JPH05504041A - 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】 磁石モータ 発明の背景 本発明は、磁力を回転動作に変換する磁石モータに関するものである。ピストン が同様の室内に摺動可能に配置された往復運動装置が周知である。駆動力がシリ ンダ室内で周期的に発生され、ピストンを駆動して往復運動させる。往復運動エ ンジン又は装置内で駆動力を提供するため電磁力が利用されてきた。かかる一部 の装置においては、ニンジンのシリンダ室を囲繞する複数の電気コイルが設けら れる。電気コイルは電流により励起され、室内に発生された電磁力はピストンを 駆動して往復運動させることが出来る。通常、電磁往復運動装置は構造が極めて 複雑であり、構造体内に極めて精密な制御手段を組み込み、装置を制御されかつ 効果的な方法にて作動させることを要する。更に、殆どの従来の磁石モータにお いて、コイルに常に大きい電流を供給し、有効な往復運動を生じさせる必要があ る。キニン（Ｋｉｌｉｓｋｉ）への米国特許第３．１１１１．０５８号において 、該特許権者は永久磁石のような永久磁石材料に蓄えられた磁気エネルギを利用 して、往復運動装置に必要な駆動力を得ることが出来ることを発見したと述べて いる。

発明の概要 本発明は２つの静止型ディスク状磁気ホルダ間に取り付けられたクランク軸を有 する磁石モータである。望ましくは、８つの永久磁石を各ディスクの周縁に沿っ て等距離にて配置する。その周縁に沿って等間隔に離間された同様の数の磁石を 有する回転可能な磁石支持ホイールが各軸の端部に固定されている。かかる１つ のホイールにおける磁石がもう一方の回転するホイールにおける磁石と２２．５ ０だけ非整列状態とされている。ビン噴出装置がクランク軸の上方にてケースに 取り付けられている。かかる噴出装置の各々はクランク軸を回転させることによ りビン噴出装置ハウジング内を上下に駆動される噴出パッドと間欠的に接触する 噴出駆動ビンを有している。噴出駆動ビンはインキ書きペンのボール先端を押し 出しかつ退却させるのに使用される機構と同様の機構を備えている。各磁石ホル ダの磁石は４５°離間されており、１つの固定されたディスク又は静止型ディス クの磁石はクランク軸の他端の永久ディスクの永久磁石と整列状態にある。磁石 かの動作を行ない、好適な実施例において、該磁石は押し又は反発し、即ち、永 久ディスクの磁石は相互に隣接する回転磁石の極性と同一極性を有することにな る。噴出装置を使用してクランク軸及びはずみ車又は回転する磁石支持ホイール を中心外に蹴り出し、固定された回転磁石により発生される次の推進力が回転動 作を継続する。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の磁石モータの一部切り欠いた全面の側面図、第２図は第１図の 線２−２に沿った右側面図、第３図は第１図の線３−３に沿った左側面図、第４ 図は第１図の線４−４に沿った図、第５図は第２図の線５−５に沿った図、第６ 図は本発明の磁石モータの噴出ビンの大部分断面図とした図、第７図は第６図の 線７−７に沿った図、第８図は第６図のビン噴出装置の噴出ビンの全面の図、第 ９図は第８図に示したビン噴出装置のスリーブヘッド内に挿入可能な軸を有する 歯付きばねホルダの全面の図、 第１０図は第９図の線１０−１０に沿った図、第１１図は第１３図の発火準備位 置に落下する直前の位置にある歯付きヘッドの図、 第１２図は展開前の噴出壁の内側の内面図、第１３図は発火準備位置にある噴出 ビンの一部断面図とした図、第１４図は第１３図の線１４−１４に沿った図、第 １５図は左側のビンが上死中心点にある相対位置における４つの噴出ビンを示す 図、 第１６図は左側の第２のビンが上死中心位置にある点を除いて、第１５図と同様 の図、 第１７図は左側の第３の噴出ビンが上死中心位置にある点を除いて、第１６図と 同様の図、 第１８図は第４の噴出ビンが上死中心位置にある点を除いて、第１７図と同様の 図、 第１９図Ａ及び第１９図Ｂはそれぞれ第１の噴出ビンが第１５図に図示するよう に上死点位置にあるときの回転磁石及び非回転磁石の左側及び右側磁石方向を示 す図、 第２０図Ａ及び第２０図Ｂはそれぞれ第２のビン噴出装置が第１６図に示すよう な上死点位置にあるときの左側及び右側磁石位置を示す、第１９図Ａ及び第１９ 図Ｂと同様の図、 第２１図Ａ及び第２１図Ｂは第１のビン噴出装置が箪１７図に図示する上死点位 置にあるときの左側及び右側磁石位置をそれぞれ示す図、第２２図Ａ及び第２２ 図Ｂはそれぞれ第２ビン噴出装置が第１８図に図示した上死点位置にあるときの 左側及び右側磁石位置を示す図である。

