專利名稱：電氣機械裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及纏繞量增加后的致動器、電動機、發(fā)電機等電氣機械裝置。
背景技術：
在特開2006-320150號公報(專利文獻1)中，公開了動子相對于定子往復運動而 產(chǎn)生振動的線性致動器(電氣機械裝置)。動子具有，在該動子進行往復運動的運動方向多 個永久磁體成列排列而構成的一對永久磁體列。定子具備具有定子芯體(二 7 )和勵磁 繞組的電極子。定子芯體，具有與多個永久磁體的磁極面相面對的第1和第2磁極部；以 及將第1磁極部和第2磁極部通過連結部而連結的軛體部。軛體部被配置于動子的徑方向 中的勵磁繞組的外側。先行技術文獻專利文獻專利文獻1特開2006-320150號公報在這種線性致動器等的電氣機械裝置中，若增加繞組的纏繞量，則連結部的長度 尺寸變大，磁阻增加，容易引起磁飽和。為此，在電氣機械裝置為電動機、致動器的情況下， 在提高單位尺寸(寸4 * A t >9 )的最大推力方面存在極限。另外，在電氣機械裝置為發(fā) 電機的情況下，在提高單位尺寸的最大輸出方面存在極限。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在不增大磁阻的情況下，增加繞組的纏繞量，而 提高單位尺寸的最大推力或最大輸出的電氣機械裝置。本發(fā)明的其它目的在于提供一種能夠減少所使用的鐵量的電氣機械裝置。本發(fā)明第1項所述的電氣機械裝置(電動機、致動器、發(fā)電機)中，以動子相對于 定子進行往復運動的方式構成。定子以及動子的一方，具備1個以上的永久磁體列，所述1個以上的永久磁體列由 多個永久磁體在動子進行往復運動的運動方向上形成列的方式并列而構成。以多個永久磁 體列在與運動方向正交的正交方向上相面對的二個的磁極面上呈現(xiàn)不同極性的磁極的方 式被磁化、且以沿運動方向在磁極面上交互出現(xiàn)不同極性的磁極的方式被配置，從而構成1 個以上的永久磁體列。另外，定子以及動子的另一方，具有第1磁極部組件、第2磁極部組 件、由單相線圈構成的1個以上的電極子單元、以及1個以上的電極子單元。第1磁極部組 件具備相對于1個的永久磁體列配置于正交方向的一側并與永久磁體列的磁極面相面對 的2個以上的磁極部。第2磁極部組件具備相對于永久磁體列而配置于正交方向的另一方 側并與所述永久磁體列的所述磁極面相面對的1個以上的磁極部。第磁極部組件和第2磁 極部組件的磁極部數(shù)目可以相同也可以不同。單相繞組具有以第1磁極部組件中所包含的 2個以上的磁極部和第2磁極部組件中所包含的1個以上的磁極部位于內部空間內的方式 將繞組導體纏繞為線圈狀而構成的空芯構造。并且第1磁極部組件中所包含的所述2個以 上的磁極部相對于第2磁極部組件中所包含的1個以上的磁極部在所述運動方向上移位的 狀態(tài)(交互錯位的狀態(tài))被配置。1個以上的軛體構件被配置為，流過永久磁體列以及所述第1和第2磁極部組件的磁通形成閉磁路。
在電氣機械裝置是電機或致動器的情況下，若在繞組流過一方向的電流，則由1 個的繞組所產(chǎn)生的磁通，以第1磁極部組件中所包含的磁極部、第2磁極部組件中所包含的 磁極部、永久磁體列交叉(交h 3 )的方式曲折行進而流動，形成通過軛體構件而循環(huán)的磁 路。利用該磁通的流動，在磁極部和永久磁體列的永久磁體之間產(chǎn)生相斥/吸引，動子，以 鄰接的(隣接)永久磁體的間距量向一方向移動。其后，若在繞組流過相反方向的電 流，則與前述相反的方向流過磁通，在磁極部和永久磁體列之間產(chǎn)生相斥/吸引，動子以鄰 接的永久磁體的間距量向另一方向(返回原始的方向)。如此，動子相對于定子進行往復運 動。另外，電氣機械裝置是發(fā)電機的情況下，通過動子進行往復運動，來自永久磁體的磁通 曲折行進而交互地流動，在繞組中感應起電壓而產(chǎn)生交流電力。如本發(fā)明那樣，如果繞組具 有由繞組所勵磁的第1磁極部組件的磁極部和第2磁極部組件的磁極部位于內部空間內的 方式，將繞組導體纏繞為線圈狀而構成的空芯構造，則電氣機械裝置為電機或線性致動器 的情況下，由繞組產(chǎn)生的磁通的大部分直接地在第1磁極部組件的磁極部和第2磁極部組 件的磁極部曲折行進而流過。電氣機械裝置是發(fā)電機的情況下，從永久磁體列出來的磁通 與繞組充分交叉。為此，能夠在不增加磁阻的情況下，增加繞組的纏繞量。其結果，能夠提 高電氣機械裝置的單位尺寸的最大推力或最大輸出。另外，本發(fā)明中，由于較小地形成磁極 部，因此減少了鐵量，能夠謀求電氣機械裝置的小型化。優(yōu)選為，第1以及第2磁極部組件的一方的磁極部組件中所包含的磁極部，相對于 另一方的磁極部組件中所包含的磁極部，以構成永久磁體列的多個永久磁體的相鄰的2個 的永久磁體的中心間的間距(τ ρ)量沿運動方向移位。如此，在一方的磁極部和另一方的 磁極部之間交互地跨度曲折行進而流過的磁通容易流動。設構成第1以及第2磁極部組件的各個的磁極部的運動方向的長度尺寸為TL時， τρ< <2τρ的關系成立。藉此，能夠使動子相對于定子平滑地(^ A — < )進行往復 運動。另外，也可以是，永久磁體呈短條板狀，永久磁體列呈長條板狀。例如，能夠將多個 永久磁體固定或埋設與具有規(guī)定的機械強度的支撐構件，而構成永久磁體列。該情況下，磁 極部具有與永久磁體列相面對的平坦的磁極面。另外，也可以是，永久磁體呈圓板狀，永久磁體列呈圓柱狀。也可以在圓柱狀的磁 性材料從徑方向外側進行磁化，而部分地構成圓板狀的永久磁體，也可以將對圓板狀的磁 性材料個別地磁化的(著△)多個永久磁體利用模塑材一體化，而構成永久磁體列。在 該情況下，磁極部具有與永久磁體列相面對的磁極面呈圓弧狀的形狀。第1以及第2磁極部組件和繞組，也可以被電絕緣樹脂所模塑。如此，能夠將磁極 部和繞組容易地一體化，并能夠在組裝時容易地進行配置。在使用1個的永久磁體列和1個的電極子單元的情況下，可以在繞組的外側配置 由沿運動方向延伸的軛體本體和設置在該軛體本體的兩端部且與永久磁體列相面對的一 對的輔助軛體構成的1個的軛體構件。若設置這種輔助軛體，則能夠確實地形成磁通泄露 少的閉磁路。該情況下，一對的輔助軛體，也可以分別配置在繞組的內部空間內延伸的延長 部。該延長部，構成第1磁極部組件的2個以上的磁極部的至少一部分。若設置這種延長 部，則軛體構件的延長部構成磁極部的至少一部分，能夠謀求小型化。
另外，永久磁體的間距和第1以及第2磁極部組件的磁極部的移位量也可以滿足， 下述的條件。也即，在所述閉磁路的一部分，以形成順次通過所述永久磁體列中的第1永久 磁體、第1磁極部組件的第1磁極部、永久磁體列中的位于所述第1永久磁體的相鄰的第2 永久磁體、第2磁極部組件的第1磁極部、磁體列中的位于第2永久磁體的相鄰的第3永久 磁體、第1磁極部組件的位于第1磁極部的相鄰的第2磁極部、永久磁體列中的位于第3永 久磁體的相鄰的第4永久磁體的曲折行進磁路的方式，確定多個永久磁體的所述間距、第1 磁極部組件的2個以上的磁極部和第2磁極部組件的1個以上的磁極部的移位量。另外， 這里，第1至第4永久磁體，表示多個永久磁體中的連續(xù)的4個的永久磁體，并非特別表示 位于永久磁體列中的特定的位置的永久磁體。1個以上的永久磁體列，由沿正交方向隔開間隔而并列配置并且以電氣角180° 位置錯開的方式配置的第1和第2永久磁體列構成的情況下，1個以上的電極子單元，由與 第1和第2永久磁體列相對應的第1和第2電極子單元構成。該情況下，第1電極子單元 的第1磁極部組件和第2電極子單元的第1磁極部組件以相鄰的方式被配置，第1電極子 單元的繞組和第2電極子單元的繞組，以電氣角保持180°的相位差流過電流的方式被纏 繞，述1個以上的軛體構件，由配置于第1電極子單元的第1磁極部組件和第2電極子單元 的第1磁極部組件的運動方向的兩側、并將第1和第2永久磁體列磁結合的第1和第2軛 體構件構成。若做成這種構成，則形成通過第1永久磁體列和第1電極子單元的第1和第 2磁極部組件而曲折行進的磁通以及通過第2永久磁體列和第2電極子單元的第1和第2 磁極部組件而曲折行進的磁通，通過第1以及第2軛體構件的閉磁路。若第1永久磁體列和第2永久磁體列被機械連結，則構成1個的動子或定子。如 此，與永久磁體列以及電極子單元為1個的情況相比，能夠使電氣機械裝置的單位尺寸的 最大推力或最大輸出倍增。另外，若使第1永久磁體列和第2永久磁體列以能夠各自獨立 而可動的方式被配置，則包含第1以及第2永久磁體列的構件成為分別沿相反的方向振動 的動子。如此，包含第1永久磁體列的動子的振動和包含第2永久磁體列的動子的振動相 互抵消，能夠減低電氣機械裝置整體的振動?？