KR102346059B1

KR102346059B1 - 코어리스 모터

Info

Publication number: KR102346059B1
Application number: KR1020187033853A
Authority: KR
Inventors: 마나부 시라키; 히데카즈 아타리; 아츠시 얀베
Original assignee: 코어레스 모터 가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2021-12-31
Also published as: CN114530984A; KR20190019921A; WO2017221994A1

Abstract

코어리스 모터의 회전축이 뻗어 있는 방향의 길이를 크게 하지 않고 코어리스 모터 내에 있어서의 회전축의 단부에 유닛을 결합시켜 유닛이 내장되어 있는 코어리스 모터. 회전의 중심이 되는 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고 일방의 측의 단면이 스테이터에 지지되어 있으며 상기 중심축이 뻗는 방향으로 뻗어 있는 원통 형상의 코일과, 상기 코일을 반경 방향에서 서로의 사이에 끼우고 서로의 사이에 자기 회로를 형성하는 원통 형상의 이너 요크와 원통 형상의 아우터 요크를 구비하고 있으며 상기 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고 반경 방향의 중심측에서 상기 중심축에 지지되어 있는 로터와, 원통 형상의 하우징으로서, 반경 방향에서 상기 아우터 요크의 외측에 배치되는 원통형상부를 구비하고 있으며 상기 중심축에 대하여 회전 가능한 하우징 또는 반경 방향에서 상기 아우터 요크의 외측에 배치되는 원통형상부를 구비하고 있으며 상기 중심축의 회전에 의해 상기 원통형상부가 회전하는 하우징을 구비하고 있는 코어리스 모터. 상기 코어리스 모터 내에 있어서의 상기 중심축의 단부에 결합되는 유닛을 상기 코어리스 모터 내의 공간부에 구비하고 있다.

Description

코어리스 모터

본 발명은 코어리스 모터에 관한 것이다. 특히, 코어리스 모터의 내부에 감속기나 브레이크 등의 각종 유닛을 내장한 코어리스 모터에 관한 것이다.

모터의 회전축에 구동 대상이 부착되는 측, 즉 회전축의 출력측이나 그 반대측 등에 감속기나 브레이크 등의 유닛을 부착하는 제안은 종래부터 행해지고 있다.

예를 들면, 특허문헌 4에서는 동력축과, 동력축에 동심원 형상으로 배치되는 회전자 사이에 유성 롤러 기구를 배치하는 모터가 제안되어 있다.

특허문헌 1~5는 소위 철심 타입의 모터이다. 이와 같은 철심 타입의 모터에서 모터의 내부에 감속기 등의 유닛을 내장하는 제안은 종래부터 행해지고 있었다.

한편, 무철심 타입의 모터인 코어리스 모터에 있어서, 내부에 감속기 등의 유닛을 내장하는 제안은 종래는 행해지고 있지 않았다.

이것은 코어리스 모터의 경우, 소형화되어 있는 것이 일반적이므로, 모터의 내부에 감속기 등의 유닛을 내장하는 것이 애초부터 곤란하다는 사정에 의한 것이다.

특허문헌 6은 본건 특허출원인이 제안한 코어리스 모터에 관한 발명이다. 반경 방향의 중심에 회전의 중심이 되는 중심축이 뻗어 있고, 이 중심축이 뻗는 방향으로 뻗어 있는 원통 형상의 코일이 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되어 있다. 상기 코일을 반경 방향에서 서로의 사이에 끼우고, 서로의 사이에 자기 회로를 형성하는 원통 형상의 이너 요크와 원통 형상의 아우터 요크를 구비하고 있는 로터가 상기 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되어 있다.

특허문헌 6에 기재된 코어리스 모터는 회전의 중심이 되는 중심축이 코어리스 모터 내를 관통하고 있는 구조이다. 즉, 중심축은 원통 형상의 코일을 중심축이 뻗는 방향으로 관통하고 있다. 또 이너 요크와 아우터 요크를 구비하고 있는 로터를 중심축이 뻗는 방향으로 상기 중심축이 관통하고 있다.

이와 같은 구조인 점에서, 종래의 코어리스 모터와 마찬가지로, 특허문헌 6에 기재된 코어리스 모터에 있어서도 코어리스 모터의 내부에 감속기 등의 유닛을 내장하는 발상은 없었다.

WO2006/114881 일본 특개 2008-263742호 공보 일본 특개 2009-38844호 공보 일본 특개 2003-143805호 공보 일본 특개 2010-263761호 공보 WO2015/162826

본 발명은 코어리스 모터의 회전축이 뻗어 있는 방향의 길이(크기)를 크게 하지 않고, 당해 코어리스 모터 내에 있어서의 상기 회전축의 단부에 감속기나 브레이크 등의 유닛을 결합시켜 당해 유닛이 내장되어 있는 코어리스 모터를 제안하는 것을 목적으로 하고 있다.

코어리스 모터에 있어서, 회전의 중심이 되는 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고 상기 중심축이 뻗어 있는 방향으로 뻗어 있는 원통 형상 코일의 내측에 위치하는 원통 형상의 이너 로터의 내측에서, 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서 스페이스부(공간부)를 설치하고, 당해 스페이스부(공간부)에 감속기, 브레이크, 로터리 인코더, 팬, 토크 센서, 전기 회로 등의 유닛을 배치했다.

