(57)【要約】【課題】従来より動力源として利用している回転装置を、エネルギー効率の高いものとする永久磁石回転装置を提供する。【解決手段】出力軸とする軸を中心に回転する永久磁石と、垂直に異なる回転面において軸を中心として回転する永久磁石を、それぞれの回転する永久磁石の円周上の点と円の中心が直線上に位置するように配置し、それぞれの永久磁石が最も近い位置にあるときに、出力軸とする軸を中心に回転する永久磁石の磁極直前に磁極の中間が位置するように配置し、それぞれの軸を速度比が１：１である伝動装置を介して連結する永久磁石の回転方向を特徴とする永久磁石回転装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸である軸を中心に回転する永久磁石と、垂直に異なる回転面において軸を中心として回転する永久磁石を、それぞれの回転する永久磁石の円周上の点と円の中心が直線上に位置するように配置し、それぞれの永久磁石が最も近づくときに、出力軸である軸を中心に回転する永久磁石の外周であり、且つ、磁極直前に垂直に異なる回転面で回転する永久磁石の磁極の中間が位置するように配置し、それぞれの軸を伝動装置を介して連結する永久磁石回転装置。
【請求項２】
請求項１において、伝動装置に歯車伝動装置や巻掛け伝動装置、或いは、たわみ軸や油圧を用いる永久磁石回転装置。
【請求項３】
請求項１及び請求項２において、出力軸である軸を中心に回転する永久磁石の回転面と水平になる高透磁率材を永久磁石の片側や両側に取り付ける永久磁石回転装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３において、出力軸である軸を中心に回転する永久磁石の回転の外周に電磁石を取り付ける永久磁石回転装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、永久磁石の磁力で回転する装置に関するものであり、垂直に異なる回転面上を回転する永久磁石を用いて、回転時に抵抗となる引力や反発力を低減し、回転力となる引力や反発力がそれを上回るようにし、回転効率を高める永久磁石回転装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電力などを利用せずに永久磁石の磁力だけで回転する装置については、幾つかの形態が考えられており、実験装置も作られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術の実験装置では、出力を得ることができると予想されるものもあるが、それは極めて低い力であるため実用化が困難となっている。
本発明は以上の欠点を解決するためになされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による上記課題の解決手段を説明すれば、出力軸である軸を中心に回転する永久磁石と、垂直に異なる回転面において軸を中心として回転する永久磁石を、それぞれの回転する永久磁石の円周上の点とその円の中心が直線上に位置するように配置し、それぞれの永久磁石が最も近い位置にあるときに磁極直前に磁極の中間が位置するように配置し、それぞれの軸を伝動装置を介して連結する。
【０００５】
伝動装置については、歯車伝動装置や巻掛け伝動装置を用いることができ、それぞれの永久磁石の回転速度を等しくするため回転比が１：１となるように組み合わせる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態についての説明である。
先ず、本発明の磁力回転装置を図１ないし図３を参照しつつ説明すれば、永久磁石ａ１にかさ歯車６を備える軸ａ３を取り付ける。かさ歯車６と平歯車７を軸ｃ８を介して連結し、永久磁石ｂ２をフレームａ９に固着し、フレームａ９を軸受５に軸支される軸ｂ４に取り付け、軸ｂ４を平歯車７に取り付ける。
また、フレームａ９が水平になるとき、永久磁石ａ１の磁極の直前に永久磁石ｂ２の磁極の中間が位置するように配置する（請求項１記載）。
【０００７】
次に、本発明の機能について図１ないし図３を参照しつつ説明すれば、永久磁石ａ１と永久磁石ｂ２は軸や歯車などの伝動装置を介して連結しており、永久磁石ｂ２を備えるフレームａ９の回転で軸ｂ４とそれに連結する平歯車７が回転し、軸ｃ８やかさ歯車６並びに軸ａ３を介して伝動し永久磁石ａ１が回転する。
また、永久磁石ａ１と永久磁石ｂ２を備えるフレームａ９の回転速度を等しくするため回転比が１：１となる組み合わせの平歯車７やかさ歯車６を配設する。
【０００８】
図４ないし図８はその回転の過程を示す図であり、図４の位置から図６の位置を経て図７の位置を示すものであり、図５及び図８はそれぞれ図４及び図７の側面図である。
また、図９及び図１０に示すグラフは磁力による永久磁石ｂ２の回転時の抵抗力と永久磁石ａ１の回転力を示すものであり、図４ないし図８に示す１２０°回転する過程において１０°の間隔で測定したものである。
その測定方法は、軸ａ３と軸ｂ４に糸を備えるプーリや滑車を取り付け、永久磁石ａ１と永久磁石ｂ２が１０°ずつ回転した位置において、糸に重しを取り付け、釣り合ったときの重しの重量を測定したものである。
図９に示すように、磁力による永久磁石ｂ２の回転に作用する抵抗力が最大となるのは図４の位置から４０°と８０°回転した位置となる。
