直動発電機
【課題】磁束の漏れをなくすると共に発電量を多くできる直動発電機を提供する。
【解決手段】固定ヨーク２と移動ヨーク３とを備え、移動ヨーク３は、両端部で磁極を固定ヨーク２に臨ませた永久磁石４と中央部で隆起した中央部突起５とを有し、固定ヨーク２は、移動ヨーク３の運動方向に対して直角に巻かれた主コイル６及び第１、第２副コイル７，８と主コイル６の近い側を覆う主内側壁９と第１副コイル７の近い側を覆う第１副内側壁１０と第２副コイル８の近い側を覆う第２副内側壁１１と主コイル６及び第１、第２副コイル７，８の遠い側を覆う外側壁１２とを有する。
【解決手段】固定ヨーク２と移動ヨーク３とを備え、移動ヨーク３は、両端部で磁極を固定ヨーク２に臨ませた永久磁石４と中央部で隆起した中央部突起５とを有し、固定ヨーク２は、移動ヨーク３の運動方向に対して直角に巻かれた主コイル６及び第１、第２副コイル７，８と主コイル６の近い側を覆う主内側壁９と第１副コイル７の近い側を覆う第１副内側壁１０と第２副コイル８の近い側を覆う第２副内側壁１１と主コイル６及び第１、第２副コイル７，８の遠い側を覆う外側壁１２とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁束の漏れをなくすると共に発電量を多くできる直動発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電の原動力には、火力、水力、原子力、熱、風力、潮力などがある。従来の発電機は、これらの原動力から作り出した直線運動を回転運動に変換する運動変換機構を備えている。従来の発電機は、運動変換機構を備えることで大きさが巨大化すると共に、直線運動を回転運動に変換する際の変換損失や機械的接触による摩擦損失のため発電効率が低下する。
【０００３】
上記問題を解決するために直線運動のひとつである往復運動を電力に変換する直動発電機が提案されている。直動発電機は、運動変換機構を備えないので小型化が可能であると共に、運動変換の際の変換損失や摩擦損失がないため発電効率が向上する。従来の発電機では振動運動を回転運動に変換することが困難であることから、往復運動中にストローク変動が発生するフリーピストン型スターリングエンジンや、潮力、振動力を発電に利用する直動発電機は、高効率が期待される。
【０００４】
図５に示されるように、従来の直動発電機５１は、円柱状の内側ヨーク５２とその内側ヨーク５２と同軸に配置され内側ヨーク５２の外側を覆う円筒状の外側ヨーク５３とを備える。内側ヨーク５２の外周には径方向外方に磁極を向けた永久磁石５４が取り付けられており、一方、外側ヨーク５３には周方向に巻かれたコイル５５が設けられて、コイル５５の内側は外側ヨーク５３の内側壁５６で覆われ、コイル５５の外側は外側ヨーク５３の外側壁５７で覆われている。内側ヨーク５２と外側ヨーク５３は、相対的に軸方向に運動できる。図示したものは、内側ヨーク５２が軸方向に往復運動するようになっている。
【０００５】
発電原理は、内側ヨーク５２と外側ヨーク５３が相対的に軸方向に運動するとき、コイル５５に交わる磁束の磁束密度が変化して起電力が発生するというものである。
【０００６】
内側ヨーク５２には、内側ヨーク５２と外側ヨーク５３との間にあるエアギャップを磁束が通過することによる磁束密度の低下を防ぐために、外側ヨーク５３に向けて隆起した中央部突起５８が形成されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２６２２３４号公報
【特許文献２】特開２００４−８８８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の直動発電機５１の動作を図６により説明する。
【０００９】
図６（ｂ）では、内側ヨーク５２が内側ヨーク５２の往復運動範囲の中間に位置している状態（中立位置と呼ぶ）を示している。このとき、内側ヨーク５２の上部（又は下部）にある永久磁石５４による磁路は、外側ヨーク５３の内側壁５６、内側ヨーク５２の中央部突起５８、内側ヨーク５２を通る短い閉磁路を形成する。ただし、永久磁石５４のＮ極が外側ヨーク５３の内側壁５６より上に位置しているため、外側ヨーク５３の内側壁５６に向かわずに、空間に出ていく図示しない磁束も存在する。
【００１０】
内側ヨーク５２が中立位置のとき、図示した４つの閉磁路は、いずれも図示した断面においてコイル５５を取り囲んでいないため、コイル５５に交わる磁束がない。すなわち、上記４つの閉磁路は発電に関与しない。
【００１１】
図６（ａ）のように、内側ヨーク５２が内側ヨーク５２の往復運動範囲の上部に位置している状態（上位置と呼ぶ）では、内側ヨーク５２の上部にある永久磁石５４による磁路は、中立位置のときとあまり変わらない。一方、内側ヨーク５２の下部にある永久磁石５４による磁路は、外側ヨーク５３の外側壁５７、外側ヨーク５３の内側壁５６、内側ヨーク５２の中央部突起５８、内側ヨーク５２を通る長い閉磁路を形成する。この長い閉磁路は図示した断面においてコイル５５を取り囲んでいる。よって、コイル５５に交わる磁束が発生する。
【００１２】
図６（ｃ）のように、内側ヨーク５２が内側ヨーク５２の往復運動範囲の下部に位置している状態（下位置と呼ぶ）では、内側ヨーク５２の上部にある永久磁石５４による磁路は、外側ヨーク５３の外側壁５７、外側ヨーク５３の内側壁５６、内側ヨーク５２の中央部突起５８、内側ヨーク５２を通る長い閉磁路を形成する。このときもコイル５５に交わる磁束が発生するが、磁束の方向が上位置と下位置とでは逆方向である。
【００１３】
以上のように、内側ヨーク５２が往復運動すると、コイル５５に交わる磁束が交互に逆方向に発生するので、大きな磁束密度変動が発生して発電が行われる。
【００１４】
ところが、上位置においては、内側ヨーク５２の上部にある永久磁石５４による短い閉磁路が発電に関与しない。下位置においては、内側ヨーク５２の下部にある永久磁石５４による短い閉磁路が発電に関与しない。中立位置においては、全ての閉磁路が発電に関与しない。そして、これら発電に関与しない閉磁路は、空間に磁束が出ていくことを許容するため外部（直動発電機５１の外部）に磁束が漏れる。
【００１５】
外部に漏れた磁束は、直動発電機５１の近隣に配置されている他の機器（例えば、磁気センサ）に影響を与える。磁束の漏洩を防ぐには、直動発電機５１を磁気シールドで囲む必要がある。
【００１６】
