電気機械装置、並びに、電機機械装置を用いた移動体およびロボット
【課題】電気機械装置のケーシングで発生する渦電流損失を抑制する。
【解決手段】本発明の電気機械装置は、円筒状の磁石バックヨーク、および、磁石バックヨークの外周に沿って円筒状に配置されたローター磁石、を有するローターと、ローターの外周に沿って円筒状に配置された空芯の電磁コイル、および、円筒状に配置された電磁コイルの外周に配置された円筒状のコイルバックヨーク、を有するステーターと、ステーターおよびローターを覆うケーシングと、を備え、ケーシングの少なくとも一部は、炭素繊維強化プラスチックで形成されている。
【解決手段】本発明の電気機械装置は、円筒状の磁石バックヨーク、および、磁石バックヨークの外周に沿って円筒状に配置されたローター磁石、を有するローターと、ローターの外周に沿って円筒状に配置された空芯の電磁コイル、および、円筒状に配置された電磁コイルの外周に配置された円筒状のコイルバックヨーク、を有するステーターと、ステーターおよびローターを覆うケーシングと、を備え、ケーシングの少なくとも一部は、炭素繊維強化プラスチックで形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械装置、並びに、電機機械装置を用いた移動体およびロボットに関す
る。
【背景技術】
【０００２】
電動機や発電機等の回転電機（本明細書では「電機機械装置」とも呼ぶ）の一例として
、永久磁石がローター磁石として略円筒状に配置されたローターと、ローターの外周に空
芯（コアレス）の電磁コイルが略円筒状に配置されたステーターと、を備える、インナー
ローター型でコアレス型の電気機械装置がある。この電気機械装置のケーシングには、従
来から、アルミニウム合金のように、軽量性や強度性、耐熱性等の確保が容易な金属が用
いられている。
【０００３】
ここで、ローター磁石からの磁束は、基本的には、電磁コイルの外周に配置されている
コイルバックヨークよりも内側で磁気回路として閉じるように設定されているが、実際に
は、小型化させるためにコイルバックヨークの外周側に磁束の漏れが生じている。このた
め、コイルバックヨークの外周でステーターを覆うケーシングにおいて渦電流が発生し、
発生した渦電流による損失、いわゆる渦電流損失によって、電気機械装置の効率向上の妨
げとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１０６９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３２２９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、電気機械装置の
ケーシングで発生する渦電流損失を抑制することが可能な技術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】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例と
して実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
電気機械装置であって、
円筒状の磁石バックヨーク、および、前記磁石バックヨークの外周表面に沿って円筒状
に配置されたローター磁石、を有するローターと、
前記ローターの外周に沿って円筒状に配置された空芯の電磁コイル、および、前記円筒
状に配置された電磁コイルの外周に配置された円筒状のコイルバックヨーク、を有するス
テーターと、
前記ステーターおよび前記ローターを覆うケーシングと、
を備え、
前記ケーシングの少なくとも一部は、炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電
気機械装置。
発明者は、炭素繊維強化プラスチックが、導電性であるにも関わらず渦電流の発生し難
い材料であることを見出した。上記電機機械装置では、ステーターおよびローターを覆う
ケーシングの少なくとも一部が、炭素繊維強化プラスチックで形成されているので、ケー
シングで発生する渦電流損失を抑制することができ、電気機械装置の効率を向上させるこ
とが可能である。
【０００８】
［適用例２］
適用例１に記載の電気機械装置であって、
前記ケーシングは、前記コイルバックヨークの外周部を覆う部分が前記炭素繊維強化プ
ラスチックで形成されている、電気機械装置。
ローター磁石からの磁束の多くはコイルバックヨーク方向に向かうので、上記構成の場
合には、コイルバックヨークの外周部を覆う部分を炭素繊維強化プラスチックで形成する
ことにより、渦電流損失を効率的に抑制することができ、電気機械装置の効率を向上させ
ることが可能である。
【０００９】
［適用例３］
適用例１に記載の電機機械装置であって、
前記ケーシングは、全体が前記炭素繊維強化プラスチックで形成れている、電気機械装
置。
この場合には、ローター磁石からコイルバックヨークの外周側に漏れた磁束による渦電
流損失だけでなく、コイルバックヨークの外周側以外の方向に向かって漏れた磁束による
渦電流損失も抑制することができ、電気機械装置の効率を向上させることが可能である。
【００１０】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
前記ローターの中心部は前記炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電気機械装
置。
この場合には、炭素繊維強化プラスチックは、従来ローターを構成する部材として用い
られていた鋼材に比べて軽量性や剛性等に優れるので、従来に比べて軽量性や剛性等に優
れたローターを構成することができ、結果として軽量性や剛性等に優れた電気機械装置を
構成することが可能となる。
【００１１】
［適用例５］
適用例２ないし適用例４のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
さらに、前記ローターの内周側に収容されて、前記ローターに連結された回転機構部を
備える、電気機械装置。
この場合には、回転機構部を備える電気機械装置のケーシングで発生する渦電流損失を
抑制することができ、電気機械装置の効率を向上させることが可能である。
【００１２】
［適用例６］
適用例５に記載の電機機械装置であって、
前記回転機構部は、少なくとも、前記ローターに連動して回転する連動回転部が前記炭
素繊維強化プラスチックで形成されている、電気機械装置。
この場合には、炭素繊維強化プラスチックは、従来回転機構部の連動回転部を構成する
部材として用いられていた鋼材に比べて軽量性や剛性等に優れるので、従来に比べて軽量
性や剛性等に優れた回転機構部の連動回転部を構成することができ、結果として軽量性や
剛性等に優れた回転機構部を備える電気機械装置を構成することが可能となる。
【００１３】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電動機（モーター
）や発電機などの電気機械装置（回転電機）のほか、電機機械装置を用いた電動移動体や
電動移動ロボットあるいは医療機器等の種々の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例としてのコアレスモーター１０の構成を示す説明図である。
【図２】ケーシングで発生する渦電流損失の測定方法の一例を示す説明図である。
【図３】ケーシング１１０を炭素繊維強化プラスチックで形成した場合の渦電流損失とアルミニウムで形成した場合の渦電流損失とを比較する説明図である。
【図４】ケーシングを炭素繊維強化プラスチックで形成したときの渦電流が少ない理由を説明する説明図である。
【図５】第２実施例としてのコアレスモーター１０００の構成を示す概略断面図である。
【図６】第３実施例としての動力発生装置１１００の構成を示す概略断面図である。
【図７】第４実施例としての動力発生装置１１００Ｂの構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明の変形例としてモーター／発電機を利用した移動体の一例である電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。
【図９】本発明の変形例としてモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の変形例としてモーターを利用した双腕７軸ロボットの一例を示す説明図である。
【図１１】本発明の変形例としてモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．第１実施例：
図１は、第１実施例としてのコアレスモーター１０の構成を示す説明図である。図１（
Ａ）は、コアレスモーター１０を中心軸２３０に平行な面（図１（Ｂ）の１Ａ−１Ａ切断
面）で切った断面を模式的に示し、図１（Ｂ）は、コアレスモーター１０を中心軸２３０
に垂直な面（図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ切断面）で切った断面を模式的に示している。
【００１６】
コアレスモーター１０は、略円筒状のステーター１５が外側に配置され、略円筒状のロ
ーター２０が内側に配置されたインナーローター型モーターである。ステーター１５およ
びローター２０は、ケーシング１１０内に収容されている。ステーター１５は、電磁コイ
ル１００Ａ，１００Ｂと、コイルバックヨーク１１５と、を備えている。ローター２０は
、中心軸２３０と、磁石バックヨーク２３６と、磁石サイドヨーク２１５，２１６と、ロ
ーター磁石２００と、軸受け２４０と、を備えている。
【００１７】
ローター２０は、回転軸である中心軸２３０を有しており、中心軸２３０の外周には、
略円筒状の磁石バックヨーク２３６が配置されている。磁石バックヨーク２３６の外周に
沿って、６つのローター磁石２００が略円筒状に配置されている。６個のローター磁石２
００は、中心軸２３０の中心から外部に向かう方向（放射方向）に磁化された永久磁石と
、外部から中心に向かう方向（中心方向）に磁化された永久磁石とが用いられる。磁化方
向が中心方向であるローター磁石２００と、磁化方向が放射方向であるローター磁石２０
０とは、円周方向に沿って交互に配置されている。中心軸２３０に沿った方向（以下、単
に「軸方向」と呼ぶ）のローター磁石２００の端部には、磁石サイドヨーク２１５，２１
６が設けられている。磁石サイドヨーク２１５，２１６は、軟磁性材で形成された略円環
盤状の部材である。中心軸２３０は、炭素繊維強化プラスチック等の非磁性材で形成され
ており、貫通孔２３９を有している。中心軸２３０は、軸受け２４０で支持されてケーシ
ング１１０に取り付けられている。軸受け２４０は、例えば、ボールベアリングによって
構成することができる。また、本実施例では、ケーシング１１０の内側に、波バネ座金２
６０が設けられており、この波バネ座金２６０は、ローター磁石２００の位置決めを行っ
ている。但し、波バネ座金２６０は省略可能である。
【００１８】
ケーシング１１０は、略円筒形をした筐体である。ケーシングの内周に沿って、二相の
電磁コイル１００Ａ，１００Ｂが配列されている。電磁コイル１００Ａ，１００Ｂは、有
効コイル領域とコイルエンド領域とを有している。ここで有効コイル領域とは、電磁コイ
ル１００Ａ，１００Ｂに電流が流れたときに、ローター２０に対して回転方向のローレン
ツ力を与える領域であり、コイルエンド領域は、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂに電流が
流れたときに、ローター２０に対して回転方向と異なる方向（主として回転方向に垂直な
方向）のローレンツ力を与える領域である。ただし、コイルエンド領域は、有効コイル領
域を挟んで２つあり、それぞれのローレンツ力は、大きさが同じで、向きが反対であるの
で、打ち消し合う。有効コイル領域においては、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂを構成す
る導体配線は、回転軸とほぼ平行な方向であり、コイルエンド領域では、電磁コイル１０
０Ａ，１００Ｂを構成する導体配線は、回転方向と平行である。また、有効コイル領域で
は、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂは、ローター磁石２００と重なっているが、コイルエ
ンド領域では、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂは、ローター磁石２００と重なっていない
。なお、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂを合わせて電磁コイル１００とも呼ぶ。電磁コイ
ル１００Ａ，１００Ｂとケーシング１１０との間には、コイルバックヨーク１１５が設け
られている。コイルバックヨーク１１５の軸方向の長さは、ローター磁石２００の軸方向
の長さとほぼ同じである。中心軸２３０からコイルバックヨーク１１５に向かって放射方
