特許ウォッチ

公開番号2025028754
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-03
出願番号2024101948
出願日2024-06-25
発明の名称相互作用力制御装置、それを備えた電磁ブレーキ、及びそれを備えた回転電機
出願人シナノケンシ株式会社
代理人弁理士法人片山特許事務所
主分類H02K 49/10 20060101AFI20250221BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】汎用性に優れた相互作用力制御装置、それを備えた電磁ブレーキ、及びそれを備えた回転電機を提供することを課題とする。
【解決手段】第1永久磁石を含む第1要素と、第2永久磁石とコイルとを含む第2要素と、を備え、前記第1及び第2要素の相対位置関係は可変であり、前記第1及び第2永久磁石の相互の磁力によって、当該第1及び第2要素の間に相互作用力が発生し、前記コイルが発生する磁力に応じて、前記第2永久磁石の磁力は増減可能であり、前記コイルが発生する磁力の変更により前記相互作用力が制御される、相互作用力制御装置。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
第１永久磁石を含む第１要素と、
第２永久磁石とコイルとを含む第２要素と、を備え、
前記第１及び第２要素の相対位置関係は可変であり、
前記第１及び第２永久磁石の相互の磁力によって、当該第１及び第２要素の間に相互作用力が発生し、
前記コイルが発生する磁力に応じて、前記第２永久磁石の磁力は増減可能であり、
前記コイルが発生する磁力の変更により前記相互作用力が制御される、相互作用力制御装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１要素は、回転電機の回転子の一部であり、
前記第２要素は、前記回転電機の固定子の一部であり、
前記コイルは、前記回転電機の固定子巻線であり、
前記相対位置関係は、前記回転子の軸心を中心に周方向に変化する、
請求項１の相互作用力制御装置。
【請求項３】
請求項２の相互作用力制御装置を備え、
前記コイルが非励磁状態の場合、前記相互作用力により前記相対位置関係は不変となるように前記回転子及び固定子は拘束され、
前記コイルが励磁状態の場合、当該コイルが発生する磁力と前記第２永久磁石の磁力とが相殺されて、前記相互作用力による前記回転子及び固定子の拘束が解除される、電磁ブレーキ。
【請求項４】
前記コイルが逆励磁状態の場合、前記コイルが非励磁状態の場合と比較して、前記相互作用力が増大して前記回転子及び固定子がより強く拘束される、請求項３の電磁ブレーキ。
【請求項５】
前記コイルの励磁電流の方向及び大きさが制御されることにより、前記回転子は回転可能である、請求項４の電磁ブレーキ。
【請求項６】
前記回転子は、前記第１要素を複数有する、請求項３乃至５の何れかの電磁ブレーキ。
【請求項７】
前記固定子は、前記第２要素を複数有する、請求項３乃至５の何れかの電磁ブレーキ。
【請求項８】
前記第２要素は、前記回転電機の一部として使用可能な固定子鉄心と、前記固定子鉄心を加工することにより形成された孔に埋め込まれた前記第２永久磁石と、を含む、請求項３乃至５の何れかの電磁ブレーキ。
【請求項９】
請求項５の電磁ブレーキを備え、
前記回転子は、内転型であって、軸と、前記軸に固定された第１及び第２回転子鉄心と、前記軸の方向で前記第１及び第２回転子鉄心の間に配置され前記軸の方向に着磁された前記第１永久磁石と、を含み、
前記第１回転子鉄心の外周面には、所定のピッチで第１回転子極歯が形成され、
前記第２回転子鉄心の外周面には、前記所定のピッチで第２回転子極歯が形成され、
前記第１及び第２回転子極歯は、周方向に互いに前記所定ピッチの半分ずれており、
前記固定子は、前記コイルが巻かれた固定子鉄心を含み、
前記固定子鉄心は、固定子極歯を有し、
前記固定子極歯と当該固定子極歯に対向する前記第１及び第２回転子極歯の何れか一方との間で、磁気回路が形成可能であり、
前記コイルの通電により前記固定子極歯と当該固定子極歯に対向する前記第１及び第２回転子極歯の何れか一方との間に発生する磁力により、前記回転子は回転可能である、回転電機。
【請求項１０】
請求項５の電磁ブレーキを備え、
前記回転子は、内転型であり、少なくとも一つの前記第１永久磁石が設けられ外周面が周方向で等間隔に２の整数倍の数の磁極を有した回転子鉄心を含み、
前記固定子は、前記コイルが巻かれた固定子鉄心を含み、
前記固定子鉄心は、固定子極歯を有し、
前記固定子極歯と当該固定子極歯に対向する前記回転子鉄心の磁極との間で、磁気回路が形成可能であり、
