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JP4706351B2 - Inductor type motor - Google Patents

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JP4706351B2
JP4706351B2 JP2005179662A JP2005179662A JP4706351B2 JP 4706351 B2 JP4706351 B2 JP 4706351B2 JP 2005179662 A JP2005179662 A JP 2005179662A JP 2005179662 A JP2005179662 A JP 2005179662A JP 4706351 B2 JP4706351 B2 JP 4706351B2
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Description

本発明は、誘導子型モータに関し、詳しくは、界磁側の磁束を所要位置に誘導する磁性体からなる誘導子を備えたアキシャルギャップタイプのモータに関するものである。 The present invention relates to induction Shirubeko motor, and more particularly to a axial gap type motor having a ing derivative Shirubeko a magnetic body carrying the magnetic flux of the field side to the required position.

従来、特開昭54−116610号公報(特許文献1)や特開平6−86517号公報(特許文献2)において、誘導子を用いた発電機が開示されている。該発電機では、図7に示すように、駆動軸1が外筒となるブラケット2にベアリング3を介して貫通し、駆動軸1に外嵌固定された継鉄4の外周に界磁巻線5を設けていると共に界磁巻線5の左右から交互に突出する爪形磁極6、7(誘導子)を設け、全体として回転子を形成している。一方、ブラケット2には、爪形磁極6、7に対向して固定子巻線8を設けている。また、界磁巻線5への電力供給は、スリップリング9を介して摺動自在に給電する構成としている。   Conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 54-116610 (Patent Document 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 6-86517 (Patent Document 2) disclose a generator using an inductor. In the generator, as shown in FIG. 7, a field winding is provided on the outer periphery of a yoke 4 that passes through a bracket 2 serving as an outer cylinder through a bearing 3 and is fitted and fixed to the driving shaft 1. 5 and claw-shaped magnetic poles 6 and 7 (inductors) protruding alternately from the left and right of the field winding 5 are provided to form a rotor as a whole. On the other hand, the stator 2 is provided on the bracket 2 so as to face the claw-shaped magnetic poles 6 and 7. In addition, the power supply to the field winding 5 is configured to supply power slidably through the slip ring 9.

前記構成によれば、スリップリング9を介して界磁巻線5に直流を供給することで界磁巻線5の図中右側にN極が発生し、図中左側にS極が発生する場合を考えると、右側から突出する爪形磁極6にN極が誘導され、左側から突出する爪形磁極7にS極が誘導される。即ち、駆動軸1を中心として巻回された界磁巻線5を1つ設けるだけで、回転子の外周側に複数のN極およびS極を周方向の交互に発生させることが可能となる。
また、モータにおいても誘導子を用いたものがある。
According to the above configuration, when a direct current is supplied to the field winding 5 through the slip ring 9, an N pole is generated on the right side of the field winding 5 in the figure and an S pole is generated on the left side of the figure. , The N pole is guided to the claw-shaped magnetic pole 6 protruding from the right side, and the S pole is guided to the claw-shaped magnetic pole 7 protruding from the left side. That is, by providing only one field winding 5 wound around the drive shaft 1, a plurality of N poles and S poles can be alternately generated in the circumferential direction on the outer peripheral side of the rotor. .
Some motors use inductors.

前記特許文献1及び特許文献2のように、爪形磁極(誘導子)を金属板を所要形状に打ち抜いて折曲形成している場合には、誘導子を容易に形成することができる。
しかしながら、例えば、アキシャルギャップタイプのモータで誘導子を用いる場合、誘導子が塊状となることがある。このような塊状の誘導子は、塊状の磁性体を切削して所要形状の誘導子を形成している場合が多いが、該方法では誘導子の作製に多大な労力とコストがかかる問題がある。
When the claw-shaped magnetic pole (inductor) is formed by bending a metal plate into a required shape as in Patent Document 1 and Patent Document 2, the inductor can be easily formed.
However, for example, when an inductor is used in an axial gap type motor, the inductor may be massive. In many cases, such a bulky inductor is formed by cutting a bulky magnetic material to form an inductor having a desired shape. However, this method has a problem that it takes a lot of labor and cost to produce the inductor. .

特開昭54−116610号公報JP 54-116610 A 特開平6−86517号公報JP-A-6-86517

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、アキシャルギャップタイプのモータに好適に用いられる誘導子の作製を容易にし、かつ、誘導子に交流磁場が作用したときに発生する渦電流を低減することを課題としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and facilitates the production of an inductor suitably used for an axial gap type motor, and reduces the eddy current generated when an AC magnetic field acts on the inductor. The challenge is to do.

