JP2000152558A - 電動機 - Google Patents
電動機Info
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- JP2000152558A JP2000152558A JP10327524A JP32752498A JP2000152558A JP 2000152558 A JP2000152558 A JP 2000152558A JP 10327524 A JP10327524 A JP 10327524A JP 32752498 A JP32752498 A JP 32752498A JP 2000152558 A JP2000152558 A JP 2000152558A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- permanent magnets
- crankshaft
- polarity conversion
- cylindrical
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- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動機を小型化し、低消費電力、高出力を得
る。 【解決手段】 駆動体の筐体１に、少なくとも１対の円
筒状永久磁石２の異極どうしを一定の間隙をおいて対向
配置する。この間隙内に、コイル４を有する円筒状の駆
動子３を軸方向に直線運動できるように挿入する。駆動
子３を作動杆６を介してクランクシャフト７に連結する
ことにより、コイル４の極性変換と永久磁石２の相互作
用により生じる直線往復運動は、回転運動に転換され
る。永久磁石２を２対にすると、単位容積あたりのトル
クはより高くなる。コイル４の極性変換のタイミング
は、クランクシャフト７の回転センサーまたはカム８、
極性変換制御回路１０により、駆動体１毎に個別制御す
る。この電動機は、小型、低消費電力、高出力なので、
未来の電気自動車への搭載が可能である。
る。 【解決手段】 駆動体の筐体１に、少なくとも１対の円
筒状永久磁石２の異極どうしを一定の間隙をおいて対向
配置する。この間隙内に、コイル４を有する円筒状の駆
動子３を軸方向に直線運動できるように挿入する。駆動
子３を作動杆６を介してクランクシャフト７に連結する
ことにより、コイル４の極性変換と永久磁石２の相互作
用により生じる直線往復運動は、回転運動に転換され
る。永久磁石２を２対にすると、単位容積あたりのトル
クはより高くなる。コイル４の極性変換のタイミング
は、クランクシャフト７の回転センサーまたはカム８、
極性変換制御回路１０により、駆動体１毎に個別制御す
る。この電動機は、小型、低消費電力、高出力なので、
未来の電気自動車への搭載が可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機、特に永久
磁石を利用した電動機に関するものである。
磁石を利用した電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、永久磁石を利用して直線運動を行
うソレノイドやリニアモーターは知られている（特開平
２−８８４６５号公報、特開平３−２９３９５６号公
報）。これらは、いずれも一対の直線上磁石を並列対向
配置し、その間にコイルを巻いた駆動子を可動的に挿入
したもので、コイルの極性変換による永久磁石との相互
作用で駆動子を直線往復運動させ、この直線往復運度を
そのまま利用して何らかの仕事なすように構成されてい
る。
うソレノイドやリニアモーターは知られている（特開平
２−８８４６５号公報、特開平３−２９３９５６号公
報）。これらは、いずれも一対の直線上磁石を並列対向
配置し、その間にコイルを巻いた駆動子を可動的に挿入
したもので、コイルの極性変換による永久磁石との相互
作用で駆動子を直線往復運動させ、この直線往復運度を
そのまま利用して何らかの仕事なすように構成されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単なる
直線往復運動では用途に限界がある。たとえば、電気自
動車のような移動体の動力源として利用するには、直線
往復運動から小型の装置で高出力の安定した回転運動を
得るのが望ましい。このため、従来のソレノイドやリニ
アモータ自体では、常時２４時間稼働を必要とする電動
機とか、電気自動車のエンジンとしての搭載には問題が
あった。
直線往復運動では用途に限界がある。たとえば、電気自
動車のような移動体の動力源として利用するには、直線
往復運動から小型の装置で高出力の安定した回転運動を
得るのが望ましい。このため、従来のソレノイドやリニ
