回転伝達装置、発電装置及び移動装置
【課題】回転駆動力発生装置から発生される回転駆動力を負荷に伝達する簡便な構造の回転伝達装置を提供する。
【解決手段】回転伝達装置１０は、固定部１９ａに形成される磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面と、回転板１４に固着される磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面とが対面して配置されている。そして、磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面との間の空隙に回転板１１が配置されている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面の極性と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面の極性とは同一極性とされている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの個数と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの個数は異なる数とされている。回転板１１は導電性を有しており、孔部が設けられ、その孔部の位置はいずれかの磁極面に対面する位置とされている。このような構成を採用することによって、第１の回転板と第２の回転板との間で回転力を相互に伝達することができる。
【解決手段】回転伝達装置１０は、固定部１９ａに形成される磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面と、回転板１４に固着される磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面とが対面して配置されている。そして、磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面との間の空隙に回転板１１が配置されている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面の極性と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面の極性とは同一極性とされている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの個数と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの個数は異なる数とされている。回転板１１は導電性を有しており、孔部が設けられ、その孔部の位置はいずれかの磁極面に対面する位置とされている。このような構成を採用することによって、第１の回転板と第２の回転板との間で回転力を相互に伝達することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転伝達装置、発電装置及び移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転駆動力発生装置から発生される回転駆動力を負荷に伝達するに際しては、回転伝達装置を介する場合がある。この場合には、回転伝達装置は、負荷の特性と回転駆動力発生装置の特性とをマッチングさせるために利用され、装置の動作の最適化がなされる。例えば、自動車においては、複数の歯車を組み合わせて形成されるギヤとクラッチ板からなる機械的な回転伝達装置が用いられ、エンジン（内燃機関）からの回転駆動力を車輪に効率良く伝えようになされている。また、近年では、コイルと磁石との間に生じる電磁力を利用する回転伝達装置である電磁クラッチも利用されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】回転伝達装置を示す図である。
【図２】第１の磁極面が形成される固定部を示す図である。
【図３】第２の磁極面が形成される第１の回転板を示す図である。
【図４】孔部を設けた第２の回転板を示す図である。
【図５】回転伝達装置を用いた発電装置を示す図である。
【図６】移動装置を備えた移動体を示す図である。
【図７】変形例の回転伝達装置を示す図である。
【図８】変形例の回転伝達装置を用いた発電装置を示す図である。
【図９】別の変形例の回転伝達装置を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施形態の回転伝達装置）
図面を引用して実施形態の回転伝達装置の詳細なる説明をおこなう前に、実施形態の回転伝達装置の概要をまず説明する。
【００１５】
実施形態の回転伝達装置では、固定部に形成される第１の磁極面と、第２の磁極面を有する第１の回転板とが対面して配置されている。そして、第１の磁極面と第２の磁極面との間の空隙に第２の回転板が配置されている。第１の磁極面の磁極の極性と第２の磁極面の磁極の極性とは同一極性とされおり、第１の磁極面の磁極の個数と第２の磁極面の磁極の個数とは異なる数とされている。第２の回転板は導電性を有しており、孔部が設けられ、その孔部の位置は第１の磁極面または前記第２の磁極面のいずれかの磁極面に対面する位置とされている。このような構成を採用することによって、第１の回転板と第２の回転板との間で回転力を相互に伝達することができる。第１の回転板と第２の回転板との間で回転力を相互に伝達するには、第１の回転板の回転中心点から伸びる第１の回転シャフトと第２の回転板の回転中心点から伸びる第２の回転シャフトとを設けて、この回転シャフトを介して回転力を相互に伝達することができる。また、円板状の形状を有する第１の回転板の外周部に第１のプーリを押圧し、円板状の形状を有する第２の回転板の外周部に第２のプーリを押圧し、第１のプーリと第２のプーリを介して回転力を伝達することもできる。
【００１６】
以下、図１〜図４を参照して、実施形態の回転伝達装置について説明をする。
【００１７】
図１は、実施形態の回転伝達装置１０の断面を示す図である。回転伝達装置１０は、磁極面（第１の磁極面）が形成される固定部１９と、磁極面（第２の磁極面）が形成される回転板（第１の回転板）１４と回転板（第２の回転板）１１とを主要構成部としている。
【００１８】
固定部１９は固定部（第１の固定部）１９ａと固定部（第２の固定部）１９ｂとを有しており、回転伝達装置１０を構成する各部材を組み立てた後に固定部１９ａと固定部１９ｂとが図１に示す状態で接合される。固定部１９ａの最下部面（図１の下方の面）は平面とされ、第１の磁極面が形成されている。固定部１９ａには回転板１１を回転可能とするための軸受け１５が配されている。固定部１９ｂには回転板１４を回転可能とするための軸受け１６が配されている。図１では、後述する磁石１２ａ〜磁石１２ｆを代表して磁石１２が記載されており、磁石１３ａ〜磁石１３ｇを代表して磁石１３が記載されている。
【００１９】
図２は、第１の磁極面が形成される固定部１９ａを示す図である。図２では、第１の磁極面が形成される面側から見た固定部を示している。第１の磁極面は、固定部１９ａの平面上に６個の磁石である磁石１２ａ、磁石１２ｂ、磁石１２ｃ、磁石１２ｄ、磁石１２ｅ、磁石１２ｆをビス等で固着して形成される。磁石１２ａと磁石１２ｂとの離間距離は、磁石１２ｂと磁石１２ｃとの離間距離と等しくされ、同様にして、すべての磁石は等しい離間距離を有して、軸受け１５の中心を中心点として描く円の円周に沿って配置されている。
【００２０】
磁石１２ａ〜磁石１２ｆの表面によって形成される第１の磁極面は、平坦面とされ、回転板１１の一方の面（表面）に対面している。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの回転板１１に対面する側の磁石の極性はＮ極とされている。一方、磁石１２ａ〜磁石１２ｆの固定部１９ａに固着される側の磁石の極性はＳ極とされている。
【００２１】
図３は、第２の磁極面が形成される第１の回転板である回転板１４を示す図である。図３では、第２の磁極面が円周に沿って形成される面側から見た回転板１４を示している。回転板１４は円板状の平板であり、例えば、アルミニューム等の導電材料で形成されている。
【００２２】
第２の磁極面は、回転板１４を形成する平面板１４ａ上に７個の磁石である磁石１３ａ、磁石１３ｂ、磁石１３ｃ、磁石１３ｄ、磁石１３ｅ、磁石１３ｆ、磁石１３ｇをビス等で固着して形成される。平面板１４ａは円板状の形状とされている。磁石１３ａと磁石１３ｂとの離間距離は、磁石１３ｂと磁石１３ｃとの離間距離と等しくされている。同様にして、すべての磁石は等しい離間距離を有して、回転シャフト（第１の回転シャフト）１８（図１を参照）の回転軸中心を中心点として描く円の円周に沿って配置されている。第２の磁極面の円周の直径と第１の磁極面の円周の直径とは等しくされている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆと磁石１３ａ〜磁石１３ｇとはすべて同一の形状、磁気特性を有する磁石である。回転板１４と回転シャフト１８とは固着金具２０によって結合されており、上述した円周の中心を通過する垂線の方向に回転シャフト１８の軸が伸びるように配置されている。
【００２３】
磁石１３ａ〜磁石１３ｇの表面によって形成される第２の磁極面は、平坦面とされ、回転板１１の裏面に対面している。磁石１３ａ〜磁石１３ｇの回転板１１に対面する側の磁石の極性はＮ極とされている。一方、磁石１３ａ〜磁石１３ｇの平面板１４ａに固着される側の磁石の極性はＳ極とされている。
