JP3057913U

JP3057913U - 永久磁石直流モーター

Info

Publication number: JP3057913U
Application number: JP1998007355U
Authority: JP
Inventors: 譽燕王; 壽美林
Original assignee: 譽燕王; 林壽美
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 1999-06-08
Anticipated expiration: 2004-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁コイルの使用率を高め、回転力の大きい
出力特性を有する振動とデッドスペースが発生しない永
久磁石直流モーターを提供する。【解決手段】心棒１上に第一電気磁石セット３、永久
磁石セット２、第二電気磁石セット４を組み込み、永久
磁石セット２に永久磁石鋼２１を設ける。永久磁石鋼２
２１を永久磁石セット２上の中心から同距離で等間隔に
固定する。永久磁石鋼２１の磁気と心棒１の向きは平行
で、隣り合う永久磁石鋼２１の磁気方向を反対にする。
第一、第二電気磁石セット３，４は永久磁石セット２の
両側に平行に設置する。永久磁石セット２は第一、第二
電気磁石セット３，４に対応して回転する。第一、第二
電気磁石セット３，４上に第一、第二電磁区３１，４１
を設ける。相対応する第一、第二電磁区３１，４１を交
互に設置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は無鉄芯、無ブラシの軸向き磁場の永久磁石直流モーターに関し、特に中低速の回転、大回転力、高効率の無鉄芯、無ブラシの軸向き磁場の永久磁石直流モーターに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の無鉄芯、無ブラシの軸向き磁場の永久磁石直流モーターは、ほとんどが単面式の巻線（コイル或いは印刷電気回路を含む）で単面式の軸向磁場を形成する。一般的に２相４線式４状態電子換相コントロールシステムを採用して、１８０°の位相差で直流電流を変換する。しかし、従来の単面式巻線はただ軸方向へ単面の感応磁場を形成するだけなので、ローターと固定子は単面だけの力の作用を受ける。そのため受ける力は均等でなく運転がスムーズでない。また、１８０ °の大きい位相差は直流電流を換相するのに用い、単面式巻線の電磁力量は永久磁石の斥けあう位置に対して巻線の半分だけを使用する。使用率はたったの５０％だけのため、回転力には限界がある。また１８０°の大きい位相差と大きい回転力を出力するとき、特定の角度がデッドゾーンを形成し易いため、モーターは運転ができなくなる。また回転速度が低い時に、振動する現象がよく起きる。そのため従来のものは理想的とはいえない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の主な目的は両面が均等な力を受け、運転がスムーズな無鉄芯、無ブラシの軸向き磁場の永久磁石直流モーターを提供することである。本考案のもう一つの目的は、２つの面を換相交換して電磁コイルの使用率を高め、回転力の大きい出力特性を持つ２つの面の巻線を有する無鉄芯、無ブラシの軸向き磁場の永久磁石直流モーターを提供することである。更にもう一つの目的は、振動とデッドスペースの現象が無い無鉄芯、無ブラシの軸向き磁場の永久磁石直流モーターを提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

心棒上で、その軸方向にそって順番に第一電気磁石セット、永久磁石セット、第二電気磁石セットを組み込み、永久磁石セットには複数の永久磁石鋼を設ける。永久磁石鋼を永久磁石セット上の中心から同じ距離のところで、周りを囲むよう等間隔に固定する。永久磁石鋼の磁気と心棒の向きは平行で、またお互いが隣り合う２個の永久磁石鋼の磁気方向を反対にする。第一、第二電気磁石セットは永久磁石セットの両側に平行になるように設置し、第一、第二電気磁石セットはお互いに動かない。そのため永久磁石セットは第一、第二電気磁石セットに対応して回転する。第一、第二電気磁石セット上にそれぞれ永久磁石セットに対応して、同じ数量で複数個の第一、第二電磁区を設ける。隣り合う２個の第一電磁区或いは第二電磁区の感応電磁は磁気方向が反対で、磁気方向を交換することができる。相対応する第一、第二電磁区を交互に設置し、第一電磁区と第二電磁区の電磁感応位相差は９０°である。２つの面の第一、第二電気磁石セットを永久磁石セットの両側に設けることにより、永久磁石セットは両面が引き付ける力と押す力を受けて安定して運転することができる。そのため相対応する第一、第二電磁区を反対向きで交互に設置し、電磁コイルの使用率を上げる。そのため回転力が大きい特性を持ち、両面の交替換相の位相差はわずか９０°だけなので振動やデッドスペースの現象を避けることができる。本考案は心棒上に最低１つの軸受けと最低１つの入れ子を設ける。永久磁石セットは軸受け上に設置して固定する。そのため永久磁石セットは第一、第二電気磁石セットに対応して回転する。又は永久磁石セットを入れ子上に設置固定し、第一、第二電気磁石セットは軸受け上に設置固定する。そのため永久磁石セットは第一、第二電気磁石セットと相対的に回転することができる。

