(57)【要約】【課題】可変空隙モータのロータギヤおよびステータギヤのギヤ歯面の加工精度を厳格に要求することなく、かつ、これらギヤのがたつきおよび歯打音を防止して、ロータを確実に回転させる。【解決手段】ロータ部３をステータ１内に複数設け、エキセントリックシャフト１５でこれらロータ部３ａ，３ｂをステータ１周方向に相対移動不能に連結し、これらロータ部３ａの噛合位置（頂隙αを伴う歯先）とロータ部３ｂの噛合位置とが周方向で夫々異なるよう構成する。【選択図】図１
2008306898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のステータと、該ステータの内周円よりも小さな円形のロータ部とを具え、前記ステータの内周にはギヤ歯を設けてリング状のステータギヤとし、前記ロータ部の外周にはギヤ歯を設けてロータギヤとし、前記ステータギヤと前記ロータギヤとを噛合させ、ステータまたはロータ部の少なくとも一方には、前記ロータ部および前記ステータ間で駆動力を発生する極を、周方向に複数配置し、前記駆動力により噛合位置をステータ内周上で変化させて前記ロータ部を駆動する可変空隙モータにおいて、
前記ロータ部を前記ステータ内に複数設け、これらロータ部を前記ステータ周方向に相対移動不能に相互連結し、これらロータ部の前記噛合位置が夫々異なるよう構成したことを特徴とする可変空隙モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の可変空隙モータにおいて、前記ロータ部を軸方向に複数配設したことを特徴とする可変空隙モータ。
【請求項３】
請求項２に記載の可変空隙モータにおいて、前記ロータ部を個々に駆動するよう、前記極を軸方向に複数配置したことを特徴とする可変空隙モータ。
【請求項４】
請求項１に記載の可変空隙モータにおいて、前記ロータ部を前記ステータギヤの周方向に複数配置したことを特徴とする可変空隙モータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変空隙モータにおいて、前記複数のロータ部の前記噛合位置がステータ周方向に夫々等間隔となるよう構成したことを特徴とする可変空隙モータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変空隙モータにおいて、前記ステータギヤの歯数が、前記ロータ部の個数で割り切ることができないよう、これらステータギヤ歯数およびロータ部個数の関係を規定したことを特徴とする可変空隙モータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の可変空隙モータにおいて、前記ステータギヤと前記ロータギヤとが頂隙を伴って噛合するよう、これらステータギヤおよびロータギヤのギヤ歯をインボリュート歯形に形成したことを特徴とする可変空隙モータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の可変空隙モータにおいて、ステータの隣り合うギヤ歯同士間に前記極を設け、前記噛合位置から周方向に離れた位置に前記駆動力を発生させることを特徴とする可変空隙モータ。
【請求項９】
前記極は電磁石である請求項１〜８のいずれか１項に記載の可変空隙モータにおいて、前記ロータ部のうち少なくとも１個には永久磁石を設け、該永久磁石と前記磁極とが相互に作用することにより前記ロータ部を回転させることを特徴とする可変空隙モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関し、特にステータとロータとの間に介在するエアギャップがロータの回転とともに変化するいわゆる可変空隙モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータといえば通常、ロータの回転中心とステータの軸中心とが一致し、これらステータとロータとの間に介在する空隙の間隔はロータの回転位置に関わらず一定であるのが常套である。このような通常のモータをここでは、一定空隙モータと呼ぶ。
これに対し、特許文献１に記載され、ロータが偏心しながら回転し、空隙の間隔がロータの回転に伴って変化する可変空隙モータが従来から知られている。