즉, 상기 코어리스 모터의 내측에 있어서, 회전의 중심이 되는 중심축이 뻗는 방향으로 뻗어 있는 원통 형상 코일이나 원통 형상의 이너 요크를 상기 중심축이 뻗는 방향에서 관통시키지 않도록 상기 중심축을 도중에서 종단시키고 있다. 이것에 의해 상기 코어리스 모터의 내측에서 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서, 예를 들면 상기 이너 요크의 내측에서 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서, 스페이스부(공간부)를 설치하여, 당해 스페이스부(공간부)에 상기 유닛을 배치했다.

[1]

회전의 중심이 되는 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고, 일방의 측의 단면이 스테이터에 지지되어 있으며 상기 중심축이 뻗는 방향으로 뻗어 있는 원통 형상의 코일과,

상기 코일을 반경 방향에서 서로의 사이에 끼우고, 서로의 사이에 자기 회로를 형성하는 원통 형상의 이너 요크와 원통 형상의 아우터 요크를 구비하고 있으며, 상기 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고, 반경 방향의 중심측에서 상기 중심축에 지지되어 있는 로터와,

원통 형상의 하우징으로서, 반경 방향에서 상기 아우터 요크의 외측에 배치되는 원통형상부를 구비하고 있고 상기 중심축에 대하여 회전 가능한 하우징을 구비하고 있는 코어리스 모터로서,

당해 코어리스 모터 내에 있어서의 상기 중심축의 단부에 결합되는 유닛을 당해 코어리스 모터 내의 공간부에 구비하고 있는

코어리스 모터.

[2]

상기 중심축의 상기 유닛이 결합되는 단부에 대향하는 측이 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서 간격을 두고 있는 2개소에서 상기 하우징의 반경 방향의 중심측으로 회전 가능하게 지승되어 있는 것으로 상기 하우징이 상기 중심축에 대하여 회전 가능하게 되어 있는 [1]의 코어리스 모터.

[3]

원통 형상의 하우징으로서, 반경 방향에서 상기 아우터 요크의 외측에 배치되는 원통형상부를 구비하고 있고, 상기 중심축의 회전에 의해 상기 원통형상부가 회전하는 하우징을 구비하고 있는 코어리스 모터로서,

코어리스 모터.

[4]

상기 유닛이 상기 중심축의 회전을 상기 하우징에 전하는 기구인 [3]의 코어리스 모터.

[5]

상기 중심축의 상기 유닛이 결합되는 단부에 대향하는 측이 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서 간격을 두고 있는 2개소에서 상기 스테이터의 반경 방향의 중심측으로 회전 가능하게 지승되어 있는 [3] 또는 [4]의 코어리스 모터.

[6]

상기 중심축이 상기 원통 형상 코일을 상기 중심축이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서의 상기 원통 형상 코일의 도중에서 종단되어 있는 것으로 상기 공간부가 형성되어 있는 [1] 내지 [5] 중 어느 하나의 코어리스 모터.

[7]

상기 중심축이 상기 이너 요크를 상기 중심축이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서의 상기 이너 요크의 도중에서 종단되어 있는 것으로 상기 공간부가 형성되어 있는 [1] 내지 [5] 중 어느 하나의 코어리스 모터.

[8]

상기 유닛의 외주 직경이 상기 이너 요크의 내주 직경보다 작은 [1] 내지 [7] 중 어느 하나의 코어리스 모터.

[9]

상기 유닛은 상기 유닛의 상기 중심축의 단부에 접속되는 측에 대향하는 측에 상기 이너 요크의 내주 직경보다 큰 외주 직경을 가지는 부분을 구비하고 있는 [1] 내지 [8] 중 어느 하나의 코어리스 모터.

본 발명에 의하면, 코어리스 모터의 회전축이 뻗어 있는 방향의 길이(크기)를 크게 하지 않고, 당해 코어리스 모터 내에 있어서의 상기 회전축의 단부에 감속기나 브레이크 등의 유닛을 결합시켜 당해 유닛이 내장되어 있는 코어리스 모터를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태의 내부 구조를 설명하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태의 내부 구조를 설명하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태의 내부 구조를 설명하는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 실시형태의 다른 내부 구조예를 설명하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태의 내부 구조를 설명하는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 실시형태의 다른 내부 구조예를 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태의 내부 구조를 설명하는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 실시형태의 회전 전달의 기구를 설명하는 개념도이다.
도 9는 도 7에 도시한 실시형태에 있어서의 회전 전달부의 선 기어, 유성 기어, 캐리어의 배비 형태를 설명하는 개념도로서, (a)는 고속측 회전 전달부를 측면에서 보아 절단 개소를 설명하는 도면, (b)는 고속측 회전 전달부의 단면도, (c)는 저속측 회전 전달부를 측면에서 보아 절단 개소를 설명하는 도면, (d)는 저속측 회전 전달부의 단면도이다.
도 10은 도 7에 도시한 실시형태에 있어서, 코어리스 모터 내에 배비되어 있는 유닛이 1단계 감속 기구가 된 예의 내부 구조를 설명하는 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시한 실시형태의 회전 전달의 기구를 설명하는 개념도이다.
도 12는 도 7에 도시한 실시형태의 다른 내부 구조예를 설명하는 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시한 실시형태의 회전 전달의 기구를 설명하는 개념도이다.
도 14는 도 10에 도시한 실시형태에 있어서 코어리스 모터에 내장되어 있는 감속 기구로부터 하우징으로의 회전 전달이 「불사의 유성」 기구를 사용하는 경우의 내부 구조를 설명하는 단면도이다.
도 15는 도 14에 도시한 실시형태의 회전 전달의 기구를 설명하는 개념도이다.

