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公開番号2024037406
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-19
出願番号2022142254
出願日2022-09-07
発明の名称単極発電機
出願人株式会社東芝
代理人個人
主分類H02K 31/00 20060101AFI20240312BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】発生した電気が流れる距離を長くし、得られる出力電圧を高めた単極発電機を提供することである。
【解決手段】実施形態の単極発電機は、回転軸と、前記回転軸に連結された回転子と、前記回転子に磁場を与える磁石と、を備えている。前記回転子は、前記回転軸の周囲に、前記回転軸に対して概垂直に設けられた複数枚の板状の導体を含む第1の導体セットと、前記第1の導体セットに対して前記回転軸の軸方向に設けられ、前記回転軸の周囲に、前記回転軸に対して概垂直に設けられた複数枚の板状の導体を含む第2の導体セットと、を備えている。さらに、前記第1の導体セットのいずれかの導体の中心部と、前記第2の導体セットのいずれか導体の中心部と、を接続する中心接続部と、前記第1の導体セットのいずれかの外周部と、前記第2の導体セットのいずれかの導体の外周部と、を接続する外周接続部と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に連結された回転子と、
前記回転子に磁場を与える磁石と、を備えた単極発電機であって、
前記回転子は、
前記回転軸の周囲に、前記回転軸に対して概垂直に設けられた複数枚の板状の導体を含む第１の導体セットと、
前記第１の導体セットに対して前記回転軸の軸方向に設けられ、前記回転軸の周囲に、前記回転軸に対して概垂直に設けられた複数枚の板状の前記導体を含む第２の導体セットと、
を備え、
前記第１の導体セットのいずれかの前記導体の中心部と、前記第２の導体セットのいずれかの前記導体の中心部と、を接続する中心接続部と、
前記第１の導体セットのいずれかの前記導体の外周部と、前記第２の導体セットのいずれかの前記導体の外周部と、を接続する外周接続部と、
を含む単極発電機。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記外周接続部が、前記導体の最外周部の側面に設けられた請求項１に記載の単極発電機。
【請求項３】
前記外周接続部および前記中心接続部が、導電性金属板である請求項１あるいは２に記載の単極発電機。
【請求項４】
前記外周接続部および前記中心接続部が、導線である請求項１あるいは２に記載の単極発電機。
【請求項５】
前記導体が導電性反磁性体である請求項１に記載の単極発電機。
【請求項６】
前記第１の導体セットの導体の磁場を受ける面の前記回転軸の近傍に接着された上板と、
前記第２の導体セットの導体の磁場を受ける面の前記回転軸の近傍に接着された下板と、
前記上板と、前記下板と、を接続する前記回転軸に平行な軸部と、
を有するパスを備えた請求項５に記載の単極発電機。
【請求項７】
前記導体の磁場を受ける反対の面に磁石を備えた請求項５あるいは６に記載の単極発電機。
【請求項８】
前記導体の磁場を受ける反対の面にＳＮＳ磁石に備えた請求項７に記載の単極発電機。
【請求項９】
前記磁場を与える磁石が、前記導体セットの外周部に設けられた請求項１、２、５あるいは６に記載の単極発電機。
【請求項１０】
回転軸と、
前記回転軸に連結された回転子と、
前記回転子に磁場を与える磁石と、を備えた単極発電機であって、
前記回転子は、
前記回転軸の周囲に、前記回転軸に対して概垂直に設けられた複数枚の板状の導体を含む第１の導体セットと、
前記第１の導体セットに対して前記回転軸の軸方向に設けられ、前記回転軸の周囲に、前記回転軸に対して概垂直に設けられた複数枚の板状の前記導体を含む第２の導体セットと、
を備え、
前記磁石は、前記第１の導体セット内で隣り合う磁極が同一となるように設置され、前記第２の導体セット内では、隣り合う磁極が同一かつ前記第１の導体セットに設置された前記磁石と反発する向きに前記導体に設置され、
前記第１の導体セットのいずれかの前記導体の中心部と、前記第２の導体セットのいずれかの前記導体の中心部と、を接続する中心接続部と、
前記第１の導体セットのいずれかの前記導体の外周部と、前記第２の導体セットのいずれかの前記導体の外周部と、を接続する外周接続部と、
を含む単極発電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、単極発電機に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
「ファラディの円盤」の原理に基づく単極発電機が知られている。単極発電機は、回転子の軸側である中心部と、外周部と、の間に生じる電圧を集電する。この場合、中心部と、外周部と、の距離が長いほど生じる出力電圧は大きい値となる。つまり、出力電圧は、発生した電気が流れる距離が長いほど大きい値となり、発生した電気が流れる距離が短いほど小さい値となる。そのため、発生した電気が流れる距離が長く、出力電圧を高めた単極発電機が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－１４２０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、得られる出力電圧を高めた単極発電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の単極発電機は、回転軸と、前記回転軸に連結された回転子と、前記回転子に磁場を与える磁石と、を備えている。前記回転子は、前記回転軸の周囲に、前記回転軸に対して概垂直に設けられた複数枚の板状の導体を含む第１の導体セットと、前記第１の導体セットに対して前記回転軸の軸方向に設けられ、前記回転軸の周囲に、前記回転軸に対して概垂直に設けられた複数枚の板状の導体を含む第２の導体セットと、を備えている。さらに、前記第１の導体セットのいずれかの導体の中心部と、前記第２の導体セットのいずれか導体の中心部と、を接続する中心接続部と、前記第１の導体セットのいずれかの外周部と、前記第２の導体セットのいずれかの導体の外周部と、を接続する外周接続部と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１の実施形態に係る単極発電機を概略的に示す斜視図。
第１の実施形態に係る導体同士を接続する中心接続部の接続方法を示す断面図。
第１の実施形態に係る導体同士を接続する外周接続部の接続方法を示す概略図。
第１の実施形態に係る回転軸が上方向から見て時計回りに回転する場合の単極発電機を概略的に示す斜視図。
第２の実施形態に係る単極発電機の断面図。
第３の実施形態に係る単極発電機の断面図。
第４の実施形態に係る単極発電機を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の単極発電機を図面を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、回転軸と平行となる鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。ここでは説明のために、回転軸は上方向から見て反時計回りに回転させるものとする。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の単極発電機を図１から図４を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る単極発電機を概略的に示す斜視図である。単極発電機１０は、外部から入力された運動エネルギーを電気エネルギーへ変換し電圧として外部へ出力する。
【０００９】
図１に示すように、単極発電機１０は、回転軸２０と、回転軸２０に対して一体回転するように連結された回転子３０と、回転子３０の回転軸２０付近を電気的に直列に接続する中心接続部４０と、回転子３０の外周部を電気的に直列に接続する外周接続部５０と、回転子３０に磁場を与える磁石（図示しない）と、を備えている。
【００１０】
回転軸２０は電気が、後述する回転子３０、中心接続部４０および外周接続部５０外を通ることを防ぐため絶縁体であることが好ましいが、導電性金属など絶縁体でなくても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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