CN112350474B

CN112350474B - 无芯马达

Info

Publication number: CN112350474B
Application number: CN202010781743.2A
Authority: CN
Inventors: 白木学; 田中邦幸; 川野将太郎
Original assignee: Kwarishi Motor Co ltd
Current assignee: Kwarishi Motor Co ltd
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2040-08-06
Also published as: JPWO2021024509A1; CN112350474A; US20220263385A1; JP6812050B1

Abstract

本发明提供一种无芯马达，该无芯马达能够以简单的构造抑制马达工作时的线圈过热，能够向线圈供给过剩的电流而使电动马达高转速输出。一种无芯马达，其中，具备：旋转中心轴，其在密闭的壳体的中央沿轴向延伸；圆筒状线圈，其在所述壳体内相对于所述旋转中心轴配置成同心圆状，且以一侧的端面被定子支承的方式沿所述旋转中心轴的延伸方向延伸；转子，其在所述壳体内相对于所述旋转中心轴配置成同心圆状，并沿所述旋转中心轴的圆周方向旋转；液态制冷剂，其收容在所述壳体内，通过所述转子的旋转而在所述壳体内流动，与所述圆筒状线圈接触。

Description

无芯马达

技术领域

本发明涉及无芯马达以及发电机。

背景技术

关于电动马达，一般由制造商将在通常运转时对构成电动马达的线圈、磁铁等的温度上升所保证的使用限度标示为额定值。额定值是在使电动马达在规定的电压下以额定转矩或额定输出功率工作时制造商所保证的个体基准，一般被记载在产品目录或规格表中。例如，电动马达在规定的电压下发挥良好的特性的同时所产生的最大输出功率被标示为额定输出功率，电动马达以额定输出功率运转时的转速被标示为额定转速，此时的转矩被标示为额定转矩，此时的电流被标示为额定电流。

作为本申请的申请人曾向市场提供的电动马达，有如下构造的电动马达：该电动马达具备圆筒状线圈和转子，该圆筒状线圈在壳体内相对于旋转中心轴配置成同心圆状，且该圆筒状线圈以一侧的端面被定子支承的方式沿旋转中心轴的延伸方向延伸，该转子在壳体内相对于旋转中心轴配置成同心圆状，并沿旋转中心轴的圆周方向旋转。

作为圆筒状线圈的温度不超过上限允许温度130℃的条件，该无芯马达的额定值为额定转矩T₀＝0.28Nm，额定电流I₀＝9.7Arms，额定转速 n₀＝6537rpm，额定输出功率P₀＝191.67W。

使用该无芯马达，在超过额定值的条件下驱动并进行了研究，结果驱动开始后，仅用数十秒就超过了圆筒状线圈的上限允许温度130℃。由此可以容易地设想的最坏情况是，如果在超过额定值的条件下进行驱动，则圆筒状线圈将被烧毁而损坏。另外，即使未达到损坏的程度，从性能方面考虑，也不能期待无芯马达长时间的正常运转。

这样，电动马达即使在起动时等瞬间超过额定电流，通常也不会设想在超过额定值的状态下连续运转。如果使电动马达以过负荷状态、即超过额定值连续运转，则电动马达的线圈会因电流而超乎预想地发热。

因此，本申请的发明人提出了如下方案：为具备圆筒状线圈的无芯马达配备冷却机构，以便能够防止电动马达的性能随着圆筒状线圈的发热或磁铁的加热而降低，或者能够在超过额定值的负荷下工作(专利文献1、2)。

另外，以往提出了各种对电动马达附加冷却功能的方案(例如，专利文献3、4、5、6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5943333号公报

专利文献2：日本特许第6399721号公报

专利文献3：日本特开平4-359653号公报

专利文献4：日本特开2018-157645号公报

专利文献5：日本特开2014-90553号公报

专利文献6：美国专利申请公开公报US2014/0175917

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种无芯马达以及发电机，该无芯马达以及发电机以简单的构造抑制工作时的线圈过热，并且能够高输出。

特别地，本发明的目的是在如下结构的无芯马达以及发电机中，提供抑制工作时的线圈过热并且能够高输出的无芯马达以及发电机，该无芯马达以及发电机具备：旋转中心轴；圆筒状线圈，其相对于所述旋转中心轴配置成同心圆状并沿所述旋转中心轴的延伸方向延伸；转子，其相对于所述旋转中心轴配置成同心圆状，由将所述圆筒状线圈在半径方向上夹在彼此之间的圆筒状的内磁轭和外磁轭构成，所述转子在所述内磁轭的外侧面或所述外磁轭的内侧面具备磁铁且沿所述旋转中心轴的圆周方向旋转。

用于解决技术问题的手段

一种无芯马达以及发电机，该无芯马达以及发电机具备：旋转中心轴，其在密闭的壳体的中央沿轴向延伸；圆筒状线圈，其在所述壳体内相对于所述旋转中心轴配置成同心圆状，且以一侧的端面被定子支承的方式沿所述旋转中心轴的延伸方向延伸；转子，其在所述壳体内相对于所述旋转中心轴配置成同心圆状，由将所述圆筒状线圈在半径方向上夹在彼此之间的圆筒状的内磁轭和圆筒状的外磁轭构成，所述转子在所述内磁轭的外侧面或所述外磁轭的内侧面具备磁铁并沿所述旋转中心轴的圆周方向旋转。

