JP2012105444A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータを小型化及び軽量化できるようにする。
【解決手段】円周方向に沿って極性が交互となるように等間隔に配置された複数の磁極１１を有する界磁１０と、界磁１０の径方向外側において同軸状に対向して配置され、円周方向に沿った推進力を発生するための複数の回転用巻線２２を有する回転用電機子２０と、界磁１０の径方向内側において同軸状に対向して配置され、軸方向に沿った推進力を発生するための複数の直動用巻線３２を有する直動用電機子３０とを備えることにより、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを界磁１０として共通化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転動作及び軸方向の直動動作の２つの動作を行うことが可能なモータに関する。

組立装置や検査装置においては、部品の把持や配置のために回転動作や直動動作を行う必要があるため、回転モータやリニアモータが用いられる。このとき、回転モータとリニアモータを個別に搭載すると、装置全体の大型化に繋がるため、一つのモータで回転動作と直動動作の両方を行うことができるモータが切望されていた。

従来、このような回転動作と直動動作の両方を行うことが可能なモータとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この従来技術のモータは、中央に固定軸を有すると共に、この固定軸の外周側に回転移動軸、さらに外周側に円筒状のフレームを備えている。固定軸の外周には、直動動作用の巻線からなる電気子が設けられ、回転移動軸の内周には、直動動作用の磁石からなる界磁が設けられている。また回転移動軸の外周には、回転動作用の磁石からなる界磁が設けられ、フレームの内周には、回転同作用の巻線からなる電気子が設けられている。このような構成により、回転移動軸の回転動作及び軸方向の直動動作を可能としている。

特許第３２５５２３６号公報

しかしながら、上記従来技術のモータは、回転動作用の電気子及び界磁と、直動動作用の電気子及び界磁をそれぞれ搭載した構成であるため、小型化及び軽量化の観点においてさらなる向上の余地があった。

本発明の目的は、小型化及び軽量化が可能なモータを提供することにある。

上記目的を達成するために、第１発明のモータは、円周方向に沿って配置された複数の磁極を有する界磁と、前記界磁の径方向一方側において同軸状に対向して配置され、前記円周方向に沿った推進力を発生するための複数の回転用巻線を有する回転用電機子と、前記界磁の径方向他方側において同軸状に対向して配置され、軸方向に沿った推進力を発生するための複数の直動用巻線を有する直動用電機子と、を備え、前記界磁、前記回転用電機子、及び前記直動用電機子のうちのいずれかを固定子、他を可動子とすることを特徴とする。

本願発明のモータは、界磁と、界磁の径方向一方側に対向配置された回転用電機子とを備えており、界磁と回転用電機子との間に生じる円周方向に沿った推進力により、界磁と回転用電機子とを円周方向に沿って相対的に回転移動させる。また本願発明のモータは、界磁の径方向他方側に対向配置された直動用電機子を備えており、界磁と直動用電機子との間に生じる軸方向に沿った推進力により、界磁と直動用電機子とを軸方向に沿って相対的に進退移動させる。これにより、界磁、回転用電機子及び直動用電機子のうちのいずれかを固定子、他を可動子とすることで、可動子に回転動作及び軸方向の直動動作の２つの動作を行わせることが可能である。

このような構成により、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを共通化することができる。その結果、回転動作及び直動動作の各動作用に界磁と電機子を個別に有する場合に比べ、一方の界磁が不要となるため、配置スペースを縮小でき、モータを小型化することができる。また、部品点数が減ることから、モータ重量を軽量化できると共に、製造工程の単純化も可能となる。

第２発明のモータは、上記第１発明において、前記回転用電機子は、前記界磁の径方向外側において同軸状に対向して配置されており、前記直動用電機子は、前記界磁の径方向内側において同軸状に対向して配置されていることを特徴とする。

本願発明によれば、回転用電機子を界磁の外側、直動用電機子を界磁の内側に配置したモータにおいて、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを共通化し、小型化及び軽量化を図ることができる。

第３発明のモータは、上記第１発明において、前記回転用電機子は、前記界磁の径方向内側において同軸状に対向して配置されており、前記直動用電機子は、前記界磁の径方向外側において同軸状に対向して配置されていることを特徴とする。

本願発明によれば、回転用電機子を界磁の内側、直動用電機子を界磁の外側に配置したモータにおいて、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを共通化し、小型化及び軽量化を図ることができる。

