JPH03198643A - 電磁回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 回転速度に比例し、しかも電圧リプルとノイズの無い発
電機（タコジェネレータ）若しくは出力トルクリプルの
ない直流電動機として利用さｆｉるものである。

〔従来の技術〕

本発明の装置に類似１〜た構成の技術は数多く提案され
ているが、理論的に錯誤かあるものが多く、実用化され
た例はない。例えば特開昭３３−ｇ９９／／号に開示さ
れた技術である・ 〔本発明が解決しようとしている課題〕第１の課題 複数相の発電機は、その直流出力にリプル電圧を含んで
いるので回転数に比例した直流出力を得ることができな
く、リプル電圧をコンデンサで平滑化すると時間おくれ
が発生して、回転速度の変化に正確に追随した電圧が得
られな（、特にタコジェネレータとして使用する場合の
欠点となる問題点かある。

第一の課題 複数相の直流電動機、特にブラシレス直流電動機の場合
には相数が少ないので、トルクリプルと電磁ノイズと機
械振動を発生する問題点がある。

第３の課題 ブラシレスの発電機、直流電動機の場合には、整流装置
が半導体回路となり、高価となり、相切換時の電磁ノイ
ズが発生する問題点がある。又機械振動を発生する欠点
がある。

第ｔの課題 直流電動機の場合に、ブラシレスの電動機としたときに
、相数は１〜３相となるので、相切換のときの電機子コ
イルの磁気エネルギの消滅と蓄積に時間を要する。

従って高速度とすると、反トルクの発生が増大し、回転
速度の上昇に限界があり、又効率を劣化せしめる問題点
がある。毎分ｌＯ万回転以上とすると、鉄損が増大し、
従って発熱量も増大し、効率が者しく劣化する問題点が
ある。

第Ｓの課題 電機子コイルの磁気エネルギの消滅と蓄積による鉄損か
あり、効率が劣化する問題点がある。

〔課題な触法する為の手段〕

外周回転面かＮ極に／様に磁化さ、＋１でいる円板状の
第１の回転子と、第１の回転子と同形で、外周回転面が
Ｓ極に１様に磁化されている第一の回転子と、非磁性体
で作られた外筐ならびにその両側に固着された第１、第
２の側板と、第１、第２の側板の中央部に設けた軸受に
回動自在に支持された回転軸と、第１．第２の回転子の
外周回転面が空隙を介して外筺内周面に対向するように
第１゜第２の回転子を離間して回転軸に固定する手段と
、コ型の電機子磁心の両脚部のそれぞれに捲着された第
１．第２の電機子コイルを有する複数個の電機子と、第
１の電機子コイルの側面が第１の回転子のＮ極回転面に
設定された空隙を介して対向し、第一の電機子コイルの
側面が第一の回転子のＳ極回転面に設定された空隙を介
して対向するように、外筺内周面に順次に離間して複数
個の電機子を配設固定する手段と、各電機子コイルの配
設される円周方向の両側において、電機子コイルを内部
に収納するように、該電機子コイルの両側の電機子磁心
より突出され、電機子コイルによる磁束の磁路を閉じる
ように作られた磁性体ヨークと、第１の電機子コイルの
磁性体ヨークの外周面を僅かな空隙を介して第１の回転
子のＮ極外周面に対向し、第２の電機子コイルの磁性体
ヨークの外周面を僅かな空隙を介して第一の回転子のＳ
極回転面に対向せしめる手段と、磁性体ヨークを通る電
機子コイルによる磁束の磁路の磁気抵抗を第１の磁気抵
抗、コ型の電機子仏心を通る第１、第２の電機子コイル
による磁束の磁路の磁気抵抗を第２の磁気抵抗、コ型の
電機子磁心の両脚部が配設される円周方向を通る第１．
第２の電機子コイルによる磁束の磁路の磁気抵抗を第３
の磁気抵抗と呼称したときに、第２．第３の磁気抵抗に
対して、第１の磁気抵抗を著しく小さ（構成する手段と
、第１゜第一の回転子の回転により、各電機子コイルに
誘起した発電電圧を導出する発電機若しくは各電機子コ
イルに通電したときに、第１、第２の回転子にｌ方向の
出力トルクを発生する直流電動機のいツレかとして構成
されたものである。

