WO2006126486A1

WO2006126486A1 - 回転装置

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Publication number: WO2006126486A1
Application number: PCT/JP2006/310149
Authority: WO
Inventors: Yoshiji Kondo
Original assignee: Yoshiji Kondo
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2006-11-30
Also published as: JP2008199689A

Abstract

　所望の段数となるように、かつ、回転軸１０５、１０６同士が一直線状となるように、電動機や発電機からなる回転機１０１のハウジング１０９に他の回転機１０２のハウジング１０９が接続されて構成された回転ユニット１００を、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をおいて複数個配設する。そして、夫々の回転機１０１の回転軸１０５を固定端とすると共に、夫々の回転機１０２の回転軸１０６を、同期部１２０を介して同期する。さらに、夫々の回転ユニット１００のハウジング１０９同士を、第２同期部１２１を介して同期する。このように構成することで、従来の発電機や電動機と比較して、特に、界磁磁束を発生させる永久磁石の総面積を大きくすることが可能になるから、性能の向上が期待できる。

Description

明細書

回転装置

技術分野

[0001] 本発明は、電動機や発電機などの回転装置に関する。

背景技術

[0002] 従来から、電動機や発電機などの回転装置がある。この従来の回転装置は、その大小に関わらず、一つのケーシング内に、一つの回転子と、ケーシング内面に固定された固定子と、回転子の回転を外部に伝える一本の回転軸等が内装されている。

[0003] 特許文献 1 :特開 2004— 159402公報（段落 0014、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、従来の回転装置は、上記したように、その大小に関わらず、一つのケ一シング内に、一つの回転子と、ケーシング内面に固定された固定子と、回転子の回転を外部に伝える一本の回転軸等が内装された構成であるため、性能の向上には自ずと限界があった。

し力も、従来の回転装置は、当然のことながら、大型になればなるほど各部品が大型化してしまい、生産性が悪力つた。

[0005] 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装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 上記技術課題を達成するために、本発明にかかる回転装置は、下記の技術的手段を講じた。

すなわち、請求項 1にかかる回転装置は、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機を複数個接続させてなる回転装置であって、

複数個の前記回転機を並設させて収納させる筐体と、夫々の前記回転軸を同期させる同期部と、その同期部と接続され回転の入出力がされる入出力軸とを備えていることを特徴とする。

請求項 2にかかる回転装置は、請求項 1において、所望の段数となるように、かつ、回転軸同士が分断した一直線状となるように、前記回転機のハウジングに他の前記回転機のハウジングが接続されて構成された回転ユニットが、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をおいて複数個配設され、その一方側夫々の前記回転機の回転軸が固定端とされると共に、他方側の前記回転機の回転軸が前記同期部を介して同期され、夫々の前記回転ユニットの前記ハウジング同士を同期させる第 2同期部を備えていることを特徴とする。

請求項 3にかかる回転装置は、請求項 1において、所望の段数となるように、かつ、回転軸同士が分断した一直線状となるように、前記回転機のハウジングに他の前記回転機のハウジングが接続されて構成された回転ユニットが、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をおいて複数個配設され、両端の前記回転機の回転軸が一対の前記同期部を介して同期され、夫々の前記回転ユニットの前記ハウジング同士を同期させる第 2同期部を備えていることを特徴とする。

請求項 4に力かる回転装置は、入出力軸と、該入出力軸を支持させる筐体とを備え、電力を入力させることで前記入出力軸が回転されると共に、前記入出力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機を前記入出力軸の軸方向に複数個接続させてなる回転装置であって、前記入出力軸は、前記筐体を貫くように配設されて複数個の前記回転機の共通部材とされ、前記回転機は、前記入出力軸の回転と連動される遊星歯車機構が内装され、該遊星歯車機構を構成するギア群の回転差に基づ!/、て発電または前記入出力軸に回転を付与させるように構成されてなることを特徴とする。

請求項 5にかかる回転装置は、請求項 2記載の回転装置の前記入出力軸と請求項 3記載の回転装置の一方側の前記入出力軸とが接続され、請求項 3記載の回転装置の他方側の前記入出力軸と請求項 4記載の回転装置の一方側の前記入出力軸とが接続されてなり、請求項 4記載の回転装置の他方側の前記入出力軸から回転の入出力をさせることを特徴とする。請求項 6にかかる回転装置は、回転軸を備え、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機を複数個配設させてなる回転装置であって、前記回転機は、円筒状部材の内側に設けられ該円筒状部材を回転させる第 1回転機と、該第 1回転機の内側に円を描くように周方向に所定間隔をおいて複数個設けられ前記円筒状部材の回転によつて回転させられる第 2回転機とを備えてなることを特徴とする。

請求項 7にかかる回転装置は、請求項 6において、前記第 1回転機は、前記円筒状部材と同心円となるように該円筒状部材に内側に固定されたリング部材と、該リング部材の外周面に、周方向に所定間隔をおいて外側に向力つて突設された複数個の磁鉄と、該磁鉄に卷回された電機子コイルと、その電機子コイルを取り囲むように前記円筒状部材の内周面に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石とを備えてなることを特徴とする。

請求項 8にかかる回転装置は、請求項 7において、前記円筒状部材と同心円となるように前記リング部材に内側に配設され、内周面にギアが設けられていると共に前記円筒状部材と供回りする内側円筒状部材と、前記内側円筒状部材に内側に固定された固定部材と、

前記ギアと嚙合されるように、前記固定部材の外周側に周方向に向力つて所定間隔をおいて複数個設けられたピ-オンギアとを備え、前記第 2回転機は、前記回転軸が前記固定部材に固定されると共に前記ピ-オンギアに内装されていることを特徴とする。