第４発明のモータは、上記第２又は第３発明において、ｎを自然数とした場合に、前記界磁は、前記円周方向に沿って配置された複数個の前記磁極からなる磁極列が前記軸方向に沿って２ｎ列配置されて構成されており、前記回転用電機子は、前記円周方向に沿って配置された複数個の前記回転用巻線からなる回転用巻線列が前記軸方向に沿って２ｎ列配置されて構成されており、前記直動用電機子は、前記円周方向に沿って配置された複数個の前記直動用巻線からなる直動用巻線列が前記軸方向に沿ってｎ列配置されて構成されていることを特徴とする。

直動用電機子を構成する直動用巻線のうち、界磁と直動用電機子との間に生じる軸方向に沿った推進力に寄与する部分は、推進方向である軸方向と直交する円周方向に沿った部分のみである。したがって、直動用電機子の直動用巻線列を軸方向に沿ってｎ列配置すると共に、界磁の磁極列を軸方向に沿ってその２倍である２ｎ列配置することにより、各直動用巻線における（軸方向両側に位置する）円周方向に沿った部分に、磁極を効率良く対向させることができる。これにより、界磁と直動用電機子との間に軸方向に沿って高い推進力を得ることができる。特に、ｎが１である場合、すなわち回転用電機子の回転用巻線列及び界磁の磁極列を２列、直動用電機子の直動用巻線列を１列に配置した場合には、最小限の磁極と巻線の構成で高い推進力を得ることが可能となり、最も効率の良い構成とすることができる。

また、界磁の磁極列の列数と回転用電機子の回転用巻線列の列数とを等しくすることで、界磁と回転用電機子との間に生じる円周方向に沿った推進力についても、高い推進力を得ることができる。

第５発明のモータは、上記第４発明において、前記界磁は、前記複数の磁極として、複数の永久磁石を有していることを特徴とする。

複数の永久磁石からなる界磁を備えたモータにおいて、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを共通化して一方の界磁を不要とすることで、レアメタルからなる永久磁石を削減することができる。これにより、リサイクル性の向上や省資源化、低コスト化が可能となる。

第６発明のモータは、上記第５発明において、前記界磁は、前記永久磁石を固定配置する磁石固定部材をさらに有し、前記磁石固定部材は、非磁性材料で構成されていることを特徴とする。

界磁の径方向一方側に回転用電機子、径方向他方側に直動用電機子を配置し、界磁を共通化する構成においては、磁界を界磁の径方向一方側及び他方側の両側に形成する必要がある。

本願発明によれば、界磁が永久磁石と磁石固定部材を有し、磁石固定部材を非磁性材料で構成するので、永久磁石で発生する磁界を磁石固定部材が遮ることがない。これにより、磁界を界磁の径方向一方側及び他方側の両側に確実に形成し、界磁を共通化した構成を実現することができる。

第７発明のモータは、上記第１乃至第６発明のいずれかにおいて、前記界磁の径方向内側に配置される前記回転用電機子の前記回転用巻線又は前記直動用電機子の前記直動用巻線を固定配置するための巻線固定体をさらに備え、前記巻線固定体は、中空構造であることを特徴とする。

界磁の径方向内側に配置される巻線固定体を中空構造とすることで、モータを各種装置に組み込む際の配線や配管をその内部に挿通することができ、省スペース化を図ることができる。

第８発明のモータは、上記第１乃至第７発明のいずれかにおいて、前記回転用電機子は、樹脂成型により固定された前記回転用巻線を有し、前記直動用電機子は、樹脂成型により固定された前記直動用巻線を有していることを特徴とする。

回転用巻線及び直動用巻線を樹脂成型することによって、巻線を保護すると共に絶縁性を向上することができる。また、巻線の樹脂成型により回転用電機子及び直動用電機子の剛性及び耐振動性を向上することができるので、モータの信頼性を向上できる。

