(57)【要約】  本発明は、多段回転子を備えるコアレスモータおよびそのモータを備える駆動装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、回転中心軸を中心として多段に配置された磁石とコアを備えるコアレスモータ、およびそのモータを備える駆動装置に関する。  本発明のある観点によれば、多段回転子を備えるコアレスモータは回転子と固定子を含んでなる。前記回転子は、半径方向に多段配置された複数の円筒状のヨークと、前記各段のヨークに円周方向に極性が互いに交差されるように固定された複数の磁石とを備える。そして、固定子は、複数の電機子コイルが結合され、前記ヨークに対向するように多段配置された複数の円筒状の電機子コイル集合体を備える。前記電機子コイルは、エポキシ樹脂で固めて剛性が維持できる。よって、前記モータは、コアを備えていないので、コーギングトルクを防止して出力トルクの減少を防止し、出力トルクを一定にして騒音および振動を抑制させることができる。【選択図】  図１
2009539342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向に多段配置された複数の円筒状のヨーク、および各段の前記ヨークに円周方向に極性がお互い交差されるように固定された複数の磁石を備える回転子と、
複数の電機子コイルが結合され、前記ヨークに対向するように多段配置された複数の円筒状の電機子コイル集合体を備える固定子とを含んでなることを特徴とする、多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項２】
前記半径方向に対向したヨークの円周面には前記磁石が固定されたことを特徴とする、請求項１に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項３】
前記回転子の回転中心に位置した固定軸をさらに含み、
前記回転子は、それぞれの前記ヨークを前記固定軸に回転可能に結合させるためのヨーク結合手段をさらに備え、前記固定子は、それぞれの前記電機子コイル集合体を前記固定軸に固定結合させるためのコイル結合手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項４】
それぞれの前記電機子コイル集合体は、前記コイル結合手段に着脱可能に結合されたことを特徴とする、請求項３に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項５】
前記電機子コイル集合体の内周の内部に位置したヨークは、前記ヨーク結合手段に着脱可能に結合されたことを特徴とする、請求項４に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項６】
前記コイル結合手段は、一面がそれぞれの前記電機子コイル集合体の一側と着脱可能に結合され、前記固定軸に固定結合された固定ディスクであることを特徴とする、請求項５に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項７】
前記ヨーク結合手段は、一面がそれぞれの前記ヨークの一側と結合し、前記固定軸に回転可能に結合された回転ディスクであることを特徴とする、請求項６に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項８】
前記回転子の回転中心に位置した回転軸をさらに含み、
前記回転子はそれぞれの前記ヨークを前記回転軸に固定結合させるためのヨーク結合手段をさらに備え、
前記固定子はそれぞれの前記電機子コイル集合体を前記回転軸に回転可能に結合させるためのコイル結合手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項９】
それぞれの前記電機子コイル集合体は、前記コイル結合手段に着脱可能に結合されたことを特徴とする、請求項８に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１０】
前記コイル結合手段は、一面がそれぞれの前記電機子コイル集合体の一側と着脱可能に結合され、前記回転軸に回転可能に結合された固定ディスクであることを特徴とする、請求項９に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１１】
前記ヨーク結合手段は、一面がそれぞれの前記ヨークの一側と結合され、前記回転軸に固定結合された回転ディスクであることを特徴とする、請求項１０に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１２】
