電磁ユニット
【課題】扁平化が可能であって組立も容易な電磁ユニットを提供する。電磁ユニット内の循環電流や渦電流の発生を防止し、ロータ磁性歯の脱落や移動を防ぐ。
【解決手段】ステータユニット１００は、多数のステータ磁性歯１０３からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気結合されたステータコア１０１，１０２と、これらの間に配置されたリング形コイルとを備える。ロータユニット２００Ａは、多数のロータ磁性歯２０５からなるロータ磁性歯列とロータ磁極２０４とを有し、これらがステータ磁性歯列に対向すると共に、ステータユニット１００と同軸上に配置されたリング状のロータコアユニット２０３を有する。ロータユニット２００Ａは、非磁性材料からなるロータコアホルダ２０８を備え、積層鋼板からなるロータ磁性歯２０５を、ロータコアホルダ２０８にカシメ止めや焼き嵌めにて連結、固定する。
【解決手段】ステータユニット１００は、多数のステータ磁性歯１０３からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気結合されたステータコア１０１，１０２と、これらの間に配置されたリング形コイルとを備える。ロータユニット２００Ａは、多数のロータ磁性歯２０５からなるロータ磁性歯列とロータ磁極２０４とを有し、これらがステータ磁性歯列に対向すると共に、ステータユニット１００と同軸上に配置されたリング状のロータコアユニット２０３を有する。ロータユニット２００Ａは、非磁性材料からなるロータコアホルダ２０８を備え、積層鋼板からなるロータ磁性歯２０５を、ロータコアホルダ２０８にカシメ止めや焼き嵌めにて連結、固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平なモータ等の構成要素となる電磁ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボット、産業機械などの技術分野に適用される小型モータでは、コイルの巻回や装着を容易化し、コイルの実装密度を向上させて高効率化やトルク特性を向上させることが求められている。
ここで、図１５、図１６は特許文献１に記載されたリングコイルモータの例を示しており、図１５はアウターロータ型、図１６はインナーロータ型のステップモータである。
【０００３】
図１５において、１は固定軸、２，３は軸受、４はロータケース、５はロータヨーク、６，７はステータヨーク、８，９はリング形コイル、１０はマグネット板である。
また、図１６において、１１は回転軸、１２，１３は軸受、１５はロータヨーク、１６，１７はステータヨーク、１８，１９はリング形コイル、２０はマグネット板である。
ロータヨーク５，１５及びステータヨーク６，７，１６，１７の対向面には歯が形成されており、これらの歯の間には永久磁石がそれぞれ配置されている。
【０００４】
上記モータでは、ロータの回転に伴い、内蔵された前記永久磁石の作用によってリング形コイル８，９，１８，１９に鎖交する磁束が変化する、すなわち、これらのコイルに無負荷誘起電圧が生じるように構成されている。このため、コイルに交番電流を通流することにより、モータにトルクが発生する仕組みとなっている。
これらのリングコイルモータでは、通常のモータのようにスロット内にコイルを配置する必要がなく、リング形コイルの製造も容易であると共に、ステータとロータとの相互作用によって高トルクを発生可能であるという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３７３２号公報（段落［０００６］〜［０００９］、図１，図８等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、狭いスペースにモータを配置して装置全体の小型化を図りたい場合には、軸方向の長さが短い扁平モータを使用することが望ましい。
しかし、図１５、図１６に示したモータは、ラジアルギャップ、すなわちステータとロータとの対向面が形成するギャップが円筒形状であるモータを想定している。この種のモータは軸方向に長くなりがちなため、モータを扁平に形成することが難しい。特に、三相のコイルを軸方向に並べる場合には、モータの扁平化は一層実現しにくくなる。
【０００７】
更に、図１６に示したインナーロータ型のモータでは、リング形コイル１８，１９の側部及び外周部をステータヨーク１６，１７によって囲む構造であるため、コイル１８，１９の構造が簡単であるにも関わらず、コイル１８，１９をステータヨーク１６，１７に組み込む場合に複雑な組立作業を要するという問題もある。
この組立作業を容易にするために、ステータヨーク１６，１７をそれぞれ軸方向中央部付近で２分割し、コイルを挟んだ後に結合するという方法が考えられるが、その場合にはステータコアにおける磁路が分断されるため、磁気抵抗が大きくなり、結果としてトルク低下を招くという問題がある。
一方、図１５に示したアウターロータ型のモータによれば、ステータヨーク６，７の周囲にリング形コイル８，９を配置するため組立作業は容易であるものの、この種のアウターロータ型のモータを適用できる製品分野は必ずしも多くはない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、全体的に扁平化が可能であって組立が容易であり、大きなトルクを発生させるようにした電磁ユニットを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、循環電流や渦電流の発生を防止した電磁ユニットを提供することにある。
更に、本発明の別の目的は、ロータ磁極の移動や脱落を防止した電磁ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に係る電磁ユニットは、ステータユニットとロータユニットとから構成されている。
ここで、ステータユニットは、ステータ磁性歯列を有する第１のステータコアと、同じくステータ磁性歯列を有する第２のステータコアを有し、これら第１，第２のステータコアは同心円状に配置されたうえ互いに磁気的に結合されている。また、ステータユニットは、第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルを有する。
一方、ロータユニットは、ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有する。このロータコアユニットは、多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合うロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極とを備えている。これらのロータ磁性歯列及びロータ磁極は第１，第２のステータコアのステータ磁性歯列に対向するように配置される。
更に、ロータユニットは、ロータコアユニットと同軸上に配置されたアルミ等の非磁性材料からなるロータコアホルダを備えている。そして、本発明では、ロータ磁性歯を積層鋼板により構成し、このロータ磁性歯を、ロータコアホルダにカシメ止めにより一体的に連結、固定するものである。
【００１０】
ここで、請求項２に記載するように、ロータ磁極は、軸方向から見てほぼ扇形（ｆａｎ−ｓｈａｐｅｄ：以下、同じ）に形成することが望ましい。
また、請求項３に記載するように、ロータ磁性歯の側面を切り起こして係止部を形成し、この係止部によりロータ磁極の移動を防ぐような構造とすることが望ましい。
【００１１】
請求項４に係る電磁ユニットにおいても、ステータユニットは、ステータ磁性歯列を有する第１のステータコアと、同じくステータ磁性歯列を有する第２のステータコアを有し、これら第１，第２のステータコアは同心円状に配置されたうえ互いに磁気的に結合されている。また、ステータユニットは、第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルを有する。
一方、ロータユニットは、ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有する。このロータコアユニットは、多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合うロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極とを備えている。これらのロータ磁性歯列及びロータ磁極は第１，第２のステータコアのステータ磁性歯列に対向するように配置される。
更に、ロータユニットは、ロータコアユニットと同軸上に配置されたアルミ等の非磁性材料からなるロータコアホルダを備えている。そして、本発明では、ロータ磁性歯を積層鋼板により構成し、このロータ磁性歯を、ロータコアホルダに焼き嵌めにより一体的に連結、固定するものである。
【００１２】
また、請求項５に係る電磁ユニットは、隣り合うロータ磁性歯の隙間に、軸方向から見てほぼ扇形のスペーサを配置し、このスペーサ及びロータ磁性歯をロータコアホルダに焼き嵌めるものである。
【００１３】
請求項６に係る電磁ユニットにおいても、ステータユニットは、ステータ磁性歯列を有する第１のステータコアと、同じくステータ磁性歯列を有する第２のステータコアを有し、これら第１，第２のステータコアは同心円状に配置されたうえ互いに磁気的に結合されている。また、ステータユニットは、第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルを有する。
一方、ロータユニットは、ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有する。このロータコアユニットは、多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合うロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極とを備えている。これらのロータ磁性歯列及びロータ磁極は第１，第２のステータコアのステータ磁性歯列に対向するように配置される。
更に、本発明において、ロータユニットは、ロータコアユニットと同軸上に配置されたアルミ等の非磁性材料からなる複数（例えば二個または三個）のロータコアホルダを備えている。そして、積層鋼板により構成されたロータ磁性歯を有するロータコアユニットを、複数のロータコアホルダにより挟み込んでボルト締めにより一体的に連結、固定したものである。
【００１４】
なお、請求項７に記載するように、請求項６の電磁ユニットにおいても、ロータ磁極を、軸方向から見てほぼ扇形に形成することが望ましい。
【００１５】
また、請求項８に記載するように、請求項６または７の電磁ユニットにおいて、ロータコアホルダのロータ磁性歯との接触面に面取り部を形成し、かつ、この面取り部に接触するロータ磁極の端部にテーパ部を形成すれば、ロータ磁性歯とロータ磁極とが隙間なく接触する。
【００１６】
請求項９に記載するように、複数の円筒状のロータコアホルダを軸心方向に並べて嵌め合わせる嵌合構造によって連結することにより、ロータコアユニット及びロータコアホルダを含むロータユニット全体を一層強固に一体化することができる。
【００１７】
請求項１０に記載するように、請求項６〜９の何れか１項において、ロータ磁性歯の側面を切り起こして係止部を形成し、この係止部を、ロータ磁極の側面形成した凹部に係止させることにより、ロータ磁極の移動や脱落を防止することができる。
また、請求項１１に記載するように、上記係止部及び凹部は、ほぼ同一平面上であってロータコアユニットの軸に対して非平行に配置される。
【００１８】
請求項１２に記載するように、請求項６〜１１の何れか１項において、隣り合うロータ磁性歯により形成されるほぼ扇形の隙間に対し、同じくほぼ扇形のロータ磁極の内径側厚みを隙間公差により形成し、かつ、外径側厚みを厚め公差により形成することが望ましい。
【００１９】
請求項１３に係る電磁ユニットにおいても、ステータユニットは、ステータ磁性歯列を有する第１のステータコアと、同じくステータ磁性歯列を有する第２のステータコアを有し、これら第１，第２のステータコアは同心円状に配置されたうえ互いに磁気的に結合されている。また、ステータユニットは、第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルを有する。
一方、ロータユニットは、ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有する。このロータコアユニットは、多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合うロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極とを備えている。これらのロータ磁性歯列及びロータ磁極は第１，第２のステータコアのステータ磁性歯列に対向するように配置される。
更に、本発明では、前記ロータ磁性歯が、予め接着された複数の電磁鋼板からなる積層鋼板（接着鋼板）をワイヤカットにより切り出して形成されている。
また、ロータユニットは、ロータコアユニットと同軸上に配置されたアルミ等の非磁性材料からなるロータコアホルダを備えている。
そして、本発明では、ロータコアユニットを、複数のロータコアホルダにより挟み込んでボルト締めすることにより、一体的に連結、固定するものである。
【００２０】
請求項１４に記載するように、請求項１３において、多数のロータ磁性歯をプラスチック等の非磁性・非導電性材料の締結具にて全体的に締結することにより、ロータ磁性歯やロータ磁極の移動を防止することができる。
また、請求項１５に記載するように、ロータコアホルダのロータ磁性歯との接触面に面取り部を形成すると良い。
更に、請求項１６に記載するように、請求項１３〜１５の何れか１項において、ロータ磁性歯にスリットを形成することによりロータ磁性歯にバネ機構を持たせ、各部の寸法公差を小さな応力で吸収させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、全体的に扁平化が可能であって組立が容易であり、大きなトルクを発生可能な電磁ユニットを提供することができる。
