JPH08149766A - 多軸電動機 - Google Patents
多軸電動機Info
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- JPH08149766A JPH08149766A JP11512995A JP11512995A JPH08149766A JP H08149766 A JPH08149766 A JP H08149766A JP 11512995 A JP11512995 A JP 11512995A JP 11512995 A JP11512995 A JP 11512995A JP H08149766 A JPH08149766 A JP H08149766A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２つのロータの磁気カップリングによるラジ
アル方向のアンバランス荷重の問題を解決し、２つのロ
ータを高速で安定して同期反転させることができる２軸
電動機を提供する。 【構成】 永久磁石２ａ，２ｂを周設した２つのロータ
２Ａ，２Ｂを並列して配設し、各ロータ２Ａ，２Ｂの外
周全周に複数の電機子３ａ1〜３ａ6，３ｂ1〜３ｂ6を配
設し、隣接するロータに設けられた永久磁石は、永久磁
石間で電機子を介して磁気カップリング可能なように異
磁極の複数対をなす。
アル方向のアンバランス荷重の問題を解決し、２つのロ
ータを高速で安定して同期反転させることができる２軸
電動機を提供する。 【構成】 永久磁石２ａ，２ｂを周設した２つのロータ
２Ａ，２Ｂを並列して配設し、各ロータ２Ａ，２Ｂの外
周全周に複数の電機子３ａ1〜３ａ6，３ｂ1〜３ｂ6を配
設し、隣接するロータに設けられた永久磁石は、永久磁
石間で電機子を介して磁気カップリング可能なように異
磁極の複数対をなす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の軸を同期して回転
させることができる多軸電動機に係り、特に２軸ギヤポ
ンプ、２軸ねじポンプ、ルーツブロワ、スクリュー圧縮
機等の２軸を同期して反転駆動させることを必要とする
回転機械に好適な多軸電動機に関する。
させることができる多軸電動機に係り、特に２軸ギヤポ
ンプ、２軸ねじポンプ、ルーツブロワ、スクリュー圧縮
機等の２軸を同期して反転駆動させることを必要とする
回転機械に好適な多軸電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポンプ等の動力源として使用される電動
機には、誘導電動機や直流電動機が知られている。これ
ら電動機は、一般に１つの回転軸のみを有している。図
１５は、１つの回転軸のみを有した電動機により駆動さ
れるルーツブロワ等の２軸回転機械を示す断面図であ
る。２軸回転機械は、ハウジング３１内に並列して設置
された一対のロータ３２，３３と、ロータ３２，３３の
軸３２ａ，３３ａにそれぞれ固定されるとともに互いに
噛み合う一対のギヤ３４，３５とを備えている。そし
て、一方のロータ３２の軸３２ａには電動機３５の駆動
軸３５ａが連結されている。
機には、誘導電動機や直流電動機が知られている。これ
ら電動機は、一般に１つの回転軸のみを有している。図
１５は、１つの回転軸のみを有した電動機により駆動さ
れるルーツブロワ等の２軸回転機械を示す断面図であ
る。２軸回転機械は、ハウジング３１内に並列して設置
された一対のロータ３２，３３と、ロータ３２，３３の
軸３２ａ，３３ａにそれぞれ固定されるとともに互いに
噛み合う一対のギヤ３４，３５とを備えている。そし
て、一方のロータ３２の軸３２ａには電動機３５の駆動
軸３５ａが連結されている。
【０００３】前記２軸回転機械においては、電動機３５
によってロータ３２を回転駆動し、この駆動力をギヤ３
４，３５を介して他方のロータ３３に伝達し、２軸を同
時に反転して駆動するようにしている。
によってロータ３２を回転駆動し、この駆動力をギヤ３
４，３５を介して他方のロータ３３に伝達し、２軸を同
時に反転して駆動するようにしている。
【０００４】また、特開平４−１７８１４３号におい
て、２軸を同期反転させる２軸駆動電動機が提案されて
いる。この電動機においては、図１６及び図１７に示す
ように、ハウジング４０内に永久磁石を周設した２つの
ロータ４１，４２が各ロータの永久磁石が接触または近
接するように設けられている。２つのロータ４１，４２
は、楕円状の内周面に電機子４３を周設したステータ４
４内に並列軸支されている。２つのロータ４１，４２
は、相対向して形成された歯部の無配置部において、各
ロータ４１，４２の永久磁石の異磁極面を相対向させた
磁気カップリングを構成している。
て、２軸を同期反転させる２軸駆動電動機が提案されて
いる。この電動機においては、図１６及び図１７に示す
ように、ハウジング４０内に永久磁石を周設した２つの
ロータ４１，４２が各ロータの永久磁石が接触または近
接するように設けられている。２つのロータ４１，４２
は、楕円状の内周面に電機子４３を周設したステータ４
４内に並列軸支されている。２つのロータ４１，４２
は、相対向して形成された歯部の無配置部において、各
ロータ４１，４２の永久磁石の異磁極面を相対向させた
磁気カップリングを構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１５
に示す従来の２軸回転機械においては、一対のロータを
同期反転させるために、ギヤ３４，３５等のタイミング
ギヤを必要とするので、小型化や低騒音化の面で問題が
ある。
に示す従来の２軸回転機械においては、一対のロータを
同期反転させるために、ギヤ３４，３５等のタイミング
ギヤを必要とするので、小型化や低騒音化の面で問題が
ある。
【０００６】また、図１６及び図１７に示す従来の２軸
駆動電動機においては、２つのロータ４１，４２を接触
させて並列に軸支するか、隙間を設けて軸支するが、２
つのロータ４１，４２の間には、磁気カップリング作用
による吸引力が働く。これによるラジアル方向のアンバ
ランスに起因して生ずる軸受４５，４６にかかる過大な
