JPH09294366A - 永久磁石を用いた動力発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁石を使用せず、外部から電気エネルギー
を導入する必要がない、永久磁石の磁界を利用した動力
発生装置を提供する。 【解決手段】 環状磁性体１０の内周側面には、Ｎ極が
着磁されている。環状磁性体１０の外周に沿って移動可
能に配置されている円弧状磁石２０の内周側には、Ｓ極
が着磁されているので、円弧状磁石２０が近接している
部分の環状磁性体１０からの磁力線は収束されて、磁力
線遮蔽領域Ａが生じる。磁力線遮蔽領域Ａとそれ以外の
磁力線放射領域Ｂとにわたって配置されている可動磁性
体３０に対する吸引力は、環状磁性体１０の内周に沿っ
て時計回りに作用する。そして、その位置を保持した状
態で、円弧状磁石２０と一体的に結合すれば、可動磁性
体３０には環状磁性体１０の磁力線によって継続的に吸
引力が作用し、可動磁性体３０と円弧状磁石２０とは継
続してトルクを発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、永久磁石が有し
ている磁気エネルギーを利用して動力を発生させる装置
に係わり、特に外部から電気エネルギーを供給すること
なしに動力を得ることができる動力発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気エネルギーを機械的な力とし
て取り出せるようにした変換システムとして、種々の電
動機が開発されてきている。それらの一般の電動機に共
通していることは、ステータ、ロータのいずれかに電磁
石が用いられており、系の外部から電流が供給されてい
ることである。例えば、代表的な誘導電動機について見
ると、ステータ側に配置された複数の電磁石への電流供
給を順次切り替えて回転磁界を発生させ、かご形等に形
成されたロータがこのステータ側の回転磁界に追従する
ようにすることによってトルクを取り出すように構成さ
れている。

【０００３】このような電磁石を用いた従来の電動機の
場合、電磁石は、（ａ）所望の強度の磁気力を発生させ
ることができる磁界を生成するための手段、及び（ｂ）
その磁界の極性及びオン・オフを制御するための手段と
して使用されていると言える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般の電動機の電磁石
が有する前記２つの機能の内、所望の強度の磁気力を発
生させるための磁界の生成については、永久磁石を使用
しても達成できるものである。

【０００５】しかしながら、永久磁石を用いた場合に
は、電磁石の場合と異なり、発生磁力線のオン・オフ、
あるいは永久磁石の配設方向を変えるなどの機械的な手
段を用いることなく極性転換をすることができない。こ
の点が、磁界を発生する磁気エネルギーの供給源として
永久磁石を用いた場合でも、電磁石を完全に排除するこ
とができない理由である。電動機は前記したような電磁
石が有する機能を利用して出力、速度、効率を高めてき
たが、その一方で、 （ａ）磁界の強さ、極性等を精密に制御するために、電
磁石の励磁電流を制御する外部制御回路が複雑となる。 （ｂ）極性を切り替えるときに電磁石のコイルに逆起電
力が生じるため、ロータの回転方向に対して制動力が作
用することが避けられず、必然的に電動機としての効率
が低下する。 という問題も残されている。

【０００６】この発明は、上記の事情に基づいてなされ
たもので、その目的は、電磁石を使用する必要がなく、
外部から電気エネルギーを導入する必要がない、永久磁
石の磁界を利用した動力発生装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係わる動力発生装置は、Ｎ極またはＳ
極のいずれか一方の磁極がほぼ連続的に延在する磁極部
材と、その磁極部材に沿って移動可能に配置され、その
磁極部材に配設された磁極に出入りする磁力線を収束さ
せるように前記磁極の反対極を備えて構成された磁力線
制御手段と、前記磁極部材の前記磁極に対向するように
配置され、磁極部材に沿って移動可能とされている第１
の磁性部材とを備えた動力発生装置であって、前記磁極
部材は、前記磁力線制御手段によって磁力線が収束され
る磁力線遮蔽領域と、それ以外の磁力線放射領域とを有
しており、前記第１の磁性部材は、前記磁極部材の前記
磁極との対向面に前記磁極部材の前記磁極の反対極を有
し、前記磁極部材の磁力線放射領域からの磁力線との間
に常時吸引磁気力が作用するように前記磁力線制御手段
に対する位置が定められ、かつこれと相互に拘束されて
いることを特徴とする。

【０００８】好ましくは、前記磁極部材の前記磁極に対
向するように配置され、その磁極部材に沿って移動可能
とされている第２の磁性部材をさらに備え、その第２の
磁性部材は、前記磁極部材の前記磁極との対向面に前記
磁極部材の前記磁極の同極を有し、前記磁極部材の磁力
線放射領域からの磁力線との間に常時反発磁気力が作用
するように前記磁力線制御手段に対する位置が定めら
れ、かつこれと相互に拘束されていることである。