一定空隙モータはロータとステータとの間で相互作用する径方向の力のうち、周方向成分（接線方向の力ともいう）のみ用いてロータを駆動するものである。これに対し、可変空隙モータはロータとステータとの間で径方向成分（法線方向の力ともいう）を用いてロータを駆動する。ロータとステータとの間で相互作用する径方向の力は、接線方向の力よりも法線方向の力が大きいことから、可変空隙モータによれば力強い駆動トルクが得られる。そこで本願出願人は、この可変空隙モータにつき、鋭意研究を進めている。
【０００３】
可変空隙モータの構造につき概略説明すると、ロータの外周にはステータを配置し、ロータの外周円はステータの内周円よりもやや小さいという構成において一定空隙モータと共通する。しかし、ロータの外周円およびステータの内周円にギヤ歯を形成し、ロータの回転中心をステータの軸中心から偏心させてロータ外周の一部をステータの内周に噛合させる構成において一定空隙モータと異なる。
当該噛合する噛合位置では空隙の間隔が０である。逆に、ロータ中央を挟んで当該噛合の位置と反対の位置（周方向１８０度離れた位置）では、空隙の間隔が最も大きい。ロータがステータ内を転がるよう公転するに伴って、これらロータとステータとの噛合の位置がステータ内周上で変化して、空隙の間隔が変化するものである。そしてロータの公転を出力軸で取り出す。
可変空隙モータは、一定空隙モータよりも力強いトルクを発生することができるが、ロータとステータとの噛み合いが技術的に困難であり、ロータの回転が不確実であった。特許文献１に記載の歯車形状は、可変空隙モータのロータギヤおよびステータギヤの歯形を、歯先および歯元を円弧歯面としてこれらをインボリュート歯面で滑らかに接続した形状とし、歯先および歯元の双方で噛み合いを実現して、ロータの回転を確実にしたものである。
【特許文献１】特開平９−２９８８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来のような可変空隙モータにあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまりロータギヤとステータギヤとが噛合位置で頂隙がないよう完全に接触するため、高度な歯車精度が要求される。したがって円弧歯面の加工がコストアップの大きな要因となる。
また、ステータとロータとの中心距離の変化に敏感であるため、滑らかな回転が困難となって回転時の摩擦が大きくなるという懸念がある。
【０００５】
歯車同士の噛み合いにおいて滑らかに回転させるために留意すべき事項として、噛み合い率を１以上にする必要がある。
特許文献１に記載のロータギヤはステータギヤよりも僅かに小さく、両者の歯数差が小さい。このように歯数差が小さいロータギヤとステータギヤとの噛み合いでは、ロータギヤ歯先とステータギヤ歯先とのトロコイド干渉を回避するために歯丈を低くして圧力角を大きくしなければならない。そうすると今度は噛み合い率を１以上にすることが困難となって、歯車を滑らかに回転させることができない。
【０００６】
結局、特許文献１に記載の技術では、噛合位置でこれらロータギヤとステータギヤとの間に余裕代の隙間がないことが、上述した歯車の滑らかな回転の障害となる。そうするとギヤ歯の加工精度のコストアップを伴うことなく歯車の回転摩擦を解消するには、頂隙を伴って噛合するようロータギヤとステータギヤとの歯形を成形するなど、余裕代の隙間が介在するよう歯のピッチを大きくする必要がある。
ところが、単に噛合位置で余裕代の隙間を伴うよう歯形を形成すれば、今度はロータギヤとステータギヤとの間に隙間によるがたつきが生じてしまい、歯打音といった騒音の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上述の実情に鑑み、加工精度のコストアップを伴うことなく、かつ、がたつきおよび歯打音を防止して、ロータを確実に回転させることができる可変空隙モータを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のため本発明による可変空隙モータは、請求項１に記載のごとく、
環状のステータと、該ステータの内周円よりも小さな円形のロータ部とを具え、前記ステータの内周にはギヤ歯を設けてリング状のステータギヤとし、前記ロータ部の外周にはギヤ歯を設けてロータギヤとし、前記ステータギヤと前記ロータギヤとを噛合させ、ステータまたはロータ部の少なくとも一方には、前記ロータ部および前記ステータ間で駆動力を発生する極を、周方向に複数配置し、前記駆動力により噛合位置をステータ内周上で変化させて前記ロータ部を駆動する可変空隙モータにおいて、