また、循環電流や渦電流の発生を防止して損失を低減し、しかもロータ磁極の移動や脱落を防止すると共に、各部の寸法交差を吸収可能な電磁ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の基本的な構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１を具体化した本発明の第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】図２の主要部の拡大図である。
【図４】第１実施形態におけるロータ磁性歯をロータコアユニットの内周側から見た斜視図である。
【図５】第１実施形態におけるロータ磁性歯の側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示す分解斜視図である。
【図７】第２実施形態における電磁ユニットの組み立て方法を示す図である。
【図８】第２実施形態における電磁ユニットの組み立て方法を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態を示す分解斜視図である。
【図１０】図９の主要部の拡大図である。
【図１１】本発明の第４実施形態を示す分解斜視図である。
【図１２】本発明の第５実施形態を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第５実施形態を示す分解斜視図である。
【図１４】図１２，図１３におけるロータ磁性歯及びロータ磁極等の拡大斜視図である。
【図１５】従来技術の構成図である。
【図１６】従来技術の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
まず、図１は、本発明の基本的な構成を示す分解斜視図である。図１において、１０１，１０２は何れもほぼ円筒状の第１，第２ステータコアであり、軸方向一端部がヨーク１５０によって磁気的に結合されている。第１のステータコア１０１の内径は第２のステータコア１０２の外径より長く、これらのステータコア１０１，１０２は同心円状に配置されている。また、ステータコア１０１，１０２の軸方向他端部には、その全周にわたり、例えば２０°間隔で多数のステータ磁性歯１０３がそれぞれ規則的に形成されている。これら多数のステータ磁性歯１０３の集合体を、ステータ磁性歯列という。
なお、ステータ磁性歯１０３の配置間隔（角度）は、２０°に何ら限定されるものではなく、この点は以下のすべての実施形態でも同様である。
ここで、ステータコア１０１，１０２は、例えば圧粉磁芯により構成されている。
【００２４】
更に、ステータコア１０１，１０２に挟まれた環状の隙間には、リング形コイル３００が配置されている。図１では、リング形コイル３００を一点鎖線で示してある。
これらのステータコア１０１，１０２、ヨーク１５０及びリング形コイル３００により、ステータユニット１００が構成される。
【００２５】
一方、２００はロータユニットを示している。このロータユニット２００は、円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極を交互に着磁した永久磁石からなるロータ磁極２０１と、円周方向に沿ってロータ磁極２０１と交互に配置されるロータ磁性歯２０２とからなり、全体がリング状に形成されている。ロータ磁性歯２０２は、円周上に例えば１０°間隔で配置されている。
なお、ロータ磁性歯２０２の配置間隔（角度）は、１０°に何ら限定されるものではなく、これは以下のすべての実施形態でも同様である。
このロータユニット２００は、ステータコア１０１，１０２に挟まれた環状の隙間において、前記リング形コイル３００の上方に同軸上に配置されるものである。
【００２６】
図１の構成において、ロータユニット２００が１０°回転するたびに、リング形コイル３００に鎖交する磁束（ロータ磁極２０１及びロータ磁性歯２０２からステータコア１０１，１０２を介して還流する磁束）が交番する。この磁束と、コイル３００に交番電流を流して発生させた磁束との相乗作用により、ロータ磁性歯２０２とステータ磁性歯１０３との間に吸引力または反発力を作用させ、これによってトルクを発生することができる。
【００２７】
この構造によると、リング形コイル３００を使用するため、通常のモータのようにスロット内にコイルを配置する必要がなく、コイルの製造も容易である。また、従来技術として説明した図１５、図１６のように複数のコイルを軸方向に並べて配置する必要がないので、モータの扁平化に最適である。
更に、ステータコア１０１，１０２の隙間にリング形コイル３００を嵌めればよいため、一種のインナーロータ型でありながら、ステータユニット１００の組立が容易である。また、ステータユニット１００とロータユニット２００との嵌め合いも軸方向に沿って行えるので、電磁ユニットとしても組立性も良い。
【００２８】
次に、図２は、図１の構成を具体化した本発明の第１実施形態を示す分解斜視図であり、理解を容易にするために一部を切り欠いてある。
図２において、ステータユニット１００の構成は図１と同様である。なお、図２では、便宜的にリング形コイルの図示が省略されている。
【００２９】
２００Ａはロータユニットであり、このロータユニット２００Ａは、ロータコアユニット２０３と、リング状のロータコアホルダ２０８と、締結具２１１とを備えている。
ロータコアユニット２０３は、図１のロータユニット２００に相当しており、図３に拡大して示すように、円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極を交互に着磁した永久磁石からなるロータ磁極２０４と、円周方向に沿ってロータ磁極２０４と交互に配置されるロータ磁性歯２０５と、複数のロータ磁性歯２０５の外周部を連結する締結具２０６と、ロータ磁性歯２０５の内周部に嵌合する締結具２０７とを備え、全体がリング状に形成されている。ロータ磁性歯２０５は、電磁鋼板を複数積層してなる積層鋼板によって構成されており、円周上に例えば１０°間隔で配置されている。なお、多数のロータ磁性歯２０５の集合体を、ロータ磁性歯列というものとする。
【００３０】
この実施形態では、図２、図３から明らかなように、多数のロータ磁性歯２０５を円周方向に沿って放射状に配置するために、ロータ磁性歯２０５の間に配置されるロータ磁極２０４が、軸方向から見てほぼ扇形に形成されている。
また、図４は、隣り合う２個のロータ磁性歯２０５をロータコアユニット２０３の内周側から見た斜視図であり、図５は、ロータ磁性歯２０５の側面図である。
図４、図５に示すように、ロータ磁性歯２０５の外周部には、前記締結具２０６が嵌合する溝部２１２が複数形成されている。なお、図５において、２１３は締結具２０６の端部を引っ掛けて固定するための孔部である。更に、ロータ磁性歯２０５の内周部にも、溝部２１４が形成されている。この溝部２１４は、図２、図３に示す内周側の締結具２０７を嵌合させるためのものである。
【００３１】
ここで、ロータ磁性歯２０５やロータ磁極２０４が円周方向に倒れると、ロータコアユニット２０３の外径が長くなったり、ロータ磁性歯２０５とステータ磁性歯１０３との対向面積が減少するという問題がある。ロータコアユニット２０３の外径が長くなる分は、公差として予め設計する必要があるため、結果としてロータ磁性歯２０５とステータ磁性歯１０３との隙間が広くなる。このように隙間が広くなると、磁気抵抗が増加する。また、ロータ磁性歯２０５とステータ磁性歯１０３との対向面積が減少することも、磁気抵抗の増加を招く。
【００３２】
ロータ磁性歯２０５とステータ磁性歯１０３との隙間は、磁束を通すための大切な磁気回路の一部であるため、この隙間が広がると、リング形コイルに鎖交するロータ磁極２０４からの磁束が減り、漏れ磁束が増える。これにより、モータとしての発生トルクが減少してしまう。
更に、トルク発生時にロータ磁性歯２０５やロータ磁極２０４が円周方向に倒れると、ロータ磁性歯２０５とロータ磁極２０４との接触面や、ロータ磁性歯２０５を構成する電磁鋼板同士の接触面で摩擦熱が発生する。この摩擦熱はエネルギー損失となるだけでなく、ロータコアユニット２０３の過熱にもつながるので、ロータ磁性歯２０５やロータ磁極２０４が円周方向に倒れるのを防ぐ必要がある。
【００３３】
上記の点にかんがみ、本実施形態では、多数の締結具２０６をロータコアユニット２０３の外周部に配置して複数のロータ磁極２０４及びロータ磁性歯２０５を締結している。この締結具２０６の締結作用により、トルク発生時にロータ磁性歯２０５やロータ磁極２０４が円周方向に倒れるのを防止し、ロータ磁性歯２０５とロータ磁極２０４との接触面や、ロータ磁性歯２０５を構成する電磁鋼板同士の接触面の面圧及び摩擦力を増加させている。
【００３４】
なお、締結具２０６は、アルミのように強度があって加工精度が高い非磁性材料を用いると良い。これにより、締結効果を高めると共に、ロータ磁極２０４のＮ極、Ｓ極間の磁気的短絡を防止し、漏れ磁束を減少させることができる。
また、締結具２０６を多数、分離して配置することで、循環電流が流れるのを防止することができ、半径方向からの組み立てを容易にしている。また、締結具２０６を細長い棒状に形成することで、渦電流を流れにくくして損失低減を図っている。
【００３５】
更に、ロータコアユニット２０３の内周部の締結具２０７は、後述する締結具２１１と共に、ロータ磁極２０４及びロータ磁性歯２０５が半径方向に倒れたり移動するのを防止している。この締結具２０７にも、アルミのように強度があって加工精度が高い非磁性材料を用いると良い。これにより、締結効果を高めると共に、ロータ磁極２０４のＮ極、Ｓ極間の磁気的短絡を防止し、漏れ磁束を減少させることができる。
【００３６】
また、図４、図５に示すごとく、ロータ磁性歯２０５の側面には係止部２１６が形成されている。
締結具２０６による締結力がロータ磁性歯２０５に作用していることや、ロータ磁極２０４が軸方向から見てほぼ扇形に形成されていること、更には回転時の遠心力等により、ロータ磁極２０４には常に半径方向外向きの力が働く。このため、折り曲げ部２１５を残して電磁鋼板をコ字形（Ｕ−ｓｈａｐｅｄ：以下、同じ）に切り起こすことにより係止部２１６を形成し、その突出した部分をロータ磁極２０４に対するストッパーとして作用させ、ロータ磁極２０４が半径方向の外側に飛び出すのを防止している。
【００３７】
なお、積層鋼板は弾性を有するため、ロータ磁極２０４を半径方向外側から挿入する際に係止部２１６が支障になるおそれはない。更に、モータの運転時にロータコアユニット２０３が熱膨張したとしても、積層鋼板の弾性により、ロータ磁極２０４が半径方向外向きに移動するだけで、ロータコアユニット２０３の外径増加を防ぐことができる。
【００３８】
図２に戻って、ロータコアホルダ２０８の下面には、ロータ磁性歯２０５を受容する溝部２１０が放射状に形成されている。ロータ磁性歯２０５をこれらの溝部２１０に嵌合させ、カシメによって固定することにより、ロータコアユニット２０３とロータコアホルダ２０８とを一体的かつ強固に連結することができる。
また、ロータ磁性歯２０５と溝部２１０との嵌合部分を外側から覆うように、ベルト状の締結具２１１が取り付けられる。この締結具２１１も、前記締結具２０６，２０７と同様にアルミ等の非磁性材料からなっている。
【００３９】
ロータコアホルダ２０８の上面（溝部２１０とは反対側の面）には、軸方向にボルト孔２０９が複数形成されている。これらのボルト孔２０９は、図示されていないシャフトや各種の負荷（以下、これらを総称して負荷という）をボルトによってロータコアホルダ２０８に連結するためのものであり、ロータコアユニット２０３の発生トルクがロータコアホルダ２０８を介して負荷に伝達されるようになっている。
【００４０】
この実施形態において、ロータコアホルダ２０８も、アルミ等の非磁性材料によって形成することにより、ロータコアホルダ２０８を通じた磁気抵抗を高くしてロータ磁極２０４のＮ極とＳ極との磁気的短絡を防止することができる。
なお、締結具２０６，２０７，２１１及びロータコアホルダ２０８を、アルミ以外の非磁性材料により形成しても良いのは言うまでもない。
【００４１】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
前述した第１実施形態では、ロータコアホルダ２０８に、ロータ磁性歯２０５を嵌合させるための溝部２１０を形成することが必要である。この種のカシメ溝は、通常は平行な溝部として形成されるが、第１実施形態では構造上、放射状に形成しなくてはならず、その加工に多くの時間や労力を要する。
また、カシメによってロータコアホルダ２０８とロータ磁性歯２０５とを連結する際に、ロータ磁性歯２０５の積層鋼板を構成する個々の電磁鋼板に力を均等に加えることが難しく、応力集中が起きやすいという問題もある。
更に、締結具２０６の強度が小さい場合、ロータ磁極２０４とロータ磁性歯２０５との摩擦力が小さくなり、ロータコアユニット２０３からロータコアホルダ２０８側に伝達されるトルクが小さくなって高トルク密度化の要請に応えられなくなる。
そこで、本発明の第２実施形態は、上記の点を改良したものである。
【００４２】
図６は、第２実施形態を示す分解斜視図である。
まず、ステータユニット１００の構成は第１実施形態と同様である。図６では、便宜的にリング形コイルの図示が省略されている。
ロータコアユニット２１７は、積層鋼板からなる多数のロータ磁性歯２１８と、隣り合うロータ磁性歯２１８の隙間に配置されるロータ磁極２０４とを備えている。なお、ロータ磁極２０４は前記同様に軸方向から見てほぼ扇形に形成されている。
また、ロータ磁性歯２１８は、前記ロータ磁性歯２０５と同様にロータ磁極２０４に係止する係止部２１６を備えているが、この実施形態では前記締結具２０６が不要なため、ロータ磁性歯２１８には、締結具２０６に嵌合させるための溝部が存在しない。
【００４３】
更に、図６に拡大して示すように、隣り合うロータ磁性歯２１８の間の、ロータ磁極２０４の上部の隙間２２０には、ロータ磁極２０４と同様にほぼ扇形に形成されたスペーサ２２１がそれぞれ収容される。これらのスペーサ２２１は、後述する如く、ロータ磁性歯２１８と共に、後述するロータコアホルダ２１９に焼き嵌めによって一体的に固定される。また、スペーサ２２１は、アルミのように強度が高く加工精度に優れた非磁性材料によって形成されている。
２１９はロータコアホルダであり、第１実施形態のロータコアホルダ２０８と同様にアルミ等の非磁性材料からなるが、特に、積層鋼板より降伏応力が低い材料、または、弾性係数が十分に低い材料が使用される。
【００４４】
