JP7335673B1

JP7335673B1 - 回転装置

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Publication number: JP7335673B1
Application number: JP2022206778A
Authority: JP
Inventors: 原二郎谷口
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Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-12-23
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2042-12-23
Also published as: JP2024009741A

Abstract

【課題】永久磁石が持つ吸引力と斥力は、強力なエネルギーを持ちながらもそれは磁力のままで内蔵しているままであるが、吸引力と斥力を回転エネルギーとして取り出せる方法を求めた。
【解決手段】永久磁石の持つ吸引力と斥力を回転動力として取り出すために、回転する円板の外周に永久磁石を固定して、その外周に電磁石を設置して、吸引力を回転動力とし、あるいは斥力を回転動力とするために、吸引力あるいは斥力を回転運動として連続して継続するための電源をオンとオフするマグネットスイッチを、円板の外周に設置した。永久磁石は、電磁石の吸引力で引き寄せられ、また斥力で放たれて、その繰り返しで回転動力として取り出せるようにした。
【選択図】図3

Description

本発明は、発電装置等の回転装置に関する。

発電は水力などを用いて発電モーターを回転し電力を得ているし、扇風機は電力でモーターを動かし利用している。これらは軸を中心として発電モーターあるいは電力モーターを回転させているのは、共通の技術である。その回転技術に永久磁石と電磁石を用いて、永久磁石の持つ吸引力と斥力を用いることによって、電力あるいは送風エネルギー等を得ているのである。

特開2022-094963号公報特開平11-098784号公報特開2011-193650号公報特開2002-084725号公報

回転動力において、小型で軽量で強力な永久磁石を用いることで、発生する強力な吸引力と斥力を利用し、より大きな回転動力を得ようとする。

軸を有して回転する円盤上に棒状の永久磁石を設置するために、円盤を中心から分割した数の２倍で３６０度を分割した角度で、中心からの直線上に棒状永久磁石をそのＳ極かＮ極を、中心側と円周側とにそれぞれ極を揃えて設置して、円盤の外周には電源と接続される電磁石と、電源をオフかあるいは電源をオンにするマグネットスイッチが並び、永久磁石と電磁石には最大限の吸引力あるいは斥力が働く位置で設置して、回転する円盤上の永久磁石が交互に電磁石に接近する度に吸引力及び斥力が働く様に、異なる磁極の電磁石を交互に設置して、交互に働く吸引力と斥力を時計回りか反時計回りの方向性のある回転動力を得るために、分割した数の２の倍で円盤を分割した円周分に相当する回転移動角度で、電源をオフとするためにあるいは電源をオンにするためにマグネットスイッチを設置し、電源の断続的なオンとオフの繰り返しで、棒状の永久磁石に吸引力が、一定の時間又は一定の回転移動角度で働いた後は、斥力が一定の時間又は一定の回転移動角度で断続的に働いて、その断続的な繰り返しで異なる方向性の吸引力と斥力を、方向性のある連続した回転動力として取り出そうとする。そのためにネオジウム磁石など、軽量小型の強力な棒状の永久磁石などを用いる。

永久磁石は、強力であればあるだけ強力な吸引力と斥力を半永久的に保持しており、それを回転動力として取り出し発電できれば人類に役立つ。

図１は回転装置の電磁石と永久磁石の設置図である。（実施例１）図２は回転装置の静止状態を示すものである。（実施例6）図３は本発明に係る回転装置の基本図である。（実施例3）図４は断続的な電源の切り替えと回転の継続を示す。（実施例3）図５は円盤を８分割した回転装置の概略図である。（実施例5）図６は電磁石に逆流電流を流す回転装置である。（実施例8）図７は逆流電流を流す他のマグネットスイッチの設置図である。（実施例8）図８は別の電磁石に逆流電流を流すマグネットスイッチを設置した図である。（実施例9）図９は分割数が多い場合の規則的なマグネットスイッチの配置である。（実施例9）図１０は片電源が連続してオンの状態である事をしめす。（実施例10）図１１はもう片方の電源が連続してオンの状態である事をしめす。

永久磁石の持つ吸引力と斥力を回転動力として取り出すために、回転する円板の外周に永久磁石を固定して、その外周に電磁石を設置して、吸引力を回転動力とし、あるいは斥力を回転動力とするために、吸引力あるいは斥力を回転運動として連続して継続するための電源をオンとオフするマグネットスイッチを、円板の外周に設置した。永久磁石は、電磁石の吸引力で引き寄せられ、また斥力で放たれて、その繰り返しで回転動力として取り出せるようにした。実施例では電源をオンとオフとに切り替えるスイッチにマグネットスイッチを用いるが、正確なオンとオフとのタイミングと時間を決めるためには、マグネットスイッチに替わるものとして、回転する円板の永久磁石と電磁石の位置を感知するセンサーと連動して、電源から直接電流を流して、また遮断するシステムを用いることが望ましい。またここで言うマグネットスイッチとは、磁力の存在下あるいは非存在下でスイッチがオンあるいはオフになるものを指す。

図１は、永久磁石に働く吸引力を利用して回転動力を得るために、円盤を４分割した中心からの直線上に電磁石Ｍと永久磁石と、マグネットスイッチ１が一直線上になる位置に設置した。そのマグネットスイッチ１の位置を、時計の１２時を回転角度０度とする場合、回転移動角度も０度とする。

