JP2000050616A

JP2000050616A - 磁力モーター

Info

Publication number: JP2000050616A
Application number: JP10212158A
Authority: JP
Inventors: Tadao Oi; 忠男大井
Original assignee: OI TEKKOSHO KK
Current assignee: OI TEKKOSHO KK
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】永久磁石の磁力だけで回転する磁力モーターを
提供する。【解決手段】回転軸６９に固定されたローターマグネッ
ト７１及び遊星ギア８５を有する６個の遊星子６７、遊
星ギア８５が噛合したセンターギア８７ａ、センターギ
ア８７ａと同軸の回転中心を有しその軸回りに複数の遊
星子６７を等間隔に配列した状態で各々回転自在に支持
したローターベース６３及びローターキャップ６５、ロ
ーターマグネット７１の列を囲んだ一対の外側ステータ
マグネット３３Ｎ、３３Ｓ、並びに内側ステータマグネ
ット３７Ｎ、３７Ｓを備え、ローターマグネット７１
は、その回転中心を挾んだ両側で極性が異なり、ステー
タマグネット３３Ｎ，３３Ｓ，３７Ｎ，３７Ｓの周方向
における長さは、遊星子の配列ピッチより長くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石の磁力だ
けで回転する磁力モーターに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、原動機としてのモーターには各種
あり、その中でも、電動機（電気モーター）は、家庭
用、事業用その他各種の装置に多用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電動機は当
然に電力を必要とするので、電力の無い状態では全く働
くことができず、自動車や可搬型機械等のように絶えず
移動する装置に用いる場合は、大型のバッテリーを付帯
しなければならないといった問題がある。電動機が殆ど
全ての機械装置に用いられているために、今日の電力消
費量は膨大なものになっていて、その需要を満たすため
に化石燃料を大量に消費したり、安全性に問題があると
する意見のある原子力発電を更に増やさなければならな
いといった大きな社会問題の原因にもなっている。

【０００４】本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為
されたものであり、永久磁石の磁力だけでローターを回
転駆動させることができる磁力モーターを提供すること
を目的とする。また、本発明は、回転方向や回転速度の
制御を自在に行うことができる磁力モーターを提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明磁力モーターは、同軸上で一体的に回転する
ローターマグネット及び遊星ギアを有する複数個の遊星
子と、上記遊星ギアが噛合したセンターギアと、このセ
ンターギアと同軸の回転中心を有しその軸回りに前記複
数の遊星子を等間隔に配列した状態で各々回転自在に支
持したローター部材と、前記ローターマグネットの列に
外側から近接した円周上に配置され互いに極性を異にし
て反対側に位置した少なくとも一対の外側ステータマグ
ネットと、前記ローターマグネットの列に内側から近接
した円周上に配置され互いに極性を異にして反対側に位
置した少なくとも一対の内側ステータマグネットとを備
え、ローターマグネットはその回転中心を挾んだ両側で
極性が異なり、前記ステータマグネットの周方向におけ
る長さは少なくとも前記遊星子の配列ピッチより長くし
たものである。

【０００６】この構造にあっては、ローターマグネット
は対向するステータマグネットの磁極と反対の磁極が正
対した全吸引姿勢となった状態においてのみステータマ
グネットによりロックされ、この全吸引姿勢とは反対の
全反発姿勢となった状態においては回転力の付与及びロ
ックのいずれも受けず、これら以外の姿勢においては、
ステータマグネットに対する姿勢即ち極性の位相に応じ
た方向への回転力を与えられ、この回転力によって遊星
子が円周上を移動、即ち公転し、この公転がモーターの
回転力として出力される。

【０００７】そして、遊星子は１回自転する間に半回公
転してステータマグネットに対向する極性を反転させる
ので、ローターマグネットが全吸引姿勢になる少なくと
も直前にステータマグネットとの対向が外れるように、
ローターマグネットのステータマグネットに対する位相
を設定することで、ローターマグネットはステータマグ
ネットと対向する間、常に、回転力を与えられることに
なる。このタイミングを実現するための要件は、ステー
タマグネットの周方向における長さを少なくとも遊星子
の配列ピッチより長く且つ中心角で１８０°未満の長さ
にすることである。

