(57)【要約】【課題】２つの電磁石の磁心端部で磁力の強い永久磁石のＮＳ極両面をはさみ、その下に磁力の強い永久磁石を反発しあうように１個あるいは複数個配置し、少ない電力で強い駆動力を発生させる磁力増幅駆動装置を提供する事にある。【解決手段】本発明では、２つの電磁石の磁心端部で磁力の強い永久磁石のＮＳ極両面をはさみ、その下に磁力の強い永久磁石を反発しあうように１個あるいは複数個配置し、少ない電力で強い駆動力を発生する磁力増幅駆動装置を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの電磁石の磁心端部でネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石のＮＳ極両面をはさんだものを磁力線偏向体とし、その下にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石を、それぞれＳ極、Ｎ極を上に向け、磁力の強い永久磁石と反発するように配置した構成の、磁力線偏向体の電磁石の極性が反転することにより、少ない電力で強い駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅駆動装置。
【請求項２】
上記の磁力線偏向体の電磁石の磁心にアルミなどでできた放熱板か、あるいは冷却配管を取り付けた構成の、磁力線偏向体の電磁石の磁心の温度をコントロールする機能をもつことを特徴とする磁力増幅駆動装置。
【請求項３】
上記の磁力線偏向体の電磁石の磁心を、けい素鋼板の薄い鉄板を重ねた積層鉄心を用いた構成の、渦電流損とヒステリシス損を減少させることを特徴とする磁力増幅駆動装置。
【請求項４】
磁力増幅駆動装置を応用した、自由に回転する回転体の外周に、複数の三角形のネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石を磁石先端とＮＳ極面を交互に逆向きに取り付け、その回転体の磁石列が磁力線偏向体の磁力の強い永久磁石と反発するように、磁力線編向体を回転体のまわりに複数個配置した構成の、磁力線偏向体の電磁石の極性が反転することにより、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅回転駆動装置。
【請求項５】
磁力増幅駆動装置を応用した、円筒状の片方の端部が傾斜した、外周面がそれぞれＳ極、Ｎ極の磁力の強い永久磁石を、傾斜した端部同士を向かい合わせ、それを自由に回転する回転体の外周に取り付け、その回転体の磁力の強い永久磁石と磁力線偏向体の磁力の強い永久磁石と反発するように、磁力線編向体を回転体のまわりに複数個配置した構成の、磁力線偏向体の電磁石の極性が反転することにより、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする小型の磁力増幅回転駆動装置。
【請求項６】
磁力増幅駆動装置を応用した、複数の三角形のネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石を、磁石先端とＮＳ極面を交互に逆向きに並べ、その上に磁力線偏向体を、磁力線偏向体の磁力の強い永久磁石がその磁石列と反発するように配置した構成の、磁力線偏向体の電磁石の極性が反転することにより、少ない電力で強い直進駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅直進駆動装置。
【請求項７】
磁力増幅駆動装置を応用した、磁力線偏向体の下にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石を１個、磁力線偏向体の磁力の強い永久磁石と反発するように配置した構成の、磁力線偏向体の電磁石の極性が反転することにより、少ない電力で強い振動力を発生させることを特徴とする磁力増幅振動装置。
【請求項８】
磁力増幅回転駆動装置を応用した、磁力増幅回転駆動装置にホール素子などの磁気センサーや、回転子を駆動させる為の電子回路を取り付けた構成の、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅ブラシレスモーター。
【請求項９】
磁力増幅回転駆動装置を応用した、磁力増幅回転駆動装置の回転子の周りの磁力線偏向体を任意の位置に配置し、電磁石をパルスにより回転を制御する駆動回路を取り付けた構成の、少ない電力で強い回転駆動力と保持力を発生させることを特徴とする磁力増幅ステッピングモーター。
【請求項１０】
磁力増幅直進駆動装置を応用した、固定されたレール上で自由に動く台車の下部に磁力線偏向体を取り付け、次に磁石列をレールに取り付けた構成の、少ない電力で効率よく搬送することを特徴とする磁力増幅駆動台車。
