JP2000060104A - 動力装置 - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/06—Rolling motors, i.e. motors having the rotor axis parallel to the stator axis and following a circular path as the rotor rolls around the inside or outside of the stator ; Nutating motors, i.e. having the rotor axis parallel to the stator axis inclined with respect to the stator axis and performing a nutational movement as the rotor rolls on the stator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低回転速度において高トルク出力を可能とする
動力装置を提供する。 【解決手段】固定部材（１）と可動部材（２）とを備
え、これら部材の一方が内側接触表面（２０、２７、３
３）を有し、部材の他方が、内側接触表面に隣接して位
置する外側接触表面（２１、２８、３０）を有し、内側
および外側接触表面が点接触に沿って接触する動力装置
であって、推進手段（３）が上記部材の一方に設けら
れ、該一方の部材に対して他方の部材を転動軌道運動に
付勢する動力装置。
動力装置を提供する。 【解決手段】固定部材（１）と可動部材（２）とを備
え、これら部材の一方が内側接触表面（２０、２７、３
３）を有し、部材の他方が、内側接触表面に隣接して位
置する外側接触表面（２１、２８、３０）を有し、内側
および外側接触表面が点接触に沿って接触する動力装置
であって、推進手段（３）が上記部材の一方に設けら
れ、該一方の部材に対して他方の部材を転動軌道運動に
付勢する動力装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、様々の小規模およ
び大規模の機械的用途に動力を供給する装置に関する。
本発明は、電気的に動力を与えられる装置について記載
される。しかしながら、本発明は電気的に動力を与えら
れるものに限定されないこと、および圧縮空気等他の動
力源の使用も想定されていることを評価されたい。
び大規模の機械的用途に動力を供給する装置に関する。
本発明は、電気的に動力を与えられる装置について記載
される。しかしながら、本発明は電気的に動力を与えら
れるものに限定されないこと、および圧縮空気等他の動
力源の使用も想定されていることを評価されたい。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動機は、様々の形態の機械的装
置を駆動するために使用されている。このような電動機
の通常の動作上の特性は、高トルクおよび低回転速度に
おいて一般的に能率が低いということである。したがっ
て、機械装置が比較的低速度で駆動されることが要求さ
れおよび／または最大トルクが低速度で必要な用途にお
いて、ギアボックス若しくはベルトまたはチェイン駆動
装置のような減速装置が、電動機と動力手段の被駆動構
成要素との間に必要である。
置を駆動するために使用されている。このような電動機
の通常の動作上の特性は、高トルクおよび低回転速度に
おいて一般的に能率が低いということである。したがっ
て、機械装置が比較的低速度で駆動されることが要求さ
れおよび／または最大トルクが低速度で必要な用途にお
いて、ギアボックス若しくはベルトまたはチェイン駆動
装置のような減速装置が、電動機と動力手段の被駆動構
成要素との間に必要である。
【０００３】このような減速装置を設けると、電動機と
被駆動構成要素との間に、最適動力伝達効率に至らな
い、何らかの動力損失を生じるのは不可避である。さら
に、減速装置が必要であるということは、手持ちの道具
の場合のように重量とスペースに限界がある場合に不利
である。減速装置を使用することによって、被駆動中の
装置に与えるトルクの制御がさらに難しくなる。特に、
これによって、被駆動装置に与えられているトルクが過
剰あるいは不足となる。
被駆動構成要素との間に、最適動力伝達効率に至らな
い、何らかの動力損失を生じるのは不可避である。さら
に、減速装置が必要であるということは、手持ちの道具
の場合のように重量とスペースに限界がある場合に不利
である。減速装置を使用することによって、被駆動中の
装置に与えるトルクの制御がさらに難しくなる。特に、
これによって、被駆動装置に与えられているトルクが過
剰あるいは不足となる。
【０００４】さらに、電動機の出力軸に与えられるトル
クが電動機の回転子の回転運動を停止させるほど高いと
きには、低回転速度用途に用いられる電動機が停止する
潜在的可能性が高い。このことによって、電動機の加熱
を生じ、電動機の永久的損傷または破壊に至る可能性が
ある。
クが電動機の回転子の回転運動を停止させるほど高いと
きには、低回転速度用途に用いられる電動機が停止する
潜在的可能性が高い。このことによって、電動機の加熱
を生じ、電動機の永久的損傷または破壊に至る可能性が
ある。
【０００５】したがって、電動機の場合に典型的である
減速機の必要なく、低回転速度で比較的高トルクを与え
る動力装置を持つことが好ましい。さらに、自己限定ト
ルク出力（self limiting torque output）を有する動
力装置を持つことが好ましい。加えて、装置の損傷また
は破壊に至らしめることなく、動力装置が停止できるこ
とが好ましい。
減速機の必要なく、低回転速度で比較的高トルクを与え
る動力装置を持つことが好ましい。さらに、自己限定ト
ルク出力（self limiting torque output）を有する動
力装置を持つことが好ましい。加えて、装置の損傷また
は破壊に至らしめることなく、動力装置が停止できるこ
とが好ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上記した動作特性の少なくとも１つを提供する
改良された動力装置を提供することである。
目的は、上記した動作特性の少なくとも１つを提供する