偏心荷重を抑制して高速で安定した回転を得るには、２
つのロータ４１，４２間の磁気吸引力に対向した、すな
わち吸引力を打ち消すような逆方向の一定の磁気吸引力
を作用させる必要がある。しかしながら、外周に周設し
てある電機子４３は、ロータ４１，４２を駆動するため
の回転磁界を形成しているので、このような一定の磁気
吸引力を生じさせるのは困難である。また、２つのロー
タ４１，４２を接触させた場合は、前述のような吸引力
の問題は解決されるが、接触による摩擦や騒音が問題と
なる。
駆動電動機においては、２つのロータ４１，４２を接触
させて並列に軸支するか、隙間を設けて軸支するが、２
つのロータ４１，４２の間には、磁気カップリング作用
による吸引力が働く。これによるラジアル方向のアンバ
ランスに起因して生ずる軸受４５，４６にかかる過大な
偏心荷重を抑制して高速で安定した回転を得るには、２
つのロータ４１，４２間の磁気吸引力に対向した、すな
わち吸引力を打ち消すような逆方向の一定の磁気吸引力
を作用させる必要がある。しかしながら、外周に周設し
てある電機子４３は、ロータ４１，４２を駆動するため
の回転磁界を形成しているので、このような一定の磁気
吸引力を生じさせるのは困難である。また、２つのロー
タ４１，４２を接触させた場合は、前述のような吸引力
の問題は解決されるが、接触による摩擦や騒音が問題と
なる。
【０００７】本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みて
なされたもので、２つのロータの磁気カップリングによ
るラジアル方向のアンバランス荷重の問題を解決し、２
つのロータを高速で安定して同期反転させることができ
る２軸電動機を提供することを目的とする。また本発明
は、より一般的には、複数の軸を高速で安定して同期回
転させることができる多軸電動機を提供することを目的
とする。
なされたもので、２つのロータの磁気カップリングによ
るラジアル方向のアンバランス荷重の問題を解決し、２
つのロータを高速で安定して同期反転させることができ
る２軸電動機を提供することを目的とする。また本発明
は、より一般的には、複数の軸を高速で安定して同期回
転させることができる多軸電動機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】上述した目的を達成する
ため本発明は、永久磁石を周設した複数のロータを並列
して配設し、各ロータの外周全周に複数の電機子を配設
し、隣接するロータに設けられた永久磁石は、該永久磁
石間で電機子を介して磁気カップリング可能なように異
磁極の複数対をなすことを特徴とするものである。
ため本発明は、永久磁石を周設した複数のロータを並列
して配設し、各ロータの外周全周に複数の電機子を配設
し、隣接するロータに設けられた永久磁石は、該永久磁
石間で電機子を介して磁気カップリング可能なように異
磁極の複数対をなすことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】上記のように構成された多軸電動機において
は、各ロータから発生する磁束は、各ロータ間同士で閉
じた磁気回路を構成し、各ロータには磁気カップリング
として作用すると共に、磁気回路が共通の電機子鉄心を
通って閉じ、各電機子とロータとの間でバランスする。
したがって、各ロータを同期して反転する回転力が得ら
れ、ロータ軸受に過大な偏心荷重がかからず、高速で安
定した回転力が得られる。
は、各ロータから発生する磁束は、各ロータ間同士で閉
じた磁気回路を構成し、各ロータには磁気カップリング
として作用すると共に、磁気回路が共通の電機子鉄心を
通って閉じ、各電機子とロータとの間でバランスする。
したがって、各ロータを同期して反転する回転力が得ら
れ、ロータ軸受に過大な偏心荷重がかからず、高速で安
定した回転力が得られる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係る多軸電動機の一実施例を
図１乃至図５を参照して説明する。図１は本発明の多軸
電動機の一例として２軸電動機を示す断面図であり、図
２は図１のII−II線断面図である。図１に示されるよう
に、モータフレーム１内には一対のロータ２Ａ，２Ｂが
収容されている。各ロータ２Ａ，２Ｂは両端部近傍で軸
受５，５によって回転可能に支承されている。２つのロ
ータ２Ａ，２Ｂは、それぞれ２ｎ極（ｎは極数）の永久
磁石２ａ，２ｂを軸芯に対称に当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。本実施例において
は、各々のロータ２Ａ，２Ｂはｎ＝２であり、Ｓ，Ｎ，
Ｓ，Ｎの４極の永久磁石をそれぞれのロータに周設して
ある。
図１乃至図５を参照して説明する。図１は本発明の多軸
電動機の一例として２軸電動機を示す断面図であり、図
２は図１のII−II線断面図である。図１に示されるよう
に、モータフレーム１内には一対のロータ２Ａ，２Ｂが
収容されている。各ロータ２Ａ，２Ｂは両端部近傍で軸
受５，５によって回転可能に支承されている。２つのロ
ータ２Ａ，２Ｂは、それぞれ２ｎ極（ｎは極数）の永久
磁石２ａ，２ｂを軸芯に対称に当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。本実施例において
は、各々のロータ２Ａ，２Ｂはｎ＝２であり、Ｓ，Ｎ，
Ｓ，Ｎの４極の永久磁石をそれぞれのロータに周設して
ある。
【００１１】ロータ２Ａ，２Ｂの外周側には、各ロータ
２Ａ，２Ｂの外周全周を囲むように複数の電機子３ａ1
〜３ａ6，３ｂ1〜３ｂ6 が配設されている。隣接する電
機子間のピッチは６０°に設定されている。各電機子３
ａ1〜３ａ6 ，３ｂ1〜３ｂ6は、電機子鉄心Ａｃに形成
された磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１と、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ
１〜Ｚ１に装着されたコイル４ａ，４ｂとから構成され
