(57)【要約】【目的】  資源を消費することなく、環境破壊や安全性上の問題もなく、発電機用や車両の動力用などの回転エネルギーを安価なコストで生成できるようにする【構成】  外周面にマグネット片３１による磁極を形成した主ロータ３と、その主ロータ３の外周面に外周面を近接させて配置され、その外周面にマグネット片５１によって主ロータ３の外周面と異極の磁極を形成した第２の回転体と、起動モータ７とを備えている。その起動モータ７によって補助ロータ５を矢印Ｐ方向に回転駆動することにより、主ロータ３を矢印Ｑ方向へ回転させ、その主ロータ３の回転力によって負荷を駆動する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にマグネットの磁極を形成した第１の回転体と、該第１の回転体の外周面に外周面又は内週面を近接させて配置され、該外周面又は内週面に前記第１の回転体の外周面と同極又は異極のマグネットの磁極を形成した第２の回転体と、起動モータとを備え、
該起動モータによって前記第１の回転体と前記第２の回転体のうちのいずれか一方を回転駆動することにより他方の回転体を回転させ、該回転体の回転力によって負荷を駆動し得るようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁力回転装置において、前記第１の回転体の外周面に形成された磁極と、それに対向する前記第２の回転体の面に形成された磁極とが異極の関係にあることを特徴とする磁力回転装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の磁力回転装置において、前記第１の回転体が出力軸を一体とする主ロータであり、前記第２の回転体が前記主ロータの外周面に外周面を近接させて配置され、該主ロータより径が小さい補助ロータであり、
前記起動モータによって該補助ロータを回転駆動することにより前記主ロータを回転させ、前記出力軸に連結される負荷を駆動し得るようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項４】
請求項３記載の磁力回転装置において、前記補助ロータを前記主ロータの周方向に間隔を置いて複数個配設し、前記起動モータの回転力を該複数個の補助ロータに同時に伝達する動力伝達手段を設け、該起動モータによって前記複数個の補助ロータを同時に同一方向へ回転させることにより前記主ロータを回転させるようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の磁力回転装置において、前記出力軸に発電機を連結し、前記出力軸の回転によって該発電機を駆動して発電させ、その発電される電力の一部を前記起動モータに供給して、該装置が起動した後の前記起動モータの回転を継続させるようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項６】
請求項３又は４記載の磁力回転装置において、前記出力軸の一端部に主発電機等の負荷を連結するとともに該出力軸の他端部に補助発電機を連結し、該出力軸の回転により前記補助発電機によって発電される電力を前記起動モータに供給して、該装置が起動した後の前記起動モータの起動後の回転を継続させるようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項７】
請求項３又は４記載の磁力回転装置において、前記起動モータによる前記補助ロータへの回転力の伝達を接断するクラッチを設け、該装置が起動した後は前記クラッチにより前記起動モータによる前記補助ロータへの回転力の伝達を断ち、前記出力軸の回転力を前記補助ロータに伝達してその回転を継続させるようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項８】
回転軸と、それぞれ円板状で回転中心部を前記回転軸に貫通させて近接配置された第１の回転体および第２の回転体と、起動モータとを備え、
前記第１の回転体と第２の回転体の互いに対向する面にそれぞれマグネットの同極又は異極の磁極が形成されており、
その第１の回転体と第２の回転体のいずれか一方は前記回転軸に固着され、他方は前記回転軸に対して相対回転可能であり、
前記起動モータによって前記第１の回転体と第２の回転体のいずれか一方を回転駆動することにより他方の回転体を回転させ、該回転体の回転力によって負荷を駆動し得るようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項９】
