained, and the explanation of similar matters will be omitted. Note that in FIG. 11, the same components as in the first embodiment are designated by the same reference numerals.
図11に示すアキシャルギャップモーター1Cの第1ローター3は、位置決めピン84(位置決め部材)を有する。位置決めピン84は、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33に設けられ、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36の外形の位置を規制する。これにより、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36の位置を、図11に図示しないローターフレーム32に対して適切な位置に精度よく決定することができる。その結果、エアギャップ11における磁束密度分布の最適化を図り、アキシャルギャップモーター1Cの高トルク化を図ることができる。なお、位置決めピン84は、図11に図示しないローターフレーム32に固定されていればよい。また、位置決めピン84は、隙間33以外の位置に設けられていてもよい。
The first rotor 3 of the
位置決めピン84は、Z軸方向に延在する棒状部材であるが、その横断面形状は、特に限定されず、円形であっても、四角形であっても、その他の形状であってもよい。
The
また、位置決め部材は、図11に示す位置決めピン84に限定されず、例えば、キーであってもよい。位置決め部材としてキーを用いた場合、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36には、あらかじめキー溝を設けておけばよい。
Further, the positioning member is not limited to the
位置決め部材の構成材料としては、例えば、樹脂材料、セラミック材料等の非磁性材料が好ましく用いられる。 As the constituent material of the positioning member, for example, non-magnetic materials such as resin materials and ceramic materials are preferably used.
また、第1ローター3の組立方法によっては、位置決めピン84を備える組立治具を用いるようにしてもよい。具体的には、まず、位置決めピン84を備える治具に第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36を配置してヨーク34を形成する。位置決めピン84を利用することにより、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36の位置合わせを正確に行うことができる。次に、作製したヨーク34に磁石39を接着する。これにより、ヨーク34と磁石39の集合体が得られる。これをローターフレーム32に収容することにより、第1ローター3が得られる。
Further, depending on the method of assembling the first rotor 3, an assembly jig including positioning pins 84 may be used. Specifically, first, the first divided
以上のように、第1変形例に係るアキシャルギャップモーター1Cは、第1ローター3が位置決めピン84(位置決め部材)を有している。位置決めピン84は、第1分割ヨーク35と第2分割ヨーク36との隙間33に設けられ、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36の位置決めをする機能を有する。
As described above, in the
このような構成によれば、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36の位置を、精度よく決定することができる。これにより、エアギャップ11における磁束密度分布の最適化を図り、アキシャルギャップモーター1Cの高トルク化を図ることができる。
According to such a configuration, the positions of the first divided
図12は、第2変形例に係るアキシャルギャップモーター1Dの第1ローター3を示す部分断面図である。
FIG. 12 is a partial sectional view showing the first rotor 3 of the
以下、第2変形例について説明するが、以下の説明では、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図12において、前記第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。 Hereinafter, the second modification will be described. In the following explanation, the differences from the first embodiment will be mainly explained, and the explanation of similar matters will be omitted. Note that in FIG. 12, the same components as in the first embodiment are designated by the same reference numerals.
図12に示すアキシャルギャップモーター1Dの第1ローター3が有するヨーク34Dは、凸部85を有する。凸部85は、第1分割ヨーク35および第2分割ヨーク36の、それぞれ、周方向Tの中心に位置し、上方に向かって突出している。これにより、ヨーク34Dの上面に磁石39を並べるとき、凸部85を利用して磁石39の位置決めを行うことができる。その結果、ヨーク34Dに対する磁石39の位置を高精度に決定することができ、前述したように、ヨーク34Dが隙間33を有していても、アキシャルギャップモーター1Dのトルクへの影響を最小限に留めることができる。また、ヨーク34Dを通る磁路の磁気抵抗変化を抑制することができ、コギングトルクの低減を図ることもできる。
The
図13は、第3変形例に係るアキシャルギャップモーター1Eの第1ローター3を示す部分平面図である。
FIG. 13 is a partial plan view showing the first rotor 3 of the
以下、第3変形例について説明するが、以下の説明では、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図13において、前記第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。 Hereinafter, the third modification will be described. In the following explanation, the differences from the first embodiment will be mainly explained, and the explanation of similar matters will be omitted. Note that in FIG. 13, the same components as in the first embodiment are designated by the same reference numerals.
