JP6007104B2 - 電気モータ - Google Patents
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Description
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様1〕
直動−回動変換手段と、
磁性固定子アセンブリと、
互いに対向する複数の電磁アクチュエータであって、前記磁性固定子アセンブリに対して往復動する往復動コイルをそれぞれ有する、電磁アクチュエータとを備えた回転装置であって、
前記コイルは、いずれも前記直動−回動変換手段に接続され、当該直動−回動変換手段を駆動する、回転装置。
〔態様2〕
態様1において、前記磁性固定子アセンブリが、複数の前記往復動コイルに対応する磁性固定子を有する、回転装置。
〔態様3〕
態様1において、前記磁性固定子アセンブリが複数の磁性固定子を有し、当該磁性固定子は、それぞれ、1つの往復動コイルに対応する、回転装置。
〔態様4〕
態様1において、複数の前記往復動コイルが、位相が互いに180°ずれて往復動するように配置される、回転装置。
〔態様5〕
態様1において、前記磁性固定子アセンブリが複数の内方磁石を有し、前記往復動コイルが当該複数の内方磁石を取り囲む、回転装置。
〔態様6〕
態様5において、前記磁性固定子アセンブリが、さらに、前記往復動コイルの外側において前記内方磁石に対して平行に配置された、複数の外方磁石を有する、回転装置。
〔態様7〕
態様6において、前記往復動コイルの前記外方磁石に覆われていない箇所に、フォロワが連結されている、回転装置。
〔態様8〕
態様7において、(i)前記コイルが直方形状であり、(ii)前記外方磁石が、前記コイルの外側において当該コイルの4つの側面に沿って配置された4つの磁石を有し、(iii)前記フォロワが前記コイルの角部に連結される、回転装置。
〔態様9〕
態様1において、さらに、
前記磁性固定子アセンブリに連結された支持構造体を備え、
前記支持構造体は、前記磁性固定子アセンブリの長手軸心に対して平行に配置された複数のシャフトを有し、前記コイルは、前記シャフトを摺動することで前記磁性固定子アセンブリに沿って往復動するように配置されている、回転装置。
〔態様10〕
態様9において、前記コイルが、直動軸受を用いて前記シャフトを摺動する、回転装置。
〔態様11〕
態様9において、前記支持構造体が、回転軸受を用いて回転可能にディスクに接続される、回転装置。
〔態様12〕
態様11において、(i)前記支持構造体が車両のシャーシに接続され、(ii)前記ディスクが前記車両の車輪内部に配置され、(iii)前記ディスクが回転運動することによって前記車輪の回転運動が生じる、回転装置。
〔態様13〕
態様1において、前記直動−回動変換手段がカムである、回転装置。
〔態様14〕
態様13において、(i)前記カムが内表面および外表面を有し、(ii)複数の前記コイルの各コイルが一対のフォロワを用いて前記カムに連結され、前記フォロワの対のうちの第1のフォロワは前記内表面と相互作用し、前記フォロワの対のうちの第2のフォロワは前記外表面と相互作用する、回転装置。
〔態様15〕
態様14において、前記カムが、前記内表面および前記外表面を含む突出体であって、当該内表面が内方に面し、当該外表面が外方に面する突出体を有する、回転装置。
〔態様16〕
態様14において、(i)前記カムが、前記内表面および前記外表面を含む溝であって、当該内表面が外方に面し、当該外表面が内方に面する溝を有し、(ii)前記フォロワの各対が前記溝の内部に配置される、回転装置。
〔態様17〕
態様13において、前記カムのカム山の数が偶数である、回転装置。
〔態様18〕
態様17において、前記カム山が、一様螺旋の一部をなす、回転装置。
〔態様19〕
態様13において、(i)前記カムがディスクの一方の側に位置し、(ii)前記磁性固定子アセンブリが前記ディスクの平面に対して平行に配置され、(iii)前記コイルはフォロワを用いて前記カムに連結され、(iv)前記カムが回転運動することによって前記ディスクの回転運動が生じる、回転装置。
〔態様20〕
