知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024057680
(43)【公開日】2024-04-25
(54)【発明の名称】磁力回転装置及びそれを組み込んだ発電装置
(51)【国際特許分類】
H02K 53/00 20060101AFI20240418BHJP
F03G 3/00 20060101ALI20240418BHJP
【ＦＩ】
H02K53/00
F03G3/00 E
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022164482
(22)【出願日】2022-10-13
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-09-21
(71)【出願人】
【識別番号】508133868
【氏名又は名称】兼子 文美子
(71)【出願人】
【識別番号】515163494
【氏名又は名称】大出 隆子
(74)【代理人】
【識別番号】110003535
【氏名又は名称】スプリング弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】兼子 康男
(57)【要約】
【課題】シンプルな構造でありながら、ロータを回転させる磁石同士の反発力である正のエネルギー効果的に取り出すことができるようにした磁力回転装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の固定側磁石部４０の棒磁石７０に対する対向面である外側対向面６６Ａのうち、ロータ３４の回転方向から見た下流面には、棒磁石６６の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板４２を設け、固定側磁石部４０の棒磁石７０のロータ側磁石部３８の棒磁石６６に対する対向面である内側対向面７０Ａのうち、ロータ３４の回転方向から見た上流面には、棒磁石７０の磁力を遮断する固定側磁力遮断板４４を設けた。
【選択図】図８
【解決手段】ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の固定側磁石部４０の棒磁石７０に対する対向面である外側対向面６６Ａのうち、ロータ３４の回転方向から見た下流面には、棒磁石６６の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板４２を設け、固定側磁石部４０の棒磁石７０のロータ側磁石部３８の棒磁石６６に対する対向面である内側対向面７０Ａのうち、ロータ３４の回転方向から見た上流面には、棒磁石７０の磁力を遮断する固定側磁力遮断板４４を設けた。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁石の磁力を回転力として利用する磁力回転装置において、
回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸に固定され、前記回転軸の軸芯を回転中心として回転する円形なロータと、
装置フレームに固定されて前記ロータの外側に前記ロータを囲むように設けられ、前記ロータと同心円状の内周面を有する固定部と、
前記ロータの外周面部分に前記ロータの回転方向に沿って等間隔の間隙部を形成して配置され、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に前記放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなるロータ側磁石部と、
前記固定部の前記内周面に周方向に等間隔の間隙部を形成して配置され、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に前記ロータ側磁石部に対向する内側の内側磁極が前記ロータ側磁石部の前記外側磁極と同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなる固定側磁石部と、を有し、
前記ロータ側磁石部の前記棒磁石の前記固定側磁石部の前記棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た下流面には、前記棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設け、
前記固定側磁石部の前記棒磁石の前記ロータ側磁石部の前記棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た上流面には、前記棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設けたことを特徴とする磁力回転装置。
回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸に固定され、前記回転軸の軸芯を回転中心として回転する円形なロータと、
装置フレームに固定されて前記ロータの外側に前記ロータを囲むように設けられ、前記ロータと同心円状の内周面を有する固定部と、
前記ロータの外周面部分に前記ロータの回転方向に沿って等間隔の間隙部を形成して配置され、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に前記放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなるロータ側磁石部と、
前記固定部の前記内周面に周方向に等間隔の間隙部を形成して配置され、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に前記ロータ側磁石部に対向する内側の内側磁極が前記ロータ側磁石部の前記外側磁極と同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなる固定側磁石部と、を有し、
前記ロータ側磁石部の前記棒磁石の前記固定側磁石部の前記棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た下流面には、前記棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設け、
前記固定側磁石部の前記棒磁石の前記ロータ側磁石部の前記棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た上流面には、前記棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設けたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項2】
前記ロータ側磁力遮断板は前記棒磁石の前記外側対向面の半分の前記下流面に設けられていると共に、前記固定側磁力遮断板は前記棒磁石の前記内側対向面の半分の前記上流面に設けられている請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項3】
前記ロータ側磁力遮断板は前記棒磁石の前記下流面の端から張り出した庇部分を有すると共に、前記固定側磁力遮断板は前記棒磁石の前記上流面の端から張り出した庇部分を有する請求項２に記載の磁力回転装置。
【請求項4】
前記ロータ側磁力遮断板及び前記固定側磁力遮断板は強磁性材である請求項１～３のいずれか1項に記載の磁力回転装置。
【請求項5】
前記ロータ側磁力遮断板及び前記固定側磁力遮断板は鉄板と複数の磁石とで構成される請求項１～３のいずれか1項に記載の磁力回転装置。
【請求項6】
前記ロータ側磁石部の全面の磁極が前記外側磁極と同一極性になるようにすると共に、前記固定側磁石部の全面の磁極が前記内側磁極と同一極性になるようにした請求項１～３のいずれか1項に記載の磁力回転装置。
【請求項7】
前記間隙部を非磁性材で埋める請求項１～３のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項8】
前記回転軸にフライホイールを設ける請求項１～３のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項9】
前記ロータとしてフライホイールを用いる請求項１～３のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項10】
請求項１～３のいずれか１項に記載の磁力回転装置が複数台直列に連設されている磁力回転装置。
【請求項11】
モータと、
前記モータを回転駆動源として発電ロータを回転させて発電する発電機と、
前記モータと前記発電ロータとの間に設けられた請求項１～３のいずれか１項に記載の磁力回転装置と、を備えた発電装置。
前記モータを回転駆動源として発電ロータを回転させて発電する発電機と、
前記モータと前記発電ロータとの間に設けられた請求項１～３のいずれか１項に記載の磁力回転装置と、を備えた発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁力回転装置及びそれを組み込んだ発電装置に係り、特に磁石同士の磁力によって生じる反発力を回転に利用する磁力回転技術に関する。
【背景技術】
【0002】
磁石同士の磁力によって生じる反発力を回転に利用する磁力回転装置の応用例としては、永久磁石モータや発電機が従来からよく知られている。磁力回転装置としては、対向するロータ側の磁石と固定側の磁石との磁極を同一極性にしたときに生じる反発力を利用してロータを回転させる構造が一般的である。
【0003】
しかし、同一極性の磁極による反発力は、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石とが離間するときにはロータの回転を促進する正のエネルギーになるが、接近するときにはロータの回転を阻害する負のエネルギーになる。また、磁石にはＮ極とＳ極とがあるため、同一極性の磁極による反発力以外に異なる磁極による吸引力も発生する。したがって、磁力回転装置の回転力をアップするには、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力、即ち正のエネルギーのみを如何に効果的に取り出せるかが重要となる。
【0004】
かかる問題を解決する方法として、例えば特許文献１の磁力回転装置が提案されている。特許文献1の磁力回転装置は、回転軸と、複数個の磁石を外周の端部に磁極が径方向になるように配置した回転子と、前記回転子の磁石と同数個の磁石を径方向に前記回転子の磁石と対峙して配置した固定子と、スリットと強磁性材からなる遮蔽板を交互に配置した磁気遮蔽回転体と、前記回転子の近傍に配置された回転子検出センサーと、前記磁気遮蔽回転体の近傍に設置された磁気遮蔽回転体検出センサーから構成されている。そして、回転子検出センサーと磁気遮蔽回転体検出センサーとによって、回転子の磁石と固定子の磁石との間に磁気遮蔽回転体をタイミングよく挿入する。これにより、回転子の磁石と固定子の磁石との反発力と吸引力とにアンバランスを人為的に作り出し、回転子が回転する回転方向における負の方向に働く回転エネルギーを最小にし、磁石の力を回転エネルギーとして取り出すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１４-２００１５９号公報
【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の磁力回転装置のように、回転子検出センサーと磁気遮蔽回転体検出センサーとによって、回転子の磁石と固定子の磁石との間に磁気遮蔽回転体をタイミングよく挿入する方法は、メカニズム的に複雑であると共にセンサーの検出精度等によってタイミングにズレが発生し易いという欠点がある。タイミングにズレが発生すると、ロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力、即ち正のエネルギーを効果的に取り出すことができない。
【0007】
また、磁石にはＮ極とＳ極とがあり、同一極性の磁極による反発力以外に異なる磁極による吸引力も発生するため、回転子の磁石と固定子の磁石との間に磁気遮蔽回転体を挿入するだけでは、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石とが離間するときの反発力を効果的に取り出すことができない。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、シンプルな構造でありながら、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石とが離間するときの反発力、即ちロータの回転を促進する正のエネルギーをより効果的に取り出すことができるようにした磁力回転装置及びそれを組み込んだ発電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】
【0009】
本発明の磁力回転装置は前記目的を達成するために、磁石の磁力を回転力として利用する磁力回転装置において、回転自在に支持された回転軸と、回転軸に固定され、回転軸の軸芯を回転中心として回転する円形なロータと、装置フレームに固定されてロータの外側にロータを囲むように設けられ、ロータと同心円状の内周面を有する固定部と、ロータの外周面部分にロータの周方向に間隙部を形成して配置され、回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなるロータ側磁石部と、固定部の内周面部分に周方向に等間隔の間隙部を形成して配置され、回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共にロータ側磁石部に対向する内側の内側磁極がロータ側磁石部の外側磁極と同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなる固定側磁石部と、を有し、ロータ側磁石部の棒磁石の固定側磁石部の棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、ロータの回転方向から見た下流面には、棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設け、固定側磁石部の前記棒磁石のロータ側磁石部の棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、ロータの回転方向から見た上流面には、棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設けたことを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、ロータ側磁石部の棒磁石の固定側磁石部の棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、ロータの回転方向から見た下流面には、棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設けた。そして、固定側磁石部の棒磁石のロータ側磁石部の棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、ロータの回転方向から見た上流面には、棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設けた。
【0011】
これにより、ロータの回転によって、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とが接近するときには、反発力が発生し難くなるので、ロータの回転を阻害しにくくなる。そして、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とが離間するときには反発力が効果的に発生する。
【0012】
即ち、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とが離間するときに、反発力をより利用しやすくした。したがって、シンプルな構造でありながら、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力を効果的に利用することができる。
【0013】
本発明の態様において、ロータ側磁力遮断板は棒磁石の外側対向面の半分の下流面に設けられていると共に、固定側磁力遮断板は棒磁石の内側対向面の半分の上流面に設けられていることが好ましい。
【0014】
これにより、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とが対面状態になるまで反発力の殆どない状態でロータが回転し、ロータ側磁石部の棒磁石が固定側磁石部の棒磁石を通過すると反発力が発生する。したがって、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力を一層効果的に取り出すことができる。
【0015】
本発明の態様において、ロータ側磁力遮断板は棒磁石の下流面の端から張り出した庇部分を有すると共に、固定部磁力遮断板は棒磁石の上流面の端から張り出した庇部分を有することが好ましい。これにより、ロータの回転によって、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とが接近するときには、反発力が一層発生し難くなる。
【0016】
本発明の態様において、ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板は強磁性材であることが好ましい。強磁性材は磁力を吸収するので、棒磁石から出る磁力を遮断する機能を有する。
【0017】
本発明の態様において、ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板は鉄板と複数の磁石とで構成されることが好ましい。このように、鉄板と複数の磁石とで構成することで、磁力を吸収する吸収力をアップできるので、磁力をより効果的に遮断できる。
【0018】
本発明の態様において、ロータ側磁石部の全面の磁極が外側磁極と同一極性になるようにすると共に、固定側磁石部の全面の磁極が内側磁極と同一極性になるようにすることが好ましい。これにより、異なる磁極による吸引力をより発生しにくくできるので、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力を更に一層効果的に取り出すことができる。
【0019】
本発明の態様において、間隙部を非磁性材で埋めることが好ましい。これにより、棒磁石がしっかりと固定されるので、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石が互いの反発力で棒磁石が固定ズレすることを防止できる。
【0020】
本発明の態様において、回転軸にフライホイールを設けることが好ましい。これにより、ロータ側磁石部と固定側磁石部との間に生じるロータ回転方向の反発力をロータの滑らかな回転運動に転換できる。更には、フライホイールを設けることによって、ロータの回転を更に軽くするので、ロータを回転する動力源（例えばモータ）の回転力を一層補助することができる。
