(57)【要約】【課題】ロータが滑動または空転して摩擦係合面が損傷するのを防止する。【解決手段】電気モータ（１０）が、円形内周面を有するステータ（２０）と、該ステータの前記内周面の周長よりも周長の短い外周面を有する筒型ロータ（３０）と、該筒型ロータと出力軸とを接続する接続手段（３１）と、前記筒型ロータの内側における少なくとも二箇所において前記筒型ロータの内周面を押圧して、前記筒型ロータを撓めると共に前記筒型ロータの前記外周面を前記ステータの前記内周面に前記少なくとも二箇所において摩擦係合させる押圧手段（４０）と、前記筒型ロータが前記ステータに摩擦係合する摩擦係合位置が前記ステータの周方向に順次に移動して前記筒型ロータを回転するように前記ステータの複数の磁極を順次励磁する励磁手段（２９）とを含む。筒型ロータは可撓性であるのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形内周面を有するステータと、
該ステータの前記内周面の周長よりも周長の短い外周面を有する筒型ロータと、
該筒型ロータと出力軸とを接続する接続手段と、
前記筒型ロータの内側における少なくとも二箇所において、前記筒型ロータの内周面を押圧して前記筒型ロータを撓めると共に前記筒型ロータの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させる押圧手段と、
前記筒型ロータが前記ステータに摩擦係合する摩擦係合位置が前記ステータの周方向に順次に移動して前記筒型ロータを回転するように前記ステータの複数の磁極を順次励磁する励磁手段とを具備する電気モータ。
【請求項２】
前記筒型ロータが可撓性である請求項１に記載の電気モータ。
【請求項３】
前記筒型ロータが磁性体から形成されており、前記押圧手段が磁性体から形成されている請求項１または２に記載の電気モータ。
【請求項４】
前記筒型ロータが非磁性体から形成されており、前記押圧手段が磁性体から形成されている請求項１または２に記載の電気モータ。
【請求項５】
前記押圧手段は、前記ステータの直径方向に延びる少なくとも一つの弾性手段と、該弾性手段の両端に自由回転可能に取付けられているローラとを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の電気モータ。
【請求項６】
前記押圧手段は、互いに直交して配置される二つの弾性手段と、これら弾性手段の両端に自由回転可能に取付けられているローラとを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の電気モータ。
【請求項７】
前記押圧手段は、さらに、エンドレスベルトと、該エンドレスベルトに担持される複数のブロックとを具備し、前記エンドレスベルトは前記ローラの全てに係合して前記筒型ロータの内周面に当接し、それにより、前記筒型ロータの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させるようになっている請求項５または６に記載の電気モータ。
【請求項８】
前記押圧手段は、さらに、ローラーチェーンを具備し、該ローラーチェーンは前記ローラの全てに係合して前記筒型ロータの内周面に当接し、それにより、前記筒型ロータの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させるようになっている請求項５または６に記載の電気モータ。
【請求項９】
前記筒型ロータは、複数の層から形成されている請求項１から８のいずれか一項に記載の電気モータ。
【請求項１０】
前記ステータの前記内周面には筒型シェルが固定されている請求項１から９のいずれか一項に記載の電気モータ。
【請求項１１】
円形内周面を有するステータと、
該ステータの前記内周面の周長よりも周長の短い外周面を有していて、複数のブロックが順次担持されているエンドレスベルトと、
前記複数のブロックのうちの一つ以上のブロックまたは前記エンドレスベルトと出力軸とを接続する接続手段と、
前記エンドレスベルトの内側における少なくとも二箇所において、前記エンドレスベルトの内周面を押圧して前記エンドレスベルトを撓めると共に前記エンドレスベルトの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させる押圧手段と、
前記エンドレスベルトが前記ステータに摩擦係合する摩擦係合位置が前記ステータの周方向に順次に移動して前記エンドレスベルトを回転するように前記ステータの複数の磁極を順次励磁する励磁手段とを具備する電気モータ。
【請求項１２】
円形内周面を有するステータと、
該ステータの前記内周面の周長よりも周長の短い外周面を有するローラーチェーンと、
該ローラーチェーンと出力軸とを接続する接続手段と、
前記ローラーチェーンの内側における少なくとも二箇所において、前記ローラーチェーンの内周面を押圧して前記ローラーチェーンを撓めると共に前記ローラーチェーンの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させる押圧手段と、
