WO2006106647A1 - 回転機構 - Google Patents

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WO2006106647A1
WO2006106647A1 PCT/JP2006/306233 JP2006306233W WO2006106647A1 WO 2006106647 A1 WO2006106647 A1 WO 2006106647A1 JP 2006306233 W JP2006306233 W JP 2006306233W WO 2006106647 A1 WO2006106647 A1 WO 2006106647A1
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WO
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permanent magnet
coil
disk
magnet
rotating
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/306233
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiromichi Kinoshita
Yoko Kinoshita
Original Assignee
D M W Japan Kk
Yoko Kinoshita
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Publication date
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Priority to BRPI0609966-1A priority patent/BRPI0609966A2/pt
Priority to EA200702164A priority patent/EA015493B1/ru
Priority to AP2007004224A priority patent/AP2129A/xx
Priority to CNA2006800114557A priority patent/CN101156309A/zh
Priority to US11/887,892 priority patent/US7834502B2/en
Priority to AU2006231872A priority patent/AU2006231872B2/en
Priority to JP2007512528A priority patent/JP4397417B2/ja
Priority to CA2603839A priority patent/CA2603839C/en
Publication of WO2006106647A1 publication Critical patent/WO2006106647A1/ja

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K53/00Alleged dynamo-electric perpetua mobilia

Definitions

  • the present invention relates to a rotating mechanism that constitutes a rotating body structure in, for example, a generator or an electric motor, and particularly relates to a rotating mechanism having a rotating shaft extending in a vertical direction.
  • the rotating mechanism includes various bearings that support the rotating shaft, and the performance of the rotating mechanism depends on the size of the rotating resistance. Therefore, it is necessary to reduce the rotational resistance as much as possible to improve the performance or efficiency of the rotating mechanism.
  • Patent Document 1 the purpose is to remove a commutator, a brush, and a position detection element, and to obtain a DC motor or a DC generator having no rib torque and rib voltage. It does not contribute to improvement.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-197327
  • the present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and provides a rotation mechanism with extremely high rotation efficiency.
  • the rotating mechanism of the present invention includes a stationary member (1) provided with bearings (16, 18), a rotating shaft (21) supported on the bearing, and a disc-like shape provided on the rotating shaft.
  • a rotating side member (2) consisting of a member (22) force, and a plurality of coils (3) attached to the fixed side member (1) and arranged on the same circle centered on the rotating shaft (21) (3 )
  • disc-shaped member (22) First permanent magnets (4), and the first permanent magnets (4) are arranged at an equal pitch on the same circle centered on the rotating shaft (21) and the coils (3) (Claim 1).
  • the coil (3) has a core made of a non-magnetic material (for example, stainless steel) penetrated, and the end surface force facing the first permanent magnet (4) is separated. It is preferable that a member made of a magnetic material (for example, a ferrous disk or a steel plate) is disposed on the end face (Claim 2).
  • a non-magnetic material for example, stainless steel
  • a member made of a magnetic material for example, a ferrous disk or a steel plate
  • a plurality of arm-shaped members (24) are attached to the disk-shaped member (22), and a second permanent magnet (5) is a first magnet holding member at the tip of the arm-shaped member (24).
  • a third permanent magnet (6) is provided in a region radially outward from the arm-like member (24) of the stationary member (1).
  • the permanent magnet (6) is held by the second magnet holding member (l lh), and the circumferential positions of the second permanent magnet (5) and the third permanent magnet (6) are equal (second
  • the permanent magnet 5 and the third permanent magnet 6 are positioned on the straight line 24Lc so that a repulsive force is generated when the second permanent magnet (5) moves in the rotational direction (R). It is preferred that it is composed (claim 3).
  • the number of the third permanent magnets (6) is preferably larger than the number of the arm-shaped members (24).
  • the first magnet holding member (24h) is made of a non-magnetic material (for example, aluminum or plastic), surrounds the second permanent magnet (5), and also includes a second permanent magnet ( 5) An open part (240h) from which magnetic lines of force are radiated is formed, and the second magnet holding member (l lh) is made of a magnetic material (for example, nickel 'chrome steel), and the third part And an open portion (1 lOh) is formed to radiate magnetic lines of force from the third permanent magnet (6), and the first magnet holding member (24h) In the state where the open portion (240h) and the open portion (110h) of the second magnet holding member (1 lh) face each other, the second permanent magnet (5) and the third permanent magnet (6) However, in the state where the open part (240h) and the open part (110h) face each other, the second permanent magnet (5) and the third permanent magnet (6) are in phase with each other.
  • Mutual magnetic repulsion Preferably configured so as to act (claim 4).
  • a fourth permanent magnet (8) is attached to the lower surface of the disk-shaped member (22), and the stationary member (1) is attached to a region below the fourth permanent magnet (8).
  • 5 permanent magnets (9) are provided The fifth permanent magnet (9) is arranged to face the fourth permanent magnet (8) and to have the same polarity as the fourth permanent magnet (8). (Claim 5).
  • the fourth permanent magnet (8) is attached to the lower surface of the disk-like member (22) by a stainless steel mounting tool (stain), and the fifth permanent magnet (9) is made of stainless steel. It is preferable that the fixing side member (1) is attached to the fixing side member (1) by means of a mounting tool (step).
  • the fixed side member (1) includes a regular polygonal or annular upper frame (11) and lower frame (13), an upper frame (11), and a lower frame (13). ) And a connecting member (l ib) that connects both of them.
  • the plurality of coils (3) arranged at an equal pitch on the same circumference of the stationary member (1) and the coil (3) of the rotation member (2). Since the rotating body (2) is first rotated by a predetermined means as a trigger for rotation, the coil (3) is subjected to framing. The induced current is generated according to the left hand rule. The induced current generated in the coil (3) acts to rotate the first permanent magnet (4) in the same direction as it was initially rotated.
  • a core material made of a non-magnetic material penetrates, and the end face force facing the first permanent magnet (4) is separated. If a member made of a magnetic material (for example, iron disk or iron plate) is arranged on the end face (Claim 2), the magnetic material can strengthen the magnetic field generated in the coil (3), and the core material can be In the case of non-magnetic materials, particularly stainless steel, the magnetic field passes well through the core material, so that the magnetic field is generated well from the coil (3).
  • the core is a non-magnetic material
  • the rotation of the rotating body without being attracted by the first permanent magnet (4) is prevented from being braked.
  • the magnetic material member is arranged apart from the first permanent magnet (4), there is little possibility of being attracted by the first permanent magnet (4).
  • a plurality of arm-like members (24) are provided, and the second permanent magnet (5) is held at the tip of the arm-like member (24) by the first magnet holding member (24h).
  • the third permanent magnet (6) is provided in a region radially outward from the arm-shaped member (24) of the fixed side member (1), and the third permanent magnet (6) is used as the second magnet.
  • the arm-like member (24) is generated by the magnetic repulsion between the second permanent magnet (5) and the third permanent magnet (6). Rotates to add a rotational force to the disk-like member (22). As a result, rotation without supplying current from the outside is promoted.
  • the action performed by the coil (3) and the first permanent magnet (4) is the main action
  • the second permanent magnet (5) and the third permanent magnet (6) It works to enhance its main function.
  • a rotating-side fourth permanent magnet (8) and a fifth permanent magnet (9) are provided, and the fifth permanent magnet (9) is located at a position facing the fourth permanent magnet (8).
  • the fourth permanent magnet (8) on the rotating side is fixed to the fixed side by setting the opposite side of the fourth permanent magnet (8) to the same polarity as the fourth permanent magnet (8).
  • the fifth permanent magnet (9) is configured to repel each other (Claim 5), and the rotation side member (2) as a whole is fixed by the magnetic repulsion between the permanent magnets (8, 9). Acts to float against the part (1).
  • the thrust force acting on the fixed side member (1) by the rotating side member (2) can be brought close to zero, and the friction during rotation due to the thrust force also approaches zero.
  • a plurality of coils are arranged in a ring shape in a region between the fourth permanent magnet (8) and the fifth permanent magnet (9), and the coils arranged in the ring shape are arranged.
  • the magnetic poles are determined so that the repulsive force acts on the coils arranged at intervals in the vertical direction, and the coils arranged at intervals in the vertical direction, and the magnets provided at intervals in the vertical direction are arranged.
  • Electric power can be generated by arranging a plurality of air-core coils arranged between the rows so that the open end is in the vertical direction.
  • a motor attached to the upper part of the disk-shaped member (22) can be driven by the electric power generated by the air-core coil arranged so as to be sandwiched between the upper and lower magnet rows.
  • the electric power generated by the air-core coil can drive, for example, a motor provided for rotationally driving only the disk-like member (22).
  • the "motor provided for rotationally driving only the disk-shaped member (22)" is connected to the disk-shaped member (22) by a gear or a belt, and the rotating shaft (21) is driven.
  • the disk-shaped member (22) can be configured so as to be able to rotate. And when rotating the coil array arranged in a ring shape together with the disk-shaped member (22) to generate electric power, only the disk-shaped member (22) is rotated without rotating the rotating shaft (21). It is also possible to configure.
  • the disk-shaped member (22) is configured to be rotatable relative to the rotating shaft (21), the rotating shaft (21) is fixed, and the thrust bearing provided therein has a disk-shaped configuration. If the weight of the member (22) is supported, the disk-shaped member (22) can be rotated more effectively.
  • the ring-shaped magnet row provided above and below is fixed to the lower magnet row, and the upper magnet row is provided on the disk-like member (22).
  • the disk-like member (22) can be magnetically levitated by the repulsive force between them.
  • the electric power can be generated in the air-core coil by rotating the disk-shaped member (22). In this case, the effect obtained by the magnetic force by rotating the disk-shaped member (22). Will increase.
  • a rotation mechanism denoted by reference numeral 100 as a whole includes a stationary member 1, a rotating member 2, a plurality of coils 3 attached to the stationary member 1, and a rotating member 2. And a plurality of first permanent magnets 4 attached to the.
  • the upper frame body 11, the intermediate frame body 12, and the lower frame body 13 are stacked in three layers with eight connecting members l ib sandwiching the space in the vertical direction (see FIG. 2 above).
  • the upper frame 11 is formed in a regular octagonal shape by connecting the ends of the members 1 la having eight identical cross sections (groove-shaped cross sections) with the connecting members 1 lb (see FIG. 1). ).
  • the intermediate frame 12 is not clearly shown in FIG. 1, the outer contour is the same as that of the upper frame 11, and, like the upper frame 11, eight identical cross sections (grooved cross sections).
  • the end of the member 12a is connected with the connecting member l ib to form a regular octagon (see FIG. 2).
  • the outer contour is the same as that of the upper frame 11, but it is higher than the upper frame 11 and the intermediate frame 12 (upper and lower in FIG. 2). It has a regular octagonal shape by eight members 13a with a large groove-shaped cross section (see Fig. 2).
  • the upper frame 11 reinforces the left and right groove-shaped members 1 la and 1 la shown in the figure with two beams 11c parallel in the left and right directions shown in the figure. Connected.
  • the two beams 11c are arranged symmetrically with respect to the center point of the rotation side member 2 (rotation center: also the center point of the upper frame body 11) O.
  • an upper frame 11 connects an upper member 11a-1 and an upper beam 11c 1 with two beams id that are parallel in the vertical direction of FIG. 1, and a lower member. 11a-2 and the lower beam 1 lc-2 are connected by two beams id in parallel in the vertical direction shown in the figure, so that the upper frame 11 as a whole is strengthened.
  • the intermediate frame 12 is similar to the upper frame 11 in that the left and right groove-shaped members 12a and 12a are connected to two beams 12c parallel to the horizontal direction in FIG. (Refer to Fig. 2).
  • the two beams 12c are arranged symmetrically with respect to the center point O of the intermediate frame 12 in the vertical direction of FIG.
  • the intermediate frame 12 is similar to the upper frame 11 described with reference to FIG. 1 in the upper member 12a in FIG. 1 (in FIG. 1, the member 1la-1 and Cf standing) and the upper beam 1 2c (located in the same position as beam 11c-1 in Fig. 1), two beams 12d (parallel to the vertical direction in Fig. 1) Is omitted).
  • the lower member 12a exists in the same position as the member 11a-2 in FIG. 1) and the lower beam 12c (exists in the same position as the beam lie-2 in FIG. 1), ( The two beams 12d (not shown) are connected to reinforce them (parallel to the vertical direction in Fig. 1).
  • the lower frame 13 is attached to be laminated on the upper surface of the base member 14, and the outer edge of the base member 14 is smaller than the outer edge of the lower frame 13.
  • a reinforcing member 14a is provided at the center of the base member 14.
  • the bearing support plate 15 in a region sandwiched between the two beams l lc and 11 c of the upper frame 11 and corresponding to the center of the upper frame 11, the bearing support plate 15 has two beams. l Supported by lc and 11c.
  • a radial bearing (upper bearing) 16 is provided on the upper surface of the bearing support plate 15.
  • the radial bearing 16 is arranged so that its central axis is in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • a bearing support plate 17 is disposed at the center of the reinforcing member 14a (provided at the center of the base member 14) shown in FIG. 2, and the bearing support plate 17 (upper surface in FIG. 2) is arranged. )
  • a lower bearing 18 is installed in the center.
