JP2001251826A - Ac dynamoelectric machine using basic factors - Google Patents
Ac dynamoelectric machine using basic factorsInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ベーシックファク
ターと呼ばれるハイブリッド型磁石を用いた直流パルス
によって駆動される回転式またはステップモータ等の電
動機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric motor such as a rotary or step motor driven by a DC pulse using a hybrid magnet called a basic factor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、図25に示すハイブリッド型磁石
が提案されている(特願平10−27884号、参
照)。2. Description of the Related Art Conventionally, a hybrid magnet shown in FIG. 25 has been proposed (see Japanese Patent Application No. 10-27884).
【0003】図25に示すように、ハイブリッド型磁石
は、ベーシックファクターとも呼ばれ電磁石101及び
その両端に密着した係合部材102を備えている。電磁
石101は、基部103と、基部103の両端から同方
向に突出した脚部104を備えたコ字状の磁性材料から
なるヨーク105と、ヨーク105の基部103に巻回
された励磁コイル106とを備えている。一方、係合部
材102は、永久磁石107と、その両側を挟み込む磁
性材108とを備えている。[0005] As shown in FIG. 25, the hybrid magnet includes an electromagnet 101, also called a basic factor, and engagement members 102 closely attached to both ends of the electromagnet 101. The electromagnet 101 includes a base 103, a yoke 105 made of a U-shaped magnetic material having legs 104 projecting from both ends of the base 103 in the same direction, and an excitation coil 106 wound around the base 103 of the yoke 105. It has. On the other hand, the engaging member 102 includes a permanent magnet 107 and a magnetic material 108 sandwiching both sides thereof.
【0004】ここで、図25の状態において、ハイブリ
ッド磁石の係合部材102の外面を作用面Xとし、接合
面P,Qが吸着も反発も生じない状態において、作用面
Xに近接する軟磁性材からなる可動部材110を想定す
る。励磁コイル106に電流を流すと永久磁石107の
磁力線がハイブリッド型磁石100内で、閉磁路を構成
することなく、接合面P,Qを越えて可動部材に対して
エアギャップを介して磁路を構成し、作用面Xにおい
て、吸引力を発生させる。Here, in the state of FIG. 25, the outer surface of the engaging member 102 of the hybrid magnet is defined as the working surface X, and when the joining surfaces P and Q do not attract or repel, the soft magnetic material is close to the working surface X. A movable member 110 made of a material is assumed. When a current is applied to the exciting coil 106, the magnetic lines of force of the permanent magnet 107 pass through the air gap between the movable members beyond the joining surfaces P and Q without forming a closed magnetic path in the hybrid magnet 100. The working surface X generates a suction force.
【0005】図26は、図25のハイブリッド型磁石を
用いた電動機の一例を示す図である(特願平10−32
1044号、参照)。図26を参照すると、電動機12
0は、2個のハイブリッド磁石100を左右に対向して
配置し、その間に紙面に対して垂直に摺動する摺動部材
111を配置している。摺動部材111は、中央部に非
磁性体からなる四角柱状の基部112を備えており、こ
の基部112の上下2箇所に孔113が設けられてい
て、この孔113に図示を省略したレールが通ってい
る。また、基部112の左右両側には、同じく非磁性体
からなる取付板114が設けられていて、この取付板1
14の両端部には、磁性体からなる可動部材115が取
り付けられている。この可動部材115とハイブリッド
磁石100の係合部材102とには、ギャップGが形成
されている。FIG. 26 shows an example of an electric motor using the hybrid magnet of FIG. 25 (Japanese Patent Application No. 10-32).
No. 1044). Referring to FIG. 26, the electric motor 12
No. 0 arranges the two hybrid magnets 100 to face left and right, and arranges a sliding member 111 that slides perpendicularly to the paper surface between them. The sliding member 111 has a square pillar-shaped base 112 made of a non-magnetic material at the center, and holes 113 are provided at upper and lower portions of the base 112. Rails (not shown) are provided in the holes 113. Passing through. A mounting plate 114 also made of a non-magnetic material is provided on both left and right sides of the base 112.
A movable member 115 made of a magnetic material is attached to both end portions of 14. A gap G is formed between the movable member 115 and the engaging member 102 of the hybrid magnet 100.
【0006】このような構成の電動機120において、
ハイブリッド磁石100がすれ違う磁性体に及ぼす吸引
力は、同じ電流値において、電磁石のみのときよりも大
きく、また、摺動部材に及ぼすエネルギーが大となると
いう構成を有している。In the electric motor 120 having such a configuration,
The attraction force exerted by the hybrid magnet 100 on the magnetic bodies passing each other is larger than that of the electromagnet alone at the same current value, and the energy exerted on the sliding member is larger.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たハイブリッド磁石100を用いた電動機120は、エ
ネルギー効率の点からみれば、実用性において、なお、
改善の余地があった。However, the electric motor 120 using the above-described hybrid magnet 100 is not practical in terms of energy efficiency.
There was room for improvement.
【0008】また、ハイブリッド磁石100を用いた電
動機120は、直流で駆動されるが、商用の交流電力を
用いるものではないので、その用途が限定されていた。The electric motor 120 using the hybrid magnet 100 is driven by DC, but does not use commercial AC power, so its use has been limited.
【0009】また、従来のハイブリッド磁石を用いた電
動機120を、発電機としての機能させれば、さらに、
有効なエネルギー利用にも繋がる。Further, if the conventional motor 120 using a hybrid magnet is made to function as a generator,
It leads to effective energy use.
【0010】そこで、本発明の第1の技術的課題は、エ
ネルギー効率の改善され、実用性に優れたベーシックフ
ァクターを用いた交流回転機を提供することにある。Therefore, a first technical object of the present invention is to provide an AC rotating machine using a basic factor which has improved energy efficiency and is excellent in practical use.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、固定子
と、前記固定子に対して相対的に吸引力を及ぼす回転子
とを備え、前記回転子は、中心軸を回転軸として回転す
る交流回転機において、前記固定子及び回転子の内の一
方は、前記回転軸を中心とした一円周状に配置された複
数の磁性体を備えた吸引部を複数前記回転軸に沿って連
設されており、他方は、前記磁性体に対して、夫々吸引
力を及ぼす作用面を前記回転軸を中心とした一円周上に
複数備えたベーシックファクターを備えた磁石部が複数
前記回転軸に沿って、前記吸引部と夫々対応して連設さ
れており、前記ベーシックファクターは電磁石部と、そ
の両側に接触面を介して配置された永久磁石部とを備
え、前記作用面と、前記接触面とは、前記永久磁石部を
介して対向していることを特徴とするベーシックファク
ターを用いた交流回転機が得られる。According to the present invention, there is provided a stator, and a rotor for exerting a suction force relative to the stator, wherein the rotor rotates about a central axis as a rotation axis. In the AC rotating machine, one of the stator and the rotor includes a plurality of suction units including a plurality of magnetic bodies arranged in a circle around the rotation axis along the rotation axis. On the other hand, a plurality of magnet units each having a basic factor having a plurality of action surfaces for exerting an attractive force on the magnetic body on one circumference around the rotation axis are provided. Along the axis, the suction unit is connected to each of the suction units, the basic factor includes an electromagnet unit, and a permanent magnet unit disposed on both sides of the electromagnet unit via a contact surface, the working surface, The contact surface is opposed via the permanent magnet portion. AC rotary machine using a basic factor that characterized the door is obtained.
【0012】また、本発明によれば、前記ベーシックフ
ァクターを用いた交流回転機において、前記複数の磁石
部の夫々の電磁石部に互い位相の異なる交流電流を印加
することによって、当該交流電流が加えられた磁石部が
前記吸引部の磁性体を吸引することによって駆動される
ことを特徴とするベーシックファクターを用いた交流回
転機が得られる。Further, according to the present invention, in the AC rotating machine using the basic factor, by applying AC currents having different phases to each of the electromagnet portions of the plurality of magnet portions, the AC current is added. An AC rotating machine using a basic factor is obtained, wherein the magnet unit is driven by attracting the magnetic material of the attracting unit.
