JP7310176B2

JP7310176B2 - ダイレクトドライブモータ

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Publication number: JP7310176B2
Application number: JP2019041016A
Authority: JP
Inventors: 正幸丸山; 英也樋口; 健一福山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2023-07-19
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: JP2020145860A

Description

本開示は、ダイレクトドライブモータに関する。

ロータに設けられた埋設孔に磁石を組み込んだモータが公知である（特許文献１参照）。特許文献１では、前記埋設孔及び磁石は、ロータの回転軸の軸方向から見て矩形状の形状を有する。即ち、前記埋設孔の内周面及び当該内周面に接着される磁石の接着面は共に、回転軸の軸方向から見て直線状の形状を有する。

特開２０１６－００７１３６号公報

回転軸の軸方向から見た状態で、磁石の接着面及び当該接着面に接着されるロータ本体部の周面の形状が直線形状以外の場合でも磁石とロータ本体部とが強固に接着されるダイレクトドライブモータが得られることが望まれる。

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、回転軸の軸方向から見た状態で、磁石の接着面及び当該接着面に接着されるロータ本体部の周面の形状が直線形状以外の場合でも磁石とロータ本体部とが強固に接着されるダイレクトドライブモータが提供されることを目的とする。

上記の目的を達成するため、一態様に係るダイレクトドライブモータは、ステータと、前記ステータの内周側又は外周側に配置され回転軸を中心として回転可能であり、内周面又は外周面のうち前記ステータ側の周面が第１周面であるロータ本体部と前記第１周面に当接する接着面を有する磁石とを有するロータと、を備え、前記ロータ本体部は、複数の鋼板を前記回転軸の軸方向に重ねた積層構造を有し、前記鋼板の前記第１周面は、前記回転軸の軸方向から見て、前記磁石の前記接着面と同一の曲率半径の円弧形状を有する。

これによれば、前記鋼板の前記第１周面及び前記磁石の前記接着面は、前記回転軸の軸方向から見て同一の曲率半径を持った円弧形状を有する。このため、前記第１周面と前記接着面とを突き合わせた場合に両者の隙間が小さくなり、前記磁石と前記ロータ本体部とを接着させた際の接着力が向上する。

また、打抜加工された個々の鋼板が軸方向に重なる積層鋼板をロータ本体部とした場合、金属材料を旋盤加工で切削加工してロータ本体部を製作する場合よりも、前記ロータ本体部を複雑な形状に加工することができる。このように、前記回転軸の軸方向から見た前記第１周面及び前記接着面の形状が直線形状以外の円弧形状である場合でも、磁石とロータ本体部とが強固に接着されるダイレクトドライブモータが得られる。

望ましい態様として、前記磁石は、複数の分割体を含み、前記分割体は、前記第１周面の周方向に沿って配置され、前記回転軸の軸方向から見て、前記ロータ本体部の前記第１周面と前記分割体の前記接着面とは、前記回転軸を中心とする同一の曲率半径を有する。

これによれば、磁石が複数の分割体を含む場合でも、個々の分割体における接着面の曲率半径と同一の曲率半径を有する第２周面部が設けられ、前記磁石と前記ロータ本体部とを接着させた際の接着力が向上する。

望ましい態様として、前記磁石は、複数の分割体を含み、前記分割体は、前記第１周面の周方向に沿って配置され、前記第１周面には、前記分割体の前記接着面に当接する円弧形状の第２周面部が周方向に沿って複数配置され、前記第２周面部が径方向外側に向けて凸の円弧形状のときには、前記第２周面部における前記回転軸から最も遠い部位を第１部位とし、前記第２周面部が径方向内側に向けて凹の円弧形状のときには、前記第２周面部における前記回転軸から最も近い部位を第１部位とし、前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸を中心として前記第１部位を通る円の半径を第１半径とし、前記第２周面部の曲率半径を第１曲率半径とする場合、前記第１曲率半径は前記第１半径と相違する。

これによれば、前記第１曲率半径が前記第１半径と相違する場合でも、個々の分割体における接着面の曲率半径に対応する第２周面部が設けられるため、前記磁石と前記ロータ本体部とを接着させた際の接着力が向上する。

望ましい態様として、前記ロータ本体部の前記第１周面には、前記分割体の周方向の両側を支持可能な突起部が径方向に突出する。これによれば、前記突起部によって前記分割体の周方向位置のバラツキを抑制することができる。

望ましい態様として、前記鋼板は、ケイ素鋼板である。これによれば、ケイ素鋼板によって、渦電流による発熱を抑制して効率よく磁界を形成するため、エネルギーロスを低減させることができる。

本開示によれば、回転軸の軸方向から見た状態で、磁石の接着面及び当該接着面に接着されるロータ本体部の周面の形状が直線形状以外の場合でも磁石とロータ本体部とが強固に接着されるダイレクトドライブモータが提供される。