【００２４】
図４は、孔部を設けた回転板（第２の回転板）１１を示す図である。図４では、回転板１４の側から見た回転板１１を示している。回転板１１は、アルミニュームの円板形状の平板とされており、孔部１１ａ、孔部１１ｂ、孔部１１ｃ、孔部１１ｄ、孔部１１ｅ、孔部１１ｆが設けられている。孔部１１ａ〜孔部１１ｆの各々の位置は、固定部１９ａに固着される磁石１２ａ〜磁石１２ｆの各々の位置と一致するものとされており、孔部の個数は６個とされている。回転板１１と回転シャフト１７（図１を参照）とは固着金具２１によって結合されており、上述した円周の中心を通過する垂線の方向に回転シャフト１７の軸が伸びるように配置されている。
【００２５】
つまり、実施形態の回転伝達装置１０は、固定部１９ａに形成される磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面と、回転板１４に固着される磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面とが対面して配置されている。そして、磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面との間の空隙に回転板１１が配置されている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面の極性と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面の極性とは同一極性とされている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの個数と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの個数は異なる数とされている。回転板１１は導電性を有しており、孔部が設けられ、その孔部の位置はいずれかの磁極面に対面する位置とされている。
【００２６】
本願の願書に記載の発明者（以下、発明者と省略する）は種々の実験を繰り返して、このような、従来はまったく知られていない新規な構成を有する回転伝達装置１０の回転シャフト１７と回転シャフト１８と間で相互に回転力が伝わり、極めて効率よく回転力を伝達することを見出した。つまり、図１において、回転シャフト１７を矢印の方向に回転させると、回転シャフト１８も矢印の方向に回転するのである。そして、回転シャフト１７を矢印の反対方向に回転させると、回転シャフト１８も矢印の反対方向に回転するのである。さらに、回転シャフト１８を矢印の方向に回転させると、回転シャフト１７も矢印の方向に回転し、回転シャフト１８を矢印の反対方向に回転させると、回転シャフト１７も矢印の反対方向に回転するのである。
【００２７】
特に回転シャフト１７の側から回転駆動力を与えて回転力を伝達する場合においては、回転板１１の重さは回転板１４よりも軽く、回転モーメントが小さく、また、後述するロック状態（回転角度によっては回転時の抵抗が大きくなる現象であり、コギングとも称する）も生じることがなく、回転シャフト１８に結合される負荷が大きい場合にも、小さな力で回転シャフト１７の回転を開始させることができる。
【００２８】
また、発明者は、第１の磁極面の個数（磁石の個数）と第２の磁極面の個数（磁石の個数）とを種々に変化させて、最も回転の伝達効率が高い組み合わせを最終的に見いだした。まず、第１の磁極面の個数（磁石の個数）と第２の磁極面の個数（磁石の個数）とが異なる場合に滑らかに回転力が伝達されることを見出した。一方、第１の磁極面を構成する磁極面の個数（磁石の個数）と第２の磁極面を構成する磁極面の個数（磁石の個数）とが等しい場合（両者の比が１の場合）には、回転板１４には、滑らかな回転が阻害される回転のロック状態が発生して、特に回転数が低い場合に効率的に回転を伝達することができないとの結果を得た。次に、第１の磁極面の個数と第２の磁極面の個数との比が１以外の整数である場合、すなわち、一方の磁極面の個数で他方の磁極面の個数が割り切れる場合、には、より軽度ではあるが、なお、ロック状態が発生するとの結果を得た。さらに、第１の磁極面の個数を整数で除した数（約数）と第２の磁極面の個数を整数で除した数（約数）が等しくなる場合（公約数が存在する場合）には、その大きさは、さらに軽減されるものの依然としてロック状態が発生するとの結果を得た。
【００２９】
そして、ロック状態の発生を防止する観点からの望ましい組み合わせは、一方の磁極面の個数が偶数であれば、他の磁極面の個数が奇数であるとの結果を得た。そして、最も望ましい組み合わせは、一方の磁極面の個数と他の磁極面の個数との異なりが１個であるとの結果を得た。このような理由で、実施形態では、第１の磁極面の個数を６個、第２の磁極面の個数を７個としている。また、第１の磁極面の個数を７個、第２の磁極面の個数を６個とする場合にも同様の効果が得られることも確認している。
【００３０】
また、回転板１１に設けた孔部の各々の位置は、固定部１９ａに固着される磁石１２ａ〜磁石１２ｆの各々の位置と一致するものとするのみならず、平面板１４ａ上に固着される磁石１３ａ〜磁石１３ｇの各々の位置と一致するようにしても同様の効果を得ることができることも確認している。
【００３１】
また、回転板１１（第２の回転板）から回転板１４（第１の回転板）に回転力を伝達し、回転板１４（第１の回転板）から回転板１１（第２の回転板）に回転力を伝達する可逆的な作用が得られることから、上述した、回転シャフト１７と回転シャフト１８とを用いることなく他の機構によっても回転力を伝達することができる。例えば、図示はしないが、固定部１９に外部に対する開放部を設けて、一方の回転板にプーリを押圧してこのプーリの中心から伸びる軸に回転力を付与し、さらに、他方の回転板にプーリを押圧してこのプーリの中心から伸びる軸から回転力を得るような構成を採用することもできる。
【００３２】
（実施形態の発電装置）
図５は、実施形態の発電装置３０の断面を示す図である。発電装置３０は、上述した回転伝達装置１０と同様の構成を有する回転伝達装置部４０を備え、さらに、回転駆動力発生装置部５０と発電機部６０とを備えている。回転伝達装置部４０の各部については、上述した回転伝達装置１０の各部と同一の部分には、同一の符号を付して、その説明を省略する。また、回転板１１４は上述した回転板１４に対応し、回転板１１１は上述した回転板１１に対応するものである。図１の回転伝達装置１０と図６の回転伝達装置部４０とにおける各部の差異は、作用の本質的な異なりを生じるものではない。各部の相違点については後述する。また、図１に示す固定部１９に替えて、図５では、固定板４１と固定板４２と側部支持材７１ａで形成される外囲部が用いられている。この外囲部は、固定部１９と同様の機能を有する。
【００３３】
図５に示すように、発電装置３０では、回転伝達装置部４０と回転駆動力発生装置部５０と発電機部６０とは一体に形成されている。回転駆動力発生装置部５０は回転駆動力発生装置５１を有しており、回転駆動力発生装置５１は下部固定板５２に固着されている。回転駆動力発生装置５１の回転シャフト５４と回転伝達装置部４０の回転シャフト１７とは、ジョイント７３で連結され、回転駆動力発生装置５１で発生する回転力が回転伝達装置部４０に伝達されるようになされている。ここで、回転駆動力発生装置５１として内燃機関、例えば、２サイクルエンジンを採用する場合には、回転速度が低い領域ではトルクが小さいという特性を有している。
【００３４】
また、発電機部６０は、回転子と固定子とからなる通常の発電機６１、例えば、同期発電機である。同期発電機の回転子に接続される回転シャフト６７は、軸受け６４を貫通して回転するようになされている。また、同期発電機の固定子は上部固定板６５に固着されている。回転伝達装置部４０の回転シャフト１８と発電機部６０の回転シャフト６７とは、ジョイント７４で連結され、回転伝達装置部４０からの回転力が発電機６１の回転子に伝達されるようになされている。同期発電機は、回転子側には磁石（図示せず）、固定側にはコイルを巻回した磁極コア（図示せず）を有する構成が通常採用されるので、磁石と磁極コアとが引き合いロック状態を生じる。
【００３５】
ここで、側部支持材７１ａと、側部支持材７１ｂと、側部支持材７１ｃとによって、下部固定板５２と固定板４１と固定板４２と上部固定板６５との相対位置は固定されたものとなされている。このようにして、回転伝達装置部４０を介して回転駆動力発生装置部５０からの回転力を発電機部６０に伝達している。
【００３６】
回転駆動力発生装置５１として内燃機関、発電機６１として同期発電機を採用する場合に、回転伝達装置部４０の効果が顕著なものとなるのでこのような場合についての動作の説明をする。
【００３７】
回転伝達装置部４０を介することなく、例えば、回転シャフト５４と回転シャフト６７とを直結して回転駆動力発生装置部５０からの回転力を発電機部６０に伝達する場合には、内燃機関の始動直後は回転数が低く、したがってトルクも小さい。一方、同期発電機はロック状態であるので、内燃機関の始動が極めて困難となる。
【００３８】
一方、実施形態に示すように、回転伝達装置部４０を介する場合には、内燃機関の回転シャフト５４は回転シャフト１７に接続される回転板１１を楽に回転させることができる。そして、内燃機関は楽に回転数を上昇させ所望の回転数に設定することができる。回転板１１が回転を開始するとこの回転力は、上述したようにして、回転板１４に伝達され、回転シャフト１８と回転シャフト６７とを介して発電機６１に伝達され発電を開始する。このようにして、滑らかに発電装置３０は起動するのみならず、回転伝達装置部４０の伝達効率が極めて良好であるために、発電装置３０としても高効率であることを発明者は実験によって確認をしている。