また、発電に関与しない磁束が発生していると言うことは、永久磁石５４が本来有するポテンシャル（発電能力）を無駄にしていることを意味する。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、磁束の漏れをなくすると共に発電量を多くできる直動発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、固定ヨークと、該固定ヨークから所定の間隙を隔てて該固定ヨークに沿って往復運動する移動ヨークとを備え、上記移動ヨークは、往復運動方向両端部に取り付けられ同極性の磁極を上記固定ヨークに臨ませた複数の永久磁石と、往復運動方向中央部に形成されて上記固定ヨークに向け隆起した中央部突起とを有し、上記固定ヨークは、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石から上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石までの範囲内で上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた主コイルと、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第１副コイルと、上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第２副コイルと、上記主コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記移動ヨークの往復運動方向中央部に切れ目が形成された主内側壁と、上記第１副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第１副内側壁と、上記第２副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第２副内側壁と、上記主コイルと上記第１、第２副コイルの上記移動ヨークから遠い側を覆う外側壁とを有するものである。
【００１９】
また、本発明は、固定ヨークと、該固定ヨークから所定の間隙を隔てて該固定ヨークに沿って往復運動する移動ヨークとを備え、上記移動ヨークは、往復運動方向中央部に形成されて上記固定ヨークに向け隆起した中央部突起と、該中央部突起よりも往復運動一方向側と反対方向側にそれぞれ組み込まれ同極性の磁極を互いに反対の往復運動方向に臨ませた永久磁石と、往復運動方向両端部にそれぞれ形成されて上記固定ヨークに向け隆起した端部突起とを有し、上記固定ヨークは、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起から上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起までの範囲内で上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた主コイルと、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第１副コイルと、上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第２副コイルと、上記主コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記移動ヨークの往復運動方向中央部に切れ目が形成された主内側壁と、上記第１副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第１副内側壁と、上記第２副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第２副内側壁と、上記主コイルと上記第１、第２副コイルの上記移動ヨークから遠い側を覆う外側壁とを有するものである。
【００２０】
上記移動ヨークは、円柱状であり、上記固定ヨークは、上記移動ヨークと同軸に配置され上記移動ヨークの外径より内径が大きい円筒状であり、上記主コイルと上記第１、第２副コイルは、それぞれ上記固定ヨークと同軸に巻かれていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２２】
（１）磁束の漏れをなくすることができる。
【００２３】
（２）発電量を多くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２５】
図１に示されるように、本発明に係る直動発電機１は、固定ヨーク２と、固定ヨーク２から所定の距離を隔てて固定ヨーク２に沿って往復運動する移動ヨーク３とを備えたものである。移動ヨーク３は、往復運動方向両端部に取り付けられ同極性の磁極を固定ヨーク２に臨ませた複数の永久磁石４と、往復運動方向中央部に形成されて固定ヨーク２に向け隆起した中央部突起５とを有する。
【００２６】
固定ヨーク２は、主コイル６と第１副コイル７と第２副コイル８と主内側壁９と第１副内側壁１０と第２副内側壁１１と外側壁１２とを有する。
【００２７】
主コイル６は、移動ヨーク３が一方向（例えば、図示の上方向とする）に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側（この例では、下となる）に位置する永久磁石４から移動ヨーク３が反対方向（この例では、下方向となる）に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側（この例では、上となる）に位置する永久磁石４までの範囲内で移動ヨーク３の運動方向に対して直角（この例では、水平面に沿う）に巻かれている。
【００２８】
第１副コイル７は、移動ヨーク３が一方向（この例では、上となる）に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側（この例では、下となる）に位置する永久磁石４よりも運動方向の反対方向側（この例では、下方向側となる）に位置して移動ヨーク３の運動方向に対して直角（この例では、水平面に沿う）に巻かれている。
【００２９】
第２副コイル８は、移動ヨーク３が反対方向（この例では、下方向となる）に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側（この例では、上となる）に位置する永久磁石４よりも運動方向の反対方向側（この例では、上方向側となる）に位置して移動ヨーク３の運動方向に対して直角（この例では、水平面に沿う）に巻かれている。
【００３０】
主内側壁９は、主コイル６の移動ヨーク３に近い側を覆い移動ヨーク３の往復運動方向中央部に切れ目１３が形成されたものである。主内側壁９に切れ目１３があることにより、固定ヨーク２の断面においては、主内側壁９の上部と外側壁１２と主内側壁９の下部によって主コイル６がＣ字状に囲まれる。切れ目１３の上下幅は、移動ヨーク３の中央部突起５の上下幅より短い。
【００３１】
第１副内側壁１０は、第１副コイル７の移動ヨーク３に近い側を覆い、主内側壁９からは切れ目１３と同幅程度離間している。固定ヨーク２の断面においては、第１副内側壁１０と外側壁１２と主内側壁９の上端によって第１副コイル７がＣ字状に囲まれる。
【００３２】
第２副内側壁１１は、第２副コイル８の移動ヨーク３に近い側を覆い、主内側壁９からは切れ目１３と同幅程度離間している。固定ヨーク２の断面においては、第２副内側壁１１と外側壁１２と主内側壁９の下端によって第２副コイル８がＣ字状に囲まれる。