発明の詳細な説明 先ず、第１図、第２図及び第３図を参照する。第１図には、軸受は又はブツシュ １５によりブロック１０から支持されたクランク軸１４が取り付けられたキャビ ティ１２を備えるケースブロック１０が図示されている。恒久的に固定された磁 石１８が設けられた静止型基部磁石ホルダ１６が右側に図示されている。第２図 から明確に理解されるように、かかる永久磁石１８は８個設けられている。磁石 支持ホイール２０がクランク軸１４に固定されかつ該クランク軸１４により支持 され、更に該クランク軸１４と共に回転する。磁石支持ホイール２０は等間隔に て離間された８個の回転磁石２２を支持している。歯車２４はクランク軸１４に 固着され、出力取り出し手段として機能する。

磁石１８と整列させた８個の静止型磁石２８を有する静止型基部磁石ホルダ２６ が第１図の装置の左側に設けられている。又、等間隔に離間した８個の回転磁石 を備える支持ホイール３０がある。１つのホイールの回転磁石は他方の回転ホイ ールの磁石と２２．５°だけ非整列状態にされている。

第１図に図示するように、ケース１０の頂部に取り付けられた４つのビン噴出装 置組立体３４．３６．３８．４０が設けられている。ビン噴出装置４０の切欠き 図に図示するように、ビン噴出装置４０に対して図示する位置に・ある噴出駆動 ビン４２がハウジング４４の下方を大きく為したハウジング４６内まで伸長する 。

該ハウジング内に摺動可能に取り付けられた噴出パッド４８がハウジング４６内 に離間されている。該噴出パッドは接続ロッド５０によりナックルジヨイント５ ２に接続され、該ナックルジヨイント５２は軸１４に接続された平行なりランク アーム５６．６０に枢動可能に接続された第２の接続アーム５４を備えている。

枢着ビン５８が接続ロッド５４をクランクアーム５６．６０に接続する。他方の ３つのビン噴出組立体３４，３６．３８は同様にクランク軸１４に接続されてい るが、これらは同時にはその１つだけがその上死点位置にあるように軸に位置決 めされている。これら組立体は、クランク軸１４が一回転する毎に９０°離間し たその上死点位置に達する。

次に、第２図及び第３図を参照する。これら図は同様であるが、角度が異なるこ とが理解される。各側部には、ホイールと共に回転する８個の磁石、及び静止型 磁石ホルダに取り付けられた８個の磁石を有する磁石支持ホイールを備えている 。これら磁石は全て半径方向に等間隔に離間されており、任意の２つの隣接する 磁石は４５°離間されている。第２図及び第３図から、永久型又は静止型磁石ホ ルダ２６内における磁石２８の方向は静止型基部磁石ホルダ１６の磁石１８に対 して方向決めされ、又は該磁石１８と直接整列されていることが理解される。

しかし、回転するディスク又はホイール３０の回転磁石３２は回転するホイール ２０の回転する磁石２２に対して方向決めされていない。これらは軸１４の軸線 に関して回転軸２２の方向から２２．５°異なる方向に方向決めされている。換 言すれば、回転する磁石３２は第３図に図示するように、磁石２８及びビン噴出 装置組立体３４の真下にあり、回転する磁石２２はそれぞれ、第２図に示した２ つの永久磁石１８の間の中間にある。磁石１８．２８の内端縁は湾曲しているこ とが理解される。これは内側の回転磁石に対する隙間を提供するためである。ビ ン噴出装置４０は、ボールペンの頂部ビンを一回押せば書くためのボールが外に 出て、二度目に押すとボール先端が退却する何百万というボールペンのビンと同 様の構造及び機能である。第６図乃至第１４図には、かかるピン噴出装置の主た る構成要素が図示されている。

次にシリンダヘッド６４に螺合されたビン噴出装置ハウジング６２を示す第６図 を参照する。ハウジング６２は下端部に向けた肩部６８を有する内側通路６６を 備えて中空である。該ハウジングの上端はキャップ７０により閉じられる。通路 ６６の縮小径の通路部分７２は下方にテーパーを付けた肩部７４を備えている。

第８図には、ピン噴出装置１７６が図示されている。第８図に図示した該ビン７ ６は上述のボールペンのピン頂部の押出しビン又はロッドに対応する。ピン噴出 装置７６は通路８０を有する噴出装置へラド７８を備えている。第９図に図示し た歯ばねホルダヘッド８２は第６図に図示するようにスペース８０内に嵌入する 。

噴出装置ヘッド７８の上端部は歯ばねホルダヘッド８２のロック歯８４と噛み合 うことの出来るロック歯８３を備えている。歯ばねホルダへ、ド８２の上端は第 ６図に図示するように、ばね８８を保持するばね受け入れ肩部８６を備えている 。

