JPH11308832A - Torque generating equipment - Google Patents

Torque generating equipment

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Publication number
JPH11308832A
JPH11308832A JP10111133A JP11113398A JPH11308832A JP H11308832 A JPH11308832 A JP H11308832A JP 10111133 A JP10111133 A JP 10111133A JP 11113398 A JP11113398 A JP 11113398A JP H11308832 A JPH11308832 A JP H11308832A
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JP
Japan
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rotor
rotors
magnetic
electromagnets
electromagnet
Prior art date
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Application number
JP10111133A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruo Kawai
輝男 河合
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.)
TSUJIKAWA KEIKO
Original Assignee
TSUJIKAWA KEIKO
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11308832A publication Critical patent/JPH11308832A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque generating equipment of high efficiency and high torque which uses the magnetic energy of permanent magnets. SOLUTION: This torque generating equipment is provided with rotors R1, R2 having a plurality of salient poles 130, 230 having permanent magnets 132, 232, respectively, rotors R3, R4 having a plurality of magnetic material salient poles 330, 430, stators S1, S2 having electromagnets 150, 250 which are annularly arranged in parallel on the outer peripheries of the rotors R1, R3 and the rotors R2, R4, respectively, a rotating shaft 60 which rotatably retains the rotors R1, R2, R3, R4 inside the stators S1, S2, and current control equipment 40 which supplies exciting currents to the respective electromagnets 150, 250. By successively exciting the electromagnets 150, 250, a rotating force is applied to the rotors R1, R2. Different poles of the electromagnets 150, 250 apply attractive forces to the magnetic material salient poles 330, 430 and assist rotation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電動機等の電気
的入力を機械的出力に変換する装置に係わり、特に永久
磁石の磁気エネルギーを利用してトルク出力を得ること
ができるトルク発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for converting an electric input of a motor or the like into a mechanical output, and more particularly to a torque generating device capable of obtaining a torque output using magnetic energy of a permanent magnet.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気エネルギーを機械的な出力、
例えばトルクとして取り出せるようにした変換システム
として、種々の電動機が開発されてきた。それら従来の
電動機にあっては、ステータ、ロータのいずれか又は両
方に電磁石が用いられており、それらの電磁石によって
回転磁界を生成してロータを追従させるもの(例えば誘
導電動機)、あるいは、永久磁石ステータの磁界中に極
性反転制御を可能として設けられたロータを回転自在に
配設し、ロータとステータとの間の磁束の相互作用によ
って回転力を得るもの(例えば一般的な直流電動機)な
どがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, mechanical output of electric energy,
For example, various electric motors have been developed as conversion systems capable of extracting torque. In these conventional motors, an electromagnet is used for one or both of a stator and a rotor, and the electromagnet generates a rotating magnetic field to follow the rotor (for example, an induction motor) or a permanent magnet. A rotor provided so as to be capable of polarity reversal control in a stator magnetic field is rotatably arranged, and a rotating force is obtained by interaction of magnetic flux between the rotor and the stator (for example, a general DC motor). is there.

【0003】このような在来の電動機については、永久
磁石から発生する磁束を利用してエネルギー変換効率を
高めようとする試みが種々なされてきた。発明者らは、
特に永久磁石が発生する磁束の分布を適切に制御するこ
とによって、出力トルクに抗して作用する磁気力を可及
的に低減し、出力トルクの増大、電磁エネルギーから力
学的エネルギーへの変換効率向上を達成すべく、さまざ
まな構成を有するトルク発生装置を試作開発してきた。
例えば、本願発明者らによる特開平7−7907号公報
は、回転子に永久磁石を付加することによって、エネル
ギー変換効率を高めることができる動力発生装置を提案
している。
[0003] For such a conventional motor, various attempts have been made to increase the energy conversion efficiency by using a magnetic flux generated from a permanent magnet. The inventors have
In particular, by properly controlling the distribution of magnetic flux generated by permanent magnets, the magnetic force acting against the output torque is reduced as much as possible, the output torque is increased, and the conversion efficiency from electromagnetic energy to mechanical energy is increased. To achieve the improvement, prototypes of torque generators with various configurations have been developed.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-7907 by the inventors of the present application has proposed a power generating device capable of increasing energy conversion efficiency by adding a permanent magnet to a rotor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年長
期的なエネルギー供給事情が不透明さを増すとともに、
大気汚染、温室効果等の環境保護問題の解決が急務とな
っている中で、電気エネルギーを極力有効に機械的エネ
ルギーに変換できるような動力装置の開発は強く社会的
に要請されるところとなっている。
However, in recent years, the long-term energy supply situation has become increasingly uncertain,
With the urgent need to solve environmental protection issues such as air pollution and the greenhouse effect, the development of power units that can convert electrical energy into mechanical energy as effectively as possible has become a strong social demand. ing.

【0005】この発明は上記の事情に基づいてなされた
もので、その目的は、永久磁石が持つ磁気エネルギーを
有効に利用した高効率高トルクのトルク発生装置を提供
することである。
[0005] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a high-efficiency, high-torque torque generator that effectively utilizes the magnetic energy of a permanent magnet.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願発明に係わるトルク発生装置は、互いに所定
の間隔を隔てて回転軸に固設された複数の突極を有する
第1及び第2のロータと、前記第1及び第2のロータか
らそれぞれ前記回転軸に沿って所定の間隔を隔てて前記
回転軸に固設された複数の突極を有する第3及び第4の
ロータと、前記第1及び第3のロータのそれぞれの前記
突極の外周に対向配置された両端部を有する第1のステ
ータと、前記第2及び第4のロータのそれぞれの前記突
極の外周に対向配置された両端部を有する第2のステー
タとを備え、前記第1乃至第4のロータの前記突極の少
なくとも先端部には磁性体を配設し、前記第1及び第2
のロータの前記突極に設けた前記磁性体の半径方向内側
に永久磁石を配設して前記第1のロータの前記磁性体の
外周端と前記第2のロータの前記磁性体の外周端とが異
なった極性を示すようにし、前記第3及び第4のロータ
の前記突極に設けた前記磁性体の半径方向内側に非磁性
体を配設し、前記第1及び第2のステータにコイルを巻
設してそれぞれ電磁石とし、前記第1及び第2のステー
タの電磁石を所定のタイミング及び通電方向を持って励
磁して、この電磁石に近接する前記ロータの前記突極に
吸引力を作用させるようにしてなる。
In order to achieve the above object, a torque generating device according to the present invention has a first and a plurality of salient poles fixed to a rotating shaft at predetermined intervals from each other. A second rotor, and third and fourth rotors having a plurality of salient poles fixed to the rotary shaft at predetermined intervals along the rotary shaft from the first and second rotors, respectively; A first stator having both ends arranged opposite to the outer periphery of the salient pole of each of the first and third rotors, and opposing the outer periphery of the salient pole of each of the second and fourth rotors; A second stator having both ends disposed therein, wherein a magnetic body is disposed at least at a distal end of the salient pole of each of the first to fourth rotors, and the first and second rotors are disposed.
A permanent magnet is disposed radially inward of the magnetic body provided at the salient pole of the rotor, and an outer peripheral end of the magnetic body of the first rotor and an outer peripheral end of the magnetic body of the second rotor; Have different polarities, a non-magnetic material is disposed radially inward of the magnetic material provided on the salient poles of the third and fourth rotors, and coils are provided on the first and second stators. Are wound to form electromagnets, and the electromagnets of the first and second stators are excited with a predetermined timing and energizing direction to apply an attractive force to the salient poles of the rotor close to the electromagnets. It becomes like this.

【0007】好ましくは、前記永久磁石は前記第1及び
第2のロータの各突極の基部にそれぞれ設けられる。
[0007] Preferably, the permanent magnet is provided at a base of each salient pole of the first and second rotors, respectively.

【0008】また好ましくは、前記永久磁石は前記第1
のロータと前記第2のロータとの間に介挿される。
Preferably, the permanent magnet is the first magnet.
And the second rotor.

【0009】このように構成することによって、前記第
1及び第2のステータを構成している電磁石がいずれも
非励磁の状態では、前記第1及び第2のロータの突極か
ら放出される磁束が開放状態、いわゆるオープンフラッ
クスの状態となっている一方、第1及び第2のステータ
の電磁石が励磁されると、この開放状態とされていた磁
束が近接する異極性に励磁された電磁石の一方の磁極に
対して容易に収束して両者の間に磁気的吸引力を生じさ
せるので、励磁電磁石を順次所定の方向に切り換えてい
くことにより前記第1及び第2のロータに回転力が付与
される。また、励磁電磁石の前記第3及び第4のロータ
と対向する部分には他方の磁極が現れ、これら第3及び
第4のロータの突極を構成する磁性体と前記励磁電磁石
の磁極との間にやはり磁気的吸引力が発生するので、前
記第1及び第2のロータと励磁電磁石との間に作用する
磁気吸引力と同等の強さは得られないものの、ロータの
回転力として寄与するので、エネルギー変換効率が高ま
る。
With this configuration, when the electromagnets constituting the first and second stators are both not excited, the magnetic flux emitted from the salient poles of the first and second rotors Is in an open state, that is, a so-called open flux state, and when the electromagnets of the first and second stators are excited, one of the electromagnets in which the magnetic flux in the open state is excited to be close to the opposite polarity. The magnetic force is easily converged on the magnetic poles to generate a magnetic attraction force between them, so that the rotational force is applied to the first and second rotors by sequentially switching the exciting electromagnets in a predetermined direction. You. In addition, the other magnetic pole appears in a portion of the exciting electromagnet facing the third and fourth rotors, and a magnetic pole between the magnetic material constituting the salient poles of the third and fourth rotors and the magnetic pole of the exciting electromagnet is provided. However, since a magnetic attraction force is also generated, the same magnitude as the magnetic attraction force acting between the first and second rotors and the exciting electromagnet cannot be obtained, but the magnetic attraction force contributes to the rotation force of the rotor. , Energy conversion efficiency is increased.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて、添付図1〜図7を参照して詳細に説明する。図1
及び図2は、本発明の一実施形態に係わるトルク発生装
置の概略構成を示す側断面図及び正面図である。なお、
これらの図においては、本装置の基本的な構成と作用と
を明瞭にするため、装置のハウジングなど、本質的でな
いと思われるものについては図示を省略している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. FIG.
2 is a side sectional view and a front view showing a schematic configuration of a torque generating device according to an embodiment of the present invention. In addition,
In these figures, in order to clarify the basic configuration and operation of the present apparatus, illustrations that are not essential, such as the housing of the apparatus, are omitted.

