JP2796233B2 - Power generator - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、固定子として電磁石を
使用し、回転子あるいは可動子として永久磁石と軟鋼な
どの磁性体とを組み合わせて使用した電力転換装置に係
り、詳しくは永久磁石が本来的に保有しているエネルギ
ーとしての磁力を最大限活用してこの磁気エネルギーを
回転力に転換させる動力発生装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter using an electromagnet as a stator and a permanent magnet and a magnetic material such as mild steel as a rotor or a movable member. The present invention relates to a power generating device that converts a magnetic force into a rotational force by making full use of a magnetic force as energy originally held.
【0002】[0002]
【従来の技術】これまで、固定子として電磁石を使用
し、回転子として軟鋼等の磁性体と永久磁石との組合体
を使用した動力発生装置として、例えばHB(ハイブリ
ット)型ステッピング・モーターが知られている。2. Description of the Related Art Heretofore, for example, an HB (hybrid) type stepping motor has been known as a power generator using an electromagnet as a stator and a combination of a magnetic material such as mild steel and a permanent magnet as a rotor. Have been.
【0003】しかし、永久磁石の磁気エネルギーの観点
からみると、電磁石の作る磁界とともに回転子の運動に
利用されるが、永久磁石の磁気エネルギーの有効利用が
図られていない。However, from the viewpoint of the magnetic energy of the permanent magnet, it is used for the movement of the rotor together with the magnetic field generated by the electromagnet. However, the effective use of the magnetic energy of the permanent magnet has not been attempted.
【0004】HB型モーターの問題は固定子として電磁
石を使用し、回転子として磁性体と永久磁石とを使用し
た動力発生装置でありながら、この欠点は全般に共通し
て言えることである。[0004] The problem with the HB type motor is that it can be said that this drawback is common to all power generators using an electromagnet as a stator and a magnetic body and a permanent magnet as a rotor.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、回転子の運
動方向と反対方向に働く力が生じないようにして電磁石
に印加する電気エネルギーの利用率を高める一方、永久
磁石のもつ磁気エネルギーの有効利用を図ることができ
る動力発生装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention increases the utilization rate of electric energy applied to an electromagnet while preventing the generation of a force acting in the direction opposite to the direction of motion of a rotor, while reducing the magnetic energy of a permanent magnet. It is an object of the present invention to provide a power generation device capable of achieving effective utilization.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、環状に並設された複数の電磁石と、それら
環状に並設された電磁石のほぼ中心に回転自在に支持さ
れた回転出力軸と、該回転出力軸の外周に固設され、そ
の外周面に現れる磁極の極性が互いに異なる少なくとも
一組の永久磁石と、前記それぞれの永久磁石の外周に半
径方向に延出して固設され、磁歯部と切欠部とがその外
周に沿って交互に設けられるとともに、前記磁歯部の少
なくとも半径方向端部が前記電磁石の周方向の幅よりも
大なる周方向の幅をもって形成された磁性体と、前記電
磁石への励磁電流の供給を制御する励磁制御手段とを備
え、前記永久磁石及び前記磁性体は、それぞれ互いに間
隔を隔てて設けられ、前記磁性体に設けられた磁歯部の
数は前記電磁石の数と異なるものとされ、いずれかの磁
歯部と切欠部との境界部分がいずれかの電磁石に対向す
るようになっており、これにより、前記励磁制御手段が
前記電磁石のうちの少なくとも一組の電磁石が互いに逆
極性を示すように該電磁石に順次励磁電流を供給したと
きに、前記永久磁石のうちそれぞれの電磁石と異なる極
性を有する永久磁石からの磁束が前記磁性体を通って前
記励磁された極性が異なる電磁石とほぼ直線的に結ばれ
る範囲内に収束されるとともに、前記励磁された電磁石
に隣接して位置する前記磁性体部分は磁束の空白域とな
り、前記収束した磁束により前記回転出力軸に回転トル
クを付与してなることを特徴とする。望ましくは、前記
永久磁石は一組の円弧状の永久磁石であり、それぞれの
径方向外方及び内方に着磁されるとともに、その着磁極
性が互いに逆極性となっている。また、前記励磁制御手
段は、前記電磁石に対する永久磁石及びそれに対応する
磁性体の位置を検出するための複数のセンサと、前記回
転出力軸の回転に伴って該センサをオン・オフするよう
に回転出力軸に装備されたオン・オフ部材とを備えて構
成してよい。さらに、前記センサは、発光素子とそれに
対応する受光素子とを所定の間隔をおいて対向配置して
なる光センサであり、前記オン・オフ部材は、前記発光
素子から受光素子への光を遮る遮光板であることが望ま
しい。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of electromagnets arranged in a ring, and a rotatably supported rotatably supported substantially at the center of the electromagnets arranged in a ring. An output shaft , fixed to an outer periphery of the rotary output shaft,