前記ロータ部を前記ステータ内に複数設け、これらロータ部を前記ステータ周方向に相対移動不能に相互連結し、これらロータ部の前記噛合位置が夫々異なるよう構成したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
かかる本発明の構成によれば、各ロータの噛合の位置が夫々異なるため、ステータギヤとロータギヤが余裕代の隙間を伴って噛合してもロータの回転時のがたつきを効果的に防止することができる。しかも、余裕代の隙間を伴ってロータを確実に回転させることができることから歯形の加工精度を高くする必要がなく、コスト上有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる可変空隙モータの構造を示す正面図である。また図２は、同実施例の縦断面図である。
本実施例の可変空隙モータは、環状のステータ１を具える。ステータ１は内方に、ステータ１の内周円よりも小さなロータ２を収納する。ロータ２は後述するように複数のロータ部３から構成される。ロータ部３は円形であり、ロータ部３の外周にギヤ歯５を形成してロータギヤ１７を設ける。また、ステータ１の内周にもギヤ歯４を形成してリング状のステータギヤ１６を設ける。そして、これらロータギヤ１７とステータギヤ１６とを噛合させる。この噛合位置ではステータギヤ１６とロータギヤ１７とが最も深く噛み合う。これに対し、この噛合位置からステータギヤ周方向に離れるほど、ステータギヤ１６とロータギヤ１７との隙間（エアギャップ）が大きくなる。そして、この噛合位置から１８０度周方向に離れた位置ではステータギヤ１６とロータギヤ１７との隙間が最も大きくなる。
【００１１】
本実施例では図１に示すようにステータギヤ１６の歯数は１３個とし、ロータ部３の個数は２個とし、ステータギヤ歯数（１３）をロータ部個数（２）で除算しても割り切ることができないよう、これらステータギヤ歯数およびロータ部個数の関係を規定する。これにより、ステータギヤ１６およびロータギヤ１７間のがたつきを効果的に防止することができる。
【００１２】
ここで付言すると、ステータギヤ歯数Ｚｉと、ロータ部個数Ｋｒとの関係は、
Ｚｉ／Ｋｒ≠整数
であれば、がたつきを効果的に防止することができる。
本実施例では、ステータギヤ歯数Ｚｉが１３個であり、ロータ部個数Ｋｒが２個であり、これらの関係は、
Ｚｉ／Ｋｒ＝６．５≠整数
であるから、がたつきを効果的に防止することができる。
【００１３】
そして好ましくは、ロータ部３を２個具えた本実施例では、ステータギヤ１６とロータギヤ１７との噛み合い率を夫々０．５以上とし、この０．５にロータ部個数Ｋｒ（＝２）を乗算したロータ２全体の噛み合い率を１以上にする。
【００１４】
本実施例ではギヤ歯４，５をインボリュート歯形に形成し、ステータ１およびロータ部３を、頂隙を伴って噛合させる。ステータギヤ１６とロータギヤ１７との噛合位置では図１に示すように、ロータギヤ１７のギヤ歯の歯先がステータギヤ１６の歯面に接触しないよう頂隙αを伴っている。これにより、歯面の高度な加工精度を要せず、ステータ１とロータ部３ａとの噛合を容易にして、ロータ２回転時の摩擦を小さくすることができる。なお、上述したようにステータ１およびロータ部３ａとが頂隙を伴って噛合するよう、これらステータギヤ１６およびロータギヤ１７のギヤ歯をインボリュート歯形に形成するのみならず、ステータ１およびロータ部３ｂも同様に頂隙を伴って噛合するようギヤ歯をインボリュート歯形に形成するとよいこと勿論である。
【００１５】
図２に示すように、ロータ部３を軸Ｏ方向に複数設け、これらロータ部３を重ね合わせて配置する。これにより、ロータ部３の外径がステータ１の内径よりもわずかに小さくても、複数のロータ部３をステータ内に設けることができる。
なお図示しなかったが、ロータ部３外径をステータ１内径より十分小さくして、ロータ部３をステータ１の周方向に複数配設する構成であってもよい。
【００１６】
ステータ１の全周には、ロータ部３およびステータ１間で駆動力を発生する極６を、周方向に複数配置する。極６は、鉄心７にコイル８を巻回した電磁石である。噛合位置から周方向に離れた位置にある１個乃至複数個の極６のコイル８に通電すると、この極６は磁力を発生し、僅かな隙間を介して隣り合うロータ部３をステータ１に引き寄せる。そうするとロータ部３はステータ１内周を回転し、噛合位置が上述した通電中の極６の位置に変化する。以下、通電する極６を、周方向で順次隣に切り替えていくことにより、噛合位置をステータ内周上で変化させてロータ部３を駆動する。
