(57)【要約】  本発明は、磁気推進システムに関する。以前は、モータは効率性のために電気制御システムを必要とした。本発明の実施形態は、第１のラジアル磁気アセンブリ（１３１、「ＲＭＡ」）の外面の第１の極性の第１の永久磁石（１１３）に接合する第１の軸（１２０）を使用する。第２の軸は、第２のＲＭＡに連結する。第２のＲＭＡの外面の第１の極性の第１の電磁石、第１の永久磁石は、第１のＲＭＡの回転中および第２のＲＭＡの回転中に、第１の電磁石と整列するように配置される。このため、軸が回転して、これにより発電機に電力を供給するために使用することができる機械的動力を発生させることができる。【選択図】図１
2020510386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気推進駆動システムにおいて、
第１のラジアル磁気アセンブリ（ＲＭＡ）と、
前記第１のＲＭＡに連結した第１の軸と、
前記第１のＲＭＡの外面の第１の極性の第１の永久磁石と、
前記第１のＲＭＡの前記第１の永久磁石の隣に位置する第２の極性の第１の電磁石と、
第２のＲＭＡと、
前記第２のＲＭＡに連結した第２の軸と、
前記第２のＲＭＡの外面の前記第１の極性の第２の電磁石であって、前記第１の永久磁石が、前記第１のＲＭＡの回転中および前記第２のＲＭＡの回転中に前記第２の電磁石と整列するように配置されている、第２の電磁石と、
前記第２のＲＭＡの第２の電磁石の隣に位置する前記第２の極性の第２の永久磁石であって、前記第１の電磁石が、前記第１のＲＭＡの回転中および前記第２のＲＭＡの回転中に前記第２の永久磁石と整列するように配置されており、
前記第２の電磁石が、前記第１の永久磁石と整列したときに作動し、前記第１の電磁石が、前記第２の永久磁石と整列したときに作動し、前記第１の電磁石および前記第２の永久磁石が前記第１の電磁石の作動中に互いに反発し、前記第２の電磁石および前記第１の永久磁石が前記第２の電磁石の作動中に互いに反発して、前記第１の軸および前記第２の軸を回転させる、第２の永久磁石と、
前記第１の軸および前記第２の軸の回転により回転する駆動シャフトと、
前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石に近接する固定子要素と、
前記第１のＲＭＡの回転中および前記第２のＲＭＡの回転中に前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石と前記固定子要素との相互作用により発生した電流を受けるように構成された前記固定子要素に連結する電気出力導体と、
を備えることを特徴とする、磁気推進駆動システム。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気推進駆動システムにおいて、前記第２の電磁石の作動は、電流を前記第１の電磁石に供給して、前記第１の永久磁石と同じ磁場の流束密度をもたらすことを含むことを特徴とする磁気推進駆動システム。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気推進駆動システムにおいて、前記第１の電磁石と前記第２の永久磁石との整列は、前記第２の永久磁石が前記第１の電磁石と対向することを含むことを特徴とする磁気推進駆動システム。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気推進駆動システムにおいて、前記第１のＲＭＡが、少なくとも２つの隣接して位置付けられたロータブロックを備え、各ロータブロックが、それぞれ、前記同じ極性の複数の電磁石および前記同じ極性の複数の永久磁石を備え、第１の前記ロータブロックの前記同じ種類および同じ極性の電磁石が、第２の前記ロータブロックの前記同じ種類および同じ極性の電磁石に隣接して、前記第１の軸の軸線から１１．２５度の角度で放射状にオフセットされ、
前記第２のＲＭＡが、少なくとも２つの隣接して位置付けられたロータブロックを備え、各ロータブロックが、それぞれ、前記同じ極性の複数の電磁石および前記同じ極性の複数の永久磁石を備え、前記第２のＲＭＡの第１の前記ロータブロックの前記同じ種類および同じ極性の電磁石が、前記第２のＲＭＡの第２の前記ロータブロックの前記同じ種類および同じ極性の電磁石に隣接して、前記第１の軸の軸線から１１．２５度の角度で放射状にオフセットされることを特徴とする磁気推進駆動システム。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、各電磁石が任意の隣接する永久磁石から等間隔で離間していることを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、前記固定子要素が、前記第１のＲＭＡおよび前記第２のＲＭＡを囲むケージであることを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、前記固定子要素が、前記第１のＲＭＡと前記第２のＲＭＡとの間に位置することを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【請求項８】
