JP4988951B1 - 磁力回転装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁力回転装置10は、固定子12と回転体14を備える。固定子12のフレーム23に複数の電磁石17が固定されている。2つの電磁石17が、シャフト37の軸方向にそって並んで配置されている。各電磁石17の隣接する磁極34は磁性が異なるように配置されている。コイル32の外周面の外側には磁性プレート50が設けられている。磁性プレート50はコイル32と絶縁した状態でコイル32の外周面を覆うように設けられている。
【選択図】図3
Description
図1及び図2に示されるように、磁力回転装置10は、主として、複数の電磁石17(本発明の電磁石の一例)を有する固定子12(本発明の固定子の一例)と、複数の永久磁石19(本発明の界磁体の一例)を有する回転体14(本発明の回転子の一例)と、磁力回転装置10を制御する制御装置21とを備えている。電磁石17は、後述するように、2つの磁極34(34A,34B)を有するものである。この制御装置21は、後述の位置検出センサ46からの信号に基づいてセンサ検出盤45の回転角度を算出し、永久磁石19が電磁石17の磁極34に最も接近したタイミングでコイル32に電流を一時的に供給する。これにより、電磁石17の磁極34の磁界と永久磁石19の磁界とが相互に作用することにより磁気反発力(磁極34の磁荷と永久磁石19の磁荷との磁気反発力)が生じる。そして、この磁気反発力が回転体14の回転方向へ作用することによって、回転体14が回転する。なお、磁力回転装置10は、駆動電流が供給されることによって電動機(モータ)として動作し、外力が供給されて回転体14が回転されることによって発電機として動作する。以下、磁力回転装置10の各構成要素について詳細に説明する。
図1に示されるように、回転体14は、回転軸の一例であるシャフト37と、シャフト37が中心を貫通する4つの支持円盤39(39A〜39D)とを備えている。それぞれの支持円盤39は同形同大に形成されており、これらはシャフト37に固定されている。それぞれの支持円盤39A〜39Dは、シャフト37の一方端(図1において上方向の端部)から順番に配列されており、スペーサ41を介して所定間隔を隔てて、互いに平行を保持した状態でシャフト37に固定されている。各支持円盤39の間隔は、電磁石17の各磁極34の間隔によって決定される。各磁極34の間隔が決まれば、永久磁石19は、隣の磁極34の磁界の影響を受けない程度の強度に設定され、電磁石17の磁極34は、永久磁石19に影響を与えない強度に設定される。
図1に示されるように、固定子12は、回転体14の外側に設けられている。言い換えると、回転体14が固定子12の内側に設けられている。つまり、本実施形態の磁力回転装置10は、所謂インナーロータタイプの回転装置である。なお、本発明は、インナーロータタイプのものに限られず、アウターロータタイプのものやフラットロータタイプのものにも適用可能である。
図1に示されるように、シャフト37の軸方向に沿って4つの磁極34が一列に並ぶように2つの電磁石17が配置されている。2つの電磁石17は、隣接する磁極34(34A,34B)の磁性が異なるように配置されており、これにより、4つの磁極34は、図3に示されるように、N極34B及びS極34Aが交互となるように軸方向に沿って並んでいる。このように配置された2つの電磁石17を一組とした場合に、本実施形態では、合計で4組がシャフト37の周方向に角度間隔90°のピッチで等間隔に取り付けられている。各電磁石17は、配置位置が異なる以外は全て同じ構成となっている。
上述したように、磁力回転装置10においては、コア30の脚部29のそれぞれにコイル32が設けられることによって、それぞれの脚部29の端部に磁極34(N極及びS極)が配置される構成となっている。コイル32に電流が供給されると、コイル32の巻数により決まる起磁力が発生して、磁極34と永久磁石19の磁極との間のクーロン力やBLI則に従う電磁力等が生じる。図5に示されるように、N極34Bから出た磁束の一部は、電磁石17のN極34BからS極34Aへ向かう主磁路62を通らずに、図5の矢印61で示されるように、コイル32の外側に配置された磁性プレート50を通って、胴部28におけるN極34B側の端部29Bに戻る。また、胴部28におけるS極34A側の端部28Aから漏れ出た磁束の一部は、図5の矢印63に示されるように、コイル32の外側に配置された磁性プレート50を通って、S極34Aに入る。そのため、各脚部29それぞれの磁束φが大きくなり、各磁極34の磁束密度も大きくなる。電磁石17の起磁力Fはコイル32の巻数Nとコイル32に流れる電流Iとの積で決定されるが、起磁力Fと磁気抵抗Rと磁束φとの間にはF=φRの関係がある。本実施形態のように磁性プレート50が設けられると磁気抵抗Rが小さくなるため磁束φが大きくなり、その結果、磁極34の磁束密度Bも大きくなる。電磁石17の磁力は磁束密度Bに比例するため、磁束密度Bが大きくなれば、電磁石17の磁力が大きくなる。このように、本発明によれば、コイル32に流す電流値及びコイル32の巻数を変えることなく、磁性プレート50を設けるだけで、電磁石17の磁力を従来の電磁石よりも増加させることが可能となり、その結果、磁力回転装置10の効率が向上することになる。
12・・・固定子
14・・・回転体
17・・・電磁石
19・・・永久磁石
23・・・フレーム
28・・・胴部
29・・・脚部
30・・・コア
32・・・コイル
34・・・磁極
37・・・シャフト
39・・・支持円盤
50・・・磁性プレート
57・・・磁性ブロック
Claims (4)
- 界磁体が設けられ回転軸を中心に回転可能な回転子と、
上記界磁体の磁極に対して同極性又は異極性の磁極が対向するように電磁石が設けられた固定子と、を具備し、
上記界磁体及び上記電磁石のいずれか一方が他方に作用することによって上記回転子を回転させる磁力回転装置であって、
上記電磁石は、
胴部と該胴部から上記回転軸へ延びる2つの脚部とを有するコアと、
上記脚部それぞれに設けられたコイルと、
上記コイルの外周面の外側に配置され、上記電磁石の磁極面から上記胴部側へ所定間隔を隔てられた位置に設けられた磁性体とから構成されている磁力回転装置。 - 上記磁性体は、表面を絶縁処理した薄い鋼板を帯状に圧延した巻鉄心であり、該巻鉄心は、上記電磁石に設けられた2つのコイルを内部に覆うように設けられている請求項1に記載の磁力回転装置。
- 上記回転軸の軸方向に沿って磁極が一列に並ぶように少なくとも2つの上記電磁石が設けられ、上記軸方向に隣接する磁極は、互いに極性が異なるように配置されており、
上記磁性体は、各電磁石において隣接するコイルとコイルとの間に互いに対向するように設けられている請求項1又は2に記載の磁力回転装置。 - 上記回転軸の軸方向に沿って磁極が一列に並ぶように少なくとも2つの上記電磁石が設けられ、上記軸方向に隣接する磁極は、互いに極性が異なるように配置されており、
一方の電磁石の上記胴部と他方の電磁石の上記胴部との間隙に上記磁性体が設けられている請求項1から3のいずれかに記載の磁力回転装置。
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JP2011188054A JP4988951B1 (ja) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | 磁力回転装置 |
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WO2024037179A1 (zh) * | 2022-08-19 | 2024-02-22 | 嵊州市浙江工业大学创新研究院 | 一种旋转过滤式二合一搅拌釜 |
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JPH0993890A (ja) * | 1995-09-27 | 1997-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石式モータ |
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- 2011-08-30 JP JP2011188054A patent/JP4988951B1/ja not_active Expired - Fee Related
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