JP6278432B1 - コアレスモータ - Google Patents

Abstract

コアレスモータの回転軸が伸びている方向の長さを大きくすることなしにコアレスモータ内における回転軸の端部にユニットを結合させユニットが内蔵されているコアレスモータ。回転の中心となる中心軸に対して同心円状に配置され一方の側の端面がステータに支持されていて前記中心軸が伸びる方向に伸びている円筒状のコイルと、前記コイルを半径方向で互いの間に挟み互いの間に磁気回路を形成する円筒状のインナーヨークと円筒状のアウターヨークとを備えていて前記中心軸に対して同心円状に配置され半径方向の中心側で前記中心軸に支持されているロータと、円筒状のハウジングであって、半径方向で前記アウターヨークの外側に配置される円筒状部を備えていて前記中心軸に対して回転可能なハウジングあるいは、半径方向で前記アウターヨークの外側に配置される円筒状部を備えていて前記中心軸の回転により前記円筒状部が回転するハウジングとを備えているコアレスモータ。前記コアレスモータ内における前記中心軸の端部に結合されるユニットを前記コアレスモータ内の空間部に備えている。

Description

この発明はコアレスモータに関する。特に、コアレスモータの内部に減速機やブレーキなどの種々のユニットを内蔵したコアレスモータに関する。

モータの回転軸に駆動対象が取り付けられる側、すなわち、回転軸の出力側や、その反対側などに減速機やブレーキなどのユニットを取り付ける提案は従来から行われている。

例えば、特許文献４では、動力軸と、動力軸に同心円状に配置される回転子との間に遊星ローラ機構を配置するモータが提案されている。

特許文献１〜５は、いわゆる鉄心タイプのモータである。このような鉄心タイプのモータでモータの内部に減速機などのユニットを内蔵する提案は従来から行われていた。

一方、無鉄心タイプのモータであるコアレスモータにおいて、内部に減速機などのユニットを内蔵する提案は、従来、行われていなかった。

これはコアレスモータの場合、小型化されているものが一般的であるので、モータの内部に減速機などのユニットを内蔵することがそもそも困難であるという事情によるものである。

特許文献６は、本件特許出願人が提案したコアレスモータに関する発明である。半径方向の中心に回転の中心となる中心軸が伸びており、この中心軸が伸びる方向に伸びている円筒状のコイルが中心軸に対して同心円状に配置されている。前記コイルを半径方向で互いの間に挟み、互いの間に磁気回路を形成する円筒状のインナーヨークと円筒状のアウターヨークとを備えているロータが前記中心軸に対して同心円状に配置されている。

特許文献６記載のコアレスモータは、回転の中心となる中心軸がコアレスモータ内を貫通している構造である。すなわち、中心軸は円筒状のコイルを中心軸が伸びる方向に貫通している。また、インナーヨークとアウターヨークとを備えているロータを中心軸が伸びる方向に前記中心軸が貫通している。

このような構造であることから、従来のコアレスモータと同様に、特許文献６記載のコアレスモータにおいても、コアレスモーのタ内部に減速機などのユニットを内蔵することは発想されていなかった。

ＷＯ２００６／１１４８８１ 特開２００８−２６３７４２号公報 特開２００９−３８８４４号公報 特開２００３−１４３８０５号公報 特開２０１０−２６３７６１号公報 ＷＯ２０１５／１６２８２６

この発明は、コアレスモータの回転軸が伸びている方向の長さ（大きさ）を大きくすることなしに、当該コアレスモータ内における前記回転軸の端部に減速機やブレーキなどのユニットを結合させ、当該ユニットが内蔵されているコアレスモータを提案することを目的にしている。

コアレスモータにおいて、回転の中心となる中心軸に対して同心円状に配置されて前記中心軸が伸びている方向に伸びている円筒状コイルの内側に位置する円筒状のインナーロータの内側で、前記中心軸が伸びる方向においてスペース部（空間部）を設け、当該スペース部（空間部）に、減速機、ブレーキ、ロータリーエンコーダ、ファン、トルクセンサー、電気回路などのユニットを配置した。

すなわち、前記コアレスモータの内側において、回転の中心となる中心軸が伸びる方向に伸びている円筒状コイルや、円筒状のインナーヨークを前記中心軸が伸びる方向で貫通することがないように、前記中心軸を途中で終端させている。これによって、前記コアレスモータの内側で前記中心軸が伸びる方向において、例えば、前記インナーヨークの内側で前記中心軸が伸びる方向において、スペース部（空間部）を設け、当該スペース部（空間部）に、前記ユニットを配置した。

