JP3223209U

JP3223209U - マグネット駆動機構

Info

Publication number: JP3223209U
Application number: JP2019002613U
Authority: JP
Inventors: 隆吾坂口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2028-11-01

Abstract

【課題】電磁石を使用する事なく、永久磁石のみで回転出力を生み出すことが出来るマグネット駆動機構を提供する。【解決手段】回転軸に永久磁石１の第１の保持体と吸引体を連結する、その２つの間に伝磁体第２保持体５を組み込み、その第２保持体は課題に固定する、その機構により永久磁石の磁力を受けた伝磁体は反対面で吸引体切り欠け部を引きつける。一方永久磁石が伝磁体より離れると伝磁体は磁力を失う。その磁力を失った伝磁体３から吸引体切り欠け部は無力で伝磁体から離れられ、その結果吸引体は伝磁体に引きつけられる力を回転軸に伝えられ、回転軸６に回転出力が生まれ、回転軸出力は永久磁石のみで回転出力を発生させることが出来る。【選択図】図４

Description

本考案は、マグネットのみで駆動出力する、マグネット駆動機構に関するものである。

従来からマグネットを用いた駆動機構である種々のモーターが提案されている、例えば特許文献１には、電磁石を回転させることなく小さな入力電力で回転し、発熱等のトラブルや騒音のない高効率のマグネットモーターが開示されている、以下に特許文献１のマグネットモーターについて述べる。

特許文献１に記載されている図１は、特許文献１のマグネットモーター１の構成を示した分解斜図である、マグネットモーター１の回転ドラムは、内枠板２、２及び外枠板３、３に回転自在に軸交された回転軸５と、回転軸５に固定され、回転軸５と共に回転する一対の円盤６、６により構成されている、円盤６は内枠板２と外枠板３の間の空間内にあり、その互いに対面するそれぞれの面上には、永久磁石のＮ極７とＳ極７が交互に９０度の等角度間隔を置いて設置されている、そして、一方の円盤６の面上のＮ極７とＳ極７は、他方の円盤６の面上のそれらと逆の極性となるように設置されている。

内枠板２、２には、鉄心８を有する３個の電磁石９が回転ドラムの回転軸５と平行に固定されている、回転軸５を中心とする同心円上にある円盤６上の永久磁石の各極７と同様に、電磁石９の鉄心８は該同心円上で互いに１２０度の等角間隔を置いて配置され、円盤６の永久磁石の各極７と所定の間隔を有して設置されている。

電磁石９のＮ極及びＳ極を、電磁石９の極性と回転ドラムの円盤６の永久磁石７の極性のバランスが取れる数メーター秒手前で間欠的に変更することで、極性間の反発と吸引作用によって、マグネットモーター１の回転ドラムは時計方向に回転する。

特開２０００−２２８８６６号公報

しかし、上記したマグネットモーター１では、電磁石９の極性を切り替えるための電気的な回路が必要であり、また依然として電磁石を利用しているためモーターを回転させるための電源が必要である。

本考案は、以上の課題に着目して成されたもので、電磁石を使用することなく永久磁石のみで回転出力することができるマグネット駆動機構を提供することを目的とする。

永久磁石を組み込んだ第１の保持体と、前記永久磁石の磁力を伝える伝磁体を組み込んだ第２の保持体と、前記伝磁体の磁力により引きつけられる円盤の形をした吸引体と、前記第１の保持体と、前記吸引体が連結し回転する回転軸と、前記第２の保持体を固定する架台と、前記永久磁石と前記伝磁体及び前記吸引体の磁力関係で、前記回転軸に回転出力を発生させることを特徴とする、マグネット駆動機構。

前記吸引体円盤には、外周部より中心部に向け、切り欠け部をつける事により、伝磁体に引きつけられる面が形成される、又前記第２の保持体の前記回転軸通過部には空間をつけ、前記架台に固定する。