【0011】本実施形態のトルク発生装置は、4枚のロ
ータ、すなわち第1のロータR1、第2のロータR2、
第3のロータR3、及び第4のロータR4を有する。ま
た、前記第1のロータR1及び第3のロータR3、前記
第2のロータR2及び第4のロータR4の外周囲には、
それぞれ複数の電磁石150,250が環状に並設され
ており、それぞれ第1のステータS1、第2のステータ
S2を構成している。
The torque generator of this embodiment has four rotors, namely, a first rotor R1, a second rotor R2,
It has a third rotor R3 and a fourth rotor R4. Further, around the first rotor R1 and the third rotor R3, and the outer periphery of the second rotor R2 and the fourth rotor R4,
A plurality of electromagnets 150 and 250 are annularly arranged in parallel, and constitute a first stator S1 and a second stator S2, respectively.

【0012】第1のロータR1及び第2のロータR2
は、それぞれ磁性材料を用いて略円板状に形成されてな
るロータコア120,220と、それぞれのロータコア
120,220の外周縁に沿って60゜ピッチで形成さ
れた6個の突極130,230とを有する。ロータコア
120,220は、例えば鉄等の磁性材料を用いて一体
的に形成してもよいが、そのような磁性材料によって形
成された同一形状の薄板を積層して用いれば、ロータコ
ア120,220内部での渦電流発生を抑制することが
でき、本装置が動作中の渦電流による損失を低減するこ
とができる。
First rotor R1 and second rotor R2
Are rotor cores 120, 220 each formed in a substantially disk shape using a magnetic material, and six salient poles 130, 230 formed at a 60 ° pitch along the outer peripheral edge of each rotor core 120, 220. And The rotor cores 120 and 220 may be integrally formed using a magnetic material such as iron, for example. However, if thin plates of the same shape made of such a magnetic material are laminated and used, the inside of the rotor cores 120 and 220 may be formed. The generation of eddy current in the device can be suppressed, and the loss due to the eddy current during operation of the present device can be reduced.

【0013】第1のロータR1及び第2のロータR2に
設けられている突極130,230は、それぞれ永久磁
石132,232と磁性体ヘッド134,234とから
なる。永久磁石132,232は直方体状の外形を有し
ており、ロータコア120,220の外周側面にロータ
の径方向端部がそれぞれ反対極性を有する磁極となるよ
うに配置され固設されている。すなわち、図1,図2の
第1のロータR1に設けられた突極130にあっては、
それぞれの永久磁石132はロータコア120に近い方
がS極に、ロータコア120から遠い方がN極になるよ
うに配設されている。また、第2のロータR2について
はこれと逆向きに、それぞれの永久磁石232はロータ
コア220に近い方がN極に、ロータコア220から遠
い方がS極になるように配設されている。
The salient poles 130, 230 provided on the first rotor R1 and the second rotor R2 comprise permanent magnets 132, 232 and magnetic heads 134, 234, respectively. The permanent magnets 132 and 232 have a rectangular parallelepiped outer shape, and are arranged and fixed on the outer peripheral side surfaces of the rotor cores 120 and 220 such that radial ends of the rotor have magnetic poles having opposite polarities, respectively. That is, in the salient pole 130 provided on the first rotor R1 of FIGS.
Each of the permanent magnets 132 is disposed such that the one closer to the rotor core 120 has an S pole and the one farther from the rotor core 120 has an N pole. In the opposite direction to the second rotor R2, the respective permanent magnets 232 are arranged such that the one closer to the rotor core 220 is the N pole and the one farther from the rotor core 220 is the S pole.

【0014】一方、第3のロータR3及び第4のロータ
R4は、それぞれ略円板状に形成されたロータコア32
0,420と、それぞれのロータコア320,420の
外周側面に沿って60゜ピッチで配設された突極33
0,430とを備えている。ロータコア320,420
は非磁性材料、例えばアルミニウムなどを用いて形成さ
れている。各突極330,430は略角柱状に形成され
た磁性材料であって、前記第1のロータR1及び第2の
ロータR2の突極130,230と概ね同じ形状寸法を
有している。
On the other hand, the third rotor R3 and the fourth rotor R4 each have a rotor core 32 formed in a substantially disk shape.
0, 420 and salient poles 33 arranged at a 60 ° pitch along the outer peripheral side surfaces of the respective rotor cores 320, 420.
0,430. Rotor cores 320, 420
Is formed using a non-magnetic material, for example, aluminum. Each salient pole 330, 430 is a magnetic material formed in a substantially prismatic shape, and has substantially the same shape and dimensions as the salient poles 130, 230 of the first rotor R1 and the second rotor R2.

【0015】上記のロータR1乃至R4は、この順番に
それぞれ所定の間隔を隔てて回転軸60に同軸に固設さ
れている。その際、それぞれのロータR1〜R4は、そ
の突極130,230,330,430が互いに同位相
となるように位置決めされる。そして、第1のロータR
1とそれに隣接する第3のロータR3、及び第2のロー
タR2とそれに隣接する第4のロータR4が、それぞれ
ユニットを構成する。ここでは、以下の説明の便宜上、
前者を第1のユニットU1と、後者を第2のユニットU
2と称することにする。なお、これらロータR1,R
2,R3,R4については、軸方向に沿って図1に示す
以外の配列としてもよい。また、必ずしもロータR1,
R2,R3,R4のそれぞれの突極130,230,3
30,430が同位相となるように配置しなくてもよ
い。
The rotors R1 to R4 are coaxially fixed to the rotating shaft 60 at predetermined intervals in this order. At this time, the rotors R1 to R4 are positioned so that the salient poles 130, 230, 330, and 430 have the same phase. Then, the first rotor R
1 and the third rotor R3 adjacent thereto, and the second rotor R2 and the fourth rotor R4 adjacent thereto each constitute a unit. Here, for convenience of the following explanation,
The former is the first unit U1 and the latter is the second unit U
It will be referred to as 2. Note that these rotors R1, R
2, R3 and R4 may be arranged along the axial direction other than that shown in FIG. Also, the rotors R1, R1
R2, R3, R4 salient poles 130, 230, 3 respectively
It is not necessary to arrange them so that 30, 30 and 430 have the same phase.

【0016】前記回転軸60は、その両端部が軸受90
によって回動自在に支持されている。この実施形態にあ
っては、回転軸60の材料としては所望の機械的な強度
を考慮してステンレス鋼を採用している。
The rotating shaft 60 has bearings 90 at both ends.
It is rotatably supported by. In this embodiment, stainless steel is used as the material of the rotating shaft 60 in consideration of desired mechanical strength.

【0017】前記各ユニットU1,U2の外周囲には、
それぞれ第1のステータS1と第2のステータS2とが
設けられている。前述したように、それぞれのステータ
S1,S2は、環状に30゜ピッチで配設された12個
の電磁石150,250からなる。各電磁石150,2
50は強磁性体で形成されたアーマチャー152,25
2と、各アーマチャー152,252の周囲に巻回され
たコイル154,254とからなり、それぞれのコイル
154,254は後述する電流制御装置70の出力に電
気的に接続されている。
On the outer periphery of each of the units U1 and U2,
A first stator S1 and a second stator S2 are provided, respectively. As described above, each of the stators S1 and S2 is composed of twelve electromagnets 150 and 250 arranged in a ring at a pitch of 30 °. Each electromagnet 150, 2
50 is an armature 152, 25 made of a ferromagnetic material
2 and coils 154 and 254 wound around the armatures 152 and 252, respectively. Each of the coils 154 and 254 is electrically connected to an output of a current control device 70 described later.

【0018】図1及び図2に示されているように、本実
施形態に係る電磁石150,250は、それぞれ略コ字
状の部材として形成されており、各電磁石150,25
0の一方の屈曲部端部が、第1のステータS1にあって
は第1のロータR1の突極130に、第2のステータS
2にあっては第2のロータR2の突極230にそれぞれ
対向するように配設されている。そして、他方の屈曲部
端部が第1のステータS1にあっては第3のロータR3
の突極330に、第2のステータS2にあっては第4の
ロータR4の突極430にそれぞれ対向するように配設
されている。コイル154,254は、各アーマチャー
152,252の一方の屈曲部、すなわち第1のロータ
R1及び第2のロータR2の側の屈曲部に巻回されてい
る。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electromagnets 150 and 250 according to the present embodiment are formed as substantially U-shaped members, respectively.
In the first stator S1, one bent end of the first stator S1 is connected to the salient pole 130 of the first rotor R1.
2, the second rotor R2 is disposed so as to face the salient pole 230 of the second rotor R2. And, if the other bent end portion is in the first stator S1, the third rotor R3
Are disposed so as to face the salient poles 430 of the fourth rotor R4 in the second stator S2. The coils 154 and 254 are wound around one bent portion of each of the armatures 152 and 252, that is, the bent portions on the first rotor R1 and the second rotor R2 side.

【0019】なお、添付図においては各電磁石150,
250が互いに独立して設けられているように図示して
いるが、各電磁石150,250のアーマチャー15
2,252が互いに接続されるようにしてもよい。例え
ば、環状のヨークに12個の内方へ突設される突起部を
形成し、それらをアーマチャー152,252としてそ
れぞれにコイル154,254を巻回して電磁石15
0,250をそれぞれ形成するようにしてもよい。
In the attached drawings, each electromagnet 150,
Although it is illustrated that the magnets 250 are provided independently of each other, the armature 15 of each of the electromagnets 150 and 250 is illustrated.
2, 252 may be connected to each other. For example, twelve inwardly projecting portions are formed on an annular yoke, and these are used as armatures 152 and 252, and coils 154 and 254 are wound therearound, respectively.
0, 250 may be formed respectively.