前記課題を解決するため、本発明は、中心孔が駆動軸に固定されると共に誘導子が取り付けられた回転子と、該回転子の軸線方向の両側に配置した電機子側固定子と界磁側固定子を備えたアキシャルギャップタイプの誘導子型モータであって、
前記電機子側固定子には周方向に間隔をあけて電機子コイルが配置されていると共に、前記界磁側固定子には円環形状の界磁体が配置され、
前記回転子に取り付けられる誘導子は、回転子本体に周方向に間隔をあけて且つ軸線方向に貫通して取り付けられ、これら誘導子の一端面は前記電機子コイルと対向させると共に他端面は前記界磁体の外周側と内周側とに周方向で交互に対向配置させ、周方向に交互に逆極性となる磁極が形成される構成とし、
前記各誘導子は、磁性体の粉末を金型内で圧縮して一体化させて形成しており、その長さ方向の一端面から他端面にかけて磁束が通る方向とし、一端面を前記電機子コイルとの対向面とする一方、他端面を前記界磁体との対向面とし、前記磁束方向に対する垂直方向の断面積は同一とされると共に、該垂直方向の断面形状は前記一端面と他端面とで相違させていることを特徴とする誘導子型モータを提供している。
In order to solve the above problems, the present invention provides a rotor having a center hole fixed to a drive shaft and an inductor attached thereto, an armature side stator disposed on both sides in the axial direction of the rotor, and a field An axial gap type inductor motor with a side stator,
An armature coil is disposed in the armature side stator with an interval in the circumferential direction, and a ring-shaped field body is disposed in the field side stator,
Inductors attached to the rotor are attached to the rotor body at intervals in the circumferential direction and penetrating in the axial direction. One end face of these inductors is opposed to the armature coil and the other end face is The outer circumferential side and the inner circumferential side of the field body are alternately opposed to each other in the circumferential direction, and magnetic poles having opposite polarities alternately in the circumferential direction are formed.
Each inductor, a powder of magnetic material element is formed by integrating them with compressed in a mold, and the direction through which the magnetic flux toward the other end surface from the one end face of its length, the electric one end face While the opposite surface to the child coil is the opposite surface to the field body, the cross-sectional area in the vertical direction with respect to the magnetic flux direction is the same, and the vertical cross-sectional shape is the same as that of the one end surface and the other An inductor type motor characterized by being different from the end face is provided.

前記構成によれば、誘導子は粉末磁性体を金型内で圧縮して一体化させて形成しているため、金型を所要形状で作製することにより、複雑な形状の誘導子を形成でき、一端面と他端面とで断面形状を相違させた形状としても容易に形成することができる。また、金属の塊から切削した場合と比べ精度よく形成でき、さらに、金型で効率よく大量生産することができる。 According to the above configuration, since the inductor is formed by compressing and integrating the powder magnetic body in the mold, the inductor having a complicated shape can be formed by manufacturing the mold in a required shape. Also, it can be easily formed in a shape in which the cross-sectional shapes are different between the one end surface and the other end surface. In addition, it can be formed with higher accuracy than when it is cut from a lump of metal, and can be mass-produced efficiently with a mold.

前記誘導子の一端面は円形あるいは円弧形のいずれか一方とすると共に、他端面いずれか他方としていることが好ましい。
前記構成によれば、誘導子の端面を円形あるいは円弧形として、電機子コイルあるいは界磁体の磁束発生領域に誘導子を対向させているため、誘導子が効率良く磁化され、該誘導子を用いたモータ等では高効率で回転子を回転させることができる。
One end surface of the inductor is preferably either circular or arcuate and the other end surface is preferably the other.
According to the above configuration, since the end face of the inductor is circular or arcuate and the inductor is opposed to the magnetic flux generation region of the armature coil or field body, the inductor is efficiently magnetized, and the inductor is The used motor or the like can rotate the rotor with high efficiency.

