JP2008312425A

JP2008312425A - 電磁回転装置

Info

Publication number: JP2008312425A
Application number: JP2007181495A
Authority: JP
Inventors: Masashi Honma; 政志本間
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】効率よく大きな回転動力を生み出すことのできる電磁回転装置を提供する。
【解決手段】適宜支持部材により回転可能に支持される出力軸と、該出力軸に取り付けられるとともにその周面に磁極を有する永久磁石による主回転子と、その周面に磁極を有するとともに主回転子に近接して別軸により回転可能に位置する永久磁石による副回転子と、出力軸に設けられるとともにその外周の一部に歯部を有する主歯車と、該歯部と噛み合う位置にて別軸に設けられる副歯車と、その外周の一部に切除部を有し出力軸に設けられる主板と、主板に近接して別軸に設けられるとともにその回転にて主板に対する接触及び非接触を可能とした副体と、前記副回転子に近接して位置する電磁石とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、永久磁石と電磁石を用いて連続的な回転力を発生させる装置に関する。

従来より、回転動力発生装置として外燃機関、内燃機関、電気モーターなどがあるが、本発明にて示すように、永久磁石相互に働く力と電磁石により発生する磁力の双方を用いた回転動力発生装置は見あたらない。

既述のように、従来の動力機関には外燃と内燃の機関があり、外燃機関としては蒸気機関が著名であるが、その熱効率の低さから現在では利用頻度が低下している。
内燃機関としてはガソリンエンジンやディーゼルエンジンが多用されているが、燃料消費が大であり、有害ガスが発生する上にその熱効率は外燃機関より高いものの電気モーターには及ばない。
電気モーターは一般にローター（回転側）とステーター（固定側）にて構成され、いずれか一方に永久磁石他方に電磁石を使用し、これらの磁石の吸引力と反発力を利用して回転力を生じさせるものである。相互の磁力強度にて回転力に差が出るため、この回転力を上げるために電磁石に用いるコイルの巻き数を増やしたり、電流・電圧を上げる必要があり、それに伴って消費電力も増加するという問題を有している。
本発明は、以上のような従来からの動力機関、とりわけ電気モーターの有する課題を解決するために発明されたもので、永久磁石よりなる２種の回転子と、電磁石によるステーターを組み合わせることにより、少ない消費電力にて十分なる回転力を生み出すことのできる新規かつ有用なる装置を提供することを目的としたものである。

課題を解決する手段として本発明は以下の構成とした。
すなわち、適宜支持部材により回転可能に支持される出力軸と、該出力軸に取り付けられるとともにその周面に磁極を有する永久磁石による主回転子と、その周面に磁極を有するとともに主回転子に近接して別軸により回転可能に位置する永久磁石による副回転子と、出力軸に設けられるとともにその外周の一部に歯部を有する主歯車と、該歯部と噛み合う位置にて別軸に設けられる副歯車と、その外周の一部に切除部を有し出力軸に設けられる主板と、主板に近接して別軸に設けられるとともにその回転にて主板に対する接触及び非接触を可能とした副体と、前記副回転子に近接して位置する電磁石とを備える。
本発明は以上の構成よりなる電磁回転装置である。

本発明によれば、別軸による永久磁石と電磁石を併用して回転動力を発生させる方式のため、小電力にて大きな回転力が得られ、種々の用途に利用可能なばかりでなく、地球温暖化阻止にも寄与しうる有用なる装置を得ることができる。なお、本装置を多段につなげることにてより大なる動力の提供も可能である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図において、１は剛性を有する任意素材による台板で、この台板上方に各部が位置する。
２〜３は適宜厚の長方形板体よりなる支板で、台板上面適所に立設固定される。
各支板中央には孔が穿設され、支板２と３にはベアリングを内蔵したベアリングケース４が取り付けられ、該ベアリング内には出力軸５が挿通固定され、従ってこの出力軸は回転可能に位置している。６は円板形の永久磁石による主回転子で、その周面に磁極を有し、出力軸に取り付けられる。７は副回転子で、円板形の永久磁石であるとともにその周面に磁極を有し、主回転子の両側にその周面を近接させて軸支される。なお、支板２及び３内にはベアリングが内蔵され、このベアリング間に支軸８が位置し、副回転子７はこの支軸に取り付けられる。
９は主歯車で、図３に示すようにその周面の一部に歯部を有する円板体で、出力軸に取り付けられる。１０は一対の副歯車で、図に示すように主歯車の歯部と噛み合う位置に設けられ、前記の支軸８に取り付けられる。１１は主板で、その外周近傍の一部を切除した形状の円板体であり、出力軸に取り付けられる。１２は副体で、略直方体形状であるとともに、その両端は主板外周と同一の曲率半径にて形成されており、前記の支軸に取り付けられる。１３は電磁石で、台板上に固定された台部１４上に固定される。
また、この電磁石の発磁部は副回転子の周面と同一の曲率半径にて円弧状に形成され、副回転子周面に近接して位置している。なお、電磁石には適宜に通電される。
以上が本発明の一実施形態である。

