JP2001238429A - 回転増速装置 - Google Patents

回転増速装置

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JP2001238429A
JP2001238429A JP2000042985A JP2000042985A JP2001238429A JP 2001238429 A JP2001238429 A JP 2001238429A JP 2000042985 A JP2000042985 A JP 2000042985A JP 2000042985 A JP2000042985 A JP 2000042985A JP 2001238429 A JP2001238429 A JP 2001238429A
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Yohee Kitayoshi
与兵衛 北吉
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K53/00—Alleged dynamo-electric perpetua mobilia

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、磁石による回転数のアップを実現できる
回転増速装置を提供する。 【解決手段】 回転軸４に一体に回転するよう固定した
回転板１４と固定板１５を対向させ、この回転板１４と
固定板１５の対向面のそれぞれに、一定間隔で放射状の
配置となる複数の縦磁石１６と、この縦磁石１６の先端
部で一面側に消磁用磁石１７と、隣接する縦磁石１６間
に配置した板磁石１８とを設け、上記回転板１４と固定
板１５を両者の消磁用磁石１７の先端面間に回転隙間を
形成した対向間隔に配置し、かつ、回転板１４と固定板
１５に設けた縦磁石１６の対向する先端部の磁極を同極
とすると共に、回転板１４と固定板１５に設けた縦磁石
１６の数を異数とし、両縦磁石１６、１６の磁力線によ
る反発力を回転方向にのみ有効に作用させて回転軸４を
増速させる。

