(57)【要約】【課題】磁力線が、磁極の表面の一部から斜めに出るようにした永久磁石ユニットを提供する。【解決手段】磁束片流れ型永久磁石ユニット１０は、板状永久磁石１２Ａ〜１２Ｊを相互に吸着して連結した磁石連結体１２と、磁石連結体１２の上端面１３の一部を覆う軟鉄等の常磁性体からなる先端側ヨーク１４と、下端面１５側に吸着された常磁性体からなる基端側ヨーク１６と、この基端側ヨーク１６に接触して、且つ磁石連結体１２の長さの略１／３〜１／２の範囲で覆う常磁性体からなるスリーブ１８と、これを強固に連結する締結ボルト２０とから構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極が厚さ方向両端にある板状永久磁石を複数枚、相互に吸着して重ねて一体とした磁石連結体と、
この磁石連結体の一方の端面に吸着され、且つ、該端面の略半割形状のカバー領域を覆う板状常磁性体からなる先端側ヨークと、
前記磁石連結体を構成する板状永久磁石及び前記先端側ヨークを一体的に連結する連結手段と、
を有してなる磁束片流れ型永久磁石ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記先端側ヨークは、前記磁石連結体の外周にほぼ連続する外周面及び前記一方の端面における前記カバー領域と残りの露出領域との境界線に沿う境界面を有し、前記外周面における先端角部に先端先細りのテーパ面を有してなることを特徴とする磁束片流れ型永久磁石ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記連結手段はボルトであり、前記各永久磁石は、前記ボルトが挿通するボルト孔を有し、
前記先端側ヨークは、その平面形状が、前記磁石連結体の前記一方の端面の半割形状よりもやや大きく形成され、該端面の中心に相当する位置に、前記ボルトが挿通するボルト孔が設けられたことを特徴とする磁束片流れ型永久磁石ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記先端側ヨークは、軟鉄から構成されていることを特徴とする磁束片流れ型永久磁石ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記磁石連結体の他方の端面に、該端面よりも大きい形状の板状常磁性体からなる基端側ヨークを設けたことを特徴とする磁束片流れ型永久磁石ユニット。
【請求項６】
請求項５において、
前記基端側ヨークは、軟鉄から構成されていることを特徴とする磁束片流れ型永久磁石ユニット。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記磁石連結体の長さの１／４〜１／２の長さの、常磁性体からなるスリーブにより、前記磁石連結体の外周の、他端面側部を覆ったことを特徴とする磁束片流れ型永久磁石ユニット。
【請求項８】
請求項７において、
前記スリーブは、軟鉄から構成されたことを特徴とする磁束片流れ型永久磁石ユニット。
【請求項９】
磁極が厚さ方向両端にある板状永久磁石を複数枚、相互に吸着して重ねて一体とした磁石連結体と、
この磁石連結体の一方の端面に吸着され、且つ、該端面と略同一形状の板状常磁性体からなり、且つ、先端側外周部が、板厚の１／２〜２／３の範囲で先端先細りのテーパ面とされたヨークと、
前記磁石連結体を構成する板状永久磁石及び前記先端側ヨークを一体的に連結する連結手段と、
を有してなる磁束両流れ型永久磁石ユニット。
【請求項１０】
請求項９において、
前記連結手段はボルトであり、前記各永久磁石及び前記ヨークには、前記ボルトが挿通するボルト孔が設けられたことを特徴とする磁束両流れ型永久磁石ユニット。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、
前記ヨークは、軟鉄から構成されていることを特徴とする磁束両流れ型永久磁石ユニット。
【請求項１２】
回転軸に取り付けられた回転体と、この回転体に、前記回転軸廻りに等角度間隔で、且つ、該回転体の半径方向外側の磁極が同一極性となるように取り付けられた複数の回転永久磁石ユニットと、
これら複数の回転永久磁石ユニットの最大回転半径の外側位置に配置され、前記回転軸を中心とした円形又は円弧形状の内周面を備えた外側支持部材と、
この外側支持部材の内周面に沿って、前記回転体側の磁極が、前記回転永久磁石ユニットの半径方向外側の磁極と同一極性となるように、円周方向に一定間隔で配置された複数の固定永久磁石ユニットと、を有してなり、