次に、本装置の作用について説明する。
図５において左列は主体と副体の関係、右列は主回転子と副回転子、主歯車と副歯車、副回転子と電磁石の関係を示している。図の右列（ａ）において、主回転子は時計回り、副回転子は反時計回りである。図の右方においては主回転子のＳ極と副回転子のＮ極は接近位置にあり、異極のため相互に吸引力が発生している。また、副回転子と電磁石は同極が接近しており、反発力が発生している。
図の左方においても同様に主回転子と副回転子は吸引力が、副回転子と電磁石には反発力が発生している。右列の左右において、主歯車の歯部と副歯車の歯部は噛み合い開始状態にある。左列においては主板の切除部端と副体端の一部が接触状態にある。
主回転子と主歯車及び主板は出力軸に設けられ、副回転子と副歯車及び副体は各々別軸に設けられている。
図５の（ａ）において、初期回転力にて右方の副回転子は電磁石との反発力にて反時計方向への回転力が生じ、この回転力は歯車のかみ合いにて主回転子へと伝わり、主回転子は時計方向の回転力が与えられる。この関係は左側の副回転子と主回転子の関係にも当てはまる。主体は時計方向に回転し、副体は反時計方向に回転するが、この副体は主体の切除部端に位置しているので、相互の接触状態は解除される。
回転継続にて主歯車の歯部と副歯車の噛み合い関係は終了し、主回転子の磁極と副回転子の磁極は同極にて最接近状態に至り、このとき（ｂ）図のごとく副回転子と電磁石は異極接近状態になる。このとき主体と副体は軽い押圧接触状態にある。
主回転子と副回転子は同極のため、相互の距離を大にしようとする力が働き、副回転子は電磁石と吸引力が作用しており、従って、副回転子の回転は与えられず、主回転子はそのまま回転を続行する。このとき主体は副体と接触関係を保ったまま回転する。

この回転が持続してやがて（ｃ）図の位置になる。
このときは、主回転子と副回転子は異極であり、電磁石の極性は切り替わって副回転子とは同極状態であるため、図（ａ）と同様の作用にて主回転子の回転は続行される。
図（ｄ）は図（ｂ）と同様の状態であり、主回転子はさらにその回転が続行し、やがて図（ａ）の位置に至り、電磁石の極性は切り替わり、以上のサイクルが繰り返されて主回転子の回転が継続する。
以上のように、電磁石の極性を適宜に切り替えることにて主回転子は連続的にその回転を続行させることができる。また、主歯車と副歯車の非かみ合い時は互いに同極のため双方の歯車は互いに回転しようとするが、主体と副体は緩やかな摩擦状態にあるとともに、副回転子と電磁石は異極状態のため、主回転子のみを回転させることができる。
図７〜図８は本発明の他例を示すものである。
本例は既述の装置を３連につなげたもので、副回転子と主回転子の相互角度を１２０度ずつずらしてつなげたもので、１本の出力軸に各主回転子と主歯車及び主板が設けられ、副回転子と副歯車及び副体は、前段、中段、後段各々の別軸に設けられる。
この方式では主回転子に対して作用する回転力の均一化がなされるとともに、各部により生ずる回転力の総和が出力として得られ、より大なる回転力を得ることができる。

以上、本発明について記したが、本発明は永久磁石相互に働く力と、永久磁石と電磁石に働く力の双方を巧みに利用することで、従来技術に比べてより効率的に回転力を得ることのできる有用なる装置を得ることができるものである。なお、主板に対してはオイルパン方式にて適宜に油の提供がなされることが望ましい。
近年、地球温暖化が注目され、炭酸ガス排出量の削減が問題になっているが、地球に存在する可燃資源の活用量を減らす方策に寄与しうるものとして、本発明の利用が見込まれ、将来展望に明かりを灯すものとして期待されるものである。

本発明の正面図本発明の左側面図本発明の要部構造説明図本発明の要部構造説明図本発明の作用説明図本発明の作用説明図（主板と副体の関係）本発明の他例説明図本発明の他例機能説明図

符号の説明

１台板
２支板
３支板
４ベアリングケース
５出力軸
６主回転子
７副回転子
８別軸
９主歯車
１０副歯車
１１主板
１２副体
１３電磁石
１４台部

Claims

適宜支持部材により回転可能に支持される出力軸と、該出力軸に取り付けられるとともにその周面に磁極を有する永久磁石による主回転子と、その周面に磁極を有するとともに主回転子に近接して別軸により回転可能に位置する永久磁石による副回転子と、出力軸に設けられるとともにその外周の一部に歯部を有する主歯車と、該歯部と噛み合う位置にて別軸に設けられる副歯車と、その外周の一部に切除部を有し出力軸に設けられる主板と、主板に近接して別軸に設けられるとともにその回転にて主板に対する接触及び非接触を可能とした副体と、前記副回転子に近接して位置する電磁石とを備えたことを特徴とする電磁回転装置。