JP2021524218A - 空芯ステーター・コイルを備えた回転方向にバランスの取れた電気モーター - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年4月27日に出願されたGB1806899.9の優先権を主張し、その全体は、参照により本明細書に組み込まれている。
a) ケーシングと;
b) 磁石を装備して外部にギアの付いた環状のローターと;
c) 前記ローターの中心に位置決めされている長手方向軸線を有する出力シャフトと;
d) 円周方向に間隔を置いて配置された複数の空芯ステーター・コイルであって、空芯ステーター・コイルは、前記ケーシングに接続されており、前記ローターを取り巻く、空芯ステーター・コイルと;
e) 外部にギアの付いたディスクであって、ディスクは、前記ローターに対して平行になっており、前記出力シャフトに接続されており、前記出力シャフト同心円状になっている、ディスクと;
f) 対称的に位置決めされている複数の共通シャフト・ギア・ペアであって、複数の共通シャフト・ギア・ペアは、前記ローターから前記ディスクへ運動を伝送するように構成されており、それによって、前記複数の空芯ステーター・コイルのうちのいずれとも干渉することなく、前記出力シャフトに動力を伝送する、複数の共通シャフト・ギア・ペアと
を含む、電気モーターをさらに提供する。
いくつかの実施形態では、モーター100は、1つまたは複数の円周方向に間隔を置いて配置された空芯ステーター・コイル150を含むことが可能であり、空芯ステーター・コイル150は、いくつかの実施形態では、中央プレート140に連結され得る。いくつかの実施形態では、ステーター・コイル150がコア152を含むことが可能であり、物体がコア152を通過することができるので、空芯ステーター・コイル150はそのように記載されている。また、モーター100は、1つまたは複数の間隔を置いて配置された永久磁石160を含むことが可能であり、永久磁石160は、ローター110に連結され得る。磁石160がその上に装着された状態のローター110が、ステーター150のそれぞれを通って、たとえば、コア152を通って自由に回転することができるように、空芯ステーター・コイル150は装着され得る。いくつかの実施形態では、支持ポスト146(図2)は、たとえば、隣接する空芯ステーター・コイル150同士の間にフィットするようにサイズ決めおよび形状決めされ得る。たとえば、図2に図示されているように、支持ポスト146は、たとえば、隣接する半径方向に装着されたステーター150同士の間に効率的にするように、実質的に三角形になっていることが可能である。
i) 回転方向にバランスの取れた電気モーターであって、電気モーターは、
a. 磁石を装備して外部にギアの付いた環状のローターと;
b. ローターの中心に配設されている長手方向軸線を有する出力シャフトと;
c. ローターを取り巻く円周方向に間隔を置いて配置された複数の空芯ステーター・コイルと;
d. 外部にギアの付いたディスクであって、ディスクは、ローターに対して平行に配設されており、出力シャフトに連結されており、出力シャフトと同心円状になっている、ディスクと;
e. 対称的に位置決めされている複数の共通シャフト・ギア・ペアであって、複数の共通シャフト・ギア・ペアは、ローターからディスクへ運動を伝送するように構成されており、それによって、前記複数の空芯ステーター・コイルのうちのいずれとも干渉することなく、出力シャフトに動力を伝送する、複数の共通シャフト・ギア・ペアと
を含む、電気モーター。
ii) ケーシングをさらに含む、条項iに記載の電気モーター。
iii) 複数のギア・ペアのそれぞれの共通シャフトは、ケーシングの2つの平行な表面の中に回転可能に装着されている、条項iiに記載の電気モーター。
iv) ケーシングは、中空になっており、ローター、ディスク、複数の空芯ステーター・コイル、および複数のギア・ペアは、ケーシングの内部の中に収納されている、条項iiに記載の電気モーター。
v) 電気モーターは、ローターを半径方向に支持するための環状の軸受部材と、円周方向に間隔を置いて配置された複数の支持ポストとをさらに含み、支持ポストは、出力シャフトの長手方向軸線に対して平行の方向に延在しており、前記軸受部材に連結されている、条項iからivのいずれか一項に記載の電気モーター。
vi) 軸受部材は、ローター一体型の軸受部材であり、ローター一体型の軸受部材は、ローター一体型の軸受部材のアウター・レースを構成するローター部分と内側ステーター・レース部分との間に保たれている複数のローリング・エレメントを含み、ローター部分は、複数の共通シャフト・ギア・ペアの第1のギアと噛み合う外部ギアリングを提供されている、条項vに記載の電気モーター。
