(57)【要約】【課題】磁石から得られる反発力を有効に回転運動に使用する磁力回転装置を提供する。【解決手段】対向配置された固定子および回転子と、これらを貫通する回転軸とを備え、固定子に対して回転子が回転する磁力回転装置は、固定子および回転子は、それぞれ円板状のディスク部を含み、ディスク部の互いに対向する表面には、磁石と、露出面を残して磁石を覆う遮蔽カバーとがそれぞれ設けられ、固定子に設けられた磁石の露出面と、回転子に設けられた磁石の露出面とは、互いに同極であり、かつ、磁石の露出面の法線は、ディスク部の表面から所定の傾斜角だけ傾斜し、固定子に対して回転子が回転したときに露出面同士が対向して、回転子が回転する方向の反発力を生じる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された固定子および回転子と、これらを貫通する回転軸とを備え、前記固定子に対して前記回転子が回転する磁力回転装置であって、
前記固定子および前記回転子は、それぞれ円板状のディスク部を含み、前記ディスク部の互いに対向する表面には、磁石と、露出面を残して前記磁石を覆う遮蔽カバーとがそれぞれ設けられ、
前記固定子に設けられた前記磁石の露出面と、前記回転子に設けられた磁石の露出面とは、互いに同極であり、かつ、前記磁石の露出面の法線は、前記ディスク部の表面から所定の傾斜角だけ傾斜し、前記固定子に対して前記回転子が回転したときに前記露出面同士が対向して、前記回転子が回転する方向の反発力を生じることを特徴とする磁力回転装置。
【請求項２】
前記磁石の露出面は、前記ディスク部の半径方向に平行であることを特徴とする請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項３】
前記磁石は、直方体形状であり、露出面以外の５つの面が前記遮蔽カバーで覆われたことを特徴とする請求項１または２に記載の磁力回転装置。
【請求項４】
前記固定子の磁石の傾斜角と、前記回転子の磁石の傾斜角とは等しく、１５°以上７５°以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁力回転装置。
【請求項５】
複数の前記磁石は、前記ディスク部の中心から等しい距離に、等間隔で配置されたことを特徴とする請求項１〜４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】
本発明は磁力回転装置に関し、特に、回転軸方向に対向配置された磁石により回転が促進される磁力回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁力回転装置では、回転軸に固定された固定子に永久磁石が配置され、一方、回転軸の周りで回転する回転子にも永久磁石が配置されている。固定子の永久磁石と、回転子の永久磁石は、回転軸に垂直方向に対向配置されている。それぞれの永久磁石には磁気遮蔽物が設けられ、回転方向にのみ磁力を働かせ、その磁力の反発力で回転子が回転する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−１１７８８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、上述の磁力回転装置では、回転子が固定子の径方向内側に配置されているため、磁石と磁気遮蔽物の配置の自由度が限られており、回転子と固定子に配置された磁石から得られる反発力の大きさも制限され、十分な回転力が得られなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、磁石から得られる反発力を有効に回転運動に使用する磁力回転装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様は、
対向配置された固定子および回転子と、これらを貫通する回転軸とを備え、固定子に対して回転子が回転する磁力回転装置であって、
固定子および回転子は、それぞれ円板状のディスク部を含み、ディスク部の互いに対向する表面には、磁石と、露出面を残して磁石を覆う遮蔽カバーとがそれぞれ設けられ、