前記磁性体の粉末としては、珪素鋼、パーメンダー、鉄、パーマロイのいずれかを含む粉末が好適に用いられる。
また、前記磁性体粉末から形成する誘導子は、電機子コイルと界磁体とに対向させる両端面を除く外周面を樹脂でモールドして、形状を保持しておくことが好ましい。
このように、形状保持しておくことで保管時や後述する誘導子型モータの回転子の誘導子嵌合孔に取り付ける際などに誘導子の変形発生を抑制することができる。
As the magnetic powder, a powder containing any of silicon steel, permender, iron, and permalloy is preferably used.
In addition, it is preferable that the inductor formed from the magnetic powder is held in shape by molding the outer peripheral surface of the inductor except for both end faces facing the armature coil and the field body with resin.
In this way, by maintaining the shape, deformation of the inductor can be suppressed during storage or when it is attached to an inductor fitting hole of a rotor of an inductor type motor described later.

前記アキシャルギャップタイプの誘導子型モータでは誘導子は断面積は同一としながら両端面の形状を相違させる複雑な形状とする必要があるが、前記のように、誘導子は粉末磁性体を金型で圧縮して一体化して形成しているため、複雑形状の前記誘導子を容易に形成することができる。   In the axial gap type inductor type motor, the inductor needs to have a complicated shape with the same cross-sectional area but different shapes of both end faces. Therefore, the inductor having a complicated shape can be easily formed.

即ち、前記誘導子は電機子コイルとの対向面となる一端面を円形としている一方、界磁体との対向面となる他端面を前記界磁体の外周側あるいは内周側に対向する円弧形状としている。
前記構成によれば、前記と同様、電機子コイルと界磁体の磁束発生領域に誘導子の両端面を対向させているため、誘導子が効率良く磁化され、誘導子型モータの回転子を高効率で回転させることができる。
In other words, the inductor has a circular shape at one end surface facing the armature coil, while the other end surface facing the field body has an arc shape facing the outer circumferential side or the inner circumferential side of the field body. Yes.
According to the above configuration, since both end faces of the inductor are opposed to the armature coil and the magnetic flux generation region of the field body as described above, the inductor is efficiently magnetized, and the rotor of the inductor type motor is raised. It can be rotated with efficiency.

前記界磁体あるいは/および電機子コイルを超電導材で形成していることが好ましい。
界磁体あるいは/および電機子コイルを超電導材で形成すると、大電流を給電することが可能となり、発生する磁束を大幅に強化でき、高出力化を図ることができる。また、超電導化を図ることで大電流密度が得られるため、界磁体および電機子コイルを小さくすることができ、誘導子型モータを小型軽量化できる。なお、超電導材としてはビスマス系やイットリウム系等の高温超電導材を用いると好適である。
It is preferable that the field body and / or the armature coil is formed of a superconducting material.
When the field body and / or the armature coil is formed of a superconducting material, a large current can be supplied, the generated magnetic flux can be greatly strengthened, and high output can be achieved. Moreover, since a large current density can be obtained by achieving superconductivity, the field body and the armature coil can be reduced, and the inductor motor can be reduced in size and weight. As the superconducting material, it is preferable to use a high temperature superconducting material such as bismuth or yttrium.

前述したように、本発明によれば、粉末磁性体を金型内で圧縮して一体化させて形成しているため、一端面と他端面とで断面形状が相違する複雑な形状の誘導子でも容易に形成することができる。また、金属の塊から切削した場合と比べ精度を高めることができ、金型で大量生産することができる。   As described above, according to the present invention, the magnetic powder is compressed and integrated in the mold, so that the inductor having a complicated shape with different cross-sectional shapes at the one end face and the other end face is formed. But it can be formed easily. In addition, the accuracy can be increased compared to the case of cutting from a lump of metal, and mass production can be performed with a mold.

また、前記誘導子を備えると共に中心孔が駆動軸に固定された回転子と、該回転子の軸線方向の両側に配置した電機子側固定子と界磁側固定子を備えたアキシャルギャップタイプの誘導子型モータとし、誘導子の電機子コイルとの対向面となる一端面を円形としている一方、界磁体との対向面となる他端面を界磁体の外周側あるいは内周側に対向する円弧形状とすると、誘導子が効率良く磁化され、回転子を高効率で回転させることができる。   An axial gap type comprising the rotor having the inductor and a center hole fixed to the drive shaft, and an armature side stator and a field side stator disposed on both sides in the axial direction of the rotor. The inductor type motor has a circular end surface opposite to the outer peripheral side or inner peripheral side of the field body while one end surface facing the armature coil of the inductor is circular and the other end surface facing the field body is circular. With the shape, the inductor is efficiently magnetized, and the rotor can be rotated with high efficiency.

