(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一回転体と第二回転体とを備え、第一回転体には第一マグネットが配置され、第二回転体には第二マグネットが配置され、第一・第二マグネットの少なくとも一方が電磁石にて構成され、電磁石のＯＮ動作により第一・第二マグネット間に磁気反発作用を生起させて、第一・第二回転体の相対回転を招来する構成を有すると共に、第一マグネットを第一回転体の周方向に等間隔となるように複数配置し、第二マグネットを第二回転体の周方向に等間隔となるように複数配置し、該第一マグネットの間隔と第二マグネットの間隔を等間隔に設定したことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項２】
上記第一・第二マグネットは第一・第二回転体の回転に伴う最接近点の出口側において磁気反発作用を生起させるように上記電磁石のＯＮ動作を行うことを特徴とする請求項１記載の磁力回転装置。
【請求項３】
上記第二回転体は第一回転体の周囲に複数配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の磁力回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力により回転体の回転を招来する磁力回転装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、磁気反発作用によって回転体の回転を招来する磁力回転装置が既知であるが、下記特許文献１は、永久磁石が配設された回転体と電磁石が配設された固定体とを備え、上記電磁石と永久磁石間に磁気反発作用を生起させて回転体の回転を招来する磁力回転装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８７０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の磁力回転装置にあっては、上記電磁石が固定されている関係で、上記回転体の回転開始後は、該回転体の回転に伴い回転する永久磁石との間に磁気反発作用を生起させるタイミングが短く、回転トルクが低いという問題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記特許文献１が有する問題を有効に解消し、高い回転トルクを付与する磁力回転装置を提供するものである。
【０００６】
要述すると、第一回転体と第二回転体とを備え、第一回転体には第一マグネットが配置され、第二回転体には第二マグネットが配置され、第一・第二マグネットの少なくとも一方が電磁石にて構成され、電磁石のＯＮ動作により第一・第二マグネット間に磁気反発作用を生起させて、第一・第二回転体の相対回転を招来する構成の磁力回転装置を提供するものである。
【０００７】
好ましくは、上記第一・第二マグネットは第一・第二回転体の回転に伴う最接近点の出口側において磁気反発作用を生起させるように上記電磁石のＯＮ動作を行うものである。
【０００８】
更に好ましくは、上記第二回転体は第一回転体の周囲に複数配置するものである。
【０００９】
又、上記第一マグネットを第一回転体の周方向に等間隔となるように複数配置し、第二マグネットを第二回転体の周方向に等間隔となるように複数配置し、該第一マグネットの間隔と第二マグネットの間隔を等間隔に設定するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第一・第二回転体の相対回転に伴い、第一・第二マグネットも相対回転し、該第一・第二マグネットの最接近時のみではなく、相互に離れていく過程においても第一・第二マグネット間に磁気反発作用を持続して生起させる。そのため、高いトルクを付与することができると共に、弱い磁力、即ち少ない電力で上記第一・第二回転体の相対回転を招来し、電力消費を抑えることができる。又、高速回転時においても、確実に上記第一・第二マグネット間に磁気反発作用を生起させることができる。
【００１１】
又、上記第一・第二マグネットは第一・第二回転体の回転に伴う最接近点の出口側において磁気反発作用を生起させるように上記電磁石のＯＮ動作を行うことにより、効率的に第一・第二回転体の相対回転を招来することができる。又、電磁石への通電を常時行う必要がなく、電力消費を抑えることができる。
【００１２】