(실시형태 1)

도 1에 도시한 실시형태는 코어리스 모터(1)의 내부에 유닛(13)이 내장되어 있는 일례이다. 유닛(13)으로서는 기어 등으로 구성되는 종래 공지의 감속기를 채용할 수 있다.

도 1에 도시한 코어리스 모터(1)는 회전축(2), 스테이터(3), 코일(4), 로터(7), 하우징(9)을 구비하고 있다. 회전축(2)이 회전의 중심이 되는 중심축이다.

원통 형상의 코일(4)은 회전축(2)이 뻗어 있는 방향으로 뻗어 있고, 회전축(2)에 대하여 동심원 형상으로 배치되며, 일방의 측의 단면이 스테이터(3)에 지지되어 있다. 도 1에 도시한 실시형태에서는 좌측의 단면이 스테이터(3)에 지지되어 있다.

원통 형상의 코일(4)은 통전 가능한 무철심 코일이다. 도시한 실시형태에서는 도 1 중 회전축(2)이 뻗는 방향인 길이 방향으로 복수의 이간된 선형상부와 절연층을 개재시켜 중첩에 의해 형성되는 도전성 금속 시트의 적층체 구조에 의해 원통 형상으로 형성되어 있다. 반경 방향에 있어서의 두께는 예를 들면 5mm 이하이며, 소정의 강성을 구비하고 있다. 이와 같은 원통 형상의 코일은 예를 들면 일본국 특허 제3704044호에 기재되어 있는 제조 방법에 의해 제조된다.

로터(7)는 회전축(2)에 대하여 동심원 형상으로 배치되어 있으며, 반경 방향의 중심측에서 회전축(2)에 고정적으로 지지되어 있다.

로터(7)는 원통 형상의 이너 요크(5)와 원통 형상의 아우터 요크(6)를 구비하고 있다. 원통 형상의 이너 요크(5)와 원통 형상의 아우터 요크(6)는 원통 형상의 코일(4)을 반경 방향에서 서로의 사이에 끼우고, 서로의 사이에 자기 회로를 형성하고 있다.

도 1에 도시한 실시형태에서는 아우터 요크(6)의 내주면에 영구 자석 등으로 이루어지는 마그넷(8)이 배비되어 있다. 이것에 의해 이너 요크(5)와 아우터 요크(6) 사이에 단면 도넛 형상의 자계가 형성되어 있다.

도시한 실시형태 대신에 이너 요크(5)의 외주면에 마그넷(8)을 배비하는 구조로 할 수도 있다.

하우징(9)은 원통 형상이며, 도 1에 도시한 바와 같이 반경 방향에서 아우터 요크(6)의 외측에 배치되는 원통형상부를 구비하고 있다. 도시한 실시형태에서는 하우징(9)의 원통형상부가 개구하고 있는 측인 일방의 측(도 1의 좌측)이 스테이터(3)에 고정되어 있다.

하우징(9)은 반경 방향의 중심에서 회전축(2)을 회전이 자유롭게 지승하고 있다. 도 1의 실시형태에서는 하우징(9)은 스테이터(3)에 고정되어 있는 일방의 측에 대향하는 측, 즉, 타방의 측(도 1의 우측)에 원판형상부를 구비하고 있다. 그리고 그 원판형상부의 반경 방향의 중심에 통형상부(10)를 구비하고 있다. 통형상부(10)는 회전축(2)이 뻗는 방향에서 스테이터(3)의 방향을 향하여 뻗어 있다. 회전축(2)은 통형상부(10)의 회전축(2)이 뻗어 있는 방향의 양단측에서 각각 베어링(11a, 11b)을 개재시켜 회전 가능하게 하우징(9)에 지지되어 있다.

이것에 의해 하우징(9)은 회전축(2)에 대하여 회전 가능한 구조로 되어 있다.

또 상기 서술하고 도 1에 나타낸 바와 같이, 회전축(2)이 뻗는 방향에 있어서 간격을 두고 있는 2개소에서, 하우징(9)의 반경 방향의 중심측에 회전축(2)이 회전 가능하게 지승되어 있다. 이것에 의해 후술하는 회전축(2)의 회전 동작을 안정화시킬 수 있다.

상기 서술한 바와 같이, 이너 요크(5)와 아우터 요크(6) 사이에 단면 도넛 형상의 자계가 형성되어 있는 아래에서, 코일(4)에 소정의 전류를 공급함으로써 로터(7) 및 로터(7)를 지지하고 있는 회전축(2)이 회전한다.

이 실시형태에서는 회전축(2)은 원통 형상의 코일(4)을 회전축(2)이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 회전축(2)이 뻗는 방향에 있어서의 코일(4)의 도중에서 종단되어 있다. 이것에 의해 코어리스 모터(1) 내에 공간부(14)가 형성되어 있다.

그리고 코어리스 모터(1) 내의 공간부(14)에 있어서, 회전축(2)의 코어리스 모터(1) 내의 단부(12)에 유닛(13)이 결합되어 있다. 이와 같이 하여 유닛(13)은 코어리스 모터(1) 내의 공간부(14)에 배치되어 있다.

즉, 코어리스 모터(1)는 코어리스 모터(1) 내에 있어서의 회전축(2)의 단부(12)에 결합되는 유닛(13)을 코어리스 모터(1) 내의 공간부(14)에 구비하고 있다.

도 1에 도시한 실시형태에서는 유닛(13)은 기어 등으로 구성되는 종래 공지의 감속기이다.

