JPH03190551A - 電磁回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 回転速度に比例し、しかも電圧リプルとノイズの無い発
電機（タコジェネレータ）若しくは出力トルクリプルの
ない直流電動機として利用されるものである。

〔従来の技術〕

本発明の装置に類似した構成の技術は数多（提案されて
いるが、理論的に錯誤があるものが多（、実用化された
例はない。例えば、特開昭３３−ｇ’？９／／号に記載
された技術がある。

〔本発明が解決しようとしている課題〕第１の課題 複数相の発電機は、その直流出力にリプル電圧を含んで
いるので回転数に比例した直流出力な得ることかできな
く、リプル電圧をコンデンサで平滑化すると時間お（れ
が発生して、回転速度の変化に正確に追随した電圧が得
られなく、タコジェネレータとして使用する場合の欠点
となる問題点がある。

第２の課題 複数相の直流電動機、特にブラシレス直流電動機の場合
には相数が少ないので、トルクリプルと電磁ノイズと機
械振動を発生する問題点がある。

第３の課題 ブラシレスの発電機、直流電動機の場合には、整流装置
が半導体回路となり、高価となり、相切換時の電磁ノイ
ズが発生する問題点がある。又機械振動を発生する欠点
がある。

第ｑの課題 直流電動機の場合に、ブラシレスの電動機としたときＫ
、相数は１〜３相となるので、相切換のときの電機子コ
イルの磁気エネルギの消滅と蓄積に時間を要する◇ 従りて高速度とすると５反トルクの発生が増大し、回転
速度の上昇に限界があり、又効率を劣化せしめる問題点
がある。高速度（毎分１０万回転以上）とすると鉄損が
増大し、発熱量が増大し、効率も劣化する問題点がある
。

第３の課題 電機子コイルの磁気エネルギの消滅と蓄積による鉄損が
あり、効率が劣化する問題点がある。

高速度となると前述したように大きい問題点となるＯ 〔課題を解決する為の手段〕 第１の手段 両側の回転面がそれぞれＮ、Ｓ極に一様に磁化されると
ともに、回転軸が軸受により支持された円板状のマグネ
ット回転子と、左右の側板が平板状で、これ等がそれぞ
破弓グネット回転子のＮ。

Ｓ磁極に所定距離の空隙を介して対向し、外周部が閉じ
られた磁路を構成する磁性体により作られた外筺と、マ
グネット回転子の磁極に対向する側板の円周面にそって
設けられた複数個の空孔と、板状の磁心に捲着された複
数個の電機子コイルと、該磁心の両端を前記した空孔の
円周方向の端面に固定して磁路を閉じるとともに、電機
子コイルの１辺のコイル部分をマグネット回転子の磁極
面に所定の空隙を介して対向し、回転方向と直交するよ
うに、更に又電機子コイルの外側部に空孔を残存して配
設する手段と、側板の内側面において。

前記した電機子コイルの１辺のコイル部分を囲んで磁路
が閉じられるように１両側の磁路開放端となる部分が側
板に接続され、磁路開放端となる部分の中間部の外側の
平坦部が僅かな空隙を介してマグネット回転子の磁極に
対向するコ型の磁心と、マグネット回転子のＮ極の磁束
が、コ型の磁心と左右の側板を通ってマグネット回転子
のＳ磁極で閉じる第１の磁路ならびに電機子コイルの通
電による磁束が、前記した板状の磁心とコ型の磁心を通
って閉じる第一の磁路が磁気的忙飽和しない為の充分な
大きさの断面積で構成される手段と、マグネット回転子
が駆動源により回転されたときＫ、複数個の電機子コイ
ルに誘起される回転子の回転速度に比例する誘導電圧が
厳葺＝工得られる各電機子コイルの直列接続体の導出端
子若しくは各電機子コイルに所定の値の通電を行なって
、マグネット回転子に１方向の出力トルクを発生せしめ
る直流電源のいづれかとにより構成されたものである。