［１］
回転の中心となる中心軸に対して同心円状に配置され、一方の側の端面がステータに支持されていて前記中心軸が伸びる方向に伸びている円筒状のコイルと、
前記コイルを半径方向で互いの間に挟み、互いの間に磁気回路を形成する円筒状のインナーヨークと円筒状のアウターヨークとを備えていて、前記中心軸に対して同心円状に配置され、半径方向の中心側で前記中心軸に支持されているロータと、
円筒状のハウジングであって、半径方向で前記アウターヨークの外側に配置される円筒状部を備えていて前記中心軸に対して回転可能なハウジングとを備えているコアレスモータであって、
当該コアレスモータ内における前記中心軸の端部に結合されるユニットを当該コアレスモータ内の空間部に備えている
コアレスモータ。

［２］
前記中心軸の前記ユニットが結合される端部に対向する側が、前記中心軸が伸びる方向において間隔を空けている２か所で前記ハウジングの半径方向の中心側に回転可能に支承されていることで前記ハウジングが前記中心軸に対して回転可能になっている［１］のコアレスモータ。

［３］
回転の中心となる中心軸に対して同心円状に配置され、一方の側の端面がステータに支持されていて前記中心軸が伸びる方向に伸びている円筒状のコイルと、
前記コイルを半径方向で互いの間に挟み、互いの間に磁気回路を形成する円筒状のインナーヨークと円筒状のアウターヨークとを備えていて、前記中心軸に対して同心円状に配置され、半径方向の中心側で前記中心軸に支持されているロータと、
円筒状のハウジングであって、半径方向で前記アウターヨークの外側に配置される円筒状部を備えていて、前記中心軸の回転により前記円筒状部が回転するハウジングとを備えているコアレスモータであって、
当該コアレスモータ内における前記中心軸の端部に結合されるユニットを当該コアレスモータ内の空間部に備えている
コアレスモータ。

［４］
前記ユニットが前記中心軸の回転を前記ハウジングに伝える機構である［３］のコアレスモータ。

［５］
前記中心軸の前記ユニットが結合される端部に対向する側が、前記中心軸が伸びる方向において間隔を空けている２か所で、前記ステータの半径方向の中心側に回転可能に支承されている［３］又は［４］のコアレスモータ。

［６］
前記ユニットは、前記ユニットの前記中心軸の端部に接続される側に対向する側に前記インナーヨークの内周径より大きな外周径を有する部分を備えている［３］乃至［５］のいずれかのコアレスモータ。

［７］
前記中心軸が前記円筒状のコイルを前記中心軸が伸びる方向に貫通することなしに、前記中心軸が伸びる方向における前記円筒状のコイルの途中で終端していることで前記空間部が形成されている［１］乃至［６］のいずれかのコアレスモータ。

［８］
前記中心軸が前記インナーヨークを前記中心軸が伸びる方向に貫通することなしに、前記中心軸が伸びる方向における前記インナーヨークの途中で終端していることで前記空間部が形成されている［１］乃至［６］のいずれかのコアレスモータ。

［９］
前記ユニットの外周径が前記インナーヨークの内周径よりも小さい［１］乃至［８］のいずれかのコアレスモータ。

この発明によれば、コアレスモータの回転軸が伸びている方向の長さ（大きさ）を大きくすることなしに、当該コアレスモータ内における前記回転軸の端部に減速機やブレーキなどのユニットを結合させ、当該ユニットが内蔵されているコアレスモータを提供することができる。

本発明の一実施形態の内部構造を説明する断面図 本発明の他の実施形態の内部構造を説明する断面図 本発明の更に他の実施形態の内部構造を説明する断面図 図３図示の実施形態の他の内部構造例を説明する断面図 本発明の更に他の実施形態の内部構造を説明する断面図 図５図示の実施形態の他の内部構造例を説明する断面図 本発明の更に他の実施形態の内部構造を説明する断面図 図７図示の実施形態の回転伝達の機構を説明する概念図 図７図示の実施形態における回転伝達部のサンギア、遊星ギア、キャリアの配備形態を説明する概念図であって、（ａ）は高速側回転伝達部を側面から見て切断箇所を説明する図、（ｂ）は高速側回転伝達部の断面図、（ｃ）は低速側回転伝達部を側面から見て切断箇所を説明する図、（ｄ）は低速側回転伝達部の断面図 図７図示の実施形態において、コアレスモータ内に配備されているユニットが一段階減速機構になった例の内部構造を説明する断面図 図１０図示の実施形態の回転伝達の機構を説明する概念図 図７図示の実施形態の他の内部構造例を説明する断面図 図１２図示の実施形態の回転伝達の機構を説明する概念図 図１０図示の実施形態においてコアレスモータに内蔵されている減速機構からハウジングへの回転伝達が「不思議遊星」機構を用いる場合の内部構造を説明する断面図 図１４図示の実施形態の回転伝達の機構を説明する概念図

