(57)【要約】【課題】ダブルマグネティック電動機。【解決手段】ダブルマグネティック電動機は、ローター2、ステーター3からなり、ローター2の外殼21内部には、遮蔽/カバー鉄製リング22を設置し、遮蔽/カバー鉄製リング22の内、外側にはそれぞれ複数の第一磁石23及び第二磁石24を環状に設置し、しかも外殼21内にはステーター3を軸接続して収容設置し、ステーター3には、それぞれ環状の配列を呈する複数の内側ステーターコアユニット34及び複数の外側ステーターコアユニット35を設置し、ローター2と組合わせる時には、遮蔽/カバー鉄製リング22及び第一、二磁石23、24を、複数の内側ステーターコアユニット34及び複数の外側ステーターコアユニット35の間の環状空間38中に同時に収容設置し、これにより各第一、二磁石23、24はそれぞれ各内、外側ステーターコアユニット34、35に対応し、ローター2の回転時に、出力を高め、電動機の全体体積を縮小することができる。【選択図】図１
2011045233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダブルマグネティック電動機であって、外殼を備えるローター、該外殼内に収容設置され、該外殼と軸接続されるステーターからなり、
該外殼内部には、遮蔽/カバー鉄製リングを設置し、該遮蔽/カバー鉄製リングの内側には、複数の第一磁石を環状に設置し、該遮蔽/カバー鉄製リングの外側には、複数の第二磁石を環状に設置し、
該ステーターは、複数の内側ステーターコアユニット及び複数の外側ステーターコアユニットを備え、該内、外側ステーターコアユニットは、それぞれ環状を呈して配列され、しかも該複数の内側ステーターコアユニット及び該複数の外側ステーターコアユニットの間には、環状空間を形成し、該遮蔽/カバー鉄製リング及び該第一、二磁石を収容設置し、
こうして、該各第一磁石は、該各内側ステーターコアユニットに対応し、該各第二磁石は、該各外側ステーターコアユニットに対応したことを特徴とする、ダブルマグネティック電動機。
【請求項２】
前記外殼は、片側面に開口を形成する外カバー、及び該開口上に蓋をする側蓋を備えたことを特徴とする、請求項１記載のダブルマグネティック電動機。
【請求項３】
前記遮蔽/カバー鉄製リングは、該外カバーの内側面から、軸方向に延伸して形成したことを特徴とする、請求項２記載のダブルマグネティック電動機。
【請求項４】
前記第一、二磁石の数量は相同で、しかも極数も相同であることを特徴とする、請求項１記載のダブルマグネティック電動機。
【請求項５】
前記第一、二磁石は、永久磁石であることを特徴とする、請求項１記載のダブルマグネティック電動機。
【請求項６】
前記ステーターはさらに、心軸を備えるトレイを備え、
該トレイには、複数の環状の配列を呈する内サポート部品、及び複数の環状の配列を呈する外サポート部品を設置し、それぞれ該各内、外側ステーターコアユニットを定位したことを特徴とする、請求項１記載のダブルマグネティック電動機。
【請求項７】
前記内、外側ステーターコアユニットは、それぞれスイッチに連接し、該各スイッチは、プロセッサーに連接し、
これにより該内、外側ステーターコアユニットの導通或いは回路切断状態をコントロールしたことを特徴とする、請求項１記載のダブルマグネティック電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルマグネティック電動機に関し、特にローター、その内側の内周磁石と外周磁石のこれら磁石にコイルユニットをそれぞれ対応させて設置し、これにより出力を上げ、体積を縮小し、オートバイ、電動自転車、洗濯機、空調、及び各車両等装置に適用可能なダブルマグネティック電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在しばしば見られるブラシレス電動機は、普通のブラシ付き電動機と同様にトルクが比較的大きく、コントロールし易い等の特性を備える。
しかも、ブラシ付き電動機とは異なり、インバーター、カーボンブラシ等のパーツを備えないため、性能が安定しているばかりか、普通のブラシ付き電動機より使用寿命も長い。
よって、各種電動力、気動力の領域に幅広く応用されている。
【０００３】
しかし、実際の応用中では、より大きなトルクを得るため、ローター上に設置する磁石を大きくし、数を増やす必要があるため、ブラシレス電動機全体の体積は増大してしまう。
よって、オートバイ或いは電動自転車上に応用する際には、非常に大きなスペースを占拠し、しかも重量を増やしてしまうため、電動車のコンパクト化を阻み、電池ユニットの限られた電気エネルギーを浪費してしまい、電池ユニットの使用寿命を短くすることに繋がっている。