又、第二回転体を第一回転体の周囲に複数配置することにより、各第二回転体の第二マグネットとそれに対応する第一回転体の第一マグネットとの間に磁気反発作用を生起させ、より効果的に第一・第二回転体の相対回転を招来することができる。
【００１３】
更に、上記第一マグネットを第一回転体の周方向に等間隔となるように複数配置し、第二マグネットを第二回転体の周方向に等間隔となるように複数配置し、該第一マグネットの間隔と第二マグネットの間隔を等間隔に設定することにより、確実に第一・第二マグネット間に磁気反発作用を生起させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る磁力回転装置を概示する平面図である。
【図２】本発明の実施例に係る磁力回転装置を概示する側面図である。
【図３】第一マグネットのコイルへの通電系統を示す説明図である。
【図４】第二マグネットの配置状態を示す説明図である。
【図５】第一・第二回転体の静止段階を示す説明図である。
【図６】第一・第二回転体の相対回転の第一段階を示す説明図である。
【図７】第一・第二回転体の相対回転の第二段階を示す説明図である。
【図８】第一・第二回転体の相対回転の第三段階を示す説明図である。
【図９】第一・第二回転体の相対回転の第四段階を示す説明図である。
【図１０】第一マグネットと第二マグネットの最接近点付近での関係を示す拡大図である。
【図１１】（Ａ）は一般のモータの電力消費を示すグラフ、（Ｂ）は本発明に係る磁力回転装置の電力消費を示すグラフである。
【図１２】第二回転体を単数にした例を概示する平面図である。
【図１３】第二回転体を単数にした例を概示する側面図である。
【図１４】第一・第二回転体をハブ状とした例を概示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る磁力回転装置にあっては、第一回転体と第二回転体とを備え、第一回転体には第一マグネットが配置され、第二回転体には第二マグネットが配置され、第一・第二マグネットの少なくとも一方が電磁石にて構成され、電磁石のＯＮ動作により第一・第二マグネット間に磁気反発作用を生起させて、第一・第二回転体の相対回転を招来する構成にすることにより、第一・第二マグネットの最接近時のみではなく、相互に離れていく過程においても第一・第二マグネット間に磁気反発作用を持続して生起させるため、高いトルクを付与することができると共に、弱い磁力、即ち少ない電力で上記第一・第二回転体の相対回転を招来し、電力消費を抑えることができる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を図示する好適な実施例に基づいて詳述すれば、実施例に係る磁力回転装置は、図１・図２に示す如く、基本的には、第一回転体１と該第一回転体１の周囲に配置した３個の第二回転体２を備え、該第一回転体１には周方向に等間隔となるように６個の第一マグネット３が配置され、上記各第二回転体２には周方向に等間隔となるように６個の第二マグネット４が配置される構成となっている。
【００１７】
具体的には、上記第一回転体１は、上下２枚の円盤１Ａ・１Ｂ間に上記各第一マグネット３を配置して構成し、軸７によって回転可能に支持されている。
【００１８】
上記第一マグネット３は、第一回転体の中心側から外周側に等間隔を置いて放射状に６方向に延びる各鉄心５にコイル６を巻いた電磁石にて夫々構成し、この構成により第一回転体１の外周側の周方向に等間隔となるように配置されている。
【００１９】
又、上記第一マグネット３は、図３に示す如く、夫々のコイル６への通電系統が異なる３Ａ・３Ｂを交互に配置し、一方の第一マグネット３ＡのＯＮ動作は、第一系統の給電線８Ａを介してコイル６へ通電することにより行い、他方の第一マグネット３ＢのＯＮ動作は、第二系統の給電線８Ｂを介してコイル６へ通電することにより行う構成となっている。
【００２０】
上記給電線８Ａ・８Ｂへの給電は、図１・図２に示す如く、第一回転体１を支持する軸７に同じく回転可能に支持された３極のスリップリング９を介して行われ、電源Ｓから給電線８を介して上記各スリップリング９に給電する際に、該給電を検出装置Ｄからの信号に基づきコントローラＣで調整し、上記給電線８Ａ・８Ｂに異なるタイミングで給電することを可能とする。
【００２１】
ここで、上記検出装置Ｄは選択した一つの歯車の近傍に設けられ、当該歯車の回転角度を読み取る装置である。具体的には図示しないが、一つの歯車に複数の検出装置Ｄを設けて、精度よく回転角度を読み取ることが望ましい。
【００２２】
