JP2016015805A - Magnet type rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、永久磁石等の磁石を有する回転子と、コイルを有する固定子とを用いた磁石式回転電機に関する。 The present invention relates to a magnet-type rotating electrical machine that uses a rotor having a magnet such as a permanent magnet and a stator having a coil.
永久磁石等の磁石を有する回転子とコイルを有する固定子を用いた回転電機において、エネルギー変換効率のよい回転電機を製造することは重要な課題である。
ここで、回転電機とは、「電磁誘導の法則を利用して、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機」と、「電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電動機（モーター）」の両方を指すものと定義する。
In a rotating electrical machine using a rotor having a magnet such as a permanent magnet and a stator having a coil, it is an important issue to manufacture a rotating electrical machine with high energy conversion efficiency.
Here, the rotating electrical machine refers to both “a generator that converts mechanical energy into electrical energy using the law of electromagnetic induction” and “an electric motor (motor) that converts electrical energy into mechanical energy”. It is defined as
発電機を例にあげて説明すると、発電機は同期発電機、誘導発電機、直流発電機に分けられる。何れの方式でも、線材が鉄心に巻かれたコイルに磁界が与えられることにより、コイルに起電力を生じさせている。
小型の同期発電機として一般的に知られている発電機は、Ｎ極とＳ極とが交互に配置された永久磁石を回転させることで、鉄心に巻かれたコイルに起電力が生じる。強力な磁界をコイルに与えるために永久磁石の磁力を強力なものにすると、接近している鉄心と永久磁石との間に、永久磁石が鉄心を吸着しようとする大きな引力が働くこととなる。この引力が回転軸に及ぼす力をコギングトルクという（単相モータやステッピングモータなどではディテントトルクと呼ばれる）。コギングトルクは磁気吸引力の変化がウネリとなって現れる現象である。コギングトルクが大きいものであると、回転トルクの変動、異常振動、回転軸のねじれ、あるいは騒音等の問題が発生する。
電動機の場合も同様にコギングトルクは課題であり、制御を行う上で外乱となるため、できる限り小さくすべきである。
Taking the generator as an example, the generator is divided into a synchronous generator, an induction generator, and a DC generator. In either method, a magnetic field is applied to a coil in which a wire is wound around an iron core, thereby generating an electromotive force in the coil.
A generator generally known as a small synchronous generator generates an electromotive force in a coil wound around an iron core by rotating a permanent magnet in which N and S poles are alternately arranged. If the magnetic force of the permanent magnet is made strong in order to apply a strong magnetic field to the coil, a large attractive force is exerted between the approaching iron core and the permanent magnet so that the permanent magnet attracts the iron core. The force that this attractive force exerts on the rotating shaft is called cogging torque (in single-phase motors and stepping motors, it is called detent torque). Cogging torque is a phenomenon in which changes in magnetic attractive force appear as undulations. If the cogging torque is large, problems such as fluctuations in rotational torque, abnormal vibration, twisting of the rotating shaft, and noise occur.
Similarly, in the case of an electric motor, the cogging torque is a problem and becomes a disturbance in performing control, and should be as small as possible.
図１は本発明の背景技術であるコギングトルクを説明した磁石とコイルの鉄心の作用を表す概略図である。図１に示すように、回転軸５上に永久磁石等の磁石を有する回転子４が固定され、その外周には、鉄心２を入れたコイル３を固定子６として固定配置している。回転子４を強力な永久磁石とすると回転子４と鉄心２の間で吸着しようとする大きな引力が生じ、その結果、回転軸に大きな負荷がかかり、回転の際により大きな駆動力を必要とした。 FIG. 1 is a schematic view showing the action of the iron core of the magnet and the coil explaining the cogging torque which is the background art of the present invention. As shown in FIG. 1, a rotor 4 having a magnet such as a permanent magnet is fixed on a rotating shaft 5, and a coil 3 including an iron core 2 is fixedly disposed as a stator 6 on the outer periphery thereof. When the rotor 4 is a strong permanent magnet, a large attractive force is generated between the rotor 4 and the iron core 2, and as a result, a large load is applied to the rotating shaft, and a larger driving force is required for rotation. .
コギングトルクの防止法としては、一般的に鉄心なしのコイルを使用する方法や、固定子または回転子に、スキュー（ねじれ）を設けることが考えられる。しかしながら、鉄心なしのコイルを使用する方法は磁力が弱くなり、起電力及び起動力に悪影響を及ぼし、またスキュー化する方法は工数が増大し、コストが高くなってしまうという問題がある。 As a method for preventing the cogging torque, generally, a method using a coil without an iron core, or providing a skew (twist) in a stator or a rotor can be considered. However, the method using a coil without an iron core has a problem that the magnetic force becomes weak and adversely affects the electromotive force and the starting force, and the method of making the skew increases the number of steps and the cost.
特許文献１は、コギングトルクにより回転軸に与える影響を減少させる発電機に関するものであり、ヨーク２０の界磁鉄片２６と引用手段１９の構成要素である被吸着片１８の位置関係を、２２．５度の角度をずらすことで、コギングトルクを減少させている（その段落００３２、その段落００３７〜その段落００４９）。 Patent Document 1 relates to a generator that reduces the influence of cogging torque on a rotating shaft. The positional relationship between a field iron piece 26 of a yoke 20 and an attracted piece 18 that is a constituent element of a citation means 19 is described in 22. The cogging torque is reduced by shifting the angle by 5 degrees (paragraph 0032, paragraph 0037 to paragraph 0049).
特許文献２は、永久磁石とコイルと使った発電機に関するものであり、駆動軸１に腕２を固着し、その腕２には回転子となる４極の磁石を配置した磁石回転体５が装着されており、その周囲には固定子のコイル６を均等配置されている。そして、駆動軸１が回転すると同時に腕２が回転し、腕２に対して磁石回転体５も回転することで、回転子と固定子の間に生じる磁力の抵抗を減少させ、小さな駆動力で回転が可能になる、との記述がある（その段落０００１、その段落００１０、その段落００２３〜その段落００２５）。 Patent Document 2 relates to a generator using a permanent magnet and a coil, and a magnet rotating body 5 in which an arm 2 is fixed to a drive shaft 1 and a four-pole magnet serving as a rotor is arranged on the arm 2. A stator coil 6 is equally arranged around the periphery of the motor. Then, the arm 2 rotates simultaneously with the rotation of the drive shaft 1 and the magnet rotating body 5 also rotates with respect to the arm 2, thereby reducing the resistance of the magnetic force generated between the rotor and the stator, and with a small driving force. There is a description that rotation is possible (paragraph 0001, paragraph 0010, paragraph 0023 to paragraph 0025).
特許文献３は、第１の電動機と第２の電動機とを軸方向に並べて配置した巻上機に関するものであり、第１の電動機の第１の回転子に対して、第２の電動機の第２の回転子を回転軸の軸回り方向に所定角度ずらすことで、コギングトルクを低減している、との記述がある（その段落００２８、その段落００２９）。 Patent Document 3 relates to a hoisting machine in which a first electric motor and a second electric motor are arranged side by side in the axial direction, and the second electric motor is compared with the first rotor of the first electric motor. There is a description that the cogging torque is reduced by shifting the second rotor by a predetermined angle around the rotation axis (paragraph 0028 and paragraph 0029).
