遊星回転子による多極発電機
【課題】 これまでの発電装置は高速回転が要求され、また、発電機を回転させるとき磁石と磁石が引き合う力が回転の負荷となり、より強い運動エネルギーを必要とした。
【解決手段】 発電機の回転子と固定子の磁極数を多極数にする。また、回転子は駆動軸に固定するものではなく、駆動軸に腕を固着して回転子を支持させる。また、回転子は遊星歯車装置の遊星歯車と同様の回転運動をしながら周回させる。
【解決手段】 発電機の回転子と固定子の磁極数を多極数にする。また、回転子は駆動軸に固定するものではなく、駆動軸に腕を固着して回転子を支持させる。また、回転子は遊星歯車装置の遊星歯車と同様の回転運動をしながら周回させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
運動エネルギーから得られる回転力で発電する、永久磁石とコイルを使った発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の永久磁石を使用する２極発電機では、その発電機を回転させるとき、回転する駆動軸には負荷となる磁石の抵抗が生じていた。
【０００３】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまでの永久磁石とコイルを使った２極発電機では高速回転が要求され、発電機を回転させるとき、磁石と磁石が引き合う力が駆動軸回転の負荷となり、より強い運動エネルギーを必要とした。これまでの技術によれば、この二つの課題がまだ完全に解決されたとは言い切れない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、第一発明は、発電機の回転子と固定子の磁極を多極にした発電機にする。また、第二発明は、駆動軸回転の負荷となる磁石と磁石が引き合う力の影響を軽減させるために、回転子は駆動軸に固定したものではなく、駆動軸に腕を固着して回転子を支持させたものにする。また、第三発明は、多数の固定子を均等割りに配置し、回転子の磁極と相対する固定子との磁力を利用して、遊星歯車装置の遊星歯車が回転周回すると同様に、回転子を回転させながら周回運動させる
【発明の効果】
【０００６】
第一発明では、発電機における回転子と固定子の磁極を多極数設けた発電機となるので、これまでの高速回転の発電機に比べ、低速回転での発電が可能となる。
【０００７】
また、第二発明では、駆動軸に腕を固着して回転子を支持させ、その回転子に回転をしながら周回させることで、駆動軸に固定するものに比べて、駆動軸回転の負荷となる磁石と磁石が引き合う力の影響を、無理なく軽減させることができる。
【０００８】
また、第三発明では、回転子に見合った多数の固定子を均等割りに規則正しく配置配列すると、磁石が引き合う力で、遊星歯車装置の遊星歯車が回転周回すると同様に、回転子を回転させながら周回させることができ、回転子の磁石と固定子が遊星装置の役割を果たすことができる。これらはいずれも二つの課題解決につながり、また、エネルギー消費の削減にも寄与出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の一実施形態を示す図である。
【図２】この発明の基礎を説明するための、磁石と磁石の作用する力に関する図である。
【図３】従来の技術の基礎を示す図である。
【図４】この発明の基礎を説明するための、固定子を磁石にした配置配列図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）この発明の基礎を説明する図４における回転子の磁石と、固定子の磁石が作用する力に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の一実施形態を、図１に示す。
駆動軸１には腕２を固着し、その腕２には回転子となる４極の磁石を配置した磁石回転体５が装着してあり、その周囲には１６個の固定子（▲１▼〜▲１６▼）であるコイル６を均等割りに規則正しく配置したものである。そして、運動エネルギーから得られる回転力で、駆動軸１が回転（Ｉ）すると同時に腕２が回転（ＩＩ）し、その力は磁石回転体５に作用（ＩＩＩ）して、その磁石回転体を回転（ＩＶ）させながら周回運動に導く。
【００１１】
また、この発明の説明をする基礎を、図２（ａ）（ｂ）に示す。
これは回転可能な磁石と磁石を引き離す力の違いを示す図である。そして異方向への力で磁石同士を引き離す力関係を図２（ａ）で示し、また、同一方向への力で磁石同士を引き離す力関係を図２（ｂ）で示す。
【００１２】
そして従来の技術を図３に示す。
従来の発電機では磁石が駆動軸１に固定しているために発電機を回転させると、図３で示すように、磁石５ａとコイル６が相対した直後から、回転子が引力の抵抗（ＶＩ）を受けるために、駆動軸１の回転に負荷を与えていた。
【００１３】
また同じく、この発明の説明をする基礎を図４に示す。