【0013】また、本発明によれば、前記ベーシックフ
ァクターを用いた交流回転機において、前記固定子は前
記吸引部の複数が前記回転軸に沿って複数互いに当接し
て連設されたものからなり、前記回転子は、回転軸と、
その周囲に前記回転軸に沿って複数互いに当接して連設
された複数の磁石部からなることを特徴とするベーシッ
クファクターを用いた回転機が得られる。Further, according to the present invention, in the AC rotating machine using the basic factor, the stator includes a plurality of the suction portions which are connected to each other along the rotation axis and are continuously provided. , The rotor comprises a rotating shaft,
A rotating machine using a basic factor, comprising a plurality of magnet parts arranged around the periphery thereof in contact with each other along the rotation axis, is obtained.
【0014】また、本発明によれば、前記ベーシックフ
ァクターを用いた交流回転機において、前記固定子の吸
引部及びそれに対応した前記磁石部は、互いに隣接する
もの同士で、回転の機械的位相が異なるように構成され
ていることを特徴とするベーシックファクターを用いた
交流回転機が得られる。According to the present invention, in the AC rotating machine using the basic factor, the attracting portion of the stator and the magnet portion corresponding to the attracting portion of the stator are adjacent to each other and have a mechanical phase of rotation. An AC rotating machine using a basic factor characterized by being configured differently can be obtained.
【0015】また、本発明によれば、前記ベーシックフ
ァクターを用いた交流回転機において、前記回転の機械
的位相の相違は、多くとも7.5度であることを特徴と
するベーシックファクターを用いた交流回転機が得られ
る。According to the present invention, in the AC rotating machine using the basic factor, a difference in mechanical phase of the rotation is at most 7.5 degrees. An AC rotating machine is obtained.
【0016】また、本発明によれば、前記ベーシックフ
ァクターを用いた交流回転機において、前記夫々電磁石
部に3相交流が流されることを特徴とするベーシックフ
ァクターを用いた交流回転機が得られる。Further, according to the present invention, in the AC rotating machine using the basic factor, an AC rotating machine using the basic factor, wherein a three-phase alternating current is passed through each of the electromagnets is obtained.
【0017】また、本発明によれば、前記いずれかのベ
ーシックファクターを用いた交流回転機において、前記
一つ磁石部の作用面は、前記同一円周上に8個設けられ
ていることを特徴とするベーシックファクターを用いた
交流回転機が得られる。Further, according to the present invention, in the AC rotating machine using any one of the basic factors, eight working surfaces of the one magnet portion are provided on the same circumference. An AC rotating machine using the basic factor described above is obtained.
【0018】また、本発明によれば、前記いずれかのベ
ーシックファクターを用いた交流回転機において、前記
磁石部及びこれに対応する前記吸引部を1層とすると、
前記回転軸に沿って、6層又は12層形成されているこ
とを特徴とする交流回転機が得られる。According to the present invention, in the AC rotating machine using any one of the basic factors, the magnet unit and the attraction unit corresponding to the magnet unit are formed as one layer.
An AC rotating machine having six or twelve layers formed along the rotation axis is obtained.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態につい
て説明する前に、本発明の理解を容易にするために、本
発明の回転機の原理について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing the embodiments of the present invention, the principle of the rotating machine of the present invention will be described to facilitate understanding of the present invention.
【0020】図1(a)は本発明の回転機に用いられる
ベーシックファクターを示す斜視図であり、図1(b)
は図1(a)のベーシックファクターの分解組立斜視図
である。また、図1(c)は図1(b)の正面図、図1
(d)は図1(a)の正面図である。FIG. 1A is a perspective view showing a basic factor used in the rotating machine of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the basic factor of FIG. FIG. 1C is a front view of FIG.
FIG. 2D is a front view of FIG.
【0021】図1(a)〜(d)を参照すると、ベーシ
ックファクター10は、永久磁石部3及び電磁石部4と
を備えている。永久磁石部3は、ネオジウムマグネット
(Nd−Fe−B)等の硬磁性体(永久磁石)1の着磁
方向の両側を純鉄等の軟磁性体2で、挟み込むことによ
って形成されている。Referring to FIGS. 1A to 1D, the basic factor 10 includes a permanent magnet section 3 and an electromagnet section 4. The permanent magnet portion 3 is formed by sandwiching both sides of a hard magnetic material (permanent magnet) 1 such as a neodymium magnet (Nd-Fe-B) in the magnetization direction with a soft magnetic material 2 such as pure iron.
【0022】一方、電磁石部4は、基部6aと、この基
部6aの両端からそれぞれ一方側に突出した一対の脚部
6b,6cをそれぞれ備えたコの字状の純鉄等の軟磁性
体からなるコアまたはヨーク5と、コア5の基部6aに
巻回された銅線からなるコイル7とを備えている。On the other hand, the electromagnet portion 4 is made of a soft magnetic material such as a U-shaped pure iron having a base 6a and a pair of legs 6b and 6c protruding to one side from both ends of the base 6a. And a coil 7 made of a copper wire wound around a base 6 a of the core 5.
【0023】図1(a)及び図1(d)に最も良く示さ
れているように、永久磁石部3及び電磁石部4のコア5
の両端面との間には、接合面D1及びD2がそれぞれ形
成されている。As best shown in FIGS. 1A and 1D, the core 5 of the permanent magnet portion 3 and the electromagnet portion 4
Are formed between both end surfaces of the first and second surfaces, respectively.
【0024】図2(a)〜(c)は図1(a)〜(d)
に示されたベーシックファクター10の動作原理を説明
に供せられる正面図である。FIGS. 2A to 2C show FIGS. 1A to 1D.
3 is a front view for explaining the operation principle of the basic factor 10 shown in FIG.
【0025】図2(a)を参照すると、電磁石部4に通
電していないときには、永久磁石部3の磁力線は、矢印
8に示されるようにベーシックファクター10の閉磁路
を回るだけで、周囲の空気中への磁束の漏れは殆どな
い。従って、接合面D1,D2は、強い吸着をしてい
る。この際の接合面D1,D2の吸着力は、永久磁石部
3により形成される。この状態を第1の状態と呼ぶ。Referring to FIG. 2A, when the electromagnet section 4 is not energized, the lines of magnetic force of the permanent magnet section 3 simply move around the closed magnetic path of the basic factor 10 as shown by the arrow 8 and the surrounding magnetic field lines move. There is almost no leakage of magnetic flux into the air. Therefore, the joining surfaces D1 and D2 are strongly adsorbed. At this time, the attractive force of the joint surfaces D1 and D2 is formed by the permanent magnet portion 3. This state is called a first state.
【0026】次に、図2(b)に示すように、電磁石部
4に永久磁石部3の磁束数より多量の磁束数を発生させ
る電流を、夫々同極同士を対向させて通電したときに
は、永久磁石部3の磁力線は、電磁石部4の磁力線に、
閉磁路から、接合面D1,D2より上に押し戻されて永
久磁石部3の飽和状態を越えれば、矢印9に示すよう
に、空気中に放出される。この際、電磁石部4の磁束数
が充分多量であれば、空気中に放出される磁力線は、永
久磁石部3と電磁石部4の合成されたものとなる。Next, as shown in FIG. 2B, when a current for generating a larger number of magnetic fluxes than the permanent magnet portion 3 is applied to the electromagnet portion 4 with the same poles facing each other, The lines of magnetic force of the permanent magnet unit 3 are the same as the lines of magnetic force of the electromagnet unit 4,
If it is pushed back above the joint surfaces D1 and D2 from the closed magnetic path and exceeds the saturated state of the permanent magnet portion 3, it is released into the air as shown by an arrow 9. At this time, if the number of magnetic fluxes of the electromagnet section 4 is sufficiently large, the magnetic lines of force emitted into the air are the combined ones of the permanent magnet section 3 and the electromagnet section 4.
【0027】従って、この時の接合面D1,D2の吸着
力は、電磁石部4のみによって形成されたものとなる。
この状態を第2の状態と呼ぶ。Therefore, the attraction force of the joining surfaces D1 and D2 at this time is formed only by the electromagnet portion 4.
This state is called a second state.
【0028】次に、図2(c)に示すように、電磁石部
4に永久磁石部3の磁束と同量の磁束数を発生させる電
流を、永久磁石部3と同極同士となるように対向させて
通電し、かつベーシックファクター10自体の残留磁束
密度の飽和状態よりも、余裕があるときについて説明す
る。この場合も、上記同様に、同極同士を対向させて配
置する。Next, as shown in FIG. 2C, a current for causing the electromagnet section 4 to generate the same number of magnetic fluxes as the magnetic flux of the permanent magnet section 3 is applied so that the same poles as the permanent magnet section 3 are formed. A case will be described in which a current is applied to face the element and there is more room than the saturated state of the residual magnetic flux density of the basic factor 10 itself. Also in this case, the same poles are arranged so as to face each other as described above.