  • the lower bearing 18 has a structure in which a radial bearing 18A and a thrust bearing 18B are integrated, and the central axis of the lower bearing 18 is the vertical direction in FIG. 2 (perpendicular to the plane of FIG. 1). It is arranged to extend in the direction).
  • a radial bearing (intermediate bearing) 19 force is also attached to the center of the intermediate frame 12.
  • the rotary shaft 21 is pivotally supported by the upper bearing 16, the intermediate bearing 19, and the lower bearing 18.
  • a disc-like member for example, an aluminum disc 22 is fixed to the rotary shaft 21 via a hub 20 in a region between the upper bearing 16 and the intermediate bearing 19.
  • the rotating side member 2 includes a rotating shaft 21 and a disk-like member 22 as large structural units.
  • the rotation of the aluminum (or plastic) disk 22 is assisted by the principle of the “alago disk” used in the power consumption measuring instrument.
  • the rotating shaft 21 is made of, for example, stainless steel that is a non-magnetic material so as not to be influenced by the later-described fourth and fifth permanent magnets.
  • the disc-like member 22 has a mass above a certain level so as to act as a so-called “flywheel” to maintain the rotational force.
  • the disk-shaped member 22 has a plurality of permanent magnet brackets 23 having an L-shaped cross-section so as to surround the entire outer edge of the disk-shaped member 22. Installed at the pitch.
  • FIG. 3 and FIG. 4 only one bracket 23 is shown and the other brackets 23 are omitted for simplification of illustration.
  • one annular member 23 is provided, and the annular member 23 is attached to the disk-like member 22 by the mounting portion 23 b. You may comprise.
  • the first permanent magnet 4 is attached to the radially inner surface (rotary shaft 21 side) of the flange portion 23a of each bracket 23.
  • the first permanent magnets 4 adjacent to each other in the circumferential direction are arranged so that the polar force N-pole and S-pole on the inner surface in the radial direction are alternately switched.
  • an arm-shaped member 24 described later is a disk-shaped member 2.
  • FIG. 2 is a cross section (Y cross section in FIG. 1) at a peculiar location attached to the top surface of FIG.
  • the height of the flange portion 23a of the bracket 23 and the mounting position of the first permanent magnet 4 are the flange portions shown in FIG. Compared to the height of 23a and the mounting position of the first permanent magnet 4, it is set higher by the thickness of the arm-like member 24 !.
  • the symbol l ie in FIG. 4 indicates a canopy that covers the top of the rotating mechanism 100.
  • the canopy l ie covers all regions except the member 11a of the upper frame 11, the beam 11c, the beam l id, and the bearing support plate 15.
  • an L-shaped coil bracket 1 If is provided at a position of a distance (radial distance) rl from the axis center 21c of the rotating shaft 21 and downward in FIG.
  • a plurality of coil brackets 1 If are provided, and are provided with equal pitches over the entire circumference in the circumferential direction of the disk-like member 22.
  • the radial distance rl of the coil bracket l lf is shorter than the radial distance r2 of the bracket 23 (radial distance from the shaft center 21c to the bracket 23).
  • the coil 3 is attached to the coil bracket l lf on the side facing the permanent magnet bracket 23 (outside in the radial direction) by means described later.
  • the coil 3 is a so-called electromagnetic coil that generates a magnetic field when energized. That is, when the coil 3 is energized, a magnetic field is generated in the coil 3, and a mutual inductance is generated between the coil 3 and the first permanent magnet 4 by the magnetic field.
  • the rotating body 2 is rotated by a predetermined means such as a small motor (not shown), when the first permanent magnet 4 passes through the coil 3 (the magnetic field thereof), an induced current is generated in the coil 3 according to Faraday's law. Arise.
  • the first permanent magnet 4 and the disk-like member 22 are urged to rotate in the same direction as the first rotation by the induced current generated in the coil 3.
  • the rotation-side member 2 is rotated by some method (for example, by a motor), the rotation-side member 2 is biased to continue the rotation by the induced current generated in the coil 3. It is.
  • a small motor for start-up
  • the rotating shaft and the start-up motor are configured.
  • a clutch mechanism is interposed so that the clutch is disengaged when the rotating side member reaches a predetermined rotational speed.
  • the coil 3 has a coil body 32, a plate-like member 33 provided at the end of the coil body 32, and a pressing plate 34 that holds the plate-like member 33 in FIG. Yes.
  • the pressing plate 34 is formed of a nonmagnetic material.
  • the coil body 32, the plate-like member 33 and the pressing plate 34 are penetrated by a stainless steel core material 35 which also serves as a through bolt.
  • a male thread 35t is formed in a portion of the stainless steel core member 35 excluding the region penetrating the coil body 32.
  • the first nut N1 is screwed into the male thread 35t, and the first nut By tightening the nut Nl, the plate member 33 and the pressing plate 34 are configured to be pressed in the direction of shortening.
  • a nut N2 is screwed into the male thread portion 35t in a region where the stainless steel core member 35 penetrates the coil bracket 1 If.
  • the coil 3 is attached to the coil bracket 1 If by sandwiching the coil bracket 1 If with the nut N2.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the center of the coil 3 in the longitudinal direction (the left-right direction in FIGS. 5 and 6).
  • reference numeral 36 indicates a plate member (iron plate) made of a magnetic material (for example, iron) having a bolt through hole in the center.
  • the core material 35 made of stainless steel is used as the core material of the coil 3, and the core material of the coil 3 is attracted to the permanent magnet 4. It is preventing.
  • the stainless steel core 35 is inserted into the coil 3, so that the action and effect of the coil 3, that is, the electromagnet as a permanent magnet 4 and a self-inductance form a disk shape. The action of promoting the rotation of the member 22 is not hindered.
  • the coil 3 is provided with an iron member (iron plate) 36 at a position farthest from the permanent magnet 4 (right end in FIGS. 5 and 6).
  • the magnetic field that passes through the stainless steel core 35 is strengthened when it passes through the iron plate 36.
  • the iron plate 36 it is possible to ensure the effect of strengthening the magnetic field, as in the case of arranging the iron core in a normal coil.
  • FIGS. 5 to 6 instead of providing the iron plate 36 on the inner side in the radial direction of the coil 3 and strengthening the magnetic field generated in the coil 3, the iron disk 36 is provided on each coil 3.
  • a steel plate (not shown) may be arranged on the radially inner side (the side away from the permanent magnet force) of the coil bracket 1 If, and the iron plate may be configured in a continuous annular shape. That is, there is an effect of strengthening the magnetic field generated in the corresponding individual coil 3 on the radial inner side of the bracket 1 If of the continuous circular disk force of the individual coil 3.
  • a configuration using the arm-shaped member 24 (see FIG. 1) is provided in addition to the above-described configuration.
  • three arm-shaped members 24 (only one is shown in FIG. 8) extend radially outward from the center O of rotation. ing. As can be seen in FIG. 1, the three arm-like members 24 are attached at equal pitches in the circumferential direction.
  • An attachment 24 a holding the second permanent magnet 5 is attached to the distal end portion of the arm-like member 24.
  • the second permanent magnet 5 is mostly covered with a holder 24h, and the holder 24h is made of nickel / chrome steel, which is a magnetic material.
  • the magnetism can be reduced by surrounding both permanent magnet 5 and permanent magnet 6 with nickel 'chrome steel.
  • An attachment l lg holding a third permanent magnet 6 is attached to each of the eight connecting members 1 lb in the upper frame 11 on the fixed side member 1 side, and the attachment l lg is half It is arranged so as to face radially inward (rotation center O side in FIG. 8).
  • the arm-shaped member 24 rotates to connect the third permanent magnet 6 and the rotation center O.
  • a state in which the center of the second permanent magnet 5 is located on a virtual straight line (not shown in FIG. 8) is shown.
  • the arc Lr in FIG. 8 represents the locus of the radially outer end of the attachment 24a at the tip of the arm-like member 24.
  • the second permanent magnet 5 is determined from the viewpoint of preventing “rotation unevenness” that would occur when the second permanent magnet 5 approaches the fixed third permanent magnet 6.
  • FIGS. 9 and 10 the attachment 24a on the arm-like member 24 side (for the second permanent magnet 5) in FIG. 8 and the upper frame 11 side (third permanent magnet) are shown.
  • the effect of promoting the rotation of the disk-shaped member 22 (Fig. 1) by the attachment llg of (6) will be described.
  • the attachment 24a on the arm-like member side includes a second permanent magnet 5, a holder 24h that holds the second permanent magnet 5 so as to almost cover it, and the attachment 24a as an arm-like member. 24 and an attachment member 24b for fixing to the tip.
  • the attachment l lg on the upper frame 11 side includes a third permanent magnet 6, a holder 1 lh that holds the third permanent magnet 6 so as to almost cover it, and an attachment 1 lg It consists of a mounting member 1 lj for fixing to 1 lb of connecting material.
  • the holder 24h for holding the second permanent magnet 5 and the holder l lh for holding the third permanent magnet 6 are both made of nickel 'chrome steel, which is a magnetic material. Yes.
  • the holder 24h and the holder llh cover most of the second permanent magnet 5 or the third permanent magnet 6 so that the magnetic field does not leak.
  • nickel 'chrome. Steel does not cover permanent magnets.
  • the holder 24h for holding the second permanent magnet 5 is configured in a cylindrical shape whose upper part in the vertical direction is closed (see FIG. 10), and along the central axis of the cylindrical shape. Formed so that part of the outer circumference (radially outward) is scraped off, exposing the second permanent magnet 5 (Open part 240h is formed).
  • the cylindrical central axis is not illustrated, the central axis extends in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 9, and extends in the vertical direction in FIG. .
  • one end portion of the opening portion 240h (the position where the opening portion 240h starts) is in the rotational direction of the arm-like member 24 (dotted line) with respect to the line 24Lc that coincides with the center line of the arm-like member 24. With respect to the arrow R shown, this is a position (upward position in FIG. 9) delayed by an angle ⁇ 1 (15 ° in the illustrated example).
  • one end of the opening 240h (position where the opening 240h starts) is indicated by a straight line 5S (a line connecting the position where the opening 240h starts and the center point of the permanent magnet 5).
  • the opening angle of the opening 240h is 60 ° in Fig. 9.
  • the opening portion 240h is formed in a range rotated 60 degrees clockwise in FIG. 9 from the above-described one end portion (position where the opening portion 240h starts).
  • the outer peripheral surface including the open portion 240h is scraped off so as to form an upwardly inclined portion C1 in FIG.
  • the inclination angle of the inclined portion C1 is 28 ° with respect to the vertical axis (not shown) in FIG.
  • the second permanent magnet 5 has a cylindrical shape whose outer diameter is the same as the inner diameter of the holder 24h.
  • the polarity of the second permanent magnet 5 one of the vertically divided cylinders along the axis is the south pole (5S: left side in Fig. 9) and the other is the north pole (5N: right side in Fig. 9) ).
  • the half split surface of the second permanent magnet 5 is orthogonal to the straight line 5S indicating the position where the opening 240h starts, and the “half split surface” is the vertical axis in FIG. It has an inclination angle of 15 ° to (not shown)!
  • the holder l lh for holding the third permanent magnet 6 has a cylindrical shape closed at the bottom, and a part of the outer periphery of the cylindrical shape is opened (the open portion l lOh is provided on the outer periphery). There is a shape.
  • one end of the opening l lOh (or the position where the opening l lOh starts) is an extension of the line 24Lc of the arm member 24 (passes the center point of the third permanent magnet 6).
  • one end of the opening part l lOh (or the position where the opening part l lOh starts) is indicated by a straight line 6S (a straight line connecting the position where the opening part 110h starts and the center point of the permanent magnet 6).
  • the open portion l lOh is formed in a range rotated clockwise by the open angle from one end or the straight line 5S described above, and the open angle is 60 ° in the example of FIG.
  • the open part l lOh has been scraped off to form an inclined part C2.
  • the inclined portion C2 has an inclination of 28 ° in the illustrated example with respect to the vertical direction of FIG.
  • the third permanent magnet 6 has the same cylindrical shape as the inner diameter of the holder l lh.
  • the polarity of the third permanent magnet 6 is such that one of the cylindrical shapes vertically divided along the axis is the south pole (6 S: right side in FIG. 9), and the other is the north pole (6N: FIG. 9). On the left).
  • a half-divided surface of the third permanent magnet 6 is orthogonal to the straight line 6S (a straight line connecting the position where the opening l lOh starts and the center point of the permanent magnet 6).
  • the half of the split surface of the third permanent magnet 6 has an inclination angle of 15 ° with respect to the vertical axis (not shown) of FIG.
  • both the second permanent magnet 5 and the third permanent magnet 6 are cylindrical permanent magnets.
  • the rod-shaped body having a polygonal cross section is not limited to the cylindrical shape. You may use the magnet.
  • the second permanent magnet 5 and the third permanent magnet 6 are arranged so that the S poles (5S, 6S) face each other.
