(57)【要約】【課題】磁力回転装置において、磁力のアンバランスをどのような構造で創るのか、どのような操作を行って回転エネルギーにするのか、発生した回転エネルギーをどのようにして蓄積し、蓄積したエネルギーを使って、次の回転エネルギーとするかが課題である。【解決手段】複数個の磁石を配置した回転子と、同数個の磁石を配置した固定子の間に、スリットと強磁性体を交互に配置した磁気遮蔽回転体を配置し、回転子に発電機を磁気遮蔽回転体に電動機を機械的に接続し、発電機に発電制動用のスイッチング素子と蓄電器を直列に電気的に接続している。  回転子検出センサーと磁気遮蔽回転体検出センサーを設けて、固定子の磁石と回転子の磁石の間で回転方向の力が生じる位置を検出し、発電制動し発電機で発生した電気を蓄電器に蓄えている。蓄電器に電動機回転制御用スイッチング素子と電動機を直列に接続し、電動機で磁気遮蔽回転体を回転させている。  【選択図】図１
2014200159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力回転装置において、回転軸と、複数個の磁石を外周の端部に磁極が径方向になるように配置した回転子と、前記回転子の磁石と同数個の磁石を径方向に前記回転子の磁石と対峙して配置した固定子と、スリットと強磁性体からなる遮蔽板を交互に配置した磁気遮蔽回転体と、前期回転子の近傍に設置された回転子検出センサーと、前記磁気遮蔽回転体の近傍に設置された磁気遮蔽回転体検出センサーから構成される磁力回転装置。
【請求項２】
前記回転子の回転軸に発電機を機械的に接続し、前記磁気遮蔽回転体を電動機に機械的に接続し、前記回転子の磁石を径方向に前記回転子の磁石の極が同じになるように対峙して配置し、前記回転子の磁石が前期固定子の磁石に近づく時には、前記磁気遮蔽回転体の遮蔽板が前期回転子と前期固定子の間に来るように前記磁気遮蔽回転体を電動機で回転させ、前記回転子の磁石が前期固定子の磁石から離れようとする時には、前記磁気遮蔽回転体のスリットが前期回転子と前期固定子の間に来るようにし、前記発電機に負荷を接続するように構成した請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項３】
前記回転子の磁石と同数個の磁石を径方向に前記回転子の磁石の極が異なるように対峙して配置し、前記回転子の磁石が前期固定子の磁石から遠ざかる時には、前記磁気遮蔽回転体の遮蔽板が前期回転子と前期固定子の間に来るように前記磁気遮蔽回転体を電動機で回転させ、前記回転子の磁石が前期固定子の磁石が近づく時には、前記磁気遮蔽回転体のスリットが前期回転子と前期固定子の間に来るようにし、前記発電機に負荷を接続するように構成した請求項1に記載の磁力回転装置。
【請求項４】
前期発電機に発電制動用スイッチング素子と蓄電器を直列に接続し、前期電動機に電動機回転制御用スイッチング素子を直列に接続したものを前期蓄電器と並列に接続した請求項１に記載の磁力回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁力を用いて回転体を回転させる磁力回転装置に関するものである。磁力回転装置において、回転子と固定子の両方に磁石を用い、磁石どうしの回転方向の吸引力と反発力のいずれかを利用して回転エネルギーとする磁力回転装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および２の磁力回転装置は、円周領域に配置された磁石と、この磁石に対し反発力を発生させる磁界を発生する電磁石を備えた磁力回転装置である。
【０００３】
特許文献１に記載の磁力回転装置は、円盤状の回転子と、回転子に取り付けられた電磁石と、回転子の電磁石に対応して磁力による反発力を発生させる磁石を固定子に備えている。特許文献２に記載の磁力回転装置は、円盤状の回転子に取り付けられた磁石と、回転子の磁石に対応して磁力による反発力を発生させる電磁石を固定子に備えている。電磁石に対向する位置に磁石が到達すると、電磁石が通電されて磁界が発生し、電磁石と磁石の間の磁界による反発力を回転のエネルギーにしている。
【０００４】
先行発明の磁力回転装置は、電磁石で磁界を発生させ回転力を得ているため、純粋に磁石と磁石の反発力を利用するものではない。
【０００５】
