KR102419884B1 - 2축 일체형 모터 - Google Patents

2축 일체형 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR102419884B1
KR102419884B1 KR1020197001845A KR20197001845A KR102419884B1 KR 102419884 B1 KR102419884 B1 KR 102419884B1 KR 1020197001845 A KR1020197001845 A KR 1020197001845A KR 20197001845 A KR20197001845 A KR 20197001845A KR 102419884 B1 KR102419884 B1 KR 102419884B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
shaft
stator
outer shaft
bearing
Prior art date
Application number
KR1020197001845A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190031241A (ko
Inventor
가즈노리 고이즈미
하야오 와타나베
Original Assignee
닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤 filed Critical 닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤
Publication of KR20190031241A publication Critical patent/KR20190031241A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102419884B1 publication Critical patent/KR102419884B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/141—Stator cores with salient poles consisting of C-shaped cores
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/01—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
    • H02K11/014—Shields associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/0141—Shields associated with casings, enclosures or brackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/225—Detecting coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K24/00—Machines adapted for the instantaneous transmission or reception of the angular displacement of rotating parts, e.g. synchro, selsyn
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/085—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/086—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
    • H02K7/088—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly radially supporting the rotor directly

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

2축 일체형 모터는, 각각 회전 가능하게 마련되어 회전축 방향이 동일한 내축 로터와 외축 로터를 가지는 2축 일체형 모터로서, 회전축으로부터 직경 방향을 향하여, 상기 내축 로터, 내축 스테이터, 외축 스테이터, 상기 외축 로터의 순서로 배치되어 있고, 상기 내축 스테이터와 상기 외축 스테이터의 사이에 마련되어 상기 회전축을 중심으로 한 원주 방향을 따르는 상기 내축 스테이터와 상기 외축 스테이터의 인접 위치에 개재하는 비자성체를 구비한다.

Description

2축 일체형 모터
본 발명은 2축 일체형 모터에 관한 것이다.
각각 독립하여 회전 가능하게 마련된 2개의 로터를 가지는 소위 2축 일체형 모터가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
일본특허 제5780352호 공보
2축 일체형 모터는, 2개의 로터의 각각을 개별적으로 회전시키기 위한 자계를 개별적으로 발생시키는 2개의 스테이터를 가진다. 이러한 2개의 스테이터의 각각에 생기는 자계는 서로 간섭한다. 이러한 간섭은, 로터의 회전 정밀도의 저하, 에너지의 손실 등의 문제를 발생시킨다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재되어 있는 2축 일체형 모터에서는, 이러한 간섭을 억제하는 목적으로, 2개의 스테이터간에 슬릿을 마련하고 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 2축 일체형 모터에서는, 슬릿의 주위에서 2개의 스테이터가 물리적으로 연속하고 있어, 이러한 간섭의 억제가 불충분하였다.
본 발명은, 자계의 간섭을 보다 억제할 수 있는 2축 일체형 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 각각 회전 가능하게 마련되어 회전축 방향이 동일한 내축 로터와 외축 로터를 가지는 2축 일체형 모터로서, 회전축으로부터 직경 방향을 향하여, 상기 내축 로터, 내축 스테이터, 외축 스테이터, 상기 외축 로터의 순서로 배치되어 있고, 상기 내축 스테이터와 상기 외축 스테이터의 사이에 마련되어 상기 회전축을 중심으로 한 원주 방향을 따르는 상기 내축 스테이터와 상기 외축 스테이터의 인접 위치에 개재하는 비자성체를 구비하고, 상기 외축 스테이터는, 코일이 마련된 외축 모터 코어와, 상기 외축 모터 코어의 내측에 마련된 원통 형상의 외축 스테이터 백 요크를 가지며, 상기 외축 스테이터 백 요크로부터 상기 내축 로터 및 상기 외축 로터의 출력축 측으로 연장 돌출된 돌출부의 단부에 상기 내축 로터의 회전 각도를 검출하는 제 1 검출부 및 상기 외축 로터의 회전 각도를 검출하는 제 2 검출부가 고정되고, 당해 단부와 상기 외축 모터 코어와의 사이에 위치하는 당해 돌출부의 내측에 상기 내축 로터와 연동하여 회전하는 제 1 베어링이 마련되고, 당해 돌출부의 외측에 상기 외축 로터와 연동하여 회전하는 제 2 베어링이 마련되어 있고, 상기 출력축 측으로부터 상기 제 1 검출부, 상기 제 1 베어링, 상기 내축 스테이터의 순서로 나열되고, 상기 출력축 측으로부터 상기 제 2 검출부, 상기 제 2 베어링, 상기 외축 스테이터의 순서로 나열되고, 상기 제 1 검출부와 상기 제 2 검출부는 직경 방향으로 나열되고, 상기 제 1 베어링의 상기 출력축 측의 단부 위치와 상기 제 2 베어링의 상기 출력축 측 단부 위치는 상기 회전축 방향의 위치가 일치한다.
따라서, 내축 스테이터와 외축 스테이터의 인접 위치에 비자성체가 개재하고 있으므로, 비자성체에 의해 내축 스테이터와 외축 스테이터의 각각에 생기는 자계의 간섭을 비자성체에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 자계의 간섭을 보다 억제할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 내축 스테이터는, 코일이 마련된 내축 모터 코어를 가지고, 상기 비자성체는, 상기 내축 모터 코어와 상기 외축 모터 코어의 사이에 위치한다.
따라서, 자계를 발생시키는 코일이 마련된 내축 모터 코어와 외축 모터 코어의 사이에 비자성체가 개재하므로, 보다 확실하게 자계의 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 내축 스테이터는, 상기 내축 모터 코어의 외측에 마련된 원통 형상의 내축 스테이터 백 요크를 가지고, 상기 비자성체는, 상기 내축 스테이터 백 요크와 상기 외축 스테이터 백 요크의 사이에 위치한다.
따라서, 비자성체의 형상은, 이러한 원통 형상의 내축 스테이터 백 요크와 외축 스테이터 백 요크의 사이에 수용되는 형상이면 되게 된다. 따라서, 보다 간편하게 비자성체를 마련할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 비자성체는, 상기 회전축에 직교하는 방향의 단면 형상이 상기 회전축을 중심으로 하는 원호 형상의 부재이다.
따라서, 회전축을 중심으로 한 원통 형상의 형상으로 2축 일체형 모터를 수용하기 쉬워진다.
본 발명에서는, 상기 비자성체는, 비자성의 합금 또는 수지이다.
따라서, 보다 확실하게 자계의 간섭을 비자성체에 의해 억제할 수 있다. 또한, 입수가 비교적 용이한 재료로 비자성체를 마련할 수 있어, 보다 저비용으로 자계의 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 자계의 간섭을 보다 억제할 수 있다.
도 1은, 실시형태 1에 관련되는 2축 일체형 모터의 주요 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 제 1 로터 요크와, 커버가 장착된 상태의 베이스와, 제 2 로터 요크와의 위치 관계의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은, 실시형태 2에 관련되는 2축 일체형 모터의 주요 구성(스테이터 코어부)의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는, 2축 일체형 모터의 구체적 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, 비자성체의 구체적 형상의 예로서 도 3과는 상이한 형상의 예를 나타내는 도이다.
도 6은, 비자성체의 구체적 형상의 예로서 도 3과는 상이한 형상의 예를 나타내는 도이다.
도 7은, 비자성체의 구체적 형상의 예로서 도 3과는 상이한 형상의 예를 나타내는 도이다.
도 8은, 실시형태 2에 관련되는 고정자(스테이터)의 구체적 구조의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는, 실시형태 2에 관련되는 외축 모터 코어가 가지는 전자(電磁) 강판층의 적층 구조를 나타내는 도이다.
도 10은, 실시형태 2에 관련되는 1개의 전자 강판을 나타내는 도이다.
도 11은, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판의 배치의 2가지의 위상 중 일방을 나타내는 도이다.
도 12는, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판의 배치의 2가지의 위상 중 타방을 나타내는 도이다.
도 13은, 동일한 위상의 전자 강판층이 연속하여 적층되는 경우의 일례를 나타내는 도이다.
도 14는, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판의 배치의 2가지의 위상 중 일방을 나타내는 도이다.
도 15은, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판의 배치의 2가지의 위상 중 타방을 나타내는 도이다.
이하, 본 발명에 관련된 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하에서 설명하는 각 실시형태의 요건은, 적절히 조합할 수 있다. 또한, 일부의 구성 요소를 이용하지 않는 경우도 있다.
(실시형태 1)
도 1은, 실시형태 1에 관련되는 2축 일체형 모터(1)의 주요 구성을 나타내는 단면도이다. 2축 일체형 모터(1)는, 각각 회전 가능하게 마련되어 회전축 방향이 동일한 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)를 가진다. 내축 로터(110)의 출력축 및 외축 로터(10)의 출력축은, 회전축 방향의 일단측에 위치한다. 도 1에서는, 상측이 2축 일체형 모터(1)의 일단측이다. 또한, 도 1에서는, 회전축 방향으로부터 본 경우의 외형이 원 형상인 2축 일체형 모터(1)(도 2 참조)를, 회전축(P)을 따라, 회전축(P)을 지나는 평면으로 이분한 경우의 단면도를 나타내고 있다.
도 2는, 제 1 로터 요크(111)와, 커버(291)가 장착된 상태의 베이스(80)와, 제 2 로터 요크(11)의 위치 관계의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 2에서는, 출력축측으로부터 본 경우의 위치 관계를 나타내고 있다. 실시형태 1에서는, 제 1 로터 요크(111)의 회전축과 제 2 로터 요크(11)의 회전축이 일치한 회전축(P)이다. 제 1 로터 요크(111)와 제 2 로터 요크(11)는, 커버(291)가 고정되어 있는 베이스(80)를 사이에 두고 각각 베이스(80)의 내주측과 외주측에서 독립하여 회전 가능하게 마련되어 있다.
실시형태 1에서는, 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)는 각각, 원통 형상의 로터 요크와 당해 로터 요크에 마련된 자석을 가진다. 구체적으로는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 내축 로터(110)는, 원통 형상의 제 1 로터 요크(111)와, 제 1 로터 요크(111)의 외주면을 따라 고리 형상으로 배치된 복수의 자석(112)을 가진다. 또한, 외축 로터(10)는, 원통 형상의 제 2 로터 요크(11)와, 제 2 로터 요크(11)의 내주면을 따라 고리 형상으로 배치된 복수의 자석(12)을 가진다.