向に放射線を引いたとき、放射線は、ローター磁石２００をちょうど貫く。すなわち、コ
イルバックヨーク１１５とローター磁石２００は、重なっている。
【００１９】
ステーター１５には、さらに、ローター２０の位相を検出する位置センサーとしての磁
気センサー３００が、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂの各相に１つずつ配置されている。
なお、図１（Ａ）では、一方の磁気センサー３００のみを表示している。磁気センサー３
００は、回路基板３１０の上に固定されており、回路基板３１０は、ケーシング１１０に
固定されている。ここで、磁気センサー３００は、コイルエンド領域から、中心軸２３０
に垂線を降ろしたときの垂線上に配置されている。
【００２０】
なお、コアレスモーター１０は、概略以下の手順で組み立てられる。まず、ローター２
０の一方の軸受け２４０が第２のケーシング１１０ｂに取り付けられるようにローター２
０を組み付ける。次に、内周に電磁コイル１００Ａ，１００Ｂが配列された第１のケーシ
ング１１０ａを第２のケーシング１１０ｂに組み付ける。そして、ローター２０に取り付
けられた他方の軸受け２４０が第３のケーシング１１０ｃに取り付けられるように、第３
のケーシング１１０ｃを第１のケーシング１１０ａに組み付ける。これにより、コアレス
モーター１０が組み立てられる。
【００２１】
ところで、ローター２０およびステーター１５を収容するケーシング１１０には、従来
、アルミニウム等の軽量性や強度性、耐熱性等の確保が容易な金属を用いて製造されたケ
ーシングが採用されていた。しかしながら、本発明では、軽量性や、熱伝導性、耐熱性、
加工性、生産性、価格性等に優れている炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon F
iber Reinforced Plastics）を用いて製造されたケーシングが採用されている。炭素繊維
強化プラスチックを用いた理由は、以下で説明する。なお、炭素繊維強化プラスチックを
用いたケーシングの製造は、オートクレープ成形、真空バック成形、フィラメントワイン
ド成形、ハンドレイアップ成形、ＲＴＭ成形、ＶＡＲＴ成形等の種々の一般的な成形法の
うち、成形形状に適した成形法が適宜選択されて実行される。
【００２２】
図２は、ケーシングで発生する渦電流損失の測定方法の一例を示す説明図である。ステ
ップ１では、まず、標準モーター５１０の損失特性を測定する。標準モーター５１０の中
心軸５２０に、被測定モーター１０を接続するためのカップリング５３０を取り付ける。
この状態で、あらかじめ定められた回転数Ｎで標準モーター５１０を回転させて、標準モ
ーター５１０に加える電圧Ｅ１と電流Ｉ１を測定する。このときの回転状態は、いわゆる
無負荷回転状態である。このときの標準モーター５１０の第１の総損失Ｐ１ａｌｌは、Ｅ
１×Ｉ１となる。また、第１の総損失Ｐ１ａｌｌは、機械損失Ｐ１ｍと銅損失Ｐ１ｃｕと
鉄損失Ｐ１ｆｅの和である。ここで、標準モーター５１０の電磁コイルの電気抵抗をＲ１
とすると、銅損失Ｐ１ｃｕは、Ｉ１2×Ｒ１で表される。
【００２３】
ステップ２では、標準モーター５１０に被測定モーター１０のローター２０のみを接続
し、ステップ１と同一の回転数Ｎで標準モーター５１０を回転させて、標準モーター５１
０に加える電圧Ｅ２と電流Ｉ２を測定する。このときの第２の総損失Ｐ２ａｌｌはＥ２×
Ｉ２となる。なお、この第２の総損失Ｐ２ａｌｌは、第１の総損失Ｐ１ａｌｌに被測定モ
ーター１０の機械損失Ｐ２ｍが加わったものである。すなわち、第２の総損失Ｐ２ａｌｌ
と第１の総損失Ｐ１ａｌｌの差分（Ｐ２ａｌｌ−Ｐ１ａｌｌ）が、被測定モーター１０の
機械損失Ｐ２ｍとなる。
【００２４】
ステップ３では、被測定モーター１０のローター２０にケーシング１１０を加えてステ
ップ１，２と同じ回転数Ｎで回転させて、標準モーター５１０に加える電圧Ｅ３と電流Ｉ
３を測定する。このときの標準モーター５１０の総損失Ｐ３ａｌｌは、Ｅ３×Ｉ３となる
。また、総損失Ｐ３ａｌｌは、ステップ２で測定した総損失Ｐ２ａｌｌに、ケーシング１
１０に生じる渦電流による渦電流損失Ｐｅｄｄｙを加えたものである。ここで、渦電流と
は、金属板（アルミニウム製など）などの導電体を強い磁界内で動かしたり、導電体の近
傍の磁界を急激に変化させたりした際に、電磁誘導効果により導電体内で生じる渦状の電
流のことである。被測定モーター１０の渦電流損失Ｐｅｄｄｙは、（Ｐ３ａｌｌ−Ｐ２ａ
ｌｌ）で算出することができる。
【００２５】
図３は、ケーシング１１０を、炭素繊維強化プラスチックで形成した場合の渦電流損失
と、アルミニウムで形成した場合の渦電流損失と、を比較する説明図である。本実施例で
は、ローター２０が回転すると、ローター磁石２００も回転するため、このローター磁石
２００の回転（移動）により、その外側にあるケーシング１１０に渦電流が生じる、と考
えられる。
【００２６】
従来、炭素繊維強化プラスチックは、導電性を有しているため、ケーシング１１０を炭
素繊維強化プラスチックで形成しても、ケーシング１１０を金属で形成するのに比べて渦
電流は、あまり小さくならないと考えられていた。しかし、炭素繊維強化プラスチックを
用いてケーシング１１０を製造し、渦電流損失を測定したところ、図３に示すように、ケ
ーシング１１０を、炭素繊維強化プラスチックで形成した方が、アルミニウムで形成した
場合よりも、渦電流損失が極めて小さい結果（約１／２０〜約１／２０００）が得られた
。
【００２７】
図４は、ケーシングを炭素繊維強化プラスチックで形成したときの渦電流が少ない理由
を説明する説明図である。本実施例では、ケーシング１１０は、炭素繊維束２７２Ａと炭
素繊維束２７２Ｂとを四つ目編みして形成されている。ここで、炭素繊維束２７２Ａは、
炭素繊維２７１Ａの方向が中心軸２３０（図１）と平行な方向であり、炭素繊維束２７２
Ｂは、炭素繊維２７１Ｂの方向が中心軸２３０（図１）の円周に沿った方向である。
【００２８】
渦電流は、例えば、ケーシング１１０を構成する第１のケーシング１１０ａの円筒面の
表面上を閉じた経路で略円形を描くように流れる。まず、炭素繊維束２７２Ａに流れる渦
電流を考える。渦電流は閉じた経路で略円形を描くように流れるので、炭素繊維２７１Ａ
の向きに対して様々な方向に流れる。ここで、炭素繊維２７１Ａに沿った方向と、炭素繊
維２７１Ａと交わる方向に電流が流れる場合を考える。炭素繊維２７１Ａに沿った方向に
電流が流れる場合、電子は、同一の炭素繊維２７１Ａ上を移動すればよい。そのため、比
較的電流は流れやすい。一方、電流が炭素繊維２７１Ａと交わる方向に流れる場合、電流
を流しにくい樹脂を介して電子が隣の炭素繊維２７１Ａに移る必要がある。そのため、炭
素繊維２７１Ａと交わる方向には電流が流れにくい。渦電流は、上述したように、略円形
を描く閉じた経路で流れるが、閉じた経路上には、炭素繊維２７１Ａに沿った方向に電流
が流れる部分と炭素繊維２７１Ａと交わる方向に電流が流れる部分とを含んでいる。ここ
で、炭素繊維２７１Ａと交わる方向に電流が流れる部分は、上述したように電流が流れ難
く、いわゆる律速（ボトルネック）となる。炭素繊維束２７２Ｂに流れる渦電流について
も同様に炭素繊維２７１Ｂと交わる方向に電流が流れる部分は、いわゆる律速（ボトルネ
ック）となる。
【００２９】
また、炭素繊維束２７２Ａと２７２Ｂとを跨ぐ渦電流については、炭素繊維束２７２Ａ
の炭素繊維２７１Ａと、炭素繊維束２７２Ｂの炭素繊維２７１Ｂとの間は、樹脂があるの
で、炭素繊維２７１Ａと炭素繊維２７１Ｂとの間の電子の移動が起こりにくい。したがっ
て、炭素繊維束２７２Ａと２７２Ｂとを跨ぐ渦電流も流れにくく、いわゆる律速（ボトル
ネック）となる。以上のことから、炭素繊維強化プラスチックで形成された第１のケーシ
ング１１０ａには、閉じた経路上のどこかで電流が流れにくい律速部分（ボトルネック）
が存在するため、渦電流が流れにくくなる。なお、図示および説明を省略するが、第２の
ケーシング１１０ｂおよび第３のケーシング１１０ｃの表面上においても、同様であり、
渦電流が流れにくくなる。
【００３０】
以上のように、ケーシング１１０の材料として炭素繊維プラスチックを用いた理由は、
炭素繊維強化プラスチックが、軽量性や、熱伝導性、耐熱性、加工性、生産性、価格性等
に優れるので、従来の金属材料に置き換えが可能であるのに加えて、渦電流損失を少なく
することが可能であり、コアレスモーター１０の効率を向上させることが可能であるから
である。
【００３１】
なお、本実施例では、ローター磁石２００の中心方向の面を磁石バックヨーク２３６で
覆い、軸方向の面を磁石サイドヨーク２１５，２１６にて覆っているので、ローター磁石
２００から軸方向への磁束漏れを抑制することができる。また、ローター磁石の中心方向
への磁束漏れを磁石バックヨーク２３６で抑制することができるので、ローターの中央部
に相当する中心軸２３０に非磁性材、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）や
ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：glass fiber reinforced plastics）のような
樹脂複合材や、セラミックス、植物繊維材、樹脂材等を用いることができ、鋼材に比べて
軽量化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化だけでなく、
鋼材をも超える剛性に優れ、かつ、電磁コイルの磁束変化により発生する渦電流損失を少
なくして、コアレスモーター１０の効率を向上させることが可能である。
【００３２】
Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例としてのコアレスモーター１０００の構成を示す概略断面図である
。コアレスモーター１０００は、第１実施例のローター２０とは異なり、中心軸２３０周
りに回転するローター１１２１Ａを備えている。このローター１１２１Ａは、ケーシング
１１２２Ａに収容されている。中心軸２３０は、軸方向に延びる貫通孔２３９を有してお
り、貫通孔２３９には、導電線束１０２５が挿通されている。
【００３３】
ケーシング１１２２Ａは、第１のケーシング１１２２ａおよび第２のケーシング１１２
２ｂが一体化された構造を有している。第１のケーシング１１２２ａは、中心軸２３０方
向の一方の面が開放された略円筒形状の中空容体である。第２のケーシング１１２２ｂは
、中央部に開口部１１２５が形成された略円環盤形状を有している。第１のケーシング１
１２２ａの底面の中央には、中心軸２３０を挿通するための貫通孔１２２１が形成されて
いる。中心軸２３０と第１のケーシング１１２２ａとは互いに固定的に取り付けられる。
なお、第２のケーシング１１２２ｂは、例えば、第１のケーシング１１２２ａの中空部に
、中心軸２３０を中心としてローター１１２１Ａを収容した後で、第１のケーシング１１
２２ａに対して接着剤で貼り合せることにより一体化される。このとき、第２のケーシン
グ１１２２ｂの開口部１１２５には、ローター１１２１Ａの底面が配置される。また、第
２のケーシング１１２２ｂは、ボルトによって第１のケーシング１１２２ａに固定される
ようにしてもよい。ケーシング１１２２Ａの第１のケーシング１１２２ａおよび第２のケ
ーシング１１２２ｂは、第１実施例のケーシング１１０と同様に、炭素繊維強化プラスチ
ックを材料として製造される。
【００３４】
ローター１１２１Ａは略円盤形状を有しており、その側壁の外周面には、ローター磁石
２００が略円筒形に配列されている。ローター磁石２００の磁束の方向は、放射方向であ
る。なお、ローター磁石２００の裏側の面（ローター１１２１Ａの側壁側の面）には、磁
力効率を向上させるための磁石バックヨーク１２１５が配置され、中心軸２３０方向の面
には、磁石サイドヨーク１２１６，１２１７が配置されている。
【００３５】
ローター１１２１Ａは、その中央に中心軸２３０を挿通させるための貫通孔１２１１を
有している。なお、貫通孔１２１１の内壁面と、中心軸２３０の外周面との間には、ロー
ター１１２１Ａが中心軸２３０を中心に回転可能とするための軸受け２４０が配置されて
いる。
【００３６】
ローター１１２１Ａの第１のケーシング１１２２ａの底面側（図５の紙面右側）には、
貫通孔１２１１を中心とする略円環状の溝として形成された凹部１２１２Ａが設けられて
いる。ただし、この凹部１２１２Ａはローター１１２１Ａの軽量化のためのものであり、
省略可能である。
【００３７】
第１のケーシング１１２２ａの内周面には、電磁コイル１００（１００Ａ、１００Ｂ）
が、ローター１１２１のローター磁石２００と間隔を有しつつ対向するように略円筒形に
配列されている。即ち、コアレスモーター１０００では、電磁コイル１００がステーター
として機能し、中心軸２３０を中心として、ローター１１２１Ａを回転させる。なお、電
磁コイル１００と第１のケーシング１１２２ａとの間には、磁力効率を向上させるための