前記コイルの通電により前記固定子極歯と当該固定子極歯に対向する前記回転子鉄心の磁極との間に発生する磁力により、前記回転子は回転可能である、回転電機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互作用力制御装置、それを備えた電磁ブレーキ、及びそれを備えた回転電機に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、通電により回転子の回転状態を保持するブレーキトルクを発生させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－３４１５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の技術では、通電によりブレーキトルクを発生させるのみであるため、汎用性が低い。
【０００５】
そこで本発明は、汎用性に優れた相互作用力制御装置、それを備えた電磁ブレーキ、及びそれを備えた回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、第１永久磁石を含む第１要素と、第２永久磁石とコイルとを含む第２要素と、を備え、前記第１及び第２要素の相対位置関係は可変であり、前記第１及び第２永久磁石の相互の磁力によって、当該第１及び第２要素の間に相互作用力が発生し、前記コイルが発生する磁力に応じて、前記第２永久磁石の磁力は増減可能であり、前記コイルが発生する磁力の変更により前記相互作用力が制御される、相互作用力制御装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
汎用性に優れた相互作用力制御装置、それを備えた電磁ブレーキ、及びそれを備えた回転電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
相互作用力制御装置の概念図である。
回転電機の外観図である。
回転子の側面図である。
回転子の斜視図である。
軸心の方向から回転子を見た図である。
図２の部分拡大図である。
永久磁石を設置可能な位置の説明図である。
永久磁石の位置の第１変形例を示した図である。
永久磁石の位置の第２変形例を示した図である。
回転電機の第１変形例の外観図である。
図１０の部分拡大図である。
回転電機の第２変形例の外観図である。
図１２の部分拡大図である。
回転電機の第３変形例の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［相互作用力制御装置の構成］
図１は、相互作用力制御装置１の概念図である。相互作用力制御装置１は、要素１０及び３０を含む。要素１０は永久磁石ｍを含む。要素３０はコイルＣ及び永久磁石Ｍ含む。要素１０は、第１要素の一例である。要素３０は、第２要素の一例である。永久磁石ｍは第１永久磁石の一例である。永久磁石Ｍは第２永久磁石の一例である。要素１０及び３０は、相対位置関係が可変に設けられている。例えば要素１０及び３０の一方が固定されており、他方はガイドレール等により一方に向けて進退自在に支持されている。永久磁石ｍと永久磁石Ｍとは、互いに異なる極性が対向するように配置されている。具体的には、永久磁石ｍのＳ極と永久磁石ＭのＮ極とが対向している。コイルＣは、永久磁石ＭのＳ極とＮ極とが並んだ方向を中心軸とした周囲に巻回されている。コイルＣが無通電の非励磁状態では、永久磁石ｍ及びＭの相互の磁力によって要素１０及び３０の間には相互作用力が発生する。図１の例では、相互作用力は吸引力である。
【００１０】
コイルＣを通電した励磁状態とすることにより、コイルＣが発生する磁力により永久磁石Ｍの磁力を弱めることができる。これにより、相互作用力である吸引力を低減できる。更にコイルＣへの励磁電流を増大させることにより、コイルＣが発生する磁力と永久磁石Ｍの磁力とを相殺することができる。これにより、相互作用力を消失させることができる。更にコイルＣへの励磁電流を増大させることにより、コイルＣが発生する磁力により相互作用力として反発力を生じさせることができる。また、コイルＣへの励磁電流の方向を切り替えてコイルＣを逆励磁状態とすることにより、コイルＣが発生する磁力により相互作用力である吸引力を増大することができる。このようにコイルＣへの励磁電流の方向や大きさを制御してコイルＣが発生する磁力を変更することにより、相互作用力を多様に制御することができる。このため相互作用力制御装置１の仕組みを多様な装置に利用することができ、相互作用力制御装置１は汎用性に優れている。例えば相互作用力制御装置１の仕組みを、電磁ブレーキや回転電機に利用することができる。尚、図１は相互作用力制御装置１の概念を説明する目的のものであり、永久磁石Ｍや永久磁石ｍの磁気短絡などの現実的な設計の制限については考慮していない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許