図１は、第１実施形態に係るダイレクトドライブモータの全体構成を概略的に示す断面図である。図２は、第１実施形態に係るモータ部の全体構成を概略的に示す斜視図である。図３は、図２の一部を拡大した斜視図である。図４は、図２の一部を回転軸方向から見た概略図である。図５は、第２実施形態に係るモータ部の一部を回転軸方向から見た概略図である。図６は、第３実施形態に係るモータ部の全体構成を概略的に示す斜視図である。図７は、図６を回転軸方向から見た概略図である。図８は、図７の一部の拡大図である。図９は、第４実施形態に係るロータの一部を拡大した概略図である。図１０は、第５実施形態に係るロータの一部を拡大した概略図である。図１１は、第６実施形態に係るロータの一部を拡大した概略図である。図１２は、第７実施形態に係るロータの一部を拡大した概略図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

[第１実施形態]
まず、第１実施形態について説明する。
図１は、ダイレクトドライブモータ１の全体構成を概略的に示す断面図である。第１実施形態に係るダイレクトドライブモータは、減速機構（例えば、減速ギヤ、伝動ベルトなど）を介在させることなくロータに回転力をダイレクトに伝達し、当該ロータを回転させることができる。

ダイレクトドライブモータ１（以下、「ＤＤモータ１」とも称する）としては、アウターロータ型やインナーロータ型などがあるが、本実施形態では、一例としてインナーロータ型のＤＤモータ１を図１に示す。

ＤＤモータ１は、ベース２と、回転体３（モータ出力軸ともいう）と、モータ部４と、を備えている。

ベース２は、底部２１と、傾斜部２２と、縦壁部２３とを有する。ベース２は、回転軸Ａｘを中心とする環状の部材である。底部２１は、基台１０の上に載置されて基台１０に固定される。傾斜部２２は、底部２１の径方向内側の端部２１ａから径方向内側に向かうに従って斜め上方に延びる。縦壁部２３は、傾斜部２２の上端部２２ａから回転軸Ａｘの軸方向に沿って上方に延びる。

縦壁部２３は、回転軸Ａｘを中心とする円筒状の部材である。第１保持体２４は、縦壁部２３の上部に配置される。第１保持体２４は、回転軸Ａｘを中心とする円筒状の部材である。第１保持体２４は、ボルトＢＬ１を介して縦壁部２３に締結されている。縦壁部２３の径方向外側には、第１段差部２３ａと第２段差部２３ｂとが設けられている。第１段差部２３ａには、軸受１００の内周部が嵌合される。軸受１００は、回転軸Ａｘを中心とする環状の部材である。第２段差部２３ｂには、第２保持体２５が載置される。第２保持体２５は、回転軸Ａｘを中心とする環状の部材である。第２保持体２５がボルトＢＬ２を介して第２段差部２３ｂに締結されることにより、第２保持体２５と第１段差部２３ａとで、軸受１００の内周部が上下方向（回転軸Ａｘの軸方向）から挟持される。

回転体３は、第３保持体２６と第４保持体２７とを有する。回転体３は、ベース２に対して回転可能に支持される。回転体３は、ベース２の縦壁部２３及び第１保持体２４の径方向外側に配置されている。回転体３は、回転軸Ａｘを中心とする環状の部材である。第３保持体２６は、径方向内側部（内周部）の下端に第３段差部２６ａを有する。第４保持体２７は、径方向内側部に第４段差部２７ａを有する。ボルトＢＬ３で第４保持体２７を第３保持体２６に締結することにより、第３段差部２６ａと第４段差部２７ａとで軸受１００の外周部を上下方向（回転軸Ａｘの軸方向）から挟持する。回転体３は、回転軸Ａｘを中心に回転運動する。回転体３には、各種ワーク（図示しない）が取り付けられるようになっており、モータ部４によって回転体３を回転させることで、各種ワークを回転させることができる。

第１保持体２４と第３保持体２６との間には、回転センサ５が設けられる。回転センサ５は、径方向に対向する一対の部材を有する。一対の部材のうちの一方は、ボルトＢＬ４を介して第３保持体２６に固定され、他方はボルトＢＬ５を介して第１保持体２４に固定されている。回転センサ５は、モータ部４の回転状態（例えば、回転角度）を検出する。回転センサ５により、回転体３に取り付けられた各種ワークを所定角度だけ正確に回転させ、目標位置に高精度に位置決めすることが可能となる。なお、回転センサ５としては、例えば市販されているレゾルバなどの検出素子を適用することができる。また、回転センサ５は、第１保持体２４の上部に設けられた円板状の第１カバー１０１によって外部から保護されている。

