JP2002325426A

JP2002325426A - 動力装置

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Publication number: JP2002325426A
Application number: JP2001127231A
Authority: JP
Inventors: Sadatada Ota; 定正大田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-08
Also published as: CA2351557A1; US20020158536A1; AU5403301A; EP1253703A1

Abstract

(57)【要約】【課題】省資源、省エネルギー化の要請に応え、入力
電力よりも大きい出力エネルギーを取り出すことができ
る動力装置を提供する。【解決手段】回転力取り出し部を備えた回転軸１３
に、電力を出力する発電機１０と、入力電力に基づいて
電磁力を発生する電磁力付与手段により回転駆動される
回転体２０とを同軸配置に設け、前記回転軸１３に関し
て、電磁力付与手段における回転体に回転駆動力を付与
する位置の寸法を、前記発電機１０の出力電力を生成す
る位置の寸法よりも大きくして、前記回転軸１３の回転
力取り出し部から前記電磁力付与手段への入力電力に相
当するエネルギーよりも大きい回転エネルギー及び入力
電力よりも大きい出力電力を取り出し可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石と電磁石
とを組み合わて大きい回転エネルギーを得るようにした
動力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、永久磁石と電磁石とを組み合わせ
て動力装置を構成し、入力電力よりも大きい出力を取り
出すように試みた発明が提案されている（特開平７−８
７７２５号公報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、上述した特開平７−８７７２５号公報に開示された
動力装置の場合には、永久磁石、電磁石の他に、回転バ
ランサ等を取り付けた複雑な構成であり、また、回転体
のトルクを利用するという構成ではなく、必ずしも十分
にエネルギー効率を得ることができないという課題があ
った。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、省資源、省エネルギー化の要請に応え、簡略な
構成で入力電力よりも大きい回転エネルギーを効率よく
取り出すことができる動力装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の動
力装置は、回転力取り出し部を備えた回転軸に、電力を
出力する発電機と、入力電力に基づいて電磁力を発生す
る電磁力付与手段により回転駆動される回転体とを同軸
配置に設け、前記回転軸に関して、電磁力付与手段にお
ける回転体に回転駆動力を付与する位置の寸法を、前記
発電機の出力電力を生成する位置の寸法よりも大きくし
て、前記回転軸の回転力取り出し部から前記電磁力付与
手段への入力電力に相当するエネルギーよりも大きい回
転エネルギーを取り出し可能としたことを特徴とするも
のである。

【０００６】この発明によれば、前記回転軸に関して電
磁力付与手段における回転体に回転駆動力を付与する位
置の寸法を、前記発電機の出力電力を生成する位置の寸
法よりも大きくしたものであるから、前記両位置の寸法
差による回転体のトルクを利用し、かつ、簡略な構成で
前記電磁力付与手段への入力電力よりも大きい回転エネ
ルギーを回転力取り出し部から取り出すことができる動
力装置を提供することができる。また、発電機から電磁
力付与手段への入力電力よりも大きい出力電力を得るこ
ともできる。

【０００７】請求項２記載の発明の動力装置は、回転力
取り出し部を備えた回転軸の第１の位置に配置され、入
力電力に基づいて電磁力を発生するｎ個の電磁石を備え
た電磁力付与手段により回転駆動される外周に永久磁石
を備えた回転体と、前記回転軸の第２の位置に配置した
発電用コイルを備えた発電機とを有し、前記回転軸に関
して、電磁力付与手段における回転体に回転駆動力を付
与するｎ個の電磁石の位置の寸法を、前記発電機の発電
用コイルの位置の寸法よりも大きくして、前記回転軸の
回転力取り出し部から前記電磁力付与手段への入力電力
に相当するエネルギーよりも大きい回転エネルギーを取
り出し可能としたことを特徴とするるものである。

