(57)【要約】【課題】  従来のギャップレスモータは、電磁石として回転子リングを引き寄せ、回転子リングは一周のスロットが順番に引っ付き、回転子リングは公転する。その固定子の外周と、回転子リングの内周の、差の分だけ回転する磁界とは逆に自転するが、スロットとスロットの間が何も無いため、外周が歪になり振動していた。【解決手段】  本発明のギャップレスモータの振動止は、スロット（１ａ）とスロット（１ａ）の間を樹脂（１ｃ）で固めて、固定子（１）を真円にすることでギャップレスモータの振動止をするものである。【選択図】  図１
2013066280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップレスモータは、固定子（１）のスロット（１ａ）が電磁石になり、回転子（２）を引っ付けて回転するもので、
該固定子（１）の該スロット（１ａ）と、隣のスロット（１ａ）の間の外周が引っ込んでいるので、
該スロット（１ａ）の間を、樹脂（１ｃ）で補うことを特徴とするギャップレスモータの振動止。
【請求項２】
ギャプッレスモータは、固定子（１）のスロット（１ａ）が電磁石になり、回転子（２）を引っ付けて回転するもので、
該固定子（１）の該スロット（１ａ）と、隣のスロット（１ａ）の間の外周が引っ込んでいるので、
該回転子（２）の両端に、該振動防止板（１ｂ）を取り付けることを特徴とするギャップレスモータの振動止。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原理としては玩具のフラフープのように、固定子のスロットを順番に引っ付けて回るときに振動を防ぐ、ギャップレスモータの振動止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機は、固定子と回転子が干渉しないようにギャップを約０．５ミリとっていた。その誘導電動機の場合、固定子が誘導する回転磁界によって回転子が誘導されて回転していた。したがって、６０Ｈｚの場合は２極で毎分３６００回転からすべりを引いた約３３００回転、４極の場合には約１６５０回転回っていた。そのため、大部分の機械は減速装置を使用して、低速回転の物に使用していた。
【０００３】
また、ギャップが無いモータとしては超音波モータがあり、軸と直角のギャップで、固定子に圧電セラミックスを使用して、回転子（ロータリング）に圧力を加えギャップを無いようにして回転するモータがあった。しかし超音波モータは、進行波で回転しているため圧電素子など、高価な部品を必要としていた。
【０００４】
また、出願されているものの中に特許文献２の、実公平５−３７６６１の可変空隙モータがあった。そのモータは内部にクランクを取り付け回転する物かあったが、クランクを取り付けると重量バランスが崩れ、モータは振動で踊ることは明らかであり、使用できるものではなかった。
【０００５】
特許文献３の特開昭６０−７０９９４の転動モータの励磁方法は、ステータの振動をユニバーサルジョイントを取り付け、そのユニバーサルジョイントでロータが回転していたが、ユニバーサルジョイントを取り付けないといけないぐらいに、ロータの内径とステータの外形の隙間が開いていると、重量バランスがずれて、モータ自身が振動で踊りだすのは明らかである。
【０００６】
そこで、特許文献１の特開２００９−３３８４５のギャップレスモータは、三相の交流で、６個のダイオードを介して、それぞれのスロットが電気の流れるときだけ、電磁石として回転子リングを引き寄せ、回転子リングは一周のスロットが順番に引っ付けて公転する。そして固定子の外周と、回転子リングの内周の、差の分だけ回転する磁界とは逆に自転する、低速モータのギャップレスモータであった。
【０００７】
その利点は、モータの性質上ギャップは０．３ミリしかないし、実際に作動しているところはギャップがないため、磁束の漏れが少ない。
またＮ極とＳ極が隣り合っているため、磁束の通り道が完成している。
さらに、回転摩擦が無いことで、ベアリングが不要である。
このため、直流モータは８０％の効率で、トランスは９５％の効率であり、ギャップレスモータは９０％以上の効率を目指すものである。
発電機や電動機は、機械的エネルギーを電気的エネルギーに、またはその逆に変換するものであるが、トランスは電気的エネルギーどうしの変換であるから、構造は簡単で損失も少ない。そして、ギャップレスモータのギャップがないことで、完全に引っ付いているから、トランスと同じく磁束の漏れがないため効率が良い。
【０００８】
普通のモータは、０．５ミリのギャップがあって、回転によって磁束は大きく歪められるが、ギャップレスモータのギャップは片方０．３ミリで、自転する回転子の磁束は１ミリ程度しか回転していないので、そのまま磁束が形成される。つまり、電気が通じてない状態になつたときに、磁束が作用しないだけで、ほぼ同じ所を引っ付けているだけのため、磁束の漏れる要素がない。
【０００９】
そこで回転摩擦が無いという意味を説明すると、平らな道をボールが転がっているような物で、空気の摩擦がなければ、永遠に転げて行く。その平らな道が丸くなって管になっただけである。リニアモータの説明で、モータを切って広げるとリニアモータになると説明していたが、リニアモータとは逆になっている物と想像すると分かる。そして、その管の中をボールが転がり、自転する。その隙間は、直径で０．３ミリである。したがって、ベアリングを使用しないのではなく、ベアリングを使用すると回転しない。しかも電流を通すと、回転子は正規の位置を守り、それは０．１ミリ端にずれると直るぐらいに、回転子は磁気的に良い所を指示して回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−３３８４５
【特許文献２】実公平５−３７６６１