내축 로터(110)는, 회전축 방향의 축 길이가 외축 로터(10)보다 길다. 구체적으로는, 제 2 로터 요크(11)가 마련되어 있는 2축 일체형 모터(1)의 외주측에는, 베이스(80)의 일부분인 연장 돌출부(281)가 타단측에서 연장 돌출하고 있다. 제 2 로터 요크(11)는, 연장 돌출부(281)와 비접촉의 상태로 마련되어 있다. 한편, 제 1 로터 요크(111)가 마련되어 있는 2축 일체형 모터(1)의 내주측에는, 2축 일체형 모터(1)가 구비하는 다른 구성은 배치되어 있지 않다. 이러한 내주측에 마련되어 있는 제 1 로터 요크(111)는, 회전축 방향의 폭이 2축 일체형 모터(1)의 일단측으로부터 타단측까지의 폭과 대략 동등하다. 한편, 제 2 로터 요크(11)는, 연장 돌출부(281)가 가지는 회전축 방향의 폭에 따라, 회전축 방향의 폭이 제 1 로터 요크(111)보다 작게 되어 있다.
전동기의 출력 토크의 대소에는 회전축(P)으로부터 추력 발생 위치(자석과 코일의 사이)까지의 거리의 대소가 관계된다. 이 때문에, 외축 로터(10)는 상대적으로 내축 로터(110)보다 토크가 커지기 쉽다. 실시형태 1에서는, 내축 로터(110)에 마련된 자석(112) 및 제 1 코어(71)의 축 길이를 외축 로터(10)에 마련된 자석(12) 및 제 2 코어(75)보다 길게 함으로써, 외축 로터(10)의 추력에 비하여 내축 로터(110)의 추력을 보다 크게 하고 있다. 이에 의해, 실시형태 1에서는 외축 로터(10)의 출력 토크와 내축 로터(110)의 출력 토크의 차를 보다 작게 하고 있다.
제 1 로터 요크(111) 및 제 2 로터 요크(11)의 일단측에 위치하는 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)의 출력 단부(111a, 11a)에는, 각각 나사 고정 구멍(111b, 11b)이 마련되어 있다. 이러한 나사 고정 구멍(111b, 11b)이 마련된 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)의 각각에 대하여 피구동체를 나사 고정함으로써, 피구동체에 회전 구동력이 전달된다.
2축 일체형 모터(1)는, 베이스(80)와, 베이스(80)에 장착되어 일단측으로부터 순서대로 나열된, 검출부(230), 베어링부(260), 스테이터 코어부(270)를 구비한다. 또한, 도 1과 같은 단면에서 본 경우, 검출부(230), 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(270)가 동축으로 배치되어 있다. 구체적으로는, 베이스(80)에 장착되어 있는 검출부(230), 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(270)는, 내축 로터(110)와 외축 로터(10)의 사이의 범위 내에서 회전축 방향을 따라 나열되도록 배치되어 있다.
실시형태 1의 검출부(230)는, 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)가 마련되어 있는 기부(基部)(231)가 베이스(80)에 고정됨으로써, 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)가 베이스(80)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 기부(231)는, 고정구(232, 233)를 이용하여 베이스(80)에 장착되어 있다.
검출부(230)는, 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)를 가진다. 제 1 검출부(240)는, 내축 로터(110)의 회전 각도를 검출한다. 구체적으로는, 제 1 검출부(240)는, 제 1 회전부(241)와 제 1 고정부(242)를 가진다. 제 1 회전부(241)는, 내축 로터(110)에 고정되어 내축 로터(110)와 함께 회전한다. 제 1 고정부(242)는, 기부(231)를 개재하여 베이스(80)에 고정되어 제 1 회전부(241)의 회전 각도를 검출한다. 보다 구체적으로는, 제 1 검출부(240)는, 예를 들면 리졸버이다. 제 1 회전부(241)는, 예를 들면, 내축 로터(110)의 외주면측으로서, 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(270)에 대하여 일단측의 위치에 고정되어 있다. 제 1 회전부(241)는, 자석을 가지고, 내축 로터(110)가 회전함으로써 당해 자석이 제 1 고정부(242)에 대하여 회전한다. 제 1 고정부(242)는, 제 1 회전부(241)에 대하여 직경 방향에 대하여 외주측의 위치에 고정되어 있다. 제 1 고정부(242)는, 제 1 회전부(241)의 회전에 의한 자석의 이동에 따른 전자 유도를 발생시키는 코일을 가진다. 제 1 검출부(240)는, 제 1 고정부(242)가 가지는 코일로부터의 출력에 기초하여 제 1 회전부(241)가 고정된 내축 로터(110)의 회전 각도를 검출한다.
제 2 검출부(250)는, 외축 로터(10)의 회전 각도를 검출한다. 구체적으로는, 제 2 검출부(250)는, 제 2 회전부(251)와 제 2 고정부(252)를 가진다. 제 2 회전부(251)는, 외축 로터(10)에 고정되어 외축 로터(10)와 함께 회전한다. 제 2 고정부(252)는, 기부(231)를 개재하여 베이스(80)에 고정되어 제 2 회전부(251)의 회전 각도를 검출한다. 보다 구체적으로는, 제 2 검출부(250)는, 예를 들면 리졸버이다. 제 2 회전부(251)는, 예를 들면, 외축 로터(10)의 내주면측으로서, 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(270)에 대하여 일단측의 위치에 고정되어 있다. 제 2 회전부(251)는, 자석을 가지고, 외축 로터(10)가 회전함으로써 당해 자석이 제 2 고정부(252)에 대하여 회전한다. 제 2 고정부(252)는, 제 2 회전부(251)에 대하여 직경 방향에 대하여 내주측의 위치에 고정되어 있다. 제 2 고정부(252)는, 제 2 회전부(251)의 회전에 의한 자석의 이동에 따른 전자 유도를 발생시키는 코일을 가진다. 제 2 검출부(250)는, 제 2 고정부(252)가 가지는 코일로부터의 출력에 기초하여 제 2 회전부(251)가 고정된 외축 로터(10)의 회전 각도를 검출한다.
실시형태 1의 검출부(230)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 검출부(240)의 회전축 방향의 위치와 제 2 검출부(250)의 회전축 방향의 위치가 동일하다. 제 1 검출부(240)와 제 2 검출부(250)는, 회전축(P)에 직교하는 동일 평면 상에 위치한다고도 할 수 있다. 또한, 실시형태 1의 검출부(230)는, 회전축(P)의 중심으로부터 직경의 외측을 향하여, 제 1 회전부(241), 제 1 고정부(242), 제 2 고정부(252), 제 2 회전부(251)의 순서로 배치되어 있다.
실시형태 1의 검출부(230)는 리졸버이고, 2축 일체형 모터(1)로의 장착시에 회전 각도의 검출 정밀도를 보다 높이기 위한 공정으로서 센터링 및 갭 조정이 행해진다. 센터링 및 갭 조정시에, 내축 로터(110)와 제 1 회전부(241)의 고정 위치 관계의 조정, 외축 로터(10)와 제 2 회전부(251)의 고정 위치 관계의 조정, 베이스(80)에 대한 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)의 고정 위치의 조정 등의 작업이 필요해지는 경우가 있다. 이러한 작업을 행하기 때문에, 이러한 작업에 관계하는 각 구성의 위치 관계의 조정을 행할 때에 검출부(230)보다 작업자측에 다른 구성(예를 들면, 스테이터 코어나 베어링 등)이 마련되어 있으면, 이러한 다른 구성에 의해 검출부(230)로의 액세스가 방해되어 작업이 번잡해지는 경우가 있다. 실시형태 1에서는, 검출부(230)가 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(270)에 대하여 출력축측에 위치하므로, 작업자는 검출부(230)에 대하여 보다 양호하게 액세스를 행할 수 있는 점으로부터, 센터링 및 갭 조정을 보다 간편하게 행할 수 있다. 이와 같이, 실시형태 1에 의하면, 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)의 회전 각도를 검출하는 검출부(230)의 검출 정밀도 확보에 관련되는 작업을 보다 간편하게 행할 수 있다.
제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)에 대하여 일단측에 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)를 피복하는 커버(291)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 커버(291)는, 예를 들면 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 내축 로터(110)의 원통과 외축 로터(10)의 원통의 사이에 마련되는 고리 형상의 형상을 가지는 판 형상 부재이고, 회전축(P)에 직교하는 평면을 따라 배치되어 있다. 커버(291)는, 예를 들면 나사(292) 등의 고정구를 이용하여 검출부(230)의 일단측에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 커버(291)는, 예를 들면 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)가 마련되어 있는 기부(231)에 고정되어 있다.
베어링부(260)는, 제 1 베어링(261) 및 제 2 베어링(265)을 가진다. 제 1 베어링(261)은, 내축 로터(110)와 연동하여 회전한다. 제 2 베어링(265)은, 외축 로터(10)와 연동하여 회전한다. 구체적으로는, 베어링부(260)는, 회전축 방향에 대하여 검출부(230)와 스테이터 코어부(270)의 사이의 위치에 마련되어 있다. 제 1 베어링(261)은, 예를 들면 베이스(80)에 대하여 내주측 또한 내축 로터(110)에 대하여 외주측인 위치에 마련되어, 베이스(80)와 내축 로터(110)의 사이에 개재한다. 제 1 베어링(261)이 베이스(80)와의 사이에 개재하고 있음으로써, 내축 로터(110)는 회전 가능하게 축지지되어 있다. 제 2 베어링(265)은, 예를 들면 베이스(80)에 대하여 외주측 또한 외축 로터(10)에 대하여 내주측에 마련되어, 베이스(80)와 외축 로터(10)의 사이에 개재한다. 제 2 베어링(265)이 베이스(80)와의 사이에 개재하고 있음으로써, 외축 로터(10)는 회전 가능하게 축지지되어 있다.
2축 일체형 모터(1)는, 제 1 베어링(261)의 일단측의 단부의 회전축 방향의 위치와 제 2 베어링(265)의 일단측의 단부의 회전축 방향의 위치가 동일하다. 구체적으로는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 2개의 베어링(262, 263)을 구비하는 제 1 베어링(261) 및 2개의 베어링(266, 267)을 구비하는 제 2 베어링(265) 중 상대적으로 일단측에 위치하는 베어링(262)과 베어링(266)의 각각의 일단측의 단부끼리는, 회전축(P)에 직교하는 동일 평면을 따른다.
실시형태 1에서는, 제 1 베어링(261) 및 제 2 베어링(265)이 각각 2개의 볼 베어링인 베어링(262, 263) 및 베어링(266, 267)을 구비하는 구성이지만, 이것은 제 1 베어링(261) 및 제 2 베어링(265)의 구체적 구성의 일례이고 이에 한정되는 것은 아니다. 제 1 베어링(261) 및 제 2 베어링(265)은, 각각 1개 이상의 베어링을 가지고 있으면 된다.