【０００８】この発明によれば、前記回転軸に関して、
ｎ個の電磁石の位置の寸法と、発電機の発電用コイルの
位置の寸法との寸法差による回転体に生じるトルクを利
用し、かつ、簡略な構成で、前記電磁力付与手段への入
力電力に相当するエネルギーよりも大きい回転エネルギ
ーを回転力取り出し部から取り出すことができる動力装
置を提供するこことができる。また、発電機から電磁力
付与手段への入力電力よりも大きい出力電力を得ること
もできる。

【０００９】請求項３記載の発明の動力装置は、回転力
取り出し部を備えた回転軸の第１の位置に配置されると
ともに、各々所定間隔を隔てて対向配置したＮ極、Ｓ極
の組み合わせからなり、円形配置のｎ個の永久磁石群を
備えた回転体と、この回転体の永久磁石群のＮ極、Ｓ極
間に介在する配置でｎ個構成の励磁コイルを同心円形配
置に備え、入力電力に基づくｎ個の励磁コイルと前記ｎ
個の永久磁石群との磁気作用により生じる回転駆動力に
より前記回転体を回転駆動する電磁力付与手段と、前記
回転軸の第２の位置に配置した発電用コイルを備えた発
電機とを有し、前記回転軸に関して電磁力付与手段にお
ける回転体に回転駆動力を付与するｎ個の電磁石の位置
の寸法を、前記発電機の発電用コイルの位置の寸法より
も大きくして、前記回転軸の回転力取り出し部から前記
電磁力付与手段への入力電力に相当するエネルギーより
も大きい回転エネルギーを取り出し可能としたことを特
徴とする。また、請求項４記載の発明は、請求項３記載
の動力装置において、前記回転体のＮ極、Ｓ極の組み合
わせからなるｎ個の永久磁石群と、電磁力付与手段のｎ
個の励磁コイルとの組み合わせは、単段又は複数段構成
であることを特徴とする。

【００１０】請求項３、４記載の発明によれば、Ｎ極、
Ｓ極の組み合わせからなるｎ個の永久磁石群と、ｎ個の
励磁コイルとのサンドイッチ状の組み合わせからなる構
成を採用し、かつ、回転軸に関して、ｎ個の電磁石の位
置の寸法と、発電機の発電用コイルの位置の寸法との寸
法差による回転体に生じるトルクを利用して、前記電磁
力付与手段への入力電力に相当するエネルギーよりも大
きい回転エネルギーを回転力取り出し部から効率よく取
り出すことができる動力装置を提供するこことができ
る。また、前記発電機から電磁力付与手段への入力電力
よりも大きい出力電力を効率よく得ることも可能とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態に係る動力装置について詳細に説明する。

【００１２】まず、図３乃至図８を参照して本発明の動
力装置の原理的説明を行う。

【００１３】近年、省資源、省エネルギー化の要請に伴
い、入力電力よりも大きい出力エネルギーを取り出すこ
とができる動力装置の出現が望まれている。

【００１４】図３において、ｍを永久磁石の磁力（一
定）、Ｈを電磁石（発電コイル）の磁界、Ｍを電磁石の
磁力とし、トルクをＴ、回転中Ｏ心から永久磁石までの
距離をｌ、永久磁石の位置を基準として電磁石と回転中
心とのなす角度をθとし、さらに、仕事量をＷとする
と、この場合のトルクＴは、Ｔ＝ｍｌＨｓｉｎθで表す
ことができる。

【００１５】ここで、Ｔ＝Ｗと仮定すると、通常仕事量
の点では出力Ｗｏ≦入力Ｗｉｎとなる。また、電磁石に
加える入力電力はコイル損失等により減衰する。

【００１６】次に、図４において、回転体１の外周部に
永久磁石２（磁力エネルギーＭ）を配置し、回転体１の
外周近傍に電磁石１２を配置し、さらに回転体１の外周
近傍に発電用コイル２２を配置した動力装置のモデルに
ついて考察する。

