JPS63140647A - 全磁束可逆可変リラクタンスブラシレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロータにおける磁束の方向を変化させずに巻
線を通過する磁束の大きさおよび方向を変化させること
により作動する電動−発電装置に関するものである。こ
の選択的な全磁束可逆性は、互いに補完し合いまた磁気
的に互いに絶縁したセグメントを有する多部分構成のロ
ータを使用することにより得られる。

（従来の技術） 従来電動−発電装置　（以下本明細書中では「装置」と
略称する）はその動作特性および寸法に基づいて特定の
用途に使用されていた。例えば、電気式のものとしては
、交流誘導式、同期式、または直列式、直流直列式、永
久磁石式、分離式、複式、またはユニバーサル式がある
。速度可変性は定速式、可変速式、速度可調整式、調整
可能可変速式、または多重速度式に分類される。機械的
保護および冷却に関しては、開放型または完全密閉型が
あり、通気、冷却水、空冷、ファン冷却等により行う。

本発明によればの独得な構造により、異なる種類のモー
タの最適な動作特性の多くを組合せる。即ち、永久磁石
を使用するソリッドロータ装置の同期特性および誘導特
性を組合せる。従って、本発明装置は、交流または直流
で異なる環境下でも使用することができ、速度可変範囲
にわたり一定のトルク出力を生じ、ソリッドロータ構成
のため超高速であってもこのことはいえる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明装置は、普通の装置に使用されると同じ電磁法則
に基づくものであるが、形状および動作モードが異なる
。例えば、多くの従来の発電機はワイヤコイルと磁界と
の間の相対運動に特徴があり、ワイヤが磁界の磁力線を
横切るとコイル中に電気を発生する。このことは、ロー
タに電気巻線を設け、巻線の回転を許容し、または電流
の流れを整流するのにスリップリングまたはブラシを使
用し、また回転する電気的接続部の保守を行うことが必
要となることを意味する。このような設計に関連する問
題点として、スリップリングまたはブラシには連続的に
注意を払う必要がある点、ロータ接点が固定ブラシを通
過するときの連続的なアーク発生およびスパーク発生か
ら生ずる深刻な故障がある。更にスリップリングおよび
ブラシは、ブラシ接点の電気抵抗による電力損失および
ブラシがロータをこすることによる機械的摩擦から動作
効率の低下を生ずる。更に、ロータに巻線が存在するこ
とはロータの重量または質量を大幅に増加させ、回転速
度の低下を招き、および原動機からのエネルギーを一層
多く必要とすることになる。

更に、コイルにおける連続回転、発熱、磁気力およびコ
イルの絶縁が、コイルに疲労、亀裂、劣化を引き起こし
、ついには故障を引き起すことになる。

従来の装置のうちスリップリングまたはブラシがなくて
動作するものがあるが、これには他の固有の不具合があ
る。例えば、誘導装置では、ワイヤレスの歯付きロータ
により磁気誘導経路が変化する。磁界はステータの電磁
石により維持され、電機子コイルはステータにも巻き付
ける。しかし、誘導装置は、普通のブラシおよびスリッ
プリング装置よりも大形で効率が悪いため広く受は入れ
られなかった。

これらの問題点の最近の解決策としては、電磁石ではな
くて永久磁石をロータに取付けることが提案されている
。この方法は電気的接続部を回転させる必要がなく、磁
界を励磁するのに消費する以外は電力を節約し、内部発
熱量を少なくし、電力密度を増加する。しかし、このよ
うな永久磁石装置は、負荷の変化を伴う動作を制御する
だめの実行手段がないため用途が限定される。

更に従来装置の性能を低下させる要因として、装置にわ
たり磁界を完全に逆転させること、ヒステリシス損失、
渦電流損失、および発熱を生ずること、異なる材料でロ
ータを形成するため不均一な膨張、機械的応力および渦
電流損失を生ずること、速度に関してトルクが不均一に
なること、出力クォリティおよび出力効率を低下させる
一層、高い高調波（１１ａｒｍｏｎｉｃｓ）を発生する
こと、磁気経路が不飽和状態で動作し、エネルギー密度
が低くなり、またかさばり、重たくなることがある。