【0029】この場合において、接合面D1,D2は、
吸引も反発もしない無力化状態となる。これは、永久磁
石部3の磁力線も電磁石部4の磁力線も、接合面D1,
D2を境にして、互いに通い合うことが無いことを意味
する。なお、ベーシックファクター10自体の残留磁束
密度の飽和状態を越える永久磁石部3と電磁石部4の磁
束数が同量且つ多量であれば、接合面D1,D2は、反
発力を持ち、各々の磁力線は、空中に漏れ磁束として放
出される。この状態を第3の状態と呼ぶ。In this case, the joining surfaces D1 and D2 are
A neutralized state where neither suction nor repulsion occurs. This is because both the magnetic lines of force of the permanent magnet unit 3 and the magnetic lines of force of the electromagnet unit 4 are connected to the joint surfaces D1,
This means that they do not communicate with each other at D2. If the number of magnetic fluxes of the permanent magnet portion 3 and the electromagnet portion 4 exceeding the saturation state of the residual magnetic flux density of the basic factor 10 itself is equal and large, the joining surfaces D1 and D2 have a repulsive force, and each magnetic force line Is released into the air as a leakage magnetic flux. This state is called a third state.
【0030】この第3の状態において、図3に示すよう
に、ベーシックファクター10の作用面3aをXとし、
Xに近接する可動もしくは固定される吸引部材(Y)4
0を想定する。なお、吸引部材(Y)40は純鉄等の軟
磁性体からなる。In this third state, as shown in FIG. 3, the operating surface 3a of the basic factor 10 is set to X,
A movable or fixed suction member (Y) 4 close to X
Assume 0. The suction member (Y) 40 is made of a soft magnetic material such as pure iron.
【0031】図3の状態において、電磁石部4に投入す
る電流値をαとおく。なお、接合面D1,D2が無力化
しているポイントの値で、次の状態において、ベーシッ
クファクター10と吸引部材(Y)40とのエアギャッ
プを縮めていくに従って、αの値は小さくなる。これ
は、永久磁石部3の磁力線が接合面D1,D2を越えて
ベーシックファクター10内で閉磁路を構成することな
く、反対に吸引部材(Y)40に対してエアギャップを
介して磁路を構成し、作用面(X)3aにおいて、吸引
力を発生させていることを意味する。このとき、電磁石
部4に投入するαは、接合面D1,D2において、永久
磁石部3の磁力線を遮断するに足る量ですむので、永久
磁石部3の磁力線が可動部材40と磁路を構成しやすく
なればなるほど、言い替えれば、作用面(X)3aの吸
引力が増せば増すほどαの値は、小さくなる。尚、作用
面(X)3aの吸引力の限界は、おのずと永久磁石の性
能を限界としている。この状態を第4の状態と呼ぶ。In the state shown in FIG. 3, the value of the current supplied to the electromagnet section 4 is α. It should be noted that the value of α becomes smaller as the air gap between the basic factor 10 and the suction member (Y) 40 is reduced in the following state at the point where the joining surfaces D1 and D2 are disabled. This is because the magnetic field lines of the permanent magnet portion 3 do not exceed the joining surfaces D1 and D2 to form a closed magnetic path in the basic factor 10, but instead form a magnetic path through the air gap with respect to the attraction member (Y) 40. This means that a suction force is generated on the working surface (X) 3a. At this time, α to be supplied to the electromagnet portion 4 is sufficient to cut off the magnetic flux lines of the permanent magnet portion 3 at the joint surfaces D1 and D2, so that the magnetic flux lines of the permanent magnet portion 3 form a magnetic path with the movable member 40. The value of α decreases as the suction force of the working surface (X) 3a increases as the operation becomes easier. The limit of the attraction force of the working surface (X) 3a naturally limits the performance of the permanent magnet. This state is called a fourth state.
【0032】しかし、第2の状態のように、電磁石部4
に多量の電流を投入すれば、作用面(X)3aの吸引力
は、永久磁石部3の磁力線と電磁石部4の磁力線の合成
となるので、強力にすることができるが、エネルギー効
率的には、悪化する。However, as in the second state, the electromagnet section 4
When a large amount of current is supplied to the working surface (X) 3a, the attractive force of the working surface (X) 3a becomes a combination of the magnetic lines of force of the permanent magnet portion 3 and the magnetic lines of force of the electromagnet portion 4, and can be increased. Gets worse.
【0033】前記第4の状態において、作用面(X)3
aの吸引力を増し、且つαの値を小さくするための条件
は、次の(1)〜(3)の3つである。In the fourth state, the working surface (X) 3
The conditions for increasing the suction force a and reducing the value of α are the following three conditions (1) to (3).
【0034】(1)作用面(X)3aのエアギャップを
小さくする。(1) The air gap on the working surface (X) 3a is reduced.
【0035】(2)永久磁石部3のヨーク部分と、吸引
部材(Y)40の軟磁性体の部分を電磁石のコアまたは
ヨークの部分よりも飽和時速密度の良い素材とする。(2) The yoke portion of the permanent magnet portion 3 and the soft magnetic material portion of the attraction member (Y) 40 are made of a material having a higher saturation speed density than the core or yoke portion of the electromagnet.
【0036】(3)ベーシックファクター10内の閉磁
路の距離L1に対して、永久磁石部3とエアギャップを
介して吸引部材(Y)と構成する磁路の距離L2を短く
する。なお、作用面Xの吸引力を増すには、当然永久磁
石部3そのものの性能(Br,BH)を良くすることは
いうまでもないことである。また、ネオジウム磁石に代
わる素材例えば、超電導磁石等も使用することができ
る。(3) The distance L2 between the magnetic path formed with the attracting member (Y) via the permanent magnet portion 3 and the air gap is made shorter than the distance L1 between the closed magnetic paths within the basic factor 10. Needless to say, in order to increase the attractive force of the working surface X, the performance (Br, BH) of the permanent magnet portion 3 itself is improved. In addition, a material replacing the neodymium magnet, for example, a superconducting magnet can be used.
【0037】実際に設計する場合において、永久磁石部
3そのものの着磁方向の距離(幅)をL,永久磁石部3
の長さをXLとし、断面積をZとすると、L,XLは、
ZとBr,BH曲線グラフとパーミナンス係数から適す
る値を算出できる。これにより、永久磁石部3と吸引部
材(Y)40の最適の寸法がでる。この永久磁石部3と
適合する電磁石部4を第1〜第4の状態を考慮して設計
すれば良い。In the actual design, the distance (width) in the magnetizing direction of the permanent magnet portion 3 itself is L,
Assuming that the length of XL is XL and the cross-sectional area is Z, L and XL are
An appropriate value can be calculated from the Z, Br, BH curve graph and the permeance coefficient. Thereby, the optimal size of the permanent magnet part 3 and the attraction member (Y) 40 is obtained. The electromagnet section 4 compatible with the permanent magnet section 3 may be designed in consideration of the first to fourth states.
【0038】本発明のベーシックファクターと吸引部材
(Y)40の組み合わせた構成は、電磁石20と吸引部
材40とを組み合わせたものと比較するために、エアギ
ャップ、素材、磁路の距離、断面積、体積、コイルの太
さ、タン数等極力条件を同じくする。The configuration of the present invention in which the basic factor and the attraction member (Y) 40 are combined is different from the combination of the electromagnet 20 and the attraction member 40 in that the air gap, the material, the distance of the magnetic path, and the cross-sectional area are used. , Volume, coil thickness, tan number, etc.
【0039】比較のために本発明によるものと、比較例
として、永久磁石部3を持たず電磁石部4及び吸引部材
40のみを有するものとの各作用面における吸引力が同
じ時の投入電力量(W)において、本発明の方が、永久
磁石部3を持たない比較例よりも3〜4分の1以下です
むことが判明している。For comparison, the input electric power when the attraction force on each working surface is the same between the device according to the present invention and the comparative example having only the electromagnet portion 4 and the attraction member 40 without the permanent magnet portion 3 In (W), it has been found that the present invention requires less than one third to one fourth of the comparative example having no permanent magnet portion 3.
