(57)【要約】【課題】  従来の電磁式回転駆動装置では、固定電磁石の鉄芯部の横側部に２個の永久磁石ロータを近接して配置していたため、永久磁石ロータの外周の永久磁石が磁力を作用し合って円滑に回転しなくなる課題があった。【解決手段】  固定電磁石５の鉄芯部２の端部に複数に分岐した状態で細長い分枝電磁石３、４を設け、分岐電磁石３，４の端面に対面する永久磁石ロータ１０が互いに離れて配置されて、隣接する永久磁石ロータ１０の永久磁石１１が互いに作用し合って円滑に回転しなくなるのを防止することができる電磁式回転駆動装置。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁コイルを巻き回した固定電磁石の鉄芯部と、前記鉄芯部の端部に複数に分岐した状態で設けた分枝電磁石と、前記分岐電磁石の端面に対面して回転に伴って極性が交互に変転する永久磁石を外周に有する永久磁石ロータと、前記電磁コイルに通電して前記分岐電磁石の端面の極性を交互に変換して前記永久磁石ロータを回転駆動する電源回路とからなる電磁式回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁式回転駆動装置において、複数個の分岐電磁石の端面に対面して永久磁石ロータを設け、隣り合う永久磁石ロータの間隔を分岐電磁石の突出長さにより互いに隔離して設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電磁式回転駆動装置において、前記分岐電磁石が遮蔽部材を介して分岐した状態で設けてある電磁式回転駆動装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の電磁式回転駆動装置において、前記鉄芯部の端部から突出する遮蔽部材を設け、遮蔽部材の基部に位置して分岐電磁石を両側に突出して設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、前記鉄芯部に組付枠部材により別体に設けた分岐電磁石を着脱可能に組付けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電磁式回転駆動装置において、前記組付枠部材が鉄芯部と分岐磁石の外周を覆う枠状遮蔽部材からなる電磁式回転駆動装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、それぞれの分岐電磁石に対して永久磁石ロータが平行する回転駆動軸を有する電磁式回転駆動装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、それぞれの永久磁石ロータと一体に回転するフライホイールを設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータと一体に回転する回転駆動軸に一方向回転クラッチを介して補助駆動装置を設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、固定電磁石の鉄芯に巻始端子と巻終端子を有する電磁コイルを多層に巻き回し、各コイル間の接続又は電源への接続を任意に設定可能にしてなる多層電磁コイルを有する電磁式回転駆動装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、一定の入力電力に対して同一抵抗又は同一出力を有する複数の電磁コイル層からなる多層電磁コイルを設け、前記コイル層を選択して通電するように構成した電磁式回転駆動装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータを、着磁前の永久磁石素材によりロータ状に組み着けてから着磁して構成してなる電磁式回転駆動装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータの外周の極性の異なる永久磁石の間に非磁性材からなる隔離板を設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、複数の永久磁石ロータを非磁性材からなる円盤状の隔離板を介して一体に連結し幅広の永久磁石ロータを設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータの回転外周に磁性材からなる補強ベルトを設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