【００３３】
外側壁１２は、主コイル６と第１副コイル７と第２副コイル８の移動ヨーク３から遠い側を覆う。外側壁１２と第１副内側壁１０は固定ヨーク２の最上部で一体的に繋がっており、外側壁１２と第２副内側壁１１は固定ヨーク２の最下部で一体的に繋がっており、外側壁１２と主内側壁９は主内側壁９の最上部と最下部でそれぞれ一体的に繋がっている。固定ヨーク２は、外側壁１２が固定構造物に固定されている。
【００３４】
図示した実施形態は、直動発電機１が往復運動の軸である上下軸を中心にして回転対称に形成されたものである。すなわち、移動ヨーク３は、上下軸を中心とする円柱状に形成されており、以下、内側ヨーク３と呼ぶ。固定ヨーク２は、移動ヨーク３と同軸に配置され移動ヨーク３の外径より内径が大きい円筒状に形成されており、以下、外側ヨーク２と呼ぶ。主コイル６と第１副コイル７と第２副コイル８は、それぞれ固定ヨーク２と同軸に巻かれている。永久磁石４は、内側ヨーク３の外径とほぼ同じ内径を有し、内周面にＳ極が形成され、外周面にＮ極が形成された環状のものである。
【００３５】
図１に示した本発明の直動発電機１は、図５に示した従来の直動発電機５１に第１、第２副コイル７，８と第１、第２副内側壁１０，１１を付加して構成される。これは、破線で囲んだ副発電機１４が付加されたことに相当する。
【００３６】
次に、直動発電機１の動作を説明する。
【００３７】
図２（ｂ）に示されるように、内側ヨーク３が内側ヨーク３の往復運動範囲の中間に位置している状態（中立位置）のとき、内側ヨーク３の上部の永久磁石４は、外側ヨーク２の主内側壁９の上端と第１副内側壁１０との隙間にかかって位置し、内側ヨーク３の下部の永久磁石４は、外側ヨーク２の主内側壁９の下端と第２副内側壁１１との隙間にかかって位置している。これにより、上下の永久磁石４の一部は、外側ヨーク２の主内側壁９の上端又は下端に近接して臨んでいる。一方、内側ヨーク３の中央部突起５は、切れ目２ｃの上下において外側ヨーク２の主内側壁９に近接して臨んでいる。
【００３８】
このとき、内側ヨーク３の上部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の主内側壁９上部、内側ヨーク３の中央部突起５、内側ヨーク３を通る閉磁路を形成し、下部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の主内側壁９下部、内側ヨーク３の中央部突起５、内側ヨーク３を通る閉磁路を形成する。
【００３９】
図２（ａ）のように、内側ヨーク３が内側ヨーク３の往復運動範囲の上部に位置している状態（上位置）になると、内側ヨーク３の上部においては、内側ヨーク３の上部の永久磁石４が外側ヨーク２の第１副内側壁１０に近接して臨み、内側ヨーク３の中央部においては、中央部突起５が切れ目１３の上においてのみ外側ヨーク２の主内側壁９に対し近接して臨み、さらに内側ヨーク３の下部においては、内側ヨーク３の下部の永久磁石４が外側ヨーク２の主内側壁９に対し近接して臨む。
【００４０】
このとき、内側ヨーク３の上部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の第１副内側壁１０、外側壁１２、主内側壁９上部、中央部突起５、内側ヨーク３を通る短い閉磁路を形成する。一方、内側ヨーク３の下部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の主内側壁９下端、外側壁１２、主内側壁９上部、内側ヨーク３の中央部突起５、内側ヨーク３を通る長い閉磁路を形成する。
【００４１】
下部の永久磁石４による長い閉磁路が図示した断面においてコイル６を取り囲んで、コイル６に交わる磁束が発生することは、従来の直動発電機５１と同じである。しかし、上部の永久磁石４による閉磁路が従来の直動発電機５１と大きく異なる。すなわち、上部の永久磁石４による閉磁路は図示した断面において第１副コイル７を取り囲んでいるため、第１副コイル７に交わる磁束が発生する。
【００４２】
図２（ｃ）のように、内側ヨーク３が内側ヨーク３の往復運動範囲の下部に位置している状態（下位置）になると、内側ヨーク３の上部にある永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の主内側壁９上端、外側壁１２、主内側壁９下部、内側ヨーク３の中央部突起５、内側ヨーク３を通る長い閉磁路を形成する。このときも、従来の直動発電機５１とは異なり、内側ヨーク３の下部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の第２副内側壁１１、外側壁１２、主内側壁９下部、中央部突起５、内側ヨーク３を通る短い閉磁路を形成する。このため、第２副コイル８に交わる磁束が発生する。
【００４３】
既に述べたように、従来の直動発電機５１では、磁束が外部に漏れることがあったが、本発明の直動発電機１は、磁束の漏れが従来の直動発電機５１よりも少なくなり、他の機器（例えば、磁気センサ）への磁気的影響が少なくなる。
【００４４】
また、本発明の直動発電機１は、主コイル６に交わる磁束に加えて、第１副コイル７、第２副コイル８に交わる磁束が発生する。このため、従来に比べて、発電量が増加し、効率的な発電が可能となる。
【００４５】
本発明の直動発電機１は、従来の直動発電機５１と同じ大きさ、同じ発電量であるならば、永久磁石４の量を減らすことができる。
【００４６】
図１中、寸法ａと寸法ｃは同程度が好ましい。また、寸法ｂは永久磁石４の往復運動方向長さ以上であることが好ましい。
【００４７】
なお、上記実施形態では、永久磁石４のＮ極を径方向外方に向けＳ極を径方向内方に向けたが、永久磁石４のＮ極を径方向内方に向けＳ極を径方向外方に向けてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、内側ヨーク３の往復運動方向を上下方向としたが、往復運動方向が他の方向であっても、本発明は適用できる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００５０】
図３に示されるように、本発明に係る直動発電機３１は、固定ヨーク３２と、固定ヨーク３２から所定の距離を隔てて固定ヨーク３２に沿って往復運動する移動ヨーク３３とを備えたものである。ここでも、図１の直動発電機１と同様に、直動発電機３１が往復運動の軸である上下軸を中心にして回転対称に形成されている。よって、移動ヨーク３３は内側ヨーク３３と呼ぶ。固定ヨーク３２は外側ヨーク３２と呼ぶ。
【００５１】
内側ヨーク３３は、往復運動方向中央部に形成されて外側ヨーク３２に向け隆起した中央部突起３４と、中央部突起３４よりも往復運動一方向側と反対方向側にそれぞれ組み込まれ同極性の磁極を互いに反対の往復運動方向に臨ませた永久磁石３５と、往復運動方向両端部にそれぞれ形成されて外側ヨーク３２に向け隆起した端部突起３６とを有する。
