JP2005176591A

JP2005176591A - Hybrid motor

Info

Publication number: JP2005176591A
Application number: JP2004331712A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Muraji; 哲朗連; Yukinori Nishimoto; 幸則西本; Hiroto Uchi; 博人内; Tsukasa Ueno; 司上野
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2005-06-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain a position of a movable element in a compact and simple constitution for combining a motor function and a retarder function, while reducing a power consumption. <P>SOLUTION: In a hybrid motor (1), spaced coils (21, 22) are wound onto a stator (10), and a pole piece (11) formed at one end of the coil (21), a pole piece (12) formed at one end of the coil (22), and a pole piece (13) formed between both coils face the motor movable element (30). A pole piece (14) formed at the other end of the coil (21), and a pole piece (15) formed at the other end of the coil (22) face the retarder movable element (40). A magnet (31) facing the pole piece (11, 13), and a magnet (32) facing the pole piece (12, 13) are disposed in the motor movable element (30). A motor driving state and a retarder driving state are switched by switching a direction of a current flowing in both coils (21, 22). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、モータ機能とリターダ機能とを併せ持つハイブリッドモータに関するものである。 The present invention relates to a hybrid motor having both a motor function and a retarder function.

従来から、所定の移動領域内において可動子を移動させて任意の位置に保持することが可能な電磁アクチュエータすなわちモータがある。
特開平１１−２５２８８９号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, there are electromagnetic actuators or motors that can move a mover within a predetermined movement region and hold it at an arbitrary position.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-252889

しかしながら、このような従来のモータは、負荷が増大した場合、可動子を任意の位置に保持するためには消費電力が増大し、また、モータサイズが大きくなるという課題がある。 However, in such a conventional motor, when the load increases, there is a problem that power consumption increases and the motor size increases in order to hold the mover at an arbitrary position.

この対策として、可動子の位置保持にリターダを用いることが可能である。しかし、モータとリターダとを別々に設ける場合、それぞれのスペースを確保しなければならないうえ、全体として部品点数が増えるという課題がある。 As a countermeasure against this, a retarder can be used to maintain the position of the mover. However, when the motor and the retarder are provided separately, there is a problem that the respective spaces must be secured and the number of parts as a whole increases.

この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、モータ機能とリターダ機能とを併せ持つことで、コンパクトかつシンプルな構成で、しかも低消費電力で可動子の位置保持を実現することのできるハイブリッドモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By combining the motor function and the retarder function, the position of the mover can be maintained with a compact and simple configuration and low power consumption. An object of the present invention is to provide a hybrid motor that can be used.

この発明の請求項１に係るハイブリッドモータは、複数のコイルを所要の間隔を隔てて巻くことで複数の磁極片が形成される固定子と、可動子とを備えたハイブリッドモータであって、前記可動子に、前記固定子の磁極片に対向する位置にマグネットを備えて配置されるモータ用可動子部と、前記固定子の磁極片に対向する位置に配置されるリターダ用可動子部とを形成し、前記コイルに流す電流を選択することで、前記モータ用可動子部にそれと対向する前記固定子の磁極片から磁路が形成されて前記可動子がモータとして作動する磁束発生状態と、前記リターダ用可動子部にそれと対向する前記固定子の磁極片から磁路が形成されて前記可動子がリターダとして作動する磁束発生状態とを選択可能に構成したことを特徴とするものである。 A hybrid motor according to a first aspect of the present invention is a hybrid motor including a stator in which a plurality of magnetic pole pieces are formed by winding a plurality of coils at a predetermined interval, and a mover. A mover portion for a motor arranged with a magnet at a position facing the magnetic pole piece of the stator on the mover, and a mover portion for retarder arranged at a position facing the magnetic pole piece of the stator A magnetic flux generation state in which a magnetic path is formed from the magnetic pole piece of the stator opposed to the motor mover portion, and the mover operates as a motor, by selecting a current flowing through the coil. A magnetic path is formed in the retarder movable part from the magnetic pole piece of the stator facing it, and a magnetic flux generation state in which the movable element operates as a retarder can be selected.

