JP2000261992A - 高トルク型電動・発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この高トルク型電動・発電機は，電磁石に通
電する電力を電流方向切換装置で切り換えてステータに
流れる磁力を減少させる。 【解決手段】 この高トルク型電動・発電機は，回転子
３を構成する永久磁石部材の内側に配置した透磁部材の
両端の回転軸２に電磁石９をそれぞれ配置し，永久磁石
部材の磁力の方向と同一方向又は逆方向に電磁石９に通
電する電流を切り換える電流方向切換装置３５を設け
る。コントローラ１０によって回転子の高速回転から低
速回転への変動時及び回転停止時には，電磁石９の磁力
を永久磁石部材の磁力と逆方向にしてステータを流れる
磁力を減少させ，コキングの発生を防止でき，また，発
進のような低速トクルを必要とする場合には，電磁石９
の磁力を永久磁石部材の磁力と同一方向にして低速トル
クを増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，永久磁石から成
る回転子と該回転子の外周に配置されたステータとから
成る高トルク型電動・発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，電動・発電機は，直流式，誘導式
のものがあり，最近では，永久磁石を用いたタイプが高
い発電効率又は電動効率が得られ，簡単な構造で構成で
きるということから，最近，工業用機器に多く使用され
るようになった。電動・発電機について，電圧及び電流
が増加するに従って回転子の回転数が上昇すると，回転
子には大きな遠心力が発生し，該遠心力に回転子が耐え
られないと，回転子が破壊されるので，回転子が遠心力
に耐えることが電動・発電機には要求される。そこで，
回転子を構成する永久磁石部材の外周を補強リング等の
補強部材で補強し，回転子が遠心力に耐えるように構成
されている。

【０００３】例えば，特開昭６２−２７２８５０号公報
に開示された永久磁石式回転機は，回転子に永久磁石が
配置され，可動磁性体が封入された回転子の回転で径方
向へ可動磁性体を案内する磁極片形成用の容器を回転子
に設けたものである。

【０００４】また，特開平７−２３６２６０号公報に開
示された高出力交流電動・発電機は，回転速度に応じて
磁束密度を制御して発電量を適正に制御するものであ
り，回転子とステータとの間に制御リングを相対回転可
能に配置し，制御リングに接離可能な透磁性体を設けた
ものである。

【０００５】ところで，車両に搭載してエンジンから放
出される排気ガスを浄化するため，ディーゼルパティキ
ュレートフィルタが設けられているが，ディーゼルパテ
ィキュレートフィルタでは，フィルタで捕集されたカー
ボン，ＨＣ等から成るパティキュレートを加熱焼却して
フィルタを再生するため，ヒータが設けられている。ヒ
ータに使用する電力を，車両に設けた発電機やバッテリ
から供給するが，車両には十分な電力が無いのは一般的
であり，そのためにも車両等に設けた電動・発電機につ
いて，高効率で，低速時にも十分な電力を供給できるも
のが望まれている。。

【０００６】また，従来の冷凍車は，エバポレータとコ
ンプレッサを備えており，それらを駆動するため発電機
が設けられている。しかしながら，車両のエンジンが停
止したり，低速回転になると，発電機の発電電力が低下
し，冷凍機を駆動できないため，従来の冷凍車は，電動
機を設け，エンジンが停止した場合には，別の電源（交
流の１００Ｖ電源）から電力を得て，電動機を回してコ
ンプレッサを駆動するタイプが知られている。一方，地
球環境を守るためにＣＯ₂ の削減が求められ，自動車の
燃費を良くする種々の技術開発されている。その中で，
電動機とエンジンを組み合わせたハイブリット車が開発
されつつあり，ハイブリット車には低速トルクを大幅に
改善した電動機の開発が求められている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，永久磁
石を用いた電動・発電機は，構造が簡単であり，高出力
を出すことができるが，回転数が小さい時には，余り大
きなトルクを出すことができない。その理由は，電動・
発電機における永久磁石の磁力が固定されているので，
磁力を増すためには電動・発電機自体を大型に構成しな
ければ低速での磁力を大きくすることができないからで
ある。特に，永久磁石式電動・発電機では，低速で回転
させたり，所定の位置で回転を停止させる場合に，回転
をスムースに行わせることができずにガクガク状態の回
転運動，即ち，コキング状態が発生し，スムースな回転
ができなくなることがあり，如何にコキング状態の発生
を防止するかの課題がある。