【０００９】また、本発明の他の態様によれば、Ｎ極ま
たはＳ極のいずれか一方の磁極がほぼ連続的に延在する
磁極部材と、その磁極部材の前記磁極に接するように延
設されている磁性部材と、前記磁性部材に沿って移動可
能に配置され、前記磁極部材に配設された前記磁極に出
入りする磁力線を収束させるように前記磁極の反対極が
前記磁性部材に臨ませて配置されている磁力線制御手段
と、前記磁性部材に対向するように配置され、その磁性
部材に沿って移動可能とされている可動磁性部材とを備
えた動力発生装置であって、前記磁性部材は、前記磁力
線制御手段によって磁力線が収束される磁力線遮蔽領域
と、それ以外の磁力線放射領域とを有しており、前記可
動磁性部材は、前記磁極部材の前記磁極との対向面に前
記磁極部材の前記磁極の反対極を有し、前記磁極部材の
磁力線放射領域からの磁力線との間に常時吸引磁気力が
作用するように前記磁力線制御手段に対する位置が定め
られ、かつこれと相互に拘束されていることを特徴とす
る。

【００１０】前記磁極部材は、その上面にＮ極またはＳ
極のいずれか一方の磁極が配置されるように環状に並設
された複数の永久磁石を備えていることが好ましい。

【００１１】前記磁性部材は、前記磁極部材の上面に接
するとともにその径方向内方に延出する略中空円環状の
磁性体を有することが望ましい。

【００１２】さらに好ましくは、前記可動磁性部材は、
前記略中空円環状の磁性体の内側端に沿って移動可能に
対向配置された永久磁石を含むことである。

【００１３】また、前記磁力線制御手段は、前記磁性部
材を挾んで前記磁極部材の上方でこれと対峙するように
配設された永久磁石を備えていることが好ましい。

【００１４】このような構成を有する本発明の動力発生
装置によれば、第１の磁性部材は磁力線制御手段によっ
て前記磁極部材の一部に生成された磁力線遮蔽領域が移
動するにつれて磁力線遮蔽領域と磁力線放射領域との境
界付近に吸引され、磁力線制御手段の移動に追従して磁
極部材に沿って運動する。

【００１５】また、第２の磁性部材を設ければ、前記磁
力線遮蔽領域と磁力線放射領域との境界付近で第２の磁
性部材に作用する反発力をも利用できるので、トルクの
増大と効率の向上とをいっそう図ることができる。

【００１６】また、本発明の他の態様の構成によれば、
前記磁極部材からの磁力線を受けている前記磁性部材の
一部に、磁力線制御手段の磁力線収束によって、磁力線
遮蔽領域が生成される。一方、可動磁性部材は前記磁性
部材の磁力線放射領域からの磁力線との間に作用する吸
引磁気力によって、前記磁力線遮蔽領域と磁力線放射領
域との境界付近に吸引され、前記磁力線制御手段の移動
に追従して前記磁性部材に沿って運動する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本
発明に係わる動力発生装置の作用の基礎となる磁力線の
制御原理を示す説明図である。図１（ａ）に示すよう
に、棒状の永久磁石ＰＭ１のＮ極側端部に、それと直交
するように棒状の磁性体１がその一端部で接触されてい
る。このとき、周知のように、磁性体１の他端部にはＮ
極が現れる。これは、永久磁石ＰＭ１のＮ極から出た磁
力線が、磁気抵抗が小さい磁性体１の内部を通るためで
ある。そして、例えば球状の磁性体２は、棒状磁性体１
からの磁力線によってそのＮ極に吸着される。

【００１８】ここで、図１（ｂ）のように別の棒状永久
磁石ＰＭ２のＳ極側を前記永久磁石ＰＭ１のＮ極に対し
て磁性体１を挾んで対向配置すると、永久磁石ＰＭ１の
Ｎ極からの磁力線は対向している永久磁石ＰＭ２のＳ極
に収束され、磁性体１の他端側に現れていた磁極は消失
する。それによって、球状磁性体２は磁性体１からの吸
引力を失って落下してしまう。

【００１９】このことは、磁性体１の他端部でみると、
図１（ａ）が磁力線ありの状態、図１（ｂ）が磁力線な
しの状態であり、永久磁石ＰＭ２の有無のみによって磁
力線のオン・オフが制御されていることを示している。
すなわち、電磁石のように外部から電気エネルギーを導
入することなしに、永久磁石のみを用いて磁力線のスイ
ッチングが可能となっているのである。