【0021】
本発明の態様において、ロータとしてフライホイールを用いることが好ましい。ロータとしてフライホイールを用いることで、ロータの回転を促進する反発力を直接フライホイールに伝えることができる。これにより、ロータを回転する動力源（例えばモータ）の回転力を更に一層補助することができる。
【0022】
本発明の態様において、磁力回転装置が複数台直列に連設されていることが好ましい。このように、磁力回転装置が複数台直列に連設されていることによって、更にロータの回転を補助することができる。
【0023】
本発明の発電装置は、モータと、モータを回転駆動源として発電ロータを回転させて発電する発電機と、モータと発電ロータとの間に設けられた上記磁力回転装置と、を備えたことを特徴とする。
【0024】
本発明の発電装置によれば、モータと発電ロータとの間に、上記磁力回転装置を設けたので、モータの回転力を補助することができる。これにより、モータだけで発電機の発電ロータを回転させて発電するよりもより効率的に電力を得ることができる。また、発電機で同じ電力を得る場合には、モータをより小型化できる。
【発明の効果】
【0025】
本発明の磁力回転装置によれば、シンプルな構造でありながら、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力を効果的に利用することができる。これにより、従来の磁力を利用した磁力回転装置よりもロータの回転を補助することができる。
【0026】
また、本発明の発電装置によれば、モータと発電ロータとの間に本発明の磁力回転装置を設けたので、モータの回転力を補助することができる。したがって、より効果的に発電力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の発電装置の全体構成図
【図2】本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置であって、(Ａ)は側面図であり（Ｂ）は(Ａ)のａ－ａ線に沿った正面断面図
【図3】ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とにそれぞれ設けたロータ側磁力遮断板と固定側磁力遮断板を説明する斜視図
【図5】ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板の構成例を説明する説明図
【図6A】ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板の別態様の構成例を説明する説明図
【図7】ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板の更に別態様の構成例を説明する説明図
【図8】本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置の作用について説明する説明図
【図9】本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置であって、(Ａ)は側面図であり（Ｂ）は(Ａ)のｂ-ｂ線に沿った正面断面図
【図10】本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置の変形例の説明図
【図11】本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置の別態様の説明図
【図12】本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置の正面断面図
【図13】本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置の正面断面図
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付図面にしたがって本発明の磁力回転装置及びそれを組み込んだ発電装置の好ましい実施の形態について説明する。
【0029】
本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱することなく、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【0030】
本発明の磁力回転装置は、対向するロータ側の磁石と固定側の磁石との磁極を同一極性にしたときに生じる反発力を利用してロータを効率的に回転せしめる、いわば補助装置であり、ロータを回転させる回転駆動源を必要とする。すなわち、単独で使用されるのではなく、モータのような回転駆動源の回転力を増加する回転力補助手段として使用されることが好ましい。したがって、以下の説明では先ず本発明の磁力回転装置を組み込んだ本発明の発電装置について説明し、その後で本発明の磁力回転装置を説明する。
【0031】
［発電装置］
図１は、本発明の磁力回転装置を組み込んだ本発明の発電装置であって、一部を断面で示した全体構成図である。なお、図１は、以下に詳細を説明する第１の実施の形態から第４の実施の形態の磁力回転装置のうち第１の実施の形態を組み込んだものであるが、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態を組み込んでもよいことは勿論である。
図１は、本発明の磁力回転装置を組み込んだ本発明の発電装置であって、一部を断面で示した全体構成図である。なお、図１は、以下に詳細を説明する第１の実施の形態から第４の実施の形態の磁力回転装置のうち第１の実施の形態を組み込んだものであるが、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態を組み込んでもよいことは勿論である。
【0032】
図1に示すように、本発明の発電装置１０は、主として、モータ１２と、モータ１２を回転駆動源として発電ロータ１４Ａを回転させて発電する発電機１４と、モータ１２と発電ロータ１４Ａとの間に設けられた本発明の磁力回転装置１６と、を備えて構成される。また、矢印Ａはロータ回転方向を示し、図１以降も同様である。
【0033】
磁力回転装置１６は基台１８の上に装置フレーム２０を介して支持される。基台１８と装置フレーム２０との間には振動減衰部材１８Ａ（例えばゴム板の積層板等）が介在され、基台１８と装置フレーム２０とは固定ボルト１８Ｂで固定される。
【0034】
モータ１２は基台１８の上にモータ据付台２２を介して支持されると共に、発電機１４は基台１８の上に発電機据付台２４を介して支持される。また、モータ据付台２２と発電機据付台２４には、それぞれ軸受２６が設けられ、磁力回転装置１６の回転軸２８の両側を回転自在に支持する。
【0035】
また、モータ１２の回転軸１２Ａと、磁力回転装置１６の回転軸２８の一端とは継手３０によって連結される。また、発電機１４の発電ロータ１４Ａの回転軸１４Ｂと、磁力回転装置１６の回転軸２８の他端とは継手３０によって連結される。一対の継手３０の部分には、モータ１２を停止したときに磁力回転装置１６の回転を強制的に停止させるためのブレーキ手段３２が設けられる。ブレーキ手段３２を設けた理由は、磁力回転装置１６が一度回転しだすと、モータ１２を停止しても一定期間、磁力回転装置１６が回転するためである。
【0036】
上記の如く構成された本発明の発電装置１０は、モータ１２を回転駆動源として発電機１４の発電ロータ１４Ａを回転させることにより発電する。このように、モータ１２を回転駆動源として発電ロータ１４Ａをかいて回転させて発電する発電機１４の場合、発電機の電力はモータ１２の出力、即ちモータ１２が回転する回転力によって決まる。したがって、大きな発電力を得るために大型で高出力のモータ１２を採用しなくてはならない。
【0037】
そこで、本発明の発電装置１０では、モータ１２と発電ロータ１４Ａとの間に、発電ロータ１４Ａの回転数を大きくするための回転力補助手段として本発明の磁力回転装置１６を設けた。
【0038】
これにより、本発明の発電装置１０によれば、モータ１２と発電ロータ１４Ａとの間に本発明の磁力回転装置１６を設けてモータ１２の回転力を補助するようにしたので、モータ１２だけよりも効率よく発電ロータ１４Ａを回転させることができる。
以下に、本発明の磁力回転装置１６の構成及び作用等を詳しく説明する。
以下に、本発明の磁力回転装置１６の構成及び作用等を詳しく説明する。
【0039】
［磁力回転装置の第１の実施の形態］
図２の(Ａ)は、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置において、ロータ回転方向Ａを正面とした場合の側面図であり、（Ｂ）は(Ａ)のａ－ａ線に沿った正面断面図である。なお、図２の（Ｂ）の正面断面図において、断面構造図を分かり易くするために、主たる構成である装置フレーム、回転軸、ロータ、固定部、棒磁石、フライホイール、ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板にはハッチングをしているが、その他の部材のハッチングを省略している。このハッチングの省略は、図２以降の正面断面図も同様である。なお、棒磁石は永久磁石を使用した。
図２の(Ａ)は、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置において、ロータ回転方向Ａを正面とした場合の側面図であり、（Ｂ）は(Ａ)のａ－ａ線に沿った正面断面図である。なお、図２の（Ｂ）の正面断面図において、断面構造図を分かり易くするために、主たる構成である装置フレーム、回転軸、ロータ、固定部、棒磁石、フライホイール、ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板にはハッチングをしているが、その他の部材のハッチングを省略している。このハッチングの省略は、図２以降の正面断面図も同様である。なお、棒磁石は永久磁石を使用した。
【0040】
図２に示すように、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置１６は、主として回転自在に支持された回転軸２８と、ロータ３４と、固定部３６と、ロータ側磁石部３８と、固定側磁石部４０と、ロータ側磁力遮断板４２と、固定側磁力遮断板４４とで構成される。
【0041】
装置フレーム２０は、図２において、ロータ３４の回転軸２８の軸芯方向の面が開口した四角筒状に形成したが、円筒状に形成してもよい。
【0042】
回転軸２８は、図１に示したように、装置フレーム２０の外側に配置された一対の軸受２６に回転自在に支持されると共に、回転軸２８のロータ３４を挟んだ両側にはロータ３４の直径よりも大径な一対のフライホイール４６が設けられる。ロータ３４とフライホイール４６との間は軸カラー４８によって一定距離が確保されている。
【0043】
ロータ３４は、図２の（Ａ）に示すように円形を有し、中心が回転軸２８に固定される。これにより、ロータ３４は回転軸２８の軸芯を回転中心として回転軸２８と一緒に回転する。本実施の形態でのロータ３４は、回転軸２８に直交する円盤状のロータ本体部３４Ａの中心位置に回転軸２８に嵌合する円筒状の嵌合筒３４Ｂを有し、ロータ本体部３４Ａの外側に円筒状の外環筒３４Ｃを有する。そして、外環筒３４Ｃの外側にロータ側磁石部３８を固定するための円筒状の円筒筒５０を設けた構造とした。
【0044】
また、図２の（Ｂ）に示すように、ロータ本体部３４Ａには、対向する一対のロータ側用の側面カバー５２が支持される。側面カバー５２はステンレス等の非磁性材であることが好ましい。側面カバー５２は中央部が開口したリング板状に形成され、側面カバー５２同士が複数の連結ボルト５４で連結される。複数の連結ボルト５４のうちの１本は、棒磁石６６に形成された孔を貫通している。これにより、棒磁石６６は連結ボルト５４を介して側面カバー５２に支持される。
【0045】
固定部３６は装置フレーム２０に固定される。固定部３６はロータ３４の外側にロータ３４を囲むように設けられ、ロータ３４と同心円状の内周面を有する。本実施の形態の固定部３６は、円筒状の外筒５６と円筒状の内筒５８とを有し、装置フレーム２０と外筒５６との複数個所を連結ボルト６０で連結し、外筒５６と内筒５８との複数個所を連結調整ボルト６２で連結固定する構造とした。この内筒５８の内側に上記したロータ３４が配設されると共に、内筒５８はロータ３４と同心円状の内周面を有する。そして、内筒５８の内周面に固定側磁石部４０が設けられる。
【0046】
内筒５８は、図２の（Ａ）に示すように、複数の円弧状ブロック板５８Ａをリング状に配列した構造をしている。そして、内筒５８の内周面に固定側磁石部４０を設けるには、先ず円弧状ブロック板５８Ａに棒磁石６６を固定してから、連結調整ボルト６２で外筒５６から円弧状ブロック板５８Ａまでの距離を調整しながら円弧状ブロック板５８Ａ同士をリング状に配列していく手順で行う。
【0047】
また、図２の（Ｂ）に示すように、外筒５６には、対向する一対の固定側用の側面カバー６１、６１が支持される。側面カバー６１はステンレス等の非磁性材であることが好ましい。側面カバー６１は、ロータ側用の側面カバー５２よりも大径な中心開口を有するリング板状に形成され、側面カバー６１同士が複数の連結ボルト６３で連結される。複数の連結ボルト６３のうちの１本は、棒磁石７０に形成された孔を貫通している。これにより、棒磁石７０は連結ボルト６３を介して側面カバー６１に支持される。
【0048】
図２の（Ａ）に示すように、ロータ側磁石部３８は、ロータ３４の外周面部分の円筒形な円筒筒５０に、ロータ回転方向Ａに沿って等間隔の間隙部６４を有して複数の棒磁石６６が配置固定されることによって構成される。これにより、ロータ側磁石部３８は複数の棒磁石６６が等間隔ごとに円形に配列された磁石部として形成される。図２の（Ａ）では、棒磁石６６を１８本配置した例で示したが、この本数に限定されない。
【0049】
棒磁石６６を固定する円筒筒５０は鉄板等の強磁性材で形成することが好ましい。また、棒磁石６６を固定する方法としては、円筒筒５０に棒磁石６６が固定されればどのような方法でもよいが、接着剤でしっかりと接着固定することが好ましい。
【0050】
このように、円筒筒５０を強磁性材にすることにより、棒磁石６６の円筒筒５０に固定されるＳ極（外側対向面６６ＡのＮ極と反対のＳ極）である底面６６Ｆ（図３、図４及び図８参照）からの磁力を吸収する。これにより、強磁性材で覆われた部分からの磁力を弱めることができる。
【0051】
ロータ側磁石部３８の複数の棒磁石６６は、回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列される。本実施の形態では、棒磁石６６のＮ極が外側磁極になるように配置したが、Ｓ極が外側磁極になるように配置してもよい。
【0052】
図２の（Ａ）に示すように、固定側磁石部４０は、固定部３６の内周面部分、即ち円筒形な内筒５８の内周面部分に周方向に等間隔の間隙部６８を有して複数の棒磁石７０が配置固定されることによって構成される。これにより、固定側磁石部４０は複数の棒磁石７０が等間隔ごとに円形に配列されると共にロータ側磁石部３８よりも一回り大きな磁石部として形成される。
【0053】
この場合、内筒５８を構成する円弧状ブロック板５８Ａも上記した円筒筒５０と同様の理由から鉄板等の強磁性材で形成し、棒磁石７０の底面７０Ｆを円弧状ブロック板５８Ａに接着剤でしっかりと固定することが好ましい（図３、図４及び図８参照）。また、固定側磁石部４０の棒磁石７０の本数としては、ロータ側磁石部３８と同じ本数であることが好ましい。
【0054】
固定側磁石部４０の複数の棒磁石７０は、回転軸２８の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共にロータ側磁石部３８に対向する側である内側磁極がロータ側磁石部３８の外側磁極と同一極性になるように配列される。本実施の形態では、棒磁石７０のＮ極が内側磁極になるように配置したが、ロータ側磁石部３８の外側磁極がＳ極の場合には固定側磁石部４０の内側磁極もＳ極になるようにする。
【0055】
なお、ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０において、間隙部６４（又は間隙部６８）を有する理由は、隣接する棒磁石６６同士(又は棒磁石７０同士）が接していると、ロータ回転方向Ａの反発力の発生に悪影響を及ぼすためである。したがって、ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０の隣接する棒磁石６６同士（又は棒磁石７０同士）の間には、ロータ回転方向Ａからみた棒磁石６６(又は棒磁石７０）の幅寸法の１倍から２倍程度の間隙距離の間隙部６４(又は間隙部６８)を形成していることが好ましい。
【0056】
次に、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４について説明するが、本実施の形態では、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の外側磁極と、固定側磁石部４０の棒磁石７０の内側磁極とがＮ極になるようにした場合で以下の説明を行う。
【0057】
図３は、ロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とを説明する斜視図であり、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０との対向面にロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とをそれぞれ固着したものである。
【0058】
図３に示すように、ロータ側磁力遮断板４２は、棒磁石６６の磁力を遮断するものであり、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の固定側磁石部４０の棒磁石７０に対する対向面である外側対向面６６Ａのうち、ロータ回転方向Ａから見た下流面に設けられる。
【0059】
また、固定側磁力遮断板４４は、棒磁石７０の磁力を遮断するものであり、固定側磁石部４０の棒磁石７０のロータ側磁石部３８の棒磁石６６に対する対向面である内側対向面７０Ａのうち、ロータ回転方向Ａから見た上流面に設けられる。
【0060】
これにより、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の磁力が最も強い棒磁石６６の磁極面である外側対向面６６Ａのうちの下流面から磁力が出るのを遮断する。また、固定側磁石部４０の棒磁石７０の磁力が最も強い棒磁石７０の磁極面である内側対向面７０Ａのうちの上流面から磁力が出るのを遮断する。
【0061】
この場合、図３に示すように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の外側対向面６６Ａのうち、ロータ回転方向Ａから見た半分の中央線Ｍよりも下流面をロータ側磁力遮断板４２で覆うことが好ましい。一方、固定側磁石部４０の棒磁石７０の内側対向面７０Ａのうち、ロータ回転方向Ａから見た半分の中央線Ｍよりも上流面をロータ側磁力遮断板４２で覆うことが好ましい。
【0062】