前記回転永久磁石ユニットと固定永久磁石ユニットは、請求項１乃至４のいずれかに記載の磁束片流れ型永久磁石ユニットからなり、
前記回転永久磁石ユニットは、前記端面における前記先端側ヨークが設けられている側が回転方向先端となるように配置され、
前記固定永久磁石ユニットは、前記端面における前記先端側ヨークが設けられている側が前記回転永久磁石ユニットにおける先端側ヨークと反対向きとなるように配置されたことを特徴とする回転アシスト装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記複数の固定永久磁石ユニットの円周方向の隙間に、請求項９、１０又は１１に記載の磁束両流れ型永久磁石ユニットを、前記ヨーク側の磁極が前記固定永久磁石ユニットの先端側ヨークと異なる極性となるように、且つ、前記ヨークの、前記回転軸を中心とする半径方向位置が、前記固定永久磁石ユニットの先端側ヨークに対して外側にずれて配置されたことを特徴とする回転アシスト装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記固定永久磁石ユニットを構成する板状永久磁石の枚数が、前記固定永久磁石ユニットを構成する永久磁石の枚数の２／３〜１／３としたことを特徴とする回転アシスト装置。
【請求項１５】
請求項１２、１３又は１４において、
前記回転体の、少なくとも前記回転永久磁石ユニットの、他端面に接触する部分が、該他端面よりも大きい面積の常磁性体からなる基端側ヨークを兼ねていることを特徴とする回転トルク増大装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれかにおいて、
前記外側支持部材の、少なくとも前記固定永久磁石ユニットの、他端面に接触する部分が、該他端面よりも大きい面積の常磁性体からなる基端側ヨークを兼ねていることを特徴とする回転トルク増大装置。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６のいずれかにおいて、
前記外側支持部材は、前記回転体を囲み、且つ、これと同心状に配置されたリング形状であることを特徴とする回転アシスト装置。
【請求項１８】
請求項１２乃至１６のいずれかにおいて、
前記外側支持部材は、前記回転体を囲み、且つ、これと同心状に配置された円弧形状であることを特徴とする回転アシスト装置。
【請求項１９】
請求項１２乃至１８のいずれかの回転アシスト装置と、前記外側支持部材と一体的に連結されたモータと、前記外側支持部材に支持されると共に、前記モータの出力軸を支持する軸受と、を有してなり、
前記モータの出力軸は、前記回転軸を兼ねて、前記回転体を支持すると共に、前記軸受から貫通突出した出力軸端部を有することを特徴とする回転アシスト付モータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁力線を磁極端面から法線方向以外にも導くことができるようにした永久磁石ユニット、これを利用した回転アシスト装置及び回転アシスト付モータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を利用し、特に外部からの入力に対して、この入力を上回る出力を得るようにしたトルク増大装置としては、例えば特許文献１に開示された磁力回転装置がある。この磁力回転装置は、永久磁石と電磁石との反発力又は永久磁石同士の反発力を利用したものである。又、ネオジウム（Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂｏ）磁石を用いた発電装置として、特許文献２に開示されたような、棒状ネオジウム磁石の両極から強磁性体を介して磁束を導き、円周方向に間欠的に複数の磁石ギャップを形成し、ここに回転するコイルを横切らせて、コイル端から電力を得るようにしたものがある。
【０００３】
上記の磁力回転装置は、トルク増大係数が僅かであり実用的でないという問題点があり、又特許文献２の発電装置は、永久磁石の磁力の低下及び洩れ等があり、出力を大きくするには限界があった。
【０００４】
これに対して、本発明者は、特許文献３に記載されるように、構造が簡単であり、且つ、増倍係数の大きなトルク増倍装置及びこれを利用した発電装置を提案した。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２８５１０３号公報