The polarities of the magnetic poles that appear on the outer peripheral surface of the
A set of permanent magnets and a radially extending outer periphery of each of the permanent magnets are fixedly provided, and the magnetic tooth portions and the cutout portions are formed outside the permanent magnets.
It is provided alternately along the circumference, and
At least the radial end is larger than the circumferential width of the electromagnet.
A magnetic body formed with a large consisting circumferential width, and an excitation control means for controlling the supply of exciting current to the electromagnet, the permanent magnet and the magnetic body, between each other
The magnetic tooth portion provided on the magnetic body is provided at an interval.
The number is different from the number of the electromagnets, and a boundary portion between any one of the magnetic teeth and the notch faces one of the electromagnets. When at least one set of electromagnets sequentially supplies an exciting current to the electromagnets so as to exhibit opposite polarities, magnetic flux from a permanent magnet having a different polarity from each electromagnet among the permanent magnets causes the magnetic body to be turned off. The magnetized portion passing through the magnetized poles is converged within a range that is substantially linearly connected to the different electromagnets, and the magnetic portion located adjacent to the magnetized electromagnets becomes a magnetic flux blank area and converges. A rotating torque is applied to the rotation output shaft by a magnetic flux. Preferably, the permanent magnets are a pair of arc-shaped permanent magnets, which are magnetized radially outward and inward, and whose magnetization polarities are opposite to each other. Further, the excitation control means includes a plurality of sensors for detecting the positions of the permanent magnet and the magnetic material corresponding to the permanent magnet with respect to the electromagnet, and a rotation mechanism that turns on and off the sensor with rotation of the rotation output shaft. An on / off member provided on the output shaft may be provided. Further, the sensor is an optical sensor in which a light-emitting element and a corresponding light-receiving element are opposed to each other at a predetermined interval, and the on / off member blocks light from the light-emitting element to the light-receiving element. It is desirable to be a light shielding plate.
【0007】[0007]
【作用】本発明によれば、回転出力軸の磁歯部と切欠部
との境界部分に位置する電磁石を励磁すると、励磁され
た電磁石によって生じる磁界と永久磁石によって生じる
磁界とが作用しあい、永久磁石から磁性体を通る磁束が
電磁石側にほぼ直線的に収束され、これにより回転出力
軸を該電磁石側の方向に所定角度回転させる。According to the present invention, the magnetic tooth portion and the notch portion of the rotary output shaft are provided.
When the electromagnet located at the boundary between the magnets is excited, the magnetic field generated by the excited electromagnet and the magnetic field generated by the permanent magnet act on each other, and the magnetic flux passing from the permanent magnet to the magnetic body is substantially linearly converged on the electromagnet side. The rotary output shaft is rotated by a predetermined angle in the direction toward the electromagnet.