発明の実施の形態

（実施の形態１）
図１図示の実施形態は、コアレスモータ１の内部にユニット１３が内蔵されている一例である。ユニット１３としては、ギアなどから構成される従来公知の減速機を採用することができる。

図１図示のコアレスモータ１は、回転軸２、ステータ３、コイル４、ロータ７、ハウジング９を備えている。回転軸２が回転の中心となる中心軸である。

円筒状のコイル４は、回転軸２が伸びている方向に伸びていて、回転軸２に対して同心円状に配置され、一方の側の端面がステータ３に支持されている。図１図示の実施形態では左側の端面がステータ３に支持されている。

円筒状のコイル４は通電可能な無鉄心コイルである。図示の実施形態では、図１中、回転軸２が伸びる方向である長手方向に複数の離間された線状部と絶縁層を介して重畳により形成される導電性金属シートの積層体構造によって円筒状に形成されている。半径方向における厚みは、例えば、５ｍｍ以下で、所定の剛性を備えている。このような円筒状のコイルは、例えば、日本国特許第３７０４０４４号に記載されている製造方法によって製造される。

ロータ７は、回転軸２に対して同心円状に配置されていて、半径方向の中心側で回転軸２に固定的に支持されている。

ロータ７は、円筒状のインナーヨーク５と円筒状のアウターヨーク６とを備えている。円筒状のインナーヨーク５と円筒状のアウターヨーク６は、円筒状のコイル４を半径方向で互いの間に挟み、互いの間に磁気回路を形成している。

図１図示の実施形態では、アウターヨーク６の内周面に永久磁石などからなるマグネット８が配備されている。これによって、インナーヨーク５とアウターヨーク６との間に断面ドーナッツ状の磁界が形成されている。

図示の実施形態に替えて、インナーヨーク５の外周面にマグネット８を配備する構造にすることもできる。

ハウジング９は、円筒状で、図１図示のように、半径方向でアウターヨーク６の外側に配置される円筒状部を備えている。図示の実施形態では、ハウジング９の円筒状部の開口している側である一方の側（図１の左側）がステータ３に固定されている。

ハウジング９は、半径方向の中心で回転軸２を回転自在に支承している。図１の実施形態では、ハウジング９は、ステータ３に固定されている一方の側に対向する側、すなわち、他方の側（図１の右側）に円板状部を備えている。そして、その円板状部の半径方向の中心に筒状部１０を備えている。筒状部１０は、回転軸２が伸びる方向でステータ３の方向に向かって伸びている。回転軸２は、筒状部１０の回転軸２が伸びている方向の両端側でそれぞれ軸受１１ａ、１１ｂを介して回転可能にハウジング９に支持されている。

これによって、ハウジング９は回転軸２に対して回転可能な構造になっている。

また、上述し、図１に示したように、回転軸２が伸びる方向において間隔を空けている２か所で、ハウジング９の半径方向の中心側に、回転軸２が回転可能に支承されている。これによって、後述する回転軸２の回転動作を安定化させることができる。

上述したように、インナーヨーク５とアウターヨーク６との間に断面ドーナッツ状の磁界が形成されている下で、コイル４に所定の電流を供給することによりロータ７及び、ロータ７を支持している回転軸２が回転する。

この実施形態では、回転軸２は、円筒状のコイル４を回転軸２が伸びる方向に貫通することなしに、回転軸２が伸びる方向におけるコイル４の途中で終端している。これによって、コアレスモータ１内に空間部１４が形成されている。

そして、コアレスモータ１内の空間部１４において、回転軸２のコアレスモータ１内の端部１２にユニット１３が結合されている。こうして、ユニット１３はコアレスモータ１内の空間部１４に配置されている。