円盤を中心から４分割した直線上に、同等の磁力を持つ４個の永久磁石を、円盤の中心側がＮ極、外周側がＳ極となる様に、あるいは中心側がＳ極で、円周側がＮ極となる様に、円周に接する様に設置する。

吸引力の働く電磁石Ｍを円盤外周に隣接して、円盤上の永久磁石と吸引力が働く様に電磁石の極性を円盤の中心に向けて、回転角度１８０度の位置に設置する。

電磁石Ｍに電力を供給するための電源Vと配線Ｘと電源スイッチＴを設置する。

配線の途中の位置に、円盤上の磁力によってスイッチがオフになるマグネットスイッチ１、２、３、４、５、を、円盤の外周沿いに、回転移動角度の０度から４５度で、設置する。この角度は、円盤を分割した数の２倍で３６０度を分割した反時計回りの回転移動角度である。

図２は、円盤を反時計回りで回転するために、永久磁石Ａを円盤の外周沿いの回転角度２２５度から２７０度までの位置で、それは円盤が回転を始める際に、電磁石Ｍと円盤上の永久磁石Ｂとに吸引力が働いて、円盤が反時計回りになる、回転の慣性力を得る位置に設置する。

図２は、当回転装置の電源Vがオフの状態を示していて、永久磁石Ｅと永久磁石Ａの吸引力が働いて、円盤が静止している状態を示すものである。

但しこの永久磁石Ａと永久磁石Ｅとの吸引力は、当回転装置が休止中に、永久磁石Ｅとの吸引力で円盤を静止できる程度の磁力で良く、あるいは回転後は取り除いても良い。

図２の状態で電磁石Ｍの電源をオンにすると、永久磁石Ｂは電磁石Ｍの吸引力で反時計回りに引き寄せられる位置にあるので、吸引力が回転動力となって円盤は回転を始めるが、永久磁石Ｂが電磁石Ｍに最接近した時に電源をオフにすることで、慣性力で永久磁石Ｂは電磁石Ｍの前を通過して反時計回りで回転し続けようとする。

永久磁石Ｂが電磁石Ｍに最接近し吸引力が最大となった時に、電源をオフにするために設置したのが、回転角度0度に設置した磁力によってスイッチがオフになるマグネットスイッチ１である。

永久磁石Ｂが電磁石Ｍに最接近すると、円盤の中心の対極にある永久磁石Ｄは、マグネットスイッチ１に最接近するので、電磁石Ｍの電源はオフになる。

永久磁石Dが反時計回りでマグネットスイッチ１に接近した時、すなわちそれは永久磁石Ｂが電磁石Ｍと吸引力が最大になった時であるが、電源がオフになることで円盤には慣性力が働いて回転し続けようとするが、マグネットスイッチ１を通過してしまうと直ちに再びオンになってしまうので、電磁石Ｍの前を通過した永久磁石Ｂは、電磁石Ｍによる吸引力によって回転が引き止められない様にしなければならない。

そこで永久磁石Ｂは電磁石Ｍの前を反時計回りで通過し、ある特定の位置に至るまでの間、それは同時に電磁石Ｍに接近しつつある永久磁石Ｃとの位置関係でもあるのだが、円盤が慣性力で回転し続けるためには、その間は電磁石Ｍの電源Ｖはオフでなければならず、電源Ｖが再びオンになった時、電磁石Ｍは永久磁石Ｂではなく永久磁石Ｃを引き続き吸引力で引き寄せなくてはならない。

永久磁石Cと永久磁石Ｂとの位置関係に於いて、永久磁石Ｃの方が永久磁石Ｂよりも電磁石Ｍと吸引力が大きくなるのは、電磁石Ｍとの距離の関係である。

永久磁石Ｂが電磁石Ｍに最接近した時、対極の永久磁石Ｄの回転移動角度で０度としたので、永久磁石Ｃが永久磁石Ｂよりも電磁石Ｍとの距離が短くなるのは、回転移動角度にすると永久磁石Ｃが１３５度を通過した時である。

電磁石Ｍと永久磁石Ｃとの距離が永久磁石Ｂとの距離よりも短くなるまでの間、つまり電磁石Ｍと永久磁石Ｃとの吸引力が勝る位置関係になるまでの間、電磁石Ｍの電源はオフでなければならない。

永久磁石Ｄがマグネットスイッチ１をオフにしてから、回転移動角度で４５度を通過する時まて、電磁石Ｍの電源をオフにする方法が求められた。

それを可能にするのが、マグネットスイッチ２、３、４、５、である。この複数のマグネットスイッチは、永久磁石Ｄが回転移動角度で４５度を通過した時、再び電磁石Ｍの電源はオンになる。それはマグネットスイッチ１から５までを１本の非電導線に例えると、非電導線の長さが円盤の回転移動角度の４５度を通過する長さとなる。

すなわち永久磁石Ｄは、０度から４５度を通過した位置の回転角度に有るマグネットスイッチ1、２、３、４、５、で連続して電磁石Ｍをオフにし、電磁石Ｍと通過した永久磁石Ｂとの吸引力が働かない間に、永久磁石Ｃが電磁石Ｍにより接近して、永久磁石Ｄがマグネットスイッチ５を通過して、電磁石Ｍの電源がオンになった時、永久磁石Ｂよりも勝る永久磁石Ｃへの吸引力で引き継がれなければならない。