第一の手段 両側の回転面がそれぞれＮ、Ｓ極に一様に磁化された円
環状のマグネット回転子と、磁性体で作られたカップ状
の底面中央部に端部が固定された回転軸を備えた回転子
と、磁性体で作られたカップ状の底面中央部に軸受が設
けられた固定電機子と、該固定電機子の開口部と回転子
の開口部が対向し、前者の外側円筒部と後者の外側円筒
部の対向面が僅かな空隙を介して対向するように、又回
転子の底面に１つの磁極回転面が固着されたマグネット
回転子の他の１つの磁極回転面が、固定電機子の底面と
所定の距離の空隙を介して対向して、マグネット回転子
のＮ、Ｓ磁極の磁路な閉じるように、前記した回転軸を
軸受により支持する手段と、マグネット回転子の磁極に
対向する固定電機子の円周面にそって設けられた複数個
の空孔と、板状の磁心に捲着された複数個の電機子コイ
ルと、該磁心の両端を前記した空孔の円周方向の端面に
固定して磁路な閉じるとともに、電機子コイルの７辺の
コイル部分をマグネット回転子の磁極面に所定の空隙を
介して対向し５回転方向と直交するように、更に又電機
子コイルの外側部に空孔を残存して配設する手段と、固
定電機子の内側面において、前記した電機子コイルの１
辺のコイル部分を囲んで磁路が閉じられるように、両側
の磁路開放端となる部分が固定電機子に接続され、磁路
開放端となる部分の中間部の外側の平坦部が僅かな空隙
を介してマグネット回転子の磁極に対向するコ型の磁心
と、マグネット回転子のＮ極の磁束が、コ型の磁心と固
定電機子と回転子の外側円筒部の対向面と回転子を通り
℃マグネット回転子の８磁極で閉じる第１の磁路ならび
に電機子コイルの通電による磁束が、前記した板状の磁
心とコ型の磁心を通つて閉じる第一の磁路が磁気的に飽
和しない為の充分な大きさの断面積で構成される手段と
、回転子が駆動源により回転されたときに、複数個の電
機子コイルに誘起される回転子の回転速度に比例する誘
導電圧が施奔基（得られる各電機子コイルの直列接続体
の導出端子若しくは各電機子コイルに所定の値の通電を
行なって、回転子に／方向の出力トルクを発生せしめる
直流電源とにより構成されたものである。

〔作用〕

前述した問題点となる第１〜第５の課題は、周知の／相
、２相、３相の電動機の共通の欠点である。これは相の
概念がある為の問題とも考えられる０ Ｊ、、２．／、０の概念から推定されることは、相の概
念より脱出してＯ相即ち無相の電動機とすることにより
、上述した問題点が除去されるものである。

本発明装置は、無相の電動機を構成して、第１〜第５の
課題を解決したものである。

次にその作用を説明する。

電機子コイルには常に／方向の通電が設定値で行なわれ
ているので、相切換が無（、電機子コイルの磁気エネル
ギの大きい出入がない。

従って、発電機として使用した場合に、回転速度圧正確
に比例した応答性の良い電圧出力が得られる作用がある
ので第１の課題が解決される〇電動機として使用した場
合には、同じ理由により、トルクリプルがな（、電気的
若しくは機械的振動が除去されるので第一の課題が解決
される。

相切換をする整流装置が不要なので、その為のホール素
子を含む半導体制御回路が不要となり、直流電源より電
機子コイルに通電するのみでマグネット回転子の駆動力
を得る電動機を得ることができる。

上述した事情は発電機の場合も同様である。

従って第３の課題が解決される。

電機子コイルに蓄積された磁気エネルギの増減がないの
で、／般の電動機の場合のように通電を断りたときの磁
気エネルギの放出による反トルクの発生がない。

従って、高速度（毎分／θ万回転以上）の電動機を得る
ことができるので、第ダの課題が解決される作用がある
。

電機子コイルに磁心があるが、これを通る磁束量に変動
がないので、鉄損がな（、効率の良好な電動機を得るこ
とができる。

従って、第５の課題を解決する作用がある。

〔実施例〕

第１図以降の実施例について本発明装置の詳細を説明す
る。図面の同一記号のものは同一部材を示しているので
、それ等の重複した説明は省略する。

第１図（ａ）は、本発明装置のマグネット回転子ｑと電
機子コイル＆ａの説明図である。これ等の部材は第一図
において同一記号で示されているものである。マグネッ
ト回転子ダは円環状で、中央空孔には、プラスチック材
が充填され、その中央部に回転軸ｌ（第２図示）が固定
されている。

マグネット回転子ダの上面は、−様ＫＮ極に磁化され、
下面は同じ（Ｓ極に磁化されている。

点線で示す記号！ｆａは電機子コイルで、方形に捲回さ
れている。矢印７ａ、りす、７ｃは、磁力線を示してい
る。

第１図（ｂ）は電機子コイルｊａ、磁力線７ａ、７ｂ、
りＣを拡大して示したものである。

電機子コイルｊａは、図示のように、下側と上側の部分
が、マグネット回転子ダの径方向即ち回転方向に対して
直交することとなり、両側部は磁極面に垂直となりてい
る。

マグネット回転子ケか矢印Ａ方向に回転したときに、電
機子コイル！ａに誘起される誘起電圧の方向は、矢印ざ
ａ、ｔｂ、Ｉｃ、！１ｄの方向となる。矢印ざａの方向
の電圧に対し、他の辺に発生する誘導電圧はすべて反対
方向である。