【0008】回転出力軸が所定角度回転したら前記電磁
石の励磁を中断する一方、新たに回転出力軸の回転方向
の前方に隣接して位置する電磁石を励磁する。このよう
にして、電磁石を順次励磁することにより回転出力軸を
所定方向に回転することができるが、このとき、電磁石
を、永久磁石の磁極の極性と逆極性となるように励磁し
ており、このため、前記のように磁性体内部で永久磁石
の磁束がほぼ直線的に収束して該磁性体磁歯部の回転方
向後方には磁束の空白域が生じるので、回転出力軸の回
転を妨げる方向の力は生じない。また、このときに、前
記磁性体のそれぞれの磁歯部は少なくともその半径方向
端部において前記電磁石の周方向の幅よりも大なる周方
向の幅をもって形成されているので、前記磁性体内にお
いて前記永久磁石からの磁束が収束されている領域とそ
れ以外の磁束の空白域とが明確に分離されて形成され、
回転出力軸の回転を妨げるような回転後方に位置する非
励磁電磁石と永久磁石の磁束との相互作用(磁気吸引力
の発生)は抑制される。 When the rotary output shaft is rotated by a predetermined angle, the excitation of the electromagnet is interrupted, and the electromagnet located adjacent to the front of the rotary output shaft in the rotation direction is newly excited. In this way, the rotary output shaft can be rotated in a predetermined direction by sequentially exciting the electromagnets.At this time, the electromagnets are excited so as to have a polarity opposite to that of the magnetic poles of the permanent magnets, Therefore, the magnetic flux of the permanent magnet converges almost linearly inside the magnetic material as described above, and a blank area of the magnetic flux is generated behind the magnetic material magnetic teeth in the rotation direction, thereby preventing the rotation of the rotary output shaft. No directional force occurs. Also, at this time,
Each magnetic tooth of the magnetic material is at least in the radial direction
At the end, a circumferential direction larger than the circumferential width of the electromagnet
Since it is formed with a width in the direction of
And the area where the magnetic flux from the permanent magnet is converged
The other magnetic flux blank areas are clearly separated and formed,
Non-rotationally positioned non-rotating output shaft
Interaction between the exciting electromagnet and the magnetic flux of the permanent magnet (magnetic attraction
Is suppressed).
【0009】また、図のように電磁石の外極側に沿って
N・S極が互いに通い合うため漏洩磁束が少なく、磁気
効率が高い。Further, as shown in the figure, since the N and S poles communicate with each other along the outer pole side of the electromagnet, the leakage magnetic flux is small and the magnetic efficiency is high.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を、添付図面
を参照して詳細に説明する。図1乃至図6に示すよう
に、支持部材17には、回転出力軸31が軸受19を介
して回転自在に装備されている。この回転出力軸31
に、該回転出力軸31と共に回転する、図のように着磁
されたリング状の永久磁石18がそれぞれ嵌挿状態で配
置されている。Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIGS. 1 to 6, a rotation output shaft 31 is rotatably mounted on the support member 17 via a bearing 19. This rotation output shaft 31
In addition, ring-shaped permanent magnets 18 that rotate with the rotation output shaft 31 and are magnetized as shown in the figure are arranged in a fitted state.
【0011】また、電磁石1〜12と永久磁石18との
間の位置には、外周部に切欠部14と磁歯部13とを交
互に有した、永久磁石の磁束が通る磁性体27がそれぞ
れ固定状態で配置されている。図面では、例えば、切欠
部14を8個、磁歯部13を8個形成した場合を示して
いる。永久磁石18と磁性体27は回転出力軸31に対
して同軸であり、両者はボルト等の締結手段により一体
化し、回転出力軸31とともに回転する回転子をなして
いる。各磁歯部13の周方向の幅は、少なくともその半
径方向端部において、対向する電磁石1〜12の周方向
の幅(より厳密には各電磁石1〜12の鉄心の周方向の
幅)よりも広くなるように形成されている。 At the position between the electromagnets 1 to 12 and the permanent magnet 18, there are provided magnetic members 27 having notches 14 and magnetic teeth 13 alternately on the outer periphery and through which the magnetic flux of the permanent magnet passes. It is arranged in a fixed state. In the drawing, for example, a case where eight notches 14 and eight magnetic teeth 13 are formed is shown. The permanent magnet 18 and the magnetic body 27 are coaxial with the rotation output shaft 31, and they are integrated by a fastening means such as a bolt to form a rotor that rotates together with the rotation output shaft 31. The circumferential width of each magnetic tooth portion 13 is at least half of that width.