図13に示すアキシャルギャップモーター1Eの第1ローター3が有する第1分割ヨーク35Eは、第1積層体371、第2積層体372および第3積層体373を含む。第1積層体371、第2積層体372および第3積層体373は、径方向Rの内側から外側に向かってこの順で配置されている。
The first divided
第2分割ヨーク36Eは、第1積層体381、第2積層体382および第3積層体383を含む。第1積層体381、第2積層体382および第3積層体383は、径方向Rの内側から外側に向かってこの順で配置されている。
The second divided
図13では、径方向Rにおける第3積層体373の長さをh13とし、第3積層体383の長さをh23とする。そうすると、第1分割ヨーク35Eにおける長さh11と長さh12と長さh13との比、および、第2分割ヨーク36Eにおける長さh21と長さh22と長さh23との比、が互いに異なっている。
In FIG. 13, the length of the
第3変形例では、一例として、長さh11と長さh12と長さh13との比が、4:3:2になっている。一方、長さh21と長さh22と長さh23との比は、2:3:4になっている。 In the third modification, as an example, the ratio of length h11, length h12, and length h13 is 4:3:2. On the other hand, the ratio of length h21, length h22, and length h23 is 2:3:4.
このような構成によれば、第1実施形態と同様、第1分割ヨーク35Eと第2分割ヨーク36Eとの隙間33Eを小さくすることができる。これにより、第1実施形態と同様の効果、具体的には、ヨーク34Eの磁気特性の低下を抑えることができ、アキシャルギャップモーター1Eの高トルク化またはトルクを損なうことなく小型化を図ることができる。また、ヨーク34Eを通る磁路の磁気抵抗変化を抑制することができるので、コギングトルクの低減を図ることもできる。
According to such a configuration, similarly to the first embodiment, the
3.第2実施形態
次に、第2実施形態に係るロボットについて説明する。
3. Second Embodiment Next, a robot according to a second embodiment will be described.
図14は、第2実施形態に係るロボット1000を示す斜視図である。
図14に示すように、ロボット1000は、例えば、各種ワーク(対象物)の搬送、組立、検査等の各作業で用いられる。ロボット1000は、基台1001、ロボットアーム1100、駆動部1501,1502,1503,1504,1505,1506と、を有する。
FIG. 14 is a perspective view showing a
As shown in FIG. 14, the
基台1001は、水平な床2000に載置されている。なお、基台1001は、床2000ではなく、壁、天井、架台等に載置されていてもよい。
The
ロボットアーム1100は、第1アーム1010、第2アーム1020、第3アーム1030、第4アーム1040、第5アーム1050および第6アーム1060を備えている。第6アーム1060の先端には、図示しないエンドエフェクターを着脱可能に取り付けることができ、そのエンドエフェクターでワークを把持等することができる。
The
エンドエフェクターとしては、特に限定されないが、ワークを把持するハンド、ワークを吸着する吸着ヘッド等が挙げられる。エンドエフェクターで把持等するワークとしては、特に限定されず、例えば、電子部品、電子機器等が挙げられる。なお、本明細書では、第6アーム1060を基準にしたときの基台1001側を「基端側」とし、基台1001を基準にしたときの第6アーム1060側を「先端側」とする。
Examples of the end effector include, but are not limited to, a hand that grips a workpiece, a suction head that suctions a workpiece, and the like. The work to be gripped by the end effector is not particularly limited, and examples thereof include electronic parts, electronic equipment, and the like. In addition, in this specification, the
ロボット1000は、基台1001と、第1アーム1010と、第2アーム1020と、第3アーム1030と、第4アーム1040と、第5アーム1050と、第6アーム1060とが、基端側から先端側に向かってこの順に連結された単腕の6軸垂直多関節ロボットである。
The
第1アーム1010~第6アーム1060の長さは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。なお、ロボットアーム1100が有するアームの数は、1~5本または7本以上であってもよい。また、ロボット1000は、スカラロボットであってもよく、2つまたはそれ以上のロボットアーム1100を備える双腕ロボットであってもよい。
The lengths of the
基台1001と第1アーム1010とは、図示しない関節を介して連結されている。第1アーム1010は、モーター1501m、および、図示しない減速機を有する駆動部1501の駆動により回動する。モーター1501mは、第1アーム1010を回動させる推力を発生する。
The
第1アーム1010と第2アーム1020とは、図示しない関節を介して連結されている。第2アーム1020は、モーター1502m、および、図示しない減速機を有する駆動部1502の駆動により回動する。モーター1502mは、第2アーム1020を回動させる推力を発生する。
The
第2アーム1020と第3アーム1030とは、図示しない関節を介して連結されている。第3アーム1030は、モーター1503m、および、図示しない減速機を有する駆動部1503の駆動により回動する。モーター1503mは、第3アーム1030を回動させる推力を発生する。
The
第3アーム1030と第4アーム1040とは、図示しない関節を介して連結されている。第4アーム1040は、モーター1504m、および、図示しない減速機を有する駆動部1504の駆動により回動する。モーター1504mは、第4アーム1040を回動させる推力を発生する。