、電磁コイルの入力電源回路の一定の入力電力に対して電圧を高く設定してその分だけ細長くした電流コイルの巻き数又は巻き層数を増大してなる電磁式回転駆動装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータの外周に真空ケースを設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、固定電磁石の電磁コイルに冷却用流体放熱手段を設けてなる電磁式回転駆動装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１７のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、前記電磁コイルに周波数を変換可能に通電して前記分岐電磁石の端面の極性を可変に変換して前記永久磁石ロータの回転数を可変に回転駆動する電源回路を設けてなる電磁式回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁式回転駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定電磁石の鉄芯にコイルを巻き回し、鉄芯部に巻き回したコイルへ通電して固定電磁石の極性を変換すると共に、前記固定電磁石の横側面に、回転に伴って極性が交互に変転する複数個の永久磁石を外周に有する複数個の永久磁石ロータを回転自在に隣接して設けた電磁式回転駆動装置は特許文献１に記載のように知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８２８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来装置では、固定電磁石の横側面に複数個の永久磁石ロータを近接して設けてあるから、隣接する永久磁石ロータの外周の永久磁石が互いに回転を阻害しあって円滑に回転しなくなる課題があった。特には、永久磁石の磁力を強力にしたり、永久磁石ロータの回転径を大きくした場合、接近して配置した永久磁石ロータの磁力が互いの回転を強く阻害して、円滑に回転しなくなる課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載のように、電磁コイルを巻き回した固定電磁石の鉄芯部と、前記鉄芯部の端部に複数に分岐した状態で設けた分枝電磁石と、前記分岐電磁石の端面に対面して回転に伴って極性が交互に変転する永久磁石を外周に有する永久磁石ロータと、前記電磁コイルに通電して前記分岐電磁石の端面の極性を交互に変換して前記永久磁石ロータを回転駆動する電源回路とからなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【０００６】
また、本発明は、請求項２に記載のように、請求項１に記載の電磁式回転駆動装置において、複数個の分岐電磁石の端面に対面して永久磁石ロータを設け、隣り合う永久磁石ロータの間隔を分岐電磁石の突出長さにより互いに隔離して設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【０００７】
また、本発明は、請求項３に記載のように、請求項１又は２に記載の電磁式回転駆動装置において、前記分岐電磁石が遮蔽部材を介して分岐した状態で設けてある電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【０００８】
また、本発明は、請求項４に記載のように、請求項１、２又は３に記載の電磁式回転駆動装置において、前記鉄芯部の先端部から突出する遮蔽部材を設け、遮蔽部材の基部に位置して分岐電磁石を両側に突出して設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【０００９】
また、本発明は、請求項５に記載のように、請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、前記鉄芯部に組付枠部材により別体に設けた分岐電磁石を着脱可能に組付けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１０】
また、本発明は、請求項６に記載のように、請求項５に記載の電磁式回転駆動装置において、前記組付枠部材が鉄芯部と分岐磁石の外周を覆う枠状遮蔽部材からなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１１】