【0020】第1のユニットU1と第2のユニットU2
とは、互いに独立した磁気回路を構成するように設置さ
れる。これは、前記第1のユニットU1に含まれる第1
のステータS1の電磁石150と前記第2のユニットU
2に含まれる第2のステータS2の電磁石250とから
放出された磁束がそれぞれ別個に閉じた磁気回路を構成
することによって、それらの磁束の一部がロータR1〜
R4との間の相互作用に寄与しなくなるのを防ぐためで
ある。また、電流オフ時にあっては、前記第1のロータ
R1の突極130に設けられている永久磁石132が径
方向外方に放出する磁束と前記第2のロータR2の突極
230に設けられている永久磁石232が径方向外方に
放出する磁束とが結合して閉じた磁気回路を構成するの
を防止している。電流オフ時にこのような永久磁石13
2,232間の閉じた磁気回路が形成されていると、励
磁電流オン時に電磁石150,250に発生する磁気エ
ネルギーがまず前記閉じた磁気回路を構成しているそれ
ぞれの磁束を解放するのに消費され、ロータR1〜R4
が起動しにくくなるためである。
First unit U1 and second unit U2
Are installed so as to constitute mutually independent magnetic circuits. This corresponds to the first unit U1 included in the first unit U1.
Of the stator S1 and the second unit U
2 form a magnetic circuit in which the magnetic fluxes emitted from the electromagnet 250 of the second stator S2 included in the second stator S2 are separately closed, and a part of the magnetic fluxes is partially
This is to prevent from contributing to the interaction with R4. When the current is turned off, the permanent magnet 132 provided on the salient pole 130 of the first rotor R1 is provided on the salient pole 230 of the second rotor R2 and the magnetic flux emitted radially outward. And the magnetic flux emitted radially outward from the permanent magnet 232 is prevented from forming a closed magnetic circuit. When the current is turned off, such a permanent magnet 13
When a closed magnetic circuit is formed between the magnets 2 and 232, the magnetic energy generated in the electromagnets 150 and 250 when the exciting current is turned on is consumed first to release the respective magnetic fluxes constituting the closed magnetic circuit. And the rotors R1 to R4
Is difficult to start.

【0021】前記電磁石150,250への励磁電流を
制御する手段である電流制御装置70は、前記それぞれ
の電磁石150,250のコイル154,254に供給
される励磁電流の向きとその切換タイミングを制御する
ための電流スイッチング装置であり、トランジスタ、サ
イリスタ等の電流スイッチング素子と、それらのスイッ
チング素子のオンオフを制御するための制御回路とから
構成されている。この実施形態で第1のロータR1の突
極130の近傍に配設されている回転角センサ80は、
第1のロータR1の回転角度を検出するために設けられ
ており、例えば所定の切欠き形状の遮光板(図示せず)
と組合せた光センサなど、既存の種々のセンサが適宜用
いられる。この回転角センサ80の出力信号は、前記電
流制御装置70の制御回路に入力され、第1のロータR
1の回転角度に応じて前記電流スイッチング素子のオン
オフを制御するためのトリガ信号として使用される。
The current control device 70, which is a means for controlling the exciting current to the electromagnets 150 and 250, controls the direction of the exciting current supplied to the coils 154 and 254 of the electromagnets 150 and 250 and the switching timing thereof. And a current switching device, such as a transistor or a thyristor, and a control circuit for controlling on / off of the switching devices. In this embodiment, the rotation angle sensor 80 disposed near the salient pole 130 of the first rotor R1 is:
Provided for detecting the rotation angle of the first rotor R1, for example, a light-shielding plate (not shown) having a predetermined notch shape
Various existing sensors such as an optical sensor combined with the above are appropriately used. The output signal of the rotation angle sensor 80 is input to the control circuit of the current control device 70, and the first rotor R
It is used as a trigger signal for controlling on / off of the current switching element according to one rotation angle.

【0022】次に、図2〜図6を参照して、上記の構成
を有する本発明の一実施形態に係わるトルク発生装置の
作用を説明する。なお、これらの図2乃至図6にあって
は、図1のA−A矢視図及びB−B矢視図のみ、すなわ
ち第1のユニットU1に含まれる第1及び第3のロータ
R1,R3、及び第1のステータS1の作用のみを示し
ている。これは、図示及び説明の簡略化を図るためで、
磁極の極性をそれぞれ置き換えれば、第2のユニットU
2についてもまったく同様の作用となる。
Next, the operation of the torque generating device according to the embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. Note that, in FIGS. 2 to 6, only the AA arrow view and the BB arrow view of FIG. 1, that is, the first and third rotors R1 and R1 included in the first unit U1 are illustrated. Only the action of R3 and the first stator S1 is shown. This is to simplify the illustration and description,
If the polarities of the magnetic poles are respectively replaced, the second unit U
The operation is exactly the same for No. 2.

【0023】まず、図2は、第1のステータS1を構成
する電磁石150のいずれにも励磁電流が供給されてい
ない状態、すなわちいずれの電磁石150も励磁されて
いない状態であって、いわば電源オフの時の状態を示し
ている。この状態にあっては、第1のロータR1の突極
130がそれぞれ第1のステータS1のいずれかの電磁
石150に吸引されてほぼ対向する位置に第1のロータ
R1が位置している。このとき、各突極130に配設さ
れている永久磁石132のN極から磁性体ヘッド134
を通じて対向する電磁石150のアーマチャー152に
磁束が流れ込み、永久磁石132の磁気力とアーマチャ
ー152の透磁率とに応じてアーマチャー152は磁化
されている。なお、図2〜図6に「細かいドットの集
合」で示されている領域は、永久磁石及び電磁石の磁束
分布を模式的に示している。したがって、言うまでもな
いが、図中に示されている磁束の範囲及び強度は説明の
ためにのみ設定されたものであって、実際の磁束分布の
模様を定量的に示すものではない。
First, FIG. 2 shows a state in which no exciting current is supplied to any of the electromagnets 150 constituting the first stator S1, that is, a state in which none of the electromagnets 150 is excited. The state at the time of is shown. In this state, the first rotor R1 is located at a position where the salient poles 130 of the first rotor R1 are attracted to any one of the electromagnets 150 of the first stator S1 and are substantially opposed to each other. At this time, the magnetic material head 134 is transferred from the N pole of the permanent magnet 132 disposed on each salient pole 130.
The magnetic flux flows into the armature 152 of the electromagnet 150 facing through the armature, and the armature 152 is magnetized according to the magnetic force of the permanent magnet 132 and the magnetic permeability of the armature 152. 2 to 6 schematically shows the magnetic flux distribution of the permanent magnets and the electromagnets. Therefore, needless to say, the range and intensity of the magnetic flux shown in the figure are set for explanation only, and do not quantitatively indicate the actual pattern of the magnetic flux distribution.

【0024】次に、図3は、装置を起動すべく第1のス
テータS1の所定の電磁石150を励磁した起動初期状
態を示している。前記のとおり、この実施形態の装置で
は、第1のステータS1側の電磁石150が12個、第
1のロータR1側の突極130が6個、それぞれ等ピッ
チで設けられているので、図示のとおり、第1のステー
タS1の電磁石150は1個おきに第1のロータR1の
突極130と向かい合うことになる。起動初期状態にお
いては、第1のステータS1側電磁石150のうち、第
1のロータR1の突極130の間に位置している電磁石
150が、各突極130の永久磁石132の磁極と反対
極性に、すなわちS極に励磁される。このときの各電磁
石150に供給される励磁電流は、前記のように、電流
制御装置70によって制御される。このように第1のロ
ータR1の突極130の間に位置している電磁石150
がS極に励磁されると、各突極130の永久磁石132
が放出する磁束は、図3に示されているように、もっと
も近接する励磁電磁石150に向けて収束し、両者の間
に磁気吸引力が作用する。この磁気吸引力は、第1のロ
ータR1に対して周方向に、つまり第1のロータR1を
時計回りに回転させるように作用し、これにより第1の
ロータR1は時計方向に回転し始める。
Next, FIG. 3 shows an initial startup state in which a predetermined electromagnet 150 of the first stator S1 is excited to start the apparatus. As described above, in the apparatus according to this embodiment, twelve electromagnets 150 on the first stator S1 side and six salient poles 130 on the first rotor R1 side are provided at an equal pitch. As described above, every other electromagnet 150 of the first stator S1 faces the salient pole 130 of the first rotor R1. In the start-up initial state, of the first stator S1 side electromagnets 150, the electromagnets 150 located between the salient poles 130 of the first rotor R1 have opposite polarities to the magnetic poles of the permanent magnets 132 of each salient pole 130. , Ie, the S pole is excited. The exciting current supplied to each electromagnet 150 at this time is controlled by the current control device 70 as described above. The electromagnet 150 thus located between the salient poles 130 of the first rotor R1
Is excited to the S pole, the permanent magnet 132 of each salient pole 130
As shown in FIG. 3, the magnetic flux emitted by the convergence converges toward the closest excitation electromagnet 150, and a magnetic attractive force acts between the two. This magnetic attractive force acts on the first rotor R1 to rotate in the circumferential direction, that is, to rotate the first rotor R1 clockwise, whereby the first rotor R1 starts rotating clockwise.

