JP2021027598A - モータ及びこれを用いた発電システム - Google Patents

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Abstract

【課題】発電システムなどに用いることができる高効率のモータを提供すること。【解決手段】複数の永久磁石30を有する磁石回転体26と、磁石回転体26に対向して配設された複数の電磁コイル手段44と、回生エネルギーを蓄えるための回生用蓄電手段とを備えたモータ。駆動モードにおいては、直流電源からの駆動直流電流が複数の電磁コイル手段44に供給されて励磁され、複数の電磁コイル手段44と磁石回転体26の複数の永久磁石30との磁気的反発作用により回動され、また回生モードにおいては、直流電源からの駆動直流電流の送給が停止され、磁石回転体26が回動することにより、複数の電磁コイル手段44に回生エネルギーが発生する。回生用蓄電手段は、回生モードにおいて複数の電磁コイル手段44に発生する回生エネルギーを蓄え、駆動モードにおいて蓄えた回生エネルギーを複数の電磁コイル手段44に直流駆動電流の一部として供給する。【選択図】図4

Description

本発明は、モータ及びこれを用いた発電システムに関する。
モータ発電システムとして、モータを利用したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このモータ発電システムにおいては、回転自在に支持された磁石回転体を備え、この磁石回転体の周縁部に間隔をおいて複数の永久磁石が配設されている。また、磁石回転体に対して径方向に対向して複数の電磁コイル手段が配設され、これら複数の電磁コイル手段は複数の永久磁石に対応して設けられている。
このモータ発電システムでは、複数の電磁コイル手段に発生する回生エネルギーを発電電力として取り出すように構成されている。即ち、このモータ発電システムの稼働中においては駆動モードと回生モードとが繰返し遂行され、駆動モードにおいては、直流電源からの駆動直流電流が複数の電磁コイル手段に送給されて励磁され、これら複数の電磁コイル手段と磁石回転体の複数の永久磁石との磁気的反発作用により、磁石回転体が所定の回転駆動方向に回動される。また、回生モードにおいては、直流電源からの駆動直流電流の供給が停止され、磁石回転体の複数の永久磁石が所定の回転駆動方向に回動されることにより、複数の電磁コイル手段に回生エネルギーが発生し、この回生エネルギーが発電電力として取り出される。
このように、このモータ発電システムにおいては、複数の電磁コイル手段は、駆動モードにおいて回転駆動力を発生するための駆動コイル手段として機能し、また回生モードにおいて回生エネルギーを発生させるための発電コイル手段として機能し、磁石回転体が回動することにより発電出力を得ることができる。
特開2005−245079号公報
しかしながら、このモータ発電システムでは、駆動モードと回生モードとが繰り返し遂行され、回生モードにて電磁コイル手段に生じる回生エネルギーを発電出力として取り出すために、発電出力を連続的に得ることができない。また、このモータ発電システムでは、複数の電磁コイル手段に生じる回生エネルギーを発電出力とするために、充分な発電出力を得ることができず、比較的大きな発電出力の発電システムには不向きである。
本発明の目的は、発電システムなどに好都合に用いることができる高効率のモータを提供することである。
また、本発明の他の目的は、比較的大きな発電出力を高効率で連続的に得ることができる発電システムを提供することである。
本発明のモータは、周縁部に間隔をおいて配設された複数の永久磁石を有する磁石回転体と、前記磁石回転体に対して径方向に対向して配設された複数の電磁コイル手段と、駆動直流電流を供給する直流電源と、前記直流電源からの駆動直流電流の供給を制御するためのコントローラと、回生エネルギーを蓄えるための回生用蓄電手段とを備えており、
前記複数の電磁コイル手段は、前記磁石回転体の前記複数の永久磁石に対応して配設され、前記磁石回転体は、前記複数の電磁コイル手段に対して回転自在に支持されており、
前記コントローラは、前記磁石回転体を駆動する駆動モードと、前記複数の電磁コイル手段に回生エネルギーを発生させる回生モードとに切り替えるように構成されており、