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は実施形態の誘導子型モータ10を示す。
誘導子型モータ10はアキシャルギャップタイプであり、界磁側固定子11、回転子12、電機子側固定子13、回転子14、界磁側固定子15の順番に駆動軸34で貫通し、界磁側固定子11、15および電機子側固定子13は設置面Gに固定すると共に駆動軸34と空隙をあけ、回転子12、14は駆動軸34に外嵌固定している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an inductor type motor 10 of the embodiment.
The inductor type motor 10 is an axial gap type, and penetrates through the drive shaft 34 in the order of the field side stator 11, the rotor 12, the armature side stator 13, the rotor 14, and the field side stator 15, The field-side stators 11 and 15 and the armature-side stator 13 are fixed to the installation surface G and have a gap with the drive shaft 34, and the rotors 12 and 14 are externally fixed to the drive shaft 34.

界磁側固定子11と界磁側固定子15とは左右対称であり、図4(A)、(B)には一方の界磁側固定子15について代表して記載する。
界磁側固定子11、15は、設置面Gに固定された磁性体からなるヨーク16、29と、ヨーク16、29に埋設された真空断熱構造の断熱冷媒容器17、30と、断熱冷媒容器17、30に収容された超電導材からなる巻線である界磁コイル18、31とを備えている。
ヨーク16、29は、中央に駆動軸34の外径より大きく穿設された遊嵌穴16b、29bと、遊嵌穴16b、29bを中心として円環状に凹設された溝部16a、29aとを備えている。断熱冷媒容器17、30には液体窒素を循環させた状態で界磁コイル18、31を収容しており、その断熱冷媒容器17、30を溝部16a、29aに埋設している。
なお、ヨーク16、29は、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイ等の磁性体で形成している。また、界磁コイル18、31を形成する超電導材としては、ビスマス系やイットリウム系等の超電導材を用いている。
The field side stator 11 and the field side stator 15 are bilaterally symmetric, and FIGS. 4A and 4B show one field side stator 15 as a representative.
The field side stators 11 and 15 include yokes 16 and 29 made of a magnetic material fixed to the installation surface G, heat insulating refrigerant containers 17 and 30 having a vacuum heat insulating structure embedded in the yokes 16 and 29, and a heat insulating refrigerant container. 17 and 30 and field coils 18 and 31 which are windings made of a superconducting material.
The yokes 16 and 29 have loose fitting holes 16b and 29b drilled in the center larger than the outer diameter of the drive shaft 34, and groove portions 16a and 29a recessed in an annular shape around the loose fitting holes 16b and 29b. I have. The heat insulating refrigerant containers 17 and 30 contain the field coils 18 and 31 in a state where liquid nitrogen is circulated, and the heat insulating refrigerant containers 17 and 30 are embedded in the grooves 16a and 29a.
The yokes 16 and 29 are made of a magnetic material such as permender, silicon steel plate, iron, and permalloy. Further, as a superconducting material for forming the field coils 18 and 31, a superconducting material such as bismuth or yttrium is used.

回転子12、14は左右対称であり、図2(A)〜(D)には一方の回転子14について代表して記載している。
回転子12、14は、円盤形状で非磁性材料からなり中心孔19a、26aを有する回転子本体19、26と、中心孔19a、26aを中心として点対称位置に埋設された一対のS極誘導子21、27と、S極誘導子21、27から90°回転した位置に埋設された一対のN極誘導子20、28とを備えている。
The rotors 12 and 14 are bilaterally symmetric, and one of the rotors 14 is representatively described in FIGS.
The rotors 12 and 14 are disk-shaped and made of a nonmagnetic material and have rotor main bodies 19 and 26 having center holes 19a and 26a, and a pair of S pole inductions embedded in point-symmetric positions around the center holes 19a and 26a. And a pair of N-pole inductors 20 and 28 embedded at positions rotated by 90 ° from the S-pole inductors 21 and 27.