更に、ロータ側磁力遮断板４２は、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの下流面の端から張り出した庇部分４２Ａを形成することが一層好ましい。また、固定側磁力遮断板４４は、棒磁石７０の内側対向面７０Ａの上流面の端から張り出した庇部分４４Ａを形成することが一層好ましい。
【0063】
図４は図３の変形例である。図４に示すように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の外側対向面６６Ａの下流側の半面（中央線Ｍよりも下流側の面）を削って外側対向面６６Ａよりも窪んだ段差面６７を形成し、この段差面６７にロータ側磁力遮断板４２を埋め込むようにした。これにより、棒磁石６６の外側対向面６６Ａのロータ側磁力遮断板４２を設けていない上流面とロータ側磁力遮断板４２との面とを面一にできる。
【0064】
同様に、固定側磁石部４０の棒磁石７０の内側対向面７０Ａの上流側の半面（中央線Ｍよりも上流側の面）を削って内側対向面７０Ａよりも窪んだ段差面７１を形成し、この段差面７１に固定側磁力遮断板４４を埋め込むようにした。これにより、固定側磁石部４０の棒磁石７０の内側対向面７０Ａの固定側磁力遮断板４４を設けていない下流面と固定側磁力遮断板４４との面とを面一にできる。
【0065】
したがって、図４は図３に比べて棒磁石６６，７０同士の対向面距離を近接することができ、より大きな反発力を得ることができる。なお、図３のように、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４を、棒磁石６６，７０の外側対向面６６Ａ及び内側対向面７０Ａに固着する場合にも棒磁石６６，７０同士の距離は接触しない範囲で近づけることが好ましい。
【0066】
以下の説明では、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とのそれぞれの対向面にロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とをそれぞれ固着した図３の例で説明するが、図４の段差面６７、７１に埋め込むようにした変形例でもよいことは勿論である。
【0067】
図５から図７は、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４の構成例である。ロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とは同じ構成なので、ロータ側磁力遮断板４２のみについて詳しく説明する。図５から図７において、中央線Ｐは棒磁石６６の外側対向面６６Ａ及び棒磁石７０の内側対向面７０Ａにおけるロータ回転方向Ａの半面位置を縦向きに示したものであり、図３及び図４の横向きに示した中央線Ｍと同義である。
【0068】
図５のロータ側磁力遮断板４２は鉄等の強磁性材で構成したものであり、図５は薄い鉄板を複数枚積層させた積層鉄板７２として構成したものである。強磁性材は、棒磁石６６からの磁束を吸収するので、強磁性材で覆われた部分からの磁力を弱めることができる。このように、積層鉄板７２とすることで、ロータ側磁力遮断板４２には薄板状の磁石層が形成されるので、一枚の鉄板で構成するよりも磁束をより吸収し易くなる。
【0069】
強磁性材としては、鉄の他にケイ素鉄（鉄に少量のケイ素を混ぜ合わせたもの）、パーロマイ（ニッケルを主成分とした合金）等を使用することもできる。固定側磁力遮断板４４も同様の構成である。
【0070】
図６Ａのロータ側磁力遮断板４２は、図５の積層鉄板７２の表面に四角い棒状の小さな複数の遮断用磁石７４Ａ（永久磁石）を敷設した敷設磁石７４を設けたものである。敷設磁石７４を構成する複数の遮断用磁石７４Ａは図６Ａの表面側から裏面側に棒状をしており、ロータ回転方向Ａに沿って配列されている。敷設磁石７４において、隣接する遮断用磁石７４Ａ同士の積層鉄板７２側の磁極が交互に異なるようにする。固定側磁力遮断板４４も同様の構成である。
【0071】
また、図６Ｂのロータ側磁力遮断板４２は、図６Ａのロータ側磁力遮断板４２の変形例である。図６Ｂの(Ａ)は棒磁石６６に設けたロータ側磁力遮断板４２の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）を矢印Ｇの方向から見た平面図、（Ｃ）は（Ａ）を矢印Ｈの方向から見た側面図である。これらの図から分かるように、図６Ｂのロータ側磁力遮断板４２は、敷設磁石７４を構成する複数の遮断用磁石７４Ａはロータ回転方向Ａに沿って棒状をしており、ロータ回転方向Ａに対して直交する向きに配列されている。即ち、図６Ｂのロータ側磁力遮断板４２の敷設磁石７４は、図６Ａのロータ側磁力遮断板４２の敷設磁石７４を棒磁石６６の外側対向面６６Ａ上で９０度回転させた態様である。固定側磁力遮断板４４も同様の構成である。
【0072】
図７のロータ側磁力遮断板４２は、図６と同様に、積層鉄板７２の表面に四角い棒状の小さな複数の遮断用磁石７４Ａ（永久磁石）を敷設した敷設磁石７４を設けたものであるが、遮断用磁石７４Ａを台形形状としたものである。固定側磁力遮断板４４も同様の構成である。
【0073】
ここで、この遮断用磁石７４Ａも図６Ｂに示した遮断用磁石７４Ａと同様に、長手方向がロータ回転方向Ａに向くように配置しても良い。これにより、図６Ｂと同様にロータ回転方向Ａに対して直交する向きに遮断用磁石７４Ａが配列されることになる。
【0074】
図６Ａ、図６Ｂ及び図７のロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４のように、積層鉄板７２の表面に四角い小さな複数の遮断用磁石７４Ａ（永久磁石）を敷設した敷設磁石７４を設けることにより、積層鉄板７２だけの場合に比べて磁力を吸収する吸収力をアップできるので、磁力をより確実に遮断できる。
【0075】
なお、図示しなかったが、図６Ａ、図６Ｂ及び図７において、敷設磁石７４の隣接する遮断用磁石７４Ａ同士の間に磁性材又は非磁性材を介在させることもできる。例えば、図６Ｂの（Ｂ）で説明すると、敷設磁石７４の複数の遮断用磁石７４Ａのうち、Ｓ極と記載される遮断用磁石７４Ａを磁性材又は非磁性材に置き換えることができる。この場合、Ｎ極と記載される遮断用磁石７４Ａと磁性材または非磁性材とが交互に配置されることになる。あるいは、敷設磁石７４の複数の遮断用磁石７４Ａのうち、Ｎ極と記載される遮断用磁石７４Ａを磁性材又は非磁性材に置き換えることもできる。この場合は、Ｓ極と記載される遮断用磁石７４Ａと磁性材または非磁性材とが交互に配置されることになる。
【0076】
また、図５から図７において、ロータ側磁力遮断板４２の庇部分４２Ａの長さＬ及び固定側磁力遮断板４４の庇部分４４Ａの長さＬをどの程度にするかは、隣接する棒磁石６６同士の間隙部６４，６８のロータ回転方向Ａの幅Ｗ（図５参照）との関係で設定することが好ましい。即ち、上記したように、間隙部６４，６８の幅が棒磁石６６，７０のロータ回転方向Ａの幅Ｗの１倍から２倍であることが好ましいこととの関係で庇部分４４Ａの長さＬを検討すると、庇部分４４Ａの長さＬは、棒磁石６６のロータ回転方向Ａの幅Ｗの１/３から１/４程度であることが好ましい。
【0077】
次に、図８により、上記の如く構成された本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置１６の作用について説明する。なお、以下の説明において、ロータ３４の回転を促進する正の回転エネルギーを発生する反発力を「正の反発力」と言い、ロータ３４の回転を阻害する負の回転エネルギーを発生する反発力を「負の反発力」と言うことにする。
【0078】
図８の(Ａ)は、ロータ３４の回転によって、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが接近している状態を示す。図８の（Ｂ）は、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが一直線になった状態を示す。図８の（Ｃ）は、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが離間している状態を示す。なお、ロータ３４を回転させる回転駆動源としては、図１に示したように、例えばモータ１２を使用する。
【0079】
図８の(Ａ)のように、ロータ３４の回転によって、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが接近するときには、ロータ回転方向Ａから見て、ロータ側磁石部３８の外側対向面６６Ａのうち下流面の磁力がロータ側磁力遮断板４２によって遮断される。また、固定側磁石部４０の内側対向面７０Ａのうち上流面の磁力が固定側磁力遮断板４４によって遮断される。これにより、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが接近するときには、棒磁石６６，７０同士の負の反発力が発生し難くなる。
【0080】
図８の(Ｂ)のように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが直線状態になるまで、棒磁石６６，７０同士の負の反発力が発生し難い状態でロータ３４が回転する。
【0081】
そして、図８の(Ｃ)のように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが離間するときには、ロータ回転方向Ａから見て、ロータ側磁石部３８の外側対向面６６Ａのうちロータ側磁力遮断板４２を有しない上流面が露出しているので、上流面の磁力が遮断されない。また、固定側磁石部４０の内側対向面７０Ａのうち固定側磁力遮断板４４を有しない下流面が露出しているので、下流面の磁力が遮断されない。これにより、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが離間するときには、棒磁石６６の上流面と棒磁石７０の下流面との間で正の反発力が発生する。
【0082】
この場合、図３及び図４で説明したように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の半分の下流面にロータ側磁力遮断板４２を設けると共に、固定側磁石部４０の棒磁石７０の半分の上流面に固定側磁力遮断板４４を設けることが好ましい。これにより、棒磁石６６，７０同士が直線状態になるまでは負の反発力が発生し難い状態でロータ３４が回転する。そして、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６が固定側磁石部４０の棒磁石７０を通過（直線状態を通過）すると正の反発力が発生する。
【0083】
このように、第1の実施の形態の磁力回転装置１６は、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４を設けることにより、ロータ３４の回転を促進する正の反発力のみを効果的に取り出すことができるので、ロータ３４の回転を軽くする。したがって、第１の実施の形態の磁力回転装置１６は、ロータ３４を回転するモータ１２の回転力を補助する回転補助力を発生させることができる。
【0084】
また、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４にそれぞれ庇部分４２Ａ，４４Ａを設けることによって磁力遮断効果が大きくなる。これにより、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが接近するときには、棒磁石６６，７０同士の負の反発力が一層発生し難くなる。
【0085】
即ち、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置１６は、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが離間するときにのみ正の反発力が発生するようにした。これにより、シンプルな構造でありながら、ロータ３４の回転によって棒磁石６６，７０同士が離間するときの正の反発力のみを効果的に取り出すことができる。
【0086】
更に、図２で説明したように、回転軸２８にフライホイール４６を設けたので、ロータ３４が回転する慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に生じる正の反発力をロータ３４の滑らかな回転運動に転換できるだけでなく、磁力回転装置１６の回転補助力を一層アップできる。
【0087】
［磁力回転装置の第２の実施の形態］
本発明の第1の実施の形成の磁力回転装置１６で説明したように、ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０の隣接する棒磁石６６同士（又は棒磁石７０同士）の間には、凹状面を有する間隙部６４（又は間隙部６８）を有している。
本発明の第1の実施の形成の磁力回転装置１６で説明したように、ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０の隣接する棒磁石６６同士（又は棒磁石７０同士）の間には、凹状面を有する間隙部６４（又は間隙部６８）を有している。
【0088】
しかし、この間隙部６４（又は間隙部６８）を有していることによって、図３及び図４に示したように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６は外側対向面６６Ａ以外の面、即ちロータ回転方向Ａから見た前面６６Ｂと後面６６Ｃは露出している。同様に、固定側磁石部４０の棒磁石７０は内側対向面７０Ａ以外の面、即ちロータ回転方向Ａから見た前面７０Ｂと後面７０Ｃは露出している。
【0089】
また、間隙部６４（又は間隙部６８）を理由としたものではないが、棒磁石６６のロータ回転方向Ａに直交する左面６６Ｄと右面６６Ｅも露出している。同様に、棒磁石７０のロータ回転方向Ａに直交する左面７０Ｄと右面７０Ｅも露出している。
【0090】
棒磁石６６，７０同士の側面、即ち前面６６Ｂ，７０Ｂ、後面６６Ｃ，７０Ｃ、左面６６Ｄ，７０Ｄ、右面６６Ｅ，７０Ｅを露出させないようにすれば、棒磁石６６，７０同士の間の吸引力をより発生し難くできる。棒磁石６６，７０同士の間の吸引力は、ロータ３４の回転を促進する正の反発力を削減する要因となる。したがって、吸引力を減少させることによって、正の反発力を一層効果的に取り出すことができる。
【0091】
そこで、本発明の第２の実施の形成の磁力回転装置７６では、ロータ側磁石部３８の全面（全ての面）の磁極が外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極と同一極性になるようにすると共に、固定側磁石部４０の全面（全ての面）の磁極が内側対向面７０Ａの磁極である内側磁極と同一極性になるようにし、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に吸引力が発生し難い構成とした。
【0092】
図９の(Ａ)は、本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置７６におけるロータ回転方向Ａを正面とした場合の側面図であり、（Ｂ）は図９の（Ａ）のｂ－ｂ線に沿った正面断面図である。なお、第１の実施の形態の磁力回転装置１６と同じ部材には同符号を付して説明する。
【0093】
本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置７６では、図９の(Ａ)に示すように、ロータ側磁石部３８の隣接する棒磁石６６同士の間に形成される間隙部６４の凹状面の磁極が、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極と同一極性になるように第１補助磁石７８を設けた。同様に、固定側磁石部４０の隣接する棒磁石７０同士の間に形成される間隙部６８の凹状面の磁極が棒磁石７０の内側対向面７０Ａの磁極である内側磁極と同一極性になるように第１補助磁石７８を設けた。
【0094】
また、図９の(Ｂ)に示すように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６において、図３及び図４のロータ回転方向Ａから見た左面６６Ｄと右面６６Ｅとに、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極と同一極性になるように第２補助磁石８０と第３補助磁石８２とを設けた。同様に、固定側磁石部４０の棒磁石７０において、図３及び図４のロータ回転方向Ａから見た左面７０Ｄと右面７０Ｅとに、棒磁石７０の内側対向面７０Ａの磁極である内側磁極と同一極性になるように第２補助磁石８０と第３補助磁石８２とを設けた。
【0095】
ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０において、棒磁石６６，７０に第１補助磁石７８、第２補助磁石８０、第３補助磁石８２を取り付ける取り付け構造は同じなので、ロータ側磁石部３８についてのみ詳しく説明する。
【0096】
ロータ側磁石部３８の棒磁石６６同士の間の凹状な間隙部６４の底部分にＮ極を上（棒磁石６６の外側対向面６６Ａの側）にして第１補助磁石７８を嵌め込んで固定する。即ち、棒磁石６６の上半分のＮ極部分と下半分のＳ極部分とのうち、Ｓ極部分の前面６６Ｂと後面６６Ｃとが第１補助磁石７８で隠れるようにした（図３及び図４参照）。これによって、間隙部６４が棒磁石６６の外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極（Ｎ極）と同じになるようにした。
【0097】
また、図９の（Ｂ）に示すように、棒磁石６６と上記した一対の側面カバー６１、６１との間に、第２補助磁石８０と第３補助磁石８２とが磁石固着用の側面板８３を介してそれぞれ配設させた。側面板８３はステンレス等の非磁性材が好ましい。また、側面板８３はロータ３４の円筒筒５０に支持される。この場合、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの側である上半分のＮ極部分と、外側対向面６６Ａの逆側である下半分のＳ極部分とのうち、Ｓ極部分のロータ回転方向Ａから見た左面６６Ｄ（図３及び図４参照）と右面６６Ｅ（図３及び図４参照）とが第２補助磁石８０でそれぞれ隠れるようにした。更に、第２補助磁石８０のＮ極側が棒磁石６６のＮ極側に向くようにした。また、第３補助磁石８２は第２補助磁石８０のＳ極部分を隠すように配置され、第２補助磁石のＮ極とＳ極との方向に対して第３補助磁石のＮ極とＳ極との方向が直交するようにした。
【0098】
これにより、棒磁石６６のＳ極部分における左面６６Ｄと右面６６Ｅとが、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極（Ｎ極）と同じになるようにした。
【0099】
なお、第１補助磁石７８、第２補助磁石８０、第３補助磁石８２の目的は、ロータ側磁石部３８の全面（全ての面）の磁極が外側磁極と同一極性、即ちＮ極になるようにすることである。したがって、ロータ側磁石部３８におけるＳ極の露出面積部分が小さくなるならば、第１補助磁石７８、第２補助磁石８０、第３補助磁石８２の配置は図９の（Ｂ）の配置例に限定されない。
