(57)【要約】【課題】  効率的に動力を発生する動力発生装置を提供する。【解決手段】  磁力によってロータ１８が矢印Ａの向きに回転し、ロータ２２が矢印Ｂの向きに回転する。ロータ１８の回転とロータ２２の回転とは、４個の歯車５５＿１〜５５＿４を介して完全に同期している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面を備え、前記外周面側が第１の磁極となり反対側が第２の磁極となるように、Ｓ個の第１の磁石が前記外周面上の周方向の等間隔の位置に配設された第１の部材と、
前記第１の部材の前記外周面と中心軸を同じくし当該外周面と対向する内周面を備えた第２の部材であって、前記内周面側が第１の磁極となり前記第１の磁石の前記第２の磁極と対向する側が第２の磁極となるように前記内周面に配設された第２の磁石と、前記内周面側が第２の磁極となり前記第１の磁石の前記第２の磁極と対向する側が第１の磁極となると共に前記第２の磁石と接触あるいは近接して前記内周面に配設された第３の磁石とによって各々構成されるＴ個の磁石体が、前記第１の部材および前記第２の部材の少なくとも一方が前記中心軸を中心に回転したときに、前記Ｓ個の第１の磁石の各々の前記第２の磁極が前記Ｔ個の磁石体を構成する前記第２の磁石の前記第２の磁極と前記第３の磁石の前記第１の磁極とに対して交互に対向するように、前記内周面上の周方向に等間隔の位置に配設された第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材とが前記中心軸を中心に同期して反対向きに回転するように、前記第１の部材と前記第２の部材との間で回転力を伝達する回転力伝達手段と
を有する動力発生装置。
【請求項２】
前記回転力伝達手段は、
前記第１の部材と一体となって前記中心軸を中心に回転する第１の歯車と、
前記第１の歯車を内側に位置させ、前記中心軸に対向して周方向に沿って前記第２の部材に形成された第２の歯車と、
前記第１の歯車と前記第２の歯車との双方と噛み合う単数または複数の第３の歯車と
を有する請求項１に記載の動力発生装置。
【請求項３】
前記第２の磁石および前記第３の磁石の前記中心軸と直交する断面は、前記第１の部材の前記外周面に向かうに従って小さくなっている
請求項１または請求項２に記載の動力発生装置。
【請求項４】
前記第１の磁石の前記中心軸と直交する断面は、前記第２の部材の前記内周面に向かうに従って小さくなっている
請求項１〜３のいずれかに記載の動力発生装置。
【請求項５】
前記第１の磁石、前記第２の磁石および前記第３の磁石は、永久磁石である
請求項１〜４のいずれかに記載の動力発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、動力を効率的に発生する動力発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、石油などの燃料を燃焼させて生じたエネルギを基に発電を行うシステムがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、上述した従来のシステムでは、石油などを燃焼させることで、大量の二酸化炭素を排出するため、地球環境上、様々な問題を引き起こしている。
また、石油などの資源は有限である。従って、動力を効率的に発生する装置が期待されている。【０００４】  本発明は、上述した従来技術に鑑みてなされ、効率的に動力を発生する動力発生装置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】
【０００５】  上述した目的を達成するために、本発明の動力発生装置は、外周面を備え、前記外周面側が第１の磁極となり反対側が第２の磁極となるように、Ｓ個の第１の磁石が前記外周面上の周方向の等間隔の位置に配設された第１の部材と、前記第１の部材の前記外周面と中心軸を同じくし当該外周面と対向する内周面を備えた第２の部材であって、前記内周面側が第１の磁極となり前記第１の磁石の前記第２の磁極と対向する側が第２の磁極となるように前記内周面に配設された第２の磁石と、前記内周面側が第２の磁極となり前記第１の磁石の前記第２の磁極と対向する側が第１の磁極となると共に前記第２の磁石と接触あるいは近接して前記内周面に配設された第３の磁石とによって各々構成されるＴ個の磁石体が、前記第１の部材および前記第２の部材の少なくとも一方が前記中心軸を中心に回転したときに、前記Ｓ個の第１の磁石の各々の前記第２の磁極が前記Ｔ個の磁石体を構成する前記第２の磁石の前記第２の磁極と前記第３の磁石の前記第１の磁極とに対して交互に対向するように、前記内周面上の周方向に等間隔の位置に配設された第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材とが前記中心軸を中心に同期して反対向きに回転するように、前記第１の部材と前記第２の部材との間で回転力を伝達する回転力伝達手段とを有する。【０００６】  本発明の動力発生装置は、好ましくは、前記回転力伝達手段は、前記第１の部材と一体となって前記中心軸を中心に回転する第１の歯車と、前記第１の歯車を内側に位置させ、前記中心軸に対向して周方向に沿って前記第２の部材に形成された第２の歯車と、前記第１の歯車と前記第２の歯車との双方と噛み合う単数または複数の第３の歯車とを有する。【０００７】  また、本発明の動力発生装置は、好ましくは、前記第２の磁石および前記第３の磁石の前記中心軸と直交する断面は、前記第１の部材の前記外周面に向かうに従って小さくなっている。