前記駆動モードにおいては、前記直流電源からの駆動直流電流が前記複数の電磁コイル手段に供給されて励磁され、前記複数の電磁コイル手段と前記磁石回転体の前記複数の永久磁石との磁気的反発作用により、前記磁石回転体が所定方向に回動され、また前記回生モードにおいては、前記直流電源からの駆動直流電流の供給が停止され、前記磁石回転体の前記複数の永久磁石が前記所定方向に回動することにより、前記複数の電磁コイル手段に回生エネルギーが発生し、
前記回生用蓄電手段は、前記回生モードにおいて前記複数の電磁コイル手段に発生する回生エネルギーを蓄え、前記駆動モードにおいて蓄えた回生エネルギーを前記複数の電磁コイル手段に直流駆動電流の一部として供給することを特徴とする。
また、本発明の発電システムによれば、請求項1又は2に記載のモータと、発電を行う発電機と、前記発電機により発生した発電電力を蓄える発電用蓄電手段とを備え、前記モータの出力部と前記発電機の入力部とが駆動伝達手段を介して駆動連結され、前記モータの前記出力部からの駆動力が前記駆動伝達手段を介して前記発電機に伝達され、前記発電機にて生成された発電電力が前記発電用蓄電手段に蓄えられることを特徴とする。
本発明のモータによれば、駆動モードと回生モードとに切り替えて稼働され、駆動モードにおいては、直流電源からの駆動直流電流が複数の電磁コイル手段に供給されて励磁され、複数の電磁コイル手段と磁石回転体の複数の永久磁石との磁気的反発作用により、磁石回転体が所定方向に回動され、また回生モードにおいては、直流電源からの駆動直流電流の供給が停止され、磁石回転体の複数の永久磁石が所定方向に回動することにより、複数の電磁コイル手段に回生エネルギーが発生する。そして、回生用蓄電手段は、回生モードにおいて複数の電磁コイル手段に発生する回生エネルギーを蓄え、駆動モードにおいて蓄えた回生エネルギーを複数の電磁コイル手段に直流駆動電流の一部として供給するので、この回生エネルギーが駆動電流の一部として利用され、これにより、直流電源からの駆動直流電の送給を少なくしてモータの作動効率を高めることができる。
また、本発明の発電システムによれば、請求項1又は2に記載のモータを用い、このモータの回転駆動力を発電機に伝達して発電を行うので、発電システムの発電効率を高めることができる。また、モータにて発生する回生エネルギーを回生用蓄電手段に蓄え、この回生用蓄電手段に蓄えた回生エネルギーを発電機を回転させるために用いているので、発電機でもって連続的に発電することができるとともに、モータの高効率が発電システムの高発電効率につながり、従来に比して高発電効率で発電することができる。
本発明に従う発電システムを簡略的に示す正面図。 図1の発電システムのモータを簡略的に示す断面図。 図2のモータにおける磁石回転体と複数の電磁コイル手段との位置関係を簡略的に示す図。 図2におけるIV−IV線による断面図。 図2におけるV−V線による断面図。 図2のモータの制御系を簡略的に示す制御回路図。 図2のモータの制御状態を示すタイムチャート。
以下、添付図面を参照して、本発明に従うモータ及びこれを用いた発電システムの一実施形態について説明する。図1において、図示の発電システム2は、発電するための発電機4と、この発電機4を駆動させるためのモータ6と、発電機4による発電電力を蓄電するための発電用蓄電手段8を備えている。発電機4、モータ6及び発電用蓄電手段8は取付ベース10に取り付けられ、この取付ベース10にカバー部材12が取り付けられ、このカバー部材12は、図1に示すように、発電機4、モータ6及び発電用蓄電手段8を覆っている。
モータ6の出力部14と発電機4の入力部16とは駆動伝達手段18を介して駆動連結されている。この具体例では、駆動伝達手段18は、モータ6の出力部14に取り付けられた駆動プーリ20と、発電機4の入力部16に取り付けられた伝達プーリ22と、駆動プーリ20及び伝達プーリ22に巻き掛けられた伝達ベルト24とから構成され、モータ6からの回転駆動力は、駆動プーリ20、伝達ベルト24及び伝達プーリ22を介して発電機4に伝達される。
例えば、伝達ベルト24として例えば歯付きベルトを用いると、駆動プーリ20及び伝達プーリ22として歯付きプーリが用いられ、この伝達ベルト24として例えばVベルトを用いると、駆動プーリ20及び伝達プーリ22としてVベルト用プーリが用いられる。また、駆動伝達手段18として、チェーン及びスプロケットの組合せを用いるようにしてもよく、駆動伝達手段18としてそれ自体周知の各種のものを用いることができる。