上記構成において、ステータユニット１００側のリング形コイルに流れる交番電流により発生した磁界の方向は、ロータ磁性歯２１８の部分において常に変化する。このような磁界の方向の変化は、渦電流を発生させ、熱損失を発生させる。これにより、モータのエネルギー変換効率が下がるだけでなく、熱応力を発生させ，強度的な問題にも発展することになる。
このため、第１実施形態と同様に第２実施形態でも、渦電流を抑制するために、ロータ磁性歯２１８として積層鋼板を使用している。
また、ロータ磁性歯２１８は、発生トルクをロータコアホルダ２１９に効率よく伝達する必要があるが、この第２実施形態では、第１実施形態のようなカシメ構造を用いずに、焼き嵌め構造（焼き嵌め面圧による摩擦力）によってロータコアユニット２１７ロータコアユニット２１７ロータコアユニット２１７ロータコアユニット２１７とロータコアホルダ２１９とを連結し、ロータコアホルダ２１９側に力が伝達されるようにした。
【００４５】
ところで、電磁鋼鈑は通常、厚さが均一であるため、この電磁鋼板を複数積層して積層鋼板を形成してもその厚さは均一である。従って、この積層鋼板により構成されたロータ磁性歯２１８を放射状に配置する場合、隣り合うロータ磁性歯２１８の間に軸方向から見てほぼ扇形の隙間（図６における隙間２２０）が残ることになる。このように隙間がある状態では、応力を支えることができず、焼き嵌めによってロータコアユニット２１７とロータコアホルダ２１９とを強固に連結することができない。
【００４６】
よって、この第２実施形態では、焼き嵌め応力が加わる隙間２２０に、軸方向から見てほぼ扇形のスペーサ２２１を配置することとした。すなわち、隣り合うロータ磁性歯２１８の間の隙間２２０には、ロータ磁極２０４とスペーサ２２１とが配置されることになり、焼き嵌めによる強力な圧縮応力はロータ磁極２０４とスペーサ２２１とに分散して加わる。これにより、ロータ磁極２０４が破損するのを防止することができる。
もちろん、ロータ磁極２０４の強度が，焼き嵌めによる圧縮応力に対して十分強い場合は、スペーサ２２１の代わりにロータ磁極２０４を直接、焼き嵌めてしても良い。こうすると、スペーサ２２１を用いる場合に比べて、ロータ磁極２０４として面積の大きな永久磁石を使うことができ、モータの出力トルクの向上に繋がる。
【００４７】
なお、上記のような電磁ユニットを構成する上での課題の一つに、組立性の向上がある。特に、ロータ磁性歯２１８の半径方向の位置決め精度は、モータの出力トルクに直結するため非常に重要である。ところが、図６に示したような構造は部品点数が多いため、個々の部品の加工精度の影響も大きく、加えて、組立精度の影響もある。
これらの点を考慮して、本実施形態では、図７、図８に示すような手順により電磁ユニットを組み立てることとし、これによってロータ磁性歯２１８の位置決め精度を向上させ、十分な出力トルクを確保するようにした。同時に、電磁ユニットの組立性や作業性の向上を可能にしている。
【００４８】
以下、本実施形態における電磁ユニットの組立方法を図７、図８に基づいて説明する。
まず、円形の基板４０２とその中央部に形成された凸部４０３とからなる第１の組立ジグ４０１を用意する（図７（ａ））。
次に、第１の組立ジグ４０１の基板４０２上に、第２の組立ジグ４０４をネジ止めする（図７（ｂ））。第２の組立ジグ４０４は、リング状の基板４０５と、その上面において円周方向に配置された多数の突起４０６を備えている。ここで、突起４０６は、ロータ磁性歯２１８の隙間に収容できるような大きさを持ち、ロータ磁性歯２１８と同様に例えば１０°間隔で放射状に配置される。
【００４９】
次いで、第２の組立ジグ４０４の基板４０５に、リング状の第３の組立ジグ４０７をネジ止めする（図７（ｃ））。
そして、第２の組立ジグ４０４の突起４０６の相互間に、ロータ磁性歯２１８をそれぞれ配置する（図７（ｄ））。
【００５０】
次に、ロータ磁性歯２１８の相互間に、スペーサ２２１をそれぞれ配置する（図８（ａ））。
この状態で、ロータ磁性歯２１８及びスペーサ２２１の上面から、ロータコアホルダ２１９を焼き嵌めする（図８（ｂ））。
その後、第１〜第３の組立ジグ４０１，４０４，４０７を取り除く（図８（ｃ））。
次いで、図８（ｃ）に示す部材を裏返し、ロータ磁性歯２１８の相互間のスペーサ２２１上に、ロータ磁極２０４をそれぞれ配置して組立を完了する。
以上のような手順で電磁ユニットを組み立てることにより、ロータ磁性歯２１８の位置決め精度が向上し、十分な出力トルクを確保することができる。
【００５１】
ここで、ロータコアホルダ２１９の下面に形成される溝２１０とロータ磁性歯２１８とが線接触するような場合、両者の接触面積は少なくなる。更に公差について考えると、溝２１０とロータ磁性歯２１８とは点接触する可能性が高い。一般に、面接触＞線接触＞点接触の順に接触面積が小さくなるのに対し、ロータコアユニット２１７からロータコアホルダ２１９に伝達しなければならない力・焼き嵌め荷重は一定である。
つまり、ロータコアホルダ２１９側の溝２１０とロータ磁性歯２１８とが点接触する状態に近いほど、応力が高くなり、強度的な問題を生じる。
【００５２】
このため、本実施形態では、ロータコアホルダ２１９の材質として、アルミのように積層鋼鈑よりも弾性係数・降伏応力が低く、しかも靭性の高いものを用いている。これにより、溝２１０とロータ磁性歯２１８との接触面に局所的に点接触や線接触が生じた場合でも、ロータコアホルダ２１９側を積極的に弾性変形・塑性変形させる構造としている。このロータコアホルダ２１９側の弾性変形・塑性変形により、点接触または線接触状態の接触面を面接触状態とすることができ、応力集中を緩和することができる。
【００５３】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。図９は第３実施形態に係る電磁ユニットの分解斜視図である。
図９において、ステータユニット１００の構成は第１実施形態、第２実施形態と同様であり、図９では、便宜的にリング形コイルの図示が省略されている。
２２２はロータコアユニットであり、積層鋼板からなる多数のロータ磁性歯２２３とそれらの相互間に配置されるロータ磁極２２４とから構成される。なお、ロータ磁性歯２２３及びロータ磁極２２４の構造については後述する。
【００５４】
２２５は、蓋状に形成された第１のロータコアホルダであり、複数のボルト孔２２６が形成されている。なお、２３５はロータコアホルダ２２５の円筒部である。また、２２７はリング状の第２のロータコアホルダであり、第１のロータコアホルダ２２５と第２のロータコアホルダ２２７とによってロータコアユニット２２２を上下から挟んだ状態でボルト締めすることで、第１，第２のロータコアホルダ２２５，２２７及びロータコアユニット２２２が一体的に連結、固定される。
これにより、ロータコアユニット２２２に発生したトルクは第１のロータコアホルダ２２５に確実に伝達され、更に、ロータコアホルダ２２５にボルト等にて連結された負荷（図示せず）に伝達されることになる。
なお、第１，第２のロータコアホルダ２２５，２２７は、ロータ磁性歯２２３の相互間を磁気的に絶縁するためにアルミ等の非磁性材料によって形成されている。
【００５５】
図１０は、図９の主要部の拡大図であり、特にロータ磁性歯２２３（その構成要素である電磁鋼板２２８）及びロータ磁極２２４の構造を説明するための図である。
図１０において、ロータ磁性歯２２３を構成する電磁鋼板２２８の内側端部には、テーパ部２２９が形成されている。一方、第２のロータコアホルダ２２７の外周部には、アール状に面取りされた面取り部２３０が形成されており、前記テーパ部２２９は面取り部２３０に接触するようになっている。
【００５６】
このため、ロータコアユニット２２２の内径と第２のロータコアホルダ２２７の外径との間に誤差があっても（すなわち、真円度に寸法公差があっても）、両者を間違いなく接触させて一体化することが可能である。つまり、第２のロータコアホルダ２２７として、積層鋼鈑より柔らかいアルミを用いると、ロータコアユニット２２２の内径と第２のロータコアホルダ２２７の外径との真円度が異なっても、ロータコアホルダ２２７側が確実に降伏または弾性変形するので、寸法公差を吸収することが可能である。
また、これにより、寸法公差によるロータ磁性歯２２３の相互間の偏荷重を極力抑えることもできる。更に、少なくともロータコアユニット２２２の外径寸法を、第１のロータコアホルダ２２５の円筒部材の内径の真円度に従わせることができる。
【００５７】
更に、図１０に示すように、ロータ磁性歯２２３の両側面には、電磁鋼板２２８をコ字状に切り起こすことにより係止部２３１が形成されている。また、この係止部２３１に合致するように、ロータ磁極２２４の両側面には凹部２３２が形成されている。
これらの係止部２３１及び凹部２３２は、何れもロータコアユニット２２２の軸と同一平面上にあり、しかも、上記軸に対して非平行に、つまり傾いて形成されている。また、ロータコアユニット２２２の組立に当たっては、係止部２３１が凹部２３２に収容されるようにロータ磁性歯２２３とロータ磁極２２４とが組み合わされる。これにより、ロータユニット２００Ｃの回転時に、ロータ磁極２２４が半径方向外側に飛び出したり移動したりするのを防止することができる。
【００５８】
本実施形態においても、ロータ磁極２２４は軸方向から見てほぼ扇形に形成され、このロータ磁極２２４がロータ磁性歯２２３の間のほぼ扇形の隙間に緊密に配置されているので、ロータ磁極２２４が移動または脱落するおそれは少ない。
ここで、ロータ磁極２２４が配置される隙間にもロータ磁極２２４自身にも、寸法公差が存在する。従って、ロータ磁極２２４が半径方向内側に移動し過ぎないように、所定の隙間よりもロータ磁極２２４の内径側厚みは薄めに、すなわち隙間公差によって製造され、ロータ磁極２２４の外径側厚みは厚めに、すなわち厚め公差によって製造されている。
また、係止部２３１はバネ特性を持つため、寸法公差があってもある程度屈曲するように設計することにより、寸法公差や熱膨張による寸法変化を、ばね部分の屈曲具合によって吸収することができる。
なお、第１のロータコアホルダ２２５の円筒部２３５の内周面は、前記面取り部２３０と同様にアール状に面取りされている。そして、この面取り部に対応するロータ磁性歯２２８側にも、図１０に示すごとく半月状の凹部２３３が設けられている。この凹部２３３とロータコアホルダ２２５側の面取り部とを係止させることにより、組立性が一層向上する。
【００５９】
図１１は、本発明の第４実施形態を示す分解斜視図である。
この実施形態は、第３実施形態における第１のロータコアホルダ２２５を円板部と円筒部とに分離し、それぞれを第１のロータコアホルダ２３４、第３のロータコアホルダ２３６として、第２のロータコアホルダ２２７と共に用いたものである。第１のロータコアホルダ２３４には、第２のロータコアホルダ２２７をボルト締めするためのボルト孔２３７と、第３のロータコアホルダ２３６をボルト締めするためのボルト孔２３８とが形成されている。
なお、第１，第２，第３のロータコアホルダ２３４，２２７，２３６は、何れもアルミ等の非磁性材料によって形成されている。
【００６０】
この実施形態においては、第１のロータコアホルダ２３４と第２のロータコアホルダ２２７とによりロータコアユニット２２２を上下から挟んでボルト締めし、更に、第１のロータコアホルダ２３４と第３のロータコアホルダ２３６とをボルト締めすることでロータユニット２００Ｄが一体的に形成されるようになっている。
なお、ロータ磁性歯２２３の外周側端部には、図１０の２２９：テーパ部２２９：テーパ部２２９：テーパ部テーパ部２２９と同様なテーパ部を形成し、このテーパ部に対応する第３のロータコアホルダ２３６の内周面には、図１０のアール部２３０と同様のアール部を形成することが望ましい。
また、第１，第２，第３のロータコアホルダ２３４，２２７，２３６の軸位置公差を抑えるため、例えば第１のロータコアホルダ２３４と第２のロータコアホルダ２２７、第１のロータコアホルダ２３４と第３のロータコアホルダ２３６というように、円筒状の部品を軸心方向に並べて嵌め合わせる嵌合構造とすることが望ましい。
ここで、ロータ磁性歯２２３のテーパ部は、内周側端部、外周側端部の両方または何れか一方に形成すれば良く、このテーパ部に対応させてロータコアホルダ側のアール部を形成すれば良い。
【００６１】
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
前述した第１〜第４実施形態では、電磁鋼板を複数積層した積層鋼板によりロータ磁性歯を構成しているため、電磁ユニット全体として部品数が多くなる。また、ロータ磁性歯とステータ磁性歯との間の隙間を短くして磁気抵抗を減少させるためには、ロータ磁性歯の精密な組立が必要であるが、そのためには、積層鋼板を精密に作製しなくてはならない。しかし、電磁鋼板の精密な切り出しは困難であると共に、電磁鋼板を１枚ずつ精密に位置を合わせて積層することも難しい。
また、各部品の寸法公差の吸収を、金属自体の弾性変形や塑性変形に依存しているため、寸法公差の吸収幅が小さく、僅かな寸法公差を吸収するために大きな力が発生する等の問題がある。
そこで、本発明の第５実施形態は、上記問題を解決しようとするものである。
【００６２】
図１２，図１３は第５実施形態を示す分解斜視図であり、図１４は図１２，図１３におけるロータ磁性歯及びロータ磁極等の斜視図である。
図１２において、１００Ａはステータユニットであり、軸方向に短いほぼ円筒状の第１のステータコア１０４と、同じくほぼ円筒状の第２のステータコア１０５と、これらのステータコア１０４，１０５を磁気的に結合するヨーク１５１と、を備えている。第１のステータコア１０４の内径は第２のステータコア１０５の外径より長く、これらのステータコア１０４，１０５は同心円状に配置されている。また、ステータコア１０４，１０５の対向面には、その全周にわたり、ステータ磁性歯１０６，１０７がそれぞれ形成されている。なお、外側のステータ磁性歯１０６と内側のステータ磁性歯１０７とは、周方向に５°ずらして形成されているが、このずれ角は５°以外であっても良い。
ステータコア１０４，１０５は圧粉磁芯により形成されており、これらの中心軸はロータユニット２００Ｅの回転軸に一致している。
なお、ステータコア１０４，１０５の隙間にはリング形コイルが収納されるが、図１２、図１３では便宜的にリング形コイルの図示を省略してある。
【００６３】
２３９はロータコアユニットであり、前記ステータコア１０４，１０５の隙間においてリング形コイルの上方に配置されるものである。
