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公開番号2021182829
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211125
出願番号2020087814
出願日20200520
発明の名称発電機
出願人個人
代理人
主分類H02K 21/12 20060101AFI20211029BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】
水車や風車の低速回転において、第4マグネット10を有する発電体6を回転し、第1コイル11内を移動させて発電し、外部に電気エネルギーを供給することができる発電機を提供する。
【解決手段】
第4マグネット10を含む複数のマグネットを円環4内に挿入して円形の発電体6を形成し、第1コイル11を含む複数のコイル内に発電体6を挿入し、更に、回転軸を中心に回転する回転体2に取り付けられた第1マグネット3を回転移動させる。
第1マグネット3の吸引、又は反発する磁力により、第4マグネット10を有する発電体6を回転させ、第1コイル11及び複数のコイル内を通過させ、コイルに誘導電流を発生させて発電する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1マグネットの移動によって、第1コイル内にある第4マグネットが、前記第1マグネットの磁力により、前記第1コイル内を移動して発電する発電機において、
前記第4マグネットに磁力を与え、前記第4マグネットに対して平行に配置し、回転する回転体に取り付けられた前記第1マグネットを、前記回転体の回転軸を中心に回転させ、
前記第4マグネットを有し、回転軸を有しない発電体を、前記第1マグネットの吸引、又は反発する磁力により、前記回転体の回転方向と同じ方向に回転させて、前記第1コイル内を移動させ、
前記第1コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
続きを表示(約 1,700 文字)【請求項2】
請求項1記載の発電機において、前記第1マグネットを磁性体に変更し、前記第4マグネットに吸引力を与える前記磁性体を、前記回転体の回転軸を中心に回転させ、
前記第4マグネットを有し、回転軸を有しない前記発電体を、前記磁性体の吸引する磁力により、前記回転体の回転方向と同じ方向に回転させて、前記第1コイル内を移動させ、
前記第1コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
【請求項3】
請求項1〜2のいずれか1項記載の発電機において、前記発電体とベアリングの接触面に取り外し可能なワイヤー、または保護板を取り付けたことを特徴とした発電機。
【請求項4】
第1マグネットの移動によって、第1コイル内にある第4マグネットが、前記第1マグネットの磁力により、前記第1コイル内を移動して発電する発電機において、
前記第4マグネットに磁力を与え、前記第4マグネットに対して平行に配置し、回転する回転体に取り付けられた前記第1マグネットと複数のマグネットを、前記回転体の回転軸を中心に回転させ、
一方で、前記第4マグネットと複数のマグネットを有し、回転軸を有しない円環により発電体を形成し、
前記第1マグネットと複数のマグネットの吸引、又は反発する磁力、或いは、吸引と反発する磁力により、前記発電体を前記回転体の回転方向と同じ方向に回転させて、前記発電体を宙に浮かせ、前記第1コイル内を移動させ、
前記第1コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
【請求項5】
第1マグネットの移動によって、第1コイル内にある第4マグネットが、前記第1マグネットの磁力により、前記第1コイル内を移動して発電する発電機において、
前記第4マグネットを電磁石に変更し、前記電磁石に電気を流して磁力を与え、
前記電磁石に対して平行に配置し、回転する回転体に取り付けられた前記第1マグネット、または第2電磁石を、前記回転体の回転軸を中心に回転させ、
前記電磁石を有し、回転軸を有しない第2発電体を、前記第1マグネット、または第2電磁石の吸引、又は反発する磁力により、前記回転体の回転方向と同じ方向に回転させて、前記第1コイル内を移動させ、
前記第1コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
【請求項6】
請求項5記載の発電機において、前記第2発電体にレールを設けて前記電磁石のコイルに接続し、前記レールに電気を流して、前記電磁石に磁力を与えることを特徴とした発電機。
【請求項7】
第1マグネットの移動によって、第1コイル内にある第4マグネットが、前記第1マグネットの磁力により、前記第1コイル内を移動して発電する発電機において、