【特許文献２】特開平１０−１９１６２３号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ０３／０９４３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献３記載の発明は、永久磁石を円周方向に多数配置したロータの円周方向複数箇所に、このロータよりも小径で、且つ各々が円周方向に複数の永久磁石を配置した磁石車を配置し、該磁石車をモータによって駆動することにより、トルクを増倍してロータを回転させるものである。
【０００７】
ここで、前記ロータ側の永久磁石と磁石車側の永久磁石とは、その極性が同一とされ、両者の反発によってロータが回され、更に、磁石車も、その反発時にモータ駆動方向に加速されるようにしているが、両者の永久磁石が接近する際に、接近に抵抗するように反発力が生じ、これが、更なるトルク増倍の限界となっていた。
【０００８】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、永久磁石の相互接近時に、これを妨げる反発力を大幅に低減させることができるようにした永久磁石ユニット、これを利用した回転アシスト装置及び回転アシスト付モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
永久磁石ユニットの発明は、磁極が厚さ方向両端にある板状永久磁石を複数枚、相互に吸着して重ねて一体とした磁石連結体と、この磁石連結体の一方の端面に吸着され、且つ、該端面の略半割形状のカバー領域を覆う板状常磁性体からなる先端側ヨークと、前記磁石連結体を構成する板状永久磁石及び前記先端側ヨークを一体的に連結する連結手段と、を有してなる磁束片流れ型永久磁石ユニットにより、上記目的を達成するものである。
【００１０】
又、永久磁石ユニットの第２発明は、磁極が厚さ方向両端にある板状永久磁石を複数枚、相互に吸着して重ねて一体とした磁石連結体と、この磁石連結体の一方の端面に吸着され、且つ、該端面と略同一形状の板状常磁性体からなり、且つ、先端側外周部が、板厚の１／２〜２／３の範囲で先端先細りのテーパ面とされたヨークと、前記磁石連結体を構成する板状永久磁石及び前記先端側ヨークを一体的に連結する連結手段と、を有してなる磁束両流れ型永久磁石ユニットにより、上記目的を達成するものである。
【００１１】
更に、回転アシスト装置の発明は、回転軸に取り付けられた回転体と、この回転体に、前記回転軸廻りに等角度間隔で、且つ、該回転体の半径方向外側の磁極が同一極性となるように取り付けられた複数の回転永久磁石ユニットと、これら複数の回転永久磁石ユニットの最大回転半径の外側位置に配置され、前記回転軸を中心とした円形又は円弧形状の内周面を備えた外側支持部材と、この外側支持部材の内周面に沿って、前記回転体側の磁極が、前記回転永久磁石ユニットの半径方向外側の磁極と同一極性となるように、円周方向に一定間隔で配置された複数の固定永久磁石ユニットと、を有してなり、前記回転永久磁石ユニットと固定永久磁石ユニットは、請求項１乃至４のいずれかに記載の磁束片流れ型永久磁石ユニットからなり、前記回転永久磁石ユニットは、前記端面における前記先端側ヨークが設けられている側が回転方向先端となるように配置され、前記固定永久磁石ユニットは、前記端面における前記先端側ヨークが設けられている側が前記回転永久磁石ユニットにおける先端側ヨークと反対向きとなるように配置されたことを特徴とする回転アシスト装置により、上記目的を達成するものである。
【００１２】
又、回転アシスト付モータの発明は、上記のような回転アシスト装置と、前記外側支持部材と一体的に連結されたモータと、前記外側支持部材に支持されると共に、前記モータの出力軸を支持する軸受と、を有してなり、前記モータの出力軸は、前記回転軸を兼ねて、前記回転体を支持すると共に、前記軸受から貫通突出した出力軸端部を有することにより、上記目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
永久磁石ユニットにおける同一極性の磁極を相互に接近させるとき、接近側の磁力線が磁極端面から斜めに出ているので反発力が少なく、すれ違いのとき、相互の法線方向の磁力線により強く反発させて接近に要する力よりも大きな力を取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の磁束片流れ型永久磁石ユニットは、磁極が厚さ方向両端にある板状永久磁石を複数枚、相互に吸着して重ねて一体とした磁石連結体と、この磁石連結体の一方の端面に吸着され、且つ、該端面の略半割形状のカバー領域を覆う板状常磁性体からなる先端側ヨークと、前記磁石連結体を構成する板状永久磁石及び前記先端側ヨークを一体的に連結する連結手段としてのボルトと、から構成する。