ている。磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１は円周等配に形成さ
れており、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１には、両ロータ２
Ａ，２Ｂの軸線の中心面Ｃにおいて対称かつ反対の磁極
となるように前記コイル４ａ，４ｂがそれぞれ装着され
ており、コイル４ｂはコイル４ａと反対巻きとなってい
る。
２Ａ，２Ｂの外周全周を囲むように複数の電機子３ａ1
〜３ａ6，３ｂ1〜３ｂ6 が配設されている。隣接する電
機子間のピッチは６０°に設定されている。各電機子３
ａ1〜３ａ6 ，３ｂ1〜３ｂ6は、電機子鉄心Ａｃに形成
された磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１と、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ
１〜Ｚ１に装着されたコイル４ａ，４ｂとから構成され
ている。磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１は円周等配に形成さ
れており、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１には、両ロータ２
Ａ，２Ｂの軸線の中心面Ｃにおいて対称かつ反対の磁極
となるように前記コイル４ａ，４ｂがそれぞれ装着され
ており、コイル４ｂはコイル４ａと反対巻きとなってい
る。
【００１２】次に、前述のように構成された多軸電動機
の動作を説明する。図３は電動機の動作を説明する説明
図である。なお、図３では図解を簡略化するためにロー
タと電機子のみ示している。電機子のコイル４ａ，４ｂ
に通電すると、電機子にはロータ２Ａ，２Ｂをそれぞれ
反転して回転させる空間移動磁界が形成される。すなわ
ち、図３（ａ）の状態では電機子の磁極歯Ｕ，ＸにはＮ
極，磁極歯Ｖ，ＹにはＳ極が形成され、電機子の磁極歯
Ｕ１，Ｘ１にはＳ極，磁極歯Ｖ１，Ｙ１にはＮ極が同時
に形成されるように通電すると、ロータ２Ａ，２Ｂは矢
印で示すように、対向する方向に回転駆動される。
の動作を説明する。図３は電動機の動作を説明する説明
図である。なお、図３では図解を簡略化するためにロー
タと電機子のみ示している。電機子のコイル４ａ，４ｂ
に通電すると、電機子にはロータ２Ａ，２Ｂをそれぞれ
反転して回転させる空間移動磁界が形成される。すなわ
ち、図３（ａ）の状態では電機子の磁極歯Ｕ，ＸにはＮ
極，磁極歯Ｖ，ＹにはＳ極が形成され、電機子の磁極歯
Ｕ１，Ｘ１にはＳ極，磁極歯Ｖ１，Ｙ１にはＮ極が同時
に形成されるように通電すると、ロータ２Ａ，２Ｂは矢
印で示すように、対向する方向に回転駆動される。
【００１３】同様に図３（ｂ）において、磁極歯Ｖ，Ｙ
にはＳ極，磁極歯Ｗ，ＺにはＮ極が形成され、磁極歯Ｖ
１，Ｙ１にはＮ極、磁極歯Ｗ１，Ｚ１にはＳ極が形成さ
れ、更に図３（ｃ）に示すように、磁極歯Ｘ，ＵにはＳ
極，磁極歯Ｗ，ＺにはＮ極が形成され、磁極歯Ｘ１，Ｕ
１にはＮ極、磁極歯Ｗ１，Ｚ１にはＳ極がそれぞれ同時
に形成されるように通電すると、ロータ２Ａ，２Ｂは連
続した回転力で矢印で示す対向する方向に回転駆動され
る。
にはＳ極，磁極歯Ｗ，ＺにはＮ極が形成され、磁極歯Ｖ
１，Ｙ１にはＮ極、磁極歯Ｗ１，Ｚ１にはＳ極が形成さ
れ、更に図３（ｃ）に示すように、磁極歯Ｘ，ＵにはＳ
極，磁極歯Ｗ，ＺにはＮ極が形成され、磁極歯Ｘ１，Ｕ
１にはＮ極、磁極歯Ｗ１，Ｚ１にはＳ極がそれぞれ同時
に形成されるように通電すると、ロータ２Ａ，２Ｂは連
続した回転力で矢印で示す対向する方向に回転駆動され
る。
【００１４】ロータ２Ａ，２Ｂのそれぞれ永久磁石２
ａ，２ｂにより発生する磁界は、電機子によって磁路が
各ロータ２Ａ，２Ｂ間で形成され閉じるように構成され
ている。したがって、一対のロータ２Ａ，２Ｂには、異
磁極面で磁気カップリング作用が働き、必ず同期して相
互に反対側に回転する。
ａ，２ｂにより発生する磁界は、電機子によって磁路が
各ロータ２Ａ，２Ｂ間で形成され閉じるように構成され
ている。したがって、一対のロータ２Ａ，２Ｂには、異
磁極面で磁気カップリング作用が働き、必ず同期して相
互に反対側に回転する。
【００１５】図４は、図３に示す動作時のコイルへの通
電パターンのタイムチャートであり、磁極歯Ｕ〜Ｚの各
コイル４ａ及び磁極歯Ｕ１〜Ｚ１の各コイル４ｂに供給
する直流電流の通電パターンを示す図である。各磁極歯
Ｕ〜Ｚ及び磁極歯Ｕ１〜Ｚ１には、図３（ａ）、図３
（ｂ）、図３（ｃ）に示すように磁化されるように空間
移動磁界（回転磁界）が発生し、ロータ２Ａ，ロータ２
Ｂは、前述したように互いに反対方向に同期して回転す
る。図４に示すパターンの直流を通電する通電回路は、
図示は省略するが、半導体素子等の既存の電気素子で構
成することができる。
電パターンのタイムチャートであり、磁極歯Ｕ〜Ｚの各
コイル４ａ及び磁極歯Ｕ１〜Ｚ１の各コイル４ｂに供給
する直流電流の通電パターンを示す図である。各磁極歯
Ｕ〜Ｚ及び磁極歯Ｕ１〜Ｚ１には、図３（ａ）、図３
（ｂ）、図３（ｃ）に示すように磁化されるように空間
移動磁界（回転磁界）が発生し、ロータ２Ａ，ロータ２
Ｂは、前述したように互いに反対方向に同期して回転す
る。図４に示すパターンの直流を通電する通電回路は、
図示は省略するが、半導体素子等の既存の電気素子で構
成することができる。
【００１６】図５は、図３に示す動作時のコイルへの通
電状態を示す回路図である。図５（ａ）は図３（ａ）の
動作時のコイルの通電状態を示し、図５（ｂ）は図３
（ｂ）の動作時のコイルの通電状態を示し、図５（ｃ）
は図３（ｃ）の動作時のコイルの通電状態を示してい
る。
電状態を示す回路図である。図５（ａ）は図３（ａ）の
動作時のコイルの通電状態を示し、図５（ｂ）は図３
（ｂ）の動作時のコイルの通電状態を示し、図５（ｃ）
は図３（ｃ）の動作時のコイルの通電状態を示してい
る。
【００１７】以上説明した図１乃至図５に示す第１実施
例においては、永久磁石２ａ，２ｂを周設した一対のロ
ータ２Ａ，２Ｂを並列して配設し、各ロータの外周全周