駆動軸１には腕２を固着し、その腕には磁石を４極配置した磁石回転体５が装着してあり、その周囲には、１６個の磁石７（▲１▼〜▲１６▼）を均等割りに配置した図である。図で示すように、運動エネルギーから得られる回転力で駆動軸１が回転（Ｉ）すると、同時に腕２が回転（ＩＩ）し、その力は磁石回転体５に作用（ＩＩＩ）し、磁石回転体を回転（ＩＶ）させながら周回させる。
【００１４】
また、この発明の基礎となる図４の回転運動を図５（ａ）〜（ｅ）に示す。
これらの図は、磁極４極の回転子を４個と、固定子１６個における回転子の回転の一部形態を示しており、図５（ａ）は回転子の磁極と固定子の磁極同士が相対した瞬間の図であり、図５（ｂ）は前記磁極同士が相対した直後の図である。
【００１５】
また、図５（ｂ）の次なる回転位置の図５（ｃ）は、回転子の磁石２個と固定子２個の磁極同士が等間隔で相対した瞬間の図であり、図５（ｄ）は前記磁極同士が等間隔で相対した直後の図である。そして、次なる回転位置の図５（ｅ）は回転子の磁極と固定子の磁極同士が相対した瞬間の図である。
【００１６】
「実施形態の効果」
【００１７】
図２（ａ）で示すように、異方向への力で磁石同士を引き離す時、より強い力が必要であるが、しかし、図２（ｂ）で示すように、同一方向への力で磁石同士を引き離すと、弱い力で引き離すことができる。これは磁石同士の磁力は曲げの力に非常に弱いことを示している。
【００１８】
また、図４に示した機構では、運動エネルギーから得られる回転力で駆動軸を回転させると、同時に腕が無理なく回転し、回転子の磁石と固定子の磁石が相対する全ての相対位置で、磁石と磁石が相対した直後から、回転子の磁石が曲げの体制に入り、相対する回転子の磁石がスムーズに相対位置から離脱することができ、回転子は次なる磁石と磁石の相対位置へ回転する。
【００１９】
また図５（ａ）は、図４で示す回転子の磁石と固定子の磁石が相対した瞬間の図で、イとハは相殺し合う力で駆動軸への影響はなく、ロは磁石同士に垂直な力で、駆動軸回転の抵抗にはならない。
【００２０】
図５（ｂ）は、前記図５（ａ）で示した回転子の磁石と固定子の磁石が相対した直後の図で、曲げの体制に入ったロの負荷となる力は影響力が小さく、その他の磁石同士が引き合う力はイ＜ハであり、ハは駆動軸回転へのプラスの力である。
【００２１】
図５（ｃ）は、前記図５（ｂ）で示した回転子の次なる回転位置で、回転子の磁石２個と固定子２個の磁極同士が等間隔で相対した瞬間の図であり、磁石同士が引き合う力はロ＝ハで力は相殺し合い、駆動軸回転の抵抗は無い。
【００２２】
図５（ｄ）は、前記図５（ｃ）で示した回転子の磁石２個と固定子２個の磁極同士が等間隔で相対した直後の図であり、磁石同士が引き合う力はロ＜ハで、むしろハは駆動軸回転へのプラスの力である。
【００２３】
図５（ｅ）は、前記図５（ｄ）で示した回転子の次なる回転位置で、回転子の磁石と固定子の磁石が相対した瞬間の図であり、磁石同士が引き合う力はロ＝ニで力は相殺し合い、ハは磁石同士が垂直に引き合う力で駆動軸回転への抵抗は無い。また、この図５（ｅ）は磁極の入れ替わりがあるけれど図６（ａ）と同様の形態である。
【００２４】
そして、図１の実施形態で示した発電機構でも、回転子の磁石は回転周回をし、回転子の磁石と固定子のコイルが相対する全ての相対位置で、図５（ａ）〜（ｅ）に示したと同様に、磁石とコイルが相対した直後、コイルに相対する回転子の磁石がスムーズに相対位置から離脱して、回転子と固定子の間に生じる磁力の抵抗がほとんどなく、回転子は次なる磁石とコイルの相対位置へと回転する。
【００２５】
また、この発電機構では、小さな駆動力で回転が可能であり、駆動軸が１回転すると、回転子は配置された複数の固定子と相対を繰り返すために、より低速回転での発電ができ、また、歯車を使用しない非接触の遊星装置で滑らかな回転を示し、駆動軸に負荷を与えない機構である。
【００２６】
「他の実施形態」
これによって発電機の機構も簡略化され、複数の発電機の連結も可能であり、発電機における直流発電、並びに交流発電の機構も回転子の磁石（Ｎ極、Ｓ極）、並びに、固定子のコイル（右巻き、左巻き）の配置配列で決定される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
発電に対する提案であり、いろいろな発電機が対象である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 駆動軸
２ 駆動軸に固着した腕
５ 回転子の磁石回転体
６ 固定子のコイル
７ 固定子の磁石
８ 固定子の磁性体
▲１▼▲１６▼ 固定子番号
【技術分野】
【０００１】
運動エネルギーから得られる回転力で発電する、永久磁石とコイルを使った発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の永久磁石を使用する２極発電機では、その発電機を回転させるとき、回転する駆動軸には負荷となる磁石の抵抗が生じていた。
