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JP7107980B2 - magnet motor - Google Patents
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Description

本発明は、永久磁石を組み合わせて回転力を発生させるマグネットモータに関する。 The present invention relates to a magnet motor that combines permanent magnets to generate rotational force.

従来より、複数の永久磁石を有する回転体と、複数の永久磁石を有する固定体とを備える所謂「マグネットモータ」が知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなマグネットモータは、回転体及び固定体それぞれに取り付けられた永久磁石の吸引力及び反発力によって、回転体に固定された回転軸を回転させる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called "magnet motor" including a rotating body having a plurality of permanent magnets and a fixed body having a plurality of permanent magnets has been known (see, for example, Patent Document 1). Such a magnet motor rotates a rotating shaft fixed to a rotating body by attraction and repulsion forces of permanent magnets attached to the rotating body and the stationary body, respectively.

特許第5608721号公報Japanese Patent No. 5608721

しかしながら、上記構成のマグネットモータにおいて、永久磁石の吸引力及び反発力は、回転軸の回転を加速させる向きに作用するだけでなく、回転軸の回転を阻害する所謂「コギングトルク」にもなり得るので、回転軸のスムーズな回転を阻害する可能性がある。 However, in the magnet motor configured as described above, the attractive force and repulsive force of the permanent magnets not only act in a direction to accelerate the rotation of the rotating shaft, but also can become a so-called "cogging torque" that hinders the rotation of the rotating shaft. Therefore, there is a possibility that smooth rotation of the rotating shaft may be hindered.

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転軸をスムーズに回転させるマグネットモータを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnet motor that smoothly rotates a rotary shaft.

本発明は、前記課題を解決するため、周方向に離間して配置された複数の第1永久磁石を有する回転体と、前記回転体と一体回転する回転軸と、前記回転軸の軸方向において前記回転体を挟むように配置され、各々が前記回転軸を囲むように周方向に離間して配置された複数の第2永久磁石を有する一対の固定体とを備えるマグネットモータであって、前記第1永久磁石と前記第2永久磁石とがすれ違う前に互いに反発する磁化方向の組み合わせであり、前記回転軸の回転方向に前記第1永久磁石、ケイ素鋼板、非磁性体がこの順に繰り返し配列されて前記回転体が形成されている、若しくは前記回転軸の回転方向に前記第2永久磁石、非磁性体、ケイ素鋼板がこの順に繰り返し配列されて前記固定体が形成されている、または、前記第1永久磁石と前記第2永久磁石とがすれ違った後に互いに吸引する磁化方向の組み合わせであり、前記回転軸の回転方向に前記第1永久磁石、非磁性体、ケイ素鋼板がこの順に繰り返し配列されて前記回転体が形成されている、若しくは前記回転軸の回転方向に前記第2永久磁石、ケイ素鋼板、非磁性体がこの順に繰り返し配列されて前記固定体が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a rotating body having a plurality of first permanent magnets spaced apart in the circumferential direction, a rotating shaft that rotates integrally with the rotating body, and a pair of fixed bodies having a plurality of second permanent magnets arranged so as to sandwich the rotating body and each being spaced apart in the circumferential direction so as to surround the rotating shaft, the magnet motor comprising: It is a combination of magnetization directions in which the first permanent magnet and the second permanent magnet repel each other before passing each other, and the first permanent magnet, the silicon steel plate, and the non-magnetic material are repeatedly arranged in this order in the rotation direction of the rotation shaft. or the fixed body is formed by repeatedly arranging the second permanent magnet, the non-magnetic material, and the silicon steel plate in this order in the rotation direction of the rotating shaft; It is a combination of magnetization directions in which the first permanent magnet and the second permanent magnet are attracted to each other after passing each other, and the first permanent magnet, the non-magnetic material, and the silicon steel plate are repeatedly arranged in this order in the rotation direction of the rotation shaft. The rotating body is formed, or the fixed body is formed by repeatedly arranging the second permanent magnet, the silicon steel plate, and the non-magnetic body in this order in the rotating direction of the rotating shaft .

本発明によれば、第1永久磁石及び第2永久磁石の間に作用する磁力のうち、回転軸の回転を阻害する向きの磁力が低減するので、回転軸をスムーズに回転させることができる。 According to the present invention, of the magnetic forces acting between the first permanent magnet and the second permanent magnet, the magnetic force that hinders the rotation of the rotating shaft is reduced, so that the rotating shaft can be rotated smoothly.

マグネットモータ1を一部破断させた斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the magnet motor 1 partially cut away; マグネットモータ1の分解斜視図である。2 is an exploded perspective view of the magnet motor 1; FIG. 回転体20及びカラー40の断面図である。4 is a cross-sectional view of a rotating body 20 and a collar 40; FIG. 固定体30の平面図である。3 is a plan view of a fixed body 30; FIG. 回転体20及び固定体30を二次元平面に展開した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which developed|developed the rotating body 20 and the fixed body 30 in the two-dimensional plane. 永久磁石23、33がすれ違う前の磁界の状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the state of magnetic fields before permanent magnets 23 and 33 pass each other; 永久磁石23、33の一部が重なった時の磁界の状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the state of the magnetic field when the permanent magnets 23 and 33 partially overlap each other; 永久磁石23、33が完全に重なった時の磁界の状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the state of the magnetic field when the permanent magnets 23 and 33 are completely overlapped; ケイ素鋼板24を省略した比較例であって、永久磁石23、33がすれ違う前の磁界の状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a comparative example in which the silicon steel plate 24 is omitted and showing the state of the magnetic field before the permanent magnets 23 and 33 pass each other; 変形例1に係る回転体20及び固定体30を二次元平面に展開した状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which a rotating body 20 and a fixed body 30 according to Modification 1 are developed on a two-dimensional plane; 変形例2に係る回転体20及び固定体30を二次元平面に展開した状態を示す図であって、回転体20にのみケイ素鋼板24を設けた例である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which a rotating body 20 and a fixed body 30 according to Modification 2 are developed on a two-dimensional plane, and is an example in which only the rotating body 20 is provided with a silicon steel plate 24 ; 変形例2に係る回転体20及び固定体30を二次元平面に展開した状態を示す図であって、固定体30にのみケイ素鋼板34を設けた例である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the rotating body 20 and the fixed body 30 according to Modification 2 are developed on a two-dimensional plane, and is an example in which only the fixed body 30 is provided with a silicon steel plate 34 . 変形例3に係る円盤50の平面図である。FIG. 11 is a plan view of a disc 50 according to Modification 3;

以下、実施形態に係るマグネットモータ1を図面に基づいて説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態は、本発明を具体化する際の一例を示すものであって、本発明の範囲を実施形態の記載の範囲に限定するものではない。従って、本発明は、実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。 A magnet motor 1 according to an embodiment will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments of the present invention described below are merely examples of embodying the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the scope of the description of the embodiments. Therefore, the present invention can be implemented by adding various changes to the embodiments.

図1は、マグネットモータ1を一部破断させた斜視図である。図2は、マグネットモータ1の分解斜視図である。図3は、回転体20及びカラー40の断面図である。図4は、固定体30の平面図である。 FIG. 1 is a partially broken perspective view of the magnet motor 1. FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of the magnet motor 1. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor 20 and the collar 40. As shown in FIG. 4 is a plan view of the fixed body 30. FIG.

