(57)【要約】【課題】永久磁石の磁場磁力を利用して適正に回転運動を行なわせ、回転トルクを効率的に誘導変換する磁気式トルク誘導変換装置を提供する。【解決手段】誘導子回転軸１３のまわりの円周に沿って複数の磁石１９が配設された誘導子１２と、回転子回転軸１５のまわりの円周に沿って複数の磁石２０が配設された回転子１４とを有する。誘導子１２の回転により回転子１４を誘導回転させる。誘導子１２の磁石１９の回転軌道と、回転子１４の磁石２０の回転軌道が相互に平行配置され、それぞれの磁石１９，２０が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域Ｍを持ち、磁気誘導領域Ｍにおいて誘導子１２の磁石１９および回転子１４の磁石２０間で吸引反発が繰り返される。【選択図】　　　　図２
2004048943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と、
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子と、を備え、
前記誘導子の回転により前記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部を備えた磁気式トルク誘導変換装置であって、
前記誘導子の磁石の回転軌道と前記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置され、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、
さらに、前記磁気誘導領域において前記誘導子の磁石および前記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定したことを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項２】
前記誘導子の磁石と前記回転子の磁石のそれぞれ少なくとも１つが正対して対向配置されるとともに、それぞれに隣接する磁石は部分的に対向するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項３】
前記回転子の磁石の回転軌道の直径は、前記誘導子の磁石の回転軌道の直径と同一又はこれより大きく設定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項４】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、前記誘導子の磁石の回転軌道と前記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、前記磁気誘導領域において前記誘導子の磁石および前記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、前記誘導子の回転により前記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて前記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
を具備することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項５】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、前記誘導子の磁石の回転軌道と前記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、前記磁気誘導領域において前記誘導子の磁石および前記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、前記誘導子の回転により前記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて前記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
前記回転子の回転軸に接続した変速機手段と、
を具備し、前記変速機手段を介して負荷に対してトルクを伝達することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項６】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、前記誘導子の磁石の回転軌道と前記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、前記磁気誘導領域において前記誘導子の磁石および前記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、前記誘導子の回転により前記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて前記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、前記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、
を具備し、前記ジェネレータを介して負荷に対して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項７】
前記ジェネレータは、前記回転子の出力トルクにより発生した電力の一部を前記充電可能な電源に充電するようにしたことを特徴とする、請求項６に記載の磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項８】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、前記誘導子の磁石の回転軌道と前記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、前記磁気誘導領域において前記誘導子の磁石および前記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、前記誘導子の回転により前記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
前記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
前記駆動装置に給電するバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源と、
前記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、
前記ジェネレータにて発生した電力の一部を前記駆動装置に給電する給電手段と、
前記駆動装置と前記給電手段との間に接続される切替スイッチと、
前記ジェネレータにて発生した電力の一部を前記充電可能な電源に給電する充電器と、
前記充電可能な電源と前記駆動装置との間に接続されるスタータスイッチと、を備えたことを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項９】
前記切替スイッチは前記スタータスイッチの投入時は開成され、所定の時間経過後に上記スタータスイッチが開成されるとともに上記切替スイッチが閉成されることを特徴とする、請求項８に記載の磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項１０】
前記給電手段と前記駆動装置との間に逆流防止用ダイオードが挿入されていることを特徴とする、請求項８に記載の磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項１１】
前記ジェネレータが交流式発電機であり、前記給電手段がＡＣ／ＤＣ変換器であることを特徴とする、請求項８に記載の磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項１２】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、前記誘導子の磁石の回転軌道と前記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、前記磁気誘導領域において前記誘導子の磁石および前記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、前記誘導子の回転により前記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