また、本発明は、請求項７に記載のように、請求項１乃至６のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、それぞれの分岐電磁石に対して永久磁石ロータが平行する回転駆動軸を有する電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１２】
また、本発明は、請求項８に記載のように、請求項１乃至７のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、それぞれの永久磁石ロータと一体に回転するフライホイールを設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１３】
また、本発明は、請求項９に記載のように、請求項１乃至８のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータと一体に回転する回転駆動軸に一方向回転クラッチを介して補助駆動装置を設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１４】
また、本発明は、請求項１０に記載のように、 請求項１乃至９のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、固定電磁石の鉄芯に巻始端子と巻終端子を有する電磁コイルを多層に巻き回し、各コイル間の接続又は電源への接続を任意に設定可能にしてなる多層電磁コイルを有する電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１５】
また、本発明は、請求項１１に記載のように、請求項１乃至１０のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、一定の入力電力に対して同一抵抗又は同一出力を有する複数の電磁コイル層からなる多層電磁コイルを設け、前記コイル層を選択して通電するように構成した電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１６】
また、本発明は、請求項１２に記載のように、請求項１乃至１１のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータを、着磁前の永久磁石素材によりロータ状に組み着けてから着磁して構成してなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１７】
また、本発明は、請求項１３に記載のように、請求項１乃至１２のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータの外周の極性の異なる永久磁石の間に非磁性材からなる隔離板を設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１８】
また、本発明は、請求項１４に記載のように、請求項１乃至１３のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、複数の永久磁石ロータを非磁性材からなる円盤状の隔離板を介して一体に連結し幅広の永久磁石ロータを設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００１９】
また、本発明は、請求項１５に記載のように、請求項１乃至１４のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータの回転外周に磁性材からなる補強ベルトを設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００２０】
また、本発明は、請求項１６に記載のように、請求項１乃至１５のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、電磁コイルの入力電源回路の一定の入力電力に対して電圧を高く設定してその分だけ細長くした電流コイルの巻き数又は巻き層数を増大してなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００２１】
また、本発明は、請求項１７に記載のように、請求項１乃至１６のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、永久磁石ロータの外周に真空ケースを設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００２２】
