WO2021033557A1 - ダイレクトドライブモータ - Google Patents

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WO2021033557A1
WO2021033557A1 PCT/JP2020/030122 JP2020030122W WO2021033557A1 WO 2021033557 A1 WO2021033557 A1 WO 2021033557A1 JP 2020030122 W JP2020030122 W JP 2020030122W WO 2021033557 A1 WO2021033557 A1 WO 2021033557A1
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WO
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distance
stator core
unit
steel plate
axial direction
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Application number
PCT/JP2020/030122
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English (en)
French (fr)
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正幸 丸山
俊文 田口
健一 福山
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日本精工株式会社
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • This disclosure relates to a direct drive motor.
  • Patent Document 1 An electric motor including a stator and a rotor having a magnet is known (see Patent Document 1).
  • the electric motor according to Patent Document 1 since the rotor is fixed to the load shaft and the fan is attached to the load shaft, the rotor, the load shaft, and the fan rotate integrally.
  • one end of the load shaft in the magnet in the axial direction is located on one side in the axial direction of the stator with respect to one end in the axial direction. Therefore, since the stator is not arranged on the radial outer side of one end portion in the axial direction of the magnet, the magnetic flux (magnetic field) generated from the magnet may not be sufficiently transmitted to the stator.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a direct drive motor capable of transmitting more magnetic flux generated by a magnet to a stator core and reducing magnetic flux leakage. ..
  • the direct drive motor includes a stator having a stator core arranged along the circumferential direction around the axis of the central axis, and the central shaft with respect to the stator core.
  • a rotor having a rotor core arranged on the outer or inner side in the radial direction orthogonal to the stator core, and a magnet fixed to the rotor core and arranged so as to oppose the stator core in the radial direction.
  • One of the axial directions of the central axis is the first direction
  • the opposite direction of the first direction is the second direction
  • the distance is smaller than the second distance along the axial direction from the end in the first direction to the end in the second direction of the stator core, and the magnet is directed from the end in the first direction to the second direction.
  • the first position separated by half the distance of the first distance is the axis with the second position separated by half the distance of the second distance from the end of the stator core in the first direction toward the second direction. Match in direction.
  • the magnetic flux (magnetic field) generated by the magnet is increased. It can be transmitted to the stator core to reduce magnetic flux leakage. Therefore, a larger output can be obtained, and by pulling, the rotor can be rotated even with a smaller magnet. Since the first position and the second position coincide with each other in the axial direction, the magnetic flux generated by the magnet regardless of whether the magnet is displaced to one side or the other side in the axial direction with respect to the stator core ( More magnetic field) can be transmitted to the stator core.
  • the stator core and the rotor core have a laminated steel plate in which a plurality of steel plates are laminated in the axial direction.
  • a stator core or a rotor core is manufactured by cutting a metal material by lathe processing, it is difficult to form the outer peripheral surface into a complicated shape.
  • a laminated steel sheet in which punched steel sheets are laminated it becomes easy to form the outer peripheral surface into a complicated shape.
  • the laminated steel plate of the stator core and the laminated steel plate of the rotor core are laminated with the same number of steel plates having the same thickness. According to this, when a laminated steel plate of a stator core and a rotor core is manufactured using a steel plate of a coil material, the steel plate of the laminated steel plate for the stator core and the steel plate of the laminated steel plate for the rotor core are the same. It can be manufactured from coil material.
  • the laminated steel plate of the rotor core is configured by stacking a predetermined number of first units in a plurality of axial directions, and the magnets are fixed to one of the first units one by one.
  • the third distance along the axial direction from the end in the first direction to the end in the second direction of the magnet is along the axial direction from the end in the first direction to the end in the second direction of the first unit. It is smaller than the 4th distance.
  • the difference between the fourth distance and the third distance is the thickness of one sheet of the steel plate.
  • a plurality of second units of the laminated steel plates of a predetermined number are stacked in the axial direction, and the third distance is from the end of the second unit in the first direction. It is less than the fifth distance along the axial direction to the ends in two directions.
  • the difference between the fifth distance and the third distance is the thickness of one sheet of the steel plate.
  • a direct drive motor capable of transmitting more magnetic flux generated by a magnet to a stator core to reduce magnetic flux leakage.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an overall configuration of a direct drive motor according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the overall configuration of the motor unit according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a part of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a cross section of the motor unit.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the vertical positional relationship between the stator core, the rotor core, and the permanent magnet.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the overall configuration of the motor unit according to the modified example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an overall configuration of a direct drive motor.
  • the direct drive motor 1 according to the embodiment can directly transmit a rotational force to the rotor without interposing a reduction mechanism (for example, a reduction gear, a transmission belt, etc.) to rotate the rotor.
  • a reduction mechanism for example, a reduction gear, a transmission belt, etc.
  • Examples of the direct drive motor 1 include an outer rotor type and an inner rotor type.
  • the inner rotor type DD motor 1 is shown in FIG. 1 as an example.
  • the DD motor 1 includes a base 2, a rotating body 3 (also referred to as a motor output shaft), and a motor unit 4.
  • the base 2 has a bottom portion 21, an inclined portion 22, and a vertical wall portion 23.
  • the base 2 is an annular member centered on the central axis Ax.
  • the bottom portion 21 is placed on the base 10 and fixed to the base 10.
  • the inclined portion 22 extends obliquely upward from the radially inner end portion 21a of the bottom portion 21 toward the radial inner side.
  • the vertical wall portion 23 extends upward from the upper end portion 22a of the inclined portion 22 along the axial direction of the central axis Ax.
  • the vertical wall portion 23 is a cylindrical member centered on the central axis Ax.
  • the first holding body 24 is arranged above the vertical wall portion 23.
  • the first holding body 24 is a cylindrical member centered on the central axis Ax.
  • the first holding body 24 is fastened to the vertical wall portion 23 via the bolt BL1.
  • a first step portion 23a and a second step portion 23b are provided on the outer side in the radial direction of the vertical wall portion 23.
  • the inner peripheral portion of the bearing 100 is fitted to the first step portion 23a.
  • the bearing 100 is an annular member centered on the central axis Ax.
  • the second holding body 25 is placed on the second step portion 23b.
  • the second holding body 25 is an annular member centered on the central axis Ax.
  • the inner peripheral portion of the bearing 100 is vertically (central axis Ax) between the second holding body 25 and the first step portion 23a. It is sandwiched from the axial direction of.
  • the rotating body 3 has a third holding body 26 and a fourth holding body 27.
  • the rotating body 3 is rotatably supported with respect to the base 2.
  • the rotating body 3 is arranged on the radial outer side of the vertical wall portion 23 and the first holding body 24 of the base 2.
  • the rotating body 3 is an annular member centered on the central axis Ax.
  • the third holding body 26 has a third step portion 26a at the lower end of the radial inner portion (inner peripheral portion).
  • the fourth holding body 27 has a fourth step portion 27a on the inner side in the radial direction.