【００１５】
又、磁束両流れ型永久磁石ユニットは、磁極が厚さ方向両端にある板状永久磁石を複数枚、相互に吸着して重ねて一体とした磁石連結体と、この磁石連結体の一方の端面に吸着され、且つ、該端面のと略同一形状の板状常磁性体からなり、且つ、先端側外周部が、板厚の１／２〜２／３の範囲で先端先細りのテーパ面とされたヨークと、前記磁石連結体を構成する板状永久磁石及び前記先端側ヨークを一体的に連結する連結手段としてのボルトと、から構成する。
【実施例１】
【００１６】
次に、図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係る磁束片流れ型永久磁石ユニット１０について説明する。
【００１７】
この磁束片流れ型永久磁石ユニット（以下片流れユニット）１０は、磁極が厚さ方向両端にある板状永久磁石１２Ａ〜１２Ｊを相互に吸着して重ねて一体とした磁石連結体１２と、この磁石連結体１２の図１において上端面１３に吸着され、且つ、該上端面１３の略半割形状のカバー領域１３Ａを覆う板状常磁性体からなる先端側ヨーク１４と、前記磁石連結体１２の下端面１５に吸着された、該下端面１５よりも大きい形状の板状常磁性体からなる基端側ヨーク１６と、前記磁石連結体１２の長さの１／４〜１／２の長さの筒状の常磁性体からなり、該磁石連結体１２の下側の１／４〜１／２の部分の外周を覆うスリーブ１８と、前記磁石連結体１２を構成する板状永久磁石１２Ａ〜１２Ｊ、先端側ヨーク１４及び基端側ヨーク１６を、一体的に連結するための、連結手段としての締結ボルト２０と、を備えて構成されている。
【００１８】
前記板状永久磁石１２ＡＡ〜１２Ｊは、いずれもネオジウム（Ｎｅ−Ｆｅ−Ｄｏ）磁石を用いると良い。又、前記先端側ヨーク１４、基端側ヨーク１６及びスリーブ１８は、例えば、Ｓ４５Ｃの軟鉄等により構成されている。
【００１９】
前記先端側ヨーク１４は、円形板の半分よりもやや少ない部分を切り取った形状、即ち、円形の板状永久磁石１２Ａ〜１２Ｊの半割形状よりもやや大きく形成されている。
【００２０】
更に詳細には、先端側ヨーク１４は、その平面形状が、図１において二点鎖線で示される仮想半割直径線ＣＬよりもやや大きく突出して形成され、前記上端面１３の中心に相当する位置にボルト孔１９を備えている。又、前記カバー領域１３Ａと露出領域１３Ｂの境界線に沿う直線状端面（境界面）１４Ａと、外側の円弧状外周面（外周端面）１４Ｂとを備えている。又、前記円弧状外周面１４Ｂには、先端側外周角部が、板厚の１／２〜２／３の範囲で面取りされて、先端先細りのテーパ面１４Ｃが形成されている。
【００２１】
図２に示されるように、前記板状永久磁石１２Ａ〜１２Ｊにも、各々、締結ボルト２０が挿通されるボルト孔２１が設けられ、又、前記ボルト孔１９には、前記ボルト孔２１とボルト孔１９とに締結ボルト２０を挿通したときに、ボルト頭部が埋め込まれる座ぐり部１９Ａが形成されている。
【００２２】
前記ボルト孔１９、２１に挿通された締結ボルト２０は、その先端のねじ部において、前記基端側ヨーク１６と螺合して、先端側ヨーク１４、板状永久磁石１２Ａ〜１２Ｊ、基端側ヨーク１６を強固に一体的に締付けて連結するようにされている。前記スリーブ１８は、この一体的に連結された磁石連結体１２の外周に嵌合されている。
【００２３】
この実施例１に係る片流れユニット１０は、例えば、上端面１３側をＮ極、下端面１５側をＳ極とした場合、磁力線を測定すると、磁石連結体１２の、図２において長手方向上側の略１／２の範囲がＮ極、下側の１／２の範囲がＳ極となる。
【００２４】
このような磁石連結体１２を、スリーブ１８で、Ｓ極側を覆うと共に、基端側ヨーク１６を取り付けることによって、図２において２点鎖線で示されるように、Ｓ極としての磁力線はスリーブ１８の上端面と基端側ヨーク１６の下端面に集中する。これに対して、Ｎ極側では、磁石連結体１２の上端面１３における前記露出領域１３Ｂでは、該上端面１３の法線方向に磁力線が発生する。更に、板状永久磁石１２Ａ〜１２Ｅからも、側方、即ち、図２において横方向に磁力線が発生している。
【００２５】
前記先端側ヨーク１４の位置においては、図２に示されるように、前記テーパ面１４Ｃの法線方向に磁力線が発生していた。即ち、この磁束片流れ型永久磁石ユニット１０においては、磁石連結体１２の上端面１３の略半分の露出領域１３Ｂでは、上端面１３に対して垂直に、即ち法線方向に大きく（高く）磁力線が発生し、先端側ヨーク１４においては、斜め外向き（上端面１３の法線方向には小さく、低く）に磁力線が発生していることになる。
