本发明涉及无铁芯电机。特别是涉及将旋转运动传递机构内置在无铁芯电机内的无铁芯电机，其中旋转运动传递机构用于将无铁芯电机内部的旋转部(转子)的旋转运动输出至无铁芯电机的外部。
背景技术：
以往，提出了一种在电机的旋转轴安装驱动对象的一侧、即旋转轴的输出侧、或其相反侧等处安装减速器或制动器等单元的方案。
例如，在专利文献2中提出了这样一种电机：其在动力轴与呈同心圆状地配置于动力轴的转子之间配置行星辊机构。
另外，在专利文献l中记载了一种带有减速器的电机。该带有减速器的电机是有铁芯式的电机，在电机的内部内置有减速器等单元。围绕固定轴配备有电枢与包围它们的圆筒状的转子。在转子的周围，以相对于固定轴能够旋转的方式配备有包围这些转子的圆筒状的外侧辊。在外侧辊的内侧且转子的端部与外侧辊之间配备有旋转运动传递机构，该旋转运动传递机构将转子的以固定轴为中心的旋转运动传递至外侧辊。旋转运动传递机构具备中心被固定轴贯通的多个中心齿轮和行星齿轮。
专利文献1、2是所谓的有铁芯式的电机。在这种有铁芯式的电机中，以往提出的是将减速器等单元内置于电机的内部的方案。
另一方面，在无铁芯式的电机即无铁芯电机中，以往并没有提出过将减速器等单元内置于内部的方案。
这是因为在无铁芯电机的情况下，通常都是小型化电机，故而根本就难以将减速器等单元内置于电机的内部的缘故。
专利文献3是本发明申请的发明人提出的关于无铁芯电机的发明。成为旋转中心的中心轴在半径方向的中心延伸，沿该中心轴延伸的方向延伸的圆筒状的线圈相对于中心轴呈同心圆状地配置。转子具备在半径方向上将所述线圈夹在彼此之间而在彼此之间形成磁回路的圆筒状的内轭铁与圆筒状的外轭铁，且相对于前述中心轴呈同心圆状地配置。
专利文献3所记载的无铁芯电机是使成为旋转中心的中心轴贯通无铁芯电机内的构造。即，中心轴在圆筒状的线圈延伸的方向上贯通圆筒状的线圈。另外，中心轴贯通具备内轭铁与外轭铁的转子。
这种构造的无铁芯电机由于如上所述为小型化电机，故而认为根本就难以内置减速器等单元。即使是专利文献3所记载的无铁芯电机，也没有内置减速器等单元。
专利文献4是本发明申请的发明人提出的关于轮毂电机的文献。专利文献4所记载的无铁芯电机具备以下的结构。
轴，其在无铁芯电机的中央沿轴向延伸且贯通该无铁芯电机。圆筒状线圈，其相对于轴呈同心圆状地配置，一侧的端面支承于线圈支承体，且沿轴延伸的方向延伸。转子，其相对于轴呈同心圆状地配置，由圆筒状的内轭铁与外轭铁构成且在半径方向的中心侧可旋转地支承于轴，内轭铁与外轭铁在半径方向上将圆筒状线圈夹在彼此之间，且在任意一方的与另一方相对的一侧的面上具备磁铁而在彼此之间形成磁回路。轮毂，其固定地安装于外轭铁且保持轮胎。若外轭铁以轴为中心进行旋转，则固定于外轭铁的轮毂保持着轮胎以轴为中心进行旋转。
即使是专利文献4所记载的无铁芯电机，也没有内置减速器等单元。
如此，在无铁芯式的电机即无铁芯电机中，如专利文献3、4那样，以往并没有提出过将减速器等单元内置于内部的方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭50-148792号公报
专利文献2：日本特开2003-143805号公报