〔作用〕

前述した問題点となる第１〜第Ｓの課題は、周知の／相
、−相、３相の電動機の共通の欠点である。これは相の
概念がある為の問題とも考えられる。３１−’　ｌ　／
　ｌθの概念から推定されることは、相の概念より脱出
してＯ相即ち無相の電動機とすることにより、上述した
問題点が除去されるものである。

本発明装置は、無相の電動機を構成して、第１〜第Ｓの
課題を解決したものである。

次にその作用を説明する。

電機子コイルには常にｌ方向の通電が設定値で行なわれ
ているので、相切換が無く、電機子コイルの磁気エネル
ギの太きい出入がない。

従って、発電機として使用した場合に、回転速度に正確
に比例した応等性の良い電圧出力が得られる作用がある
ので第１の課題が解決される。

電動機として使用した場合には、同じ理由により、トル
クリプルがな（、電気的若しくは機械的振動が除去され
るので第一の課題が解決される。

相切換をする整流装置が不要なので、その為のホール素
子を含む半導体制御回路が不要となり、直流電源より電
機子コイルに通電するのみで回転子の駆動力を得る電動
機を得ることができる。

上述した事情は発電機の場合も同様である。

従って第３の課題が解決される。

電機子コイルに蓄積された磁気エネルギの増減、がない
ので１般の電動機の場合のように通電を断ったときの磁
気エネルギの放出による反トルクの発生がない。従って
、高速度（毎分７０万回転以上）の電動機を得ることが
できるので、第ダの課題が解決される作用がある。

電機子コイルに磁心はあるが、これを通る磁束量に変動
がないので、鉄損がな（、効率の良好な電動機を得るこ
とができる。

従って、第５の課題を解決する作用がある。

〔実施例〕

第１図以降の実施例について本発明装置の詳細を説明す
る。図面の同一記号のものは同一部材を示しているので
、それ等の重複した説明は省略する。

第１図（ａ）は、本発明装置の回転子グａと電機子コイ
ル！ｒａの説明図である。これ等の部材は第２図（ａ）
において同一記号で示されているものである。

回転子４’ａは円板状となり、マグネッ）＋は省略して
図示していない。中央部には回転軸ｌが固定されている
。

回転子グａの外周は１様にＮ極に磁化されている。

点線で示す記号５ａは電機子コイルで、方形に捲回され
ている。矢印？ａ、７ｂ、りＣは、磁力線を示している
。

第１図（ｂ）は電機子コイルｊａ、磁力線７ａ、７ｂ、
７ｃを拡大して示したものである。

電機子コイル５ａは、図示のように、下側と上側の部分
が、回転子ｌｌａの回転軸方向とな・す、両側部は磁極
面に垂直となっている。回転子ｌＩａが矢印へ方向に回
転したときに、電機子コイルＡｈａに誘起される誘起電
圧の方向は、矢印ｇ　ａ　ｔ　ｇ　ｔ）　ｒｇｃ、ｇｄ
の方向となる。

矢印ｇａの方向の電圧に対し、他の辺に発生する誘起電
圧はすべて反対方向である。

下側のコイル部分を貫挿する磁束量と他の３辺のコイル
部分を貫挿する磁束量は等しいので、電機子コイル全体
の誘起電圧は消滅する。

電機子コイル５ａに矢印ｇａと反対方向に通電した場合
に、マグネット回転子グを矢印入方向に駆動するトルク
も同じ事情により発生しない。

本発明装置は、電機子コイル５ａの下側の底辺の１辺の
みを磁束が貫挿し、他の３辺のコイル部分を磁束が貫挿
しないように構成して、発電機若しくは電動機としたこ
とに特徴を有するものである・次に第１図（Ｃ）につき
、本発明による具体的手段を説明する。

第１図（Ｃ）において、記号／、？ａは磁性体の平板（
第一図（ａ）の電機子磁心／、？ａに対応するもの）で
、電機子コイル！ｉａが捲着されている。磁心／、７ａ
の下側には、コ型の磁性体ヨークユ３の磁路開放端が密
着固定されている。

記号９ａは回転子で、表面が／様にＮ極に磁化されてい
る。電機子コイル５ａに通電すると、その磁束は矢印実
線２３ａ、矢印点線２３ｂの方向となる・矢印実線２３
ａの磁束の磁路は磁性体により閉じられて磁気抵抗が小
さく、点線矢印、２３ｂの磁束の磁路は空気中を通るの
で磁気抵抗が著しく太き（、磁束は殆んど発生しない。