改良された動力装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記のことを心に留め
て、本発明によれば、固定部材と可動部材とからなり、
該部材の一方が内側接触表面を有し、該部材の他方が内
側接触表面に隣接して位置する外側接触表面を有し、内
側および外側接触表面は点接触に沿って接触し、推進手
段が上記部材の一方に設けられ、上記部材の他方を該一
方の部材に対して転動軌道運動に付勢する動力装置が提
供される。
て、本発明によれば、固定部材と可動部材とからなり、
該部材の一方が内側接触表面を有し、該部材の他方が内
側接触表面に隣接して位置する外側接触表面を有し、内
側および外側接触表面は点接触に沿って接触し、推進手
段が上記部材の一方に設けられ、上記部材の他方を該一
方の部材に対して転動軌道運動に付勢する動力装置が提
供される。
【０００８】「点接触（point contact）」の語は、内
側および外側接触表面の間の接触線（contact line）に
沿った接触を含む。
側および外側接触表面の間の接触線（contact line）に
沿った接触を含む。
【０００９】転動軌道運動は、上記部材間の「相対的」
動作であることに注意されたい。したがって、可動部材
のみが動く場合に加えて、固定部材もある程度動いても
よい。特に、固定部材が純粋に回転運動することができ
るのに対し、可動部材は回転運動までは至らない少々の
揺れ（wobble）をすることができる。
動作であることに注意されたい。したがって、可動部材
のみが動く場合に加えて、固定部材もある程度動いても
よい。特に、固定部材が純粋に回転運動することができ
るのに対し、可動部材は回転運動までは至らない少々の
揺れ（wobble）をすることができる。
【００１０】推進手段は、好ましくは、固定部材に設け
られ、固定部材に対し、可動部材を転動軌道運動に付勢
する。
られ、固定部材に対し、可動部材を転動軌道運動に付勢
する。
【００１１】推進手段は、可動部材に引力あるいは反発
力を与える電磁手段を含むことができる。しかしなが
ら、可動部材が動くように付勢する起動力を与えるよう
に、静電気的、水力的、または空力的または他の手段の
ような他の推進手段を用いることも考えられている。た
とえば、一連の圧縮空気ジェットを用いて、可動部材の
接触表面に力を与えることもできる。
力を与える電磁手段を含むことができる。しかしなが
ら、可動部材が動くように付勢する起動力を与えるよう
に、静電気的、水力的、または空力的または他の手段の
ような他の推進手段を用いることも考えられている。た
とえば、一連の圧縮空気ジェットを用いて、可動部材の
接触表面に力を与えることもできる。
【００１２】固定および可動部材は、固定部材に対する
可動部材の運動の結果として生じる遠心力によって接触
状態に保持されることができる。動力装置の形状によっ
て、他の力、例えば、磁気的、静電気的、水力的または
空力的な圧力を作用させて、上記部材を接触状態に保持
させてもよい。可動部材の転動軌道運動は、内側および
外側接触表面間の摩擦力の結果として誘起されるもので
あってもよい。可動部材が転動軌道運動において運動す
ることを保証するよう、内側および外側接触表面間の積
極的相互作用があってもよい。たとえば、内側および外
側表面が、可動部材の運動中噛合するギア歯を含んでも
よい。
可動部材の運動の結果として生じる遠心力によって接触
状態に保持されることができる。動力装置の形状によっ
て、他の力、例えば、磁気的、静電気的、水力的または
空力的な圧力を作用させて、上記部材を接触状態に保持
させてもよい。可動部材の転動軌道運動は、内側および
外側接触表面間の摩擦力の結果として誘起されるもので
あってもよい。可動部材が転動軌道運動において運動す
ることを保証するよう、内側および外側接触表面間の積
極的相互作用があってもよい。たとえば、内側および外
側表面が、可動部材の運動中噛合するギア歯を含んでも
よい。
【００１３】第一の好ましい実施例では、固定部材は外
側接触表面を有し、可動部材は内側接触表面を有する。
推進手段は、固定部材の外側接触表面の周りにおいて、
転動軌道運動に可動部材を付勢することができる。可動
部材の内側接触表面は、したがって、固定部材の外側接
触表面上を転動（roll）する。本実施例において、可動
部材は、固定部材の外側接触表面の周りを「フラフー
プ」の動きと同様の方法で動き、可動部材と固定部材と
の間にある点接触は、転動軌道運動の間、固定部材の外
側接触表面に沿って移動する。
側接触表面を有し、可動部材は内側接触表面を有する。
推進手段は、固定部材の外側接触表面の周りにおいて、
転動軌道運動に可動部材を付勢することができる。可動
部材の内側接触表面は、したがって、固定部材の外側接
触表面上を転動（roll）する。本実施例において、可動
部材は、固定部材の外側接触表面の周りを「フラフー
プ」の動きと同様の方法で動き、可動部材と固定部材と
の間にある点接触は、転動軌道運動の間、固定部材の外
側接触表面に沿って移動する。
【００１４】あるいは、第二の好ましい実施例によれ
ば、固定部材は内側接触表面を有し、可動部材は外側接
触表面を有することができる。可動部材は、推進手段に
よって固定部材の内側接触表面に対して転動軌道運動に
付勢されることができる。したがって、可動部材の外側
接触表面は、固定部材の内側接触表面に沿って転動す
る。固定部材に対する可動部材の運動は、遊星歯車装置
内の外側環状トラックに対する惑星車の運動と同様であ
る。
ば、固定部材は内側接触表面を有し、可動部材は外側接
触表面を有することができる。可動部材は、推進手段に
よって固定部材の内側接触表面に対して転動軌道運動に
付勢されることができる。したがって、可動部材の外側
接触表面は、固定部材の内側接触表面に沿って転動す
る。固定部材に対する可動部材の運動は、遊星歯車装置
内の外側環状トラックに対する惑星車の運動と同様であ
る。
【００１５】内側および外側接触表面は、形状が、少な
くとも概ね円筒状であってよい。第一の好ましい実施例
において動力装置が使用されていないときは、可動部材
は、固定部材の周りにおいて、支持無しで概ね浮いてい
てもよい。あるいは、可動部材は、第二の好ましい実施
例において固定部材の限界の中で浮かんでいてもよい。
くとも概ね円筒状であってよい。第一の好ましい実施例