請求項 9にかかる回転装置は、請求項 7において、前記円筒状部材と同心円となるように前記リング部材に内側に配設され、内周面にギアが設けられていると共に前記円筒状部材と供回りする内側円筒状部材と、前記内側円筒状部材に内側に固定された固定部材と、前記ギアと嚙合されるように、前記固定部材の外周側に周方向に向かって所定間隔をおいて複数個設けられたピ-オンギアと、所望の段数となるように、かつ、回転軸同士が分断した一直線状となるように、前記第 2回転機のハウジングに他の前記第 2回転機のハウジングが接続されて構成された回転ユニットとを備えてなり、一方側の前記第 2回転機の回転軸が前記固定部材に固定されていると共に、他方側の前記第 2回転機の前記ハウジングが前記ピ-オンギアに固定されて、ることを特徴とする。

請求項 10にかかる回転装置は、請求項 8または 9において、前記円筒状部材は車両用ホイールであることを特徴とする。

発明の効果

[0007] 本発明にかかる回転装置によれば、筐体の中に、複数個の回転機を収納させ、同期部で夫々の回転軸を同期させ、入出力軸を介して入出力をする構成にして、従来の一つのケーシング内に一つの回転機構を内装した回転装置 (本発明にかかる回転装置と外観が同じ大きさ）と比較して、特に、界磁磁束を発生させる永久磁石の総面積を大きくすることが可能になるから、性能の向上が期待できる。

また、本発明にかかる回転装置によれば、複数個の回転機魏合させて一つの回転装置としていることから、例えば大型の回転装置を構成したとしても、その内部は、各部品が大型化することなぐ従来の回転装置と比較して生産性を向上できる。発明を実施するための最良の形態

[0008] 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にかかる回転装置 Aは、図 1及び図 2に示すように、一つの筐体 118 の内部に、図 3に示す回転ユニット 100を、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をお、て複数個配設させた例である。

[0009] まず、最初に上記した回転ユニット 100を説明する。この回転ユニット 100は、図 3 に示すように、回転機 101…と、接続部材 103と、入出力部 104とを備えて構成されている。

[0010] 回転機 101· ··は、回転軸 105· ··と、その回転軸 105· ··に固定された磁鉄 107と、その磁鉄 107を介して卷回された電機子コイル 108と、回転軸 105· ··を回転可能に支持させるハウジング 109と、電機子コイル 108を取り囲むようにハウジング 109内に設けられ界磁磁束を発生させる永久磁石 110と、回転軸 105· ··に設けられ電機子コィル 108に導通させる整流子 (後述する）と、整流子に摺接させて導通させるブラシ（後述する）とを備えてなる。この回転機 101…は、電力を入力することで回転軸 105 …が回転し、その逆に、回転軸 105· ··を回転することで電力が出力する可逆可能になっている。すなわち、この回転機 101…は電動機でもあり発電機でもある。

[0011] なお、他方側（図 3において上方側）の回転機 102の整流子 115とブラシ 116は、後述する入出力部 104の構成部材となっており、一方側（図 3において下方側）の回転機 101の整流子とブラシは、図示を省略している。

[0012] さらに、この回転機 101· ··は、図 3に示すように、 2つ一組となっており、一方側の回転機 101の回転軸 105は、下方に向かって漸次拡径された複数段の段付軸状に形成され、他方側の回転機 102の回転軸 106は、上方に向力つて大きく突出されている。そして、この 2つ一組の回転機 101· ··は、夫々の回転軸 105· ··が繋がらないように、かつ、夫々の回転軸 105· ··同士が一直線状となるように後述する接続部材 103 で接続されている。

[0013] 接続部材 103は、夫々のハウジング 109端面に形成された凸部 111と嵌合される連通孔が形成された筒部 112とその筒部 112の両端が鍔状に張り出された鍔部 113 とを備えて構成されている。そして、このように構成された接続部材 103は、連通孔の両側に夫々の凸部 111を嵌合させると共に、夫々の鍔部 113と夫々のハウジング 10 9端面とが螺合されて、 2つ一組の回転機 101…のハウジング 109同士を接続させている。

[0014] 入出力部 104は、他方側の回転機 102のハウジング 109から大きく上方へ向かつて突出された回転軸 106を覆うように、他方側の回転機 102のハウジング 109とベアリングを介して接続される。入出力部 104はその上部で他方側の回転機 102の回転軸 106を、ベアリングを介して支持させた筒状部材 114と、他方側の回転機 102の回転軸 106に環装され他方側の電機子コイル 108に導通された整流子 115と、筒状部材 114に設けられ該整流子 115に摺接させて導通させる 3つ一組のブラシ 116 (図示は回転機 101· ··が 3相の場合を例示）とを備えてなる。なお、上記したように、一方側の回転機 101の整流子とブラシは、図示を省略している。

[0015] また、筒状部材 114から突出された回転軸 106 (他方側の回転機 102の）の上部には、ピ-オンギア 117が設けられている。

[0016] 以上のように構成された回転ユニット 100を用いて、実施の形態 1にかかる回転装置 Aが構成されている。

すなわち、実施の形態 1にかかる回転装置 Aは、筐体 118と、回転ユニット 100と、入出力軸 119と、同期部 120と、第 2同期部 121とを備えて構成されている。

[0017] 筐体 118は、上下が閉蓋された略円筒状に形成されている。そして、上記の回転ュニット 100を構成する一方側の回転機 101の回転軸 105基部（拡径された軸側）が筐体 118底面の周端側に嵌合されると共に、筒状部材 114から突出された回転軸 106 (他方側の回転機 102の）の上端部が、ベアリングを介して筐体 118上面に回転可能に支持され、図 2に示すように、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をおいて、複数個の回転ユニット 100を定位置で支持させている。

[0018] 入出力軸 119は、略棒状部材カもなり、その上部に挿嵌された管状のアウター部材 122とベアリングを介して入出力軸 119上部が筐体 118の上面中央に回動可能に支持されていると共に、入出力軸 119下部が筐体 118底面中央にベアリングを介して回動可能に支持されて、る。