回転子４（ａの磁束は、矢印実線、２’４ａ、、２４Ｚ
ｂとなり、矢印端部はＳ極（図示せず）により閉じられ
ている。

電機子コイル５ａの右側の磁束量は、矢印λ３ａと、２
４（ｂが加算されて、その和は増大し、左側の磁束は、
矢印ユ３ａと、２４ａが減算されてその差は減少する。

従って、回転子４７ａは、矢印り方向の駆動力を発生し
て駆動される。

点線矢印２３ｂの磁束は殆んどなく、又矢印、２４Ｌａ
、２４７ｂの磁束は、磁心／、？ａの断面積が大きく構
成されているので、飽和することな（、従って上方に洩
れる磁束はないので、磁束、２１Ｉａ、、２４ｂと磁束
λ３ｂとの相互作用がないので、反トルクの発生は抑止
されるものである。

本発明装置は、上述した駆動トルク発生の原理が採用さ
れている。

次に実施例につき詳細を説明する。

第一図（ａ）において、円筒形の外筐／／の両側には側
板−ａ、２ｂが図示のように嵌着されている。

外筐／／は、プラスチック材若しくは、アルミニューム
ダイキャストのような非磁性体により作られている。外
筐／／の内周面は、円筒の内周面と同形となっているが
、外周面は方形となっていても差支えない。

外筐／／の両側に、ビス４ａ・６ｂパにより側板−２ａ
、Ｊｂが締着されている。

側板、２ａ、、２ｂの中央部には、ｉ−ル軸受３ａ。

３ｂが設けられ、回転軸／が回動自在に支持される。回
転軸／には、両側面がＮ、Ｓ極にｌ様に磁化された円板
状のマグネット４の中央部が固定されている。

マグネット’ｌのＮ、Ｓ磁極に密着して、軟鋼円板／ｌ
ａ、１Ｉ−ｂが設けられ、同軸で同期回転するように構
成さねている。

外筺／／、軟銅円板１Ｉ−ａ、ｌ／−ｂは他の周知の磁
性体で作ることもできる。軟鋼円板ｌＩａ、４’！ｂの
外周回転面は、それぞれＮ、ｉＥ磁極に／様に磁化され
、外周面と所定の距離の空隙を介して対向する電機子磁
心／、？ａにより磁路が閉じられているが、・・・）　
Ａ　ａ　＋　Ａ　ｂ　＋・・・が装着されているがその
詳細は第３図（ａ）の展開図により後述する。

記号７は、回転軸／に矢印Ｃで示す連結部材により連結
された負荷である。発電機の場合には駆／、？１）、・
・・と電機子コイル５ａ、５ｂ、・・乙ａ、４ｂ、・・
・の７ｇ０度の展開図である。

第３図（ａ）の展開図は、第４図（ａ）を矢印り即ち外
周方向よりみた展開図で、半周部が示され、他の半周部
は省略して図示していない。他の半周部も全（同じ構成
となっているものである。

第３図（ａ）において、記号／、？ａ　、　／、？ｂ　
、・・・で示す電機子磁心は、コ型の形状の磁性体で作
ら第１ている。その両脚部には、図示のように第１の電
機子コイル５　ａ　、　５１）　＋・・・及び第２の電
機子コイル乙ａ、Ａｂ、・・・が捲着されている。

電機子コイルの捲着された電機子磁心／、？ａ、／・？
ｂ、・・・は、両脚緬筐／／の円周面にあるように配設
され、電機子コイル５ａ、５ｂ、・・・の下側のコイル
部は、回転子ｌＩａのＮ極回転面に空隙を介して対向し
、電機子コイル／＋ａ、Ａｂ、・・・の下側のコイル部
は、回転子＋ｂのＳ極回転面に空隙を介して対向してい
る。