において動力装置が使用されていないときは、可動部材
は、固定部材の周りにおいて、支持無しで概ね浮いてい
てもよい。あるいは、可動部材は、第二の好ましい実施
例において固定部材の限界の中で浮かんでいてもよい。
【００１６】あるいは、本発明の第三の好ましい実施例
によれば、部材の一方は少なくとも概ね截頭円錐形状の
外側接触表面を有することができ、他の部材は少なくと
も概ね截頭円錐形状の内側接触表面を有することができ
る。好ましくは、可動部材は少なくとも概ね截頭円錐形
状の外側接触表面を有し、固定部材は少なくとも概ね截
頭円錐形状の内側接触表面を有していてよい。可動部材
は1個の枢点の周りに枢動可能に支持され、転動軌道運
動が行なわれるときに上記点を中心として枢動するよう
であってよい。1個の枢点は、外側接触表面が在る円錐
面の頂点にあるいはそれに隣接して位置することができ
る。円錐面の頂点における円錐の角度は、円錐の中心軸
と円錐面との間の角度であるが、０から９０度内である
ことができる。したがって、円錐角度が０度に近づく
と、可動部材の外側接触表面はほとんど円筒状となる。
しかしながら、円錐面の頂点における円錐角度が９０度
に近づくと、可動部材の外側接触表面は偏平なディスク
の形状に近くなる。このような形状は例えば回転可能な
プラットフォームに使用することができる。もちろん、
円錐角度は上記した範囲内のどの中間角度であってもよ
い。
によれば、部材の一方は少なくとも概ね截頭円錐形状の
外側接触表面を有することができ、他の部材は少なくと
も概ね截頭円錐形状の内側接触表面を有することができ
る。好ましくは、可動部材は少なくとも概ね截頭円錐形
状の外側接触表面を有し、固定部材は少なくとも概ね截
頭円錐形状の内側接触表面を有していてよい。可動部材
は1個の枢点の周りに枢動可能に支持され、転動軌道運
動が行なわれるときに上記点を中心として枢動するよう
であってよい。1個の枢点は、外側接触表面が在る円錐
面の頂点にあるいはそれに隣接して位置することができ
る。円錐面の頂点における円錐の角度は、円錐の中心軸
と円錐面との間の角度であるが、０から９０度内である
ことができる。したがって、円錐角度が０度に近づく
と、可動部材の外側接触表面はほとんど円筒状となる。
しかしながら、円錐面の頂点における円錐角度が９０度
に近づくと、可動部材の外側接触表面は偏平なディスク
の形状に近くなる。このような形状は例えば回転可能な
プラットフォームに使用することができる。もちろん、
円錐角度は上記した範囲内のどの中間角度であってもよ
い。
【００１７】複数個の電磁手段を固定部材の外周に沿っ
て設けることができる。各電磁手段は、その外周の周り
で順次励起され、それによって、電磁手段に最も近い、
可動部材の部分をそれに向けてあるいは遠ざけるように
付勢する。好ましくは、３あるいはそれ以上の電磁手段
が固定部材の外周に沿って設けられてよい。電磁手段は
順次励起されて、それによって、固定および可動部材の
間の点接触のすぐ先のつぎの電磁手段が励起される。こ
のように電磁手段が順次励起されることによって、可動
部材が、要求される転動軌道運動に付勢される。
て設けることができる。各電磁手段は、その外周の周り
で順次励起され、それによって、電磁手段に最も近い、
可動部材の部分をそれに向けてあるいは遠ざけるように
付勢する。好ましくは、３あるいはそれ以上の電磁手段
が固定部材の外周に沿って設けられてよい。電磁手段は
順次励起されて、それによって、固定および可動部材の
間の点接触のすぐ先のつぎの電磁手段が励起される。こ
のように電磁手段が順次励起されることによって、可動
部材が、要求される転動軌道運動に付勢される。
【００１８】電磁手段は、ソレノイドコイルを有するソ
レノイド集合体の形態であってよい。ソレノイドコイル
の周りには、また、磁極集合体が設けられてもよい。磁
極集合体は、ソレノイドコイルが励起されるときに磁場
が形成される、対抗する（opposing）磁極片を設けても
よい。磁極片は、固定部材の接触表面内またはこれに隣
接して設けられ、および／または接触表面の一部を形成
してもよい。対抗する磁極片は、概ね接触表面の長さ
（elongate extent）に沿って整列されるように離隔し
て設けることができる。あるいは、磁極片は、接触表面
の長さに対して横方向に整列されてもよい。
レノイド集合体の形態であってよい。ソレノイドコイル
の周りには、また、磁極集合体が設けられてもよい。磁
極集合体は、ソレノイドコイルが励起されるときに磁場
が形成される、対抗する（opposing）磁極片を設けても
よい。磁極片は、固定部材の接触表面内またはこれに隣
接して設けられ、および／または接触表面の一部を形成
してもよい。対抗する磁極片は、概ね接触表面の長さ
（elongate extent）に沿って整列されるように離隔し
て設けることができる。あるいは、磁極片は、接触表面
の長さに対して横方向に整列されてもよい。
【００１９】スイッチ手段を、固定部材の接触表面の長
さに沿って設け、各ソレノイドコイルの励起を制御する
ようにしてもよい。スイッチ手段は、可動部材が固定部
材に対して軌道上を動くときに、可動部材に接触する接
触スイッチであってよい。スイッチは、可動部材の軌道
の方向においてスイッチのすぐ前に位置するソレノイド
集合体の励起を制御するように配置することができる。
さに沿って設け、各ソレノイドコイルの励起を制御する
ようにしてもよい。スイッチ手段は、可動部材が固定部
材に対して軌道上を動くときに、可動部材に接触する接
触スイッチであってよい。スイッチは、可動部材の軌道
の方向においてスイッチのすぐ前に位置するソレノイド
集合体の励起を制御するように配置することができる。
【００２０】あるいは、スイッチ手段は、ソレノイド集
合体によって設けられ、スイッチングは、ソレノイド集
合体の磁極片が、接触時に、可動部材に与tって架橋さ
れ或いいは実質的に架橋されるときに起こる。このスイ
ッチングによって、可動部材の軌道の運動の方向におい
てつぎのソレノイド集合体が励起されることができる。
スイッチ手段は、スイッチングを能動的に制御するため
に電子的回路によって提供されることも想定されてい
る。
合体によって設けられ、スイッチングは、ソレノイド集
合体の磁極片が、接触時に、可動部材に与tって架橋さ