磁気推進駆動モジュールにおいて、
互いに長手方向に平行に配置された第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールであって、各駆動モジュールが、任意の隣接する前記第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、または第４の駆動モジュールの１つで、前記第１の極性の複数の永久磁石から反発するように位置付けられて構成される第１の極性の複数の電磁石を含む少なくとも１つのロータブロックアセンブリを備え、
前記少なくとも１つのロータブロックアセンブリが、前記第１の極性の電磁石の間に位置する第２の極性の複数の電磁石をさらに備え、前記第２の極性の前記複数の電磁石が、任意の隣接する前記第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、または第４の駆動モジュールの１つで、第２の極性の複数の永久磁石から反発するように位置付けられて構成され、
前記第１の極性の前記電磁石の前記第１の極性の前記永久磁石からの反発作用および前記第２の極性の前記電磁石の前記第２の極性の前記永久磁石からの反発作用によりラジアルな推進力が生じて、前記第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールを回転させる、第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールと、
前記第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールに連結するギアと、
出力シャフトギアに連結して、前記第１の駆動モジュールおよび前記第３の駆動モジュールまたは前記第２の駆動モジュールおよび前記第４の駆動モジュールのいずれかに連結する遊星ギアの回転により回転する駆動シャフトと、
前記第１の極性の前記複数の永久磁石および前記第２の極性の前記複数の永久磁石に近接する固定子要素と、
前記第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールの回転中に前記第１の極性の前記複数の永久磁石および前記第２の極性の前記複数の永久磁石と前記固定子要素との相互作用により発生する電流を受けるように構成される前記固定子要素に連結する電気出力導体と、
を備えることを特徴とする、磁気推進駆動モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、前記第１の極性の前記複数の永久磁石および前記第１の極性の前記複数の電磁石が、北の極性を有し、前記第２の極性の前記複数の永久磁石および前記第２の極性の前記複数の電磁石が南の極性を有することを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【請求項１０】
請求項８に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、前記駆動モジュールの１つの前記少なくとも１つの北の極性を有する永久磁石を、隣接する駆動モジュールの前記少なくとも１つの北の極性を有する電磁石と整列させるために同期ギアをさらに備えることを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【請求項１１】
請求項８に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、
前記少なくとも１つのロータブロックアセンブリが、直接隣接して長手方向に位置する２つのロータブロックアセンブリを備え、
同じ極性の電磁石が同じロータアセンブリで互いに放射状にオフセットし、前記直接隣接して長手方向に位置する２つのロータブロックアセンブリの間で互いに放射状にオフセットすることを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【請求項１２】
請求項８に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、前記固定子要素が、前記第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールを囲むケージであることを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【請求項１３】