また、本発明は、請求項１８に記載のように、請求項１乃至１７のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、固定電磁石の電流コイルに冷却用流体放熱手段を設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。【００２３】
また、本発明は、請求項１９に記載のように、請求項１乃至１７のいずれかに記載の電磁式回転駆動装置において、前記電磁コイルに周波数を変換可能に通電して前記分岐電磁石の端面の極性を可変に変換して前記永久磁石ロータの回転数を可変に回転駆動する電源回路を設けてなる電磁式回転駆動装置を提供しようとするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る電磁式回転駆動装置によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載のように、電磁コイルを巻き回した固定電磁石の鉄芯部と、前記鉄芯部の端部に複数に分岐した状態で設けた分枝電磁石と、前記分岐電磁石の端面に対面して回転に伴って極性が交互に変転する永久磁石を外周に有する永久磁石ロータと、前記電磁コイルに通電して前記分岐電磁石の端面の極性を交互に変換して前記永久磁石ロータを回転駆動する電源回路とからなる構成を有することにより、隣り合う永久磁石ロータがそれぞれの分岐電磁石の端面に対面して設けてあるから、隣り合う永久磁石ロータは固定電磁石の鉄芯部の端部から分岐した状態で設けた分枝電磁石によって互いに遠く離れて配置されることとなり、隣り合う永久磁石ロータの外周の永久磁石が互いに阻害し合って円滑に回転しなくなるのを防止することができる効果がある。特には、永久磁石の磁力を強力にし且つ個数を多くして永久磁石ロータの回転径を大きくした場合に、隣り合って配置した永久磁石ロータの磁力が互いに強く作用して円滑な回転を阻害するのを有効に防止することができる効果がある。【００２５】
また、本発明の電磁式回転駆動装置は、請求項２に記載のように、複数個の分岐電磁石の端面に対面して永久磁石ロータを設け、隣り合う永久磁石ロータの間隔を分岐電磁石の突出長さにより互いに隔離して設けてなる構成を有するから、突出して設けた分岐電磁石の端面を大型に設定することができ、また、鉄芯部の太さや長さを自由な大きさにすることができ、また、電磁コイルの巻き幅や巻き層の大きさの設定の自由度を広げることができ、更にまた、分岐電磁石の磁力の強度を自由に設定することができる効果がある。【００２６】
また、本発明の電磁式回転駆動装置は、請求項３に記載のように、前記分岐電磁石が遮蔽部材を介して分岐した状態で設けてある構成を有することにより、隣り合う永久磁石ロータの磁力を遮蔽部材で遮蔽して円滑な回転を阻害するのを更に有効に防止することができる効果がある。【００２７】
また、本発明は、請求項４に記載のように、前記鉄芯部の端部から突出する遮蔽部材を設け、遮蔽部材の基部に位置して分岐電磁石を両側に突出して設けてなる構成を有するから、遮蔽部材を鉄芯部の端部に一体に設けることができる効果がある。【００２８】
また、本発明の電磁式回転駆動装置は、請求項５に記載のように、前記鉄芯部に組付枠部材により別体に設けた分岐電磁石を着脱可能に組付けてなる構成を有するから、組付枠部材により鉄芯部に分岐電磁石を交換可能に設けることができる効果があり、分岐電磁石の端面の大きさ、形状や、それに対面する永久磁石ロータの形状、大きさを自由に交換することができる効果がある。【００２９】
また、本発明は、請求項６に記載のように、請求項５に記載の電磁式回転駆動装置において、前記組付枠部材が鉄芯部と分岐磁石の外周を覆う枠状遮蔽部材からなる構成を有することにより、鉄芯部に交換可能に分岐電磁石を枠状遮蔽部材によって組み付けることができる効果がある。【００３０】
また、本発明は、請求項７に記載のように、それぞれの分岐電磁石に対して永久磁石ロータが平行する回転駆動軸を有する構成を有するから、回転駆動軸の連動関係を容易に構築することができる効果がある。【００３１】
また、本発明は、請求項８に記載のように、それぞれの永久磁石ロータと一体に回転するフライホイールを設けてなる構成を有することにより、永久磁石ロータの安定した回転駆動が得られる効果がある。【００３２】