コイルバックヨーク１１５が配置されている。なお、ローター磁石２００と電磁コイル１
００とコイルバックヨーク１１５の配置関係は、第１実施例で説明した関係と同じである
。
【００３８】
第１のケーシング１１２２ａの底面には、ローター磁石２００の位置を検出する位置検
出部３００（「磁気センサー３００」とも呼ぶ。）と、ローター１１２１Ａの回転を制御
するための回転制御回路を備える回路基板３１０が設けられている。位置検出部３００は
、例えば、ホール素子によって構成され、ローター磁石２００の周回軌道の位置に対応す
るように配置されている。位置検出部３００は、回路基板３１０上に配置され、または信
号線を介して接続されている。
【００３９】
回路基板３１０には、導電線束１０２５から分岐した導電線が接続されている。また、
回路基板３１０は、電磁コイル１００と電気的に接続されている。回路基板３１０は、位
置検出部３００が出力する検出信号を動力発生装置１１００の駆動を制御する制御部（図
示せず）に送信する。また、回路基板３１０の回転制御回路は、制御部からの制御信号に
従って、電磁コイル１００に電力を供給して磁界を発生させ、ローター１１２１Ａを回転
させる。
【００４０】
開口部１１２５に配置されたローター１１２１Ａの底面（図５の紙面左側の底面）は、
負荷接続部としての機能も有しており、外部負荷装置１０２１の回転軸が、固定用ボルト
１１１４によって固定される。
【００４１】
中心軸２３０には、第１のケーシング１１２２ａの外側（図５の紙面右側）およびロー
ター１１２１Ａの外側（図５の紙面左側）に、中心軸２３０の保持性を向上させるための
軸受けリング２４１が勘合的に取り付けられる。なお、図に示した軸受けリング２４１は
、わかり易くするために、断面図ではなく側面図で表されている。
【００４２】
以上、本実施例においても、ケーシング１１２２Ａの材料として、軽量性や、剛性、熱
伝導性、耐熱性、加工性、生産性、価格性等に優れた炭素繊維強化プラスチックを用いて
、渦電流損失を抑制することができるので、コアレスモーター１０００の効率を向上させ
ることが可能である。
【００４３】
なお、本実施例では、ローター磁石２００の中心方向の面を磁石バックヨーク１２１５
で覆い、軸方向の面を磁石サイドヨーク１２１６，１２１７で覆っているので、第１実施
例のコアレスモーター１０のローターの中央部としての中心軸２３０と同様に、中心軸２
３０やローター磁石２００等が配置されたローター１１２１Ａの中央部を構成する部材に
非磁性材、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチッ
ク（ＧＦＲＰ）のような樹脂複合材や、セラミックス、植物繊維材、樹脂材等を用いるこ
とができ、軽量化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、鋼材に比
べて軽量化が可能であるとともに、軽量化だけでなく、鋼材をも超える剛性に優れ、かつ
、電磁コイルからの磁束により発生する渦電流損失を少なくして、コアレスモーター１０
００の効率を向上させることが可能である。
【００４４】
Ｃ．第３実施例：
図６は、第３実施例としての動力発生装置１１００の構成を示す概略断面図である。動
力発生装置１１００は、中心軸２３０と、モーター部１１２０と、回転機構部１１３０と
を備える。モーター部１１２０と回転機構部１１３０とは、後述するように、互いに勘合
して一体化するように配置され、中心軸２３０は、一体化されたモーター部１１２０と回
転機構部１１３０の中央を貫通するように配置される。中心軸２３０は、軸方向に延びる
貫通孔２３９を有しており、貫通孔２３９には、導電線束１０２５が挿通されている。
【００４５】
モーター部１１２０は、ローター１１２１と、ケーシング１１２２とを備える。ロータ
ー１１２１は略円盤形状を有しており、その側壁の外周面には、ローター磁石２００が略
円筒形に配列されている。ローター磁石２００の磁束の方向は、放射方向である。なお、
ローター磁石２００の裏側の面（ローター１１２１の側壁側の面）には、磁力効率を向上
させるための磁石バックヨーク１２１５が配置され、中心軸２３０方向の面には、磁石サ
イドヨーク１２１６，１２１７が配置されている。
【００４６】
ローター１１２１は、その中央に中心軸２３０を挿通させるための貫通孔１２１１を有
している。なお、貫通孔１２１１の内壁面と、中心軸２３０の外周面との間には、ロータ
ー１１２１が中心軸２３０を中心に回転可能とするための軸受け２４０が配置されている
。
【００４７】
ローター１１２１の回転機構部１１３０と対向する側の面には、貫通孔１２１１を中心
とする略円環状の溝として形成された凹部１２１２が設けられている。貫通孔１２１１と
凹部１２１２とを隔てる略円筒状の隔壁１２１３の外側の壁面には、ギア歯１１２１ｔが
形成されている。以後、このローター１１２１の中央に設けられたギア歯１１２１ｔを有
する隔壁１２１３を「ローターギア１２１３」とも呼ぶ。なお、本実施例におけるロータ
ーギア１２１３は、遊星ギアのサンギアとして機能する。
【００４８】
ケーシング１１２２は、回転機構部１１３０と対向する側の面が開放された略円筒形状
の中空容体であり、ローター１１２１を収容する。ケーシング１１２２は、第２実施例の
ケーシング１１２２Ａと同様に、炭素繊維強化プラスチックを材料として用いて製造され
る。
【００４９】
ケーシング１１２２の底面（図６の紙面右側の面）の中央には、中心軸２３０を挿通す
るための貫通孔１２２１が形成されている。中心軸２３０とケーシング１１２２とは互い
に固定的に取り付けられる。そして、ケーシング１１２２の外側には、中心軸２３０の保
持性を向上させるための軸受けリング２４１が勘合的に取り付けられている。なお、図６
においても、軸受けリング２４１については、わかり易くするために、概略断面ではなく
概略側面を示している。
【００５０】
ケーシング１１２２の内周面には、電磁コイル１００（１００Ａ、１００Ｂ）が、ロー
ター１１２１のローター磁石２００と間隔を有しつつ対向するように円筒形に配列されて
いる。即ち、モーター部１１２０では、電磁コイル１００がステーターとして機能し、中
心軸２３０を中心としてローター１１２１を回転させる。なお、電磁コイル１００とケー
シング１１２２との間には、磁力効率を向上させるためのコイルバックヨーク１１５が配
置されている。なお、ローター磁石２００と電磁コイル１００とコイルバックヨーク１１
５の配置関係は、第１実施例で説明した関係と同じである。
【００５１】
ケーシング１１２２の底面には、ローター磁石２００の位置を検出する位置検出部３０
０と、ローター１１２１の回転を制御するための回転制御回路を備える回路基板３１０が
設けられている。位置検出部３００は、例えば、ホール素子によって構成され、ローター
磁石２００の周回軌道の位置に対応するように配置されている。位置検出部３００は、回
路基板３１０上に配置され、または信号線を介して接続されている。
【００５２】
回路基板３１０には、導電線束１０２５から分岐した導電線が接続されている。また、
回路基板３１０は、電磁コイル１００と電気的に接続されている。回路基板３１０は、位
置検出部３００が出力する検出信号を動力発生装置１１００の駆動を制御する制御部（図
示せず）に送信する。また、回路基板３１０の回転制御回路は、制御部からの制御信号に
従って、電磁コイル１００に電力を供給して磁界を発生させ、ローター１１２１を回転さ
せる。
【００５３】
回転機構部１１３０は、ローター１１２１のローターギア１２１３とともに遊星ギアを
構成し、減速機として機能する。回転機構部１１３０は、ギア固定部１１３１と、３個の
プラネタリーギア１１３２と、負荷接続部１１３３とを備える。なお、図６では便宜上、
２個のプラネタリーギア１１３２のみを図示してある。
【００５４】
ギア固定部１１３１は、内壁面にギア歯１１３１ｔが設けられた略円環状のギアである
アウターギア１３１１と、アウターギア１３１１の外周に突出した鍔部１３１２とを有し
ている。ギア固定部１１３１は、鍔部１３１２と、モーター部１１２０のケーシング１１
２２の側壁端面とを固定用ボルト１１１４によって締結することにより、モーター部１１
２０に固定的に取り付けられる。
【００５５】
ギア固定部１１３１のアウターギア１３１１は、ローター１１２１の凹部１２１２に収
容される。また、アウターギア１３１１の内周面と、ローターギア１２１３の外周面との
間には、３個のプラネタリーギア１１３２が、ローターギア１２１３の外周に沿って、ほ
ぼ等間隔で配置される。なお、プラネタリーギア１１３２のギア歯１１３２ｔと、アウタ
ーギア１３１１のギア歯１１３１ｔおよびローターギア１２１３のギア歯１１２１ｔとが
互いに噛み合うことにより、これら３種のギア１２１３，１１３２，１３１１は連結され
る。
【００５６】
負荷接続部１１３３は、プラネタリーキャリアとして機能する略円筒形状の部材である
。負荷接続部１１３３の底面の中央には、中心軸２３０を挿通する貫通孔１３３１が設け
られている。貫通孔１３３１の内壁面と、中心軸２３０の外周面との間には、負荷接続部
１１３３が中心軸２３０を中心に回転可能とするための軸受け２４０が配置されている。
なお、負荷接続部１１３３に取り付けられた軸受け２４０と、ローター１１２１に取り付
けられた軸受け２４０との間には、スペーサー１１１５が配置される。
【００５７】
ここで、ギア固定部１１３１の中央部には、アウターギア１３１１の内周空間に連通す
る略円形形状の開口部１３１３が形成されており、負荷接続部１１３３は、その開口部１
３１３に配置される。負荷接続部１１３３のモーター部１１２０側（図６の紙面右側）の
底面には、ローター１１２１の凹部１２１２に収容されたプラネタリーギア１１３２の回
転軸１１３２ｓを回転可能に保持するための軸孔１３３２が形成されている。
【００５８】
負荷接続部１１３３の外側（図６の紙面左側）には、中心軸２３０の保持性を向上させ
るための軸受けリング２４１が勘合的に取り付けられている。さらに、負荷接続部１１３
３の外側の底面には、外部負荷装置１０２１の回転軸が固定用ボルト１１１４によって固
定される。
【００５９】
上記構成の回転機構部１１３０では、アウターギア１３１１は固定配置されているため
、ローターギア１２１３の回転に伴って、各プラネタリーギア１１３２が、自身の回転軸
１１３２ｓを中心に回転（「自転」とも呼ぶ。）しつつ、ローターギア１２１３の周りを
周回移動（「公転」とも呼ぶ。）する。各プラネタリーギア１１３２の周回移動に伴って
、負荷接続部１１３３が回転し、負荷接続部１１３３に接続された負荷に回転駆動力が伝
達される。
【００６０】
以上、本実施例においても、ケーシング１１２２の材料として、軽量性や、剛性、熱伝
導性、耐熱性、加工性、生産性、価格性等に優れた炭素繊維強化プラスチックを用いて、
渦電流損失を抑制することができるので、動力発生装置１１００の効率を向上させること
が可能である。
【００６１】
また、本実施例においても、第２実施例と同様に、中心軸２３０やローター磁石２００
等が配置されたローター１１２１の中央部を構成する部材に非磁性材、例えば、炭素繊維
強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）のような樹脂
複合材や、セラミックス、植物繊維材、樹脂材等を用いることができ、鋼材に比べて軽量
化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化だけでなく、鋼材
をも超える剛性に優れ、かつ、電磁コイルの磁束変化により発生する渦電流損失を少なく
して、動力発生装置１１００の効率を向上させることが可能である。さらにまた、プラネ
タリーキャリアとしての負荷接続部１１３３に非磁性材料を用いることができ、軽量化が
容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化が可能であるとともに
、鋼材をも超える剛性に優れ、かつ、ローター磁石や電磁コイルからの磁束により発生す
る渦電流損失を少なくして、動力発生装置１１００の効率を向上させることが可能である
。なお、本実施例において、プラネタリーキャリアとしての負荷接続部１１３３が回転機
構部の連動回転部に相当する。
【００６２】
Ｄ．第４実施例：
図７は、第４実施例としての動力発生装置１１００Ｂの構成を示す概略断面図である。
この動力発生装置１１００Ｂは、遊星ギアを二段重ねた減速機とモーターとを一体化した
構成を有しており、以下の点が第３実施例の動力発生装置１１００（図６）と異なる。
【００６３】
動力発生装置１１００Ｂは、回転機構部１１３０Ｂを有している。回転機構部１１３０
Ｂのギア固定部１１３１Ｂには、中心軸２３０の軸方向に並列に重ねて設けられた第１と
第２のアウターギア１３１１ａ，１３１１ｂが設けられている。第１と第２のアウターギ
ア１３１１ａ，１３１１ｂは、ギア固定部１１３１Ｂがケーシング１１２２に固定的に取
り付けられたときに、ともにローター１１２１の凹部１２１２に収容される。
【００６４】