下側のコイル部分を貫挿する磁束量と他の部分のコイル
を貫挿する磁束量は等しいので、電機子コイルの誘起電
圧は消滅する。

電機子コイル＆ａに矢印ｆｆａと反対方向に通電した場
合に、マグネット回転子ダを矢印Ａ方向にできるもので
ある。

第１図（ｃ）において、電機子コイル＆ａを第１図価）
の矢印Ｑ方向よりみた図が電機子コイルｊａとなってい
る。

電機子コイルｊａは記号Ｓで示す磁性体に捲着されてい
る。打点部は空孔である。

磁性体Ｓの下方の突出部には、マグネット回転子ダのＮ
極面が僅かな空隙を介して対向している。

電機子コイル５ａＫ通電したときの磁束は、矢印２Ｊｒ
ｓ、２３ｂに示す方向となるが、矢印ｎａの磁束は磁路
が閉じられているので著しく太き（、点線矢印２３ｂの
磁束は著しく小さくなる。

マグネット回転子ｑのＮ極の磁路は、矢印２１１ａ。

２１１ｂとなり、磁性体Ｓを通って８極で閉じられてい
る。

矢印２３ｈと矢印２１１ａの磁束は、磁性体Ｓの下部に
おいて右側で加算されて増大し、左側では減算されて減
少する。

従りて、マグネット回転子ダは矢印り方向の駆動トルク
を発生する。このときに、矢印ＪＪｔ）の磁束は矢印２
１１ｈ、２４’ｂの磁束と加、減算されて反トルクを発
生するが、矢印２３ｂの磁束が著しく小さいので無視で
きる程度のものとなり問題はない。

本発明装置は、第１図（ｃ）の手段により、目的を達成
したものである。

次にその詳細を説明する。

第２図において、軟鋼板をプレス加工して作られたカッ
プ状の外筺Ｊａの底面中央部に嵌着された円筒部には、
軸受（摺動型）、７１）が設けられる。

軟鋼板をプレス加工して作られた上側の外筺コの外周部
は、図示のように外筺コａ＆Ｃ嵌着されている０外筺コ
の中央部に嵌着された円筒部には軸受３ａが設けられ、
軸受３ｔｓ、３ｂには、回転軸ｌが回動自在に支持され
る。

回転軸ｌには、円板状のマグネット回転子ダの中央部が
固定される。マグネット回転子ｑの上面はＳ極に、下面
はＮ極に一様に磁化されている。

マグネット回転子ダの中央の斜線部はスペーサで、マグ
ネット回転子ダの上部の回転面（Ｓ極）と外筺コの内側
との空隙長及び下部の回転面（Ｎ極）と外筺２ａの内側
との空隙長を所定値に保持する為のものである。記号９
ａの内側部はプラスチックで充填されている。

記号りは、回転軸ｌに矢印Ｃで示す連結部材により連結
された負荷である。この場合は直流電動機として作動す
る場合である。

又発電機（タコジェネレータ）として作動する場合には
、記号７は回転速度に比例する電気信号を得る目的の駆
動源となるものである。

矢印Ｂ方向よりみた固定電機子となる外筺２ａ。

電機子コイルｊａ、＆ｂ、・・・（点線で示す）が第３
図（ａ）に示される。

第３図（ａ）において、電機子コイル５ａのある部分の
点線ざａより下方の打点部は空孔である。他の電機子コ
イルＳｂ、！；ａ、！；ｄのある部分にも同形の空孔が
設けられている。

この空孔が、第３図（１））に記号Ｑ！ｒ　ａ　、　Ｑ
３　ｂ　、・・・とじて示されている〇 電機子コイル＆ａ、ｊｂ、・・・は、互に？θ度度量間
て磁路となる電機子２已に固定されているＯ軟鋼板磁心
／２ｔｓ、／コｂ、／Ｊｃ、／コｄに捲回された電機子
コイルの固定手段はすべて同じなので、電機子コイルｊ
ａを例として次に説明する。