れ或いいは実質的に架橋されるときに起こる。このスイ
ッチングによって、可動部材の軌道の運動の方向におい
てつぎのソレノイド集合体が励起されることができる。
スイッチ手段は、スイッチングを能動的に制御するため
に電子的回路によって提供されることも想定されてい
る。
【００２１】可動および固定部材の間の引力を補強する
ために、両部材上に電磁手段を設けることも想定されて
いる。永久磁石手段もまた、あるいは二者択一的に両部
材に設けて、電磁手段の作用を支援してもよい。
ために、両部材上に電磁手段を設けることも想定されて
いる。永久磁石手段もまた、あるいは二者択一的に両部
材に設けて、電磁手段の作用を支援してもよい。
【００２２】動力装置の駆動シャフトに、可動部材の転
動軌道運動によって誘起される動力を伝えるために、伝
達手段を設けてもよい。たとえば、ギア歯を可動部材の
外周あるいは内側空洞（inner cavity）上に設けてもよ
い。協働するギア歯が可動部材と係合し、ギア部材が駆
動シャフトを駆動するようにしてもよい。あるいは、可
動部材の軌道回転運動を補償する可撓的カップリングの
手段によって、可動部材を駆動シャフトに結合してもよ
い。
動軌道運動によって誘起される動力を伝えるために、伝
達手段を設けてもよい。たとえば、ギア歯を可動部材の
外周あるいは内側空洞（inner cavity）上に設けてもよ
い。協働するギア歯が可動部材と係合し、ギア部材が駆
動シャフトを駆動するようにしてもよい。あるいは、可
動部材の軌道回転運動を補償する可撓的カップリングの
手段によって、可動部材を駆動シャフトに結合してもよ
い。
【００２３】本願発明者のオーストラリア特許出願第56
275/98号において、切断部材が転動軌道運動において駆
動される切断装置が記載されている。この運動は、本発
明による動力装置の可動部材の運動と同じであるので、
本装置は、切断部材を駆動するのに使用することができ
る。この目的のために、切断部材は、可動部材に直接固
定しあるいは一体的に形成し、したがって可動部材と一
緒に動いてもよい。この構成によって、動く部品が動力
装置の可動部材とそれに固定された切断部材だけという
コンパクトな集合体が提供される。
275/98号において、切断部材が転動軌道運動において駆
動される切断装置が記載されている。この運動は、本発
明による動力装置の可動部材の運動と同じであるので、
本装置は、切断部材を駆動するのに使用することができ
る。この目的のために、切断部材は、可動部材に直接固
定しあるいは一体的に形成し、したがって可動部材と一
緒に動いてもよい。この構成によって、動く部品が動力
装置の可動部材とそれに固定された切断部材だけという
コンパクトな集合体が提供される。
【００２４】本発明による動力装置は、低回転速度で比
較的高トルクを提供し、それによって、上記した切断装
置に特に好適に適用される。特に、このことによって、
切断部材を比較的低い回転速度で回転させ、一方で、同
時に、切断部材に硬い材料を切断させることができる十
分なトルクを与えることができる。切断部材を低回転さ
せることによって、切断装置が使用上より安全なものに
なる。本動力装置は、様々な用途に容易に使用できるよ
うにすることができる。本動力装置は、前記したよう
に、手持ち動力工具のような小さい装置の用途に合った
サイズにすることもできる。本動力装置の大きい例とし
ては、自動車、工業および鉱業装置等のような大規模の
装置を駆動するのに使用することができる。
較的高トルクを提供し、それによって、上記した切断装
置に特に好適に適用される。特に、このことによって、
切断部材を比較的低い回転速度で回転させ、一方で、同
時に、切断部材に硬い材料を切断させることができる十
分なトルクを与えることができる。切断部材を低回転さ
せることによって、切断装置が使用上より安全なものに
なる。本動力装置は、様々な用途に容易に使用できるよ
うにすることができる。本動力装置は、前記したよう
に、手持ち動力工具のような小さい装置の用途に合った
サイズにすることもできる。本動力装置の大きい例とし
ては、自動車、工業および鉱業装置等のような大規模の
装置を駆動するのに使用することができる。
【００２５】本発明による動力装置のトルク出力は、電
磁手段および／または永久磁石手段のサイズを変え、そ
れにより、可動部材の力を変えることによって容易に変
えることができる。高トルクは、ある程度、可動部材と
固定部材との接触点と励起された電磁手段との距離によ
って達成することができる。このことによって、てこの
作用による利点が得られ、その結果、可動部材の比較的
低回転速度で上記した高トルクが得られる。
磁手段および／または永久磁石手段のサイズを変え、そ
れにより、可動部材の力を変えることによって容易に変
えることができる。高トルクは、ある程度、可動部材と
固定部材との接触点と励起された電磁手段との距離によ
って達成することができる。このことによって、てこの
作用による利点が得られ、その結果、可動部材の比較的
低回転速度で上記した高トルクが得られる。
【００２６】本発明による動力装置は、たとえば電動機
のような従来の装置に対して目覚しい利点がある。第一
に、本発明による動力装置は、減速装置を何ら必要とす
ることなく、低回転速度で高いトルクを提供することが
できる。これによって、コストおよび重量の潜在的な節
約が図れる。さらに、本発明による動力装置は、一部
は、減速装置を必要としないこともあって、より正確な
トルクの制御を可能とする。
のような従来の装置に対して目覚しい利点がある。第一
に、本発明による動力装置は、減速装置を何ら必要とす
ることなく、低回転速度で高いトルクを提供することが
できる。これによって、コストおよび重量の潜在的な節
約が図れる。さらに、本発明による動力装置は、一部
は、減速装置を必要としないこともあって、より正確な
トルクの制御を可能とする。
【００２７】作用的には、本動力装置は、自己限定トル
ク出力を提供し、過剰なトルクが与えられるのを防ぐ。
さらに、従来の電動機と違って、本装置は装置に損傷を
与えることなく停止することあるいは逆回転さえでき
る。
ク出力を提供し、過剰なトルクが与えられるのを防ぐ。
さらに、従来の電動機と違って、本装置は装置に損傷を
与えることなく停止することあるいは逆回転さえでき
る。
【００２８】本動力装置は、従来の電動機と比較する
