JP2000184692A - 回転力発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転板に固定した磁石が固定板の磁石に接近
動するときのブレーキ力となる両磁石の反発力の発生を
抑制し、両磁石の反発力が回転方向にのみ有効に作用す
るようにして、磁石による回転トルクのアップを実現で
きる回転力発生装置を提供する。 【解決手段】 回転軸４に固定した回転板８、８に複数
の磁石１９を、帯磁させた端面が内外に向くよう環状の
配置で固定し、前記回転板８、８と同軸心状に配置した
固定板７、７に複数の磁石１５を、帯磁させた端面が内
外に向くよう、前記回転板８、８の磁石１９群の環状配
置径内に納まる環状の配置で固定し、前記回転板８、８
に固定した磁石１９と固定板７、７に固定した磁石１５
の磁極を、互いに対向する端部の磁極が同極となるよう
設定し、前記回転板８、８の各磁石１９と固定板７、７
の各磁石１５の対向する端部側の位置に、各磁石１５、
１９に対して磁力線の方向が直角となる消磁用磁石１
６、２０を配置したので、両磁石１５、１９の磁力線に
よる反発力が回転方向にのみ有効に作用することにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁石の磁気力を
反発力に利用して回転トルクをアップさせることができ
るようにした回転力発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転の駆動源として用いられているモー
タやエンジンは、運転条件に応じて所定の回転トルクを
発生するように設計されているが、最大出力時の回転ト
ルクが決まっているので、各種機器の駆動に大きい回転
トルクが必要となる場合、モータやエンジンは大型で高
出力のものを採用しなければならない。

【０００３】そこで、駆動源により回転が与えられる回
転経路の途中に回転トルクをアップさせるための装置を
組み込み、必要とする回転トルクに対して駆動源の小型
化を図ることが考えら、例えば、磁気の反発力を利用し
て回転トルクをアップさせようとする装置もその一つで
ある。

【０００４】磁気の反発力を利用して回転トルクをアッ
プさせようとする従来の装置として、回転軸に固定した
回転板と非回転となる固定板のそれぞれに複数の磁石
を、帯磁させた端面が対向するよう内外に環状の配置で
固定し、前記回転板に固定した磁石と固定板に固定した
磁石の磁極を、互いに対向する端部の磁極が同極となる
よう設定し、回転板の磁石が回転することにより、回転
板と固定板の磁石間に反発力を生じさせ、この反発力を
回転力に付加することで回転トルクをアップさせる構造
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁石を使用
した上記のような装置は、回転板に固定した磁石が固定
板の磁石に接近動するときに両磁石の反発力がブレーキ
として働き、これが駆動源に対する負荷となるため、実
際に回転トルクをアップさせることができないものであ
る。

【０００６】そこで、この発明の課題は、回転板に固定
した磁石が固定板の磁石に接近動するときのブレーキ力
となる両磁石の反発力の発生を抑制し、両磁石の反発力
が回転方向にのみ有効に作用するようにして、磁石によ
る回転トルクのアップを実現できる回転力発生装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項１の発明は、回転軸に一体に回転する
よう固定した回転板に複数の磁石を、帯磁させた端面が
内外に向くよう環状の配置で固定し、前記回転板と同軸
心状に配置した固定板に複数の磁石を、帯磁させた端面
が内外に向くよう、前記回転板の磁石群の環状配置径内
に納まる環状の配置で固定し、前記回転板に固定した磁
石と固定板に固定した磁石の磁極を、互いに対向する端
部の磁極が同極となるよう設定し、前記回転板の各磁石
と固定板の各磁石の対向する端部側で、回転板の各磁石
においては回転板の回転方向の前方側の位置に、固定板
の各磁石においては回転板の回転方向の後方の位置に、
各磁石に対して磁力線の方向が直角となる消磁用磁石を
配置した構成を採用したものである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、回転板に固定した磁石と固定板に固定した磁石が、
回転板及び固定板の半径方向に対して傾斜状の配置とな
り、かつ、消磁用磁石の両端が対応する磁石の端部より
も少し突出した配置になっている構成を採用したもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１０】図示のように、回転力発生装置は、ベース
板１上に二枚の支持板２、３を対向状に立設し、両支持
板２、３で水平の回転軸４を軸受５、６を介して支持
し、両支持板２、３間には、回転軸４と同軸心状の配置
となり、一方の支持板２に固定した二枚の固定板７、７
と、この固定板７、７の外側に同軸心状の配置となり、
回転軸４と一体に回転する二枚の回転板８、８と、該回
転板８、８を回転軸４に取り付けるための円板９とが配
置され、回転軸４の入り側となる一端に回転の駆動源で
あるエンジンやモータ１０が接続され、回転軸４の取り
出し側となる他端には発電機１１がプーリとベルト１２
を介して増速状態で接続されている。なお、回転軸４の
取り出し側には、発電機以外に各種回転作動機を接続す
ることができる。

