JP2012205336A

JP2012205336A - 電磁誘導回転装置

Info

Publication number: JP2012205336A
Application number: JP2011065525A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Iwatani; 公明岩谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-10-22
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: JP5500656B2

Abstract

【課題】
モータ，発電機等の回転中枢部として構成され回転運動に電磁誘導が関連される電磁誘導回転装置について、電磁誘導の効率性を充分に高度化する。
【解決手段】
空芯コイル１と、マグネット２２を有して空芯コイル１に回転可能に貫通されたリング形のロータ２と、ロータ２の回転を支持する回転支持部材とを備えている。空芯コイル１の外側にロータ２のマグネット２２と異極で対面するマグネット３２を有してロータ２と一体的に回転する補助ロータ３が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ，発電機等の回転中枢部として構成され回転運動に電磁誘導が関連される電磁誘導回転装置に係る技術分野に属する。

最近、省エネルギの要請から、電磁誘導回転装置の電磁誘導に高度の効率性が要求されるようになってきている。

従来、電磁誘導の高度の効率性を指向した電磁誘導回転装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１には、空芯コイルと、マグネットを有して空芯コイルに回転可能に貫通されたリング形のロータと、ロータの回転を支持するプーリからなる回転支持部材とを備えた電磁誘導回転装置が記載されている。

特許文献１に係る電磁誘導回転装置は、発電機の回転中枢部として構成されたもので、ロータ（マグネット）の周囲にコイルの線材（空芯コイル）をトンネル形となるように密に集合させる配置とすることで、電磁誘導に高度の効率性を得るとともに機械的な小型軽量性をも得ようとするものである。

実用新案登録第３１３４４０８号公報

特許文献１に係る電磁誘導回転装置では、マグネットがコイルの内部に配置されているのみで空芯コイルの周囲に形成される磁界が弱いため、電磁誘導の効率性が充分に高度とならないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、電磁誘導の効率性を充分に高度化することのできる電磁誘導回転装置を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る電磁誘導回転装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、空芯コイルと、マグネットを有して空芯コイルに回転可能に貫通されたリング形のロータと、ロータの回転を支持する回転支持部材とを備えた電磁誘導回転装置において、空芯コイルの外側にロータのマグネットと異極で対面するマグネットを有してロータと一体的に回転する補助ロータが配置されていることを特徴とする。

この手段では、空芯コイルを介してロータ，補助ロータのマグネットが異極で対面されることで、空芯コイルを通過する強力な磁力線の流れが形成される。

また、請求項２では、請求項１の電磁誘導回転装置において、補助ロータは空芯コイルを介したロータの両側に配置されていることを特徴とする。

この手段では、補助ロータがロータの両側に配置されることで、空芯コイルを通過する強力な磁力線がロータの両側に流れる。

また、請求項３では、請求項２の電磁誘導回転装置において、ロータは片面にセグメント板形のマグネットが取付けられたリング板形のヨークが同極のマグネットが背中合わせになるようにマグネットの非取付面が接合されていることを特徴とする。

この手段では、ロータがリング板形のヨークに段付構造でマグネットが取付けられたものとされることで、ヨーク，マグネットからそれぞれ空芯コイルを通過する磁力線の分布が複雑化されて空芯コイルの周囲に磁界が重畳的に形成されることになる。

また、請求項４では、請求項３の電磁誘導回転装置において、補助ロータはリング板形または円板形のヨークのロータに対面する面にセグメント板形のマグネットが取付けられていることを特徴とする。

この手段では、補助ロータがリング板形，円板形のヨークに段付構造でマグネットが取付けられたものとされることで、ヨーク，マグネットからそれぞれ空芯コイルを通過する磁力線の分布が複雑化されて空芯コイルの周囲に磁界が重畳的に形成されることになる。

本発明に係る電磁誘導回転装置は、空芯コイルを介してロータ，補助ロータのマグネットが異極で対面されることで、空芯コイルを通過する強力な磁力線の流れが形成されるため、空芯コイルの周囲に形成される磁界が強化されて、電磁誘導の効率性が充分に高度化される効果がある。

