JPH05316716A - 磁気ヘルニヤ推進モーター - Google Patents

磁気ヘルニヤ推進モーター

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JPH05316716A
JPH05316716A JP4146382A JP14638292A JPH05316716A JP H05316716 A JPH05316716 A JP H05316716A JP 4146382 A JP4146382 A JP 4146382A JP 14638292 A JP14638292 A JP 14638292A JP H05316716 A JPH05316716 A JP H05316716A
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JP
Japan
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magnetic
electromagnet
paramagnetic
rotor
diamagnetic
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Application number
JP4146382A
Other languages
English (en)
Inventor
Sakuji Mizudori
作治 水鳥
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシが不要であり、且つ電流の+−が変っ
ても回転方向が変らないモーターを提供する。 【構成】 極部分が磁気飽和状態にある電磁石の磁路に
環状のギャップ部を設け、該ギャップ部内には常磁性体
と反磁性体とを相互に隣接させてなる移動子を回転軸に
取り付けてなる回転子を配設した磁気ヘルニヤ推進モー
ター。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ヘルニヤ推進モータ
ーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】モーターは従来より種々のものが使用さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のモーターにおい
ては、回転子と外部回路との間を通電するために整流子
の表面にブラシが取り付けられているため、ブラシ摩擦
損、ブラシ接触損等の問題が生じている。また、電流の
+−が変るとモーターの回転方向が変るため、用途によ
っては不都合を生ずることがある。本発明はこのような
問題を解決しようとしてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は磁気ヘルニヤ推進を回転運動に応用したモ
ーターを提供するものである。
【0005】即ち、本発明は、極部分が磁気飽和状態に
ある電磁石の磁路に環状のギャップ部を設け、該ギャッ
プ部内には常磁性体と反磁性体とを相互に隣接させてな
る移動子を回転軸に取り付けてなる回転子を配設した磁
気ヘルニヤ推進モーターを提供するものである。(請求
項1)
【0006】前記回転子は常磁性体と反磁性体とを相互
に隣接させてなる複数の移動子を回転軸に取り付けてな
るものであってもよい。(請求項2)
【0007】また、本発明は、極部分が磁気飽和状態に
ある電磁石における一極の真円状端部の近傍に常磁性体
と反磁性体とを相互に隣接させてなる移動子を回転軸に
取り付けてなる回転子を配設した磁気ヘルニヤ推進モー
ターを提供する。(請求項3)
【0008】上記回転子は常磁性体と反磁性体とを相互
に隣接させてなる複数の移動子を回転軸に取り付けてな
るものであってもよい。(請求項4)
【0009】前記いずれの場合にも、電磁石は極附近で
磁路を狭くすることが望ましい。(請求項5)
【0010】
【作用】まず、本明細書における磁気ヘルニヤ推進につ
いて図1、図2を参照して説明する。極部分が磁気飽和
状態にある電磁石が作り出す一様な磁界において、図1
に示すように常磁性体1と反磁性体2とを相互に隣接さ
せてなる移動子5aを非磁性体ケース3に固定し、該非
磁性体ケース3に車輪4を備えさせる(S型移動子)。
車輪4は非磁性体ケース3が円滑に動くようにするため
のものである。常磁性体1は電磁石の磁束と反磁性体2
の磁束を通すが、常磁性体1が磁気飽和状態になると反
磁性体2から出る磁束はそれ以上常磁性体1を通ること
ができなくなり常磁性体1以外の部分に現われる。磁束
には互に反発し合い途中での分岐や交差はしないという
性質があるため、反磁性体2の磁束は、図2において、