前記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
前記駆動装置に給電する充電可能な電源と、
前記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電する直流式ジェネレータと、
前記駆動装置と前記直流式ジェネレータとの間に接続され、前記直流式ジェネレータで発生した電力の一部を前記駆動装置に給電する切替スイッチと、
前記直流式ジェネレータで発生した電力の一部を前記充電可能な電源に給電する充電器と、
前記充電可能な電源と前記駆動装置との間に接続されるスタータスイッチと、を備えたことを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項１３】
前記負荷が、自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種動力装置を含む各種の設備であり、該負荷に対して前記回転子の出力トルクを伝達することを特徴とする、請求項５に記載の磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項１４】
前記負荷が、自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種電気機械器具を含む各種の設備であり、前記回転子の出力トルクにより前記ジェネレータを介して発電する電力を該負荷に対して供給することを特徴とする、請求項６に記載の磁気式トルク誘導変換装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れかに記載の磁気式トルク誘導変換装置を具備することを特徴とする、各種設備。
【請求項１６】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道と上記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および上記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
上記回転子の回転軸に接続される変速機手段と、を具備し、
自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種動力装置を含む負荷に対して、上記回転子の出力トルクを該変速機手段を介して伝達することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた各種設備。
【請求項１７】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道と上記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および上記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、を具備し、
自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種電気機械器具を含む電力を必要とする負荷に対して、上記ジェネレータを介して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた各種設備。
【請求項１８】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道と上記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および上記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
上記回転子の回転軸に接続される変速機手段と、
上記変速機手段に接続された車輪と、を具備し、
上記回転子の出力トルクを上記変速機手段を介して車輪に伝達することにより駆動されることを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む車両設備。
【請求項１９】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道と上記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および上記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、
車輪と、該車輪駆動用のモータと、該モータの制御装置と、モータと車輪との間に接続される変速機と、を具備し、
上記ジェネレータを介して上記モータに対して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む車両設備。
【請求項２０】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道と上記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および上記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、
スクリューと、該スクリュー駆動用のモータと、該モータの制御装置と、該モータと上記スクリューとの間に接続される変速機と、を具備し、
上記ジェネレータを介して上記モータに対して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた船舶設備。
【請求項２１】
回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道と上記回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および上記回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性が設定され、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、
少なくとも液体汲み上げ用ポンプと、を具備し、
上記ジェネレータを介して上記液体汲み上げ用ポンプに対して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えたポンプ設備。
【請求項２２】
回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した誘導子と、回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道が上記回転子の磁石の回転軌道の一部と重なる磁気誘導領域を持ち、かつそれらの磁石が相互に非接触状態で回転するように上記誘導子および上記回転子を配置し、上記誘導子を回転させた時該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定し、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換装置と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
上記回転子の回転軸に接続される変速機手段と、を具備し、
自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種動力装置を含む負荷に対して、上記回転子の出力トルクを該変速機手段を介して伝達することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた各種設備。
【請求項２３】