【００１７】前記電磁石１２の磁力エネルギーをＬ_１、
発電用コイル２２の磁力エネルギーをＬ_２とすると、回
転体１を電磁石１２の磁力エネルギーＬ_１により回転さ
せたとき、永久磁石２と電磁石１２との間の吸引力（又
は反発力）Ｍ×Ｌ_１に基づき前記発電用コイル２２には
Ｍ×Ｌ_２のエネルギーが発生し、（Ｍ×Ｌ_１）＝（Ｍ×
Ｌ_２）が成立することになる。

【００１８】ここで、永久磁石２の磁力エネルギーＭは
一定なので、電磁石１２の磁力エネルギーＬ_１と発電用
コイル２２の磁力エネルギーＬ_２とは等しくなる（Ｌ_１
＝Ｌ _２）。

【００１９】即ち、（Ｍ×Ｌ_２）＞（Ｍ×Ｌ_１）としよ
うとしても、上述した動力装置のモデルの場合、永久磁
石２を共用することは不可能となる。換言すれば、（Ｍ
×Ｌ _２）＞（Ｍ×Ｌ_１）を実現しようとすると、同一の
回転体１を使用する構成で同一の永久磁石２を共用する
ことはできない。

【００２０】いま、図５に示すように、２個の回転体
１、１´を使用し、回転体１´の外周部に前記永久磁石
２（磁力エネルギーＭ）の例えば２倍の磁力エネルギー
Ｍ´＝２Ｍを持つ永久磁石２´を配置し、回転体１´の
外周近傍に電磁石１２を配置し、さらに、回転体１の外
周部に前記永久磁石２を配置し、さらに回転体１の外周
近傍に発電用コイル２２を配置した動力装置のモデルを
考えると、（Ｍ×Ｌ_２）＝（Ｍ／２×Ｌ_２）が成立し、
電磁石１２の磁力エネルギーＬ_１と発電用コイル２２の
磁力エネルギーＬ_２との間の関係は、（Ｌ_１＜Ｌ_２）と
なる。

【００２１】しかし、現実には、回転体１の摩擦抵抗、
電力損失、物質重量等の影響があり、かつ、発電用コイ
ル２２の磁力と電磁石１２の磁力とは拮抗していること
から、入力電力＜出力（出力エネルギー）の関係を得る
ことは困難である。

【００２２】次に、図６において、回転中心Ｏからｌｓ
ｉｎθの点をＡ（発電用コイルの位置）、回転中心Ｏか
らｌ´ｓｉｎθの点をＢ（電磁石の位置）で定義する。

【００２３】また、ｌ´＝２ｌと仮定する。さらに、Ａ
点、Ｂ点のエネルギーをｍＨ、ｍ´Ｈ´とする。

【００２４】このとき、Ａ点の発電量はＧＴ＝ｍｌＨｓ
ｉｎθ、Ｂ点の駆動電力はＷＴ´＝ｍｌ´Ｈ´ｓｉｎθ
となる。ここで、Ａ点、Ｂ点の仕事量は等しいので、ｍ
ｌＨｓｉｎθ＝ｍ´ｌ´Ｈ´ｓｉｎθが成立する。そし
て、ｌ´＝２ｌに設定すれば、Ｂ点の仕事量は２ｍ´ｌ
Ｈ´ｓｉｎθとなり、さらに、ｍ＝ｍ´とすれば、ｍｌ
Ｈｓｉｎθ＝２ｍ´ｌＨ´ｓｉｎθから、ｌＨｓｉｎθ
＝２ｌＨ´ｓｉｎθとなり、これにより、Ｈ´＝Ｈ／２
となる。

【００２５】即ち、理論的にはＢ点の駆動電力Ｗ_Ｔ´は
Ａ点の発電量ＧＴよりも小さくて（例えば１／２）済む
ことになる。

【００２６】尚、実際には、図７に示すように、ＡＡ´
間とＢＢ´間とでは位置のエネルギーが相違する（ＡＡ
´間とＢＢ´間とは同一平面上にない）ことから、仕事
量が相違することになる。