【0025】一方、第3のロータR3について見ると、
図3(A)に示されているように、第3のロータR3の
隣接する突極330の間に位置する各電磁石150のア
ーマチャー152の端部は、N極に磁化されている。こ
の電磁石150のN極から出る磁束はもっとも近接する
突極330を磁化し、両者の間に磁気吸引力が作用する
から、各突極330は、第3のロータR3の周方向右向
きに力を受ける。この電磁石150から受ける磁気吸引
力によって第3のロータR3は時計回りに回転する向き
のトルクを得、これと同軸に回転軸60に固設されてい
る前記第1のロータR1が電磁石150から受ける回転
力を補助するように作用する。この場合、第3のロータ
R3の突極330には前記第1のロータR1の突極13
0とは異なり永久磁石が設けられていないため、突極3
30と電磁石150(図3(A)におけるアーマチャー
152)との間に作用する磁気吸引力は前記第1のロー
タR1の突極130と励磁電磁石150との間に作用す
る磁気吸引力と比較して弱いが、第1のロータR1に回
転力を与える電磁石150の一方の極と他方の反対極と
が共に回転に寄与するため、装置のエネルギー変換効率
を向上させることになる。
On the other hand, looking at the third rotor R3,
As shown in FIG. 3A, the end of the armature 152 of each electromagnet 150 located between the adjacent salient poles 330 of the third rotor R3 is magnetized to the N pole. The magnetic flux emitted from the N pole of the electromagnet 150 magnetizes the salient poles 330 closest to each other, and a magnetic attractive force acts between the two. Therefore, each salient pole 330 applies a force rightward in the circumferential direction of the third rotor R3. receive. Due to the magnetic attraction force received from the electromagnet 150, the third rotor R3 obtains a clockwise rotating torque, and the first rotor R1 coaxially fixed to the rotating shaft 60 receives the torque from the electromagnet 150. Acts to assist the rotational force. In this case, the salient pole 330 of the first rotor R1 is connected to the salient pole 330 of the third rotor R3.
0, no permanent magnet is provided, so salient pole 3
The magnetic attractive force acting between the magnet 30 and the electromagnet 150 (the armature 152 in FIG. 3A) is compared with the magnetic attractive force acting between the salient pole 130 of the first rotor R1 and the exciting electromagnet 150. Although weak, the one pole of the electromagnet 150 and the other opposite pole of the electromagnet 150 that apply a rotational force to the first rotor R1 both contribute to rotation, thereby improving the energy conversion efficiency of the device.

【0026】このように、所定の電磁石150に励磁電
流が供給されて励磁されると、第1のロータR1の各突
極130に設けられた永久磁石132から放出される磁
束はもっとも近接して位置する電磁石150に向けて収
束される。これに伴って、収束されたそれぞれの磁束の
ロータ回転方向後方には、磁束分布が非常に疎な領域、
いわば磁気的空白域が生じている。
As described above, when the excitation current is supplied to the predetermined electromagnet 150 to be excited, the magnetic flux emitted from the permanent magnet 132 provided in each salient pole 130 of the first rotor R1 is closest. It is converged toward the located electromagnet 150. Along with this, an area where the magnetic flux distribution is extremely sparse,
So to speak, a magnetic gap occurs.

【0027】次に、回転軸60とこれに固設されている
第1のロータR1及び第3のロータR3が時計回りに1
5゜回転すると、それぞれ図4(A),(B)に示す状
態になる。第1のロータR1のそれぞれの突極130
は、回転方向前方に位置する励磁電磁石150と、回転
方向後方に位置する非励磁電磁石150との中間付近に
きており、引き続き時計回り前方に位置する異なる磁極
に磁化された励磁電磁石150に吸引され、これにより
第1のロータR1は回転し続ける。また、第3のロータ
R3の突極330も、励磁された電磁石150からの磁
気吸引力を引き続き受けて、第1及び第3のロータR
1,R3の時計方向の回転に寄与する。この際、前記磁
性体ヘッド134の内部にあって、第1及び第3のロー
タR1,R3の回転方向前方に位置している励磁電磁石
150に向けて収束された磁束の後方においては、前記
のとおり磁束分布が非常に疎になっている。したがっ
て、第1のロータR1の突極130とその回転方向後方
の非励磁電磁石150との間には、第1及び第3のロー
タR1,R3の時計方向の回転を妨げるような磁気吸引
力はほとんど作用しない。このため、永久磁石132が
有する磁気エネルギーは、第1のロータR1の回転に有
効に利用される。
Next, the rotating shaft 60 and the first and third rotors R1 and R3 fixed thereto are rotated clockwise by one.
When rotated by 5 °, the state shown in FIGS. 4A and 4B is obtained. Each salient pole 130 of the first rotor R1
Is located near the middle between the exciting electromagnet 150 positioned forward in the rotational direction and the non-exciting electromagnet 150 positioned rearward in the rotational direction, and is subsequently attracted to the exciting electromagnet 150 magnetized to a different magnetic pole positioned clockwise forward. As a result, the first rotor R1 keeps rotating. Further, the salient pole 330 of the third rotor R3 also continuously receives the magnetic attraction from the excited electromagnet 150, and
1, contributes to the clockwise rotation of R3. At this time, in the inside of the magnetic material head 134, behind the magnetic flux converged toward the exciting electromagnet 150 located in the rotation direction front of the first and third rotors R1 and R3, As shown, the magnetic flux distribution is very sparse. Therefore, between the salient pole 130 of the first rotor R1 and the non-exciting electromagnet 150 behind in the rotation direction, a magnetic attraction force that prevents the clockwise rotation of the first and third rotors R1, R3 is generated. Has little effect. Therefore, the magnetic energy of the permanent magnet 132 is effectively used for the rotation of the first rotor R1.

【0028】第1及び第3のロータR1,R3が図4の
状態からさらに15゜時計方向に回転すると、図5の状
態となる。第1及び第3のロータR1,R3それぞれの
突極130,330は、励磁された電磁石150にほぼ
対向する位置に達している。この状態では、図示のとお
り、第1のロータR1の突極130及び第3のロータR
3の突極330と励磁電磁石150との間に働く磁気吸
引力は第1及び第3のロータR1,R3の半径方向に作
用しており、もはやこれらのロータR1,R3を回転さ
せるための駆動力として有効に機能しない。そこで、こ
こまで励磁されていた電磁石150の各コイル154へ
の通電を遮断し、それら電磁石150のロータ回転方向
前方にそれぞれ位置している非励磁状態の電磁石150
のコイル154に励磁電流を供給してこれらを励磁す
る。これにより、第1のロータR1及び第3のロータR
3は、図6に示される状態となる。これは前記図3に図
示されている第1及び第3のロータR1,R3を時計方
向に30゜ずらした状態に相当し、第1のロータR1の
各突極130と第3のロータR3の各突極330には、
それぞれの時計方向前方に位置する新たに異極性に励磁
された電磁石150との間に作用する磁気吸引力によっ
て再び回転駆動力が付与され、第1及び第3のロータR
1,R3は時計方向の回転を持続することができる。
When the first and third rotors R1 and R3 further rotate clockwise by 15 ° from the state shown in FIG. 4, the state shown in FIG. 5 is obtained. The salient poles 130, 330 of each of the first and third rotors R1, R3 have reached a position substantially facing the excited electromagnet 150. In this state, as shown, the salient pole 130 of the first rotor R1 and the third rotor R
The magnetic attraction force acting between the third salient pole 330 and the exciting electromagnet 150 acts in the radial direction of the first and third rotors R1, R3, and the drive for rotating these rotors R1, R3 no longer occurs. Does not function effectively as a force. Therefore, the energization of the coils 154 of the electromagnets 150 that have been excited so far is interrupted, and the non-excited electromagnets 150 that are located forward of the electromagnets 150 in the rotor rotation direction, respectively.
An exciting current is supplied to the coil 154 to excite them. Thereby, the first rotor R1 and the third rotor R
3 is in the state shown in FIG. This corresponds to a state in which the first and third rotors R1 and R3 shown in FIG. 3 are shifted clockwise by 30 °, and the salient poles 130 of the first rotor R1 and the third rotor R3 are shifted. Each salient pole 330 has
Rotational driving force is again applied by the magnetic attraction force acting between each of the electromagnets 150, which is located at the front of the clockwise direction and has a different polarity, and the first and third rotors R
1, R3 can maintain clockwise rotation.

【0029】なお、第1のステータS1に含まれる電磁
石150のコイル154への励磁電流を切換えるタイミ
ングは、第1のステータS1の極数(第1のステータS
1に設けられている電磁石150の数)nによって定ま
り、一般に(360/n)゜毎に切り替える必要があ
る。したがって、この実施形態にあっては第1のステー
タS1の極数n=12であるから、上記の説明のように
(360/12)=30゜毎に励磁されるステータ側電
磁石150を時計方向に切り換えていくことになる。た
だし、この励磁電磁石150を切り換えていく方向は、
所望のロータ回転方向にしたがって定めればよいことは
言うまでもない。
The timing for switching the exciting current to the coil 154 of the electromagnet 150 included in the first stator S1 is determined by the number of poles of the first stator S1 (the first stator S1).
The number is determined by the number of electromagnets 150 provided in 1) and generally needs to be switched every (360 / n) ゜. Accordingly, in this embodiment, since the number of poles n of the first stator S1 is n = 12, the stator-side electromagnet 150 excited every (360/12) = 30 ° is rotated clockwise as described above. Will be switched to However, the direction in which the excitation electromagnet 150 is switched is as follows.
Needless to say, it may be determined according to a desired rotor rotation direction.