また、本発明は、請求項９に記載のように、永久磁石ロータと一体に回転する回転駆動軸に一方向回転クラッチを介して補助駆動装置を設けてなる構成を有することにより、初動時に永久磁石ロータを所定の回転数に達するまで加速することができる効果があり、この補助駆動装置は本発明装置の初動時などに永久磁石ロータを所定の回転数に達するまで加速するものであるから、前記回転駆動軸に一方向回転クラッチ等を介して連結する構成により、加速後は永久磁石ロータの回転を阻害しない効果がある。【００３３】
また、本発明は、請求項１０に記載のように、固定電磁石の鉄芯に巻始端子と巻終端子を有する複数の電磁コイルを多層に巻き回し、各電磁コイル間の接続又は電源への接続を任意に設定可能にしてなる構成を有するから、各コイルへの通電、接続を可変にして電磁式回転駆動装置の制御を行うことができる効果がある。【００３４】
また、本発明は、請求項１１に記載のように、入力電力に対して同一抵抗又は同一出力を有する複数の電磁コイル層からなる多層電磁コイルを設け、前記コイル層を選択して通電するように構成したことにより、電磁式回転駆動装置の制御を簡単に行うことができる効果がある。【００３５】
また、本発明は、請求項１２に記載のように、永久磁石ロータを、着磁前の永久磁石素材によりロータ状に組み着けてから着磁してなる構成を有するから、永久磁石ロータの製作を容易にする効果がある。【００３６】
また、本発明は、請求項１３に記載のように、永久磁石ロータの外周の極性の異なる永久磁石の間に非磁性材からなる隔離板を設けてなる構成を有するから、非磁性体によって永久磁石ロータの外周の極性の異なる永久磁石を隔離することができる効果がある。【００３７】
また、本発明は、請求項１４に記載のように、複数の永久磁石ロータを非磁性材からなる円盤状の隔離板を介して一体に連結し幅広の永久磁石ロータを設けてなる電磁式回転駆動装置を提供することができる効果がある。【００３８】
また、本発明は、請求項１５に記載のように、永久磁石ロータの回転外周に磁性材からなる補強ベルトを設けて、永久磁石を強固に固定し安定化することができる効果がある。【００３９】
また、本発明は、請求項１６に記載のように、電磁コイルの入力電源回路の一定の入力電力に対して電圧を高く設定してその分だけ細長くした電流コイルの巻き数又は巻き層数を増大してなる構成を有することにより、一定の入力電力につき電圧を高く設定してその分だけ細長くした電流コイルの巻き数又は巻き層を増大して分岐電磁石の磁力を高めることが出来る効果がある。【００４０】
また、本発明は、請求項１７に記載のように、永久磁石ロータの外周に真空ケースを設けてなる構成を有することにより、永久磁石ロータの高速回転を円滑に維持する効果がある。【００４１】
また、本発明は、請求項１８に記載のように、固定電磁石の電流コイルに冷却用流体放熱手段を設けてなる電磁式回転駆動装置を提供する効果がある。【００４２】
また、本発明は、請求項１９に記載のように、前記電気回路において、電磁コイルに周波数を変換可能に通電して前記分岐電磁石の端面の極性を自在に変換して前記永久磁石ロータの回転数を自在に変換することができる電磁式回転駆動装置を提供する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例の要部の概略説明図。
【図２】図１のＡ矢視方向から見た要部の概略説明図。
【図３】図１のＢ矢視方向から見た要部の概略説明図。
【図４】本発明の他の実施例の要部の概略説明図。
【図５】図４のＣ矢視方向から一部を見た要部の概略説明図。
【図６】本発明の他の実施例の要部の概略説明図。
【図７】本発明の他の実施例の要部の概略説明図。
【図８】本発明の他の実施例の要部の概略説明図。
【図９】本発明の他の実施例の要部の概略説明図。
【図１０】本発明の一要部を側面から見た概略説明図。
【図１１】図１０の要部を正面から見た概略説明図。
【図１２】本発明の一要部の他の実施例を側面から見た概略説明図。
【図１３】図１２の要部を正面から見た概略説明図。
【図１４】本発明の要部の他の実施例の概略説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下図示する実施例を参考に本発明に係る電磁式回転駆動装置を説明する。
【実施例１】
【００４５】