この発明の請求項２に係るハイブリッドモータは、モータ用可動子およびこれと連結されたリターダ用可動子を備えたハイブリッドモータであって、磁性体からなる固定子に、第１、第２のコイルを所要の間隔を隔てて巻くことで、第１、第２の磁極片および両磁極片間に位置する第３の磁極片を前記モータ用可動子に対向させて形成するとともに、第４、第５の磁極片を前記リターダ用可動子に対向させて形成し、前記モータ用可動子に、前記第１、第３の磁極片に対向する第１のマグネットと、前記第２、第３の磁極片に対向し、かつその対向面が第１のマグネットと逆極性をなす第２のマグネットとを配置し、前記両コイルに流す電流の方向を切り換えることで、前記固定子から前記モータ用可動子を通して磁路が形成されるモータ駆動状態と、前記固定子から前記リターダ用可動子を通して磁路が形成されるリターダ駆動状態とを切り換え可能に構成したことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a hybrid motor comprising a motor mover and a retarder mover connected thereto, wherein the first and second coils are arranged on the stator made of a magnetic material. Is wound at a required interval to form the first and second magnetic pole pieces and the third magnetic pole piece positioned between the two magnetic pole pieces so as to face the motor movable element, and the fourth and second magnetic pole pieces. 5 pole pieces are formed so as to face the retarder mover, and the motor mover has a first magnet facing the first and third pole pieces, and the second and third pole pieces. By arranging a second magnet facing the piece and having a facing surface opposite in polarity to the first magnet and switching the direction of the current flowing through the coils, the stator for the motor is moved from the stator. Motor drive through which a magnetic path is formed State and is characterized in that the said stator and configured to be able to switch between the retarder drive state magnetic path is formed through the movable element for the retarder.

この発明の請求項３に係るハイブリッドモータは、請求項２記載のハイブリッドモータにおいて、前記モータ駆動時には、前記第１のコイルにより発生する磁束の方向と、前記第２のコイルにより発生する磁束の方向とが逆方向となるように両コイルに電流を流し、また、前記リターダ駆動時には、前記第１のコイルにより発生する磁束の方向と、前記第２のコイルにより発生する磁束の方向とが同方向となるように両コイルに電流を流すことを特徴とするものである。 A hybrid motor according to a third aspect of the present invention is the hybrid motor according to the second aspect, wherein the direction of the magnetic flux generated by the first coil and the direction of the magnetic flux generated by the second coil when the motor is driven. When the retarder is driven, the direction of the magnetic flux generated by the first coil and the direction of the magnetic flux generated by the second coil are the same direction. It is characterized by flowing a current through both coils so that

この発明の請求項４に係るハイブリッドモータは、請求項２記載のハイブリッドモータにおいて、前記リターダ駆動から前記モータ駆動に切り換える際、前記両コイルに流す電流量を調整して前記リターダ用可動子の残留磁束と反対向きの磁束を前記固定子から前記リターダ用可動子に発生させることで、当該残留磁束を解消させることを特徴とするものである。 A hybrid motor according to a fourth aspect of the present invention is the hybrid motor according to the second aspect, wherein when the retarder drive is switched to the motor drive, the amount of current flowing through the two coils is adjusted to allow the retarder mover to remain. The residual magnetic flux is eliminated by generating a magnetic flux in a direction opposite to the magnetic flux from the stator to the retarder movable element.

この発明の請求項５に係るハイブリッドモータは、請求項２記載のハイブリッドモータにおいて、前記モータ駆動時に、前記両コイルに流す電流量を調整して前記固定子から前記リターダ用可動子に所要の磁束を発生させることで、前記モータ用可動子による駆動力を前記リターダ用可動子による制動力で制御することを特徴とするものである。 A hybrid motor according to a fifth aspect of the present invention is the hybrid motor according to the second aspect, wherein a magnetic flux required from the stator to the retarder movable element is adjusted by adjusting an amount of current flowing through the coils when the motor is driven. By generating the above, the driving force by the motor mover is controlled by the braking force by the retarder mover.

この発明は以上のように、複数のコイルを所要の間隔を隔てて巻くことで複数の磁極片が形成される固定子と、可動子とを備えたハイブリッドモータであって、前記可動子に、前記固定子の磁極片に対向する位置にマグネットを備えて配置されるモータ用可動子部と、前記固定子の磁極片に対向する位置に配置されるリターダ用可動子部とを形成し、前記コイルに流す電流を選択することで、前記モータ用可動子部にそれと対向する前記固定子の磁極片から磁路が形成されて前記可動子がモータとして作動する磁束発生状態と、前記リターダ用可動子部にそれと対向する前記固定子の磁極片から磁路が形成されて前記可動子がリターダとして作動する磁束発生状態とを選択可能に構成したので、コンパクトかつシンプルな構成で、しかも低消費電力で可動子の位置保持を実現することができる効果がある。 As described above, the present invention is a hybrid motor including a stator in which a plurality of magnetic pole pieces are formed by winding a plurality of coils at a predetermined interval, and a mover. Forming a mover portion for a motor arranged with a magnet at a position facing the magnetic pole piece of the stator, and a mover portion for a retarder arranged at a position facing the magnetic pole piece of the stator, By selecting a current to be passed through the coil, a magnetic path is formed from the magnetic pole piece of the stator facing the motor mover portion and the mover operates as a motor, and a movable state for the retarder Since the magnetic path is formed from the magnetic pole piece of the stator opposite to the child part and the magnetic flux generating state in which the mover operates as a retarder can be selected, it is possible to select a compact and simple structure with low power consumption. There is an effect that it is possible to realize the position retention of the mover in power.