At the radial end, the circumferential direction of the opposed electromagnets 1 to 12
Width (more strictly, in the circumferential direction of the iron core of each of the electromagnets 1 to 12)
Width).
【0012】ここで、支持部材17は非磁性体であり、
回転出力軸31は磁性体でもよい。支持部材17は、例
えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合
金、合成樹脂等で形成され、また、回転出力軸31は、
例えば、ステンレス鋼等で形成されている。また、磁性
体は、例えば、各種鉄材、ケイ素鋼板、パーマロイ等の
透磁率の高い磁性材料により形成されている。Here, the support member 17 is a non-magnetic material,
The rotation output shaft 31 may be a magnetic material. The support member 17 is formed of, for example, stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, a synthetic resin, or the like.
For example, it is formed of stainless steel or the like. The magnetic body is made of a magnetic material having high magnetic permeability such as various iron materials, silicon steel plates, and permalloy.
【0013】前後側板間には、固定子となる複数個の電
磁石1〜12が、磁性体を囲むように該磁性体の周方向
に沿って略等間隔に装備されている。図面では、例えば
12個配置した場合を示している。これら電磁石の磁束
が互いに反対極側の電磁石の鉄心外周部を通じてクロス
されるようにしてある。A plurality of electromagnets 1 to 12 serving as stators are provided at substantially equal intervals along the circumferential direction of the magnetic body between the front and rear plates so as to surround the magnetic body. The drawing shows a case where, for example, twelve are arranged. The magnetic fluxes of the electromagnets are crossed through the outer peripheral portions of the iron cores of the electromagnets on the opposite pole side.
【0014】そして、各電磁石1〜12の鉄心は、回転
出力軸31の軸心方向に延び且つ回転出力軸等に対して
放射状に装備され、それらの端部(磁極の部分)が磁性
体の周面とわずかなすき間をおいて対向している。The iron cores of the electromagnets 1 to 12 extend in the axial direction of the rotary output shaft 31 and are provided radially with respect to the rotary output shaft and the like, and their ends (magnetic pole portions) are made of a magnetic material. It faces the peripheral surface with a slight gap.
【0015】電磁石1〜12のうち、その一部は磁性体
27の切欠部14と磁歯部13との境界部分の対応する
箇所に位置している。A part of the electromagnets 1 to 12 is located at a position corresponding to a boundary between the notch 14 of the magnetic body 27 and the magnetic tooth 13.
【0016】電磁石1〜12を順次励磁する励磁切換手
段は、基本的には電磁石の各巻線にそれぞれ直流を供給
する通常の励磁回路から構成されているが、本実施例で
は電磁石への給電を切り換える切換部分は複数の光セン
サと該センサをオン・オフする遮光板とから構成されて
いる。The excitation switching means for sequentially exciting the electromagnets 1 to 12 is basically constituted by a normal excitation circuit for supplying a direct current to each winding of the electromagnet, but in the present embodiment, power is supplied to the electromagnet. The switching portion for switching is composed of a plurality of optical sensors and a light shielding plate for turning on / off the sensors.
【0017】光センサは、発光素子と受光素子とを遮光
板が通過し得る間隔をおいて対向配置してなるもので、
電磁石に対応する位置関係で前後側板の一方の外面に円
周方向に沿って等間隔に配置されている。また、遮光板
は、光センサが配置された後板から突出する回転出力軸
の端部に固定されている。The optical sensor has a light-emitting element and a light-receiving element which are opposed to each other with an interval through which a light-shielding plate can pass.
