JPH0255587A - 磁石モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は磁石モータに関し、より具体的には永久磁石
を動力源とするモータに係り、更に具体的には本発明に
適用する永久磁石は円形胴の内面に所定ピッチをもって
埋設した固定磁石とこの固定磁石表面の直近にこの磁石
の同極を対向させるように回転筒の表面に形成したら旋
状の銹導磁石とよりなりこの両磁石間の吸１反発力によ
って前記回転筒を回転させると共に、この回転筒に連結
している回転腕を介して発電機軸を回転して発電機能を
生じさせるようにした磁石モータに係る。

〔従来の技術〕

この出願の発明者は永久磁石を用いた磁石モータに関し
て特願昭６２−４４９８６号として技術開示しているか
、前記発明は固定永久磁石に対してこの固定永久磁石の
同極を対向するにうに回転体の周縁に位置設定した複数
個の永久磁石間の吸１反発力を両磁石の対向間隙に設置
した吸着板によって回転方向に）みの回転力に変換して
前記回転体を回転させてモータとして機能させようとす
るものであった。

（発明が解決しようとする課題） 前記した特願昭６２−４４９８６号の磁石モータが固定
永久磁石と回転永久磁石間に設置した吸着板を動作させ
ることによってモータとしての機能を発生させていたが
、この発明は前記した吸着板を介在させないで作動する
ような磁石モータを提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） この発明は２個の永久磁石の同極または異極をそれぞれ
対向させた際に発生する吸２反発力を動力源とし、この
吸１反発力を変換装置を介して回転運動に変換するよう
にした磁石モータに関するものである。そこで前記動力
源の発生原理を説明すれば次のとおりである。

第１図は２個の永久磁石による吸着力の発生状態を示し
たもので同（ａ）図示のように所定長さを持つ磁石１と
この磁石１に対して極めて短長の磁石２とを異極を所定
巾ｋｌｌｌｌｔ間させて対向させれば、両磁石間には前
記中にと両磁石の磁気量に応じた吸着力が発生する。し
かも磁石１に対する磁石２の安定位置（両磁石間に発生
している吸着力が等しくなる位置）は磁石１のほぼ中央
である。

前記平衡状態にある磁石２を同（ｂ）図示のように磁石
１の左端まで強制的に移動させておき、この点で磁石２
に対する強制力を解放すれば同磁石２は矢印方向に平衡
点Ｘを通過してＡ点からＢ点まで移動する。そして平衡
点ＸからＡ点および同Ｂ点までの距離はほぼ同長ＬＯで
ある。同様にしてＢ点の磁石２は次の段階で反対方向（
矢印３１参照）に引きよせられ点Ａより近い６点に移動
し、次段階で反対方向（矢印３２参照）に吸引移動し点
Ｂより近いＥ点に移動す。このように磁石２は磁石１に
対して左右反対方向への減衰運動を繰り返しながら最終
段階では同（ｃ）図示のように磁石のほぼ中央の平衡点
Ｘて６７）止することになる。

この発明は、前記した長大磁石１に対する短長磁石２の
吸着または反発力に基づく長大磁石１の長さＬ内で生ず
る左右方向への移動を一方向のみの移動に規制し、この
一方向のみの吸着または反発力を利用して磁石モータを
形成しようとするものである。

前記した一方向のみへの移動規制手段を第図（ｄ）およ
び（ｅ）図により説明すれば次のとおりである。第１図
（ｄ）図示のように、長さしの長大磁石１に対して、こ
の磁石１よりも磁石特性（高磁力）の高い磁石３を、異
極面を対向させしかもその両端縁の一部が重なるように
ほぼ平行に位置設定する。

このように位置設定した２個の磁石１，３に対して短長
磁石２を同（ｅ）図示のように長大磁石１の左端Ｆ点に
位置させて、この磁石２を解放すると、この磁石２は矢
印３３に添って長大磁石１の右端Ｇ点に達する。このＧ
点に達した短長磁石２は前記長大磁石ｌの端縁部を離れ
て重ね合せ状に位置されている他の長大磁石３の高反発
力によって矢印３４方向に強制移動され、前記磁石３の
右側端のＨ点まで達する。

この現象は第１の長大磁石１に対して第２の長大磁石３
の磁石を高くしておきしかも両側端縁をほぼ離れた位置
で重ね合せ状に位置設定したためである。

しかしながら、第１図（ｂ）図において、磁石２が磁石
１の端末を通過して磁石３の反発力下で矢印方向へ進行
するためには、磁石１の磁石２に対する反対方向（図の
左側方向）への反発力に打ちかつだけの矢印方向への押
圧力を必要とするが、この押圧力は磁石２自体の磁力を
磁石３の磁力にほぼ等しい程度の大きさに変換すること
によって達成されるものである。