請求項８記載の磁力回転装置において、前記第１の回転体の面に形成された磁極と、それに対向する前記第２の回転体の面に形成された磁極とが異極の関係にあることを特徴とする磁力回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁力を利用して回転体を回転させる磁力回転装置に関し、特に小さな入力回転力を大きな出力回転力に変換して、エネルギー源として使用することができる磁力回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー源の代表的なものとして、電力と内燃機関による駆動エネルギーが広範に利用されている。
電力は現在種々の発電方法で発電されて送電網によって供給され、最も便利に利用されている。その発電方法としては火力発電、水力発電、原子力発電、太陽光発電、風力発電等が組み合わされて実施されている。しかし、最近では環境破壊や安全性、資源の不足などが特に問題になってきている。
【０００３】
すなわち、火力発電の場合は、発電機を回転させるタービンを駆動するための高圧蒸気を生成するのに、多量の石油や石炭あるいは天然ガスなどを燃焼させて消費するとともに、その燃焼によりＣＯ２、ＳＯＸ、ＮＯｘなどの有害ガスが多く排出され、環境への影響が大きい。
水力発電の場合は、資源を燃焼させて消費することはなく、有害ガスの発生もない点では好ましいが、山奥にダムを作る必要があるため、莫大な建設費用がかかり、かつ環境破壊の原因ともなる。
【０００４】
原子力発電の場合は、安全性に問題があるため地域社会の反対が強く、また廃棄物処理に莫大なコストがかかり、しかも安全な処理方法が確立していないなどの未解決の問題が多い。
太陽光発電は、晴天時にしか発電できず、発電量が天候に左右され、夜間の給電を可能にするため蓄電設備が必要であり、設備費も割高になる。
【０００５】
風力発電は、風の強弱により使用範囲が限定され、設備費の割に発電効率が悪い。また、既存の送電線までの距離が遠く、付帯設備が高価になるばかりか送電ロスも大きいなどの問題もある。
自動車や船舶などの動力源として多用されている内燃機関も、ガソリンや軽油、重油などの燃料を輸入に頼っており、且つその燃焼によって窒素酸化物などの有害な排気ガスが大量に放出されるという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決しようとして種々の試みが提案されており、例えば特許文献１には磁力回転装置が提案されている。それは、回転軸に固定された回転体の外周近傍に、多数の永久磁石をそれぞれ周方向に等間隔に且つ径方向外側に向けて一定角度に配置し、その先頭部に電磁石を同じく一定角度で配置し、その回転体上の永久磁石及び電磁石の磁極と周期的に近接対向するように、回転体の回転方向に等角度間隔で複数個の永久磁石を固定配置し、上記電磁石への通電タイミングを制御することによって上記回転体を回転させるようにしたものである。
【０００７】
そして、その回転体の回転力によって発電を行なったり、自動車のエンジンに代えて車輪を駆動したり、地下水を汲み上げるポンプを駆動したりすることができ、太陽電池によって上記電磁石に通電するための電力を得るようにすれば、どこでも回転体を回転させ、その回転力を電気エネルギーに変換させることができると記載されている。
【特許文献１】特開平９−２３３８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の磁力回転装置は、上記電磁石への通電のタイミングを制御しても回転体を常に円滑に回転させることは難しく、まして発電機を駆動したり車両のエンジンに代えて車輪を駆動したりすることは困難であり、未だ実用化されていない状況である。
【０００９】
この発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、資源を消費することなく、環境破壊や安全性上の問題もなく、発電機や車両あるいはポンプなどを駆動するため回転エネルギーを安価なコストで生成できるようにすることを目的とし、そのための磁力回転装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による磁力回転装置は上記の目的を達成するため、外周面にマグネットの磁極を形成した第１の回転体と、該第１の回転体の外周面に外周面又は内週面を近接させて配置され、その外周面又は内週面に第１の回転体の外周面と同極又は異極のマグネットの磁極を形成した第２の回転体と、起動モータとを備えている。
そして、その起動モータによって上記第１の回転体と第２の回転体のうちのいずれか一方を回転駆動することにより他方の回転体を回転させ、その回転体の回転力によって負荷を駆動し得るようにしたものである。
【００１１】
上記磁力回転装置において、第１の回転体の外周面に形成された磁極と、それに対向する第２の回転体の面に形成された磁極とが異極の関係にあるのが望ましい。
さらに、上記第１の回転体が出力軸を一体とする主ロータとし、上記第２の回転体を主ロータの外周面に外周面を近接させて配置され、主ロータより径が小さい補助ロータとして、上記起動モータによってその補助ロータを回転駆動することにより主ロータを回転させ、上記出力軸に連結される負荷を駆動し得るようにするとよい。