矢印／７ａ、／７１０の巾は、それぞれ回転子４ａ。

＋ｂのＮ、Ｅｌ磁極の巾を示している。

コ型の電機子磁心／、？　ａ　＋　／、？　１）　＋・
・・は、外筐／／の内側面に設けた凹部に嵌着固定され
ている。電機子コイルの部分は更に深い四部となってい
る。

電機子磁心ム？ａ、／、？ｂ、・・・は後述するように
、珪素鋼板の積層体で作ることもできるが、軟鋼材の加
工若しくはその粉末の焼結によって作ることができる。

又珪素鋼粉の焼結によって作ることができる。

第３図（ａ）は半周分を示しているが、記号／、？−／
で示される他の半周分の電機子も同じ構成となり、外筐
／／に配設されている。

第２図（ａ）の側板−ａ、Ｊｂを左右からビスＡａ４ｂ
、・・・により締着すると、突出部２−／、２−により
、電機子磁心／、？ａ　、　／、？ｂ　、・・・は左右
より押圧されて固定される。

第２図（ａ）の点線Ｅを矢印方向よりみた断面の７ｇ０
度の展開図、即ち第３図（ａ）の点線Ｊを矢印方向より
みた断面展開図が第９図（ａ）に示されているので次に
その説明をする・ 第を図（ａ）において、電機子磁心／、？ａ　、　／、
？ｂ　、・・・の凹部には、電機子コイル、ｔａ、５ｂ
、・・・が捲着されその両側の突出部の下方の端部は、
僅かな空隙を介して、回転子ＩＩａの外周回転面のＮ極
に対向している。

他の半周の電機子も同じ構成で、図示していないが、を
個の電機子コイル５ｅ、５ｆ、・・・が、コ型の電機子
磁心に装着されている。

電機子コイル５ａを例としてその詳細を次に説明する。

第弘図（ｂ）において、電機子磁心／、？ａの上面には
、プラスチック成型により作られた捲枠（コア）二が固
定され、電機子コイル５ａは、コア二と下面の凹部との
間に捲回されている。

回転子ＺａのＮ極の磁束は、矢印ｕ４ａ　、　、２１１
ｂ　。

評で示すように、電機子磁心／、？ａの７つの脚部を通
り、次に他の脚部を通って回転子＋ｂのＳ極で閉じられ
ている。この磁路の中間部（第３図（ａ）で矢印／７ｃ
で示す巾の部分）では、下方の突出部即ち回転子ｌＩａ
、４’ｂの外周面の対向部のような突出部は除去されて
いる。

電機子コイル５ａの通電による磁束は、矢印２３ａと矢
印（点線）　２３　”ｏとなるが、矢印２３ａで閉じら
れる磁束の磁気抵抗は、矢印２３ｂで閉じられる磁束の
磁気抵抗に比較して著しく小さいので、実質的には矢印
２３ａの磁束のみと考えられる。

従って、電機子コイルの左側の磁束密度（矢印２３ａと
矢印、２１Ｉａの磁束の差となる。）は右側の磁束密度
（矢印２３ａと矢印、２１１ｂの磁束の和となる。）に
対して小さくなる。

従って、回転子ｌＩａは矢印り方向の駆動力を発生して
回転する。

上述した事情は、電機子コイルｊｂ、５ｃ、・・・及び
電機子コイルＡ　ａ　＋　４　ｂ＋・・・についても全
（同様である。通電方向は、両電機子コイルによる回転
トルクが１方向となるようにされる。

従って回転子ｌＩａ、４’ｂには駆動トルクが発生し、
回転軸ｌを介して負荷を駆動する直流電動機となる。反
トルクが発生ずるのは、矢印２３’Ｏの磁束と、回転子
＋ａの磁束の電機子磁心／、？ａの上方えの洩れ磁束に
よるものであるが、これ等は著しく小さいので問題はな
い。

上述した条件を満足する為に、電機子磁心／、？ａ。

／、７１）、・・・の断面積を充分大きくして磁気飽和
を防止する必要がある。又電機子コイルの矢印２３ａの
磁束密度を太き（する為に、磁気抵抗を小さ（する必要
がある。この為に回転子ｌＩａの外周面と電機子コイル
の両側の突出部との空隙を小さ（する必要がある。回転
子ｔＩａが軟鋼膜であることは、矢印Ω３ａの磁路を閉
じて磁束密度を大きくする為の有効な手段の１つとなる
。

回転子＜７ａが、電機子コイルｊ＋ａの左右の突出部に
対向するときには、回転子４（ａの外周面近傍の磁束密
度が増大するので、回転中に鉄損が発生する・回転子ダ
ａ、４’ｂを珪素鋼板の積層体で構成すると鉄損は僅少
となる。