と、構造がより単純で、シャフト軸受けもブラシの必要
性もない。
と、構造がより単純で、シャフト軸受けもブラシの必要
性もない。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施例を示す添
付の図面を参照して本発明を述べると好都合である。本
発明の他の実施例も可能であり、したがって、添付の図
面の特異性は、本発明の説明の普遍性に取って代わるも
のではない。
付の図面を参照して本発明を述べると好都合である。本
発明の他の実施例も可能であり、したがって、添付の図
面の特異性は、本発明の説明の普遍性に取って代わるも
のではない。
【００３０】つぎの記載は、多くの、本発明による動力
装置の好ましい実施例に言及するものである。したがっ
て、明瞭にする目的から、各実施例における対応する特
徴を示すために同じ参照番号が使用されている。
装置の好ましい実施例に言及するものである。したがっ
て、明瞭にする目的から、各実施例における対応する特
徴を示すために同じ参照番号が使用されている。
【００３１】先ず、図１および図２を参照すると、動力
装置は、固定部材または「固定子」１および可動部材ま
たは「回転子」２を備える。可動部材２は、固定部材１
の円筒状の外側接触表面２１に接触する円筒状の内側接
触表面２０を有し、可動部材２は、転動軌道運動におい
て固定部材１の外側の周りを運動する。可動部材２は、
図２において、可動部材２に固定または一体的に形成さ
れた切断部材３を支持するように示されている。この切
断部材３は、出願人のオーストラリア特許出願第56275/
98号に記載されているような方法で作動する。その出願
の詳細は、参照することによって本願に組み入れられ
る。動力装置の別の用途も想定されており、本発明はこ
の用途に限定されない。
装置は、固定部材または「固定子」１および可動部材ま
たは「回転子」２を備える。可動部材２は、固定部材１
の円筒状の外側接触表面２１に接触する円筒状の内側接
触表面２０を有し、可動部材２は、転動軌道運動におい
て固定部材１の外側の周りを運動する。可動部材２は、
図２において、可動部材２に固定または一体的に形成さ
れた切断部材３を支持するように示されている。この切
断部材３は、出願人のオーストラリア特許出願第56275/
98号に記載されているような方法で作動する。その出願
の詳細は、参照することによって本願に組み入れられ
る。動力装置の別の用途も想定されており、本発明はこ
の用途に限定されない。
【００３２】固定部材１は、中央部４を備える。中央部
４は、中央部４の周りに離隔して設けられる４つの分離
したソレノイド集合体５の形態をした、装置のための推
進手段を支持する。各ソレノイド集合体５は、磁極集合
体７の上に支持されたソレノイドコイル６を備える。磁
極集合体７は、ソレノイドコイル６内に位置するソレノ
イドコア片８を備える。コア片８は、ベース部９に固定
あるいは一体的に形成され、ベース部９は、固定部材１
の中央部４と係合する。その一部が図２に示される外側
磁極片１０は、ソレノイドコイル６のいずれかの側およ
び後ろ側に延在する。ソレノイドコイル６が励起される
と、磁場が、ソレノイドコア８と外側磁極片１０の間お
よび周りに形成される。
４は、中央部４の周りに離隔して設けられる４つの分離
したソレノイド集合体５の形態をした、装置のための推
進手段を支持する。各ソレノイド集合体５は、磁極集合
体７の上に支持されたソレノイドコイル６を備える。磁
極集合体７は、ソレノイドコイル６内に位置するソレノ
イドコア片８を備える。コア片８は、ベース部９に固定
あるいは一体的に形成され、ベース部９は、固定部材１
の中央部４と係合する。その一部が図２に示される外側
磁極片１０は、ソレノイドコイル６のいずれかの側およ
び後ろ側に延在する。ソレノイドコイル６が励起される
と、磁場が、ソレノイドコア８と外側磁極片１０の間お
よび周りに形成される。
【００３３】図1および図２に示される構成では、固定
部材１の外側接触表面２１は、各外側磁極片１０のむき
出しの上表面によって提供されてもよい。固定部材１
が、可動部材２がその上を回転することができる円筒状
の肩を提供することも考えられている。
部材１の外側接触表面２１は、各外側磁極片１０のむき
出しの上表面によって提供されてもよい。固定部材１
が、可動部材２がその上を回転することができる円筒状
の肩を提供することも考えられている。
【００３４】接触スイッチ２５を、ソレノイド集合体５
の各一対間に設けてもよい。各接触スイッチ２５は、可
動部材２が各接触スイッチ２５に接触するときに、可動
部材２の軌道の方向につぎのソレノイド集合体５を励起
する。あるいは、接触スイッチ２５を取り除いて、「ス
イッチング」の要求をソレノイド集合体５によって直接
提供するようにしてもよい。特に、可動部材２との接触
および／または接近の結果として、磁極集合体７が架橋
することによって、可動部材２の軌道の方向においてつ
ぎのソレノイド集合体５を励起するスイッチ信号を提供
することができる。スイッチングを電子的に制御するこ
とも考えられている。
の各一対間に設けてもよい。各接触スイッチ２５は、可
動部材２が各接触スイッチ２５に接触するときに、可動
部材２の軌道の方向につぎのソレノイド集合体５を励起
する。あるいは、接触スイッチ２５を取り除いて、「ス
イッチング」の要求をソレノイド集合体５によって直接
提供するようにしてもよい。特に、可動部材２との接触
および／または接近の結果として、磁極集合体７が架橋
することによって、可動部材２の軌道の方向においてつ
ぎのソレノイド集合体５を励起するスイッチ信号を提供
することができる。スイッチングを電子的に制御するこ
とも考えられている。
【００３５】ソレノイド集合体５が順次励起されること
によって、可動部材２は固定部材１の中央部４の周りの
転動軌道運動に付勢される。切断部材３は、可動部材２
の一体的な部分であるので、切断部材３もまた同じ転動
軌道運動において運動せしめられる。このような運動の
利点については、本願出願人の特許出願第56275/98号に
詳細に説明されている。さらに、本発明による動力装置
は低回転速度で高トルクを提供することができるので、
これによって、切断装置３は、煉瓦および石のような硬
い物質を含めて様々な材料を切断することができる。
によって、可動部材２は固定部材１の中央部４の周りの