【００２６】
このような、磁束片流れ型永久磁石ユニット１０を例えば、一対用意し、前記直線状端面１４Ａを尾端側として、先端側ヨーク１４のテーパ面１４Ｃを接近させると、少ない反発力で磁石連結体１２を相互に接近させることができ、且つ、露出領域１３Ｂ相後では、強い反発力を得ることができる。
【実施例２】
【００２７】
次に、図３及び図４を参照して、本発明の実施例２に係る磁束両流れ型永久磁石ユニット（両流れユニット）３０について説明する。
【００２８】
この両流れユニット３０は、磁極が厚さ方向両端にある板状永久磁石３２Ａ〜３２Ｅを相互に吸着して重ねて一体とした磁石連結体３２と、この磁石連結体３２の一方の端面である上端面３３に吸着され、該上端面３３と略同一平面形状の板状常磁性体からなり、且つ、先端側外周角部が、板厚の１／２〜２／３の範囲で先端先細りのテーパ面３４Ａとされたヨーク３４と、前記磁石連結体３２を構成する板状永久磁石３２Ａ〜３２Ｅ及び前記ヨーク３４を一体的に連結する連結手段としての締結ボルト３６と、を備えて構成されている。
【００２９】
前記板状永久磁石３２Ａ〜３２Ｅは、いずれもネオジウム（Ｎｅ−Ｆｅ−Ｄｏ）磁石を用いると良い。
【００３０】
前記ヨーク３４は、軟鉄等の常磁性体から形成されている。又、ヨーク３４の中心及び各板状永久磁石３２Ａ〜３２Ｅの中心には、ボルト孔３７が各々形成され、前記締結ボルト３６が挿通されるようになっている。又、ヨーク３４の上の円形中心面３４Ｂの中心には、締結ボルト３６の頭部が入り込む座ぐり部３４Ｃが形成されている。
【００３１】
前記磁石連結体３２の、図３、図４において下端面３３Ｂにはナット板３８が配置され、前記ボルト孔３７に挿通された締結ボルト３６の先端ねじ部が該ナット板３８に螺合することによって、ヨーク３４、板状永久磁石３２Ａ〜３２Ｅを、一体的に締付け固定できるようにされている。
【００３２】
この実施例２に係る両流れユニット３０における磁力線を測定したところ、その一部は図４に２点鎖線で示されるように、例えば、磁石連結体１２の図４において上端をＳ極、下端をＮ極としたとき、Ｓ極側からの磁力線は、前記ヨーク３４のテーパ面３４Ａから斜め外向きに発生し、水平の円形中心面３４Ｃでは、その法線方向に磁力線が発生するが、前記テーパ面３４Ａからの磁力線に沿って、外周方向に導かれる。
【００３３】
従って、この磁束両流れ型永久磁石ユニット３０のＮ極側の磁力線は、その断面で見ると、図４に示されるように左右両方向に流れるようになる。
【００３４】
なお実施例１、２において、磁石凍結体とヨーク、先端側ヨーク、基端側ヨークの連結手段としてボルトを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらをケースに収容したり、接着剤により接着したりして連結してもよい。
【実施例３】
【００３５】
次に、図５に示される本発明の実施例３に係る回転アシスト装置４０について説明する。
【００３６】
この回転アシスト装置４０は、モータ４２の回転軸４３に取り付けられた回転体４４と、この回転体４４に、前記回転軸４３廻りに等角度間隔で、且つ、該回転体４４の半径方向外側の磁極が同一極性、例えばＮ極となるように取り付けられた６個の回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆと、これらの回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆの最大回転半径の外側位置に配置され、円形の内周面４９を備えた外側支持部材４８と、この外側支持部材４８の内周面４９に沿って、前記回転軸４３側の磁極が前記回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆの半径方向外側の極性と同一、即ちＮ極となるように、円周方向に等角度間隔で配置された固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆと、を備えて構成されている。
【００３７】
前記回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆと、固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆは、前記実施例１の磁束片流れ型永久磁石ユニット１０と実質的に同一であるので詳細な説明は省略する。
【００３８】
