(57)【要約】      （修正有）【課題】永久磁石同期モータのローター永久磁石磁力線に、固定子電磁石からの吸引また反発作用を大きく影響させる構造に、電磁石を配置設計した。モータの、供給電気エネルギーをトルクエネルギーに大きく変換する構造とした。【解決手段】ローターの構造を円盤形状にして、外周部に永久磁石を固定する方法として、ローターの円盤を薄く設計し、永久磁石の全方位に発生する磁力線が、固定子の電磁石磁力線と最大限影響するような構造で固定した外部の固定子は、４方向からローターの永久磁石を方位する形状に設計した。これらの構造から漏洩磁力線を最小にして、有効磁力線を多く作用できて微小電力でも効率よくトルク成分を電気エネルギーから変換できた。電気エネルギーのロスは最小が可能になった。【選択図】図１
2009005570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤の外周部に永久磁石を挿入する、ホルダーを設け、外周部に固定されたローターの永久磁石を、最大限  四方から電磁石で取り囲み、この電磁石に、Ｎ極、Ｓ極が連続的に作られるよう、電圧をかけて回転することを、特長とするモータの構造。
【請求項２】
請求項１のモータは、直流または交流同期モータの方式であるが永久磁石取り付け方法を改良し、このローターに固定する磁石の、磁力線を、包囲した外部の電磁石が、ローターの永久磁石から生じる磁力線と漏洩磁力線を多く利用し、漏洩磁力線を最小にして、吸引または反発する効果最大利用する構造。
【請求項３】
ローターの永久磁石の、今まで作用しない漏洩磁束を最小にすることで、モータの電磁石固定子に、流す電流を小さくしても、トルクを確保する事を特長としたモータの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は永久磁石使用のモータを構造的に改良、永久磁石の持つ磁力線を最大限利用する目的に、電磁石形状と配置を考案、底消費電力で、高トルク発生を達成する、モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来、永久磁石モータにおいて、  モータに電流を流し磁力線を応用して吸引又は反発力をモータトルクとして、利用していた。
この磁力線は永久磁石のばあい、使用する永久磁石固有の磁力線が存在しその磁力線をできるだけ多く利用すれば、モータ外部から供給する電流は少量でも、トルク変換効果が良いことに着目したものである。
従来電気モータは回転子と固定子で相互あるいは、片方に電流を与え磁力線を作り、磁力の反発  又は吸引効果でトルクを生成電気エネルギーを回転エネルギーに、変換して動力に利用していた。
これらの場合モータの形状は、通常インナーローターか、アウターローターで有り。偏平なフラットモーターも存在するが、インナーローター式でもアウターローター式でも、フラットモータ式でも、ローター部分に生じる磁力線は一部漏洩磁力として、使われないものも多く、モータ形状からして、漏洩磁力を、利用できない構造であった。
漏洩磁力は微力のようであるが、たとえば電池式の時計の場合ランニング時間が長く連続しているものは、微力なエネルギーロスも電池寿命に大きい差がでる。
本考案ではローターの外周部に固定した、永久磁石を４方向より包囲して、通常永久磁石から出ている限定された磁力線を、全包囲の磁力線に影響する構造として、インナーローターとアウターローターとフラットローターをより多くの磁力線を利用できる４方向より方位する構造として問題解決した。【０００３】従来の永久磁石同期モータの場合、永久磁石の減磁耐力を向上させる必要があるが永久磁石の体積を大きくするか、極数を増加するかの方法がある。そのなかで永久磁石を大きくするとコストアップになる、極数を適切に選択するのがよいがいままでの固定子設計では、永久磁石を包囲する構造でないから、減磁耐力を向上させるに、設計の困難があった。
ローターの永久磁石を包囲する構造は瞬時包囲した、電磁石に電圧と電流の適切制御で問題が解決した。
ローターの永久磁石を片面から電磁石でコントロール出力している場合では、電流を多く消費して、エネルギーロスがあった。
全包囲電磁石方法は電磁石のコイルが分散しているので、熱蓄積も少なく可変する出力に対して、エネルギーの供給を最適コントロールするのは固定子の電流供給をコントロールするのが主であったから、無駄な電力消費も削減できた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】従来のモータによると、永久磁石同期モータでは、ローターの永久磁石がつくる磁力線は固定子電磁石の片面からの、作用構造のため漏洩磁力線があり、ローター側の永久磁石がつくる磁力線を最大限利用するには、構造上の改善が必要であった。
微小電力でトルク生成するモータでは漏洩磁力線も最小にして、エネルギーロスを最小にして、電気エネルギーを、トルクエネルギーに変換する、必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明は、ローター外周部の永久磁石を４方向より、電磁石固定子で包囲した構造で設計したので、ローターの永久磁石が生成する磁力線のほとんどに、固定子の磁力が、吸引又は反発作用することを、確保した。
【発明の効果】
