JP3174334B2 - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- magnetic
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K25/00—DC interrupter motors or generators
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
- H02K23/04—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/40—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
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- H02K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- H02K99/20—Motors
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【０００１】 技術分野 本発明はモータ等として利用できる回転電機に係り、
特に、磁気の反発力を駆動力として作動する新しい動作
原理に基づく回転電機に関するものである。
特に、磁気の反発力を駆動力として作動する新しい動作
原理に基づく回転電機に関するものである。
【０００２】 技術背景 従来一般的に知られているモータ、例えば直流モータ
あるいはブラシレス直流モータなどは、Ｎ極とＳ極の両
極性の磁極群で界磁システムを構成し、固定子と回転子
の異極性の磁極間に働く磁気の吸引力を主たる駆動力に
して回転子を回転させるというものである。 従来のモータでは、単極性の磁極群で界磁システムを
構成し、固定子と回転子の同極性の磁極間に働く磁気の
反発力を駆動力にして回転子を回転させるという動作原
理の回転電機はなかった。
あるいはブラシレス直流モータなどは、Ｎ極とＳ極の両
極性の磁極群で界磁システムを構成し、固定子と回転子
の異極性の磁極間に働く磁気の吸引力を主たる駆動力に
して回転子を回転させるというものである。 従来のモータでは、単極性の磁極群で界磁システムを
構成し、固定子と回転子の同極性の磁極間に働く磁気の
反発力を駆動力にして回転子を回転させるという動作原
理の回転電機はなかった。
【０００３】 したがって、本発明の目的は、かかる単極性の磁極群
で界磁システムを構成して、固定子と回転子の同極性が
磁極間に働く磁気の反発力を駆動力として作動する回転
電機を新たに提供することにある。
で界磁システムを構成して、固定子と回転子の同極性が
磁極間に働く磁気の反発力を駆動力として作動する回転
電機を新たに提供することにある。
【０００４】 発明の開示 上述の目的を達成するために、本発明によれば、第１
の形態として、次のような構成としてある。すなわち、 複数の外側界磁石を有する中空の外側固定子と、 前記外側固定子内に該外側固定子と同心状にかつギャ
ップを隔てて配置され、中空とされた回転子と、 複数の内側界磁石を有し、前記回転子内に該回転子と
同心状にかつギャップを隔てて配置された内側固定子
と、 を有し、 前記外側界磁石は、互いに前記外側固定子の周方向に
間隔をあけてかつ前記回転子に向くように配置されると
共に、該回転子に向かう側の所定磁極が互いに同一の極
性となるように設定され、 前記内側界磁石は、互いに前記内側固定子の周方向に
間隔をあけてかつ前記回転子に向くように配置されると
共に、該回転子に向かう側の所定磁極が互いに同一の極
性でかつ前記外側界磁石の回転子を向く側の磁極とは反
対の極性となるように設定され、 前記回転子には、鉄心に回転子巻線を巻回してなる複
数の磁極発生手段が前記界磁石の配置位置に応じて該回
転子の周方向に離間して配置され、 前記磁極発生手段は、前記外側界磁石との間にギャッ
プを隔てた外側磁極部と前記内側界磁石との間にギャッ
プを隔てた内側磁極部とが構成されて、前記回転子巻線
が励磁されたときに該各界磁石との間に磁力が作用する
ように設定され、 前記回転子巻線を所定タイミングで励磁するための励
磁手段が設けられ、 前記励磁手段は、前記磁極発生手段の外側磁極部が前
記外側界磁石の前記所定磁極の極性と同じ極性を発生し
て両者の間に磁気反発力が作用するように、かつ前記内
側磁極部が前記内側界磁石の前記所定磁極の極性と同じ
極性を発生して両者の間に磁気反発力が作用するように
前記転子巻線を励磁するものであって、該回転子巻線が
励磁されたとしたならば該回転中の該外側磁極部および
内側磁極部はその回転方向の後方側にある界磁石から受
ける磁気反発力が前方側にある界磁石から受ける磁気反
発力よりも大きいためそれらの合成力が該回転子を正転
方向に回転付勢する力となるタイミングでは該回転子巻
線を励磁し、一方、該回転子巻線が励磁されたとしたな
らば該外側磁極部、内側磁極部と界磁石との間の該磁気
反発力の関係が逆の関係になるため該回転子の正転方向
への回転が減じられるタイミングでは該回転子巻線の励
磁を停止するように構成されている、 ような構成としてある。
の形態として、次のような構成としてある。すなわち、 複数の外側界磁石を有する中空の外側固定子と、 前記外側固定子内に該外側固定子と同心状にかつギャ
ップを隔てて配置され、中空とされた回転子と、 複数の内側界磁石を有し、前記回転子内に該回転子と
同心状にかつギャップを隔てて配置された内側固定子
と、 を有し、 前記外側界磁石は、互いに前記外側固定子の周方向に
間隔をあけてかつ前記回転子に向くように配置されると
共に、該回転子に向かう側の所定磁極が互いに同一の極
性となるように設定され、 前記内側界磁石は、互いに前記内側固定子の周方向に
間隔をあけてかつ前記回転子に向くように配置されると
共に、該回転子に向かう側の所定磁極が互いに同一の極
性でかつ前記外側界磁石の回転子を向く側の磁極とは反
対の極性となるように設定され、 前記回転子には、鉄心に回転子巻線を巻回してなる複
数の磁極発生手段が前記界磁石の配置位置に応じて該回
転子の周方向に離間して配置され、 前記磁極発生手段は、前記外側界磁石との間にギャッ
プを隔てた外側磁極部と前記内側界磁石との間にギャッ
プを隔てた内側磁極部とが構成されて、前記回転子巻線
が励磁されたときに該各界磁石との間に磁力が作用する
ように設定され、 前記回転子巻線を所定タイミングで励磁するための励
磁手段が設けられ、 前記励磁手段は、前記磁極発生手段の外側磁極部が前
記外側界磁石の前記所定磁極の極性と同じ極性を発生し
て両者の間に磁気反発力が作用するように、かつ前記内
側磁極部が前記内側界磁石の前記所定磁極の極性と同じ
極性を発生して両者の間に磁気反発力が作用するように
前記転子巻線を励磁するものであって、該回転子巻線が
励磁されたとしたならば該回転中の該外側磁極部および
内側磁極部はその回転方向の後方側にある界磁石から受
ける磁気反発力が前方側にある界磁石から受ける磁気反
発力よりも大きいためそれらの合成力が該回転子を正転
方向に回転付勢する力となるタイミングでは該回転子巻
線を励磁し、一方、該回転子巻線が励磁されたとしたな
らば該外側磁極部、内側磁極部と界磁石との間の該磁気
反発力の関係が逆の関係になるため該回転子の正転方向
への回転が減じられるタイミングでは該回転子巻線の励
磁を停止するように構成されている、 ような構成としてある。
【０００５】 また、前記目的を達成するため、本発明にあっては、
次のような構成としてある。すなわち、 鉄心に固定子巻線を巻回してなる複数の外側磁極発生
手段を有する中空の外側固定子と、 前記外側固定子内に該外側固定子と同心状にかつギャ
ップを隔てて配置され、中空とされた回転子と、 鉄心に固定子巻線を巻回してなる複数の内側磁極発生
手段を有し、前記回転子内に該回転子と同心状にかつギ
ャップを隔てて配置された内側固定子と、 を有し、 前記外側磁極発生手段は、互いに前記外側固定子の周
方向に間隔をあけて配置されると共に、前記回転子に向
かう側の所定磁極の極性が互いに同一の極性となるよう
に設定され、 前記内側磁極発生手段は、互いに前記内側固定子の周
方向に間隔をあけて配置されると共に、前記回転子に向
かう側の所定磁極の極性が互いに同一の極性でかつ前記
外側磁極発生手段の前記所定磁極の極性とは反対の極性
となるように設定され、 前記回転子には、その周方向に間隔をあけて複数の界
磁石が配置され、 前記回転子に設けられた前記複数の界磁石は、前記外
側磁極発生手段および内側磁極発生手段に対してそれぞ
れギャップを隔てて配置されて、該外側磁極発生手段に
対面する側の外側磁極が互いに同じ極性となるように、
かつ該内側磁極発生手段に対面する側の内側磁極が互い
に同じ極性となるように設定され、 前記各固定子巻線を所定タイミングで励磁するための
