JP2015091152A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増および消費電力の増大を招かずに、駆動軸の回転が規制された状態を維持する機能を有したモータを提供することを目的とする
【解決手段】軸方向に移動可能なロータ１１２と、ロータ１１２を回転させるためのステータコイルとを備え、ロータ１１２は、軸方向において上側ケーシング１０２に接触する第１の状態と、ステータコイル１１８にロータ１１２を回転させるための電流を供給した際にロータ１１２が上側ケーシング１０２から離間した状態で回転する第２の状態をとる。
【選択図】図１

Description

本発明は、非駆動時にロータの動きが規制される機能を有するモータに関する。

例えば、自動車用のパワースライドドア（ＰＳＤ）を電動で駆動する機構が知られている。この機構では、非駆動時にドアが利用者の意図に反して動かないようにするために、ドアの動きをロックする機能が必要とされる。この機能を実現する仕組みとして、電磁クラッチを用いたものが知られている。電磁クラッチについては、例えば特許文献１乃至３に記載されたものが知られている。

特許文献４には、電磁コイルを用いてロータを軸方向で動かすことで、第１軸と第２軸の駆動力の伝達のＯＮ／ＯＦＦ、および駆動力を伝達しない状態において一方の軸の回転が行えないように規制する機構が記載されている。その他に非駆動時に駆動軸の回転を規制する仕組みとして、機械的なクラッチ機構をモータと別に用いる構成が知られている。

特開２００９−１２１６０７号公報 特開２００４−２３２８１１号公報 特開２００５−３０７６０４号公報 特開２０１０−１１５３２号公報

電磁クラッチを用いた機構は、モータとは別に電磁クラッチ、電磁クラッチ用の電源および制御回路が必要であり、部品点数が多くなり、また当該機構が占める容積が大きくなるという問題がある。パワースライドドアは、車体側面の狭い空間に配置されるものであり、また最近では、小型車にも採用されており、容積が大きくなることは好ましくない。また、部品点数が多くなることは、コストの点で好ましくない。また、電磁クラッチを別に用いる構成は、電磁クラッチを駆動するための電力を消費するので、消費電力が増大するという問題がある。

特許文献４に記載の技術は、モータを駆動するための電磁コイルとは別にロータを軸方向に移動させるための電磁コイルが必要であり、またそのための電源および制御系が必要となる。このため、電磁クラッチを用いる場合と同様な問題がある。

また、機械的なクラッチ機構をモータと別に用いる構成も、モータ以外の部品が多く必要であり、また駆動用以外の電力が必要になり、コスト増や消費電力の点で問題がある。

このような背景において、本発明は、コスト増および消費電力の増大を招かずに、駆動軸の回転が規制された状態を維持する機能を有したモータを提供することを目的とする

請求項１に記載の発明は、軸方向に移動可能なロータと、前記ロータを回転させるためのコイルとを備え、前記ロータは、軸方向において他の部材に接触する第１の状態と、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給した際に当該電流により生じる電磁力により前記ロータが軸方向で動き前記他の部材から離間する第２の状態が可能なことを特徴とするモータである。

請求項１に記載の発明は、ロータを軸方向で移動可能とすることで、２つの状態をとることができる。第１の状態では、ロータを軸方向で移動させて他の部材（例えば、モータケーシングやモータケーシングに固定された部材）に接触させる。第１の状態では、ロータが他の部材に接触するので、ロータの回転が規制され、ロータが回転できない、あるいは回転に対する抵抗力が発生する状態となる。なお、軸方向というのは、ロータの回転軸の方向のことをいう。

ロータを他の部材に接触させるためにロータに加えられる力は、ロータを軸方向で動かす力であればよく、具体的には、弾性部材等を用いた付勢力、磁力、重力等を挙げることができる。

第１の状態において、ロータを回転させるための駆動電流をコイルに流すと、ロータを回転させようとする力が生じる。この際、ステータの極とロータの極とが正対する位置にロータを束縛しようとする電磁力が軸方向においてロータに作用する。この電磁力により、ロータは上記他の部材から離れ、自在に回転可能となって回転し、第２の状態となる。ここで、ステータの極というのは、ステータコア等のロータを回転させるための界磁の形成を行う部分のことをいう。ロータの極というのは、ロータコアやロータマグネット等のステータの極が生成する界磁の作用を受ける部分のことをいう。

第１の状態、つまりロータの回転が規制されている状態は、ロータと他の部材との接触により生じるので、その状態を維持するための電力は必要とされない。また、第１の状態を維持するために、駆動用とは別のコイルや複雑なブレーキ機構、更に別装置となる電磁クラッチ等を必要としない。

以下、上述したステータコアとロータコアとが正対する位置にロータを束縛しようとする電磁力が軸方向においてロータに作用する原理について説明する。まず、ロータの軸方向における位置には、最も効率よく回転が生じる位置がある。この位置は、ロータの極とステータの極とが径方向で正対する位置である、

例えば、一例としてインナーロータ型のブラシレスモータを考える。この場合、ロータコア（あるいはロータマグネット）とステータコアとが径方向で正対している状態（例えば、対向する面積が最大の状態）において、最も効率良く回転が生じる。そして、この状態からロータを徐々に軸方向でずらしてゆくと、徐々に回転の効率が低下する。ここで、回転が最も効果的に行われる状態では、ロータとステータとの間に形成される磁路が最も短くなる。これは、磁路が短くなるにつれて、回転に寄与しない発散する磁束が減り、また磁気抵抗が減少するからである。

さて、２つの系の間が磁場を介して相互作用する場合、この２つの系の間の磁路がより短くなるようにこの２つの系の間に力が働く。これは磁力が生じる基本原理であるが、例えば、ブラシレスモータにおけるステータとロータの間にも同様な原理が作用する。ただ、この場合、単なる磁力ではなく、ステータ側の磁極は、コイルを用いているので、磁路が最短になるように、電磁力（電気磁気的な相互作用により生じる力）がロータとステータとの間に働く。

すなわち、ブラシレスモータにおいて、ステータコアとロータコアが正対する位置から軸方向でずれている場合、ステータのコイルに通電し、ロータを回転させようとすると、より磁路が短くなる位置関係である両者が正対する状態となるように、ロータをステータに対して軸方向で動かそうとする電磁力が生じる。つまり、ロータを回転させようとする力以外に、ステータコアに対して、ロータコアを径方向において正対する位置に束縛しようとする電磁力が生じる。ここで、ロータが軸方向で移動可能であると、ロータコアとステータコアとが径方向において正対するように、上記の電磁力によりロータが軸方向で動く。この軸方向で作用する電磁力を利用して、請求項１に記載の発明における第１の状態から第２の状態への遷移が生じる。