に複数の電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ6 を配設
し、永久磁石２ａ，２ｂは、ロータ２Ａ，２Ｂ間で電機
子を介して磁気カップリング可能なように異磁極の複数
対をなすため、磁気カップリング作用により同期反転を
可能にすると共に、それぞれの軸受には過大な偏心荷重
をかけずラジアル方向にバランスのとれた均等な荷重と
なるので、２軸を高速で安定して同期反転駆動すること
ができ、かつ、長寿命な電動機を提供することができ
る。
例においては、永久磁石２ａ，２ｂを周設した一対のロ
ータ２Ａ，２Ｂを並列して配設し、各ロータの外周全周
に複数の電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ6 を配設
し、永久磁石２ａ，２ｂは、ロータ２Ａ，２Ｂ間で電機
子を介して磁気カップリング可能なように異磁極の複数
対をなすため、磁気カップリング作用により同期反転を
可能にすると共に、それぞれの軸受には過大な偏心荷重
をかけずラジアル方向にバランスのとれた均等な荷重と
なるので、２軸を高速で安定して同期反転駆動すること
ができ、かつ、長寿命な電動機を提供することができ
る。
【００１８】また本実施例によれば、隣接するロータ２
Ａ，２Ｂ間で永久磁石２ａ，２ｂが磁気カップリングす
る場合に、複数対の異磁極間で磁気カップリング可能で
あるため、磁気カップリング面積が大きくとれ、しかも
均等なエアギャップ長にできるので脈動のない大きな同
期力が得られる。さらに本実施例によれば、一対のロー
タ２Ａ，２Ｂを駆動するときに、対称する位置の電機子
が異磁極となるように通電するため、無通電時の磁気カ
ップリング効果に加え、通電時の磁気カップリング効果
をさらに高めることができる。
Ａ，２Ｂ間で永久磁石２ａ，２ｂが磁気カップリングす
る場合に、複数対の異磁極間で磁気カップリング可能で
あるため、磁気カップリング面積が大きくとれ、しかも
均等なエアギャップ長にできるので脈動のない大きな同
期力が得られる。さらに本実施例によれば、一対のロー
タ２Ａ，２Ｂを駆動するときに、対称する位置の電機子
が異磁極となるように通電するため、無通電時の磁気カ
ップリング効果に加え、通電時の磁気カップリング効果
をさらに高めることができる。
【００１９】図６は、本発明の第２実施例を示す図であ
る。本実施例は隣接するロータの対称位置の異磁極をカ
ップリングするように各相の電機子をそれぞれ分割した
ものである。即ち、ロータ２Ａの永久磁石２ａとロータ
２Ｂの永久磁石２ｂは対称位置で異磁極面にて磁気カッ
プリングが形成されるように配置し、各ロータ２Ａ，２
Ｂの全周には電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ6 が
配置される。各電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ6
は、電機子鉄心Ａｃ1 〜Ａｃ6 に形成された磁極歯Ｕ〜
Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１と、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１に装着さ
れたコイル４ａ，４ｂとから構成されている。これらの
電機子はＵ−Ｕ１，Ｖ−Ｖ１，Ｗ−Ｗ１，Ｘ−Ｘ１，Ｙ
−Ｙ１，Ｚ−Ｚ１ というように各相のみで結合された
構造になっている。
る。本実施例は隣接するロータの対称位置の異磁極をカ
ップリングするように各相の電機子をそれぞれ分割した
ものである。即ち、ロータ２Ａの永久磁石２ａとロータ
２Ｂの永久磁石２ｂは対称位置で異磁極面にて磁気カッ
プリングが形成されるように配置し、各ロータ２Ａ，２
Ｂの全周には電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ6 が
配置される。各電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ6
は、電機子鉄心Ａｃ1 〜Ａｃ6 に形成された磁極歯Ｕ〜
Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１と、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１に装着さ
れたコイル４ａ，４ｂとから構成されている。これらの
電機子はＵ−Ｕ１，Ｖ−Ｖ１，Ｗ−Ｗ１，Ｘ−Ｘ１，Ｙ
−Ｙ１，Ｚ−Ｚ１ というように各相のみで結合された
構造になっている。
【００２０】上記のように構成することで、各ロータ２
Ａ，２Ｂの対称位置での異磁極面で磁気カップリング可
能となる。そして特に、無通電時の磁気カップリング効
果を高めることができる。本実施例においても、図３乃
至図５と同様に通電すれば、各ロータ２Ａ，２Ｂが同期
しかつ反転して回転する。
Ａ，２Ｂの対称位置での異磁極面で磁気カップリング可
能となる。そして特に、無通電時の磁気カップリング効
果を高めることができる。本実施例においても、図３乃
至図５と同様に通電すれば、各ロータ２Ａ，２Ｂが同期
しかつ反転して回転する。
【００２１】図７は図６に示す実施例の変形例である。
本実施例は、図６に示す実施例と同様に、各ロータ２
Ａ，２Ｂの磁路の構成を明確にするように、磁極歯ａ〜
ｌ及び磁極歯ａ１〜ｌ１の対向する磁極歯をそれぞれ接
続した例である。図８も図６に示す実施例の変形例であ
る。電機子を図７に示す例と実質的に同様に構成した例
である。これら図７及び図８の実施例において、コイル
４ａ，４ｂを装着しないで磁気カップリング作用を得る
ように構成すれば、並列に軸支された一対のロータ２
Ａ，２Ｂを相互に同期反転を可能とする並列磁気カップ
リング装置を得ることができる。
本実施例は、図６に示す実施例と同様に、各ロータ２
Ａ，２Ｂの磁路の構成を明確にするように、磁極歯ａ〜
ｌ及び磁極歯ａ１〜ｌ１の対向する磁極歯をそれぞれ接
続した例である。図８も図６に示す実施例の変形例であ
る。電機子を図７に示す例と実質的に同様に構成した例