  • the outer peripheral portion of the bearing 100 is formed between the third step portion 26a and the fourth step portion 27a from the vertical direction (axial direction of the central axis Ax). Hold it.
  • the rotating body 3 rotates about the central axis Ax.
  • Various works (not shown) are attached to the rotating body 3, and various works can be rotated by rotating the rotating body 3 by the motor unit 4.
  • a rotation sensor 5 is provided between the first holding body 24 and the third holding body 26.
  • the rotation sensor 5 has a pair of members facing each other in the radial direction. One of the pair of members is fixed to the third holding body 26 via the bolt BL4, and the other is fixed to the first holding body 24 via the bolt BL5.
  • the rotation sensor 5 detects the rotation state (for example, rotation angle) of the motor unit 4.
  • the rotation sensor 5 makes it possible to accurately rotate various workpieces attached to the rotating body 3 by a predetermined angle and position them at a target position with high accuracy.
  • a commercially available detection element such as a resolver can be applied.
  • the rotation sensor 5 is protected from the outside by a disc-shaped first cover 101 provided on the upper portion of the first holding body 24.
  • the motor unit 4 is provided between the bottom portion 21 of the base 2 and the rotating body 3, and rotates the rotating body 3.
  • the motor unit 4 has a stator 40 (stator) and a rotor 42 (rotor).
  • the stator 40 and the rotor 42 are annular members centered on the central axis Ax.
  • the stator 40 is fixed onto the bottom 21 of the base 2 via bolts BL6.
  • the motor unit 4 according to the embodiment has a so-called inner rotor type structure.
  • the stator 40 includes a stator core 41 (stator core), an insulator 43, and a coil 44.
  • An insulator 43 is provided on the stator core 41, and a coil 44 is wound around the insulator 43.
  • the upper portion of the stator core 41 is covered with an annular second cover 102.
  • the cross-sectional shape of the second cover 102 is L-shaped, and has a vertical portion 102a extending in the axial direction and a horizontal portion 102b extending inward in the radial direction.
  • the second cover 102 is fixed to the base 2 with bolts BL7.
  • Rotors 42 (rotors) are arranged so as to face each other inside the stator core 41 in the radial direction.
  • the rotor 42 (rotor) includes a permanent magnet 421 (claim magnet) and a rotor core 422 (rotor core).
  • a permanent magnet 421 is fixed by adhesion to the radial outside of the rotor core 422.
  • the rotor 42 is fixed to the third holder 26 via the bolt BL8.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the overall configuration of the motor unit according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a part of FIG. 2.
  • the permanent magnet 421 (the magnet of the claim) and the rotor core 422 are on the inner peripheral side of the stator 40 (stator) including the stator core 41 (stator core).
  • a rotor 42 (rotor) including (rotor core) is arranged.
  • the stator core 41 has a back yoke 411 and a teeth 412.
  • the back yoke 411 and the teeth 412 are integrated.
  • the back yoke 411 is an annular member centered on the central axis Ax when viewed from the axial direction of the central axis Ax.
  • the teeth 412 projects from the inner peripheral surface of the back yoke 411 toward the central axis Ax toward the inner peripheral side (inward in the radial direction).
  • a coil 44 (see FIG. 1) is wound around the teeth 412 via an insulator 43.
  • the back yoke 411 is provided with a through hole 411a extending in the axial direction at a portion corresponding to the teeth 412.
  • the through hole 411a extends in the axial direction of the central axis Ax.
  • the stator core 41 includes a laminated steel plate.
  • the laminated steel plate is composed of a plurality of steel plates having a back yoke 411, teeth 412, and through holes 411a formed by punching in the axial direction.
  • the through hole 411a is used for caulking, for example. That is, for example, the second units 413 and 414 are manufactured by laminating a predetermined number of steel plates, inserting rivets into the through holes 411a, and then crushing the rivets in the axial direction.
  • the stator core 41 is manufactured by laminating a plurality of second units 413 and 414 in the axial direction.
  • the second unit 413 is stacked on one side (upper side in FIGS. 2 and 3) of the second unit 414 in the axial direction.
  • the second unit 413 and the second unit 414 are each composed of the same number of steel plates having the same thickness.
  • the boundary S1 between the second unit 413 and the second unit 414 is shown by a thick line for convenience so that it can be easily seen, but in reality, steel plates having the same thickness are shown in the axial direction. It is laminated without gaps along it.
  • the stator core 41 may be manufactured by caulking (crimping) all the number of steel plates with rivets, for example, without passing through the second units 413 and 414.
  • the material of the steel plate constituting the stator core 41 is not particularly limited, and steel plates of various materials can be applied, but for example, a silicon steel plate is preferable.
  • the rotor 42 includes a rotor core 422 and a permanent magnet 421 (the magnet of the claim).
  • the rotor core 422 is also composed of a laminated steel plate obtained by laminating a plurality of steel plates formed into a desired shape by punching in the axial direction.
  • the rotor core 422 is provided with a through hole 422b extending in the axial direction.
  • the through hole 422b is used for caulking, for example. That is, for example, the first units 425 and 426 are manufactured by laminating a predetermined number of steel plates, inserting rivets into the through holes 422b, and then crushing the rivets in the axial direction.
  • the rotor core 422 is configured by stacking the first unit 425 on one side (upper side in FIGS. 2 and 3) of the first unit 426 in the axial direction.
  • the first unit 425 and the first unit 426 are each composed of the same number of steel plates having the same thickness.
  • the boundary S2 between the first unit 425 and the first unit 426 is shown by a thick line for convenience so that it can be easily seen, but in reality, steel plates having the same thickness are shown in the axial direction. It is laminated without gaps along it.
  • the rotor core 422 may be manufactured by crimping (crimping) all the number of steel plates with rivets, for example, without passing through the first units 425 and 426.
  • the material of the steel plate constituting the rotor core 422 is not particularly limited, and steel plates of various materials can be applied, but for example, a silicon steel plate is preferable.
  • the thickness of one steel plate constituting the rotor core 422 is the same as the thickness of one steel plate constituting the stator core 41.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a cross section of the motor unit.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the vertical positional relationship between the stator core, the rotor core, and the permanent magnet.
  • first direction D1 one in the axial direction
  • second direction D2 the opposite direction of the first direction D1.
  • the first direction D1 is the upward direction in FIGS. 4 and 5
  • the second direction D2 is the downward direction in FIGS. 4 and 5.
  • the stator core 41 has second units 413 and 414.
  • the second unit 413 has a lower surface 413b and an upper surface 413a.
  • the second unit 414 has a lower surface 414b and an upper surface 414a.
  • the end of the stator core 41 in the first direction D1 is the upper surface 413a of the second unit 413.
  • the end of the stator core 41 in the second direction D2 is the lower surface 414b of the second unit 414.
  • the second unit 413 and the second unit 414 each have the same height in the axial direction. Specifically, the heights of the second unit 413 and the second unit 414 in the axial direction are both B / 2.