この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、この発明によるハイブリッドモータの一実施の形態を示す模式図である。このハイブリッドモータ１は、固定子１０と、モータ用可動子３０およびこれと連結されたリターダ用可動子４０を備えて構成される。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a hybrid motor according to the present invention. The hybrid motor 1 includes a stator 10, a motor mover 30, and a retarder mover 40 connected thereto.

固定子１０は磁性体からなり、２個のコイル２１，２２が所要の間隔を隔てて巻かれている。 The stator 10 is made of a magnetic material, and two coils 21 and 22 are wound at a predetermined interval.

これにより、固定子１０には、コイル２１の端部に磁極片１１が、コイル２２の端部に磁極片１２が、および両コイル２１，２２間に磁極片１３が、それぞれモータ用可動子３０に対向させて形成されている。 Thus, in the stator 10, the magnetic pole piece 11 is provided at the end of the coil 21, the magnetic pole piece 12 is provided at the end of the coil 22, and the magnetic pole piece 13 is provided between the coils 21 and 22. It is formed to face.

モータ用可動子３０には、磁極片１１，１３に対向するマグネット３１と、磁極片１２，１３に対向するマグネット３２とが取り付けられ、マグネット３１の対向面とマグネット３２の対向面とは逆極性となっている。 A magnet 31 facing the magnetic pole pieces 11 and 13 and a magnet 32 facing the magnetic pole pieces 12 and 13 are attached to the motor mover 30, and the opposing surface of the magnet 31 and the opposing surface of the magnet 32 are opposite in polarity. It has become.

すなわち、マグネット３１は磁極片１１，１３に対向し、対向面がＳ極に着磁されている。マグネット３２は磁極片１２，１３に対向し、対向面がＮ極に着磁されている。マグネット３１，３２はモータ用可動子３０に一体に固定されている。 That is, the magnet 31 faces the magnetic pole pieces 11 and 13, and the facing surface is magnetized to the S pole. The magnet 32 faces the magnetic pole pieces 12 and 13, and the facing surface is magnetized to the N pole. The magnets 31 and 32 are integrally fixed to the motor mover 30.

磁極片１１はマグネット３１に対向し、磁極片１２はマグネット３２に対向し、磁極片１３はマグネット３１，３２に対向している。 The pole piece 11 faces the magnet 31, the pole piece 12 faces the magnet 32, and the pole piece 13 faces the magnets 31, 32.

磁極片１１，１２，１３とマグネット３１，３２は、通常、０．４ｍｍ程度のメカニカルなギャップを隔てて対向している。磁極片１１，１２，１３に対向するモータ用可動子３０を挟んで連結磁路部材３３が配置されている。 The pole pieces 11, 12, 13 and the magnets 31, 32 are usually opposed to each other with a mechanical gap of about 0.4 mm. A coupling magnetic path member 33 is disposed with the motor mover 30 facing the pole pieces 11, 12, and 13 interposed therebetween.

また、固定子１０には、コイル２１の端部に磁極片１４が、およびコイル２２の端部に磁極片１５が、それぞれリターダ用可動子４０に対向させて形成されている。 The stator 10 is formed with a pole piece 14 at the end of the coil 21 and a pole piece 15 at the end of the coil 22 so as to face the retarder mover 40, respectively.

磁極片１４，１５とリターダ用可動子４０は、メカニカルなギャップなしに対向して配置されている。 The pole pieces 14 and 15 and the retarder mover 40 are arranged to face each other without a mechanical gap.

モータ用可動子３０とリターダ用可動子４０とは、適宜の連結部５０によって互いに連結されている。 The motor mover 30 and the retarder mover 40 are connected to each other by an appropriate connecting portion 50.

図２に、ハイブリッドモータ１の駆動回路の概念図を示す。図２に示すように、コイル２１とコイル２２は直列に接続され、ＡＢＣＤＥＦの６つのスイッチを介して電源ＰとグランドＧに接続される。 FIG. 2 shows a conceptual diagram of a drive circuit of the hybrid motor 1. As shown in FIG. 2, the coil 21 and the coil 22 are connected in series, and are connected to the power source P and the ground G through six switches ABCDEF.

コイル２１の巻線方向とコイル２２の巻線方向とは逆に設定しておく。そして、各スイッチの開閉を選択することで、モータ駆動、リターダ駆動、脱磁駆動を選択的に行う。 The winding direction of the coil 21 and the winding direction of the coil 22 are set in reverse. Then, motor drive, retarder drive, and demagnetization drive are selectively performed by selecting opening and closing of each switch.

図３に、ハイブリッドモータ１のモータ駆動を示す。スイッチＡ，ＤをＯＮ、他をＯＦＦとする。電源Ｐ、コイル２１、コイル２２、グランドＧが直列に接続され、各コイル２１，２２に電流ｉ１，ｉ２が流れる。 FIG. 3 shows the motor drive of the hybrid motor 1. Switches A and D are turned on and the others are turned off. The power source P, the coil 21, the coil 22, and the ground G are connected in series, and currents i1 and i2 flow through the coils 21 and 22, respectively.