【００１２】
その磁力回転装置において、上記補助ロータを上記主ロータの周方向に間隔を置いて複数個配設し、上記起動モータの回転力をその複数個の補助ロータに同時に伝達する動力伝達手段を設け、その起動モータによって上記複数個の補助ロータを同時に同一方向へ回転させることにより上記主ロータを回転させるようにするとさらによい。
【００１３】
また、これらの磁力回転装置において、上記出力軸に発電機を連結し、その出力軸の回転によって発電機を駆動して発電させ、その発電される電力の一部を上記起動モータに供給して、該装置が起動した後の起動モータの回転を継続させるようにすることができる。
あるいは、上記出力軸の一端部に主発電機等の負荷を連結するとともに該出力軸の他端部に補助発電機を連結し、その出力軸の回転により補助発電機によって発電される電力を上記起動モータに供給して、該装置が起動した後の起動モータの回転を継続させるようにすることもできる。
【００１４】
あるいはまた、上記起動モータによる補助ロータへの回転力の伝達を接断するクラッチを設け、該装置が起動した後は、そのクラッチにより上記起動モータによる補助ロータへの回転力の伝達を断ち、上記出力軸の回転力を上記補助ロータに伝達してその回転を継続させるようにしてもよい。
【００１５】
この発明による磁力回転装置はまた、回転軸と、それぞれ円板状で回転中心部をその回転軸に貫通させて近接配置された第１の回転体および第２の回転体と、起動モータとによって構成することもできる。
その場合、上記第１の回転体と第２の回転体の互いに対向する面にそれぞれマグネットの同極又は異極の磁極を形成する。その第１の回転体と第２の回転体のいずれか一方は上記回転軸に固着し、他方はその回転軸に対して相対回転可能にする。そして、上記起動モータによって上記第１の回転体と第２の回転体のいずれか一方を回転駆動することにより他方の回転体を回転させ、その回転体の回転力によって負荷を駆動し得るようにする。
【００１６】
その磁力回転装置においても、上記第１の回転体の面に形成された磁極と、それに対向する第２の回転体の面に形成された磁極とが異極の関係にあるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による磁力回転体は、起動モータによる比較的小さな回転エネルギーで第１，第２の回転体のうちの一方の回転体（補助ロータ）を回転させることによって、両回転体の表面の磁極間に作用する吸引力あるいは反撥力によって他方の回転体（主ロータ）が回転され、その回転エネルギーは起動モータによる回転エネルギーよりもはるかに大きくなる。したがって、その回転エネルギーによって発電機や車両の車輪など各種の負荷を駆動することができる。
そのため、殆ど資源を消費せず、環境破壊や安全性上の問題もなく、発電機や車両あるいはポンプなどを駆動するため回転エネルギーを安価なコストで得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔第１実施例〕
まず、図１及び図２によって、この発明の第１実施例である磁力回転装置について説明する。図１はその磁力回転装置の主要な構成部分を手前側の支持板を除いて回転軸の方向に見た概略正面図であり、図２はその磁力回転装置の模式的な側面図である。
【００１９】
この磁力回転装置は、図２に示すように一対の支持板１Ａ，１Ｂが、その下部を基材２によって連結されて一定の間隔で平行に設けられている。この支持板１Ａ，１Ｂは、アルミニウム等の非磁性金属材料によってこの例では図１に示すように略円板状に形成されている。しかし、その形状は任意である。
この一対の支持板１Ａ，１Ｂの中心部を貫通して、第１の回転体である主ロータ３を貫通固着した回転軸である出力軸４が、図示を省略した軸受を介して回転自在に支持されている。したがって、主ロータ３は一対の支持板１Ａ，１Ｂの間に回転自在に軸支されている。
【００２０】
この主ロータ３の外周に沿って第２の回転体である補助ロータ５が等角度間隔（この例では図１に示すように９０°間隔）で４個配置され、それぞれその回転軸６が一対の支持板１Ａ，１Ｂあるいはそれに固着された補助支持板に、図示を省略した軸受を介して回転自在に支持されている。主ロータ３の外周面と各補助ロータ５の外周面とは、最も接近する部位では僅かな間隔で近接対向する。補助ロータ５の径は主ロータ３の径より小さく、この実施例では１／２以下にしている。
【００２１】
主ロータ３は、同じ大きさの多数（図１に示す例では１０個）の円弧状のマグネット片３１が、磁性材（鋼材等）又は非磁性材（アルミニウム材等）からなる円筒状基材３２の円周方向に沿って環状に配列固定され、隣接する各マグネット片３１間に磁性材あるいは非磁性材からなるスペーサ３３が介在されている。