である。これら図７及び図８の実施例において、コイル
４ａ，４ｂを装着しないで磁気カップリング作用を得る
ように構成すれば、並列に軸支された一対のロータ２
Ａ，２Ｂを相互に同期反転を可能とする並列磁気カップ
リング装置を得ることができる。
【００２２】図９は本発明の第３実施例を示す図であ
る。本実施例は、隣接するロータの対称位置の異磁極を
カップリングする磁路以外の磁路を遮断するように空隙
を設けて電機子鉄心を分割したものである。本実施例に
おいては、永久磁石２ａ，２ｂを周設したロータ２Ａ，
２Ｂの外周部には、各ロータ２Ａ，２Ｂの外周全周を囲
むように複数の電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ6
が配設されている。隣接する電機子間のピッチは６０°
に設定されている。各電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜
３ｂ6 は、電機子鉄心Ａｃ1 に形成された磁極歯Ｕ〜
Ｚ，電機子鉄心Ａｃ2 に形成されたＵ１〜Ｚ１と、磁極
歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１に装着されたコイル４ａ，４ｂと
から構成されている。磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１は円周
等配に形成されており、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１に
は、両ロータ２Ａ，２Ｂの軸線の中心面Ｃにおいて対称
かつ反対の磁極となるように前記コイル４ａ，４ｂがそ
れぞれ装着されており、コイル４ｂはコイル４ａと反対
巻きとなっている。
る。本実施例は、隣接するロータの対称位置の異磁極を
カップリングする磁路以外の磁路を遮断するように空隙
を設けて電機子鉄心を分割したものである。本実施例に
おいては、永久磁石２ａ，２ｂを周設したロータ２Ａ，
２Ｂの外周部には、各ロータ２Ａ，２Ｂの外周全周を囲
むように複数の電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ6
が配設されている。隣接する電機子間のピッチは６０°
に設定されている。各電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜
３ｂ6 は、電機子鉄心Ａｃ1 に形成された磁極歯Ｕ〜
Ｚ，電機子鉄心Ａｃ2 に形成されたＵ１〜Ｚ１と、磁極
歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１に装着されたコイル４ａ，４ｂと
から構成されている。磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１は円周
等配に形成されており、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１に
は、両ロータ２Ａ，２Ｂの軸線の中心面Ｃにおいて対称
かつ反対の磁極となるように前記コイル４ａ，４ｂがそ
れぞれ装着されており、コイル４ｂはコイル４ａと反対
巻きとなっている。
【００２３】電機子鉄心Ａｃ1 の磁極歯はロータ２ａと
ロータ２ｂの軸心を結ぶ線に直角で且つロータ２ａの軸
心を通る線上に上下に設けた切欠部５ａ，５ａで、磁極
歯Ｕ，Ｙ，Ｚと磁極歯Ｖ，Ｘ，Ｗに２等分し、電機子鉄
心Ａｃ2 の磁極歯は同じくロータ２ａとロータ２ｂの軸
心を結ぶ線に直角で且つロータ２ｂの軸心を通る線上に
上下に設けた切欠部５ｂ，５ｂで、磁極歯Ｕ１，Ｙ１，
Ｚ１と磁極歯Ｖ１，Ｘ１，Ｗ１に２等分している。
ロータ２ｂの軸心を結ぶ線に直角で且つロータ２ａの軸
心を通る線上に上下に設けた切欠部５ａ，５ａで、磁極
歯Ｕ，Ｙ，Ｚと磁極歯Ｖ，Ｘ，Ｗに２等分し、電機子鉄
心Ａｃ2 の磁極歯は同じくロータ２ａとロータ２ｂの軸
心を結ぶ線に直角で且つロータ２ｂの軸心を通る線上に
上下に設けた切欠部５ｂ，５ｂで、磁極歯Ｕ１，Ｙ１，
Ｚ１と磁極歯Ｖ１，Ｘ１，Ｗ１に２等分している。
【００２４】その他の構成は、図２に示す実施例と同様
である。本実施例においても、図３乃至図５と同様に通
電すれば、各ロータ２Ａ，２Ｂが同期しかつ反転して回
転する。さらに、上述したように切欠部５ａ及び切欠部
５ｂを設けたことにより、磁極歯Ｖ−Ｖ１間、磁極歯Ｘ
−Ｘ１間のカップリング作用を高めることとなり、必ず
同期して相互に反対側に回転する。
である。本実施例においても、図３乃至図５と同様に通
電すれば、各ロータ２Ａ，２Ｂが同期しかつ反転して回
転する。さらに、上述したように切欠部５ａ及び切欠部
５ｂを設けたことにより、磁極歯Ｖ−Ｖ１間、磁極歯Ｘ
−Ｘ１間のカップリング作用を高めることとなり、必ず
同期して相互に反対側に回転する。
【００２５】図１０は本発明の第４実施例を示す図であ
る。本実施例は磁性体からなる磁気カップリングバーを
各ロータの異磁極間に架け渡したものである。即ち、図
１０（ａ）に示すように磁性体からなるコ字状の複数の
磁気カップリングバー７ａ，７ｂ，７ｃを形成し、図１
０（ｂ）に示すように各ロータ２Ａ，２Ｂの全周に配列
された電機子鉄心ＡｃのスロットＳに挿入し、各ロータ
２Ａ，２Ｂの異磁極面で閉磁路になるようにする。この
時、電機子鉄心Ａｃとコ字状の磁気カップリングバー７
ａ，７ｂ，７ｃとは、所定の空隙を設ける。各スロット
Ｓを通過する磁束は、各ロータ２Ａ，２Ｂの異磁極面で
磁気カップリングし互いのロータ２Ａ，２Ｂは同期反転
する。本実施例によれば、磁気カップリングバー７ａ，
７ｂ，７ｃにより無通電時の磁気カップリング効果を高
めることができる。また、磁気カップリングバー７ａ，
７ｂ，７ｃは、２つの電機子間において、左右対称位置
となるスロットＳ間に挿入されているため、磁気カップ
リングバー７ａ，７ｂ，７ｃが挿入し易い。すなわち、
磁気カップリングバー７ａ，７ｂ，７ｃ同士が磁気的干
渉なく取り付け易くなる。
る。本実施例は磁性体からなる磁気カップリングバーを
各ロータの異磁極間に架け渡したものである。即ち、図