このロータコアユニット２３９は、多数のロータ磁性歯２４０を円周方向に沿って放射状に配置し、隣り合うロータ磁性歯２４０の間にロータ磁極２４１（図１３参照）を配置して構成されている。ロータ磁極２４１は、前記同様に軸方向から見てほぼ扇形に形成されている。
【００６４】
なお、ロータ磁性歯２４０は積層鋼板によって構成されており、この点では第１〜第４実施形態と共通する。しかし、この第５実施形態では、複数枚の電磁鋼板を予め接着してなる積層鋼板、すなわち接着鋼板からワイヤカットにより切り出してロータ磁性歯２４０を作製する点が、第１〜第４実施形態と大きく異なっている。また、隣り合うロータ磁性歯２４０は、円周方向に５°の間隔（角度）で配置されており、この間隔（角度）は５°に限定されるものではない。
ロータ磁性歯２４０として接着鋼板を用いることにより、部品点数が減り、組立が容易になる。また、接着鋼板からワイヤカットにて切り出すことにより、精密な形状のロータ磁性歯２４０を作製することができる。
【００６５】
図１３，図１４において、２４２は電磁鋼板であり、ロータ磁性歯２４０の構成部品として参考的に図示したものである。ロータ磁性歯２４０（電磁鋼板２４２）の外周部ほぼ中央には、切り欠き２４３が形成されており、ロータコアユニット２３９を構成した際に円周方向に連続する切り欠き２４３には、リング状の締結具２４７が取り付けられる。また、図１４に詳しく示すように、ロータ磁性歯２４０（電磁鋼板２４２）の軸方向一端部にも、切り欠き２４５，２４６が形成されている。これらの切り欠き２４５，２４６には、図１２，図１３に示す如く、リング状の別の締結具２４８，２４９がそれぞれ取り付けられる。
締結具２４７，２４８，２４９は、プラスチック等の非磁性材料、非導電材料によって構成されている。これらの締結具２４７，２４８，２４９を用いて多数のロータ磁性歯２４０及びロータ磁極２４１を一体的に締結することで、ロータ磁極２４１の脱落や移動を防ぎ、外力（例えばトルクや磁気吸引力）に対して安定かつ強固なロータコアユニット２３９を形成することができる。
【００６６】
更に、ロータ磁性歯２４０（電磁鋼板２４２）の軸方向他端部（切り欠き２４５，２４６とは反対側の端部）には、スリット２４４が形成されている。このスリット２４４により、ロータ磁性歯２４０には半径方向のバネ力が付与されるので、ある程度大きな寸法公差があったとしても、小さい応力によって公差を吸収することができる。
上記スリット２４４によるロータ磁性歯２４０のバネ作用は、後述するロータコアホルダ２５０，２５２及びロータコアユニット２３９の径や真円度が多少異なって公差があったとしても、この公差の吸収に寄与する。これにより、寸法公差によるロータ磁性歯２４０の相互間の偏荷重を極力抑制することができる。更に、ロータ磁性歯２４０の内径側の組み立て寸法は、ロータコアホルダ２５０の円筒部外側の真円度に従わせることができる。
【００６７】
また、図１３において、２５０は第１のロータコアホルダであり、その下面には円筒部２５１が形成されている。なお、図１２において、２５３はロータコアホルダ２５０に形成されたボルト孔である。
更に、２５２はリング状の第２のロータコアホルダであり、第１のロータコアホルダ２５０と共にロータコアユニット２３９を軸方向に挟み込んだ状態でボルト締めすることにより、第１，第２のロータコアホルダ２５０，２５２及びロータコアユニット２３９が一体的に連結、固定される。
ここで、第１，第２のロータコアホルダ２５０，２５２は、アルミのように強度が高く加工精度に優れ、かつ高靱性の非磁性材料によって形成されている。前記同様に、非磁性材料からなるロータコアホルダ２５０，２５２は、ロータ磁性歯２４０同士の磁気的短絡を防止している。
なお、図示されていないが、第１のロータコアホルダ２５０には、ボルト等によって負荷が連結されるものである。
上述したロータコアユニット２３９、締結具２４７，２４８，２４９、第１，第２のロータコアホルダ２５０，２５２により、ロータユニット２００Ｅが構成されている。
【００６８】
第１のロータコアホルダ２５０の前記円筒部２５１の外周面と、第２のロータコアホルダ２５２の内周面には、７２面カットの面取り部２５４，２５５がそれぞれ形成されている。
仮に、円筒部２５１の外周面とロータコアホルダ２５２の内周面とが曲面のままであると、これらの外周面及び内周面に接触するロータ磁性歯２４０との間に三日月状（ｃｒｅｓｃｅｎｔ−ｓｈａｐｅｄ）の隙間ができてしまう。この場合、第２のロータコアホルダ２５２をボルトによって第１のロータコアホルダ２５０側に引っ張り上げた際に、接着鋼板からなるロータ磁性歯２４０の接着面には、半径方向のせん断応力が発生し、力学的に不安定は状態となる。従って、円筒部２５１の外周面とロータコアホルダ２５２の内周面とに面取り部２５４，２５５を形成することで、上記の問題を解消することができる。
なお、第２のロータコアホルダ２５２の内周面の面取り部２５５には、図１４に示すロータ磁性歯２４０のテーパ部２５６が接触するものである。なお、ロータ磁性歯２４０の内周側にテーパ部を形成し、このテーパ部を第１のロータコアホルダ２５０の面取り部２５４に接触させても良い。
【００６９】
本発明は、上述した各実施形態に何ら限定されないことは言うまでもなく、各請求項の記載を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１００，１００Ａ：ステータユニット
１０１，１０２，１０４，１０５：ステータコア
１０３，１０６，１０７：ステータ磁性歯
１５０，１５１：ヨーク
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ：ロータユニット
２０１，２０４，２２４，２４１：ロータ磁極
２０２，２０５，２１８，２２３，２４０：ロータ磁性歯
２０３，２１７，２２２，２３９：ロータコアユニット
２０６，２０７，２１１，２４７，２４８，２４９：締結具
２０８，２１９，２２５，２２７，２３４，２３６，２５０，２５２：ロータコアホルダ
２０９，２２６，２３７，２３８，２５３：ボルト孔
２１０，２１２，２１４：溝部
２１３：孔部
２１５：折り曲げ部
２１６，２３１：係止部
２２０：隙間
２２１：スペーサ
２２８，２４２：電磁鋼板
２２９，２５６：テーパ部
２３０，２５４，２５５：面取り部
２３２：凹部
２３５，２５１：円筒部
２４３，２４５，２４６：切り欠き
２４４：スリット
４０１，４０４，４０７：組立ジグ
４０２，４０５：基板
４０３：凸部
４０６：突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平なモータ等の構成要素となる電磁ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボット、産業機械などの技術分野に適用される小型モータでは、コイルの巻回や装着を容易化し、コイルの実装密度を向上させて高効率化やトルク特性を向上させることが求められている。
ここで、図１５、図１６は特許文献１に記載されたリングコイルモータの例を示しており、図１５はアウターロータ型、図１６はインナーロータ型のステップモータである。
【０００３】
図１５において、１は固定軸、２，３は軸受、４はロータケース、５はロータヨーク、６，７はステータヨーク、８，９はリング形コイル、１０はマグネット板である。
また、図１６において、１１は回転軸、１２，１３は軸受、１５はロータヨーク、１６，１７はステータヨーク、１８，１９はリング形コイル、２０はマグネット板である。
ロータヨーク５，１５及びステータヨーク６，７，１６，１７の対向面には歯が形成されており、これらの歯の間には永久磁石がそれぞれ配置されている。
【０００４】
上記モータでは、ロータの回転に伴い、内蔵された前記永久磁石の作用によってリング形コイル８，９，１８，１９に鎖交する磁束が変化する、すなわち、これらのコイルに無負荷誘起電圧が生じるように構成されている。このため、コイルに交番電流を通流することにより、モータにトルクが発生する仕組みとなっている。
これらのリングコイルモータでは、通常のモータのようにスロット内にコイルを配置する必要がなく、リング形コイルの製造も容易であると共に、ステータとロータとの相互作用によって高トルクを発生可能であるという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３７３２号公報（段落［０００６］〜［０００９］、図１，図８等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、狭いスペースにモータを配置して装置全体の小型化を図りたい場合には、軸方向の長さが短い扁平モータを使用することが望ましい。
しかし、図１５、図１６に示したモータは、ラジアルギャップ、すなわちステータとロータとの対向面が形成するギャップが円筒形状であるモータを想定している。この種のモータは軸方向に長くなりがちなため、モータを扁平に形成することが難しい。特に、三相のコイルを軸方向に並べる場合には、モータの扁平化は一層実現しにくくなる。
【０００７】
更に、図１６に示したインナーロータ型のモータでは、リング形コイル１８，１９の側部及び外周部をステータヨーク１６，１７によって囲む構造であるため、コイル１８，１９の構造が簡単であるにも関わらず、コイル１８，１９をステータヨーク１６，１７に組み込む場合に複雑な組立作業を要するという問題もある。
この組立作業を容易にするために、ステータヨーク１６，１７をそれぞれ軸方向中央部付近で２分割し、コイルを挟んだ後に結合するという方法が考えられるが、その場合にはステータコアにおける磁路が分断されるため、磁気抵抗が大きくなり、結果としてトルク低下を招くという問題がある。
一方、図１５に示したアウターロータ型のモータによれば、ステータヨーク６，７の周囲にリング形コイル８，９を配置するため組立作業は容易であるものの、この種のアウターロータ型のモータを適用できる製品分野は必ずしも多くはない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、全体的に扁平化が可能であって組立が容易であり、大きなトルクを発生させるようにした電磁ユニットを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、循環電流や渦電流の発生を防止した電磁ユニットを提供することにある。
更に、本発明の別の目的は、ロータ磁極の移動や脱落を防止した電磁ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に係る電磁ユニットは、ステータユニットとロータユニットとから構成されている。
ここで、ステータユニットは、ステータ磁性歯列を有する第１のステータコアと、同じくステータ磁性歯列を有する第２のステータコアを有し、これら第１，第２のステータコアは同心円状に配置されたうえ互いに磁気的に結合されている。また、ステータユニットは、第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルを有する。
一方、ロータユニットは、ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有する。このロータコアユニットは、多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合うロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極とを備えている。これらのロータ磁性歯列及びロータ磁極は第１，第２のステータコアのステータ磁性歯列に対向するように配置される。
更に、ロータユニットは、ロータコアユニットと同軸上に配置されたアルミ等の非磁性材料からなるロータコアホルダを備えている。そして、本発明では、ロータ磁性歯を積層鋼板により構成し、このロータ磁性歯を、ロータコアホルダにカシメ止めにより一体的に連結、固定するものである。
【００１０】
ここで、請求項２に記載するように、ロータ磁極は、軸方向から見てほぼ扇形（ｆａｎ−ｓｈａｐｅｄ：以下、同じ）に形成することが望ましい。
また、請求項３に記載するように、ロータ磁性歯の側面を切り起こして係止部を形成し、この係止部によりロータ磁極の移動を防ぐような構造とすることが望ましい。
【００１１】
請求項４に係る電磁ユニットにおいても、ステータユニットは、ステータ磁性歯列を有する第１のステータコアと、同じくステータ磁性歯列を有する第２のステータコアを有し、これら第１，第２のステータコアは同心円状に配置されたうえ互いに磁気的に結合されている。また、ステータユニットは、第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルを有する。
一方、ロータユニットは、ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有する。このロータコアユニットは、多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合うロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極とを備えている。これらのロータ磁性歯列及びロータ磁極は第１，第２のステータコアのステータ磁性歯列に対向するように配置される。
更に、ロータユニットは、ロータコアユニットと同軸上に配置されたアルミ等の非磁性材料からなるロータコアホルダを備えている。そして、本発明では、ロータ磁性歯を積層鋼板により構成し、このロータ磁性歯を、ロータコアホルダに焼き嵌めにより一体的に連結、固定するものである。
【００１２】
また、請求項５に係る電磁ユニットは、隣り合うロータ磁性歯の隙間に、軸方向から見てほぼ扇形のスペーサを配置し、このスペーサ及びロータ磁性歯をロータコアホルダに焼き嵌めるものである。
【００１３】
請求項６に係る電磁ユニットにおいても、ステータユニットは、ステータ磁性歯列を有する第１のステータコアと、同じくステータ磁性歯列を有する第２のステータコアを有し、これら第１，第２のステータコアは同心円状に配置されたうえ互いに磁気的に結合されている。また、ステータユニットは、第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルを有する。