モータ部４は、ベース２の底部２１と回転体３との間に設けられ、回転体３を回転させる。モータ部４は、ステータ４１（固定子）と、ロータ４２（回転子）と、を有する。ステータ４１及びロータ４２は、回転軸Ａｘを中心とする環状の部材である。ステータ４１は、ベース２の底部２１の上にボルトＢＬ６を介して固定される。

ステータ４１には、インシュレータ４３が設けられ、インシュレータ４３にコイル４４が巻回される。ステータ４１の上部は、環状の第２カバー１０２で覆われる。第２カバー１０２の断面形状は、Ｌ字形状であり、軸方向に延びる縦部１０２ａと、径方向内側に延びる横部１０２ｂとを有する。第２カバー１０２は、ボルトＢＬ７でベース２に固定されている。ステータ４１の径方向内側には、ロータ４２が対向して配置される。

ロータ４２は、永久磁石４２１（磁石）と、ロータ本体部４２２と、を有する。ロータ本体部４２２の径方向外側に永久磁石４２１が接着によって固定されている。ロータ４２は、ボルトＢＬ８を介して第３保持体２６に固定されている。永久磁石４２１は、上側に位置する第１磁石４２１ａと、第１磁石４２１ａの下側に位置する第２磁石４２１ｂと、を含む。永久磁石４２１の上下高さは、ロータ本体部４２２の上下高さ及びステータ４１の上下高さと略同一である。

インシュレータ４３を介してステータ４１に巻回されたコイル４４に通電すると、ステータ４１とロータ４２との磁気相互作用により、フレミングの左手の法則に従ってロータ４２を介して回転体３に回転力を与えることができる。これにより、回転体３及びワークを回転させることができる。

図２は、第１実施形態に係るモータ部４の全体構成を概略的に示す斜視図である。図３は、図２の一部を拡大した斜視図である。図４は、図２の一部を回転軸Ａｘの軸方向から見た概略図である。

図２及び図３に示すように、モータ部４は、ステータ４１と、内周側のロータ４２と、を有する。ステータ４１及びロータ４２は、回転軸Ａｘを中心とする環状部材（円筒部材）である。即ち、第１実施形態に係るモータ部４は、いわゆるインナーロータ型の構造を有する。

ステータ４１は、バックヨーク４１１と、ティース４１２とを有する。バックヨーク４１１とティース４１２とは、一体である。バックヨーク４１１は、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする円環状部材である。ティース４１２は、バックヨーク４１１の内周面から回転軸Ａｘに向けて内周側（径方向内側）に突出する。ティース４１２には、インシュレータ４３を介してコイル４４（図１参照）が巻回される。

バックヨーク４１１には、ティース４１２に対応する部位に軸方向に延びる貫通孔４１１ａが設けられる。貫通孔４１１ａは、回転軸Ａｘの軸方向に延びる。ここで、ステータ４１は、打ち抜き加工により成形されたバックヨーク４１１、ティース４１２及び貫通孔４１１ａを有する１枚の鋼板を軸方向に複数に重ねて構成される。

貫通孔４１１ａは、例えば、カシメ加工に用いられる。即ち、例えば、所定枚数の複数の鋼板を積層させ、貫通孔４１１ａにリベットを挿入したのち、リベットを軸方向に潰すことによって、第１のユニットを作製する。複数の第１のユニットを軸方向に積層させることによってステータ４１を作製する。なお、第１のユニットを経ることなく、全ての枚数の鋼板を、例えばリベットでカシメ（加締め）て固定することにより、ステータ４１を作製してもよい。ステータ４１を構成する鋼板の材質は、特に限定されずに種々の材質の鋼板が適用可能であるが、例えばケイ素鋼板が好ましい。

ロータ４２は、ロータ本体部４２２と、永久磁石４２１（請求項の磁石）と、を含む。ロータ本体部４２２も、打ち抜き加工により所望の形状に成形された１枚の鋼板を軸方向に複数に重ねて構成される。ロータ本体部４２２には、軸方向に延びる貫通孔４２２ｂが設けられる。

貫通孔４２２ｂは、例えば、カシメ加工に用いられる。即ち、例えば、所定枚数の複数の鋼板を積層させ、貫通孔４２２ｂにリベットを挿入したのち、リベットを軸方向に潰すことによって、第１のユニットを作製する。複数の第１のユニットを軸方向に積層させることによってロータ本体部４２２を作製する。なお、第１のユニットを経ることなく、全ての枚数の鋼板を、例えばリベットでカシメ（加締め）て固定することにより、ロータ本体部４２２を作製してもよい。ロータ本体部４２２を構成する鋼板の材質は、特に限定されずに種々の材質の鋼板が適用可能であるが、例えばケイ素鋼板が好ましい。

また、ロータ本体部４２２を構成する１枚の鋼板の厚さは、ステータ４１を構成する１枚の鋼板の厚さと同一である。ロータ本体部４２２の積層鋼板を構成する鋼板の枚数を、ステータ４１の積層鋼板を構成する鋼板の枚数と同一とすることにより、ロータ本体部４２２の積層鋼板の軸方向の高さ（厚さ）と、ステータ４１の積層鋼板の軸方向の高さ（厚さ）と、を簡単に合わせることができる。