しかしながら、特許文献１、特許文献３の方法では、各々の固定子、または回転子の位置関係を回転軸の軸周り方向にずらしているのみであり、回転軸方向に自由に移動させて、コギングトルクを減少させることはできない。 However, in the methods of Patent Document 1 and Patent Document 3, the positional relationship between the respective stators or rotors is merely shifted in the direction around the axis of the rotation axis, and the cogging is performed by freely moving in the direction of the rotation axis. Torque cannot be reduced.
特許文献２の回転の際に生じる負荷を軽減させる方法では、腕に磁石回転体を回転可能であるように設置する必要があり、腕を磁石回転体の回転に耐えうる丈夫な素材で製造する必要があるため、製造が煩雑であり、製造コストがかかる。また、起電力を発生させる磁石回転体自体が腕に対して回転する機構であるため、発電電圧が少なく、負荷軽減にも有効ではない。 In the method of reducing the load generated during the rotation of Patent Document 2, it is necessary to install the magnet rotating body on the arm so as to be rotatable, and the arm is manufactured from a strong material that can withstand the rotation of the magnet rotating body. Since it is necessary, manufacturing is complicated and manufacturing cost is high. Further, since the magnet rotating body itself that generates electromotive force is a mechanism that rotates relative to the arm, the generated voltage is small and it is not effective in reducing the load.
そこで本発明の目的は、回転軸の同軸上に起電力及び起動力を発生させる回転子及び固定子とは別の負荷軽減用の回転子及び固定子を備え、負荷軽減用の回転子及び固定子の作用により、回転軸に加わる負荷を軽減することができ、エネルギー変換効率のよい回転電機を製造することである。
また本発明の目的は、回転軸上を負荷軽減用の回転子及び固定子を自由に移動させることで、コギングトルクの負荷調整を可能とすることである。
また本発明の目的は、簡単、かつ製造コストを抑えた構成で、回転軸にかかる負荷を軽減した回転電機を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a load reducing rotor and stator separate from the rotor and stator that generate electromotive force and starting force on the same axis of the rotating shaft. By the action of the child, the load applied to the rotating shaft can be reduced, and the rotating electrical machine with good energy conversion efficiency is manufactured.
Another object of the present invention is to enable load adjustment of cogging torque by freely moving a load reducing rotor and a stator on a rotating shaft.
Another object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that reduces the load applied to the rotating shaft with a simple and low-cost configuration.
本発明の磁石式回転電機は、回転軸に回転子を備えるとともに回転軸の外周に固定子を備えた回転電機において、回転軸の同軸上でかつ回転子、固定子とは異なる位置に回転軸の負荷を軽減するための回転負荷軽減用部材を備えることを特徴とする。
本発明では、回転軸の同軸上に起電力及び起動力を発生させる回転子と固定子とは別の回転負荷軽減用部材を備えることで、この回転負荷軽減用部材の作用により、回転軸にかかる負荷を軽減することができ、エネルギー変換効率のよい回転電機を製造することができる。
A magnet-type rotating electrical machine according to the present invention is a rotating electrical machine having a rotor on a rotating shaft and a stator on the outer periphery of the rotating shaft, the rotating shaft being coaxial with the rotating shaft and at a position different from the rotor and stator. A rotational load reducing member for reducing the load is provided.
In the present invention, a rotating load reducing member is provided separately from the rotor and the stator that generate electromotive force and starting force on the same axis of the rotating shaft. Such a load can be reduced, and a rotating electrical machine with high energy conversion efficiency can be manufactured.
本発明の回転負荷軽減用部材は、負荷軽減用回転子と負荷軽減用固定子であり、当該負荷軽減用回転子と当該負荷軽減用固定子は永久磁石であることを特徴とする。
前記永久磁石の種類としては、合金磁石（アルニコ磁石、鉄-クロム-コバルト磁石等）・フェライト磁石・希土類磁石（サマリウム-コバルト、ネオジム磁石等）・強磁性窒化鉄のどれでもよい。
The rotational load reducing member of the present invention is a load reducing rotor and a load reducing stator, and the load reducing rotor and the load reducing stator are permanent magnets.
The permanent magnet may be any of an alloy magnet (alnico magnet, iron-chromium-cobalt magnet, etc.), a ferrite magnet, a rare earth magnet (samarium-cobalt, neodymium magnet, etc.), and a ferromagnetic iron nitride.
本発明の前記異なる位置とは前記固定子と前記回転子によって発生する磁力の及ばない位置であることを特徴とする。
磁力の及ばない位置に回転負荷軽減用部材を配置することで、起電力及び起動力発生のための磁力に影響を及ぼさない状態で、回転負荷を軽減することができる。
The different position of the present invention is a position where the magnetic force generated by the stator and the rotor does not reach.
By disposing the rotational load reducing member at a position where the magnetic force does not reach, it is possible to reduce the rotational load without affecting the magnetic force for generating the electromotive force and the starting force.
本発明の前記回転負荷軽減用部材は、回転軸方向に移動可能であることを特徴とする。
前記回転負荷軽減用部材を回転軸方向に移動可能とすることで、起電力及び起動力発生部分の磁力の及ばない適切な位置を選択できる。例えば、磁力の及ばない位置から回転負荷軽減用部材を磁力の及ぶ位置に向かって移動させることで、当該機器の適切な位置に回転負荷軽減用部材を配置させることができる。
The rotational load reducing member of the present invention is characterized in that it can move in the direction of the rotational axis.
By making the rotational load reducing member movable in the direction of the rotational axis, it is possible to select an appropriate position that does not reach the magnetic force of the electromotive force and starting force generating portions. For example, the rotational load reducing member can be arranged at an appropriate position of the device by moving the rotational load reducing member from a position where the magnetic force does not reach toward a position where the magnetic force reaches.
本発明の磁石式回転電機は、前記回転子は回転軸に垂直に固定された回転体に固定され、前記固定子は回転軸に垂直である２つの固定板に固定され、前記負荷軽減用回転子は回転軸に垂直に固定された負荷軽減用回転体に固定され、前記負荷軽減用固定子は、回転軸に垂直に固定された負荷軽減用固定板に固定され、固定板は、回転体の両側にそれぞれ位置し、間隔を空けて回転体を挟む状態で設置され、負荷軽減用回転体と負荷軽減用固定板は対向する状態で設置されることを特徴とする。 In the magnet-type rotating electrical machine of the present invention, the rotor is fixed to a rotating body fixed perpendicularly to a rotating shaft, and the stator is fixed to two fixed plates perpendicular to the rotating shaft, and the load reducing rotation is performed. The child is fixed to a load reducing rotating body fixed perpendicular to the rotating shaft, and the load reducing stator is fixed to a load reducing fixing plate fixed to the rotating shaft perpendicular to the rotating shaft. The load reducing rotating body and the load reducing fixing plate are installed in a state of being opposed to each other.
本発明は、前記固定板に固定された前記固定子と前記負荷軽減用固定板に固定された前記負荷軽減用固定子の数が同じであることを特徴とする。
前記固定子と前記負荷軽減用固定子の数を同じにすることで、大幅に負荷が軽減される。
なお、この場合は、起電力用及び／又は起動力用の固定子、負荷軽減用固定板に固定された前記負荷軽減用固定子の位置とを逆にした配置にすることも可能である。すなわち、起電力用及び／又は起動力用の固定子と回転子と、負荷軽減用固定板に固定された前記負荷軽減用固定子と負荷軽減用回転子の位置とを逆にした配置にすることも可能である。
The present invention is characterized in that the number of the load reducing stators fixed to the fixed plate and the load reducing fixed plate is the same.
By making the number of the stator and the load reducing stator the same, the load is greatly reduced.
