JPH07163104A - 2軸同期反転駆動モータ - Google Patents

2軸同期反転駆動モータ

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Publication number
JPH07163104A
JPH07163104A JP34052993A JP34052993A JPH07163104A JP H07163104 A JPH07163104 A JP H07163104A JP 34052993 A JP34052993 A JP 34052993A JP 34052993 A JP34052993 A JP 34052993A JP H07163104 A JPH07163104 A JP H07163104A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotors
magnetic
drive motor
armature
predetermined gap
Prior art date
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Pending
Application number
JP34052993A
Other languages
English (en)
Inventor
Kozo Matake
幸三 眞武
Yasushi Kube
泰史 久部
Yoshinori Kojima
善徳 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Publication of JPH07163104A publication Critical patent/JPH07163104A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2つのロータの異磁極間の磁気カップリング
の吸引力によるラジアル方向のアンバランスな荷重とい
う問題を解決し、2つのロータを所定の間隙を設けて高
速で安定に同期反転させることのできる2軸同期反転駆
動モータを提供する。 【構成】 永久磁石を外周に周設した2つのロータ3
A,3Bを所定の間隙tを保って配置し、かつ各ロータ
の異磁極面が相対向吸引して磁気カップリングを構成
し、前記各ロータの外周に所定の間隙を保って電機子
7,8,9,10を配置し、該電機子の空間移動磁界に
より前記ロータを反転して回転させる2軸同期反転駆動
モータにおいて、前記2つのロータ間の磁気カップリン
グの吸引力と反対方向の吸引力を作用させる一対の磁性
体5A,5Bを前記2つのロータの対向面の反対側にロ
ータと所定の間隙を保って固定配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2軸同期反転駆動モータ
に係り、特に2軸ギアポンプ、ルーツブロア、スクリュ
ー圧縮機等の2軸を同時に反転して回転させることを必
要とする回転機器の駆動モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような2軸を同時に反転させ
ることを必要とする機器の駆動モータは、通常1軸で駆
動し、ギアにより2軸を同期反転駆動する方法が一般的
である。しかしながら、2軸を同時に同期反転させる駆
動モータが特開平4−178143号公報に提案されて
いる。この方式のモータは、永久磁石を外周に周設した
2つのロータを所定の間隙を保って配置し、かつ各ロー
タの異磁極面が相対向吸引して磁気カップリングを構成
し、前記各ロータの外周に所定の間隙を保って電機子を
配置し、該電機子の空間移動磁界により前記ロータを反
転して回転させるものである。この方式の駆動モータに
よれば、ギアを使用することなしに、直接2軸を同期反
転駆動することができる。又、ギヤが必要でないため、
2つのロータ間に機械的な接続部分を有することなく2
軸を同期反転駆動することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方式の
モータによれば、2つのロータ間に磁気カップリングに
より吸引力を作用させるため、2つのロータをあらかじ
め接触させておくか、又クリアランス(間隙)を設ける
ように軸受で支持する必要がある。又、2つのロータの
永久磁石の異磁極間の磁気カップリングの吸引力とバラ
ンスさせることのできる吸引力を2つのロータの周囲に
配列されたロータを回転させるための電機子において得
ようとしても困難である。しかし電機子には通電電流に
基づいた磁気力を生じる回転空間移動磁界が形成され、
この回転空間移動磁界の強さは通電電流の変動等により
必ずしも一定とはならず、前記2つのロータ間に作用す
る吸引力とバランスさせる反発力を生じさせることが困
難である。このため、2つのロータを非接触に配置した
場合、各ロータ及びロータを支持する軸受にはそれぞれ
ラジアル方向にアンバランスな荷重が加わる。このた
め、上記公報に開示されたモータでは、特に軸受に磁気
カップリングの吸引力による荷重力が加わるため高速回
転で2軸を同期反転させることは不向きである。又、2
つのロータを接触させて反転すれば磁気カップリングの
吸引力によるアンバランスな荷重という問題は解決され
るが、2つのロータ間に摩擦が生じるため、モータとし
ての寿命が短くなる、あるいは騒音が発生する等の問題