図１乃至図３に記載の実施例１の本発明に係る電磁式回転駆動装置では、電磁コイル１を巻き回した固定電磁石５の鉄芯部２の端部に反対２方向に分岐した細長い分枝電磁石３、４が設けてある。それぞれの分岐電磁石３、４は鉄芯部２の電磁コイル１に供給される電流の電極の切り替わりによって磁性が同じＮ極又はＳ極に同時に切り替わるように構成してある。また、それぞれの分岐電磁石３、４の端面には、回転に伴って極性が交互に変転する永久磁石１１を外周に有する永久磁石ロータ１０を対面して設けてある。なお、電磁コイル１は、実施例では全体的に巻き幅より巻き径が大きい円盤状に図示されているが、巻き径を小さく巻き幅を増大した全体として円筒状に構成して、分岐電磁石３，４の磁力を強化した構成にすることが出来る。【００４６】
上記本発明の構成において、電源回路から前記電磁コイル１に通電して前記分岐電磁石３、４の端面の極性を交互に変換して前記永久磁石ロータ１０を回転駆動するとき、前記鉄芯部２の端部に配置した２個の永久磁石ロータ３、４が、分岐した状態で設けた細長い分枝電磁石３、４によって互いに遠く離れて電磁的に隔離されて配置されているから、隣接する永久磁石ロータ１０の外周の永久磁石１１が阻害し合って円滑に回転しなくなるのを防止することができる。特には、永久磁石１１の磁力を強力に構成し且つ永久磁石ロータ１０の回転径を大きくした場合に、鉄芯部２の一端部に相対して配置した永久磁石ロータ１０の磁力が互いに強く影響するのを有効に防止し、円滑に回転するようにすることができる。【００４７】
永久磁石ロータ１０の回転中心に設けた駆動軸１２にはフライホイル１３が一体に設けてあり、永久磁石ロータ１０の安定した回転駆動が得られるように構成してある。実施例１の場合、永久磁石ロータ１０とフライホイル１３は駆動軸１２に近接して一体に回転するように設けてあり、真空ケース２０で周囲を一体的に覆うことが出来るように構成してある。
また、前記分岐電磁石３、４の隣り合う永久磁石ロータ１０の駆動軸１２は平行に設けてあり、２個の駆動軸１２の同一位置にタイミングプーリー１４とタイミングベルト１５を設けて一体に同期して回転するように構成してある。タイミングプーリー１４はそれぞれ一方向回転クラッチ１６を介して同一方向に回転するように設けてある。１７はタイミングベルト１５のベルト調整ローラである。このタイミングプーリー１４とタイミングベルト１５及びベルト調整ローラ１７も前記真空ケース２０で一体に覆うことが出来るように構成してある。【００４８】
駆動軸１２には、図３に記載のように、クラッチ３２を介して補助駆動装置３０の補助駆動軸３１と一体的に連動回転するように連結してあり、初動時に永久磁石ロータ１０を所定の回転数に達するまで加速することができるように構成してある。また、この補助駆動装置３０は永久磁石ロータ１０が所定の回転数を保つように加速するものであり、加速後には補助駆動軸３１の駆動力のみを駆動軸１２に伝達し、補助駆動軸３１の駆動力を低下させても駆動軸１２の回転を阻害しないように前記クラッチ３２は設けてある。
【実施例２】
【００４９】
図４、図?に記載の実施例２において、固定電磁石５は鉄芯部２の両端部に反対方向に細長い実施例１と同様の４個の分岐電磁石３、４、６、７を具備し、各分岐電磁石の端面には実施例１と同様な永久磁石ロータ１０が対面して設けてあり、その駆動軸１２にはそれぞれ一方向回転クラッチ１６を介してタイミングプーリー１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが設けてある。分岐電磁石３，６側のタイミングプーリ１４ａ、１４ｂはタイミングベルト１５ａで連動し、分岐電磁石６、７側のタイミングプーリ１４ｃ、１４ｄはタイミングベルト１５ｂで連動する。分岐電磁石４，７側のタイミングプーリ１４ｂ、１４ｄはダブルに設けてあり、分岐電磁石４，７側の二個目のタイミングプーリ１４ｂ、１４ｄは対応するタイミングベルト１５ｃによって連動し、４個の分岐電磁石３，４，６，７の駆動軸１２は同時に連動して回転駆動するように構成してある。１７ａ、１７ｂ、１７ｃはそれぞれのタイミングベルト１５ａ、１５ｂ、１５ｃに設けたベルト調整ローラである。【００５０】
実施例２の分岐電磁石７側の駆動軸１２には、図５に記載のように出力歯車１８が設けてあり、出力歯車１８には従動歯車１９が噛み合っている。従動歯車１９と連動回転する従動軸２１には交流発電機２２が設けてあり、その出力交流電流は分配器２３を介して周波数及び電圧を可変にする変換器２４に供給され、図４に記載の固定電磁石５の電磁コイル１の入力電源回路２５と、補助駆動装置３０のタイミング調整回路２６に供給され、電磁コイル１の電流の電極変換による分岐電磁石３，４，６，７の磁極の変換による永久磁石ロータ１０の回転と、補助駆動装置３０による回転駆動が所定の回転数で同調するように構成してある。補助駆動装置３０のタイミング調整回路２６にはクラッチ変換器３３を介して前記クラッチ３２のＯＮ、ＯＦＦ操作をできるクラッチＯＮ，ＯＦＦ回路７１が構成してある。【００５１】