【００２２】
その各マグネット片３１は、磁化された磁石鋼やフェライト鋼等からなる永久磁石であるが、この例では最も磁力が強い希土類のネオジム系磁石で、外周面側が全て同じ磁極（例えばＮ極）になるように着磁している。この各マグネット片３１の円筒状基材３２への固定は、埋込、接着、ねじ止めなど、どのような方法によってもよいが、主ロータ３が高速で回転しても離脱しないように強固に固定する。
このマグネット片３１が、サマコバ磁石やアルニコ磁石であってもよい。
【００２３】
そして、この主ロータ３の外周には全てのマグネット片３１を覆うように薄手の金属板を巻き付けて保護層３４を形成している。この金属板は磁性材（鉄、ニッケル、ステンレス等）でも非磁性材（アルミニウム、黄銅等）でもよい。
このようにして、主ロータ３の外周面には、その全周に亘ってマグネットの一方の磁極（例えばＮ極）が形成されている。
【００２４】
４個の補助ロータ５も、それぞれ同じ大きさの複数（図１に示す例では３個）の円弧状のマグネット片５１が、磁性材又は非磁性材からなる円筒状基材５２の円周方向に沿って環状に配列固定され、隣接する各マグネット片５１間に磁性材あるいは非磁性材からなるスペーサ５３が介在されている。その各マグネット片５１は、主ロータ３のマグネット片３１と同様な永久磁石であり、この例では全て外周面側が同じ磁極（例えばＳ極）になるように着磁している。
【００２５】
この各マグネット片５１の円筒状基材５２への固定も、埋込、接着、ねじ止めなど、どのような方法によってもよいが、補助ロータ５が高速で回転しても離脱しないように強固に固定する。そして、この各補助ロータ５の外周には全てのマグネット片５１を覆うように薄手の金属板を巻き付けて保護層５４を形成している。この金属板は磁性材でも非磁性材でもよい。このようにして、各補助ロータ５の外周面には、その全周に亘ってマグネットの他方の磁極（例えばＳ極）が形成されている。
なお、保護層３４，５４は必須のものではないし、樹脂コーティング等によって形成してもよい。
【００２６】
各補助ロータ５の回転軸６は支持板１Ａから突出しており、その各回転軸６の同じ突出位置にそれぞれ歯付きプーリ１０が固着され、その各歯付きプーリ１０を巡って無端の歯付きベルト（タイミングベルト）１１が張装されている。したがって、いずれかの回転軸６が回転すれば他の３本の回転軸も連動して回転し、全ての補助ロータ５が同時に同じ方向に回転する。下側の１個の補助ロータ５の回転軸６には、歯付きプーリ１０の手前側にさらに図２に明示するように、もう一つの歯付きプーリ１２が固着されている。
【００２７】
７は起動モータであり、図１と図２では図示の都合上その高さ位置を異ならせて画いているが、実際には同じ高さ位置に配置されており、図２に近い状態になっている。この起動モータ７の回転軸７ａのカップリング１４を介した先に図１に示すように歯付きプーリ１３が固着されており、その歯付きプーリ１３と補助ロータ５の回転軸６に固着された歯付きプーリ１２との間に、無端状の歯付きベルト１５が張装されている。
【００２８】
したがって、起動電源から電源線１６を通して起動モータ７に通電なされて起動モータ７が始動してその回転軸７ａを回転させると、歯付きプーリ１３，１２と歯付きベルト１５による動力伝達手段により一つの回転軸６が回転され、それによって前述のように、他の３本の回転軸６も各歯付きプーリ１０と歯付きベルト１１による動力伝達手段により連動して回転され、全ての補助ロータ５が同時に図１に矢印Ｐで示すように同じ方向に回転される。
【００２９】
その回転によって、各補助ロータ５の外周面のＳ極と主ロータ３の外周面のＮ極とが接近する部分では強い吸引力によって主ロータに連れ周り方向の回転力が付与され、最も接近した部分が離れるときにも連れ周り方向の強い回転力が付与されるため、主ロータ３が図１に矢印Ｑで示す方向に回転を開始する。回転し始めるとその慣性力作用するため、各補助ロータ５の比較的小さな回転力で主ロータ３を安定した回転速度で強い回転力で回転させることができる。
この起動モータ７の回転軸７ａと歯付きプーリ１３との間にカップリング１４に代えて、変速機等の伝動機構を介在させるようにしてもよい。また、この起動モータ７を出力軸４によって駆動される負荷２０と同じ側に配置してもよい。
【００３０】
ここで、この磁力回転装置の試作機によるに実験結果について説明する。起動モータ７によって補助ロータ５を回転させて主ロータ３を回転させたときの出力軸４による仕事率を測定するために、タテヤマ・テレメートリ・システムを用いて、出力軸４に非接触の歪センサを有する回転側ユニットを取付け、その出力軸４の先端部にブレーキシューによる締め付けによりブレーキをかけていき、回転側ユニットから無線で送られる回転軸の歪を示す信号を固定側の測定器で受信して、回転軸の表面での力のモーメントでトルクを測定した。
【００３１】