【００１７】
本実施例では、図１に示すように、ステータギヤ１の隣り合うギヤ歯４，４同士の間に、極６を夫々配置する。そしてロータを駆動する際は、隣り合うギヤ歯４，４間に頂隙αを伴って最も深く噛合するギヤ歯５から１ピッチ周方向に離れて位置する極６が、径方向に向かい合うギヤ歯５を引き寄せる。これにより、僅かな隙間を介して向かい合うギヤ歯５とギア歯４，４間同士との間で大きな力を発生させることが可能となり、ロータ２の駆動トルクを大きくすることができる。なお、噛合するギヤ歯５から１ピッチ周方向に離れて位置する極６の他、２ピッチ周方向に離れて位置する極６が、径方向に向かい合うギヤ歯５を引き寄せてもよいこと勿論である。
【００１８】
また極６をギヤ歯４と同数個設けたことから、ギヤ歯の歯数単位できめ細かく、ギヤ歯５をギヤ歯４，４同士の間に引き寄せて、ロータ部３を滑らかに回転させることが可能となる。
【００１９】
なお、本実施例の他、図には示さなかったがステータ１ではなくロータ部３に極６を設けても同様の効果を発揮することができる。また、極６は電磁石のように磁力でロータ部３を引き寄せるものの他、静電気でロータ部３を引き寄せるもの等、駆動力を発生するものであればよい。
【００２０】
本実施例ではロータ部３をステータ１内に複数、具体的には２個、設ける。そして、これらロータ部３ａ，３ｂを、１本の出力軸１０の先端に設けたキャリア９に共通に係合する。つまりキャリア９の中心はロータ部３とは反対側にある出力軸１０と結合する。キャリア９の外縁部には、ロータ部３に向かって軸方向に突出するピン１１を、周方向に複数本植設する。またロータ部３ａ，３ｂには、ピン１１の外径よりも十分に大きな孔１２を周方向に複数個設けておく。そして、この孔１２にピン１１を挿通して、これらロータ部３ａ，３ｂを共通する出力軸１０に係合する。出力軸１０は、ロータ２（ロータ部３ａ，３ｂ）の回転を取り出すものであって、ステータ１に対する各ロータ部３の空隙の変化を拘束するものではない。すなわち、ロータ部３は出力軸１０と係合しつつも、図1に示す軸直角方向の平面上でステータ１に対し若干の相対移動が可能である。
【００２１】
図１に示すように、孔１２内でピン１１は偏心する。このため、ピン１１の外周にはボールベアリング機構１３を配置し、ボールベアリング機構１３と孔１２内周との間には、外周円に対して内周円が偏心したリング１４を設ける。これにより、両者１１，１２間に隙間が生じることなく、孔１２に対するピン１１の相対回転および偏心方向の自由度を確保する。
【００２２】
ロータ２を回転自在に軸支するエキセントリックシャフト１５はステータ１の中心軸線Ｏに沿って延在し、ステータ軸線Ｏに対し径方向一方に偏心してロータ部３ａを軸支する偏心円部１５ａと、ステータ軸線Ｏに対し径方向他方に偏心してロータ部３ｂを軸支する偏心円部１５ｂとを具える。これによりエキセントリックシャフト１５は、ロータ部３ａとロータ部３ｂとをステータ１の周方向に相対移動不能に連結する。すなわちエキセントリックシャフト１５は、図１に示すように偏心円部１５ａの中心Ｏaを偏心円部１５ｂの中心Ｏbに対し、ステータ軸線Ｏ周りに１８０度異なる相対位置にする。そして、ロータ部３ａおよびロータ部３ｂがステータ１内周上で噛合位置を変化させて回転中に、ロータ部３ａとステータ１との噛合位置が、ロータ部３ｂとステータ１との噛合位置と夫々異なるよう、円周方向１８０度の等間隔とする。
【００２３】
本実施例によれば、ロータ２が複数のロータ部３を具え、これらロータ部の前記噛合位置が夫々異なることから、余裕代の隙間を伴って噛合させてもギヤ歯同士のがたつきや歯打音を効果的に防止することができる。
【００２４】
しかも、余裕代の隙間を伴っていてもロータを確実に回転させることが可能であり、歯形の加工精度を高くする必要がなく、コスト上有利である。
【００２５】
さらに、夫々異なる各ロータ部３の噛合位置を、円周方向に等間隔とすることで、ロータ２の重量バランスを良くすることが可能になる。すなわち、従来の可変空隙モータにおいてロータ部３は、ステータ１内を公転しながら回転するためステ−タ１が径方向に振動してしまうという不都合があった。しかし、本実施例ではロータ２の重量バランスが良いことから、振動を防止することができる。
