JP6708858B2

JP6708858B2 - Synchronous motors and motor assemblies

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Publication number: JP6708858B2
Application number: JP2018144890A
Authority: JP
Inventors: 哲夫岡本
Original assignee: Tokuden Kosumo KK
Current assignee: Tokuden Kosumo KK
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2038-08-01
Also published as: WO2020027275A1; JP2020022280A

Description

本発明は、シンクロナスモーターおよびこのシンクロナスモーターを備えたモーターアッセンブリに関する。 The present invention relates to a synchronous motor and a motor assembly equipped with this synchronous motor.

シンクロナスモーターとは、１本の回転軸のまわりに回転する回転運動が可能なローターに界磁を設け、この界磁をローターの外部から印加される変動磁場に追従させることで、ローターの回転を実現させるモーターのことをいう。このシンクロナスモーターに関しては、従前より種々の技術が開発されている（例えば下記の特許文献１を参照）。 A synchronous motor is a rotor that rotates around a single rotation axis by providing a field on the rotor that can rotate and making the field follow a fluctuating magnetic field applied from the outside of the rotor. It means a motor that realizes. Various techniques have been developed for this synchronous motor (for example, see Patent Document 1 below).

特開昭５４−０５６１１４号公報JP-A-54-056114

一般に、シンクロナスモーターは、始動時において停止しているローターを自ら回転させ始めることが難しいというデメリットを有している。このデメリットは、例えばシンクロナスモーターを備えたモーターアッセンブリに、シンクロナスモーターとは異なる方式のモーターを始動用モーターとして組み込むことで解消することができる。しかしながら、この場合は始動用モーターを駆動させるための電気エネルギーが追加で必要となるというデメリットが新たに生じる。 Generally, a synchronous motor has a demerit that it is difficult to start rotating a stopped rotor by itself at the time of starting. This demerit can be solved by incorporating a motor of a system different from the synchronous motor as a starting motor into a motor assembly including the synchronous motor, for example. However, in this case, there is a new demerit that additional electric energy is required to drive the starting motor.

本発明は、シンクロナスモーターにおいて、停止しているローターを動きやすくすることで、シンクロナスモーターの始動時に必要な電気エネルギーの低減をはかることを可能とするものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention makes it possible to reduce the electric energy required at the time of starting the synchronous motor by making it easier to move the rotor that is stopped in the synchronous motor.

本発明は、１本の回転軸のまわりに回転する回転運動が可能なローターと、回転軸の周りを取り巻いて配されるステーターと、ローターに設けられた状態で磁場を生じさせる第１の界磁と、ステーターにおいて回転軸の周りを取り巻いた状態に設けられて、第１の界磁とは別個に磁場を生じさせる第２の界磁と、ローターを回転させる角運動量を第１の界磁に与える変動磁場を発生させる励磁体と、を備え、第１の界磁が発生させる磁場、および、第２の界磁が発生させる磁場のうち、一方が回転軸の周方向に沿う方向の磁力線を有し、他方が回転軸に向かう動径方向に沿う方向の磁力線を有しているシンクロナスモーターを包含する。 The present invention relates to a rotor that can rotate about one rotating shaft and that can rotate, a stator that surrounds the rotating shaft, and a first field that generates a magnetic field when the rotor is provided. A magnetic field, a second field provided around the rotating shaft in the stator and generating a magnetic field separately from the first field, and an angular momentum for rotating the rotor. And a magnetic field generated by the first field and a magnetic field generated by the second field, one of which is a magnetic field line in a direction along the circumferential direction of the rotation axis. And the other has a magnetic force line in a direction along the radial direction toward the rotation axis.

上記シンクロナスモーターでは、ローターが静止している場合において、第１の界磁は、磁気的に見て不安定なつり合い状態となる。このとき、励磁体が発生させる磁場が変動されると、この変動は上記つり合い状態を崩す摂動となり、ローターを回転させる角運動量を第１の界磁に与えるトリガーとなる。これにより、シンクロナスモーターにおいて停止しているローターを動きやすくして、シンクロナスモーターの始動時に必要な電気エネルギーの低減をはかることが可能となる。 In the above synchronous motor, when the rotor is stationary, the first field is in a magnetically unstable equilibrium state. At this time, when the magnetic field generated by the exciter fluctuates, this fluctuation becomes a perturbation that breaks the above-mentioned balanced state, and serves as a trigger that gives angular momentum for rotating the rotor to the first field. This makes it easier to move the rotor that is stopped in the synchronous motor and reduces the electric energy required when starting the synchronous motor.

また、上記シンクロナスモーターでは、ローターが回転している場合において、第１の界磁および第２の界磁の各磁場がステーターとローターとを互いに遠ざける向きの成分を有する力を発生させる。これにより、シンクロナスモーターにおいて回転しているローターのひっかかりを減らして、シンクロナスモーターの駆動に必要な電気エネルギーの低減をはかることが可能となる。 Further, in the above synchronous motor, when the rotor is rotating, each magnetic field of the first field and the second field generates a force having a component in a direction to move the stator and the rotor away from each other. As a result, it is possible to reduce the catch of the rotor rotating in the synchronous motor and reduce the electric energy required to drive the synchronous motor.

１つの好ましい実施態様では、ステーターは、ローターの周りを取り巻いて配され、第１の界磁は、ローターにおいて回転軸の周りを取り巻くように配された複数の磁石を有する第１のアッセンブリであり、第２の界磁は、ステーターにおいてローターの周りを取り巻くように配された複数の磁石を有する第２のアッセンブリであり、励磁体は、ステーターにおいて第２のアッセンブリの磁石の間に配される複数の電磁石を有する第３のアッセンブリであり、第１のアッセンブリは、回転軸の周方向に沿う方向の磁力線を有する磁場を発生させ、第２のアッセンブリは、上記動径方向に沿う方向の磁力線を有する磁場を発生させる。 In one preferred embodiment, the stator is arranged around the rotor and the first field is a first assembly having a plurality of magnets arranged around the axis of rotation in the rotor. , The second field is a second assembly having a plurality of magnets arranged around the rotor in the stator, and the exciter is arranged in the stator between the magnets of the second assembly. A third assembly having a plurality of electromagnets, wherein the first assembly generates a magnetic field having magnetic lines of force in a direction along the circumferential direction of the rotating shaft, and the second assembly generates magnetic fields in the direction of radial direction. Generate a magnetic field having

この場合、ローターがステーターの周りを取り巻いて配される態様のシンクロナスモーターと比して、電磁石に電気エネルギーを供給する電気配線をシンプルにすることができる。 In this case, compared with the synchronous motor in which the rotor is arranged around the stator, the electric wiring for supplying the electric energy to the electromagnet can be simplified.

上記実施態様では、第１のアッセンブリにおける磁石の数は、第２のアッセンブリにおける磁石の数に等しいものが好ましい。 In the above embodiment, the number of magnets in the first assembly is preferably equal to the number of magnets in the second assembly.

この場合、第１のアッセンブリにおける磁石と第２のアッセンブリにおける磁石とを１対１で対応付けることができるため、上記摂動を与えるために各電磁石にて発生される変動磁場のパターンを単純にすることができる。 In this case, the magnets in the first assembly and the magnets in the second assembly can be associated with each other on a one-to-one basis, and therefore the pattern of the varying magnetic field generated by each electromagnet to give the above perturbation can be simplified. You can

あるいは、上記実施態様では、第１のアッセンブリにおける磁石の数は、第２のアッセンブリにおける磁石の数よりも少なく、かつ、第２のアッセンブリにおける磁石の数に対して互いに素となっているものが好ましい。 Alternatively, in the above-described embodiment, the number of magnets in the first assembly is smaller than the number of magnets in the second assembly, and is relatively prime to the number of magnets in the second assembly. preferable.

この場合、第１のアッセンブリの各磁石が安定したつり合い状態となる可能性を低減させてローターを動きやすくし、シンクロナスモーターの始動時に必要な電気エネルギーの低減をはかることが可能となる。 In this case, it is possible to reduce the possibility that the respective magnets of the first assembly will be in a stable balanced state, facilitate the movement of the rotor, and reduce the electric energy required when starting the synchronous motor.