発電機4としてはそれ自体周知の構成の各種のものを用いることができ、また発電用蓄電手段8としてはリチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリなどの充電式バッテリを用いることができ、後述するように、発電機4からの発電出力が発電用蓄電手段8に蓄電され、この発電用蓄電手段8に蓄電された電力が電力負荷(図示せず)に送給されて消費される。
次に、図2〜図5を照して、図示のモータ6について説明すると、このモータ6は、一対の磁石回転体、即ち第1及び第2磁石回転体26,28を備え、かかる第1及び第2磁石回転体26,28が回転軸25に一体的に回動するように固定されている。第1磁石回転体26の周縁部には周方向に間隔をおいて複数の永久磁石30、即ち第1〜第4永久磁石30a,30b,30c,30dが配設され、これら第1〜第4永久磁石30a〜30dは90度の等間隔をおいて配設されている。また、第2磁石回転体28の周縁部には周方向に間隔をおいて複数の永久磁石32、即ち第1〜第4永久磁石32a,32b,32c,32dが配設され、これら第1〜第4永久磁石32a〜32dは90度の等間隔をおいて配設されており、第2磁石回転体28の第1〜第4永久磁石32a〜32dは、第1磁石回転体26の第1〜第4永久磁石30a〜30dと周方向に一致するように、換言すると回転軸25の軸方向に重なるように配設されている。
第1磁石回転第26の第1〜第4永久磁石30a〜30d及び第2磁石回転体28の第1〜第4永久磁石32a〜32dは、図4及び図5に示すように、プレート状の永久磁石から構成し、これらプレート状の永久磁石を所定角度傾斜して配設するのが好ましい。
このモータ6は、図2に示すように、第1及び第2磁石回転体26,28を収容するためのモータハウジング34を備え、このモータハウジング34の両側壁36,38に回転軸25の両端部が軸受部材40,42を介して回転自在に支持されている。回転軸25の一端側は側壁38を貫通して外方に延び、この回転軸25の突出端部がモータ6の出力部14として機能し、かかる出力部14に駆動プーリ20が取り付けられる。
第1磁石回転体26においては、例えば、図4に示すように、第1〜第4永久磁石30a〜30dの外面側がN極に着磁され、それらの内面側がS極に着磁される。また、第2磁石回転体28においては、例えば、図5に示すように、第1〜第4永久磁石32a〜32dの外面側がS極に着磁され、それらの内面側がN極に着磁される。尚、上述とは反対に、第1磁石回転体26の第1〜第4永久磁石30a〜30dの外面側をS極に、それらの内面側をN極に着磁し、また第2磁石回転体28の第1〜第4永久磁石32a〜32dの外面側をN極に、それらの内面側をS極に着磁するようにしてもよい。
図2及び図4を参照して、第1磁石回転体26(第1〜第4永久磁石30a〜30d)に対して径方向に対向して複数(この実施形態では、4つ)の電磁コイル手段44、即ち第1〜第4電磁コイル手段44a〜44dが配設され、これら第1〜第4電磁コイル手段44a〜44dは、第1磁石回転体26の第1〜第4永久磁石30a〜30dに対応して配設され、図4に示すように、例えば第1永久磁石30aが第1電磁コイル手段44aに対向する角度位置にあるときには、第2〜第4永久磁石30b〜30dは、第2〜第4電磁コイル手段44b〜44dに対向するようになる。
また、図2及び図5を参照して、第2磁石回転体28(第1〜第4永久磁石32a〜32d)に対して径方向に対向して複数(この実施形態では、4つ)の電磁コイル手段48、即ち第1〜第4電磁コイル手段48a〜48dが配設され、これら第1〜第4電磁コイル手段48a〜44dは、第2磁石回転体28の第1〜第4永久磁石32a〜32dに対応して配設され、図5に示すように、例えば第1永久磁石32aが第2電磁コイル手段48aに対向する角度位置にあるときには、第2〜第4永久磁石32b〜32dは、第2〜第4電磁コイル手段48b〜48dに対向するようになる。