円盤には回転の慣性力が働いているので、永久磁石Ｃの受ける吸引力は慣性力を加えた回転動力となっていて、電磁石Ｍに最接近時に最大の吸引力を得た瞬間に、また次には永久磁石Ｅがマグネットスイッチ１に到達して、電磁石Ｍは再び電源オフとなって、円盤は慣性力で反時計回りに回転し続けることになる。マグネットスイッチの１から５は、回転移動角度０度から反時計回りの方向に、回転移動角度４５度を通過した角度で設置されている。この場合、電源Vはオンとオフとを繰り返し、回転動力が緩急となってしまう。

図１では、吸引力の働く電磁石Ｍを、回転角度180に1個のみ記載したが、円盤を4分割しているので、回転角度0度あるいは回転角度90度あるいは回転角度270度にも設置することができる。すなわち、同じ極性の電磁石のみで4分割した時、分割した数の吸引力の働く電磁石Ｍを分割した数を設置して回転装置とすることができることを示したものであり、円盤の分割数は任意であり、分割数の数かそれ以下で、マグネットスイッチと電源Vと吸引力の働く電磁石Ｍとを連結して、かつそれぞれ個別にして設置できる。

図１の吸引力の働く電磁石Ｍの代わりに、斥力の働く電磁石Ｎを設置することも可能である。その場合は、マグネットスイッチ1から5をスイッチオンになるマグネットスイッチ6から10に替えて、電源オンになるように設定すれば良い。実施例１とは逆に永久磁石Bは斥力で回転動力を得ることができる。また電磁石Ｎを回転角度0度あるいは回転角度90度あるいは回転角度270度にも設置することができ、円盤の分割数は任意であり、分割数の数かそれ以下で、マグネットスイッチと電源Vと吸引力の働く電磁石Ｎとを連結して、かつそれぞれ個別にして設置できる。

ここまでは回転装置の電磁石に吸引力働く電磁石Ｍか、あるいは斥力の働く電磁石のいずれかを使用するものであるが、図３は、円盤を中心に４分割した直線上の回転角度90度に、磁力でスイッチがオンになる、マグネットスイッチ６を設置して、回転角度270度に斥力が働く電磁石Ｎを、磁極を中心に向けて外周に隣接した。電磁石Ｎは、円盤を中心に電磁石Ｍと向き合う対極ではなく、隣り合った位置関係で、交互の順番である。実施例３と違って敢えて交互の配列にしたのは、斥力と吸引力を交互に働かせる方が、回転がスムーズだからである。なぜなら、実施例２と実施例３の同じ磁力の電磁石を働かせるなら、回転動力が緩急伴った断続的であるのに対し、電磁石を交互に設置した方が、回転はスムーズとなるからである。なぜなら実施例２と実施例３では、永久磁石が動力を受けない回転移動角度が、分割した数の2倍で360を割った数の半分あるからである。

図３は斥力を得るために、新たな電源Wと接続された1台の電磁石Ｎを、円盤上の永久磁石と斥力が働くように、電磁石Ｎを回転移動角度の２７０度の位置に設置して、磁力が働くとスイッチオンになるマグネットスイッチ６、７、８、９、１０、を回転移動角度９０度から１３５度の位置までに設置した。

また図３には記入していないが、電磁石Ｍと電磁石Ｎを円盤を中心にして向かい合わせて、分割した数の半分の2台の電磁石Ｍと分割した数の半分2台の電磁石Ｎとを交互に設置すると、実施例２と実施例３よりは回転動力はスムーズとなる。

マグネットスイッチ６がオンになるのは、永久磁石Ｄがマグネットスイッチ５を通過してからであるなら、回転移動角度にすると４５度を通過してからであって、またマグネットスイッチ６の位置は、９０度を通過した位置となる。

電磁石Ｎがスイッチオンになった時、永久磁石Ｅは回転移動角度で２７０度を通過した位置にあり、電磁石Ｎの斥力を受けて反時計回りに回転させられることになるが、永久磁石Eが回転移動角度２７０度から３１５度を通過するまでに電磁石Ｎはオフでなければならない。何故なら斥力は永久磁石Bにも及ぶからである。

マグネットスイッチ１が回転移動角度０度の位置だとすると、マグネットスイッチ５の位置は４５度を通過した位置でありマグネットスイッチ６の位置は９０度を通過した位置であり、マグネットスイッチ１０の位置は、１３５度の直前であるが、それぞれのマグネットスイッチを非電導線と電導線に例えると、電導線の方が僅かに短い。何故ならマグネットスイッチ１がオフになるのは０度の位置であるが、オンになるのは４５度を通過した直後が理想であり、マグネットスイッチ６がオンになるのは、永久磁石Ｅが２７０度を通過した直後が理想であるし、マグネットスイッチ１０がオフになるのは、永久磁石Ｅが３１５度の直前であるのが理想だからである。

すなわち、電磁石Ｎがオフになるのは、永久磁石Ｃが回転移動角度で１３５度直前であり、電磁石Ｍの電源がオンになるのは、永久磁石Dが回転移動角度で４５度を通過してからである。