【0030】また、上記説明の中では、第1のロータR
1のそれぞれの突極130が異極に励磁された電磁石1
50とほぼ対向したときに励磁電磁石150を切り換え
るものとしたが、より厳密には、異極性に励磁されてい
る電磁石150に各突極130が接近していく際の磁束
分布の変化を有限要素法を用いて逐次解析するなどの手
法を採用したり、電磁石150の励磁切換タイミングを
パラメータとして出力特性を測定比較したりすることに
よって、出力トルクの増大やエネルギー変換効率の向上
だけでなく、トルク変動抑制等の他の要素を加味して最
適な励磁電流切換タイミングを見出すことが可能であ
る。そして、ロータR1の回転角を検出する前記回転角
センサ80の出力信号がその最適化条件を満たすよう
に、センサ80の設定条件を合わせればよいのである。
In the above description, the first rotor R
The electromagnet 1 in which each salient pole 130 is excited to a different pole
Although the exciting electromagnet 150 is switched when the magnet 50 substantially faces the magnet 50, more strictly, a change in the magnetic flux distribution when each salient pole 130 approaches the electromagnet 150 excited with a different polarity is determined by a finite element. By adopting a method such as sequential analysis using a method, or by measuring and comparing the output characteristics with the excitation switching timing of the electromagnet 150 as a parameter, not only can the output torque and the energy conversion efficiency be improved, but also the torque It is possible to find the optimum excitation current switching timing in consideration of other factors such as fluctuation suppression. Then, the setting condition of the sensor 80 may be adjusted so that the output signal of the rotation angle sensor 80 for detecting the rotation angle of the rotor R1 satisfies the optimization condition.

【0031】次に、この発明の他の実施形態について説
明する。図7は、他の実施形態に係るトルク発生装置の
概略構成を示す側断面図で、前記の実施形態における図
1に対応する。図7に示されているように、この実施形
態に係るトルク発生装置は、前出の実施形態のものと比
較して、第1及び第2のロータR1,R2の構成が異な
る。すなわち、第1の実施形態にあっては、第1及び第
2のロータR1,R2に設けられた磁性材料からなる突
極130,230それぞれの基部に、各突極130,2
30を磁化するための永久磁石132,232が設けら
れていたが、本実施形態では、それらの永久磁石13
2,232に代えて、第1及び第2のロータR1,R2
の間に中空円筒状の永久磁石132’が配設されてい
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a side sectional view illustrating a schematic configuration of a torque generating device according to another embodiment, and corresponds to FIG. 1 in the above-described embodiment. As shown in FIG. 7, the torque generator according to this embodiment differs from the previous embodiment in the configuration of the first and second rotors R1 and R2. That is, in the first embodiment, the salient poles 130, 230 provided on the first and second rotors R1, R2 are respectively provided at the bases thereof.
Although the permanent magnets 132 and 232 for magnetizing the magnet 30 are provided, in the present embodiment, these permanent magnets 13 and 232 are used.
2 and 232, the first and second rotors R1 and R2
A hollow cylindrical permanent magnet 132 'is disposed between the magnets.

【0032】この中空円筒状の永久磁石132’は、そ
の軸方向両端部が互いに反対極性の磁極を有するように
磁化されており、回転軸60に嵌挿されて、その両端に
第1及び第2のロータR1,R2がそれぞれ密接して配
置されている。図7にあっては、永久磁石132’の軸
方向左端部がN極、軸方向右端部がS極になるように着
磁されている。この場合、ロータコア120,220は
いずれも磁性材料で形成されており、永久磁石132’
の左端部に密接される第1のロータR1及びその突極1
30はN極に、また永久磁石132’の右端部に密接さ
れる第2のロータR2及びその突極230はS極に磁化
されている。本実施形態の構成は、前記第1の実施形態
と異なり、各突極130,230の基部にそれぞれ永久
磁石132,232を設ける必要がないので、各ロータ
R1,R2の構成を簡易化することができる。これによ
り、部品点数や加工工数を減らし、この実施形態に係る
装置の製造コストを低減することができる。
The hollow cylindrical permanent magnet 132 'is magnetized so that both axial ends thereof have magnetic poles of opposite polarities. The permanent magnet 132' is inserted into the rotating shaft 60, and the first and second ends are provided at both ends thereof. The two rotors R1 and R2 are arranged close to each other. In FIG. 7, the permanent magnet 132 'is magnetized so that the left end in the axial direction is the N pole and the right end in the axial direction is the S pole. In this case, each of the rotor cores 120 and 220 is formed of a magnetic material and has a permanent magnet 132 ′.
Rotor R1 and its salient pole 1 closely contacted with the left end of the rotor
Reference numeral 30 denotes an N pole, and the second rotor R2 and its salient pole 230 which are in close contact with the right end of the permanent magnet 132 'are magnetized to an S pole. Unlike the first embodiment, the configuration of the present embodiment does not require the provision of the permanent magnets 132 and 232 at the bases of the salient poles 130 and 230, respectively, so that the configuration of the rotors R1 and R2 can be simplified. Can be. Thereby, the number of parts and the number of processing steps can be reduced, and the manufacturing cost of the apparatus according to this embodiment can be reduced.

【0033】このような前記第1実施形態と異なる構成
を有する本実施形態の装置にあっても、永久磁石13
2’から放出される磁束は各ロータR1,R2のそれぞ
れの突極130,230内で近接する励磁電磁石15
0,250に向けて収束されるので、励磁電磁石15
0,250を順次切り換えていくことによって、前記第
1実施形態の図3乃至図6について説明したのと同様の
作用効果を奏するのである。
Even in the apparatus of this embodiment having a configuration different from that of the first embodiment, the permanent magnet 13
The magnetic flux emitted from the magnets 2 ′ is adjacent to the exciting electromagnets 15 in the salient poles 130, 230 of the rotors R 1, R 2.
0,250 so that the excitation electromagnet 15
By sequentially switching 0 and 250, the same operation and effect as described with reference to FIGS. 3 to 6 of the first embodiment can be obtained.

【0034】[0034]

【実施例】次に、この発明の一実施例に係るトルク発生
装置について、図8〜図10を参照して説明する。図8
は、この発明の実施例に係るトルク発生装置Gの一部破
断側面図、図9は図8のIX−IX線から見た矢視図であ
る。なお、これらの図中で、前出の図1〜図7に図示し
た前記本願発明の第1及び第2の実施形態に係わるトル
ク発生装置と同一の要素には同一の参照符号を付してあ
る。
Next, a torque generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
9 is a partially cutaway side view of the torque generating device G according to the embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view as seen from the line IX-IX in FIG. In these figures, the same elements as those of the torque generating devices according to the first and second embodiments of the present invention shown in FIGS. is there.

【0035】この実施例に係るトルク発生装置Gは、主
として、第1及び第2のステータS1,S2と、それぞ
れのステータS1,S2との間に磁気的な相互作用を生
じさせるべく配設された第1及び第3のロータR1,R
3と、第2及び第4のロータR2,R4と、それらを収
納するケーシング500とを備えている。第1及び第2
のステータS1,S2は、それぞれステータ側の磁極を
構成すべく環状に等ピッチで配設された各12組の電磁
石150,250を有している。また、第1及び第2の
ロータR1,R2は、それぞれ回転磁極を構成する6組
の永久磁石132,232を備えている。なお、上記ス
テータS1,S2を構成する各電磁石150,250へ
の励磁電流の供給を制御する励磁制御手段のうち、前記
実施形態における電流制御装置70については図示を省
略した。
The torque generating device G according to this embodiment is mainly arranged to cause magnetic interaction between the first and second stators S1, S2 and the respective stators S1, S2. First and third rotors R1, R
3, second and fourth rotors R2, R4, and a casing 500 for accommodating them. First and second
The stators S1 and S2 have twelve sets of electromagnets 150 and 250, respectively, which are annularly arranged at equal pitches to form magnetic poles on the stator side. Further, the first and second rotors R1 and R2 are provided with six sets of permanent magnets 132 and 232, respectively, forming rotating magnetic poles. Note that, among the excitation control means for controlling the supply of the excitation current to each of the electromagnets 150 and 250 constituting the stators S1 and S2, the current control device 70 in the above embodiment is not shown.

【0036】まず、第1乃至第4のロータR1〜R4に
ついて説明する。第1及び第2のロータR1,R2は、
それぞれ回転軸60に固設された円筒状のロータコア1
20’、そのロータコア120’の外周側面に沿って6
0゜ピッチで配設された永久磁石132,232、及び
それら永久磁石132,232の各々の外周側端面に固
着された磁性体ヘッド134,234を備えている。
First, the first to fourth rotors R1 to R4 will be described. The first and second rotors R1, R2 are:
Cylindrical rotor cores 1 each fixed to a rotating shaft 60
20 'along the outer circumferential surface of the rotor core 120'
The permanent magnets 132 and 232 are arranged at a pitch of 0 °, and the magnetic heads 134 and 234 are fixed to the outer peripheral end surfaces of the permanent magnets 132 and 232, respectively.

【0037】ロータコア120’は略中空円筒状の部材
であり、回転軸60に嵌装されて図示を略するキー等の
固定手段によって回転軸60に固定されている。このロ
ータコア120’の外周に、その長手方向一端部に周方
向に沿って60゜ピッチで6個所の凹部が設けられてい
る。また、ロータコア120’の長手方向他端部には、
やはり周方向に前記一端部に設けられた凹部と対応させ
て6個所の凹部が設けられている。前記ロータコア12
0’の一端部に設けられた各凹部のそれぞれには直方体
状の永久磁石132が嵌挿され、適宜の接着剤等を用い
て固着されている。図8の場合には、各永久磁石132
について、ロータコア120’に接する側がS極に、ロ
ータコア120’から離れた側がN極となるように配置
されている。一方、ロータコア120’の他端部に設け
られた凹部のそれぞれには同じく直方体状の永久磁石2
32が固着されている。図8にあっては、永久磁石23
2はそれぞれロータコア120’に接する側がN極に、
ロータコア120’から離れた側がS極となるように配
置されている。すなわち、ロータコア120’に設けら
れている永久磁石132と永久磁石232とは、ロータ
コア120’の外周側に沿って同相に配列されており、
互いに極性配置が異なることになる。
The rotor core 120 'is a substantially hollow cylindrical member, and is fitted to the rotating shaft 60 and fixed to the rotating shaft 60 by fixing means such as a key (not shown). Six concave portions are provided on the outer periphery of the rotor core 120 'at one longitudinal end thereof at a pitch of 60 [deg.] Along the circumferential direction. Also, at the other longitudinal end of the rotor core 120 ′,
Also in the circumferential direction, six concave portions are provided corresponding to the concave portions provided at the one end. The rotor core 12
A rectangular parallelepiped permanent magnet 132 is fitted into each of the recesses provided at one end of the 0 ', and is fixed using an appropriate adhesive or the like. In the case of FIG. 8, each permanent magnet 132
Are arranged such that the side in contact with the rotor core 120 'is the S pole and the side remote from the rotor core 120' is the N pole. On the other hand, each of the recesses provided at the other end of the rotor core 120 ′ has a rectangular parallelepiped permanent magnet 2.
32 are fixed. In FIG. 8, the permanent magnet 23
2 is the N pole on the side in contact with the rotor core 120 ',
The rotor is arranged such that the side remote from the rotor core 120 'is the south pole. That is, the permanent magnets 132 and the permanent magnets 232 provided on the rotor core 120 'are arranged in the same phase along the outer peripheral side of the rotor core 120'.
The polar arrangements will be different from each other.