転動軌道運動に付勢される。切断部材３は、可動部材２
の一体的な部分であるので、切断部材３もまた同じ転動
軌道運動において運動せしめられる。このような運動の
利点については、本願出願人の特許出願第56275/98号に
詳細に説明されている。さらに、本発明による動力装置
は低回転速度で高トルクを提供することができるので、
これによって、切断装置３は、煉瓦および石のような硬
い物質を含めて様々な材料を切断することができる。
【００３６】本発明の動力装置を切断装置に使用する
と、切断装置に１個の可動構成要素しか必要でないとい
う利点がある。さらに、切断装置３を駆動するための複
雑な機構の集合体が必要ではないので、サイズが比較的
コンパクトなものとすることができる。
と、切断装置に１個の可動構成要素しか必要でないとい
う利点がある。さらに、切断装置３を駆動するための複
雑な機構の集合体が必要ではないので、サイズが比較的
コンパクトなものとすることができる。
【００３７】図３は、本発明による動力装置の他の好ま
しい実施例を示す。この実施例は、固定および可動部材
１、２の位置が逆になっている点において図１および２
に示す実施例と異なっており、可動部材２は今度は固定
部材の限界内で運動することになる、。したがって、固
定部材１には、内側接触表面２７が設けられ、可動部材
２には、外側接触表面２８が設けられる。可動部材２
は、固定部材１内において、転動軌道運動をする。ソレ
ノイド集合体５は、固定部材１の周りに離隔して設けら
れ、可動部材２に推進力を与えるために先に述べた実施
例と同じような方法で動作する。
しい実施例を示す。この実施例は、固定および可動部材
１、２の位置が逆になっている点において図１および２
に示す実施例と異なっており、可動部材２は今度は固定
部材の限界内で運動することになる、。したがって、固
定部材１には、内側接触表面２７が設けられ、可動部材
２には、外側接触表面２８が設けられる。可動部材２
は、固定部材１内において、転動軌道運動をする。ソレ
ノイド集合体５は、固定部材１の周りに離隔して設けら
れ、可動部材２に推進力を与えるために先に述べた実施
例と同じような方法で動作する。
【００３８】上述の両実施例において、固定および可動
部材両方の接触表面は円筒形をしている。さらに、可動
部材２は、他の支持なく、固定部材の周りであるいは固
定部材内において、「浮かぶ」ようになっている。図４
は、本発明の動力装置が１点支持をもつさらに他の好ま
しい実施例を示す。この実施例は、可動部材２が固定部
材１の限界内に位置せしめられていることにおいて、図
３に示す実施例と類似している。しかしながら、可動部
材２は、截頭円錐の形状をした外側接触表面３０を有し
ている。可動部材２の截頭円錐形状の接触表面３０が在
る円錐面３８は、頂点３２を有し、１点支持は頂点３２
にある。固定部材１は、可動部材２の外側の截頭円錐接
触表面３０と協働する内側截頭円錐表面３３を有する。
ソレノイド集合体５は、固定部材１の外周の周りに設け
られ、先に記載したのと同様に作用する。
部材両方の接触表面は円筒形をしている。さらに、可動
部材２は、他の支持なく、固定部材の周りであるいは固
定部材内において、「浮かぶ」ようになっている。図４
は、本発明の動力装置が１点支持をもつさらに他の好ま
しい実施例を示す。この実施例は、可動部材２が固定部
材１の限界内に位置せしめられていることにおいて、図
３に示す実施例と類似している。しかしながら、可動部
材２は、截頭円錐の形状をした外側接触表面３０を有し
ている。可動部材２の截頭円錐形状の接触表面３０が在
る円錐面３８は、頂点３２を有し、１点支持は頂点３２
にある。固定部材１は、可動部材２の外側の截頭円錐接
触表面３０と協働する内側截頭円錐表面３３を有する。
ソレノイド集合体５は、固定部材１の外周の周りに設け
られ、先に記載したのと同様に作用する。
【００３９】可動部材２からシャフトが延在し、ピボッ
トカップリング３５は、ピボット結合３７でシャフト３
９の他端を支持する。これによって、可動部材２の運動
はシャフト３９を介してカップリング３５に伝えること
ができる。可動部材２は、同時にピボット結合３７の周
りのカップリングによって支持される。可動部材２の転
動軌道運動によって、ピボット結合３７における１点支
持に対して、シャフト３９の回転軸の角度変差ｂが絶え
ず様々に変わることになる。しかしながら、カップリン
グ３５は、角度変差を伝えることなく、単純な回転出力
を、たとえば、出力シャフト（図示せず）に与えること
ができる。
トカップリング３５は、ピボット結合３７でシャフト３
９の他端を支持する。これによって、可動部材２の運動
はシャフト３９を介してカップリング３５に伝えること
ができる。可動部材２は、同時にピボット結合３７の周
りのカップリングによって支持される。可動部材２の転
動軌道運動によって、ピボット結合３７における１点支
持に対して、シャフト３９の回転軸の角度変差ｂが絶え
ず様々に変わることになる。しかしながら、カップリン
グ３５は、角度変差を伝えることなく、単純な回転出力
を、たとえば、出力シャフト（図示せず）に与えること
ができる。
【００４０】可動部材の接触表面３０の円錐面の円錐角
度ａは、円錐面の中心軸と円錐面との間の角度である
が、図４では、約１５度であるように示されている。し
かしながら、この円錐角度は、０から９０度の範囲内の
どこであってもよい。
度ａは、円錐面の中心軸と円錐面との間の角度である
が、図４では、約１５度であるように示されている。し
かしながら、この円錐角度は、０から９０度の範囲内の
どこであってもよい。
【００４１】図５に示される本発明のさらに他の好まし
い実施例は、固定部材１の内側截頭円錐表面３３と接触
する外側截頭円錐表面３０を持つ可動部材２を有する点
において、図４に示す実施例と同様である。しかしなが
ら、可動部材の外側接触表面３０の円錐角度ａは、図４
の実施例の円錐角度ａよりずっと大きい。図５の実施例
において、円錐角度はほとんど９０度であり、可動部材
２はディスク形状である。可動部材２の一方の側４１
は、截頭円錐接触表面３０を支持する。一方、可動部材
の他の側は、フラットであってよい。この実施例は、た
とえば、回転支持用途のための回転可能なプラットフォ
ームを提供するために用いることができる。
い実施例は、固定部材１の内側截頭円錐表面３３と接触