電磁石に電流を流して回転トルクを得ている。先行発明の磁力回転装置は、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換しているものである。
【０００６】
電気エネルギーを機械的エネルギーに変換しているが、その機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーとしてエネルギーを一時的に蓄え回転運動を持続させるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許公開平９−２３３８７２号公報
【特許文献２】特許公開２００５−７３３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に同じ極性の磁石どうしを近づけたり遠ざけたりする時には、近づける時に要するエネルギーと反発で生じるエネルギーは同じであり、その力の働く吸引力と反発力の向きは逆方向である。そのため、磁石どうしを使用して回転させようとした場合、吸引と反発を同時に行うことになるため、そこから回転運動に必要なエネルギーを取り出すことはできないとされている。
【０００９】
本発明は、この磁石の吸引力と反発力にアンバランスを人為的に作り出し、回転方向の負の方向に働く回転エネルギーを最小に、回転方向の正の方向に働く回転エネルギーを最大にして、磁石の力を回転エネルギーとして取り出そうとするものである。また、磁石により発生した機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換し、この電気的なエネルギーを使用して次の磁気的アンバランスを作り出すものである。
【００１０】
本発明は、回転子の負の回転方向に働くトルクを最小にして正の回転方向に働く最大にするために、回転子の磁石と固定子の磁石の間に働く回転方向の力のアンバランスをどのような構成で創り出すのかが第一の課題である。  
【００１１】
磁石を配置した回転子と、磁石を配置した固定子の間に働く吸引力と反発力のアンバランスを創り出すために、どのような操作を行って、磁力のアンバランスを回転エネルギーとするのかが第二の課題である。
【００１２】
磁気的な力のアンバランスを回転エネルギーとし、この回転エネルギーを持続させるために、発生した回転エネルギーをどのようにして取り出し、その回転エネルギーをどのような形にして蓄え、蓄えられたエネルギーを使って次の回転エネルギーにして行くためにどのような処理をするのかが第三の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、回転子の負の回転方向に働くトルクを抑え正の回転方向に働くトルクを大きくするために、複数個の磁石を配置した回転子と、回転子の磁石と同数個の磁石を配置した固定子の間にスリットと強磁性体を交互に配置した磁気遮蔽回転体を配置している。
【００１４】
磁石による力を回転方向に働く力にするために回転子の磁石と固定子の磁石の間に磁気的な遮蔽板をどのタイミングで挿入するのかが大事である。そのために、回転子と固定子の位置を正しく把握する回転子検出センサーと、磁気遮蔽回転体と固定子の位置関係を正しく把握する磁気遮蔽回転体検出センサーを設け、回転子を発電機に機械的に接続し、発電機の出力を発電制動用のスイッチング素子で蓄電器接続するように構成している。
【００１５】
発生したエネルギーを取り出し、そのエネルギーを蓄えるために、発電機に蓄電器をつなぎ発電制動により回転スピードを抑えている。磁力の正の回転方向に働く位置に回転子と固定子の磁石が来たときにスイッチング素子をオンして発生した回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーを蓄電器に蓄えている。
【００１６】
また、蓄えられた電気エネルギーを使って次のエネルギーを引き出すために、この蓄電器に蓄えられた電気的なエネルギーを電動機で機械的なエネルギーに変え、磁気遮蔽回転体を回転させ次の磁力のアンバランスを引き出している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、磁石の吸引力と反発力のアンバランスを回転エネルギーとしている。  その回転による機械的エネルギーを発電機で電気エネルギーに変え、この電気エネルギーを蓄電器に蓄え、蓄えられた電気エネルギーを使って次の磁石の吸引力と反発力のアンバランスを作り出し、回転を持続させようとするものである。そのため、本発明の実施例によると次のような効果が期待できる。