【特許文献３】特開昭６０−７０９９４
【特許文献４】特開２００４−１２９４１５
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】見城尚志氏、指田年生共著
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の特開２００９−３３８４５のギャップレスモータは、三相の交流で、６個のダイオードを介して、それぞれのスロットが電気の流れるときだけ引っ付ける。そして電磁石として、回転子リングを引き寄せ、回転子リングは一周のスロットが順番に引っ付き、固定子の外周と、回転子リングの内周の、差の分だけ回転する磁界とは、逆に回転する。その低速モータの、ギャップレスモータであったが、スロットとスロットの間が何も無いため、外周が歪になり振動していた。
【００１３】
その振動は、回転する回転子が、スロットとスロットの間が何も無いところに嵌まると、回転子はスロットとスロットの間の谷に入り、回転子は谷の分、回転子を引き寄せ、回転子の全体が振動する。そのため振動だけでなく、消費電力も無駄があった。
【００１４】
それを平らな道をボールが転がっているところで説明すれば、そのボールはゴルフボールで、窪み開いており、その窪みのところに差し掛かれば、真円でないためボールの中心は下がり、抵抗になっていた。
【００１５】
それを、直径φ５０の固定子を、例にとって説明すれば、スロットの外周は２４ミリでスロットとスロットの間は２ミリである。その２ミリの隙間に差し掛かったとき、回転子の中心は０．０２ミリ中心を移動させる。
【００１６】
それを、管の中に取り付けると、管の内径と固定子の外形の差は０．３ミリであるため、０．０００１ミリ中心を移動させ、そのたった０．０００１ミリの誤差が振動になる。しかし、０．０００１ミリの誤差が振動を起こすとは考え難く、スロットの中心部が強度的に強く、スロットの端の部分が弱いため、強力な電磁吸着力で歪んでしまい、音がでるものと考えると納得できる。つまり、外観は殆ど円形を保っているが、強度的には六角形の固定子（１）を、回転子が回っているのと同じことである。
【００１７】
そこで、本発明のギャップレスモータの振動止は、スロット（１ａ）とスロット（１ａ）の間を樹脂（１ｃ）で固めて、固定子（１）を真円にするギャップレスモータの振動止を提供するものである。また請求項２のギャップレスモータの振動止は、振動防止板（１ｂ）を取り付けることで、振動防止板（１ｂ）が真円を守るため、振動を防止するギャップレスモータの振動止を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明のギャップレスモータの振動止は、ギャップレスモータは、固定子（１）のスロット（１ａ）が電磁石になり、回転子（２）を引っ付けて回転するものである。その固定子（１）のスロット（１ａ）と、隣のスロット（１ａ）の間の外周が引っ込んでいるので、そのスロット（１ａ）の間を樹脂（１ｃ）で補うことで目的を達成した。
【００１９】
請求項２のギャップレスモータの振動止は、ギャップレスモータは固定子（１）のスロット（１ａ）が電磁石になり、回転子（２）を引っ付けて回転するものである。その固定子（１）のスロット（１ａ）と、隣のスロット（１ａ）の間の外周が引っ込んでいるので、その回転子（２）の両端に、振動防止板（１ｂ）を取り付けることで目的を達成した。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のギャップレスモータの振動止を使用することで、次のような効果がある。
（イ）固定子が真円になったため振動を防げる。
（ロ）真円になっているため、消費電力も少なくなる。
（ハ）請求項２の振動防止板は、故障したときに修理ができる。
【００２１】
ギャップレスモータの利点は、次のような効果がある。
（イ）ギャップレスモータは簡単である。
（ロ）簡単であるから故障が少ない。
（ハ）ギャップレスモータはギャップが無いので、ギャップに加わるエネルギーロスがないので、消費電力が少ない。
（ニ）ギャップレスモータは低速回転が得意なので、従来のように減速する必要がないので、歩行用電動車に回転があう。
（ホ）ギャップレスモータは性質上振動しているので、インナーローターの回転子軸に、捩子を一体化させると焼け付くことがない。
（ヘ）ギャップレスモータは、摩擦がないからベアリングが不要である。
（ト）ギャップレスモータは性質上、ブレーキモータの変わりをする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図は、配線図と模式図である。
【図２】図は、図１の状態の模式図と、三相電源を現したグラフである。
【図３】図は、２時のスロットに電気が流れた状態の、模式図とグラフである。
【図４】請求項２の、固定子の斜視図である。
【図５】固定子から振動防止板を分解した斜視図である。
【図６】電動車に取り付けた斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明のギャップレスモータの振動止は、ケイ素鋼板を型で打ち抜き回転子（２）と固定子（１）を作る。回転子（２）はリングになっており、取り付ける物によって外周は変わる。そして、積層して回転子（２）を作くり、外れないように回転子（２）の外周を溶接、またはかしめて止める。
【００２４】
ケイ素鋼板を型で、回転子（２）を打ち抜いた残りのケイ素鋼は、固定子（１）を作る。固定子（１）は、スロット（１ａ）の数が６個で、中心に軸を通す穴が開いている。スロット（１ａ）とスロット（１ａ）の間は２ミリであるが、ギャップが０．３ミリなので近すぎることはない。そこでギャップを０．１から２ミリの間にする。その理由は、ギャップが０．１以下のときは、熱によって固定子（１）が膨脹して、回転子（２）の隙間がなくなる。また２ミリ以上のギャップは、回転子（２）の中心の移動が大きいため使い物にならない。だだし、バイブレーターとして使用するときには、もっと広いギャップが必要である。