【００１１】上記二枚の固定板７、７は、円板状で軸心
に設けた中心孔を回転軸４が貫通し、複数の結合ボルト
１３で所定の対向間隔に結合され、該回転軸４と同軸心
状の配置となるよう、複数本のボルト１４で一方の支持
板２に固定され、固定板７、７の対向面間で外周寄りの
位置に、磁石１５と、この磁石１５と磁力線が直角の関
係となる消磁用磁石１６の組み合わせ体が、環状の配置
となるよう円周方向に一定の間隔で多数固定されてい
る。

【００１２】また、二枚の回転板８、８は、内径が固定
板よりも少し大径となる環状円板に形成され、上記固定
板７、７と同じ間隔で対向するよう複数の結合ボルト１
７で結合され、該固定板７、７に外嵌する配置で回転す
るよう回転軸４に固定した円板９に複数本のボルト１８
で固定され、この回転板８、８の対向面間に、磁石１９
と、この磁石１９と磁力線が直角の関係となる消磁用磁
石２０の組み合わせ体が、円周方向に環状の配置となる
よう一定の間隔で多数固定されている。

【００１３】上記固定板７、７間の磁石１５は、両端が
帯磁された角形のブロック状に形成され、図４のよう
に、この固定板７、７の回転軸４の軸心を通る半径方向
の軸心Ｘに対して、外端側が回転板８、８の回転方向の
前方側に位置する傾斜状の配置となり、消磁用磁石１６
は両端が帯磁された角軸状に形成され、磁石１５の外端
側で回転板８、８の回転方向の後方側に位置する配置に
なっている。ちなみに、磁石１５は、固定板７、７の上
記半径方向の軸心Ｘに対して２３°の角度で傾斜し、消
磁用磁石１６は磁石１５の幅よりも長尺となり、磁石１
５に対して磁力線の方向が直角となるよう固定板７、７
間に、その両端が磁石１５の両側から突出する配置で固
定されている。

【００１４】また、回転板８、８間の磁石１９は、両端
が帯磁された角形のブロック状に形成され、この回転板
８、８の回転軸４の軸心を通る半径方向の軸心Ｘに対し
て、内端側が回転板８、８の回転方向の後方側に位置す
る傾斜状の配置となり、消磁用磁石２０は角軸状に形成
され、磁石１９の内端側で回転板８、８の回転方向の前
方側に位置する配置になっている。

【００１５】ちなみに、この磁石１９は、回転板８、８
の上記半径方向の軸心Ｘに対して２３°の角度で傾斜
し、消磁用磁石２０は磁石１９の幅よりも長尺となり、
磁石１９に対して磁力線の方向が直角となるよう回転板
８、８間に、その両端が磁石１９の両側から突出する配
置で固定されている。

【００１６】従って、固定板７、７の磁石１５と回転板
８、８の磁石１９は、図２に示すように同方向の傾斜と
なり、固定板７、７の磁石１５の外端に対して回転板
８、８の磁石１９は内端が接近して臨み、最接近時の両
磁石１５、１９の端面は、回転板８、８の回転方向に対
して対面状の配置となり、これにより、磁力線の反発力
を回転板８、８の回転方向に対して有効に作用させるこ
とができ、回転板８、８の回転でこの回転板８、８の磁
石１９が固定板７、７の磁石１５の外側を回転移動する
ことになる。

【００１７】なお、固定板７、７の磁石１５に対して回
転板８、８の磁石１９の方が数が多くなっているが、そ
れぞれの磁石１５、１９の数は自由に増減できると共
に、図４に示すように、各磁石１５、１９に対して消磁
用磁石１６、２０は、磁石１５、１９の端面から消磁用
磁石１６、２０が７ｍｍ程度突出するように配置し、磁
石１５、１９の端面の一部に対する消磁作用が確実に発
生するようにしている。