前記第1マグネットを第2電磁石に変更し、前記第2電磁石を含み第5電磁石以上の電磁石を前記第4マグネットに対して平行に配置し、
前記第4マグネットを電磁石に変更し、前記電磁石を含む他の電磁石を有し、回転軸を有しない円形の第2発電体内の前記電磁石を含む他の電磁石に対し、
前記第2電磁石を含み第5電磁石以上の電磁石の運転、停止を順次切り替え、吸引、又は反発する磁力を与えて第2発電体を回転移動させ、
前記電磁石が前記第1コイル内を移動し、前記第1コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
【請求項8】
請求項7記載の発電機において、前記電磁石を第3マグネットに変更し、前記第2発電体内の他の電磁石の一部、或いは全部を永久磁石にし、前記第3マグネットと永久磁石に対し、
前記第2電磁石を含み第5電磁石以上の電磁石の運転、停止を順次行い、吸引、又は反発する磁力を与えて第2発電体を回転移動させ、
前記第3マグネットが前記第1コイル内を移動し、前記第1コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転する移動部に取り付けられたマグネットの移動によって、発電部のマグネットがコイル内を移動し、コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する発電機に関する物である。
続きを表示(約 5,900 文字)【背景技術】
【0002】
発電部のマグネットがコイル内を移動して発電し、電気エネルギーを得る物として振動発電機があり、それを応用した物が提案されている。
【0003】
1つは、発電部のパイプ内にマグネットを挿入し、パイプの外周にコイルを設け、マグネットの自重を利用して、コイル下部にマグネットを配置しておき、一方で、発電部のマグネットに反発力を与える極性の移動部のマグネットを近づけて、発電部のマグネットを反発させてコイル内を通過させ、電気エネルギーを得ている。
更に、移動部のマグネットが移動して遠ざかり、両マグネットの反発する磁力が弱まることで、発電部のマグネットの自重により、コイル内を通過して元の位置に戻している。(文献1)
【0004】
その他に、複数のマグネットを繋ぎ合わせたマグネット群の発電体を円形状にし、それらの外周に複数のコイルを設け、発電体のマグネットに吸引力を与えるマグネットを有する回転体を発電体の内側に配置する。
外部より力を加えて、その回転体を回転させ、回転体のマグネットの吸引力により、発電体を回転させ、外周に配置された複数のコイルに誘導電流を発生させて発電している。(文献2)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開昭60−13464号公報
特許第6464339号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1で提案されているように、発電部のマグネットの自重を利用して、マグネットを元の位置へ戻している発電機は、マグネットが軽い場合は、復帰に於けるコイル内を移動するスピードも遅くなり、発電効率も悪くなる可能性がある。
又、パイプを垂直に設け、マグネットの自重を利用しているので、パイプを水平に位置づけた場合、マグネットの復帰は難しくなり、連続した発電を行なえない可能性もある。
【0007】
更に、パイプ内のマグネットの移動方向が、回転軸に対して垂直で、外側に移動する為、移動部のマグネットの取り付け位置が、回転軸から近い位置に取り付けられた場合、移動部のマグネットがパイプ内のマグネットに近づき始めると、パイプ内のマグネットが徐々に移動し始める為、パイプ内のマグネットが移動するスピードは高速回転時に比べて遅くなり、発電効率が低下する可能性がある。
【0008】
文献2においては、回転体のマグネットが外側の発電体のマグネットに対し、垂直に磁力を与えて吸引力を与えている。
この為、仮に、発電体のマグネットのN極に回転体のマグネットのS極を垂直に近づけて吸引させた場合、発電体のマグネットのS極は、回転体のマグネットのS極より遠ざかろうとする。
これにより、発電体のマグネットには部分的に吸引力が加わり、発電体を回転させようとした場合、円運動が分散され、回転力を抑える傾向がある。
【0009】
したがって、本発明の発電機は、振動発電の発電方法を応用し、コイルに誘導電流を発生させる発電体に対し、吸引、又は反発力を与えるマグネットを全方向より、また、平行に配置して回転させ、その磁力により発電体を回転させて発電し、コイルとマグネットに振動を与えることなく、電気エネルギーを取得できるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の発電機は、円形を成し回転軸を有しない複数のマグネット群から成る発電体の外周に複数のコイルを取り付け、その発電体のマグネット群に吸引、又は反発の磁力を与える移動部のマグネットを内部に複数配置している。
【0011】