【００３９】
なお、回転駆動力発生装置部５０からの回転力は、回転シャフト１７、または、回転シャフト１８のいずれに伝達するようにしても、内燃機関の始動は容易である。上述したように、回転シャフト１７に結合される回転板１１１は、回転シャフト１８に結合される回転板１１４のように磁極面を有さない。したがって、回転板１１１は、回転板１１４に比較して、回転モーメントが小さく、また、ロック状態が生じることがない。この性質を利用して、回転駆動力発生装置部５０の回転シャフト５４からの回転力を回転伝達装置部４０の回転シャフト１７に伝え、回転シャフト１８からの回転を、回転シャフト６７を介して発電機６１に伝えることによって、さらに、内燃機関の始動を容易としている。
【００４０】
また、回転シャフト１７を介して回転駆動力発生装置５１からの回転力を伝達することなく、回転板１１１にプーリ（図示せず）を押圧してこのプーリの中心から伸びる軸を回転シャフト５４として回転駆動力発生装置５１からの回転力を伝達するようにしても良い。同様に、回転シャフト１７を介して回転力を発電機部６０に伝達することなく、回転板１１４にプーリ（図示せず）を押圧してこのプーリの中心から伸びる軸を回転シャフト６７として回転力を発電機部６０に伝達するようにしても良い。要は、回転板１１４または回転板１１１のいずれか一方の回転板に回転駆動力発生装置５１で発生された回転力を伝達し、他方の回転板から発電機部６０に回転力を供給するようにすれば、発電装置としての目的を達することができるのである。
【００４１】
発明者が実験に際して採用した主要部分の寸法及び材料名を以下に示す。なお、図５は構造の把握ができるようにするための図であり、図５に示す各部の実際の寸法に対応するものではない。まず、外囲部を構成する各部について説明をする。上部固定板６５、固定板４１、固定板４２の各々は、２２０ｍｍ（ミリメートル）×２２０ｍｍの寸法を有し、厚さ８ｍｍのアルミニューム板を３枚積層したものである。下部固定板５２は、２２０ｍｍ（ミリメートル）×２２０ｍｍの寸法を有し、厚さ１２ｍｍのアルミニューム板である。側部支持材７１ａは、直径１２ｍｍで長さ１１２ｍｍのアルミニューム管であり、４隅を支持するように４本用いている。側部支持材７１ｂは、直径１２ｍｍで長さ６３ｍｍのアルミニューム管であり、４隅を支持するように４本用いている。側部支持材７１ｃは、直径１２ｍｍで長さ１５０ｍｍのアルミニューム管であり、４隅を支持するように４本用いている。
【００４２】
回転板１１４は、直径２００ｍｍで厚さ１７ｍｍのアルミニュームで平面板１１４ａを形成し、磁極面は、７個のネオジュウム磁石１１３ａ〜ネオジュウム磁石１１３ｇ（図５では、ネオジュウム磁石１１３で代表して示している）を等間隔に配置している。磁極面の極性はＮ極としている。各々のネオジュウム磁石は直径２５ｍｍで厚さは１０ｍｍの円柱形状である。この回転板１１４は、図１における回転板１４に対応するものである。このようにして第１の回転板を形成している。
【００４３】
固定板４１の上に直径２００ｍｍで厚さ２０ｍｍの台座１１９ａを固着して、その上に８個のネオジュウム磁石１１２ａ〜ネオジュウム磁石１１２ｈ（図５では、ネオジュウム磁石１１２で代表して示している）を等間隔に配置している。磁極面の極性はＮ極としている。各々のネオジュウム磁石は３０ｍｍ×３０ｍｍで厚さは１０ｍｍの立方体である。このようにして第１の磁極面を固定板４１の上に形成している。
【００４４】
回転板１１１は直径２００ｍｍで厚さ６ｍｍのアルミニュームで形成して、第１の磁極面の個数に合わせて、８個の孔部が設けられている。
【００４５】
第１の磁極面、すなわち、ネオジュウム磁石１１２ａ〜ネオジュウム磁石１１２ｈの各々の表面と回転板１１１の対面する表面（表面）との離間距離は、８ｍｍに設定し、第２の磁極面、すなわち、ネオジュウム磁石１１３ａ〜ネオジュウム磁石１１３ｇの各々の表面と回転板１１１の対面する表面（裏面）との離間距離は、８ｍｍに設定している。
【００４６】
回転シャフト１７、回転シャフト１８、回転シャフト５４、回転シャフト６７は各々が直径１０ｍｍのステンレスとしている。また、軸受け１６、軸受け１５は各々、ステンレス製のボールベアリング軸受けとしている。
【００４７】
（実施形態の移動装置）
図６は、別の実施形態として、回転伝達装置１０（回転伝達装置部）を利用した移動装置９１を備えた船舶（移動体）９０を示す図である。この船舶９０は、スクリュー９２を回転することによって推進力を発生する。この移動装置９１は、上述した回転伝達装置１０を備え、さらに、回転駆動力発生装置部９６と推進力発生装置部として機能するスクリュー９２とを備えている。回転駆動力発生装置部９６は、例えば、内燃機関である。回転伝達装置１０の回転シャフト１７は回転駆動力発生装置部９６の回転シャフト９４とジョイントで連結され、回転伝達装置１０の回転シャフト１８は回転シャフト９３とジョイントで連結されている。このようにして、回転駆動力発生装置部９６からの回転力がスクリュー９２に伝達されるようになされている。
【００４８】
このような船舶９０では、最初にスクリュー９２を回転させるときには船舶９０は停止しており、スクリュー９２が回転を開始する場合の抵抗が大きい。このような場合において、回転伝達装置１０を用いることによって、回転開始時の負荷が大きく、内燃機関の起動トルクが小さい場合でも、効果的に内燃機関の始動が可能となり、効率良く回転力を伝達できるという利点を有する。
【００４９】
なお、上述したと同じ理由によって、回転駆動力発生装置部９６の回転シャフト９４からの回転力を回転伝達装置１０の回転シャフト１７に伝え、回転シャフト１８からの回転を、回転シャフト９３を介してスクリュー９２に伝えることによって、さらに、内燃機関の始動を容易としている。また、このような移動体においても、上述した実施形態におけると同様に回転板に押圧されるプーリを用いて回転力を伝達することもできる。
【００５０】
上述した、実施形態の回転伝達装置に限らず、同一の技術思想に基づいて様々な変形例が可能である。以下に、実施形態の回転伝達装置の変形例を示す。
【００５１】
（実施形態の回転伝達装置の変形例）
図７は、図１に示す回転伝達装置１０の変形例を示す図である、図７に示す回転伝達装置１００は、回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）と回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）とが直列に接続して形成されている。回転伝達装置１０Ａと回転伝達装置１０Ｂとのいずれもが、回転伝達装置１０と基本的には同一の構成を有している。
【００５２】
回転伝達装置１０Ａは、磁極面（第２の磁極面）が形成される回転板（第１の回転板）１４Ａと回転板（第２の回転板）１１Ａと固定部の磁石と主要構成要素としている。図７には、回転伝達装置１０Ａの固定部の磁石を代表して磁石１３Ａが記載されている。回転伝達装置１０Ｂは、磁極面（第２の磁極面）が形成される回転板（第１の回転板）１４Ｂと回転板（第２の回転板）１１Ｂと固定部の磁石と主要構成要素としている。図７には、回転伝達装置１０Ｂの固定部の磁石を代表して磁石１３Ｂが記載されている。
【００５３】
回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａと、回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｂと、がシャフトで接続されることによって、回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）と回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）とは直列に接続されている。
【００５４】
回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａの直径は、回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｂの直径よりも小さなものとされ、回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ａの直径は、回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｂの直径よりも小さなものとされている。そして、駆動力はシャフト１０７から加えられて、シャフト１０６に伝達される。ここで、回転板１１Ａの直径は小さいので、慣性モーメントは小さく、シャフト１０７から加えられる駆動力が小さい場合にも、回転板１１Ａは回転を開始することができる。
【００５５】
つまり、第１の回転伝達装置の第１の回転板と、第２の回転伝達装置の第２の回転板とをシャフトで接続して、第１の回転伝達装置の第２の回転板に駆動力を加えて、第２の回転伝達装置の第１の回転板から回転力を得る回転伝達装置において、第１の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を、第２の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径よりも小さくすることによって、回転の起動が、１段階の回転伝達装置よりもより容易となる回転伝達装置を構成することができることとなる。