励磁手段が設けられ、 前記励磁手段は、前記外側磁極発生手段の前記所定磁
極の極性が該界磁石の前記外側磁極の極性と同じ極性を
発生して両者の間に磁気反発力が作用するように、かつ
前記内側磁極発生手段の前記所定磁極の極性が該界磁石
の前記内側磁極の極性と同じ極性を発生して両者の間に
磁気反発力が作用するように前記各固定子巻線を励磁す
るものであって、該各固定子巻線が励磁されたとしたな
らば該回転中の該界磁石はその回転方向の後方側にある
磁極発生手段から受ける磁気反発力が前方側にある磁極
発生手段から受ける磁気反発力よりも大きいためそれら
の合成力が該回転子を正転方向に回転付勢する力となる
タイミングでは該各固定子巻線を励磁し、一方、該各固
定子巻線が励磁されたとしたならば該界磁石と該磁極発
生手段との間の該磁気反発力の関係が逆の関係になるた
め該回転子の正転方向への回転が減じられるタイミング
では該固定子巻線の励磁を停止するように構成されてい
る、 ような構成としてある。
次のような構成としてある。すなわち、 鉄心に固定子巻線を巻回してなる複数の外側磁極発生
手段を有する中空の外側固定子と、 前記外側固定子内に該外側固定子と同心状にかつギャ
ップを隔てて配置され、中空とされた回転子と、 鉄心に固定子巻線を巻回してなる複数の内側磁極発生
手段を有し、前記回転子内に該回転子と同心状にかつギ
ャップを隔てて配置された内側固定子と、 を有し、 前記外側磁極発生手段は、互いに前記外側固定子の周
方向に間隔をあけて配置されると共に、前記回転子に向
かう側の所定磁極の極性が互いに同一の極性となるよう
に設定され、 前記内側磁極発生手段は、互いに前記内側固定子の周
方向に間隔をあけて配置されると共に、前記回転子に向
かう側の所定磁極の極性が互いに同一の極性でかつ前記
外側磁極発生手段の前記所定磁極の極性とは反対の極性
となるように設定され、 前記回転子には、その周方向に間隔をあけて複数の界
磁石が配置され、 前記回転子に設けられた前記複数の界磁石は、前記外
側磁極発生手段および内側磁極発生手段に対してそれぞ
れギャップを隔てて配置されて、該外側磁極発生手段に
対面する側の外側磁極が互いに同じ極性となるように、
かつ該内側磁極発生手段に対面する側の内側磁極が互い
に同じ極性となるように設定され、 前記各固定子巻線を所定タイミングで励磁するための
励磁手段が設けられ、 前記励磁手段は、前記外側磁極発生手段の前記所定磁
極の極性が該界磁石の前記外側磁極の極性と同じ極性を
発生して両者の間に磁気反発力が作用するように、かつ
前記内側磁極発生手段の前記所定磁極の極性が該界磁石
の前記内側磁極の極性と同じ極性を発生して両者の間に
磁気反発力が作用するように前記各固定子巻線を励磁す
るものであって、該各固定子巻線が励磁されたとしたな
らば該回転中の該界磁石はその回転方向の後方側にある
磁極発生手段から受ける磁気反発力が前方側にある磁極
発生手段から受ける磁気反発力よりも大きいためそれら
の合成力が該回転子を正転方向に回転付勢する力となる
タイミングでは該各固定子巻線を励磁し、一方、該各固
定子巻線が励磁されたとしたならば該界磁石と該磁極発
生手段との間の該磁気反発力の関係が逆の関係になるた
め該回転子の正転方向への回転が減じられるタイミング
では該固定子巻線の励磁を停止するように構成されてい
る、 ような構成としてある。
【０００６】 前記各構成を前提として、次のようにすることもでき
る。すなわち、 前記励磁手段を、整流子とブラシとを有する整流機構
によって構成することができる。 前記励磁手段を、前記回転子の回転位置検出する位置
検出器と、該位置検出器の検出位置に応じて前記巻線を
励磁する駆動回路とを有する制御機構によって構成する
ことができる。 前記巻線が励磁されたとしたならば前記磁気反発力の
関係が逆の関係となるため前記回転子の正転方向の回転
が減じられるタイミングでは、該巻線の励磁を停止する
ことに代えて、同タイミングでは該巻線を逆方向に励磁
して前記界磁石と前記磁極発生手段との間で磁気吸引力
が作用するようにしてその磁気吸引力を該回転子の正転
方向への回転力とするようにすることができる。 前記磁極発生手段を、前記回転子の基体側からギャッ
プ内に突出する鉄心に回転子巻線を巻回した突極とし
て、該突極を、磁極を形成する鉄心頭部が回転方向から
みて後端側より前端側が回転方向に長く伸びるように形
成することができる。
る。すなわち、 前記励磁手段を、整流子とブラシとを有する整流機構
によって構成することができる。 前記励磁手段を、前記回転子の回転位置検出する位置
検出器と、該位置検出器の検出位置に応じて前記巻線を
励磁する駆動回路とを有する制御機構によって構成する
ことができる。 前記巻線が励磁されたとしたならば前記磁気反発力の
関係が逆の関係となるため前記回転子の正転方向の回転
が減じられるタイミングでは、該巻線の励磁を停止する
ことに代えて、同タイミングでは該巻線を逆方向に励磁
して前記界磁石と前記磁極発生手段との間で磁気吸引力
が作用するようにしてその磁気吸引力を該回転子の正転
方向への回転力とするようにすることができる。 前記磁極発生手段を、前記回転子の基体側からギャッ
プ内に突出する鉄心に回転子巻線を巻回した突極とし
て、該突極を、磁極を形成する鉄心頭部が回転方向から
みて後端側より前端側が回転方向に長く伸びるように形
成することができる。
【０００７】 発明を実施するための最良の形態 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 図１は本発明の回転電機をモータとして利用した場合
の実施例を示すもので、このモータの全体構成を示す図
である。また図２はこのモータの縦断面図、図３はこの
モータの電気的結線を示す図、図４〜図６はこのモータ
の動作説明のための図であって、電機子と界磁システム
の要部部分の横断面図である。
の実施例を示すもので、このモータの全体構成を示す図
である。また図２はこのモータの縦断面図、図３はこの
モータの電気的結線を示す図、図４〜図６はこのモータ
の動作説明のための図であって、電機子と界磁システム
の要部部分の横断面図である。
【０００８】 この実施例の電動機は、大まかには、中空の円筒状の
回転子２と、この回転子２の外周側にギャップを挟んで
同心状に配置される外側固定子１と、この回転子２の内
周側の中空部にギャップを挟んで同心状に配置される内
側固定子３とで構成される。
回転子２と、この回転子２の外周側にギャップを挟んで
同心状に配置される外側固定子１と、この回転子２の内
周側の中空部にギャップを挟んで同心状に配置される内
側固定子３とで構成される。
【０００９】 回転子２は、中空の円筒体21、およびこの円筒体21に
固着された電機子22と整流子23、24などからなる。円筒
体21は中央の大径部211と、その両側の中径部212と小径
部213からなり、内部が中空の真鍮製の筒状体である。
大径部211はその両側にフランジ部211aを有し、この両
端のフランジ部211aに挟まれた大径部211の外周面には
電機子22が固定されている。
固着された電機子22と整流子23、24などからなる。円筒
体21は中央の大径部211と、その両側の中径部212と小径
部213からなり、内部が中空の真鍮製の筒状体である。
大径部211はその両側にフランジ部211aを有し、この両
端のフランジ部211aに挟まれた大径部211の外周面には
電機子22が固定されている。
【００１０】 この電機子22は、図４に示されるように、大径部211
の横断面からみてその外周面に沿って等角度間隔（60度
間隔）で配置された６個の電機個部22A〜22Fからなる。
電機子部22A〜22Fの各個は、断面Ｈ字形状の珪素鋼板を
積層して形成した電機子鉄心221とその鉄心221の溝部に
巻回された電機子巻線222とからなり、その長手方向が
回転軸方向と一致するようにしてその基端部が大径部21
1に固着され、その頭部が外側固定子１と回転子２間の
ギャップ内に突出して突極を成している。
の横断面からみてその外周面に沿って等角度間隔（60度
間隔）で配置された６個の電機個部22A〜22Fからなる。
電機子部22A〜22Fの各個は、断面Ｈ字形状の珪素鋼板を
積層して形成した電機子鉄心221とその鉄心221の溝部に
巻回された電機子巻線222とからなり、その長手方向が
回転軸方向と一致するようにしてその基端部が大径部21
1に固着され、その頭部が外側固定子１と回転子２間の
ギャップ内に突出して突極を成している。
【００１１】 円筒体21の両側の小径部213にはそれぞれ整流子23、2
4が固着されており、各整流子23、24は小径部に固定さ
れた絶縁体25、26上に、小径部の周方向に各々互いに電
機絶縁された12個の整流子片を並べてなる。これらの整
流子23、24は後述する態様で整流子片同士の結線および
電機子巻線222からの導線の接続がなされている。
4が固着されており、各整流子23、24は小径部に固定さ
れた絶縁体25、26上に、小径部の周方向に各々互いに電