本発明によれば、モータを小型化及び軽量化することができる。

本実施形態のモータの概略構成を表す縦断面図である。 本実施形態のモータの概略構成を表す図１中ＩＩ−ＩＩ断面による横断面図である。 直動用巻線と磁極と回転用巻線の径方向内側から見た配置関係を表す図である。 界磁の径方向外側に直動用電機子、内側に回転用電機子を配置した変形例におけるモータの概略構成を表す図１中ＩＩ−ＩＩ断面相当の横断面図である。 界磁の径方向外側に直動用電機子、内側に回転用電機子を配置した変形例における回転用巻線と磁極と直動用巻線の径方向内側から見た配置関係を表す図である。 中空軸構造の変形例におけるモータの概略構成を表す図１中ＩＩ−ＩＩ断面相当の横断面図である。 巻線を樹脂成型した変形例におけるモータの構成を概念的に表す図１中ＩＩ−ＩＩ断面相当の横断面図である。 回転用電機子と直動用電機子を固定子、界磁を可動子とする変形例におけるモータの概略構成を表す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１乃至図３を用いて、本実施形態のモータ１の概念的な構成について説明する。図１は、本実施形態のモータの概略構成を表す縦断面図、図２は、本実施形態のモータの概略構成を表す図１中ＩＩ−ＩＩ断面による横断面図、図３は、直動用巻線と磁極と回転用巻線の径方向内側から見た配置関係を表す図である。なお、以下の説明では、図１及び図３中上下方向並びに図２中紙面に垂直な方向を、軸方向と称する。

図１に示すように、モータ１は、ブラケット２を介して支持フレーム３に対しボルト４を用いて固定されている。なお、この例ではモータ１を軸方向に対し側方で固定するようにしたが、後述する図８に示す例のように軸方向一端側で固定してもよい。

図１及び図２に示すように、モータ１は、界磁１０と、円周方向に沿った推進力を発生するための回転用電機子２０と、軸方向に沿った推進力を発生するための直動用電機子３０とを備えている。

界磁１０は、円周方向に沿って極性が交互となるように等間隔に配置された複数の磁極１１を有している。具体的には、円周方向に沿って配置された複数個（この例では８個。図２参照）の磁極１１からなる磁極列１２が軸方向に沿って２列配置されている。本実施形態では、磁極１１は永久磁石で構成されており、円筒状の磁石固定部材１３の回転用電機子２０側に固定配置されている。磁石固定部材１３は、磁極１１による磁界を界磁１０の径方向外側及び内側の両方に形成するように、ステンレスやアルミ等の非磁性材料で構成されている。なお、磁極１１を電磁石で構成してもよい。

回転用電機子２０は、界磁１０の径方向外側に、界磁１０に対して所定のクリアランスを有するように同軸状に対向配置されている。回転用電機子２０は、円筒状の回転用巻線固定体２１の界磁１０側に、円周方向に沿って等間隔に配置された複数個（この例では８個。図２参照）の回転用巻線２２からなる回転用巻線列２３が軸方向に沿って２列配置されて構成されている。回転用巻線列２３は、界磁１０の磁極列１２に対応する位置にそれぞれ配置されている。なお、本実施形態では、上記回転用巻線固定体２１がモータ１のフレームを兼ねた構成となっている。

直動用電機子３０は、界磁１０の径方向内側に、界磁１０に対して所定のクリアランスを有するように同軸状に対向配置されている。直動用電機子３０は、直動用巻線固定体３１の界磁１０側に、円周方向に沿って等間隔に配置された複数個（この例では１２個。図２参照）の直動用巻線３２からなる直動用巻線列３３が軸方向に沿って１列配置されて構成されている。図１及び図３に示すように、直動用巻線列３３は、各直動用巻線３２における軸方向に沿った推進力に寄与する部分、すなわち、各直動用巻線３２の軸方向両端部に位置する短辺部３２ａが、界磁１０の磁極１１の軸方向略中央部に位置するように、配置されている。これにより、磁極１１が生じる磁界と短辺部３２ａを円周方向に流れる電流とを効率良く直交させることができ、界磁１０と直動用電機子３０との間に軸方向に沿って高い推進力を得ることができる。なお、本実施形態では、上記直動用巻線固定体３１がモータ１の出力軸を兼ねた構成となっている。

界磁１０の磁石固定部材１３と回転用電機子２０の回転用巻線固定体２１との間には、回転用電機子２０に対し界磁１０を回転可能に支持する回転軸受部材４１が、軸方向両端部に設けられている。また、界磁１０の磁石固定部材１３と直動用電機子３０の直動用巻線固定体３１との間には、界磁１０に対し直動用電機子３０の軸方向に沿った進退移動を許容する直動軸受部材４２が、軸方向両端部に設けられている。