专利文献3：wo2015/162826
专利文献4：日本特开2017-186006号公报
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
在由无铁芯的无铁芯电机构成轮毂电机的专利文献4中，没有记载“圆筒状的外壳，其在半径方向上在外轭铁的外侧具备相对于轴呈同心圆状地配置的圆筒状部，该圆筒状部以轴为中心进行旋转”。另外，专利文献4也没有记载“旋转运动传递机构，其配备在所述圆筒状外壳的内部，将转子的以轴为中心的旋转运动传递至圆筒状外壳”。
专利文献4所记载的发明是以“使轮毂电机的组装容易”为目的的发明。是以支承轮胎的轮毂固定于转子(外轭铁)，支承轮胎的轮毂与转子(外轭铁)的旋转一起以轴(固定轴)为中心进行旋转为前提的发明。因此，专利文献4中并不存在想到在转子(外轭铁)与支承轮胎的轮毂之间夹设减速器构而使支承轮胎的轮毂减速旋转的契机、起因。
如此，以往根本就不存在将专利文献1等所记载的在有铁芯式的电机的内部内置减速器等单元的电机的机构，应用于专利文献4那样的无铁芯的无铁芯电机中的契机、起因。
本发明的目的在于提出这样一种无铁芯电机：其将旋转运动传递机构内置在无铁芯电机内，旋转运动传递机构用于将无铁芯的无铁芯电机内部的旋转部(转子)的旋转运动输出至无铁芯电机的外部。
用于解决技术问题的手段
[1]
一种无铁芯电机，其中，具备：
固定轴，其在无铁芯电机的中央沿轴向延伸且贯通该无铁芯电机；
圆筒状线圈，其相对于所述固定轴呈同心圆状地配置，一侧的端面支承于定子，且沿所述固定轴延伸的方向延伸；
转子，其相对于所述固定轴呈同心圆状地配置，由圆筒状的内轭铁与圆筒状的外轭铁构成，且在半径方向的中心侧可旋转地支承于所述固定轴，所述内轭铁与所述外轭铁在半径方向上将所述圆筒状线圈夹在彼此之间，且在任意一方的与另一方相对的一侧的面上具备磁铁而在彼此之间形成磁回路；
圆筒状的外壳，其在半径方向上在所述外轭铁的外侧具备相对于所述固定轴呈同心圆状地配置的圆筒状部，该圆筒状部以所述固定轴为中心进行旋转；以及
旋转运动传递机构，其配备在所述圆筒状外壳的内部，将所述转子的以所述固定轴为中心的旋转运动传递至所述圆筒状外壳。
[2]
如[1]的无铁芯电机，其中，所述旋转运动传递机构由具备多个齿轮部件的齿轮机构构成，所述固定轴在该齿轮机构中将在半径方向上位于所述固定轴的一侧的所述齿轮部件贯通并可旋转地支承该齿轮部件。
发明效果
根据本发明，可提供这样一种无铁芯电机：其将旋转运动传递机构内置在无铁芯电机内，旋转运动传递机构用于将无铁芯的无铁芯电机内部的旋转部(转子)的旋转运动输出至无铁芯电机的外部。
附图说明
图l是说明本发明的一实施方式的内部构造的局部省略的剖面图。
图2是说明图1所图示的实施方式中的旋转传递部的太阳齿轮、行星齿轮、行星架的配备形态的示意图，(a)是图1的a-a线剖面的示意图，(b)是图1的b-b线剖面的示意图。
图3是说明本发明的其他实施方式的内部构造的局部省略的剖面图。
图4是说明本发明的其他实施方式的内部构礼的局部省略的剖面图。
图5是说明本发明的其他实施方式的内部构造的局部省略的剖面图。
图6是说明本发明的其他实施方式的内部构造的局部省略的剖面图。