【0100】
上記詳細説明はロータ側磁石部３８に配設した第１補助磁石７８、第２補助磁石８０及び第３補助磁石８２の取り付け構造であるが、固定側磁石部４０も同様である。これにより、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０において、Ｓ極の露出面積部分を極めて小さくすることができるので、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に発生する吸引力を極めて小さくすることができる。したがって、第２の実施の形態の磁力回転装置７６は、第１の実施の形態の磁力回転装置１６よりも、ロータ３４の回転を促進する正の反発力を更に一層効果的に取り出すことができる。
【0101】
上記した本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置７６のように、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４の構成に加えて、第１補助磁石７８、第２補助磁石８０及び第３補助磁石８２を設けることにより、
ロータ３４の回転を促進する正の反発力が一層大きくなり、ロータ３４の回転を一層軽くする。したがって、第２の実施の形態の磁力回転装置７６は、ロータ３４を回転するモータ１２の回転力を補助する更に大きな回転補助力を発生させることができる。
ロータ３４の回転を促進する正の反発力が一層大きくなり、ロータ３４の回転を一層軽くする。したがって、第２の実施の形態の磁力回転装置７６は、ロータ３４を回転するモータ１２の回転力を補助する更に大きな回転補助力を発生させることができる。
【0102】
図１０は、図９の本発明の第２の実施の形成の磁力回転装置７６の変形例であり、部分拡大した正面断面図である。第２の実施の形成の磁力回転装置７６の変形例は、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０との間に発生する吸引力が更に小さくなるように構成したものである。即ち、棒磁石６６，７０の左面６６Ｄ，７０Ｄと右面６６Ｅ，７０Ｅとの側に、第２補助磁石８０及び第３補助磁石８２に加えて第４補助磁石８４と強磁性板８６とを設けた。
【0103】
図１０に示すように、第２補助磁石８０の配置は図９と同様であるが、第２補助磁石８０のＳ極部分を強磁性板８６(例えば鉄板)で隠し、強磁性板８６にＳ極が面するように第３補助磁石８２と第４補助磁石８４とを設けた。また、強磁性板８６と第３補助磁石８２と第４補助磁石８４とは、側面板８３によって互いに固定されるようにした。
【0104】
このように、露出させたくない第３補助磁石８２と第４補助磁石８４のＳ極側に強磁性板８６を設けることで、強磁性板８６が第３補助磁石及８２及び第４補助磁石８４のＳ極側からの磁力を遮断する効果がある。これにより、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に発生する吸引力を極めて小さくすることができる。したがって、図１０に示した第２の実施の形成の磁力回転装置７６の変形例は、図９で示した第２の実施の形成の磁力回転装置７６よりも、ロータ３４を回転するモータ１２の回転力を補助する更に大きな回転補助力を発生させることができる。
【0105】
ところで、このようにロータ側磁石部３８の全面（全ての面）の磁極が外側磁極と同一極性になるようにすると共に、固定側磁石部４０の全面（全ての面）の磁極が内側磁極と同一極性になるようにすると、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０との反発力は一層強くなり、棒磁石６６，７０の固定ズレが発生する恐れがある。
【0106】
そこで、図１１に示すように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６同士の間隙部６４及び固定側磁石部４０の棒磁石７０同士の間隙部６８に、非磁性材（例えばプラスチック）の充填物８８で充填するようにした。これにより、棒磁石６６、７０に固定ズレが発生し難くなる。このとき、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６同士の間隙部６４及び固定側磁石部４０の棒磁石７０同士の間隙部６８だけでなく、回転方向に複数配置されているロータ側磁力遮断板４２同士の間も同様に非磁性材（例えばプラスチック）の充填物８８で充填することが好ましい（図１１，図８等参照）。同様に、回転方向に複数配置されている固定側磁力遮断板４４同士の間も非磁性材（例えばプラスチック）の充填物８８で充填することが好ましい（図１１，図８等参照）。
【0107】
また、図１１に示すように、円形なロータ側磁石部３８を構成する複数の棒磁石６６（ロータ側磁力遮断板４２を設けた状態の棒磁石６６）の外側対向面６６Ａの側を円筒筒５０の側に押し付けるロータ側バンド９６を設けることが好ましい。ロータ側バンド９６は非磁性材（例えばステンレスやプラスチック）の円筒形な硬質材料で形成され、ロータ側バンド９６の幅方向両端が上記した側面カバー５２に固定される。これにより、棒磁石６６を強磁性材で形成された円筒筒５０に磁力だけで固定した場合であっても、棒磁石６６が円筒筒５０から剥離するのを防止できる。
【0108】
同様に、円形な固定側磁石部４０を構成する複数の棒磁石７０（固定側磁力遮断板４４を設けた状態の棒磁石７０）の内側対向面７０Ａの側を内筒５８の側に押し付ける固定側バンド９８を設けることが好ましい。固定側バンド９８は、ロータ側バンド９６と同様であり、非磁性材（例えばステンレスやプラスチック）の円筒形な硬質材料で形成され、固定側バンド９８の幅方向両端が上記した側面カバー６１に固定される。
【0109】
このように、間隙部６４，６８に充填物８８を充填すると共に、ロータ側バンド９６及び固定側バンド９８を設けることにより、棒磁石７０を強磁性材で形成された内筒５８に磁力だけで固定した場合であっても、棒磁石７０が固定ズレしたり内筒５８から剥離したりするのを確実に防止できる。
【0110】
この場合、図１１に示すように、間隙部６４、６８が充填物８８によって完全に埋まるように、即ち棒磁石６６の外側対向面６６Ａ、及び棒磁石７０の内側対向面７０Ａと面一になるように充填物８８を充填することが好ましい。これにより、ロータ側バンド９６及びロータ側バンド９６と充填物８８との間に隙間が発生しないので、ロータ側バンド９６及びロータ側バンド９６をしっかりと固定することができる。
【0111】
［磁力回転装置の第３の実施の形態］
図１２は、本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置９０の正面断面図であり、第1の実施の形態の磁力回転装置１６及び第２の実施の形態の磁力回転装置７６と同じ部材には同符号を付して説明する。
図１２は、本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置９０の正面断面図であり、第1の実施の形態の磁力回転装置１６及び第２の実施の形態の磁力回転装置７６と同じ部材には同符号を付して説明する。
【0112】
本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置９０は、ロータ側磁石部３８のロータ３４としてロータ直径よりも大径であり、ロータ回転方向Ａの慣性モーメントを大きくすることのできるフライホイール９２を用いるようにしたものである。
【0113】
図１２に示すように、回転軸２８に円盤状のフライホイール９２の中心部が嵌合支持され、フライホイール９２の外周に上記説明した円筒状の円筒筒５０が固定される。その他の構成は第２の実施の形態の磁力回転装置７６と同様である。
【0114】
このように、本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置９０は、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４の構成と、第１補助磁石７８、第２補助磁石８０及び第３補助磁石８２との構成に加えて、ロータ３４としてフライホイール９２を用いるようにした。これにより、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に発生する正の反発力をフライホイール９２の径方向の端である周縁部に直接伝えることができる。したがって、フライホイール９２を回転軸２８に設ける場合よりも、正の反発力をロータ３４の回転を促進するエネルギーとして一層有効に作用させることができる。これにより、ロータ３４の回転を一層軽くすることができる。
【0115】
なお、図１２の第３の実施の形態の磁力回転装置９０は、本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置７６のロータ３４をフライホイール９２に交換したものであるが、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置１６のロータ３４をフライホイール９２に交換してもよい。
【0116】
［磁力回転装置の第４の実施の形態］
図１３は、本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４の正面断面図であり、上記説明した本発明の磁力回転装置を複数台直列に連設するように構成したものである。
図１３は、本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４の正面断面図であり、上記説明した本発明の磁力回転装置を複数台直列に連設するように構成したものである。
【0117】
本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４では、上記した第１の実施の形態の磁力回転装置１６、第２の実施の形態の磁力回転装置７６、第３の実施の形態の磁力回転装置９０を色々組み合わせることができる。図１３では、１台の第２の実施の形態の磁力回転装置７６と、２台の第３の実施の形態の磁力回転装置９０とを組み合わせたものである。
【0118】
これにより、本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４によれば、磁力回転装置７６，９０を複数台直列に連設させたので、磁力回転装置９４の回転を更に一層効率よくすることができる。
【0119】
以上、本発明の磁力回転装置１６，７６，９０，９４及びそれを組み込んだ発電装置１０について説明したが、発電装置１０に組み込む磁力回転装置は上記した第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態及び第４の実施の形態の磁力回転装置１６，７６，９０，９４を色々組み合わせて組み込むこともできる。
【0120】
なお、本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４によれば、磁力回転装置７６，９０を複数台直列に連設させたが、第１の実施の形態から第３の実施の形態で説明した１台の磁力回転装置１６、７６、９０において、棒磁石６６，７０を回転軸２８の軸芯方向に複数並べることによっても同様の効果を得ることができる。
【0121】
【0122】
［実験例］
次に、本発明の磁力回転装置を組み込んだ本発明の発電装置の実験例を説明する。
実験に使用した発電装置１０の構成は図1に示した構成であり、本発明の第１の実施の形態で説明した磁力回転装置１６をモータ１２と発電機１４の発電ロータ１４Ａとの間に組み込んだ。但し、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の数は１８個とし、固定側磁石部４０の棒磁石７０の数は４個とした。固定側磁石部４０の４個の棒磁石７０は、ロータ回転方向Ａから見て、１２時、３時、６時、９時の位置に配置した。
次に、本発明の磁力回転装置を組み込んだ本発明の発電装置の実験例を説明する。
実験に使用した発電装置１０の構成は図1に示した構成であり、本発明の第１の実施の形態で説明した磁力回転装置１６をモータ１２と発電機１４の発電ロータ１４Ａとの間に組み込んだ。但し、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の数は１８個とし、固定側磁石部４０の棒磁石７０の数は４個とした。固定側磁石部４０の４個の棒磁石７０は、ロータ回転方向Ａから見て、１２時、３時、６時、９時の位置に配置した。
【0123】
即ち、第１の実施の形態で説明した磁力回転装置１６よりも棒磁石６６，７０同士による反発力が生じる機会が少ない条件で行った。
実験は、モータ１２に入力する入力電力と、発電機１４から出力する出力電力とを測定し、入力電力と出力電力とを比較した。その結果、入力電力と出力電力は次のようになった。
入力電力：２００Ｖ×０．８Ａ×３１／２=２７６Ｗ
出力電力：３５６Ｖ×０．８Ａ×３１／２=４９２Ｗ
なお、３１／２はルート３を示す。
実験は、モータ１２に入力する入力電力と、発電機１４から出力する出力電力とを測定し、入力電力と出力電力とを比較した。その結果、入力電力と出力電力は次のようになった。
入力電力：２００Ｖ×０．８Ａ×３１／２=２７６Ｗ
出力電力：３５６Ｖ×０．８Ａ×３１／２=４９２Ｗ
なお、３１／２はルート３を示す。
【0124】
実験結果から分かるように、入力電力よりも出力電力が２１６Ｗ増加している。この原因は不明であるが、本発明の磁力回転装置は、少なくともモータの回転を阻害しているとは認められず、効率的にモータの回転を補助していることが確認された。
【符号の説明】
【0125】
１０…発電装置、１２…モータ、１２Ａ…回転軸、１４…発電機、１４Ａ…発電ロータ、１４Ｂ…回転軸、１６，７６，９０，９４…磁力回転装置、１８…基台、１８Ａ…振動減衰部材、１８Ｂ…固定ボルト、２０…装置フレーム、２２…モータ据付台、２４…発電機据付台、２６…軸受、２８…回転軸、３０…継手、３２…ブレーキ手段、３４…ロータ、３４Ａ…ロータ本体部、３４Ｂ…嵌合筒、３４Ｃ…外環筒、３６…固定部、３８…ロータ側磁石部、４０…固定側磁石部、４２…ロータ側磁力遮断板、４２Ａ…庇部分、４４…固定側磁力遮断板、４４Ａ…庇部分、４６…フライホイール、４８…軸カラー、５０…円筒筒、５２…側面カバー、５４…連結ボルト、５６…外筒、５８…内筒、５８Ａ…円弧状ブロック板、６０…連結ボルト、６１…側面カバー、６２…連結調整ボルト、６３…連結ボルト、６４…間隙部、６５…座金、６６…棒磁石、６６Ａ…外側対向面、６６Ｂ…前面、６６Ｃ…後面、６６Ｄ…左面、６６Ｅ…右面、６６Ｆ…底面、６７…段差面、６８…間隙部、７０…棒磁石、７０Ａ…内側対向面、７０Ｂ…前面、７０Ｃ…後面、７０Ｄ…左面、７０Ｅ…右面、７０Ｆ…底面、７１…段差面、７２…積層鉄板、７４…敷設磁石、７４Ａ…遮断用磁石、７８…第１補助磁石、８０…第２補助磁石、８２…第３補助磁石、８３…側面板、８４…第４補助磁石、８６…強磁性板、８８…充填物、９２…フライホイール、９６…ロータ側バンド、９８…固定側バンド、Ａ…ロータ回転方向、Ｍ,Ｐ…中央線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【手続補正書】
【提出日】2023-02-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁石の磁力を回転力として利用する磁力回転装置において、
回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸に固定され、前記回転軸の軸芯を回転中心として回転する円形なロータと、
装置フレームに固定されて前記ロータの外側に前記ロータを囲むように設けられ、前記ロータと同心円状の内周面を有する固定部と、
前記ロータの外周面部分に前記ロータの回転方向に沿って等間隔の間隙部を形成して配置され、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に前記放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなるロータ側磁石部と、
前記固定部の前記内周面に周方向に等間隔の間隙部を形成して配置され、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に前記ロータ側磁石部に対向する内側の内側磁極が前記ロータ側磁石部の前記外側磁極と同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなる固定側磁石部と、を有し、
前記ロータ側磁石部の前記棒磁石の前記固定側磁石部の前記棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た下流面には、前記棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設け、
前記固定側磁石部の前記棒磁石の前記ロータ側磁石部の前記棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た上流面には、前記棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設け、
前記ロータ側磁石部の全面の磁極が前記外側磁極と同一極性になるようにすると共に、前記固定側磁石部の全面の磁極が前記内側磁極と同一極性になるようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸に固定され、前記回転軸の軸芯を回転中心として回転する円形なロータと、
装置フレームに固定されて前記ロータの外側に前記ロータを囲むように設けられ、前記ロータと同心円状の内周面を有する固定部と、
前記ロータの外周面部分に前記ロータの回転方向に沿って等間隔の間隙部を形成して配置され、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に前記放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなるロータ側磁石部と、
前記固定部の前記内周面に周方向に等間隔の間隙部を形成して配置され、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に前記ロータ側磁石部に対向する内側の内側磁極が前記ロータ側磁石部の前記外側磁極と同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなる固定側磁石部と、を有し、
前記ロータ側磁石部の前記棒磁石の前記固定側磁石部の前記棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た下流面には、前記棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設け、
前記固定側磁石部の前記棒磁石の前記ロータ側磁石部の前記棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た上流面には、前記棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設け、
