(57)【要約】【課題】モーターのサイズ、特に、出力軸の径方向へのサイズを小型化でき、かつ高出力化にも対応可能なモーターを提供する。【解決手段】一対の回転体（スプロケット１０）と、この回転体の少なくとも一方に設けられた出力軸とを有する。両回転体にはループ状の走行体（チェーン２０）が架け渡されている。走行体の外周には磁石３０が配列される。走行体の外周にはステーター４０が固定されて、磁石３０と対面する磁極を変化させることで磁石３０との間に反発と吸引を生じさせ、走行体を進行させる。モーターの出力軸には、スプロケットの回転軸１１を用いれば良い。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の回転体と、
この回転体の少なくとも一方に設けられた出力軸と、
前記両回転体に架け渡されて、進行することにより回転体を回すループ状の走行体と、
走行体の外周側に向けられた磁極が長手方向に交互に異なるよう配列された磁石と、
前記走行体の外周に固定されて、前記磁石と対面する磁極を変化させることで磁石との間に反発と吸引を生じさせ、走行体を進行させるステーターとを有することを特徴とするモーター。
【請求項２】
前記回転体がスプロケットで、
前記走行体がチェーンであることを特徴とする請求項１に記載のモーター。
【請求項３】
一対の回転体と、
この回転体の少なくとも一方に設けられた出力軸と、
前記両回転体に架け渡されて、進行することにより回転体を回すループ状の走行体と、
走行体の内周側に向けられた磁極が長手方向に交互に異なるよう配列された磁石と、
前記走行体の内周に固定されて、前記磁石と対面する磁極を変化させることで磁石との間に反発と吸引を生じさせ、走行体を進行させるステーターとを有することを特徴とするモーター。
【請求項４】
前記回転体がローラーで、
前記走行体がベルトであることを特徴とする請求項３に記載のモーター。
【請求項５】
前記ベルトはプラスチック磁石またはラバー磁石で構成されることを特徴とする請求項４に記載のモーター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モーターに関するものである。特に、全体形状を扁平に形成することができ、設置スペースの自由度を高めることができるモーターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモーターの概略構成例を図８に示す。このモーターは、内側にローター６００を、外側にステーター７００を具えるほぼ円筒型のものである。ローター６００は、芯材６１０とコイル６２０とから構成される。その芯材６１０は、リング部６１１と、リング部６１１の外周に放射状に一体化された複数のＴ型部６１２を有する。さらにＴ型部６１２は、リング部６１１に接合される脚部６１３と、脚部６１３先端から離反する方向に伸びる翼部６１４とからなる。そして、このＴ型部６１２における脚部６１３外周にコイル６２０がはめ込まれている。一方、ステーター７００は、モーターケース７１０と、その内側おいてローター６００を取り囲むように固定された永久磁石７２０とを具えている。このようなモーターは、コイル６２０に通電する電流を制御することで、ローター６００を回転させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術ではモーターの厚みが大きく、設置スペースの自由度が小さいという問題があった。
【０００４】
近年開発が進む電気自動車やハイブリッドカーなどでは、自動車という限られた空間内により高出力のモーターを設置できるよう、モーターの小型化が求められている。ところが、従来のモーターでは、ほぼ円筒型をしており、高出力のモーターを得るには、軸方向の長さや径方向のサイズを大型化せざるを得ない。そのため、小型化と高出力化を両立できるモーターの開発が望まれていた。
【０００５】
従って、本発明の主目的は、モーターのサイズ、特に、出力軸の径方向へのサイズを小型化でき、かつ高出力化にも対応可能なモーターを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒状のローターやステーターを用いるのではなく、ループ状の走行体を進行させ、走行体が掛けられた回転体を回転させることによりモーターとしての出力を得て上記の目的を達成する。
【０００７】
本発明モーターの構成には、インナーロータータイプと、アウターロータータイプがある。
【０００８】
インナーロータータイプは、一対の回転体と、この回転体の少なくとも一方に設けられた出力軸と、前記両回転体に架け渡されて、進行することにより回転体を回すループ状の走行体と、走行体の外周側に向けられた磁極が長手方向に交互に異なるよう配列された磁石と、前記走行体の外周に固定されて、前記磁石と対面する磁極を変化させることで磁石との間に反発と吸引を生じさせ、走行体を進行させるステーターとを有することを特徴とする。
