JPWO2007102190A1 - Rotating system - Google Patents
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Abstract
回転軸2同士が一直線状となるように、かつ、所望の段数となるように、回転装置1の回転軸2に他の回転装置1のハウジング3を接続したり、一対の回転装置1の回転軸2同士を接続させてなる回転ユニットを、所望の段数となるように対向させたハウジング同士を順次接続する。そして、例えば、始端の回転装置1以外の回転装置1に電力を供給しなければ、始端の回転装置1における回転軸2の回転数と、終端の回転装置1におけるハウジング3または回転軸2の回転数との回転差(終端の回転装置1に負荷体Wが接続されることによって生じる)によって電力が出力可能な発電機となり、電動機である始端の回転装置1と負荷体Wとの間から電力を回収することができ、したがって、利便性の向上、効率の向上が期待できる。【選択図】図1The housing 3 of another rotating device 1 is connected to the rotating shaft 2 of the rotating device 1 or the rotation of the pair of rotating devices 1 so that the rotating shafts 2 are in a straight line and have a desired number of stages. The rotating units formed by connecting the shafts 2 are sequentially connected to the housings facing each other so as to have a desired number of stages. For example, if power is not supplied to the rotation device 1 other than the rotation device 1 at the start end, the rotation speed of the rotation shaft 2 in the rotation device 1 at the start end and the rotation of the housing 3 or the rotation shaft 2 in the rotation device 1 at the end end. The generator is capable of outputting electric power due to a rotational difference from the number (generated when the load body W is connected to the terminal rotating device 1), and electric power is generated between the starting rotating device 1 and the load body W, which is an electric motor. Therefore, improvement in convenience and efficiency can be expected. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、回転駆動機構を有する様々な装置において用いられる回転システムに関する。 The present invention relates to a rotation system used in various apparatuses having a rotation drive mechanism.
オーディオ機器、家電機器等、その機器内部に回転駆動機構を有する様々な装置があるが、従来、この回転駆動機構は、その動力源を電動機とし、その電動機外部に設けたギア機構、あるいは電動機内部に設けたギア機構などを介して、所望の回転数に増速または減速させている。 There are various devices that have a rotation drive mechanism inside the equipment, such as audio equipment and home appliances. Conventionally, this rotation drive mechanism uses a power source as a motor and a gear mechanism provided outside the motor, or inside the motor. The speed is increased or decreased to a desired number of rotations via a gear mechanism or the like.
例えば、モーターハウジング内に内周面にコイルが巻回された多数の極歯を有した磁性材料からなるリング形状のステーターを設け、ステーター内に位置するモーターハウジングに、内周面に軸線方向へ所定のリード角のねじが形成されたリング状の永久磁石からなるローターをステータの内周面に対して微少の間隙を有して回転可能に支持し、ローター内に位置するモーターハウジングに傘歯車をローター内周面のねじに噛合って回転可能に支持し、さらに、ローター内に位置するモーターハウジング中心部に、傘歯車と一体に回転するウォームに噛合うウォーム歯車を有した出力軸を回転可能に支持した減速機構付き電動機がある。 For example, a ring-shaped stator made of a magnetic material having a large number of pole teeth with a coil wound around the inner peripheral surface is provided in the motor housing, and the motor housing located in the stator is axially arranged on the inner peripheral surface. A rotor made of a ring-shaped permanent magnet with a screw having a predetermined lead angle is rotatably supported with a slight gap with respect to the inner peripheral surface of the stator, and a bevel gear is mounted on a motor housing located in the rotor. Rotate the output shaft with a worm gear meshing with the worm that rotates integrally with the bevel gear at the center of the motor housing located in the rotor. There is an electric motor with a reduction mechanism supported as possible.
この減速機構付き電動機によれば、小型化を図りながら高い減速比で出力軸を回転させ、出力軸を外周側から駆動して高い回転トルクを得ることができる、としている(例えば特許文献1参照)。 According to the electric motor with a speed reduction mechanism, the output shaft can be rotated at a high reduction ratio while reducing the size, and the output shaft can be driven from the outer peripheral side to obtain a high rotational torque (see, for example, Patent Document 1). ).
また、従来の回転駆動機構は、上記したように、その動力源を電動機としているが、その電動機と、回転させる負荷体との間には、メカニカルな伝達部のみが介在している。 Further, as described above, the conventional rotational drive mechanism uses a power source as an electric motor, but only a mechanical transmission unit is interposed between the electric motor and a load body to be rotated.
しかしながら、従来の減速機構付き電動モーターのようなギア機構を内装させた電動機で、仮に増速を行うとした場合、電動モーターの最高回転数自体は同じであるため、当然のことながら、ギア比に依存することになり、自ずと限界があった。 However, if the motor is equipped with a gear mechanism such as a conventional electric motor with a speed reduction mechanism and the speed is increased, the maximum speed of the electric motor itself is the same. Dependent on, there was naturally a limit.
また、上記したように、従来の回転駆動機構は、電動機の回転出力を直接的に負荷体に伝達しているが、上記した問題点を解消、すなわち、増速も可能にした上で、電動機と負荷体との間から電力を回収することができれば、利便性を向上することができ、また、効率の向上も期待できる。 In addition, as described above, the conventional rotational drive mechanism directly transmits the rotational output of the motor to the load body. However, the above problem is solved, that is, the motor can be increased in speed. If power can be recovered from between the load and the load body, convenience can be improved and efficiency can also be expected.
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を達成できる回転システムを提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of such a condition, and it aims at providing the rotation system which can achieve the said subject.
上記技術課題を達成するために、本発明にかかる回転システムは、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項1にかかる回転システムは、回転軸と、該回転軸を支持させるハウジングとを備え、電力を入力させることで前記回転軸が回転されると共に、前記回転軸を回転させることで電力が出力される可逆可能な回転装置を複数個接続させてなる回転システムであって、回転軸同士が一直線状となるように、かつ、所望の段数となるように、前記回転装置の回転軸に他の前記回転装置のハウジングが接続されてなり、始端の前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とすることを特徴とする。
請求項2にかかる回転システムは、回転軸と、該回転軸を支持させるハウジングとを備え、電力を入力させることで前記回転軸が回転されると共に、前記回転軸を回転させることで電力が出力される可逆可能な回転装置を複数個配設させてなる回転システムであって、一対の前記回転装置の回転軸同士を接続させてなる回転ユニットを、所望の段数となるように対向させた前記ハウジング同士を順次接続されてなり、始端の前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とすることを特徴とする。
請求項3にかかる回転システムは、請求項1または2において、全ての前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とすることを特徴とする。
請求項4にかかる回転システムは、請求項1において、終端の前記回転装置の回転軸に外部機器の回転入力部が接続され、始端の前記回転装置の回転軸の回転数と、終端の前記回転装置の回転軸の回転数との回転差を利用して、始端の前記回転装置以外の前記回転装置を発電機として電力が出力されるように構成されていることを特徴とする。
請求項5にかかる回転システムは、請求項4において、前記外部機器は、前記回転装置であると共に、前記回転入力部はその回転装置の回転軸であり、その回転装置を発電機として電力が出力されるように構成されていることを特徴とする。
請求項6にかかる回転システムは、請求項2において、終端の前記回転装置のハウジングに外部機器の回転入力部が接続され、始端の前記回転装置以外の前記回転装置を発電機として、始端の前記回転装置の回転軸の回転数と、終端の前記回転装置のハウジングまたは回転軸の回転数との回転差を利用して電力を出力させることを特徴とする。
請求項7にかかる回転システムは、請求項1または2において、前記始端の前記回転装置以外の前記回転装置に、少なくとも一つのフライホイールを環装させたことを特徴とする。
請求項8にかかる回転システムは、請求項7において、前記フライホイールに電機子コイルが巻回されると共に、界磁磁束を発生させる永久磁石を、前記電機子コイルを取り囲むように配設させて発電機が構成されたことを特徴とする。
請求項9にかかる回転システムは、請求項1または2において、前記回転装置は、前記回転軸に巻回された一対の電機子コイルと、その電機子コイルを取り囲むように前記ハウジング内に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石と、前記回転軸に設けられ、前記一対の電機子コイルの夫々に導通するように割り当てられた一対の整流子と、前記ハウジングに設けられ、その一対の整流子の夫々に導通するように割り当てられた一対のブラシとを備えてなり、一方のブラシに電力を入力させて前記回転軸を回転させると同時に、他方のブラシから電力が出力されるように構成されていることを特徴とする。
請求項10にかかる回転システムは、請求項1または2において、前記回転装置は、前記ハウジング内に前記回転軸の軸線上に固定または回動可能に設けられたサンギアと、前記サンギアと噛合されたプラネタリーギアと、前記プラネタリーギアを保持させるキャリアと、前記ハウジング内に位置した前記回転軸の基端部に設けられ、前記プラネタリーギアと噛合されたインターナルギアと、前記キャリアに巻回された電機子コイルと、前記キャリアに設けられ、前記電機子コイルと導通された整流子と、前記電機子コイルを取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸の基端部に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石と、前記ハウジングに設けられ、前記整流子と導通されるブラシとを備えてなることを特徴とする。