前記回転子は、前記回転軸に固定されたヨークをさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１３】
隣り合っている前記電機子コイル集合体の間に位置したヨークは、前記回転ディスクの一面に着脱可能に結合されたことを特徴とする、請求項１２に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１４】
前記回転子は、軸方向に少なくとも１段さらに配置されたそれぞれの前記ヨークおよびそれぞれの前記磁石をさらに備え、
前記固定子は、前記さらに配置されたヨークに対向するように多段配置された複数の前記電機子コイル集合体をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１５】
前記半径方向に対向したヨークの円周面には前記磁石が固定されたことを特徴とする、請求項１４に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１６】
前記回転子の回転中心に位置した固定軸をさらに含み、
前記回転子はそれぞれの前記ヨークを前記固定軸に回転可能に結合させるためのヨーク結合手段をさらに備え、
前記固定子はそれぞれの前記電機子コイル集合体を前記固定軸に固定結合させるためのコイル結合手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１５に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１７】
それぞれの前記電機子コイル集合体は、前記コイル結合手段に着脱可能に結合されたことを特徴とする、請求項１６に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１８】
それぞれの前記ヨークは、前記ヨーク結合手段に着脱可能に結合されたことを特徴とする、請求項１７に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項１９】
前記コイル結合手段は、一面が前記半径方向に多段配置された電機子コイル集合体の一側と着脱可能に結合され、軸方向に多段配置された複数の回転ディスクであることを特徴とする、請求項１８に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項２０】
前記ヨーク結合手段は、一面が前記半径方向に多段配置された前記ヨークの一側と結合され、軸方向に多段配置された複数の固定ディスクであることを特徴とする、請求項１９に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項２１】
前記回転子の回転中心に位置した回転軸をさらに含み、
前記回転子はそれぞれの前記ヨークを前記回転軸に固定結合させるためのヨーク結合手段をさらに備え、
前記固定子はそれぞれの前記電機子コイル集合体を前記回転軸に回転可能に結合させるためのコイル結合手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１５に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項２２】
それぞれの前記電機子コイル集合体は、前記コイル結合手段に着脱可能に結合されたことを特徴とする、請求項２１に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項２３】
前記ヨーク結合手段は、それぞれの前記ヨークを前記回転軸に着脱可能に結合させることを特徴とする、請求項２２に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項２４】
前記コイル結合手段は、一面が前記半径方向に多段配置された電機子コイルの一側と着脱可能に結合され、軸方向に多段配置された複数の回転ディスクであることを特徴とする、請求項２３に記載の多段回転子を備えるコアレスモータ。
【請求項２５】
請求項３〜７のいずれか１項に記載のモータと、
前記モータの回転子に固定されたブレーキディスクと、
前記ブレーキディスクの回転を拘束させるために前記ブレーキディスクの一側に設置されたキャリパーとを含んでなることを特徴とする、駆動装置。
【請求項２６】
前記キャリパーは前記固定軸の一側に固定されたことを特徴とする、請求項２５に記載の駆動装置。
【請求項２７】
請求項１６〜２０のいずれか１項に記載ののモータと、
前記モータの回転子に固定されたブレーキディスクと、
