JP2007068394A

JP2007068394A - 回転装置

Info

Publication number: JP2007068394A
Application number: JP2006212899A
Authority: JP
Inventors: Mikio Shoda; 三紀夫荘田
Original assignee: NSI KK
Current assignee: NSI KK
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2026-08-04
Also published as: JP3977860B2

Abstract

【課題】回転駆動源により回転駆動される回転部の回転速度を同極磁石の斥力により効率的に増速することが出来、更には異極磁石の引力により高速回転する回転部の回転位置を安定化出来る回転増速装置を提供する。
【解決手段】モータ８により回転する連結部材５及び拘束部材12と、回転部４の両端部との間に異極磁石10，11及び異極磁石13，14を設け、固定部３の回転部４の外周面に対向する内周面に該固定部３の軸方向に所定のピッチで固定反発用磁石15を設け、回転部４の固定部３の内周面に対向する外周面に該回転部４の軸方向に所定のピッチで回転反発用磁石16を同極磁石で構成し、固定反発用磁石15及び回転反発用磁石16同士が対面してから離れる迄に発生する斥力による回転増速力が、該固定反発用磁石15及び回転反発用磁石16同士が近づいて対面する迄に発生する斥力による回転抑止力よりも大きくなるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ等の回転駆動源により回転駆動される回転部の回転効率を向上する回転装置に関するものである。

従来、モータ等の回転駆動源により回転駆動される回転部の回転効率を磁石の反発力により向上する回転装置が種々提案されている。例えば、特開平１１−１６８８７３号公報（特許文献１）には外側の固定磁石群と内側ロータの磁石群が互いに数が異なり、且つ回転軸を中心とした放射線に対して斜めで互いに反発力が作用するように配置されたものがある。

一方、特開平０５−３４４６７４号公報（特許文献２）には、モータの軸受装置として、同極磁石の反発力により支持するものや、同極磁石の反発力と異極磁石の吸引力との釣り合いにより支持するものが提案されている。

特開平１１−１６８８７３号公報特開平０５−３４４６７４号公報

しかしながら、特許文献１では永久運動を行う回転機である如く主張されたように現実には実施が困難であり、永久運動の原理も不明瞭である。

また、特許文献２の技術では同極磁石の反発力を利用した構成であるためロータが回転することによる遠心力の作用によりロータ側の浮き上がり等が生じて回転位置が不安定になるという問題があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、回転駆動源により回転駆動される回転部の回転効率を同極磁石の斥力により向上することが出来、更には異極磁石の引力により高速回転する回転部の回転位置を安定化出来る回転装置を提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係る回転装置の第１の構成は、回転駆動力を付与する回転駆動源が設けられた固定部と、前記固定部の内部で回転可能に設けられた回転部と、前記回転駆動源と、前記回転部との間の回転駆動伝達経路に設けられ、該回転部の空転を許容する空転許容手段と、前記固定部の前記回転部の外周面に対向する内周面で該固定部の軸方向に所定のピッチで配置された第１の磁石と、前記回転部の前記固定部の内周面に対向する外周面で該回転部の軸方向に所定のピッチで配置された第２の磁石とを有し、前記第１、第２の磁石同士は互いに対向する側が斥力が作用する同極磁石で構成され、且つ該第１、第２の磁石同士が対面した状態で互いの対向面が平行になるよう配置され、且つ前記固定部及び回転部でそれぞれ互いに隣設される磁石同士は、該それぞれの磁石表面を含む平面同士が４５°の角度で交差すると共に、前記回転部の径方向に対する前記第２の磁石の対向面の表面を含む平面の角度が４５°で、且つ前記固定部の径方向に対する前記第１の磁石の対向面の表面を含む平面の角度が４５°に設定されたことを特徴とする。

また、本発明に係る回転装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記空転許容手段は、前記回転駆動源により回転する第１の回転体と、該第１の回転体に対向する前記回転部の一端部との対向面にそれぞれ互いに対向する側が引力が作用するように設けられた一対の第１の異極磁石と、前記回転駆動源により回転する第２の回転体と、該第２の回転体に対向する前記回転部の他端部との対向面にそれぞれ互いに対向する側が引力が作用するように設けられた一対の第２の異極磁石とを有して構成したことを特徴とする。

本発明に係る回転装置の第１の構成によれば、回転駆動源により回転部に回転駆動力を付与して回転させた後、空転許容手段により該回転部の空転を許容すると共に、固定部と回転部との対向面にそれぞれ設けた第１、第２の同極磁石による斥力を作用させて、回転部の回転効率を向上させることが出来る。