스테이터 코어부(270)는, 제 1 코어(71)와 제 2 코어(75)를 가진다. 제 1 코어(71)는, 내축 로터(110)의 스테이터 코어이다. 제 2 코어(75)는, 외축 로터(10)의 스테이터 코어이다. 구체적으로는, 제 1 코어(71)는, 예를 들면 베어링부(260)보다 타단측의 위치에서 베이스(80)의 내주측에 고정되어 있는 철심(73)과, 철심(73)에 권회(卷回)되어 있는 코일(72)을 구비한다. 코일(72)에 대한 전력 공급에 따라 내축 로터(110)가 회전한다. 제 2 코어(75)는, 예를 들면 베어링부(260)보다 타단측의 위치에서 베이스(80)의 외주측에 고정되어 있는 철심(77)과, 철심(77)에 권회되어 있는 코일(76)을 구비한다. 코일(76)에 대한 전력 공급에 따라 외축 로터(10)가 회전한다. 실시형태 1의 스테이터 코어부(270)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 회전축(P)의 중심으로부터 직경의 외측을 향하여, 내축 로터(110), 스테이터 코어부(270), 외축 로터(10)의 순서로 배치되어 있다.
베이스(80)는, 예를 들면, 내축 로터(110)의 직경보다 크고, 외축 로터(10)의 직경보다 작은 직경을 가지는 원통 형상의 부재이다. 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 베이스(80)의 측면(내주면, 외주면) 및 단면에는, 베이스(80)에 고정되는 검출부(230), 베어링부(260), 스테이터 코어부(270) 등의 각부 구성에 따른 단차, 돌기, 함몰부, 구멍 등이 마련되어 있어도 된다. 또한, 실시형태 1에서는, 연장 돌출부(281)의 외주면이 형성하는 고리의 직경은, 제 2 로터 요크(11)의 직경과 동일하다. 또한, 실시형태 1에서는, 베이스(80)가 가지는 연장 돌출부(281)의 타단측에는, 2축 일체형 모터(1)의 장착 대상에 대하여 2축 일체형 모터(1)를 고정할 때에 이용되는 나사 고정 구멍(282)이 마련되어 있다. 또한, 실시형태 1에서는, 연장 돌출부(281)의 내주측 또한 내축 로터(110)의 외주측에 위치하는 고리 형상의 판 형상 부재(295)가 베이스(80)의 타단측에 고정되어 있다. 판 형상 부재(295)는, 예를 들면 나사(296) 등의 고정구를 이용하여 고정되어 있다. 이러한 구체적 형태는 어디까지나 일례이고 이에 한정되는 것은 아니며, 적절히 변경 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 실시형태 1에 의하면, 검출부(230)가 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(270)보다 일단측, 즉, 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)의 출력축측에 위치하고 있으므로, 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)의 센터링 및 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)가 각각 0도로서 검출되는 회전 각도의 갭 조정을 2축 일체형 모터(1)의 출력축측에서 행할 수 있다. 따라서, 출력축측에서 행해지는 센터링 및 갭 조정에 있어서의 검출부(230)로의 액세스시에 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(270)의 배치에 의한 물리적인 차폐의 영향을 억제할 수 있는 점으로부터, 2개의 로터의 회전 각도를 검출하는 검출부(230)의 검출 정밀도 확보를 보다 간편하게 행할 수 있다. 또한, 검출부(230)와 스테이터 코어부(270)의 사이에 베어링부(260)가 위치하므로, 검출부(230)와 스테이터 코어부(270)를 떼어 놓을 수 있어, 검출부(230)에 대한 스테이터 코어부(270)로부터의 자기적 영향을 보다 저감할 수 있다.
또한, 내축 로터(110)에 마련된 자석(112) 및 제 1 코어(71)는, 회전축 방향의 축 길이가 외축 로터(10)에 마련된 자석(12) 및 제 2 코어(75)보다 길다. 따라서, 외축 로터(10)의 출력 토크와 내축 로터(110)의 출력 토크의 차를 보다 작게 하기 쉬워진다.
또한, 제 1 검출부(240)의 회전축 방향의 위치와 제 2 검출부(250)의 회전축 방향의 위치가 동일하다. 따라서, 2축 일체형 모터(1)의 축 길이를 보다 컴팩트하게 할 수 있다. 또한, 제 1 검출부(240)와 제 2 검출부(250) 중 일방이 타방을 회전축 방향에 대하여 차폐하는 경우가 없는 점으로부터, 2개의 로터의 회전 각도를 검출하는 검출부(230)의 검출 정밀도 확보를 보다 간편하게 행할 수 있다.
또한, 제 1 베어링(261)의 일단측의 단부의 회전축 방향의 위치와 제 2 베어링(265)의 일단측의 단부의 회전축 방향의 위치가 동일하다. 따라서, 2축 일체형 모터(1)의 축 길이를 보다 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 회전축(P)으로부터 직경 방향의 외측을 향하여, 내축 로터(110), 스테이터 코어부(270), 외축 로터(10)의 순서로 배치되어 있다. 따라서, 제 1 코어(71) 및 제 2 코어(75)를 내축 로터(110)와 외축 로터(10)의 사이에 집약하여 배치할 수 있는 점으로부터, 2축 일체형 모터(1)의 직경을 보다 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 회전축(P)으로부터 직경 방향의 외측을 향하여, 제 1 회전부(241), 제 1 고정부(242), 제 2 고정부(252), 제 2 회전부(251)의 순서로 배치되어 있다. 따라서, 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)를 제 1 회전부(241)와 제 2 회전부(251)의 사이에 집약하여 배치할 수 있는 점으로부터, 2축 일체형 모터(1)의 직경을 보다 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)에 대하여 일단측에 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)를 피복하는 커버(291)가 마련되어 있다. 따라서, 센터링 및 갭 조정이 완료한 후에 커버(291)를 마련함으로써 검출부(230)를 보호할 수 있다.
(실시형태 2)
도 3은, 실시형태 2에 관련되는 2축 일체형 모터(1A)의 주요 구성(스테이터 코어부(70))의 일례를 나타내는 도이다. 도 4는, 2축 일체형 모터(1A)의 구체적 구성의 일례를 나타내는 도이다. 2축 일체형 모터(1A)는, 각각 개별적으로 회전 가능하게 마련된 회전자인 내축 로터(110)와 외축 로터(10), 고정자인 내축 스테이터(120)와 외축 스테이터(20), 내축 스테이터(120)와 외축 스테이터(20)의 사이에 마련된 비자성체(45)를 가진다. 이하, 도면을 참조한 실시형태의 설명에 관련하여, 2축 일체형 모터(1A)의 회전축 방향을 Z방향이라고 기재하는 경우가 있다. 또한, Z 방향에 직교하는 평면을 따라 서로 직교하는 2방향을 X방향, Y방향이라고 기재하는 경우가 있다.
내축 로터(110)와 외축 로터(10)는, 각각 회전 가능하게 마련되어 회전축 방향이 동일하다. 구체적으로는, 내축 로터(110)는, 원통 형상의 내축 로터 요크(111)와, 내축 로터 요크(111)의 외주면을 따라 고리 형상으로 배치된 자석(112)을 가진다. 외축 로터(10)는, 원통 형상의 외축 로터 요크(11)와, 외축 로터 요크(11)의 내주면을 따라 고리 형상으로 배치된 자석(12)을 가진다. 실시형태 2의 내축 로터(110)와 외축 로터(10)는 회전축(P)이 공통되어 있지만, 내축 로터(110)와 외축 로터(10)에서 회전축의 위치가 상이해도 된다.
내축 스테이터(120)는, 코일(150)이 마련된 내축 모터 코어(130)를 가진다. 내축 로터(110)는, 내축 모터 코어(130)의 코일(150)에 대한 전력 공급에 따라 회전한다. 외축 스테이터(20)는, 코일(50)이 마련된 외축 모터 코어(30)를 가진다. 외축 로터(10)는, 외축 모터 코어(30)의 코일(50)에 대한 전력 공급에 따라 회전한다.
실시형태 2의 내축 스테이터(120)는, 내축 모터 코어(130)의 외측에 마련된 원통 형상의 내축 스테이터 백 요크(140)를 가진다. 또한, 실시형태 2의 외축 스테이터(20)는, 외축 모터 코어(30)의 내측에 마련된 원통 형상의 외축 스테이터 백 요크(40)를 가진다. 실시형태 2의 내축 스테이터 백 요크(140)와 외축 스테이터 백 요크(40)는, 회전축 방향에 대하여 일체의 부재로서 마련된 원통 형상의 부재이고, 예를 들면 철 또는 압분 자심(더스트 코어)으로 이루어진다.
실시형태 2의 2축 일체형 모터(1A)는, 회전축(P)을 중심으로 한 직경의 내측으로부터 외측을 향하여, 내축 로터(110), 내축 스테이터(120), 비자성체(45), 외축 스테이터(20), 외축 로터(10)의 순서로 이들 구성이 배치되어 있다. 실시형태 2의 비자성체(45)는, 예를 들면, 내축 모터 코어(130)와 외축 모터 코어(30)의 사이에 위치한다. 보다 구체적으로는, 비자성체(45)는, 내축 스테이터 백 요크(140)와 외축 스테이터 백 요크(40)의 사이에 위치하고, 내축 스테이터 백 요크(140) 및 외축 스테이터 백 요크(40)의 적어도 어느 일방에 고정되어 있다. 이와 같이, 회전축(P)을 중심으로 한 원주 방향을 따른 내축 스테이터(120)와 외축 스테이터(20)의 인접 위치에는 비자성체(45)가 개재하고 있다.
비자성체(45)는, 예를 들면 비자성의 합금 또는 수지 또는 이들 양방을 이용한 부재이다. 보다 구체적으로는, 비자성체(45)는, 예를 들면 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스(예를 들면, SUS316, SUS305 등)의 비자성 스테인리스 합금, 합성 수지의 어느 하나 이상의 소재를 이용하여 원통 형상으로 형성된 부재이다. 이러한 비자성체(45)의 원통은, 회전축(P)에 직교하는 방향의 단면 형상이 회전축(P)을 중심으로 한다. 비자성체(45)가 합금인 경우, 예를 들면 접착제에 의한 접착 또는 가열 감합 등의 방법으로 고정된다. 비자성체(45)가 수지인 경우, 내축 스테이터 백 요크(140)와 외축 스테이터 백 요크(40)의 사이에 미리 원통 형상으로 형성된 비자성체(45)를 감입하여 접착하는 방법으로 고정되어도 되고, 내축 스테이터 백 요크(140)와 외축 스테이터 백 요크(40)의 사이에 수지를 충전하는 방법으로 고착 형성되어도 된다.