又、前記回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆは、先端側ヨーク１４が設けられている側が回転方向（反時計方向）の先端、即ち、直線状端面１４Ａ側が回転方向尾端となるように配置されている。
【００３９】
これに対して、前記固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆは、前記先端側ヨーク１４が設けられている側が、前記回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆの先端側ヨーク１４と反対向きとなるように配置されている。
【００４０】
ここで、前記回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆは、その外向きの中心軸線が、回転体４４の回転方向尾端側に約３０°傾いて取り付けられている。前記回転体４４に取り付けられた回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆにおける下端面１５及びこの下端面１５近傍に取り付けられたスリーブ１８は、回転体４４の支持面４５に吸着され、且つ、この支持面４５に、締結ボルト２０によって強固に締付け固定されている。又、前記回転体４４の、少なくとも支持面４５近傍は、軟鉄等の常磁性体から形成され、前記実施例１における基端側ヨークに相当する機能を有している。
【００４１】
又、前記固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆは、円環形状の前記外側支持部材４８の内周面４９に吸着して、且つ、締結ボルト２０によって、該内周面４９に締付け固定されている。この外側支持部材４８は、少なくとも、固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆの基端側端面近傍において軟鉄等の常磁性体からなり、基端側ヨークを構成している。
【００４２】
前記固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆの間には、前記実施例２に係る磁束両流れ型永久磁石ユニット３０と同一の固定中間永久磁石ユニット５２Ａ〜５２Ｆが前記外側支持部材４８の内周面４９に円周方向等角度間隔で取付固定されている。
【００４３】
これら固定中心永久磁石ユニット５２Ａ〜５２Ｆは、前記実施例２に係る磁束両流れ型永久磁石ユニット３０と同一であり、そのＳ極を回転軸４３方向に向けて、且つ、Ｓ極の端面である中心平面３４Ｃが、固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０ＦのＮ極の端面である先端側ヨーク１４よりも、半径方向外側にオフセットして取り付けられている。これら固定中間永久磁石ユニット５２Ａ〜５２Ｆは、締結ボルト３６によって、前記外側支持部材４８の内周面４９に締付け固定されている。
【００４４】
この実施例３の回転アシスト装置４０においては、モータ４２によって回転軸４３及び回転体４４を例えば、図５の矢印で示されるように反時計方向に回転させると、回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆが、固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆからの反発力を常時受けて回転トルクが補充される。従って、上記モータ４２においては、その消費電力が低下する。
【００４５】
更に詳細には、回転体４４が図５において反時計方向に駆動されると、回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆは、先端側ヨーク１４における円弧状外周面１４Ｃを回転方向先端、直線状端面１４Ｂを回転方向尾端として回転される。
【００４６】
このとき、固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆは、その先端側ヨークの円弧状外周面１４Ｂが前記回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆにおける先端側ヨーク１４の円弧状外周面１４Ｂと対向して配置されているので、回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆが固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆに接近する際には、図６（回転永久磁石ユニット４６Ａ、固定永久磁石ユニット５０Ａ、５０Ｂ、固定中間永久磁石ユニット５２Ａのみ示す）に拡大して示されるように、両者の先端側ヨーク１４からの磁力線が上端面１３に対して斜め方向にあり、反発力は非常に小さい。