請求項１２に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、前記ケージが、前記第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールの前記ロータブロックにわたって配置される金属ストリップのバンドを備えることを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【請求項１４】
請求項８に記載の磁気推進駆動モジュールにおいて、前記固定子要素が、前記第１のＲＭＡと前記第２のＲＭＡとの間に位置することを特徴とする磁気推進駆動モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は概して、磁気推進システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の電気モータおよびＤＣモータには特に、１つまたは複数の欠点がある。多くの種類のモータは効率が悪い。より効率的なモデルを利用することができるが、これらのモータは、複雑であるか高価な、またはその両方の電子制御システムを有する。
【発明の概要】
【０００３】
本技術の一実施形態によると、磁気推進駆動システムは、第１のラジアル磁気アセンブリ（ＲＭＡ）と、第１のＲＭＡに連結した第１の軸と、第１のＲＭＡの外面の第１の極性の第１の永久磁石と、第２のＲＭＡと、第２のＲＭＡに連結した第２の軸と、第２のＲＭＡの外面の第１の極性の第１の電磁石であって、第１の永久磁石が第１のＲＭＡの回転中および第２のＲＭＡの回転中に第１の電磁石と整列するように配置され、第１の電磁石が、第１の永久磁石と整列したときに作動し、第１の電磁石および第１の永久磁石が第１の電磁石の作動中に互いに反発して、第１の軸および第２の軸を回転させる、第１の電磁石と、第１の軸および第２の軸の回転により回転する駆動シャフトと、第１の永久磁石および第２の永久磁石に近接する固定子要素と、第１のＲＭＡの回転中および第２のＲＭＡの回転中に第１の永久磁石および第２の永久磁石と固定子要素との相互作用により発生した電流を受けるように構成された固定子要素に連結する電気出力導体と、を備える。
【０００４】
本技術の別の実施形態によると、磁気推進駆動モジュールは、互いに長手方向に平行に配置された第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールであって、各駆動モジュールが、任意の隣接する第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、または第４の駆動モジュールの１つで、複数の永久磁石から反発するように位置付けられて構成される複数の電磁石を含む少なくとも１つのロータブロックアセンブリを備え、電磁石の永久磁石からの反発作用によりラジアルな推進力が生じて、第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、または第４の駆動モジュールを回転させる、第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールと、第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールに連結するギアと、出力シャフトギアに連結して、第１の駆動モジュールおよび第３の駆動モジュールまたは第２の駆動モジュールおよび第４の駆動モジュールのいずれかに連結する遊星ギアの回転により回転する駆動シャフトと、第１の極性の複数の永久磁石および第２の極性の複数の永久磁石に近接する固定子要素と、第１の駆動モジュール、第２の駆動モジュール、第３の駆動モジュール、および第４の駆動モジュールの回転中に第１の極性の複数の永久磁石および第２の極性の複数の永久磁石と固定子要素との相互作用により発生する電流を受けるように構成される固定子要素に連結する電気出力導体と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
添付の図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態を以下で詳細に説明する。図面において、同様の数字は図面の対応部分を表す。
【０００６】
【図１】図１は、本技術の例示的な実施形態による磁気駆動推進システムの斜視図である。
【図２】図２は、図１の磁気駆動推進システムの上面図である。
【図３】図３は、図１の磁気駆動推進システムの右側面図である。
【図４】図４は、図１の磁気駆動推進システムの左側面図である。