従って、本発明の目的は、異なる型式の装置の最適の動
作特性を組合せた改良した電動−発電装置を得るにある
。

更に、本発明の目的は、ロータにおける磁束の方向を変
化させずにステータの巻線を通過する磁束の大きさと方
向を変化させることにより動作する装置を得るにある。

更に、本発明の目的は、互いに補完し合い、磁気的に絶
縁したロータ部材を有する多部分構成のロータを有する
装置を得るにある。

更に、本発明の目的は、ソリノドロータを有し、高速で
動作する装置を得るにある。

更に、本発明の目的は、高エネルギー永久磁石を有効に
利用する装置を得るにある。

（問題点を解決するための手段） これらの目的を達成するため、本発明は、環状のステー
タ面および中心軸線を規定する磁極面を有する複数個の
固定磁極を設けた環状の透磁性ステータと、ステータの
少なくとも１個の磁極を包囲する少なくとも１個の電気
巻線と、中心軸線の周りに回転自在に取付ける軸を有し
、ステータの磁極面の若干のものと磁気回路をなす透磁
性ロータとを具え、このロータは、高透磁性部分と低透
磁性部分を交互に形成した主部材と、主部材とは磁気的
に絶縁し、また円筒形の主部材の高透磁性部分および低
透磁性部分に対して周方向に補充し合う交互の高透磁性
部分および低透磁性部分を形成した分路部材と、磁束を
発生する磁気装置とを有するものとして構成した全磁束
可逆可変リラクタンスブラシレス装置において磁気装置
からの磁束を半径方向に指向させ、磁気装置をロータの
主部材と分路部材との間に配置して磁気回路を形成し、
ロータの回転によりロータにおける磁束方向を逆転する
ことなくステータにおける磁束の大きさおよび磁束方向
を変化させることを特徴とする。

（作用効果） 本発明は異なる多くの型式の装置の確実な特性を組込む
が、これに限定されることはない。更に、本発明は従来
の装置の設計のものに関連する問題点の多（を排除、ま
たは軽減する。

装置の効率および動作特性は幾つかの要因の結果改善さ
れる。本発明によれば永久磁石と多部分構成のロータを
使用する。ロータの回転は、ロータ内における磁束の方
向を逆転することなしに、ステータ内における磁束の大
きさおよび磁束方向を変化させる（即ちステータにおい
て磁束の方向を逆転させる）。従って、磁束の逆転はス
テータの巻線によって包囲されるステータ部分に限定さ
れる。ロータにおける磁束の大きさは一定であることが
望ましいが、所要に応じ変化させることもできる。ロー
タは磁束を磁気的に互いに絶縁しまた分離したロータ部
材にわたり発生し、ロータが回転するにつれ（高速でさ
えも）磁束流を流す。

このことにより好ましくない磁束相殺および発熱を回避
し、極めて高エネルギー密度を達成する。

透磁経路のほとんどすべては常に完全に飽和されるため
、鉄心の量、かさおよび重量を減少し、重量に対する馬
力の比を増大させる。磁界は永久磁石により供給され、
−次磁界電流およびブラシまたはスリップリングを排除
することができる。更に、磁束放出（ｆｌｕｘ　ｓｑｕ
ｅｅｚｉｎｇ）部における出力密度を増加させ、発熱を
減少させる。はぼ一定の磁界強さとともにロータの適正
な形状および互いに離れた透磁部分を使用することによ
り一層均−なトルクまたは電圧出力が得られ、高い高調
波歪みがない。磁気装置を固定とし、端部鍔に取付ける
場合、一層高速で大形のロータにすることができ、簡潔
性および信頼性が向上し、普通の設計および製造技術を
使用でき、組立および分解が容易になる。端部鍔に磁気
装置を配置すると、空隙によって磁気回路の残りの部分
を熱的に絶縁することができ、温度上昇による永久磁石
の劣化を少なくすることができる。