도 5, 도 6, 도 7은, 비자성체의 구체적 형상의 예로서 도 3과는 상이한 형상의 예를 나타내는 도이다. 본 발명에 관련된 비자성체는, 회전축(P)에 직교하는 방향의 단면 형상이 고리 형상으로 도중에 끊어지지 않고 연속하는 원통 형상이 아니어도 되고, 원호 형상의 부재여도 된다. 구체적으로는, 비자성체(45a)는, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 단면 형상이 그리는 고리의 1개소가 도중에 끊어져 비연속인 형상이어도 된다. 이 경우, 예를 들면 비자성체(45a)가 합금인 경우, 판 형상의 합금을 원호 형상으로 만곡시킴으로써 원통 형상의 비자성체(45a)를 보다 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 비자성체는, 예를 들면 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 복수의 원호 형상의 부재를 조합하여 전체로서 원통 형상으로 형성되어도 된다. 도 6에서는, 비자성체가 2개의 비자성 부재(45b, 45b)를 가지는 예를 나타내고, 도 7에서는, 비자성체가 3개의 비자성 부재(45c, 45c, 45c)를 가지는 예를 나타내고 있지만, 이것은 일례이고 이에 한정되는 것은 아니다. 비자성체는, 4개 이상의 부재에 의해 구성되어도 된다. 또한, 비자성체는, 회전축 방향에 대해서도 복수의 부재가 나열하여 마련되는 구성이어도 된다. 도 5∼도 7에 있어서의 비연속 개소(AP)는, 공극이어도 되고, 비연속 개소(AP)를 사이에 두고 대향하는 비자성체끼리가 맞닿아 있어도 된다. 또한, 비연속 개소(AP)에 접착제 등이 충전되어도 된다. 이하, 비자성체(45, 45a) 및 비자성체를 구성하는 비자성 부재(45b, 45c)를 합쳐 비자성체(45) 등이라고 기재하는 경우가 있다.
이상 설명한 구성 중 내축 스테이터(120) 및 외축 스테이터(20)는, 예를 들면 도 4에 나타내는 2축 일체형 모터(1A)의 스테이터 코어부(70)에 마련되어 있지만, 이것은 본 발명에 관련되는 2축 일체형 모터의 구체적 구성의 일례이고 이에 한정되는 것은 아니며, 적절히 변경 가능하다.
이하, 2축 일체형 모터(1A)의 구체적 구성례에 대하여, 도 4를 참조하여 설명한다. 내축 로터(110)는, 회전축 방향의 축 길이가 외축 로터(10)보다 길다. 구체적으로는, 외축 로터 요크(11)가 마련되어 있는 2축 일체형 모터(1A)의 외주측에는, 실시형태 2에 있어서 외축 스테이터 백 요크(40)와 일체적으로 형성되어 있는 베이스(280)로부터 연장된 연장 돌출부(281)가 타단측에서 연장 돌출하고 있다. 외축 로터 요크(11)는, 연장 돌출부(281)와 비접촉의 상태로 마련되어 있다. 한편, 내축 로터 요크(111)가 마련되어 있는 2축 일체형 모터(1A)의 내주측에는, 2축 일체형 모터(1A)가 구비하는 다른 구성은 배치되어 있지 않다. 이러한 내주측에 마련되어 있는 내축 로터 요크(111)는, 회전축 방향의 폭이 2축 일체형 모터(1A)의 일단측으로부터 타단측까지의 폭과 대략 동등하다. 한편, 외축 로터 요크(11)는, 연장 돌출부(281)가 가지는 회전축 방향의 폭에 따라, 회전축 방향의 폭이 내축 로터 요크(111)보다 작게 되어 있다. 또한, 외축 스테이터 백 요크(40)와 베이스(280)는, 일체적으로 형성되어 있어도 되고, 별체여도 된다.
전동기의 출력 토크의 대소에는 회전축(P)으로부터 추력 발생 위치(자석과 코일의 사이)까지의 거리의 대소가 관계된다. 이 때문에, 외축 로터(10)는 상대적으로 내축 로터(110)보다 토크가 커지기 쉽다. 실시형태 2에서는, 내축 로터(110)에 마련된 자석(112) 및 내축 스테이터(120)의 축 길이를 외축 로터(10)에 마련된 자석(12) 및 외축 스테이터(20)보다 길게 함으로써, 외축 로터(10)의 추력에 비하여 내축 로터(110)의 추력을 보다 크게 하고 있다. 이에 의해, 실시형태 2에서는 외축 로터(10)의 출력 토크와 내축 로터(110)의 출력 토크의 차를 보다 작게 하고 있다.
내축 로터 요크(111) 및 외축 로터 요크(11)의 일단측에 위치하는 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)의 출력 단부(11a, 111a)에는, 각각 나사 고정 구멍(11b, 111b)이 마련되어 있다. 이러한 나사 고정 구멍(11b, 111b)이 마련된 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)의 각각에 대하여 피구동체를 나사 고정함으로써, 피구동체에 회전 구동력이 전달된다.
2축 일체형 모터(1A)는, 외축 스테이터 백 요크(40)에 장착되어, 일단측으로부터 순서대로 나열된, 검출부(230), 베어링부(260), 스테이터 코어부(70)를 구비한다. 또한, 도 4와 같은 단면에서 본 경우, 검출부(230), 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(70)가 동축으로 배치되어 있다. 구체적으로는, 외축 스테이터 백 요크(40)에 장착되어 있는 검출부(230) 및 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(70)는, 내축 로터(110)와 외축 로터(10)의 사이의 범위 내에서 회전축 방향을 따라 나열되도록 배치되어 있다.
실시형태 2의 검출부(230)는, 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)가 마련되어 있는 기부(231)가 외축 스테이터 백 요크(40)에 고정됨으로써, 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)가 외축 스테이터 백 요크(40)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 기부(231)는, 고정구(232, 233)를 이용하여 외축 스테이터 백 요크(40)에 장착되어 있다.
검출부(230)는, 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)를 가진다. 제 1 검출부(240)는, 내축 로터(110)의 회전 각도를 검출한다. 구체적으로는, 제 1 검출부(240)는, 제 1 회전부(241)와 제 1 고정부(242)를 가진다. 제 1 회전부(241)는, 내축 로터(110)에 고정되어 내축 로터(110)와 함께 회전한다. 제 1 고정부(242)는, 기부(231)를 개재하여 외축 스테이터 백 요크(40)에 고정되어 제 1 회전부(241)의 회전 각도를 검출한다. 보다 구체적으로는, 제 1 검출부(240)는, 예를 들면 리졸버이다. 제 1 회전부(241)는, 예를 들면, 내축 로터(110)의 외주면측으로서, 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(70)에 대하여 일단측의 위치에 고정되어 있다. 제 1 회전부(241)는, 자석을 가지고, 내축 로터(110)가 회전함으로써 당해 자석이 제 1 고정부(242)에 대하여 회전한다. 제 1 고정부(242)는, 제 1 회전부(241)에 대하여 직경 방향에 대하여 외주측의 위치에 고정되어 있다. 제 1 고정부(242)는, 제 1 회전부(241)의 회전에 의한 자석의 이동에 따른 전자 유도를 발생시키는 코일을 가진다. 제 1 검출부(240)는, 제 1 고정부(242)가 가지는 코일로부터의 출력에 기초하여 제 1 회전부(241)가 고정된 내축 로터(110)의 회전 각도를 검출한다.
제 2 검출부(250)는, 외축 로터(10)의 회전 각도를 검출한다. 구체적으로는, 제 2 검출부(250)는, 제 2 회전부(251)와 제 2 고정부(252)를 가진다. 제 2 회전부(251)는, 외축 로터(10)에 고정되어 외축 로터(10)와 함께 회전한다. 제 2 고정부(252)는, 기부(231)를 개재하여 외축 스테이터 백 요크(40)에 고정되어 제 2 회전부(251)의 회전 각도를 검출한다. 보다 구체적으로는, 제 2 검출부(250)는, 예를 들면 리졸버이다. 제 2 회전부(251)는, 예를 들면, 외축 로터(10)의 내주면측으로서, 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(70)에 대하여 일단측의 위치에 고정되어 있다. 제 2 회전부(251)는, 자석을 가지고, 외축 로터(10)가 회전함으로써 당해 자석이 제 2 고정부(252)에 대하여 회전한다. 제 2 고정부(252)는, 제 2 회전부(251)에 대하여 직경 방향에 대하여 내주측의 위치에 고정되어 있다. 제 2 고정부(252)는, 제 2 회전부(251)의 회전에 의한 자석의 이동에 따른 전자 유도를 발생시키는 코일을 가진다. 제 2 검출부(250)는, 제 2 고정부(252)가 가지는 코일로부터의 출력에 기초하여 제 2 회전부(251)가 고정된 외축 로터(10)의 회전 각도를 검출한다.
실시형태 2의 검출부(230)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 검출부(240)의 회전축 방향의 위치와 제 2 검출부(250)의 회전축 방향의 위치가 동일하다. 제 1 검출부(240)와 제 2 검출부(250)는, 회전축(P)에 직교하는 동일 평면 상에 위치한다고도 할 수 있다. 또한, 실시형태 2의 검출부(230)는, 회전축(P)의 중심으로부터 직경의 외측을 향하여, 제 1 회전부(241), 제 1 고정부(242), 제 2 고정부(252), 제 2 회전부(251)의 순서로 배치되어 있다.
실시형태 2의 검출부(230)는 리졸버이고, 2축 일체형 모터(1A)로의 장착시에 회전 각도의 검출 정밀도를 보다 높이기 위한 공정으로서 센터링 및 갭 조정이 행해진다. 센터링 및 갭 조정시에, 내축 로터(110)와 제 1 회전부(241)의 고정 위치 관계의 조정, 외축 로터(10)와 제 2 회전부(251)의 고정 위치 관계의 조정, 외축 스테이터 백 요크(40)에 대한 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)의 고정 위치의 조정 등의 작업이 필요해지는 경우가 있다. 이러한 작업을 행하기 때문에, 이러한 작업에 관계하는 각 구성의 위치 관계의 조정을 행할 때에 검출부(230)보다 작업자측에 다른 구성(예를 들면, 스테이터 코어나 베어링 등)이 마련되어 있으면, 이러한 다른 구성에 의해 검출부(230)로의 액세스가 방해되어 작업이 번잡해지는 경우가 있다. 실시형태 2에서는, 검출부(230)가 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(70)에 대하여 출력축측에 위치하므로, 작업자는 검출부(230)에 대하여 보다 양호하게 액세스를 행할 수 있는 점으로부터, 센터링 및 갭 조정을 보다 간편하게 행할 수 있다. 이와 같이, 실시형태 2에 의하면, 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)의 회전 각도를 검출하는 검출부(230)의 검출 정밀도 확보에 관련되는 작업을 보다 간편하게 행할 수 있다.