点線！ｃ、ｌｌｂは、マグネット回転子ダの内側と外側
を示している。第３図（１＋）は、第３図（ａ）の電機
子コイル！ａ、ｊｂ、・・・と軟鋼板磁心／２ａ、／Ｊ
ｂ、・・・を除去した図面で、空孔＃ａ　、　＃ｂ　、
・・・は方形となり、打点部／（７ａ　、　１０ｂ　、
・・・は突出した段部で、電機子磁心となる外筺コａの
表面より低（なっている。

第を図（ａ）を矢印Ｆ方向より見た図が第９図（ｂ）で
あるＯ第９図（ａ）　、　（ｔ））において、軟鋼板磁
心／２ａに電機子コイル！ｒａが捲着固定されている。

記号／３ｃ、／３ｄは電機子コイル＆ａの両端子である
Ｏ 第を図（ｃ）は、第９図（ａ）を矢印Ｇ方向よりみた図
である。第９図（ａ）（ｂ）（ｃ）につき更に詳細を説
明するＯ磁心／２ａの両側は第９図（ａ）の点線／／ｂ
、／／ｃの部分で直線状の段部となりている・記号／／
ａの部分は、記号／／１）の部分より外側に突出してい
る。

直線状の段部／／ｃの部分も同じ構成となっている。

段部／／ｂ、／／Ｑを利用して、又電機子磁心２ａの空
孔おａの突出段部／θａ、１０ｂを利用して上方より圧
入固定する。

本実施例では、段部／／ｂ　、／／ｃ　、１０ａ、１０
ｂを利用して、磁心／Ｊａを固定したが他の周知の手段
でもよい。

他の電機子コイル＆ｂ、ｊｃ、５４も同じ手段により、
磁心／２ｂ、／２ａ　、／Ｊｄを介して電機子磁心コａ
の空孔ａｂ　、ｘｃ　、、ｕａに固定される。

磁心／２ａの下側（内側部）には、コ型の磁心１２の磁
路開放端が密着固定されている。密着固定手段は周知の
いかなる手段でもよいが、磁路が完全に空隙なしに閉じ
られる必要がある。

電機子コイルｊａに通電したときの磁束の方向は、矢印
２３ａ、２Ｊｂで示されている。又マグネット回転子ダ
のＮ極の磁束は、矢印２’ｌａ、２１ｂで示されている
。

コ型の磁心／２の中間部の外側面は平坦となり、れ、電
機子コイル３ａを磁心／コａに捲着した後に、コ型の磁
心１２の磁路開放端を密着固定する。

矢印ｕａ　、２３ｂ、２１１ａ、コ４１１）で示す磁束
は、第１図（Ｃ）で説明した同一記号の磁束と全く同じ
作用を行ない、マグネット回転子ダを矢印り方向に駆動
するトルクが得られる効果が得られる。

電機子磁心となる外筺コ、コａ、磁心／Ｊａ、／２ｂ、
・・・は、他の周知の手段例えば珪素鋼の粉末を焼結成
型して作ることもできる。

磁心／２　ａ　＋　／２１）　＊・・・を捲着した電機
子コイルとともに電機子磁心λａの外側部に嵌着する。

次にカッタ作業により、第３図（ａ）の直線ｆｆｂ、ｆ
ｆｃ部を外側より切除して、空隙部９ａ、Ｗｂ、・・・
を作成スル。従って、第弘図（ｅ）に拡大して示されて
いるようＫ、マグネット回転子ダのＮ極の磁束は、磁心
／２ａを通り、矢印Ｊ、にで示すように、外筺２ａを通
って、反対側のＳ極で閉じられる。

又外筺Ｊａに直接に入る磁束は、矢印Ｍ、Ｒで示すよう
に通って反対側のＳ極で閉じられる。

磁心／Ｊａを通り、矢印りで示す方向の磁束は、電機子
コイル５ａの上面と側部の１辺を通るので反トルクを発
生するが、本発明装置では、この磁束は除去され、反ト
ルクの発生が抑止される◇その理由を次に説明する。

第１の理由は、空隙部９ａの存在で、磁気抵抗が著しく
太き（なっている。

第２の理由は、磁心／２ａ、外筺、２ａの矢印Ｊ。

Ｋ、Ｍ、Ｒの磁路の断面積を太き（して、磁気飽和のな
いように構成したことである。

第３の理由は、電機子コイル５ａによる磁束は矢印２３
ａと２．３０となるが、矢印３ａの磁束の磁路は磁性体
により閉じられているので、磁束量は著しく大きくなり
、矢印２３Ｆ）の磁束量は著しく小さ（なり、反トルク
の発生が抑止されることである◎他の電機子コイルにつ
いても上述した事情は全（同様である。