すなわち、コアレスモータ１は、コアレスモータ１内における回転軸２の端部１２に結合されるユニット１３をコアレスモータ１内の空間部１４に備えている。

図１図示の実施形態では、ユニット１３はギアなどから構成される従来公知の減速機である。

従来、コアレスモータの回転軸にギアなどから構成される減速機を接続したギアドモータを構成する場合、回転軸の伸びる方向で、コアレスモータ１の外側に減速機を接続していた。このため、コアレスモータの回転軸方向の長さが取り付ける減速機の分だけ長くなっていた。

この実施形態では、回転軸２がコアレスモータを構成する円筒状のコイル４を回転軸２が伸びる方向に貫通することなしに、回転軸２が伸びる方向におけるコイル４の途中で終端している。これによって、コアレスモータ１の円筒状のコイル４内に空間部１４が形成されている。

このコアレスモータ１の円筒状のコイル４内に形成されている空間部１４において、回転軸２の端部１２にユニット１３を結合し、このユニット１３がコアレスモータ１の円筒状のコイル４内の空間部１４に配置される構造にした。

そこで、コアレスモータ１の回転軸方向の長さを大きくすることなく、コアレスモータの回転軸にギアなどから構成される減速機を接続することができる。

この実施形態では、図１図示のように、ユニット１３の外周径の大きさは、インナーヨーク５の内周径よりも小さくなっている。

すなわち、この実施形態では、インナーヨーク５の内側に空間部が形成されていて、この空間部で、ユニット１３が、コアレスモータ１内における回転軸２の端部１２に結合されている。

これにより、コアレスモータ１の回転軸方向の長さを大きくすることなく、コアレスモータの回転軸２にギアなどから構成される減速機を接続している。

図２の実施形態は、図１図示の実施形態において、ユニット１３が、インナーヨーク５の内周径よりも大きな外周径を有する部分１３ｂを備えている実施形態を表すものである。

ユニット１３の、回転軸２の端部１２に接続される側の部分１３ａの外周径は、インナーヨーク５の内周径より小さい。一方、ユニット１３の、符号１３ｂで示されている部分の外周径は、インナーヨーク５の内周径よりも大きくなっている。

すなわち、ユニット１３の、少なくとも、回転軸２の端部１２に接続される側の部分１３ａの外周径がインナーヨーク５の内周径より小さくなっていて、ユニット１３の回転軸２の端部１２に接続される側に対向する側の部分１３ｂの外周径がインナーヨーク５の内周径より大きくなっている。

図２図示の実施形態も、コアレスモータ１内における回転軸２の端部１２に結合されるユニット１３をコアレスモータ１内の空間部１４に備えている構造である。

これによって、コアレスモータ１の回転軸方向の長さを大きくすることなく、コアレスモータの回転軸２にギアなどから構成される減速機を接続する点は図１図示の実施形態と同様である。

その他の点は、図１を用いて上述したものと同様である。そこで、上述した構造と共通する部分には図１に用いたものと同一の符号をつけて説明を省略する。

（実施の形態２）
図３図示の実施形態は、コアレスモータ１の内部にユニット１３が内蔵されている他の例である。ユニット１３としては、ブレーキを採用することができる。

図３図示の実施形態ではハウジング９に回転自在に支持されている回転軸２がハウジング９の外部にまで伸びて出力端１２ｂになっている。その他の構造は図１を用いて実施の形態１で説明したものと同様である。そこで、実施の形態１で説明した構造と共通する部分には、図１の説明に使用したものと同一の符号をつけてその説明を省略する。

図３図示の実施形態では、回転軸２は、円筒状のインナーヨーク５を回転軸２が伸びる方向に貫通することなしに、回転軸２が伸びる方向におけるインナーヨーク５の途中で終端している。これによって、コアレスモータ１の円筒状のインナーヨーク５内に空間部１４が形成されている。

この実施形態で回転軸２のコアレスモータ１内の端部１２に結合されているユニット１３はブレーキにすることができる。

この実施形態では、ブレーキを構成するユニット１３の全体がインナーヨーク５の内側に配置されている。

コアレスモータ１内の空間部である空間部１４ａに突出する回転軸２の先端側１２ａには、ブレーキを構成するユニット１３以外の他のユニットを結合することができる。

図４図示の実施形態は図３図示の実施形態において、コアレスモータ１内の空間部である空間部１４ａに突出する回転軸２の先端側１２ａにユニット１５が結合されている実施形態の一例を表すものである。