前記ローラーチェーンが前記ステータに摩擦係合する摩擦係合位置が前記ステータの周方向に順次に移動して前記ローラーチェーンを回転するように前記ステータの複数の磁極を順次励磁する励磁手段とを具備する電気モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータ、例えばバリアブルリラクタンスモータなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在では、電気モータ、例えばバリアブルリラクタンスモータなどが広く使用されている。このような電気モータのうちには、内歯を形成した剛性円形のサーキュラスプラインと、このスプラインに噛み合う外歯を形成した可撓性のフレックススプラインと、このフレックススプラインに対して半径方向外側から磁界を与え、このスプラインを楕円形に撓めてサーキュラスプランに対して部分的に噛み合わせるよう複数の磁極を有する磁界発生手段と、この磁界発生手段の磁極を順次に励磁してフレックススプラインの楕円形状を回転させて噛み合い位置をサーキュラスプラインの周方向に順次に移動させ、サーキュラスプラインとフレックススプラインとを両者の歯数差に対応して相対的に回転させる励磁手段とを有するものが多数提案されている。
【０００３】
サーキュラスプラインには内歯が形成されていると共にフレックススプラインには外歯が形成されているので、電気モータは比較的複雑な構成になり、その結果、製造費用も増加しがちである。
【０００４】
このため、例えば特許文献１および特許文献２に開示されるように、サーキュラスプラインとフレックススプラインとを摩擦により係合させる構成にした電気モータが開発されている。このような場合には、サーキュラスプラインおよびフレックススプラインの構成が単純になり、電気モータの製造費用は比較的低く抑えられる。
【特許文献１】特許第３４８３２６３号明細書
【特許文献２】米国特許第６５６６７７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら特許文献１および特許文献２に開示されるモータにおいて励磁手段によりフレックススプラインが励磁されている場合には、フレックススプラインはサーキュラスプラインに係合している。しかしながら、励磁手段の動作を停止させた場合には、フレックススプラインの撓みが解除されるので、フレックススプラインがサーキュラスプラインの内周面に沿って滑動または空転する。
【０００６】
このような滑動または空転によってフレックススプラインおよびサーキュラスプラインの摩擦係合面が損傷することがあり、そのような損傷が生じると、モータが正常に動作しなくなる事態が生じうる。また、励磁手段の動作時にフレックススプラインが撓んだときにおいても、フレックススプラインがサーキュラスプラインに衝突してこれらの摩擦係合面が同様に損傷することも考えられる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、フレックススプラインが滑動または空転して損傷するのを防止することのできる電気モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、円形内周面を有するステータと、該ステータの前記内周面の周長よりも周長の短い外周面を有する筒型ロータと、該筒型ロータと出力軸とを接続する接続手段と、前記筒型ロータの内側における少なくとも二箇所において、前記筒型ロータの内周面を押圧して前記筒型ロータを撓めると共に前記筒型ロータの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させる押圧手段と、前記筒型ロータが前記ステータに摩擦係合する摩擦係合位置が前記ステータの周方向に順次に移動して前記筒型ロータを回転するように前記ステータの複数の磁極を順次励磁する励磁手段とを具備する電気モータが提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記筒型ロータが可撓性である。
【０００９】
すなわち１番目および２番目の発明においては、筒型ロータ（フレックススプラインに相当する）の内側に配置された押圧手段が筒型ロータをステータ（サーキュラスプラインに相当する）に押圧し続けている。従って、励磁状態から非励磁状態になった場合および非励磁状態から励磁状態になった場合であっても、筒型ロータがステータ内で滑動または空転せず、従って、これらロータおよびステータの摩擦係合面が損傷するのを防止できる。なお、押圧手段が当接する少なくとも二つの場所はステータの周方向に等間隔で配置されるのが好ましい。
【００１０】
３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記筒型ロータが磁性体から形成されており、前記押圧手段が磁性体から形成されている。
すなわち３番目の発明においては、筒型ロータおよび押圧手段の両方が磁性体から形成されているので、磁界発生手段により生じた磁界の磁束は筒型ロータの一端から押圧手段を通って筒型ロータの他端まで迅速かつ確実に到達させられる。
【００１１】
４番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記筒型ロータが非磁性体から形成されており、前記押圧手段が磁性体から形成されている。
すなわち４番目の発明においては、筒型ロータが非磁性体から形成されているので、筒型ロータが磁性体から形成されている場合とは異なり、磁気抵抗を低下させるために筒型ロータを厚くする必要がない。
【００１２】
５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記押圧手段は、前記ステータの直径方向に延びる少なくとも一つの弾性手段と、該弾性手段の両端に自由回転可能に取付けられているローラとを含む。