本考案によれば、電磁石を使用する事なく、永久磁石のみで回転出力を生み出せる事が出来る、マグネット駆動機構を提供することが出来る。

永久磁石１に鉄２が引きつけられ又離れる時の垂直エネルギー図である。図１と同じく永久磁石１と鉄２の水平移動図である。永久磁石１と鉄２の間に永久磁石の磁力を伝える固定された伝磁体３をもうけることにより、吸引体が電磁石体にひきつけられ、又無力で吸引体が伝磁体より離れられるサイクル図である。永久磁石１と、吸引体２及び伝磁体３の組み込み斜視図永久磁石１と、吸引体２及び伝磁体３の回転移動角度サイクル関係図本機構を構成した本体組図１００（イ）側面（ロ）正面図永久磁石１と第１保持体４の組図吸引体２図伝磁体３と第２保持体５の組図

以下、本考案の実施形態を図１〜図９にもとづいて説明する。

図１は、永久磁石１に、鉄２が引きつけられ、又離れた時の磁石に対し鉄の垂直移動エネルギー図である、（イ）は磁石に鉄が引きつけられる前の状態図、（ロ）は磁石に鉄が引きつけられた状態図で、その時の引きつけられるエネルギーをプラスＧ１とする、（ハ）は磁石から鉄が離れ、引きつけられる前の位置に戻った図で、その時のエネルギーをマイナスＧ２とすると、プラスＧ１とマイナスＧ２の和は、プラス、マイナス、ゼロでプラスのエネルギーは発生しない。
図２は、永久磁石１に、鉄２が引きつけられ、又離れた時の磁石に対し鉄の水平方向移動エネルギー図で、この場合も前記図１と同じく、Ｇ１とＧ２のエネルギーの和はプラス、マイナス、ゼロでプラスエネルギーは発生しない。
図３において、永久磁石１と、鉄２の間に磁石の磁力を受け、その磁力で鉄を引きつける。伝磁体３を磁石と鉄の間に位置し、さらに伝磁体は磁力を受けても動かないよう固定されていることとし、又永久磁石と鉄の移動は同一方向としさらに移動距離は同一とする、以上の構成により図の（イ）〜（ニ）の移動により伝磁体に吸引される鉄の吸引体にプラスのエネルギーが発生するメカニズムを説明する、（イ）は、伝磁体は磁石と対面し、磁石の磁力を受け、反対面で鉄を吸引する寸前の図、（ロ）は、伝磁体は磁石の磁力を受け、その磁力により鉄２のＡ面が伝磁体に引きつけられた状態図で、その時の引きつけられるエネルギーをプラスＧ１とする。（ハ）は、磁石は伝磁体より離れ鉄２のＢ面が離れた図で、その時のエネルギーをマイナスＧ２とすると、マイナスＧ２は磁力を失った伝磁体から離れるためマイナスＧ２はゼロである、その結果（イ）〜（ニ）のサイクルを１サイクルとすると１サイクル中（ロ）において発生するプラスＧ１の力が発生する、又磁石が伝磁体と対面する時の引きつけられるエネルギーと、離れる時の引き戻そうとするエネルギーは、プラス、マイナス、ゼロと考える、以上の結果、永久磁石と鉄の吸引体の間に、固定された伝磁体を設ける事により、吸引体にはプラスのエネルギーを発生させることが出来る、本考案は、この原理をもとに構成されたものである。

図４は、図３の原理のもとに、永久磁石１を組み込んだ第１の保持体と、吸引体２の間に、伝磁体３を組み込んだ第２の保持体５を組み入れて架台８に固定し、第１保持体と吸引体を回転軸６に連結した、磁極の片側を斜視した図である。

図５は、図４の永久磁石１、伝磁体３、吸引体２の角度位置図で（イ）は伝磁体３−２に、永久磁石１が対面する寸前図で、一方永久磁石１は、３−１から離れる寸前図で吸引体２は伝磁体３−２に接近する状態図、（ロ）は伝磁体３−２に永久磁石１が対面し伝磁体３−２に磁力をあたえながら平行移動し、吸引体２は伝磁体３−２に吸引された状態で、その時プラスＧ１の回転力が発生し、一方３−１では磁力を失った伝磁体３−１から無力で離れる、その時のマイナスＧ２はゼロなので、（ハ）では吸引体によりプラスＧ１の回転力が生まれる、図５において（イ）〜（ハ）を１サイクルとし、次なるサイクルは、回転方向先の３−３の伝磁体により行われる。