固定子に設けられた磁石の露出面と、回転子に設けられた磁石の露出面とは、互いに同極であり、かつ、磁石の露出面の法線は、ディスク部の表面から所定の傾斜角だけ傾斜し、固定子に対して回転子が回転したときに露出面同士が対向して、回転子が回転する方向の反発力を生じることを特徴とする磁力回転装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様では、回転子が固定子に対して回転した場合、互いに同極である、固定子の磁石の露出面と、回転子の磁石の露出面とが対向する。このとき、露出面はそれぞれ所定の角度で傾斜しているため、磁石の同士が近づくときには、遮蔽カバーにより反発力が抑制される一方、磁石同士が離れるときには、磁石の露出面同士の間で反発力が生じて、回転子を回転させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置の正面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる固定子の右側面図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる固定子の左側面図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる回転子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置を上から見た場合の概略図である。図１に示すように、磁力回転装置１００は、回転軸３０と、回転軸が貫通する固定子１０および回転子２０を含む。固定子１０は台座部４０に固定されている。一方、回転子２０は、回転軸３０に固定されている。回転軸３０は、軸受を備えた２つの回転軸支持台５０により支持され、回転軸３０の中心軸Ａの回りで回転する。回転軸３０の回転は、ベルト６０を介してプーリ７０に伝えられる。
【００１０】
図２は、磁力回転装置１００の、固定子１０および回転子２０の斜視図であり、図３は、Ｙ軸方向に見た正面図である。図２、３に示すように、固定子１０は、円板状のディスク部１１を有する。ディスク部１１は台座部（図示せず）に固定されている。ディスク部１１の中央には、回転軸３０が通る貫通孔１８（図４参照）が設けられている。回転軸３０が貫通孔１８に通された状態で、ディスク部１１に対して回転軸３０は回転可能に保持される。
【００１１】
固定子１０のディスク部１１は、互いに平行な第１主面１１ａと第２主面１１ｂを有し、第１主面１１ａの上に、８つの磁石１２が配置されている。磁石１２の数はこれに限定されることなく、１つ以上であればよいが、回転速度を均一にするためには、３つ以上であることが好ましい。複数の磁石１２を配置する場合、それぞれの磁石１２は、互いに中心角が均しくなるように配置される。本発明の実施の形態では、８つの磁石１２が設けられているため、それぞれの中心角は４５°となる。磁石１２には、例えば永久磁石が用いられる。
【００１２】
磁石１２は、直方体形状であり、遮蔽カバー１４の中に収容される。遮蔽カバー１４はＳｎ等の非磁性体から形成され、磁石１２の磁場の影響を減じる。遮蔽カバー１４は、直方体の磁石１２の５面を覆い、１面のみを露出させる。磁石１２および遮蔽カバー１４は、磁石１２の１面のみを露出させるものであれば、他の構成であっても良い。
【００１３】
ディスク部１１の第１主面１１ａの上には、非磁性体から形成された支持台１５が、ビス１３で固定されている。磁石１２を収容した遮蔽カバー１４は、支持台１５の傾斜面の上に固定される。固定は、接着、溶着、ビス止め等により行われる。支持台１５の傾斜面は、ディスク部１１の第１主面１１ａに対して所定の角度θ１だけ傾斜している。磁力回転装置１００としての性能を発揮するために、角度θ１は、１５°以上７５°以下が好ましく、より好ましくは４５°である。
【００１４】
図４は、固定子１０の右側面図である。ディスク部１１の第２主面１１ｂには、第１主面１１ａの上に支持台１５を固定するためのビス１３が設けられている。ディスク部１１の中央には、回転軸３０を通すための貫通孔１８が設けられている。
【００１５】
図５は、固定子１０の左側面図である。ディスク部１１の第１主面１１ａには、８つの支持台１５が固定され、それぞれの上に遮蔽カバー１４で覆われた磁石１２が設けられている。磁石１２の露出面は、その法線が、第１主面１１ａの半径方向に対して垂直となるように配置されている。８つの支持台１５は、中心軸Ａからの距離が等しく、かつ等間隔（中心角が等しい）に配置されている。
【００１６】
図６は、回転子２０の斜視図である。図６に示すように、回転子２０は、円板状のディスク部２１を有する。回転子２０のディスク部２１は、互いに平行な第１主面２１ａと第２主面２１ｂを有する。ディスク部２１は、ディスク部２１を貫通する回転軸３０に固定され、回転軸３０と共に中心軸Ａの回りを回転する。図６に示す回転子２０の場合、回転方向はＢ方向となる。
【００１７】
固定子１０と同様に、回転子２０のディスク部２１の第１表面２１ａの上には、８つの磁石２２が中心軸Ａからの距離が等しく、かつ等間隔（中心角が等しい）に配置されている。磁石２２には、例えば永久磁石が用いられる。本発明の実施の形態では、８つの磁石２２が設けられているため、それぞれの中心角は４５°となる。磁石２２の数は、固定子１０に設けられた磁石１２の数と等しいことが好ましい。
