(57)【要約】      （修正有）【課題】リアクション・プレートを不要とし、回転部分もない、故障が少なく整備保守も少ない推力モータの提供。【解決手段】導線を巻いたソレノダイル・コイル１を挟み込むような形で、永久磁石２（あるいは電磁石）をソレノイドコイル全体に取り付ける【選択図】図１
2014166131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電流をソレノダイル・コイルと、磁石（永久磁石、または電磁石）の組み合わせ構造を変えることにより、回転力ではなくて、コイルと磁石がつくる平面に対して、垂直力を発生させ、これを推力として用いる構造（以下推力モーターと称する）
【請求項２】
磁石の開口部を広くとるため、形状を梯形にして、発生する磁束の有効利用を図る構造
【請求項３】
電車の駆動装置として、推力モーターを使用すること、及び、その取り付け方法
【請求項４】
自動車の駆動装置として、推力モーターを使用すること、及び、その取り付け方法
【請求項５】
船舶の駆動装置として、推力モーターを使用すること、及び、その取り付け方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、従来の回転型モーターが、フレミングの左手の法則により、回転力を発生させるのに対し、同じ法則を用いて回転力ではなくて、推力を発生させるように、電流の流れるコイルと電流に直交する磁束の組み合わせを、従来のやり方を変えて、新しく推力を直接取り出せるように設定した推力モーター（本発明のモーターを推力モーターと称する）である。そして、これを推進装置として用いる場合の、移動体への取り付け方法に関するものである。
なお、このモーターでは回転力は発生しない。
【背景技術】
【０００２】  現在広く使用されている回転型モーターは、電流と磁束の組み合わせによって、回転力を発生させており、この技術は産業界、及び、運輸関係機器・器材（電車、自動車等）の駆動装置として、広く用いられている。
しかし、この技術は回転機の動力として用いられており、推進力を必要とする場合は、各種の変換装置を必要とする。
回転型モーターを変形したリニア・モーターは、推進力を発生させるが、これには車載の１次コイルに対応する２次導体（リアクション・プレート）を軌道上に設置しなければならない。
また、大きな推進力と浮上力を得るためには、超低温にした超伝導磁石を用いて、浮上、推進力を発生させるものもあるが、このためには、冷却装置や強力な磁気遮蔽を必要とする。
これに対して、本発明の推力モーターは、リアクション・プレートや冷却装置などを必要としないで、直接推力を発生させることができる。
【発明の概要】
【０００３】  本発明は、枠型に導線（銅線・アルミ線など）を巻き、ソレノダイル・コイルを作成する。このコイルを挟み込むような形で、永久磁石（あるいは電磁石）を取り付ける。
磁石の取り付け方法はＮ極（あるいはＳ極）を同じ側に並べる。磁石は同種極同士は反発するので、必要に応じ、磁石間に、スペーサーを挿入する。
なお、電磁石を用いる場合も、発生する磁束の向きをそろえる。また、電磁石の励磁には直流電流を用いる。
この磁石をコイル全体に取り付ける。（図１参照）
コイルに直流電流を流すと、これに直交するように磁石のＮーＳ極間に磁力線があるので、ここにフレミングの左手の法則により、磁界と電流に直角な方向に力の場が発生する。
この方向は、コイルと磁石が作る平面に対して、直角（垂直）な方向になる。コイルと磁石は角状の形、または楕円形など、装着場所に応じ、変形可能である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  これまでの電磁モーターでは、３相交流による回転磁界を作る方法や、直流モーターにより、回転力を得るのが一般的である。
これから推力（推進力）を得るには、動力を伝えるために、変換ギアや、トランスミッションなどを必要としている。リニア・モーターの場合は、軌道上にリアクション・プレートを必要とし、１次コイルとの間隔は僅か数センチに保たなければならない。
本発明の推力モーターでは、リアクション・プレートを必要としないし、回転部分もないので、故障が少なく整備保守も少なくて済むのである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  直流電流を流すコイルと、磁石の組み合わせ構造を変えることにより、回転力ではなくてコイルと磁石の組み合わせ面に垂直な力を発生させ、これを推力（推進力）として用いることができる。
この現象を用いて推力を発生させる装置を発明した。
【発明の効果】
【０００６】  次に述べる分野において、推力モーターを使用することにより、以下のような効果が期待できる。
（１）電車の駆動装置
従来の電車は架線から電気の供給を受け、電車内の回転型モーターを回転させて      、それを車輪に伝達させ、車体を動かす仕組みになっている。