回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した誘導子と、回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道が上記回転子の磁石の回転軌道の一部と重なる磁気誘導領域を持ち、かつそれらの磁石が相互に非接触状態で回転するように上記誘導子および上記回転子を配置し、上記誘導子を回転させた時該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定し、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換装置と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、を具備し、
自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種電気機械器具を含む電力を必要とする負荷に対して上記ジェネレータを介して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた各種設備。
【請求項２４】
回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した誘導子と、回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道が上記回転子の磁石の回転軌道の一部と重なる磁気誘導領域を持ち、かつそれらの磁石が相互に非接触状態で回転するように上記誘導子および上記回転子を配置し、上記誘導子を回転させた時該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定し、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換装置と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
上記回転子の回転軸に接続される変速機手段と、
上記変速機手段に接続された車輪と、を具備し、
上記回転子の出力トルクを上記変速機手段を介して車輪に伝達することにより駆動されることを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む車両設備。
【請求項２５】
回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した誘導子と、回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道が上記回転子の磁石の回転軌道の一部と重なる磁気誘導領域を持ち、かつそれらの磁石が相互に非接触状態で回転するように上記誘導子および上記回転子を配置し、上記誘導子を回転させた時該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定し、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換装置と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、
車輪と、該車輪駆動用のモータと、該モータの制御装置と、モータと車輪との間に接続される変速機と、を具備し、
上記ジェネレータを介して上記モータに対して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む車両設備。
【請求項２６】
回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した誘導子と、回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道が上記回転子の磁石の回転軌道の一部と重なる磁気誘導領域を持ち、かつそれらの磁石が相互に非接触状態で回転するように上記誘導子および上記回転子を配置し、上記誘導子を回転させた時該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定し、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換装置と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、
スクリューと、該スクリュー駆動用のモータと、該モータの制御装置と、該モータと上記スクリューとの間に接続される変速機と、を具備し、
上記ジェネレータを介して上記モータに対して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えた船舶設備。
【請求項２７】
回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した誘導子と、回転軸を有し且つ該回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した回転子とを備え、上記誘導子の磁石の回転軌道が上記回転子の磁石の回転軌道の一部と重なる磁気誘導領域を持ち、かつそれらの磁石が相互に非接触状態で回転するように上記誘導子および上記回転子を配置し、上記誘導子を回転させた時該磁気誘導領域において上記誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定し、上記誘導子の回転により上記回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換装置と、
商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、
さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、
少なくとも液体汲み上げ用ポンプと、
を具備し、上記ジェネレータを介して上記液体汲み上げ用ポンプに対して電力を供給することを特徴とする、磁気式トルク誘導変換装置を備えたポンプ設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気式、すなわち磁石を用いて回転トルクを誘導変換する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より永久磁石のみを用いて回転運動を行なわせる研究がなされている。滑らかな回転運動をさせるためには磁石の持つ磁力が、回転運動に結びつく動きをするようにする必要がある。一方で、磁石の磁力は、継続する回転を阻害する働きもするため、永久磁石の磁場と磁力を利用して回転運動を行なわせるのは、実質的に困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
回転運動は、おおむね中心に軸を持つ円形の盤か円筒形の形状であるが、回転盤または円筒形回転体に磁石を１個〜数個取り付け、その磁石に反発し合う磁極の磁石を近付ければ回転体は右か左に動く。
そこで、円周の半分または円周の周囲に磁石を並べて、反発する磁石を近付けると右か左に回転体を動かすが、結局は近付けた磁石を起点として円周に並べられた磁石との磁場の釣り合うところで動きは止まる。
この磁場で動き磁場の抵抗により動きを止める働きは、反発し合う極を近付ける場合でも吸引し合う極を近付ける場合でも全く同じであり、従って磁石のみで継続した回転を得ることはできない。
【０００４】
本発明はかかる実情に鑑み、永久磁石の磁場磁力を利用して適正に回転運動を行なわせ、回転トルクを効率的に誘導変換する磁気式トルク誘導変換装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の磁気式トルク誘導変換装置は、回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と、回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子と、を備え、誘導子の回転により回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部を有しており、上記誘導子の磁石の回転軌道と回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置され、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、上記磁気誘導領域において誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定したことを特徴としている。