コイル２１，２２の巻線方向は逆であるため、実際には磁束Φ１と磁束Φ２とは大きさが同じで反対方向の磁束となる。このとき発生する磁束を図４に示す。 Since the winding directions of the coils 21 and 22 are opposite to each other, the magnetic flux Φ1 and the magnetic flux Φ2 are actually the same in size but opposite to each other. The magnetic flux generated at this time is shown in FIG.

リターダ用可動子４０に対向する磁極片１４，１５の極性が同じになるため、リターダ用可動子４０に磁束は流れず、マグネット３１，３２と磁極片１１，１２，１３との間の吸引・反発力のみが働き、ハイブリッドモータ１はリニアモータとして連結部５０が駆動する。このとき、図５に示すような駆動力を発生する。 Since the polarities of the magnetic pole pieces 14 and 15 facing the retarder mover 40 are the same, no magnetic flux flows through the retarder mover 40, and the attraction / magnetization between the magnets 31 and 32 and the magnetic pole pieces 11, 12, and 13 is performed. Only the repulsive force works, and the hybrid motor 1 is driven by the connecting portion 50 as a linear motor. At this time, a driving force as shown in FIG. 5 is generated.

２個のコイル２１，２２に電流差が生じると、磁極片１４，１５の極性のバランスがくずれ、リターダ用可動子４０に磁束が流れ、リターダ吸引力が発生し、連結部５０が動かない場合がある。その対策として、コイル２１とコイル２２を直列に接続し、それらの電流値を一定とする。 When a current difference occurs between the two coils 21 and 22, the polarity balance of the magnetic pole pieces 14 and 15 is lost, magnetic flux flows through the retarder mover 40, retarder attracting force is generated, and the connecting portion 50 does not move. There is. As a countermeasure, the coil 21 and the coil 22 are connected in series, and their current values are kept constant.

図６に、ハイブリッドモータ１のリターダ駆動を示す。スイッチＡ，Ｃ，ＦをＯＮ、他をＯＦＦとする。各コイル２１，２２に電流ｉ１，ｉ２が流れる。このとき、磁束Φ１と磁束Φ２とは大きさが同じで同方向の磁束となる。このとき発生する磁束を図７に示す。 FIG. 6 shows the retarder drive of the hybrid motor 1. Switches A, C, and F are turned on and the others are turned off. Currents i1 and i2 flow through the coils 21 and 22, respectively. At this time, the magnetic flux Φ1 and the magnetic flux Φ2 are the same in magnitude and in the same direction. The magnetic flux generated at this time is shown in FIG.

リターダ用可動子４０に対向する磁極片１４，１５の極性が相違するため、リターダ用可動子４０に磁束が流れて吸引力が発生し、ハイブリッドモータ１はリターダとなる。このとき、マグネット３１と磁極片１１の極性、マグネット３２と磁極片１２の極性がそれぞれ逆極性となるように設定しておけば、マグネット３１，３２は減磁しない。 Since the polarities of the magnetic pole pieces 14 and 15 facing the retarder mover 40 are different, a magnetic flux flows through the retarder mover 40 to generate an attractive force, and the hybrid motor 1 becomes a retarder. At this time, if the polarity of the magnet 31 and the magnetic pole piece 11 and the polarity of the magnet 32 and the magnetic pole piece 12 are set to be opposite polarities, the magnets 31 and 32 are not demagnetized.

リターダ吸引力が発生することにより、図８に示すような摩擦力を発生する。モータ駆動時より小さな起磁力で大きな力が得られ、連結部５０は保持される。低消費電力、高保持力となる。 When the retarder suction force is generated, a frictional force as shown in FIG. 8 is generated. A large force is obtained with a smaller magnetomotive force than when the motor is driven, and the connecting portion 50 is held. Low power consumption and high holding power.

図９に、ハイブリッドモータ１の脱磁駆動を示す。リターダ駆動からモータ駆動に切り換えるとき、リターダ用可動子４０の残留磁束により、そのままでは連結部５０が動かない場合がある。脱磁駆動は、このような事態を未然に防止するものである。 FIG. 9 shows the demagnetization drive of the hybrid motor 1. When switching from retarder driving to motor driving, the connecting portion 50 may not move as it is due to the residual magnetic flux of the retarder mover 40. The demagnetization drive prevents such a situation in advance.

すなわち、スイッチＡ，Ｄ，ＥをＯＮ、他をＯＦＦとする。スイッチＡ，ＤがＯＮされることで、各コイル２１，２２にはモータ駆動と同じ方向の電流ｉ１，ｉ２が流れる。これにより、モータ駆動と同じ磁束が発生する。 That is, the switches A, D, and E are turned on and the others are turned off. When the switches A and D are turned on, currents i1 and i2 in the same direction as the motor drive flow through the coils 21 and 22, respectively. As a result, the same magnetic flux as that generated by the motor is generated.

