JP2021126033A

JP2021126033A - 永久磁石を応用した回転体

Info

Publication number: JP2021126033A
Application number: JP2020029877A
Authority: JP
Inventors: 毅宇都宮; Takeshi Utsunomiya
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-02-04
Filing date: 2020-02-04
Publication date: 2021-08-30

Abstract

【課題】回転体と静止体、相互に取り付けた永久磁石を利用した回転体を提供する。【解決手段】回転側には、回転軸２９に円板３０とはずみ車２４を組み込む。円板の周辺には等角度の位置に、磁石２７を設ける。静止体側には、レバー４本で構成した井形構造体を井形構造支持柱と移動用台に組み込んだ装置を円板の磁石に対応する位置に設置する。内側のはさみ形状の先端には、磁石を装備してある。外側のはさみ形状の先端には、磁石とバランスするための錘を取り付けてある。回転体を回転させるとはずみ車に設けてある突起物２５が、レバー押し下げ装置を押し下げ、連結されている井形のレバーを押し下げることで、はさみ形状のレバーの先端の磁石が、回転体の円板付きの磁石が近づくことで、回転体を回転させる。【選択図】図５

Description

本発明は、最近の永久磁石の技術革新により磁力が強力になっていること。このことから、回転子と固定子共に永久磁石を応用した従来のモータの構造とは違った構造を有する回転体に関するものである。永久磁石を応用したいろいろな回転体には、下記のような問題があり、実現していない。相互の永久磁石が近接して、反発力を得るために、静止体側からの永久磁石を回転体の磁石に近接させる方法に問題があった。つまり、近接時に相互の磁石に発生する反発力により、回転体の回転対して、抗力となるため回転を実現出来なかった。
そこで、この問題を解決するため、静止体側の磁石を、上と下から瞬時に、回転体の円板に装備された磁石に近接させることが出来れば、反発力を回転に効率的に利用できる。上と下から瞬時に、回転体の磁石に近接させる方法は、はさみ構造を採用することにした。この構造は２本のレバーを結合ピンで結合してあるものである。力点に力をかければ反対側の作用点であるレバーは閉鎖する。
しかし、この構造では、バランスが悪い、閉鎖したレバーが元の位置に戻る機構が難しいので、はさみ構造を２つ結合することで、上記の問題を解決できると考えた。この構造を井形構造体とした。これは４本のレバーを結合ピン４本で結合し、内側には、はさみ形状、中央には、井形形状、外側には、はさみ形状を有する構造である。
回転体の磁石は、回転体の軸に取り付けた円板の周辺に、等角度に取り付けてある。その角度は、採用する磁石の磁力及び円板の直径により決まってくるものである。円板の磁石に対応する静止体側の磁石は、円板の外周に、円板の磁石と同じように等角度で、井形構造体は支持柱を設けて、結合ピンで固定されている。外側の結合ピンには、結合ピンに車輪を組み込み、中央の井形形状に力がかかると変形に応じて、動くようになっている。このはさみ形状のレバーの先端につけた磁石を瞬時に動かす仕組みは、回転体の回転軸に円板とはずみ車を取り付けた構造のもので、はずみ車は円板の磁石とほぼ同角度に、突起物を有し、回転体の回転に合わせて回転する。この突起物が中央の井形形状のレバーを押すことで、両端のはさみが閉じる。円板の磁石は、このはさみの先端に取り付けられた磁石に挟まれ、反発力により、円板を回転させる。突起物が離れると、井形形状の上部と下部の結合ピンの間に装備したスプリング装置により元の形状に戻る。はさみ形状のレバー付きの磁石をできるだけ円板の磁石に近づけるためには、井形形状のレバーを押す位置が重要で、固定接合ピンと突起物により押される井形形状のレバー位置の長さを短くして、押す移動距離を小さくすることが望まれる。