態様19において、前記ディスクの一方の側に位置する前記第1のカムに加えて、前記ディスクの反対側に位置する第2のカムを備え、さらに、
前記ディスクの前記反対側において前記第1の磁性固定子アセンブリに対して平行に配置された第2の磁性固定子アセンブリと、
前記第2の磁性固定子アセンブリに対して往復動するさらなるコイルをそれぞれ有する、複数のさらなる電磁アクチュエータとを備え、
前記さらなるコイルは、さらなるフォロワを用いて前記第2のカムに連結され、前記さらなるコイルの往復動は前記ディスクの前記回転運動に寄与する、回転装置。
〔態様21〕
態様20において、前記第1のカムの回転と前記第2のカムの回転とは互いにずれている、回転装置。
〔態様22〕
態様21において、前記第1のカムの回転と前記第2のカムの回転とが互いに45°ずれている、回転装置。
〔態様23〕
態様1において、前記電磁アクチュエータが、前記コイルから電流を取り出すことによって発電機として機能する、回転装置。
〔態様24〕
態様23において、前記電磁アクチュエータを発電機として機能させることで、前記直動−回動変換手段の回転運動からエネルギを吸収して、前記カムの回転運動を減少させる、回転装置。
〔態様25〕
態様23において、前記電磁アクチュエータを発電機として機能させることで、前記直動−回動変換手段の垂直方向運動からエネルギを吸収して、前記カムの垂直方向運動を減少させる、回転装置。
〔態様26〕
態様1において、さらに、
前記コイルが通過する際に、当該コイルに液体を吹き付けて冷却する液体噴射手段を備えた、回転装置。
〔態様27〕
態様26において、前記液体噴射手段が、前記磁性固定子アセンブリに取り付けられ、当該磁性固定子アセンブリの磁石に設けられた開口を通して前記コイルに液体を吹き付ける、回転装置。
〔態様28〕
態様26において、前記吹き付けられた液体は、気体に変化して当該回転装置から排出される、回転装置。
〔態様29〕
シャーシと、
前記シャーシに接続された磁性固定子アセンブリと、
前記シャーシに浮動支持されたカムと、
互いに対向する複数のコイルであって、前記シャーシに浮動支持され、前記磁性固定子アセンブリに対して互いに反対方向に往復動して前記カムを駆動し、当該カムを回転軸受を中心として回転運動させる、コイルと、
前記カムによって駆動される車輪とを備えた、車両。
〔態様30〕
態様29において、さらに、
前記シャーシに浮動支持された電気ユニットであって、当該車両の前記シャーシから前記コイルに電気を供給するのに使用される電気ユニットを備えた、車両。
〔態様31〕
態様30において、さらに、
前記電気ユニットと当該車両の前記シャーシとの間を通る光ファイバケーブルであって、前記電気ユニットを制御するのに使用される光ファイバケーブルを備えた、車両。
〔態様32〕
態様30において、前記電気ユニットが、前記コイルとバッテリとを接続する双方向給電手段を有する、車両。
〔態様33〕
態様32において、前記バッテリが前記車輪内部に装備される、車両。
〔態様34〕
態様30において、前記電気ユニットが、複数の前記コイルを互いに同一の方向に駆動させるように電気成分を当該複数のコイルに供給し、これにより、前記車輪の並進運動を引き起こす、車両。
〔態様35〕
態様34において、前記電気ユニットが、さらに、前記車輪の並進運動を感知する、車両。
〔態様36〕
態様35において、さらに、前記コイルをそれぞれ発電機として機能させることで、前記電気ユニットが、前記車輪の前記並進運動からエネルギを吸収する、車両。
〔態様37〕
態様34において、前記磁性固定子アセンブリが、当該車両の前記シャーシに対して垂直方向を向き、当該垂直方向への前記車輪の並進運動が、当該車両のサスペンションとして機能する、車両。
〔態様38〕
態様37において、前記車輪、前記カムおよび前記コイルがばね下質量であり、前記シャーシおよび前記磁性固定子アセンブリがばね上質量である、車両。
〔態様39〕