【０００５】

【考案の実施の形態】

図１、２に示すのは第一実施例で、心棒１を回転しない状態にして、心棒１に２個の入れ子１１と２個の軸受け１２を設ける。また心棒１の周りに、その軸方向に沿って順番に円盤状の第一電気磁石セット３、永久磁石セット２及び第二電気磁石セット４を設ける。永久磁石セット２を入れ子１１に差し込んで固定し、はめ合わせ部分２２をカバー９と組み合わせて一体とする。そのためカバー９は永久磁石セット２と一緒に心棒１の周りを回転する。本実施例のカバー９は電動自転車の車輪に使用することができる。本実施例の中で、全部で２４個の永久磁石鋼２１を等間隔で周りを囲むように永久磁石セット２上の中心からの距離が同じ所に固定し、隣り合う２個の永久磁石鋼２１のＮ極、Ｓ極はちょうど反対になるようにする。先に第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４と後ろの導電鋼３５、導電鋼４５を組み合わせて軸受け１２上に固定する。そのため第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４はお互いに固定され、永久磁石セット２は第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４に対応して回転する。

【０００６】図２に示すように、第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４を永久磁石セット２の両側面に設け、第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４上にそれぞれ２４個の区域を形成する。そのうちの１個の区域にセンサーを取り付け、その他２３個の区域をコイル式巻線で第一電磁区３１、第二電磁区４１を形成する。図３に示すように、巻線３２、４２を第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４の内側に組み入れ、その表面を絶縁材料で密封する。巻線３２、巻線４２の２端をそれぞれ違う位置の電極板３３、３４、４３、４４と接続し、電源アダプター３３１、３４１、４３１、４４１により電気を供給する。隣り合う２個の第二電磁区４１の電流方向はお互いが反対向きで、感応電磁方向は反対である。第二電磁区４１はずっと電流を磁力へ変換し、第一電磁区３１の巻線３２の状況も同じである。図３に示すのは、本考案実施例の第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４の相対設置関係である。特に重要なのは相対応する第一電磁区３１と第二電磁区４１がお互いにずれて設置され、第一電磁区３１はちょうど隣りあう２個の第二電磁区４１の間に位置する。本考案の実施例では、隣り合う２個の第二電磁区４１の相対角度は１５°である（３６０°÷２４＝１５°）。対応する第一電磁区３１はちょうど２個の第二電磁区４１の間になるように設置して、第一電磁区３１と第二電磁区４１の相対角度は僅かに７．５°だけである。図４に示すように、本考案はモーターの最も基本的な原理「フレミングの左手の法則」を使う。もし巻線４２の電流Ｉが上へ向かうと永久磁石鋼２１の磁場Ｂの影響を受けて、巻線４２は力Ｆが働く。本考案の実施例では巻線３２、４２を第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４上の心棒１と相対する所に固定して設置し、永久磁石鋼２１は力Ｆの反作用でＭ方向へ移動する。

【０００７】図５から図８に示すのは、図３のＰ−Ｐ線における断面図で、実施例の連続動作関係を説明したものである。記号◎は電流Ｉが手前へ向かうのを示し、記号× は電流Ｉが奥へ向かうのを示す。図５に示す記号Ａの永久磁石鋼２１は第一位置にあり、そのＮ極の位置は上方の第一電磁区３１に対応する。第一電磁区３１の電流方向は◎であり、前述の左手の法則により永久磁石鋼２１は力を受けて右へ移動する。永久磁石セット２が図６の第二位置まで来たときに、記号Ａ永久磁石鋼２１のＳ極の位置は下方の第二電磁区４１に対応する。第二電磁区４１の◎は電流が手前の方向へ流れるのを示し、フレミング左手の法則により永久磁石鋼２１は力の作用で右へ移動する。図７は記号Ａの永久磁石鋼２１が第三位置まで移動したときに、上方対応の第一電磁区３１はコントロール信号を受け取って換相を発生する。対応する第一電磁区３１の電流は手前に向かい、フレミング左手の法則により永久磁石鋼２１は力の作用で右へ移動する。記号Ａの永久磁石鋼２１が図８の第四位置まで来たとき、下方の対応する第二電磁区４１はコントロール信号を受け取って換相を発生する。対応する第二電磁区４１の電流方向は◎が表示するように、手前に流れて、左手の法則により永久磁石鋼２１は力の作用で右へ移動する。次の位置まで来たときに、第一電磁区３１は再び記号Ａの永久磁石鋼２１を継続して前へ移動させる。このような繰り返しにより、第一、第二電磁区３１本体の換相位相差は１８０°で、お互いの相対位相差は９０°である。このように永久磁石セット２上の永久磁石鋼２１は運転を継続することができる。図９は本考案の第二実施例で、永久磁石セット２を入れ子１１上に設けて、カバー９上にはめ込まず心棒１に合わせて回転する。第一電気磁石セット３、第二電気磁石セット４をそれぞれ永久磁石セット２両側の軸受け１２上に設ける。その他の主な構造は、第一実施例と同じであるため、上述の機能を備える心棒が１回転する所謂「回転式モーター」である。