前記ブレーキディスクの回転を拘束させるために前記ブレーキディスクの一側に設置されたキャリパーとを含んでなることを特徴とする、駆動装置。
【請求項２８】
前記キャリパーは、前記固定軸の一側に固定されたことを特徴とする、請求項２７に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段回転子を有するコアレスモータおよびそのモータを備える駆動装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、回転中心軸を中心として多段に配置された磁石とコイルを備えるコアレスモータ、およびそのモータを備える駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は従来のモータを示す概念図である。従来のモータは、中心軸１、固定子５および回転子３を含んでなる。回転子３は、ヨーク４と、ヨーク４に固定された永久磁石２からなり、中心軸１にベアリング６を介して回転可能に結合される。永久磁石２とヨーク４とはお互いに反対の極性で結合される。
【０００３】
固定子５は、電機子鉄心にコイルが巻線されて形成され、中心軸１に固定される。よって、前記コイルに電流が供給されると、コイルに磁場が発生し、前記コイルに発生した磁束と永久磁石２による磁束とが相殺および重畳されて磁束の密度差によって起磁力が発生する。この起磁力によって、回転子３は中心軸１を中心に回転する。
【０００４】
大気汚染問題による環境の影響と化石燃料の枯渇のため、電気モータを用いた駆動装置が大きい注目を受けている。よって、エンジンを主動力源とし、電気モータを補助動力源として用いるハイブリッド自動車などが開発されて商用化されており、ひいては電気モータを主動力源として用いる電気自動車が開発されている。したがって、益々大きい出力を出すことが可能な電気モータが求められている。
【０００５】
ところが、従来のモータは、永久磁石およびコイルがそれぞれ１段から構成されている。よって、従来のモータは、起磁力が非常に小さくてトルクが小さいという問題点があった。しかも、十分な出力を得るためには体積が大きくなければならないが、この場合、自動車の動力源として活用し難いという問題点があった。
【０００６】
また、従来のモータは、コイルがコアとしての電機子鉄心に巻線されている。よって、従来のモータは、電機子鉄心の存在によってモータの重さが重いという問題点があった。
【０００７】
それだけでなく、前記電機子鉄心の存在によってモータの出力トルクが一定でないため、回転子が固定子にガタガタと回転するコーキング(Cogging)が発生した。コーギング現象によって、従来のモータは出力損失が発生し、モータの回転の際に振動および騒音が発生するという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためのものである。すなわち、本発明の目的は、モータを小型にしても、強力な出力を出すために多段の回転子および固定子を備えるモータを提供することにある。また、本発明の他の目的は、前記モータを自動車、モータサイクルおよびその他の乗り物の動力源として使用することにより、前記モータを用いた駆動装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、重さが軽く、コーギングトルクを発生させないコアレスモータ、および前記モータを用いた駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある観点によれば、多段回転子を備えるコアレスモータは回転子と固定子を含む。前記回転子は、半径方向に多段配置された複数の円筒状のヨークと、前記各段のヨークに円周方向にお互いに極性が交差されるように固定された複数の磁石とを含む。そして、固定子は、複数の電機子コイルが結合され、前記ヨークに対向するように多段配置された複数の円筒状の電機子コイル集合体を備える。前記電機子コイルは、エポキシ樹脂で固めて剛性が維持できる。よって、前記モータは多段の回転子および固定子を備えるので、高効率の動力を生産することができる。また、前記モータは、コアを備えていないので、コーギングトルクを防止して出力トルクの減少を防止し、出力トルクを一定にして騒音および振動を抑制させることができる。
【００１１】
また、前記モータは、前記半径方向に対向したヨークの円周面に前記磁石が固定されたことが好ましい。すなわち、対向したヨークの円周面に磁石が固定され、前記磁石に対応するように電機子コイルが配置されることにより、小型の体積で多段の回転子および固定子を備えるモータを実現することができる。
【００１２】