第１、第２の同極磁石同士が対面した状態で互いの対向面が平行になるよう配置され、且つ固定部及び回転部でそれぞれ互いに隣設される磁石同士は、該それぞれの磁石表面を含む平面同士が４５°の角度で交差すると共に、前記回転部の径方向に対する前記第２の磁石の対向面の表面を含む平面の角度が４５°で、且つ前記固定部の径方向に対する前記第１の磁石の対向面の表面を含む平面の角度が４５°に設定されたことにより、第１、第２の同極磁石同士が対面する際に発生する斥力により回転部の回転効率を向上することが出来る。

また、本発明に係る回転装置の第２の構成によれば、第１、第２の異極磁石の引力により回転部を固定部の内部で宙吊り状態で支持することが出来、しかも異極磁石の引力により高速回転する回転部の回転位置を安定して支持することが出来る。

図により本発明に係る回転装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る回転装置の構成を示す断面説明図、図２は本発明に係る回転装置の構成を示す側面図、図３は本発明に係る回転装置の固定部の構成を示す断面説明図及び側面図、図４は本発明に係る回転装置の回転部の構成を示す断面説明図及び側面図である。

図１〜図４において、回転装置１は、回転駆動力を付与する回転駆動源となるモータ８が一端部に設けられた円筒形状の固定部３と、該固定部３の内部で回転可能に設けられた円筒形状の回転部４とを有して構成される。

モータ８の回転軸８ａには第１の回転体となる連結部材５が取り付けられており、該連結部材５には固定部３の他端部に設けられた軸受部材６により回転自在に軸支された支軸部材７が取り付けられている。また、支軸部材７の軸方向（図１の左右方向）において、連結部材５から回転部４の軸方向（図１の左右方向）の全長に対応する位置には第２の回転体となる拘束部材12が取り付けられており、これによりモータ８の回転軸８ａ、連結部材５、支軸部材７及び拘束部材12が一体的に回転するように構成されている。

回転部４の内部には軸受部材９が設けられており、該軸受部材９により回転部４は支軸部材７に対して回転自在、且つ軸方向（図１の左右方向）にスライド自在に軸支されている。第１の回転体となる連結部材５と、該連結部材５に対向する回転部４の一端部との対向面には、それぞれ互いに磁力による引力が作用するように設けられた一対の異極磁石10，11が設けられている。

また、第２の回転体となる拘束部材12と、該拘束部材12に対向する回転部４の他端部との対向面には、それぞれ互いに磁力による引力が作用するように設けられた一対の異極磁石13，14が設けられている。

ここで、異極磁石10，11及び異極磁石13，14はそれぞれＮ極とＳ極とが互いに対向するように配置され、互いに磁力による引力が作用することにより支軸部材７に回転自在で且つ軸方向（図１の左右方向）にスライド自在に設けられた回転部４はモータ８の回転駆動力により回転する連結部材５と拘束部材12との間で各異極磁石10，11及び異極磁石13，14の作用により両側から吸引されて安定した位置でモータ８の回転駆動力により回転する連結部材５と拘束部材12とに連れ回りすることが出来る。

また、モータ８により回転する連結部材５及び拘束部材12と、回転部４の両端部との間にそれぞれ設けられた各異極磁石10，11及び異極磁石13，14は、回転駆動源となるモータ８と、回転部４との間の回転駆動伝達経路に設けられ、該回転部４の空転を許容する空転許容手段を構成する。

また、モータ８により回転する連結部材５及び拘束部材12と、回転部４の両端部との間に異極磁石10，11及び異極磁石13，14を設けたことによりモータ８の停止時には該異極磁石10，11及び異極磁石13，14の磁力の引力により回転部４のブレーキの役割を果たすことが出来る。

固定部３の回転部４の外周面に対向する内周面には、図３に示すように、該固定部３の軸方向に所定のピッチで配置された第１の磁石となる固定反発用磁石15が設けられており、回転部４の固定部３の内周面に対向する外周面には、図４に示すように、該回転部４の軸方向に所定のピッチで配置された第２の磁石となる回転反発用磁石16が設けられている。

固定反発用磁石15及び回転反発用磁石16は、互いに磁力による斥力が作用する同極磁石で構成される。例えば、固定反発用磁石15がＮ極であれば回転反発用磁石16もＮ極で構成され、固定反発用磁石15がＳ極であれば回転反発用磁石16もＳ極で構成される。