vii) 複数の共通シャフト・ギア・ペアの第2のギアは、ディスクの外部ギアリングと噛み合い、出力シャフトに動力を伝送する、条項viに記載の電気モーター。
viii) ローターのギアリングと第1のギアのギアリングとの間のギア比は、ディスクのギアリングと第2のギアのギアリングとの間のギア比に等しくなっており、出力シャフトがローター部分と実質的に同じ速度で回転することとなるということを保証する、条項viiに記載の電気モーター。
ix) ローター一体型の軸受部材の半径方向の長さ全体は、その所与の断面に関して、所与のステーター・コイルの空芯の中に受け入れられている、条項viからviiiのいずれか一項に記載の電気モーター。
x) 複数の空芯ステーター・コイルのそれぞれは、長方形のコイル本体部を有しており、コイル本体部は、長方形の空芯を取り囲んでおり、ローター部分に対して半径方向に配向されている、条項viからixのいずれか一項に記載の電気モーター。
xi) 共通シャフト・ギア・ペアのそれぞれは、2つの隣接する空芯ステーター・コイル半径方向に最も外向きの部分同士の間に、所定のクリアランスの中に、ステーター・コイルと干渉することなく位置決めされている、条項iからxのいずれか一項に記載の電気モーター。
xii) 支持ポストのそれぞれは、三角形の構成を有しており、2つの隣接する空芯ステーター・コイルの半径方向に最も内側の部分同士の間に、所定のクリアランスの中に、ステーター・コイルと干渉することなく位置決めされている、条項vからxiのいずれか一項に記載の電気モーター。
xiii) 複数の支持ポストは、また、ケーシングの2つの平行な表面のうちの一方に接続されている、条項vからxiiのいずれか一項に記載の電気モーター。
xiv) ケーシングは、静止している、条項iiからxiiiのいずれか一項に記載の電気モーター。
xv) 空芯ステーター・コイルを備えた回転方向にバランスの取れた電気モーターであって、電気モーターは、
a. ケーシングと;
b. 磁石を装備して外部にギアの付いた環状のローターと;
c. 前記ローターの中心に位置決めされている長手方向軸線を有する出力シャフトと;
d. 円周方向に間隔を置いて配置された複数の空芯ステーター・コイルであって、空芯ステーター・コイルは、前記ケーシングに接続されており、前記ローターを取り巻く、空芯ステーター・コイルと;
e. 外部にギアの付いたディスクであって、ディスクは、前記ローターに対して平行になっており、前記出力シャフトに接続されており、前記出力シャフト同心円状になっている、ディスクと;
f. 対称的に位置決めされている複数の共通シャフト・ギア・ペアであって、複数の共通シャフト・ギア・ペアは、前記ローターから前記ディスクへ運動を伝送するように構成されており、それによって、前記複数の空芯ステーター・コイルのうちのいずれとも干渉することなく、前記出力シャフトに動力を伝送する、複数の共通シャフト・ギア・ペアと
を含む、電気モーター。
xvi) 電気モーターは、空芯ステーター・コイルの中の電流および電流極性を制御するための複数のスイッチと、スイッチを制御するためのコントローラーとをさらに含み、コントローラーは、スイッチを選択的に動作させ、ローターの滑らかな回転を発生させる、条項iからxvのいずれか一項に記載の電気モーター。
xvii) 電気モーターは、空芯ステーター・コイルに対する磁石の位置を決定するための1つまたは複数のセンサーをさらに含み、センサー・データは、コントローラーに入力される、条項xvに記載の電気モーター。
Claims (17)
- 回転方向にバランスの取れた電気モーターであって、前記電気モーターは、
a) 磁石を装備して外部にギアの付いた環状のローターと;
b) 前記ローターの中心に配設されている長手方向軸線を有する出力シャフトと;
c) 前記ローターを取り巻く円周方向に間隔を置いて配置された複数の空芯ステーター・コイルと;
d) 外部にギアの付いたディスクであって、前記ディスクは、前記ローターに対して平行に配設されており、前記出力シャフトに連結されており、前記出力シャフトと同心円状になっている、ディスクと;
e) 対称的に位置決めされている複数の共通シャフト・ギア・ペアであって、前記複数の共通シャフト・ギア・ペアは、前記ローターから前記ディスクへ運動を伝送するように構成されており、それによって、前記複数の空芯ステーター・コイルのうちのいずれとも干渉することなく、前記出力シャフトに動力を伝送する、複数の共通シャフト・ギア・ペアと
を含む、電気モーター。 - ケーシングをさらに含む、請求項1に記載の電気モーター。
- 前記複数のギア・ペアのそれぞれの共通シャフトは、前記ケーシングの2つの平行な表面の中に回転可能に装着されている、請求項2に記載の電気モーター。
