(57)【要約】 【課題】磁気効率がよく、磁束の漏れも少ない回転電機および非接触発電機を提供する。【解決手段】回転電機は、回転または移動する移動体の一主面から離隔して固定される磁石と、磁石を取り囲むように、所定の透磁率を有する第１部分と、第１部分よりも高い透磁率を有する第２部分とが交互に周方向に配置され、かつ移動体の一主面から離隔して対向配置されて周方向に回転自在な回転体と、を備える。回転体は、第２部分が移動体の一主面に対向配置されたときに、磁石から第２部分を通って一主面に到達する磁束の変化を妨げる方向に一主面上に発生される渦電流に基づいて回転体に働く反力により、移動体の回転または移動方向に応じた方向に、移動体の一主面の表面速度よりも遅い周速度で回転する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転または移動する移動体の一主面から離隔して固定される磁石と、
前記磁石を取り囲むように、所定の透磁率を有する第１部分と、前記第１部分よりも高い透磁率を有する第２部分とが交互に周方向に配置され、かつ前記移動体の一主面から離隔して対向配置されて前記周方向に回転自在な回転体と、を備え、
前記回転体は、前記第２部分が前記移動体の一主面に対向配置されたときに、前記磁石から前記第２部分を通って前記一主面に到達する磁束の変化を妨げる方向に前記一主面上に発生される渦電流に基づいて前記回転体に働く反力により、前記移動体の回転または移動方向に応じた方向に、前記移動体の前記一主面の表面速度よりも遅い周速度で回転する回転電機。
【請求項２】
前記磁石は、前記回転体の内周面に離隔して配置される円筒体であり、
前記円筒体は、
前記一主面側に配置される第１磁極と、
前記第１磁極と逆極性で、前記第１磁極よりも前記一主面から遠い側に配置される第２磁極と、を有する請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記回転体は、中空部を有する円筒体であり、
前記磁石は、前記中空部に配置され、
前記磁石のＮ極およびＳ極の各一端面は、前記円筒体の内周面のうち、前記一主面側の半円周面内の所定箇所に対して離隔して対向配置される請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記回転体は、中空部を有する円筒体であり、
前記磁石は、前記中空部に配置され、
前記磁石は、前記中空部のうち、前記一主面側の半分の領域内に配置される請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
移動体の回転軸に平行な軸方向の回転軸周りに回転自在で、前記移動体から離隔して配置され、かつ外周面に連なる一側面の少なくとも一部が前記移動体の外周面に連なる一側面に対向して配置される回転体と、
前記回転体の前記移動体に対向配置される一側面とは反対側の側面に離隔して対向配置される磁石と、を備え、
前記回転体は、所定の透磁率を有する第１部分と、前記第１部分よりも高い透磁率を有する第２部分とが、交互に周方向に配置されて、前記周方向に回転自在であり、
前記回転体は、前記第２部分が前記移動体の前記一側面に対向配置されたときに、前記磁石から前記第２部分を通って前記移動体の表面に到達する磁束の変化を妨げる方向に前記移動体の表面に発生される渦電流に基づいて前記回転体に働く反力により、前記回転体の回転軸周りに回転し、
前記回転体の前記移動体に対向配置される前記一側面の表面速度は、対向配置される前記移動体の前記一側面の表面速度よりも遅い表面速度で回転する回転電機。
【請求項６】
前記回転体の回転軸は、前記移動体の回転軸上からずれて配置され、
前記回転体と前記移動体とは、対向している一側面同士が同じ方向に回転する請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記磁石は、前記磁石側の前記回転体の一側面の総面積の半分以下の面積で、前記回転体と対向配置される請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記回転体の回転軸は、前記移動体の回転軸上に配置され、