【０００８】本発明で使用するマグネットの着磁形態と
しては幾つか考えられるが、望ましくは、ステータマグ
ネットの着磁を、その磁力線がステータマグネットの円
弧中心から放射方向へ延びるように行い、ローターマグ
ネットの着磁はその磁力線が極性境界面と直交する方向
へ平行束となるように行うと良い。マグネットの着磁を
このようにすると、ローターマグネットがステータマグ
ネットのいずれの位置に対向しても、ステータマグネッ
トがローターマグネットに作用する磁界は常に変わらな
いので、ローターマグネットに与えられる回転力が安定
したものになる。この他の着磁形態は、ステータマグネ
ットとローターマグネットとの相対的関係において設定
すれば良く、場合によっては、ローターマグネットの着
磁を、その中心から放射方向へ磁力線が延びるように行
うことも考えられる。

【０００９】本発明における遊星子の数に特別な制約は
無いが、概ね３個乃至９個程度が良く、限られた空間を
最大限に活用して回転力を十分引き出すには現実的に６
個程度が望ましいと思われる。また、本発明におけるス
テータマグネットの数は、２乃至８の偶数個とするのが
良い。

【００１０】本発明を実施するに際しては、センターギ
アを回転させて全ての遊星子の姿勢を一括して変更する
ことでローター部材の回転状態を選択的に切換える制御
手段を設けると良い。すなわち、遊星子の姿勢を変更す
ると、ローターマグネットのステータマグネットに対す
る極性変化の位相が変更されるので、回転方向や回転力
が切換えられ、又はロックすることができ、電動機と比
較して遜色の無い機能を持たせることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態に係
る磁力モーターを図面に従って説明する。図面に示した
磁力モーター１は、ステータ側マグネットを２個周方向
へ配列した２極型のものである。

【００１２】３は磁力モーター１のハウジングを示す。
このハウジング３は、前後（図１における左下方へ向か
う方向を前側とする。）両面が開口した円筒状を為す中
間ボディ５と、この中間ボディ５の前面を塞いだフロン
トカバー７と、中間ボディ５の後面を塞いだリアカバー
９と、中間ボディ５が着座して固定された据付ベース１
１（図１参照）とから構成されており、これら各部はス
テンレスやアルミ青銅等の非透磁性金属によって形成さ
れている。

【００１３】フロントカバー７は、円板形をした前端壁
７ａと、その外周部から後方へ突出した環状周壁７ｂと
から成り、この環状周壁７ｂがボルト１３によって中間
ボディ５に固定される。前端壁７ａの中心部には円形の
ベアリング取付孔７ｃが形成され、このベアリング取付
孔７ｃの周縁部には前方へ突出した環状突部７ｄが形成
されている。

【００１４】ベアリング取付孔７ｃには後述する回転出
力体を支持するためのボールベアリング１５が取り付け
られ、環状突部７ｄには上記ボールベアリング１５の外
輪を押さえるベアリング押さえ１７が取り付けられてい
る。このベアリング押さえ１７の孔にはオイルシール１
９が装着されている。

【００１５】リアカバー９は、円板状の後端壁９ａと、
その外周部から前方へ突出した環状周壁９ｂとから成
り、この環状周壁９ｂがボルト２１によって中間ボディ
５に固定される。後端壁９ａの中心部には円形のステー
タ軸挿入孔９ｃが形成され、このステータ軸挿入孔９ｃ
の周縁部には後方へ突出した環状突部９ｄが設けられて
いる。

【００１６】後端壁９ａは比較的厚肉で、その前面には
後端壁９ａの中心と同心の大きな円形凹部２３が形成さ
れ、この円形凹部２３の上側には左右方向へ延びる横断
面円形のウオーム配置孔２５が形成されており、このウ
オーム配置孔２５は円形凹部２３と対応する位置におい
てこの円形凹部２３に開口している。リアカバー９の外
周面には比較的短い円筒状をしたウオーム通し部２７が
固定されている。このウオーム通し部２７は上記ウオー
ム配置孔２５と同軸上に位置し、ウオーム配置孔２５は
リアカバー９の周壁を貫通してウオーム通し部２７の孔
と通じている。このウオーム配置孔２５には後述するウ
オームギアが設けられる。

【００１７】３１はステータ部を示し、このステータ部
３１は、２つの外側ステータマグネット３３Ｓ、３３Ｎ
と、ステータ軸３５と、２つの内側ステータマグネット
３７Ｓ、３７Ｎとから成る。外側ステータマグネット３
３Ｓ、３３Ｎは、円筒を径方向で略２つ割りしたような
形をしており、前後方向における長さは中間ボディ５の
前後長より稍短く、外周面の曲率は中間ボディ５の内周
面の曲率と一致しており、周方向においては中心角で１
３５°の大きさになっている。

