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JP2000175391A - 電磁変換装置およびこれを備えた電子機器 - Google Patents

電磁変換装置およびこれを備えた電子機器

Info

Publication number
JP2000175391A
JP2000175391A JP11177080A JP17708099A JP2000175391A JP 2000175391 A JP2000175391 A JP 2000175391A JP 11177080 A JP11177080 A JP 11177080A JP 17708099 A JP17708099 A JP 17708099A JP 2000175391 A JP2000175391 A JP 2000175391A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
back yoke
rotor
conversion device
magnetic
electromagnetic conversion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11177080A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Takahashi
理 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP11177080A priority Critical patent/JP2000175391A/ja
Priority to US09/407,530 priority patent/US6208055B1/en
Priority to EP99307756A priority patent/EP0990961B1/en
Priority to DE69931868T priority patent/DE69931868T2/de
Publication of JP2000175391A publication Critical patent/JP2000175391A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C13/00—Driving mechanisms for clocks by primary clocks
    • G04C13/08—Secondary clocks actuated intermittently
    • G04C13/10—Secondary clocks actuated intermittently by electromechanical step advancing mechanisms
    • G04C13/11—Secondary clocks actuated intermittently by electromechanical step advancing mechanisms with rotating armature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータの軽量化を図ることにより、ロータ
軸を細くして発電効率を向上することができ、かつ小型
化、軽量化することのできる多極発電装置を提供するこ
と。 【解決手段】回転方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に
向けて配置された複数の磁石１２４、および複数の磁石
１２４を支持するバックヨーク１２２を備えたロータを
有する電磁変換装置において、バックヨーク１２２は、
各磁石１２４の平面的な中心およびロータ軸を通る平面
で切られた断面の面積が、隣接する磁石１２４のＮ極お
よびＳ極間で当該バックヨーク１２２の内部に生じる磁
力線の分布に応じて、他の部分の断面積よりも小さくな
っている。バックヨークの断面がこのように薄くなって
いるので、磁石１２４に流れ込む磁力線を飽和させるこ
となく、バックヨーク１２２を軽量化してロータ全体の
重量を軽減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロータおよびコイ
ルを備え、ロータの回転による運動エネルギとコイルに
発生する電気エネルギとを相互に変換する電磁変換装置
に関する。
【０００２】
【背景技術】従来より、ロータの回転による磁束の変化
をコイルにより電気エネルギに変換したり、逆に電気エ
ネルギをロータの回転動力源に変換する電磁変換装置が
利用されている。このような電磁変換装置を多極発電装
置として利用する場合、例えば、特開平８−７５８７４
号公報、特開平９−２１１１５２号公報、１９９７年１
０月２日アスラブ社により報告されたスイス時計学会論
文に示される多極発電装置が知られている。
【０００３】このような刊行物に示される多極発電装置
は、所定の軸まわりに回転可能に保持されるとともに、
所定の軸と直交する面上に、この回転方向に沿ってＮ極
およびＳ極を交互に向けて配列した複数の磁石、および
これら複数の磁石を支持する軟鉄製のバックヨークを有
するロータと、巻線から構成され、ロータの近傍に配置
されるコイルとを含んで構成される。そして、このよう
な多極発電装置は、香箱ゼンマイ等の機械エネルギ源に
よりロータを回転させると、ロータの回転に伴いコイル
近傍の磁束が変化し、電磁誘導によりコイルの巻線に誘
導電流が流れるように構成されている。
【０００４】このような多極発電装置によれば、複数の
磁石をロータの回転方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互
に配列することで、誘導起電力を安定して発生させるこ
とができるので、電子式制御時計等の調速制御回路等の
電力供給源として好適である。また、ロータと、このロ
ータ近傍に配置される金属製のコア、およびこのコアの
他の部分で巻き線されるコイルを含むステータとを備え
た従来より知られる発電装置と比較すると、コアがない
ため、鉄損を発生することが無く、発電効率の高い発電
装置とすることができるうえ、ロータ近傍に金属製のコ
アが配置されないので、コギングトルクの小さい、極め
て起動性のよい発電装置とすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電磁変換装置には、以下のような問題がある。
【０００６】 ロータは、上述したように、軟鉄製の
バックヨークと、このバックヨーク上に配置される複数
の磁石とを含んで構成され、重量が大きくなるので、こ
れらを支持するロータ軸にはこの重量に十分耐えられる
だけの径が必要となる。そして、ロータ軸が太くなる
と、ロータ軸を支持する地板や受石座との接触面積が増
えるため、その分、ロータの回転を規制することとな
り、多極発電装置の発電効率が低下するという問題があ
る。
【０００７】 また、このような重量の大きなロータ