その結果、そのトルクが１９８ｋｇｆ・ｍ（重力キログラム・メートル）になったとき、出力軸４の回転数は約２００ｒｐｍであり、起動モータ７に印加した電圧は交流１００Ｖｉで、流れた電流値は３２Ａであった。したがって、このときの起動モータ７の消費電力は、１００（Ｖ）×３２（Ａ）＝３２００（Ｗ）＝３．２（ｋＷ）である。
このとき、出力軸４に発生したトルクは１９８ｋｇｆ・ｍであるが、これをＮ・ｍに換算すると１９８×９．８０６６５≒１９４２Ｎ・ｍである。また、このときの出力軸４の回転数は約２００ｒｐｍであるが１秒当たりの回転に換算すると２００／６０（ｒｐｓ）であり、１秒当たりの仕事率は、１９４２Ｎ・ｍ×２π×２００／６０（ｒｐｓ）＝４０６７３Ｎ・ｍ／ｓ＝４０６７３Ｊ／ｓである。これは約４０．７ｋＷの電力に相当する。
【００３２】
したがって、３．２ｋＷの消費電力で、この磁力回転装置の主ロータ３を回転させることによって、約４０．７ｋＷの電力に相当する出力を得ることができたことになる。これは入力の約１３倍の仕事率が得られるので、この出力軸４に各種の負荷２０を接続すればそれを回転させて大きな仕事をすることができる。すなわち、発電機を接続すればその発電効率にもよるが消費電力より遥かに大きな電力を発電することができる。また、内燃機関やモータに代えて、車両の車輪を駆動したり、船舶のスクリューを駆動したり、ポンプを駆動するなど、種々の利用が可能になる。その具体例は後述する。
【００３３】
主ロータ３は必要な回転力に応じて磁力の大きさを変えられる。回転出力が小さくてよい場合には、マグネット片３１の数を少なくし、大きな回転力が必要な場合には、マグネット片を外周面全体に配置し、さらに主ロータの径を大きくしたり、軸方向の幅を大きくするなどによって、マグネット片３１の設置面積を大きくするとよい。また、マグネット片３１の厚さを増加することによっても回転力を大きくすることができる。
補助ロータ５は、主ロータ３の周りに１個以上配置し、大きな回転出力が必要な場合には、多数のマグネット片５１を取り付けるようにする。
【００３４】
〔第１実施例の変形例〕
上述した実施例では、主ロータ３の外周面をＮ極にし、補助ロータ５の外周面をＳ極にして、相互の吸引力を利用するようにしたが、主ロータ３の外周面をＳ極にし、補助ロータ５の外周面をＮ極にしてもよく、互いに対向する外周面の磁極が異極であればよい。
【００３５】
また、主ロータ３と補助ロータ５のそれぞれ軸方向の長さをカバーできる幅のマグネット片が得られなかったり、コスト高になったりする場合には、マグネット片３１および５１をそれぞれ軸方向に複数に分割して、複数のリング状に配列し、その各列とも外周面側を同極性にしてもよいが、各列毎に交互に極性変えるようにしてもよい。その場合も、主ロータ３と補助ロータ５の対応する列のマグネット片の外周面側の極性が異極性になるようにするとよい。
【００３６】
あるいは、主ロータ３の外周面と補助ロータ５の外周面の磁極を同極（いずれもＮ極またはＳ極）にして、相互の反撥力を利用するようにしてもよい。または、主ロータ３と補助ロータ５のうちの一方あるいは両方のマグネット片の外周面側の磁極を円周方向に沿って交互に極性を反転させ、相互の吸引力と反撥力を組み合わせて利用するようにしてもよい。
【００３７】
各マグネット片は、複数の円弧状マグネット片を径方向に重ね合わせて構成してもよいし、リング状のマグネットを用いてもよい。あるいは、主ロータ３および補助ロータ５の外周部自体を所要の厚さの磁性材料で形成し、その全体を均一に着磁してリング状あるいはロール状のマグネットにしてもよい。
この主ロータ３および補助ロータ５の外周面に磁極を形成するマグネットとしては、通常は構造の簡素さと消費電力がない点で永久磁石を用いるが、用途によっては電磁石を用いることができる場合もあり得る。
【００３８】
また、主ロータ３および補助ロータ５に設けるマグネット片の数やスぺーサの幅も種々に変更でき、図１に示した例では、各補助ロータ５に３個ずつのマグネット片５１を設けているが、２個ずつあるいは４個ずつ設けるようにしてもよい。補助ロータ５の径あるいは外周長によって最適に選定すればよい。その場合、主ロータ３のマグネット片３１と補助ロータ５のマグネット片５１の大きさ（外周方向の長さと軸方向の幅）を略等しくするのが好ましい。さらに、主ロータ３と補助ロータ５の径の比や、補助ロータ５の数も適宜変更し得る。
【００３９】
また、前述の実施例では、起動モータモ７によって第２の回転体である補助ロータ５を回転することにより、第１の回転体である主ロータ３を回転させ、その回転軸を出力軸として大きな回転トルクを生成するようにした。しかし、用途によっては、複数の負荷を同時にあるいはクラッチを介して選択的に駆動したいような場合もある。そのような場合には、起動モータモ７によって第１の回転体である主ロータを回転することにより、第２の回転体である複数の補助ロータ５を同時に回転させ、その各回転軸６をそれぞれ出力軸として、それに接続される負荷を駆動することも可能である。
