JP2020022236A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転するロータへの負荷を低減できる。【解決手段】大気圧より低い内圧を有する内部の空間を備える容器２と、容器２内にあるシャフト３と、容器２内で、シャフト３に支持されているロータ４と、容器２内でシャフト３に支持されている第１磁性部材７Ａと、シャフト３の長手方向において、容器２の外側で、第１磁性部材７Ａと対向する第２磁性部材７Ｂと、を備え、第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂとの間に磁力が発生する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

モータに関する技術として、スパイダの外周面において、放射状に極数の半数が、ロータ周方向に１つ置きのロータコアに対し、その側面を囲うようにして配置され、それぞれ各ロータコアの最大幅よりも大きい幅の内周面を有する真空容器を備える界磁超電導回転機が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に開示される界磁超電導回転機は、上記真空容器内に、内周面に沿って極数の半数の超電導コイルが格納される。

特開２０１７−２２０９９７号公報

ところで、モータは、ロータの周囲の空気が抵抗となり、回転の負荷になっていた。モータにおいて、ロータの回転が高速になるにつれて、空気抵抗による負荷が大きくなる。

しかしながら、特許文献１に開示されるモータでは、ロータが回転する時の空気抵抗を低減することが鑑みられていなかった。

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、回転するロータへの負荷を低減できるモータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、大気圧より低い内圧を有する内部の空間を備える容器と、容器内にあるシャフトと、容器内で、シャフトに支持されているロータと、容器内でシャフトに支持されている第１磁性部材と、シャフトの長手方向において、容器の外側で、第１磁性部材と対向する第２磁性部材と、を備え、第１磁性部材と第２磁性部材との間に磁力が発生する。

本発明の一態様に係るモータにおいて、第１磁性部材と第２磁性部材との間には容器の一部が配置されており、シャフトの長手方向において、容器の一部と第１磁性部材及び容器の一部と第２磁性部材との間には所定の間隙が設けられている。

本発明の一態様に係るモータにおいて、第１磁性部材と第２磁性部材は、ロータとともに回転する。

本発明の一態様に係るモータにおいて、第２磁性部材には、外部に回転力を伝達する出力部が設けられている。

本発明の一態様に係るモータにおいて、第１磁性部材と第２磁性部材は、互いに非接触であり、第１磁性部材、第２磁性部材及び出力部で動力伝達部を形成している。

本発明の一態様に係るモータにおいて、ロータは、ヨークと、磁石と、を備える。

本発明の一態様に係るモータにおいて、磁性部材と、磁性部材に巻かれるコイルと、を有するステータを備える。

本発明の一態様に係るモータにおいて、容器は、非磁性部材で形成されている。

本発明の一態様に係るモータにおいて、非磁性部材は、セラミックで形成される。

本発明の一態様に係るモータにおいて、容器の内部空間は、真空である。

本発明に係るモータによれば、回転するロータへの負荷を低減できる。

本発明の実施の形態に係るモータの構成を概略的に示す斜視断面図である。 図１に示すモータの構成を概略的に示す断面図である。 図１に示すモータにおける動力伝達部の第１磁性部材及び第２磁性部材の一例を示す模式図である。 図１に示すモータにおけるロータ本体及びステータ本体を示す斜視図である。 図１に示すモータにおけるステータ本体のＵ相の導線の通電状態を示す模式図である。 図１に示すモータにおけるステータ本体のＶ相の導線の通電状態を示す模式図である。 図１に示すモータにおけるステータ本体のＷ相の導線の通電状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態に係るモータについて図面を参照しながら説明する。

［モータの全体構成］
本発明の一実施の形態に係るモータについて、全体構成を説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ１０の構成を概略的に示す斜視断面図である。図２は、モータ１０の構成を概略的に示す断面図である。

以下の説明では、軸線ｘ方向は、シャフト３の長手方向である。また、以下の説明では、便宜上、図１及び図２に示す軸線ｘ方向に垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）をモータ１０の正面とする。また、以下の説明では、便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ方向を上側ａ（図２の左方向）とし、矢印ｂ方向を下側ｂ（図２の右方向）とする。また、径方向において、軸線ｘから遠ざかる方向（図２の矢印ｃ方向）を外周側ｃとし、軸線ｘに向かう方向（図２の矢印ｄ方向）を内周側ｄとする。