また、筐体 118上面中央力も突出された入出力軸 119の上部には、他のカップリングと接続されるカップリング Bが設けられている。

[0019] 同期部 120は、アウター部材 122にベアリングを介して回動可能に支持されたギア 123と、筒状部材 114から突出された回転軸 106 (他方側の回転機 102の）の上部に設けられギア 123と嚙合された上記のピ-オンギア 117とを備えて構成されている。同期部 120は当該回転装置 Aを発電機とした場合、入出力軸 119の回転が夫々の回転軸 106 (他方側の回転機 102夫々の）に伝達され、当該回転装置 Aを電動機とした場合、夫々の回転軸 106 (他方側の回転機 102夫々の）の回転が入出力軸 119 に伝達されるようになって、る。

[0020] 第 2同期部 121は、回転機 101· ··のハウジング 109同士を接続させる接続部材 10 3の筒部 112の外周に固定されたピ-オンギア 124と、ベアリングを介して入出力軸 1 19に回動可能に支持され、該ピ-オンギア 124と嚙合されたギア 125とを備えて構成されており、夫々の回転ユニット 100のハウジング 109同士を同期させるようになつている。

[0021] 以上のように構成された実施の形態 1にかかる回転装置 Aは、当該回転装置 Aを発電機とした場合、入出力軸 119に回転を付与すると、夫々の回転軸 106 (他方側の回転機 102夫々の）に伝達する。このとき、接続部材 103を介して接続された一方側の回転機 101のハウジング 109の回転方向の抵抗力によって、他方側の回転機 102 のハウジング 109と他方側の回転機 102の回転軸 106とに差速が生じて他方側の回転機 102が発電する。これと同時に、回転軸 105を固定した一方側の回転機 101も、ハウジング 109と回転軸 105に差速が生じて一方側の回転機 101も発電する。また、第 2同期部 121によって夫々の回転ユニット 100のハウジング 109同士が同期回転することで、出力する電力に位相差が生じることなぐ同一位相でもって発電する。

[0022] 当該回転装置 Aを電動機とした場合、一方側の回転機 101のみに電力を付与する場合と、一方側と他方側の回転機 102双方に電力を付与する場合がある。

[0023] まず、一方側の回転機 101のみに電力を付与する場合、一方側と他方側のハウジング 109が同期回転し、他方側の回転機 102のハウジング 109と他方側の回転機 10 2の回転軸 106との間に差速が生じて他方側の回転機 102は発電する。そして、他方側の回転機 102の回転軸 106の回転はピ-オンギア 117、ギア 123を介して入出力軸 119に伝達する。すなわち、一方側の回転機 101のみに電力を付与する場合、発電と同時に回転出力をする。

[0024] 次いで、一方側と他方側の回転機 102双方に電力を付与する場合、一方側と他方側のハウジング 109が同期回転し、力!]えて、他方側の回転機 102の回転軸 106が回転することから、他方側の回転機 102の回転軸 106は、より高速回転し、ピニオンギァ 117、ギア 123を介して入出力軸 119が高速回転出力する。すなわち、一方側と他方側の回転機 102双方に電力を付与する場合、ピニオンギア 117、ギア 123で減速されるが、上記した一方側の回転機 101のみに電力を付与する場合と比較して、高速な回転出力をする。

[0025] なお、実施の形態 1では、他方側の回転機 102と一方側の回転機 101と接続させた回転ユニット 100を用いている力単に、一方側の回転機 101のみを、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をお、て複数個配設させても良、。

[0026] (実施の形態 2)

実施の形態 2にかかる回転装置 Cは、図 5に示すように、実施の形態 1で例示した回転装置 Aの第 2同期部 121を境に、他方側の回転機 102 (図 1において上方側)等をミラー反転するように上下に配設させた例であり、実施の形態 1と共通する構成部は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

[0027] すなわち、実施の形態 2にかかる回転装置 Cは、回転ユニット 200と、筐体 201と、入出力軸 202と、同期部 120と、第 2同期部 121とを備えて構成されている。

[0028] 回転ユニット 200は、接続部材 103を介してハウジング 109同士が接続された 2つ一組の回転機 102と、夫々の回転機 102の電気的な入出力を行う入出力部 104を備えて構成されている。

[0029] 筐体 201は、上下が閉蓋された略円筒状に形成されている。そして、上下、夫々の回転機 102の回転軸 106が、ベアリングを介して筐体 201上下面に回転可能に支持され、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をおいて、複数個の回転ユニット 20

0を定位置で支持させて、る。

[0030] 入出力軸 202は、略棒状部材カもなり、筐体 201上下面の夫々の中央に、ベアリングと入出力軸 202上下部に挿嵌された管状のアウター部材 122を介して入出力軸 2

02上部と入出力軸 202下部とが回動可能に支持されている。

また、筐体 201上面中央および筐体 201下面中央力も突出された入出力軸 202の上部および下部には、他のカップリング Bと接続されるカップリング Bが夫々設けられている。

[0031] 同期部 120は、アウター部材 122にベアリングを介して回動可能に支持されたギア 123と、上下、夫々の回転機 102の回転軸 106に設けられギア 123と嚙合された上記のピ-オンギア 117とを備えて構成されて、る。同期部 120は当該回転装置 Cを発電機とした場合、入出力軸 202の回転が夫々の回転軸 106に伝達され、当該回転装置 Cを電動機とした場合、夫々の回転軸 106の回転が入出力軸 202に伝達されるようになっている。

[0032] 第 2同期部 121は、実施の形態 1と同じぐ回転機 102のハウジング 109同士を接続させる接続部材 103の筒部の外周に固定されたピ-オンギア 124と、ベアリングを介して入出力軸 202に回動可能に支持され、該ピ-オンギア 124と嚙合されたギア 1 25とを備えて構成されており、夫々の回転ユニット 200のハウジング 109同士を同期させるようになつている。