機絶縁された12個の整流子片を並べてなる。これらの整
流子23、24は後述する態様で整流子片同士の結線および
電機子巻線222からの導線の接続がなされている。
【００１２】 円筒体21の内周側の中空部分には、内側固定子３が回
転子２との間にギャップを有するようにしてモータ本体
に固定取付けされている。この内側固定子３は固定子軸
31とこの固定子軸31の中央部分に設けられた内側界磁部
32とからなり、回転子２はこの内側固定子３に軸受41〜
44により回転可能に支持されている。
転子２との間にギャップを有するようにしてモータ本体
に固定取付けされている。この内側固定子３は固定子軸
31とこの固定子軸31の中央部分に設けられた内側界磁部
32とからなり、回転子２はこの内側固定子３に軸受41〜
44により回転可能に支持されている。
【００１３】 内側固定子３の内側界磁部32は、固定子軸31の中央部
分（すなわち回転子２の大径部211内側の中空部分）に
形成された大径部33の外周に沿って６個の界磁石34A〜3
4Fを取り付けて成る。界磁石34A〜34Fの各個は縦長の断
面円弧形の永久磁石からなり、大径部33の横断面からみ
てその外周に沿って周方向に60度の等角度間隔で配置さ
れている。これらの界磁石34A〜34Fの極性は、回転子２
側を向く磁極が全てＮ極、大径部33を向く電極（すなわ
ち大径部に固定されている側の磁極）が全てＳ極となる
ようにしてある。
分（すなわち回転子２の大径部211内側の中空部分）に
形成された大径部33の外周に沿って６個の界磁石34A〜3
4Fを取り付けて成る。界磁石34A〜34Fの各個は縦長の断
面円弧形の永久磁石からなり、大径部33の横断面からみ
てその外周に沿って周方向に60度の等角度間隔で配置さ
れている。これらの界磁石34A〜34Fの極性は、回転子２
側を向く磁極が全てＮ極、大径部33を向く電極（すなわ
ち大径部に固定されている側の磁極）が全てＳ極となる
ようにしてある。
【００１４】 外側固定子１は回転子２の大径部211と向かい合うモ
ータ筺体の内周面に、外側界磁部としての６個の界磁石
11A〜11Fを取り付けて成る。これらの界磁石11A〜11Fの
各個は、縦長の断面円弧状の永久磁石からなり、その配
置は、横断面からみてモータ筺体の内周に沿って周方向
に60度の等角度間隔で、内側固定子３の界磁石34A〜34F
が配置されている径方向の軸線のほぼ延長線上に、つま
り両者の径方向の軸線をほぼ揃えて配置される。またこ
れらの界磁石11A〜11Fの極性は、回転子２側を向く磁極
が全てＳ極、筺体側を向く磁極（すなわち筺体に固定さ
れている側の磁極）が全てＮ極となるようにしてある。
ータ筺体の内周面に、外側界磁部としての６個の界磁石
11A〜11Fを取り付けて成る。これらの界磁石11A〜11Fの
各個は、縦長の断面円弧状の永久磁石からなり、その配
置は、横断面からみてモータ筺体の内周に沿って周方向
に60度の等角度間隔で、内側固定子３の界磁石34A〜34F
が配置されている径方向の軸線のほぼ延長線上に、つま
り両者の径方向の軸線をほぼ揃えて配置される。またこ
れらの界磁石11A〜11Fの極性は、回転子２側を向く磁極
が全てＳ極、筺体側を向く磁極（すなわち筺体に固定さ
れている側の磁極）が全てＮ極となるようにしてある。
【００１５】 次に前述の回転子２の電機子巻線と各整流子23、24の
結線関係について図３を参照して説明する。各整流子2
3、24はそれぞれ12個の整流子片が円周方向に沿って並
べられているから、各整流子片は横断面からみで30度ず
つの等角度間隔に配置されている。またこれらの整流子
23と24の横断面からみた各整流子片の配置角度位置は整
流子23、24ともに同じ位置になるようにしてある。
結線関係について図３を参照して説明する。各整流子2
3、24はそれぞれ12個の整流子片が円周方向に沿って並
べられているから、各整流子片は横断面からみで30度ず
つの等角度間隔に配置されている。またこれらの整流子
23と24の横断面からみた各整流子片の配置角度位置は整
流子23、24ともに同じ位置になるようにしてある。
【００１６】 回転子２の各電機子部22A〜22Fの電機子巻線222は互
いに直列に接続され、電機子部22Aの電機子巻線222から
一端側の導線が取り出されて整流子23に接続され、また
電機子部22Fの電機子巻線222から他端側の導線が取り出
されて整流子24に接続される。各整流子23、24の一つ置
きずつの整流子片23a、24aは、それぞれ導線で電機的に
短絡されており、この短絡された整流子片23a、24aに各
電機子部22A、22Fからの導線がそれぞれ接続される。
いに直列に接続され、電機子部22Aの電機子巻線222から
一端側の導線が取り出されて整流子23に接続され、また
電機子部22Fの電機子巻線222から他端側の導線が取り出
されて整流子24に接続される。各整流子23、24の一つ置
きずつの整流子片23a、24aは、それぞれ導線で電機的に
短絡されており、この短絡された整流子片23a、24aに各
電機子部22A、22Fからの導線がそれぞれ接続される。
【００１７】 よって、これらの短絡された整流子片23a、24aにブラ
シ51、52が接触してそれを通して外部のバッテリ５から
電流が供給されたときには、電機子部22A〜22Fの各電機
子巻線222に直流電流が流れ、一方、電気的に短絡され
ている以外の整流子片23b、24bの部分では電機子巻線22
2への通電は停止されるようになっている。
シ51、52が接触してそれを通して外部のバッテリ５から
電流が供給されたときには、電機子部22A〜22Fの各電機
子巻線222に直流電流が流れ、一方、電気的に短絡され
ている以外の整流子片23b、24bの部分では電機子巻線22
2への通電は停止されるようになっている。
【００１８】 この通電を可能にする各整流子片の配置位置と回転子
２の電機子部22A〜22Fの配置位置との関係を述べる。各
電機子部22A〜22Fが、その回転方向前方にある外側およ
び内側の界磁石11A〜11F、34A〜34Fの手前の位置（ほぼ
図５に示す位置）にくると、短絡された整流子片23a、2
4aとブラシ51とが非接触となって電機子巻線への通電が
停止され、界磁石11A〜11F、34A〜34Fを通過した後の位
置（ほぼ図４に示す位置）で短絡された整流子片23a、2
4aとブラシ51とが再び接触して通電が行われるように、
言い換えれば界磁石11A〜11Fと34A〜34Fを通過中の位置
ではブラシ51が非接続の整流子片23b、24bに接触してい
るように、ブラシと各整流子片との配置位置が決められ
る。
２の電機子部22A〜22Fの配置位置との関係を述べる。各
電機子部22A〜22Fが、その回転方向前方にある外側およ
び内側の界磁石11A〜11F、34A〜34Fの手前の位置（ほぼ
図５に示す位置）にくると、短絡された整流子片23a、2
4aとブラシ51とが非接触となって電機子巻線への通電が
停止され、界磁石11A〜11F、34A〜34Fを通過した後の位
置（ほぼ図４に示す位置）で短絡された整流子片23a、2
4aとブラシ51とが再び接触して通電が行われるように、
言い換えれば界磁石11A〜11Fと34A〜34Fを通過中の位置
ではブラシ51が非接続の整流子片23b、24bに接触してい
るように、ブラシと各整流子片との配置位置が決められ
る。
【００１９】 なお、電機子部22A〜22Fへの通電電流の方向は、電機
子部22A〜22Fの電機子巻線222に通電がされたときに、
電機子鉄心221の界磁石11A〜11F側を向く頭部側は全て
Ｓ極、界磁石34A〜34F側を向く基端部側は全てＮ極が現
れるようになっている。
子部22A〜22Fの電機子巻線222に通電がされたときに、
電機子鉄心221の界磁石11A〜11F側を向く頭部側は全て
Ｓ極、界磁石34A〜34F側を向く基端部側は全てＮ極が現
れるようになっている。
【００２０】 以下、本実施例装置の動作を説明する。 まず、バッテリ５からの電圧をモータ入力に印加して
いないときの動作を図４を参照して説明する。この場
合、回転子２の電機子部22A〜22Fには電流供給がないの
で、これらの電機子部22A〜22Fは自身では磁束を発生せ
ず、よってその電機子鉄心221は単なるヨークとして働
く。この結果、各電機子部22A〜22Fの電機子鉄心221
は、その頭部側が外側界磁石11A〜11FのＳ極に誘起され
てＮ極となり、またその基端部側が内側界磁石34A〜34F
に誘起されてＳ極となり、よって電機子22は図４に示す
ような位置で磁気吸引力が平衡して静止している。
いないときの動作を図４を参照して説明する。この場
合、回転子２の電機子部22A〜22Fには電流供給がないの
で、これらの電機子部22A〜22Fは自身では磁束を発生せ
ず、よってその電機子鉄心221は単なるヨークとして働
く。この結果、各電機子部22A〜22Fの電機子鉄心221
は、その頭部側が外側界磁石11A〜11FのＳ極に誘起され