【０００６】
前記構成において、好ましくは、誘導子の磁石と回転子の磁石のそれぞれ少なくとも１つが正対して対向配置されるとともに、それぞれに隣接する磁石は部分的に対向するように配置される。また、前記構成において、回転子の磁石の回転軌道の直径は、好ましくは、誘導子の磁石の回転軌道の直径と同一又はそれよりも大きく設定される。
【０００７】
この構成によれば、磁気式トルク誘導変換部は、誘導子の磁石の回転軌道が回転子の磁石の回転軌道の一部と重なる磁気誘導領域を持ち、かつそれらの磁石が相互に非接触状態で回転するように誘導子および回転子が配置される。その際、磁気誘導領域において誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定する。磁気誘導領域においては回転子の磁石が微小隙間を介して対向配置され、回転子の磁石のＮ極およびＳ極の磁極面に対して誘導子の磁石による吸引反発が繰り返される。誘導子が回転することで、回転子に順次吸引反発を起こさせて誘導回転させ、これにより回転子が円滑な円回転を継続する。また、誘導子の磁石と回転子の磁石のそれぞれ少なくとも１つが正対して対向配置されるとともに、それぞれに隣接する磁石は部分的に対向するように配置されるので、円回転によるトルクはより強くなる。また、回転子の磁石の回転軌道の直径を、誘導子の磁石の回転軌道の直径と同一又はそれよりも大きく設定することにより、円回転によるトルクを一層強くすることができる。このようにして、本発明によれば、駆動側と従動側の２組の磁石群が非接触の状態で回転するので、抵抗が最小限で済み、効率的にトルクを伝達することができる。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置は、回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを備え、誘導子の磁石の回転軌道と回転子の磁石の回転軌道が相互に平行配置されるとともに、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持ち、さらに、磁気誘導領域において誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定し、誘導子の回転により回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部と、さらに、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて前記誘導子を回転駆動する駆動装置と、を具備している。この駆動装置は、商用電源から直接電力を給電しても、或いはバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電してもよい。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置は、前記磁気式トルク誘導変換部と、さらに、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、回転子の回転軸に接続した変速機手段と、を具備し、変速機手段を介して負荷に対してトルクを伝達することを特徴としている。
負荷としては、自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種動力装置を含む各種の設備であってよく、この負荷に対して前記回転子の出力トルクが伝達される。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置は、前記磁気式トルク誘導変換部と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、を具備し、ジェネレータを介して負荷に対して電力を供給することを特徴としている。
上記負荷は、自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種電気機械器具を含む各種の設備であってよく、回転子の出力トルクによりジェネレータを介して発電する電力をこの負荷に対して供給する。
前記ジェネレータは、前記回転子の出力トルクにより発生した電力の一部を前記充電可能な電源に充電するように構成し得る。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置は、前記磁気式トルク誘導変換部と、誘導子を回転駆動する駆動装置と、駆動装置に給電するバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源と、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、ジェネレータにて発生した電力の一部を駆動装置に給電する給電手段と、駆動装置と給電手段との間に接続される切替スイッチと、ジェネレータにて発生した電力の一部を充電可能な電源に給電する充電器と、充電可能な電源と駆動装置との間に接続されるスタータスイッチと、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
前記構成において、好ましくは、切替スイッチはスタータスイッチの投入時は開成され、所定の時間経過後にスタータスイッチが開成されるとともに切替スイッチが閉成される。前記給電手段と前記駆動装置との間に、好ましくは、逆流防止用ダイオードが挿入される。また、前記ジェネレータは交流式発電機であり、給電手段はＡＣ／ＤＣ変換器であることが好ましい。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置は、前記構成の磁気式トルク誘導変換部と、誘導子を回転駆動する駆動装置と、駆動装置に給電する充電可能な電源と、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電する直流式ジェネレータと、駆動装置と直流式ジェネレータとの間に接続され、直流式ジェネレータで発生した電力の一部を駆動装置に給電する切替スイッチと、直流式ジェネレータで発生した電力の一部を充電可能な電源に給電する充電器と、充電可能な電源と駆動装置との間に接続されるスタータスイッチと、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
さらに、本発明の磁気式トルク誘導変換装置を備えた各種設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換部と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、回転子の回転軸に接続される変速機手段と、を具備し、自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種動力装置を含む負荷に対して、回転子の出力トルクを変速機手段を介して伝達することを特徴としている。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置を備えた各種設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換部と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、を具備し、自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種電気機械器具を含む電力を必要とする負荷に対して、ジェネレータを介して電力を供給することを特徴としている。
【００１６】