その時永久磁石Cの電磁石Ｍに対する距離は、永久磁石Bの電磁石Ｍとの距離よりも僅かに短く、電磁石Ｍの電源はオンになって吸引力は永久磁石Ｃにより強く働く。

非電導線よりも電導線の方が僅かに短いとしたが、その差は限りなく小さいもので殆ど無きに等しいものである。何故なら吸引力と斥力の切り替えのタイミングは同時に近い程それぞれの磁力は最大限生かされるからである。またそこには慣性力も加わって、反時計回りの回転は継続される。

従って以後は、マグネットスイッチの１から５は、回転角度０度から反時計回りの方向に回転移動角度45度を僅かに通過した距離で設置されていて、と言った表記でなく、マグネットスイッチ１が回転移動角度０度の位置だとすると、マグネットスイッチ５の位置は４５度の位置であると、言い換える。

図４は、０度から３６０度までの円盤の１回転の間の、吸引力と斥力の切り替えのタイミングとその回転移動角度を示したものである。電磁石が各角度で切り替わる時、すなわち電磁石に残留磁力の無い状態では、スムーズな回転となることを示したものである。従って、電源オフの時電磁石には残留磁力が0であることが求められる。残留磁力が0であると言うのは、永久磁石からの磁化作用そのものも0であることを意味し、すなわち電源オフの電磁石はあたかも非磁性体となって、永久磁石からの磁化作用も無い事を意味し、永久磁石と電磁石との間には吸引力も斥力も0であることを意味する。

図４は、図３の回転装置が、吸引力と斥力がどの様な電源のオンとオフのタイミングで回転動力に変換されるかを、どのタイミングで吸引力が働き、どのタイミングで斥力が働くかを図示し、視覚的にするためのものである。この図によって、円盤が３６０度を１回転する間に、４分割された数の２倍で３６０度を割った４５度毎に、オンとオフとが断続的ではあるが規則的に継続されていることが分かる。

図２で、回転装置が静止している時、永久磁石Ａとの吸引力で静止していた永久磁石Ｅが、回転装置の電源がオンになると、永久磁石Ｂが電磁石Ｍの吸引力で引き寄せられて、反時計回りで回転を始め、永久磁石Ｄがマグネットスイッチ１に到達する。

マグネットスイッチ１の位置は回転移動角度０度であるので、その時マグネットスイッチ１によって電磁石Ｍの電源はオフとなり回転移動角度で４５度まで、つまりマグネットスイッチ５まで電源オフは継続される。すなわちそれは、円盤を４分割した数の２倍で３６０度を分割した角度であり、またそれは円盤を分割した数の倍数の８区画ある回転移動角度の反時計回りで1番目とする。

図３で、電磁石Ｎの電源がオンになった時、つまり永久磁石Dがマグネットスイッチ１をオフにすると同時に、永久磁石Ｃはマグネットスイッチ６をオンにするので、永久磁石Ｅは電磁石Ｎの斥力が働いて、永久磁石Ｅはマグネットスイッチ１の方へ、慣性力も加わって、回転移動角度で３１５度まで反時計回りに回転する。

その時永久磁石Ｃは、マグネットスイッチ１０の回転移動角度で１３５度の位置にあって、電磁石Ｎの電源はオフになって、同時に永久磁石Ｄがマグネットスイッチ５を通過した位置にあって、電磁石Ｍの電源をオンにすると、回転移動角度で１３５度にあった永久磁石Ｃは、慣性力も加わって永久磁石Ｂに勝る吸引力を得て、電磁石Ｍに引き寄せられる。

つまり円盤上の永久磁石には、回転移動角度で４５度回転する間吸引力が４回働き、更に斥力が４回働いている。それが1回転で８回繰り返される。

図３において新たな電源Wと接続された電磁石Ｎを設置したのは、回転動力が実施例１の2倍となるだけでなく、それぞれ異なった電源回路であることより、いずれかの電源が喪失しても回転装置が複数の電源回路を有することにより、別の電源回路の存続が可能であり、回転装置全体の停止に至らないがためである。これは、先行技術調査報告書による、異なった電源が奏する特段の効果の記載がないとの指摘に対して、効果を明示した。

回転装置に設置される1つの電源と1つの吸引力を持つ電磁石と電源をオンにするマグネットスイッチとを連結する回路を1回路とすると、分割した数で設置できるが、また1つの電源を複数の電磁石に連結することも可能である。すなわち電源もマグネットスイッチも、分割した数以下に削減することが可能であるが、削減せずに電源回路は目的に応じて複数設置することにより、稼働する電源と電磁石の数を調整することが可能で、回路の運用の調節で回転動力ひいては発電量の増減を調整することが可能になる。このように、異なった電源を用いた実施例５の構成は、従来技術に対して有用といえる。

図３は、マグネットスイッチ１から５を、円盤を2の2乗の数で分割してその２倍で３６０度を割った角度の、回転移動角度０度から４５度までの角度で、そして回転移動角度の９０度から１３５度までの角度にマグネットスイッチ６から１０を設置したが、マグネットスイッチ６から１０を、０度から４５度の間に設置することも可能である。何故なら、同じタイミングで片方は電源がオフになり、同時に別の片方が電源オンとなることが求められるからである。またマグネットスイッチを非電導線あるいは電導線で例えた様に、電車のパンタグラフの様な接触点を設けてのオンとオフで、あるいはセンサー反応を用いることで同じ効果が得られるのなら、マグネットスイッチでなくても良い。