【０００８】従来の電動・発電機は，磁力を増加させる
ための構造が種々に開発されているが，決定的なものは
存在しないのが現状である。発電機を大型に構成して大
電力を発電してバッテリ等に蓄電したり，その電力でヒ
ータやコンプレッサを駆動することが考えられるが，発
電機を大型にするには，コストや製作費，或いはスペー
ス等について解決しなければならない問題がある。ま
た，永久磁石を用いた回転子を使用すれば，小型で高速
化することができるが，工作機械のような使用環境が厳
しい場所では，その構造が複雑になり，工作機械に組み
込むことが困難であり，成立が難しい。また，小型の回
転子を組み込んだ電動・発電機は，運転するには永久磁
石とステータとの距離が極力小さくなるように構成する
ことが好ましく，そのためには，回転子の外周面を高精
度に切削することが必要になる。

【０００９】電動・発電機における回転子が高速回転す
る時に，大きな遠心力が作用するので，その遠心力で永
久磁石がバーストしないような補強が永久磁石の保持の
ため常に要求され，そのため，永久磁石の強度をアップ
させるための構造上の工夫が要求される。また，電動・
発電機は，回転子を高速回転させることによって高い出
力が得られるが，高速時では，永久磁石の磁力が大き過
ぎ，逆起電力が発生し，効率のロスになる等の問題があ
り，回転子を軽量に作製すると共に剛性を高めて高速回
転に耐えるとか，制御上の工夫を必要とする等の課題が
あった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，永久
磁石部材の両端に電磁石をそれぞれ設け，該電磁石によ
る磁力の方向を制御して永久磁石部材で発生する磁力の
方向に対して電磁石に発生する磁力の方向を同一又は逆
方向に発生させる制御を行い，低速トルクを増大させる
場合には電磁石に同一方向の磁力を発生させ，また，高
速回転から低速回転への回転変更時及び回転停止時には
電磁石に逆方向の磁力を発生させ，ステータに流れる磁
力を減少させ，回転子の回転をスムースにしてコキング
状態の発生を防止する高トルク型電動・発電機を提供す
ることである。

【００１１】この発明は，ハウジングに回転可能に支持
された回転軸，前記回転軸に取り付けられた回転子，前
記回転子の外周に配置され且つ前記ハウジングに固定さ
れたステータ，及び前記回転子の両端側の前記回転軸上
にそれぞれ配置された円筒状の電磁石コアと該電磁石コ
アに対応して前記ハウジングの磁路ケースに配置された
円筒状の電磁石コイルとから成る電磁石を有し，前記回
転子は，周方向に隔置して非磁性部材を順次介在して前
記回転軸上に円筒状に配置された透磁部材，該透磁部材
の外周に配置された非磁性材を介した透磁材から成る円
筒状の磁路コア，周方向に隔置して非磁性部材を順次介
在して磁極が交互に異なる状態に前記磁路コアの外周に
円筒状に配置された磁石片から成る永久磁石部材，及び
前記永久磁石部材の外周面に固定された非磁性の補強部
材から成り，また，前記永久磁石部材の前記磁石片の磁
力の方向と同一方向又は逆方向に前記電磁石の磁力を変
化させるように前記電磁石コイルに通電する電流の流れ
方向を切り換える電流方向切換装置，及び前記回転子の
低速回転，回転停止及び発進に応答して前記電流方向切
換装置を切換制御するコントローラを有することから成
る高トルク型電動・発電機に関する。

【００１２】前記電磁石コアは，前記永久磁石部材の磁
極方向に沿って磁束が流れるように前記回転子に密着す
る密着部と，該密着部を前記回転子から軸方向に離間さ
せる切欠き部が周方向に隔置して形成された円筒部とか
ら構成されている。

【００１３】前記コントローラは，高速時，高速回転か
ら低速回転への回転変更時及び回転停止時に応答して，
前記永久磁石部材の磁力の方向と逆方向に前記電磁石に
磁力が発生させるように，前記電流方向切換装置によっ
て前記電磁石コイルへ通電する電流方向を切り換える制
御を行う。