ユニット１５は、例えば、ロータリーエンコーダとすることができる。

図４図示の実施形態では、コアレスモータ１の内部にユニット１３と、ユニット１５という複数のユニットが内蔵されることになる。

また、図４図示の実施形態では、ユニット１３も、ユニット１５もその外周径がインナーヨーク５の内周径より小さいものになっている。

この実施形態でも、インナーヨーク５の内側に空間部が形成されていて、この空間部で、ユニット１３、１５が、コアレスモータ１内における回転軸２の端部１２、１２ａに結合されている。

（実施の形態３）
図５、図６図示の実施形態は、コアレスモータ１の内部にユニットが内蔵されている他の例である。ユニットとしては、ファンを採用することができる。

図５、図６図示の実施形態でも、図３、図４図示の実施形態と同じく、回転軸２は、円筒状のインナーヨーク５を回転軸２が伸びる方向に貫通することなしに、回転軸２が伸びる方向におけるインナーヨーク５の途中で終端している。これによって、コアレスモータ１の円筒状のインナーヨーク５内に空間部が形成されている。

図５図示の実施形態では、コアレスモータ１において、回転軸２に対して同心円状に配置される円筒状のコイル４の内側に位置する円筒状のインナーロータ５の内側で、回転軸２が伸びる方向においてスペース部（空間部）１４を設け、スペース部（空間部）１４に、ファン１８を配置している。

図６図示の実施形態は、ファン１８を、回転軸２が伸びる方向で、インナーヨーク５の端縁よりも外側に配置したものである。ファン１８の外周径の大きさは、図５図示の実施形態と同じく、インナーヨーク５の内径の大きさよりも小さい。

その他の構造は、図１を用いて実施の形態１で説明したものと同様である。そこで、実施の形態１で説明した構造と共通する部分には、図１の説明に使用したものと同一の符号をつけてその説明を省略する。

インナーヨーク５とアウターヨーク６との間に断面ドーナッツ状の磁界が形成されている下で、コイル４に所定の電流を供給することによりロータ７及び、ロータ７を支持している回転軸２が回転する。

図５図示の実施形態ではインナーロータ５の内側で回転軸２が伸びる方向に形成されているスペース部（空間部）１４にファン１８が配備されていることから、回転軸２、ロータ７（インナーヨーク５、アウターヨーク６）の回転に応じて、ファン１８により、図７図示のようにコアレスモータ１の内部に向かう空気流が生起される。

また、図５、図６では図示を省略しているが、ファン１８へ電力を供給する電力線を介してファン１８へ電力供給してファン１８を稼働させることができる。

これらによって、コアレスモータ１の内部が空冷される。

（実施の形態４）
図７、図８を用いて本発明の他の実施形態を説明する。

図７、８図示の実施形態では、コアレスモータの回転軸２２は、固定軸２１ａ、２１ｂの間で、固定軸２１ａ、２１ｂが伸びている方向に伸びている。円筒状のハウジング３６は、固定軸２１ａ、２１ｂに対して回転可能に支承されている。そして、円筒状のハウジング３６が、回転軸２２の回転に伴って、固定軸２１ａ、２１ｂの周方向に回転するものである。

この実施形態でも、回転軸２２が回転の中心となる中心軸である。

コアレスモータ１の内部に内蔵されているユニットが回転軸２２の回転をハウジング３６に伝える機構を形成している。これによって、円筒状のハウジング３６が、コアレスモータの回転軸２２の回転に伴って固定軸２１ａ、２１ｂの周方向に回転する。

コアレスモータ１の内部に内蔵されていて、回転軸２２の回転をハウジング３６に伝えるユニットとしては、例えば、減速機構が採用される。

図７図示のコアレスモータも、回転軸２２、ステータ３１、コイル３０、ロータ３４、ハウジング３６を備えている。

円筒状のコイル３０は、回転軸２２が伸びている方向に伸びていて、回転軸２２に対して同心円状に配置され、一方の側の端面がステータ３１に支持されている。図７図示の実施形態では右側の端面がステータ３１に支持されている。

ステータ３１は、円筒状で、図７中、右側において、その半径方向の内側が固定軸２１ａに固定されている。

円筒状のステータ３１は、ロータ３４を構成するアウターヨーク３２の半径方向で外側に位置する外側円筒状部と、外側円筒状部の図７の左側端において屈曲して半径方向内側に伸びる円板状部と、円板状部の内径端で屈曲して図７の右側に向かって伸びる内側円筒状部を備えている。