【０００９】
また、アウターロータータイプは、一対の回転体と、この回転体の少なくとも一方に設けられた出力軸と、前記両回転体に架け渡されて、進行することにより回転体を回すループ状の走行体と、走行体の内周側に向けられた磁極が長手方向に交互に異なるよう配列された磁石と、前記走行体の内周に固定されて、前記磁石と対面する磁極を変化させることで磁石との間に反発と吸引を生じさせ、走行体を進行させるステーターとを有することを特徴とする。
【００１０】
このように、回転体にループ状の走行体を掛け、この走行体のうち、両回転体の間においてほぼ直線状に配された箇所をリニアモーターと同様の原理で駆動させることにより走行体を進行させることができる。それにより、回転体を回転できるため、少なくとも一方の回転体から出力軸を取り出せばモーターとして利用することができる。
【００１１】
上記の構成によれば、回転体同士の間隔により、幅方向にはサイズが広がるが、厚さ方向にはほぼ回転体の直径よりも若干大きい程度ですみ、扁平なモーターを構成できるため、電気自動車など設置スペースの制約が大きい分野において、設置自由度を高めることができる。
【００１２】
また、モーターの出力は、回転体の間隔を大きくし、走行体の長さを長くしたり、走行体の幅を大きくすることで実現できる。いずれの場合も、モーターの厚さ方向の大きさには変化がないため、モーターの扁平度を損なうことなく高出力のモーターを得ることができる。
【００１３】
ここで、回転体と走行体の組み合わせとしては、回転体がスプロケットで、走行体がチェーンの場合や、回転体がローラーで、走行体がベルトの場合、あるいは回転体がギアで、走行体がタイミングベルトの場合等が挙げられる。いずれの組み合わせも、インナーロータータイプとアウターロータータイプのいずれにも適用できる。インナーロータータイプのモーターではスプロケットとチェーンの組み合わせが好ましい。アウターロータータイプのモーターではローラーとベルトの組み合わせが好ましい。走行体をベルトとする場合、可とう性が要求されるため、例えばプラスチック磁石またはラバー磁石でベルトを構成することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
まず、インナーロータータイプの本発明モーターを図１〜図３に基づいて説明する。図１は本発明モーターの概略全体構成図、図２は走行体とステーターとの部分拡大図、図３は磁石をチェーンに一体化した走行体の部分斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、このモーターは、一対のスプロケット１０と、これらスプロケット間に架け渡されるループ状のチェーン２０（走行体）と、チェーン２０に固定された複数の永久磁石３０と、チェーン２０の直線部分の外周側に配置したステーター４０とを有する。
【００１６】
スプロケット１０とチェーン２０は、従来より用いられている一般的なものを利用すれば良い。少なくとも一方のスプロケット１０の回転軸１１はモーターの出力軸として用いる。また、チェーン２０の外周側には、複数の永久磁石３０が一体化されている。図２および図３に示すように、チェーン２０はほぼ８の字型の金属片を連結して構成されているが、この連結箇所の各々に永久磁石３０を一体化して、複数の永久磁石３０がチェーン２０の長手方向に配列された状態を形成する。各永久磁石３０は、外周側に向けた磁極Ｎと磁極Ｓが交互に並ぶように配列されている。
【００１７】
一方、このチェーン２０のうち、両スプロケット１０の間における区間では、外周側にステーター４０が配置されている。ステーター４０は、鉄心４１にコイル４５を組み合わせた構成である。鉄心４１は、直線部４２に複数のＴ型部が一体化され、このＴ型部は直線部４２と一体の脚部４３と、脚部４３の先端において広がった翼部４４とを有している。この脚部４３に導線を巻き付けてコイル４５を構成し、コイル４５に流す電流を制御することで、Ｔ型部の先端に生じる磁極を制御する。この磁極の制御により、永久磁石３０との間に吸引と反発を生じさせ、リニアモーターと同様の原理によりチェーン２０を一方向に進行させる。チェーン２０がステーター４０の内側で走行すると、スプロケット１０が回転されるため、このスプロケット１０の回転軸をモーターの出力軸とすれば、扁平な構成のモーターを構成することができる。
【００１８】
以上の説明では、チェーンとスプロケットの組み合わせを例としたが、チェーンの代わりにベルトを用い、スプロケットの代わりにベルトが掛けられるローラーを用いても良い。ベルトは、ゴムやプラスチックを用いて、図２に示すように永久磁石を突設してもよいが、ラバー磁石を用いてベルト自体を磁石としても良い。