【００２０】次に、このような永久磁石による磁力線の
スイッチング作用を利用した動力発生装置について、図
２及び図３を参照して説明する。図２は、本発明の一実
施形態による動力発生装置の平面図、図３はその一部の
断面図を模式的に示している。磁極部材である環状磁性
体１０の内周側面には、その全周にわたってＮ極が配置
されている。すなわち、図３に示されているように、一
対の永久磁石１０ａ，１０ａで円環状の磁性体１０ｂの
外周部を同極同士（この場合はＮ極とＮ極）が向き合う
ように挾持する構成となっている。従って、永久磁石１
０ａからの磁力線は互いに反発しつつ磁気抵抗が小さい
磁性体１０ｂ中を通り、磁性体１０ｂの内周側面全周に
わたってＮ極を形成する。

【００２１】図２に示すように、環状磁性体１０の外周
側の一部には、磁力線制御手段としての円弧状の永久磁
石２０が近接配置されている。円弧状磁石２０は、環状
磁性体１０の外周に沿って移動できるように、環状磁性
体１０の中心Ｏに関して回動可能に取り付けられてい
る。円弧状磁石２０の内周側、つまり環状磁性体１０の
外周面に対向する面には、Ｓ極が着磁されている。図３
（ｂ）を参照すると、このように、環状磁性体１０の外
周側に円弧状磁石２０が近接している領域では、それぞ
れの永久磁石１０ａからの磁力線が直近の円弧状磁石２
０のＳ極に引き込まれてしまうので、磁性体１０ｂの内
周側には磁極が現れなくなり、磁力線も放出されない。
すなわち、図２の円弧状磁石２０が近接配置されている
領域Ａでは、環状磁性体１０の内周側の磁力線はオフに
なっている。そして、円弧状磁石２０は前記のように環
状磁性体１０の外周に沿って移動できるように配設され
ているので、磁力線遮蔽領域Ａは円弧状磁石２０が移動
するにつれて移動する。

【００２２】一方、第１の磁性部材である可動磁性体３
０は、前記環状磁性体１０の内周側に配置されており、
環状磁性体１０の中心Ｏの回りに回動可能とされてい
る。可動磁性体３０はまた、図２に示すように、時計回
りに移動していく磁力線遮蔽領域Ａの前端付近に配置さ
れる。可動磁性体３０の外周面（環状磁性体１０の内周
面と対向する側の面）には、環状磁性体１０の磁極（本
実施形態ではＮ極）と反対極性を有する磁極（Ｓ極）が
着磁されている。したがって、可動磁性体３０は環状磁
性体１０に向けて吸引される。可動磁性体３０は、磁力
線遮蔽領域Ａと環状磁性体１０のＮ極が存在する磁力線
放射領域Ｂとにまたがって配置されているので、可動磁
性体３０に対する吸引力は環状磁性体１０の内周に沿っ
て時計回りに作用する。可動磁性体３０の配設位置とし
ては、最大のトルクを得ることができるように、可動磁
性体３０に対して最も大きな吸引力が作用する位置が選
ばれる。そして、その位置を保持した状態で、円弧状磁
石２０と一体的に結合される。つまり、可動磁性体３０
と円弧状磁石２０とは、一体として時計回りに作用する
吸引力を環状磁性体１０から受けるように構成されてい
る。

【００２３】可動磁性体３０を環状磁性体１０に対して
静止させておけば、可動磁性体３０には常に環状磁性体
１０への吸引力が作用し、時計回りに付勢された状態に
保持される。いま可動磁性体３０を静止状態に保持して
いる保持力を取り去ると、可動磁性体３０は環状磁性体
１０のＮ極からの吸引力によって、一体的に結合されて
いる円弧状磁石２０とともに環状磁性体１０に沿って時
計回りに移動する。ここで、前記円弧状磁石２０が移動
するにしたがって、磁力線遮蔽領域Ａも時計回りに移動
するから、磁力線遮蔽領域Ａと可動磁性体３０との相対
的な位置関係は変化しない。すなわち、 （１）環状磁性体１０の磁力線放射領域Ｂからの磁力線
に吸引されて、可動磁性体３０が時計回りに力を受け
る。 （２）可動磁性体３０に一体的に結合されている円弧状
磁石２０も時計回りの力を受けて移動する。 （３）円弧状磁石２０によって形成される磁力線遮蔽領
域Ａが時計回りに移動する。 （４）環状磁性体１０の磁力線放射領域Ｂからの磁力線
が時計回りに移動することにより可動磁性体３０も引き
続き時計回りに力を受ける。 という一連の連係作用によって、可動磁性体３０は中心
Ｏに関するトルクを発生し続けるのである。なお、所要
のトルクを得られるのであれば、可動磁性体３０として
鉄等の強磁性体を用いることができる。