【0040】また、この比較例を適用したリラクタンス
モーターを想定すると通常30%ほどのエネルギー変換
効率となる。しかし、本発明を利用したリラクタンスモ
ーターが比較例の形態よりも30%以下の投入電力量で
すめば、電気入力を越える出力が得られる計算になり、
これは、永久磁石のエネルギーを力学的動力に変換して
いることを示している。Assuming a reluctance motor to which this comparative example is applied, the energy conversion efficiency is usually about 30%. However, if the reluctance motor using the present invention consumes less than 30% of the input power as compared with the form of the comparative example, an output exceeding the electric input can be obtained.
This indicates that the energy of the permanent magnet is converted into mechanical power.
【0041】図4(a),(b),及び(c)は本発明
のベーシックファクター連続体を示す図である。FIGS. 4A, 4B and 4C are diagrams showing a continuum of basic factors according to the present invention.
【0042】図4(a)を参照すると、ベーシックファ
クター連続体50は、一対のベーシックファクター1
0,10′を互いの永久磁石部3,3′がその極性が逆
になるように側面同士を密着させて配置されている。こ
こでは、各磁路の長さL1及びL2を再び、夫々の磁路
の名称として用いる。Referring to FIG. 4A, a basic factor continuum 50 includes a pair of basic factors 1.
The side surfaces of the permanent magnet portions 0, 10 'are closely attached to each other such that the polarities of the permanent magnet portions 3, 3' are opposite to each other. Here, the lengths L1 and L2 of the respective magnetic paths are used again as the names of the respective magnetic paths.
【0043】図4(b)に示すように、一方のベーシッ
クファクター10の永久磁石1によって形成される磁路
L1は、反時計回りである。これに抗する方向に磁路が
形成されるように、コイル7に電流を通じると、先に説
明したように、永久磁石1のN極から、永久磁石部3か
ら外側に、磁力線が放出されて吸着分材40を通り、吸
引部材40から再び永久磁石部3′に向かうように、磁
力線が放出されて、永久磁石部3内に入り、永久磁石1
のS極に到達する磁路L2が形成されることは先に説明
した通りである。As shown in FIG. 4B, the magnetic path L1 formed by the permanent magnet 1 having one basic factor 10 is counterclockwise. When an electric current is passed through the coil 7 so that a magnetic path is formed in a direction opposing this, magnetic force lines are emitted from the N pole of the permanent magnet 1 to the outside from the permanent magnet portion 3 as described above. The magnetic lines of force are emitted from the attraction member 40 to the permanent magnet portion 3 ′ again through the adsorbing material 40 and enter the permanent magnet portion 3.
Is formed as described above.
【0044】しかしながら、ベーシックファクター10
に、ベーシックファクター10′を永久磁石の磁極が逆
方向になるように、即ち、同極同士を対向させて接触し
ている場合には、漏れ磁束がL2を形成するのみなら
ず、図4(c)に示すように、ベーシックファクター1
0′内に、放出された磁力線の一部が進入して、磁路L
3を形成するとともに、ベーシックファクター10′内
で新たに、反時計回りの磁路L4を形成する。この磁路
L4の磁力線の向きは、ベーシックファクター10′の
永久磁石部3′の形成する磁路と逆方向であるために、
ベッシックファクター10と同様に、磁力線が磁石外に
放出されて、磁路L5を形成する。これは、コイル7′
に電流を流していないにもかかわらず、吸引部材40′
を吸引することになる。このトルクは、同じ電気量であ
るにもかかわらずベーシックファクター10が一つ設け
られたものに比較して約1.5倍以上にもなる。However, the basic factor 10
In addition, when the basic factor 10 'is set so that the magnetic poles of the permanent magnets are in opposite directions, that is, when the same poles are in contact with each other, not only the leakage magnetic flux forms L2, but also the leakage flux L2 as shown in FIG. As shown in c), basic factor 1
0 ', a part of the emitted magnetic field lines enters and the magnetic path L
3 and a counterclockwise magnetic path L4 is newly formed within the basic factor 10 '. The direction of the line of magnetic force of the magnetic path L4 is opposite to the direction of the magnetic path formed by the permanent magnet portion 3 'of the basic factor 10'.
As in the case of the basic factor 10, the lines of magnetic force are emitted outside the magnet to form a magnetic path L5. This is the coil 7 '
Although no current is flowing through the suction member 40 '
Will be sucked. This torque is about 1.5 times or more as compared with the one provided with one basic factor 10 despite the same amount of electricity.
【0045】図5は本発明の第1の実施の形態による回
転機を示す図である。図6は図5の回転機の横断面図で
ある。図7は図5の回転子の全体構成を示す斜視図であ
る。図5及び図6に示すように、回転機20は、固定子
11とその内部に配置され、回転軸15が長さ方向に貫
通した回転子12とを備えている。また、固定子11の
周囲には、円筒状のケース13が設けられているが、内
部が良く観察できるように、ケースの部分を二点鎖線で
示してある。FIG. 5 is a view showing a rotating machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of the rotating machine of FIG. FIG. 7 is a perspective view showing the entire configuration of the rotor of FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the rotating machine 20 includes a stator 11 and a rotor 12 that is disposed inside the rotating machine 20 and has a rotating shaft 15 that penetrates in the length direction. A cylindrical case 13 is provided around the stator 11, and the case is indicated by a two-dot chain line so that the inside can be observed well.
【0046】固定子11は、6個の吸引部11a〜f
を、中心軸の周囲に互いにθs=7.5度づつ位置をず
らすように、回転軸方向に6層重ね合わせて構成されて
いる。各吸引部11a,b,c,…は、ケース内周面に
外側面が固定されている45度の等角度間隔で配置され
た8個の磁性材17a〜hからなる。この磁性材17a
〜hは、図6に最も良く示されるように、円筒を半径方
向で切断したものよりも、さらに、内側の円弧短くなる
ように、即ち、楔形状で、且つ先端が角度θL=15度
の円弧をなすように配置されている。The stator 11 has six suction units 11a to 11f.
Are stacked in the direction of the rotation axis so as to be shifted from each other by θs = 7.5 degrees around the central axis. Each of the suction portions 11a, b, c,... Is composed of eight magnetic members 17a to 17h, the outer surfaces of which are fixed to the inner peripheral surface of the case and arranged at equal angular intervals of 45 degrees. This magnetic material 17a
As shown best in FIG. 6, h is smaller than that obtained by cutting the cylinder in the radial direction, so that the inner arc becomes shorter, that is, the wedge-shaped and the tip has an angle θL = 15 degrees. They are arranged in an arc.
【0047】また、図7を参照すると、回転子12は、
45度の等角度間隔で、半径方向外側に突出した8極の
突出部16を備えた磁石部12a,12b,12c,…
を、軸方向に重ね合わせた構成となっている。Referring to FIG. 7, the rotor 12 is
Magnet parts 12a, 12b, 12c,... Provided with eight-pole protruding parts 16 protruding radially outward at equal angular intervals of 45 degrees.
Are superposed in the axial direction.
【0048】磁石部12a,b,c,…は、一対の歯車
状の板部材15の中心にシャフト14(図5参照)が貫
通するとともに、板部材15の外側に突出した突起部1
6,16間に永久磁石1を夫々配置している。The magnets 12a, 12b, 12c,... Have a shaft 14 (see FIG. 5) penetrating the center of a pair of gear-shaped plate members 15 and projecting portions 1 protruding outside the plate members 15.
Permanent magnets 1 are arranged between 6 and 16, respectively.
【0049】図6に最も良く示されるように、各磁石部
12a,12b,12c,…の夫々の板部材15シャフ
ト14の周囲には、コイル7aが夫々巻回されており、
結果において、磁石部12a,12b,12c,…は、
図1に示されるベーシックファクター10を中心軸の周
囲に吸着面が長さ方向となるように、8つ45度の等角
度間隔で配置した構成となっている。尚、円周方向の吸
引部の長さは、θa=24度で構成されている。As best shown in FIG. 6, a coil 7a is wound around each plate member 15 shaft 14 of each magnet portion 12a, 12b, 12c,.
In the results, the magnet parts 12a, 12b, 12c,.
The eight basic factors 10 shown in FIG. 1 are arranged at equal angular intervals of 45 degrees so that the suction surface is in the length direction around the central axis. In addition, the length of the suction part in the circumferential direction is configured by θa = 24 degrees.