图7是说明本发明的其他实施方式的内部构造的局部省略的剖面图。
具体实施方式
<实施方式1>
图1表示了在无铁芯电机内内置用于将无铁芯电机内部的旋转部(转子)的旋转运动输出至无铁芯电机的外部的旋转运动传递机构的实施方式的一例。
图l所图示的无铁芯电机1具备固定轴2、定子3、圆筒状线圈4、转子8、圆筒状外壳10、旋转运动传递机构。
固定轴2在无铁芯电机1的中央沿轴向延伸并贯通无铁芯电机1。
圆筒状线圈4相对于固定轴2呈同心圆状地配置，一侧的端面支承于定子3，且沿固定轴2延伸的方向延伸。定子3的半径方向内侧固定于固定轴2。
圆筒状线圈4是可通电的无铁芯线圈。在图示的实施方式中，在图l中，通过经由绝缘层与沿固定轴2延伸的方向即长度方向分离的多个线状部重叠形成的导电性金属片的层叠体构造形成为圆筒状。半径方向上的厚度例如为5mm以下，具备规定的刚性。这种圆筒状的线圈例如可通过日本专利第3704044号所记载的制造方法来制造。
转子8具备圆筒状的内轭铁6、圆筒状的外轭铁5和磁体7。圆筒状的内轭铁6和圆筒状的外轭铁5相对于固定轴2呈同心圆状地配置，在半径方向上将圆筒状线圈4夹在彼此之间。
由永磁铁等构成的磁体7配备在内轭铁6和外轭铁5中的任意一方的与另一方相对的一侧的面上。在图示的实施方式中，在与内轭铁6的外周面相对的外轭铁5的内周面上配备有磁体7。如此一来，在外轭铁5与内轭铁6之间形成剖面为环状的磁场，形成磁回路。
取代图示的实施方式，也可以采用在内轭铁6的外周面配备磁体7的构造。
转子8在半径方向的中心侧可旋转地支承于固定轴2。在图示的实施方式中，转子8在半径方向的中心侧具备筒状部，固定轴2贯通该筒状部内，固定轴2可旋转地支承该筒状部。由此，转子8成为可旋转地支承于固定轴2的构造。
圆筒状外壳10在半径方向上在外轭铁5的外侧具备相对于固定轴2呈同心圆状地配置的圆筒状部9。
从固定轴2延伸的方向上的筒状部9的两端部，沿半径方向朝向固定轴2的方向延伸出外壳支承部。各个外壳支承部的半径方向内侧为经由轴承等可旋转地支承于固定轴2的构造。由此，圆筒状外壳10及其圆筒状部9能够以固定轴2为中心进行旋转。
旋转运动传递机构配备在圆筒状外壳10内，将转子8的以固定轴2为中心的旋转运动传递为圆筒状外壳10的以固定轴2为中心的旋转运动。由此，圆筒状外壳10以固定轴2为中心进行旋转。
如上所述，在内轭铁6与外轭铁5之间形成了剖面为环状的磁场的情况下，通过对圆筒状线圈4供给规定的电流，转子8以固定轴2为中心进行旋转。
该转子8的以固定轴2为中心的旋转运动经由旋转运动传递机构传递至圆筒状外壳10的圆筒状部9，圆筒状外壳10及其圆筒状部9与转子8的以固定轴2为中心的旋转运动对应地以固定轴2为中心进行旋转。
旋转运动传递机构可由具备多个齿轮部件的齿轮机构构成。例如，可采用由具备多个齿轮部件的齿轮机构构成的减速器。在图l所图示的实施方式中，是将转子8的以固定轴2为中心的旋转运动传递为圆筒状外壳10及其圆筒状部9的以固定轴2为中心的旋转运动的两级减速机构。作为该两级减速机构，采用具备多个齿轮部件的行星齿轮机构。
通过使转子8的旋转经由减速机构传递至圆筒状外壳10的圆筒状部9，圆筒状外壳10及其圆筒状部9绕固定轴2的周向旋转。