上記構成であるモータ１においては、界磁１０と回転用電機子２０との間に生じる円周方向に沿った推進力により、界磁１０と回転用電機子２０とが円周方向に沿って相対的に回転移動する。また、界磁１０と直動用電機子３０との間に生じる軸方向に沿った推進力により、界磁１０と直動用電機子３０とが軸方向に沿って相対的に進退移動する。これにより、界磁１０、回転用電機子２０及び直動用電機子３０のうちのいずれかを固定子、他を可動子とすることで、可動子に回転動作及び軸方向の直動動作の２つの動作を行わせることができる。本実施形態では、回転用電機子２０が固定子となっているため、界磁１０を円周方向に回転動作させると共に、これに伴って回転動作する直動用電機子３０をさらに軸方向に直動動作することができる。

以上説明した本実施形態のモータ１は、上述した構成とすることにより、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを界磁１０として共通化することができる。その結果、回転動作及び直動動作の各動作用に界磁と電機子を個別に有する場合に比べ、一方の界磁が不要となるため、配置スペースを縮小でき、モータを小型化することができる。また、部品点数が減ることから、モータ重量を軽量化できると共に、製造工程の単純化も可能となる。さらに、回転用と直動用に個別に界磁と電機子を有する場合には装置構成が複雑となるが、本実施形態では界磁を共通化することで装置構成を簡素化することができる。

また、本実施形態では特に、直動用電機子３０を構成する直動用巻線３２のうち、界磁１０と直動用電機子３０との間に生じる軸方向に沿った推進力に寄与する部分は、推進方向である軸方向と直交する円周方向に沿った短辺部３２ａのみである。したがって、直動用電機子３０の直動用巻線列３３を軸方向に沿って１列配置すると共に、界磁１０の磁極列１２を軸方向に沿ってその２倍である２列配置することにより、各直動用巻線３２における軸方向両側に位置する短辺部３２ａに、磁極１１を効率良く対向させることができる。これにより、界磁１０と直動用電機子３０との間に軸方向に沿って高い推進力を得ることができる。特に、上記実施形態のように、回転用電機子２０の回転用巻線列２３及び界磁１０の磁極列１２を２列、直動用電機子３０の直動用巻線列３３を１列に配置した場合には、最小限の磁極と巻線の構成で高い推進力を得ることが可能となり、最も効率の良い構成とすることができる。また、界磁１０の磁極列１２の列数と回転用電機子２０の回転用巻線列２３の列数とを等しくすることで、界磁１０と回転用電機子２０との間に生じる円周方向に沿った推進力についても、高い推進力を得ることができる。

また、本実施形態では特に、界磁１０が永久磁石からなる磁極１１を有している。このように複数の永久磁石を有する界磁１０を備えたモータにおいて、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを共通化して一方の界磁を不要とすることで、レアメタルからなる永久磁石を削減することができる。これにより、リサイクル性の向上や省資源化、低コスト化が可能となる。

また、本実施形態では特に、界磁１０の磁石固定部材１３を非磁性材料で構成している。これにより、磁極１１で発生する磁界を磁石固定部材１３が遮ることがなく、磁界を界磁１０の径方向外側及び径方向内側の両側に確実に形成することができる。その結果、界磁１０の径方向外側に回転用電機子２０、径方向内側に直動用電機子３０を配置し、界磁１０を共通化した構成を実現することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。

（１）界磁の径方向外側に直動用電機子、内側に回転用電機子を配置した場合
上記実施形態では、界磁１０の径方向外側に回転用電機子２０を配置し、径方向内側に直動用電機子３０を配置した場合について説明したが、反対に、界磁１０の径方向外側に直動用電機子３０を配置し、径方向内側に回転用電機子２０を配置した構成としてもよい。

図４は、本変形例のモータの概略構成を表す図１中ＩＩ−ＩＩ断面相当の横断面図、図５は、本変形例の回転用巻線と磁極と直動用巻線の径方向内側から見た配置関係を表す図である。なお、図４及び図５は上記図２及び図３に対応しており、同様の部分には同符号を付し説明を省略する。