を安定して回転させるには、耐震性能、耐衝撃性能を向
上させるために、地板等に形成される軸受部分を、従来
の機械式ウオッチに使用される耐震軸受とする必要があ
り、多極発電装置の厚み寸法が大きくなってしまうとい
う問題がある。
【０００８】そして、上記のような問題は、電気エネル
ギを動力源とするモータとして電磁変換装置を考える場
合も、同様である。
【０００９】本発明の目的は、ロータの軽量化を図るこ
とにより、ロータ軸を細くして変換効率を向上すること
ができ、かつ小型化、軽量化することのできる電磁変換
装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る電磁変換装置は、ロータおよびコイル
を備え、ロータの回転による運動エネルギと、コイルに
発生する電気エネルギとを変換する電磁変換装置であっ
て、前記ロータは、回転中心となるロータ軸と、このロ
ータ軸に固定され、当該ロータの回転方向に沿ってＮ極
およびＳ極が配列された磁性体が密着するバックヨーク
とを有し、このバックヨークは、前記磁性体の平面的な
中心および前記ロータ軸を通る平面で切られた断面の面
積が、当該バックヨークの内部に生ずる磁力線の分布に
応じて、他の部分の断面積よりも小さくなっていること
を特徴とする。
【００１１】ここで、上述した電磁変換装置としては、
ゼンマイ等の駆動機構から供給される機械エネルギによ
り、ロータを回転させ、コイルに電気エネルギを発生さ
せる発電装置と、電池等の蓄電手段から供給される電気
エネルギをコイルに流すことにより、ロータを回転させ
て機械エネルギを発生させるモータとを含む概念であ
る。
【００１２】また、磁性体は、要するに、ロータの回転
方向に沿ってＮ極およびＳ極が配列されるように構成さ
れていればよく、例えば、環状磁性体の表面を複数極に
着磁して構成したり、複数の磁石をＮ極およびＳ極を交
互に向けてロータの回転方向に沿って配置して構成する
ことができる。
【００１３】さらに、「磁性体の平面的な中心およびロ
ータ軸を通る平面で切られた断面」とは、平板状のバッ
クヨークの磁性体の平面的な中心を含んだ厚さ方向の断
面を意味する。そして、「バックヨークの内部に生じる
磁力線の分布に応じて、他の部分の断面積よりも小さく
なっている」とは、バックヨークと磁性体の密着部分で
磁束が飽和しない範囲で、バックヨークの厚さ方向断面
の面積を小さくするようにすることを意味する。具体的
には、バックヨークの厚さ方向に切欠を形成したり、磁
性体を埋め込むような凹部を形成したり、バックヨーク
の外周縁を切り欠いたり、バックヨークの磁性体よりも
内側の部分に孔を形成することにより、前記断面の面積
を小さくすることができる。
【００１４】このような本発明によれば、バックヨーク
の磁束が飽和しない範囲でバックヨークの断面の面積が
小さくなっているので、バックヨークを軽量化してロー
タ全体の重量を軽減することが可能となり、その分、ロ
ータ軸を細くして発電効率、モータの駆動効率を向上す
ることが可能となる。また、ロータの軽量化により、耐
震軸受の構造を簡素化、小型化することが可能となるの
で、電磁変換装置の薄型化、小型化が図られる。
【００１５】また、磁性体を環状磁性体の表面を多極に
着磁して構成すれば、１つの磁性体を着磁するだけで多
極のロータを形成できるので、電磁変換装置を構成する
ロータを容易に製造することが可能となる。
【００１６】さらに、磁性体をバックヨーク上にＮ極お
よびＳ極を交互に向けて配置された複数の磁石から構成
すれば、必要最小限の部分に磁石を配置すればよいの
で、ロータを一層軽量化することが可能となる。
【００１７】以上において、上述した「磁性体の平面的
な中心およびロータ軸を通る平面で切られた断面」を、
磁力線の分布に応じて、他の断面よりも小さくするに
は、次のような方法が考えられる。
【００１８】 バックヨークの外周から回転中心に向
かい、かつ磁性体の各磁極の中心を通る切り込みを形成
することにより、バックヨークの厚さ方向の断面の面積
を小さくすることができる。
【００１９】 バックヨークの磁性体と密着する面と
は反対側の面に、磁性体の各磁極の中心に対応して凹部
を形成することにより、バックヨークの厚さ方向断面の
面積を小さくすることができる。
【００２０】 上述した磁性体がバックヨーク上にＮ
極およびＳ極を交互に向けて配置された複数の磁石から
構成されている場合、バックヨーク上の複数の磁石の配
置に応じて、バックヨークの外周端縁に切欠を形成する
ことにより、バックヨークの厚さ方向断面の面積を小さ
くすることができる。
【００２１】 上述した磁性体がバックヨーク上にＮ
極およびＳ極を交互に向けて配置された複数の磁石から
構成されている場合、バックヨーク上の複数の磁石の配
置に応じて、その内側に孔を形成することにより、バッ
クヨークの厚さ方向断面の面積を小さくすることができ
る。
【００２２】 上述した磁性体がバックヨーク上にＮ
極およびＳ極を交互に向けて配置された複数の磁石から
構成されている場合、各磁石を挿嵌する凹部を形成する
ことにより、バックヨークの厚さ方向断面の面積を小さ
くすることができる。
【００２３】、、では、磁性体の各磁極の中心直
下は、隣接するＮ極およびＳ極間のバックヨークの厚さ
方向の磁力線密度が疎となるので、この部分を磁束が飽
和しない範囲でバックヨークの厚さ方向に断面積を減ら
すことにより、バックヨークの軽量化が図られる。そし
て、断面積を少なくしても、バックヨーク内の磁束が飽
和しないので、磁性体から放射される磁束が低下するこ
ともない。
【００２４】、では、バックヨークの磁性体との密
着面に沿った方向にも磁力線密度が疎となる部分がある
ので、この部分を、磁束が飽和しない範囲でバックヨー
クの密着面に沿った方向に切欠を設けることにより、バ
ックヨークの厚さ方向の断面の面積を小さくしてバック
ヨークの軽量化を図ることができ、前記と同様に磁性体
から放射される磁束が低下することもない。
【００２５】上記バックヨークの断面の面積を小さくす
る手段のうち、バックヨークに各磁石が挿嵌される複
数の凹部が形成されている場合、断面積が小さくなるこ
とによる軽量化に加えて、磁石とバックヨークとの接触
面積が増える。従って、バックヨーク内の磁力線が磁石
に流れる流路が増加し、これに伴い、磁石からコイルに
向かって放射される磁束が増大し、高発電または高効率
駆動の電磁変換装置とすることが可能となる。
【００２６】また、このような磁石が挿嵌される凹部が
形成されていることにより、磁石のバックヨークの密着
面に沿った方向の移動を規制できるので、接着剤等を用
いてバックヨークおよび磁石を接着することなく、バッ
クヨーク上の所定の位置に磁石を保持することができ、
ロータの製造の効率化を図ることが可能となる。
【００２７】さらに、前記凹部は、当該凹部の深さ方向
に向かうに従って、この深さ方向に直交する幅方向の寸
法が次第に小さくなるように構成され、磁石の凹部に挿
嵌される部分は、この凹部の形状に応じているのが好ま
しい。