また、図１０示すように、磁力による永久磁石ａ１の回転力が最大となるのは図４の位置から６０°回転した位置となる。これは、図６に示す位置であり永久磁石ａ１と永久磁石ｂ２の磁極間の距離が近い位置にあり、この図の磁力線の様子から解るように永久磁石ａ１の回転力となる磁力の引力と反発力が最も強く作用するためである。
このときの磁力の作用する方向は永久磁石ｂ２の回転方向とは９０°異なる向きとなるため、図９に示すグラフの曲線となる。
それぞれのグラフの曲線で囲まれた部分の面積は力を表すものであり、図９のグラフと図１０のグラフを比較すると、概ね２５％程図１０のグラフの示す面積が大きいということが解る。
従って、永久磁石ｂ２の回転に作用する磁力による抵抗力を、永久磁石ａ１の磁力による回転力が２５％上回ることになり、軸ａ３を出力軸とすることができる。
【０００９】
この場合の出力については、伝動装置の摩擦などで減じられることになるが、永久磁石ａ１の回転の外周に永久磁石ｂ２を備えるフレームａ９を、互いの磁力が干渉しない範囲で幾つか配置し、それを伝動装置に連結することで出力を高めることができる。
また、この装置を直列に配置することにより、より高い出力を得ることができる。
【００１０】
なお、伝動装置としては前記の軸や歯車などで構成する歯車伝動装置の他にタイミングベルトや鎖などで構成する巻掛け伝動装置を用いることができ、伝動が確実で速度比を一定とすることができれば、たわみ軸や油圧により伝動を行うことができる（請求項２記載）。
【００１１】
また、永久磁石ａ１と永久磁石ｂ２を備えるフレームａ９の配置を置き換えることで軸ｂ４が出力軸となるが、その機能は同様である。
【００１２】
永久磁石ａ１の回転方向については、永久磁石ｂ２の磁極の配置に従うことになるが、永久磁石ｂ２の場合は、図４ないし図８に示す回転方向と反対の方向としてもその機能は同様である。
【００１３】
次に、フレームａ９については、高透磁率材を用いて形成することで永久磁石ｂ２の磁力を高めることができる。
【００１４】
また、図１０に示すように高透磁率材である鋼板１０を永久磁石ａ１の上側に取り付けることで、上方向への磁力を抑え、図９のグラフに示す４０°の位置における反発力である抵抗力を減じることができる。
なお、永久磁石ａ１の下側に鋼板１０を取り付ける場合は、図９のグラフに示す８０°の位置における抵抗力は引力であり、鋼板１０と永久磁石ｂ２の間にも引力が生じるため、鋼板１０の形状や材質を調整し引力である抵抗力を減じるようにする。
これは、図１１に示すようにフレームｂ１１を高透磁率材を用いて形成し永久磁石ｂ２の上側や下側に高透磁率材を取り付けることでも同様の機能を有することができる（請求項３記載）。
【００１５】
さらに、電源を必要とするが、永久磁石ａ１の回転の外周に電磁石を配置することにより電力の変化で回転速度を調節することができる（請求項４記載）。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の永久磁石ａ１の回転力は、永久磁石ｂ２の回転に作用する磁力による抵抗力を確実に上回るため、伝動装置の摩擦を低く抑えることで実用的なレベルの出力を得ることができる。
また、この装置の出力に見合った負荷であれば従来の回転装置に置き換えて使用することができ、さらに、この装置の出力で発電機を駆動し充電することで電力と合わせた出力を得ることが可能であり、より高い出力を必要とする負荷にも使用することができる。
従って、非常にエネルギー効率のよい動力源とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の永久磁石回転装置を示す実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の永久磁石回転装置を示す実施形態の平面図である。
【図３】本発明の永久磁石回転装置を示す実施形態の側面図である。
【図４】本発明の永久磁石回転装置における回転を示す実施形態の、一部を断面にした要部平面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】本発明の永久磁石回転装置における磁界と図４に示す永久磁石が６０°回転した状態を示す実施形態の、一部を断面にした要部平面図である。
【図７】本発明の永久磁石回転装置における図６に示す永久磁石が６０°回転した状態を示す実施形態の、一部を断面にした要部平面図である。
【図８】図７の側面図である。
【図９】本発明の永久磁石回転装置における永久磁石の回転時の抵抗力を示すグラフである。
【図１０】本発明の永久磁石回転装置における永久磁石の回転力を示すグラフである。
【図１１】本発明の永久磁石回転装置における永久磁石に鋼板を取り付けた状態示す実施形態の、一部を断面にした要部斜視図である。
【図１２】本発明の永久磁石回転装置におけるフレームを示す実施形態の、一部を断面にした要部斜視図である。
【符号の説明】
１  永久磁石ａ
２  永久磁石ｂ
３  軸ａ
４  軸ｂ
５  軸受
６  かさ歯車
７  平歯車
８  軸ｃ
９  フレームａ
１０  鋼板
１１  フレームｂ
【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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