図５は、円盤を偶数の8で分割した数の２倍で３６０度を割った角度の、時計の12時を0度とすると、反時計回りに回転移動角度０度から22.5度までの角度でスイッチオフになるマグネットスイッチ1から5を、そして回転移動角度の45度から67.5度までの角度にスイッチオンになるマグネットスイッチ６から１０を設置したが、マグネットスイッチ６から１０を、０度から４５度の間に設置することも可能である。何故なら、電磁石Ｍのスイッチがオフになる同じタイミングで、電磁石Ｎの電源がオンとなることが必要だからである。

図５で、回転移動角度０度のマグネットスイッチ１がオフになった時、1つの第1電源とマグネットスイッチ1に連結された全ての4個の電磁石Ｍは同時にオフになる回路の設定も、また同時にマグネットスイッチ6がオンになった時、1つの第2電源とマグネットスイッチ6に連結された4個の電磁石Ｎは同時にオンになる回路の設定も可能であるが、電源回路が少ないのは故障のリスクは高い。

図５は、永久磁石Ｃが回転移動角度で６７.５度のマグネットスイッチ１０に到達した時、電磁石Ｎの電源はオフになって、4個の電磁石Ｎに向き合う４個の永久磁石は電源オフになって斥力を失い、同時に永久磁石Ｄはマグネットスイッチ５に到達して電磁石Ｍの電源はオンになるので、4個の電磁石Ｍに向き合う４個の永久磁石は吸引力を受けて反時計回りで回転するが、分割数が増えた場合も同じ規則性を持つことを示したものである。

円盤が８分割されることで設置された8個の永久磁石は、それぞれの電磁石Ｍの吸引力が、反時計回りに回転移動角度1番目5番目9番目13番目で設置されたマグネットスイッチ1から5の電源オフで吸引力を失い、回転移動角度2番目6番目10番目14番目の電源オンで電磁石Ｍは吸引力を得て、また斥力の働く前記電磁石は、回転移動角度3番目7番目11番目15番目で設置されたマグネットスイッチ6から10で斥力を得る。電源をオフにするマグネットスイッチ1から5と、電源をオンにするマグネットスイッチ6から10の設置は、分割数の半分かそれ以下でそれぞれ設置が可能である。

図２の永久磁石Ａの位置は、反時計回りの回転装置が休止の時の円盤の停止状態を示すもので、反時計回りを得るための位置で、円盤に時計回りの回転を求める場合は、永久磁石Ｂが電磁石Ｍの吸引力で時計回りに始動する位置に設置される、回転移動角度にすると、図２を時計回りの配線にしたとすると、１８０度以上から２２５度までとなる。

円盤の分割は8分割に留まらず、任意の整数で増やすことができるが、
反時計回りの回転装置とするために、そして極性の異なった電磁石を交互に設置する場合は、分割した数が偶数の場合は分割した数の２倍で３６０度を分割した角度で、時計の12時を角度0度とした場合、反時計回りで数えて1番目の回転移動角度とすると、吸引力の働く第1電磁石は、回転角度1番目5番目9番目13番目の順で分割した数の半分かそれ以下で設置できるが、分割数が奇数の場合は、時計の12時を角度0度とした場合、反時計回りで数えて1番目の回転移動角度とすると、吸引力の働く第1電磁石は、回転角度1番目5番目9番目13番目の順で分割した数の下位の偶数の半分かそれ以下で、設置できる。なぜなら奇数の場合は、吸引力の働く第1電磁石は、回転角度1番目5番目9番目13番目の順で設置した場合、最後の13番目の電磁石は1番目の電磁石の隣に位置し、図５の様に電磁石は交互に設置される規則性に反するからである。従って11分割の場合は、13番目の第1電磁石は設置しないので、奇数分割数の下位の偶数の半分かそれ以下で第1電磁石は設置できる。

図１、３、で、電磁石によって電源回路をオンにすると吸引力の働く電磁石Ｍ、あるいは斥力の働く電磁石Ｎを用いて回転装置を構成したが、図６では図１の電磁石Ｍの電流の向きを逆転することで、本来の吸引力が働く電磁石Ｍに相反した斥力が働くように、新たな第3電源Zとまた電源をオンにする第3マグネットスイッチ11から15を設置した。

図１は、1台の電磁石Ｍと、電源がオフになるマグネットスイッチ1から5を設置した回転装置であるが、図６で1番目の回転移動角度のマグネットスイッチ１から5と同位置に、マグネットスイッチ11から15を設置したものであるが、同位置とは永久磁石Ｍが電源オフになる回転移動角度であり、永久磁石が第3マグネットスイッチ11から15をオンにする回転移動角度でもあるので、回転角度90度から135度に設置することも可能である。

これにより、電磁石Ｍは電源Vからの電流がオフとなると同時に、電源Zの逆流電流で電磁石Ｍは相反した斥力を得た回転装置とすることができる。

図８は、図３の吸引力の働く電磁石Ｍと斥力の働く電磁石Ｎによる回転装置に、新たに第4電源Fに連結された電源をオンにするマグネットスイッチ16から20を、前記電磁石Ｎに逆電流を流すために、回転角度にすると45度から90度の間にマグネットスイッチ16から20を設置したものである。この位置は、マグネットスイッチ6から10の位置とは異なった位置であり、異なった位置とは、回転移動角度にすると、135度から180度までの間に設置しても良い。