請求項11にかかる回転システムは、請求項1または2において、前記回転装置は、前記ハウジング内に前記回転軸の軸線上に固定または回動可能に設けられたサンギアと、前記サンギアと噛合されたプラネタリーギアと、前記プラネタリーギアを保持させるキャリアと、前記ハウジング内に位置した前記回転軸の基端部に設けられ、前記プラネタリーギアと噛合されたインターナルギアと、前記キャリアに環装され、界磁磁束を発生させる永久磁石と、前記永久磁石を取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸の基端部に設けられ磁鉄と、前記ハウジングに設けられ、前記磁鉄に起磁力を発生させる電機子コイルと、前記ハウジング内に設けられ、前記キャリアの回転に基づいて前記電機子コイルへ流す電流の切り替えタイミングを検出する位置検出器とを備えてなることを特徴とする。
請求項12にかかる回転システムは、回転軸と、該回転軸を支持させるハウジングとを備え、電力を入力させることで前記回転軸が回転されると共に、前記回転軸を回転させることで電力が出力される可逆可能な回転装置を複数個接続させてなる回転システムであって、前記回転装置は、永久磁石を取り囲むように設けられた磁鉄と、その磁鉄に並設されるように、かつ、切り離されて固定配置され、その磁鉄に起磁力を発生させる電機子コイルと、前記永久磁石の回転に基づいて前記電機子コイルへ流す電流の切り替えタイミングを検出する位置検出器とを備えて構成された回転部を備え、その回転部を前記回転軸の延設方向と直交する方向に複数配置させて、前記回転軸と、複数の前記磁鉄とが夫々独立させて回転可能に構成されている共に、最も外側に配設された磁鉄は、前記ハウジングに固定されてなることを特徴とする。In order to achieve the above technical problem, the rotating system according to the present invention has the following technical means.
That is, the rotating system according to
According to a second aspect of the present invention, a rotating system includes a rotating shaft and a housing that supports the rotating shaft, and the rotating shaft is rotated by inputting electric power, and the electric power is output by rotating the rotating shaft. A rotating system in which a plurality of reversible rotating devices are disposed, wherein the rotating units formed by connecting the rotating shafts of a pair of the rotating devices face each other so as to have a desired number of stages. The housings are sequentially connected to each other, and the rotating device at the starting end is an electric motor that inputs electric power and rotates the rotating shaft.
According to a third aspect of the present invention, the rotating system according to the first or second aspect is characterized in that all of the rotating devices are electric motors that input power and rotate the rotating shaft.
A rotation system according to a fourth aspect is the rotation system according to the first aspect, wherein a rotation input unit of an external device is connected to the rotation shaft of the terminal rotation device, and the rotation number of the rotation shaft of the rotation device at the start end and the rotation at the terminal end. By using the rotation difference with the rotation speed of the rotating shaft of the apparatus, the rotating apparatus other than the starting rotating apparatus is used as a generator to output electric power.
The rotation system according to
A rotation system according to a sixth aspect is the rotation system according to the second aspect, wherein a rotation input unit of an external device is connected to the housing of the final rotation device, and the rotation device other than the rotation device at the start end is used as a generator. Electric power is output using a rotation difference between the rotation speed of the rotation shaft of the rotation device and the rotation speed of the housing or rotation shaft of the terminal rotation device.
A rotating system according to a seventh aspect is characterized in that, in the first or second aspect, at least one flywheel is mounted on the rotating device other than the rotating device at the starting end.
According to an eighth aspect of the present invention, in the rotary system according to the seventh aspect, the armature coil is wound around the flywheel, and a permanent magnet that generates a field magnetic flux is disposed so as to surround the armature coil. A generator is constructed.
A rotating system according to a ninth aspect is the rotating system according to the first or second aspect, wherein the rotating device is provided in the housing so as to surround a pair of armature coils wound around the rotating shaft and the armature coils. A pair of commutators provided on the rotating shaft and assigned to be electrically connected to each of the pair of armature coils, and the pair of commutators provided on the housing. And a pair of brushes assigned to be electrically connected to each of the children. The power is input to one brush to rotate the rotating shaft and at the same time the power is output from the other brush. It is characterized by being.
A rotating system according to a tenth aspect of the present invention is the rotating system according to the first or second aspect, wherein the rotating device is engaged with a sun gear provided in the housing so as to be fixed or rotatable on an axis of the rotating shaft, and the sun gear. A planetary gear, a carrier for holding the planetary gear, an internal gear provided at a base end portion of the rotating shaft located in the housing and meshed with the planetary gear, and wound around the carrier An armature coil, a commutator provided on the carrier and connected to the armature coil, and a base end portion of the rotating shaft so as to surround the armature coil and adjacent to the internal gear A permanent magnet that generates a field magnetic flux, and a brush that is provided in the housing and is electrically connected to the commutator. And butterflies.
A rotating system according to an eleventh aspect is the rotating system according to the first or second aspect, wherein the rotating device is meshed with a sun gear provided in the housing so as to be fixed or rotatable on an axis of the rotating shaft. A planetary gear, a carrier for holding the planetary gear, an internal gear provided at a base end portion of the rotating shaft located in the housing and meshed with the planetary gear, and the carrier are mounted. A permanent magnet that generates a field magnetic flux, a magnetic iron that surrounds the permanent magnet and that is adjacent to the internal gear, is provided at the base end of the rotating shaft, and is provided in the housing, An armature coil that generates magnetomotive force in the magnetic iron, and an electric current that is provided in the housing and flows to the armature coil based on rotation of the carrier. Characterized by comprising a position detector for detecting a switching timing.
A rotating system according to a twelfth aspect includes a rotating shaft and a housing that supports the rotating shaft, and the rotating shaft is rotated by inputting electric power, and the electric power is output by rotating the rotating shaft. A rotating system comprising a plurality of reversible rotating devices connected to each other, wherein the rotating devices are arranged so as to surround the permanent magnets, and to be arranged in parallel with the magnetic irons, and An armature coil that is separated and fixed and generates a magnetomotive force in the magnetic iron, and a position detector that detects a switching timing of a current flowing to the armature coil based on rotation of the permanent magnet. The rotating part is configured, and a plurality of rotating parts are arranged in a direction perpendicular to the extending direction of the rotating shaft, and the rotating shaft and the plurality of magnetic irons are configured to be rotatable independently of each other. ing , The magnetic iron arranged on the outermost side is characterized by comprising fixed to the housing.
