(57)【要約】【課題】永久磁石のみを利用して回転する磁力回転装置において、磁石が接近するときと、離反するときに働く力に不均衡を作り出すためには、どのような構造にすればよいのか、どのような操作を行うのかが課題である。【解決手段】固定磁石をヨークで囲み、ヨーク開口部にフェライト製磁気シールド板で覆い、フェライト製磁気シールド板を挟んで固定磁石と対峙するように可動側磁石を配置し、フェライト製磁気シールド板の表面または内部に発熱素子と冷却装置を取り付け、磁石を接近させるときにはフェライトのキュリー温度以下になるよう冷却装置で冷却し、磁石どうしを離反させるときには磁気シールド板の温度をキュリー温度以上になるように発熱素子で上げている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定磁石をヨークで囲み、前記ヨークの開口部にフェライト製磁気シールド板で覆い、前記フェライト製磁気シールド板を挟んで前記固定磁石と対峙するように可動側磁石を配置し、前記可動側磁石にクランク機構を取り付け、前記可動側磁石の直線運動を回転運動にするように構成し、前記フェライト製磁気シールド板の表面または内部に発熱素子と冷却装置を取り付け、前記フェライト製磁気シールド板の温度がフェライトのキュリー温度の前後で変化するように構成した磁力回転装置。
【請求項２】
前記冷却装置としてヒートパイプを用い、前記ヒートパイプ内の冷媒を移動するシリンダーを設け、前記シリンダーを電動機で駆動するように構成し、前記発熱素子としてヒータを用い、前記ヒータをスイッチング素子で制御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】
固定磁石をヨークで囲み、前記ヨークの開口部にフェライト製磁気シールド板で覆い、前記フェライト製磁気シールド板を挟んで前記固定磁石と対峙するように可動側磁石を配置し、記可動側磁石にクランク機構を取り付け、前記フェライト製それぞれの磁気シールド板の表面または内部にヒートパイプを取り付けたものを2個設け、前記2個のヒートパイプとシリンダーを直列に接続し、前記ヒートパイプの冷媒を前記シリンダーで移動するように構成した磁力回転装置。
【請求項４】
固定磁石をヨークで囲み、前記ヨークの開口部にフェライト製磁気シールド板で覆い、前記フェライト製磁気シールド板を挟んで前記固定磁石と対峙するように可動側磁石を配置し、記可動側磁石にクランク機構を取り付け、前記フェライト製それぞれの磁気シールド板の表面または内部にヒートパイプを取り付けたものを複数個円周上に配置し、前記のヒートパイプとシリンダーを直列に接続し、前記ヒートパイプの冷媒が前記シリンダーで、前記フェライト製磁気シールド板の温度変化が回転するよう前記フェライト製磁気シールド板の表面または内部の設けたヒートパイプを移動するように構成した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、熱で磁石の吸引力か反発力かいずれかを力を制御して往復運動に変え、この往復運動を回転運動に変え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または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、円筒状の回転子側に磁石と電磁石を設け、回転子側の磁石に対し反発力を発生させる磁石を固定側に備えている。特許文献２に記載の磁力回転装置は、円筒状の回転子側に取り付けられた磁石と、回転子側の磁石に対し磁力による反発力を発生させる電磁石を固定側に備えている。いずれも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、電磁石と磁石の間の反発力を利用している。
【０００４】
先行発明の磁力回転装置は、回転力が発生する位置に電磁石と磁石が到達すると、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、電磁石と磁石の間で発生する力を回転力として利用するものである。従来の電動機と同じように電気エネルギーを使って機械的な回転力を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