【００２５】
固定子（１）の中心の軸は、動かないようにギャップレスモータを固定するためと、軸に積層した固定子（１）を固定するために付いており、型で打ち抜いた固定子（１）のケイ素鋼を積層して固定子（１）を作り、その固定子（１）のスロット（１ａ）にコイル（１ｄ）を巻く。
【００２６】
その他のスロット（１ａ）も、同じ方向にコイル（１ｄ）を巻いて、一方はダイオード（３）に繋いで、ダイオード（３）は互い違いに繋ぎ、そのダイオード（３）の端は束ねてアース（４）とする。
【００２７】
コイル（１ｄ）の、もう一方の端は三相交流に繋ぎ、その方法は向かい合ったコイル（１ｄ）をＵ相、Ｖ相、Ｗ相に繋ぐ。すると、ダイオード（３）が互い違いになっているため、向かい合った相はプラス電気とマイナス電気になる。
【００２８】
できた固定子（１）は、スロット（１ａ）とスロット（１ａ）の間にガラス繊維を詰め込み、樹脂（１ｃ）で固めてから、旋盤で外径を少し削って、回転子（２）がすり動く状態に被せる。プレスで打ち抜くときは、回転子（２）の内側と固定子（１）の外側が同じ直径であるため、固定子（１）の方を少し削って作る。
【００２９】
そして電流を通すと回転子（２）は、固定子（１）が磁気的に一番良いところに回転子（２）が収まるために横滑りをして、正規の位置に戻る。そのため、回転子（２）が取れるようなことはない。そして、回転子（２）のスロット（１ａ）は順番に引っ付き、公転をする。回転磁界が回転する方法は、時計回りに固定子（１）を回転子（２）が公転すれば、回転子（２）の内径と固定子（１）の外径の、差の分だけ１Ｈｚで、時計回りの逆の自転をする。
【００３０】
したがって、ギャップレスモータにはベアリングが不要で、また作動中に回転子（２）が外れることがない。さらに、磁束の漏れがないため消費電力が少ない。
【００３１】
請求項２のギャップレスモータの振動止は、ギャップレスモータに取り付けている振動防止板（１ｂ）は、固定子（１）のスロット（１ａ）と隣のスロット（１ａ）の間が振動するので、そのスロット（１ａ）の両端に、振動防止板（１ｂ）を取り付ける。
【００３２】
その振動防止板（１ｂ）は、非磁性体でできており、固定子（１）のスロット（１ａ）にコイル（１ｄ）を巻いて、その両端に振動防止板（１ｂ）を取り付けるため、コイル（１ｄ）など接触するところは削っておく。
【００３３】
したがって、スロット（１ａ）の間が引っ込んでいても、外側の振動防止板（１ｂ）が真円を保つため振動は起きないが、固定子（１）に振動防止板（１ｂ）を取り付けた分、回転子（２）を軸方向の長さに長くしなければならない。
【実施例１】
【００３４】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
本発明のギャップレスモータの振動止を、図１の配線図で説明する。図は、市販されているステッピングモータの固定子を、ギャップレスモータの固定子（１）に代用して、インバータを介して三相の電源で、アウータローターのギャップレスモータを作った。固定子（１）は、直径φ５０で、６個のスロット（１ａ）を持ち、厚みは１５ミリのスロット（１ａ）には０．２ミリのコイル（１ｄ）を３００回巻き、ダイオード（３）の５アンペアの物を繋ぎ、アース（４）にする。
【００３５】
隣のスロット（１ａ）は、同じ方向に巻いてダイオード（３）を逆に繋ぐ。ダイオード（３）は、隣のスロット（１ａ）は逆に、互い違いに設置する。そして、対角に向き合った線を繋ぎ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に繋ぎ、その回転子（２）を樹脂（１ｃ）でスロット（１ａ）とスロット（１ａ）の間を固めてから、真円に周囲を削る。
【００３６】
回転子（２）は、２インチのパイプを２０ミリ切断して、内径を５０．３ミリに削り実験してみた。しかし、実際に制作するときには、ケイ素鋼で、積層して作る。すると、磁束は高周波モータで証明されているように、４００Ｈｚの周波数にも磁気化することなく反応するはずである。
【００３７】
しかし、本実験はパイプを切断しただけであるからインバーターで２０Ｈｚ、１２Ｖを流すと順番に引っ付き、１Ｈｚで約１ミリ自転し、１秒間で２０ミリ動き、約５０度回る。ケイ素鋼を使用していないため、２０Ｈｚ以上の周波数では、回転子（２）のパイプが磁気化されてしまい、高い周波数では回転しなかった。しかし、消費電力が少ないことは、電圧が１２ｖのとき、電流は１Ａであったから、消費電力は１２ｗであった。トルクは、回転子（２）の手で押さえても、容易に止まらないぐらいの力があった。
【００３８】
そして固定子（１）の回りを、回転子（２）が公転し、１回転の１Ｈｚで、回転子（２）の中心は、０．１５ミリ端にずって回転するが、０．３ミリの振動は許容範囲である。それは、ゴムなどで振動を防げば、いかようにもなる、取るに足りないことである。
【実施例２】
【００３９】
２図は模式図とグラフで、回るところを順に説明すると、グラフはＵ相にプラスの電気が流れたところで、実線で現している。すると模式図の、時計の１２時のところにあるスロット（１ａ）のＵ相が、電磁石になったところである。その図の中で、Ｕ相のスロット（１ａ）はＳ極になっており、Ｓ極の磁束は引き込むように矢印が下を向いている。
【００４０】
その磁束は、左隣の時計の１０時のところにあるＶ´相が、グラフのマイナスの電気の最高電流から０になる途中であるから、図面の磁束を１本だけ通していることで現している。そして、その磁束は回転子（２）を介してＵ相に戻り、磁束は完成する。したがって、磁束が、複雑な経路を辿らず、ギャップも短いため磁束が漏れる要素が無いので、消費電力が少ない。そのＶ´相の電流は、６分の１Ｈｚ前には最高電流であった。
