(57)【要約】【課題】定常な磁束で駆動させることのできる、ブラシの無い直流モーターを作る。【解決手段】一般的に、逆向きの磁束同士は反発しあい、反対に同じ向きの磁束同士は引き寄せあう。そのため、一方向を向く定常な磁束中に置かれた双極の磁性体は、二つの極のそれぞれに逆向きの力が働くため、力が中和して動くことができなくなる。しかし、図１のように、ＮまたはＳのいずれか一方の極のみを持つ単極の磁荷は、一方向の磁束中において、上の面と下の面で磁束の向きの組み合わせが逆になる。図では、上の面では磁束が同じ向きなので引き合う力が上向きに発生し、反対に下の面では磁束が逆向きになるので反発しあう力が上向きに発生する。従って、この磁気単極は、力を上向きの一方向に受け、磁界中を運動することができる。この原理を利用すれば、一方向を向く磁束中で効率的に運動させることのできるモーターを作ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Φ；磁束
Ａ；コイルまたはトロイド
Ｂ；両端から互いに逆向きの磁束を発生させる磁気単極体、もしくは、双極の磁性物体（電磁石、もしくは永久磁石）を同じ極同士で張り合わせるように接合して両端から逆向きの磁束を発するようにした構造の擬似磁気単極体
以上のように定義されたΦ、Ａ、Ｂについて、Ｂの両端に発生する磁束がＡの発生させるΦと作用しあうようにすることで一方向の力を発生させ、Ａを固定した時はＢが、またＢを固定した時はＡが、それぞれ他方に対して相対的に回転運動もしくは直線運動するようにした駆動装置。
【請求項２】
Ｂを、双極の磁性物体（電磁石もしくは永久磁石）の一方の極に磁性体を取り付けたものに置き換えた、請求項１の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁力による発動機（モーター）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、互いに異なる一つの極同士が引き寄せあう力を用いてトルクを発生させる発動機が主流であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
定常な磁束で駆動可能な直流モーターを作る。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】
図１のように、単極の磁荷を持つ磁性体が一方向に向く磁束中に置かれた時に、その物体に働く力が一方向を向くことを利用する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
トルクを利用する場合は、回転軸からトルクを伝達できるよう、トルクを必要とするものを回転軸に接続する。
また、直線運動させる場合には、本発明の機構をその装置の一部に取り付ける。
【０００６】
【実施例】
図２に、芯に導線を巻きつけたトロイドと、互いに同じ極同士を張り合わせて擬似的に磁気単極化した永久磁石を取り付けた回転体から成る本発明の装置の作成例を示す。
４が示す向きに流れる直流電流は、３の内外に磁束を作る。その向きは、３の内と外で逆向きになっている。３の外部に発生している磁束が１の発生させる磁束と作用すると、２に一方向への回転力が生じる。このトルクを２から伝達することで、モーターとしての働きをする。また、１の両面に磁性体を貼り付けても、同じ動作結果が得られる。
【０００７】
【実施例】
図３に、永久磁石を同じ極同士で張り合わせた擬似的な磁気単極と、磁束を発生させるソレノイドから成るピストンエンジン型の本発明の装置の作成例を示す。
５は、１に貼り付けられていて、７の磁界を強める働きをする。そして７に流れる電流の向きを随時反転させることで、１は左右に往復運動をする。この動きが６のクランクによって２を回転軸とする回転運動に変換され、トルクを生じる。このモーターは、単純な正弦波形の電流によって動作する。
【０００８】
【実施例】
図４に、永久磁石を同じ極同士で張り合わせた擬似的な磁気単極と、変形したトロイドから成る本発明の装置の作成例を示す。
この装置は、基本的には図２の装置と同じである。ただし、３を８の形に変化させたことで、１の回転進路上に発生する磁束が強化され、効率を向上させている。また、もう一つの８で１を両側から挟めば、更なる効率の上昇が望める。もしくは、８の形状そのものを断面がコの字型の回転掃引体的形状にして、それに導線を巻きつけても同じ効果が得られる。
【０００９】
【実施例】
図５に、一つの極を磁気単極と見なした棒状の永久磁石と、変形したトロイドから成る本発明の装置の作成例を示す。
