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公開番号2021019415
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210215
出願番号2019133428
出願日20190719
発明の名称磁気誘導発電機
出願人個人
代理人個人
主分類H02K 53/00 20060101AFI20210118BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】発電構造によって発電された電力を循環回路構造よって発電機自体に配された磁気誘導電磁石への通電に利用すると共に、その余剰電力を外部に出力することが可能な、安価でメンテナンスの容易な磁気誘導発電機を提供する。
【解決手段】磁気誘導発電機10は、磁気浮遊回転構造20と、第一発電構造30(下部発電構造)と、第二発電構造31(上部発電構造)と、循環回路構造40と、によって構成され、夫々別個に発電する二つの発電構造を備えると共に、第二発電構造31(上部発電構造)によって発電された電力は、循環回路構造40よって外部に出力されると共に発電機自体に配された磁気誘導電磁石35への通電に利用される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
磁気浮遊回転構造と、第一発電構造と、第二発電構造と、循環回路構造と、によって構成される磁気誘導発電機であって、
前記磁気浮遊回転構造は、略中間位置に略円形の磁気浮遊回転板を一体成型した回転ローター軸と、天板と底板と外周壁とで囲われた略円筒状の中空部を有する枠体と、で構成され、該枠体における天板及び底板の平面視略中心には回転ローター軸が挿通する抜き穴が設けられ、該回転ローター軸における磁気浮遊回転板は該枠体における中空部に包持され、該磁気浮遊回転板における上面と下面と円周面に永久磁石を無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えると共に、該枠体における天板と底板と外周壁の中空部側には該磁気浮遊回転板に備えられた永久磁石と対峙する永久磁石が無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えられ、回転ローター軸の下方端には複数の回転誘導永久磁石が埋設され、回転ローター軸の上方端には複数の回転誘導永久磁石が外方へ突設されて成り、
前記第一発電構造は、回転誘導永久磁石が埋設された前記回転ローター軸の下方端をリング状に成形され且つ発電用コイルが挿嵌された発電リング内に挿通させて成り、
前記第二発電構造は、回転誘導永久磁石が突設された前記回転ローター軸の上方端をリング状に成形され且つ磁気誘導電磁石と発電用コイルが等間隔で交互に複数挿嵌された発電リング内に挿通させて成り、
前記循環回路構造は、発電構造によって出力された磁気誘導電流を集電する集配器と、該磁気誘導電流を分配する分配器と、磁気誘導電流を蓄電する二次電池と、出力された磁気誘導電流を変換するインバーター変換器と、過電流・過充電・過放電を防ぐ調圧器と、から必要に応じて選択的に配設されて成り、
夫々別個に発電する二つの発電構造を備えると共に、前記第二発電構造によって発電された電力は、前記循環回路構造よって外部に出力されると共に発電機自体に配された磁気誘導電磁石への通電に利用されることを特徴とする磁気誘導発電機。
続きを表示(約 240 文字)【請求項2】
前記磁気浮遊回転板の上面と下面と円周面の中間に、磁気シールド材が埋設されて成ることを特徴とする請求項1記載の磁気誘導発電機。
【請求項3】
前記分配器に、漏電遮断機能を有するブレーカーが備えられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の磁気誘導発電機。
【請求項4】
前記二次電池に、少なくとも一以上の送電用若しくは入電用の接続端子が備えられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の磁気誘導発電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気誘導発電機に関し、詳しくは、磁気浮遊回転構造と、第一発電構造(下部発電構造)と、第二発電構造(上部発電構造)と、循環回路構造と、によって構成され、夫々別個に発電する二つの発電構造を備えると共に、一方の発電構造によって発電された電力は、循環回路構造よって外部に出力されると共に発電機自体に配された磁気誘導電磁石への通電に利用されることを可能にした磁気誘導発電機に関するものである。
続きを表示(約 6,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来の磁気誘導発電機は、磁気浮遊回転構造ならびに発電構造によって発電された電力は、回路構造よって外部に出力することはできるが、その一部を発電機自体に利用するものではなかった。