現在採用されている回転体は一方が永久磁石で、他方が電磁石で構成されている。双方が永久磁石である回転体は実用化されていない。

特になし

回転体と静止体、相互に取り付けた永久磁石を利用して、回転体を回転させるためには、次のような欠陥があり、利用できなかった。
１）静止体側からの磁石の移動が容易でない。
２）磁力を継続的に維持できない。
３）相互の磁石を近接させることがむずかしい。

本発明は、上記課題に対して、次のよう新しい考え方で解決した。
この明細書では、わかりやすく説明をするために、円板の周辺に取り付ける磁石の取り付け角度を９０度として、取り付け個所を４ケ所として説明することにする。（磁石の磁力および円板の大きさにより、３ケ所、６ケ所、８ケ所、１６ケ所などが考えられる。）
磁石の移動は、回転体の円板の外周辺に設けた井形構造体により、解決する。その方法は、磁石の磁力が強力になっているので、この磁力の反発力を利用すること。さらに反発力を大きくするために、磁石を回転体の円板周辺に９０度の等角度で、４か所に設ける。回転体は、回転軸に円板とはずみ車を組み込んだものである。はずみ車には周辺に突起物が設けられており、突起物は、回転体の円板の磁石位置に対応している。この突起物が静止体側の押し下げ装置を押すことで、押し下げ装置に連結されているレバーが押し下げられる。
回転体の円板に取り付けられた磁石に対応する静止体側の磁石は、９０度の等角度で、円板の外周辺に設けた支持柱に、レバー４本が４本の結合ピンで結合してある井形構造体（内側は、はさみ形状、中央は井形形状、内側ははさみの形状を有する）の内側のはさみ形状の先端に取り付けた磁石である。外側のはさみ形状の先端にはバランスのための錘を取り付けてある。
中央の井形形状には、上と下の結合ピンの間にスプリング装置を装備してある。左右の結合ピンは、内側の結合ピンは井形構造支持柱に固定されている。外側の接合ピンには車輪を取り付けており、井形形状が回転体のはずみ車の突起で押されことで、井形形状の変形を可能にしている。井形がはずみ車付の突起物で押されると両側のはさみは閉じる。内側のはさみの先端に取り付けられた磁石は、円板の磁石を挟むように近接する。これにより相互に反力が発生して、円板は回転する。
磁力を継続的に維持するためには、回転体が回転すると、円板とはずみ車は回転する。その際、はずみ車の周辺部に設けた突起物が、井形構造体に設けた井形を押すことで、井形が変形して、連結しているはさみ形状のレバーが閉じる。レバー先端に取り付けた磁石と円板に取り付けてある磁石との間に反発力が発生し回転を維持する。連続的にはずみ車に取り付けた突起物が井形を押すことで反発力を維持し、回転が維持できる。
相互の磁石を近接させるためには、相互の磁石を極力近接させることが、この回転体が成り立つ重要な点である。はさみ形状の構造で、レバー先端が閉じて、円板の磁石に近づけるには、はずみ車の突起物の押し下げ長さが短く、はさみ形状のレバー先端の移動長さが長ければ、長いほど良いわけである。そのために、押し下げ点を支点である井形構造柱の結合ピンの近くに設ければよい。押し下げ装置に油圧シリンダーを応用する方法もある。
この発明は、従来のモータと同じで、反発力を利用するのである。
構成は、回転する回転体は、回転軸２９、円板３０、はずみ車２４で構成され、回転軸２９は下部軸受３１、上部軸受３２で保持されている。はずみ車２４の周辺には、突起物２５を設けており、この突起物２５は静止体側の井形形状を構成しているレバーＡ５を押すものである。
静止体は、レバーＡ５、レバーＢ６、レバーＣ７、レバーＤ８の４本で、構成され、結合ピンａ１３、結合ピンｂ１４、結合ピンｃ１５、結合ピンｄ１６で結合されている。レバー４本の井形構造体は内側の結合ピンａ１３により井形構造支持柱２２に結合されている。外側の結合ピンｂ１４に装備されたピン付き車輪２１が移動用台２３に組立てられている。レバーＡ５、レバーＢ６の先端には磁石２６が装備されている。レバーＣ７、レバーＤ８の先端には磁石２６に対応するため錘２８を取り付け、井形構造体のバランスをとる構造としている。
回転体の円板３０には周辺に、９０度の位置に円板付き磁石２７を装備する。はずみ車２４の周辺には磁石に対応する位置に突起物２５を設けてある。
静止体側は、回転体の磁石に対応する９０度の位置に、井形構造支持柱２２、移動用台２３上に４本のレバーで構成された井形構造体が設置されている。
回転体を回転させることで、円板３０とはずみ車２４が、回転して、はずみ車２４の周辺に取り付けた突起物２５が静止体側のレバーＡ５を押すことで、レバーＡ５、レバーＢ６は閉じる。
レバー付き磁石２６は、円板付きの磁石２７に近づき、相互間に反発力を発生する。この反発力により、回転を維持できて、回転する。
このような構成で、始動時は、外部の力で回転体を回転させると、はずみ車２４に設けた突起物２５がレバーＡ５を押し下げ、レバーＡ５、レバーＢ６、レバーＣ７、レバーＤ８が閉じることで、レバー付き磁石２６は円板付きの磁石２７に近接する。それで、相互の磁石間に反発力を発生して、回転体は回転を維持ものである。９０度回転すると、再度、反発力を発生させ、回転を持続する。