この発明の基本構成を第２図および第３図を参考にしな
がら説明すれば次のとおりである。

第２図および第２図Ｉ−１線拡大断面を示す第３図にお
ける図面符号は；５は機枠部、６は回転部、７はおよび
８は転勤磁石部と固定磁石部をそれぞれ示している。

機枠部５は基台５０上に固設されており、この機枠部５
には固定磁石部８と２個の回転部６．６とが設りられて
いる。

特に第３図で示すように２個の回転部６゜６は枢軸６２
を中心にして左右対称位置に設けられており、しかも両
者の４１ζ造は後で詳述する回転腕６３の両側端に形成
した転勤磁石部の誘導磁石の配列位置を異しただけの同
一構造として形成されている。従って以下１個の回転部
６のみを説明するだけで他の１個についての説明を省略
するものとする。

次に前記した各部材の具体的構造を説明すれば次のとお
りである。

基板５１上に形成された固定磁石部８は所望径をもった
円形用８１とこの円形用の内側上部に所定ピッチＰをも
って埋設した固定磁石８０どで形成されている。

回転６に形成された転勤磁石部７は断面鼓形の回転筒７
】とこの回転筒にら層状に埋設した１条の誘導磁石７０
で形成されている。また回転筒７１は回転部６の回転腕
６３の端部に形成した回転機構６０によって回転自在と
されており、しかもこの回転筒の外表面は、特に第２図
で明らかなように円形用８１の曲面とほぼ同一曲面に形
成されており、しかも円形用８１の固定磁石８０面に対
して回転筒７１の出張面が最近位置に対向するように形
成されている。

なお回転機構６０は回転腕６３の端部に立設した保持杆
６４に中心部を固定しまた保持腕６５の枢支軸６６．６
６で形成されており、前記回転筒７１は枢支軸６６．６
６によって両端部を枢支されており回転自在とされてい
る。

このように形成された各部材の動作を説明すれば次のと
おりである。

回転腕６３は自由な回転を行うことができ、しかもこの
回転腕とは無関係に回転筒７１は回転腕６３に連結する
枢支軸６６に対して回転自在とされている。その上回転
筒７１の中心断面における外表面は回転位置がとこにあ
っても円形用８１に対して所定間隙ｋをもって対向して
動作するように形成されている。

前記した２個の転勤磁石部７，７′の断面鼓形の回転筒
７１に成形した誘導磁石７０の態様を第４図により説明
すれば次のとおりである。

第４図は先に説明した２個の転勤磁石部７７′（第２図
参照）のそれぞれの回転筒８１の外表面に形成したら層
状の１条の誘導磁石７０の形成態様と前記両回軟部７１
．７１か固定磁石部８の円形用８１に形成した固定磁石
８０に対してどのような位置関係にあるように構成した
かを示したものである。なお同図にお４−する図面符号
の同じものはいずれも同効部材を表わすものである。

第４図（ａ）は転勤磁石部７に形成した誘導磁石７０を
示したものてこの磁石７０は始点をＸとし終点なＹとす
る１条の磁石Ｓ１と始点Ｘから所望長さに間だけ前記磁
石Ｓ１に添設した磁石Ｓ２とて形成されている。

第４図（ｂ）は他の転勤磁石部７′に形成した誘導磁石
７０を示したものでこの磁石７０は始点なＸとし終点を
Ｙとする１条の磁石Ｓ１と終点Ｙから前記磁石Ｓ１に添
設した磁石２とで形成されている。

両誘導磁石７０．７０の場合はいずれも２条の磁石Ｓ１
．Ｓ２の添装部分（合成磁石部Ｓ）において他の端末磁
石部ＳＯよりも磁力は強大になるように形成されている
。

次に両誘導磁石７０．７０か固定磁石部８の円形用８１
に形成した固定磁石８０に対してとのような位置関係に
あるかを第４図（ａｌ）、同（ｂ−１）図により説明す
ると次のとおりである。

（ａ−１）図に示すように、転勤磁石部７の誘導磁石７
０の合成磁石部Ｓか所望の固定磁石８０に対向した位置
をとった場合、他の転勤磁石部７′の読４磁石７０の端
末磁石部ＳＯが同（ｂ−１）図示のように他側の所望固
定磁石８０に対向した位置をとるように構成をされてい
る。