励起および動作を永久磁石に頼る発電機は、電流を引き
出されると電圧低下を招く。この問題点は磁界を制御し
て電圧低下を補償する能力がないことにより生ずる。し
かし、本発明によれば、独得な設計および電圧調整巻線
に関連させた永久磁石を使用する。この電圧調整巻線は
必要に応じて通電すると、磁束を増減する。更に電圧調
整巻線に選択的に通電すると電圧サージや電圧スパイク
を抑える補助をする。

電動機（モータ）として動作するとき、本発明装置は、
減衰巻線を付加することにより定速モータとして作動し
、始動トルクを向上し、また負荷の変動中の好ましくな
い速度の変化を排除する。

また低速でロータを同期状態にロックし、所要に応じロ
ータを高速にするインバータに関連することにより可変
速モータとして作動する。

本発明装置は、単相または多層装置としても動作させる
こともでき、これによりコジェネレーション（ｃｏ−ｇ
ｅｎｅｒａｔｉｏｎ）を含めて複雑な用途に対しても広
く対応する多様性が得られる。

（実施例） 次に図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

以下に本発明による実施例を幾つか説明するが、本発明
はこれら実施例に限定するものではない。

請求の範囲において種々の変更を加えることができるこ
と勿論である。

第１図には、本発明による可逆可変の全磁束（フルフラ
ックス）リラクタンス（ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）装置を
示す。この装置は、適当な非磁性材料製の円筒形の外側
ケース１を有する。環状の延長部２を所要に応じ使用す
る。ケースおよび延長部はともに装置の縦方向（中心）
軸線３を規定する。端部鍔４を縦方向軸線に対して交差
するよう配置し、ボルト６等でケースまたは延長部に取
付ける。端部鍔には、装置に冷却空気を通過させるため
の通気溝孔５を形成する。取付プラットホーム７を装置
の所定位置に取付ける。軸受８を中心軸線３に沿って端
部鍔４に取付は支持する。

第２および３図につき説明すると、ステータ１０は環状
とし、透磁性材料で形成する。このステータ１０には磁
気回路における複数個の固定の磁極１１を設け、これら
磁極は縦方向または中心軸線３に向って半径方向内方に
突出する。各磁極は磁極面１２を有し、これら磁極面は
ともに中心軸線の周りの歯付環状ステータ面をなす。磁
極の数は所要に応じて変更することができる。隣接の磁
極の両者間に電気巻線１３を収容する溝孔を生じ、この
巻線は１個またはそれ以上の磁極を包囲する。ステータ
の磁極の数、ステータ巻線の数、各巻線により包囲され
る磁極の数、巻線の巻回数、成る巻線から他の巻線への
接続方式およびもしあればモータのための励起電流の位
相は必要に応じ所要の電気特性に適合したり、保証した
りするものに変更することができる。

ロータ１６は、分路（シャント）部材１７、主部材１８
および分路支持部１９を有する。分路部材１７には軸２
１を設け、この軸２１を中心軸線３の周りに回転自在に
支承する。分路部材１７には所定数の半径方向に突出す
る分路セグメント２２を設け、このセグメント２２は中
心軸線３に同軸状のシリンダの一部をなすセグメント面
２３を有する。セグメント面２３の表面領域は各対応の
磁極面１２の表面領域にほぼ対応する形状にし、両表面
領域間に空隙２５を生ずるようにする。セグメント２２
を有する分路部材は高透磁性材料により形成し、各セグ
メントは高透磁性部分をなし、分路セグメント間の空間
は低透磁性部分をなす。分路部材の軸２１は、動力出力
または入力部として使用し、軸受８により支持する。

ロータの部材１８は、端部が開放した高透磁性材料のシ
リンダまたはチューブとし、中心軸線に同軸状に取付け
る。このシリンダの所定位置に開口または窓２６を形成
する。開口の形状は分路部材のセグメント面２３の形状
に対応する形状とし、ロータの主部材と分路部材とを組
合せたとき、これら部分の周方向に補完し合う形状とす
る。高透磁性材料は高透磁性部分を４し、開口は低透磁
性部分をなす。ロータの分路部材と主部材との間の間隔
は、ロータ部材のうちのいずれかとステータ磁極面との
間の空隙よりも相当大きくし、２個のロータ部材間の磁
束洩れを減少し、ロータとステータとの間の空隙を横切
る磁束の伝達を向上させる。