ばね保持ヘッド９０は、第７図に明確に図示するように、４つの大きい相互ロッ ク歯車９２、及びロック歯車９２より小さい径の相互ロック歯車９２間に等間隔 に離間させた４つの小さい相互ロック歯車９４を備えている。

ハウジング６２の内壁は第７図及び第１２図に明確に示すように、その間に通路 １００が形成されたより小さい肩部９８を有する一連のロックパッド９６を備え ている。第１０図は第９図の線１０−１０に沿った図であり、９０°離間させた 相互ロック歯車１９、及び相互ロック歯車９２間に位置する相互ロック歯車１０ ４が図示されている。第１２図はロックバッド９６及びロック肩部９８のパター ンを示す、展開前の噴出装置の壁の内側の内部状態を理解するのに有用である。

次に、噴出バッド１０８の上方に取り付けられた噴出ピン７６を示す第４図を簡 単に参照する。クランク軸１４の回転に伴ない、該噴出装置バッド１０８はハウ ジング５２内で上下に動くことが理解されよう。第１１図において、噴出装置パ ッド１０８はクランク軸の回転により上方に動き、その箇所で該バッドは噴出ピ ン７６に接触し、これにより該ビンは上方に動きかつ第１１図に図示した位置と なり、噴出装置のスリーブヘプト８２は、ヘプト８２の傾斜した歯８４間の動作 に起因して、及びスリーブの噴出装置ヘッド７８の上方を向いた傾斜歯８３によ り回転日夜となり、噴出ピンがその発火準備位置となる第１３図に１示した位置 に達するまで、連続的に上向きの力が加わることによりホルダヘッド８２を回転 させる。次に、バッド１０８がビン７６に接触するとき、ホルダヘッド８２はば ね８２の下方に付勢する力により回転し、下降自在となる。この下向きの力はバ ッド１０８に伝達され、この力は次に回転力の形態にてクランク軸に伝達され、 該クランク軸を回転位置に駆動する。このように、クランク軸の１つの回転位置 により、バッド１０８は噴出ピン７６を上方に駆動し、該ビン７６が発火準備と なり、クランク軸の次に回転により、（その下方位置に下降した）ビン７６を上 方に動かし、その上方への動きによりホルダへラド８２は非ロツク位置まで回転 され、これによりばね８８は該ヘッド及びビン７６を下方に駆動する。

次にこの磁石モータの作用について説明する。先ず、第１９図Ａ及び第１９図Ｂ を参照する。第１９図Ａ、第２０図Ａ、第２１図Ａ及び第２２図Ａは第３図に示 した方向の内、磁石方向の左側を示す一方、第１９図Ｂ、第２２図Ａ１第２２図 Ｂ、第２２図Ｂは右側磁石方向、又はこれら磁石の第２図に示した方向を示す。

第１９図Ａに示した位置にあるとき、磁石２８．３２は略整列されるが、磁力は 実線の矢印方向に生じる。点線の矢印は回転するホイールの回転方向を示す。磁 石２８のＮ極を示す第１９図Ｂは磁石３２のＮ極に隣接しており、このため反発 動作が生じる。これは左側磁石方向及び右側磁石の双方のその他の全ての対の磁 石に当て嵌まる。第１９図Ｂにて、回転磁石２２は実線の矢印で示した力により 磁石１８に隣接する位置から図示した方向に向けて急激に推進される。次に、ク ランク軸及び噴出バッド４８の位置を視覚的に示すため第１５図を参照する。ビ ン噴出装置組立体４４において、バッド４８Ａは第１１図に示した方法と同様の 方法にてピン噴出装置の駆動ピン７６Ａを上方に向けてハウジング３４内まで押 し込む。クランク軸が一回転すると、ビン噴出装置組立体は発火準備状態となり 、クランク軸１４が次に回転するとき、噴出パッドが噴出ピンを発火させる。ク ランク軸及び噴出パッド４８Ｂ、４８Ｃ１４８の位置も又図示されている。クラ ンク軸が回転を続けることにより、ビン噴出装置組立体は第１６図に示した位置 となる一方、ビン噴出装置組立体３６はその上死点中心位置となる。回転するホ イール２０．３０の回転は破線の矢印で示しである。ビン噴出装置組立体がキッ クモードにあるとき、回転動作が開始されたならば、該ビン組立体はクランク軸 及びはずみ車を中心外に蹴り出す。図示するように、クランクアームが噴出ピン に当たるとき、ビン及びばねはクランクアーム及び回転する磁石ホイールを中心 外に付勢させる。次に、モータの出力はホイール２４を介して適当な出カ取り出 し接続部に伝達される。ホイールが中心外に蹴り出されたならば、推進力により ホイールは回転する。