前記ロータ側磁石部の全面の磁極が前記外側磁極と同一極性になるようにすると共に、前記固定側磁石部の全面の磁極が前記内側磁極と同一極性になるようにしたことを特徴とする磁力回転装置。
【請求項2】
前記ロータ側磁石部の隣接する棒磁石同士の間に形成される前記間隙部の凹状面の磁極が、前記ロータ側磁石部の棒磁石の外側対向面の磁極である外側磁極と同一極性になるように第１補助磁石を設けると共に、前記固定側磁石部の隣接する棒磁石同士の間に形成される前記間隙部の凹状面の磁極が前記固定側磁石部の棒磁石の内側対向面の磁極である内側磁極と同一極性になるように第１補助磁石を設け、
前記ロータ側磁石部の棒磁石において、ロータ回転方向から見た左面と右面とに、前記ロータ側磁石部の棒磁石の外側対向面の磁極である外側磁極と同一極性になるように第２補助磁石と第３補助磁石とを設けると共に、前記固定側磁石部の棒磁石において、ロータ回転方向から見た左面と右面とに、前記固定側磁石部の棒磁石の内側対向面の磁極である内側磁極と同一極性になるように第２補助磁石と第３補助磁石とを設けた請求項１に記載の磁力回転装置。
前記ロータ側磁石部の棒磁石において、ロータ回転方向から見た左面と右面とに、前記ロータ側磁石部の棒磁石の外側対向面の磁極である外側磁極と同一極性になるように第２補助磁石と第３補助磁石とを設けると共に、前記固定側磁石部の棒磁石において、ロータ回転方向から見た左面と右面とに、前記固定側磁石部の棒磁石の内側対向面の磁極である内側磁極と同一極性になるように第２補助磁石と第３補助磁石とを設けた請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項3】
前記ロータ側磁力遮断板は前記棒磁石の前記外側対向面の半分の前記下流面に設けられていると共に、前記固定側磁力遮断板は前記棒磁石の前記内側対向面の半分の前記上流面に設けられている請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項4】
前記ロータ側磁力遮断板は前記棒磁石の前記下流面の端から張り出した庇部分を有すると共に、前記固定側磁力遮断板は前記棒磁石の前記上流面の端から張り出した庇部分を有する請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項5】
前記ロータ側磁力遮断板及び前記固定側磁力遮断板は強磁性材である請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項6】
前記ロータ側磁力遮断板及び前記固定側磁力遮断板は鉄板と複数の磁石とで構成される請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項7】
前記間隙部を非磁性材で埋める請求項１～６のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項8】
前記回転軸にフライホイールを設ける請求項１～６のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項9】
前記ロータとしてフライホイールを用いる請求項１～６のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項10】
請求項１～６のいずれか１項に記載の磁力回転装置が複数台直列に連設されている磁力回転装置。
【請求項11】
モータと、
前記モータを回転駆動源として発電ロータを回転させて発電する発電機と、
前記モータと前記発電ロータとの間に設けられた請求項１～６のいずれか１項に記載の磁力回転装置と、を備えた発電装置。
前記モータを回転駆動源として発電ロータを回転させて発電する発電機と、
前記モータと前記発電ロータとの間に設けられた請求項１～６のいずれか１項に記載の磁力回転装置と、を備えた発電装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁力回転装置及びそれを組み込んだ発電装置に係り、特に磁石同士の磁力によって生じる反発力を回転に利用する磁力回転技術に関する。
【背景技術】
【0002】
磁石同士の磁力によって生じる反発力を回転に利用する磁力回転装置の応用例としては、永久磁石モータや発電機が従来からよく知られている。磁力回転装置としては、対向するロータ側の磁石と固定側の磁石との磁極を同一極性にしたときに生じる反発力を利用してロータを回転させる構造が一般的である。
【0003】
しかし、同一極性の磁極による反発力は、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石とが離間するときにはロータの回転を促進する正のエネルギーになるが、接近するときにはロータの回転を阻害する負のエネルギーになる。また、磁石にはＮ極とＳ極とがあるため、同一極性の磁極による反発力以外に異なる磁極による吸引力も発生する。したがって、磁力回転装置の回転力をアップするには、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力、即ちロータの回転を促進するエネルギーのみを如何に効果的に取り出せるかが重要となる。
【0004】
かかる問題を解決する方法として、例えば特許文献１の磁力回転装置が提案されている。特許文献1の磁力回転装置は、回転軸と、複数個の磁石を外周の端部に磁極が径方向になるように配置した回転子と、前記回転子の磁石と同数個の磁石を径方向に前記回転子の磁石と対峙して配置した固定子と、スリットと強磁性材からなる遮蔽板を交互に配置した磁気遮蔽回転体と、前記回転子の近傍に配置された回転子検出センサーと、前記磁気遮蔽回転体の近傍に設置された磁気遮蔽回転体検出センサーから構成されている。そして、回転子検出センサーと磁気遮蔽回転体検出センサーとによって、回転子の磁石と固定子の磁石との間に磁気遮蔽回転体をタイミングよく挿入する。これにより、回転子の磁石と固定子の磁石との反発力と吸引力とにアンバランスを人為的に作り出し、回転子が回転する回転方向における負の方向に働く回転エネルギーを最小にし、磁石の力を回転エネルギーとして取り出すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１４-２００１５９号公報
【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の磁力回転装置のように、回転子検出センサーと磁気遮蔽回転体検出センサーとによって、回転子の磁石と固定子の磁石との間に磁気遮蔽回転体をタイミングよく挿入する方法は、メカニズム的に複雑であると共にセンサーの検出精度等によってタイミングにズレが発生し易いという欠点がある。タイミングにズレが発生すると、ロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力、即ち正のエネルギーを効果的に取り出すことができない。
【0007】
また、磁石にはＮ極とＳ極とがあり、同一極性の磁極による反発力以外に異なる磁極による吸引力も発生するため、回転子の磁石と固定子の磁石との間に磁気遮蔽回転体を挿入するだけでは、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石とが離間するときの反発力を効果的に取り出すことができない。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、シンプルな構造でありながら、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石とが離間するときの反発力、即ちロータの回転を促進する正のエネルギーをより効果的に取り出すことができるようにした磁力回転装置及びそれを組み込んだ発電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】
【0009】
本発明の磁力回転装置は前記目的を達成するために、磁石の磁力を回転力として利用する磁力回転装置において、回転自在に支持された回転軸と、回転軸に固定され、回転軸の軸芯を回転中心として回転する円形なロータと、装置フレームに固定されてロータの外側にロータを囲むように設けられ、ロータと同心円状の内周面を有する固定部と、ロータの外周面部分にロータの回転方向に沿って等間隔の間隙部を形成して配置され、回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなるロータ側磁石部と、固定部の内周面に周方向に等間隔の間隙部を形成して配置され、回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共にロータ側磁石部に対向する内側の内側磁極が前記ロータ側磁石部の外側磁極と同一極性になるように配列された複数の棒磁石からなる固定側磁石部と、を有し、ロータ側磁石部の棒磁石の固定側磁石部の棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、ロータの回転方向から見た下流面には、棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設け、固定側磁石部の棒磁石のロータ側磁石部の棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、ロータの回転方向から見た上流面には、棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設け、ロータ側磁石部の全面の磁極が外側磁極と同一極性になるようにすると共に、固定側磁石部の全面の磁極が内側磁極と同一極性になるようにしたことを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、ロータ側磁石部の棒磁石の固定側磁石部の棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、ロータの回転方向から見た下流面には、棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設けた。そして、固定側磁石部の棒磁石のロータ側磁石部の棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、ロータの回転方向から見た上流面には、棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設けた。
【0011】
これにより、ロータの回転によって、ロータ側の磁石と固定側の磁石が接近するときには、ロータ側磁力遮断板と固定側磁力遮断板とによって棒磁石から出る磁力を遮断する一方、ロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときには、棒磁石から出る磁力を遮断しない。したがって、ロータの回転を促進する正の回転エネルギーを効果的に取り出すことができ、ロータの回転を軽くすることができる。
【0012】
即ち、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とが離間するときに、反発力をより利用しやすくした。したがって、シンプルな構造でありながら、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力を効果的に利用することができる。
【0013】
本発明の態様において、ロータ側磁石部の隣接する棒磁石同士の間に形成される間隙部の凹状面の磁極が、ロータ側磁石部の棒磁石の外側対向面の磁極である外側磁極と同一極性になるように第１補助磁石を設けると共に、固定側磁石部の隣接する棒磁石同士の間に形成される間隙部の凹状面の磁極が固定側磁石部の棒磁石の内側対向面の磁極である内側磁極と同一極性になるように第１補助磁石を設け、ロータ側磁石部の棒磁石において、ロータ回転方向から見た左面と右面とに、ロータ側磁石部の棒磁石の外側対向面の磁極である外側磁極と同一極性になるように第２補助磁石と第３補助磁石とを設けると共に、固定側磁石部の棒磁石において、ロータ回転方向から見た左面と右面とに、固定側磁石部の棒磁石の内側対向面の磁極である内側磁極と同一極性になるように第２補助磁石と第３補助磁石とを設けることが好ましい。これは、ロータ側磁石部の全面の磁極が外側磁極と同一極性になるようにすると共に、固定側磁石部の全面の磁極が内側磁極と同一極性になるようにすることが好ましい。これは、上記構成の好ましい態様を具体的に示したものである。
【0014】
本発明の態様において、ロータ側磁力遮断板は棒磁石の外側対向面の半分の下流面に設けられていると共に、固定側磁力遮断板は棒磁石の内側対向面の半分の上流面に設けられていることが好ましい。
【0015】
これにより、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とが対面状態になるまで反発力の殆どない状態でロータが回転し、ロータ側磁石部の棒磁石が固定側磁石部の棒磁石を通過すると反発力が発生する。したがって、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力を一層効果的に取り出すことができる。
【0016】
本発明の態様において、ロータ側磁力遮断板は棒磁石の下流面の端から張り出した庇部分を有すると共に、固定部磁力遮断板は棒磁石の上流面の端から張り出した庇部分を有することが好ましい。これにより、ロータの回転によって、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とが接近するときには、棒磁石から出る磁力を一層遮断することができる。
【0017】
本発明の態様において、ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板は強磁性材であることが好ましい。強磁性材は磁力を吸収するので、棒磁石から出る磁力を遮断する機能を有する。
【0018】
本発明の態様において、ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板は鉄板と複数の磁石とで構成されることが好ましい。このように、鉄板と複数の磁石とで構成することで、磁力を吸収する吸収力をアップできるので、磁力をより効果的に遮断できる。
【0019】
本発明の態様において、間隙部を非磁性材で埋めることが好ましい。これにより、棒磁石がしっかりと固定されるので、ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石が互いの反発力で棒磁石が固定ズレすることを防止できる。
【0020】
本発明の態様において、回転軸にフライホイールを設けることが好ましい。これにより、ロータ側磁石部と固定側磁石部との間に生じるロータ回転方向の反発力をロータの滑らかな回転運動に転換できる。更には、フライホイールを設けることによって、ロータの回転を更に軽くすることができる。
【0021】
本発明の態様において、ロータとしてフライホイールを用いることが好ましい。
【0022】
本発明の態様において、磁力回転装置が複数台直列に連設されていることが好ましい。
【0023】
本発明の発電装置は、モータと、モータを回転駆動源として発電ロータを回転させて発電する発電機と、モータと発電ロータとの間に設けられた上記磁力回転装置と、を備えたことを特徴とする。
【0024】
本発明の発電装置は、モータと発電ロータとの間に、上記磁力回転装置を設けるようにしたものである。
【発明の効果】
【0025】
本発明の磁力回転装置によれば、シンプルな構造でありながら、ロータの回転によってロータ側の磁石と固定側の磁石が離間するときの反発力を効果的に利用することができる。これにより、従来の磁力を利用した磁力回転装置よりもロータの回転を軽くすることができる。
【0026】
また、本発明の発電装置によれば、モータと発電ロータとの間に本発明の磁力回転装置を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の発電装置の全体構成図
【図2】本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置であって、(Ａ)は側面図であり（Ｂ）は(Ａ)のａ－ａ線に沿った正面断面図
【図3】ロータ側磁石部の棒磁石と固定側磁石部の棒磁石とにそれぞれ設けたロータ側磁力遮断板と固定側磁力遮断板を説明する斜視図
【図5】ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板の構成例を説明する説明図
【図6A】ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板の別態様の構成例を説明する説明図
【図7】ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板の更に別態様の構成例を説明する説明図
【図8】本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置の作用について説明する説明図
【図9】本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置であって、(Ａ)は側面図であり（Ｂ）は(Ａ)のｂ-ｂ線に沿った正面断面図
【図10】本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置の変形例の説明図
【図11】本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置の別態様の説明図
【図12】本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置の正面断面図
【図13】本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置の正面断面図
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付図面にしたがって本発明の磁力回転装置及びそれを組み込んだ発電装置の好ましい実施の形態について説明する。
【0029】
本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱することなく、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【0030】
本発明の磁力回転装置は、対向するロータ側の磁石と固定側の磁石との磁極を同一極性にしたときに生じる反発力を利用してロータを効率的に回転せしめる、いわば補助装置であり、ロータを回転させる回転駆動源を必要とする。すなわち、単独で使用されるのではなく、モータのような回転駆動源の回転力を増加する回転力補助手段として使用されることが好ましい。したがって、以下の説明では先ず本発明の磁力回転装置を組み込んだ本発明の発電装置について説明し、その後で本発明の磁力回転装置を説明する。
【0031】
［発電装置］