  • the second permanent magnet 5 or the arm-shaped member 24 moves from the upper region of the line 24Lc in FIG. 9 across the line 24Lc to the lower region of the line 24Lc in FIG. 9, the second permanent magnet 5 Until reaching a predetermined position in the lower region of the central force line 24Lc, the open part 240h of the holder 24h and the open part 110h of the holder 1lh do not face each other.
  • the opening 240h of holder 24h and the opening of holder l lh do not generate a repulsive force with the same polarity (S poles) until they face each other (facing each other).
  • FIG. 11 shows that the second permanent magnet 5 rotates the lower region of the line 24Lc by a predetermined angle so that the opening portion 240h of the holder 24h and the opening portion 110h of the holder 1lh face each other ( (Direction, combined) state is shown.
  • the permanent magnet 5 and the permanent magnet 6 are covered with the holders 24h and 11h, so that the holder 24h has an open portion 240h and a holder 1lh. Since the repulsive force between the permanent magnet 5 and the permanent magnet 6 does not occur until the opening 110h faces (opposites), resistance to the rotational force of the arm member 24 or the rotation of the disk member 22 Absent.
  • FIG. 12 shows a modification of the configuration described in FIGS.
  • the configuration of the holder opening portion and the configuration of the split surface of the half of the permanent magnet are different from the configurations of FIGS. The effect is also different.
  • the split surface of the second permanent magnet 5 between the S pole 5S and the N pole 5N rises to the left in FIG.
  • the split surface of the third permanent magnet 6 between the S pole 6S and the N pole 6N has the same upward slope as V in FIG.
  • the N pole 5N is exposed from the open portion 240k.
  • the N pole 6N is mainly exposed from the open portion 110k, but a part of the S pole 6S is also exposed.
  • the attractive force F4 has a component force F5 in the rotational direction R as its component force, and the component force F5 acts in the direction of rotating the second permanent magnet 5 in the direction of the arrow R. Therefore, the generation of the component force F5 in the arrow R direction in the attractive force F4 by the N pole 5N of the second permanent magnet 5 and the S pole of the third permanent magnet 6 causes the second permanent magnet 5 to move in the arrow R direction. It will be used to promote rotation.
  • a box-shaped support member 7 is installed on the upper surface of the intermediate frame 12 and in the central region through which the rotary shaft 21 penetrates. Open.
  • the upper surface of the support member 7 is a flat surface, and is parallel to the lower surface of the disk-like member 22 and separated by a predetermined distance.
  • the upper surface of the support member 7 is provided with a through hole so that the rotary shaft 21 can freely rotate.
  • An annular fourth permanent magnet 8 is attached to the back surface of the disk-shaped member 22 so as to surround the rotating shaft 21.
  • an annular fifth permanent magnet 9 having substantially the same shape as the fourth permanent magnet 8 is attached to the upper surface of the support member 7 so as to surround the rotating shaft 21.
  • the fourth permanent magnet 8 is attached to the back surface (lower side) of the disc-like member 22 by a stainless steel stay (not shown).
  • the permanent magnet 9 is also attached to the fixed member 1 side by a stainless steel stay (not shown).
  • the fourth permanent magnet 8 and the fifth permanent magnet 9 are arranged so that the surfaces facing each other have the same polarity. However, the permanent magnet 8 and the permanent magnet 9 are arranged so as to be separated from each other by a predetermined amount in consideration of ease of attachment and detachment.
  • a fourth permanent magnet 8 and a fifth permanent magnet 9 are provided, and the fourth permanent magnet 8 and the fifth permanent magnet 9 are arranged at positions facing each other, and Since the opposing surfaces are configured to have the same polarity, the fourth permanent magnet 8 and the fifth permanent magnet 9 repel each other. Such a repulsive force is applied so that the entire rotation side member 2 floats with respect to the fixed side member 1.
  • the weight of the rotating side member 2 can reduce the friction generated by the thrust acting on the fixed side member 1, the loss in the rotating mechanism 100 can be further reduced to achieve a more efficient rotating mechanism. You can do things.
  • the relative distance between the fourth permanent magnet 8 and the fifth permanent magnet 9 is stepless. Therefore, the effect of the eddy current can be adjusted. It is also possible to control the rotation speed of the rotation side member 2 by providing a mechanism for adjusting the force generated by the action of the eddy current and providing the rotation side member 2 with other attracting means such as a magnet.
  • a plurality of first permanent magnets 4 attached to the disk-like member 22 and arranged in an annular shape, and attached to the fixed-side member 1 and the first permanent magnets And a plurality of coils 3 arranged in an annular shape on the radially inner side.
  • a plurality of second coils 3B are mounted on the same circumference (on the same circumference from the rotation center O point) at the same pitch outside the permanent magnet 4B in the radial direction.
  • FIG. 13 is a plan view of the first modification
  • FIG. 14 is a Y-Y cross section of FIG. 13
  • FIG. 15 is a partially enlarged view of FIG. 13
  • FIG. 16 is a partially enlarged view of FIG. Each one is shown.
  • a coil bracket 11 If is attached to the canopies l ie of the upper frame body 11 radially outward of the coil bracket 1 If, and the second coil 3B is attached to the coil bracket 11 If. It is attached.
  • FIG. 17 The embodiment of Figs. 1 to 11 (see Fig. 4 in particular) has only one step in the vertical direction (Fig. 4) of the combined force of the coil 3 and the first permanent magnet 4 (Fig. 4).
  • the combination of the coil 3 and the first permanent magnet 4 is configured in two stages in the vertical direction of FIG.
  • the coil mounting bracket 1 If fixed to the upper frame 11 has a large vertical dimension as shown in FIG. 17, and the coil lf has a coil 3 in the vertical direction 2. It is attached to the step.
  • a bracket 23 on the permanent magnet 4 side is fixed to the upper surface of the disk-shaped member 22 or the second arm-shaped member 24C, and the bracket 23 is also configured to have a large vertical dimension. Permanent magnets 4 and 4 are attached to 23 in two steps in the vertical direction.
  • Coil mounting bracket 1 The coils 3 and 3 arranged in the upper and lower two stages on the If and the permanent magnets 4 and 4 arranged in the upper and lower two stages on the permanent magnet side bracket 23 are opposed to each other. The magnetic field generated in the coils 3 and 3 and the magnetic field generated in the permanent magnets 4 and 4 repel each other, and the rotation of the disk-shaped member 22 is promoted by the magnetic repulsive force.
  • the rotation mechanism 100C according to the third modification example of FIG. 18 is also configured with a combination of the coil 3 and the first permanent magnet 4 in two upper and lower stages.
  • coils or permanent magnets are arranged in two upper and lower stages on a single bracket, whereas the rotating mechanism 100C in FIG. 18 has two disk-shaped members (reference numerals 22 and 22C in FIG. 18). Provided).
  • a horizontal member 11 C is provided below the disk-like member 22, and the horizontal member 11 C is provided as a fixed side member parallel to the disk-like member 22 and the upper frame body 11. .
  • a hub 20 is fixed below the horizontal member 11C, and a second disk-like member 22C is attached to the hub 20.
  • a permanent magnet side bracket 23 is fixed not only to the disk-shaped member 22 but also to the upper surface of the second disk-shaped member 22C, and the permanent magnet 4 is attached to the bracket 23.
  • the coil 3 disposed on the back surface of the horizontal member 11C and the permanent magnet 4 disposed on the top surface of the second disk-shaped member 22C face each other in the state shown in FIG. 18, and both are generated.
  • the second disk-like member 22C is biased by the repulsive force between the magnetic fields.
  • the fourth permanent magnet 8 for levitating the rotation side member 2 is attached to the back surface of the second disk-shaped member 22C, and faces the fifth permanent magnet 9 to increase the weight of the rotation side member 2. The base thrust is reduced.
  • the first modification (rotation mechanism 100B) in FIGS. 13 to 16 is the first permanent In contrast to the combination of the magnet 4B and the two coils 3 and 3B in only one stage in the vertical direction, in the second embodiment in FIG. 19, the first permanent magnet 4B and the two coils 3
  • the combination with 3B is composed of upper and lower two stages.
  • the upper frame 11 (canopy l ie) is provided with coil mounting brackets l lf and ll lf at positions where the radial dimensions are different, and each of the brackets l lf and ll lf has , Coils 3 and 3 are attached in two steps in the vertical direction.
  • a bracket 23 on the permanent magnet 4 side is fixed to the upper surface of the disk-shaped member 22 (the upper surface of the arm-shaped member 24 in the case of the cross section shown in FIG. 19).
  • Permanent magnets 4B and 4B are arranged in two upper and lower stages.
  • the entire rotation mechanism according to the third embodiment is denoted by reference numeral 100D in FIG.
  • the rotating mechanism 100D according to the third embodiment is also a combination of the first permanent magnet 4B and the two coils 3, 3B, as in the second embodiment shown in FIG. However, they are arranged in two stages in the vertical direction of Fig. 20.
  • a horizontal member is provided below the disc-like member 22.
  • 11C is provided, and the horizontal member 11C is provided as a stationary member parallel to the disk-like member 22 and the upper frame 11.
  • a hub 20 is fixed below the horizontal member 11C, and a second disk-like member 22C is attached to the hub 20.
  • the entire apparatus is covered with concrete, a metal plate, or a rigid resin structure, and the air inside the apparatus is decompressed. As a result, the air resistance during rotation can be reduced, and a rotation mechanism with higher rotation efficiency can be obtained.
  • the entire rotation mechanism according to the second embodiment is denoted by reference numeral 100E in FIGS.
  • the rotating mechanism 100E includes three rotating side members 2 by omitting the coil 3 and the first permanent magnet 4 in the rotating mechanism 100 of FIGS. Only the magnetic repulsion between the second permanent magnet 5 attached to the arm-like member 24 and the two third permanent magnets 6 attached to the fixed-side member 1 maintains the rotation of the rotary-side member 2. It is configured to let you.
  • the second permanent magnet 5 is an attachment 24a, and the arm-like member 24 of the rotary member 2 is used.
  • the third permanent magnet 6 is attached to the stationary member 1 with an attachment llg.
  • the second permanent magnet 5 and the third permanent magnet 6 are equipped with movable rods that adjust the direction and magnitude of the magnetic force.
  • Ceremony Has the same structure as the holders l lh and 24h in FIGS. 8 to 11 and has the same function.
  • a fourth permanent magnet (one of the levitation magnets of the rotating side member 2) 8 is attached below the disc-like member 22 on the rotating shaft 21, and further below that is the fixed side.
  • the fifth permanent magnet (one of the levitation magnets of the rotation side member 2) 9 is attached.
  • a first sprocket S 1 is fixed to the rotating shaft 21 below the fixed fifth permanent magnet (one of the levitation magnets of the rotating member 2) 9 in the rotating shaft 21.
  • a small motor M for starting the rotation side member 2 is installed on the lower frame 13 of the fixed side member 1.
  • a second sprocket S2 is attached to the tip of the output shaft of the motor M.
  • the first sprocket S1 and the second sprocket S2 are engaged by a chain Cn.
  • the rotation mechanism according to the third embodiment is generally designated by reference numeral 100F in FIGS.
  • the rotation mechanism 100F of the third embodiment shown in FIGS. 23 and 24 is applied to a power generator.
  • the fixed-side member of the rotation mechanism 100 includes a cylindrical casing 1F, a canopy lFt that closes the upper opening of the casing 1F, a foundation 14F that closes the lower opening of the casing 1F, and the casing. And a partition wall portion 15F arranged in the middle of 1F.
  • a radial bearing 16 is provided at the center position of the canopy lFt, and a thrust bearing 18 is provided at the center position of the partition wall 15F, and the rotary shaft 21F is supported by the radial bearing 16 and the thrust bearing 18. ing.
  • a rotor (or disk-shaped member) 22F is fixed above the rotating shaft 21F via a hub 20.
  • a magnet mounting member 4B is provided on the radially outer edge of the back surface of the rotor 22F.
  • a plurality of first permanent magnets 4F are attached to the inner peripheral side of the magnet mounting member 4B over the entire circumference in the circumferential direction.
  • a fourth permanent magnet 8 is disposed in a radially inner region (central region) on the back surface of the rotor 22F so as to surround the rotating shaft 21F.
  • a plurality of second permanent magnets 5F are mounted on the same circumference concentric with the rotary shaft 21 at equal pitches over the entire circumference. ing.
  • a plurality of third permanent magnets 6F are attached at equal pitches over the entire circumferential direction outside the second permanent magnet 5F in the radial direction.
  • a coil support member 31F for supporting the disk-shaped power generation coil 3F is provided in a region between the rotor 22F and the partition wall portion 15F.
  • the coil support member 31F is positioned at the upper end of the cylindrical portion 15Fc at the center of the partition wall portion 15F.
  • the coil support member 31F is formed integrally with the partition wall portion 15F.
  • a moving partition 91 is disposed in a region between the coil support member 31F and the partition 15F.
  • the movable partition 91 is configured to slide on the inner peripheral wall surface of the cylindrical casing 1F while maintaining a liquid-tight state by a hydraulic mechanism (not shown).