梢詫⒍€的動子兩方均連接負載，也可以僅 將其中一方與負載連接。在動子中包含永久磁體列，在定子中包含電極子單元的情況下，也可以在定子，配 置以容許動子沿運動方向移動的方式對動子進行支撐的動子支撐機構。動子支撐機構的構 成，與動子的構成相對應而任意地確定。特別是，在動子構成為導軌狀的情況下，動子支撐 機構具備配置于電極子單元的運動方向的外側，與以導軌狀構成的動子接觸，容許向動子 的運動方向的運動的、摩擦阻抗較小的一對的導向機構。通過這種構造，能夠對進行往復運 動的動子牢固地(ο>9 )進行導向。另外所述動子支撐機構由固定于所述動子的運動 方向的兩端的一對的板簧構件以及使所述一對的板簧構件相對于所述定子固定的固定構 造構成。在動子具有圓柱形狀的情況下，動子支撐機構，配置于電極子單元的第1以及第2 磁極部組件的運動方向的兩端，由對動子進行支撐的一對的推力軸承(7，7卜《τ· U > 夂)。如此，能夠使用現(xiàn)存的推力軸承而對動子進行支撐。本申請的第2發(fā)明是以動子相對于定子在規(guī)定的角度范圍內做轉動運動的方式 構成的電氣機械裝置。該電氣機械裝置中，動子具備多個永久磁體成列的方式并列而構成 的永久磁體列。并且，多個永久磁體以在與永久磁體列延伸的延伸方向正交的正交方向上相面對的二個的磁極面呈現(xiàn)不同極性的磁極的方式被磁化，并且以在磁極面沿延伸方向交 互呈現(xiàn)不同極性的磁極的方式配置，從而構成永久磁體列，定子具有第1磁極部組件、第2 磁極部組件、由單相繞組構成的電極子單元、以及軛體構件。第1磁極部組件具備以相對于 永久磁體列的各自而配置于正交方向的一側并與永久磁體列的磁極面相面對的2個以上 的磁極部。第2磁極部組件相對于所述永久磁體列而配置于正交方向的另一側并具備與永 久磁體列的磁極面相面對的2個以上的磁極部。電極子單元具備單相繞組，所述單相繞組 具有以第1磁極部組件中所包含的2個以上的磁極部和第2磁極部組件中所包含的1個以 上的磁極部位于內部空間內的方式將繞組導體纏繞為線圈狀而構成的空芯構造，該電極子 單元以第1磁極部組件中所包含的2個以上的磁極部，相對于第2磁極部組件中所包含的 2個以上的磁極部在延伸方向移位的狀態(tài)被配置。軛體構件被配置為形成流過永久磁體列 以及第1和第2磁極部組件的磁通所流過閉磁路。另外，動子被構成為圓柱狀。動子的延 伸方向的兩端可旋轉地被動子支撐機構所支撐。根據(jù)第2發(fā)明，通過在繞組流過交流電流， 能夠得到使動子在規(guī)定的角度范圍往復轉動(搖動)的纏繞量多的電機或致動器。另外通 過使動子在規(guī)定的角度范圍內往復轉動(搖動)，該電氣機械裝置成為纏繞量多的發(fā)電機。


圖1是概略地表示本發(fā)明的一實施方式的電氣機械裝置(第1實施例)的構造的 立體圖。圖2是概略地表示圖1所示的電氣機械裝置的內部構造的立體圖。圖3圖1概略地表示電氣機械裝置的內部構造的剖面圖。圖4(A)以及⑶是用于說明圖1所示的電氣機械裝置動作的方式的圖。圖5是概略地表示本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第2實施例)的內部 構造的立體圖。圖6是概略地表示本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第3實施例)的內部 構造的立體圖。圖7是概略地表示本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第4實施例)的內部 構造的立體圖。圖8是概略地表示圖7所示的電氣機械裝置的內部構造的剖面圖。圖9(A)以及(B)是用于說明圖7所示的電氣機械裝置動作的方式的圖。圖10是表示圖7至圖9的實施方式的電氣機械裝置的支撐構造的一例的圖。圖11 (A)概略地表示本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第5實施例)的構 造的立體圖，(B)是用于說明圖Il(A)所示的電氣機械裝置動作的方式的圖。圖12是概略地表示本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第6實施例)的內 部構造的立體圖。圖13是概略地表示圖12所示的電氣機械裝置的內部構造的剖面圖。圖14(A)以及(B)用于說明的圖12所示的電氣機械裝置動作的方式。圖15(A)以及(B)是為了說明圖12至圖14所示的實施方式的電氣機械裝置的圓 柱狀的動子的支撐構造的一例而使用的圖。圖16是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第7實施例)的內部構造概略地進行表示的立體圖。圖17是對圖16所示的電氣機械裝置的內部構造概略地進行表示的剖面圖。圖18(A)至(C)是對圖16的實施方式中在第1和第2電極子單元的繞組流過相 位以180°不同的電流時形成的閉磁路的圖。圖19(A)以及(B)是用于說明圖16所示的電氣機械裝置動作的方式的圖。圖20是對本發(fā)明的其它實施方式(第8實施例)的電氣機械單元的內部構造概 略地進行表示的立體圖。圖21是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第9實施例)的內部構造概 略地進行表示的立體圖。圖22是用于說明圖21所示的電氣機械裝置動作的方式的圖。圖23是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第10實施例)的內部構造概 略地進行表示的立體圖。圖M是對圖23所示的電氣機械裝置的內部構造概略地進行表示的剖面圖。圖25(A)以及(B)是用于對圖23所示的電氣機械裝置動作的方式進行說明的圖。圖沈是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第11實施例)的電氣機械單 元的構造概略地進行表示的立體圖。圖27 (A)至(D)是用于對圖沈的本實施方式的磁通的流動(流動i動t )進行 說明的圖。圖中1電氣機械單元3動子5定子9永久磁體列13永久磁體15第1磁極部組件17第2磁極部組件19繞組20電極子單元21Α，21Β軛體構件23磁極部
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的電氣機械裝置的實施方式的一例詳細地進行說明。圖 1是本發(fā)明的電氣機械裝置的實施方式的一例的外觀立體圖。該電氣機械裝置，理論上，作 為線性電動機、線性致動器或線性振動型的發(fā)電機而能夠使用，但是在以下的各實施方式 中以作為電動機或致動器而使用的情況為例進行說明。如圖1所示的那樣，本實施方式的 電氣機械裝置，具有ι個的電氣機械單元ι和4根的桿(α、y γ )狀的支撐構件2以及第ι 和第2板簧構件4A、4B。電氣機械單元1具有動子3和定子5。動子3具有矩形狀的框體 (枠體)7和配置于框體7的內部的永久磁體列9?？蝮w7由鋁(7 > $ 二-一 Λ )、合成樹脂等的非磁性材料形成。例如，在由鋁形成框體7的情況下，將構成永久磁體列9的多個永 久磁體13作為插入物，也可以將框體70插入成形。圖2以及圖3是對圖1所示的電氣機 械裝置的電氣機械單元1的內部構造概略地進行表示的立體圖以及剖面圖。在圖2中，為 了容易地理解，省略了框體7。另外，在圖3中，為了容易地理解而在動子3沒有示出陰影線 (〃？★>々')。如圖3所示那樣，多個永久磁體13，在與動子3的運動方向正交的正交方 向被磁化(著磁)，且以沿著運動方向在磁極面交互地表現(xiàn)出不同極性(N極，S極)的磁極 的方式被磁化。另外，在本實施方式中，在相鄰的兩個永久磁體13、13的間，存在構成框體 7的非磁性材料。在本實施方式中，永久磁體13呈短條板狀(短尺板狀)，永久磁體列9呈 長條板狀(長尺板狀)。定子5具備由1磁極部組件(7七> )15和第2磁極部組件17和單相繞組 19組成的電極子單元20，以及軛體構件21A、21B。第1和第2磁極部組件15、17，分別具備 2個的磁極部23而構成，該2個的磁極部23以在與永久磁體列9的運動方向正交的正交 方向的兩側形成列的方式而配置。繞組19具有將繞組導體卷繞為筒狀而構成的空芯構造。 1個的磁極部23，由作為磁性材料的鐵所形成，并具有細長的板形狀。在圖3中的1個的磁 極部23附加符號而對磁極部23的具體的構造進行說明。磁極部23具有成為與永久磁體 列9隔著微細的(僅)間隔而相面對的磁體列對向面(對向面)的磁極面23e;以及 與繞組19隔著微細的間隔而相面對的繞組對向面23f。