移動部のマグネットは、発電体のマグネットに対して平行に、回転する回転体に取り付けられ、その回転体を支えている回転軸を発電機の固定台で保持している。
一方で、複数のコイルも固定台に取り付けられ、各コイルからの出力は、電線にて制御部のブリッジダイオード、コンデンサー、抵抗に接続され、電気エネルギーとして外部に出力される。
【発明の効果】
【0012】
各コイルに誘導電流を発生させる発電体のマグネット群に、移動部のマグネットを、平行に近づけて吸引力、又は反発力を与えて回転すると、発電体のマグネット群も移動部のマグネットに吸引、又は反発して回転するようになる。
また、移動部のマグネットが発電体のマグネットに対し、全方向より、また平行に磁力を与えているので、均等に磁力が伝わる。
【0013】
これにより、発電機全体に振動を与える必要は無くなり、複数のコイルに連続的に誘導電流が流れて発電し、発電効率が低下することなく電気エネルギーを取得することができる。
また、発電体のマグネットに対し、全方向より磁界を加えて発電体のマグネット群を宙に浮かすことが可能となるため、無接触、無負荷に近い状態となり、小さな力で回転することが可能となり、高速回転を維持できる。
【0014】
本発明の発電機は、複数のマグネットを互いに極性が違う向きで繋ぎ合わせて、車軸を有しない円形状のマグネット群を形成しているので発電効率が高くなり、内側にある移動部の回転移動により、発電体が安定した円回転移動を行なうことができ、また、各部品が取り外し可能なので、回転ですり減ったベアリングや円環の交換を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
本発明の実施形態における発電機と水車を含めた、全体を示した斜視図である。
(A)は、図1の発電機の円環部分を表した斜視図であり、(B)は(A)の溝部分を表した斜視図ある。
(A)は、図2(A)の円環部分をA−A線部分で切断し、一部を断面で表した図であり、(B)は、本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、円環にワイヤーを挿入した断面図である。
本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、(A)は、発電体を分離できるパイプで形成した斜視図であり、(B)は、(A)の破線部分の詳細を示した斜視図である。
本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、発電体に対し、回転体のマグネットの吸引力と反発力の磁力を加えた様子を表した斜視図である。
(A)は、図5の発電体が複数の回転体のマグネットより磁力を受けている様子を表した斜視図であり、(B)は、(A)の発電体をB−B線部分で切断し、一部を断面で表した図である。
図5の発電機を上から見た平面図で、回転体を取り除いた図である。
本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、発電体に異なる大きさのマグネットを取り付けた平面図である。
本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、(A)はパイプにレールを取り付けた斜視図であり、(B)は(A)の破線部分を拡大した斜視図である。
本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、図9(A)の回転体を取り除き、第2発電体のパイプの一部を取り除いた平面図である。
本発明の実施形態における発電機の配線内容を表した配線図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【0016】
以下、本発明に係る発電機の好適な実施形態を、図面に従って説明する。
図1は本発明による発電機1と動力源の水車20等を示した斜視図であり、図2(A)は、詳細を説明する為に、図1の発電機1の発電体6の円環4部分を表した図であり、(B)は、図2(A)の円環4の詳細を表した図である。
【0017】
図1や図2(A)で示すように、固定台14上に、回転軸21を中心とした回転体2が有り、その外側に、回転軸21を有しない発電体6が配置されている。
発電体6の外周には第1コイル11、第2コイル12を含む複数のコイルが取り付けられている。
各コイルはそれぞれコイル架台13によって固定され、各コイル架台13は、ネジや凹凸の篏合により、固定台14に取り付けられている。
【0018】
図11の配線図で示すように、第1コイル11や第2コイル12を含む複数のコイルから出力される誘導電流は、各ブリッジダイオード34で整流されてコンデンサー35に蓄積され、抵抗36により電流を制御されて外部へ出力される。
また、4個以上のコイルやブリッジダイオード34は省略されている。
【0019】