が生じる。
【0004】本発明は係る従来技術の問題点に鑑みてな
されたものであり、2つのロータの異磁極間の磁気カッ
プリングの吸引力によるラジアル方向のアンバランスな
荷重という問題を解決し、2つのロータを所定の間隙を
設けて高速で安定に同期反転させることのできる2軸同
期反転駆動モータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の2軸同期反転駆
動モータは、永久磁石を外周に周設した2つのロータを
所定の間隙を保って配置し、かつ各ロータの異磁極面が
相対向吸引して磁気カップリングを構成し、前記各ロー
タの外周に所定の間隙を保って電機子を配置し、該電機
子の空間移動磁界により前記ロータを反転して回転させ
る2軸同期反転駆動モータにおいて、前記2つのロータ
間の磁気カップリングの吸引力と反対方向の吸引力を作
用させる一対の磁性体を前記2つのロータの対向面の反
対側にロータと所定の間隙を保って固定配置したことを
特徴とする。
【0006】又、前記電機子は、前記2つのロータ間中
心線およびその延長線に対して対称な構造を有し、分割
された電機子のスロットのそれぞれが各ロータの軸中心
に対称な位置に配置され、該分割された電機子のスロッ
トが空間移動磁界を形成することにより永久磁石が周設
された前記2つのロータを同期して反転させることを特
徴とする。
【0007】又、前記2つのロータは、それぞれ異なる
極数の永久磁石を有し、該2つのロータの磁極数比に応
じて一定の回転数比で反転するようにしてもよい。
【0008】
【作用】2つのロータに周設された永久磁石の異磁極間
の吸引力とバランスする反対方向の吸引力を得ることの
できる一対の磁性体を磁気カップリングの対向面とは反
対側にロータと所定の間隙を保って固定配置することに
より、磁気カップリングの吸引力が打消され、各ロータ
の軸心に対して対称なバランスしたトルクを得ることが
できる。従って、2つのロータは非接触の状態で静止時
にも高速回転時においても、それぞれ各ロータ及び軸受
にはアンバランスな荷重が取り除かれる。2つのロータ
は所定の間隙をあけて配置されているので高速回転で同
期反転させても長寿命である。
【0009】又、2つのロータに周設する永久磁石の磁
極数を同一とせず、2つのロータの磁極数比に応じて一
定の回転数比で反転させることにより、2軸が同一回転
数でなくスクリュー圧縮機を駆動する場合等のように一
定の回転数比を保って2軸を高速同期反転させることが
できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の第1乃至第2実施例について
添付図面を参照しながら説明する。
【0011】図1は、本発明の第1実施例の2軸同期反
転駆動モータの構造を示す。2つのロータ3A,3B
は、それぞれ2n極(nは整数)の永久磁石を軸心に対
称に等間隔で磁束がラジアル方向に発生するように周設
している。すなわち、本実施例においては2つのロータ
の永久磁石の極数はそれぞれn=2であり、S,N,
S,Nの4極をそれぞれのロータの周囲に設けてある。
2つのロータ3A,3B間には所定の間隙t(クリアラ
ンス)が設けられている。
【0012】2つのロータ3A,3B間の中心線及びそ
の延長線Cに対称な構造を有する電機子を備えたステー
タコア1C,1Dが固定配置されている。ステータコア
1C,1Dにはそれぞれ、コイル4を備えた電機子7,
8,9,10がロータの周面と所定の間隙だけ離隔して
配置されている。電機子7,8,9,10は、それぞれ
U,V,Wの3スロットに分割されており、それぞれに
例えば三相交流のU,V,W各相の電流が供給される。
電機子7と電機子8とは中心線Cに対して対称であり、
又分割されたスロットU,V,Wはそれぞれロータ3A
の軸心に対して対称な位置に配置されている。同様に、
電機子9と電機子10とは中心線Cに対して対称であ
り、又分割されたスロットU,V,Wもそれぞれロータ
3Bの軸心に対して対称な位置に配置されている。本実
施例においては、1ロータ当たりの分割された電機子
は、スロット開角30°毎にそれぞれ3スロットづつ計
6スロットが配置されている。
【0013】ロータ3A,3Bがそれぞれ反対方向に回
転(反転)するとそれぞれのロータ外周のN極及びS極
間には異磁極面が相対向吸引して磁気カップリングが構
成される。この時の2つのロータ間の吸引力は間隙tの
大きさに反比例する。この吸引力を打ち消すためには、
それぞれのロータを該吸引力と反対方向に同じ力の大き
さで吸引すればよい。このため、2つのロータ3A,3
Bの外側にバランサー用磁性体5A,5Bを備えてい
る。磁性体5A,5Bは、例えば鉄心等であり、ロータ
外周上の永久磁石に対して吸引力を発生させるものであ
ればよい。バランサー用磁性体5A,5Bは、それぞれ
磁気カップリングの吸引力と同じ大きさの吸引力を発生
するようにその大きさ及びロータ外周面との間隔が調整
される。
【0014】図2は、この2軸同期反転駆動モータの動
作を説明するものである。まず図2(A)のロータの磁
極位置のとき、各電機子のUスロットはN極、各電機子
のWスロットにはS極ができるように通電する。ロータ
3AはUスロットとS極の吸引及びWスロットとS極の
反発の作用により左方向に回転する。同時に、ロータ3
BはUスロットS極の吸引及びWスロットS極間の反発