すなわち５番目の発明においては、押圧手段を比較的容易に形成することができる。なお、ローラの代わりにコロを使用してもよい。
【００１３】
６番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記押圧手段は、互いに直交して配置される二つの弾性手段と、これら弾性手段の両端に自由回転可能に取付けられているローラとを含む。
すなわち６番目の発明においては、摩擦係合位置が四つに増すので、筒型ロータを円滑に回転させられる。
【００１４】
７番目の発明によれば、５番目または６番目の発明において、前記押圧手段は、さらに、エンドレスベルトと、該エンドレスベルトに担持される複数のブロックとを具備し、前記エンドレスベルトは前記ローラの全てに係合して前記筒型ロータの内周面に当接し、それにより、前記筒型ロータの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させるようになっている。
すなわち７番目の発明においては、エンドレスベルトのブロックに磁束が通るようになるために磁気抵抗を低下させられる。その結果、筒型ロータの厚さを比較的薄くすることができる。
【００１５】
８番目の発明によれば、５番目または６番目の発明において、前記押圧手段は、さらに、ローラーチェーンを具備し、該ローラーチェーンは前記ローラの全てに係合して前記筒型ロータの内周面に当接し、それにより、前記筒型ロータの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させるようになっている。
すなわち８番目の発明においては、ローラーチェーンに磁束が通るようになるために磁気抵抗を低下させられる。その結果、筒型ロータの厚さを比較的薄くすることができる。
【００１６】
９番目の発明によれば、１番目から８番目のいずれかの発明において、前記筒型ロータは、複数の層から形成されている。
すなわち９番目の発明においては、複数の層が磁性体から形成されている場合には筒型ロータの厚さが増すので磁気抵抗を低くできる。これと同時に、筒型ローラに可撓性を与えることができる。
【００１７】
１０番目の発明によれば、１番目から９番目のいずれかの発明において、前記ステータの前記内周面には筒型シェルが固定されている。
すなわち１０番目の発明においては、筒型ロータが固定シェルの内周面に摩擦係合するので、ステータの内周面に直接的に係合する場合と比較して、電気モータの動作時における騒音および摩耗を抑えることができる。
【００１８】
１１番目の発明によれば、円形内周面を有するステータと、該ステータの前記内周面の周長よりも周長の短い外周面を有していて、複数のブロックが順次担持されているエンドレスベルトと、前記複数のブロックのうちの一つ以上のブロックまたは前記エンドレスベルトと出力軸とを接続する接続手段と、前記エンドレスベルトの内側における少なくとも二箇所において、前記エンドレスベルトの内周面を押圧して前記エンドレスベルトを撓めると共に前記エンドレスベルトの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させる押圧手段と、前記エンドレスベルトが前記ステータに摩擦係合する摩擦係合位置が前記ステータの周方向に順次に移動して前記エンドレスベルトを回転するように前記ステータの複数の磁極を順次励磁する励磁手段とを具備する電気モータが提供される。
【００１９】
すなわち１１番目の発明においては、複数のブロックを担持したエンドレスベルト（フレックススプラインに相当する）の内側に配置された押圧手段がエンドレスベルトをステータ（サーキュラスプラインに相当する）に押圧し続けている。従って、励磁状態から非励磁状態になった場合および非励磁狂態から励磁状態になった場合であっても、エンドレスベルトがステータ内で滑動または空転せず、従って、これらロータおよびステータの摩擦係合面が損傷するのを防止できる。この場合には、比較的耐久性の高いブロックを採用しているので、筒型ローラを使用する場合と比較して、電気モータを長期間に亙って使用することができる。
【００２０】
１２番目の発明によれば、円形内周面を有するステータと、該ステータの前記内周面の周長よりも周長の短い外周面を有するローラーチェーンと、該ローラーチェーンと出力軸とを接続する接続手段と、前記ローラーチェーンの内側における少なくとも二箇所において、前記ローラーチェーンの内周面を押圧して前記ローラーチェーンを撓めると共に前記ローラーチェーンの前記外周面を前記ステータの前記内周面に摩擦係合させる押圧手段と、前記ローラーチェーンが前記ステータに摩擦係合する摩擦係合位置が前記ステータの周方向に順次に移動して前記ローラーチェーンを回転するように前記ステータの複数の磁極を順次励磁する励磁手段とを具備する電気モータが提供される。
【００２１】
すなわち１２番目の発明においては、ローラーチェーン（フレックススプラインに相当する）の内側に配置された押圧手段がローラーチェーンをステータ（サーキュラスプラインに相当する）に押圧し続けている。従って、励磁状態から非励磁状態になった場合および非励磁狂態から励磁状態になった場合であっても、ローラーチェーンがステータ内で滑動または空転し、従って、これらロータおよびステータ摩擦係合面が損傷するのを防止できる。この場合には、比較的耐久性の高いローラーチェーンを採用しているので、筒型ローラを使用する場合と比較して、電気モータを長期間に亙って使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１（ａ）は本発明の第一の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。電気モータ１０は、剛体の材料、例えば鉄から形成されるステータ２０と、ステータ２０内に回転可能に支持されるロータ３０とを含んでいる。これらステータ２０およびロータ３０は共通の中心軸線を有するものとする。