一方、ロータユニットは、ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有する。このロータコアユニットは、多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合うロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極とを備えている。これらのロータ磁性歯列及びロータ磁極は第１，第２のステータコアのステータ磁性歯列に対向するように配置される。
更に、本発明において、ロータユニットは、ロータコアユニットと同軸上に配置されたアルミ等の非磁性材料からなる複数（例えば二個または三個）のロータコアホルダを備えている。そして、積層鋼板により構成されたロータ磁性歯を有するロータコアユニットを、複数のロータコアホルダにより挟み込んでボルト締めにより一体的に連結、固定したものである。
【００１４】
なお、請求項７に記載するように、請求項６の電磁ユニットにおいても、ロータ磁極を、軸方向から見てほぼ扇形に形成することが望ましい。
【００１５】
また、請求項８に記載するように、請求項６または７の電磁ユニットにおいて、ロータコアホルダのロータ磁性歯との接触面に面取り部を形成し、かつ、この面取り部に接触するロータ磁極の端部にテーパ部を形成すれば、ロータ磁性歯とロータ磁極とが隙間なく接触する。
【００１６】
請求項９に記載するように、複数の円筒状のロータコアホルダを軸心方向に並べて嵌め合わせる嵌合構造によって連結することにより、ロータコアユニット及びロータコアホルダを含むロータユニット全体を一層強固に一体化することができる。
【００１７】
請求項１０に記載するように、請求項６〜９の何れか１項において、ロータ磁性歯の側面を切り起こして係止部を形成し、この係止部を、ロータ磁極の側面形成した凹部に係止させることにより、ロータ磁極の移動や脱落を防止することができる。
また、請求項１１に記載するように、上記係止部及び凹部は、ほぼ同一平面上であってロータコアユニットの軸に対して非平行に配置される。
【００１８】
請求項１２に記載するように、請求項６〜１１の何れか１項において、隣り合うロータ磁性歯により形成されるほぼ扇形の隙間に対し、同じくほぼ扇形のロータ磁極の内径側厚みを隙間公差により形成し、かつ、外径側厚みを厚め公差により形成することが望ましい。
【００１９】
請求項１３に係る電磁ユニットにおいても、ステータユニットは、ステータ磁性歯列を有する第１のステータコアと、同じくステータ磁性歯列を有する第２のステータコアを有し、これら第１，第２のステータコアは同心円状に配置されたうえ互いに磁気的に結合されている。また、ステータユニットは、第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルを有する。
一方、ロータユニットは、ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有する。このロータコアユニットは、多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合うロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極とを備えている。これらのロータ磁性歯列及びロータ磁極は第１，第２のステータコアのステータ磁性歯列に対向するように配置される。
更に、本発明では、前記ロータ磁性歯が、予め接着された複数の電磁鋼板からなる積層鋼板（接着鋼板）をワイヤカットにより切り出して形成されている。
また、ロータユニットは、ロータコアユニットと同軸上に配置されたアルミ等の非磁性材料からなるロータコアホルダを備えている。
そして、本発明では、ロータコアユニットを、複数のロータコアホルダにより挟み込んでボルト締めすることにより、一体的に連結、固定するものである。
【００２０】
請求項１４に記載するように、請求項１３において、多数のロータ磁性歯をプラスチック等の非磁性・非導電性材料の締結具にて全体的に締結することにより、ロータ磁性歯やロータ磁極の移動を防止することができる。
また、請求項１５に記載するように、ロータコアホルダのロータ磁性歯との接触面に面取り部を形成すると良い。
更に、請求項１６に記載するように、請求項１３〜１５の何れか１項において、ロータ磁性歯にスリットを形成することによりロータ磁性歯にバネ機構を持たせ、各部の寸法公差を小さな応力で吸収させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、全体的に扁平化が可能であって組立が容易であり、大きなトルクを発生可能な電磁ユニットを提供することができる。
また、循環電流や渦電流の発生を防止して損失を低減し、しかもロータ磁極の移動や脱落を防止すると共に、各部の寸法交差を吸収可能な電磁ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の基本的な構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１を具体化した本発明の第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】図２の主要部の拡大図である。
【図４】第１実施形態におけるロータ磁性歯をロータコアユニットの内周側から見た斜視図である。
【図５】第１実施形態におけるロータ磁性歯の側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示す分解斜視図である。
【図７】第２実施形態における電磁ユニットの組み立て方法を示す図である。
【図８】第２実施形態における電磁ユニットの組み立て方法を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態を示す分解斜視図である。
【図１０】図９の主要部の拡大図である。
【図１１】本発明の第４実施形態を示す分解斜視図である。
【図１２】本発明の第５実施形態を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第５実施形態を示す分解斜視図である。
【図１４】図１２，図１３におけるロータ磁性歯及びロータ磁極等の拡大斜視図である。
【図１５】従来技術の構成図である。
【図１６】従来技術の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
まず、図１は、本発明の基本的な構成を示す分解斜視図である。図１において、１０１，１０２は何れもほぼ円筒状の第１，第２ステータコアであり、軸方向一端部がヨーク１５０によって磁気的に結合されている。第１のステータコア１０１の内径は第２のステータコア１０２の外径より長く、これらのステータコア１０１，１０２は同心円状に配置されている。また、ステータコア１０１，１０２の軸方向他端部には、その全周にわたり、例えば２０°間隔で多数のステータ磁性歯１０３がそれぞれ規則的に形成されている。これら多数のステータ磁性歯１０３の集合体を、ステータ磁性歯列という。
なお、ステータ磁性歯１０３の配置間隔（角度）は、２０°に何ら限定されるものではなく、この点は以下のすべての実施形態でも同様である。
ここで、ステータコア１０１，１０２は、例えば圧粉磁芯により構成されている。
【００２４】
更に、ステータコア１０１，１０２に挟まれた環状の隙間には、リング形コイル３００が配置されている。図１では、リング形コイル３００を一点鎖線で示してある。
これらのステータコア１０１，１０２、ヨーク１５０及びリング形コイル３００により、ステータユニット１００が構成される。
【００２５】
一方、２００はロータユニットを示している。このロータユニット２００は、円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極を交互に着磁した永久磁石からなるロータ磁極２０１と、円周方向に沿ってロータ磁極２０１と交互に配置されるロータ磁性歯２０２とからなり、全体がリング状に形成されている。ロータ磁性歯２０２は、円周上に例えば１０°間隔で配置されている。
なお、ロータ磁性歯２０２の配置間隔（角度）は、１０°に何ら限定されるものではなく、これは以下のすべての実施形態でも同様である。
このロータユニット２００は、ステータコア１０１，１０２に挟まれた環状の隙間において、前記リング形コイル３００の上方に同軸上に配置されるものである。
【００２６】
図１の構成において、ロータユニット２００が１０°回転するたびに、リング形コイル３００に鎖交する磁束（ロータ磁極２０１及びロータ磁性歯２０２からステータコア１０１，１０２を介して還流する磁束）が交番する。この磁束と、コイル３００に交番電流を流して発生させた磁束との相乗作用により、ロータ磁性歯２０２とステータ磁性歯１０３との間に吸引力または反発力を作用させ、これによってトルクを発生することができる。
【００２７】
この構造によると、リング形コイル３００を使用するため、通常のモータのようにスロット内にコイルを配置する必要がなく、コイルの製造も容易である。また、従来技術として説明した図１５、図１６のように複数のコイルを軸方向に並べて配置する必要がないので、モータの扁平化に最適である。
更に、ステータコア１０１，１０２の隙間にリング形コイル３００を嵌めればよいため、一種のインナーロータ型でありながら、ステータユニット１００の組立が容易である。また、ステータユニット１００とロータユニット２００との嵌め合いも軸方向に沿って行えるので、電磁ユニットとしても組立性も良い。
【００２８】
次に、図２は、図１の構成を具体化した本発明の第１実施形態を示す分解斜視図であり、理解を容易にするために一部を切り欠いてある。
図２において、ステータユニット１００の構成は図１と同様である。なお、図２では、便宜的にリング形コイルの図示が省略されている。
【００２９】
２００Ａはロータユニットであり、このロータユニット２００Ａは、ロータコアユニット２０３と、リング状のロータコアホルダ２０８と、締結具２１１とを備えている。
ロータコアユニット２０３は、図１のロータユニット２００に相当しており、図３に拡大して示すように、円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極を交互に着磁した永久磁石からなるロータ磁極２０４と、円周方向に沿ってロータ磁極２０４と交互に配置されるロータ磁性歯２０５と、複数のロータ磁性歯２０５の外周部を連結する締結具２０６と、ロータ磁性歯２０５の内周部に嵌合する締結具２０７とを備え、全体がリング状に形成されている。ロータ磁性歯２０５は、電磁鋼板を複数積層してなる積層鋼板によって構成されており、円周上に例えば１０°間隔で配置されている。なお、多数のロータ磁性歯２０５の集合体を、ロータ磁性歯列というものとする。
【００３０】
この実施形態では、図２、図３から明らかなように、多数のロータ磁性歯２０５を円周方向に沿って放射状に配置するために、ロータ磁性歯２０５の間に配置されるロータ磁極２０４が、軸方向から見てほぼ扇形に形成されている。
また、図４は、隣り合う２個のロータ磁性歯２０５をロータコアユニット２０３の内周側から見た斜視図であり、図５は、ロータ磁性歯２０５の側面図である。
図４、図５に示すように、ロータ磁性歯２０５の外周部には、前記締結具２０６が嵌合する溝部２１２が複数形成されている。なお、図５において、２１３は締結具２０６の端部を引っ掛けて固定するための孔部である。更に、ロータ磁性歯２０５の内周部にも、溝部２１４が形成されている。この溝部２１４は、図２、図３に示す内周側の締結具２０７を嵌合させるためのものである。
【００３１】
ここで、ロータ磁性歯２０５やロータ磁極２０４が円周方向に倒れると、ロータコアユニット２０３の外径が長くなったり、ロータ磁性歯２０５とステータ磁性歯１０３との対向面積が減少するという問題がある。ロータコアユニット２０３の外径が長くなる分は、公差として予め設計する必要があるため、結果としてロータ磁性歯２０５とステータ磁性歯１０３との隙間が広くなる。このように隙間が広くなると、磁気抵抗が増加する。また、ロータ磁性歯２０５とステータ磁性歯１０３との対向面積が減少することも、磁気抵抗の増加を招く。
【００３２】
ロータ磁性歯２０５とステータ磁性歯１０３との隙間は、磁束を通すための大切な磁気回路の一部であるため、この隙間が広がると、リング形コイルに鎖交するロータ磁極２０４からの磁束が減り、漏れ磁束が増える。これにより、モータとしての発生トルクが減少してしまう。
更に、トルク発生時にロータ磁性歯２０５やロータ磁極２０４が円周方向に倒れると、ロータ磁性歯２０５とロータ磁極２０４との接触面や、ロータ磁性歯２０５を構成する電磁鋼板同士の接触面で摩擦熱が発生する。この摩擦熱はエネルギー損失となるだけでなく、ロータコアユニット２０３の過熱にもつながるので、ロータ磁性歯２０５やロータ磁極２０４が円周方向に倒れるのを防ぐ必要がある。
【００３３】
上記の点にかんがみ、本実施形態では、多数の締結具２０６をロータコアユニット２０３の外周部に配置して複数のロータ磁極２０４及びロータ磁性歯２０５を締結している。この締結具２０６の締結作用により、トルク発生時にロータ磁性歯２０５やロータ磁極２０４が円周方向に倒れるのを防止し、ロータ磁性歯２０５とロータ磁極２０４との接触面や、ロータ磁性歯２０５を構成する電磁鋼板同士の接触面の面圧及び摩擦力を増加させている。
【００３４】
なお、締結具２０６は、アルミのように強度があって加工精度が高い非磁性材料を用いると良い。これにより、締結効果を高めると共に、ロータ磁極２０４のＮ極、Ｓ極間の磁気的短絡を防止し、漏れ磁束を減少させることができる。
また、締結具２０６を多数、分離して配置することで、循環電流が流れるのを防止することができ、半径方向からの組み立てを容易にしている。また、締結具２０６を細長い棒状に形成することで、渦電流を流れにくくして損失低減を図っている。
【００３５】
更に、ロータコアユニット２０３の内周部の締結具２０７は、後述する締結具２１１と共に、ロータ磁極２０４及びロータ磁性歯２０５が半径方向に倒れたり移動するのを防止している。この締結具２０７にも、アルミのように強度があって加工精度が高い非磁性材料を用いると良い。これにより、締結効果を高めると共に、ロータ磁極２０４のＮ極、Ｓ極間の磁気的短絡を防止し、漏れ磁束を減少させることができる。
【００３６】
また、図４、図５に示すごとく、ロータ磁性歯２０５の側面には係止部２１６が形成されている。