第1磁極部組件15的多個磁極部 23的磁極面23e，與永久磁體列9的一方的側面9a上出現(xiàn)的1個以上的永久磁體13的一 方的磁極面13a相面對，第2磁極部組件17的多個磁極部23的磁極面23e，與永久磁體列 9的另一側面9b上出現(xiàn)的1個以上的永久磁體13的另一方的磁極面1 相面對。設磁極 部23的運動方向的長度尺寸為TL，設構成永久磁體列9的多個永久磁體13的相鄰的2個 的永久磁體13的中心間的間距(間距)為τρ時，以τρ< 1<2τρ的關系成立的方 式，構成第1和第2磁極部組件15、17以及永久磁體列9。并且，由繞組19所勵磁的第1磁 極部組件15中包含的2個(ρ個)的磁極部23和第2磁極部組件17中包含的2個(q個) 的磁極部23，配置于動子3的兩側。并且以第1和第2磁極部組件15、17的一方的磁極部 組件中包含的2個的磁極部23，相對于另一方的磁極部組件中所包含的2個的磁極部23沿 運動方向移位(〉7卜)的狀態(tài)(將位置錯位后狀態(tài))而被配置。在本例中，一方的磁極 部組件中所包含的2個的磁極部23以永久磁體13的間距(τ ρ)的量沿運動方向移動。另 外，在本例中，第1磁極部組件15中所包含的磁極部23的個數(shù)(ρ個)和第2磁極部組件 17中所包含的磁極部23的個數(shù)(q個)相等。繞組19，以第1磁極部組件15中所包含的2個的磁極部23和第2磁極部組件17 中所包含的2個的磁極部23位于內部空間內的方式，具有繞組導體纏繞為線圈狀而構成的 空芯構造。并且，4個的磁極部23和繞組19中，以4個的磁極部23的磁極面2 露出的方 式，由環(huán)氧(工〉)樹脂構成的電絕緣樹脂M所模塑( 一 > K )而一體化(圖3)。軛體構件21Α、21Β，具備由作為磁性材料的鐵形成的呈板形狀的軛體本體22Α、 22Β和輔助軛體25Α、25Β。軛體本體22Α、22Β，以與第1磁極部組件15和永久磁體列9和第 2磁極部組件17所并列的方向(正交方向)相面對的方式，配置于繞組19的徑方向外側。 換言之，軛體本體22Α、22Β以動子3以及繞組19位于其間的方式，位于繞組19的兩側。并 且，軛體本體22Α、22Β，分別沿著第1和第2磁極部組件15、17而延伸。如圖2所示那樣，軛體本體22A和軛體本體22B，利用輔助軛體25A、25B而將兩端分別連結。輔助軛體25A、 25B，分別具有本體部25c和從本體部25c的兩端延伸的一對的延伸部25d。一方的輔助軛 體25A的本體部25c，由軛體本體22A所連結，從軛體本體22A延伸到永久磁體列9側。如 圖3所示那樣，輔助軛體25A的本體部25c的端面，與第1磁極部組件15中所包含的磁極 部23的磁極面2 并列，磁學上(磁気的(二)，構成與磁極部23由相同的繞組19所勵磁的 磁極部的一部分。一對的延伸部25d的端部，被連接在軛體構件21B的軛體本體22B。另一 方的輔助軛體25B的本體部25c，被連接在軛體本體22B，并從軛體本體22B延伸到永久磁 體列9側。輔助軛體25B的本體部25c的端面，與第2磁極部組件17中所包含的磁極部23 的磁極面23e并列，構成磁學上與磁極部23 —起由繞組19所勵磁的磁極部的一部分。一 對的延伸部25d的端部，與軛體構件21A的軛體本體22A相連接。在軛體構件21A、21B，流 過由繞組19所產(chǎn)生的磁通。另外，本實施方式的電氣機械裝置，在作為發(fā)電機而使用的情 況下，從永久磁體列9流出的磁通在軛體構件21A，21B中流過。本例的電氣機械裝置的動子3如圖1所示那樣，由4根的支撐構件2和第1和第2 板簧構件4A、4B所支撐。4根的支撐構件2，具有圓柱形狀，并在軛體本體22A，22B的位于 所述運動方向的兩端面各固定1對。在軛體本體22A、22B的兩端分別配置的一對的支撐構 件2，以分別沿運動方向延伸的方式配置。第1和第2板簧構件4A、4B均具有相同的形狀，由撓性(撓 性)的薄金屬板被 壓制(> 7 )成形而形成。第1和第2板簧構件4A、4B，具有2個的支撐構件連接部如、 4d ； 1個的框體連接部如；以及一對的連結部4f，其將支撐構件連接部如、4d和框體連接部 4e的一方的端部彼此和另一方的端部彼此分別連接。在第1板簧構件4A的支撐構件連接 部如、4(1，分別連接固定于電氣機械單元1的一方的端部的一對的支撐構件2的端部。在 第1板簧構件4A的框體連接部如，連接框體7的一方的端部。在第2板簧構件4B的支撐 構件連接部4c、4d，將固定于電氣機械單元1的另一方的端部的一對的支撐構件2的端部分 別連接。在第2板簧構件4B的框體連接部如，將框體7的另一方的端部連接。在本例的電 氣機械裝置中，借助于第1和第2板簧構件4A，4B的彈性，以永久磁體13的間距(τ ρ)量 容許動子3的往復運動(振動的那樣的移動)。藉此，動子3，由可往復運動地被支撐構件 2以及第1和第2板簧構件4Α、4Β所支撐。接下來，使用圖4(A)以及(B)對本例的電氣機械裝置進行動作的原理進行說明。 另外，在圖4(A)以及圖4(B)中，為了容易地理解，省略框體7以及繞組19而描述。另外， 在多個磁極部23，附加對各個的磁極部進行區(qū)別的新的符號23Α 23D而進行說明。另外， 在多個永久磁體13，為了對各個的永久磁體進行區(qū)別而附加符號13Α 13F。若在繞組19 內流過一方向的電流，則如圖4(A)所示那樣，構成第1磁極部組件15的2個的磁極部23Α、 23Β和構成第2磁極部組件17的2個的磁極部23C、23D和永久磁體13中按照以下的順序 流過磁通。也即，在通過磁極部23D —永久磁體13C —磁極部2 —永久磁體13D —磁極部 23C —永久磁體13E —磁極部23A —永久磁體13F —輔助軛體25B —軛體本體22k —輔助 軛體25A —永久磁體1 —磁極23D的閉磁路中流過磁通(箭號Al以及k2~)。在繞組19 中，形成磁通曲折行進(蛇行)的曲折行進磁路(箭號Al)。另外，在輔助軛體25B中流過 的磁通的一部分，在輔助軛體25B的本體部25c —軛體本體22B —輔助軛體25A的一對的延 伸部25d —輔助軛體25A的本體部25c —永久磁體1 —磁極部23D的閉磁路中流過(箭號A3)。通過曲折行進磁通(Al)，在磁極部23D 23A的磁極面23e，分別呈現(xiàn)磁極。并且 利用在這些的磁極和永久磁體13的磁極面呈現(xiàn)的磁極之間產(chǎn)生的相斥(反発)/吸引，而 如圖4(B)所示那樣，動子3以多個永久磁體13的間距(τ ρ)量沿從輔助軛體25Α到輔助 軛體25Β的方向移動。其后，在圖4(B)所示的狀態(tài)中，在繞組19，在與圖4(A)所示的例相 反的方向中流過電流。并且，如圖4(B)所示那樣，在磁極部23Α —永久磁體13D —磁極部 23C —永久磁體13C —磁極部2!3Β —永久磁體—磁極部23D —永久磁體13Α —輔助軛 體25Α的本體部25c —軛體本體22A —輔助軛體25B的一對的延伸部25d —輔助軛體25B 的本體部25c —永久磁體13E —磁極部23A的閉磁路(與圖4(A)所示的例相反的方向的 磁路)中流過磁通(箭號A4，A5)。另外，進入輔助軛體25A的磁通的一部分，以輔助軛體 25A的本體部25c —輔助軛體25A的一對的延伸部25d —軛體本體22B —輔助軛體25B的 本體部25c —永久磁體13E —磁極部23A的順序流過(箭號A6)。并通過曲折行進磁通A4， 在磁極部23D 23A的磁極面23e，呈現(xiàn)與前述相反的極性的磁極。并且，利用在這些的磁 極和永久磁體13的磁極面所呈現(xiàn)的磁極之間產(chǎn)生的相斥/吸引，而在圖4(A)所示的位置， 動子3以多個永久磁體13的間距量(τ ρ)沿從輔助軛體25Β向輔助軛體25Α的方向移動。 重復此，而使得動子3相對于定子5進行往復運動(振動動作)。根據(jù)本實施方式的電氣機械裝置，繞組19，以利用繞組19而勵磁的第1磁極部組 件15的磁極部23和第2磁極部組件17的磁極部23位于內部空間內的方式，具有繞組導 體纏繞為線圈狀而構成的空芯構造。因此，由繞組19所產(chǎn)生的磁通的大部分直接地在第1 磁極部組件15的磁極部23和第2磁極部組件17的磁極部23曲折行進而流過。為此，不 較大地增加磁阻。另外，增加了繞組19的纏繞量。其結果，能夠提高電氣機械裝置的單位 尺寸的最大推力。另外，輔助軛體25Α以及25Β的一部分，磁學上構成磁極部23的一部，因 此能夠較小地形成磁極部23，并能夠減少鐵量，能夠謀求電氣機械裝置的小型化。圖1至圖4所示的構造的電氣機械裝置，通過利用外力使動子3往復運動，而作為 發(fā)電機發(fā)揮功能。在發(fā)電機的情況下，從永久磁體13輸出的磁通，成為圖4所示的曲折行 進磁通而流過閉磁路，并在繞組19感應起電壓。