第1磁石回転体26に対向する第1〜第4電磁コイル手段44a〜44dは、図4に示すように、第1〜第4鉄心50a〜50dと、これら第1〜第4鉄心50a〜50dに巻かれた第1〜第4コイル52a〜52dを備え、かかる第1〜第4コイル52a〜52dは、後述するように駆動直流電流が送給されたときに、第1〜第4鉄心50a〜50dの先端部がN極となるように巻かれている。従って、駆動直流電流が送給されると、第1〜第4電磁コイル手段44a〜44dのN極と第1磁石回転体26側の第1〜第4永久磁石30a〜30dの磁気的反発作用によって、この第1磁石回転体26は、矢印で示す方向に回転駆動される。尚、第1〜第4永久磁石30a〜30dの外面側がS極に着磁されている場合、第1〜第4電磁コイル手段44a〜44d(第1〜第4鉄心50a〜50d)の先端部はS極となるように第1〜第4コイル52a〜52dが巻かれる。
また、第2磁石回転体28に対向する第1〜第4電磁コイル手段48a〜48dは、図5に示すように、第1〜第4鉄心54a〜54dと、これら第1〜第4鉄心54a〜54dに巻かれた第1〜第4コイル56a〜56dを備え、かかる第1〜第4コイル56a〜56dは、後述するように駆動直流電流が送給されたときに、第1〜第4鉄心54a〜54dの先端部がS極となるように巻かれている。従って、駆動直流電流が送給されると、第1〜第4電磁コイル手段48a〜48dのS極と第2磁石回転体28側の第1〜第4永久磁石32a〜32dの磁気的反発作用によって、この第2磁石回転体28は、矢印で示す方向に回転駆動される。尚、第1〜第4永久磁石32a〜32dの外面側がN極に着磁されている場合、第1〜第4電磁コイル手段48a〜48d(第1〜第4鉄心54a〜54d)の先端部はN極となるように第1〜第4コイル56a〜56dが巻かれる。
この実施形態では、図2に示すように、第1磁石回転体26に対向する第1〜第4電磁コイル手段44a〜44dの第1〜第4鉄心50a〜50dと第2磁石回転体28に対向する第1〜第4電磁コイル手段48a〜48dの第1〜第4鉄心54a〜54dとは第1〜第4磁性部材58a〜58dにより接続され、このように構成することにより、第1〜第4磁性コイル手段44a〜44d,48a〜48dの磁力を強くすることができる。
尚、第1〜第4電磁コイル手段44a〜44d,48a,48dの第1〜第4鉄心50a〜50d,54a〜54dをU字状の鉄心から構成するようにしてもよく、このように構成した場合、U字状鉄心の一方側が一方の第1〜第4鉄心50a〜50dとして機能し、このU字状鉄心の他方側が他方の第1〜第4鉄心54a〜54dとして機能する。
この実施形態では、図2及び図3に示すように、第1磁石回転体26と第2磁石回転体28との間に角度位置検知手段60が配設されている。図示の角度位置検知手段60は、回転軸25に固定されたモード切替円板62と、このモード切替円板62の第1及び第2領域を検知するための領域検知手段64とを備えている。モード切替円板62には、第1磁石回転体26(第2磁石回転体28)の第1〜第4永久磁石30a〜30d(32a〜32d)に対応して周方向に間隔をおいて第1領域が設けられ、そして、これら第1領域の間に第2領域が設けられている。例えば、第1領域と第2領域が周方向に45度の等間隔をおいて交互に設けられる。
角度位置検知手段60は、例えばフォトセンサ(「フォトインタラプタ」とも称される)から構成され、モード切替円板62を挟んで片側に発光素子(図示せず)が配設され、他側に受光素子(図示せず)が配設される。このことに関連して、モード切り替え円板62は、例えば、透明乃至乃至半透明のプラスチック材料から形成され、第1領域では透明乃至半透明の状態が保たれ、発光素子からの光が受光素子に受光されるようになり、一方第2領域では黒色などに塗られ、発光素子からの光が受光素子に到達しないようになる。
この角度位置検知手段60のモード切替円板62として、例えば第1領域にスリット開口(図示せず)を設けたものを用いるようにしてもよく、この場合、第1領域が通過するときには発光素子(図示せず)からの光がスリット開口をとして受光素子(図示せず)に受光されるが、第2領域が通過するときには発光素子からの光がモード切替円板により遮られて受光素子に到達することはない。