In this case, it is possible to reverse the positions of the stator for electromotive force and / or starting force and the position of the load reducing stator fixed to the load reducing fixed plate. That is, the positions of the stator for electromotive force and / or the starting force and the rotor, and the positions of the load reducing stator and the load reducing rotor fixed to the load reducing fixed plate are reversed. It is also possible.
本発明は、前記固定板に固定された前記固定子の中心と前記負荷軽減用固定板に固定された前記負荷軽減用固定子の中心が回転軸方向と平行である同じ線上に配置されていることを特徴とする。
前記固定子と前記負荷軽減用固定子の配置箇所を前記固定板と前記負荷軽減用固定板上でそれぞれ同じ位置とすることで、大幅な負荷軽減効果が得られる。
In the present invention, the center of the stator fixed to the fixed plate and the center of the load reducing stator fixed to the load reducing fixed plate are arranged on the same line parallel to the rotation axis direction. It is characterized by that.
By placing the stator and the load reducing stator at the same position on the fixed plate and the load reducing fixed plate, a significant load reducing effect can be obtained.
本発明の負荷軽減用回転子と負荷軽減用固定子は、同じ磁極が相対する状態で配置されていることを特徴とする。
同じ磁極が相対する状態で配置されていることで、負荷軽減用の回転子と負荷軽減用の固定子の間で押し合う力が生じる。この現象により、前記回転子と前記固定子の間で生じる引く力と打ち消しあい、回転軸に加わる負荷を軽減することができる。
The load reducing rotor and the load reducing stator of the present invention are characterized in that the same magnetic poles are arranged to face each other.
By arranging the same magnetic poles in opposition, a pressing force is generated between the load reducing rotor and the load reducing stator. This phenomenon cancels out the pulling force generated between the rotor and the stator, thereby reducing the load applied to the rotating shaft.
本発明では、回転軸の同軸上に起電力及び起動力を発生させる回転子、固定子とは別の負荷軽減用の回転子、固定子を備えることで、この負荷軽減用の回転子、固定子の作用により、回転軸にかかる負荷を軽減することができ、エネルギー変換効率のよい回転電機を製造することができる。
また本発明では、簡単、かつ製造コストを抑えた構成で、回転軸にかかる負荷を軽減した回転電機を提供することができる。
In the present invention, a rotor for generating an electromotive force and a starting force on the same axis as the rotating shaft, and a rotor for reducing load separate from the stator, and a stator are provided. A load applied to the rotating shaft can be reduced by the action of the child, and a rotating electrical machine with high energy conversion efficiency can be manufactured.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a rotating electrical machine that reduces the load applied to the rotating shaft with a simple configuration with reduced manufacturing cost.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は、本発明の負荷軽減用の回転子と負荷軽減用の固定子の作用を表す概略図である。回転軸５上に起電力を発生させるための回転子（起電力用・起動力用の回転子）４、（起電力用・起動力用の回転子）回転板９が固定され、前記回転子４の外周には、鉄心２を入れたコイル３が固定子６として固定配置されている。前記回転板９には、永久磁石等の磁石である負荷軽減用の回転子７が固定されており、回転板９の外周には、永久磁石等の磁石である負荷軽減用の固定子８が固定配置されている。負荷軽減用の回転子７と負荷軽減用の固定子８は、同じ磁極が相対する状態で配置されている。
回転子４を強力な永久磁石とすると回転子４と鉄心２の間で吸着しようとする大きな引力が生じるが、負荷軽減用の回転子７が負荷軽減用の固定子８と作用し合うため、その結果、負荷軽減用の回転子７と負荷軽減用の固定子８の間で押し合う力が生じる。この現象により、引く力と押す力とが打ち消しあい、回転軸に加わる負荷を軽減することができる。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the operation of the load reducing rotor and the load reducing stator of the present invention. A rotor (rotator for electromotive force / starting force) 4 (rotor for electromotive force / starting force) and a rotating plate 9 for generating an electromotive force on the rotating shaft 5 are fixed, and the rotor On the outer periphery of 4, a coil 3 containing an iron core 2 is fixedly disposed as a stator 6. A load reducing rotor 7 which is a magnet such as a permanent magnet is fixed to the rotating plate 9, and a load reducing stator 8 which is a magnet such as a permanent magnet is provided on the outer periphery of the rotating plate 9. It is fixedly arranged. The load reducing rotor 7 and the load reducing stator 8 are arranged with the same magnetic poles facing each other.
When the rotor 4 is a strong permanent magnet, a large attractive force is generated between the rotor 4 and the iron core 2, but the load reducing rotor 7 interacts with the load reducing stator 8. As a result, a pressing force is generated between the load reducing rotor 7 and the load reducing stator 8. By this phenomenon, the pulling force and the pushing force cancel each other, and the load applied to the rotating shaft can be reduced.
（本発明の第１の実施形態）
図３は、本発明を適用した第１の実施形態の磁石式回転電機（発電機の場合）を例示する斜視図である。図４は、本発明を適用した第１の実施形態の磁石式回転電機を例示する側面図である。図５は、本実施形態の回転体のＡ−Ａ線断面図である。図６は、本実施形態の固定板のＢ−Ｂ線断面図である。図７は、本実施形態の負荷軽減用回転体のＣ−Ｃ線断面図である。図８は、本実施形態の負荷軽減用固定板のＤ−Ｄ線断面図である。
(First embodiment of the present invention)
FIG. 3 is a perspective view illustrating a magnet type rotating electrical machine (in the case of a generator) according to the first embodiment to which the present invention is applied. FIG. 4 is a side view illustrating the magnet type rotating electric machine according to the first embodiment to which the present invention is applied. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of the rotating body of the present embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view of the fixing plate of the present embodiment taken along line BB. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line CC of the rotating body for load reduction according to the present embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line DD of the load reducing fixing plate of the present embodiment.
本実施形態の磁石式回転電機１０は、基台１２上に、起電力を発生させるための回転体１７、固定板１６、１８、回転軸５にかかる負荷を軽減するための回転負荷軽減用部材（負荷軽減用回転体１９、負荷軽減用固定板２０）、そして、回転体１７と負荷軽減用回転体１９を回転駆動するための駆動装置１１を備える。前記回転体１７と前記負荷軽減用回転体１９は回転軸５に垂直に固着され、前記駆動装置１１によって、回転軸５が回転し、回転体１７と負荷軽減用回転体１９が回転する。前記基台１２の両側側面には側面板２７がネジ固定され、基台１２、固定板１６、側面板２７、負荷軽減用固定板２０で、回転軸５の周りに箱型の筐体を形成している。
前記固定板１６、１８は、回転軸に垂直になるように設置され、前記回転体１７の両側にそれぞれ位置し、間隔を空けて回転体１７を挟む状態で設置される。
前記負荷軽減用回転体１９は、回転軸に垂直になるように設置された負荷軽減用固定板２０と間隔を空けて対向する状態で設置される（図３、図４）。
前記負荷軽減用回転体１９、負荷軽減用固定板２０の位置は、回転軸上で前記固定板１６、１８、回転体１７とは別の位置で、かつ起電力発生のための磁力が及ばない位置となるように設置される。
The magnet type rotating electrical machine 10 according to the present embodiment includes a rotating load reducing member for reducing a load applied to the rotating body 17, the fixed plates 16 and 18, and the rotating shaft 5 for generating an electromotive force on the base 12. (Load reducing rotator 19, load reducing fixing plate 20) and a driving device 11 for rotationally driving the rotator 17 and the load reducing rotator 19. The rotating body 17 and the load reducing rotating body 19 are fixed vertically to the rotating shaft 5, and the rotating shaft 5 is rotated by the driving device 11, and the rotating body 17 and the load reducing rotating body 19 are rotated. Side plates 27 are screwed to both side surfaces of the base 12, and a box-shaped housing is formed around the rotation shaft 5 by the base 12, the fixed plate 16, the side plate 27, and the load reducing fixed plate 20. doing.