It is arranged at equal intervals along the circumferential direction on one outer surface of the front and rear side plates in a positional relationship corresponding to the electromagnet. Further, the light shielding plate is fixed to an end of the rotation output shaft protruding from the rear plate on which the optical sensor is disposed.
【0018】本実施例では、遮光板によって光センサが
遮光されている間、該光センサに対応する電磁石に通電
するようにしてある。In this embodiment, while the light sensor is shielded from light by the light shielding plate, the electromagnet corresponding to the light sensor is energized.
【0019】次いで、励磁切換手段により、切欠部14
と磁歯部13との境界部分に位置する電磁石を同時に励
磁すると、各々永久磁石の磁界と電磁石の磁界とが作用
しあい、磁性体の磁歯部13を通る磁束が該電磁石
(1,4,7,10)側に瞬時にほぼ直線的に収束され
る。図3,図6はこの状態を示したものである。このと
きに、前記それぞれの磁歯部13は少なくともその半径
方向端部において前記電磁石1〜12の周方向の幅より
も大なる周方向の幅をもって形成されているので前記磁
歯部13内において前記永久磁石18からの磁束が収束
されている領域とそれ以外の磁束の空白域とが明確に分
離されて形成され、回転出力軸31の回転を妨げるよう
な回転後方に位置する非励磁電磁石と永久磁石18の磁
束との相互作用(磁気吸引力の発生)は抑制される。こ
れにより、回転子は各電磁石側に吸引され、磁束の幅を
広げようとする方向、すなわち図3,図6の時計方向へ
の回転トルクを受ける。Next, the notch 14
When the electromagnets located at the boundary between the magnet and the magnetic tooth 13 are simultaneously excited, the magnetic field of the permanent magnet and the magnetic field of the electromagnet act on each other, and the magnetic flux passing through the magnetic tooth 13 of the magnetic material causes the electromagnet (1,4, It is almost linearly converged instantaneously on the (7, 10) side. 3 and 6 show this state. This and
In this case, each magnetic tooth portion 13 has at least its radius.
At the circumferential end of the electromagnets 1 to 12
Is formed with a large circumferential width.
The magnetic flux from the permanent magnet 18 converges in the tooth portion 13
Area is clearly separated from other magnetic flux blank areas.
It is formed so as to be spaced apart so as to prevent the rotation of the rotation output shaft 31.
Of the non-excited electromagnet and the permanent magnet 18 located
Interaction with the bundle (generation of magnetic attraction) is suppressed. As a result, the rotor is attracted to the respective electromagnets and receives a rotating torque in a direction in which the width of the magnetic flux is to be increased, that is, clockwise in FIGS.
【0020】図3と図6は、回転子25の回転に伴う磁
束の幅の変化した状態を示しており、磁束の幅が最大と
なる時点で、永久磁石と電磁石との間に働く吸引力が最
大となるが、回転子に作用する回転トルクは零近くにな
る。FIGS. 3 and 6 show a state in which the width of the magnetic flux changes with the rotation of the rotor 25. At the time when the width of the magnetic flux is maximized, the attractive force acting between the permanent magnet and the electromagnet is shown. Is maximized, but the rotational torque acting on the rotor is close to zero.
【0021】回転子25に作用する回転トルクが完全に
零になるか、弱まった位置、すなわち境界部分が回転方
向前方の別の電磁石に差しかかった時点で、励磁切換手
段により、これまでオンになっていた電磁石の励磁を停
止する一方、次の電磁石の励磁を開始すると、磁束がま
たそれぞれ次の電磁石側に収束され、前回と同様にして
回転子に回転トルクが作用する。When the rotational torque acting on the rotor 25 is completely zero or weakened, that is, when the boundary portion approaches another electromagnet located forward in the rotational direction, the excitation switching means has turned on the motor so far. When the excitation of the current electromagnet is stopped and the excitation of the next electromagnet is started, the magnetic flux is converged again on the next electromagnet side, and a rotational torque acts on the rotor in the same manner as the previous time.