以上に、述べたように本発明は、回転体の円板の周辺に取り付けた磁石とそれらの磁石に対応する位置に、静止体側に設置した井形構造体を設け、そのレバーに取り付けた磁石の反発力により、回転する回転体である。レバーを押し下げることで相互の磁石が、近づき、反発し、回転する。レバーを押し下げるには、レバー４本で構成する井形構造体のレバーをはずみ車付の突起物が押し下げることで、レバーが閉鎖し、レバーの先端に取り付けられた磁石が、回転体の磁石に近づくことになり、相互の磁石に反発力が生じ、回転体が回転を維持する。
このように相対する永久磁石の反発力を利用する回転体が実現すれば、燃料を海外に依存している我が国にとって、大変役立つものである。同時に世界の発展途上国に供給することで、世界の人々にも貢献できる。さらに現在、この日本の景観を害している電柱も不要となり景観がよくなる。
この機関の出力は小さいけれど、出力を大きくするためには、装置の大型化するなどが考えられる。そうすることで、家庭の発電機、自動車、レジャーボートなどの機関としても利用できる。さらに大型化を図ることで、大型船、小型発電所などにもつながる。
同時に環境上、排出するものがないため、地球の温暖化にも貢献できる。

本発明の原点であるはさみ構造体を示したものである。本発明のはさみ構造体を改善した井形構造体を示したものである。本発明の井形構造体の設置状態を示したものである。本発明の井形構造体の井形部の詳細を示したものである。本発明の回転体を示したものである。本発明の装置を示したものである。レバー押し下げ装置に採用する油圧シリンダーを示したものである。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１はこの発明の原点となったはさみ構造体を示している。
円板の磁石を上下から挟み込むためには、レバー２本を結合ピンで結合して、力点を押えるとはさみ構造のはさみ部分は閉じる。はさみの先端に磁石を取り付けることで、はさみの構造により、磁石を近づけることが可能となる。
図２はこのはさみ構造体を改善するために、はさみ構造を２組結合させた井形構造体を示している。
井形の力点４に力を加えると、井形は変形する。前後のはさみ構造は閉鎖する。
図３は井形構造体の設置状態を示したものである。井形構造体２を井形構造支持体２２と移動用台２３に組み込んだものである。
レバーＡ５、レバーＢ６、レバーＣ７、レバーＤ８の４本が結合ピンａ１３、結合ピンｂ１４、結合ピンｃ１５、結合ピンｄ１６で結合されている。井形構造体２は結合ピンａ１３により、井形構造支持柱２２に固定されている。結合ピンｂ１４にはピン付き車輪２１が取り付けられ、移動台用台２３上で移動できる構造になっている。レバーＡ５を押し下げるために、押し下げ装置１７が井形構造支持柱２２に設けてある。井形が変形した後、元の形状に戻るためには、結合ピンｃ１５、結合ピンｄ１６の間にスプリング装置９を装備している。