【００１８】外側ステータマグネット３３Ｎの着磁はそ
の内周面がＮ極になるように行われ、外側ステータマグ
ネット３３Ｓの着磁はその内周面がＳ極になるように行
われており、その磁力線の向きが、図７（Ａ）に破線で
示すように、これら外側ステータマグネット３３Ｎ、３
３Ｓの円弧中心からの放射方向となるように為されてい
る。

【００１９】このような外側ステータマグネット３３
Ｎ、３３Ｓは、中間ボディ５の内周面に互いに反対側に
位置するように固定され、これら２つの外側ステータマ
グネット３３Ｎと３３Ｓとの周方向における間隔は鉄製
の透磁性部材３９によって埋められている。従って、外
側ステータマグネット３３Ｎと３３Ｓの互いに隣接する
端部どうしは透磁性部材３９によって閉磁路を形成し、
この端部においては磁力線が殆ど漏れないことになる。

【００２０】ステータ軸３５は、ハウジング３の全長よ
り稍短い円柱状を為すように形成され、その前側略半部
はその余の部分より大径なマグネット取付部３５ａにな
っている。

【００２１】内側ステータマグネット３７Ｎ、３７Ｓ
は、前後方向から見た形が外側ステータマグネット３３
Ｎ、３３Ｓの同方向から見た形と相似形をしており、前
後長は外側ステータマグネット３３Ｎ、３３Ｓの前後長
と一致している。この内側ステータマグネット３７Ｎ、
３７Ｓはステータ軸３５のマグネット取付部３５ａの外
周面に互いに反対側に位置するように固定され、これら
の周方向における間隔は透磁性部材３９´によって埋め
られている。従って、この内側ステータマグネット３７
Ｎ、３７Ｓの互いに隣接する端部どうしも透磁性部材３
９によって閉磁路を形成し、この端部においては磁力線
が殆ど漏れないことになる。

【００２２】内側ステータマグネット３７Ｎの着磁はそ
の外周面がＮ極になるように行われ、内側ステータマグ
ネット３７Ｓの着磁はその外周面がＳ極になるように行
われており、且つ、その磁力線の向き（図７（Ａ）に破
線矢印で示す）が、外側ステータマグネット３３Ｎ、３
３Ｓと同様、これら内側ステータマグネット３７Ｎ、３
７Ｓの円弧中心からの放射方向となるように為されてい
る。

【００２３】そして、ステータ軸３５の後端部はリアカ
バー９の前記ステータ軸挿入孔９ｃに挿入されると共
に、押しネジ４１によってリアカバー９に固定され、前
端部は後述するローターキャップと出力軸を介してフロ
ントカバー７に回転自在に支持される。

【００２４】従って、ステータ軸３５はハウジング３内
の軸心上に配置され、これに取り付けられた外側ステー
タマグネット３３Ｎ、３３Ｓと内側ステータマグネット
３７Ｎ、３７Ｓとは環状の空間を空けて互いに同心円上
に位置する。ステータ軸３５の取付は、図６等に示すよ
うに、内側ステータマグネット３７Ｎと外側ステータマ
グネット３３Ｓとが対向し、内側ステータマグネット３
７Ｓと外側ステータマグネット３３Ｎとが対向する向き
で行う。

【００２５】４５は回転出力体を示す（図１から図３を
参照）。この回転出力体４５は、後述するローター部と
結合される円板形の結合プレート４７と、この結合プレ
ート４７の中心から前方に向かって垂直に突出した出力
軸４９とがステンレス等の金属によって一体に形成され
て成る。結合プレート４７の直径はハウジング３の内径
より稍小さく、その後面の中央部には環状突部４７ａが
形成され、この環状突部４７ａにボールベアリング５１
が装着されている。

【００２６】回転出力体４５は、その出力軸４９の根本
近くが、フロントカバー７に装着されている前記ボール
ベアリング１５を通されることでハウジング３に回転自
在に支持され、出力軸４９の前半部がハウジング３から
前方へ突出する。フロントカバー７に取り付けられた前
記オイルシール１９には出力軸４９の略中間部が挿通さ
れ、それにより、出力軸４９とハウジング３との間がオ
イルシールされる。

【００２７】６１はローター部を示し、ローターベース
６３と、ローターキャップ６５と、これらローターベー
ス６３とローターキャップ６５とに回転自在に支持され
た第一から第六の遊星子６７−１乃至６７−６（この第
一から第六の順位番号は、これら遊星子６７の位相や向
きや動作順序を説明するために便宜上用いるものであっ
て、構造や機能に違いは無い。また、この順位は前側か
ら見た時計回り方向での順位を表している。）とから構
成され、ローターベース６３とローターキャップ６５は
ステンレスやアルミ青銅等の非透磁性材料によって形成
されている。

