JPH01202153A - 磁力回転装置 - 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】 「発明の技術分野」 この発明は、永久磁石の磁力を利用して３個以上（上限
なし）のロータか２対以上（上限なし）の近接点を有し
て回転駆動するように構成された磁力回転装置に関する
０ 「発明の技術的背景」 電気などの外部的エネルギーを必要とせずに。

永久磁石だけを利用した回転機械は、いわゆる永久機関
としてこの世に存在しないものと考えられてきたか、特
開昭６２−１７１４５８　　ｒ磁力回転装置」の発明（
以下先願発明という）により、それが可能であることが
証明されかつ公開されたＯ本件発明は、この先願発明の
問題点を克服するためになされたものである。

この先願発明の概要を第１図〜第４図に基づいて説明す
る。

１対の平行に構成された主動ロータ４αと従動ロータ４
Ａと、これら相互が逆方向に連動して回転可能とする連
動手段６α・６ｈとから成り、各ロータ４α゛４ｂの外
周部には１周方向等間隔に複数の永久磁石８ａ・８ｈが
それぞれ固定して配置されている。

永久磁石８α・８ｂの磁軸線の向きは、主動ロータ４α
および従動ロータ４ｈ毎に、ロータの径線と適切な角度
に設定され、各ロータ４α・４ｂが矢印方向に連動して
回転される際には、互いに同極同士の磁極８ｚｚおよび
８ｂが周期的に近接対向し、かつ主動ロータ４α側の磁
極８ａが従動ロータ４ｈ側の磁極８ｈよりも僅かに先行
するように配置されている。永久磁石８ａおよび８ｈを
それぞれ１６個づつを各ロータ４αおよび４ｂの外周上
の周方向に等間隔に配置した実施例においては、第２図
に示されるように、主動ロータ４α側の永久磁石８ａの
磁軸線Ａと径線Ｂのなす角度Ｃは、例えば３０度に設定
されている。

また、従動ロータ４ｂ側の永久磁石８ｂの磁軸線りの傾
斜角度は、主動ロータ４α側磁石８αか回転軸２−２間
を結ぶ中心線Ｂに位置づけられたとき、磁軸線りと中心
線Ｂのなす角度Ｅが、例えば５６度になるように設定さ
れている。なお、第２図には、永久磁石はその一部しか
示されていない。

そして、上述の構成を有する磁力回転装置は、用期的に
近接対向する磁極間に磁気反発力を働かせ、この磁気反
発力を利用して主動ロータ４ａを回転駆動するようにし
たものであり、また従動ロータ４ｈは主動ロータ４ａの
回転駆動力が伝達されることで、それに追従して回転駆
動される。即ち、−対のロータは連続的に同期して回転
駆動されることになる０なお上記回転駆動原理の詳細説
明か第５図に基づいてなされているが、ここでは省略す
るＯ ところで、上述の磁力回転装置においてロータの回転駆
動を停止しようとする場合、制動力を力えるブレーキ装
置を別に設けるか、又はロータ相互を上記磁気反発力の
影響かなくなる程度まで離間させる離間装置を別に設け
なければ、停止することができないという問題点があっ
た０この問題を解決するため先願発明では、主動ロータ
側の永久磁石８αのうちの１個を電磁石９ａに置きかえ
るとともに、この電磁石への通電方向切替回路１７を設
けて、この回路１７により、ロータ４αの制動時には、
電磁石９αの磁極をこれと周期的に近接対向する他方の
ロータ４ｈ側の永久磁石９ｂの磁極に対し、同極同士か
ら異極同士に変えて、これら磁極間にロータの制動力と
して働（磁気吸引力を発生させることを特徴としている
０ 以上説明したように、この先願発明により１回転駆動運
転と制動停止運転が可能な、２個一対のロータを回転駆
動する磁力回転装置が実現された０「先願発明の問題点
」 ところで、上述の先願発明の磁力回転装置は、２個のロ
ータ４ａ・４ｈか１対で回転駆動するように構成されて
いる為、駆動力の発生源であるロータの近接点も１対し
かな（、このため各ロータの外周に配置された多数の磁
石のうち、実際に駆動力の発生源として寄与するのは、
近接点付近に位置している１組あるいはせいぜい２組で
ある。このため磁石の利用効率が悪く、大出力の駆動力
を得るためには、２本の一対の回転軸２にロータ４α・
４ｂを２段あるいは３段以上に重ねて装着することにな
るが、磁石の利用効率の改善とはならず、あまり大出力
を期待できないという欠点がある。