てＮ極となり、またその基端部側が内側界磁石34A〜34F
に誘起されてＳ極となり、よって電機子22は図４に示す
ような位置で磁気吸引力が平衡して静止している。
【００２１】 次に、バッテリ５の電圧を電動機の入力に印加し続け
たときの状態を図５を参照して説明する。この場合、各
電機子部22A〜22Fは電磁石として働き、前述したよう
に、各電機子部22A〜22Fの電機子鉄心221は、頭部側が
全てＳ極、基端部側が全てＮ極となる。よって、電機子
部22A〜22Fは、その電機子鉄心221の頭部側（Ｓ極）が
外側固定子１の界磁石11A〜11F（Ｓ極）から磁気反発力
を受け、同様に電機子鉄心221の基端部側（Ｎ極）も内
側固定子３の界磁石34A〜34F（Ｎ極）から磁気反発力を
受けることになり、電機子22は、その磁気反発力が平衡
した位置として、図５に示されるように、各電機子部22
A〜22Fが、隣接する界磁石（11A〜11Fまたは34A〜34F）
間の中間位置に静止することになる。
たときの状態を図５を参照して説明する。この場合、各
電機子部22A〜22Fは電磁石として働き、前述したよう
に、各電機子部22A〜22Fの電機子鉄心221は、頭部側が
全てＳ極、基端部側が全てＮ極となる。よって、電機子
部22A〜22Fは、その電機子鉄心221の頭部側（Ｓ極）が
外側固定子１の界磁石11A〜11F（Ｓ極）から磁気反発力
を受け、同様に電機子鉄心221の基端部側（Ｎ極）も内
側固定子３の界磁石34A〜34F（Ｎ極）から磁気反発力を
受けることになり、電機子22は、その磁気反発力が平衡
した位置として、図５に示されるように、各電機子部22
A〜22Fが、隣接する界磁石（11A〜11Fまたは34A〜34F）
間の中間位置に静止することになる。
【００２２】 このような磁気力の作用を持つ本実施例装置の回転動
作について以下に説明する。いま図４の状態でモータに
バッテリ電圧を印加すると、電機子部22A〜22Fが励磁さ
れ、その外側ギャップに向けて発生する磁極（Ｓ極）と
外側界磁石11F〜11Fの間、およびその内側ギャップに向
けて発生する磁極（Ｎ極）と内側界磁石34A〜34Fとの間
でそれぞれ反発力が作用する。このとき、界磁石11A〜1
1Fと34A〜34Fの中心、および電機子部22A〜22Fの中心と
は僅かであってもずれがあるから、この反発力により回
転子２は時計回り方向あるいは反時計回り方向に回転を
開始する。ここでは、この反発力が回転付勢力Ｆとなっ
て回転子２を時計回り方向に回転させるものとする。
作について以下に説明する。いま図４の状態でモータに
バッテリ電圧を印加すると、電機子部22A〜22Fが励磁さ
れ、その外側ギャップに向けて発生する磁極（Ｓ極）と
外側界磁石11F〜11Fの間、およびその内側ギャップに向
けて発生する磁極（Ｎ極）と内側界磁石34A〜34Fとの間
でそれぞれ反発力が作用する。このとき、界磁石11A〜1
1Fと34A〜34Fの中心、および電機子部22A〜22Fの中心と
は僅かであってもずれがあるから、この反発力により回
転子２は時計回り方向あるいは反時計回り方向に回転を
開始する。ここでは、この反発力が回転付勢力Ｆとなっ
て回転子２を時計回り方向に回転させるものとする。
【００２３】 回転子２が時計回り方向に回転をして例えば図６の位
置に来た場合、この位置ではまだ整流子23、24の整流子
片23a、24aとブラシ51は接触状態にあって各電機子部22
A〜22Fに電流を通電していて、各電機子部22A〜22Fは反
発磁場を発生している。このとき、各電機子部22A〜22F
は、それぞれ回転方向後方にある界磁石から受ける反発
力が回転方向前方にある界磁石から受ける反発力よりも
大きいので（例えば、電機子部22Aは回転方向後方にあ
る界磁石11F、34Fから受ける反発力が前方にある界磁石
11B、34Bからの反発力よりも大きい）、回転子２は時計
回り方向に一層の回転付勢力Ｆを受けて回転する。
置に来た場合、この位置ではまだ整流子23、24の整流子
片23a、24aとブラシ51は接触状態にあって各電機子部22
A〜22Fに電流を通電していて、各電機子部22A〜22Fは反
発磁場を発生している。このとき、各電機子部22A〜22F
は、それぞれ回転方向後方にある界磁石から受ける反発
力が回転方向前方にある界磁石から受ける反発力よりも
大きいので（例えば、電機子部22Aは回転方向後方にあ
る界磁石11F、34Fから受ける反発力が前方にある界磁石
11B、34Bからの反発力よりも大きい）、回転子２は時計
回り方向に一層の回転付勢力Ｆを受けて回転する。
【００２４】 さらに回転子２が回転して図５に示す位置（すなわち
各電機子部22A〜22Fの鉄心先端が回転方向の前方にある
界磁石の手前まで来た位置）に来た場合、各電機子部22
A〜22Fは、回転方向の後方にある界磁石から受ける反発
力と前方にある界磁石から受ける反発力とが同じ大きさ
となり、この位置以上に回転すると、前方側にある界磁
石から受ける反発力の方が大きくなるので、回転子２の
回転が減速されることになる。
各電機子部22A〜22Fの鉄心先端が回転方向の前方にある
界磁石の手前まで来た位置）に来た場合、各電機子部22
A〜22Fは、回転方向の後方にある界磁石から受ける反発
力と前方にある界磁石から受ける反発力とが同じ大きさ
となり、この位置以上に回転すると、前方側にある界磁
石から受ける反発力の方が大きくなるので、回転子２の
回転が減速されることになる。
【００２５】 しかしながら、この位置からは、整流子23、24の整流
子片23a、24aとブラシ51が非接触の状態となり、つまり
ブラシ51は非接続の整流子片23b、24bと接触を始める状
態となり、各電機子部22A〜22Fへの通電電流は停止さ
れ、よって各電機子部22A〜22Fはその発生していた反発
磁場を消滅させる。そして各電機子部22A〜22Fの電機子
鉄心は前述したように単なるヨークとして作用し、よっ
て対向する界磁石と吸引し合う異磁性の磁極が生じ、こ
のため、回転方向の前方にある界磁石から反発力を受け
て押し戻されることはない。回転子２はこの回転方向に
ある界磁石からの磁気吸引力と回転子２の回転慣性力と
により更に回転を続け、図４と同様の位置まで達する。
子片23a、24aとブラシ51が非接触の状態となり、つまり
ブラシ51は非接続の整流子片23b、24bと接触を始める状
態となり、各電機子部22A〜22Fへの通電電流は停止さ
れ、よって各電機子部22A〜22Fはその発生していた反発
磁場を消滅させる。そして各電機子部22A〜22Fの電機子
鉄心は前述したように単なるヨークとして作用し、よっ
て対向する界磁石と吸引し合う異磁性の磁極が生じ、こ
のため、回転方向の前方にある界磁石から反発力を受け
て押し戻されることはない。回転子２はこの回転方向に
ある界磁石からの磁気吸引力と回転子２の回転慣性力と
により更に回転を続け、図４と同様の位置まで達する。
【００２６】 この位置（すなわち各電機子部22A〜22Fの鉄心先端が
界磁石を通過後の位置）では、電機子部22A〜22Fは回転
慣性力により更に回転を続け、それと同時に、この位置
において電機子部22A〜22Fが再び励磁されて正転方向へ
の強い磁気反発力を受け、よって回転子２は強い回転付
勢力を受けてさらに回転して前述の図５と同様の位置に
また達する。回転子２はこのような動作を繰り返して増
速しつつ回転していくことになる。
界磁石を通過後の位置）では、電機子部22A〜22Fは回転
慣性力により更に回転を続け、それと同時に、この位置
において電機子部22A〜22Fが再び励磁されて正転方向へ
の強い磁気反発力を受け、よって回転子２は強い回転付
勢力を受けてさらに回転して前述の図５と同様の位置に
また達する。回転子２はこのような動作を繰り返して増
速しつつ回転していくことになる。
【００２７】 このように、本実施例装置は、電機子部22A〜22Fに通
電されているときには磁気反発力を回転付勢力とし、通
電停止されたときには前述の磁気反発力よりもずっと小
さくはあるが磁気吸引力を回転付勢力として回転してお
り、しかも、各電機子部22A〜22Fは外側固定子１の界磁
石11A〜11Fからも、また内側固定子３の界磁石34A〜34F
からも回転付勢力を受けるので、大きなトルクを発生す
ることができ、またこれらの回転付勢力を効率よく利用
して高速回転を得ることができる。
電されているときには磁気反発力を回転付勢力とし、通
電停止されたときには前述の磁気反発力よりもずっと小
さくはあるが磁気吸引力を回転付勢力として回転してお
り、しかも、各電機子部22A〜22Fは外側固定子１の界磁
石11A〜11Fからも、また内側固定子３の界磁石34A〜34F
からも回転付勢力を受けるので、大きなトルクを発生す
ることができ、またこれらの回転付勢力を効率よく利用
して高速回転を得ることができる。
【００２８】 なお、上述の実施例では、電機子部22A〜22Fの電機子