【００５６】
図８は、このような回転伝達装置１００を用いる発電機を示す図である。回転駆動力発生装置部５０と発電機部６０とは、図５に示すと同一の構造である。回転伝達装置１０Ａと回転伝達装置１０Ｂとは、図７に示すと同様の構造をしている。回転駆動力発生装置部５０からの駆動力はシャフト１０７に伝えられ、シャフト１０６からの回転は発電機部６０に伝えられるようになされている。このようにして、図８に示す２個の回転伝達装置を有する発電機は、図５に示す１個の回転伝達装置を有する発電機よりも起動がより容易になる。
【００５７】
（実施形態の回転伝達装置の別の変形例）
図９は、図１に示す回転伝達装置１０のさらに別の変形例を示す図である、図９に示す回転伝達装置１１０は、回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）と、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）と、回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）と、が直列に接続して形成されている。図７に示す回転伝達装置１０Ａと回転伝達装置１０Ｂとの前段にさらに、回転伝達装置１０Ｃを付加したものである。回転伝達装置１０Ｃは、回転伝達装置１０と基本的には同一の構成を有している。
【００５８】
回転伝達装置１０Ｃは、磁極面（第２の磁極面）が形成される回転板（第１の回転板）１４Ｃと回転板（第２の回転板）１１Ｃと固定部の磁石と主要構成要素としている。図９には、回転伝達装置１０Ｃの固定部の磁石を代表して磁石１３Ｃが記載されている。
【００５９】
回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｃと、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ａと、がシャフトで接続され、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａと、回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｂと、がシャフトで接続されることによって、回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）と回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）と回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）とは直列に接続されている。
【００６０】
回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｃの直径は、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａの直径よりも小さなものとされ、回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｃの直径は、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ａの直径よりも小さなものとされている。図７を参照して説明したように、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａの直径は、回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｂの直径よりも小さなものとされ、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ａの直径は、回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｂの直径よりも小さなものとされている。
【００６１】
そして、駆動力はシャフト１１７から回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｃに加えられて、最終的には、（第３段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｂに接続されるシャフト１１６に伝達される。ここで、回転板１１Ｃの直径は、回転板１１Ａの直径よりもさらに小さいので、回転板１１Ｃの慣性モーメントは、回転板１１Ａの慣性モーメントよりもさらに小さく、シャフト１１７から加えられる駆動力が小さい場合にも、回転板１１Ｃは、さらに容易に回転を開始することができる。
【００６２】
同様にして、３段階以上についても、任意の複数段の回転伝達装置を直列に接続した回転伝達装置を実現することができる。つまり、第１段階の回転伝達装置、第２段階の回転伝達装置、第３段階の回転伝達装置、・・・第Ｌ段階の回転伝達装置と直列に接続する。そして、第１段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板よりも、第２段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を大きくし、第２段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板よりも、第３段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を大きくし、・・・・第（Ｌ−１）段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板よりも、第Ｌ段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を大きくする。
【００６３】
このように、順次、後段の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を、前段の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径よりも大きくし、駆動力を第１段階の伝達装置の第２の回転板から加えられ、最終的には、（第Ｌ段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）に接続されるシャフトに伝達される。このようにして、第１段階の回転伝達装置から第Ｌ段階の回転伝達装置まで順に回転を伝達しながら、第Ｌ段階の出力側に重負荷が接続されていても、第１段階の回転伝達装置から容易に重負荷を回転させることができるようになる。
【００６４】
実施形態の回転伝達装置は、発電機、移動体、以外であっても、同様な課題を有する産業機器、民生機器に広範囲に応用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転伝達装置、発電装置及び移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転駆動力発生装置から発生される回転駆動力を負荷に伝達するに際しては、回転伝達装置を介する場合がある。この場合には、回転伝達装置は、負荷の特性と回転駆動力発生装置の特性とをマッチングさせるために利用され、装置の動作の最適化がなされる。例えば、自動車においては、複数の歯車を組み合わせて形成されるギヤとクラッチ板からなる機械的な回転伝達装置が用いられ、エンジン（内燃機関）からの回転駆動力を車輪に効率良く伝えようになされている。また、近年では、コイルと磁石との間に生じる電磁力を利用する回転伝達装置である電磁クラッチも利用されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】回転伝達装置を示す図である。
【図２】第１の磁極面が形成される固定部を示す図である。
【図３】第２の磁極面が形成される第１の回転板を示す図である。
【図４】孔部を設けた第２の回転板を示す図である。
【図５】回転伝達装置を用いた発電装置を示す図である。
【図６】移動装置を備えた移動体を示す図である。
【図７】変形例の回転伝達装置を示す図である。
【図８】変形例の回転伝達装置を用いた発電装置を示す図である。
【図９】別の変形例の回転伝達装置を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施形態の回転伝達装置）
図面を引用して実施形態の回転伝達装置の詳細なる説明をおこなう前に、実施形態の回転伝達装置の概要をまず説明する。
【００１５】
実施形態の回転伝達装置では、固定部に形成される第１の磁極面と、第２の磁極面を有する第１の回転板とが対面して配置されている。そして、第１の磁極面と第２の磁極面との間の空隙に第２の回転板が配置されている。第１の磁極面の磁極の極性と第２の磁極面の磁極の極性とは同一極性とされおり、第１の磁極面の磁極の個数と第２の磁極面の磁極の個数とは異なる数とされている。第２の回転板は導電性を有しており、孔部が設けられ、その孔部の位置は第１の磁極面または前記第２の磁極面のいずれかの磁極面に対面する位置とされている。このような構成を採用することによって、第１の回転板と第２の回転板との間で回転力を相互に伝達することができる。第１の回転板と第２の回転板との間で回転力を相互に伝達するには、第１の回転板の回転中心点から伸びる第１の回転シャフトと第２の回転板の回転中心点から伸びる第２の回転シャフトとを設けて、この回転シャフトを介して回転力を相互に伝達することができる。また、円板状の形状を有する第１の回転板の外周部に第１のプーリを押圧し、円板状の形状を有する第２の回転板の外周部に第２のプーリを押圧し、第１のプーリと第２のプーリを介して回転力を伝達することもできる。