【００２８】すなわち、このような凹部の形状であれ
ば、バックヨーク内を流れる磁力線を、挿嵌部分におけ
る磁石の端面に直交する方向から速やかに流れ込ませる
ことができる。従って、磁石からコイルに向かって放射
される磁力線が一層増大して高発電、高効率の電磁変換
装置とすることができる。特に、凹部の形状を湾曲面状
に構成し、磁性体の挿嵌部分をこれに応じて形成すれ
ば、磁性体に対する磁力線の入力方向を磁性体表面の法
線方向に揃えることができるので、効果的である。
【００２９】そして、前記凹部の深さは、挿嵌される磁
石の磁極の境界に応じて設定されているのが好ましい。
具体的には、上面および下面が磁極とされる円筒状の磁
石で考えれば、磁石の磁極の境界は円筒の略中央部分に
形成され、凹部の深さ寸法は、この磁石の半分の高さ寸
法よりも若干小さく設定するのが好ましい。
【００３０】すなわち、磁極の境界部分がバックヨーク
内部に埋め込まれてしまうと、磁極の戻りが生じ、バッ
クヨーク内の磁力線が効率的に磁石内に流れ込まない。
従って、このような凹部の深さ寸法とすることで、バッ
クヨーク内の磁力線を一層効率的に磁石内に流れ込ませ
ることができ、前記と同様に、高発電または高効率駆動
の電磁変換装置とすることができる。
【００３１】また、上述した凹部および磁石は円形状に
構成されているのが好ましい。すなわち、凹部および磁
石をこのような形とすることで、バックヨーク、磁石の
製造の容易化を図ることが可能となる。
【００３２】さらに、前記ロータがコイルを挟んで対向
配置される一対のバックヨークを備えている場合、ロー
タ軸は、この一対のバックヨークの相対位置を規定する
位置決め手段を備えているのが好ましい。一対のバック
ヨークの相対位置は、具体的には、一方のバックヨーク
上の磁性体のＮ極と、他方バックヨーク上の磁性体のＳ
極とが、平面視で互いに対応配置されるように設定す
る。
【００３３】すなわち、位置決め手段で一対のバックヨ
ークの相対位置を正確に位置決めできるので、一対のバ
ックヨークのそれぞれに設けられる一対の磁石を正確に
対向配置することができ、その間に配置されるコイルを
高密度の磁力線で貫き、コイルに大きな磁束変化を与え
ることができる。
【００３４】そして、上述した位置決め手段としては、
径方向断面が多角形状に構成されたロータ軸と、一対の
バックヨーク上に形成され、当該ロータ軸が挿嵌される
多角形状の孔とを含んで構成されているのが好ましい。
【００３５】すなわち、このようにロータ軸の形状を所
定の形状とするだけで、一対のバックヨークの相対位置
を高精度に決めることができ、製造の容易化が図られ
る。
【００３６】また、前記多角形状の孔は複数の磁石の配
置に応じた多角形とされ、前記ロータの回転中心から当
該多角形の各頂点を通る線上に各磁石が配置されている
のが好ましい。
【００３７】すなわち、多角形状の孔をこのようにする
ことで、一対のバックヨークの相対位置を高精度に位置
決めすることができる。そして、多角形の頂点部分に磁
石を配置することで、上述したバックヨークの磁石の位
置の内側に孔を形成した場合と同様に、複数の磁石の内
側部分の磁力線の密度が疎となる部分を切り欠いて、バ
ックヨークの厚さ方向断面の面積を少なくすることがで
き、バックヨークの一層の軽量化が図られる。
【００３８】さらに、本発明に係る電子機器は、上述し
たいずれかの電磁変換装置を備えていることを特徴とす
る。具体的には、上述した電磁変換装置は、電子制御式
時計、携帯電話等の電子機器に電力を供給する発電装置
として採用することができる。
【００３９】このような本発明によれば、上述した電磁
変換装置のいずれかを備えているので、電磁変換装置の
軽量化、小型化により電子機器の小型化、軽量化が図ら
れる。
【００４０】以上において、上述した電磁変換装置は、
ゼンマイに蓄積された機械エネルギを輪列を介してロー
タに伝達することにより、当該ロータを回転させる電子
機器、例えば、時計の調速機能を電気的に制御する電子
制御式機械時計の電力供給源として採用するのが好まし
い。
【００４１】すなわち、このような電子制御式機械時計
に上述した電磁変換装置を採用すれば、調速機能を構成
する回路部分にのみ電力を供給すればよいので、電磁変
換装置の小型化、軽量化が一層図られる。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【００４３】図１は、本発明の第１実施形態に係る電磁
変換装置を利用した電子機器である電子制御式機械時計
の要部を示す平面図であり、図２および図３はその断面
図である。
【００４４】電子制御式機械時計は、ゼンマイ１ａ、香
箱歯車１ｂ、香箱真１ｃ及び香箱蓋１ｄからなる香箱車
１を備えている。ゼンマイ１ａは、外端が香箱歯車１
ｂ、内端が香箱真１ｃに固定される。香箱真１ｃは、地
板２と輪列受３に支持され、角穴車４と一体で回転する
ように角穴ネジ５により固定されている。
【００４５】角穴車４は、時計方向には回転するが反時
計方向には回転しないように、コハゼ６と噛み合ってい
る。なお、角穴車４を時計方向に回転しゼンマイ１ａを
巻く方法は、機械時計の自動巻または手巻機構と同様で
あるため、説明を省略する。香箱歯車１ｂの回転は、７
倍に増速されて二番車７へ、順次６．４倍増速されて三
番車８へ、9．３７５ 倍増速されて四番車９へ、３倍増
速されて五番車１０へ、１０倍増速されて六番車１１
へ、１０倍増速されてロータ１２へと、増速輪列となる
各番車７〜１１を介して合計１２６，０００倍に増速さ
れている。
【００４６】二番車７には筒かな７ａが、筒かな７ａに
は時刻表示を行う分針１３が、四番車９には時刻表示を
行う秒針１４がそれぞれ固定されている。従って、二番
車７を１ｒｐｈで、四番車９を１ｒｐｍで回転させるた
めには、ロータ１２は５ｒｐｓで回転するように制御す
ればよい。このときの香箱歯車１ｂは、１／７ｒｐｈと
なる。
【００４７】この電子制御式機械時計は、ロータ１２お
よびステータ１５を含んで構成される多極発電装置であ
る発電機２０を備えている。
【００４８】地板２に位置決め固定されるステータ１５
は、ロータ１２を構成する一対のバックヨーク１２２、
１２３の間に介在し、図４に示すように、ガラエポ等の
絶縁材からなる基板１５１と、この基板１５１の厚み全
体にわたって巻線されたコイル１５２とを含んで構成さ
れている。尚、このようなステータ１５では、ステータ
１５を構成する磁気回路に鉄損を発生させるコアがない
ため、損失を少なくすることができるようになってい
る。また、このようなステータ１５を有する発電機２０
は、磁束に対して巻数を少なくできるためコイル抵抗に
よる損失も少なく、大電流を取り出し易い発電装置であ
る。
【００４９】ロータ１２は、地板２および輪列受３に回
転自在に保持されるロータ軸１２１と、このロータ軸１
２１に固定される一対のバックヨーク１２２、１２３
と、一対のバックヨーク１２２、１２３のそれぞれに設
けられ、互いに対向配置される複数の磁石１２４、１２
５とを含んで構成されている。尚、ロータ軸１２１は、