アモータ自体では、常時２４時間稼働を必要とする電動
機とか、電気自動車のエンジンとしての搭載には問題が
あった。
【０００４】本発明は、前記のごとき課題を解決したも
ので、低消費電力で高出力の回転運動を安定的に得るこ
とができる小型の電動機を提供することを目的としてい
る。
ので、低消費電力で高出力の回転運動を安定的に得るこ
とができる小型の電動機を提供することを目的としてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成した本発
明の電動機は、円筒状の永久磁石の異極どうしを任意の
間隙をおいて少なくとも１対対向配置し、永久磁石間に
コイルを備えた円筒状の駆動子を軸方向に可動的に配設
し、駆動子をクランクシャフトに連結し、クランクシャ
フトの回転運動と連動してコイルの極性を変換する極性
変換制御部を設け、コイルの極性変換による電磁気と永
久磁石の相互作用により駆動子を直線往復運動させると
ともに、クランクシャフトを介して直線運動を回転運動
に変換することを特徴としている。
明の電動機は、円筒状の永久磁石の異極どうしを任意の
間隙をおいて少なくとも１対対向配置し、永久磁石間に
コイルを備えた円筒状の駆動子を軸方向に可動的に配設
し、駆動子をクランクシャフトに連結し、クランクシャ
フトの回転運動と連動してコイルの極性を変換する極性
変換制御部を設け、コイルの極性変換による電磁気と永
久磁石の相互作用により駆動子を直線往復運動させると
ともに、クランクシャフトを介して直線運動を回転運動
に変換することを特徴としている。
【０００６】同一容積でのトルクアップをはかるために
は、円筒状の永久磁石を２対配置し、各永久磁石間に内
側コイルと外側コイルを備えた二重円筒状の駆動子を軸
方向に可動的に配置することが望ましい。
は、円筒状の永久磁石を２対配置し、各永久磁石間に内
側コイルと外側コイルを備えた二重円筒状の駆動子を軸
方向に可動的に配置することが望ましい。
【０００７】また必要に応じて、一本のクランクシャフ
トに複数の駆動子を連結し、各駆動子の直線往復運動の
タイミングを極性変換制御手段と回線センサーまたはカ
ムの連動で制御すると、円滑な回転運動が得られる。
トに複数の駆動子を連結し、各駆動子の直線往復運動の
タイミングを極性変換制御手段と回線センサーまたはカ
ムの連動で制御すると、円滑な回転運動が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、１対の永久磁石
を備えた電動機の実施例を示す。これらの図面におい
て、駆動体の筐体１には、１対の円筒状の永久磁石２を
設けてある。永久磁石２は、Ｓ極とＮ極を１対、一定の
間隙をおいて対向配置する。この二つの間隙内に、コイ
ル４を巻回した円筒状の駆動子３を軸方向に直線往復運
動できるように挿入する。５は軸受け部で、作動杆６の
一端が枢軸されている。作動杆６の他端はクランクシャ
フト７に枢軸されている。本発明では、このような駆動
体１の複数個をクランクシャフト７に取り付けるのが、
円滑な回転運動を得るうえで望ましい。クランクシャフ
ト７の回転は、回転センサーまたはカム８で検知して極
性変換制御部９の制御回路１０に回線１３を介して送信
される。制御回路１０は駆動体１の数に対応して設け、
受信したクランクシャフト７の回転信号に応じて駆動体
１を個別的に制御する。１１は電源で、１２はコードで
ある。
を備えた電動機の実施例を示す。これらの図面におい
て、駆動体の筐体１には、１対の円筒状の永久磁石２を
設けてある。永久磁石２は、Ｓ極とＮ極を１対、一定の
間隙をおいて対向配置する。この二つの間隙内に、コイ
ル４を巻回した円筒状の駆動子３を軸方向に直線往復運
動できるように挿入する。５は軸受け部で、作動杆６の
一端が枢軸されている。作動杆６の他端はクランクシャ
フト７に枢軸されている。本発明では、このような駆動
体１の複数個をクランクシャフト７に取り付けるのが、
円滑な回転運動を得るうえで望ましい。クランクシャフ
ト７の回転は、回転センサーまたはカム８で検知して極
性変換制御部９の制御回路１０に回線１３を介して送信
される。制御回路１０は駆動体１の数に対応して設け、
受信したクランクシャフト７の回転信号に応じて駆動体
１を個別的に制御する。１１は電源で、１２はコードで
ある。
【０００９】図３及び図４は、２対の永久磁石を備えた
電動機の実施例を示す。これらの図面において、駆動体
の筐体１には、２対の円筒状の永久磁石２を設けてあ
る。永久磁石２は、Ｓ極とＮ極を２対、一定の間隙をお
いて対向配置する。この二つの間隙内に、内側コイル４
及び外側コイル４Ａを巻回した二重円筒状の駆動子３を
軸方向に直線往復運動できるように挿入する。本発明で