マグネットモータ1は、回転側の永久磁石と、固定側の永久磁石との間に生じる吸引力及び反発力によって、回転軸を回転させる。図1及び図2に示すように、マグネットモータ1は、回転軸10と、回転体20と、一対の固定体30a、30b(以下、これらを総称して、「固定体30」と表記する。)と、カラー40とを主に備える。 The magnet motor 1 rotates the rotating shaft by the attraction and repulsion forces generated between the rotating permanent magnet and the stationary permanent magnet. As shown in FIGS. 1 and 2, the magnet motor 1 includes a rotating shaft 10, a rotating body 20, and a pair of fixed bodies 30a and 30b (hereinafter collectively referred to as "fixed bodies 30"). ) and a collar 40 .

なお、図1及び図2では、1つの回転体20と、2つの固定体30a、30bを備えるマグネットモータ1の例を説明する。但し、複数の回転体20及び複数の固定体30が、回転軸10の軸方向に所定の間隔を隔てて、交互に配置されていてもよい。但し、回転軸10の軸方向の両端には、固定体30が配置される。すなわち、マグネットモータ1は、N(Nは1以上の整数)個の回転体20と、(N+1)個の固定体30とを備える。 1 and 2, an example of the magnet motor 1 including one rotating body 20 and two fixed bodies 30a and 30b will be described. However, the plurality of rotating bodies 20 and the plurality of fixed bodies 30 may be alternately arranged at predetermined intervals in the axial direction of the rotating shaft 10 . However, fixed bodies 30 are arranged at both ends of the rotating shaft 10 in the axial direction. That is, the magnet motor 1 includes N (N is an integer equal to or greater than 1) rotating bodies 20 and (N+1) stationary bodies 30 .

図1及び図2に示すように、回転体20は、円板形状の外形を呈する。回転体20には、円板の中心において、厚み方向に貫通する貫通孔21が形成されている。回転軸10は、貫通孔21に挿通されて、回転体20に固定される。すなわち、回転軸10は、回転体20の中心を厚み方向に貫通し、回転体20と一体回転する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating body 20 has a disk-shaped outer shape. A through-hole 21 is formed in the rotating body 20 at the center of the disk so as to extend through the rotating body 20 in the thickness direction. The rotating shaft 10 is inserted through the through hole 21 and fixed to the rotating body 20 . That is, the rotating shaft 10 passes through the center of the rotating body 20 in the thickness direction and rotates integrally with the rotating body 20 .

図3に示すように、回転体20は、貫通孔21が形成された円板22と、複数の永久磁石(第1永久磁石)23a、23b、・・・(以下、これらを総称して、「永久磁石23」と表記する。)と、複数のケイ素鋼板24a、24b、・・・(以下、これらを総称して、「ケイ素鋼板24」と表記する。)と、複数の非磁性体25a、25b、・・・(以下、これらを総称して、「非磁性体25」と表記する。)とで構成される。 As shown in FIG. 3, the rotating body 20 includes a disc 22 having a through hole 21 formed therein, and a plurality of permanent magnets (first permanent magnets) 23a, 23b, . (referred to as "permanent magnet 23"), a plurality of silicon steel plates 24a, 24b, . , 25b, .

円板22の外周面には、永久磁石23と、ケイ素鋼板24と、非磁性体25とが、周方向に交互に配置されている。すなわち、複数の永久磁石23は、回転体20の周方向に離間した位置に配置されている。また、ケイ素鋼板24は、回転体20の周方向において、永久磁石23に隣接して配置されている。さらに、非磁性体25は、回転体20の周方向において、永久磁石23とケイ素鋼板24との間に配置されている。 Permanent magnets 23, silicon steel plates 24, and non-magnetic bodies 25 are alternately arranged on the outer peripheral surface of the disk 22 in the circumferential direction. That is, the plurality of permanent magnets 23 are arranged at positions spaced apart in the circumferential direction of the rotating body 20 . Also, the silicon steel plate 24 is arranged adjacent to the permanent magnet 23 in the circumferential direction of the rotor 20 . Furthermore, the non-magnetic body 25 is arranged between the permanent magnet 23 and the silicon steel plate 24 in the circumferential direction of the rotating body 20 .

ケイ素鋼板24は、鉄に少量(例えば、3~7%)のケイ素を含めた材料を、圧延したものである。ケイ素鋼板24は、透磁率が高い(例えば、2000~6000μs)材料の一例である。ケイ素鋼板24は、透磁率が高い材料の中でも安価に入手できる。但し、ケイ素鋼板24に代えて、さらに透磁率の高いアモルファス鋼板を採用してもよい。非磁性体25は、強磁性体ではない材料であって、例えば、アルミニウム、ガラス、木などで構成される。なお、円板22も非磁性材料で構成されていてもよい。 The silicon steel plate 24 is obtained by rolling a material containing iron with a small amount (for example, 3 to 7%) of silicon. Silicon steel plate 24 is an example of a material with high magnetic permeability (eg, 2000-6000 μs). The silicon steel plate 24 is inexpensively available among materials having high magnetic permeability. However, instead of the silicon steel plate 24, an amorphous steel plate having a higher magnetic permeability may be used. The non-magnetic material 25 is a non-ferromagnetic material, such as aluminum, glass, or wood. Note that the disk 22 may also be made of a non-magnetic material.

図1及び図2に示すように、固定体30は、円板形状の外形を呈する。固定体30には、円板の中心において、厚み方向に貫通する貫通孔31が形成されている。貫通孔31には、回転軸10が挿通される。但し、貫通孔31の直径は回転軸10より大きいので、固定体30は、回転軸10と共に回転しない。貫通孔31には、回転軸10を回転自在に支持する軸受(図示省略)が取り付けられていてもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fixed body 30 has a disk-shaped outer shape. A through hole 31 is formed through the fixed body 30 in the thickness direction at the center of the disk. The rotary shaft 10 is inserted through the through hole 31 . However, since the diameter of the through hole 31 is larger than that of the rotating shaft 10 , the fixed body 30 does not rotate together with the rotating shaft 10 . A bearing (not shown) that rotatably supports the rotating shaft 10 may be attached to the through hole 31 .

また、一対の固定体30a、30bは、回転軸10の軸方向において、回転体20を挟むように配置されている。すなわち、回転体20と固定体30a、30bとは、回転軸10の軸方向において、所定の間隔を隔てて対向配置されている。 The pair of fixed bodies 30 a and 30 b are arranged so as to sandwich the rotating body 20 in the axial direction of the rotating shaft 10 . That is, the rotating body 20 and the fixed bodies 30a and 30b are opposed to each other with a predetermined gap in the axial direction of the rotating shaft 10. As shown in FIG.

図4に示すように、固定体30は、複数の永久磁石(第2永久磁石)33a、33b、・・・(以下、これらを総称して、「永久磁石33」と表記する。)と、複数のケイ素鋼板34a、34b、・・・(以下、これらを総称して、「ケイ素鋼板34」と表記する。)と、複数の非磁性体35a、35b、・・・(以下、これらを総称して、「非磁性体35」と表記する。)とで構成される。 As shown in FIG. 4, the fixed body 30 includes a plurality of permanent magnets (second permanent magnets) 33a, 33b, . A plurality of silicon steel plates 34a, 34b, . and referred to as "non-magnetic material 35").

永久磁石33と、ケイ素鋼板34と、非磁性体35とは、周方向に交互に配置されている。すなわち、複数の永久磁石33は、固定体30の周方向に離間した位置に配置されている。また、ケイ素鋼板34は、固定体30の周方向において、永久磁石33に隣接して配置されている。さらに、非磁性体35は、固定体30の周方向において、永久磁石33とケイ素鋼板34との間に配置されている。 The permanent magnets 33, the silicon steel plates 34, and the non-magnetic bodies 35 are alternately arranged in the circumferential direction. That is, the plurality of permanent magnets 33 are arranged at positions spaced apart in the circumferential direction of the fixed body 30 . Also, the silicon steel plate 34 is arranged adjacent to the permanent magnet 33 in the circumferential direction of the fixed body 30 . Furthermore, the non-magnetic body 35 is arranged between the permanent magnet 33 and the silicon steel plate 34 in the circumferential direction of the fixed body 30 .