【０００３】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまでの永久磁石とコイルを使った２極発電機では高速回転が要求され、発電機を回転させるとき、磁石と磁石が引き合う力が駆動軸回転の負荷となり、より強い運動エネルギーを必要とした。これまでの技術によれば、この二つの課題がまだ完全に解決されたとは言い切れない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、第一発明は、発電機の回転子と固定子の磁極を多極にした発電機にする。また、第二発明は、駆動軸回転の負荷となる磁石と磁石が引き合う力の影響を軽減させるために、回転子は駆動軸に固定したものではなく、駆動軸に腕を固着して回転子を支持させたものにする。また、第三発明は、多数の固定子を均等割りに配置し、回転子の磁極と相対する固定子との磁力を利用して、遊星歯車装置の遊星歯車が回転周回すると同様に、回転子を回転させながら周回運動させる
【発明の効果】
【０００６】
第一発明では、発電機における回転子と固定子の磁極を多極数設けた発電機となるので、これまでの高速回転の発電機に比べ、低速回転での発電が可能となる。
【０００７】
また、第二発明では、駆動軸に腕を固着して回転子を支持させ、その回転子に回転をしながら周回させることで、駆動軸に固定するものに比べて、駆動軸回転の負荷となる磁石と磁石が引き合う力の影響を、無理なく軽減させることができる。
【０００８】
また、第三発明では、回転子に見合った多数の固定子を均等割りに規則正しく配置配列すると、磁石が引き合う力で、遊星歯車装置の遊星歯車が回転周回すると同様に、回転子を回転させながら周回させることができ、回転子の磁石と固定子が遊星装置の役割を果たすことができる。これらはいずれも二つの課題解決につながり、また、エネルギー消費の削減にも寄与出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の一実施形態を示す図である。
【図２】この発明の基礎を説明するための、磁石と磁石の作用する力に関する図である。
【図３】従来の技術の基礎を示す図である。
【図４】この発明の基礎を説明するための、固定子を磁石にした配置配列図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）この発明の基礎を説明する図４における回転子の磁石と、固定子の磁石が作用する力に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の一実施形態を、図１に示す。
駆動軸１には腕２を固着し、その腕２には回転子となる４極の磁石を配置した磁石回転体５が装着してあり、その周囲には１６個の固定子（▲１▼〜▲１６▼）であるコイル６を均等割りに規則正しく配置したものである。そして、運動エネルギーから得られる回転力で、駆動軸１が回転（Ｉ）すると同時に腕２が回転（ＩＩ）し、その力は磁石回転体５に作用（ＩＩＩ）して、その磁石回転体を回転（ＩＶ）させながら周回運動に導く。
【００１１】
また、この発明の説明をする基礎を、図２（ａ）（ｂ）に示す。
これは回転可能な磁石と磁石を引き離す力の違いを示す図である。そして異方向への力で磁石同士を引き離す力関係を図２（ａ）で示し、また、同一方向への力で磁石同士を引き離す力関係を図２（ｂ）で示す。
【００１２】
そして従来の技術を図３に示す。
従来の発電機では磁石が駆動軸１に固定しているために発電機を回転させると、図３で示すように、磁石５ａとコイル６が相対した直後から、回転子が引力の抵抗（ＶＩ）を受けるために、駆動軸１の回転に負荷を与えていた。
【００１３】
また同じく、この発明の説明をする基礎を図４に示す。
駆動軸１には腕２を固着し、その腕には磁石を４極配置した磁石回転体５が装着してあり、その周囲には、１６個の磁石７（▲１▼〜▲１６▼）を均等割りに配置した図である。図で示すように、運動エネルギーから得られる回転力で駆動軸１が回転（Ｉ）すると、同時に腕２が回転（ＩＩ）し、その力は磁石回転体５に作用（ＩＩＩ）し、磁石回転体を回転（ＩＶ）させながら周回させる。
【００１４】
また、この発明の基礎となる図４の回転運動を図５（ａ）〜（ｅ）に示す。
これらの図は、磁極４極の回転子を４個と、固定子１６個における回転子の回転の一部形態を示しており、図５（ａ）は回転子の磁極と固定子の磁極同士が相対した瞬間の図であり、図５（ｂ）は前記磁極同士が相対した直後の図である。
【００１５】
また、図５（ｂ）の次なる回転位置の図５（ｃ）は、回転子の磁石２個と固定子２個の磁極同士が等間隔で相対した瞬間の図であり、図５（ｄ）は前記磁極同士が等間隔で相対した直後の図である。そして、次なる回転位置の図５（ｅ）は回転子の磁極と固定子の磁極同士が相対した瞬間の図である。
【００１６】
「実施形態の効果」
【００１７】