上記各第二回転体２は、上記第一回転体１と同径の円盤状を呈し、第一回転体１を支持する上記軸７と平行に設けられた各軸１０により第一回転体１の周囲に回転可能に支持されている。
【００２３】
上記第二マグネット４は、上記第二回転体２の外周側に周方向に等間隔を置いて埋設された板状の永久磁石にて夫々構成し、この構成により第二回転体２の外周側の周方向に等間隔となるように配置されている。
【００２４】
又、上記第二マグネット４は、図４に示す如く、第一マグネット３と第二マグネット４が最接近して対向している状態で、第一回転体１の中心Ｏ１と第二回転体２の中心Ｏ２とを結ぶ直線Ｌ１に対して、第二マグネット４の磁極方向、即ち第二マグネット４の表面及び裏面と直交する直線Ｌ２をθ分第二回転体２の回転方向側へ傾斜しつつ、すべて同じ極（Ｎ極）を外側に向けて配置されている。
【００２５】
尚、後述する動作説明の便宜上、上記第一マグネット３Ａに対応する第二マグネット４を４Ａとし、上記第一マグネット３Ｂに対応する第二マグネット４を４Ｂとする。
【００２６】
又、上記第一・第二回転体１・２を同期回転させ、且つ、相互に逆方向に回転させるために、図２に示す如く、第一回転体１を支持する軸７の下方に第一歯車１１を設ける一方、選択した一つの第二回転体２を支持する軸１０の下方に第二歯車１２を設け、該第一・第二歯車１１・１２間に一対の中間歯車１３を設ける。又、各第二回転体２を同期回転させるために、各第二回転体２を支持する軸１０の上方に夫々タイミングプーリー１４を設け、各タイミングプーリー１４間にタイミングベルト１５を張設する。
【００２７】
実際の使用に際して詳述すると、まず、図５に示す第一・第二回転体１・２の双方が静止している段階、即ちＯＦＦ状態の第一マグネット３Ａと第二マグネット４Ａとが最接近して対向し、該第一マグネット３Ａの鉄心５と第二マグネット４Ａ間に磁気吸着作用が生じている段階で、第一系統の給電線８Ａを介して第一マグネット３Ａのコイル６へ通電し該第一マグネット３ＡのＯＮ動作を行う。
【００２８】
すると、ＯＮ状態の第一マグネット３Ａは対向する第二マグネット４Ａとの間に磁気反発作用を生起させるように磁極設定（Ｎ極に設定）され、該磁気反発作用により第一・第二回転体１・２の相対回転を招来する。又、上記第一マグネット３Ａと隣り合う第一マグネット３Ｂは、第一マグネット３Ａの磁極（Ｎ極）とは反対の磁極（Ｓ極）となり、対向する第二マグネット４Ｂとの間に磁気吸着作用が生じ、該磁気吸着作用によっても第一・第二回転体１・２の相対回転を招来する。
【００２９】
この際に、第一回転体１と第二回転体２の回転同期を第一歯車１１・一対の中間歯車１３及び第二歯車１２により図ると共に、各第二回転体２同士の回転同期を各タイミングプーリー１４及びタイミングベルト１５により図り、第一回転体１と各第二回転体２が正確に同期逆回転、即ち相対回転を開始することとなる。
【００３０】
従って、図１０に示す如く、上記磁気反発作用が第一・第二マグネット３Ａ・４Ａの最接近点Ｐの出口側Ｐ１において生じ、磁気吸着作用が第一・第二マグネット３Ａ・４Ａの最接近点Ｐの入口側Ｐ２において生じ、両者の相乗効果により、効率よく第一・第二回転体１・２の相対回転を招来することができる。
【００３１】
上記磁気反発作用について詳述すると、第一・第二回転体１・２の相対回転に伴い、第一・第二マグネット３Ａ・４Ａも相対回転して、該第一・第二マグネット３Ａ・４Ａの最接近時のみではなく、相互に離れていく過程（第一・第二マグネット３Ａ・４Ａが最接近点Ｐの出口側Ｐ１を移動する過程）においても第一・第二マグネット３Ａ・４Ａ間に磁気反発作用を持続して生起させる。そのため、高いトルクを付与することができると共に、弱い磁力、即ち少ない電力で上記第一・第二回転体１・２の相対回転を招来し、電力消費を抑えることができる。又、高速回転時においても、確実に上記第一・第二マグネット３Ａ・４Ａ間に磁気反発作用を生起させることができる。
【００３２】
更に、第二マグネット４Ａは、その磁極方向が上記角度θ分第二回転体２の回転方向側へ傾斜して配置されている関係で、磁気反発作用によって生じた力を効率よく第一・第二回転体１・２の回転力に変換することができると共に、第一・第二マグネット３Ａ・４Ａが相互に離れていく過程（第一・第二マグネット３Ａ・４Ａが最接近点Ｐの出口側Ｐ１を移動する過程）で上記第一・第二マグネット３Ａ・４Ａの対向状態を維持できる距離Ｗを長くし、磁気反発作用を持続して生起させることができる。
【００３３】