【００４０】
起動モータ７の回転力を複数の各補助ロータ５に伝達する動力伝達手段は、歯付きプーリと歯付きベルトによるものに限らず、チェンホイールとチェンによるもの、歯車機構や摩擦ローラ機構、ベルト機構など種々の動力伝達手段を使用することができる。
起動モータ７は、交流電源あるいは直流電源のいずれかで駆動できるモータとし、直流式の場合はバッテリや、太陽電池の発電力によっても駆動できる。また、用途によっては、起動モータに代えて起動エンジンを使用するなど、任意の手段によって一方の回転体を回転させるようにすることも可能である。
【００４１】
この磁力回転装置の起動時に正規の回転にするため方法としては、起動モータ７への供給電力をインバータ制御あるいは可変抵抗器による制御により、あるいはギヤ式変速機等によって除々に回転数を上げる方法がある。
また、この磁力回転装置を停止させるには、起動モータ７への給電を停止してその駆動力をなくすか、クラッチ付きの場合はそのクラッチを断にして起動モータ７の駆動力の補助ロータ５への伝達を断てば、主ロータ３と補助ロータ５の各マグネット片３１と５１の吸引力により、主ロータ３の回転が制動されて停止する。
磁力回転装置を急停止させないために、インバータ制御又は可変抵抗器制御、あるいはギヤ式変速機等によって除々に回転数を落して停止させるようにしてもよい。
【００４２】
〔負荷接続例〕
ここで、この発明による磁力回転装置と負荷の接続例を図３及び図４によって簡単に説明する。図３及び図４はそれぞれ磁力回転装置と負荷の異なる接続例を示す模式図であり、図１及び図２と対応する部分には同一の符号を付しているが、磁力回転装置１はかなり省略して図示しており、補助ロータ５は１個だけしか示していないが、実際には前述のように主ロータ３の周囲に複数個配設するのが望ましい。
【００４３】
図４に示す磁力回転装置１は、主ロータ３のマグネット片が軸方向に二分されてマグネット片３１ａの列とマグネット片３１ｂの列によって構成され、その各外周面側がマグネット片３１ａはＮ極、マグネット片３１ｂはＳ極になっている。同様に、補助ロータ５のマグネット片も軸方向に二分されてマグネット片５１ａの列とマグネット片５１ｂの列によって構成され、その各外周面側がマグネット片５１ａはＳ極、マグネット片５１ｂはＮ極になっている。この磁極の極性を反対にしてもよいし、同極を対向させるようにしたり、種々変更できることは前述のとおりである。これらの磁力回転装置１の構成および、そのま変形例も前述と同様なのでそれらの説明は省略する。
【００４４】
図３に示す負荷接続例では、磁力回転装置１の主ロータ３と一体の出力軸４に主発電機、ポンプ、あるいは車両等変速機などの負荷２０を連結してそれを駆動する。それによって、発電機によって直接電力を発電したり、ポンプによって水を高所に揚水して落下させることにより水力発電をしたり、変速機を介して自動車等の車両を駆動することもできる。
【００４５】
さらに、その出力軸４の負荷２０を接続した端部と反対側の端部に補助発電機２１を連結して、それによって起動モータ７を駆動し続けるのに必要な電力を発電させるようにしている。そこで、この磁力回転装置１が起動した後は、起動モータ７の電源線を補助発電機の出力線側に切り換え、出力軸４の回転により補助発電機２１が発電する電力を起動モータ７に供給して、その回転を継続させる。したがって、起動時にのみの起動モータ７に外部から電力を供給する必要があるが、起動後は自己の出力エネルギーの一部を電力に変換して起動モータ７に供給することにより、外部からのエネルギーの供給なしにこの磁力回転装置１を運転し続けることが可能になる。
【００４６】
なお、負荷２０として発電機を連結した場合には、補助発電機２１を省略して、この磁力回転装置１が起動した後は、その負荷２０としての発電機が発電する電力の一部を起動モータ７に供給して、その回転を継続させるようにすることもできる。このようにしても、起動後は外部からのエネルギーの供給なしにこの磁力回転装置１を運転し続けることが可能になる。
【００４７】
図４に示す負荷接続例では、磁力回転装置１の出力軸４にカップリング２２を介して発電機等の負荷を接続するとともに、その出力軸の反対側の端部をクラッチ２３を介して、補助ロータ５に動力を伝達するための歯付きプーリ１３を固着した中間軸２５に連結している。その中間軸２５はまた、クラッチ２４を介して起動モータ７の回転軸７ａと連結している。その中間軸は１本の軸ではなくて、動力伝達機構を介して連動する２本の軸であってもよい。
【００４８】
この例では、起動時にはクラッチ２３を断ってクラッチ２４を接続させ、外部からの給電によって起動モータ７を始動させ、その回転軸７ａの回転により中間軸２５が回転し、歯付きプーリ１２，１３と歯付きベルト１５による動力伝達機構を介して補助ロータ５を回転させる。それによって、主ロータ３が回転し始めると、出力軸４の回転によって負荷２０が駆動される。