「発明の目的」 本件発明は上述した事情に鑑みなされたものでその目的
とするところは、各ロータ当りの近接点を増やすことに
よって磁石の利用効率を高め、もって大出力かつ高効率
の磁力回転装置を提供することにある０ 「発明の概要」 本件発明は餌記の目的を達成するため、３個以上（上限
なし）のロータを、２対以上（上限なし）の近接点を有
して並列に回転駆動するように構成された磁力回転装置
において、６対のロータの組合せに関し、近接点におけ
る永久磁石の反発力を利用して回転駆動するようにした
ものである。

「発明の実施例」 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する０（実施
例１） 第６図は、１個の主動ロータ４αと２個の従動ロータ４
ｈの合計３個のロータの組合せ構成により、２対の近接
点ができるように構成した磁力回転装置の概略的平面図
である。

本実施例の基本単位である６対のロータの組合せと構成
に関しては、府記先願発明と類似しているので、本実施
例では第１図〜第４図と同一の部品番号を使用して以下
説明する。

まず特許請求の範囲１の発明の構成は次の通りである。

フレーム構体１の内側に、３本の回転軸２か所定の間隔
に軸受３を介して支持されている。１本の回転軸に主動
ロータ４ａか、２本の回転軸には従動ロータ４ｂが並列
に泡りっけられている。これら各ロータ４ａおよび４ｂ
は同様な構造、たとえば軸方向に一定間隔の２枚のリン
グ状プレート５ａおよび５ｈからなっている。又、主・
従動ロータ４ａ・４ｂの下側には連動手段としてのギヤ
６ａ・６６か取付けられており、これら各ギヤ６ａ・６
６は、主・従動ロータ４ａ・４ｈよりも大きな同一の径
を有して噛み合わされている。

主・従動ロータ４ａ・４ｂには、その外周部の周方向等
間隔に、たとえば１６個づつの永久磁石８ａ・８ｂが、
リングプレート５ａ・５ｂに固定して配置されている。

ここで永久磁石８ａ・８ｈは、ケース１０内にフェライ
ト、希土類、ネオジムその他の強磁性体１１を収納して
構成されるが、細長い強磁性体を集合して構成するとき
には、隣接する端部相互の磁極が同極同士となるように
する。

そして、主動ロータ４ａ側の永久磁石８ａは、例えばＮ
極が径方向外側を向き、Ｓ極が内側に向いてその磁軸線
Ａとロータ４αの径線Ｂのなす角度Ｃは例えば３０°に
設定されている。従動ロータ４ｂの永久磁石８ｈは、そ
の径方向外側の磁極は主動ロータ４ａ側の永久磁石８ａ
のそれと同極となっており、その磁軸線りの傾斜角度は
、主動ロータ４ａ側磁石８ａが回転軸２−２間を結ぶ中
心線に位置づけられたとき、磁軸線りと中心線Ｂのなす
角度Ｅが、例えば５６度となるように設定されている０
さらに、主・従動ロータ４ａ・４ｈがそれぞれ矢印方向
に連動して回転されるとき、主動ロータ４ａ側の永久磁
石８αは、従動ロータ４ｈ側の対応する永久磁石８ｈに
対し周期的に近接対向する際に僅かに先行して回転運動
されるように設定されている。