図１及び図２に示すように、モータ１０は、大気圧より低い内圧を有する内部の空間を備える容器２と、容器２内にある回転軸としてのシャフト３と、を備える。容器２は、非磁性部材を用いて形成され、内部の空間の気圧が大気圧より低く設定されている。シャフト３は、容器２に収容されている。モータ１０は、容器２内で、シャフト３に支持されているロータ４と、ロータ４を囲むステータ５と、容器２の外側に設けられた出力部６とを備える。この出力部６は、シャフト３の長手方向において、シャフト３の一端部３１に対向して配置されている。モータ１０は、容器２内で、シャフト３に支持されている第１磁性部材７Ａと、シャフト３の長手方向において、容器２の外側で、第１磁性部材７Ａと対向する第２磁性部材７Ｂと、を備える。第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂとの間に磁力が発生する。また、モータ１０は、シャフト３の一端部３１と出力部６の一端部６１との間に設けられ、容器２を通過する磁力により非接触でロータ４の回転力を出力部６に伝達するように構成されている動力伝達部７を備える。動力伝達部７は、第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂとを備える。第１磁性部材７Ａは、シャフト３の一端部３１に設けられ一端部３１から出力部６の方向に磁界を生じる。第２磁性部材７Ｂは、出力部６において第１磁性部材７Ａに対向して設けられ、第１磁性部材７Ａの方向に磁界を生じる。以下、本発明の実施の形態に係るモータ１０について図面を参照しながら説明する。

ハウジング１は、例えばシャフト３の長手方向（以下、軸線ｘ方向と呼称する。）を長手方向とする円筒形状を備えている。本実施形態では、ハウジング１は金属部材で形成されている。ハウジング１は、筒部１ａと、筒部１ａの開口を塞ぐ２つの蓋部１ｂ，１ｃを備えている。２つの蓋部１ｂ，１ｃのうち、蓋部１ｂはシャフト３の軸線ｘ方向において、容器２の底部と対向している。ハウジング１には、容器２、ロータ４、ステータ５、出力部６、及び動力伝達部７を含む、モータ１０の構成要素が収容されている。ハウジング１は、上述の構成要素を収容するために内部に空間を有する。

なお、ハウジング１は、モータ１０の構成要素を収容することができるものであれば、上述の例に限定されない。ハウジング１は、例えば円筒形の一部が変形した略円筒形、あるいは角柱形などであってもよい。

容器２は、ハウジング１の内部に配置され、筒部２ａと底部２ｂと後述する蓋部２１を備える。また、容器２は非磁性部材で形成されている。容器２は、モータ１０のロータ４の構成要素を収容するために内部に空間を有する。容器２は、容器２の形状を構成する蓋部２１により、容器２の外部と内部の空間とが隔離されている。容器２は、蓋部２１により外部から隔離されている内部の空間が、大気圧より低い気圧（例えば真空）に設定されている。容器２の内部の気圧は、適宜定められる。容器２の内部の空間には、空気よりも密度が軽い、例えばヘリウムなどの気体で満たされていてもよい。

容器２は、内部の空間において、例えばシャフト３及びロータ４が共に軸線ｘを中心として回転可能な形状を有する。容器２の具体的な形状は、例えば軸線ｘ方向を長手方向とする円筒形である。容器２は、非磁性部材を用いて形成されている。容器２は、非磁性部材の一例であるセラミック（具体的にはファインセラミックスなど）を用いて形成されるのが望ましい。

なお、容器２の形状は、内部に空間を有し、この空間内においてシャフト３及びロータ４が回転可能な形状であれば、上述の例に限定されない。

シャフト３は、軸線ｘ方向を長手方向として容器２の内部に配置される。シャフト３は、軸線ｘ方向を長手方向とする丸棒の部材である。シャフト３は、容器２の内部で軸線ｘ方向を中心に回転する。シャフト３は、例えばＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）に規定されるＳＵＳ４２０系のステンレス鋼などの磁性部材を用いて形成される。

ロータ４は、ロータ本体４Ａとロータ本体４Ｂを備える。ロータ本体４Ａ，４Ｂは、軸線ｘを中心軸として軸線ｘ方向の長さよりも径方向の長さが長い円柱形状の回転体である。ロータ本体４Ａ，４Ｂは、軸線ｘ方向を長手方向としてシャフト３に固定される。ロータ本体４Ａ及びロータ本体４Ｂは、長手方向において互いに所定の間隔が設けられてシャフト３に固定される。