[0033] 以上のように構成された実施の形態 2にかかる回転装置 Cは、当該回転装置 Cを発電機とした場合、入出力軸 202に回転を付与すると、回転ユニット 200の一方側の回転軸 106に伝達する。このとき、接続部材 103を介して接続された他方側の回転機 1 02のハウジング 109の回転方向の抵抗力によって、一方側の回転機 102のハウジング 109と一方側の回転機 102の回転軸 106とに差速が生じて一方側の回転機 102 が発電する。これと同時に、他方側の回転機 102も、ハウジング 109と回転軸 106に差速が生じて他方側の回転機 102も発電する。また、第 2同期部 121によって夫々の回転ユニット 200のハウジング 109同士が同期回転することで、出力する電力に位相差が生じることなぐ同一位相でもって発電する。

[0034] 当該回転装置 Cを電動機とした場合、一方側の回転機 102のみに電力を付与する場合と、一方側と他方側の回転機 102双方に電力を付与する場合がある。

[0035] まず、一方側の回転機 102のみに電力を付与する場合、一方側と他方側のハウジング 109が同期回転し、他方側の回転機 102のハウジング 109と他方側の回転機 10 2の回転軸 106との間に差速が生じて他方側の回転機 102は発電する。そして、上下夫々の回転機 102の回転軸 106の回転は、ピ-オンギア 117、ギア 123を介して入出力軸 202に伝達する。すなわち、一方側の回転機 102のみに電力を付与する場合、発電と同時に回転出力をする。

[0036] 次いで、回転機 102双方に電力を付与する場合、一方側と他方側のハウジング 10 9が同期回転しながら、カロえて、他方側の回転機 102の回転軸 106が回転することから、他方側の回転機 102の回転軸 106は、双方の回転機 102の回転軸 106が回転し、ピ-オンギア 117、ギア 123を介して入出力軸 202に伝達する。

なお、実施の形態 2にかかる回転装置 Cは、回転機 102双方の何れの構成部材も筐体 201に回動可能に支持されているため、電動機として用いるより、発電機として用いるのが好適である。

[0037] 次に、実施の形態 3〜実施の形態 5を説明する。この実施の形態 3〜実施の形態 5 は、図 6〜図 8に示すように、一本の入出力軸を共通部材とし、入出力軸の軸方向に回転機が複数個接続 (実施形態では 2つ）され、夫々の回転機に入出力軸の回転と連動される遊星歯車機構が内装され、該遊星歯車機構を構成するギア群の回転差に基づいて発電または前記入出力軸に回転を付与させるように構成されたものが例示されている。

[0038] (実施の形態 3)

この実施の形態 3にかかる回転装置 Dは、図 6に示すように、筐体 300と、入出力軸 301と、サンギア 302と、インターナノレギア 303と、キャリア 304と、プラタリーギア 30 5と、電機子コイル 306と、永久磁石 307とを備えて構成されている。なお、サンギア 3 02と、インターナルギア 303と、キャリア 304と、プラネタリーギア 305とで遊星歯車機構が構成される。

[0039] 筐体 300は、上下が閉蓋された中空円筒状に形成され、その上下面の中央が後述する入出力軸 301を突設されるように開口されてなる。

入出力軸 301は、上記したように、筐体 300の上下面の中央を貫くように、筐体 30

0に回動可能に支持されて、る。

[0040] サンギア 302は、一端側に歯面が形成された筒状部材カもなり、筐体 300の上下面の中央に開口された孔と一致するように、かつ、歯面が筐体 300内方となるように、筐体 300の上下面の中央に固定されて、る。

[0041] インターナルギア 303は、断面略コ字状に形成されると共に断面略コ字状の内周面に歯面が形成された円筒状部材であり、筐体 300内に位置した入出力軸 301の中途部に底面が固定され、後述するプラネタリーギア 305と嚙合されている。

[0042] キャリア 304は、上下部が鍔状に張り出された略円筒状に形成され、インターナルギア 303の底面と、サンギア 302との間に位置した入出力軸 301の中途部に、ベアリングを介して回動可能に支持されてヽる。

[0043] プラネタリーギア 305は、キャリア 304の一方の端面力も突出するように回転可能に支持された複数個のギアであり、上記したサンギア 302とインターナルギア 303の双方に嚙合されている。なお、このプラネタリーギア 305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。

[0044] なお、このプラネタリーギア 305は、図 9に示すように、その内部に回転機 313を内装してもよい。この回転機 313は、キャリア 304の端面力も突出されベアリングを介してプラネタリーギア 305を回動可能に支持させる固定軸 309と、その固定軸 309に環装された磁鉄 310と、その磁鉄 310に卷回された電機子コイル 311と、ブラネタリーギァ 305内周に電機子コイル 311を覆うように設けられ界磁磁束を発生させる永久磁石 312とを備えて構成される。

[0045] 電機子コイル 306は、キャリア 304の他方の端部外周面を磁鉄とし、その磁鉄とされたキャリア 304の他方の端部外周面に卷回されて、る。

[0046] 永久磁石 307は、電機子コイル 306を取り囲むように、インターナルギア 303の内周面に設けられ、界磁磁束を発生させるようになつている。

なお、電機子コイル 306と導通される整流子、整流子と導通可能に摺接されるブラシは図示を省略している。

[0047] そして、この上記した、入出力軸 301と、サンギア 302と、インターナルギア 303と、キャリア 304と、プラネタリーギア 305と、電機子コィノレ 306と、永久磁石 307とを備えて回転機 308が構成され、図 6に示すように、この回転機 308がミラー反転するように上下に配設されている。

[0048] 以上のように構成された実施の形態 3にかかる回転装置 Dは、当該回転装置 Dを発電機とした場合、入出力軸 301に回転を付与することにより、固定されたサンギア 30 2を中心にして、インターナルギア 303と、プラネタリーギア 305が回転し、キャリア 30 4の他方の端部外周面に卷回された電機子コイル 306と、永久磁石 307とが相対的に移動することによって発電する。