圖5是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第2實施例)的電氣機械單元 的內部構造概略地進行表示的立體圖。另外，在以下的實施方式中，能夠采用由圖1所示支 撐構件2以及第1和第2板簧構件4Α，4Β所構成的動子支撐機構。本實施方式的電氣機械 裝置中，一對的軛體構件121Α、121Β的構造以外的構成，具有與圖1 圖4所示的電氣機械 裝置相同的構造。為此，在與圖1 圖4表示電氣機械裝置相同的構件，附加在對圖1 圖 4所附加的符號加上100后的符號，而省略其說明。本實施方式的電氣機械裝置的軛體構件 121AU21B的軛體本體122Α、122Β，以在與第1磁極部組件115和永久磁體列109和第2磁 極部組件117相面對的方向正交的方向相面對的方式，配置于繞組119的徑方向外側。圖6是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第3實施例)的電氣機械單元 的內部構造概略地進行表示的立體圖。本實施方式的電氣機械裝置中，軛體構件以外的構 成，具有與圖1 圖4表示電氣機械裝置相同的構造。為此，對于與圖1 圖4所示的電氣 機械裝置相同的構件，附加對圖1 圖4附加的符號上加上200后的符號，而省略其說明。 本實施方式的電氣機械裝置的軛體構件221中，以第1磁極部組件215和永久磁體列209和 第2磁極部組件217相面對的方向正交的方向中，僅在繞組219的徑方向外側的一側配置12軛體本體222。在軛體本體222的相面對的2個的角部，配置一對的輔助軛體227A、227B。 輔助軛體227A、227B，分別本體部227c和從本體部227c的端部延伸并與永久磁體列209相 面對的延長部227d。延長部227d在繞組219的內部延伸。一方的輔助軛體227A的本體 部227c，與軛體本體222連接，延長部227d與第1磁極部組件215中所包含的磁極部223 并列而配置。輔助軛體227A的延長部227d，構成與磁極部223 —起由繞組219所勵磁的 磁極部的一部分。另一方的輔助軛體227B的本體部227c，被連接在軛體本體222，延長部 227d，與第2磁極部組件217中所包含的磁極部223并列而配置。輔助軛體227B的延長部 227d，構成第2磁極部組件217中所包含的磁極部的一部分。根據(jù)本實施方式的電氣機械 裝置，軛體本體222僅使用1個，延長部227d構成磁極部的一部分，因此能夠減少軛體構件 221的鐵量而謀求電氣機械裝置的小型化。如圖6的實施方式那樣，若將延長部227d作為 磁極部的一部分而利用，則通過采用在第1磁極部組件215以及第2磁極部組件217分別 各一個地設置獨立的磁極部223的構成，則能夠制作更小型的電氣機械裝置。另外，本實施 方式的電氣機械裝置也能夠作為發(fā)電機而利用。圖7以及圖8是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第4實施例)的電氣 機械單元的內部構造概略地進行表示的立體圖以及剖面圖。本實施方式的電氣機械裝置 中，磁極部的數(shù)目以及軛體構件以外的構成，具有與圖1 圖4所示的電氣機械裝置相同的 構造。為此，在與圖1 圖4所示的電氣機械裝置相同的構件，附加在對圖1 圖4所附加 的符號上加上300的符號，而省略其說明。本實施方式的電氣機械裝置的第1磁極部組件 315包含2個的磁極部323。第2磁極部組件317包含3個的磁極部323。本實施方式的電氣機械裝置的軛體構件321的軛體本體322，配置在第1磁極部組 件315和永久磁體列309和第2磁極部組件317所并列(並$ )的方向且繞組319的徑方 向外側。軛體本體322具有細長的板形狀。在軛體本體322的兩端，一體地配置輔助軛體 327A、327B。輔助軛體327A、327B，分別具有本體部327c和從本體部327c的端部大致以直 角延伸的延長部327d。一方的輔助軛體327A的本體部327c，與軛體本體322的一方的端 部連接。延長部327d，與第1磁極部組件315中所包含的2個的磁極部323的一方的磁極 部323并列而配置。輔助軛體327A的延長部327d，與磁極部323 —起構成由繞組319所勵 磁的磁極部的一部分。另一方的輔助軛體327B的本體部327c，被連接于軛體構件321的另 一方的端部。延長部327d，與第1磁極部組件315中所包含的2個的磁極部323的另一方 的磁極部323并列而配置。輔助軛體327B的延長部327d，構成由繞組319所勵磁的磁極 部的一部分。輔助軛體327A的延長部327d和輔助軛體327B的延長部327d的長度，具有 1個的磁極部323的一半的長度。二個的延長部327d，分別構成磁學上長度短的1個的磁 極部323。接下來，對本實施方式的電氣機械裝置的動作進行說明。若在繞組319的一方向 流過電流，則如圖9(A)所示那樣，在磁極部(327d、323A 323E)以及永久磁體313A 313G，以輔助軛體327B的延長部327d —永久磁體313G —磁極部323C —永久磁體313F — 磁極部323A —永久磁體313E —磁極部323D —永久磁體313D —磁極部32!3B —永久磁體 313C —磁極部323E —永久磁體31 輔助軛體327A的延長部327d —軛體本體322的順序 形成磁通流過的閉磁路(箭號All以及Al》。利用通過該閉磁路的磁通，在磁極部(327d， 323A 323E)的磁極面呈現(xiàn)規(guī)定的磁極，并利用在這些的磁極與永久磁體313A 313G的磁極面所呈現(xiàn)的磁極的吸引和相斥，而如圖9(B)所示那樣，動子303以多個永久磁體313 的間距量(τ ρ)沿從輔助軛體327Α向輔助軛體327Β的方向移動。在圖9(B)所示的狀態(tài)中，若在繞組319流過與圖9(A)所示的狀態(tài)相反的方向的 電流，則如圖9 (B)所示那樣，形成與圖9 (A)所示的閉磁路相反的閉磁路。該閉磁路，以輔助 軛體327Α的延長部327d —永久磁體313A —磁極部323E —永久磁體31!3B —磁極部32!3B — 永久磁體313C —磁極部323D —永久磁體313D —磁極部323A —永久磁體313E —磁極部 323C —永久磁體313F —輔助軛體327B的延長部327d —軛體本體322的順序(與圖9 (A) 所示的磁通流過的方向相反的方向)流過磁通(箭號A13以及A14)。利用通過該閉磁路 的磁通，在磁極部(327d，323A 323E)的磁極面，呈現(xiàn)與圖9 (A)的情況相反的磁極。利用 這些磁極與永久磁體313A 313G的磁極面所呈現(xiàn)磁極的吸引和相斥，以動子303成為圖 9 (A)所示的狀態(tài)的方式，動子303以多個永久磁體313的間距量(τ ρ)，沿從輔助軛體327Β 向輔助軛體327Α的方向移動。通過重復此，動子303相對于定子305而進行往復運動。在本實施方式的電氣機械裝置中，由于軛體構件321的形狀變小，因此能夠減少 軛體構件321的鐵量，而謀求電氣機械裝置的小型化。另外，本實施方式的電氣機械裝置也 使動子303利用外部動力而振動，從而作為發(fā)電機發(fā)揮功能。圖10表示圖7至圖9的實施方式的電氣機械裝置的支撐構造的一例。在圖10所 示的支撐構造中，在由第1至第3壁部341Α至341C構成的構造物341上固定定子305，并 且支撐動子303。通過在構造物341的第2壁部341Β固定軛體構件321，而將定子305固定 于構造物341。通過在構造物341的第1壁部341Α上固定的腳輪(* Y ^夕)342和343 以及第3壁部341C上固定的腳輪344以及345，能夠對動子303可滑動地進行支撐。腳輪 342至345，具有在腳部346安裝滾輪(車輪)347的構造。滾輪347，具有以鑲嵌于導軌(> 一> )狀的動子303的方式具備一對的鍔部的構造。圖11 (A)是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第5實施例)的構造概略 地進行表示的立體圖。本實施方式的電氣機械裝置中，磁極部的數(shù)以外的構成，具有與圖 7 圖9所示的電氣機械裝置同樣的構造。為此，在圖11、在與圖7 圖9所示的電氣機械 裝置相同的構件，附加在圖7 圖9中所附加的符號上加上100后的符號，并省略其說明。 本實施方式的電氣機械裝置的第1磁極部組件415的磁極部，由輔助軛體427A的延長部 427d和輔助軛體427B的延長部427d構成。磁學方面，二個的延長部427d構成分別成為不 同磁極的獨立(別個)的磁極部。第2磁極部組件417，由1個的磁極部423構成。