ステータ５は、ハウジング１の内部であって容器２の外部に配置されており、ロータ４を囲んでいる。ステータ５は、ロータ４の数に対応して設けられる。ステータ５は、具体的には、モータ１０の径方向において、ロータ本体４Ａに対向する位置に配置されているステータ本体５Ａと、ロータ本体４Ｂに対向する位置に配置されているステータ本体５Ｂとを備える。ロータ本体４Ａ，４Ｂ及びステータ本体５Ａ，５Ｂの詳細な構成については後述する。なお、ステータ５は、図１及び図２においてハウジング１の内部であって容器２の外部に設けられているが、本発明においてはこれに限定されない。ステータ５は、例えば容器２の内部に設けられ、容器２の筒部２ａに固定されていてもよい。また、モータ１０において、ロータ本体４Ａ，４Ｂの２つが一組のロータ４として備えられ、ステータ本体５Ａ，５Ｂの２つが一組のステータ５として備えられるが、本発明においてロータ及びステータの構成はこれに限定されない。

出力部６は、容器２の外部における、ロータ４の回転軸であるシャフト３と同軸である軸線ｘ上に設けられる。また、出力部６は、容器２の外側において、シャフト３の一端部３１に対向して設けられる。シャフト３の一端部３１は、容器２の蓋部２１側又はハウジング１の蓋部１ｂ側に設けられている。出力部６は、モータ１０が生じる回転力を外部に出力する。出力部６とシャフト３との間に容器２の蓋部２１があるため、出力部６は、シャフト３からの回転力が機械的に伝達可能なように接続されていない。

図１に示すように、動力伝達部７は、シャフト３の一端部３１と出力部６の一端部６１との間に設けられる。上述のように容器２の蓋部２１が介在することにより、シャフト３の一端部３１と出力部６の一端部６１との間は、機械的に接続されていない。このため、動力伝達部７は、磁力を用いて容器２の蓋部２１を介してシャフト３から出力部６に回転力を伝達する。

［動力伝達部の構成］
本実施の形態に係るモータ１０が備える動力伝達部７の構成について説明する。

動力伝達部７は、磁気ギア、磁気継手、磁気カップリングなどとも称される。動力伝達部７は、軸線ｘ方向に垂直な方向に延在する面を有する第１磁性部材７Ａ及び第２磁性部材７Ｂを備える。

図１，２に示すように、第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂとの間には容器２の一部が配置されており、シャフト３の長手方向において、容器２の一部と第１磁性部材７Ａ及び容器２の一部と第２磁性部材７Ｂとの間には所定の間隙７Ｃが設けられている。これら第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂは、ロータ４とともに回転する。第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂは互いに非接触であり、第１磁性部材７Ａ、第２磁性部材７Ｂ及び出力部６で動力伝達部７を形成している。第２磁性部材には、外部にロータ４の回転力を伝達する出力部６が設けられている。

図３は、モータ１０の動力伝達部７の第１磁性部材７Ａ及び第２磁性部材７Ｂの一例を示す模式図である。図３に示すように、第１磁性部材７Ａ及び第２磁性部材７Ｂは、それぞれ中心から放射状に所定の区画に分割された領域に、永久磁石のＳ極７１Ａ，７１ＢとＮ極７２Ａ，７２Ｂの磁極が周方向に交互に配置される。動力伝達部７において、第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂとの間の間隙７Ｃには磁界が形成されており、この間隙７Ｃはいわゆる磁気ギャップとなっている。具体的には、図１及び図２に示すように動力伝達部７をモータ１０に取り付けた状態において、第１磁性部材７Ａが第２磁性部材７Ｂの方向に、第２磁性部材７Ｂが第１磁性部材７Ａの方向に、磁力が生じる。