１０（ａ）に示すように磁性体からなるコ字状の複数の
磁気カップリングバー７ａ，７ｂ，７ｃを形成し、図１
０（ｂ）に示すように各ロータ２Ａ，２Ｂの全周に配列
された電機子鉄心ＡｃのスロットＳに挿入し、各ロータ
２Ａ，２Ｂの異磁極面で閉磁路になるようにする。この
時、電機子鉄心Ａｃとコ字状の磁気カップリングバー７
ａ，７ｂ，７ｃとは、所定の空隙を設ける。各スロット
Ｓを通過する磁束は、各ロータ２Ａ，２Ｂの異磁極面で
磁気カップリングし互いのロータ２Ａ，２Ｂは同期反転
する。本実施例によれば、磁気カップリングバー７ａ，
７ｂ，７ｃにより無通電時の磁気カップリング効果を高
めることができる。また、磁気カップリングバー７ａ，
７ｂ，７ｃは、２つの電機子間において、左右対称位置
となるスロットＳ間に挿入されているため、磁気カップ
リングバー７ａ，７ｂ，７ｃが挿入し易い。すなわち、
磁気カップリングバー７ａ，７ｂ，７ｃ同士が磁気的干
渉なく取り付け易くなる。
【００２６】図１１は本発明の第５実施例を示す図であ
る。本実施例は隣接する一対のロータの永久磁石の磁極
数を異ならせ、磁極数比に応じた回転数比で一対のロー
タを同期反転させるものである。即ち、図１１に示すよ
うに、ロータ２ＡにはＳ，Ｎ，Ｓ，Ｎの４極の永久磁石
２ａが周設され、ロータ２ＢにはＳ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，
Ｎの６極の永久磁石２ｂが周設されている。ロータ２Ａ
の各永久磁石２ａとロータ２Ｂの各永久磁石２ｂの周長
は同一であり、磁極数比は２：３である。
る。本実施例は隣接する一対のロータの永久磁石の磁極
数を異ならせ、磁極数比に応じた回転数比で一対のロー
タを同期反転させるものである。即ち、図１１に示すよ
うに、ロータ２ＡにはＳ，Ｎ，Ｓ，Ｎの４極の永久磁石
２ａが周設され、ロータ２ＢにはＳ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，
Ｎの６極の永久磁石２ｂが周設されている。ロータ２Ａ
の各永久磁石２ａとロータ２Ｂの各永久磁石２ｂの周長
は同一であり、磁極数比は２：３である。
【００２７】ロータ２Ａの外周側には、ロータ２Ａの外
周全周を囲むように電機子３ａ1 〜３ａ6 が配設されて
いる。またロータ２Ｂの外周側には、ロータ２Ｂの外周
全周を囲むように電機子３ｂ1 〜３ｂ9 が配設されてい
る。ロータ２Ａにおいては隣接する電機子間のピッチは
６０゜に設定され、ロータ２Ｂにおいては隣接する電機
子間のピッチは４０゜に設定されている。
周全周を囲むように電機子３ａ1 〜３ａ6 が配設されて
いる。またロータ２Ｂの外周側には、ロータ２Ｂの外周
全周を囲むように電機子３ｂ1 〜３ｂ9 が配設されてい
る。ロータ２Ａにおいては隣接する電機子間のピッチは
６０゜に設定され、ロータ２Ｂにおいては隣接する電機
子間のピッチは４０゜に設定されている。
【００２８】各電機子３ａ1 〜３ａ6 ，３ｂ1 〜３ｂ9
は、電機子鉄心Ａｃ1 〜Ａｃ7 に形成された磁極歯Ｕ〜
Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１，Ｘ２〜Ｚ２と、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜
Ｚ１，Ｘ２〜Ｚ２に装着されたコイル４ａ，４ｂとから
構成されている。
は、電機子鉄心Ａｃ1 〜Ａｃ7 に形成された磁極歯Ｕ〜
Ｚ，Ｕ１〜Ｚ１，Ｘ２〜Ｚ２と、磁極歯Ｕ〜Ｚ，Ｕ１〜
Ｚ１，Ｘ２〜Ｚ２に装着されたコイル４ａ，４ｂとから
構成されている。
【００２９】図１２は、磁極歯Ｕ〜Ｚの各コイル４ａ及
び磁極歯Ｕ１〜Ｚ１，Ｘ２〜Ｚ２の各コイル４ｂに供給
する直流電流の通電パターンを示す図である。また図１
３は各コイルへの通電状態を示す回路図である。図１２
及び図１３に示すように通電することにより各磁極歯Ｕ
〜Ｚ及び磁極歯Ｕ１〜Ｚ１，Ｘ２〜Ｚ２には、図１２に
示すように磁化されるように空間移動磁界が発生し、ロ
ータ２Ａ，ロータ２Ｂは、互いに反対方向に同期して回
転する。この場合、ロータ２Ａとロータ２Ｂとの回転数
比は、磁極数比に反比例した回転数比である３：２であ
る。
び磁極歯Ｕ１〜Ｚ１，Ｘ２〜Ｚ２の各コイル４ｂに供給
する直流電流の通電パターンを示す図である。また図１
３は各コイルへの通電状態を示す回路図である。図１２
及び図１３に示すように通電することにより各磁極歯Ｕ
〜Ｚ及び磁極歯Ｕ１〜Ｚ１，Ｘ２〜Ｚ２には、図１２に
示すように磁化されるように空間移動磁界が発生し、ロ
ータ２Ａ，ロータ２Ｂは、互いに反対方向に同期して回
転する。この場合、ロータ２Ａとロータ２Ｂとの回転数
比は、磁極数比に反比例した回転数比である３：２であ
る。
【００３０】本実施例の多軸電動機は、スクリュー圧縮
機等で各ポンプロータを所定の回転数比で駆動する場合
に好適である。
機等で各ポンプロータを所定の回転数比で駆動する場合
に好適である。
【００３１】図１４は本発明の第６実施例を示す図であ
る。本実施例は多軸電動機の他の例として４軸電動機を
示す図である。本実施例においては、互いに隣接するロ
ータ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは磁気カップリングし、同
期して相互に反対側（矢印方向）に回転する。本実施例
の４軸電動機は、例えば撹拌機等に適用され、優れた効
果を奏する。
る。本実施例は多軸電動機の他の例として４軸電動機を
示す図である。本実施例においては、互いに隣接するロ
ータ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは磁気カップリングし、同
期して相互に反対側（矢印方向）に回転する。本実施例
の４軸電動機は、例えば撹拌機等に適用され、優れた効
果を奏する。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気カップリング作用により複数の軸の同期反転を可能に
すると共に、それぞれの軸受には過大な偏心荷重をかけ
ずラジアル方向にバランスのとれた均等な荷重となるの
