JP2015180170A - permanent magnet motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力を効率的に発生する永久磁石モータに関するものである。 The present invention relates to a permanent magnet motor that efficiently generates power.
従来、モータは回転子か固定子へ荷電し磁力を発生させ、それらの斥力と吸引力の連続的な作用でモータの運転はなされており、従って電力消費は不可欠であった。 Conventionally, the motor is charged to the rotor or the stator to generate a magnetic force, and the motor is operated by the continuous action of the repulsive force and the attractive force, so that power consumption is indispensable.
本発明は、上述した従来技術に鑑みてなされ、効率的に動力を発生する永久磁石モータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional technology, and an object thereof is to provide a permanent magnet motor that efficiently generates power.
上述した目的を達成するために、請求項1の発明は、回転自在に設けた非磁性体である円板状の回転子の外周部に回転方向に磁化した2個以上の永久磁石である回転子磁石を等間隔で配し、回転子の外径側に配した非磁性体である筒形状の固定子内面側に永久磁石である固定子磁石を回転子中心より放射状方向に磁化した固定子磁石を複数個配し、前記回転子磁石1個に対し、前記固定子磁石をV形にて両面から回転子磁石を挟みこむよう構成したことを特徴とする永久磁石モータ。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention of
前記固定子を回転子中心線に沿って2分割し、回転子中心線からそれぞれ左右に離れるよう構成した請求項1記載の永久磁石モータ。 2. The permanent magnet motor according to
〔実施の形態−1〕
以下、本発明の一実施形態に係る永久磁石モータ100について適宜図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, a
図1、図2に示すように、本実施形態に係る永久磁石モータ100はシャフト21に固着された非磁性体である円板状の回転子1の外周部に回転方向に磁化した複数個の永久磁石である回転子磁石11を等間隔に配して構成される。本実施例では回転子磁石11は4個の場合を示す。 As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記シャフト21はフレーム10の前後面に配した軸受22にて回転自在に支持している。 The
図2に示すように、回転子中心線に沿って2分割した半筒状の非磁性体である固定子3a、3bは図1に示すように、回転子磁石11をV形にて両面から挟むような形で固定子3a、3bの内周に回転子1の中心より放射状方向に磁化した複数の永久磁石である固定子磁石31を放射状に固着して構成される。本実施例では図2に示すように9個×2面の場合を示し、回転子磁石11の取付角θ1=90°、固定子磁石31の取付角θ2=40°であり、回転子磁石長さaは固定子磁石取付ピッチPより小さいが、同等あるいは大きくしても構成できる。 As shown in FIG. 2, the
前記回転子磁石11及び固定子磁石31は希土類永久磁石のうち等方性の磁力を有するネオジム(Nd)が磁力が強く好適に使用されるがフェライト、サマコバ磁石でも可能である。 As the
又、本実施例では回転子磁石11は角型磁石としているが磁化方向が同じならば円柱型磁石でも可能である。同様に、固定子磁石31を円柱型磁石としているが、磁化方向が同じならば角型磁石でも構成できる。 In this embodiment, the
図3は回転子1の停止時を示す。回転子磁石11と固定子磁石31を離すことにより磁力を減少させることにより回転を減じ停止する。左右の固定子3a、3bをそれぞれ外側へ横移動する手段は図示はしないが、ネジ軸回転又は電動シリンダ等にて横移動機構を構成すれば良い。 FIG. 3 shows when the
次に回転を再開するには図2の状態になるように、横移動機構を用いて、左右の固定子3a、3bをそれぞれ回転子1中心側へ寄せることで回転子1は回転を始める。 Next, in order to resume the rotation, the
図4は回転子磁石11と固定子磁石31の関係を示すものであり、回転子磁石11の1個に対して固定子磁石31を2個、V形に回転子磁石11を両面から挟み込むような形としている。又、固定子磁石31は前面1個、あるいは後面1個でも構成できる。 FIG. 4 shows the relationship between the
固定子磁石31は回転子磁石11と基準磁石間距離LoにてスキマSを有し、取付角θ3/2にて固定子3a、3bに固着しており、本実施例ではθ3=約50°、θ3/2=約25°である。 The
図5に示すように、実験によると回転子1に固着された回転子磁石11と固定子磁石31間の磁力は、入側のPa点にて吸引力が発生しθa左回転する。Pb点にて最大斥力となりθb左回転したPc点まで斥力が発生する。このことにより、固定子磁石31の磁力は角度θcの範囲はS極が優位となり回転子磁石11のS極と同極であり、斥力により回転子1は左回転する。本実施例ではθa=約13°、θb=約5°、θc=約18°である。 As shown in FIG. 5, according to the experiment, the magnetic force between the
又、前記角度θc以外では固定子磁石31はN極優位であり、磁力は回転子磁石11と固定子磁石31間で同極による斥力又は異極による吸引力が発生し、右回転力(逆転力)となる。 In addition to the angle θc, the
ここで、回転子磁石11のN極とS極を逆にすれば、回転方向は右回転となり逆転する。 Here, if the N pole and the S pole of the