【００５２】
内側ヨーク３３は、中央部突起３４と一体的に形成され中央部突起３４の上下に延びて中央部突起３４よりも外径が小さい円柱状の内側ヨーク本体３３ａと、内側ヨーク本体３３ａと外径が同じ円盤状の２つの永久磁石３５と、内側ヨーク本体３３ａと外径が同じ部分と中央部突起３４と外径が同じ部分とを有するほぼ円柱状の２つの突起用フランジ３３ｂとを軸方向に重ね合わせたものである。内側ヨーク本体３３ａの上に配置された永久磁石３５はＮ極を上に向け、内側ヨーク本体３ａの下に配置された永久磁石３５はＮ極を下に向けている。突起用フランジ３３ｂは、内側ヨーク３３の上端と下端に端部突起３６を形成する。
【００５３】
端部突起３６は、図１の直動発電機１における永久磁石３５と同形状で同じ位置を占める。中央部突起３４は、直動発電機１における中央部突起５と同形状で同じ位置を占める。
【００５４】
外側ヨーク３２は、主コイル３７と第１副コイル３８と第２副コイル３９と主内側壁４０と第１副内側壁４１と第２副内側壁４２と外側壁４３とを有する。これら外側ヨーク３２の各部構成は、図１の直動発電機１の外側ヨーク２と同じであるので、説明は省略する。
【００５５】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は直動発電機３１の動作を説明する図である。
【００５６】
直動発電機３１は、永久磁石３５の形状、配置箇所、磁極の向きが直動発電機１の永久磁石４とは異なるが、内側ヨーク３３と内側ヨーク３とが磁気的にほぼ等価となる。外側ヨーク３２は外側ヨーク２と同一である。このため、内側ヨーク３３が往復運動したときの磁束の変化の様子は、直動発電機１について示した図２（ａ）〜図２（ｃ）と同じになる。
【００５７】
したがって、直動発電機３１においても、磁束が外部に漏れない効果、及び発電量が増加する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態を示す直動発電機の断面図である。
【図２】（ａ）は図１の直動発電機の上位置における断面図、（ｂ）は図１の直動発電機の中立位置における断面図、（ｃ）は図１の直動発電機の下位置における断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す直動発電機の断面図である。
【図４】（ａ）は図３の直動発電機の上位置における断面図、（ｂ）は図３の直動発電機の中立位置における断面図、（ｃ）は図３の直動発電機の下位置における断面図である。
【図５】従来の直動発電機の断面図である。
【図６】（ａ）は図５の直動発電機の上位置における断面図、（ｂ）は図５の直動発電機の中立位置における断面図、（ｃ）は図５の直動発電機の下位置における断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 直動発電機
２ 固定ヨーク（外側ヨーク）
３ 移動ヨーク（内側ヨーク）
４ 永久磁石
５ 中央部突起
６ 主コイル
７ 第１副コイル
８ 第２副コイル
９ 主内側壁
１０ 第１副内側壁
１１ 第２副内側壁
１２ 外側壁
１３ 切れ目
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁束の漏れをなくすると共に発電量を多くできる直動発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電の原動力には、火力、水力、原子力、熱、風力、潮力などがある。従来の発電機は、これらの原動力から作り出した直線運動を回転運動に変換する運動変換機構を備えている。従来の発電機は、運動変換機構を備えることで大きさが巨大化すると共に、直線運動を回転運動に変換する際の変換損失や機械的接触による摩擦損失のため発電効率が低下する。
【０００３】
上記問題を解決するために直線運動のひとつである往復運動を電力に変換する直動発電機が提案されている。直動発電機は、運動変換機構を備えないので小型化が可能であると共に、運動変換の際の変換損失や摩擦損失がないため発電効率が向上する。従来の発電機では振動運動を回転運動に変換することが困難であることから、往復運動中にストローク変動が発生するフリーピストン型スターリングエンジンや、潮力、振動力を発電に利用する直動発電機は、高効率が期待される。
【０００４】
図５に示されるように、従来の直動発電機５１は、円柱状の内側ヨーク５２とその内側ヨーク５２と同軸に配置され内側ヨーク５２の外側を覆う円筒状の外側ヨーク５３とを備える。内側ヨーク５２の外周には径方向外方に磁極を向けた永久磁石５４が取り付けられており、一方、外側ヨーク５３には周方向に巻かれたコイル５５が設けられて、コイル５５の内側は外側ヨーク５３の内側壁５６で覆われ、コイル５５の外側は外側ヨーク５３の外側壁５７で覆われている。内側ヨーク５２と外側ヨーク５３は、相対的に軸方向に運動できる。図示したものは、内側ヨーク５２が軸方向に往復運動するようになっている。
【０００５】
発電原理は、内側ヨーク５２と外側ヨーク５３が相対的に軸方向に運動するとき、コイル５５に交わる磁束の磁束密度が変化して起電力が発生するというものである。
【０００６】
内側ヨーク５２には、内側ヨーク５２と外側ヨーク５３との間にあるエアギャップを磁束が通過することによる磁束密度の低下を防ぐために、外側ヨーク５３に向けて隆起した中央部突起５８が形成されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２６２２３４号公報
【特許文献２】特開２００４−８８８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の直動発電機５１の動作を図６により説明する。
【０００９】
図６（ｂ）では、内側ヨーク５２が内側ヨーク５２の往復運動範囲の中間に位置している状態（中立位置と呼ぶ）を示している。このとき、内側ヨーク５２の上部（又は下部）にある永久磁石５４による磁路は、外側ヨーク５３の内側壁５６、内側ヨーク５２の中央部突起５８、内側ヨーク５２を通る短い閉磁路を形成する。ただし、永久磁石５４のＮ極が外側ヨーク５３の内側壁５６より上に位置しているため、外側ヨーク５３の内側壁５６に向かわずに、空間に出ていく図示しない磁束も存在する。
【００１０】
内側ヨーク５２が中立位置のとき、図示した４つの閉磁路は、いずれも図示した断面においてコイル５５を取り囲んでいないため、コイル５５に交わる磁束がない。すなわち、上記４つの閉磁路は発電に関与しない。
【００１１】