在所述壳体内收容有液态制冷剂，在静止状态下沿所述轴向延伸的所述液态制冷剂的液面与所述外磁轭的外周面接触。并且，通过所述转子的旋转，所述液态制冷剂在所述壳体内流动，与所述圆筒状线圈接触。

在将圆筒状线圈在半径方向上夹在彼此之间的内磁轭和外磁轭之间形成有截面呈环形的空间部，通过转子的旋转而使液态制冷剂向该空间部中流入，使液态制冷剂与发热的圆筒状线圈接触，从圆筒状线圈夺取热量，并利用在壳体内流动的液态制冷剂将所夺取的热量转移到壳体，从表面积比圆筒状线圈大的壳体的整个外周表面散热。

由此，通过使所述转子旋转工作而使发热的圆筒状线圈被所述液态制冷剂冷却，另外，通过使从发热的圆筒状线圈夺取了热量的所述液态制冷剂在所述壳体内流动而向所述壳体传递热量，从壳体的整个外侧表面散热。由此，能够抑制无芯马达工作时的线圈过热，能够向线圈供给过剩的电流而使无芯马达高转速输出。

另外，通过利用在所述壳体内高速旋转的转子使液态制冷剂在壳体内高速流动，使液态制冷剂微细化、微粒化。由此，喷雾状态的液态制冷剂在壳体内高速流动。另外，该流动的液态制冷剂中的一部分通过与发热的线圈接触而气化。由此，使壳体内部的环境为气液混合状态。通过使壳体内部的环境为存在喷雾状态的液态制冷剂的气液混合状态，提高了从通电发热的线圈向壳体的热传导。其结果，壳体的温度高效地升温至与发热的线圈相同程度的温度，从壳体的整个外侧表面散热。由此，能够抑制无芯马达工作时的线圈过热，能够向线圈供给过剩的电流而使无芯马达高转速输出。

[1]

一种无芯马达，其中，具备：

旋转中心轴，其在密闭的壳体的中央沿轴向延伸；

圆筒状线圈，其在所述壳体内相对于所述旋转中心轴配置成同心圆状，且以一侧的端面被定子支承的方式沿所述旋转中心轴的延伸方向延伸；

转子，其在所述壳体内相对于所述旋转中心轴配置成同心圆状，并沿所述旋转中心轴的圆周方向旋转，所述转子由将所述圆筒状线圈在半径方向上夹在彼此之间的圆筒状的内磁轭和圆筒状的外磁轭构成，且在所述内磁轭的外侧面或所述外磁轭的内侧面具备磁铁；

液态制冷剂，其收容在所述壳体内，且该液态制冷剂的在静止状态下沿所述轴向延伸的液面与所述外磁轭的外周面接触；

通过所述转子的旋转，所述液态制冷剂在所述壳体内流动，与所述圆筒状线圈接触。

[2]

如[1]所述的无芯马达，其中，

所述外磁轭具备沿半径方向贯通所述外磁轭的孔。

[3]

一种无芯马达，其中，具备：

旋转中心轴，其在密闭的壳体的中央沿轴向延伸；

减速器，其配备在所述壳体内，由行星齿轮机构构成，所述行星齿轮机构将所述转子的以所述旋转中心轴为中心的旋转运动传递为旋转运动输出部的旋转运动；

[4]

如[3]所述的无芯马达，其中，

所述减速器收容在沿所述旋转中心轴的延伸方向延伸的圆筒状的齿轮箱内，该齿轮箱具备沿半径方向贯通该齿轮箱的孔。

[5]

如[3]或[4]所述的无芯马达，其中，

所述静止状态下的所述液态制冷剂的沿所述轴向延伸的液面与所述行星齿轮机构的半径方向上的最外周缘接触。

[6]

一种无芯马达，其中，具备：

旋转中心轴，其在密闭的壳体的中央沿轴向延伸；

通过所述转子的旋转，所述液态制冷剂向形成在所述内磁轭与所述外磁轭之间的截面呈环形的空间部中流入，与发热的所述圆筒状线圈接触而从发热的所述圆筒状线圈夺取热量，并且在所述外磁轭的半径方向外侧与所述壳体的内壁面之间的空间部中在所述壳体内流动，从所述液态制冷剂向所述壳体传递热量，从与位于所述圆筒状线圈的半径方向的外侧的所述外磁轭的所述外周面相比表面积更大的所述壳体的整个外周表面散热。

[7]

如[6]所述的无芯马达，其中，

所述外磁轭具备沿半径方向贯通所述外磁轭的孔。

[8]

一种无芯马达，其中，具备：

旋转中心轴，其在密闭的壳体的中央沿轴向延伸；

[9]

如[8]所述的无芯马达，其中，

[10]

如[8]或[9]所述的无芯马达，其中，

[11]

如[8]或[9]所述的无芯马达，其中，

所述液态制冷剂为可用于润滑机械动作部的油，通过使所述液态制冷剂中的一部分流入所述齿轮箱内来润滑所述减速器的各齿轮部。

[12]