【0022】この後、上記のようにして、電磁石1〜1
2を順次励磁することにより、永久磁石18の磁界と電
磁石1〜12の磁界が作用しあい、回転子25に回転ト
ルクを付与する。Thereafter, as described above, the electromagnets 1-1 to 1
By sequentially exciting the magnets 2, the magnetic field of the permanent magnet 18 and the magnetic fields of the electromagnets 1 to 12 act to apply a rotational torque to the rotor 25.
【0023】永久磁石の磁束は磁性体を通って励磁中の
電磁石側にほぼ直線的に収束され(図3,図6参照)、
非励磁の電磁石と対向する磁性体の部分が磁束の通らな
いデッドゾーン、言い換えれば磁束の空白域になってい
る。したがって、回転子25の回転を妨げるような力は
生じない。The magnetic flux of the permanent magnet is substantially linearly converged on the electromagnet side being excited through the magnetic material (see FIGS. 3 and 6).
The portion of the magnetic body facing the non-excited electromagnet is a dead zone through which no magnetic flux passes , in other words, a blank area of the magnetic flux . Therefore, no force that hinders rotation of the rotor 25 is generated.
【0024】これを、電磁石に印加される電気エネルギ
ーの観点からみると、印加された電気エネルギーの殆ど
全てが、回転子に設けられている永久磁石の磁界との相
互作用を通じて回転子を回転させるエネルキーとして寄
与している。また永久磁石の磁気エネルギーの有効利用
の観点からみると、磁気エネルギーの殆ど全てが励磁さ
れた電磁石に収束することによって、回転子の回転に寄
与していることになる。 From the viewpoint of the electric energy applied to the electromagnet, almost all of the applied electric energy is in phase with the magnetic field of the permanent magnet provided in the rotor.
As an energy to rotate the rotor through interaction
I am giving. Also, from the viewpoint of effective use of the magnetic energy of the permanent magnet, almost all of the magnetic energy is excited.
Converges on the rotating electromagnet, thereby contributing to the rotation of the rotor.
Will be given.
【0025】また、磁性体の外周部に切欠部と磁歯部と
を交互に設けると共に、これらの間の境界部分に対応す
る箇所にそれぞれ電磁石を配置してあるので、該電磁石
を励磁したとき境界部分と電磁石との間のギャップに生
じる磁力線を大きく傾かせることができ、電磁石の励磁
初期時に大きな回転トルクを得ることができる。Further, notches and magnetic teeth are alternately provided on the outer peripheral portion of the magnetic body, and electromagnets are arranged at locations corresponding to boundaries between them, so that when the electromagnet is excited, The lines of magnetic force generated in the gap between the boundary portion and the electromagnet can be greatly inclined, and a large rotational torque can be obtained at the initial stage of excitation of the electromagnet.
【0026】次に、上記実施例に示す、すなわち図1乃
至図6に示した動力発生装置について実際に運転試験を
行った結果を説明する。Next, the results of actual operation tests performed on the power generator shown in the above-described embodiment, that is, shown in FIGS. 1 to 6 will be described.