接下來，對本實施方式的電氣機械裝置動作的方式進行說明。如圖11㈧所示那 樣，若在繞組419的一方向流過電流，則在磁極部(427d，423)，磁通以輔助軛體427B的延長 部427d —永久磁體413 —磁極部423 —永久磁體413 —輔助軛體427A的延長部427d的 順序曲折行進而流過。在輔助軛體427A的延長部427d流過的磁通，以輔助軛體427A —軛 體本體422 —輔助軛體427B的順序流過(箭號A21)。通過該磁通，利用磁極部023等) 和永久磁體列409的永久磁體413之間產(chǎn)生的相斥/吸引，如圖11 (B)所示那樣，動子403 以多個永久磁體413的間距量(τ ρ)沿從輔助軛體427Α向輔助軛體427Β的方向移動。接 下來，在圖11 (B)所示的狀態(tài)中，在繞組419，以沿與圖11 (A)表示狀態(tài)和相反的方向流過電 流。如此，如圖11 (B)所示那樣，以輔助軛體427Α的延長部427d —永久磁體413 —磁極部 423 —永久磁體413 —輔助軛體427B的延長部427d的順序(與圖11 (A)所示例子和相反的方向)磁通曲折行進而流過。在輔助軛體427B的延長部427d流過的磁通，以輔助軛體 427B —軛體本體422 —輔助軛體427A的順序流過(箭號k22~)。通過該磁通的流動，動子 403以多個永久磁體413的間距量(τ ρ)沿從輔助軛體427Β向輔助軛體427Α的方向(返 回原始的方向)移動。通過對此進行重復，動子403相對于定子405而進行往復運動。根據(jù)本實施方式的電氣機械裝置，能夠減少磁極023等)的數(shù)，并能夠謀求電氣 機械裝置的小型化。在本實施方式中，也能夠通過利用外力使動子403往復動作，而使得電 氣機械裝置作為發(fā)電機發(fā)揮功能。圖12和圖13是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第6實施例)的電氣 機械單元501的內部構造概略地進行表示的立體圖以及剖面圖。本實施方式中，與圖7至 圖9所示的實施方式相比，在設于動子503的永久磁體列509形成為圓柱狀的方面，以及第 1和第2動子組件515和517的磁極部593具備圓弧狀的磁極面的方面而不同。因此本實 施方式中，附加在對圖7至圖9的實施方式所附加的符號上加上200的數(shù)后的符號，對于共 通部分省略說明。動子503，具有由圓柱狀的框體(枠體)507和由圓板狀的多個永久磁體 構成的永久磁體列509?？蝮w507由作為非磁性材料的鋁、樹脂等形成，在內部配置圓板狀 的永久磁體513。在本例中，以多個永久磁體513隔著間隔而配置于內部的方式，通過模塑 成形而形成框體507。另外，薄壁(薄肉)的不銹鋼管(7 f > > 7 〃 4 )中多個永久 磁體和多個非磁性隔離體(7 一寸)交互配置，并通過粘接(接著)劑而固定，從而形成 具有框體的動子503。多個永久磁體513，在與動子503的運動方向正交的正交方向(徑方 向)被磁化，并以沿運動方向不同極性的磁極交互地在磁極面呈現(xiàn)的方式被磁化。如此，多 個永久磁體513，以在動子503的運動方向構成列的方式并列(並& T )而構成永久磁體列 509。定子505具備由第1磁極部組件515和第2磁極部組件517以及1個的繞組519 構成的電極子單元520、和軛體構件521。第1磁極部組件515具備5個的磁極部523，第2 磁極部組件517具備6個的磁極部523。1個的磁極部523由作為磁性材料的鐵形成，并具 有磁極面以圓弧狀彎曲(灣曲)的形狀。本實施方式中，將磁極部523的運動方向的長度 尺寸設為TL，將構成永久磁體列509的多個永久磁體513的相鄰的2個的永久磁體513的 中心間的間距設為τ ρ時，以τ ρ < TL < 2 τ ρ的關系成立的方式，第1和第2磁極部組件 515，517并列地(並t/ (二)構成永久磁體列509。并且，第1磁極部組件515中所包含的5 個的磁極部523和第2磁極部組件517中所包含的6個的磁極部523中，相互的磁極的端 部隔著動子503而相面對，第1和第2磁極部組件515、517的一方的磁極部組件中所包含 的磁極部523相對于另一方的磁極部組件中所包含的磁極部523而沿運動方向移動的狀態(tài) (錯位的狀態(tài))中被配置。本例中，以永久磁體513的間距(τ ρ)量移動。設置于軛體構件521的兩端的輔助軛體527Α、527Β的、與永久磁體列509相面對 的端部527c、527d的端面也部分地呈圓弧狀。并且，輔助軛體527A，527B的與永久磁體列 509相面對的端部527c，與第1磁極部組件515中所包含的5個的磁極部523并列(並、 T )而配置。輔助軛體527A的端部527c，與磁極部523 —并構成磁極部的一部分。本例 中，輔助軛體527A的端部527c以及輔助軛體527B的端部527d，不位于繞組519的內部空 間內。接下來，對本實施方式的電氣機械裝置的動作進行說明。若在繞組519的一方向流過電流，則如圖14(A)所示那樣，在磁極部(527c，527d，523A 523K)以及永久磁體513， 形成以輔助軛體527B的端部527d —永久磁體513 —磁極部523F —永久磁體513 —磁極部 523A —永久磁體513 —磁極部523G ·磁極部521 —永久磁體513 —輔助軛體527A的端 部527c —軛體本體522的順序流過磁通的閉磁路(箭頭A31以及A3》。利用通過該閉磁 路的磁通，在磁極部(527c、527d、523A 523K)的磁極面呈現(xiàn)規(guī)定的磁極，利用在這些的磁 極和多個永久磁體513的磁極面呈現(xiàn)的磁極的吸引和相斥，如圖14(B)所示那樣，動子503 以多個永久磁體513的間距量(τ ρ)沿從輔助軛體527Α向輔助軛體527Β的方向移動。在圖14(B)所示的狀態(tài)中，在繞組519，若流過與圖14(A)所示的狀態(tài)相反的方向 的電流，在如圖14⑶所示那樣，形成與圖14㈧表示閉磁路相反的閉磁路。若在該閉磁路流過磁通(箭號Α33以及Α34)，則在磁極部(527c、527d、523A 523K)的磁極面，呈現(xiàn)與圖14(A)的情況相反的磁極，利用在這些的磁極和永久磁體513的 磁極面呈現(xiàn)的磁極的吸引和相斥，以動子503成為圖14(A)所示的狀態(tài)，動子503以多個永 久磁體513的間距量(τ ρ)沿從輔助軛體527Β向輔助軛體527Α的方向移動。并對此進行 重復而使得動子503相對于定子505進行往復運動。根據(jù)本實施方式的電氣機械裝置，由于永久磁體513以及動子503具有圓柱形狀， 因此能夠將繞組以最短路徑進行纏繞，具有減小銅損以及空間。本實施方式的電氣機械裝 置也能夠利用外力使動子503往復運動，從而使作為發(fā)電機而利用。圖15㈧和(B)是用于對圖12至圖14所示的實施方式的圓柱狀的動子503的 支撐構造的一例進行說明所使用的圖。在該支撐構造中，在軛體構件521的輔助軛體527Α 的端部527c和1個的磁極部523的磁極面的一部之間夾持由低摩擦滑動材構成的樹脂環(huán) ('J )540o另外，雖然在圖15中未圖示，但是在軛體構件521的輔助軛體527B的端部 527d和其它的1個的磁極部523的磁極面的一部之間，也夾持由低摩擦滑動材構成的樹脂 環(huán)M0。利用這些一對的樹脂環(huán)M0，圓柱狀的動子503可往復運動地被支撐。另外，也可 以替代樹脂環(huán)M0，而使用非磁性材料構成的推力軸承(7，7卜《7· U > 7 )。圖16以及圖17是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第7實施例)的內 部構造概略地進行表示的立體圖以及剖面圖。本實施方式的電氣機械裝置中，具備2個的 電氣機械單元(第1和第2電氣機械單元601A、601B)。在本實施方式的電氣機械裝置中， 第1和第2電氣機械單元601A，601B的2個的動子603，基本上具有與圖12 圖14所示的 動子503相同的構造。其中，第1和第2電氣機械單元601A、60IB的第1和第2永久磁體 列609A以及609B，在正交方向隔著間隔而平行地配置，并以電氣角180°位置錯位的方式 配置。在與圖12 圖14所示的電氣機械裝置的動子相同的構件中，附加對在圖12 圖14 所附加的符號上加上100的符號，并省略其說明。第1和第2電氣機械單元601A、601B的 定子605，具有與圖12 圖14所示的定子505基本的相同的第1和第2電極子單元620A 以及620B。對于與圖12 圖14所示的電氣機械裝置的定子相同的構件，附加對在圖12 圖14上附加的符號上加上100后的符號，并省略其說明。