图2表示了构成图1所图示的实施方式中的由行星齿轮机构构成的旋转运动传递机构的太阳齿轮、行星齿轮、行星架的配备形态的一例。注意，在图2中，省略了对形成于圆筒状外壳10的圆筒状部9的内周面上的形成的内齿轮等的图示，概略地图示了太阳齿轮、行星齿轮、行星架、惰轮等的配置、结合形态。
在图l所图示的实施方式中，可旋转地支承于固定轴2的转子8的半径方向内侧部的外周成为高速侧太阳齿轮11。高速侧太阳齿轮11的旋转经由高速侧行星齿轮12、高速侧行星架13传递至低速侧输入轴14。低速侧输入轴14的图1中的左端侧外周成为低速侧太阳齿轮15。低速侧太阳齿轮15的旋转经由低速侧行星架17、惰轮(或低速侧行星齿轮)16传递至圆筒状外壳10的圆筒状部9。
即，从在可旋转地支承于固定轴2的转子8的半径方向内侧部的外周上形成的高速侧太阳齿轮11向高速侧行星齿轮12、高速侧行星架13，进而向可旋转地支承于固定轴2的低速侧输入轴14、形成于低速侧输入轴14的左端侧外周的低速侧太阳齿轮15，然后经由低速侧行星架17、惰轮(或低速侧行星齿轮)16向圆筒状外壳10的圆筒状部9传递旋转。
在图1所图示的实施方式中，高速侧太阳齿轮11形成在转子8的半径方向内侧部的外周。即，在存在于转子8的半径方向内侧且可旋转地支承于固定轴2的筒状部的外周，形成有高速侧太阳齿轮11。如此一来，固定轴2成为贯通高速侧太阳齿轮11并可旋转地支承高速侧太阳齿轮11的构造。
另外，在图l所图示的实施方式中，经由高速侧行星齿轮12、高速侧行星架13承受高速侧太阳齿轮11的旋转的低速侧输入轴14是筒状体，固定轴2贯通该筒状体内，固定轴2可旋转地支承该筒状体。
并且，低速侧太阳齿轮15形成在低速侧输入轴14的图l中的左端侧外周。即，在构成低速侧输入轴14且可旋转地支承于固定轴2的所述筒状体的图1中的左端侧外周，形成有低速侧太阳齿轮15。
如此一来，固定轴2成为还贯通低速侧太阳齿轮15且可旋转地支承低速侧太阳齿轮15的构造。
即，在图1所图示的实施方式中，旋转运动传递机构为如下构造：由具备多个齿轮部件的齿轮机构构成，固定轴2在该齿轮机构中贯通在半径方向上位于固定轴2的一侧的齿轮部件并可旋转地支承该齿轮部件。
在图l的实施方式中，旋转运动传递机构由具备多个齿轮部件的齿轮机构构成，该旋转运动传递机构是行星齿轮机构。并且，该行星齿轮机构中的高速侧、低速侧的太阳齿轮，如上所述，均被固定轴2贯通而可旋转地支承于固定轴2。
如此，固定轴2将由具备多个齿轮部件的齿轮机构构成的旋转运动传递机构的、在半径方向上位于固定轴2侧的齿轮部件贯通，并可旋转支承该齿轮部件。
其结果，在转子8的以固定轴2为中心的旋转运动经由旋转运动传递机构传递至圆筒状外壳10的圆筒状部9，使圆筒状外壳10及其圆筒状部9与转子8的以固定轴2为中心的旋转运动对应地以固定轴2为中心进行旋转之际，不用担心会发生摇晃、振动、偏移。
在图1所图示的实施方式中，使用了两级减速机构将转子8的以固定轴2为中心的旋转运动传递为圆筒状外壳10及其圆筒状部9的以固定轴2为中心的旋转运动。