【００１６】
以下、図１〜図４を参照して、実施形態の回転伝達装置について説明をする。
【００１７】
図１は、実施形態の回転伝達装置１０の断面を示す図である。回転伝達装置１０は、磁極面（第１の磁極面）が形成される固定部１９と、磁極面（第２の磁極面）が形成される回転板（第１の回転板）１４と回転板（第２の回転板）１１とを主要構成部としている。
【００１８】
固定部１９は固定部（第１の固定部）１９ａと固定部（第２の固定部）１９ｂとを有しており、回転伝達装置１０を構成する各部材を組み立てた後に固定部１９ａと固定部１９ｂとが図１に示す状態で接合される。固定部１９ａの最下部面（図１の下方の面）は平面とされ、第１の磁極面が形成されている。固定部１９ａには回転板１１を回転可能とするための軸受け１５が配されている。固定部１９ｂには回転板１４を回転可能とするための軸受け１６が配されている。図１では、後述する磁石１２ａ〜磁石１２ｆを代表して磁石１２が記載されており、磁石１３ａ〜磁石１３ｇを代表して磁石１３が記載されている。
【００１９】
図２は、第１の磁極面が形成される固定部１９ａを示す図である。図２では、第１の磁極面が形成される面側から見た固定部を示している。第１の磁極面は、固定部１９ａの平面上に６個の磁石である磁石１２ａ、磁石１２ｂ、磁石１２ｃ、磁石１２ｄ、磁石１２ｅ、磁石１２ｆをビス等で固着して形成される。磁石１２ａと磁石１２ｂとの離間距離は、磁石１２ｂと磁石１２ｃとの離間距離と等しくされ、同様にして、すべての磁石は等しい離間距離を有して、軸受け１５の中心を中心点として描く円の円周に沿って配置されている。
【００２０】
磁石１２ａ〜磁石１２ｆの表面によって形成される第１の磁極面は、平坦面とされ、回転板１１の一方の面（表面）に対面している。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの回転板１１に対面する側の磁石の極性はＮ極とされている。一方、磁石１２ａ〜磁石１２ｆの固定部１９ａに固着される側の磁石の極性はＳ極とされている。
【００２１】
図３は、第２の磁極面が形成される第１の回転板である回転板１４を示す図である。図３では、第２の磁極面が円周に沿って形成される面側から見た回転板１４を示している。回転板１４は円板状の平板であり、例えば、アルミニューム等の導電材料で形成されている。
【００２２】
第２の磁極面は、回転板１４を形成する平面板１４ａ上に７個の磁石である磁石１３ａ、磁石１３ｂ、磁石１３ｃ、磁石１３ｄ、磁石１３ｅ、磁石１３ｆ、磁石１３ｇをビス等で固着して形成される。平面板１４ａは円板状の形状とされている。磁石１３ａと磁石１３ｂとの離間距離は、磁石１３ｂと磁石１３ｃとの離間距離と等しくされている。同様にして、すべての磁石は等しい離間距離を有して、回転シャフト（第１の回転シャフト）１８（図１を参照）の回転軸中心を中心点として描く円の円周に沿って配置されている。第２の磁極面の円周の直径と第１の磁極面の円周の直径とは等しくされている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆと磁石１３ａ〜磁石１３ｇとはすべて同一の形状、磁気特性を有する磁石である。回転板１４と回転シャフト１８とは固着金具２０によって結合されており、上述した円周の中心を通過する垂線の方向に回転シャフト１８の軸が伸びるように配置されている。
【００２３】
磁石１３ａ〜磁石１３ｇの表面によって形成される第２の磁極面は、平坦面とされ、回転板１１の裏面に対面している。磁石１３ａ〜磁石１３ｇの回転板１１に対面する側の磁石の極性はＮ極とされている。一方、磁石１３ａ〜磁石１３ｇの平面板１４ａに固着される側の磁石の極性はＳ極とされている。
【００２４】
図４は、孔部を設けた回転板（第２の回転板）１１を示す図である。図４では、回転板１４の側から見た回転板１１を示している。回転板１１は、アルミニュームの円板形状の平板とされており、孔部１１ａ、孔部１１ｂ、孔部１１ｃ、孔部１１ｄ、孔部１１ｅ、孔部１１ｆが設けられている。孔部１１ａ〜孔部１１ｆの各々の位置は、固定部１９ａに固着される磁石１２ａ〜磁石１２ｆの各々の位置と一致するものとされており、孔部の個数は６個とされている。回転板１１と回転シャフト１７（図１を参照）とは固着金具２１によって結合されており、上述した円周の中心を通過する垂線の方向に回転シャフト１７の軸が伸びるように配置されている。
【００２５】
つまり、実施形態の回転伝達装置１０は、固定部１９ａに形成される磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面と、回転板１４に固着される磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面とが対面して配置されている。そして、磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面との間の空隙に回転板１１が配置されている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの磁極面の極性と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの磁極面の極性とは同一極性とされている。磁石１２ａ〜磁石１２ｆの個数と磁石１３ａ〜磁石１３ｇの個数は異なる数とされている。回転板１１は導電性を有しており、孔部が設けられ、その孔部の位置はいずれかの磁極面に対面する位置とされている。
【００２６】
本願の願書に記載の発明者（以下、発明者と省略する）は種々の実験を繰り返して、このような、従来はまったく知られていない新規な構成を有する回転伝達装置１０の回転シャフト１７と回転シャフト１８と間で相互に回転力が伝わり、極めて効率よく回転力を伝達することを見出した。つまり、図１において、回転シャフト１７を矢印の方向に回転させると、回転シャフト１８も矢印の方向に回転するのである。そして、回転シャフト１７を矢印の反対方向に回転させると、回転シャフト１８も矢印の反対方向に回転するのである。さらに、回転シャフト１８を矢印の方向に回転させると、回転シャフト１７も矢印の方向に回転し、回転シャフト１８を矢印の反対方向に回転させると、回転シャフト１７も矢印の反対方向に回転するのである。
【００２７】
特に回転シャフト１７の側から回転駆動力を与えて回転力を伝達する場合においては、回転板１１の重さは回転板１４よりも軽く、回転モーメントが小さく、また、後述するロック状態（回転角度によっては回転時の抵抗が大きくなる現象であり、コギングとも称する）も生じることがなく、回転シャフト１８に結合される負荷が大きい場合にも、小さな力で回転シャフト１７の回転を開始させることができる。
【００２８】
また、発明者は、第１の磁極面の個数（磁石の個数）と第２の磁極面の個数（磁石の個数）とを種々に変化させて、最も回転の伝達効率が高い組み合わせを最終的に見いだした。まず、第１の磁極面の個数（磁石の個数）と第２の磁極面の個数（磁石の個数）とが異なる場合に滑らかに回転力が伝達されることを見出した。一方、第１の磁極面を構成する磁極面の個数（磁石の個数）と第２の磁極面を構成する磁極面の個数（磁石の個数）とが等しい場合（両者の比が１の場合）には、回転板１４には、滑らかな回転が阻害される回転のロック状態が発生して、特に回転数が低い場合に効率的に回転を伝達することができないとの結果を得た。次に、第１の磁極面の個数と第２の磁極面の個数との比が１以外の整数である場合、すなわち、一方の磁極面の個数で他方の磁極面の個数が割り切れる場合、には、より軽度ではあるが、なお、ロック状態が発生するとの結果を得た。さらに、第１の磁極面の個数を整数で除した数（約数）と第２の磁極面の個数を整数で除した数（約数）が等しくなる場合（公約数が存在する場合）には、その大きさは、さらに軽減されるものの依然としてロック状態が発生するとの結果を得た。
【００２９】
そして、ロック状態の発生を防止する観点からの望ましい組み合わせは、一方の磁極面の個数が偶数であれば、他の磁極面の個数が奇数であるとの結果を得た。そして、最も望ましい組み合わせは、一方の磁極面の個数と他の磁極面の個数との異なりが１個であるとの結果を得た。このような理由で、実施形態では、第１の磁極面の個数を６個、第２の磁極面の個数を７個としている。また、第１の磁極面の個数を７個、第２の磁極面の個数を６個とする場合にも同様の効果が得られることも確認している。
【００３０】
また、回転板１１に設けた孔部の各々の位置は、固定部１９ａに固着される磁石１２ａ〜磁石１２ｆの各々の位置と一致するものとするのみならず、平面板１４ａ上に固着される磁石１３ａ〜磁石１３ｇの各々の位置と一致するようにしても同様の効果を得ることができることも確認している。
【００３１】
また、回転板１１（第２の回転板）から回転板１４（第１の回転板）に回転力を伝達し、回転板１４（第１の回転板）から回転板１１（第２の回転板）に回転力を伝達する可逆的な作用が得られることから、上述した、回転シャフト１７と回転シャフト１８とを用いることなく他の機構によっても回転力を伝達することができる。例えば、図示はしないが、固定部１９に外部に対する開放部を設けて、一方の回転板にプーリを押圧してこのプーリの中心から伸びる軸に回転力を付与し、さらに、他方の回転板にプーリを押圧してこのプーリの中心から伸びる軸から回転力を得るような構成を採用することもできる。