【００４１】
右隣の時計の２時のところにあるＷ´相が、グラフではマイナスの電気の０から最高電流になる途中であるから、図面の磁束を１本だけ通していることで現している。その図では、Ｗ´相が２ミリ隙間が開いているが、実際には０．１ミリ隙間が開いているだけであるから、磁束の漏れる要素がないため、少電力で作動する。
【００４２】
次に３図のグラフの実線は、Ｗ´相のマイナスの電気が流れ、２時のスロット（１ａ）がＮ極の電磁石になって、作用したところである。このときＵ相の、１２時のスロット（１ａ）は、グラフを見て分かるとうり、最高電流が約半分の電流になり、電流が流れる。Ｖ相の４時のスロット（１ａ）も、約半分の電気が流れ始めているところである。この様な作業を繰り返して、Ｖ相の４時、Ｕ´相の６時、Ｗ相の８時、Ｖ´相の１０時と回転子（２）は、時計の回る方向に固定子（１）を公転して、時計とは逆の方向に１Ｈｚで１ミリ移動して、２．３度自転する。
【００４３】
このギャップレスモータの振動止は、回転子（２）が公転１回で、振動するのはモータの性質で仕方ないが、スロット（１ａ）の間が低かったので、公転１回転の間に、６回の振動するのを防ぐ物である。したがって、公転１回で、音の振動は１Ｈｚの振動であるから、毎秒２０Ｈｚの電源で回すと、音の振動は２０Ｈｚで低周波になり聞こえにくい。また、このギャップレスモータの力は、回転子（２）に１メートルの棒を取り付けてトルクを計ると、約１キロでであった。しかし、定格トルクでは、定格回転速度が２０Ｈｚのとき、毎分８回転なので、定格トルクは低い値になる。
【実施例３】
【００４４】
図４の斜視図は、請求項２の振動防止板（１ｂ）を取り付けたギャップレスモータの固定子（１）である。そのギャップレスモータの振動止は、固定子（１）の両端に振動防止板（１ｂ）を取り付けている。それは、スロット（１ａ）と隣のスロット（１ａ）の間の、外周の半径が短くなっているため振動するので、そのスロット（１ａ）の両端に、振動防止板（１ｂ）を取り付けたことで解決した。
【００４５】
その振動防止板（１ｂ）は、非磁性体の真鍮またはプラスチックでできており、厚みは５ミリで、直径はφ５０で、軸の穴が開いている。固定子（１）は、直径も同じくφ５０で、厚み６０ミリで、スロット（１ａ）にコイル（１ｄ）をφ０．２の３００回巻いている。その両端に振動防止板（１ｂ）を取り付けるため、コイル（１ｄ）など接触するところは削っておく。このギャップレスモータは、歩行者用電動車（６）に取り付けるように設計した物である。
【００４６】
したがって、スロット（１ａ）の間が引っ込んでいても、外側の振動防止板（１ｂ）が真円を保つため振動は起きない。しかし固定子（１）に、振動防止板（１ｂ）を取り付けた、５ミリを２個の、１０ミリを足した７０ミリの回転子（２）にしなければならない。しかし、回転子（２）の両端５ミリは、積層した物でわなく、何でも良いが、振動防止板（１ｂ）が接触するところなので、接触に耐える物でなくてはならない。
【００４７】
５図は、分解した固定子（１）で、左から振動防止板（１ｂ）があり、次に固定子（１）があり、右端に振動防止板（１ｂ）がある。固定子（１）はスロット（１ａ）があり、そのスロット（１ａ）をコイル（１ｄ）が巻いてあり、電流を通すことでスロット（１ａ）は電磁石になる。そのコイル（１ｄ）の部分が接触するため、振動防止板（１ｂ）は図のように、接触する部分を取り除く必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のギャップレスモータの振動止を使用したギャップレスモータを、シルバーカーの電動車（６）に使用した場合が、図５である。この電動車（６）を、最初に試作する予定である。それは、従来のモータは４００ｗで、４０キロメートル走るのが普通である。しかし、ギャップレスモータは片側２０ｗの、両側４０ｗで充分である。また、速度調節はインバータを使用し、インバータを使用しているから１００ｖの電流を流せるため、従来の２４ｖのモータより、発生する熱が押さえられるため効率が良い。
【００４９】
そしてギャップレスモータの性質上、磁束の漏れるところがないためと、電動機のギャップが接触したときの、電磁吸着力は強い。それは、換気扇が２０ｗの誘導モータの固定子が、電磁吸着力を鑑みても、２０ｗで充分であると想像する。換気扇は回転するとき、羽は１００グラムのトルクしか加わっていない。しかしモータを分解して、固定子のスロットに物を引っ付けると、３０キロ以上の電磁吸着力がある。その電磁吸着力を、そのまま使用するのであるから、従来とは比べ物にならない約１０分の１の、走行距離は４００キロメートル走る予定である。
【００５０】
そして低速で回転し、下り坂も速度が一定に保てる。それには、インバータが要るが、その代わりに作動装置が不要で、減速装置も不要である。しかも、ギャップレスモータは摩擦を使用しない点でも期待ができる。また、回転子（２）とタイヤ（６ａ）は一体化しており、後輪を浮かすと、差し込んでいるだけなので簡単に取り外すことができる。
【００５１】
そして、半分でも固定子（１）に回転子（２）が被さっていると、電流を流すことで、回転子（２）は回転するより早く、正規の位置に戻るのでガイドも不要である。そして、故障したときに電動車（６）を押して移動させたいときは、固定子（１）と回転子（２）が回転するぐらいに、力をいれれば移動さすこともできる。しかし摩擦が大きいため、１０メートル移動さすのがやっとである。
【００５２】