推力モーターは、直接推進力が得られるので、動力を車輪に伝達する必要がない。      この推力はコイル及び、磁石（永久磁石、或いは電磁石）の面に垂直な方向に発生      するので、推力が電車の進行方向になるように、取り付ける。（図５参照）
出力を増やす場合、同一方向に複数個装着することもできる。
車輪は車体を支えることと、ブレーキ機能があればよい。加減速には、電流値を変      化させるか、磁場の強さを変化させることにより、可能となる。
バック（後進）する場合は、コイルに流れる電流の極性を変えればよい。又、電磁      石を用いる場合は、その極性を変えればよい。
このように、従来型の電車と比べて構造が簡単になり、回転部分が推力を必要とし      ない車輪のみとなり、故障が少なくて済むのである。
リニア・モーターと比較した場合、本発明の推進モーターは、単独で推力を発生さ      せるので、軌道上にリアクション・プレートを設置する必要がなく、軌道上に異物      があっても、その影響を受けない。
（２）自動車の駆動装置
エンジン（内燃機関）駆動の発電機から供給された電流によって、推力モーター      は推進力を得ることができるので、従来型のように、ギアや、トランスミッション      によって、車輪を動かす必要がない。車輪は車体を支え、車輪が自由に回転でき、      ブレーキ機能があれば良いことになる。また、車輪は、従来通りステアリング機能      があれば良い（図６参照）
推力モーターは複数個取り付け可能である。加減速、バック（後進）などの操作は      、（１）と同じである。
（３）船舶の駆動装置
船舶の推進装置は、スクリューを回転させるか、または、ジェット噴射によって      行われる。
これを推力モーターで行う場合、モーターに供給する電力は、（２）と同じように      エンジン駆動の発電機から得ることになる。
加減速、バックなどの操作は（１）と同じである。出力を増やす場合は、推力モー      ターを複数個取り付ければよい。（図７参照）
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】推力モーター構成図（見取り図及び断面図）である。見取り図には、磁石（永久磁石または電磁石）と、ソレノダイル・コイルの組み合わせ方を示した。断面図には、これを拡大して両者の位置関係を見やすくした。磁石は磁極面でソレノダイル・コイルを挟み込むような形になる。推力モーターは、楕円形その他スペースに合わせて製作することも可能である。
【図２】推力モーター組上図（正面図）  ソレノダイル・コイルの巻き数、及び、磁石の大きさや個数は、使用目的によって、どのようにも変更可能である。一例として、図では磁石８個の場合を示した。推力は、この図面（紙面）に対し垂直方向に発生する。
【図３】推力モーター組上図（側面図）  推力モーター組上げたものを、側面から見た図である。
【図４】磁石開口部（ギャップ）形状  磁石開口部（ギャップ）の詳細図である。発生した磁束の有効利用のため、開口部の幅を広くとった。
【図５】電車への推力モーター取付方法  推力モーターを電車に搭載した場合の図である。推力モーターに供給する電気（直流）は、パンタグラフ（またはそれに相当する電力供給線）から車内に取り込む。電力はブレーカー、変圧、電流制御装置などを経て、推力モーターへ供給される。推力モーターは、推力が発生する面を進行方向に向ける。推力モーターは複数個取り付け可能である。車輪への推力伝達は不要である。車輪には制動装置（ブレーキ）が装着されていれば良い。
【図６】推力モーターを自動車に搭載した場合の図である。推力モーターに供給される電気は、エンジン（内燃機関）により駆動される発電機がその電源となる。この電気はブレーカー、変圧、電流制御装置などをへて、推力モーターに供給される。これは複数個取り付け可能である。推力の発生する方向を車の正面に向ける。車輪への動力伝達は不要である。バックの操作は、電流の極性を切り変えることにより行うことができる。
【図７】推力モーターを船舶に搭載した場合  推力の発生方向を船首に合わせる。推力モーターは船首、あるいは船尾に複数個追加することも、可能である。スクリューは不要である。推力モーター用の直流電気は、エンジン（内燃機関）より駆動される発電機により供給される。
【発明を実施するための形態】
【０００８】  以下、本発明を実施するための形態について説明する。
推力モーター本体は、直流電流を流すためのソレノダイル・コイルと、永久磁石、若しくは電磁石（以下磁石と称する）とからなる。
磁石はコイルを挟み込むように取り付ける。（図１参照）
磁石は極性（Ｎ−Ｓ）を揃える。図ではソレノダイル・コイルの内側にＮ極、外側にＳ極を揃えている。
コイルに電流を流すと、この電流の流れる方向は、磁石が発生させる磁束と直角方向になる。このように磁束と電流が互いに直交する場合、フレミングの左手の法則により、磁束と電流に直交する方向に、力が発生する。