【０００８】

【考案の効果】

第一電気磁石セット、第二電気磁石セットをそれぞれ永久磁石セットの両側に設け、永久磁石セットは両側の押す磁力と引く磁力を受けるため、安定した運転ができる。また、相対応する第一電磁区、第二電磁区を交互に設置してコイルの使用率を高め、回転力が大きい特性を持たせる。また第一電磁区、第二電磁区の換相の位相差は僅かに９０°のため、振動或いはデッドスペースが起きる現象を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す側断面図である。

【図２】第一実施例の分解斜視図である。

【図３】第一実施例の第一、第二電気磁石セットの相対
位置を示す部分破断拡大正面図である。

【図４】モーターのフレミング左手の法則を表す説明図
である。

【図５】第一実施例の連続動作の状態を説明する図３の
Ｐ−Ｐ線における断面図である。

【図６】同他の状態を説明する図３のＰ−Ｐ線における
断面図である。

【図７】同更に他の状態を説明する図３のＰ−Ｐ線にお
ける断面図である。

【図８】同他の状態を説明する図３のＰ−Ｐ線における
断面図である。

【図９】本考案の第二実施例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１心棒１１入れ子１２軸受け２永久磁石セット２１永久磁石鋼２２はめ合わせ部分３第一電気磁石セット３１第一電磁区３２巻線３３電極板３３１電源アダプター３４電極板３４１電源アダプター３５導電鋼３９センサー４第二電気磁石セット４１第二電磁区４２巻線４３電極板４３１電源アダプター４４電極板４４１電源アダプター４５導電鋼４９センサー９カバー

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】心棒上で、その軸方向にそって順番に第一
電気磁石セット、永久磁石セット、第二電気磁石セット
を平行に組み込み、永久磁石セットは複数の永久磁石鋼を有し、永久磁石鋼
を永久磁石セット上で中心から同じ距離のところに、周
りを囲むよう等間隔に固定し、永久磁石鋼の磁気と心棒の向きは平行で、互いが隣り合
う２個の永久磁石鋼の磁気方向が反対で、第一、第二電気磁石セットを永久磁石セットの両側に平
行になるように設置し、第一、第二電気磁石セットは互
いに動かない関係で、永久磁石セットは第一、第二電気
磁石セットと相対的に回転し、第一、第二電気磁石セット上にそれぞれ永久磁石セット
に対応して、同じ数量で複数個の第一、第二電磁区を設
け、隣り合う２個の第一電磁区或いは第二電磁区の感応
電磁は磁気方向が反対で、磁気方向を交換することがで
き、相対応する第一、第二電磁区を交互に設置し、第一
電磁区と第二電磁区の電磁感応位相差は９０°で、第一、第二電気磁石セットをそれぞれ永久磁石セットの
両側に設けて、永久磁石セットの両面は引き付ける力と
押す力を受け、相対応する第一、第二電磁区を反対向きで交互に設置し
て、永久磁石セットは連続して両側面が電磁力の交替感
応を受け、コイルの電磁コイルの使用率が上がり回転力
が大きくなり、第一、第二電磁区の交替換相の位相差は９０°で、振動
やデッドスペースの発生を無くす、ことを特徴とする永
久磁石直流モーター。
【請求項２】心棒上に最低１つの軸受けと最低１つの入
れ子を設け、永久磁石セットを軸受け上に設置して固
定、第一、第二電気磁石セットを軸受け上に設置して固
定する、ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石直流
モーター。
【請求項３】第一、第二電磁区の巻線がコイルである、
ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石直流モータ
ー。
【請求項４】第一、第二電磁区の巻線が印刷電気回路で
ある、ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石直流モ
ーター。