前記回転体は、前記移動体と同じ回転方向に回転する請求項５に記載の回転電機。
【請求項９】
前記磁石は、前記磁石側の前記回転体の一側面の全体で前記回転体と対向配置される請求項８に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記回転体の回転軸の回転力により駆動される駆動体を備える請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記駆動体は、モータである請求項１０に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記磁石は、永久磁石または電磁石である請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で回転する回転電機と、非接触で発電する非接触発電機とに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、非接触で発電する自転車用ダイナモが開示されている。特許文献１の自転車用ダイナモは、自転車のホイールの回転軸と直交する方向に延びる回転軸周りに回転する円環状の永久磁石の外周面を、ホイールの外周面に連なる一側面から離隔して配置している。
【０００３】
永久磁石は、複数の磁極を周方向に並べて配置したものであり、隣接する磁極では、磁化方向が逆になっている。例えば、永久磁石のＮ極がホイールの一側面に対向配置された状態でホイールが回転すると、永久磁石からの磁束の変化を妨げる方向に、ホイールの一側面に渦電流が発生する。この渦電流による磁束と永久磁石からの磁束との反発力および誘引力により、永久磁石は、ホイールの回転方向に回転する。
【０００４】
よって、永久磁石の周囲をコイルで巻回して、永久磁石からの磁束がコイルを鎖交するようにすれば、コイルから誘導電力を取り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開公報  ２０１４／０１３２１５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された自転車用ダイナモには、以下の課題がある。
【０００７】
１．ホイールの一側面に対向配置される永久磁石の面積が限られているため、ホイールと永久磁石との磁気結合量を大きくできない。よって、ホイールに発生する渦電流が小さくなり、永久磁石の回転力も弱くなる。
【０００８】
２．特許文献１では、永久磁石に単一相のコイルを巻回しているが、単一相のコイルでは、コイルが巻回していない部分の永久磁石の磁束を有効利用できないため、鎖交磁束量を増やすことはできない。また、コイルが巻回している部分の永久磁石の極性の向きが、回転軸を中心に対称である場合、常にコイルを鎖交する磁束の総量が打ち消し合ってしまうため、発電できないという問題がある。
【０００９】
３．永久磁石からの磁束は、空気中を伝搬するため、大きな磁気抵抗を受けることになり、磁気効率がよいとはいえない。
【００１０】
４．ヨークを用いていないため、磁束の漏れが生じやすく、また周囲に導電材料があると、磁路が変化してしまい、発電量に影響を与えてしまうおそれがある。
【００１１】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気効率がよく、磁束の漏れも少ない回転電機および非接触発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、
回転または移動する移動体の一主面から離隔して固定される磁石と、
前記磁石を取り囲むように、所定の透磁率を有する第１部分と、前記第１部分よりも高い透磁率を有する第２部分とが交互に周方向に配置され、かつ前記移動体の一主面から離隔して対向配置されて前記周方向に回転自在な回転体と、を備え、
前記回転体は、前記第２部分が前記移動体の一主面に対向配置されたときに、前記磁石から前記第２部分を通って前記一主面に到達する磁束の変化を妨げる方向に前記一主面上に発生される渦電流に基づいて前記回転体に働く反力により、前記移動体の回転または移動方向に応じた方向に、前記移動体の前記一主面の表面速度よりも遅い周速度で回転する。