図6は回転子磁石11と固定子磁石31の関係を示す正面図であり、説明の都合上、回転子磁石11a〜11d、固定子磁石31a〜31iとした。実験によると同極・異極による右回転力(逆転力)が1.0〜1.3のとき左回転力(回転力)は4.5程度である。このことから回転子1は左回転用として提供される。( )内数値は推定した回転力比であり、図4に示すように、回転子磁石11と固定子磁石31のスキマSにより変化する。 FIG. 6 is a front view showing the relationship between the
ここで、左回転力(回転力)は、回転子磁石11aと固定子磁石31b間で吸引力による回転力(3.0)であり、回転子磁石11dと固定子磁石31i間で斥力による回転力(45)が発生する。又、右回転力(逆転力)は回転子磁石11aと固定子磁石31c間で異極による逆転力(−0.3)、回転子磁石11bと固定子磁石31d間で同極による逆転力(−1.0)、回転子磁石11bと固定子磁石31e間で異極による逆転力(−1.0)、回転子磁石11cと固定子磁石31f間で同極による逆転力(−0.3)、回転子磁石11cと固定子磁石31g間で異極による逆転力(−1.3)となる。合計すると回転力は7.5、逆転力は−3.9であり、正味回転力=7.5−3.9=3.6となり回転子1は左回転する。 Here, the left rotational force (rotational force) is a rotational force (3.0) due to attraction between the
図7は図6における回転子1が20°左回転した状態を示す正面図である。ここで、左回転力(回転力)は回転子磁石11bと固定子磁石31d間で斥力による回転力(4.5)であり、回転子磁石11cと固定子磁石31f間で吸引力による回転力(3.0)が発生する。又、右回転力(逆転力)は回転子磁石11aと固定子磁石31a間で同極による逆転力(−0.3)、回転子磁石11aと固定子磁石31b間で異極による逆転力(−1.3)、回転子磁石11cと固定子磁石31g間で異極による逆転力(−0.3)、回転子磁石11dと固定子磁石31h間で同極による逆転力(−1.0)、回転子磁石11dと固定子磁石31i間で異極による逆転力(−1.0)となる。合計すると回転力は7.5、逆転力は−3.9となり、正味回転力=7.5−3.9=3.6となり回転子1は左回転を続ける。 FIG. 7 is a front view showing a state in which the
〔実施形態−2〕
前記の実施の形態−1に比べ、図8に示すように固定子磁石31を広角に固定子3a、3bに固着しており、θ3=約100°、θ3/2=約50°である。Embodiment 2
Compared to the first embodiment, the
図9に示すように、実験によると回転子1に固着された回転子磁石11と固定子磁石31間の磁力は、入側のPa点にて吸引力が発生しθa左回転する。Pb点にて最大斥力となりθb左回転したPc点まで斥力が発生する。このことにより固定子磁石31の磁力は角度θcの範囲はS極が優位となり回転子磁石11のS極と同極であり、斥力により回転子1は左回転する。本実施例ではθa=約22°、θb=約0°、θc=約22°である。 As shown in FIG. 9, according to the experiment, the magnetic force between the
又、前記角度θc以外では固定子磁石31はN極優位であり、磁力は回転子磁石11と固定子磁石31間で同極による斥力、異極による吸引力が発生し、右回転力(逆転力)となる。 In addition, the
図10は回転子磁石11と固定子磁石31の関係を示す正面図であり、説明の都合上、回転子磁石11a、11b、固定子磁石31a〜31iとした。実験によると、同極・異極による右回転(逆転力)が1.0のとき左回転力(回転力)は1.5程度である。このことから回転子1は左回転用として提供される。( )内数値は回転力比であり、図8に示すように、回転子磁石11と固定子磁石31のスキマSにより変化する。 FIG. 10 is a front view showing the relationship between the
ここで、左回転力(回転力)は回転子磁石11aと固定子磁石31i間で回転力(1.5)であり、回転子磁石11bと固定子磁石31d間で吸引力による回転力(1.0)が発生する。又、右回転力(逆転力)は回転子磁石11bと固定子磁石31e間で異極による逆転力(−1.0)となる。合計すると回転力は2.5、逆転力は−1.0であり、正味回転力は1.5となり回転子1は左回転する。 Here, the left rotational force (rotational force) is a rotational force (1.5) between the
図11は図10における回転子1が20°左回転した状態を示す正面図である。ここで、左回転力(回転力)は回転子磁石11aと固定子磁石31h間で吸引力による回転力(1.0)であり、回転子磁石11と固定子磁石31d間で斥力による回転力(1.5)が発生する。又、右回転力(逆転力)は回転子磁石11aと固定子磁石31i間で異極による逆転力(−1.0)となり合計すると回転力は2.5、逆転力は−1.0であり正味回転力は1.5となり回転子1は左回転する。 FIG. 11 is a front view showing a state in which the
〔実施形態−3〕
前記の実施形態−1、−2に比べ図12に示すように固定子磁石31を回転子磁石11とスキマSにて平行に固定子3a、3bに固着したものである。又、固定子磁石31は前面だけでなく後面にも追設して両面形でも構成できる。
Compared to
図13に示すように、実験によると回転子1に固着された回転子磁石11と固定子磁石31間の磁力は、入側のPa点にて異極による吸引力が発生しθa左回転する。Pb点にて最大斥力となりθb左回転したPc点まで斥力が発生する。このことにより固定子磁石31の磁力は角度θcの範囲はS極が優位となり回転子磁石11のS極と同極であり、斥力により回転子1は左回転する。本実施例ではθa=約20°、θb=約3°、θc=約23°である。 As shown in FIG. 13, according to an experiment, the magnetic force between the
又、前記角度θc以外では固定子磁石31はN極優位であり、磁力は回転子磁石11と固定子磁石31間で同極による斥力又は異極による吸引力が発生し、右回転力(逆転力)となる。 In addition to the angle θc, the
図14は回転子磁石11と固定子磁石31の関係を示す正面図であり、説明の都合上、回転子磁石11a〜11d、固定子磁石31a〜31iとした。実験によると、同極・異極による右回転力(逆転力)が1.0〜1.3のとき左回転力(回転力)は3.6程度である。このことから回転子1は左回転用として提供される。( )内数値は推定した回転力比であり、図12に示すように、回転子磁石11と固定子磁石31のスキマSにより変化する。 FIG. 14 is a front view showing the relationship between the