【００４７】
これに対して、両者の先端側ヨーク１４の円周方向位置が重なる方向に移動して、図６で２点鎖線で示されるように、両者の磁石連結体１２の上端面１３における、露出領域１３Ｂ、即ち磁力線が法線方向に出ている領域が重なると、共にＮ極であるので強く反発し、この反発によって、回転永久磁石ユニット４６Ａは、回転体４４の回転方向に強く駆動される。従って、モータ４２の回転力のアシストがなされることになる。
【００４８】
ここで、発明者の実験によると、固定中間永久磁石ユニット５２Ａ〜５２Ｆなしで、回転体４４を高速で回転させようとすると、固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆの先端側ヨーク１４からの磁力線と回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆの露出領域１３Ｂからの磁力線とが反発して、回転体４４を高速回転をさせることができなかった。
【００４９】
本発明者は、図５に示されるように、固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆの間に、固定中間永久磁石ユニット５２Ａ〜５２Ｆを設けることによってこれを解決した。
【００５０】
次に、その詳細について図６を参照して説明する。
【００５１】
固定中間永久磁石ユニット５２Ａのヨーク３４における図６の左半分からは、これがＳ極であるので、図６に拡大して示されるように、斜め外向きの磁力線が、隣接する固定永久磁石ユニット５０Ａの、先端側ヨーク１４におけるテーパ面１４Ｄに到達する。
【００５２】
又、固定中間永久磁石ユニット５２Ａにおけるヨーク３４の、前記とは反対側半分からの磁力線は、そのＳ極が、隣接する固定永久磁石ユニット５０Ｂの露出領域１３Ｂに垂直に到達する。このとき、ヨーク３４は固定永久磁石ユニット５０ＢのＮ極から半径方向外側にオフセットして配置され、且つ、固定永久磁石ユニット５０Ｂの先端が固定中間永久磁石ユニット５２Ａ側に傾いているので、固定永久磁石ユニット５０Ａ〜５０Ｆの露出領域１３Ｂから法線方向に出る磁力線は、横向きに流れることがなく、例えば、図６において２点鎖線で示される位置の回転永久磁石ユニット４６Ａ及び固定永久磁石ユニット５０Ａの両者における露出領域１３Ｂからの磁力線が相互に強く反発することになる。
【００５３】
従って、この実施例３において、回転体４４を高速で回転させても、回転アシスト力が低下することはない。
【実施例４】
【００５４】
次に、図７を参照して、本発明の実施例４について説明する。
【００５５】
この実施例４に係る回転アシスト装置６０は、円弧形状の外側支持部材６２の内周面６３に固定永久磁石ユニット６４Ａ〜６４Ｅ及び固定中間永久磁石ユニット６６Ａ〜６６Ｄをそれぞれ取り付けたものであり、モータ４２、回転軸４３、回転体４４及び回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆの構成は、前記図５の実施例３と同一である。
【００５６】
この実施例４の回転アシスト装置６０は、図７に示されるように、前記回転体４４の回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆによって、ロータ７０に円周方向一定間隔に取り付けられた被動永久磁石ユニット７２を反発させて、ロータ７０を、図７において矢印で示されたように時計方向に駆動するものである。
【００５７】
前記被動永久磁石ユニット７２は、前記実施例１の磁束片流れ型永久磁石ユニット１０から基端側ヨーク１６及びスリーブ１８を取り除いた構成であり、ロータ７０の外周に設けられた取付孔７３に、先端側ヨーク１４及び露出領域１３Ｂを露出して、且つ、外側を回転方向に傾けて取付固定されている。又、前記被動永久磁石ユニット７２は、ロータ７０の外周側がＮ極、即ち、回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆの先端と同一極性とされている。
【００５８】
この実施例４における回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆ、固定永久磁石ユニット６４Ａ〜６４Ｅ及び固定中間永久磁石ユニット６６Ａ〜６６Ｄ間の作用は、実施例３における作用と同一であるので説明は省略する。