【００１３】
前記磁石は、前記回転体の内周面に離隔して配置される円筒体であり、
前記円筒体は、
前記一主面側に配置される第１磁極と、
前記第１磁極と逆極性で、前記第１磁極よりも前記一主面から遠い側に配置される第２磁極と、を有していてもよい。
【００１４】
前記回転体は、中空部を有する円筒体であり、
前記磁石は、前記中空部に配置され、
前記磁石のＮ極およびＳ極の各一端面は、前記円筒体の内周面のうち、前記一主面側の半円周面内の所定箇所に対して離隔して対向配置されてもよい。
【００１５】
前記回転体は、中空部を有する円筒体であり、
前記磁石は、前記中空部に配置され、
前記磁石は、前記中空部のうち、前記一主面側の半分の領域内に配置されてもよい。
【００１６】
移動体の回転軸に平行な軸方向の回転軸周りに回転自在で、前記移動体から離隔して配置され、かつ外周面に連なる一側面の少なくとも一部が前記移動体の外周面に連なる一側面に対向して配置される回転体と、
前記回転体の前記移動体に対向配置される一側面とは反対側の側面に離隔して対向配置される磁石と、を備え、
前記回転体は、所定の透磁率を有する第１部分と、前記第１部分よりも高い透磁率を有する第２部分とが、交互に周方向に配置されて、前記周方向に回転自在であり、
前記回転体は、前記第２部分が前記移動体の前記一側面に対向配置されたときに、前記磁石から前記第２部分を通って前記移動体の表面に到達する磁束の変化を妨げる方向に前記移動体の表面に発生される渦電流に基づいて前記回転体に働く反力により、前記回転体の回転軸周りに回転し、
前記回転体の前記移動体に対向配置される前記一側面の表面速度は、対向配置される前記移動体の前記一側面の表面速度よりも遅い表面速度で回転してもよい。
【００１７】
前記回転体の回転軸は、前記移動体の回転軸上からずれて配置され、
前記回転体と前記移動体とは、対向している一側面同士が同じ方向に回転してもよい。
【００１８】
前記磁石は、前記磁石側の前記回転体の一側面の総面積の半分以下の面積で、前記回転体と対向配置されてもよい。
【００１９】
前記回転体の回転軸は、前記移動体の回転軸上に配置され、
前記回転体は、前記移動体と同じ回転方向に回転してもよい。
【００２０】
前記磁石は、前記磁石側の前記回転体の一側面の全体で前記回転体と対向配置されてもよい。
【００２１】
前記回転体の回転軸の回転力により駆動される駆動体を備えてもよい。
【００２２】
前記駆動体は、モータであってもよい。
【００２３】
前記磁石は、永久磁石または電磁石であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、磁気効率がよく、磁束の漏れも少ない回転電機および非接触発電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態による回転電機１を回転軸方向から見た平面図。
【図２】図１の斜視図。
【図３】図１の回転体が回転する原理を説明する図。
【図４】移動体の外周面と回転体の外周面とを対向配置する例を示す図。
【図５】移動体の外周面に連なる一側面と回転体の外周面とを対向配置する例を示す図。
【図６】一方向に移動する移動体の一主面上に回転体の外周面を対向配置する例を示す図。
【図７】第２の実施形態による回転電機を回転軸方向から見た平面図。
【図８】図７の一変形例を示す平面図。
【図９】第３の実施形態による回転電機の斜視図。
【図１０】回転体の回転軸に直交する方向から見た平面図。
【図１１】回転体の回転軸を移動体の回転軸の延長線上に配置した例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、回転電機および非接触発電機内の特徴的な構成および動作を中心に説明するが、回転電機および非接触発電機には以下の説明で省略した構成および動作が存在しうる。ただし、これらの省略した構成および動作も本実施形態の範囲に含まれるものである。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態による回転電機１を回転軸方向から見た平面図、図２は斜視図である。図１の回転電機１は、円筒状の磁石２と、磁石２を取り囲むように配置される回転体３と、回転体３の回転軸に接続された標準電気機械４（Standard electric machine）とを備えている。