動力伝達部７は、第１磁性部材７ＡのＳ極７１Ａと第２磁性部材７ＢのＮ極７２Ｂ、及び、第１磁性部材７ＡのＮ極７２Ａと第２磁性部材７ＢのＳ極７１Ｂが互いに引き付け合う力を発揮する。動力伝達部７は、第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂとの間の引き付け合う磁力により、第１磁性部材７Ａの回転運動が、第２磁性部材７Ｂに非接触で伝達される。ここで、容器２は、上述したように非磁性部材であるファインセラミックスを用いて、透磁性を有するように形成されている。動力伝達部７は、第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂとの間に容器２の蓋部２１が介在しても、第１磁性部材７Ａ及び第２磁性部材７Ｂの磁力が蓋部２１を通過できるため、容器２の内部におけるシャフト３の回転力を容器２の外部の出力部６に伝達できる。なお、動力伝達部７の磁極の数及び配置、第１磁性部材７Ａと第２磁性部材７Ｂの形状は、上述の例に限定されない。

以上説明した動力伝達部７の構成により、モータ１０は、外部から隔離されている容器２の内部の空間で回転するロータ本体４Ａ，４Ｂ及びシャフト３の回転力を、外部に伝達することができる。

［ロータ及びステータの構成］
本実施の形態に係るモータ１０が備えるロータ本体４Ａ，４Ｂ、及びステータ本体５Ａ，５Ｂの構成について説明する。
図４は、モータ１０におけるロータ本体４Ａ，４Ｂ及びステータ本体５Ａ，５Ｂを模式的に示す斜視図である。図４では、説明のために、モータ１０のハウジング１及び容器２の内部における配置を維持して、１組のロータ本体４Ａ，４Ｂ及びステータ本体５Ａ，５Ｂとの組み合わせのみを示している。

ロータ本体４Ａ，４Ｂは、概略の形状が円柱または略円柱形状である。図４において、ロータ４は、軸線ｘ方向の長さよりも径方向の長さの方が大きい扁平な円柱形状である。ロータ本体４Ａ，４Ｂは、ヨーク４１Ａ，４１Ｂと、孔部４２Ａ，４２Ｂと、凸部４３Ａ，４３Ｂと、磁石４４Ａ，４４Ｂと、凹部４５Ａ，４５Ｂと、を備える。

ヨーク４１Ａ，４１Ｂは、ロータ本体４Ａ，４Ｂの上述の概略の形状を定める。ヨーク４１Ａ，４１Ｂは、磁性材料により形成されている。

孔部４２Ａ，４２Ｂは、上述した円柱または略円柱形状のヨーク４１Ａ，４１Ｂの中心に形成された貫通孔である。孔部４２Ａ，４２Ｂは、ロータ本体４Ａ，４Ｂをシャフト３に貫通させるために設けられている。

凸部４３Ａ，４３Ｂは、ヨーク４１Ａ，４１Ｂの外周面に設けられている。凸部４３Ａ，４３Ｂは、磁石４４Ａ、４４Ｂの極間のギャップを形成する。ヨーク４１Ａ，４１Ｂの外周面において、凸部４３Ａ，４３Ｂの間には、ヨーク４１Ａ，４１Ｂに取り付けられる磁石４４Ａ，４４Ｂを収容可能な凹部４５Ａ，４５Ｂが設けられている。凸部４３Ａ，４３Ｂ及び凹部４５Ａ，４５Ｂは、磁石４４Ａ，４４Ｂがヨーク４１Ａ，４１Ｂに取り付けられたときに、磁石４４Ａ，４４Ｂの高さと同一または略同一の高さとなるように形成されている。凸部４３Ａ，４３Ｂと凹部４５Ａ，４５Ｂは、磁石４４Ａ，４４Ｂの数に対応して設けられている。本実施の形態において、凸部４３Ａ，４３Ｂ及び凹部４５Ａ，４５Ｂは、４個設けられている。凸部４３Ａ，４３Ｂにより形成されるギャップは、複数の磁石４４Ａ，４４Ｂの極間をやや広めに設けることが望ましい。

磁石４４Ａ，４４Ｂは、ヨーク４１Ａ，４１Ｂの凹部４５Ａ，４５Ｂに対応して、４個設けられる。磁石４４Ａ，４４Ｂは、外周面４４１Ａ，４４１Ｂがヨーク４１Ａ，４１Ｂの外周部分に対応した形状を有する。また、磁石４４Ａ，４４Ｂは、内周面４４２Ａ，４４２Ｂがヨーク４１Ａ，４１Ｂの凹部４５Ａ，４５Ｂの形状に対応した形状を有する。磁石４４Ａ，４４Ｂは、例えばＮｄＦｅＢ（ネオジム系）ボンド磁石を用いることができる。