本発明にかかる回転システムによれば、回転軸同士が一直線状となるように、かつ、所望の段数となるように、回転装置の回転軸に他の回転装置のハウジングを接続したり、一対の回転装置の回転軸同士を接続させてなる回転ユニットを、所望の段数となるように対向させたハウジング同士を順次接続する等し、少なくとも始端の回転装置を電動機とし、例えば、始端の回転装置以外の回転装置を電動機とした場合、始端の回転装置における回転軸の回転数で他の回転装置自体が回転し、その、他の回転装置における回転軸が回転することで、終端の回転装置における回転軸は、結果的にn倍の回転出力を得ることができ、従来のギア機構を内装させた電動モーターに対して、回転軸の高速回転が容易にできる。 According to the rotation system of the present invention, the rotation shafts of the rotation devices are connected to the rotation shafts of the rotation devices so that the rotation shafts are in a straight line and have a desired number of stages. Rotating units in which rotating shafts of rotating devices are connected to each other, housings facing each other so as to have a desired number of stages are sequentially connected, and at least the starting rotating device is an electric motor, for example, other than the starting rotating device When the rotating device is an electric motor, the other rotating device itself rotates at the rotational speed of the rotating shaft in the starting rotating device, and the rotating shaft in the other rotating device rotates, so that the rotating in the terminal rotating device rotates. As a result, the shaft can obtain an n-fold rotational output, and the rotating shaft can be easily rotated at a high speed with respect to an electric motor having a conventional gear mechanism.
また、例えば、始端の回転装置以外の回転装置に電力を供給しなければ、始端の回転装置における回転軸の回転数と、終端の回転装置におけるハウジングまたは回転軸の回転数との回転差(終端の回転装置に負荷体が接続されることによって生じる)によって電力が出力可能な発電機となり、電動機である始端の回転装置と負荷体との間から電力を回収することができ、したがって、利便性の向上、効率の向上が期待できる。 Further, for example, if power is not supplied to a rotating device other than the starting rotating device, the rotational difference between the rotating speed of the rotating shaft in the starting rotating device and the rotating speed of the housing or rotating shaft in the terminating rotating device (terminating terminal) Is generated by connecting the load body to the rotating device), and the power can be recovered from between the starting rotating device and the load body, which is an electric motor. Improvement of efficiency and efficiency can be expected.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
(実施の形態1)
実施の形態1にかかる回転システムは、回転軸2同士が一直線状となるように、かつ、所望の段数となるように、回転装置1の回転軸2に他の回転装置1のハウジング3を接続させた例である。Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
In the rotating system according to the first embodiment, the
ここで、上記した回転装置1を説明すると、回転軸2と、その回転軸2に磁鉄(図示せず)を介して巻回され電機子コイル4と、その回転軸2を支持させるハウジング3と、電機子コイル4を取り囲むようにハウジング3内に設けられ界磁磁束を発生させる永久磁石5と、回転軸2に設けられ電機子コイル4に導通させる整流子(図示せず)と、ハウジング3に設けられ整流子に摺接させて導通させるブラシ(図示せず)とを備えて構成され、電力を入力させることで回転軸2が回転されると共に、回転軸2を回転させることで電力が出力される可逆可能に構成されている。すなわち、この回転装置1は電動機でもあり発電機でもある。
Here, the
この実施の形態1にかかる回転システムは、図1に示すように、当該回転システムを組み込ませる装置の機枠mなどにハウジング3が固定された1番目の回転装置1(始端の回転装置1)と、その1番目の回転装置1の回転軸2にハウジング3が固定された2番目の回転装置1と、その2番目の回転装置1の回転軸2にハウジング3が固定され回転軸2が負荷体Wに接続される3番目の回転装置1とを備えて構成される。この1番目から3番目の回転装置1同士の接続関係は、夫々の回転軸2が一直線状となるように接続されている。
As shown in FIG. 1, the rotation system according to the first embodiment is a first rotation device 1 (starting rotation device 1) in which a
なお、実施の形態1では、3つの回転装置1を直列状に接続させているが、このものに限らず、所望の段数だけ回転装置1を接続させても良い。
また、図面は、本発明を模式的に図示したもので、ハウジング3と回転軸2との接続は、図示したような直接的ではなく、具体的には取り付け部材を介して接続される。In the first embodiment, the three
Further, the drawings schematically illustrate the present invention, and the connection between the
また、ハウジング3が回転する2番目及び3番目の回転装置1に電力を供給したり、または電力を回収するためには、回転する2番目及び3番目のハウジング3の外周に、ブラシと接続された環状の第1の接点6を設け、当該回転システムを組み込ませる装置の機枠mなどから延設された第2の接点7を第1の接点6に摺接することで可能となる(図1において二点鎖線で図示)。
In order to supply power to the second and third
他の例として、図2に示すように、1番目の回転装置1aのハウジング3aに、ハウジング3bが回転する回転装置1bに接続させる固定端子62を設け、2番目の回転装置1bのハウジング3b底部にブラシ(2番目の回転装置1bのブラシ)と固定端子62とを繋ぐ連結端子63を設ける。この連結端子63は、その中間部に圧縮スプリング64が介在されており、固定端子62を押圧するように固定端子62と摺接されることで、電気的な接続がされるようになっている。
As another example, as shown in FIG. 2, the housing 3a of the first rotating device 1a is provided with a fixed
このように構成された実施の形態1にかかる回転システムは、3つの回転装置1の夫々に電力を供給すれば、始端である1番目の回転装置1における回転軸2の回転数で、2番目の回転装置1自体が回転し、2番目の回転装置1における回転軸2が回転することで、終端である3番目の回転装置1自体が回転し、さらに、3番目の回転装置1における回転軸2が回転することで、結果的に非常に高速な回転出力を得ることができるようになっている。
In the rotation system according to the first embodiment configured as described above, when electric power is supplied to each of the three
また、少なくとも、始端である1番目の回転装置1に電力を供給して、残りの2番目あるいは3番目の回転装置1の何れか一方または双方に電力を供給しなければ、3番目の回転装置1における回転軸2に接続された負荷体Wを主に回転させるために、1番目の回転装置1における回転軸2と3番目の回転装置1における回転軸2との間に回転差が生じる。
Further, if power is supplied to at least the first
この回転差に基づいて、電力を供給していない回転装置1が発電して、電動機である始端の回転装置1と負荷体Wとの間から電力を回収することができ、したがって、利便性の向上、効率の向上が期待できるようになっている。
Based on this rotation difference, the
(実施の形態2)
実施の形態1にかかる回転システムは、図3に示すように、実施の形態1で説明した3番目の回転装置1の向きを逆にして、実施の形態1で説明した2番目の回転装置1における回転軸2と、3番目の回転装置1おける回転軸2とを接続させた例である。(Embodiment 2)
As shown in FIG. 3, the rotating system according to the first embodiment reverses the direction of the third
その動作例は、基本的に実施の形態1と同じであるが、さらに、他の動作例に説明する。
まず、1番目と3番目の回転装置1のハウジング3双方を固定して、1番目の回転装置1に電力を供給して電動機とし、2番目と3番目の回転装置1には電力を供給しないで発電機とする。このようにすることで、2箇所から電力を出力することが可能になる。The operation example is basically the same as that of the first embodiment, but will be further described in another operation example.