【００２４】次に、図４を参照して、この発明の他の実
施形態について説明する。この実施形態にあっては、前
記第１の磁性部材としての第１の可動磁性体３０に加え
て、第２の磁性部材である第２の可動磁性体４０が設け
られている。第２の可動磁性体４０の外周側面（環状磁
性体１０の内周側面と対向する面）には、環状磁性体１
０の内周に現れている磁極（この実施形態にあってはＮ
極）と同極のＮ極が着磁されている。また、第２の可動
磁性体４０は、環状磁性体１０の中心Ｏの回りにその内
周に沿って回動可能に設けられている。

【００２５】第２の可動磁性体４０は、前記第１の可動
磁性体３０と同様に、環状磁性体１０の磁力線遮蔽領域
Ａと環状磁性体１０の内周面のＮ極から磁力線が発生し
ている磁力線放射領域Ｂとの間に配置される。ただし、
前記第１の可動磁性体３０の場合には、時計回りの移動
方向前方側に環状磁性体１０の磁力線放射領域Ｂがあ
り、この磁力線に第１の可動磁性体３０の異極が吸引さ
れるのに対し、第２の可動磁性体４０については、時計
回りの移動方向後方側に磁力線放射領域Ｂがあり、この
磁力線に対して第２の可動磁性体４０に着磁された同極
が反発することによって、環状磁性体１０の内周面に沿
った時計回りの推進力が得られる。第２の可動磁性体４
０は、環状磁性体１０の磁力線放射領域Ｂからの磁力線
による反発力が最大となる位置で、前記円弧状磁石２０
と一体的に結合される。

【００２６】第２の可動磁性体４０による動力発生作用
は、前記第１の可動磁性体３０の作用と吸引・反発の関
係を除いては同様であり、 （１）環状磁性体１０の磁力線放射領域Ｂからの磁力線
に反発して、第２の可動磁性体４０が時計回りに力を受
ける。 （２）第２の可動磁性体４０に一体的に結合されている
円弧状磁石２０も時計回りの力を受けて移動する。 （３）円弧状磁石２０によって形成される磁力線遮蔽領
域Ａが時計回りに移動する。 （４）環状磁性体１０の磁力線放射領域Ｂからの磁力線
が時計回りに移動することにより第２の可動磁性体４０
も引き続き時計回りに力を受ける。 という各構成要素の連係作用によって、時計回りのトル
クが連続的に得られるのである。そして、本実施形態に
ついては、前記第１の実施形態の可動磁性体３０の吸引
力によるトルクに加えて第２の可動磁性体４０による反
発力も作用するので、発生トルクの増大を図ることがで
きる。

【００２７】なお、環状磁性体１０の内周側に磁力線遮
蔽領域Ａを生成するための環状磁性体１０と円弧状磁石
２０との構成は、図３に示したものに限定されない。例
えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、他の種々の形
状のものを採用することができる。これらの図は、環状
磁性体１０からの磁力線が放出されない磁力線オフ状態
（図３（ｂ）の状態）に対応する。いずれの構成にあっ
ても、永久磁石１０ａから放出される磁力線は直近の円
弧状磁石２０に配置された異極に収束されて、円環状磁
性体１０ｂの内周側（図中右手方向）には現れない。な
お、図５（ｂ）に示すように、円弧状磁石２０として、
永久磁石２０ａに強磁性体からなるポールピース２０ｂ
を固設した構成を有するものとしてもよい。

【００２８】次に、この発明のさらに他の実施形態につ
いて、図６，図７を参照して説明する。図６はこの実施
形態の平面図を、図７はその縦断面図を示している。図
示の動力発生装置には、内周側にＳ極が着磁された環状
磁性体１０、４個の円弧状磁石２０及びそれに対応する
第１の磁性部材としての可動磁性体３０が設けられてい
る。円弧状の磁石２０は、円環状磁石１０の外周側に、
それぞれほぼ４５゜の中心角を有してほぼ９０゜ピッチ
で配設されている。それぞれの円弧状磁石２０は、環状
磁性体１０の外周に沿って移動できるようになってい
る。円弧状磁石２０は、互いに相対的な位置関係が変化
しないように、機械的な手段で結合されている。円弧状
磁石２０が外周部に存在する部分は、環状磁性体１０の
内周側へ磁力線が放出されない磁力線遮蔽領域Ａとなっ
ている。