態様29において、(i)摺動可能に前記シャーシに接続された支持構造体であって、前記磁性固定子アセンブリの長手軸心に対して平行に配置された複数のシャフトを有する支持構造体を用いて、前記カムおよび前記対向するコイルが前記シャーシに接続され、(ii)前記対向するコイルは、前記シャフトを介して摺動可能に前記支持構造体に接続され、かつ、前記シャフトに沿って摺動することで前記磁性固定子アセンブリに対して往復動し、(iii)前記カムが、前記回転軸受を介して回転可能に前記支持構造体に接続される、車両。
〔態様40〕
態様39において、前記磁性固定子アセンブリ、前記カム、前記回転軸受、前記支持構造体、前記シャフト、および前記コイルが、前記車輪内に配置される、車両。
〔態様41〕
態様39において、前記支持構造体が、流体ダンパを介して摺動可能に当該車両のシャーシに接続され、かつ、当該流体ダンパによって摺動を減衰するサスペンションとして機能する、車両。
〔態様42〕
態様41において、前記流体ダンパが、前記支持構造体と前記シャーシとの間に設けられた空気式サスペンションである、車両。
〔態様43〕
態様42において、前記空気式サスペンションが、背向する面を含むピストンであって、相対する空気圧が前記背向する面に印加されるピストンを有する、車両。
〔態様44〕
態様41において、さらに、
前記コイルに電気を供給するのに使用される複数の可撓性部材を備え、前記複数の可撓性部材のうちの第1のセットは前記シャーシおよび前記支持構造体に接続され、前記複数の可撓性部材のうちの第2のセットは前記支持構造体および前記コイルに接続される、車両。
〔態様45〕
態様29において、
前記磁性固定子アセンブリ、前記対向するコイル、前記カム、前記回転軸受、および前記車輪を有する第1の回転装置と、
第2の磁性固定子アセンブリ、第2の対向するコイル、第2のカム、第2の回転軸受、および第2の車輪を有する第2の回転装置とを備えた、車両。
〔態様46〕
態様45において、前記第1の回転装置および第2の回転装置が、両方の車輪を互いに同一の方向に回転させることによって、当該車両の推進力を生成する、車両。
〔態様47〕
態様45において、前記第1の回転装置および第2の回転装置が、両方の車輪を互いに異なる速度または互いに異なる方向に回転させることによって、当該車両に対して当該回転装置をターンさせる、車両。
〔態様48〕
態様47において、前記第1の回転装置および第2の回転装置が、当該車両の運転中に前記第1の車輪の回転速度および前記第2の車輪の回転速度を互いに異ならせることによって、当該車両を操舵する、車両。
〔態様49〕
態様45において、前記第1の回転装置および第2の回転装置が、前記第1の車輪および前記第2の車輪を互いに同一の垂直方向に動かすことによって、当該車両を垂直方向に運動させる、車両。
〔態様50〕
態様45において、前記第1の回転装置および第2の回転装置が、前記第1の車輪および前記第2の車輪を互いに相対する垂直方向に動かすことによって、前記第1の車輪および前記第2の車輪を傾動させる、車両。
〔態様51〕
態様50において、前記第1の回転装置および第2の回転装置が、前記第1の車輪および前記第2の車輪のうちの一方を垂直方向に高速で上昇および振動させて、当該振動する車輪の表面から液体を取り除く、車両。
〔態様52〕
態様45において、4つの角部を有し、各角部に回転装置を2つずつ備える、車両。
〔態様53〕
態様52において、前記回転装置の4対が対応する車輪をターンさせて、当該車両を自転させる、車両。
〔態様54〕
態様52において、前記回転装置の4対が対応する車輪を当該車両において内向きにターンさせて、当該車両を駐車する、車両。
〔態様55〕
直動−回動変換手段と、
磁性固定子アセンブリと、
互いに対向する複数の電磁アクチュエータであって、前記磁性固定子アセンブリに対して互いに共通の方向に直線状に並進するコイルをそれぞれ有する、電磁アクチュエータとを備えた直動装置であって、
前記コイルは、いずれも前記直動−回動変換手段に接続され、当該直動−回動変換手段を駆動して当該直動−回動変換手段を直線運動させる、直動装置。
〔態様56〕
直動−回動変換手段と、
磁性固定子アセンブリと、
互いに対向する電磁アクチュエータであって、前記磁性固定子アセンブリに対して往復動し、かつ、前記磁性固定子アセンブリに対して互いに共通の方向に直線状に並進する、コイルをそれぞれ有する、電磁アクチュエータとを備えた、直動・回動装置であって、