【００２８】ローターベース６３は、円板形をしたベー
スプレート６３ａと、このベースプレート６３ａの前面
から柱状に立った６つの遮蔽体６３ｂとが一体に形成さ
れて成る。ベースプレート６３ａの直径は、回転出力体
４５の結合プレート４７の直径と略等しく、その中心部
にベアリング取付孔６３ｃが形成されると共に、このベ
アリング取付孔６３ｃと外周縁との間の領域に周方向へ
等間隔で配列された別の６つのベアリング取付孔６３ｄ
が形成されている。

【００２９】遮蔽体６３ｂは、ベースプレート６３ａの
外周部を除く領域のうち、６つのベアリング取付孔６３
ｄの各々の間から突出しており、その横断面形状はベア
リング取付孔６３ｄの間の形状と相似形をしている。ロ
ーターキャップ６５はローターベース６３のベースプレ
ート６３ａと同じ大きさの円板形をしており、中心部の
結合孔６５ａとその回りに配列された６つの別のベアリ
ング取付孔６５ｂが形成されている。

【００３０】６つの遊星子６７−１乃至６７−６は、そ
れぞれ、円柱状をした回転軸６９と、この回転軸６９の
前端側へ偏寄した位置に外嵌状に固定された円筒状のロ
ーターマグネット７１とから成る。ローターマグネット
７１の軸長は前記したステーターマグネット３３、３７
の軸長と等しくされている。ローターマグネット７１の
着磁は、図７（Ｂ）に示すように、その外周面の周方向
における半分がＮ極に、別の半分がＳ極になるように行
われ、且つ、その磁力線（同図に破線矢印で示す）が、
２本のＮ極Ｓ極境界線７１ａを結ぶ平面７１ｂに直交す
る方向へ平行束となって通るように為されている。

【００３１】そして、回転軸６９の前端部はローターキ
ャップ６５の６つのベアリング取付孔６５ｂに装着され
たボールベアリング７５に各別に支持され、回転軸６９
の後端部寄りの部分はローターベース６３の６つのベア
リング取付孔６３ｄに装着されたボールベアリング７７
に各別に支持される。これにより、６つの遊星子６７−
１乃至６７−６が、６０°ピッチで、ローターベース６
３とローターキャップ６５に掛け渡し状に設けられる。

【００３２】このようなローター部６１は、前記した回
転出力体４５とステータ軸３５を介してハウジング３に
回転自在に支持される。即ち、ローターキャップ６５は
その結合孔６５ａに回転出力体４５の環状突部４７ａが
嵌合された状態でこの結合プレート４７に後方から固定
され、ベースプレート６３ａの中心のベアリング取付孔
６３ｃに装着されたボールベアリング７９にはステータ
軸３５の略中間部が挿通される。ステータ軸３５の前端
部は、回転出力体４５の中心部に取り付けられた前記ボ
ールベアリング５１に支持される。

【００３３】ローター部６１はこのように設けられ、６
つのローターマグネット７１は、外側ステータマグネッ
ト３３Ｎ、３３Ｓと内側ステータマグネット３７Ｎ、３
７Ｓとの間の環状空間を埋めるように位置すると共に、
これら外側ステータマグネット３３Ｎ、３３Ｓ及び内側
ステータマグネット３７Ｎ、３７Ｓと近接する。

【００３４】８３は遊星ギア機構を示し、６つの遊星ギ
ア８５と、１つの複合ギア８７及びウオームギア８９と
から成る。６つの遊星ギア８５は、外径が遊星子６７−
１乃至６７−６の外径より稍大きい平ギア状に形成さ
れ、そのボス８５ａに回転軸６９の後端部が挿通される
ことで、６つの遊星子６７−１乃至６７−６に各別に固
定される。従って、６つの遊星ギア８５はステータ軸３
５の軸周りへ６０°の等間隔で配列される。これら遊星
ギア８５のうち３つのもののボス８５ａの軸長は別の３
つのボス８５ａの軸長より長くなっていて、この軸長が
交互に異なるように配置することで、互いに干渉するこ
との無いようにしている。

【００３５】複合ギア８７は、互いに同軸上に位置した
センターギア８７ａとウオームホイール８７ｂとが一体
に形成されて成り、センターギア８７ａはピッチ円寸法
及び歯数が遊星ギア８５のピッチ円寸法及び歯数と等し
い平ギア状を為し、ウオームホイール８７ｂはリアカバ
ー９に形成された前記円形凹部２３に稍余裕を有して収
まる大きさになっている。