本発明の磁気式トルク誘導変換装置を備えた自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む車両設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換部と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、回転子の回転軸に接続される変速機手段と、変速機手段に接続された車輪と、を具備し、回転子の出力トルクを上記変速機手段を介して車輪に伝達することにより駆動されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置を備えた自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む車両設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換部と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、車輪と、車輪駆動用のモータと、モータの制御装置と、モータと車輪との間に接続される変速機と、を具備し、ジェネレータを介してモータに対して電力を供給することを特徴としている。
【００１８】
本発明の磁気式トルク誘導変換装置を備えた船舶設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換部と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、スクリューと、スクリュー駆動用のモータと、モータの制御装置と、モータとスクリューとの間に接続される変速機と、を具備し、ジェネレータを介してモータに対して電力を供給することを特徴としている。
【００１９】
本発明の磁気式トルク誘導変換装置を備えたポンプ設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換部と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて上記誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、上記回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、少なくとも液体汲み上げ用ポンプと、を具備し、ジェネレータを介して液体汲み上げ用ポンプに対して電力を供給することを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明の磁気式トルク誘導変換装置を備えた各種設備は、回転軸を有し且つ回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した誘導子と、回転軸を有し且つ回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石を配設した回転子とを備え、誘導子の磁石の回転軌道が回転子の磁石の回転軌道の一部と重なる磁気誘導領域を持ち、かつそれらの磁石が相互に非接触状態で回転するように誘導子および回転子を配置し、誘導子を回転させた時磁気誘導領域において誘導子の磁石および回転子の磁石間で吸引反発が繰り返されるように各磁石の極性を設定し、誘導子の回転により回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換装置と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、回転子の回転軸に接続される変速機手段と、を具備し、自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種動力装置を含む負荷に対して、回転子の出力トルクを変速機手段を介して伝達することを特徴としている。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置を備えた各種設備は、上記構成の磁気式トルク誘導変換装置と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、を具備し、自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む各種車両，船舶，航空機等の輸送機器、家庭用又は事業用の各種電気機械器具を含む電力を必要とする負荷に対してジェネレータを介して電力を供給することを特徴としている。
【００２２】
本発明の磁気式トルク誘導変換装置を備えた自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む車両設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換装置と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、回転子の回転軸に接続される変速機手段と、変速機手段に接続された車輪と、を具備し、回転子の出力トルクを変速機手段を介して車輪に伝達することにより駆動されることを特徴としている。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、磁気式トルク誘導変換装置を備えた自動車，二輪車，特殊車両，鉄道を含む車両設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換装置と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、車輪と、車輪駆動用のモータと、モータの制御装置と、モータと車輪との間に接続される変速機と、を具備し、ジェネレータを介してモータに対して電力を供給することを特徴としている。
【００２４】
本発明による磁気式トルク誘導変換装置を備えた船舶設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換装置と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、スクリューと、スクリュー駆動用のモータと、モータの制御装置と、モータとスクリューとの間に接続される変速機と、を具備し、ジェネレータを介して上記モータに対して電力を供給することを特徴としている。
【００２５】
本発明の磁気式トルク誘導変換装置を備えたポンプ設備は、前記構成の磁気式トルク誘導変換装置と、商用電源又はバッテリ，充電器，太陽電池等の充電可能な電源から給電されて誘導子を回転駆動する駆動装置と、さらに、回転子の回転軸に接続されこの回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、少なくとも液体汲み上げ用ポンプと、を具備し、ジェネレータを介して液体汲み上げ用ポンプに対して電力を供給することを特徴としている。
【００２６】
本発明の上記種々の構成によれば、誘導子を回転駆動する駆動装置と、この駆動装置に給電する充電可能なバッテリ電源と、回転子の出力トルクにより発電するジェネレータと、を備えるようにすれば、ジェネレータで発生した電力の一部をバッテリ電源に充電することができるので、長時間動作する磁気式トルク誘導変換装置を提供することができる。
上記各構成において、ジェネレータが交流発電機であれば、その負荷として、交流用機器を接続して使用することが可能となる。また、ジェネレータが直流発電機であれば、その負荷として、直流用機器を接続して使用することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による磁気式トルク誘導変換装置並びにこれを備えた各種設備の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る実施の形態による磁気式トルク誘導変換装置の構成を示している。図において、本発明の磁気式トルク誘導変換装置１は、基本的には、回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された誘導子と、回転軸のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された回転子とを有し、誘導子の回転により回転子を誘導回転させるようにした磁気式トルク誘導変換部２を備えて構成される。この磁気式トルク誘導変換部２の具体的構成については後述する。
【００２８】
図１に示す実施の形態による磁気式トルク誘導変換装置１は、駆動側に、磁気式トルク誘導変換部２の誘導子を回転駆動する駆動装置３を備えている。この駆動装置３により、所定の回転数で誘導子を回転させて、これと非接触の従動側の回転子をスムーズに誘導回転させることができる。