【００４９】
この磁力回転装置１が完全に起動した後、クラッチ２４を断ってクラッチ２３を接続し、起動モータ７への給電を停止する。このとき、出力軸４の回転力がクラッチ２３を介して中間軸２５に伝達され、それが歯付きプーリ１２，１３と歯付きベルト１５による動力伝達機構を介して回転軸６に伝達され、補助ロータ５を回転させる。
このようにしても、磁力回転装置１が起動した後は、外部からのエネルギーの供給なしに磁力回転装置１を運転し続けることが可能になる。
このとき、クラッチ２４を接続状態のままにしておいて、起動モータ７を発電機として動作させるようにすることも可能である。
【００５０】
〔第２実施例〕
次に、この発明の第２実施例を図５によって説明する。図５はその磁力回転装置における第１，第２の回転体を回転軸の方向に見た模式的な正面図である。
この第２実施例においても、第１の回転体である主ロータ３の構成は前述の第1実施例の場合と同様であるので、図１及び図２と同じ符号を付してその説明は省略する。
【００５１】
この第２実施例における第２の回転体である補助ロータ８は、主ロータ３の外径よりも大きな内径を有する円筒状のケーシング８２の内周面に、その内周方向に等角間隔（この例では９０°間隔）で複数個（この例では４個）の円弧状のマグネット片８１を固着し、主ロータ３のＮ極が形成されている外周面と僅かな間隔で対向する面側の磁極をＳ極にしている。これは、前述の第１実施例の変形例で述べたように、主ロータ３側をＳ極に、補助ロータ８側をＮ極にしてもよいし、その他種々に変更することができる。
【００５２】
この補助ロータ８は、ケーシング８２の端板が出力軸４に相対回転自在に支持され、図示しない動力伝導手段を介して起動モータによって例えば矢印Ｐ方向に回転される。それによってマグネット片８１と３１の吸引作用により主ロータ３が出力軸４と共に同じ方向（矢印Ｑ方向）に回転する。その出力軸４の回転トルクによって発電機等の負荷を駆動することができる。
【００５３】
補助ロータ８にも設けるマグネット片８１の数は適宜増減することができ、周方向に隙間なく配設する場合には隣接するマグネット片８１間に磁性材あるいは非磁性材のスペーサを介在させる。
起動モータによって主ロータ３を回転させ、補助ロータ８の回転によって出力トルクを得るようにしてもよい。
【００５４】
〔第３実施例〕
次に、この発明の第３実施例を図６及び図７によって説明する。図６はその磁力回転装置における第１，第２の回転体を回転軸に直交する方向から見た模式的な側面図、図７はその第１，第２の回転体の対向する面に形成される磁極の配置例を示す説明図である。
この第３実施例の磁力回転装置は、第１の回転体及び第２の回転体として、それぞれ円板状の主ロータ２６とその両側の一対の補助ロータ２７Ａ，２７Ｂとを、その端面を僅かな間隔で対向させて近接配置している。
【００５５】
その主ロータ２６と補助ロータ２７Ａ，２７Ｂは同じ径であり、その中心を回転軸２８によって貫通され、その回転軸２８は図示しないケーシングに回転自在に支持されている。主ロータ２６はベアリング２９を介して回転軸２８に相対回転自在に支持され、補助ロータ２７Ａ，２７Ｂは回転軸２８に固定キー３０によって固着されて一体に回転する。
そして、主ロータ２６の補助ロータ２７Ａ又は２７Ｂと対向する両端面には、それぞれ図７の（Ａ）に示すように多数の扇形のマグネット片３６がスペーサ３８を挟んで円周方向に並んで全面に固着されている。その各マグネット片３６は、補助ロータ２７Ａ又は２７Ｂと対向する面側の磁極が全てＮ極になっている。
【００５６】
一方、補助ロータ２７Ａ，２７Ｂの主ロータ２６と対向する端面には、それぞれ図７の（Ｂ）に示すように、マグネット片３６とほぼ同じ大きさの扇形のマグネット片３７が、円周方向に等角度間隔で複数個（この例で１２０°間隔で３個）固着されている。そして、その各マグネット片３７の主ロータ２６と対向する面側の磁極が全てＳ極になっている。このマグネットの片３６，３７の種類や磁極の配置は、前述した第１の実施形態の変形例で述べたのと同様であり、同極同士を対向させるようにしたり、その他種々に変更できる。
また、主ロータ２６及び補助ロータ２７Ａ，２７Ｂの一方あるいは両方の全体又は互いに対向する面から所定の厚さまでを、円板状あるいはリング状の永久磁石で構成するようにしてもよい、
【００５７】
この磁力回転装置を起動する場合も、図示を省略しているが、起動モータから動力伝達機構を介して回転軸２８を回転させ、補助ロータ２７Ａ，２７Ｂを回転させる。それによって、マグネット片３７とマグネット片３６の吸引力によって、主ロータ２６が同じ方向に回転し始める。その主ロータ２６の回転力をベルトやチェンなどによる動力伝達機構によって負荷に伝達して、発電機やポンプ、変速機などを駆動することができる。