上記の説明では、ブラシレスモータを例に挙げて説明したが、上述したステータの極がロータの極を径方向において互いに正対する位置となるように、ロータが束縛される電磁力は、原理的にどのような形式のモータであっても発生する。なお、第１の状態において、コイルに微弱なアイドリング電流等が流れていてもよい。

請求項１に記載の発明が適用可能なモータの形態として、ブラシレスモータ以外にブラシモータが挙げられる。また、請求項１に記載の発明が適用されるモータの形態は、インナーロータ型であってもよいし、アウターロータ型であってもよい。また、ロータに磁極がない誘導モータの場合もステータの極とロータの極とは電磁的に相互作用を及ぼし合うので、両者が径方向においてより正対する位置関係になろうとする上述した電磁力が生じる。したがって、請求項１に記載の発明は、三相誘導モータ等の誘導モータに適用することもできる。

請求項１と同様の原理を用いた発明は、請求項２に記載の発明のように把握することもできる。すなわち、請求項２は、軸方向に移動可能なロータと、前記ロータを回転させるためのコイルとを備え、前記ロータは、軸方向において他の部材に接触し回転が規制される第１の状態と、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給した際に当該電流により生じる電磁力により前記ロータが軸方向において前記他の部材から離間する向きに移動し、前記規制が弱くなるあるいは解除される第２の状態が可能なことを特徴とするモータである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ロータと軸に垂直な方向で対向するステータを備え、前記第１の状態において、前記ロータの極と前記ステータの極とは軸方向においてずれた位置関係にあり、前記第２の状態において、前記ロータの極と前記ステータの極との軸方向におけるずれが前記第１の状態より小さくなることを特徴とする。

請求項１に係る説明で述べたように、本発明では、ロータの極とステータの極との軸方向における位置が正対する位置からずれている状態において、駆動用のコイルにロータを回転させるための電流を流すと、ロータの極をステータの極と正対する位置に移動させようとする電磁力がロータに働く。この電磁力により、上記のずれがより解消される軸位置にロータが移動する。すなわち、ステータの極とロータの極との軸方向における位置がずれている状態（第１の状態）において、駆動電流をコイルに流し、ロータを回転させようとすると、ロータを軸方向で移動させる電磁力が働き、軸方向における位置のずれがより小さい位置にロータが移動する。ここで、第２の状態において、ロータは、必ずしもステータと正対しなくてもよく、わずかなずれが残っていてもよい（勿論、ずれが解消してもよい）。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、軸方向において、前記ロータを前記他の部材の方向に移動させようとする付勢力が前記ロータに作用していることを特徴とする。請求項４に記載の発明において、付勢力は例えば付勢手段により与えられる。付勢手段は、ばね等の弾性体が挙げられるが、弾性的にロータを軸方向で押すことができる手段であれば利用できる。例えば、付勢手段として、空気圧、油圧、磁力等を用いることも可能である。また、特に付勢手段を設けず、重力等のロータに作用する力を付勢力として利用することも可能である。

請求項４に記載の発明によれば、第１の状態において、付勢力により、ロータが他の部材に押し付けられる。この際、ロータの極とステータの極との軸方向における位置にずれが生じた状態となり、また他の部材に接触することで、ロータの回転が規制される。そして、コイルに駆動電流を流し、ロータを回転させようとすると、軸方向におけるずれがより小さくなるように、ロータに電磁力が働き、ロータが他の部材から離れる方向に移動する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記第１の状態において、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給すると、前記ロータを前記他の部材から軸方向において引き離す電磁力が前記ロータに作用し、前記電磁力が前記付勢力よりも大きいことを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、ロータを回転させるための駆動電流をコイルに流すと、ロータが他の部材から離れる方向に動き、ロータの回転が可能となる。そして、駆動電流のコイルへの供給を停止すると、電磁力が消失し、付勢力により、ロータが他の部材の側に移動してそこに接触し、ロータの回転が規制される状態となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記ロータは、永久磁石が内部に埋め込まれた埋め込み磁石型であることを特徴とする。埋め込み磁石型は、ロータとステータとの間で作用する電磁場の磁束密度が表面磁石型に比較して各段に大きい。このため、駆動時にロータを軸方向で束縛する電磁力は、表面磁石よりも埋め込み磁石型の方が強い。このため、埋め込み磁石型の方が、第１の状態と第２の状態の切り替えをより確実に行うことができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記ロータは、リラクタンス型であることを特徴とする。ブラシレスモータのロータの常用形態として、表面磁石型（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ：ＳＰＭ）、埋め込み磁石型（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ：ＩＰＭ）、およびリラクタンス型がある。表面磁石型では、ロータとステータの間に永久磁石の強い吸引力が常に働いている。埋め込み磁石型では、コイルに通電することにより、ロータとステータとの軸方向に強い吸引力が生じる。リラクタンス型モータでは、永久磁石がないため、コイルに通電する時だけ、ロータとステータの間に軸方向吸引力が生じる。リラクタンス型は、ロータを回転される時だけ、ロータを軸方向で束縛する磁力を発生させるため、第１の状態と第２の状態の切り替えを確実に行える。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記ロータの回転中心に固定されたシャフトと、前記ロータを軸方向で移動可能で、且つ、回転自在な状態で支持する軸受とを備えることを特徴とする。請求項８に記載の発明によれば、ロータが軸方向で移動した際に、シャフトもロータと一緒に移動する。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記ロータに対して回転ができず、且つ、軸方向への移動が可能なシャフトが前記ロータの回転中心に配置されていることを特徴とする。請求項８に記載の発明によれば、シャフトは、ロータと共に回転し、また回転を停止するが、ロータが軸方向で移動した際には、シャフトはロータと一緒に移動せず、シャフトに対してロータが軸方向で移動する。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発明において、前記ロータと前記他の部材との接触は、噛み合い構造によるものであることを特徴とする。請求項１０に記載の発明によれば、噛み合い構造により、ロータが回転しないように規制される。

請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発明において、前記ロータと前記他の部材との接触は、摩擦によるものであることを特徴とする。請求項１１に記載の発明によれば、ロータが他の部材に接触した際、摩擦によりロータの回転が規制される。この場合、条件によっては、第１の状態において、外力によりロータを摩擦に逆らって強制的に回転させることが可能となる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記コイルが前記ロータに配置されており、前記コイルに接続され、前記ロータと共に回転する整流子と、前記整流子に接触するブラシ給電機構とを備えることを特徴とする。請求項１２に記載の発明によれば、本発明を利用したブラシモータを得ることができる。