【００１８】また、それぞれの磁石１５、１９の半径方
向の軸心Ｘに対する傾斜角度は、上記した２３°に限定
されるものではなく、例えば、０°〜２５°程度の範囲
で任意に設定すればよい。

【００１９】上記固定板７、７の磁石１５と回転板８、
８の磁石１９の磁極は、互いに対向する端部の磁極が同
極となるよう設定されている。即ち、固定板７、７の磁
石１５の外端と回転板８、８の磁石２０の内端が互いに
Ｓ極となるよう配置する。このように、両磁石１５、１
９の対向する端部の磁極をＳ極とすると、Ｓ極同士のの
反発によりマイナスイオンを発生させることができ、こ
の回転力発生装置を設置した部分の周囲環境を改善する
ことができる。

【００２０】回転板８、８の回転時に、固定板７、７の
一つの磁石１５の端部に対し、回転板８、８の磁石１９
の端部は接近と離反動を行うことになり、この両磁石１
５、１９の関係は、互いに対向する端部の磁極が同極と
なるよう設定されているので、接近と離反動時によって
互いの磁力線で反発力を生じることになり、接近時には
この反発力が回転板８、８の回転に対してブレーキの作
用をなし、逆に離反動の反発力は回転板８、８の回転に
回転力を付加するように作用する。

【００２１】そこで、この発明においては、両磁石１
５、１９に対して、回転板８、８の磁石１９においては
回転板８、８の回転方向の前方側に消磁用磁石２０を配
置し、固定板７、７の磁石１５においては回転板８、８
の回転方向の後方側に消磁用磁石１６を配置することに
より、両磁石１５、１９の接近時に生じる磁力線での反
発力を、両消磁用磁石１６、２０により打ち消し、回転
板８、８の回転に対してブレーキの作用をなくし、両磁
石１５、１９の離反動時の磁力線による反発力のみを回
転板８、８の回転に対して付加することで、回転板８、
８を介して回転軸４の回転トルクを向上させている。

【００２２】図４は、両磁石１５、１９とこれに組み合
わせた消磁用磁石１６、２０による反発力の打ち消しの
作用を示し、通常磁石１５、１９にはその両側において
両端の磁極間に磁力線が発生するが、この磁石１５、１
９に対して磁極の方向が直角となる消磁用磁石１６、２
０を端部の一方側面に重ねて配置すると、磁石１９の端
面において、回転板８、８の回転方向の前方となる前半
側に発生する磁力線は、消磁用磁石２０に流れることに
なり、また、磁石１５の端面において、回転板８、８の
回転方向の後方となる後半側に発生する磁力線は、この
消磁用磁石１６に流れることになり、その結果、両磁石
１５、１９の対向する端面において、磁石１９は回転方
向の前半部は磁力線の発生がなく、後半部のみに磁力線
ａが発生し、磁石１５は回転板８、８の回転方向の後半
部は磁力線の発生がなく、前半部のみに磁力線ｂが発生
する。

【００２３】このような磁力線ａ、ｂの発生条件にする
と、両磁石１５、１９が最も接近する時までは磁力線に
よる反発力の発生を抑えることができ、両磁石１５、１
９が最接近してから離反動するときには、互いの磁力線
ａ、ｂが反発し、この反発力が両磁石１５、１９の配置
条件と回転板８、８の回転との関係によって、回転板
８、８の回転に対して回転力を付加することになる。

【００２４】このような両磁石１５、１９の反発力によ
る回転力の付加が、固定板７、７の各磁石１５に対し
て、回転板８、８の各磁石１９が接近して通過するごと
に発生し、両磁石１５、１９の多数の配置により、上記
反発力による回転力の付加が同時に又は連続して発生す
ることになる。