ロータの主部材の外側の曲面は磁極面１２に同軸状にし
、主部材の中心部分はステータの磁極面１２に対して空
隙２４を形成する。主部材は端部鍔の近傍の位置まで縦
方向に延在し、磁気装置と重なり合う。主部材の磁極に
近接する位置では半径方向に厚くし、磁束を吸収し、両
端部では薄くし、磁束を分裂し、両方向に流れて磁束密
度を減少するようにする。

分路支持部１９は、非透磁性であり、ロータの分路部材
をロータの主部材から磁気的に絶縁する材料により形成
する。更に支持部は、主部材および分路部材の位置を互
いに固定し、分路セグメント２２が主部材の開口２６に
位置してソリッドロータを生ずるようにする。第４，５
および６図を参照されたい。第５図を参照すると、ロー
タの主部材１８は、互いに隣接していない第１の対のス
テータ磁極１１Ａ　、　ＩＩＣ間に磁気的に透過する磁
気経路を生ずる。ロータの分路部材１７は、互いに隣接
していない第２の対のステータ磁極１１Ｂ　、　ＩＩＤ
間に磁気的に透過する磁気経路を生ずる。

図示のロータは電気巻線や積層部分がない。ロータは鋳
造（カスト）強磁性材料で構成し、分路セグメント２２
は単一ユニットとしての鋳造体を含む適当な手段により
軸に取付けることができる。

各セグメントの外面（セグメント面）２３はロータの主
部材の外面２７により生ずるシリンダの面にほぼ合致さ
せるとよい。

磁気装置３１は永久磁石および電磁石を有する。

第２．３および６図につき説明すると、永久磁石３２は
半径方向に磁化した環状リングとして形成する。高エネ
ルギー磁石例えばネオジウム−鉄−ボロン磁石が好適で
ある。透磁性材料のコレクタリング３３を磁石の内面に
磁気的にリンクさせ、均一な磁界が得られるようこのリ
ングは平滑面とする。

透磁性の環状スプール３４を磁石の外面に磁気的にリン
クさせ、均一な磁界が得られるようこのスプールは平滑
面とする。このスプールには、更に周囲の形状がＬ字状
となるよう隆起部を設け、電圧調整巻線を収容し、この
巻線に通電するとき永久磁石３２の磁界を増減するよう
にする。環状の支持部３６は、磁気装置のこれらの素子
を保持し、またこれら素子を装置の中心軸線に同軸状に
端部鍔に取付ける。コレクタリング３３の内面および分
路部材の軸２１の外面は空隙４２を形成し、またスプー
ル３４の外面とロータの主部材の内面２８は空隙４１を
形成する。

次に第２および５図には装置の一部における磁束ループ
４０を示す。磁気装置３１のＮ極から始まって、磁束は
スプール３４および空隙４１を経て半径方向外方に移動
してロータの主部材の内面２８に進入する。磁束はロー
タの主部材の長さに沿って軸線方向中心に向って流れ、
ロータの主部材の外面２７とステータ１０の磁極の内面
との間の空隙２４に至る。

ステータ１０に進入すると、磁束：よ分裂し、周方向に
移動して（第５図の磁極１１Ａ　、　ＩＩＣ参照）隣接
の磁極に至り、ロータの分路部材１７（第５図の磁極１
１Ｂ　、　ＩＩＤ参照）と磁気回路を形成する。磁束は
ステータの磁極１１から半径方向内方に向い、空隙２５
を横切ってロータの分路セグメント２２に進入する。磁
束は磁気装置３１に向って軸線方向外方に移動し、分路
部材の軸２１から半径方向外方に向い、空隙４２を横切
ってコレクタリング３３に至り、永久磁石３２のＳ極に
帰還する。第５図に示すように、ロータ内の磁束流はロ
ータの回転位置に無関係に単一方向である。ロータの回
転によりロータの分路部材および主部材の面が交互にス
テータ磁極と磁気回路を生ずるため、ステータ内の磁束
流は、方向が交互に代る。図示はしないが、磁束はステ
ータおよびロータのほとんどすべての部分を常に流れる
。