【００２３】
図１（ａ）に示されるように、ステータ２０にはロータ３０が配置される円形中心孔が形成されている。ステータ２０の中心孔の内周面２２は摩擦係合面としての役目を果たす。図示されるように、中心孔の内周面２２に沿って複数のスロット２１が周方向に等間隔で形成されている。
【００２４】
これら複数のスロット２１のそれぞれには、巻線２９（図１（ａ）等には示さない。図１０（ａ）等を参照されたい。）が配置されている。隣接するスロット２１の間のステータ２０の一部分である磁極片２５は巻線２９によって電磁石として機能する。これら巻線２９は公知の手法により順次に励磁されるようになっている。
【００２５】
図１（ｂ）は図１（ａ）に示される電気モータのロータを拡大して示す部分拡大図である。第一の実施形態におけるロータ３０は互いに同心に配置された複数の筒型部材を含んでいる。第一の実施形態においては、これら筒型部材の全ては磁性体から形成されている。
【００２６】
図１（ａ）および図１（ｂ）等においてはロータ３０は三つの筒型部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃを含んでおり、筒型部材３０ａが最外方に位置していて、筒型部材３０ｃが最内方に位置している。また、これら筒型部材３０ａ〜３０ｃの周方向長さは、ステータ２０の内周面２２の周方向長さよりも短い。さらに、筒型部材３０ａの外周面３３はステータ２０の内周面２２に摩擦係合するように形成されている。
【００２７】
図２（ａ）は図１（ａ）に示される電気モータの他の斜視図である。さらに、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、図２（ａ）に示される電気モータのうちのロータの斜視図である。これら図面から分かるように、ステータ２０の底部２０ｂ側においては、ロータ３０の出力軸３９がロータ３０から延びている。
【００２８】
図２（ｂ）および図２（ｃ）に示されるように、比較的硬質であるロータ３０の底部３８は接続機構部３１に連結している。そして、接続機構部３１は、出力軸３９を回転可能に支持するベアリング３２を保持している。さらに、図２（ｃ）から分かるように、本発明においては、押圧機構部４０が筒型部材３０ａ〜３０ｃの開放端部からロータ３０内部に挿入されている。
【００２９】
再び図１（ｂ）を参照すると、押圧機構部４０は直線状のロッド４９が挿入されているバネ４１と、バネ４１の両端部に取付けられたローラ保持部４２、４３とを含んでいる。ローラ保持部４２、４３には、ローラ４４、４５がそれぞれ自由回転可能に保持されている。このように、直線状の押圧機構部４０の両端部にローラを取付けた場合には、押圧機構部４０の構成を比較的簡単にすることができる。
【００３０】
押圧機構部４０は長手方向に圧縮された状態でロータ３０の開放端部からロータ３０の内側に挿入される。次いで、押圧機構部４０のバネ４１を解放すると、押圧機構部４０は長手方向に伸長して、押圧機構部４０のローラ４４、４５が筒型部材３０ｃの内周面を互いに判定方向に押圧するようになる。図示されるように、押圧機構部４０が筒型部材３０ｃを押圧する押圧方向はステータ２０の内周面２２の半径方向に概ね等しい。なお、この押圧機構部４０はロータ３０には結合しておらず、バネ４１自体のバネ力のみによって筒型部材の内側に保持されている。
【００３１】
図１（ｂ）に示されるように、押圧機構部４０からの押圧作用によって、筒型部材３０ａ〜３０ｃは楕円形に弾性変形する。押圧機構部４０が延びる方向は、楕円形に変形した筒型部材３０ａ〜３０ｃの長軸方向に一致する。そして、楕円形に弾性変形した筒型部材３０ａの長軸上における外周面３３が、ステータ２０の内周面２２に部分的に摩擦係合するようになる。ロータ３０がステータ２０に摩擦係合する摩擦係合箇所は押圧機構部４０のローラ４４、４５に対応した場所に位置している。本発明の第一の実施形態においては、押圧機構部４０のローラ４４、４５が最内方の筒型部材３０ｃを互いに反対方向に押圧することによって筒型部材３０ａ〜３０ｃを撓ませ、それにより、最外方の筒型部材３０ａの外周面３３をステータ２０の内周面２２に摩擦係合させている。
【００３２】
本発明の電気モータ１０は、このような状態において動作する。以下、本発明に基づく電気モータ１０の動作について説明する。
【００３３】
はじめに、スロット２１内に挿入された巻線２９が公知の手法で順次に励磁される。これにより、筒型部材３０ａ〜３０ｃを含むロータ３０は一体的に回転する。ステータ２０の内周面２２と筒型部材３０ａの外周面３３との間の摩擦係合箇所は、ロータ３０の回転に伴ってステータ２０の内周面２２に沿って徐々に移動するようになる。そして、公知であるように、ステータ２０とロータ３０との間の相対的な回転は電気モータ１０の出力軸３９から取出される。
【００３４】
ロータ３０が回転するときには、ローラ４４、４５が摩擦係合箇所に対応する場所に位置するように、押圧機構部４０もロータ３０に追従して回転する。言い換えれば、押圧機構部４０は楕円形に撓んだ筒型部材３０ａ〜３０ｃの長軸上に常に位置するように回転する。従って、本発明においては、押圧機構部４０はロータ３０と共に回転しながら、筒型部材３０ａをステータ２０の内周面２２に常に摩擦係合させている。
