JP2022087897A - 回転装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)回転体と、
第1のコア及び第2のコアと、前記第1のコアに巻かれた前記回転体の駆動用の駆動コイルと、前記第2のコアに巻かれた充電コイルと、前記第1のコアと第2のコアを磁気的に連結する連結部と、を備えた複数個のコイルユニットと、
前記コイルユニットの駆動コイルに電流を流して、前記第1のコアに電磁石を形成するための電源装置と、
S極とN極を有する複数個の永久磁石であって、前記回転体に備えられ、電磁石が形成された前記第1のコアと前記S極またはN極からなる駆動用磁極との間で作用して、前記回転体の回転駆動力を発生させ、前記回転駆動力が発生して回転体が回転したときに、前記コイルユニットにおける前記充電コイルと前記駆動用磁極とは異なる極性の充電用磁極との間で作用して、充電コイルに誘導起電力を生じさせる複数個の永久磁石と、
を備え、
前記充電コイルに生じた誘導起電力に基づく電力を前記電源装置に還元すると共に、誘導起電力に基づく電流が充電コイルに流れることにより前記第2のコアに発生した磁束を、前記連結部を介して前記第1のコアに導くことによって、前記第1のコアと前記永久磁石の間に回転体に対する補助的な回転駆動力を発生させ、
前記第1のコアに電磁石を形成する際に駆動コイルに流す電流によって前記第1のコアに発生した磁束を、前記連結部を介して前記第2のコアに導くことによって、前記充電コイルに補助的な誘導起電力を生じさせることを特徴とする回転装置。
(2)前記回転体は回転プレートであり、前記永久磁石は、それぞれ前記回転プレートの半径方向の2カ所の位置において、周方向に間隔を開けて環状に配設されており、
前記コイルユニットは、それらの各駆動コイルが、前記回転プレートの一方の環状配置の永久磁石の駆動用磁極に対向し、各充電コイルが、前記回転プレートの他方の環状配置の永久磁石の充電用磁極に対向するように配置されている前項(1)に記載の回転装置。
(3)前記永久磁石は、駆動用磁極が前記回転プレートの厚さ方向の一面に現れ、充電用磁極が厚さ方向の他面に現れるように配置され、前記コイルユニットは、前記回転プレートの厚さ方向の両側に配置されている前項(2)に記載の回転装置。
(4)前記コイルユニットは、前記回転プレートの回転軸心を中心として点対称位置に複数対配置されており、点対称のコイルユニット同士が同期して動作する前項(2)または(3)に記載の回転装置。
(5)全ての前記コイルユニットが同一のタイミングで永久磁石に正対しないように、コイルユニットの周方向の間隔と永久磁石の周方向の間隔が非同期に設定されることにより、前記回転プレートの回転駆動力を連続的に発生可能となされている前項(2)~(4)のいずれかに記載の回転装置。
(6)前記コイルユニットにおける前記第1のコアの前記回転体側の端部に、前記永久磁石の駆動用磁極と反発する態様で、反発用永久磁石が備えられている前項(1)~(5)のいずれかに記載の回転装置。
(7)前記充電コイルの前記回転体側の端部の位置は、前記第2のコアの前記回転体側の端部の位置よりも回転体側に突出している前項(1)~(6)のいずれかに記載の回転装置。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の一実施形態に係る回転装置の概略構成を示す正面断面図、図2は同じく側面断面図である。
[第2の実施形態]
図14はこの発明の第2の実施形態を示すもので、図14(A)は回転プレート10における磁石ユニットの配置状態の一部を示す正面図、同図(B)はコイルユニット40の断面図である。この実施形態では、第1の実施形態に較べて、外側の永久磁石帯200の磁石ユニット20に加え新たな磁石ユニット22が配置され、内側の永久磁石帯300の磁石ユニット30に加え新たな磁石ユニット32が配置されており、磁石ユニットの数が増加している。
[第3の実施形態]
図15はこの発明の第3の実施形態を示すもので、回転プレート10における磁石ユニットの配置状態の一部を示す正面図である。この実施形態では、第1の実施形態に較べて、外側の永久磁石帯200の磁石ユニット20に加え新たな磁石ユニット22が配置されており、外側の永久磁石帯200の磁石ユニットの数が増加している。
[第4の実施形態]
図16(A)はこの発明の他の実施形態を示す要部の正面図、同図(B)は回転プレート10を断面で示す要部の側断面図である。この実施形態では、コイルユニット40は、第1のコア411と第2のコア412が、回転プレート10の厚さ方向の両側から対向できるように間隔を開けて配置され、第1のコア411と第2のコア412の回転プレート10と反対側の端部同士を、下向きコ字形の連結部413で連結すると共に、第1のコア411に駆動コイル42が、第2のコア412に充電コイル43が、それぞれ巻回されている。第1のコア411、第2のコア412及び連結部413の材料は、第1実施形態における第1のコア411、第2のコア412及び連結部413の材料と同じである。