【００１４】また，前記コントローラは，発進時及び低
速回転時に応答して，前記永久磁石部材の磁力の方向と
同方向に前記電磁石に磁力が発生するように，前記電流
方向切換装置によって前記電磁石コイルへ通電する電流
方向を切り換える制御を行う。

【００１５】前記電磁石コアは，前記透磁部材，前記磁
路コア及び前記永久磁石部材の各両端面にそれぞれ密着
して前記補強部材の位置まで延びる密着部を備えてい
る。

【００１６】前記透磁部材及び前記電磁石コアは，フェ
ライト材，Ｍｏ−パーマロイ，センダスト等の透磁性に
優れた材料から構成されている。

【００１７】前記コントローラは，前記回転軸の低速に
応答して前記電磁石コイルに通電して前記電磁石コアを
通過する磁力線を前記永久磁石部材で発生する磁力線に
加算して低速トルクをアップさせる制御を行う。

【００１８】この高トルク型電動・発電機は，回転子即
ち回転子を始動する時には，永久磁石部材で発生する磁
力によって，回転子がステータの歯部と永久磁石部材は
周方向で同一軸上に並んだ時にトルクが最小に，境界で
トルクが最大に成るので，回転運動が滑らかでなくなる
ので，電磁石の磁力の制御と電磁石の電磁石コイルを流
れる電流を制御することによって回転子の回転変動を小
さくして回転させることができる。例えば，この高トル
ク型電動・発電機を工作機械等に組み込まれている電動
機として作動させる場合に，回転軸をスムースに停止
し，所定の一定位置に停止させる場合に，電磁石の結線
を逆方向にし，電磁石で発生する磁力を徐々に増加さ
せ，永久磁石部材で発生する磁力とほぼ同等にまで増加
させると，ステータの歯部を通過する磁力線を極少量と
することができ，回転子の回転は極めてスムースにな
り，いわゆるコキングという現象がなくなる。

【００１９】この高トルク型電動・発電機は，低速トル
クをアップさせる時には，永久磁石部材によるその外側
がＮ極に且つ内側がＳ極から成る磁力が透磁部材をスム
ースに通過するのに加えて，回転子の両端には電磁石コ
アの軸方向の内側がＳ極に且つ軸方向の外側がＮ極によ
る電磁石コアからの電磁力が加算され，それによって，
トータルの磁力線が同方向に通過して増加され，トルク
がアップされる。即ち，コントローラは，低速時に電磁
石の電磁石コイルに通電する制御を行うように設定して
おけば，低速時の軸トルクをアップさせることができ
る。

【００２０】また，コントローラが高速回転から低速回
転への回転変更時及び回転停止時に応答して，前記永久
磁石部材の磁力の方向と逆方向に前記電磁石の磁力を発
生させると，磁力同士が打ち消しあってステータを通過
する磁力が減少し，回転軸をスムースに所定の位置に停
止させたり，低速での回転がスムースになってコキング
状態が発生しない。また，高速度で回転する場合には，
永久磁石の磁力では大き過ぎるので，逆方向の磁力を消
すことによってトルクを抑制し，効率を大きくすること
ができる。

【００２１】また，前記電磁石コアの密着部は，回転子
の両端面にそれぞれ密着して前記補強部材の位置まで延
びて回転子の外周とほぼ同じ外径をもっているので，例
えば，４極の場合に，永久磁石部材の外側がＮ極で且つ
内側がＳ極では，磁力線が同方向になるように電磁石の
電磁石コイルが巻かれ，その端部が永久磁石部材及び磁
路部材に接するように配設され磁力を永久磁石と同一に
流れるようになっている。逆方向の透磁材の側端部材に
は円筒部の一部が切り欠かれ，磁力が侵入しない構造に
形成されている。他の側の電磁石部では，磁力の方向が
逆に流れるように配設されている。即ち，電磁石は永久
磁石の磁力に合致した磁力を構成するように回転子の両
端部にそれぞれ付設され，それぞれの磁力線を作るよう
に配置されている。

