JP2019193366A - Magnetic rotation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は磁力回転装置に関し、特に、回転軸方向に対向配置された磁石により回転が促進される磁力回転装置に関する。 The present invention relates to a magnetic rotating device, and more particularly, to a magnetic rotating device in which rotation is promoted by magnets arranged opposite to each other in the rotation axis direction.
従来の磁力回転装置では、回転軸に固定された固定子に永久磁石が配置され、一方、回転軸の周りで回転する回転子にも永久磁石が配置されている。固定子の永久磁石と、回転子の永久磁石は、回転軸に垂直方向に対向配置されている。それぞれの永久磁石には磁気遮蔽物が設けられ、回転方向にのみ磁力を働かせ、その磁力の反発力で回転子が回転する(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional magnetic rotating device, a permanent magnet is disposed on a stator fixed to a rotating shaft, while a permanent magnet is also disposed on a rotor that rotates around the rotating shaft. The permanent magnet of the stator and the permanent magnet of the rotor are disposed so as to face each other in the direction perpendicular to the rotation axis. Each permanent magnet is provided with a magnetic shield, and a magnetic force is exerted only in the rotation direction, and the rotor is rotated by the repulsive force of the magnetic force (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述の磁力回転装置では、回転子が固定子の径方向内側に配置されているため、磁石と磁気遮蔽物の配置の自由度が限られており、回転子と固定子に配置された磁石から得られる反発力の大きさも制限され、十分な回転力が得られなかった。 However, in the above-described magnetic rotating device, since the rotor is arranged on the inner side in the radial direction of the stator, the degree of freedom of arrangement of the magnet and the magnetic shield is limited, and the rotor and the stator are arranged. The magnitude of the repulsive force obtained from the magnet was also limited, and sufficient rotational force could not be obtained.
そこで、本発明は、磁石から得られる反発力を有効に回転運動に使用する磁力回転装置の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetic rotating device that effectively uses a repulsive force obtained from a magnet for rotational movement.
本発明の一つの態様は、
対向配置された固定子および回転子と、これらを貫通する回転軸とを備え、固定子に対して回転子が回転する磁力回転装置であって、
固定子および回転子は、それぞれ円板状のディスク部を含み、ディスク部の互いに対向する表面には、磁石と、露出面を残して磁石を覆う遮蔽カバーとがそれぞれ設けられ、
固定子に設けられた磁石の露出面と、回転子に設けられた磁石の露出面とは、互いに同極であり、かつ、磁石の露出面の法線は、ディスク部の表面から所定の傾斜角だけ傾斜し、固定子に対して回転子が回転したときに露出面同士が対向して、回転子が回転する方向の反発力を生じることを特徴とする磁力回転装置である。
One aspect of the present invention is:
A magnetic rotating device that includes a stator and a rotor arranged opposite to each other, and a rotating shaft that passes through the stator and the rotor, and the rotor rotates with respect to the stator,
The stator and the rotor each include a disk-shaped disk portion, and on the surfaces of the disk portion facing each other, a magnet and a shielding cover that covers the magnet leaving an exposed surface are provided, respectively.
The exposed surface of the magnet provided on the stator and the exposed surface of the magnet provided on the rotor have the same polarity, and the normal line of the exposed surface of the magnet is inclined at a predetermined inclination from the surface of the disk portion. The magnetic rotating device is characterized in that when the rotor is rotated with respect to the stator, the exposed surfaces face each other and produce a repulsive force in the direction in which the rotor rotates.
本発明の一態様では、回転子が固定子に対して回転した場合、互いに同極である、固定子の磁石の露出面と、回転子の磁石の露出面とが対向する。このとき、露出面はそれぞれ所定の角度で傾斜しているため、磁石の同士が近づくときには、遮蔽カバーにより反発力が抑制される一方、磁石同士が離れるときには、磁石の露出面同士の間で反発力が生じて、回転子を回転させる。 In one aspect of the present invention, when the rotor rotates with respect to the stator, the exposed surface of the stator magnet and the exposed surface of the rotor magnet, which have the same polarity, face each other. At this time, since the exposed surfaces are inclined at a predetermined angle, when the magnets approach each other, the repelling force is suppressed by the shielding cover, while when the magnets are separated from each other, the repulsion between the exposed surfaces of the magnets occurs. A force is generated that causes the rotor to rotate.