【0050】図8は回転機の回転子及び固定子間の回転
角βとトルクとの関係を示す図である。図6において、
突出部16と磁性材18との対向部分においてなす角度
βは、突出部16の一端部16aと、磁性材18の一端
部18aとのなす中心角であり、実質的に互いに重なり
合う角度を示している。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the rotation angle β between the rotor and the stator of the rotating machine and the torque. In FIG.
The angle β formed between the protruding portion 16 and the opposing portion of the magnetic material 18 is the central angle formed between the one end portion 16a of the protruding portion 16 and the one end portion 18a of the magnetic material 18 and indicates an angle substantially overlapping each other. I have.
【0051】図8を参照すると、ベーシックファクター
を用いたコイルに10Aの直流を流したときに、βが0
〜7.5度の時にほぼ一定の最大トルクが得られること
が分かる。尚、永久磁石1を除いたときの値も比較のた
めに記してある。この比較例の場合は一度を過ぎると急
激に下がっている。Referring to FIG. 8, when a DC current of 10 A is applied to the coil using the basic factor, β becomes 0.
It can be seen that a substantially constant maximum torque is obtained at 7.5 degrees. The values obtained when the permanent magnet 1 is removed are also shown for comparison. In the case of this comparative example, it drops sharply after one time.
【0052】この原理によって、本発明の第1の実施の
形態においては、回転軸方向に互いに隣り合う吸引部の
対応する磁性体11a〜11fが7.5度ずつずれ、最
大のトルクを得ることができるように、構成されてい
る。According to this principle, in the first embodiment of the present invention, the corresponding magnetic members 11a to 11f of the suction portions adjacent to each other in the rotation axis direction are shifted by 7.5 degrees to obtain the maximum torque. It is configured to be able to.
【0053】図9は本発明の第1の実施の形態による回
転機へ供給される交流電流の波形を示す図である。図9
に示すように、3相交流A,B,Cが夫々に印加される
がこの交流成分A,B,CをA+,B+,C+とし、A
+,B+,C+の夫々との極性が逆の交流成分を夫々A
−、B−、C−とする。この時に、回転子の第1層(即
ち、磁石部12a)をA+、回転子の第2層(即ち、磁
石部12b)をB−、回転子の第3層(即ち、磁石部1
2c)をC+、回転子の第4層(即ち、磁石部12dを
A−、回転子の第5層(即ち、磁石部12e)をB+、
回転子の第6層(即ち、磁石部12fをC−とすること
ができる。FIG. 9 is a diagram showing a waveform of an alternating current supplied to the rotating machine according to the first embodiment of the present invention. FIG.
As shown in FIG. 3, three-phase ACs A, B, and C are respectively applied, and the AC components A, B, and C are A +, B +, and C +, and A
+, B +, and C +, AC components having polarities opposite to each other.
−, B−, C−. At this time, the first layer of the rotor (that is, the magnet portion 12a) is A +, the second layer of the rotor (that is, the magnet portion 12b) is B−, and the third layer of the rotor (that is, the magnet portion 1).
2c) is C +, the fourth layer of the rotor (ie, the magnet portion 12d is A−), the fifth layer of the rotor (ie, the magnet portion 12e) is B +,
The sixth layer of the rotor (that is, the magnet portion 12f can be C-).
【0054】次に、図10乃至図15を参照して本発明
の第1の実施の形態による回転機の動作について説明す
る。図10乃至図15は本発明の第1の実施の形態によ
る回転機を軸方向の回りに360度で展開した図であ
る。Next, the operation of the rotating machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 10 to 15 are views in which the rotating machine according to the first embodiment of the present invention is developed at 360 degrees around the axial direction.
【0055】図9の(イ)においては、図10に示すよ
うに、A+の交流を流した磁石部12aが、この交流が
+であることにより、ONとなり、磁石部12aは、吸
引部材11aとの間に吸引力を生じて、図10の右方向
に移動して、図11の状態となる。In FIG. 9 (a), as shown in FIG. 10, the magnet portion 12a to which the A + alternating current flows is turned ON when this alternating current is +, and the magnet portion 12a is turned on by the attracting member 11a. Then, a suction force is generated between them, and they move rightward in FIG. 10 to be in the state of FIG.
【0056】図9の(ロ)においては、図11に示すよ
うに、C−の交流を流した磁石部12fが、この交流が
+となって、ONとなり、磁石部12fは、吸引部材1
1fとの間に吸引力を生じて、図11の右方向に移動し
て、図12の状態となる。In FIG. 9 (b), as shown in FIG. 11, the magnet portion 12f to which the C− alternating current flows turns on when the alternating current becomes +, and the magnet portion 12f
1f, a suction force is generated to move rightward in FIG. 11, and the state shown in FIG. 12 is obtained.
【0057】図9の(ハ)においては、図12に示すよ
うに、B+の交流を流した磁石部12eが、この交流が
+となって、ONとなり、磁石部12eは、吸引部材1
1eとの間に吸引力を生じて、図12の右方向に移動し
て、図13の状態となる。In FIG. 9 (c), as shown in FIG. 12, the magnet portion 12e to which the B + alternating current flows turns on when the alternating current becomes +, and the magnet portion 12e
1e, a suction force is generated, and it moves rightward in FIG. 12 to be in the state of FIG.
【0058】図9の(ニ)においては、図13に示すよ
うに、A−の交流を流した磁石部12dが、この交流が
+となって、ONとなり、磁石部12dは、吸引部材1
1dとの間に吸引力を生じて、図11の右方向に移動し
て、図14の状態となる。In FIG. 9 (d), as shown in FIG. 13, the magnet portion 12d to which the AC current of A− flows turns ON when this AC current becomes +, and the magnet portion 12d
1d, a suction force is generated, and it moves rightward in FIG. 11 to be in the state of FIG.
【0059】図9の(ホ)においては、図14に示すよ
うに、C+の交流を流した磁石部12cが、この交流が
+となって、ONとなり、磁石部12cは、吸引部材1
1cとの間に吸引力を生じて、図14の右方向に移動し
て、図15の状態となる。In FIG. 9 (e), as shown in FIG. 14, the magnet portion 12c to which the C + alternating current flows turns on when the alternating current becomes +, and the magnet portion 12c
1c, and moves rightward in FIG. 14 to the state shown in FIG.
【0060】図9の(ヘ)においては、図15に示すよ
うに、B−の交流を流した磁石部12bが、この交流が
+となって、ONとなり、磁石部12bは、吸引部材1
1bとの間に吸引力を生じて、図15の右方向に移動し
て、図10の状態となる。以上の一連の動作によって、
回転子は中心軸の回りに、45度回転することになる。In FIG. 9 (f), as shown in FIG. 15, the magnet portion 12b to which the B− alternating current flows turns on when the alternating current becomes +, and the magnet portion 12b is
1b, and moves rightward in FIG. 15 to be in the state of FIG. By the above series of operations,
The rotor will rotate 45 degrees around the central axis.
【0061】図16は本発明の第2の実施の形態による
回転機を示す斜視図である。図17は図16の回転機の
固定子部分を示す斜視図である。図18は図16の回転
機の回転子を示す斜視図である。図16乃至図18に示
すように、第1の実施の形態による回転機20では、吸
引部及び磁石部の対を長さ方向に6層形成したものを、
第2の実施の形態による回転機30では、倍の12層と
したものである。FIG. 16 is a perspective view showing a rotating machine according to a second embodiment of the present invention. FIG. 17 is a perspective view showing a stator portion of the rotating machine shown in FIG. FIG. 18 is a perspective view showing a rotor of the rotating machine of FIG. As shown in FIGS. 16 to 18, in the rotating machine 20 according to the first embodiment, a pair of a suction unit and a magnet unit formed in six layers in the length direction is used.
In the rotating machine 30 according to the second embodiment, the number of layers is doubled to 12 layers.
【0062】即ち、回転機30は、固定子21と、その
内部に配置され回転軸24が長さ方向に貫通した回転子
22とを備えている。また、固定子21の周囲には、円
筒状のケース23が設けられているが、内部が良く観察
できるように、ケースの部分を二点鎖線で示してある。
また、両端を磁性体で覆っても良い。That is, the rotating machine 30 includes a stator 21 and a rotor 22 disposed therein and having a rotating shaft 24 penetrating in the longitudinal direction. A cylindrical case 23 is provided around the stator 21. The case is indicated by a two-dot chain line so that the inside can be observed well.
