JP6044851B2 - 磁気動力発生 - Google Patents

Description

本発明は、一般に動力発生に関し、具体的には、機械動力または電力を発生させる際に永久磁石を使用することに関する。

永久磁石は、典型的には電磁誘導に基づく電気発電機で広く使用されている。これらの発電機の動作には、外部動力源、たとえば、内燃機関またはタービンによりシャフトの運動が提供される必要がある。

これらの従来技術の装置とは対照的に、本発明の一実施形態が、磁気力を運動に変換する機械を提供する。機械は、２つの側面磁石間の経路を横断するように構成され、かつシャフトを回転させるリンク機構により接続される中央磁石を備える。側面磁石は、中央磁石を反発する方向に向けられる。したがって、中央磁石および側面磁石の間の磁気力が、中央磁石を経路の両端間で振動させ、それによりシャフトを回転させる。シャッタ組立体が、側面磁石、および経路のそれぞれの端部との間に配置される。各シャッタ組立体が、少なくとも１つの強磁性シャッタ、および機構を備え、機構は、中央磁石がシャッタ組立体に接近するときに強磁性シャッタを開き、それにより、中央磁石の振動と同期して磁気力を変調する。

本発明は、図面と一緒に得られる、本発明の実施形態についての、以下の詳細な説明からより完全に理解されよう。

本発明の一実施形態による、磁気動力発生のための機械の、概略の絵図である。 図１Ａの機械の、概略の正面図である。 図１Ａの機械の、概略の上面図である。 本発明の一実施形態による、図１Ａの機械における運動経路の第１の端部での、中央磁石の運動を示す、概略の絵図である。 本発明の一実施形態による、図１Ａの機械における運動経路の第２の端部での、中央磁石の運動を示す、概略の絵図である。 運動経路の第１の端部での、中央磁石の運動を示す、図１Ａの機械の、概略の正面図である。 運動経路の第２の端部での、中央磁石の運動を示す、図１Ａの機械の、概略の正面図である。 運動経路の第１の端部での、中央磁石の運動を示す、図１Ａの機械の、概略の上面図である。 運動経路の第２の端部での、中央磁石の運動を示す、図１Ａの機械の、概略の上面図である。 本発明の他の実施形態による、磁気動力発生のための機械の、概略の正面図である。

次に、本発明の一実施形態による、磁気動力発生のための機械を概略的に示す図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃを参照する。図１Ａは機械の絵画図であるが、図１Ｂおよび図１Ｃは、それぞれ正面図および上面図を示す。

機械２０は、リンク機構２４によりシャフト２６に接続された中央磁石２２を備える。中央磁石は、端部が停止具４８により限定された経路を横断することができるように据え付けられる。中央磁石は、この経路を横断するとき、シャフト２６を時計方向および反時計方向に交互に回す。この実施形態では、シャフト２６は、電気発電機３０を回す動力伝達機構２８により接続され、それにより、電流を発生させる。あるいは、当業者に明らかなように、シャフト２６は、電力を発生させる、または他の機械的仕事を行うための、他の種類の機構に結合されてもよい。

側面磁石３２および３４は、中央磁石２２の経路の両端に隣接して配置される。側面磁石は、中央磁石を反発するような方向に向けられる。磁石２２、３２、および３４は、例として、平面形状を有するとして図に示されているが、磁石は、代わりに、本明細書で説明する目的に適した任意の形状に作られてもよい。磁石を保持し、誘導するために使用されてもよいブラケットおよびコネクタが、わかりやすくするために図から省かれている。

シャッタ組立体３６が、磁石３２および３４と、中央磁石２２の経路の隣接する端部との間にそれぞれ配置される。各シャッタ組立体は、シャッタ機構４２の制御下で開閉するように構成された１列の強磁性シャッタ４０を備える。本実施形態では、この機構は、１組のピニオンギア４６と一緒にフレーム３８に据え付けられたラック４４を備える。各シャッタ４０は、それぞれのギア４６に取り付けられ、その結果、本明細書で以下に説明するように、それぞれのギアが回るときにシャッタは開閉する。あるいは、当業者に明らかなように、他の種類の機構を使用して、シャッタを開閉することができる。シャッタ４０は、閉じたとき、側面磁石３２および３４の直接の磁界から中央磁石２２を遮蔽する役割を果たす。このために、シャッタは、たとえば、適切な鋼鉄もしくは他の強磁性材料の固体シート、または代わりに、強磁性材料および他の材料の積層物もしくは他の組合せを備えてもよい。