The
第4アーム1040と第5アーム1050とは、図示しない関節を介して連結されている。第5アーム1050は、モーター1505m、および、図示しない減速機を有する駆動部1505の駆動により回動する。モーター1505mは、第5アーム1050を回動させる推力を発生する。
The
第5アーム1050と第6アーム1060とは、図示しない関節を介して連結されている。第6アーム1060は、モーター1506m、および、図示しない減速機を有する駆動部1506の駆動により回動する。モーター1506mは、第6アーム1060を回動させる推力を発生する。
The
これらのモーター1501m~1506mのうちの少なくとも1つに、前記実施形態または各変形例に係るアキシャルギャップモーターが用いられる。すなわち、ロボット1000は、前記実施形態または各変形例に係るアキシャルギャップモーターを備える。このようなアキシャルギャップモーターを用いることにより、モーター1501m~1506mの高トルク化または小型化を図ることができ、ロボットアーム1100の性能向上を図ることができる。
The axial gap motor according to the embodiment or each modification is used as at least one of these
また、駆動部1501~1506には、図示しない角度センサーが設けられる。これらの角度センサーとしては、例えば、ロータリーエンコーダー等の各種エンコーダーが挙げられる。角度センサーは、モーター1501m~1506mまたは減速機の出力軸の回動角度を検出する。
Further, the driving
駆動部1501~1506および角度センサーは、それぞれ、図示しないロボット制御装置と電気的に接続されている。ロボット制御装置は、駆動部1501~1506の動作を独立して制御する。
The
なお、ロボット1000が前記実施形態または各変形例に係るアキシャルギャップモーターを備える場合、図1に示すシャフト2を中空にすることもできるので、中空を利用して配線を通すことができる。これにより、ロボットアーム1100における配線効率を向上させることができる。また、併せて、上記のアキシャルギャップモーターを備えることにより、従来に比べてロボット1000の高出力化を図ることができる。
Note that when the
以上、本発明に係るアキシャルギャップモーターおよびロボットを図示の実施形態または各変形例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 Although the axial gap motor and robot according to the present invention have been described above based on the illustrated embodiments or each modification, the present invention is not limited thereto.
例えば、本発明に係るアキシャルギャップモーターおよびロボットは、それぞれ、前記実施形態または各変形例の各部が同様の機能を有する任意の構成物に置換されたものであってもよく、前記実施形態または各変形例に任意の構成物が付加されたものであってもよい。 For example, in the axial gap motor and robot according to the present invention, each part of the embodiment or each modification may be replaced with an arbitrary structure having a similar function, or Arbitrary components may be added to the modified example.
また、本発明に係るアキシャルギャップモーターは、前記実施形態または各変形例のような2ローター1ステーター型のモーターに限定されない。特にローターの数やステーターの数は、前記実施形態における数に限定されず、例えば、1ローター1ステーター型のモーターであってもよい。 Further, the axial gap motor according to the present invention is not limited to the two-rotor, one-stator type motor as in the embodiment or each modification example. In particular, the number of rotors and the number of stators are not limited to those in the above embodiments, and for example, a one-rotor, one-stator type motor may be used.
また、本発明に係るアキシャルギャップモーターのローターが有する分割ヨークの種類数は、2種類に限定されず、3種類以上であってもよい。さらに、1つの分割ヨークが含む積層体の数は、前述した2または3に限定されず、4以上であってもよい。さらに、分割ヨークを構成する鋼板の形状は、長方形や凸部を含む形状に限定されず、それ以外の形状であってもよい。 Further, the number of types of split yokes included in the rotor of the axial gap motor according to the present invention is not limited to two types, and may be three or more types. Further, the number of stacked bodies included in one divided yoke is not limited to the aforementioned two or three, but may be four or more. Further, the shape of the steel plate constituting the split yoke is not limited to a rectangle or a shape including a convex portion, but may be any other shape.