【００３６】ステータ軸３５のうちローターベース６３
とリアカバー９との間の部分の前後両端にはオイルレス
メタル９１が外嵌されており、複合ギア８７は、その中
心孔の前後両端部にオイルレスメタル９１が内嵌される
ことで、ステータ軸３５に回転自在に支持され、６つの
遊星ギア８５はセンターギア８７ａと噛合する。

【００３７】センターギア８７ａに対する６つの遊星ギ
ア８５の噛合は、遊星子６７−１乃至６７−６が一の回
転方向へ順次１２０°向きを違える位相となるように行
う。即ち、図６に示す６つのローターマグネット７１の
向きを見較べてみれば分かるように、第一の遊星子６７
−１を基準にした場合、第二の遊星子６７−２の向きは
第一の遊星子６７−１に対して時計回り方向へ１２０°
回転した向きとなるようにし、第三の遊星子６７−３の
向きは第二の遊星子６７−２に対して時計回り方向へ１
２０°回転した向きとなるようにする。従って、第四の
遊星子６７−４の向きは第一の遊星子６７−１と同じ向
きになり、第五の遊星子６７−５の向きは第二の遊星子
６７−２と、第六の遊星子６７−６の向きは第三の遊星
子６７−３とそれぞれ同じ向きになる。

【００３８】ウオームギア８９（図２、図５参照）は、
リアカバー９に形成された前記ウオーム配置孔２５に収
納状に設けられ、その軸の両端部がウオーム配置孔２５
の奥端とウオーム通し部２７に回転自在に支持される。
このウオームギア８９がウオームホイール８７ｂと噛合
されている。従って、ウオームホイール８７ｂは、ウオ
ームギア８９が回転していない状態では回転を阻止さ
れ、ウオームギア８９の回転に従って回転され、ウオー
ムホイール８７ｂが回転すると遊星ギア８５が回転され
て遊星子６７−１乃至６７−６の向きがいずれも同一方
向へ同一の量変更される。

【００３９】ウオームギア８９の一端部はウオーム通し
部２７から外側へ突出しており、この突出した部分に制
御ハンドル９３が固定されている。従って、この制御ハ
ンドル９３を回すことで遊星子６７−１乃至６７−６の
向きが変更される。９５はロックレバーを示し、螺軸部
９５ａとレバー９５ｂとを有する。ウオーム通し部２７
には螺孔２７ａが形成され、この螺孔２７ａにロックレ
バー９５の螺軸部９５ａが螺合されており、この螺軸部
９５ａをウオームギア８９に対して締め付けることでウ
オームギア８９がロックされる。従って、制御ハンドル
９３の操作は、ロックレバー９５による締付けを緩めた
状態でのみ可能になる。

【００４０】ローターベース６３のベースプレート６３
ａとハウジング３の内周面との間にはオイルシール９７
が設けられ、それにより、ハウジング３内部のうちベー
スプレート６３ａから後側の部分がオイルバスにされて
遊星ギア機構８３の摩擦防止が図られる。ブースプレー
ト６３ａに装着されたボールベアリング７７にはシール
ベアリングが用いられる。磁力モーター１は以上のよう
に構成されている。

【００４１】次に、磁力モーター１の回転動作とその制
御を説明する（図６から図１２を参照）。〔１．遊星子への回転力の付与及びロック〕前記したよ
うに、遊星子６７のローターマグネット７１は、外側ス
テータマグネット３３Ｎ、３３Ｓと内側ステータマグネ
ット３７Ｎ、３７Ｓとの間に位置しているので、これら
ステータマグネット３３、３７に対する姿勢に応じた方
向への回転力が与えられ、又は、吸引ロックされる。

【００４２】〔１−１．ロック〕例えば図６に示す第
一、第四の遊星子６７−１、６７−４のように、ステー
タマグネット３３、３７に正対した全吸引姿勢、即ち、
ローターマグネット７１の磁力線の中心のものがステー
タマグネット３３、３７に対し垂直な向きとなって、ロ
ーターマグネット７１の全周においてその磁力線とステ
ータマグネット３３、３７の磁力線との交差のバランス
が取れ、且つ、互いに対向する極性が逆である全吸引姿
勢となった状態においては、当該ローターマグネット７
１はステータマグネット３３、３７に吸引されるだけの
状態におかれるので、その位置にロックされる。