図６（ａ）のように、内側ヨーク５２が内側ヨーク５２の往復運動範囲の上部に位置している状態（上位置と呼ぶ）では、内側ヨーク５２の上部にある永久磁石５４による磁路は、中立位置のときとあまり変わらない。一方、内側ヨーク５２の下部にある永久磁石５４による磁路は、外側ヨーク５３の外側壁５７、外側ヨーク５３の内側壁５６、内側ヨーク５２の中央部突起５８、内側ヨーク５２を通る長い閉磁路を形成する。この長い閉磁路は図示した断面においてコイル５５を取り囲んでいる。よって、コイル５５に交わる磁束が発生する。
【００１２】
図６（ｃ）のように、内側ヨーク５２が内側ヨーク５２の往復運動範囲の下部に位置している状態（下位置と呼ぶ）では、内側ヨーク５２の上部にある永久磁石５４による磁路は、外側ヨーク５３の外側壁５７、外側ヨーク５３の内側壁５６、内側ヨーク５２の中央部突起５８、内側ヨーク５２を通る長い閉磁路を形成する。このときもコイル５５に交わる磁束が発生するが、磁束の方向が上位置と下位置とでは逆方向である。
【００１３】
以上のように、内側ヨーク５２が往復運動すると、コイル５５に交わる磁束が交互に逆方向に発生するので、大きな磁束密度変動が発生して発電が行われる。
【００１４】
ところが、上位置においては、内側ヨーク５２の上部にある永久磁石５４による短い閉磁路が発電に関与しない。下位置においては、内側ヨーク５２の下部にある永久磁石５４による短い閉磁路が発電に関与しない。中立位置においては、全ての閉磁路が発電に関与しない。そして、これら発電に関与しない閉磁路は、空間に磁束が出ていくことを許容するため外部（直動発電機５１の外部）に磁束が漏れる。
【００１５】
外部に漏れた磁束は、直動発電機５１の近隣に配置されている他の機器（例えば、磁気センサ）に影響を与える。磁束の漏洩を防ぐには、直動発電機５１を磁気シールドで囲む必要がある。
【００１６】
また、発電に関与しない磁束が発生していると言うことは、永久磁石５４が本来有するポテンシャル（発電能力）を無駄にしていることを意味する。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、磁束の漏れをなくすると共に発電量を多くできる直動発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、固定ヨークと、該固定ヨークから所定の間隙を隔てて該固定ヨークに沿って往復運動する移動ヨークとを備え、上記移動ヨークは、往復運動方向両端部に取り付けられ同極性の磁極を上記固定ヨークに臨ませた複数の永久磁石と、往復運動方向中央部に形成されて上記固定ヨークに向け隆起した中央部突起とを有し、上記固定ヨークは、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石から上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石までの範囲内で上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた主コイルと、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第１副コイルと、上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第２副コイルと、上記主コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記移動ヨークの往復運動方向中央部に切れ目が形成された主内側壁と、上記第１副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第１副内側壁と、上記第２副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第２副内側壁と、上記主コイルと上記第１、第２副コイルの上記移動ヨークから遠い側を覆う外側壁とを有するものである。
【００１９】
また、本発明は、固定ヨークと、該固定ヨークから所定の間隙を隔てて該固定ヨークに沿って往復運動する移動ヨークとを備え、上記移動ヨークは、往復運動方向中央部に形成されて上記固定ヨークに向け隆起した中央部突起と、該中央部突起よりも往復運動一方向側と反対方向側にそれぞれ組み込まれ同極性の磁極を互いに反対の往復運動方向に臨ませた永久磁石と、往復運動方向両端部にそれぞれ形成されて上記固定ヨークに向け隆起した端部突起とを有し、上記固定ヨークは、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起から上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起までの範囲内で上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた主コイルと、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第１副コイルと、上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第２副コイルと、上記主コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記移動ヨークの往復運動方向中央部に切れ目が形成された主内側壁と、上記第１副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第１副内側壁と、上記第２副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第２副内側壁と、上記主コイルと上記第１、第２副コイルの上記移動ヨークから遠い側を覆う外側壁とを有するものである。
【００２０】
上記移動ヨークは、円柱状であり、上記固定ヨークは、上記移動ヨークと同軸に配置され上記移動ヨークの外径より内径が大きい円筒状であり、上記主コイルと上記第１、第２副コイルは、それぞれ上記固定ヨークと同軸に巻かれていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２２】
（１）磁束の漏れをなくすることができる。
【００２３】
（２）発電量を多くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２５】
図１に示されるように、本発明に係る直動発電機１は、固定ヨーク２と、固定ヨーク２から所定の距離を隔てて固定ヨーク２に沿って往復運動する移動ヨーク３とを備えたものである。移動ヨーク３は、往復運動方向両端部に取り付けられ同極性の磁極を固定ヨーク２に臨ませた複数の永久磁石４と、往復運動方向中央部に形成されて固定ヨーク２に向け隆起した中央部突起５とを有する。
【００２６】
固定ヨーク２は、主コイル６と第１副コイル７と第２副コイル８と主内側壁９と第１副内側壁１０と第２副内側壁１１と外側壁１２とを有する。
【００２７】