ケイ素鋼板34及び非磁性体35の組成は、前述したケイ素鋼板24及び非磁性体25と共通する。なお、図3及び図4には、回転体20及び固定体30の両方がケイ素鋼板24、34を備える例を示すが、回転体20のみがケイ素鋼板24を備えていてもよいし、固定体30のみがケイ素鋼板34を備えていてもよい。 Compositions of the silicon steel plate 34 and the non-magnetic material 35 are common to those of the silicon steel plate 24 and the non-magnetic material 25 described above. 3 and 4 show examples in which both the rotating body 20 and the fixed body 30 are provided with the silicon steel plates 24, 34, but only the rotating body 20 may be provided with the silicon steel plate 24, or the fixed body 20 may be provided with the silicon steel plate 24. Only 30 may be provided with silicon steel plate 34 .

図1及び図2に示すように、カラー40は、円筒形状の外形を呈する。カラー40は、回転軸10の軸方向において、一対の固定体30a、30bの間に位置する。カラー40の軸方向の長さは、回転体20の厚みより長い。カラー40の内径寸法は、回転体20の直径より大きい。すなわち、カラー40は、回転体20の外周面から離間した位置において、回転体20を囲むように配置される。また、カラー40は、一対の固定体30a、30bの間隔を調整するスペーサとして機能する。 As shown in FIGS. 1 and 2, collar 40 presents a cylindrical profile. The collar 40 is positioned between the pair of fixed bodies 30a and 30b in the axial direction of the rotating shaft 10. As shown in FIG. The axial length of the collar 40 is longer than the thickness of the rotor 20 . The inner diameter dimension of the collar 40 is larger than the diameter of the rotating body 20 . That is, the collar 40 is arranged so as to surround the rotating body 20 at a position spaced apart from the outer peripheral surface of the rotating body 20 . The collar 40 also functions as a spacer that adjusts the spacing between the pair of fixed bodies 30a and 30b.

また、図1~図3に示すように、カラー40には、側面を厚み方向に貫通する電磁石41が取り付けられている。電磁石41は、回転体20の径方向において、永久磁石23に対面し得る位置に配置されている。さらに、電磁石41には、電流供給装置42が接続されている。電流供給装置42は、電磁石41に磁力を発生させるためのパルス電流を、所定のタイミングで電磁石41に供給する。 Further, as shown in FIGS. 1 to 3, an electromagnet 41 is attached to the collar 40 so as to pass through the side surface in the thickness direction. The electromagnet 41 is arranged at a position facing the permanent magnet 23 in the radial direction of the rotating body 20 . Furthermore, a current supply device 42 is connected to the electromagnet 41 . The current supply device 42 supplies a pulse current to the electromagnet 41 at a predetermined timing for generating a magnetic force in the electromagnet 41 .

電流供給装置42は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)を備える。CPUは、ROMに格納されたプログラムコードを読み出して実行することによって、後述する処理を実現する。RAMは、CPUがプログラムを実行する際のワークエリアとして用いられる。 The current supply device 42 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The CPU implements processes described later by reading and executing program codes stored in the ROM. The RAM is used as a work area when the CPU executes programs.

図5は、回転体20及び固定体30を二次元平面に展開した状態を示す図である。図5の例では、4個の回転体20a、20b、20c、20dと、5個の固定体30a、30b、30c、30d、30eとが交互に配置されている。また、図5の例では、固定体30からケイ素鋼板34が省略されて、その隙間が非磁性体35で埋められている。さらに、図5では、永久磁石23、33を白地で示し、ケイ素鋼板24を斜線ハッチングで示し、非磁性体25、35をドットハッチングで示し、一部を除いて参照番号を省略する。 FIG. 5 is a diagram showing a state in which the rotating body 20 and the fixed body 30 are developed on a two-dimensional plane. In the example of FIG. 5, four rotating bodies 20a, 20b, 20c and 20d and five fixed bodies 30a, 30b, 30c, 30d and 30e are alternately arranged. Further, in the example of FIG. 5, the silicon steel plate 34 is omitted from the fixed body 30 and the gap between them is filled with the non-magnetic material 35 . Further, in FIG. 5, the permanent magnets 23 and 33 are indicated by white background, the silicon steel plate 24 is indicated by diagonal hatching, the non-magnetic materials 25 and 35 are indicated by dot hatching, and reference numbers are omitted except for some.

図5の例において、回転体20は、8個の永久磁石23を有する。そして、8個の永久磁石23は、回転体20の周方向に45°間隔で配置されている。一方、固定体30は、9個の永久磁石33を有する。そして、9個の永久磁石33は、固定体30の周方向に40°間隔で配置されている。 In the example of FIG. 5, the rotating body 20 has eight permanent magnets 23 . The eight permanent magnets 23 are arranged at intervals of 45° in the circumferential direction of the rotor 20 . On the other hand, fixed body 30 has nine permanent magnets 33 . The nine permanent magnets 33 are arranged at intervals of 40° in the circumferential direction of the fixed body 30 .

すなわち、回転体20が有する永久磁石23の数と、固定体30が有する永久磁石33との数は、互いに異なる。より詳細には、回転体20が有する永久磁石23、及び固定体30が有する永久磁石33のうちの一方が奇数で、他方が偶数となる。そのため、隣接する回転体20及び固定体30の周方向において、近接する永久磁石23、33の相対位置は、互いに異なる。但し、回転体20及び固定体30が有する永久磁石23、33の具体的な数は、前述の例に限定されない。 That is, the number of permanent magnets 23 possessed by rotating body 20 differs from the number of permanent magnets 33 possessed by fixed body 30 . More specifically, one of the permanent magnets 23 of the rotating body 20 and the permanent magnets 33 of the fixed body 30 is odd-numbered, and the other is even-numbered. Therefore, the relative positions of the adjacent permanent magnets 23 and 33 in the circumferential direction of the adjacent rotating body 20 and fixed body 30 are different from each other. However, the specific number of permanent magnets 23 and 33 that the rotating body 20 and fixed body 30 have is not limited to the above example.

また、複数の回転体20a、20b、20c、20dは、周方向において永久磁石23の位相が異なるように、回転軸10に固定される。図5の例では、回転体20a、20bの位相が180°異なり、回転体20a、20cの位相が45°異なり、回転体20c、20dの位相が180°異なる。但し、回転体20a~20dの位相差の具体例は、前述の例に限定されない。 Moreover, the plurality of rotating bodies 20a, 20b, 20c, and 20d are fixed to the rotating shaft 10 so that the phases of the permanent magnets 23 are different in the circumferential direction. In the example of FIG. 5, the phases of the rotating bodies 20a and 20b differ by 180°, the phases of the rotating bodies 20a and 20c differ by 45°, and the phases of the rotating bodies 20c and 20d differ by 180°. However, the specific example of the phase difference of the rotors 20a to 20d is not limited to the above example.

また、永久磁石23、33は、図5に矢印で示すように、回転軸10の回転方向に対して、磁化方向が傾斜している。永久磁石23、33は、例えば、回転軸10の軸方向に隣接する2つの永久磁石を接合(例えば、接着、溶着など)して構成される。 The magnetization directions of the permanent magnets 23 and 33 are inclined with respect to the rotating direction of the rotating shaft 10, as indicated by arrows in FIG. The permanent magnets 23 and 33 are configured, for example, by joining (for example, bonding, welding, etc.) two permanent magnets adjacent to each other in the axial direction of the rotating shaft 10 .