【００２２】この高トルク型電動・発電機は，回転数の
小さい時に応答してコントローラが電磁石の電磁石コイ
ルに通電し，電磁石による磁束を増加させれば，通常の
回転子（回転子）のみのトルクより数倍のトルクを出す
ことができ，それによって，永久磁石式の電動・発電機
の欠点である低速トルクを増大させることができる。従
って，この高トルク型電動・発電機は，永久磁石の磁力
に電磁石の磁力を増加させて低速時のトルクを増加させ
ることができ，回転子を構成する永久磁石を複数の永久
磁石部材で作製して筒体に形成し，筒体の外周面を補強
部材を巻き上げて固定することによって，製造コストを
大幅に低減できると共に構造がシンプルで高強度に構成
でき，十分な発電力を確保できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による高トルク型電動・発電機の実施例を説明する。図
１はこの発明による高トルク型電動・発電機を示す軸方
向の断面図，図２は図１の高トルク型電動・発電機にお
けるＡ−Ａ断面における実施例を示す断面図，及び図３
は図１の電動・発電機に電流方向切換装置が組み込まれ
た回路を示す概略配線図である。

【００２４】この発明による高トルク型電動・発電機
は，例えば，回転軸２をコージェネレーションシステム
のエンジンに適用して発電させたり，電動・発電機とエ
ンジンを併設したハイブリット自動車のエンジンに連結
することによってエンジンの回転力で発電したり，或い
は工作機械等の機械装置にコントローラの指令で作動さ
せる小型の電動・発電機として適用できるものである。

【００２５】この実施例の電動・発電機は，主として，
ねじ２７で互いに連結された一対のハウジング部材１
Ａ，ハウジング部材１Ａの両端にそれぞれに固定された
磁路ケース１Ｂ及び磁路ケース１Ｂの外側を被覆する非
磁性材のカバー部材１Ｃから成るハウジング１，磁路ケ
ース１Ｂに非磁性材（図示せず）を介在して配置された
一対の軸受１３によって回転可能にそれぞれ支持されて
いる回転軸２，回転軸２に固定されている永久磁石部材
５から成る回転子（ロータ）３，及び回転子３の外周で
回転子３との間に隙間１７を形成してハウジング１に固
定されている固定子即ちステータ４を有している。回転
子３は，その両端が回転軸２に設けられたねじ２４に押
さえ板１２を介して固定ナット１１が螺入され，回転子
３が回転軸２に固定されている。押さえ板１２の外周面
は磁路ケース１Ｂに微小クリアランスを持って隣接し，
一種のワッシャである押さえ板１２は電磁石９の磁力線
の通路を形成している。また，回転軸２には，例えば，
回転軸２の端部に入力となるベルトプーリが固定され，
ベルトプーリにエンジンの出力軸に取り付けたベルトが
掛けられている。ステータ４は，図２に示すように，積
層された薄板のステータコア２０の空所２５にステータ
コイル１４が巻き付けられている。ステータコア２０に
おける空所２５の内周側に隙間２１が形成され，隙間２
１によって隣接するステータコア２０のヨーク部２０Ａ
が遮断されている。

【００２６】この電動・発電機は，ハウジング１に固定
されたステータ４に対して回転可能に支持された回転軸
２に固定された回転子３のトルク増加の構造，及び透磁
部材６を構成する材料に特徴を有している。透磁部材６
は，軸方向に延びる板材が永久磁石部材５にほぼ垂直に
なるように配置されたアモルファス合金又は透磁率の良
いシリコン鋼から成る積層板材６Ａと積層板材６Ａ間の
非磁性部材２２とから構成され，軸方向に抜ける磁路が
形成される。透磁部材６は，フェライト材，Ｍｏ−パー
マロイ，アルパーム，センダスト等の透磁性に優れた材
料のアモルファス合金から構成されている。