図４に示すように、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（請求項の第１周面）には、外周側に突出する複数の突起部１０３が周方向に沿って間隔をおいて複数配置されている。突起部１０３は、二股に分かれた形状であり、分岐部１０３ａ及び１０３ｂを有する。周方向に隣接する突起部１０３，１０３の間には、永久磁石４２１が配置される。換言すると、永久磁石４２１の周方向両側は、突起部１０３の分岐部１０３ａ，１０３ｂにより支持される。

永久磁石４２１は、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａの周方向に沿って間隔をおいて配置された複数の分割体４５からなる。分割体４５は、外周面４５ａと、内周面４５ｂと、第１側面４５ｃと、第２側面４５ｄと、を有する。内周面４５ｂは、分割体４５における、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａとの接着面である。

第１実施形態では、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａは、軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする円弧形状を有する。即ち、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（第１周面）は、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする半径Ｒ１の円弧形状を有する。また、分割体４５の内周面４５ｂ（請求項の接着面）は、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする半径Ｒ１の円弧形状を有する。以上より、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ及び分割体４５の内周面４５ｂとは、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする同一の半径Ｒ１の円弧形状を有する。

以上説明したように、第１実施形態に係るダイレクトドライブモータ１では、ロータ本体部４２２は、複数の鋼板を回転軸Ａｘの軸方向に重ねた積層構造を有する。ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（請求項の第１周面）及び永久磁石４２１（請求項の磁石）の内周面（分割体４５の内周面４５ｂ、請求項の接着面）は共に、回転軸Ａｘの軸方向から見て同一の半径Ｒ１（請求項の曲率半径）の円弧形状を有する。

このため、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（第１周面）と永久磁石４２１の内周面（内周面４５ｂ、接着面）とを突き合わせた場合に両者の隙間が小さくなり、永久磁石４２１（磁石）とロータ本体部４２２とを接着させた際の接着力が向上する。

また、ロータ本体部４２２が、打ち抜き加工された個々の鋼板を軸方向に重ねた積層構造を有するため、金属材料の外周面を旋盤で切削加工する場合などよりも、ロータ本体部４２２を複雑な形状に加工することができる。従って、回転軸Ａｘの軸方向から見たロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（第１周面）及び永久磁石４２１の内周面（内周面４５ｂ、接着面）の形状が直線形状以外の円弧形状である場合でも、永久磁石４２１とロータ本体部４２２とが強固に接着される。また、鋼板の枚数を変更することにより、ロータ本体部４２２の軸方向高さを適宜に変更することができる。

永久磁石４２１（磁石）は、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（第１周面）の周方向に沿って分割して配置された複数の分割体４５を含む。ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（第１周面）と分割体４５の内周面４５ｂ（接着面）とは、回転軸Ａｘを中心とする同一の半径（曲率半径）Ｒ１を有する。

このように、永久磁石４２１が複数の分割体４５を含む場合でも、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（第１周面）と分割体４５の内周面４５ｂ（接着面）とが同一の曲率半径Ｒ１を有するため、永久磁石４２１とロータ本体部４２２とを接着させた際の接着力が向上する。

ロータ本体部４２２の外周面４２２ａ（第１周面）には、分割体４５の周方向の両側を支持可能な突起部１０３が外周側（径方向）に突出する。これによれば、突起部１０３によって分割体４５の周方向位置のバラツキを抑制することができる。

ロータ本体部４２２を構成する鋼板は、ケイ素鋼板であることが好ましい。同様に、ステータ４１を構成する鋼板も、ケイ素鋼板であることが好ましい。これによれば、ケイ素鋼板によって、渦電流による発熱を抑制してエネルギーロスを低減させることができる。

バックヨーク４１１とティース４１２とが一体でステータ４１が構成されるため、効率よく材料である鋼板を使用でき、かつ、打ち抜き加工に要する時間を短縮することができる。

なお、ステータ４１を作製する場合、例えば、前述したように、所定枚数の鋼板を積層させて第１のユニットを作製したのち、複数の第１のユニットを軸方向に積層させる。ロータ４２も同様の手順で作製することができる。この場合、積層させる第１のユニットの数を適宜に変更することにより、軸方向にサイズが異なるモータの部品を共通化することができる。

また、図１に示すように、永久磁石４２１は、上側に位置する第１磁石４２１ａと、第１磁石４２１ａの下側に位置する第２磁石４２１ｂと、を含む。このように、軸方向に複数の磁石を並べて配置することにより、モータ部４の軸方向の長さと１つあたりの磁石の軸方向長さとが異なる場合でも、当該磁石を軸方向長さの異なる複数種のモータ部に適用して共通部品化を図ることができる。