Further, both ends may be covered with a magnetic material.
【0063】図17に示すように、固定子21は、6個
の吸引部11a〜fを、中心軸の周囲に互いにθs=
7.5度づつ位置をずらすように、軸方向に重ね合わ
せ、さらに、6個の吸引部11g〜lを吸引部11a〜
fとは逆回りに、中心軸の周囲に互いにθs=7.5度
づつ位置をずらすように、軸方向に重ね合わせて構成さ
れている。各吸引部11a,b,c,…は、ケース内周
面に外側面が固定されている45度の等角度間隔で配置
された8個の磁性材17からなる。この磁性材17は、
図6に示したものと同様に、円筒を半径方向で切断した
ものよりも、さらに、内側の円弧短くなるように、即
ち、楔形状で、且つ先端が角度θL=15度の円弧をな
すように配置されている。As shown in FIG. 17, the stator 21 has six suction parts 11a to 11f arranged around the center axis by θs =
They are superposed in the axial direction so as to be shifted by 7.5 degrees, and the six suction units 11g to 11g are further combined with the suction units 11a to 11a.
In the opposite direction to f, they are superposed in the axial direction so as to be shifted from each other around the central axis by θs = 7.5 degrees. Each of the suction parts 11a, b, c,... Is composed of eight magnetic members 17 arranged at equal angular intervals of 45 degrees, the outer surfaces of which are fixed to the inner peripheral surface of the case. This magnetic material 17
Similar to the one shown in FIG. 6, the inner arc is made shorter than that obtained by cutting the cylinder in the radial direction, that is, in a wedge shape, and the tip forms an arc having an angle θL = 15 degrees. Are located in
【0064】また、図18に示すように、回転子22
は、等角度間隔で、半径方向外側に突出した8極の突出
部16を備えた磁石部12a,12b,12c,…を、
軸方向に12個重ね合わせた構成となっている。Further, as shown in FIG.
Have magnet parts 12a, 12b, 12c,... Provided with eight-pole protrusions 16 protruding radially outward at equal angular intervals.
It has a configuration in which 12 pieces are overlapped in the axial direction.
【0065】磁石部12a,b,c,…は、一対の歯車
状の板部材15の中心にシャフト24(図16参照)が
貫通するとともに、板部材15の外側に突出した突出部
16,16間に永久磁石1を夫々配置している。The magnet portions 12a, b, c,... Are formed by projecting portions 16, 16 projecting outside the plate member 15 while a shaft 24 (see FIG. 16) passes through the center of a pair of gear-shaped plate members 15. The permanent magnets 1 are arranged between them.
【0066】各磁石部12a,12b,12c,…の夫
々の板部材15シャフト14の周囲には、図6と同様
に、コイル7aが夫々巻回されており、結果において、
磁石部12a,12b,12c,…は、図16に示され
るベーシックファクター10を中心軸の周囲に吸着面が
長さ方向となるように、8つ45度の等角度間隔で配置
した構成となっている。尚、円周方向の吸着面の長さ
は、θa=24度で構成されている。The coils 7a are wound around the respective plate members 15 and shafts 14 of the respective magnet parts 12a, 12b, 12c,... As in FIG.
The magnet portions 12a, 12b, 12c,... Are arranged such that the basic factors 10 shown in FIG. 16 are arranged at equal angular intervals of eight and 45 degrees so that the attraction surface is in the length direction around the central axis. ing. In addition, the length of the suction surface in the circumferential direction is configured by θa = 24 degrees.
【0067】次に、図19乃至図24を参照して本発明
の第2の実施の形態による交流回転機の動作について説
明する。図19乃至図24は本発明の第2の実施の形態
による回転機の作用面を軸方向の回りに360度で展開
した図である。Next, the operation of the AC rotating machine according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 19 to 24 are views in which the working surface of the rotating machine according to the second embodiment of the present invention is developed at 360 degrees around the axial direction.
【0068】第2の実施の形態によるものは、図10乃
至図15に示すものとは、固定子が長さ方向中央部分で
対称的に形成されているので、回転子への電流も対称的
に印加されるので、図9を再び参照しながら説明する。According to the second embodiment, since the stator is formed symmetrically at the central portion in the longitudinal direction, the current to the rotor is also symmetrical to that shown in FIGS. Will be described with reference to FIG. 9 again.
【0069】図9の(イ)においては、図19に示すよ
うに、A+の交流を流した磁石部12a,12lが、こ
の交流が+となって、ONとなり、磁石部12a,12
lは、夫々の吸引部11a,11lとの間に吸引力を生
じて、図19の右方向に移動して、図20の状態とな
る。尚、交流の極性が負のときには、各磁石部12a〜
lは吸引作用がないので、以下において、交流が負のと
きの説明については省略する。In FIG. 9A, as shown in FIG. 19, the magnets 12a and 12l to which the A + alternating current flows are turned on when the alternating current becomes + and the magnet portions 12a and 12l are turned on.
1 generates a suction force between the suction portions 11a and 11l and moves rightward in FIG. 19 to be in the state of FIG. When the polarity of the alternating current is negative, each of the magnet portions 12a to
Since l does not have a suction effect, a description when the AC is negative is omitted below.
【0070】図9の(ロ)においては、図20に示すよ
うに、C−の交流を流した磁石部12f,12gが、こ
の交流が+となって、ONとなり、磁石部12f,12
gは、夫々吸引部11fとの間に吸引力を生じて、図2
0の右方向に移動して、図21の状態となる。In FIG. 9 (b), as shown in FIG. 20, the magnets 12f and 12g to which the C− alternating current flows are turned on when the alternating current becomes + and the magnet portions 12f and 12g are turned on.
g generates a suction force between the suction unit 11f and the suction unit 11f.
It moves to the right of 0, and becomes the state of FIG.
【0071】図9の(ハ)においては、図21に示すよ
うに、B+の交流を流した磁石部12e,12hが、こ
の交流が+となって、ONとなり、磁石部12e,12
hは、夫々吸引部11e,12hとの間に吸引力を生じ
て、図21の右方向に移動して、図22の状態となる。In FIG. 9 (c), as shown in FIG. 21, the magnets 12e and 12h to which the B + alternating current flows turn on when the alternating current becomes + and the magnet portions 12e and 12h are turned on.
h generates a suction force between the suction portions 11e and 12h, respectively, and moves rightward in FIG. 21 to be in the state in FIG.
【0072】図9の(ニ)においては、図22に示すよ
うに、A−の交流を流した磁石部12d,12iが、こ
の交流が+となって、ONとなり、磁石部12d,12
iは、吸引部11d,11iとの間に吸引力を生じて、
図22の右方向に移動して、図23の状態となる。In FIG. 9 (d), as shown in FIG. 22, the magnets 12d and 12i to which the AC of A− flowed turn on when the AC becomes + and the magnets 12d and 12i are turned on.
i generates a suction force between the suction units 11d and 11i,
Moving to the right in FIG. 22, the state shown in FIG. 23 is obtained.
【0073】図9の(ホ)においては、図23に示すよ
うに、C+の交流を流した磁石部12c,12jが、こ
の交流が+となって、ONとなり、磁石部12c,12
jは、吸引部11c,12jとの間に吸引力を生じて、
図23の右方向に移動して、図24の状態となる。In FIG. 9 (e), as shown in FIG. 23, the magnets 12c and 12j to which the C + alternating current flows are turned on when the alternating current becomes + and the magnet portions 12c and 12j are turned on.
j generates a suction force between the suction units 11c and 12j,
It moves to the right in FIG. 23 to obtain the state in FIG.
【0074】図9の(ヘ)においては、図24に示すよ
うに、B−の交流を流した磁石部12b,12kが、こ
の交流が+となって、ONとなり、磁石部12b,12
kは、吸引部11b,11kとの間に吸引力を生じて、
図24の右方向に移動して、回転子は、図19の状態か
ら1ピッチ分進んだ状態となる。以上の一連の動作によ
って、回転子は中心軸の回りに、45度回転することに
なる。In FIG. 9 (f), as shown in FIG. 24, the magnets 12b and 12k to which the B− alternating current flows turn on when the alternating current becomes + and the magnet portions 12b and 12k are turned on.
k generates a suction force between the suction units 11b and 11k,
Moving to the right in FIG. 24, the rotor is advanced by one pitch from the state in FIG. By the above series of operations, the rotor rotates 45 degrees around the central axis.