電機子磁心／、？ａ　、　／、？　ｂ　、・・を通る磁
束密度は変らないので鉄損はない。

直流電源より、各電機子コイルに通電すると直流電動機
どして回転し、損失は銅損と機械損のみとなるので、効
率の良好な電動機が得られる効果がある。又トルクリプ
ルのないものが得られる効果がある。位置検知素子と半
導体回路がないので、耐熱性があり廉価なブラシレス電
動機が得られる効果かある。

相の切換えがないので、反トルクの発生がない。

従って高速度の電動機が得られる効果がある。

駆動トルク発生の原理は、周知の刷子型の重ね巻き直流
電動機に相似しているので太きい出力の直流電動機が得
られる特徴がある。

回転子りａ、４ｂを駆動源により／方向に駆動すると、
各電機子コイルには、誘起電圧か発生ずるので、直列接
続をして、誘起電圧を加算して導出すると発電機となる
。小出力の場合にはタコジェネレータとして利用できる
。

効果は電動機として使用した場合と同様である。

出力電圧にリプル分がないので、有効な手段となる。

第を図（Ｃ）に示した実施例は、第９図（ｂ）の電機子
コイル＆ａの両側の突出部を、図示のように電機子コイ
ルＳａを内部に収納するように突出せしめた点が異なっ
ている。

上述した構成の為に、突出部と回転子／／、ａの外側回
転面との対向面積が増加するので、磁気抵抗が小さくな
る。従って、矢印、２１１　ａ　、　）、／Ｉｂの磁束
密度及び矢印２３ａの磁束密度が増大して出力トルクが
増大する作用効果がある。

電機子の形状が少し錯雑となるので、珪素鋼の粉末の焼
結体により構成することがよい。

若しくは、周知の直流電動機の場合のように珪素鋼板の
積層体で構成することがよい。

第グ図（Ｃ）の電機子コイル５ａの通電による矢印、２
３ａの磁束密度を更に増大して出力トルクを太き（する
手段が第を図（ｅ）に示されている。

第１図（ｅ）において、電機子磁心／・？ａにコ型の軟
鋼ヨーク２３の磁路開放端が固着されて磁路が閉じられ
ている。

軟鋼ヨーク、２３は、電機子コイルＳａの下側のコイル
部分を、電機子磁心／、？ａとともに内部に収納する形
となっているので、矢印２３ａの磁束の磁路は完全に閉
じられて磁束密度が著しく増大する。

回転子ｌＩａによる磁束は、矢印、２４（ａ、、２．４
ｂなので、電機子コイル５ａの左右の磁束密度は第９図
（Ｃ）の場合より大きい差が発生し、回転子９ａの矢印
工・方向の駆動トルクが増大する作用がある。

他の作用効果は前実施例と同様である。

他の電機子コイルについても上述した構成となっている
ので同じ作用効果がある。

第２図（ｂ）は、本発明装置の他の実施例である。

第一図（ｂ）において、回転子１０ａ　、１０ｂと軟鋼
円筒１０と励磁コイルタ以外の部材は、第一図（ａ）と
同じ構成のものである。

回転軸／には、軟鋼膜の円柱ＩＯの中心部が固定され、
その両側には軟鋼膜の円環で作られた回転子／Ｑａ、１
０ｂの内周部が嵌着されている。

中央部に固定されている。

励磁コイル９に直流電源より通電すると、回転子１０ａ
、１０ｂの外周面は、それぞれ／様にＮ、Ｓ極に励磁さ
れる。従って、回転子１０ａ、１０ｂは、第２図（ａ）
の回転子＋％ａ、Ｉｌｂと同じ作用を行なうものとなる
ので、励磁型の直流電動機として、第２図（ａ）の場合
と全（同じ作用効果を有するものとなる０又発電機とし
ても同じ作用効果を有するものである。従って、本発明
の目的が達成される。

次に第２図（Ｃ）に示す実施例について説明する。

第２図（Ｃ）において、回転軸／には、軟鋼膜の円る０
マグネツト１０ｃの内周面はＳ極に、外周面はＮ＆に／
様に磁化され、又マグネット１０ｄの内。

外周面は、それぞれＮ、Ｓ極に／様に磁化されている。

従って、マグネット１ＯＣ２ｌＯｄは回転子となり、外
周回転面）ま／様にＮ、Ｓ極に磁化され、第一回（ａ）
の回転子ｌｌａ、ｔｌｂと同じ作用を行なうものとなる
ので、点線Ｂで示す外側外筐部を第２図（ａ）の外筐／
／、電機子磁心／、？ａ　、　／、？ｂ　、・・・電機
子コイル５ａ、３’ｂ、−，４ａ、４ｂ、−、軸受３ａ
、、？ｂにより構成すると、同じ作用効果を有する直流
電動機若しくは発電機となる。