より詳細には、永久磁石23は、回転軸10の回転方向と逆方向に対して、磁化方向が回転体20の厚み方向の中央向きに傾斜した永久磁石Aと、回転軸10の回転方向に対して、磁化方向が回転体20の厚み方向の外向きに傾斜した永久磁石Bとを、回転軸10の軸方向に組み合わせて構成されている。この組み合わせは、回転体20a~20dが備える全ての永久磁石23に共通する。 More specifically, the permanent magnets 23 are composed of a permanent magnet A whose magnetization direction is inclined toward the center of the thickness direction of the rotating body 20 with respect to the direction opposite to the rotating direction of the rotating shaft 10 , and On the other hand, a permanent magnet B whose magnetization direction is inclined outward in the thickness direction of the rotating body 20 is combined in the axial direction of the rotating shaft 10 . This combination is common to all permanent magnets 23 included in the rotating bodies 20a to 20d.

また、永久磁石33は、回転軸10の回転方向と逆方向に対して、磁化方向が固定体30の厚み方向の外向きに傾斜した永久磁石Cと、回転軸10の回転方向に対して、磁化方向が固定体30の厚み方向の中央向きに傾斜した永久磁石Dとを、回転軸10の軸方向に組み合わせて構成されている。この組み合わせは、固定体30a~30eが備える全ての永久磁石33に共通する。 Further, the permanent magnet 33 is composed of the permanent magnet C whose magnetization direction is inclined outward in the thickness direction of the fixed body 30 with respect to the direction opposite to the rotation direction of the rotation shaft 10, and the rotation direction of the rotation shaft 10. A permanent magnet D whose magnetization direction is inclined toward the center of the thickness direction of the fixed body 30 is combined in the axial direction of the rotating shaft 10 . This combination is common to all permanent magnets 33 included in fixed bodies 30a to 30e.

そして、回転軸10の軸方向において、永久磁石A、Dが所定の間隔を隔てて対面し、永久磁石B、Cが所定の間隔を隔てて対面する。すなわち、図5において参照番号を付した永久磁石23は、固定体30aの参照番号を付した永久磁石33とS極同士が対面し、固定体30bの参照番号を付した永久磁石33とN極同士が対面する。 In the axial direction of the rotating shaft 10, the permanent magnets A and D face each other with a predetermined gap therebetween, and the permanent magnets B and C face each other with a predetermined gap therebetween. That is, the permanent magnets 23 with reference numbers in FIG. face each other.

換言すれば、永久磁石23、33の磁化方向は、回転体20が回転する過程において、永久磁石23、33がすれ違う前に反発し合う組み合わせである。この場合において、ケイ素鋼板24は、回転軸10の回転方向における永久磁石23の前端(回転軸10の回転方向の下流側)に取り付けられる。換言すれば、ケイ素鋼板24は、永久磁石23、33の磁界の組み合わせが回転軸10の回転を阻害するタイミング(図5の例では、すれ違う前)で、永久磁石23、33の間に介在する位置に配置される。 In other words, the magnetization directions of the permanent magnets 23 and 33 are a combination that repel each other before the permanent magnets 23 and 33 pass each other in the process of rotating the rotating body 20 . In this case, the silicon steel plate 24 is attached to the front end of the permanent magnet 23 in the rotating direction of the rotating shaft 10 (downstream side of the rotating shaft 10 in the rotating direction). In other words, the silicon steel plate 24 is interposed between the permanent magnets 23 and 33 at the timing (in the example of FIG. 5, before they pass each other) at which the combination of the magnetic fields of the permanent magnets 23 and 33 impedes the rotation of the rotating shaft 10. placed in position.

図6~図9を参照して、永久磁石23、33がすれ違う際の吸引力及び反発力の関係を説明する。図6は、永久磁石23、33がすれ違う前の磁界の状態を示す図である。図7は、永久磁石23、33の一部が重なった時の磁界の状態を示す図である。図8は、永久磁石23、33が完全に重なった時の磁界の状態を示す図である。図9は、ケイ素鋼板24を省略した比較例であって、永久磁石23、33がすれ違う前の磁界の状態を示す図である。 The relationship between the attractive force and the repulsive force when the permanent magnets 23 and 33 pass each other will be described with reference to FIGS. 6 to 9. FIG. FIG. 6 is a diagram showing the state of the magnetic field before the permanent magnets 23 and 33 pass each other. FIG. 7 is a diagram showing the state of the magnetic field when the permanent magnets 23 and 33 partially overlap. FIG. 8 is a diagram showing the state of the magnetic field when the permanent magnets 23 and 33 are completely overlapped. FIG. 9 is a comparative example in which the silicon steel plate 24 is omitted, and shows the state of the magnetic field before the permanent magnets 23 and 33 pass each other.

図6に矢印で示すように、永久磁石23の前端にケイ素鋼板24を取り付けることにより、永久磁石BのN極から出る磁力線の多くは、ケイ素鋼板24を通って、永久磁石AのS極に向かう。また、ケイ素鋼板24の厚みが大きくなるほど、永久磁石BのN極から永久磁石AのS極に向かう磁力線の割合も大きくなる。 As indicated by arrows in FIG. 6, by attaching a silicon steel plate 24 to the front end of the permanent magnet 23, most of the magnetic lines of force emitted from the north pole of the permanent magnet B pass through the silicon steel plate 24 to reach the south pole of the permanent magnet A. Head. Further, as the thickness of the silicon steel plate 24 increases, the ratio of the magnetic lines of force directed from the N pole of the permanent magnet B to the S pole of the permanent magnet A also increases.

これにより、ケイ素鋼板24の前端において、永久磁石A側がN極となり、永久磁石B側がS極となる。すなわち、永久磁石23の前端と、ケイ素鋼板24の前端とでは、極性が反転する。その結果、すれ違う直前の永久磁石23、33の間には吸引力が働き、永久磁石23の第一ラインaは、永久磁石33の第二ラインB付近まで進む(回転する)。すなわち、この吸引力によって、回転体20は、回転軸10の回転方向に回転する。図5に示す複数の永久磁石23のうち、回転体20を回転させる向きの力を受ける永久磁石23に「+」を付加している。 As a result, at the front end of the silicon steel plate 24, the permanent magnet A side becomes the N pole, and the permanent magnet B side becomes the S pole. That is, the front end of the permanent magnet 23 and the front end of the silicon steel plate 24 have opposite polarities. As a result, an attractive force acts between the permanent magnets 23 and 33 just before they pass each other, and the first line a of the permanent magnet 23 advances (rotates) to the vicinity of the second line B of the permanent magnet 33 . That is, the rotating body 20 rotates in the rotating direction of the rotating shaft 10 due to this attractive force. Of the plurality of permanent magnets 23 shown in FIG. 5, "+" is added to the permanent magnets 23 that receive the force in the direction to rotate the rotating body 20. As shown in FIG.

次に、図7及び図8に示すように、永久磁石23の第一ラインaが、永久磁石33の第二ラインBから第五ラインFの間に位置するとき、永久磁石23、33の間には吸引力が働く。その結果、永久磁石23、33の間に生じる回転体20を回転させる向きの力は、徐々に小さくなり、最終的には回転体20の回転を阻害する向きに作用する。図5に示す複数の永久磁石23のうち、回転体20を回転させる向きの力が生じない永久磁石23に「0」を付加し、回転体20の回転を阻害する向きの力を受ける永久磁石23に「-」を付加している。 Next, as shown in FIGS. 7 and 8, when the first line a of the permanent magnet 23 is located between the second line B and the fifth line F of the permanent magnet 33, the line between the permanent magnets 23, 33 has an attractive force. As a result, the force that rotates the rotating body 20 generated between the permanent magnets 23 and 33 gradually decreases, and finally acts in a direction that hinders the rotation of the rotating body 20 . Of the plurality of permanent magnets 23 shown in FIG. 5, "0" is added to the permanent magnets 23 that do not generate a force in the direction to rotate the rotating body 20, and the permanent magnets that receive a force in the direction that hinders the rotation of the rotating body 20. 23 is appended with "-".