【0003】
従来における磁気誘導発電機の具体的な提案例としては、回転強度の効率を高めるリニアの原理に類するマグネットを用いた「リニヤの原理に類するマグネットを用いた自動発電システム」(特許文献1参照)が提案され、公知技術となっている。
【0004】
具体的には、駆動源を有する回転リング内径側に16基の発電機を、外形側にリニヤの原理に類する回転マグネットを配設すると共に、固定リング上に棒状固定マグネットを等間隔円形に配設し、回転マグネットは等間隔に配列するが、隣の回転マグネットとの間に実寸にて2〜3ミリの間隙を設け、棒状固定マグネットとの間にも同じく間隙を形成せしめ、16基の発電機のうち3基をモーターの駆動源用とし、13基からの発電量を自由に使う分量とすることができる磁気誘導発電機の提案である。
【0005】
しかしながら、上記提案は、高速回転するローターの周辺部に多数の接触ブラシを設置するため、摩擦熱損による電圧降下を引き起こし易く、取り扱いが難しい、といった問題があった。
【0006】
また、基となる単極誘導発電機の欠点である低電圧を改善し、磁石から直接電気エネルギーを取り出すことのできる効率のよい「コイルレスマグネット発電機」(特許文献2参照)が提案され、公知技術となっている。
【0007】
具体的には、単極発電機の磁石であるローターを複数に分割成層し、絶縁体を用い円盤状として回動軸に固着、同様の物を同軸上に併設し、内側の極性が反発するように設置して、それぞれの分割磁石の週縁部には、材質構成を分割磁石と同様として分割磁石の回動と共に、分割磁石の週縁面に対し適当なプレス圧を保ち回動し、それぞれ接続の極性は併設に対しても週設に対しても、反発するように設置した回動ブラシを具備し、併設する分割磁石の接続は各々対角する磁石の中心部同士を接続して、上記の如く発電機を構成することで、磁石内部の磁場作用を利用することにより、電圧を上げることができ逆トルクを軽微にすることができる磁気誘導発電機の提案である。
【0008】
しかしながら、上記提案は、回動ブラシの中心軸が機械的手段によって軸受け固定されているため、少なくてもリニア構造による電磁誘導性能より摩擦係数が大きくなる、といった問題があった。
【0009】
本出願人は、以上のような従来から提案されている磁気誘導発電機に着目し、発電された電力を、回路構造によって外部に出力するだけでなく発電機自体に利用できないものかという着想の下、発電構造によって発電された電力を循環回路構造よって発電機自体に配された磁気誘導電磁石への通電に利用すると共に、その余剰電力を外部に出力することが可能な、安価でメンテナンスの容易な磁気誘導発電機を開発し、本発明にかかる「磁気誘導発電機」の提案に至るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
特開2011−4580号公報
特開2003−47226号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、上記事情に鑑み、磁気浮遊回転構造と、第一発電構造(下部発電構造)と、第二発電構造(上部発電構造)と、循環回路構造と、によって構成され、夫々別個に発電する二つの発電構造を備えると共に、一方の発電構造によって発電された電力は、循環回路構造よって外部に出力されると共に発電機自体に配された磁気誘導電磁石への通電に利用されることを可能にした磁気誘導発電機を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するため、本発明は、磁気浮遊回転構造と、第一発電構造(下部発電構造)と、第二発電構造(上部発電構造)と、循環回路構造と、によって構成される磁気誘導発電機であって、前記磁気浮遊回転構造は、略中間位置に略円形の磁気浮遊回転板を一体成型した回転ローター軸と、天板と底板と外周壁とで囲われた略円筒状の中空部を有する枠体と、で構成され、該枠体における天板及び底板の(平面視)略中心には回転ローター軸が挿通する抜き穴が設けられ、該回転ローター軸における磁気浮遊回転板は該枠体における中空部に包持され、該磁気浮遊回転板における上面と下面と円周面に永久磁石を無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えると共に、該枠体における天板と底板と外周壁の中空部側には該磁気浮遊回転板に備えられた永久磁石と対峙する永久磁石が無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えられ、回転ローター軸の下方端には複数の回転誘導永久磁石が埋設され、回転ローター軸の上方端には複数の回転誘導永久磁石が外方へ突設されて成り、前記第一発電構造(下部発電構造)は、回転誘導永久磁石が埋