本発明によれば、コスト増および消費電力の増大を招かずに、駆動軸の回転が規制された状態を維持する機能を有したモータが提供される。

実施形態の側断面図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態の斜視分解図である。 実施形態の斜視分解図である。 実施形態の斜視図である。 実施形態のロータの斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態のロータコアにおける埋め込まれた磁石の配置図である。 実施形態の側断面図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態の斜視分解図である。 実施形態の斜視分解図である。 実施形態のロータの斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態のシャフト部分の斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態のステータ側の斜視図である。 実施形態の側断面図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態の斜視分解図である。 実施形態の斜視分解図である。 実施形態のロータの斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態の上側ケーシングの斜視図である。 実施形態の側断面図である。 実施形態の側断面図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態のロータの正面図である。

１．第１の実施形態
（構造）
図１には、本発明を利用したブラシレスモータ１００が示されている。ブラシレスモータ１００は、埋め込み磁石型（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ：ＩＰＭ）の同期モータである。埋め込み磁石型の同期モータについては、例えば、モータ技術実用ハンドブック（日刊工業新聞社 ２００１年３月２３日 諸般１冊発行）の５００頁〜５０８頁に記載されている。

図１（Ａ）には、駆動用の電流を供給していない状態が示され、図１（Ｂ）には、駆動用の電流を供給している状態が示されている。ブラシレスモータ１００は、ケーシング１０１を有している。ケーシング１０１は、軸方向の長さが短く、軸方向の両端が蓋をされた略円筒形状を有している。ケーシング１０１は、上側ケーシング１０２と下側ケーシング１０３により構成されている。図２〜図４にも上側ケーシング１０２と下側ケーシング１０３が示されている。上側ケーシング１０２と下側ケーシング１０３とは、略有底筒状の形状を有し、互いの開放部分を向い合せに結合することで、ケーシング１０１が構成されている。

ケーシング１０１の軸中心には、軸受１０４，１０５により、回転軸となるシャフト１０６が軸方向に移動可能で、且つ、回転自在な状態で保持されている。ここでは、軸受１０４，１０５としてすべり軸受が用いられている。

シャフト１０６には、ロータコア１０７が固定されている。図２，図３および図５にもロータコア１０７が示されている。ロータコア１０７は、板状の軟磁性材料（この例では、電磁鋼鈑）を軸方向で複数積層した構造を有している。ロータコア１０７には、板状の磁石１０８が４枚埋め込まれている（図２、図３および図５参照）。図６には、４枚の板状の磁石１０８の極性設定の一例が示されている。

ロータコア１０７の積層構造は、リベット１０９によって固定されている。また、リベット１０９によって、ロータコア１０７の軸方向における端面に、回転抑制部材１１０が取り付けられている。回転抑制部材１１０は、略環状の形状を有し、また軸方向に突出した環状の凸部を有している。そして、この環状の凸部の頂部に環状に沿って設けられた歯列１１１（図３参照）が設けられている。歯列１１１は、軸方向において、上ケーシング１０２の側に設けられた歯列１１６（図２参照）と噛み合うことが可能な形状を有している。

ここで、ロータコア１０７，板状の磁石１０８，リベット１０９および歯列１１１を有した回転抑制部材１１０により、ロータ１１２が構成されている。すなわち、ロータ１１２の回転中心には、シャフト１０６が固定され、シャフト１０６が軸受１０４，１０５で回転自在に支持されることで、ロータ１１２が、ケーシング１０１に対して回転自在な状態で支持されている。また、ロータ１１２はシャフト１０６と共に、ケーシング１０１に対して、軸方向において動くことが可能になっている。

シャフト１０６には、リング部１１３が設けられている。リング部１１３の一方の面（図１における上面）にロータコア１０７を固定し、他方の面（図１における下面）は、すべり軸受１１４に滑ることが可能な状態で接触している。すべり軸受１１４は、シャフト１０６のリング部１１３がすべり軸受１１４に対して滑って回転することを許容する。また、すべり軸受１１４は、シャフト１０６に対して軸方向で滑ることが可能である。

すべり軸受け１１４は、フランジ１１４ａを有している。フランジ１１４ａの一方の面（図１における上面）は、シャフト１０６のリング部１１３に滑ることが可能な状態で接触している。すべり軸受け１１４のフランジ１１４ａの他方の面（図１における下面）は、皿ばね１１５に接触している。皿ばね１１５は、フランジ１１４と下側ケーシング１０３の内面（底面）に接触し、すべり軸受１１４を介して、ロータ１１２とシャフト１０６を上側ケーシング１０２の方向に弾性的に押す付勢手段として機能する。

上側ケーシング１０３の内側（図１の内側上面）には、環状の歯列１１１に噛み合うことが可能な環状の歯列１１６（図２参照）が設けられおり、この環状の歯列１１６に向かって、皿ばね１１４によって、ロータ１１２が軸方向において弾性的に押されている。なお、皿ばね１１４の付勢力は、後述する駆動電流供給時にロータ１１２を図１の下の方向に引っ張る電磁力より相対的に弱くなるように設定されている。

ケーシング１０１の内側には、ステータコア１１７が固定されている。ステータコア１１７は、一般的なブラシレスモータにおけるものと同じものであり、環状の形状を有し、軸中心の方向に突出した複数の突極１１７ａ（図３参照）を有している。突極１１７ａには、駆動コイルとなるステータコイル１１８が巻回されている。ステータコイル１１８に駆動電流が供給され、その極性が切り換えられることでロータ１１２が回転する。駆動の原理および駆動電流の切り替えタイミング等は、一般的な埋込磁石型のブラシレスモータの場合と同じである。

（停止状態）
まず、ステータコイル１１８にロータ１１２を回転させるための駆動電流を供給していない図１（Ａ）状態を説明する。この状態において、ロータ１１２に作用する力は、皿ばね１１５からの付勢力のみである。そのため、すべり軸受１１４を介して、皿ばね１１５によって、ロータ１１２は、上側ケーシング１０２の方向に押され、ロータ１１２側の環状の歯列１１１がケーシング１０１の側の環状の歯列１１６に接触し、両者は噛み合う。すなわち、ロータ１１２が上側ケーシング１０２に軸方向で接触する。

この図１（Ａ）の状態において、シャフト１０６を回転させようとしても、皿ばね１１５からの付勢力によって環状の歯列１１１と１１６とが噛み合っているので、ロータ１１２はケーシング１０１に対して回転できない。つまり、図１（Ａ）の状態では、ロータ１１２（シャフト１０６）が回転できないようにブレーキが掛った状態となっている。