【００１８】
（１）機械的なブレーキのように運動エネルギーを熱損失として逃がしてしまうのではなく、発電により電気的にブレーキをかけ、電気エネルギーに変換し蓄電器に蓄え利用しているのでエネルギーの損失が少ない。
【００１９】
（２）磁石の力を引き出す磁気遮蔽板の遮蔽・解放を行う時、強磁性体と非磁性体を円周方向に交互に配置し、回転方向に回転させ、回転子の磁石と固定子の磁石の間に強磁性体と非磁性体が交互に来るようにしているため機械的損失が少ない。
【００２０】
（３）回転子の磁石が磁気遮蔽回転体の強磁性体を吸引し、回転子は磁気遮蔽回転体の回転に連動して回転している。そのため、磁石の反発力を利用できない期間では、電動機に加えられたエネルギーが磁石の吸引力を介して回転子に伝わり発電機を回転させる。したがって、磁気遮蔽回転体を回転させている電動機のエネルギーは、発電機を回転させるためのエネルギーとして使用することができるので、全体としての損失を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の磁力回転装置の構成
【図２】本発明の磁力回転装置の回路ブロック図
【図３】本発明の磁力回転装置の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の磁力回転装置として固定子の磁石と回転子の磁石の吸引力を利用したものと反発力を利用したものの二通りのものが考えられるが、ここでは反発力を利用した実施例について説明を行う。図１に本発明の磁力回転装置の構成を、図２に本発明の磁力回転装置の電気回路ブロック図を示す。図３は本発明の磁力回転装置の動作説明図である。図１、図３において、１は回転軸、２は回転子の磁石、３は回転子、４は固定子の磁石、５は固定子、６は磁気遮蔽回転体、７は発電機、８は電動機、９は磁気遮蔽回転体のスリット、１０は磁気遮蔽板回転体の強磁性体、１１は回転子検出センサー、１２は磁気遮蔽回転体検出センサーである。
【００２３】
図２は本発明の電気回路ブロック図である。図2において、７、８、１０，１１は図１と同じである。１３は蓄電器、１４は電動機回転制御用スイッチング素子、１５は発電制動用スイッチング素子、１６は制御回路である。
【００２４】
本発明では、磁石の反発力か吸引力のどちらか一方を使って回転力にするために、4の固定子の磁石と2の回転子の磁石の間に強磁性体とスリットを交互に配置した6の磁気遮蔽回転体を配置し、磁石どうしが近づこうとする時は10の磁気遮蔽回転体の強磁性体が、遠ざかるときには9の磁気遮蔽回転体のスリットが間に入るようにして、回転方向の吸引力と反発力に意図的にアンバランスを生じさせ回転エネルギーを得ている。
【００２５】
4の固定子の磁石と2の回転子の磁石が互いに磁気的な影響が小さい距離が離れている位置にある期間は、3の回転子は2の回転子の磁石の磁力が6の磁気遮蔽回転体の強磁性体に引っ張られるので、6の磁気遮蔽回転体の回転に同期して回転する。4の固定子の磁石と2の回転子の磁石が接近すると、10の磁気遮蔽回転体の強磁性体が4の固定子の磁石と2の回転子の磁石の間に挿入された状態になるため、同じ極性の磁石の接近であっても負の回転方向の力は発生しない。一方、4の固定子の磁石と2の回転子の磁石が遠ざかる時には、7の発電機を15の発電制動用スイッチング素子で13の蓄電器に電気的に接続し発電制動を行う。  発電制動を行うことにより、3の回転子のスピードは遅くなり、9の磁気遮蔽回転体のスリットが4の固定子の磁石と2の回転子の磁石の間に来る。同じ極性の磁石である4の固定子の磁石と2の回転子の磁石はスリットを挟んで対峙することになるので、この磁石の反発力が正の回転方向の力として働き３の回転子は回転する。この時の磁力回転装置の2の回転子の磁石、3の回転子、4の固定子の磁石、6の磁気遮蔽回転体、9の磁気遮蔽回転体のスリット、10の磁気遮蔽回転体の強磁性体の位置関係を図３に示す。
【００２６】