S極誘導子21、27、N極誘導子20、28は、粉末磁性体40を金型内で圧縮一体化させて図3に示す形状として作製している。図3(A)はN極誘導子20を示し一端面20a28aを円形、他端面20b、28bを円弧形としている。
前記粉末磁性体40は、珪素鋼、パーメンダー、鉄、パーマロイ等の粉体からなる。
S極およびN極の誘導子21、27、20、28は非磁性体の回転子12、14の孔に挿入するため、外周を非磁性体で囲繞する必要はないが、図3(B)に示すように樹脂41でモールドしている。
このように樹脂41でモールドすると、粉末磁性体40から形成した誘導子の形状保持を確実に図ることが出来ると共に、誘導子に発生する磁束方向と垂直方向への磁束漏れを防ぐことができる。
The south pole inductors 21 and 27 and the north pole inductors 20 and 28 are formed in a shape shown in FIG. 3 by compressing and integrating the powder magnetic body 40 in a mold. FIG. 3A shows an N-pole inductor 20 having one end face 20a28a circular and the other end faces 20b, 28b arcuate.
The powder magnetic body 40 is made of powder of silicon steel, permender, iron, permalloy or the like.
Since the S-pole and N-pole inductors 21, 27, 20, and 28 are inserted into the holes of the non-magnetic rotors 12 and 14, it is not necessary to surround the outer periphery with the non-magnetic body, but FIG. As shown in FIG.
When the resin 41 is molded in this way, the shape of the inductor formed from the powder magnetic body 40 can be reliably maintained, and magnetic flux leakage in the direction perpendicular to the magnetic flux direction generated in the inductor can be prevented.

S極誘導子21、27およびN極誘導子20、28は、図2(A)に示すように、電機子側固定子13と対向する円形の一端面20a、21a、27a、28aをそれぞれ同心円上の等間隔に配置している。
S極誘導子21、27の他端面21b、27bは、界磁コイル18、31のS極発生位置に対向するように配置され、例えばS極誘導子27の他端面27bは、図2(C)および図5(B)に示すように、界磁コイル31の外周側に対向配置される円弧形としている。
N極誘導子20、28の他端面20b、28bは、界磁コイル18、31のN極発生位置に対向するように配置され、例えばN極誘導子28の他端面28bは、図2(C)および図5(C)に示すように、界磁コイル31の内周側に対向配置される円弧状としている。
As shown in FIG. 2A, the S-pole inductors 21 and 27 and the N-pole inductors 20 and 28 are concentric with the circular end faces 20a, 21a, 27a, and 28a facing the armature-side stator 13, respectively. They are arranged at equal intervals on the top.
The other end faces 21b and 27b of the S pole inductors 21 and 27 are arranged so as to face the S pole generation position of the field coils 18 and 31, for example, the other end face 27b of the S pole inductor 27 is shown in FIG. ) And FIG. 5 (B), it is in the shape of a circular arc disposed opposite to the outer peripheral side of the field coil 31.
The other end faces 20b and 28b of the N pole inductors 20 and 28 are arranged so as to face the N pole generation position of the field coils 18 and 31, for example, the other end face 28b of the N pole inductor 28 is shown in FIG. ) And FIG. 5 (C), it is in the shape of a circular arc disposed opposite to the inner peripheral side of the field coil 31.

即ち、S極誘導子21、27およびN極誘導子20、28は、円弧状の他端面20b、21b、27b、28bから軸線方向に向けて断面形状を変化させることで一端面20a、21a、27a、28aでは円形となる立体形状としている。また、S極誘導子21、27およびN極誘導子20、28の磁束方向に対する垂直方向の断面積は、他端面20b、21b、27b、28bから一端面20a、21a、27a、28aまで一定としている。また、S極誘導子20、28の他端面20b、28bは、N極誘導子21、27の他端面21b、27bと同一面積としている。
なお、回転子本体19、26は、FRPやステンレス等の非磁性材料で形成している。
In other words, the S-pole inductors 21 and 27 and the N-pole inductors 20 and 28 have one end faces 20a, 21a, 20a, 21a, In 27a and 28a, it is set as the solid shape used as a circle. Further, the cross-sectional area in the direction perpendicular to the magnetic flux direction of the south pole inductors 21 and 27 and the north pole inductors 20 and 28 is constant from the other end faces 20b, 21b, 27b, 28b to the one end faces 20a, 21a, 27a, 28a. Yes. The other end surfaces 20b, 28b of the south pole inductors 20, 28 have the same area as the other end surfaces 21b, 27b of the north pole inductors 21, 27.
The rotor bodies 19 and 26 are made of a nonmagnetic material such as FRP or stainless steel.