より好ましくは、第１のアッセンブリにおける磁石の数は、第２のアッセンブリにおける磁石の数よりも１だけ少なくなる。 More preferably, the number of magnets in the first assembly is one less than the number of magnets in the second assembly.

この場合、上記した効果を確保しながら、ローターを回転させる角運動量が与えられる第１のアッセンブリの磁石の数を可能な限り多くして、シンクロナスモーターの出力を大きな値に保つことができる。 In this case, it is possible to keep the output of the synchronous motor at a large value by increasing the number of magnets of the first assembly to which the angular momentum for rotating the rotor is given as much as possible while ensuring the above-mentioned effect.

また、上記実施態様では、第２のアッセンブリにおける各磁石は、Ｓ極またはＮ極のうちの少なくとも一方の磁極が平面状に構成され、かつ、この平面状に構成された磁極がローター側を向くように配されているものが好ましい。 Further, in the above-described embodiment, in each magnet in the second assembly, at least one magnetic pole of the S pole or the N pole is configured in a plane shape, and the magnetic pole configured in the plane shape faces the rotor side. Those arranged as described above are preferable.

この場合、電磁石と第１のアッセンブリの磁石との距離が比較的近くなるときには、この磁石と第２のアッセンブリの磁石の磁極からの距離が比較的遠くなる。これにより、第１のアッセンブリの磁石が電磁石の磁場に引き寄せられるときに、この引き寄せに対して第２のアッセンブリの磁石の磁場がおよぼす影響を少なくすることができる。 In this case, when the distance between the electromagnet and the magnet of the first assembly becomes relatively short, the distance between this magnet and the magnet of the magnet of the second assembly becomes relatively long. Thus, when the magnet of the first assembly is attracted to the magnetic field of the electromagnet, the influence of the magnetic field of the magnet of the second assembly on this attraction can be reduced.

より好ましくは、第２のアッセンブリにおける各磁石において、ローター側の磁極が、Ｓ極またはＮ極のうちのいずれか一方に統一されている。 More preferably, in each magnet in the second assembly, the magnetic pole on the rotor side is unified to either the S pole or the N pole.

この場合、第２のアッセンブリにおける各磁石から出る磁力線がこれらの磁石の間に集中して、第１のアッセンブリの各磁石を磁気的に見て不安定なつり合い状態にする作用が弱まることを回避することができる。 In this case, it is possible to prevent the magnetic force lines emitted from the magnets in the second assembly from being concentrated between these magnets and weakening the action of making the magnets in the first assembly magnetically unstable. can do.

また、上記実施態様では、第１のアッセンブリにおける各磁石は、回転軸の周方向で見た磁極の向きが統一された状態に配されているものが好ましい。 Further, in the above-described embodiment, it is preferable that the magnets in the first assembly are arranged such that the directions of the magnetic poles viewed in the circumferential direction of the rotating shaft are unified.

この場合、ローターを取り巻く第１のアッセンブリの磁場から磁力線のくびれをなくして、このくびれと電磁石の磁場とが干渉してローターの回転運動が弱められるおそれを減らすことができる。 In this case, it is possible to eliminate the constriction of the lines of magnetic force from the magnetic field of the first assembly surrounding the rotor, and reduce the risk that the constriction interferes with the magnetic field of the electromagnet and the rotational movement of the rotor is weakened.

別の実施態様では、本発明は、上述したシンクロナスモーターのいずれかを複数備えたモーターアッセンブリを包含する。 In another embodiment, the invention includes a motor assembly including a plurality of any of the synchronous motors described above.

より詳細には、複数のシンクロナスモーターは、１本のシャフトを回転軸として共有する第１のモーターおよび第２のモーターを含み、第１のモーターにおける第１のアッセンブリの各磁石、および、第２のモーターにおける第１のアッセンブリの各磁石は、シャフトの周方向で見た位置ずれの量である第１の量が変化しないように固定され、第１のモーターにおける第２のアッセンブリの各磁石、および、第２のモーターにおける第２のアッセンブリの各磁石は、シャフトの周方向で見た位置ずれの量である第２の量が変化しないように固定され、第２の量が、第１の量とは異なる量となるように設定されている。 More specifically, the plurality of synchronous motors includes a first motor and a second motor that share one shaft as a rotation axis, each magnet of the first assembly in the first motor, and the first motor. The magnets of the first assembly of the second motor are fixed so that the first amount, which is the amount of positional deviation seen in the circumferential direction of the shaft, does not change, and the magnets of the second assembly of the first motor are fixed. , And each magnet of the second assembly of the second motor is fixed so that the second amount, which is the amount of positional deviation seen in the circumferential direction of the shaft, does not change, and the second amount is the first amount. The amount is set to be different from the amount of.

上記モーターアッセンブリでは、第１のモーターにおける第２のアッセンブリから見た第１のアッセンブリの回転位相と、第２のモーターにおける第２のアッセンブリから見た第１のアッセンブリの回転位相との間に位相のずれを設定することができる。この位相のずれは、第１のモーターにおける第１のアッセンブリの各磁石および第２のモーターにおける第１のアッセンブリの各磁石のうち、一方が安定したつり合い状態となる場合に他方がつり合い状態とならないようにできるものである。したがって、第１のモーターにおける第１のアッセンブリおよび第２のモーターにおける第１のアッセンブリの両方が安定したつり合い状態となることを回避して、各ローターとシャフトとを回転させやすくすることができる。 In the above motor assembly, a phase exists between the rotation phase of the first assembly seen from the second assembly of the first motor and the rotation phase of the first assembly seen from the second assembly of the second motor. The deviation can be set. This phase shift is such that when one of the magnets of the first assembly of the first motor and each of the magnets of the first assembly of the second motor is in a stable balanced state, the other is not in a balanced state. Is something that can be done. Therefore, it is possible to prevent both the first assembly of the first motor and the first assembly of the second motor from being in a stable balanced state, and it is possible to easily rotate each rotor and the shaft.

本発明のシンクロナスモーターおよびモーターアッセンブリは、停止しているローターを動きやすくして、始動時に必要な電気エネルギーの低減をはかることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The synchronous motor and the motor assembly of the present invention make it possible to move the stopped rotor easily and reduce the electric energy required at the time of starting.

１つの実施態様にかかるシンクロナスモーター１０の使用状態を表した説明図である。It is explanatory drawing showing the use condition of the synchronous motor 10 concerning one embodiment. 図１のＩＩ−ＩＩ線端面図である。It is the II-II line end view of FIG. 他の１つの実施態様にかかるシンクロナスモーター３０の使用状態を表した説明図である。It is explanatory drawing showing the use condition of the synchronous motor 30 concerning other one embodiment. 図３のＩＶ−ＩＶ線端面図である。It is the IV-IV line end view of FIG. １つの実施態様にかかるモーターアッセンブリ１００の使用状態を表した説明図である。It is explanatory drawing showing the use condition of the motor assembly 100 concerning one embodiment. 図５のＶＩ−ＶＩ線端面図である。FIG. 6 is an end view taken along line VI-VI of FIG. 5. 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線端面図である。It is the VII-VII line end view of FIG.

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。 Modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

〈第１の実施態様〉
始めに、第１の実施態様であるシンクロナスモーター１０の構成について、図１および図２を用いて説明する。このシンクロナスモーター１０は、図１に示すように、電源装置２０から電気エネルギーの供給を受けることで、シャフト１０Ｂを回転させるものである。ここで、電源装置２０は、交流電流および直流電流のいずれをも出力することが可能なものであり、かつ、出力する電流の波形を、例えば正弦波、三角波、矩形波、パルス波を含む任意の波形に設定することができるものである。 <First embodiment>
First, the configuration of the synchronous motor 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, the synchronous motor 10 rotates the shaft 10B by being supplied with electric energy from a power supply device 20. Here, the power supply device 20 is capable of outputting both an alternating current and a direct current, and the waveform of the output current is arbitrary including, for example, a sine wave, a triangular wave, a rectangular wave, and a pulse wave. The waveform of can be set.