地板２および輪列受３と耐震軸受３１を介して接続さ
れ、図１〜図３では図示を略したが、この耐震軸受３１
は、本体および受石座からなる二重案内円錐体と、本体
および受石座間に設けられるバネ板とを含んで構成さ
れ、外部からの衝撃等が地板２、輪列受３を介して耐震
軸受３１に伝達されると、バネ板によりこの衝撃を吸収
し、振動がロータ軸１２１に伝達されないように構成さ
れている。
【００５０】互いに対向する磁石１２４、１２５は、異
なる磁極を向けて対向配置され、これらの磁石１２４、
１２５の間で生じる磁力線Ｌ２は、一対のバックヨーク
１２２、１２３間に介在するステータ１５を貫くように
なっている。
【００５１】このような電子制御式機械時計は、前記ゼ
ンマイ１ａ、増速輪列７〜１１、および発電機２０の
他、図５に示すように、整流回路４０、電源回路５０、
および回転制御手段６０を備え、これらにより電子制御
式機械時計の動作制御が行われる。
【００５２】すなわち、前記発電機２０は、増速輪列７
〜１１を介してゼンマイ１ａによって駆動され、誘導起
電力を発生して電気エネルギを供給するように構成され
ているが、この発電機２０からの交流出力は、昇圧整
流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる
整流回路４０を通して昇圧、整流され、コンデンサ等で
構成された電源回路５０に充電供給される。なお、図１
〜図５では図示を略したが、本実施形態では、発電機２
０に整流回路４０を含むブレーキ回路が設けられ、この
ブレーキ回路により、分針１３、秒針１４等の調速が行
われる。
【００５３】このブレーキ回路は、電源回路５０から供
給される電力によって駆動される回転制御手段６０によ
って制御されている。この回転制御手段６０は、図５に
示すように、発振回路６１、検出回路６２、制御回路６
３を備えている。
【００５４】発振回路６１は、時間標準源である水晶振
動子６１Ａを用いて、５Ｈｚの基準信号ｆｓを出力して
いる。
【００５５】検出回路６２は、発電機２に接続された波
形整形回路とモノマルチバイブレータとで構成されてい
る。波形整形回路は、アンプ、コンパレータで構成さ
れ、正弦波を矩形波に変換する。モノマルチバイブレー
タは、ある周期以上のパルスだけを通過させるバンドパ
ス・フィルタとして機能し、ノイズを除去した回転検出
信号ＦＧ１を出力する。
【００５６】制御回路６３は、アップダウンカウンタ、
同期回路、およびチョッパ回路を含んで構成され、前記
発信回路６１からの基準信号ｆｓ、および検出回路６２
からの回転検出信号ＦＧ１が入力され、これらの信号ｆ
ｓ、ＦＧ１に基づいて、前記のブレーキ回路の制御を行
う。
【００５７】前記ロータ１２を構成するバックヨーク１
２２は、図６に示すように、軟鉄製の円板で構成され、
このバックヨーク１２２の表面には、６個の磁石１２４
が回転軸を中心として対称配置され、これらの磁石１２
４は、回転方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に向けて
配置されている。また、バックヨーク１２２の各磁石１
２４の配置部分には、バックヨーク１２２の外周から回
転中心に向かい、かつ各磁石１２４の磁極の中心を通る
切り込み１２２ａが形成されている。
【００５８】この切り込み１２２ａは、図６の側面図で
ある図７に示すように、隣接する磁石１２４によりバッ
クヨーク１２２の内部に生ずる磁力線Ｌ１の分布に応じ
て、磁力線密度が疎となる部分に形成される。切り込み
１２２ａの幅寸法Ｗ１は、バックヨーク１２２および磁
石１２４の密着部分で磁束が飽和して磁石１２４の上面
から放射される磁力線Ｌ２の密度が小さくならないよう
な寸法とされる。
【００５９】バックヨーク１２３および磁石１２５も、
上述したバックヨーク１２２および磁石１２４と略同様
の構造を有しているが、バックヨーク１２２のロータ軸
１２１に対する取付位置に対して、バックヨーク１２３
は、ロータ１２の回転方向に６０度位相をずらして取り
付けられ、これにより、互いに対向する磁石１２４、１
２５が互いに異なる磁極が向き合うようになる。
【００６０】次に、上述した発電機２０の動作について
説明する。
【００６１】 ゼンマイ１ａの巻戻りとともに香箱車
１が回転し、各番車７〜１１を介してロータ１２が回転
する。
【００６２】 ロータ１２が回転すると、Ｎ極および
Ｓ極を交互に向けて配置した磁石１２４、１２５によ
り、ステータ１５を貫く磁力線Ｌ２が上方、下方に逐次
変化し、これに伴い、ステータ１５上に形成されたコイ
ル１５２に誘導電流が生じる。
【００６３】 ステータ１５で発生した誘導電流は、
整流回路４０および電源回路５０を介して回転制御手段
６０に供給され、回転制御手段６０によりブレーキ回路
の動作制御が行われ、電子制御式機械時計の調速が行わ
れる。
【００６４】前述の第１実施形態に係る多極発電装置で
ある発電機２０によれば、以下のような効果がある。
【００６５】すなわち、バックヨーク１２２に切り込み
１２２ａが形成されているので、バックヨーク１２２を
軽量化することにより、ロータ１２全体の重量を軽減す
ることができ、その分、ロータ軸１２１を細くして発電
効率を向上することができる。また、ロータ１２の軽量
化により、耐震軸受３１の構造を簡素化、小型化するこ
とができ、発電機２０の薄型化、小型化が図られる。
【００６６】また、ロータ１２がバックヨーク１２２、
１２３上に配置される複数の磁石１２４、１２５を含ん
で構成されるので、必要最小限の部分に磁石１２４、１
２５を配置すればロータ１２を構成することができ、ロ
ータ１２の軽量化が一層図られる。
【００６７】さらに、バックヨーク１２２、１２３の厚
さ方向の断面を小さくする方法としてバックヨーク１２
２，１２３の外周部分からロータ軸１２１の中心に向か
う切り込み１２２ａを形成する方法を採用しているの
で、バックヨーク１２２、１２３に簡単な加工を施すだ
けで軽量化を図ることができ、ロータ１２の製造の簡素
化を図ることができる。
【００６８】そして、切り込み１２２ａが磁力線Ｌ１の
密度が疎となる磁石１２４、１２５の磁極の中心に形成
されているので、バックヨーク１２２、１２３および磁
石１２４、１２５の密着部分の磁束が飽和することがな
く、磁石１２４、１２５から放射される磁力線Ｌ２の磁
束を損うことなく、ロータ１２の軽量化を図ることがで
きる。
【００６９】また、このような発電機２０が上述した電
子制御式機械時計に設けられているので、発電機２０の
小型化、薄型化に伴い、電子制御式機械時計の小型化、
薄型化をも図ることができる。
【００７０】次に、本発明の第２実施形態に係る多極発
電装置を説明する。尚、以下の説明では、既に説明した
部分又は部材と同一の部分等については、同一符号を付
してその説明を省略又は簡略する。
【００７１】前述の第１実施形態では、バックヨーク１
２２、１２３は、円板の外周部分から回転中心に向かっ
て切り込み１２２ａを形成し、この切り込み１２２ａ上
に複数の磁石１２４、１２５を配置することにより、軽