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、同極が対向する
磁石の磁力を反発力に利用して回転速度をアップさせる
ことができるようにした回転増速装置に関する。
【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数を発生
するように設計されているが、最大出力時の回転数が決
まっているので、各種機器の駆動に大きい回転数が必要
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数をアップさせるための装置を組み
込み、必要とする回転数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数
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数をアップさ
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数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
際に回転数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
る回転数のアップを実現できる回転増速装置を提供する
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と、固定部分に固定した固定板を対
向させ、この回転板と固定板の対向面のそれぞれに、一
定間隔で放射状の配置となる複数の縦磁石と、この縦磁
石の先端部で一面側に該縦磁石の先端部から突出するよ
う固定された消磁用磁石と、隣接する縦磁石間に配置し
た板磁石とを設け、上記回転板と固定板を消磁用磁石の
先端面間に回転隙間を形成した対向間隔に配置し、か
つ、回転板と固定板に設けた縦磁石の対向する先端部の
磁極を同極とすると共に、回転板と固定板に設けた縦磁
石の数を異数と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、上記回転軸を垂直状態で上下に位置調整が可能とな
るよう吊り下げに配置し、この回転軸に固定した回転板
の下方位置に固定板を配置し、上記回転軸に駆動用モー
タと補助用モータ及び発電機をそれぞれ回転伝達手段を
介して連動し、回転軸と駆動用モータの間にクラッチを
設けた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、回転増速装置は、起立する
フレーム１に上下二枚の支持板２、３を対向状に配置
し、両支持板２、３間に配置した垂直の回転軸４を軸受
５、６を介して上下に位置調整が可能となるよう、上部
支持板２の軸受５で吊り下げ状に支持し、上記フレーム
１に上部支持板２の四隅を上下に貫通するねじ軸７を設
け、このねじ軸７に螺合したナット８を回動することに
より、上部支持板２の上下位置を調整することにより、
回転軸４の上下の位置調整が可能になっている。
【００１１】上記回転軸４に、駆動用モータ９と補助用
モータ１０及び発電機１１をそれぞれ回転伝達手段１
２、１３ａ、１３ｂを介して連動し、この回転軸４に
は、この回転軸４と一体に回転する円板状の回転板１４
が固定され、該回転板１４の下方位置に回転軸４と同軸
心状となり、フレーム１に固定した固定板１５が回転板
１４と対向するよう配置されている。
【００１２】上記回転板１４と固定板１５の対向面に
は、それぞれに、一定間隔で放射状の配置となる複数の
縦磁石１６と、この縦磁石１６の先端部で一面側に該縦
磁石１６の先端部から突出するよう固定された消磁用磁
石１７と、隣接する縦磁石１６間に配置した板磁石１８
とが設けられ、上記回転板１４と固定板１５を消磁用磁
石１８の先端面間に回転隙間を形成した対向間隔に配置
し、かつ、回転板１４と固定板１５に設けた縦磁石１６
の対向する先端部の磁極を同極とすると共に、回転板１
４と固定板１５に設けた縦磁石１６の数が異数となって
いる。
【００１３】図３は、回転板１４と固定板１５の対向面
に設ける永久磁石群の構造を示し、ちなみに、回転板１
４は直径４８０ｍｍに形成し、縦磁石１６は厚み２０ｍ
ｍ、長さ１５０ｍｍ、高さ６０ｍｍの直方体磁石に形成
され、その長さ方向が回転板１４の半径方向に沿い、か
つ、一方の端部が回転板１４の外周に近接するよう、複
数が放射状の配置で回転板１４に固定され、この縦磁石
１６及び固定板１５に設けた縦磁石１６の互いに対向す
る先端部の磁極はＳ極となるように設定されている。
【００１４】また、消磁用磁石１７は、２０ｍｍ角の棒
状磁石を用い、長さ１９０ｍｍの棒状磁石１７ａの異極
となる両端を４５°にカットし、長さ４０ｍｍの棒状磁
石１７ｂの４５°にカットした端部を上記棒状磁石１７
ａの端部に異極同士を突き合わせて固定することによ
り、該消磁用磁石１７をコ字状に形成し、この消磁用磁
石１７を縦磁石１６に対し、回転板１４の回転方向の前
方となる一面側に、棒状磁石１７ａの端部Ｓ極が回転板
１４の外周に位置し、かつ、縦磁石１６の先端と両端か
ら消磁用磁石１７が１０ｍｍ突出するように重ねて固定
されている。固定板１５における消磁用磁石１７は、縦
磁石１６に対し、回転板１４の回転方向の後方となる他
面側に取り付けられている。
【００１５】上記縦磁石１６の周囲には、Ｓ極とＮ極の
間で磁力線ａが発生するが、その一面側に消磁用磁石１
７を固定することで、この消磁用磁石１７側の磁力線ａ
は消磁用磁石１７によって遮断され、上記磁力線ａは消
磁用磁石１７の無い半分側でのみ発生することになる。
【００１６】上記板磁石１８は、１０ｍｍ厚の板状のフ
ェライト磁石１８ａと、このフェライト磁石１８ａの下
面に重ねた鉄板１８ｂとからなり、放射状に配置された
縦磁石１６の隣接する対向面間に丁度納まる扇形に形成
され、隣接する縦磁石１６の略中間の位置にＳ極が上に
向く配置で固定されている。この板磁石１８はその上面
が縦磁石１６の先端と同じ磁極のＳ極になり、鉄板１８
ｂが下面に重なっているので、板磁石１８のＮ極の磁力
線を鉄板１８ｂを吸収し、縦磁石１６のＳ極の磁力線を
強めることにより、縦磁石１６相互の反発力を高めるこ
とになる。
【００１７】前記固定板１５に設けた縦磁石１６と消磁
用磁石１７及び板磁石１８は、上記回転板１４と同様の
寸法と構造及び配置条件となっているが、上記回転板１
４の縦磁石１６は例えば１２個を等間隔の配置で固定す
るのに対し、固定板１５には１３個の縦磁石１６を等間
隔の配置で固定している。従って、固定板１５に用いる