図４に示すように、モータ１Ａは、界磁１０と、界磁１０の径方向外側に対向配置された直動用電機子３０と、界磁１０の径方向内側に対向配置された回転用電機子２０とを備えている。界磁１０、回転用電機子２０及び直動用電機子３０の構成は、上記実施形態と同様である。なお、本変形例では、直動用巻線固定体３１がモータ１Ａのフレームを兼ね、回転用巻線固定体２１がモータ１Ａの出力軸を兼ねた構成となっている。

図５に示すように、直動用巻線列３３は、各直動用巻線３２の軸方向両端部に位置する短辺部３２ａが、界磁１０の磁極１１の軸方向略中央部に位置するように、配置されている。これにより、磁極１１が生じる磁界と短辺部３２ａを円周方向に流れる電流とを効率良く直交させることができ、界磁１０と径方向外側に位置する直動用電機子３０との間に軸方向に沿って高い推進力を得ることができる。

本変形例のように、回転用電機子２０を界磁１０の径方向内側、直動用電機子３０を界磁１０の径方向外側に配置したモータ１Ａにおいても、上記実施形態と同様に、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを共通化し、小型化及び軽量化を図ることができる。

（２）中空軸構造とする場合
以上では、モータの出力軸となる直動用巻線固定体３１又は回転用巻線固定体２１を中実構造としたが、これらを中空構造としてもよい。図６は、本変形例のモータの概略構成を表す図１中ＩＩ−ＩＩ断面相当の横断面図である。なお、図６は上記図４に対応しており、同様の部分には同符号を付し説明を省略する。

図６に示すように、モータ１Ｂは、界磁１０と、界磁１０の径方向外側に対向配置された直動用電機子３０と、界磁１０の径方向内側に対向配置された回転用電機子２０とを備えている。回転用電機子２０は、前述の中実構造の回転用巻線固定体２１の代わりに、中空円筒状の回転用巻線固定体２４を有している。この回転用巻線固定体２４の界磁１０側に、複数個（この例では８個）の回転用巻線２２からなる回転用巻線列２３が設けられている。なお、上記回転用巻線固定体２４が、特許請求の範囲に記載の巻線固定体に相当する。

本変形例によれば、界磁１０の径方向内側に配置される回転用巻線固定体２４を中空構造とすることで、モータ１Ｂを各種装置に組み込む際の配線や配管をその内部に挿通することができ、省スペース化を図ることができる。

なお、本変形例では上記変形例（１）に対応させ、界磁１０の径方向外側に直動用電機子３０を配置し、径方向内側に回転用電機子２０を配置した場合を説明したが、前述の実施形態に対応させ、界磁１０の径方向外側に回転用電機子２０を配置し、径方向内側に直動用電機子３０を配置した場合において、直動用巻線固定体を中空構造としてもよい。

（３）巻線を樹脂成型した場合
図７は、本変形例のモータの構成を概念的に表す図１中ＩＩ−ＩＩ断面相当の横断面図である。なお、図７は上記図６に対応しており、同様の部分には同符号を付し説明を省略する。図７に示すように、本変形例モータ１Ｃにおいては、回転用電機子２０の回転用巻線２２は、樹脂成型により固定されており（固定樹脂を符号４３で示す）、また直動用電機子３０の直動用巻線３２も同様に、樹脂成型により固定されている（固定樹脂を符号４４で示す）。

本変形例によれば、回転用巻線２２及び直動用巻線３２を樹脂成型することによって、巻線を保護すると共に絶縁性を向上することができる。また、巻線の樹脂成型により回転用電機子２０及び直動用電機子３０の剛性及び耐振動性を向上することができるので、モータ１Ｃの信頼性を向上できる。

なお、本変形例では上記変形例（２）に対応させ、界磁１０の径方向外側に直動用電機子３０を配置し、径方向内側に回転用電機子２０を配置すると共に、中空軸構造とした場合を説明したが、前述の実施形態に対応させ、界磁１０の径方向外側に回転用電機子２０を配置し、径方向内側に直動用電機子３０を配置すると共に、中実軸構造とした場合において、回転用巻線２２及び直動用巻線３２を樹脂成型してもよい。

（４）回転用電機子と直動用電機子を固定子、界磁を可動子とする場合
上記実施形態では、回転用電機子２０を固定子とし、界磁１０及び直動用電機子３０を可動子とする場合を説明したが、これに限らない。例えば、回転用電機子２０及び直動用電機子３０の両方を固定子とし、界磁１０のみを可動子としてもよい。