また、前記モータは、前記回転子の回転中心に位置した固定軸をさらに含むことが可能である。この場合、前記回転子は、前記それぞれのヨークを前記固定軸に回転可能に結合させるためのヨーク結合手段をさらに備え、前記固定子は前記それぞれの電機子コイル集合体を前記固定軸に固定結合させるためのコイル結合手段をさらに備えることが好ましい。よって、前記回転子をタイヤのホイールなどに連結し、前記モータを車両（例えば自動車、スクーター、電気自転車など）、風力発電機またはその他の産業機械の駆動装置として使用することができる。この場合、軸が固定され、ハウジングが回転するので、前記モータを例えばモータサイクルなどの２輪車両のタイヤホイールに連結して使用することが好ましい。
【００１３】
また、前記それぞれの電機子コイル集合体は、前記コイル結合手段に着脱可能に結合されたことが好ましい。また、前記電機子コイル集合体の内周の内部に位置したヨークは、前記ヨーク結合手段に着脱可能に結合されたことが好ましい。また、前記コイル結合手段は、一面が前記それぞれの電機子コイル集合体の一側と着脱可能に結合され、前記固定軸に固定された固定ディスクであることがさらに好ましい。前記ヨーク結合手段は、一面が前記それぞれのヨークの一側と結合され、前記固定軸に回転可能に結合された回転ディスクであることがさらに好ましい。このように電機子コイル集合体およびヨークが固定ディスクおよび回転ディスクの一面に着脱可能な場合、前記モータの分解および組立が容易だからである。
【００１４】
また、前記モータは、前記固定軸の代わりに回転軸をさらに含むことが可能である。この場合、前記回転子は、前記それぞれのヨークを前記回転軸に固定結合させるためのヨーク結合手段をさらに備え、前記固定子は、前記それぞれの電機子コイル集合体を前記回転軸に回転可能に結合させるためのコイル結合手段をさらに備えることが好ましい。この場合、前記モータは前記回転軸を回転させる。よって、前記モータの回転軸を車軸として用いる場合、前記モータは車両の駆動装置として使用できる。
【００１５】
前記それぞれの電機子コイル集合体は、前記コイル結合手段に着脱可能に結合されたことが好ましく、前記コイル結合手段は、一面が前記それぞれの電機子コイル集合体の一側と着脱可能に結合され、前記回転軸に回転可能に結合された固定ディスクであることが好ましい。また、前記ヨーク結合手段は、一面が前記それぞれのヨークの一側と結合され、前記回転軸に固定結合された回転ディスクであることが好ましい。そして、前記回転子は、前記回転軸に固定されたヨークをさらに備えることが好ましい。また、隣り合っている前記電機子コイル集合体の間に位置したヨークは、前記回転ディスクの一面に着脱可能に結合されたことが好ましい。
【００１６】
前記モータは、半径方向に多段の回転子および固定子を備える。また、前記モータは軸方向に多段の回転子および固定子をさらに備えることができる。
【００１７】
このために、前記回転子は軸方向に少なくとも１段さらに配置されたそれぞれの前記ヨークとそれぞれの前記磁石をさらに備えることが可能である。そして、前記固定子は、さらに配置されたヨークに対向するように多段配置された複数の前記電機子コイル集合体をさらに備えることが可能である。
【００１８】
また、前記半径方向に対向したヨークの円周面には前記磁石が固定されたことが好ましい。よって、半径方向だけでなく、軸方向に回転子および固定子を多段に配置することができるので、高い出力のモータを実現することができる。
【００１９】
また、前記モータは、前記回転子の回転中心に位置した固定軸をさらに含むことが好ましい。この場合、前記回転子はそれぞれの前記ヨークを前記固定軸に回転可能に結合させるためのヨーク結合手段をさらに備え、前記固定子はそれぞれの前記電機子コイル集合体を前記固定軸に固定結合させるためのコイル結合手段をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
また、それぞれの前記電機子コイル集合体は、前記コイル結合手段に着脱可能に結合されたことが好ましい。それぞれの前記ヨークは、前記ヨーク結合手段に着脱可能に結合されたことが好ましい。また、前記コイル結合手段は、一面が前記半径方向に多段配置された電機子コイル集合体の一側と着脱可能に結合され、軸方向に多段配置された複数の回転ディスクであることが好ましい。また、前記ヨーク結合手段は、一面に前記半径方向に多段配置された前記ヨークの一側と結合され、軸方向に多段配置された複数の固定ディスクであることが好ましい。
【００２１】