さらに、請求項２として、補助ロータがロータの両側に配置されることで、空芯コイルを通過する強力な磁力線がロータの両側に流れるため、ロータの両側において有効に電磁誘導がなされる効果がある。

さらに、請求項３として、ロータがリング板形のヨークに段付構造でマグネットが取付けられたものとされることで、ヨーク，マグネットからそれぞれ空芯コイルを通過する磁力線の分布が複雑化されて空芯コイルの周囲に磁界が重畳的に形成されることになるため、電磁誘導の効率性がより充分に高度化される効果がある。

さらに、請求項４として、補助ロータがリング板形，円板形のヨークに段付構造でマグネットが取付けられたものとされることで、ヨーク，マグネットからそれぞれ空芯コイルを通過する磁力線の分布が複雑化されて空芯コイルの周囲に磁界が重畳的に形成されることになるため、電磁誘導の効率性がより充分に高度化される効果がある。

本発明に係る電磁誘導回転装置を実施するための形態の第１例の基本原理を示す斜視図である。図１の動作原理を示す断面図である。図１の組立構造を示す一部を透視した斜視図である。図３の詳細な拡大された縦断面図である。図４のＸ−Ｘ線断面図である。本発明に係る電磁誘導回転装置を実施するための形態の第２例の組立構造を示す一部を透視した斜視図である。図６の詳細な拡大された縦断面図である。

以下、本発明に係る電磁誘導回転装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は、本発明に係る電磁誘導回転装置を実施するための形態の第１例を示すものである。

第１例では、発電機の回転中枢部として構成するに好適なものを示してある。

第１例は、図１に示すように、空芯コイル１，ロータ２，補助ロータ３を備えている。

空芯コイル１は、２つの巻単位が１８０度の角度を介して配置された２相タイプからなる。この空芯コイル１は、図４，図５に示すように、ケーシング４に固定された熱的，電気的な絶縁性を有するスペーサ５に支持され、ケーシング４の中心に対して２つのトンネルを形成するような格好になっている。

ロータ２は、鉄系金属材のリング形のヨーク２１の片面にセグメント板形のＮ極，Ｓ極にそれぞれ着磁された２個のマグネット２２が１８０度の角度を介して取付けられ、同極のマグネット２２が背中合わせになるようにヨーク２１のマグネット２２の非取付面が接合されている。ヨーク２１については、製造を容易にするため、Ｎ極のマグネット２２が取付けられた半部とＳ極のマグネット２２が取付けられた半部とを別個に形成してネジ２４により連結固定される製造手段が採られる。また、ヨーク２１の内周面には、内周歯２３が刻設されている。

補助ロータ３は、鉄系金属材のリング形のヨーク３１の片面にセグメント板形のＮ極，Ｓ極にそれぞれ着磁された２個のマグネット３２が１８０度の角度を介して取付けられている。ヨーク３１の内周面には、内周歯３３が刻設されている。この補助ロータ３は、２枚が使用される。

これ等のロータ２，補助ロータ３は、図４，図５に示すような６個の回転支持部材６によってケーシング４に回転可能に支持されている。

回転支持部材６は、ケーシング４に回転可能に支持された支持軸６１と、支持軸６１に固定されたプーリ６２とからなる。プーリ６２は、図４に示すように、ロータ２，補助ロータ３の内周面（小さな２個）または外周面（大きな４個）に当接される。

さらに、ロータ２，補助ロータ３には、図３に示すような駆動部材７が連結されている。

駆動部材７は、ケーシング４の中心に配設されて回転可能に支持され一端部がケーシング４から引出された駆動軸７１と、ケーシング４の駆動軸７１よりも外周側に配設されて回転可能に支持された中継軸７２と、駆動軸７１に固定された駆動ギア７３と、中継軸７２に固定され駆動ギア７３とロータ２の内周歯２３と補助ロータ３の内周歯３３とに噛合された中継ギア７４とからなる。

ケーシング４に支持されたロータ２，補助ロータ３は、空芯コイル１に貫通されているロータ２に対して補助ロータ３がマグネット３２を異極で対面させるように配置されている。

