JP2616818B2 - 無段変速型誘導電動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転力を発生する回転体の回転数（回転速
度）を無段階に変更可能とした誘導電動機に関する。

（従来技術と課題） 従来、回転力を発生する回転体、いわゆる出力軸の回
転数を変更可能とした電動機として、例えば、減速ギヤ
を組み合わせ一体構造にした交流ギヤードモータがある
が、このギヤードモータは始動停止の頻度が多いと、出
力軸の慣性が大きいためにギヤー歯車に衝撃が繰返し加
わり、ギヤーの寿命が短かくなって高い頻度でギヤーを
取替える必要があり、しかも、出力軸の回転数を無段階
に変更することができないなどの問題があった。

本発明は上記の事情に鑑がみてなされたもので、ギヤ
ーを用いることなく出力軸の回転数を変更することがで
きる上に、その回転数の変更が無段階である誘導電動機
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の無段変速型誘導電
動機は、回転可能に設けた回転力発生用回転体に、磁性
を有するとともに円板状を成しかつその中心を中心とす
る放射格子状を成す電気伝導部材をその表面に埋設した
回転子導体を、前記回転体に同心させて装着し、さらに
複数の固定子を、前記回転子導体の電気伝導部材埋設側
と所要の間隔をおいて対向させるとともに回転子導体の
中心を中心にして放射状に配置し、かつ回転子導体の半
径方向に移動調整可能に設けたものである。

（作 用） このように構成された無段変速型誘導電動機は、複数
の固定子に交流電流を流すと、回転体がいわゆるリニア
モータの原理および環状に形成されたリニアモータの可
動子に相当する回転子導体を介して回転されることにな
る。そして、固定子の位置を回転子導体の半径方向に変
移させて回転子導体の角速度を小さくあるいは大きくす
ることにより、回転体の回転数を任意の大きさに変える
ことができる。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明すると、図中
（１）はフレームで、該フレーム（１）の中央部には縦
支持軸（２）が軸受（３）（３）を介して回転自在に設
けられている。また、該縦支持軸（２）の上部には円盤
状の回転体（４）が中心部にて固着され、該回転体
（４）の下面にはリニア誘導モータの可動子に相当する
ドーナツ円板状の回転子導体（５）が装着されている。
そして、該回転子導体（５）は、磁性を有する材料で成
り、かつ、第３図に示すように縦支持軸（２）を中心と
した放射格子状を成すとともに第２図に示すように回転
子導体（５）の下面に刻設した角溝（６）にて電気伝導
部材（７）が埋設され、これにより回転子導体（５）の
下面には多数の電気閉回路が形成される。この多数の電
気閉回路は数珠状に連って環状を成すとともに、この環
状を成したものは相互に同心し、さらに外側に位置する
ものほど横方向（回転子導体（５）の円周方向）に長く
なる形状を成している。なお、電気伝導部材（７）の環
部分を３個以上設けることにより、いわゆるハイスリッ
プ特性にならないようにすることが可能である。また、
第１図に示すように、フレーム（１）の上部には縦支持
軸（２）を中心にして放射状に指向する複数の送りねじ
軸（８）（８）が回転自在に支持され、各送りねじ軸
（８）には可動部材（９）がナット（10）を介して装着
されており、該可動部材（９）はフレーム（１）に形成
した溝（図示せず）に係合されている。

また、各送りねじ軸（８）の一端には、フレーム
（１）に固定したエンコーダ（11）付サーボモータ（1
2）の出力軸が連結されていて、各可動部材（９）は、
サーボモータ（12）の正逆回転駆動により送りねじ軸
（８）を介して回転子導体（５）の半径方向と移動可能
に構成されている。そして、各可動部材（９）上には、
リニア誘導モータの固定子の機能を備えた固定子（13）
が固着されており、該固定子（13）は、上向きの歯を多
数形成するとともに水平方向に少しずつ長くなる電磁鋼
板を積層して成る鉄心（14）と、該鉄心（14）のスロッ
トに巻装されたコイル（15）（15）とで構成されてお
り、該コイル（15）は磁束を発生させるべく２相または
３相の交流電源に接続されている。

次にこのように構成された装置の作用について説明す
ると、あらかじめサーボモータ（12）を駆動して複数の
固定子（13）（13）を可動部材（９）（９）を介して縦
支持軸（２）から等距離の位置に移動調整しておく。こ
の状態の下に固定子（13）（13）に交流電流を流すと、
鉄心（14）（14）に縦回転軸（２）を中心として回転進
行する磁界が形成されるとともに、鉄心（14）（14）か
ら発生する磁束が回転子導体（５）により切られ、これ
により多数の電気閉回路を形成する電気伝導部材（７）
における、固定子（13）（13）と対向する電気閉回路部
分を主にしてうず電流が流れ、この結果、回転子導体
（５）には水平方向に向く力が発生して回転体（４）は
縦支持軸（２）を中心にして水平回転せしめられる。一
方、回転体（４）の回転数を変更する場合には、サーボ
モータ（12）（12）を駆動して固定子（13）（13）の縦
支持軸（２）からの距離を変える。ところで、固定子
（13）（13）により回転される回転子導体（５）の円周
方向の速度が一定であるため、回転子導体（５）の角速
度は固定子（13）（13）の縦支持軸（２）からの距離に
反比例する。したがって、固定子（13）（13）の縦回転
軸（２）からの距離を長くするほど回転体（４）の回転
数を少なくすることができる。

なお、上記の実施例では回転体（４）は水平面内で回
転可能とされているが、垂直面内で回転させるようにし
てもよい。また、回転子導体（５）は回転体（４）の下
面に装着してあるが、回転体（４）の上面に装着しても
よく、この場合、中心部に孔を有するドーナツ状にしな
くともよい。そして、回転子導体（５）を回転体（４）
の上面に装着した場合には固定子（13）（13）は回転子
導体（５）の上方に配設されるのはもちろんである。さ
らになお、固定子（13）（13）の移動手段はナット・ね
じ機構に限定されるものではなく、高精度に移動させる
ことが可能なものならどんな装置でもよい。また、回転
体（４）は円盤状を成しているが、回転子導体（５）の
取付用円盤部を一体的に形成した段付丸棒体でもよい。
また、フレーム（１）は、上述した他の実施例の構造に
合わせて適宜変更されるものである。

（発明の効果） 以上の説明からも明らかなように本発明によれば固定
子（13）（13）に供給する交流電流のサイクル数や電流
の大きさを変更することなく、固定子（13）（13）の位
置を変更するだけで、回転体（４）の回転数を無段階に
変えることができるなどの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は一部切欠断面
正面図、第２図は可動子導体の縦断面図、第３図は第２
図の下面図、第４図は固定子の側面図、第５図は第４図
の平面図である。 （１）：フレーム、（４）：回転体 （５）：回転子導体、（７）：電気伝導部材 （13）：固定子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能に保持された回転体と；該回転体
   に該回転体と同心して装着され、かつ磁性を有する円板
   状を成すとともにその回転中心を中心とする放射格子状
   を成す電気伝導部材をその表面に埋設した回転子導体
   と；該回転子導体の電気伝導部材埋設側と所要の間隔を
   おいて対向するとともに該回転子導体の回転中心を中心
   にして放射状に配置され、かつ前記回転子導体の半径方
   向に移動調整可能に設けられた複数の可動型固定子と；
   を具備したことを特徴とする無段変速型誘導電動機。