８には、４が示す向きに直流電流が流れており、また１の一つの極からは、Ｎ極とＳ極を結ぶ中心軸に対して左右逆向きの磁束が出ている。この磁束は、回転方向に沿う向きに対しても互いに逆向きに発せられるので、擬似的に磁気単極と同じ働きをさせることができる。
従って、４の向きに電流が流れる８が発生させる磁界との相互作用により、１は２を軸として、図面に向かって時計回りに回転運動をする。
【００１０】
【実施例】
図６に、Ｈ字型の断面を持つ芯に導線を巻きつけた変形トロイドと永久磁石の組み合わせによる本発明の装置の作成例を示す。
基本的な動作原理は、図５の装置と同じである。ただし、棒状の永久磁石の両極を利用するようにしたことで、効率が改善される形になっている。
８の導線には、外縁部分で４が示す向きに直流電流が流れている。この電流は、個々の８で逆向きになっており、そのため、１の両端が異なる８の磁束と相互作用すると、同じ向きに１が押し出され、２に強められたトルクが生じる仕組みになっている。
【００１１】
【実施例】
図７に、四分の一周分だけ切り取ったトロイドと双極の永久磁石を同じ極同士で張り合わせて作った擬似磁気単極から成る本発明の装置の作成例を示す。
二つの１が同じ極同士で張り合わされた擬似磁気単極は、回転する部分に円周に沿って配置され、それらは９によって間を接合されており、また１と９には、共に側面に歯が刻み付けられている。そして、固定されている１１が９を磁化すると、１の磁束がそれに反応し、一体化している１と９が１１に対して同じ方向に回転する。１１には、直流電流を流す。
この回転力を側面に刻み付けられた歯を介して１０に伝えると、２にトルクが生じる。
【００１２】
【実施例】
図８に、一方の磁極に磁性体が貼り付けられた双極の永久磁石と変形トロイドからなる本発明の装置の作成例を示す。
８には、直流電流が流れている。５は、８が発生する磁束を強める働きをする。そのため、１の両端では磁性体のある８の磁界と無い８の磁界の区別が生まれ、１が双極である為に互いに逆向きに生じる力の大きさに差が生じる。
８の磁束が弱い場合には、５は１の極の一方に生じる力を強める働きをするが、逆に８の発生させる磁束密度が５の飽和磁束密度を超えている場合には、５は１に働く８の磁束を弱め、それによって１の両端に働く力のバランスを崩す働きをする。
こうして発生した１の運動を２を介して伝えることで、「磁極の一方のみを有効化する形の擬似的磁気単極」によるモーターとして機能する。また、永久磁石の部分を電磁石に変えても同じである。
【００１３】
【発明の効果】
原理を応用する面で、回転方向と直線方向の両方の向きの動きに対して応用が可能である。また、ブラシが無いので、大きな入力でも放電や接触抵抗によるエネルギーの損失無く駆動させることができる。
【００１４】
【図面の簡単な説明】
【図１】これは、磁気単極が一方向を向く磁束中に置かれた時に発生する力の向きを表す、本発明の動作原理を表す概念図である。
【図２】これは、永久磁石を同じ極同士で張り合わせた擬似的磁気単極体とトロイドから成る本発明の装置の立体図である。
【図３】これは、永久磁石を同じ極同士で張り合わせた擬似的磁気単極体に磁性体を貼り付けたピストンとソレノイド、そしてクランク軸から成る本発明の装置の立体図である。
【図４】これは、永久磁石を同じ極同士で張り合わせた擬似的磁気単極体と変形トロイドから成る本発明の装置の立体図である。
【図５】これは、棒状の永久磁石と変形トロイドから成る本発明の装置の立体図である。
【図６】これは、断面がＨ字型の芯に導線を巻きつけた変形トロイドと永久磁石の組み合わせによる本発明の装置の立体図である。
【図７】これは、四分の一周分だけ切り取ったトロイドと双極の永久磁石を同じ極同士で張り合わせて作った擬似磁気単極体から成る本発明の装置の立体図である。
【図８】これは、一方の極に磁性体を貼り付けた双極の永久磁石と変形トロイドから成る本発明の装置の立体図である。
【符号の説明】
１は双極の永久磁石（色の濃い部分がＳ極）
２は回転軸
３はトロイド
４は電流の向きを示す矢印
５は磁性体
６はクランク
７はソレノイド（内部が見えるよう一部を切り欠いている）
８は変形したトロイド
９は円形リングの一部と同じ形状の、側面に歯を刻まれた磁性体
１０は歯車
１１は円周の四分の一周分だけ切り取られた形の部分的トロイド
【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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