主コイル６は、移動ヨーク３が一方向（例えば、図示の上方向とする）に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側（この例では、下となる）に位置する永久磁石４から移動ヨーク３が反対方向（この例では、下方向となる）に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側（この例では、上となる）に位置する永久磁石４までの範囲内で移動ヨーク３の運動方向に対して直角（この例では、水平面に沿う）に巻かれている。
【００２８】
第１副コイル７は、移動ヨーク３が一方向（この例では、上となる）に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側（この例では、下となる）に位置する永久磁石４よりも運動方向の反対方向側（この例では、下方向側となる）に位置して移動ヨーク３の運動方向に対して直角（この例では、水平面に沿う）に巻かれている。
【００２９】
第２副コイル８は、移動ヨーク３が反対方向（この例では、下方向となる）に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側（この例では、上となる）に位置する永久磁石４よりも運動方向の反対方向側（この例では、上方向側となる）に位置して移動ヨーク３の運動方向に対して直角（この例では、水平面に沿う）に巻かれている。
【００３０】
主内側壁９は、主コイル６の移動ヨーク３に近い側を覆い移動ヨーク３の往復運動方向中央部に切れ目１３が形成されたものである。主内側壁９に切れ目１３があることにより、固定ヨーク２の断面においては、主内側壁９の上部と外側壁１２と主内側壁９の下部によって主コイル６がＣ字状に囲まれる。切れ目１３の上下幅は、移動ヨーク３の中央部突起５の上下幅より短い。
【００３１】
第１副内側壁１０は、第１副コイル７の移動ヨーク３に近い側を覆い、主内側壁９からは切れ目１３と同幅程度離間している。固定ヨーク２の断面においては、第１副内側壁１０と外側壁１２と主内側壁９の上端によって第１副コイル７がＣ字状に囲まれる。
【００３２】
第２副内側壁１１は、第２副コイル８の移動ヨーク３に近い側を覆い、主内側壁９からは切れ目１３と同幅程度離間している。固定ヨーク２の断面においては、第２副内側壁１１と外側壁１２と主内側壁９の下端によって第２副コイル８がＣ字状に囲まれる。
【００３３】
外側壁１２は、主コイル６と第１副コイル７と第２副コイル８の移動ヨーク３から遠い側を覆う。外側壁１２と第１副内側壁１０は固定ヨーク２の最上部で一体的に繋がっており、外側壁１２と第２副内側壁１１は固定ヨーク２の最下部で一体的に繋がっており、外側壁１２と主内側壁９は主内側壁９の最上部と最下部でそれぞれ一体的に繋がっている。固定ヨーク２は、外側壁１２が固定構造物に固定されている。
【００３４】
図示した実施形態は、直動発電機１が往復運動の軸である上下軸を中心にして回転対称に形成されたものである。すなわち、移動ヨーク３は、上下軸を中心とする円柱状に形成されており、以下、内側ヨーク３と呼ぶ。固定ヨーク２は、移動ヨーク３と同軸に配置され移動ヨーク３の外径より内径が大きい円筒状に形成されており、以下、外側ヨーク２と呼ぶ。主コイル６と第１副コイル７と第２副コイル８は、それぞれ固定ヨーク２と同軸に巻かれている。永久磁石４は、内側ヨーク３の外径とほぼ同じ内径を有し、内周面にＳ極が形成され、外周面にＮ極が形成された環状のものである。
【００３５】
図１に示した本発明の直動発電機１は、図５に示した従来の直動発電機５１に第１、第２副コイル７，８と第１、第２副内側壁１０，１１を付加して構成される。これは、破線で囲んだ副発電機１４が付加されたことに相当する。
【００３６】
次に、直動発電機１の動作を説明する。
【００３７】
図２（ｂ）に示されるように、内側ヨーク３が内側ヨーク３の往復運動範囲の中間に位置している状態（中立位置）のとき、内側ヨーク３の上部の永久磁石４は、外側ヨーク２の主内側壁９の上端と第１副内側壁１０との隙間にかかって位置し、内側ヨーク３の下部の永久磁石４は、外側ヨーク２の主内側壁９の下端と第２副内側壁１１との隙間にかかって位置している。これにより、上下の永久磁石４の一部は、外側ヨーク２の主内側壁９の上端又は下端に近接して臨んでいる。一方、内側ヨーク３の中央部突起５は、切れ目２ｃの上下において外側ヨーク２の主内側壁９に近接して臨んでいる。
【００３８】
このとき、内側ヨーク３の上部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の主内側壁９上部、内側ヨーク３の中央部突起５、内側ヨーク３を通る閉磁路を形成し、下部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の主内側壁９下部、内側ヨーク３の中央部突起５、内側ヨーク３を通る閉磁路を形成する。
【００３９】
図２（ａ）のように、内側ヨーク３が内側ヨーク３の往復運動範囲の上部に位置している状態（上位置）になると、内側ヨーク３の上部においては、内側ヨーク３の上部の永久磁石４が外側ヨーク２の第１副内側壁１０に近接して臨み、内側ヨーク３の中央部においては、中央部突起５が切れ目１３の上においてのみ外側ヨーク２の主内側壁９に対し近接して臨み、さらに内側ヨーク３の下部においては、内側ヨーク３の下部の永久磁石４が外側ヨーク２の主内側壁９に対し近接して臨む。
【００４０】
このとき、内側ヨーク３の上部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の第１副内側壁１０、外側壁１２、主内側壁９上部、中央部突起５、内側ヨーク３を通る短い閉磁路を形成する。一方、内側ヨーク３の下部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の主内側壁９下端、外側壁１２、主内側壁９上部、内側ヨーク３の中央部突起５、内側ヨーク３を通る長い閉磁路を形成する。
【００４１】
下部の永久磁石４による長い閉磁路が図示した断面においてコイル６を取り囲んで、コイル６に交わる磁束が発生することは、従来の直動発電機５１と同じである。しかし、上部の永久磁石４による閉磁路が従来の直動発電機５１と大きく異なる。すなわち、上部の永久磁石４による閉磁路は図示した断面において第１副コイル７を取り囲んでいるため、第１副コイル７に交わる磁束が発生する。
【００４２】
図２（ｃ）のように、内側ヨーク３が内側ヨーク３の往復運動範囲の下部に位置している状態（下位置）になると、内側ヨーク３の上部にある永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の主内側壁９上端、外側壁１２、主内側壁９下部、内側ヨーク３の中央部突起５、内側ヨーク３を通る長い閉磁路を形成する。このときも、従来の直動発電機５１とは異なり、内側ヨーク３の下部の永久磁石４による磁路は、外側ヨーク２の第２副内側壁１１、外側壁１２、主内側壁９下部、中央部突起５、内側ヨーク３を通る短い閉磁路を形成する。このため、第２副コイル８に交わる磁束が発生する。