【００２９】一方、環状磁性体１０の内周側には、４個
の可動磁性体３０がほぼ９０゜ピッチで配設されてい
る。それぞれの可動磁性体３０は、永久磁石３０ａとそ
の先端に固設された鉄等で形成された磁性体３０ｂとか
ら構成される。この実施形態の磁性体３０ｂでは、磁力
線の収束を促進するために、その一端部にエッジ部３０
ｂ１が設けられている。

【００３０】各可動磁性体３０は、既に述べた実施形態
の場合と同様に、磁力線遮蔽領域Ａと磁力線放射領域Ｂ
との境界付近に配置され、特に環状磁性体１０の磁力線
による吸引磁気力が最大となる点がそれぞれの最適な取
付け位置として選ばれる。このようにして取付け位置を
決定した後、可動磁性体３０と円弧状磁石２０との相対
的な位置関係が変わらないように、それぞれをアーム状
の支持材５０及び６０を介して支軸７０に固定する。支
軸７０は、軸受７２によって回転自在に支持されてい
る。

【００３１】なお、円弧状磁石２０の磁力と可動磁性体
３０に取り付けられている永久磁石３０ａの磁力との関
係は、可動磁性体３０の磁性体３０ｂの後端部に、磁力
線放射領域Ｂへの永久磁石３０ａからの磁力線の収束に
伴う「磁気的空白域」が生じるように決定されなければ
ならない。永久磁石３０ａの磁力が円弧状磁石２０の磁
力よりも極端に大きい場合には、本来円弧状磁石２０に
収束されるべき環状磁性体１０の磁力線を永久磁石３０
ａが引き込んでしまい、磁力線遮蔽領域Ａが十分に形成
されないことが起こりうる。このような状態になると、
可動磁性体３０の永久磁石３０ａと環状磁性体１０の反
対磁極との間の磁力線の収束が弱くなり、十分なトルク
が得られなくなるとともに、環状磁性体１０の磁力線遮
蔽領域Ａから永久磁石３０ａへの漏洩磁力線は、可動磁
性対３０に対して回転方向とは逆向きの吸引磁気力を作
用させるから、可動磁性体３０が回転不可能となること
も考えられるからである。このような現象を防止するた
めに、円弧状磁石２０の磁力と永久磁石３０ａの磁力と
は、前記のように定める必要がある。ただし、環状磁性
体１０を通る磁力線の挙動は、環状磁性体１０の厚さ、
磁性体３０ｂの厚さを考慮に入れた磁気回路の長さ、環
状磁性体１０及び可動磁性体３０の材質等によって複雑
に変化するので、前記の磁力の関係は、実験的に最適化
していくのが実際的であると考えられる。

【００３２】以上の構成を有するこの実施形態の動力発
生装置にあっては、各々の可動磁性体３０は、環状磁性
体１０の内周から放出される磁力線との間に作用する吸
引磁気力によって、磁力線遮蔽領域Ａから離れようとす
る方向（図６では、環状磁性体１０の内周に沿った時計
回りの方向）へ付勢される。可動磁性体３０はアーム５
０を介して支軸７０に結合されており、一方、円弧状磁
石２０はアーム６０を介して同じく支軸７０に固定され
ているから、前述の第１、第２の実施形態におけるのと
同様に、 （１）環状磁性体１０の磁力線放射領域Ｂからの磁力線
に吸引されて、可動磁性体３０が時計回りに力を受け
る。 （２）可動磁性体３０に一体的に結合されている円弧状
磁石２０も時計回りの力を受けて移動する。 （３）円弧状磁石２０によって形成される磁力線遮蔽領
域Ａが時計回りに移動する。 （４）環状磁性体１０の磁力線放射領域Ｂからの磁力線
が時計回りに移動することにより可動磁性体３０も引き
続き時計回りに力を受ける。というサイクルを繰り返し
て、継続してトルクが発生する。

【００３３】

【実施例】次に、この発明の一実施例による動力発生装
置について、図８、図９、及び図１０を参照して説明す
る。図８、図９は本実施例の装置の平面図、図１０はそ
の縦断面図である。本実施例の装置は、前記第１実施形
態によって説明した動作原理に基づいている。

【００３４】動力発生装置１００は、ハウジング部を形
成する固定ユニット１１０と、その固定ユニット１１０
の内部に回動自在に収装された可動磁石及び磁力線制御
手段を含む回転ユニット１５０とを備えている。