次に、図8の状態から永久磁石23の第一ラインaが、永久磁石33の第五ラインFを超えると、永久磁石AのN極と固定体30aの永久磁石DのN極とが反発し、永久磁石BのS極と固定体30bの永久磁石CのS極とが反発する。この反発力によって、回転体20は、回転軸10の回転方向に回転する。 Next, when the first line a of the permanent magnet 23 exceeds the fifth line F of the permanent magnet 33 from the state of FIG. Then, the S pole of the permanent magnet B repels the S pole of the permanent magnet C of the stationary body 30b. This repulsive force causes the rotating body 20 to rotate in the direction of rotation of the rotating shaft 10 .

図6~図8に示すように、永久磁石23、33の相対位置によって、回転体20には、回転軸10を回転させる向きの力(以下、「回転力」と表記する。)と、回転軸10の回転を阻害する向きの力(以下、「阻害力」と表記する。)とが交互に付与される。しかしながら、永久磁石23の前端にケイ素鋼板24を設けて極性を反転させることによって、図5で「+」が付加された永久磁石23が、図5で「0」、「-」が付加された永久磁石23より多くなる。その結果、回転体20全体としては、回転力が阻害力を上回るので、回転体20は継続的に回転することができる。 As shown in FIGS. 6 to 8, depending on the relative positions of the permanent magnets 23 and 33, a force (hereinafter referred to as "rotational force") directed to rotating the rotating shaft 10 and a rotating force are applied to the rotating body 20. A force in a direction that inhibits the rotation of the shaft 10 (hereinafter referred to as "impeding force") is alternately applied. However, by providing a silicon steel plate 24 at the front end of the permanent magnet 23 and reversing the polarity, the permanent magnet 23 added with "+" in FIG. 5 is added with "0" and "-" in FIG. more than the permanent magnets 23. As a result, the rotational force of the rotating body 20 as a whole exceeds the impeding force, so that the rotating body 20 can rotate continuously.

一方、図9に示すように、ケイ素鋼板24を省略すると、永久磁石23、33がすれ違う直前に、回転軸10の回転を阻害する反発力が生じる。その結果、図9の例では、回転体20全体としては、阻害力が回転力を上回って、回転体20は継続的に回転することができない。 On the other hand, as shown in FIG. 9, if the silicon steel plate 24 is omitted, a repulsive force that inhibits the rotation of the rotating shaft 10 is generated just before the permanent magnets 23 and 33 pass each other. As a result, in the example of FIG. 9, the impeding force exceeds the rotational force of the rotating body 20 as a whole, and the rotating body 20 cannot rotate continuously.

また、電流供給装置42は、回転軸10の回転を加速させる向きの磁力が発生するタイミングで、電磁石41にパルス電流を供給する。一例として、電流供給装置42は、回転軸10が回転する過程において、永久磁石23が電磁石41に対面する直前に、永久磁石23を吸引する向きの電流を電磁石41に供給すればよい。他の例として、電流供給装置42は、回転軸10が回転する過程において、永久磁石23が電磁石41を通過した直後に、永久磁石23を反発させる向きの電流を電磁石41に供給すればよい。 In addition, the current supply device 42 supplies a pulse current to the electromagnet 41 at the timing when the magnetic force that accelerates the rotation of the rotating shaft 10 is generated. As an example, the current supply device 42 may supply a current to the electromagnet 41 in a direction to attract the permanent magnet 23 just before the permanent magnet 23 faces the electromagnet 41 while the rotary shaft 10 is rotating. As another example, the current supply device 42 may supply a current to the electromagnet 41 in a direction to repel the permanent magnet 23 immediately after the permanent magnet 23 passes the electromagnet 41 in the process of rotating the rotating shaft 10 .

永久磁石23の位置は、例えば、永久磁石23の位置(位相)を検知する位置センサ(例えば、ロータリエンコーダ)によって検知することができる。すなわち、電流供給装置42は、位置センサの検知結果に基づいて、永久磁石23が所定の位置に到達したことを認識し、そのタイミングで電磁石41に電流を供給すればよい。 The position of the permanent magnet 23 can be detected, for example, by a position sensor (eg, rotary encoder) that detects the position (phase) of the permanent magnet 23 . That is, the current supply device 42 may recognize that the permanent magnet 23 has reached a predetermined position based on the detection result of the position sensor, and supply current to the electromagnet 41 at that timing.

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。 According to the above embodiment, for example, the following operational effects are obtained.

上記の実施形態によれば、永久磁石23の前端にケイ素鋼板24を取り付けたので、図6に示すように、永久磁石23、33がすれ違う直前のタイミングで互いに吸引し合って、回転軸10を回転させる向きの力を発生させる。これにより、回転力が阻害力を上回るので、回転軸10をスムーズに回転させることができる。 According to the above embodiment, since the silicon steel plate 24 is attached to the front end of the permanent magnet 23, as shown in FIG. Generates a rotating force. As a result, the rotational force exceeds the impeding force, so that the rotating shaft 10 can be rotated smoothly.

なお、磁力の強い磁石を永久磁石23、33として採用すると、吸引力及び反発力の両方が増加する。しかしながら、上記の実施形態によれば、永久磁石23、33がすれ違う直前の反発力は吸引力に変換されるので、永久磁石23、33がすれ違う直前には強く吸引し合い、永久磁石23、33がすれ違った後は強く反発し合うことになる。 If magnets with strong magnetic force are used as the permanent magnets 23 and 33, both the attractive force and the repulsive force increase. However, according to the above-described embodiment, the repulsive force just before the permanent magnets 23 and 33 pass each other is converted into the attractive force, so that the permanent magnets 23 and 33 strongly attract each other just before they pass each other. After passing each other, they will strongly repel each other.

また、上記の実施形態によれば、回転体20及び固定体30が有する永久磁石23、33の数を異ならせると共に、複数の回転体20a~20dで永久磁石23の位相を異ならせたので、複数の永久磁石23が阻害力を受けるタイミングを分散させることができる。これにより、コギングトルクを低減して、回転軸10をさらにスムーズに回転させることができる。 Further, according to the above-described embodiment, the number of permanent magnets 23, 33 included in the rotating body 20 and the fixed body 30 is made different, and the phases of the permanent magnets 23 are made different in the plurality of rotating bodies 20a to 20d. The timing at which the plurality of permanent magnets 23 receive the impeding force can be distributed. As a result, the cogging torque can be reduced, and the rotary shaft 10 can be rotated more smoothly.

また、上記の実施形態によれば、回転軸10の回転方向に対して、永久磁石23、33の磁化方向を傾斜させたので、回転力となる吸引力及び反発力を高めることができる。その結果、回転軸10をさらにスムーズに回転させることができる。 Further, according to the above-described embodiment, the magnetization directions of the permanent magnets 23 and 33 are inclined with respect to the rotation direction of the rotating shaft 10, so that the attractive force and the repulsive force that become the rotational force can be increased. As a result, the rotating shaft 10 can be rotated more smoothly.