【００３５】
電気モータ１０を不作動にするときには、巻線２９への通電を停止して非励磁状態にする。本発明においては、押圧機構部４０が筒型部材３０ａ〜３０ｃ内に配置されているので、巻線２９への通電を解除した場合であっても、これら筒型部材３０ａ〜３０ｃの形状は楕円形のまま維持される。このため、本発明においては、ロータ３０がステータ２０内で空転または滑動することはない。
【００３６】
押圧機構部４０が前述したように配置されているので、巻線２９を再び励磁状態にした場合であっても、筒型部材３０ａ〜３０ｃの形状は楕円形から変化することはない。つまり、本発明においては、巻線２９を非励磁状態から励磁状態にした場合であっても、ロータ３０の筒型部材３０ａ〜３０ｃがステータ２０の内周面２２に衝突することはなく、またロータ３０がステータ２０内で空転または滑動することもない。それゆえ、本発明においては、ロータ３０およびステータ２０の摩擦係合面が損傷するのを防止することが可能となる。
【００３７】
ところで、本発明においては、筒型部材３０ａ〜３０ｃおよび押圧機構部４０を構成する部材の全てを磁性体から形成するようにしてもよい。そして、二つの摩擦係合箇所における磁極を互いに異ならせることによって、巻線２９からの磁界の磁束は摩擦係合箇所における筒型部材３０ａの一端から筒型部材３０ｂ、３０ｃおよび押圧機構部４０を通って筒型部材３０ａの他端まで迅速かつ確実に到達する。また、図面から分かるように、押圧機構部４０の断面積は筒型部材３０ａの断面積に比較してかなり大きいので、磁束が押圧機構部４０を通過するときの磁気抵抗を大幅に低下させることも可能である。
【００３８】
図３（ａ）は本発明の第一の実施形態における電気モータのロータを拡大して示す他の部分拡大図である。図３（ａ）および後述する図３（ｂ）においては筒型部材３０ａのみが示されている。このように、ロータ３０が単一の筒型部材３０ａのみを含む構成であってもよい。このような場合には、磁性体からなる単一の筒型部材３０ａの厚さを比較的厚くして、磁気抵抗を低くするのが好ましい。ただし、厚くすることによって筒型部材の可撓性が低下するので、所望の可撓性を備えるためには図１に示されるように複数の筒型部材３０ａ〜３０ｃを採用するのがさらに好ましい。
【００３９】
図３（ｂ）は本発明に基づく電気モータのロータの変形例を示す頂面図である。図３（ｂ）に示されるようにバネ４１およびローラ保持部４２、４３の寸法を変更するようにしてもよい。このような変更は、押圧機構部４０に要求される押圧力などに応じて行われる。
【００４０】
さらに、図３（ｂ）に示されるように、押圧機構部４０の端部には、それぞれ二つのローラ４４、４４’、およびローラ４５、４５’を取付けられており、それぞれのローラが筒型部材３０ａを押圧するようにしている。このように一つの端部に複数のローラが取付けられる場合には、一つのローラから筒型部材に加えられる力を少なくでき、それにより、押圧機構部４０の押圧作用によって筒型部材３０ａが局所的に変形するのを避けることが可能となる。
【００４１】
図４（ａ）は本発明に基づく電気モータのロータのさらに他の変形例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示されるロータの頂面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）においては、押圧機構部４０は互いに直交して組付けられる二つのバー４６、４７を備えている。これら図面には示さないものの、それぞれのバー４６、４７の下方にはバネ４１と同様なバネが設けられているものとする。そして、図示されるように、各バネの両端部には、ローラ４４ａ、４５ａおよびローラ４４ｂ、４５ｂがそれぞれ自由回転可能に取付けられている。
【００４２】
図４（ａ）および図４（ｂ）においては、四つのローラ４４ａ、４５ａ、４４ｂ、４５ｂが周方向にほぼ等間隔で配置されている。このため、これらローラに押圧される筒型部材３０ａ〜３０ｃは楕円形とは異なる形状に撓むのが分かるであろう。このような場合には、筒型部材３０ａ〜３０ｃをステータ２０の内周面２２に摩擦係合させる箇所が増すので、ロータ３０を円滑に回転させられる。
【００４３】
さらに、図４（ｂ）に示される場合において、例えばローラ４４ａに対応する摩擦係合位置における磁極と、ローラ４５ｂに対応する摩擦係合位置における磁極とを互いに異ならせるようにするのが好ましい。これにより、ローラ４４ａ側の摩擦係合位置からの磁束がローラ４４ａ、バー４６、４７およびローラ４５ｂを通過するようになるので、磁束をより迅速に通過させられる。
【００４４】
なお、図面には示さないものの、押圧機構部４０が周方向に等間隔に配置された三つのローラを含む構成であってもよい。さらに、ローラの代わりにコロを使用する場合であっても本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４５】
図５（ａ）は本発明の第二の実施形態に基づく電気モータのロータの斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示されるロータの部分拡大図である。第二の実施形態においては、ロータ３０の筒型部材３０ａは非磁性体により形成されている。一方、押圧機構部４０を構成する部材の全ては磁性体より形成されている。
【００４６】