【００４３】
既に述べたように、従来の直動発電機５１では、磁束が外部に漏れることがあったが、本発明の直動発電機１は、磁束の漏れが従来の直動発電機５１よりも少なくなり、他の機器（例えば、磁気センサ）への磁気的影響が少なくなる。
【００４４】
また、本発明の直動発電機１は、主コイル６に交わる磁束に加えて、第１副コイル７、第２副コイル８に交わる磁束が発生する。このため、従来に比べて、発電量が増加し、効率的な発電が可能となる。
【００４５】
本発明の直動発電機１は、従来の直動発電機５１と同じ大きさ、同じ発電量であるならば、永久磁石４の量を減らすことができる。
【００４６】
図１中、寸法ａと寸法ｃは同程度が好ましい。また、寸法ｂは永久磁石４の往復運動方向長さ以上であることが好ましい。
【００４７】
なお、上記実施形態では、永久磁石４のＮ極を径方向外方に向けＳ極を径方向内方に向けたが、永久磁石４のＮ極を径方向内方に向けＳ極を径方向外方に向けてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、内側ヨーク３の往復運動方向を上下方向としたが、往復運動方向が他の方向であっても、本発明は適用できる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００５０】
図３に示されるように、本発明に係る直動発電機３１は、固定ヨーク３２と、固定ヨーク３２から所定の距離を隔てて固定ヨーク３２に沿って往復運動する移動ヨーク３３とを備えたものである。ここでも、図１の直動発電機１と同様に、直動発電機３１が往復運動の軸である上下軸を中心にして回転対称に形成されている。よって、移動ヨーク３３は内側ヨーク３３と呼ぶ。固定ヨーク３２は外側ヨーク３２と呼ぶ。
【００５１】
内側ヨーク３３は、往復運動方向中央部に形成されて外側ヨーク３２に向け隆起した中央部突起３４と、中央部突起３４よりも往復運動一方向側と反対方向側にそれぞれ組み込まれ同極性の磁極を互いに反対の往復運動方向に臨ませた永久磁石３５と、往復運動方向両端部にそれぞれ形成されて外側ヨーク３２に向け隆起した端部突起３６とを有する。
【００５２】
内側ヨーク３３は、中央部突起３４と一体的に形成され中央部突起３４の上下に延びて中央部突起３４よりも外径が小さい円柱状の内側ヨーク本体３３ａと、内側ヨーク本体３３ａと外径が同じ円盤状の２つの永久磁石３５と、内側ヨーク本体３３ａと外径が同じ部分と中央部突起３４と外径が同じ部分とを有するほぼ円柱状の２つの突起用フランジ３３ｂとを軸方向に重ね合わせたものである。内側ヨーク本体３３ａの上に配置された永久磁石３５はＮ極を上に向け、内側ヨーク本体３ａの下に配置された永久磁石３５はＮ極を下に向けている。突起用フランジ３３ｂは、内側ヨーク３３の上端と下端に端部突起３６を形成する。
【００５３】
端部突起３６は、図１の直動発電機１における永久磁石３５と同形状で同じ位置を占める。中央部突起３４は、直動発電機１における中央部突起５と同形状で同じ位置を占める。
【００５４】
外側ヨーク３２は、主コイル３７と第１副コイル３８と第２副コイル３９と主内側壁４０と第１副内側壁４１と第２副内側壁４２と外側壁４３とを有する。これら外側ヨーク３２の各部構成は、図１の直動発電機１の外側ヨーク２と同じであるので、説明は省略する。
【００５５】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は直動発電機３１の動作を説明する図である。
【００５６】
直動発電機３１は、永久磁石３５の形状、配置箇所、磁極の向きが直動発電機１の永久磁石４とは異なるが、内側ヨーク３３と内側ヨーク３とが磁気的にほぼ等価となる。外側ヨーク３２は外側ヨーク２と同一である。このため、内側ヨーク３３が往復運動したときの磁束の変化の様子は、直動発電機１について示した図２（ａ）〜図２（ｃ）と同じになる。
【００５７】
したがって、直動発電機３１においても、磁束が外部に漏れない効果、及び発電量が増加する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態を示す直動発電機の断面図である。
【図２】（ａ）は図１の直動発電機の上位置における断面図、（ｂ）は図１の直動発電機の中立位置における断面図、（ｃ）は図１の直動発電機の下位置における断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す直動発電機の断面図である。
【図４】（ａ）は図３の直動発電機の上位置における断面図、（ｂ）は図３の直動発電機の中立位置における断面図、（ｃ）は図３の直動発電機の下位置における断面図である。
【図５】従来の直動発電機の断面図である。
【図６】（ａ）は図５の直動発電機の上位置における断面図、（ｂ）は図５の直動発電機の中立位置における断面図、（ｃ）は図５の直動発電機の下位置における断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 直動発電機
２ 固定ヨーク（外側ヨーク）
３ 移動ヨーク（内側ヨーク）
４ 永久磁石
５ 中央部突起
６ 主コイル
７ 第１副コイル
８ 第２副コイル
９ 主内側壁
１０ 第１副内側壁
１１ 第２副内側壁
１２ 外側壁
１３ 切れ目
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ヨークと、該固定ヨークから所定の間隙を隔てて該固定ヨークに沿って往復運動する移動ヨークとを備え、
上記移動ヨークは、往復運動方向両端部に取り付けられ同極性の磁極を上記固定ヨークに臨ませた複数の永久磁石と、往復運動方向中央部に形成されて上記固定ヨークに向け隆起した中央部突起とを有し、
上記固定ヨークは、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石から上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石までの範囲内で上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた主コイルと、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第１副コイルと、上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第２副コイルと、上記主コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記移動ヨークの往復運動方向中央部に切れ目が形成された主内側壁と、上記第１副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第１副内側壁と、上記第２副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第２副内側壁と、上記主コイルと上記第１、第２副コイルの上記移動ヨークから遠い側を覆う外側壁とを有することを特徴とする直動発電機。