この角度位置検知手段60のモード切替円板として、例えば第1領域の外周部に径方向外方に突出するカム作用突部(図示せず)を設けたものを用い、領域検知手段64として、例えば機械式マイクロスイッチ(図示せず)を用いるようにしてもよく、この場合、第1領域が通過するときにはモード切替円板60のカム作用突部がマイクロスイッチに作用して押圧する(ON状態となる)が、第2領域が通過するときにはモード切替円板60がマイクロスイッチに作用することはない(OFF状態となる)。
この実施形態では、モード切替円板62が第1磁石回転体26と第2磁石回転体28との間に配設されているが、このような構成に代えて、このモード切替円板62を第1磁石回転体26の外側に配設するようにしてもよく、或いは第2磁石回転体28の外側に配設するようにしてもよい。
このモータ6は、図6に示す制御回路により作動制御される。角度位置検知手段60(領域検知手段64)からの検知信号はコントローラ72に送給される。第1磁石回転体26に対向する複数の電磁コイル手段44(第1〜第4電磁コイル手段44a〜44d)のコイル52(第1〜第4コイル52a〜52d)と第2磁石回転体28に対向する複数の電磁コイル手段48(第1〜第4電磁コイル手段48a〜48d)のコイル56(第1〜第4コイル56a〜56d)は電気的に直列に接続され、これら電磁コイル手段44(44a〜44d),48(48a〜48d)が直流電源74に電気的に接続されている。
この直流電源74に電気的に並列に回生用蓄電手段76が配設されている。この回生用蓄電手段76は、第1磁石回転体26と対向する電磁コイル手段44(44a〜44d)及び第2磁石回転体28と対向する電磁コイル手段48(48a〜48d)に発生する回生エネルギーを蓄え、このような回生用蓄電手段76としては、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリなどを用いることができる。
この実施形態では、例えば、直流電源74と回生用蓄電手段76との間に第1スイッチ手段78が配設され、回生用蓄電手段76と複数の電磁コイル手段44(44a〜44d),48(48a〜48d)との間に第2スイッチ手段80が設けられ、また直流電源74と第1スイッチ手段78との間にメインスイッチ81が配設されている。更に、第1スイッチ手段78と回生用蓄電手段76との間にダイオード82が配設されている。
第1及び第2スイッチ手段78,80は、コントローラ72からの駆動信号及び回生信号により開閉制御される。この実施形態では、角度位置検知手段60の領域検知手段64がモード切替円板62の第1領域を検知するときには、領域検知手段64の発光素子(図示せず)からの光が受光素子(図示せず)に受光され、角度位置検知手段60からの検知信号(この場合、受光信号)がコントローラ72に送給される。かくすると、コントローラ72は、この検知信号(受光信号)に基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号に基づいて第1及び第2スイッチ手段78,80が閉状態(ON状態)に保持され、モータ6は駆動モードでもって稼働される。
また、角度位置検知手段60の領域検知手段64がモード切替円板62の第2領域を検知するときには、領域検知手段64の発光素子(図示せず)からの光が受光素子(図示せず)に受光されず、角度位置検知手段60からの検知信号(この場合、遮断信号)がコントローラ72に送給される。かくすると、コントローラ72は、この検知信号(遮断信号)に基づいて回生信号を生成し、この回生信号に基づいて第1スイッチ手段78が開状態(OFF状態)に保持されるとともに、第2スイッチ手段80が閉状態(ON状態)に保持され、モータ6は回生モードでもって稼働される。
次に、主として図6及び図7を参照して、上述したモータ6及びこれを備えた発電システム2の動作について説明する。発電システム2を稼働させるには、メインスイッチ81を押圧して閉状態(ON状態)にする。かくすると、角度位置検知手段60の領域検知手段64がモード切替円板62の第1領域を検知し(第1及び第2磁石回転体26,28が停止した状態では、例えば図4及び図5に示す角度位置の状態で停止する)、角度位置検知手段60からの検知信号(受光信号)がコントローラ72に送給される。