電機子側固定子13は、図1(A)、(B)及び図6に示すように、設置面Gに固定された非磁性体からなる支持部22と、支持部22に埋設された真空断熱構造の断熱冷媒容器23と、断熱冷媒容器23に収容された超電導材からなる巻線である電機子コイル24とを備えている。
支持部22は、中央に駆動軸34の外径より大きく穿設された遊嵌穴22bと、遊嵌穴22bを中心として周方向に等間隔に穿設された4つの取付穴22aとを備えている。断熱冷媒容器23には液体窒素を循環させた状態で電機子コイル24を収容していると共に電機子コイル24の中空部には磁性体からなるフラックスコレクタ25を配置している。内部に電機子コイル24を収容した4つの断熱冷媒容器23を各コイル取付穴22aにそれぞれ埋設している。
なお、フラックスコレクタ25は、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイ等の磁性体で形成している。また、電機子コイル24を形成する超電導材としては、ビスマス系やイットリウム系等の超電導材を用いている。また、支持部22は、FRPやステンレス等の非磁性材料で形成している。
As shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 6, the armature side stator 13 includes a support portion 22 made of a nonmagnetic material fixed to the installation surface G, and a vacuum embedded in the support portion 22. A heat insulating refrigerant container 23 having a heat insulating structure and an armature coil 24 that is a winding made of a superconducting material housed in the heat insulating refrigerant container 23 are provided.
The support portion 22 includes a loose fitting hole 22b drilled at the center larger than the outer diameter of the drive shaft 34, and four mounting holes 22a drilled at equal intervals in the circumferential direction around the loose fitting hole 22b. ing. The adiabatic refrigerant container 23 accommodates the armature coil 24 in a state where liquid nitrogen is circulated, and a flux collector 25 made of a magnetic material is disposed in a hollow portion of the armature coil 24. Four heat-insulating refrigerant containers 23 accommodating the armature coils 24 are embedded in the respective coil mounting holes 22a.
The flux collector 25 is made of a magnetic material such as a permender, a silicon steel plate, iron, or permalloy. Further, as the superconducting material forming the armature coil 24, a bismuth-based or yttrium-based superconducting material is used. Moreover, the support part 22 is formed with nonmagnetic materials, such as FRP and stainless steel.

界磁コイル18、31と電機子コイル24には配線を介して給電装置32が接続され、界磁コイル18、31には直流を供給すると共に、電機子コイル24には三相交流を供給している。
断熱冷媒容器17、23、30には断熱配管を介して液体窒素タンク33が接続され、液体窒素を冷媒として循環している。
A power feeding device 32 is connected to the field coils 18 and 31 and the armature coil 24 via wiring, and a direct current is supplied to the field coils 18 and 31 and a three-phase alternating current is supplied to the armature coil 24. ing.
A liquid nitrogen tank 33 is connected to the heat-insulating refrigerant containers 17, 23, and 30 through heat-insulating piping, and circulates liquid nitrogen as a refrigerant.

次に、誘導子型モータ10の動作原理について説明する。
図1中右側の界磁コイル31に直流を給電すると、外周側にS極が発生すると共に内周側にN極が発生する。すると、図5(A)、(B)に示すように、S極側の磁束が他端面27bよりS極誘導子27内に導入され、一端面27aにS極磁束が現れる。また、図5(A)、(C)に示すように、N極側の磁束は他端面28bよりN極誘導子28内に導入され、一端面28aにN極磁束が現れる。ここで、他端面27b、28bは界磁コイル31の内外周に沿った同心円上に配置されているので、回転子14が回転してもS極誘導子27の一端面27aには常にS極が現れ、N極誘導子28の一端面28aには常にN極が現れることとなる。
同様の原理により、図1中左側の界磁コイル18に直流を給電すると、回転子12のN極誘導子20の一端面20aには常にN極が現れ、S極誘導子21の一端面21aには常にS極が現れる。
Next, the operating principle of the inductor type motor 10 will be described.
When a direct current is fed to the field coil 31 on the right side in FIG. 1, an S pole is generated on the outer peripheral side and an N pole is generated on the inner peripheral side. Then, as shown in FIGS. 5A and 5B, the magnetic flux on the south pole side is introduced into the south pole inductor 27 from the other end face 27b, and the south pole magnetic flux appears on the one end face 27a. Further, as shown in FIGS. 5A and 5C, the magnetic flux on the N pole side is introduced into the N pole inductor 28 from the other end face 28b, and the N pole magnetic flux appears on the one end face 28a. Here, since the other end surfaces 27 b and 28 b are arranged on concentric circles along the inner and outer peripheries of the field coil 31, the S pole is always provided on the one end surface 27 a of the S pole inductor 27 even when the rotor 14 rotates. Appears, and the N pole always appears on the one end face 28a of the N pole inductor 28.
When a direct current is supplied to the left field coil 18 in FIG. 1 according to the same principle, an N pole always appears on one end face 20 a of the N pole inductor 20 of the rotor 12, and one end face 21 a of the S pole inductor 21. Always has an S pole.