常磁性体1の左側に現われることはない。常磁性体1以
外の部分に現われた反磁性体2の磁束は、極部分が磁気
飽和状態にある電磁石が作り出す一様な磁界にある電磁
石の磁束を押し退けて現われる。伸された電磁石の磁束
は縮もうとする性質がある。しかし、図2において、常
磁性体1の左側には反磁性体2の磁束がないため、電磁
石からの磁束には影響がない。このため、力の釣り合い
が崩れ、常磁性体1と反磁性体2とを固定した非磁性体
ケース3は図2の矢印の方向に動き出し、等加速度運動
を始める。これが本明細書における磁気ヘルニヤ推進で
ある。
【0011】そこで、極部分が磁気飽和状態にある電磁
石の磁路に環状のギャップ部を設け、該ギャップ部内に
は常磁性体と反磁性体とを相互に隣接させてなる移動子
を回転軸に取り付けてなる回転子を配設したときには、
該回転子は磁気ヘルニヤ推進により回転する。(請求項
1)
【0012】回転子が常磁性体と反磁性体とを相互に隣
接させてなる複数の移動子を回転軸に取り付けてなるも
のである場合にも、上記請求項1の場合と同様に、回転
子は磁気ヘルニヤ推進により回転する。(請求項2)
【0013】電磁石における一極の真円状端部の近傍に
回転子を配設した場合にも、回転子は上記と同様に磁気
ヘルニヤ推進により回転する。(請求項3、4)
【0014】電磁石の磁路を極附近で狭くしたときに
は、電磁石の極がより磁気飽和しやすくなる。
【0015】以上いずれの場合にも、電磁石に流れる電
流の+−を入れ替えても回転子は同じ方向に回転する。
また、回転子にブラシが不要であることはいうまでもな
い。更に、回転子の回転速度は電磁石に流れる電流のO
N−OFFにより制御される。例えば、回転子を一定の
回転速度に維持したい場合には、電磁石に電流を流し、
回転子が当該一定の回転速度に達したときに電磁石に流
れる電流を切り、回転子の回転軸の摩擦抵抗、回転子の
空気抵抗により回転子が当該一定の回転速度を下回った
ときに電磁石に電流を流す。この作業の繰り返しにより
所望の速度を維持するのである。
【0016】本発明による磁気ヘルニヤ推進モーターの
性能は回転子における移動子がねじ曲げる電磁石からの
磁束の数により決る。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。前
述の如く、図1は常磁性体1と反磁性体2とを相互に隣
接させてなる移動子5aを非磁性体ケース3に固定し、
該非磁性体ケース3に車輪4を備えさせてなるS型移動
子を示すものであるが、図3に示すように、常磁性体1
と電磁石の極N、Sとの間の距離a,a’(a=a’)
はできる限り小さくなるように回転子の軸を固定すると
共に、反磁性体2と電磁石の極N、Sとの間の距離は常
磁性体1と電磁石の極N、Sとの間の距離a,a’より
もb,b’だけ大きくする(a<b、a’<b’)。常
磁性体1と反磁性体2と電磁石の極N、Sとの位置関係
をこのように設定することにより、a、a’部分におけ
る電磁石からの磁束が反磁性体2からの磁束により曲げ
られる虞が小さくなる。
【0018】図4に示す事例においては、反磁性体2b
は、常磁性体1からの距離x、x’が△x、△x’増加
すると電磁石からの距離y、y’が△y、△y’増加す
ると共に反磁性体内部の磁気モーメントが減少するよう
に加工している(移動子5b)。反磁性体2bをこのよ
うに加工することにより、反磁性体2bの磁束はyが一
定の場合に比べて図4における右側に流れやすくなる。
【0019】図6は、図1〜5における常磁性体1を逆
コ字状の常磁性体1bに変形させてなる移動子5c(A
型移動子)を示す。。図6に示す事例の動作原理は図
1、2、3、5の場合と同じであるが、常磁性体1bの
張り出し部1b’のため、反磁性体2からの磁束は図6
の斜線に示す張り出し部1b’、1b’間の幅w内の部
分のみに現われる。
【0020】図7は、図1〜5における常磁性体1をロ
字状の常磁性体1cに変形させてなる移動子5d(K型
移動子)を示す。図7に示す事例の事例の動作原理は図
1〜5の場合と同じであるが、反磁性体2とねじ曲げら
れる電磁石からの磁束は図7の斜線部分に現われる。
【0021】図8に示す移動子5e(U型移動子)は常
磁性体のみで電磁石の磁束をねじ曲げている。この事例
においては、厚さが一定の湾曲した常磁性体1dを非磁
性体ケース3に固定している。電磁石からの磁束は湾曲
した常磁性体1dを磁路として通過する。常磁性体1d
が磁気飽和状態になると電磁石の磁束は図8において常
磁性体1dの左側では直線状であるが、常磁性体1dの
右側では常磁性体1dを通り抜けることができないため
ねじ曲げられる。このように伸された磁束は縮もうとす