このように検知信号が送給されると、コントローラ72は、この検知信号(受光信号)に基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号に基づいて第1及び第2スイッチ手段78,80が閉状態(ON状態)に保持され、モータ6は駆動モードでもって稼働される。
この駆動モードにおいては、直流電源74からの駆動直流電流がメインスイッチ81並びに第1及び第2スイッチ手段78,80を通して第1磁石回転体26と対向する複数の電磁コイル手段44(第1〜第4電磁コイル手段44a〜44d)及び第2磁石回転体28と対向する複数の電磁コイル手段48(第1〜第4電磁コイル手段48a〜48d)に送給される。このとき、回生用蓄電手段76に充分な電力(後述する回生エネルギー)が蓄電されていると、回生用蓄電手段からの直流電流がダイオード82及び第2スイッチ手段80を通して複数の電磁コイル手段44,48に駆動直流電流として送給される。
このようにして複数の電磁コイル手段44(44a〜44d)に駆動直流電流が流れると、これら電磁コイル手段44(44a〜44d)の鉄心50(50a〜50d)の先端側がN極となり、かかる電磁コイル手段44(44a〜44d)と第1磁石回転体26の複数の永久磁石30(30a〜30d)との間に磁気的反発力が作用し、また複数の電磁コイル手段48(48a〜48d)に駆動直流電流が流れると、これら電磁コイル手段48(48a〜48d)の鉄心54(54a〜54d)の先端側がS極となり、かかる電磁コイル手段48(48a〜48d)と第2磁石回転体28の複数の永久磁石32(32a〜32d)との間に磁気的反発力が作用し、これら磁気的反発力により第1及び第2磁石回転体26,28が矢印(図4及び図5参照)で示す方向に回転駆動される。
そして、第1及び第2磁石回転体26,28が回転して角度位置検知手段60の領域検知手段64がモード切替円板62の第2領域を検知すると、角度位置検知手段60からの検知信号(遮断信号)がコントローラ72に送給される。
このように検知信号が送給されると、コントローラ72は、この検知信号(遮断信号)に基づいて回生信号を生成し、この回生信号に基づいて第1スイッチ手段78が開状態(OFF状態)になる一方、第2スイッチ手段80が閉状態(ON状態)に維持され、モータ6は回生モードでもって稼働される。
この回生モードにおいては、直流電源74からの駆動直流電流の供給が停止し、第1及び第2磁石回転体26,28は慣性でもって矢印で示す方向に回動する。このとき、第1及び第2磁石回転体26,28の複数の永久磁石30(30a〜30d),32(32a〜32d)が矢印で示す方向に移動するので、これら永久磁石30(30a〜30d),32(32a〜32d)からの磁束が複数の電磁コイル手段44(44a〜44d),48(48a〜48d)を通って変化し、このような磁束の変化によって、複数の電磁コイル手段44(44a〜44d),48(48a〜48d)に回生エネルギーが発生し、発生した回生エネルギーは、回生用蓄電手段76に流れて蓄電される。
このように領域検知手段64がモード切替円板62の第1領域を検知したときには駆動モードとなって第1及び第2磁石回転体26,28が回転駆動され、この領域検知手段64がモード切替円板62の第2領域を検知したときには回生モードとなって回生エネルギーの回生用蓄電手段76への蓄電が行われ、そして、蓄電された回生エネルギー(蓄電電力)は駆動モードにおける駆動直流電流の一部として用いるので、モータ6を高効率d絵回転駆動することができる。
このように回転されるモータ6の回転駆動力は、図1に示すように、駆動伝達手段18(駆動プーリ20、伝達ベルト24及び伝達プーリ22)を介して発電機4に伝達され、この発電機4の作動により発電が行われ、発電機にて発電された発電電力は発電用蓄電手段8に蓄電される。
尚、この実施形態では、発電機4からの発電電力を発電用蓄電手段8に蓄電し、発電用蓄電手段8に蓄電された電力を電力負荷(図示せず)に送給して消費するようにしているが、この発電用蓄電手段8を省略し、発電機4からの発電電力を電力負荷に直接的に送給して消費するようにしてもよい。
以上、本発明に従うモータ及びこれを用いた発電システムの一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。
例えば、図示の実施形態では、磁石回転体(第1及び第2磁石回転体26,28)を二つ備えた形態のモータに適用して説明した、このような形態のものに限定されず、磁石回転体を一つ又は3つ以上備えた形態のものにも同様に適用することができる。