【００２６】
次に、本発明の他の実施例になる可変空隙モータの構造を、図３の正面図および図４の縦断面図に基づき説明する。この実施例では、基本構成については上述した図１および図２に示す実施例と同様とし、ロータ部の個数を３個とするものである。上述した実施例と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略し、異なる部分については新たに符号を付して説明する。
【００２７】
図３の正面図に示すように本実施例では、環状のステータ１が、３個のロータ部３を収容する。ロータ２は軸方向に配列した３個のロータ部３ａ，３ｂ，３ｃから成る。そして、これらロータ部（ロータギヤ）３ａ，３ｂ，３ｃとステータ（ステータギヤ）１とを噛合させる。この噛合位置ではステータ１とロータ部３との隙間が０になる。これに対し、この噛合位置からステータギヤ周方向に離れるほど、ステータ１とロータ部３との隙間が大きくなる。そして、この噛合位置から１８０度周方向に離れた位置ではステータ１とロータ部３との隙間が最も大きくなる。
【００２８】
ロータ２を回転自在に軸支するエキセントリックシャフト１５は、ステータ軸線Ｏに対し径方向一方に偏心してロータ部３ａを軸支する偏心円部１５ａと、ステータ軸線Ｏに対し径方向他方に偏心してロータ部３ｂを軸支する偏心円部１５ｂと、ステータ軸線Ｏに対し径方向他方に偏心してロータ部３ｃを軸支する偏心円部１５ｃとを具える。これによりエキセントリックシャフト１５は図３に示すように、偏心円部１５ａの中心Ｏaと偏心円部１５ｂの中心Ｏbと偏心円部１５ａの中心Ｏcとを、ステータ軸線Ｏ周りに相互に１２０度異なる相対位置にする。したがって、ロータ部３ａ、ロータ部３ｂおよびロータ部３ｃがステータ内周上で噛合位置を変化させて回転中に、ロータ部３ａとステータ１との噛合位置が、ロータ部３ｂとステータ１との噛合位置や、ロータ部３ｃとステータ１との噛合位置と夫々異なり、円周方向１２０度の等間隔となる。
【００２９】
本実施例では、ステータギヤ歯数Ｚｉが２３個であり、ロータ部個数Ｋｒが３個であり、これらの関係は、
Ｚｉ／Ｋｒ＝７．６６≠整数
であるから、がたつきを効果的に防止することができる。
【００３０】
そして好ましくは、ロータ部３を３個具えた本実施例では、ステータギヤ１６とロータギヤ１７との噛み合い率を夫々１／Ｋｒ以上とし、当該夫々の噛み合い率にロータ部個数Ｋｒ（＝３）を乗算したロータ２全体の噛み合い率を１以上にする。
【００３１】
３個のロータ部３を具えた図３に示す本実施例によれば、前述した２個のロータ部３を具えた図１に示す本実施例と比較して、重量バランスを益々良くすることが可能となる。さらに、各ロータ部３の噛合位置を、円周方向に１２０度の等間隔とすることで、ロータ２の重量バランスを一層良くすることが可能になる。
【００３２】
好ましくは、図４に示すように軸Ｏ方向中間にあるロータ部３ｂのギヤ歯５の歯元に永久磁石１８を設ける。永久磁石１８はロータギヤ１７よりもやや小さな径を有する環状であり、軸Ｏ方向に着磁してある。このため、軸Ｏ方向一側にあるロータ部３ａ全体はＮ極に磁化される。また軸Ｏ方向他側にあるロータ部３ｃ全体はＳ極に磁化される。
【００３３】
Ｎ極に磁化されたロータ部３ａを駆動するため、図３に示すようにロータ部３ａとの噛合位置（頂隙αを伴うギヤ歯）よりも一側Ｌに取り付けられた磁極６に、磁極６の径方向内方がＳ極となるよう電流を流す。これにより、Ｎ極に磁化されたロータ部３ａをステータ１の一側Ｌに引き寄せる。具体的には、噛合位置（頂隙αを伴うギヤ歯）から周方向に約９０度の位置で大きな吸引力が発生する。同時に、噛合位置（頂隙αを伴うギヤ歯）よりも他側Ｒに取り付けられた磁極６に、磁極６の径方向内方がＮ極となるよう電流を流す。具体的には、噛合位置（頂隙αを伴うギヤ歯）から周方向に約９０度の位置で大きな反発力が発生する。これにより、Ｎ極に磁化されたロータ部３ａをステータ１の一側Ｒから反発させる。
【００３４】
図４に示すようにロータ部３に永久磁石を設けることにより、上述した吸引力および反発力を発生させてロータ部を回転させることが可能となり、ロータ２の駆動トルクを増大させることが可能になる。
なお、図には示さなかったが本実施例の他にも、いずれか２個のロータ部３に、あるいはすべてのロータ部３に永久磁石を設けてもよい。