【0027】磁性体として純鉄を使用した。寸法は幅3
0mm、磁歯部の直径218mm、切欠部の直径158
mmであった。また、永久磁石としてサマリュームコバ
ルト磁石を使用した。その磁力は12000ガウスであ
った。電磁石への印加電圧は100V、電流1.15
A、電力115Wであった。この条件の下で得られた回
転数は200RPM、トルクは60.52Kg、出力は
124.32Wであった。Pure iron was used as the magnetic material. Dimension is width 3
0 mm, magnetic tooth part diameter 218 mm, notch part diameter 158
mm. A samarium cobalt magnet was used as a permanent magnet. Its magnetic force was 12,000 gauss. The applied voltage to the electromagnet is 100 V and the current is 1.15
A, power was 115 W. Under these conditions, the rotation speed was 200 RPM, the torque was 60.52 Kg, and the output was 124.32 W.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、固
定子としての複数の電磁石を対向する永久磁石の磁極と
逆極性にのみ励磁するようにし、各電磁石の外周方向の
極は、同じく外周上の反対極と回磁する関係にあり、ま
た磁性体内部を通る永久磁石からの磁束は励磁されてい
る電磁石に向けてほぼ直線的に収束され、その磁束の後
方には磁束の空白域が形成されるようにし、かつこの作
用をより確実なものとするために前記それぞれの磁性体
は少なくともその半径方向端部において前記電磁石の周
方向の幅よりも大なる周方向の幅をもって形成したの
で、前記磁性体内において前記永久磁石からの磁束が収
束されている領域とそれ以外の磁束の空白域とが明確に
分離されて形成され、回転子の運動を妨げるような力が
生じることがなく、電磁石に印加される電気エネルギー
の利用効率を高める一方、永久磁石のもつ磁気エネルギ
ーの有効利用を図ることができる。As described above, according to the present invention, a plurality of electromagnets as stators are excited only in the opposite polarity to the magnetic poles of the opposing permanent magnets. It has a relationship of magnetizing with the opposite pole on the outer circumference, and the magnetic flux from the permanent magnet passing through the inside of the magnetic material is not excited.
Converges almost linearly toward the electromagnet
To create a magnetic flux blank area, and
In order to make use of the magnetic material more reliable,
Is the circumference of the electromagnet at least at its radial end.
Formed with a circumferential width that is larger than the
The magnetic flux from the permanent magnet is collected in the magnetic body.
The bundled area and other magnetic flux blank areas are clearly
It is formed separately and does not generate a force that hinders the movement of the rotor. This increases the efficiency of using the electric energy applied to the electromagnet, and makes it possible to effectively use the magnetic energy of the permanent magnet.
【図1】本発明の第一実施例の一部を省略して示した正
面図である。FIG. 1 is a front view in which a part of a first embodiment of the present invention is omitted.
【図2】本発明の第一実施例の中央縦断側面図である。FIG. 2 is a central longitudinal sectional side view of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第一実施例の作用説明図であり、磁束
の収束状態を示している。FIG. 3 is an operation explanatory view of the first embodiment of the present invention, showing a state of convergence of magnetic flux.
【図4】本発明の第二実施例の一部を省略して示した正
面図である。FIG. 4 is a front view in which a part of a second embodiment of the present invention is omitted.
【図5】本発明の第二実施例の中央縦断側面図である。FIG. 5 is a central longitudinal sectional side view of a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第二実施例の作用説明図であり、磁束
の収束状態を示している。FIG. 6 is an operation explanatory view of the second embodiment of the present invention, showing a state of convergence of magnetic flux.