図１は、本発明の磁力回転装置を組み込んだ本発明の発電装置であって、一部を断面で示した全体構成図である。なお、図１は、以下に詳細を説明する第１の実施の形態から第４の実施の形態の磁力回転装置のうち第１の実施の形態を組み込んだものであるが、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態を組み込んでもよいことは勿論である。
図１は、本発明の磁力回転装置を組み込んだ本発明の発電装置であって、一部を断面で示した全体構成図である。なお、図１は、以下に詳細を説明する第１の実施の形態から第４の実施の形態の磁力回転装置のうち第１の実施の形態を組み込んだものであるが、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態を組み込んでもよいことは勿論である。
【0032】
図1に示すように、本発明の発電装置１０は、主として、モータ１２と、モータ１２を回転駆動源として発電ロータ１４Ａを回転させて発電する発電機１４と、モータ１２と発電ロータ１４Ａとの間に設けられた本発明の磁力回転装置１６と、を備えて構成される。また、矢印Ａはロータ回転方向を示し、図１以降も同様である。
【0033】
磁力回転装置１６は基台１８の上に装置フレーム２０を介して支持される。基台１８と装置フレーム２０との間には振動減衰部材１８Ａ（例えばゴム板の積層板等）が介在され、基台１８と装置フレーム２０とは固定ボルト１８Ｂで固定される。
【0034】
モータ１２は基台１８の上にモータ据付台２２を介して支持されると共に、発電機１４は基台１８の上に発電機据付台２４を介して支持される。また、モータ据付台２２と発電機据付台２４には、それぞれ軸受２６が設けられ、磁力回転装置１６の回転軸２８の両側を回転自在に支持する。
【0035】
また、モータ１２の回転軸１２Ａと、磁力回転装置１６の回転軸２８の一端とは継手３０によって連結される。また、発電機１４の発電ロータ１４Ａの回転軸１４Ｂと、磁力回転装置１６の回転軸２８の他端とは継手３０によって連結される。一対の継手３０の部分には、モータ１２を停止したときに磁力回転装置１６の回転を強制的に停止させるためのブレーキ手段３２が設けられる。ブレーキ手段３２を設けた理由は、磁力回転装置１６が一度回転しだすと、モータ１２を停止しても一定期間、磁力回転装置１６が回転するためである。
【0036】
上記の如く構成された本発明の発電装置１０は、モータ１２を回転駆動源として発電機１４の発電ロータ１４Ａを回転させることにより発電する。このように、モータ１２を回転駆動源として発電ロータ１４Ａをかいて回転させて発電する発電機１４の場合、発電機の電力はモータ１２の出力、即ちモータ１２が回転する回転力によって決まる。したがって、大きな発電力を得るために大型で高出力のモータ１２を採用しなくてはならない。
【0037】
そこで、本発明の発電装置１０では、モータ１２と発電ロータ１４Ａとの間に、本発明の磁力回転装置１６を設けた。
【0038】
以下に、本発明の磁力回転装置１６の構成及び作用等を詳しく説明する。
【0039】
［磁力回転装置の第１の実施の形態］
図２の(Ａ)は、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置において、ロータ回転方向Ａを正面とした場合の側面図であり、（Ｂ）は(Ａ)のａ－ａ線に沿った正面断面図である。なお、図２の（Ｂ）の正面断面図において、断面構造図を分かり易くするために、主たる構成である装置フレーム、回転軸、ロータ、固定部、棒磁石、フライホイール、ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板にはハッチングをしているが、その他の部材のハッチングを省略している。このハッチングの省略は、図２以降の正面断面図も同様である。なお、棒磁石は永久磁石を使用した。
図２の(Ａ)は、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置において、ロータ回転方向Ａを正面とした場合の側面図であり、（Ｂ）は(Ａ)のａ－ａ線に沿った正面断面図である。なお、図２の（Ｂ）の正面断面図において、断面構造図を分かり易くするために、主たる構成である装置フレーム、回転軸、ロータ、固定部、棒磁石、フライホイール、ロータ側磁力遮断板及び固定側磁力遮断板にはハッチングをしているが、その他の部材のハッチングを省略している。このハッチングの省略は、図２以降の正面断面図も同様である。なお、棒磁石は永久磁石を使用した。
【0040】
図２に示すように、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置１６は、主として回転自在に支持された回転軸２８と、ロータ３４と、固定部３６と、ロータ側磁石部３８と、固定側磁石部４０と、ロータ側磁力遮断板４２と、固定側磁力遮断板４４とで構成される。
【0041】
装置フレーム２０は、図２において、ロータ３４の回転軸２８の軸芯方向の面が開口した四角筒状に形成したが、円筒状に形成してもよい。
【0042】
回転軸２８は、図１に示したように、装置フレーム２０の外側に配置された一対の軸受２６に回転自在に支持されると共に、回転軸２８のロータ３４を挟んだ両側にはロータ３４の直径よりも大径な一対のフライホイール４６が設けられる。ロータ３４とフライホイール４６との間は軸カラー４８によって一定距離が確保されている。
【0043】
ロータ３４は、図２の（Ａ）に示すように円形を有し、中心が回転軸２８に固定される。これにより、ロータ３４は回転軸２８の軸芯を回転中心として回転軸２８と一緒に回転する。本実施の形態でのロータ３４は、回転軸２８に直交する円盤状のロータ本体部３４Ａの中心位置に回転軸２８に嵌合する円筒状の嵌合筒３４Ｂを有し、ロータ本体部３４Ａの外側に円筒状の外環筒３４Ｃを有する。そして、外環筒３４Ｃの外側にロータ側磁石部３８を固定するための円筒状の円筒筒５０を設けた構造とした。
【0044】
また、図２の（Ｂ）に示すように、ロータ本体部３４Ａには、対向する一対のロータ側用の側面カバー５２が支持される。側面カバー５２はステンレス等の非磁性材であることが好ましい。側面カバー５２は中央部が開口したリング板状に形成され、側面カバー５２同士が複数の連結ボルト５４で連結される。複数の連結ボルト５４のうちの１本は、棒磁石６６に形成された孔を貫通している。これにより、棒磁石６６は連結ボルト５４を介して側面カバー５２に支持される。
【0045】
固定部３６は装置フレーム２０に固定される。固定部３６はロータ３４の外側にロータ３４を囲むように設けられ、ロータ３４と同心円状の内周面を有する。本実施の形態の固定部３６は、円筒状の外筒５６と円筒状の内筒５８とを有し、装置フレーム２０と外筒５６との複数個所を連結ボルト６０で連結し、外筒５６と内筒５８との複数個所を連結調整ボルト６２で連結固定する構造とした。この内筒５８の内側に上記したロータ３４が配設されると共に、内筒５８はロータ３４と同心円状の内周面を有する。そして、内筒５８の内周面に固定側磁石部４０が設けられる。
【0046】
内筒５８は、図２の（Ａ）に示すように、複数の円弧状ブロック板５８Ａをリング状に配列した構造をしている。そして、内筒５８の内周面に固定側磁石部４０を設けるには、先ず円弧状ブロック板５８Ａに棒磁石６６を固定してから、連結調整ボルト６２で外筒５６から円弧状ブロック板５８Ａまでの距離を調整しながら円弧状ブロック板５８Ａ同士をリング状に配列していく手順で行う。
【0047】
また、図２の（Ｂ）に示すように、外筒５６には、対向する一対の固定側用の側面カバー６１、６１が支持される。側面カバー６１はステンレス等の非磁性材であることが好ましい。側面カバー６１は、ロータ側用の側面カバー５２よりも大径な中心開口を有するリング板状に形成され、側面カバー６１同士が複数の連結ボルト６３で連結される。複数の連結ボルト６３のうちの１本は、棒磁石７０に形成された孔を貫通している。これにより、棒磁石７０は連結ボルト６３を介して側面カバー６１に支持される。
【0048】
図２の（Ａ）に示すように、ロータ側磁石部３８は、ロータ３４の外周面部分の円筒形な円筒筒５０に、ロータ回転方向Ａに沿って等間隔の間隙部６４を有して複数の棒磁石６６が配置固定されることによって構成される。これにより、ロータ側磁石部３８は複数の棒磁石６６が等間隔ごとに円形に配列された磁石部として形成される。図２の（Ａ）では、棒磁石６６を１８本配置した例で示したが、この本数に限定されない。
【0049】
棒磁石６６を固定する円筒筒５０は鉄板等の強磁性材で形成することが好ましい。また、棒磁石６６を固定する方法としては、円筒筒５０に棒磁石６６が固定されればどのような方法でもよいが、接着剤でしっかりと接着固定することが好ましい。
【0050】
このように、円筒筒５０を強磁性材にすることにより、棒磁石６６の円筒筒５０に固定されるＳ極（外側対向面６６ＡのＮ極と反対のＳ極）である底面６６Ｆ（図３、図４及び図８参照）からの磁力を吸収する。これにより、強磁性材で覆われた部分からの磁力を弱めることができる。
【0051】
ロータ側磁石部３８の複数の棒磁石６６は、回転軸の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共に放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列される。本実施の形態では、棒磁石６６のＮ極が外側磁極になるように配置したが、Ｓ極が外側磁極になるように配置してもよい。
【0052】
図２の（Ａ）に示すように、固定側磁石部４０は、固定部３６の内周面部分、即ち円筒形な内筒５８の内周面部分に周方向に等間隔の間隙部６８を有して複数の棒磁石７０が配置固定されることによって構成される。これにより、固定側磁石部４０は複数の棒磁石７０が等間隔ごとに円形に配列されると共にロータ側磁石部３８よりも一回り大きな磁石部として形成される。
【0053】
この場合、内筒５８を構成する円弧状ブロック板５８Ａも上記した円筒筒５０と同様の理由から鉄板等の強磁性材で形成し、棒磁石７０の底面７０Ｆを円弧状ブロック板５８Ａに接着剤でしっかりと固定することが好ましい（図３、図４及び図８参照）。また、固定側磁石部４０の棒磁石７０の本数としては、ロータ側磁石部３８と同じ本数であることが好ましい。
【0054】
固定側磁石部４０の複数の棒磁石７０は、回転軸２８の軸芯に直交する放射状方向にＮ極とＳ極とが位置すると共にロータ側磁石部３８に対向する側である内側磁極がロータ側磁石部３８の外側磁極と同一極性になるように配列される。本実施の形態では、棒磁石７０のＮ極が内側磁極になるように配置したが、ロータ側磁石部３８の外側磁極がＳ極の場合には固定側磁石部４０の内側磁極もＳ極になるようにする。
【0055】
なお、ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０において、間隙部６４（又は間隙部６８）を有する理由は、隣接する棒磁石６６同士(又は棒磁石７０同士）が接していると、ロータ回転方向Ａの反発力の発生に悪影響を及ぼすためである。したがって、ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０の隣接する棒磁石６６同士（又は棒磁石７０同士）の間には、ロータ回転方向Ａからみた棒磁石６６(又は棒磁石７０）の幅寸法の１倍から２倍程度の間隙距離の間隙部６４(又は間隙部６８)を形成していることが好ましい。
【0056】
次に、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４について説明するが、本実施の形態では、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の外側磁極と、固定側磁石部４０の棒磁石７０の内側磁極とがＮ極になるようにした場合で以下の説明を行う。
【0057】
図３は、ロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とを説明する斜視図であり、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０との対向面にロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とをそれぞれ固着したものである。
【0058】
図３に示すように、ロータ側磁力遮断板４２は、棒磁石６６の磁力を遮断するものであり、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の固定側磁石部４０の棒磁石７０に対する対向面である外側対向面６６Ａのうち、ロータ回転方向Ａから見た下流面に設けられる。
【0059】
また、固定側磁力遮断板４４は、棒磁石７０の磁力を遮断するものであり、固定側磁石部４０の棒磁石７０のロータ側磁石部３８の棒磁石６６に対する対向面である内側対向面７０Ａのうち、ロータ回転方向Ａから見た上流面に設けられる。
【0060】
これにより、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の磁力が最も強い棒磁石６６の磁極面である外側対向面６６Ａのうちの下流面から磁力が出るのを遮断する。また、固定側磁石部４０の棒磁石７０の磁力が最も強い棒磁石７０の磁極面である内側対向面７０Ａのうちの上流面から磁力が出るのを遮断する。
【0061】
この場合、図３に示すように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の外側対向面６６Ａのうち、ロータ回転方向Ａから見た半分の中央線Ｍよりも下流面をロータ側磁力遮断板４２で覆うことが好ましい。一方、固定側磁石部４０の棒磁石７０の内側対向面７０Ａのうち、ロータ回転方向Ａから見た半分の中央線Ｍよりも上流面をロータ側磁力遮断板４２で覆うことが好ましい。
【0062】
更に、ロータ側磁力遮断板４２は、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの下流面の端から張り出した庇部分４２Ａを形成することが一層好ましい。また、固定側磁力遮断板４４は、棒磁石７０の内側対向面７０Ａの上流面の端から張り出した庇部分４４Ａを形成することが一層好ましい。
【0063】
図４は図３の変形例である。図４に示すように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の外側対向面６６Ａの下流側の半面（中央線Ｍよりも下流側の面）を削って外側対向面６６Ａよりも窪んだ段差面６７を形成し、この段差面６７にロータ側磁力遮断板４２を埋め込むようにした。これにより、棒磁石６６の外側対向面６６Ａのロータ側磁力遮断板４２を設けていない上流面とロータ側磁力遮断板４２との面とを面一にできる。
【0064】
同様に、固定側磁石部４０の棒磁石７０の内側対向面７０Ａの上流側の半面（中央線Ｍよりも上流側の面）を削って内側対向面７０Ａよりも窪んだ段差面７１を形成し、この段差面７１に固定側磁力遮断板４４を埋め込むようにした。これにより、固定側磁石部４０の棒磁石７０の内側対向面７０Ａの固定側磁力遮断板４４を設けていない下流面と固定側磁力遮断板４４との面とを面一にできる。
【0065】
したがって、図４は図３に比べて棒磁石６６，７０同士の対向面距離を近接することができ、より大きな反発力を得ることができる。なお、図３のように、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４を、棒磁石６６，７０の外側対向面６６Ａ及び内側対向面７０Ａに固着する場合にも棒磁石６６，７０同士の距離は接触しない範囲で近づけることが好ましい。
【0066】
以下の説明では、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とのそれぞれの対向面にロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とをそれぞれ固着した図３の例で説明するが、図４の段差面６７、７１に埋め込むようにした変形例でもよいことは勿論である。
【0067】
図５から図７は、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４の構成例である。ロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とは同じ構成なので、ロータ側磁力遮断板４２のみについて詳しく説明する。図５から図７において、中央線Ｐは棒磁石６６の外側対向面６６Ａ及び棒磁石７０の内側対向面７０Ａにおけるロータ回転方向Ａの半面位置を縦向きに示したものであり、図３及び図４の横向きに示した中央線Ｍと同義である。
【0068】
図５のロータ側磁力遮断板４２は鉄等の強磁性材で構成したものであり、図５は薄い鉄板を複数枚積層させた積層鉄板７２として構成したものである。強磁性材は、棒磁石６６からの磁束を吸収するので、強磁性材で覆われた部分からの磁力を弱めることができる。このように、積層鉄板７２とすることで、ロータ側磁力遮断板４２には薄板状の磁石層が形成されるので、一枚の鉄板で構成するよりも磁束をより吸収し易くなる。
【0069】
強磁性材としては、鉄の他にケイ素鉄（鉄に少量のケイ素を混ぜ合わせたもの）、パーロマイ（ニッケルを主成分とした合金）等を使用することもできる。固定側磁力遮断板４４も同様の構成である。
【0070】
図６Ａのロータ側磁力遮断板４２は、図５の積層鉄板７２の表面に四角い棒状の小さな複数の遮断用磁石７４Ａ（永久磁石）を敷設した敷設磁石７４を設けたものである。敷設磁石７４を構成する複数の遮断用磁石７４Ａは図６Ａの表面側から裏面側に棒状をしており、ロータ回転方向Ａに沿って配列されている。敷設磁石７４において、隣接する遮断用磁石７４Ａ同士の積層鉄板７２側の磁極が交互に異なるようにする。固定側磁力遮断板４４も同様の構成である。
【0071】
また、図６Ｂのロータ側磁力遮断板４２は、図６Ａのロータ側磁力遮断板４２の変形例である。図６Ｂの(Ａ)は棒磁石６６に設けたロータ側磁力遮断板４２の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）を矢印Ｇの方向から見た平面図、（Ｃ）は（Ａ）を矢印Ｈの方向から見た側面図である。これらの図から分かるように、図６Ｂのロータ側磁力遮断板４２は、敷設磁石７４を構成する複数の遮断用磁石７４Ａはロータ回転方向Ａに沿って棒状をしており、ロータ回転方向Ａに対して直交する向きに配列されている。即ち、図６Ｂのロータ側磁力遮断板４２の敷設磁石７４は、図６Ａのロータ側磁力遮断板４２の敷設磁石７４を棒磁石６６の外側対向面６６Ａ上で９０度回転させた態様である。固定側磁力遮断板４４も同様の構成である。
【0072】
図７のロータ側磁力遮断板４２は、図６と同様に、積層鉄板７２の表面に四角い棒状の小さな複数の遮断用磁石７４Ａ（永久磁石）を敷設した敷設磁石７４を設けたものであるが、遮断用磁石７４Ａを台形形状としたものである。固定側磁力遮断板４４も同様の構成である。
【0073】
ここで、この遮断用磁石７４Ａも図６Ｂに示した遮断用磁石７４Ａと同様に、長手方向がロータ回転方向Ａに向くように配置しても良い。これにより、図６Ｂと同様にロータ回転方向Ａに対して直交する向きに遮断用磁石７４Ａが配列されることになる。