次いで、図６に示す段階、即ち第一・第二マグネット３Ａ・４Ａの対向状態が解除される直前の段階で、第一マグネット３Ａのコイル６への通電を停止して該第一マグネット３ＡのＯＦＦ動作を行い、その後は慣性により第一・第二回転体１・２の相対回転が継続すると共に、ＯＦＦ状態の第一マグネット３Ｂの鉄心５と該第一マグネット３Ｂと対向する第二マグネット４Ｂ間に磁気吸着作用が生じて、該磁気吸着作用によっても第一・第二回転体１・２の相対回転が継続する。
【００３４】
そして、図７に示す段階、即ちＯＦＦ状態の第一マグネット３Ｂと第二マグネット４Ｂとが最接近して対向する段階で、今度は、第二系統の給電線８Ｂに給電して第一マグネット３Ｂのコイル６に通電し該第一マグネット３ＢのＯＮ動作を行う。
【００３５】
すると、ＯＮ状態の第一マグネット３Ｂは対向する第二マグネット４Ｂとの間に磁気反発作用を生起させるように磁極設定（Ｎ極に設定）され、該磁気反発作用により第一・第二回転体１・２の相対回転を更に招来する。又、上記第一マグネット３Ｂと隣り合う第一マグネット３Ａは、第一マグネット３Ｂの磁極（Ｎ極）とは反対の磁極（Ｓ極）となり、対応する第二マグネット４Ａとの間に磁気吸着作用が生じ、該磁気吸着作用によっても第一・第二回転体１・２の相対回転を招来する。
【００３６】
従って、この場合にも、図１０に示す如く、上記磁気反発作用が第一・第二マグネット３・４の最接近点Ｐの出口側Ｐ１において生じ、磁気吸着作用が第一・第二マグネット３・４の最接近点Ｐの入口側Ｐ２において生じ、両者の相乗効果により、効率よく第一・第二回転体１・２の相対回転を招来することができる。
【００３７】
上記磁気反発作用について詳述すると、第一・第二回転体１・２の相対回転に伴い、第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂも相対回転して、該第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂの最接近時のみではなく、相互に離れていく過程（第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂが最接近点Ｐの出口側Ｐ１を移動する過程）においても第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂ間に磁気反発作用を持続して生起させる。そのため、高いトルクを付与することができると共に、弱い磁力、即ち少ない電力で上記第一・第二回転体１・２の相対回転を招来し、電力消費を抑えることができる。又、高速回転時においても、確実に上記第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂ間に磁気反発作用を生起させることができる。
【００３８】
更に、この場合も、第二マグネット４Ｂは、その磁極方向が上記角度θ分第二回転体２の回転方向側へ傾斜して配置されている関係で、磁気反発作用によって生じた力を効率よく第一・第二回転体１・２の回転力に変えることができると共に、第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂが相互に離れていく過程（第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂが最接近点Ｐの出口側Ｐ１を移動する過程）で上記第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂの対向状態を維持できる距離Ｗを長くし、磁気反発作用を持続して生起させることができる。
【００３９】
次いで、図８に示す段階、即ち第一・第二マグネット３Ｂ・４Ｂの対向状態が解除される直前の段階で、第一マグネット３Ｂのコイル６への通電を停止して該第一マグネット３ＢのＯＦＦ動作を行い、その後は慣性により第一・第二回転体１・２の相対回転が継続すると共に、ＯＦＦ状態の第一マグネット３Ａの鉄心５と該第一マグネット３Ａに対応する第二マグネット４Ａ間に磁気吸着作用が生じて、該磁気吸着作用によっても第一・第二回転体１・２の相対回転が継続する。
【００４０】
そして、第一・第二回転体１・２の相対回転が継続して、図９に示す段階、即ち再び第一マグネット３Ａと第二マグネット４Ａが最接近して対向する段階となるので、上述の過程を繰り返して、第一・第二回転体１・２の相対回転を継続して招来する。
【００４１】
以上のように、本発明に係る磁力回転装置にあっては、電磁石にて構成される第一マグネット３（３Ａ・３Ｂ）のコイル６に常時通電する必要がなく、図１１に示す如く、同じ電力を常時通電する一般のモータの場合と比較して約半分の電力消費となり、電力消費を抑えることができる。