次に、本発明の一実施形態による、機械２０内の中央磁石２２の運動経路の端部間での、中央磁石２２の運動をそれぞれ絵画図、正面図、および上面図で概略的に示す図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、および図４Ｂを参照する。これらの図では、中央磁石が側面磁石３２および３４の平面と平行なままでいるように、中央磁石２２は、蝶番で適切に据え付ける（図示せず）ことにより、リンク機構２４に接続されると仮定する。あるいは、中央磁石は、リンク機構２４に対して固定した向きに据え付けられてもよい。固定した向きで据え付けられた場合、側面磁石は、経路のそれぞれの端部で中央磁石の平面とほぼ平行になるように、任意選択で傾けられてもよい。

機械２０の動作を開始するためには、中央磁石２２は、図２Ａ、図３Ａ、および図４Ａに示すように、中央磁石２２の経路の一方の端部まで、たとえば左端まで動かされる。中央磁石２２を左に動かすことにより、側面磁石３２に隣接する（強磁性）シャッタ４０を備えるシャッタ組立体３６が、中央磁石２２に向かって右に動かされる。この動きは、シャッタ４０が閉の場合に、中央磁石２２とシャッタ４０の強磁性材料との間の磁気引力により始まり、中央磁石２２の左へのこの移動の間に、中央磁石２２は停止具４８と接触し、中央磁石２２の左への更なる移動を防止する。この時点で、シャッタ組立体３６に備えられたシャッタ４０は右へ開き始める。あるいは、または追加で、シャッタ４０を備えるシャッタ組立体３６を中央磁石２２に向かって動かすために、他の手段（図示せず）が提供されてもよい。たとえば、中央磁石２２を引きつけるような方向に向けられた追加磁石がシャッタ組立体３６に存在してもよい、または中央磁石２２およびシャッタ組立体３６の間に機械的リンク機構が存在してもよい。側面磁石３２は、図に示すように、側面磁石３２のそれぞれのシャッタ組立体３６と一緒に、中央磁石２２に向かって動くように据え付けられてもよい、または代わりに、側面磁石３２は、シャッタ組立体３６が中央磁石２２に向かって側面磁石３２から離れて動く間に、その場で固定されたままでいてもよい。

いずれの場合も、上記のように、中央磁石２２がその経路の左端まで動かされて、停止具４８と接触する場合に、シャッタ組立体３６に備えられたシャッタ４０が中央磁石２２に向かって動くことにより、シャッタ機構４２内のピニオンギア４６がラック４４上で回転し、それによりシャッタ４０を回して右へ開かせる。シャッタ４０が開いているとき、シャッタのこれまでの磁気遮蔽効果が減少する。このとき、側面磁石３２により加えられる斥力が、中央磁石２２に方向を反転させ、中央磁石２２の経路の反対の端部に向かって遠ざける。斥力（または他のリンク機構）は、同様に、シャッタ組立体３６に備えられたシャッタ４０を中央磁石２２から遠ざけて戻し、それにより、機構４２はシャッタ４０を左へ閉じる。

次に、中央磁石２２は、図２Ｂ、図３Ｂ、および図４Ｂに示すように、中央磁石２２の経路の右端に向かって動く。中央磁石２２が側面磁石３４に接近するとき、次に、上述のように、隣接するシャッタ組立体３６に備えられたシャッタ４０が左へ開く。磁石３４により加えられる斥力により、中央磁石２２は再度方向を反転し、経路の左端に向かって戻る。この種の振動運動がしばらくの間続き、したがって、シャフト２６を駆動し、発電機３０に電力を連続的に出力させる。

図５は、本発明の他の実施形態による、磁気動力発生のためのシステム６０の、概略の正面図である。システムは、上述のように、機械２０の原理に類似する原理で動作する複数の機械６２を備える。各機械６２が、その他の機械の中央磁石と一緒に、リンク機構６６により接続された中央磁石６４を備え、シャフト６８を駆動する。この集合的駆動配置は、シャフトに供給することができる動力を強化する。単一機械、または複数のリンクされた機械を使用する他の駆動構成が当業者には明らかであり、本発明の範囲に入ると考えられる。

上述の実施形態は例として列挙されたこと、および本発明は、本明細書で上記に詳細に示し、説明したことに限定されないことが理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書で、上記で説明したさまざまな特徴の組合せおよび副組合せの両方だけでなく、上述の説明を読んだときに当業者が思いつき、かつ従来技術で開示されていない、これらの組合せおよび副組合せの変形形態および修正形態も含む。

Claims (9)