新たな第４電源Fは、電源をオンにするマグネットスイッチ16から20で、本来なら斥力を得るための電磁石Ｎに逆流電流が流れて、相反した吸引力が働くように連結されている。

永久磁石Ｄはマグネットスイッチ5を通過すると同時にマグネットスイッチ16に到達することで、電源Fからの逆電流が電磁石Ｎに流れ、電磁石Ｎに相反した吸引力を働かせることになる。

図７は、円盤を4分割した場合の電源に接続された電源がオフになるマグネットスイッチ１～５、１６～２０と、電源がオンになるマグネットスイッチ６～１５の設置場所を示している。円盤を4分割した場合、設置できる電磁石Ｍと電磁石Ｎと電源をオフにするマグネットスイッチと電源をオンにするするマグネットスイッチは、それぞれ分割数の半分であり、電源は電源FとVとWと図６で示した電源Zの4台で、円盤の分割数と同じであることを示そうとした。

図３では、電磁石Ｍは吸引力としてまた電磁石Ｎは斥力としてのみ働いていたが、図６と図８に記したように、電源V、W、Z、Fとマグネットスイッチ1から20までが設置されることによって、電磁石Ｍは電源Vと電源Zで吸引力と相反した斥力を交互に合わせ持ち、そして電磁石Ｎもまた電源Wと電源Fで斥力と相反した吸引力を交互に合わせ持つことができることを、規則性のある設置を図７で示そうとした。

図５は、円盤を8分割した数の２倍で３６０度を分割した角度の回転角度を示し、吸引力の電磁石Ｍと斥力の電磁石Ｎと、電源をオフにするマグネットスイッチ1から5と、電源をオンにするマグネットスイッチ6から10を設置するのであるが、円盤を8分割に留まらず、規則正しく電磁石とマグネットスイッチの増設が出来ることを示したものである。

図９は、円盤を8分割した数の２倍で３６０度を分割した回転移動角度を、反時計回りに数えると、電源をオフにするマグネットスイッチ1から5、電源をオンにするマグネットスイッチ6から10、電源をオンにするマグネットスイッチ11から15、電源をオフにするマグネットスイッチ16から20、が規則的に設置される位置を示した。この規則性とは、第1電磁石Ｍと第2電磁石が交互に設置され、この一組の分割数でマグネットスイッチ1から20が設置され、2個の電磁石はそれぞれが吸引力と斥力を兼ね備えて1個の永久磁石に吸引力と斥力を働かせていることを示している。つまり8分割の場合は、第1電磁石と第2電磁石とマグネットスイッチ1から20の組み合わせが、分割数の半分で構成されていることを示す。この組み合わせは、分割数が奇数であれば奇数の下位の偶数の半分でしか成立しないことを示す。

例えば電源をオフにするマグネットスイッチ1は永久磁石が到達した時の位置であるから、それはマグネットスイッチ6の位置でもあるからである。従って電源をオフにするマグネットスイッチ1から5と同位置というのは、電源をオンにするマグネットスイッチ6から10の場所と置き換えることができるし、また電源をオンにするマグネットスイッチ6から10と異なった位置というのは、電源をオフにするマグネットスイッチ16から20の場所と、回転角度にすると67.5度から90度の場所と置き換えることができる。

実施例１０では、吸引力の働く電磁石Ｍに相反した斥力を働かせるために第3電源Z を設置して、また実施例９では斥力の働く電磁石Ｎに相反した吸引力を働かせるために第4電源Fを設置したが、第3電源Zも第4電源Fも用いずに第1電源Vと第2電源Wの2つで吸引力の働く電磁石に相反した斥力を働かせ、また斥力の働く電磁石に相反した吸引力を働かせるようにする。

図１０は、図８から電源F を取り除いて、代わって電源Wが斥力の働く電磁石Ｎに相反した吸引力を働かせるために、電磁石Ｎに逆流電流を流す回路に設定したものである。斥力の働いていた電磁石Ｎは、マグネットスイッチ6から10で電源がオンであった後、マグネットスイッチ16から20で電源がオフになると同時に電源Wから逆電流が流れ、斥力の働いていた電磁石Ｎに相反した吸引力が働く回路としている。従って電源Wは、絶え間なく電流を流し続けることになる。

図１１では、吸引力の働いていた第1電磁石Ｍは、電源がオフになると同時に、第1電源Vから逆電流が流れるような回路としている。マグネットスイッチ1から5で第1電源Vがオフになると同時に、電源をオンにするマグネットスイッチ16から20で、同時に第1電源Vから逆流電流が流れて、第1電磁石Ｍは吸引力から相反する斥力にと変わる。従って電源Vは、絶え間なく電流を流し続けることになる。

第1電源Vと第2電源Wが第1電磁石と第2電磁石に交互に逆流電流に切り替えるタイミングは、回転角度の1番目、2番目、3番目、4番目で、例えば、永久磁石Dはマグネットスイッチ1に到達した瞬間にマグネットスイッチ11で相反した電磁石Ｍの斥力で回転させられるのであるが、永久磁石Ｄは、マグネットスイッチ16で電磁石Ｎから相反した吸引力で引き寄せられるので、その正確なタイミングの位置は、第1電磁石と第2電磁石の中間ということになる。この位置が正確でないと吸引力から斥力へ、あるいは斥力から吸引力への正確な切り替えができないと、磁力を相殺することになるので、アナログなマグネットスイッチよりかは、機械的な位置センサーを用いた正確な電源のオンとオフを得ることが望ましい。