제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)에 대하여 일단측에 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)를 피복하는 커버(291)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 커버(291)는, 예를 들면 내축 로터(110)의 원통과 외축 로터(10)의 원통의 사이에 마련되는 고리 형상의 형상을 가지는 판 형상 부재이고, 회전축(P)에 직교하는 평면을 따라 배치되어 있다. 커버(291)는, 예를 들면 나사(292) 등의 고정구를 이용하여 검출부(230)의 일단측에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 커버(291)는, 예를 들면 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)가 마련되어 있는 기부(231)에 고정되어 있다.
베어링부(260)는, 제 1 베어링(261) 및 제 2 베어링(265)을 가진다. 제 1 베어링(261)은, 내축 로터(110)와 연동하여 회전한다. 제 2 베어링(265)은, 외축 로터(10)와 연동하여 회전한다. 구체적으로는, 베어링부(260)는, 회전축 방향에 대하여 검출부(230)와 스테이터 코어부(70)의 사이의 위치에 마련되어 있다. 제 1 베어링(261)은, 예를 들면 외축 스테이터 백 요크(40)에 대하여 내주측 또한 내축 로터(110)에 대하여 외주측인 위치에 마련되어, 외축 스테이터 백 요크(40)와 내축 로터(110)의 사이에 개재한다. 제 1 베어링(261)이 외축 스테이터 백 요크(40)와의 사이에 개재하고 있음으로써, 내축 로터(110)는 회전 가능하게 축지지되어 있다. 제 2 베어링(265)은, 예를 들면 외축 스테이터 백 요크(40)에 대하여 외주측 또한 외축 로터(10)에 대하여 내주측에 마련되어, 외축 스테이터 백 요크(40)와 외축 로터(10)의 사이에 개재한다. 제 2 베어링(265)이 외축 스테이터 백 요크(40)와의 사이에 개재하고 있음으로써, 외축 로터(10)는 회전 가능하게 축지지되어 있다.
2축 일체형 모터(1A)는, 제 1 베어링(261)의 일단측의 단부의 회전축 방향의 위치와 제 2 베어링(265)의 일단측의 단부의 회전축 방향의 위치가 동일하다. 구체적으로는, 예를 들면 도 4에 나타내는 바와 같이, 2개의 베어링(262, 263)을 구비하는 제 1 베어링(261) 및 2개의 베어링(266, 267)을 구비하는 제 2 베어링(265) 중 상대적으로 일단측에 위치하는 베어링(262)과 베어링(266)의 각각의 일단측의 단부끼리는, 회전축(P)에 직교하는 동일 평면을 따른다.
실시형태 2에서는, 제 1 베어링(261) 및 제 2 베어링(265)이 각각 2개의 볼 베어링인 베어링(262, 263) 및 베어링(266, 267)을 구비하는 구성이지만, 이것은 제 1 베어링(261) 및 제 2 베어링(265)의 구체적 구성의 일례이고 이에 한정되는 것은 아니다. 제 1 베어링(261) 및 제 2 베어링(265)은, 각각 1개 이상의 베어링을 가지고 있으면 된다.
외축 스테이터 백 요크(40) 중 스테이터 코어부(70)의 일단측 및 타단측에 연장 돌출하는 부분에는, 외축 스테이터 백 요크(40)에 고정되는 검출부(230) 및 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(70) 등의 각부 구성에 따른 단차, 돌기, 함몰부, 구멍 등이 마련되어 있다. 또한, 실시형태 2에서는, 연장 돌출부(281)의 외주면이 형성하는 고리의 직경은, 외축 로터 요크(11)의 직경과 동일하다. 또한, 실시형태 2에서는, 베이스(280)에는, 2축 일체형 모터(1A)의 장착 대상에 대하여 2축 일체형 모터(1A)를 고정할 때에 이용되는 나사 고정 구멍(282)이 마련되어 있다. 또한, 실시형태 2에서는, 연장 돌출부(281)의 내주측 또한 내축 로터(110)의 외주측에 위치하는 고리 형상의 판 형상 부재(295)가 베이스(280)에 고정되어 있다. 판 형상 부재(295)는, 예를 들면 나사(296) 등의 고정구를 이용하여 고정되어 있다. 이들의 구체적 형태는 어디까지나 일례이고 이에 한정되는 것은 아니며, 적절히 변경 가능하다.
도 8은, 실시형태 2에 관련되는 고정자(스테이터)의 구체적 구조의 일례를 나타내는 도이다. 2축 일체형 모터(1A)가 가지는 고정자(스테이터)의 구체적 구성례에 대하여, 도 3 및 도 8을 참조하여 외축 스테이터(20)를 예로서 설명한다. 외축 모터 코어(30)는, 외주측에 위치하는 고리 형상의 가장자리부(31)와, 가장자리부(31)로부터 내측을 향하여 돌출하는 4 이상의 심부(芯部)(32)를 가진다. 심부(32)에는 각각 코일(50)이 마련되어 있다. 외축 모터 코어(30)는, 후술하는 전자 강판(60)이 고리 형상으로 배치된 전자 강판층이 적층된 적층 구조를 가진다. 가장자리부(31)는, 이러한 적층 구조에 의해 전체로서 회전축(P)을 중심축으로 한 원통형을 따르도록 위치하고 있다. 또한, 4 이상의 심부(32) 및 코일(50)은, 가장자리부(31)의 내측에서 회전축(P)을 중심축으로 한 고리 형상으로 배치되어 있다. 외축 스테이터 백 요크(40)는, 심부(32)에 대하여 외축 로터(10)의 반대측에 위치한다.
도 8에서는, 외축 스테이터(20) 및 내축 스테이터(120)를 Z방향으로부터 보고 있다. 또한, 도 8에서는, 심부(32)를 구성하는 티스(61, 161)를 명시하는 것을 목적으로 하여, 도 3에서 심부(32, 132)를 둘러싸고 있던 코일(50, 150)의 권선(卷線)의 일부의 도시를 생략하고 있다. 도 9는, 실시형태 2에 관련되는 외축 모터 코어(30)가 가지는 전자 강판층의 적층 구조를 나타내는 도이다. 도 9에서는, 외축 모터 코어(30)를 Z방향에 직교하는 1 방향(예를 들면, Y방향)으로부터 보고 있다. 도 10은, 실시형태 2에 관련되는 1개의 전자 강판(60)을 나타내는 도이다.
외축 모터 코어(30)는, 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 전자 강판층이 Z방향으로 복수 적층된 구조를 가진다. 1개의 전자 강판층에는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 전자 강판(60)이 고리 형상으로 복수 배치되어 있다. 전자 강판(60)은, 도 8 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 2개의 티스(61)를 가진다. 외축 모터 코어(30)는, 적층 구조에 의해 복수의 전자 강판층의 각각이 가지는 전자 강판(60)의 티스(61)가 적층됨으로써 코일(50)의 심부(32)를 형성하고 있다. 즉, 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 외축 스테이터(20)에 마련되는 코일(50)의 코어로서 기능하는 심부(32)는, Z방향으로 적층된 티스(61)로 이루어진다.
1개의 전자 강판(60)은, 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 2개의 티스(61)를 물리적으로 연속시키고 있는 기부(62)를 가진다. 구체적으로는, 기부(62)는, 예를 들면 1개의 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리를 소정의 거리로 위치시키는 원호 형상의 형상을 가진다. 1개의 전자 강판층에 있어서 복수의 전자 강판(60)이 고리 형상으로 배치되고, 또한, 복수의 전자 강판층이 적층됨으로써, 기부(62)끼리가 맞닿아 가장자리부(31)가 형성된다. 실시형태 2에서는, 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리는, 외축 로터(10)의 반대측이 비연속이다. 구체적으로는, 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 기부(62)의 반대측에 있어서, 티스(61)의 선단은 인접하는 다른 티스(61)에 대하여 간극을 두고 배치되어 있다. 이와 같이, 외축 모터 코어(30)의 직경 방향에 대하여 기부(62)로부터 돌출하도록 마련된 티스(61)끼리의 사이에는 간극(슬롯)이 마련되어 있다. 또한, 전자 강판층에 배치된 전자 강판(60)은, 2개의 티스(61)에 대하여 회전자측에 위치하는 기부(62)로부터 외축 로터(10)의 반대측에 2개의 티스(61)가 돌출하고 있다.
보다 구체적으로는, 외축측의 모터와 같은 소위 아우터 로터의 전동기에서는, 기부(62)가 가지는 원호의 내측을 향하도록 돌출하는 2개의 티스(61)가 전자 강판(60)에 마련되어 있다. 기부(62)의 형상은 반드시 원호 형상이 아니어도 된다. 예를 들면 도 10 등에 나타내는 바와 같이, 기부(62)의 티스(61)가 돌출하는 측은 티스(61)의 돌출 방향에 직교하는 직선 형상이어도 된다. 도 10에 나타내는 전자 강판(60)은, 예를 들면, 기부(62)로부터 2개의 티스(61)가 돌출함으로써 2개의 T자의 상변이 연결되어 있는 형상으로 되어 있다. 심부(32)를 구성하는 티스(61)에 대하여 T자의 상변과 같이 원주 방향의 양측이 돌출하는 기부(62)는, 직경 방향에 대하여 코일(50)을 걸어 멈춘다. 이에 의해, 외축 로터(10)가 위치하는 방향에 대한 코일(50)의 권선의 연장 돌출, 튀어나옴 등을 억제할 수 있다. 또한, 기부(62)는, 연결된 T자의 상변 중 티스(61)가 돌출하고 있지 않은 측이 원호 형상으로 되어 있다.