First, both the
(実施の形態3)
実施の形態3にかかる回転システムは、図4に示すように、実施の形態1で例示した回転装置1を2つ一組として回転軸2同士を接続させてなる回転ユニットを、所望の段数となるように、ハウジング3同士を順次接続させた例である(図4は2段を例示)。その動作例は、実施の形態1及び2と同じであるため、詳細な説明は省略する。(Embodiment 3)
As shown in FIG. 4, the rotation system according to the third embodiment includes a rotation unit in which two
(実施の形態4)
実施の形態4にかかる回転システムは、図5に示すように、実施の形態3で例示した2段の回転ユニットの中間部に、フライホイール8を設けた例である。(Embodiment 4)
As shown in FIG. 5, the rotation system according to the fourth embodiment is an example in which a
このフライホイール8は、対向された2番目及び3番目の回転装置1のハウジング3基部同士と係合された係合部を備えた所要外径及び所要重量の円板状に形成されている。このフライホイール8を設けることで、回転エネルギーを貯蔵し、負荷体の負荷変動による回転ムラを抑制してスムーズな回転を実現させると共に、貯蔵された回転エネルギーによって発電の際の効率を向上させる。
The
(実施の形態5)
実施の形態5にかかる回転システムは、図6に示すように、実施の形態4で例示したフライホイール8付の回転システムにおいて、このフライホイール8を回転子として発電機を構成させた例である。(Embodiment 5)
As shown in FIG. 6, the rotation system according to the fifth embodiment is an example in which a generator is configured using the
すなわち、実施の形態5にかかる回転システムは、接続された2番目及び3番目の回転装置1のハウジング基部同士が接続(固定)され、その2番目及び3番目の回転装置1のハウジングに所要外径及び所要重量の円板状に形成されたフライホイール8が取り付けられている。さらに、そのフライホイール8の外周面には巻回された電機子コイル9と、その電機子コイル9に導通させる整流子10が設けられている。
That is, in the rotating system according to the fifth embodiment, the housing bases of the connected second and third
一方、当該回転システムを組み込ませる装置の機枠mなどに、電機子コイル9を取り囲むように、界磁磁束を発生させる永久磁石11が設けられていると共に、整流子10に摺接させて導通させるブラシ12がその機枠mなどに設けられている。
On the other hand, a permanent magnet 11 for generating a field magnetic flux is provided so as to surround the armature coil 9 in a machine frame m or the like of the apparatus into which the rotation system is incorporated, and is brought into slidable contact with the
このように構成された実施の形態5にかかる回転システムは、2番目及び3番目の回転装置1のハウジングが回転することで、フライホイール8が共廻りし、そのフライホイール8が回転することで電力が発生して、ブラシ12から電力を回収する。
In the rotation system according to the fifth embodiment configured as described above, when the housings of the second and third
(実施の形態6)
実施の形態6は、上記した回転装置の改良が例示されており、この回転装置単体で用いても良いものである。
すなわち、実施の形態6にかかる回転装置13は、図7及び図8に示すように、別配線となるように回転軸2に磁鉄16を介して巻回された一対の電機子コイル14、15と、その電機子コイル14、15を取り囲むようにハウジング17内に設けられ界磁磁束を発生させる永久磁石18と、電機子コイル14、15を中間に挟んで回転軸2に設けられ一対の電機子コイル14、15の夫々に導通するように割り当てられた一対の整流子19、20と、ハウジング17に設けられ一対の整流子19、20の夫々に導通するように割り当てられた一対のブラシ21、22とを備えて構成されている。(Embodiment 6)
The sixth embodiment exemplifies the improvement of the rotating device described above, and this rotating device may be used alone.
That is, as shown in FIGS. 7 and 8, the rotating
このように構成することで、一方の一組のブラシ21、22に電力を供給して回転軸2を回転させることで、他方の一組のブラシ21、22から電力が出力され、利便性を向上させている。
By comprising in this way, by supplying electric power to one set of
(実施の形態7)
実施の形態7は、実施の形態6と同様に、上記した回転装置の改良が例示されており、この回転装置単体で用いても良いものである。
すなわち、実施の形態7にかかる回転装置23は、ハウジング24内に遊星歯車機構を組み込んだ例である。なお、実施の形態7にかかる回転装置23は、整流子電動機(整流子発電機)の例であり、後述する実施の形態8は、ブラシレス電動機(ブラシレス発電機)の例である。(Embodiment 7)
In the seventh embodiment, as in the sixth embodiment, the improvement of the rotating device described above is exemplified, and the rotating device may be used alone.
That is, the rotating
この実施の形態7にかかる回転装置23は、図9に示すように、サンギア26と、プラネタリーギア27と、キャリア28と、インターナルギア29と、電機子コイル30と、整流子31と、永久磁石32と、ブラシ33とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 9, the rotating
サンギア26は、ハウジング24内の底面中央に基部が固定されると共に先部に歯面が形成された軸状部材からなる。
The
プラネタリーギア27は、一方にドーナツ状の壁面が形成され、その壁面の外周面がハウジング24底面方向に向かって水平に延設されてなるキャリア28に、その壁面から水平方向に突出するように回転可能に支持されたギアであり、上記したサンギア26と噛合されている。なお、このプラネタリーギア27は、対向するように2個所に配置したり、180度の間隔をおいた3箇所に配置、90度毎の間隔をいた4個所に配置するなど、特に限定はされない。
The
インターナルギア29は、ハウジング24内に位置した回転軸25の基端を拡径させてフランジ状の壁面が形成されると共に、その壁面の外周部がハウジング24底面方向に向かって水平に延設されてなるカップ部25aの内周面に歯面が形成されてなり、上記したプラネタリーギア27と噛合されている。
The
なお、本実施の形態では、サンギア26を固定させ、キャリア28を回転させることで、キャリア28の回転数よりインターナルギア29の回転数、すなわち回転軸25の回転数が増速されるようになっているが、このものに限定されず、サンギア26を回動可能に設けて、キャリア28の回転数よりインターナルギア29の回転数、すなわち回転軸25の回転数を減速させても良い。
In the present embodiment, by fixing the
電機子コイル30は、ハウジング24底面方向に向かって水平に延設されたキャリア28の外周面に巻回されている。
整流子31は、キャリア28の外周面に設けられており、電機子コイル30と導通されるようになっている。The
The commutator 31 is provided on the outer peripheral surface of the
永久磁石32は、電機子コイル30を取り囲むように、かつ、前記インターナルギア29に隣接するようにカップ部25aの端部に設けられ、界磁磁束を発生させるようになっている。
ブラシ33は、ハウジング24に設けられ、整流子31と導通可能に摺接されるようになっている。The
The
以上のように構成された実施の形態7にかかる回転装置23は、永久磁石32によって発生した界磁磁束と、ブラシ33、整流子31を介して電機子コイル30に電流が流れることにより発生した起磁力とによってキャリア28と回転軸25とに回転力が作用して回転する。そして、キャリア28に回動可能に支持されたプラネタリーギア27は固定されたサンギア26の廻りを回転すると共に、プラネタリーギア27によってインターナルギア29が、プラネタリーギア27のサンギア26の廻り方向と同じ方向に向かって、キャリア28の回転数より増速回転する。
また、永久磁石32を回転軸25に接続させ、遊星歯車機構を介して回転軸25を回転させる構成にしたことにより、キャリア28と回転軸25とに回転差が生じ、従来の電動機と同じ回転数でもって回転軸25を回転させた場合、消費電力を少なくすることが期待できる。The
Further, since the
(実施の形態8)
実施の形態8にかかる回転装置34は、上記したように、ハウジング35内に遊星歯車機構を組み込んだもので、ブラシレス電動機(ブラシレス発電機)の例である。なお、この実施の形態8にかかる回転装置34も、回転装置単体で用いても良いものである。(Embodiment 8)
As described above, the rotating
この実施の形態8にかかる回転装置34は、図10に示すように、サンギア36と、プラネタリーギア37と、キャリア38と、インターナルギア39と、永久磁石40と、磁鉄41と、電機子コイル42と、位置検出器43とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 10, the rotating
サンギア36は、ハウジング35内の底面中央に基部が固定されると共に先部に歯面が形成された軸状部材からなる。
The sun gear 36 is composed of a shaft-like member having a base fixed at the center of the bottom surface in the
プラネタリーギア37は、一方にドーナツ状の壁面が形成され、その壁面の外周面より一段下がった所要の位置からハウジング35底面方向に向かって水平に、かつ、環状に延設されてなるキャリア38に、その壁面から水平方向に突出するように回転可能に支持されたギアであり、上記したサンギア36と噛合されている。
The
なお、キャリア38の形状が実施の形態7にかかるキャリア38の形状と若干異なっているが、何れの形状でも良く、本実施の形態にかかるキャリア38の形状にすれば、図示したようにハウジング35のスリム化が達成できる。
また、このプラネタリーギア37は、実施の形態7と同様に配設個数は、特に限定はされない。Although the shape of the carrier 38 is slightly different from the shape of the carrier 38 according to the seventh embodiment, any shape may be used. If the shape of the carrier 38 according to the present embodiment is used, the
Further, the number of the
インターナルギア39は、実施の形態7のインターナルギア39と同様に、ハウジング35内に位置した回転軸44の基端を拡径させてフランジ状の壁面が形成されると共に、その壁面の外周部がハウジング35底面方向に向かって水平に延設されてなるカップ部44aの内周面に歯面が形成されてなり、上記したプラネタリーギア37と噛合されている。
As with the
なお、本実施の形態では、実施の形態7と同様に、サンギア36を固定させ、キャリア38を回転させることで、キャリア38の回転数よりインターナルギア39の回転数、すなわち回転軸44の回転数が増速されるようになっているが、このものに限定されず、サンギア36を回動可能に設けて、キャリア38の回転数よりインターナルギア39の回転数、すなわち回転軸44の回転数を減速させても良い。
In the present embodiment, as in the seventh embodiment, the sun gear 36 is fixed and the carrier 38 is rotated, so that the rotation speed of the
永久磁石40は、キャリア38の環状に延設された筒部の外周面に界磁磁束が発生されるように環装されている。
磁鉄41は、永久磁石40を取り囲むように、かつ、前記永久磁石を取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸44の基端部に設けられている。
電機子コイル42は、磁鉄41に並設されるように前記ハウジングに設けられており、磁鉄41に起磁力を発生させるようになっている。なお、電機子コイル42は、磁鉄41から離間されている。
位置検出器43は、ハウジング35内に設けられた例えばホール素子からなり、キャリア38の回転位置に基づいて、電機子コイル42に流す電流の切り替えタイミングを検出するようになっている。The
The magnetic iron 41 is provided at the base end portion of the
The armature coil 42 is provided in the housing so as to be juxtaposed with the magnetic iron 41, and generates a magnetomotive force in the magnetic iron 41. The armature coil 42 is separated from the magnetic iron 41.