鉄心221を断面Ｈ字形のもので形成したが、例えば、図
７に示されるように、その頭部のフランジを、回転方向
の後側の長さよりも前側の長さの方が長くなるもの（言
わば片翼形）にすれば、よりスムーズに回転子２を回転
させることができる。
鉄心221を断面Ｈ字形のもので形成したが、例えば、図
７に示されるように、その頭部のフランジを、回転方向
の後側の長さよりも前側の長さの方が長くなるもの（言
わば片翼形）にすれば、よりスムーズに回転子２を回転
させることができる。
【００２９】 本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可能であ
る。例えば上述の実施例では、巻線を有する電機子を回
転子側に取り付け、内側および外側の固定子側に永久磁
石からなる界磁システムを取り付けたが、この配置関係
を逆にすることもできる。これは、前述の実施例の回転
電機をブラシ付き直流モータと見なした場合、本発明の
回転電機をブラシレス直流モータとして実現するもので
ある。
る。例えば上述の実施例では、巻線を有する電機子を回
転子側に取り付け、内側および外側の固定子側に永久磁
石からなる界磁システムを取り付けたが、この配置関係
を逆にすることもできる。これは、前述の実施例の回転
電機をブラシ付き直流モータと見なした場合、本発明の
回転電機をブラシレス直流モータとして実現するもので
ある。
【００３０】 すなわち、回転子側に電機子に換えて永久磁石からな
る界磁システムを取り付けるようにし、例えばその永久
磁石のＮ極を内側固定子側に、またＳ極を外側固定子側
に向くように配置し、内側固定子には通電時に外側にあ
る回転子側に向かってＮ極を発生する電機子を、また外
側固定子には通電時に内側にある回転子側に向かってＳ
極を発生する電機子をそれぞれ取り付ける。そして、回
転子の回転位置をホール素子などの回転角度位置検出手
段で検出し、その回転子の回転角度位置に応じて、内側
および外側固定子の電機子巻線への通電のオン／オフを
半導体スイッチ回路により制御する。通電のオン／オフ
の仕方としては、回転子の永久磁石が回転方向前方にあ
る内側および外側固定子の電機子の位置を通過する手前
の位置で通電を停止し、通過後に再び通電するもので、
これにより回転子は、回転を減ずる方向の磁気反発力を
受けずに、回転付勢する方向の磁気反発力だけを受け
て、回転することができる。
る界磁システムを取り付けるようにし、例えばその永久
磁石のＮ極を内側固定子側に、またＳ極を外側固定子側
に向くように配置し、内側固定子には通電時に外側にあ
る回転子側に向かってＮ極を発生する電機子を、また外
側固定子には通電時に内側にある回転子側に向かってＳ
極を発生する電機子をそれぞれ取り付ける。そして、回
転子の回転位置をホール素子などの回転角度位置検出手
段で検出し、その回転子の回転角度位置に応じて、内側
および外側固定子の電機子巻線への通電のオン／オフを
半導体スイッチ回路により制御する。通電のオン／オフ
の仕方としては、回転子の永久磁石が回転方向前方にあ
る内側および外側固定子の電機子の位置を通過する手前
の位置で通電を停止し、通過後に再び通電するもので、
これにより回転子は、回転を減ずる方向の磁気反発力を
受けずに、回転付勢する方向の磁気反発力だけを受け
て、回転することができる。
【００３１】 磁気反発力によって回転子の正転方向の回転が妨げら
れるタイミングにおいて、巻線の励磁を停止する代わり
に、巻線に対して反対方向の電流を流すようにして、磁
気吸引力を利用した回転力を得るようにすることもでき
る。図８にはかかる構成を持つ実施例装置の電気的配線
が示される。この実施例装置の基本的構成は図１の実施
例のものと同様であるが、電気的配線が異なっている。
図示のように、整流子23の整流子片23b同士を全て短絡
し、同様に整流子24の整流子片24b同士を全て短絡す
る。そして、整流子片23bの群には電機子22Fの巻線222
から引き出した導線を接続し、整流子片24bの群には電
機子22Aの巻線222から引き出した導線を接続する。
れるタイミングにおいて、巻線の励磁を停止する代わり
に、巻線に対して反対方向の電流を流すようにして、磁
気吸引力を利用した回転力を得るようにすることもでき
る。図８にはかかる構成を持つ実施例装置の電気的配線
が示される。この実施例装置の基本的構成は図１の実施
例のものと同様であるが、電気的配線が異なっている。
図示のように、整流子23の整流子片23b同士を全て短絡
し、同様に整流子24の整流子片24b同士を全て短絡す
る。そして、整流子片23bの群には電機子22Fの巻線222
から引き出した導線を接続し、整流子片24bの群には電
機子22Aの巻線222から引き出した導線を接続する。
【００３２】 このようにすると、電機子22A〜22Fが界磁石の通過手
前の位置を回転方向に越えたときには電機子22A〜22Fの
巻線222にはそれまでと反対方向に電流が流れ、それに
より電機子22A〜22Fの頭部と基端部にはそれぞれに対向
する界磁石11A〜11F、34A〜34Fと異極性の磁極が現れ、
それらの間に磁気吸引力が働いて、この磁気吸引力によ
り回転子２は正転方向に回転付勢される。このような構
成をした回転電機は非常に大きな出力トルクを発生する
ことができる。
前の位置を回転方向に越えたときには電機子22A〜22Fの
巻線222にはそれまでと反対方向に電流が流れ、それに
より電機子22A〜22Fの頭部と基端部にはそれぞれに対向
する界磁石11A〜11F、34A〜34Fと異極性の磁極が現れ、
それらの間に磁気吸引力が働いて、この磁気吸引力によ
り回転子２は正転方向に回転付勢される。このような構
成をした回転電機は非常に大きな出力トルクを発生する
ことができる。
【００３３】 なお、以上の実施例では、固定子および回転子に取り
付けた磁極の数をいずれも６極としたが、もちろん、本
発明はこれに限られるものではなく、２極以上の極数と
して種々の形態をとることができる。また固定子に設け
る磁極の数と回転子に設ける磁極の数を同数とする必要
は必ずしもなく、例えば固定子側を６極、回転子側を３
極にしても、回転力は落ちるが本発明の回転電機は動作
する。
付けた磁極の数をいずれも６極としたが、もちろん、本
発明はこれに限られるものではなく、２極以上の極数と
して種々の形態をとることができる。また固定子に設け
る磁極の数と回転子に設ける磁極の数を同数とする必要
は必ずしもなく、例えば固定子側を６極、回転子側を３
極にしても、回転力は落ちるが本発明の回転電機は動作
する。
【００３４】 また図１の実施例では内側固定子の界磁石と外側固定
子の界磁石を横断面からみて径方向の同一軸線上に揃え
たて配置したが、必ずしもこのような構成とする必要は
なく、その間にある回転子の外側面に現れる磁極の位置
と内側面に現れる磁極の位置をそれぞれ内側固定子の界
磁石と外側固定子の界磁石の位置に合わせて適当に調整
できるよう構成すれば、内側固定子の界磁石と外側固定
子の界磁石の位置をずらすこともできる。
子の界磁石を横断面からみて径方向の同一軸線上に揃え
たて配置したが、必ずしもこのような構成とする必要は
なく、その間にある回転子の外側面に現れる磁極の位置
と内側面に現れる磁極の位置をそれぞれ内側固定子の界
磁石と外側固定子の界磁石の位置に合わせて適当に調整
できるよう構成すれば、内側固定子の界磁石と外側固定
子の界磁石の位置をずらすこともできる。
【００３５】 また上述の実施例では、界磁システムを永久磁石で構
成するようにしたが、本発明はこれに限られるものでは
なく、もちろんこの界磁システムを電磁石が用いて構成
するものであってもよい。 また本発明の応用例として、次のように構成すること
も可能である。例えば図１の実施例の回転電機におい
て、内側固定子の界磁石34A〜34Fの配置角度位置を30度
ずらす。つまり、外側固定子の界磁石11A〜11Fの隣接す
るもの同士の間の位置に内側固定子の界磁石34A〜34Fが
それぞれ配置されるようにする。そして、この内側固定
子３の界磁石34A〜34Fは回転子を向く方の極性を全てＳ
極とする。このように構成すると、回転子２の電機子部
22A〜22Fに通電したときには、回転子２は外側固定子１
の界磁石11A〜11Fからは磁気反発力による回転付勢力を
受け、一方、内側固定子３の界磁石34A〜34Fからは磁気
吸引力による回転付勢力を受けて回転することになる。
成するようにしたが、本発明はこれに限られるものでは
なく、もちろんこの界磁システムを電磁石が用いて構成
するものであってもよい。 また本発明の応用例として、次のように構成すること
も可能である。例えば図１の実施例の回転電機におい
て、内側固定子の界磁石34A〜34Fの配置角度位置を30度
ずらす。つまり、外側固定子の界磁石11A〜11Fの隣接す
るもの同士の間の位置に内側固定子の界磁石34A〜34Fが
それぞれ配置されるようにする。そして、この内側固定