【0074】
図６Ａ、図６Ｂ及び図７のロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４のように、積層鉄板７２の表面に四角い小さな複数の遮断用磁石７４Ａ（永久磁石）を敷設した敷設磁石７４を設けることにより、積層鉄板７２だけの場合に比べて磁力を吸収する吸収力をアップできるので、磁力をより確実に遮断できる。
【0075】
なお、図示しなかったが、図６Ａ、図６Ｂ及び図７において、敷設磁石７４の隣接する遮断用磁石７４Ａ同士の間に磁性材又は非磁性材を介在させることもできる。例えば、図６Ｂの（Ｂ）で説明すると、敷設磁石７４の複数の遮断用磁石７４Ａのうち、Ｓ極と記載される遮断用磁石７４Ａを磁性材又は非磁性材に置き換えることができる。この場合、Ｎ極と記載される遮断用磁石７４Ａと磁性材または非磁性材とが交互に配置されることになる。あるいは、敷設磁石７４の複数の遮断用磁石７４Ａのうち、Ｎ極と記載される遮断用磁石７４Ａを磁性材又は非磁性材に置き換えることもできる。この場合は、Ｓ極と記載される遮断用磁石７４Ａと磁性材または非磁性材とが交互に配置されることになる。
【0076】
また、図５から図７において、ロータ側磁力遮断板４２の庇部分４２Ａの長さＬ及び固定側磁力遮断板４４の庇部分４４Ａの長さＬをどの程度にするかは、隣接する棒磁石６６同士の間隙部６４，６８のロータ回転方向Ａの幅Ｗ（図５参照）との関係で設定することが好ましい。即ち、上記したように、間隙部６４，６８の幅が棒磁石６６，７０のロータ回転方向Ａの幅Ｗの１倍から２倍であることが好ましいこととの関係で庇部分４４Ａの長さＬを検討すると、庇部分４４Ａの長さＬは、棒磁石６６のロータ回転方向Ａの幅Ｗの１/３から１/４程度であることが好ましい。
【0077】
次に、図８により、上記の如く構成された本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置１６の作用について説明する。なお、以下の説明において、ロータ３４の回転を促進する正の回転エネルギーを発生する反発力を「正の反発力」と言い、ロータ３４の回転を阻害する負の回転エネルギーを発生する反発力を「負の反発力」と言うことにする。
【0078】
図８の(Ａ)は、ロータ３４の回転によって、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが接近している状態を示す。図８の（Ｂ）は、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが一直線になった状態を示す。図８の（Ｃ）は、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが離間している状態を示す。なお、ロータ３４を回転させる回転駆動源としては、図１に示したように、例えばモータ１２を使用する。
【0079】
図８の(Ａ)のように、ロータ３４の回転によって、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが接近するときには、ロータ回転方向Ａから見て、ロータ側磁石部３８の外側対向面６６Ａのうち下流面の磁力がロータ側磁力遮断板４２によって遮断される。また、固定側磁石部４０の内側対向面７０Ａのうち上流面の磁力が固定側磁力遮断板４４によって遮断される。これにより、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが接近するときには、ロータ側磁力遮断板４２と固定側磁力遮断板４４とによって棒磁石６６，７０から出る磁力を遮断する。
【0080】
図８の(Ｂ)のように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが直線状態になるまで、棒磁石６６，７０同士の負の反発力が発生し難い状態でロータ３４が回転する。
【0081】
そして、図８の(Ｃ)のように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが離間するときには、ロータ回転方向Ａから見て、ロータ側磁石部３８の外側対向面６６Ａのうちロータ側磁力遮断板４２を有しない上流面が露出しているので、上流面の磁力が遮断されない。また、固定側磁石部４０の内側対向面７０Ａのうち固定側磁力遮断板４４を有しない下流面が露出しているので、下流面の磁力が遮断されない。これにより、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが離間するときには、棒磁石６６の上流面と棒磁石７０の下流面との間で正の反発力が発生する。
【0082】
この場合、図３及び図４で説明したように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６の半分の下流面にロータ側磁力遮断板４２を設けると共に、固定側磁石部４０の棒磁石７０の半分の上流面に固定側磁力遮断板４４を設けることが好ましい。これにより、棒磁石６６，７０同士が直線状態になるまでは負の反発力が発生し難い状態でロータ３４が回転する。そして、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６が固定側磁石部４０の棒磁石７０を通過（直線状態を通過）すると正の反発力が発生する。
【0083】
このように、第1の実施の形態の磁力回転装置１６は、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４を設けることにより、ロータ３４の回転を促進する正の反発力のみを効果的に取り出すことができるので、ロータ３４の回転を軽くする。
【0084】
また、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４にそれぞれ庇部分４２Ａ，４４Ａを設けることによって磁力遮断効果が大きくなる。これにより、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが接近するときには、負の反発力が一層発生し難くなる。
【0085】
即ち、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置１６は、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０とが離間するときにのみロータ３４の回転を促進するエネルギーが発生するようにした。
【0086】
更に、図２で説明したように、回転軸２８にフライホイール４６を設けたので、ロータ３４が回転する慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に生じる正の反発力をロータ３４の滑らかな回転運動に転換できる。
【0087】
［磁力回転装置の第２の実施の形態］
本発明の第1の実施の形成の磁力回転装置１６で説明したように、ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０の隣接する棒磁石６６同士（又は棒磁石７０同士）の間には、凹状面を有する間隙部６４（又は間隙部６８）を有している。
本発明の第1の実施の形成の磁力回転装置１６で説明したように、ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０の隣接する棒磁石６６同士（又は棒磁石７０同士）の間には、凹状面を有する間隙部６４（又は間隙部６８）を有している。
【0088】
しかし、この間隙部６４（又は間隙部６８）を有していることによって、図３及び図４に示したように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６は外側対向面６６Ａ以外の面、即ちロータ回転方向Ａから見た前面６６Ｂと後面６６Ｃは露出している。同様に、固定側磁石部４０の棒磁石７０は内側対向面７０Ａ以外の面、即ちロータ回転方向Ａから見た前面７０Ｂと後面７０Ｃは露出している。
【0089】
また、間隙部６４（又は間隙部６８）を理由としたものではないが、棒磁石６６のロータ回転方向Ａに直交する左面６６Ｄと右面６６Ｅも露出している。同様に、棒磁石７０のロータ回転方向Ａに直交する左面７０Ｄと右面７０Ｅも露出している。
【0090】
棒磁石６６，７０同士の側面、即ち前面６６Ｂ，７０Ｂ、後面６６Ｃ，７０Ｃ、左面６６Ｄ，７０Ｄ、右面６６Ｅ，７０Ｅを露出させないようにすれば、棒磁石６６，７０同士の間の吸引力をより発生し難くできる。棒磁石６６，７０同士の間の吸引力は、ロータ３４の回転を促進する正の反発力を削減する要因となる。したがって、吸引力を減少させることによって、正の反発力を一層効果的に取り出すことができる。
【0091】
そこで、本発明の第２の実施の形成の磁力回転装置７６では、ロータ側磁石部３８の全面（全ての面）の磁極が外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極と同一極性になるようにすると共に、固定側磁石部４０の全面（全ての面）の磁極が内側対向面７０Ａの磁極である内側磁極と同一極性になるようにし、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に吸引力が発生し難い構成とした。
【0092】
図９の(Ａ)は、本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置７６におけるロータ回転方向Ａを正面とした場合の側面図であり、（Ｂ）は図９の（Ａ）のｂ－ｂ線に沿った正面断面図である。なお、第１の実施の形態の磁力回転装置１６と同じ部材には同符号を付して説明する。
【0093】
本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置７６では、図９の(Ａ)に示すように、ロータ側磁石部３８の隣接する棒磁石６６同士の間に形成される間隙部６４の凹状面の磁極が、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極と同一極性になるように第１補助磁石７８を設けた。同様に、固定側磁石部４０の隣接する棒磁石７０同士の間に形成される間隙部６８の凹状面の磁極が棒磁石７０の内側対向面７０Ａの磁極である内側磁極と同一極性になるように第１補助磁石７８を設けた。
【0094】
また、図９の(Ｂ)に示すように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６において、図３及び図４のロータ回転方向Ａから見た左面６６Ｄと右面６６Ｅとに、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極と同一極性になるように第２補助磁石８０と第３補助磁石８２とを設けた。同様に、固定側磁石部４０の棒磁石７０において、図３及び図４のロータ回転方向Ａから見た左面７０Ｄと右面７０Ｅとに、棒磁石７０の内側対向面７０Ａの磁極である内側磁極と同一極性になるように第２補助磁石８０と第３補助磁石８２とを設けた。
【0095】
ロータ側磁石部３８及び固定側磁石部４０において、棒磁石６６，７０に第１補助磁石７８、第２補助磁石８０、第３補助磁石８２を取り付ける取り付け構造は同じなので、ロータ側磁石部３８についてのみ詳しく説明する。
【0096】
ロータ側磁石部３８の棒磁石６６同士の間の凹状な間隙部６４の底部分にＮ極を上（棒磁石６６の外側対向面６６Ａの側）にして第１補助磁石７８を嵌め込んで固定する。即ち、棒磁石６６の上半分のＮ極部分と下半分のＳ極部分とのうち、Ｓ極部分の前面６６Ｂと後面６６Ｃとが第１補助磁石７８で隠れるようにした（図３及び図４参照）。これによって、間隙部６４が棒磁石６６の外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極（Ｎ極）と同じになるようにした。
【0097】
また、図９の（Ｂ）に示すように、棒磁石６６と上記した一対の側面カバー６１、６１との間に、第２補助磁石８０と第３補助磁石８２とが磁石固着用の側面板８３を介してそれぞれ配設させた。側面板８３はステンレス等の非磁性材が好ましい。また、側面板８３はロータ３４の円筒筒５０に支持される。この場合、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの側である上半分のＮ極部分と、外側対向面６６Ａの逆側である下半分のＳ極部分とのうち、Ｓ極部分のロータ回転方向Ａから見た左面６６Ｄ（図３及び図４参照）と右面６６Ｅ（図３及び図４参照）とが第２補助磁石８０でそれぞれ隠れるようにした。更に、第２補助磁石８０のＮ極側が棒磁石６６のＮ極側に向くようにした。また、第３補助磁石８２は第２補助磁石８０のＳ極部分を隠すように配置され、第２補助磁石のＮ極とＳ極との方向に対して第３補助磁石のＮ極とＳ極との方向が直交するようにした。
【0098】
これにより、棒磁石６６のＳ極部分における左面６６Ｄと右面６６Ｅとが、棒磁石６６の外側対向面６６Ａの磁極である外側磁極（Ｎ極）と同じになるようにした。
【0099】
なお、第１補助磁石７８、第２補助磁石８０、第３補助磁石８２の目的は、ロータ側磁石部３８の全面（全ての面）の磁極が外側磁極と同一極性、即ちＮ極になるようにすることである。したがって、ロータ側磁石部３８におけるＳ極の露出面積部分が小さくなるならば、第１補助磁石７８、第２補助磁石８０、第３補助磁石８２の配置は図９の（Ｂ）の配置例に限定されない。
【0100】
上記詳細説明はロータ側磁石部３８に配設した第１補助磁石７８、第２補助磁石８０及び第３補助磁石８２の取り付け構造であるが、固定側磁石部４０も同様である。これにより、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０において、Ｓ極の露出面積部分を極めて小さくすることができるので、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に発生する吸引力を極めて小さくすることができる。したがって、第２の実施の形態の磁力回転装置７６は、第１の実施の形態の磁力回転装置１６よりも、ロータ３４の回転を促進する正の反発力を更に一層効果的に取り出すことができる。
【0101】
上記した本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置７６のように、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４の構成に加えて、第１補助磁石７８、第２補助磁石８０及び第３補助磁石８２を設けることにより、ロータ３４の回転を促進する正の反発力が一層大きくなり、ロータ３４の回転を一層軽くする。
【0102】
図１０は、図９の本発明の第２の実施の形成の磁力回転装置７６の変形例であり、部分拡大した正面断面図である。第２の実施の形成の磁力回転装置７６の変形例は、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０との間に発生する吸引力が更に小さくなるように構成したものである。即ち、棒磁石６６，７０の左面６６Ｄ，７０Ｄと右面６６Ｅ，７０Ｅとの側に、第２補助磁石８０及び第３補助磁石８２に加えて第４補助磁石８４と強磁性板８６とを設けた。
【0103】
図１０に示すように、第２補助磁石８０の配置は図９と同様であるが、第２補助磁石８０のＳ極部分を強磁性板８６(例えば鉄板)で隠し、強磁性板８６にＳ極が面するように第３補助磁石８２と第４補助磁石８４とを設けた。また、強磁性板８６と第３補助磁石８２と第４補助磁石８４とは、側面板８３によって互いに固定されるようにした。
【0104】
このように、露出させたくない第３補助磁石８２と第４補助磁石８４のＳ極側に強磁性板８６を設けることで、強磁性板８６が第３補助磁石及８２及び第４補助磁石８４のＳ極側からの磁力を遮断する効果がある。これにより、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に発生する吸引力を極めて小さくすることができる。
【0105】
ところで、このようにロータ側磁石部３８の全面（全ての面）の磁極が外側磁極と同一極性になるようにすると共に、固定側磁石部４０の全面（全ての面）の磁極が内側磁極と同一極性になるようにすると、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６と固定側磁石部４０の棒磁石７０との反発力は一層強くなり、棒磁石６６，７０の固定ズレが発生する恐れがある。
【0106】
そこで、図１１に示すように、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６同士の間隙部６４及び固定側磁石部４０の棒磁石７０同士の間隙部６８に、非磁性材（例えばプラスチック）の充填物８８で充填するようにした。これにより、棒磁石６６、７０に固定ズレが発生し難くなる。このとき、ロータ側磁石部３８の棒磁石６６同士の間隙部６４及び固定側磁石部４０の棒磁石７０同士の間隙部６８だけでなく、回転方向に複数配置されているロータ側磁力遮断板４２同士の間も同様に非磁性材（例えばプラスチック）の充填物８８で充填することが好ましい（図１１，図８等参照）。同様に、回転方向に複数配置されている固定側磁力遮断板４４同士の間も非磁性材（例えばプラスチック）の充填物８８で充填することが好ましい（図１１，図８等参照）。
【0107】
また、図１１に示すように、円形なロータ側磁石部３８を構成する複数の棒磁石６６（ロータ側磁力遮断板４２を設けた状態の棒磁石６６）の外側対向面６６Ａの側を円筒筒５０の側に押し付けるロータ側バンド９６を設けることが好ましい。ロータ側バンド９６は非磁性材（例えばステンレスやプラスチック）の円筒形な硬質材料で形成され、ロータ側バンド９６の幅方向両端が上記した側面カバー５２に固定される。これにより、棒磁石６６を強磁性材で形成された円筒筒５０に磁力だけで固定した場合であっても、棒磁石６６が円筒筒５０から剥離するのを防止できる。
【0108】
同様に、円形な固定側磁石部４０を構成する複数の棒磁石７０（固定側磁力遮断板４４を設けた状態の棒磁石７０）の内側対向面７０Ａの側を内筒５８の側に押し付ける固定側バンド９８を設けることが好ましい。固定側バンド９８は、ロータ側バンド９６と同様であり、非磁性材（例えばステンレスやプラスチック）の円筒形な硬質材料で形成され、固定側バンド９８の幅方向両端が上記した側面カバー６１に固定される。
【0109】
このように、間隙部６４，６８に充填物８８を充填すると共に、ロータ側バンド９６及び固定側バンド９８を設けることにより、棒磁石７０を強磁性材で形成された内筒５８に磁力だけで固定した場合であっても、棒磁石７０が固定ズレしたり内筒５８から剥離したりするのを確実に防止できる。
【0110】
この場合、図１１に示すように、間隙部６４、６８が充填物８８によって完全に埋まるように、即ち棒磁石６６の外側対向面６６Ａ、及び棒磁石７０の内側対向面７０Ａと面一になるように充填物８８を充填することが好ましい。これにより、ロータ側バンド９６及びロータ側バンド９６と充填物８８との間に隙間が発生しないので、ロータ側バンド９６及びロータ側バンド９６をしっかりと固定することができる。