【0075】このような第2の実施の形態における交流
回転機において、図4のところで説明したように、吸引
動作の電流がON(極性が正)の磁石部に隣接する電流
がOFF(極性が0又は負)の磁石部にも、吸引力が働
く。In the AC rotating machine according to the second embodiment, as described with reference to FIG. 4, the current adjacent to the magnet portion where the current of the attraction operation is ON (the polarity is positive) is OFF (the polarity is negative). The attractive force also acts on the (0 or negative) magnet part.
【0076】例えば、図19においては磁石部12b,
12k、図20においては磁石部12e,12h、図2
1においては磁石部12d,12f,12g,12i、
図22においては磁石部12c,12e,12h,12
j、図23においては磁石部12b,12d,12i,
12k、図24においては磁石部12a,12c,12
j,12kが夫々対応する吸引部との間に吸引力が働
く。このために、さらに回転子の磁石部を互いに接触さ
せない場合に比較して、電流効率を高めることができ
る。For example, in FIG. 19, the magnet portions 12b,
12k, magnet parts 12e and 12h in FIG.
1, the magnet parts 12d, 12f, 12g, 12i,
In FIG. 22, the magnet parts 12c, 12e, 12h, 12
j, in FIG. 23, the magnet parts 12b, 12d, 12i,
12k, and the magnet portions 12a, 12c, 12 in FIG.
A suction force acts between j and 12k corresponding to the corresponding suction unit. For this reason, the current efficiency can be further improved as compared with a case where the magnet portions of the rotor are not brought into contact with each other.
【0077】以上説明した本発明の実施の形態において
は、回転子に磁石部を固定子に吸引部を用いたが、回転
子として吸引部、固定子として磁石部を用いても、各作
用面に対応して、吸引部の磁性体が前述したように多く
とも7.5度だけ相対的にずれている構成であるなら
ば、本発明の効果が得られることは言うまでもない。In the embodiment of the present invention described above, the magnet unit is used for the rotor and the attracting unit is used for the stator. However, even if the attracting unit is used for the rotor and the magnet unit is used for the stator, each working surface It is needless to say that the effect of the present invention can be obtained if the magnetic body of the suction unit is relatively displaced by at most 7.5 degrees as described above.
【0078】また、本発明の実施の形態においては、駆
動電流として、3相交流を用いたが、本発明では、3相
交流に限定されるものではなく、2相交流や、4相以上
の交流においても、その整数倍だけ層数を軸方向に重ね
れば、本発明の実施の形態と同様な交流回転機を構成す
ることができる。In the embodiment of the present invention, a three-phase alternating current is used as the driving current. However, the present invention is not limited to the three-phase alternating current. In the case of alternating current, if the number of layers is overlapped in the axial direction by an integral multiple thereof, an alternating current rotating machine similar to the embodiment of the present invention can be configured.
【0079】また、本発明の実施の形態においては、交
流電動機についてのみ説明したが、逆にコイルから電流
を取り出すことも同様な原理で可能であり、本発明は電
動機に限定されるものではない。Further, in the embodiment of the present invention, only the AC motor has been described, but it is also possible to draw a current from the coil on the same principle, and the present invention is not limited to the motor. .
【0080】[0080]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エネルギー効率の改善され実用性にすぐれたベーシック
ファクターを用いた交流回転機を提供することができ
る。As described above, according to the present invention,
An AC rotating machine using a basic factor with improved energy efficiency and excellent practicability can be provided.
【図1】(a)は本発明に用いられるベーシックファク
ターの基本構成を示す斜視図である。(b)は(a)の
ベーシックファクターの分解組立斜視図である。(c)
は(b)の正面図である。(d)は(a)の正面図であ
る。FIG. 1A is a perspective view showing a basic configuration of a basic factor used in the present invention. (B) is an exploded perspective view of the basic factor of (a). (C)
(B) is a front view of FIG. (D) is a front view of (a).
【図2】(a)〜(c)は図1のベーシックファクター
の動作原理の説明に供せられる正面図である。2 (a) to 2 (c) are front views used to explain the operation principle of the basic factor shown in FIG.
【図3】(a)〜(c)は図1のベーシックファクター
の動作原理の説明に供せられる正面図である。3 (a) to 3 (c) are front views for explaining the operation principle of the basic factor shown in FIG. 1;
【図4】(a)〜(c)は図4の基本構造を用いた本発
明によるベーシックファクター連続体を示す図である。4A to 4C are diagrams showing a basic factor continuum according to the present invention using the basic structure of FIG. 4;
【図5】図4のベーシックファクター連続体を用いた本
発明の第1の実施の形態による交流回転機を示す斜視図
である。FIG. 5 is a perspective view showing an AC rotating machine according to the first embodiment of the present invention using the basic factor continuum of FIG. 4;
【図6】図5の交流回転機の横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the AC rotating machine of FIG.
【図7】図5の交流回転機の回転子を示す斜視図であ
る。FIG. 7 is a perspective view showing a rotor of the AC rotating machine of FIG. 5;
【図8】図5の交流回転機の回転子と固定子との成す角
度とトルクとの関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an angle formed by a rotor and a stator of the AC rotary machine of FIG. 5 and torque.
【図9】図5の交流回転機への交流電流の通電パターン
の説明に供せられる図である。FIG. 9 is a diagram which is used for describing an energization pattern of an AC current to the AC rotating machine of FIG.
【図10】本発明の第1の実施の形態による交流回転機
の動作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 10 is a developed view for explaining the operation principle of the AC rotating machine according to the first embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第1の実施の形態による交流回転機
の動作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 11 is a developed view for explaining the operation principle of the AC rotary machine according to the first embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第1の実施の形態による交流回転機
の動作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 12 is a developed view for explaining the operation principle of the AC rotating machine according to the first embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第1の実施の形態による交流回転機
の動作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 13 is a developed view for explaining the operation principle of the AC rotating machine according to the first embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第1の実施の形態による交流回転機
の動作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 14 is a developed view for explaining the operation principle of the AC rotating machine according to the first embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第1の実施の形態による交流回転機
の動作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 15 is a developed view for explaining the operation principle of the AC rotary machine according to the first embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第2の実施の形態による交流回転機
を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing an AC rotating machine according to a second embodiment of the present invention.
【図17】図16の交流回転機の固定子を示す斜視図で
ある。FIG. 17 is a perspective view showing a stator of the AC rotating machine shown in FIG. 16;
【図18】図16の交流回転機の回転子を示す斜視図で
ある。FIG. 18 is a perspective view showing a rotor of the AC rotary machine of FIG.
【図19】本発明の第2の実施の形態による交流回転機
の動作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 19 is a developed view for explaining the operation principle of the AC rotating machine according to the second embodiment of the present invention.
【図20】本発明の第2の実施の形態による交流回転機
の動作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 20 is a developed view for explaining the operation principle of the AC rotating machine according to the second embodiment of the present invention.
【図21】本発明の第2の実施の形態による回転機の動
作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 21 is a developed view for explaining the operation principle of the rotating machine according to the second embodiment of the present invention.
【図22】本発明の第2の実施の形態による回転機の動
作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 22 is a developed view used for explaining the operation principle of the rotating machine according to the second embodiment of the present invention.
【図23】本発明の第1の実施の形態による回転機の動
作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 23 is a developed view for explaining the operation principle of the rotating machine according to the first embodiment of the present invention.
【図24】本発明の第2の実施の形態による回転機の動
作原理の説明に供せられる展開図である。FIG. 24 is a developed view used for explaining the operation principle of the rotating machine according to the second embodiment of the present invention.
【図25】従来技術によるハイブリッド型磁石を示す図
である。FIG. 25 is a diagram showing a hybrid magnet according to the related art.
【図26】図25のハイブリッド型磁石を用いた電動機
の一例を示す図である。26 is a diagram showing an example of an electric motor using the hybrid magnet of FIG. 25.