第１のアウターギア１３１１ａは、ローターギア１２１３と第１のプラネタリーギア１
１３２ａを介して連結される。即ち、ローターギア１２１３は、一段目の遊星ギアにおけ
るサンギアとして機能する。第１のプラネタリーギア１１３２ａは、プラネタリーキャリ
ア１３５０に回転可能に取り付けられる。
【００６５】
プラネタリーキャリア１３５０は、比較的径が大きい円筒形状の前段部１３５１と、比
較的経の小さい円筒形状の後段部１３５２とが連接された回転部材である。プラネタリー
キャリア１３５０の前段部１３５１は、第１と第２のアウターギア１３１１ａ，１３１１
ｂの間に配置され、その底面に第１のプラネタリーギア１１３２ａの回転軸１１３２ｓを
保持するための軸孔１３５４が設けられている。後段部１３５２は、側壁面にギア歯１１
３５ｔが形成されるとともに、第２のアウターギア１３１１ｂの内周空間に配置される。
【００６６】
なお、プラネタリーキャリア１３５０の中央部には、中心軸２３０を挿通するための貫
通孔１３５３が、前段部１３５１および後段部１３５２をともに貫通して設けられている
。貫通孔１３５３と中心軸２３０との間には、プラネタリーキャリア１３５０を回転可能
とするための軸受け２４０が配置される。なお、軸受け２４０同士の間には、適宜、スペ
ーサー１１１５が配置される。
【００６７】
プラネタリーキャリア１３５０の後段部１３５２と、第２のアウターギア１３１１ｂと
の間には、第２のプラネタリーギア１１３２ｂが配置される。即ち、後段部１３５２は、
二段目の遊星ギアにおけるサンギアとして機能する。第２のプラネタリーギア１１３２ｂ
は、プラネタリーキャリアとして機能する負荷接続部１１３３に、回転可能に取り付けら
れる。
【００６８】
一段目の遊星ギアでは、ローターギア１２１３の回転に伴って、第１のプラネタリーギ
ア１１３２ａが自身の回転軸１１３２ｓを中心に回転（自転）しつつ、ローターギア１２
１３の周りを周回移動（公転）する。第１のプラネタリーギア１１３２ａの周回移動に伴
って、プラネタリーキャリア１３５０の前段部１３５１が回転する。二段目の遊星ギアで
は、プラネタリーキャリア１３５０の後段部１３５２の回転に伴って、第２のプラネタリ
ーギア１１３２ｂが自身の回転軸１１３２ｓを中心に回転（自転）しつつ、プラネタリー
キャリア１３５０の後段部１３５２の外周を周回移動（公転）する。第２のプラネタリー
ギア１１３２ｂの周回移動に伴って、負荷接続部１１３３が回転し、負荷接続部１１３３
に接続された負荷に回転駆動力が伝達される。
【００６９】
以上、本実施例においても、ケーシング１１２２の材料として、軽量性や、剛性、熱伝
導性、耐熱性、加工性、生産性、価格性等に優れた炭素繊維強化プラスチックを用いて、
渦電流損失を抑制することができるので、動力発生装置１１００Ｂの効率を向上させるこ
とが可能である。
【００７０】
また、本実施例においても、第３実施例と同様に、中心軸２３０やローター磁石２００
等が配置されたローター１１２１の中央部を構成する部材に非磁性材、例えば、炭素繊維
強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）のような樹脂
複合材や、セラミックス、植物繊維材、樹脂材等を用いることができ、鋼材に比べて軽量
化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化だけでなく、鋼材
をも超える剛性に優れ、かつ、電磁コイルの磁束変化により発生する渦電流損失を少なく
して、動力発生装置１１００Ｂの効率を向上させることが可能である。さらにまた、ロー
ター１１２１に連動して回転する連動回転部としてのプラネタリーキャリア１３５０およ
び負荷接続部１１３３や、ギア固定部１１３１Ｂに、非磁性材料を用いることができ、軽
量化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化が可能であると
ともに、鋼材をも超える剛性に優れ、かつ、ローター磁石や電磁コイルからの磁束により
発生する渦電流損失を少なくして、動力発生装置１１００Ｂの効率を向上させることが可
能である。
【００７１】
Ｅ．変形例：
なお、上記実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の
要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実
施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において
実施することが可能である。
【００７２】
（１）変形例１
上記実施例では、ケーシングの全体を、炭素繊維強化プラスチックで製造した場合につ
いて説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、ローター磁石２００に対
応するコイルバックヨーク１１５の外周部を覆うケーシング部分が少なくとも炭素繊維強
化プラスチックで形成されているようにしてもよい。ローター磁石２００からの磁束はコ
イルバックヨーク１１５側の放射方向に向かうように設定されている。従って、少なくと
もコイルバックヨーク１１５の外周部を覆うケーシング部分を、炭素繊維強化プラスチッ
クで形成すれば、渦電流損失の抑制効果は大きい。また、ローター磁石２００の中心軸２
３０方向側を覆うケーシング部分が炭素繊維強化プラスチックで形成されているようにし
てもよい。すなわち、ローター磁石からの磁束によって発生する渦電流損失を抑制するよ
うにケーシングの少なくとも一部分が、炭素繊維強化プラスチックで形成されていればよ
い。
【００７３】
（２）変形例２
上記実施例では、本願発明の特徴部分を備えるコアレスモーターやコアレスモーターを
備える動力発生装置を例に説明したが、コアレスモーターや動力発生装置等の電動機に限
定されるものではなく、発電機に適用することも可能である。
【００７４】
（３）変形例３
また、本発明の特徴を備える電動機や発電機は、以下に示すように、電動移動体や電動
移動ロボットあるいは医療機器の駆動装置として適用することが可能である。図８は、本
発明の変形例としてモーター／発電機を利用した移動体の一例である電動自転車（電動ア
シスト自転車）を示す説明図である。この自転車３３００は、前輪にモーター３３１０が
設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路３３２０と充電池３３３０とが設け
られている。モーター３３１０は、充電池３３３０からの電力を利用して前輪を駆動する
ことによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモーター３３１０で回生され
た電力が充電池３３３０に充電される。制御回路３３２０は、モーターの駆動と回生とを
制御する回路である。このモーター３３１０としては、上述した各種のコアレスモーター
１０を利用することが可能である。
【００７５】
図９は、本発明の変形例としてモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である
。このロボット３４００は、第１と第２のアーム３４１０，３４２０と、モーター３４３
０とを有している。このモーター３４３０は、被駆動部材としての第２のアーム３４２０
を水平回転させる際に使用される。このモーター３４３０としては、上述した各種のコア
レスモーター１０を利用することが可能である。
【００７６】
図１０は、本発明の変形例としてモーターを利用した双腕７軸ロボットの一例を示す説
明図である。双腕７軸ロボット３４５０は、関節モーター３４６０と、把持部モーター３
４７０と、アーム３４８０と、把持部３４９０と、を備える。関節モーター３４６０は、
肩関節、肘関節、手首関節に相当する位置に配置されている。関節モーター３４６０は、
アーム３４８０と把持部３４９０とを、３次元的に動作させるため、各関節につき２つの
モーターを備えている。また、把持部モーター３４７０は、把持部３５９０を開閉し、把
持部３４９０に物を掴ませる。双腕７軸ロボット３４５０において、関節モーター３４６
０あるいは把持部モーター３４７０として、上述した各種のコアレスモーターを利用する
ことが可能である。
【００７７】
図１１は、本発明の変形例としてモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。こ
の鉄道車両３５００は、電動モーター３５１０と、車輪３５２０とを有している。この電
動モーター３５１０は、車輪３５２０を駆動する。さらに、電動モーター３５１０は、鉄
道車両３５００の制動時には発電機として利用され、電力が回生される。この電動モータ
ー３５１０としては、上述した各種のコアレスモーター１０を利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０…コアレスモーター
１５…ステーター
２０…ローター
１００…電磁コイル
１００Ａ…電磁コイル
１００Ｂ…電磁コイル
１１０…ケーシング
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ…ケーシング
１１５…コイルバックヨーク
２００…ローター磁石
２１６，２１７…磁石サイドヨーク
２３０…中心軸
２３９…貫通孔
２３６…磁石バックヨーク
２４０…軸受け
２４１…軸受けリング
２６０…波バネ座金
２７１Ａ…炭素繊維
２７１Ｂ…炭素繊維
２７２Ａ…炭素繊維束
２７２Ｂ…炭素繊維束
３００…磁気センサー（位置検出部）
３１０…回路基板
５１０…標準モーター
５２０…中心軸
５３０…カップリング
１０００…コアレスモーター
１０２１…外部負荷装置
１１００…動力発生装置
１１００Ｂ…動力発生装置
１１１４…固定用ボルト
１１１５…スペーサー
１１２０…モーター部
１１２１，１１２１Ａ…ローター
１１２１ｔ…ギア歯
１１２２，１１２２Ａ…ケーシング
１１２２ａ，１１２２ｂ…第１と第２のケーシング
１１２５…開口部
１１３０，１１３０Ｂ…回転機構部
１１３１，１１３１Ｂ…ギア固定部
１１３１ｔ…ギア歯
１１３２…プラネタリーギア
１１３２ａ，１１３２ｂ…第１と第２のプラネタリーギア
１１３２ｓ…回転軸
１１３２ｔ…ギア歯
１１３３…負荷接続部
１２１１…貫通孔
１２１２，１２１２Ａ…凹部
１２１３…隔壁（ローターギア）
１１２１ｔ…ギア歯
１２２１…貫通孔
１３１１…アウターギア
１３１１ａ，１３１１ｂ…第１と第２のアウターギア
１３１２…鍔部
１３１３…開口部
１３１ｔ…ギア歯
１３３１…貫通孔
１３３２…軸孔
１３５０…プラネタリーキャリア
１３５１…前段部
１３５２…後段部
１３５３…貫通孔
１３５４…軸孔
１１３５ｔ…ギア歯
３３００…自転車
３３１０…モーター
３３２０…制御回路
３３３０…充電池
３４００…ロボット
３４１０…第１のアーム
３４２０…第２のアーム
３４３０…モーター
３４５０…双腕７軸ロボット
３４６０…関節モーター
３４７０…把持部モーター
３４８０…アーム
３４９０…把持部
３５００…鉄道車両
３５１０…電動モーター
３５２０…車輪
３５９０…把持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械装置、並びに、電機機械装置を用いた移動体およびロボットに関す
る。
【背景技術】
【０００２】
電動機や発電機等の回転電機（本明細書では「電機機械装置」とも呼ぶ）の一例として
、永久磁石がローター磁石として略円筒状に配置されたローターと、ローターの外周に空
芯（コアレス）の電磁コイルが略円筒状に配置されたステーターと、を備える、インナー
ローター型でコアレス型の電気機械装置がある。この電気機械装置のケーシングには、従
来から、アルミニウム合金のように、軽量性や強度性、耐熱性等の確保が容易な金属が用
いられている。
【０００３】
ここで、ローター磁石からの磁束は、基本的には、電磁コイルの外周に配置されている
コイルバックヨークよりも内側で磁気回路として閉じるように設定されているが、実際に
は、小型化させるためにコイルバックヨークの外周側に磁束の漏れが生じている。このた
め、コイルバックヨークの外周でステーターを覆うケーシングにおいて渦電流が発生し、
発生した渦電流による損失、いわゆる渦電流損失によって、電気機械装置の効率向上の妨
げとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１０６９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３２２９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、電気機械装置の
ケーシングで発生する渦電流損失を抑制することが可能な技術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】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例と
して実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