は、このように永久磁石２を２対配設することにより、
図１及び図２の永久磁石１対型よりは、小型でトルクア
ップが可能となる。駆動子３の作動杆６を介したクラン
クシャフト７への取り付け構造及びコイル４の極性変換
制御は、図１及び図２の実施例と同じである。永久磁石
２の数は、必要に応じてさらに増やすことも可能であ
る。
電動機の実施例を示す。これらの図面において、駆動体
の筐体１には、２対の円筒状の永久磁石２を設けてあ
る。永久磁石２は、Ｓ極とＮ極を２対、一定の間隙をお
いて対向配置する。この二つの間隙内に、内側コイル４
及び外側コイル４Ａを巻回した二重円筒状の駆動子３を
軸方向に直線往復運動できるように挿入する。本発明で
は、このように永久磁石２を２対配設することにより、
図１及び図２の永久磁石１対型よりは、小型でトルクア
ップが可能となる。駆動子３の作動杆６を介したクラン
クシャフト７への取り付け構造及びコイル４の極性変換
制御は、図１及び図２の実施例と同じである。永久磁石
２の数は、必要に応じてさらに増やすことも可能であ
る。
【００１０】極性変換制御回路１０は、たとえば図５に
示すように、コイルインダクタンスＬをはさんで、一対
のコンデンサーＣ１、Ｃ２とスイッチ素子Ｓ１、Ｓ２を
備えている。ＤＣは直流電源である。
示すように、コイルインダクタンスＬをはさんで、一対
のコンデンサーＣ１、Ｃ２とスイッチ素子Ｓ１、Ｓ２を
備えている。ＤＣは直流電源である。
【００１１】前記のごとく構成された本発明の電動機で
は、以下のごとく作動し、永久磁石とコイルの吸引、反
発作用による直線往復運動を回転運動に転換する。まず
制御回路１０のスイッチ素子Ｓ１を閉じ、Ｓ２を開く
と、一定方向の直流電流がコイル４に印加される。する
とコイル４に電磁気が発生し、対向して設けられた永久
磁石２の磁界と反発して、駆動子５とこれに枢軸された
作動杆６は矢印Ｘ方向に直線運動をし、クランクシャフ
ト７を押し上げる。クランクシャフト７が上死点近傍の
一定位置まで回転すると、これを回線センサーまたはカ
ム８が検知して制御回路１０に信号を送る。信号を受け
た制御回路１０は、スイッチ素子Ｓ１を開き、Ｓ２を閉
じて、今度は逆方向の直流電流をコイル４に送る。電流
の向きが逆になると、コイル４の電磁気と永久磁石２の
磁界の吸引により、駆動子５が矢印Ｙ方向に引き戻され
る。この往復直線運動で、クランクシャフト７は１回転
する。以後この作動を高速で反復する。この場合、永久
磁石２を２対設けた電動機では、永久磁石２を１対備え
ただけの電動機に比べ、同一容積でもトルクアップが可
能となり、小型化を要する電気自動車用などに用いる電
動機として好適である。
は、以下のごとく作動し、永久磁石とコイルの吸引、反
発作用による直線往復運動を回転運動に転換する。まず
制御回路１０のスイッチ素子Ｓ１を閉じ、Ｓ２を開く
と、一定方向の直流電流がコイル４に印加される。する
とコイル４に電磁気が発生し、対向して設けられた永久
磁石２の磁界と反発して、駆動子５とこれに枢軸された
作動杆６は矢印Ｘ方向に直線運動をし、クランクシャフ
ト７を押し上げる。クランクシャフト７が上死点近傍の
一定位置まで回転すると、これを回線センサーまたはカ
ム８が検知して制御回路１０に信号を送る。信号を受け
た制御回路１０は、スイッチ素子Ｓ１を開き、Ｓ２を閉
じて、今度は逆方向の直流電流をコイル４に送る。電流
の向きが逆になると、コイル４の電磁気と永久磁石２の
磁界の吸引により、駆動子５が矢印Ｙ方向に引き戻され
る。この往復直線運動で、クランクシャフト７は１回転
する。以後この作動を高速で反復する。この場合、永久
磁石２を２対設けた電動機では、永久磁石２を１対備え
ただけの電動機に比べ、同一容積でもトルクアップが可
能となり、小型化を要する電気自動車用などに用いる電
動機として好適である。
【００１２】本発明では、また図１及び図３に示すよう
に、複数の駆動体１をクランクシャフト７に連設し、回
転センサーまたはカム８と極性変換制御回路１０の連動
で、駆動子５の直線往復運動のタイミングをずらすこと
で、円滑な回転運動を得ることができる。
に、複数の駆動体１をクランクシャフト７に連設し、回
転センサーまたはカム８と極性変換制御回路１０の連動
で、駆動子５の直線往復運動のタイミングをずらすこと
で、円滑な回転運動を得ることができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の電動機は、下記の利点を有し、
電気自動車等移動体用エンジンとして、あるいは２４時
間駆動を要する小型電動機として広く利用できる。
電気自動車等移動体用エンジンとして、あるいは２４時
間駆動を要する小型電動機として広く利用できる。
【００１４】（１）異極からなる少なくとも１対の永久