第1和第2電極子單元620A、620B，以第1電極子單元620A的第1磁極部組件615 和第2電極子單元620B的第1磁極部組件615相鄰的方式，平行地并列(並& ^ )而配 置。第1電極子單元620A的繞組619A和第2電極子單元620B的繞組619B，以電氣角保持 180°的相位差流過電流的方式而纏繞。第1和第2軛體構件621A以及621B，被配置在第161電極子單元620A的第1磁極部組件615和第2電極子單元620B的第1磁極部組件615 的運動方向的兩側，將第1和第2永久磁體列609A以及609B磁學地結合。第1軛體構件621A的一方的端部621c，與位于第1電極子單元620A的第1磁極 部組件615中所包含的5個的磁極部623的一方的端部的磁極部623并列(並& ^ )而 配置。第1軛體構件62IA的端部621c，與磁極部623 —起被第1電極子單元620A的繞組 619A勵磁而構成磁極部的一部分。第1軛體構件621A的另一方的端部621d，與第2電極 子單元620B的第1磁極部組件615中所包含的5個的磁極部623的一方的端部的磁極部 623并列(並& T )而配置。第1軛體構件621A的端部621d，構成由第2電極子單元620B 的繞組619所勵磁的磁極部的一部分。在本例中，第1軛體構件621A的兩端部621c、621d， 不位于繞組619A以及619B的內部空間內。第1電極子單元620A的運動方向的另一方的端部與第2電極子單元620B的運動 方向的另一方的端部之間，配置第2軛體構件621B。第2軛體構件621B的兩端部621c、 621d，分別于第1電氣機械單元601A的第1永久磁體列609A和第2電氣機械單元601B的 第2永久磁體列609B相面對。第2軛體構件621B的一方的端部621c，與第1電極子單元 620A的第1磁極部組件615中所包含的5個的磁極部623的另一方的端部的磁極部623并 列(並& T )而配置。第2軛體構件621B的端部621c，構成被第1電極子單元620A的繞 組619A所勵磁的磁極部的一部分。第2軛體構件621B的另一方的端部621d，與第2電極 子單元620B的第1磁極部組件615中所包含的5個的磁極部623的另一方的端部的磁極 部623并列而配置。第2軛體構件621B的端部621d，構成由被第2電極子單元620B的繞 組619B所勵磁的磁極部的一部分。在本例，第2軛體構件621B的兩端部621c、621d，不位 于繞組619A以及619B的內部空間內。如圖16所示那樣，第1電氣機械單元601A的動子603的一方的端部和第2電氣 機械單元601B的動子603的一方的端部，通過連結構件629A而被連結。另外，第1電氣機 械單元601A的動子603的另一方的端部和第2電氣機械單元601B的動子603的另一方的 端部，經(jīng)由連結構件629B而被連結。如圖17所示那樣，第1電氣機械單元60IA的第1永久磁體列609A和第2電氣機 械單元601B的第2永久磁體列609B，以電氣角180°位置錯開的方式被配置。具體來說， 隔著第1和第2軛體構件621A以及621B而相面對的第1電氣機械單元601A的第1永久 磁體列609A的永久磁體613的極性和第2電氣機械單元601B的第2永久磁體列609B的 永久磁體613的極性相反。另外，第1電氣機械單元601A的繞組619A和第2電氣機械單元601B的繞組619B， 以電氣角180°錯位的狀態(tài)被勵磁。在圖18㈧至(C)以及圖19㈧以及(B)，表示在本實施方式中第1和第2電極子 單元620A以及620B的繞組619A以及619B以180°相位不同的電流流過時形成的閉磁路 (A41以及A 42)。如圖18(A)所示那樣，繞組619A和繞組619B，流過180°相位錯開的電 流時產(chǎn)生的磁通的閉磁路(A41)，由在第1電極子單元620A的第1和第2磁極部組件615 和617以及第1永久磁體列609A中曲折行進而流過磁通的磁路、使磁通流過第2軛體構 件621B的磁路、在第2電極子單元620B的第1和第2磁極部組件615以及617和第2永 久磁體列609B中曲折行進而流過磁通的磁路、以及在第1軛體構件621A中流過磁通的磁路構成。通過使磁通流過上述閉磁路，利用在各磁極部(623等)和永久磁體列609A、609B 的多個永久磁體613之間產(chǎn)生的相斥/吸引力，能夠以從圖18(A)以及19㈧的狀態(tài)成為 圖18(B)以及19 (B)的狀態(tài)的方式使動子603以永久磁體613的間距量(τ ρ)移動。接下 來，如圖18(B)以及圖19⑶所示那樣，使在繞組619Α以及619Β流過的電流的方向，與圖 18(A)的情況分別相反，形成與圖18㈧的閉磁路(Α41)以相反的方向流過磁通的閉磁路 (Α42)。若流過這種磁通，則從圖18⑶以及圖19⑶所示的狀態(tài)，在圖18㈧以及圖19⑶ 所示的狀態(tài)中，動子603以多個永久磁體613的間距量(τ ρ)移動。通過對此進行重復，而 使得第1和第2電氣機械單元601Α、60IB的動子603相對于定子605進行往復運動。根據(jù)本實施方式的電氣機械裝置，通過組合2個的第1和第2電氣機械單元601Α、 60IB的磁極部(623等)，能夠得到推力大的電氣機械裝置。若圖16至圖19所示的實施方式的電氣機械裝置也利用外力使動子603以間距量 (τ ρ)振動，則也成為發(fā)電機。與圖20、圖16至圖19所示的實施方式基本相同的構造，是 對使第1永久磁體列609Α'以及第2永久磁體列609Β'的長度以η/ τ ρ量變長的實施方 式(第8實施例)的電氣機械單元的內部構造概略地進行表示的立體圖。如此將第1永久 磁體列609Α'以及第2永久磁體列609Β'的長度以η/ τ ρ的量變長，則動子603'的沖程 (7卜口一々)變長。另外，若以該構造構成發(fā)電機，則能夠以動子的1次(回)的沖程，產(chǎn) 生η次的感應電壓，并能夠提高發(fā)電輸出。圖21是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第9實施例)的電氣機械單 元的內部構造概略地進行表示的立體圖。本實施方式的電氣機械裝置中，永久磁體以及磁 極部的數(shù)以外的構成，具有與圖12 圖14所示的電氣機械裝置和相同的構造。為此，在與 圖12 圖14所示的電氣機械裝置相同的構件中，附加在對圖12 圖14所附加的符號上 加上200后的符號，并省略其說明。本實施方式的電氣機械裝置，在永久磁體列709的一方 的側具備構成第1磁極的輔助軛體727Α的端部727c和輔助軛體727B的端部727c。在永 久磁體列709的另一側具備1個的第2磁極部723。繞組719，具有以第2磁極部723的一 部分位于內部空間內的方式纏繞在繞組導體而構成的空芯構造。接下來，對本實施方式的電氣機械裝置動作的方式進行說明。若在繞組719流過 一方向的電流，則如圖21的箭號(矢印)A51所示的方式，以輔助軛體727A的端部727c — 永久磁體713 —磁極部723 —永久磁體713 —輔助軛體727B的端部727c —軛體本體722 — 輔助軛體727A的順序流過磁通而構成閉磁路(A51)。若在該閉磁路(A51)流過磁通，則在輔 助軛體727A的端部727c和輔助軛體727B的端部727c以及磁極部723和永久磁體列709 之間產(chǎn)生相斥和吸引，而如圖22所示那樣，動子703以多個永久磁體713的間距量(τ ρ) 沿從輔助軛體727Α向輔助軛體727Β的方向移動。在圖22所示的狀態(tài)中，在繞組719，以與 圖21所示的例子相反的方向流過電流。藉此，如圖22的箭號Α52所示那樣，沿與圖21所 示的例相反的方向流過磁通，而形成箭號Α52所示的閉磁路。若在圖22所示的閉磁路流過 磁通，則在輔助軛體727Α的端部727c和輔助軛體727B的端部727c以及磁極部723和永 久磁體列709的永久磁體713之間產(chǎn)生相斥/吸引，動子703以多個永久磁體713的間距 量(τ ρ)沿從輔助軛體727Β向輔助軛體727Α的方向(返回原始的方向)移動。通過對此 進行重復，動子703相對于定子705而進行往復運動。根據(jù)本實施方式的電氣機械裝置，能夠僅使1個的第2磁極部723位于繞組719的內部空間，并能夠謀求電氣機械裝置的最小化。本實施方式的電氣機械裝置，也通過利用 外力使動子703往復運動而作為發(fā)電機發(fā)揮功能。圖23以及圖M是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第10實施例)的 電氣機械單元的內部構造概略地進行表示的立體圖以及剖面圖。