磁石の力で回転力を得るため、4の固定子の磁石と2の回転子の磁石の位置関係を正確に把握し、3の回転子と5の固定子の間に強磁性体を挟むのか、非磁性体を挟むかが重要である。  そのため、3の回転子の位置を検出する11の回転子検出センサーと6の磁気遮蔽回転体の位置を検出する12の磁気遮蔽回転体検出センサーをそれぞれの回転部分に設置し、3の回転子と6の磁気遮蔽回転体の位置を監視するようにしている。これらのセンサーは、機械的な損失を与えないように光センサー、又は磁気センサーなどの非接触を使用している。
【００２７】
3の回転子と５の固定子の位置関係を11の回転子検出センサーで、6の磁気遮蔽回転体と５の固定子の位置関係を12の磁気遮蔽回転体検出センサーで検出し、6の磁気遮蔽回転体が3の回転子より常に先行するように14の電動機回転制御用スイッチング素子で回転させ、８の電動機で６の磁気遮蔽回転体を回転している。4の固定子の磁石と2の回転子の磁石が径軸上に接近した時、7の発電機を15の発電制動用スイッチング素子で13の蓄電器に電気的に接続し発電を行う。  これらの一連の制御は１6の制御回路で行う。
【００２８】
15の発電制動用スイッチング素子がオンして、７の発電機の出力に13の蓄電器が接続されると、1の回転軸を介して3の回転子に機械的ブレーキがかかり、6の磁気遮蔽回転体のスピードが3の回転子より遅れてくる。3の回転子の速度が6の磁気遮蔽回転体の速度より遅れると、4の固定子の磁石と2の回転子の磁石の間に9の磁気遮蔽回転体のスリットが来る。このスリットは非磁性体であるので、4の固定子の磁石と2の回転子の磁石との間に反発力が発生する。この反発力で３の回転子は回転する。
【００２９】
７の発電機は15の発電制動用スイッチング素子を介して13の蓄電器に接続されているため、発生した電気は機械的な損失になるのでなく、13の蓄電器に電気エネルギーとして蓄えられる。13の蓄電器として大型のコンデンサを使用することにより、制動電流の立ち上がりを急俊にし、３の回転子の回転速度を急激に落とすようにしている。
【００３０】
2の回転子の磁石が隣接する4の固定子の磁石の間にあるときには、3の回転子は10の磁気遮蔽回転体の強磁性体の吸引力により回転方向に回転する。この時、7の電動機は、13の蓄電器から電気の供給を受けて6の磁気遮蔽回転体を回転させている。
さらに3の回転子が回転すると、2の回転子の磁石は、回転方向に隣接する4の固定子の磁石に接近することになるが、2の回転子の磁石と4の固定子の磁石の間に10の磁気遮蔽回転体の強磁性体が入るため、同じ極性の磁石どうしであっても反発力は生じない。  再び2の回転子の磁石が4の固定子の磁石の径軸上に接近した時、7の発電機を作動させて発電制動を行い、発電を繰り返し電気エネルギーとして蓄積する。
【００３１】
本発明では、７の発電機で発電制動を行い、制動により得た電気エネルギーを10の蓄電器に蓄積、蓄積された電気エネルギーで8の電動機の回転し、この8の電動機で6の磁気遮蔽回転体を回転方向に移動さす。本発明の実施例によると、このような一連の動作の繰り返し、外部からエネルギーの供給を受けることなく回転し続けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、磁石の吸引力と反発力のアンバランスを回転エネルギーとしている。  また、そのエネルギーを蓄電器に蓄え、蓄えられたエネルギーを使って磁石の吸引力と反発力のアンバランスを作り出し回転ネルギ―としようとするものである。  磁石を使用し、時期的なアンバランスを創り出す６の磁気遮蔽回転体を回転させるのに必要なエネルギーよりも大きなエネルギーを出力として得ようとするものである。  したがって、発電はもとより自動車などの動力として利用されることが期待される。
【符号の説明】
【００３３】
１    回転軸
２    固定子の磁石
３    回転子
４    固定子の磁石  
５    固定子
６    磁気遮蔽回転体
７    発電機
８    電動機
９    磁気遮蔽回転体のスリット
１０  磁気遮蔽回転体の強磁性体
１１  回転子検出センサー
１２  磁気遮蔽回転体検出センサー
１３  蓄電器
１４  電動機回転制御用スイッチング素子
１５  発電制動用スイッチング素子
１６  制御回路である。
【図１】
2014200159.tif 000003
【図２】
2014200159.tif 000004
【図３】
2014200159.tif 000005