The fixed plates 16 and 18 are installed so as to be perpendicular to the rotation axis, are positioned on both sides of the rotating body 17, and are installed with the rotating body 17 sandwiched therebetween.
The load reducing rotator 19 is installed in a state of being opposed to the load reducing fixed plate 20 installed so as to be perpendicular to the rotation axis with an interval (FIGS. 3 and 4).
The positions of the load reducing rotator 19 and the load reducing fixed plate 20 are different from the fixed plates 16, 18, and the rotator 17 on the rotation axis, and do not reach the magnetic force for generating electromotive force. It is installed so that it becomes a position.
前記回転体１７は、回転軸５を中心として円周上で、かつ等間隔に永久磁石等の磁石である回転子１３を備え、回転体１７の中心には回転軸５が固着されている（図５）。
回転体１７の形状は、円板状、長方形状、スリット入りの形状どれでもよい。
回転子１３の個数は、本実施例では４つであるが、個数は特に問われず、回転体１７に搭載する回転子１３の形状も、丸型だけでなく、長方形型、正方形型、楕円型でもよい。
回転子１３の永久磁石の種類としては、合金磁石（アルニコ磁石、鉄-クロム-コバルト磁石等）・フェライト磁石・希土類磁石（サマリウム-コバルト、ネオジム磁石等）・強磁性窒化鉄のどれでもよい。
また回転体１７の素材は、木材、アルミニウム、カーボン等の回転に耐えうる素材とする。削り加工を可能で、重量調整できることが好ましい。
本実施例では、回転軸５を中心として円周上でかつ等間隔に回転子１３を配置したが、回転体１７に回転子１３をジグザグに配置してもよい。
The rotating body 17 includes a rotor 13 which is a magnet such as a permanent magnet on the circumference around the rotating shaft 5 at equal intervals, and the rotating shaft 5 is fixed to the center of the rotating body 17 ( FIG. 5).
The shape of the rotating body 17 may be any of a disk shape, a rectangular shape, and a slit shape.
The number of rotors 13 is four in this embodiment, but the number is not particularly limited, and the shape of the rotor 13 mounted on the rotor 17 is not limited to a round shape, but is also a rectangular shape, a square shape, an elliptical shape. But you can.
The permanent magnet of the rotor 13 may be any of an alloy magnet (alnico magnet, iron-chromium-cobalt magnet, etc.), a ferrite magnet, a rare earth magnet (samarium-cobalt, neodymium magnet, etc.), and a ferromagnetic iron nitride.
The material of the rotating body 17 is a material that can withstand rotation, such as wood, aluminum, and carbon. It is preferable that shaving can be performed and the weight can be adjusted.
In the present embodiment, the rotors 13 are arranged on the circumference of the rotating shaft 5 at equal intervals, but the rotors 13 may be arranged on the rotating body 17 in a zigzag manner.
前記固定板１６、１８は、鉄心コイルである固定子２２を備え、固定板１６，１８の中心には回転軸５を通す貫通孔２１が設けられている（図６）。
前記固定子２２は、貫通孔２１を中心として円周上で、かつ等間隔に設置されている。
固定板１６，１８に搭載される固定子２２の個数は、本実施例では４つであるが、個数は特に問われず、固定板１６、１８に搭載する固定子２２の形状も、丸型だけでなく、長方形型、正方形型、楕円型でもよい。また、固定子２２の鉄心の素材は、ケイ素等の軽い素材とすることが望ましい。削り加工を可能で、重量調整できることが好ましい。
本実施形態では、貫通孔２１を中心として円周上でかつ等間隔に固定子２２を配置したが、各固定板１６、１８に固定子２２をジグザグに配置してもよい。
The fixed plates 16 and 18 include a stator 22 that is an iron core coil, and a through hole 21 through which the rotary shaft 5 passes is provided at the center of the fixed plates 16 and 18 (FIG. 6).
The stators 22 are arranged on the circumference of the through hole 21 at equal intervals.
The number of stators 22 mounted on the fixed plates 16 and 18 is four in the present embodiment, but the number is not particularly limited, and the shape of the stator 22 mounted on the fixed plates 16 and 18 is only a round shape. Instead, it may be rectangular, square, or elliptical. In addition, the material of the iron core of the stator 22 is desirably a light material such as silicon. It is preferable that shaving can be performed and the weight can be adjusted.
In the present embodiment, the stators 22 are arranged on the circumference around the through hole 21 and at equal intervals. However, the stators 22 may be arranged on each of the fixing plates 16 and 18 in a zigzag manner.
各固定板１６、１８に搭載される固定子２２の数は同じであり、各々の固定子２２の中心２４が回転軸方向と平行な同じ線上になるように設置される(図５、図６)。 The number of stators 22 mounted on each of the fixed plates 16 and 18 is the same, and the stators 24 are installed so that the centers 24 of the stators 22 are on the same line parallel to the rotation axis direction (FIGS. 5 and 6). ).
前記負荷軽減用回転体１９は、回転軸５を中心として円周上で、かつ等間隔に永久磁石等の磁石である負荷軽減用回転子１４を備え、負荷軽減用回転体１９の中心には回転軸５が固着されている（図７）。
負荷軽減用回転体１９の形状は、円板状、長方形状、スリット入りの形状どれでもよい。
負荷軽減用回転子１４の個数は、本実施例では４つであるが、個数は特に問われず、負荷軽減用回転体１９に搭載する負荷軽減用回転子１４の形状も、丸型だけでなく、長方形型、正方形型、楕円型でもよい。
負荷軽減用回転子１４の永久磁石の種類としては、合金磁石（アルニコ磁石、鉄-クロム-コバルト磁石等）・フェライト磁石・希土類磁石（サマリウム-コバルト、ネオジム磁石等）・強磁性窒化鉄のどれでもよい。
本実施例では、回転軸５を中心として円周上でかつ等間隔に負荷軽減用回転子１４を配置したが、負荷軽減用回転体１９に負荷軽減用回転子１４をジグザグに配置してもよい。
The load reducing rotator 19 includes a load reducing rotator 14 that is a magnet such as a permanent magnet on the circumference of the rotating shaft 5 at equal intervals, and at the center of the load reducing rotator 19. The rotating shaft 5 is fixed (FIG. 7).
The shape of the load reducing rotator 19 may be any of a disk shape, a rectangular shape, and a slit shape.
The number of load reducing rotors 14 is four in this embodiment, but the number is not particularly limited, and the shape of the load reducing rotor 14 mounted on the load reducing rotor 19 is not limited to a round shape. A rectangular shape, a square shape, or an elliptical shape may be used.
The types of permanent magnets for the load reducing rotor 14 include alloy magnets (alnico magnets, iron-chromium-cobalt magnets, etc.), ferrite magnets, rare earth magnets (samarium-cobalt, neodymium magnets, etc.), and ferromagnetic iron nitride. But you can.
In the present embodiment, the load reducing rotor 14 is arranged on the circumference of the rotating shaft 5 at equal intervals. However, the load reducing rotor 14 may be arranged in a zigzag manner on the load reducing rotary body 19. Good.