【図５】図５は、図２の上面図に示す左端のラジアル磁気アセンブリの拡大部分図である。
【図６】図６は、図３の右側面図に示す左端のラジアル磁気アセンブリの拡大部分図である。
【図７】図７は、２つの遊星トルク伝達ギアおよび単一の出力シャフトギアを備えるクレードルアセンブリの正面を描写する図２の磁気駆動推進システムの断面端面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図２の同期ギアの拡大端面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図２のシステムのクレードルハウジングの部分正面図である。
【図８】図８は、交互の対角ロータの始動シーケンスを描写する図２の駆動モジュールに動力を供給する電気接続部の後部概略図である。
【図９】図９は、Ｎ極界磁コイルおよびＳ極磁石（「Ａ」ＲＭＡ）またはＳ極界磁コイルおよびＮ極磁石（「Ｂ」ＲＭＡ）のいずれかを有するＲＭＡ（ラジアル磁気アセンブリ）を描写する本技術の例示的な実施形態によるロータブロックの拡大部分分解図である。
【図１０】図１０は、本技術の例示的な実施形態による軸を介した電気接続部の側面概略図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図１０の長方形１０Ａの拡大図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本技術の例示的な実施形態によるラジアル磁気アセンブリの電気タイン位置の拡大端面図である。
【図１１】図１１は、前のＲＭＡからの１１．２５°のオフセットによりそれぞれが時計回りに回転する図５の上部ロータブロックのＲＭＡの端面の概略図である。
【図１２】図１２は、前のＲＭＡからの１１．２５°のオフセットによりそれぞれが反時計回りに回転する図６の上部ロータブロックのＲＭＡの端面の概略図である。
【図１３】図１３は、本技術の例示的な実施形態による隣接する駆動モジュールの永久磁石と電磁石との反発関係を示す図２の駆動モジュールの端部概略図である。
【図１４】図１４は、本技術の別の例示的な実施形態による磁気駆動推進システムの右側面図である。
【図１５】図１５は、本技術のさらに別の例示的な実施形態による磁気駆動推進システムの右側面図である。
【図１６】図１６は、本技術のまたさらに別の例示的な実施形態による磁気駆動推進システムの右側面図である。
【図１７】図１７は、例示的な実施形態による固定子を備える磁気駆動推進システムの斜視図である。
【図１８】図１８は、図１７の磁気駆動推進システムがない固定子構造要素の端面図である。
【図１９】図１９は、図１７の磁気駆動推進システムの側面図である。
【図２０】図２０は、図１７の磁気駆動推進システムの端部断面図である。
【図２１】図２１は、図１７の磁気駆動推進システムの側面図である。
【図２２】図２２は、図２０の磁気駆動推進システムの固定子コアの端面図／側面図のハイブリッド概略図である。側面図は部分図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
広義には、本技術の実施形態は、磁気推進駆動システムを提供する。磁気推進駆動システムは、様々な動力出力の要求を満たすために拡張可能であり得る。本明細書で使用される「例示的な」という用語は、「例または例示として役割を果たすこと」を意味する。「例示的な」と本明細書で説明される任意の態様または設計は、必ずしも他の態様または設計よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。
【０００８】
ここで図１〜図４を参照すると、本技術の例示的な実施形態に従って、磁気駆動推進システム１００（概して「システム１００」と称される）が示されている。システム１００は概して、動作時にトルク出力の組み合わせを提供するために並置された複数の駆動モジュール１４５を備える。各駆動モジュール１４５は、複数の磁石（１１３、１１４、１１５、１１６）を備える（以下で詳細に説明する）。異なる駆動モジュール１４５の同じ極性の磁石を、動作時に、互いに対向して反発するように同期させ、各モジュール１４５に推進力を与え、それにより軸１２０、１２１を駆動させて回転させる。駆動モジュール１４５は概して、円筒形であり、少なくとも２つのモジュールの縦軸が互いに平行するように位置付けることができる。示される例示的な実施形態では、４つの駆動モジュールが平行して配置されているが、システム１００は概して、互いに回転するように配置された２つ以上の駆動モジュールを使用することが理解されよう。システム１００の動作により、駆動モジュール１４５が回転し、これにより出力トルクが軸１２０、１２１から供給され、出力駆動シャフト１１０に動力出力が供給される（図２〜図４）。