子３の界磁石34A〜34Fは回転子を向く方の極性を全てＳ
極とする。このように構成すると、回転子２の電機子部
22A〜22Fに通電したときには、回転子２は外側固定子１
の界磁石11A〜11Fからは磁気反発力による回転付勢力を
受け、一方、内側固定子３の界磁石34A〜34Fからは磁気
吸引力による回転付勢力を受けて回転することになる。
【００３６】 同様に、上述の界磁石11A〜11Fと界磁石34A〜34F間の
配置角度を30度ずらした構成において、内側固定子３の
界磁石34A〜34Fは図１の実施例と同じに全てＮ極とし、
一方、外側固定子１の界磁石11A〜11Fの回転子２側を向
く磁極を全てＮ極としてもよく、この場合には、回転子
２は外側固定子１の界磁石11A〜11Fからは磁気吸引力に
よる回転付勢力を受け、一方、内側固定子３の界磁石34
A〜34Fからは磁気反発力による回転付勢力を受けて回転
することになる。 なお、本発明の回転電機は、回転子に発電用コイルを
取り付け、回転子の回転でその発電用コイルから発電し
た電流をモータ入力に戻すこともできる。
配置角度を30度ずらした構成において、内側固定子３の
界磁石34A〜34Fは図１の実施例と同じに全てＮ極とし、
一方、外側固定子１の界磁石11A〜11Fの回転子２側を向
く磁極を全てＮ極としてもよく、この場合には、回転子
２は外側固定子１の界磁石11A〜11Fからは磁気吸引力に
よる回転付勢力を受け、一方、内側固定子３の界磁石34
A〜34Fからは磁気反発力による回転付勢力を受けて回転
することになる。 なお、本発明の回転電機は、回転子に発電用コイルを
取り付け、回転子の回転でその発電用コイルから発電し
た電流をモータ入力に戻すこともできる。
【００３７】 産業上の利用可能性 本発明によれば、同極性の磁極群で界磁システムを構
成し、回転子と内外２つの固定子の同極性の磁極間に働
く磁気の反発力を駆動力として作動するという新しい動
作原理に基づく回転電機を新たに提供することができ
る。 この種の回転電機は出力トルクが大きく、よって例え
ば電気自動車の駆動力発生源として用いることができ
る。 図面の簡単な説明
成し、回転子と内外２つの固定子の同極性の磁極間に働
く磁気の反発力を駆動力として作動するという新しい動
作原理に基づく回転電機を新たに提供することができ
る。 この種の回転電機は出力トルクが大きく、よって例え
ば電気自動車の駆動力発生源として用いることができ
る。 図面の簡単な説明
【図１】本発明の一実施例としての回転電機の全体構成
を示す。
を示す。
【図２】上記実施例装置の縦断面図を示す。
【図３】上記実施例装置の電気的結線を示す。
【図４】上記実施例装置の動作を説明する図である。
【図５】上記実施例装置の動作を説明する図である。
【図６】上記実施例装置の動作を説明する図である。
【図７】本発明の他の実施例としての電機子の構成を示
す。
す。
【図８】本発明の他の実施例としての回転電機を示す。
Claims (6)
- 【請求項１】複数の外側界磁石を有する中空の外側固定
子と、 前記外側固定子内に該外側固定子と同心状にかつギャッ
プを隔てて配置され、中空とされた回転子と、 複数の内側界磁石を有し、前記回転子内に該回転子と同
心状にかつギャップを隔てて配置された内側固定子と、 を有し、 前記外側界磁石は、互いに前記外側固定子の周方向に間
隔をあけてかつ前記回転子に向くように配置されると共
に、該回転子に向かう側の所定磁極が互いに同一の極性
となるように設定され、 前記内側界磁石は、互いに前記内側固定子の周方向に間
隔をあけてかつ前記回転子に向くように配置されると共
に、該回転子に向かう側の所定磁極が互いに同一の極性
でかつ前記外側界磁石の回転子を向く側の磁極とは反対
の極性となるように設定され、 前記回転子には、鉄心に回転子巻線を巻回してなる複数
の磁極発生手段が前記界磁石の配置位置に応じて該回転
子の周方向に離間して配置され、 前記磁極発生手段は、前記外側界磁石との間にギャップ
を隔てた外側磁極部と前記内側界磁石との間にギャップ
を隔てた内側磁極部とが構成されて、前記回転子巻線が
励磁されたときに該各界磁石との間に磁力が作用するよ
うに設定され、 前記回転子巻線を所定タイミングで励磁するための励磁
手段が設けられ、 前記励磁手段は、前記磁極発生手段の外側磁極部が前記
外側界磁石の前記所定磁極の磁性と同じ極性を発生して
両者の間に磁気反発力が作用するように、かつ前記内側
磁極部が前記内側界磁石の前記所定磁極の極性と同じ極
性を発生して両者の間に磁気反発力が作用するように前
記回転子巻線を励磁するものであって、該回転子巻線が
励磁されたとしたならば該回転中の該外側磁極部および
内側磁極部はその回転方向の後方側にある界磁石から受
ける磁気反発力が前方側にある界磁石から受ける磁気反
発力よりも大きいためそれらの合成力が該回転子を正転
方向に回転付勢する力となるタイミングでは該回転子巻
線を励磁し、一方、該回転子巻線が励磁されたとしたな
らば該外側磁極部、内側磁極部と界磁石との間の該磁気
反発力の関係が逆の関係になるため該回転子の正転方向
への回転が減じられるタイミングでは該回転子巻線の励
磁を停止するように構成されている、 ことを特徴とする回転電機。 - 【請求項２】鉄心に固定子巻線を巻回してなる複数の外
側磁極発生手段を有する中空の外側固定子と、 前記外側固定子内に該外側固定子と同心状にかつギャッ
プを隔てて配置され、中空とされた回転子と、 鉄心に固定子巻線を巻回してなる複数の内側磁極発生手
段を有し、前記回転子内に該回転子と同心状にかつギャ
ップを隔てて配置された内側固定子と、 を有し、 前記外側磁極発生手段は、互いに前記外側固定子の周方
向に間隔をあけて配置されると共に、前記回転子に向か
う側の所定磁極の極性が互いに同一の極性となるように
設定され、 前記内側磁極発生手段は、互いに前記内側固定子の周方
向に間隔をあけて配置されると共に、前記回転子に向か
う側の所定磁極の極性が互いに同一の極性でかつ前記外
側磁極発生手段の前記所定磁極の極性とは反対の極性と
なるように設定され、 前記回転子には、その周方向に間隔をあけて複数の界磁
石が配置され、 前記回転子に設けられた前記複数の界磁石は、前記外側
磁極発生手段および内側磁極発生手段に対してそれぞれ
ギャップを隔てて配置されて、該外側磁極発生手段に対
面する側の外側磁極が互いに同じ極性となるように、か
つ該内側磁極発生手段に対面する側の内側磁極が互いに
同じ極性となるように設定され、 前記各固定子巻線を所定タイミングで励磁するための励
磁手段が設けられ、 前記励磁手段は、前記外側磁極発生手段の前記所定磁極
の極性が該界磁石の前記外側磁極の極性と同じ極性を発
生して両者の間に磁気反発力が作用するように、かつ前
記内側磁極発生手段の前記所定磁極の極性が該界磁石の
前記内側磁極の極性と同じ極性を発生して両者の間に磁
気反発力が作用するように前記各固定子巻線を励磁する
ものであって、該各固定子巻線が励磁されたとしたなら
ば該回転中の該界磁石はその回転方向の後方側にある磁
極発生手段から受ける磁気反発力が前方側にある磁極発
生手段から受ける磁気反発力よりも大きいためそれらの
合成力が該回転子を正転方向に回転付勢する力となるタ
イミングでは該各固定子巻線を励磁し、一方、該各固定
子巻線が励磁されたとしたならば該界磁石と該磁極発生
手段との間の該磁気反発力の関係が逆の関係になるため
該回転子の正転方向への回転が減じられるタイミングで
は該固定子巻線の励磁を停止するように構成されてい
る、 ことを特徴とする回転電機。 - 【請求項３】前記励磁手段が、整流子とブラシとを有す
る整流機構によって構成されている、ことを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の回転電機。 - 【請求項４】前記励磁手段が、前記回転子の回転位置検
出する位置検出器と、該位置検出器の検出位置に応じて
前記巻線を励磁する駆動回路とを有する制御機構によっ
て構成されている、ことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の回転電動機。 - 【請求項５】前記巻線が励磁されたとしたならば前記磁
気反発力の関係が逆の関係となるため前記回転子の正転
方向の回転が減じられるタイミングでは、該巻線の励磁
を停止することに代えて、同タイミングでは該巻線を逆
方向に励磁して前記界磁石と前記磁極発生手段との間で
磁気吸引力が作用するようにしてその磁気吸引力を該回
転子の正転方向への回転力とするようにした、ことを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。 - 【請求項６】前記磁極発生手段は、前記回転子の基体側
からギャップ内に突出する鉄心に回転子巻線を巻回した
突極からなり、該突極は磁極を形成する鉄心頭部が回転
方向からみて後端側より前端側が回転方向に長く伸びる
