JPH0549231A - 転動モータ - Google Patents

転動モータ

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JPH0549231A
JPH0549231A JP19785391A JP19785391A JPH0549231A JP H0549231 A JPH0549231 A JP H0549231A JP 19785391 A JP19785391 A JP 19785391A JP 19785391 A JP19785391 A JP 19785391A JP H0549231 A JPH0549231 A JP H0549231A
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JP
Japan
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stator
rotor
inner rotor
rolling motor
electromagnets
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19785391A
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English (en)
Inventor
Eiji Noda
英司 野田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0549231A publication Critical patent/JPH0549231A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、転動モータにおいて、固定子磁石励
磁コイルの利用率が半分以下となることなく、固定子体
積当たりのトルク発生密度を大きくすることを目的とす
る。 【構成】複数の固定子電磁石11を円周状に配列すると
共に、この各固定子電磁石11の内周面及び外周面に沿
って配した同心円筒状の内側回転子2と外側回転子3と
を一体化させ、この内側回転子2の電磁石対向面と外側
回転子3の電磁石対向面とに、それぞれ逆極性の永久磁
石61,62及び63,64を配置し、上記各固定子電
磁石11を順次交流電流により励磁することで、該固定
子電磁石11に対し上記内側回転子2と外側回転子3と
による二重円筒状一体化回転子2,3が転動するよう構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機の一つとして使
用され、低速で回転し大きなトルクを発生する転動モー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の転動モータの構成を示すも
ので、この転動モータは、円周状に配列された複数の固
定子磁石1の内側に、円筒もしくは円柱状の磁性体から
なる1つの回転子8を有する構造となっている。この従
来の転動モータに関する技術文献としては、特公昭63
−38950号公報等が上げられる。
【0003】すなわち、上記従来の転動モータにおい
て、固定子磁石1の励磁切換え角速度をdθ、回転子半
径をRr 、固定子内半径をRs 、電磁石1による吸引力
をF、瞬間中心5と吸引力Fのなす角をγとすると、出
力として取出される回転子8の自転の角速度dφは、 dφ=−{(Rs −Rr )/Rr }dθ=−(e/Rr )dθ …式1 となり、その出力トルクTは、 T=Rr F sinγ …式2 となる。
【0004】ここで、上記式1によれば、回転子8の自
転角速度dφは、回転子半径Rr に対して偏心量eを小
さくするこで、励磁角速度dθより大きく減速され、超
低速回転が得られることが分かる。また、上記式2によ
れば、回転子半径Rr (てこ長)及び磁気吸引力Fを大
きくすることで、トルクTが大きくなることが分かる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成の転動モータにおいて、回転子8を転動させトル
クTを発生させるためには、回転子8表面の半周以下の
範囲、つまり、回転子8の瞬間中心5と電磁石1の励磁
位置とのなす角γが(0°<γ<180°)の範囲での
磁気吸引力しか利用することができない。
【0006】すなわち、固定子磁石1全体の励磁コイル
の内で、通電コイルの範囲も瞬時で見れば半分以下であ
るし、一定回転速度での駆動時にそれぞれのコイルに流
す電流の1周期分の通電期間も半分以下であるので、コ
イルの利用率が悪くトルクを発生させるための固定子体
積が冗長になる欠点がある。
【0007】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
固定子磁石励磁コイルの利用率が半分以下となることな
く、固定子体積当たりのトルク発生密度を大きくするこ
とが可能になる転動モータを提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係わ
る転動モータは、円周状に配置された複数の電磁石より
なる固定子と、この固定子の内周を転動する円筒状の内
側回転子と、この内側回転子と同心円状に一体化され上
記固定子の外周を転動する円筒状の外側回転子とを備え
て構成したものである。
【0009】
【作用】つまり、円周状に配置された複数の電磁石を順
次励磁させることにより、固定子に対する内側回転子と
外側回転子との間に磁気吸引力及び磁気反発力を生じさ
せ、その作用,反作用相互の力により上記内外一体化回
転子が転動されるようになる。
【0010】
【実施例】以下図面により本発明の一実施例について説