本発明は、従来のダブルマグネティック電動機の上記した欠点に鑑み、従来の構造とは異なり、上記した欠点を改善でき、ダブルマグネティック電動機の体積を縮小し、出力を拡大することができ、しかも電池ユニットの使用寿命を延ばすことができる構造を提供するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８７０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする第一の課題は、ローター上に、一組の内周磁石及び一組の外周磁石を設置し、その外周磁石ユニットの外側と、その内周磁石の内側に、それぞれコイルユニットの構造を対応させて設置し、出力が相同であるとの条件下では、全体体積を大幅に縮小でき、軽量化が可能であるダブルマグネティック電動機を提供することである。
本発明が解決しようとする第二の課題は、ローター内に、内周磁石及び外周磁石とコイルユニットをそれぞれ対応させて設置し、しかも、内側の内周コイルユニットと、外側の外周コイルユニットは、単独で運行し、或いは、同時に運行する構造であるため、出力をフレキシブルにコントロールでき、こうして内周、外周コイルユニットの同時運行時には、十分なトルクを提供し、内周コイルユニット或いは外周コイルユニットの単独運行時には電流を戻して充電し、電池ユニットの持続能力を延長し、使用寿命を延長することができるダブルマグネティック電動機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は下記のダブルマグネティック電動機を提供する。
ダブルマグネティック電動機は、外殼を備えるローター、及び該外殼内に収容設置され、しかも該外殼と軸接続するステーターからなり、該外殼内部には、遮蔽/カバー鉄製リングを設置し、該遮蔽/カバー鉄製リングの内側には、複数の第一磁石(内周磁石)を環状に設置し、該遮蔽/カバー鉄製リングの外側には、複数の第二磁石(外周磁石)を環状に設置し、該ステーターは、複数の内側ステーターコアユニット(コイルユニット)、及び複数の外側ステーターコアユニット(コイルユニット)を備え、該内、外側ステーターコアユニットは、それぞれ環状を呈して配列され、しかも、該複数の内側ステーターコアユニット及び該複数の外側ステーターコアユニットの間には、環状空間を形成し、これにより該遮蔽/カバー鉄製リング及び該第一、二磁石を収容設置し、こうして該各第一磁石は、該各内側ステーターコアユニットに対応し、該各第二磁石は、該各外側ステーターコアユニットに対応し、実施時には、該内、外側ステーターコアユニットは、それぞれスイッチに連接し、該各スイッチは、プロセッサーに連接し、これにより該内、外側ステーターコアユニットの導通或いは回路切断状態をコントロールする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の二重環の磁石列を配備したダブルマグネティック電動機は、以下の効果を得ることが出来る。  １．本発明は、坂を上る、或いは平坦な道で重量オーバー走行時等、負荷の変動が比較的大きい場合には、内、外側ステーターコアユニットを同時に起動し、大きな出力を実現し、十分なトルクを提供することができる。よって、電動機の巻線に過大な電流が流れることによる発熱や、さらには、電動機の損焼する恐れを払拭し、同時に普通電動機における坂を上る際の動力不足の問題を解決することができる。
２．本発明は、道が平坦である等負荷変動が比較的小さい場合には、内、外側ステーターコアユニットを単独で起動し、坂を下る時には、内、外側ステーターコアユニットへの電流の入力を同時に遮断することができる。これにより２個のコアユニットに共に充電可能となり、電池ユニットの持続能力を延長し、使用寿命を延長することができる。
３．本発明は、電動機の内部空間を完全に利用し、ダブルマグネティック回路を提供するため、出力が相同であるとの条件下では、全体体積を大幅に縮小でき、軽量化が可能で、電動、気動力機械に求められるコンパクトニーズに応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のダブルマグネティック電動機実施例の組合せ断面模式図である。
【図２】本発明ダブルマグネティック電動機実施例のパーツ分解図である。
【図３】本発明ダブルマグネティック電動機実施例の一部の断面を示す模式図である。
【図４】本発明の内、外側ステーターコアユニットに通電後、形成されるダブル磁束を示す模式図である。