第２０図Ａ及び第２０図Ｂには、ビン噴出装置組立体３６が第１６図に示したそ の上死点中心位置にあるときの磁石の位置が図示されている。第２１図Ａ及び第 ２１図Ｂには、ビン噴出装置組立体３８が第１７図に示した上死点にあるときの 位置が示しである。第１８図には、磁石が第２２図Ａ１第２２図Ｂに示した位置 にあるとき、その上死点中心位置にあるビン噴出装置組立体４ｏが図示されてい る。

このモータは磁石の押し動作及び吸引動作により力が得られるように設計されて いる。図示した磁石は相互に近接する柱状である限り、押し動作を行なう傾向に ある。これら磁石は逆に配置し、これら磁石が相互に吸引動作する傾向となるよ うにすること力咄来る。上述のエンジンは、各端部に１６個ずつ、合計３２個の 磁石を有する４つのシリンダを備えている。各端部には、８個の回転磁石及び８ 個の静止磁石がある。この磁石モータは、クランク軸に押付は力を作用させ、磁 石の吸引力の点を越えてモータを駆動する噴出装置を備えている。本発明者が構 成した特別なモータは、鋼製部品を使用せず、アルミニウム、黄銅、及びステン レス鋼から成る小型のエンジンである。

又、本発明者が構成したモータの寸法には制限がなく、その寸法は使用、される 磁石寸法いかんによる。これら磁石はプラスチックにて形成することが出来、磁 石全体の頂部は整形された形状とし、又クランク軸はセラミックにて形成するこ とが出来る。本体も又プラスチックにて形成することも出来る。

本発明は幾分特定的に説明したが、この開示の精神及び範囲から逸脱せずに構造 及び配置の細部に多くの変更を加え得ることは勿論である。本発明は説明のため にここに掲げた実施例にのみ限定されるものではなく、各構成要素は妥当である 均等物の範囲を含み、請求の範囲の記載事項の範囲によってのみ限定されるべき ものであることが理解される。

国際調査報告

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．磁石モータにして、 ハウジングと、 前記ハウジングから回転可能に支持されたクランク軸と、前記クランク軸の各端 部に設けられかつ前記クランク軸に固定されたディスクと、 その外縁に沿って等間隔に離間された前記磁石ホルダーディスクの各々に取り付 けられた複数の永久磁石であって、１つのディスクにおける磁石が他方のディス クにおける磁石と非整列状態となるようにされた複数の永久磁石と、前記ハウジ ングの各端部に設けられた静止型磁石ホルダと、前記各静止型磁石ホルダに固着 された等間隔に離間した複数の磁石であって、前記各静止型磁石ホルダの対応す る磁石と整列された複数の磁石と、前記ハウジングに取り付けられた複数のピン 噴出組立体と、前記クランク軸を前記ピン噴出組立体の各々に接続し、前記噴出 パッドの各々が相互に９０°動くようにする手段とを備えることを特徴とする磁 石モータ。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の磁石モータにして、前記回転型ディスクの各々に ８個の永久磁石が設けられ、前記静止型磁石ホルダの各々に８個の永久磁石が設 けられられることを特徴とする磁石モータ。
3. ３．磁石モータにして、 ２つの静止型ディスク状磁石ホルダと、前記静止型ディスク状磁石ホルダ間に回 転可能に取り付けられかつ前記磁石ホルダにより支持されたクランク軸と、 前記磁石ホルダの各々の外縁に沿って等間隔に位置決めされた８個の永久磁石で あって、１つのディスクの永久磁石が他方のディスクの永久磁石と整列される永 久磁石と、 前記クランク軸の各端部に取り付けられた磁石支持ホイールと、前記磁石支持ホ イールの各々に設けられた等間隔に離間した８個の回転型永久磁石であって、１ つの支持ホイールにおける磁石が他方の支持ホイールにおける２つの磁石間の中 心の半径方向点と整列される永久磁石と、前記静止型ディスク状磁石ホルダを支 持するハウジングと、各々が前記ハウジング頂部に取り付けられたばね負荷駆動 機構を有し、更に、各々がその上方位置まで駆動されたとき、ばね負荷駆動機構 を発火準備させ、交互に上方に駆動されたとき、発火準備させたばねを解放する 下向きの磁石駆動ピンを有する４つのピン噴出組立体と、 前記ビン噴出組立体の各々の噴出装置パッドであって、前記クランク軸に接続さ れ、各パッドが中間から９０°のその頂部位置に達すると、通過したパッドがそ の頂部位置に達し、これにより駆動ピンを上方に押すようにした噴出装置パッド を備えることを特徴とする磁石モータ。
4. ４．請求の範囲第３項に記載の磁石モータにして、前記クランク軸に接続された 出力取り出し軸を備えることを特徴とする磁石モータ。