기부(62)는, 1개의 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리의 중간점에 대응하는 부분이 다른 부분보다 좁게 되어 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 당해 중간점에 대응하는 부분인 중간부(63)는, 직경 방향에 대하여 내측이 오목 렌즈 단면의 만곡 형상과 같이 만곡하고 있고, 직경 방향에 대한 기부(62)의 굵기가 좁아져 있다. 티스(61)는, 회전축 방향을 따라 복수가 적층됨으로써 심부(32)를 형성하고, 코일(50)이 마련되는 구성이지만, 인접하는 코일(50)끼리의 사이에서 서로 자기가 돌아 들어가는 것에 의한 자계의 간섭이 생길 수 있다. 이러한 자계의 간섭은, 2축 일체형 모터(1A)의 효율을 보다 높이는 관점에 있어서 보다 저감되는 것이 바람직하다. 자기의 돌아 들어감은, 티스(61)끼리가 물리적으로 연결되어 있지 않은 개방 슬롯(KS)보다 티스(61)끼리가 물리적으로 연결되어 있는 폐쇄 슬롯(HS)에서 상대적으로 강하게 생기는 경향을 나타낸다. 또한, 자기의 돌아 들어감은, 폐쇄 슬롯(HS)에 있어서의 물리적인 연속의 정도가 클수록 상대적으로 강하게 생기는 경향을 나타낸다. 그래서, 실시형태 2에서는, 티스(61)끼리의 중간점에 대응하는 부분을 다른 부분보다 좁게 함으로써, 자기의 돌아 들어감을 억제하고 있다. 이에 의해, 자계의 간섭에 의한 효율의 저하를 억제할 수 있고, 2축 일체형 모터(1A)의 효율을 보다 높은 효율로 할 수 있다. 또한, 도 8에 있어서 괄호를 붙여 부호가 부여되어 있는 중간부(63)는, 부호에 괄호가 붙여져 있지 않은 중간부(63)를 가지는 전자 강판(60)이 배치된 전자 강판층과 상이한 전자 강판층에 배치되어 있는 전자 강판(60)의 중간부(63)이다.
도 11은, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판(60)의 배치의 2가지의 위상 중 일방을 나타내는 도이다. 도 12는, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판(60)의 배치의 2가지의 위상 중 타방을 나타내는 도이다. 도 11과 도 12의 차이는, 동일 방향으로부터 본 위상이 상이한 전자 강판(60)의 배치의 차이를 나타내고 있다. 이하, 도 11에 나타내는 일방의 위상을 제 1 위상이라고 기재한다. 또한, 도 12에 나타내는 타방의 위상을 제 2 위상이라고 기재한다. 부호 PS1은, 제 1 위상의 전자 강판층을 나타낸다. 부호 PS2는, 제 2 위상의 전자 강판층을 나타낸다.
1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판(60)의 배치의 위상은, 2가지 있다. 외축 스테이터(20)는, 이러한 2가지의 위상의 전자 강판층을 가진다. 구체적으로는, 2가지의 위상끼리는, 전자 강판(60)의 배치의 위상이 1티스분(分) 어긋나 있다. 2개의 위상끼리에서 전자 강판(60)의 배치의 위상이 1티스분 어긋나 있음으로써, 1개의 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)의 배치는 2개의 위상간에서 엇갈리게 된다. 구체적으로는, 예를 들면 제 1 위상에 있어서 1개의 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)인 티스(61a, 61b) 중 일방(티스(61a))이 배치되어 있는 위치에는, 제 2 위상에 있어서 타방(티스(61b))이 위치하고 있다. 또한, 제 2 위상에 있어서 1개의 전자 강판(60)이 가지는 티스(61a, 61b) 중 일방(티스(61a))이 배치되어 있는 위치에는, 제 1 위상에 있어서 타방(티스(61b))이 위치하고 있다. 도 11 및 도 12에서는, 위상을 구별하는 목적으로, 2개의 티스(61) 중 일방에 부호 61a를 부여하고, 타방에 부호 61b를 부여하고 있다.
실시형태 2에서는, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판(60)끼리는, 간극을 두고 배치되어 있다. 구체적으로는, 1개의 전자 강판층에 있어서 고리 형상으로 배치되어 있는 전자 강판(60)끼리는 비접촉이다. 보다 구체적으로는, 각각 상이한 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)로서 비접촉의 상태로 인접하는 티스(61)끼리의 간격과, 1개의 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리의 간격이 동일해지도록 1개의 전자 강판층에 있어서의 고리 형상의 배치 방향을 따라 전자 강판(60)이 배치되어 있다. 이와 같이, 2개의 티스(61)끼리의 간극(슬롯)이 1개의 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리의 간극(폐쇄 슬롯(HS))인지 상이한 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리의 간극(개방 슬롯(KS))인지에 상관없이, 고리 형상으로 배치된 티스(61)끼리의 간격은 동일하다.
실시형태 2에서는, 전자 강판(60)의 형상은, 각각 상이한 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)로서 비접촉의 상태로 인접하는 티스(61)끼리의 간격과 1개의 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리의 간격을 동일하게 할 수 있는 형상이다. 구체적으로는, 기부(62) 중 1개의 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리를 연결하도록 연장되어 있는 부분의 연장 길이는, 티스(61)로부터 그 연장 방향의 반대측을 향하여 돌출하는 부분의 연장 길이의 2배 이상이다.
실시형태 2에서는, 인접하는 전자 강판층끼리의 복수의 전자 강판(60)의 배치의 위상이 상이하다. 구체적으로는, 외축 모터 코어(30)는, 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 1 위상의 전자 강판층(PS1)과 제 2 위상의 전자 강판층(PS2)이 번갈아 적층되어도 된다. 이 때문에, 축 방향에 대하여, 개방 슬롯(KS)과 폐쇄 슬롯(HS)이 번갈아 나열된다. 또한, 실시형태 2에서는, 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 2가지의 위상의 전자 강판층의 각각의 수가 동일하다. 이 경우, 외축 모터 코어(30)의 슬롯은, 회전축 방향에 대하여 2층의 전자 강판층에 대하여 1층이 개방 슬롯(KS)이고 1층이 폐쇄 슬롯(HS)인 슬롯(반폐쇄 슬롯)이 된다. 이러한 구조에 의하면, 1층의 전자 강판층이 고리 형상으로 완전하게 연속하는 완전한 폐쇄 슬롯(HS)인 구조에 비하여 경량이 된다. 또한, 이러한 구조에 의하면, 티스(61)가 적층되어 이루어지는 심부(32)에 마련되는 코일(50)끼리의 사이에서 서로 생기는 자기의 돌아 들어감을 저감시킬 수 있기 때문에, 2축 일체형 모터(1A)의 효율을 보다 높일 수 있다.
도 13은, 동일한 위상의 전자 강판층이 연속하여 적층되는 경우의 일례를 나타내는 도이다. 도 9에 나타내는 예에서는, 회전축 방향으로 인접하는 전자 강판층끼리의 복수의 전자 강판(60)의 배치의 위상이 상이하지만, 이것은 적층되어 있는 전자 강판층끼리의 위상의 관계의 일례를 나타내는 것이고 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 13에 나타내는 바와 같이, 동일 위상의 연속수가 2 이상이어도 된다. 동일 위상의 연속수란, 동일한 위상을 가지는 전자 강판층이 회전축 방향을 따라 연속하는 수이다. 도 13에 나타내는 예의 경우, 동일 위상의 연속수는 5이지만, 4 이하 또는 6 이상의 임의인 자연수여도 된다.
또한, 인 로터의 전동기와 아우터 로터의 전동기의 차이에 관련되는 특필 사항을 제외하고, 외축 스테이터(20)에 관련되는 설명 중, 외축 스테이터(20), 외축 모터 코어(30), 가장자리부(31), 심부(32), 코일(50), 전자 강판(60), 티스(61, 61a, 61b), 기부(62), 중간부(63), 폐쇄 슬롯(HS), 개방 슬롯(KS), 제 1 위상의 전자 강판층(PS1), 제 2 위상의 전자 강판층(PS2)의 각 구성에 관련되는 설명은, 각 구성의 부호를 각각, 내축 스테이터(120), 내축 모터 코어(130), 가장자리부(131), 심부(132), 코일(150), 전자 강판(160), 티스(161, 161a, 161b), 기부(162), 중간부(163), 폐쇄 슬롯(hs), 개방 슬롯(ks), 제 1 위상의 전자 강판층(ps1), 제 2 위상의 전자 강판층(ps2)으로 치환함으로써, 내축 스테이터(120)에 관련되는 설명으로 바꿔 읽을 수 있다.
도 14는, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판(160)의 배치의 2가지의 위상 중 일방을 나타내는 도이다. 도 15는, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판(160)의 배치의 2가지의 위상 중 타방을 나타내는 도이다. 내축측의 모터와 같이 소위 인 로터의 전동기가 가지는 내축 스테이터(120)에서는, 코일(150)이 내축 모터 코어(130)의 외측에 마련되어 있다. 구체적으로는, 기부(162)가 가지는 원호의 외측을 향하도록 돌출하는 2개의 티스(161)가 전자 강판(160)에 마련되어 있다. 기부(162)의 형상은 반드시 원호 형상이 아니어도 된다. 예를 들면, 기부(162)의 티스(161)가 돌출하는 측은 티스(161)의 돌출 방향에 직교하는 직선 형상이어도 된다. 또한, 내축 스테이터 백 요크(140)는, 내축 모터 코어(130)의 외측에 마련되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 실시형태 2에 의하면, 회전축(P)으로부터 직경 방향의 외측을 향하여, 내축 로터(110), 내축 스테이터(120), 외축 스테이터(20), 외축 로터(10)의 순서로 배치되어 있고, 내축 스테이터(120)와 외축 스테이터(20)의 인접 위치에 비자성체(45) 등이 개재하고 있으므로, 비자성체(45) 등에 의해 내축 스테이터(120)와 외축 스테이터(20)의 각각에 생기는 자계의 간섭을 비자성체(45) 등에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 자계의 간섭을 보다 억제할 수 있다.
또한, 내축 스테이터(120)는, 코일(150)이 마련된 내축 모터 코어(130)를 가지고, 외축 스테이터(20)는, 코일(50)이 마련된 외축 모터 코어(30)를 가지며, 비자성체(45) 등은, 내축 모터 코어(130)와 외축 모터 코어(30)의 사이에 위치한다. 따라서, 자계를 발생시키는 코일(50, 150)이 마련된 내축 모터 코어(130)와 외축 모터 코어(30)의 사이에 비자성체(45) 등이 개재하므로, 보다 확실하게 자계의 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 내축 스테이터(120)는, 내축 모터 코어(130)의 외측에 마련된 원통 형상의 내축 스테이터 백 요크(140)를 가지고, 외축 스테이터(20)는, 외축 모터 코어(30)의 내측에 마련된 원통 형상의 외축 스테이터 백 요크(40)를 가지며, 비자성체(45) 등은, 내축 스테이터 백 요크(140)와 외축 스테이터 백 요크(40)의 사이에 위치한다. 따라서, 비자성체(45) 등의 형상은, 이러한 원통 형상의 내축 스테이터 백 요크(140)와 외축 스테이터 백 요크(40)의 사이에 수용되는 형상이면 되게 된다. 따라서, 보다 간편하게 비자성체(45) 등을 마련할 수 있다.