- 前記ケーシングは、中空になっており、前記ローター、前記ディスク、前記複数の空芯ステーター・コイル、および前記複数のギア・ペアは、前記ケーシングの内部の中に収納されている、請求項2に記載の電気モーター。
- 前記電気モーターは、前記ローターを半径方向に支持するための環状の軸受部材と、円周方向に間隔を置いて配置された複数の支持ポストとをさらに含み、前記支持ポストは、前記出力シャフトの前記長手方向軸線に対して平行の方向に延在しており、前記軸受部材に連結されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の電気モーター。
- 前記軸受部材は、ローター一体型の軸受部材であり、前記ローター一体型の軸受部材は、前記ローター一体型の軸受部材のアウター・レースを構成するローター部分と内側ステーター・レース部分との間に保たれている複数のローリング・エレメントを含み、前記ローター部分は、前記複数の共通シャフト・ギア・ペアの第1のギアと噛み合う外部ギアリングを提供されている、請求項5に記載の電気モーター。
- 前記複数の共通シャフト・ギア・ペアの第2のギアは、前記ディスクの前記外部ギアリングと噛み合い、前記出力シャフトに動力を伝送する、請求項6に記載の電気モーター。
- 前記ローターのギアリングと前記第1のギアのギアリングとの間のギア比は、前記ディスクのギアリングと前記第2のギアのギアリングとの間のギア比に等しくなっており、前記出力シャフトが前記ローター部分と実質的に同じ速度で回転することとなるということを保証する、請求項7に記載の電気モーター。
- 前記ローター一体型の軸受部材の半径方向の長さ全体は、その所与の断面に関して、所与のステーター・コイルの空芯の中に受け入れられている、請求項6から8のいずれか一項に記載の電気モーター。
- 前記複数の空芯ステーター・コイルのそれぞれは、長方形のコイル本体部を有しており、前記コイル本体部は、長方形の空芯を取り囲んでおり、前記ローター部分に対して半径方向に配向されている、請求項6から9のいずれか一項に記載の電気モーター。
- 前記共通シャフト・ギア・ペアのそれぞれは、2つの隣接する空芯ステーター・コイル半径方向に最も外向きの部分同士の間に、所定のクリアランスの中に、前記ステーター・コイルと干渉することなく位置決めされている、請求項1から10のいずれか一項に記載の電気モーター。
- 前記支持ポストのそれぞれは、三角形の構成を有しており、2つの隣接する空芯ステーター・コイルの半径方向に最も内側の部分同士の間に、所定のクリアランスの中に、前記ステーター・コイルと干渉することなく位置決めされている、請求項5から11のいずれか一項に記載の電気モーター。
- 前記複数の支持ポストは、また、前記ケーシングの前記2つの平行な表面のうちの一方に接続されている、請求項5から12のいずれか一項に記載の電気モーター。
- 前記ケーシングは、静止している、請求項2から13のいずれか一項に記載の電気モーター。
- 空芯ステーター・コイルを備えた回転方向にバランスの取れた電気モーターであって、前記電気モーターは、
a) ケーシングと;
b) 磁石を装備して外部にギアの付いた環状のローターと;
c) 前記ローターの中心に位置決めされている長手方向軸線を有する出力シャフトと;
d) 円周方向に間隔を置いて配置された複数の空芯ステーター・コイルであって、前記空芯ステーター・コイルは、前記ケーシングに接続されており、前記ローターを取り巻く、空芯ステーター・コイルと;
e) 外部にギアの付いたディスクであって、前記ディスクは、前記ローターに対して平行になっており、前記出力シャフトに接続されており、前記出力シャフト同心円状になっている、ディスクと;
f) 対称的に位置決めされている複数の共通シャフト・ギア・ペアであって、前記複数の共通シャフト・ギア・ペアは、前記ローターから前記ディスクへ運動を伝送するように構成されており、それによって、前記複数の空芯ステーター・コイルのうちのいずれとも干渉することなく、前記出力シャフトに動力を伝送する、複数の共通シャフト・ギア・ペアと
を含む、電気モーター。 - 前記電気モーターは、前記空芯ステーター・コイルの中の電流および電流極性を制御するための複数のスイッチと、前記スイッチを制御するためのコントローラーとをさらに含み、前記コントローラーは、前記スイッチを選択的に動作させ、前記ローターの滑らかな回転を発生させる、請求項1から15のいずれか一項に記載の電気モーター。
- 前記電気モーターは、前記空芯ステーター・コイルに対する前記磁石の位置を決定するための1つまたは複数のセンサーをさらに含み、センサー・データは、前記コントローラーに入力される、請求項15に記載の電気モーター。
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