なお、前記電磁コイル１に変換器２４から供給される交流電流は、入力電源回路２５の途中に整流器を設けることによって直流にした後、極性変換装置によって極性をプラス・マイナスに変換して直流電源として供給する構成にすることができる。
ここで電磁コイル１の入力電源回路２５の入力電力を一定にして電圧を高く設定してその分だけ細長く設定した電流コイルの巻き数又は巻き層数を増大することによって、分岐電磁石の磁力を高めることが出来る。【００５２】
また、図５に記載のように、分配器２３からの交流電流を交流ー直流コンバーター２７により直流に整流してバッテリー２８に蓄電する構成にすることができる。このバッテリー２８を直流電源として直流ー交流インバーター２９により交流起動電流として交流起動回路７２を介して前記変換器２４に供給するように構成することも出来る。また、分配器２３からの交流電流は、外部電源変換器４０によって周波数及び電圧を可変に調整して交流の外部電源海路７３として構成することが出来ると共に、整流器により直流の外部電源海路７３に構成することも可能である。
この電気回路によれば、前記電磁コイル１に周波数を変換可能に通電して前記分岐電磁石の端面の極性を可変に変換して前記永久磁石ロータ１０の回転数を可変に回転駆動することができる。
【実施例３】
【００５３】
図６に記載の実施例では、固定電磁石５の分岐電磁石３，４の端面が永久磁石ロータ１０の外周の永久磁石１１と対面する面積を広くした構成を示すものである。分岐電磁石の広い端面が対面する永久磁石ロータ１０の永久磁石１１への吸着力及び反発力を増大させることによって永久磁石ロータ１０の回転力を増強するものである。
なお、図示の実施例では、固定電磁石５の鉄芯部２の形状はＨ型に分岐した分枝電磁石３、４又は６，７が設けてある。鉄芯部の他の形状としては、その一端部において、２方向にＹ字状に分岐した構成のもの、３方向に分岐した構成のもの、Ｘ字状に４方向に分岐した構成にすることも可能である。
【実施例４】
【００５４】
図７に記載の実施例４において、鉄芯部２の一端部の細長い分岐電磁石６、７は、先の実施例と同様に、この細長い分枝電磁石６，７によって、永久磁石ロータ１０を互いに遠く離れて電磁的に隔離して配置した構成である。
これに対して鉄芯部２の他端部には、前記鉄芯部の長手方向に突出する遮蔽部材５０が設けてあり、遮蔽部材５０の基部に位置して分岐電磁石３，４を両側に向かって突出して設けてある。遮蔽部材５０は、分岐電磁石３，４と同様に鉄芯部２と一体に突出して設けてあり、分岐電磁石３，４で隔てられた隣り合う永久磁石ロータ１０の磁力を遮蔽しており、隣り合う永久ロータ１０が互いに円滑な回転を阻害するのを防止することができる。この遮蔽部材５０の遮蔽効果により、遮蔽部材５０を設けた分岐電磁石３，４の突出長さを、遮蔽部材の設けてない分岐電磁石６、７の長さより短く構成することができる効果がある。
【実施例５】
【００５５】
図８に記載の実施例５は、前記鉄芯部２とは別体に分岐電磁石６、７を有する分岐電磁石８を設け、鉄芯部２の端部に組付枠部材５１により分岐電磁石８を交換使用可能に組付けてなる電磁式回転駆動装置を提供するものである。分岐電磁石６，７の端面の大きさ、形状や、それに対面する永久磁石ロータ１０の形状、大きさを自由に交換することができる効果がある。
組付枠部材５１は分岐電磁石６，７、８の周囲と鉄芯部２の端部を一体に覆う枠体であから、組付枠部材５１を電磁シールド材で構成することによって枠状遮蔽部材とすることができ、分岐電磁石６、７に対面する永久磁石ロータ１０の間に生じる磁力の相互作用を遮蔽して、隣り合う永久ロータ１０が互いに円滑な回転を阻害するのを防止することができる。
【実施例６】
【００５６】
図９に記載の実施例６は、前記鉄芯部２とは別体に分岐電磁石３、４及び遮蔽部材５０を有する分岐電磁石９を設け、鉄芯部２の端部に組付枠部材５２により分岐電磁石９を交換使用可能に組付けてなる電磁式回転駆動装置を提供するものである。この組付枠部材５２を電磁シールド材で構成することによって枠状遮蔽部材とすることができ、分岐電磁石３、４に対面する永久磁石ロータ１０の間に生じる磁力の相互作用を遮蔽して、隣り合う永久ロータ１０が互いに円滑な回転を阻害するのを防止することができる。
【実施例７】
【００５７】