前記コイルは、いずれも前記直動−回動変換手段に接続され、当該直動−回動変換手段を駆動して当該直動−回動変換手段を回転運動および直線運動させる、直動・回動装置。
〔態様57〕
回転装置を実現する方法であって、
互いに対向する複数のコイルを、磁性固定子に対して往復動させる過程と、
前記コイルの往復動によって直動−回動変換手段を駆動して当該直動−回動変換手段を回転運動させる過程とを備えた、回転装置の実現方法。
Claims (28)
- 回転軸を有する直動−回動変換手段と、
前記回転軸に対して径方向に向けられた軸を有して長手方向に延びるコアであって、磁界を生成する1つ以上の磁石を含むコアを有する磁性固定子アセンブリと、
2つの電磁アクチュエータであって、各電磁アクチュエータが、前記コアの前記1つ以上の磁石の少なくとも一部および前記コアを取り囲み、前記磁性固定子アセンブリに対して往復動するように配置された往復動コイルをそれぞれ有する、2つの電磁アクチュエータとを備えた回転装置であって、
前記往復動コイルは前記長手方向に延びたコアに沿って前記回転軸に対して互いに対向し、
前記コイルは、いずれも前記直動−回動変換手段に接続され、当該直動−回動変換手段を駆動する、回転装置。 - 請求項1において、前記磁性固定子アセンブリが、複数の前記往復動コイルに対応する磁性固定子を有する、回転装置。
- 請求項1において、前記磁性固定子アセンブリが複数の磁性固定子を有し、当該磁性固定子は、それぞれ、1つの往復動コイルに対応する、回転装置。
- 請求項1において、前記磁性固定子アセンブリが複数の内方磁石を有し、前記往復動コイルが当該複数の内方磁石を取り囲む、回転装置。
- 請求項1において、前記磁性固定子アセンブリが、さらに、前記往復動コイルの外側において前記コアの前記磁石に対して平行に配置された、複数の外方磁石を有する、回転装置。
- 請求項5において、前記往復動コイルの前記外方磁石に覆われていない箇所に、フォロワが連結されている、回転装置。
- 請求項1において、さらに、
前記磁性固定子アセンブリに連結され、当該回転装置を車両に取り付けるマウント構造体と、
前記磁性固定子アセンブリの長手軸心に対して平行に配置された複数のシャフトとを備え、
前記コイルは、前記シャフトを摺動することで前記磁性固定子アセンブリに沿って往復動するように配置されている、回転装置。 - 請求項7において、さらに、
直動軸受を備え、前記コイルが、この直動軸受を用いて前記シャフトを摺動する、回転装置。 - 請求項7において、さらに、
支持構造体および回転軸受を備え、
前記直動−回動変換手段がディスクを備え、このディスクが、前記回転軸受を用いて前記支持構造体に回転可能に接続される、回転装置。 - 請求項9において、さらに、
車輪のリムを備え、
(i)前記ディスクが前記車輪のリムの内部に配置されてこのリムに接続され、(ii)前記ディスクが回転運動することによって前記車輪のリムの回転運動が生じる、回転装置。 - 請求項1において、前記直動−回動変換手段がカムを備える、回転装置。
- 請求項11において、(i)前記カムが内表面および外表面を有し、(ii)複数の前記コイルの各コイルが一対のフォロワを用いて前記カムに連結され、前記フォロワの対のうちの第1のフォロワは前記内表面と相互作用し、前記フォロワの対のうちの第2のフォロワは前記外表面と相互作用する、回転装置。
- 請求項12において、前記カムが前記内表面および前記外表面を含む突出体で構成され、当該内表面が内方に面し、当該外表面が外方に面する、回転装置。
- 請求項12において、(i)前記カムが前記内表面および前記外表面を含む溝で構成され、当該内表面が外方に面し、当該外表面が内方に面し、(ii)前記フォロワの各対が前記溝の内部に配置される、回転装置。
- 請求項11において、前記直動−回動変換手段はディスクを備え、(i)前記カムが前記ディスクの一方の側に位置し、(ii)前記磁性固定子アセンブリが前記ディスクの平面に対して平行に配置され、(iii)前記コイルはフォロワを用いて前記カムに連結され、(iv)前記カムが回転運動することによって前記ディスクの回転運動が生じる、回転装置。