また、図１（Ａ）の状態において、ロータコア１０７とステータコア１１７とは、径方向において正対せず、軸方向においてずれた位置関係となっている。すなわち、図１（Ａ）の状態において、ロータコア１０７は、ステータコア１１７に対して、上側ケーシング１０２の方向に偏った位置にある。言い換えると、軸に垂直な方向（図１（Ａ）の視点）から見て、ステータコア１１７からロータコア１０７が上側ケーシング１０２の方向に少し突出している。

（回転状態）
図１（Ａ）の状態において、ステータコイル１１８にロータ１１２を回転させるための駆動電流を供給すると、図１（Ｂ）の状態に移行し、ロータ１１２が回転する。以下、この動作について詳細に説明する。まず、図１（Ａ）の状態において、ステータコイル１１８にロータ１１２を回転させるための駆動電流を供給すると、ステータコア１１７とロータコア１０７との対向面積がより大きくなるようにステータコア１１７に対して軸方向の力（電磁力）が作用する。これは、ステータコア１１７とロータコア１０７との間に形成される磁場の磁気抵抗がより小さくなるように、ロータコア１０７に軸方向の力が作用する現象として理解できる。この力は、ステータコイル１１８に流れる駆動電流とロータコア１０７に埋め込まれた板状の磁石１０８との間で作用する電磁力によって生じる。

この例の場合、ロータ１１２は、軸方向においてケーシング１０１（つまり、ステータコア１１７）に対して動くことが可能な構造となっている。また、図１（Ａ）の状態において、意図的にロータコア１０７の位置をステータコア１１７から軸方向でずれるように設定している。このため、図１（Ａ）の状態において、ステータコイル１１８に駆動電流を流すと、ロータコア１０７とステータコア１１７の軸方向におけるずれが解消されるように軸方向における電磁力が生じる。ここで、皿ばね１１５のロータ１１２を押し上げる付勢力が、上記の電磁力よりも小さくなるように設定されているので、上記の電磁力が皿ばね１１５の付勢力に打ち勝ち、ロータ１１２が図１の下方に向かって移動する。

この際、環状の歯列１１６から歯列１１１が離れるので、歯列１１１と１１６の噛み合いが解除され、ロータ１１２が上側ケーシング１０２から分離し、ロータ１１２が回転できる状態となる。そして、ステータコイル１１８に供給される駆動電流によるロータ１１２の回転が生じる。この状態が図１（Ｂ）に示されている。

そして、図１（Ｂ）の状態において、ステータコイル１１８への駆動電流の供給を停止すると、皿ばね１１５の付勢力に打ち勝って、ロータコア１０７を図１の下の方向に引っ張っていた電磁力が消失する。その結果、皿ばね１１５の付勢力が支配的となり、図１（Ｂ）の状態からロータ１１２が図１の上の方向に動き、図１（Ａ）の状態に移行する。すなわち、回転状態において、駆動電流の供給を止めると、環状の歯列１１１と１１６が噛み合い、ロータ１１２が回転できないようにブレーキが掛った停止状態となる。

以上述べたように、駆動電流をＯＮにすると、ロータ１１２が回転できないようにブレーキが掛った状態から、ロータ１１２が軸方向に動くことで、当該ブレーキが外れ、ロータ１１２が回転を開始する。そして、駆動電流をＯＮの状態からＯＦＦにすると、ロータ１１２が皿ばねの力で軸方向に動き、環状の歯列１１１が環状の歯列１１６に噛み合って、ロータ１１２が回転しないようにブレーキが掛った状態になる。

（優位性）
本実施形態では、軸方向に移動可能なロータ１１２と、ロータ１１２を回転させるためのステータコイル１１８とを備え、ロータ１１２は、軸方向において上側ケーシング１０２に接触する第１の状態と、ステータコイル１１８にロータ１１２を回転させるための電流を供給した際にロータ１１２が上側ケーシング１０２から離間した状態で回転する第２の状態とをとることができる。

第２の状態では、ロータ１１２（シャフト１０６）が回転しないようにブレーキが掛った状態となるが、このブレーキが掛った状態を維持するための電力は必要とされない。また、従来のブラシレスモータに比較して部品の増加は僅かであり、電磁クラッチや複雑なブレーキ機構を必要としない。このためコスト増が抑えられる。また、従来のブラシレスモータに比較して、容積の増加は僅かである。

２．第２の実施形態
第２の実施形態は、本発明を利用したブラシレスモータにおいて、シャフトが軸方向に移動しない形態の例である。図７には、本発明を利用したブラシレスモータ２００が示されている。ブラシレスモータ２００は、埋め込み磁石型同期モータ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ＭａｇｎｅｔＭｏｔｏｒ：ＩＰＭ）である。

図７（Ａ）には、ブラシレスモータ２００に駆動用の電流を供給していない状態が示され、図７（Ｂ）には、ブラシレスモータ２００に駆動用の電流を供給している状態が示されている。ブラシレスモータ２００は、図１のブラシレスモータ１００とステータの部分は同じ構造を有し、ロータおよびシャフトの部分の構造が図１のブラシレスモータ１００と異なっている。

よって、以下の説明において、ステータの部分は、図１のブラシレスモータ１００と同じ符号を付して説明している。ブラシレスモータ２００は、ケーシング１０１を有している。ケーシング１０１は、軸方向の長さが短い円筒形状を有している。ケーシング１０１は、上側ケーシング１０２と下側ケーシング１０３により構成されている（図８および図９も参照）。上側ケーシング１０２と下側ケーシング１０３とは、略有底筒状の形状を有し、互いの開放部分を向い合せに結合することで、ケーシング１０１が構成されている。

ケーシング１０１の軸中心には、玉軸受２０１，２０２により、回転軸となるシャフト２０３が軸方向に移動不可能で、且つ、回転自在な状態で保持されている。なお、同様な機能が得られるのであれば、軸受は、玉軸受に限定されない。

図１１に示すように、シャフト２０３には、軸方向に延長する複数の凸部（凸条）２０３ａが設けられている。なお、図１１には、シャフト２０３に後述するコイルばね２０６を取り付けた状態が示されている。凸部２０３ａは、筒形状のスリーブ２０４の内側に係合している。すなわち、図８に示すように、スリーブ２０４の内側には、シャフト２０３の凸部２０３ａが緩く嵌る（軸方向に移動な可能な状態で嵌る）軸方向に延長する溝２０４ａが設けられている。シャフト２０３の外側にスリーブ２０４を被せると、凸部２０３ａと溝２０４ａとが軸方向において相対的に移動可能な状態で噛み合うので、シャフト２０３に対して、スリーブ２０４は回転することができず、且つ、軸方向には移動可能な状態となる。