【図５】本発明をオートバイ或いは電動自転車上に応用する時の回路コントロールのブロックチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照しながら、本発明を実施するための最良のダブルマグネティック電動機の形態について詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜３に示すように、本発明の実施例の二重環状に磁石列を配置する所謂ダブルマグネティック電動機1は、外殼21、遮蔽/カバー鉄製リング22、複数の第一磁石23(内周磁石)を環状に配列にし、また、複数の第二磁石24(外周磁石)を前記環状よりも大きい環状に配列にしたローター2、及びトレイ32、サポート板33、複数の内側ステーターコアユニット(コイルユニット:巻線)34、複数の外側ステーターコアユニット(コイルユニット:巻線)35を備えるステーター3からなる。
【００１１】
前記外殼21は、外カバー211及び側蓋212を備え、該外カバー211は、短円筒状を呈し、立板213、及び該立板213の周縁から垂直に外へと延伸する円環214を備える。
前記立板213には、軸孔215を設置し、該円環214の片側面には、やや円形を呈する開口216を形成し、側蓋212をその上に被せて蓋をする。
【００１２】
前記外カバー211の立板213の内側面217上には、遮蔽/カバー鉄製リング22を軸方向に延伸する。該内側面217は立板213の一側面である。
前記遮蔽/カバー鉄製リング22は、円環状を呈し、内側表面221、及び該内側表面221に相対し、該遮蔽/カバー鉄製リング22の円心から遠く離れている外側表面222を形成する。
【００１３】
前記第一磁石23(内周磁石)、第二磁石24(外周磁石)は、それぞれ稀土類磁石により形成される高強度永久磁石で、これら第一磁石23、第二磁石24は、また、フェライト磁石で、或いは超導体を超導状態に保持して形成するものである。
実施時には、これら第一磁石23と第二磁石24との数量は相同で、極数も相同であり、付与される回転磁界も相同であるので、協働して回転力が増進する。
【００１４】
前記第一磁石23は、やや長方形を呈し、複数の第一磁石23は、相互に隣接する環状に配列し、遮蔽/カバー鉄製リング22の内側表面221上に嵌めて設置する。
該第二磁石24も、やや長方形を呈し、複数の第二磁石24も、同様に相互に隣接する環状に配列し、遮蔽/カバー鉄製リング22の外側表面222に嵌めて設置する。
【００１５】
該ステーター3は、外殼21内に収容設置され、該トレイ32は心軸31を備える。該心軸31は銅線333,334の巻線を有する固定子であり、この銅線333,334の巻線に交流や脈流で相同である回転磁界を付与してロータ２の第一磁石23,第二磁石24に回転力を付与するもので、外カバー211の軸孔215を通過し、これにより該ローター2は、該ステーター3に相対して回転する。したがって、該ローター2にオートバイ、電動自転車、洗濯機、空調、及び各車両等の駆動部分を連結する。
【００１６】
前記トレイ32は、円形板で、該円形板上には、複数の円形板の板面から垂直に延伸し、それぞれ環状の配列を呈する複数の円棒を設置する。
前記各環状に配列する内側円棒は、内サポート部品36であり、該各環状に配列し、トレイ32の円心から遠く離れている外側円棒は、外サポート部品37である。
【００１７】
これらの各内サポート部品36、外サポート部品37の一端は、やや円形を呈するサポート板33に連接し、該サポート板33を定位し、こうして該サポート板33と該トレイ32とを平行になっている。
該サポート板33の板面上には、環状に配列する複数の内側リブ331、及び環状に配列し、内側リブ331に相対して板面円心から遠く離れている複数の外側リブ332を設置し、これにそれぞれ銅線333、銅線334を巻き付けた後、環状の配列を呈する複数の内側ステーターコアユニット34、及び環状の配列を呈し、内側ステーターコアユニット34に相対して板面円心から遠く離れている複数の外側ステーターコアユニット35を形成する。
【００１８】
該複数の内側ステーターコアユニット34と該複数の外側ステーターコアユニット35との間には、環状空間38を形成し、該遮蔽/カバー鉄製リング22及び該各第一磁石23、二磁石24をその中に収容設置する。
これにより、該各第一磁石23は、間隙25を経て、該各内側ステーターコアユニット34に対応し、該各第二磁石24は、他の間隙26を経て、該各外側ステーターコアユニット35に対応する。
【００１９】
図４に示すように、該内側ステーターコアユニット34と、外側ステーターコアユニット35とに通電後、任意の２個の隣接する第一磁石23と任意の１個の内側ステーターコアユニット34は、磁束パスＮを形成し、任意の２個の隣接する第二磁石24と任意の１個の外側ステーターコアユニット35は、別に磁束パスＰを形成する。
こうして、二重環のダブルマグネティックの作用により、ローター２の回転出力を向上させる。
【００２０】
図５は、本発明をオートバイ或いは電動自転車上に応用する時の回路コントロールのブロックチャートである。