但し、この場合はスイッチＥもＯＮされるため、コイル２２にはコイル２１より大きい電流が流れる。コイル２１，２２に電流差が生じることで、リターダ用可動子４０に磁束が流れる。しかもこの場合の磁束は、リターダ駆動時の発生磁束をキャンセルする方向の磁束が流れることになる。図１０に脱磁駆動発生磁束を示す。 However, in this case, since the switch E is also turned ON, a current larger than the coil 21 flows through the coil 22. When a current difference is generated in the coils 21 and 22, magnetic flux flows through the retarder mover 40. Moreover, the magnetic flux in this case flows in a direction that cancels the magnetic flux generated when the retarder is driven. FIG. 10 shows the demagnetization drive generated magnetic flux.

図１１に脱磁駆動時の電流、リターダ用可動子４０の磁束、連結部５０のポジションの変化を示す。リターダ用可動子４０の磁束が０になると吸引力が０になり、連結部５０が動き始める。この時点でスイッチＥをＯＦＦすれば、モータ駆動となる。 FIG. 11 shows changes in the current during demagnetization driving, the magnetic flux of the retarder mover 40, and the position of the connecting portion 50. When the magnetic flux of the retarder mover 40 becomes zero, the attractive force becomes zero and the connecting portion 50 starts to move. If the switch E is turned OFF at this time, the motor is driven.

このように、モータ駆動と並列にスイッチＥのＯＮ／ＯＦＦ処理を実行することで、リターダ駆動により残留した脱磁が行える。 As described above, by executing the ON / OFF processing of the switch E in parallel with the motor drive, the demagnetization remaining by the retarder drive can be performed.

また、モータ駆動時にスイッチＥをＯＮしてリターダ用可動子４０に磁束を発生させると、吸引力が発生する。それによる摩擦力によりモータ用可動子３０の駆動力が減少する。これにより、連結部５０にブレーキをかけながらの駆動が可能となり、連結部５０の移動速度を制御することが可能となる。 Further, when the switch E is turned on when the motor is driven to generate a magnetic flux in the retarder mover 40, an attractive force is generated. The driving force of the motor mover 30 is reduced by the frictional force. Thereby, it is possible to drive the brake while applying a brake to the connecting portion 50, and it is possible to control the moving speed of the connecting portion 50.

連結部５０の構造を図１２に示すような構造にすると、リターダ用可動子４０とモータ用可動子３０との連結比ｘ：ｙによって、リターダ保持力の増幅が可能である。 When the structure of the connecting portion 50 is as shown in FIG. 12, the retarder holding force can be amplified by the connection ratio x: y between the retarder mover 40 and the motor mover 30.

図１３は、リターダ用可動子４０の配置を変えた例を示す模式的平面図、図１４はその正面図である。このように、リターダ用可動子４０は、コイル２１，２２の外側で磁極のバランスがとれる任意の位置に配置することができる。 FIG. 13 is a schematic plan view showing an example in which the arrangement of the retarder mover 40 is changed, and FIG. 14 is a front view thereof. In this way, the retarder mover 40 can be disposed at any position where the magnetic poles can be balanced outside the coils 21 and 22.

図１５は、この発明によるハイブリッドモータをトルクモータに適用した一例を示す模式的正面図、図１６はその底面図である。また、図１７は、リターダ用可動子１４０の配置を変えた例を示す模式的平面図である。このハイブリッドモータ（トルクモータ）１０１は、図１に示すハイブリッドモータ１と基本的に同様のものであるので、図１で用いた符号に１００を加えた符号を付けることで同様の部分を示すこととする。 FIG. 15 is a schematic front view showing an example in which the hybrid motor according to the present invention is applied to a torque motor, and FIG. 16 is a bottom view thereof. FIG. 17 is a schematic plan view showing an example in which the arrangement of the retarder mover 140 is changed. Since this hybrid motor (torque motor) 101 is basically the same as the hybrid motor 1 shown in FIG. 1, the same parts as those shown in FIG. And

図１に示すハイブリッドモータ１が直線運動するものであるのに対し、図１７に示すハイブリッドモータ１０１は回転角度運動するものであり、図１５、図１６に示すものも同様である。 The hybrid motor 1 shown in FIG. 1 moves linearly, whereas the hybrid motor 101 shown in FIG. 17 moves at a rotational angle, and the same applies to those shown in FIGS.

このハイブリッドモータ１０１は、マグネット１３１，１３２を備えた円形のモータ用可動子１３０が、固定子１１０の円形凹所内に角度回転可能に配置され、連結部１５０によってモータ用可動子１３０に連結されたリターダ用可動子１４０が、固定子１１０に実質的に接触して配置されている。 In this hybrid motor 101, a circular motor movable element 130 having magnets 131 and 132 is disposed in a circular recess of the stator 110 so as to be rotatable at an angle, and is connected to the motor movable element 130 by a connecting portion 150. A retarder mover 140 is disposed in substantial contact with the stator 110.