【請求項１１】
磁力増幅直進駆動装置を応用した、固定されたガイドシャフトに沿って自由に動くテーブルに磁力線偏向体を取り付け、次に磁石列をガイドシャフト側に取り付けた構成の、少ない電力で効率よく搬送することを特徴とする磁力増幅リニアガイド。
【請求項１２】
磁力増幅回転装置を用いた、少ない電力で駆動することを特徴とする、磁力増幅電気自動車、磁力増幅電動バイク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は２つの電磁石の磁心端部で磁力の強い永久磁石を挟み、側に磁力の強い永久磁石を１個あるいは複数個配置し、駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の永久磁石形を用いたモーターは、固定子にフェライト磁石などの磁力の弱い磁石を用い、回転子に電磁石を用いていた。
また、リニアモーターなど電磁石と磁石により直線的に駆動する機器も、フェライト磁石などの磁力の弱い磁石と電磁石の組み合わせによるものが多かった。【０００３】  この駆動力を大きくする為にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石を使うと、永久磁石と磁心が吸着してしまい、機械的駆動力を得る事が困難であり、この状態で駆動力を得ようとすると、より多くの電力を必要とする。【０００４】  この問題を解決する為には、従来の電磁石と永久磁石を単純に吸引反発させる構造ではなく、２つの電磁石の磁心端部で磁力の強い永久磁石のＮＳ両極面をはさんだものを磁力線偏向体とし、その側に磁力の強い永久磁石を、磁力線編向体の磁力の強い永久磁石と反発しあうように１個あるいは複数個配置した状態で、電磁石の極性を反転させることにより、少ない電力で強い駆動力が発生する駆動機器を利用することが効果的であるが、この問題を解決しようとした特許文献１では電磁石の磁心が永久磁石間の磁力線を遮断するように配置してあり、これでは永久磁石と磁心の吸引力を駆動力として使用することは容易でも、回転子の磁心と固定子の永久磁石との反発力は小さく、反発力を駆動力として有効に使用するのは困難である。また特許文献２は永久磁石同士が傾斜して向かい合う構造で、特許文献１と同様に反発力を駆動力として有効に使用するのは困難である。【０００５】
【特許文献１】特開  ２００７−０１４１８１
【特許文献２】特開  ２００９−１６５３４３
【技術の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  従来の永久磁石形を用いたモーターは、電磁石と永久磁石を吸引反発させる構造であった。回転駆動する際、固定子を吸引反発させる負荷に見合うだけの大きな電力を必要とし、電気効率が悪かった。
この形でモーター出力を上げようとすると、ネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石を使用しなければならないが、永久磁石の磁力が強すぎ、電磁石の磁心と引き合う力が強く、回転しにくくなる欠点があった。また、従来のリニアモーターなど電磁石と永久磁石により直線的に駆動する機器も同様であった。この状態で駆動力を得ようとすると、より多くの電力を必要とする。
本発明は以上のような欠点をなくすためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  従来の電磁石と永久磁石の組み合わせによる駆動体では、磁力の弱いフェライト磁石などが用いられているが、この駆動力を大きくする為にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石を使うと、磁力の強い永久磁石と磁心が吸着してしまい、機械的駆動力を得る事が困難であった。
この状態で駆動力を得ようとすると、より多くの電力を必要とする。
【０００８】  課題を解決するための手段として従来の電磁石と永久磁石を単純に吸引反発させる構造ではなく、２つの電磁石（１）の磁心（２）端部でネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（３）のＮＳ極両面をはさんだものを磁力線偏向体（４）とし、その下にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（５）を２個、ＮＳ極を互いに逆向きにして、磁力線偏向体（４）の磁力の強い永久磁石（３）と反発するように配置する。
この状態で２つの電磁石（１）を磁極を合わせてＮ極、Ｓ極に転換することにより、磁力線偏向体（４）の磁力の強い永久磁石（３）のまわりの磁力線が偏向し、永久磁石間の相互作用から強い駆動力が発生する（図１）。