一种发电机，其具备上述[1]～[11]的无芯马达的结构、构造。

发明效果

根据本发明，能够提供这样一种无芯马达：其能够以简单的构造抑制马达工作时的线圈过热，能够向线圈供给过剩的电流而使电动马达高转速输出。另外，能够提供这样的构造的发电机。

附图说明

图1是说明本发明的一实施方式的无芯马达的内部构造的局部省略剖视放大图。

图2是说明图1所图示的实施方式的无芯马达的其他实施方式的内部构造的局部省略剖视放大图。

图3是说明图1所图示的实施方式的无芯马达的其他实施方式中的液态制冷剂搅拌机构的其他实施方式的概念图。

图4是说明本发明的其他实施方式的无芯马达的内部构造的局部省略剖视放大图。

图5是说明图4所图示的实施方式的无芯马达的其他实施方式的内部构造的局部省略剖视放大图。

图6是图5所图示的实施方式中采用的圆筒状的齿轮箱的侧视图。

图7是图5所图示的实施方式中采用的圆筒状的齿轮箱的立体图。

图8是图4所图示的实施方式的无芯马达的其他实施方式的立体图。

图9是说明图8所图示的无芯马达的内部构造的、局部剖切、局部省略表示的立体图。

图10是说明图8所图示的无芯马达的内部构造的、局部省略表示的剖视图。

图11中，(a)是对在图1、图2所图示的实施方式中收容在壳体内的液态制冷剂的静止状态下的液面的高度位置进行说明的局部省略剖视图，(b) 是对液态制冷剂的静止状态下的液面的高度位置比图11中的(a)所示的情况高的情况进行说明的局部省略剖视图。

图12是对在图4所图示的实施方式中收容在壳体内的液态制冷剂的静止状态下的液面的高度位置的一例进行说明的局部省略剖视图。

具体实施方式

<实施方式1>

图1所示的无芯马达1具备密闭的壳体4和在壳体4的中央沿轴向(图 1中的左右方向)延伸的旋转中心轴5。

在图1所示的实施方式中，旋转中心轴5可旋转地支承于壳体4，旋转中心轴5成为无芯马达1中的旋转运动输出部。

在图示的实施方式中，密闭的壳体4由圆筒状外壳2和封闭圆筒状外壳 2的图1中的右端侧开口部的圆板状的盖部3构成。

圆筒状外壳2具备圆板状部2b和圆筒状部2a。构成圆筒状外壳2的圆筒状部2a的图1中的右端部经由密封垫圈7a、7b压装于圆板状的盖部3。旋转中心轴5在盖部3的半径方向内侧经由带密封的轴承6a、6b、6c、6d 可旋转地支承于壳体4。作为带密封的轴承6a等，例如可以采用带油封的轴承。以下，在本说明书中，有时将带密封的轴承6a、6b、6c、6d仅记载为轴承6a、6b、6c、6d。

在图示的实施方式中，通过密封件7a、7b、轴承6a、6b、6c、6d的存在来实现壳体4的密闭。

无芯马达1在壳体4的内侧具备圆筒状线圈8、转子12。

圆筒状线圈8相对于旋转中心轴5配置成同心圆状，圆筒状线圈8以一侧的端面(在图1的实施方式中为右侧端面)被支承于壳体4的定子支承的方式沿旋转中心轴5的延伸方向延伸。

圆筒状线圈8是能够通电的无铁心线圈。在图示的实施方式中，在图1 中，其通过沿旋转中心轴5的延伸方向即长度方向隔着多个分离的线状部和绝缘层重叠形成的导电性金属片的层叠体构造而形成为圆筒状。半径方向上的厚度例如为5mm以下，具备规定的刚性。这种圆筒状的线圈例如可通过日本特许第3704044号记载的制造方法来制造。

转子12相对于旋转中心轴5配置成同心圆状，且在径向的中心侧由旋转中心轴5支承。在图1所图示的实施方式中，转子12由将圆筒状线圈8 在半径方向上夹在彼此之间的内磁轭9和外磁轭10构成。外磁轭10在与内磁轭9对置的半径方向内侧面上具备磁铁11。由此，在将圆筒状线圈8夹在彼此之间的、在半径方向内侧面上具备磁铁11的外磁轭10与内磁轭9之间形成截面呈环形的磁场，从而形成磁路。

在图1所图示的实施方式中，在外磁轭10的半径方向内侧面上配备有磁铁11，但也可以取而代之，采用在内磁轭9的半径方向外侧面上配备有磁铁11的方式。

在密闭的壳体4内收容有液态制冷剂20。在图1所图示的实施方式中，壳体4的圆板状的盖部3具备由塞子15密封的开口部14。

将塞子15从开口部14卸下，将规定量的液态制冷剂20加入壳体4内后，再次用塞子15堵塞开口部14，由此维持壳体4的密闭状态。

作为液态制冷剂20，能够采用可用于润滑机械动作部的油、防冻液、水等。

在图1所图示的无芯马达1中，在内磁轭9与外磁轭10之间形成有截面呈环形的磁场的情况下，通过向圆筒状线圈8供给规定的电流，转子12 沿旋转中心轴5的圆周方向旋转。构成转子12的内磁轭9的半径方向内侧被旋转中心轴5支承，由此，旋转中心轴5也沿图1中箭头21所示的周向进行旋转运动。