の作用により右方向に回転する。このとき、2つのロー
タ3A,3B間にはロータ周面のN極とS極が対面する
ので磁気カップリングによる吸引力が作用するが、磁性
体5Aとロータ3AのN極の吸引力及び磁性体5Bとロ
ータ3BのS極間の吸引力がバランスする。回転角が3
0°移動した時点で、図2(B)に示すように電機子
7,8のVスロット及びWスロットにはS極ができるよ
うに、電機子9,10のUスロット及びVスロットには
N極ができるように通電する。ロータ外周の磁極との前
述と同様の吸引、反発の作用によりロータ3A,3Bが
それぞれ反対方向に回転する。次に、図2(C)に示す
ように、電機子7,8のUスロット及びVスロットには
S極になるように、電機子9,10のVスロット及びW
スロットにはN極になるように通電する。ロータ外周の
磁極との吸引、反発の作用によりロータ3A,3Bがそ
れぞれ反対方向に更に回転する。以上のように電機子の
各スロットに通電し、空間移動磁界を形成することによ
りロータ3Aとロータ3Bには図2(A)乃至(F)に
示すように連続した反対方向の回転が与えられ、磁気カ
ップリングにより同期するとともに、磁気カップリング
の吸引力は、磁性体5A,5Bの吸引力でキャンセルさ
れる。尚、空間移動磁界の回転速度を上げることによ
り、ロータ3A,3Bは高速で同期反転する。
【0015】図3は、本発明の第2実施例の2軸同期反
転駆動モータを示す。本実施例においては、ロータ3A
とロータ3Bの永久磁石の磁極数を同数とせず、例えば
ロータ3Aを4極、ロータ3Bを6極のように4:6と
する。このように構成することによりロータの回転数を
3:2に一定の回転数比で反転させることができる。そ
の他の構成は第1実施例と同様であるので、同一又は相
当の構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省
略する。
【0016】尚、ロータ3A,3Bの磁極数を2n:2
m(n,mは整数)とすることにより、任意の回転数比
(2m:2n)の2軸同期反転駆動モータを構成するこ
とができる。このように、本発明の趣旨を逸脱すること
なく種々の変形実施例が可能である。
【0017】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の2軸同
期反転駆動モータによれば、2つのロータにはそれぞれ
ラジアル方向にバランスのとれた均等な荷重をかけるこ
とができるので、2軸を高速で安定に同期反転駆動する
ことができ、かつ長寿命なモータを実現できる。又、電
機子を2分割することにより組立製造しやすく生産性が
向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の2軸同期反転駆動モータ
の構造を示す断面図。
【図2】上記モータの動作を示す断面図。
【図3】本発明の第2実施例の2軸同期反転駆動モータ
の構造を示す断面図。
【符号の説明】
1C,1D ステータコア 3A,3B ロータ 4 コイル 5A,5B ロータ吸引力バランサー用磁性体 7,8,9,10 電機子 U,V,W 電機子スロット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 永久磁石を外周に周設した2つのロータ
    を所定の間隙を保って配置し、かつ各ロータの異磁極面
    が相対向吸引して磁気カップリングを構成し、前記各ロ
    ータの外周に所定の間隙を保って電機子を配置し、該電
    機子の空間移動磁界により前記ロータを反転して回転さ
    せる2軸同期反転駆動モータにおいて、前記2つのロー
    タ間の磁気カップリングの吸引力と反対方向の吸引力を
    作用させる一対の磁性体を前記2つのロータの対向面の
    反対側にロータと所定の間隙を保って固定配置したこと
    を特徴とした2軸同期反転駆動モータ。
  2. 【請求項2】 前記電機子は、前記2つのロータ間中心
    線およびその延長線に対して対称な構造を有し、分割さ
    れた電機子のスロットのそれぞれが各ロータの軸中心に
    対称な位置に配置され、該分割された電機子のスロット
    が空間移動磁界を形成することにより永久磁石が周設さ
    れた前記2つのロータを同期して反転させることを特徴
    とした請求項1記載の2軸同期反転駆動モータ。
  3. 【請求項3】 前記2つのロータは、それぞれ異なる磁
    極数の永久磁石を有し、該2つのロータの磁極数比に応
    じて一定の回転数比で同期反転することを特徴とした請
    求項1又は2記載の2軸同期反転駆動モータ。
JP34052993A 1993-12-08 1993-12-08 2軸同期反転駆動モータ Pending JPH07163104A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100156221A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Multi-rotor electric machine
CN114268205A (zh) * 2021-11-08 2022-04-01 赫比(上海)家用电器产品有限公司 一种双轴声波马达

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