【００２７】回転子３は，回転軸２の外周に筒状に複数
配置され且つ隣接間に非磁性部材２２が介在された透磁
部材６，透磁部材６の外周に配置された磁路コア７，磁
路コア７の外周に配置され且つ磁極が互いに相違する状
態で筒状に複数配置された板状の永久磁石部材５，透磁
部材６の両端にそれぞれ配置された電磁石９，及び永久
磁石部材５の外周面に固定された非磁性の補強部材１６
から構成されている。磁路コア７は，透磁材７Ａと非磁
性材７Ｂが周方向に交互に配置されて円筒状に形成され
ている。電磁石９は，透磁部材６の両端にそれぞれ位置
して回転軸２の外周面にそれぞれ固定され且つ周方向に
隔置して複数の切欠き部１５を備えた電磁石コア８，及
び電磁石コア８の外周に隔置して配置され且つハウジン
グ１に固定された円筒部２６を有する電磁石コイル１９
から構成されている。

【００２８】電磁石９は，回転子３の両端側の回転軸２
上にそれぞれ配置された円筒状の電磁石コア８と，電磁
石コア８に対応してハウジング１の磁路ケース１Ｂに配
置された円筒状の電磁石コイル１９とから構成されてい
る。電磁石９は，コントローラ１０が回転軸２のトルク
に応答して電磁石コイル１９への通電を制御することに
よって付勢され，永久磁石部材５と同方向の磁力線を発
生させることができる。電磁石コア８は，透磁部材６と
同様な材料から作製することができる。また，永久磁石
部材５は，周方向に隔置して配置された軸方向に延びる
磁石片５Ａと，互いに隣接する磁石片５Ａの間に介在さ
れた非磁性部材２３とから，全体的に円筒状に形成され
ている。

【００２９】永久磁石部材５が互いに隣接する間には，
非磁性部材２３がそれぞれ配置され，磁力がショートカ
ットしないように構成されている。また，電磁石コア８
は，永久磁石部材５の磁極方向に沿って磁束が流れるよ
うに回転子３に密着する密着部１８と，密着部１８を回
転子３から軸方向に離間させる切欠き部１５が周方向に
隔置して形成された円筒部２６とから構成されている。
電磁石コア８の密着部１８は，透磁部材６，磁路コア７
及び永久磁石部材５の各両端面にそれぞれ密着して補強
部材１６の位置まで延びている。

【００３０】この高トルク型電動・発電機は，特に，永
久磁石部材５の磁力の方向と同一方向又は逆方向に電磁
石９に通電する電流を切り換える電流方向切換装置３５
及び回転子３の低速回転，回転停止及び発進に応答して
電流方向切換装置３５を切換制御するコントローラ１０
を備えていることに特徴を有する。電流方向切換装置３
５が組み込まれた回路は，図３に示すように，バッテリ
３６，コントローラ１０によって制御される電力加減装
置３７，及び電磁石９の電磁石コイル１９が直列に結線
されている。電流方向切換装置３５は，電磁石９の電磁
石コイル１９に流す電流の方向を切り換える切換スイッ
チであり，コントローラ１０は，回転子３の高速回転か
ら低速回転への回転変更の時，及び回転停止の時に，そ
の状態に応じて永久磁石部材５の磁力の方向と同一方向
又は逆方向に電流方向を切り換える指令を電流切換装置
３５に発して制御を行う。また，コントローラ１０は，
低速トルクを増加させる時には，即ち，回転軸２の回転
数が小さいことに応答して，永久磁石部材５で発生する
磁力と同一方向の磁力が電磁石９に発生するように，電
磁石コイル１９に通電して磁力を発生させて低速トルク
のアップを計る制御を行うことができる。また，高速運
転時は，電磁石の磁力を永久磁石と逆方向に生じせしめ
ると，トルクを低下させることができ，不必要な制御機
構を取り付けなくてよい。

【００３１】透磁部材６及び電磁石コア８は，フェライ
ト材，Ｍｏパーマロイ，センダスト等の透磁性の優れた
材料から構成されている。フェライト材は，一般式Ｍｎ
_X Ｚｎ_Y Ｆｅ_Z であり，その組成（ｗｔ％）は，具体的
には，ＭｎＯ：ＺｎＯ：Ｆｅ ₃ Ｏ₄ ＝２２：１５：６
３，又はＭｎＯ：ＺｎＯ：Ｆｅ₃ Ｏ₄ ＝１５〜１９：１
３〜１７：６７〜７８である。又は，Ｍｏ−パーマロイ
は，Ｎｉ−Ｆｅ系磁性合金であり，具体的には，その組
成（ｗｔ％）は，Ｎｉ：Ｆｅ：Ｍｏ＝７９：１７：４で
ある。或いは，センダスト材は，Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを含
有する磁性合金であり，具体的には，その組成（ｗｔ
％）は，Ｆｅ：Ｓｉ：Ａｌ＝８５：９．６：５．４であ
る。電磁石コア８は，上記の材料の他に，アルパームを
使用することもできる。