実施例１１までは回転装置にマグネットスイッチを用いたが、マグネットスイッチの物理的なオンとオフの切り替えのスピードが仮に0.1秒だとすると、分割数の2倍で360度を割った回転移動角度は、0.1秒より早くすることはできない。つまり回転速度はスイッチのオンとオフのスピードに比例することになるので、それ以上の回転速度を求めることができない。よって、マグネットスイッチに替わる高速のオンとオフの切り替えが可能な、方法が求められる。

マグネットスイッチに替わる電源のオンとオフの切り替えに、マグネットスイッチ以外の他の方法として、マグネットスイッチの規則的な電源のオンとオフの切り替わりを、電磁石に直接電流を流しまた遮断することで、マグネットスイッチと同等のあるいはより正確な効果を得ようとする。

円盤を分割数の2倍で360度を割る回転移動角度の回転移動距離が、マグネットスイッチの最小対応単位となるので、マグネットスイッチの物理的な大きさ以下には、円盤は分割できないことになる。

回転移動角度に設置したマグネットスイッチに代わる電源の切り替え方法として、第1電源、第2電源、第3電源、第4電源が、第1マグネットスイッチ、第2マグネットスイ、第3マグネットスイッチ、第4マグネットスイッチから得ると同等のタイミングと時間の電流の流れを、1電源、第2電源、第3電源、第4電源から直接に電磁石に流すようにした。

電磁石の電源の切り替えのタイミングと時間を求めるには、円盤上の永久磁石の位置と電磁石の位置が、電源の切り替えのタイミングと時間にマッチングしなければならない。また円盤の回転速度は、始動時と稼働時には速度が異なるので、電源のオンとオフの切り替えのスピードとタイミングは、回転装置の始動から次第に高速回転に至るまで少しずつ段階的に回転速度に合わせて調整すれば良い。一旦目的とする回転速度を得られれば、安定して高速の回転装置とすることができる。

表１は、マグネットスイッチ1から20に流れる電流のタイミングと時間と、電流の向きを示したもので、横軸が時間の経過を表し、時間の経過とは、分割数の2倍で360度を割った回転移動角度を進む時間のことである。その時間でオンとオフが繰り返されていることを表す。

表１の実施例３では、第1電源の第1マグネットスイッチ1から5は、１番目の回転移動角度でオフ、オン、オフ、オンと繰り返して、第1電磁石Ｍと連結されていて、第2電源の第２マグネットスイッチ5から10は、3番目の回転移動角度で、オン、オフ、オン、オフと繰り返して、第２電磁石Ｎと連結されていているので、同様の電流の流れと遮断を、電流の流れとして直接に送れば良い。

表１の実施例１０では、第1電源の第1マグネットスイッチは、１番目の回転移動角度でオフ、オン、オフ、オンと繰り返して、第1電磁石と連結されていて、第2電源の第２マグネットスイッチは、3番目の回転移動角度で、オン、オフ、オン、オフと繰り返して、第２電磁石と連結されていて、第3電源の第3マグネットスイッチは、１番目の回転移動角度で、オン、オフ、オン、オフと繰り返して、第1電磁石に逆流電流で連結されていて、第４電源の第4マグネットスイッチは、2番目の回転移動角度でオフ、オン、オフ、オンと繰り返して、第２電磁石に逆流電流で連結されている。
新たに加わった第3電源Zと第4電源Yには、第1電源Vと第2電源Wと同じタイミングと時間で、マグネットスイッチ11から15に、そしてマグネットスイッチ16から20に、電源Zと電源Yから逆流電流がそれぞれ第1電磁石と第2電磁石に流れ、第1電磁石が相反する斥力を、そして第2電磁石が相反する吸引力を反復して得ることを表す。

表１の実施例１１では、電源Vと電源Wと同じタイミングと時間でマグネットスイッチ11から15とマグネットスイッチ16から20に、電源Vと電源Yから逆流電流がそれぞれ第1電磁石と第2電磁石に流れ、第1電磁石が相反する斥力を、そして第2電磁石が相反する吸引力を得ることを表す。

従って、回転装置の電源のオンとオフとを切りえるマグネットスイッチに替わって、表１に表すように、同じタイミングと同じ時間でそれぞれの電磁石にオンとオフの電流を流すことで、マグネットスイッチに替える効果を得ることができる。

同じタイミングと同じ時間と言うのは、電源のオンとオフタイミングが、永久磁石と電磁石が分割した中心からの直線上にある事であり、また分割した数の2倍で360を割った回転角度上にある事であり、また同じ時間とは、永久磁石が、分割した数の2倍で360度を割った回転移動角度を、永久磁石が回転移動する時間のことであり、それは電流を流す時間でありまた電流を遮断する時間でもある。すなわち、時計の12時をスタートとすると、そこから分割した数の2倍で360度を割った回転移動角度を回転する度に、マグネットスイッチはその時間に電源をオンにしたりオフにしたりして繰り返すそのタイミングと時間で、電流を流したり遮断することを、表1は表している。

