(57)【要約】【課題】  従来のモータは、高速回転で大部分の機械が減速装置を必要としていた。そこで、永久磁石を使ったギャプレスモータは低速で、トルクが大きく、停止したときにはブレーキモータのように抵抗がある。【解決手段】  本発明の永久磁石を使ったギャプレスモータは、切り替えスイッチ（４）を介してそれぞれのスロット（１）が電気の流れるときだけ電磁石として回転子リング（５）を引き寄せ、反対側は反発して、回転子リング（５）は交流の１Ｈｚによって一周のスロット（１）が順番に引っ付き、固定子（７）の外周と、回転子リング（５）の内周の、差の分だけ回転磁界と逆に回転する低速モータで、ベアリングを必要としない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相電源から切り替えスイッチ（４）を介し、固定子（７）のスロット（１）にコイル（２）を巻き、反対側のスロット（１）のコイル（２）には逆向きに巻いて、電流が流れたとき両方のスロット（１）が同じ磁極になるようにして、アース（３）に繋ぐ。
その他の電源も１２０度離して、同様に切り替えスイッチ（４）を介し、コイル（２）に巻きアース（３）に繋ぐ。
回転子リング（５）は、固定子（７）の外側に被せ、回転子リング（５）はＳ極とＮ極の永久磁石の二極になっている。
切り替えスイッチ（４）は、切り替えスイッチ（４）のスイッチを操作するため、回転子リング（５）の外側にはカム（６）が付いていることで、電流を切り替える。
そのため、この永久磁石を使ったギャプレスモータは、回転する回転子リング（５）を円滑に回転させるための、ベアリングを使用しないことを特徴とする永久磁石を使ったギャプレスモータ。  
【請求項２】
固定子（７）が外側で、中の回転子軸（８）を回すことを
特徴とする請求項１の永久磁石を使ったギャプレスモータ。
【請求項３】
単相交流の場合の、メインの配線は、切り替えスイッチ（４）を介して固定子（７）のスロット（１）にコイル（２）を巻き、反対側のスロット（１）は逆向きに巻いて、電流が流れたとき同じ極になるようにして、アース（３）に繋ぐ。
単相交流からコンデンサ（１２）を通った電流は、切り替えスイッチ（４）を介してスロット（１）にコイル（２）を巻き、反対側のスロット（１）は逆向きに巻いて、電流が流れたとき同じ磁極になるようにして、アース（３）に繋ぐことを特徴とする請求項１の永久磁石を使ったギャプレスモータ。
【請求項４】
切り替えスイッチ（４）で回転子リング（５）の磁気を利
用するマグネットスイッチを使用すれば、回転子リング（５）に取り付けたカム（６）が不要になることを特徴とする、請求項１と請求項２と請求項３の永久磁石を使ったギャプレスモータ。
【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、スロットを順番に引っ付けて回る永久磁石を使ったギャプレスモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導電動機は、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、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）に圧力を加えギャプを無いようにして回転するモータがあった。その他、
【特許文献１】実公平５−０３７６６１
【特許文献２】特許２５３３３１９
【特許文献３】特開平５−０２２９２２
【非特許文献１】見城尚志氏、指田年生共著
【０００４】
が、あった。特許文献１の可変空隙モータはギャプが無く、自転力と公転力を取り出せる物であった。特許文献２の低速高トルクモータは、減速歯車等の減速機が不要で、低騒音の高トルクを得る物があった。特許文献３の偏心回転ロータ可変リラクタンス型モータは、歯車を使い信頼性の高い高トルクを出すものがあった。非特許文献１の超音波モータは、その本の中で、超音波モータが回る原理が書いてある。その方法はギャプを無くして、進行波でロータリングを回す物であるが、それなら従来の誘導電動機で順番に引っ付けて回る、永久磁石を使った回転子リングで動力を取れると思った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のモータは、高速回転で大部分が減速装置を必要としていた。そのため、減速装置のエネルギーの消費が多かった。また、そのときの条件でモータの回転数が変わっていた。例えば、電動車で上りと下りでは速度が違っていた。
また、超音波モータは、圧電セラミックスや超音波発生装置など、構造か複雑で高価であった。
特許文献で、本発明との相違点は、円滑に回転させるためのベアリングが必要ないことで、ベアリングがないと止まったときに勝手に動かず、部品数も減り、メンテナンスが簡単である。
【０００６】
そこで、本発明の永久磁石を使ったギャプレスモータは、交流の１Ｈｚによって一周スロット（１）が順番に引っ付き、固定子（７）の外周と、回転子リング（５）の内周の、差の分だけ回転磁界とは逆に回転する、低速モータの永久磁石を使ったギャプレスモータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の永久磁石を使ったギャプレスモータは、三相電源から切り替えスイッチ（４）を介し、固定子（７）のスロット（１）にコイル（２）を巻き、反対側のコイル（２）には逆向きに巻いて、電流が流れたとき同じ磁極になるようにして、アース（３）に繋ぐ。
同様に、残った配線も１２０度間隔を開けて繋ぐ。