前記負荷軽減用固定板２０は、永久磁石等の磁石である負荷軽減用固定子１５を備え、負荷軽減用固定板２０の中心には回転軸５を通す貫通孔２１が設けられている（図８）。
前記負荷軽減用固定子１５は、貫通孔２１を中心として円周上で、かつ等間隔に設置されている。
負荷軽減用固定子１５の個数は、本実施例では４つであるが、個数は特に問われず、負荷軽減用固定板２０に搭載する負荷軽減用固定子１５の形状も、丸型だけでなく、長方形型、正方形型、楕円型でもよい。
負荷軽減用固定子１５の永久磁石の種類としては、合金磁石（アルニコ磁石、鉄-クロム-コバルト磁石等）・フェライト磁石・希土類磁石（サマリウム-コバルト、ネオジム磁石等）・強磁性窒化鉄のどれでもよい。
本実施形態では、貫通孔２１を中心として円周上でかつ等間隔に負荷軽減用固定子１５を配置したが、負荷軽減用固定板２０に負荷軽減用固定子１５をジグザグに配置してもよい。
The load reducing fixing plate 20 includes a load reducing stator 15 which is a magnet such as a permanent magnet, and a through hole 21 through which the rotating shaft 5 passes is provided at the center of the load reducing fixing plate 20 (see FIG. 8).
The load reducing stators 15 are arranged on the circumference of the through hole 21 at equal intervals.
The number of load reducing stators 15 is four in this embodiment, but the number is not particularly limited, and the shape of the load reducing stator 15 mounted on the load reducing fixed plate 20 is not limited to a round shape. A rectangular shape, a square shape, or an elliptical shape may be used.
The types of permanent magnets for the load reducing stator 15 include alloy magnets (alnico magnets, iron-chromium-cobalt magnets, etc.), ferrite magnets, rare earth magnets (samarium-cobalt, neodymium magnets, etc.), and ferromagnetic iron nitride. But you can.
In the present embodiment, the load reducing stator 15 is arranged on the circumference around the through hole 21 at equal intervals. However, even if the load reducing stator 15 is arranged on the load reducing fixed plate 20 in a zigzag manner. Good.
各固定板１６、１８に搭載される前記固定子２２と負荷軽減用固定子１５の数は同じであり、各々対応する固定子２２の中心２４と負荷軽減用固定子１５の中心２６が回転軸方向と平行な同じ線上になるように設置される。(図７、図８)。
各負荷軽減用回転子１４と負荷軽減用固定子１５は、それぞれ同じ磁極が相対する状態で設置される。具体的には、負荷軽減用回転子１４のＳ極（Ｎ極）は、負荷軽減用固定子１５のＳ極（Ｎ極）と相対して設置される。
また、前記負荷軽減用固定板２０に搭載される負荷軽減用固定子１５の磁極の向きは回転軸方向に揃えられていてもよいし（図８では全ての負荷軽減用固定子１５のＮ極（Ｓ極）が紙面から上を向くように配置される）、また、回転軸方向にＮ極、Ｓ極、Ｎ極と交互に配置されてもよい（図８では回転軸を中心として円周上に交互にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極と紙面から上を向くように配置される）。
The number of the stator 22 and the load reducing stator 15 mounted on each of the fixed plates 16 and 18 is the same, and the center 24 of the corresponding stator 22 and the center 26 of the load reducing stator 15 are respectively the rotation axes. Installed on the same line parallel to the direction. (FIGS. 7 and 8).
Each load reducing rotor 14 and load reducing stator 15 are installed with the same magnetic poles facing each other. Specifically, the S pole (N pole) of the load reducing rotor 14 is installed to be opposite to the S pole (N pole) of the load reducing stator 15.
The direction of the magnetic pole of the load reducing stator 15 mounted on the load reducing fixed plate 20 may be aligned with the direction of the rotation axis (in FIG. 8, the N poles of all the load reducing stators 15). (S poles are arranged so as to face upward from the paper surface), and may be alternately arranged with N poles, S poles and N poles in the direction of the rotation axis (in FIG. 8, the circumference around the rotation axis). (Alternately, N pole, S pole, N pole, S pole, and so as to face upward from the paper surface).
また、回転子１３、各発生固定板１６、１８に搭載される固定子２２、負荷軽減用回転子１４、負荷軽減用固定子１５を同数搭載し、製造時、各々対応する固定子２２の中心、回転子１３の中心２３、固定子２２の中心２４、負荷軽減用回転子１４の中心２５、負荷軽減用固定子１５の中心２６が回転軸方向と平行な同じ線上になるように設置してもよい(図４)。 Further, the same number of rotors 13, stators 22 mounted on the respective generation fixing plates 16, 18 and load reducing rotors 14 and load reducing stators 15 are mounted. The center 23 of the rotor 13, the center 24 of the stator 22, the center 25 of the load reducing rotor 14, and the center 26 of the load reducing stator 15 are installed on the same line parallel to the rotation axis direction. (Fig. 4).
本実施形態の磁石式回転電機１０の動作は以下の通りである。
駆動装置１１を駆動し回転軸５を回転させると、回転体１７と負荷軽減用回転体１９が回転する。回転体１７が回転すると、回転子１３も回転し、回転子１３によって、固定板１６、１８に搭載された固定子２２に電流が誘発され、起電力が発生する。回転子１３と固定子２２の鉄心の間で吸着しようとする大きな引力が生じるが、負荷軽減用回転子１３と負荷軽減用固定板２０に搭載された負荷軽減用固定子１５が作用し合うため、負荷軽減用回転子１３と負荷軽減用固定子１５の間で押し合う力が生じる。この現象により、引く力と押す力とが打ち消しあい、回転軸に加わる負荷を軽減することができる。
The operation of the magnet type rotating electrical machine 10 of the present embodiment is as follows.
When the driving device 11 is driven to rotate the rotating shaft 5, the rotating body 17 and the load reducing rotating body 19 rotate. When the rotor 17 rotates, the rotor 13 also rotates, and the rotor 13 induces a current in the stator 22 mounted on the fixed plates 16 and 18 to generate an electromotive force. Although a large attractive force is generated between the rotor 13 and the iron core of the stator 22, the load reducing rotor 13 and the load reducing stator 15 mounted on the load reducing fixed plate 20 act together. A pressing force is generated between the load reducing rotor 13 and the load reducing stator 15. By this phenomenon, the pulling force and the pushing force cancel each other, and the load applied to the rotating shaft can be reduced.
図９は、上記実施形態の他の回転体、負荷軽減用回転体を例示する図である。
図９（a）は、回転体１７、負荷軽減用回転体１９が長方形状であり、長方形状の回転子１３、負荷軽減用回転子１４が回転体１７、負荷軽減用回転体１９の両端に２個搭載されている例である。図９（ｂ）は、回転体１７、負荷軽減用回転体１９が円板状であり、長方形状の回転子１３、負荷軽減用回転子１４が回転軸５を中心として円周上に８個搭載されている例である。回転体１７、負荷軽減用回転体１９の形状は、円板状、長方形状、スリット入りの形状どれでもよい。回転子１３、負荷軽減用回転子１４の個数は、特に問われず、回転体１７、負荷軽減用回転体１９に搭載する回転子１３、負荷軽減用回転子１４の形状も、丸型だけでなく、長方形型、正方形型、楕円型でもよい。また、回転子１３、負荷軽減用回転子１４の配置位置は回転軸５を中心とした円周上でも、両端でも、ジグザグに配置されていてもよい。
FIG. 9 is a diagram illustrating another rotating body of the above embodiment and a load reducing rotating body.