以上の構成を有するロータ本体４Ａ，４Ｂは、ヨーク４１Ａ，４１Ｂの外周面に４個の磁石４４Ａ，４４Ｂが設けられる、４極の表面磁石（Surface Permanent Magnet：ＳＰＭ）型のロータである。ロータ本体４Ａ，４Ｂは、孔部４２Ａ，４２Ｂがシャフト３に挿入されることで、シャフト３に支持されている。シャフト３に支持されたロータ本体４Ａ，４Ｂは、シャフト３と共に回転する。ヨーク４１Ａ，４１Ｂに設けられる凸部４３Ａ，４３Ｂ、及び磁石４４Ａ，４４Ｂの外周面４４１Ａ，４４１Ｂは、ロータ本体４Ａ，４Ｂの外周面を形成する。

ステータ本体５Ａ，５Ｂは、ステータコア５１Ａ，５１Ｂと、磁極部としてのスロット５２Ａ，５２Ｂと、コイル５３Ａ，５３Ｂと、ロータコイル５４Ａ，５４Ｂと、を備える。ステータ本体５Ａ，５Ｂは、具体的には、軸線ｘ方向においてロータ４に対応する位置に、径方向においてロータ本体４Ａ，４Ｂよりも中心から離れた位置に配置されている。

ステータコア５１Ａ，５１Ｂは、例えば複数の磁性体としての電磁鋼板を積み重ねることにより、略円筒形状に形成される。シャフト３の長手方向において、複数の電磁鋼板のうち、対向し合う２つの電磁鋼板の面には凹部と凸部が設けられており、これら凹部と凸部とが嵌合することで、複数の電磁鋼板は互いに固定されている。ステータコア５１Ａ，５１Ｂは、環状の外周部５１１Ａ，５１１Ｂの内側に複数（例えば２４個）のスロット５２Ａ，５２Ｂが設けられている。ステータコア５１Ａ，５１Ｂの中心部分には、ロータ本体４Ａ，４Ｂを収容可能な略円柱状の空間として、ロータ収容部５１２Ａ、５１２Ｂが設けられている。

スロット５２Ａ，５２Ｂは、上述したようにステータコア５１Ａ，５１Ｂの外周部５１１Ａ，５１１Ｂの内側に設けられている。スロット５２Ａ，５２Ｂは、ステータコア５１Ａ，５１Ｂの外周部５１１Ａ，５１１Ｂから中心に向かって延在する。ステータ本体５Ａ，５Ｂには、例えば２４個のスロット５２Ａ，５２Ｂが形成される。なお、スロット５２Ａ，５２Ｂの数は、上述の例に限定されない。

コイル５３Ａ，５３Ｂは、複数のスロット５２Ａ，５２Ｂの間のステータコア５１Ａ，５１Ｂの外面を覆うインシュレータに巻回される導線により構成されている。インシュレータは、コイル５３Ａ、５３Ｂとスロット５２Ａ，５２Ｂとの間に設けられてコイル５３Ａ，５３Ｂをスロット５２Ａ，５２Ｂに対して絶縁していればよく、樹脂部材で形成したり、スロット５２Ａ，５２Ｂの外面をコーティングにより覆うように形成しても構わないため、公知のものを使用することができる。モータの回転を制御するコイル５３Ａ，５３Ｂには、ステータ５のロータ収容部５１２Ａ，５１２Ｂにおいてロータ本体４Ａ，４Ｂを磁力により回転させるために、電流などの電力が供給される。

ロータ４を容器２に対して保持するロータコイル５４Ａ，５４Ｂは、径方向において、コイル５３Ａ，５３Ｂとは異なる位置に配置されている。具体的には、ロータコイル５４Ａ，５４Ｂは、複数のスロット５２Ａ，５２Ｂの間のステータコア５１Ａ，５１Ｂの一部に導線を巻き回すことで形成され、コイル５３Ａ，５３Ｂとは異なる位置にある。ロータコイル５４Ａ，５４Ｂには、ステータ本体５Ａ，５Ｂのロータ収容部５１２Ａ，５１２Ｂにおいてロータ本体４Ａ，４Ｂを含むロータ４全体を磁力により浮遊させるために、電流などの電力が供給される。