図面に示して説明したように、磁気装置および磁気回路
は所要に応じ変更することができる。例えば磁気装置は
分路部材の軸２１とロータの主部材の内面２８との間に
挟持し、空隙４１．４２を排除してロータに取付け、高
速作動のためのソリッドロータとすることができる。第
７図に示す装置には同様の変更を加え、電磁石または永
久磁石を使用した磁気装置を分路部材の軸１２１　とロ
ータの主部材の内面１２８との間に配置したものである
。この実施例の装置は空隙１４３　、１４４は図面では
省略しであるが、ロータと磁気装置との間に空隙を設け
ることの一つの利点は、永久磁石をロータで発生する熱
から絶縁する熱的バリヤをなす点である。この場合電圧
調整または制御巻線はロータから別の場合に移し替える
ことができ、ロータには巻線をなくすか、または所要の
動作特性に基づいて完全に排除することができる。

更に、第１乃至６図に示すように複数の磁気装置を使用
したり、第７図に示すように単独の磁気装置を使用する
こともできる。

第７図は、単独の電磁磁気装置を使用した本発明の第２
の実施例を示す。この装置は、中心軸線１０３を規定す
る円筒形のケース延長部１０２を含む円筒形のケース１
０１を有する。端部鍔１０４は装置の端部を規定し、ロ
ータの軸のための軸受１０８を支持する。第１乃至６図
の実施例につき説明したと同様に環状のステータ１１０
を使用する。

ロータ１１６は分路部材１１７と、主部材１１８を有し
、各部材を相互に磁気的に絶縁する。分路支持部１１９
は２個の部材を所定位置に保持し、互いに位相をずらし
て固定する。分路部材の軸１２１を装置の縦方向中心軸
線に同軸状に延在させ、またこの軸１２１にセグメント
面１２３を有する半径方向に突出する分路セグメント１
２２を設け、このセグメント面１２３を縦方向中心軸線
１０３に同軸状のシリンダ面のセグメントとする。セグ
メント面１２３と磁極面はともに空隙を生ずる。

ロータの主部材１１８は縦方向中心軸線１０３に同軸状
のシリンダにより構成する。このシリンダの外面１２７
はロータの分路部材のセグメント面１２３により規定さ
れるシリンダ面に一敗させる。ロータの主部材には開口
を設け、この開口に分路セグメント１２２を嵌合させる
。上述したように、この開口はセグメント面１２３の寸
法および形状に合致するものとする。ロータの形状は第
４図に示すものとほぼ同一にするが、左側の磁気装置の
上方に空隙を生ずる部分は省略する。

磁気装置は、スプール１３４における電気コイル１３２
を有し、双方とも縦方向中心軸線１０３に同軸状にする
。はぼ円筒形の支持部１３６を支持ディス・り１３７に
磁気的にリンクさせ、これら支持部および支持ディスク
がともに電気コイルを位置決めし、ロータの部材との磁
気回路を維持する。

作用を第８図につき説明すると、電磁石に通電すること
により、磁束は電気コイル１３２から支持ディスク１３
７に向って軸線方向外方に、次いで空隙１４４を横切っ
て分路部材の軸１２１に向って半径方向内方に、次いで
分路セグメント１２２に向って軸線方向に、次いでこの
分路セグメント１２２から空隙１２５を横切って半径方
向外方に向い、ステータ１１０に達し、ステータの外周
に沿って隣接の磁極に進入し、磁極を経て半径方向内方
に向い、空隙１２４を横切ってロータの主部材の外面１
２７に至り、ロータの主部材１１８に沿って軸線方向に
向い、空隙１４３を横切って半径方向外方に流れ、環状
の支持部１３６に達し、電磁石１３２のＳ極に向って軸
線方向に帰還する。第１の実施例につき説明したように
、磁束はロータにおいては単一方向の流れであり、ステ
ータにおいてのみ流れの方向が変化する。