【００４２】
又、第二回転体２を第一回転体１の周囲に複数配置することにより、各第二回転体２の第二マグネット４（４Ａ・４Ｂ）とそれに対応する第一回転体１の第一マグネット３（３Ａ・３Ｂ）との間に磁気反発作用又は磁気吸着作用を生起させ、より効果的に第一・第二回転体１・２の相対回転を招来することができる。
【００４３】
本実施例では、３個の第二回転体２を備えるが、第二回転体２の数はこれに限定されるものではなく、実施に応じ任意である。又、図１２・図１３に示す如く、第二回転体２を単数とすることも排除しない。
【００４４】
本発明に係る磁力回転装置にあっては、上記第一マグネット３（３Ａ・３Ｂ）を第一回転体１の周方向に等間隔となるように複数配置し、第二マグネット４を第二回転体２の周方向に等間隔となるように複数配置し、該第一マグネット３の間隔と第二マグネット４の間隔を等間隔に設定することにより、確実に第一・第二マグネット３・４間に磁気反発作用又は磁気吸着作用を生起させることができる。
【００４５】
本実施例では、同径の第一・第二回転体１・２の周方向に夫々６個の第一・第二マグネット３・４を等間隔となるように配置して、該第一マグネット３の間隔と第二マグネット４の間隔を等間隔に設定しているが、第一・第二マグネット３・４の数はこれに限定されるものではなく、実施に応じ任意である。又、第一・第二回転体１・２の径が異なる場合に、第一マグネット３の間隔と第二マグネット４の間隔を等間隔に設定するために、第一マグネット３の数と第二マグネット４の数が異なることも排除しない。
【００４６】
尚、第一・第二マグネット３・４は、少なくとも一方が電磁石にて構成され、該電磁石を上述した各段階によってＯＮ動作又はＯＦＦ動作することができればよい。
【００４７】
又、第一・第二回転体１・２の形状は、円盤形状に限られるものではなく、実施に応じて、例えば実施例の構成を上下方向に延長して筒形状とすることや、図１４に示す如く、放射状に広がるハブ形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る磁力回転装置は、少ない電力消費で高い回転トルクが付与できると共に、該電力消費も電磁石をＯＮ状態にする時のみに抑えることができるので、省電力が求められる空調ファンなどの省エネ機器の動力装置又は省エネ電源システムの回転装置などに利用すれば、頗る好都合なものとなる。
【符号の説明】
【００４９】
１    第一回転体
１Ａ  円盤
１Ｂ  円盤
２    第二回転体
３    第一マグネット
３Ａ  第一系統の給電線によりＯＮ動作を行う第一マグネット
３Ｂ  第二系統の給電線によりＯＮ動作を行う第一マグネット
４    第二マグネット
４Ａ  第一マグネット３Ａに対応する第二マグネット
４Ｂ  第一マグネット３Ｂに対応する第二マグネット
５    鉄心
６    コイル
７    軸
８    給電線
８Ａ  第一系統の給電線
８Ｂ  第二系統の給電線
９    スリップリング
１０  軸
１１  第一歯車
１２  第二歯車
１３  中間歯車
１４  タイミングプーリー
１５  タイミングベルト
Ｓ    電源
Ｄ    検出装置
Ｃ    コントローラ
Ｏ１  第一回転体の中心
Ｏ２  第二回転体の中心
Ｌ１  Ｏ１とＯ２を結ぶ直線
Ｌ２  第二マグネットの磁極方向の直線
θ    Ｌ１に対するＬ２の傾斜角度
Ｐ    最接近点
Ｐ１  最接近点の出口側
Ｐ２  最接近点の入口側
Ｗ    第一・第二マグネットの対向状態を維持できる距離
【図１】
0005611613.tif 000002
【図２】
0005611613.tif 000003
【図３】
0005611613.tif 000004
【図４】
0005611613.tif 000005
【図５】
0005611613.tif 000006
【図６】
0005611613.tif 000007
【図７】
0005611613.tif 000008
【図８】
0005611613.tif 000009
【図９】
0005611613.tif 000010
【図１０】
0005611613.tif 000011
【図１１】
0005611613.tif 000012
【図１２】
0005611613.tif 000013
【図１３】
0005611613.tif 000014
【図１４】
0005611613.tif 000015