電気機械装置であって、
円筒状の磁石バックヨーク、および、前記磁石バックヨークの外周表面に沿って円筒状
に配置されたローター磁石、を有するローターと、
前記ローターの外周に沿って円筒状に配置された空芯の電磁コイル、および、前記円筒
状に配置された電磁コイルの外周に配置された円筒状のコイルバックヨーク、を有するス
テーターと、
前記ステーターおよび前記ローターを覆うケーシングと、
を備え、
前記ケーシングの少なくとも一部は、炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電
気機械装置。
発明者は、炭素繊維強化プラスチックが、導電性であるにも関わらず渦電流の発生し難
い材料であることを見出した。上記電機機械装置では、ステーターおよびローターを覆う
ケーシングの少なくとも一部が、炭素繊維強化プラスチックで形成されているので、ケー
シングで発生する渦電流損失を抑制することができ、電気機械装置の効率を向上させるこ
とが可能である。
【０００８】
［適用例２］
適用例１に記載の電気機械装置であって、
前記ケーシングは、前記コイルバックヨークの外周部を覆う部分が前記炭素繊維強化プ
ラスチックで形成されている、電気機械装置。
ローター磁石からの磁束の多くはコイルバックヨーク方向に向かうので、上記構成の場
合には、コイルバックヨークの外周部を覆う部分を炭素繊維強化プラスチックで形成する
ことにより、渦電流損失を効率的に抑制することができ、電気機械装置の効率を向上させ
ることが可能である。
【０００９】
［適用例３］
適用例１に記載の電機機械装置であって、
前記ケーシングは、全体が前記炭素繊維強化プラスチックで形成れている、電気機械装
置。
この場合には、ローター磁石からコイルバックヨークの外周側に漏れた磁束による渦電
流損失だけでなく、コイルバックヨークの外周側以外の方向に向かって漏れた磁束による
渦電流損失も抑制することができ、電気機械装置の効率を向上させることが可能である。
【００１０】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
前記ローターの中心部は前記炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電気機械装
置。
この場合には、炭素繊維強化プラスチックは、従来ローターを構成する部材として用い
られていた鋼材に比べて軽量性や剛性等に優れるので、従来に比べて軽量性や剛性等に優
れたローターを構成することができ、結果として軽量性や剛性等に優れた電気機械装置を
構成することが可能となる。
【００１１】
［適用例５］
適用例２ないし適用例４のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
さらに、前記ローターの内周側に収容されて、前記ローターに連結された回転機構部を
備える、電気機械装置。
この場合には、回転機構部を備える電気機械装置のケーシングで発生する渦電流損失を
抑制することができ、電気機械装置の効率を向上させることが可能である。
【００１２】
［適用例６］
適用例５に記載の電機機械装置であって、
前記回転機構部は、少なくとも、前記ローターに連動して回転する連動回転部が前記炭
素繊維強化プラスチックで形成されている、電気機械装置。
この場合には、炭素繊維強化プラスチックは、従来回転機構部の連動回転部を構成する
部材として用いられていた鋼材に比べて軽量性や剛性等に優れるので、従来に比べて軽量
性や剛性等に優れた回転機構部の連動回転部を構成することができ、結果として軽量性や
剛性等に優れた回転機構部を備える電気機械装置を構成することが可能となる。
【００１３】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電動機（モーター
）や発電機などの電気機械装置（回転電機）のほか、電機機械装置を用いた電動移動体や
電動移動ロボットあるいは医療機器等の種々の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例としてのコアレスモーター１０の構成を示す説明図である。
【図２】ケーシングで発生する渦電流損失の測定方法の一例を示す説明図である。
【図３】ケーシング１１０を炭素繊維強化プラスチックで形成した場合の渦電流損失とアルミニウムで形成した場合の渦電流損失とを比較する説明図である。
【図４】ケーシングを炭素繊維強化プラスチックで形成したときの渦電流が少ない理由を説明する説明図である。
【図５】第２実施例としてのコアレスモーター１０００の構成を示す概略断面図である。
【図６】第３実施例としての動力発生装置１１００の構成を示す概略断面図である。
【図７】第４実施例としての動力発生装置１１００Ｂの構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明の変形例としてモーター／発電機を利用した移動体の一例である電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。
【図９】本発明の変形例としてモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の変形例としてモーターを利用した双腕７軸ロボットの一例を示す説明図である。
【図１１】本発明の変形例としてモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．第１実施例：
図１は、第１実施例としてのコアレスモーター１０の構成を示す説明図である。図１（
Ａ）は、コアレスモーター１０を中心軸２３０に平行な面（図１（Ｂ）の１Ａ−１Ａ切断
面）で切った断面を模式的に示し、図１（Ｂ）は、コアレスモーター１０を中心軸２３０
に垂直な面（図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ切断面）で切った断面を模式的に示している。
【００１６】
コアレスモーター１０は、略円筒状のステーター１５が外側に配置され、略円筒状のロ
ーター２０が内側に配置されたインナーローター型モーターである。ステーター１５およ
びローター２０は、ケーシング１１０内に収容されている。ステーター１５は、電磁コイ
ル１００Ａ，１００Ｂと、コイルバックヨーク１１５と、を備えている。ローター２０は
、中心軸２３０と、磁石バックヨーク２３６と、磁石サイドヨーク２１５，２１６と、ロ
ーター磁石２００と、軸受け２４０と、を備えている。
【００１７】
ローター２０は、回転軸である中心軸２３０を有しており、中心軸２３０の外周には、
略円筒状の磁石バックヨーク２３６が配置されている。磁石バックヨーク２３６の外周に
沿って、６つのローター磁石２００が略円筒状に配置されている。６個のローター磁石２
００は、中心軸２３０の中心から外部に向かう方向（放射方向）に磁化された永久磁石と
、外部から中心に向かう方向（中心方向）に磁化された永久磁石とが用いられる。磁化方
向が中心方向であるローター磁石２００と、磁化方向が放射方向であるローター磁石２０
０とは、円周方向に沿って交互に配置されている。中心軸２３０に沿った方向（以下、単
に「軸方向」と呼ぶ）のローター磁石２００の端部には、磁石サイドヨーク２１５，２１
６が設けられている。磁石サイドヨーク２１５，２１６は、軟磁性材で形成された略円環
盤状の部材である。中心軸２３０は、炭素繊維強化プラスチック等の非磁性材で形成され
ており、貫通孔２３９を有している。中心軸２３０は、軸受け２４０で支持されてケーシ
ング１１０に取り付けられている。軸受け２４０は、例えば、ボールベアリングによって
構成することができる。また、本実施例では、ケーシング１１０の内側に、波バネ座金２
６０が設けられており、この波バネ座金２６０は、ローター磁石２００の位置決めを行っ
ている。但し、波バネ座金２６０は省略可能である。
【００１８】
ケーシング１１０は、略円筒形をした筐体である。ケーシングの内周に沿って、二相の
電磁コイル１００Ａ，１００Ｂが配列されている。電磁コイル１００Ａ，１００Ｂは、有
効コイル領域とコイルエンド領域とを有している。ここで有効コイル領域とは、電磁コイ
ル１００Ａ，１００Ｂに電流が流れたときに、ローター２０に対して回転方向のローレン
ツ力を与える領域であり、コイルエンド領域は、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂに電流が
流れたときに、ローター２０に対して回転方向と異なる方向（主として回転方向に垂直な
方向）のローレンツ力を与える領域である。ただし、コイルエンド領域は、有効コイル領
域を挟んで２つあり、それぞれのローレンツ力は、大きさが同じで、向きが反対であるの
で、打ち消し合う。有効コイル領域においては、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂを構成す
る導体配線は、回転軸とほぼ平行な方向であり、コイルエンド領域では、電磁コイル１０
０Ａ，１００Ｂを構成する導体配線は、回転方向と平行である。また、有効コイル領域で
は、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂは、ローター磁石２００と重なっているが、コイルエ
ンド領域では、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂは、ローター磁石２００と重なっていない
。なお、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂを合わせて電磁コイル１００とも呼ぶ。電磁コイ
ル１００Ａ，１００Ｂとケーシング１１０との間には、コイルバックヨーク１１５が設け
られている。コイルバックヨーク１１５の軸方向の長さは、ローター磁石２００の軸方向
の長さとほぼ同じである。中心軸２３０からコイルバックヨーク１１５に向かって放射方
向に放射線を引いたとき、放射線は、ローター磁石２００をちょうど貫く。すなわち、コ
イルバックヨーク１１５とローター磁石２００は、重なっている。
【００１９】
ステーター１５には、さらに、ローター２０の位相を検出する位置センサーとしての磁
気センサー３００が、電磁コイル１００Ａ，１００Ｂの各相に１つずつ配置されている。
なお、図１（Ａ）では、一方の磁気センサー３００のみを表示している。磁気センサー３
００は、回路基板３１０の上に固定されており、回路基板３１０は、ケーシング１１０に
固定されている。ここで、磁気センサー３００は、コイルエンド領域から、中心軸２３０
に垂線を降ろしたときの垂線上に配置されている。
【００２０】
なお、コアレスモーター１０は、概略以下の手順で組み立てられる。まず、ローター２
０の一方の軸受け２４０が第２のケーシング１１０ｂに取り付けられるようにローター２
０を組み付ける。次に、内周に電磁コイル１００Ａ，１００Ｂが配列された第１のケーシ
ング１１０ａを第２のケーシング１１０ｂに組み付ける。そして、ローター２０に取り付
けられた他方の軸受け２４０が第３のケーシング１１０ｃに取り付けられるように、第３
のケーシング１１０ｃを第１のケーシング１１０ａに組み付ける。これにより、コアレス
モーター１０が組み立てられる。
【００２１】
ところで、ローター２０およびステーター１５を収容するケーシング１１０には、従来
、アルミニウム等の軽量性や強度性、耐熱性等の確保が容易な金属を用いて製造されたケ
ーシングが採用されていた。しかしながら、本発明では、軽量性や、熱伝導性、耐熱性、
加工性、生産性、価格性等に優れている炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon F
iber Reinforced Plastics）を用いて製造されたケーシングが採用されている。炭素繊維
強化プラスチックを用いた理由は、以下で説明する。なお、炭素繊維強化プラスチックを
用いたケーシングの製造は、オートクレープ成形、真空バック成形、フィラメントワイン
ド成形、ハンドレイアップ成形、ＲＴＭ成形、ＶＡＲＴ成形等の種々の一般的な成形法の
うち、成形形状に適した成形法が適宜選択されて実行される。
【００２２】
図２は、ケーシングで発生する渦電流損失の測定方法の一例を示す説明図である。ステ
ップ１では、まず、標準モーター５１０の損失特性を測定する。標準モーター５１０の中
心軸５２０に、被測定モーター１０を接続するためのカップリング５３０を取り付ける。
この状態で、あらかじめ定められた回転数Ｎで標準モーター５１０を回転させて、標準モ
ーター５１０に加える電圧Ｅ１と電流Ｉ１を測定する。このときの回転状態は、いわゆる
無負荷回転状態である。このときの標準モーター５１０の第１の総損失Ｐ１ａｌｌは、Ｅ
１×Ｉ１となる。また、第１の総損失Ｐ１ａｌｌは、機械損失Ｐ１ｍと銅損失Ｐ１ｃｕと
鉄損失Ｐ１ｆｅの和である。ここで、標準モーター５１０の電磁コイルの電気抵抗をＲ１
とすると、銅損失Ｐ１ｃｕは、Ｉ１2×Ｒ１で表される。
【００２３】