前記モータは、前記回転子の回転中心に位置した回転軸をさらに含むことも可能である。この場合、前記回転子はそれぞれの前記ヨークを前記回転軸に固定結合させるためのヨーク結合手段をさらに備え、前記固定子はそれぞれの前記電機子コイル集合体を前記回転軸に回転可能に結合させるためのコイル結合手段をさらに備えることが好ましい。また、それぞれの前記電機子コイル集合体は、前記コイル結合手段に着脱可能に結合されたことが好ましい。また、前記ヨーク結合手段は、それぞれの前記ヨークを前記回転軸に着脱可能に結合させることが好ましい。前記コイル結合手段は、一面が前記半径方向に多段配置された電機子コイルの一側と着脱可能に結合され、軸方向に多段配置された複数の回転ディスクであることが好ましい。
【００２２】
本発明の他の観点によれば、前述したいずれか一つのモータと、前記モータの回転子に固定されたブレーキディスクと、前記ブレーキディスクの回転を拘束させるために前記ブレーキディスクの一側に設置されたキャリパーとを含む、駆動装置を提供する。
【００２３】
また、前記キャリパーは前記固定軸の一側に固定されたことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例に係る多段回転子を備えるモータを示す断面図である。
【図２】図１に示したモータの側断面図である。
【図３】図１に示したモータの電機子コイル集合体と磁石の配置を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る多段回転子を備えるモータを示す断面図である。
【図５】図４に示したモータの側断面図である。
【図６】本発明の別の実施例に係る多段回転子を備えるモータを示す断面図である。
【図７】本発明の別の実施例に係る多段回転子を備えるモータを示す断面図である。
【図８】本発明の別の実施例に係る多段回転子を備えるモータを示す断面図である。
【図９】本発明の別の実施例に係る多段回転子を備えるモータを示す断面図である。
【図１０】図４に示したモータを用いた駆動装置の正断面図である。
【図１１】図１０に示した駆動装置の側断面図である。
【図１２】従来のモータを示す概念図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  回転軸
２０  回転子
２１  第１ヨーク
２３  第２ヨーク
２５  第３ヨーク
２７  第４ヨーク
２９  第１磁石
３１  第２磁石
３３  第３磁石
３５  第４磁石
３７  第５磁石
３９  第６磁石
４１  回転ディスク
４３  ボルト
５０  固定子
５１  第３電機子コイル集合体
５３  第２電機子コイル集合体
５５  第１電機子コイル集合体
５７  固定ディスク
５９  コイル金具
６１  ボルト
６３  ベアリング
１７０  モータ
１７１  ホイール
１７３  タイヤ
１７５  キャリパー
１７７  ブレーキディスク
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る多段回転子を備えるコアレスモータおよび駆動装置の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。  
【００２７】
まず、本発明に係る多段回転子を備えるコアレスモータについて説明する。
【００２８】
図１は本発明の一実施例に係る多段回転子を備えるモータの断面図、図２は図１に示したモータの側断面図、図３は図１に示したモータの電機子コイル集合体と磁石の配置を示す斜視図である。
【００２９】
図１に示したモータ７０は、回転軸１０、回転子２０および固定子５０を含む。
【００３０】
回転子２０は、ヨーク２１、２３、２５、２７、磁石２９、３１、３３、３５、３７、３９、および回転ディスク４１を含む。回転ディスク４１は、回転軸１０に固定結合される。ヨーク２１、２３、２５、２７は、円筒状であり、半径方向に４段に配置される。すなわち、最も大きいサイズの第１ヨーク２１が最外側に配置され、第２ヨーク２３、第３ヨーク２５および第４ヨーク２７がサイズの順に内側に配置される。本実施例において、ヨークは、半径方向に４段配置されたが、必要に応じて任意の段に配置されてもよい。第２ヨーク２３および第３ヨーク２５は、一側が回転ディスク４１の一面にボルト４３で結合される。よって、第２ヨーク２３および第３ヨーク２５は着脱可能であって分解組立が容易である。また、第１ヨーク２１は回転ディスク４１と一体に結合してハウジングを形成し、第４ヨーク２７は回転軸１０に固定される。磁石２９、３１、３３、３５、３７、３９は、第１磁石２９、第２磁石３１、第３磁石３３、第４磁石３５、第５磁石３７および第６磁石３９から構成される。前記ヨークと同様に、磁石も任意の段に構成されてもよい。前記磁石は、対向したヨークの円周面に固定される。