一般に同じ極性の磁石が近づいたり遠ざかったりする時には、近づける時に要するエネルギーと遠ざかる時のエネルギーは同じであり、その力の働く向きは逆方向である。近づける時に要するエネルギーと遠ざかる時に発生するエネルギーに差があるならエネルギーとして取り出すことができる。可動側の磁石に働く力の不均衡をどのような構造で作るのかが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、同極性の固定側磁石と可動側磁石が接近する時に働く力を少なくし、固定側磁石と可動側磁石が反発する時に働く力を増大させるために、固定側磁石をヨークの中に配置しヨークの開口部をフェライト製磁気シールド板で覆い、このフェライト製磁気シールド板にキュリー温度近辺で冷却と加熱ができるよう冷却装置と発熱素子を設けている。
【０００９】
フィルターや高周波トランスのコアとして用いられるフェライトは、キュリー温度より温度が低いと強磁性体として作用し、キュリー温度より温度が高いと非磁性体として作用する。キュリー温度は、素材の成分によりほぼ一定である。また、フェライトの透磁率はキュリー温度前後で急峻に変化する。そのため、感温リードスイッチの中に用いられ温度に対する保護用素子として使用されている。本発明は、このフェライトの特性を利用したものである。
【００１０】
固定側磁石に可動側磁石を接近させる時には、可動側の磁石と固定側磁石の間のフェライト製磁気シールド板の温度をキュリー温度以下に下げ強磁性として作用するようにしている。このとき磁力線は固定側磁石からフェライト製磁気シールド板を通って戻り、フェライト製磁気シールド板より漏れないので磁気シールド効果を発揮する。
【００１１】
固定側磁石に対し可動側磁石が離反する時には、この温度をキュリー温度以上に上昇させフェライト製磁気シールド板が非磁性体になるようにしている。このとき磁力線はフェライト製磁気シールド板から漏れるので磁気シールドの効果がなくなる。
【００１２】
本発明は、フェライトを用いた磁気シールド板の温度をキュリー温度付近で変化させ、温度で磁気シールドの効果の有効無効の制御を行うことにより、可動側磁石の間に働く力を制御している。
【００１３】
可動側磁石と固定側磁石の間の磁気シールドの有無により可動側磁石は直線運動をする。この直線運動をクランク機構で回転運動に変えている。
【００１４】
冷却装置などでは使用される空気中の熱エネルギーをかき集め小さな機械的エネルギーで大きな熱エネルギーを放出する「ヒートポンプ」が使用されている。本発明は、「ヒートポンプ」と同じように小さな熱エネルギーで大きな磁界のエネルギーをくみ上げる「磁気ポンプ」のようなものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、熱エネルギーで、機械的エネルギーを制御することを可能にしている。磁石の反発力により得られる機械的エネルギーは加えられた熱エネルギーより大きなことが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の磁力回転装置の構成(実施例１)
【図２】本発明の離反と接近の動作が反対になる一組の磁力回転装置を用いた構成(実施例２)
【図３】本発明の磁力回転装置の磁力線の動作図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の磁力回転装置として固定側磁石と可動側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に本発明の反発と接近の動作が反対になる一対の磁力回転装置を用いた構成を示す。図３は本発明の磁力回転装置の磁力線の流れを示す図である。図において、１は固定側磁石、２は可動側磁石、３はヨーク、４はフェライト製磁気シールド板、５は冷却装置、６は冷媒シリンダー、７は冷媒、８はモータ、９はモータ用電源、１０はモータ用スイッチング素子、１１は発熱素子、１２は発熱素子用スイッチング素子、13は発熱素子用電源、１４はクランク機構である。
【実施例１】
【００１８】
図１の実施例では、１の固定磁石を３のヨークで囲み、ヨーク開口部に４のフェライト製磁気シールド板で覆い、このフェライト製磁気シールド板を挟んで１の固定磁石と対峙するように２の可動側磁石を配置している。４のフェライト製磁気シールド板の表面または内部に１１の発熱素子と５の冷却装置を取り付けている。
【００１９】
磁石を接近させるときには、磁気シールド板のフェライトの温度がキュリー温度以下になるように５の冷却装置を用いて冷却している、４のフェライト製磁気シールド板はキュリー温度以下になると透磁率の高い強磁性体になるので、１の固定側磁石から磁力線が２の可動側磁石に届かない。