さらに、１つの磁石の軸方向長さを、前述した第１のユニットの軸方向長さと同じにすれば、第１のユニットの複数倍の軸方向長さを有するステータ４１に対して、前記１つの磁石と第１のユニットとを適用して共通部品化を図ることができる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係るＤＤモータ１Ａについて説明する。第１実施形態と同一構成の部位には、同一符号を付けて説明を省略する。図５は、第２実施形態に係るモータ部４の一部を回転軸方向から見た概略図である。

第１実施形態において、ロータ本体部４２２の外周面４２２ａは、軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする円弧形状である。第２実施形態に係るに係るＤＤモータ１Ａのロータ４２Ａでは、ロータ本体部４２２Ａの外周面４２２Ａａ（請求項の第１周面）は、軸方向から見て、周方向に沿って滑らかな凹凸を繰り返す。即ち、外周面４２２Ａａ（第１周面）においては、径方向外側に向けて凸の円弧形状の第２周面部４６が周方向に沿って複数配置される。以下に詳述する。

ロータ４２Ａは、ロータ本体部４２２Ａと、永久磁石４２１Ａ（請求項の磁石）と、を含む。ロータ本体部４２２Ａの径方向外側に永久磁石４２１Ａが接着によって固定されている。永久磁石４２１Ａは、ロータ本体部４２２Ａの外周面４２２Ａｂの周方向に沿って間隔をおいて配置された複数の分割体４５Ａからなる。それぞれの分割体４５Ａは、外周面４５Ａａと、内周面４５Ａｂと、第１側面４５Ａｃと、第２側面４５Ａｄと、を有する。分割体４５Ａの内周面４５Ａｂは、分割体４５Ａの接着面である。即ち、内周面４５Ａｂは、分割体４５Ａにおける、ロータ本体部４２２Ａの外周面４２２Ａａとの接着面である。内周面４５Ａｂは、径方向外側に向けて凹の円弧形状を有し、ロータ本体部４２２Ａの第２周面部４６に当接する。

ロータ本体部４２２Ａの外周面４２２Ａａ（請求項の第１周面）においては、複数の第２周面部４６が周方向に沿って配置されている。第２周面部４６は、径方向外側（外周側）に向けて凸の円弧形状を有する。第２周面部４６には、分割体４５Ａの内周面４５Ａｂが接着される。

分割体４５Ａの内周面４５Ａｂ（請求項の接着面）及び第２周面部４６は、軸方向から見て、同一の曲率半径を有する。即ち、内周面４５Ａｂは、曲率中心Ａｘ０を中心として曲率半径Ｒ２（請求項の第１曲率半径）の円弧形状を有する。第２周面部４６は、曲率中心Ａｘ０を中心として曲率半径Ｒ２（請求項の第１曲率半径）の円弧形状を有する。

また、第２周面部４６の部位のうち回転軸Ａｘから最も遠い部位を第１部位Ｐ１とする。回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心として第１部位Ｐ１を通る仮想的な円弧Ｃ１の半径Ｒ３を第１半径とする。曲率半径Ｒ２（第１曲率半径）は、第１半径Ｒ３と相違する。本実施形態では、曲率半径Ｒ２（第１曲率半径）は、第１半径Ｒ３よりも小さい。

以上説明したように、第２実施形態に係るダイレクトドライブモータ１Ａでは、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心として第１部位Ｐ１を通る円弧Ｃ１の半径Ｒ３を第１半径とした場合、曲率半径Ｒ２（請求項の第１曲率半径）は半径Ｒ３（請求項の第１半径）と相違する。これによれば、径方向外側（外周側）に向けて凸又は径方向内側（内周側）に向けて凹の円弧形状を有する第２周面部４６が、ロータ本体部４２２Ａの外周面４２２Ａａに設けられる場合でも、分割体４５Ａ（請求項の永久磁石）とロータ本体部４２２Ａの第２周面部４６とを接着させた際の接着力が向上する。なお、図５において、径方向外側（外周側）に向けて凸形状の円弧形状を有する第２周面部４６を実線で示し、径方向内側（内周側）に向けてへこむ凹形状の円弧形状を有する第２周面部４６を二点鎖線で示している。

また、旋盤加工により、金属材料を切削加工してロータ本体部を製作する場合は、第２実施形態に係る外周面４２２Ａａのように、周方向に沿って滑らかな凹凸を繰り返す凹凸面に加工することが困難である。即ち、曲率半径Ｒ２（第１曲率半径）を、第１半径Ｒ３と相違させることが旋盤加工では困難である。しかし、打抜加工した鋼板を積層した積層鋼板の場合は、比較的に容易に凹凸面の外周面４２２Ａａを有するロータ本体部４２２Ａを製作することができる。また、旋盤加工の場合、分割体４５Ａの内周面４５Ａｂ（請求項の接着面）の曲率半径は、ロータ本体部４２２Ａの外周面４２２Ａａの半径で決まるが、本実施形態では、外周面４２２Ａａの径に関わらずに内周面４５Ａｂの曲率半径を決めることができる。このため、１種類の永久磁石を、径が異なる複数種のモータに適用して共通部品化することができる。