1. 磁気動力発生機械であって：
   第１および第２の端部を有する経路を横断するように構成され、前記経路を横断するとき、シャフトを回転させるようにリンク機構により接続された中央磁石；
   それぞれ前記経路の第１および第２の端部に隣接して配置され、前記中央磁石を反発する方向に向けられる結果、前記中央磁石との間の磁気力が前記中央磁石を前記経路の第１および第２の端部の間で振動させることにより、前記シャフトを回転させる第１および第２の側面磁石；及び
   それぞれ前記第１および第２の側面磁石と前記経路の第１および第２の端部との間に配置され、磁気遮蔽効果を提供する第１および第２のシャッタ組立体であって、各々が、開いた位置および閉じた位置を有する少なくとも１つの強磁性シャッタと、前記中央磁石が前記第１または第２のシャッタ組立体に接近するときに、前記少なくとも１つの強磁性シャッタを開くように配置される機構と、を備える結果、前記少なくとも１つの強磁性シャッタが閉じ、且つ前記第１または第２の側面磁石が前記少なくとも１つの強磁性シャッタを磁化させる場合、前記中央磁石は磁気引力により前記中央磁石が停止具と接触するまで、前記少なくとも１つの強磁性シャッタに向かって動くことで、前記少なくとも１つの強磁性シャッタを開かせることにより、前記中央磁石が前記シャッタ組立体へ接近するにつれて前記磁気遮蔽効果を減少させる、第１および第２のシャッタ組立体；を備え、
   前記少なくとも１つの強磁性シャッタを開くと、前記第１または第２の側面磁石が前記中央磁石を反発することにより、前記中央磁石の振動と同期して前記磁気力を変調する、磁気動力発生機械。
2. 前記シャフトは、回転するときに、電力を発生させるように結合される、請求項１に記載の機械。
3. 前記機構は、前記中央磁石に向かって前記シャッタ組立体が動く結果、前記少なくとも１つの強磁性シャッタを開くように配置される、請求項１または２に記載の機械。
4. 前記機構は少なくとも１つのギアを備え、前記少なくとも１つのギアは、前記少なくとも１つのシャッタを回すように結合され、前記シャッタ組立体の前記中央磁石に向かった前記動きにより前記少なくとも１つのギアが回るように構成される、請求項３に記載の機械。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の複数の磁気動力発生機械を備える磁気動力発生システムであって、前記機械は前記シャフトを回転させるように集合的に連結される磁気動力発生システム。
6. 磁気動力発生の方法であって：
   中央磁石が第１および第２の端部を有する経路を横断するときに、シャフトを回転させるように前記中央磁石を結合させるステップ；
   前記経路の第１および第２の端部に隣接して第１および第２の側面磁石を位置決めし、前記第１および第２の側面磁石を，前記中央磁石を反発する方向に向ける結果、前記中央磁石と前記第１および第２の側面磁石との間の磁気力が、前記中央磁石を前記経路の第１および第２の端部の間で振動させることにより、前記シャフトを回転させるステップ；及び
   前記第１および第２の側面磁石と前記経路の第１および第２の端部との間に、磁気遮蔽効果を提供する第１および第２のシャッタ組立体をそれぞれ位置決めし、前記第１および第２のシャッタ組立体が、開いた位置および閉じた位置を有する少なくとも１つの強磁性シャッタと、前記中央磁石が前記第１または第２のシャッタ組立体に接近するときに、前記少なくとも１つの強磁性シャッタを開くように配置される機構と、を備える結果、前記少なくとも１つの強磁性シャッタが閉じ、且つ前記第１または第２の側面磁石が前記少なくとも１つの強磁性シャッタを磁化させる場合、前記中央磁石は磁気引力により前記中央磁石が停止具と接触するまで、前記少なくとも１つの強磁性シャッタに向かって動くことで、前記少なくとも１つの強磁性シャッタを開かせることにより、前記中央磁石が前記シャッタ組立体へ接近するにつれて前記磁気遮蔽効果を減少させる、ステップ；を備え、
   前記少なくとも１つの強磁性シャッタを開くと、前記第１または第２の側面磁石が前記中央磁石を反発することにより、前記中央磁石の振動と同期して前記磁気力を変調する、方法。
7. 前記シャフトが回転するときに、電力を発生させるように前記シャフトを結合するステップを備える、請求項６に記載の方法。
8. 前記機構は、前記中央磁石に向かって前記シャッタ組立体が動く結果、前記少なくとも１つの強磁性シャッタを開くように配置される、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記機構は少なくとも１つのギアを備え、前記少なくとも１つのギアは前記少なくとも１つのシャッタを回すように結合され、前記シャッタ組立体の前記中央磁石に向かった前記動きにより前記少なくとも１つのギアが回るように構成される、請求項８に記載の機械。

Images