또한, 비자성체(45) 등은, 회전축(P)에 직교하는 방향의 단면 형상이 회전축(P)을 중심으로 하는 원호 형상의 부재이다. 따라서, 회전축(P)을 중심으로 한 원통 형상의 형상으로 2축 일체형 모터(1A)를 수용하기 쉬워진다.
또한 ,비자성체(45) 등은, 비자성의 합금 또는 수지이다. 따라서, 보다 확실하게 자계의 간섭을 비자성체(45) 등에 의해 억제할 수 있다. 또한, 입수가 비교적 용이한 재료로 비자성체(45) 등을 마련할 수 있어, 보다 저비용으로 자계의 간섭을 억제할 수 있다.
또한, 검출부(230)가 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(70)보다 일단측, 즉, 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)의 출력축측에 위치하고 있으므로, 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)의 센터링 및 내축 로터(110) 및 외축 로터(10)가 각각 0도로서 검출되는 회전 각도의 갭 조정을 2축 일체형 모터(1A)의 출력축측에서 행할 수 있다. 따라서, 출력축측에서 행해지는 센터링 및 갭 조정에 있어서의 검출부(230)로의 액세스시에 베어링부(260) 및 스테이터 코어부(70)의 배치에 의한 물리적인 차폐의 영향을 억제할 수 있는 점으로부터, 2개의 로터의 회전 각도를 검출하는 검출부(230)의 검출 정밀도 확보를 보다 간편하게 행할 수 있다. 또한, 검출부(230)와 스테이터 코어부(70)의 사이에 베어링부(260)가 위치하므로, 검출부(230)와 스테이터 코어부(70)를 떼어 놓을 수 있어, 검출부(230)에 대한 스테이터 코어부(70)로부터의 자기적 영향을 보다 저감할 수 있다.
또한, 전동기의 출력 토크의 대소에는 회전축(P)으로부터 추력 발생 위치(자석과 코일의 사이)까지의 거리의 대소가 관계되기 때문에 외축 로터(10)가 상대적으로 내축 로터(110)보다 출력 토크가 커지기 쉬운 것을 고려하여, 내축 로터(110)에 마련된 자석(112) 및 내축 스테이터(120)를, 회전축 방향의 축 길이가 외축 로터(10)에 마련된 자석(12) 및 외축 스테이터(20)보다 길게 하고 있다. 따라서, 외축 로터의 추력에 비하여 내축 로터(110)의 추력을 보다 크게 할 수 있고, 외축 로터(10)의 출력 토크와 내축 로터(110)의 출력 토크의 차를 보다 작게 하기 쉬워진다.
또한, 제 1 검출부(240)의 회전축 방향의 위치와 제 2 검출부(250)의 회전축 방향의 위치가 동일하다. 따라서, 2축 일체형 모터(1A)의 축 길이를 보다 컴팩트하게 할 수 있다. 또한, 제 1 검출부(240)와 제 2 검출부(250) 중 일방이 타방을 회전축 방향에 대하여 차폐하는 경우가 없는 점으로부터, 2개의 로터의 회전 각도를 검출하는 검출부(230)의 검출 정밀도 확보를 보다 간편하게 행할 수 있다.
또한, 제 1 베어링(261)의 일단측의 단부의 회전축 방향의 위치와 제 2 베어링(265)의 일단측의 단부의 회전축 방향의 위치가 동일하다. 따라서, 2축 일체형 모터(1A)의 축 길이를 보다 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 회전축(P)으로부터 직경 방향의 외측을 향하여, 내축 로터(110), 스테이터 코어부(70), 외축 로터(10)의 순서로 배치되어 있다. 따라서, 내축 스테이터(120) 및 외축 스테이터(20)를 내축 로터(110)와 외축 로터(10)의 사이에 집약하여 배치할 수 있는 점으로부터, 2축 일체형 모터(1A)의 직경을 보다 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 회전축(P)으로부터 직경 방향의 외측을 향하여, 제 1 회전부(241), 제 1 고정부(242), 제 2 고정부(252), 제 2 회전부(251)의 순서로 배치되어 있다. 따라서, 제 1 고정부(242) 및 제 2 고정부(252)를 제 1 회전부(241)와 제 2 회전부(251)의 사이에 집약하여 배치할 수 있는 점으로부터, 2축 일체형 모터(1A)의 직경을 보다 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)에 대하여 일단측에 제 1 검출부(240) 및 제 2 검출부(250)를 피복하는 커버(291)가 마련되어 있다. 따라서, 센터링 및 갭 조정이 완료한 후에 커버(291)를 마련함으로써 검출부(230)를 보호할 수 있다.
또한, 1개의 전자 강판(60)이 가지는 티스(61)를 2개로 하여 관련되는 전자 강판(60)을 고리 형상으로 배치함으로써 1개의 전자 강판층에 보다 많은 티스(61)가 마련되므로, 티스(61)의 형상의 불균일을 보다 저감할 수 있다. 즉, 일체적으로 형성되는 티스(61)는 1개의 전자 강판(60)에 대하여 2개이기 때문에, 이 2개의 티스(61)의 형상의 정합성에 대하여 정밀도를 확보함으로써 모든 티스(61)의 형상의 정합성에 대하여 정밀도를 확보할 수 있다. 또한, 1개의 전자 강판층에 복수의 전자 강판(60)이 고리 형상으로 배치됨으로써, 1개의 전자 강판(60)이 자기적인 방향성을 가지고 있었다고 해도 1개의 전자 강판층이 1개의 전자 강판(60)이 가지는 자기적인 방향성에 지배되기 어려워져, 각 티스(61)의 자기 특성의 불균일을 보다 저감할 수 있다. 또한, 2개의 티스(61)를 가지는 전자 강판(60)을 고리 형상으로 배치한 전자 강판층을 상이한 2개의 위상으로 적층하므로, 위상이 상이한 전자 강판층의 적층에 의한 입체적인 구조에 의해 충분한 강성을 확보할 수 있다.
또한, 2가지의 위상끼리는, 전자 강판(60)의 배치의 위상이 1티스(61)분 어긋나 있다. 따라서, 상이한 위상의 전자 강판층이 적층되는 위치에서는 2개의 티스(61)를 가지는 전자 강판(60)이 엇갈리게 된다. 따라서, 위상이 상이한 전자 강판(60)끼리가 적층됨으로써 고리 형상으로 연속하는 구조를 형성할 수 있는 점으로부터, 고리 형상의 구조체로 하여 충분한 강성을 확보할 수 있다.
또한, 전자 강판(60)이 가지는 2개의 티스(61)끼리는, 외축 로터(10)의 반대측이 비연속이다. 따라서, 티스(61)가 적층된 코어에 대하여 미리 형성된 코일(50)을 감입할 수 있어, 코일(50)을 마련하기 쉬워진다.
또한, 1개의 전자 강판층에 있어서의 복수의 전자 강판(60)끼리는, 간극을 두고 배치되어 있다. 따라서, 전자 강판층이 고리 형상으로 완전하게 연속하고 있는 구조에 비하여 경량화할 수 있다. 또한, 코일(50)끼리의 사이에서 서로 발생하는 자기의 돌아 들어감을 저감시킬 수 있기 때문에, 2축 일체형 모터(1A)의 효율을 보다 높일 수 있다.
또한, 2가지의 위상의 전자 강판층의 각각의 수가 동일하다. 따라서, 강도 및 자기 특성에 대하여 외축 스테이터(20) 전체로 밸런스를 잡기 쉬워진다.
또한, 회전축 방향으로 인접하는 전자 강판층끼리의 복수의 전자 강판(60)의 배치의 위상이 상이하다. 따라서, 2개의 층의 전자 강판층이 적층되는 위치에서는 2개의 티스(61)를 가지는 전자 강판(60)이 엇갈리게 된다. 따라서, 위상이 상이한 전자 강판(60)끼리가 적층됨으로써 고리 형상으로 연속하는 구조를 형성할 수 있는 점으로부터, 고리 형상의 구조체로 하여 보다 확실하게 충분한 강성을 확보할 수 있다.
또한, 1개의 전자 강판(60)에 있어서 2개의 티스(61)를 물리적으로 연속시키고 있는 기부(62)는, 당해 2개의 티스(61)끼리의 중간점에 대응하는 부분이 다른 부분보다 좁게 되어 있다. 따라서, 고리 형상의 방향으로 인접하는 코일(50)끼리의 사이에서 서로 생기는 자기의 돌아 들어감을 저감할 수 있어, 2축 일체형 모터(1A)의 효율을 보다 높은 효율로 할 수 있다.
또한, 외축 스테이터(20)는, 티스(61)에 대하여 외축 로터(10)의 반대측에 마련된 원통 형상의 요크를 가지고, 요크는, 회전축 방향에 대하여 일체이다. 따라서, 전자 강판층의 적층 방향에 대하여 일체인 요크에 의해 외축 스테이터(20)가 지지되므로, 보다 확실하게 충분한 강성을 확보할 수 있다.
또한, 상기의 실시형태 1, 2에 있어서의 검출부(230)는 리졸버이지만, 이것은 일례이고 이에 한정되는 것은 아니다. 검출부(230)는, 예를 들면 광학식의 인코더 등이어도 된다.