次に特許請求の範囲（２）の発明の構成について述べる
。

上記特許請求の範囲Ｈ１の発明の構成において、主動ロ
ータ４α側の永久磁石８ａのうちの１個が電磁石９ｔｔ
に置きかえである。この電磁石９ａは１例えばＵ字形の
鉄心１２にコイル１３を巻いたもので、両磁極が主動ロ
ータ４ａの径方向外側へ向けて、磁軸線Ａとロータの径
線Ｂとのなす角度はＣの関係に配置されている。他方、
電磁石９ａと周期的に近接対向する従動ロータ４ｂ側の
永久磁石９ｂは、他の永久　　　−磁石８ｈとほぼ同様
な構成であるが、電磁石９αの両磁極がいずれも主動ロ
ータ４ａの径方向外側を向いていることに対応して、こ
の電磁石９ａの両磁極に対して同極の磁極がそれぞれ周
期的に近接対向するように、強磁性体１１の向きを上下
で変えである。

そして、この永久磁石９ＩＳの磁軸線りの傾斜角度は他
の永久磁石８ｂと同様に、主動ロータ４α側の電磁石９
ａが回転軸２−２間を結ぶ中心線Ｂに位置づけられたと
き、磁軸線りと中心線Ｂのなす角度Ｅが例えば５６度と
なるように設定されている。

そして、この電磁石９ａへの通電方向を切替制御する通
電切替回路１７を設けて、この通電回路１７で電磁石９
ａの極性を切替えることにより、磁力回転装置の駆動運
転と制動運転の切替えができるようになっている。

（実施例２） 第７図は、１個の主動ロータ４αの周囲に４個の従動ロ
ータ４ｂを等間隔に配置して、合計５個のロータで４対
の近接点ができるように構成した概略的平面図である。

基本単位である６対のロータの組合せと構成に関しては
、餌記（実施例１）と同様である。

（実施例３） 第８図は、それぞれ２個づつの主動ロータ４ａと従動ロ
ータ４ｂの合計４個を２行２列に配置し、４対の近接点
ができるように構成した概略的平面図である。

基本単位である６対のロータの組合せと構成に関しては
、前記（実施例１）と同様である。

（実施例４） 第９図は４個の主動ロータ４ｃ１と、５個の従動ロータ
４ｂの合計９個を３行３列に配置し、１２対の近接点が
できるように構成した概略的平面図である。

基本単位である６対のロータの組合せと構成に関しては
ｌＷ記（実施例１）と同様である。

（実施例５） 第１０図はそれぞれ８個づつの主動ロータ４ａと従動ロ
ータ４ｂの合計１６個を４列４行に配置し、２４対の近
接点ができるように構成した概略的平面図である。

基本単位である６対のロータの組合せと構成に関しては
、面記（実施例１）と同様である。

（実施例６） 同様にして、１２個の主動ロータ４ａと１３個の従動ロ
ータ４ｂを５行５列に近接して組合わせれば、２５個の
ロータで４０対の近接点のある本件発明の磁力回転装置
を構成することができる。

なおこの場杏にも、基本単位である６対のロータの組合
せと構成に関しては餌記（実施例１）と同様とする（図
面省略）。

次に上述した構成の磁力回転装置の特許請求の範囲（１
）の作用について説明する。

まず（実施例１）においては、３個のロータの組合せに
より、同一方向への駆動力の発生源である近接点が２対
となった。

この構成を有する磁力回転装置は、２個所の近接点で、
周期的に近接対向する磁極間に磁気反発力を働かせ、こ
の磁気反発力を利用して主動ｏ　−タ４αを回転駆動す
るようにしたものであり、また二つの従動ロータ４ｂは
、主動ロータ４ａの回転駆動力が伝達されることで主動
ロータ４ａに追従して回転駆動される。即ち３個２対の
ロータが連続的に同期して回転駆動されることになるの
で、２個のロータで１対の近接点を構成する先願発明の
ものに比較して（以下同じ）、出力が２倍となり効率は
１３３％に向上した。

先願発明についての説明で明らかなように、駆動力の大
部分はロータの近接点で生じるから、同一方向の駆動力
の発生する近接点が増加すれば、それに比例して出力が
増大するからである。