本實施方式的電氣機械裝 置，具備第1和第2電氣機械單元801A、801B，第1電氣機械單元801A的動子803A和第2 電氣機械單元801B的動子8(X3B，以相反的方向進行往復運動。在本實施方式的電氣機械裝 置中，不存在與圖16 圖19所示的電氣機械裝置的連結構件629A以及629B相當?shù)倪B結 構件。為此，換言之，第1和第2電氣機械單元801A、801B的動子803A、80;3B能夠相互獨立 而運動。至于其它的構造，僅有一方的動子的永久磁體列的磁化方向與另一方動子的永久 磁體列的磁化方向相反，而與圖16 圖19所示的電氣機械裝置基本相同。為此，在本實施 方式中，對于與圖16 圖19所示的電氣機械裝置的動子相同的構件，附加在對圖16 圖 19所附加的符號上加300后的符號，而省略其說明。本實施方式的電氣機械裝置中，第1和第2軛體構件821A以及821B，為構成由繞 組819A以及819B所產(chǎn)生的磁通所流過的閉磁路而產(chǎn)生貢獻。第1和第2電氣機械單元 801A.801B,第1電極子單元820A的第1磁極部組件815，第2電極子單元820B的第1磁極 部組件815，以隔著繞組而相面對的方式平行地配置。第1軛體構件821A的端部821c，構成 使第1電氣機械單元801A的繞組819A勵磁的磁極的一部分。第1軛體構件821A的端部 821c和端部821d以及第2軛體構件821B的端部821c和端部821d，在繞組819A以及819B 中流過勵磁電流而使閉磁路中流過磁通時，與磁極部823同樣構成定子805A以及805B的 磁極部。如此，由第1軛體構件821A的端部821c和端部821d以及第2軛體構件821B的 端部821c和端部821d所形成的磁極部，不位于繞組819A以及819B的內部空間內。第1電氣機械單元80IA的永久磁體列809A和第2電氣機械單元80IB的永久磁 體列809B，在運動方向以永久磁體813錯位1個量(1個分)的狀態(tài)而配置。在如此錯位一 個量的狀態(tài)中，第1電氣機械單元80IA的永久磁體列809A和第2電氣機械單元80IB的永 久磁體列809B，以電氣角180°位置錯開的方式被配置。具體來說，第1電氣機械單元801A 的永久磁體列809A的1個永久磁體813，在與第2電氣機械單元801B的永久磁體列809B 的異極性的1個的永久磁體813相同的位置并列。另外，第1電極子單元820A的繞組819A 和第2電極子單元820B的繞組819B，以電氣角保持180°的相位差而流過電流。在圖M的狀態(tài)中，在第1電極子單元820A的繞組819A和第2電極子單元820B 的繞組819B，以電氣角保持180°相位差而流過電流時，以形成圖25(A)的箭號A61所示的 閉磁路的方式，流過從第1軛體構件821A的端部821c，交互地通過第1電氣機械單元801A 的永久磁體813以及第1電極子單元820A的磁極部823而向第2軛體構件821B的端部 821c曲折行進。在第2軛體構件821B的端部821c流過的磁通，從第2軛體構件821B的相 反側的端部821d，交互地通過第2電氣機械單元801B的永久磁體813以及第2電極子單 元820B的磁極部823而向第1軛體構件821A的端部821d，曲折行進地流過磁通。在第1 軛體構件82IA的端部82 Id流過的磁通，從與第1軛體構件82IA的相反側的端部821c，流 過第1電氣機械單元801A的磁極部823。若磁通如此流過閉磁路，則如從圖25(A)所示的 狀態(tài)到圖25⑶所示的那樣，動子803A以永久磁體813的間距量(τ ρ)沿從第1軛體構件 821Α向第2軛體構件821Β的方向移動，動子80!3Β也以永久磁體813的間距量(τ ρ)，沿從第2軛體構件821B向第1軛體構件821A的方向移動。在圖25 (B)所示的狀態(tài)中，若流過與 繞組819A以及819B相反的方向的電流，則磁通在圖25(B)的箭號A62所示的閉磁路內流 過，第1電氣機械單元801A的動子803A，沿從第2軛體構件821B向第1軛體構件821A的 方向(返回原始的方向)以永久磁體813的間距量(τ ρ)移動，第2電氣機械單元801Β的 動子80;3Β，以永久磁體813的間距量(τ ρ)沿從第1軛體構件821Α向第2軛體構件821Β 的方向(返回原始的方向)移動。本實施方式的電氣機械裝置中，第1電氣機械單元801Α的動子803Α和第2電氣 機械單元801Β的動子8(Χ3Β，可以兩方均與負載連接，也可以僅其中一方與負載連接。根據(jù)本實施方式的電氣機械裝置，第1電氣機械單元801Α的動子803Α的振動和 第2電氣機械單元801Β的動子80 的振動相互抵消(打6消合0 )，能夠降低電氣機械 裝置全體的振動。本實施方式的電氣機械裝置，也通過利用外力使動子803A以及8(X3B沿不同方向 往復動作，使繞組819A以及819B感應出感應電壓而作為進行發(fā)電的發(fā)電機發(fā)揮作用。在 該發(fā)電機中，也可以將繞組819A以及819B相反地并聯(lián)連接，而取出交流電力。圖沈是對本發(fā)明的其它實施方式的電氣機械裝置(第11實施例)的電氣機械單 元的構造概略地進行表示的立體圖。圖27 (A)至(D)，是用于對本實施方式的磁通的流動 和活動進行說明而使用的圖。本實施方式的電氣機械裝置，與圖12至圖14所示的實施方 式，構造非常相似。圖12至圖14所示的實施方式的電氣機械裝置中，在動子503延伸的方 向往復運動，但是在本實施方式的電氣機械裝置中，動子以動子903的中心線為中心而以 規(guī)定的角度范圍轉動或搖動運動。其它的構造，與圖14 圖17所示的電氣機械裝置基本 相同。圖沈以及圖27中，對于與在圖14至圖17所示的實施方式的電氣機械裝置中使用 的構件相同的構件，附加在對圖14 圖17附加的符號上加上400后的符號，并省略其說 明。在本實施方式中，在圓柱狀的動子903的兩端利用滾珠軸承(#一> T -J > )940 以及941轉動自如地被支撐的方面，與圖14至圖17所示的實施方式的電氣機械裝置不同。 在包含在圖27(A)所示的繞組919中流過電流而形成的曲折行進磁路的閉磁路(A51)中流 過磁通。該情況，如圖27 (B)所示那樣，在軛體構件921的輔助軛體927A和磁極部923之 間，沿圖示的方向流過磁通，動子903沿圖示的箭號方向(逆時針方向)轉動。接下來，如 圖27 (C)所示那樣，若流過與在繞組919流過的方向相反的方向的電流，則如圖27(C)所示 那樣在包含曲折行進磁路的閉磁路A52流過相反的方向的磁通。該情況，如圖27(D)所示 那樣，在軛體構件921的輔助軛體927A和磁極部923之間以圖示的方向流過磁通，動子903 以圖示的箭號方向(順時針方向)轉動。以后，在繞組919中流過的電流的方向每變化一 次，動子903的轉動方向變化，動子903以動子的中心線為旋轉中心而在規(guī)定的角度范圍內 做轉動運動。本實施方式的構造中，若使動子903在前述的角度范圍內作搖動運動，則在繞 組919中感應出交流電壓，電氣機械裝置成為交流發(fā)電機。另外，若使動子903向一方向連 續(xù)旋轉，則在繞組中感應出直流電壓，電氣機械裝置成為直流發(fā)電機。在上述各實施方式中，是具備永久磁體列的單元成為動子，具備繞組的電極子單 元成為定子的電氣機械裝置，但是，理論上，不用說能夠使具備永久磁體列的單元成為定 子，使電極子單元為動子。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
根據(jù)本發(fā)明，能夠在不大幅度地增加磁阻的情況下增加繞組的纏繞量。其結果，能 夠提高電氣機械裝置的單位尺寸的最大推力或最大輸出。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠減小磁極部而形成，因此能夠減少鐵量，并能夠謀求 電氣機械裝置的小型化。
權利要求