量化を図っていた。
【００７２】これに対して、第２実施形態に係る多極発
電装置のロータを構成するバックヨークは、図８および
図９に示すように、磁性体が表面が６極に着磁された環
状磁性体２２４から構成され、バックヨーク２２２の環
状磁性体２２４との密着面とは反対側の面に凹部２２２
ａを形成することにより、バックヨーク２２２の軽量化
を図っている点が相違する。
【００７３】図８において、環状磁性体２２４は、上面
および下面が２２４Ｎおよび２２４Ｓを交互に配置した
６極に着磁されている。バックヨーク２２２に形成され
る凹部２２２ａは、各磁極２２４Ｎ、２２４Ｓの中央部
分に対応して形成され、バックヨーク２２２の外周部分
から回転中心に向かって形成される溝状の凹部である。
この凹部２２２ａは、図８に示すように、バックヨーク
２２２の環状磁性体２２４と密着する面とは反対側に形
成され、凹部２２２ａの断面は、深くなるに従って、幅
狭となるテーパ状に形成されている。尚、凹部２２２ａ
の開口幅Ｗ２は、第１実施形態の場合と同様に、磁力線
Ｌ３の密度が疎となる部分に形成され、バックヨーク２
２２と環状磁性体２２４との密着部分における磁束が飽
和しない範囲で、すなわち、磁極２２４Ｎ等から放射さ
れる磁力線Ｌ４の密度が損なわれない範囲で大きくとる
ことができる。
【００７４】その他の多極発電装置の構造および動作
は、前述の第１実施形態に係る多極発電装置２０と同様
なので、その説明を省略する。
【００７５】以上のような第２実施形態によれば、前述
の第１実施形態で述べた効果に加えて次のような効果が
ある。
【００７６】すなわち、磁性体が環状磁性体２２４の表
面を６極に着磁して形成されているので、バックヨーク
２２２上に１つの環状磁性体２２４を取り付けるだけ
で、ロータの多極構造を形成することができ、多極発電
装置の製造の簡単化を図ることができる。
【００７７】また、磁性体２２４が環状体から構成され
ているので、凹部２２２ａをバックヨーク２２２の裏面
に形成し、バックヨーク２２２の軽量化を図っても、円
板としての強度を損なうことを少なくすることができる
うえ、環状磁性体２２４とバックヨーク２２２との密着
面積も十分に確保することができる。
【００７８】次に、本発明の第３実施形態について説明
する。
【００７９】前述の第１実施形態および第２実施形態に
係る多極発電装置では、バックヨーク１２２、２２２の
厚み方向に切り込み１２２ａまたは凹部２２２ａを形成
することにより、バックヨーク１２２、２２２の軽量化
を図っていた。
【００８０】これに対して、第３実施形態に係る発電機
では、図１０に示すように、バックヨーク３２２上の複
数の磁石１２４の配置に応じて、バックヨーク３２２の
外周端縁を切り欠いて形成される凹部３２２ａと、バッ
クヨーク３２２上の磁石１２４の配置に応じて、その内
側に形成される孔３２２ｂとにより、バックヨーク３２
２の軽量化を図っている点が相違する。
【００８１】図１０において、凹部３２２ａは、バック
ヨーク３２２の回転中心Ｏから外周に向かって各磁石１
２４の外側に配置され、凹部３２２ａの最も窪んだ部分
は、回転中心と各磁石１２４の磁極の中心とを結ぶ線上
に配置されている。また、孔３２２ｂは、各磁石１２４
の内側に形成され、孔３２２ｂの直径部分は、回転中心
と各磁石１２４の中央とを結ぶ線上に配置されている。
そして、このような凹部３２２ａ、孔３２２ｂは、図１
０から判るように、隣接する磁石１２４のＮ極、Ｓ極間
で生じ、かつバックヨーク３２２の表面に沿った磁力線
Ｌ５の密度が疎となるような部分に形成されている。
【００８２】第３実施形態に係る多極発電装置のその他
の構造等については、前述した第１実施形態に係る多極
発電装置２０と同様なのでその説明を省略する。
【００８３】このような第３実施形態に係る多極発電装
置によれば、前述の実施形態で述べた効果に加え、以下
のような効果がある。
【００８４】すなわち、バックヨーク３２２の面方向に
形成された凹部３２２ａおよび孔３２２ｂを形成してい
るので、バックヨーク３２２の切欠面積を多く確保する
ことができ、バックヨーク３２２を含むロータの大幅な
軽量化を図ることができ、多極発電装置の発電効率の向
上、軽量化、小型化を一層図ることができる。
【００８５】次に、本発明の第４実施形態について説明
する。
【００８６】前記第１実施形態では、磁石１２４の配置
に応じて、バックヨーク１２２の外周縁から回転中心に
向かう切り込み１２２ａを形成することにより、バック
ヨーク１２２の厚さ方向に断面積を減らしてバックヨー
ク１２２の軽量化を図っていた。
【００８７】これに対して、本実施形態では、図１１お
よび図１２に示すように、バックヨーク４２２の所定の
位置に凹部４２２ａを形成することにより、バックヨー
ク４２２の厚さ方向に断面積を減らしている点が相違す
る。
【００８８】バックヨーク４２２に形成された凹部４２
２ａには、円柱形状の磁石４２４が挿嵌され、図１２に
示すように、磁石４２４は略半分がバックヨーク４２２
に埋め込まれている。尚、この凹部４２４ａの深さ寸法
は、磁石４２４を挿嵌すると、磁石４２４の磁極の境界
部分がバックヨーク４２２の表面から突出するような寸
法に設定されている。そして、バックヨーク４２２内部
を流れる磁力線Ｌ６は、底部のＳ極側では、磁石４２４
の底面および側面に流れ込み、Ｎ極側から磁力線Ｌ７を
放射する。
【００８９】また、前記第１実施形態では、ロータ軸１
２１が挿入されるバックヨーク１２２の孔は円形状に形
成されていた。これに対して、本実施形態では、図１１
から判るように、バックヨーク４２２の孔４２２ｂは六
角形状に形成されている。この六角形状の孔４２２ｂに
対応してロータ軸の径方向断面も、六角形状に形成され
（図示略）、孔４２２ｂおよび六角形状のロータ軸と
で、一対のバックヨーク４２２の相対位置決めを行う位
置決め手段が構成されている。
【００９０】さらに、回転中心から前記六角形状の孔４
２２ｂの各頂点を通り放射状に延びる線上には、前記の
凹部４２２ａが形成され、円形の凹部４２２ａの中心が
この線上に配置される。
【００９１】本実施形態に係るロータを製造する場合、
まず、鋳込成形等により、凹部４２２ａおよび孔４２２
ｂを備えたバックヨーク４２２を成形し、凹部４２２ａ
に磁石４２４を挿嵌する。尚、磁石４２４の取付に際し
ては、凹部４２２ａとの嵌合によりバックヨーク４２２
の密着面に沿った動きが規制され、磁石４２４およびバ
ックヨーク４２２が磁石４２４の磁力により付着してい
るので、接着剤を用いることなくバックヨーク４２２上
に磁石を取り付けることが可能である。
【００９２】このようにして磁石４２４を取り付けたバ
ックヨーク４２２を２枚、ロータ軸に通し、２枚のバッ
クヨーク４２２の互いの位相を６０°ずらして固定する
と、２枚のバックヨーク４２２は、Ｎ極およびＳ極が互
いに対向配置するように、自動的に位置決めされる。
尚、これ以外の部分については、前記第１実施形態と同
様なので、その説明を省略する。