磁石とコイルから得られる直線往復運動を回転運動に変
換することにより、１回転中の電流印加点は構造上３６
０度角中約９０度位のみとなるために消費電力が少なく
てすみ、しかも高出力を安定して得ることができる。特
に永久磁石を２対設けることで、小型で高トルクの電動
機の製作が可能となる。
磁石とコイルから得られる直線往復運動を回転運動に変
換することにより、１回転中の電流印加点は構造上３６
０度角中約９０度位のみとなるために消費電力が少なく
てすみ、しかも高出力を安定して得ることができる。特
に永久磁石を２対設けることで、小型で高トルクの電動
機の製作が可能となる。
【００１５】（２）１本のクランクシャフトに複数個の
駆動体を連設することで、１度回転を止めた後改めて回
転させるとき、決められた回転方向に始動することが可
能となる等、円滑な回転が得られ、電気自動車への搭載
が容易となる。
駆動体を連設することで、１度回転を止めた後改めて回
転させるとき、決められた回転方向に始動することが可
能となる等、円滑な回転が得られ、電気自動車への搭載
が容易となる。
【図１】本発明に係わる電動機の一例の一部断面を示す
模式図である。
模式図である。
【図２】図１に示す電動機の駆動部を示す拡大断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明に係わる電動機の異なった例の一部断面
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図４】図３に示す電動機の駆動部を示す拡大断面図で
ある。
ある。
【図５】図１に示すコイルの極性変換制御手段の制御回
路図である。
路図である。
１ 駆動体 ２ 永久磁石 ３ 駆動子 ４、４Ａ コイル ５ 軸受け ６ 作動杆 ７ クランクシャフト ８ 回転センサーまたはカム ９ 極性変換制御部 １０ 制御回路 １１ 電源 １２ コード １３ 回線
Claims (3)
- 【請求項１】 円筒状の永久磁石の異極どうしを任意の
間隙をおいて少なくとも１対対向配置し、永久磁石間に
コイルを備えた円筒状の駆動子を軸方向に可動的に配設
し、駆動子をクランクシャフトに連結し、クランクシャ
フトの回転運動と連動してコイルの極性を変換する極性
変換制御部を設け、コイルの極性変換による電磁気と永
久磁石の相互作用により駆動子を直線往復運動させると
ともに、クランクシャフトを介して直線運動を回転運動
に変換することを特徴とする電動機。 - 【請求項２】 円筒状の永久磁石を２対配置し、各永久
磁石間に内側コイルと外側コイルを備えた二重円筒状の
駆動子を軸方向に可動的に配置することを特徴とする請
求項１記載の電動機。 - 【請求項３】 一本のクランクシャフトに複数の駆動子
を連結し、極性変換制御手段と回転センサーまたはカム
との連動で、各駆動子の直線往復運動のタイミングを制
御することを特徴とする請求項１記載の電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10327524A JP2000152558A (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10327524A JP2000152558A (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152558A true JP2000152558A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18200076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10327524A Pending JP2000152558A (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000152558A (ja) |
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| CN102075060A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-05-25 | 江苏技术师范学院 | 适于输出正、负扭矩的电力活塞式电动机 |
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-
1998
- 1998-11-04 JP JP10327524A patent/JP2000152558A/ja active Pending
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