締結具２０６による締結力がロータ磁性歯２０５に作用していることや、ロータ磁極２０４が軸方向から見てほぼ扇形に形成されていること、更には回転時の遠心力等により、ロータ磁極２０４には常に半径方向外向きの力が働く。このため、折り曲げ部２１５を残して電磁鋼板をコ字形（Ｕ−ｓｈａｐｅｄ：以下、同じ）に切り起こすことにより係止部２１６を形成し、その突出した部分をロータ磁極２０４に対するストッパーとして作用させ、ロータ磁極２０４が半径方向の外側に飛び出すのを防止している。
【００３７】
なお、積層鋼板は弾性を有するため、ロータ磁極２０４を半径方向外側から挿入する際に係止部２１６が支障になるおそれはない。更に、モータの運転時にロータコアユニット２０３が熱膨張したとしても、積層鋼板の弾性により、ロータ磁極２０４が半径方向外向きに移動するだけで、ロータコアユニット２０３の外径増加を防ぐことができる。
【００３８】
図２に戻って、ロータコアホルダ２０８の下面には、ロータ磁性歯２０５を受容する溝部２１０が放射状に形成されている。ロータ磁性歯２０５をこれらの溝部２１０に嵌合させ、カシメによって固定することにより、ロータコアユニット２０３とロータコアホルダ２０８とを一体的かつ強固に連結することができる。
また、ロータ磁性歯２０５と溝部２１０との嵌合部分を外側から覆うように、ベルト状の締結具２１１が取り付けられる。この締結具２１１も、前記締結具２０６，２０７と同様にアルミ等の非磁性材料からなっている。
【００３９】
ロータコアホルダ２０８の上面（溝部２１０とは反対側の面）には、軸方向にボルト孔２０９が複数形成されている。これらのボルト孔２０９は、図示されていないシャフトや各種の負荷（以下、これらを総称して負荷という）をボルトによってロータコアホルダ２０８に連結するためのものであり、ロータコアユニット２０３の発生トルクがロータコアホルダ２０８を介して負荷に伝達されるようになっている。
【００４０】
この実施形態において、ロータコアホルダ２０８も、アルミ等の非磁性材料によって形成することにより、ロータコアホルダ２０８を通じた磁気抵抗を高くしてロータ磁極２０４のＮ極とＳ極との磁気的短絡を防止することができる。
なお、締結具２０６，２０７，２１１及びロータコアホルダ２０８を、アルミ以外の非磁性材料により形成しても良いのは言うまでもない。
【００４１】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
前述した第１実施形態では、ロータコアホルダ２０８に、ロータ磁性歯２０５を嵌合させるための溝部２１０を形成することが必要である。この種のカシメ溝は、通常は平行な溝部として形成されるが、第１実施形態では構造上、放射状に形成しなくてはならず、その加工に多くの時間や労力を要する。
また、カシメによってロータコアホルダ２０８とロータ磁性歯２０５とを連結する際に、ロータ磁性歯２０５の積層鋼板を構成する個々の電磁鋼板に力を均等に加えることが難しく、応力集中が起きやすいという問題もある。
更に、締結具２０６の強度が小さい場合、ロータ磁極２０４とロータ磁性歯２０５との摩擦力が小さくなり、ロータコアユニット２０３からロータコアホルダ２０８側に伝達されるトルクが小さくなって高トルク密度化の要請に応えられなくなる。
そこで、本発明の第２実施形態は、上記の点を改良したものである。
【００４２】
図６は、第２実施形態を示す分解斜視図である。
まず、ステータユニット１００の構成は第１実施形態と同様である。図６では、便宜的にリング形コイルの図示が省略されている。
ロータコアユニット２１７は、積層鋼板からなる多数のロータ磁性歯２１８と、隣り合うロータ磁性歯２１８の隙間に配置されるロータ磁極２０４とを備えている。なお、ロータ磁極２０４は前記同様に軸方向から見てほぼ扇形に形成されている。
また、ロータ磁性歯２１８は、前記ロータ磁性歯２０５と同様にロータ磁極２０４に係止する係止部２１６を備えているが、この実施形態では前記締結具２０６が不要なため、ロータ磁性歯２１８には、締結具２０６に嵌合させるための溝部が存在しない。
【００４３】
更に、図６に拡大して示すように、隣り合うロータ磁性歯２１８の間の、ロータ磁極２０４の上部の隙間２２０には、ロータ磁極２０４と同様にほぼ扇形に形成されたスペーサ２２１がそれぞれ収容される。これらのスペーサ２２１は、後述する如く、ロータ磁性歯２１８と共に、後述するロータコアホルダ２１９に焼き嵌めによって一体的に固定される。また、スペーサ２２１は、アルミのように強度が高く加工精度に優れた非磁性材料によって形成されている。
２１９はロータコアホルダであり、第１実施形態のロータコアホルダ２０８と同様にアルミ等の非磁性材料からなるが、特に、積層鋼板より降伏応力が低い材料、または、弾性係数が十分に低い材料が使用される。
【００４４】
上記構成において、ステータユニット１００側のリング形コイルに流れる交番電流により発生した磁界の方向は、ロータ磁性歯２１８の部分において常に変化する。このような磁界の方向の変化は、渦電流を発生させ、熱損失を発生させる。これにより、モータのエネルギー変換効率が下がるだけでなく、熱応力を発生させ，強度的な問題にも発展することになる。
このため、第１実施形態と同様に第２実施形態でも、渦電流を抑制するために、ロータ磁性歯２１８として積層鋼板を使用している。
また、ロータ磁性歯２１８は、発生トルクをロータコアホルダ２１９に効率よく伝達する必要があるが、この第２実施形態では、第１実施形態のようなカシメ構造を用いずに、焼き嵌め構造（焼き嵌め面圧による摩擦力）によってロータコアユニット２１７ロータコアユニット２１７ロータコアユニット２１７ロータコアユニット２１７とロータコアホルダ２１９とを連結し、ロータコアホルダ２１９側に力が伝達されるようにした。
【００４５】
ところで、電磁鋼鈑は通常、厚さが均一であるため、この電磁鋼板を複数積層して積層鋼板を形成してもその厚さは均一である。従って、この積層鋼板により構成されたロータ磁性歯２１８を放射状に配置する場合、隣り合うロータ磁性歯２１８の間に軸方向から見てほぼ扇形の隙間（図６における隙間２２０）が残ることになる。このように隙間がある状態では、応力を支えることができず、焼き嵌めによってロータコアユニット２１７とロータコアホルダ２１９とを強固に連結することができない。
【００４６】
よって、この第２実施形態では、焼き嵌め応力が加わる隙間２２０に、軸方向から見てほぼ扇形のスペーサ２２１を配置することとした。すなわち、隣り合うロータ磁性歯２１８の間の隙間２２０には、ロータ磁極２０４とスペーサ２２１とが配置されることになり、焼き嵌めによる強力な圧縮応力はロータ磁極２０４とスペーサ２２１とに分散して加わる。これにより、ロータ磁極２０４が破損するのを防止することができる。
もちろん、ロータ磁極２０４の強度が，焼き嵌めによる圧縮応力に対して十分強い場合は、スペーサ２２１の代わりにロータ磁極２０４を直接、焼き嵌めてしても良い。こうすると、スペーサ２２１を用いる場合に比べて、ロータ磁極２０４として面積の大きな永久磁石を使うことができ、モータの出力トルクの向上に繋がる。
【００４７】
なお、上記のような電磁ユニットを構成する上での課題の一つに、組立性の向上がある。特に、ロータ磁性歯２１８の半径方向の位置決め精度は、モータの出力トルクに直結するため非常に重要である。ところが、図６に示したような構造は部品点数が多いため、個々の部品の加工精度の影響も大きく、加えて、組立精度の影響もある。
これらの点を考慮して、本実施形態では、図７、図８に示すような手順により電磁ユニットを組み立てることとし、これによってロータ磁性歯２１８の位置決め精度を向上させ、十分な出力トルクを確保するようにした。同時に、電磁ユニットの組立性や作業性の向上を可能にしている。
【００４８】
以下、本実施形態における電磁ユニットの組立方法を図７、図８に基づいて説明する。
まず、円形の基板４０２とその中央部に形成された凸部４０３とからなる第１の組立ジグ４０１を用意する（図７（ａ））。
次に、第１の組立ジグ４０１の基板４０２上に、第２の組立ジグ４０４をネジ止めする（図７（ｂ））。第２の組立ジグ４０４は、リング状の基板４０５と、その上面において円周方向に配置された多数の突起４０６を備えている。ここで、突起４０６は、ロータ磁性歯２１８の隙間に収容できるような大きさを持ち、ロータ磁性歯２１８と同様に例えば１０°間隔で放射状に配置される。
【００４９】
次いで、第２の組立ジグ４０４の基板４０５に、リング状の第３の組立ジグ４０７をネジ止めする（図７（ｃ））。
そして、第２の組立ジグ４０４の突起４０６の相互間に、ロータ磁性歯２１８をそれぞれ配置する（図７（ｄ））。
【００５０】
次に、ロータ磁性歯２１８の相互間に、スペーサ２２１をそれぞれ配置する（図８（ａ））。
この状態で、ロータ磁性歯２１８及びスペーサ２２１の上面から、ロータコアホルダ２１９を焼き嵌めする（図８（ｂ））。
その後、第１〜第３の組立ジグ４０１，４０４，４０７を取り除く（図８（ｃ））。
次いで、図８（ｃ）に示す部材を裏返し、ロータ磁性歯２１８の相互間のスペーサ２２１上に、ロータ磁極２０４をそれぞれ配置して組立を完了する。
以上のような手順で電磁ユニットを組み立てることにより、ロータ磁性歯２１８の位置決め精度が向上し、十分な出力トルクを確保することができる。
【００５１】
ここで、ロータコアホルダ２１９の下面に形成される溝２１０とロータ磁性歯２１８とが線接触するような場合、両者の接触面積は少なくなる。更に公差について考えると、溝２１０とロータ磁性歯２１８とは点接触する可能性が高い。一般に、面接触＞線接触＞点接触の順に接触面積が小さくなるのに対し、ロータコアユニット２１７からロータコアホルダ２１９に伝達しなければならない力・焼き嵌め荷重は一定である。
つまり、ロータコアホルダ２１９側の溝２１０とロータ磁性歯２１８とが点接触する状態に近いほど、応力が高くなり、強度的な問題を生じる。
【００５２】
このため、本実施形態では、ロータコアホルダ２１９の材質として、アルミのように積層鋼鈑よりも弾性係数・降伏応力が低く、しかも靭性の高いものを用いている。これにより、溝２１０とロータ磁性歯２１８との接触面に局所的に点接触や線接触が生じた場合でも、ロータコアホルダ２１９側を積極的に弾性変形・塑性変形させる構造としている。このロータコアホルダ２１９側の弾性変形・塑性変形により、点接触または線接触状態の接触面を面接触状態とすることができ、応力集中を緩和することができる。
【００５３】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。図９は第３実施形態に係る電磁ユニットの分解斜視図である。
図９において、ステータユニット１００の構成は第１実施形態、第２実施形態と同様であり、図９では、便宜的にリング形コイルの図示が省略されている。
２２２はロータコアユニットであり、積層鋼板からなる多数のロータ磁性歯２２３とそれらの相互間に配置されるロータ磁極２２４とから構成される。なお、ロータ磁性歯２２３及びロータ磁極２２４の構造については後述する。
【００５４】
２２５は、蓋状に形成された第１のロータコアホルダであり、複数のボルト孔２２６が形成されている。なお、２３５はロータコアホルダ２２５の円筒部である。また、２２７はリング状の第２のロータコアホルダであり、第１のロータコアホルダ２２５と第２のロータコアホルダ２２７とによってロータコアユニット２２２を上下から挟んだ状態でボルト締めすることで、第１，第２のロータコアホルダ２２５，２２７及びロータコアユニット２２２が一体的に連結、固定される。
これにより、ロータコアユニット２２２に発生したトルクは第１のロータコアホルダ２２５に確実に伝達され、更に、ロータコアホルダ２２５にボルト等にて連結された負荷（図示せず）に伝達されることになる。
なお、第１，第２のロータコアホルダ２２５，２２７は、ロータ磁性歯２２３の相互間を磁気的に絶縁するためにアルミ等の非磁性材料によって形成されている。
【００５５】
図１０は、図９の主要部の拡大図であり、特にロータ磁性歯２２３（その構成要素である電磁鋼板２２８）及びロータ磁極２２４の構造を説明するための図である。
図１０において、ロータ磁性歯２２３を構成する電磁鋼板２２８の内側端部には、テーパ部２２９が形成されている。一方、第２のロータコアホルダ２２７の外周部には、アール状に面取りされた面取り部２３０が形成されており、前記テーパ部２２９は面取り部２３０に接触するようになっている。
【００５６】
このため、ロータコアユニット２２２の内径と第２のロータコアホルダ２２７の外径との間に誤差があっても（すなわち、真円度に寸法公差があっても）、両者を間違いなく接触させて一体化することが可能である。つまり、第２のロータコアホルダ２２７として、積層鋼鈑より柔らかいアルミを用いると、ロータコアユニット２２２の内径と第２のロータコアホルダ２２７の外径との真円度が異なっても、ロータコアホルダ２２７側が確実に降伏または弾性変形するので、寸法公差を吸収することが可能である。
また、これにより、寸法公差によるロータ磁性歯２２３の相互間の偏荷重を極力抑えることもできる。更に、少なくともロータコアユニット２２２の外径寸法を、第１のロータコアホルダ２２５の円筒部材の内径の真円度に従わせることができる。
【００５７】
更に、図１０に示すように、ロータ磁性歯２２３の両側面には、電磁鋼板２２８をコ字状に切り起こすことにより係止部２３１が形成されている。また、この係止部２３１に合致するように、ロータ磁極２２４の両側面には凹部２３２が形成されている。
これらの係止部２３１及び凹部２３２は、何れもロータコアユニット２２２の軸と同一平面上にあり、しかも、上記軸に対して非平行に、つまり傾いて形成されている。また、ロータコアユニット２２２の組立に当たっては、係止部２３１が凹部２３２に収容されるようにロータ磁性歯２２３とロータ磁極２２４とが組み合わされる。これにより、ロータユニット２００Ｃの回転時に、ロータ磁極２２４が半径方向外側に飛び出したり移動したりするのを防止することができる。
【００５８】
本実施形態においても、ロータ磁極２２４は軸方向から見てほぼ扇形に形成され、このロータ磁極２２４がロータ磁性歯２２３の間のほぼ扇形の隙間に緊密に配置されているので、ロータ磁極２２４が移動または脱落するおそれは少ない。
ここで、ロータ磁極２２４が配置される隙間にもロータ磁極２２４自身にも、寸法公差が存在する。従って、ロータ磁極２２４が半径方向内側に移動し過ぎないように、所定の隙間よりもロータ磁極２２４の内径側厚みは薄めに、すなわち隙間公差によって製造され、ロータ磁極２２４の外径側厚みは厚めに、すなわち厚め公差によって製造されている。