1〜12 電磁石 13 磁歯部 14 切欠部 15 永久磁石側の磁束 16 電磁石間のすき間 17 支持部材 18 永久磁石 19 軸受け部 20 回転出力軸 21 電磁石体 25 回転子 27 切り欠きのある磁性体 28 鉄リング 31 回転出力軸 1-12 Electromagnet 13 Magnetic tooth part 14 Notch part 15 Magnetic flux on permanent magnet side 16 Gap between electromagnets 17 Support member 18 Permanent magnet 19 Bearing unit 20 Rotation output shaft 21 Electromagnet body 25 Rotor 27 Notched magnetic body 28 Iron Ring 31 Rotation output shaft
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 21/16 H02K 37/04 501──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02K 21/16 H02K 37/04 501
Claims (4)
支持された回転出力軸と、該回転出力軸の外周に固設され、その外周面に現れる磁
極の極性が互いに異なる少なくとも一組の永久磁石 と、 前記それぞれの永久磁石の外周に半径方向に延出して固
設され、磁歯部と切欠部とがその外周に沿って交互に設
けられるとともに、前記磁歯部の少なくとも半径方向端
部が前記電磁石の周方向の幅よりも大なる周方向の幅を
もって形成された磁性体と、 前記電磁石への励磁電流の供給を制御する励磁制御手段
とを備え、 前記永久磁石及び前記磁性体は、それぞれ互いに間隔を
隔てて設けられ、前記磁性体に設けられた磁歯部の数は 前記電磁石の数と
異なるものとされ、いずれかの磁歯部と切欠部との境界
部分がいずれかの電磁石に対向するようになっており、 これにより、前記励磁制御手段が前記電磁石のうちの少
なくとも一組の電磁石が互いに逆極性を示すように該電
磁石に順次励磁電流を供給したときに、前記永久磁石の
うちそれぞれの電磁石と異なる極性を有する永久磁石か
らの磁束が前記磁性体を通って前記励磁された極性が異
なる電磁石とほぼ直線的に結ばれる範囲内に収束される
とともに、前記励磁された電磁石に隣接して位置する前
記磁性体部分は磁束の空白域となり、前記収束した磁束
により前記回転出力軸に回転トルクを付与してなること
を特徴とする動力発生装置。A plurality of electromagnets arranged side by side in a ring, a rotary output shaft rotatably supported substantially at the center of the electromagnets side by side in a ring, and fixed to an outer periphery of the rotary output shaft; Magnets appearing on the outer surface
At least one set of permanent magnets having polarities different from each other, and fixed to the outer periphery of each of the permanent magnets so as to extend in the radial direction, and magnetic tooth portions and notches are alternately provided along the outer periphery.
And at least a radial end of the magnetic tooth portion
The part has a circumferential width larger than the circumferential width of the electromagnet.
A permanent magnet and the magnetic body are spaced apart from each other , comprising: a magnetic body formed thereby; and excitation control means for controlling supply of an exciting current to the electromagnet.
The number of magnetic teeth provided on the magnetic body is spaced apart from the number of the electromagnets, and the boundary between any of the magnetic teeth and the notch faces one of the electromagnets. Thereby, when the excitation control means sequentially supplies an excitation current to the electromagnets so that at least one set of the electromagnets has opposite polarities, each of the permanent magnets A magnetic flux from a permanent magnet having a different polarity from the electromagnet is converged within a range in which the excited polarity is substantially linearly connected to the different electromagnet through the magnetic material, and is adjacent to the excited electromagnet. The power generating device according to claim 1, wherein the magnetic material portion located is a magnetic flux blank area, and a rotational torque is applied to the rotary output shaft by the converged magnetic flux.
であり、それぞれの径方向外方及び内方に着磁されると
ともに、その着磁極性が互いに逆極性となっている請求
項1記載の動力発生装置。2. The permanent magnet is a set of arc-shaped permanent magnets, which are magnetized radially outward and inward, and whose magnetization polarities are opposite to each other. 2. The power generator according to 1.
る永久磁石及びそれに対応する磁性体の位置を検出する
ための複数のセンサと、前記回転出力軸の回転に伴って
該センサをオン・オフするように回転出力軸に装備され
たオン・オフ部材とを備えてなる請求項1記載の動力発
生装置。3. The excitation control means includes a plurality of sensors for detecting positions of a permanent magnet and a magnetic material corresponding to the permanent magnet with respect to the electromagnet, and turns on / off the sensors as the rotation output shaft rotates. The power generator according to claim 1, further comprising an on / off member provided on the rotary output shaft.
る受光素子とを所定の間隔をおいて対向配置してなる光
センサであり、前記オン・オフ部材は、前記発光素子か
ら受光素子への光を遮る遮光板である請求項3記載の動
力発生装置。4. The sensor is an optical sensor in which a light-emitting element and a corresponding light-receiving element are arranged to face each other at a predetermined interval, and the on / off member is configured to connect the light-emitting element to the light-receiving element. The power generator according to claim 3, wherein the power generator is a light shielding plate that blocks light.
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