直径７，７５インチ、長さ１１．１１インチのケース内
の適当な制御装置付きのＡＣモータの定格仕様は以下の
通りである。即ち 馬力（１８００ＲＭＰ）・・・３ 全負荷トルク（ＰＬ）　（ポンド−インチ）・・・１１
０５ＲＰ・・・０〜１０，０００ 全負荷（ＰＬ）効率％・・・９１ 電　圧・・・２０８ サービスファクタ・・・１ 位　相・・・３ デユーティサイクル・・・連続 電　流（ａｍｐｓ）　： 最大外気温度・・・４０°Ｃ 全負荷・・・７．５ 最大温度上昇・・・１００　’Ｃ トルク（全負荷のパーセント）： ＷＴ（ポンド）・・・７１ ブレークダウン・・・１９０ 第９乃至１６図には、片持アームを有する２部分構成の
ロータにより包囲した１対のステータを使用した本発明
の第３の実施例を示す。この装置は、適当な非磁性材料
の円筒形外側ケース２０１を有する。このケースは装置
の縦方向軸線２０３を規定する。端部鍔２０４を縦方向
軸線に交差するよう位置決めし、ケースに対してボルト
２０６等により保持する。端部鍔には装置に冷却空気を
通過させる通気溝孔を設ける。ステータ２１０（第１１
および１６図参照）を環状にし、複数個の固定磁極２１
１を規定する透磁性材料により構成し、これら磁極は縦
方向軸線２０３から半径方向外方に突出させる。各磁極
は磁極面２１２を規定し、これら磁極面はともに中心軸
線の周りの歯付き環状ステータを規定する。

各磁極は他の磁極のそれぞれと磁気回路を生じ、磁極の
数は必要に応じ変化することができる。隣接の磁極間に
は溝孔を生じ、この溝孔において１個またはそれ以上の
磁極を包囲する電気巻線２１３を収容する。巻線の数、
各巻線により包囲される磁極の数等は必要に応じて変化
することができる。

ロータは、分路部材２１７と、主部材２１８と軸２２１
　とを有する。主部材２１８は背中合せの１対のＵ字状
部材により構成し、これらＵ字状部材は透磁性材料によ
り構成する。各Ｕ字状部材は軸２２１に直交して固定し
たディスク部２１９を設け、この軸２２１　と−緒に回
転しうるようにする。１対のアーム２２０ばディスク部
２１９の端縁から片持状または爪状にして同軸状に突出
させる。アームは互いに１８０　’位相をずらして固定
し、透磁性材料により構成し、透磁性ディスク部に磁気
的にリンクさせる。アームは中心軸線から所定の半径位
置に配置し、アームの内面と磁極面２１２の外面との間
に僅かに空隙２２３を生ずるようにする。ロータの主部
材をなす２個のＵ字状部材は、非透磁性の軸およびロー
タ支持部により互いに磁気的に絶縁するとともに分流す
る。

ロータの分路部材２１７．はサドル状にし、軸２２１か
ら半径方向にずらして配置する。分路部材は、ステータ
の磁極面２１２の上方に軸線方向に突出する片持アーム
部２２４を有し、磁極面との間に空隙２２６を生ずる（
第９および１６図参照）。透磁性の分路ブリッジ部２２
５により分路アームの端部を連結し、２個のステータに
リンクする磁気回路の一部をなす。ブリッジ部は、軸か
ら所定距離離れた位置で軸線方向に延在させ、非透磁性
ロータ支持部２２８により軸に連結する。分路部材は主
部材から磁気的に絶縁し、ディスク部に形成した開口２
２７に貫通させる。ロータの分路部材と主部材との間隔
は、装置における空隙よりも大きくし、磁束洩れを少な
くする。

磁気装置２３１は、中心軸線２０３に同軸状に磁化した
永久磁石２３２の環状リングとする。１対の透磁性環状
コレクタリング２３３を永久磁石の両側に配置し、この
永久磁石に磁気的にリンクさせる。

磁石はコレクタと同様に連続したリングをなし、はぼ連
続した途切れのない面を生じ、磁束を均等に分布させる
ようにする。１対の非透磁性スプール２３４により永久
磁石およびコレクタリングを半径方向に挟み込み、電圧
調整巻線をこれらスプールに設け、巻線に通電したとき
永久磁石２３２に対して磁界を増減するようにする。コ
レクタリング、永久磁石およびスプールは任意の普通の
方法により、例えば第９図に示すようにケースに緊締す
る。