【0111】
［磁力回転装置の第３の実施の形態］
図１２は、本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置９０の正面断面図であり、第1の実施の形態の磁力回転装置１６及び第２の実施の形態の磁力回転装置７６と同じ部材には同符号を付して説明する。
図１２は、本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置９０の正面断面図であり、第1の実施の形態の磁力回転装置１６及び第２の実施の形態の磁力回転装置７６と同じ部材には同符号を付して説明する。
【0112】
本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置９０は、ロータ側磁石部３８のロータ３４としてロータ直径よりも大径であり、ロータ回転方向Ａの慣性モーメントを大きくすることのできるフライホイール９２を用いるようにしたものである。
【0113】
図１２に示すように、回転軸２８に円盤状のフライホイール９２の中心部が嵌合支持され、フライホイール９２の外周に上記説明した円筒状の円筒筒５０が固定される。その他の構成は第２の実施の形態の磁力回転装置７６と同様である。
【0114】
このように、本発明の第３の実施の形態の磁力回転装置９０は、ロータ側磁力遮断板４２及び固定側磁力遮断板４４の構成と、第１補助磁石７８、第２補助磁石８０及び第３補助磁石８２との構成に加えて、ロータ３４としてフライホイール９２を用いるようにした。これにより、ロータ側磁石部３８と固定側磁石部４０との間に発生する正の反発力をフライホイール９２の径方向の端である周縁部に直接伝えることができる。したがって、フライホイール９２を回転軸２８に設ける場合よりも、正の反発力をロータ３４の回転を促進するエネルギーとして一層有効に作用させることができる。これにより、ロータ３４の回転を一層軽くすることができる。
【0115】
なお、図１２の第３の実施の形態の磁力回転装置９０は、本発明の第２の実施の形態の磁力回転装置７６のロータ３４をフライホイール９２に交換したものであるが、本発明の第１の実施の形態の磁力回転装置１６のロータ３４をフライホイール９２に交換してもよい。
【0116】
［磁力回転装置の第４の実施の形態］
図１３は、本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４の正面断面図であり、上記説明した本発明の磁力回転装置を複数台直列に連設するように構成したものである。
図１３は、本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４の正面断面図であり、上記説明した本発明の磁力回転装置を複数台直列に連設するように構成したものである。
【0117】
本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４では、上記した第１の実施の形態の磁力回転装置１６、第２の実施の形態の磁力回転装置７６、第３の実施の形態の磁力回転装置９０を色々組み合わせることができる。図１３では、１台の第２の実施の形態の磁力回転装置７６と、２台の第３の実施の形態の磁力回転装置９０とを組み合わせたものである。
【0118】
これにより、本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４によれば、磁力回転装置７６，９０を複数台直列に連設させたので、磁力回転装置９４の回転を更に一層効率よくすることができる。
【0119】
以上、本発明の磁力回転装置１６，７６，９０，９４及びそれを組み込んだ発電装置１０について説明したが、発電装置１０に組み込む磁力回転装置は上記した第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態及び第４の実施の形態の磁力回転装置１６，７６，９０，９４を色々組み合わせて組み込むこともできる。
【0120】
なお、本発明の第４の実施の形態の磁力回転装置９４によれば、磁力回転装置７６，９０を複数台直列に連設させたが、第１の実施の形態から第３の実施の形態で説明した１台の磁力回転装置１６、７６、９０において、棒磁石６６，７０を回転軸２８の軸芯方向に複数並べることによっても同様の効果を得ることができる。
【0121】
【符号の説明】
【0122】
１０…発電装置、１２…モータ、１２Ａ…回転軸、１４…発電機、１４Ａ…発電ロータ、１４Ｂ…回転軸、１６，７６，９０，９４…磁力回転装置、１８…基台、１８Ａ…振動減衰部材、１８Ｂ…固定ボルト、２０…装置フレーム、２２…モータ据付台、２４…発電機据付台、２６…軸受、２８…回転軸、３０…継手、３２…ブレーキ手段、３４…ロータ、３４Ａ…ロータ本体部、３４Ｂ…嵌合筒、３４Ｃ…外環筒、３６…固定部、３８…ロータ側磁石部、４０…固定側磁石部、４２…ロータ側磁力遮断板、４２Ａ…庇部分、４４…固定側磁力遮断板、４４Ａ…庇部分、４６…フライホイール、４８…軸カラー、５０…円筒筒、５２…側面カバー、５４…連結ボルト、５６…外筒、５８…内筒、５８Ａ…円弧状ブロック板、６０…連結ボルト、６１…側面カバー、６２…連結調整ボルト、６３…連結ボルト、６４…間隙部、６５…座金、６６…棒磁石、６６Ａ…外側対向面、６６Ｂ…前面、６６Ｃ…後面、６６Ｄ…左面、６６Ｅ…右面、６６Ｆ…底面、６７…段差面、６８…間隙部、７０…棒磁石、７０Ａ…内側対向面、７０Ｂ…前面、７０Ｃ…後面、７０Ｄ…左面、７０Ｅ…右面、７０Ｆ…底面、７１…段差面、７２…積層鉄板、７４…敷設磁石、７４Ａ…遮断用磁石、７８…第１補助磁石、８０…第２補助磁石、８２…第３補助磁石、８３…側面板、８４…第４補助磁石、８６…強磁性板、８８…充填物、９２…フライホイール、９６…ロータ側バンド、９８…固定側バンド、Ａ…ロータ回転方向、Ｍ,Ｐ…中央線
【手続補正書】
【提出日】2023-05-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁石の磁力を回転力として利用する磁力回転装置において、
回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸に固定され、前記回転軸の軸芯を回転中心として回転する円形なロータと、
装置フレームに固定されて前記ロータの外側に前記ロータを囲むように設けられ、前記ロータと同心円状の内周面を有する固定部と、
複数の第１の棒磁石からなり、前記第１の棒磁石は、前記ロータの外周面部分に前記ロータの回転方向に沿って等間隔の間隙部を形成して配置され、前記第１の棒磁石の着磁方向が、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向に沿って並び、前記第１の棒磁石の前記放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列された、ロータ側磁石部と、
複数の第２の棒磁石からなり、前記第２の棒磁石は、前記固定部の前記内周面に周方向に等間隔の間隙部を形成して配置され、前記第２の棒磁石の着磁方向が、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向に沿って並び、前記第２の棒磁石の前記ロータ側磁石部に対向する内側の内側磁極が前記外側磁極と同一極性になるように配列された、固定側磁石部と、を有し、
前記ロータ側磁石部の前記第１の棒磁石の前記固定側磁石部の前記第２の棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た下流面には、前記第１の棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設け、
前記固定側磁石部の前記第２の棒磁石の前記ロータ側磁石部の前記第１の棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た上流面には、前記第１の棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設け、
前記ロータ側磁石部の隣接する前記第１の棒磁石同士の間に形成される前記間隙部の凹状面の磁極が、前記ロータ側磁石部の前記第１の棒磁石の外側対向面の磁極である外側磁極と同一極性になるように、また、
前記固定側磁石部の隣接する前記第２の棒磁石同士の間に形成される前記間隙部の凹状面の磁極が、前記固定側磁石部の前記第２の棒磁石の内側対向面の磁極である内側磁極と同一極性になるように、それぞれ、第１補助磁石を設けると共に、
前記第１の棒磁石における前記外側磁極と反対側の磁極部分を隠すように、前記ロータの回転方向から見た左面、及び、右面に、前記ロータ側の第２補助磁石を設け、ロータ側の前記第２補助磁石は、その着磁方向が、前記放射状方向に沿って並び、前記放射状方向の外側の磁極が全て前記外側磁極と同一極性になるように配列され、
前記第２の棒磁石における前記内側磁極と反対側の磁極部分を隠すように、前記ロータの回転方向から見た左面、及び、右面に、前記固定部側の第２補助磁石を設け、前記固定部側の前記第２補助磁石は、その着磁方向が、前記放射状方向に沿って並び、前記放射状方向の内側の磁極が全て前記内側磁極と同一極性になるように配列され、
前記ロータ側の前記第２補助磁石における前記放射状方向の内側の磁極の磁極部分を少なくとも隠すように、前記ロータの回転方向から見た左面、及び、右面に、前記ロータ側の第３補助磁石を設け、ロータ側の前記第３補助磁石は、その着磁方向が、前記回転軸と平行方向であって、かつ、ロータ側の前記第３補助磁石が、前記左面に配置される場合は、左面側に前記外側磁極と同一極性の磁極部分が配列され、前記右面に配置される場合は、右面側に前記外側磁極と同一極性の磁極部分が配列され、
前記固定部側の前記第２補助磁石における前記放射状方向の外側の磁極の磁極部分を少なくとも隠すように、前記ロータの回転方向から見た左面、及び、右面に、前記固定部側の第３補助磁石を設け、固定部側の前記第３補助磁石は、その着磁方向が、前記回転軸と平行方向であって、かつ、固定部側の前記第３補助磁石が、前記左面に配置される場合は、左面側に前記内側磁極と同一極性の磁極部分が配列され、前記右面に配置される場合は、右面側に前記内側磁極と同一極性の磁極部分が配列される、磁力回転装置。
回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸に固定され、前記回転軸の軸芯を回転中心として回転する円形なロータと、
装置フレームに固定されて前記ロータの外側に前記ロータを囲むように設けられ、前記ロータと同心円状の内周面を有する固定部と、
複数の第１の棒磁石からなり、前記第１の棒磁石は、前記ロータの外周面部分に前記ロータの回転方向に沿って等間隔の間隙部を形成して配置され、前記第１の棒磁石の着磁方向が、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向に沿って並び、前記第１の棒磁石の前記放射状方向の外側の外側磁極が全て同一極性になるように配列された、ロータ側磁石部と、
複数の第２の棒磁石からなり、前記第２の棒磁石は、前記固定部の前記内周面に周方向に等間隔の間隙部を形成して配置され、前記第２の棒磁石の着磁方向が、前記回転軸の軸芯に直交する放射状方向に沿って並び、前記第２の棒磁石の前記ロータ側磁石部に対向する内側の内側磁極が前記外側磁極と同一極性になるように配列された、固定側磁石部と、を有し、
前記ロータ側磁石部の前記第１の棒磁石の前記固定側磁石部の前記第２の棒磁石に対する対向面である外側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た下流面には、前記第１の棒磁石の磁力を遮断するロータ側磁力遮断板を設け、
前記固定側磁石部の前記第２の棒磁石の前記ロータ側磁石部の前記第１の棒磁石に対する対向面である内側対向面のうち、前記ロータの回転方向から見た上流面には、前記第１の棒磁石の磁力を遮断する固定側磁力遮断板を設け、
前記ロータ側磁石部の隣接する前記第１の棒磁石同士の間に形成される前記間隙部の凹状面の磁極が、前記ロータ側磁石部の前記第１の棒磁石の外側対向面の磁極である外側磁極と同一極性になるように、また、
前記固定側磁石部の隣接する前記第２の棒磁石同士の間に形成される前記間隙部の凹状面の磁極が、前記固定側磁石部の前記第２の棒磁石の内側対向面の磁極である内側磁極と同一極性になるように、それぞれ、第１補助磁石を設けると共に、
前記第１の棒磁石における前記外側磁極と反対側の磁極部分を隠すように、前記ロータの回転方向から見た左面、及び、右面に、前記ロータ側の第２補助磁石を設け、ロータ側の前記第２補助磁石は、その着磁方向が、前記放射状方向に沿って並び、前記放射状方向の外側の磁極が全て前記外側磁極と同一極性になるように配列され、
前記第２の棒磁石における前記内側磁極と反対側の磁極部分を隠すように、前記ロータの回転方向から見た左面、及び、右面に、前記固定部側の第２補助磁石を設け、前記固定部側の前記第２補助磁石は、その着磁方向が、前記放射状方向に沿って並び、前記放射状方向の内側の磁極が全て前記内側磁極と同一極性になるように配列され、
前記ロータ側の前記第２補助磁石における前記放射状方向の内側の磁極の磁極部分を少なくとも隠すように、前記ロータの回転方向から見た左面、及び、右面に、前記ロータ側の第３補助磁石を設け、ロータ側の前記第３補助磁石は、その着磁方向が、前記回転軸と平行方向であって、かつ、ロータ側の前記第３補助磁石が、前記左面に配置される場合は、左面側に前記外側磁極と同一極性の磁極部分が配列され、前記右面に配置される場合は、右面側に前記外側磁極と同一極性の磁極部分が配列され、
前記固定部側の前記第２補助磁石における前記放射状方向の外側の磁極の磁極部分を少なくとも隠すように、前記ロータの回転方向から見た左面、及び、右面に、前記固定部側の第３補助磁石を設け、固定部側の前記第３補助磁石は、その着磁方向が、前記回転軸と平行方向であって、かつ、固定部側の前記第３補助磁石が、前記左面に配置される場合は、左面側に前記内側磁極と同一極性の磁極部分が配列され、前記右面に配置される場合は、右面側に前記内側磁極と同一極性の磁極部分が配列される、磁力回転装置。
【請求項2】
前記ロータ側磁力遮断板は前記第１の棒磁石の前記外側対向面の半分の前記下流面に設けられていると共に、前記固定側磁力遮断板は前記第２の棒磁石の前記内側対向面の半分の前記上流面に設けられている請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項3】
前記ロータ側磁力遮断板は前記第１の棒磁石の前記下流面の端から張り出した庇部分を有すると共に、前記固定側磁力遮断板は前記第２の棒磁石の前記上流面の端から張り出した庇部分を有する請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項4】
前記ロータ側磁力遮断板及び前記固定側磁力遮断板は強磁性材である請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項5】
前記ロータ側磁力遮断板及び前記固定側磁力遮断板は鉄板と複数の磁石とで構成される請求項１に記載の磁力回転装置。
【請求項6】
前記間隙部を非磁性材で埋める請求項１～５のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項7】
前記回転軸にフライホイールを設ける請求項１～５のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項8】
前記ロータとしてフライホイールを用いる請求項１～５のいずれか１項に記載の磁力回転装置。
【請求項9】
請求項１～５のいずれか１項に記載の磁力回転装置が複数台直列に連設されている磁力回転装置。
【請求項10】
モータと、
前記モータを回転駆動源として発電ロータを回転させて発電する発電機と、
前記モータと前記発電ロータとの間に設けられた請求項１～５のいずれか１項に記載の磁力回転装置と、を備えた発電装置。
前記モータを回転駆動源として発電ロータを回転させて発電する発電機と、
前記モータと前記発電ロータとの間に設けられた請求項１～５のいずれか１項に記載の磁力回転装置と、を備えた発電装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0044】
また、図２の（Ｂ）に示すように、ロータ本体部３４Ａには、対向する一対のロータ側用の側面カバー５２が支持される。側面カバー５２はステンレス等の非磁性材であることが好ましい。側面カバー５２は中央部が開口したリング板状に形成され、側面カバー５２同士が複数の連結ボルト５４で連結される。複数の連結ボルト５４のうちの１本は、棒磁石６６（第１の棒磁石、以下、単に「棒磁石６６」という。）に形成された孔を貫通している。これにより、棒磁石６６は連結ボルト５４を介して側面カバー５２に支持される。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0047】
また、図２の（Ｂ）に示すように、外筒５６には、対向する一対の固定側用の側面カバー６１、６１が支持される。側面カバー６１はステンレス等の非磁性材であることが好ましい。側面カバー６１は、ロータ側用の側面カバー５２よりも大径な中心開口を有するリング板状に形成され、側面カバー６１同士が複数の連結ボルト６３で連結される。複数の連結ボルト６３のうちの１本は、棒磁石７０（第２の棒磁石、以下、単に「棒磁石７０」という。）に形成された孔を貫通している。これにより、棒磁石７０は連結ボルト６３を介して側面カバー６１に支持される。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0122】
１０…発電装置、１２…モータ、１２Ａ…回転軸、１４…発電機、１４Ａ…発電ロータ、１４Ｂ…回転軸、１６，７６，９０，９４…磁力回転装置、１８…基台、１８Ａ…振動減衰部材、１８Ｂ…固定ボルト、２０…装置フレーム、２２…モータ据付台、２４…発電機据付台、２６…軸受、２８…回転軸、３０…継手、３２…ブレーキ手段、３４…ロータ、３４Ａ…ロータ本体部、３４Ｂ…嵌合筒、３４Ｃ…外環筒、３６…固定部、３８…ロータ側磁石部、４０…固定側磁石部、４２…ロータ側磁力遮断板、４２Ａ…庇部分、４４…固定側磁力遮断板、４４Ａ…庇部分、４６…フライホイール、４８…軸カラー、５０…円筒筒、５２…側面カバー、５４…連結ボルト、５６…外筒、５８…内筒、５８Ａ…円弧状ブロック板、６０…連結ボルト、６１…側面カバー、６２…連結調整ボルト、６３…連結ボルト、６４…間隙部、６５…座金、６６…棒磁石（第１の棒磁石）、６６Ａ…外側対向面、６６Ｂ…前面、６６Ｃ…後面、６６Ｄ…左面、６６Ｅ…右面、６６Ｆ…底面、６７…段差面、６８…間隙部、７０…棒磁石（第２の棒磁石）、７０Ａ…内側対向面、７０Ｂ…前面、７０Ｃ…後面、７０Ｄ…左面、７０Ｅ…右面、７０Ｆ…底面、７１…段差面、７２…積層鉄板、７４…敷設磁石、７４Ａ…遮断用磁石、７８…第１補助磁石、８０…第２補助磁石、８２…第３補助磁石、８３…側面板、８４…第４補助磁石、８６…強磁性板、８８…充填物、９２…フライホイール、９６…ロータ側バンド、９８…固定側バンド、Ａ…ロータ回転方向、Ｍ,Ｐ…中央線