すなわち、第１磁石２９および第２磁石３１は、対向した第１ヨーク２１および第２ヨーク２３の円周面に固定結合される。さらに詳しくは、第１磁石２９は第１ヨーク２１の内周面に円周方向に沿って複数が固定結合され、第２磁石３１は第２ヨーク２３の外周面に固定結合される。よって、第１磁石２９と第２磁石３１はお互い対向するように配置される。これと同様に、第３磁石３３は第２ヨーク２３の内周面に固定結合され、第４磁石３５は第３磁石３３と向かい合うように第３ヨーク２５の外周面に固定結合される。そして、第５磁石３７は第３ヨーク２５の外周面に固定結合され、第６磁石３９は第５磁石３７と向かい合うように第４ヨーク２７に固定結合される。前記それぞれの磁石２９、３１、３３、３５、３７、３９は前記それぞれのヨーク２１、２３、２５、２７の円周面で円周方向に沿って極性が交差されるように固定される。また、前記それぞれの磁石２９、３１、３３、３５、３７、３９はお互い向かい合う極が異なるように配置される。
【００３１】
固定子５０は、固定ディスク５７および電機子コイル集合体５１、５３、５５を含む。固定ディスク５７は、回転軸１０にベアリング６３で結合される。よって、回転軸１０は固定ディスク５７に対して自由に回転を行うことができる。電機子コイル集合体５１、５３、５５は、第１電機子コイル集合体５５、第２電機子コイル集合体５３、および第３電機子コイル集合体５１から構成される。それぞれの電機子コイル集合体５１、５３、５５は、円筒状であり、円筒の長さに沿って半径方向に巻線された３つの電機子コイルＲ、Ｓ、Ｔが結合されて形成される。そして、それぞれの電機子コイル集合体５１、５３、５５は、一定の剛性を維持するために電機子コイルＲ、Ｓ、Ｔが巻線された後、エポキシなどの樹脂によって硬く固定される。第１電機子コイル集合体５５は、第１磁石２９および第２磁石３１と対向するように第１磁石２９と第２磁石３１との間に配置され、一側が固定ディスク５７の一面に固定される。図３を参照すると、第１電機子コイル集合体５５を形成する電機子コイルは、第１磁石２９と平行に長手方向に沿って伸び、半径方向に折られた後、第２磁石３１に沿って巻線される。第２電機子コイル集合体５３は、第３磁石３３と第４磁石３５との間に配置されるように固定ディスク５７の一面に固定され、第３電機子コイル集合体５１は、第５磁石３７と第６磁石３９との間に配置されるように固定ディスク５７の一面に固定される。前記電機子コイル集合体５１、５３、５５は、コイル金具５９に固定された後、ボルト６１で固定ディスク５７に締結される。よって、前記電機子コイル集合体５１、５３、５５は、前記第２ヨーク２３および第３ヨーク２５と同様に、固定ディスク５７に着脱可能である。前記電機子コイルは、直列または並列連結が可能であり、Δ結線およびＹ結線の両方とも使用可能である。
【００３２】
前記電機子コイル集合体５１、５３、５５に電流が供給される場合、磁場が発生する。前記電機子コイル集合体５１、５３、５５によって発生した磁場は、前記磁石２９、３１、３３、３５、３７、３９によって形成された磁場と相互作用して回転力が発生する。よって、回転子２０と回転軸１０とが一体になって回転する。このため、前記回転子２０または回転軸１０を車両の輪などに連結して駆動源として使用することができる。
【００３３】
前記モータ７０は、発電機としても利用できる。すなわち、前記回転子２０が回転運動を行うと、回転子２０に固定された磁石２９、３１、３３、３５、３７、３９によって前記電機子コイル集合体５１、５３、５５に誘導電流が発生する。
【００３４】
図４は本発明の他の実施例に係る多段回転子を備えるモータの断面図である。図５は図４に示したモータの側断面図である。図１に示したモータは回転軸を備えるが、図４に示したモータは固定軸を備える。
【００３５】
図４に示したモータは固定軸１１０、回転子１２０および固定子１５０を含む。
【００３６】
回転子１２０は回転ディスク１４１、ヨーク１２１、１２３、１２５、１２７、および磁石１２９、１３１、１３３、１３５、１３７、１３９を含む。回転ディスク１４１は、固定軸１１０にベアリング１６３を介して結合される。ヨーク１２１、１２３、１２５、１２７は、円筒状であり、半径方向に配置され、直径サイズの順に配置された第１ヨーク１２１、第２ヨーク１２３、第３ヨーク１２５および第４ヨーク１２７の４段から構成される。勿論、前記ヨークは必要に応じて多段に構成できる。第１ヨーク１２１は回転ディスク１４１に固定結合されるが、第２ヨーク１２３、第３ヨーク１２５および第４ヨーク１２７はボルト１４３によって回転ディスク１４１に着脱可能に結合される。磁石１２９、１３１、１３３、１３５、１３７、１３９は第１磁石１２９、第２磁石１３１、第３磁石１３３、第４磁石１３５、第５磁石１３７および第６磁石１３９から構成される。図１に示した実施例と同様に、前記磁石１２９、１３１、１３５、１３７、１３９は、前記ヨーク１２１、１２３、１２５、１２７に固定結合される。