【００２７】そこで、図８に示すように、回転体１の外
周近傍に例えばｎ個（ｎは正の整数）の電磁石１２_１、
１２_２、１２_３、…、１２_ｎを、例えば（θ／２）の間
隔で配置して、前記永久磁石２と対向する電磁石１
２_１、１２_２、１２_３、…、１２ _ｎを順次励磁して永久
磁石２との間の吸引力又は反発力によって、前記回転体
１をこの動力装置から取り出される出力（出力電力）よ
りも少ない入力電力で回転駆動することが本発明の原理
である。

【００２８】次に、上述した原理に基づく本発明の具体
的な実施の形態について、図１、図２及び図９乃至図１
１を参照して説明する。

【００２９】図１、図２に示す本実施の形態の動力装置
３０は、基台１１上に垂直配置に回転軸１３を回転可能
に支持し、この回転軸１３の下側に出力電力を取り出す
発電機１０を、上側に回転軸１３に取り付けた円板状の
回転体１を含むとともに入力電力が供給されるモータ部
２０を取り付けた構造となっている。回転軸１３の端部
には、動力取り出し部である例えばプーリ２３を取り付
けている。

【００３０】前記発電機１０は、回転軸１３に取り付け
た回転子１４の外周に発電用コイル２２を配置し、出力
端子１５から発電した出力電力を取り出すようになって
いる。発電用コイル２２の回転軸１３の中心からの寸法
（内周半径）はｌとしている。

【００３１】前記モータ部２０は、回転軸１３に中心部
を取り付けた回転体１の外周部に永久磁石２を配置（本
実施の形態では１８０度配置に２個）するとともに、回
転体１の外周に電磁力付与手段を構成する例えば１６個
の電磁石１２_１、１２_２、１２_３、…、１２_１６を例え
ばθ／２の間隔で配置している。１６個の電磁石１
２ _１、１２_２、１２_３、…、１２_１６の回転軸１３の中
心からの寸法は各々ｌ´（ｌ＜ｌ´）としている。

【００３２】また、回転体１に臨ませて前記永久磁石２
の回転位置を検出する回転位置検出手段としての１６個
のフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、…、ＰＣ１６
を、前記１６個の電磁石１２_１、１２_２、１２_３、…、
１２_１６に対応させて配置している。

【００３３】即ち、図１、図２に示すように、回転体１
の永久磁石２の通過領域の上方位置に例えばフォトカプ
ラＰＣ５の発光ダイオードＬＥＤを配置し、回転体１に
設けた円形溝１６の下方位置にフォトカプラＰＣ５のフ
ォトトランジスタＰＴＲを配置して、永久磁石２の回転
動作に伴う発光ダイオードＬＥＤとフォトカプラＰＣ５
との間の光路遮断により永久磁石２の回転位置を検出
し、これにより、対応する電磁石１２５を駆動するよう
になっている。

【００３４】この他の１６個のフォトカプラＰＣ１、Ｐ
Ｃ２、ＰＣ３、…、ＰＣ１６の配置もフォトカプラＰＣ
５の場合と同様である。

【００３５】図９は前記回転位置検出手段のブロック
図、図１０は回転位置検出手段における代表例としての
フォトカプラＰＣ１、時定数回路１８、トランジスタＴ
Ｒを使用した駆動回路１９及び電磁石１２１の回路図、
図１１は電磁石１２_１、１２_２、１２_３、…の駆動波形
図を各々示すものである。

【００３６】尚、図１０において、時定数回路１８はコ
ンデンサＣ１、抵抗Ｒ３の並列回路により構成されてお
り、また、Ｒ１は発光ダイオードＬＥＤ用のバイアス抵
抗、Ｒ２はフォトトランジスタＰＴＲ用のバイアス抵抗
である。