【００１９】
（実施例２）
次に、アウターロータータイプの本発明モーターを図４〜図６に基づいて説明する。図４は同モーターの概略全体構成図、図５は走行体が掛けられたローラーの縦断面図、図６は走行体とステーターの部分拡大図である。
【００２０】
このモーターは、一対のローラー１１０と、これらローラー１１０間に架け渡されるループ状のベルト１２０（走行体）と、ベルト１２０の直線部分の内周側に配置したステーター１４０とを有する。
【００２１】
ローラー１１０とベルト１２０の形状は、従来より用いられている一般的なものを利用すれば良い。例えば、図５に示すように、外周に溝が形成されたローラー１１０を用い、この溝に断面が矩形や台形などのベルト１２０を掛けた構成が利用できる。少なくとも一方のローラー１１０の回転軸１１１（図４）はモーターの出力軸として用いる。
【００２２】
また、本発明ではベルト１２０をラバー磁石で構成し、ベルト１２０の可とう性と磁石としての特性を両立している。すなわち、図６に示すように、ベルト１２０の長手方向にＳ極とＮ極とが交互に配列された構成のベルトとする。
【００２３】
一方、このベルト１２０のうち、両ローラー１１０の間における区間では、内周側にステーター１４０が配置されている。ステーター１４０は、鉄心１４１にコイル１４２を組み合わせた構成である。鉄心１４１は断面が略Ｉ状のもので、その外周に導線を巻き付けてコイル１４２を形成している。このコイル１４２に流す電流を制御すれば、Ｉ型断面の鉄心１４１端部に生じる磁極を制御することができる。この磁極の制御により、ベルト１２０自体に形成された磁極との間に吸引と反発を生じさせ、リニアモーターと同様の原理によりベルト１２０を一方向に進行させる。ベルト１２０がステーター１４０の外側で走行すると、ローラー１１０（図４）が回転されるため、このローラー１１０の回転軸をモーターの出力軸とすれば、扁平な構成のモーターを構成することができる。
【００２４】
なお、上記の説明ではローラーとベルトの組み合わせを例としているが、これをスプロケットとチェーンに代えても良い。その場合、図３と同様の構成のチェーンを用いると、チェーンの内周側に磁石が位置することになって、スプロケットとチェーンの噛合の障害となることが考えられる。その場合、図７に示すように、チェーン２０の両側に永久磁石３０を取り付けてスプロケット１０とチェーン２０との噛合を確保することができる。この磁石３０の内側に対面するようにステーターを配置すれば、チェーン２０とスプロケット１０によりアウターロータータイプのモーターを構成することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明モーターによれば、スプロケットやローラーなどの回転体と、その回転体に掛けられた走行体を用い、走行体とステーターとの間に磁力の吸引と反発を発生させることで、走行体を走行させ、回転体を回転させることができる。従って、回転体の回転軸を出力軸とする扁平なモーターを構成することができ、電気自動車など設置スペースの限られる分野においてモーター組み込みの自由度を高めることができる。
【００２６】
また、走行体の長さ、つまり回転体同士の間隔を広げたり、走行体の幅を大きくすることで、容易にモーターの出力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インナーロータータイプの本発明モーターの概略全体構成図である。
【図２】本発明モーターにおいて走行体とステーターとの部分拡大図である。
【図３】本発明モーターにおいて磁石をチェーンに一体化した走行体の部分斜視図である。
【図４】アウターロータータイプの本発明モーターの概略全体構成図である。
【図５】本発明モーターにおいて走行体が掛けられたローラーの縦断面図である。
【図６】本発明モーターにおいて走行体とステーターの部分拡大図である。
【図７】スプロケットとチェーンを用いたアウターロータータイプの本発明モーターにおける部分縦断面図である。
【図８】従来のモーターの概略構成図である。
【符号の説明】
１０　スプロケット
１１　回転軸
２０　チェーン
３０　永久磁石
４０　ステーター
４１　鉄心
４２　直線部
４３　脚部
４４　翼部
４５　コイル
１１０　ローラー
１１１　回転軸
１２０　ベルト
１４０　ステーター
１４１　鉄心
１４２　コイル
６００　ローター
６１０　芯材
６１１　リング部
６１２　Ｔ型部
６１３　脚部
６１４　翼部
６２０　コイル
７００　ステーター
７１０　モーターケース
７２０　永久磁石
【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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