また、本発明の動力発生装置は、好ましくは、前記第１の磁石の前記中心軸と直交する断面は、前記第２の部材の前記内周面に向かうに従って小さくなっている。
また、本発明の動力発生装置は、好ましくは、前記第１の磁石、前記第２の磁石および前記第３の磁石は、永久磁石である。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、効率的に動力を発生する動力発生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  以下、本発明の実施形態に係わる動力発生装置について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の動力発生装置１の断面構成図である。
図２は、図１中上側から見た動力発生装置１の構成要素の配置図である。
図３は、図１に示す断面線Ａ＿Ａにおける断面構成における永久磁石２０−ｓ（ｓは１≦ｓ≦Ｓの整数）および磁石体２４−ｔ（ｔは１≦ｔ≦Ｔの整数）の配置を説明するための図である。【００１０】  本実施形態では、本発明において、Ｓ＝７、Ｔ＝８の場合を例示する。
また、本実施形態のＳ極が本発明の第１の磁極に対応し、本実施形態のＮ極が本発明の第２の磁極に対応している。
また、ロータ１８が、本発明の第１の部材に対応し、外周面１８ａが本発明の外周面に対応している。
また、本実施形態のロータ２２が、本発明の第２の部材に対応し、内周面２２ａが本発明の内周面に対応している。
また、永久磁石２０−ｓが本発明の第１の磁石に対応し、永久磁石２６−ｔが本発明の第２の磁石に対応し、永久磁石２８−ｔが本発明の第３の磁石に対応している。【００１１】  図１に示すように、動力発生装置１のハウジング１０には、ベアリング１４ａ，１４ｂが固定されている。
シャフト１２は、ベアリング１４ａ，１４ｂにより、中心軸９を中心に回転可能に支持されている。
シャフト１２には、シャフト１２と一体となって中心軸９を中心に回転するロータ１８が固定されている。
ロータ１８は、図２および図３に示すように、シャフト１２と中心軸９を同じくする外周面１８ａを有し、図３に示すように、この外周面１８ａに周方向に等間隔に、７個の永久磁石２０−１〜２０−７が固定されている。
永久磁石２０−１〜２０−７は、そのＳ極がロータ１８の外周面１８ａ側に固定されており、そのＮ極が反対側（ロータ２２の内周面２２ａ側）に位置する。
永久磁石２０−１〜２０−７は、内周面２２ａに向かうに従って幅が狭くなる先細形状をしている。【００１２】  ハウジング１０には、外周面１８ａと対向する内周面２２ａを備えたロータ２２が中心軸９を中心に回転可能に装着されている。
ロータ２２の内周面２２ａには、図３に示すように、その周方向に等間隔に、８個の磁石体２４−１〜２４−８が固定されている。【００１３】  磁石体２４−ｔ（ｔは１≦ｔ≦８の整数）は、図３に示すように、永久磁石２６−ｔと永久磁石２８−ｔとを接触あるいは近接して配置して構成される。
永久磁石２６−ｔ，２８−ｔは、外周面１８ａに向かうに従って幅が狭くなる先細形状をしている。
永久磁石２６−ｔは、そのＳ極がロータ２２の内周面２２ａに固定されており、そのＮ極が反対側（ロータ１８の外周面１８ａ側）に位置する。
永久磁石２８−ｔは、そのＮ極がロータ２２の内周面２２ａに固定されており、そのＳ極が反対側（ロータ１８の外周面１８ａ側）に位置する。【００１４】  具体的には、図３に示すように、ロータ１６（外周面１８ａ）が中心軸９を中心に回転することで、７個の永久磁石２０−ｓ（ｓは１≦ｓ≦７の整数）の各々が、８個の磁石体２４−ｔの永久磁石２６−ｔのＮ極と永久磁石２８−ｔのＳ極と交互に対向するように、永久磁石２６−ｔと永久磁石２８−ｔとが内周面２２ａ上に配設されている。【００１５】  以下、ロータ１８とロータ２２との動作を同期させる歯車機構について説明する。
図１および図２に示すように、シャフト１２の外周には、中心軸９を中心にシャフト１２と一体となって回転する歯車５１が固定されている。
歯車５１の周囲には、長手方向が中心軸９と平行して４本のシャフト５３＿１〜５３＿４が円周方向に等間隔に固定されている。