종래, 코어리스 모터의 회전축에 기어 등으로 구성되는 감속기를 접속한 기어드 모터를 구성하는 경우, 회전축이 뻗는 방향에서, 코어리스 모터(1)의 외측에 감속기를 접속하고 있었다. 이 때문에 코어리스 모터의 회전축 방향의 길이가 부착하는 감속기의 분만큼 길어지고 있었다.

이 실시형태에서는 회전축(2)이 코어리스 모터를 구성하는 원통 형상의 코일(4)을 회전축(2)이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 회전축(2)이 뻗는 방향에 있어서의 코일(4)의 도중에서 종단되어 있다. 이것에 의해 코어리스 모터(1)의 원통 형상의 코일(4) 내에 공간부(14)가 형성되어 있다.

이 코어리스 모터(1)의 원통 형상의 코일(4) 내에 형성되어 있는 공간부(14)에 있어서, 회전축(2)의 단부(12)에 유닛(13)을 결합하고, 이 유닛(13)이 코어리스 모터(1)의 원통 형상의 코일(4) 내의 공간부(14)에 배치되는 구조로 했다.

그래서 코어리스 모터(1)의 회전축 방향의 길이를 크게 하지 않고, 코어리스 모터의 회전축에 기어 등으로 구성되는 감속기를 접속할 수 있다.

이 실시형태에서는 도 1에 도시한 바와 같이 유닛(13)의 외주 직경의 크기는 이너 요크(5)의 내주 직경보다 작게 되어 있다.

즉, 이 실시형태에서는 이너 요크(5)의 내측에 공간부가 형성되어 있고, 이 공간부에서 유닛(13)이 코어리스 모터(1) 내에 있어서의 회전축(2)의 단부(12)에 결합되어 있다.

이것에 의해 코어리스 모터(1)의 회전축 방향의 길이를 크게 하지 않고, 코어리스 모터의 회전축(2)에 기어 등으로 구성되는 감속기를 접속하고 있다.

도 2의 실시형태는 도 1에 도시한 실시형태에 있어서 유닛(13)이 이너 요크(5)의 내주 직경보다 큰 외주 직경을 가지는 부분(13b)을 구비하고 있는 실시형태를 나타내는 것이다.

유닛(13)의 회전축(2)의 단부(12)에 접속되는 측의 부분(13a)의 외주 직경은 이너 요크(5)의 내주 직경보다 작다. 한편, 유닛(13)의 부호 13b로 나타내고 있는 부분의 외주 직경은 이너 요크(5)의 내주 직경보다 크게 되어 있다.

즉, 유닛(13)의 적어도 회전축(2)의 단부(12)에 접속되는 측의 부분(13a)의 외주 직경이 이너 요크(5)의 내주 직경보다 작게 되어 있고, 유닛(13)의 회전축(2)의 단부(12)에 접속되는 측에 대향하는 측의 부분(13b)의 외주 직경이 이너 요크(5)의 내주 직경보다 크게 되어 있다.

도 2에 도시한 실시형태도 코어리스 모터(1) 내에 있어서의 회전축(2)의 단부(12)에 결합되는 유닛(13)을 코어리스 모터(1) 내의 공간부(14)에 구비하고 있는 구조이다.

이것에 의해 코어리스 모터(1)의 회전축 방향의 길이를 크게 하지 않고, 코어리스 모터의 회전축(2)에 기어 등으로 구성되는 감속기를 접속하는 점은 도 1에 도시한 실시형태와 마찬가지이다.

그 밖의 점은 도 1을 사용하여 상기 서술한 것과 마찬가지이다. 그래서 상기 서술한 구조와 공통되는 부분에는 도 1에 사용한 것과 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

(실시형태 2)

도 3에 도시한 실시형태는 코어리스 모터(1)의 내부에 유닛(13)이 내장되어 있는 다른 예이다. 유닛(13)으로서는 브레이크를 채용할 수 있다.

도 3에 도시한 실시형태에서는 하우징(9)에 회전이 자유롭게 지지되어 있는 회전축(2)이 하우징(9)의 외부에까지 뻗어 출력단(12b)으로 되어 있다. 그 밖의 구조는 도 1을 사용하여 실시형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이다. 그래서 실시형태 1에서 설명한 구조와 공통되는 부분에는 도 1의 설명에 사용한 것과 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 3에 도시한 실시형태에서는 회전축(2)은 원통 형상의 이너 요크(5)를 회전축(2)이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 회전축(2)이 뻗는 방향에 있어서의 이너 요크(5)의 도중에서 종단되어 있다. 이것에 의해 코어리스 모터(1)의 원통 형상의 이너 요크(5) 내에 공간부(14)가 형성되어 있다.

이 실시형태에서 회전축(2)의 코어리스 모터(1) 내의 단부(12)에 결합되어 있는 유닛(13)은 브레이크로 할 수 있다.

이 실시형태에서는 브레이크를 구성하는 유닛(13)의 전체가 이너 요크(5)의 내측에 배치되어 있다.

코어리스 모터(1) 내의 공간부인 공간부(14a)에 돌출되는 회전축(2)의 선단측(12a)에는 브레이크를 구성하는 유닛(13) 이외의 다른 유닛을 결합할 수 있다.

도 4에 도시한 실시형태는 도 3에 도시한 실시형태에 있어서 코어리스 모터(1) 내의 공간부인 공간부(14a)에 돌출되는 회전축(2)의 선단측(12a)에 유닛(15)이 결합되어 있는 실시형태의 일례를 나타내는 것이다.

유닛(15)은 예를 들면 로터리 인코더로 할 수 있다.