【0038】上記永久磁石132及び232の径方向外
方側の面には、磁性体ヘッド134,234がそれぞれ
接着剤等の適宜の手段をもって固着されている。各磁性
体ヘッド134,234は各永久磁石132,232か
ら放出される磁束の磁路を形成するもので、適当な磁性
材料の中から選定して用いればよい。形状寸法は装置の
設計条件に応じて適宜定めればよいが、これら磁性体ヘ
ッド134,234のロータR1,R2の径方向の厚み
は、前記ステータS1,S2に含まれるいずれかの電磁
石150,250が励磁されたときに、それらに十分磁
束が収束され得るように検討して決定される。この実施
例にあっては、一例として各磁性体ヘッド134,23
4の厚みが最大値で7mmとなるようにした。なお、図9
に明らかに示されているように、各磁性体ヘッド13
4,234のロータR1,R2の軸方向から見た断面形
状は非対称としており、回転方向(図9における時計回
りの方向)に向けて突出する部分を設けている。これ
は、ステータS1,S2の電磁石150,250を励磁
したときにこの突出部分に容易に永久磁石132,23
2と各励磁電磁石150,250との間の磁束が収束し
て所定の回転方向へ安定して始動できるようにしたため
である。ただし、このような磁性体ヘッド134,23
4の突出部を形成することは、本発明に関して必須のも
のではない。
Magnetic heads 134 and 234 are fixed to the radially outer surfaces of the permanent magnets 132 and 232 by appropriate means such as an adhesive. Each of the magnetic heads 134 and 234 forms a magnetic path of a magnetic flux emitted from each of the permanent magnets 132 and 232, and may be selected from an appropriate magnetic material. The shape and dimensions may be appropriately determined according to the design conditions of the apparatus. However, the radial thickness of the rotors R1 and R2 of these magnetic heads 134 and 234 may be set to any of the electromagnets 150 and included in the stators S1 and S2. It is determined by considering that the magnetic flux can be sufficiently converged on them when the magnets 250 are excited. In this embodiment, as an example, each magnetic head 134, 23
4 was made to have a maximum thickness of 7 mm. Note that FIG.
As clearly shown in FIG.
The cross-sectional shape of the rotors R4 and R234 viewed from the axial direction is asymmetric, and a portion protruding in the rotation direction (clockwise direction in FIG. 9) is provided. This is because when the electromagnets 150 and 250 of the stators S1 and S2 are excited, the permanent magnets 132 and
This is because the magnetic flux between the magnets 2 and each of the exciting electromagnets 150 and 250 converges to enable stable starting in a predetermined rotation direction. However, such magnetic heads 134, 23
Forming the four protrusions is not essential for the present invention.

【0039】第1のロータR1の突極130を構成する
永久磁石132及び磁性体ヘッド134は、図8に示す
ように、端板150a,150bによって挾持され、前
記磁性体ヘッド134に挿通されたピンとその両端から
ねじ込み可能とされているナットとからなる締結具14
0によって緊締される。また、第2のロータR2の突極
230を構成する永久磁石232及び磁性体ヘッド23
4は、同様に端板250a,250bによって挾持さ
れ、締結具240によって緊締される。これは、各永久
磁石132,232、及び磁性体ヘッド134,234
がロータR1,R2の回転中に遠心力や振動など機械的
な外力によってロータコア120’から離脱するのを防
止するためである。
As shown in FIG. 8, the permanent magnet 132 and the magnetic head 134 constituting the salient pole 130 of the first rotor R1 are sandwiched between end plates 150a and 150b and inserted through the magnetic head 134. Fastener 14 consisting of a pin and a nut which can be screwed in from both ends thereof
Tightened by 0. Further, the permanent magnet 232 and the magnetic head 23 constituting the salient pole 230 of the second rotor R2 are formed.
4 is similarly clamped by the end plates 250a and 250b and tightened by the fastener 240. This is because the permanent magnets 132 and 232 and the magnetic heads 134 and 234
Is to prevent the rotor R1 and R2 from separating from the rotor core 120 'due to a mechanical external force such as centrifugal force or vibration during rotation of the rotors R1 and R2.

【0040】それぞれの端板150a,150b,25
0a,250bは、永久磁石132,232、磁性体ヘ
ッド134,234を含めたロータR1,R2の外周縁
の輪郭、すなわち60゜ピッチで突極130,230に
相当する突出部を備えた平面形状を有している。また、
各端板150a,150b,250a,250bには、
ロータコア120’への取付位置に応じて形成された内
径を有する孔部が設けられている。なお、前記したよう
な接着剤等により永久磁石132,232、及び磁性体
ヘッド134,234がそれぞれロータコア120’に
対して所望の強度を保持して固着されるのであれば、前
記のような締結具140,240による固定は不要であ
る。また、本実施例のように補助的な固定手段を併用す
る場合であっても、必ずしもこの実施例のような締結具
140,240を用いる必要はない。
Each of the end plates 150a, 150b, 25
Reference numerals 0a and 250b denote contours of the outer peripheral edges of the rotors R1 and R2 including the permanent magnets 132 and 232 and the magnetic heads 134 and 234, that is, a planar shape having projections corresponding to the salient poles 130 and 230 at a pitch of 60 °. have. Also,
Each end plate 150a, 150b, 250a, 250b has
A hole having an inner diameter formed according to a mounting position on the rotor core 120 'is provided. If the permanent magnets 132 and 232 and the magnetic heads 134 and 234 are fixed to the rotor core 120 'while maintaining the desired strength, respectively, by the above-described adhesive or the like, the above-described fastening is performed. Fixing by the tools 140 and 240 is unnecessary. Further, even when auxiliary fixing means is used together as in this embodiment, it is not always necessary to use the fasteners 140 and 240 as in this embodiment.

【0041】次に、第3及び第4のロータR3,R4に
ついて説明する。これらのロータR3,R4は、それぞ
れ略円筒状のロータコア320,420、及びその外周
側面に沿って固設された磁性体ヘッドからなる突極33
0,430を備えている。前記ロータR1,R2と同様
に、各ロータコア320,420の外周側面には60゜
ピッチで6個所の凹部が形成されており、これらの凹部
のそれぞれに前記永久磁石132,232と磁性体ヘッ
ド134,234とを各々一体とした形状寸法を有する
突極330,430が接着剤等の適宜の手段を用いて固
着されている。
Next, the third and fourth rotors R3 and R4 will be described. These rotors R3 and R4 have salient poles 33 composed of substantially cylindrical rotor cores 320 and 420, and magnetic heads fixed along the outer peripheral side surfaces, respectively.
0,430. Similarly to the rotors R1 and R2, six concave portions are formed on the outer peripheral side surface of each of the rotor cores 320 and 420 at a pitch of 60 °, and the permanent magnets 132 and 232 and the magnetic head 134 are respectively formed in these concave portions. , 234 are integrally fixed with salient poles 330, 430 having a shape and size, respectively, using an appropriate means such as an adhesive.

【0042】第3のロータR3の突極330は、図8に
示すように、端板350a,350bによって挾持さ
れ、前記突極330に挿通されたピンとその両端からね
じ込み可能とされているナットとからなる締結具340
によって緊締される。また、第4のロータR4の突極4
30は、同様に端板450a,450bによって挾持さ
れ、同様に締結具440によって緊締される。このよう
な構成とするのは、上記した第1及び第2のロータR
1,R2に関してと同様の理由による。したがって、必
ずしも第3及び第4のロータR3,R4についてこのよ
うな固定手段を採用する必要はなく、またこの実施例に
示す以外の適宜の固定手段を用いることもできるもので
ある。
As shown in FIG. 8, the salient pole 330 of the third rotor R3 is sandwiched between end plates 350a and 350b, and a pin inserted into the salient pole 330 and a nut which can be screwed in from both ends thereof. Fastener 340 made of
Be tightened by Also, the salient poles 4 of the fourth rotor R4
30 is similarly sandwiched between end plates 450a and 450b and similarly tightened by fasteners 440. Such a configuration is provided by the first and second rotors R described above.
1, R2 for the same reason. Therefore, it is not always necessary to employ such fixing means for the third and fourth rotors R3 and R4, and it is also possible to use appropriate fixing means other than those shown in this embodiment.