【０００９】
駆動モジュール１４５は、１つまたは複数のロータブロック１３３、１３４を備えることができる。例示的な実施形態では、それぞれ５つのロータブロック１３３、１３４を備える駆動モジュール１４５が示されるが、本技術の態様では、所望の出力に応じて、多かれ少なかれロータブロック１３３、１３４が許容されることを理解されたい（図１４〜図１６に示される）。ロータブロック１３３、１３４は概して、複数のラジアル磁気アセンブリ（ＲＭＡ）１３１を備える。例示的な実施形態では、ＲＭＡ１３１は、外面から外側に向き、Ｎ極とＳ極の極性が交互に存在する８つの磁石（１１３、１１４、１１５、１１６）を備えることができる。磁石（１１３、１１４、１１５、１１６）は、永久磁石および界磁コイル電磁石を含む。
【００１０】
ＲＭＡ１３１は、アルミニウムラウンドストックから削り出すことができ、界磁コイルを挿入するために外半径周辺で９０°ごとに電磁石１１３、１１４の寸法を収容する十分な直径および深さを有する削り出されたラウンドホール、および永久磁石（１１５、１１６）を挿入するために９０°ごとに四角形に削り出された凹部を有するが、これは、ＮｄＦｅＢ（グレード３５）磁石の例であり得る。３２の１／８インチのホール１２４をＲＭＡ１３１の前部および後部に削り出すことができ、内半径で１１．２５°離してオフセットして、１／８インチの圧縮ピン１２５（図９）を収容させることができる。この圧縮ピン１２５は、各ＲＭＡ１３１間で磁石の１１．２５°のオフセットを確立するように共に圧入されている。タイン１１７（図１０、図１０Ａ、図１０Ｂ）は、ＲＭＡ１３１で軸１２０、１２１から電磁石１１３、１１４）に電流を伝導することができる。
【００１１】
図１〜図４を再度参照すると、奇数の円はＮ極電磁石（Ｂ−磁場）を表す。偶数の円はＳ極電磁石（Ｂ−磁場）を表す。奇数の四角はＮ極永久磁石（Ｈ−磁場）を表す。偶数の四角はＳ極永久磁石（Ｈ−磁場）を表す。同期ギア１１２がモジュール１４５の端部で回転するときに同じ番号の磁石が同期して互いに対向するように、磁石（１１３、１１４、１１５、１１６）を番号付けする。左上および右下の駆動モジュール１４５（図１）は奇数の電磁石１１３（Ｂ−磁場）を備える。右上および左下の駆動モジュール１４５（図１）は偶数の電磁石１１４（Ｂ−磁場）を備える。電磁石（１１３、１１４）（Ｂ−磁場）は、永久磁石（１１５、１１６）（Ｈ−磁場）から４５°でオフセットすることができる。各電磁石（１１３、１１４）（Ｂ−磁場）は、任意の隣接する永久磁石（１１５、１１６）（Ｈ−磁場）から等距離離間することができる。
【００１２】
さらに図１〜図４、同時に図５および図６を参照すると、例示的な実施形態では、ロータブロック１３３、１３４は、例えば、軸１２０または１２１とともに長手方向に並置された４つのＲＭＡ１３１（「Ｒｌ」、「Ｒ２」、「Ｒ３」、「Ｒ４」と称される）を備えることができる。同じ極型（例えば、Ｎ極の電磁石は同じ番号の磁石で表す）が互いに隣接して、任意の２つの隣接する磁石が、ロータブロック１３３、１３４の中心から１１．２５°の角度で放射状にオフセットするように、磁石（１１３、１１４、１１５、１１６）を配置することができる。隣接するロータブロック１３３、１３４の同じ型の磁石（１１３、１１４、１１５、１１６）を、３３．７５°でオフセットすることができる（例えば、右下の駆動モジュール１４５の第１のロータブロック１３３の最後の四角４は、放射状に、同じ駆動モジュール１４５の第２のロータブロック１３３の第１の四角４の３３．７５°前に進んでいる）。
【００１３】
ここで図２〜図４、図７、図７Ａ、および図７Ｂを参照すると、以下は、軸１２０、１２１を遊星ギア１１９に接続するシステム１００のハウジングの例示的な実施形態について説明する。ベースプレート１０１は、端プレート１０８全体でクレードルベース１０２を支持するためのデッキ構造を提供する。構造統合性のために、ねじファスナー１２６を収容するように端プレート１０８に穴を開けてタップする。クレードルベース１０２、クレードル中心１０３、およびクレードル上部１０４は、ロータベアリング１１８を装着するための半月形に削り切り取られた凹部１２３（図７Ｂ）を有する支持構造であり得る。上部プレート、エンクロージャ１０５は、左プレート１０６、右プレート１０７、上部クレードル１０４、および端プレート１０８に接続することができる。端プレート１０８は、出力駆動シャフト１１０を収容するために穴を開けてタップされた表面実装フランジベアリング１０９を有するギアハウジングエンクロージャパネルであってよい。ローラベアリング１０９は、出力駆動シャフト１１０を支持する表面実装フランジベアリングであってよい。