[第３実施形態]
次に、第３実施形態について説明する。第１及び第２実施形態と同一構成の部位には、同一符号を付けて説明を省略する。図６は、第３実施形態に係るモータ部の全体構成を概略的に示す斜視図である。図７は、図６を回転軸方向から見た概略図である。図８は、図７の一部の拡大図である。

図６及び図７に示すように、モータ部４Ｂは、内周側のステータ４１Ｂと、外周側のロータ４２Ｂと、を有する。ステータ４１Ｂ及びロータ４２Ｂは、回転軸Ａｘを中心とする環状部材（円筒部材）である。即ち、第３実施形態に係るモータ部４Ｂは、いわゆるアウターロータ型の構造を有する。

ステータ４１Ｂは、バックヨーク４１１Ｂと、ティース４１２Ｂとを有する。バックヨーク４１１Ｂとティース４１２Ｂとは、一体である。バックヨーク４１１Ｂは、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする円環状部材である。ティース４１２Ｂは、バックヨーク４１１Ｂの外周面から外周側（径方向外側）に突出する。ティース４１２Ｂには、インシュレータ４３を介してコイル４４（図１参照）が巻回される。

バックヨーク４１１Ｂには、ティース４１２に対応する部位に貫通孔４１１Ｂａが設けられる。貫通孔４１１Ｂａは、回転軸Ａｘの軸方向に延びる。貫通孔４１１Ｂａは、例えば、カシメ加工に用いられる。カシメ加工の手順は、第１実施形態と同様である。ここで、ステータ４１Ｂは、打ち抜き加工により成形されたバックヨーク４１１Ｂ、ティース４１２Ｂ及び貫通孔４１１Ｂａを有する１枚の鋼板を軸方向に複数に重ねて構成される。ステータ４１Ｂを構成する鋼板の材質は、特に限定されずに種々の材質の鋼板が適用可能であるが、例えばケイ素鋼板が好ましい。

ロータ４２Ｂは、ロータ本体部４２２Ｂと、永久磁石４２１Ｂ（請求項の磁石）と、を含む。ロータ本体部４２２Ｂも、打ち抜き加工により所望の形状に成形された１枚の鋼板を軸方向に複数に重ねて構成される。貫通孔４２２Ｂｂは、例えば、カシメ加工に用いられる。カシメ加工の手順は、第１実施形態と同様である。ロータ本体部４２２Ｂを構成する鋼板の材質は、特に限定されずに種々の材質の鋼板が適用可能であるが、例えばケイ素鋼板が好ましい。

また、ロータ本体部４２２Ｂを構成する１枚の鋼板の厚さは、ステータ４１Ｂを構成する１枚の鋼板の厚さと同一である。ロータ本体部４２２Ｂの積層鋼板を構成する鋼板の枚数を、ステータ４１Ｂの積層鋼板を構成する鋼板の枚数と同一とすることにより、ロータ本体部４２２Ｂの積層鋼板の軸方向の高さ（厚さ）と、ステータ４１Ｂの積層鋼板の軸方向の高さ（厚さ）と、を簡単に合わせることができる。

図８に示すように、ロータ本体部４２２Ｂの内周面４２２Ｂａ（請求項の第１周面）には、内周側に突出する複数の突起部１０３が周方向に沿って間隔をおいて複数配置されている。周方向に隣接する突起部１０３，１０３の間には、永久磁石４２１Ｂが配置される。換言すると、永久磁石４２１Ｂの周方向両側は、突起部１０３の分岐部１０３ａ，１０３ｂにより支持される。

永久磁石４２１Ｂは、ロータ本体部４２２Ｂの内周面４２２Ｂａの周方向に沿って間隔をおいて配置された複数の分割体４５Ｂからなる。分割体４５Ｂは、内周面４５Ｂａと、外周面４５Ｂｂと、第１側面４５Ｂｃと、第２側面４５Ｂｄと、を有する。外周面４５Ｂｂは、分割体４５Ｂにおける、ロータ本体部４２２Ｂの内周面４２２Ｂａとの接着面である。

第３実施形態では、ロータ本体部４２２Ｂの内周面４２２Ｂａは、軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする円弧形状を有する。即ち、ロータ本体部４２２Ｂの内周面４２２Ｂａ（第１周面）は、図７に示すように、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする半径Ｒ４の円弧形状を有する。また、分割体４５Ｂの外周面４５Ｂｂ（請求項の接着面）は、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする半径Ｒ４の円弧形状を有する。以上より、ロータ本体部４２２Ｂの内周面４２２Ｂａ及び分割体４５Ｂの外周面４５Ｂｂとは、回転軸Ａｘの軸方向から見て、回転軸Ａｘを中心とする同一の半径Ｒ４の円弧形状を有する。