シンクロナスモーター１０は、図２に示すように、シャフト１０Ｂと、このシャフト１０Ｂを回転させるローター１１と、このローター１１の周りを取り巻いて配されるハウジング１３とを備える。ローター１１は、シャフト１０Ｂに対してスプラインはめあいで一体化されることで、このシャフト１０Ｂの軸線を回転軸１０Ａとしてこの回転軸１０Ａのまわりに回転する回転運動が可能とされる。ハウジング１３は、その外表面が円柱状に形成されて、内部にローター１１を収納した状態でシャフト１０Ｂを軸支する。 As shown in FIG. 2, the synchronous motor 10 includes a shaft 10B, a rotor 11 that rotates the shaft 10B, and a housing 13 that surrounds the rotor 11. The rotor 11 is integrated with the shaft 10B by spline fitting, so that the rotor 11 can rotate about the rotation axis 10A with the axis of the shaft 10B as the rotation axis 10A. The housing 13 has a cylindrical outer surface, and supports the shaft 10B with the rotor 11 accommodated therein.

ハウジング１３は、金属製の円筒の内側面から、この円筒の内部側（図２では回転軸１０Ａに向かう側）に向けて、異なる形状の突極１３Ａおよび突極１３Ｂを５本ずつ突出させた構成を有する。 In the housing 13, five salient poles 13A and 13B having different shapes are protruded from the inner surface of the metal cylinder toward the inner side of the cylinder (the side facing the rotating shaft 10A in FIG. 2). Have a configuration.

５本の突極１３Ａは、それぞれがハウジング１３の円筒における高さ方向（図２では紙面に垂直な方向）に延びる直方体形状の内周リブであり、ハウジング１３の円筒の内側面において互いの間隔が等間隔となるように配される。これらの突極１３Ａは、ハウジング１３の円筒の内部側（図２では回転軸１０Ａに向かう側）に向けて突出され、突出される各先端面が、回転軸１０Ａを中心軸とした正五角柱の各側面をなすような平面とされている。 The five salient poles 13A are rectangular parallelepiped inner peripheral ribs extending in the height direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2) of the cylinder of the housing 13, and are spaced apart from each other on the inner surface of the cylinder of the housing 13. Are arranged at equal intervals. These salient poles 13A are projected toward the inner side of the cylinder of the housing 13 (the side facing the rotating shaft 10A in FIG. 2), and each protruding tip surface has a regular pentagonal prism centered on the rotating shaft 10A. It is a plane that forms each side of.

５本の突極１３Ｂは、それぞれがハウジング１３の円筒における高さ方向（図２では紙面に垂直な方向）に延びる板状の内周リブであり、５本の突極１３Ａ間に設定される各隙間に１本ずつ配される。これらの突極１３Ａは、ハウジング１３の円筒の内部側（図２では回転軸１０Ａに向かう側）に向けて、突極１３Ａの突出量よりも長く突出され、かつ、突出される各先端面が、回転軸１０Ａを中心軸とした円筒面をなすようにえぐれた面とされている。 Each of the five salient poles 13B is a plate-shaped inner peripheral rib extending in the height direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2) of the cylinder of the housing 13, and is set between the five salient poles 13A. One is placed in each gap. These salient poles 13A project toward the inner side of the cylinder of the housing 13 (the side facing the rotating shaft 10A in FIG. 2) longer than the projecting amount of the salient poles 13A, and each projected tip surface is The surface is a carved surface so as to form a cylindrical surface with the rotating shaft 10A as the central axis.

ローター１１は、シャフト１０Ｂに対してスプラインはめあいされる金属製の円筒の外側面に、この円筒の高さ方向（図２では紙面に垂直な方向）に延びる５本のあり溝１１Ａを、互いの間隔が等間隔となるように切ったものである。これらのあり溝１１Ａには、５つの磁石１２Ａ（具体的には例えばネオジム磁石）が１つずつ取り付けられている。これらの磁石１２Ａは、それぞれがあり溝１１Ａに対応したありさんの形状をなすことで、あり溝１１Ａの全長にわたってこのあり溝１１Ａから分離されないように嵌め合わされる。ここで、あり溝（dovetail groove）とは壁部分に傾斜がつけられることで開口部分の幅が底部分の幅よりも狭くされた構成の溝のことをいい、ありさん（sliding dovetail）とはあり溝に対してこのあり溝が延びる方向から滑り込ませて嵌め合わすことが可能な板状の部位のことをいう。 The rotor 11 has five dovetail grooves 11A extending in the height direction of the cylinder (perpendicular to the paper surface in FIG. 2) on the outer surface of a metal cylinder spline-fitted to the shaft 10B. It is cut so that the intervals are even. Five magnets 12A (specifically, for example, neodymium magnets) are attached to the dovetail grooves 11A, respectively. These magnets 12A each have a dovetail shape corresponding to the dovetail groove 11A, and are fitted so as not to be separated from the dovetail groove 11A over the entire length of the dovetail groove 11A. Here, the dovetail groove is a groove in which the width of the opening is made narrower than the width of the bottom by sloping the wall, and the dovetail is It refers to a plate-shaped portion that can be fitted into the dovetail groove by sliding in the direction in which the dovetail groove extends.

これにより、５つの磁石１２Ａは、ローター１１において回転軸１０Ａの周りを取り巻くように配されたアッセンブリ（以下、「第１のアッセンブリ１２」とも称する。）をなす。なお、５つの磁石１２Ａの各先端面は、ハウジング１３およびこのハウジング１３に設けられた各構成と接触されないように、回転軸１０Ａを中心軸とした円筒面をなすように丸められた面とされている。 As a result, the five magnets 12A form an assembly (hereinafter, also referred to as “first assembly 12”) arranged so as to surround the rotation shaft 10A in the rotor 11. In addition, the front end surfaces of the five magnets 12A are rounded surfaces so as to form a cylindrical surface with the rotary shaft 10A as a central axis so as not to come into contact with the housing 13 and the components provided in the housing 13. ing.

ここで、第１のアッセンブリ１２の各磁石１２Ａは、それぞれ、回転軸１０Ａの周方向で見た一方側（図２では反時計回り側）の面がＮ極１２Ｂとされ、他方側（図２では時計回り側）の面がＳ極１２Ｃとされる。これにより、第１のアッセンブリ１２は、回転軸１０Ａの周方向に沿う方向の磁力線１２Ｅを有する磁場１２Ｄを発生させる界磁としての機能を発揮する。言いかえると、第１のアッセンブリ１２は、本発明における「第１の界磁」としての機能を発揮する。また、第１のアッセンブリ１２における各磁石１２Ａは、回転軸１０Ａの周方向で見た磁極の向きが統一された状態に配されることになる。 Here, in each magnet 12A of the first assembly 12, the surface on one side (counterclockwise side in FIG. 2) viewed in the circumferential direction of the rotating shaft 10A is the N pole 12B, and the other side (FIG. 2). The surface on the clockwise side is the S pole 12C. As a result, the first assembly 12 exerts a function as a field magnet for generating the magnetic field 12D having the magnetic force lines 12E extending in the circumferential direction of the rotating shaft 10A. In other words, the first assembly 12 exerts the function of the "first field" in the present invention. Further, each magnet 12A in the first assembly 12 is arranged in a state in which the directions of the magnetic poles viewed in the circumferential direction of the rotating shaft 10A are unified.

また、５本の突極１３Ａの各先端面には、それぞれ、直方体の平板状に形成された５つの磁石１４Ａ（具体的には例えばネオジム磁石）が１つずつ取り付けられている。これらの磁石１４Ａは、その平板の板厚方向に磁化された単極の磁石であり、平板の一方側の板面にあらわれるＳ極１４Ｃが突極１３Ａの先端面をくまなく覆い、平板の一方側の板面にあらわれるＮ極１４Ｂがローター１１側を向くように取り付けられる。 In addition, five magnets 14A (specifically, for example, neodymium magnets) formed in a rectangular parallelepiped plate shape are attached to the respective tip surfaces of the five salient poles 13A. These magnets 14A are monopolar magnets magnetized in the plate thickness direction of the flat plate, and the S pole 14C appearing on the plate surface on one side of the flat plate covers all the tip surfaces of the salient poles 13A, so that The N pole 14B appearing on the side plate surface is attached so as to face the rotor 11 side.