【００５９】
前記被動永久磁石ユニット７２に対して、回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆが接近するとき、両者の先端側ヨーク１４からの磁力線が、それぞれ回転方向に傾いているので、両者間の反発力は小さいが、両者の露出領域１３Ｂが接近すると大きな反発力が発生し、これにより、ロータ７０は図７において時計方向に付勢され、回転永久磁石ユニット４６Ａ〜４６Ｆは、モータ４２による回転方向に付勢される。
【実施例５】
【００６０】
次に、図８を参照して、回転アシスト付モータ装置８０について説明する。
【００６１】
この回転アシスト付モータ装置８０は、前記実施例３の回転アシスト装置４０とモータ８２とを一体的な組立体としたものであり、モータ８２の出力軸８４に、回転アシスト装置４０によって回転トルクが付与されて、該出力軸８４からトルクが増大された回転力を取出すことができる。
【００６２】
ここでモータ８２は、ブラケット８６Ａを介して回転アシスト装置４０の外側支持部材４８に支持され、又、出力軸８４は、回転アシスト装置４０を貫通した位置で軸受け８８により支持されている。この軸受け８８はブラケット８６Ｂにより外側支持部材４８に支持されている。前記出力軸８４の、軸受け８８から突出した部分が、回転力を取出す出力軸端部８９となる。
【００６３】
なお、上記各実施例において、磁石連結体１２は、１０枚の板状永久磁石１２Ａ〜１２Ｊにより構成され、又、磁束両流れ型永久磁石ユニット３０は、５枚の板状永久磁石３２Ａ〜３２Ｅから構成されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、板状永久磁石の枚数は複数であれば特に限定されない。
【００６４】
但し、枚数が多いほど、Ｎ極とＳ極の端面間の距離が長くなり、端面にヨークを取り付けたとき、磁力線が斜めあるいは横方向に発生し易い。
【００６５】
又、磁石連結体１２及び３２は、共に円形の板状永久磁石から構成されているが、これは、四角形あるいは六角形等の他の形状であってもよい。
【００６６】
更に、先端側ヨーク１４、基端側ヨーク１６、ヨーク３４、外側支持部材４８、６２、回転体４４の支持面４５のいずれも、常磁性体であれば良く、必ずしも軟鉄に限定されるものではない。
【００６７】
又、前記回転アシスト装置４０及び５０は、モータ４２の回転軸４３にトルクを付与するものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の回転駆動源、例えば、エンジン、風車、水車、車輪等の回転をアシストできるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１に係る磁束片流れ型永久磁石ユニットを示す斜視図
【図２】同磁束型流れ型永久磁石ユニットを示す一部断面とした正面図
【図３】本発明の実施例２に係る磁束両流れ型永久磁石ユニットを示す斜視図
【図４】同一部断面とし、磁力線を模式的に示した正面図
【図５】本発明の実施例３に係る回転アシスト装置を示す断面図
【図６】同要部を拡大して示すとともに、磁力線を模式的に示した断面図
【図７】本発明の実施例４に係る回転アシスト装置を示す断面図
【図８】本発明の実施例４に係る回転アシスト付モータ装置を示す側面図
【符号の説明】
【００６９】
１０…磁束片流れ型永久磁石ユニット（片流れユニット）
１２…磁石連結体
１２Ａ〜１２Ｊ…板状永久磁石
１３…上端面
１３Ａ…カバー領域
１３Ｂ…露出領域
１４…先端側ヨーク
１４Ａ…直線状端面
１４Ｂ…円弧状外周面
１４Ｃ…テーパ面
１５…下端面
１６…基端側ヨーク
１８…スリーブ
１９、２１…ボルト孔
２０…締結ボルト
３０…磁束両流れ型永久磁石ユニット（両流れユニット）
３２…磁石連結体
３２Ａ〜３２Ｅ…板状永久磁石
３３…上端面
３４…ヨーク
３４Ａ…テーパ面
３６…締結ボルト
４０、６０…回転アシスト装置
４２…モータ
４３…回転軸
４４…回転体
４５…支持面
４６Ａ〜４６Ｆ…回転永久磁石ユニット
４８、６２…外側支持部材
４９、６３…内周面
５０Ａ〜５０Ｆ、６４Ａ〜６４Ｅ…固定永久磁石ユニット
５２Ａ〜５２Ｆ、６６Ａ〜６６Ｄ…固定中間永久磁石ユニット
８０…回転アシスト付モータ装置
８２…モータ
８４…出力軸
８８…軸受け
８９…出力軸端部
【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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