  • the overall axial height of the stator core 41 including the second unit 413 and the second unit 414 is the second distance B. That is, the distance along the axial direction from the end of the stator core 41 in the first direction D1 to the end of the second direction D2 is the second distance B.
  • the center of the stator core 41 along the axial direction between the end of the first direction D1 and the end of the second direction D2 is the second center CL2.
  • the second central CL2 is located at the same height as the upper surface 414a of the second unit 414 and the lower surface 413b of the second unit 413. In other words, if the position separated from the end of the stator core 41 in the first direction D1 toward the second direction D2 by a distance B / 2 which is half of the second distance B is defined as the second position, the second central CL2 Matches the second position.
  • the rotor core 422 has a first unit 425 and a first unit 426.
  • the first unit 425 has a lower surface 425b and an upper surface 425a.
  • the first unit 426 has a lower surface 426b and an upper surface 426a.
  • the upper surface 425a of the first unit 425 is in contact with the lower surface 26b of the third holding body 26.
  • the upper surface 425a of the first unit 425 is supported in the vertical direction by the lower surface 26b of the third holding body 26.
  • the upper surface 425a of the first unit 425 is positioned in the axial direction.
  • the end of the rotor core 422 in the first direction D1 is the upper surface 425a of the first unit 425.
  • the end of the rotor core 422 in the second direction D2 is the lower surface 426b of the first unit 426.
  • the first unit 425 and the first unit 426 each have the same height in the axial direction. Specifically, the heights of the first unit 425 and the first unit 426 in the axial direction are both F / 2.
  • the total axial height of the rotor core 422 including the first unit 426 and the first unit 425 is F.
  • the lower surface 426b of the first unit 426 is located below the lower surface 414b of the second unit 414.
  • the permanent magnet 421 (the magnet of the claim) has a first permanent magnet 423 (the magnet of the claim) and a second permanent magnet 424 (the magnet of the claim).
  • the first permanent magnet 423 is fixed to the outer peripheral surface of the first unit 425.
  • the first permanent magnet 423 has a lower surface 423b and an upper surface 423a.
  • the upper surface 423a and the upper surface 425a are located at the same height.
  • the upper surface 423a and the upper surface 425a are located below the upper surface 413a of the second unit 413.
  • the second permanent magnet 424 is fixed to the outer peripheral surface of the first unit 426.
  • the second permanent magnet 424 has a lower surface 424b and an upper surface 424a.
  • the upper surface 424a and the upper surface 426a are located at the same height.
  • the end of the permanent magnet 421 in the first direction D1 is the upper surface 423a of the first permanent magnet 423.
  • the end of the permanent magnet 421 in the second direction D2 is the lower surface 424b of the second permanent magnet 424.
  • the distance along the axial direction from the end of the permanent magnet 421 in the first direction D1 to the end of the second direction D2 is the first distance A.
  • the first distance A is smaller than the second distance B of the stator core 41.
  • the center of the permanent magnet 421 along the axial direction between the end of the first direction D1 and the end of the second direction D2 is the first center CL1.
  • the first central CL1 is located at the center of the upper surface 423a of the first permanent magnet 423 and the lower surface 424b of the second permanent magnet 424 in the axial direction. Assuming that the first position is a position separated from the end of the first direction D1 of the permanent magnet 421 toward the second direction D2 by a distance A / 2 which is half of the first distance A, the first central CL1 is the first position. Matches with. Further, the first central CL1 and the second central CL2 coincide with each other in the axial direction, and the first position and the second position also coincide with each other in the axial direction.
  • the vertical positional relationship between the second unit 413, the first unit 425, and the first permanent magnet 423 is compared.
  • the end of the second unit 413 in the first direction D1 is the upper surface 413a.
  • the end of the second unit 413 in the second direction D2 is the lower surface 413b.
  • the end of the first unit 425 in the first direction D1 is the upper surface 425a.
  • the end of the first unit 425 in the second direction D2 is the lower surface 425b.
  • the end of the first permanent magnet 423 in the first direction D1 is the upper surface 423a.
  • the end of the first permanent magnet 423 in the second direction D2 is the lower surface 423b.
  • the distance along the axial direction from the end of the first permanent magnet 423 to the end of the second direction D2 is the third distance C.
  • the distance along the axial direction from the end of the first unit 425 in the first direction D1 to the end of the second direction D2 is the fourth distance D.
  • the distance along the axial direction from the end of the first direction D1 of the second unit 413 to the end of the second direction D2 is the fifth distance E.
  • the third distance C is smaller than the fourth distance D.
  • the difference G between the fourth distance D and the third distance C is the thickness of one steel plate.
  • the third distance C is smaller than the fifth distance E.
  • the difference G between the fifth distance E and the third distance C is the thickness of one steel plate.
  • the thickness of one steel plate constituting the second unit 413 and the thickness of one steel plate constituting the first unit 425 are the same, and the number of steel plates constituting the second unit 413 and the first unit 425 are the same.
  • the number of steel plates constituting the above is the same. Therefore, the fourth distance D and the fifth distance E are the same.
  • the thickness of one steel plate constituting the second unit 414 and the thickness of one steel plate constituting the first unit 426 shown in FIG. 4 are the same, and the thickness of the steel plate constituting the second unit 414 is the same.
  • the number of sheets and the number of steel plates constituting the first unit 426 are the same. Therefore, the second unit 414 and the first unit 426 have the same height in the axial direction. From the above, the laminated steel plate of the stator core 41 and the laminated steel plate of the rotor core 422 are laminated with the same number of steel plates having the same thickness.
  • the DD motor 1 includes a stator 40 having a stator core 41, a rotor core 422 arranged inside the stator core 41 in the radial direction, and a rotor core 422. It includes a permanent magnet 421 (the magnet of the claim) to be fixed, and a rotor 42 having the magnet.
  • the first distance A along the axial direction from the end of the first direction D1 of the permanent magnet 421 to the end of the second direction D2 is from the end of the first direction D1 of the stator core 41 to the end of the second direction D2. It is smaller than the second distance B along the axial direction. Further, the first position separated from the end of the first direction D1 of the permanent magnet 421 toward the second direction D2 by a distance A / 2 which is half of the first distance A is the first direction D1 of the stator core 41. It coincides with the second position, which is separated by half the distance B / 2 of the second distance B from the end toward the second direction D2, in the axial direction.
  • the magnetic flux generated by the permanent magnet 421 can be transmitted to the stator core 41 in a larger amount to reduce the magnetic flux leakage. Therefore, a larger output can be obtained, and the rotor 42 can be rotated even with a smaller permanent magnet 421.
  • the permanent magnet 421 Since the first position and the second position coincide with each other in the axial direction, the permanent magnet 421 is fixed from the permanent magnet 421 regardless of whether the permanent magnet 421 is displaced upward or downward in the axial direction with respect to the stator core 41.