図６のマグネット駆動機構１００において、１は永久磁石、２は吸引体、３は伝磁体で永久磁石１の第１保持体４は回転軸６に連結され、吸引体２も回転軸に連結される、その時伝磁体３との回転時の摩擦を防止するため、第１保持体と吸引体との間にスキマリング１０を間にして最小限の伝磁体とのスキマを保持する。

回転軸６はベアリング１２で受けられ軸受７により架台８に固定される、又永久磁石の両側にある伝磁体の間隔を保持するため、スキマ板９と接続板１１で連結され、又ベアリングはベアリング押え１３で押えられる。

図７は、永久磁石１と第１保持体の組図で、この場合は永久磁石数は４個で４５度の等間隔とし、磁石の大きさ、磁石心の半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｌ、Ｈは出力に応じて決める。

図８は、吸引体２で円盤外周より中心に向け切り欠けをつけ、吸引面Ａ、離れ面Ｂをつくる、Ｒ２は永久磁石図７より少し大きく、Ｒ３は少し小さくする、Ｌは伝磁体の吸引力に耐えうる厚さとする。

図９は、伝磁体３と第２保持体の組図で、Ｒ１は図７と同じくし、角度は４５度の等間隔とし、個数は８個とする、又本機構では上記４５度としたが、機械の大きさ、出力等の条件により他の角度や個数にしても良い。

本機構は、１サイクル４５度角である、その内有効出力角度は吸引体が吸引される１５度角なので、空白の３０度角を有効角とするためには本機構成を回転軸上にあと２つ必要である。その２つを設けた場合全角度が有効出力角度となるため、組立中に回転軸に回転出力が発生する、そのため回転軸上に３つの機構を設けた場合は回転軸に制御用のブレーキを取りつける必要がある。

マグネット駆動機構を利用し、発電又は直接動力として利用出来る。特に発電に関しては、外部エネルギーを必要とせず、今後の研究開発により出力アップ、製作コスト削減など大幅に改良できると考えられ、実用化の可能性が高く将来的に有望と思える。

１永久磁石
２吸引体
３伝磁体
４第１の保持体
５第２の保持体
６回転軸
７軸受
８架台
９スキマ板
１０スキマリング
１１接続板
１２ベアリング
１３ベアリング押え
１００マグネット駆動機構
１００Ｂマグネット駆動機構正面図

Claims

永久磁石を組み込んだ第１の保持体と、前記永久磁石の磁力を伝える伝磁体を組み込んだ第２の保持体と、前記伝磁体の磁力により引き付けられる円盤の形をした吸引体と、前記第１の保持体と前記吸引体が連結し回転する回転軸と、前記第２の保持体を固定する架台と前記永久磁石と前記伝磁体及び前記吸引体の磁力関係で前記回転軸に回転出力を発生させることを特徴とするマグネット駆動機構。
前記第１の保持体、及び前記第２の保持体を保持する材料は非磁性体であることを特徴とする請求項１記載のマグネット駆動機構。
前記第２の保持体は、前記回転軸の通過部には、空間をもたせ前記架台に固定する事を特徴とする請求項１又は２記載のマグネット駆動機構。
前記吸引体円盤には、外周部より中心部に向け切り欠け部をつけることにより、伝磁体に引きつけられる面が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のマグネット駆動機構。
前記第１の保持体と、前記吸引体を、前記回転軸に連結し、その２つの間に前記伝磁体を前記架台に固定することにより、前記永久磁石の磁力を前記伝磁体が受け、その磁力により前期吸引体が前記伝磁体にひきつけられる一方向の回転力を発生させる構成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の項記載のマグネット駆動機構。