【００１８】
直方体形状の磁石２２は、遮蔽カバー２４内に収容され、磁石２２の５面が覆われ、１面が露出する。磁石２２を収容した遮蔽カバー２４は、ディスク部２１の第１主面２１ａの上にビス２３で固定された支持台２５の傾斜面の上に、接着、溶着、ビス止め等により固定される。支持台２５の傾斜面は、ディスク部２１の表面に対して所定の角度θ２だけ傾斜している。角度θ２は、１５°以上７５°以下が好ましく、より好ましくは４５°である。
【００１９】
磁力回転装置１００では、図３に示されたように、固定子１０のディスク部１１の第１主面１１ａと、回転子２０のディスク部２１の第１主面２１ａが、互いに平行となるように、所定の間隔で対向して配置される。固定子１０の磁石１２と、回転子２０の磁石２２は、磁石１２、２２の露出面が互いに平行になるように配置される。即ち、図３において、支持台１５、２５の傾斜角（磁石１２、２２の露出面の法線が、第１主面１１ａ、２１ａとなす角度）θ１、θ２が、θ１＝θ２となるように配置される。磁石１２、２２の露出面は、同一の極性である。
【００２０】
本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置１００では、磁石１２、２２の露出面が、第１主面１１ａ、２１ａの半径方向と平行になるように配置したが、磁石１２、２２の間の磁力の反発力で回転子が回転する方向であればこれに限定されない。ただし、磁石１２、２２の露出面の法線方向が、第１主面１１ａ、２１ａの半径方向に近づくほど、回転子を回転させる力は減少する。
【００２１】
続いて、磁力回転装置１００の動作について説明する。磁力回転装置１００では、まず、固定子１０が固定された状態で、回転軸３０と共に回転子２０をＢ方向に回転させる。回転子２０がＢ方向に回転すると、対向する磁石１２、２２の距離が変化する。
【００２２】
図３から分かるように、磁石１２、２２の距離が近づく場合、磁石１２、２２の、遮蔽カバー１４、２４で覆われた面が近づくため、磁石１２、２２の間で磁力の相互作用は起きない。
【００２３】
さらに回転子２０がＢ方向に回転し、磁石１２、２２の露出面が対向するようになると、同極性の磁石１２、２２の間で反発力が生じる。この反発力により、磁石１２と磁石２２の距離が遠ざかる方向に、即ち、Ｂ方向に回転子２０を回転させるように力が作用する。
【００２４】
このように、磁力回転装置１００では、固定子１０に対して回転子２０がＢ方向に回転する場合に、固定子１０と回転子２０の、それぞれに設けた磁石１２、２２の反発力により、回転子２０をＢ方向に回転させることができる。
【００２５】
特に、本発明の実施の形態にかかる磁力回転装置１００では、磁石１２、２２が、回転軸３０の中心軸Ａの方向（Ｘ軸方向）に対向配置されるため、磁石１２、２２、遮蔽カバー１４、２４、支持台１５、２５の配置の自由度が従来構造より大きくなり、固定子１０と回転子２０に配置された磁石１２、２２の間で得られる反発力を大きくし、より効率的に回転力が得られるようになる。
【００２６】
なお、ここでは一つの実施の形態を例に本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されると理解すべきではない。この実施の形態には、種々の改良、設計上の変更および削除が加えられてよい。また、この実施の形態に記載された任意の特徴を組み合わせることにより、その他の実施の形態が作り出されてよい。
【００２７】
例えば、１つの回転軸３０の上に、固定子１０と回転子２０とのペアを複数設けても良い。これにより、磁石１２、２２同士の反発力を大きくし、より大きな回転力を得ることができる。また、固定子１０の両側に回転子２０を配置し、固定子の両面（第１主面１１ａおよび第２主面１１ｂ）に磁石１２、遮蔽カバー１４および支持台１５をそれぞれ配置してもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  固定子
１１  ディスク部
１２  磁石
１３  ビス
１４  遮蔽カバー
１５  支持台
１８  貫通孔
２０  回転子
２１  ディスク部
２２  磁石
２３  ビス
２４  遮蔽カバー
２５  支持台
３０  回転軸
４０  台座部
５０  回転軸支持台
６０  ベルト
７０  プーリ
１００  磁力回転装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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