取而代之，也可以通过一级减速将转子8的以固定轴2为中心的旋转运动传递为圆筒状外壳10及其圆筒状部9的以固定轴2为中心的旋转运动。
在通过一级减速将转子8的以固定轴2为中心的旋转运动传递为圆筒状外壳10及其圆筒状部9的以固定轴2为中心的旋转运动的情况下，也能够采用由具备多个齿轮部件的齿轮机构(例如行星齿轮机构)构成旋转运动传递机构，固定轴2将在半径方向上位于固定轴2侧的齿轮(例如行星齿轮机构中的太阳齿轮)贯通并可旋转地支承该齿轮的构造。
由此，在转子8的以固定轴2为中心的旋转运动经由旋转运动传递机构传递至圆筒状外壳10的圆筒状部9，使圆筒状外壳10及其圆筒状部9与转子8的以固定轴2为中心的旋转运动对应地以固定轴2为中心进行旋转之际，可不用担心会发生摇晃、振动、偏移。
如以上说明，在该实施方式中，采用了行星齿轮机构等具备多个齿轮部件的齿轮机构作为旋转运动传递机构，固定轴沿无铁芯电机的旋转中心即轴向贯通该无铁芯电机，外壳具备在半径方向上与所述固定轴呈同心圆状地配置在该转子的外侧的圆筒状部，旋转运动传递机构将该无铁芯电机的转子围绕固定轴转动的旋转运动传递至外壳的该圆筒状部。
并且，采用了固定轴2将该齿轮机构中的在半径方向上位于固定轴2侧的齿轮贯通并可旋转地支承该齿轮的构造。例如，采用了所述固定轴将行星齿轮机构中的在半径方向上位于固定轴2侧的太阳齿轮贯通并可旋转地支承该太阳齿轮的构造。
由此，能够在不使小型化的无铁芯电机的尺寸变大的情况下将旋转运动传递机构内置于无铁芯电机，能够将该无铁芯电机的转子的围绕固定轴的旋转运动，传递至以与所述固定轴呈同心圆状的方式配置在所述转子的外侧的圆筒状部。另外，此时，由于无铁芯电机的固定轴在具备多个齿轮部件的齿轮机构中将在半径方向上位于固定轴2侧的齿轮贯通，并可旋转地支承该齿轮，因此能够抑制摇晃、振动、偏移的发生。
<实施方式2>
图3所图示的无铁芯电机21使图l所图示的无铁芯电机1的固定轴2由沿轴的延伸方向分割成三部分的棒状的轴体2a、2b、2c构成。
其他方面与图l所图示的无铁芯电机1相同，故而对于共通的部分，标注共通的附图标记并省略其说明。
在图示的实施方式中，使位于中间部的轴体2b的外径比轴体2a、2c的外径小。另外，在轴体2a的轴体2b侧、轴体2c的轴体2b侧，各自形成有嵌合固定轴体2b的嵌合孔。
由此，能够从轴的延伸方向将轴体2b嵌合固定于轴体2a，另外从轴的延伸方向将轴体2c嵌合固定于轴体2b而构成一根固定轴。于是，在把用于将旋转部(转子)的旋转运动输出至无铁芯电机的外部的旋转运动传递机构内置于小型化的无铁芯电机的内部之际，容易组装。
虽未图示，但也可以如下：棒状的轴体2a、2b、2c是相同外径，在轴体2a的轴体2b侧、轴体2c的轴体2b侧分别形成与前述相同的小径的嵌合孔，而在中央的轴体2b的两端形成分别与所述嵌合孔嵌合固定的小径的嵌合突起部。该情况下，与实施方式1(图1)相同，贯通无铁芯电机的固定轴在其全长上是相同直径，但即使如此也容易组装。
在本实施方式的无铁芯电机21中，将可旋转地支承于固定轴的转子8的半径方向内侧部的在图3中向左侧方向延伸的左端侧外周设为高速侧太阳齿轮。还能够采用将棒状的多根轴体从轴向嵌合固定在一起而构成固定轴的构造，如图3所图示，能够将以可旋转运动的方式对前述转子的成为高速侧太阳齿轮的部分进行支承的部位设为小径的轴体。该情况下，能够使高速侧太阳齿轮比图1所图示的实施方式大。