【００２８】
回転体３は、中空の円筒体であり、中空部分に磁石２が配置されている。磁石２の外周面と回転体３の内周面との間には、均等な隙間５が設けられており、この隙間５はエアギャップである。磁石２は固定であるのに対し、回転体３は、回転軸３ａ周りに回転自在とされている。回転体３の回転軸３ａと磁石２の中心軸とは一致しており、回転体３は、磁石２との隙間５を一定に維持したまま、磁石２の周囲を回転する。
【００２９】
回転体３は、移動体６の一主面６ａから所定の距離を隔てて配置されている。回転体３は、回転体３の外周面と移動体６の一主面６ａとの最短距離が常に同じになるようにして、回転軸３ａ周りに回転する。移動体６は、図１の矢印の方向に移動または回転する。移動体６は、図１の矢印とは反対の向きにも移動または回転してもよい。
【００３０】
磁石２は、磁束が移動体６の一主面６ａ方向に向かうように配置された１つ以上の磁極を有する。図１の例では、磁石２の下半分をＮ極、上半分をＳ極としているが、磁極の数や極性は図１に示したものに限定されない。ただし、移動体６の一主面６ａ方向への磁束を発生させる磁極が必要である。また、磁石２は、永久磁石２でもよいし、電磁石２でもよい。
【００３１】
磁石２は、例えば回転体３の回転軸３ａの周囲に不図示の軸受を設けて、この軸受によって支持されている。なお、磁石２の支持構造は任意である。
【００３２】
回転体３は、透磁率が相違する第１部分３ｂと第２部分３ｃを交互に周方向に配置した構造を有する。第１部分３ｂと第２部分３ｃはそれぞれ、回転軸３ａ方向に延在されている。第２部分３ｃは、第１部分３ｂよりも透磁率が高くなっており、磁石２からの磁束を通過させる作用を行う。一方、第１部分３ｂは、磁石２からの磁束をほとんど通さない。第１部分３ｂは空洞であってもよい。図１では、第１部分３ｂと第２部分３ｃをそれぞれ１２個ずつ設ける例を示しているが、第１部分３ｂと第２部分３ｃの数は特に限定されない。また、図１では、第２部分３ｃよりも第１部分３ｂのサイズを若干大きくしているが、第１部分３ｂと第２部分３ｃのサイズも特に限定されない。ただし、第２部分３ｃのサイズはいずれも同じであるのが望ましい。第２部分３ｃのサイズにばらつきがあると、各第２部分３ｃを通過する磁束の量が相違してしまい、回転体３の回転速度が変動するおそれがあるためである。
【００３３】
図１は、移動体６の一主面６ａに対向して第２部分３ｃが配置されている例を示している。この場合の磁束は、破線矢印に示すように、Ｎ極から出た磁束は、第２部分３ｃを通過して、移動体６の一主面６ａの表面付近を通過し、その後、回転体３の上側に配置された別の第２部分３ｃを通過して、Ｓ極に入る。
【００３４】
本実施形態では、回転体３を停止させた状態で、例えば図１のように、回転体３の第２部分３ｃを移動体６の一主面６ａに近づけて対向配置させた状態で、移動体６を一方向（例えば矢印の方向）に移動または回転させると、磁石２から回転体３の第２部分３ｃを通過した磁束の変化を妨げる方向に、移動体６の一主面６ａ上に渦電流が発生する。この渦電流による磁束と磁石２から第２部分３ｃを通過した磁束との反発力および誘引力により、回転体３は、移動体６の移動または回転方向に応じた方向に回転する。ただし、回転体３は、移動体６の一主面６ａの表面速度よりも遅い周速度で回転する。
【００３５】
このように、磁石２が固定であっても、磁石２を取り囲むように、透磁率の異なる第１部分３ｂと第２部分３ｃを有する回転体３を配置することで、移動体６の一主面６ａ上に発生した渦電流の磁力による反力を抽出して、回転体３を回転させることができる。
【００３６】
回転体３の回転軸３ａは、標準電気機械４（Standard electric machine）に接続されている。標準電気機械４とは、回転軸３ａの回転を利用して駆動される駆動体である。駆動体は、より具体的には、発電機や減速機などでもよい。また、駆動体を、回転軸３ａの回転力を利用して空気を圧縮するコンプレッサであってもよい。このように、駆動体には、回転軸３ａの回転力を電気力に変換するものだけでなく、回転軸３ａの回転力を機械力に変換するものも含まれる。