【００３５】固定ユニット１１０は、中空円筒状の胴部
１１２、胴部１１２の下側に固設されている下部ブラケ
ット１１４、胴部１１２の上側に固設されている上部ブ
ラケット１１６、下部ブラケット１１４の外周縁部内方
に沿って、所定間隔をおいて円環状に固設された多数個
の固定マグネットＭｓ、それぞれの固定マグネットＭｓ
の上部に固着された多数個のポールピースＰ1 とを有し
ている。

【００３６】胴部１１２は、例えば鋼管の内側面を削り
出し加工等で仕上げた中空円筒状の部材である。下部ブ
ラケット１１４は、その胴部１１２の一端開口部を閉鎖
するようにボルト締めで固定されている。下部ブラケッ
ト１１４の中央部には、軸受１１８が嵌設されており、
回転ユニット１５０の下端部を回動自在に支持してい
る。

【００３７】下部ブラケット１１４の外周縁部の内側に
沿って、３６個の固定マグネットＭｓが均等に、すなわ
ち１０゜ピッチで固設されている。これは、前記各実施
形態における環状の永久磁石１０ａと同等の構成を提供
するものである。すなわち、製作上の困難性等によっ
て、環状に連続的に着磁された所望の環状永久磁石が得
られない場合、本実施形態のように、固定マグネットＭ
ｓを円環状に所定間隔をおいて並置しても同等の作用が
得られる。

【００３８】各固定マグネットＭｓの上に内方に向けて
張り出すように固着されている長板状の磁性部材がポー
ルピースＰ1 であって、固定マグネットＭｓが発生する
磁力線の磁路を形成するとともに、回転ユニット１５０
とのギャップを極力小さく保つために設けられているも
のである。このことは、装置の効率を高める効果を有
し、本実施形態の場合そのギャップは約１．０mmに設定
されている。 上部ブラケット１１６の中央部には、軸
受ホルダ１２０が嵌装されてボルト締めされている。軸
受ホルダ１２０の中心には貫通穴が形成されており、そ
の内部に２個の軸受１１８，１１８が配設されている。
この軸受１１８は、前記下部ブラケット１１４に設けら
れた軸受１１８とともに、回転ユニット１５０を固定ユ
ニット１１０の内部で回動自在に保持するものである。

【００３９】一方、回転ユニット１５０は、回転軸１５
２、固定円盤１５４、調整円盤１５６、可動磁石Ｍｍ、
ポールピースＰ2 、磁性リング１５８、磁力線制御マグ
ネットＭｃ、及び磁力線制御マグネットホルダ１６０を
備えて構成されている。

【００４０】回転軸１５２は、本実施形態の動力発生装
置の出力軸を兼ねており、前記固定ユニット１１０に設
けられている軸受１１８によって、回転自在に支持され
ている。回転軸１５２の下端部付近には、固定円盤１５
４が固設されている。そして、固定円盤１５４の上面に
は調整円盤１５６がネジ止めされており、その調整円盤
１５６の切欠部に可動磁石Ｍｍが嵌設されている。調整
円盤１５６及びそれに嵌装された可動磁石Ｍｍの外周囲
を取り囲むようにして、磁性リング１５８が設けられて
いる。可動磁石Ｍｍの径方向外方端には、磁性リング１
５８との間隙を埋めるようにポールピースＰ2 が嵌装さ
れており、可動磁石Ｍｍから発生する磁力線の磁路を形
成している。

【００４１】調整円盤１５６は、図８に示されているよ
うに、それぞれが調整ネジ１５６ａ１とそれが摺動自在
に嵌合する長穴１５６ａ２とからなる１対のギャップ調
整機構１５６ａを用いて径方向に移動させることがで
き、それによって磁性リング１５８と固定ユニット１１
０のポールピースＰ1 とのギャップを調整することがで
きる。このギャップは、本実施形態にあっては約１．０
mmに設定されている。なお、本実施例にあっては、調製
円盤１５６及び磁性リング１５８が回転軸１５２に対し
て偏心させて取り付けられているが、必ずしもこのよう
に偏心させる必要はない。回転軸１５２の軸心に調製円
盤１５６及び磁性リング１５８の中心を合わせる、ある
いは本実施形態のように偏心させた構成として、カウン
タウエイトを併用する等の他の構成を採用してよい。