本発明のギャップレスモータの振動止を、インナーローターにもできる。電動車（６）をインナーローターのギャップレスモータにした場合は、タイヤ（６ａ）の軸を介して中央に取り付けたギャップレスモータに取り付ける。そのギャップレスモータは、軸を中心に回転子（２）が具備されている。したがって、振動止は樹脂（１ｃ）を詰め込む方法と、振動防止板（１ｂ）を取り付ける方法のどちらでも良い。
【符号の説明】
【００５３】
１  固定子      １ａ  スロット        １ｂ  振動防止板      １ｃ  樹脂
１ｄ  コイル
２  回転子            ３  ダイオード        ４  アース      ５  コンデンサ
６  電動車          ６ａ  タイヤ
【図１】
2013066280.tif 000003
【図２】
2013066280.tif 000004
【図３】
2013066280.tif 000005
【図４】
2013066280.tif 000006
【図５】
2013066280.tif 000007
【図６】
2013066280.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャプッレスモータは、固定子（１）のスロット（１ａ）が電磁石になり、
該スロット（１ａ）と隣のスロット（１ａ）は、互い違いにＳ極及びＮ極でできており、回転子（２）を引っ付けて回転するもので、
該固定子（１）の該スロット（１ａ）と、隣のスロット（１ａ）の間の外周が引っ込んでいるので、
該固定子（１）の両端に、該固定子（１）と同じ直径の該振動防止板（１ｂ）を取り付け、周囲を真円にし、
該振動防止板（１ｂ）は、該スロット（１ａ）に巻いたコイル（１ｄ）と接触する部分は削ることを特徴とするギャップレスモータの振動止。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原理としては玩具のフラフープのように、固定子のスロットを順番に引っ付けて回るときに振動を防ぐ、ギャップレスモータの振動止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機は、固定子と回転子が干渉しないようにギャップを約０．５ミリとっていた。その誘導電動機の場合、固定子が誘導する回転磁界によって回転子が誘導されて回転していた。したがって、６０Ｈｚの場合は２極で毎分３６００回転からすべりを引いた約３３００回転、４極の場合には約１６５０回転回っていた。そのため、大部分の機械は減速装置を使用して、低速回転の物に使用していた。
【０００３】
また、ギャップが無いモータとしては超音波モータがあり、軸と直角のギャップで、固定子に圧電セラミックスを使用して、回転子（ロータリング）に圧力を加えギャップを無いようにして回転するモータがあった。しかし超音波モータは、進行波で回転しているため圧電素子など、高価な部品を必要としていた。
【０００４】
また、出願されているものの中に特許文献２の、実公平５−３７６６１の可変空隙モータがあった。そのモータは内部にクランクを取り付け回転する物かあったが、クランクを取り付けると重量バランスが崩れ、モータは振動で踊ることは明らかであり、使用できるものではなかった。
【０００５】
特許文献３の特開昭６０−７０９９４の転動モータの励磁方法は、ステータの振動をユニバーサルジョイントを取り付け、そのユニバーサルジョイントでロータが回転していたが、ユニバーサルジョイントを取り付けないといけないぐらいに、ロータの内径とステータの外形の隙間が開いていると、重量バランスがずれて、モータ自身が振動で踊りだすのは明らかである。
【０００６】
そこで、特許文献１の特開２００９−３３８４５のギャップレスモータは、三相の交流で、６個のダイオードを介して、それぞれのスロットが電気の流れるときだけ、電磁石として回転子リングを引き寄せ、回転子リングは一周のスロットが順番に引っ付けて公転する。そして固定子の外周と、回転子リングの内周の、差の分だけ回転する磁界とは逆に自転する、低速モータのギャップレスモータであった。
【０００７】
その利点は、モータの性質上ギャップは０．３ミリしかないし、実際に作動しているところはギャップがないため、磁束の漏れが少ない。
またＮ極とＳ極が隣り合っているため、磁束の通り道が完成している。
さらに、回転摩擦が無いことで、ベアリングが不要である。
このため、直流モータは８０％の効率で、トランスは９５％の効率であり、ギャップレスモータは９０％以上の効率を目指すものである。
発電機や電動機は、機械的エネルギーを電気的エネルギーに、またはその逆に変換するものであるが、トランスは電気的エネルギーどうしの変換であるから、構造は簡単で損失も少ない。そして、ギャップレスモータのギャップがないことで、完全に引っ付いているから、トランスと同じく磁束の漏れがないため効率が良い。
【０００８】
普通のモータは、０．５ミリのギャップがあって、回転によって磁束は大きく歪められるが、ギャップレスモータのギャップは片方０．３ミリで、自転する回転子の磁束は１ミリ程度しか回転していないので、そのまま磁束が形成される。つまり、電気が通じてない状態になつたときに、磁束が作用しないだけで、ほぼ同じ所を引っ付けているだけのため、磁束の漏れる要素がない。
【０００９】
そこで回転摩擦が無いという意味を説明すると、平らな道をボールが転がっているような物で、空気の摩擦がなければ、永遠に転げて行く。その平らな道が丸くなって管になっただけである。リニアモータの説明で、モータを切って広げるとリニアモータになると説明していたが、リニアモータとは逆になっている物と想像すると分かる。そして、その管の中をボールが転がり、自転する。その隙間は、直径で０．３ミリである。したがって、ベアリングを使用しないのではなく、ベアリングを使用すると回転しない。しかも電流を通すと、回転子は正規の位置を守り、それは０．１ミリ端にずれると直るぐらいに、回転子は磁気的に良い所を指示して回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−３３８４５