コレクタリングおよびスプールとともに磁束を永久磁石
および電圧調整巻線から１対の磁極面２３６に集束させ
る。これら磁極面はロータの主部材のディスク２１９と
ともに空隙２３８　、２３９を生ずる。

第１１図には磁気経路（ループ）２４０を例示する。

ロータの主部材のディスク部２１９間に位置する磁気装
置２３１から始って、磁束は磁気装置２３１から軸線方
向外方に流れ、空隙２３９を横切ってロータのディスク
部２１９および主部材のアーム２２０に流れる。磁束は
ロータのアーム２２０から半径方向に空隙２２３を横切
って磁極面２１２およびステータ２１０に進入する。ス
テータにおいて磁束は分裂し、半径方向外方に隣接の磁
極面２１２に向い、空隙２２６を横切って分路アーム２
２４に至る。磁束は分路アーム２２４および分路ブリッ
ジ部２２５に軸線方向に流れ、反対側の分路アーム２２
４に達する。次に磁束は分路アーム２２４から半径方向
内方に空隙２２６を横切って磁極面２１２およびステー
タ２１０に再び進入する。磁束は再び第２のステータ内
で分裂し、磁極面２１２から半径方向外方に空隙２２３
を横切ってロータの主部材のアーム２２０に達する。

次に磁束はロータのアームを経て軸線方向にディスク部
２１９に至り、空隙２３８を横切って磁気装置２３１に
帰還する。磁束流はロータにおいては回転位置に無関係
に単一方向をとる。ステータにおいては、ロータの分路
部材および主部材の交互の面がステータの順次の磁極と
磁気回路を生ずる位置にくる毎に方向を変える。モータ
として動作するとき電気巻線は適当な制御装置によりパ
ルス通電し、磁束の大きさと方向を制御する。発電機と
して動作するとき、電気コイルを通過する磁束流は電気
を発生する。図示しなかったが、磁束はステータおよび
ロータのほとんどすべての部分を常に流れ、装置の効率
を向上する。