【００９３】このような第４実施形態によれば、前記第
１実施形態で述べた効果に加えて以下のような効果があ
る。
【００９４】すなわち、凹部４２２ａに磁石４２４が挿
嵌されることにより、磁石４２４とバックヨーク４２２
との接触面積が増える。従って、バックヨーク４２２内
の磁力線Ｌ６が磁石４２４内に流れ込みやすくなり、磁
石４２４から放射される磁力線Ｌ７が増大し、高発電の
多極発電装置とすることができる。
【００９５】また、バックヨーク４２２の凹部４２２ａ
に磁石４２４を挿嵌するように構成し、バックヨーク４
２２の密着面に沿った方向の磁石４２４の移動を規制す
ることができ、バックヨーク４２２の面外方向の動きは
磁石４２４の磁力により規制できる。従って、接着剤等
を用いてバックヨーク４２２および磁石４２４を接着す
ることなく、バックヨーク４２２上に磁石４２４を保持
することができ、このようなバックヨーク４２２を含む
ロータの製造の効率化を図ることができる。尚、本実施
形態に係るロータを含む多極発電装置が時計、携帯電話
等の携帯電子機器に使用され、振動により磁石４２４が
脱落する可能性がある場合、接着剤等を併用すれば、こ
のような脱落を確実に防止することができる。
【００９６】さらに、凹部４２２ａの深さ寸法が磁石４
２４の磁極の境界４２４ｃがバックヨーク４２２の表面
からわずかに突出するような寸法に設定されているの
で、磁極の戻り等が生じることがない。従って、バック
ヨーク４２２の内部の磁力線Ｌ６を速やかに磁石４２４
に流れ込ませることができ、磁石４２４から放射してコ
イルを貫く磁力線Ｌ７を増大させて高発電の多極発電装
置とすることができる。
【００９７】そして、凹部４２２ａ磁石４２４が平面視
で円形状に構成されているので、バックヨーク４２２、
磁石４２４の製造の容易化を図ることができる。
【００９８】また、六角形状のロータ軸およびバックヨ
ーク４２２に形成される六角形状の孔４２２ｂからなる
位置決め手段が設けられているので、一対のバックヨー
ク４２２の相対位置を、磁力線を最も効率的に流すよう
に配置し、一対のバックヨーク４２２間に設けられるコ
イルに大きな磁束変化を与えることができる。
【００９９】さらに、六角形状の孔４２２ｂおよびロー
タ軸から位置決め手段を構成することで、高精度に位置
決めされたロータを簡単に製造することができる。
【０１００】そして、六角形状の孔４２２ｂの頂点部分
に磁石４２４を配置することで、前記第３実施形態と同
様に、複数の磁石４２４の磁束が疎となる部分を切り欠
いてバックヨーク４２２の厚さ方向断面の断面積を少な
くし、バックヨーク４２２の一層の軽量化を図ることが
できる。
【０１０１】次に、本発明の第５実施形態について説明
する。
【０１０２】前記第４実施形態に係る多極発電装置を構
成するロータでは、円柱形状の磁石４２４を使用し、バ
ックヨーク４２２には、この磁石４２４を挿嵌する円柱
形状の凹部４２２ａを形成していた。
【０１０３】これに対して、第５実施形態に係る多極発
電装置を構成するロータは、図１３に示すように、バッ
クヨーク５２２に形成される凹部５２２ａがその深さ方
向に向かうに従って、この深さ方向に直交する幅方向の
寸法Ｗが次第に小さくなっていくように構成され、この
凹部５２２ａに挿嵌される磁石５２４もこの凹部５２２
ａの形状に応じた形状となっている点が相違する。
【０１０４】この磁石５２４は、平面四角形状に構成さ
れ、その先端部分が側面三角形状に構成されている。そ
して、この三角形の斜面は、バックヨーク５２２内部の
磁力線Ｌ８に直交する方向に向き、磁力線Ｌ８が速やか
に流れ込むように構成されている。尚、これ以外の部分
の構造は、前記第４実施形態と同様なので、その説明を
省略する。
【０１０５】このような第５実施形態に係るロータを備
えた多極発電装置によれば、前記第４実施形態で述べた
効果に加えて、以下のような効果がある。
【０１０６】すなわち、このような凹部５２２ａの形状
であれば、バックヨー５２２内を流れる磁力線Ｌ８は、
挿嵌部分における磁石５２４の斜面に直交する方向から
速やかに流れ込み、磁石５２４から放射されコイルを貫
く磁力線Ｌ９が一層増大する。従って、このようなバッ
クヨーク５２２を含むロータを用いれば、高発電の多極
発電装置とすることができる。
【０１０７】次に、本発明の第６実施形態について説明
する。
【０１０８】前記第１〜第５実施形態は、本発明に係る
電磁変換装置を多極発電装置として利用したものであっ
た。
【０１０９】これに対して、第６実施形態は、本発明に
係る電磁変換装置をモータとして利用したものである。
【０１１０】すなわち、本実施形態に係る電子制御式時
計は、図１４の要部構造に示すように、前記第１実施形
態と同様に輪列７〜１１と、ロータ１２とを備えている
が、ゼンマイを収納した香箱車はなく、代わりに電池７
０を備え、この電池７０からの電気エネルギがモータ８
０の部分に供給され、ロータ１２を回転させることによ
り、輪列７〜１１を回転させ、歯車７に取り付けられる
分針、および歯車９に取り付けられる秒針を動作させる
ように、構成されている。
【０１１１】モータ８０は、前記第１実施形態に係る多
極発電装置２０と同様の構造を有し（図３参照）、ロー
タ１２を構成する一対のバックヨークの間には、第１実
施形態と同様のステータが介在し（図４参照）、電池７
０からの電流がステータの基板上に形成されるコイルを
流れることにより、磁界が発生しロータ１２が回転す
る。より詳しく説明すれば、ステータの基板上に形成さ
れる３つのコイル１５２は直列接続され、図１５に示す
ような駆動回路９０を構成し、端部が電池７０の＋側端
子および−側端子と接続されている。
【０１１２】この駆動回路は、前記の３つの直列接続さ
れたコイル１５２と、２個のＰチャンネルＭＯＳトラン
ジスタ９１、９２と、２個のＮチャンネルトランジスタ
９３、９４とで構成されている。そして、それぞれのト
ランジスタ９１〜９４のゲート９１１、９２１、９３
１、９３４が入力端子となっていて、これらのゲート９
１１、９２１、９３１、９３４にＬｏｗ、Ｈｉｇｈの電
圧を印加することにより、コイル１５２に流れる電流の
向きが変化する。具体的には、コイル１５２には、以下
のように電流が流れることとなる。
【０１１３】(1) 全てのゲート９１１、９２１、９３
１、９３４に印加される電圧がＬｏｗの場合、２個のＰ
チャンネルＭＯＳトランジスタ９１、９２によりコイル
１５２を含む閉回路が構成され、このときはコイル１５
２内に電流は流れず、ロータ１２に影響を与えない。
【０１１４】(2) ゲート９１１、９３１をＨｉｇｈに
すると、図１５中の矢印に従ってコイル１５２内に電流
が流れ、これに伴い、ステータ近傍の磁界が変化してロ
ータ１２を回転させ、釣り合いのとれる部分で止まろう
とする。
【０１１５】(3) 反対にゲート９１１、９３１をＬｏ
ｗとし、ゲート９２１、９４１をＨｉｇｈとすると、コ
イル１５２内には逆向きの電流が流れ、発生する磁界が
逆向きとなって、ロータ１２をさらに回転させる。
【０１１６】このように、トランジスタ９１〜９４のス