ように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記
載の回転電機。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016073038A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | トヨタ紡織株式会社 | モータ |
| JP6131359B1 (ja) * | 2015-12-31 | 2017-05-17 | 信澤馬達有限公司 | 直流モータの中空型ロータ及びその巻線構造 |
| JP6131358B1 (ja) * | 2015-12-31 | 2017-05-17 | 信澤馬達有限公司 | 直流モータの内外輪固定子構造 |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5404063A (en) * | 1993-07-01 | 1995-04-04 | Mills; Herbert W. | Electromagnetic center core dynamo |
| SG38874A1 (en) * | 1994-01-11 | 1997-04-17 | Edwin Schwaller | Bicycle lighting system and generator |
| US5505684A (en) * | 1994-08-10 | 1996-04-09 | Piramoon Technologies, Inc. | Centrifuge construction having central stator |
| RU2074761C1 (ru) * | 1995-06-29 | 1997-03-10 | Научно-производственное предприятие "Эксин" | Приводное устройство для передвижных средств |
| EP0838891A1 (en) * | 1996-10-24 | 1998-04-29 | Sanshiro Ogino | Energy conversion device using permanent magnets |
| US5893685A (en) * | 1997-02-11 | 1999-04-13 | Orb Industries, Inc. | Multiple bit power tool |
| HU222458B1 (hu) * | 1997-06-23 | 2003-07-28 | János Szentesi | Gömbalakú, egyenáramú, kalickás forgórészű villamos motor |
| TW410354B (en) | 1998-01-27 | 2000-11-01 | Genesis Kk | Hybrid-type magnet and stepping motor including same |
| JP3480301B2 (ja) * | 1998-03-25 | 2003-12-15 | 日産自動車株式会社 | 回転電機 |
| EP0954087A1 (de) * | 1998-04-30 | 1999-11-03 | Sulzer Innotec Ag | Elektrodynamisches Getriebe und Kreiselpumpe mit einem derartigen Getriebe |
| US6384496B1 (en) * | 1999-05-17 | 2002-05-07 | Wavecrest Laboratories, Llc | Multiple magnetic path electric motor |
| JP3595955B2 (ja) * | 1999-05-28 | 2004-12-02 | 三四郎 荻野 | ベーシックファクターを用いた発電機能を有する電動機 |
| US6590312B1 (en) * | 1999-11-18 | 2003-07-08 | Denso Corporation | Rotary electric machine having a permanent magnet stator and permanent magnet rotor |
| JP2001298920A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-26 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 二軸同芯モータ |
| KR100417637B1 (ko) * | 2001-12-08 | 2004-02-05 | 성삼경 | 전기모터 |
| US20030155832A1 (en) * | 2002-02-16 | 2003-08-21 | Herren Gerald R. | Concentric electric motor additive speed drive |
| WO2003075439A2 (en) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Kazimierz Ziolko | Method and device for transforming mechanical energy into electrical energy or electrical energy into mechanical energy |
| JP4158024B2 (ja) * | 2002-04-30 | 2008-10-01 | 株式会社富士通ゼネラル | 誘導電動機 |
| US20040021437A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Maslov Boris A. | Adaptive electric motors and generators providing improved performance and efficiency |
| US20050045392A1 (en) * | 2002-07-31 | 2005-03-03 | Maslov Boris A. | In-wheel electric motors |
| US20050127856A1 (en) * | 2002-07-31 | 2005-06-16 | Wavecrest Laboratories | Low-voltage electric motors |
| US20040263099A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-12-30 | Maslov Boris A | Electric propulsion system |
| US20050046375A1 (en) * | 2002-07-31 | 2005-03-03 | Maslov Boris A. | Software-based adaptive control system for electric motors and generators |
| US7382072B2 (en) * | 2003-05-22 | 2008-06-03 | Erfurt & Company | Generator |
| JP3903956B2 (ja) * | 2003-05-23 | 2007-04-11 | 日産自動車株式会社 | 複軸多層モータ |
| US7602157B2 (en) * | 2005-12-28 | 2009-10-13 | Flyback Energy, Inc. | Supply architecture for inductive loads |
| US7608967B2 (en) * | 2006-05-30 | 2009-10-27 | Tri-Seven Research, Inc. | Single field rotor motor |
| US20080129135A1 (en) * | 2006-11-07 | 2008-06-05 | Inventec Corporation | Motor structure |
| US7957160B2 (en) * | 2007-09-18 | 2011-06-07 | Flyback Energy, Inc. | Current waveform construction to generate AC power with low harmonic distortion from localized energy sources |
| US20090155099A1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-06-18 | Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. | Pump for liquid cooling system |