【００３７】上述した構成の動力装置３０において、前
記回転体１の外周近傍に配置した１６個の電磁石１
２_１、１２_２、１２_３、…、１２_１６を図示しない入力
電源部に接続しておき、回転体１を始動し、前記フォト
カプラＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、…、ＰＣ１６により回
転体１とともに回転する前記永久磁石２の位置を検出し
て、対応する電磁石１２_１、１２_２、１２_３、…、１２
_ｎを図１１に示すように順次励磁し、これにより各電磁
石１２_１、１２_２、１２_３、…、１２_１６と永久磁石２
との間の吸引力又は反発力により、前記回転体１及び回
転軸１３に回転駆動力を付与して回転駆動する。

【００３８】この結果、前記発電機１０の回転子１４も
回転軸１３とともに回転し、回転子１４の外周に設けた
発電用コイル２２により発電されて、出力端子１５から
出力電力（発電電力）を取り出すことができる。

【００３９】この場合に、既述した原理説明及び上述し
た動力装置３０の１６個の電磁石１２_１、１２_２、１２
_３、…、１２_１６の回転軸１３の中心からの各寸法ｌ´
と発電用コイル２２の回転軸１３の中心からの寸法（内
周半径）ｌとの関係から明らかなように、発電機１０の
出力端子１５から取り出される出力電力よりも、前記１
６個の電磁石１２_１、１２_２、１２_３、…、１２_１６へ
の入力電力を少なくすることが可能となる。換言すれ
ば、省資源、省エネルギー化の要請に応え、回転軸１３
のプーリ２３から前記１６個の電磁石１２_１、１２_２、
１２_３、…、１２ _１６への入力電力に相当するエネルギ
ーよりも大きい回転エネルギーを取り出すことができ
る。また、入力電力よりも大きい大きい出力電力を取り
出すこともできる動力装置３０を実現できる。

【００４０】尚、前記電磁石群の極数は、８極、１２
極、２４極等任意極数として実施可能である。また、回
転位置検出手段としては、フォトカプラの他各種のセン
サを使用することができる。さらに、モータ部の段数を
２段、３段等とすることでより省エネルギー化が可能で
ある。

【００４１】次に、図１２、図１３、図１４、図１５を
参照して本実施の形態の他例について説明する。

【００４２】図１２に示す動力装置４０は、回転子１の
外周部に９０度配置で４個の永久磁石２を取り付けると
ともに、回転子１の外周近傍に電磁力付与手段を構成す
る例えば鉄心４１及びコイルＬからなる４個の電磁石１
２_１、１２_２、１２_３、１２ _４を配置している。動力装
置４０の回転軸１３には図示していないがプーリを取り
付けている。

【００４３】また、図１３に示す動力装置５０は、環状
の回転子１Ａの外周に１６個の永久磁石２を取り付ける
とともに、回転子１Ａの内周近傍に鉄心４１及びコイル
Ｌからなる４個の電磁石１２_１、１２_２、１２_３、１２
_４を配置している。動力装置５０の回転軸１３には図示
していないがプーリを取り付けている。

【００４４】さらに、図１４、図１５に示す動力装置６
０は、架台６１により支持した軸体６２に対して、各々
６個の永久磁石２を配置した一対の円板６３、６３と、
一対の円板６３、６３の間に、６個の電磁石１２_１、１
２_２、１２_３、１２_４、１２ _５、１２_６を配置した電磁
石円板６４とのサンドイッチ構造としたものである。軸
体６２の端部にプーリ２３を取り付けている。

【００４５】図１６、図１７は、動力装置においてｎ個
の電磁石１２_１、１２_２、１２_３、…、１２_ｎを使用す
る場合のコイルＬの駆動波形を示すタイミングチャート
であり、図１６の場合にはｎ個のコイルＬを順に所定の
時間幅でオン駆動するものであり、図１７の場合にはｎ
個のコイルＬのうち、奇数番目のコイルＬと、偶数番目
のコイルＬとを交互にオン駆動するものである。