The position detector 43 is composed of, for example, a Hall element provided in the
以上のように構成された実施の形態8にかかる回転装置34は、永久磁石40によって発生した界磁磁束と、位置検出器43によって検出した電流の切り替えタイミングに基づいて電機子コイル42に電流を正逆交互に流すことにより発生した起磁力とによってキャリア38と回転軸44に回転力が作用する。
The
そして、キャリア38に回動可能に支持されたプラネタリーギア37は固定されたサンギア36の廻りを回転すると共に、プラネタリーギア37によってインターナルギア39が、プラネタリーギア37のサンギア36の廻り方向と同じ方向に向かって、キャリア38の回転数より増速回転する。
また、磁鉄41を回転軸44に接続させ、遊星歯車機構を介して回転軸44を回転させる構成にしたことにより、キャリア38と回転軸44とに回転差が生じ、従来の電動機と同じ回転数でもって回転軸44を回転させた場合、消費電力を少なくすることが期待できる。The
Further, since the magnetic iron 41 is connected to the
(実施の形態9)
実施の形態9にかかる回転システムは、回転軸46の廻りに複数段の回転部を配置させた例である。以下、詳述する。(Embodiment 9)
The rotation system according to the ninth embodiment is an example in which a plurality of stages of rotation units are arranged around the rotation shaft 46. Details will be described below.
実施の形態9にかかる回転システムは、図11に示すように、ハウジング45と、第1回転部と、第2回転部と、第3回転部とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 11, the rotation system according to the ninth embodiment includes a
ハウジング45は、回転軸46の基部側に向かって漸次縮径する階段状の中空円筒部材であり、回転軸46を回動可能に支持させている。
The
第1回転部は、第1永久磁石47と、第1ヨーク48と、第1磁鉄49と、第1電機子コイル50と、第1位置検出器51とを備えて構成されている。
The first rotating unit includes a first
第1永久磁石47は、界磁磁束が発生されるように回転軸46に環装されている。
第1ヨーク48は、小径の筒部と大径の筒部とで中空の段付軸状に形成され、回転軸46の先部側に小径の筒部を位置させて回転軸46に回動可能に係合されると共に、第1永久磁石47を取り囲むように大径の筒部が配設されてなる。The first
The first yoke 48 is formed in a hollow stepped shaft shape with a small-diameter cylindrical portion and a large-diameter cylindrical portion, and the small-diameter cylindrical portion is positioned on the front side of the rotating shaft 46 and is rotated about the rotating shaft 46. A large-diameter cylindrical portion is disposed so as to be engaged with each other and to surround the first
第1磁鉄49は、第1ヨーク48の大径の筒部の内側に、第1永久磁石47を取り囲むように設けられている。
第1電機子コイル50は、第1磁鉄49に並設されるようにハウジング45内に設けられており、第1磁鉄49に起磁力を発生させるようになっている。
第1位置検出器51は、ハウジング45内に設けられた例えばホール素子からなり、第1永久磁石47の回転位置に基づいて、電機子コイルに流す電流の切り替えタイミングを検出するようになっている。The first
The
The first position detector 51 is composed of, for example, a Hall element provided in the
第2回転部は、第2永久磁石52と、第2ヨーク53と、第2磁鉄54と、第2電機子コイル55と、第2位置検出器56とを備えて構成されている。
第2永久磁石52は、界磁磁束が発生されるように第1ヨーク48の外周に環装されている。The second rotating unit includes a second
The second
第2ヨーク53は、小径の筒部と大径の筒部とで中空の段付軸状に形成され、第1ヨーク48の小径の筒部に第2ヨーク53の小径の筒部が重なるように位置させて第1ヨーク48の小径の筒部に回動可能に係合されると共に、第2永久磁石52を取り囲むように大径の筒部が配設されてなる。
The second yoke 53 is formed in a hollow stepped shaft shape with a small diameter cylindrical portion and a large diameter cylindrical portion so that the small diameter cylindrical portion of the second yoke 53 overlaps the small diameter cylindrical portion of the first yoke 48. The large-diameter cylindrical portion is disposed so as to surround the second
第2磁鉄54は、第2ヨーク53の大径の筒部の内側に、永久磁石を取り囲むように設けられている。
第2電機子コイル55は、第2磁鉄54に並設されるようにハウジング45内に設けられており、第2磁鉄54に起磁力を発生させるようになっている。The second magnetic iron 54 is provided inside the large-diameter cylindrical portion of the second yoke 53 so as to surround the permanent magnet.
The
第2位置検出器56は、ハウジング45内に設けられた例えばホール素子からなり、第2永久磁石52の回転位置に基づいて、第2電機子コイル55に流す電流の切り替えタイミングを検出するようになっている。
The
第3回転部は、第3永久磁石57と、第3ヨーク58と、第3磁鉄59と、第3電機子コイル60と、第3位置検出器61とを備えて構成されている。
第3永久磁石57は、界磁磁束が発生されるように第2ヨーク53の外周に環装されている。The third rotating unit includes a third permanent magnet 57, a third yoke 58, a third magnetic iron 59, a third armature coil 60, and a third position detector 61.
The third permanent magnet 57 is mounted on the outer periphery of the second yoke 53 so that a field magnetic flux is generated.