切り替えスイッチ（４）を操作するため、永久磁石を使った回転子リング（５）には、カム（６）が付いていることで、切り替えスイッチ（４）のスイッチを押し、電流を切り替える。
【０００８】
回転子リング（５）は固定子（７）の外側に被せ、回転子リング（５）はＳ極Ｎ極の二極になっており、切り替えスイッチ（４）は回転子リング（５）の外に取り付けたカム（６）によって切り替わる。
また、それぞれのスロット（１）がＮ極、Ｓ極で、電気の流れるときだけ電磁石として回転子リング（５）を引き寄せ、または反発して、回転子リング（５）は交流の１Ｈｚによって一周のスロット（１）が順番に引っ付き、固定子（７）の外周と、回転子リング（５）の内周の、差の分だけ回転磁界とは逆に回転することで目的を達成した。
【０００９】
請求項２の永久磁石を使ったギャプレスモータは、固定子（７）を外側に、回転子軸（８）を内側に配置したことで、上記と同じく回転子軸（８）が回転する。
【００１０】
請求項３の単相交流の場合は、切り替えスイッチ（４）を介して固定子（７）のスロット（１）にコイル（２）を巻き、反対側のスロット（１）は逆向きに巻いて、電流が流れたとき同じ磁極になるようにして、アース（３）に繋ぐ。
単相交流からコンデンサ（１２）を通った電流は、切り替えスイッチ（４）を介してスロット（１）にコイル（２）を巻き、反対側のスロット（１）は逆向きに巻いて、電流が流れたとき同じ磁極になるようにして、アース（３）に繋ぐ。
切り替えスイッチ（４）を操作するため、永久磁石を使った回転子リング（５）には、カム（６）が付いていることで、電流を切り替える。
【００１１】
請求項４は、請求項１と請求項２と請求項３の切り替えスイッチ（４）で、回転子リング（５）の磁気を利用するマグネットスイッチを使用すれば、回転子リング（５）に取り付けたカム（６）が不要になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の永久磁石を使ったギャプレスモータを使用することで、次のような効果がある。
（イ）本発明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。
（ロ）本発明は性質上振動しているので、回転子軸に捩子を一体化させると焼け付き難い。
（ハ）本発明はベアリングが不要である。
（ニ）本発明は条件によって、回転数が変動することはない。
（ホ）本発明は、性質上ブレーキモータの変わりをする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
本発明の、永久磁石を使ったギャプレスモータを三相交流で回すとき、図１で説明すると６個のスロット（１）にコイル（２）を巻き、反対側のスロット（１）は逆に巻き、電流を流したときに同じ磁極になるようにする。この場合、プラスがＳ極で、マイナスがＮ極である。
すると図２の、一番上の時計で言えば１２時のスロット（１）は、切り替えスイッチ（４）を介在して、切り替えスイッチ（４）のスイッチが作動しているため逆のマイナス電流が流れて、Ｎ極で回転子リング（５）もＮ極で反発し、反対側の６時のスロット（１）は同じくＮ極で回転子リング（５）はＳ極で引っ付いている。
【００１４】
そのときの電流を現したグラフが図２の下に書いてあり、今の状態を実線が示している。Ｕ相はプラスの電流が流れるが、切り替えスイッチ（４）によってマイナスの電流が流れＮ極なる。Ｖ相も、Ｗ相も切り替えスイッチ（４）が作動していないため、そのままのマイナス電流が流れＮ極になる。
【００１５】
次に図３の、Ｗ相のマイナスがピークに達し、２時のスロット（１）は切り替えスイッチ（４）が作動していないためＮ極で反発し、反対側の８時のスロット（１）はＮ極で引っ付いている。
【００１６】
そのときの電流を現したグラフが図３の下に書いてあり、今の状態を実線が示している。Ｗ相はマイナスの電流が流れ、切り替えスイッチ（４）は作動してないため、マイナスの電流が流れＮ極なる。Ｕ相はプラスの電流が流れるが、切り替えスイッチ（４）によってマイナスの電流が流れＮ極なる。Ｖ相は切り替えスイッチ（４）が作動していないため、そのままのプラス電流が流れＳ極になる。
【００１７】
次に図４の、Ｖ相のプラスがピークに達し、４時のスロット（１）は切り替えスイッチ（４）が作動していないためＳ極で反発し、反対側の１０時のスロット（１）もＳ極で、回転子リング（５）はＮ極で引っ付いている。
【００１８】
そのときの電流を現したグラフが図４の下に書いてあり、今の状態を実線が示している。Ｖ相はプラスの電流が流れ、切り替えスイッチ（４）は作動してないためプラスの電流が流れＳ極なる。Ｕ相はマイナスの電流が流れるが、切り替えスイッチ（４）によってプラスの電流が流れＳ極なる。Ｗ相は切り替えスイッチ（４）が作動していないため、そのままのプラス電流が流れＳ極になる。
【００１９】
その次に図５のＵ相のマイナスは、切り替えスイッチ（４）が作動しているためプラスの電流が流れ、１２時のスロット（１）はＳ極で、回転子リング（５）はＮ極で引っ付く。６時のスロット（１）はＳ極で、回転子リング（５）も同じくＳ極で反発している。
【００２０】
そのときの電流を現したグラフが図５の下に書いてあり、今の状態を実線が示している。Ｕ相はマイナスの電流が流れるが、切り替えスイッチ（４）によってプラスの電流が流れＳ極なる。Ｖ相もＷ相も切り替えスイッチ（４）が作動していないため、そのままのプラス電流が流れＳ極になる。
【００２１】