出力駆動シャフト１１０は、クレードル中心１０３に固定することができ、端プレート１０８のホールに通して突出させることができる。駆動ギア１１１は、駆動モジュール１５０の回転により駆動する軸１２０に接続した２つの反時計回りに回転する遊星ギア１１９（図７も参照）からトルクを受け、この力を出力駆動シャフト１１０の時計回りの回転に変換する。同期ギア１１２は、全ての駆動モジュール１４５に対して１：１の割合を含むことができる。ファスナーによりギア１１２を駆動モジュール１４５の前後に固定することができ、同時に位置決めねじによりギアを軸１２０または１２１に固定することができる。駆動モジュール１４５を取り付けた後に、ロータベアリング１１８を軸１２０、１２１に圧入することができる。ブラスキーが圧入によりギア１１９をシャフト１２０に接着させるために、切欠きキー溝１２７（図７）を設けることができる。切欠きキー溝１２８は、ロータブロック１３３、１３４を軸１２０、１２１に固定する。
【００１４】
ここで図２〜図４、図１０、図１０Ａ、および図１０Ｂを参照すると、以下は、システム１００の例示的な電気接続について説明する。システム１００は、ＡＣ／ＤＣ電源であり得る電源１３２を備えることができ、これには、例えば、変圧器、全波ブリッジ整流器、フィルタコンデンサ、および負荷抵抗器、または任意の好適な既製の様々な電源を含むことができる。システム１００はブラシ型システムであってよいが、ブラシレス実施形態も使用することができる。例えば、ブラシ１２９は、電源１３２の出力側から平行に取り付けられた通電導体１３５を有するブラシハウジング１２２に含まれるばね仕掛けのアセンブリであり得る。配線１３０は、電源１３２の出力側からブラシハウジング１２２のばね仕掛けのブラシ１２９に電力を伝達するために十分な規格および長さを有して並行動作する通電導体１３５を備えることができる。埋め込まれた通電導体１３５は、軸２０および２１を介して並列電力を電磁石１１３、１１４の全ての界磁コイルに供給することができる。電源１３２の出力側からの電流は、並列配線１３０を介して、ブラシハウジング１２２に含まれるブラシ１２９に移動し、その電力は、ブラシ１２９から通電導体１３５を通してタイン１１７まで伝達され、電磁石１１３、１１４の界磁コイルを２つのペアで９０°の直角で励磁させ、隣接する駆動モジュール１５０の永久磁石１１５、１１６から反発させる。
【００１５】
理解されるように、上記では主に、２つの隣接する駆動モジュール１４５に関連して説明したが、駆動モジュール１４５の電磁石（１１３、１１４）が、２つの別個の駆動モジュール１４５の対応する同様に付番された永久磁石（１１５、１１６）と同期し、それにより４つの駆動モジュール１４５が同時に同期された出力を提供し得るように、システム１００を示されるように設置することができる。ここで図１および図１１〜図１３を参照すると、システム１００の動作が斜視図および端面図から示され、４つの異なるペアの同様に付番された反対極性の磁石が、同時に互いに対向して反発するように同期されていることが示されている。動作に際して、第１の駆動モジュール１４５の第１のラジアル磁気アセンブリ１３１の第１の「Ａ」ロータブロック１３３の電磁石１１３または１１４および第２の駆動モジュール１４５の第１のラジアル磁気アセンブリ１３１の第１のロータブロック１３４の永久磁石１１５または１１６以外の同じ極性の同様に付番された磁石が、互いに対向するように同期される。電磁石（１１３、１１４）は、同じ極性の永久磁石（１１５、１１６）の反対に位置するまで作動していない状態であってもよい。例えば、磁石１１４は、磁石１１６と対向する位置に回転するまで電流電荷を有さなくてもよい。例示的な開始位置は、垂直面の電磁石１１３および永久磁石１１５の２つのペア（ＥＭ１およびＭ１）、ならびに水平面の電磁石１１３および永久磁石１１５の２つのペア（ＥＭ３およびＭ３）の整列により示される（図１３）。１つの駆動モジュール１４５の磁石１１３が、隣接する駆動モジュール１４５の磁石１１５と対向するとき、磁石１１３を励磁させることができ、それにより流束密度（ワット）を（同じ磁場の）磁石１１５にもたらして互いに反発させ、ラジアル推進力をそれぞれの駆動モジュール１４５に誘導させる。それぞれの駆動モジュール１４５の第２のロータブロックの対応する同様に付番された磁石は、第１のペアの磁石に１１．２５°の回転分の遅れをとり、互いに対向するように同期されるとき、それぞれのラジアル磁気アセンブリ１３１の生じた推進出力電力を増大させる。したがって、反対のロータブロック１３３または１３４の同様に付番された磁石の第２のセット（例えば、図５および図６の「Ｒ２」の磁石）は、反発作用が生じるように同期するとき、第１のペアの磁石はもはや反発作用が生じるように整列しない。ラジアル磁気アセンブリ１３１は、対応する永久磁石１１５、１１６で電磁石１１３、１１４）を順次継続して作動させ、それぞれの軸１２０および１２１を駆動するラジアル推進力を継続して提供して、トルクを遊星ギア１１９に伝達させる。