  • An annular fifth permanent magnet 9 is attached to the center of the moving partition wall 91 so as to surround the rotating shaft 21F. Therefore, when the movable partition wall 91 is moved in the vertical direction in FIG. 23 by a hydraulic mechanism (not shown), the fifth permanent magnet 9 is also moved up and down in the vertical direction in FIG.
  • the opposing surfaces of the fourth permanent magnet 8 and the fifth permanent magnet 9 have the same polarity, and are configured to repel each other. Therefore, by bringing the fifth permanent magnet 9 closer to the fourth permanent magnet 8, buoyancy acts on the rotating side member, and the buoyancy reduces the thrust force acting on the thrust bearing 18, thereby reducing the rotational resistance. Acts to reduce
  • the power generation efficiency can be improved by reducing the resistance to suppress rotation.
  • the rotation mechanism according to the fourth embodiment is generally designated by reference numeral 100G in FIGS. 25 and 26. It is.
  • the rotation mechanism 100G of the fourth embodiment shown in FIGS. 25 and 26 is applied to a power generation apparatus having a Darrieus type wind turbine.
  • the rotating mechanism 100G includes a casing 1G, a rotating shaft 21G disposed in the center of the casing 1G, a fixed-side cylindrical coil 6G disposed so as to surround the rotating shaft 21G, The Darrieus wind turbine 300 rotates with the rotating shaft 21G.
  • FIG. 26 shows an XX cross section of FIG. Although not clearly shown in the drawing, a spiral groove 5G is formed on the rotating shaft 21G, and a liquid magnet is applied to the spiral groove 5G and sealed with a cover-like member (not shown).
  • the upper end of the rotating shaft 21G is supported by a bearing (radial bearing) (not shown) provided on the upper member 11G of the casing, and the lower end of the rotating shaft 21G is supported by a bearing (radial not shown) provided on the lower member 13G of the casing. It is supported by a combined bearing and thrust bearing.
  • the rotating mechanism 100G configured as described above, when the windmill 300 is rotated by wind power, the spiral groove 5G coated with a liquid magnet arranged in a spiral inside the cylindrical coil 6G is also rotated. Due to the relative rotational movement of the cylindrical coil 6G and the magnet 5G, an induced current (generated current) is generated in the coil 6G. Here, no iron is adsorbed on the magnet, so power can be generated easily.
  • the generated current generated in the coil 6G is stored in the storage battery 400 disposed below the casing 1G.
  • the rotational resistance of the thrust bearing based on the weight of the windmill 300 can be reduced by configuring the shaft of the windmill twice, supporting the outer shaft with a bearing, and using a thrust for internal rotation.
  • the resistance during rotation of the windmill 300 can be greatly reduced. As a result, the efficiency of the power generation device can be improved.
  • FIG. 2 Y—Y cross section of FIG.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the coil shown in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 9 is a partially enlarged plan view of FIG.
  • FIG. 12 is a plan view showing a modification of the structure of FIGS.
  • FIG. 13 is a plan view showing a first modification of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along the line Y—Y in FIG.
  • FIG. 15 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 16 is a partially enlarged view of FIG.
  • ⁇ 21 A longitudinal sectional view of a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
  • ⁇ 23 A longitudinal sectional view of a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. Explanation of symbols

Landscapes

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Abstract

 本発明は、回転抵抗を減少し、且つ、回転を促進する様に構成されており、回転効率が極めて高い回転機構の提供することを目的としており、軸受(16、18)を設けている固定側部材(1)と、前記軸受に軸支された回転軸(21)及び該回転軸に固定された円盤状部材(22)から成る回転側部材(2)と、固定側部材(1)に取り付けられ且つ前記回転軸(21)を中心とする同一円上に均等ピッチで配置された複数のコイル(3)と、円盤状部材(22)に取り付けられた第1の永久磁石(4)とを備えており、第1の永久磁石(4)は前記回転軸(21)を中心とする同一円上に均等ピッチで配置され且つ前記コイル(3)と対向して配置されている。

Description

明 細 書
回転機構
技術分野
[0001] 本発明は、例えば、発電機や電動機等における回転体構造を構成する回転機構 であって、特に、鉛直方向に延在する回転軸を有するタイプの回転機構に関する。 背景技術
[0002] その様な回転機構の一例として、例えば、マグネット回転子を有する電磁回転機が 提案されている (例えば特許文献 1参照)。
[0003] ここで、係る回転機構については、回転軸を軸支する種々の軸受を備えており、回 転抵抗の大小によって回転機構の性能が左右されてしまう。従って、出来る限り回転 抵抗を小さくして、回転機構としての性能或いは効率を向上する必要がある。
そのためには、回転を促進或いは補助するような機構を設けることが考えられる。し かし、電流等を外部力 供給して回転機構の回転を促進するのであれば、入力エネ ルギが増加することとなり、回転機構の効率は却って低下してしまう。
[0004] 前述した特許文献 1では、その目的が、整流子、刷子、位置検知素子を除去し、リ ブトルク、リブ電圧の無い直流電動機又は直流発電機を得ることであって、回転機構 の効率向上に寄与するものではない。
特許文献 1:特開 2000- 197327号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、回転効率の 極めて高い回転機構を提供するにある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明の回転機構は、軸受(16、 18)を設けている固定側部材(1)と、前記軸受に 軸支された回転軸(21)及び該回転軸に設けられた円盤状部材 (22)力 成る回転 側部材 (2)と、固定側部材(1)に取り付けられ且つ前記回転軸 (21)を中心とする同 一円上に均等ピッチで配置された複数のコイル (3)と、円盤状部材 (22)に取り付け られた第 1の永久磁石 (4)とを備えており、第 1の永久磁石 (4)は前記回転軸(21)を 中心とする同一円上に均等ピッチで配置され且つ前記コイル (3)と対向して配置され て 、ることを特徴として 、る(請求項 1)。
[0007] ここで、前記コイル (3)は、非磁性材料 (例えば、ステンレス鋼)製の芯材が貫通して おり、前記第 1の永久磁石 (4)と対向する端面力 離隔した側の端面には磁性材料 製部材 (例えば鉄勢円盤或いは鉄板)が配置されて 、るのが好ま ヽ (請求項 2)。
[0008] 前記円盤状部材(22)には複数のアーム状部材(24)が取り付けられ、該アーム状 部材 (24)の先端には第 2の永久磁石(5)が第 1の磁石保持部材 (24h)によって保 持され、固定側部材(1)の前記アーム状部材 (24)よりも半径方向外方の領域には 第 3の永久磁石 (6)が設けられており、該第 3の永久磁石 (6)は第 2の磁石保持部材 (l lh)によって保持され、第 2の永久磁石 (5)と第 3の永久磁石 (6)との円周方向位 置が等しい状態 (第 2の永久磁石 5及び第 3の永久磁石 6が直線 24Lc上に位置して V、る状態)から第 2の永久磁石 (5)が回転方向 (R)に移動した際に反撥力を生じるよ うに構成されて 、るのが好ま ヽ(請求項 3)。
ここで、前記第 3の永久磁石(6)の数は、前記アーム状部材(24)の数よりも多いこ とが好ましい。
[0009] 前記第 1の磁石保持部材(24h)は非磁性材料 (例えば、アルミニウム或いはプラス チック)で構成され、第 2の永久磁石 (5)を包囲して 、ると共に第 2の永久磁石 (5)か らの磁力線が放射される開放部(240h)が形成されており、前記第 2の磁石保持部 材(l lh)は磁性材料 (例えば、ニッケル 'クローム鋼)で構成され、第 3の永久磁石(6 )を包囲していると共に第 3の永久磁石(6)からの磁力線が放射される開放部(1 lOh )が形成されており、前記第 1の磁石保持部材 (24h)の開放部(240h)と前記第 2の 磁石保持部材(1 lh)の開放部(110h)とが対向して 、な 、状態では第 2の永久磁石 (5)と第 3の永久磁石 (6)とは相互に磁力は作用しないが、開放部(240h)と開放部 (110h)とが対向して 、る状態では第 2の永久磁石 (5)と第 3の永久磁石 (6)とは相 互に磁性反撥力が作用する様に構成されているのが好ましい (請求項 4)。
[0010] 前記円盤状部材(22)の下側面には第 4の永久磁石(8)が取付けられ、前記固定 側部材(1)には第 4の永久磁石 (8)の下方の領域に第 5の永久磁石(9)が設けられ ており、第 5の永久磁石 (9)は第 4の永久磁石 (8)と対向して配置され且つ第 4の永 久磁石 (8)と同一の極性となる様に配置されて 、るのが好ま 、 (請求項 5)。