また、上記の実施形態によれば、電磁石41及び電流供給装置42によって、回転軸10を加速させる向きの力を回転体20に付与するので、回転軸10をさらにスムーズに回転させることができる。なお、電磁石41に電流を付与するタイミングは、例えば、回転軸10の回転を開始するタイミングのみでもよいし、永久磁石23が所定の位置に到達する都度でもよい。また、電磁石41及び電流供給装置42は、省略可能である。 Further, according to the above embodiment, the electromagnet 41 and the current supply device 42 apply a force to the rotating body 20 in a direction to accelerate the rotating shaft 10, so that the rotating shaft 10 can be rotated more smoothly. The timing of supplying the current to the electromagnet 41 may be, for example, only the timing of starting the rotation of the rotating shaft 10 or each time the permanent magnet 23 reaches a predetermined position. Also, the electromagnet 41 and the current supply device 42 can be omitted.

また、上記の実施形態によれば、回転体20側にケイ素鋼板24を取り付けたので、回転体20の重量が増加する。これにより、回転体20の慣性力が大きくなる(すなわち、回転体20が所謂「フライホイール」として機能する。)ので、回転軸10をさらにスムーズに回転させることができる。 Further, according to the above embodiment, since the silicon steel plate 24 is attached to the rotating body 20 side, the weight of the rotating body 20 increases. This increases the inertial force of the rotating body 20 (that is, the rotating body 20 functions as a so-called "flywheel"), so that the rotating shaft 10 can be rotated more smoothly.

さらに、上記の実施形態では、回転軸10の回転方向において、永久磁石23の長さを永久磁石33より長くした。これにより、永久磁石23は、すれ違った永久磁石33から受ける反発力が弱まる前に、次の永久磁石33から吸引力を受けることができる。その結果、回転体20を回転させる向きの力が生じない区間(図5で「0」を付加した区間)を短くすることができる。なお、永久磁石23、33の長さの関係は、回転体20及び固定体30に取り付けられる永久磁石23、33の数、回転体20及び固定体30の円周の長さ等によって、適宜調整される。 Furthermore, in the embodiment described above, the length of the permanent magnet 23 is made longer than that of the permanent magnet 33 in the direction of rotation of the rotating shaft 10 . As a result, the permanent magnet 23 can receive the attractive force from the next permanent magnet 33 before the repulsive force received from the passing permanent magnet 33 weakens. As a result, it is possible to shorten the section in which the force in the direction to rotate the rotating body 20 is not generated (the section to which "0" is added in FIG. 5). The relationship between the lengths of the permanent magnets 23 and 33 is appropriately adjusted according to the number of permanent magnets 23 and 33 attached to the rotating body 20 and the fixed body 30, the circumference lengths of the rotating body 20 and the fixed body 30, and the like. be done.

[変形例1]
ケイ素鋼板の配置は、図5の例に限定されない。図10は、変形例1に係る回転体20及び固定体30を二次元平面に展開した状態を示す図である。なお、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。
[Modification 1]
The arrangement of the silicon steel plates is not limited to the example shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing a state in which the rotating body 20 and the fixed body 30 according to Modification 1 are developed on a two-dimensional plane. A detailed description of the common points with the above embodiment will be omitted, and the description will focus on the points of difference.

変形例1では、回転体20及び固定体30のうち、固定体30のみにケイ素鋼板34が設けられ、回転体20にはケイ素鋼板24が設けられていない点で、上記の実施形態と相違する。より詳細には、ケイ素鋼板34は、回転軸10の回転方向における固定体30の後端(回転軸10の回転方向の上流側)に設けられている。一方、回転体20のケイ素鋼板24(図5)の位置は、非磁性体25によって埋められている。 Modification 1 is different from the above embodiment in that only the fixed body 30 of the rotating body 20 and the fixed body 30 is provided with the silicon steel plate 34, and the rotating body 20 is not provided with the silicon steel plate 24. . More specifically, the silicon steel plate 34 is provided at the rear end of the fixed body 30 in the rotational direction of the rotating shaft 10 (upstream side in the rotating direction of the rotating shaft 10). On the other hand, the position of the silicon steel plate 24 (FIG. 5) of the rotating body 20 is filled with the non-magnetic material 25 .

変形例1によれば、永久磁石33の後端側の極性が反転するので、図6を用いて説明したように、永久磁石23、33がすれ違う直前に吸引し合う。その結果、回転軸10をスムーズに回転させることができる。 According to Modification 1, the polarity of the rear end side of the permanent magnet 33 is reversed, so as described with reference to FIG. As a result, the rotating shaft 10 can be rotated smoothly.

このように、ケイ素鋼板24、34は、回転体20及び固定体30の一方にのみ設けられていればよい。さらに他の例として、図5に示す回転体20と、図10に示す固定体30とを組み合わせて、回転体20及び固定体30の両方にケイ素鋼板24、34が設けられていてもよい。この場合、周方向におけるケイ素鋼板24、34の厚みを互いに異ならせるのが望ましい。 In this way, the silicon steel plates 24 and 34 may be provided only on one of the rotating body 20 and fixed body 30 . As still another example, the rotating body 20 shown in FIG. 5 and the fixed body 30 shown in FIG. In this case, it is desirable that the silicon steel plates 24 and 34 have different thicknesses in the circumferential direction.

[変形例2]
また、ケイ素鋼板24、34の配置は、図5及び図10の例に限定されない。図11は、変形例2に係る回転体20及び固定体30を二次元平面に展開した状態を示す図であって、回転体20にのみケイ素鋼板24を設けた例である。図12は、変形例2に係る回転体20及び固定体30を二次元平面に展開した状態を示す図であって、固定体30にのみケイ素鋼板34を設けた例である。なお、上記の実施形態及び変形例1との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。
[Modification 2]
Also, the arrangement of the silicon steel plates 24, 34 is not limited to the examples shown in FIGS. FIG. 11 is a diagram showing a state in which the rotating body 20 and the fixed body 30 according to Modification 2 are developed on a two-dimensional plane, and is an example in which only the rotating body 20 is provided with the silicon steel plate 24 . FIG. 12 is a diagram showing a state in which the rotating body 20 and the fixed body 30 according to Modification 2 are developed on a two-dimensional plane, and is an example in which only the fixed body 30 is provided with the silicon steel plate 34 . A detailed description of the points common to the above-described embodiment and Modification 1 will be omitted, and the description will focus on the points of difference.

図11に示す永久磁石23は、永久磁石A、Bの磁化方向が図5と逆向きである。すなわち、永久磁石Aの磁化方向は、回転軸10の回転方向に対して、回転体20の厚み方向の外向きに傾斜している。また、永久磁石Bの磁化方向は、回転軸10の回転方向と逆方向に対して、回転体20の厚み方向の中央向きに傾斜している。一方、永久磁石C、Dの磁化方向は、図5と同一である。図12についても同様である。 In the permanent magnet 23 shown in FIG. 11, the magnetization directions of the permanent magnets A and B are opposite to those in FIG. That is, the magnetization direction of the permanent magnet A is inclined outward in the thickness direction of the rotating body 20 with respect to the rotating direction of the rotating shaft 10 . The magnetization direction of the permanent magnet B is inclined toward the center of the thickness direction of the rotating body 20 with respect to the direction opposite to the rotating direction of the rotating shaft 10 . On the other hand, the magnetization directions of the permanent magnets C and D are the same as in FIG. The same applies to FIG. 12 as well.

図11及び図12の磁化方向の組み合わせは、永久磁石23、33がすれ違う直前に、互いに吸引し合って回転軸10を回転させる向きの力を発生させると共に、永久磁石23、33がすれ違った後に、互いに吸引し合って回転軸10の回転を阻害する。 The combination of magnetization directions in FIGS. 11 and 12 attracts each other just before the permanent magnets 23 and 33 pass each other to generate a force in the direction to rotate the rotating shaft 10, and after the permanent magnets 23 and 33 pass each other. , attract each other and inhibit the rotation of the rotary shaft 10 .