ハウジング１の内部において、ステータ本体５Ａ，５Ｂは、容器２の内部に収容されるロータ本体４Ａ，４Ｂを囲むように配置されている。ステータコア５１Ａ，５１Ｂのロータ収容部５１２Ａ，５１２Ｂとロータ本体４Ａ，４Ｂの外周面との間には、容器２の内部空間と蓋部２１とを含めて磁気ギャップが設けられている。

［ステータへの通電動作］
本実施の形態に係るモータ１０が備えるステータ本体５Ａ，５Ｂへの通電動作について説明する。モータ１０は、以下説明するように、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相に通電してロータ本体４Ａ，４Ｂを浮遊させると共に回転させる。具体的には、モータ１０は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相において、軸線ｘが通る中心点に関して対称な位置にある４つの極のコイル５３Ａ，５３Ｂの導線に通電される。ここで、コイル５３Ａ，５３Ｂは、各極において隣接する２つの導線が通電されることで、ロータ本体４Ａ，４Ｂを回転させる。また、モータ１０は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相において、軸線ｘが通る中心点に関して対称な位置にある２つの極のロータコイル５４Ａ，５４Ｂの導線に通電される。ここで、ロータコイル５４Ａ，５４Ｂは、各極において隣接する２つのロータコイル５４Ａ，５４Ｂの導線に通電されることで、ロータ本体４Ａ，４Ｂを浮遊させる。

図５は、モータ１０におけるステータ本体５Ａ，５ＢのＵ相の導線の通電状態を示す模式図である。図５乃至図７において、ステータ本体５Ａ，５Ｂは、上側ａから下側ｂ方向を見た状態を示している。図５に示すように、Ｕ相において通電されるコイル５３Ａ，５３Ｂは、グループ５３Ｕ１，５３Ｕ２，５３Ｕ３，５３Ｕ４の４組の導線である。グループ５３Ｕ１，５３Ｕ３は、下側ｂ方向に電流が流れる。グループ５３Ｕ２，５３Ｕ４は、上側ａ方向に電流が流れる。Ｕ相において通電されるロータコイル５４Ａ，５４Ｂは、グループ５４Ｕ１，５４Ｕ２の２組の導線である。グループ５４Ｕ１は、上側ａ方向に電流が流れる。グループ５４Ｕ２は、下側ｂ方向に電流が流れる。

図６は、モータ１０におけるステータ本体５Ａ，５ＢのＶ相の導線の通電状態を示す模式図である。図６に示すように、Ｖ相において通電されるコイル５３Ａ，５３Ｂは、グループ５３Ｖ１，５３Ｖ２，５３Ｖ３，５３Ｖ４の４組の導線である。グループ５３Ｖ１，５３Ｖ３は、上側ａ方向に電流が流れる。グループ５３Ｖ２，５３Ｖ４は、下側ｂ方向に電流が流れる。Ｖ相において通電されるロータコイル５４Ａ，５４Ｂは、グループ５４Ｖ１，５４Ｖ２の２組の導線である。グループ５４Ｖ１は、上側ａ方向に電流が流れる。グループ５４Ｖ２は、下側ｂ方向に電流が流れる。

図７は、モータ１０におけるステータ本体５Ａ，５ＢのＷ相の導線の通電状態を示す模式図である。図７に示すように、Ｗ相において通電されるコイル５３Ａ，５３Ｂは、グループ５３Ｗ１，５３Ｗ２，５３Ｗ３，５３Ｗ４の４組の導線である。グループ５３Ｗ１，５３Ｗ３は、上側ａ方向に電流が流れる。グループ５３Ｗ２，５３Ｗ４は、下側ｂ方向に電流が流れる。Ｗ相において通電されるロータコイル５４Ａ，５４Ｂは、グループ５４Ｗ１，５４Ｗ２の２組の導線である。グループ５４Ｗ１は、下側ｂ方向に電流が流れる。グループ５４Ｖ２は、上側ａ方向に電流が流れる。