シャフト５３＿１〜５３＿４には、それぞれ歯車５５＿１〜５５＿４がシャフト５３＿１〜５３＿４の中心軸を中心に回転可能に取り付けられている。【００１６】  ロータ２２は、ベアリング６１を介してハウジング１０に搭載されており、中心軸９を中心に回転可能である。
ロータ２２は、その内側に歯車５５＿１〜５５＿５を位置させる。ロータ２２には、歯車５５＿１〜５５＿４と噛み合う歯車７１が周方向に沿って形成されている。【００１７】  動力発生装置１は、歯車５１、歯車５５および歯車７１により、ロータ１８とロータ２２とが逆向きに回転する機構になっている。
本実施形態では、後述するように、永久磁石２０−ｓと、永久磁石２６−ｔおよび永久磁石２８−ｔとの間の吸引力および反発力によって、ロータ１８を図３に示す矢印Ａ（反時計回り）の向きに回転させる回転力が矢印Ｂの向き（時計回り）に回転させる回転力より強く発生する。
そのため、ロータ１８は最終的に矢印Ａに回転させようとする回転力を受ける。
この回転力は、歯車５５を図２中時計回りに回転させる力となり、歯車５５＿１〜５５＿５を介してロータ２２を矢印Ｂに回転させようとする回転力として伝達される。
すなわち、動力発生装置１では、ロータ１８の回転とロータ２２の回転とが向きが逆で、且つ機構的に完全に同期したものになる。これにより、ロータ１８を矢印Ａの向きに回転させる回転力が、歯車５５＿１〜５５＿５を介してテコの原理により、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強い回転力として伝達される。これにより、対向して位置する１組の永久磁石２０＿ｓと永久磁石２６＿ｔ，２８＿ｔ（図３に示す永久磁石２０＿７と永久磁石２６＿８，２８＿８）においても、ロータ１８を矢印Ａの向きに回転させ、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強く回転力を維持できる。【００１８】  以下、図３を参照して動力発生装置１の動作を説明する。
ロータ１８が、図３に示すように永久磁石２０−ｓを位置させるシャフト１２を中心とした回転位置にある場合を考える。−
図３に示す回転位置において、永久磁石２０−１のＮ極は、永久磁石２６−１のＮ極と永久磁石２８−１のＳ極との間で、永久磁石２８−１のＳ極寄りに位置する。そのため、永久磁石２０−１のＮ極は永久磁石２８−１のＳ極との間で強い吸引力を受けると共に、永久磁石２６−２のＮ極との間で反発力を受ける。
これにより、永久磁石２０−１は矢印Ａの向きに強い回転力を受ける。それと同時に、永久磁石２８−１および永久磁石２６−２は矢印Ｂの向きに強い回転力を受ける。【００１９】  また、図３に示す回転位置において、永久磁石２０−２のＮ極は、永久磁石２６−２のＮ極と永久磁石２８−２のＳ極と近接し、永久磁石２８−２のＳ極寄りに位置する。そのため、永久磁石２０−２のＮ極は永久磁石２８−２のＳ極との間で強い吸引力を受けると共に、永久磁石２６−３のＮ極との間で反発力を受ける。
これにより、永久磁石２０−２は矢印Ａの向きに強い回転力を受ける。それと同時に、永久磁石２８−２および永久磁石２６−３は矢印Ｂの向きに強い回転力を受ける。【００２０】  また、図３に示す回転位置において、永久磁石２０−３のＮ極は、永久磁石２８−３のＳ極と永久磁石２６−４のＮ極との中間に位置する。そのため、永久磁石２０−３のＮ極は永久磁石２８−３のＳ極との間で吸引力を受けると共に、永久磁石２６−４のＮ極との間で反発力を受ける。
これにより、永久磁石２０−３は矢印Ａの向きに強い回転力を受ける。それと同時に、永久磁石２８−３および永久磁石２６−４は矢印Ｂの向きに強い回転力を受ける。【００２１】  また、図３に示す回転位置において、永久磁石２０−４のＮ極は、永久磁石２８−４のＳ極と永久磁石２６−５のＮ極との間で、永久磁石２６−５のＮ極寄りに位置する。そのため、永久磁石２０−４のＮ極は永久磁石２６−５のＮとの間で強い反発力を受けると共に、永久磁石２８−４のＳ極との間で吸引力を受ける。
これにより、永久磁石２０−４は矢印Ａの向きに強い回転力を受ける。それと同時に、永久磁石２８−４および永久磁石２６−５は矢印Ｂの向きに強い回転力を受ける。【００２２】  また、図３に示す回転位置において、永久磁石２０−５のＮ極は、永久磁石２８−５のＳ極と永久磁石２６−６のＮ極と中間に位置する。そのため、永久磁石２０−５のＮ極は永久磁石２６−６のＮとの間で強い反発力を受けると共に、永久磁石２８−５のＳ極との間で吸引力を受ける。
これにより、永久磁石２０−５は矢印Ａの向きに強い回転力を受ける。それと同時に、永久磁石２８−５および永久磁石２６−６は矢印Ｂの向きに強い回転力を受ける。【００２３】  また、図３に示す回転位置において、永久磁石２０−６のＮ極は、永久磁石２８−６のＳ極と永久磁石２６−７のＮ極との間で、永久磁石２６−７のＮ極寄りに位置する。そのため、永久磁石２０−６のＮ極は永久磁石２６−７のＮとの間で強い反発力を受けると共に、永久磁石２８−６のＳ極との間で吸引力を受ける。