ここで、第 4の永久磁石 (8)はステンレス製の取付用具 (ステ一)により前記円盤状 部材(22)の下側面に取り付けられており、第 5の永久磁石(9)はステンレス製の取 付用具 (ステ一)により前記固定側部材(1)に取り付けられているのが好ましい。
[0011] 前記固定側部材(1)は、正多角体の環状、或いは円環状の上方枠体(11)及び下 方枠体(13)と、上方枠体(11)と下方枠体(13)との双方を連結する連結部材(l ib) と、で構成されているのが好ましい。
発明の効果
[0012] 上述した回転機構によれば、固定側部材(1)の同一円周上に均等ピッチで配置さ れた複数のコイル (3)と、回転側部材 (2)の当該コイル (3)と対向した複数の第 1の 永久磁石 (4)とで構成されているので、回転体(2)を、先ず回転のきっかけとして所 定の手段で回転させれば、コイル(3)にはフレミングの左手の法則により誘導電流が 発生する。そして、コイル (3)に発生した誘導電流は第 1の永久磁石 (4)を初期に回 転させられたと同方向に回転させるように作用する。
即ち、例えばモータにより、ー且回転体(2)を回転させてしまえば、後は、コイル(3 )に誘導電気が発生し、いわゆる「ァラゴの円盤」の原理を利用して、回転体の回転を 促進する様に作用するので、回転効率が極めて良好となる。
[0013] 前記コイル (3)にお 、て、非磁性材料 (例えば、ステンレス鋼)性の芯材が貫通して おり、前記第 1の永久磁石 (4)と対向する端面力 離隔した側の端面には磁性材料 製部材 (例えば鉄勢円盤或いは鉄板)が配置して 、れば (請求項 2)、磁性材料性部 材によりコイル(3)に発生する磁界を強化できると共に、芯材が非磁性材料、特にス テンレス鋼であれば、芯材内を磁界が良好に通過するので、コイル(3)から良好に磁 界が発生する。
それに加えて、芯材が非磁性材料なので第 1の永久磁石 (4)に吸引される事が無 ぐ回転体の回転が制動されてしまうことが防止される。ここで、磁性材料部材は第 1 の永久磁石 (4)から離隔して配置されるので、第 1の永久磁石 (4)に吸引される恐れ は少ない。 [0014] 本発明にお 、て、複数のアーム状部材 (24)を設け、アーム状部材 (24)の先端に 第 2の永久磁石(5)を第 1の磁石保持部材 (24h)によって保持し、固定側部材(1) の前記アーム状部材 (24)よりも半径方向外方の領域に第 3の永久磁石 (6)を設け、 該第 3の永久磁石 (6)を第 2の磁石保持部材( 1 lh)によって保持すれば (請求項 3、 請求項 4)、第 2の永久磁石(5)と第 3の永久磁石 (6)との磁性反撥力により、アーム 状部材 (24)が回転して、円盤状部材 (22)に回転力を付加する。その結果、外部か ら電流を供給することなぐ回転が促進される。
すなわち、前述のコイル(3)と第 1の永久磁石 (4)とでなされる作用がメインの作用 とすれば、第 2の永久磁石(5)と第 3の永久磁石 (6)とが、そのメインの作用を増強す るように作用する。
[0015] 回転側の第 4の永久磁石 (8)と、第 5の永久磁石 (9)を設け、第 5の永久磁石 (9)は 、第 4の永久磁石 (8)と対向した位置に取り付けられ且つ第 4の永久磁石 (8)との対 向面側を第 4の永久磁石(8)と同一極性とすることによって、回転側の第 4の永久磁 石(8)と、固定側の第 5の永久磁石 (9)とは互いに反撥し合うように構成すれば (請求 項 5)、永久磁石 (8、 9)同士の磁性反撥力により、回転側部材 (2)全体が固定側部 材(1)に対して浮上するように作用する。
その結果、回転側部材 (2)が固定側部材(1)に対して作用するスラスト力をゼロに 近づけることが出来、スラスト力による回転時のフリクションもゼロに近づく。
[0016] 以上の構成及びその作用を全て組み合わせることにより、回転側部材(2)の回転 時のフリクションはゼロに近づき、回転効率の極めて高い回転機構が得られる。
[0017] さらに本発明において、第 4の永久磁石(8)と第 5の永久磁石(9)との間の領域に、 複数のコイルをリング状に配置し、リング状に配置されたコイルの列を上下方向に間 隔を空けて設け、上下に間隔を空けて設けられたコイルの列は反撥力が作用するよ うに磁極が決定されており、上下に間隔を空けて設けられた磁石の列の間に、開放 端部が上下方向となる様に配置された空芯コイルを複数配置することにより、発電を 図ることが出来る。
[0018] 上下の磁石の列の間に挟まれる様に配置された空芯コイルで発生した電力により、 例えば円盤状部材 (22)上部に取り付けられたモータを駆動することが出来る。或い は、空芯コイルで発生した当該電力により、例えば円盤状部材 (22)のみを回転駆動 するために設けられたモータを駆動することが出来る。
[0019] ここで、「円盤状部材(22)のみを回転駆動するために設けられたモータ」は、歯車 若しくはベルトにより円盤状部材 (22)と接続されており、回転軸(21)が駆動源に連 結されて 、な 、場合にも円盤状部材(22)を回転することが出来る様に構成すること が可能である。そして、リング状に配置されたコイルの列を円盤状部材(22)と共に回 転して発電する場合には、回転軸(21)を回転させずに円盤状部材(22)のみを回転 させる様に構成することも可能である。
[0020] ここで、円盤状部材(22)が回転軸(21)に対して相対的に回転可能に構成すれば 、回転軸(21)を固定し、そこに設けられたスラストベアリングに円盤状部材 (22)の重 量を支持する様にすれば、さらに効果的に円盤状部材 (22)を回転させることが出来 る。
[0021] それにカ卩えて、前記上下に設けられたリング状の磁石の列を、下方の磁石の列を 固定し、上方の磁石の列を円盤状部材 (22)に設けることにより、同極同士の反撥力 により円盤状部材 (22)を磁気浮上させることが出来る。それと共に、上述した様に、 円盤状部材 (22)を回転させることにより空芯コイルに電力を発生させることが出来る この場合、円盤状部材 (22)を回転させることにより、磁力により得られる効果が増 大する。
発明を実施するための最良の形態
[0022] 以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図 1〜図 11を参照して第 1実施形態 (実施形態)である回転機構 100につい て説明する。
[0023] 図 1、図 2において、全体を符号 100で示す回転機構は、固定側部材 1と、回転側 部材 2と、固定側部材 1に取り付けられた複数のコイル 3と、回転側部材 2に取り付け られた複数の第 1の永久磁石 4とを有している。
[0024] 固定側部材 1は、上方枠体 11と中間枠体 12と下方枠体 13が 8個の接続部材 l ib で上下方向に空間部を挟んで 3層に積層(以上、図 2参照)して形成されている。 上方枠体 11は、詳細には八つの同一断面 (溝形断面)の部材 1 laの端部を前記接 続部材 1 lbで接続して組んで正八角形に形成されて ヽる(図 1参照)。
[0025] 中間枠体 12は、図 1では明確には示されていないが、外形輪郭が上方枠体 11と同 じであり、上方枠体 11と同様に、八つの同一断面 (溝形断面)の部材 12aの端部を前 記接続部材 l ibで接続して、正八角形に形成されている(図 2参照)。
[0026] 下方枠対 13は、図示では明確には示されていないが、外形輪郭は上方枠体 11と 同じであるが、上方枠体 11及び中間枠体 12よりも(図 2中の上下方向寸法が)大きい 溝形断面の八つの部材 13aによって、正八角形に組まれている(図 2参照)。
[0027] 図 1にお!/、て、上方枠体 11は、図示の左右の溝形断面の部材 1 la、 1 laを図示の 左右方向で並行する 2本の梁 11cで補強するように接続している。尚、 2本の梁 11c は回転側部材 2の中心点(回転中心:上方枠体 11の中心点でもある) Oに対して上 下方向で対称位置に配置されて ヽる。
[0028] 図 1において、上方枠体 11は、上方の部材 11a— 1と上方の梁 11c 1とを図 1の 上下方向で並行する 2本の梁 l idで接続し、且つ、下方の部材 11a— 2と下方の梁 1 lc— 2とを図示の上下方向で並行する 2本の梁 l idで接続し、以つて、上方枠体 11 全体のネ ΐ強を図っている。
[0029] 中間枠体 12は、図示では明確には示していないが、上方枠体 11同様、左右の溝 形断面の部材 12a、 12aを、図 1の左右方向に並行する 2本の梁 12c (図 2参照)で補 強するように接続している。
2本の梁 12cは、中間枠体 12の中心点 Oに対して、図 1の上下方向について対称 位置に配置されている。
[0030] さらに、中間枠体 12は、図 1を参照して説明した上方枠体 11と同様に、図 1におけ る上方の部材 12a (図 1にお 、て、部材 1 la— 1と同 Cf立置に存在する)と上方の梁 1 2c (図 1において、梁 11c— 1と同じ位置に存在する)とを、(図 1の上下方向で並行 する) 2本の梁 12d (図示を省略)で接続している。そして、下方の部材 12a (図 1にお いて、部材 11a— 2と同じ位置に存在する)と下方の梁 12c (図 1において、梁 l ie— 2と同じ位置に存在する)とを、(図 1の上下方向で並行する) 2本の梁 12d (図示を省 略)で接続し補強を図って 、る。 [0031] 図 2を参照すれば、前記下方枠体 13は、基礎部材 14の上面に積層するように取り 付けられており、基礎部材 14の外縁は下方枠体 13の外縁よりも小さい。基礎部材 1 4の中央には、補強部材 14aが設けられて 、る。
[0032] 図 1において、上方枠体 11の 2本の梁 l lc、 11cで挟まれた領域であり且つ上方枠 体 11の中央に相当する領域には、軸受支持板 15が 2本の梁 l lc、 11cで支持され ている。軸受支持板 15の上面には、ラジアル軸受(上方の軸受) 16が設けられてい る。ここで、ラジアル軸受 16は、その中心軸が図 1の紙面に垂直な方向となる様に配 置されている。
[0033] 図 2に示す補強部材 14a (基礎部材 14の中央に設けられている)の中央部には軸 受支持板 17が配置されており、軸受支持板 17の(図 2における上方の面)中央には 下方の軸受 18が取り付けられている。ここで、下方の軸受 18は、ラジアル軸受 18A とスラスト軸受 18Bとが一体化された構造を具備しており、下方の軸受 18の中心軸が 図 2の上下方向(図 1の紙面に垂直な方向)に延在する様に配置されている。
[0034] 図 2で示す実施形態では、中間枠体 12の中央にもラジアル軸受(中間の軸受) 19 力 取り付けられている。
図 2を参照すれば明らかな様に、下方の軸受 18における中心軸の延長線上に、中 間の軸受 19の中心軸及び上方の軸受 16の中心軸が重複している。
[0035] 前記上方の軸受 16、中間の軸受 19、下方の軸受 18により、回転軸 21が軸支され る。
その回転軸 21において、上方の軸受 16と中間の軸受 19との間の領域には、ハブ 20を介して、円盤状部材 (例えば、アルミニウムの円盤) 22が回転軸 21に固定され ている。
即ち、回転側部材 2は大きな構成単位として回転軸 21と円盤状部材 22を備えてい る。
後述する様に、アルミニウム (或いはプラスチック)の円盤 22は、電力消費量計測器 に利用されている「ァラゴの円盤」の原理により、回転が補助される。
[0036] ここで、回転軸 21は、後述の第 4及び第 5の永久磁石の影響を受けないように、例 えば、非磁性体であるステンレス鋼等で製造されて 、る。 そして、円盤状部材 22は、いわゆる「はずみ車 (プーリー)」として、回転力を保持す る作用を奏するように、一定以上の質量を有している。
円盤状部材 22の素材として、アルミニウム或いは合成樹脂を使用することにより、よ り一層効果を発揮する。
[0037] 図 3、図 4を参照すれば、前記円盤状部材 22には、断面が L字状の複数の永久磁 石用ブラケット 23が円盤状部材 22の外縁部全周を取り囲むように同一ピッチで取り 付けられている。ここで、図 3及び図 4では、図示の簡略化のため、ブラケット 23を 1個 のみ示し、他のブラケット 23の図示を省略している。
図示はされていないが、図 3、図 4において、複数のブラケット 23に代えて、 1個の 円環状部材 23を設け、当該円環状部材 23を取付部 23bにより円盤状部材 22に取り 付ける様に構成しても良い。
[0038] 図 3、図 4において、各ブラケット 23のフランジ部 23aの半径方向内側(回転軸 21 側)の面には、第 1の永久磁石 4が取り付けられている。ここで、円周方向に隣接する 第 1の永久磁石 4同士は、半径方向内側の面の極性力 N極と S極が交互に入れ替 わる様に配置されている。
[0039] なお、図 4でブラケット 23を示す断面は、後述するアーム状部材 24が円盤状部材 2
2の上面に取り付けられた特異な箇所における断面(図 1における Y断面)である。 図示はされていないが、アーム状部材 24が無い一般的な断面においては、ブラケ ット 23のフランジ部 23aの高さ及び第 1の永久磁石 4の取付位置は、図 4で示すフラ ンジ部 23aの高さ及び第 1の永久磁石 4の取付位置に比較して、アーム状部材 24の 厚み分だけ高く設定されて!、る。
[0040] 図 1及び図 2においては図示が省略されているが、図 4における符号 l ieは、回転 機構 100の上部を覆う天蓋を示している。天蓋 l ieは、図 1において、上部枠体 11の 部材 11aと、梁 11cと、梁 l idと、軸受支持板 15とを除く全ての領域を覆っている。
[0041] 図 4において、回転軸 21の軸中心 21cから距離(半径方向距離) rlの位置に、図 4 において下向きに、 L字状のコイル用ブラケット 1 Ifが設けられている。コイル用ブラ ケット 1 Ifは複数設けられており、円盤状部材 22の円周方向に全周に亘つて均等ピ ツチで設けられている。 ここで、コイル用ブラケット l lfにおける半径方向距離 rlは、ブラケット 23の半径方 向距離 r2 (軸中心 21cからブラケット 23までの半径方向距離)よりも短い。