また、例えば、図示の実施形態では、第1及び第2磁石回転に4個の永久磁石を設けているが、このような構成に限定されず、このような永久磁石を適宜の数、例えば2個又は3個、或いは5個以上設けるようにしてもよい。
2 発電システム
4 発電機
6 モータ
8 発電用蓄電手段
18 駆動伝達手段
26,28 磁石回転体
30,30a〜30d,32,32a〜32d 永久磁石
44,44a〜44d,48,48a〜48d 電磁コイル手段
50,50a〜50d,54,54a〜54d 鉄心
52,52a〜52d,56,56a〜56d コイル
60 角度位置検知手段
62 モード切替円板
64 領域検知手段
72 コントローラ
76 回生用蓄電手段





Claims (4)

  1. 周縁部に間隔をおいて配設された複数の永久磁石を有する磁石回転体と、前記磁石回転体に対して径方向に対向して配設された複数の電磁コイル手段と、駆動直流電流を供給する直流電源と、前記直流電源からの駆動直流電流の供給を制御するためのコントローラと、回生エネルギーを蓄えるための回生用蓄電手段とを備えており、
    前記複数の電磁コイル手段は、前記磁石回転体の前記複数の永久磁石に対応して配設され、前記磁石回転体は、前記複数の電磁コイル手段に対して回転自在に支持されており、
    前記コントローラは、前記磁石回転体を駆動する駆動モードと、前記複数の電磁コイル手段に回生エネルギーを発生させる回生モードとに切り替えるように構成されており、
    前記駆動モードにおいては、前記直流電源からの駆動直流電流が前記複数の電磁コイル手段に供給されて励磁され、前記複数の電磁コイル手段と前記磁石回転体の前記複数の永久磁石との磁気的反発作用により、前記磁石回転体が所定方向に回動され、また前記回生モードにおいては、前記直流電源からの駆動直流電流の供給が停止され、前記磁石回転体の前記複数の永久磁石が前記所定方向に回動することにより、前記複数の電磁コイル手段に回生エネルギーが発生し、
    前記回生用蓄電手段は、前記回生モードにおいて前記複数の電磁コイル手段に発生する回生エネルギーを蓄え、前記駆動モードにおいて蓄えた回生エネルギーを前記複数の電磁コイル手段に直流駆動電流の一部として供給することを特徴とするモータ。
  2. 前記磁石回転体に関連して、前記磁石回転体の回転角度位置を検知するための角度位置検知手段が設けられ、前記角度位置検知手段は、第1領域と第2領域とが周方向に交互に配設されたモード切替円板と、前記モード切替円板の前記第1及び第2領域を検知するための領域検知手段とから構成され、前記コントローラは、前記領域検知手段が前記モード切替円板の前記第1領域を検知したときに前記駆動モードに切り替え、前記領域検知手段が前記モード切替円板の前記第2領域を検知したときに前記回生モードに切り替えることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
  3. 請求項1又は2に記載のモータと、発電を行う発電機と、前記発電機により発生した発電電力を蓄える発電用蓄電手段とを備え、前記モータの出力部と前記発電機の入力部とが駆動伝達手段を介して駆動連結され、前記モータの前記出力部からの駆動力が前記駆動伝達手段を介して前記発電機に伝達され、前記発電機にて生成された発電電力が前記発電用蓄電手段に蓄えられることを特徴とする発電システム。
  4. 前記モータの複数の電磁コイル手段は電気的に直列に接続されて前記モータの直流電源に電気的に接続され、前記モータの回生用蓄電手段は前記直流電源に対して電気的に並列に接続され、前記直流電源と前記回生用蓄電手段との間に第1スイッチ手段が配設され、前記回生用蓄電手段と前記複数の電磁コイル手段との間に第2スイッチ手段が配設され、駆動モードにおいては前記第1及び第2スイッチ手段が電気的に導通状態に保持され、回生モードにおいては前記第1スイッチ手段が電気的に非導通状態に保持され、前記第2スイッチ手段が電気的に導通状態に保持されることを特徴とする請求項3に記載の充電システム。







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