固定子１１０には、マグネット１３１に対向する磁極片１１１と、マグネット１３２に対向する磁極片１１２と、マグネット１３１，１３２に対向する磁極片１１３とが形成されている。また、固定子１１０には、リターダ用可動子１４０に対向する磁極片１１４，１１５が形成されている。 The stator 110 is formed with a magnetic pole piece 111 that faces the magnet 131, a magnetic pole piece 112 that faces the magnet 132, and a magnetic pole piece 113 that faces the magnets 131 and 132. The stator 110 is formed with magnetic pole pieces 114 and 115 facing the retarder movable element 140.

そして、このハイブリッドモータ１０１は、図１に示すハイブリッドモータ１と同様に、モータ駆動、リターダ駆動、脱磁駆動を選択的に行うものである。モータ駆動時に発生する磁束を図１８に示し、リターダ駆動時に発生する磁束を図１９に示す。 The hybrid motor 101 selectively performs motor drive, retarder drive, and demagnetization drive, similarly to the hybrid motor 1 shown in FIG. The magnetic flux generated when the motor is driven is shown in FIG. 18, and the magnetic flux generated when the retarder is driven is shown in FIG.

このようなハイブリッドモータ１０１は、例えば、流体制御バルブなどに適用することが可能である。流体の流れに抗して位置保持するには大きな電力が必要となるが、このハイブリッドモータ１０１を使用すれば、リターダ駆動を行うことにより位置保持が容易にできる。また、モータ駆動とリターダ駆動を組み合わせることで、簡単な構成でトルクが必要な環境でも、強い保持力で制御でき、かつ、省電力で駆動させることが可能となる。 Such a hybrid motor 101 can be applied to, for example, a fluid control valve. A large amount of electric power is required to hold the position against the flow of the fluid, but if this hybrid motor 101 is used, the position can be easily held by performing the retarder drive. Further, by combining the motor drive and the retarder drive, it is possible to control with a strong holding force and drive with power saving even in an environment where torque is required with a simple configuration.

上記のようなハイブリッドモータ１，（１０１）は、種々の変更または修正が可能である。例えば、固定子１０，（１１０）における磁極片１１〜１５，（１１１〜１１５）の個数および配置は、コイル２１，２２，（１２１，１２２）の個数および配置とともに、任意に設定可能である。 The hybrid motor 1 (101) as described above can be variously changed or modified. For example, the number and arrangement of the magnetic pole pieces 11 to 15 and (111 to 115) in the stator 10 and (110) can be arbitrarily set together with the number and arrangement of the coils 21 and 22 (121 and 122).

また、例えば、モータ用可動子３０，（１３０）におけるマグネット３１，３２，（１３１，１３２）の個数および配置は、任意に設定可能である。 For example, the number and arrangement of the magnets 31, 32, (131, 132) in the motor movers 30, (130) can be arbitrarily set.

さらに、例えば、モータ用可動子３０，（１３０）およびリターダ用可動子４０，（１４０）は、連結部５０，（１５０）および必要に応じて連結磁路部材３３も含めて、全体を、固定子１０，（１１０）に対して可動子と称する（構成する）ことができる。この場合は、全体を指す可動子に対し、モータ用可動子３０，（１３０）をモータ用可動子部、リターダ用可動子４０，（１４０）をリターダ用可動子部として区別することが可能である。 Further, for example, the motor mover 30 (130) and the retarder mover 40 (140) are fixed in their entirety, including the connecting portions 50 and (150) and the connecting magnetic path member 33 as required. The child 10 (110) can be referred to (configured) as a mover. In this case, it is possible to distinguish the motor mover 30 (130) as the motor mover part and the retarder mover 40 (140) as the retarder mover part with respect to the mover indicating the whole. is there.

以上をまとめると、この発明のハイブリッドモータは、複数のコイルを所要の間隔を隔てて巻くことで複数の磁極片が形成される固定子と、可動子とを備えたハイブリッドモータであって、前記可動子に、前記固定子の磁極片に対向する位置にマグネットを備えて配置されるモータ用可動子部と、前記固定子の磁極片に対向する位置に配置されるリターダ用可動子部とを形成し、前記コイルに流す電流を選択することで、前記モータ用可動子部にそれと対向する前記固定子の磁極片から磁路が形成されて前記可動子がモータとして作動する磁束発生状態と、前記リターダ用可動子部にそれと対向する前記固定子の磁極片から磁路が形成されて前記可動子がリターダとして作動する磁束発生状態とを選択可能に構成したものである。 Summarizing the above, the hybrid motor of the present invention is a hybrid motor including a stator in which a plurality of magnetic pole pieces are formed by winding a plurality of coils at a predetermined interval, and a mover, A mover portion for a motor arranged with a magnet at a position facing the magnetic pole piece of the stator on the mover, and a mover portion for retarder arranged at a position facing the magnetic pole piece of the stator A magnetic flux generation state in which a magnetic path is formed from the magnetic pole piece of the stator opposed to the motor mover portion, and the mover operates as a motor, by selecting a current flowing through the coil. A magnetic path is formed in the retarder movable element portion from the magnetic pole piece of the stator facing it, and a magnetic flux generation state in which the movable element operates as a retarder can be selected.