1,1′,17 永久磁石 2 軟磁性体 3 永久磁石部 3a 作用面(X) 4,4′ 電磁石部 5 コア又はヨーク 6a 基部 6b,6c 脚部 7,7′,7a コイル(巻線) 10,10′ ベーシックファクター 11,21 固定子 11a〜11l (単位)吸引部 12,22 回転子 12a〜12l 磁石部 13 ケース 14,24 回転軸 15 板部材 16 突出部(極) 16a〜16h ベーシックファクター連続体 17 磁性体 20,30 交流回転機 40,40′ 吸引部材(Y) 100 ハイブリッド型磁石 101 電磁石 102 係合部材 103 基部 104 脚部 105 ヨーク 106 励磁コイル 107 永久磁石 108 磁性材 110 電動機 111 摺動部材 112 基部 113 孔 114 取付板 115 可動部材 D1,D2 接合面 1, 1 ', 17 Permanent magnet 2 Soft magnetic body 3 Permanent magnet part 3a Working surface (X) 4, 4' Electromagnet part 5 Core or yoke 6a Base part 6b, 6c Leg part 7, 7 ', 7a Coil (winding) 10, 10 'Basic factor 11, 21 Stator 11a to 11l (Unit) Suction unit 12, 22 Rotor 12a to 12l Magnet unit 13 Case 14, 24 Rotation axis 15 Plate member 16 Projection (pole) 16a to 16h Basic factor Continuum 17 Magnetic body 20, 30 AC rotating machine 40, 40 'Attraction member (Y) 100 Hybrid magnet 101 Electromagnet 102 Engaging member 103 Base 104 Leg 105 Yoke 106 Excitation coil 107 Permanent magnet 108 Magnetic material 110 Motor 111 Slide Moving member 112 Base 113 Hole 114 Mounting plate 115 Movable member D1, D2 Joint surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻野 三四郎 東京都品川区二葉二丁目20番1号 第2梅 田ビル405 (72)発明者 内川 據義 東京都大田区城南島四丁目5番5号 株式 会社大洋電機工作所内 (72)発明者 落合 康住 神奈川県川崎市麻生区高石3−32−2− 306 (72)発明者 西 義武 東京都世田谷区代沢2−39−7 (72)発明者 小栗 和也 神奈川県相模原市上鶴間5−6−1 ルネ 東林間A−111 Fターム(参考) 5H621 HH01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Sanshiro Ogino 2-20-1, Futaba, Shinagawa-ku, Tokyo 405 2nd Umeda Building 405 (72) Inventor Noriyoshi Uchikawa 4-5-1 Jonanjima, Ota-ku, Tokyo No. Inside Taiyo Electric Works (72) Inventor Yasumi Ochiai 3-32-2-306 Takaishi, Aso-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Yoshitake Nishi 2-39-7, Daisawa, Setagaya-ku, Tokyo (72) Inventor Kazuya Oguri 5-6-1 Kamizuruma, Sagamihara City, Kanagawa Prefecture Rene A-111 Higashi Rinkan F-term (reference) 5H621 HH01
Claims (8)
吸引力を及ぼす回転子とを備え、前記回転子は、中心軸
を回転軸として回転する交流回転機において、 前記固定子及び回転子の内の一方は、前記回転軸を中心
とした一円周状に配置された複数の磁性体を備えた吸引
部を複数前記回転軸に沿って連設されており、 他方は、前記磁性体に対して、夫々吸引力を及ぼす作用
面を前記回転軸を中心とした一円周上に複数備えたベー
シックファクターを備えた磁石部が複数前記回転軸に沿
って、前記吸引部と夫々対応して連設されており、 前記ベーシックファクターは電磁石部と、その両側に接
触面を介して配置された永久磁石部とを備え、前記作用
面と、前記接触面とは、前記永久磁石部を介して対向し
ていることを特徴とするベーシックファクターを用いた
交流回転機。1. An AC rotating machine comprising a stator and a rotor that exerts a suction force relative to the stator, wherein the rotor rotates about a central axis as a rotation axis. One of the rotors is provided with a plurality of suction units provided with a plurality of magnetic bodies arranged in a single circle around the rotation axis, and is continuously provided along the rotation axis. A plurality of magnet units each having a basic factor, each of which has a plurality of working surfaces for exerting an attractive force on the magnetic body on one circle around the rotation axis, along the rotation axis, the magnet unit having a plurality of basic units. The basic factor includes an electromagnet portion and permanent magnet portions disposed on both sides of the electromagnet portion via contact surfaces, and the working surface and the contact surface are the permanent magnet portion. Basic facing AC rotating machine using a heater.
用いた交流回転機において、前記複数の磁石部の夫々の
電磁石部に互い位相の異なる交流電流を印加することに
よって、当該交流電流が加えられた磁石部が前記吸引部
の磁性体を吸引することによって駆動されることを特徴
とするベーシックファクターを用いた交流回転機。2. The alternating current rotating machine according to claim 1, wherein the alternating current is applied by applying alternating currents having different phases to each of the electromagnets of the plurality of magnets. An AC rotating machine using a basic factor, wherein a magnet unit is driven by attracting a magnetic body of the attraction unit.
用いた交流回転機において、前記固定子は前記吸引部の
複数が前記回転軸に沿って複数互いに当接して連設され
たものからなり、前記回転子は、回転軸と、その周囲に
前記回転軸に沿って複数互いに当接して連設された複数
の磁石部からなることを特徴とするベーシックファクタ
ーを用いた交流回転機。3. The AC rotating machine using a basic factor according to claim 2, wherein the stator includes a plurality of the suction units which are connected to each other along the rotation axis and are connected to each other. An AC rotating machine using a basic factor, wherein the rotor comprises a rotating shaft and a plurality of magnets arranged around the rotating shaft and in contact with each other along the rotating shaft.
用いた交流回転機において、前記固定子の吸引部及びそ
れに対応した前記磁石部は、互いに隣接するもの同士
で、回転の機械的位相が異なるように構成されているこ
とを特徴とするベーシックファクターを用いた交流回転
機。4. An AC rotating machine using a basic factor according to claim 3, wherein the attracting portion of the stator and the magnet portion corresponding to the attracting portion have different mechanical phases of rotation between adjacent ones. An AC rotating machine using a basic factor, characterized in that it is configured as follows.
用いた交流回転機において、前記回転の機械的位相の相
違は、多くとも7.5度であることを特徴とするベーシ
ックファクターを用いた交流回転機。5. An AC rotating machine using a basic factor according to claim 4, wherein a difference in a mechanical phase of the rotation is at most 7.5 degrees. Machine.
用いた交流回転機において、前記夫々電磁石部に3相交
流が流されることを特徴とするベーシックファクターを
用いた交流回転機。6. An AC rotary machine using a basic factor according to claim 5, wherein a three-phase AC is supplied to each of the electromagnet sections.
ベーシックファクターを用いた交流回転機において、前
記一つ磁石部の作用面は、前記同一円周上に8個設けら
れていることを特徴とするベーシックファクターを用い
た交流回転機。7. An AC rotating machine using a basic factor according to any one of claims 1 to 6, wherein eight working surfaces of said one magnet part are provided on the same circumference. An AC rotating machine using the basic factor.
ベーシックファクターを用いた交流回転機において、前
記磁石部及びこれに対応する前記吸引部を1層とする
と、前記回転軸に沿って、6層又は12層形成されてい
ることを特徴とするベーシックファクターを用いた交流
回転機。8. The AC rotating machine according to claim 1, wherein the magnet unit and the attraction unit corresponding to the magnet unit have a single layer, and the magnet unit and the attraction unit corresponding to the magnet unit have a single layer. And an AC rotating machine using a basic factor, comprising six or twelve layers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000060738A JP2001251826A (en) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | Ac dynamoelectric machine using basic factors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000060738A JP2001251826A (en) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | Ac dynamoelectric machine using basic factors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001251826A true JP2001251826A (en) | 2001-09-14 |
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ID=18580996
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001307919A (en) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Genesis:Kk | Hybrid magnet |
JP2002110418A (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Genesis:Kk | Basic attraction structure |
KR101223091B1 (en) * | 2010-10-07 | 2013-01-17 | 고광기 | Power rotation apparatus |
-
2000
- 2000-03-06 JP JP2000060738A patent/JP2001251826A/en not_active Withdrawn
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JP2002110418A (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Genesis:Kk | Basic attraction structure |
KR101223091B1 (en) * | 2010-10-07 | 2013-01-17 | 고광기 | Power rotation apparatus |
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