【００３２】補強部材１６は，例えば，ガラス材で被覆
されたセラミックス及び／又は合金等の金属から成る補
強線から成り，補強線を永久磁石部材５の外周面に加熱
状態で巻き上げることによって補強線がガラス材で互い
に固着されている。また，補強線は，引張力を加えた状
態で永久磁石部材５の外周面へ巻き付けられ，冷却され
る時に伸び量が低減して互いに適正に密着固定される。
更に，補強部材１６を構成する補強線は，非磁性のカー
ボン巻線，非磁性の金属巻線，或いは，薄板から構成さ
れている。また，補強部材１６を構成するガラス材は，
ケイ酸ガラス及び／又はホウケイ酸ガラスから構成され
ている。補強部材１６を構成する補強線は，例えば，磁
性を持たないカーボン繊維やセラミック繊維を樹脂材で
固めて作製することができる。

【００３３】また，非磁性部材２２，２３は，例えば，
ホウロウ材からなり，鉄及び銅と，ケイ酸ガラス及び／
又はホウケイ酸ガラス等のガラス材とを混合した混合材
から構成されている。永久磁石部材５を非磁性部材２３
で互いに接合させる場合には，非磁性部材２３を構成す
る混合材とＡｌ₂ Ｏ₃ 等のセラミックスとを，永久磁石
部材５の間に充填し，これを６００℃〜３００℃に加熱
することによって非磁性部材２３が永久磁石部材５を互
いに接合させることができる。非磁性部材２２について
も，同様にして，透磁部材６間に固定することができ
る。

【００３４】永久磁石を構成する複数の永久磁石部材５
をほぼ筒形状に配置し，永久磁石部材５と永久磁石部材
５と間の境界領域に非磁性部材２３を構成するガラス材
を充填し，永久磁石部材５とガラス材とから成る全体の
外形形状を，ほぼ円筒形状に形成する。また，永久磁石
部材５は，内周側に一方の磁極（Ｎ極又はＳ極）が且つ
外周側に他方の磁極（Ｓ極又はＮ極）が位置するように
配置され，隣接する永久磁石部材５の磁極（Ｎ極とＳ
極）は互いに相違するように配置されている。円筒形状
に配置された永久磁石部材５の外周面は，切削加工によ
って断面円形に加工され，実質的に円筒体に形成されて
いる。

【００３５】

【発明の効果】この高トルク型電動・発電機は，上記の
ように構成されているので，永久磁石部材の両端にそれ
ぞれ設けた電磁石に流れる電流方向をコントローラの指
令で電流方向切換装置を作動させて変更するので，永久
磁石部材で発生する磁力に対して，電磁石で発生する磁
力を同一方向又は逆方向に切り換え制御でき，同一方向
の磁力の場合には，低速トルクを増大させ，また，逆方
向の磁力の場合には，ステータを流れる磁力を減少させ
ることができ，例えば，回転軸の高速回転から低速回転
への変動時や，低速回転をスムースにし，コキング等の
ガクガク運転を防止すること，及び高速運転時のトルク
を抑制すること等の達成できる。従って，この高トルク
型電動・発電機は，例えば，回転エネルギを電気エネル
ギに変換する高速発電機や高速モータとして構成した
り，発電機をコジェネレーションシステム，ハイブリッ
ト自動車用エンジン等に容易に適用できると共に，工作
機械等で使用される高速回転のモータに適用して好まし
いものである。この電動・発電機は，例えば，６０００
０ｒｐｍという高速回転にも耐えると共に，製造コスト
を低減でき，しかもコンパクトに構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による高トルク型電動・発電機の一実
施例を示す軸方向の断面図である。