第１例によると、駆動部材７の駆動軸７１がエンジン等で回転駆動されると、駆動部材７の駆動ギア７３，中継ギア７４を介してロータ２，補助ロータ３が一体的に回転されることになる。ロータ２，補助ロータ３の回転は、転動構造の回転支持部材６によって摩擦抵抗が少ない状態で支持され、回転支持部材６による内周側，外周側での支持によって精密性が維持される。

このとき、図２に示すように、空芯コイル１において、異極で対面されているロータ２のマグネット２２と補助ロータ３のマグネット３２との間で空芯コイル１を通過するように強力な磁力線の流れが形成される。この結果、空芯コイル１の周囲に形成される磁界が強化され、空芯コイル１に大きな起電力が生じて発電される。即ち、電磁誘導の効率性が充分に高度化されることになる。

空芯コイル１を通過する磁力線は、ロータ２，補助ロータ３がリング板形のヨーク２１，３１に段付構造でマグネット２２，３２が取付けられたものとされていることから、ヨーク２１，３１，マグネット２２，３２からそれぞれ空芯コイル１を通過する磁力線の分布が複雑化される。従って、空芯コイル１の周囲に磁界が重畳的に形成されることになるため、空芯コイル１により大きな起電力が生じて発電される。即ち、電磁誘導の効率性がより充分に高度化されることになる。

このような磁界は、ロータ２の両側で均等に形成される。従って、空芯コイル１の周方向の全体で起電力が生じて発電される。即ち、ロータ２の両側において有効に電磁誘導がなされる。

図６，図７は、本発明に係る電磁誘導回転装置を実施するための形態の第２例を示すものである。

第２例は、第１例の補助ロータ３を円板形として駆動部材７の駆動軸７１を固定し、駆動部材７の駆動ギア７３を省略してある。また、ロータ２，補助ロータ３の内周歯２３，３３を設けずに外周面に外周歯２５，３４が刻設され、ロータ２，補助ロータ３の外周歯２５，３４に駆動部材７の中継ギア７４が噛合されている。

従って、図７に示すように、ロータ２，補助ロータ３の外周側に配置されている１個の回転支持部材６が駆動部材７の中継軸７２，中継ギア７４に代替されている。そして、第１例の駆動部材７の中継軸７２，中継ギア７４については、１個の回転支持部材６が代替されている。

第２例によると、基本的に第１例と同様の作用，効果が奏されることに加えて、第１例よりも機械的構造が簡素化される利点がある。

以上、図示した各例の外に、空芯コイル１等を３相タイプに構成することも可能である。

さらに、回転支持部材６としてプーリ６２以外の他の構造からなるものを採用することも可能である。

さらに、駆動部材７としてギア噛合以外の他の構造からなるものを採用することも可能である。

本発明に係る電磁誘導回転装置は、空芯コイル１に給電してロータ２，補助ロータ３を回転させる等のように、発電機以外にモータ等の回転中枢部として構成することも可能である。

１空芯コイル
２ロータ
２１ヨーク
２２マグネット
３補助ロータ
３１ヨーク
３２マグネット
４ケーシング
６回転支持部材
７駆動部材

Claims

空芯コイルと、マグネットを有して空芯コイルに回転可能に貫通されたリング形のロータと、ロータの回転を支持する回転支持部材とを備えた電磁誘導回転装置において、空芯コイルの外側にロータのマグネットと異極で対面するマグネットを有してロータと一体的に回転する補助ロータが配置されていることを特徴とする電磁誘導回転装置。
請求項１の電磁誘導回転装置において、補助ロータは空芯コイルを介したロータの両側に配置されていることを特徴とする電磁誘導回転装置。
請求項２の電磁誘導回転装置において、ロータは片面にセグメント板形のマグネットが取付けられたリング板形のヨークが同極のマグネットが背中合わせになるようにマグネットの非取付面が接合されていることを特徴とする電磁誘導回転装置。
請求項３の電磁誘導回転装置において、補助ロータはリング板形または円板形のヨークのロータに対面する面にセグメント板形のマグネットが取付けられていることを特徴とする電磁誘導回転装置。