ここで左回転力(回転力)は回転子磁石11aと固定子磁石31b間で吸引力による回転力(2.0)であり、回転子磁石11dと固定子磁石31i間で斥力による回転力(3.6)が発生する。又、右回転力(逆転力)は回転子磁石11aと固定子磁石31c間で異極による逆転力(−0.3)、回転子磁石11bと固定子磁石31d間で同極による逆転力(−1.0)、回転子磁石11bと固定子磁石31e間で異極による逆転力(−1.0)、回転子磁石11cと固定子磁石31f間で同極による逆転力(−0.3)、回転子磁石11cと固定子磁石31g間で異極による逆転力(−1.3)となる。合計すると回転力は5.6、逆転力は−3.9であり、正味回転力=5.6−3.9=1.7となり回転子1は左回転する。 Here, the left rotational force (rotational force) is a rotational force (2.0) due to an attractive force between the
図15は図14における回転子1が20°左回転した状態を示す正面図である。ここで、左回転力(回転力)は回転子磁石11bと固定子磁石31d間で斥力による回転力(3.6)であり、回転子磁石11cと固定子磁石31f間で吸引力による回転力(2.0)が発生する。又、右回転力(逆転力)は回転子磁石11aと固定子磁石31a間で同極による逆転力(−0.3)、回転子磁石11aと固定子磁石31b間で異極による逆転力(−1.3)、回転子磁石11cと固定子磁石31g間で異極による逆転力(−0.3)、回転子磁石11dと固定子磁石31h間で同極による逆転力(−1.0)、回転子磁石11dと固定子磁石31i間で異極による逆転力(−1.0)となる。合計すると回転力は5.6、逆転力は−3.9となり、正味回転力=5.6−3.9=1.7となり回転子1は左回転を続ける。 FIG. 15 is a front view showing a state where the
次に、このように構成した永久磁石モータ100の動作について説明する。 Next, the operation of the
回転中の回転子1を停止する時は、左右の固定子3a、3bをそれぞれ横移動手段により回転子1の外側へ横移動する。又、回転を再開するには横移動手段により左右の固定子3a、3bをそれぞれ回転子1中心側へ寄せることで回転を始めるものである。 When stopping the
図示はしないが、回転停止後は別置でブレーキ装置設置可能であり、本実施例では回転子は単列形であるが複数形も可能であり、又、垂直型でも構成できる。 Although not shown, the brake device can be installed separately after the rotation is stopped. In this embodiment, the rotor is a single-row type, but a plurality of types are also possible, and a vertical type can also be configured.
その他、本発明は前記実施0例等に限られるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更しても構わない。In addition, the present invention is not limited to the embodiment 0 and the like, and may be changed as appropriate without departing from the scope of the present invention.
以上のように構成した本発明によれば、小型発電機の他、機械類動力源に応用できる。何れも磁力駆動による永久磁石モータを提供することができる。 According to the present invention configured as described above, it can be applied to a mechanical power source in addition to a small generator. Any of them can provide a permanent magnet motor driven by magnetic force.
100 永久磁石モータ
101 発電機
1 回転子
3a、3b 固定子
10 フレーム
11、11a、11b、11c、11d 回転子磁石
21 シャフト
22 軸受
31、31a、31b、31c、31d、31e、31f、31g、31h、31i 固定子磁石
CP カップリング
a 回転子磁石長さ
θ1 取付角
θ2 取付角
θ3 取付角
P 固定子磁石取付ピッチ
Lo 基準磁石間距離
S スキマDESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014078181A JP2015180170A (en) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | permanent magnet motor |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2014078181A JP2015180170A (en) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | permanent magnet motor |
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---|---|
JP2015180170A true JP2015180170A (en) | 2015-10-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014078181A Pending JP2015180170A (en) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | permanent magnet motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015180170A (en) |
-
2014
- 2014-03-18 JP JP2014078181A patent/JP2015180170A/en active Pending
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