1.一種電氣機械裝置，其中，以動子相對于定子進行往復運動的方式構成，所述定子以及所述動子的一方，具備1個以上的永久磁體列，所述1個以上的永久磁體 列由多個永久磁體在所述動子進行所述往復運動的運動方向上形成列的方式并列而構成， 所述多個永久磁體，以在與所述運動方向正交的正交方向上相面對的二個的磁極面上呈現(xiàn) 不同極性的磁極的方式被磁化，且以沿所述運動方向在磁極面上交互出現(xiàn)不同極性的磁極 的方式被配置，從而構成所述1個以上的永久磁體列， 所述定子以及動子的另一方，具有第1磁極部組件，其相對于所述1個的永久磁體列配置于所述正交方向的一側，并具備 與所述永久磁體列的所述磁極面相面對的2個以上的磁極部；第2磁極部組件，其相對于所述永久磁體列而配置于所述正交方向的另一側，并具備 與所述永久磁體列的所述磁極面相面對的1個以上的磁極部；1個以上的電極子單元，其具有單相繞組，所述單相繞組具有以所述第1磁極部組件中 所包含的所述2個以上的磁極部和所述第2磁極部組件中所包含的所述1個以上的磁極部 位于內部空間內的方式將繞組導體纏繞為線圈狀而構成的空芯構造，該1個以上的電極子 單元以所述第1磁極部組件中所包含的所述2個以上的磁極部相對于所述第2磁極部組件 中所包含的所述1個以上的磁極部在所述運動方向上移位的狀態(tài)被配置；以及1個以上的軛體構件，其被配置為，流過所述1個以上的永久磁體列以及所述第1和第 2磁極部組件的磁通形成閉磁路。
2.根據(jù)權利要求1所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述第1磁極部組件中所包含的所述2個以上的磁極部，相對于所述第2磁極部組件 中所包含的所述1個以上的磁極部，以構成所述永久磁體列的多個所述永久磁體的相鄰的 2個永久磁體的中心間的間距(τ ρ)量沿所述運動方向移位。
3.根據(jù)權利要求2所述的電氣機械裝置，其特征在于，將構成所述第1和第2磁極部組件的各個的所述磁極部的所述運動方向的長度尺寸設 為TL時，τ ρ < TL < 2 τ ρ的關系成立。
4.根據(jù)權利要求1所述的電氣機械裝置，其特征在于， 所述永久磁體呈短條板狀，所述永久磁體列呈長條板狀， 所述磁極部具有與所述永久磁體列相面對的平坦的磁極面。
5.根據(jù)權利要求1所述的電氣機械裝置，其特征在于， 所述永久磁體呈圓板狀，所述永久磁體列呈圓柱狀，所述磁極部，具有與所述永久磁體列相面對的磁極面呈圓弧狀的形狀。
6.根據(jù)權利要求1所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述第1和第2磁極部組件和所述繞組利用電絕緣樹脂而被模塑。
7.根據(jù)權利要求1所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述1個以上的永久磁體列以及所述1個以上的電極子單元分別有1個， 在所述繞組的外側，配置由在所述運動方向延伸的軛體本體和設置于該軛體本體的 兩端部并與所述永久磁體列相面對的一對的輔助軛體構成的1個所述軛體構件。
8.根據(jù)權利要求7所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述一對的輔助軛體分別具備在所述繞組的內部空間內延伸的延長部，所述延長部構成所述第1磁極部組件的所述2個以上的磁極部的至少一部分。
9.根據(jù)權利要求1所述的電氣機械裝置，其特征在于，在所述閉磁路的一部分，以形成順次通過所述永久磁體列中的第1永久磁體、第1磁極 部組件的第1磁極部、所述永久磁體列中的位于所述第1永久磁體的相鄰位置的第2永久 磁體、所述第2磁極部組件的第1磁極部、所述永久磁體列中的位于所述第2永久磁體的相 鄰位置的第3永久磁體、第1磁極部組件的位于所述第1磁極部的相鄰位置的第2磁極部、 所述永久磁體列中的位于所述第3永久磁體的相鄰位置的第4永久磁體的曲折行進磁路的 方式，確定所述多個永久磁體的所述間距、所述第1磁極部組件的所述2個以上的磁極部和 所述第2磁極部組件的所述1個以上的磁極部的移位量。
10.根據(jù)權利要求1所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述1個以上的永久磁體列，由沿所述正交方向隔開間隔而并列配置并且以電氣角 180°位置錯開的方式配置的第1和第2永久磁體列構成，所述1個以上的電極子單元，由與所述第1和第2永久磁體列相對應的第1和第2電 極子單元構成，所述第1電極子單元的所述第1磁極部組件和所述第2電極子單元的所述第1磁極部 組件以相鄰的方式被配置，所述第1電極子單元的所述繞組和所述第2電極子單元的所述繞組，以電氣角保持 180°的相位差流過電流的方式被纏繞，所述1個以上的軛體構件，由配置于所述第1電極子單元的所述第1磁極部組件和所 述第2電極子單元的所述第1磁極部組件的所述運動方向的兩側、并將所述第1和第2永 久磁體列磁結合的第1和第2軛體構件構成。
11.根據(jù)權利要求10所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述第1永久磁體列和所述第2永久磁體列，被機械連結。
12.根據(jù)權利要求10所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述第1永久磁體列和所述第2永久磁體列，以能夠各自獨立而可動的方式被配置。
13.根據(jù)權利要求1所述的電氣機械裝置，其特征在于，在所述動子包含所述永久磁體列，在所述定子包含所述電極子單元，在所述定子，配置以容許所述動子沿所述運動方向移位的方式支撐所述動子的動子支 撐機構。
14.根據(jù)權利要求13所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述動子以導軌狀構成，所述動子支撐機構具備配置于所述電極子單元的所述運動 方向的外側，與以導軌狀構成的所述動子接觸，容許向所述動子的所述運動方向的運動的、 摩擦阻抗較小的一對的導向機構。
15.根據(jù)權利要求13所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述動子支撐機構由固定于所述動子的運動方向的兩端的一對的板簧構件以及使所 述一對的板簧構件相對于所述定子固定的固定構造構成。
16.根據(jù)權利要求13所述的電氣機械裝置，其特征在于，所述動子具有圓柱形狀，所述動子支撐機構，由配置于所述電極子的所述第1和第2磁極部組件的所述運動方向的兩端并對所述動子進行支撐的一對的推力軸承構成。
17. 一種電氣機械裝置，其中，以動子相對于定子在規(guī)定的角度范圍內做轉動運動的方式構成， 所述動子具備多個永久磁體成列的方式并列而構成的永久磁體列， 所述多個永久磁體以在與所述永久磁體列延伸的延伸方向正交的正交方向上相面對 的二個的磁極面呈現(xiàn)不同極性的磁極的方式被磁化，并且以在磁極面沿所述延伸方向交互 呈現(xiàn)不同極性的磁極的方式配置，從而構成所述永久磁體列， 所述定子具有第1磁極部組件，其以相對于所述永久磁體列的各自而配置于所述正交方向的一側并 具備與所述永久磁體列的所述磁極面相面對的2個以上的磁極部；第2磁極部組件，其相對于所述永久磁體列而配置于所述正交方向的另一側并具備與 所述永久磁體列的所述磁極面相面對的2個以上的磁極部；電極子單元，其具備單相繞組，所述單相繞組具有以所述第1磁極部組件中所包含的 所述2個以上的磁極部和所述第2磁極部組件中所包含的所述2個以上的磁極部位于內部 空間內的方式將繞組導體纏繞為線圈狀而構成的空芯構造，該電極子單元以所述第1磁極 部組件中所包含的所述2個以上的磁極部，相對于所述第2磁極部組件中所包含的所述2 個以上的磁極部在所述延伸方向移位的狀態(tài)被配置；以及軛體構件，其被配置為形成流過所述永久磁體列以及所述第1和第2磁極部組件的磁 通所流過的閉磁路，所述動子被構成為圓柱狀，所述動子的所述延伸方向的兩端可旋轉地被動子支撐機構 所支撐。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電氣機械裝置，其中動子(3)具有以在與該動子(3)的運動方向正交的正交方向被磁化并且多個永久磁體(13)沿運動方向而交互地在磁極面呈現(xiàn)出不同極性的磁極的方式被磁化的永久磁體列(9)。定子(5)，具有被配置于永久磁體列(9)的正交方向的兩側并分別具有與多個永久磁體(13)的磁極面相面對的多個磁極部(23)的第1以及第2磁極部組件(15、17)；對構成該第1以及第2磁極部組件(15、17)的多個磁極部(23)進行勵磁的單相繞組(19)。繞組(19)，具有以由繞組所勵磁的第1磁極部組件(15)中所包含的磁極部(23)和第2磁極部組件(17)中所包含的磁極部(23)位于內部空間內的方式將繞組導體纏繞為線圈狀而構成的空芯構造。從而能夠在不增大磁阻的情況下，增加繞組的纏繞量，提高單位尺寸的最大推力。
文檔編號H02N11/00GK102055301SQ201010543849
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權日2009年11月9日
發(fā)明者三澤康司, 康玉棋, 杉田聰 申請人:山洋電氣株式會社