この発明のハイブリッドモータは上記のように構成されているので、下記のような各種の作用効果がある。 Since the hybrid motor of the present invention is configured as described above, the following various effects are obtained.

（１）保持動作時は低消費電力かつ高剛性であり、駆動ＯＦＦ時は低剛性であり、荷重に対するダイナミックレンジが広い。 (1) Low power consumption and high rigidity during the holding operation, low rigidity when the drive is OFF, and a wide dynamic range with respect to the load.

（２）磁気回路を共通とするためコンパクトな構成が実現できる。 (2) Since the magnetic circuit is shared, a compact configuration can be realized.

（３）リターダ駆動からモータ駆動への切り換え時に脱磁駆動を行うことで、応答性と制御性が向上する。 (3) Responsiveness and controllability are improved by performing demagnetization driving when switching from retarder driving to motor driving.

（４）モータ駆動中にコイル電流のバランスを変えることにより、リターダ用可動子にブレーキをかけながら連結部を移動させることが可能であり、制御性が向上する。 (4) By changing the balance of the coil current while the motor is being driven, it is possible to move the connecting portion while applying a brake to the retarder mover, thereby improving controllability.

（５）モータ用可動子とリターダ用可動子との連結比を設定することにより、リターダ保持力の増幅が可能である。 (5) The retarder holding force can be amplified by setting the coupling ratio between the motor mover and the retarder mover.

この発明によるハイブリッドモータの一実施の形態を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an embodiment of a hybrid motor according to the present invention. 図１のハイブリッドモータの駆動回路の概念図である。It is a conceptual diagram of the drive circuit of the hybrid motor of FIG. 図１のハイブリッドモータのモータ駆動を示す図である。It is a figure which shows the motor drive of the hybrid motor of FIG. モータ駆動時に発生する磁束を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux which generate | occur | produces at the time of a motor drive. モータ駆動時に発生する駆動力を示す図である。It is a figure which shows the driving force generate | occur | produced at the time of a motor drive. 図１のハイブリッドモータのリターダ駆動を示す図である。It is a figure which shows the retarder drive of the hybrid motor of FIG. リターダ駆動時に発生する磁束を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux which generate | occur | produces at the time of retarder drive. リターダ駆動時に発生する摩擦力を示す図である。It is a figure which shows the frictional force generate | occur | produced at the time of retarder drive. 図１のハイブリッドモータの脱磁駆動を示す図である。It is a figure which shows the demagnetization drive of the hybrid motor of FIG. 脱磁駆動時に発生する磁束を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux which generate | occur | produces at the time of a demagnetization drive. 脱磁駆動時の各部の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of each part at the time of a demagnetization drive. 連結部の構造変更を示す図である。It is a figure which shows the structure change of a connection part. リターダ用可動子の配置を変えた例を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the example which changed arrangement | positioning of the needle | mover for retarders. 図１３のものの正面図である。It is a front view of the thing of FIG. この発明によるハイブリッドモータをトルクモータに適用した一例を示す模式的正面図である。It is a typical front view which shows an example which applied the hybrid motor by this invention to the torque motor. 図１５のものの底面図である。It is a bottom view of the thing of FIG. リターダ用可動子の配置を変えた例を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the example which changed arrangement | positioning of the needle | mover for retarders. モータ駆動時に発生する磁束を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux which generate | occur | produces at the time of a motor drive. リターダ駆動時に発生する磁束を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux which generate | occur | produces at the time of retarder drive.

符号の説明Explanation of symbols

１，１０１ハイブリッドモータ
１０，１１０固定子
１１，１２，１３，１４，１５磁極片
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５磁極片
２１，２２，１２１，１２２コイル
３０，１３０モータ用可動子
３１，３２，１３１，１３２マグネット
３３連結磁路部材
４０，１４０リターダ用可動子
５０，１５０連結部 1,101 Hybrid motor 10, 110 Stator 11, 12, 13, 14, 15 Magnetic pole piece 111, 112, 113, 114, 115 Magnetic pole piece 21, 22, 121, 122 Coil 30, 130 Motor movable element 31, 32 , 131, 132 Magnet 33 Connecting magnetic path member 40, 140 Retarder mover 50, 150 connecting portion