モータ１０は、通電されてロータ本体４Ａ，４Ｂとステータ本体５Ａ，５Ｂとの間で磁力を発揮する。ロータ本体４Ａ，４Ｂは、ロータコイル５４Ａ，５４Ｂの磁力とステータ本体５Ａ，５Ｂの磁力との反発力により、ステータ本体５Ａ，５Ｂのロータ収容部５１２Ａ，５１２Ｂにおいて浮遊する。浮遊したロータ本体４Ａ，４Ｂは、コイル５３Ａ，５３Ｂの磁力とステータ本体５Ａ，５Ｂの磁力との反発力により、ステータ本体５Ａ，５Ｂのロータ収容部５１２Ａ，５１２Ｂにおいて回転する。

以上説明した本実施の形態に係るモータ１０は、軸線ｘ方向を中心に回転するロータ４が、非磁性部材で形成され、内部の空間が大気圧より低い気圧に維持されている容器２に収容される。

シャフト３及びロータ４が、例えば真空状態など、大気圧より低い空気圧に保たれている容器２に収容されることにより、容器２の内部において空気の密度が低くなる。このため、モータ１０は、ロータ４の回転時に生じる空気抵抗が低減され、回転による負荷を減少することができる。

また、モータ１０は、容器２の外側に設けられ軸線ｘ方向においてシャフト３の端部に対向する出力部６との間に、磁力によりシャフト３の回転力を出力部６に伝達するように構成されている動力伝達部７を備える。これにより、モータ１０は、容器２内部の空気圧を外部よりも低い状態で維持したまま回転力を外部に伝達できる。このため、モータ１０は、回転による負荷を減少することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係るモータ１０に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

１…ハウジング、２…容器、３…シャフト、４…ロータ、４Ａ…ロータ本体、４Ｂ…ロータ本体、５…ステータ、５Ａ，５Ｂ…ステータ本体、６…出力部、７…動力伝達部、７Ａ…第１磁性部材、７Ｂ…第２磁性部材、７Ｃ…間隙、１０…モータ、２１…蓋部、３１…一端部、４１Ａ，４１Ｂ…ヨーク、４２Ａ，４２Ｂ…孔部、４３Ａ，４３Ｂ…凸部、４４Ａ，４４Ｂ…磁石、４５Ａ，４５Ｂ…凹部、５１Ａ，５１Ｂ…ステータコア、５２Ａ，５２Ｂ…スロット、５３Ａ，５３Ｂ…コイル、５４Ａ，５４Ｂ…ロータコイル、６１…一端部、７１Ａ，７１Ｂ…Ｓ極、７２Ａ，７２Ｂ…Ｎ極、４４１Ａ，４４１Ｂ…外周面、４４２Ａ，４４２Ｂ…内周面、５１１Ａ，５１１Ｂ…外周部、５１２Ａ，５１２Ｂ…ロータ収容部

Claims (10)

1. 大気圧より低い内圧を有する内部の空間を備える容器と、
   前記容器内にあるシャフトと、
   前記容器内で、前記シャフトに支持されているロータと、
   前記容器内で、前記シャフトに支持されている第１磁性部材と、
   前記シャフトの長手方向において、前記容器の外側で、前記第１磁性部材と対向する第２磁性部材と、を備え、
   前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間に磁力が発生する、モータ。
2. 前記第１磁性部材と前記第２磁性部材との間には前記容器の一部が配置されており、
   前記シャフトの長手方向において、前記容器の一部と前記第１磁性部材及び前記容器の一部と前記第２磁性部材との間には所定の間隙が設けられている、
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記第１磁性部材と前記第２磁性部材は、前記ロータとともに回転する、
   請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記第２磁性部材には、外部に回転力を伝達する出力部が設けられている、
   請求項１から３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記第１磁性部材と前記第２磁性部材は、互いに非接触であり、
   前記第１磁性部材、前記第２磁性部材及び前記出力部で動力伝達部を形成している、
   請求項４に記載のモータ。
6. 前記ロータは、
   ヨークと、磁石と、を備える、
   請求項１から５のいずれかに記載のモータ。
7. 磁性部材と、前記磁性部材に巻かれるコイルと、を有するステータを備える、
   請求項１から６のいずれかに記載のモータ。
8. 前記容器は、非磁性部材で形成されている、
   請求項１から７のいずれかに記載のモータ。
9. 前記非磁性部材は、セラミックで形成される、
   請求項８に記載のモータ。
10. 前記容器の内部空間は、真空である、
    請求項１から９のいずれかに記載のモータ。

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