【００３２】
（実施形態の発電装置）
図５は、実施形態の発電装置３０の断面を示す図である。発電装置３０は、上述した回転伝達装置１０と同様の構成を有する回転伝達装置部４０を備え、さらに、回転駆動力発生装置部５０と発電機部６０とを備えている。回転伝達装置部４０の各部については、上述した回転伝達装置１０の各部と同一の部分には、同一の符号を付して、その説明を省略する。また、回転板１１４は上述した回転板１４に対応し、回転板１１１は上述した回転板１１に対応するものである。図１の回転伝達装置１０と図６の回転伝達装置部４０とにおける各部の差異は、作用の本質的な異なりを生じるものではない。各部の相違点については後述する。また、図１に示す固定部１９に替えて、図５では、固定板４１と固定板４２と側部支持材７１ａで形成される外囲部が用いられている。この外囲部は、固定部１９と同様の機能を有する。
【００３３】
図５に示すように、発電装置３０では、回転伝達装置部４０と回転駆動力発生装置部５０と発電機部６０とは一体に形成されている。回転駆動力発生装置部５０は回転駆動力発生装置５１を有しており、回転駆動力発生装置５１は下部固定板５２に固着されている。回転駆動力発生装置５１の回転シャフト５４と回転伝達装置部４０の回転シャフト１７とは、ジョイント７３で連結され、回転駆動力発生装置５１で発生する回転力が回転伝達装置部４０に伝達されるようになされている。ここで、回転駆動力発生装置５１として内燃機関、例えば、２サイクルエンジンを採用する場合には、回転速度が低い領域ではトルクが小さいという特性を有している。
【００３４】
また、発電機部６０は、回転子と固定子とからなる通常の発電機６１、例えば、同期発電機である。同期発電機の回転子に接続される回転シャフト６７は、軸受け６４を貫通して回転するようになされている。また、同期発電機の固定子は上部固定板６５に固着されている。回転伝達装置部４０の回転シャフト１８と発電機部６０の回転シャフト６７とは、ジョイント７４で連結され、回転伝達装置部４０からの回転力が発電機６１の回転子に伝達されるようになされている。同期発電機は、回転子側には磁石（図示せず）、固定側にはコイルを巻回した磁極コア（図示せず）を有する構成が通常採用されるので、磁石と磁極コアとが引き合いロック状態を生じる。
【００３５】
ここで、側部支持材７１ａと、側部支持材７１ｂと、側部支持材７１ｃとによって、下部固定板５２と固定板４１と固定板４２と上部固定板６５との相対位置は固定されたものとなされている。このようにして、回転伝達装置部４０を介して回転駆動力発生装置部５０からの回転力を発電機部６０に伝達している。
【００３６】
回転駆動力発生装置５１として内燃機関、発電機６１として同期発電機を採用する場合に、回転伝達装置部４０の効果が顕著なものとなるのでこのような場合についての動作の説明をする。
【００３７】
回転伝達装置部４０を介することなく、例えば、回転シャフト５４と回転シャフト６７とを直結して回転駆動力発生装置部５０からの回転力を発電機部６０に伝達する場合には、内燃機関の始動直後は回転数が低く、したがってトルクも小さい。一方、同期発電機はロック状態であるので、内燃機関の始動が極めて困難となる。
【００３８】
一方、実施形態に示すように、回転伝達装置部４０を介する場合には、内燃機関の回転シャフト５４は回転シャフト１７に接続される回転板１１を楽に回転させることができる。そして、内燃機関は楽に回転数を上昇させ所望の回転数に設定することができる。回転板１１が回転を開始するとこの回転力は、上述したようにして、回転板１４に伝達され、回転シャフト１８と回転シャフト６７とを介して発電機６１に伝達され発電を開始する。このようにして、滑らかに発電装置３０は起動するのみならず、回転伝達装置部４０の伝達効率が極めて良好であるために、発電装置３０としても高効率であることを発明者は実験によって確認をしている。
【００３９】
なお、回転駆動力発生装置部５０からの回転力は、回転シャフト１７、または、回転シャフト１８のいずれに伝達するようにしても、内燃機関の始動は容易である。上述したように、回転シャフト１７に結合される回転板１１１は、回転シャフト１８に結合される回転板１１４のように磁極面を有さない。したがって、回転板１１１は、回転板１１４に比較して、回転モーメントが小さく、また、ロック状態が生じることがない。この性質を利用して、回転駆動力発生装置部５０の回転シャフト５４からの回転力を回転伝達装置部４０の回転シャフト１７に伝え、回転シャフト１８からの回転を、回転シャフト６７を介して発電機６１に伝えることによって、さらに、内燃機関の始動を容易としている。
【００４０】
また、回転シャフト１７を介して回転駆動力発生装置５１からの回転力を伝達することなく、回転板１１１にプーリ（図示せず）を押圧してこのプーリの中心から伸びる軸を回転シャフト５４として回転駆動力発生装置５１からの回転力を伝達するようにしても良い。同様に、回転シャフト１７を介して回転力を発電機部６０に伝達することなく、回転板１１４にプーリ（図示せず）を押圧してこのプーリの中心から伸びる軸を回転シャフト６７として回転力を発電機部６０に伝達するようにしても良い。要は、回転板１１４または回転板１１１のいずれか一方の回転板に回転駆動力発生装置５１で発生された回転力を伝達し、他方の回転板から発電機部６０に回転力を供給するようにすれば、発電装置としての目的を達することができるのである。
【００４１】
発明者が実験に際して採用した主要部分の寸法及び材料名を以下に示す。なお、図５は構造の把握ができるようにするための図であり、図５に示す各部の実際の寸法に対応するものではない。まず、外囲部を構成する各部について説明をする。上部固定板６５、固定板４１、固定板４２の各々は、２２０ｍｍ（ミリメートル）×２２０ｍｍの寸法を有し、厚さ８ｍｍのアルミニューム板を３枚積層したものである。下部固定板５２は、２２０ｍｍ（ミリメートル）×２２０ｍｍの寸法を有し、厚さ１２ｍｍのアルミニューム板である。側部支持材７１ａは、直径１２ｍｍで長さ１１２ｍｍのアルミニューム管であり、４隅を支持するように４本用いている。側部支持材７１ｂは、直径１２ｍｍで長さ６３ｍｍのアルミニューム管であり、４隅を支持するように４本用いている。側部支持材７１ｃは、直径１２ｍｍで長さ１５０ｍｍのアルミニューム管であり、４隅を支持するように４本用いている。
【００４２】
回転板１１４は、直径２００ｍｍで厚さ１７ｍｍのアルミニュームで平面板１１４ａを形成し、磁極面は、７個のネオジュウム磁石１１３ａ〜ネオジュウム磁石１１３ｇ（図５では、ネオジュウム磁石１１３で代表して示している）を等間隔に配置している。磁極面の極性はＮ極としている。各々のネオジュウム磁石は直径２５ｍｍで厚さは１０ｍｍの円柱形状である。この回転板１１４は、図１における回転板１４に対応するものである。このようにして第１の回転板を形成している。
【００４３】
固定板４１の上に直径２００ｍｍで厚さ２０ｍｍの台座１１９ａを固着して、その上に８個のネオジュウム磁石１１２ａ〜ネオジュウム磁石１１２ｈ（図５では、ネオジュウム磁石１１２で代表して示している）を等間隔に配置している。磁極面の極性はＮ極としている。各々のネオジュウム磁石は３０ｍｍ×３０ｍｍで厚さは１０ｍｍの立方体である。このようにして第１の磁極面を固定板４１の上に形成している。
【００４４】
回転板１１１は直径２００ｍｍで厚さ６ｍｍのアルミニュームで形成して、第１の磁極面の個数に合わせて、８個の孔部が設けられている。
【００４５】
第１の磁極面、すなわち、ネオジュウム磁石１１２ａ〜ネオジュウム磁石１１２ｈの各々の表面と回転板１１１の対面する表面（表面）との離間距離は、８ｍｍに設定し、第２の磁極面、すなわち、ネオジュウム磁石１１３ａ〜ネオジュウム磁石１１３ｇの各々の表面と回転板１１１の対面する表面（裏面）との離間距離は、８ｍｍに設定している。
【００４６】
回転シャフト１７、回転シャフト１８、回転シャフト５４、回転シャフト６７は各々が直径１０ｍｍのステンレスとしている。また、軸受け１６、軸受け１５は各々、ステンレス製のボールベアリング軸受けとしている。
【００４７】
（実施形態の移動装置）
図６は、別の実施形態として、回転伝達装置１０（回転伝達装置部）を利用した移動装置９１を備えた船舶（移動体）９０を示す図である。この船舶９０は、スクリュー９２を回転することによって推進力を発生する。この移動装置９１は、上述した回転伝達装置１０を備え、さらに、回転駆動力発生装置部９６と推進力発生装置部として機能するスクリュー９２とを備えている。回転駆動力発生装置部９６は、例えば、内燃機関である。回転伝達装置１０の回転シャフト１７は回転駆動力発生装置部９６の回転シャフト９４とジョイントで連結され、回転伝達装置１０の回転シャフト１８は回転シャフト９３とジョイントで連結されている。このようにして、回転駆動力発生装置部９６からの回転力がスクリュー９２に伝達されるようになされている。
【００４８】
このような船舶９０では、最初にスクリュー９２を回転させるときには船舶９０は停止しており、スクリュー９２が回転を開始する場合の抵抗が大きい。このような場合において、回転伝達装置１０を用いることによって、回転開始時の負荷が大きく、内燃機関の起動トルクが小さい場合でも、効果的に内燃機関の始動が可能となり、効率良く回転力を伝達できるという利点を有する。
【００４９】