また、５本の突極１３Ｂの各先端部には、それぞれ、この先端部に巻き付けられるソレノイドコイルからなる電磁石１５Ａが取り付けられている。これらの電磁石１５Ａは、電源装置２０（図１参照）が出力する電流を受けて、この電流の波形に対応した変動磁場または定常磁場を発生させるようになっている。ここで、各電磁石１５Ａが発生させる磁場は、第１のアッセンブリ１２の磁石１２Ａを磁力により引き寄せあるいは退けることが可能な強さとすることができるものである。 Further, an electromagnet 15A made up of a solenoid coil wound around the tip is attached to each tip of the five salient poles 13B. These electromagnets 15A receive a current output from the power supply device 20 (see FIG. 1) and generate a varying magnetic field or a stationary magnetic field corresponding to the waveform of this current. Here, the magnetic field generated by each electromagnet 15A can have a strength capable of attracting or retracting the magnet 12A of the first assembly 12 by magnetic force.

上記構成により、ハウジング１３は、ローター１１および回転軸１０Ａの周りを取り巻いて、ステーターとしての機能を発揮する。また、５つの磁石１４Ａは、ステーターとして機能されるハウジング１３においてローター１１の周りを取り巻くように配されたアッセンブリ（以下、「第２のアッセンブリ１４」とも称する。）をなす。また、第２のアッセンブリ１４は、回転軸１０Ａに向かう動径方向に沿う方向の磁力線１４Ｅを有する磁場１４Ｄを発生させる界磁としての機能を発揮する。言いかえると、第２のアッセンブリ１４は、本発明における「第２の界磁」としての機能を発揮する。 With the above configuration, the housing 13 surrounds the rotor 11 and the rotating shaft 10A, and exhibits a function as a stator. Further, the five magnets 14A form an assembly (hereinafter, also referred to as "second assembly 14") arranged so as to surround the rotor 11 in the housing 13 that functions as a stator. The second assembly 14 also functions as a field magnet for generating a magnetic field 14D having magnetic force lines 14E in the radial direction toward the rotating shaft 10A. In other words, the second assembly 14 functions as the "second field" in the present invention.

また、５本の突極１３Ｂに取り付けられる５つの電磁石１５Ａは、ステーターとして機能されるハウジング１３において第２のアッセンブリ１４の磁石１４Ａの間に１つずつ配されてアッセンブリ（以下、「第３のアッセンブリ１５」とも称する。）をなす。また、第３のアッセンブリ１５は、電源装置２０（図１参照）が出力する電流を受けて、ローター１１を回転させる角運動量を第１のアッセンブリ１２に与える変動磁場を発生させる励磁体としての機能を発揮する。 Further, the five electromagnets 15A attached to the five salient poles 13B are arranged one by one between the magnets 14A of the second assembly 14 in the housing 13 functioning as a stator, and the assembly (hereinafter, referred to as "the third Also referred to as assembly 15"). Further, the third assembly 15 functions as an exciter body that receives a current output from the power supply device 20 (see FIG. 1) and generates a fluctuating magnetic field that gives the first assembly 12 angular momentum that rotates the rotor 11. Exert.

上述した各構成によれば、第１のアッセンブリ１２が発生させる磁場１２Ｄ、および、第２のアッセンブリ１４が発生させる磁場１４Ｄのうち、一方が回転軸１０Ａの周方向に沿う方向の磁力線１２Ｅを有し、他方が回転軸１０Ａに向かう動径方向に沿う方向の磁力線１４Ｅを有する。このため、ローター１１が静止している場合において、第１のアッセンブリ１２の各磁石１２Ａは、磁気的に見て不安定なつり合い状態となる。このとき、電磁石１５Ａが発生させる磁場が変動されると、この変動は上記つり合い状態を崩す摂動となり、ローター１１を回転させる角運動量を第１のアッセンブリ１２の磁石１２Ａに与えるトリガーとなる。これにより、シンクロナスモーター１０において停止しているローター１１を動きやすくして、シンクロナスモーター１０の始動時に必要な電気エネルギーの低減をはかることが可能となる。 According to each configuration described above, one of the magnetic field 12D generated by the first assembly 12 and the magnetic field 14D generated by the second assembly 14 has a magnetic field line 12E in a direction along the circumferential direction of the rotation shaft 10A. However, the other has the magnetic force line 14E in the direction along the radial direction toward the rotating shaft 10A. Therefore, when the rotor 11 is stationary, the magnets 12A of the first assembly 12 are in a magnetically unstable balance state. At this time, when the magnetic field generated by the electromagnet 15A is fluctuated, this fluctuation becomes a perturbation that breaks the above-mentioned balanced state, and serves as a trigger that gives the magnet 12A of the first assembly 12 an angular momentum that rotates the rotor 11. As a result, the rotor 11 that is stopped in the synchronous motor 10 can be made to move easily, and the electric energy required for starting the synchronous motor 10 can be reduced.

また、上述した各構成によれば、ローター１１が回転している場合において、第１のアッセンブリ１２および第２のアッセンブリ１４の各磁場１２Ｄ、１４Ｄがハウジング１３とローター１１とを互いに遠ざける向きの成分を有する力を発生させる。これにより、シンクロナスモーター１０において回転しているローター１１のひっかかりを減らして、シンクロナスモーター１０の駆動に必要な電気エネルギーの低減をはかることが可能となる。 Further, according to the above-described configurations, when the rotor 11 is rotating, the magnetic fields 12D and 14D of the first assembly 12 and the second assembly 14 are components that direct the housing 13 and the rotor 11 from each other. Generate a force having. As a result, it is possible to reduce the catching of the rotor 11 rotating in the synchronous motor 10 and reduce the electric energy required to drive the synchronous motor 10.

また、第３のアッセンブリ１５の電磁石１５Ａが設けられてステーターとして機能されるハウジング１３が、回転運動されるローター１１の周りを取り巻いて配されるため、ローターがステーターの周りを取り巻いて配される態様のシンクロナスモーター（図示せず）と比して、電磁石１５Ａに電気エネルギーを供給する電気配線をシンプルにすることができる。ただし、本発明は、ローターがステーターの周りを取り巻いて配される態様のシンクロナスモーターを包含する。 Further, since the housing 13 provided with the electromagnet 15A of the third assembly 15 and functioning as a stator is arranged around the rotor 11 which is rotationally moved, the rotor is arranged around the stator. As compared with the synchronous motor (not shown) of the aspect, the electric wiring for supplying electric energy to the electromagnet 15A can be simplified. However, the present invention includes a synchronous motor in which the rotor is arranged around the stator.

また、第１のアッセンブリ１２における磁石１２Ａの数（５）が、第２のアッセンブリ１４における磁石１４Ａの数（５）に等しく、これらの磁石１２Ａと磁石１４Ａとを１対１で対応付けることができるため、上記摂動を与えるために各電磁石１５Ａにて発生される変動磁場のパターンを単純にすることができる。 Further, the number (5) of the magnets 12A in the first assembly 12 is equal to the number (5) of the magnets 14A in the second assembly 14, and the magnets 12A and the magnets 14A can be associated with each other in a one-to-one correspondence. Therefore, it is possible to simplify the pattern of the fluctuating magnetic field generated in each electromagnet 15A to give the above perturbation.

また、第２のアッセンブリ１４における各磁石１４Ａは、平面状に構成された磁極をローター１１側に向けた状態に配され、かつ、これらの磁石１４Ａの間には電磁石１５Ａが配される。このため、電磁石１５Ａと第１のアッセンブリ１２の磁石１２Ａとの距離が比較的近くなるときには、この磁石１２Ａと第２のアッセンブリ１４の磁石１４Ａの磁極からの距離が比較的遠くなる。これにより、第１のアッセンブリ１２の磁石１２Ａが電磁石１５Ａの磁場に引き寄せられるときに、この引き寄せに対して第２のアッセンブリ１４の磁石１４Ａの磁場１４Ｄがおよぼす影響を少なくすることができる。 Further, each magnet 14A in the second assembly 14 is arranged in a state in which the magnetic poles formed in a planar shape are directed to the rotor 11 side, and an electromagnet 15A is arranged between these magnets 14A. Therefore, when the distance between the electromagnet 15A and the magnet 12A of the first assembly 12 is relatively short, the distance between the magnet 12A and the magnetic pole of the magnet 14A of the second assembly 14 is relatively large. Thereby, when the magnet 12A of the first assembly 12 is attracted to the magnetic field of the electromagnet 15A, the influence of the magnetic field 14D of the magnet 14A of the second assembly 14 on this attraction can be reduced.