【特許文献２】実公平５−３７６６１
【特許文献３】特開昭６０−７０９９４
【特許文献４】特開２００４−１２９４１５
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】見城尚志氏、指田年生共著
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の特開２００９−３３８４５のギャップレスモータは、三相の交流で、６個のダイオードを介して、それぞれのスロットが電気の流れるときだけ引っ付ける。そして電磁石として、回転子リングを引き寄せ、回転子リングは一周のスロットが順番に引っ付き、固定子の外周と、回転子リングの内周の、差の分だけ回転する磁界とは、逆に回転する。その低速モータの、ギャップレスモータであったが、スロットとスロットの間が何も無いため、外周が歪になり振動していた。
【００１３】
その振動は、回転する回転子が、スロットとスロットの間が何も無いところに嵌まると、回転子はスロットとスロットの間の谷に入り、回転子は谷の分、回転子を引き寄せ、回転子の全体が振動する。そのため振動だけでなく、消費電力も無駄があった。
【００１４】
それを平らな道をボールが転がっているとこるで説明すれば、そのボールはゴルフボールで、窪み開いており、その窪みのところに差し掛かれば、真円でないためボールの中心は下がり、抵抗になっていた。
【００１５】
それを、直径φ５０の固定子を、例にとって説明すれば、スロットの外周は２４ミリでスロットとスロットの間は２ミリである。その２ミリの隙間に差し掛かったとき、回転子の中心は０．０２ミリ中心を移動させる。
【００１６】
それを、管の中に取り付けると、管の内径と固定子の外形の差は０．３ミリであるため、０．０００１ミリ中心を移動させ、そのたった０．０００１ミリの誤差が振動になる。しかし、０．０００１ミリの誤差が振動を起こすとは考え難く、スロットの中心部が強度的に強く、スロットの端の部分が弱いため、強力な電磁吸着力で歪んでしまい、音がでるものと考えると納得できる。つまり、外観は殆ど円形を保っているが、強度的には六角形の固定子（１）を、回転子が回っているのと同じことである。
【００１７】
そこで、本発明のギャップレスモータの振動止は、振動防止板（１ｂ）を取り付けることで、振動防止板（１ｂ）が真円を守るため、振動を防止するギャップレスモータの振動止を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明のギャップレスモータの振動止は、ギャップレスモータは固定子（１）のスロット（１ａ）が電磁石になり、回転子（２）を引っ付けて回転するものである。その固定子（１）のスロット（１ａ）と、隣のスロット（１ａ）の間の外周が引っ込んでいるので、その固定子（１）の両端に、振動防止板（１ｂ）を取り付けることで目的を達成した。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のギャップレスモータの振動止を使用することで、次のような効果がある。
（イ）固定子が真円になったため振動を防げる。
（ロ）真円になっているため、消費電力も少なくなる。
（ハ）振動防止板は、故障したときに修理ができる。
【００２０】
ギャップレスモータの利点は、次のような効果がある。
（イ）ギャップレスモータは簡単である。
（ロ）簡単であるから故障が少ない。
（ハ）ギャップレスモータはギャップが無いので、ギャップに加わるエネルギーロスがないので、消費電力が少ない。
（ニ）ギャップレスモータは低速回転が得意なので、従来のように減速する必要がないので、歩行用電動車に回転があう。
（ホ）ギャップレスモータは性質上振動しているので、インナーローターの回転子軸に、捩子を一体化させると焼け付くことがない。
（ヘ）ギャップレスモータは、摩擦がないからベアリングが不要である。
（ト）ギャップレスモータは性質上、ブレーキモータの変わりをする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図は、配線図と模式図である。
【図２】図は、図１の状態の模式図と、三相電源を現したグラフである。
【図３】図は、２時のスロットに電気が流れた状態の、模式図とグラフである。
【図４】固定子の斜視図である。
【図５】固定子から振動防止板を分解した斜視図である。
【図６】電動車に取り付けた斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のギャップレスモータの振動止は、ケイ素鋼板を型で打ち抜き回転子（２）と固定子（１）を作る。回転子（２）はリングになっており、取り付ける物によって外周は変わる。そして、積層して回転子（２）を作くり、外れないように回転子（２）の外周を溶接、またはかしめて止める。
【００２３】
ケイ素鋼板を、型で回転子（２）を打ち抜いた残りのケイ素鋼は、固定子（１）を作る。固定子（１）は、スロット（１ａ）の数が６個で、中心に軸を通す穴が開いている。スロット（１ａ）とスロット（１ａ）の間は２ミリであるが、ギャップが０．３ミリなので近すぎることはない。そこでギャップを０．１から２ミリの間にする。その理由は、ギャップが０．１以下のときは、熱によって固定子（１）が膨脹して、回転子（２）の隙間がなくなる。また２ミリ以上のギャップは、回転子（２）の中心の移動が大きいため使い物にならない。だだし、バイブレーターとして使用するときには、もっと広いギャップが必要である。
【００２４】