【００３７】
上述したように、本実施形態では、移動体６の一主面６ａ上に発生される渦電流を利用して、回転体３を回転させている。移動体６の一主面６ａ上に渦電流を発生させるには、移動体６の少なくとも一主面６ａは導電材料で形成されている必要がある。移動体６のすべてを導電材料で形成してもよいし、あるいは、移動体６の母材は絶縁材料として、絶縁材料の上に導電材料をコーティングしてもよい。
【００３８】
図３は図１の回転体３が回転する原理を説明する図である。図３では、簡略化のために、回転体３の回転軸３ａと標準電気機械４を省略している。図３では、回転体３の透磁率の高い第２部分３ｃが移動体６の一主面６ａに対向配置された状態を示している。移動体６が図示の矢印の方向に移動する場合、移動体６の一主面６ａ上で、第２部分３ｃの回転方向前方のエッジｅ１からの磁束が到達する移動体６の一主面６ａ上には、エッジｅ１からの磁束と同方向の磁束を発生させる向きに渦電流６ｂが流れる。また、第２部分３ｃの回転方向後方のエッジｅ２からの磁束が到達する移動体６の一主面６ａ上には、エッジｅ２からの磁束と反対方向の磁束を発生させる向きに渦電流６ｃが流れる。いずれの渦電流６ｂ，６ｃも、移動体６の移動または回転に伴う磁石２からの磁束の変化を妨げる方向に流れる。
【００３９】
移動体６の一主面６ａに対向配置された回転体３の第２部分３ｃの回転方向前方のエッジｅ１側では、渦電流６ｂによる磁束とエッジｅ１からの磁束との方向が同じになることから、互いに引き寄せ合う誘引力が働く。一方、回転方向後方のエッジｅ２側では、渦電流６ｃによる磁束とエッジｅ２からの磁束とは反対方向になることから、互いに反発し合う反発力が働く。回転体３の周速度が、移動体６の一主面６ａの表面速度より遅い場合には、上述した、回転体３の第２部分３ｃと渦電流６ｂ、６ｃの関係が常に成り立つ。これにより、回転体３は、移動体６を追いかけるようにして、移動体６の一主面６ａの表面速度よりも遅い周速度で回転することになる。
【００４０】
なお、上述した回転体３の回転の原理は、ローレンツ力による反力にて説明することもできる。上述したように、回転体３の第２部分３ｃの回転方向前方のエッジｅ１からの磁束による発生する渦電流６ｂと、回転方向後方のエッジｅ２からの磁束による発生する渦電流６ｃとは、電流の向きが逆になっていて、回転体３の第２部分３ｃの直下には常に一定方向の電流が流れる。これら渦電流６ｂ，６ｃによる電流は、移動体６が図３の矢印の向きに回転する場合には、反対方向（左方向）へのローレンツ力を受ける。よって、これら渦電流６ｂ，６ｃによる磁束を受ける回転体３は、移動体６の移動方向への、ローレンツ力の反力を受けて回転する。
【００４１】
このように、移動体６と回転体３とは、両者の対向面同士では同一方向に移動する。移動体６が回転軸周りに回転する場合、移動体６の回転軸と回転体３の回転軸３ａとは平行に配置されていてもよいし、交差する方向に配置されていてもよい。
【００４２】
移動体６と回転体３とは、対向配置される面を有するが、移動体６と回転体３とを対向させる場所として複数の候補がある。例えば、図４は移動体６の外周面と回転体３の外周面とを対向配置する例を示している。図４の場合、移動体６の回転軸と回転体３の回転軸３ａとは平行な方向に配置されている。一方、図５は移動体６の外周面に連なる一側面と回転体３の外周面とを対向配置する例を示している。図５の場合、移動体６の回転軸と回転体３の回転軸３ａとは交差する方向（例えば直交方向）に配置されている。また、図６は一方向に移動する移動体６の一主面６ａ上に回転体３の外周面を対向配置する例を示している。本実施形態による回転電機１は、図４〜図６のいずれの場合にも、適用可能である。
【００４３】