またこの発明においては前記した固定磁石８０と誘導磁
石７０とはいずれも異極面を対向させた構成とされてお
り、特に吸着力を生ずるように極面を対向させた場合に
好結果を生ずる。

〔作用〕

この発明の作用を第５図および第６図を参照にしながら
説明すれば次のとおりである。なお両転勤磁石部７．７
′の作用は同一につき前記のうちの１つについてのみ説
明する。

第５図（ａ）は転勤磁石部７の回転筒７１に形成した誘
導磁石７０が円形用８１の固定磁石８０に近接して対向
した場合を例示したものであり、第５図（ｂ）は前（ａ
）図１−Ｉ線断面における誘導磁石７０の態様をブロッ
ク図（−）、（ニ）、（三）によって示したものである
。

第５図（ｂ）について説明する。同図は、回転筒７１の
表面に連続して設けたお導磁石７０を所定のら施角度を
もった直線として表示し、その磁石７０の小分割した分
割部をｎ１ｎ２−−−一とし、円形用８１を平坦面とし
てこの面に固定磁石８０を形成しこの磁石８０の小分割
した分割部をｍＯ，ｍｌ−−−一として表示し、その上
符号には回転筒７１表面の誘導磁石７０が回転筒７１の
回転によって固定磁石８０に最も近づいた位置を表示し
たものである。

まず第５図（ｂ）（−）について： 誘導磁石７０の分割部ｎｌ、ｎ２．ｎ３−−−−と固定
磁石８０の分割部ｍＯ，ｍｌ、ｍ２間には矢印方向の吸
着力が発生ずるが、これを両磁石間全体の吸着力として
ベクトル的に表示すれば前記吸着力には回転筒７１を円
形用８１側に近寄せようとする回転力りと前方向に６動
させる推力Ｍとなる。

第５図（ｂ）（ニ）について・ 前記同図（−）で表示されている誘導磁石の分割部ｎ１
は前項の作用を受けて回転筒７１の裏側に転位すると共
にこの回転筒７１は第２図に示した枢軸６２を中心にし
て所望角度θだけ変位する。

第５図（ｂ）（三）について： 前記同図（ニ）で表示されている誘導磁石の分割部ｎ２
は前回（ニ）のｎｌと同様の作用を受けて回転筒７１の
裏側に転位すると共にこの回転筒７１は所望角度θだけ
変位する。

このようにして回転筒７１は自己回転しながら枢軸６２
を中心にして円形用８１内を回転するものである。

第６図は回転筒７１表面に設けた誘導磁石７０の端末分
割部ｎ以降の不連続部における作用の説明図であり、同
図中の同符号はいずれも前各図の部材と同効部材を表わ
す。

第６図（−）において端末分割部ｎが固定磁石の分割部
ｍＯ，ｍ１−−一一に近ついてぎた場合の吸着力ベクト
ルに′は第５図（−）、（ニ）および（三）で表示した
各ベクトルと異なり、この部分の吸着ベクトルに′は転
位力Ｌ′のベクトル方向は同じであるが変位力Ｍ′のベ
クトル方向は逆向に作用する。このことは回転筒７１を
逆方向に転勤させる作用を生ずる。

しかしながら前（−）の状態を現出した場合には同（ニ
）図示のように合成磁石部Ｓ（第４図参照）が固定磁石
８０の他の分割部ｍ７゜ｍ８．ｍ９−−ｍ−に近接して
おり、この部における吸着力に″は前（−）における吸
着力に′よりも強力であり、回転筒７１に対する転位力
Ｌ″および変位力Ｍ″も前（−）におけるＬ′、Ｍ′よ
りも強力であるので前（＝）の逆方向の変位力にうちか
って第５図（−）。

（ニ）および（三）で説明した作用を継続して行うこと
ができる。このようにして回転筒７１は枢軸６６を中心
にして回転しながら他の枢軸６２を中心にして円筒筒内
を回転するものである。

この発明は同機能をもった２個の転勤磁石部７．７′を
採用することによって前記した第６図の作用を更に確実
に行なわせることができる。その詳細を説明すれは次の
とおりである。

第４図示の２個の転勤磁石部７．７′の言秀導１１　、
ＺＴ　７０のら層巻の構造はそねそオー７の磁石、′部
７，７′連続磁石Ｓｌのそ狛ぞ−゛才１の終４＠部ＳＯ
に対して合成磁石Ｓが対応するように位置設定さねてい
る。