図1は、全体が100で表される、本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置を上から見た場合の概略図である。図1に示すように、磁力回転装置100は、回転軸30と、回転軸が貫通する固定子10および回転子20を含む。固定子10は台座部40に固定されている。一方、回転子20は、回転軸30に固定されている。回転軸30は、軸受を備えた2つの回転軸支持台50により支持され、回転軸30の中心軸Aの回りで回転する。回転軸30の回転は、ベルト60を介してプーリ70に伝えられる。
FIG. 1 is a schematic view of a magnetic rotator according to an embodiment of the present invention, which is represented as a whole by 100, as viewed from above. As shown in FIG. 1, the
図2は、磁力回転装置100の、固定子10および回転子20の斜視図であり、図3は、Y軸方向に見た正面図である。図2、3に示すように、固定子10は、円板状のディスク部11を有する。ディスク部11は台座部(図示せず)に固定されている。ディスク部11の中央には、回転軸30が通る貫通孔18(図4参照)が設けられている。回転軸30が貫通孔18に通された状態で、ディスク部11に対して回転軸30は回転可能に保持される。
FIG. 2 is a perspective view of the
固定子10のディスク部11は、互いに平行な第1主面11aと第2主面11bを有し、第1主面11aの上に、8つの磁石12が配置されている。磁石12の数はこれに限定されることなく、1つ以上であればよいが、回転速度を均一にするためには、3つ以上であることが好ましい。複数の磁石12を配置する場合、それぞれの磁石12は、互いに中心角が均しくなるように配置される。本発明の実施の形態では、8つの磁石12が設けられているため、それぞれの中心角は45°となる。磁石12には、例えば永久磁石が用いられる。
The
磁石12は、直方体形状であり、遮蔽カバー14の中に収容される。遮蔽カバー14はSn等の非磁性体から形成され、磁石12の磁場の影響を減じる。遮蔽カバー14は、直方体の磁石12の5面を覆い、1面のみを露出させる。磁石12および遮蔽カバー14は、磁石12の1面のみを露出させるものであれば、他の構成であっても良い。
The
ディスク部11の第1主面11aの上には、非磁性体から形成された支持台15が、ビス13で固定されている。磁石12を収容した遮蔽カバー14は、支持台15の傾斜面の上に固定される。固定は、接着、溶着、ビス止め等により行われる。支持台15の傾斜面は、ディスク部11の第1主面11aに対して所定の角度θ1だけ傾斜している。磁力回転装置100としての性能を発揮するために、角度θ1は、15°以上75°以下が好ましく、より好ましくは45°である。
On the first
図4は、固定子10の右側面図である。ディスク部11の第2主面11bには、第1主面11aの上に支持台15を固定するためのビス13が設けられている。ディスク部11の中央には、回転軸30を通すための貫通孔18が設けられている。
FIG. 4 is a right side view of the
図5は、固定子10の左側面図である。ディスク部11の第1主面11aには、8つの支持台15が固定され、それぞれの上に遮蔽カバー14で覆われた磁石12が設けられている。磁石12の露出面は、その法線が、第1主面11aの半径方向に対して垂直となるように配置されている。8つの支持台15は、中心軸Aからの距離が等しく、かつ等間隔(中心角が等しい)に配置されている。
FIG. 5 is a left side view of the
図6は、回転子20の斜視図である。図6に示すように、回転子20は、円板状のディスク部21を有する。回転子20のディスク部21は、互いに平行な第1主面21aと第2主面21bを有する。ディスク部21は、ディスク部21を貫通する回転軸30に固定され、回転軸30と共に中心軸Aの回りを回転する。図6に示す回転子20の場合、回転方向はB方向となる。
FIG. 6 is a perspective view of the
固定子10と同様に、回転子20のディスク部21の第1表面21aの上には、8つの磁石22が中心軸Aからの距離が等しく、かつ等間隔(中心角が等しい)に配置されている。磁石22には、例えば永久磁石が用いられる。本発明の実施の形態では、8つの磁石22が設けられているため、それぞれの中心角は45°となる。磁石22の数は、固定子10に設けられた磁石12の数と等しいことが好ましい。
Similar to the
直方体形状の磁石22は、遮蔽カバー24内に収容され、磁石22の5面が覆われ、1面が露出する。磁石22を収容した遮蔽カバー24は、ディスク部21の第1主面21aの上にビス23で固定された支持台25の傾斜面の上に、接着、溶着、ビス止め等により固定される。支持台25の傾斜面は、ディスク部21の表面に対して所定の角度θ2だけ傾斜している。角度θ2は、15°以上75°以下が好ましく、より好ましくは45°である。
The rectangular
磁力回転装置100では、図3に示されたように、固定子10のディスク部11の第1主面11aと、回転子20のディスク部21の第1主面21aが、互いに平行となるように、所定の間隔で対向して配置される。固定子10の磁石12と、回転子20の磁石22は、磁石12、22の露出面が互いに平行になるように配置される。即ち、図3において、支持台15、25の傾斜角(磁石12、22の露出面の法線が、第1主面11a、21aとなす角度)θ1、θ2が、θ1=θ2となるように配置される。磁石12、22の露出面は、同一の極性である。
In the magnetic
本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置100では、磁石12、22の露出面が、第1主面11a、21aの半径方向と平行になるように配置したが、磁石12、22の間の磁力の反発力で回転子が回転する方向であればこれに限定されない。ただし、磁石12、22の露出面の法線方向が、第1主面11a、21aの半径方向に近づくほど、回転子を回転させる力は減少する。
In the magnetic
続いて、磁力回転装置100の動作について説明する。磁力回転装置100では、まず、固定子10が固定された状態で、回転軸30と共に回転子20をB方向に回転させる。回転子20がB方向に回転すると、対向する磁石12、22の距離が変化する。
Next, the operation of the magnetic
図3から分かるように、磁石12、22の距離が近づく場合、磁石12、22の、遮蔽カバー14、24で覆われた面が近づくため、磁石12、22の間で磁力の相互作用は起きない。
As can be seen from FIG. 3, when the distance between the
さらに回転子20がB方向に回転し、磁石12、22の露出面が対向するようになると、同極性の磁石12、22の間で反発力が生じる。この反発力により、磁石12と磁石22の距離が遠ざかる方向に、即ち、B方向に回転子20を回転させるように力が作用する。
Further, when the
このように、磁力回転装置100では、固定子10に対して回転子20がB方向に回転する場合に、固定子10と回転子20の、それぞれに設けた磁石12、22の反発力により、回転子20をB方向に回転させることができる。