移動体６は、それ自体が移動または回転するものである必要はなく、回転電機１に対して相対的に移動するものであればよい。例えば、本実施形態による回転電機１を鉄道車両等の車両に搭載し、この車両を路面やレール上で走行させる場合、路面やレールを移動体６とみなすことができる。すなわち、本実施形態による回転電機１の回転体３を、路面やレール面に近接して配置した状態で、車両を走行させれば、回転体３を回転させることができるため、この回転力を利用して、電気エネルギや機械エネルギを生成することができる。例えば、車両の電装機器類の電源電力として使用することができる。車両以外にも、導電性の移動体があれば、電源配線を引き回さなくても、移動体の近傍で発電し、電力を各種電気機器に供給することができる。
【００４４】
本実施形態による回転体３は、移動体６の移動または回転による運動エネルギを抽出する目的で用いられる。また、標準電気機械４は、回転体３が抽出した運動エネルギを電気エネルギや機械エネルギに変換する目的で用いられる。このように、本実施形態では、移動体６の運動エネルギの抽出を回転体３で行い、回転体３が抽出した運動エネルギの電気エネルギまたは機械エネルギへの変換を標準電気機械４で行っている。これにより、回転体３は、運動エネルギを最大限に抽出できるような形態に最適化しやすくなる。すなわち、回転体３は、運動エネルギを電気エネルギや機械エネルギに変換する機能を持つ必要がなく、移動体６の運動エネルギを抽出する機能だけを持てばよいため、運動エネルギの抽出に特化した構造にすることが比較的容易に行うことができる。同様に、標準電気機械４は、電気エネルギや機械エネルギへの変換効率を最大化できるような形態に最適化すればよい。よって、本実施形態によれば、回転体３と標準電気機械４とを別個に最適化設計を行うことができるため、設計作業が容易になるとともに、回転体３と標準電気機械４をともに最適化しやすくなる。
【００４５】
このように、第１の実施形態では、固定の磁石２の外周側に回転体３を配置し、回転体３には、透磁率が相違する第１部分３ｂと第２部分３ｃを交互に周状に配置し、回転体３の外周面を移動体６の一主面６ａに近接して対向配置している。このように回転体３を配置することで、磁石２が固定であっても、移動体６の一主面６ａ上に発生した渦電流の磁力による反力を利用して、移動体６から運動エネルギを抽出することができる。すなわち、渦電流は、固定の磁石２と移動体６との相対速度差により発生し、この渦電流の反力を回転体３で抽出する。また、回転体３の回転軸３ａに標準電気機械４を接続することで、回転体３の回転力を利用して、モータなどの標準電気機械４を駆動することができる。特に、本実施形態では、移動体６の運動エネルギの抽出は回転体３で行い、抽出した運動エネルギの電気エネルギや機械エネルギへの変換は標準電気機械４で行うため、移動体６と標準電気機械４を最適化することが容易になる。また、磁石２が固定でよいため、電磁石を用いることも容易になる。
【００４６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、磁石２の形状が第１の実施形態とは相違するものである。
図７は第２の実施形態による回転電機１を回転軸３ａ方向から見た平面図である。図７の回転電機１は、図１と同様の構造の回転体３および標準電気機械４と、図１とは形状が異なる磁石２とを備えている。
【００４７】
図７の磁石２は、断面形状が逆Ｖ字状であり、移動体６の一主面６ａに近い側に２つの磁極面が設けられている。一方の磁極面はＮ極、他方の磁極面はＳ極である。Ｎ極から出た磁束は、図７の破線矢印線に示すように、対向配置された第２部分３ｃを通って移動体６の一主面６ａに到達し、一主面６ａから、Ｓ極に対向配置された第２部分３ｃを通ってＳ極に入る。このように、磁石２の磁極面であるＮ極とＳ極は、回転体３の内周面のうち、移動体６の一主面６ａに近い側の半円周面内の所定箇所に対して対向配置されている。移動体６の一主面６ａが移動すると、第１の実施形態と同様の原理により、一主面６ａ上に渦電流が発生し、この渦電流による磁束と、磁石２からの磁束との反発力および誘引力により、回転体３は移動体６の一主面６ａの表面速度よりも遅い周速度で回転する。
【００４８】
図７の磁石２は、Ｎ極とＳ極が移動体６の一主面６ａに近接して配置されているため、Ｎ極の磁極面に対向配置された第２部分３ｃを出た磁束が移動体６の一主面６ａに到達するまでのエアギャップの距離と、移動体６の一主面６ａから出た磁束がＳ極に対向配置された第２部分３ｃに入るまでのエアギャップの距離とがいずれも短くなる。よって、磁気抵抗と漏れ磁束を小さくでき、磁気効率がよくなる。