図４は井形構造体の井形部の詳細をしめしている。レバーを押し下げるための押し下げ装置１７の構造は、押し下げピース１８とレバーＡ５との連結のための連結ピース１９、連結ピン２０により結合されている。井形形状を維持するためには、結合ピンｃ１５と結合ピンｄ１６の間に、スプリング装置９がブラケット１２により取り付けられている。スプリング装置９は、ガイド棒１１、スプリング１０で構成されている。
図５は回転体の構造を示している。回転体は回転体支持枠３３に保持されている。回転軸２９に円板３０とはずみ車２４を組み込み、下部は下部軸受３１と上部軸受３２で維持されている。はずみ車２４には、円板付き磁石２７に対応する位置に突起物２５が取り付けてある。
図６は回転体と井形構造体を組み込んだ本装置を示したものである。押し下げ装置１７は、はずみ車２４に取り付けられた突起物２５に押し下げられることにより円板付き磁石２７とレバー付き磁石２６が近接することになる。
図７は押し下げ装置１７に油圧シリンダー３４を採用した場合の状態を示している。

１はさみ構造体２井形構造体３結合ピン
４力点５レバーＡ６レバーＢ
７レバーＣ８レバーＤ９スプリング装置
１０スプリング１１ガイド棒１２ブラケット
１３結合ピンａ１４結合ピンｂ１５結合ピンｃ
１６結合ピンｄ１７押し下げ装置１８押し下げピース
１９連結ピース２０連結ピン２１ピン付き車輪
２２井形構造支持柱２３移動用台２４はずみ車
２５突起物２６レバー付き磁石２７円板付き磁石
２８錘２９回転軸３０円板
３１下部軸受３２上部軸受３３回転体支持枠
３４油圧シリンダー３５上部ピストン３６下部ピストン

Claims

磁石の反発力を利用する回転体である。この装置は、回転体と静止体側に設けた井形構造体で構成される。
回転体は、回転軸に円板とはずみ車を組み込んだものである。円板には、円周に等角度で数個の磁石が取り付けてある。はずみ車には円板の磁石に対応する位置に突起物が設けてある。これは、静止体側の井形形状を押し下げる役目をするためのものである。
静止体側には、円板の磁石に対応する位置に、支持柱と移動用台を設けて、井形構造体の内側の結合ピンは支持柱に固定してある。外側の結合ピンには車輪を取り付けて、移動用台上を移動できるものである。井形構造が自由に変形できるようにしてある。
井形構造体は、レバー４本を４本のピンで結合し、内側ははさみ形状、中央は井形形状、外側ははさみ形状を有する井形構造であり、その内側のはさみ形状の２本のレバーの先に磁石が取り付けてある。外側のはさみ形状の２本のレバーには、磁石に対応する錘を取り付けてあり、この構造体のバランスをとっている。井形形状の上下の結合ピンの間には、井形形状を保持するためにスプリング装置を設けている。井形構造体が固定されている支持柱の近傍に、井形形状を押し下げるために、押し下げ装置を設けあり、井形を押し下げるために、井形形状の上側のレバーに結合されている。
回転体に組み込まれたはずみ車の突起物が、回転体の回転により、レバー押し下げ装置を押し下げることで、井形は押し下げられ、内側、外側のはさみ形状のレバーが閉じることになる。これにより内側のレバー付き磁石は、回転体の円板に取り付けた磁石を挟むことで、相互の磁石間に反発力を発生して、円板を回転させる回転体。