する外側截頭円錐表面３０を持つ可動部材２を有する点
において、図４に示す実施例と同様である。しかしなが
ら、可動部材の外側接触表面３０の円錐角度ａは、図４
の実施例の円錐角度ａよりずっと大きい。図５の実施例
において、円錐角度はほとんど９０度であり、可動部材
２はディスク形状である。可動部材２の一方の側４１
は、截頭円錐接触表面３０を支持する。一方、可動部材
の他の側は、フラットであってよい。この実施例は、た
とえば、回転支持用途のための回転可能なプラットフォ
ームを提供するために用いることができる。
【図１】本発明による動力装置の第一の好ましい実施例
の前面断面図である。
の前面断面図である。
【図２】図１の動力装置の側面断面図である。
【図３】本発明による動力装置の第二の好ましい実施例
の前面断面図である。
の前面断面図である。
【図４】本発明による動力装置の第三の好ましい実施例
の側面断面図である。
の側面断面図である。
【図５】本発明による動力装置の第四の好ましい実施例
の前面断面図である。
の前面断面図である。
１…固定部材 ２…可動部材 ３…切断部材 ４…中央部 ５…ソレノイド集合体 ６…ソレノイドコイル ７…磁極集合体 ８…ソレノイドコア １０…外側磁極片 ２０，２７，３３…内側接触表面 ２１，２８，３０…外側接触表面
Claims (25)
- 【請求項１】固定部材と可動部材とからなり、該部材の
一方が内側接触表面を有し、該部材の他方が内側接触表
面に隣接して位置する外側接触表面を有し、内側および
外側接触表面は点接触に沿って接触し、推進手段が上記
部材の一方に設けられ、上記部材の他方を該一方の部材
に対して転動軌道運動に付勢する動力装置。 - 【請求項２】上記推進手段が固定部材に設けられ、可動
部材を固定部材に対して転動軌道運動に付勢する請求項
１に記載の動力装置。 - 【請求項３】上記固定部材が外側接触表面を有し、可動
部材が内側接触表面を有し、使用時において、上記推進
手段が、可動部材の内側接触表面が固定部材の外側接触
表面に沿って転動するように固定部材の外側接触表面に
対してかつその周りを上記転動軌道運動するよう可動部
材を付勢する請求項２に記載の動力装置。 - 【請求項４】固定部材が内側接触表面を有し、可動部材
が外側接触表面を有し、使用時において、推進手段が、
可動部材の外側接触表面が固定部材の内側接触表面に沿
って転動するように、固定部材の内側接触表面に対して
かつその中で可動部材を転動軌道運動するよう付勢する
請求項２に記載の動力装置。 - 【請求項５】上記部材の一方が少なくとも概ね截頭円錐
の外側接触表面を有し、上記部材の他方が少なくとも概
ね截頭円錐の内側接触表面を有し、可動部材が１個の枢
点を中心として枢動可能に支持され、上記転動軌道運動
をする際に、枢点を中心に枢動する請求項４に記載の動
力装置。 - 【請求項６】可動部材が少なくとも概ね截頭円錐の外側
接触表面を有し、固定部材が少なくとも概ね截頭円錐の
内側接触表面を有する請求項５に記載の動力装置。 - 【請求項７】１個の枢点が、可動部材の外側接触表面が
在る円錐面の頂点あるいはそれに隣接して位置する請求
項６に記載の動力装置。 - 【請求項８】円錐面の頂点が、円錐面の中心軸と円錐面
との間で計測される円錐角度を有し、円錐角度が０から
９０度内である請求項７に記載の動力装置。 - 【請求項９】推進手段が上記他の部材に引力あるいは反
発力を与える電磁手段を備える前記いずれかの請求項に
記載の動力装置。 - 【請求項１０】複数の上記電磁手段が固定部材の外周に
沿って設けられ、各電磁手段が使用時にその外周の周り
で、順次励起され、それによって、電磁手段に最も近
い、可動部材の部分を、該電磁手段に向かってあるいは
遠ざかるように付勢する請求項９に記載の動力装置。 - 【請求項１１】使用時において、固定および可動部材の
間の点接触のすぐ先のつぎの電磁手段が励起され、それ
によって、可動部材を必要な転動軌道運動に付勢するよ
うに、電磁手段が順次励起される請求項１０に記載の動
力装置。 - 【請求項１２】電磁手段がソレノイドコイルを有するソ
レノイド集合体である請求項９から１１のいずれかに記
載の動力装置。 - 【請求項１３】ソレノイド集合体がさらに磁極集合体を
備え、磁極集合体が、ソレノイドコイルが励起されると
きに磁場が形成される対抗する磁極片を設ける請求項１
２に記載の動力装置。 - 【請求項１４】磁極片が、固定部材の接触表面内にある
いは隣接して設けられ、および／または該接触表面の一
部を形成する請求項１３に記載の動力装置。 - 【請求項１５】対抗する磁極片が、概ね接触表面の長さ
に沿って整列するように、離隔して設けられる請求項１
４に記載の動力装置。 - 【請求項１６】磁極片は、磁極片が、接触表面の長さに
対して横方向に整列するように、離隔して設けられる請
求項１４に記載の動力装置。 - 【請求項１７】各ソレノイドコイルの励起を制御するよ
うに、固定部材の接触面の長さに沿って設けられるスイ
ッチ手段をさらに備える請求項１２から１６のいずれか
に記載の動力装置。 - 【請求項１８】スイッチ手段が、固定部材に対して可動
部材が軌道上を運動するときに可動部材と接触する接触
スイッチであり、各スイッチは、可動部材の軌道の方向
におけるスイッチのすぐ前方に位置するソレノイド集合
体の励起を制御するように配置されている請求項１７に
記載の動力装置。 - 【請求項１９】スイッチ手段は各ソレノイドコイルの励
起を制御するようソレノイド集合体によって提供され、
スイッチングは、スイッチ手段によって提供され、ソレ
ノイド集合体の磁極片が、接触時に可動部材によって架
橋されるかまたは実質的に架橋される時に生じ、スイッ
チングによって、可動部材の軌道運動の方向におけるつ
ぎのソレノイド集合体が励起される請求項１２から１６
のいずれかに記載の動力装置。 - 【請求項２０】ソレノイドコイルの励起を制御するため
の電子的スイッチ手段をさらに備える請求項１２から１
６に記載の動力装置。 - 【請求項２１】可動部材に設けられて、可動および固定
部材間の引力または反発力を強化する電磁および／また
は永久磁石手段をさらに備える請求項９から２０のいず
れかに記載の動力装置。 - 【請求項２２】固定部材に設けられ、電磁手段の作用を
支援する永久磁石手段をさらに備える請求項１０から２