如图1、图11的(a)所图示，收容在壳体4内的液态制冷剂20的在静止状态下沿轴向延伸的液面与外磁轭10的外周面接触。

当转子12沿旋转中心轴5的圆周方向旋转时，与外磁轭10的外周面接触的液态制冷剂20随着外磁轭10的外周面沿外磁轭10旋转的圆周方向流动，在外磁轭10的外周面上沿圆周方向上升。在壳体4内在外磁轭10的外周面上沿圆周方向上升的液态制冷剂20 之后由于其重量而沿外磁轭10的外周面下落到图1所图示的水平状态的壳体4底面侧。在将圆筒状线圈8在半径方向上夹在彼此之间的内磁轭9与外磁轭10之间形成有截面呈环形的空间部，在液态制冷剂20通过转子12的旋转运动而反复进行这样的流动动作的过程中，液态制冷剂20的一部分从图1中的左右端部流入该空间部。流入的液态制冷剂20与因工作而温度开始上升的圆筒状线圈8接触。

这样，液态制冷剂20中的一部分与发热的圆筒状线圈8接触，由此冷却圆筒状线圈8。另外，从发热的圆筒状线圈8夺取了热量的液态制冷剂20 在壳体4内流动，由此热量经由液态制冷剂20传递到壳体4，壳体4的温度上升，从壳体4的整个外侧表面进行散热。由此，能够抑制无芯马达工作时的线圈过热，能够向线圈供给过剩的电流而使无芯马达1高转速输出。

无芯马达具备：旋转中心轴5，其在密闭的壳体4的中央沿轴向延伸；圆筒状线圈8，其在壳体4内相对于旋转中心轴5配置成同心圆状并沿旋转中心轴5的延伸方向延伸；转子12，其相对于旋转中心轴5配置成同心圆状，由将圆筒状线圈8在半径方向上夹在彼此之间的圆筒状的内磁轭9和外磁轭 10构成，该转子12在内磁轭9的外侧面或外磁轭10的内侧面具备磁铁11，并沿旋转中心轴5的圆周方向旋转；在壳体4内收容有液态制冷剂20，在图 1所图示的静止状态下沿轴向延伸的液态制冷剂20的液面与外磁轭10的外周面接触，通过转子12的旋转，液态制冷剂20 在壳体4内流动而与圆筒状线圈8接触，由此抑制了马达工作时的线圈过热。

在专利文献3～6所提出的电动马达用的现有的冷却机构中，没有提出像这样在将圆筒状线圈8在半径方向上夹在彼此之间的内磁轭9和外磁轭10 之间形成截面呈环形的空间部，通过转子12的旋转使液态制冷剂流入该空间部，使液态制冷剂与发热的圆筒状线圈8接触，从圆筒状线圈8夺取热量的机构。

另外，在该实施方式中，如上所述，通过转子12沿旋转中心轴5的圆周方向高速旋转，使收纳在密封的壳体4内的液态制冷剂20被微细化、微粒化，成为喷雾状态并在壳体4内高速流动。在壳体4内高速流动的喷雾状态的液态制冷剂20向形成于磁铁11的半径方向内侧和圆筒状线圈8的半径方向外侧之间的截面呈环形的间隙、以及形成于内磁轭9的半径方向外侧和圆筒状线圈8的半径方向内侧之间的截面呈环形的间隙中进入。

接受了电流供给的圆筒状线圈8发热，与圆筒状线圈8的半径方向内侧面、半径方向外侧面接触的喷雾状态的液态制冷剂20的一部分利用高温的圆筒状线圈8气化。

其结果，壳体4的内部空间变为气液混合状态：所存在的液态制冷剂利用高速旋转的转子12微细化、微粒化，成为喷雾状态。转子12在该气液混合状态的密闭环境下高速旋转。喷雾状态的气液混合物利用高速旋转的转子 12在密闭状态的壳体4内流动，由此，与壳体4 内仅为气体的状态时相比，提高了从通电发热的圆筒状线圈8向壳体4的热传导。

由此，当开始向圆筒状线圈8通电，转子12开始旋转，圆筒状线圈8 的温度开始上升时，构成壳体4的圆板状部2b、圆筒状部2a的温度也开始上升，圆板状部2b、圆筒状部2a的温度逐渐接近圆筒状线圈8的温度。这样，从圆板状部2b、圆筒状部2a的外侧表面这样的大的散热面积进行散热。

其结果，能够抑制无芯马达1工作时的圆筒状线圈8过热，能够向圆筒状线圈8供给过剩的电流而使无芯马达1高转速输出。

在图1所图示的实施方式中，收纳在密封的壳体4中的液态制冷剂20 以与转子12的一部分接触的状态收纳在壳体4中。因此，当转子12旋转时，液态制冷剂20立即开始在壳体4内流动。

虽然未图示，但也可以设为收纳在壳体4中的液态制冷剂20不与转子 12的一部分接触的方式。在该情况下也一样，通过转子12在壳体4中高速旋转，在壳体4内沿转子12的旋转方向产生高速的空气流，通过该空气流，液态制冷剂20开始在壳体4内流动。