1…アキシャルギャップモーター、1C…アキシャルギャップモーター、1D…アキシャルギャップモーター、1E…アキシャルギャップモーター、2…シャフト、3…第1ローター、4…第2ローター、5…ステーター、6…モーターケース、11…エアギャップ、12…エアギャップ、32…ローターフレーム、33…隙間、33A…隙間、33B…隙間、33E…隙間、34…ヨーク、34A…ヨーク、34B…ヨーク、34D…ヨーク、34E…ヨーク、35…第1分割ヨーク、35A…第1分割ヨーク、35B…第1分割ヨーク、35E…第1分割ヨーク、36…第2分割ヨーク、36A…第2分割ヨーク、36B…第2分割ヨーク、36E…第2分割ヨーク、39…磁石、42…ローターフレーム、43…ヨーク、44…ヨーク、49…磁石、52…ステーターコア、53…ティース部、54…コイル、61…第1ケース、62…第2ケース、63…側面ケース、71A…積層体、71B…積層体、72B…積層体、73A…積層体、73B…積層体、82…充填材、84…位置決めピン、85…凸部、322…貫通孔、324…凹部、342…対向面、350…中心線、360…中心線、371…第1積層体、372…第2積層体、373…第3積層体、375…第1鋼板、376…第2鋼板、381…第1積層体、382…第2積層体、383…第3積層体、385…第1鋼板、386…第2鋼板、1000…ロボット、1001…基台、1010…第1アーム、1020…第2アーム、1030…第3アーム、1040…第4アーム、1050…第5アーム、1060…第6アーム、1100…ロボットアーム、1501…駆動部、1501m…モーター、1502…駆動部、1502m…モーター、1503…駆動部、1503m…モーター、1504…駆動部、1504m…モーター、1505…駆動部、1505m…モーター、1506…駆動部、1506m…モーター、2000…床、AX…回転軸、ML…磁束線、O…中心、R…径方向、T…周方向
1... Axial gap motor, 1C... Axial gap motor, 1D... Axial gap motor, 1E... Axial gap motor, 2... Shaft, 3... First rotor, 4... Second rotor, 5... Stator, 6... Motor case, 11 ...Air gap, 12...Air gap, 32...Rotor frame, 33...Gap, 33A...Gap, 33B...Gap, 33E...Gap, 34...Yoke, 34A...Yoke, 34B...Yoke, 34D...Yoke, 34E...Yoke, 35...first divided yoke, 35A...first divided yoke, 35B...first divided yoke, 35E...first divided yoke, 36...second divided yoke, 36A...second divided yoke, 36B...second divided yoke, 36E ...Second divided yoke, 39...Magnet, 42...Rotor frame, 43...Yoke, 44...Yoke, 49...Magnet, 52...Stator core, 53...Teeth portion, 54...Coil, 61...First case, 62...
Claims (8)
前記ローターと離間して配置されるステーターと、
を備え、
前記ヨークは、第1分割ヨーク、および、前記第1分割ヨークと前記回転軸を中心とする周方向に隣り合う第2分割ヨーク、を有し、
前記第1分割ヨークおよび前記第2分割ヨークは、それぞれ第1積層体および第2積層体を含み、
前記第1積層体は、前記回転軸を中心とする径方向に積層されている、前記周方向の長さが第1長さである複数の第1鋼板を含み、
前記第2積層体は、前記径方向において前記第1積層体より外側に配置されており、前記径方向に積層されている、前記周方向の長さが前記第1長さより長い第2長さである複数の第2鋼板を含み、
前記第1分割ヨークおよび前記第2分割ヨークは、前記径方向における前記第1積層体の長さと前記第2積層体の長さとの比が互いに異なることを特徴とするアキシャルギャップモーター。 a rotor having a magnet and a yoke in which the magnet is arranged, and rotating around a rotation axis;
a stator disposed apart from the rotor;
Equipped with
The yoke includes a first divided yoke and a second divided yoke adjacent to the first divided yoke in a circumferential direction centered on the rotation axis,
The first divided yoke and the second divided yoke each include a first laminate and a second laminate,
The first laminate includes a plurality of first steel plates that are stacked in a radial direction around the rotation axis and have a first length in the circumferential direction,
The second laminate is disposed outside the first laminate in the radial direction, and is laminated in the radial direction, and has a second length in the circumferential direction that is longer than the first length. including a plurality of second steel plates,
The axial gap motor is characterized in that the first divided yoke and the second divided yoke have different ratios of the length of the first stacked body and the length of the second stacked body in the radial direction.
前記磁石は、前記対向面に配置される請求項1に記載のアキシャルギャップモーター。 The yoke has a facing surface facing the stator,
The axial gap motor according to claim 1, wherein the magnet is arranged on the opposing surface.
前記第2分割ヨークは、前記径方向における前記第1積層体の長さと前記第2積層体の長さとの合計に対する、前記第2積層体の長さの比率が、55%以上80%以下である請求項1または2に記載のアキシャルギャップモーター。 In the first divided yoke, the ratio of the length of the first laminate to the sum of the length of the first laminate and the length of the second laminate in the radial direction is 55% or more and 80% or less. can be,
In the second divided yoke, a ratio of the length of the second laminate to the sum of the length of the first laminate and the length of the second laminate in the radial direction is 55% or more and 80% or less. An axial gap motor according to claim 1 or 2.
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