  • the amount of magnetic flux (magnetic field) transmitted to the core 41 becomes uniform.
  • the stator core 41 and the rotor core 422 have a laminated steel plate in which a plurality of steel plates are laminated in the axial direction.
  • a stator core or a rotor core is manufactured by cutting a metal material by lathe processing, it is difficult to form the outer peripheral surface into a complicated shape.
  • a laminated steel sheet in which punched steel sheets are laminated it becomes easy to form the outer peripheral surface into a complicated shape.
  • the laminated steel plate of the stator core 41 and the laminated steel plate of the rotor core 422 are laminated with the same number of steel plates having the same thickness. According to this, when a laminated steel plate of a stator core 41 and a rotor core 422 is manufactured using a steel plate of a coil material, a steel plate of a laminated steel plate for a stator core and a steel plate of a laminated steel plate for a rotor core are used. It can be manufactured from the same coil material.
  • the first permanent magnet 423 (the magnet of the claim) is fixed to the first unit 425 one by one.
  • the third distance C is smaller than the fourth distance D.
  • a plurality of variations of the rotor core 422 having different axial lengths can be configured in a state where the first unit 425 has a longer axial length than the first permanent magnet 423.
  • the steel plate material constituting the rotor core 422 is suppressed to the minimum, and the first permanent magnet 423
  • the first unit 425 can be made longer. Further, by setting the difference G between the fourth distance D and the third distance C to be the thickness of one steel plate, a plurality of rotor cores 422 having different axial lengths depending on the smallest number of steel plates. The variation can be configured in a state where the stator core 41 has a longer axial length than the first permanent magnet 423.
  • the third distance C is smaller than the fifth distance E.
  • the steel plate material constituting the stator core 41 is minimized, and from the first permanent magnet 423.
  • the first unit 425 can be made longer.
  • the variation can be configured in a state where the second unit 413 has a longer axial length than the first permanent magnet 423.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the overall configuration of the motor unit according to the modified example.
  • the permanent magnet 421A (the magnet of the claim) and the rotor core 422A (rotor core) are placed on the outer peripheral side of the stator 40A (stator) including the stator core 41A (stator core).
  • a rotor 42A (rotor) including the above is arranged.
  • the modified example has a so-called outer rotor type structure.
  • the stator core 41A has a back yoke 411A and a teeth 412A.
  • the back yoke 411A and the teeth 412A are integrated.
  • the back yoke 411A is an annular member centered on the central axis Ax when viewed from the axial direction of the central axis Ax.
  • the teeth 412A projects from the outer peripheral surface of the back yoke 411A to the outer peripheral side (diameter outer side).
  • a coil is wound around the teeth 412A via an insulator (not shown).
  • the back yoke 411A is provided with a through hole 411Aa extending in the axial direction.
  • the through hole 411Aa extends in the axial direction of the central axis Ax.
  • the stator core 41A includes a laminated steel plate.
  • the laminated steel plate is formed by vertically stacking one steel plate having a back yoke 411A, a teeth 412A, and a through hole 411Aa formed by punching.
  • the through hole 411Aa is used for caulking, for example. That is, for example, the second units 413A and 414A are manufactured by laminating a predetermined number of steel plates, inserting rivets into the through holes 411Aa, and then crushing the rivets in the axial direction.
  • the stator core 41A is manufactured by laminating a plurality of second units 413A and 414A in the axial direction.
  • the second unit 413A is stacked on one side (upper side in FIG. 6) of the second unit 414A in the axial direction.
  • the second unit 413A and the second unit 414A are composed of laminated steel plates having the same thickness and the same number of steel plates laminated on each other.
  • the boundary S3 between the second unit 413A and the second unit 414A is shown by a thick line for convenience so that it can be easily seen, but in reality, steel plates having the same thickness are formed along the axial direction. They are stacked without any gaps.
  • the stator core 41A may be manufactured by crimping (crimping) all the number of steel plates with rivets without passing through the second units 413A and 414A.
  • the material of the steel plate constituting the stator core 41A is not particularly limited, and steel plates of various materials can be applied, but for example, a silicon steel plate is preferable.
  • the rotor 42A includes a rotor core 422A and a permanent magnet 421A (the magnet of the claim).
  • the rotor core 422A is also composed of a laminated steel plate obtained by laminating a plurality of steel plates formed into a desired shape by punching in the axial direction.
  • the rotor core 422A is provided with a through hole 422Ab extending in the axial direction.
  • the through hole 422Ab is used for caulking, for example. That is, for example, the first units 425A and 426A are manufactured by laminating a predetermined number of steel plates, inserting rivets into the through holes 422Ab, and then crushing the rivets in the axial direction.
  • the rotor core 422A is configured by stacking the first unit 425A on one side (upper side in FIG. 6) of the first unit 426A in the axial direction.
  • the first unit 425A and the first unit 426A are each composed of the same number of steel plates having the same thickness.
  • the boundary S4 between the first unit 425A and the first unit 426A is shown by a thick line for convenience so that it can be easily seen, but in reality, steel plates having the same thickness are shown along the axial direction. They are stacked without any gaps.
  • the rotor core 422A may be manufactured by crimping (crimping) all the number of steel plates with rivets, for example, without passing through the first units 425A and 426A.
  • the material of the steel plate constituting the rotor core 422A is not particularly limited, and steel plates of various materials can be applied, but for example, a silicon steel plate is preferable.
  • the thickness of one steel plate constituting the rotor core 422A is the same as the thickness of one steel plate constituting the stator core 41A.
  • the DD motor according to the modified example has a so-called outer rotor type structure.
  • the rotor 42A is arranged on the outer peripheral side of the stator 40A. Since the basic structure of the DD motor according to the modified example is the same as that of the DD motor 1 according to the embodiment, the effects obtained in the embodiment can also be obtained in the modified example. For example, even if the axial positions of the permanent magnet 421A (the magnet according to the claim) and the stator core 41A deviate due to the variation in axial dimensions that occurs when each component of the DD motor is assembled, the permanent magnet 421A The magnetic flux (magnetic field) generated by the magnet can be transmitted to the stator core 41A to reduce the magnetic flux leakage. Therefore, a larger output can be obtained, and the rotor 42A can be rotated even with a smaller permanent magnet 421A.