ステップ２では、標準モーター５１０に被測定モーター１０のローター２０のみを接続
し、ステップ１と同一の回転数Ｎで標準モーター５１０を回転させて、標準モーター５１
０に加える電圧Ｅ２と電流Ｉ２を測定する。このときの第２の総損失Ｐ２ａｌｌはＥ２×
Ｉ２となる。なお、この第２の総損失Ｐ２ａｌｌは、第１の総損失Ｐ１ａｌｌに被測定モ
ーター１０の機械損失Ｐ２ｍが加わったものである。すなわち、第２の総損失Ｐ２ａｌｌ
と第１の総損失Ｐ１ａｌｌの差分（Ｐ２ａｌｌ−Ｐ１ａｌｌ）が、被測定モーター１０の
機械損失Ｐ２ｍとなる。
【００２４】
ステップ３では、被測定モーター１０のローター２０にケーシング１１０を加えてステ
ップ１，２と同じ回転数Ｎで回転させて、標準モーター５１０に加える電圧Ｅ３と電流Ｉ
３を測定する。このときの標準モーター５１０の総損失Ｐ３ａｌｌは、Ｅ３×Ｉ３となる
。また、総損失Ｐ３ａｌｌは、ステップ２で測定した総損失Ｐ２ａｌｌに、ケーシング１
１０に生じる渦電流による渦電流損失Ｐｅｄｄｙを加えたものである。ここで、渦電流と
は、金属板（アルミニウム製など）などの導電体を強い磁界内で動かしたり、導電体の近
傍の磁界を急激に変化させたりした際に、電磁誘導効果により導電体内で生じる渦状の電
流のことである。被測定モーター１０の渦電流損失Ｐｅｄｄｙは、（Ｐ３ａｌｌ−Ｐ２ａ
ｌｌ）で算出することができる。
【００２５】
図３は、ケーシング１１０を、炭素繊維強化プラスチックで形成した場合の渦電流損失
と、アルミニウムで形成した場合の渦電流損失と、を比較する説明図である。本実施例で
は、ローター２０が回転すると、ローター磁石２００も回転するため、このローター磁石
２００の回転（移動）により、その外側にあるケーシング１１０に渦電流が生じる、と考
えられる。
【００２６】
従来、炭素繊維強化プラスチックは、導電性を有しているため、ケーシング１１０を炭
素繊維強化プラスチックで形成しても、ケーシング１１０を金属で形成するのに比べて渦
電流は、あまり小さくならないと考えられていた。しかし、炭素繊維強化プラスチックを
用いてケーシング１１０を製造し、渦電流損失を測定したところ、図３に示すように、ケ
ーシング１１０を、炭素繊維強化プラスチックで形成した方が、アルミニウムで形成した
場合よりも、渦電流損失が極めて小さい結果（約１／２０〜約１／２０００）が得られた
。
【００２７】
図４は、ケーシングを炭素繊維強化プラスチックで形成したときの渦電流が少ない理由
を説明する説明図である。本実施例では、ケーシング１１０は、炭素繊維束２７２Ａと炭
素繊維束２７２Ｂとを四つ目編みして形成されている。ここで、炭素繊維束２７２Ａは、
炭素繊維２７１Ａの方向が中心軸２３０（図１）と平行な方向であり、炭素繊維束２７２
Ｂは、炭素繊維２７１Ｂの方向が中心軸２３０（図１）の円周に沿った方向である。
【００２８】
渦電流は、例えば、ケーシング１１０を構成する第１のケーシング１１０ａの円筒面の
表面上を閉じた経路で略円形を描くように流れる。まず、炭素繊維束２７２Ａに流れる渦
電流を考える。渦電流は閉じた経路で略円形を描くように流れるので、炭素繊維２７１Ａ
の向きに対して様々な方向に流れる。ここで、炭素繊維２７１Ａに沿った方向と、炭素繊
維２７１Ａと交わる方向に電流が流れる場合を考える。炭素繊維２７１Ａに沿った方向に
電流が流れる場合、電子は、同一の炭素繊維２７１Ａ上を移動すればよい。そのため、比
較的電流は流れやすい。一方、電流が炭素繊維２７１Ａと交わる方向に流れる場合、電流
を流しにくい樹脂を介して電子が隣の炭素繊維２７１Ａに移る必要がある。そのため、炭
素繊維２７１Ａと交わる方向には電流が流れにくい。渦電流は、上述したように、略円形
を描く閉じた経路で流れるが、閉じた経路上には、炭素繊維２７１Ａに沿った方向に電流
が流れる部分と炭素繊維２７１Ａと交わる方向に電流が流れる部分とを含んでいる。ここ
で、炭素繊維２７１Ａと交わる方向に電流が流れる部分は、上述したように電流が流れ難
く、いわゆる律速（ボトルネック）となる。炭素繊維束２７２Ｂに流れる渦電流について
も同様に炭素繊維２７１Ｂと交わる方向に電流が流れる部分は、いわゆる律速（ボトルネ
ック）となる。
【００２９】
また、炭素繊維束２７２Ａと２７２Ｂとを跨ぐ渦電流については、炭素繊維束２７２Ａ
の炭素繊維２７１Ａと、炭素繊維束２７２Ｂの炭素繊維２７１Ｂとの間は、樹脂があるの
で、炭素繊維２７１Ａと炭素繊維２７１Ｂとの間の電子の移動が起こりにくい。したがっ
て、炭素繊維束２７２Ａと２７２Ｂとを跨ぐ渦電流も流れにくく、いわゆる律速（ボトル
ネック）となる。以上のことから、炭素繊維強化プラスチックで形成された第１のケーシ
ング１１０ａには、閉じた経路上のどこかで電流が流れにくい律速部分（ボトルネック）
が存在するため、渦電流が流れにくくなる。なお、図示および説明を省略するが、第２の
ケーシング１１０ｂおよび第３のケーシング１１０ｃの表面上においても、同様であり、
渦電流が流れにくくなる。
【００３０】
以上のように、ケーシング１１０の材料として炭素繊維プラスチックを用いた理由は、
炭素繊維強化プラスチックが、軽量性や、熱伝導性、耐熱性、加工性、生産性、価格性等
に優れるので、従来の金属材料に置き換えが可能であるのに加えて、渦電流損失を少なく
することが可能であり、コアレスモーター１０の効率を向上させることが可能であるから
である。
【００３１】
なお、本実施例では、ローター磁石２００の中心方向の面を磁石バックヨーク２３６で
覆い、軸方向の面を磁石サイドヨーク２１５，２１６にて覆っているので、ローター磁石
２００から軸方向への磁束漏れを抑制することができる。また、ローター磁石の中心方向
への磁束漏れを磁石バックヨーク２３６で抑制することができるので、ローターの中央部
に相当する中心軸２３０に非磁性材、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）や
ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：glass fiber reinforced plastics）のような
樹脂複合材や、セラミックス、植物繊維材、樹脂材等を用いることができ、鋼材に比べて
軽量化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化だけでなく、
鋼材をも超える剛性に優れ、かつ、電磁コイルの磁束変化により発生する渦電流損失を少
なくして、コアレスモーター１０の効率を向上させることが可能である。
【００３２】
Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例としてのコアレスモーター１０００の構成を示す概略断面図である
。コアレスモーター１０００は、第１実施例のローター２０とは異なり、中心軸２３０周
りに回転するローター１１２１Ａを備えている。このローター１１２１Ａは、ケーシング
１１２２Ａに収容されている。中心軸２３０は、軸方向に延びる貫通孔２３９を有してお
り、貫通孔２３９には、導電線束１０２５が挿通されている。
【００３３】
ケーシング１１２２Ａは、第１のケーシング１１２２ａおよび第２のケーシング１１２
２ｂが一体化された構造を有している。第１のケーシング１１２２ａは、中心軸２３０方
向の一方の面が開放された略円筒形状の中空容体である。第２のケーシング１１２２ｂは
、中央部に開口部１１２５が形成された略円環盤形状を有している。第１のケーシング１
１２２ａの底面の中央には、中心軸２３０を挿通するための貫通孔１２２１が形成されて
いる。中心軸２３０と第１のケーシング１１２２ａとは互いに固定的に取り付けられる。
なお、第２のケーシング１１２２ｂは、例えば、第１のケーシング１１２２ａの中空部に
、中心軸２３０を中心としてローター１１２１Ａを収容した後で、第１のケーシング１１
２２ａに対して接着剤で貼り合せることにより一体化される。このとき、第２のケーシン
グ１１２２ｂの開口部１１２５には、ローター１１２１Ａの底面が配置される。また、第
２のケーシング１１２２ｂは、ボルトによって第１のケーシング１１２２ａに固定される
ようにしてもよい。ケーシング１１２２Ａの第１のケーシング１１２２ａおよび第２のケ
ーシング１１２２ｂは、第１実施例のケーシング１１０と同様に、炭素繊維強化プラスチ
ックを材料として製造される。
【００３４】
ローター１１２１Ａは略円盤形状を有しており、その側壁の外周面には、ローター磁石
２００が略円筒形に配列されている。ローター磁石２００の磁束の方向は、放射方向であ
る。なお、ローター磁石２００の裏側の面（ローター１１２１Ａの側壁側の面）には、磁
力効率を向上させるための磁石バックヨーク１２１５が配置され、中心軸２３０方向の面
には、磁石サイドヨーク１２１６，１２１７が配置されている。
【００３５】
ローター１１２１Ａは、その中央に中心軸２３０を挿通させるための貫通孔１２１１を
有している。なお、貫通孔１２１１の内壁面と、中心軸２３０の外周面との間には、ロー
ター１１２１Ａが中心軸２３０を中心に回転可能とするための軸受け２４０が配置されて
いる。
【００３６】
ローター１１２１Ａの第１のケーシング１１２２ａの底面側（図５の紙面右側）には、
貫通孔１２１１を中心とする略円環状の溝として形成された凹部１２１２Ａが設けられて
いる。ただし、この凹部１２１２Ａはローター１１２１Ａの軽量化のためのものであり、
省略可能である。
【００３７】
第１のケーシング１１２２ａの内周面には、電磁コイル１００（１００Ａ、１００Ｂ）
が、ローター１１２１のローター磁石２００と間隔を有しつつ対向するように略円筒形に
配列されている。即ち、コアレスモーター１０００では、電磁コイル１００がステーター
として機能し、中心軸２３０を中心として、ローター１１２１Ａを回転させる。なお、電
磁コイル１００と第１のケーシング１１２２ａとの間には、磁力効率を向上させるための
コイルバックヨーク１１５が配置されている。なお、ローター磁石２００と電磁コイル１
００とコイルバックヨーク１１５の配置関係は、第１実施例で説明した関係と同じである
。
【００３８】
第１のケーシング１１２２ａの底面には、ローター磁石２００の位置を検出する位置検
出部３００（「磁気センサー３００」とも呼ぶ。）と、ローター１１２１Ａの回転を制御
するための回転制御回路を備える回路基板３１０が設けられている。位置検出部３００は
、例えば、ホール素子によって構成され、ローター磁石２００の周回軌道の位置に対応す
るように配置されている。位置検出部３００は、回路基板３１０上に配置され、または信
号線を介して接続されている。
【００３９】
回路基板３１０には、導電線束１０２５から分岐した導電線が接続されている。また、
回路基板３１０は、電磁コイル１００と電気的に接続されている。回路基板３１０は、位
置検出部３００が出力する検出信号を動力発生装置１１００の駆動を制御する制御部（図
示せず）に送信する。また、回路基板３１０の回転制御回路は、制御部からの制御信号に
従って、電磁コイル１００に電力を供給して磁界を発生させ、ローター１１２１Ａを回転
させる。
【００４０】
開口部１１２５に配置されたローター１１２１Ａの底面（図５の紙面左側の底面）は、
負荷接続部としての機能も有しており、外部負荷装置１０２１の回転軸が、固定用ボルト
１１１４によって固定される。
【００４１】
中心軸２３０には、第１のケーシング１１２２ａの外側（図５の紙面右側）およびロー
ター１１２１Ａの外側（図５の紙面左側）に、中心軸２３０の保持性を向上させるための
軸受けリング２４１が勘合的に取り付けられる。なお、図に示した軸受けリング２４１は
、わかり易くするために、断面図ではなく側面図で表されている。
【００４２】
以上、本実施例においても、ケーシング１１２２Ａの材料として、軽量性や、剛性、熱
伝導性、耐熱性、加工性、生産性、価格性等に優れた炭素繊維強化プラスチックを用いて
、渦電流損失を抑制することができるので、コアレスモーター１０００の効率を向上させ
ることが可能である。
【００４３】
なお、本実施例では、ローター磁石２００の中心方向の面を磁石バックヨーク１２１５
で覆い、軸方向の面を磁石サイドヨーク１２１６，１２１７で覆っているので、第１実施
例のコアレスモーター１０のローターの中央部としての中心軸２３０と同様に、中心軸２
３０やローター磁石２００等が配置されたローター１１２１Ａの中央部を構成する部材に
非磁性材、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチッ
ク（ＧＦＲＰ）のような樹脂複合材や、セラミックス、植物繊維材、樹脂材等を用いるこ
とができ、軽量化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、鋼材に比
べて軽量化が可能であるとともに、軽量化だけでなく、鋼材をも超える剛性に優れ、かつ
、電磁コイルからの磁束により発生する渦電流損失を少なくして、コアレスモーター１０
００の効率を向上させることが可能である。
【００４４】
Ｃ．第３実施例：
図６は、第３実施例としての動力発生装置１１００の構成を示す概略断面図である。動