在图1所图示的实施方式中，外磁轭10 具备沿半径方向贯通外磁轭10 的孔13a、13b、13c、13d。

当转子12旋转时，液态制冷剂20能够经由孔13a、13b、13c、13d向外磁轭10的半径方向内侧流动。

因此，能够与位于外磁轭10的半径方向内侧的圆筒状线圈8高效地接触，从发热的圆筒状线圈8高效地夺取热量，通过流动与壳体4的内壁面接触而高效地将热量传递到壳体4。

另外，通过转子12沿旋转中心轴5的圆周方向高速旋转，壳体4内的液态制冷剂20的流动状态被进一步活化，能够更高效地产生上述壳体4内部空间的气液混合状态。

如上所述，收纳在密封的壳体4中的液态制冷剂20与转子12的一部分接触，或者，即使不接触，转子12的高速旋转也会使壳体4内部空间变为气液混合状态，而如上所述，转子12具备沿半径方向贯通的孔13a，故而能够更高效地产生气液混合状态，能够从发热的圆筒状线圈8向壳体4更高效地进行热传导。

在图1所图示的实施方式中，在圆筒状的外磁轭 10的图1中的左端侧的圆周方向上隔开规定间隔地形成有多个孔13a、13b、13c、13d，但孔的数量和设置孔的位置并不限于图1所图示的情况。

另外，在该实施方式中，也可以取代由开口部14、塞子15构成的密闭构造，而设为采用后述图4所图示的实施方式中采用的阀芯36的方式，设为以下方式：当壳体4内的压力超过规定的压力时，使气体从壳体4的内部向外部喷出，当壳体4内的压力低于所述规定的压力时，再次密封、密闭壳体4。

这样，壳体4的密封、密闭构造只要维持能够通过转子12的旋转使收容在壳体4内的液态制冷剂20在壳体4内流动，与圆筒状线圈8接触而夺取热量并向壳体4传热的密闭状态即可。

<实施方式2>

图2是对通过转子12的旋转而使收容在密闭的壳体4内的液态制冷剂 20更有效地在壳体4内流动的实施方式的一例进行说明的图。

转子12具备向壳体4的圆筒状部2a的内周面侧延伸的搅拌叶片16、16。关于其他构造，由于与图1所图示的实施方式相同，所以对相同的部件标注相同的附图标记并省略其说明。

由于转子12具备向壳体4的圆筒状部2a的内周面侧延伸的搅拌叶片 16、16，因此能够通过使转子12沿旋转中心轴5的圆周方向旋转而使液态制冷剂20在壳体4内更可靠、更强力地流动。

在图2所图示的实施方式中，搅拌叶片16、16在转子12的半径方向外侧，而且从图2中的右端面向朝向壳体4的圆筒状部2a的内周面侧的半径方向外侧且壳体4的圆板状部2b的内表面侧延伸。

因此，在无芯马达1为图1、图2所图示的配置方式、且如图1、图2 所图示地收容了液态制冷剂20时，以及在无芯马达1为未图示的、以壳体4 的圆板状部2b为下侧、使朝向壳体4的外侧延伸的旋转中心轴5的前端朝向上侧的配置方式、且收纳在壳体4内的液态制冷剂20位于圆板状部2b侧时，因此能够通过使转子12沿旋转中心轴5的圆周方向旋转而使液态制冷剂20在壳体4内更可靠、更强力地流动。

<实施方式3>

图3是对通过转子12的旋转而使收容在密闭的壳体4内的液态制冷剂 20更高效地在壳体4内流动的实施方式的另一例进行说明的概念图。

圆筒状线圈8具备向半径方向外侧延伸的搅拌用的突起17。

当转子12旋转时，有时如图3所图示，在由于转子12的旋转而产生的离心力的作用下，液态制冷剂20被按压在与圆筒状线圈8的半径方向外侧面相对置的部位。

在图3中，在外磁轭10的半径方向内侧面上配备有磁铁11，液态制冷剂20进入磁铁11的周围而形成积液。

由于从圆筒状线圈8向半径方向外侧延伸的搅拌用的突起17插入积液，因此当转子12旋转时，积液被消除，液态制冷剂20将高效地在壳体4内流动。

<实施方式4>

在图1、图2所图示的实施方式中，旋转中心轴在密闭的壳体4的中央沿轴向延伸并可旋转地支承于壳体4，在图4所图示的实施方式中，该旋转中心轴由沿轴向(图4中的左右方向)延伸的第一旋转中心轴5a、第二旋转中心轴5b、第三旋转中心轴5c构成。

另外，在图4所图示的实施方式中，在构成圆筒状外壳2的圆筒状部2a 的图4中的右端开口经由轴承6a、6b可旋转地安装有圆板状的盖部3，第三旋转中心轴5c固定于圆板状的盖部3而与圆板状的盖部3一起旋转。

在图1、图2的实施方式中，转子12的半径方向内侧被旋转中心轴5 支承，通过转子12的旋转，直接使旋转中心轴5旋转。在图4所图示的实施方式中，在壳体4内配备有减速器，该减速器由行星齿轮机构构成，该行星齿轮机构将转子12的以旋转中心轴为中心的旋转运动传递为旋转运动输出部即第三旋转中心轴5c的旋转运动。