[0042] コイル用ブラケット l lfの永久磁石用ブラケット 23に面する側(半径方向外側)には 、コイル 3が後述する手段によって取り付けられている。ここで、コイル 3は、通電した 場合に磁界が発生する、いわゆる電磁コイルである。すなわち、コイル 3に通電すれ ば、コイル 3には磁界が発生し、その磁界によって、コイル 3と第 1の永久磁石 4との間 には相互インダクタンスが生じるように構成されて 、る。
[0043] また、第 1の永久磁石 4が円盤状部材 22と共に回転して、コイル 3の磁界を横切つ て通過する際には、コイル 3側には誘導電流が発生する。回転体 2を所定の手段、例 えば図示しない小型のモータによって回転させると、第 1の永久磁石 4がコイル 3 (の 磁界)を通過する際に、ファラデーの法則によりコイル 3には誘導電流が生じる。 そして、コイル 3に生じた誘導電流により、第 1の永久磁石 4及び円盤状部材 22は、 初めに回転させられたと同方向に回転させるように付勢される。その結果、何らかの 方法で (例えばモータにより)、ー且、回転側部材 2を回転させてしまえば、コイル 3に 生じる誘導電流により、回転側部材 2は、回転を続行する様に付勢されるのである。
[0044] 明確には図示されていないが、第 1実施形態においては、(始動用の)小型モータ で始動時に回転側部材 2を回転するタイプに構成されており、回転軸と始動用モー タの間にクラッチ機構を介装して、回転側部材が所定の回転速度に達した時に、当 該クラッチを切るように構成して 、る。
[0045] 次に図 5〜図 7を参照して、コイル 3と第 1の永久磁石 4との詳細な位置関係及びコ ィルの詳細構成を説明する。
図 5〜図 7において、コイル 3は、コイル本体 32と、そのコイル本体 32の端部に設け られた板状部材 33と、図 5において板状部材 33を押さえる押圧板 34とを有している 。ここで、後述する理由により、押圧板 34は非磁性体材料で形成されている。
[0046] コイル本体 32、板状部材 33及び押圧板 34は通しボルトを兼ねたステンレス鋼製の 芯材 35で貫通されて!、る。
ステンレス鋼芯材 35において、コイル本体 32を貫通している領域を除く部分には、 雄ねじ 35tが形成されている。雄ねじ部 35tには第 1のナット N1が螺合しており、第 1 のナット Nlを絞め込むことにより、板状部材 33と押圧板 34との間隔を短くする方向 へ押圧するように構成されて 、る。
[0047] ステンレス鋼芯材 35がコイル用ブラケット 1 Ifを貫通している領域の雄ねじ部 35tに はナット N2が螺合している。そして、当該ナット N2でコイル用ブラケット 1 Ifを挟み込 むことにより、コイル 3はコイル用ブラケット 1 Ifに取り付けられている。
なお、図 7は、コイル 3の長手方向(図 5、図 6における左右方向)中央の断面図であ る。
[0048] 図 5、図 6において、符号 36は、中央にボルト貫通孔を有する磁性材料 (例えば鉄 製)の板状部材 (鉄板)を示して 、る。
従来のコイルでは、磁束密度を増加するためにコイル中央に鉄芯を設ける事が多 い。しかし、図示の第 1実施形態においては、コイル 3の芯材は永久磁石 4の直近を 移動するため(図 5、図 6参照)、コイル 3の芯材を鉄芯にしてしまうと、永久磁石 4にコ ィル 3の芯材が吸引されてしまい、その際の吸引力が円盤状部材 22の回転を制動す る様に作用してしまうという問題がある。
[0049] ここで、ステンレス鋼であれば、それ自体は永久磁石に吸引されることはないが、磁 界を通過させることが出来る。
そのため、第 1実施形態で用いられるコイル 3では、上述した様に、コイル 3の芯材 としてステンレス鋼製の芯材 35を採用し、永久磁石 4にコイル 3の芯材が吸引される ことを防止している。それと共に、ステンレス鋼芯材 35には磁界が通過するので、ス テンレス鋼芯材 35をコイル 3に挿入することにより、コイル 3の作用効果、すなわち、 電磁石として永久磁石 4と自己インダクタンスにより円盤状部材 22の回転を促進する 作用が、妨げられることはない。
[0050] それと共に、図示の第 1実施形態では、コイル 3において、永久磁石 4から最も離隔 した位置(図 5、図 6においては、右端部)に、鉄製の部材 (鉄板) 36を設け、ステンレ ス鋼芯材 35を通過する磁界が当該鉄板 36を通過する際に強化される。換言すれば 、鉄板 36を設けることにより、通常のコイル中に鉄芯を配置するのと同様に、磁界を 強化する作用が確保できる。
そして、鉄板 36は、永久磁石 4から最も離隔した位置に配置されているので、永久 磁石 4の磁界により鉄板 36が吸引され、以つて、円盤状部材 22の回転が制動される 恐れは極めて小さぐ無視できる。
[0051] すなわち、図 5、図 6で説明したような構成のコイル 3を使用することにより、円盤状 部材 22の回転が制動されることなぐ永久磁石が通過することにより、コイル 3で発生 する強力な磁界が電流を発生させる。
[0052] 図 5〜図 6では、コイル 3の半径方向内側に鉄板 36を設けて、コイル 3で発生する 磁界を強化せしめている力 個々のコイル 3に鉄製円盤 36を設けることに代えて、コ ィル用ブラケット 1 Ifの半径方向内側(永久磁石力 離隔して 、る側)に鉄板(図示せ ず)を配置し、当該鉄板を連続した 1枚の円環状に構成しても良い。すなわち、当該 連続した 1枚の円環状の円盤力 個々のコイル 3のブラケット 1 Ifの半径方向内側で 、対応する個々のコイル 3で発生する磁界を強化する作用を奏するのである。
[0053] 第 1実施形態では、回転機構 100の回転効率を高めるため、上述した構成に加え て、アーム状部材 24 (図 1参照)を用いた構成を具備して 、る。
図 1及び図 8において、円盤状部材 22の上面には、 3本のアーム状部材 24 (図 8で は 1本のみを図示)が、回転中心 Oから半径方向外方に向かって延在している。図 1 力も明らかな様に、 3本のアーム状部材 24は、円周方向について均等ピッチにて取 り付けられている。
[0054] そのアーム状部材 24の先端部には、第 2の永久磁石 5を保持したアタッチメント 24 aが取り付けられている。
後述する様に、アーム状部材 24先端のアタッチメント 24aにおいて、第 2の永久磁 石 5はホルダ 24hで大部分が覆われており、ホルダ 24hは、磁性材料であるニッケル •クローム鋼で構成されて 、る。
永久磁石 5と永久磁石 6の両方がニッケル 'クローム鋼で包囲されることにより、磁性 を軽減することが出来る。
[0055] 固定側部材 1側の上方枠体 11における 8個の接続部材 1 lbの各々には、第 3の永 久磁石 6を保持したアタッチメント l lgが取り付けられており、アタッチメント l lgは半 径方向内側(図 8における回転中心 O側)を向くように配置されている。
ここで、図 8は、アーム状部材 24が回転して、第 3の永久磁石 6と回転中心 Oを結ぶ 仮想直線(図 8では図示せず)上に、第 2の永久磁石 5の中心が位置した状態を示し ている。そして、図 8における円弧 Lrは、アーム状部材 24先端のアタッチメント 24aの 半径方向外方端の軌跡を表している。
[0056] アーム状部材 24或いは第 2の永久磁石 5の数(図示の実施形態では 3個)と、第 3 の永久磁石 6の数(図示の実施形態では 8個)とは、複数の第 2の永久磁石 5が、同 時に、固定側の第 3の永久磁石 6に接近した場合に生じるであろう「回転むら」を防止 する観点から定められて 、る。
[0057] 次に、主として図 9、図 10を参照して、図 8におけるアーム状部材 24側(第 2の永久 磁石 5用)のアタッチメント 24aと、上方枠体 11側(第 3の永久磁石 6用)のアタッチメ ント l lgとにより、円盤状部材 22 (図 1)の回転が促進される作用効果について、説明 する。
[0058] 図 9、図 10において、アーム状部材側のアタッチメント 24aは、第 2の永久磁石 5と、 第 2の永久磁石 5を殆ど覆うように保持するホルダ 24hと、アタッチメント 24aをアーム 状部材 24先端に固定するための取付部材 24bとで構成されている。
上方枠体 11側(図 9、図 10では左側)のアタッチメント l lgは、第 3の永久磁石 6と、 第 3の永久磁石 6を殆ど覆うように保持するホルダ 1 lhと、アタッチメント 1 lgを接続部 材 1 lbに固定するための取付部材 1 ljとで構成されて 、る。
[0059] 図示の実施形態では、第 2の永久磁石 5を保持するホルダ 24hと、第 3の永久磁石 6を保持するホルダ l lhとは、共に磁性材料であるニッケル 'クローム鋼で構成されて いる。
そして、ホルダ 24hとホルダ l lhは、第 2の永久磁石 5或いは第 3の永久磁石 6の大 部分を覆って、磁界が漏れないようになつている。但し、相互に向かい合う側、すなわ ち、ホルダ 24hであれば半径方向外方或いは接続部材 l ib側、ホルダ l lhであれば 半径方向内方或いはアーム 24側、の一部分については、ニッケル 'クローム鋼は永 久磁石を覆っていない。
[0060] より詳細には、第 2の永久磁石 5を保持するホルダ 24hは、垂直方向下方が閉塞し た(図 10参照)円筒形状に構成されており、その円筒形状の中心軸に沿って外周の 一部(半径方向外方の部分)が削り取られるように形成され、第 2の永久磁石 5を露出 している(開放部 240hを形成している)。なお、円筒形状の中心軸については図示さ れていないが、当該中心軸は、図 9においては紙面に垂直な方向に延在しており、 図 10においては、上下方向に延在している。
[0061] 図 9において、開放部 240hの一端部(開放部 240hが始まる位置)は、アーム状部 材 24の中心線と一致するライン 24Lcに対して、アーム状部材 24の回転方向(点線 で示す矢印 R方向)について、角度 δ 1 (図示の例では 15° )だけ遅れた位置(図 9 においては上方の位置)である。図 9において、開放部 240hの一端部(開放部 240 hが始まる位置)については、直線 5S (前記開放部 240hの始まる位置と永久磁石 5 の中心点を結ぶ直線)で示す。
[0062] 開放部 240hの開放角度は、図 9では 60° である。換言すれば、開放部 240hは、 上述した一端部(開放部 240hが始まる位置)から、図 9において時計方向に 60度回 動した範囲に形成されている。
また、ホルダ 24hにおいて、開放部 240hを含む外周面は、図 9において右上がり 傾斜部 C1が形成されるように削ぎ落とされている。ここで、図 9の上下方向軸(図示 せず)に対して、傾斜部 C1の傾斜角度は 28° に形成されている。
[0063] 図 9、図 10から明らかな様に、第 2の永久磁石 5は、その外径がホルダ 24hの内径 と同一の円柱形状をしている。第 2の永久磁石 5における極性は、円柱を軸心に沿つ て縦に半割した一方が S極(5S:図 9における左側)で、残りが N極(5N:図 9におけ る右側)となっている。
ここで、第 2の永久磁石 5における半割の分割面は、前記開放部 240hの始まる位 置を示す直線 5Sと直交しており、当該「半割の分割面」は図 9の上下方向軸(図示せ ず)に対して 15° の傾斜角を有して!/、る。
[0064] 第 3の永久磁石 6を保持するホルダ l lhは、下方が閉塞した円筒形状をしており、 その円筒形状の外周の一部が開放された (外周に開放部 l lOhが設けてある)形状と なっている。
図 9において、開放部 l lOhの一端 (或いは、開放部 l lOhが始まる位置)は、ァー ム状部材 24のライン 24Lcの延長線 (第 3の永久磁石 6の中心点を通過する)とに対 して、図 9における下方側に角度 δ 2 (図示の例では 15° )だけ進んだ位置、或いは 、ライン 24Lcの延長線から時計方向側に角度 δ 2だけ進んだ位置である。
[0065] 図 9において、開放部 l lOhの一端 (或いは、開放部 l lOhが始まる位置)は、直線 6S (開放部 110hの始まる位置と永久磁石 6の中心点を結ぶ直線)で表示されて 、る 開放部 l lOhは、上述した一端或いは直線 5Sから、時計方向に開放角度だけ回動 した範囲に形成されており、該開放角度は、図 9の例では 60° である。
開放部 l lOhは傾斜部 C2を形成する様に削ぎ落とされている。そして、傾斜部 C2 は、図 9の上下方向に対して、図示の例では 28° の傾斜を有している。
[0066] 第 3の永久磁石 6は、外径がホルダ l lhの内径と同じ円柱形状をしている。そして、 第 3の永久磁石 6の極性は、該円柱形状を軸心に沿って縦に半割した一方が S極 (6 S:図 9における右側)で、残りが N極(6N :図 9における左側)となっている。
第 3の永久磁石 6における半割の分割面は、前記直線 6S (前記開放部 l lOhの始 まる位置と永久磁石 6の中心点を結ぶ直線)と直交する。そして、図 9の例では、第 3 の永久磁石 6における半割の分割面は、図 9の上下方向軸(図示せず)に対して 15 ° の傾斜角を有している。
[0067] なお、図 9の例では、第 2の永久磁石 5と第 3の永久磁石 6とは共に円柱形状の永 久磁石であるが、円柱形状に限ることなぐ断面が多角形の棒状体の磁石を用いても 良い。
[0068] 図 9で示す状態では、第 2の永久磁石 5と第 3の永久磁石 6とは S極同士(5S、 6S) が対向する様に配置される。
第 2の永久磁石 5或いはアーム状部材 24が、図 9のライン 24Lcの上方領域から、ラ イン 24Lcを横切って、図 9のライン 24Lcの下方領域に移動する場合、第 2の永久磁 石 5の中心力 ライン 24Lcの下方領域の所定箇所に到達するまでは、ホルダ 24hの 開放部 240hとホルダ 1 lhの開放部 110hとは正対する(向カ^、合う)ことはな 、。