また、第２のアッセンブリ１４における各磁石１４Ａにおいて、ローター１１側の磁極がＮ極１４Ｂに統一されるため、各磁石１４Ａから出る磁力線１４Ｅが磁石１４Ａの間に集中して、第１のアッセンブリ１２の各磁石１２Ａを磁気的に見て不安定なつり合い状態にする作用が弱まることを回避することができる。なお、第２のアッセンブリにおける各磁石において、ローター側の磁極がＳ極に統一される態様のシンクロナスモーター（図示せず）も同様の効能を有し、本発明はこのような態様のシンクロナスモーターを包含する。 Further, in each magnet 14A in the second assembly 14, the magnetic pole on the side of the rotor 11 is unified to the N pole 14B, so that the magnetic force lines 14E emitted from each magnet 14A are concentrated between the magnets 14A and the first assembly 12 It is possible to avoid weakening the action of each of the magnets 12A in the magnetically unstable balance state. In addition, in each magnet in the second assembly, a synchronous motor (not shown) in which the magnetic pole on the rotor side is unified to the S pole has the same effect, and the present invention provides the synchronous motor in such an aspect. Including a motor.

また、シンクロナスモーター１０において、第１のアッセンブリ１２における各磁石１２Ａは、回転軸１０Ａの周方向で見た磁極の向きが統一された状態に配される。このため、ローター１１を取り巻く第１のアッセンブリ１２の磁場１２Ｄから磁力線のくびれをなくして、このくびれと電磁石１５Ａの磁場とが干渉してローター１１の回転運動が弱められるおそれを減らすことができる。 Further, in the synchronous motor 10, each magnet 12A in the first assembly 12 is arranged in a state in which the directions of the magnetic poles viewed in the circumferential direction of the rotating shaft 10A are unified. Therefore, it is possible to eliminate the constriction of the magnetic field lines from the magnetic field 12D of the first assembly 12 surrounding the rotor 11, and reduce the risk that the constriction interferes with the magnetic field of the electromagnet 15A and the rotational movement of the rotor 11 is weakened.

〈第２の実施態様〉
続いて、第２の実施態様であるシンクロナスモーター３０の構成について、図３および図４を用いて説明する。このシンクロナスモーター３０は、第１の実施態様であるシンクロナスモーター１０を変形した実施態様である。したがって、上記シンクロナスモーター１０の説明にて用いた各構成と共通する構成については、シンクロナスモーター１０の説明にて用いた各構成に付した符号に「２０」を加算した符号を付して対応させ、その詳細な説明を省略する。 <Second Embodiment>
Subsequently, the configuration of the synchronous motor 30 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The synchronous motor 30 is an embodiment obtained by modifying the synchronous motor 10 which is the first embodiment. Therefore, for configurations that are common to the configurations used in the description of the synchronous motor 10 above, reference numbers obtained by adding “20” to the configurations used in the description of the synchronous motor 10 are added. Correspondence and detailed description thereof will be omitted.

シンクロナスモーター３０は、図３に示すように、回転させるシャフト３０Ｂの太さがシャフト１０Ｂ（図１参照）よりも太いという点を除いて、第１の実施態様であるシンクロナスモーター１０（図１参照）と同様の外観を呈する。 As shown in FIG. 3, the synchronous motor 30 is the synchronous motor 10 of the first embodiment except that the shaft 30B to be rotated is thicker than the shaft 10B (see FIG. 1). 1)).

また、シンクロナスモーター３０は、図４に示すように、シャフト１０Ｂに対してスプラインはめあいされる構成のローター１１（図２参照）の代わりに、４本溝のジェネバ歯車をシャフト３０Ｂに冶金的接合法で一体化させた構成のローター３１を備える。このローター３１の４本の溝３１Ａには、それぞれ平板状に形成された４枚の磁石３２Ａが１枚ずつ取り付けられている。これらの磁石３２Ａは、回転軸３０Ａの周方向で見た一方側（図４では反時計回り側）の面がＮ極３２Ｂとされ、他方側（図４では時計回り側）の面がＳ極３２Ｃとされる。 Further, as shown in FIG. 4, the synchronous motor 30 has a four-groove Geneva gear metallurgically contacted with the shaft 30B instead of the rotor 11 (see FIG. 2) which is spline-fitted to the shaft 10B. A rotor 31 having a legally integrated structure is provided. Into the four grooves 31A of the rotor 31, four magnets 32A each formed in a flat plate shape are attached one by one. In these magnets 32A, the surface on one side (counterclockwise side in FIG. 4) viewed in the circumferential direction of the rotating shaft 30A is the N pole 32B, and the surface on the other side (clockwise side in FIG. 4) is the S pole. 32C.

これにより、第１のアッセンブリ３２は、回転軸３０Ａの周方向に沿う方向の磁力線３２Ｅを有する磁場３２Ｄを発生させる界磁としての機能を発揮する。言いかえると、第１のアッセンブリ３２は、本発明における「第１の界磁」としての機能を発揮する。また、第１のアッセンブリ３２における各磁石３２Ａは、回転軸３０Ａの周方向で見た磁極の向きが統一された状態に配されることになる。 As a result, the first assembly 32 exerts a function as a field magnet for generating a magnetic field 32D having magnetic force lines 32E extending in the circumferential direction of the rotating shaft 30A. In other words, the first assembly 32 exerts the function as the "first field" in the present invention. Further, the magnets 32A in the first assembly 32 are arranged in a state in which the directions of the magnetic poles viewed in the circumferential direction of the rotating shaft 30A are unified.

上述した各構成によれば、第１のアッセンブリ３２における磁石３２Ａの数（４）が、第２のアッセンブリ３４における磁石３４Ａの数（５）よりも少なく、かつ、この数（５）に対して互いに素となる。このため、第１のアッセンブリ３２の各磁石３２Ａが安定したつり合い状態となる可能性を低減させてローター３１を動きやすくし、シンクロナスモーター３０の始動時に必要な電気エネルギーの低減をはかることが可能となる。 According to each of the above-described configurations, the number (4) of the magnets 32A in the first assembly 32 is smaller than the number (5) of the magnets 34A in the second assembly 34, and with respect to this number (5). Be relatively prime. For this reason, it is possible to reduce the possibility that the magnets 32A of the first assembly 32 will be in a stable balanced state, make the rotor 31 easier to move, and reduce the electric energy required when starting the synchronous motor 30. Becomes

ここで、第１のアッセンブリ３２における磁石３２Ａの数（４）は、第２のアッセンブリ３４における磁石３４Ａの数（５）に対して１だけ少ないという関係が成立する数でもある。このため、上記したシンクロナスモーター３０の効果を確保しながら、ローター３１を回転させる角運動量が与えられる第１のアッセンブリ３２の磁石３２Ａの数を可能な限り多くして、シンクロナスモーター３０の出力を大きな値に保つことができる。 Here, the number (4) of the magnets 32A in the first assembly 32 is also a number that is smaller than the number (5) of the magnets 34A in the second assembly 34 by one. Therefore, while ensuring the effect of the synchronous motor 30 described above, the number of the magnets 32A of the first assembly 32 to which the angular momentum for rotating the rotor 31 is given is increased as much as possible, and the output of the synchronous motor 30 is increased. Can be kept at a large value.