固定反発用磁石15及び回転反発用磁石16は、図２に示すように、互いに対面した状態で互いの対向面15ａ，16ａが平行になるように配置され、且つ固定部３及び回転部４でそれぞれ互いに隣設される固定反発用磁石15同士及び回転反発用磁石16同士は、該それぞれの固定反発用磁石15の対向面15ａの表面を含む平面15ｂ同士、回転反発用磁石16の対向面16ａの表面を含む平面16ｂ同士が所定の角度θ_１，θ_２で交差するように設定されている。

固定部３でそれぞれ互いに隣設される固定反発用磁石15同士の該固定反発用磁石15の対向面15ａの表面を含む平面15ｂ同士の交差角度θ_１は本実施形態のように８本の固定反発用磁石15が同ピッチで配列された場合には４５°が最適である。また、回転部４でそれぞれ互いに隣設される回転反発用磁石16同士の該回転反発用磁石16の対向面16ａの表面を含む平面16ｂ同士の交差角度θ_２は本実施形態のように８本の回転反発用磁石16が同ピッチで配列された場合には４５°が最適である。

また、回転部４の径方向に対する回転反発用磁石16の対向面16ａの表面を含む平面16ｂの角度は４５°が最適であり、固定部３の径方向に対する固定反発用磁石15の対向面15ａの表面を含む平面15ｂの角度も４５°が最適である。

尚、回転部４の径方向に対する回転反発用磁石16の対向面16ａの表面を含む平面16ｂの角度、固定部３の径方向に対する固定反発用磁石15の対向面15ａの表面を含む平面15ｂの角度、固定部３でそれぞれ互いに隣設される固定反発用磁石15同士の該固定反発用磁石15の対向面15ａの表面を含む平面15ｂ同士の交差角度θ_１、回転部４でそれぞれ互いに隣設される回転反発用磁石16同士の該回転反発用磁石16の対向面16ａの表面を含む平面16ｂ同士の交差角度θ_２は、それぞれ０°より大きく且つ９０°より小さい角度範囲に適宜設定することで、同角度を０°または９０°に設定した場合と比較して回転部４の回転に寄与する力を１倍〜２倍とすることが出来る。

本発明の活用例として、モータ等の回転駆動源により回転駆動される回転部の回転効率を向上する回転装置に適用出来る。

本発明に係る回転装置の構成を示す断面説明図である。本発明に係る回転装置の構成を示す側面図である。本発明に係る回転装置の固定部の構成を示す断面説明図及び側面図である。本発明に係る回転装置の回転部の構成を示す断面説明図及び側面図である。

符号の説明

１…回転装置
３…固定部
４…回転部
５…連結部材
６…軸受部材
７…支軸部材
８…モータ
８ａ…回転軸
９…軸受部材
10，11…異極磁石
12…拘束部材
13，14…異極磁石
15…固定反発用磁石
15ａ…対向面
15ｂ…平面
16…回転反発用磁石
16ａ…対向面
16ｂ…平面

Claims

回転駆動力を付与する回転駆動源が設けられた固定部と、
前記固定部の内部で回転可能に設けられた回転部と、
前記回転駆動源と、前記回転部との間の回転駆動伝達経路に設けられ、該回転部の空転を許容する空転許容手段と、
前記固定部の前記回転部の外周面に対向する内周面で該固定部の軸方向に所定のピッチで配置された第１の磁石と、
前記回転部の前記固定部の内周面に対向する外周面で該回転部の軸方向に所定のピッチで配置された第２の磁石と、
を有し、
前記第１、第２の磁石同士は互いに斥力が作用する同極磁石で構成され、且つ該第１、第２の磁石同士が対面した状態で互いの対向面が平行になるよう配置され、且つ前記固定部及び回転部でそれぞれ互いに隣設される磁石同士は、該それぞれの磁石表面を含む平面同士が、前記第１、第２の磁石同士が対面してから離れる迄に発生する斥力による回転増速力が、前記第１、第２の磁石同士が近づいて対面する迄に発生する斥力による回転抑止力よりも大きくなる所定の角度で交差するように設定されたことを特徴とする回転増速装置。
前記空転許容手段は、
前記回転駆動源により回転する第１の回転体と、該第１の回転体に対向する前記回転部の一端部との対向面にそれぞれ互いに引力が作用するように設けられた一対の第１の異極磁石と、
前記回転駆動源により回転する第２の回転体と、該第２の回転体に対向する前記回転部の他端部との対向面にそれぞれ互いに引力が作用するように設けられた一対の第２の異極磁石と、
を有して構成したことを特徴とする請求項１に記載の回転増速装置。