【００３７】
固定子１５０は、固定ディスク１５７および電機子コイル集合体１５１、１５３、１５５を含む。固定ディスク１５７は固定軸１１０に固定結合される。電機子コイル集合体１５１、１５３、１５５は、図１に示した実施例と同一の構成を持つ。すなわち、電機子コイル集合体１５１、１５３、１５５は第１電機子コイル集合体１５５、第２電機子コイル集合体１５３および第３電機子コイル集合体１５１から構成される。第１電機子コイル集合体１５５は第１磁石１２９と第２磁石１３１との間に配置され、第２電機子コイル集合体１５３は第３磁石１３３と第４磁石１３５との間に配置され、第３電機子コイル集合体１５１は第５磁石１３７と第６磁石１３９との間に配置される。図１に示したモータと同様に、前記電機子コイル集合体１５１はコイル金具１５９およびボルト１６１によって固定ディスク１５７に着脱可能に結合される。
【００３８】
前記モータ１７０の電機子コイル集合体１５１、１５３、１５５に電源が供給されると、トルクが発生し、前記トルクによって、回転子１２０は固定軸１１０を中心として回転する。したがって、前記回転子１２０を車両などの輪に連結して前記モータ１７０を車両などの駆動装置として使用することができる。それだけでなく、外力に前記回転子１２０を駆動させる場合、電機子コイル集合体１５１、１５３、１５５に誘導電流が発生するので、前記モータ１７０を発電機として使用することもできる。
【００３９】
図６は本発明の別の実施例に係る多段回転子を備えるモータの断面図である。図１および図４に示した実施例のモータは、半径方向に多段の回転子および固定子を備えるが、図６に示した実施例のモータは、半径方向だけでなく、軸方向に多段の回転子および固定子を備えるモータである。
【００４０】
図６に示したモータは、固定軸３１０、回転子３２０および固定子３５０を含む。
【００４１】
回転子３２０は、回転ディスク３４１、３４２、第１列のヨーク３２１、３２３、３２５、３２７、第２列のヨーク３２２、３２４、３２６、３２８、第１列の磁石３２９、３３１、３３３、３３５、３３７、３３９、および第２列の磁石３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、３４０を含む。回転ディスクは、第１回転ディスク３４１と第２回転ディスク３４２を含み、軸方向に配置されて固定軸３１０に回転可能に結合される。第１列のヨーク３２１、３２３、３２５、３２７は、複数のヨークが半径方向に多段配置され、第１回転ディスク３４１にボルト３４３を介して着脱可能に結合される。第２列のヨーク３２２、３２４、３２６、３２８は複数のヨークが半径方向に多段配置され、第２回転ディスク３４２にボルト３４３を介して着脱可能に結合される。そして、第１列のヨーク３２１、３２３、３２５、３２７および第２列のヨーク３２２、３２４、３２６、３２８は半径方向に配置されたそれぞれのヨークが軸方向に２段に形成されるように配置される。本実施例において、半径方向に最外側のヨーク３２１とヨーク３２２とは分離可能に結合されてハウジングを形成する。第１列の磁石３２９、３３１、３３３、３３５、３３７、３３９は第１列のヨーク３２１、３２３、３２５、３２７に固定され、第２列の磁石３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、３４０は第２列のヨーク３２２、３２４、３２６、３２８に固定される。したがって、回転子３２０は軸方向だけでなく、半径方向に多段に配置される。
【００４２】
固定子３５０は、固定ディスク３５７、３５８と、第１列の電機子コイル集合体３５１、３５３、３５５と、第２列の電機子コイル集合体３５２、３５４、３５６を含む。固定ディスク３５７、３５８は、第１固定ディスク３５７と第２固定ディスク３５８を含み、軸方向に配置されて固定軸３１０に固定結合される。第１列の電機子コイル集合体３５１、３５３、３５５は第１列の磁石３２９、３３１、３３３、３３５、３３７、３３９の間に配置され、第２列の電機子コイル集合体３５２、３５４、３５６は第２列の磁石３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、３４０の間に配置される。前記第１列の電機子コイル集合体３５１、３５３、３５５および第２列の電機子コイル集合体３５２、３５４、３５６はコイル金具３５９に固定された後、ボルト３６３を介して固定ディスク３５７、３５８に締結される。