筒型部材が磁性体から形成されている第一の実施形態とは異なり、第二の実施形態においては筒型部材３０ａの磁気抵抗を考慮する必要がない。つまり、第一の実施形態のように、筒型部材を厚くするかまたは複数の筒型部材３０ａ〜３０ｃを使用して磁気抵抗を下げる必要がない。すなわち、第二の実施形態においては、比較的薄い単一の筒型部材３０ａを採用できる。これにより、電気モータ１０全体の重量を低下させるのが可能となる。
【００４７】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明の第二の実施形態におけるロータの別の斜視図および頂面図である。これら図面に示されるように、押圧機構部４０が、互いに直交して組付けられる二つのバー４６、４７およびバーのバネの両端に取付けられた四つのローラ４４ａ、４５ａ、４４ｂ、４５ｂを備える構成であってもよい。図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して説明したのと同様に、図６（ａ）および図６（ｂ）の場合においても、筒型部材３０ａをステータ２０の内周面２２に摩擦係合させる箇所が増すので、ロータ３０を円滑に回転させることが可能となる。
【００４８】
図７（ａ）は本発明の第三の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。第三の実施形態においては、押圧機構部４０はベルト・ブロック機構部５０を備えており、このベルト・ブロック機構部５０が筒型部材３０ａの内周面を押圧して、ステータ２０の内周面２２に摩擦係合させるようになっている。なお、第三の実施形態における筒型部材３０ａは磁性体から形成されるものとする。
【００４９】
図７（ｂ）は図７（ａ）に示される電気モータのロータを拡大して示す部分拡大図である。図７（ｂ）に示されるように、押圧機構部４０はバネ４１とローラ保持部４２、４３とローラ４４、４５とを前述したのと同様に含んでいる。
【００５０】
さらに、押圧機構部４０のベルト・ブロック機構部５０は、エンドレスベルト５２と、エンドレスベルト５２に順次に隣接して担持された複数のブロック５１とを含んでいる。これら複数のブロック５１は磁性体から形成されている。
【００５１】
図示されるように、エンドレスベルト５２は押圧機構部４０のローラ４４、４５の両方に係合しているので、押圧機構部４０は複数のブロック５１により囲まれるようになる。従って、図７（ｂ）から分かるように、第三の実施形態においては、エンドレスベルト５２のブロック５１がローラ４４、４５と筒型部材３０ａの内周面との間に位置することになる。
【００５２】
つまり、第三の実施形態においては、押圧機構部４０のローラ４４、４５は複数のブロック５１のうちのいずれかのブロックを介して筒型部材３０ａの内周面を押圧し、筒型部材３０ａをステータ２０の内周面２２に摩擦係合させるようになっている。そして、電気モータ１０の動作時には、エンドレスベルト５２がローラ４４、４５回りを周回しながら、押圧機構部４０は前述したように回転する。
【００５３】
図７（ｂ）から分かるように、エンドレスベルト５２に担持される複数のブロック５１は、電気モータ１０の動作時であっても、各ブロック５１の少なくとも一部分において隣接するブロックに接触している。すなわち、電気モータ１０の動作時には、磁束がブロックを通過するので磁気抵抗を低下するのが可能となっている。従って、第三の実施形態においては、ロータ３０の筒型部材３０ａの厚さを比較的薄くすることが可能である。
【００５４】
図８（ａ）は他の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。押圧機構部４０は、ベルト・ブロック機構部５０の代わりにローラーチェーン機構部６０を備えており、このローラーチェーン機構部６０が筒型部材３０ａの内周面を押圧するようになっている。なお、筒型部材３０ａは磁性体から形成されるものとする。
【００５５】
図８（ｂ）は図８（ａ）に示される電気モータのロータを拡大して示す部分拡大図である。図８（ｂ）に示されるように、押圧機構部４０のローラーチェーン機構部６０は隣接する複数のローラリンク６１をピンリンク６２により互いに回動可能に連結して形成されている。図示されるように、各ローラリンク６１はローラ４４、４５に対応した形状である。また、これらローラリンク６１および６２は磁性体から形成されているものとする。
【００５６】
図示されるように、ローラーチェーン機構部６０は押圧機構部４０のローラ４４、４５の両方に係合しているので、押圧機構部４０はローラーチェーン機構部６０により囲まれるようになる。従って、図８（ｂ）においては、ローラーチェーン機構部６０は、ローラ４４、４５と筒型部材３０ａの内周面との間に位置することになる。
【００５７】
従って、この場合には、押圧機構部４０のローラ４４、４５は複数のローラリンク６１のうちのいずれかのローラリンクを介して筒型部材３０ａの内周面を押圧し、筒型部材３０ａをステータ２０の内周面２２に摩擦係合させるようになっている。そして、電気モータ１０の動作時には、ローラーチェーン機構部６０がローラ４４、４５回りを周回しながら、押圧機構部４０が前述したように回転する。
【００５８】
前述したようにローラリンク６１およびピンリンク６２が磁性体から形成されているので、電気モータ１０の動作時には磁束がローラーチェーン機構部６０を通過し、それにより、磁気抵抗を低下するのが可能になる。その結果、前述したのと同様に、ロータ３０の筒型部材３０ａの厚さを比較的薄くすることが可能である。