またこれと同時に、プラネタリーギア 305に回転機 308を内装した場合、かかる回転機 308からも発電する。

[0049] 当該回転装置 Dを電動機とした場合、一方側の回転機 313のみに電力を付与する場合と、一方側と他方側の回転機 313双方に電力を付与する場合がある。

この場合、回転の伝わり方は上記と同様であり、一方側の回転機 313のみに電力を付与する場合、他方の回転機 313は発電しつつ入出力軸 301から回転が出力し、双方の回転機 313に電力を付与する場合、入出力軸 301から回転が出力する。実施の形態 3にかかる回転装置 Dによれば、電機子コイル 306と永久磁石 307との差速が小さい場合、電動機に適し、電機子コイル 306と永久磁石 307との差速が大きい場合、発電機に適している。

[0050] (実施の形態 4)

この実施の形態 4にかかる回転装置 Eは、図 7に示すように、プラネタリーギア 404 を筐体 400に固定支持させ、インターナルギア 403とサンギア 402とを回転させて発電または回転出力する例である。

[0051] この実施の形態 4にかかる回転装置 Eは、図 7に示すように、筐体 400と、入出力軸

401と、サンギア 402と、インターナノレギア 403と、プラタリーギア 404と、電機子ィル 405と、永久磁石 406とを備えて構成されている。

[0052] 筐体 400は、上下が閉蓋された中空円筒状に形成され、その上下面の中央が後述する入出力軸 401を突設されるように開口されてなる。

入出力軸 401は、筐体 400の上下面の中央を貫くように、筐体 400に回動可能に支持されている。

[0053] サンギア 402は、一端側に歯面が形成され他端側が鍔状に張り出された筒状部材力もなり、ベアリングを介して入出力軸 401に回動可能を支持されている。

[0054] インターナルギア 403は、断面略コ字状に形成されると共に断面略コ字状の内周面に歯面が形成された円筒状部材であり、筐体 400内に位置した入出力軸 401の中途部に底面が固定され、後述するプラネタリーギア 404と嚙合されている。

[0055] プラネタリーギア 404は、筐体 400の上下面夫々力も突出するように固定支持された複数個のギアであり、上記したサンギア 402とインターナルギア 403の双方に嚙合されている。なお、このプラネタリーギア 404は、対向するように 2個所に配置したり、 1 80度の間隔をおいた 3箇所に配置、 90度毎の間隔をおいた 4個所に配置するなど、特に限定はされない。

[0056] 電機子コイル 405は、サンギア 402を構成する筒状部材の鍔状に張り出された基部外周面を磁鉄とし、その磁鉄とされた基部外周面に卷回されている。

[0057] 永久磁石 406は、電機子コイル 405を取り囲むよう〖こ、インターナルギア 403の内周面に設けられ、界磁磁束を発生させるようになつている。

なお、電機子コイル 405と導通される整流子、整流子と導通可能に摺接されるブラシは図示を省略している。

[0058] そして、この上記した、入出力軸 401と、サンギア 402と、インターナルギア 403と、プラネタリーギア 404と、電機子コイル 405と、永久磁石 406とを備えて回転機 407が構成され、図 7に示すように、この回転機 407がミラー反転するように上下に配設されている。

[0059] 以上のように構成された実施の形態 4にかかる回転装置 Eは、当該回転装置 Eを発電機とした場合、入出力軸 401に回転を付与することにより、固定されたプラネタリーギア 404を中心にして、インターナルギア 403と、サンギア 402が回転し、サンギア 40 2の基部外周面に卷回された電機子コイル 405と、永久磁石 406とが相対的に移動すること〖こよって発電する。

[0060] 当該回転装置 Eを電動機とした場合、一方側の回転機のみに電力を付与する場合と、一方側と他方側の回転機双方に電力を付与する場合がある。

この場合、回転の伝わり方は上記と同様であり、一方側の回転機のみに電力を付与する場合、他方の回転機は発電しつつ入出力軸 401から回転が出力し、双方の回転機に電力を付与する場合、入出力軸 401から回転が出力する。

実施の形態 4に力かる回転装置 Eによれば、発電機に適してヽる。

[0061] (実施の形態 5)

この実施の形態 5にかかる回転装置 Fは、図 8に示すように、インターナルギア 503 を筐体 500に固定支持させ、プラネタリーギア 505とサンギア 502とを回転させて発電または回転出力する例である。

[0062] この実施の形態 5にかかる回転装置 Fは、図 8に示すように、筐体 500と、入出力軸 501と、サンギア 502と、インターナノレギア 503と、キャリア 504と、プラタリーギア 50 5と、電機子コイル 506と、永久磁石 507とを備えて構成されている。

[0063] 筐体 500は、上下が閉蓋された中空円筒状に形成され、その上下面の中央が後述する入出力軸 501を突設されるように開口されてなる。

入出力軸 501は、上記したように、筐体 500の上下面の中央を貫くように、筐体 50 0に回動可能に支持されて、る。

[0064] サンギア 502は、一端側に歯面が形成され他端側が鍔状に張り出された筒状部材力もなり、ベアリングを介して入出力軸 501に回動可能を支持されている。

[0065] インターナルギア 503は、内側に歯面が形成された環状部材であり、筐体 500の内周面に固定されている。

[0066] キャリア 504は、断面略 C字状に形成され、開口側がベアリングを介してサンギア 5

02の基部側に回動可能に支持されていると共に、開口側と反対側が筐体 500内に位置した入出力軸 501の中途部に固定されている。

[0067] プラネタリーギア 505は、キャリア 504の開口側の面力も突出するように回転可能に支持された複数個のギアであり、上記したサンギア 502とインターナルギア 503の双方に嚙合されている。なお、このプラネタリーギア 505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。