設された前記回転ローター軸の下方端をリング状に成形され且つ発電用コイルが挿嵌された発電リング内に挿通させて成り、前記第二発電構造(上部発電構造)は、永久磁石が突設された前記回転ローター軸の上方端をリング状に成形され且つ磁気誘導電磁石と発電用コイルが等間隔で交互に複数挿嵌された発電リング内に挿通させて成り、前記循環回路構造は、発電構造によって出力された磁気誘導電流を集電する集配器と、該磁気誘導電流を分配する分配器と、磁気誘導電流を蓄電する二次電池と、出力された磁気誘導電流を変換するインバーター変換器と、過電流・過充電・過放電を防ぐ調圧器と、から必要に応じて選択的に配設されて成り、夫々別個に発電する二つの発電構造を備えると共に、前記第二発電構造によって発電された電力は、前記循環回路構造よって外部に出力されると共に発電機自体に配された磁気誘導電磁石への通電に利用される手段を採る。
【0013】
また、本発明は、前記磁気浮遊回転板において、前記磁気浮遊回転板の上面と下面との中間並びに円周面から所定間隔内側の中間に、磁気シールド材が埋設されて成る手段を採り得る。
【0014】
さらに、本発明は、前記磁気誘導固定盤において、前記分配器に、漏電遮断機能を有するブレーカーが備えられている手段を採り得る。
【0015】
またさらに、本発明は、前記二次電池に、少なくとも一以上の送電用若しくは入電用の接続端子が備えられている手段を採り得る。
【発明の効果】
【0016】
本発明にかかる磁気誘導発電機によれば、略中間位置に略円形の磁気浮遊回転板を一体成型した回転ローター軸と、天板と底板と外周壁とで囲われた略円筒状の中空部を有する枠体と、で構成されることによって、無接触による磁気浮上効果が得られるため、安定的且つコンパクト構造であって、回転抵抗の少ない磁気誘導発電機の提供を可能にする、といった優れた効果を奏する。
【0017】
また、本発明にかかる磁気誘導発電機よれば、発電された電力は、循環回路構造よって外部に出力されると共に、発電機自体に配された磁気誘導電磁石への通電に利用可能であり、安価且つメンテナンスの容易な磁気誘導発電機を提供し得る、といった優れた効果を奏する。
【0018】
さらに、本発明にかかる磁気誘導発電機よれば、循環回路構造よって外部に出力される電流の磁気ヒステリアスの発生を抑制することができる、といった優れた効果を奏する。
【0019】
またさらに、本発明にかかる磁気誘導発電機によれば、漏電遮断機能を有するブレーカーが備えられている手段を採ることによって、発電所、船舶、自動車、など多様な環境下での使用用途に配備することができると共に、該ブレーカーについて揺れを感知した際に漏電遮断を行う振感式とすることで大地震等による事故災害を最小限に抑制することができる、といった優れた効果を奏する。
【0020】
そしてまた、本発明にかかる磁気誘導発電機によれば、二次電池に、ON/OFF機能を有する少なくとも一以上の送電用若しくは入電用の接続端子を備える手段を採ることによって、二次電池の蓄電状態に合わせて磁気誘導発電機を起動させたり、外部への電力供給や初期始動時の必要電力の入電を容易に行うことができる、といった優れた効果を奏する。
【0021】
また、本発明にかかる磁気誘導発電機によれば、二つの発電構造を備えることによって、小型の磁気誘導発電機でもってより大きな容量の発電量が得られる、といった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0022】
本発明にかかる磁気誘導発電機の実施形態を示す模式的説明図である。
本発明にかかる磁気誘導発電機の実施形態を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明にかかる磁気誘導発電機10は、磁気浮遊回転構造20と、第一発電構造30(下部発電構造)と、第二発電構造31(上部発電構造)と、循環回路構造40と、によって構成される磁気誘導発電機10であって、該磁気浮遊回転構造20は、略中間位置に略円形の磁気浮遊回転板22を一体成型した回転ローター軸21と、天板と底板と外周壁とで囲われた略円筒状の中空部26を有する枠体25と、で構成され、該枠体25における天板及び底板の平面視略中心には回転ローター軸21が挿通する抜き穴28が設けられ、該回転ローター軸21における磁気浮遊回転板22は該枠体25における中空部26に包持され、該磁気浮遊回転板22における上面と下面と円周面に永久磁石27を無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えると共に、該枠体25における天板と底板と外周壁の中空部26側には該磁気浮遊回転板22に備えられた永久磁石27と対峙する永久磁石27が無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えられ、回転ローター軸21の下方端には複数の