【図２】図１の高トルク型電動・発電機におけるＡ−Ａ
断面における実施例を示す断面図である。

【図３】図１の電動・発電機に電流方向切換装置が組み
込まれた回路を示す概略配線図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １Ｂ 磁路ケース ２ 回転軸 ３ 回転子 ４ ステータ ５ 永久磁石部材 ５Ａ 磁石片 ６ 透磁部材 ７ 磁路コア ７Ａ 透磁材 ７Ｂ 非磁性材 ８ 電磁石コア ９ 電磁石 １０ コントローラ １５ 切欠き部 １６ 補強部材 １８ 密着部 １９ 電磁石コイル ２２，２３ 非磁性部材 ２６ 円筒部 ３５ 電流方向切換装置 ３６ バッテリ ３７ 電力加減装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回転可能に支持された回転
   軸，前記回転軸に取り付けられた回転子，前記回転子の
   外周に配置され且つ前記ハウジングに固定されたステー
   タ，及び前記回転子の両端側の前記回転軸上にそれぞれ
   配置された円筒状の電磁石コアと該電磁石コアに対応し
   て前記ハウジングの磁路ケースに配置された円筒状の電
   磁石コイルとから成る電磁石を有し，前記回転子は，周
   方向に隔置して非磁性部材を順次介在して前記回転軸上
   に円筒状に配置された透磁部材，該透磁部材の外周に配
   置された非磁性材を介した透磁材から成る円筒状の磁路
   コア，周方向に隔置して非磁性部材を順次介在して磁極
   が交互に異なる状態に前記磁路コアの外周に円筒状に配
   置された磁石片から成る永久磁石部材，及び前記永久磁
   石部材の外周面に固定された非磁性の補強部材から成
   り，また，前記永久磁石部材の前記磁石片の磁力の方向
   と同一方向又は逆方向に前記電磁石の磁力を変化させる
   ように前記電磁石コイルに通電する電流の流れ方向を切
   り換える電流方向切換装置，及び前記回転子の低速回
   転，回転停止及び発進に応答して前記電流方向切換装置
   を切換制御するコントローラを有することから成る高ト
   ルク型電動・発電機。
2. 【請求項２】 前記電磁石コアは，前記永久磁石部材の
   磁極方向に沿って磁束が流れるように前記回転子に密着
   する密着部と，該密着部を前記回転子から軸方向に離間
   させる切欠き部が周方向に隔置して形成されている円筒
   部とから構成されていることから成る請求項１に記載の
   高トルク型電動・発電機。
3. 【請求項３】 前記電磁石は，前記永久磁石部材の前記
   磁石片の磁力に対応して磁力を前記電磁石コアに流すよ
   うに，前記コントローラによって前記電磁石コイルが通
   電制御されることから成る請求項１に記載の高トルク型
   電動・発電機。
4. 【請求項４】 前記コントローラは，高速時，高速回転
   から低速回転への回転変更時及び回転停止時に応答し
   て，前記永久磁石部材の磁力の方向と逆方向に前記電磁
   石に磁力が発生させるように，前記電流方向切換装置に
   よって前記電磁石コイルへ通電する電流方向を切り換え
   る制御を行うことから成る請求項１に記載の高トルク型
   電動・発電機。
5. 【請求項５】 前記コントローラは，発進時及び低速回
   転時に応答して，前記永久磁石部材の磁力の方向と同方
   向に前記電磁石に磁力が発生するように，前記電流方向
   切換装置によって前記電磁石コイルへ通電する電流方向
   を切り換える制御を行うことから成る請求項１に記載の
   高トルク型電動・発電機。
6. 【請求項６】 前記コントローラは，前記回転軸の低速
   に応答して前記電磁石コイルに通電して前記電磁石コア
   を通過する磁力線を前記永久磁石部材で発生する磁力線
   に加算して低速トルクをアップさせる制御を行うことか
   ら成る請求項１に記載の高トルク型電動・発電機。
7. 【請求項７】 前記透磁部材及び前記電磁石コアは，フ
   ェライト材，Ｍｏ−パーマロイ，センダスト等の透磁性
   に優れた材料から構成されていることから成る請求項１
   に記載の高トルク型電動・発電機。