続いて、第３の実施態様であるモーターアッセンブリ１００の構成について、図５ないし図７を用いて説明する。このモーターアッセンブリ１００は、第１の実施態様であるシンクロナスモーター１０の変形例である第１のモーター１１０および第２のモーター１２０を備える。したがって、第１のモーター１１０の構成のうち、上記シンクロナスモーター１０の説明にて用いた各構成と共通する構成については、シンクロナスモーター１０の説明にて用いた各構成に付した符号に「１００」を加算した符号を付して対応させ、その詳細な説明を省略する。また、第２のモーター１２０の構成のうち、上記シンクロナスモーター１０の説明にて用いた各構成と共通する構成については、シンクロナスモーター１０の説明にて用いた各構成に付した符号に「１１０」を加算した符号を付して対応させ、その詳細な説明を省略する。 Subsequently, the configuration of the motor assembly 100 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7. The motor assembly 100 includes a first motor 110 and a second motor 120, which are modifications of the synchronous motor 10 according to the first embodiment. Therefore, in the configuration of the first motor 110, the configurations common to the configurations used in the description of the synchronous motor 10 are denoted by the reference numerals attached to the configurations used in the description of the synchronous motor 10. Corresponding symbols are added by adding "100", and detailed description thereof is omitted. Further, among the configurations of the second motor 120, the configurations common to the configurations used in the description of the synchronous motor 10 are denoted by the reference numerals attached to the configurations used in the description of the synchronous motor 10. 110” is added to correspond to each other and detailed description thereof will be omitted.

第１のモーター１１０および第２のモーター１２０は、図５に示すように、回転軸１００Ａをなす対象物であるシャフト１０１を共有する。このシャフト１０１は、その全長にわたって直線状に延びる１本のスプライン１０１Ａが切られたスプラインシャフトである。 As shown in FIG. 5, the first motor 110 and the second motor 120 share the shaft 101, which is an object forming the rotating shaft 100A. The shaft 101 is a spline shaft in which one spline 101A extending linearly over the entire length is cut.

シャフト１０１には、図６および図７に示すように、第１のモーター１１０のローター１１１と、第２のモーター１２０のローター１２１とがそれぞれスプラインはめあいで一体化される。これにより、第１のモーター１１０における第１のアッセンブリ１１２の各磁石１１２Ａ、および、第２のモーター１２０における第１のアッセンブリ１２２の各磁石１２２Ａは、シャフト１０１の周方向で見た位置ずれの量である第１の量が変化しないように固定される。 As shown in FIGS. 6 and 7, the rotor 101 of the first motor 110 and the rotor 121 of the second motor 120 are integrated with the shaft 101 by spline fitting. As a result, the magnets 112A of the first assembly 112 of the first motor 110 and the magnets 122A of the first assembly 122 of the second motor 120 are displaced in the circumferential direction of the shaft 101. Is fixed so that the first quantity is

また、第１のモーター１１０および第２のモーター１２０は、図５に示すように、電気エネルギーの供給源として機能する電源装置１０２を共有する。この電源装置１０２は、第１のモーター１１０および第２のモーター１２０のそれぞれに対して、交流電流および直流電流のいずれをも出力することが可能なものであり、かつ、出力する電流の波形を、例えば正弦波、三角波、矩形波、パルス波を含む任意の波形に設定することができるものである。 Further, the first motor 110 and the second motor 120 share the power supply device 102 that functions as a supply source of electric energy, as shown in FIG. 5. The power supply device 102 is capable of outputting both an alternating current and a direct current to each of the first motor 110 and the second motor 120, and outputs the waveform of the output current. For example, it can be set to any waveform including a sine wave, a triangular wave, a rectangular wave, and a pulse wave.

ここで、電源装置１０２の上面には、シャフト１０１の軸線が延びる方向（図５では左右方向）と並行に延びるありさん１０２Ａが設けられる。また、第１のモーター１１０のハウジング１１３および第２のモーター１２０のハウジング１２３は、図６および図７に示すように、これらのハウジング１１３、１２３の円筒の外側面に、この円筒における高さ方向（図６および図７では紙面に垂直な方向）に延びるあり溝１１３Ｃ、１２３Ｃを１本ずつ備える。 Here, on the upper surface of the power supply device 102, a guide 102A extending parallel to the direction in which the axis of the shaft 101 extends (the horizontal direction in FIG. 5) is provided. Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the housing 113 of the first motor 110 and the housing 123 of the second motor 120 are arranged on the outer surfaces of the cylinders of these housings 113 and 123 in the height direction of the cylinders. Each of the dovetail grooves 113C and 123C extending in the direction (perpendicular to the paper surface in FIGS. 6 and 7) is provided.

これらのあり溝１１３Ｃ、１２３Ｃは、電源装置１０２のありさん１０２Ａに対応する形状およびサイズに形成されて、第１のモーター１１０のハウジング１１３および第２のモーター１２０のハウジング１２３を、ありさん１０２Ａが延びる方向（図５では左右方向）にスライド可能に係合させることを実現させる。これにより、第１のモーター１１０における第２のアッセンブリ１１４の各磁石１１４Ａ、および、第２のモーター１２０における第２のアッセンブリ１２４の各磁石１２４Ａは、シャフト１０１の周方向で見た位置ずれの量である第２の量が変化しないように固定される。この第２の量（図６および図７では３６°）は、上記第１の量（図６および図７では０°）とは異なる量となるように設定される。 These dovetail grooves 113C and 123C are formed in a shape and a size corresponding to the dovetail 102A of the power supply device 102, and the housing 113 of the first motor 110 and the housing 123 of the second motor 120 are provided with the dovetail 102A. It is realized to be slidably engaged in the extending direction (the horizontal direction in FIG. 5). As a result, the magnets 114A of the second assembly 114 of the first motor 110 and the magnets 124A of the second assembly 124 of the second motor 120 are displaced in the circumferential direction of the shaft 101. The second quantity is fixed so that it does not change. The second amount (36° in FIGS. 6 and 7) is set to be different from the first amount (0° in FIGS. 6 and 7).

上述した各構成によれば、第１のモーター１１０における第２のアッセンブリ１１４から見た第１のアッセンブリ１１２の回転位相と、第２のモーター１２０における第２のアッセンブリ１２４から見た第１のアッセンブリ１２２の回転位相との間に位相のずれを設定することができる。この位相のずれは、第１のモーター１１０における第１のアッセンブリ１１２の各磁石１１２Ａおよび第２のモーター１２０における第１のアッセンブリ１２２の各磁石１２２Ａのうち、一方が安定したつり合い状態となる場合に他方がつり合い状態とならないようにできるものである。したがって、第１のモーター１１０における第１のアッセンブリ１１２および第２のモーター１２０における第１のアッセンブリ１２２の両方が安定したつり合い状態となることを回避して、各ローター１１１、１２１とシャフト１０１とを回転させやすくすることができる。 According to each configuration described above, the rotation phase of the first assembly 112 viewed from the second assembly 114 of the first motor 110 and the first assembly viewed from the second assembly 124 of the second motor 120. A phase shift can be set with respect to the rotation phase of 122. This phase shift occurs when one of the magnets 112A of the first assembly 112 of the first motor 110 and the magnets 122A of the first assembly 122 of the second motor 120 is in a stable balanced state. It can prevent the other from being in balance. Therefore, it is avoided that both the first assembly 112 of the first motor 110 and the first assembly 122 of the second motor 120 are in a stable balanced state, and the rotors 111 and 121 and the shaft 101 are separated from each other. It can be easily rotated.

また、第１のモーター１１０のローター１１１と第２のモーター１２０のローター１２１とは、シャフト１０１にスプラインはめあいされることでこのシャフト１０１に沿ってスライド可能となる。また、第１のモーター１１０のハウジング１１３と第２のモーター１２０のハウジング１２３とは、シャフト１０１と平行なありさん１０２Ａに沿ってスライド可能となる。これにより、モーターアッセンブリ１００における第１のモーター１１０および第２のモーター１２０の位置を、これらの第１のモーター１１０および第２のモーター１２０をシャフト１０１およびありさん１０２Ａに沿う方向にスライドさせて変更する（図５参照）ことが可能となる。 Further, the rotor 111 of the first motor 110 and the rotor 121 of the second motor 120 can be slid along the shaft 101 by being spline-fitted to the shaft 101. Further, the housing 113 of the first motor 110 and the housing 123 of the second motor 120 are slidable along a carriage 102A parallel to the shaft 101. Thereby, the positions of the first motor 110 and the second motor 120 in the motor assembly 100 are changed by sliding the first motor 110 and the second motor 120 in the direction along the shaft 101 and the driver 102A. (See FIG. 5).