【００４６】ここで、鉄心４１及びコイルＬからなる例
えば前記電磁石１２１について考察すると、電磁石１２
１の回転軸１３の中心からの寸法をｒ、電磁石１２１の
磁力をＬ、永久磁石２の磁力をＭとすると、電磁石１２
１と永久磁石２との間のＦはＦ＝ＭＬ／ｒ^２であり、仮
にＭ＝１４０、Ｌ＝１０とすると、ＭＬ＝１４００とな
る。尚、単位は省略する。

【００４７】例えば吸引力について考えると、１４００
という力が吸引力となっているため反発力させるために
は電磁石１２１に１０に相当する電力を供給することが
必要となる。

【００４８】従って、電磁石１２１を構成する鉄心４１
としては空芯又は空芯に近いものが低電力で動力装置を
駆動することができる。即ち、鉄心４１が空芯の場合に
は１４０×０、換言すれば通電していないときは吸引力
はゼロとなる。このように電磁石を構成する鉄心の量
は、適当に調整し、空芯コイルに近い方がより実用的で
ある。

【００４９】次に、図１８乃至図２０を参照して本発明
の実施の形態のさらに別の例について説明する。

【００５０】図１８、図１９に示す動力装置７０は、箱
型状の筺体８１に、回転力取り出し部であるプーリ７２
を筺体８１から露出する配置で備えた回転軸７１と、こ
の回転軸７１の図１８において上部位置に配置した回転
体７３と、この回転体７３を回転駆動する電磁力付与手
段７４と、回転軸７２の図１８において下部位置に配置
した回転子１４、発電用コイル２２を備えた図１に示す
発電機１０と同様な構成の発電機８０とを有している。
回転体７３は、一定の間隔で対向配置したＮ極、Ｓ極の
組み合わせからなり、等間隔円形配置のｎ個（本例では
１６個）の永久磁石群７５を備えている。

【００５１】電磁力付与手段７４は、回転体７３の永久
磁石群７５の各Ｎ極、Ｓ極間に介在する配置でｎ個構成
の励磁コイル７６を同心円形配置に備え、入力電力に基
づくｎ個の励磁コイル７６と前記ｎ個の永久磁石群７５
との磁気作用により生じる回転駆動力により前記回転体
７３を回転駆動するようになっている。永久磁石群７５
の各Ｎ極、Ｓ極と励磁コイル７６との隙間間隔は３ｍｍ
に設定している。

【００５２】そして、前記回転軸７１に関して、電磁力
付与手段７４における回転体７３に回転駆動力を付与す
るｎ個の励磁コイル７６の位置の寸法ｌ’を、前記発電
機８０における発電用コイル２２の位置の寸法ｌよりも
大きくして、既述した原理に基づき前記回転軸７１のプ
ーリ７２から前記電磁力付与手段７４への入力電力に相
当するエネルギーよりも大きい回転エネルギーを取り出
し可能としている。

【００５３】図１８、図１９に示す動力装置７０の場合
は、回転体７３を、永久磁石群７５とｎ個構成の励磁コ
イル７６とを単段のサンドイッチ構造としている。

【００５４】この他に、図２０に示すように、回転体７
３Ａを、永久磁石群７５とｎ個構成の励磁コイル７６と
からなるサンドイッチ構造を２段配置した回転体７３Ａ
を具備する動力装置９０を構成することも可能である。

【００５５】ここで、前記動力装置７０のエネルギーの
入出力関係について考察する。実験結果によると、図２
１に示す電磁石（励磁コイル）９２と永久磁石９１との
入力１Ｗ当たりの引き合う力（又は反発する力）は、永
久磁石９１が４５００ガウスの場合、概略６６ｇから９
９ｇ程度である。従って、入力１００Ｗの時、概略６６
００ｇから９９００ｇとなり、前記発電機８０の発電用
コイル２２の位置の寸法ｌを１２０ｍｍ、回転体７３の
励磁コイル７６の位置の寸法ｌ’を５倍の６００ｍｍに
すると、回転軸７１には概略３３ｋｇから４９．５ｋｇ
の回転トルクが得られる。この場合、回転体７３の回転
数は７００ｒｐｍから１６００ｒｐｍ程度である。