固定子（１）の中心の軸は、動かないようにギャップレスモータを固定するためと、軸に積層した固定子（１）を固定するために付いており、型で打ち抜いた固定子（１）のケイ素鋼を積層して固定子（１）を作り、その固定子（１）のスロット（１ａ）にコイル（１ｄ）を巻く。
【００２５】
その他のスロット（１ａ）も、同じ方向にコイル（１ｄ）を巻いて、一方はダイオード（３）に繋いで、ダイオード（３）は互い違いに繋ぎ、そのダイオード（３）の端は束ねてアース（４）とする。
【００２６】
コイル（１ｄ）の、もう一方の端は三相交流に繋ぎ、その方法は向かい合ったコイル（１ｄ）をＵ相、Ｖ相、Ｗ相に繋ぐ。すると、ダイオード（３）が互い違いになっているため、向かい合った相はプラス電気とマイナス電気になる。
【００２７】
ギャップレスモータの振動止は、ギャップレスモータに取り付けている振動防止板（１ｂ）は、固定子（１）のスロット（１ａ）と隣のスロット（１ａ）の間が振動するので、そのスロット（１ａ）の両端に、振動防止板（１ｂ）を取り付ける。
【００２８】
その振動防止板（１ｂ）は、非磁性体でできており、固定子（１）のスロット（１ａ）にコイル（１ｄ）を巻いて、その両端に振動防止板（１ｂ）を取り付けるため、コイル（１ｄ）など接触するところは削っておく。
【００２９】
したがって、スロット（１ａ）の間が引っ込んでいても、外側の振動防止板（１ｂ）が真円を保つため振動は起きないが、回転子（２）に振動防止板（１ｂ）を取り付けた分、軸方向の長さを長くしなければならない。
【００３０】
そして電流を通すと回転子（２）は、固定子（１）が磁気的に一番良いところに回転子（２）が収まるために横滑りをして、回転子（２）が取れるようなことはない。そして、回転子（２）のスロット（１ａ）は順番に引っ付き、公転をする。回転磁界が回転する方法は、時計回りに固定子（１）を回転子（２）が公転すれば、回転子（２）の内径と固定子（１）の外径の、差の分だけ１Ｈｚで、時計回りの逆の自転をする。
【００３１】
したがって、ギャップレスモータにはベアリングが不要で、また作動中に回転子（２）が外れることがない。さらに、磁束の漏れがないため消費電力が少ない。
【実施例１】
【００３２】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
本発明のギャップレスモータの振動止を、図１の配線図で説明する。図は、市販されているステッピングモータの固定子を、ギャップレスモータの固定子（１）に代用して、インバータを介して三相の電源で、アウータローターのギャップレスモータを作った。固定子（１）は、直径φ５０で、６個のスロット（１ａ）を持ち、厚みは１５ミリのスロット（１ａ）には０．２ミリのコイル（１ｄ）を３００回巻き、ダイオード（３）の５アンペアの物を繋ぎ、アース（４）にする。
【００３３】
隣のスロット（１ａ）は、同じ方向に巻いてダイオード（３）を逆に繋ぐ。ダイオード（３）は、隣のスロット（１ａ）は逆に、互い違いに設置する。そして、対角に向き合った線を繋ぎ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に繋ぎ、振動防止板（１ｂ）を取り付ける。
【００３４】
回転子（２）は、２インチのパイプを２０ミリ切断して、内径を５０．３ミリに削り実験してみた。しかし、実際に制作するときには、ケイ素鋼で、積層して作る。すると、磁束は高周波モータで証明されているように、４００Ｈｚの周波数にも磁気化することなく反応するはずである。
【００３５】
しかし、本実験はパイプを切断しただけであるからインバーターで２０Ｈｚ、１２Ｖを流すと順番に引っ付き、１Ｈｚで約１ミリ自転し、１秒間で２０ミリ動き、約５０度回る。ケイ素鋼を使用していないため、２０Ｈｚ以上の周波数では、回転子（２）のパイプが磁気化されてしまい、高い周波数では回転しなかった。しかし、消費電力が少ないことは、電圧が１２ｖのとき、電流は１Ａであったから、消費電力は１２ｗであった。トルクは、回転子（２）の手で押さえても、容易に止まらないぐらいの力があった。
【００３６】
そして固定子（１）の回りを、回転子（２）が公転し、１回転の１Ｈｚで、回転子（２）の中心は、０．１５ミリ端にずって回転するが、０．３ミリの振動は許容範囲である。それは、ゴムなどで振動を防げば、いかようにもなる、取るに足りないことである。
【実施例２】
【００３７】
２図は模式図とグラフで、回るところを順に説明すると、グラフはＵ相にプラスの電気が流れたところで、実線で現している。すると模式図の、時計の１２時のところにあるスロット（１ａ）のＵ相が、電磁石になったところである。その図の中で、Ｕ相のスロット（１ａ）はＳ極になっており、Ｓ極の磁束は引き込むように矢印が下を向いている。
【００３８】
その磁束は、左隣の時計の１０時のところにあるＶ´相が、グラフのマイナスの電気の最高電流から０になる途中であるから、図面の磁束を１本だけ通していることで現している。そして、その磁束は回転子（２）を介してＵ相に戻り、磁束は完成する。したがって、磁束が、複雑な経路を辿らず、ギャップも短いため磁束が漏れる要素が無いので、消費電力が少ない。そのＶ´相の電流は、６分の１Ｈｚ前には最高電流であった。
【００３９】
右隣の時計の２時のところにあるＷ´相が、グラフではマイナスの電気の０から最高電流になる途中であるから、図面の磁束を１本だけ通していることで現している。その図では、Ｗ´相が２ミリ隙間が開いているが、実際には０．１ミリ隙間が開いているだけであるから、磁束の漏れる要素がないため、少電力で作動する。
【００４０】