[0069] 第 2の永久磁石 5の磁界と第 3の永久磁石 6の磁界とは、ホルダ 24h、ホルダ l lhに より遮られるので、ホルダ 24hの開放部 240hとホルダ l lhの開放部 l lOhとが正対し な!、(向か!/、合わな!/、)限りは、相互に作用することはな!/、。
従って、ライン 24Lcの下方領域で、ホルダ 24hの開放部 240hとホルダ l lhの開放 部 l lOhとは正対する(向かい合う)までは、第 2の永久磁石 5と第 3の永久磁石 6とは 、同極性 (S極同士)による反撥力を発生しない。
[0070] 図 11は、第 2の永久磁石 5が、ライン 24Lcの下方領域を所定角度えだけ回動して 、ホルダ 24hの開放部 240hとホルダ 1 lhの開放部 110hとは正対した(向力 、合つ た)状態を示している。
図 11の状態では、永久磁石 5、永久磁石 6の S極が正対するので、永久磁石 5、永 久磁石 6は反撥し合い、反撥力 F1が発生する。第 2の永久磁石 5側では、その反撥 力 F1の分力 F2が発生し、その分力 F2によってアーム状部材 24は反時計回り方向 の回転力が付与される。そして、アーム状部材 24は円盤状部材 22に固定されている ので、アーム状部材 24に回転力が付与されることで、円盤状部材 22の回転が促進さ れるのである。
[0071] この様に、図 8〜図 11で示す構成では、永久磁石 5、永久磁石 6をホルダ 24h、 11 hで覆って!/ヽるため、ホルダ 24hの開放部 240hとホルダ 1 lhの開放部 110hとが正 対する(向かい合う)までは永久磁石 5と永久磁石 6との反撥力が生じないので、ァー ム状部材 24の回転力或いは円盤状部材 22の回転に抵抗が生じることはない。 そして、ホルダ 24hの開放部 240hとホルダ 1 lhの開放部 110hとが正対すれば(向 力 、合えば)、永久磁石 5と永久磁石 6との反撥力が生じるが、その状態では、当該 反撥力はアーム状部材 24の回転或いは円盤状部材 22の回転を促進する様に作用 するのである。
[0072] 図 12は、図 8〜図 11で説明した構成の変形例を示す。
図 12の変形例では、図 8〜図 11の構成に対して、ホルダ開放部の構成と、永久磁 石の半割の分割面の構成が相違しており、アーム 24の回転を促進する作用効果も 異なっている。
[0073] 図 12において、第 2の永久磁石 5の中心がライン 24Lc上にある場合において、第 2の永久磁石 5を覆うホルダ 24kの開放部 240kと、第 3の永久磁石 6を覆うホルダ 11 kの開放部 110kは、共に、図 12におけるライン 24Lcを対称軸として、図 12の上下 方向で対称形となっている。
[0074] また、第 2の永久磁石 5の S極 5Sと N極 5Nとの分割面は、図 12において左上がり の傾斜を有し、第 3の永久磁石 6の S極 6Sと N極 6Nとの分割面は、同じぐ図 12にお V、て左上がりの傾斜を有して!/、る。
第 2の永久磁石 5においては、 N極 5Nのみが開放部 240kから露出している。一方 、第 3の永久磁石 6においては、主として N極 6Nが開放部 110kから露出しているが 、 S極 6Sの一部も露出している。
[0075] 図 12において、第 2の永久磁石 5について考えると、第 3の永久磁石 6の N極 6Nと の反撥力(磁極 5Nと 6Nとの反撥力) F3と、第 2の永久磁石 5の N極 5Nと第 3の永久 磁石 6の S極とによる吸引力 F4とが、同時に発生する。
そして、吸引力 F4は、その分力として、回転方向 R側の分力 F5を有しており、係る 分力 F5は、第 2の永久磁石 5を矢印 R側に回転する方向に作用する。そのため、第 2 の永久磁石 5の N極 5Nと第 3の永久磁石 6の S極とによる吸引力 F4における矢印 R 方向の分力 F5の発生は、第 2の永久磁石 5を矢印 R方向の回転を促進する用に作 用することとなる。
[0076] これに加えて、第 2の永久磁石 5が図 12で示す位置よりも下側(矢印 R側:回転方 向側)に移動すれば、第 2の永久磁石 5の N極 5Nと第 3の永久磁石 6の N極との反撥 力 F3が作用するので、前述の図 9〜図 11で示した構成と同様に、第 2の永久磁石 5 或いはアーム 24を、矢印 R方向に回転するのを促進する作用効果が得られるのであ る。
[0077] 再び図 2において、中間枠体 12の上面で且つ回転軸 21が貫通している中央領域 には、箱体の支持部材 7が設置されており、該支持部材 7は、その下方が開放してい る。そして、支持部材 7の上面は平坦面となっており、前記円盤状部材 22の下面と平 行で且つ所定の距離だけ隔たって!/、る。
支持部材 7の上面は、回転軸 21が自在に回転できるように貫通孔が設けられて!/、 る。
[0078] 円盤状部材 22の裏面には、回転軸 21を取り囲むように、円環状の第 4の永久磁石 8が取り付けられている。一方、支持部材 7の上面には、回転軸 21を取り囲むように、 第 4の永久磁石 8とほぼ同じ形状をした円環状の第 5の永久磁石 9が取り付けられて いる。 明確には図示されて!、な!、が、第 4の永久磁石 8はステンレス製のステー(図示せ ず)により円盤状部材 22の裏面(下側)面に取り付けられており、第 5の永久磁石 9も ステンレス製のステー(図示せず)により固定側部材 1側に取り付けられている。
[0079] 第 4の永久磁石 8と第 5の永久磁石 9とは、相互に対向する側の面が同一の極性と なるように配置されている。但し、永久磁石 8と永久磁石 9とは、着脱の容易性等を考 慮して、所定量だけ離隔する様に配置されている。
[0080] 第 4の永久磁石 8と第 5の永久磁石 9とを設け、第 4の永久磁石 8と第 5の永久磁石 9とは相互に対向した位置に配置されており、且つ、相互に対向した面が同一極性と なる様に構成されているので、第 4の永久磁石 8と第 5の永久磁石 9とは、相互に反撥 し合う。係る反撥力は、回転側部材 2全体が固定側部材 1に対して浮上するように作 用する。
その結果、回転側部材 2の重量が固定側部材 1に対して作用するスラストによって 生じる摩擦を小さくすることが出来るので、回転機構 100における損失を更に小さくし て、より高効率の回転機構とする事が出来るのである。
[0081] 更に、ァラゴの円盤の原理によって、ー且、回転側部材 2が回転を始めると、第 4の 永久磁石 8には渦電流が生じる。この渦電流は、第 4の永久磁石 8、即ち、回転側部 材 2を回転させるように作用する。
すなわち、回転側部材 2をー且回転させてしまえば、回転側部材 2を更に回転する 様な力が作用するのである。
ここで、ァラゴの円盤の原理により、回転側部材 2の材料であるアルミニウムを合成 榭脂に代えても、同様の効果が得られる。
[0082] 前記第 5の永久磁石 9を、図示しない昇降手段によって図 2の上下方向に移動せし めれば、第 4の永久磁石 8と第 5の永久磁石 9との相対距離を無段階に調節すること が可能となり、前記渦電流による作用を加減することが出来る。そして、前記渦電流 の作用により生じる力の調節機構を設け、その他の磁石等の吸着手段を回転側部材 2に設けることにより、回転側部材 2の回転速度を制御することも可能である。
そして、第 5の永久磁石 9の昇降手段や上述した吸着手段は、油圧機構によって作 動させることが出来る。 [0083] 次に、図 13〜図 16を参照して、図 1〜図 11の実施形態に対する第 1変形例を説 明する。
ここで、図 13〜図 16において、回転機構全体は符号 100Bで示す。
[0084] 図 1〜図 11の実施形態では、円盤状部材 22に取り付けられ且つ円環状に配置さ れた複数の第 1の永久磁石 4、固定側部材 1に取り付けられ且つ第 1の永久磁石の 半径方向内側に円環状に配置された複数のコイル 3とを備えて 、た。
それに対して、図 13〜図 16の第 1の変形例(回転機構 100B)では、図 1〜図 11の 実施形態に加えて、円盤状部材 22に円環状に配置されて取り付けられた第 1の永 久磁石 4Bの半径方向外側において、複数の第 2のコイル 3Bを、同一円周上(回転 中心 O点からの距離が同一の円周上)に、同一ピッチで取り付けている。
[0085] 図 13は、第 1の変形例の平面図を、図 14は図 13の Y— Y断面を、図 15は図 13の 部分拡大図を、図 16は図 14の部分拡大図を夫々示す。
図 16において、上方枠体 11の天蓋 l ieには、コイル用ブラケット 1 Ifの半径方向 外方にはコイル用ブラケット 11 Ifが取り付けられおり、そのコイル用ブラケット 11 Ifに 第 2のコイル 3Bが取り付けられる。
[0086] 図 13〜図 16の第 1変形例では、コイルの数を倍増させることにより、第 1の永久磁 石とコイル 3、 3Bとの磁性反撥力が大きくなり、円盤状部材 22の回転力が向上してい る。
[0087] 次に、図 17を参照して、図 1〜図 11の実施形態に対する第 2の変形例について説 明する。
ここで、図 17で示す第 2変形例に係る回転機構は、全体を符号 101Cで示されて いる。
[0088] 図 1〜図 11の実施形態 (特に図 4参照)がコイル 3と第 1の永久磁石 4との組み合わ せ力 (図 4の)上下方向について 1段のみであるのに対して、図 17の第 2の変形例に おいては、コイル 3と第 1の永久磁石 4との組み合わせを、図 17の上下方向について 2段として構成している。
[0089] 図 17において、上方の枠体 11に固定されたコイル取付用ブラケット 1 Ifは、図 17 の上下方向寸法が大きく設定されており、該ブラケット l lfにはコイル 3を上下方向 2 段に取り付けている。
他方、円盤状部材 22或いは第 2のアーム状部材 24Cの上面には、永久磁石 4側の ブラケット 23が固定されているが、そのブラケット 23も上下方向寸法が大きく構成さ れており、そのブラケット 23に永久磁石 4、 4が上下方向 2段に取り付けられている。
[0090] コイル取付用ブラケット 1 Ifに上下 2段に配置されたコイル 3、 3と、永久磁石側ブラ ケット 23に上下 2段に配置された永久磁石 4、 4とは、相互に正対する様に配置され ており、コイル 3、 3に発生した磁界と、永久磁石 4、 4に発生した磁界とが相互に反撥 し合い、当該磁性反撥力により円盤状部材 22の回転が促進される。
その他の構成については、図 1〜図 11の実施形態と同様である。
[0091] 次に、図 18を参照して、図 1〜図 11の実施形態に対する第 3の変形例について説 明する。
第 3の変形例を示す図 18では、回転機構は全体を符号 100Cで示されている。
[0092] 図 18の第 3変形例に係る回転機構 100Cも、図 17の第 2変形例と同様に、コイル 3 と第 1の永久磁石 4との組み合わせを、上下 2段として構成している。但し、図 17は単 一のブラケットにコイル或いは永久磁石を上下 2段に配置しているのに対して、図 18 の回転機構 100Cでは円盤状部材を 2つ(図 18では符号 22、 22Cで示す)設けてい る。
[0093] 図 18において、円盤状部材 22の下方に水平部材 11Cが設けられており、水平部 材 11Cは、円盤状部材 22及び上方の枠体 11に平行な固定側部材として設けられて いる。そして、水平部材 11Cの下方にはハブ 20が固定されており、そのハブ 20に第 2の円盤状部材 22Cが取り付けられて 、る。
[0094] 上方の枠体 11のみならず、水平部材 11Cの裏面にもコイル取り付け用のブラケット 1 Ifが固定されており、そのブラケット 1 Ifにコイル 3が取り付けられて!/、る。
円盤状部材 22のみならず、第 2の円盤状部材 22Cの上面にも永久磁石側ブラケッ ト 23が固定されており、そのブラケット 23に永久磁石 4が取り付けられている。
そして、水平部材 11Cの裏面に配置されたコイル 3と、第 2の円盤状部材 22Cの上 面に配置された永久磁石 4とは、図 18で示す状態では正対しており、両者が発生す る磁界同士の反撥力により第 2の円盤状部材 22Cの回転を付勢する。 [0095] 回転側部材 2を浮上させるための第 4の永久磁石 8は第 2の円盤状部材 22Cの裏 面に取り付けられ、第 5の永久磁石 9と向かい合って、回転側部材 2の重量に基くスラ ストを軽減している。
その他の構成については、図 1〜図 11の実施形態と同様である。
[0096] 次に、図 19を参照して、図 1〜図 11の実施形態に対する第 4の変形例について説 明する。
ここで、第 2実施形態に係る回転機構は、図 19において、全体を符号 101Dで示さ れている。
[0097] 図 19に示すように、第 4の変形例に係る回転機構 101Dでは、図 13〜図 16 (特に 図 16参照)の第 1の変形例(回転機構 100B)が、第 1の永久磁石 4Bと 2個のコイル 3 、 3Bとの組み合わせが上下方向について 1段のみ構成されているのに対して、図 19 の第 2実施形態では、第 1の永久磁石 4Bと 2個のコイル 3、 3Bとの組み合わせが上 下 2段に構成されている。
[0098] 図 19において、上部枠体 11 (天蓋 l ie)は、半径方向寸法が異なる位置にコイル 取付用ブラケット l lf、 l l lfが設けられており、ブラケット l lf、 l l lfの各々には、コィ ル 3、 3が上下方向 2段に取り付けられている。
また、円盤状部材 22の上面(図 19で示す断面の場合には、アーム状部材 24の上 面)には、永久磁石 4側のブラケット 23が固定されており、そのブラケット 23には第 1 の永久磁石 4B、 4Bが上下 2段に配置されている。
図 19の第 2実施形態におけるその他の構成については第 1の変形例と同様である
[0099] 次に、図 20を参照して、図 1〜図 11の実施形態に対する第 5の変形例について説 明する。
第 3実施形態に係る回転機構は、図 20では、全体を符号 100Dで示されている。