【００３５】
つまり、前述した図１および図２に示す実施例では、ロータ部３が永久磁石を有さず、極６がロータ部３を引き寄せるのみである。これに対し、本実施例ではロータを駆動する際、隣り合うギヤ歯４，４間に頂隙αを伴って最も深く噛合するギヤ歯５から１ピッチ周方向一方に離れて位置する極６が、径方向で向かい合うギヤ歯５を吸引して引き寄せる。同時に、１ピッチ周方向他方に離れて位置する極６が、径方向で向かい合うギヤ歯５を反発して遠ざける。したがってロータトルクを益々大きくすることができる。
【００３６】
次に、３個のロータ部３を具えている可変空隙モータの別の実施例を、図５の縦断面図に示す。この実施例では、基本構成については上述した図１および図２に示す実施例と同様であり、正面図は図３と同様であるが、ロータ部３を個々に駆動するよう、前記極を軸方向に２個配置する。
【００３７】
極６のうち、軸方向でロータ部３ａ側に配置した極６ｅは、ロータ部３ａおよびロータ部３ｂを駆動する。また、軸方向でロータ部３ｃ側に配置した極６ｆは、ロータ部３ｂおよびロータ部３ｃを駆動する。
【００３８】
このように軸Ｏ方向に複数の極６を設けることにより、前述したＺｉ／Ｋｒ≠整数となるようステータギヤ１６およびロータギヤ１７を構成する場合であっても、各ロータ部３の制御性が向上し、可変空隙モータの運転性能を良くすることができる。
【００３９】
なお図５に示す永久磁石１８は、周方向に複数配設されて、夫々の永久磁石１８を周方向に着磁するものであってもよい。永久磁石１８を具えたロータ部３ｂを駆動するため、図３に二重線で示すようにロータ部３ｂとの噛合位置（頂隙αを伴うギヤ歯）にある極６と、この噛合位置よりも１ピッチ周方向に離れて位置する極６とで磁気回路γを形成するよう、これら隣り合う磁極６，６に電流を流す。またこの頂隙αを通過する磁気回路γと隣り合う磁極６，６にも電流を流し、もう１つの磁気回路γを形成する。これにより、ロータ部３ｂをステータ１側Ｌに引き寄せる。
【００４０】
次に、本発明の他の実施例になる可変空隙モータの構造を、図６の正面図に基づき説明する。この実施例では、基本構成については上述した図１〜図４に示す実施例と同様である。また図５に示すように極を軸方向に複数配置してもよい。そして、ロータ部３の個数を４個とするものである。上述した実施例と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略し、異なる部分については新たに符号を付して説明する。
【００４１】
図６の正面図に示すように本実施例では、環状のステータ１が内部に、ロータ２を収容する。
ロータ２は軸方向に配列した４個のロータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄから成る。そして、これらロータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのロータギヤとステータ１のステータギヤとを噛合させる。環状のステータ１の軸方向寸法を長くすることで、このように複数個のロータ部３を収容することが可能である。
【００４２】
ロータ２を回転自在に軸支するエキセントリックシャフト１５は、ステータ軸線Ｏに対し径方向一方に偏心してロータ部３ａを軸支する偏心円部と、ステータ軸線Ｏに対し径方向他方に偏心してロータ部３ｂを軸支する偏心円部と、ステータ軸線Ｏに対し径方向他方に偏心してロータ部３ｃを軸支する偏心円部と、ステータ軸線Ｏに対し径方向他方に偏心してロータ部３ｄを軸支する偏心円部とを具える。これによりエキセントリックシャフト１５は図６に示すように、これら偏心円部の中心Ｏa、中心Ｏb、中心Ｏc、中心Ｏdとを、ステータ軸線Ｏ周りに相互に９０度異なる相対位置にする。したがって、ロータ部３ａ、ロータ部３ｂ、ロータ部３ｃおよびロータ部３ｄがステータ内周上で噛合位置を変化させて回転中に、ロータ部３ａとステータ１との噛合位置が、ロータ部３ｂとステータ１との噛合位置や、ロータ部３ｃとステータ１との噛合位置や、ロータ部３ｄとステータ１との噛合位置と夫々異なり、円周方向９０度の等間隔となる。
【００４３】
４個のロータ部３を具えた図６に示す本実施例によれば、前述した３個のロータ部３を具えた図３に示す本実施例と比較して、重量バランスを益々良くすることが可能となる。さらに、各ロータ部３の噛合位置を、円周方向に９０度の等間隔とすることで、ロータ２の重量バランスを一層良くすることが可能になる。