【００５６】また、回転体７３を、永久磁石群７５とｎ
個構成の励磁コイル７６とのサンドイッチ構造としてい
ることから、励磁コイル７６のエネルギーを効率よく利
用することができる。実験によると、図２２に示すよう
な電磁石（励磁コイル）９２を一対の永久磁石９１、９
１によるサンドイッチ構造とすることにより、図２１に
示す永久磁石９１の１個のみの場合より、引き合う力
（又は反発する力）は５０％程度向上する。つまり、図
２２に示す場合には、入力１Ｗ当たりの引き合う力は１
４０ｇ程度となる。また、図２０に示すような２段配置
の回転体７３Ａを具備する動力装置９０の場合には、さ
らに効率を上げ、より大きい回転トルクや発電電力を得
ることが可能となる。

【００５７】尚、前記永久磁石９１の磁界はガウスメー
タを用いて、回転軸７１の回転トルクは（株）小野測器
のトルクメータ（ＳＳ−２００）を用いて、回転体７３
の回転数は（株）小野測器の回転計（ＨＴ−５５００）
を用いて各々測定した。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、簡略な構成で電磁力付
与手段への入力電力に相当するエネルギーよりも大きい
回転エネルギーを取り出すことができ、また、入力電力
より大きい電力エネルギーを発電機から取り出すことも
可能な動力装置を提供するこことができる。

【００５９】また本発明によれば、ｎ個の電磁石の位置
の寸法と、発電機の発電用コイルの位置の寸法との寸法
差による回転体のトルクを利用し、かつ、簡略な構成で
前記電磁力付与手段への入力電力に相当するエネルギー
よりも大きい出力エネルギーを発電機から取り出すこと
ができる動力装置を提供するこことができる。

【００６０】さらに、本発明によれば、Ｎ極、Ｓ極の組
み合わせからなるｎ個の永久磁石群と、ｎ個の励磁コイ
ルとのサンドイッチ構造の回転体を備えた構成で、電磁
力付与手段への入力電力に相当するエネルギーよりも大
きい回転エネルギーを回転力取り出し部から効率よく取
り出すことができ、また、発電機から電磁力付与手段へ
の入力電力よりも大きい出力電力を効率よく得ることも
可能な動力装置を提供するこことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の動力装置を示す概略断面
図である。

【図２】本発明の実施の形態の動力装置を示す概略平面
図である。

【図３】本発明の実施の形態の動力装置の原理を説明す
る第１のモデルを示す説明図である。

【図４】本発明の実施の形態の動力装置の原理を説明す
る第２のモデルを示す説明図である。

【図５】本発明の実施の形態の動力装置の原理を説明す
る第３のモデルを示す説明図である。

【図６】本発明の実施の形態の動力装置の原理を説明す
る第４のモデルを示す説明図である。

【図７】本発明の実施の形態の動力装置の原理を説明す
る第５のモデルを示す説明図である。

【図８】本発明の実施の形態の動力装置の原理を説明す
る第６のモデルを示す説明図である。

【図９】本発明の実施の形態の動力装置における回転位
置検出手段のブロック図である。

【図１０】本発明の実施の形態の回転位置検出手段にお
ける代表例としてのフォトカプラ、時定数回路、トラン
ジスタを使用した駆動回路及び電磁石の回路図である。

【図１１】本発明の実施の形態の各電磁石の駆動波形図
である。

【図１２】本発明の他の実施の形態の動力装置を示す概
略平面図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施の形態の動力装置を
示す概略平面図である。