力発生装置１１００は、中心軸２３０と、モーター部１１２０と、回転機構部１１３０と
を備える。モーター部１１２０と回転機構部１１３０とは、後述するように、互いに勘合
して一体化するように配置され、中心軸２３０は、一体化されたモーター部１１２０と回
転機構部１１３０の中央を貫通するように配置される。中心軸２３０は、軸方向に延びる
貫通孔２３９を有しており、貫通孔２３９には、導電線束１０２５が挿通されている。
【００４５】
モーター部１１２０は、ローター１１２１と、ケーシング１１２２とを備える。ロータ
ー１１２１は略円盤形状を有しており、その側壁の外周面には、ローター磁石２００が略
円筒形に配列されている。ローター磁石２００の磁束の方向は、放射方向である。なお、
ローター磁石２００の裏側の面（ローター１１２１の側壁側の面）には、磁力効率を向上
させるための磁石バックヨーク１２１５が配置され、中心軸２３０方向の面には、磁石サ
イドヨーク１２１６，１２１７が配置されている。
【００４６】
ローター１１２１は、その中央に中心軸２３０を挿通させるための貫通孔１２１１を有
している。なお、貫通孔１２１１の内壁面と、中心軸２３０の外周面との間には、ロータ
ー１１２１が中心軸２３０を中心に回転可能とするための軸受け２４０が配置されている
。
【００４７】
ローター１１２１の回転機構部１１３０と対向する側の面には、貫通孔１２１１を中心
とする略円環状の溝として形成された凹部１２１２が設けられている。貫通孔１２１１と
凹部１２１２とを隔てる略円筒状の隔壁１２１３の外側の壁面には、ギア歯１１２１ｔが
形成されている。以後、このローター１１２１の中央に設けられたギア歯１１２１ｔを有
する隔壁１２１３を「ローターギア１２１３」とも呼ぶ。なお、本実施例におけるロータ
ーギア１２１３は、遊星ギアのサンギアとして機能する。
【００４８】
ケーシング１１２２は、回転機構部１１３０と対向する側の面が開放された略円筒形状
の中空容体であり、ローター１１２１を収容する。ケーシング１１２２は、第２実施例の
ケーシング１１２２Ａと同様に、炭素繊維強化プラスチックを材料として用いて製造され
る。
【００４９】
ケーシング１１２２の底面（図６の紙面右側の面）の中央には、中心軸２３０を挿通す
るための貫通孔１２２１が形成されている。中心軸２３０とケーシング１１２２とは互い
に固定的に取り付けられる。そして、ケーシング１１２２の外側には、中心軸２３０の保
持性を向上させるための軸受けリング２４１が勘合的に取り付けられている。なお、図６
においても、軸受けリング２４１については、わかり易くするために、概略断面ではなく
概略側面を示している。
【００５０】
ケーシング１１２２の内周面には、電磁コイル１００（１００Ａ、１００Ｂ）が、ロー
ター１１２１のローター磁石２００と間隔を有しつつ対向するように円筒形に配列されて
いる。即ち、モーター部１１２０では、電磁コイル１００がステーターとして機能し、中
心軸２３０を中心としてローター１１２１を回転させる。なお、電磁コイル１００とケー
シング１１２２との間には、磁力効率を向上させるためのコイルバックヨーク１１５が配
置されている。なお、ローター磁石２００と電磁コイル１００とコイルバックヨーク１１
５の配置関係は、第１実施例で説明した関係と同じである。
【００５１】
ケーシング１１２２の底面には、ローター磁石２００の位置を検出する位置検出部３０
０と、ローター１１２１の回転を制御するための回転制御回路を備える回路基板３１０が
設けられている。位置検出部３００は、例えば、ホール素子によって構成され、ローター
磁石２００の周回軌道の位置に対応するように配置されている。位置検出部３００は、回
路基板３１０上に配置され、または信号線を介して接続されている。
【００５２】
回路基板３１０には、導電線束１０２５から分岐した導電線が接続されている。また、
回路基板３１０は、電磁コイル１００と電気的に接続されている。回路基板３１０は、位
置検出部３００が出力する検出信号を動力発生装置１１００の駆動を制御する制御部（図
示せず）に送信する。また、回路基板３１０の回転制御回路は、制御部からの制御信号に
従って、電磁コイル１００に電力を供給して磁界を発生させ、ローター１１２１を回転さ
せる。
【００５３】
回転機構部１１３０は、ローター１１２１のローターギア１２１３とともに遊星ギアを
構成し、減速機として機能する。回転機構部１１３０は、ギア固定部１１３１と、３個の
プラネタリーギア１１３２と、負荷接続部１１３３とを備える。なお、図６では便宜上、
２個のプラネタリーギア１１３２のみを図示してある。
【００５４】
ギア固定部１１３１は、内壁面にギア歯１１３１ｔが設けられた略円環状のギアである
アウターギア１３１１と、アウターギア１３１１の外周に突出した鍔部１３１２とを有し
ている。ギア固定部１１３１は、鍔部１３１２と、モーター部１１２０のケーシング１１
２２の側壁端面とを固定用ボルト１１１４によって締結することにより、モーター部１１
２０に固定的に取り付けられる。
【００５５】
ギア固定部１１３１のアウターギア１３１１は、ローター１１２１の凹部１２１２に収
容される。また、アウターギア１３１１の内周面と、ローターギア１２１３の外周面との
間には、３個のプラネタリーギア１１３２が、ローターギア１２１３の外周に沿って、ほ
ぼ等間隔で配置される。なお、プラネタリーギア１１３２のギア歯１１３２ｔと、アウタ
ーギア１３１１のギア歯１１３１ｔおよびローターギア１２１３のギア歯１１２１ｔとが
互いに噛み合うことにより、これら３種のギア１２１３，１１３２，１３１１は連結され
る。
【００５６】
負荷接続部１１３３は、プラネタリーキャリアとして機能する略円筒形状の部材である
。負荷接続部１１３３の底面の中央には、中心軸２３０を挿通する貫通孔１３３１が設け
られている。貫通孔１３３１の内壁面と、中心軸２３０の外周面との間には、負荷接続部
１１３３が中心軸２３０を中心に回転可能とするための軸受け２４０が配置されている。
なお、負荷接続部１１３３に取り付けられた軸受け２４０と、ローター１１２１に取り付
けられた軸受け２４０との間には、スペーサー１１１５が配置される。
【００５７】
ここで、ギア固定部１１３１の中央部には、アウターギア１３１１の内周空間に連通す
る略円形形状の開口部１３１３が形成されており、負荷接続部１１３３は、その開口部１
３１３に配置される。負荷接続部１１３３のモーター部１１２０側（図６の紙面右側）の
底面には、ローター１１２１の凹部１２１２に収容されたプラネタリーギア１１３２の回
転軸１１３２ｓを回転可能に保持するための軸孔１３３２が形成されている。
【００５８】
負荷接続部１１３３の外側（図６の紙面左側）には、中心軸２３０の保持性を向上させ
るための軸受けリング２４１が勘合的に取り付けられている。さらに、負荷接続部１１３
３の外側の底面には、外部負荷装置１０２１の回転軸が固定用ボルト１１１４によって固
定される。
【００５９】
上記構成の回転機構部１１３０では、アウターギア１３１１は固定配置されているため
、ローターギア１２１３の回転に伴って、各プラネタリーギア１１３２が、自身の回転軸
１１３２ｓを中心に回転（「自転」とも呼ぶ。）しつつ、ローターギア１２１３の周りを
周回移動（「公転」とも呼ぶ。）する。各プラネタリーギア１１３２の周回移動に伴って
、負荷接続部１１３３が回転し、負荷接続部１１３３に接続された負荷に回転駆動力が伝
達される。
【００６０】
以上、本実施例においても、ケーシング１１２２の材料として、軽量性や、剛性、熱伝
導性、耐熱性、加工性、生産性、価格性等に優れた炭素繊維強化プラスチックを用いて、
渦電流損失を抑制することができるので、動力発生装置１１００の効率を向上させること
が可能である。
【００６１】
また、本実施例においても、第２実施例と同様に、中心軸２３０やローター磁石２００
等が配置されたローター１１２１の中央部を構成する部材に非磁性材、例えば、炭素繊維
強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）のような樹脂
複合材や、セラミックス、植物繊維材、樹脂材等を用いることができ、鋼材に比べて軽量
化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化だけでなく、鋼材
をも超える剛性に優れ、かつ、電磁コイルの磁束変化により発生する渦電流損失を少なく
して、動力発生装置１１００の効率を向上させることが可能である。さらにまた、プラネ
タリーキャリアとしての負荷接続部１１３３に非磁性材料を用いることができ、軽量化が
容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化が可能であるとともに
、鋼材をも超える剛性に優れ、かつ、ローター磁石や電磁コイルからの磁束により発生す
る渦電流損失を少なくして、動力発生装置１１００の効率を向上させることが可能である
。なお、本実施例において、プラネタリーキャリアとしての負荷接続部１１３３が回転機
構部の連動回転部に相当する。
【００６２】
Ｄ．第４実施例：
図７は、第４実施例としての動力発生装置１１００Ｂの構成を示す概略断面図である。
この動力発生装置１１００Ｂは、遊星ギアを二段重ねた減速機とモーターとを一体化した
構成を有しており、以下の点が第３実施例の動力発生装置１１００（図６）と異なる。
【００６３】
動力発生装置１１００Ｂは、回転機構部１１３０Ｂを有している。回転機構部１１３０
Ｂのギア固定部１１３１Ｂには、中心軸２３０の軸方向に並列に重ねて設けられた第１と
第２のアウターギア１３１１ａ，１３１１ｂが設けられている。第１と第２のアウターギ
ア１３１１ａ，１３１１ｂは、ギア固定部１１３１Ｂがケーシング１１２２に固定的に取
り付けられたときに、ともにローター１１２１の凹部１２１２に収容される。
【００６４】
第１のアウターギア１３１１ａは、ローターギア１２１３と第１のプラネタリーギア１
１３２ａを介して連結される。即ち、ローターギア１２１３は、一段目の遊星ギアにおけ
るサンギアとして機能する。第１のプラネタリーギア１１３２ａは、プラネタリーキャリ
ア１３５０に回転可能に取り付けられる。
【００６５】
プラネタリーキャリア１３５０は、比較的径が大きい円筒形状の前段部１３５１と、比
較的経の小さい円筒形状の後段部１３５２とが連接された回転部材である。プラネタリー
キャリア１３５０の前段部１３５１は、第１と第２のアウターギア１３１１ａ，１３１１
ｂの間に配置され、その底面に第１のプラネタリーギア１１３２ａの回転軸１１３２ｓを
保持するための軸孔１３５４が設けられている。後段部１３５２は、側壁面にギア歯１１
３５ｔが形成されるとともに、第２のアウターギア１３１１ｂの内周空間に配置される。
【００６６】
なお、プラネタリーキャリア１３５０の中央部には、中心軸２３０を挿通するための貫
通孔１３５３が、前段部１３５１および後段部１３５２をともに貫通して設けられている
。貫通孔１３５３と中心軸２３０との間には、プラネタリーキャリア１３５０を回転可能
とするための軸受け２４０が配置される。なお、軸受け２４０同士の間には、適宜、スペ
ーサー１１１５が配置される。
【００６７】
プラネタリーキャリア１３５０の後段部１３５２と、第２のアウターギア１３１１ｂと
の間には、第２のプラネタリーギア１１３２ｂが配置される。即ち、後段部１３５２は、
二段目の遊星ギアにおけるサンギアとして機能する。第２のプラネタリーギア１１３２ｂ
は、プラネタリーキャリアとして機能する負荷接続部１１３３に、回転可能に取り付けら
れる。
【００６８】
一段目の遊星ギアでは、ローターギア１２１３の回転に伴って、第１のプラネタリーギ
ア１１３２ａが自身の回転軸１１３２ｓを中心に回転（自転）しつつ、ローターギア１２
１３の周りを周回移動（公転）する。第１のプラネタリーギア１１３２ａの周回移動に伴
って、プラネタリーキャリア１３５０の前段部１３５１が回転する。二段目の遊星ギアで
は、プラネタリーキャリア１３５０の後段部１３５２の回転に伴って、第２のプラネタリ
ーギア１１３２ｂが自身の回転軸１１３２ｓを中心に回転（自転）しつつ、プラネタリー
キャリア１３５０の後段部１３５２の外周を周回移動（公転）する。第２のプラネタリー
ギア１１３２ｂの周回移動に伴って、負荷接続部１１３３が回転し、負荷接続部１１３３
に接続された負荷に回転駆動力が伝達される。
【００６９】
以上、本実施例においても、ケーシング１１２２の材料として、軽量性や、剛性、熱伝
導性、耐熱性、加工性、生産性、価格性等に優れた炭素繊維強化プラスチックを用いて、
渦電流損失を抑制することができるので、動力発生装置１１００Ｂの効率を向上させるこ
とが可能である。
【００７０】
また、本実施例においても、第３実施例と同様に、中心軸２３０やローター磁石２００
等が配置されたローター１１２１の中央部を構成する部材に非磁性材、例えば、炭素繊維
強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）のような樹脂
複合材や、セラミックス、植物繊維材、樹脂材等を用いることができ、鋼材に比べて軽量