固定台14に取り付けられた回転軸21には、複数のマグネットを有する回転体2が取り付けられており、最上部には第1傘歯車15が取り付けられている。
第1傘歯車15には、動力を伝える為の第2傘歯車16が接しており、その先に連結器17、プーリー18、ベルト19、動力源の水車20が連結されている。
【0020】
図1や図2(A)において、回転体2には、第1マグネット3や第2マグネット8を含む複数のマグネットが、回転体2の中心部より同じ距離で、更に角度が異なる位置に取り付けられ、また発電体6の各マグネットに対して、平行になるように取り付けられている。
また、回転体2の外側には、第4マグネット10や第3マグネット9を含み、複数のマグネットを有する発電体6が設置されている。
【0021】
このように、回転体2の第1マグネット3や第2マグネット8を含む複数のマグネットは、相手側となる発電体6の第4マグネット10や第3マグネット9に吸引力を与える極性で、平行に取り付けられている。
この為、第1マグネット3のN極とS極が、第4マグネット10のS極とN極にそれぞれ均等に力がかかるようになる。
これにより、発電体6は、円滑な円運動を行うことができるようになる。
【0022】
図2(A)は、図1の発電体6の円環4部分を表した図であり、円環4内には、第4マグネット10を含む複数のマグネットが有る。
円環4は複数のベアリング5により、側面と下部面が接して支えられている。
【0023】
発電体6は、複数に分割可能な円環4により形成され、複数のマグネットを有し、各コイル内を回転して移動できるような回転軸21を有しない円形型になるように形成された構造になっている。
また、各マグネットは互いに極性が対峙するように配置されており、これにより、発電効率が増すようになる。
【0024】
図2(B)は、発電体6の円環4部分の詳細を示しており、円環4の溝7に第4マグネット10を含む複数のマグネットが挿入されている。
また、この円環4は非磁性体で形成され、複数に分割され、ネジや凹凸の篏合で連結される構造になっている。
この円環4の形状は、ドーナツ状の円形に形成され、或いは、一部を欠いた半円状にも形成され、第4マグネット10を1個だけ装着しただけの発電体6を形成できるようにもなる。
【0025】
これにより、発電体6は、複数に分割でき、複数のコイルに挿入後、円環4を連結して組み合わせ、ドーナツ状の円形を形成することが可能となる。
その後、複数のコイルが存在するコイル架台13を固定台14にネジ等で固定すると、発電体6は、各コイル内を円回転移動することが出来るようになる。
【0026】
図2(A)のように、円環4内の第4マグネット10の極性を、上方をS極、下方をN極とし、一方で、回転体2に取り付けられた第1マグネット3の極性を、下側がS極、上側をN極とし、第4マグネット10を平行にして近づけると、第1マグネット3のN極と第4マグネッ10のS極、第1マグネット3のS極と第4マグネット10のN極が共に吸引し合い、両者が最短距離で近づこうとする。
この為、回転体2を移動させた場合、第4マグネット10は、第1マグネット3から常にマグネット全体に均等に吸引力が得られて移動するようになる。
【0027】
同様に、回転軸21を中心に、反対側の場所にある第3マグネット9も第2マグネット8より同じような磁力を受け、常に均等な吸引力が得られるようになり、同じように配置された他の複数のマグネット同士の関係も同じ状況になる。
その為、発電体6全体には、各吸引力により、常に回転軸21の中心部に向かうような力が働き、磁力のバランスを取ると、各コイル内でスムーズな回転移動を行なうことが出来る。
【0028】
前述のように、発電体6全体は回転軸21の中心部に引き寄せられるようになるが、各マグネットの大きさや設置位置により磁力が異なるため、それぞれの吸引力にばらつきが発生し、発電体6は真円の軌跡を描いて回転せず、発電体6の一部がベアリング5に接しながら回転することになる。
【0029】
図1や2に於いて、回転体2には複数のマグネットが配置され、それぞれ、発電体6の各マグネットに吸引力を与えて回転しているが、一部の極性を逆にして、或いは全ての極性を逆にし、反発力を利用して動作させてもよく、回転体2の第1マグネット3だけを利用し、同様に発電体6の第4マグネット10と1つの円環4だけを利用して、円形を形成しない断片的な半円形にし、更に、第1コイル11を1個だけ利用して、回転させてもよい。
また、第1マグネット3の代わりに軟鉄やフェライト、コバルトなどの磁性体を利用し、第4マグネット10に吸引力を与え動作させても良い。
【0030】
図3は、図2(A)のA―A部分を切断し、一部を断面で表した図であり、円環4がベアリング5によりそれぞれ、側面と下部で支えられている。
それにより、発電体6はこのベアリング5に時々接して回転している。
【実施例】
(【0031】以降は省略されています)

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