明する。図1は転動モータの構成を示す平面図である。
図2は上記転動モータの構成を示すA−A線断面図であ
る。図1及び図2において、11は固定子電磁石であ
り、この固定子電磁石11のH形の鉄心の腹部(継鉄
部)には励磁コイル9が巻装される。
【0011】2は内側回転子(インナロータ)であり、
この内側回転子2の外周面における軸方向一端及び他端
には、それぞ径方向に着磁されたS極及びN極の永久磁
石61,62が配設され、この永久磁石61,62によ
り発生される磁束の磁路ループは軸方向に沿って設定さ
れる。
【0012】3は外側回転子(アウタロータ)であり、
この外側回転子3の内周面における軸方向一端及び他端
には、上記内側回転子2の外周面に配設した永久磁石6
1,62とはそれぞれ逆極性に磁化されたN極及びS極
の永久磁石63,64が配設され、この永久磁石63,
64により発生される磁束の磁路ループも軸方向に沿っ
て設定される。
【0013】4は転動用の固定接触面であり、この固定
接触面4において、回転子フレーム7との接触部5を瞬
間中心として回転子2及び3が転動動作する。回転子フ
レーム7は、非磁性体材料からなり、上記内側回転子2
と外側回転子3とを同心円状の二重円筒回転子として一
体化するもので、この回転子フレーム7の外周面及び固
定接触面4の内周面には、歯車または円筒摩擦車が使用
される。
【0014】なお、上記固定子電磁石11の鉄心材料に
は、積層したケイ素鋼板や電磁軟鉄、高飽和磁束密度材
料の49%Co −2%V−Fe (鉄コバルトバナジウム
合金)等が用いられる。また、上記永久磁石61〜64
の材料には、減磁の影響が少ない希土類系高エネルギ積
磁石が用いられる。
【0015】そして、この転動モータにおける固定子電
磁石11の個数をN個とすると、そのそれぞれの励磁コ
イル9はN相の交流電流により駆動される。この場合、
交流電流は正弦波または矩形波あるいはその他任意の電
流波形に設定される。図3は上記転動モータの等価構成
を示す平面図である。
【0016】すなわち、内側回転子2と外側回転子3と
は一体となって転動し、固定子中心Os と同心の固定接
触面4の内周を、接触点5を瞬間中心として転がって運
動するようになる。
【0017】この場合、固定子電磁石11に対する内側
回転子2との径方向ギャップ長と外側回転子3との径方
向ギャップ長とは、互いに周方向に180°回転させた
位置でのギャップ長に対応することになる。つまり、内
側回転子2との一方の径方向ギャップ長が最大ギャップ
長(2e+gmin )にある場合には、外側回転子3との
他方の径方向ギャップ長が同最大ギャップ長(2e+g
min )となり、外側回転子3との一方の径方向ギャップ
長が最小ギャップ長(gmin )にある場合には、内側回
転子2との他方の径方向ギャップ長が同最小ギャップ長
(gmin )となる。図4は上記転動モータの回転原理を
示す図である。
【0018】すなわち、固定子電磁石11が無励磁の状
態では、外側回転子3は永久磁石64によりその内周面
がS極に磁化されているものとし、内側回転子2は永久
磁石62によりその外周面がN極に磁化されているもの
とする。
【0019】ここで、図中A部に対応する固定子電磁石
11をS極になるよう励磁すると、該A部の固定子電磁
石11と外側回転子3との間にS極同士による反発力f
12が作用すると共に、内側回転子2との間にはS/N極
による吸引力f11が作用するようになる。これにより、
回転子2,3には、上記2つの力の和が外力F1 (=f
11+f12)として働くようになる。
【0020】一方、上記A部に対し円周状に180°回
転したB部に対応する固定子電磁石11をN極になるよ
う励磁すると、該B部の固定子電磁石11と内側回転子
2との間にN極同士による反発力f22が作用すると共
に、外側回転子3との間にはN/S極による吸引力f21
が作用するようになる。これにより、回転子2,3に
は、上記2つの力の和が外力F2 (=f21+f22)とし
て働くようになる。
【0021】つまり、上記A部及びB部それぞれの固定
子電磁石11を励磁することにより発生する外力F1 と
F2 との和Fが、接触点5を瞬間中心とする回転子2,
3の転動力となる。この場合、上記回転子2,3におけ
る転動力FのトルクTは、 T=(DR /2)F sinγ …式3 となる。
【0022】すなわち、上記A部及びB部で示したよう
に、固定子電磁石11の各励磁範囲をそれぞれ半周分
(180°範囲)まで拡大させると、その各固定子電磁
石11の配設位置において上記同様の反発及び吸引作用
に基づく転動力F及びトルクTが得られるようになり、
前記従来の転動モータにおける個々の固定子磁石1によ
る吸引力Fに基づく転動力に比べ、大きな転動力Fとそ
のトルクTが得られるようになる。
【0023】この場合、固定子電磁石11それぞれの励
磁コイル9における駆動電流は、正負に流れる交流電流
であるので、1周期の通電率は半分以上となり、該コイ
ル9の利用率は非常に高いものとなる。
【0024】図5は上記転動モータの出力取出し機構を
示すもので、同図において、20は出力軸、21は出力
軸20に一体化された外歯車、22は各回転子2,3に
一体化されて回転する内歯車である。この外歯車21と
内歯車22とは、歯数差零枚の歯車機構である。この場
合、上記外歯車21と内歯車22とには、例えばオルダ
ム継手やピンと孔とを用いたサイクロ継手を代りに使用
して回転子2,3の自転を取出してもよい。また、23
は外側回転子3の外周に設けた転動用外歯車、24はハ
ウジングの固定接触面4に設けた転動用内歯車である。
そして、25は軸受、26は偏心軸であり、これによ
り、磁気回路におけるギャップ長の支持と各歯車におけ
る回転伝達作用とが確実に維持される。