さらに、この実施の形態では、上記駆動装置３に給電する充電可能なバッテリ電源４と、磁気式トルク誘導変換部２の回転子の出力トルクにより発電するジェネレータ５と、を含んでいる。この磁気式トルク誘導変換部２とジェネレータ５とは変速装置１１によって連結されている。ここで、ジェネレータ５が交流用発電機の場合には、ジェネレータ５の出力の一部は、ＡＣ／ＤＣ変換器６により所定の直流電圧に変換され、駆動装置３に給電される。また、ジェネレータ５の出力の一部は、充電器７を介してバッテリ電源４に充電するために用いられる。さらにジェネレータ５の出力の一部は、適宜の負荷８に給電される。このように、この磁気式トルク誘導変換装置１は、磁気式トルク誘導変換部２からの出力トルクを電力として取り出し、この取り出した電力を分割することにより循環型の給電装置として用いることができる。
【００２９】
上記構成において、駆動装置３はスタータスイッチ９によって、バッテリ電源４を電源として始動される。駆動装置３とＡＣ／ＤＣ変換器６との間には切替スイッチ１０が挿入されており、駆動装置３の始動後、回転子１４の作動が安定したら切替スイッチ１０が閉成、即ちオン（ＯＮ）するとともに、スタータスイッチ９が開成、即ちオフ（ＯＦＦ）するようになっている。
すなわち、これら２つのスイッチ９，１０は連動するように構成されており、例えば、スタータスイッチ９により駆動装置３を始動し、作動安定後に切替スイッチ１０が切り替わるようにタイマ等で切替制御するようにしてもよい。また、ＡＣ／ＤＣ変換器６と切替スイッチ１０との間に、バッテリ電源４から電気が流入しないように、逆流防止用ダイオードＤを挿入することが好ましい。
【００３０】
なお、上記磁気式トルク誘導変換装置１は、磁気式トルク誘導変換部２の回転子にジェネレータ５を接続したものとして説明したが、回転子の出力トルクをそのまま取り出す場合はジェネレータ５は不要である。この場合は、回転子回転軸１３に直接又は適宜の変速装置等を介して負荷を接続して、動力源とすることができる。その実際の適用例については後述する。
【００３１】
図２から図５は、本発明の実施の形態による磁気式トルク誘導変換部２の構成を示す図である。
図２は本発明の磁気式トルク誘導変換部２の構成を示す断面図である。図において、この磁気式トルク誘導変換部２は、誘導子回転軸１３のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された概略円盤状の誘導子１２と、回転子回転軸１５のまわりの円周に沿って複数の磁石が配設された概略円盤状の回転子１４を有する。そして、誘導子１２を回転させることにより回転子１４を誘導回転させるようになっている。
【００３２】
磁気式トルク誘導変換部２において、誘導子１２と回転子１４は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金製のフレーム１６により、それぞれベアリング１７，１８を介して回転自在に支持される。ここで、図２に示されるように、駆動用電動モータなどの駆動装置３の出力軸３ａは、カップリング２４を介して誘導子回転軸１３と連結している。一方、磁気式トルク誘導変換部２とジェネレータ５とを連結する変速装置１１において、回転子回転軸１５には、プーリ２５が固着されている。また、このプーリ２５は、ベルト２６を介してジェネレータ５側のプーリと連結されている。
【００３３】
さらに、誘導子１２の磁石１９の回転軌道と、回転子１４の磁石２０の回転軌道とは相互に平行配置され、それぞれの磁石１９，２０が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域Ｍを持っている。磁気誘導領域Ｍでは、磁石１９及び磁石２０のそれぞれの磁極面が、所定間隔に設定された隙間Ｇを介して対向しており、それらの磁石１９，２０が相互に非接触状態で回転する。また、この磁気誘導領域Ｍにおいて、誘導子１２の磁石１９及び回転子１４の磁石２０間で吸引反発が繰り返されるように、各磁石１９，２０の極性が設定される。ここで、誘導子１２及び回転子１４に設けられる磁石１９，２０は、誘導子１２および回転子１４に形成した取付穴２１，２２に強固に取付固定されている。上記隙間Ｇは、磁石１９，２０の磁力により適宜に、例えば０．１ｍｍ程度から１０ｍｍ程度に設定され得るが、取り出したい出力に応じてそれ以下であっても或いは以上の間隔で隔てるようにしてもい。誘導子１２と回転子１４とがこのように非接触で対向しているので、ロスが生じない。
【００３４】
図３は本発明による磁気式トルク誘導変換装置における誘導子１２を示す図である。図に示すように、誘導子１２の周縁部には、磁石１９が付設される。磁石１９は、たとえば小太鼓状，円柱状もしくは円盤状等に形成され、平坦な磁極面を回転子１４側に向けて配置される。この場合、図に示すように、誘導子１２の外周面からセットボルト２３を螺着し、このセットボルト２３により磁石１９を押圧固定するようにしてもよい。本例では、誘導子１２の直径は１５０ｍｍ程度であり、誘導子１２の周縁部に沿って、所定のピッチ間隔で１４個の磁石１９が配設され、磁極面の磁極Ｎ，Ｓが交互に異なるように隣接配置される。また、磁石１９の大きさは、例えば直径２２ｍｍ程度である。
ここで、誘導子１２の磁石１９と回転子１４の磁石２０のそれぞれ少なくとも１つ（図示では最下端の磁石１９と２０）が所定間隔の隙間Ｇを以て正対して対向配置されるとともに、それぞれに隣接する磁石、即ち、図３において最下端の磁石の両側に配置された左右の磁石１９，２０も同じ間隔の隙間Ｇを以て部分的に対向するように配置される。
【００３５】
図４は本発明による磁気式トルク誘導変換装置における回転子１４を示す図である。図に示すように、回転子１４の周縁部には、磁石２０が付設される。磁石２０は、たとえば小太鼓状，円柱状もしくは円盤状等に形成され、平坦な磁極面を誘導子１２側に向けて配置される。また、誘導子１２と同様に、回転子１４の外周面からセットボルト２３を螺着し、磁石２０を押圧固定するようにできる。本例では、回転子１４の直径は２００ｍｍ程度であり、回転子１４の周縁部に沿って、所定等ピッチ間隔で２０個の磁石２０が配設され、磁極面の磁極Ｎ，Ｓが交互に異なるように隣接配置される。回転子１４の直径を誘導子１２の直径より大きく設定することで、円回転によるトルクを一層強くすることができる。ただし、回転子１４と誘導子１２の直径を同径程度にしてもよい。なお、磁石２０の大きさは、例えば直径２２ｍｍ程度である。
【００３６】
図５は本発明による磁気式トルク誘導変換部２とジェネレータ５とを連結する変速装置１１におけるプーリを示す図である。図に示すように、上記プーリ２５あるいはジェネレータ５側のプーリとして、呼び径の異なるものを適宜組み合せることで、所望の変速比を設定することができる。この比（Ｌ２　／Ｌ１　，Ｌ４　／Ｌ３　、Ｌ６　／Ｌ５　）は、図５（ａ）において１．３、図５（ｂ）において１．７、図５（ｃ）において２．１程度である。このように、回転子の回転軸１４にプーリ２５のような変速機手段が接続されることにより、ジェネレータ５や車輪などを効率良く回転させることができる。なお、変速機手段として、通常の歯車列を用いることも勿論可能である。
【００３７】
上述した本発明の磁気式トルク誘導変換装置１における磁気式トルク誘導変換部２の誘導子１２及び回転子１４において、特に回転子１４の磁石２０の回転軌道の直径は、誘導子１２の磁石１９の回転軌道の直径よりも大きく設定されることが、トルクを向上させるために好ましい。
また、誘導子１２及び回転子１４に設けられる磁石１９，２０は、大きさおよび磁力等が均一性があるものを使用することが、トルクを向上させるために好ましい。また、これらの磁石１９および磁石２０は、誘導子１２および回転子１４のそれぞれの回転軸１３，１５のまわりに回転するが、図２及び図３に示すように、磁気誘導領域Ｍにおいて誘導子１２の磁石１９の回転軌道が、回転子１４の磁石２０の回転軌道の一部と重なるように配置されることが、トルクを向上させるために好ましい。
また、特に、誘導子１２の磁石１９と回転子１４の磁石２０のそれぞれ少なくとも１つが正対して対向配置されるとともに、それぞれに隣接する磁石１９，２０は、部分的に対向するように配置されることが、トルクの向上のために好ましい。
これにより、本発明の磁気式トルク誘導変換装置１の磁気式トルク誘導変換部２において、回転時のトルクが向上し、また誘導子１２と回転子１４は、微小隙間Ｇを介して対向し直接接触していなので摩擦のないトルク変換を実現することができる。