【図１４】本発明のさらに別の実施の形態の動力装置を
示す概略側面図である。

【図１５】図１５に示す動力装置の概略正面図である。

【図１６】本発明の実施の形態におけるｎ個の電磁石の
駆動波形図である。

【図１７】本発明の実施の形態におけるｎ個の電磁石の
他の態様の駆動波形図である。

【図１８】本発明の実施の形態さらに別の実施の形態の
動力装置を示す概略側面図である。

【図１９】本発明の実施の形態のさらに別の実施の形態
の動力装置を示す概略平面図である。

【図２０】本発明の実施の形態の２段の回転体を有する
動力装置を示す概略平側面図である。

【図２１】永久磁石、電磁石の引き合い状態を示す説明
図である。

【図２２】永久磁石、電磁石の引き合い状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１回転体２永久磁石１０発電機１１基台１２電磁石１３回転軸１４回転子１８時定数回路１９駆動回路２０モータ部２２発電用コイル２３プーリ３０動力装置４０動力装置５０動力装置６０動力装置７０動力装置７１回転軸７２プーリ７４電磁力付与手段７５永久磁石群８０発電機８１筺体ＰＣ１フォトカプラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転力取り出し部を備えた回転軸に、電
力を出力する発電機と、入力電力に基づいて電磁力を発
生する電磁力付与手段により回転駆動される回転体とを
同軸配置に設け、前記回転軸に関して、電磁力付与手段
における回転体に回転駆動力を付与する位置の寸法を、
前記発電機の出力電力を生成する位置の寸法よりも大き
くして、前記回転軸の回転力取り出し部から前記電磁力
付与手段への入力電力に相当するエネルギーよりも大き
い回転エネルギーを取り出し可能としたことを特徴とす
る動力装置。
【請求項２】回転力取り出し部を備えた回転軸の第１
の位置に配置され、入力電力に基づいて電磁力を発生す
るｎ個の電磁石を備えた電磁力付与手段により回転駆動
される外周に永久磁石を備えた回転体と、前記回転軸の第２の位置に配置した発電用コイルを備え
た発電機とを有し、前記回転軸に関して、電磁力付与手段における回転体に
回転駆動力を付与するｎ個の電磁石の位置の寸法を、前
記発電機の発電用コイルの位置の寸法よりも大きくし
て、前記回転軸の回転力取り出し部から前記電磁力付与
手段への入力電力に相当するエネルギーよりも大きい回
転エネルギーを取り出し可能としたことを特徴とする動
力装置。
【請求項３】回転力取り出し部を備えた回転軸の第１
の位置に配置されるとともに、各々所定間隔を隔てて対
向配置したＮ極、Ｓ極の組み合わせからなり、円形配置
のｎ個の永久磁石群を備えた回転体と、この回転体の永久磁石群のＮ極、Ｓ極間に介在する配置
でｎ個構成の励磁コイルを同心円形配置に備え、入力電
力に基づくｎ個の励磁コイルと前記ｎ個の永久磁石群と
の磁気作用により生じる回転駆動力により前記回転体を
回転駆動する電磁力付与手段と、前記回転軸の第２の位置に配置した発電用コイルを備え
た発電機とを有し、前記回転軸に関して電磁力付与手段における回転体に回
転駆動力を付与するｎ個の電磁石の位置の寸法を、前記
発電機の発電用コイルの位置の寸法よりも大きくして、
前記回転軸の回転力取り出し部から前記電磁力付与手段
への入力電力に相当するエネルギーよりも大きい回転エ
ネルギーを取り出し可能としたことを特徴とする動力装
置。
【請求項４】前記回転体のＮ極、Ｓ極の組み合わせか
らなるｎ個の永久磁石群と、電磁力付与手段のｎ個の励
磁コイルとの組み合わせは、単段又は複数段構成である
ことを特徴とする請求項３記載の動力装置。