| CA2785715A1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-28 | Paul M. Babcock | Controllable universal supply with reactive power management |
| US8860273B2 (en) * | 2009-12-28 | 2014-10-14 | Flyback Energy, Inc. | External field interaction motor |
| CN102801265B (zh) * | 2011-05-26 | 2016-12-14 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机 |
| JP5988750B2 (ja) * | 2012-07-30 | 2016-09-07 | 株式会社日立製作所 | 発電システム |
| DE102013112625A1 (de) | 2013-11-15 | 2015-05-21 | Rainer Kurt Jenjahn | Elektrische Drehmaschine mit Magnetverstärkungsring |
| WO2023248095A2 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | BASHIR, Abdul Wahid | Revived repulsion (rr) magnetic configuration |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3606275A1 (de) | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Moeller Gerhard | Elektrische maschine |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US155237A (en) * | 1874-09-22 | Improvement in magneto-electric machines | ||
| US1907221A (en) * | 1929-02-05 | 1933-05-02 | Anderson Co | Electric motor |
| US2546729A (en) * | 1949-05-05 | 1951-03-27 | Telechron Inc | Magnetic motor |
| DE1169022B (de) * | 1963-02-14 | 1964-04-30 | Licentia Gmbh | Gleichstrommotor mit Dauermagnetpolen |
| US3396296A (en) * | 1967-06-05 | 1968-08-06 | Ernie B. Esters | Electric motors and generators |
| US3602749A (en) * | 1970-02-20 | 1971-08-31 | Ernie B Esters | Dynamoelectric machine |
| JPS5629458A (en) * | 1979-08-13 | 1981-03-24 | Teruo Kawai | Promoting device of rotation by magnetic force |
| GB2069768A (en) * | 1980-02-19 | 1981-08-26 | Tsung Hai Chen | An electrical motor |
| FI813067L (fi) * | 1980-10-03 | 1982-04-04 | Branimir Nikolic | Magnetiskt lager |
| JPS62131754A (ja) * | 1985-12-01 | 1987-06-15 | Shori Saito | 回転運動力を単一方向推進力に変換する装置 |
| JPS62135257A (ja) * | 1985-12-08 | 1987-06-18 | Shori Saito | 回転運動力を単一方向推進力に変換する装置 |
| GB8907216D0 (en) * | 1989-03-30 | 1989-05-10 | Cavanagh Patrick E | Circumferential motor |
| US4972112A (en) * | 1989-06-12 | 1990-11-20 | Kim Dae W | Brushless DC motor |
| US5081388A (en) * | 1990-07-24 | 1992-01-14 | Chen Shew Nen | Magnetic induction motor |
| US5089733A (en) * | 1990-09-04 | 1992-02-18 | Matsushita Electrical Industrial Co. | Driving apparatus for DC brushless motor |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP50760093A patent/JP3174334B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-14 CA CA002121357A patent/CA2121357C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-14 US US08/211,661 patent/US5554903A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-14 KR KR1019940701187A patent/KR100262107B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-10-14 DE DE69213246T patent/DE69213246T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-14 WO PCT/JP1992/001334 patent/WO1993008634A1/ja active IP Right Grant
- 1992-10-14 EP EP92921478A patent/EP0608424B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3606275A1 (de) | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Moeller Gerhard | Elektrische maschine |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016073038A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | トヨタ紡織株式会社 | モータ |
| JP6131359B1 (ja) * | 2015-12-31 | 2017-05-17 | 信澤馬達有限公司 | 直流モータの中空型ロータ及びその巻線構造 |
| JP6131358B1 (ja) * | 2015-12-31 | 2017-05-17 | 信澤馬達有限公司 | 直流モータの内外輪固定子構造 |
| JP2017121156A (ja) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | 信澤馬達有限公司 | 直流モータの中空型ロータ及びその巻線構造 |
| JP2017121155A (ja) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | 信澤馬達有限公司 | 直流モータの内外輪固定子構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2121357C (en) | 2000-06-20 |
| CA2121357A1 (en) | 1993-04-29 |
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| DE69213246D1 (de) | 1996-10-02 |
| EP0608424A1 (en) | 1994-08-03 |
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