円筒状のコイル３０は実施の形態１で説明した通電可能な無鉄心コイルである。

ロータ３４は、回転軸２２に対して同心円状に配置されていて、半径方向の中心側で回転軸２２に固定的に支持されている。図示の実施形態では、ロータ３４の右側において、その半径方向の内側が回転軸２２に固定されている。

実施の形態１と同様に、ロータ３４は、円筒状のインナーヨーク３３と円筒状のアウターヨーク３２とを備えている。円筒状のインナーヨーク３３と円筒状のアウターヨーク３２は、円筒状のコイル３０を半径方向で互いの間に挟み、互いの間に磁気回路を形成している。

図７図示の実施形態では、アウターヨーク３２の内周面に永久磁石などからなるマグネット３５が配備されている。これによって、インナーヨーク３３とアウターヨーク３２との間に断面ドーナッツ状の磁界が形成されている。

実施の形態１と同様に、図示の実施形態に替えて、インナーヨーク３３の外周面にマグネット３５を配備する構造にすることもできる。

ハウジング３６は、円筒状で、図７図示のように、半径方向でアウターヨーク３２の外側に配置される円筒状部を備えている。図７図示の実施形態では、ハウジング３６のアウターヨークの外側に配置される円筒状部は、ステータ３１の外側円筒状部を半径方向の外側から覆う構造になっている。

ハウジング３６の円筒状部の両端にそれぞれ半径方向内側に向かって伸びる右側円板状部、左側円板状部が備えられており、この左右の円板状部の内径側は固定軸２１ａ、２１ｂに対して回転可能に支承されている。

図示の実施形態では、ハウジング３６の右側において、右側円板状部の半径方向の内側がベアリングを介して固定軸２１ａに固定されているステータ３１の右端側外周に回転可能に装着されている。また、ハウジング３６の左において、左側円板状部の半径方向の内側がベアリングを介して固定軸２１ｂに回転可能に装着されている。

固定軸２１ａに固定されているステータ３１の右端の半径方向内側部は、コアレスモータの内側（図７における左側）に向かって伸びる筒状部を備えている。この筒状部がベアリングを介して回転軸２２の固定軸２１ａ側の端部を回転可能に支承している。

回転軸２２が伸びる方向において、ロータ３４の半径方向内側が回転軸２２に固定されている位置よりも図７中の左側において、ステータ３１の内側筒状部の内径側によって、ベアリングを介して、回転軸２２が回転可能に支承されている。

ロータ３４の半径方向内側が回転軸２２に固定されている位置を間に挟んで、回転軸２２が伸びている方向で所定の間隔をあけた２か所で、上述したように、回転軸２２は、ステータ３１の半径方向の中心側に回転可能に支承されている。これにより、後述する回転軸２２の回転の安定化を図ることができる。

実施の形態１〜３と同様に、インナーヨーク３３とアウターヨーク３２との間に断面ドーナッツ状の磁界が形成されている下で、コイル３０に所定の電流を供給することによりロータ３４及び、ロータ３４を支持している回転軸２２が回転する。

この実施形態でも、回転軸２２は、円筒状のコイル３０及び、インナーヨーク３３を回転軸２２が伸びる方向に貫通することなしに、回転軸２２が伸びる方向におけるコイル３０、インナーヨーク３３の途中で終端している。

これによって、円筒状のコイル３０、インナーヨーク３３の内側に空間部を形成し、回転軸２２に結合されるユニットがこの空間部に配置されている。

図７、図８図示の実施形態では、円筒状のコイル３０、インナーヨーク３３の内側に空間部に配置されていて、回転軸２２に結合されるユニットは、回転軸２２の回転をハウジング３６に伝える機構になっている。

図７、図８図示の実施形態では、このユニットは、回転軸２２の回転をハウジング３６に伝える二段階の減速機構である。

減速機構を介して回転軸２２の回転がハウジング３６に伝えられることで、ハウジング３６は、回転軸２２が伸びる方向で伸びている固定軸２１ａ、２１ｂの周方向に回転する。

図９に、図７、図８図示の実施形態における回転伝達部のサンギア、遊星ギア、キャリアの配備形態の一例を示した。

なお、図７〜図９では、ステータ３１の内側筒状部の内周面に形成されているインターナルギア、等の図示は省略し、サンギア、遊星ギア、キャリア、等の配置、結合形態を概略で図示している。