回転誘導永久磁石23が埋設され、回転ローター軸21の上方端には複数の回転誘導永久磁石23が外方へ突設されて成り、第一発電構造30(下部発電構造)は、永久磁石27が埋設された回転ローター軸21の下方端をリング状に成形され且つ発電用コイル33が挿嵌された発電リング32内に挿通させて成り、第二発電構造31(上部発電構造)は、回転誘導永久磁石23が突設された回転ローター軸21の上方端をリング状に成形され且つ磁気誘導電磁石35と発電用コイル33が等間隔で交互に複数挿嵌された発電リング32内に挿通させて成り、循環回路構造40は、発電構造によって出力された磁気誘導電流を集電する集配器41と、該磁気誘導電流を分配する分配器42と、磁気誘導電流を蓄電する二次電池43と、出力された磁気誘導電流を変換するインバーター変換器44と、過電流・過充電・過放電を防ぐ調圧器45と、から必要に応じて選択的に配設されて成り、夫々別個に発電する二つの発電構造を備えると共に、第二発電構造31によって発電された電力は、循環回路構造40よって外部に出力されると共に発電機自体に配された磁気誘導電磁石35への通電に利用される手段を採ったことを最大の特徴とする。
以下、本発明にかかる磁気誘導発電機10の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【0024】
尚、本発明にかかる磁気誘導発電機10は、以下に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、すなわち同一の作用効果を発揮できる形状や寸法等の範囲内で、適宜変更することができる。
【実施例】
【0025】
図1は、本発明にかかる磁気誘導発電機の実施形態を示す模式的説明図である。
図2は、本発明にかかる磁気誘導発電機の実施形態を示す断面説明図である。
本実施形態にかかる磁気誘導発電機10は、磁気浮遊回転構造20と、第一発電構造30(下部発電構造)と、第二発電構造31(上部発電構造)と、循環回路構造40と、によって構成され、夫々別個に発電する二つの発電構造を備えると共に、第二発電構造31(上部発電構造)によって発電された電力は、循環回路構造40よって外部に出力されると共に発電機自体に配された磁気誘導電磁石35への通電に利用される手段を採るものである。
【0026】
磁気浮遊回転構造20は、略中間位置に略円形のセラミック等の絶縁素材で形成される磁気浮遊回転板22を一体成型した回転ローター軸21と、天板と底板と外周壁とで囲われた略円筒状の中空部26を有する枠体25と、で構成され、該枠体25における天板及び底板の(平面視)略中心には回転ローター軸21が挿通する抜き穴28が設けられ、該回転ローター軸21における磁気浮遊回転板22は該枠体25における中空部26に包持され、該磁気浮遊回転板22における上面と下面と円周面に永久磁石27を無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えると共に、該枠体25における天板と底板と外周壁の中空部26側には該磁気浮遊回転板22に備えられた永久磁石27と対峙する永久磁石27が無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えられる構造を採る。
【0027】
回転ローター軸21は、磁気浮遊回転板22の中心軸上下方向に延伸され、セラミック等の絶縁素材で一体成型されると共に、上下端に複数の回転誘導永久磁石23を埋設して形成されている。
【0028】
磁気浮遊回転板22は、回転ローター軸21の略中間位置に略円形のセラミック等の絶縁素材で形成され、天板と底板と外周壁とで囲われた略円筒状の中空部26を有する枠体25の中空部26に永久磁石27の磁力の反発力を利用して無接触の状態で包持され、浮遊回転する。
【0029】
回転誘導永久磁石23は、回転ローター軸21の円周上に複数分割して埋設されるもので、外部から磁場や電流の供給を受けることなく磁石としての性質を比較的長期にわたって保持し続ける特徴を有する。実例としてはアルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石などが使用される。
【0030】
枠体25は、天板と底板と外周壁とで囲われた略円筒状の中空部26を有し、該枠体25における天板及び底板の(平面視)略中心には回転ローター軸21が挿通する抜き穴28が設けられ、該回転ローター軸21における磁気浮遊回転板22は、枠体25における中空部26に包持され、該枠体25における天板と底板と外周壁で形成される中空部26側には該磁気浮遊回転板22に備えられた永久磁石27と対峙する永久磁石27が無端円周状に若しくは円形状に点在して複数備えられる。
(【0031】以降は省略されています)

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