[0100] 図 20に示すように、第 3実施形態に係る回転機構 100Dも、図 19で示す第 2実施 形態と同様に、第 1の永久磁石 4Bと 2個のコイル 3、 3Bとの組み合わせが、図 20の 上下方向について、 2段に配置されている。
[0101] 図 20の第 3実施形態において、第 1の永久磁石 4Bと 2個のコイル 3、 3Bとの組み合 わせにおいて、上下方向の上段の組み合わせは図 16で示すのと同様である。
上下方向の下方における永久磁石 4Bと 2個のコイル 3、 3Bとの組み合わせを追カロ するため、図 20では、図 18の第 3変形例と同様に、円盤状部材 22の下方に水平部 材 11Cが設けられており、水平部材 11Cは、円盤状部材 22及び上方の枠体 11に平 行な固定側部材として設けられている。そして、水平部材 11Cの下方にはハブ 20が 固定されており、そのハブ 20に第 2の円盤状部材 22Cが取り付けられている。
[0102] 水平部材 11Cに対するコイルの取付態様と、第 2の円盤状部材 22Cに対する永久 磁石の取付態様については、図 16の第 1変形例で示すのと同様である。
図 20の第 3実施形態におけるその他の構成については第 1変形例と同様である。
[0103] 図示はしないが、第 1実施形態に係る回転機構 100、第 1変形例に係る回転機構 1 OOB、第 2変形例に係る回転機構 101C、第 3変形例に係る回転機構 100C、第 2実 施形態に係る回転機構 101D、第 3実施形態に係る回転機構 100Dにおいて、装置 全体をコンクリートや金属板、或いは剛性のある榭脂製の構造体で覆い、覆った内部 の空気を減圧することによって回転時の空気抵抗を減少させ、より回転効率の高い 回転機構とすることが出来る。
[0104] 次に、図 21、図 22を参照して、本発明の第 2実施形態について説明する。
第 2実施形態に係る回転機構は、図 21、図 22において、全体を符号 100Eで示さ れている。
[0105] 図 21、図 22において、回転機構 100Eは、図 1〜図 11の回転機構 100におけるコ ィル 3と第 1の永久磁石 4とを省略して、回転側部材 2の 3本のアーム状部材 24に取 付けた第 2の永久磁石 5と、固定側部材 1に取付けた 2個の第 3の永久磁石 6との間 の磁性反撥力のみで、回転側部材 2の回転を維持させるように構成されている。
[0106] 図 21、図 22の第 2実施形態においても、図 1〜図 11の実施形態における場合と同 様に、第 2の永久磁石 5はアタッチメント 24aで回転側部材 2のアーム状部材 24に取 り付けられ、第 3の永久磁石 6はアタッチメント l lgで固定側部材 1に取り付けられて いる。
図 21、図 22では明確には示していないが、第 2の永久磁石 5及び第 3の永久磁石 6は磁力の向き及び磁力の大きさを調節する可動式庇が装備してあり、該可動式庇 は、図 8〜図 11におけるホルダ l lh、 24hと同様な構成を具備しており、且つ、同様 な作用を奏する。
[0107] 図 21において、回転軸 21における円盤状部材 22の下方には、第 4の永久磁石( 回転側部材 2の浮上用磁石の一方) 8が取り付けられ、その更に下方には、固定側の 第 5の永久磁石(回転側部材 2の浮上用磁石の一方) 9が取り付けられている。
[0108] 回転軸 21における固定側の第 5の永久磁石(回転側部材 2の浮上用磁石の一方) 9の下方には、第 1のスプロケット S1が回転軸 21に固着されている。
固定側部材 1の下方枠体 13には、回転側部材 2を始動させるための小型モータ M が設置されている。該モータ Mの出力軸先端には、第 2のスプロケット S2が取り付け られている。
[0109] 第 1のスプロケット S1と第 2のスプロケット S2とはチェーン Cnで係合されている。
モータ Mを駆動させると、モータ Mの回転出力は、第 2のスプロケット S2、チェーン Cn、第 1のスプロケット SIを介して、回転軸 21に伝達され、回転軸 21を回転させる。
[0110] 図 21、図 22の第 2実施形態における上記以外の構成及び作用効果は、図 1〜図 1
1の第 1実施形態と同様である。
[0111] 次に、図 23、図 24を参照して、第 3実施形態について説明する。
第 3実施形態に係る回転機構は、図 23、図 24において、全体を符号 100Fで示さ れている。
図 23、図 24の第 3実施形態の回転機構 100Fは、発電装置に適用されている。
[0112] 図 23において、回転機構 100の固定側部材は、円筒状のケーシング 1Fと、ケーシ ング 1Fの上方開口部を塞ぐ天蓋 lFtと、ケーシング 1Fの下方開口部を塞ぐ基礎 14 Fと、ケーシング 1Fの中間に配置された隔壁部 15Fとを有して 、る。
[0113] 天蓋 lFtの中心位置にはラジアル軸受 16が設けられ、隔壁部 15Fの中心位置に はスラスト軸受 18が装備されており、ラジアル軸受 16とスラスト軸受 18とにより回転軸 21Fが軸支されている。
回転軸 21Fの上方には、ハブ 20を介してロータ(或いは円盤状部材) 22Fが固定さ れている。
[0114] ロータ 22Fの裏面の半径方向外方縁部には、回転軸 21と同心に配置された円環 状の磁石取付け部材 4Bが設けられている。磁石取付け部材 4Bの内周側には、複数 の第 1の永久磁石 4Fが円周方向全周に亘つて取付けられて 、る。
また、ロータ 22Fの裏面の半径方向内方の領域(中央領域)には、回転軸 21Fを取 り囲むように、第 4の永久磁石 8が配置されている。
[0115] ロータ 22Fの上面における半径方向外方の領域には、複数の第 2の永久磁石 5F が回転軸 21と同心の同一円周上に、円周方向全域に亘つて均等ピッチで取り付け られている。
第 2の永久磁石 5Fよりも半径方向外方には、円周方向全域に亘つて複数の第 3の 永久磁石 6Fが均等ピッチで取り付けられて 、る。
[0116] ロータ 22Fと隔壁部 15Fとの間の領域には、円盤状の発電用コイル 3Fを支持する コイル支持部材 31Fが設けられている。コイル支持部材 31Fは、隔壁部 15Fの中心 部の筒状部 15Fcの上端に位置している。そして、コイル支持部材 31Fは、隔壁部 1 5Fと一体に形成されて ヽる。
[0117] コイル支持部材 31Fと隔壁部 15Fとの間の領域には、移動隔壁 91が配置されてい る。この移動隔壁 91は、円筒状のケーシング 1Fの内周壁面を、図示しない油圧機構 によって、液密な状態を維持しつつ摺動するように構成されて 、る。
移動隔壁 91の中心部には、円環状の第 5の永久磁石 9が、回転軸 21Fを取り囲む ように取り付けられている。従って、移動隔壁 91が図示しない油圧機構によって図 23 の鉛直方向に移動することにより、第 5の永久磁石 9も、図 23の鉛直方向に昇降する
[0118] 第 4の永久磁石 8と第 5の永久磁石 9の対向する面は同極性であり、互いが反撥す るように構成されている。したがって、第 5の永久磁石 9を第 4の永久磁石 8に近づけ ることにより、回転側部材に浮力が作用し、その浮力は、スラスト軸受 18に作用するス ラスト力を軽減して、回転抵抗を減ずるように作用する。
図 21、図 22の第 2実施形態に係る回転機構 100Eを備えた発電装置によれば、回 転を抑制する抵抗を低減することにより、発電効率を向上することが出来る。
[0119] 次に、図 25、図 26を参照して、第 4実施形態について説明する。
第 4実施形態に係る回転機構は、図 25、図 26において、全体を符号 100Gで示さ れている。
図 25、図 26の第 4実施形態の回転機構 100Gは、ダリウス型風車を有する発電装 置に適用している。
[0120] 図 25において、回転機構 100Gは、ケーシング 1Gと、ケーシング 1Gの中央に配置 された回転軸 21Gと、回転軸 21Gを取り囲むように配置された固定側の円筒状コィ ル 6Gと、前記回転軸 21Gと共に回転するダリウス式風車 300とによって構成されて いる。
[0121] 図 26は、図 25の X—X断面を示している。回転軸 21Gには、図示では明確に示し ていないが、螺旋状の溝 5Gが形成され、その螺旋状の溝 5Gには液体磁石が塗布さ れ、図示しないカバー状部材で封印されている。
また、回転軸 21Gの上端部はケーシングの上方部材 11Gに設けた図示しない軸受 (ラジアル軸受)によって軸支され、回転軸 21Gの下端部はケーシングの下方部材 1 3Gに設けた図示しない軸受(ラジアル軸受とスラスト軸受の複合軸受)によって軸支 されている。
[0122] そのように構成された回転機構 100Gによれば、風力によって風車 300が回転する と、円筒状コイル 6Gの内側を螺旋に配置された液体磁石を塗布した螺旋状の溝 5G も回転し、その円筒状コイル 6Gと磁石 5Gとの相対回転運動によって、コイル 6Gには 誘導電流 (発電電流)が生じる。ここで、磁石に吸着する鉄類は一切使用されていな いので、容易に発電が可能となる。
コイル 6Gに生じた発電電流は、ケーシング 1Gの下方に配置された蓄電池 400に 蓄えられる。
[0123] この回転機構 100Gには鉄類が使用されていないので、弱い風によって回転軸が 回転すれば、発電が可能である。
また、風車の軸を二重に構成して、外側の軸を軸受で軸支し、内部の回転にスラス トを用いることにより、風車 300の重量に基づくスラスト軸受の回転抵抗を減少して、 風車 300の回転時の抵抗を大幅に軽減することが出来る。その結果、発電装置とし ての効率を向上することが出来るのである。
[0124] 図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の 記述ではな!/ヽことを付記する。
図面の簡単な説明
圆 1]本発明の第 1実施形態の平面図。
[図 2]図 1の Y— Y断面図。
[図 3]図 1の部分拡大図。
[図 4]図 2の部分拡大図。
圆 5]第 1実施形態におけるコイルと永久磁石の詳細を示す平面図。
圆 6]第 1実施形態におけるコイルと永久磁石の詳細を示す側面図。
[図 7]図 5、図 6で示すコイルの横断面図。
圆 8]第 2の永久磁石を有するアーム状部材及び第 3の永久磁石を示す平面図。
[図 9]図 8の部分拡大平面図。
[図 10]図 9の Y矢視図。
圆 11]図 9の状態から、アーム状部材が更に回転した状態を示す部分拡大平面図。
[図 12]図 8〜図 11の構造における変形例を示す平面図。
[図 13]第 1実施形態の第 1変形例を示す平面図。
[図 14]図 13の Y— Y断面図。
[図 15]図 13の部分拡大図。
[図 16]図 14の部分拡大図。
圆 17]第 1実施形態の第 2変形例の部分断面図。
圆 18]第 1実施形態の第 3変形例の部分断面図。
圆 19]第 1実施形態の第 4変形例の部分断面図。
圆 20]第 1実施形態の第 5変形例の部分断面図。
圆 21]本発明の第 2実施形態の縦断面図。
[図 22]図 21の X— X断面図。
圆 23]本発明の第 3実施形態の縦断面図。
[図 24]図 23の X— X断面図。
圆 25]本発明の第 4実施形態の正面図。
[図 26]図 25の X— X断面図。 符号の説明
1···固定側部材
2···回転側部材
3、 3B…コイル
4"'第1の永久磁石
5···第 2の永久磁石
6···第 3の永久磁石
8···第 4の永久磁石
9···第 5の永久磁石
11···上方枠体
12···中間枠体
13···下方枠体
15、 17···軸受支持板
16·· 'ラジアル軸受 Z上方の軸受 18···下方の軸受
19···ラジアル軸受
20…ハブ
21···回転軸
22···円盤状部材
23…ブラケット
24···アーム状部材

Claims

請求の範囲
[1] 軸受を設けている固定側部材と、前記軸受に軸支された回転軸及び該回転軸に 設けられた円盤状部材から成る回転側部材と、固定側部材に取り付けられ且つ前記 回転軸を中心とする同一円上に均等ピッチで配置された複数のコイルと、円盤状部 材に取り付けられた第 1の永久磁石とを備えており、第 1の永久磁石は前記回転軸を 中心とする同一円上に均等ピッチで配置され且つ前記コイルと対向して配置されて いることを特徴とする回転機構。
[2] 前記コイルは、非磁性材料製の芯材が貫通しており、前記第 1の永久磁石と対向 する端面力 離隔した側の端面には磁性材料製部材が配置されて 、る請求項 1に記 載の回転機構。
[3] 前記円盤状部材には複数のアーム状部材が取り付けられ、該アーム状部材の先端 には第 2の永久磁石が第 1の磁石保持部材によって保持され、固定側部材の前記ァ ーム状部材よりも半径方向外方の領域には第 3の永久磁石が設けられており、該第 3 の永久磁石は第 2の磁石保持部材によって保持され、第 2の永久磁石と第 3の永久 磁石との円周方向位置が等しい状態力 第 2の永久磁石が回転方向に移動した際 に反撥力を生じるように構成されている請求項 1、 2の何れかに記載の回転機構。
[4] 前記第 1の磁石保持部材は非磁性材料で構成され、第 2の永久磁石を包囲して 、 ると共に第 2の永久磁石力 の磁力線が放射される開放部が形成されており、前記 第 2の磁石保持部材は磁性材料で構成され、第 3の永久磁石を包囲して 、ると共に 第 3の永久磁石力 の磁力線が放射される開放部が形成されており、前記第 1の磁 石保持部材の開放部と前記第 2の磁石保持部材の開放部とが対向していない状態 では第 2の永久磁石と第 3の永久磁石とは相互に磁力は作用しないが、開放部と開 放部とが対向している状態では第 2の永久磁石と第 3の永久磁石とは相互に磁性反 撥力が作用する様に構成されている請求項 3記載の回転機構。
[5] 前記円盤状部材の下側面には第 4の永久磁石が取り付けられ、前記固定側部材 には第 4の永久磁石の下方の領域に第 5の永久磁石が設けられており、第 5の永久 磁石は第 4の永久磁石と対向して配置され且つ第 4の永久磁石と同一の極性となる 様に配置されている請求項 1〜4の何れか 1項記載の回転機構。
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