これは永久磁石間の強い磁力を電磁石の小さな磁力により操作し、強い駆動力を発生させるものであり、この駆動力は同じ電力で、従来の電磁石と永久磁石を単純に吸引反発させる方法による駆動力より大きなものになる。
【０００９】  ２つの電磁石（１）の磁心（２）端部でネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（３）のＮＳ極両面をはさんだものを磁力線偏向体（４）とし、その下にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（５）を２個、ＮＳ極を互いに逆向きにして、磁力の強い永久磁石（３）と反発するように配置した構成の、少ない電力で強い駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅駆動装置がある（図１）（図２）。
【００１０】  この駆動力は２個の磁力の強い永久磁石（５）の隣り合う面に対して垂直方向に発生する。この性質を利用して２個の磁力の強い永久磁石（５）同士の隣り合う面が、磁力の強い永久磁石（３）の磁極軸に対して垂直ではなく６０°〜４５°程度の角度をつけることで、その駆動力を磁力の強い永久磁石（３）の磁極軸に対して角度をつけて発生させられる。これを機械的手段で磁力の強い永久磁石（３）の磁極軸に対して垂直方向に分力する。これを連続して行うことにより、直線駆動装置や回転駆動装置を作ることができる（図３）（図４）。
【００１１】  ただし磁力増幅駆動装置の磁力線偏向体の電磁石の磁心は、駆動時に高温になり、取り付けられた磁力の強い永久磁石が高温に弱いものである場合、壊れてしまうおそれがあるので、その場合は電磁石の磁心の温度をコントロールする必要がある。
磁力線偏向体の電磁石の磁心にアルミなどでできた放熱板か、あるいは冷却配管を取り付けた構成の、磁力線偏向体の電磁石の磁心の温度をコントロールする機能をもつことを特徴とする磁力増幅駆動装置がある。
【００１２】  また磁力線偏向体の電磁石の磁心は、磁束が交差すると渦電流損とヒステリシス損が発生する。これを減少させるために、磁心をけい素鋼板の薄い鉄板を重ねた積層鉄心にする必要がある。
磁力線偏向体の電磁石の磁心を、けい素鋼板の薄い鉄板を重ねた積層鉄心を用いた構成の、渦電流損とヒステリシス損を減少させることを特徴とする磁力増幅駆動装置がある。
【００１３】  次に磁力増幅駆動装置を応用した磁力増幅回転駆動装置、磁力増幅直線駆動装置、磁力増幅振動装置について記述する。
【００１４】  磁力増幅駆動装置を応用して回転駆動力を発生させるものとして、自由に回転する回転体（６）の外周に複数の三角形のネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（７）を磁石先端とＮＳ極面を交互に逆向きに取り付け、その回転体（６）の磁石列が磁力線偏向体（４）の磁力の強い永久磁石（３）と反発するように、磁力線編向体（４）を回転体（６）のまわりに複数個配置する。
磁力線偏向体（４）の電磁石（１）の極性が反転することにより、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅回転駆動装置がある（図５）。
【００１５】  上記の磁力増幅回転駆動装置を小型化したものとして、円筒状の片方の端部が傾斜した、外周面がそれぞれＳ極、Ｎ極の磁力の強い永久磁石（８）（９）を、傾斜した端部同士を向かい合わせ、自由に回転する回転体（１０）の外周に取り付け、その回転体（１０）の磁力の強い永久磁石（８）（９）と磁力線偏向体（４）の磁力の強い永久磁石（３）と反発するように、磁力線編向体（４）を回転体（１０）のまわりに複数個配置する。
磁力線偏向体（４）の電磁石（１）の極性が反転することにより、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする小型の磁力増幅回転駆動装置がある（図６）。
【００１６】  磁力増幅駆動装置を応用して直進駆動力を発生させるものとして、複数の三角形のネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（７）を磁石先端とＮＳ極面を交互に逆向きに並べる。その上に磁力線偏向体（４）を、磁力の強い永久磁石（３）が磁石列と反発するように配置する。
磁力線偏向体（４）の電磁石（１）の極性が反転することにより、少ない電力で強い直進駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅直進駆動装置がある（図７）。
【００１７】  磁力増幅駆動装置を応用して振動力を発生させるものとして、磁力線偏向体（４）の下にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（１１）を、磁力の強い永久磁石（３）と反発するように配置する。