도 4에 도시한 실시형태에서는 코어리스 모터(1)의 내부에 유닛(13)과 유닛(15)이라는 복수의 유닛이 내장되게 된다.

또 도 4에 도시한 실시형태에서는 유닛(13)도 유닛(15)도 그 외주 직경이 이너 요크(5)의 내주 직경보다 작은 것으로 되어 있다.

이 실시형태에서도 이너 요크(5)의 내측에 공간부가 형성되어 있고, 이 공간부에서 유닛(13, 15)이 코어리스 모터(1) 내에 있어서의 회전축(2)의 단부(12, 12a)에 결합되어 있다.

(실시형태 3)

도 5, 도 6에 도시한 실시형태는 코어리스 모터(1)의 내부에 유닛이 내장되어 있는 다른 예이다. 유닛으로서는 팬을 채용할 수 있다.

도 5, 도 6에 도시한 실시형태에서도 도 3, 도 4에 도시한 실시형태와 동일하게 회전축(2)은 원통 형상의 이너 요크(5)를 회전축(2)이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 회전축(2)이 뻗는 방향에 있어서의 이너 요크(5)의 도중에서 종단되어 있다. 이것에 의해 코어리스 모터(1)의 원통 형상의 이너 요크(5) 내에 공간부가 형성되어 있다.

도 5에 도시한 실시형태에서는 코어리스 모터(1)에 있어서 회전축(2)에 대하여 동심원 형상으로 배치되는 원통 형상의 코일(4)의 내측에 위치하는 원통 형상의 이너 로터(5)의 내측에서, 회전축(2)이 뻗는 방향에 있어서 스페이스부(공간부)(14)를 설치하고, 스페이스부(공간부)(14)에 팬(18)을 배치하고 있다.

도 6에 도시한 실시형태는 팬(18)을 회전축(2)이 뻗는 방향에서 이너 요크(5)의 단가장자리보다 외측에 배치한 것이다. 팬(18)의 외주 직경의 크기는 도 5에 도시한 실시형태와 동일하게 이너 요크(5)의 내경의 크기보다 작다.

그 밖의 구조는 도 1을 사용하여 실시형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이다. 그래서 실시형태 1에서 설명한 구조와 공통되는 부분에는 도 1의 설명에 사용한 것과 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

이너 요크(5)와 아우터 요크(6) 사이에 단면 도넛 형상의 자계가 형성되어 있는 아래에서, 코일(4)에 소정의 전류를 공급함으로써 로터(7) 및 로터(7)를 지지하고 있는 회전축(2)이 회전한다.

도 5에 도시한 실시형태에서는 이너 로터(5)의 내측에서 회전축(2)이 뻗는 방향으로 형성되어 있는 스페이스부(공간부)(14)에 팬(18)이 배비되어 있는 점에서, 회전축(2), 로터(7)(이너 요크(5), 아우터 요크(6))의 회전에 따라, 팬(18)에 의해 도 7에 도시한 바와 같이 코어리스 모터(1)의 내부를 향하는 공기류가 생기(生起)된다.

또 도 5, 도 6에서는 도시를 생략하고 있지만, 팬(18)에 전력을 공급하는 전력선을 개재시켜 팬(18)에 전력 공급하여 팬(18)을 가동시킬 수 있다.

이들에 의해 코어리스 모터(1)의 내부가 공랭된다.

(실시형태 4)

도 7, 도 8을 사용하여 본 발명의 다른 실시형태를 설명한다.

도 7, 8에 도시한 실시형태에서는 코어리스 모터의 회전축(22)은 고정축(21a, 21b)의 사이에서 고정축(21a, 21b)이 뻗어 있는 방향으로 뻗어 있다. 원통 형상의 하우징(36)은 고정축(21a, 21b)에 대하여 회전 가능하게 지승되어 있다. 그리고 원통 형상의 하우징(36)이 회전축(22)의 회전에 따라, 고정축(21a, 21b)의 둘레 방향으로 회전하는 것이다.

이 실시형태에서도 회전축(22)이 회전의 중심이 되는 중심축이다.

코어리스 모터(1)의 내부에 내장되어 있는 유닛이 회전축(22)의 회전을 하우징(36)에 전하는 기구를 형성하고 있다. 이것에 의해 원통 형상의 하우징(36)이 코어리스 모터의 회전축(22)의 회전에 따라 고정축(21a, 21b)의 둘레 방향으로 회전한다.

코어리스 모터(1)의 내부에 내장되어 있고, 회전축(22)의 회전을 하우징(36)에 전하는 유닛으로서는 예를 들면 감속 기구가 채용된다.

도 7에 도시한 코어리스 모터도 회전축(22), 스테이터(31), 코일(30), 로터(34), 하우징(36)을 구비하고 있다.

원통 형상의 코일(30)은 회전축(22)이 뻗어 있는 방향으로 뻗어 있고, 회전축(22)에 대하여 동심원 형상으로 배치되어, 일방의 측의 단면이 스테이터(31)에 지지되어 있다. 도 7에 도시한 실시형태에서는 우측의 단면이 스테이터(31)에 지지되어 있다.

스테이터(31)는 원통 형상이며, 도 7 중 우측에 있어서 그 반경 방향의 내측이 고정축(21a)에 고정되어 있다.

원통 형상의 스테이터(31)는 로터(34)를 구성하는 아우터 요크(32)의 반경 방향에서 외측에 위치하는 외측 원통형상부와, 외측 원통형상부의 도 7의 좌측단에 있어서 굴곡하여 반경 방향 내측으로 뻗는 원판형상부와, 원판형상부의 내경단에서 굴곡하여 도 7의 우측을 향하여 뻗는 내측 원통형상부를 구비하고 있다.