【0025】したがって、上記構成の転動モータによれ
ば、複数の固定子電磁石11を円周状に配列すると共
に、この各固定子電磁石11の内周面及び外周面に沿っ
て配した同心円筒状の内側回転子2と外側回転子3とを
一体化させ、この内側回転子2の電磁石対向面と外側回
転子3の電磁石対向面とに、それぞれ逆極性の永久磁石
61,62及び63,64を配置し、上記各固定子電磁
石11を順次交流電流により励磁することで、該固定子
電磁石11に対し上記内側回転子2と外側回転子3とに
よる二重円筒状一体化回転子2,3が転動する構成とし
たので、従来の転動モータに比べ各磁力による吸引,反
発力に伴う体積当たりのトルク発生密度を大きくするこ
とができ、低回転で大きな転動トルクが得られるように
なる。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、円周状に
配置された複数の電磁石よりなる固定子と、この固定子
の内周を転動する円筒状の内側回転子と、この内側回転
子と同心円状に一体化され上記固定子の外周を転動する
円筒状の外側回転子とを備えて構成したので、固定子磁
石励磁コイルの利用率が半分以下となることなく、固定
子体積当たりのトルク発生密度を大きくすることが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる転動モータの構成を
示す平面図。
【図2】上記転動モータの構成を示すA−A線断面図。
【図3】上記転動モータの等価構成を示す平面図。
【図4】上記転動モータの回転原理を示す図。
【図5】上記転動モータの出力取出し機構を示す図。
【図6】従来の転動モータの構成を示す平面図。
【符号の説明】
11…固定子電磁石、2…内側回転子、3…外側回転
子、4…固定接触面、5…瞬間中心接触点、61〜64
…永久磁石、7…回転子フレーム、9…励磁コイル、2
0…出力軸。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円周状に配置された複数の電磁石よりな
    る固定子と、 この固定子の内周を転動する円筒状の内側回転子と、 この内側回転子と同心円状に一体化され上記固定子の外
    周を転動する円筒状の外側回転子と、 を具備したことを特徴とする転動モータ。
  2. 【請求項2】 円周状に配置された複数の電磁石よりな
    る固定子と、 この固定子の内周を転動する円筒状の内側回転子と、 この内側回転子と同心円状に一体化され上記固定子の外
    周を転動する円筒状の外側回転子と、 上記内側回転子の固定子対向面と上記外側回転子の固定
    子対向面とにそれぞれ逆極性に着磁配置された永久磁石
    と、 を具備したことを特徴とする転動モータ。
JP19785391A 1991-08-07 1991-08-07 転動モータ Withdrawn JPH0549231A (ja)

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JP19785391A JPH0549231A (ja) 1991-08-07 1991-08-07 転動モータ

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JP19785391A JPH0549231A (ja) 1991-08-07 1991-08-07 転動モータ

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JPH0549231A true JPH0549231A (ja) 1993-02-26

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JP19785391A Withdrawn JPH0549231A (ja) 1991-08-07 1991-08-07 転動モータ

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JP (1) JPH0549231A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2887703A1 (fr) * 2005-06-28 2006-12-29 Andre Large Moteur ou generateur a rotor(s) exentrique avec nouvelle architecture des bobinages et aimants permanants
JP4965728B1 (ja) * 2011-09-16 2012-07-04 網矢 貞幸 ギャップレスモータの振動止

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2887703A1 (fr) * 2005-06-28 2006-12-29 Andre Large Moteur ou generateur a rotor(s) exentrique avec nouvelle architecture des bobinages et aimants permanants
WO2007003730A1 (fr) * 2005-06-28 2007-01-11 Large Andre Moteur a rotor excentrique, nouvelle architecture bobinages/aimants permanents
JP4965728B1 (ja) * 2011-09-16 2012-07-04 網矢 貞幸 ギャップレスモータの振動止

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981112