【００４３】ローターマグネット７１が上記全吸引姿勢
と正反対の姿勢、即ち、その磁力線の中心のものがステ
ータマグネット３３、３７に対し垂直な向きとなり、且
つ、互いに対向する極性が同じである全反発姿勢になっ
た状態では、ローターマグネット７１に対するステータ
マグネット３３、３７による作用はバランスの取れた反
発だけであるから、回転力の付与もロックも行われな
い。

【００４４】〔１−２．回転力の付与〕遊星子６７は、
上記した全吸引姿勢及び全反発姿勢以外の姿勢になって
いる状態において回転力を与えられる。例えば、図９、
図１０に示す６つの遊星子６７−１から６７−６は、ス
テータマグネット３３、３７に対する姿勢は全て異なる
が、これらはいずれも前記した全吸引姿勢と全反発姿勢
以外の姿勢になっており、この姿勢においては、ロータ
ーマグネット７１の磁力線とステータマグネット３３、
３７の磁力線との交差がローターマグネット７１の全周
において釣り合っていないために、ローターマグネット
７１に回転力が与えられる。

【００４５】具体的には、例えば、図９に示す第一の遊
星子６７−１は全吸引姿勢と全反発姿勢とのちょうど中
間である中間姿勢になっており、この姿勢においては、
ローターマグネット７１のＮ極が外側ステータマグネッ
ト３３Ｓに吸引され且つ内側ステータマグネット３７Ｎ
から反発されると共に、当該ローターマグネット７１の
Ｓ極が外側ステータマグネット３３Ｓから反発され且つ
外側マグネット３７Ｎに吸引されることで時計回り方向
への回転力を与えられる。また、同図に示す第二の遊星
子６７−２にあっては、ローターマグネット７１のＮ極
が外側ステータマグネット３３Ｓに、Ｓ極が内側マグネ
ット３７Ｎにそれぞれ吸引されることで、これも時計回
り方向への回転力を与えられる。同図に示すそのほかの
ローターマグネット７１も同様に、時計回り方向への回
転力を与えられる。

【００４６】〔１−３．回転方向〕遊星子６７の回転方
向は、ローターマグネット７１のＮ極、Ｓ極のステータ
マグネット３３、３７に対する位相の違いによって異な
る。例えば、図１０に示す状態の第一の遊星子６７−１
は、図９に示す状態の第一の遊星子６７−１と同様、ロ
ーターマグネット７１の姿勢が中間姿勢となってはいる
が、図９においてはＮ極が左に位置しているのに対し、
図１０においてはＮ極が右に位置しているので、図１０
における遊星子６７−１には反時計回り方向への回転力
を与えられる。即ち、ステータマグネット３３、３７に
よる吸引、反発の方向が、図９に示すものとは逆になる
からである。

【００４７】〔２．回転による姿勢の変化と全吸引姿勢
の回避〕遊星ギア８５とセンターギア８７ａはピッチ円
及び歯数が等しいので、遊星子６７は１回自転（３６０
°自転）する間に半回公転（１８０°公転）し、半回公
転する間にステータマグネット３３、３７に対する極性
は正反対になる。この関係を図８（Ａ）に示す。同図に
おいて、ステータマグネット３３、３７が位置する円周
に対してＳ極が正対しているローターマグネット７１が
時計回り方向へ自転すると、このローターマグネット７
１はステータマグネット３３、３７に対する姿勢を変え
ながら同方向へ公転して行き、３６０°自転して半回の
公転が終了した時点では、最初の位置とは反対側に来て
いて上記円周に対してはＮ極が正対した姿勢となる。

【００４８】そして、この半回の公転の中間地点に来た
ときの姿勢は、前記した中間となる。ローターマグネッ
ト７１は、この中間姿勢において、そのＮ極Ｓ極境界面
７１ｂがステータマグネット３３、３７に対し垂直にな
って、その磁力線がステータマグネット３３、３７の磁
力線の中心のものと直交する。

【００４９】以上の関係から、ステータマグネット３
３、３７の周方向における長さが、ローターマグネット
７１が中間姿勢となる位置の両側へ中心角で各々９０°
（全体として１８０°）未満の長さであれば、ローター
マグネット７１がステータマグネット３３、３７に対し
て全吸引姿勢及び反全吸引姿勢になることはない。

【００５０】この実施の形態においては、ステータマグ
ネット３３、３７の周方向における長さが中心角１３５
°になっているので、ローターマグネット７１は全反発
姿勢を少し過ぎた姿勢でステータマグネット３３、３７
に対向し始め、全吸引姿勢になる少し手前の姿勢でステ
ータマグネット３３、３７から外れて行く。このタイミ
ングを図８（Ｂ）に示す。この図に示すローターマグネ
ット７１は、ステータマグネット３３、３７の中間部と
対向する位置において中間姿勢となり、且つ、時計回り
方向へ自転する位相を与えられており、全反発姿勢から
２２．５°公転（４５°自転）したところでステータマ
グネット３３、３７の左端と対向し、全吸引姿勢になる
まで２２．５°の公転（４５°の自転）距離を残したと
ころでステータマグネット３３、３７の右端から外れて
行く。