図８は、本変形例のモータの概略構成を表す縦断面図である。なお、以下の説明では図８中上下方向を軸方向と称する。

図８に示すように、モータ１００は、軸方向一端側（図８中上側）が支持フレーム１０３に固定されている。このモータ１００は、界磁１１０と、円周方向に沿った推進力を発生するための回転用電機子１２０と、軸方向に沿った推進力を発生するための直動用電機子１３０とを備えている。

界磁１１０は、上記実施形態と同様に、円周方向に沿って極性が交互となるように等間隔に配置された複数の磁極１１１を有している。具体的には、円周方向に沿って配置された複数個の磁極１１１からなる磁極列１１２が軸方向に沿って２列配置されている。磁極１１１は永久磁石で構成されており、軸方向両端部が有底の円筒状である磁石固定部材１１３の回転用電機子１２０側に固定配置されている。磁石固定部材１１３は、磁極１１１による磁界を界磁１１０の径方向外側及び内側の両方に形成するように、ステンレスやアルミ等の非磁性材料で構成されている。なお、磁極１１１を電磁石で構成してもよい。

磁石固定部材１１３の軸方向両端部には、後述するロッド部材１４３を挿通するための貫通孔が設けられており、この貫通孔にロッド部材１４３を回転可能に支持すると共に軸方向への直動動作を許容する回転直動軸受１４２が設けられている。また、磁石固定部材１１３の軸方向他端部（図８中下端部）には、上記挿通したロッド部材１４３を覆うように出力軸１４４が設けられている。この出力軸１４４は、界磁１１０と共に回転動作及び直動動作を行う。

回転用電機子１２０は、界磁１１０の径方向外側に、界磁１１０に対して所定のクリアランスを有するように同軸状に対向配置されている。回転用電機子１２０は、軸方向他端側（図８中下側）が有底の円筒状である回転用巻線固定体１２１の界磁１１０側に、円周方向に沿って等間隔に配置された複数個の回転用巻線１２２からなる回転用巻線列１２３が軸方向に沿って２列配置されて構成されている。回転用巻線列１２３は、界磁１１０の磁極列１１２に対応する位置にそれぞれ配置されている。なお、本変形例では、上記回転用巻線固定体１２１がモータ１００のフレームを兼ねた構成となっており、その軸方向一端側（図８中上端側）が支持フレーム１０３に固定されている。

回転用巻線固定体１２１の軸方向他端部には、上記出力軸１４４を挿通するための貫通孔が設けられており、この貫通孔に出力軸１４４を回転可能に支持すると共に軸方向への直動動作を許容する回転直動軸受１４１が設けられている。

直動用電機子１３０は、界磁１１０の径方向内側に、界磁１１０に対して所定のクリアランスを有するように同軸状に対向配置されている。直動用電機子１３０は、直動用巻線固定体１３１の界磁１１０側に、円周方向に沿って等間隔に配置された複数個の直動用巻線１３２からなる直動用巻線列１３３が軸方向に沿って１列配置されて構成されている。前述の実施形態と同様に、直動用巻線列１３３は、各直動用巻線１３２における軸方向に沿った推進力に寄与する部分である短辺部１３２ａが、界磁１１０の磁極１１１の軸方向略中央部に位置するように、配置されている。これにより、磁極１１１が生じる磁界と短辺部１３２ａを円周方向に流れる電流とを効率良く直交させることができ、界磁１１０と直動用電機子１３０との間に軸方向に沿って高い推進力を得ることができる。

直動用巻線固定体１３１の径方向中心部には、上述したロッド部材１４３が挿通されている。ロッド部材１４３の軸方向一端側は支持フレーム１０３に固定されており、これにより直動用電機子１３０は支持フレーム１０３に固定された構成となっている。

上記構成であるモータ１００においては、界磁１１０と回転用電機子１２０との間に生じる円周方向に沿った推進力により、界磁１１０が出力軸１４４と共に、固定された回転用電機子１２０に対し回転する。また、界磁１１０と直動用電機子１３０との間に生じる軸方向に沿った推進力により、界磁１１０が出力軸１４４と共に、固定された直動用電機子１３０に対し軸方向に進退移動する。このようにして、界磁１１０及び出力軸１４４を回転動作させると共に軸方向に直動動作することができる。