【００４４】
ところで、上記した各実施例の可変空隙モータによれば、ロータ部３をステータ１内に複数設け、エキセントリックシャフト１５でこれらロータ部３をステータ１周方向に相対移動不能に連結し、これらロータ部３の噛合位置が図１、図３、図６に示すように夫々異なるよう構成したことから、
複数のロータ部３により噛み合い率を１以上にすることが可能となり、ステータ１のステータギヤ１６とロータ部３のロータギヤ１７が余裕代の隙間を伴って噛合してもロータ２の回転時のがたつきを効果的に防止することができる。しかも、余裕代の隙間を伴ってもロータ２を確実に回転させることができることから歯形の加工精度を高くする必要がなく、コスト上有利である。
【００４５】
図１〜図６に示す各実施例では、ロータ部３を軸方向に複数配設したものであるが、図示しない実施例としてロータ部３外径をステータ１内径より十分小さくして、ロータ部３をステータ１の周方向に複数配設する構成であってもよい。
【００４６】
そして、図５に示すように、ロータ部３を個々に駆動するよう、極６ｅ、６ｆを軸Ｏ方向に複数配置することにより、各ロータ部３a、３ｂ、３ｃの制御性が向上し、可変空隙モータの運転性能を良くすることができる。
【００４７】
また上記各実施例によれば、図１、図３、図６に示すように複数のロータ部３の噛合位置がステータ１周方向に夫々等間隔となるよう構成したことから、ロータ２の重量バランスを良くすることが可能となり、回転時の振動を防止することができる。
【００４８】
また上記各実施例によれば、ステータギヤの歯数Ｚｉが、前記ロータ部の個数Ｋｒで割り切ることができないよう、これらステータギヤ歯数Ｚｉおよびロータ部個数Ｋｒの関係を規定したことから、ステータギヤ１６およびロータギヤ１７間のがたつきを効果的に防止することができる。
【００４９】
また上記各実施例によれば、ステータギヤ１６とロータギヤ１７とが頂隙αを伴って噛合するよう、これらステータギヤ１６およびロータギヤ１７のギヤ歯をインボリュート歯形に形成したことから、ステータ１とロータ部３ａとの噛合を容易にして、ロータ２回転時の摩擦を小さくすることができる。
【００５０】
また上記各実施例によれば、図１に示すようにステータ１の隣り合うギヤ歯４，４同士間に極６を設け、極６が噛合位置から周方向に離れた位置に駆動力を発生させることから、ギヤ歯５を大きな力で吸引することが可能となり、一般的な一定空隙モータよりもロータの駆動トルクを大きくすることができる。
【００５１】
また図４および図５に示すように、ロータ部３のうち少なくとも１個のロータ部３ｂには永久磁石１８を設け、永久磁石１８と磁極６とが相互に作用することによりロータ部３ｂを回転させることから、吸引力および反発力でロータ２を駆動することが可能となり、ロータの駆動トルクを大きくすることができる。
【００５２】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例になる可変空隙モータの構造を示す正面図である。
【図２】同実施例の縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施例になる可変空隙モータの構造を略示する正面図である。
【図４】同実施例の縦断面図である。
【図５】本発明の別の実施例になる可変空隙モータの構造を示す縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施例になる可変空隙モータの構造を略示する正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ステータ
２  ロータ
３  ロータ部
４，５  ギヤ歯
６  極（磁極）
７  鉄心
８  コイル
９  キャリア
１０  出力軸
１５  エキセントリックシャフト
１６  ステータギヤ
１７  ロータギヤ
１８  永久磁石
【図１】
2008306898.tif 000003
【図２】
2008306898.tif 000004
【図３】
2008306898.tif 000005
【図４】
2008306898.tif 000006
【図５】
2008306898.tif 000007
【図６】
2008306898.tif 000008