そこで、図11及び図12に示すように、永久磁石23、33の磁界の組み合わせが回転軸10の回転を阻害するタイミング(図11及び図12では、すれ違った後)で、永久磁石23、33の間に介在する位置に、ケイ素鋼板24を配置することによって、回転軸10をスムーズに回転させることができる。 Therefore, as shown in FIGS. 11 and 12, at the timing when the combination of the magnetic fields of the permanent magnets 23 and 33 impedes the rotation of the rotating shaft 10 (after passing each other in FIGS. 11 and 12), the permanent magnets 23 and 33 By arranging the silicon steel plate 24 at a position interposed between them, the rotary shaft 10 can be rotated smoothly.

すなわち、図11に示すように、ケイ素鋼板24は、回転軸10の回転方向における永久磁石23の後端(回転軸10の回転方向の上流側)に配置される。また、図12に示すように、ケイ素鋼板34は、回転軸10の回転方向における永久磁石33の前端(回転軸10の回転方向の下流側)に配置される。 That is, as shown in FIG. 11, the silicon steel plate 24 is arranged at the rear end of the permanent magnet 23 in the rotating direction of the rotating shaft 10 (on the upstream side in the rotating direction of the rotating shaft 10). Further, as shown in FIG. 12, the silicon steel plate 34 is arranged at the front end of the permanent magnet 33 in the rotating direction of the rotating shaft 10 (on the downstream side in the rotating direction of the rotating shaft 10).

但し、永久磁石23、33がすれ違った後の吸引力を反発力に変換する例(図11及び図12)は、永久磁石23、33がすれ違う前の反発力を吸引力に変換する例(図5及び図11)と比較すると、回転軸10を回転させる力は弱い。そのため、ケイ素鋼板24、34の配置は、図11及び図12の例より、図5及び図10の例の方が望ましい。 However, the example of converting the attractive force after the permanent magnets 23 and 33 pass each other into the repulsive force (FIGS. 11 and 12) is the example of converting the repulsive force before the permanent magnets 23 and 33 pass each other into the attractive force (FIG. 11 and FIG. 12). 5 and FIG. 11), the force to rotate the rotating shaft 10 is weak. Therefore, the arrangement of the silicon steel plates 24, 34 is more desirable in the examples of FIGS. 5 and 10 than in the examples of FIGS.

なお、ケイ素鋼板24、34は、回転体20及び固定体30の一方にのみ設けられてもよいし、回転体20及び固定体30の両方に設けられてもよい。また、回転体20及び固定体30の両方にケイ素鋼板24、34を設ける場合には、ケイ素鋼板24、34の周方向に厚みを異ならせるのが望ましい。さらに、図5及び図10と、図11及び図12とで、永久磁石A、Bの磁化方向を逆転させることに代えて、永久磁石C、Dの磁化方向を逆転させてもよい。 The silicon steel plates 24 , 34 may be provided only on one of the rotating body 20 and the fixed body 30 , or may be provided on both the rotating body 20 and the fixed body 30 . Moreover, when the silicon steel plates 24, 34 are provided on both the rotating body 20 and the fixed body 30, it is desirable that the silicon steel plates 24, 34 have different thicknesses in the circumferential direction. Further, instead of reversing the magnetization directions of the permanent magnets A and B between FIGS. 5 and 10 and FIGS. 11 and 12, the magnetization directions of the permanent magnets C and D may be reversed.

[変形例3]
なお、上記の実施形態及び変形例1、2では、複数の回転体20を回転軸10の軸方向に配列した例を説明した。しかしながら、複数の回転体20のレイアウトは前述の例に限定されない。以下、図13を参照して、変形例3に係る回転体20a、20b、20cのレイアウトを説明する。図13は、変形例3に係る円盤50の平面図である。なお、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。
[Modification 3]
In addition, in the above-described embodiment and modified examples 1 and 2, the example in which the plurality of rotating bodies 20 are arranged in the axial direction of the rotating shaft 10 has been described. However, the layout of the plurality of rotating bodies 20 is not limited to the above example. The layout of the rotors 20a, 20b, and 20c according to Modification 3 will be described below with reference to FIG. FIG. 13 is a plan view of a disc 50 according to Modification 3. FIG. A detailed description of the common points with the above embodiment will be omitted, and the description will focus on the points of difference.

円盤50は、例えば、非磁性体で形成されている。円盤50は、直径の異なる複数の回転体20a、20b、20cを同心円状に一体化して構成されている。また、円盤50の中心には、回転軸10が挿通される貫通孔21が形成されている。例えば、円盤形状の非磁性体に複数の貫通孔を形成し、永久磁石23、ケイ素鋼板24、及び非磁性体25をこの貫通孔に収容することによって、円盤50を形成してもよい。ケイ素鋼板24及び非磁性体25は、図13では図示を省略しているが、図3と同様に配置される。 The disc 50 is made of, for example, a non-magnetic material. The disk 50 is configured by concentrically integrating a plurality of rotating bodies 20a, 20b, and 20c having different diameters. A through hole 21 through which the rotating shaft 10 is inserted is formed in the center of the disc 50 . For example, the disk 50 may be formed by forming a plurality of through-holes in a disk-shaped non-magnetic body and housing the permanent magnet 23, the silicon steel plate 24, and the non-magnetic body 25 in the through-holes. Although illustration of the silicon steel plate 24 and the non-magnetic material 25 is omitted in FIG. 13, they are arranged in the same manner as in FIG.

円盤50の径方向に隣接する回転体20a、20bが有する永久磁石23は、周方向において位相が異なる。また、円盤50の径方向に隣接する回転体20b、20cが有する永久磁石23は、周方向において位相が異なる。一方、回転体20a、20cが有する永久磁石23は、周方向において、位相が同一でもよいし、位相が異なってもよい。 The permanent magnets 23 of the rotors 20a and 20b adjacent to each other in the radial direction of the disk 50 have different phases in the circumferential direction. Also, the permanent magnets 23 of the rotors 20b and 20c adjacent in the radial direction of the disk 50 have different phases in the circumferential direction. On the other hand, the permanent magnets 23 of the rotating bodies 20a and 20c may have the same phase or different phases in the circumferential direction.

また、永久磁石23の数は、複数の回転体20a、20b、20cのうちの外側ほど多くてもよい。また、周方向における永久磁石23の長さは、複数の回転体20a、20b、20cのうちの外側ほど長くてもよい。さらに、周方向に隣接する永久磁石23の間隔は、複数の回転体20a、20b、20cのうちの外側ほど大きくてもよい。 Also, the number of permanent magnets 23 may be greater toward the outer side of the plurality of rotating bodies 20a, 20b, and 20c. Moreover, the length of the permanent magnet 23 in the circumferential direction may be longer toward the outer side of the plurality of rotating bodies 20a, 20b, and 20c. Furthermore, the interval between the permanent magnets 23 adjacent in the circumferential direction may be larger toward the outer side of the plurality of rotating bodies 20a, 20b, and 20c.

さらに、図示は省略するが、一対の固定体30a、30bは、回転軸10の軸方向において、円盤50を挟むように配置される。固定体30a、30bの構成は、図4と共通するが、回転体20a、20b、20cそれぞれの永久磁石23と対面するように、永久磁石33が径方向に長くなる。 Further, although not shown, the pair of fixed bodies 30a and 30b are arranged so as to sandwich the disk 50 in the axial direction of the rotating shaft 10. As shown in FIG. The configuration of fixed bodies 30a and 30b is the same as that of FIG. 4, but permanent magnets 33 are elongated in the radial direction so as to face permanent magnets 23 of rotating bodies 20a, 20b and 20c.