【００４２】調整円盤１５６の上面には、磁力線制御マ
グネットＭｃを保持するための磁力線制御マグネットホ
ルダ１６０が載置され固定されている。磁力線制御マグ
ネットホルダ１６０は、中心部に設けられて回転軸１５
２と嵌合するボス部１６０ａと、そのボス部１６０ａか
ら径方向に延在する円盤状のマグネット保持部１６０ｂ
とから形成されている。マグネット保持部１６０ｂの下
面に、固定ユニット１１０のポールピースＰ1 と対向す
るようにして、磁力線制御マグネットＭｃが固設され
る。すなわち、磁力線制御マグネットＭｃは、固定ユニ
ット１１０のポールピースＰ1 を挾んで固定マグネット
Ｍｓと対向するようになっている。磁力線制御マグネッ
トＭｃとしては、固定マグネットＭｓと同等のものが採
用されており、１２個のマグネットが互いに隣り合って
配置され、中心角１２０゜の円弧を形成するようになっ
ている。したがって、図９に示されているように、固定
ユニット１１０の固定マグネットＭｓから放出される磁
力線には、円周に沿って１２０゜にわたる磁力線遮蔽領
域Ａが生じることになる。そこで、可動マグネットＭｍ
と磁力線制御マグネットＭｃとが相対的に図９に示す位
置関係になるように固定すれば、この動力発生装置は、
前記第１の実施形態において説明した原理にしたがっ
て、常に時計回りの吸引磁気力を受けて継続的にトルク
を発生するものである。

【００４３】なお、本実施例のような、それぞれ独立し
たポールピースＰ1 を用いずに、周方向に連続する円環
状磁性体を採用してもよい。この場合には、その円環状
磁性体を過度に厚くすると、磁力線制御マグネットＭｃ
によって本来の磁力線遮蔽領域Ａ以外の領域からも固定
マグネットＭｓの磁力線を収束する現象が起き、磁力線
遮蔽領域Ａの境界があいまいになって、可動マグネット
Ｍｍに十分な磁力線の収束及び吸引磁気力が発生しない
ことが考えられる。したがって、ポールピースＰ1 に代
えて円環状磁性体を用いる場合には、必要以上に厚いも
のを用いないようにする必要がある。

【００４４】前記各実施形態にあっては、既存の回転型
電動機に相当する構成について示したが、本願に開示さ
れた原理にしたがって、いわゆるリニアモータ等の直線
運動を取り出すことができる動力発生装置を構成するこ
とも可能である。

【００４５】すなわち、本願発明の第１の実施形態を示
す図２を参照すると、環状磁性体１０を直線状に引き延
ばし、これに対して磁力線遮蔽領域Ａを生成するための
円弧状磁石２０を、適宜の摺動保持手段をもって環状磁
性体１０に沿って移動可能となるように構成する。一
方、可動磁性体３０について、磁力線放射領域Ｂからの
磁力線による吸引磁気力が最大となる点を調べ、前記円
弧状磁石２０と一体的に結合する。このとき、いうまで
もなく可動磁性体３０も適宜の手段で環状磁性体１０に
沿って移動可能としておく。このような構成とすれば、
第１の実施形態で説明した原理に基づいて、可動磁性体
３０及び円弧状磁石２０の結合体は、可動磁性体３０に
作用する磁力線放射領域Ｂからの吸引磁気力の方向へ運
動するものである。

【００４６】

【発明の効果】以上、本発明の実施の形態に基づいて詳
細に説明したように、本発明に係わる動力発生装置によ
れば、次の優れた効果を奏するものである。

【００４７】（１）磁極部材に沿って移動可能に設けら
れた第１の磁性部材は、磁力線制御手段によって磁極部
材の一部に生成された磁力線遮蔽領域が移動するにつれ
て、磁力線遮蔽領域と磁力線放射領域との境界付近に吸
引され、一体的に結合された磁力線制御手段の移動に追
従して磁極部材に沿って運動するので、装置の外部から
電気エネルギーを供給することなく継続的に磁気力を発
生することができる。

【００４８】（２）前記第１の磁性部材に加えて第１の
磁性部材とは反対極を有する第２の磁性部材を設けれ
ば、前記磁力線遮蔽領域と磁力線放射領域との境界付近
で第２の磁性部材に作用する反発力をも利用できるの
で、よりいっそうトルクの増大と効率の向上とを図るこ
とができる。

【００４９】なお、本願発明の他の態様の構成によって
も、前記（１）項と同等の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる動力発生装置の磁力線の制御原
理を示す説明図である。

【図２】本発明の第１の実施形態による動力発生装置の
模式的平面図である。

【図３】図２の一部断面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態による動力発生装置の
模式的平面図である。