実施例７の永久磁石ロータ１０は、図１０に記載のように、駆動軸１２の周囲にはアルミ合金などの軽量な非磁性材の連結円盤３５、その外周に磁性材からなる内枠体３６、その外周に磁極が交互に異なる永久磁石１１が設けてある。永久磁石１１は非磁性材からなる間隔部材３７に隔てられて図では１２個設けてあり、最外周には磁性材からなる補強ベルト３８が設けてある。前記間隔部材３７は永久磁石１１の組み付け用の部材であり、永久磁石１１の寸法によって厚みを変えたり、不要にすることも可能である。【００５８】
図１１の実施例では、連結円盤３５には駆動軸１２と平行に複数個の連結ボルト穴３９が設けてあり、複数個の永久磁石ロータ１０をそれぞれ両側面を磁性材からなる側板４２で覆った状態で、間に非磁性材からなる隔壁４３を挟持して、前記連結ボルト穴３９に捜通したボルト・ナットで一体化し、分岐電磁石に対面する永久磁石１１の幅を増減することが出来るように構成してある。
【実施例８】
【００５９】
また、本発明は、図１２又は図１３に記載のように、永久磁石ロータ１０は、駆動軸１２の周囲の非磁性材の連結円盤３５、その外周の磁性材からなる内枠体３６、その外周に磁極が交互に異なる永久磁石１１、非磁性材からなる間隔部材３７、最外周の磁性材からなる補強ベルト３８、側板４２からなるが、永久磁石１１を予め着磁前の焼結した状態の永久磁石素材によりロータの形に組み着けてから、着磁してなる構成を有する。この結果、永久磁石１１が着磁前の磁力の弱い状態であるから永久磁石ロータ１０の組立が安全且つ容易になるのみならず、図１３に記載のように。分岐電磁石の端面に面する永久磁石１１の幅を大きくした永久磁石ロータ１０を製作することができる。この幅広の永久磁石ロータ１０を、実施例７の図１１の記載と同様に、隔壁４３を間に挟んで、連結ボルト穴３９に捜通したボルト・ナットで一体化することができ、分岐電磁石に対面する永久磁石１１の幅を更に増大することができる。
【実施例９】
【００６０】
図１４に示す実施例９では、固定電磁石の鉄芯部２に巻き回すコイル１を、第１層６１が巻始端子１ａから巻終端子１ｂ、第２層６２が巻始端子２ａから巻終端子２ｂ、第３層６３が巻始端子３ａから巻終端子３ｂ、第４層６４が巻始端子４ａから巻終端子４ｂ、第５層６５が巻始端子５ａから巻終端子５ｂ、第６層６６が巻始端子６ａから巻終端子６ｂの６層のコイルからなり、各層が一定の入力電力に対して同一抵抗又は同一出力を有するように構成してある。そして、電源に対して、全６層を直列又は並列に接続したり、直列の３層ずつを２並列に接続したり、直列の２層ずつを３並列に接続し、適宜にＯＮ、ＯＦＦして固定電磁石の分岐電磁石の磁力を制御することができる。図１４において、６７は各層の間に設けた隔層部である。
なお、固定電磁石５の電流コイル１の周囲には、図１又は図４において破線で示したように冷却用流体放熱手段７０を設けることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１      電磁コイル
２      鉄芯部
３      分岐電磁石
４      分岐電磁石
５      固定電磁石
６      分岐電磁石
７      分岐電磁石
８      分岐電磁石
９      分岐電磁石
１０    永久磁石ロータ
１１    永久磁石
１２    駆動軸
１３    フライホイル
１４    タイミングプーリー
１５    タイミングベルト
１６    一方向回転クラッチ
１７    ベルト調整ローラ
１８    出力歯車
１９    従動歯車
２０    真空装置
２１    従動軸
２２    交流発電機
２３    分配器
２４    変換器
２５    入力電源回路
２６    タイミング調整回路
２７    交流ー直流コンバーター
２８    バッテリー
２９    直流ー交流インバーター
３０    補助駆動装置
３１    補助駆動軸
３２    クラッチ
３３    変換器
３５    連結円盤
３６    内枠体
３７    間隔部材
３８    補強ベルト
３９    連結ボルト穴
４０    外部電源変換器
４２    側板
４３    隔壁
５０    遮蔽部材
５１    組付枠部材（枠状遮蔽部材）
５２    組付枠部材（枠状遮蔽部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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