【００２５】この発明の回転力発生装置は、上記のよう
な構成であり、回転軸４をモータ１０の起動によって回
転させると、この回転軸４に固定した回転板８、８の磁
石１９が固定板７、７の磁石１５の周囲を高速で回転
し、固定板７、７の各磁石１５に対して回転板８、８の
各磁石１９は接近と離反動を繰り返すことになり、回転
板８、８の各磁石１９が固定板７、７の各磁石１５に接
近動するときは、消磁用磁石１６、２０の作用により、
磁力線による反発力の発生がなく、回転板８、８の各磁
石１９が固定板７、７の各磁石１５に最接近した時点か
ら離反動するとき、両磁石１５、１９の磁力線ａ、ｂは
反発し、この反発力が回転板８、８を介して回転軸４に
付加され、これにより、モータ１０で回転する回転軸４
に上記反発力が加わり、回転軸４のトルクが増大した状
態で発電機１１を駆動することができ、増速による発電
機の駆動が支障なく行える。

【００２６】なお、図示例では回転軸４の他端側から発
電機１１を駆動する例を示したが、回転板８、８又は円
板９の外周部分をプーリや歯車に形成し、このプーリや
歯車から発電機等を駆動するようにしてもよく、回転板
８、８又は円板９は大径に形成できるので、その外周部
分は回転慣性が大きく、更に大きな回転トルクを取り出
すことができる。

【００２７】ちなみに、１００Ｖ、周波数５０Ｈｚ，出
力７５０Ｗのモータは、トルクが３９．０Ｋｇ．ｃｍで
あったが、この発明の回転力発生装置に同モータを駆動
源として使用し、回転軸の出力側でのトルクを測定した
ところ、４１．０Ｋｇ．ｃｍであった。

【００２８】従って、入力に対して出力のトルクが増大
し、発電機でモータの消費電力以上の電力を発電できる
ことになる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、回転
軸に一体に回転するよう固定した回転板と、固定配置し
た固定板のそれぞれに複数の磁石を、帯磁させた端面が
内外に向くよう設け、前記回転板に固定した磁石と固定
板に固定した磁石の磁極を、互いに対向する端部の磁極
が同極となるよう設定し、前記回転板の各磁石と固定板
の各磁石の対向する端部側に、各磁石に対して磁力線の
方向が直角となる消磁用磁石を配置したので、回転板の
回転による両磁石の接近時に生じる磁力線による反発力
を、両磁石の側面側に配置した消磁用磁石により打ち消
し、回転板の回転に対してブレーキの作用をなくし、離
反動の磁力線による反発力のみを回転板の回転に対して
付加することで、回転軸の回転トルクを向上させること
ができ、これにより、各種回転機器に対して、駆動源の
入力よりも大きなトルクの回転による駆動が可能にな
り、必要とする回転トルクを確保する場合に、駆動源の
小型化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転力発生装置の正面図

【図２】同上の要部を示す縦断側面図

【図３】固定板と回転板の磁石の関係を示す縦断面図

【図４】固定板と回転板の磁石の磁力線の関係を示す拡
大図

【図５】固定板の磁石と消磁用磁石の関係を示す斜視図

【符号の説明】

４ 回転軸 ７ 固定板 ８ 回転板 １０ モータ １５ 磁石 １６ 消磁用磁石 １９ 磁石 ２０ 消磁用磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北吉 与兵衛 東京都町田市大蔵町173番地の６ コート プランドール102

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に一体に回転するよう固定した回
   転板に複数の磁石を、帯磁させた端面が内外に向くよう
   環状の配置で固定し、前記回転板と同軸心状に配置した
   固定板に複数の磁石を、帯磁させた端面が内外に向くよ
   う、前記回転板の磁石群の環状配置径内に納まる環状の
   配置で固定し、前記回転板に固定した磁石と固定板に固
   定した磁石の磁極を、互いに対向する端部の磁極が同極
   となるよう設定し、前記回転板の各磁石と固定板の各磁
   石の対向する端部側で、回転板の各磁石においては回転
   板の回転方向の前方側の位置に、固定板の各磁石におい
   ては回転板の回転方向の後方の位置に、各磁石に対して
   磁力線の方向が直角となる消磁用磁石を配置した回転力
   発生装置。
2. 【請求項２】 回転板に固定した磁石と固定板に固定し
   た磁石が、回転板及び固定板の半径方向に対して傾斜状
   の配置となり、かつ、消磁用磁石の両端が対応する磁石
   の端部よりも少し突出した配置になっている請求項１に
   記載の回転力発生装置。