【図５】磁力線制御手段の構成例を示す断面図である。

【図６】本発明の第３の実施形態による動力発生装置の
模式的平面図である。

【図７】図６の断面図である。

【図８】本発明の一実施例による動力発生装置の平面図
その１である。

【図９】本発明の一実施例による動力発生装置の平面図
その２である。

【図１０】本発明の一実施例による動力発生装置の断面
図である。

【符号の説明】

１０ 環状磁性体 ２０ 円弧状磁石 ３０ 可動磁性体（第１の） ４０ 可動磁性体（第２の） ５０ 支持材（可動磁性体３０の） ６０ 支持材（円弧状磁石２０の） ７０ 支軸 １００ 動力発生装置 １１０ 固定ユニット １１２ 胴部 １１４ 下部ブラケット １１６ 上部ブラケット １１８ 軸受 １２０ 軸受ホルダ １５０ 回転ユニット １５２ 回転軸 １５４ 固定円盤 １５６ 調整円盤 １５６ａ ギャップ調整機構 １５８ 磁性リング １６０ 磁束制御マグネットホルダ Ｍｓ 固定マグネット Ｍｍ 可動マグネット Ｍｃ 磁力線制御マグネット Ｐ1 ，Ｐ2 ポールピース

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ極またはＳ極のいずれか一方の磁極が
   ほぼ連続的に延在する磁極部材と、該磁極部材に沿って
   移動可能に配置され、該磁極部材に配設された磁極に出
   入りする磁力線を収束させるように前記磁極の反対極を
   備えて構成された磁力線制御手段と、前記磁極部材の前
   記磁極に対向するように配置され、該磁極部材に沿って
   移動可能とされている第１の磁性部材とを備えた動力発
   生装置であって、 前記磁極部材は、前記磁力線制御手段によって磁力線が
   収束される磁力線遮蔽領域と、それ以外の磁力線放射領
   域とを有しており、 前記第１の磁性部材は、前記磁極部材の前記磁極との対
   向面に前記磁極部材の前記磁極の反対極を有し、前記磁
   極部材の磁力線放射領域からの磁力線との間に常時吸引
   磁気力が作用するように前記磁力線制御手段に対する位
   置が定められ、かつこれと相互に拘束されていることを
   特徴とする動力発生装置。
2. 【請求項２】 前記磁極部材の前記磁極に対向するよう
   に配置され、該磁極部材に沿って移動可能とされている
   第２の磁性部材をさらに備え、該第２の磁性部材は、前
   記磁極部材の前記磁極との対向面に前記磁極部材の前記
   磁極の同極を有し、前記磁極部材の磁力線放射領域から
   の磁力線との間に常時反発磁気力が作用するように前記
   磁力線制御手段に対する位置が定められ、かつこれと相
   互に拘束されていることを特徴とする請求項１に記載の
   動力発生装置。
3. 【請求項３】 Ｎ極またはＳ極のいずれか一方の磁極が
   ほぼ連続的に延在する磁極部材と、該磁極部材の該磁極
   に接するように延設されている磁性部材と、該磁性部材
   に沿って移動可能に配置され、前記磁極部材に配設され
   た前記磁極に出入りする磁力線を収束させるように前記
   磁極の反対極が前記磁性部材に臨ませて配置されている
   磁力線制御手段と、前記磁性部材に対向するように配置
   され、該磁性部材に沿って移動可能とされている可動磁
   性部材とを備えた動力発生装置であって、 前記磁性部材は、前記磁力線制御手段によって磁力線が
   収束される磁力線遮蔽領域と、それ以外の磁力線放射領
   域とを有しており、 前記可動磁性部材は、前記磁極部材の前記磁極との対向
   面に前記磁極部材の前記磁極の反対極を有し、前記磁極
   部材の磁力線放射領域からの磁力線との間に常時吸引磁
   気力が作用するように前記磁力線制御手段に対する位置
   が定められ、かつこれと相互に拘束されていることを特
   徴とする動力発生装置。
4. 【請求項４】 前記磁極部材は、その上面にＮ極または
   Ｓ極のいずれか一方の磁極が配置されるように環状に並
   設された複数の永久磁石を備えていることを特徴とする
   請求項３に記載の動力発生装置。
5. 【請求項５】 前記磁性部材は、前記磁極部材の上面に
   接するとともにその径方向内方に延出する略中空円環状
   の磁性体を有することを特徴とする請求項３に記載の動
   力発生装置。
6. 【請求項６】 前記可動磁性部材は前記略中空円環状の
   磁性体の内側端に沿って移動可能に対向配置された永久
   磁石を含むことを特徴とする請求項３に記載の動力発生
   装置。
7. 【請求項７】 前記磁力線制御手段は、前記磁性部材を
   挾んで前記磁極部材の上方でこれと対峙するように配設
   された永久磁石を備えていることを特徴とする請求項３
   に記載の動力発生装置。