また、係止部２３１はバネ特性を持つため、寸法公差があってもある程度屈曲するように設計することにより、寸法公差や熱膨張による寸法変化を、ばね部分の屈曲具合によって吸収することができる。
なお、第１のロータコアホルダ２２５の円筒部２３５の内周面は、前記面取り部２３０と同様にアール状に面取りされている。そして、この面取り部に対応するロータ磁性歯２２８側にも、図１０に示すごとく半月状の凹部２３３が設けられている。この凹部２３３とロータコアホルダ２２５側の面取り部とを係止させることにより、組立性が一層向上する。
【００５９】
図１１は、本発明の第４実施形態を示す分解斜視図である。
この実施形態は、第３実施形態における第１のロータコアホルダ２２５を円板部と円筒部とに分離し、それぞれを第１のロータコアホルダ２３４、第３のロータコアホルダ２３６として、第２のロータコアホルダ２２７と共に用いたものである。第１のロータコアホルダ２３４には、第２のロータコアホルダ２２７をボルト締めするためのボルト孔２３７と、第３のロータコアホルダ２３６をボルト締めするためのボルト孔２３８とが形成されている。
なお、第１，第２，第３のロータコアホルダ２３４，２２７，２３６は、何れもアルミ等の非磁性材料によって形成されている。
【００６０】
この実施形態においては、第１のロータコアホルダ２３４と第２のロータコアホルダ２２７とによりロータコアユニット２２２を上下から挟んでボルト締めし、更に、第１のロータコアホルダ２３４と第３のロータコアホルダ２３６とをボルト締めすることでロータユニット２００Ｄが一体的に形成されるようになっている。
なお、ロータ磁性歯２２３の外周側端部には、図１０の２２９：テーパ部２２９：テーパ部２２９：テーパ部テーパ部２２９と同様なテーパ部を形成し、このテーパ部に対応する第３のロータコアホルダ２３６の内周面には、図１０のアール部２３０と同様のアール部を形成することが望ましい。
また、第１，第２，第３のロータコアホルダ２３４，２２７，２３６の軸位置公差を抑えるため、例えば第１のロータコアホルダ２３４と第２のロータコアホルダ２２７、第１のロータコアホルダ２３４と第３のロータコアホルダ２３６というように、円筒状の部品を軸心方向に並べて嵌め合わせる嵌合構造とすることが望ましい。
ここで、ロータ磁性歯２２３のテーパ部は、内周側端部、外周側端部の両方または何れか一方に形成すれば良く、このテーパ部に対応させてロータコアホルダ側のアール部を形成すれば良い。
【００６１】
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
前述した第１〜第４実施形態では、電磁鋼板を複数積層した積層鋼板によりロータ磁性歯を構成しているため、電磁ユニット全体として部品数が多くなる。また、ロータ磁性歯とステータ磁性歯との間の隙間を短くして磁気抵抗を減少させるためには、ロータ磁性歯の精密な組立が必要であるが、そのためには、積層鋼板を精密に作製しなくてはならない。しかし、電磁鋼板の精密な切り出しは困難であると共に、電磁鋼板を１枚ずつ精密に位置を合わせて積層することも難しい。
また、各部品の寸法公差の吸収を、金属自体の弾性変形や塑性変形に依存しているため、寸法公差の吸収幅が小さく、僅かな寸法公差を吸収するために大きな力が発生する等の問題がある。
そこで、本発明の第５実施形態は、上記問題を解決しようとするものである。
【００６２】
図１２，図１３は第５実施形態を示す分解斜視図であり、図１４は図１２，図１３におけるロータ磁性歯及びロータ磁極等の斜視図である。
図１２において、１００Ａはステータユニットであり、軸方向に短いほぼ円筒状の第１のステータコア１０４と、同じくほぼ円筒状の第２のステータコア１０５と、これらのステータコア１０４，１０５を磁気的に結合するヨーク１５１と、を備えている。第１のステータコア１０４の内径は第２のステータコア１０５の外径より長く、これらのステータコア１０４，１０５は同心円状に配置されている。また、ステータコア１０４，１０５の対向面には、その全周にわたり、ステータ磁性歯１０６，１０７がそれぞれ形成されている。なお、外側のステータ磁性歯１０６と内側のステータ磁性歯１０７とは、周方向に５°ずらして形成されているが、このずれ角は５°以外であっても良い。
ステータコア１０４，１０５は圧粉磁芯により形成されており、これらの中心軸はロータユニット２００Ｅの回転軸に一致している。
なお、ステータコア１０４，１０５の隙間にはリング形コイルが収納されるが、図１２、図１３では便宜的にリング形コイルの図示を省略してある。
【００６３】
２３９はロータコアユニットであり、前記ステータコア１０４，１０５の隙間においてリング形コイルの上方に配置されるものである。
このロータコアユニット２３９は、多数のロータ磁性歯２４０を円周方向に沿って放射状に配置し、隣り合うロータ磁性歯２４０の間にロータ磁極２４１（図１３参照）を配置して構成されている。ロータ磁極２４１は、前記同様に軸方向から見てほぼ扇形に形成されている。
【００６４】
なお、ロータ磁性歯２４０は積層鋼板によって構成されており、この点では第１〜第４実施形態と共通する。しかし、この第５実施形態では、複数枚の電磁鋼板を予め接着してなる積層鋼板、すなわち接着鋼板からワイヤカットにより切り出してロータ磁性歯２４０を作製する点が、第１〜第４実施形態と大きく異なっている。また、隣り合うロータ磁性歯２４０は、円周方向に５°の間隔（角度）で配置されており、この間隔（角度）は５°に限定されるものではない。
ロータ磁性歯２４０として接着鋼板を用いることにより、部品点数が減り、組立が容易になる。また、接着鋼板からワイヤカットにて切り出すことにより、精密な形状のロータ磁性歯２４０を作製することができる。
【００６５】
図１３，図１４において、２４２は電磁鋼板であり、ロータ磁性歯２４０の構成部品として参考的に図示したものである。ロータ磁性歯２４０（電磁鋼板２４２）の外周部ほぼ中央には、切り欠き２４３が形成されており、ロータコアユニット２３９を構成した際に円周方向に連続する切り欠き２４３には、リング状の締結具２４７が取り付けられる。また、図１４に詳しく示すように、ロータ磁性歯２４０（電磁鋼板２４２）の軸方向一端部にも、切り欠き２４５，２４６が形成されている。これらの切り欠き２４５，２４６には、図１２，図１３に示す如く、リング状の別の締結具２４８，２４９がそれぞれ取り付けられる。
締結具２４７，２４８，２４９は、プラスチック等の非磁性材料、非導電材料によって構成されている。これらの締結具２４７，２４８，２４９を用いて多数のロータ磁性歯２４０及びロータ磁極２４１を一体的に締結することで、ロータ磁極２４１の脱落や移動を防ぎ、外力（例えばトルクや磁気吸引力）に対して安定かつ強固なロータコアユニット２３９を形成することができる。
【００６６】
更に、ロータ磁性歯２４０（電磁鋼板２４２）の軸方向他端部（切り欠き２４５，２４６とは反対側の端部）には、スリット２４４が形成されている。このスリット２４４により、ロータ磁性歯２４０には半径方向のバネ力が付与されるので、ある程度大きな寸法公差があったとしても、小さい応力によって公差を吸収することができる。
上記スリット２４４によるロータ磁性歯２４０のバネ作用は、後述するロータコアホルダ２５０，２５２及びロータコアユニット２３９の径や真円度が多少異なって公差があったとしても、この公差の吸収に寄与する。これにより、寸法公差によるロータ磁性歯２４０の相互間の偏荷重を極力抑制することができる。更に、ロータ磁性歯２４０の内径側の組み立て寸法は、ロータコアホルダ２５０の円筒部外側の真円度に従わせることができる。
【００６７】
また、図１３において、２５０は第１のロータコアホルダであり、その下面には円筒部２５１が形成されている。なお、図１２において、２５３はロータコアホルダ２５０に形成されたボルト孔である。
更に、２５２はリング状の第２のロータコアホルダであり、第１のロータコアホルダ２５０と共にロータコアユニット２３９を軸方向に挟み込んだ状態でボルト締めすることにより、第１，第２のロータコアホルダ２５０，２５２及びロータコアユニット２３９が一体的に連結、固定される。
ここで、第１，第２のロータコアホルダ２５０，２５２は、アルミのように強度が高く加工精度に優れ、かつ高靱性の非磁性材料によって形成されている。前記同様に、非磁性材料からなるロータコアホルダ２５０，２５２は、ロータ磁性歯２４０同士の磁気的短絡を防止している。
なお、図示されていないが、第１のロータコアホルダ２５０には、ボルト等によって負荷が連結されるものである。
上述したロータコアユニット２３９、締結具２４７，２４８，２４９、第１，第２のロータコアホルダ２５０，２５２により、ロータユニット２００Ｅが構成されている。
【００６８】
第１のロータコアホルダ２５０の前記円筒部２５１の外周面と、第２のロータコアホルダ２５２の内周面には、７２面カットの面取り部２５４，２５５がそれぞれ形成されている。
仮に、円筒部２５１の外周面とロータコアホルダ２５２の内周面とが曲面のままであると、これらの外周面及び内周面に接触するロータ磁性歯２４０との間に三日月状（ｃｒｅｓｃｅｎｔ−ｓｈａｐｅｄ）の隙間ができてしまう。この場合、第２のロータコアホルダ２５２をボルトによって第１のロータコアホルダ２５０側に引っ張り上げた際に、接着鋼板からなるロータ磁性歯２４０の接着面には、半径方向のせん断応力が発生し、力学的に不安定は状態となる。従って、円筒部２５１の外周面とロータコアホルダ２５２の内周面とに面取り部２５４，２５５を形成することで、上記の問題を解消することができる。
なお、第２のロータコアホルダ２５２の内周面の面取り部２５５には、図１４に示すロータ磁性歯２４０のテーパ部２５６が接触するものである。なお、ロータ磁性歯２４０の内周側にテーパ部を形成し、このテーパ部を第１のロータコアホルダ２５０の面取り部２５４に接触させても良い。
【００６９】
本発明は、上述した各実施形態に何ら限定されないことは言うまでもなく、各請求項の記載を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１００，１００Ａ：ステータユニット
１０１，１０２，１０４，１０５：ステータコア
１０３，１０６，１０７：ステータ磁性歯
１５０，１５１：ヨーク
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ：ロータユニット
２０１，２０４，２２４，２４１：ロータ磁極
２０２，２０５，２１８，２２３，２４０：ロータ磁性歯
２０３，２１７，２２２，２３９：ロータコアユニット
２０６，２０７，２１１，２４７，２４８，２４９：締結具
２０８，２１９，２２５，２２７，２３４，２３６，２５０，２５２：ロータコアホルダ
２０９，２２６，２３７，２３８，２５３：ボルト孔
２１０，２１２，２１４：溝部
２１３：孔部
２１５：折り曲げ部
２１６，２３１：係止部
２２０：隙間
２２１：スペーサ
２２８，２４２：電磁鋼板
２２９，２５６：テーパ部
２３０，２５４，２５５：面取り部
２３２：凹部
２３５，２５１：円筒部
２４３，２４５，２４６：切り欠き
２４４：スリット
４０１，４０４，４０７：組立ジグ
４０２，４０５：基板
４０３：凸部
４０６：突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に沿って規則的に配置された多数のステータ磁性歯からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気的に結合されたリング状の第１，第２のステータコアと、
第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルと、
を有するステータユニット、
及び、
多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極と、を有し、前記ロータ磁性歯列及びロータ磁極が第１，第２のステータコアの前記ステータ磁性歯列に対向すると共に、前記ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有するロータユニット、
を備えた電磁ユニットにおいて、
前記ロータユニットは、
前記ロータコアユニットと同軸上に配置された非磁性材料からなるロータコアホルダを備え、
積層鋼板により構成された前記ロータ磁性歯を、前記ロータコアホルダにカシメ止めにより一体的に連結、固定したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁極が、軸方向から見てほぼ扇形に形成されていることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁性歯の側面を切り起こし、前記ロータ磁極に係止してその移動を防ぐための係止部を形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項４】
周方向に沿って規則的に配置された多数のステータ磁性歯からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気的に結合されたリング状の第１，第２のステータコアと、
第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルと、
を有するステータユニット、
及び、
多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極と、を有し、前記ロータ磁性歯列及びロータ磁極が第１，第２のステータコアの前記ステータ磁性歯列に対向すると共に、前記ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有するロータユニット、
を備えた電磁ユニットにおいて、
前記ロータユニットは、
前記ロータコアユニットと同軸上に配置された非磁性材料からなるロータコアホルダを備え、
積層鋼板により構成された前記ロータ磁性歯を、前記ロータコアホルダに焼き嵌めにより一体的に連結、固定したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載した電磁ユニットにおいて、
隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間に、軸方向から見てほぼ扇形のスペーサを配置し、このスペーサ及び前記ロータ磁性歯を、前記ロータコアホルダに焼き嵌めることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項６】