次に３図のグラフの実線は、Ｗ´相のマイナスの電気が流れ、２時のスロット（１ａ）がＮ極の電磁石になって、作用したところである。このときＵ相の、１２時のスロット（１ａ）は、グラフを見て分かるとうり、最高電流が約半分の電流になり、電流が流れる。Ｖ相の４時のスロット（１ａ）も、約半分の電気が流れ始めているところである。この様な作業を繰り返して、Ｖ相の４時、Ｕ´相の６時、Ｗ相の８時、Ｖ´相の１０時と回転子（２）は、時計の回る方向に固定子（１）を公転して、時計とは逆の方向に１Ｈｚで１ミリ移動して、２．３度自転する。
【００４１】
このギャップレスモータの振動止は、回転子（２）が公転１回で、振動するのはモータの性質で仕方ないが、スロット（１ａ）の間が低かったので、公転１回転の間に、６回の振動するのを防ぐ物である。したがって、公転１回で、音の振動は１Ｈｚの振動であるから、毎秒２０Ｈｚの電源で回すと、音の振動は２０Ｈｚで低周波になり聞こえにくい。また、このギャップレスモータの力は、回転子（２）に１メートルの棒を取り付けてトルクを計ると、約１キロでであった。しかし、定格トルクでは、定格回転速度が２０Ｈｚのとき、毎分８回転なので、定格トルクは低い値になる。
【実施例３】
【００４２】
図４の斜視図は、振動防止板（１ｂ）を取り付けたギャップレスモータの固定子（１）である。そのギャップレスモータの振動止は、固定子（１）の両端に振動防止板（１ｂ）を取り付けている。それは、スロット（１ａ）と隣のスロット（１ａ）の間の、外周の半径が短くなっているため振動するので、そのスロット（１ａ）の両端に、振動防止板（１ｂ）を取り付けたことで解決した。
【００４３】
その振動防止板（１ｂ）は、非磁性体の真鍮またはプラスチックでできており、厚みは５ミリで、直径はφ５０で、軸の穴が開いている。固定子（１）は、直径も同じくφ５０で、厚み６０ミリで、スロット（１ａ）にコイル（１ｄ）をφ０．２の３００回巻いている。その両端に振動防止板（１ｂ）を取り付けるため、コイル（１ｄ）など接触するところは削っておく。このギャップレスモータは、歩行者用電動車（６）に取り付けるように設計した物である。
【００４４】
したがって、スロット（１ａ）の間が引っ込んでいても、外側の振動防止板（１ｂ）が真円を保つため振動は起きない。しかし固定子（１）に、振動防止板（１ｂ）を取り付けた、５ミリを２個の、１０ミリを足した７０ミリの回転子（２）にしなければならない。しかし、回転子（２）の両端５ミリは、積層した物でわなく、何でも良いが、振動防止板（１ｂ）が接触するところなので、接触に耐える物でなくてはならない。
【００４５】
５図は、分解した固定子（１）で、左から振動防止板（１ｂ）があり、次に固定子（１）があり、右端に振動防止板（１ｂ）がある。固定子（１）はスロット（１ａ）があり、そのスロット（１ａ）をコイル（１ｄ）が巻いてあり、電流を通すことでスロット（１ａ）は電磁石になる。そのコイル（１ｄ）の部分が接触するため、振動防止板（１ｂ）は図のように、接触する部分を取り除く必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のギャップレスモータの振動止を使用したギャップレスモータを、シルバーカーの電動車（６）に使用した場合が、図５である。この電動車（６）を、最初に試作する予定である。それは、従来のモータは４００ｗで、４０キロメートル走るのが普通である。しかし、ギャップレスモータは片側２０ｗの、両側４０ｗで充分である。また、速度調節はインバータを使用し、インバータを使用しているから１００ｖの電流を流せるため、従来の２４ｖのモータより、発生する熱が押さえられるため効率が良い。
【００４７】
そしてギャップレスモータの性質上、磁束の漏れるところがないためと、電動機のギャップが接触したときの、電磁吸着力は強い。それは、換気扇が２０ｗの誘導モータの固定子が、電磁吸着力を鑑みても、２０ｗで充分であると想像する。換気扇は回転するとき、羽は１００グラムのトルクしか加わっていない。しかしモータを分解して、固定子のスロットに物を引っ付けると、３０キロ以上の電磁吸着力がある。その電磁吸着力を、そのまま使用するのであるから、従来とは比べ物にならない約１０分の１の、走行距離は４００キロメートル走る予定である。
【００４８】
そして低速で回転し、下り坂も速度が一定に保てる。それには、インバータが要るが、その代わりに差動装置が不要で、減速装置も不要である。しかも、ギャップレスモータは摩擦を使用しない点でも期待ができる。また、回転子（２）とタイヤ（６ａ）は一体化しており、後輪を浮かすと、差し込んでいるだけなので簡単に取り外すことができる。
【００４９】
そして、半分でも固定子（１）に回転子（２）が被さっていると、電流を流すことで、回転子（２）は回転するより早く、正規の位置に戻るのでガイドも不要である。そして、故障したときに電動車（６）を押して移動させたいときは、固定子（１）と回転子（２）が回転するぐらいに、力をいれれば移動さすこともできる。しかし摩擦が大きいため、１０メートル移動さすのがやっとである。
【００５０】
本発明のギャップレスモータの振動止を、インナーローターにもできる。電動車（６）をインナーローターのギャップレスモータにした場合は、タイヤ（６ａ）の軸を介して中央に取り付けたギャップレスモータに取り付ける。そのギャップレスモータは、軸を中心に回転子（２）が具備されている。したがって、振動止は樹脂を詰め込む方法と、振動防止板（１ｂ）を取り付ける方法のどちらでも良い。
【符号の説明】
【００５１】
１  固定子      １ａ  スロット        １ｂ  振動防止板
１ｄ  コイル
２  回転子            ３  ダイオード        ４  アース      ５  コンデンサ
６  電動車          ６ａ  タイヤ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013066280.tif 000009