るが、常磁性体1dの左側では磁束の変化がないため移
動子は図8の矢印の方向に移動し、等加速度運動を始め
る。速度は前記移動子の場合と同様にして制御される。
【0022】図9に示す移動子5fにおいては、反磁性
体のみで力の釣り合いを崩している(Z型移動子)。即
ち、二等辺三角形を底面とする三角柱状の反磁性体2c
をその二等辺三角形の底面が電磁石内部(極附近)の磁
束と平行になるように非磁性体ケース3に固定する。反
磁性体2cにおける稜2c’は電磁石の極にかすかに接
触させる。極部分が磁気飽和状態になっている極に対し
反磁性体2cは逆向きの磁束を出し、電磁石からの磁束
を図9に示すように左右にねじ曲げる。即ち、反磁性体
2cの稜2c’が電磁石の極に接触しているため、稜2
c’の右側から出る反磁性体2cの磁束は稜2c’と電
磁石の極との接触部を通過することができず、接触部の
右側に現われ、一方、該接触部の左側では接触部からで
る反磁性体2cの磁束が現われる。反磁性体2cの大部
分が該接触部の右側に現われるため、力の釣り合いが崩
れ、その結果、移動子5fは図9の矢印の方向に移動す
る。なお、この事例における反磁性体2cは強力な磁束
を出すものを用いる。
【0023】図10に示す事例においては、移動子5a
の一方にのみ電磁石の一極10が配設され、移動子5a
の他方は単なる案内面11であるが、この場合でも移動
子5aは動作する。このことはすべての移動子5につい
ても同様である。
【0024】図11〜13は集積移動子を示すものであ
る。
【0025】図11に示す集積移動子12(I型)は非
磁性体ケース3b内に常磁性体1と反磁性体2とよりな
る複数の移動子5を固定してなるものである。
【0026】図12に示す集積移動子13(II型)
は、図11に示す集積移動子12における各移動子5の
一側面に共通の常磁性体1eを取り付けてなるものであ
る。
【0027】図13に示す集積移動子14(III型)
は、図11に示す集積移動子12における各移動子5の
両側面に共通の常磁性体1f、1gを取り付けてなるも
のである。
【0028】本発明による磁気ヘルニヤ推進モーター
は、上述の如き磁気ヘルニヤ推進を回転運動に応用した
ものである。極部分が磁気飽和状態の電磁石が作り出す
一様な磁界という条件を満たすために、二極推進型移動
子(図1〜9及び図11〜13)については、電磁石1
9の磁路に環状のギャップ部20を設け、該ギャップ2
0内に移動子5又は集合移動子12〜14を備えた回転
子21を配設する(図17)。電磁石19におけるギャ
ップ部20の極面は真円である。けだし、電磁石19の
極が真円であって該真円の中心を回転中心として回転子
21が回転すれば電磁石19の磁束の増減は起こらない
からである。また、電磁石19の極が磁気飽和しやすく
するために、電磁石19は図14〜16に示すように極
附近で磁路を狭くするものとする。
【0029】また、移動子5を一極のみで推進させる場
合(図10)には、電磁石19における一極の真円状端
部25の近傍に移動子5又は集合移動子12〜14を備
えた回転子21を配設する(図18)。
【0030】回転子21は移動子5(移動子5fを除
く)又は集合移動子12〜14に常磁性体の回転軸22
を取り付けてなるものである。
【0031】図19、20に示す回転子21aは常磁性
体1と反磁性体2とを相互に隣接させてなる複数の移動
子5(集積移動子)を板状の共用常磁性体29aを介し
て回転軸22に取り付けてなるものである。
【0032】図21、22に示す回転子21bは常磁性
体1と反磁性体2とを相互に隣接させてなる複数の移動
子5(集積移動子)をボス状の共用常磁性体29bを介
して回転軸22に取り付けると共にこれを環状の共用常
磁性体29c内に嵌め付けてなるものである。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による磁気
ヘルニヤ推進モーターは、ブラシが不要であるため、ブ
ラシの使用に伴うブラシ摩擦損、ブラシ接触損等の問題
は生じない。また、ブラシを使用しない本発明の磁気ヘ
ルニヤ推進モーターにおいては、ブラシと回転子の電極
との接触不良による放電が起こらないため、可燃性ガス
を使用する場所での安全性が高い。回転子に電極を設け
ていないため、本発明の磁気ヘルニヤ推進モーターは防
水処理を施さなくても漏電を起こすおそれがなく、水中
あるいは湿気の多い場所での使用も可能である。更に、
電磁石に流れる電流の+−を入れ替えても回転子は同じ
方向に回転するため、用途によっては極めて好都合であ
る。加えて、回転子の回転速度は電磁石に流れる電流の
ON−OFFにより制御されるため、本発明による磁気