しかしながら、そのタイミングと時間は、円盤の回転速度とマッチングしなければならない。そこで必要なのが、円盤上の永久磁石と電磁石が中心からの直線上に並ぶタイミングである。その位置が電源のオンまたはオフにするタイミングであり、またそこから円盤を分割数の2倍で360度を割った回転移動角度が時間である。その位置と電流を流すあるいは切断するタイミングは、電源のオンまたはオフにするタイミングと同期する必要があり、センサーで捉えてかつ電源のオンまたはオフと連動させる必要がある。

円盤の回転速度を調節するには、回転速度に合わせて、それぞれの電源のオンとオフの時間を調整すれば良い。

永久磁石は磁力を保っており、そこに内在する吸引力と斥力を回転動力とすることは磁力の有効利用である。

Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ永久磁石-
１～５オフ用第１マグネットスイッチ
６～１０オン用第２マグネットスイッチ
１１～１５オン用第３マグネットスイッチ
１６～２０オン用第４マグネットスイッチ
Ｍ吸引力の働く第１電磁石
Ｎ斥力の働く第２電磁石
Ｇ吸引力
Ｐ斥力
Ｒ円盤
Ｋ、Ｔ、Ｕ、Ｓスイッチ
Ｖ第１電源
Ｗ第２電源
Ｚ第３電源
Ｆ第４電源
Ｊ、Ｑ、Ｘ、Ｙ電線

Claims

回転装置とするために、軸を有して回転できる円盤を、
その中心から4以上の数で均等に分割して、その中心からの分割線上に永久磁石を、そのＳ極かＮ極の片方を中心側に向け、また片方を円周線に接するようにして、それぞれ前記分割線上に均等に設置して、第1電源に接続された吸引力の働く電磁石は、前記分割直線上の円盤の外周沿いに円盤に近接して設置して、

第1電源に接続された前記永久磁石の磁力によってスイッチをオフにするマグネットスイッチ1、2、3、4、5を、前記分割した数の２倍で３６０度を分割した分割角度に設置するのであるが、

前記第1電磁石と、前記マグネットスイッチ1、2、3、4、5は、円盤の外周沿いに分割した数あるいは分割数以下の数で、それぞれ設置するのであるが、

回転装置を反時計回りとするために、

前記電磁石を円盤の前記分割線上の外周沿いに設置して、また前記分割線から反時計回りで見て、円盤の外周沿いの前記分割角度に、前記マグネットスイッチ1、2、3、4、5を設置して、

また、回転装置を時計回わりとするために、
前記電磁石を円盤の前記分割線上の外周沿いに設置して、また前記分割線から時計回りで見て、円盤外周沿いの前記分割角度に、前記マグネットスイッチ1、2、3、4、5を設置して、

第1電源がオンの状態で、電磁石の吸引力で、回転動力を得る回転装置。
請求項1では、電磁石の第1電源をオフにするためにマグネットスイッチ1、2、3、4、5を用いたが、前記電磁石に逆流電流を流すための新たな第2電源と、前記第2電源に接続された新たなマグネットスイッチ6、7、8、9、10を
設置するのであるが、

回転装置を反時計回りとするために、

前記電磁石を円盤の前記分割線上の外周沿いに設置して、また前記分割線から反時計回りで見て、円盤の外周沿いの前記分割角度に、前記マグネットスイッチ1、2、3、4、5を設置して、また前記同じ分割角度に前記マグネットスイッチ6、7、8、9、10を設置して、

回転装置を時計回りとするために、
前記電磁石を円盤の前記分割線上の外周沿いに設置して、また前記分割線から時計回りで見て、円盤の外周沿いの前記分割角度に、前記マグネットスイッチ1、2、3、4、5を設置して、また前記同じ分割角度に前記マグネットスイッチ6、7、8、9、10を設置して、

第1電源がオンの状態で、前記電磁石の吸引力で回転動力を得て、第2電源がオンの状態で、前記電磁石の斥力で回転動力を得る回転装置。
前記請求項1、2では電磁石の電源をオンとオフにするのに、マグネットスイッチを用いたが、

マグネットスイッチに代わる電源の切り替え方法として、
回転する永久磁石が分割線上に位置するタイミング、

また永久磁石が分割線から分割角度を移動する時間を、センサーが検知して、センサーと接続された制御装置が第1電源を連続してオフあるいはオンに、また第2電源を連続してオンあるいはオフにするために、

そのタイミングと時間で電流のオンあるいはオフにする指示を、電源から直接に電磁石へと、制御装置が電気信号として送信する方法を用いるのであるが、

回転装置を反時計回りとするために、

永久磁石が反時計回りに前記分割線を超えるタイミング、そのタイミングから最初の前記分割角度を永久磁石が移動する間、センサーと接続された制御装置が第1電源をオフにして、また同時に第2電源をオンにして、

回転装置を時計回りとするために、
永久磁石が時計回りに前記分割線を超えるタイミング、そのタイミングから最初の前記分割角度を永久磁石が移動する間、センサーと接続された制御装置が第1電源をオフにして、また同時に第2電源をオンにして、

また、第1電源と第2電源を連続してオンとオフにするタイミングと時間の長短を、調節可能にできる制御装置に連結されて、第1電源がオンの状態で、前記電磁石の吸引力で回転動力を得て、第2電源がオンの状態で、前記電磁石の斥力で回転動力を得る回転装置。