磁力線偏向体（４）の電磁石（１）の極性が反転することにより、少ない電力で強い振動力を発生させることを特徴とする磁力増幅振動装置がある（図８）。
【００１８】  さらに磁力増幅回転駆動装置を応用した磁力増幅ブラシレスモーター、磁力増幅ステッピングモーター、磁力増幅電機自動車、磁力増幅電動バイク、及び磁力増幅直線駆動装置を応用した磁力増幅駆動台車、磁力増幅リニアガイドについて記述する。
【００１９】  磁力増幅回転駆動装置を応用したものとして、磁力増幅回転駆動装置にホール素子などの磁気センサーや、回転子を駆動させる為の電子回路を取り付けた構成の、少ない電力で強い回転駆動力と保持力を発生させることを特徴とする磁力増幅ブラシレスモーターがある。
【００２０】  磁力増幅回転駆動装置を応用したものとして、磁力増幅回転駆動装置の回転子の周りの磁力線偏向体を任意の位置に配置し、それぞれの磁力線偏向体の電磁石の極性を転換することにより、駆動時に回転子の保持と回転が随意に行える。これに電磁石をパルスにより回転を制御する駆動回路を取り付けた構成の、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅ステッピングモーターがある。
【００２１】  磁力増幅回転駆動装置を応用したものとして、磁力増幅回転駆動装置を取り付けた構成の、少ない電力で強い駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅電気自動車、磁力増幅電動バイクがある。
【００２２】  磁力増幅直進駆動装置を応用したものとして、固定されたレール上で自由に動く台車の下部に磁力線偏向体を取り付け、次に磁石列をレールに取り付けた構成の、少ない電力で効率よく搬送することを特徴とする磁力増幅駆動台車がある。
【００２３】  磁力増幅直進駆動装置を応用したものとして、固定されたガイドシャフトに沿って自由に動くテーブルに磁力線偏向体を取り付け、次に磁石列をガイドシャフト側に取り付けた構成の、少ない電力で効率よく搬送することを特徴とする磁力増幅リニアガイドがある。
【発明の効果】
【００２４】  従来より少ない電力で強い力を出す電気効率の良い駆動機器ができる。また少ない電力で強く回転駆動する電気効率の良いモーターができる。さらに交通手段として、より少ない電力で駆動する車などができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】  ２つの電磁石（１）の磁心（２）端部でネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（３）のＮＳ極両面をはさんだものを磁力線偏向体（４）とし、その下にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（５）を２個、ＮＳ極を互いに逆向きにして、磁力の強い永久磁石（３）と反発するように配置した構成の、少ない電力で強い駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅駆動装置（図１）（図２）。【００２６】  磁力線偏向体の電磁石の磁心にアルミなどでできた放熱板か、あるいは冷却配管を取り付けた構成の、磁力線偏向体の電磁石の磁心の温度をコントロールする機能をもつことを特徴とする磁力増幅駆動装置。【００２７】  磁力線偏向体の電磁石の磁心を、けい素鋼板の薄い鉄板を重ねた積層鉄心を用いた構成の、渦電流損とヒステリシス損を減少させることを特徴とする磁力増幅駆動装置。【００２８】  磁力増幅駆動装置を応用した、自由に回転する回転体（６）の外周に複数の三角形のネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（７）を磁石先端とＮＳ極面を交互に逆向きに取り付け、その回転体（６）の磁石列が磁力線偏向体（４）の磁力の強い永久磁石（３）と反発するように、磁力線編向体（４）を回転体（６）のまわりに複数個配置した構成の、磁力線偏向体（４）の電磁石（１）の極性が反転することにより、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅回転駆動装置（図５）。【００２９】  磁力増幅駆動装置を応用した、円筒状の片方の端部が傾斜した、外周面がそれぞれＳ極、Ｎ極の磁力の強い永久磁石（８）（９）を、傾斜した端部同士を向かい合わせ、自由に回転する回転体（１０）の外周に取り付け、その回転体（１０）の磁力の強い永久磁石（８）（９）と、磁力線偏向体（４）の磁力の強い永久磁石（３）と反発するように、磁力線編向体（４）を回転体（１０）のまわりに複数個配置した構成の、磁力線偏向体（４）の電磁石（１）の極性が反転することにより、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする小型の磁力増幅回転駆動装置（図６）。