ヘルニヤ推進モーターは特に高速回転時に速度制御が容
易であり、高速回転用に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】S型移動子を示す斜視図である。
【図2】同上移動子における磁気ヘルニヤ推進を示す正
面図である。
【図3】同上移動子の形状を示す正面図である。
【図4】同上移動子の加工例を示す正面図である。
【図5】図1に示す移動子の平面図である。
【図6】A型移動子を示す平面図である。
【図7】K型移動子を示す平面図である。
【図8】U型移動子を示す正面図である。
【図9】Z型移動子を示す正面図である。
【図10】図1に示す移動子の一極推進を示す正面図で
ある。
【図11】I型の集積移動子を示す平面図である。
【図12】II型の集積移動子を示す平面図である。
【図13】III型の集積移動子を示す平面図である。
【図14】電磁石の一例を示す説明図である。
【図15】電磁石の別の一例を示す説明図である。
【図16】電磁石の更に一例を示す説明図である。
【図17】電磁石と回転子とを示す正面図である。
【図18】別の電磁石と回転子とを示す正面図である。
【図19】回転子の一例を示す斜視図である。
【図20】同上回転子の平面図である。
【図21】回転子の別の一例を示す斜視図である。
【図22】同上回転子の平面図である。
【符号の説明】
1 常磁性体 1b 常磁性体 1c 常磁性体 1d 常磁性体 1e 常磁性体 1f 常磁性体 1g 常磁性体 2 反磁性体 2b 反磁性体 2c 反磁性体 3 非磁性体ケース 3b 非磁性体ケース 4 車輪 5 移動子 5a 移動子 5b 移動子 5c 移動子 5d 移動子 5e 移動子 5f 移動子 10 極 11 案内面 12 集積移動子 13 集積移動子 14 集積移動子 15 非磁性体ケース 19 電磁石 20 ギャップ部 21 回転子 22 回転軸 25 端部 29 共用常磁性体 29a 共用常磁性体 29b 共用常磁性体 29c 共用常磁性体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極部分が磁気飽和状態にある電磁石(1
    9)の磁路に環状のギャップ部(20)を設け、該ギャ
    ップ部内には常磁性体(1)と反磁性体(2)とを相互
    に隣接させてなる移動子(5)を回転軸(22)に取り
    付けてなる回転子(21)を配設した磁気ヘルニヤ推進
    モーター。
  2. 【請求項2】 前記回転子(21)は常磁性体と反磁性
    体とを相互に隣接させてなる複数の移動子を回転軸に取
    り付けてなるものであることを特徴とする請求項1記載
    の磁気ヘルニヤ推進モーター。
  3. 【請求項3】 極部分が磁気飽和状態にある電磁石(1
    9)における一極の真円状端部(25)の近傍に常磁性
    体(1)と反磁性体(2)とを相互に隣接させてなる移
    動子(5)を回転軸(22)に取り付けてなる回転子
    (21)を配設した磁気ヘルニヤ推進モーター。
  4. 【請求項4】 前記回転子(21)は常磁性体と反磁性
    体とを相互に隣接させてなる複数の移動子を回転軸に取
    り付けてなるものであることを特徴とする請求項3記載
    の磁気ヘルニヤ推進モーター。
  5. 【請求項5】 前記電磁石(19)は極附近で磁路を狭
    くしたことを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれ
    かに記載の磁気ヘルニヤ推進モーター。
JP4146382A 1992-05-12 1992-05-12 磁気ヘルニヤ推進モーター Pending JPH05316716A (ja)

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JP4146382A JPH05316716A (ja) 1992-05-12 1992-05-12 磁気ヘルニヤ推進モーター

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107921441A (zh) * 2015-09-26 2018-04-17 铨新化工科技股份有限公司 用于顺磁性及反磁性物质的过滤器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107921441A (zh) * 2015-09-26 2018-04-17 铨新化工科技股份有限公司 用于顺磁性及反磁性物质的过滤器

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