【００５９】
図９は本発明の第四の実施形態に基づく電気モータの斜視図であり、図１０（ａ）は図９に示される電気モータの頂面図である。これら図面から分かるように、第四の実施形態においては、ロータ３０は筒型部材３０ａ〜３０ｃを含んでいない。その代わりに、第四の実施形態においては、ロータ３０は、ピンリンク６２により互いに回動可能に連結された複数のローラリンク６１から構成されている。言い換えれば、第四の実施形態におけるロータ３０はローラリンク６１およびピンリンク６２からなるローラーチェーンを含んでいる。図示されるようにローラーチェーンの周方向長さは、ステータ２０の内周面２２の周方向長さよりも短い。
【００６０】
図１０（ａ）に示されるようにロータ３０のローラーチェーンは押圧機構部４０のローラ４４、４５に係合している。このため、押圧機構部４０のローラ４４、４５は複数のローラリンク６１のうちのいずれかのローラリンクをステータ２０の内周面２２にそれぞれ摩擦係合させる。
【００６１】
図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示される電気モータのロータの一部分を示す斜視図である。図１０（ｂ）においては、明確にする目的で複数のローラリンク６１のうちの互いに対向した位置に在る二つのローラリンク６１ａ、６１ｂのみを示している。これらローラリンク６１ａ、６１ｂはロータ３０の底部３８上に単に載置されているだけであることに注意されたい。
【００６２】
図示されるように、これらローラリンク６１ａ、６１ｂの互いに対向する内面には、ロータ３０の半径方向に延びる細長スロット６３ａ、６３ｂがそれぞれ設けられている。図１０（ｂ）には示さない他のローラリンク６１は細長スロットが無いことを除けば、ローラリンク６１ａ、６１ｂと同一の形状である。
【００６３】
さらに、図１０（ｂ）に示されるように、ロータ３０には、底部３８に対して垂直方向に延びる二つのピン３７が設置されている。そして、これらピン３７のそれぞれはローラリンク６１ａ、６１ｂの細長スロット６３ａ、６３ｂに挿入されている。ピン３７の長さは押圧機構部４０に干渉しない程度に十分に短いのが好ましい。
【００６４】
このような構成であるので、第四の実施形態においては、ローラーチェーンの回転が二つのピン３７を介して底部３８、次いで出力軸３９に伝達されるようになっている。そして、第四の実施形態においては、電気モータ１０の動作時には、ローラーチェーンを含むロータ３０がステータ２０の内周面２２に摩擦係合しながら、ローラ４４、４５回りを周回するようになる。
【００６５】
図１０（ａ）から分かるように、二つのピン３７は、これらピン３７を結ぶ線分が押圧機構部４０と概ね直交するように配置されている。さらに、ピン３７は細長スロット６３ａ、６３ｂ内を半径方向に自由に摺動するようになっている。
【００６６】
このような構成であるために、ロータ３０の回転時には、ローラーチェーンが大幅に弛むことはなく、そのようなローラーチェーンの弛みによって電気モータ１０の動作が阻害されることもない。つまり、底部３８に設置された二つのピン３７は、ローラーチェーンの回転を出力軸３９に伝達するだけでなく、ローラーチェーンを含むロータ３０を円滑に回転させる役目も果たしている。なお、ピン３７の数および設置場所については種々に変更可能であることは明らかであろう。
【００６７】
このように、第四の実施形態においては、筒型部材３０ａ〜３０ｃを敢えて使用する必要がない。前述したようにロータ３０は厚くなるほど磁気抵抗を低下させられるものの、ロータの可撓性が低下するという問題がある。第四の実施形態においては、筒型部材３０ａに比較して厚いローラーチェーンをロータ３０として使用しているので、磁気抵抗を低下できる。さらに、ローラーチェーンはその形状を自在に変化させられるので、ローラーチェーンをロータ３０として使用した場合であっても、可撓性が低下するという問題は発生しない。さらに、ローラーチェーンは筒型部材３０ａなどと比較して、耐久性が高く、それにより、電気モータ１０を長期間に亙って使用することも可能である。
【００６８】
図１１（ａ）は本発明の第五の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。さらに、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示される電気モータの頂面図である。前述した第四の実施形態と同様に、第五の実施形態においてもロータ３０は筒型部材３０ａ〜３０ｃを含んでいない。その代わりに、第五の実施形態におけるロータ３０は、エンドレスベルト５２と、エンドレスベルト５２に順次に隣接して担持された複数のブロック５１とを含んでいる。図示されるようにエンドレスベルト５２の周方向長さは、ステータ２０の内周面２２の周方向長さよりも短い。
【００６９】
図１１（ａ）に示されるようにロータ３０のエンドレスベルト５２は押圧機構部４０のローラ４４、４５に係合している。このため、押圧機構部４０のローラ４４、４５は複数のブロック５１のうちのいずれかのブロックをステータ２０の内周面２２にそれぞれ摩擦係合させる。
【００７０】