１のいずれかに記載の動力装置。 - 【請求項２３】可動部材の転動軌道運動によって誘起さ
れる動力を動力装置の駆動シャフトに伝える伝達手段を
備える前記請求項のいずれかに記載の動力装置。 - 【請求項２４】伝達手段が可動部材の外周あるいは内側
空洞上に設けられるギア歯と、可動部材に係合するため
の、協働するギア部材とを備え、該ギア部材が駆動シャ
フトを駆動する請求項２３に記載の動力装置。 - 【請求項２５】伝達手段が可動部材を駆動シャフトに結
合する可撓性のカップリングを備える請求項２３に記載
の動力装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPP5091A AUPP509198A0 (en) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | Electric prime mover |
| AU5091 | 1998-08-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000060104A true JP2000060104A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=3809324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11222202A Pending JP2000060104A (ja) | 1998-08-05 | 1999-08-05 | 動力装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000060104A (ja) |
| AU (1) | AUPP509198A0 (ja) |
| DE (1) | DE19936021A1 (ja) |
| FR (1) | FR2782205A1 (ja) |
| GB (1) | GB2340669A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505912C2 (ru) * | 2010-04-05 | 2014-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Орбитальный мотор-редуктор |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505911C1 (ru) * | 2012-06-27 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Электрический генератор для искусственного спутника земли |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB643801A (en) * | 1945-07-25 | 1950-09-27 | George Chaffee Stoddard | Dynamoelectric machine |
| GB849911A (en) * | 1956-10-25 | 1960-09-28 | William Podmore Junior | Improvements relating to gyratory mechanisms |
| GB2062974A (en) * | 1979-10-31 | 1981-05-28 | Chang Chung Jen | Electric motor |
| US4404504A (en) * | 1981-03-19 | 1983-09-13 | Leland R. Rowsell | High-efficiency, low-speed electric motor system |
| US4867652A (en) * | 1988-12-08 | 1989-09-19 | Carrier Corporation | Balanced rolling rotor motor compressor |
| US5252870A (en) * | 1991-03-01 | 1993-10-12 | Jacobsen Stephen C | Magnetic eccentric motion motor |
| US5448117A (en) * | 1993-02-25 | 1995-09-05 | Consulier Engineering, Inc. | Stepper motor |
-
1998
- 1998-08-05 AU AUPP5091A patent/AUPP509198A0/en not_active Abandoned
-
1999
- 1999-08-04 DE DE19936021A patent/DE19936021A1/de not_active Withdrawn
- 1999-08-05 GB GB9918506A patent/GB2340669A/en not_active Withdrawn
- 1999-08-05 FR FR9910337A patent/FR2782205A1/fr not_active Withdrawn
- 1999-08-05 JP JP11222202A patent/JP2000060104A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505912C2 (ru) * | 2010-04-05 | 2014-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Орбитальный мотор-редуктор |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9918506D0 (en) | 1999-10-06 |
| GB2340669A (en) | 2000-02-23 |
| DE19936021A1 (de) | 2000-03-23 |
| AUPP509198A0 (en) | 1998-08-27 |
| FR2782205A1 (fr) | 2000-02-11 |
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