これにより、永久磁石２０−６は矢印Ａの向きに強い回転力を受ける。それと同時に、永久磁石２８−６および永久磁石２６−７は矢印Ｂの向きに強い回転力を受ける。【００２４】  また、図３に示す回転位置において、永久磁石２０−７のＮ極は、永久磁石２６−８のＮ極と永久磁石２８−８のＳ極との間に位置する（対向して位置する）。
このとき、永久磁石２０−７は特に回転力を受けない。【００２５】  上述したように、図３に示す回転位置において、ロータ１８は、永久磁石２０−１〜２０＿６においてロータ１８を図４中矢印Ａの向きに回転させる回転力が生じると共に、永久磁石２６＿１，２８＿１〜２６＿７，２８＿７においてロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる回転力が生じる。【００２６】  以下、永久磁石２６−１および永久磁石２８−１と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係を中心にロータ１８の回転位置に応じた回転力を、ロータ１８が１回転する時間内に略同じ時間間隔で規定した７個の第１〜第７のタイミングについて時系列的に見る。
例えば、図３に示すタイミング（以下、第１のタイミングとも記す）の次のタイミング（第２のタイミング）には、永久磁石２６−１および永久磁石２８−１と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係は、図３に示す永久磁石２６−８および永久磁石２８−８と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係と同じになり、図３に示す場合と同様にロータ１８を矢印Ａの向き、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強い回転力となる。【００２７】  次に、上記第２のタイミングの次の第３のタイミングには、永久磁石２６−１および永久磁石２８−１と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係は、図３に示す永久磁石２６−７および永久磁石２８−７と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係と同じになり、図３に示す場合と同様にロータ１８を矢印Ａの向き、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強い回転力となる。【００２８】  次に、上記第３のタイミングの次の第４のタイミングには、永久磁石２６−１および永久磁石２８−１と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係は、図３に示す永久磁石２６−６および永久磁石２８−６と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係と同じになり、図３に示す場合と同様にロータ１８を矢印Ａの向き、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強い回転力となる。【００２９】  次に、上記第４のタイミングの次の第５のタイミングには、永久磁石２６−１および永久磁石２８−１と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係は、図３に示す永久磁石２６−５および永久磁石２８−５と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係と同じになり、図３に示す場合と同様にロータ１８を矢印Ａの向き、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強い回転力となる。【００３０】  次に、上記第５のタイミングの次の第６のタイミングには、永久磁石２６−１および永久磁石２８−１と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係は、図３に示す永久磁石２６−４および永久磁石２８−４と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係と同じになり、図３に示す場合と同様にロータ１８を矢印Ａの向き、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強い回転力となる。