従って本発明の目的を達成できるものである。

第２図（ｃ）の実施例では、第７図（ｅ）に示す電機子
コイルの磁路が必要となる。

第り図（ｂ）に示す手段とすると、電機子コイルの磁束
の磁路となる実線２３ａの下側がマグネット回転子１０
Ｃの外周回転面となり、磁気抵抗が空気と同じ程度とな
り、磁束量が著しく減少して実施化２３− が不可能となる。

第弘図（ｅ）の実施例では、コ型のヨーク、２３を磁束
が通るので、上述した不都合が除去されるので実施化す
ることができるものである。

回転子９ａのＮ極と回転子ｌｌｂのＳ極の磁束の磁路は
、記号、２１１．ａ、、、２．ｌＩｂで示すように、磁
心／、？ａ。

／、７１）、・・・を通るもののみで他にはないが、電
機子コイルによる磁束の磁路は３系統となる。

その１つは、実ｆｆｊ１２３ａで示ぎれたものとなり、
他の１つは電機子磁心の円周面の方向（第３図（ａ）の
点線Ｊの方向）のものとなり、他の７つは第３図（ａ）
において、点線２／で示されるもので、左右に並置され
たノ（Ｕの電機子コイルの磁路となるものである。

上述した磁路を順次に第１．第３．第２の磁路と叶称す
る。

出力トルク若しくは発電出力に関係する磁束は、第１の
磁路を通る磁束のみで、他の第２．第３の磁路を通る磁
束は無関係で、逆に第１の磁路の磁束量を減少せしめる
不都合がある。

−、、）、ｌＩ 本発明装置では、第コ、第３の磁路は、磁気抵抗の大き
い空間部を通るので、磁束量が著しく小さくなり、出力
トルクに有効な第〆の磁路を通る磁束量が多くなる。

従って、出力トルクに寄与する第１の磁路の磁束量が多
くなり、出力トルクに寄与しない第２゜第３の磁路の磁
束量が小量となるので有効な構成手段となる。

従って、出力トルク若しくは発電出力を増大せしめる作
用効果がある。

第を図（ｄ）は、第３図（ａ）の点線Ｋを矢印方向より
みた断面図である。第７図（８）に示した実施例の場合
について説明すると、電機子磁心／、？ａの両脚部には
、突出部２０ａ、２Ｏｂ部があるが、これは第７図（ｅ
）のコ型のヨークλ３の断面及び電機子コイル乙ａの下
側のコイル部を収納しているコ型のヨークの断面を示し
ているものである。

突出部２０ａ、２０ｂはそれぞれ回転子ダａ、１ｌｂ（
７）Ｎ、Ｓ極の回転面に僅かな空隙を介して対向してい
る。

記号、、２１Ｉｂは、Ｎ極回転面よりＳ極回転面までの
磁束を示しているものである。

本発明装置においては、毎分／θ万回転位の高速回転で
も、回転子４ａ、４’ｂ、１０ａ、１０ｂが軟鋼製なの
で、遠心力による破損が防止される特徴がある。第２図
（ａ）の場合には、マグネノトクの外周にニッケルスリ
ーブ３を被冠とすると、遠心力破損が防止される。

次に本発明装置を発電機若しくは電動機として構成した
場合の特徴を次に説明する。

電機子コイルには、常に／方向に／定の電流が流れてい
るので、蓄積されている磁気エネルギの変化がない。従
って、電動機の場合にはトルクリプルのない出力トルク
が得られ、発電機の場合には、電圧リプルを含まない回
動速度に比例する電圧出力が得られる特徴がある。又速
度変動のある場合には、応答性の早い電圧出力が得られ
る特徴があるので、タコジェネレータとして有効な技術
を供与できる。