板磁石１８は、回転板１４のものより少し角度が狭くな
っている。
【００１８】なお、図２では、回転板１４と固定板１５
の対向面側において、消磁用磁石１７の先端面に重なる
アルミ製の円板１９をそれぞれ配置し、回転板１４と円
板１９及び固定板１５と円板１９をボルト２０で締結す
ることにより、永久磁石群の安定性を図るようにし、両
円板１９の対向面間に回転隙間を形成した例を示した
が、この両円板は省略してもよい。
【００１９】また、図１では、回転軸４に一組の回転板
１４と固定板１５を配置したが、二組以上の回転板１４
と固定板１５を配置するようにしてもよい。
【００２０】この発明の回転増速装置は、上記のような
構成であり、回転軸４を駆動用モータ９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１４の永
久磁石群が高速で回転し、固定板１５の各縦磁石１６に
対して回転板１４の各縦磁石１６は接近と離反動を繰り
返すことになる。
【００２１】ちなみに、駆動用モータ９は、一分間に１
４４０回転し、プーリとベルトを用いた回転伝達手段１
２は三倍の速度で回転軸４に回転を伝達し、回転軸４は
一分間に４３２０回転することになる。また、発電機１
１は発電のために一分間に３０００〜８０００回転が必
要になる。
【００２２】上記回転板１４と固定板１５の縦磁石１６
には、回転板１４においては回転板１４の回転方向の前
方位置に、また、固定板１５においては回転板１４の回
転方向の後方位置にそれぞれ消磁用磁石１７を固定して
あるので、回転板１４においては縦磁石１６のＳ極とＮ
極の間での磁力線ａは、回転方向の前方位置の部分が消
磁用磁石１７によって消磁され、固定板１５においては
縦磁石１６のＳ極とＮ極の間での磁力線ａは回転板１４
の回転方向の後方位置の部分が消磁用磁石１７によって
消磁され、従って、固定板１５の縦磁石１６に回転板１
４の縦磁石１６が接近するとき、両縦磁石１６は反発力
を生じることがない。
【００２３】図２のように、両縦磁石１６の先端面が対
面する時点までは反発力の発生はないが、固定板１５の
縦磁石１６に対して回転板１４の縦磁石１６が回転方向
の後方位置に移動すると、両縦磁石１６は磁力線ａによ
って互いに反発することになり、この反発力により回転
板１４に回転方向への回転力が付加され、回転板１４は
回転力が付加されることで回転軸４の回転が増速される
ことになる。
【００２４】回転軸４が増速され、駆動用モータ９より
高速になることでクラッチ２１が切れ、駆動用モータ９
による回転軸４の駆動はなくなり、この時点で駆動用モ
ータ９への通電を切るようにする。
【００２５】上記固定板１５の縦磁石１６と回転板１４
の縦磁石１６はその数が異なるため、両縦磁石１６の位
相は回転方向に不均一の配置となり、回転板１４の回転
により常にどこかの位置において両縦磁石１６の反発が
発生し、回転軸４の回転を増速させることになる。
【００２６】上記のように、回転軸４の回転で回転伝達
手段１３ａ、１３ｂを介して発電機１１と補助モータ１
０が駆動され、発電機１１はその回転により発電するこ
とになり、この発生した電力は昇圧手段を介して補助モ
ータ１０の駆動用電源として用い、補助モータ１０によ
り回転軸４を駆動する。
【００２７】発電機１１で発生した電力の一部は上記の
ように補助モータ１０の駆動用電源として使用するが、
余剰の電力は商用電源に販売したり家庭や工場、商店の
電源として使用すればよく、自家発電装置として経済的
に有効である。
【００２８】
【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、一定間隔で放射状の配置となる
複数の縦磁石と、この縦磁石の先端部で一面側に該縦磁
石の先端部から突出するよう固定された消磁用磁石と、
隣接する縦磁石間に配置した板磁石とを設け、上記回転
板と固定板を両者の消磁用磁石の先端面間に回転隙間を
形成した対向間隔に配置し、かつ、回転板と固定板に設
けた縦磁石の対向する先端部の磁極を同極とすると共
に、回転板と固定板に設けた縦磁石の数を異数としたの
で、回転板の回転による両縦磁石の接近時に生じる磁力
線による反発力を、両縦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、回転軸の回転数を増
速させることができ、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回転による駆動が可能に
なり、必要とする回転数を確保する場合に、駆動源の小
型化が可能になる。
【００２９】また、モータによる回転軸の回転を増速さ
せることができるので、回転軸の回転で発電機を駆動す
れば、モータの消費電力以上の電力を発電することがで
き、余剰電力の有効利用が図れ、経済的に有効な自家発
電装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転増速装置の正面図
【図２】同上の要部を示す拡大正面図
【図３】永久磁石群の分解斜視図
【図４】（Ａ）は固定板の平面図、（Ｂ）は回転板の底
面図
【符号の説明】
４ 回転軸 ９ 駆動用モータ １０ 補助用モータ １１ 発電機 １４ 回転板 １５ 固定板 １６ 縦磁石 １７ 消磁用磁石 １８ 板磁石 ２１ クラッチ

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
    転板と、固定部分に固定した固定板を対向させ、この回
    転板と固定板の対向面のそれぞれに、一定間隔で放射状
    の配置となる複数の縦磁石と、この縦磁石の先端部で一
    面側に該縦磁石の先端部から突出するよう固定された消
    磁用磁石と、隣接する縦磁石間に配置した板磁石とを設
    け、上記回転板と固定板を両者の消磁用磁石の先端面間
    に回転隙間を形成した対向間隔に配置し、かつ、回転板
    と固定板に設けた縦磁石の対向する先端部の磁極を同極
    とすると共に、回転板と固定板に設けた縦磁石の数を異
    数としたことを特徴とする回転増速装置。
  2. 【請求項２】 上記回転軸を垂直状態で上下に位置調整
    が可能となるよう吊り下げに配置し、この回転軸に固定
    した回転板の下方位置に固定板を配置し、上記回転軸に
    駆動用モータと補助用モータ及び発電機をそれぞれ回転
    伝達手段を介して連動し、回転軸と駆動用モータの間に
    クラッチを設けたことを特徴とする請求項１に記載の回
    転増速装置。
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