図７、図８図示の実施形態では、回転軸２２の図７における左端側外周が高速側サンギア２３になっている。高速側サンギア２３の回転は高速側遊星ギア２４、高速側キャリア２５を介して低速側入力軸２６に伝えられる。低速側入力軸２６の図７における左端側外周が低速側サンギア２７になっている。低速側サンギア２７の回転は低速側遊星ギア２８、低速側キャリア２９を介して、更に、低速側キャリア２９とハウジング３６の左側円板状部の半径方向内側端との間に配備されているキャリアを介してハウジング３６に伝えられる。

すなわち、図８図示のように、（１）ロータ３４から回転軸２２、（２）回転軸２２の左端側に形成されている高速側サンギアから高速側遊星ギア、（３）高速側速側遊星ギアから高速側キャリア、（４）高速側キャリアから低速側入力軸、（５）低速側入力軸の左端側に形成されている低速側サンギアから低速側遊星ギア、（６）低速側遊星ギアから低速側キャリア、（７）低速側キャリアから低速側キャリアとハウジングとの間に配備されているキャリアを介してハウジングへ回転が伝えられることになる。

図７〜図９図示の実施形態では、ロータ３４及び回転軸２２の回転を二段階で減速してハウジング３６の回転に伝達していた。

図１０、図１１図示の実施形態は、一段階の減速で、ロータ３４及び回転軸２２の回転をハウジング３６の回転に伝達する場合の一例を表すものである。

回転軸２２の図１０における左端側外周がサンギア２７ａになっている。サンギア２７ａの回転は遊星ギア２８ａ、キャリア２９ａを介して、更に、キャリア２９ａとハウジング３６の左側円板状部の半径方向内側端との間に配備されているキャリアを介してハウジング３６に伝えられる。

すなわち、図１１図示のように、（１）ロータ３４から回転軸２２、（２）回転軸２２の左端側に形成されているサンギアから遊星ギア、（３）遊星ギアからキャリア、（４）キャリアから当該キャリアとハウジングとの間に配備されているキャリアを介してハウジングへ回転が伝えられることになる。

図１２、図１３図示の実施形態は、図７、図８図示の実施形態において、低速側遊星ギア２８の公転運動を受ける低速側キャリア２９が、直接、ハウジング３６の左側円板状部の半径方向内側端に連結（結合）されている構造にしたものである。

図１３図示のように、（１）ロータ３４から回転軸２２へ回転運動が伝えられ、（２）低速側入力軸の左端側に形成されている低速側サンギアから低速側遊星ギア、（３）低速側遊星ギアから低速側キャリアに連結（結合）されているハウジングへ回転が伝えられることになる。

図１４、図１５は、図１０、図１１図示の実施形態において、回転軸２２にコアレスモータ内で結合されている減速機を介した回転軸２２の回転をハウジング３６に伝える機構に、いわゆる「不思議遊星」と呼ばれる機構を採用したものである。

ハウジング３６の左側円板状部の半径方向内側端に図１４中、右側方向に向かって伸びる筒状部が形成されている。この筒状部の内周壁に回転可能にインターナルギアが取り付けられている。また、ステータ３１の内側円筒状部の内周にインターナルギアが固定的に配備されている、
遊星ギア２８ａは、ステータ３１の内側円筒状部の内周に固定的に配備されているインターナルギア及び、ハウジング３６の前記筒状部の内周壁に回転可能に配備されているインターナルギアに噛みあう。

図１５図示のように、（１）ロータ３４から回転軸２２、（２）回転軸２２の左端側に形成されているサンギアから遊星ギア、（３）遊星ギアからハウジング３６の筒状部へ回転が伝えられることになる。

この構造によれば、回転軸２２が図１０、図１１図示の実施形態の場合と同じ回転速度であっても、ハウジング３６の回転は、図１０、図１１図示の実施形態の場合に比較して、遅い、ゆっくりしたものになる。

以上、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。

例えば、上述した実施形態では、コアレスモータ１内の空間部、具体的にはインナーヨーク５の半径方向で内側に形成されている空間部において、コアレスモータ１内における回転軸２、２２の端部に結合されるユニットはブレーキ、ロータリーエンコーダや、ギアなどから構成される減速機であった。

コアレスモータ内の空間部においてコアレスモータ内における回転軸の端部に結合されるユニットはこれらに限られず、トルクセンサーや、電気回路にすることもできる。外周径がインナーヨークの内周径より小さいものであれば、種々のユニットをコアレスモータ内の空間部においてコアレスモータ内における回転軸の端部に結合することができる。