【００３８】
本発明の磁気式トルク誘導変換装置１は以上のように構成されており、つぎのように動作する。
最初に、バッテリ電源４により駆動装置３として駆動モータを作動させ、この駆動モータによって誘導子１２を回転駆動すると、磁気誘導領域Ｍにおいて誘導子１２の磁石１９のＮ極およびＳ極の磁極面が交互に移動してくる。この磁気誘導領域Ｍにおいては、回転子１４の磁石２０が所定の隙間Ｇを介して対向配置されており、回転子１４の磁石２０のＮ極およびＳ極の磁極面に対して誘導子１２の磁石１９による吸引反発が繰り返される。これにより、誘導子１２が回転することで、回転子１４に順次吸引反発を起こさせ誘導回転させることにより、回転子１４は円滑な円回転を継続する。
【００３９】
上記の場合、誘導子１２を回転駆動する際に、スタータスイッチ９をオンして、駆動装置３を始動させる。回転子１４の回転作動が安定するまでに数ミリ秒〜数秒を要する場合があり、そのためタイマによる時間設定でその作動安定後に、切替スイッチ１０がオンし、スタータスイッチ９がオフするように制御する。
切替スイッチ１０がオンすることで、ジェネレータ５の出力の一部は、ＡＣ／ＤＣ変換器６により所定の直流電圧に変換され、駆動装置３に給電される。また、ジェネレータ５の出力の一部は、充電器７を介して電源バッテリ４に充電するために用いられる。さらにジェネレータ５の出力の一部は、適宜の負荷８に給電される。
【００４０】
以上のように、誘導子１２が回転することで、これと非接触の回転子１４に順次吸引反発を起こさせ誘導回転させ、これにより、非接触の状態で駆動側から従動側にトルクが伝達されて回転子１４は円滑な円回転を継続する。このように駆動側と従動側が非接触であるため、従来方式の接触式のギアに比し抵抗、ロスが最小限で済み、高回転、高トルクを生じさせることができる。また、磁気式トルク誘導変換部２において、誘導子１２と回転子１４に永久磁石を用いることができるため、磨耗や劣化がほとんど無く長寿命である。
【００４１】
次に、本発明の磁気式トルク誘導変換装置の各構成部材の具体例を、以下に示す。
駆動装置３の電動モータ：ＤＣ１２Ｖ，１６．９Ａ
バッテリ電源４：１２Ｖ，１７ＡＨ
ジェネレータ５：ＡＣ１００Ｖ，１０Ａ
ＡＣ／ＤＣ変換器６の出力：１２Ｖ，１５Ａ
充電器７の出力：１２Ｖ，５Ａ
ただし、接続する負荷８の容量に応じて、磁気式トルク誘導変換部２の設定、駆動装置３の電動モータやジェネレータ５の出力を調節することにより、いかようにも設定することができる。また、磁気式トルク誘導変換部２の出力トルクを、ジェネレータ５を介することなく直接取り出すことにより各種の動力装置設備の動力源として利用することができる。
【００４２】
更に、本発明の磁気式トルク誘導変換装置の別の実施例について説明する。図６は、磁気式トルク誘導変換装置の別の実施例についての構成を示す図である。図において、ジェネレータとして、直流用発電機５ａを使用している。また、バッテリ電源４の充電器７Ａは、直流で動作する充電回路を有している。図１と同じ部位は同じ符号を用いているので、説明は省略する。
本例では、ジェネレータ５に直流用発電機５ａを使用しているので、駆動装置３の電圧をジェネレータの直流用発電機５ａによる発電電圧とおおよそ同一にすれば、図１で使用していた、ＡＣ／ＤＣ変換器６が不要となる。
【００４３】
また、負荷８としては、直流モータとすることができる。従って、直流用発電機５ａの電力を例えば、車椅子用モータ、電気自動車用モータ、フォークリフトやトラクターなどの作業用特殊車両用モータ、給排水用のポンプ用モータなどに接続すれば、本発明の磁気式トルク誘導変換装置を、車椅子、電気自動車、フォークリフト、トラクター、船舶、給排水用のポンプモータ等の各種の設備に適用することができる。
これにより、従来車などで使われているエンジンの代わりに、上記磁気式トルク誘導変換装置を使用することができる。
上述の応用例では、比較的装置自体が大きいものになってしまうが、超小型システムに適用することも可能である。
【００４４】
本発明の磁気式トルク誘導変換装置１は、例えばバッテリや商用電源或いは太陽電池等の適当な動力源により回転させたモータの出力トルクを、２組の無接触状態の永久磁石を組み合わせた磁気式トルク誘導変換部２の誘導子１２へ伝達し、上記トルクを効率的に回転子１４から直接取り出して各種設備の動力源とするか、磁気式トルク誘導変換部２の回転子１４にジェネレータ５を接続して回転子１４の上記トルクをこのジェネレータ５にて電力として取り出すものである。従って、この磁気式トルク誘導変換装置１をトルク伝達装置として或いは電力源として各種の設備に付加することにより、これらを動力源又は電力源とする全ての設備に適用することができる。
従って、本発明の磁気式トルク誘導変換装置１には、回転子１２により発生する出力トルクを直接取り出す形式と、回転子１２により発生する出力トルクを一旦ジェネレータ５へ導き電力として取り出す形式の、何れも含むものとする。
【００４５】
次に、本発明の磁気式トルク誘導変換装置を搭載又は付加する場合の実際の応用例のほんの幾つかを図７〜図１２を用いて説明するが、本装置を応用又は適用し得る設備には、下記に示すものの他、トルクを動力源とする機器類や装置類、電力の供給が必要な機器類や装置類など、一切の諸設備が、据置装置品或いは輸送手段などの移動体を問わず含まれる。
図７は大型の磁気式トルク誘導変換装置を使用した発電所を示す概略外観図である。この場合、大型の磁気式トルク誘導変換装置１が発電所３０の内部に収容され、各家庭に送電されるようにする。
ジェネレータ５として、交流用発電機を用いた場合に、本発明の磁気式トルク誘導変換装置１は、所定の設計により、大型、小型の発電機としての応用が可能となる。また、ジェネレータ５として、交流用発電機を用いた場合には、本発明の磁気式トルク誘導変換装置１の負荷８として、既存の交流電源に接続する機器を負荷８として用いることが可能となる。
【００４６】
例えば、このような負荷８としては、照明用の電球や蛍光灯、街路灯、看板や標識を示す表示灯、給排水ポンプやこれらを使用している浄化槽や水処理装置、エアコン、冷凍機等がある。これらの負荷８を用いることにより、商用の交流電源が容易に得られない場所においても、各種の機器の使用が可能となる。勿論、駆動装置３の駆動用電力を商用電源から給電するようにしてもよい。
また、本発明ではバッテリ電源の充電も自力ででき、省電力性に優れている等の利点を有している。さらに、ガソリンエンジンによる発電機のように騒音を発しないので、どこでも使用できる。
【００４７】
また、図８は、小型の磁気式トルク誘導変換装置を家庭に設置した概略外観図である。この場合、家庭３１の従来の商用電源で利用していた家電製品を小型の磁気式トルク誘導変換装置１による発電により使用可能となる。これにより、商用電源の利用できない場所においても、図１に示す回路構成とすることにより、容易に家電製品の使用が可能となる。
【００４８】
つぎに、図９は、本発明の磁気式トルク誘導変換装置を用いた自動車の構成を示す外観図である。図において、自動車３２の車体３３内に、本発明の磁気式トルク誘導変換装置１が搭載されている。ここで、磁気式トルク誘導変換装置１のジェネレータ５は直流発電機であり、負荷８は点線で囲まれた領域である。磁気式トルク誘導変換装置１からの直流出力は、制御装置３４を介して直流モータ３５が駆動され、直流モータ３５からの動力が変速機３６により車輪３７に伝達される。自動車の起動、停止、速度等の制御は、制御装置３４により行われる。
これにより、従来電気自動車などで使われている大型バッテリの代わりに上記磁気式トルク誘導変換装置を使用することができ、バッテリ電源の充電も自力ででき、省電力性に優れている等の利点を有している。
【００４９】
図１０は本発明の磁気式トルク誘導変換装置を用いた自動車の別の構成を示す外観図である。図において、自動車３２Ａの車体３３Ａ内に、本発明の磁気式トルク誘導変換装置１が搭載されている。ここで、磁気式トルク誘導変換装置１の負荷８は、点線で囲まれた領域の車輪３７Ａである。磁気式トルク誘導変換装置１からの出力は、プーリー２５のような変速機手段を介して車輪３７Ａに伝達される。自動車の起動、停止、速度等の制御は、磁気式トルク誘導変換装置１により行われる。なお、変速機手段は、変速が自在にできるように、自動車用の上記した変速機３６であってもよい。