【0043】なお、上記の各端板350a,350b,
450a,450bは前記第1及び第2のロータR1,
R2に用いられる端板150a,150b,250a,
250bとそれぞれ同等の構成を有しているが、それぞ
れの孔部の内径は取付部位にしたがって適宜変更されて
いる。(例えば、図8において、端板350bの内径
は、回転軸60の外径に略等しくなるように形成されて
いる。) 以上説明した第1乃至第4のロータR1〜R4が取り付
けられる回転軸60には、各ロータの取付位置の基準と
なる大径部60aが形成されている。図8において、大
径部60aの左側にはスペーサ62及びブッシュ64を
介して第3のロータR3が嵌装され、図示しないキー等
の固定手段をもって回転軸60に固設される。また、大
径部60aの右側にはまず第1及び第2のロータR1,
R2が嵌装され、次いでスペーサ62及びブッシュ64
を介して第4のロータR4が嵌装され、それぞれキー等
の図示しない固定手段によって回転軸60に固設され
る。なお、上記のスペーサ62及びブッシュ64は、第
1乃至第4のロータR1〜R4をそれぞれ回転軸60の
軸方向について位置決めするために設けられている部材
であって、形状寸法及び材質は設計上適宜に選定してよ
い。また、場合によっては、第1乃至第4のロータR1
〜R4と回転軸60とを含む回転体のダイナミックバラ
ンスを調整する部材を兼用させてもよい。
The above-mentioned end plates 350a, 350b,
450a and 450b are the first and second rotors R1,
The end plates 150a, 150b, 250a,
Each of the holes has the same configuration as that of the hole 250b, but the inner diameter of each hole is appropriately changed according to the mounting portion. (For example, in FIG. 8, the inner diameter of the end plate 350b is formed to be substantially equal to the outer diameter of the rotating shaft 60.) The rotating shaft to which the above-described first to fourth rotors R1 to R4 are attached. A large-diameter portion 60a, which serves as a reference for the mounting position of each rotor, is formed on the 60. In FIG. 8, a third rotor R3 is fitted on the left side of the large diameter portion 60a via a spacer 62 and a bush 64, and is fixed to the rotating shaft 60 with fixing means such as a key (not shown). On the right side of the large diameter portion 60a, first, the first and second rotors R1,
R2 is fitted, then the spacer 62 and the bush 64
And a fourth rotor R4 is fitted through the shaft and fixed to the rotating shaft 60 by fixing means (not shown) such as a key. The spacer 62 and the bush 64 are members provided for positioning the first to fourth rotors R1 to R4 in the axial direction of the rotary shaft 60, respectively. It may be appropriately selected. In some cases, the first to fourth rotors R1
A member that adjusts the dynamic balance of the rotating body including the rotating shaft 60 and the rotating shaft 60 may also be used.

【0044】上記回転軸60は、装置Gのケーシング5
00に固設された軸受90,90によって、回動自在に
支持されている。軸受90の形式は、回転軸の設計回転
速度、負荷荷重などの条件に応じて適宜選定されてよ
い。
The rotating shaft 60 is connected to the casing 5 of the device G.
00 are rotatably supported by bearings 90, 90 fixedly mounted. The type of the bearing 90 may be appropriately selected according to conditions such as the design rotation speed of the rotating shaft and the applied load.

【0045】上記ケーシング500は、比較的薄肉の中
空円筒状に形成された胴部500aと、その両端開口部
を閉止する端板500bとを備えてなる。各端板500
bは、ねじ500cによって前記胴部500aに締結さ
れている。
The casing 500 includes a body 500a formed in a relatively thin hollow cylindrical shape, and end plates 500b for closing the openings at both ends. Each end plate 500
b is fastened to the body 500a by a screw 500c.

【0046】次に、第1及び第2のステータS1,S2
について説明する。なお、第1のステータS1と第2の
ステータS2とは互いに同一の構成を有しているので、
ここでは主として第1のステータS1について述べる。
第1のステータS1は、前記ケーシング500の胴部5
00aの内周側面に沿って30゜ピッチで配設された1
2組の電磁石150を有する。
Next, the first and second stators S1, S2
Will be described. Since the first stator S1 and the second stator S2 have the same configuration,
Here, the first stator S1 will be mainly described.
The first stator S1 is provided at the trunk 5 of the casing 500.
1 that are arranged at a pitch of 30 ° along the inner peripheral side of 00a
It has two sets of electromagnets 150.

【0047】各電磁石150は、アーマチャー152
と、その外周に巻回されたコイル154,354とから
なる。なお、一方のコイル354(第2のステータS2
にあってはコイル454。)は種々の実験に用いるため
に設けられている予備コイルであって、この実施例にお
いては通電されないダミーである。
Each electromagnet 150 has an armature 152
And coils 154 and 354 wound around the outer periphery. Note that one of the coils 354 (the second stator S2
In the case of coil 454. ) Is a spare coil provided for use in various experiments, and is a dummy which is not energized in this embodiment.

【0048】アーマチャー152は、コア152a,1
52cと、それらのコア152a,152cを接続する
ヨーク152bとからなり、全体としてコ字状の部材と
して形成されている。コア152a,152cは、ヨー
ク152bとねじ500dによって固接されているが、
接着剤等の他の手段を用いてもよい。また、アーマチャ
ー152を一体の部材として形成することもできる。
The armature 152 includes cores 152a, 1
52c, and a yoke 152b connecting the cores 152a, 152c, are formed as a U-shaped member as a whole. The cores 152a and 152c are fixedly connected to the yoke 152b by screws 500d.
Other means such as an adhesive may be used. Further, the armature 152 can be formed as an integral member.

【0049】コア152a,152cは、それぞれ第1
のロータR1の突極130、第3のロータR3の突極3
30とほぼ対向し得るように配置され、各々ケーシング
500の胴部500aの内周側面に対して固定されてい
る(本実施例では固定手段としてねじ500eを用いて
いるが、他の構成によってもよい。)。言い換えれば、
第1のロータR1、第3のロータR3の外周を取り囲む
ように、電磁石150が環状に配設される。上記コア1
52a,152c、及びヨーク152bの材質や形状寸
法は、設計条件に応じて適宜定められる。また、コイル
154に使用される線材やその巻数などの仕様も、設計
条件に従って決定すればよい。なお、第1の実施形態に
よって説明したように、各電磁石150は互いに独立し
た磁気回路を有するように構成されており、これにより
各コイル154を励磁したときに電磁石150で生成さ
れる磁束が他の非励磁の電磁石150に回り込むことが
なく、永久磁石132の磁束との間に有効に相互作用を
生じさせることができる。
Each of the cores 152a and 152c has a first
Salient pole 130 of the rotor R1 and salient pole 3 of the third rotor R3
30 and are fixed to the inner peripheral side surface of the body portion 500a of the casing 500 (in this embodiment, the screw 500e is used as the fixing means, but other configurations may be used). Good.) In other words,
The electromagnet 150 is annularly disposed so as to surround the outer circumferences of the first rotor R1 and the third rotor R3. Core 1 above
The materials and shape dimensions of 52a, 152c and yoke 152b are appropriately determined according to design conditions. The specifications such as the wire used for the coil 154 and the number of turns thereof may be determined in accordance with the design conditions. As described in the first embodiment, each electromagnet 150 is configured to have a magnetic circuit independent of each other, whereby the magnetic flux generated by the electromagnet 150 when exciting each coil 154 is Of the permanent magnet 132 can be effectively generated without sneaking around the non-excited electromagnet 150.

【0050】なお、先に述べたように、第2のステータ
S2も図8に示されているとおり、上記第1のステータ
S1と同等の構成を有している。第2のステータS2
は、前記第1のステータS1と同位相となるように、回
転軸60の軸方向に所定の間隔を隔てて、かつケーシン
グ500の胴部500aの内周側面に沿って取り付けら
れた12組の電磁石250からなる。この第2のステー
タS2を構成する各電磁石250のアーマチャー252
は、そのコア252a,252cがそれぞれ第2のロー
タR2及び第4のロータR4の突極230,430とほ
ぼ対向し得るように配置されている。
As described above, the second stator S2 has the same configuration as that of the first stator S1, as shown in FIG. Second stator S2
Are twelve sets attached at predetermined intervals in the axial direction of the rotating shaft 60 and along the inner peripheral side surface of the body 500a of the casing 500 so as to be in phase with the first stator S1. It comprises an electromagnet 250. Armature 252 of each electromagnet 250 constituting the second stator S2
Are arranged such that their cores 252a and 252c can be substantially opposed to the salient poles 230 and 430 of the second rotor R2 and the fourth rotor R4, respectively.

【0051】ケーシング500の一方の端板500bに
は、支持枠530を介して励磁制御手段の一部である2
個の光センサ600が取り付けられている。また、ケー
シング500の一方の端板500bから突出する回転軸
60の端部には、固定ナット620によって遮光板61
0がそれぞれ固設されている。
One end plate 500b of the casing 500 is provided with a support frame 530 as a part of the excitation control means.
The optical sensors 600 are attached. A light blocking plate 61 is fixed to an end of the rotating shaft 60 protruding from one end plate 500 b of the casing 500 by a fixing nut 620.
0 is fixedly provided.

【0052】光センサ600としては、発光ダイオード
(LED)とフォトトランジスタを組合せて受光の有無
を検出するタイプのセンサを使用しているが、これに関
わらず、在来の種々の検出方式のものを用いてよい。遮
光板610は、上記光センサ600の出力を回転軸60
の回転角に応じて制御するためのトリガを与えるべく設
けられた略円板状の薄板である。本実施例における一例
を図10に示す。図10の遮光板610には、その外周
縁に沿って等ピッチに6個所の突起部610aが形成さ
れており、これらが前述の光センサ600の受光部に介
在したときにそのセンサ部の光を遮断するように構成さ
れている。各突起部610aの中心角はほぼ30゜に設
定されているので、光センサ600は回転軸60が30
゜回転する毎にオンオフを繰り返すことになる。すでに
第1の実施形態に関して説明したように、第1及び第2
のロータR1,R2の突極130,230が常に回転方
向に吸引されるような磁気力を与えるためには、第1及
び第2のステータS1,S2を構成する電磁石150,
250の配設ピッチ、すなわちこの実施例においては3
0゜毎に順次励磁する電磁石を切り換えていく必要があ
り、前記光センサ600の出力はその切換タイミングを
与えるトリガとして図示を略す電流制御装置70に入力
される。それにより、電磁石150,250のコイル1
54,254に供給される励磁電流は、30゜毎に順次
回転方向に隣接する電磁石150,250に切り換えら
れる。
As the optical sensor 600, a sensor that detects the presence or absence of light reception by using a combination of a light emitting diode (LED) and a phototransistor is used. May be used. The light-shielding plate 610 outputs the output of the optical sensor 600 to the rotating shaft 60.
Is a substantially disk-shaped thin plate provided to provide a trigger for controlling according to the rotation angle of the disk. FIG. 10 shows an example in this embodiment. The light-shielding plate 610 of FIG. 10 has six projections 610a formed at equal pitches along the outer peripheral edge thereof. It is configured to shut off. Since the central angle of each protrusion 610a is set to approximately 30 °, the rotation axis 60
オ ン Every time it rotates, it turns on and off repeatedly. As already described with respect to the first embodiment, the first and second
In order to apply a magnetic force such that the salient poles 130, 230 of the rotors R1, R2 are always attracted in the rotational direction, the electromagnets 150, constituting the first and second stators S1, S2
250 arrangement pitches, ie 3 in this embodiment.
It is necessary to switch the electromagnet to be sequentially excited every 0 °, and the output of the optical sensor 600 is input to a current control device 70 (not shown) as a trigger for giving the switching timing. Thereby, the coils 1 of the electromagnets 150 and 250
The excitation current supplied to 54, 254 is sequentially switched to the adjacent electromagnets 150, 250 in the rotational direction every 30 °.