同様に（実施例２）においては、５個のロータの組合せ
により、近接点が４対となって４個所の近接点で周期的
に近接対向する磁極間に反発力を働かせ、この磁気反発
力を利用して主動ロータ４ａを回転駆動するようにした
ものである。また４つの従動ロータ４６は、主動ロータ
４ａに追従して回転、駆動され５個４対のロータが連続
的に同期して回転駆動されることになるので出力は４倍
となり効率は１６０％に向上した。

また（実施例３）においては、４個のロータの組合せに
より、近接点が４対となって４個所の近接点で周期的に
近接対向する磁極間に反発力を働かせ、この磁気反発力
を利用して２個の主動ロータ４ａを回転駆動するように
したものである。また２つの従動ロータ４ｂは、主動ロ
ータ４ａに追従して回転駆動され、４個４対のロータが
連続的に同期して回転駆動されることになるので、出力
は４倍となり、効率は２００％に向上した。

さらに（実施例４）においては、同様の作用で９個のロ
ータで近接点が１２対となって出力は１２倍となり、効
率は２７０％に向上した。

そして（実施例５）においては、同様の作用で１６個の
ロータで近接点が２４対となって出力は２４倍となり、
効率は３００％に向上した。

また（実施例６）においては、同様の作用で２５個のロ
ータで近接点が４０対となって出力は４０倍となり、効
率は３２０％に向上した。

次に本件発明の特許請求の範囲（２）の作用について説
明する。

上記特許請求の範囲（１）の発明の各実施例において、
６対のロータにつき、主動ロータ４ａ側における永久磁
石８αのうちの１個を電磁石９ａとするとともに、この
電磁石９ａへの通電方向を切替制御する通電切替回路１
７を設け、この通電切替回路１７により、電磁石９ａの
磁極を、従動ロータ４Ａ側の周期的に近接対向する永久
磁石９６の磁極を異極としたり同極としたりできるよう
になった。即ち、これら磁極間に磁気吸引力を生起すれ
ば、主・従動ロータ４α・４ｂ間に制動力を与えること
ができるし、磁気反発力を生起すれば駆動力を与えるこ
とができるのである。従って起動・運転・停止等の制御
が可能な大出力の磁力回転装置を提供することが可能と
なった。

この発明は、上述した実施例に制約されるものではない
。

例えば、特許請求範囲（１）および（２）の発明とも共
通して（実施例２）（第７図）においては、１個のロー
タ４ａの外側に配置するロータ４ｂの数は３個。

５個あるいはそれ以外であってもよい。なお、このよう
な星型配置の組合せにおいては、ロータ４ａと４６の直
径は必ずしも等しくする必要はなく、駆動力の発生を損
わない範囲で、磁極８ｂ、９ｂの間隔さえ磁極８ａ、９
αの間隔に合わせれば、ロータ４ｂの直径をロータ４α
のそれよりも若干小さ（、あるいは太き（することも可
能である。あるいは多数のロータ４ｂが全て同一寸法で
ある必要はなく、また厳密に等間隔である必要もない。

さらに、ロータの構成数の上限は実施例６の２５個に限
定されるものではなく、これ以上でも数が増えれば増え
るほど効率の向上と出力の増大の効果が期待できるので
ある。要は、磁極当りあるいはロータ当りの出力、即ち
効率を高めるため、できるだけ多（の近接点ができるよ
うに、３個以上のロータを組合せて、２対以上の近接点
を設ければよいのである０さらに各軸２にロータ４ａ・
４ｂを２段あるいは３段以上重ねて設けることができる
ことは明らかである０ また、特許請求の範囲（２）の発明においては、電磁石
９ａを設けるのは主動ロータ４ａに限られるものではな
く、従動ロータ４ｂの外周部の永久磁石８ｂの１個を電
磁石罪とし、主動ロータ４ａの永久磁石８ａこのように
本件発明においては、磁力回転装置のロータの数が３個
以上ある点で先願発明と構成を異にしており、同一構造
のロータであれば、ロータ当りの出力すなわち効率が常
（二卓越して先願発明より高いという効果がある０従っ
て小出力から大出力のものまで、高効率で所望の出力の
磁力回転装置を、基本単位のロータの簡易な組合せの変
更によって容易に提供することが可能となったものであ
る。なお本件発明装置（こおいては、任意又は１個のロ
ータの回転軸２を延長又は伝動して出力軸とすることが
できる。