Claims

複数のコイルを所要の間隔を隔てて巻くことで複数の磁極片が形成される固定子と、可動子とを備えたハイブリッドモータであって、
前記可動子に、前記固定子の磁極片に対向する位置にマグネットを備えて配置されるモータ用可動子部と、前記固定子の磁極片に対向する位置に配置されるリターダ用可動子部とを形成し、
前記コイルに流す電流を選択することで、前記モータ用可動子部にそれと対向する前記固定子の磁極片から磁路が形成されて前記可動子がモータとして作動する磁束発生状態と、前記リターダ用可動子部にそれと対向する前記固定子の磁極片から磁路が形成されて前記可動子がリターダとして作動する磁束発生状態とを選択可能に構成した、
ことを特徴とするハイブリッドモータ。 A hybrid motor including a stator in which a plurality of magnetic pole pieces are formed by winding a plurality of coils at a predetermined interval, and a mover,
A mover portion for a motor arranged on the mover with a magnet at a position facing the magnetic pole piece of the stator, and a mover portion for a retarder arranged at a position facing the magnetic pole piece of the stator, Form the
By selecting a current to flow through the coil, a magnetic path is formed from the stator pole piece facing the motor mover portion, and a magnetic flux generating state in which the mover operates as a motor, and for the retarder A magnetic path is formed from the magnetic pole piece of the stator opposite to the mover portion, and a magnetic flux generation state in which the mover operates as a retarder can be selected.
A hybrid motor characterized by that.

モータ用可動子およびこれと連結されたリターダ用可動子を備えたハイブリッドモータであって、
磁性体からなる固定子に、第１、第２のコイルを所要の間隔を隔てて巻くことで、第１、第２の磁極片および両磁極片間に位置する第３の磁極片を前記モータ用可動子に対向させて形成するとともに、第４、第５の磁極片を前記リターダ用可動子に対向させて形成し、
前記モータ用可動子に、前記第１、第３の磁極片に対向する第１のマグネットと、前記第２、第３の磁極片に対向し、かつその対向面が第１のマグネットと逆極性をなす第２のマグネットとを配置し、
前記両コイルに流す電流の方向を切り換えることで、前記固定子から前記モータ用可動子を通して磁路が形成されるモータ駆動状態と、前記固定子から前記リターダ用可動子を通して磁路が形成されるリターダ駆動状態とを切り換え可能に構成した、
ことを特徴とするハイブリッドモータ。 A hybrid motor comprising a motor mover and a retarder mover connected thereto,
The first and second magnetic pole pieces and the third magnetic pole piece positioned between the two magnetic pole pieces are wound on the motor by winding the first and second coils around the stator made of a magnetic material at a predetermined interval. And the fourth and fifth magnetic pole pieces are formed so as to face the retarder mover,
The motor mover has a first magnet that faces the first and third magnetic pole pieces, a second magnet that faces the second and third magnetic pole pieces, and a surface opposite to the first magnet. And a second magnet forming
By switching the direction of the current flowing through the coils, a motor driving state in which a magnetic path is formed from the stator through the motor mover and a magnetic path is formed from the stator through the retarder mover. Retarder drive state can be switched.
A hybrid motor characterized by that.

前記モータ駆動時には、前記第１のコイルにより発生する磁束の方向と、前記第２のコイルにより発生する磁束の方向とが逆方向となるように両コイルに電流を流し、また、前記リターダ駆動時には、前記第１のコイルにより発生する磁束の方向と、前記第２のコイルにより発生する磁束の方向とが同方向となるように両コイルに電流を流すことを特徴とする請求項２記載のハイブリッドモータ。 When the motor is driven, a current is passed through both coils so that the direction of the magnetic flux generated by the first coil is opposite to the direction of the magnetic flux generated by the second coil, and when the retarder is driven 3. The hybrid according to claim 2, wherein a current is passed through both coils so that the direction of the magnetic flux generated by the first coil is the same as the direction of the magnetic flux generated by the second coil. motor.

前記リターダ駆動から前記モータ駆動に切り換える際、前記両コイルに流す電流量を調整して前記リターダ用可動子の残留磁束と反対向きの磁束を前記固定子から前記リターダ用可動子に発生させることで、当該残留磁束を解消させることを特徴とする請求項２記載のハイブリッドモータ。 When switching from the retarder drive to the motor drive, the amount of current flowing through the coils is adjusted to generate a magnetic flux in the opposite direction to the residual magnetic flux of the retarder mover from the stator to the retarder mover. The hybrid motor according to claim 2, wherein the residual magnetic flux is eliminated.

前記モータ駆動時に、前記両コイルに流す電流量を調整して前記固定子から前記リターダ用可動子に所要の磁束を発生させることで、前記モータ用可動子による駆動力を前記リターダ用可動子による制動力で制御することを特徴とする請求項２記載のハイブリッドモータ。 When the motor is driven, the amount of current flowing through the coils is adjusted to generate a required magnetic flux from the stator to the retarder mover, so that the driving force by the motor mover is driven by the retarder mover. The hybrid motor according to claim 2, wherein the hybrid motor is controlled by a braking force.