[0068] なお、このプラネタリーギア 505は、実施の形態 3と同様に、図 9に示す回転機 313 を内装してもよい。

[0069] 電機子コイル 506は、サンギア 502を構成する筒状部材の鍔状に張り出された基部外周面を磁鉄とし、その磁鉄とされた基部外周面に卷回されている。

[0070] 永久磁石 507は、電機子コイル 506を取り囲むよう〖こ、キャリア 504の内周面に設けられ、界磁磁束を発生させるようになつている。

なお、電機子コイル 506と導通される整流子、整流子と導通可能に摺接されるブラシは図示を省略している。

[0071] そして、この上記した、入出力軸 501と、サンギア 502と、インターナルギア 503と、キャリア 504と、プラ才、タリーギア 505と、電機子 =3ィノレ 506と、永久磁石 507とを備免て回転機 508が構成され、図 8に示すように、この回転機 508がミラー反転するように上下に配設されている。

[0072] 以上のように構成された実施の形態 5にかかる回転装置 Fは、当該回転装置 Fを発電機とした場合、入出力軸 501に回転を付与することにより、固定されたインターナルギア 503を介して、プラネタリーギア 505と、サンギア 502が回転し、サンギア 502 の基部外周面に卷回された電機子コイル 506と、永久磁石 507とが相対的に移動すること〖こよって発電する。またこれと同時に、プラネタリーギア 505に回転機 313を内装した場合、かかる回転機 313からも発電する。

[0073] 当該回転装置 Fを電動機とした場合、一方側の回転機のみに電力を付与する場合と、一方側と他方側の回転機双方に電力を付与する場合がある。

この場合、回転の伝わり方は上記と同様であり、一方側の回転機のみに電力を付与する場合、他方の回転機は発電しつつ入出力軸 501から回転が出力し、双方の回転機に電力を付与する場合、入出力軸 501から回転が出力する。

実施の形態 5にかかる回転装置 Fによれば、サンギア 502 (歯数小）とプラネタリーギア 505 (歯数大）のギア比が大きい場合、発電機に適し、その逆にギア比が小さい場合、電動機に適している。

[0074] (実施の形態 6)

実施の形態 6に力かる回転装置 Gは、実施の形態 1に力かる回転装置 Aの入出力軸 104と、実施の形態 2にかかる回転装置 Cの一方側の入出力軸 202とがカップリング Bを介して接続される。回転装置 Gはさらに、実施の形態 2にかかる回転装置じの他方側の入出力軸 202と、実施の形態 3〜5の何れかの回転装置 D…の一方側の入出力軸 301…とがカップリング Bを介して接続され、これらを、筒状の保持枠 600で保持させて構成させた例である。

[0075] この実施の形態 6にかかる回転装置によれば、実施の形態 3〜5の何れかの回転装置 D…の他方側の入出力軸 301· ··のみが回転の入出力を行うようになっている。その使用例としては、電動機単体として用いるより、電動発電機 (上記したように一方を電動機とし他方を発電機とする）としたり、発電機として用いることが、夫々の回転機力異なる電圧を得ることが可能になったり、交流の場合、周波数変換もしくは直流一交流の変換が行えることから好ましいものである。なお、夫々の実施の形態（実施の形態 1〜5、後述する実施の形態 7)においても、夫々、異なる電圧を得ることが可能であり、また、交流の場合、周波数変換もしくは直流一交流の変換が行えるものである。

[0076] (実施の形態 7)

実施の形態 7にかかる回転装置 Hは、外側に配置された円筒状部材 700を第 1回転機 704で回転させると共に、その円筒状部材 700の回転によって第 2回転機 706 が回転させられる例である。使用例として、例えば、円筒状部材 700を車輛用のホイールとし、第 1回転機 704を電動機 (または発電機)とし、第 2回転機 706は、発電機 ( または電動機）として円筒状部材 700を回転させる例や、円筒状部材 700を外力（風力や水力など）によって回転入力させられる入力軸として、第 1回転機 704と第 2回転機 706との双方で発電を行う発電機とする等があげられる。

[0077] 詳述すると、実施の形態 7にかかる回転装置 Hは、上記したように、円筒状部材 70 0と、内側円筒状部材 701と、固定部材 703と、第 1回転機 704と、ピ-オンギア 705 と、第 2回転機 706とを備えて構成されている。

[0078] 円筒状部材 700は、側面が形成された断面略コ字状に形成されている。

[0079] 内側円筒状部材 701は、円筒状部材 700と同心円となるように、後述するリング部材 707に内側に配設され、内周面にギア 711が設けられている。この内側円筒状部材 701は、円筒状部材 700と供回りするもので、円筒状部材 700と一体成形しても良い。

[0080] 固定部材 703は、内側円筒状部材 701に内側に固定された略円板状に形成されており、例えば、円筒状部材 700を車輛用のホイールとした場合、この固定部材 703 は、車軸やブラケット等を介して車輛側に支持される。

[0081] 第 1回転機 704は、円筒状部材 700と同心円となるように円筒状部材 700に内側に固定されたリング部材 707と、そのリング部材 707の外周面に、周方向に所定間隔をおいて外側に向カゝつて突設された複数個の磁鉄 708と、その磁鉄 708に卷回された電機子コイル 709と、その電機子コイル 709を取り囲むように円筒状部材 700の内周面に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石 710とを備えて構成されている。

[0082] ピ-オンギア 705は、内側円筒状部材 701の内周面に設けられたギア 711と嚙合されるように、固定部材 703の外周側に周方向に向力つて所定間隔をおいて複数個設けられている。

[0083] 第 2回転機 706は、ピ-オンギア 705に内装されている。すなわち、この第 2回転機 706は、固定部材 703に固定された回転軸 712と、その回転軸 712に環装された磁鉄 713と、その磁鉄 713に卷回された電機子コイル 714と、ピ-オンギア 705内周に電機子コイル 714を覆うように設けられ界磁磁束を発生させる永久磁石 715とを備えて構成されている。なお、この回転軸 712は、回転軸自体が廻るものではなぐピ- オンギア 705を回動可能に支持させる言わば固定軸になっている。