【0053】以上説明した構成によって、この実施例に
係わるトルク発生装置Gは前出の第1の実施形態に係る
装置に関すると同様の作用効果を奏し、トルクを発生す
るのである。なお、第1及び第2のステータS1,S2
を構成する各電磁石150,250に対して供給される
励磁電流をどのように制御するかについてはその説明を
略したが、前記遮光板610と光センサ600との組合
せによる回転軸60の回転角検出手段から得られる出力
信号に基づいて、所定のタイミングで励磁電流を供給す
る電磁石を切り換えることは、パワートランジスタなど
の素子を用いたスイッチング回路によって種々の形態で
実現できるものである。また、回転軸60の回転角検出
手段としても、本実施例で例示したものの他、近接スイ
ッチ、各種のロータリエンコーダなどを採用することが
できる。
With the structure described above, the torque generating device G according to this embodiment has the same operation and effect as the device according to the first embodiment, and generates torque. The first and second stators S1, S2
The description of how to control the excitation current supplied to each of the electromagnets 150 and 250 is omitted, but the rotation angle of the rotation shaft 60 based on the combination of the light shielding plate 610 and the optical sensor 600 is omitted. Switching the electromagnet for supplying the exciting current at a predetermined timing based on the output signal obtained from the detecting means can be realized in various forms by a switching circuit using an element such as a power transistor. In addition, as the rotation angle detecting means of the rotating shaft 60, a proximity switch, various rotary encoders, and the like can be employed in addition to those exemplified in this embodiment.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わるトルク発生装置によれば、第1及び第2のステータ
を構成している電磁石がいずれも非励磁の状態では、第
1及び第2のロータの突極に設けられた永久磁石から放
出される磁束が開放状態、いわゆるオープンフラックス
の状態となっている一方、前記第1及び第2のステータ
のいずれかの電磁石が励磁されると、この開放状態とさ
れていた永久磁石の磁束が近接する異極性に励磁された
電磁石の磁極に対して容易に収束して両者の間に磁気的
吸引力を生じさせるので、励磁電磁石を順次所定の方向
に切り換えていくことにより永久磁石の有する磁気エネ
ルギーが有効に第1及び第2のロータの回転力に転換さ
れる。
As described above in detail, according to the torque generating device according to the present invention, when the electromagnets constituting the first and second stators are both in the non-excited state, the first and the second magnets are not driven. While the magnetic flux emitted from the permanent magnets provided on the salient poles of the second rotor is in an open state, that is, in a so-called open flux state, when one of the electromagnets of the first and second stators is excited. Since the magnetic flux of the permanent magnet in the open state easily converges to the magnetic poles of the electromagnets excited to different polarities in proximity to each other to generate a magnetic attractive force between the two, the excitation electromagnets are sequentially set to predetermined positions. , The magnetic energy of the permanent magnet is effectively converted to the rotational force of the first and second rotors.

【0055】また、励磁電磁石の反対極が現れる前記電
磁石の第3及び第4のロータとの対向部分については、
これらロータの突極を構成する磁性体と励磁電磁石の磁
極との間にやはり磁気的吸引力が発生するので、前記第
1及び第2のロータと励磁電磁石との間に作用する磁気
吸引力と同等の強さは得られないものの、ロータの回転
力として寄与し、エネルギー変換効率が高まる。
Further, for the portion of the electromagnet facing the third and fourth rotors where the opposite pole of the exciting electromagnet appears,
Since a magnetic attraction force is also generated between the magnetic material constituting the salient poles of these rotors and the magnetic poles of the excitation electromagnet, the magnetic attraction force acting between the first and second rotors and the excitation electromagnet is reduced. Although the same strength cannot be obtained, it contributes as the rotational force of the rotor and increases the energy conversion efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係わるトルク発生装置の
構成を示す図その1である。
FIG. 1 is a first diagram illustrating a configuration of a torque generating device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係わるトルク発生装置の
構成を示す図その2である。
FIG. 2 is a second diagram illustrating the configuration of the torque generating device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態に係わるトルク発生装置の
作用を示す図その1である。
FIG. 3 is a first diagram illustrating an operation of the torque generating device according to the embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施形態に係わるトルク発生装置の
作用を示す図その2である。
FIG. 4 is a second diagram illustrating the operation of the torque generating device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態に係わるトルク発生装置の
作用を示す図その3である。
FIG. 5 is a third view showing the operation of the torque generator according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態に係わるトルク発生装置の
作用を示す図その4である。
FIG. 6 is a fourth diagram illustrating the operation of the torque generating device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施形態に係わるトルク発生装置
の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a torque generating device according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例に係わるトルク発生装置の構
成を示す一部破断側断面図である。
FIG. 8 is a partially sectional side view showing a configuration of a torque generator according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例に係わるトルク発生装置の構
成を示す図8の矢視図である。
FIG. 9 is a view taken in the direction of an arrow in FIG. 8 showing a configuration of a torque generating device according to one embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例に係わるトルク発生装置に
用いられる遮光板の平面図である。
FIG. 10 is a plan view of a light shielding plate used in the torque generator according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R1,R2,R3,R4 ロータ S1,S2 ステータ 130,230,330,430 突極 132,232,132’ 永久磁石 134,234 磁性体ヘッド 150,250 電磁石 152,252 アーマチャー 154,254 コイル 60 回転軸 70 電流制御装置 80 回転角センサ 90 軸受 500 ケーシング 600 光センサ 610 遮光板 R1, R2, R3, R4 Rotor S1, S2 Stator 130, 230, 330, 430 Salient pole 132, 232, 132 'Permanent magnet 134, 234 Magnetic head 150, 250 Electromagnet 152, 252 Armature 154, 254 Coil 60 Rotating shaft Reference Signs List 70 current control device 80 rotation angle sensor 90 bearing 500 casing 600 optical sensor 610 light shielding plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに所定の間隔を隔てて回転軸に固設
された複数の突極を有する第1及び第2のロータと、 前記第1及び第2のロータからそれぞれ前記回転軸に沿
って所定の間隔を隔てて前記回転軸に固設された複数の
突極を有する第3及び第4のロータと、 前記第1及び第3のロータのそれぞれの前記突極の外周
に対向配置された両端部を有する第1のステータと、 前記第2及び第4のロータのそれぞれの前記突極の外周
に対向配置された両端部を有する第2のステータとを備
え、 前記第1乃至第4のロータの前記突極の少なくとも先端
部には磁性体を配設し、 前記第1及び第2のロータの前記突極に設けた前記磁性
体の半径方向内側に永久磁石を配設して前記第1のロー
タの前記磁性体の外周端と前記第2のロータの前記磁性
体の外周端とが異なった極性を示すようにし、 前記第3及び第4のロータの前記突極に設けた前記磁性
体の半径方向内側に非磁性体を配設し、 前記第1及び第2のステータにコイルを巻設してそれぞ
れ電磁石とし、 前記第1及び第2のステータの電磁石を所定のタイミン
グ及び通電方向をもって励磁して、この電磁石に近接す
る前記ロータの前記突極に吸引力を作用させるようにし
てなることを特徴とするトルク発生装置。
1. A first and a second rotor having a plurality of salient poles fixedly mounted on a rotating shaft at a predetermined interval from each other; and a plurality of salient poles extending from the first and the second rotors along the rotating shaft, respectively. Third and fourth rotors having a plurality of salient poles fixedly mounted on the rotating shaft at predetermined intervals, and opposed to the outer periphery of each of the salient poles of the first and third rotors; A first stator having both ends; and a second stator having both ends opposed to the outer periphery of the salient pole of each of the second and fourth rotors, wherein the first to fourth rotors are provided. A magnetic material is disposed at least at a tip end of the salient pole of the rotor, and a permanent magnet is disposed radially inside the magnetic material provided at the salient pole of the first and second rotors. An outer peripheral end of the magnetic body of the first rotor and an outer peripheral end of the magnetic body of the second rotor; The first and second stators are arranged such that ends have different polarities, and a non-magnetic material is disposed radially inward of the magnetic material provided at the salient poles of the third and fourth rotors. A coil is wound around the magnet to form an electromagnet, and the electromagnets of the first and second stators are excited at a predetermined timing and an energizing direction to apply an attractive force to the salient pole of the rotor close to the electromagnet. A torque generator characterized in that:
【請求項2】 前記永久磁石は前記第1及び第2のロー
タの各突極の基部にそれぞれ設けられていることを特徴
とする請求項1に記載のトルク発生装置。
2. The torque generator according to claim 1, wherein the permanent magnet is provided at a base of each salient pole of the first and second rotors.
【請求項3】 前記永久磁石は前記第1のロータと前記
第2のロータとの間に介挿されていることを特徴とする
請求項1に記載のトルク発生装置。
3. The torque generator according to claim 1, wherein the permanent magnet is interposed between the first rotor and the second rotor.
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