スリーブ２０４の外側には、ロータコア１０７が固定されている。ロータコア１０７は、図１のロータコア１０７と同じものである。ロータコア１０７には、図１の場合と同様に４枚の板状の磁石１０８が埋め込まれ（図８参照）、更にリベット１０９によって回転抑制部材１１０が取り付けられている。回転抑制部材１１０は、略環状の形状を有し、環状に沿って設けられた歯列１１１を有している。歯列１１１は、軸方向において、ケーシング１０１の側に設けられた歯列１１6と噛み合うことが可能な形状を有している（図９参照）。

スリーブ２０４，ロータコア１０７，板状の磁石１０８，リベット１０９および歯列１１１を有した回転抑制部材１１０により、ロータ２０５が構成されている。ロータ２０５は、シャフトと共に回転し、またシャフト２０３に対して軸方向で移動が可能になっている。

スリーブ２０４における回転抑制部材１１０がある側と反対側の端部（図７（Ａ）の下側の端部）内側には、内径が拡径され段部２０４ｂ（図９も参照）が設けられている。この段部２０４ｂにコイルばね２０６の一方の端部が接触している。コイルばね２０６の他端は、シャフト２０３に固定されたリング２０７に接触している。シャフト２０３は、玉軸受２０１，２０２によってケーシング１０１に対して軸方向で動けず、回転が自在な状態で保持されている。この構造において、リング２０７はケーシング１０１に対して軸方向で動かない。このため、コイルばね２０６によって、スリーブ２０４は、上側ケーシング１０２の方向に弾性的に押された状態（付勢された状態）となっている。コイルばね２０６の付勢力は、駆動時にロータ２０５を軸方向に動かそうとする電磁力より弱くなる設定とされている。

ステータコイル１１８にロータ２０５を回転させるための駆動電流を流さない状態（非駆動状態）においては、コイルばね２０６の付勢力が優勢であり、コイルばね２０６によりスリーブ２０４が上側ケーシング１０２の方向に押される。ロータ２０５は、スリーブ２０４と一体であり、スリーブ２０４はシャフト２０３に対して軸方向に移動可能であるので、コイルばね２０６の付勢力によりロータ２０５は上側ケーシング１０２に押しつけられ、環状の歯列１１１と１１６が接触し噛み合う。すなわち、ロータ１１２が上側ステータ１０２に回転できない状態で接触する。この状態が図７（Ａ）に示されている。この状態では、ロータ２０５（シャフト２０３）がケーシング１０１に対して回転しないようにブレーキが掛けられている。

図７（Ａ）の状態では、図１の場合と同様に、ステータコア１１７とロータコア１０７とが軸方向でずれており、軸に垂直な方向（図７（Ａ）の視点）から見て、ロータコア１０７がステータコア１１７から上側ケーシング１０２の側にずれている。

そして、図７（Ａ）の状態において、ステータコイル１１８にロータ２０５を回転させるための駆動電流を流し、駆動状態とすると、ステータコア１１７とロータコア１０７との軸方向におけるずれに起因する電磁力がロータコア１０７に作用する。この電磁力は、ステータコア１１７とロータコア１０７との軸方向におけるずれを解消するようにする力であり、ロータコア１０７を下側ケーシング１０３の側に動かそうとする力である。この電磁力が作用することで、ロータ２０５が下側ケーシング１０３の方向に動き、それによりコイルばね２０６が縮み、回転抑制部材１１０側の環状の歯列１１１が上側ケーシング１０２側の環状の歯列１１６から離れる。この結果、ロータ２０５が回転できるようになり、ステータコイル１１８に流れる駆動電流によりロータ２０５が駆動されて回転する。この状態が図７（Ｂ）に示されている。

ここで、駆動電流の供給を止めると、上記の電磁力が消失し、コイルばね２０６の付勢力により、ロータ２０５が上側ケーシング１０２の方向に移動する。この結果、回転抑制部材１１０側の環状の歯列１１１が上側ケーシング１０２側の環状の歯列１１６に接触し、ロータ２０５が回転できない図７（Ａ）の状態に移行する。この例では、図７（Ａ）⇔図７（Ｂ）の遷移において、シャフト２０３が軸方向に動かず、シャフト２０３に対してスリーブ２０４が軸方向に摺動することで、ロータ２０５が軸方向で移動する。

３．第３の実施形態
第３の実施形態は、第１の実施形態における回転抑制部材の構造および回転抑制部材と接触する相手部材の構造を変更したものである。本実施形態において、図１〜図６と同じ符号の部分は、図１〜図６に関連して説明した部分と同じである。また、ロータコア１０７とステータコア１１７の位置関係や皿ばね１１５を用いた付勢力を与える構造等は、第１の実施形態の場合と同じである。

図１３には、ブラシレスモータ３００が示されている。ブラシレスモータ３００は、埋め込み磁石型同期モータ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ：ＩＰＭ）であり、モータとしての基本構造は、図１に示すブラシレスモータ１００と同じである。図１３（Ａ）には、ステータコイル１１８に駆動電流を流していない状態が示され、図１３（Ｂ）には、ステータコイル１１８に駆動電流を流している状態が示されている。

ブラシレスモータ３００では、ロータコア１０７に回転抑制部材として制動摩擦部材３０１がリベット１０９により固定されている。制動摩擦部材３０１は、環状を有し、軸方向に突出した摩擦接触部３０１ａを有している。摩擦接触部３０１ａは、皿ばね１１５の付勢力により、上側ケーシング１０２の内側に接触することが可能である。

ステータコイル１１８に駆動電流を流していない状況では、ロータコア１０７とステータコア１１７との間に作用する軸方向における電磁力は生じない。このため、皿ばね１１５の付勢力により、ロータ１１２が上側ケーシング１０２の方向に押され、摩擦接触部３０１ａが上側ケーシング１０２に接触する。そして、この際の摩擦力によりロータ１１２が回転しないよう制動が掛った状態となる。この状態が図１３（Ａ）に示されている。この形態では、摩擦接触部３０１ａと上側ケーシング１０２との間における摩擦力を上回る力でシャフト１０６を強制的に外力により回そうとすると、摩擦部分で滑りが生じ、抵抗を受けながらロータ１１２が回転する。

そして、図１３（Ａ）に示す状態において、ステータコイル１１８に駆動電流を流すと、ロータコア１０７とステータコア１１７との間に軸方向における電磁力が作用し、その力が皿ばね１１５の付勢力に打ち勝ち、ロータ１１２が上側ケーシング１０２から離れる。そして、摩擦接触部３０１ａが上側ケーシング１０２から離れ、ロータ１１２が規制なく回転できるようになり、ステータコイル１１８に流れる駆動電流により、ロータ１１２が回転する。この状態が図１３（Ｂ）に示されている。