[0084] このように構成された第 2回転機 706は、ピ-オンギア 705を回転させることで電力が出力されると共に電機子コイル 714に電力を入力させることでピ-オンギア 705が回転される。

[0085] なお、本実施の形態では、言わば一段の第 2回転機 706であるが、複数段の第 2回転機 706を組み込んでも良、。

この場合、第 2回転機 706の構成にハウジングを加え、そして、実施の形態 1と同じぐ所望の段数となるように、かつ、回転軸 712同士が分断した一直線状となるように、前記第 2回転機 706のハウジングに他の第 2回転機 706のハウジングを接続して回転ユニットを構成する。そして、一方側の第 2回転機 706の回転軸 712が固定部材 7 03に固定され、他方側の第 2回転機 706のハウジングがピ-オンギア 705に固定（内装）されていれば良い。さらに、実施の形態 2〜実施の形態 4の何れかの回転装置を糸且み込んでも良!、ものである。

[0086] 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 Hは、当該回転装置 Hを発電機とした場合、円筒状部材 700を外力によって回転入力させられる入力軸とし、円筒状部材 700を回転することで、内側円筒状部材 701もあわせて回転する。

このとき、定位置で固定部材 703に回転可能に支持されたピ-オンギア 705は、内側円筒状部材 701の内周面に設けられたギア 711が回転することで回転をし、これと同時に、円筒状部材 700の内周面に設けられた永久磁石 710が回転して、第 1回転機 704と第 2回転機 706の双方で発電する。

[0087] 当該回転装置 Hを電動機とした場合、一方側の回転機 (第 1回転機 704または第 2 回転機 706)のみに電力を付与する場合と、一方側と他方側の回転機双方 (第 1回転機 704と第 2回転機 706)に電力を付与する場合がある。

この場合は、第 1回転機 704または第 2回転機 706の何れか一方の回転機を電動機として円筒状部材 700を回転することで、他方の回転機は発電をし、第 1回転機 7 04と第 2回転機 706の双方を電動機とすれば、円筒状部材 700は大きなトルクでもつて回転をする。

[0088] 以上、本実施の形態に力かる回転装置 (実施の形態 1〜7)を説明した。このように本実施の形態に力かる回転装置によれば、筐体の中に、複数個の回転機を収納させ、同期部で夫々の回転軸を同期させ、入出力軸を介して入出力をする構成にすることにより、従来の一つのケーシング内に一つの回転部を内装した回転装置（実施の形態 1にかかる回転装置と外観が同じ大きさの場合)と比較して、特に、界磁磁束を発生させる永久磁石の総面積を大きくすることが可能になる。従って、性能の向上が期待できるようになって、る。

[0089] また、本実施の形態に力かる回転装置によれば、複数個の回転機を集合させて一つの回転装置としていることから、例えば大型の回転装置を構成したとしても、その内部は、各部品が大型化することなぐ従来の回転装置と比較して生産性を向上できるようになっている。

[0090] さらに、筐体の中に、複数個の回転機を収納させたことで、本実施の形態にかかる回転装置は、電動機単体として用いる、電動発電機 (上記したように一方を電動機とし他方を発電機とする）として用いる、発電機単体として用いる、などの様々なバリエーシヨンでもって使用することができる。すなわち、本実施の形態に力かる回転装置を電動機単体として用いることで性能の向上が期待でき、本実施の形態に力かる回転装置 (実施の形態 1〜5)を電動発電機または発電機として用いることで、夫々の回転機カゝら異なる電圧を得ることが可能になったり、交流の場合、周波数変換もしくは直流一交流の変換が行えることから利便性を向上させることができる。

[0091] 以上、本実施の形態に力かる回転装置を説明したが、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い。本発明は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、個々の回転機を交流の電動機 (発電機)で構成したり、直流の電動機 (発電機）、あるいは、双方の混在で構成しても良い。

図面の簡単な説明

[0092] [図 1]実施の形態 1にかかる回転装置の縦断側面図である。

[図 2]図 1の XI— XI線に沿える横断平面図である。 [図 3]回転ユニットの縦断側面図である。

[図 4]図 3の X2—X2線に沿える横断平面図である。

[図 5]実施の形態 2にかかる回転装置の縦断側面図である。

[図 6]実施の形態 3にかかる回転装置の縦断側面図である。

[図 7]実施の形態 4にかかる回転装置の縦断側面図である。

[図 8]実施の形態 5にかかる回転装置の縦断側面図である。

[図 9]プラネタリーギアの縦断側面図である。

[図 10]実施の形態 6にかかる回転装置の縦断側面図である。

[図 11]実施の形態 7にかかる回転装置の縦断側面図である。符号の説明

A…実施の形態 1にかかる回転装置

B…カップリング

C…実施の形態 2にかかる回転装置

D…実施の形態 3にかかる回転装置

E…実施の形態 4にかかる回転装置

F…実施の形態 5にかかる回転装置

実施の形態 6に力かる回転装置

H…実施の形態 7にかかる回転装置

100· '·回転ユニット

101· ··一方側の回転機

102· ··他方側の回転機

103· ··接続部材

104· ··入出力部

105· • -回転軸（一方側の回転機の)

106· • -回転軸 (他方側の回転機の)