この状態から電機子コイル24に三相交流を給電すると、三相間の給電位相ズレにより電機子側固定子13の軸線回りに回転磁界が発生し、この回転磁界の影響で回転子12、14のN極誘導子20、28およびS極誘導子21、27に軸線回りの回転力が発生し、回転子12、14が回転して駆動軸34が回転駆動される。   When three-phase alternating current is fed to the armature coil 24 from this state, a rotating magnetic field is generated around the axis of the armature-side stator 13 due to a feeding phase shift between the three phases, and the rotors 12 and 14 are affected by this rotating magnetic field. A rotational force around the axis is generated in the N-pole inductors 20 and 28 and the S-pole inductors 21 and 27, the rotors 12 and 14 are rotated, and the drive shaft 34 is rotationally driven.

前記構成によれば、粉末磁性体40を金型内で圧縮して一体化させて形成しているため、複雑な形状の磁性体も形成でき、一端面20a、21a、27a、28aと他端面20b、21b、27b、28bとで断面形状が相違する誘導子20、21、27、28でも容易に形成することができる。また、N極誘導子20、28の断面積とS極誘導子21、27の断面積とは同一であるため、電機子コイル24との間で発生する吸引力/反発力が一定となり、回転子12、14の回転バランスが安定する。   According to the above configuration, since the powder magnetic body 40 is formed by compressing and integrating in the mold, a magnetic body having a complicated shape can be formed, and the one end face 20a, 21a, 27a, 28a and the other end face are formed. Inductors 20, 21, 27, and 28 having different cross-sectional shapes from 20b, 21b, 27b, and 28b can also be easily formed. Further, since the cross-sectional area of the N-pole inductors 20 and 28 and the cross-sectional area of the S-pole inductors 21 and 27 are the same, the attractive force / repulsive force generated between the armature coil 24 is constant, and the rotation The rotational balance of the children 12 and 14 is stabilized.

なお、界磁コイル18、31あるいは電機子コイル24のいずれか一方は、銅線等の常電導材で形成してもよく、その場合には常電導線について冷却構造を不要とすることができる。また、本実施形態ではモータとしているが、同構造で発電機として利用してもよい。   Note that either one of the field coils 18 and 31 or the armature coil 24 may be formed of a normal conductive material such as a copper wire, and in that case, a cooling structure for the normal conductive wire can be omitted. . Moreover, although it is set as the motor in this embodiment, you may utilize as a generator with the same structure.

本発明の誘導子型モータは自動車や船舶等の駆動源として用いられるものである。 Induction Shirubeko motor of the present invention is used as a drive source such as an automobile or a ship.

(A)は本発明の実施形態の誘導子型モータの断面図、(B)は90°回転させた位置での断面図である。(A) is sectional drawing of the inductor type motor of embodiment of this invention, (B) is sectional drawing in the position rotated 90 degrees. (A)は回転子の正面図、(B)は(A)のI−I線断面図、(C)は背面図、(D)は(A)のII−II線断面図である。(A) is a front view of the rotor, (B) is a cross-sectional view taken along line II of (A), (C) is a rear view, and (D) is a cross-sectional view taken along the line II-II of (A). (A)(B)は誘導子を示す斜視図である。(A) (B) is a perspective view which shows an inductor. (A)は界磁側固定子の正面図、(B)は(A)のI−I線断面図である。(A) is a front view of a field side stator, (B) is the II sectional view taken on the line of (A). (A)は回転子および界磁側固定子を駆動軸で貫通した状態の正面図、(B)は(A)のI−I線断面図、(C)は(A)のII−II線断面図である。(A) is a front view of a state where a rotor and a field side stator are penetrated by a drive shaft, (B) is a cross-sectional view taken along line II of (A), and (C) is a line II-II of (A). It is sectional drawing. 電機子側固定子の正面図である。It is a front view of an armature side stator. 従来例を示す図面である。It is drawing which shows a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