上述した反トルクの発生を防止する為には、矢印２３ａ
の磁束の通る磁路及び矢印２４１ａ、２４１）で示す磁
束の磁路の断面積を充分大きくして磁気飽和を防止する
必要がある。

以上述べた理由により、反対方向のトルク若しくは反対
方向の誘起電圧は発生しないので、マグネット回転子ｑ
を駆動源７により回転すると、その回転速度に比例する
信号電圧が得られる発電機となり、又電機子コイルに通
電すると、マグネット回転子ｌはｌ方向のトルクを発生
して直流電動機となる。

電機子コイルｊａ、＆ｂ、・・・を第Ｓ図に示すように
直列に接続すると、端子／ｊ　ａ　＋　／ｊ　ｂよりマ
グネット回転子ダの回転速度に比例する電圧が得られて
、タコジェネレータとして有効な手段となる。

又端子／３ａ、／、？ｂに直流電圧を印加すると、マグ
ネット回転子グは印加電圧に対応した駆動トルクで回転
する直流電動機となる。

電動機の場合には、電機子コイルは直列接続でな（、並
列接続を付加することがよい。

又コイル巻線の径を大きくして銅損を減少することがよ
い。タコジェネレータの場合には、細線を巻いて、ター
ン数を多くすることがよい。

本実施例では、電機子コイルは片側ダ個となっているが
、目的に応じて電機子コイルの数を増減することができ
る。

第２図の矢印６ａ、Ａｂで示す位置に空孔（空孔ｘｈ、
ｚｓｂ、・・・Ｋ対応するもの）を設け、これに電機子
コイル９個を第９図（ａ）に示す手段と同じ手段により
設けると、発電電圧若しくは出力トルクを倍加すること
ができる。

次に第７図（ｄ）に示す実施例につき説明する。

第９図（ｄ）において、第９図（Ｃ）の１２ｔｓは左右
に少し延長されて長くなりている。

電機子磁心となる外筺、２ａの内側に磁心／２ｔｓ、の
両端が密着固定されている。

コ型の磁心１２の磁路開放端は、前実施例と同じく磁心
／Ｊａに密着固定され、中間部はマグネット回転子ｑの
Ｎ極面は僅かな空隙を介して対向している０コ型の磁心
／、２の磁路開放端を、磁心／、２ａのも 両側の空孔に圧入固定する手段を採用するこｉできる０
磁束Ｊｊａ、コ３ｂ、コｔＩａ、２４’ｂは、前実施例
と全（同様な作用を行なうので、マグネット回転子ダは
、矢印り方向の正トルクのみ罠より駆動され本発明の目
的が達成されるものである。発電機として使用した場合
の作用効果も同様である０次に第７図（ｆ）の実施例に
ついて説明する。

第７図（ｆ）は、電機子コイルｊａとｓｂの部分のみの
展開図で、他の部分も同じ構成となりているＯ磁心／、
２ａ　、　／Ｊｂ　、・・・を電機子磁心となる外筺２
ａに段部／／ｃ　、　／／ｂ　、　／／ｃｌ　、　／／
ｅにより固定する手段は、第７図（ａ）の場合と全く同
様であるが、コ型の磁心１２の部分が異なり、この部分
が記号コロの磁性体で示されている。

第７図（ｆ）において、磁性体２６は円環状で、電機子
コイルの下側が収納される凹部が設けられているＯ 磁心／Ｊａ、／コｂ、・・・を外筺λａに装着した後に
、磁性体＝６を外筺２ａに接合部Ｊ４ａにおいて、周知
の手段により密着固定して、磁路を閉じる。磁性と同様
な作用を行なうので、マグネット回転子ダを矢印り方向
に駆動する電動機となる。

発電機として利用できることも前実施例と同様である。

本発明装置を発電機若しくは電動機として構成した場合
の特徴を次に説明する。

電機子コイルには、常に／方向にｌ定の電流が流れてい
るので、蓄積されている磁気エネルギの変化がない。

従りて、電動機の場合にはトルクリプルのない出力トル
クが得られ、発電機の場合には、電圧リプルな含まない
回動速度に比例する電圧出力が得られる特徴がある。又
速度変動のある場合には、応答性の早い電圧出力が得ら
れる特徴があるので、タコジェネレータとして有効な技
術を供与できる。