そして、コアレスモータ内の空間部においてコアレスモータ内における回転軸の端部にユニットを結合することで、コアレスモータの回転軸が伸びている方向の長さ（大きさ）を大きくすることなしに、コアレスモータ内における回転軸の端部に種々のユニットを結合させ、当該ユニットが内蔵されているコアレスモータを提供することができる。

１ コアレスモータ
２ 回転軸
３ ステータ
４ 円筒状のコイル
５ インナーヨーク
６ アウターヨーク
７ ロータ
８ マグネット
９ ハウジング
１０ 筒状部
１１ａ、１１ｂ 軸受
１２ コアレスモータ内における回転軸の端部
１２ａ コアレスモータ内における回転軸の先端側
１３ コアレスモータに内蔵されるユニット
１４、１４ａ コアレスモータ内の空間部
１５ コアレスモータに内蔵される他のユニット
２１ａ、２１ｂ 固定軸
２２ 回転軸
２３ 高速側サンギア
２４ 高速側遊星ギア
２５ 高速側キャリア
２６ 低速側入力軸
２７ 低速側サンギア
２７ａ サンギア
２８ 低速側遊星ギア
２８ａ 遊星ギア
２９ 低速側キャリア
２９ａ キャリア
３０ コイル
３１ ステータ
３２ アウターヨーク
３３ インナーヨーク
３４ ロータ
３５ マグネット
３６ ハウジング

Claims (9)

1. 回転の中心となる中心軸に対して同心円状に配置され、一方の側の端面がステータに支持されていて前記中心軸が伸びる方向に伸びている円筒状のコイルと、
   前記コイルを半径方向で互いの間に挟み、互いの間に磁気回路を形成する円筒状のインナーヨークと円筒状のアウターヨークとを備えていて、前記中心軸に対して同心円状に配置され、半径方向の中心側で前記中心軸に支持されているロータと、
   円筒状のハウジングであって、半径方向で前記アウターヨークの外側に配置される円筒状部を備えていて前記中心軸に対して回転可能なハウジングとを備えているコアレスモータであって、
   当該コアレスモータ内における前記中心軸の端部に結合されるユニットを当該コアレスモータ内の空間部に備えている
   コアレスモータ。
2. 前記中心軸の前記ユニットが結合される端部に対向する側が、前記中心軸が伸びる方向において間隔を空けている２か所で前記ハウジングの半径方向の中心側に回転可能に支承されていることで前記ハウジングが前記中心軸に対して回転可能になっている請求項１記載のコアレスモータ。
3. 回転の中心となる中心軸に対して同心円状に配置され、一方の側の端面がステータに支持されていて前記中心軸が伸びる方向に伸びている円筒状のコイルと、
   前記コイルを半径方向で互いの間に挟み、互いの間に磁気回路を形成する円筒状のインナーヨークと円筒状のアウターヨークとを備えていて、前記中心軸に対して同心円状に配置され、半径方向の中心側で前記中心軸に支持されているロータと、
   円筒状のハウジングであって、半径方向で前記アウターヨークの外側に配置される円筒状部を備えていて、前記中心軸の回転により前記円筒状部が回転するハウジングとを備えているコアレスモータであって、
   当該コアレスモータ内における前記中心軸の端部に結合されるユニットを当該コアレスモータ内の空間部に備えている
   コアレスモータ。
4. 前記ユニットが前記中心軸の回転を前記ハウジングに伝える機構である請求項３記載のコアレスモータ。
5. 前記中心軸の前記ユニットが結合される端部に対向する側が、前記中心軸が伸びる方向において間隔を空けている２か所で、前記ステータの半径方向の中心側に回転可能に支承されている請求項３又は４記載のコアレスモータ。
6. 前記ユニットは、前記ユニットの前記中心軸の端部に接続される側に対向する側に前記インナーヨークの内周径より大きな外周径を有する部分を備えている請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載のコアレスモータ。
7. 前記中心軸が前記円筒状のコイルを前記中心軸が伸びる方向に貫通することなしに、前記中心軸が伸びる方向における前記円筒状のコイルの途中で終端していることで前記空間部が形成されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコアレスモータ。
8. 前記中心軸が前記インナーヨークを前記中心軸が伸びる方向に貫通することなしに、前記中心軸が伸びる方向における前記インナーヨークの途中で終端していることで前記空間部が形成されている請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のコアレスモータ。
9. 前記ユニットの外周径が前記インナーヨークの内周径よりも小さい請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のコアレスモータ。

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