[第４実施形態]
次に、第４実施形態について説明する。第１ないし第３実施形態と同一構成の部位には、同一符号を付けて説明を省略する。図９は、第４実施形態に係るロータの一部を拡大した概略図である。

図９に示すように、ロータ４２Ｃにおけるロータ本体部４２２Ｃの外周面４２２Ｃａ（請求項の第１周面）には、外周側に突出する複数の突起部１０３Ｃが周方向に沿って間隔をおいて複数配置されている。突起部１０３Ｃは、軸方向から見て矩形状である。突起部１０３Ｃは、外周面４２２Ｃａから外周側（径方向外側）に突出する一対の径方向壁部１１と、一対の径方向壁部１１同士を周方向に連結する周方向壁部１２と、を有する。周方向に隣接する突起部１０３Ｃ同士の間には、永久磁石４２１である分割体４５が配置される。換言すると、分割体４５の周方向両側は、突起部１０３Ｃの径方向壁部１１により支持される。

以上説明したように、第４実施形態に係る複数の突起部１０３Ｃによれば、分割体４５の周方向位置のバラツキを抑制することができる。特に、本実施形態では、突起部１０３Ｃは、矩形状という比較的に単純な形状であるため、鋼板の打ち抜き加工が容易である。

[第５実施形態]
次に、第５実施形態について説明する。第１ないし第４実施形態と同一構成の部位には、同一符号を付けて説明を省略する。図１０は、第５実施形態に係るロータの一部を拡大した概略図である。

図１０に示すように、ロータ４２Ｄにおけるロータ本体部４２２Ｄの外周面４２２Ｄａ（請求項の第１周面）には、外周側に突出する複数の突起部１０３Ｄが周方向に沿って間隔をおいて複数配置されている。突起部１０３Ｄは、図９に示す突起部１０３Ｃに対して、湾曲した円弧状の切欠き１３が設けられる。切欠き１３は、外周側が開放された状態である。即ち、突起部１０３Ｃの周方向壁部１２が内周側に凹んで切欠き１３が形成される。周方向に隣接する突起部１０３Ｄ同士の間には、永久磁石４２１である分割体４５が配置される。換言すると、分割体４５の周方向両側は、突起部１０３Ｄの径方向壁部１１により支持される。

以上説明したように、第５実施形態に係る複数の突起部１０３Ｄによれば、分割体４５の周方向位置のバラツキを抑制することができる。特に、本実施形態では、突起部１０３Ｄでは、外周側の周方向壁部が内周側に凹んで切欠き１３が形成される。従って、図９に示す突起部１０３Ｃよりも軽量化が図れる。なお、永久磁石４２１の周方向両側は、突起部１０３Ｄの径方向壁部１１により支持されるため、切欠き１３を設けても、突起部１０３Ｃと同等に永久磁石４２１の支持を行うことができる。

[第６実施形態]
次に、第６実施形態について説明する。第１ないし第５実施形態と同一構成の部位には、同一符号を付けて説明を省略する。図１１は、第６実施形態に係るロータの一部を拡大した概略図である。

図１１に示すように、ロータ４２Ｅにおけるロータ本体部４２２Ｅの外周面４２２Ｅａ（請求項の第１周面）には、外周側に突出する複数の突起部１０３Ｅが周方向に沿って間隔をおいて複数配置されている。突起部１０３Ｅは、外周面４２２Ｅａから外周側（径方向外側）に向けて湾曲して突出する円弧形状に形成される。周方向に隣接する突起部１０３Ｅ同士の間には、永久磁石４２１である分割体４５が配置される。換言すると、分割体４５の周方向両側は、突起部１０３Ｄの径方向壁部１１により支持される。

以上説明したように、第６実施形態に係る複数の突起部１０３Ｅによれば、分割体４５の周方向位置のバラツキを抑制することができる。特に、本実施形態では、突起部１０３Ｅでは、外周側（径方向外側）に向けて湾曲して突出する円弧形状に形成される。従って、分割体４５（永久磁石４２１）を外周側（径方向外側）から内周側（径方向内側）に向けて移動させる際に、分割体４５の内周面４５ｂの周方向端の角部が突起部１０３Ｅに当たってガイドされる。従って、分割体４５の内周面４５ｂをロータ本体部４２２Ｅの外周面４２２Ｅａに当接させる作業が容易になる。

[第７実施形態]
次に、第７実施形態について説明する。第１ないし第６実施形態と同一構成の部位には、同一符号を付けて説明を省略する。図１２は、第７実施形態に係るロータの一部を拡大した概略図である。