で、複数の軸を高速で安定して同期反転駆動することが
でき、かつ、長寿命な電動機を提供することができる。
また本発明によれば、磁気カップリング面積が大きくと
れ、しかも全周に亘って均等なエアギャップ長にできる
ので脈動のない大きな同期力が得られる。
気カップリング作用により複数の軸の同期反転を可能に
すると共に、それぞれの軸受には過大な偏心荷重をかけ
ずラジアル方向にバランスのとれた均等な荷重となるの
で、複数の軸を高速で安定して同期反転駆動することが
でき、かつ、長寿命な電動機を提供することができる。
また本発明によれば、磁気カップリング面積が大きくと
れ、しかも全周に亘って均等なエアギャップ長にできる
ので脈動のない大きな同期力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多軸電動機の一実施例を示す横断
面図である。
面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１及び図２に示す多軸電動機の動作を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図４】図３に示す動作時のコイルへの通電パターンの
タイムチャートである。
タイムチャートである。
【図５】図３に示す動作時のコイルへの通電状態を示す
回路図である。
回路図である。
【図６】本発明に係る多軸電動機の第２実施例を示す図
である。
である。
【図７】図６に示す実施例の変形例である。
【図８】図６に示す実施例の変形例である。
【図９】本発明に係る多軸電動機の第３実施例を示す図
である。
である。
【図１０】本発明に係る多軸電動機の第４実施例を示す
図である。
図である。
【図１１】本発明に係る多軸電動機の第５実施例を示す
図である。
図である。
【図１２】図１１に示す実施例における各コイルへの通
電パターンのタイムチャートである。
電パターンのタイムチャートである。
【図１３】図１１に示す実施例における各コイルへの通
電状態を示す回路図である。
電状態を示す回路図である。
【図１４】本発明に係る多軸電動機の第６実施例を示す
図である。
図である。
【図１５】従来の２軸回転機械の断面図である。
【図１６】従来の２軸電動機の断面図である。
【図１７】図１６のXVII−XVII線断面図である。
１ モータフレーム ２Ａ，２Ｂ ロータ ３ａ1〜３ａ6，３ｂ1〜３ｂ6 電機子 ４ａ，４ｂ コイル ５ａ，５ｂ 切欠部 ７ａ，７ｂ，７ｃ 磁気カップリングバー Ａｃ，Ａｃ1 〜Ａｃ7 電機子鉄心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久部 泰史 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (7)
- 【請求項１】 永久磁石を周設した複数のロータを並列
して配設し、各ロータの外周全周に複数の電機子を配設
し、隣接するロータに設けられた永久磁石は、該永久磁
石間で電機子を介して磁気カップリング可能なように異
磁極の複数対をなすことを特徴とする多軸電動機。 - 【請求項２】 隣接するロータを駆動するときに、対称
する位置の電機子が異磁極となるように通電することを
特徴とする請求項１記載の多軸電動機。 - 【請求項３】 隣接するロータの対称位置の異磁極をカ
ップリングするように各相の電機子が分割して配置され
たことを特徴とする請求項１又は２記載の多軸電動機。 - 【請求項４】 各相の電機子が隣接するロータの対称位
置の異磁極をカップリングする磁路以外の磁路を遮断す
るように空隙を設けて電機子鉄心を分割したことを特徴
とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多軸電動
機。 - 【請求項５】 隣接するロータの異磁極間に磁気カップ
リング作用専用の磁性体からなる磁気カップリングバー
を架け渡したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
か１項に記載の多軸電動機。 - 【請求項６】 前記磁気カップリングバーは、２つの電
機子間において左右対称位置となるスロット間に挿入さ
れたことを特徴とする請求項５記載の多軸電動機。 - 【請求項７】 前記隣接するロータの永久磁石の磁極数
を異ならせ、磁極数比に応じた回転数比で前記ロータを
同期反転させたことを特徴とする請求項１記載の多軸電
動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11512995A JP3294051B2 (ja) | 1994-04-21 | 1995-04-17 | 多軸電動機 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8296994 | 1994-04-21 | ||
| JP6-82969 | 1994-09-22 | ||
| JP6-254693 | 1994-09-22 | ||
| JP25469394 | 1994-09-22 | ||
| JP11512995A JP3294051B2 (ja) | 1994-04-21 | 1995-04-17 | 多軸電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08149766A true JPH08149766A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3294051B2 JP3294051B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=27304068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11512995A Expired - Lifetime JP3294051B2 (ja) | 1994-04-21 | 1995-04-17 | 多軸電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3294051B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR980012798A (ko) * | 1996-07-16 | 1998-04-30 | 양태허 | 공통자기회로형 복합로터 전기기계 |