In FIG. 9A, the rotator 17 and the load reducing rotator 19 are rectangular, and the rectangular rotator 13 and the load reducing rotator 14 are disposed at both ends of the rotator 17 and the load reducing rotator 19. This is an example in which two are mounted. In FIG. 9B, the rotator 17 and the load reducing rotator 19 are disk-shaped, and the rectangular rotator 13 and the load reducing rotator 14 are eight on the circumference around the rotating shaft 5. This is an example. The shape of the rotating body 17 and the load reducing rotating body 19 may be any of a disk shape, a rectangular shape, and a slit shape. The numbers of the rotor 13 and the load reducing rotor 14 are not particularly limited, and the shapes of the rotor 13 and the load reducing rotor 14 mounted on the rotating body 17 and the load reducing rotor 19 are not limited to the round shape. A rectangular shape, a square shape, or an elliptical shape may be used. Further, the arrangement positions of the rotor 13 and the load reducing rotor 14 may be arranged in a zigzag manner on the circumference around the rotation shaft 5 or at both ends.
図１０は、上記実施形態の他の固定子が搭載される固定板を例示する図である。
図１０の固定板１６、１８は、固定子２２が貫通孔２１を中心として円周上に８個搭載された例である。固定板１６，１８に搭載される固定子２２の個数は、本実施例では８つであるが、個数は特に問われず、固定板１６、１８に搭載する固定子２２の形状も、丸型だけでなく、長方形型、正方形型、楕円型でもよい。また固定子２２の配置位置は貫通孔２１を中心とした円周上でも、ジグザグに配置されていてもよい。
FIG. 10 is a diagram illustrating a fixing plate on which another stator of the embodiment is mounted.
The fixing plates 16 and 18 in FIG. 10 are examples in which eight stators 22 are mounted on the circumference around the through hole 21. The number of stators 22 mounted on the fixed plates 16 and 18 is eight in this embodiment, but the number is not particularly limited, and the shape of the stator 22 mounted on the fixed plates 16 and 18 is only a round shape. Instead, it may be rectangular, square, or elliptical. Further, the stator 22 may be arranged in a zigzag manner on the circumference around the through hole 21.
図１１は、上記実施形態の他の負荷軽減用固定板を例示する図である。
図１１の負荷軽減用固定板２０は、長方形状の負荷軽減用固定子１５が貫通孔２１を中心として円周上に８個搭載された例である。負荷軽減用固定板２０に搭載される負荷軽減用固定子１５の個数は、本実施例では８つであるが、個数は特に問われず、負荷軽減用固定板２０に搭載する負荷軽減用固定子１５の形状も、丸型だけでなく、長方形型、正方形型、楕円型でもよい。また負荷軽減用固定子１５の配置位置は貫通孔２１を中心とした円周上でも、ジグザグに配置されていてもよい。
FIG. 11 is a diagram illustrating another load reducing fixing plate according to the embodiment.
The load reducing fixing plate 20 of FIG. 11 is an example in which eight rectangular load reducing stators 15 are mounted on the circumference around the through hole 21. The number of load reducing stators 15 mounted on the load reducing fixed plate 20 is eight in this embodiment, but the number is not particularly limited, and the load reducing stator mounted on the load reducing fixed plate 20 is not particularly limited. The shape of 15 is not limited to a round shape, but may be a rectangular shape, a square shape, or an elliptical shape. Further, the load reduction stator 15 may be arranged on the circumference centering on the through hole 21 or in a zigzag manner.
（本発明の第２の実施の形態）
図１２は本発明を適用した第２の実施形態の磁石式回転電機（電動機の場合）を例示する側面図である。尚、本発明の第１の実施の形態と同様の部材は、同一の符号を付しており、説明を省略する。
本実施形態の磁石式回転電機１００は、基台１２上に、起動力を発生させるための回転体１７、固定板１６、１８、回転軸５にかかる負荷を軽減するための回転負荷軽減用部材（負荷軽減用回転体１９、負荷軽減用固定板２０、そして、図には示されていないが回転電機へ電力を供給する電力供給回路、回転軸の周りに箱型の筐体を備える。回転軸５には、前記回転体１７と負荷軽減用回転体１９が回転軸に垂直に固着され、前記電力供給回路から電力が回転体１７、固定板１６、１８に供給されると、回転軸５が回転し、起動力が発生する。この起動力はギア等の部材を介して間接的に自転車や自動車、電車等の車輪２８に伝達され、車輪２８を駆動する。そして、負荷軽減用回転体１９も回転体１７同様に回転し、負荷軽減用回転子１３と負荷軽減用固定板２０に搭載された負荷軽減用固定子１５が作用し合うため、回転軸に加わる負荷を軽減することができる。
(Second embodiment of the present invention)
FIG. 12 is a side view illustrating a magnet-type rotating electrical machine (in the case of an electric motor) according to a second embodiment to which the present invention is applied. The same members as those in the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The magnet type rotating electrical machine 100 according to the present embodiment includes a rotating load reducing member for reducing a load applied to the rotating body 17, the fixed plates 16 and 18, and the rotating shaft 5 for generating a starting force on the base 12. (The load reducing rotator 19, the load reducing fixing plate 20, and a power supply circuit (not shown) for supplying electric power to the rotating electrical machine, and a box-shaped casing around the rotating shaft are provided. The rotating body 17 and the load reducing rotating body 19 are fixed to the shaft 5 perpendicularly to the rotating shaft. When power is supplied from the power supply circuit to the rotating body 17 and the fixed plates 16 and 18, the rotating shaft 5 The starting force is transmitted to a wheel 28 of a bicycle, a car, a train or the like indirectly through a member such as a gear to drive the wheel 28. Then, a rotating body for load reduction 19 also rotates in the same manner as the rotating body 17, and the load reducing rotor 13 rotates. Since the load reduction for the stator 15 mounted to the unloading fixing plate 20 interact, it is possible to reduce the load applied to the rotating shaft.
（本発明の第３の実施の形態）
図１３は、本発明を適用した第３の実施形態の磁石式回転電機を例示する側面図である。尚、本発明の第１及び第２の実施の形態と同様の部材は、同一の符号を付しており、説明を省略する。
本実施形態の磁石式回転電機２００は、回転負荷軽減用部材（負荷軽減用回転体１９、負荷軽減用固定板２０）が回転軸方向に移動可能となっている。回転軸５にはボールスプライン等の回転軸方向に直進及び回転運動可能である回転体移動部材３３が取り付けられ、負荷軽減用回転体１９の中心位置に前記回転体移動部材３３が固着されている。そして、基台１２には、負荷軽減用固定板２０を移動するためのトラックレール３２、スライドユニット３１が設置され、負荷軽減用固定板２０の下部にスライドユニット３１が固着されている。スライドユニット３１がトラックレール３２上を移動することで、負荷軽減用固定板２０が回転軸方向に直進運動可能となっている。図には示されていないが、回転軸５の周りに箱型の筐体を形成している。
回転負荷軽減用部材を移動可能とすることで、コギングトルクの負荷調整が可能となる。
すなわち、コギングトルクは回転方向に働く磁気吸引力の総和となると考えられているが、その調整は、適用される機器類に応じて異なり、その負荷調整は難しい。本実施の形態では、
負荷軽減用回転体１９も負荷軽減用固定板２０も回転軸方向に移動可能であり、これらは同時にも別々にも移動する。したがって、起電力用・起動力用の回転子と固定子に向けて移動させて、磁気吸引力が打ち消し合う位置を調整することができる。
(Third embodiment of the present invention)
FIG. 13 is a side view illustrating a magnet type rotating electrical machine according to a third embodiment to which the present invention is applied. The same members as those in the first and second embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the magnetic rotating electric machine 200 of the present embodiment, the rotational load reducing members (the load reducing rotary body 19 and the load reducing fixed plate 20) are movable in the direction of the rotation axis. A rotating body moving member 33 that can move linearly and rotationally in the direction of the rotating shaft such as a ball spline is attached to the rotating shaft 5, and the rotating body moving member 33 is fixed to the center position of the load reducing rotating body 19. . The base 12 is provided with a track rail 32 and a slide unit 31 for moving the load reducing fixing plate 20, and the slide unit 31 is fixed to the lower portion of the load reducing fixing plate 20. When the slide unit 31 moves on the track rail 32, the load reducing fixing plate 20 can move straight in the direction of the rotation axis. Although not shown in the drawing, a box-shaped housing is formed around the rotation shaft 5.