イッチングの組み合わせを一定周期で変更することによ
り、ロータ１２が連続的に回転し、これに伴い分針およ
び秒針が動作する。
【０１１７】このような第６実施形態によれば、以下の
ような効果がある。
【０１１８】すなわち、電池７０および駆動回路９０を
設けることにより、第１実施形態の多極発電装置２０と
同様の構造のものをモータ８０として使用することがで
きる。
【０１１９】また、電子制御式時計をこのようなモータ
８０で構成することにより、バックヨークを含むロータ
１２が軽量化されているので、ロータ１２を連続回転さ
せることができ、秒針を連続的に動かすことのできる電
子制御式時計とすることができる。従って、秒針が間欠
的に動く電子制御式時計のような、製造誤差によって秒
針が目盛り板上に形成された６°刻みの目盛りに正確に
乗らない、という消費者の不満を解消できる。
【０１２０】尚、本発明は、前述の各実施形態に限定さ
れるものではなく、以下に示すような変形をも含むもの
である。
【０１２１】前述の第４実施形態では、凹部５２２ａは
平面視で矩形状、側面視で三角形状に構成されていた
が、これにかぎられない。すなわち、図１６に示すよう
に、バックヨーク６２２上の凹部６２２ａを、平面視で
円形状に形成し、底部を湾曲させ、磁石６２４の挿嵌部
分を球面状に構成してもよい。
【０１２２】このような凹部６２２ａとすれば、バック
ヨーク６２２内の磁力線Ｌ１０の」入力方向、磁石６２
４の表面の法線方向に揃えることができ、磁石６２４か
ら放射する磁力線Ｌ１１を一層増大させることができ
る。
【０１２３】また、前述の第１実施形態に係る多極発電
装置２０において、ロータ１２を構成するバックヨーク
１２２、１２３の間には、コイル１５２が形成されたス
テータ１５が介在していたが、これに限られない。すな
わち、図１７および図１８に示すように、バックヨーク
１２２、１２３の間にステータ体１１５ａのみを介在さ
せ、これ以外のステータ体１１５ａにステータコイル１
１５ｂを巻線して構成されるステータ１１５を備えた多
極発電装置１２０に本発明を利用してもよい。
【０１２４】このような多極発電装置１２０によれば、
バックヨーク１２２、１２３間にはステータ体１１５ａ
しか介在しないので、多極発電装置１２０の薄型化を図
る上で有利である。また、図１７に示すように、ステー
タ１１５の他、ステータ体１１５ａに磁心１１６ａを接
続し、この磁心１１６ａにコイル１１６ｂを巻線したコ
イルブロック１１６を設け、互いに直列接続等すること
ができるので、多極発電装置１２０の出力電圧を種々に
設定できる。尚、上述した多極発電装置１２０の場合、
コイル抵抗等を考慮すれば、ステータコイル１１５ｂお
よびコイル１１６ｂの巻線数は、合計で１．５万ターン
程度に設定しておくのが好ましい。
【０１２５】さらに、前述の第１実施形態では、磁性体
は、複数の磁石１２４から構成され、バックヨーク１２
２の外周から回転中心に向かう切り込み１２２ａを形成
していたが、これに限られない。すなわち、第２実施形
態における環状磁性体２２４について、切り込みを有す
るバックヨークを用いても、前述の第１実施形態で述べ
た効果と同様の効果を享受することができる。
【０１２６】そして、前述の第２実施形態では、裏面に
形成される凹部２２２ａが形成されたバックヨーク２２
２上には、環状磁性体２２４が密着していたが、このバ
ックヨーク２２２に複数の磁石から構成される磁性体を
配置してもよい。
【０１２７】また、前述の第３実施形態では、孔３２２
ｂは丸孔状に形成されていたが、これに限らず、長孔状
に構成してもよい。要するに、凹部３２２ａ、孔３２２
ｂの形状および大きさは、磁力線Ｌ５の分布に応じて適
宜決定すればよい。
【０１２８】さらに、前述の第１実施形態では、ロータ
１２は、ゼンマイ１ａの巻戻りによって回転されていた
が、これに限らず、回転錘の回転を輪列等で伝達してロ
ータが回転するように構成してもよく、要するに、何ら
かの機械的エネルギによってロータが回転するように多
極発電装置を構成すれば、本発明を利用することができ
る。
【０１２９】そして、前述の第１実施形態では、多極発
電装置２０は、電子制御式機械時計の電力供給源として
使用されていたが、これに限られず、携帯電話等他の電
子機器に本発明を利用してもよい。
【０１３０】また、前記第１〜第５実施形態で示される
バックヨークの軽量化を図る方法は、第６実施形態に係
るモータにおいても利用することができ、これらの軽量
化されたバックヨークを採用することにより、モータの
駆動効率を大幅に向上することができる。
【０１３１】さらに、前記第１〜第６実施形態に係る電
磁変換装置では、一対のバックヨークのそれぞれに磁性
体が設けられていたが、これに限らず、一方のバックヨ
ークにのみ磁性体を設け、他方のバックヨークには磁性
体を設けないような構成としてもよい。この場合、前記
一方の磁性体を有するバックヨークには、第１〜第６実
施形態に示されるバックヨークの軽量化の方法を採用す
ることができる。
【０１３２】その他、本発明の実施の際の具体的な構造
または形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の
構造等としてもよい。
【０１３３】
【発明の効果】前述のような本発明の多極発電装置によ
れば、バックヨークの磁束が飽和しない範囲でバックヨ
ークの断面の面積が小さくなっているので、バックヨー
クを軽量化してロータ全体の重量を軽減することがで
き、ロータ軸を細くして発電効率、モータの駆動効率を
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多極発電装置を利
用した電子機器の構造を表す平面図である。
【図２】前記実施形態における電子機器の構造を表す断
面図である。
【図３】前記実施形態における多極発電装置の構造を表
す断面図である。
【図４】前記実施形態における多極発電装置を構成する
ステータの構造を表す平面図である。
【図５】前記実施形態における多極発電装置の制御構造
を表すブロック図である。
【図６】前記実施形態における多極発電装置を構成する
バックヨークおよび磁性体を表す平面図である。
【図７】前記実施形態におけるバックヨーク内部の磁力
線の流れを説明するための模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る多極発電装置を構
成するバックヨークおよび磁性体を表す平面図である。
【図９】前記実施形態におけるバックヨーク内部の磁力
線の流れを説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る多極発電装置を
構成するバックヨークおよび磁性体を表す平面図であ
る。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る多極発電装置を
構成するバックヨークおよび磁性体を表す平面図であ
る。
【図１２】前記実施形態におけるバックヨーク内部の磁