원통 형상의 코일(30)은 실시형태 1에서 설명한 통전 가능한 무철심 코일이다.

로터(34)는 회전축(22)에 대하여 동심원 형상으로 배치되어 있고, 반경 방향의 중심측에서 회전축(22)에 고정적으로 지지되어 있다. 도시한 실시형태에서는 로터(34)의 우측에 있어서 그 반경 방향의 내측이 회전축(22)에 고정되어 있다.

실시형태 1과 마찬가지로, 로터(34)는 원통 형상의 이너 요크(33)와 원통 형상의 아우터 요크(32)를 구비하고 있다. 원통 형상의 이너 요크(33)와 원통 형상의 아우터 요크(32)는 원통 형상의 코일(30)을 반경 방향에서 서로의 사이에 끼우고, 서로의 사이에 자기 회로를 형성하고 있다.

도 7에 도시한 실시형태에서는 아우터 요크(32)의 내주면에 영구 자석 등으로 이루어지는 마그넷(35)이 배비되어 있다. 이것에 의해 이너 요크(33)와 아우터 요크(32) 사이에 단면 도넛 형상의 자계가 형성되어 있다.

실시형태 1과 마찬가지로, 도시한 실시형태 대신에 이너 요크(33)의 외주면에 마그넷(35)을 배비하는 구조로 할 수도 있다.

하우징(36)은 원통 형상이며, 도 7에 도시한 바와 같이 반경 방향에서 아우터 요크(32)의 외측에 배치되는 원통형상부를 구비하고 있다. 도 7에 도시한 실시형태에서는 하우징(36)의 아우터 요크의 외측에 배치되는 원통형상부는 스테이터(31)의 외측 원통형상부를 반경 방향의 외측으로부터 덮는 구조로 되어 있다.

하우징(36)의 원통형상부의 양단에 각각 반경 방향 내측을 향하여 뻗는 우측 원판형상부, 좌측 원판형상부가 구비되어 있고, 이 좌우의 원판형상부의 내경측은 고정축(21a, 21b)에 대하여 회전 가능하게 지승되어 있다.

도시한 실시형태에서는 하우징(36)의 우측에 있어서 우측 원판형상부의 반경 방향의 내측이 베어링을 개재시켜 고정축(21a)에 고정되어 있는 스테이터(31)의 우단측 외주에 회전 가능하게 장착되어 있다. 또 하우징(36)의 좌측에 있어서 좌측 원판형상부의 반경 방향의 내측이 베어링을 개재시켜 고정축(21b)에 회전 가능하게 장착되어 있다.

고정축(21a)에 고정되어 있는 스테이터(31)의 우단의 반경 방향 내측부는 코어리스 모터의 내측(도 7에 있어서의 좌측)을 향하여 뻗는 통형상부를 구비하고 있다. 이 통형상부가 베어링을 개재시켜 회전축(22)의 고정축(21a)측의 단부를 회전 가능하게 지승하고 있다.

회전축(22)이 뻗는 방향에 있어서, 로터(34)의 반경 방향 내측이 회전축(22)에 고정되어 있는 위치보다 도 7 중의 좌측에 있어서, 스테이터(31)의 내측 통형상부의 내경측에 의해, 베어링을 개재시켜 회전축(22)이 회전 가능하게 지승되어 있다.

로터(34)의 반경 방향 내측이 회전축(22)에 고정되어 있는 위치를 끼우고, 회전축(22)이 뻗어 있는 방향에서 소정의 간격을 둔 2개소에서, 상기 서술한 바와 같이 회전축(22)은 스테이터(31)의 반경 방향의 중심측으로 회전 가능하게 지승되어 있다. 이것에 의해 후술하는 회전축(22)의 회전의 안정화를 도모할 수 있다.

실시형태 1~3과 마찬가지로, 이너 요크(33)와 아우터 요크(32) 사이에 단면 도넛 형상의 자계가 형성되어 있는 아래에서, 코일(30)에 소정의 전류를 공급함으로써 로터(34) 및 로터(34)를 지지하고 있는 회전축(22)이 회전한다.

이 실시형태에서도 회전축(22)은 원통 형상의 코일(30) 및 이너 요크(33)를 회전축(22)이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 회전축(22)이 뻗는 방향에 있어서의 코일(30), 이너 요크(33)의 도중에서 종단되어 있다.

이것에 의해 원통 형상의 코일(30), 이너 요크(33)의 내측에 공간부를 형성하고, 회전축(22)에 결합되는 유닛이 이 공간부에 배치되어 있다.

도 7, 도 8에 도시한 실시형태에서는 원통 형상의 코일(30), 이너 요크(33)의 내측에 공간부에 배치되어 있고, 회전축(22)에 결합되는 유닛은 회전축(22)의 회전을 하우징(36)에 전하는 기구로 되어 있다.

도 7, 도 8에 도시한 실시형태에서는 이 유닛은 회전축(22)의 회전을 하우징(36)에 전하는 2단계의 감속 기구이다.

감속 기구를 개재시켜 회전축(22)의 회전이 하우징(36)에 전해짐으로써, 하우징(36)은 회전축(22)이 뻗는 방향에서 뻗어 있는 고정축(21a, 21b)의 둘레 방향으로 회전한다.

도 9에 도 7, 도 8에 도시한 실시형태에 있어서의 회전 전달부의 선 기어, 유성 기어, 캐리어의 배비 형태의 일례를 나타냈다.