【請求項２】
固定ヨークと、該固定ヨークから所定の間隙を隔てて該固定ヨークに沿って往復運動する移動ヨークとを備え、
上記移動ヨークは、往復運動方向中央部に形成されて上記固定ヨークに向け隆起した中央部突起と、該中央部突起よりも往復運動一方向側と反対方向側にそれぞれ組み込まれ同極性の磁極を互いに反対の往復運動方向に臨ませた永久磁石と、往復運動方向両端部にそれぞれ形成されて上記固定ヨークに向け隆起した端部突起とを有し、
上記固定ヨークは、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起から上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起までの範囲内で上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた主コイルと、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第１副コイルと、上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第２副コイルと、上記主コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記移動ヨークの往復運動方向中央部に切れ目が形成された主内側壁と、上記第１副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第１副内側壁と、上記第２副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第２副内側壁と、上記主コイルと上記第１、第２副コイルの上記移動ヨークから遠い側を覆う外側壁とを有することを特徴とする直動発電機。
【請求項３】
上記移動ヨークは、円柱状であり、
上記固定ヨークは、上記移動ヨークと同軸に配置され上記移動ヨークの外径より内径が大きい円筒状であり、
上記主コイルと上記第１、第２副コイルは、それぞれ上記固定ヨークと同軸に巻かれていることを特徴とする請求項１又は２記載の直動発電機。
【請求項１】
固定ヨークと、該固定ヨークから所定の間隙を隔てて該固定ヨークに沿って往復運動する移動ヨークとを備え、
上記移動ヨークは、往復運動方向両端部に取り付けられ同極性の磁極を上記固定ヨークに臨ませた複数の永久磁石と、往復運動方向中央部に形成されて上記固定ヨークに向け隆起した中央部突起とを有し、
上記固定ヨークは、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石から上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石までの範囲内で上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた主コイルと、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第１副コイルと、上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記永久磁石よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第２副コイルと、上記主コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記移動ヨークの往復運動方向中央部に切れ目が形成された主内側壁と、上記第１副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第１副内側壁と、上記第２副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第２副内側壁と、上記主コイルと上記第１、第２副コイルの上記移動ヨークから遠い側を覆う外側壁とを有することを特徴とする直動発電機。
【請求項２】
固定ヨークと、該固定ヨークから所定の間隙を隔てて該固定ヨークに沿って往復運動する移動ヨークとを備え、
上記移動ヨークは、往復運動方向中央部に形成されて上記固定ヨークに向け隆起した中央部突起と、該中央部突起よりも往復運動一方向側と反対方向側にそれぞれ組み込まれ同極性の磁極を互いに反対の往復運動方向に臨ませた永久磁石と、往復運動方向両端部にそれぞれ形成されて上記固定ヨークに向け隆起した端部突起とを有し、
上記固定ヨークは、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起から上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起までの範囲内で上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた主コイルと、上記移動ヨークが一方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第１副コイルと、上記移動ヨークが反対方向に最も大きく運動したときのその運動方向と反対側に位置する上記端部突起よりも運動方向の反対方向側に位置して上記移動ヨークの運動方向に対して直角に巻かれた第２副コイルと、上記主コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記移動ヨークの往復運動方向中央部に切れ目が形成された主内側壁と、上記第１副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第１副内側壁と、上記第２副コイルの上記移動ヨークに近い側を覆い上記主内側壁から離間した第２副内側壁と、上記主コイルと上記第１、第２副コイルの上記移動ヨークから遠い側を覆う外側壁とを有することを特徴とする直動発電機。
【請求項３】
上記移動ヨークは、円柱状であり、
上記固定ヨークは、上記移動ヨークと同軸に配置され上記移動ヨークの外径より内径が大きい円筒状であり、
上記主コイルと上記第１、第２副コイルは、それぞれ上記固定ヨークと同軸に巻かれていることを特徴とする請求項１又は２記載の直動発電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１００３９（Ｐ２０１０−１１００３９Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６８６２（Ｐ２００８−２７６８６２）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
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