以上説明した本変形例のモータ１００においても、回転動作に用いられる界磁と直動動作に用いられる界磁とを界磁１１０として共通化することができるので、上記実施形態と同様に、モータを小型化及び軽量化することができる。

（５）その他
上記実施形態では、回転用電機子２０の回転用巻線列２３及び界磁１０の磁極列１２を２列、直動用電機子３０の直動用巻線列３３を１列に配置した場合を説明したが、これに限らず、回転用巻線列２３及び磁極列１２を偶数列（２ｎ列：ｎは自然数）、直動用電機子３０の直動用巻線列３３を上記偶数の半分の列数（ｎ列：ｎは自然数）となるように配置してもよい。この場合でも、各直動用巻線３２の短辺部３２ａに磁極１１を効率良く対向させることができ、界磁１０と直動用電機子３０との間に軸方向に沿って高い推進力を得ることができる。

なお、回転用巻線列２３及び磁極列１２は必ずしも偶数列でなくともよく、奇数列としてもよい。この場合、軸方向の推進力に寄与しない磁極列１２が少なくとも１列存在することになるため、上記偶数列である場合に比べて効率は低下するが、界磁の共通化による小型化、軽量化効果については得ることができる。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１ モータ
１Ａ モータ
１Ｂ モータ
１Ｃ モータ
１Ｄ モータ
１０ 界磁
１１ 磁極
１２ 磁極列
１３ 磁石固定部材
２０ 回転用電機子
２２ 回転用巻線
２３ 回転用巻線列
２４ 回転用巻線固定体（巻線固定体）
３０ 直動用電機子
３２ 直動用巻線
３３ 直動用巻線列
１００ モータ
１１０ 界磁
１１１ 磁極
１１２ 磁極列
１１３ 磁石固定部材
１２０ 回転用電機子
１２２ 回転用巻線
１２３ 回転用巻線列
１３０ 直動用電機子
１３２ 直動用巻線
１３３ 直動用巻線列

Claims (8)

1. 円周方向に沿って配置された複数の磁極を有する界磁と、
   前記界磁の径方向一方側において同軸状に対向して配置され、前記円周方向に沿った推進力を発生するための複数の回転用巻線を有する回転用電機子と、
   前記界磁の径方向他方側において同軸状に対向して配置され、軸方向に沿った推進力を発生するための複数の直動用巻線を有する直動用電機子と、を備え、
   前記界磁、前記回転用電機子、及び前記直動用電機子のうちのいずれかを固定子、他を可動子とする
   ことを特徴とするモータ。
2. 前記回転用電機子は、
   前記界磁の径方向外側において同軸状に対向して配置されており、
   前記直動用電機子は、
   前記界磁の径方向内側において同軸状に対向して配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記回転用電機子は、
   前記界磁の径方向内側において同軸状に対向して配置されており、
   前記直動用電機子は、
   前記界磁の径方向外側において同軸状に対向して配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
4. ｎを自然数とした場合に、前記界磁は、
   前記円周方向に沿って配置された複数個の前記磁極からなる磁極列が前記軸方向に沿って２ｎ列配置されて構成されており、
   前記回転用電機子は、
   前記円周方向に沿って配置された複数個の前記回転用巻線からなる回転用巻線列が前記軸方向に沿って２ｎ列配置されて構成されており、
   前記直動用電機子は、
   前記円周方向に沿って配置された複数個の前記直動用巻線からなる直動用巻線列が前記軸方向に沿ってｎ列配置されて構成されている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ。
5. 前記界磁は、
   前記複数の磁極として、複数の永久磁石を有している
   ことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
6. 前記界磁は、
   前記永久磁石を固定配置する磁石固定部材をさらに有し、
   前記磁石固定部材は、
   非磁性材料で構成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のモータ。
7. 前記界磁の径方向内側に配置される前記回転用電機子の前記回転用巻線又は前記直動用電機子の前記直動用巻線を固定配置するための巻線固定体をさらに備え、
   前記巻線固定体は、中空構造である
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のモータ。
8. 前記回転用電機子は、
   樹脂成型により固定された前記回転用巻線を有し、
   前記直動用電機子は、
   樹脂成型により固定された前記直動用巻線を有している
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のモータ。

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