ゾラシレスの構成となり、電機子コイルの通電制御の為
の電子回路が不要となるので小型廉価で耐熱性のある発
電機若しくは電動機が得られる。

」 又／、　ｊ　／ルトの印加電圧で、即ち低電圧駆動の電
動機が得られる。

電機子コイルの通電の切換の為の整流装置が不要となる
特徴がある。

電機子コイルの磁気エネルギの蓄積と放出がないので、
高速度でも反トルクの発生がな（、効率の良好な高速電
動機が得られる。又鉄損がないので効率が良好となる。

電機子電流が変化な（、又その方向も変らないので、電
磁的なノイズと機械振動の発生が除去される特徴がある
。

電動機の場合に、複数個ある電機子コイルの１個を発電
コイルとして使用し、他をトルク発生のコイルとするこ
とにより、発電コイルの出力により電機子コイルの通電
制御を行なうことができるので、定速制御を行なうこと
ができる。発電コイルの出力は時変おくれがないので、
正確で応答性の良好な定速制御となる特徴がある・ 第３図（ａ）の点線Ｓθで示した位置に、小型の電機子
コイルを他の電機子コイルと同じ手段により設け、電機
子コイルＳｅを発電コイルとして、回転速度に比例した
電気信号を得ることができる。

他の電機子コイル９個を駆動トルク発生のコイルとして
使用し、電機子コイル５ｅの出力信号により定速制御を
行なうことができる。

上述した手段によると、出力トルクを減少しないで定速
制御を行なうことのできる効果がある。

本発明装置を変形して電動機若しくは発電機として構成
したものが第６図に断面図として示されている。

第６図において、軟鋼板をプレス加工して作られたカッ
プ状の回転子／ｆｆａの底面には、マグネット回転子／
９のＳ極面が貼着されている。マグネット回転子／ｑは
円環状で、７つの回転面がＳ極に、他の回転面がＮ極に
一様に磁化されている。

回転子／＆ａの底面中央部には、回転軸ｌが固定される
。軟鋼板をプレス加工して作られたカップ状の基板とな
る電機子／ｇｂの底面の中央部には、金属スリーブ２２
が嵌着され、その内部にボール軸受Ｊ／ａ、２／ｂが固
定され、回転軸／はＩ−ル軸受、２／　ａ　、　Ｊ／　
ｂにより回動自在に支持される。

電機子／ｆｆりには、点線ｊａ、＆ｂ、・・・で示すよ
うに電機子コイルが装着されている。電機子コイルは９
個で、第３図（ａ）（ｂ）及び第９図（ａ）（ｂ）　−
（ｆ）について前述した手段と同様な手段により電機子
１ｇｂに装着されているので、説明は省略する。

基板／ｆｆ１）は固定電機子となるものである。

電機子１ｇｂの底面とマグネット回転子１９ＯＮ極回転
面とは所定の空隙長となり、各電機子コイルは、第を図
（ａｌ＋１））・・・、（ｆ）についぞ説明した手段に
より、電機子／ｇｂの円周部にそって装着されている。

電機子１ｇｂと回転子／ｇａの外周円筒面は、僅かな空
隙を介して対向し、それぞれの開口部も対向している。

マグネット回転子／ｑのＮ極の磁束は、電機子コイルの
部分、電機子／ｊｌｂ、電機子／ｇｂと回転子／ｇａの
外周円筒部の空隙、回転子／ざａを通ってＳ極において
閉じられる。

各電機子コイルに設定された方向の通電を行なうことに
より、マグネット回転子１９に１方向の駆動トルクを発
生して直流電動機として回転する。

電動機としての作用効果は、第２図の実施例と全（同様
である。マグネット回転子／ｑは電機子／ざｂにより、
下方の磁気吸引力を受けるので小型の電動機として利用
することが好ましい。

回転軸ｌを駆動源により駆動すると、電機子コイルｊａ
、ｊｂ、・・・には起電力が発生するので。

これ等を加算して、端子より導出すると、導出電圧は駆
動源の回転速度に比例するので、タコジェネレータとし
て利用できる。この場合の作用効果は、第２図の実施例
と全（同様である。

第６図において、矢印Ｐ方向よりみた図面は、第３図（
ａｔと同じものとなる。反対側の電機子コイルＡａ、　
６ｂ、・・・の装着部はな（、その代りに磁路を閉じる
為の回転子／ｇａとその外側の円筒部／ｇ−ｌと、これ
に空隙を介して対向している電機子／ｇｂの外側の円筒
部／ｇ−２が設けられている０記号９ａ、９ｃで示す空
孔（打点部）は、第３図（ａ）の同一記号の空孔と同じ
もので、その作用効果も同じである。