【００５１】従って、ローターマグネット７１がステー
タマグネット３３、３７の周方向における中間部に対向
したときの姿勢（以下、「基準姿勢」と言う。）が、中
間姿勢に対して、＋４５°から−４５°（ローターマグ
ネット７１の中心角で）の角度範囲（以下、「回転時設
定範囲」と言う）内の姿勢となるように位相を設定され
ていれば、遊星子６７がステータマグネット３３、３７
に対して全吸引姿勢及び全反発姿勢になることは無く、
この条件に従う限り、遊星子６７がロックされることは
無い。

【００５２】尚、前記したように、内外のステータマグ
ネット３３Ｎ、３３Ｓ、３７Ｎ、３７Ｓの各隣接する端
部においては、磁束が殆ど漏れないようにしてあるの
で、この端部に対向したローターマグネット７１がステ
ータマグネットとの間で磁力作用を受けることは殆ど無
い。

【００５３】〔３．ローター部の回転〕遊星子６７の公
転はローター部６１の回転運動になり、これと一体的に
前記回転出力体４５が回転する。

【００５４】〔４．停止状態〕図６に示す遊星子６７の
位相は、ローター部６１がロックされた停止状態であ
る。この停止状態においては、第一、第四の遊星子６７
−１、６７−４が全吸引姿勢なることでこれら遊星子の
ローターマグネット７１がステータマグネット３３、３
７に吸引ロックされると共に、その他の４つの遊星子６
７−２、６７−３、６７−５、６７−６の回転力が互い
に釣り合うことでローター部６１が停止状態に置かれ
る。即ち、第二の遊星子６７−２と第五の遊星子６７−
５にはそれぞれ反時計回り方向への同じ強さの回転力が
与えられ、第三の遊星子６７−３と第六の遊星子６７−
６にはそれぞれ時計回り方向への同じ強さの回転力が与
えられて互いに釣り合う。

【００５５】従って、ローター部６１が回転している状
態から、前記制御ハンドル９３を操作して、６つの遊星
子６７−１から６７−６の姿勢を、図６に示す停止位相
にしてやると、ローター部６１の回転が停止する。

【００５６】尚、遊星子６７をハウジング３に組み込む
ときは、全ての遊星子６７−１から６７−６を上記した
停止位相にして行う。この位相で行えば、ローターマグ
ネット７１に回転作用が生じないので、組み込み作業を
容易に行うことができる

【００５７】〔５．ローター部の最大回転力〕ローター
部６１の回転力が最大になるのは、６つのローターマグ
ネット７１の全てに同じ方向への回転力が常に与えられ
る状態である（透磁性部材３９、３９´と対向している
間を除いて）。この状態の典型は、図９又は図１０に示
す状態である。即ち、この状態においては、遊星子６７
の基準姿勢が前記した中間姿勢になっており、このよう
に設定された場合、全てのローターマグネット７１は、
いずれの位置に来ても全吸引姿勢にならず、且つ、常に
同じ方向への回転力が与えられる。

【００５８】図１１は、図９に示す状態を起点とした正
転（前方から見た時計回り方向への回転）の動作を例に
とって、ＡからＤへ順を追って示し、遊星子６７−１乃
至６７−６の公転に伴う位置変化を１５°単位で示した
ものである。これを見て分かるように、６つの遊星子６
７の全ては、常に、時計回り方向への回転力を与えられ
る。

【００５９】〔６．逆転〕前記したように、ローターマ
グネット７１のＮ極とＳ極の位相を逆にすることで、遊
星子６７の回転方向が反対になるので、回転方向を切り
換えるときは、制御ハンドル９３を操作して遊星子６７
の姿勢を変更させる。

【００６０】〔７．減速〕減速は、制御ハンドル９３を
操作して、遊星子６７の基準姿勢を、前記回転時設定範
囲内の中間姿勢以外の姿勢に変更することで行う。図１
２は正転時における減速回転の一例を示すもので、基準
姿勢（同図（Ａ）に示す第一の遊星子６７−１の姿勢）
を、中間姿勢に対して反時計回り方向へ４５°（ロータ
ーマグネット７１の中心角で）変更した例であり、Ａか
らＤへ順を追って示し、遊星子６７−１乃至６７−６の
公転に伴う位置変化を１５°単位で示したものである。
同図（Ａ）に示す状態において、遊星子６７−１、６７
−２、６７−４、６７−５には時計回り方向への回転力
が与えられるが、６７−３、６７−６には反時計回り方
向への回転力が与えられるので、これが抑止力となって
ローター部６１の回転力が低下する。