化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化だけでなく、鋼材
をも超える剛性に優れ、かつ、電磁コイルの磁束変化により発生する渦電流損失を少なく
して、動力発生装置１１００Ｂの効率を向上させることが可能である。さらにまた、ロー
ター１１２１に連動して回転する連動回転部としてのプラネタリーキャリア１３５０およ
び負荷接続部１１３３や、ギア固定部１１３１Ｂに、非磁性材料を用いることができ、軽
量化が容易である。特に、炭素繊維強化プラスチックを用いれば、軽量化が可能であると
ともに、鋼材をも超える剛性に優れ、かつ、ローター磁石や電磁コイルからの磁束により
発生する渦電流損失を少なくして、動力発生装置１１００Ｂの効率を向上させることが可
能である。
【００７１】
Ｅ．変形例：
なお、上記実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の
要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実
施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において
実施することが可能である。
【００７２】
（１）変形例１
上記実施例では、ケーシングの全体を、炭素繊維強化プラスチックで製造した場合につ
いて説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、ローター磁石２００に対
応するコイルバックヨーク１１５の外周部を覆うケーシング部分が少なくとも炭素繊維強
化プラスチックで形成されているようにしてもよい。ローター磁石２００からの磁束はコ
イルバックヨーク１１５側の放射方向に向かうように設定されている。従って、少なくと
もコイルバックヨーク１１５の外周部を覆うケーシング部分を、炭素繊維強化プラスチッ
クで形成すれば、渦電流損失の抑制効果は大きい。また、ローター磁石２００の中心軸２
３０方向側を覆うケーシング部分が炭素繊維強化プラスチックで形成されているようにし
てもよい。すなわち、ローター磁石からの磁束によって発生する渦電流損失を抑制するよ
うにケーシングの少なくとも一部分が、炭素繊維強化プラスチックで形成されていればよ
い。
【００７３】
（２）変形例２
上記実施例では、本願発明の特徴部分を備えるコアレスモーターやコアレスモーターを
備える動力発生装置を例に説明したが、コアレスモーターや動力発生装置等の電動機に限
定されるものではなく、発電機に適用することも可能である。
【００７４】
（３）変形例３
また、本発明の特徴を備える電動機や発電機は、以下に示すように、電動移動体や電動
移動ロボットあるいは医療機器の駆動装置として適用することが可能である。図８は、本
発明の変形例としてモーター／発電機を利用した移動体の一例である電動自転車（電動ア
シスト自転車）を示す説明図である。この自転車３３００は、前輪にモーター３３１０が
設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路３３２０と充電池３３３０とが設け
られている。モーター３３１０は、充電池３３３０からの電力を利用して前輪を駆動する
ことによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモーター３３１０で回生され
た電力が充電池３３３０に充電される。制御回路３３２０は、モーターの駆動と回生とを
制御する回路である。このモーター３３１０としては、上述した各種のコアレスモーター
１０を利用することが可能である。
【００７５】
図９は、本発明の変形例としてモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である
。このロボット３４００は、第１と第２のアーム３４１０，３４２０と、モーター３４３
０とを有している。このモーター３４３０は、被駆動部材としての第２のアーム３４２０
を水平回転させる際に使用される。このモーター３４３０としては、上述した各種のコア
レスモーター１０を利用することが可能である。
【００７６】
図１０は、本発明の変形例としてモーターを利用した双腕７軸ロボットの一例を示す説
明図である。双腕７軸ロボット３４５０は、関節モーター３４６０と、把持部モーター３
４７０と、アーム３４８０と、把持部３４９０と、を備える。関節モーター３４６０は、
肩関節、肘関節、手首関節に相当する位置に配置されている。関節モーター３４６０は、
アーム３４８０と把持部３４９０とを、３次元的に動作させるため、各関節につき２つの
モーターを備えている。また、把持部モーター３４７０は、把持部３５９０を開閉し、把
持部３４９０に物を掴ませる。双腕７軸ロボット３４５０において、関節モーター３４６
０あるいは把持部モーター３４７０として、上述した各種のコアレスモーターを利用する
ことが可能である。
【００７７】
図１１は、本発明の変形例としてモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。こ
の鉄道車両３５００は、電動モーター３５１０と、車輪３５２０とを有している。この電
動モーター３５１０は、車輪３５２０を駆動する。さらに、電動モーター３５１０は、鉄
道車両３５００の制動時には発電機として利用され、電力が回生される。この電動モータ
ー３５１０としては、上述した各種のコアレスモーター１０を利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０…コアレスモーター
１５…ステーター
２０…ローター
１００…電磁コイル
１００Ａ…電磁コイル
１００Ｂ…電磁コイル
１１０…ケーシング
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ…ケーシング
１１５…コイルバックヨーク
２００…ローター磁石
２１６，２１７…磁石サイドヨーク
２３０…中心軸
２３９…貫通孔
２３６…磁石バックヨーク
２４０…軸受け
２４１…軸受けリング
２６０…波バネ座金
２７１Ａ…炭素繊維
２７１Ｂ…炭素繊維
２７２Ａ…炭素繊維束
２７２Ｂ…炭素繊維束
３００…磁気センサー（位置検出部）
３１０…回路基板
５１０…標準モーター
５２０…中心軸
５３０…カップリング
１０００…コアレスモーター
１０２１…外部負荷装置
１１００…動力発生装置
１１００Ｂ…動力発生装置
１１１４…固定用ボルト
１１１５…スペーサー
１１２０…モーター部
１１２１，１１２１Ａ…ローター
１１２１ｔ…ギア歯
１１２２，１１２２Ａ…ケーシング
１１２２ａ，１１２２ｂ…第１と第２のケーシング
１１２５…開口部
１１３０，１１３０Ｂ…回転機構部
１１３１，１１３１Ｂ…ギア固定部
１１３１ｔ…ギア歯
１１３２…プラネタリーギア
１１３２ａ，１１３２ｂ…第１と第２のプラネタリーギア
１１３２ｓ…回転軸
１１３２ｔ…ギア歯
１１３３…負荷接続部
１２１１…貫通孔
１２１２，１２１２Ａ…凹部
１２１３…隔壁（ローターギア）
１１２１ｔ…ギア歯
１２２１…貫通孔
１３１１…アウターギア
１３１１ａ，１３１１ｂ…第１と第２のアウターギア
１３１２…鍔部
１３１３…開口部
１３１ｔ…ギア歯
１３３１…貫通孔
１３３２…軸孔
１３５０…プラネタリーキャリア
１３５１…前段部
１３５２…後段部
１３５３…貫通孔
１３５４…軸孔
１１３５ｔ…ギア歯
３３００…自転車
３３１０…モーター
３３２０…制御回路
３３３０…充電池
３４００…ロボット
３４１０…第１のアーム
３４２０…第２のアーム
３４３０…モーター
３４５０…双腕７軸ロボット
３４６０…関節モーター
３４７０…把持部モーター
３４８０…アーム
３４９０…把持部
３５００…鉄道車両
３５１０…電動モーター
３５２０…車輪
３５９０…把持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械装置であって、
円筒状の磁石バックヨーク、および、前記磁石バックヨークの外周に沿って円筒状に配
置されたローター磁石、を有するローターと、
前記ローターの外周に沿って円筒状に配置された空芯の電磁コイル、および、前記円筒
状に配置された電磁コイルの外周に配置された円筒状のコイルバックヨーク、を有するス
テーターと、
前記ステーターおよび前記ローターを覆うケーシングと、
を備え、
前記ケーシングの少なくとも一部は、炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電
気機械装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械装置であって、
前記ケーシングは、前記コイルバックヨークの外周部を覆う部分が前記炭素繊維強化プ
ラスチックで形成されている、電気機械装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気機械装置であって、
前記ケーシングは、全体が前記炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電気機械
装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
前記ローターの中心部は前記炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電気機械装
置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
さらに、前記ローターの内周側に収容されて、前記ローターに連結された回転機構部を
備える、電気機械装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気機械装置であって、
前記回転機構部は、前記ローターに連動して回転する連動回転部が前記炭素繊維強化プ
ラスチックで形成されている、電気機械装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の電気機械装置を備える移動体。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の電気機械装置を備えるロボット。
【請求項１】
電気機械装置であって、
円筒状の磁石バックヨーク、および、前記磁石バックヨークの外周に沿って円筒状に配
置されたローター磁石、を有するローターと、
前記ローターの外周に沿って円筒状に配置された空芯の電磁コイル、および、前記円筒
状に配置された電磁コイルの外周に配置された円筒状のコイルバックヨーク、を有するス
テーターと、
前記ステーターおよび前記ローターを覆うケーシングと、
を備え、
前記ケーシングの少なくとも一部は、炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電
気機械装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械装置であって、
前記ケーシングは、前記コイルバックヨークの外周部を覆う部分が前記炭素繊維強化プ
ラスチックで形成されている、電気機械装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気機械装置であって、
前記ケーシングは、全体が前記炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電気機械
装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
前記ローターの中心部は前記炭素繊維強化プラスチックで形成されている、電気機械装
置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
さらに、前記ローターの内周側に収容されて、前記ローターに連結された回転機構部を
備える、電気機械装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気機械装置であって、
前記回転機構部は、前記ローターに連動して回転する連動回転部が前記炭素繊維強化プ
ラスチックで形成されている、電気機械装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の電気機械装置を備える移動体。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の電気機械装置を備えるロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２７２２８（Ｐ２０１３−２７２２８Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１７１３（Ｐ２０１１−１６１７１３）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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