図２（ａ）で示すように、異方向への力で磁石同士を引き離す時、より強い力が必要であるが、しかし、図２（ｂ）で示すように、同一方向への力で磁石同士を引き離すと、弱い力で引き離すことができる。これは磁石同士の磁力は曲げの力に非常に弱いことを示している。
【００１８】
また、図４に示した機構では、運動エネルギーから得られる回転力で駆動軸を回転させると、同時に腕が無理なく回転し、回転子の磁石と固定子の磁石が相対する全ての相対位置で、磁石と磁石が相対した直後から、回転子の磁石が曲げの体制に入り、相対する回転子の磁石がスムーズに相対位置から離脱することができ、回転子は次なる磁石と磁石の相対位置へ回転する。
【００１９】
また図５（ａ）は、図４で示す回転子の磁石と固定子の磁石が相対した瞬間の図で、イとハは相殺し合う力で駆動軸への影響はなく、ロは磁石同士に垂直な力で、駆動軸回転の抵抗にはならない。
【００２０】
図５（ｂ）は、前記図５（ａ）で示した回転子の磁石と固定子の磁石が相対した直後の図で、曲げの体制に入ったロの負荷となる力は影響力が小さく、その他の磁石同士が引き合う力はイ＜ハであり、ハは駆動軸回転へのプラスの力である。
【００２１】
図５（ｃ）は、前記図５（ｂ）で示した回転子の次なる回転位置で、回転子の磁石２個と固定子２個の磁極同士が等間隔で相対した瞬間の図であり、磁石同士が引き合う力はロ＝ハで力は相殺し合い、駆動軸回転の抵抗は無い。
【００２２】
図５（ｄ）は、前記図５（ｃ）で示した回転子の磁石２個と固定子２個の磁極同士が等間隔で相対した直後の図であり、磁石同士が引き合う力はロ＜ハで、むしろハは駆動軸回転へのプラスの力である。
【００２３】
図５（ｅ）は、前記図５（ｄ）で示した回転子の次なる回転位置で、回転子の磁石と固定子の磁石が相対した瞬間の図であり、磁石同士が引き合う力はロ＝ニで力は相殺し合い、ハは磁石同士が垂直に引き合う力で駆動軸回転への抵抗は無い。また、この図５（ｅ）は磁極の入れ替わりがあるけれど図６（ａ）と同様の形態である。
【００２４】
そして、図１の実施形態で示した発電機構でも、回転子の磁石は回転周回をし、回転子の磁石と固定子のコイルが相対する全ての相対位置で、図５（ａ）〜（ｅ）に示したと同様に、磁石とコイルが相対した直後、コイルに相対する回転子の磁石がスムーズに相対位置から離脱して、回転子と固定子の間に生じる磁力の抵抗がほとんどなく、回転子は次なる磁石とコイルの相対位置へと回転する。
【００２５】
また、この発電機構では、小さな駆動力で回転が可能であり、駆動軸が１回転すると、回転子は配置された複数の固定子と相対を繰り返すために、より低速回転での発電ができ、また、歯車を使用しない非接触の遊星装置で滑らかな回転を示し、駆動軸に負荷を与えない機構である。
【００２６】
「他の実施形態」
これによって発電機の機構も簡略化され、複数の発電機の連結も可能であり、発電機における直流発電、並びに交流発電の機構も回転子の磁石（Ｎ極、Ｓ極）、並びに、固定子のコイル（右巻き、左巻き）の配置配列で決定される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
発電に対する提案であり、いろいろな発電機が対象である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 駆動軸
２ 駆動軸に固着した腕
５ 回転子の磁石回転体
６ 固定子のコイル
７ 固定子の磁石
８ 固定子の磁性体
▲１▼▲１６▼ 固定子番号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機の固定子並びに、回転子の磁極の数は、多極数を設けたことを特徴とする発電機。
【請求項２】
駆動軸に固着した腕に回転子を支持させることを特徴とする発電機。
【請求項３】
回転子の磁極と固定子の引き合う力を利用して、その回転子を回転させながら周回させる、歯車を使用しない非接触の遊星機構を特徴とする発電機。
【請求項１】
発電機の固定子並びに、回転子の磁極の数は、多極数を設けたことを特徴とする発電機。
【請求項２】
駆動軸に固着した腕に回転子を支持させることを特徴とする発電機。
【請求項３】
回転子の磁極と固定子の引き合う力を利用して、その回転子を回転させながら周回させる、歯車を使用しない非接触の遊星機構を特徴とする発電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９９２３６（Ｐ２０１３−９９２３６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３２４１（Ｐ２０１１−２５３２４１）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（５９７０４４１５１）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（５９７０４４１５１）
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