【００２０】
磁石どうしを離反させるときには、１１の発熱素子でキュリー温度以上になるよう磁気シールド板の温度を上げている。４のフェライト製磁気シールド板はキュリー温度以上になると非磁性体に変化し、１の固定側磁石からの磁力線が２の可動側磁石に届くようになる。
【００２１】
図３の本発明の磁力回転装置の動作図は、４のフェライト製磁気シールド板の温度がキュリー温度を超えると磁力線がどう変化するかを示したものである。キュリー温度以下ではフェライトは強磁性であるので、１の固定磁石のN極から出た磁力線は４のフェライト製磁気シールド板を通り、３のヨークを通って固定磁石のS極に戻ってくる。フェライト製磁気シールド板から磁力線は出ていかないので２の可動側磁石に影響しない。
【００２２】
キュリー温度以上ではフェライトは非強磁性であるので、１の固定磁石のN極から出た磁力線は、４のフェライト製磁気シールド板を通り抜け磁気シールド板をから飛び出す。
【００２３】
４のフェライト製磁気シールド板の温度がキュリー温度前後で変化させる手段として、図１の本発明の磁力回転装置の構成では１１の発熱素子と5の冷却装置を用いている。
【実施例２】
【００２４】
図２では本発明の反発と接近の動作が反対になる一対の実施例１で用いた磁力回転装置を用い、5の冷却装置を直列に繋いでいる。この冷却装置の中には7の冷媒が入っており、冷媒が蒸発するときの吸熱と冷媒が凝縮するときの放熱を利用している。
【００２５】
一方の磁力回転装置が吸熱反応を起こしているときにはもう一方の磁力回転装置では放熱反応を起こすようにし、それぞれの反応が終了すると６の冷媒シリンダーで冷媒を移動し、吸熱反応をしていた磁力回転装置では放熱反応を、放熱反応をしていた磁力回転装置では吸熱反応を行うよう冷媒を移動させている。
【００２６】
本発明では、冷媒を移動させるために６の冷媒シリンダーを用い、８のモータで６の冷媒シリンダーを駆動している。８のモータは９のモータ用電源から電源を供給され、１０のスイッチング素子で始動停止を行っている。ここでは冷媒を用いているが、直接冷風をフェライトの表面に吹きかける方法もある。
【００２７】
４のフェライト製磁気シールド板の温度を上昇させるために１１の発熱素子を用いている。１１の発熱素子を１３の発熱素子用電源から電源を受け１２の発熱素子用スイッチング素子で制御している。ここでは電気的に制御しているが、直接熱風をフェライトの表面に吹きかける方法もある。
【００２８】
本発明の実施例では、直線運動を回転運動に変えエネルギーを取り出そうとしたが、直線運動をそのまま動力とすることも可能である。
【００２９】
本発明の実施例では、１の固定側磁石と２の可動側磁石を直線上に4のフェライト製磁気シールド板を挟んで配置したが、複数個の固定磁石と可動側磁石を円周上に配置し、フェライト製磁気シールド板も同数個設け、フェライトの温度の変化を回転させることにより、可動側磁石を回転させることも可能である。
【００３０】
本発明は、必要とされるエネルギーは、熱の移動をさせるためのエネルギーだけである。このエネルギーを小さくすることができればエネルギー効率を大きくすることが可能である。磁気シールド板の熱容量を小さくし、磁気シールド板の温度を下げるために吸熱した熱をそのまま磁気シールド板の温度を上げるために使用すれば、フェライトの温度変化を行うための熱エネルギーは極めて小さくすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、熱エネルギーで機械的エネルギーを制御するものである。熱で直線運動を制御すれば温室などのドアの開閉装置の動力源としても利用ができる。熱で回転運動を制御すれば、発電や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】
【００３２】
１  固定側磁石
２  可動側磁石
３  ヨーク
４  フェライト製磁気シールド板
５  冷却装置
６  冷媒シリンダー
７  冷媒
８  モータ
９  モータ用電源
１０  モータ用スイッチング素子
１１  発熱素子
１２  発熱素子用スイッチング素子
１３  発熱素子用電源
１４  クランク機構
【図１】
2015216772.tif 000003
【図２】
2015216772.tif 000004
【図３】
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