【００１６】
本技術の出力の大きさは、ＲＭＡ１３１の直径Ｎ、ギアピッチ円Ｎのサイズ、軸（１２０、１２１）の長さを決定するロータブロック１３３、１３４の数（例えば、図１４〜図１６を参照されたい）、ならびにＮ極およびＳ極の磁界コイルの力（ワット）により決定する。シャフトごとのラジアルロータブロック１３３、１３４の数により、出力電力／トルクが決定される。例えば、４つのロータブロック１３３、１３４を使用するシステムは、約７４６Ｗ／ＨＰの出力を生成することができる。本技術が、駆動モジュール１４５の複数のコピーは、縦列に無限に高く、かつ横列に無限に長くスタックするように設計することができ、全てのギアを互いに噛み合わせて、出力電力およびトルクを増加させる点において固有の対称性を提供することを理解することができる。二重の、両側の、八角形の、螺旋の、反射の対称性を使用して、隣接する駆動モジュール１４５間の関係を説明することができる。
【００１７】
ここで図１７〜図２２を参照すると、別の例示的な実施形態に従って、磁気駆動推進システムが示されている。図１７〜図２１に示されているシステムは、固定子１３６が組み込まれていることを除いて、磁気駆動推進システム１００に類似する。固定子１３６は、いくつかの実施形態では、モジュール１２０、１２１のそれぞれを囲むケージを備えることができる。ケージは、磁石１１３、１１４、１１５、および１１６がバンドの下で回転するようにロータアセンブリ１４５（図２）と放射状に整列した構造要素１４３のバンドを備えることができる。構造要素１４３は、例えば、航空機グレードのアルミニウムまたは炭素繊維を含むことができる。導電素子は、各バンドをメッシュで接続して、モジュール１２０、１２１の外側で固定子ケージ１３６を形成することができる。いくつかの実施形態では、磁極片１４２は、マイカ紙を有する固定子ケージ１３６から分離された固定子ケージ要素１４３に連結されているポールキャップ（「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、および「Ｄ」とラベルされる）で固定されているアルミニウムスプールであり得る。磁極片１４２を囲む銅またはブラスの巻き線は、水平面に直並列で、または垂直面に直並列で、隣接する磁極片１４２と接続することができる。いくつかの実施形態では、中央固定子１３６ａも、モジュール１２０、１２１の間に位置付けることができる。図１７、図１８、図２０、および図２２を参照されたい。中央固定子１３６ａは、航空機グレードのアルミニウムまたは炭素繊維の細長い四角の管であり得るコア１４４を備えることができる。
【００１８】
固定子１３６は、モジュール１２０、１２１が回転するように誘導されるときに、磁石１１３、１１４、１１５、および１１６と相互作用する電機子として機能することができる。磁石１１３、１１４、１１５、１１６がケージの近傍で回転することにより、電磁場が生成され、交流電流出力が生成される。概して、永久磁石１１５、１１６は常に、モジュール１２０、１２１の回転中に、固定子１３６と相互作用して、磁場の磁束がもたらされ得る。いくつかの実施形態では、電磁石１１３、１１４は概して、電磁石１１３、１１４の電源をオンにしたときに固定子１３６と相互作用することになる。端子ブロック（電気出力導体）１３７は、交流電流出力を受ける固定子１３６に取り付けることができ、交流電流出力は、直流に変換するために整流器１３８に伝達することができる。調節器１３９を整流器１３８と連結させて、定電圧レベルを維持することができる。理解されるように、モジュール１２０、１２１と固定子１３６とを組み合わせることにより、出力駆動シャフト１１０を駆動するモジュール１２０、１２１からの駆動推進出力、ならびに磁石１１３、１１４、１１５、および１１６が近接する固定子１３６と相互作用することにより発生したＡＣ出力からの電力源がもたらされる。
【００１９】
当業者は、本発明のシステムの機能的利益を享受するために多数の設計構造を想定可能であることを理解することができる。したがって、本発明の実施形態の多種多様な構造および構成を考慮すると、本発明の範囲は、上記実施形態により制限されるのではなく、以下の特許請求の範囲の広さにより反映される。
【００２０】
開示される発明の実施形態は、磁気エネルギーを電力に変換することに有用であり得る。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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