【００３０】  磁力増幅駆動装置を応用した、複数の三角形のネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（７）を磁石先端とＮＳ極面を交互に逆向きに並べ、その上に磁力線偏向体（４）を、磁力の強い永久磁石（３）が磁石列と反発するように配置した構成の磁力線偏向体（４）の電磁石（１）の極性が反転することにより、少ない電力で強い直進駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅直進駆動装置（図７）。【００３１】  磁力増幅駆動装置を応用した、磁力線偏向体（４）の下にネオジム磁石などの磁力の強い永久磁石（１１）を、磁力の強い永久磁石（３）と反発するように配置した構成の、磁力線偏向体（４）の電磁石（１）の極性が反転することにより、少ない電力で強い振動力を発生させることを特徴とする磁力増幅振動装置（図８）。【００３２】  磁力増幅回転駆動装置を応用した、磁力増幅回転駆動装置にホール素子などの磁気センサーや、回転子を駆動させる為の電子回路を取り付けた構成の、少ない電力で強い回転駆動力と保持力を発生させることを特徴とする磁力増幅ブラシレスモーター。【００３３】  磁力増幅回転駆動装置を応用した、磁力増幅回転駆動装置の回転子の周りの磁力線偏向体を任意の位置に配置し、それぞれの磁力線偏向体の電磁石の極性を転換することにより、駆動時に回転子の保持と回転が随意に行える。これに電磁石をパルスにより回転を制御する駆動回路を取り付けた構成の、少ない電力で強い回転駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅ステッピングモーター。【００３４】  磁力増幅回転駆動装置を応用した、磁力増幅回転駆動装置を取り付けた構成の、少ない電力で強い駆動力を発生させることを特徴とする磁力増幅電気自動車、磁力増幅電動バイク。【００３５】  磁力増幅直進駆動装置を応用した、固定されたレール上で自由に動く台車の下部に磁力線偏向体を取り付け、次に磁石列をレールに取り付けた構成の、少ない電力で効率よく搬送することを特徴とする磁力増幅駆動台車。【００３６】  磁力増幅直進駆動装置を応用した、固定されたガイドシャフトに沿って自由に動くテーブルに磁力線偏向体を取り付け、次に磁石列をガイドシャフト側に取り付けた構成の、少ない電力で効率よく搬送することを特徴とする磁力増幅リニアガイド。
【実施例１】
【００３７】  従来の家電製品に使用することにより、電力消費量の少ない家電製品ができる。またそれにより二酸化炭素の排出量をさげることにつながる。
【実施例２】
【００３８】  少ない電力で強い駆動力が発生するので、従来の電気製品より配線を細くでき、かつスイッチ類などの電気部品を小型化、省力化でき、製品全体の値段を下げることにつながる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の磁力増幅駆動装置の説明図である。
【図２】本発明の磁力増幅駆動装置の説明図である。
【図３】磁力線偏向体の下の永久磁石の隣り合う面が、磁力線偏向体の永久磁石の磁極軸に対して角度をつけて配置された構成の、磁力増幅駆動装置の説明図である。
【図４】磁力線偏向体が連続して磁石列上を駆動する説明図である。
【図５】本発明の磁力増幅回転駆動装置の説明図である。
【図６】本発明の小型の磁力増幅回転駆動装置の説明図である。
【図７】本発明の磁力増幅直線駆動装置の説明図である。
【図８】本発明の磁力増幅振動装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】１    電磁石
２    磁心
３    磁力の強い永久磁石
４    磁力線偏向体
５    磁力の強い永久磁石
６    回転体
７    磁力の強い永久磁石
８    磁力の強い永久磁石
９    磁力の強い永久磁石
１０  回転体
１１  磁力の強い永久磁石
【図１】
2013223416.tif 000003
【図２】
2013223416.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013223416.tif 000008
【図７】
2013223416.tif 000009
【図８】
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