107· '·磁鉄

108· '·電機子コイル

109· '·ノ、ウジング 110· ··永久磁石

111- 凸部

112· ··筒部

113· ··鍔部

114· ··筒状部材

115· ··整流ナ

116· ··ブラシ

117· ピニ才ンギア

118· ··筐体

119· ··入出力軸

120· ··同期部

121· ··第 2同期部

122· ··アウター部材

123· "ギア

124· '·ピニ才ンギア

125·' '·ギア

200·· '·回転ユニット

201·- -筐体

202·· -入出力軸

300·· -筐体

301·· -入出力軸

302·· 'サンギア

303·· 'インターナルギア

304·· 'キャリア

305·· -プラネタリーギア

306·· '電機子コイル

307·· -水久磁石

308·· '回転機 309· ··固定軸

310· ··磁鉄

311· ··電機子コイル

312· ··永久磁石

313· "回転機

400· ··筐体

401· ··入出力軸

402· ··サンギア

403· ··インターナルギア

404· ··プラネタリーギア

405· ··電機子コイル

406· ··永久磁石

407· "回転機

500· ··筐体

501· ··入出力軸

502· '·サンギア

503·' '·インターナノレギア

504·' 'キャリア

505·· '·プラネタリーギア

506·· '·電機子コイル

507·· "永久磁石

508·· '回転機

600··備枠

700·· -円筒状部材

701·· -内側円筒状部材

703·· -固定部材

704·· -第 1回転機

705·· -ピニ才ンギア 706· ··第 2回転機

707· '·リング部材

708· '·磁鉄

709· '·電機子コイル

710· ··永久磁石

711· ' "ギア

712· ··回転軸

713· '·磁鉄

714· '·電機子コイル

715· ··永久磁石

Claims

請求の範囲

[1] 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機を複数個接続させてなる回転装置であって、

複数個の前記回転機を並設させて収納させる筐体と、

夫々の前記回転軸を同期させる同期部と、

その同期部と接続され回転の入出力がされる入出力軸と

を備えていることを特徴とする回転装置。

[2] 所望の段数となるように、かつ、回転軸同士が分断した一直線状となるように、前記回転機のハウジングに他の前記回転機のハウジングが接続されて構成された回転ュニットが、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をおいて複数個配設され、その一方側夫々の前記回転機の回転軸が固定端とされると共に、他方側の前記回転機の回転軸が前記同期部を介して同期され、

夫々の前記回転ユニットの前記ハウジング同士を同期させる第 2同期部を備えていることを特徴とする請求項 1記載の回転装置。

[3] 所望の段数となるように、かつ、回転軸同士が分断した一直線状となるように、前記回転機のハウジングに他の前記回転機のハウジングが接続されて構成された回転ュニットが、平面視、円を描くように周方向に所定間隔をおいて複数個配設され、両端の前記回転機の回転軸が一対の前記同期部を介して同期され、

[4] 入出力軸と、該入出力軸を支持させる筐体とを備え、電力を入力させることで前記入出力軸が回転されると共に、前記入出力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機を前記入出力軸の軸方向に複数個接続させてなる回転装置であつて、

前記入出力軸は、前記筐体を貫くように配設されて複数個の前記回転機の共通部材とされ、

前記回転機は、前記入出力軸の回転と連動される遊星歯車機構が内装され、該遊星歯車機構を構成するギア群の回転差に基づいて発電または前記入出力軸に回転を付与させるように構成されてなることを特徴とする回転装置。

[5] 請求項 2記載の回転装置の前記入出力軸と請求項 3記載の回転装置の一方側の前記入出力軸とが接続され、請求項 3記載の回転装置の他方側の前記入出力軸と請求項 4記載の回転装置の一方側の前記入出力軸とが接続されてなり、請求項 4記載の回転装置の他方側の前記入出力軸から回転の入出力をさせることを特徴とする回転装置。

[6] 回転軸を備え、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機を複数個配設させてなる回転装置であって、

前記回転機は、

円筒状部材の内側に設けられ該円筒状部材を回転させる第 1回転機と、該第 1回転機の内側に円を描くように周方向に所定間隔をおいて複数個設けられ前記円筒状部材の回転によって回転させられる第 2回転機とを備えてなることを特徴とする回転装置。

[7] 前記第 1回転機は、

前記円筒状部材と同心円となるように該円筒状部材に内側に固定されたリング部材と、該リング部材の外周面に、周方向に所定間隔をおいて外側に向かって突設された複数個の磁鉄と、該磁鉄に卷回された電機子コイルと、その電機子コイルを取り囲むように前記円筒状部材の内周面に設けられ、界磁磁束を発生させる永久磁石とを備えてなることを特徴とする請求項 6記載の回転装置。

[8] 前記円筒状部材と同心円となるように前記リング部材に内側に配設され、内周面にギアが設けられていると共に前記円筒状部材と供回りする内側円筒状部材と、前記内側円筒状部材に内側に固定された固定部材と、

前記ギアと嚙合されるように、前記固定部材の外周側に周方向に向力つて所定間隔をお、て複数個設けられたピ-オンギアとを備え、

前記第 2回転機は、

前記回転軸が前記固定部材に固定されると共に前記ピニオンギアに内装されていることを特徴とする請求項 7記載の回転装置。

[9] 前記円筒状部材と同心円となるように前記リング部材に内側に配設され、内周面にギアが設けられていると共に前記円筒状部材と供回りする内側円筒状部材と、前記内側円筒状部材に内側に固定された固定部材と、

前記ギアと嚙合されるように、前記固定部材の外周側に周方向に向力つて所定間隔をお、て複数個設けられたピ-オンギアと、

前記第 2回転機は、前記回転軸を支持させるハウジングを備え、所望の段数となるように、かつ、回転軸同士が分断した一直線状となるように、前記第 2回転機の前記ノ、ウジングに他の前記第 2回転機の前記ハウジングが接続されて構成された回転ュニットとを備えてなり、

一方側の前記第 2回転機の回転軸が前記固定部材に固定されていると共に、他方側の前記第 2回転機の前記ハウジングが前記ピニオンギアに固定されていることを特徴とする請求項 7記載の回転装置。

[10] 前記円筒状部材は車両用ホイールであることを特徴とする請求項 8または 9記載の回転装置。