反対に、起動モータによって主ロータ２６を回転させ、それによって補助ロータ２７Ａ，２７Ｂを回転させるようにしてもよく、その場合には回転軸２８が出力軸となり、これに負荷を連結して駆動することができる。
【００５８】
磁力回転装置が起動した後は、前述の第１実施例において説明したように、負荷として発電機を接続して発電する場合はその発電電力の一部を起動モータに供給するか、専用のの補助発電機を接続してその発電電力を起動モータに供給してその回転を継続させることができる。あるいは、出力回転トルクの一部をクラッチと動力伝達機構を介して補助ロータ２７Ａ，２７Ｂに伝達してその回転を継続させるようにすることもできる。
出力トルクの強弱は、円板状ロータの枚数を増減させたり、円板の径を変えたり、マグネット片３６，３７の大きさや厚さを変える等によって調整できる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
この発明による磁力回転装置は、磁石同士の吸引力あるいは反撥力を回転エネルギーに変換して、それを発電用や動力源などの新しいエネルギーとして利用するものであり、風力発電や太陽光発電などのように、気象状況や昼夜の条件等に全く左右されず、常に高い効率で運転することができる。また、起動時に少しの電力を消費するだけで、石油、石炭、天然ガスなどの資源を殆ど消費せず、それらの燃焼による有害ガスの発生もないので、資源保護と環境保全に多大な効果をもたらす。さらに、原子力発電のような安全性に対する不安や廃棄物処理の問題も発生しない。
【００６０】
その利用例としては、出力軸に発電機を取付けて発電することにより、住宅や工場あるいはビル内などあらゆる場所で自家発電が可能になる。
また、揚水ポンプを取付けて駆動すれば、灌漑用水の確保など水資源の有効利用を図ることができ、さらに水を高所に揚水して落下させることにより、水力発電を行なうことも可能であり、循環式水力発電を安価に実現できる。
【００６１】
さらに、この磁力回転装置をエンジンの変わりに使用して、既存の変速機を介して自動車等の車両の動力源とすることができる。また発電機と共に車両に搭載して電機自動車あるいは電車を走行させることもできる。その他、船舶や建設用機械、産業用機械など種々の装置の動力源として利用することができる。
現在、石油、石炭、コークス、天然ガス等の燃料や原子力を使用している装置に代えて、この発明による磁力回転装置を使用するようにすれば、それらの資源の消費が大幅に減少し、且つＣＯ２、ＳＯＸ、ＮＯｘ、ダイオキシンなどの有害ガスや放射能を発生することがなくなり、環境保全と省エネルギーに多大な効果を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の第１実施例である磁力回転装置の主要な構成部分を手前側の支持板を除いて回転軸の方向に見た概略正面図である。
【図２】同じく図１に示した磁力回転装置の模式的な側面図である。
【図３】この発明による磁力回転装置と負荷の接続例を示す模式図である。
【図４】この発明による磁力回転装置と負荷の他の接続例を示す模式図である。
【００６３】
【図５】この発明の第２実施例である磁力回転装置における第１，第２の回転体を回転軸の方向に見た模式的な正面図である。
【図６】この発明の第３実施例である磁力回転装置における第１，第２の回転体を回転軸に直交する方向から見た模式的な側面図である。
【図７】同じくその第１，第２の回転体の対向する面に形成される磁極の配置例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１：磁力回転装置    １Ａ，１Ｂ：支持板    ２：基材    ３：主ロータ（第１の回転体）    ４：出力軸    ５補助ロータ（第２の回転体）    ６：回転軸    ７：起動モータ    ７ａ：起動モータの回転軸    8：補助ロータ    １０，１２，１３：歯付きプーリ    １１，１５：歯付きベルト    １４：カップリング    １６：電源線    ２０：負荷（発電機、ポンプ、変速機等）    ２１：補助発電機    ２２：カップリング    ２３，２４：クラッチ    ２６：主ロータ（円板状の第１の回転体）  ２７Ａ，２７Ｂ：補助ロータ（円板状の第２の回転体）    ３１，５１：マグネット片    ３２，５２：円筒状基材    ３３，５３：スペーサ    ３４，５４：保護層    ３６，３７：マグネット片    ３８：スペーサ    ８１：マグネット片    ８２：ケーシング
【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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