第3ヨーク58は、小径の筒部と大径の筒部とで中空の段付軸状に形成され、第2ヨーク53の小径の筒部に第3ヨーク58の小径の筒部が重なるように位置させて第2ヨーク53の小径の筒部に係合されると共に、第3永久磁石57を取り囲むように大径の筒部が配設されてなる。この大径の筒部は、図示したように、ハウジング45に固定されている。
The third yoke 58 is formed in a hollow stepped shaft shape with a small diameter cylindrical portion and a large diameter cylindrical portion so that the small diameter cylindrical portion of the third yoke 58 overlaps the small diameter cylindrical portion of the second yoke 53. The large-diameter cylindrical portion is disposed so as to surround the third permanent magnet 57 while being engaged with the small-diameter cylindrical portion of the second yoke 53. The large-diameter cylindrical portion is fixed to the
第3磁鉄59は、第3ヨーク58の大径の筒部の内側に、永久磁石を取り囲むように設けられている。
第3電機子コイル60は、第3磁鉄59に並設されるようにハウジング45内に設けられており、第3磁鉄59に起磁力を発生させるようになっている。The third magnetic iron 59 is provided inside the large-diameter cylindrical portion of the third yoke 58 so as to surround the permanent magnet.
The third armature coil 60 is provided in the
第3位置検出器61は、ハウジング45内に設けられた例えばホール素子からなり、第3永久磁石57の回転位置に基づいて、第3電機子コイル60に流す電流の切り替えタイミングを検出するようになっている。
The third position detector 61 is composed of, for example, a Hall element provided in the
このように実施の形態9にかかる回転システムは、第3回転部からみて、第1回転部、第2回転部が夫々独立して回転可能に構成されており、3つの回転部の夫々に電力を供給すれば、第3回転部で第2回転部を回転し、第2回転部で第1回転部を回転し、さらに、第1回転部で回転軸46を回転することができ、結果的に非常に高速な回転出力を得ることができるようになっている。また、本実施の形態では第3回転部までを例示しているが、さらに複数段の回転部を設けても良い。 As described above, in the rotation system according to the ninth embodiment, the first rotation unit and the second rotation unit are configured to be independently rotatable when viewed from the third rotation unit, and power is supplied to each of the three rotation units. , The second rotating unit can be rotated by the third rotating unit, the first rotating unit can be rotated by the second rotating unit, and the rotating shaft 46 can be further rotated by the first rotating unit. It is possible to obtain a very high rotational output. In the present embodiment, up to the third rotating unit is illustrated, but a plurality of rotating units may be further provided.
また、少なくとも、第3回転部に電力を供給して、残りの第1回転部あるいは第2回転部の何れか一方または双方に電力を供給しなければ、回転軸46に接続された負荷体を主に回転させるために、回転軸46と第3回転部との間に回転差が生じる。 In addition, if at least power is supplied to the third rotating unit and power is not supplied to one or both of the remaining first rotating unit and second rotating unit, a load body connected to the rotating shaft 46 is provided. In order to rotate mainly, a rotation difference arises between the rotating shaft 46 and the 3rd rotation part.
この回転差に基づいて、電力を供給していない回転部が発電して、電動機である第3回転部と負荷体との間から電力を回収することができ、したがって、利便性の向上、効率の向上が期待できるようになっている。 Based on this rotation difference, the rotating part that is not supplying power can generate electric power, and the electric power can be recovered from between the third rotating part that is an electric motor and the load body, thus improving convenience and efficiency. Improvement can be expected.
また、他の動作例として、例えば、第1回転部に電力を供給することで、回転軸46を回転し、回転軸46に接続した負荷体Wを回転させる。その一方で、回転可能に支持した第1ヨーク48、第2ヨーク53、第3ヨーク58が磁界の変化によって、夫々回転差を生じながら回転を開始し、その回転差に基づいて、電力を供給していない回転部が発電して、電力を回収することができる。したがって、利便性の向上、効率の向上が期待できるようになっている。 As another operation example, for example, by supplying electric power to the first rotating unit, the rotating shaft 46 is rotated, and the load body W connected to the rotating shaft 46 is rotated. On the other hand, the first yoke 48, the second yoke 53, and the third yoke 58, which are rotatably supported, start rotating while causing a rotation difference due to a change in the magnetic field, and supply electric power based on the rotation difference. The rotating part that is not generating power can recover the power. Therefore, improvement in convenience and improvement in efficiency can be expected.
以上、本実施の形態にかかる回転システムを説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。例えば、交流の電動機(発電機)で構成しても良い。 As mentioned above, although the rotation system concerning this Embodiment was demonstrated, Embodiment mentioned above shows an example of the suitable embodiment of this invention, This invention is not limited to it, The Various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, you may comprise with an alternating current motor (generator).
1、13、23、34…回転装置
2、25、44、46…回転軸
3、17、24、35、45…ハウジング
4、9、14、15、30、42…電機子コイル
5、11、18、32、40…永久磁石
6…第1の接点
7…第2の接点
8…フライホイール
10、19,20、31…整流子
12、21、22、33…ブラシ
16、41…磁鉄
26、36…サンギア
27、37…プラネタリーギア
28、38…キャリア
29、39…インターナルギア
47…第1永久磁石
48…第1ヨーク
49…第1磁鉄
50…第1電機子コイル
51…第1位置検出器
52…第2永久磁石
53…第2ヨーク
54…第2磁鉄
55…第2電機子コイル
56…第2位置検出器
57…第3永久磁石
58…第3ヨーク
59…第3磁鉄
60…第3電機子コイル
61…第3位置検出器
W…負荷体
m…機枠
DESCRIPTION OF
上記技術課題を達成するために、本発明にかかる回転システムは、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項1にかかる回転システムは、回転軸と、該回転軸を支持させるハウジングとを備え、電力を入力させることで前記回転軸が回転されると共に、前記回転軸を回転させることで電力が出力される可逆可能な回転装置を複数個接続させてなる回転システムであって、回転軸同士が一直線状となるように、かつ、所望の段数となるように、前記回転装置の回転軸に他の前記回転装置のハウジングが接続されてなり、始端の前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とし、前記回転装置は、前記ハウジング内に前記回転軸の軸線上に固定または回動可能に設けられたサンギアと、前記サンギアと噛合されたプラネタリーギアと、前記プラネタリーギアを保持させるキャリアと、前記ハウジング内に位置した前記回転軸の基端部に設けられ、前記プラネタリーギアと噛合されたインターナルギアと、前記キャリアに巻回された電機子コイルと、前記キャリアに設けられ、前記電機子コイルと導通された整流子と、前記電機子コイルを取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸の基端部に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石と、前記ハウジングに設けられ、前記整流子と導通されるブラシとを備えてなることを特徴とする。
請求項2にかかる回転システムは、回転軸と、該回転軸を支持させるハウジングとを備え、電力を入力させることで前記回転軸が回転されると共に、前記回転軸を回転させることで電力が出力される可逆可能な回転装置を複数個配設させてなる回転システムであって、一対の前記回転装置の回転軸同士を接続させてなる回転ユニットを、所望の段数となるように対向させた前記ハウジング同士を順次接続されてなり、始端の前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とし、前記回転装置は、前記ハウジング内に前記回転軸の軸線上に固定または回動可能に設けられたサンギアと、前記サンギアと噛合されたプラネタリーギアと、前記プラネタリーギアを保持させるキャリアと、前記ハウジング内に位置した前記回転軸の基端部に設けられ、前記プラネタリーギアと噛合されたインターナルギアと、前記キャリアに巻回された電機子コイルと、前記キャリアに設けられ、前記電機子コイルと導通された整流子と、前記電機子コイルを取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸の基端部に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石と、前記ハウジングに設けられ、前記整流子と導通されるブラシとを備えてなることを特徴とする。
請求項3にかかる回転システムは、回転軸と、該回転軸を支持させるハウジングとを備え、電力を入力させることで前記回転軸が回転されると共に、前記回転軸を回転させることで電力が出力される可逆可能な回転装置を複数個接続させてなる回転システムであって、回転軸同士が一直線状となるように、かつ、所望の段数となるように、前記回転装置の回転軸に他の前記回転装置のハウジングが接続されてなり、始端の前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とし、前記回転装置は、前記ハウジング内に前記回転軸の軸線上に固定または回動可能に設けられたサンギアと、前記サンギアと噛合されたプラネタリーギアと、前記プラネタリーギアを保持させるキャリアと、前記ハウジング内に位置した前記回転軸の基端部に設けられ、前記プラネタリーギアと噛合されたインターナルギアと、前記キャリアに環装され、界磁磁束を発生させる永久磁石と、前記永久磁石を取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸の基端部に設けられ磁鉄と、前記ハウジングに設けられ、前記磁鉄に起磁力を発生させる電機子コイルと、前記ハウジング内に設けられ、前記キャリアの回転に基づいて前記電機子コイルへ流す電流の切り替えタイミングを検出する位置検出器とを備えてなることを特徴とする。
請求項4にかかる回転システムは、回転軸と、該回転軸を支持させるハウジングとを備え、電力を入力させることで前記回転軸が回転されると共に、前記回転軸を回転させることで電力が出力される可逆可能な回転装置を複数個配設させてなる回転システムであって、一対の前記回転装置の回転軸同士を接続させてなる回転ユニットを、所望の段数となるように対向させた前記ハウジング同士を順次接続されてなり、始端の前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とし、前記回転装置は、前記ハウジング内に前記回転軸の軸線上に固定または回動可能に設けられたサンギアと、前記サンギアと噛合されたプラネタリーギアと、前記プラネタリーギアを保持させるキャリアと、前記ハウジング内に位置した前記回転軸の基端部に設けられ、前記プラネタリーギアと噛合されたインターナルギアと、前記キャリアに環装され、界磁磁束を発生させる永久磁石と、前記永久磁石を取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸の基端部に設けられ磁鉄と、前記ハウジングに設けられ、前記磁鉄に起磁力を発生させる電機子コイルと、前記ハウジング内に設けられ、前記キャリアの回転に基づいて前記電機子コイルへ流す電流の切り替えタイミングを検出する位置検出器とを備えてなることを特徴とする。