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Abstract

ダイレクトドライブモータは、固定子鉄心を有する固定子と、磁石を有する回転子とを備える。磁石の第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第１距離は、固定子鉄心の第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第２距離よりも小さい。磁石の第１方向の端から第２方向に向けて、第１距離の半分の距離だけ離隔した第１位置は、固定子鉄心の第１方向の端から第２方向に向けて、第２距離の半分の距離だけ離隔した第２位置と、軸方向で一致する。

Description

ダイレクトドライブモータ
　本開示は、ダイレクトドライブモータに関する。
　固定子と、磁石を有する回転子と、を備えた電動機が公知である（特許文献１参照）。特許文献１に係る電動機においては、回転子が負荷軸に固定され、負荷軸にファンが取り付けられているため、回転子と負荷軸とファンとが一体に回転する。
特開平４－３３１４３８号公報
　特許文献１に記載の電動機では、磁石における負荷軸の軸方向の一端部が、固定子における軸方向の一端部よりも軸方向の一方側に位置している。従って、磁石における軸方向の一端部の径方向外側には、固定子が配置されていないため、磁石から発生する磁束（磁界）が十分に固定子に伝わらない可能性がある。
　本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、磁石が発生する磁束をより多く固定子鉄心に伝えて磁束漏れを低減することができるダイレクトドライブモータを提供す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、中心軸の軸回りの周方向に沿って配置される固定子鉄心を有する固定子と、前記固定子鉄心に対して前記中心軸に直交する径方向の外側又は内側に配置される回転子鉄心と、当該回転子鉄心に固定され前記固定子鉄心に径方向に対向して配置される磁石と、を有する回転子と、を備え、前記中心軸の軸方向の一方を第１方向とし、第１方向の反対方向を第２方向とし、前記磁石の第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第１距離は、前記固定子鉄心の第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第２距離よりも小さく、前記磁石の第１方向の端から第２方向に向けて、前記第１距離の半分の距離だけ離隔した第１位置は、前記固定子鉄心の第１方向の端から第２方向に向けて、前記第２距離の半分の距離だけ離隔した第２位置と、軸方向で一致する。
　従って、ダイレクトドライブモータの各構成部品を組み付けた場合に生じる軸方向の寸法のばらつきによって、磁石と固定子鉄心との軸方向位置がずれた場合でも、磁石が発生する磁束（磁界）をより多く固定子鉄心に伝えて磁束漏れを低減することができる。よって、より大きな出力を得ることができ、引いては、より小さな磁石でも回転子を回転させることができる。なお、第１位置と第２位置とが軸方向で一致するため、磁石が固定子鉄心に対して軸方向の一方側にずれた場合でも他方側にずれた場合でも、磁石が発生する磁束（磁界）をより多く固定子鉄心に伝えることができる。
　望ましい態様として、前記固定子鉄心及び前記回転子鉄心は、複数の鋼板が軸方向に積層される積層鋼板を有する。旋盤加工により、金属材料を切削加工して固定子鉄心又は回転子鉄心を製作する場合は、外周面を複雑な形状に形成することが困難である。しかし、打抜加工した鋼板を積層した積層鋼板の場合は、外周面を複雑な形状に形成することが容易になる。
　望ましい態様として、前記固定子鉄心の前記積層鋼板と前記回転子鉄心の前記積層鋼板とは、同一の厚さを有する鋼板が同一の枚数だけ積層される。これによれば、コイル材の鋼板を用いて、固定子鉄心及び回転子鉄心の積層鋼板を製造する場合、固定子鉄心用の積層鋼板の鋼板及び回転子鉄心用の積層鋼板の鋼板を同一のコイル材から製造することができる。
　望ましい態様として、前記回転子鉄心の前記積層鋼板は、所定枚数の第１ユニットが軸方向に複数に積み重ねられて構成され、前記磁石は、１つの前記第１ユニットに１つずつ固定されており、前記磁石の第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第３距離は、前記第１ユニットの第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第４距離よりも小さい。これにより、軸方向の長さが異なる回転子鉄心の複数のバリエーションを、磁石より固定子鉄心の方が軸方向の長さが長い状態で構成することができる。
　望ましい態様として、前記第４距離と前記第３距離との差は、前記鋼板の１枚分の厚さである。これにより、最も少ない鋼板の枚数によって、軸方向の長さが異なる回転子鉄心の複数のバリエーションを、磁石より固定子鉄心の方が軸方向の長さが長い状態で構成することができる。
　望ましい態様として、前記固定子鉄心の前記積層鋼板は、所定枚数の積層鋼板の第２ユニットが軸方向に複数に積み重ねられ、前記第３距離は、前記第２ユニットの第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第５距離よりも小さい。これにより、軸方向の長さが異なる固定子鉄心の複数のバリエーションを、磁石より固定子鉄心の方が軸方向の長さが長い状態で構成することができる。
　望ましい態様として、前記第５距離と前記第３距離との差は、前記鋼板の１枚分の厚さである。これにより、最も少ない鋼板の枚数によって、軸方向の長さが異なる固定子鉄心の複数のバリエーションを、磁石より固定子鉄心の方が軸方向の長さが長い状態で構成することができる。
　本開示によれば、磁石が発生する磁束をより多く固定子鉄心に伝えて磁束漏れを低減することができるダイレクトドライブモータが提供される。
図１は、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、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、モータ部の断面を示す概略図である。 図５は、固定子鉄心と回転子鉄心と永久磁石との上下位置関係を示す概略図である。 図６は、変形例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。
　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。
[実施形態]
　まず、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の全体構成を概略的に示す断面図である。実施形態に係るダイレクトドライブモータ１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、中心軸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から中心軸Ａｘの軸方向に沿って上方に延びる。
　縦壁部２３は、中心軸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、中心軸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、中心軸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、中心軸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（中心軸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、中心軸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（中心軸Ａｘの軸方向）から挟持する。回転体３は、中心軸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、固定子４０（ステータ）と、回転子４２（ロータ）と、を有する。固定子４０及び回転子４２は、中心軸Ａｘを中心とする環状の部材である。固定子４０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。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。