在图1、图2所图示的实施方式中，旋转中心轴5为无芯马达1中的旋转运动输出部，而通过上述结构，在图4所图示的实施方式中，第三旋转中心轴5c为无芯马达1中的旋转运动输出部。

在图1、图2所图示的实施方式中，壳体4的圆板状的盖部3具备由塞子15密封的开口部14，将塞子15从开口部14卸下，将规定量的液态制冷剂20加入壳体4内后，再次用塞子15堵塞开口部14而维持壳体4的密闭状态。

与此相对，在图4所图示的实施方式中，密闭的壳体4具备阀芯36。在图4中，在壳体4的圆筒状部2a配备有阀芯36。阀芯36相对于圆筒状部 2a装卸自如，在将阀芯36从圆筒状部2a拆下并向壳体4内加入液态制冷剂 20后，再次如图4所图示将阀芯36安装于圆筒状部2a而密封壳体4。

阀芯36具有防止液体从壳体4的内部向外部漏出的功能。另外，阀芯 36为以下构造：当壳体4内的压力超过规定压力时，从壳体4的内部向外部喷出气体，当壳体4内的压力低于所述规定压力时，再次密封壳体4。

其他结构基本上与使用图1、图2说明的实施方式1、2相同。因此，对于与图1、图2所图示的实施方式相同的部件，在图4中标注相同的附图标记并省略其说明。

第一旋转中心轴5a支承转子12的半径方向内侧且图4中右端可旋转地支承于壳体4的圆板状部2b，在第一旋转中心轴5a的前端侧(图4的左侧)，固定有构成由行星齿轮机构构成的减速器的第一太阳齿轮30。

当第一旋转中心轴5a以及第一太阳齿轮30根据转子12的旋转而旋转时，该旋转运动从第一太阳齿轮30经由第一行星齿轮31、第一行星架32 传递到第二旋转中心轴5b，第二旋转中心轴5b沿与第一旋转中心轴5a相同的圆周方向旋转。

在第二旋转中心轴5b的前端侧(图4的左侧)，固定有构成由行星齿轮机构构成的减速器的第二太阳齿轮33。

当第二旋转中心轴5b旋转而使第二太阳齿轮33旋转时，该旋转运动从第二太阳齿轮33经由第二行星齿轮34、第二行星架35传递到固定地支承第三旋转中心轴5c的圆板状的盖部3，第三旋转中心轴5c沿与第二旋转中心轴5b相同的圆周方向(例如箭头21所示的方向)旋转。

在该实施方式中也同样，在内磁轭9与外磁轭10之间形成有截面呈环形的磁场的情况下，通过向圆筒状线圈8供给规定的电流，使转子12沿第一旋转中心轴5a的圆周方向旋转。构成转子12的内磁轭9的半径方向内侧被第一旋转中心轴5a支承，由此，第一旋转中心轴5a也沿周向进行旋转运动。

该第一旋转中心轴5a的旋转经由上述由行星齿轮机构构成的减速器传递到第三旋转中心轴5c并输出。

图4所图示的实施方式为上述的两级减速机构，将转子12的旋转转矩提高并从第三旋转输出轴5c输出。

由以上说明的结构构成的减速器收容在沿旋转中心轴、即第一旋转中心轴5a、第二旋转中心轴5b、第三旋转中心轴5c的延伸方向延伸的圆筒状的齿轮箱18中。

在图4所图示的实施方式的无芯马达1中，收纳在密闭的壳体4内的液态制冷剂20也是如上所述，通过使转子12沿第一旋转输出轴5a的圆周方向旋转而在壳体4内流动。

在图4所图示的实施方式中，收容在壳体4内的液态制冷剂20的在静止状态下沿轴向延伸的液面与外磁轭10的外周面接触。

因此，与在图1所图示的实施方式中说明的情况相同，当转子12沿旋转中心轴5的圆周方向旋转时，与外磁轭10的外周面接触的液态制冷剂20 随着外磁轭10的外周面沿外磁轭10旋转的圆周方向流动，在外磁轭10的外周面上沿圆周方向上升。在壳体4内在外磁轭10的外周面上沿圆周方向上升的液态制冷剂20 之后由于其重量而沿外磁轭10的外周面下落到图1所图示的水平状态的壳体4底面侧。在液态制冷剂20通过转子12的旋转运动而反复进行这样的流动动作的过程中，从图4中的左右端部向外磁轭10的内侧与圆筒状线圈8的外侧之间的空间部中流入的一部分液态制冷剂20与因工作而温度开始上升的圆筒状线圈8接触。

这样，液态制冷剂20中的一部分与发热的圆筒状线圈8接触，由此冷却圆筒状线圈8。另外，从发热的圆筒状线圈8夺取了热量的液态制冷剂20 在壳体4内流动，由此热量从液态制冷剂20传递到壳体4，壳体4的温度上升，从壳体4的整个外侧表面进行散热。由此，能够抑制无芯马达工作时的线圈过热，能够向线圈供给过剩的电流而使无芯马达1高转速输出。