セ斂末； 第９図（ｅ）に戻り、更に説明を付加する。

第９図（ｅ）において、電機子コイル３ａに通電すると
、その磁束は、３つの磁路に分れて通ることになる。

第１の磁路は、第９図（、ｉ）のコ型の磁心／２を通る
矢印Ｎａの磁束の磁路、第２の磁路は、第９図（ｅ）の
矢印Ｎで示されるもので、磁心／２ｈを通り、外筺−ａ
を通り、反対側の外筺コで閉じられる磁路、第３の磁路
は、矢印Ｓで示すもので、磁心タコａ。

／Ｌ２ｂ　、　／２ｃ　、　／２６と外筺２ａを通って
１周する磁路である。

コ型の磁心／２を通る第１の磁路の磁束は前述したよう
に出力トルク発生に有効な磁束となるが、第２、第３の
磁路な通る磁束は出力トルクに無関係な無効な磁束とな
っている０ 第１の磁路の磁気抵抗は最も小さ（、第２．第３の磁路
の磁気抵抗は順次に太き（なりている。

他の電機子コイルについても事情は全く同じである。従
って、電機子コイルの所要電力の月位は無効な電力とな
る〇 か−る問題点を改良する為には次の手段がよい。

即ち外筺コと、２ａの磁気抵抗を太き（する為に軟鋼粉
末を混入したプラスチック成型体により、外筺コａと２
を構成する。

軟鋼粉末の混入量を調整することにより、外筺コと２ａ
の導磁率を、コ型の磁心／２のそれより小さ（できるの
で、出力トルクに寄与する磁束を太き（できる作用効果
がある。