なお、上述したと同じ理由によって、回転駆動力発生装置部９６の回転シャフト９４からの回転力を回転伝達装置１０の回転シャフト１７に伝え、回転シャフト１８からの回転を、回転シャフト９３を介してスクリュー９２に伝えることによって、さらに、内燃機関の始動を容易としている。また、このような移動体においても、上述した実施形態におけると同様に回転板に押圧されるプーリを用いて回転力を伝達することもできる。
【００５０】
上述した、実施形態の回転伝達装置に限らず、同一の技術思想に基づいて様々な変形例が可能である。以下に、実施形態の回転伝達装置の変形例を示す。
【００５１】
（実施形態の回転伝達装置の変形例）
図７は、図１に示す回転伝達装置１０の変形例を示す図である、図７に示す回転伝達装置１００は、回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）と回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）とが直列に接続して形成されている。回転伝達装置１０Ａと回転伝達装置１０Ｂとのいずれもが、回転伝達装置１０と基本的には同一の構成を有している。
【００５２】
回転伝達装置１０Ａは、磁極面（第２の磁極面）が形成される回転板（第１の回転板）１４Ａと回転板（第２の回転板）１１Ａと固定部の磁石と主要構成要素としている。図７には、回転伝達装置１０Ａの固定部の磁石を代表して磁石１３Ａが記載されている。回転伝達装置１０Ｂは、磁極面（第２の磁極面）が形成される回転板（第１の回転板）１４Ｂと回転板（第２の回転板）１１Ｂと固定部の磁石と主要構成要素としている。図７には、回転伝達装置１０Ｂの固定部の磁石を代表して磁石１３Ｂが記載されている。
【００５３】
回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａと、回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｂと、がシャフトで接続されることによって、回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）と回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）とは直列に接続されている。
【００５４】
回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａの直径は、回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｂの直径よりも小さなものとされ、回転伝達装置１０Ａ（第１段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ａの直径は、回転伝達装置１０Ｂ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｂの直径よりも小さなものとされている。そして、駆動力はシャフト１０７から加えられて、シャフト１０６に伝達される。ここで、回転板１１Ａの直径は小さいので、慣性モーメントは小さく、シャフト１０７から加えられる駆動力が小さい場合にも、回転板１１Ａは回転を開始することができる。
【００５５】
つまり、第１の回転伝達装置の第１の回転板と、第２の回転伝達装置の第２の回転板とをシャフトで接続して、第１の回転伝達装置の第２の回転板に駆動力を加えて、第２の回転伝達装置の第１の回転板から回転力を得る回転伝達装置において、第１の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を、第２の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径よりも小さくすることによって、回転の起動が、１段階の回転伝達装置よりもより容易となる回転伝達装置を構成することができることとなる。
【００５６】
図８は、このような回転伝達装置１００を用いる発電機を示す図である。回転駆動力発生装置部５０と発電機部６０とは、図５に示すと同一の構造である。回転伝達装置１０Ａと回転伝達装置１０Ｂとは、図７に示すと同様の構造をしている。回転駆動力発生装置部５０からの駆動力はシャフト１０７に伝えられ、シャフト１０６からの回転は発電機部６０に伝えられるようになされている。このようにして、図８に示す２個の回転伝達装置を有する発電機は、図５に示す１個の回転伝達装置を有する発電機よりも起動がより容易になる。
【００５７】
（実施形態の回転伝達装置の別の変形例）
図９は、図１に示す回転伝達装置１０のさらに別の変形例を示す図である、図９に示す回転伝達装置１１０は、回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）と、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）と、回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）と、が直列に接続して形成されている。図７に示す回転伝達装置１０Ａと回転伝達装置１０Ｂとの前段にさらに、回転伝達装置１０Ｃを付加したものである。回転伝達装置１０Ｃは、回転伝達装置１０と基本的には同一の構成を有している。
【００５８】
回転伝達装置１０Ｃは、磁極面（第２の磁極面）が形成される回転板（第１の回転板）１４Ｃと回転板（第２の回転板）１１Ｃと固定部の磁石と主要構成要素としている。図９には、回転伝達装置１０Ｃの固定部の磁石を代表して磁石１３Ｃが記載されている。
【００５９】
回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｃと、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ａと、がシャフトで接続され、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａと、回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｂと、がシャフトで接続されることによって、回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）と回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）と回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）とは直列に接続されている。
【００６０】
回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｃの直径は、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａの直径よりも小さなものとされ、回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｃの直径は、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ａの直径よりも小さなものとされている。図７を参照して説明したように、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ａの直径は、回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｂの直径よりも小さなものとされ、回転伝達装置１０Ａ（第２段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ａの直径は、回転伝達装置１０Ｂ（第３段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｂの直径よりも小さなものとされている。
【００６１】
そして、駆動力はシャフト１１７から回転伝達装置１０Ｃ（第１段階の伝達装置）の回転板（第２の回転板）１１Ｃに加えられて、最終的には、（第３段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）１４Ｂに接続されるシャフト１１６に伝達される。ここで、回転板１１Ｃの直径は、回転板１１Ａの直径よりもさらに小さいので、回転板１１Ｃの慣性モーメントは、回転板１１Ａの慣性モーメントよりもさらに小さく、シャフト１１７から加えられる駆動力が小さい場合にも、回転板１１Ｃは、さらに容易に回転を開始することができる。
【００６２】
同様にして、３段階以上についても、任意の複数段の回転伝達装置を直列に接続した回転伝達装置を実現することができる。つまり、第１段階の回転伝達装置、第２段階の回転伝達装置、第３段階の回転伝達装置、・・・第Ｌ段階の回転伝達装置と直列に接続する。そして、第１段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板よりも、第２段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を大きくし、第２段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板よりも、第３段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を大きくし、・・・・第（Ｌ−１）段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板よりも、第Ｌ段階の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を大きくする。