これにより、従来電気自動車などで使われている大型バッテリの代わりに上記磁気式トルク誘導変換装置を使用することができ、バッテリ電源の充電も自力ででき、省電力性に優れている等の利点を有している。
【００５０】
図１１は本発明の磁気式トルク誘導変換装置を用いた船舶の構成を示す外観図である。図において、船舶４０の船体４１内に、本発明の磁気式トルク誘導変換装置１が搭載されている。ここで、磁気式トルク誘導変換装置１のジェネレータ５は直流用発電機であり、負荷８は点線で囲まれた領域である。船舶の場合には、図９で示した自動車３２の車輪３７の代りに、船体４１の下部の水面４２下または海面下に設けられるスクリュー４３により駆動される。点線内に示される負荷の構成は、基本的に上記の図９の自動車の場合と同様に行うことができる。この場合、磁気式トルク誘導変換装置１からの直流出力にて、制御装置３４を介して直流モータ３５が駆動され、直流モータ３５からの動力が変速機３６によりスクリュー４３に伝達される。
これにより、従来の船舶などで使われているエンジンの代わりに上記磁気式トルク誘導変換装置を使用することができ、バッテリ電源の充電も自力ででき、省電力性に優れている等の利点を有している。
【００５１】
更に、図１２は、本発明の磁気式トルク誘導変換装置を用いた地下水汲み上げ用ポンプの構成を示す図である。地下水汲み上げ用ポンプ４５は、磁気式トルク誘導変換装置１により駆動される負荷８として接続される。ポンプのパイプ４６が地中４７にある地下水４８の内部に挿入されて、水４８を汲み上げることができる。これにより、電気の利用できない場所においても、地下水を汲み上げることが可能となる。
なお、ポンプは地下水汲み上げ用の用途に限定されることなく、家庭用又は事業用の各種のポンプ設備として広く適用できることは言うまでもない。
【００５２】
さらに、磁気式トルク誘導変換部２からの出力トルクを電力として取り出し、この取り出した電力を分割することにより循環型の給電装置として用いることができる。たとえば、図１に示すように、負荷Ｒに対して電力を供給しつつ、その残余の電力でバッテリ電源４を充電することができ、すなわち電源バッテリの自力充電を行うことが可能になる。
【００５３】
なお、本発明によるトルク誘導変換装置１の磁気式トルク誘導変換部２において、図２に示す構造では、誘導子１２と回転子１４を、一部が重なるように一定の隙間Ｇを以て平行配置しているが、誘導子１２と回転子１４を、図１３に示すように直角方向に配置するよう構成してもよい。この場合も、互いに隣接配置された誘導子５２の３個の磁石５３ａ，５３ｂ，５３ｃと、回転子５４の３個の磁石５５ａ，５５ｂ，５５ｃとは、図１４に示すように、誘導子と回転子のそれぞれ少なくとも１つの磁石５３ａと５５ａが正対して対向配置されるとともに、互いに隣り合う磁石５３ｂ，５３ｃ及び５５ｂ，５５ｃは部分的に重なりあうように配置されることは同じであるが、この例では、両側の磁石５３ｂ，５３ｃ及び５５ｂ，５５ｃのうちの一方の磁石５３ｂと５５ｂが互いに各外側の部分から離間していくとともに、他方の磁石５３ｃと５５ｃがその各内側の部分から、互いに接近してくるような配置関係になる。この場合の所定の間隔Ｇとは、互いに正対して対向配置された磁石５３ａ，５５ａ間の距離を言うものとする。
図２に示したような平行配置のみならず、図１３に示す直角配置によっても、誘導子１２の磁石１９の回転軌道と回転子１４の磁石２０の回転軌道が相互に平行配置され、それぞれの磁石が非接触状態で部分的に重なる磁気誘導領域を持つように配置されていれば、回転子は誘導子の磁気誘導によりスムーズに回転することができる。したがって、前記トルク誘導変換装置１を適用又は搭載した上述の各種動力装置設備並びに電力装置設備に対しても、図１３に示す磁気式トルク誘導変換部を同様に適用することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものでなく、本発明の範囲内で種々の変更等が可能であり、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
たとえば、誘導子あるいは回転子に取り付ける磁石の個数あるいは角度の数値等は、必要に応じて適宜変更可能であり、図示例等の場合の他に種々採用することができる。
また、装置自体大型のものから小型のものまでシステムを構築することが可能となるので、誘導子あるいは回転子に取り付ける磁石の個数等は、必要に応じて適宜変更可能であり、図示例等の場合の他に種々採用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、磁気式トルク誘導変換部の磁気誘導領域においては、回転子の磁石が微小隙間を介して対向配置され、回転子の磁石のＮ極およびＳ極の磁極面に対して誘導子の磁石による吸引反発が繰り返される。誘導子が回転することで、回転子に順次吸引反発を起こさせ誘導回転させ、回転子が円滑な円回転を継続する。さらに誘導子と回転子は、所定の隙間Ｇを介して対向し直接接触していなので摩擦のないトルク変換を実現できる。
また、本発明では、電源バッテリの充電も自力ででき、省電力性に優れている等の利点を有している。
このように、自然界の磁石の磁力を回転トルクの変換に利用する本発明の磁気式トルク誘導変換装置は、燃料資源を必要とせず、環境に公害問題ももたらさず、限りある資源を浪費しなくても済む。また、本発明装置に使用するモータも、小容量の小型モータで充分であるので、回転盤の回転に充電装置を取り付けて電源バッテリの自力充電を行なえば、半永久的に回転を継続可能な装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態による磁気式トルク誘導変換装置の全体構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態による磁気式トルク誘導変換部の構成を示す図である。
【図３】本発明による磁気式トルク誘導変換装置における誘導子を示す図である。
【図４】本発明による磁気式トルク誘導変換装置における回転子を示す図である。
【図５】本発明よる磁気式トルク誘導変換装置におけるプーリを示す図である。
【図６】本発明よる磁気式トルク誘導変換装置の別の実施例の構成を示す図である。
【図７】本発明よる磁気式トルク誘導変換装置を備えた発電所の概略外観図である。
【図８】本発明よる磁気式トルク誘導変換装置を家庭に設置した概略外観図である。
【図９】本発明よる磁気式トルク誘導変換装置を搭載した自動車の内部構成を示す概略図である。
【図１０】本発明よる磁気式トルク誘導変換装置を搭載した自動車の別の内部構成を示す概略図である。
【図１１】本発明よる磁気式トルク誘導変換装置を用いた船舶の内部構成を示す概略図である。
【図１２】本発明よる磁気式トルク誘導変換装置を用いたを用いた地下水汲み上げ用ポンプの構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態による磁気式トルク誘導変換部の構成を示す概略斜視図である。
【図１４】図１３に示す磁気式トルク誘導変換部における誘導子と回転子との重なり状態を示す図である。
【符号の説明】
１　　磁気式トルク誘導変換装置
２　　磁気式トルク誘導変換部
３　　駆動装置
３ａ　駆動部装置の出力軸
４　　バッテリ電源
５　　ジェネレータ
６　　ＡＣ／ＤＣ変換器
７　　充電器
８　　負荷
９　　スタータースイッチ
１０　　切替スイッチ
１１　　変速装置
１２　　誘導子
１３　　誘導子回転軸
１４　　回転子
１５　　回転子回転軸
１６　　フレーム
１７，１８　　ベアリング
１９，２０　　磁石
２１，２２　　取付穴
２３　　セットボルト
２４　　カップリング
２５　　プーリ
２６　　ベルト
３０　　発電所
３１　　家庭
３２　　自動車
３３　　車体
３４　　制御装置
３５　　直流モータ
３６　　変速機
３７　　車輪
４０　　船舶
４１　　船体
４２　　水面
４３　　スクリュー
４５　　ポンプ
４６　　パイプ
４７　　地中
４８　　地下水
４９　　水
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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