変形例3によれば、マグネットモータ1の軸方向の寸法を小さくしつつ、コギングトルクを低減することができる。また、複数の回転体20を軸方向に配列するのと比較して、部品点数を少なくすることができるので、マグネットモータ1の製造コストを低減する効果も期待できる。 According to Modification 3, cogging torque can be reduced while reducing the axial dimension of the magnet motor 1 . In addition, since the number of parts can be reduced compared to arranging a plurality of rotating bodies 20 in the axial direction, an effect of reducing the manufacturing cost of the magnet motor 1 can be expected.

1…マグネットモータ、10…回転軸、20…回転体、22…円板、23…永久磁石(第1永久磁石)、24,34…ケイ素鋼板、25,35…非磁性体、30…固定体、33…永久磁石(第2永久磁石)、40…カラー、41…電磁石、42…電流供給装置、50…円盤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Magnet motor, 10... Rotating shaft, 20... Rotating body, 22... Disk, 23... Permanent magnet (first permanent magnet), 24, 34... Silicon steel plate, 25, 35... Non-magnetic material, 30... Fixed body , 33... Permanent magnet (second permanent magnet), 40... Collar, 41... Electromagnet, 42... Current supply device, 50... Disk

Claims (8)

周方向に離間して配置された複数の第1永久磁石を有する回転体と、
前記回転体と一体回転する回転軸と、
前記回転軸の軸方向において前記回転体を挟むように配置され、各々が前記回転軸を囲むように周方向に離間して配置された複数の第2永久磁石を有する一対の固定体とを備えるマグネットモータであって、
前記第1永久磁石と前記第2永久磁石とがすれ違う前に互いに反発する磁化方向の組み合わせであり、前記回転軸の回転方向に前記第1永久磁石、ケイ素鋼板、非磁性体がこの順に繰り返し配列されて前記回転体が形成されている、若しくは前記回転軸の回転方向に前記第2永久磁石、非磁性体、ケイ素鋼板がこの順に繰り返し配列されて前記固定体が形成されている、
または、
前記第1永久磁石と前記第2永久磁石とがすれ違った後に互いに吸引する磁化方向の組み合わせであり、前記回転軸の回転方向に前記第1永久磁石、非磁性体、ケイ素鋼板がこの順に繰り返し配列されて前記回転体が形成されている、若しくは前記回転軸の回転方向に前記第2永久磁石、ケイ素鋼板、非磁性体がこの順に繰り返し配列されて前記固定体が形成されていることを特徴とするマグネットモータ。
a rotating body having a plurality of first permanent magnets spaced apart in the circumferential direction;
a rotating shaft that rotates integrally with the rotating body;
a pair of fixed bodies having a plurality of second permanent magnets arranged so as to sandwich the rotating body in the axial direction of the rotating shaft, each having a plurality of second permanent magnets spaced apart in the circumferential direction so as to surround the rotating shaft; A magnet motor,
A combination of magnetization directions in which the first permanent magnet and the second permanent magnet repel each other before passing each other, and the first permanent magnet, the silicon steel plate, and the non-magnetic material are repeatedly arranged in this order in the rotation direction of the rotation shaft. and the rotating body is formed, or the fixed body is formed by repeatedly arranging the second permanent magnet, the non-magnetic material, and the silicon steel plate in this order in the rotation direction of the rotating shaft,
or,
It is a combination of magnetization directions in which the first permanent magnet and the second permanent magnet are attracted to each other after passing each other, and the first permanent magnet, the non-magnetic material, and the silicon steel plate are repeatedly arranged in this order in the rotating direction of the rotating shaft. or the fixed body is formed by repeatedly arranging the second permanent magnet, the silicon steel plate, and the non-magnetic material in this order in the rotation direction of the rotating shaft. magnet motor.
請求項1に記載のマグネットモータにおいて、
前記ケイ素鋼板は、前記第1永久磁石及び前記第2永久磁石の一方にのみ取り付けられていることを特徴とするマグネットモータ。
In the magnet motor according to claim 1,
A magnet motor, wherein the silicon steel plate is attached to only one of the first permanent magnet and the second permanent magnet.
請求項1に記載のマグネットモータにおいて、
前記ケイ素鋼板は、前記第1永久磁石及び前記第2永久磁石の両方に取り付けられ、且つ互いに厚みが異なることを特徴とするマグネットモータ。
In the magnet motor according to claim 1,
A magnet motor, wherein the silicon steel plates are attached to both the first permanent magnet and the second permanent magnet and have different thicknesses.
請求項1~3のいずれか1項に記載のマグネットモータにおいて、
前記第1永久磁石及び前記第2永久磁石は、前記回転軸の回転方向に対して磁化方向が逆向きに傾斜した2つの永久磁石を、前記回転軸の軸方向に組み合わせて構成されていることを特徴とするマグネットモータ。
In the magnet motor according to any one of claims 1 to 3,
The first permanent magnet and the second permanent magnet are configured by combining two permanent magnets, the magnetization directions of which are inclined in opposite directions with respect to the rotating direction of the rotating shaft, in the axial direction of the rotating shaft. A magnet motor characterized by:
請求項1~4のいずれか1項に記載のマグネットモータにおいて、
前記回転体が有する前記第1永久磁石の数と、前記固定体が有する前記第2永久磁石の数とは、互いに異なることを特徴とするマグネットモータ。
In the magnet motor according to any one of claims 1 to 4,
A magnet motor, wherein the number of the first permanent magnets included in the rotating body and the number of the second permanent magnets included in the fixed body are different from each other.
請求項1~5のいずれか1項に記載のマグネットモータにおいて、
前記回転体の径方向において、前記第1永久磁石に対面する電磁石と、
前記回転体の回転を加速させる向きの磁力が発生するタイミングで、前記電磁石に電流を供給する電流供給装置とを備えることを特徴とするマグネットモータ。
In the magnet motor according to any one of claims 1 to 5,
an electromagnet facing the first permanent magnet in the radial direction of the rotating body;
A magnet motor, comprising: a current supply device that supplies a current to the electromagnet at a timing at which a magnetic force is generated in a direction that accelerates the rotation of the rotating body.
請求項1~6のいずれか1項に記載のマグネットモータにおいて、
前記回転軸の軸方向において、複数の前記回転体及び複数の前記固定体が交互に配置されており、
複数の前記回転体は、それぞれの前記複数の第1永久磁石の位相が異なるように、前記回転軸に固定されていることを特徴とするマグネットモータ。
In the magnet motor according to any one of claims 1 to 6,
A plurality of the rotating bodies and a plurality of the fixed bodies are alternately arranged in the axial direction of the rotating shaft,
A magnet motor, wherein the plurality of rotating bodies are fixed to the rotating shaft so that the phases of the plurality of first permanent magnets are different from each other.
請求項1~6のいずれか1項に記載のマグネットモータにおいて、
直径の異なる複数の前記回転体を同心円状に一体化して構成され、前記回転軸と一体回転する円盤を備え、
前記一対の固定体は、前記回転軸の軸方向において前記円盤を挟むように配置され、
前記円盤の径方向に隣接する2つの前記回転体が有する前記第1永久磁石は、周方向において位相が異なることを特徴とするマグネットモータ。
In the magnet motor according to any one of claims 1 to 6,
A disk configured by integrating a plurality of said rotating bodies having different diameters concentrically and rotating integrally with said rotating shaft,
The pair of fixed bodies are arranged so as to sandwich the disk in the axial direction of the rotating shaft,
The magnet motor, wherein the first permanent magnets of the two rotating bodies adjacent to each other in the radial direction of the disk have different phases in the circumferential direction.
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