この実施例は磁気回路中に２個のステータを設けた例を
示したが、単独のステータを有する装置に変更できるこ
と勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置の第１の実施例の斜視図、 第２図は、第１図の２−２線上の断面を示す斜視図、 第３図は、第２図の分解斜視図、 第４図は、第１図の装置のロータの主部材と分路部材と
を示す斜視図、 第５図は、装置の中心軸線に直交するステークおよびロ
ータの断面の斜視図、 第６図は、第１図の装置の縦断面図、 第７図は、本発明装置の第２の実施例の縦断面を示す斜
視図、 第８図は、第７図の８−８線上の横断面図、第９図は、
本発明装置の第３の実施例の縦断面図、 第１０図は第９図の断面と　９０°ずれた位置での瞳断
面図、 第１１乃至１５図はそれぞれ第９図の１１−１１．１２
−１２．１３−１３．１４−１４．１５−１５線上の横
断面図、第１６図は第９乃至１５図の装置のロータおよ
びステータを一部分解した斜視図である。 １．１０１，２０１・・・外側ケース ２、１０２・・・延長部 ３．１０３．２０３・・・縦方向軸線 ４．１０４．２０４・・・端部鍔　　５・・・通気溝孔
６．２０６・・・ボルト ７・・・取付プラットホーム ８、１０８・・・軸受　　　　　１０，１１０・・・ス
テータ１１．１１１．２１１・・・磁極　　　１２．１
１２．２１２・・・磁極面１３．１１３，２１３・・・
電気巻線　１６，１１６・・・ロータ１７．１１７．２
１７・・・分路部材　１８，１１８，２１８・・・主部
材１９、１１９・・・分路支持部　　２１，１２１，２
２１・・・軸２２．１２２・・・分路セグメント ２３．１２３・・・セグメント面 ２４．２５，４１，４２，２２３，２２６，２３８．２
３９・・・空隙２６・・・開口　　　　　　　１２．３
１・・・磁気装置３２．２３２・・・永久磁石　　　３
３．２３３・・・コレクタリング３４．１３４．２３４
・・・環状スプール３６．１３’６・・・支持部　　　
　４０，２４０・・・磁束ループ１３２・・・電気コイ
ル　　　１３７・・・支持ディスク２１９・・・ディス
ク部　　　２２０・・・アーム２２４・・・片持アーム
部　　２２５・・・分路ブリッジ部２２８・・・ロータ
支持部 特許出願人　　　マグネティックス・リサーチ・インタ
ーナショナル・コーポレーション９＝卦２ １＝！９ ；＝卦１θ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、環状のステータ面および中心軸線を規定する磁極面
   を有する複数個の固定磁極を設けた環状の透磁性ステー
   タと、 ステータの少なくとも１個の磁極を包囲す る少なくとも１個の電気巻線と、 中心軸線の周りに回転自在に取付ける軸を 有し、ステータの磁極面の若干のものと磁気回路をなす
   透磁性ロータと を具え、このロータは、 高透磁性部分と低透磁性部分を交互に形成 した主部材と、 主部材とは磁気的に絶縁し、また円筒形の 主部材の高透磁性部分および低透磁性部分に対して周方
   向に補充し合う交互の高透磁性部分および低透磁性部分
   を形成した分路部材と、磁束を発生する磁気装置と を有するものとして構成した全磁束可逆可変リラクタン
   スブラシレス装置において 磁気装置からの磁束を半径方向に指向させ、磁気装置を
   ロータの主部材と分路部材との間に配置して磁気回路を
   形成し、ロータの回転によりロータにおける磁束方向を
   逆転することなくステータにおける磁束の大きさおよび
   磁束方向を変化させることを特徴とする全磁束可逆可変
   リラクタンスブラシレス装置。 ２、磁気装置は、ロータの主部材における磁気回路中の
   第１の磁極およびロータの分路部材における磁気回路中
   の第２の磁極に半径方向に整列する磁極を有する環状形
   状のもとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の全磁束可逆可変リラクタンスブラシレス装置。 ３、ロータの主部材および分路部材の高透磁性部分はロ
   ータの磁極を構成し、各磁極面はほぼ同一寸法としたこ
   とを特徴とする特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の全磁束可逆可変リラクタンスブラシレス装置。 ４、磁気装置は、磁気装置を貫通し、隣接の空隙を経て
   ロータの主部材および分路部材の対応面に至るほぼ直線
   的な半径方向磁束経路セグメントを生ずるものとして構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   全磁束可逆可変リラクタンスブラシレス装置。 ５、ロータは電気巻線のないものとして構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の全磁束可逆可
   変リラクタンスブラシレス装置。 ６、ロータの主部材は、中心軸に同軸状に取付けた高透
   磁性材料のシリンダとし、このシリンダの所定位置に貫
   通開口を形成し、高透磁性材料が高透磁性部分をなし、
   低透磁性部分は開口によって規定されるものとしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の全磁束可逆
   可変リラクタンスブラシレス装置。 ７、ロータの分路部材は、中心軸線に同軸状の高透磁性
   材料の軸を有するものとして構成し、この軸は所定個数
   の高透磁性材料の半径方向に一体に突出する分路セグメ
   ントを有するものとし、高透磁性材料の分路セグメント
   が高透磁性部分をなし、低透磁性部分は分路セグメント
   間の空間としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の全磁束可逆可変リラクタンスブラシレス装置。 ８、ロータの主部材は、中心軸線に同軸状の高透磁性材
   料のシリンダとし、このシリンダの所定位置に貫通開口
   を形成し、ロータの部分は、中心軸線に同軸状の高透磁
   性材料の軸とし、この軸には所定個数の高透磁性材料の
   分路セグメントを設け、これら分路セグメントをロータ
   の主部材の開口に半径方向に突入さ辻たことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の全磁束可逆可変リラク
   タンスブラシレス装置。 ９、分路セグメントは、ロータの主部材のシリンダの外
   面にほぼ合致するシリンダのセグメントを規定する外面
   を有するものとしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の全磁束可逆可変リラクタンスブラシレス装
   置。 １０、磁気装置はロータに接触させ、ロータとともに回
   転させるものとしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の全磁束可逆可変リラクタンスブラシレス装
   置。