図５に示すように、これら内側ステーターコアユニット34と外側ステーターコアユニット35とは、それぞれスイッチ4に連接し、該スイッチ4は好ましくは、リレーである。
該スイッチ4は、出力バッファ5に連接し、しかも該各スイッチ4及び該出力バッファ5は、それぞれプロセッサー6に連接する。
これにより、使用者は、実際の必要に応じて、プロセッサー6を手動コントロールし、該内側ステーターコアユニット34と、外側ステーターコアユニット35とを、同時に導通状態とし、これら内側ステーターコアユニット34、及び、外側ステーターコアユニット35を単独で導通状態とし、或いは、該内側ステーターコアユニット34と外側ステーターコアユニット35を同時に回路切断状態とすることができる。
【００２１】
前記該プロセッサー6はまた、ホール信号回路を介し、ローター2の位置を自動探知し、さらに信号を該プロセッサー6に伝送し、こうして自動コントロールを行い、該各スイッチ4をオン或いはオフにすることができる。
該内側ステーターコアユニット34或いは該外側ステーターコアユニット35が、回路切断状態である時にも、該ローター2は持続回転状態にあるため、誘導電流を生じることができる。
さらに、該プロセッサー6のコントロールを通じて、余分な電気エネルギーを該出力バッファ5を経て電池ユニット7に戻して充電し、電池ユニット7の持続能力を延長させることができる。
【００２２】
以上のように、本発明の実施例の二重環状に磁石列を配置するダブルマグネティック電動機を、オートバイ、電動自転車、洗濯機、空調、及び各車両等装置に適用した場合に、１．特に、本実施例を走行する装置に適用した場合、坂を上る、或いは、平坦な道で重量オーバー走行時等、負荷の変動が比較的大きい場合には、内側ステーターコアユニットと外側ステーターコアユニットとを同時に起動し、大きな出力を実現し、十分なトルクを提供することができる。したがって、電動機の銅線333,334の巻線に過大な電流が流れて発熱することを防止し、さらには、電動機の損焼することを防止し、同時に普通電動機における坂を上る際の動力不足の問題を解決することができる。
【００２３】
また、２．本発明の実施例は、道が平坦である等負荷変動が比較的小さい場合には、内側ステーターコアユニット、外側ステーターコアユニットを単独で起動し、坂を下る時には、内、外側ステーターコアユニットへの電流の入力を同時に遮断することができる。これにより２個のコアユニットに共に充電可能となり、電池ユニットの持続能力を延長し、使用寿命を延長することができる。
更に、３．本発明の実施例は、電動機の内部空間を完全に利用し、内周と外周との磁石へのダブルマグネティック回路を提供するため、出力が相同であるとの条件下では、全体体積を大幅に縮小でき、特に駆動部分が細幅でよく、軽量化が可能で、電動、気動力機械に求められるコンパクトニーズに応えることができる。
【００２４】
上記の本発明の特徴を損なうものでなければ、上述した実施例に限定するものではないことは勿論であり。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて均等の範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、社会のニーズに合致しており、また上記したように、本発明は予期の目的を達成することができ、体積を縮小し、出力を拡大し、しかも電池ユニットの使用寿命を効果的に延ばすことができるダブルマグネティック電動機を提供することができるため、産業上の利用価値は非常に大きい。
【符号の説明】
【００２６】
1  ダブルマグネティック電動機
2  ローター
21  外殼
211  外カバー
212  側蓋
213  立板
214  円環
215  軸孔
216  開口
217  内側面
22  遮蔽/カバー鉄製リング
221  内側表面
222  外側表面
23  第一磁石(内周磁石)
24  第二磁石(外周磁石)
25、26  間隙
3  ステーター
31  心軸
32  トレイ
33  サポート板
331  内側リブ
332  外側リブ
333、334  銅線
34  内側ステーターコアユニット(コイルユニット)
35  外側ステーターコアユニット(コイルユニット)
36  内サポート部品
37  外サポート部品
38  環状空間
N、 P  磁束パス 
4  スイッチ
5  出力バッファ
6  プロセッサー
7  電池ユニット
【図１】
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【図２】
2011045233.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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