請求項5にかかる回転システムは、請求項1乃至4のいずれかにおいて、全ての前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とすることを特徴とする。
請求項6にかかる回転システムは、請求項1または3において、終端の前記回転装置の回転軸に外部機器の回転入力部が接続され、始端の前記回転装置の回転軸の回転数と、終端の前記回転装置の回転軸の回転数との回転差を利用して、始端の前記回転装置以外の前記回転装置を発電機として電力が出力されるように構成されていることを特徴とする。
請求項7にかかる回転システムは、請求項6において、前記外部機器は、前記回転装置であると共に、前記回転入力部はその回転装置の回転軸であり、その回転装置を発電機として電力が出力されるように構成されていることを特徴とする。
請求項8にかかる回転システムは、請求項2または4において、終端の前記回転装置のハウジングに外部機器の回転入力部が接続され、始端の前記回転装置以外の前記回転装置を発電機として、始端の前記回転装置の回転軸の回転数と、終端の前記回転装置のハウジングまたは回転軸の回転数との回転差を利用して電力を出力させることを特徴とする。
請求項9にかかる回転システムは、請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記始端の前記回転装置以外の前記回転装置に、少なくとも一つのフライホイールを環装させたことを特徴とする。
請求項10にかかる回転システムは、請求項9において、前記フライホイールに電機子コイルが巻回されると共に、界磁磁束を発生させる永久磁石を、前記電機子コイルを取り囲むように配設させて発電機が構成されたことを特徴とする。
In order to achieve the above technical problem, the rotating system according to the present invention has the following technical means.
That is, the rotating system according to
According to a second aspect of the present invention, a rotating system includes a rotating shaft and a housing that supports the rotating shaft, and the rotating shaft is rotated by inputting electric power, and the electric power is output by rotating the rotating shaft. A rotating system in which a plurality of reversible rotating devices are disposed, wherein the rotating units formed by connecting the rotating shafts of a pair of the rotating devices face each other so as to have a desired number of stages. The housings are sequentially connected to each other, and the rotating device at the starting end is an electric motor that inputs electric power to rotate the rotating shaft, and the rotating device is fixed or rotated on the axis of the rotating shaft in the housing. A movable sun gear, a planetary gear meshed with the sun gear, a carrier for holding the planetary gear, and the rotating shaft located in the housing An internal gear provided at a base end and meshed with the planetary gear; an armature coil wound around the carrier; a commutator provided at the carrier and connected to the armature coil; A permanent magnet for generating a field magnetic flux is provided at the base end of the rotating shaft so as to surround the armature coil and adjacent to the internal gear, and is provided in the housing, and is electrically connected to the commutator. And a brush to be provided .
A rotation system according to a third aspect includes a rotation shaft and a housing that supports the rotation shaft, and the rotation shaft is rotated by inputting electric power, and the electric power is output by rotating the rotation shaft. A rotating system in which a plurality of reversible rotating devices are connected to each other so that the rotating shafts are in a straight line and have a desired number of stages. The rotating device housing is connected, and the starting rotating device is an electric motor that inputs electric power to rotate the rotating shaft, and the rotating device is fixed on the axis of the rotating shaft in the housing or A sun gear provided rotatably, a planetary gear meshed with the sun gear, a carrier for holding the planetary gear, and the rotating shaft located in the housing An internal gear provided at an end and meshed with the planetary gear, a permanent magnet that is mounted on the carrier and generates a field magnetic flux, and surrounds the permanent magnet and is adjacent to the internal gear The magnetic iron provided at the base end of the rotating shaft, the armature coil provided in the housing and generating a magnetomotive force in the magnetic iron, and provided in the housing, based on the rotation of the carrier And a position detector for detecting the switching timing of the current flowing to the armature coil .
According to a fourth aspect of the present invention, a rotating system includes a rotating shaft and a housing that supports the rotating shaft. The rotating shaft is rotated by inputting electric power, and electric power is output by rotating the rotating shaft. A rotating system in which a plurality of reversible rotating devices are disposed, wherein the rotating units formed by connecting the rotating shafts of a pair of the rotating devices face each other so as to have a desired number of stages. The housings are sequentially connected to each other, and the rotating device at the start end is an electric motor that inputs electric power to rotate the rotating shaft, and the rotating device is fixed or rotated on the axis of the rotating shaft in the housing. A sun gear provided in a possible manner, a planetary gear meshed with the sun gear, a carrier for holding the planetary gear, and the rotating shaft located in the housing An internal gear provided at a base end portion and meshed with the planetary gear, a permanent magnet that is mounted on the carrier and generates a field magnetic flux, surrounds the permanent magnet, and is connected to the internal gear. Magnet iron provided at the base end of the rotating shaft so as to be adjacent to each other, an armature coil provided in the housing and generating a magnetomotive force in the magnet iron, provided in the housing, for rotating the carrier And a position detector for detecting a switching timing of a current to be supplied to the armature coil .
A rotating system according to a fifth aspect is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects, all the rotating devices are electric motors that input electric power to rotate the rotating shaft.
A rotation system according to a sixth aspect is the rotation system according to the first or third aspect, wherein a rotation input unit of an external device is connected to the rotation shaft of the rotation device at the end, and the rotation speed of the rotation shaft of the rotation device at the start end, By using a rotation difference with the rotation speed of the rotating shaft of the rotating device, the rotating device other than the rotating device at the starting end is used as a generator to output electric power .
The rotation system according to claim 7 is the rotation system according to
A rotating system according to an eighth aspect is the rotating system according to the second or fourth aspect, wherein a rotation input unit of an external device is connected to a housing of the rotating device at the end, and the rotating device other than the rotating device at the starting end is used as a generator. Electric power is output using a rotational difference between the rotational speed of the rotating shaft of the rotating device and the rotational speed of the housing or rotating shaft of the rotating device at the end .
A rotating system according to a ninth aspect is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects, at least one flywheel is mounted around the rotating device other than the rotating device at the starting end .
A rotating system according to a tenth aspect is the rotating system according to the ninth aspect, wherein an armature coil is wound around the flywheel, and a permanent magnet that generates a field magnetic flux is disposed so as to surround the armature coil. A generator is constructed .