10 誘導子型モータ
11、15 界磁側固定子
12、14 回転子
13 電機子側固定子
17、23、30 真空断熱容器
18、31 界磁コイル
20、28 N極誘導子
21、27 S極誘導子
24 電機子コイル
34 駆動軸
40 粉末磁性体
41 モールド樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inductor type motors 11, 15 Field side stators 12, 14 Rotor 13 Armature side stators 17, 23, 30 Vacuum insulation container 18, 31 Field coils 20, 28 N pole inductors 21, 27 S pole Inductor 24 Armature coil 34 Drive shaft 40 Magnetic powder 41 Mold resin

Claims (6)

中心孔が駆動軸に固定されると共に誘導子が取り付けられた回転子と、該回転子の軸線方向の両側に配置した電機子側固定子と界磁側固定子を備えたアキシャルギャップタイプの誘導子型モータであって、
前記電機子側固定子には周方向に間隔をあけて電機子コイルが配置されていると共に、前記界磁側固定子には円環形状の界磁体が配置され、
前記回転子に取り付けられる誘導子は、回転子本体に周方向に間隔をあけて且つ軸線方向に貫通して取り付けられ、これら誘導子の一端面は前記電機子コイルと対向させると共に他端面は前記界磁体の外周側と内周側とに周方向で交互に対向配置させ、周方向に交互に逆極性となる磁極が形成される構成とし、
前記各誘導子は、磁性体の粉末を金型内で圧縮して一体化させて形成しており、その長さ方向の一端面から他端面にかけて磁束が通る方向とし、一端面を前記電機子コイルとの対向面とする一方、他端面を前記界磁体との対向面とし、前記磁束方向に対する垂直方向の断面積は同一とされると共に、該垂直方向の断面形状は前記一端面と他端面とで相違させていることを特徴とする誘導子型モータ。
An axial gap type induction comprising a rotor having a center hole fixed to the drive shaft and an inductor attached thereto, and an armature side stator and a field side stator disposed on both sides in the axial direction of the rotor. A child motor,
An armature coil is disposed in the armature side stator with an interval in the circumferential direction, and a ring-shaped field body is disposed in the field side stator,
Inductors attached to the rotor are attached to the rotor body at intervals in the circumferential direction and penetrating in the axial direction. One end face of these inductors is opposed to the armature coil and the other end face is The outer circumferential side and the inner circumferential side of the field body are alternately opposed to each other in the circumferential direction, and magnetic poles having opposite polarities alternately in the circumferential direction are formed.
Each inductor, a powder of magnetic material element is formed by integrating them with compressed in a mold, and the direction through which the magnetic flux toward the other end surface from the one end face of its length, the electric one end face While the opposite surface to the child coil is the opposite surface to the field body, the cross-sectional area in the vertical direction with respect to the magnetic flux direction is the same, and the vertical cross-sectional shape is the same as that of the one end surface and the other An inductor type motor characterized in that it is different from the end face .
前記誘導子の一端面は円形または円弧形のいずれか一方とすると共に他端面はいずれか他方としている請求項1に記載の誘導子型モータThe inductor type motor according to claim 1, wherein one end surface of the inductor is either circular or arcuate and the other end surface is either one. 前記誘導子の磁性体の粉末は、珪素鋼、パーメダー、鉄、パーマロイのいずれかを含む粉末からなる請求項1または請求項2に記載の誘導子型モータThe powder of magnetic material elements of the inductor, silicon steel, Pame down loaders, iron, inductor-type motor according to claim 1 or claim 2 comprising a powder containing either Permalloy. 前記誘導子は、電機子コイルと界磁体とに対向させる両端面を除く外周面を樹脂でモールドしている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の誘導子型モータ The inductor, the armature coil and inductor-type motor according to the outer peripheral surface except for both end surfaces to be opposed to the field magnet body in any one of claims 1 to 3 are molded with resin. 前記誘導子の前記電機子コイルとの対向面となる一端面を円形としている一方、界磁体との対向面となる他端面を前記界磁体の外周側あるいは内周側に対向する円弧形状としている請求項2に記載の誘導子型モータ。 One end surface of the inductor facing the armature coil has a circular shape, and the other end surface facing the field body has a circular arc shape facing the outer peripheral side or inner peripheral side of the field body. The inductor type motor according to claim 2 . 前記界磁体あるいは/および電機子コイルを超電導材で形成している請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の誘導子型モータ。 The field magnetized member or / and inductor-type motor according to the armature coils to any one of claims 1 to請 Motomeko 5 are formed by a superconducting material.
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