４．第４の実施形態
以下、本発明をブラシモータに利用した場合の一例を説明する。図１８には、本発明を利用したブラシモータ４００が示されている。ブラシモータ４００は、略筒形状を有し、軸方向の前後に蓋をした構造のケーシング４０１を備えている。ケーシング４０１には、すべり軸受４０２，４０３を介して回転軸となるシャフト４０４が回転自在で、且つ、軸方向において移動可能な状態で保持されている。

ケーシング４０１の内側には、給電用のブラシ４０５が固定されている。ブラシ４０５には、電極端子４０６が接続されている。電極端子４０６は、ケーシング４０１の外側に突出している。ブラシ４０５と電極端子４０６とは、＋側と−側が用意されている。

ケーシング４０１の内側には、１組の界磁マグネット４０７，４０８が配置されている。界磁マグネット４０７，４０８は、軸中心側が後述するロータと干渉しない曲面形状を有し、互いに極性が逆になるように着磁されている。

シャフト４０４には、ロータコア４０９が固定されている。ロータコア４０９は、軸中心から離れる３方向に延長した３つの突極を有した形状の電磁鋼板を軸方向で複数積層した構造を有している。ロータコア４０９の各突極には、ロータコイル４１０が巻回されている。

シャフト４０４には、整流子４１１が固定されている。整流子４１１には、ロータコイル４１０が接続され、整流子４１１の表面には、ブラシ４０５が接触している。このあたりの構造は、通常のブラシモータの場合と同じである。

ロータコア４０９の３つの突極の先端は、突極面とされ、突極面は、隙間を有した状態で界磁マグネット４０７，４０８に対向することが可能な位置関係にある。

ロータコア４０９の軸方向の端部には、回転抑制部材４１２が固定されている。回転抑制部材４１２は、軸方向に延長し、ケーシング４０１の端部内側４０１ａに接触可能とされている。図１８には、回転抑制部材４１２がケーシング４１０の端部内側４０１ａに接触している状態が示されている。ここで、ロータコア４０９，ロータコイル４１０，回転抑制部材４１２により、ロータ４２０が構成されている。

シャフト４０４には、すべり軸受４１３が取り付けられている。すべり軸受４１３に対して、シャフト４０４は回転が可能で、且つ、軸方向で移動が可能である。すべり軸受４１３には、皿ばね４１４が接触している。皿ばね４１４は、ケーシング４０１の端面内側４０１ｂにも接触し、皿ばね４１４によりすべり軸受４１３は図１８の上の方向の付勢されている。なお、皿ばね４１４がすべり軸受４１３を図の上の方向に押す付勢力は、後述する駆動時に発生するロータ４２０を皿ばね４１４の方向に動かそうとする電磁力よりも小さくなるように設定されている。

図１８には、電極端子４０６から駆動用の直流電流を供給しない状態が示されている。この状態では、皿ばね４１４の作用により、すべり軸受４１３が図の上の方向に押され、すべり軸受４１３は整流子４１１を図の上の方向に押している。整流子４１１は、シャフト４０４に固定されているので、結果的に皿ばね４１４により、ロータ４２０が図の上の方向に押され、回転抑制部材４１２がケーシング４０１の端面内側４０１ａに接触する。この状態において、界磁マグネット４０７，４０８とロータコア４０９とは軸方向でずれており、図１８の視点で見て、界磁マグネット４０７，４０８よりもロータコア４０９がケーシング４０１の端部内側４０１ａの方向に突出している。

図１８に示す状態において、電極端子４０６に駆動用の直流電圧を加えると、ロータコイル４１０に駆動電流が流れ、ブラシモータの原理により、ロータ４２０が回転しようとする。この際、ロータコア４０９と界磁マグネット４０７，４０８との間で磁路が形成され、ロータコア４０９を図の下の方向に動かそうとする電磁力が働く。すなわち、図１８の状態においてロータコイル４１０に駆動電流が流れると、ステータの極（この場合は、界磁マグネット４０７、４０８）とロータコア４０９との軸方向におけるずれが解消されるように、ロータ４２０を軸方向で動かそうとする電磁力が作用する。

ロータ４２０は、シャフト４０４と共にケーシング４０１に対して軸方向に動くことができるので、上記の電磁力により、ロータ４２０は、図１８の状態から皿ばね４１４の付勢力に打ち勝って、皿ばね４１４の方向に移動する。この結果、回転抑制部材４１２がケーシング４０１の端部内側４０１ａから離れ、ロータ４２０が回転する。

また、電極端子４０６に加えた駆動用の直流電圧をＯＦＦにすると、ロータ４２０を図の下の方向に動かそうとする電磁力が消失し、皿ばね４１４の付勢力が優勢となる。その結果、ロータ４２０が図の上の方向に移動し、回転抑制部材４１２がケーシング４０１の端部内側４０１ａに接触し、ロータ４２０が回転しないようにブレーキが掛かった状態に移行する。

５．第５の実施形態
以下、本発明をリラクタンス型モータに適用した場合の一例を説明する。リラクタンス型モータについては、例えば、モータ技術実用ハンドブック（日刊工業新聞社 ２００１年３月２３日 諸般１冊発行）の８２頁〜９５頁に記載されている。図１９には、リラクタンス型モータ５００が示されている。なお、図１９（Ａ）には非駆動時の状態が示され、図１９（Ｂ）には駆動時の状態が示されている。

リラクタンス型モータ５００が図１に示すブラシレスモータ１００と異なるのは、ロータの構造である。なお、固定子その他の構造は、ブラシレスモータ１００と同じである。以下、特に第１の実施形態の場合との違いを説明しない部分は、第１の実施形態の場合と同じである。なお、リラクタンス型モータ１００の駆動は、上述した参考文献等に記載された公知の方向により行われる。

リラクタンス型モータ５００は、ロータ５０１を有している。ロータ５０１の回転中心には、回転軸となるシャフト１０６が固定されている。シャフトの１０６の構造および皿ばね１１５で上側ケーシング１０２の方向に付勢される構造は、図１の場合と同じである。すなわち、ロータ５０１は、シャフト１０６と共に軸方向で移動可能であり、また皿ばね１１５により、上側ケーシング１０２の方向に付勢されている。また、ロータ５０１の上側ケーシング１０２の側の端面には、図１の場合と同様な回転抑制部材１１０が固定されている。回転抑制部材１１０の機能は、図１の場合と同じである。