또한 도 7~도 9에서는 스테이터(31)의 내측 통형상부의 내주면에 형성되어 있는 인터널 기어 등의 도시는 생략하고, 선 기어, 유성 기어, 캐리어 등의 배치, 결합 형태를 개략적으로 도시하고 있다.

도 7, 도 8에 도시한 실시형태에서는 회전축(22)의 도 7에 있어서의 좌단측 외주가 고속측 선 기어(23)로 되어 있다. 고속측 선 기어(23)의 회전은 고속측 유성 기어(24), 고속측 캐리어(25)를 개재시켜 저속측 입력축(26)에 전해진다. 저속측 입력축(26)의 도 7에 있어서의 좌단측 외주가 저속측 선 기어(27)로 되어 있다. 저속측 선 기어(27)의 회전은 저속측 유성 기어(28), 저속측 캐리어(29)를 개재시키고, 또한 저속측 캐리어(29)와 하우징(36)의 좌측 원판형상부의 반경 방향 내측단과의 사이에 배비되어 있는 캐리어를 개재시켜 하우징(36)에 전해진다.

즉, 도 8에 도시한 바와 같이 (1) 로터(34)로부터 회전축(22), (2) 회전축(22)의 좌단측에 형성되어 있는 고속측 선 기어로부터 고속측 유성 기어, (3) 고속측 유성 기어로부터 고속측 캐리어, (4) 고속측 캐리어로부터 저속측 입력축, (5) 저속측 입력축의 좌단측에 형성되어 있는 저속측 선 기어로부터 저속측 유성 기어, (6) 저속측 유성 기어로부터 저속측 캐리어, (7) 저속측 캐리어로부터 저속측 캐리어와 하우징 사이에 배비되어 있는 캐리어를 개재시켜 하우징에 회전이 전해지게 된다.

도 7~도 9에 도시한 실시형태에서는 로터(34) 및 회전축(22)의 회전을 2단계로 감속시켜 하우징(36)의 회전에 전달하고 있었다.

도 10, 도 11에 도시한 실시형태는 1단계의 감속으로 로터(34) 및 회전축(22)의 회전을 하우징(36)의 회전에 전달하는 경우의 일례를 나타내는 것이다.

회전축(22)의 도 10에 있어서의 좌단측 외주가 선 기어(27a)로 되어 있다. 선 기어(27a)의 회전은 유성 기어(28a), 캐리어(29a)를 개재시키고, 또한 캐리어(29a)와 하우징(36)의 좌측 원판형상부의 반경 방향 내측단과의 사이에 배비되어 있는 캐리어를 개재시켜 하우징(36)에 전해진다.

즉, 도 11에 도시한 바와 같이 (1) 로터(34)로부터 회전축(22), (2) 회전축(22)의 좌단측에 형성되어 있는 선 기어로부터 유성 기어, (3) 유성 기어로부터 캐리어, (4) 캐리어로부터 당해 캐리어와 하우징 사이에 배비되어 있는 캐리어를 개재시켜 하우징에 회전이 전해지게 된다.

도 12, 도 13에 도시한 실시형태는 도 7, 도 8에 도시한 실시형태에 있어서 저속측 유성 기어(28)의 공전 운동을 받는 저속측 캐리어(29)가 직접 하우징(36)의 좌측 원판형상부의 반경 방향 내측단에 연결(결합)되어 있는 구조로 한 것이다.

도 13에 도시한 바와 같이 (1) 로터(34)로부터 회전축(22)에 회전 운동이 전해지고, (2) 저속측 입력축의 좌단측에 형성되어 있는 저속측 선 기어로부터 저속측 유성 기어, (3) 저속측 유성 기어로부터 저속측 캐리어에 연결(결합)되어 있는 하우징에 회전이 전해지게 된다.

도 14, 도 15는 도 10, 도 11에 도시한 실시형태에 있어서 회전축(22)에 코어리스 모터 내에서 결합되어 있는 감속기를 개재시킨 회전축(22)의 회전을 하우징(36)에 전하는 기구에 소위 「불사의 유성(不思議遊星)」이라고 불리는 기구를 채용한 것이다.

하우징(36)의 좌측 원판형상부의 반경 방향 내측단에 도 14 중 우측 방향을 향하여 뻗는 통형상부가 형성되어 있다. 이 통형상부의 내주벽에 회전 가능하게 인터널 기어가 부착되어 있다. 또 스테이터(31)의 내측 원통형상부의 내주에 인터널 기어가 고정적으로 배비되어 있다.

유성 기어(28a)는 스테이터(31)의 내측 원통형상부의 내주에 고정적으로 배비되어 있는 인터널 기어 및 하우징(36)의 상기 통형상부의 내주벽에 회전 가능하게 배비되어 있는 인터널 기어에 맞물린다.

도 15에 도시한 바와 같이 (1) 로터(34)로부터 회전축(22), (2) 회전축(22)의 좌단측에 형성되어 있는 선 기어로부터 유성 기어, (3) 유성 기어로부터 하우징(36)의 통형상부에 회전이 전해지게 된다.

이 구조에 의하면, 회전축(22)이 도 10, 도 11에 도시한 실시형태의 경우와 동일한 회전 속도여도, 하우징(36)의 회전은 도 10, 도 11에 도시한 실시형태의 경우에 비해 느린 느긋한 것이 된다.

이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명했는데, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 특허청구의 범위의 기재로부터 파악되는 기술적 범위에 있어서 다양하게 변경 가능하다.