この力の発生する方向は、コイルと磁石が構成する平面に垂直な方向である。この発生した力を推力として利用することができる。
これまでのモーターは、回転力を得るための構造になっており、推力（推進力）を得るには、回転力を変換するための装置を必要としている。
また、直接推力を得るために、開発されたリニア・モーターの原理は、回転型モーターの理論を用いているため、２次導体であるリアクションプレートを、必要としている。
これに対して、推力モーターは、回転力の代わりに、推力を発生させるモーターであるから、回転力を変換装置を介して推力を得るものとは、大きく異なっている。
また、リニア・モーターの２次導体を必要としなくて、推力を得ることができる。
このように、推力を得るためのモーターとしては、画期的なモーターである。
このモーターを推力として用いる場合、構造が簡単になる。たとえば、電車や自動車の推進力として用いた場合、動力を車輪に伝達する必要がない。車輪は車体を支え、線路上、または道路上を転がるだけでよい。車体を動かす動力は、推力モーターが受け持っているからである。リニア・モーターは、リアクションプレートがないと、推力を発生しないし、モーターとリアクションプレートとの間隔は、数センチと狭くしないと、十分な推力が得られないが、推力モーターは車体のどこにおいても、十分な推力が得られるので、設計上の制約が少ない。
このように、従来の回転型モーターと比較して、推力モーターは格段に優れているといえるのである。
また、車体への取り付けスペースとの関連で、角形を楕円形にも、その他の形状にも変更可能である。
大きな推力を必要とするときは、複数個取り付けることも可能である。
推力を制御するには、コイルを流れる電流値を変化させればよい。又、移動体を後進（バック）させるには、電流の極性を＋から−に変換させるか、磁石として電磁石を利用するときは、電磁石に流れる直流電流の極性を変えてやることで、対応できる。
船舶に取り付けた場合も、同様の操作になる。
【符号の説明】
【０００９】［図１］推力モーター構成図
１    ソレノダイル・コイル
２    磁石（永久磁石、または電磁石）
３    断面図
［図２］推力モーター組上図（正面図）
１    ソレノダイル・コイル
２    磁石
［図３］推力モーター組上図（側面図）
１    ソレノダイル・コイル
２    磁石
［図４］磁石開口部（ギャップ）の形状
１    磁石開口部
２    磁石
［図５］電車への推力モーター取り付け方法
１    パンタグラフ
２    電力供給、及び制御装置
３    推力モーター
４    車体
５    車輪
［図６］自動車への推力モーター取り付け方法
１    エンジン（内燃機関）
２    発電機・電力供給及び制御装置
３    推力モーター
４    車体
５    車輪
［図７］船舶への推力モーター取り付け方法
１    エンジン（内燃機関）
２    発電機・電力供給及び制御装置
３    推力モーター
４    船体
【図１】
2014166131.tif 000003
【図２】
2014166131.tif 000004
【図３】
2014166131.tif 000005
【図４】
2014166131.tif 000006
【図５】
2014166131.tif 000007
【図６】
2014166131.tif 000008
【図７】
2014166131.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月11日(2013.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】  次に述べる分野において、推力モーターを使用することにより、以下のような効果が期待できる。（１）電車の駆動装置従来の電車は架線から電気の供給を受け電車内の回転型モーターを回転させて、それを車輪に伝達させ、車体を動かす仕組みになっている。推力モーターは、直接推力が得られるので、動力を車輪に伝達する必要がない。この推力はコイル及び磁石（永久磁石、或いは電磁石）の面に垂直な方向に発生するので、推力が電車の進行方向になるように取り付ける。（図５参照）出力を増やす場合、同一方向に複数個装着することも出来る。車輪は車体を支えることと、ブレーキ機能があれば良い。加減速には電流値を変化させるか、磁場の強さを変化させることにより、可能となる。バック（後進）する場合は、コイルに流れる電流の極性を変えればよい。又、電磁石を用いる場合は、その極性を変えればよい。このように、従来型の電車と比べて構造が簡単になり、回転部分が推力を必要としない車輪のみとなり、故障が少なくて済むのである。リニア・モーターと比較した場合、本発明のモーターは、単独で推力を発生させるので、軌道上にリアクション・プレートを設置する必要がなく、軌道上に異物があっても、その影響を受けない。（２）自動車の駆動装置電源として、エンジン（内燃機関）駆動の発電機（又は蓄電池、若しくは燃料電池）より供給された電流によって、推力モーターは推力をを得ることができるので、従来型のようにギアや、トランスミッションによって、車輪を動かす必要がない。