【００３１】  次に、上記第６のタイミングの次の第７のタイミングには、永久磁石２６−１および永久磁石２８−１と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係は、図３に示す永久磁石２６−３および永久磁石２８−３と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係と同じになり、図３に示す場合と同様にロータ１８を矢印Ａの向き、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強い回転力となる。【００３２】  次に、上記第６のタイミングの次の第７のタイミングには、永久磁石２６−１および永久磁石２８−１と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係は、図３に示す永久磁石２６−２および永久磁石２８−２と永久磁石２０−ｓとの間の位置関係と同じになり、図３に示す場合と同様にロータ１８を矢印Ａの向き、ロータ２２を矢印Ｂの向きに回転させる強い回転力となる。【００３３】  上記第７のタイミングの次には上記第１のタイミングに戻る。【００３４】  以上説明したように、動力発生装置１によれば、上述したように、上記全てのタイミングにおけるロータ１８の回転位置において、ロータ１８を図２および図３中矢印Ａの向きに回転させる強い回転力を生じる。
そして、当該回転力は、ロータ１８と一体的に回転する歯車５１を介して、歯車５１と噛み合う歯車５５を図２中時計回りに回転させる力となる。
さらに、当該回転力は、歯車５５を介してテコの原理によりロータ２２を矢印Ｂに回転させようとする回転力となる。
すなわち、動力発生装置１では、ロータ１８の回転とロータ２２の回転とが機構的に完全に同期する。これにより、ロータ１８とロータ２２とが安定した状態で回転し、シャフト１２の回転摩擦、並びに空気抵抗等を考慮しても、発電機８による発電を可能にする十分な回転動力を発生できる。【００３５】  動力発生装置１では、永久磁石の反発力と吸引力との双方により、ロータ１８を回転させる非常に強い回転力を得ることができる。
なお、永久磁石２０−ｓ，２６−ｔ，２８−ｔの長手方向の長さを長くするに従って回転力は増大する。
また、動力発生装置１では、手動足踏レバーや油圧ジャッキなどで、ロータ１８をステータ磁石封入ケース２２の外側に移動させることで回転速度を減速させたり回転を停止させることができる。
なお、動力発生装置１は、図８に示すように、永久磁石２０−ｓのＳ極を、磁石体２４−１〜２４−１３に向けて配設してもよい。【００３６】  ＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、内側のロータ１８の外周に７個の永久磁石２０−ｓを配設し、外側のロータ２２の内周に８個の磁石体２４−ｔを配設した場合を例示した。
これに対して、本実施形態では、図４に示すように、内側のロータ１８の外周に９個の永久磁石２０−１〜２０＿９を配設し、外側のロータ２２の内周に８組の永久磁石２６＿１，２８＿１〜２６＿８，２８＿８を配設する。
また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ロータ１８とロータ２２との開に、ロータ１８の回転とロータ２２の回転とを逆向きに同期させる４個の歯車５５＿１〜５５＿４を設けている。
本実施形態によっても、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。【００３７】  本発明は上述した実施形態には限定されない。
上述した磁石の数は一例であり、特に限定されない。また、上述した実施形態では、４個の歯車５５＿１〜５５＿４例示したが、この数は特に限定されない。例えば、当該歯車の数は単数であってもよい。
また、ＳとＴの数は、Ｓ＝Ｔ＋１あるいはＳ＝Ｔ−１の関係を満たすものであることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】  本発明は、効率的に動力を発生する動力発生装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】  図１は、本発明の第１実施形態の動力発生装置の断面構成図である。
【図２】  図２は、図１中上側から見た動力発生装置の外観図てある。
【図３】  図３は、図１に示す断面線Ａ＿Ａにおける断面構成における永久磁石２０−ｓ（ｓは１≦ｓ≦７の整数）および永久磁石２６−ｔ，２８−ｔ（ｔは１≦ｔ≦８の整数）の配置を説明するための図である。
【図４】  図４は、本発明の第２実施形態を説明するための図である。
【０００６】  １…動力発生装置、９…中心軸、１０…ハウジング、１２…シャフト、１４…ベアリング、１６…ロータ、２２…ロータ、２０−ｓ，２６−ｔ，２８−ｔ…永久磁石、５１，５５＿１〜５５＿４…歯車
【図１】
2007228780.tif 000003
【図２】
2007228780.tif 000004
【図３】
2007228780.tif 000005
【図４】
2007228780.tif 000006