- 請求項15において、さらに、
前記ディスクの一方の側に位置する前記第1のカムに加えて、前記ディスクの反対側に位置する第2のカムと、
前記ディスクの前記反対側における第2の磁性固定子アセンブリと、
前記第2の磁性固定子アセンブリに対して往復動するさらなるコイルをそれぞれ有する、複数のさらなる電磁アクチュエータとを備え、
前記さらなるコイルは、さらなるフォロワを用いて前記第2のカムに連結され、前記さらなるコイルの往復動は前記ディスクの前記回転運動に寄与する、回転装置。 - 請求項11において、前記電磁アクチュエータが、一方では発電機として機能するように構成されている、回転装置。
- 請求項1において、さらに、
前記コイルが通過する際に、当該コイルに液体を吹き付けて冷却する液体噴射手段を備えた、回転装置。 - 請求項18において、前記液体噴射手段が、前記磁性固定子アセンブリに取り付けられ、当該磁性固定子アセンブリの磁石に設けられた開口を通して前記コイルに液体を吹き付ける、回転装置。
- 回転軸に対して径方向に向けられた軸を有する磁性固定子コア部を含む磁性固定子アセンブリであって、前記磁性固定子コア部は磁界を生成する1つ以上の磁石を含む、磁性固定子アセンブリと、
前記磁性固定子コア部の1つ以上の磁石の少なくとも一部および前記磁性固定子コア部を取り囲み、前記磁性固定子コア部によって生成された前記磁界内で往復動するように配置されたコイルを備えたアクチュエータと、
タイヤを支持する、車輪のリムと、
前記アクチュエータおよび前記車輪のリムが連結され、動作中に、前記磁性固定子コア部の前記軸に沿った前記アクチュエータの直線状の往復動を、前記回転軸の回りの前記車輪のリムの回転運動に変換する、直動−回動変換手段とを備えた、回転駆動器。 - 請求項20において、前記磁性固定子アセンブリは、さらに、前記回転軸に対して径方向に向けられた軸を有する第2の磁性固定子コア部を備え、前記第2の磁性固定子コア部は1つ以上の磁石を含み、
当該回転駆動器は、さらに、前記第2の磁性固定子コア部の1つ以上の磁石の少なくとも一部および前記第2の磁性固定子コア部を取り囲み、前記第2の磁性固定子コア部によって生成された前記磁界内で往復動するように配置された第2のコイルを備えた第2のアクチュエータであって、前記直動−回動変換手段に連結された第2のアクチュエータを備え、
前記直動−回動変換手段は、動作中に、前記回転軸に対して径方向における、前記第2の磁性固定子コア部の前記軸に沿った前記第2のアクチュエータの直線状の往復動を、前記回転軸の回りの前記車輪のリムの回転運動に変換する、回転駆動器。 - 請求項21において、さらに、
前記磁性固定子アセンブリが取り付けられた支持構造体を備え、
前記直動−回動変換手段が、
前記回転軸を画定し、前記車輪のリムが取り付けられた回転部材、ならびに
前記回転部材を支持する軸受アセンブリであって、前記回転軸に直交する方向において、前記支持構造体および前記磁性固定子アセンブリに相対的に前記回転部材および前記回転軸が動くことを可能する軸受アセンブリを備えた、回転駆動器。 - 請求項22において、前記アクチュエータおよび前記第2のアクチュエータが、前記回転軸に対して互いに対向する、回転駆動器。
- 請求項23において、前記アクチュエータおよび前記第2のアクチュエータの同一方向における動きによって、前記回転軸が、前記回転軸に直交する方向に、前記支持構造体と相対的に動く、回転駆動器。
- 請求項23において、前記アクチュエータおよび前記第2のアクチュエータの反対方向における動きによって、前記回転部材が前記回転軸の回りを回転する、回転駆動器。
- 請求項20において、さらに、
動作中に磁界内で前記コイルが往復動する際に、前記コイルに冷却液を流すように配置された液体噴射ポートを備えた、回転駆動器。 - 請求項26において、前記液体噴射ポートが前記磁性固定子アセンブリに配置された、回転駆動器。
- 請求項27において、前記液体噴射ポートが、前記磁性固定子アセンブリの磁石に設けられた開口である、回転駆動器。
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