このｌ）に位置設定することにより両磁石部７．７′は
端末分割部ｎ　ｋ二おける逆方向の変位力に対して相互
に協働して常に一方向への変位力を出力させるものであ
る。なお特に図示し、ないが両転動ｈｎ石間に一ノー記
位１６関係を常にマ１を持するよう７１連釦機構を介在
させることによって更に良好な結果を生しさせることが
Ｃきる。

〔実施例〕

第７図にこの発明の実施例が示されている。

第７図（ａ）および（ｂ）て明らがなよ′″）１．：、
枢軸６２に回転腕６３を介して連結されＣいる２個の転
勤磁石部７．７′は転勤磁石Ｑｌ　７゜７′の回転筒７
１．７１の表面にそ、ｆｔそれ形成されたら胞状の言先
導磁石７ｏ、７０が所定間隙をへたて°Ｃ形成し・た円
形胴８１面の固定磁石８０に対して相互の吸着作用を生
じ、この吸着作用は回転筒７１．７１の矢印方向の自転
力ど枢軸６２に対しで回転腕６３を介１ノで矢印方向の
回転力を牛１ノさ−υるものである。

Ｌ、かも前記回転力は２個の転勤磁石部７７′の誘導磁
イー１７０．７０の合成磁石Ｓと誘導磁石端末ＳＯとを
対称位置に形成することによって連続した回転作用を枢
軸６２「生じさせるものである。・二の回転は第７図（
１〕）で明示し・たよりに、機枠下に設けた発電機器９
ｏに作用し・所望電流Ａを生しさせる。

この発明に係るら胞状の誘導磁石は特にこの実施例に限
定されるｂのでなく、２木またはそね以上の帯形状を並
配列したものとすることができるばかりでなく、転勤磁
石部の形状個数等は任意に段形てきるものである。

〔発明の効果〕

二の発明は、円形胴内面に所定ピッチをもって形成した
固定磁石と、この固定１ｉｆＩ石に対しで所定間隙をへ
たてて対向するように位置設定され！Ｊ曲面を有する回
転筒外面Ｖ前記固定磁石と異なる磁極面をもつら胞状の
誘導磁石を形成し、しかもこの回転筒を回転自在に枢支
する枢支軸を回転腕を介して枢軸に連結した構成と１７
たので、両磁石間に生ずる吸着力によって前記枢軸に対
して連続した回転を生じさせることができる。

またこの発明は、回転筒に形成したら胞状の誘導磁石の
合成磁石の設定位置を屓にする２個の回転筒を２個の回
転腕にそれぞれ独立して形成することによって更に良好
な連続回転を生じさせることができる。

このようにしてこの発明は永久磁石を用いて前記構成に
よって発電器を作動しこの発電器で電流を発生させるよ
うにした発電機能を有する。

またこの発明の磁石モータは永久磁石の保有する固有の
磁力をエネルギ源として利用するので、このエネルギが
消滅するまで動作させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｅ）はこの発明に係る磁石千−夕の
原理を説明するための原理図、第２図はこの発明の基本
構造を示す一部断面した平面図、第３図は第２図Ｉ−Ｉ
線拡大断面図、第４図はこの発明に係る回転筒外表面に
形成した誘導磁石の配設態様の説明図、第５図、第６図
はこの発明に係る回転筒か磁石モータとして作用する吸
着力のベクトル表示図、第７図はこの発明の実施を表わ
１７、同（ａ）図は平面図、同（ｂ）図は同（ａ）ｎ−
ｎ線断面説明図。 １．３：長大永久磁石 ５、機枠部 ７・転動磁石部 ５０・機枠 ６０　回転機構 ６３：回転腕 ７０、誘導磁石 ８０：同定磁石 ・短長永久磁石 回転部 固定磁石部 基板 ・枢軸 ４区立Φ山 回転筒 円形胴 Ｓに回転筒にら胞状に配列した誘導磁石Ｓ２：磁石Ｓ１
の始まった終端部に並設したお導磁石 Ｓ：Ｓｌと３２との合成磁石部 ＳＯ：磁石Ｓ１の始または終端部 ９０：発電器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）枢軸に基部を固定した回転腕の自由端に回転筒を
   枢支し、前記枢軸を中心として立設された円形胴に対し
   て前記回転筒の外表面を所定間隙へだてて対向させるよ
   うに形成し、しかもこの回転筒の外表面にら旋状の誘導
   磁石を配設すると共に、前記円形胴の内周面に所定ピッ
   チを持った固定磁石を配設して構成したことを特許とす
   る磁石モータ。
2. （２）枢軸に基部を固定した複数本の回転腕のそれぞれ
   の自由端に独立して動作する回転筒を枢支したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁石モータ。