車輪は車体を支え、車輪が自由に回転でき、ブレーキ機能があれば良いことになる。又、車輪は従来通り、ステアリング機能があれば良い。（図６参照）推力モーターは、複数個取付け可能である。加減速、バック（後進）などの操作は、（１）と同じである。（３）船舶の駆動装置船舶の駆動装置は、スクリューを回転させるか、又は、ジェット噴射によって行われる。これを推力モーターで行う場合、モーターに供給する電力は、（２）と同じように、エンジン駆動の発電機（又は蓄電池、若しくは燃料電池）から得ることになる。加減速、バックなどの操作は、（１）と同じである。出力を増やす場合は、推力モーターを複数個取り付ければよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【図１】推力モーター構成図（見取り図、及び断面図）である。見取り図には、磁石（永久磁石又は電磁石）と、ソレノダイル・コイルの組み合わせを示した。断面図には、これを拡大して、両者の位置関係を見やすくした。磁石は磁極面でソレノダイル・コイルを挟み込むような形になる。推力モーターは、楕円形その他スペースに合わせて、製作することも可能である。
【図２】推力モーター組上げ図（正面図）ソレノダイル・コイルの巻き数、及び磁石の大きさや個数は、使用目的によって、どのようにも変更可能である。一例として、図では磁石８個の場合を示した。推力は、この図面（紙面）に対して、垂直方向に発生する。
【図３】推力モーター組上げ図（側面図）推力モーターを組上げたものを、側面から見た図である。
【図４】磁石開口部（ギャップ）形状磁石開口部（ギャップ）の詳細図である。発生した磁束の有効利用のため、開口部の幅を広くとった。
【図５】電車への推力モーター取付方法推力モーターを、電車に搭載した場合の図である。推力モーターに供給する電気（直流）は、パンタグラフ（又はそれに相当する電力供給線）から車内に取り込む。電力はブレーカー、変圧・電流制御装置などをへて、推力モーターに供給される。推力モーターは、推力が発生する面を進行方向に向ける。推力モーターは、複数個取り付け可能である。車輪への推力伝達は不要である。車輪には、制動装置（ブレーキ）が、装着されていればよい。前進、後進の切り替えは、電流の切り替えにより可能である。
【図６】推力モーターを自動車に搭載した場合の図である。推力モーターに供給される電気は、エンジン（内燃機関）により駆動される発電機（又は蓄電池、若しくは燃料電池）がその電源となる。この電気は、ブレーカー、電圧・電流制御装置などをへて、推力モーターに供給される。これは複数個取り付け可能である。推力の発生する方向を、車の正面に向ける。車輪への動力伝達は不要である。バックの操作は電流の極性を切り替えることにより、行うことが出来る。
【図７】推力モーターを船舶に搭載した場合推力の発生方向を船首に合わせる。推力モーターは、船首、或いは船尾に複数個追加することも可能である。スクリューは不要である。推力モーター用の直流電気は、エンジン（内燃機関）により駆動される発電機（又は蓄電池、若しくは燃料電費）により、供給される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】［図１］推力モーター構成図        １  ソレノダイル・コイル        ２  磁石（永久磁石、又は電磁石）        ３  断面図［図２］推力モーター組上図（正面図）        １  ソレノダイル・コイル        ２  磁石（永久磁石、又は電磁石）［図３］推力モーター組上図（側面図）        １  ソレノダイル・コイル        ２  磁石（永久磁石、又は電磁石）［図４］磁石開口部（ギャップ）の形状        １  磁石開口部        ２  磁石（永久磁石。又は電磁石）［図５］電車への推力モーター取付方法        １  パンタグラフ        ２  電力供給、及び制御装置        ３  推力モーター        ４  車体        ５  車輪［図６］自動車への推力モーター取付方法        １  エンジン（内燃機関）        ２  発電機（又は蓄電池、若しくは燃料電池）・電力供給及び制御装置        ３  推力モーター        ４  車体        ３  車輪［図７］船舶への推力モーター取付方法        １  エンジン（内燃機関）        ２  発電機（又は蓄電池、若しくは燃料電池）、電力供給及び制御装置        ３  推力モーター        ４  船体
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2014166131.tif 000010
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2014166131.tif 000011