このときに、第９図（ｅ）の矢印にの磁束量は減少して
、出力トルクを減少するので、外筺コとＪａの導磁率を
余り小さくすることはできない。

発電機として使用した場合にも上述した事情は同様であ
る。

〔効果〕

第１の効果 電動機の場合には、トルクリプルのない平坦な出力トル
クが得られる。発電機の場合には、応答性の早い回転速
度に比例す委電圧出力が得られる。

第２の効果 整流装置が不安となり、ゾ２シレスとなり、又電機子電
流制御の為の通電制御回路が除去される。

従って、廉価となる。

第３の効果 反トルクの発生がないので、高速度電動機を得ることが
できる。

第９の効果 鉄損がなく、反トルクの発生もないので効率の良好な電
動機若しくは発電機を得ることができる。

第Ｓの効果 電機子コイルの通電量は変化な（、又通電方向も変らな
いので、電磁ノイズと機械振動が著しく小さくなる。

第６の効果 第９図（０）（４）（ｅ）について説明した理由により
、出力トルク若しくは発電出力を増大せしめることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置のマグネット回転子によるトルク
発生と発電電圧発生の原理の説明図、第２図は、本発明
装置の構成の説明図、第３図は、第２図の装置を矢印Ｂ
方向よりみた平面図、第１図は、電機子コイルの構成の
詳細な説明図、第Ｓ図は、電機子コイルの電気回路図、
第６図は、本発明装置の他の実施例の構成の説明図をそ
れぞれ示す。 ｌ・・・回転軸、　コｒ　Ｊ　ａ　ｒ　１ｇ　ｂ・・・
外筺及び電機子、　／ざａ　”’回転子、　Ｊａ、、？
ｂ、、２／ａ、２／ｂ・・・軸受、　！　、　／ｑ・・
・マグネット回転子、　！ｒａ。 ｔｂ、・・・　　　　　　　　・電機子コイル、　　７
・・・駆鋤源若しくは負荷、　ｇ　ａ　＋　ｔ　ｂ　＊
・・・通電方向、７ｅｂ、７ｂ、＝・磁力線の方向、　
　ｑａ、９ｂ。 −−−２！；　ａ　、　Ｂ　ｂ　、　・”空孔、　／２
ａ、／２ｂ、−磁心、／、？　ａ　ｒ　／、？　ｂ　Ｂ
＋端子、　、ｔ　、　２１．・・・磁性体、　２３＆。 ！、７ｂ　、　２１１ａ、　２ダ’ｂ　−・・磁束の方
向、　Ａａ、６ｂ−電機子コイルの位置を示す矢印、　
１０ａ、　１０ｂ　。 ・・・突出段部、　／／ｃ　、　／／ｂ、　／／ｄ　、
　／／ｅ”・段部の境界線、　／／ａ・・・突出部、　
／２・・・コ型の磁心、第　ｌ　図（４） 第　１回（Ｏ ＄　ｌ　ｔも３ｒｃ） ｙｃ 第３ ８　（≦２） 粛 図（ｅ） 第４ 図（ｆ） 第 第 回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）両側の回転面がそれぞれＮ、Ｓ極に一様に磁化さ
   れるとともに、回転軸が軸受により支持された円板状の
   マグネット回転子と、左右の側板が平板状で、これ等が
   それぞれマグネット回転子のＮ、Ｓ磁極に所定距離の空
   隙を介して対向し、外周部が閉じられた磁路を構成する
   磁性体により作られた外筺と、マグネット回転子の磁極
   に対向する側板の円周面にそって設けられた複数個の空
   孔と、板状の磁心に捲着された複数個の電機子コイルと
   、該磁心の両端を前記した空孔の円周方向の端面に固定
   して磁路を閉じるとともに、電機子コイルの１辺のコイ
   ル部分をマグネット回転子の磁極面に所定の空隙を介し
   て対向し、回転方向と直交するように、更に又電機子コ
   イルの外側部に空孔を残存して配設する手段と、側板の
   内側面において、前記した電機子コイルの１辺のコイル
   部分を囲んで磁路が閉じられるように、両側の磁路開放
   端となる部分が側板に接続され、磁路開放端となる部分
   の中間部の外側の平坦部が僅かな空隙を介してマグネッ
   ト回転子の磁極に対向するコ型の磁心と、マグネット回
   転子のＮ極の磁束が、コ型の磁心と左右の側板を通って
   マグネット回転子のＳ磁極で閉じる第１の磁路ならびに
   電機子コイルの通電による磁束が、前記した板状の磁心
   とコ型の磁心を通って閉じる第２の磁路が磁気的に飽和
   しない為の充分な大きさの断面積で構成される手段と、
   マグネット回転子が駆動源により回転されたときに、複
   数個の電機子コイルに誘起される回転子の回転速度に比
   例する誘導電圧が得られる各電機子コイルの直列接続体 の導出端子若しくは各電機子コイルに所定の値の通電を
   行なって、マグネット回転子に１方向の出力トルクを発
   生せしめる直流電源のいづれかとにより構成されたこと
   を特徴とする電磁回転機。
2. （２）両側の回転面がそれぞれＮ、Ｓ極に一様に磁化さ
   れた円環状のマグネット回転子と、磁性体で作られたカ
   ップ状の底面中央部に端部が固定された回転軸を備えた
   回転子と、磁性体で作られたカップ状の底面中央部に軸
   受が設けられた固定電機子と、該固定電機子の開口部と
   回転子の開口部が対向し、前者の外側円筒部と後者の外
   側円筒部の対向面が僅かな空隙を介して対向するように
   、又回転子の底面に１つの磁極回転面が固着されたマグ
   ネット回転子の他の１つの磁極回転面が、固定電機子の
   底面と所定の距離の空隙を介して対向して、マグネット
   回転子のＮ、Ｓ磁極の磁路を閉じるように、前記した回
   転軸を軸受により支持する手段と、マグネット回転子の
   磁極に対向する固定電機子の円周面にそって設けられた
   複数個の空孔と、板状の磁心に捲着された複数個の電機
   子コイルと、該磁心の両端を前記した空孔の円周方向の
   端面に固定して磁路を閉じるとともに、電機子コイルの
   １辺のコイル部分をマグネット回転子の磁極面に所定の
   空隙を介して対向し、回転方向と直交するように、更に
   又電機子コイルの外側部に空孔を残存して配設する手段
   と、固定電機子の内側面において、前記した電機子コイ
   ルの１辺のコイル部分を囲んで磁路が閉じられるように
   、両側の磁路開放端となる部分が固定電機子に接続され
   、磁路開放端となる部分の中間部の外側の平坦部が僅か
   な空隙を介してマグネット回転子の磁極に対向するコ型
   の磁心と、マグネット回転子のＮ極の磁束が、コ型の磁
   心と固定電機子と回転子の外側円筒部の対向面と回転子
   を通ってマグネット回転子のＳ磁極で閉じる第１の磁路
   ならびに電機子コイルの通電による磁束が、前記した板
   状の磁心とコ型の磁心を通って閉じる第２の磁路が磁気
   的に飽和しない為の充分な大きさの断面積で構成される
   手段と、回転子が駆動源により回転されたときに、複数
   個の電機子コイルに誘起される回転子の回転速度に比例
   する誘導電圧が得られる各電機子コイ ルの直列接続体の導出端子若しくは各電機子コイルに所
   定の値の通電を行なって、回転子に１方向の出力トルク
   を発生せしめる直流電源とにより構成されたことを特徴
   とする電磁回転機。