【００６３】
このように、順次、後段の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径を、前段の回転伝達装置の第１の回転板及び第２の回転板の直径よりも大きくし、駆動力を第１段階の伝達装置の第２の回転板から加えられ、最終的には、（第Ｌ段階の伝達装置）の回転板（第１の回転板）に接続されるシャフトに伝達される。このようにして、第１段階の回転伝達装置から第Ｌ段階の回転伝達装置まで順に回転を伝達しながら、第Ｌ段階の出力側に重負荷が接続されていても、第１段階の回転伝達装置から容易に重負荷を回転させることができるようになる。
【００６４】
実施形態の回転伝達装置は、発電機、移動体、以外であっても、同様な課題を有する産業機器、民生機器に広範囲に応用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定個数からなる所定極性の第１の磁極面が円周に沿って形成される固定部と、
前記所定個数とは異なる個数からなる前記所定極性と同極性の第２の磁極面が円周に沿って形成され、前記第１の磁極面に対面して回転可能とされる第１の回転板と、
前記第１の磁極面または前記第２の磁極面に対面する位置に孔部を有し、前記第１の磁極面と前記第２の磁極面との間で回転可能とされる第２の回転板と、
を備える回転伝達装置。
【請求項２】
前記第１の磁極面と前記第２の磁極面の各々は、
等間隔に配置される複数個の磁石によって形成され、
前記第１の磁極面または前記第２の磁極面の一方の磁極面が偶数個の磁石によって形成され、
他方の磁極面が奇数個の磁石によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記第１の磁極面を形成する磁石の個数と前記第２の磁極面を形成する磁石の個数とが１個異なることを特徴とする請求項２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
さらに、前記第１の回転板に結合され前記円周の中心を通過する垂線方向に伸びる第１の回転シャフトと、
前記第２の回転板に結合され前記円周の中心を通過する垂線方向に伸びる第２の回転シャフトと、を具備する請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
回転伝達装置部を介して回転駆動力発生装置部からの動力を発電機部に伝達して電力に変換する発電装置であって、
前記回転伝達装置部は、
所定個数からなる所定極性の第１の磁極面が円周に沿って形成される固定部と、
前記所定個数とは異なる個数からなる前記所定極性と同極性の第２の磁極面が円周に沿って形成され、前記第１の磁極面に対面して回転可能とされる第１の回転板と、
前記第１の磁極面または前記第２の磁極面に対面する位置に孔部を有し、前記第１の磁極面と前記第２の磁極面との間で回転可能とされる第２の回転板と、を備え、
前記第１の回転板または前記第２の回転板のいずれか一方の回転板に前記回転駆動力発生装置部で発生された回転力を伝達し、
他方の回転板から前記発電機部に回転力を供給する発電装置。
【請求項６】
回転伝達装置部を介して回転駆動力発生装置部からの動力を推進力発生装置部に伝達して推進力を発生する移動装置であって、
前記回転伝達装置部は、
所定個数からなる所定極性の第１の磁極面が円周に沿って形成される固定部と、
前記所定個数とは異なる個数からなる前記所定極性と同極性の第２の磁極面が円周に沿って形成され、前記第１の磁極面に対面して回転可能とされる第１の回転板と、
前記第１の磁極面または前記第２の磁極面に対面する位置に孔部を有し、前記第１の磁極面と前記第２の磁極面との間で回転可能とされる第２の回転板と、
前記第１の回転板に結合され前記円周の中心を通過する垂線方向に伸びる第１の回転シャフトと、
前記第２の回転板に結合され前記円周の中心を通過する垂線方向に伸びる第２の回転シャフトと、を備え、
前記第１の回転板または前記第２の回転板のいずれか一方の回転板に前記回転駆動力発生装置部で発生された回転力を伝達し、
他方の回転板から前記推進力発生装置部に回転力を供給する移動装置。
【請求項７】
請求項１に記載の第１段階の回転伝達装置と、請求項１に記載の第２段階の回転伝達装置とを有して形成され、前記第１の回転伝達装置の第１の回転板と、前記第２の回転伝達装置の第２の回転板とをシャフトで接続して、前記第１の回転伝達装置の第２の回転板に駆動力を加えて、前記第２の回転伝達装置の第１の回転板から回転力を得る回転伝達装置であって、
前記第１の回転伝達装置の前記第１の回転板及び前記第２の回転板の直径は、前記第２の回転伝達装置の前記第１の回転板及び前記第２の回転板の直径よりも小さくされることを特徴とする回転伝達装置。
【請求項１】
所定個数からなる所定極性の第１の磁極面が円周に沿って形成される固定部と、
前記所定個数とは異なる個数からなる前記所定極性と同極性の第２の磁極面が円周に沿って形成され、前記第１の磁極面に対面して回転可能とされる第１の回転板と、
前記第１の磁極面または前記第２の磁極面に対面する位置に孔部を有し、前記第１の磁極面と前記第２の磁極面との間で回転可能とされる第２の回転板と、
を備える回転伝達装置。
【請求項２】
前記第１の磁極面と前記第２の磁極面の各々は、
等間隔に配置される複数個の磁石によって形成され、
前記第１の磁極面または前記第２の磁極面の一方の磁極面が偶数個の磁石によって形成され、
他方の磁極面が奇数個の磁石によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記第１の磁極面を形成する磁石の個数と前記第２の磁極面を形成する磁石の個数とが１個異なることを特徴とする請求項２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
さらに、前記第１の回転板に結合され前記円周の中心を通過する垂線方向に伸びる第１の回転シャフトと、
前記第２の回転板に結合され前記円周の中心を通過する垂線方向に伸びる第２の回転シャフトと、を具備する請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
回転伝達装置部を介して回転駆動力発生装置部からの動力を発電機部に伝達して電力に変換する発電装置であって、
前記回転伝達装置部は、
所定個数からなる所定極性の第１の磁極面が円周に沿って形成される固定部と、
前記所定個数とは異なる個数からなる前記所定極性と同極性の第２の磁極面が円周に沿って形成され、前記第１の磁極面に対面して回転可能とされる第１の回転板と、
前記第１の磁極面または前記第２の磁極面に対面する位置に孔部を有し、前記第１の磁極面と前記第２の磁極面との間で回転可能とされる第２の回転板と、を備え、
前記第１の回転板または前記第２の回転板のいずれか一方の回転板に前記回転駆動力発生装置部で発生された回転力を伝達し、
他方の回転板から前記発電機部に回転力を供給する発電装置。
【請求項６】
回転伝達装置部を介して回転駆動力発生装置部からの動力を推進力発生装置部に伝達して推進力を発生する移動装置であって、
前記回転伝達装置部は、
所定個数からなる所定極性の第１の磁極面が円周に沿って形成される固定部と、
前記所定個数とは異なる個数からなる前記所定極性と同極性の第２の磁極面が円周に沿って形成され、前記第１の磁極面に対面して回転可能とされる第１の回転板と、
前記第１の磁極面または前記第２の磁極面に対面する位置に孔部を有し、前記第１の磁極面と前記第２の磁極面との間で回転可能とされる第２の回転板と、
前記第１の回転板に結合され前記円周の中心を通過する垂線方向に伸びる第１の回転シャフトと、
前記第２の回転板に結合され前記円周の中心を通過する垂線方向に伸びる第２の回転シャフトと、を備え、
前記第１の回転板または前記第２の回転板のいずれか一方の回転板に前記回転駆動力発生装置部で発生された回転力を伝達し、
他方の回転板から前記推進力発生装置部に回転力を供給する移動装置。
【請求項７】
請求項１に記載の第１段階の回転伝達装置と、請求項１に記載の第２段階の回転伝達装置とを有して形成され、前記第１の回転伝達装置の第１の回転板と、前記第２の回転伝達装置の第２の回転板とをシャフトで接続して、前記第１の回転伝達装置の第２の回転板に駆動力を加えて、前記第２の回転伝達装置の第１の回転板から回転力を得る回転伝達装置であって、
前記第１の回転伝達装置の前記第１の回転板及び前記第２の回転板の直径は、前記第２の回転伝達装置の前記第１の回転板及び前記第２の回転板の直径よりも小さくされることを特徴とする回転伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２８７７７１（Ｐ２００９−２８７７７１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０１７１６（Ｐ２００９−１０１７１６）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（５０１４５６５９３）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（５０１４５６５９３）
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