図２０には、ロータ５０１を軸方向から見た状態が示されている。ロータ５０１は、略円柱形状を有する軟磁性材料により構成され、複数のスリット（隙間）５０２が形成されている。すなわち、リラクタンス型モータ５００のロータ５０１は、スリット５０２が形成されたコア材で構成され、ロータマグネットを構成する永久磁石を備えていない。スリット５０２は、図示する形状を有し、回転子５０１の一方の端面から他方の端面に向かって軸方向に延在している。

ロータ５０２の回転中心（円柱形状の軸中心）には、シャフト１０６が貫通する軸孔５０３が設けられている。図示するようなデザインでスリット５０２が形成されることで、回転子５０１に磁束が通り易い部分（低磁気抵抗部分）と磁束が通り難い部分（高磁気抵抗部分）が形成されている。

ステータコア１１７に巻回されたステータコイル１１８に駆動電流を供給すると、回転磁場が生成される。この回転磁場の磁束の流れが、上述した回転子５０１の低磁気抵抗部分と高磁気抵抗部分に周期的に作用することで、ロータ５０１を回転させるトルク（リラクタンストルク）が発生する。すなわち、ロータ５０１に作用する回転磁場は、より磁気抵抗（リラクタンス）が低くなる様にロータ５０１に力を及ぼす。この際、ロータ５０１には、スリット５０１に起因する低磁気抵抗部分と高磁気抵抗部分とがあるので、ロータ５０１が回転可能であると、回転磁場の磁束がロータ５０１の低磁気抵抗部分を通るように、回転磁場の回転に従ってロータ５０１を回転させようとするトルクが生じる。このトルクがリラクタンストルクである。また、リラクタンストルクが発生している状況において、リラクタンストルクが効果的に作用するように、第１の実施形態の場合と同様にロータ５０１を軸方向で束縛する電磁力が働く。

ステータコイル１１８に駆動電流を流していない非駆動時において、上述したロータ５０１を軸方向で束縛する電磁力は発生しない。よってこの状態において、ロータ５０１は、皿ばね１１５の付勢力により上側ケーシング１０２の方向に押され、環状の歯列１１１と１１６とが接触し噛み合い、ロータ５０１の回転が規制された状態となる。この状態が図１９（Ａ）に示されている。

また、図１９（Ａ）の状態において、図示するようにステータコア１１７とロータ（ロータコア）５０１とが軸方向でずれ、軸に垂直な方向から見て、ロータ５０１がステータコア１１７から図の上方向に突出するように設定されている。すなわち、非駆動時において、ステータコア１１７とロータ５０１が径方向（軸に垂直な方向）で正対せず、軸方向でずれるように設定されている。

図１９（Ａ）の状態において、ステータコイル１１８に駆動電流を供給し、ロータ５０１を回転させようとすると、上述したリラクタンストルクが発生する。ここで、リラクタンストルクが最も効果的に作用するのは、ステータコア１１７とロータ５０１が径方向で正対した状態、言い換えると、ステータコア１１７とロータ５０１との径方向における対向面積が最大となる状態である。

上述したように、図１９（Ａ）の状態において、ステータコア１１７とロータ５０１とは軸方向でずれているので、リラクタンストルク発生時には、上記のずれがより小さくないようにロータ５０１を軸方向に動かそうとする力（電磁力）が作用する。この電磁力が作用することで、ロータ５０１が図１９（Ａ）の位置から、皿ばね１１５を押し戻す方向（上側ケーシング１０２から離れる方向）に移動する。この結果、環状の歯列１１１と１１６との噛み合いが解除され、図１９（Ｂ）の状態となり、ロータ５０１がリラクタンストルクにより回転する。なお、この状態において、ステータコア１１７とロータ５０１とは軸方向のずれが図１９（Ａ）の場合よりも小さくなる。

そして、図１９（Ｂ）の状態において、ステータコイル１１８に供給している駆動電流を切ると、リラクタンストルクが消滅し、ロータ５０１を上側ケーシングから離れる方向に移動させている電磁力が消滅する。この結果、皿ばね１１５の付勢力により、ロータ５０１が上側ケーシング１０２の方向に押され、図１９（Ａ）の状態に移行する。すなわち、ステータコイル１１８に駆動電流を流し、ロータ５０１を回転させている状態において、駆動電流を切ると、皿ばね１１５の付勢力によりロータ５０１が上側ケーシング１０２の方向に移動し、ロータ５０１の回転が規制された状態に移行する。

なお、リラクタンス型モータは、図７や図１３の構造に適用することもできる。また、リラクタンス型モータには、同期式リラクタンス型モータ、可変式リラクタンス型モータ、スイッチトリラクタンス型モータ、可変式リラクタンス型ステッピングモータ等の形式があるいが、いずれの形式でも本発明を適用することができる。

６．応用技術
一例であるが、本発明は、自動車用のパワースライドドア（ＰＳＤ）や電動開閉ドアの駆動用モータに利用することができる。この場合、駆動電流ＯＮでドアの開閉動作が行われ、駆動電流ＯＦＦで当該ＯＦＦ時の状態を維持するためのブレーキが掛った状態となる。ここで、ブレーキが掛った状態において、電力は必要とされない。

また、本発明は各種ロボットの関節機構の駆動用モータとして利用することもできる。例えば、ロボットアームの関節に本発明のモータを用いた場合、ある角度まで動かした段階で、駆動電流をＯＦＦにすると、その角度で関節の状態を維持するようにブレーキが掛った状態となる。この際、その状態を維持する電力を必要としない。

７．その他
ロータの構造として、ロータの外周面に磁石を配置した表面磁石型のものを用いることもできる。この場合、軸方向で回転子に働く電磁力は、埋め込み磁石型の場合に比較して小さくなる。そのため、それに対応した設計を行う必要がある。

例えば、図１３に示す構造において、制動摩擦部材３０１を皿ばねや板ばね等の弾性部材で構成し、第２の状態、すなわち図１３（Ｂ）の状態において、制動摩擦部材３０１が上側ケーシング１０２から完全に離間せず、上側ケーシングに接触する構成も可能である。この場合、第１の状態でロータの回転を規制する規制力が相対的に強く働き、第２の状態で当該規制力が相対的に弱くなる。この構成は、軸方向に移動可能なロータと、前記ロータを回転させるためのコイルとを備え、前記ロータは、軸方向において他の部材に接触する第１の状態と、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給した際に当該電流により生じる電磁力により前記ロータが軸方向で動き前記ロータの前記他の部材に対する接触が前記第１の状態よりも弱くなる第２の状態が可能なモータとして把握される。