另外，通过使液态制冷剂20这样流动，液态制冷剂20中的一部分流入圆筒状的齿轮箱18内。因此，当使用可用于润滑机械动作部的油作为液态制冷剂20时，能够实现上述由行星齿轮机构构成的减速器的各齿轮部的润滑。

另外，通过转子12在旋转中心轴5的圆周方向上高速旋转，如上所述，壳体4的内部空间成为气液混合状态，可高效地从通电发热的圆筒状线圈8 向壳体4进行热传导，能够抑制无芯马达1工作时的圆筒状线圈8过热，能够向圆筒状线圈8供给过剩的电流而使无芯马达1高转速输出，这与在实施方式1、2中说明的情况相同。

在该实施方式中，在壳体4上配备有具有上述功能的阀芯36。因此，例如在无芯马达1长时间以高输出功率工作，使壳体4内的压力超过规定压力时，从壳体4的内部向外部喷出气体。由此，在无芯马达1长时间以高输出功率工作，使壳体4内的压力超过容许的内部压力时，通过利用阀芯36进行上述喷出(排气)，能够防止壳体4内的压力超过容许的内部压力。

在该实施方式中，在壳体4内配置有上述由行星齿轮机构构成的减速器，该行星齿轮机构将转子12的以旋转中心轴为中心的旋转运动传递为旋转运动输出部即第三旋转中心轴5c的旋转运动。

当使用可用于润滑机械动作部的油作为液态制冷剂20时，能够实现上述由行星齿轮机构构成的减速器的各齿轮部的润滑。

由此，在图4所图示的实施方式中，虽然在壳体4内配备有由行星齿轮机构构成的减速器，但能够抑制因旋转运动的、相互啮合的多个齿轮的存在而产生的声音，能够实现被安静地驱动的无芯马达。通过存在适度粘性的油，能够维持由构成减速器的多个齿轮构成的旋转部稳定。

注意，由于减速器由多个齿轮构成，因此，齿轮的旋转所引起的金属磨损会导致产生金属粉，当使用上述油作为液体制冷剂20时，金属粉有可能混入油中而导致油被污染。

但是，如上所述，由于在转子12中配备有磁铁11，因此金属粉被磁铁 11吸附，能够防止油被污染。

可以使构成由行星齿轮机构构成的减速器的齿轮为合成树脂制或不锈钢制。这样，即使使用水作为制冷剂，也能够防止生锈。注意，如果制冷剂使用油，则即使齿轮为铁也能够防止生锈，而如果既要使制冷剂使用水又想防止铁生锈，则只要不限于齿轮侧地向制冷剂的水中添加防锈剂、或者使用所谓的还原水(电解水)即可。在此，如果由行星齿轮机构构成的减速器为由合成树脂形成的构造，则不会存在上述的齿轮的旋转所引起的金属磨损所导致的产生金属粉的问题。

马达一般使用润滑脂，但润滑脂这样的高粘性的物质会随着旋转而受到离心力而远离涂敷部位。与此相对，在本发明中，由于使用油，因此不需要润滑脂。原本，用于润滑齿轮机构的齿轮部的润滑脂一般在80℃左右就液化，无法得到采用润滑脂的效果。因此，在将润滑脂用于齿轮部的润滑时，一般要做到不达到80℃左右的温度。

在本实施方式的无芯马达中，通电发热的圆筒状线圈部的温度一般要达到超过100℃的温度，从这方面来看，也不适合使用润滑脂。

注意，也可以采用在实施方式1中说明的由开口部14、塞子15构成的密闭构造，以此来代替采用阀芯36的方式。

<实施方式5>

图5～图7是说明实施方式4(图4)的其他实施方式的图。在实施方式 4(图4)中，如上所述，减速器收容在沿旋转中心轴、即第一旋转中心轴 5a、第二旋转中心轴5b、第三旋转中心轴5c的延伸方向延伸的圆筒状的齿轮箱18中。

在图5～图7所图示的实施方式5中，齿轮箱18具备沿半径方向贯通齿轮箱18的孔19。

如上所述，通过转子12沿第一旋转输出轴5a的圆周方向旋转，收纳在密闭的壳体4内的液态制冷剂20在壳体4内流动。在壳体4内流动的液态制冷剂20中的一部分与发热的圆筒状线圈接触而气化，由此壳体4的内部空间成为气液混合状态，可高效地从通电发热的圆筒状线圈8向壳体4进行热传导。

同时，在壳体4内流动的液态制冷剂20被用于实现由行星齿轮机构构成的减速器的各齿轮部的润滑。

在图5～图7所图示的实施方式中，内部收容有减速器的圆筒状的齿轮箱18具备沿半径方向贯通齿轮箱18的孔19，由此液态制冷剂20被高效地供给到减速器。因此，能够利用液态制冷剂20更有效地润滑各齿轮部。