ブラシレスの構成となり、電機子コイルの通電制御の為
の電子回路が不要となるので小型廉価で耐熱性のある発
電機若しくは電動機が得られる。

電機子コイルの通電の切換の為の整流装置が不要となる
特徴がある。

電機子コイルの磁気エネルギの蓄積と放出がないので、
高速度でも反トルクの発生がなく、効率の良好な筒速電
動機が得られる。又鉄損がないので効率が良好となる。

電機子電流が変化な（、又その方向も変らな（・ので、
電磁的なノイズと機械振動の発生が除去される特徴があ
る。

電動機の場合に、複数個ある電機子コイルの７個を発電
コイルとして使用し、他をトルク発生のコイルとするこ
とにより、発電コイルの出力により電機子コイルの通電
制御を行なうことができるので、定速制御を行なうこと
ができる。発電コイルの出力は時間おくれがないので、
正確で応答性のある定速制御が得られる特徴がある。

出力トルクを余り必要としない場合及びタコジエネレー
クとして利用する場合には、第一の電機子コイルＡ　ａ
　、　Ａ　ｂ　＋・・・を除去して本発明を実施するこ
とができるものである。

第３図（ｂ）は、上述した電機子コイルＡａ、４ｂ・を
除去した場合の電機子の実施例である。

第３図（ｂ）において、電機子磁心／、？は磁性体で作
られ、断面は第３図（ａ）の電機子磁心／１？ａと同じ
である。

電機子磁心／、？の凹部には、電機子コイル、Ｓ−ａ。

５ｂ、・・・が捲着されている。

電機子コイル３ａ、３ｂ、・・・を含む電機子磁心／・
？は、１ｇＯ度の区間即ち半周部が図示されているが、
他の半周部も同じ構成の電機子となっている。

電機子コイルを捲着した後に、第３図（ａ）につき説明
した手段と同じ手段により、電機子は外筐／／の内周面
に挿入固定される。各電機子コイルの点ｉ１ＪＭの方向
の両側の下側には、第３図（ａ）につき前述した手段に
より、電機子コイルによる磁束の磁路となる軟鋼ヨーク
（例えば第り図（ｅ）のヨーク２３）が設けられている
。

軟鋼ヨークの下面は、矢印／７ａで示す磁極中の回転子
４（ａのＮ極回転面に僅かな空隙を介して対向し、突出
部／’Ｉ−７，／’Ｉ−２，・・・の右端の下面に設け
た突出部は、矢印／７ｂで示ず磁極１］の回転子＋ｂの
Ｓ極回転面に僅かな空隙を介して対向されている。

回転子グａのＮ極の磁束は、電機子磁心／、？と突出部
／４’−／、／４’−Ｊ、・・・を通って回転子＜ｚｂ
のＳ極で閉じられる。

電機子コイル３ａ、！；ｂ、・・・による磁束が電機子
磁７１弘？を点線Ｍ方向に通る磁気抵抗は、その長さが
１ｇｏ度より小さいので、他の半周部の電機子磁心との
対向部の空隙を太き（することができる。

従って第３の磁気抵抗か太き（なる。

曲線ユ／Ｃで示す電機子コイル５ｂの磁路の磁気抵抗は
、突出部／り−ｄと／グー３の間の空隙が大きいので第
一の磁気抵抗が大きくなる。他の電機子コイルについて
も同じ事情にある。

第９図（ｅ）のヨーク２３を通る電機子コイルによる磁
束の第１の磁気抵抗に対して、第一、第３の磁気抵抗は
著しく大きいので本発明の目的が達成されるものである
。

第一の磁気抵抗を大きくする為には、回転子１７ａ、４
１ｂ（第一図（ａ））若しくは第４図（ｃ）の回転子の
ように、両回転子の回転面間の磁気抵抗の太きいものを
使用することが好ましい。

本実施例では、電機子は認分割されているが、３分割以
上として構成することができる。

〔効果〕

第１の効果 トルクリプルのない平坦なトルク特性のある電動機若し
くはりプル電圧のない発電機が得られる。

第２の効果 整流装置が不要となり、ブラシレスとなり、又電機子電
流制御の為の通電制御回路が除去される。

第３の効果 反トルクの発生がないので、高速度電動機を得ることが
できる。

第１の効果 鉄損がな（、反トルクの発生もないので効率の良好な電
動機若しくは発電機を得ることができる。

第３の効果 電機子コイルの通電量は変化なく、又通電方向も変らな
いので、電磁ノイズと機械振動が著しく小さくなる。

第６の効果 回転子の回転面の磁極はＮ、Ｓ極となり、電機子磁心に
より閉じられる磁路長がみじか（なり、構成が簡素化さ
れ、強い磁界が得られ、又電機子コイルの数も回転子の
径を大きくすることにより多くなって、より太きい出力
トルクを得ることができる。