Claims (12)
回転軸同士が一直線状となるように、かつ、所望の段数となるように、前記回転装置の回転軸に他の前記回転装置のハウジングが接続されてなり、
始端の前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とすることを特徴とする回転システム。A plurality of reversible rotating devices, each having a rotating shaft and a housing for supporting the rotating shaft, wherein the rotating shaft is rotated by inputting electric power and the electric power is output by rotating the rotating shaft. It is a rotating system that is connected individually,
A housing of another rotating device is connected to the rotating shaft of the rotating device so that the rotating shafts are in a straight line and have a desired number of stages,
The rotation device at the start end is an electric motor that inputs electric power and rotates the rotation shaft.
一対の前記回転装置の回転軸同士を接続させてなる回転ユニットを、所望の段数となるように対向させた前記ハウジング同士を順次接続されてなり、
始端の前記回転装置は、電力を入力させて前記回転軸を回転させる電動機とすることを特徴とする回転システム。A plurality of reversible rotating devices, each having a rotating shaft and a housing for supporting the rotating shaft, wherein the rotating shaft is rotated by inputting electric power and the electric power is output by rotating the rotating shaft. It is a rotating system that is arranged individually,
The rotating units formed by connecting the rotating shafts of the pair of rotating devices are sequentially connected with the housings facing each other so as to have a desired number of stages,
The rotation device at the start end is an electric motor that inputs electric power and rotates the rotation shaft.
始端の前記回転装置の回転軸の回転数と、終端の前記回転装置の回転軸の回転数との回転差を利用して、始端の前記回転装置以外の前記回転装置を発電機として電力が出力されるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の回転システム。A rotation input unit of an external device is connected to the rotation shaft of the rotating device at the end,
Using the rotational difference between the rotational speed of the rotating shaft of the rotating device at the starting end and the rotating speed of the rotating shaft of the rotating device at the terminating end, electric power is output using the rotating device other than the rotating device at the starting end as a generator. The rotation system according to claim 1, wherein the rotation system is configured as described above.
始端の前記回転装置以外の前記回転装置を発電機として、始端の前記回転装置の回転軸の回転数と、終端の前記回転装置のハウジングまたは回転軸の回転数との回転差を利用して電力を出力させることを特徴とする請求項2記載の回転システム。The rotation input part of an external device is connected to the housing of the rotating device at the end,
Using the rotating device other than the rotating device at the starting end as a generator, electric power is obtained by using the rotation difference between the rotating speed of the rotating shaft of the rotating device at the starting end and the rotating speed of the housing or rotating shaft of the rotating device at the end. The rotation system according to claim 2, wherein:
前記回転軸に巻回された一対の電機子コイルと、
その電機子コイルを取り囲むように前記ハウジング内に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石と、
前記回転軸に設けられ、前記一対の電機子コイルの夫々に導通するように割り当てられた一対の整流子と、
前記ハウジングに設けられ、その一対の整流子の夫々に導通するように割り当てられた一対のブラシとを備えてなり、
一方のブラシに電力を入力させて前記回転軸を回転させると同時に、他方のブラシから電力が出力されるように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の回転システム。The rotating device is
A pair of armature coils wound around the rotating shaft;
A permanent magnet provided in the housing so as to surround the armature coil and generating a field magnetic flux;
A pair of commutators provided on the rotating shaft and assigned to conduct to each of the pair of armature coils;
A pair of brushes provided in the housing and assigned to conduct to each of the pair of commutators;
The rotation system according to claim 1 or 2, wherein electric power is input to one brush to rotate the rotating shaft, and at the same time, electric power is output from the other brush.
前記ハウジング内に前記回転軸の軸線上に固定または回動可能に設けられたサンギアと、
前記サンギアと噛合されたプラネタリーギアと、
前記プラネタリーギアを保持させるキャリアと、
前記ハウジング内に位置した前記回転軸の基端部に設けられ、前記プラネタリーギアと噛合されたインターナルギアと、
前記キャリアに巻回された電機子コイルと、
前記キャリアに設けられ、前記電機子コイルと導通された整流子と、
前記電機子コイルを取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸の基端部に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石と、
前記ハウジングに設けられ、前記整流子と導通されるブラシと
を備えてなることを特徴とする請求項1または2記載の回転システム。The rotating device is
A sun gear provided in the housing so as to be fixed or rotatable on the axis of the rotary shaft;
Planetary gear meshed with the sun gear;
A carrier for holding the planetary gear;
An internal gear provided at a base end portion of the rotating shaft located in the housing and meshed with the planetary gear;
An armature coil wound around the carrier;
A commutator provided on the carrier and connected to the armature coil;
A permanent magnet that surrounds the armature coil and is provided at the proximal end of the rotating shaft so as to be adjacent to the internal gear, and generates a field magnetic flux;
The rotation system according to claim 1, further comprising a brush provided in the housing and connected to the commutator.
前記ハウジング内に前記回転軸の軸線上に固定または回動可能に設けられたサンギアと、
前記サンギアと噛合されたプラネタリーギアと、
前記プラネタリーギアを保持させるキャリアと、
前記ハウジング内に位置した前記回転軸の基端部に設けられ、前記プラネタリーギアと噛合されたインターナルギアと、
前記キャリアに環装され、界磁磁束を発生させる永久磁石と、
前記永久磁石を取り囲むように、かつ、前記インターナルギアに隣接するように前記回転軸の基端部に設けられ磁鉄と、
前記ハウジングに設けられ、前記磁鉄に起磁力を発生させる電機子コイルと、
前記ハウジング内に設けられ、前記キャリアの回転に基づいて前記電機子コイルへ流す電流の切り替えタイミングを検出する位置検出器と
を備えてなることを特徴とする請求項1または2記載の回転システム。The rotating device is
A sun gear provided in the housing so as to be fixed or rotatable on the axis of the rotary shaft;
Planetary gear meshed with the sun gear;
A carrier for holding the planetary gear;
An internal gear provided at a base end portion of the rotating shaft located in the housing and meshed with the planetary gear;
A permanent magnet that is mounted on the carrier and generates a field magnetic flux;
Magnetic iron provided at the base end of the rotating shaft so as to surround the permanent magnet and adjacent to the internal gear;
An armature coil provided in the housing and generating magnetomotive force in the magnetic iron;
The rotation system according to claim 1, further comprising: a position detector that is provided in the housing and detects a switching timing of a current to be supplied to the armature coil based on rotation of the carrier.
前記回転装置は、永久磁石を取り囲むように設けられた磁鉄と、その磁鉄に並設されるように、かつ、切り離されて固定配置され、その磁鉄に起磁力を発生させる電機子コイルと、前記永久磁石の回転に基づいて前記電機子コイルへ流す電流の切り替えタイミングを検出する位置検出器とを備えて構成された回転部を備え、
その回転部を前記回転軸の延設方向と直交する方向に複数配置させて、前記回転軸と、複数の前記磁鉄とが夫々独立させて回転可能に構成されていると共に、最も外側に配設された磁鉄は、前記ハウジングに固定されてなることを特徴とする回転システム。A plurality of reversible rotating devices, each having a rotating shaft and a housing for supporting the rotating shaft, wherein the rotating shaft is rotated by inputting electric power and the electric power is output by rotating the rotating shaft. It is a rotating system that is connected individually,
The rotating device includes a magnetic iron provided so as to surround a permanent magnet, and an armature coil that is arranged in parallel with the magnetic iron and is separated and fixed to generate a magnetomotive force in the magnetic iron. And a rotation unit configured to include a position detector that detects a switching timing of a current flowing to the armature coil based on the rotation of the permanent magnet,
A plurality of rotating portions are arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the rotating shaft, and the rotating shaft and the plurality of magnetic irons are configured to be independently rotatable, and arranged on the outermost side. The rotating system is characterized in that the installed magnetic iron is fixed to the housing.
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