[第5の実施形態]
図17は、この発明のさらに他の実施形態を示すもので、回転装置1の側断面図である。この実施形態では、回転プレート10の回転を補助するために、回転プレート10の回転軸11は例えばDCモータ等のモータ60に連結されている。このモータ60により、特に回転始動時に回転プレート10をスムーズに回転起動させることができる。なお、回転プレート10の回転起動後もモータ60を継続駆動すると、モータ60の回転速度と回転プレート10の回転速度がほぼ同期した状態では、モータ60の消費電力はゼロに近くなる。回転プレート10の回転軸11に大きな負荷が加わったときには、モータ60と回転装置1とで負荷を分担すれば良い。
2 筐体
2a 側板
10 回転プレート
11 回転軸
200、300 永久磁石帯
20、22、30、32 磁石ユニット
21、23、31、33 永久磁石
40、40a、40b、40c コイルユニット
41 コア部
42 駆動コイル
42a 磁束
43 充電コイル
43a 磁束
44 反発用永久磁石
44a 磁束
50 電源装置
51 駆動回路
52 充電回路
53 電源
411、411a、411b、411c 第1のコア
412 第2のコア
413 連結部
Claims (7)
- 回転体と、
第1のコア及び第2のコアと、前記第1のコアに巻かれた前記回転体の駆動用の駆動コイルと、前記第2のコアに巻かれた充電コイルと、前記第1のコアと第2のコアを磁気的に連結する連結部と、を備えた複数個のコイルユニットと、
前記コイルユニットの駆動コイルに電流を流して、前記第1のコアに電磁石を形成するための電源装置と、
S極とN極を有する複数個の永久磁石であって、前記回転体に備えられ、電磁石が形成された前記第1のコアと前記S極またはN極からなる駆動用磁極との間で作用して、前記回転体の回転駆動力を発生させ、前記回転駆動力が発生して回転体が回転したときに、前記コイルユニットにおける前記充電コイルと前記駆動用磁極とは異なる極性の充電用磁極との間で作用して、充電コイルに誘導起電力を生じさせる複数個の永久磁石と、
を備え、
前記充電コイルに生じた誘導起電力に基づく電力を前記電源装置に還元すると共に、誘導起電力に基づく電流が充電コイルに流れることにより前記第2のコアに発生した磁束を、前記連結部を介して前記第1のコアに導くことによって、前記第1のコアと前記永久磁石の間に回転体に対する補助的な回転駆動力を発生させ、
前記第1のコアに電磁石を形成する際に駆動コイルに流す電流によって前記第1のコアに発生した磁束を、前記連結部を介して前記第2のコアに導くことによって、前記充電コイルに補助的な誘導起電力を生じさせることを特徴とする回転装置。 - 前記回転体は回転プレートであり、前記永久磁石は、それぞれ前記回転プレートの半径方向の2カ所の位置において、周方向に間隔を開けて環状に配設されており、
前記コイルユニットは、それらの各駆動コイルが、前記回転プレートの一方の環状配置の永久磁石の駆動用磁極に対向し、各充電コイルが、前記回転プレートの他方の環状配置の永久磁石の充電用磁極に対向するように配置されている請求項1に記載の回転装置。 - 前記永久磁石は、駆動用磁極が前記回転プレートの厚さ方向の一面に現れ、充電用磁極が厚さ方向の他面に現れるように配置され、前記コイルユニットは、前記回転プレートの厚さ方向の両側に配置されている請求項2に記載の回転装置。
- 前記コイルユニットは、前記回転プレートの回転軸心を中心として点対称位置に複数対配置されており、点対称のコイルユニット同士が同期して動作する請求項2または3に記載の回転装置。
- 全ての前記コイルユニットが同一のタイミングで永久磁石に正対しないように、コイルユニットの周方向の間隔と永久磁石の周方向の間隔が非同期に設定されることにより、前記回転プレートの回転駆動力を連続的に発生可能となされている請求項2~4のいずれかに記載の回転装置。
- 前記コイルユニットにおける前記第1のコアの前記回転体側の端部に、前記永久磁石の駆動用磁極と反発する態様で、反発用永久磁石が備えられている請求項1~5のいずれかに記載の回転装置。
- 前記充電コイルの前記回転体側の端部の位置は、前記第2のコアの前記回転体側の端部の位置よりも回転体側に突出している請求項1~6のいずれかに記載の回転装置。
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