以上、本発明を実施するための形態について、上述した第１ないし第３の実施態様によって説明した。しかしながら、当業者であれば、本発明の目的を逸脱することなく種々の代用、手直し、変更が可能であることは明らかである。すなわち、本発明を実施するための形態は、本明細書に添付した請求の範囲の精神および目的を逸脱しない全ての代用、手直し、変更を含みうるものである。例えば、本発明を実施するための形態として、以下のような各種の形態を実施することができる。 In the above, the form for carrying out the present invention was explained by the above-mentioned 1st thru/or the 3rd embodiment. However, it will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the object of the present invention. That is, the modes for carrying out the invention may include all substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit and purpose of the claims attached to the present specification. For example, the following various modes can be carried out as a mode for carrying out the present invention.

（１）ローターがステーターの周りを取り囲んでハウジングの少なくとも一部を構成し、かつ、ローターがステーターの中心軸を回転軸として回転する形態のシンクロナスモーター。この形態のシンクロナスモーターは、例えば小さなホビー商品を回転させながら展示する回転展示台に適用することができる。 (1) A synchronous motor in which the rotor surrounds the stator to form at least a part of the housing, and the rotor rotates about the central axis of the stator as a rotation axis. The synchronous motor of this form can be applied to, for example, a rotating display stand that displays small hobby products while rotating them.

（２）回転軸に向かう動径方向に沿う方向の磁力線を有する磁場を発生させる第２のアッセンブリの各磁石をローターに設けて第１の界磁とし、回転軸の周方向に沿う方向の磁力線を有する磁場を発生させる第１のアッセンブリの各磁石をステーターに設けて第２の界磁とした形態のシンクロナスモーター。 (2) The magnetic field lines in the direction along the circumferential direction of the rotary shaft are provided by providing the rotor with the respective magnets of the second assembly that generate the magnetic field having the lines of magnetic force in the radial direction toward the rotary shaft to form the first field. A synchronous motor having a configuration in which each magnet of the first assembly for generating a magnetic field having the above is provided in a stator to form a second field.

（３）金属製の円筒の内側面から複数の突極を突出させた構成のステーターの代わりに、磁場を発生させる各アッセンブリを埋め込まれた状態に備えたステーターを有する形態のシンクロナスモーター。 (3) A synchronous motor in a form having a stator provided in a state where each assembly for generating a magnetic field is embedded, instead of the stator having a structure in which a plurality of salient poles are projected from the inner surface of a metal cylinder.

（４）第３のアッセンブリをなす各電磁石を、ローター、あるいは、ローターおよびステーターのいずれでもない取り付け部品に設けた形態のシンクロナスモーター。 (4) A synchronous motor in which the electromagnets forming the third assembly are provided on a rotor or a mounting component that is neither the rotor nor the stator.

（５）第１のアッセンブリをなす各磁石の数、第２のアッセンブリをなす各磁石の数、および、第３のアッセンブリをなす各電磁石の数を、それぞれ、任意に設定された数に変更した形態のシンクロナスモーター。 (5) The number of magnets forming the first assembly, the number of magnets forming the second assembly, and the number of electromagnets forming the third assembly were changed to arbitrarily set numbers. Form synchronous motor.

（６）上述した第３の実施態様であるモーターアッセンブリ１００において、第１のモーター１１０および第２のモーター１２０とは別のモーターを追加した形態のモーターアッセンブリ。この形態においては、追加されるモーターは、第１のモーターおよび第２のモーターとシャフトを共有するものであっても、このシャフトとは別のシャフトを回転させるものであってもよい。 (6) A motor assembly in which a motor different from the first motor 110 and the second motor 120 is added to the motor assembly 100 according to the third embodiment described above. In this configuration, the added motor may share a shaft with the first motor and the second motor, or may rotate a shaft different from this shaft.

１０シンクロナスモーター
１０Ａ回転軸
１０Ｂシャフト
１１ローター
１１Ａあり溝
１２第１のアッセンブリ（第１の界磁）
１２Ａ磁石
１２ＢＮ極
１２ＣＳ極
１２Ｄ磁場
１２Ｅ磁力線
１３ハウジング（ステーター）
１３Ａ突極
１３Ｂ突極
１４第２のアッセンブリ（第２の界磁）
１４Ａ磁石
１４ＢＮ極
１４ＣＳ極
１４Ｄ磁場
１４Ｅ磁力線
１５第３のアッセンブリ（励磁体）
１５Ａ電磁石
２０電源装置
３０シンクロナスモーター
３０Ａ回転軸
３０Ｂシャフト
３１ローター
３１Ａ溝
３２第１のアッセンブリ（第１の界磁）
３２Ａ磁石
３２ＢＮ極
３２ＣＳ極
３２Ｄ磁場
３２Ｅ磁力線
３３ハウジング（ステーター）
３３Ａ突極
３３Ｂ突極
３４第２のアッセンブリ（第２の界磁）
３４Ａ磁石
３４ＢＮ極
３４ＣＳ極
３４Ｄ磁場
３４Ｅ磁力線
３５第３のアッセンブリ（励磁体）
３５Ａ電磁石
４０電源装置
１００モーターアッセンブリ
１００Ａ回転軸
１０１シャフト
１０１Ａスプライン
１０２電源装置
１０２Ａありさん
１１０第１のモーター（シンクロナスモーター）
１１１ローター
１１１Ａあり溝
１１２第１のアッセンブリ（第１の界磁）
１１２Ａ磁石
１１２ＢＮ極
１１２ＣＳ極
１１２Ｄ磁場
１１２Ｅ磁力線
１１３ハウジング（ステーター）
１１３Ａ突極
１１３Ｂ突極
１１３Ｃあり溝
１１４第２のアッセンブリ（第２の界磁）
１１４Ａ磁石
１１４ＢＮ極
１１４ＣＳ極
１１４Ｄ磁場
１１４Ｅ磁力線
１１５第３のアッセンブリ（励磁体）
１１５Ａ電磁石
１２０第２のモーター（シンクロナスモーター）
１２１ローター
１２１Ａあり溝
１２２第１のアッセンブリ（第１の界磁）
１２２Ａ磁石
１２２ＢＮ極
１２２ＣＳ極
１２２Ｄ磁場
１２２Ｅ磁力線
１２３ハウジング（ステーター）
１２３Ａ突極
１２３Ｂ突極
１２３Ｃあり溝
１２４第２のアッセンブリ（第２の界磁）
１２４Ａ磁石
１２４ＢＮ極
１２４ＣＳ極
１２４Ｄ磁場
１２４Ｅ磁力線
１２５第３のアッセンブリ（励磁体）
１２５Ａ電磁石 10 Synchronous Motor 10A Rotating Shaft 10B Shaft 11 Rotor 11A Dovetail Groove 12 First Assembly (First Field)
12A magnet 12B N pole 12C S pole 12D Magnetic field 12E Magnetic field line 13 Housing (stator)
13A Salient pole 13B Salient pole 14 Second assembly (second field)
14A Magnet 14B N pole 14C S pole 14D Magnetic field 14E Magnetic field line 15 Third assembly (exciter)
15A Electromagnet 20 Power Supply Device 30 Synchronous Motor 30A Rotating Shaft 30B Shaft 31 Rotor 31A Groove 32 First Assembly (First Field)
32A magnet 32B N pole 32C S pole 32D Magnetic field 32E Magnetic field line 33 Housing (stator)
33A Salient pole 33B Salient pole 34 Second assembly (second field)
34A Magnet 34B N pole 34C S pole 34D Magnetic field 34E Magnetic field line 35 Third assembly (exciter)
35A Electromagnet 40 Power supply device 100 Motor assembly 100A Rotating shaft 101 Shaft 101A Spline 102 Power supply device 102A Arisa 110 First motor (synchronous motor)
111 rotor 111A dovetail groove 112 first assembly (first field)
112A magnet 112B N pole 112C S pole 112D magnetic field 112E magnetic force line 113 housing (stator)
113A Salient pole 113B Salient pole 113C Dovetail groove 114 Second assembly (second field)
114A magnet 114B N pole 114C S pole 114D magnetic field 114E magnetic force line 115 third assembly (exciter)
115A Electromagnet 120 Second motor (synchronous motor)
121 rotor 121A dovetail groove 122 first assembly (first field)
122A magnet 122B N pole 122C S pole 122D Magnetic field 122E Magnetic field line 123 Housing (stator)
123A Salient pole 123B Salient pole 123C Dovetail groove 124 Second assembly (second field)
124A Magnet 124B N pole 124C S pole 124D Magnetic field 124E Magnetic field line 125 Third assembly (exciter)
125A electromagnet