【００４３】
未説明符号３０１は電機子コイル集合体のＲ．Ｓ．Ｔ電線であり、３０３は前記モータを電動機として使用するときに電力供給トリガリング時点を確認するためのセンサーである。したがって、図６に示したモータは軸方向だけでなく、半径方向に多段の回転子３２０および固定子３５０を備える。
【００４４】
図７は本発明の別の実施例に係る多段回転子を備えるモータの断面図である。図６に示したモータは固定軸３１０を備えるモータであるが、図７に示したモータは回転軸を備えるモータである。
【００４５】
図７に示したモータは、回転軸４１０、回転子４２０および固定子４５０を備える。
【００４６】
回転子４２０は、軸方向に２段に配置されたヨーク４２１が半径方向に多段配置される。そして、半径方向に多段配置されたヨークは着脱可能に結合される。
【００４７】
固定子４５０は固定ディスク４５７、４５８と電機子集合体を備える。固定ディスク４５７、４５８は、軸方向に２段に配置され、回転軸４１０に回転可能に結合される。電機子集合体は、半径方向に多段配置された第１列の電機子集合体４５５と第２列の電機子集合体４５６が軸方向に配置される。第１列の電機子集合体４５５は第１固定ディスク４５７に着脱可能に結合され、第２列の電機子集合体４５６は第２固定ディスク４５８に着脱可能に結合される。
【００４８】
図８および図９は本発明の別の実施例に係る多段回転子を備えるモータの断面図である。
【００４９】
図６および図７に示したモータは、半径方向に磁石および電機子コイル集合体が同一の厚さで形成されている。ところが、前記モータは実施例に応じて磁石および電機子コイル集合体の厚さが半径方向に異なる。図８および図９に示したモータは、直径が小さくなるほど厚さが薄くなる磁石および電機子コイル集合体を備えるモータである。
【００５０】
次に、本発明に係る多段回転子を有するコアレスモータを備えた駆動装置について説明する。
【００５１】
図１０は図５に示した実施例のモータを用いた駆動装置の正断面図、図１１は図１０に示した実施例の側断面図である。
【００５２】
図１０に示した駆動装置は、図５に示したモータ１７０、ブレーキディスク１７７およびキャリパー１７５を含む。ブレーキディスク１７７はモータ１７０の回転ディスク１４１の一側に固定される。キャリパー１７５は、前記ブレーキディスク１７７の一側に設置され、一側が前記固定軸１１０に固定される。モータ１７０の回転子１２０が図１０および図１１に示したようにタイヤ１７３のホイール１７１に固定されると、自動車、乗り物またはモータの駆動装置として使用できる。よって、電機子コイル１５１、１５３、１５５に電源が供給されると、回転子１２０の回転によってタイヤ１７３が回転し、キャリパー１７５を用いてブレーキディスク１７７を加圧すると、回転子１２０は停止する。図１０に示した実施例において、駆動装置は図５に示したモータを使用したが、これに限定されず、他の実施例にモータを使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、多段および多数列から構成された固定子と回転子を備えるモータを提供することにより、モータの体積を小さくすることができ、モータの出力を大きくすることができる。
【００５４】
また、本発明によれば、コアレスモータを提供することにより、モータの重さを軽くすることができるうえ、コーギングトルクを防止することができる。よって、モータの出力減少を防止し、モータの効率を極大化することができるうえ、モータの回転を柔らかくしてモータの騒音および振動を抑制することができる。
【００５５】
また、前記モータを用いた駆動装置を提供することにより、駆動性能に優れた自動車、乗り物またはモータサイクルを実現することができる。
【００５６】
上述および図示した本発明の実施例は、本発明の技術的思想を限定するものと解析されてはならない。本発明の保護範囲は、請求の範囲に記載された事項によってのみ制限され、本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、添付した請求の範囲に開示された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な改良または変更を加え得ることを理解するであろう。したがって、それらの改良および変更は、当該技術分野における通常の知識を有する者に自明なことである限りは、本発明の保護範囲に属するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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