次４こ、本件発明の特許請求の範囲（１）と（２１との
効果の差異について説明する。本件発明の磁力回転装置
を停止しようとする場合に、制動力を与えるブレーキ装
置を別番こ設けることにすれば、電磁石９ａを用いずに
永久磁石８ａおよび８ｂだけの簡易な構成の装置とする
ことができるのが特許請求の範囲（１）の発明である０ これとは逆に、制動をなす為の外部のブレーキ装置を付
加的に必要とせず、内部に電磁的制御機構を組込むこと
により、容易に装置の運転・停止等の制御が可能なのが
特許請求の範囲（２）の発明である。

【図面の簡単な説明】

第１〜第５図は先願発明の説明用図面で、第１図が概略
的斜視図、第２図は主動・従動ロータ相互の関係を示す
概略的平面図、第３図は永久磁石の斜視図、第４図は電
磁石とこれと組み合う永久磁石並びをこ電磁石の駆動制
御回路を示す図、第５図はロータの回転原理の詳細説明
図である。第６〜第１０図が本件発明の説明用図面で、
第６図が第１実施例、第７図が第２実施例、第８図が第
３実施例、第９図が第４実施例、第１０図が第５実施例
のロータの組合せ関係を示す概略的平面図である。 なお第５〜第１０図においては永久磁石はその一部しか
示されていない。 ４α：主動ロータ　　　　　　９α；電磁石４ｂ：従動
ロータ　　　　　　１４：駆動回路５ａ・５ｂ：連動手
段（ギヤ）１７゛切替回路８Ｌｌ・８ｂ・９６：永久磁
石 特許出願人　　　水　落　昭　憲 第１図 第２図 ＋１５ａ　　８ｂ（９ｂ、９ａ） 第７図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１） ［１］３個以上のロータが、２対以上の近接点を有して
   回転可能なように平行に構成されており、［２］全ての
   近接点における各対のロータの組合せと構成に関し、主
   動ロータと従動ロータと、これら相互を逆方向に連動し
   て回転可能とする連動手段とから成り、 ［３］各ロータの外周部には、周方向等間隔に複数の永
   久磁石がそれぞれ固定して配置されており、［４］永久
   磁石の磁軸線の向きは、主動ロータおよび従動ロータ毎
   に、ロータの径線と適切な角度に設定され、 ［５］各ロータが連動して回転される隙には、互いに同
   極同士の磁極が周期的に近接対向し、かつ主動ロータ側
   の磁極が従動ロータ側の磁極よりも僅かに先行すること
   を特徴とする磁力回転装置。
2. （２） ［１］３個以上のロータが、２対以上の近接点を有して
   回転可能なように平行に構成されており、［２］全ての
   近接点における各対のロータの組合せと構成に関し、主
   動ロータと従動ロータと、これら相互を逆方向に連動し
   て回転可能とする連動手段とから成り、 ［３］各ロータの外周部には、周方向等間隔に複数の永
   久磁石がそれぞれ固定して配置されており、［４］永久
   磁石の磁軸線の向きは、主動ロータおよび従動ロータ毎
   に、ロータの径線と適切な角度に設定され、 ［５］各ロータが連動して回転される隙には、互いに同
   極同士の磁極が周期的に近接対向し、かつ主動ロータ側
   の磁極が従動ロータ側の磁極よりも僅かに先行する、磁
   力回転装置において、 ［６］各対の一方のロータの永久磁石のうちの１個以上
   を電磁石とするとともに、他方のロータの、電磁石と周
   期的に近接対向する永久磁石を対局の永久磁石とし、 ［７］この電極石への通電方向を切替制御する切替回路
   を設けたことを特徴する磁力回転装置。