【００６１】以上、本発明の実施の形態について詳述し
てきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設
計の変更などがあっても本発明に含まれる。例えば、実
施の形態においては、ステータマグネットを内外それぞ
れ２個設けた２極型のものとしたが、本発明は、ステー
タ側マグネットを４個周方向へ配列した４極型のもの
や、６個周方向へ配列した６極型のもの、８個周方向へ
配列した８極型のもの等とすることも可能である。

【００６２】また、本発明のモーターに付設する制御手
段としては、実施の形態に示した手操作式のもの以外に
様々なものを用い得る。その一つとして、センターギア
を回転させるための機構を、適宜な制御モーターを備え
たコンピュータ制御方式とすることが考えられる。本発
明モーターは様々な機械装置に用いることが可能であ
り、自動車等の輸送装置の原動機としても当然用い得
る。自動車等に用いる場合、制御手段をアクセルや変速
レバー等と連動させることで、従来の操作勝手と同様の
操作勝手を実現することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明によれば、永久磁石の磁力だけでローターを
回転駆動させることができ、また、回転方向や回転速度
の制御を自在に行うことができる磁力モーターを実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る磁力モーターの外観
斜視図である。

【図２】図１に示す磁力モーターの中央垂直断面図であ
る。

【図３】図１に示す磁力モーターにおけるステータ部の
分解斜視図である。

【図４】図１に示す磁力モーターにおけるローター部の
分解斜視図である。

【図５】図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であ
る。

【図６】図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図であ
る。

【図７】図１に示す磁力モーターにおけるマグネットの
磁力線を示す概念図である。

【図８】図１に示す磁力モーターの動作原理を説明する
ための図である。

【図９】図１に示す磁力モーターにおける正転設定状態
を示す図である。

【図１０】図１に示す磁力モーターにおける逆転設定状
態を示す図である。

【図１１】図１に示す磁力モーターの正転動作を順を追
って示す図である。

【図１２】図１に示す磁力モーターの減速回転設定状態
における動作を順を追って示す図である。

【符号の説明】

１磁力モーター３３Ｎ外側ステータマグネット３３Ｓ外側ステータマグネット３７Ｎ内側ステータマグネット３７Ｓ内側ステータマグネット６３、６５ローター部材６７遊星子７１ローターマグネット８５遊星ギア８７ａセンターギア８７ｂ、９３制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同軸上で一体的に回転するローターマグネ
ット及び遊星ギアを有する複数個の遊星子と、上記遊星
ギアが噛合したセンターギアと、このセンターギアと同
軸の回転中心を有しその軸回りに前記複数の遊星子を等
間隔に配列した状態で各々回転自在に支持したローター
部材と、前記ローターマグネットの列に外側から近接し
た円周上に配置され互いに極性を異にして反対側に位置
した少なくとも一対の外側ステータマグネットと、前記
ローターマグネットの列に内側から近接した円周上に配
置され互いに極性を異にして反対側に位置した少なくと
も一対の内側ステータマグネットとを備え、ローターマ
グネットはその回転中心を挾んだ両側で極性が異なり、
前記ステータマグネットの周方向における長さは少なく
とも前記遊星子の配列ピッチより長くしたことを特徴と
する磁力モーター。
【請求項２】請求項１に記載した磁力モーターにおい
て、ステータマグネットの着磁はその磁力線がステータ
マグネットの円弧中心から放射方向へ延びるように為さ
れ、ローターマグネットの着磁はその磁力線が極性境界
面と直交する方向へ平行束となるように為されたことを
特徴とする磁力モーター。
【請求項３】請求項１又は２に記載した磁力モーターに
おいて、遊星子を３乃至９個設けたことを特徴とする磁
力モーター。
【請求項４】請求項１から３に記載した磁力モーターの
いずれかにおいて、ステータマグネットを２乃至８の偶
数極設けたことを特徴とする磁力モーター。
【請求項５】請求項１から４に記載した磁力モーターの
いずれかにおいて、センターギアを回転させて全ての遊
星子の姿勢を変更することでローター部材の回転状態を
選択的に切換える制御手段を設けたことを特徴とする磁
力モーター。