By making the rotational load reducing member movable, it is possible to adjust the load of the cogging torque.
That is, the cogging torque is considered to be the sum of the magnetic attractive forces acting in the rotational direction, but the adjustment differs depending on the applied equipment, and the load adjustment is difficult. In this embodiment,
Both the load reducing rotating body 19 and the load reducing fixing plate 20 can move in the direction of the rotation axis, and these move simultaneously and separately. Therefore, it is possible to adjust the position where the magnetic attractive force cancels out by moving the electromotive force / starting force toward the rotor and the stator.
（本発明の第４の実施の形態）
図１４は本発明を適用した第４の実施形態の磁石式回転電動機を例示する側面図である。
尚、本発明の第１及び第２の実施の形態と同様の部材は、同一の符号を付しており、説明を省略する。
本実施形態の磁石式回転電機３００は、第１の回転負荷軽減用部材（第１の負荷軽減用回転体１９、第１の負荷軽減用固定板２０）、第２の回転負荷軽減用部材（第２の負荷軽減用回転体３５、第２の負荷軽減用固定板３４）が基台１２上に設置されており、同一の回転軸５に連結されている。
図１４では、図１４左から第２の回転負荷軽減用部材、固定板１６、回転体１７、固定板１８、第１の回転負荷軽減用部材の順に配置されているが、固定板１６、回転体１７、固定板１８、第１の回転負荷軽減用部材、第２の回転負荷軽減用部材の順に配置してもよい。
また、第２の回転負荷軽減用部材が、図１４左から第２の負荷軽減用回転体３５、第２の負荷軽減用固定板３４の順に配置されているが、これは、第２の負荷軽減用固定板３４、第２の負荷軽減用回転体３５の順に配置されていてもよい。
そして、起電力及び起動力を発生させる回転子、固定子を同一の回転軸に複数連結してもよく、また回転負荷軽減用部材を同一回転軸に複数連結してもよい。
回転負荷軽減用部材を複数設けることで、より大きな負荷軽減力を得ることができる。
(Fourth embodiment of the present invention)
FIG. 14 is a side view illustrating a magnet type rotary electric motor according to a fourth embodiment to which the present invention is applied.
The same members as those in the first and second embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The magnetic rotating electrical machine 300 according to the present embodiment includes a first rotational load reducing member (first load reducing rotary body 19, first load reducing fixed plate 20), and a second rotational load reducing member ( A second load reducing rotating body 35 and a second load reducing fixing plate 34) are installed on the base 12 and connected to the same rotating shaft 5.
In FIG. 14, the second rotational load reducing member, the fixed plate 16, the rotating body 17, the fixed plate 18, and the first rotational load reducing member are arranged in this order from the left in FIG. The body 17, the fixed plate 18, the first rotational load reducing member, and the second rotational load reducing member may be disposed in this order.
Further, the second rotational load reducing member is arranged in the order of the second load reducing rotating body 35 and the second load reducing fixed plate 34 from the left in FIG. The reduction fixing plate 34 and the second load reduction rotating body 35 may be arranged in this order.
A plurality of rotors and stators that generate electromotive force and starting force may be connected to the same rotating shaft, and a plurality of rotational load reducing members may be connected to the same rotating shaft.
By providing a plurality of rotational load reducing members, a greater load reducing force can be obtained.
（本発明の第５の実施の形態）
図１５は本発明を適用した第５の実施形態の磁石式回転電動機を例示する側面図である。
尚、本発明の第１及び第２の実施の形態と同様の部材は、同一の符号を付しており、説明を省略する。
本実施形態の磁石式回転電機４００は、回転負荷軽減用部材が負荷軽減用固定板２０、４１、負荷軽減用回転体１４で構成されている。図１５左から負荷軽減用固定板４１、負荷軽減用回転体１４、負荷軽減用固定板２０の順に設置されている。
各負荷軽減用回転子１４と負荷軽減用固定板２０、４１の負荷軽減用固定子１５は、それぞれ同じ磁極が相対する状態で設置される点は、本発明の第１の実施の形態と同様である。
負荷軽減用固定板４１を設けることで、より大きな負荷軽減力を得ることができる。
(Fifth embodiment of the present invention)
FIG. 15 is a side view illustrating a magnet type rotary electric motor according to a fifth embodiment to which the present invention is applied.
The same members as those in the first and second embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the magnet type rotating electrical machine 400 of the present embodiment, the rotational load reducing member is composed of the load reducing fixed plates 20 and 41 and the load reducing rotary body 14. From the left in FIG. 15, the load reducing fixing plate 41, the load reducing rotating body 14, and the load reducing fixing plate 20 are installed in this order.
Similar to the first embodiment of the present invention, the load reducing rotor 14 and the load reducing stators 15 of the load reducing fixing plates 20 and 41 are installed with the same magnetic poles facing each other. It is.
By providing the load reduction fixing plate 41, a greater load reduction force can be obtained.
（実施例）
図４に示す構成の磁石式回転電機１０を使用し、負荷軽減率を計測した。磁石式回転電機１０の寸法は縦３０ｃｍ×横６０ｃｍ×高さ３５ｃｍである。
回転子１３は、寸法が縦２．５ｃｍ×横４ｃｍ×高さ１ｃｍの永久磁石を２つ積層して永久磁石同士を固着して製造し、この回転子１３を寸法が縦５ｃｍ×横２０ｃｍ×高さ３ｃｍの回転体１７の横方向の両端に１５ｃｍの間隔をあけて１つずつ埋め込む状態で計２個固着した。
固定子２２は直径５ｃｍ×高さ４ｃｍの鉄心コイルであり、寸法が縦２５ｃｍ×横５ｃｍ×高さ３０ｃｍの固定板１６、１８にそれぞれ８個ずつ、固定板１６，１８の回転軸が通る位置から半径１０ｃｍの円周上に等間隔で埋め込み固定した。
負荷軽減用回転体１９は、寸法が縦５ｃｍ×横２０ｃｍ×高さ３ｃｍであり、永久磁石である負荷軽減用回転子１４を横方向の両端に１５ｃｍの間隔をあけて１つずつ埋め込む状態で計２個固着した。
負荷軽減用固定子１５は、寸法が縦２．５ｃｍ×横４ｃｍ×高さ１ｃｍの永久磁石を４つ積層して永久磁石同士を固着して製造し、寸法が縦２５ｃｍ×横１ｃｍ×高さ３０ｃｍの板２枚で挟み、板に一部埋め込む状態で負荷軽減用固定板２０を製造した。負荷軽減用固定子１５は負荷軽減用固定板２０に負荷軽減用固定板２０の回転軸が通る位置から半径１０ｃｍの円周上に等間隔で８個配置したものを使用した。固定板１６、１８と回転体１７の間隔はそれぞれ１．５ｃｍ、固定板１８と負荷軽減用回転体１９の間隔は１４ｃｍ、負荷軽減用回転体１９と負荷軽減用固定板２０の間隔は１ｃｍである。負荷軽減用回転体１９と負荷軽減用固定板２０を使用した場合と使用しない場合で、駆動装置１１を駆動し、回転軸５を回転させ、負荷軽減率を計測した。
比較例として、負荷軽減用固定子１５の数は、４個と６個の場合を準備して、また、前記固定子１５は回転軸に垂直である２つの固定板に固定されたものと、一枚の固定板の場合を準備して、これらを比較例とした。
(Example)
The load reduction rate was measured using the magnet type rotating electrical machine 10 having the configuration shown in FIG. The dimensions of the magnet-type rotating electrical machine 10 are 30 cm long × 60 cm wide × 35 cm high.