　固定子４０は、固定子鉄心４１（ステータ鉄心）と、インシュレータ４３と、コイル４４と、を備える。固定子鉄心４１にインシュレータ４３が設けられ、インシュレータ４３にはコイル４４が巻回される。固定子鉄心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。固定子鉄心４１の径方向内側には、回転子４２（ロータ）が対向して配置される。
　回転子４２（ロータ）は、永久磁石４２１（請求項の磁石）と、回転子鉄心４２２（ロータ鉄心）と、を備える。回転子鉄心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。回転子４２は、ボルトＢＬ８を介して第３保持体２６に固定されている。
　コイル４４に通電すると、固定子４０と回転子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回転子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、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２及び図３に示すように、実施形態では、固定子鉄心４１（ステータ鉄心）を含む固定子４０（ステータ）の内周側に、永久磁石４２１（請求項の磁石）及び回転子鉄心４２２（ロータ鉄心）を含む回転子４２（ロータ）が配置されている。
　固定子鉄心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、中心軸Ａｘの軸方向から見て、中心軸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の内周面から中心軸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、中心軸Ａｘの軸方向に延びる。ここで、固定子鉄心４１は、積層鋼板を含む。積層鋼板は、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２ユニット４１３，４１４を作製する。複数の第２ユニット４１３，４１４を軸方向に積層させることによって固定子鉄心４１を作製する。第２ユニット４１４の軸方向の一方側（図２，３での上側）に第２ユニット４１３を積み重ねている。
　本実施形態では、第２ユニット４１３及び第２ユニット４１４は、同一の厚さでそれぞれ同一枚数の鋼板で構成される。なお、図２，３では、第２ユニット４１３と第２ユニット４１４との境界Ｓ１が視認しやすいように、便宜的に太線で示しているが、実際には同一厚さの鋼板が軸方向に沿って隙間なく積層されている。なお、第２ユニット４１３，４１４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、固定子鉄心４１を作製してもよい。固定子鉄心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。
　回転子４２は、回転子鉄心４２２と、永久磁石４２１（請求項の磁石）と、を含む。回転子鉄心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た積層鋼板で構成される。回転子鉄心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ユニット４２５，４２６を作製する。第１ユニット４２６の軸方向の一方側（図２，３での上側）に第１ユニット４２５を積み重ねることで回転子鉄心４２２が構成される。本実施形態では、第１ユニット４２５及び第１ユニット４２６は、同一の厚さでそれぞれ同一枚数の鋼板で構成される。なお、図２，３では、第１ユニット４２５と第１ユニット４２６との境界Ｓ２が視認しやすいように、便宜的に太線で示しているが、実際には同一厚さの鋼板が軸方向に沿って隙間なく積層されている。
　なお、第１ユニット４２５，４２６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、回転子鉄心４２２を作製してもよい。回転子鉄心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、回転子鉄心４２２を構成する１枚の鋼板の厚さは、固定子鉄心４１を構成する１枚の鋼板の厚さと同一である。回転子鉄心４２２の積層鋼板を構成する鋼板の枚数を、固定子鉄心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、回転子鉄心４２２の積層鋼板の軸方向の高さ（厚さ）と、固定子鉄心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は、モータ部の断面を示す概略図である。図５は、固定子鉄心と回転子鉄心と永久磁石との上下位置関係を示す概略図である。なお、以下において、軸方向の一方を第１方向Ｄ１とし、軸方向の他方を第２方向Ｄ２とする。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１の反対方向である。第１方向Ｄ１は図４，５での上側に向かう方向であり、第２方向Ｄ２は図４，５での下側に向かう方向である。
　図４に示すように、固定子鉄心４１は、第２ユニット４１３，４１４を有する。第２ユニット４１３は、下面４１３ｂ及び上面４１３ａを有する。第２ユニット４１４は、下面４１４ｂ及び上面４１４ａを有する。固定子鉄心４１の第１方向Ｄ１の端は、第２ユニット４１３の上面４１３ａである。固定子鉄心４１の第２方向Ｄ２の端は、第２ユニット４１４の下面４１４ｂである。
　第２ユニット４１３と、第２ユニット４１４とは、それぞれ同一の軸方向の高さを有する。具体的には、第２ユニット４１３及び第２ユニット４１４の軸方向の高さは、ともにＢ／２である。第２ユニット４１３と第２ユニット４１４とを併せた固定子鉄心４１の全体の軸方向の高さは、第２距離Ｂである。即ち、固定子鉄心４１の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２の端までの軸方向に沿った距離が第２距離Ｂである。また、固定子鉄心４１の第１方向Ｄ１の端と第２方向Ｄ２の端との軸方向に沿った中央は、第２中央ＣＬ２である。第２中央ＣＬ２は、第２ユニット４１４の上面４１４ａ及び第２ユニット４１３の下面４１３ｂと同一の高さに位置する。換言すれば、固定子鉄心４１の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２に向けて、第２距離Ｂの半分の距離Ｂ／２だけ離隔した位置を第２位置とすると、第２中央ＣＬ２は、第２位置と一致する。
　図４に示すように、回転子鉄心４２２は、第１ユニット４２５と、第１ユニット４２６と、を有する。第１ユニット４２５は、下面４２５ｂ及び上面４２５ａを有する。第１ユニット４２６は、下面４２６ｂ及び上面４２６ａを有する。第１ユニット４２５の上面４２５ａは、第３保持体２６の下面２６ｂと当接している。換言すると、第１ユニット４２５の上面４２５ａは、第３保持体２６の下面２６ｂによって上下方向に支持される。これにより、第１ユニット４２５の上面４２５ａの軸方向の位置決めがされる。回転子鉄心４２２の第１方向Ｄ１の端は、第１ユニット４２５の上面４２５ａである。回転子鉄心４２２の第２方向Ｄ２の端は、第１ユニット４２６の下面４２６ｂである。
　第１ユニット４２５と、第１ユニット４２６とは、それぞれ同一の軸方向の高さを有する。具体的には、第１ユニット４２５及び第１ユニット４２６の軸方向の高さは、ともにＦ／２である。第１ユニット４２６と第１ユニット４２５とを併せた回転子鉄心４２２の全体の軸方向の高さはＦである。なお、第１ユニット４２６の下面４２６ｂは、第２ユニット４１４の下面４１４ｂよりも下側に位置する。