Thus, in the magnetic
特に、本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置100では、磁石12、22が、回転軸30の中心軸Aの方向(X軸方向)に対向配置されるため、磁石12、22、遮蔽カバー14、24、支持台15、25の配置の自由度が従来構造より大きくなり、固定子10と回転子20に配置された磁石12、22の間で得られる反発力を大きくし、より効率的に回転力が得られるようになる。
In particular, in the magnetic
なお、ここでは一つの実施の形態を例に本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されると理解すべきではない。この実施の形態には、種々の改良、設計上の変更および削除が加えられてよい。また、この実施の形態に記載された任意の特徴を組み合わせることにより、その他の実施の形態が作り出されてよい。 Although the present invention has been described by taking one embodiment as an example, it should not be understood that the present invention is limited to this embodiment. Various improvements, design changes, and deletions may be added to this embodiment. Also, other embodiments may be created by combining any feature described in this embodiment.
例えば、1つの回転軸30の上に、固定子10と回転子20とのペアを複数設けても良い。これにより、磁石12、22同士の反発力を大きくし、より大きな回転力を得ることができる。また、固定子10の両側に回転子20を配置し、固定子の両面(第1主面11aおよび第2主面11b)に磁石12、遮蔽カバー14および支持台15をそれぞれ配置してもよい。
For example, a plurality of pairs of the
10 固定子
11 ディスク部
12 磁石
13 ビス
14 遮蔽カバー
15 支持台
18 貫通孔
20 回転子
21 ディスク部
22 磁石
23 ビス
24 遮蔽カバー
25 支持台
30 回転軸
40 台座部
50 回転軸支持台
60 ベルト
70 プーリ
100 磁力回転装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記固定子および前記回転子は、それぞれ円板状のディスク部を含み、前記ディスク部の互いに対向する表面には、磁石と、露出面を残して前記磁石を覆う遮蔽カバーとがそれぞれ設けられ、
前記固定子に設けられた前記磁石の露出面と、前記回転子に設けられた磁石の露出面とは、互いに同極であり、かつ、前記磁石の露出面の法線は、前記ディスク部の表面から所定の傾斜角だけ傾斜し、前記固定子に対して前記回転子が回転したときに前記露出面同士が対向して、前記回転子が回転する方向の反発力を生じることを特徴とする磁力回転装置。 A magnetic rotating device that includes a stator and a rotor arranged opposite to each other, and a rotating shaft that passes through the stator and the rotor, and the rotor rotates with respect to the stator,
The stator and the rotor each include a disk-shaped disk portion, and on the surfaces of the disk portion facing each other, a magnet and a shielding cover that covers the magnet leaving an exposed surface are provided, respectively.
The exposed surface of the magnet provided on the stator and the exposed surface of the magnet provided on the rotor have the same polarity, and the normal line of the exposed surface of the magnet is Inclined by a predetermined inclination angle from the surface, and when the rotor rotates with respect to the stator, the exposed surfaces face each other to generate a repulsive force in the direction in which the rotor rotates. Magnetic rotating device.
The magnetic rotating apparatus according to claim 1, wherein the plurality of magnets are arranged at equal intervals from the center of the disk portion at equal intervals.
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JP2018081366A JP2019193366A (en) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Magnetic rotation device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113541425A (en) * | 2021-07-06 | 2021-10-22 | 上海牟尼科技开发有限公司 | Magnetic rotor mechanism |
Citations (4)
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JPS56110483A (en) * | 1980-02-06 | 1981-09-01 | Kohei Minato | Principle of structure for magnetically powered rotary movement means |
JPS58224553A (en) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | Azuma Kogyo:Kk | Magnetic force rotary machine |
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JP2001309639A (en) * | 2000-04-21 | 2001-11-02 | Hiroshi Irita | Drive unit |
-
2018
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