| JP2001128422A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Ebara Corp | ２軸同期型電動機 |
| JP2001169516A (ja) * | 1999-09-28 | 2001-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機 |
| JP2005534842A (ja) * | 2002-05-29 | 2005-11-17 | ライボルト ヴァークウム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 二軸式真空ポンプ |
| JP2006501401A (ja) * | 2002-10-04 | 2006-01-12 | 株式会社荏原電産 | スクリューポンプ及びその運転方法 |
| WO2007032610A1 (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-22 | Jae Shin Yun | Dual machine, and method of power generation and electromotive operation using the same |
| WO2011019897A3 (en) * | 2009-08-14 | 2011-04-28 | Convergent Power, Inc. | Pulsed multi-rotor constant air gap motor cluster |
| JP2012257427A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Toyota Motor Corp | 複軸並列モータの製造方法及び複軸並列モータの組付け装置 |
| US8482181B2 (en) | 2008-06-04 | 2013-07-09 | Convergent Power, Inc. | Three phase synchronous reluctance motor with constant air gap and recovery of inductive field energy |
| JP2018131944A (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | 株式会社荏原製作所 | 多段遠心ポンプ装置 |
| JP2018535639A (ja) * | 2015-11-24 | 2018-11-29 | カムコン・オート・リミテッドＣａｍｃｏｎ Ａｕｔｏ Ｌｉｍｉｔｅｄ | ステータアセンブリ |
| JP2020076194A (ja) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | ザウラー スピニング ソリューションズ ゲー・エム・ベー・ハー ウント コー． カー・ゲーＳａｕｒｅｒ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | 紡績機ならびにスピンドルレール |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP11512995A patent/JP3294051B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR980012798A (ko) * | 1996-07-16 | 1998-04-30 | 양태허 | 공통자기회로형 복합로터 전기기계 |
| JP2001169516A (ja) * | 1999-09-28 | 2001-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機 |
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| WO2011019897A3 (en) * | 2009-08-14 | 2011-04-28 | Convergent Power, Inc. | Pulsed multi-rotor constant air gap motor cluster |
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| JP2018535639A (ja) * | 2015-11-24 | 2018-11-29 | カムコン・オート・リミテッドＣａｍｃｏｎ Ａｕｔｏ Ｌｉｍｉｔｅｄ | ステータアセンブリ |
| JP2018131944A (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | 株式会社荏原製作所 | 多段遠心ポンプ装置 |
| JP2020076194A (ja) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | ザウラー スピニング ソリューションズ ゲー・エム・ベー・ハー ウント コー． カー・ゲーＳａｕｒｅｒ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | 紡績機ならびにスピンドルレール |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3294051B2 (ja) | 2002-06-17 |
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Legal Events
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