そのような作業を繰り返して、回転子リング（５）は交流の１Ｈｚによって一周のスロット（１）が順番に引っ付き、固定子（７）の外周と、回転子リング（５）の内周の、差の分だけ回転磁界と逆に回転する。そして、回転子リング（５）が１８０度回ったところの図が図６で、１２時のスロット（１）は、カム（６）が切り替えスイッチ（４）を作動していないため、プラス電流が流れてＳ極で、回転子リング（５）もＳ極で反発し、反対側の６時のスロット（１）は同じくＳ極で、回転子リング（５）はＮ極で引っ付いている。
【００２２】
そのときの電流を現したグラフが図６の下に書いてあり、今の状態を実線が示している。Ｕ相はプラスの電流が流れ、切り替えスイッチ（４）は作動していないためプラスの電流が流れＳ極なる。Ｖ相も、Ｗ相も切り替えスイッチ（４）が作動しているため、プラス電流が流れＳ極になる。このような作業を繰り返して、回転子リング（５）は毎分約１５回転する。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の永久磁石を使ったギャプレスモータを、図１の配線図で説明すると、永久磁石を使ったギャプレスモータの固定子（７）はφ５０で、６個のスロット（１）を持ち、厚みは４０ミリのスロット（１）には０．２ミリのコイル（２）を３００回巻き、反対側のスロット（１）は逆に巻き同じ磁極になるように巻く。コイル（２）の最初と、最後を切り替えスイッチ（４）に繋ぎ、三相電源とアース（３）に繋ぐ。それは、切り替えスイッチ（４）を分かりやすくするために書いただけで、切り替えスイッチ（４）は４極のスイッチで正流と逆流させることで、簡単に切り替えスイッチ（４）の役目をはたす。
【００２４】
回転子リング（５）は、自動車のワイパーモータの固定子を代用して、Ｎ極にあたる部分にカム（６）を取り付け、切り替えスイッチ（４）は押しボタン式の４極で回転子リング（５）に取り付けたカム（６）によって押されてプラスとマイナスが入れ替わる。回転子リング（５）の内径は、５０．２ミリで実験してみた。
また、図面では分かり易くするためにギャプを広く取ってあるが、実際は０．２ミリで、１Ｈｚで約０．６ミリ回転し、６０Ｈｚで１秒間に３６ミリ動き、約９０度回る。  したがって、このモータは６０Ｈｚで毎分１５回転する低速モータである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の、永久磁石を使ったギャプレスモータをシルバーカーの電動車に使用した場合は、図８のように回転子リング（５）の外側にタイヤ（９）を取り付けると低速で回転し、ベアリングが付いていないことで下り坂も速度が一定に保てる。しかし、低速すぎると使い難くなるので、その問題を解決するためにはインバータを早くするか、ギャプを広くしてやると速度は自由に変えられる。また、インバータが要る代わりに差動装置が不要で、減速装置も不要である。また、ベアリングが不要なので、止まったときにブレーキモータの変わりをする。
【００２６】
本発明の永久磁石を使ったギャプレスモータをクレーンなどに使用すれば、回転子リング（５）にワイヤーを直接巻けば減速装置の必要がないし、電源を切ったときも永久磁石は引っ付いているためブレーキが掛かり滑り落ち難い、ブレーキモータの変わりをする。
【００２７】
請求項２の、回転子と固定子が逆になった、永久磁石を使ったギャプレスモータを、捩子を使用した送り装置にすれば、図９のように低速回転で振動している。精密に言えば、振動で空中に浮かんだ状態になるので焼き付き難い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図は、本発明の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】図は、４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５】図は、６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６】図は、回転子リングが１８０度回ったところの、１２時のロットに電気が流れた状態の模式図とグラフである。
【図７】図は、請求項２の内側に回転子軸を使った斜視図である。
【図８】図は、電動車に本発明を使用した斜視図である。
【図９】請求項２の送り装置の斜視図である。
【図１０】請求項３の、単相の配線図と模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  スロット                            ２  コイル
３  アース                              ４  切り替えスイッチ
５  回転子リング                        ６  カム
７  固定子                              ８  回転子軸
９  タイヤ                            １０  電動車
１１  捩子                              １２  コンデンサ
【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】
2009081978.tif 000009
【図８】
2009081978.tif 000010
【図９】
2009081978.tif 000011
【図１０】
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