【００４９】
なお、図７の磁石２は、回転体３の回転軸３ａ位置よりも上側まで延在しているが、磁石２全体を、回転体３の回転軸３ａ位置よりも移動体６の一主面６ａ側に配置してもよい。
【００５０】
なお、磁石２の形状は、図７および図８に示したものに限定されない。また、磁石２は、第１の実施形態と同様に、永久磁石２と電磁石２のいずれでもよい。
【００５１】
このように、第２の実施形態では、回転体３の内周側に配置される磁石２の磁極面を移動体６の一主面６ａ側に配置させるため、磁束が通過する回転体３と移動体６の一主面６ａとの間のエアギャップの長さを短縮でき、磁気抵抗および漏れ磁束を低減できて、磁気効率を向上できる。
【００５２】
（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、回転体３の内周側に磁石２を配置して、磁石２からの磁束の向きを回転体３の径方向にしているが、回転体３の外周面に連なる一側面側に磁石２を対向配置して、磁束の方向を回転体３の回転軸３ａ方向としてもよい。
【００５３】
図９は第３の実施形態による回転電機１の斜視図、図１０は回転体３の回転軸３ａに直交する方向から見た平面図である。図９および図１０の回転電機１は、回転体３と、磁石２と、固定キャリア７と、ヨーク８と、標準電気機械４とを備えている。
【００５４】
回転体３は、第１および第２の実施形態と同様に、透磁率の異なる第１部分３ｂと第２部分３ｃを周方向に交互に配置した構造を有する。回転体３の外周面に連なる第１側面は、回転する移動体６の外周面に連なる一側面に対向配置されている。回転体３の回転軸３ａと移動体６の回転軸６ｄとは平行である。回転体３の第１側面３ｄとは反対側の第２側面３ｅには、磁石２が対向配置されている。磁石２は、回転体３の第２側面の下側半分以下の面積に対向配置されている。磁石２のＮ極とＳ極は、回転体３の第２側面に対向配置されている。
【００５５】
図９に示すように、磁石２のＮ極からの磁束は、回転体３の第２部分３ｃを通過して、移動体６の一側面に到達する。また、移動体６の一側面６ａからの磁束は、第２部分３ｃを通過して、Ｓ極に入る。
【００５６】
磁石２は、固定キャリア７に支持されており、回転体３が回転軸３ａ周りに回転しても、固定状態を維持する。固定キャリア７は、回転体３の回転軸３ａの周囲に配置されており、固定キャリア７の後方には、回転軸３ａに接続された標準電気機械４が配置されている。なお、磁石２を固定支持する機構は、図１０に示すものに限定されない。また、固定キャリア７にはヨーク８が取り付けられている。
【００５７】
このように、本実施形態による回転電機１は、移動体６の一側面６ａと回転体３の第１側面３ｄとを対向配置し、回転体３の第２側面３ｅに対向させて磁石２を配置するため、移動体６と回転体３との対向面６ａ、３ｄの面積を広げることができる。よって、第１および第２の実施形態よりも、磁束の総量を増やすことができることから、回転体３の回転力を増大させることができる。
【００５８】
なお、図１０では、磁石２を、回転体３の第２側面３ｅの下側半分以下の面積に対向配置しているが、第２側面３ｅの下側半分以上の面積に磁石２を対向配置してもよい。この場合、移動体６の一側面６ａ上に形成される渦電流同士が磁束を弱める作用を行って、回転体３の回転力を弱めるおそれもあるが、回転体３の回転自体は可能である。また、図１１に示すように、回転体３の回転軸３ａを移動体６の回転軸６ｄの延長線上に配置した場合には、回転体３の第２側面の全面に磁石２を対向配置させることで、回転体３の回転力をより高めることができる。
【００５９】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  回転電機、２  磁石、３  回転体、４  標準電気機械、５  隙間、６  移動体、７  固定キャリア、８  ヨーク
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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