力線の流れを説明するための模式図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るバックヨーク内
部の磁力線の流れを説明するための模式図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係るモータを利用し
た電子機器の要部構造を表す平面図である。
【図１５】前記実施形態におけるコイル内に流れる電流
方向の制御を表す模式図である。
【図１６】前記第４実施形態の変形となる多極発電装置
を構成するバックヨーク内部の磁力線の流れを説明する
ための模式図である。
【図１７】本発明の第１実施形態の変形となる多極発電
装置を利用した電子機器の構造を表す平面図である。
【図１８】前記変形における多極発電装置の構造を表す
断面図である。
【符号の説明】
１２４、１２５、２２４、４２４、５２４、６２４ 磁
性体 １２ ロータ １５、１１５、１１６ ステータ（コイル） ２０ 多極発電装置 ８０ モータ １２１ ロータ軸 １２２、２２２、３２２、４２２、５２２、６２２ バ
ックヨーク ４２２ａ、５２２ａ、６２２ａ 凹部 ４２４ｃ 磁極の境界 Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５ 磁力線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 21/24 Ｈ０２Ｋ 21/24 Ｍ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ロータおよびコイルを備え、ロータの回転
    による運動エネルギと、コイルに発生する電気エネルギ
    とを変換する電磁変換装置であって、 前記ロータは、回転中心となるロータ軸と、このロータ
    軸に固定され、当該ロータの回転方向に沿ってＮ極およ
    びＳ極が配列された磁性体が密着するバックヨークとを
    有し、 このバックヨークは、前記磁性体の平面的な中心および
    前記ロータ軸を通る平面で切られた断面の面積が、当該
    バックヨークの内部に生ずる磁力線の分布に応じて、他
    の部分の断面積よりも小さくなっていることを特徴とす
    る電磁変換装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の電磁変換装置において、 前記磁性体は、環状磁性体の表面を複数極に着磁して構
    成されていることを特徴とする電磁変換装置。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の電磁変換装置において、 前記磁性体は、前記バックヨーク上にＮ極およびＳ極を
    交互に向けて配置された複数の磁石から構成されている
    ことを特徴とする電磁変換装置。
  4. 【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電
    磁変換装置において、前記バックヨークには、当該バッ
    クヨークの外周から回転中心に向かい、かつ前記磁性体
    の各磁極の中心を通る切り込みが形成されていることを
    特徴とする電磁変換装置。
  5. 【請求項５】請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電
    磁変換装置において、前記バックヨークには、当該バッ
    クヨークの前記磁性体と密着する面とは反対側の面に、
    前記磁性体の各磁極の中心に対応して凹部が形成されて
    いることを特徴とする電磁変換装置。
  6. 【請求項６】請求項３に記載の電磁変換装置において、 前記バックヨークには、当該バックヨーク上の複数の磁
    石の配置に応じて、外周端縁に切欠が形成されているこ
    とを特徴とする電磁変換装置。
  7. 【請求項７】請求項３または請求項６に記載の電磁変換
    装置において、 前記バックヨークには、当該バックヨーク上の複数の磁
    石の配置に応じて、その内側に孔が形成されていること
    を特徴とする電磁変換装置。
  8. 【請求項８】請求項３に記載の電磁変換装置において、
    前記バックヨークには、前記磁石が挿嵌される複数の凹
    部が形成されていることを特徴とする電磁変換装置。
  9. 【請求項９】請求項８に記載の電磁変換装置において、
    前記凹部は、当該凹部の深さ方向に向かうに従って、こ
    の深さ方向に直交する幅方向の寸法が次第に小さくなる
    ように構成され、前記磁石の前記凹部に挿嵌される部分
    は、この凹部の形状に応じていることを特徴とする電磁
    変換装置。
  10. 【請求項１０】請求項８または請求項９に記載の電磁変
    換装置において、 前記凹部の深さは、挿嵌される磁石の磁極の境界に応じ
    て設定されていることを特徴とする電磁変換装置。
  11. 【請求項１１】請求項８〜請求項１０のいずれかに記載
    の電磁変換装置において、前記凹部および前記磁石は、
    平面円形状に構成されていることを特徴とする電磁変換
    装置。
  12. 【請求項１２】請求項１〜請求項１１のいずれかに記載
    の電磁変換装置において、 前記ロータは、前記コイルを挟んで対向配置される一対
    のバックヨークを備え、前記ロータ軸は、この一対のバ
    ックヨークの相対位置を規定する位置決め手段を備えて
    いることを特徴とする電磁変換装置。
  13. 【請求項１３】請求項１２に記載の電磁変換装置におい
    て、 前記一対のバックヨークのうち、一方のバックヨークに
    配列された磁性体の磁極は、他方のバックヨークに配列
    された対向する磁性体の磁極と異なっていることを特徴
    とする電磁変換装置。
  14. 【請求項１４】請求項１２または請求項１３に記載の電
    磁変換装置において、 前記位置決め手段は、径方向断面が多角形状に構成され
    たロータ軸と、前記一対のバックヨークに形成され、こ
    のロータ軸が挿嵌される多角形状の孔とを含んで構成さ
    れていることを特徴とする電磁変換装置。
  15. 【請求項１５】請求項１４に記載の電磁変換装置におい
    て、 前記多角形状の孔は前記複数の磁石の配置に応じた多角
    形とされ、前記ロータの回転中心から当該多角形の各頂
    点を通る線上に各磁石が配置されていることを特徴とす
    る電磁変換装置。
  16. 【請求項１６】請求項１〜請求項１５のいずれかに記載
    の電磁変換装置を備えていることを特徴とする電子機
    器。
  17. 【請求項１７】請求項１６に記載の電子機器において、 ゼンマイに蓄積された機械エネルギを輪列を介して前記
    ロータに伝達することにより、当該ロータを回転させる
    ことを特徴とする電子機器。
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