注意，如图12所图示，在静止状态下，也可以为沿液态制冷剂20的轴向延伸的液面与行星齿轮机构40的半径方向上的最外周缘接触的状态。

这样，当转子12开始旋转运动时，液态制冷剂20立即被供给到减速器，能够利用液态制冷剂20更有效地润滑各齿轮部。

在图5～图7所图示的实施方式中，沿圆筒状的齿轮箱18的圆周方向隔开规定间隔地、且沿圆筒状的齿轮箱18的长度方向隔开规定间隔地分别形成有多个孔19。

孔19的数量和形成位置可以进行各种设定。

<实施方式6>

图8～图10是说明实施方式4的其他实施方式的图。

注意，在图8～图10中，关于在实施方式1、实施方式4中说明的、由开口部14、塞子15构成的壳体4的密闭构造、以及由阀芯36构成的壳体4 的密闭构造，省略图示。

在实施方式4(图4)中，将由第一旋转中心轴5a、第二旋转中心轴5b、第三旋转中心轴5c构成的旋转中心轴设为贯通壳体4的固定轴5d。壳体4 以内部被密闭的状态经由油封可旋转地支承于固定轴5d。构成壳体4的圆筒状部2a成为旋转运动输出部。

在图8、图10的实施方式中，构成转子12的内磁轭的半径方向中心侧可旋转地支承于固定轴5d。并且，可旋转地支承于该固定轴5d的内磁轭的半径方向中心侧部分的外周9a构成实施方式4(图4)中的第一太阳齿轮。

在实施方式4(图4)中，与第一旋转中心轴一起旋转的第一太阳齿轮的旋转运动经由第一行星齿轮、第一行星架、第二太阳齿轮、第二行星齿轮、第三行星架传递到旋转运动输出部即第三旋转输出轴。

在图8～图10所图示的实施方式中，由可旋转地支承于固定轴5d的内磁轭的半径方向中心侧部分的外周9a 构成的第一太阳齿轮的旋转运动经由第一行星齿轮、第一行星架、可旋转地支承于固定轴5d的第二太阳齿轮、第二行星齿轮、第三行星架传递为旋转运动输出部、即构成壳体4的圆筒状部2a的、以固定轴5d为中心的圆周方向的旋转运动。

其他基本构造、机构与实施方式4(图4)中说明的构造、机构相同。

在该实施方式中也一样，通过转子12沿固定轴5d的圆周方向旋转，收纳在密闭的壳体4内的液态制冷剂20在壳体4内流动。由此，壳体4的内部空间成为气液混合状态，可高效地从通电发热的圆筒状线圈8向壳体4进行热传导，能够抑制无芯马达1工作时的圆筒状线圈8过热，能够向圆筒状线圈8供给过剩的电流而使无芯马达1高转速输出，这与在实施方式1、2 中说明的情况相同。

另外，通过使用可用于润滑机械动作部的油作为液态制冷剂20，能够实现由行星齿轮机构构成的减速器的各齿轮部的润滑，即使在壳体4内配备有由行星齿轮机构构成的减速器，也能够抑制因旋转运动的、相互啮合的多个齿轮的存在而产生的声音，能够实现被安静地驱动的无芯马达。

<试验例>

使用本申请的申请人市售的无芯马达(CPH80F)进行了试验。该电动马达具备圆筒状线圈和转子，该圆筒状线圈在壳体内相对于旋转中心轴配置成同心圆状，且以一侧的端面被定子支承的方式沿旋转中心轴的延伸方向延伸，该转子在壳体内相对于旋转中心轴配置成同心圆状，并沿旋转中心轴的圆周方向旋转。

将供试验的两台无芯马达(CPH80F)均设为密闭构造，对于一台，向内部加入水作为液态制冷剂，对于另一台，在不加入水的通常状态下进行了运转。

试验运转是在两台均为24Vdc的输入、1Nm的转矩、380W的输出功率的条件下在同一室内同时进行的。结果如以下的表1(实施例(有液态制冷剂(水))、表2(比较例(无液态制冷剂(水))所示。

【表1】

实施例(有液态制冷剂(水))

【表2】

比较例(无液态制冷剂(水))

根据该试验结果能够确认：预先在密闭的无芯马达的壳体内收容液态制冷剂，通过转子的旋转而使液态制冷剂在壳体内流动，通过使液态制冷剂与发热的圆筒状线圈接触而使一部分液态制冷剂气化，使壳体内成为气液混合状态，由此，提高了壳体内的热传导效率，壳体的温度随着圆筒状线圈的温度上升而上升，由此高效地实现了散热。

<发电机的实施方式>

以上对无芯马达的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。马达的构造与发电机的构造基本相同。在无芯马达的上述结构、构造下，利用所输入的旋转力使转子旋转来进行发电时就是发电机。因此，在本发明中，能够设为具有上述结构、构造的发电机的实施方式。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，其能够在可根据权利要求书的记载掌握的技术范围内进行各种变更。

Claims

1.一种无芯马达，其特征在于，具备：

旋转中心轴，其在密闭的壳体的中央沿轴向延伸；

2.如权利要求1所述的无芯马达，其特征在于，

所述外磁轭具备沿半径方向贯通所述外磁轭的孔。

3.一种无芯马达，其特征在于，具备：

旋转中心轴，其在密闭的壳体的中央沿轴向延伸；

4.如权利要求3所述的无芯马达，其特征在于，

5.如权利要求3或4所述的无芯马达，其特征在于，

6.如权利要求4所述的无芯马达，其特征在于，

7.一种发电机，其特征在于，具备如权利要求1至6任一项所述的无芯马达的构成和构造。