　また、永久磁石４２１（請求項の磁石）は、第１永久磁石４２３（請求項の磁石）と、第２永久磁石４２４（請求項の磁石）と、を有する。第１永久磁石４２３は、第１ユニット４２５の外周面に固定される。第１永久磁石４２３は、下面４２３ｂ及び上面４２３ａを有する。上面４２３ａと上面４２５ａとは、同一の高さに位置する。上面４２３ａと上面４２５ａとは、第２ユニット４１３の上面４１３ａよりも下側に位置する。第２永久磁石４２４は、第１ユニット４２６の外周面に固定される。第２永久磁石４２４は、下面４２４ｂ及び上面４２４ａを有する。上面４２４ａと上面４２６ａとは、同一の高さに位置する。
　永久磁石４２１の第１方向Ｄ１の端は、第１永久磁石４２３の上面４２３ａである。永久磁石４２１の第２方向Ｄ２の端は、第２永久磁石４２４の下面４２４ｂである。永久磁石４２１の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２の端までの軸方向に沿った距離は、第１距離Ａである。第１距離Ａは、固定子鉄心４１の第２距離Ｂよりも小さい。永久磁石４２１の第１方向Ｄ１の端と第２方向Ｄ２の端との軸方向に沿った中央は第１中央ＣＬ１である。第１中央ＣＬ１は、第１永久磁石４２３の上面４２３ａと第２永久磁石４２４の下面４２４ｂとの軸方向の中央に位置する。永久磁石４２１の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２に向けて、第１距離Ａの半分の距離Ａ／２だけ離隔した位置を第１位置とすると、第１中央ＣＬ１は、第１位置と一致する。また、第１中央ＣＬ１と第２中央ＣＬ２とは軸方向で一致し、第１位置と第２位置も軸方向で一致する。
　図５を用いて、第２ユニット４１３と第１ユニット４２５と第１永久磁石４２３との上下位置関係を比較する。第２ユニット４１３の第１方向Ｄ１の端は、上面４１３ａである。第２ユニット４１３の第２方向Ｄ２の端は、下面４１３ｂである。第１ユニット４２５の第１方向Ｄ１の端は、上面４２５ａである。第１ユニット４２５の第２方向Ｄ２の端は、下面４２５ｂである。また、第１永久磁石４２３の第１方向Ｄ１の端は、上面４２３ａである。第１永久磁石４２３の第２方向Ｄ２の端は、下面４２３ｂである。
　ここで、第１永久磁石４２３の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２の端までの軸方向に沿った距離は、第３距離Ｃである。第１ユニット４２５の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２の端までの軸方向に沿った距離は、第４距離Ｄである。第２ユニット４１３の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２の端までの軸方向に沿った距離は、第５距離Ｅである。第３距離Ｃは、第４距離Ｄよりも小さい。第４距離Ｄと第３距離Ｃとの差Ｇは、鋼板１枚分の厚さである。第３距離Ｃは、第５距離Ｅよりも小さい。第５距離Ｅと第３距離Ｃとの差Ｇは、鋼板１枚分の厚さである。
　第２ユニット４１３を構成する鋼板の１枚の厚さと第１ユニット４２５を構成する鋼板の１枚の厚さとは同じであり、且つ、第２ユニット４１３を構成する鋼板の枚数と第１ユニット４２５を構成する鋼板の枚数とは同じである。よって、第４距離Ｄと第５距離Ｅとは同一である。
　なお、図４に示す第２ユニット４１４を構成する鋼板の１枚の厚さと第１ユニット４２６を構成する鋼板の１枚の厚さとは同じであり、且つ、第２ユニット４１４を構成する鋼板の枚数と第１ユニット４２６を構成する鋼板の枚数とは同じである。よって、第２ユニット４１４と第１ユニット４２６とは同一の軸方向の高さを有する。以上より、固定子鉄心４１の積層鋼板と回転子鉄心４２２の積層鋼板とは、同一の厚さを有する鋼板が同一の枚数だけ積層される。
　以上説明したように、実施形態に係るＤＤモータ１は、固定子鉄心４１を有する固定子４０と、固定子鉄心４１の径方向の内側に配置される回転子鉄心４２２と、回転子鉄心４２２に固定される永久磁石４２１（請求項の磁石）と、を有する回転子４２と、を備える。
　永久磁石４２１の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２の端までの軸方向に沿った第１距離Ａは、固定子鉄心４１の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２の端までの軸方向に沿った第２距離Ｂよりも小さい。また、永久磁石４２１の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２に向けて、第１距離Ａの半分の距離Ａ／２だけ離隔した第１位置は、固定子鉄心４１の第１方向Ｄ１の端から第２方向Ｄ２に向けて、第２距離Ｂの半分の距離Ｂ／２だけ離隔した第２位置と、軸方向で一致する。
　従って、ＤＤモータ１の各構成部品を組み付けた場合に生じる軸方向の寸法のばらつきによって、永久磁石４２１と固定子鉄心４１との軸方向位置がずれた場合でも、永久磁石４２１が発生する磁束（磁界）をより多く固定子鉄心４１に伝えて磁束漏れを低減することができる。よって、より大きな出力を得ることができ、引いては、より小さな永久磁石４２１でも回転子４２を回転させることができる。
　なお、第１位置と第２位置とが軸方向で一致するため、永久磁石４２１が固定子鉄心４１に対して軸方向の上方にずれた場合でも下方にずれた場合でも、永久磁石４２１から固定子鉄心４１に伝わる磁束（磁界）の量が均等になる。
　固定子鉄心４１及び回転子鉄心４２２は、複数の鋼板が軸方向に積層される積層鋼板を有する。旋盤加工により、金属材料を切削加工して固定子鉄心又は回転子鉄心を製作する場合は、外周面を複雑な形状に形成することが困難である。しかし、打抜加工した鋼板を積層した積層鋼板の場合は、外周面を複雑な形状に形成することが容易になる。
　固定子鉄心４１の積層鋼板と回転子鉄心４２２の積層鋼板とは、同一の厚さを有する鋼板が同一の枚数だけ積層される。これによれば、コイル材の鋼板を用いて、固定子鉄心４１及び回転子鉄心４２２の積層鋼板を製造する場合、固定子鉄心用の積層鋼板の鋼板及び回転子鉄心用の積層鋼板の鋼板を同一のコイル材から製造することができる。
　第１永久磁石４２３（請求項の磁石）は、第１ユニット４２５に１つずつ固定されている。第３距離Ｃは、第４距離Ｄよりも小さい。
　これにより、軸方向の長さが異なる回転子鉄心４２２の複数のバリエーションを、第１永久磁石４２３より第１ユニット４２５の方が軸方向の長さが長い状態で構成することができる。
　第４距離Ｄと第３距離Ｃとの差Ｇを、鋼板の１枚分の厚さとすることにより、回転子鉄心４２２を構成する鋼板材料を最小限に抑制して、第１永久磁石４２３より第１ユニット４２５の方を長くすることができる。また、第４距離Ｄと第３距離Ｃとの差Ｇを、鋼板の１枚分の厚さとすることにより、最も少ない鋼板の枚数によって、軸方向の長さが異なる回転子鉄心４２２の複数のバリエーションを、第１永久磁石４２３より固定子鉄心４１の方が軸方向の長さが長い状態で構成することができる。
　第３距離Ｃは、第５距離Ｅよりも小さい。これにより、軸方向の長さが異なる固定子鉄心４１の複数のバリエーションを、第１永久磁石４２３より第２ユニット４１３の方が軸方向の長さが長い状態で構成することができる。
　第５距離Ｅと第３距離Ｃとの差Ｇを、鋼板の１枚分の厚さとすることにより、固定子鉄心４１を構成する鋼板材料を最小限に抑制して、第１永久磁石４２３より第１ユニット４２５の方を長くすることができる。また、第５距離Ｅと第３距離Ｃとの差Ｇを、鋼板の１枚分の厚さとすることにより、最も少ない鋼板の枚数によって、軸方向の長さが異なる固定子鉄心４１の複数のバリエーションを、第１永久磁石４２３より第２ユニット４１３の方が軸方向の長さが長い状態で構成することができる。
　[変形例]
　次に、変形例について説明する。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、変形例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６に示すように、変形例では、固定子鉄心４１Ａ（ステータ鉄心）を含む固定子４０Ａ（ステータ）の外周側に、永久磁石４２１Ａ（請求項の磁石）及び回転子鉄心４２２Ａ（ロータ鉄心）を含む回転子４２Ａ（ロータ）が配置されている。変形例は、いわゆるアウターロータ型の構造を有する。