図１や図７に示す構造において、環状の歯列１１１と１１６の形状を、ロータ１１２を外力により無理に回転させよとすると回転が可能な形状とすることも可能である。この場合、第１の状態において、あるレベルまではブレーキが掛かりロータの回転が生じないが、ロータ１１２を回転させようとする力があるレベルを超えると、環状の歯列１１６に対して環状の歯列１１１がすべり、外力によるロータ１１２の回転が可能となる。このような歯列の形状としては、断面形状が三角の歯やラチェット歯の形状を利用したものが挙げられる。また、ロータ１１２と上側ケーシング１０２との接触構造として、噛み合う歯による構造と摺動摩擦による構造とを組み合わせたものを利用することもできる。

図１に記載のブラシレスモータ１００または図１３に記載のブラシレスモータ３００において、ロータ１１２を上側ケーシング１０２の方向に押し付ける付勢手段がケーシング１０１の外にある構成も可能である。この場合、シャフト１０６が付勢手段により、図の上の方向に押され（あるいは引っ張られ）、ロータ１１２が上側ケーシング１０２の方向に押し付けられる。また、シャフト１０６が軸方向で移動できず、またケーシング１０１が軸方向で移動可能な配置状態とした場合において、シャフト１０６に対して、ケーシング１０１を図の下の方向に付勢する構造も可能である。この場合、ステータコイル１１８に駆動電流を供給していない状態では、ロータ１１２と上側ケーシング１０２が接触する。そして、ステータコイル１１８に駆動電流を供給すると、ケーシング１０１がシャフト１０６（ロータ１１２）に対して相対的に図の上の方向に動き、ロータ１１２の上側ケーシング１０２への接触が解除され、ロータ１１２が回転する。

本明細書で開示する発明によれば、新規な構造のモータを得ることができる。以下、本明細書で開示する発明の摘要を記載する。本明細書で開示する発明は、軸方向に移動可能なロータと、前記ロータを回転させるためのコイルとを備え、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給しない状態において、前記ロータは軸方向における第１の位置にあり、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給している状態において、前記ロータは回転すると共に軸方向における前記第１の位置とは異なる第２の位置にあることを特徴とするモータである。この発明によれば、新規な構造のモータを得るという課題が解決される。

本明細書で開示する発明は、軸方向に移動可能なロータと、前記ロータを回転させるためのコイルとを備え、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給しない状態と前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給している状態とでは、軸方向における前記ロータの位置が異なることを特徴とするモータである。この発明によれば、新規な構造のモータを得るという課題が解決される。

本明細書で開示する発明は、軸方向に移動可能なロータと、前記ロータを回転させるためのコイルとを備え、前記ロータには軸方向における付勢力が作用し、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給しない状態では、前記付勢力により前記ロータが軸方向における第１の位置にあり、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給している状態では、前記付勢力に抗して前記ロータが前記第１の位置と異なる軸方向における第２の位置に移動すると共に前記ロータが回転することを特徴とするモータである。この発明によれば、新規な構造のモータを得るという課題が解決される。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１００…ブラシレスモータ、１０１…ケーシング、１０２…上側ケーシング、１０３…下側ケーシング、１０４…軸受、１０５…軸受、１０６…シャフト（回転軸）、１０６ａ…フランジ、１０７…ロータコア、１０８…板状の磁石、１０９…リベット、１１０…回転抑制部材、１１１…環状の歯列、１１２…ロータ、１１３…リング部、１１４…すべり軸受、１１４ａ…フランジ、１１５…皿ばね、１１６…環状の歯列、１１７…ステータコア、１１７ａ…極歯、１１８…ステータコイル、２００…ブラシレスモータ、２０１…玉軸受、２０２…玉軸受、２０３…シャフト、２０３ａ…凸部、２０４…スリーブ、２０４ａ…溝、２０４ｂ…段部、２０５…ロータ、２０６…コイルばね、２０７…リング、３００…ブラシレスモータ、３０１…制動摩擦部材、３０１ａ…摩擦接触部、４００…ブラシモータ、４０１…ケーシング、４０２…すべり軸受、４０３…すべり軸受、４０４…シャフト、４０５…ブラシ、４０６…電極端子、４０７…界磁マグネット、４０８…界磁マグネット、４０９…ロータコア、４１０…ロータコイル、４１１…整流子、４１２…回転抑制部材、４１３…すべり軸受、４１４…皿ばね、４２０…ロータ、５００…リラクタンス型モータ、５０１…ロータ、５０２…スリット、５０３…軸孔。

Claims (12)

1. 軸方向に移動可能なロータと、
   前記ロータを回転させるためのコイルと
   を備え、
   前記ロータは、軸方向において他の部材に接触する第１の状態と、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給した際に当該電流により生じる電磁力により前記ロータが軸方向で動き前記他の部材から離間する第２の状態が可能なことを特徴とするモータ。
2. 軸方向に移動可能なロータと、
   前記ロータを回転させるためのコイルと
   を備え、
   前記ロータは、軸方向において他の部材に接触し回転が規制される第１の状態と、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給した際に当該電流により生じる電磁力により前記ロータが軸方向において前記他の部材から離間する向きに移動し、前記規制が弱くなるあるいは解除される第２の状態が可能なことを特徴とするモータ。
3. 前記ロータと軸に垂直な方向で対向するステータを備え、
   前記第１の状態において、前記ロータの極と前記ステータの極とは軸方向においてずれた位置関係にあり、
   前記第２の状態において、前記ロータの極と前記ステータの極との軸方向におけるずれが前記第１の状態より小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
4. 軸方向において、前記ロータを前記他の部材の方向に移動させようとする付勢力が前記ロータに作用していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ。
5. 前記第１の状態において、前記コイルに前記ロータを回転させるための電流を供給すると、前記ロータを前記他の部材から軸方向において引き離す電磁力が前記ロータに作用し、
   前記電磁力が前記付勢力よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
6. 前記ロータは、永久磁石が内部に埋め込まれた埋め込み磁石型であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ。
7. 前記ロータは、リラクタンス型であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ。
8. 前記ロータの回転中心に固定されたシャフトと、
   前記シャフトを軸方向で移動可能で、且つ、回転自在な状態で支持する軸受と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータ。
9. 前記ロータに対して回転ができず、且つ、軸方向への移動が可能なシャフトが前記ロータの回転中心に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータ。
10. 前記ロータと前記他の部材との接触は、噛み合い構造によるものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のモータ。
11. 前記ロータと前記他の部材との接触は、摩擦によるものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のモータ。
12. 前記コイルが前記ロータに配置されており、
    前記コイルに接続され、前記ロータと共に回転する整流子と、
    前記整流子に接触するブラシ給電機構と
    を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。

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