<其他实施方式>
图4～图7所图示的实施方式与使用图1、图3说明的实施方式相同，均为具备以下结构的无铁芯电机。
固定轴2在无铁芯电机1的中央沿轴向延伸并贯通无铁芯电机1。
圆筒状线圈4相对于固定轴2呈同心圆状地配置，一侧的端面支承于定子3，且沿固定轴2延伸的方向延伸。
转子8相对于固定轴2呈同心圆状地配置，由圆筒状的内轭铁与外轭铁构成，且在半径方向的中心侧可旋转地支承于固定轴2，内轭铁与外轭铁在半径方向上将圆筒状线圈4夹在彼此之间，在任意一方的与另一方相对的一侧的面上具备磁铁7而在彼此之间形成磁回路。
圆筒状的外壳10在半径方向上在外轭铁的外侧具备相对于固定轴2呈同心圆状地配置的圆筒状部9，圆筒状部9以固定轴2为中心进行旋转。
旋转运动传递机构配备在圆筒状外壳10的内部，将转子8的以固定轴2为中心的旋转运动传递至圆筒状外壳10。
基本的机理与使用上述图1～图3说明的实施方式1、2相同。因此，对于共通的部分，标注共通的附图标记并省略其机理的说明。
在图4所图示的无铁芯电机中，旋转运动传递机构具备均配置成可相对于固定轴2旋转的第一级的太阳齿轮11a、第二级的太阳齿轮11b、第三级的太阳齿轮11c。将转子8的旋转运动经由第一级的太阳齿轮11a、第二级的太阳齿轮11b、第三级的太阳齿轮11c、以及配备在它们周围的各自的行星齿轮、行星架传递至圆筒状部9。
以上虽然参照附图说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在可从权利要求书的记载把握的技术范围内进行各种变更。
附图标记说明
1、21无铁芯电机
2固定轴
2a、2b、2c棒状的轴体
3定子
4圆筒状线圈
5外轭铁
6磁铁
7内轭铁
8转子
9圆筒状外壳的圆筒状部
10圆筒状外壳
11高速侧太阳齿轮
12高速侧行星齿轮
13高速侧行星架
14低速侧输入轴
15低速侧太阳齿轮
16惰轮(低速侧行星齿轮)
17低速侧行星架
20齿轮壳突缘
1.一种无铁芯电机，其中，具备：
固定轴，其在无铁芯电机的中央沿轴向延伸且贯通该无铁芯电机；
圆筒状线圈，其相对于所述固定轴呈同心圆状地配置，一侧的端面支承于定子，且沿所述固定轴延伸的方向延伸；
转子，其相对于所述固定轴呈同心圆状地配置，由圆筒状的内轭铁与外轭铁构成，且在半径方向的中心侧可旋转地支承于所述固定轴，所述圆筒状的内轭铁与外轭铁在半径方向上将所述圆筒状线圈夹在彼此之间，且在任意一方的与另一方相对的一侧的面上具备磁铁而在彼此之间形成磁回路；
圆筒状的外壳，其在半径方向上在所述外轭铁的外侧具备相对于所述固定轴呈同心圆状地配置的圆筒状部，该圆筒状部以所述固定轴为中心进行旋转；以及
旋转运动传递机构，其配备在所述圆筒状外壳的内部，将所述转子的以所述固定轴为中心的旋转运动传递至所述圆筒状外壳。
2.如权利要求l所述的无铁芯电机，其中，
所述旋转运动传递机构由具备多个齿轮部件的齿轮机构构成，所述固定轴在该齿轮机构中将在半径方向上位于所述固定轴的一侧的所述齿轮部件贯通并可旋转地支承该齿轮部件。
技术总结