【０００８】永久磁石を使ったローターは、永久磁石固有の磁力線を全方位に生成しているその磁力線総量に限界があり固定子側の磁力線が、多く作用する構造にすると外部の供給電力は少量でも、吸引または反発の効果が大きくなった。【０００９】モータ性能を上げるため、永久磁石同期モータの  ローターに使用する永久磁石は  残留磁束密度の大きい高性能なものを使うが、その場合コギングトルクが大きくなり、問題があったが、これらの制御は外部の電磁石に電流を与えて、滑らかな動きに制御するが、電磁石で永久磁石を包囲した設計だと電気磁力を制御しやすくなった。【００１０】永久磁石同期モータの場合、モータの回転が高速になると、いわゆる、弱め磁界運転が良い方法であるが、この場合は固定子電気磁界を制御するので、ローター永久磁石を、全方位  包囲している構造であれば、コントロールが容易である。
これにより、高速域の出力と、トルク増加が容易になった。
すなわち、永久磁石同期モータの高効率運転領域が広くなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】以下に、本発明を実施するための最良の形態を実施例によって説明する。
【実施例】
【００１２】実施例として図１と図２例を図示したが、理論は同一理論に帰する方法である。
図１の１から１２までは、固定子の配置正面図である。固定子の電磁コイル１５，１６、１８、１９、はモータ側面の一部断面図で、この図に示すように、４方向から、ローターの永久磁石を、包囲した構造とした。コイル入力端子は１３，１４１７、２０、に設け、電気制御装置から通電コントロールを行う。
ローター２３、と永久磁石２２の固定は、永久磁石２２を固定金具２１でサンドイッチしてローター２３に固定した。図１の２９はローターに使用する永久磁石２９と、その周辺に発生している磁力線２８を表すが、ローター２３の外周部に湾曲した円筒形状３１とモータの中心を回る円軌道３０の外部より固定子電磁石３２を４方向から円軌道３０に沿って配置した。【００１３】モータ取り付けフレーム４１にベアリング４２を装填、出力軸４３よりトルク出力軸からトルクを取り出す構造で、出力軸センターを対称にに、固定子と回転子３５，３６，３９，４０、３７、３８、を配置した一部断面側面図である。コイル入力端子２４、２５、２６、２７、はそれぞれ、電気制御装置から通電し、永久磁石同期モータ特有の制御を行う。【００１４】図２についても図１とすべて、同等の設計と電気制御で、電気エネルギーを、モータとしてトルクエネルギーの、効率アップすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】  本発明による、永久磁石ローターを電磁石固定子が包囲した設計で漏洩磁力線まで、吸引または反発効果を増大することが可能となった、永久磁石ローターと電磁石固定子の配置の組み立て図と一部断面側面図である。
【図２】  本発明の図１に同等で機能と作用は同じであるが、デザインの少し異なる例題として正面図と一部断面の側面図である。
【符号の説明】
【００３２】  １    固定子電磁石
２    固定子電磁石
３    固定子電磁石
４    固定子電磁石
５    固定子電磁石
６    固定子電磁石
７    固定子電磁石
８    固定子電磁石
９    固定子電磁石
１０    固定子電磁石
１１    固定子電磁石
１２    固定子電磁石
１３    固定子コイル入力端子
１４    固定子コイル入力端子
１５    固定子コイル
１６    固定子コイル
１７    固定子コイル入力端子
１８    固定子コイル
１９    固定子コイル
２０    固定子コイル入力端子
２１    ローター永久磁石固定金具
２２    永久磁石
２３    ローターフレーム
２４    固定子コイル入力端子
２５    固定子コイル入力端子
２６    固定子コイル入力端子
２７    固定子コイル入力端子
２８    湾曲円筒ローター永久磁石磁力線
２９    湾曲円筒ローター永久磁石
３０    湾曲円筒ローター永久磁石回転軌道センターライン
３１    湾曲円筒ローター永久磁石
３２    固定子電磁石磁力線集中作用面
３３    固定子電磁石コイル
３４    固定子電磁石コイル通電端子
３５    固定子電磁石コイル
３６    固定子電磁石コイル
３７    ローター永久磁石固定金具
３８    湾曲円筒ローター永久磁石
３９    固定子電磁石コイル
４０    固定子電磁石コイル
４１    モータ固定とりつけフレーム
４２    モーク主軸回転ベアリング
４３    モータ出力軸
４４    固定子電磁石
４５    固定子電磁石
４６    固定子電磁石
４７    ローター永久磁石
４８    固定子電磁石
４９    ローターフレーム
５０    モータ出力軸
５１    ローター支持ベアリング
５２    ローター支持ベアリング
５３    固定子電磁石
５４    固定子電磁石
５５    ローター永久磁石
５６    固定子電磁石
５７    固定子電磁石
５８    固定子電磁石入力端子
５９    固定子電磁石入力端子
６０    固定子電磁石入力端子
６１    固定子電磁石入力端子
６２    固定子電磁石
６３    固定子電磁石
６４    固定子電磁石
６５    モータ取り付けフレーム
６６    固定子電磁石入力端子
６７    固定子電磁石入力端子
６８    固定子電磁石入力端子
６９    固定子電磁石入力端子
７０    モータ出力軸
【図１】
2009005570.tif 000003
【図２】
2009005570.tif 000004