第７の効果 第グ図（ｂ）（Ｃ）（８）について説明した理由により
、出力トルク若しくは発電出力を増大せしめることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置のマグネット回転子によるトルク
発生と誘起電圧発生の原理の説明図、第２図は、本発明
装置の構成の説明図、第３図は、固定電機子の展開図、
第７図は、電機子コイルと電機子磁心の詳細な説明図を
それぞれ示す。 ハ・・回転軸、　ノロアノｂ・・・側板、　３ａ、３ｂ
　−・・軸受、　＆、ｌｌａ、４’ｂ、１０．／θａ　
、１０ｂ−マグネットと回転子、　　５ａ、Ｊ’ｂ、・
・・、６ａ。 Ａｂ、・・・電機子コイル、　７・・・負荷、　ｇａ、
ｇｂ、・・・通電方向、　　７ａ、？ｂ、・・・磁力線
の方向、３・・・ニッケルスリーブ、　ｇ・・・巻枠（
コア）、ヲ・・・励磁コイル、　／／・・・外筐、　−
−／、２−ノ・・・突出部、　／、？　、　／、？　ａ
　＋　／、？　ｂ　＋・・・電機子磁心、１−、−−　
。 第４ 図（（１） 特開平３ １９８６４３　（１１） 甚 図（ｄ＞ ２２ 芋 図（６） 一細ツへ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周回転面がＮ極に１様に磁化されている円板状
   の第１の回転子と、第１の回転子と同形で、外周回転面
   がＳ極に１様に磁化されている第２の回転子と、非磁性
   体で作られた外筐ならびにその両側に固着された第１、
   第２の側板と、第１、第２の側板の中央部に設けた軸受
   に回動自在に支持された回転軸と、第１、第２の回転子
   の外周回転面が空隙を介て外筐内周面に対向するように
   第１、第２の回転子を離間して回転軸に固定する手段と
   、コ型の電機子磁心の両脚部のそれぞれに捲着された第
   １、第２の電機子コイルを有する複数個の電機子と、第
   １の電機子コイルの側面が第１の回転子のＮ極回転面に
   設定された空隙を介して対向し、第２の電機子コイルの
   側面が第一の回転子のＳ極回転面に設定された空隙を介
   して対向するように、外筐内周面に順次に離間して複数
   個の電機子を配設固定する手段と、各電機子コイルの配
   設される円周方向の両側において、電機子コイルを内部
   に収納するように、該電機子コイルの両側の電機子磁心
   より突出され、電機子コイルによる磁束の磁路を閉じる
   ように作られた磁性体ヨークと、第１の電機子コイルの
   磁性体ヨークの外周面を僅かな空隙を介して第１の回転
   子のＮ極外周面に対向し、第２の電機子コイルの磁性体
   ヨークの外周面を僅かな空隙を介して第２の回転子のＳ
   極回転面に対向せしめる手段と、磁性体ヨークを通る電
   機子コイルによる磁束の磁路の磁気抵抗を第１の磁気抵
   抗、コ型の電機子磁心を通る第１、第２の電機子コイル
   による磁束の磁路の磁気抵抗を第２の磁気抵抗、コ型の
   電機子磁心の両脚部が配設される円周方向を通る第１、
   第２の電機子コイルによる磁束の磁路の磁気抵抗を第３
   の磁気抵抗と呼称したときに、第２、第３の磁気抵抗に
   対して、第１の磁気抵抗を著しく小さく構成する手段と
   、第１、第２の回転子の回転により、各電機子コイルに
   誘起した発電電圧を導出する発電機若しくは各電機子コ
   イルに通電したときに、第１、第２の回転子に１方向の
   出力トルクを発生する直流電動機のいづれかとして構成
   されたことを特徴とする電磁回転機。
2. （２）第（１）項記載の特許請求の範囲において、各電
   機子コイルの配設される円周方向の両側において、電機
   子コイルの内側のコイル部分を内部に収納するように、
   該電機子コイルの両側に磁路開放端が密着して固定され
   、電機子コイルによる磁束の磁路を閉じるように作られ
   たコ型の磁性体ヨークにより構成されたことを特徴とす
   る電磁回転機。