周方向に沿って規則的に配置された多数のステータ磁性歯からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気的に結合されたリング状の第１，第２のステータコアと、
第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルと、
を有するステータユニット、
及び、
多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極と、を有し、前記ロータ磁性歯列及びロータ磁極が第１，第２のステータコアの前記ステータ磁性歯列に対向すると共に、前記ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有するロータユニット、
を備えた電磁ユニットにおいて、
前記ロータユニットは、
前記ロータコアユニットと同軸上に配置された非磁性材料からなる複数のロータコアホルダを備え、
積層鋼板により構成された前記ロータ磁性歯を有する前記ロータコアユニットを、複数の前記ロータコアホルダにより挟み込んでボルト締めにより一体的に連結、固定したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁極が、軸方向から見てほぼ扇形に形成されていることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項８】
請求項６または７に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータコアホルダの前記ロータ磁性歯との接触面に面取り部を形成し、かつ、この面取り部に接触する前記ロータ磁極の端部にテーパ部を形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項９】
請求項６〜８の何れか１項に記載した電磁ユニットにおいて、
互いに連結される前記ロータコアホルダの双方に、前記ロータコアホルダを軸心方向に並べて嵌め合わせる嵌合構造を形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１０】
請求項６〜９の何れか１項に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁性歯の側面を切り起こして係止部を形成し、前記ロータ磁極の側面に、前記係止部に係止する凹部を形成した凹部凹部ことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載した電磁ユニットにおいて、
前記係止部及び凹部がほぼ同一平面上に形成され、かつ、前記ロータコアユニットの軸に対して非平行であることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１２】
請求項６〜１１の何れか１項に記載した電磁ユニットにおいて、
隣り合う前記ロータ磁性歯により形成される、軸方向から見てほぼ扇形の隙間に対し、同じくほぼ扇形の前記ロータ磁極の内径側厚みが隙間公差により形成され、かつ、外径側厚みが厚め公差により形成されていることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１３】
周方向に沿って規則的に配置された多数のステータ磁性歯からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気的に結合されたリング状の第１，第２のステータコアと、
第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルと、
を有するステータユニット、
及び、
多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極と、を有し、前記ロータ磁性歯列及びロータ磁極が第１，第２のステータコアの前記ステータ磁性歯列に対向すると共に、前記ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有するロータユニット、
を備えた電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁性歯は、予め接着された複数の電磁鋼板からなる積層鋼板をワイヤカットにより切り出して形成され、
前記ロータユニットは、前記ロータコアユニットと同軸上に配置された非磁性材料からなる複数のロータコアホルダを備え、
前記ロータコアユニットを、複数の前記ロータコアホルダにより挟み込んでボルト締めにより一体的に連結、固定したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１４】
請求項１３に記載した電磁ユニットにおいて、
多数の前記ロータ磁性歯を、非磁性・非導電性材料の締結具にて全体的に締結したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータコアホルダの前記ロータ磁性歯との接触面に面取り部を形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１６】
請求項１３〜１５の何れか１項に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁性歯にスリットを形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１】
周方向に沿って規則的に配置された多数のステータ磁性歯からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気的に結合されたリング状の第１，第２のステータコアと、
第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルと、
を有するステータユニット、
及び、
多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極と、を有し、前記ロータ磁性歯列及びロータ磁極が第１，第２のステータコアの前記ステータ磁性歯列に対向すると共に、前記ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有するロータユニット、
を備えた電磁ユニットにおいて、
前記ロータユニットは、
前記ロータコアユニットと同軸上に配置された非磁性材料からなるロータコアホルダを備え、
積層鋼板により構成された前記ロータ磁性歯を、前記ロータコアホルダにカシメ止めにより一体的に連結、固定したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁極が、軸方向から見てほぼ扇形に形成されていることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁性歯の側面を切り起こし、前記ロータ磁極に係止してその移動を防ぐための係止部を形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項４】
周方向に沿って規則的に配置された多数のステータ磁性歯からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気的に結合されたリング状の第１，第２のステータコアと、
第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルと、
を有するステータユニット、
及び、
多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極と、を有し、前記ロータ磁性歯列及びロータ磁極が第１，第２のステータコアの前記ステータ磁性歯列に対向すると共に、前記ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有するロータユニット、
を備えた電磁ユニットにおいて、
前記ロータユニットは、
前記ロータコアユニットと同軸上に配置された非磁性材料からなるロータコアホルダを備え、
積層鋼板により構成された前記ロータ磁性歯を、前記ロータコアホルダに焼き嵌めにより一体的に連結、固定したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載した電磁ユニットにおいて、
隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間に、軸方向から見てほぼ扇形のスペーサを配置し、このスペーサ及び前記ロータ磁性歯を、前記ロータコアホルダに焼き嵌めることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項６】
周方向に沿って規則的に配置された多数のステータ磁性歯からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気的に結合されたリング状の第１，第２のステータコアと、
第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルと、
を有するステータユニット、
及び、
多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極と、を有し、前記ロータ磁性歯列及びロータ磁極が第１，第２のステータコアの前記ステータ磁性歯列に対向すると共に、前記ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有するロータユニット、
を備えた電磁ユニットにおいて、
前記ロータユニットは、
前記ロータコアユニットと同軸上に配置された非磁性材料からなる複数のロータコアホルダを備え、
積層鋼板により構成された前記ロータ磁性歯を有する前記ロータコアユニットを、複数の前記ロータコアホルダにより挟み込んでボルト締めにより一体的に連結、固定したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁極が、軸方向から見てほぼ扇形に形成されていることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項８】
請求項６または７に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータコアホルダの前記ロータ磁性歯との接触面に面取り部を形成し、かつ、この面取り部に接触する前記ロータ磁極の端部にテーパ部を形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項９】
請求項６〜８の何れか１項に記載した電磁ユニットにおいて、
互いに連結される前記ロータコアホルダの双方に、前記ロータコアホルダを軸心方向に並べて嵌め合わせる嵌合構造を形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１０】
請求項６〜９の何れか１項に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁性歯の側面を切り起こして係止部を形成し、前記ロータ磁極の側面に、前記係止部に係止する凹部を形成した凹部凹部ことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載した電磁ユニットにおいて、
前記係止部及び凹部がほぼ同一平面上に形成され、かつ、前記ロータコアユニットの軸に対して非平行であることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１２】
請求項６〜１１の何れか１項に記載した電磁ユニットにおいて、
隣り合う前記ロータ磁性歯により形成される、軸方向から見てほぼ扇形の隙間に対し、同じくほぼ扇形の前記ロータ磁極の内径側厚みが隙間公差により形成され、かつ、外径側厚みが厚め公差により形成されていることを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１３】
周方向に沿って規則的に配置された多数のステータ磁性歯からなるステータ磁性歯列をそれぞれ有し、かつ、同心円状に配置されて互いに磁気的に結合されたリング状の第１，第２のステータコアと、
第１，第２のステータコアの間に配置されたリング形コイルと、
を有するステータユニット、
及び、
多数のロータ磁性歯からなるロータ磁性歯列と、隣り合う前記ロータ磁性歯の隙間にそれぞれ配置されたロータ磁極と、を有し、前記ロータ磁性歯列及びロータ磁極が第１，第２のステータコアの前記ステータ磁性歯列に対向すると共に、前記ステータユニットと同軸上に配置されたリング状のロータコアユニットを有するロータユニット、
を備えた電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁性歯は、予め接着された複数の電磁鋼板からなる積層鋼板をワイヤカットにより切り出して形成され、
前記ロータユニットは、前記ロータコアユニットと同軸上に配置された非磁性材料からなる複数のロータコアホルダを備え、
前記ロータコアユニットを、複数の前記ロータコアホルダにより挟み込んでボルト締めにより一体的に連結、固定したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１４】
請求項１３に記載した電磁ユニットにおいて、
多数の前記ロータ磁性歯を、非磁性・非導電性材料の締結具にて全体的に締結したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータコアホルダの前記ロータ磁性歯との接触面に面取り部を形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【請求項１６】
請求項１３〜１５の何れか１項に記載した電磁ユニットにおいて、
前記ロータ磁性歯にスリットを形成したことを特徴とする電磁ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−４１４２１（Ｐ２０１１−４１４２１Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８８３３２（Ｐ２００９−１８８３３２）
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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