The rotor 13 is manufactured by laminating two permanent magnets having dimensions of 2.5 cm in length × 4 cm in width × 1 cm in height and fixing the permanent magnets together. The rotor 13 has dimensions of 5 cm in length × 20 cm in width. A total of two of them were fixed in a state of being embedded one by one at 15 cm intervals at both ends in the lateral direction of the rotating body 17 having a height of 3 cm.
The stator 22 is a core coil having a diameter of 5 cm and a height of 4 cm, and each of the eight fixed plates 16 and 18 having dimensions of 25 cm in length, 5 cm in width and 30 cm in height passes through the rotation axis of the fixing plates 16 and 18. Embedded and fixed at equal intervals on the circumference of 10 cm radius.
The load reducing rotator 19 has a size of 5 cm in length × 20 cm in width × 3 cm in height, and the load reducing rotor 14, which is a permanent magnet, is embedded one by one at 15 cm intervals at both ends in the horizontal direction. A total of two adhered.
The load reducing stator 15 is manufactured by laminating four permanent magnets having dimensions of 2.5 cm in length × 4 cm in width × 1 cm in height and fixing the permanent magnets to each other. The dimensions are 25 cm in length × 1 cm in width × height. The load reducing fixed plate 20 was manufactured in a state of being sandwiched between two 30 cm plates and partially embedded in the plates. As the load reducing stators 15, eight load reducing fixed plates 20 arranged at equal intervals on a circumference having a radius of 10 cm from the position where the rotation axis of the load reducing fixed plate 20 passes are used. The interval between the fixing plates 16 and 18 and the rotating body 17 is 1.5 cm, the interval between the fixing plate 18 and the load reducing rotating body 19 is 14 cm, and the interval between the load reducing rotating body 19 and the load reducing fixing plate 20 is 1 cm. is there. The drive device 11 was driven to rotate the rotating shaft 5 with and without the load reducing rotating body 19 and the load reducing fixing plate 20 being used, and the load reducing rate was measured.
As a comparative example, the number of load reducing stators 15 is prepared in the case of 4 and 6, and the stator 15 is fixed to two fixing plates perpendicular to the rotation axis, A single fixing plate was prepared and used as a comparative example.
負荷軽減率を計測した結果を表１に示す。表１は、負荷軽減率として、回転負荷軽減用部材を使用した場合と使用しない場合との起電流増加率Ｉ（％）を計測した結果である。横軸のＡは回転負荷軽減用部材を使用しない場合であり、Ｂは回転負荷軽減用部材を使用した場合である。
回転負荷軽減用部材を使用した場合、回転負荷軽減用部材を使用しない場合と比べて少なくとも２０％多く起電流を発生させることができることが分かった。
ここで、負荷軽減用固定子１５等の数は、８個の場合が４個や６個の場合よりも起電流を多く発生させた。
また、前記固定子は前記回転軸に垂直である２つの固定板に固定されたものが、一枚の固定板よりも起電流を多く発生させた。また、前記固定板に固定された前記固定子と前記負荷軽減用固定板に固定された前記負荷軽減用固定子の数が同じである場合（実施例）と、異なる場合を準備して、これを比較例とした。また、前記負荷軽減用回転子と前記負荷軽減用固定子は、同じ磁極が相対する状態で配置されている場合（実施例）と、異なる場合を準備して、これを比較例としたが、回転負荷軽減用部材を使用しない場合と比べて２０％以上多く起電流を発生させることができることが分かった。
The results of measuring the load reduction rate are shown in Table 1. Table 1 shows a result of measuring an increase rate I (%) of the electromotive force when the rotational load reducing member is used and when it is not used as the load reducing rate. A on the horizontal axis is the case where no rotational load reducing member is used, and B is the case where a rotational load reducing member is used.
It has been found that when the rotational load reducing member is used, an electromotive force can be generated at least 20% more than when the rotational load reducing member is not used.
Here, the number of load reduction stators 15 and the like generated more electromotive currents in the case of eight than in the case of four or six.
Further, the stator fixed to two fixed plates perpendicular to the rotation axis generated more electromotive current than a single fixed plate. In addition, when the number of the stators fixed to the fixing plate and the number of the load reducing stators fixed to the load reducing fixing plate are the same (Example), different cases are prepared, Was used as a comparative example. In addition, the load reducing rotor and the load reducing stator are prepared as a comparative example by preparing different cases when the same magnetic poles are arranged in a state facing each other (Example), It has been found that an electromotive force can be generated by 20% or more compared to the case where the member for reducing rotational load is not used.
以上、本実施の形態では、本発明を発電機に適用した例で説明したが、単相モータやステッピングモータなどのモータに適用することができる。また、本発明の適用対象としては、マイクロ発電機、 小型風力発電機、自転車発電機、防災用小型発電機、水力発電機のアウターローター発電機等の主軸部に適用可能であるほか、電気自動車、ハイブリッド自動車の起電力・起動力の主軸部にも適用可能である。 As described above, in the present embodiment, the example in which the present invention is applied to a generator has been described. In addition, the present invention can be applied to main shafts such as micro generators, small wind power generators, bicycle generators, small power generators for disaster prevention, outer rotor generators of hydroelectric generators, etc. It can also be applied to the main shaft portion of the electromotive force / starting force of a hybrid vehicle.
２ 鉄心、
３ コイル，
４ 回転子（起電力用・起動力用の回転子），
５ 回転軸，
６ 固定子（起電力用・起動力用の固定子），
７ 負荷軽減用回転子，
８ 負荷軽減用固定子，
９ 回転体、
１９ 負荷軽減用回転体、
２０ 負荷軽減用固定板
2 Iron core,
3 coils,
4 rotor (rotor for electromotive force / starting force),
5 rotation axis,
6 Stator (stator for electromotive force / starting force),
7 Load reducing rotor,
8 Load reducing stator,
9 Rotating body,
19 Rotating body for load reduction,
20 Load reduction fixing plate
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014135862A JP2016015805A (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Magnet type rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014135862A JP2016015805A (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Magnet type rotary electric machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016015805A true JP2016015805A (en) | 2016-01-28 |
Family
ID=55231612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014135862A Pending JP2016015805A (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Magnet type rotary electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016015805A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022094963A (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-27 | 正成 齋藤 | Power generator and electric motor |
-
2014
- 2014-07-01 JP JP2014135862A patent/JP2016015805A/en active Pending
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