Claims

１本の回転軸のまわりに回転する回転運動が可能なローターと、
前記回転軸の周りを取り巻いて配されるステーターと、
前記ローターに設けられた状態で磁場を生じさせる第１の界磁と、
前記ステーターにおいて前記回転軸の周りを取り巻いた状態に設けられて、前記第１の界磁とは別個に磁場を生じさせる第２の界磁と、
前記ローターを回転させる角運動量を前記第１の界磁に与える変動磁場を発生させる励磁体と、
を備え、
前記第１の界磁は、前記ローターにおいて前記回転軸の周りを取り巻くように配された複数の磁石を有する第１のアッセンブリであり、
前記第１の界磁である前記第１のアッセンブリは、その各磁石内に、前記回転軸に向かう動径方向に直交する方向の磁力線があることで、前記回転軸の周方向に沿う方向の磁力線を有する磁場を発生させ、
前記第２の界磁は、前記動径方向に沿う方向の磁力線を有する磁場を発生させる、
シンクロナスモーター。 A rotor that can rotate about one rotation axis,
A stator arranged around the rotation axis,
A first field magnet for generating a magnetic field in the state provided on the rotor;
A second field provided around the rotation axis in the stator to generate a magnetic field separately from the first field;
An exciter that generates a varying magnetic field that imparts to the first field an angular momentum that rotates the rotor;
Equipped with
The first field is a first assembly having a plurality of magnets arranged so as to surround the rotation axis in the rotor,
The first assembly, which is the first field magnet, has a magnetic field line in a direction orthogonal to the radial direction toward the rotating shaft in each magnet , so that the direction of the direction along the circumferential direction of the rotating shaft is increased . to generate a magnetic field that have the magnetic field lines,
The second field is Ru generates a magnetic field that have the direction of the magnetic lines of force along before kidou radially,
Synchronous motor.

請求項１に記載されたシンクロナスモーターであって、 The synchronous motor according to claim 1, wherein
前記ローターは、複数の溝が切られた構成を有し、かつ、これらの溝に前記第１のアッセンブリをなす各磁石が取り付けられることで、これらの磁石における、前記回転軸の周方向で見た一方側の面をＮ極、他方側の面をＳ極とする、 The rotor has a structure in which a plurality of grooves are cut, and the magnets forming the first assembly are attached to the grooves, so that the magnets can be viewed in the circumferential direction of the rotating shaft. The surface on one side is the N pole, and the surface on the other side is the S pole.
シンクロナスモーター。Synchronous motor.

請求項１または請求項２に記載されたシンクロナスモーターであって、
前記ステーターは、前記ローターの周りを取り巻いて配され、
前記第２の界磁は、前記ステーターにおいて前記ローターの周りを取り巻くように配された複数の磁石を有する第２のアッセンブリであり、
前記励磁体は、前記ステーターにおいて前記第２のアッセンブリの磁石の間に配される複数の電磁石を有する第３のアッセンブリであり、
前記第２のアッセンブリは、前記動径方向に沿う方向の磁力線を有する磁場を発生させる、
シンクロナスモーター。 The synchronous motor according to claim 1 or 2 , wherein
The stator is arranged around the rotor ,
Before Stories second field is a second assembly having a plurality of magnets disposed so as to surround the circumference of the rotor in the stator,
The exciter is a third assembly having a plurality of electromagnets arranged between magnets of the second assembly in the stator ,
Before Stories second assembly, it generates a magnetic field having a direction of magnetic field lines along the radial direction,
Synchronous motor.

請求項３に記載されたシンクロナスモーターであって、
前記第１のアッセンブリにおける磁石の数は、前記第２のアッセンブリにおける磁石の数に等しい、
シンクロナスモーター。 The synchronous motor according to claim 3 ,
The number of magnets in the first assembly is equal to the number of magnets in the second assembly,
Synchronous motor.

請求項３に記載されたシンクロナスモーターであって、
前記第１のアッセンブリにおける磁石の数は、前記第２のアッセンブリにおける磁石の数よりも少なく、かつ、前記第２のアッセンブリにおける磁石の数に対して互いに素となっている、
シンクロナスモーター。 The synchronous motor according to claim 3 ,
The number of magnets in the first assembly is less than the number of magnets in the second assembly and is relatively prime to the number of magnets in the second assembly;
Synchronous motor.

請求項５に記載されたシンクロナスモーターであって、
前記第１のアッセンブリにおける磁石の数は、前記第２のアッセンブリにおける磁石の数よりも１だけ少ない、
シンクロナスモーター。 The synchronous motor according to claim 5 , wherein
The number of magnets in the first assembly is one less than the number of magnets in the second assembly,
Synchronous motor.

請求項３ないし請求項６のうちのいずれか１項に記載されたシンクロナスモーターであって、
前記第２のアッセンブリにおける各磁石は、Ｓ極またはＮ極のうちの少なくとも一方の磁極が平面状に構成され、かつ、この平面状に構成された磁極が前記ローター側を向くように配されている、
シンクロナスモーター。 A synchronous motor as claimed in any one of claims 3 to 6,
In each magnet in the second assembly, at least one magnetic pole of the S pole or the N pole is formed in a plane shape, and the magnetic pole formed in the plane shape is arranged so as to face the rotor side. Is
Synchronous motor.

請求項７に記載されたシンクロナスモーターであって、
前記第２のアッセンブリにおける各磁石において、前記ローター側の磁極が、Ｓ極またはＮ極のうちのいずれか一方に統一されている、
シンクロナスモーター。 The synchronous motor according to claim 7 , wherein
In each of the magnets in the second assembly, the magnetic pole on the rotor side is unified to either the S pole or the N pole,
Synchronous motor.

請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１項に記載されたシンクロナスモーターであって、
前記第１のアッセンブリにおける各磁石は、前記回転軸の周方向で見た磁極の向きが統一された状態に配されている、
シンクロナスモーター。 A synchronous motor according to any one of claims 1 to claim 8,
The magnets in the first assembly are arranged such that the directions of the magnetic poles as viewed in the circumferential direction of the rotating shaft are unified.
Synchronous motor.

請求項３ないし請求項９のうちのいずれか１項に記載されたシンクロナスモーターを複数備えたモーターアッセンブリであって、
複数の前記シンクロナスモーターは、１本のシャフトを前記回転軸として共有する第１のモーターおよび第２のモーターを含み、
前記第１のモーターにおける前記第１のアッセンブリの各磁石、および、前記第２のモーターにおける前記第１のアッセンブリの各磁石は、前記シャフトの周方向で見た位置ずれの量である第１の量が変化しないように固定され、
前記第１のモーターにおける前記第２のアッセンブリの各磁石、および、前記第２のモーターにおける前記第２のアッセンブリの各磁石は、前記シャフトの周方向で見た位置ずれの量である第２の量が変化しないように固定され、
前記第２の量が、前記第１の量とは異なる量となるように設定されている、
モーターアッセンブリ。
A motor assembly including a plurality of synchronous motor as claimed in any one of claims 3 to 9,
The plurality of synchronous motors include a first motor and a second motor that share one shaft as the rotation axis,
The magnets of the first assembly in the first motor and the magnets of the first assembly in the second motor have a first amount of positional deviation as viewed in the circumferential direction of the shaft. Fixed so that the quantity does not change,
The magnets of the second assembly of the first motor and the magnets of the second assembly of the second motor have a second amount of positional deviation as viewed in the circumferential direction of the shaft. Fixed so that the quantity does not change,
The second amount is set to be different from the first amount,
Motor assembly.