　固定子鉄心４１Ａは、バックヨーク４１１Ａと、ティース４１２Ａとを有する。バックヨーク４１１Ａとティース４１２Ａとは、一体である。バックヨーク４１１Ａは、中心軸Ａｘの軸方向から見て、中心軸Ａｘを中心とする円環状部材である。ティース４１２Ａは、バックヨーク４１１Ａの外周面から外周側（径方向外側）に突出する。ティース４１２Ａには、図示しないインシュレータを介してコイルが巻回される。
　バックヨーク４１１Ａには、軸方向に延びる貫通孔４１１Ａａが設けられる。貫通孔４１１Ａａは、中心軸Ａｘの軸方向に延びる。ここで、固定子鉄心４１Ａは、積層鋼板を含む。積層鋼板は、打ち抜き加工により成形されたバックヨーク４１１Ａ、ティース４１２Ａ及び貫通孔４１１Ａａ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４１１Ａａ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４１１Ａａ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２ユニット４１３Ａ，４１４Ａを作製する。複数の第２ユニット４１３Ａ，４１４Ａを軸方向に積層させることによって固定子鉄心４１Ａを作製する。
　第２ユニット４１４Ａの軸方向の一方側（図６での上側）に第２ユニット４１３Ａを積み重ねている。変形例では、第２ユニット４１３Ａ及び第２ユニット４１４Ａは、同一の厚さで且つそれぞれ同一枚数の鋼板を積層させた積層鋼板で構成される。なお、図６では、第２ユニット４１３Ａと第２ユニット４１４Ａとの境界Ｓ３が視認しやすいように、便宜的に太線で示しているが、実際には同一厚さの鋼板が軸方向に沿って隙間なく積層されている。
　なお、第２ユニット４１３Ａ，４１４Ａ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、固定子鉄心４１Ａを作製してもよい。固定子鉄心４１Ａ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。
　回転子４２Ａは、回転子鉄心４２２Ａと、永久磁石４２１Ａ（請求項の磁石）と、を含む。回転子鉄心４２２Ａ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た積層鋼板で構成される。回転子鉄心４２２Ａには、軸方向に延びる貫通孔４２２Ａｂが設けられる。
　貫通孔４２２Ａｂ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４２２Ａｂ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ユニット４２５Ａ，４２６Ａを作製する。第１ユニット４２６Ａの軸方向の一方側（図６での上側）に第１ユニット４２５Ａを積み重ねることで回転子鉄心４２２Ａが構成される。変形例では、第１ユニット４２５Ａ及び第１ユニット４２６Ａは、同一の厚さでそれぞれ同一枚数の鋼板で構成される。
　なお、図６では、第１ユニット４２５Ａと第１ユニット４２６Ａとの境界Ｓ４が視認しやすいように、便宜的に太線で示しているが、実際には同一厚さの鋼板が軸方向に沿って隙間なく積層されている。なお、第１ユニット４２５Ａ，４２６Ａ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、回転子鉄心４２２Ａを作製してもよい。回転子鉄心４２２Ａ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、回転子鉄心４２２Ａを構成する１枚の鋼板の厚さは、固定子鉄心４１Ａを構成する１枚の鋼板の厚さと同一である。回転子鉄心４２２Ａの積層鋼板を構成する鋼板の枚数を、固定子鉄心４１Ａ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、回転子鉄心４２２Ａの積層鋼板の軸方向の高さと、固定子鉄心４１Ａの積層鋼板の軸方向の高さと、を簡単に合わせることができる。
　以上説明したように、変形例に係るＤＤモータは、いわゆるアウターロータ型の構造を有する。具体的には、固定子４０Ａの外周側に回転子４２Ａが配置されている。変形例に係るＤＤモータの基本的な構造は、実施形態に係るＤＤモータ１と同じであるため、実施形態で得られる作用効果は、変形例においても得られる。例えば、ＤＤモータの各構成部品を組み付けた場合に生じる軸方向の寸法のばらつきによって、永久磁石４２１Ａ（請求項の磁石）と固定子鉄心４１Ａとの軸方向位置がずれた場合でも、永久磁石４２１Ａが発生する磁束（磁界）をより多く固定子鉄心４１Ａに伝えて磁束漏れを低減することができる。よって、より大きな出力を得ることができ、引いては、より小さな永久磁石４２１Ａでも回転子４２Ａを回転させることができる。
１　ＤＤモータ（ダイレクトドライブモータ）
４０，４０Ａ　固定子
４１，４１Ａ　固定子鉄心
４２，４２Ａ　回転子
４１３，４１３Ａ，４１４，４１４Ａ　第２ユニット
４２１，４２１Ａ　永久磁石（磁石）
４２２，４２２Ａ　回転子鉄心
４２３　第１永久磁石（磁石）
４２４　第２永久磁石（磁石）
４２５，４２５Ａ，４２６，４２６Ａ　第１ユニット
Ａ　第１距離
Ｂ　第２距離
Ｃ　第３距離
Ｄ　第４距離
Ｅ　第５距離

Claims (7)

  1. 　中心軸の軸回りの周方向に沿って配置される固定子鉄心を有する固定子と、
    　前記固定子鉄心に対して前記中心軸に直交する径方向の外側又は内側に配置される回転子鉄心と、当該回転子鉄心に固定され前記固定子鉄心に径方向に対向して配置される磁石と、を有する回転子と、
    　を備え、
    　前記中心軸の軸方向の一方を第１方向とし、第１方向の反対方向を第２方向とし、
    　前記磁石の第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第１距離は、前記固定子鉄心の第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第２距離よりも小さく、
    　前記磁石の第１方向の端から第２方向に向けて、前記第１距離の半分の距離だけ離隔した第１位置は、前記固定子鉄心の第１方向の端から第２方向に向けて、前記第２距離の半分の距離だけ離隔した第２位置と、軸方向で一致する、
    　ダイレクトドライブモータ。
  2. 　前記固定子鉄心及び前記回転子鉄心は、複数の鋼板が軸方向に積層される積層鋼板を有する、
    　請求項１に記載のダイレクトドライブモータ。
  3. 　前記固定子鉄心の前記積層鋼板と前記回転子鉄心の前記積層鋼板とは、同一の厚さを有する鋼板が同一の枚数積層される、
    　請求項２に記載のダイレクトドライブモータ。
  4. 　前記回転子鉄心の前記積層鋼板は、所定枚数の第１ユニットが軸方向に複数に積み重ねられて構成され、前記磁石は、１つの前記第１ユニットに１つずつ固定されており、
    　前記磁石の第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第３距離は、前記第１ユニットの第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第４距離よりも小さい、
    　請求項２又は３に記載のダイレクトドライブモータ。
  5. 　前記第４距離と前記第３距離との差は、前記鋼板の１枚分の厚さである、
    　請求項４に記載のダイレクトドライブモータ。
  6. 　前記固定子鉄心の前記積層鋼板は、所定枚数の積層鋼板の第２ユニットが軸方向に複数に積み重ねられ、
    　前記第３距離は、前記第２ユニットの第１方向の端から第２方向の端までの軸方向に沿った第５距離よりも小さい、
    　請求項４又は５に記載のダイレクトドライブモータ。
  7. 　前記第５距離と前記第３距離との差は、前記鋼板の１枚分の厚さである、
    　請求項６に記載のダイレクトドライブモータ。
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