図１２に示すように、ロータ４２Ｆにおけるロータ本体部４２２Ｆの外周面４２２Ｆａ（請求項の第１周面）には、外周側に突出する複数の突起部１０３Ｃが周方向に沿って間隔をおいて複数配置されている。突起部１０３Ｃは、軸方向から見て矩形状である。突起部１０３Ｃは、外周面４２２Ｃａから外周側（径方向外側）に突出する一対の径方向壁部１１と、一対の径方向壁部１１同士を周方向に連結する周方向壁部１２と、を有する。周方向に隣接する突起部１０３Ｃ同士の間には、永久磁石４２１Ｃである分割体４５Ｃが配置される。換言すると、分割体４５Ｃの周方向両側は、突起部１０３Ｃの径方向壁部１１により支持される。分割体４５Ｃは、外周面４５Ｃａと、内周面４５Ｃｂと、第１側面４５Ｃｃと、第２側面４５Ｃｄと、を有する。内周面４５Ｃｂは、分割体４５Ｃにおける、ロータ本体部４２２Ｆの外周面４２２Ｆａとの接着面である。分割体４５Ｃの径方向の厚さは、分割体４５の径方向の厚さよりも厚く設定されている。これにより、分割体４５Ｃの外周面４５Ｃａは、突起部１０３Ｃの周方向壁部１２よりも径方向外側に配置される。

以上説明したように、第７実施形態によれば、分割体４５Ｃの外周面４５Ｃａは、突起部１０３Ｃの周方向壁部１２よりも径方向外側に配置される。これにより、分割体４５Ｃからの磁気が突起部１０３Ｃに漏洩することが抑制される。従って、より多くの磁気をステータ４１に伝えることができ、より大きな出力を得ることができる。

１，１ＡＤＤモータ（ダイレクトドライブモータ）
１０３，１０３Ｃ，１０３Ｄ，１０３Ｅ突起部
４１，４１Ｂステータ
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆロータ
４２１，４２１Ａ，４２１Ｂ，４２１Ｃ永久磁石（磁石）
４２２，４２２Ａ，４２２Ｂ，４２２Ｃ，４２２Ｄ，４２２Ｅ，４２２Ｆロータ本体部
４２２ａ，４２２Ａａ，４２２Ｂａ，４２２Ｃａ，４２２Ｄａ，４２２Ｅａ,４２２Ｆａ外周面（第１周面）
４５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ分割体
４５ｂ，４５Ａｂ内周面（接着面）
４６第２周面部
Ｐ１第１部位
Ｒ２曲率半径（第１曲率半径）
Ｒ３半径（第１半径）

Claims

ステータと、
前記ステータの内周側に配置されるロータと、
を備え、
前記ロータは、
回転軸を中心として回転可能であるロータ本体部と、
当該ロータ本体部の外周側に配置される複数の分割体を含む磁石であって、それぞれの分割体の内周面である接着面が前記ロータ本体部の外周面に当接した状態で接着される磁石と、
前記ロータ本体部の前記外周面から径方向外側に向けて突出して前記分割体の周方向の両側を支持可能な複数の突起部と、
を有し、
前記ステータおよびロータ本体部は、複数の鋼板を前記回転軸の軸方向に重ねた積層構造を有し、
前記回転軸の軸方向から見て、前記ステータの内周面は、直線状または径方向内側に向けて凸の曲線状であり且つ前記分割体の周方向に沿った長さよりも長く、
前記分割体の周方向中央部と前記ステータの周方向中央部との周方向位置を合わせた状態における前記分割体の外周面と前記ステータの前記内周面との径方向距離について、
前記分割体の外周面における周方向端部と前記ステータの前記内周面との第１距離は、前記分割体の外周面における周方向中央部と前記ステータの前記内周面との第２距離よりも大きく、
前記回転軸の軸方向から見て、
前記ロータ本体部の前記外周面は前記分割体の前記接着面と同一の曲率半径の円弧形状を有し、前記突起部は矩形の形状を有し、前記突起部の外周面は前記分割体の外周面よりも径方向内側に位置する、
ダイレクトドライブモータ。
前記分割体は、前記ロータ本体部の前記外周面の周方向に沿って配置され、
前記ステータ側の前記外周面が第１周面であり、
前記第１周面には、前記分割体の前記接着面に当接する円弧形状の第２周面部が周方向に沿って複数配置され、
前記第２周面部が径方向外側に向けて凸の円弧形状のときには、前記第２周面部における前記回転軸から最も遠い部位を第１部位とし、
前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸を中心として前記第１部位を通る円の半径を第１半径とし、前記第２周面部の曲率半径を第１曲率半径とする場合、
前記第１曲率半径は前記第１半径と相違する
請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
前記鋼板は、ケイ素鋼板である
請求項１または２に記載のダイレクトドライブモータ。