図１１（ｂ）に示されるように、ブロック５１ａとブロック５１ｃとが互いに対向しており、ブロック５１ｂとブロック５１ｄとが互いに対向している。これらブロックには半径方向に延びる細長スロット５４ａ〜５４ｄがそれぞれ形成されている。一方、ロータ３０には、底部３８に対して垂直方向に延びる四つのピン５５が設置されている。これらピン５５のそれぞれは、前述した細長スロット５４ａ〜５４ｄに挿可能に位置決めされている。前述したのと同様に、これらピン５５の長さは押圧機構部４０に干渉しない程度に十分に短いのが好ましい。このような構成であるために、第五の実施形態においても、前述したのと同様な効果が得られるのが分かるであろう。
【００７１】
ところで、図１（ａ）などに示される実施形態においては、ステータ２０の内周面２２には複数のスロット２１が形成されているので、内周面２２は円滑ではなく、スロット２１の部分においてがわずかながら凹んでいる。従って、ロータ３０をステータ２０の内周面２２に摩擦係合させた状態で回転させると、ロータ３０の外周面３３の摩擦係合箇所がスロット２１上を通過するときに騒音が発生するという問題があった。
【００７２】
これに対し、本発明の図示しない実施形態においては、筒型シェル７０が、ステータ２０の内周面２２全体に隙間無く接触するように固定されている。この場合には、筒型シェル７０の内周面７２が摩擦係合面としての役目を果たす。つまり、押圧機構部４０はロータ３０を筒型シェル７０の内周面に押付けて摩擦係合させることになる。複数のスロット２１は、筒型シェル７０によって閉鎖されている。従って、筒型シェル７０がステータ２０の内周面２２に固定されている場合には、ロータ３０の駆動時に騒音が発生することはない。さらに、この場合には、ロータ３０および／またはステータ２０の摩耗を抑えることも可能である。
【００７３】
当然のことながら、前述した実施形態のうちのいくつかを適宜組み合わせるようにしてもよい。そのような変更例であっても本発明の範囲に含まれるのは、当業者であれば明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】（ａ）本発明の第一の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。（ｂ）図１（ａ）に示される電気モータのロータを拡大して示す部分拡大図である。
【図２】（ａ）図１（ａ）に示される電気モータの他の斜視図である。（ｂ）図２（ａ）に示される電気モータのうちのロータの斜視図である。（ｃ）図２（ｂ）に示されるロータの他の斜視図である。
【図３】（ａ）本発明の第一の実施形態における電気モータのロータを拡大して示す他の部分拡大図である。（ｂ）本発明に基づく電気モータのロータの変形例を示す頂面図である。
【図４】（ａ）本発明に基づく電気モータのロータのさらに他の変形例を示す斜視図である。（ｂ）図４（ａ）に示されるロータの頂面図である。
【図５】（ａ）本発明の第二の実施形態に基づく電気モータのロータの斜視図である。（ｂ）図５（ａ）に示されるロータの部分拡大図である。
【図６】（ａ）本発明の第二の実施形態における電気モータのロータの別の斜視図である。（ｂ）図６（ａ）に示されるロータの頂面図である。
【図７】（ａ）本発明の第三の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。（ｂ）図７（ａ）に示される電気モータのロータを拡大して示す部分拡大図である。
【図８】（ａ）他の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。（ｂ）図８（ａ）に示される電気モータの頂面図である。
【図９】本発明の第四の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。
【図１０】（ａ）図９に示される電気モータの頂面図である。（ｂ）図１０（ａ）に示される電気モータのロータの一部分を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）本発明の第五の実施形態に基づく電気モータの斜視図である。（ｂ）図１１（ａ）に示される電気モータの頂面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０    電気モータ
２０    ステータ
２０ｂ    底部
２１    スロット
２２    内周面
２９    巻線（励磁手段）
３０    ロータ
３０ａ〜３０ｃ    筒型部材
３１    接続機構部（接続手段）
３２    ベアリング
３３    外周面
３７    ピン
３８    底部
３９    出力軸
４０    押圧機構部（押圧手段）
４１    バネ
４２、４３    ローラ保持部
４４    ローラ
４４、４４’、４４ａ、４５ａ、４４ｂ、４５ｂ    ローラ
４６、４７    バー
４９    ロッド
５０    ベルト・ブロック機構部
５１、５１ａ〜５１ｄ    ブロック
５２    エンドレスベルト
５４ａ〜５４ｄ    細長スロット
５５    ピン
６０    ローラーチェーン機構部
６１、６１ａ、６１ｂ    ローラリンク
６２    ピンリンク
６３ａ、６３ｂ    細長スロット
７０    筒型シェル
７２    内周面
【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】
2008099529.tif 000009
【図８】
2008099529.tif 000010
【図９】
2008099529.tif 000011
【図１０】
2008099529.tif 000012
【図１１】
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