예를 들면, 상기 서술한 실시형태에서는 코어리스 모터(1) 내의 공간부, 구체적으로는 이너 요크(5)의 반경 방향에서 내측에 형성되어 있는 공간부에 있어서, 코어리스 모터(1) 내에 있어서의 회전축(2, 22)의 단부에 결합되는 유닛은 브레이크, 로터리 인코더나 기어 등으로 구성되는 감속기였다.

코어리스 모터 내의 공간부에 있어서 코어리스 모터 내에 있어서의 회전축의 단부에 결합되는 유닛은 이들에 한정되지 않고, 토크 센서나 전기 회로로 할 수도 있다. 외주 직경이 이너 요크의 내주 직경보다 작은 것이면 각종 유닛을 코어리스 모터 내의 공간부에 있어서 코어리스 모터 내에 있어서의 회전축의 단부에 결합할 수 있다.

그리고 코어리스 모터 내의 공간부에 있어서 코어리스 모터 내에 있어서의 회전축의 단부에 유닛을 결합함으로써, 코어리스 모터의 회전축이 뻗어 있는 방향의 길이(크기)를 크게 하지 않고, 코어리스 모터 내에 있어서의 회전축의 단부에 각종 유닛을 결합시켜 당해 유닛이 내장되어 있는 코어리스 모터를 제공할 수 있다.

1…코어리스 모터
2…회전축
3…스테이터
4…원통 형상의 코일
5…이너 요크
6…아우터 요크
7…로터
8…마그넷
9…하우징
10…통형상부
11a, 11b…베어링
12…코어리스 모터 내에 있어서의 회전축의 단부
12a…코어리스 모터 내에 있어서의 회전축의 선단측
13…코어리스 모터에 내장되는 유닛
14, 14a…코어리스 모터 내의 공간부
15…코어리스 모터에 내장되는 다른 유닛
21a, 21b…고정축
22…회전축
23…고속측 선 기어
24…고속측 유성 기어
25…고속측 캐리어
26…저속측 입력축
27…저속측 선 기어
27a…선 기어
28…저속측 유성 기어
28a…유성 기어
29…저속측 캐리어
29a…캐리어
30…코일
31…스테이터
32…아우터 요크
33…이너 요크
34…로터
35…마그넷
36…하우징

Claims

회전의 중심이 되는 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고, 일방의 측의 단면이 스테이터에 지지되어 있으며 상기 중심축이 뻗는 방향으로 뻗어 있는 원통 형상의 코일과,
상기 코일을 반경 방향에서 서로의 사이에 끼우고, 서로의 사이에 자기 회로를 형성하는 원통 형상의 이너 요크와 원통 형상의 아우터 요크를 구비하고 있으며, 상기 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고, 반경 방향의 중심측에서 상기 중심축에 지지되어 있는 로터와,
원통 형상의 하우징으로서, 반경 방향에서 상기 아우터 요크의 외측에 배치되는 원통형상부를 구비하고 있고 상기 중심축에 대하여 회전 가능한 하우징을 구비하고 있는 코어리스 모터로서,
당해 코어리스 모터 내에 있어서의 상기 중심축의 단부에 결합되는 유닛을 당해 코어리스 모터 내의 공간부에 구비하고 있는
코어리스 모터.
제 1 항에 있어서, 상기 중심축의 상기 유닛이 결합되는 단부에 대향하는 측이 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서 간격을 두고 있는 2개소에서 상기 하우징의 반경 방향의 중심측으로 회전 가능하게 지승되어 있는 것으로 상기 하우징이 상기 중심축에 대하여 회전 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 코어리스 모터.
회전의 중심이 되는 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고, 일방의 측의 단면이 스테이터에 지지되어 있으며 상기 중심축이 뻗는 방향으로 뻗어 있는 원통 형상의 코일과,
상기 코일을 반경 방향에서 서로의 사이에 끼우고, 서로의 사이에 자기 회로를 형성하는 원통 형상의 이너 요크와 원통 형상의 아우터 요크를 구비하고 있으며, 상기 중심축에 대하여 동심원 형상으로 배치되고, 반경 방향의 중심측에서 상기 중심축에 지지되어 있는 로터와,
원통 형상의 하우징으로서, 반경 방향에서 상기 아우터 요크의 외측에 배치되는 원통형상부를 구비하고 있고, 상기 중심축의 회전에 의해 상기 원통형상부가 회전하는 하우징을 구비하고 있는 코어리스 모터로서,
당해 코어리스 모터 내에 있어서의 상기 중심축의 단부에 결합되는 유닛을 당해 코어리스 모터 내의 공간부에 구비하고 있는
코어리스 모터.
제 3 항에 있어서, 상기 유닛이 상기 중심축의 회전을 상기 하우징에 전하는 기구인 것을 특징으로 하는 코어리스 모터.
제 3 항에 있어서, 상기 중심축의 상기 유닛이 결합되는 단부에 대향하는 측이 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서 간격을 두고 있는 2개소에서 상기 스테이터의 반경 방향의 중심측으로 회전 가능하게 지승되어 있는 것을 특징으로 하는 코어리스 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심축이 상기 원통 형상의 코일을 상기 중심축이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서의 상기 원통 형상의 코일의 도중에서 종단되어 있는 것으로 상기 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코어리스 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심축이 상기 이너 요크를 상기 중심축이 뻗는 방향으로 관통시키지 않고, 상기 중심축이 뻗는 방향에 있어서의 상기 이너 요크의 도중에서 종단되어 있는 것으로 상기 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코어리스 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유닛의 외주 직경이 상기 이너 요크의 내주 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 코어리스 모터.
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