실시형태 1, 2에 관련되는 2축 일체형 모터는, 소형 부품의 반송 장치, 전자 부품 검사 장치, 반도체 검사 장치 등, 각종 산업 기계의 액추에이터로서의 사용을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
1 : 2축 일체형 모터
10 : 외축 로터
11 : 외축 로터 요크
11a, 111a : 출력 단부
11b, 111b, 282 : 나사 고정 구멍
12, 112 : 자석
20 : 외축 스테이터
30 : 외축 모터 코어
40 : 외축 스테이터 백 요크
45, 45a : 비자성체
45b, 45c : 비자성 부재
50, 72, 76, 150 : 코일
70, 270 : 스테이터 코어부
71 : 제 1 코어
73, 77 : 철심
75 : 제 2 코어
80, 280 : 베이스
110 : 내축 로터
111 : 내축 로터 요크
120 : 내축 스테이터
130 : 내축 모터 코어
140 : 내축 스테이터 백 요크
230 : 검출부
231 : 기부
232, 233 : 고정구
240 : 제 1 검출부
241 : 제 1 회전부
242 : 제 1 고정부
250 : 제 2 검출부
251 : 제 2 회전부
252 : 제 2 고정부
260 : 베어링부
261 : 제 1 베어링
262, 263, 266, 267 : 베어링
265 : 제 2 베어링
281 : 연장 돌출부
291 : 커버
292, 296 : 나사
P : 회전축

Claims (5)

  1. 각각 회전 가능하게 마련되어 회전축 방향이 동일한 내축 로터와 외축 로터를 가지는 2축 일체형 모터로서,
    회전축으로부터 직경 방향을 향하여, 상기 내축 로터, 내축 스테이터, 외축 스테이터, 상기 외축 로터의 순서로 배치되어 있고,
    상기 내축 스테이터와 상기 외축 스테이터의 사이에 마련되어 상기 회전축을 중심으로 한 원주 방향을 따르는 상기 내축 스테이터와 상기 외축 스테이터의 인접 위치에 개재하는 비자성체를 구비하고,
    상기 외축 스테이터는, 코일이 마련된 외축 모터 코어와, 상기 외축 모터 코어의 내측에 마련된 원통 형상의 외축 스테이터 백 요크를 가지며,
    상기 외축 스테이터 백 요크로부터 상기 내축 로터 및 상기 외축 로터의 출력축 측으로 연장 돌출된 돌출부의 단부에 상기 내축 로터의 회전 각도를 검출하는 제 1 검출부 및 상기 외축 로터의 회전 각도를 검출하는 제 2 검출부가 고정되고, 당해 단부와 상기 외축 모터 코어와의 사이에 위치하는 당해 돌출부의 내측에 상기 내축 로터와 연동하여 회전하는 제 1 베어링이 마련되고, 당해 돌출부의 외측에 상기 외축 로터와 연동하여 회전하는 제 2 베어링이 마련되어 있고,
    상기 출력축 측으로부터 상기 제 1 검출부, 상기 제 1 베어링, 상기 내축 스테이터의 순서로 나열되고,
    상기 출력축 측으로부터 상기 제 2 검출부, 상기 제 2 베어링, 상기 외축 스테이터의 순서로 나열되고,
    상기 제 1 검출부와 상기 제 2 검출부는 직경 방향으로 나열되고,
    상기 제 1 베어링의 상기 출력축 측의 단부 위치와 상기 제 2 베어링의 상기 출력축 측 단부 위치는 상기 회전축 방향의 위치가 일치하는, 2축 일체형 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내축 스테이터는, 코일이 마련된 내축 모터 코어를 가지고,
    상기 비자성체는, 상기 내축 모터 코어와 상기 외축 모터 코어의 사이에 위치하는, 2축 일체형 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 내축 스테이터는, 상기 내축 모터 코어의 외측에 마련된 원통 형상의 내축 스테이터 백 요크를 가지고,
    상기 비자성체는, 상기 내축 스테이터 백 요크와 상기 외축 스테이터 백 요크의 사이에 위치하는, 2축 일체형 모터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비자성체는, 상기 회전축에 직교하는 방향의 단면 형상이 상기 회전축을 중심으로 하는 원호 형상의 부재인, 2축 일체형 모터.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비자성체는, 비자성의 합금 또는 수지인, 2축 일체형 모터.
KR1020197001845A 2016-07-22 2017-07-18 2축 일체형 모터 KR102419884B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-143925 2016-07-22
JPJP-P-2016-144615 2016-07-22
JP2016144615 2016-07-22
JP2016143925 2016-07-22
PCT/JP2017/025990 WO2018016497A1 (ja) 2016-07-22 2017-07-18 二軸一体型モータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190031241A KR20190031241A (ko) 2019-03-25
KR102419884B1 true KR102419884B1 (ko) 2022-07-12

Family

ID=60992511

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197001845A KR102419884B1 (ko) 2016-07-22 2017-07-18 2축 일체형 모터
KR1020197001844A KR102426462B1 (ko) 2016-07-22 2017-07-18 2축 일체형 모터

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197001844A KR102426462B1 (ko) 2016-07-22 2017-07-18 2축 일체형 모터

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10594196B2 (ko)
JP (3) JP6330183B1 (ko)
KR (2) KR102419884B1 (ko)
CN (2) CN109478836A (ko)
TW (2) TWI655829B (ko)
WO (2) WO2018016496A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10581358B2 (en) * 2018-03-30 2020-03-03 Kohler Co. Alternator flux shaping
JP2019187166A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 日本精工株式会社 二軸一体型モータ及びアクチュエータ
JP6988661B2 (ja) * 2018-04-16 2022-01-05 日本精工株式会社 二軸一体型モータ及びアクチュエータ
TWI704749B (zh) * 2019-08-07 2020-09-11 崑山科技大學 雙轉子發電機
KR102504873B1 (ko) * 2020-11-27 2023-02-28 경성대학교 산학협력단 복식 제어장치를 구비한 이중 공극형 표면 영구자석 동기모터
KR102449014B1 (ko) * 2020-11-27 2022-09-28 경성대학교 산학협력단 비자성 차단부재를 구비한 이중 공극형 표면 영구자석 동기모터
JP7162777B1 (ja) * 2021-12-06 2022-10-28 三菱電機株式会社 回転電機、およびその回転電機を備えた航空機
KR20230140805A (ko) 2022-03-30 2023-10-10 현대자동차주식회사 듀얼 로터 모터와 이를 이용한 하이브리드 파워트레인
CN114825826B (zh) * 2022-06-24 2022-10-14 张家港华捷电子有限公司 组合式多功能双转子电机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100360518B1 (ko) 2000-04-18 2002-11-13 다마가와 세이끼 가부시키가이샤 2 축 동심 모터
JP2015156801A (ja) 2012-02-08 2015-08-27 日本精工株式会社 アクチュエータ
JP2016119780A (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 日本精工株式会社 アクチュエータ、工作機械、測定装置、半導体製造装置、及びフラットディスプレイ製造装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5327778A (en) 1976-08-25 1978-03-15 Yamada Ind Automatic block valve
JPS5741606A (en) 1980-08-26 1982-03-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Reinforcing method of melt-stuck connection part
JPS6062870U (ja) * 1983-10-06 1985-05-02 株式会社安川電機 同心多軸アクチユエ−タ
JPS60166272U (ja) 1984-04-10 1985-11-05 株式会社安川電機 同心２軸アクチユエ−タ
JP4196433B2 (ja) * 1998-07-09 2008-12-17 日本精工株式会社 密閉型アクチュエータ
US6472845B2 (en) * 2000-08-07 2002-10-29 Nissan Motor Co., Ltd. Motor/generator device
JP2006043153A (ja) 2004-08-04 2006-02-16 Nidec Shibaura Corp 洗濯機
JP3881351B2 (ja) 2004-08-06 2007-02-14 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置用モータ
US7750521B2 (en) * 2006-12-07 2010-07-06 General Electric Company Double-sided starter/generator for aircrafts
KR101140924B1 (ko) 2010-06-23 2012-05-03 주식회사 아모텍 더블 스테이터-더블 로터형 모터 및 이를 이용한 세탁기의 직결형 구동 장치
KR101951423B1 (ko) 2012-10-09 2019-04-25 엘지전자 주식회사 듀얼드럼 세탁기의 서브드럼 구조 및 이를 이용한 서브드럼 결합방법
US9080279B2 (en) 2011-10-24 2015-07-14 Lg Electronics Inc. Washing machine to produce three-dimensional motion
US9512551B2 (en) 2011-10-24 2016-12-06 Lg Electronics Inc. Washing machine to produce three-dimensional motion
TWM439589U (en) * 2012-01-13 2012-10-21 Tai-Liang Chen Non-magnetic rotor and inner/outer stator electric power generation structure used for vehicle
CN103051124B (zh) * 2012-12-27 2015-03-11 上海伊节动力科技有限公司 无定子的两电刷双转子外圈永磁体同步电机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100360518B1 (ko) 2000-04-18 2002-11-13 다마가와 세이끼 가부시키가이샤 2 축 동심 모터
JP2015156801A (ja) 2012-02-08 2015-08-27 日本精工株式会社 アクチュエータ
JP2016119780A (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 日本精工株式会社 アクチュエータ、工作機械、測定装置、半導体製造装置、及びフラットディスプレイ製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018121520A (ja) 2018-08-02
WO2018016497A1 (ja) 2018-01-25
JPWO2018016496A1 (ja) 2018-07-19
CN109478836A (zh) 2019-03-15
JP6915574B2 (ja) 2021-08-04
JP6323630B1 (ja) 2018-05-16
TW201810882A (zh) 2018-03-16
TWI655829B (zh) 2019-04-01
US20190068035A1 (en) 2019-02-28
US10594196B2 (en) 2020-03-17
US20190190353A1 (en) 2019-06-20
TW201810884A (zh) 2018-03-16
WO2018016496A1 (ja) 2018-01-25
KR20190031241A (ko) 2019-03-25
CN109565229A (zh) 2019-04-02
TWI642258B (zh) 2018-11-21
US10432072B2 (en) 2019-10-01
JP6330183B1 (ja) 2018-05-30
KR20190032371A (ko) 2019-03-27
KR102426462B1 (ko) 2022-07-28
JPWO2018016497A1 (ja) 2018-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102419884B1 (ko) 2축 일체형 모터
US6737778B2 (en) Pulley driving system
US20090152959A1 (en) Secondary part of a linear drive
EP3367540A1 (en) Motor
KR101597965B1 (ko) 복합 자속을 이용한 모터
EP3101787B1 (en) Resolver device, motor, and actuator
JP2009189163A (ja) モータ
US10714990B2 (en) Rotating electrical machine and robot device
WO2015102106A1 (ja) モータ用コア及びモータ
JP2019041476A (ja) 回転子及び回転電機
JP7509184B2 (ja) 二軸一体型モータ及びアクチュエータ
JP2010284036A (ja) 永久磁石回転電機
WO2018123841A1 (ja) ロータ及びモータ
JP2019187163A (ja) 二軸一体型モータ及びアクチュエータ
US20240213835A1 (en) Motor
JP6776996B2 (ja) アクチュエータ
EP4207559A1 (en) Rotary electric machine
WO2021033557A1 (ja) ダイレクトドライブモータ
JP6229327B2 (ja) モータ
JP2023040667A (ja) モータ
JP6221389B2 (ja) モータ
KR20090012974A (ko) 발전기
JP2013207825A (ja) 可変リラクタンスモータ

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant