BR112014033016B1

BR112014033016B1 - Aparelho de conversão de energia

Info

Publication number: BR112014033016B1
Application number: BR112014033016-6A
Authority: BR
Inventors: Katsuyuki Kamibayashi
Original assignee: Katsuyuki Kamibayashi
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2021-03-30
Also published as: IN2014DN11192A; KR20150029730A; EP2871757A1; JP2014011932A; KR101548282B1; CN104584399A; US20140368095A1; DK2871757T3; EP2871757A4; CN104584399B; BR112014033016A2; CA2873558A1; WO2014007078A1; RU2581842C1; JP5153955B1; CA2873558C; EP2871757B1; US8994238B2

Abstract

dispositivo de conversão de energia. [problema] permitir um aumento na saída de um dispositivo de conversão de energia que tem uma pluralidade de ímãs permanentes dispostos em um formato de anel. [solução] uma cobertura (3) é fixada a um retentor de ímã em formato de anel (2) em que ímãs permanentes (1) são alojados. uma porção estendida da cobertura (3) é sustentada por uma roda (6). a roda (6) está em contato com a porção estendida da cobertura (3) e da superfície de fundo de um invólucro (5). assim, o retentor de ímã (2) pode ser girado ligeiramente mesmo quando o peso do retentor de ímã (2) aumenta com o aumento no número dos ímãs permanentes (1) alojados no retentor de ímã (2). portanto, um dispositivo de conversão de energia (100) pode produzir mais energia a partir da energia suprida e, assim, acentuar a saída.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de conversão de energia que executa a conversão de uma em outra dentre energia elétrica e energia mecânica.

TÉCNICA ANTERIOR

[0002] Um gerador converte energia mecânica em energia elétrica. Um motor converte energia elétrica em energia mecânica. A perda de energia é causada durante a conversão entre energia elétrica e energia mecânica. Para aprimorar a eficiência de utilização de energia dada a um gerador ou um motor, a perda causada durante a conversão de energia precisa ser reduzida o máximo possível.

[0003] Por exemplo, um gerador que é configurado de modo que uma pluralidade de ímãs permanentes dispostos em um formato de anel penetre em uma pluralidade de bobinas é proposto anteriormente. No documento no JP-A-2010-283983 (Literatura de Patente 1), por exemplo, um gerador que, embora seja pequeno e leve, tem eficiência de geração alta é revelado. O gerador revelado na literatura descrita acima inclui um anel em que uma pluralidade de ímãs permanentes é alojada, uma bobina é disposta de modo que os ímãs permanentes sejam passados através da rotação do anel e um transportador de roletes para girar e sustentar o anel. O transportador de roletes é disposto sob o anel. De acordo com a configuração descrita acima, como um núcleo de ferro da bobina não é necessário, são alcançadas miniaturização e economia de peso do gerador. Ademais, como o anel é girado por uma força pequena, a perda de energia mecânica é reduzida. Como resultado, mais energia elétrica é tomada do gerador e, portanto, a eficiência de geração é aprimorada.

[0004] No documento no JP-A-2009-22140 (Literatura de Patente 2), por exemplo, é revelado um gerador rotatório em que um rolete de borracha para girar um anel é adicionado à configuração descrita acima em que uma pluralidade de ímãs permanentes dispostos em um formato de anel penetrar em uma pluralidade de bobinas. O rolete de borracha é colocado em contato com uma superfície externa do anel. Dessa forma, o anel é retido pelo rolete de borracha e é girado juntamente com a rotação do rolete de borracha.

[0005] Uma configuração que se assemelha àquela da Literatura de Patente 2 descrita acima é revelada, por exemplo, no documento no JP-A-07-23547 (Literatura de Patente 3) e no Panfleto de Publicação Internacional no W02008/032410 (Literatura de Patente 4). Ou seja, também no gerador revelado em qualquer uma das Literaturas de Patente 3 e 4, um anel para fixar um ímã permanente é colocado em contato com um rolete. O anel é retido e girado pelo rolete.

[0006] LISTA DE CITAÇÕES

[0007] LITERATURA DE PATENTE

[0008] LITERATURA DE PATENTE 1: JP-A-2010-283983

[0009] LITERATURA DE PATENTE 2: JP-A-2009-22140

[0010] LITERATURA DE PATENTE 3: JP-A-07-23547

[0011] LITERATURA DE PATENTE 4: Panfleto de Publicação Internacional n° WO 2008/032410

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA

[0012] No gerador que tem a configuração descrita acima, quando o número de ímãs permanentes é aumentado, uma saída do gerador é aumentada. Alternativamente, quando uma força magnética é aumentada por um ímã permanente que tem um tamanho maior, a saída do gerador é também considerada como aumentada. No entanto, surge um problema de que quando o número dos ímãs permanentes é aumentado ou um tamanho do ímã permanente é ampliado, o peso do anel em que os ímãs permanentes estão montados aumenta.

[0013] Qualquer gerador revelado em cada uma das Literaturas de Patente 1 a 4 descritas acima também tem uma estrutura em que o anel é levemente girado. No entanto, também em qualquer configuração revelada nas literaturas, quando o peso do anel aumenta, um rolete ou um elemento de rolagem é pressionado para baixo a partir de cima do anel. Portanto, é difícil completar uma rotação leve do anel. Quando o anel é girado levemente, a perda de energia cinética aumenta juntamente com a rotação do anel. Dessa forma, a saída do gerador não é aumentada, diferentemente das expectativas.

[0014] De acordo com a configuração da Literatura de Patente 1, por exemplo, quando o anel torna-se pesado, como o elemento de rolagem(esfera metálica) é pressionada para baixo a partir de cima pelo anel, o elemento de rolagem move-se lentamente. Para solucionar o problema descrito acima, considera-se que o elemento de rolagem é ampliado e uma área de contato do elemento de rolagem com o anel é reduzida. No entanto, quando o elemento de rolagem é ampliado, o gerador torna-se maior em tamanho. Além disso, como a bobina é enrolada em torno do anel e do mancal, quando um tamanho do elemento de rolagem é ampliado, um diâmetro da bobina torna-se grande. Como resultado, a bobina move-se mais para longe do ímã. Quando a bobina move-se mais para longe do ímã, a energia (potência) tomada do gerador é reduzida.

[0015] Ademais, de acordo com a configuração revelada na Literatura de Patente 2, quando o anel torna-se pesado, uma área de contato entre o anel e o rolete de borracha torna-se grande. Quando a área de contato torna-se grande, uma força de atrito aumento. Portanto, um movimento suave do anel é impedido. Ademais, surge um problema de que uma ideia é necessária em vista de uma estrutura em que quando o anel torna-se pesado, o mesmo é sustentado pelo rolete de borracha.

[0016] Também no caso das configurações reveladas nas Literaturas de Patente 3 e 4, quando o peso do anel aumenta, uma ideia é considerada como necessária em vista da estrutura em que o anel é sustentado pelo rolete. Ademais, há uma possibilidade de que, quando o rolete é tornado volumoso para sustentar o anel, seja difícil girar o rolete de modo suave.

[0017] Também no caso em que os geradores revelados nas Literaturas de Patente 1 a 4 são usados como um motor, surge o mesmo problema. Ou seja, de acordo com as configurações reveladas nas Literaturas de Patente 1 a 4, quando o peso do anel aumenta devido a um aumento no número dos ímãs permanentes ou um aumento em um tamanho do ímã permanente, como é difícil de girar o anel, é difícil aumentar a saída do motor. No entanto, embora as Literaturas de Patente 1 a 4 revelem uma estrutura em que o anel em que os ímãs permanentes são montados é girado e retido, nenhuma descrição é especificamente feita sobre uma estrutura que é necessária para aumentar mais a saída do aparelho de conversão de energia (o gerador ou o motor).

[0018] Para solucionar os problemas descritos acima, é um objetivo da presente invenção tornar possível aumentar a saída do aparelho de conversão de energia que inclui os ímãs permanentes dispostos em um formato de anel.

SOLUÇÃO DO PROBLEMA

[0019] Um aparelho de conversão de energia de acordo com um aspecto da presente invenção é um aparelho de conversão de energia que executa conversão de uma em outra dentre energia elétrica e energia mecânica. O aparelho de conversão de energia inclui um anel de ímã. O anel de ímã inclui um retentor de ímã em formato de anel em que é formada uma caixa de ímã cuja parte superior é aberta, um ímã permanente que é alojado na caixa de ímã do retentor de ímã, uma cobertura que é formada em um formato de anel que tem uma largura maior que aquela do retentor de ímã e que é fixada a uma superfície superior do retentor de ímã de modo a ter o mesmo centro que aquele do retentor de ímã e que tem uma parte de extensão que se estende em uma direção radial do retentor de ímã a partir do retentor de ímã e uma engrenagem que é fixada na cobertura e no retentor de ímã de modo a ter o mesmo centro que aquele do retentor de ímã e da cobertura. O aparelho de conversão de energia inclui, ainda, um invólucro em formato de anel que aloja o anel de ímã e em que uma parte de janela para expor parte da engrenagem ao exterior é formada, uma pluralidade de rodas que são dispostas entre uma superfície interna do invólucro e o retentor de ímã de modo a estar em contato com uma superfície de fundo do invólucro e a parte de extensão da cobertura, um membro de definição através do qual cada eixo geométrico de rotação da pluralidade de rodas é passado e que define uma distância relativa entre a pluralidade de rodas e pelo menos uma bobina que é enrolada em torno do invólucro.

[0020] De acordo com a configuração descrita acima, o anel de ímã é sustentado pela pluralidade de rodas que são intercaladas entre a parte de extensão da cobertura e a superfície de fundo do invólucro. Como o peso do anel de ímã é distribuído pela pluralidade de rodas, uma força aplicada a uma roda é reduzida. Ademais, cada roda é colocada em contato através de uma área pequena com a parte de extensão da cobertura e da superfície de fundo do invólucro. Portanto, mesmo se o peso do anel de ímã aumentar, as rodas são giradas levemente. Ou seja, o anel de ímã é girado levemente. Como o anel de ímã é girado levemente, a perda de energia juntamente com a rotação do anel de ímã é reduzida. Dessa forma, a saída do aparelho de conversão de energia que inclui os ímãs permanentes que são dispostos em um formato de anel é aumentada.

[0021] Na configuração descrita acima, o aparelho de conversão de energia pode ser um aparelho (isto é, um motor) que converte energia elétrica em energia mecânica, ou um aparelho (isto é, um gerador) que converte energia mecânica em energia elétrica.

[0022] O número das caixas de ímã que são formadas no anel de ímã pode ser pelo menos um e não é particularmente limitado. De uma forma similar, a bobina pode ser pelo menos uma ou múltiplas.

[0023] Preferencialmente, cada uma dentre a pluralidade de rodas inclui pelo menos duas placas circulares que são conectadas através do eixo geométrico de rotação.

[0024] De acordo com a configuração descrita acima, não apenas cada uma das rodas é girada levemente, mas também a durabilidade das rodas é aprimorada. No caso em que a roda é configurada por uma placa circular única, uma espessura da placa circular deve ser ampliada para resistir a uma força (carga devido ao peso do anel) aplicada a cada uma das rodas. No entanto, quando a espessura da placa circular é ampliada, uma área de contato da roda com a parte de extensão da cobertura e a superfície de fundo do invólucro torna-se grande. Como resultado, há uma possibilidade de que a rotação das rodas seja deteriorada. De acordo com a configuração descrita acima, como a força aplicada a cada uma das rodas é distribuída pela pluralidade de placas circulares, uma força aplicada a uma placa circular é reduzida. A placa circular é girada levemente e a durabilidade da placa circular também é aprimorada. Dessa forma, não apenas cada uma das rodas é girada levemente, mas também a durabilidade das rodas é aprimorada.

[0025] Preferencialmente, o aparelho de conversão de energia inclui, ainda, um elemento de rolagem que é disposto entre uma superfície interna do invólucro e pelo menos um dentre a cobertura e o retentor de ímã.

[0026] De acordo com a configuração descrita acima, o anel de ímã é girado de modo estável. Uma força centrífuga tua sobre o anel de ímã juntamente com a rotação do anel de ímã. Há uma possibilidade de que o anel de ímã vibre em uma superfície horizontal. Pelo elemento de rolagem, a vibração do anel de ímã é suprimida. Ademais, o elemento de rolagem auxiliar a rotação do anel de ímã. Como resultado, o anel de ímã é girado de modo estável.

[0027] Preferencialmente, um raio interno da engrenagem é maior que aquele do invólucro. O elemento de rolagem é disposto entre a gear e a superfície interna do invólucro.

[0028] De acordo com a configuração descrita acima, o anel de ímã é girado de modo estável. Preferencialmente, o aparelho de conversão de energia inclui, ainda, um recipiente que é fornecido sobre o invólucro e um ímã esférico que é alojado no recipiente de modo que seja girado livremente no recipiente.

[0029] De acordo com a configuração descrita acima, quando são usadas a repulsão e a atração entre o ímã esférico e os ímãs permanentes que estão alojados no retentor de ímã, o anel de ímã é girado mais levemente.

[0030] Preferencialmente, uma seção transversal do retentor de ímã ao longo de uma direção radial do retentor de ímã é aproximadamente retangular. Uma seção transversal do invólucro ao longo de uma direção radial do invólucro é aproximadamente retangular. Uma seção transversal da bobina é aproximadamente retangular.

[0031] De acordo com a configuração descrita acima, um vão entre o retentor de ímã e o invólucro é reduzido. Dessa forma, um vão entre a bobina que é enrolada em torno do invólucro e o ímã permanente que é alojado no retentor de ímã também é reduzido. Quando o vão entre o ímã permanente e a bobina é reduzido, o acoplamento magnético entre o ímã permanente e a bobina é aumentado. Dessa forma, a saída do aparelho de conversão de energia é aumentada.

[0032] Preferencialmente, o aparelho de conversão de energia é um gerador. A engrenagem é engatada a uma engrenagem de uma fonte de potência.

[0033] De acordo com a configuração descrita acima, o gerador de uma saída alta é alcançado.

[0034] Preferencialmente, o aparelho de conversão de energia é um motor. O motor inclui, ainda, um estator que é disposto voltado para o invólucro.

[0035] De acordo com a configuração descrita acima, o motor de uma saída alta é alcançado.

[0036] Preferencialmente, o estator é fornecido no exterior do invólucro, o aparelho de conversão de energia inclui, ainda, um anel de ímã adicionado que é fornecido no exterior do estator e que tem uma pluralidade de ímãs permanentes dispostos em um formato de anel, uma bobina adicionada através da qual o anel de ímã adicionado é passado e um estator adicionado que é disposto no exterior do anel de ímã adicionado.

[0037] De acordo com a configuração descrita acima, o aparelho de conversão de energia de uma saída alta é alcançado.

[0038] Preferencialmente, o estator é fornecido no exterior do invólucro, o aparelho de conversão de energia inclui, ainda, um anel de ímã adicionado que é fornecido no exterior do estator e em que é formada uma engrenagem que tem o mesmo número de tentes que aqueles da engrenagem e que inclui uma pluralidade de ímãs permanentes dispostos em um formato de anel, uma bobina adicionada através da qual o anel de ímã adicionado é passado e um mecanismo de sincronização para sincronizar mutualmente as rotações do anel de ímã e do anel de ímã adicionado. O mecanismo de sincronização inclui uma primeira engrenagem que é engatada à engrenagem, uma segunda engrenagem que é engatada à engrenagem adicionada e um eixo geométrico de rotação que conecta a primeira e a segunda engrenagens. O número de dentes da primeira engrenagem e o número de dentes da segunda engrenagem são iguais entre si.

[0039] De acordo com a configuração descrita acima, como o anel de ímã interno e o anel de ímã externo (anel de ímã adicionado) são girados em sincronização entre si, o estator é tornado comum entre os dois anéis de ímãs. Quando os dois anéis de ímã são girados em sincronização entre si, a saída do aparelho de conversão de energia é aumentada.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0040] De acordo com a presente invenção, o anel de ímã é sustentado e girado pela pluralidade de rodas que são intercaladas entre a parte de extensão da cobertura e a superfície de fundo do invólucro. Portanto, mesmo se o peso do anel de ímã aumenta, o anel de ímã é girado levemente. Dessa forma, a saída do aparelho de conversão de energia que inclui os ímãs permanentes que são dispostos em um formato de anel é aumentada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0041] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de topo que ilustra esquematicamente uma parte principal de um aparelho de conversão de energia de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

[0042] A Figura 2 é uma vista em seção transversal que ilustra uma seção transversal do aparelho de conversão de energia ao longo de uma direção II-II da Figura 1. 1.

[0043] A Figura 3 é uma vista em seção transversal que ilustra uma seção transversal do aparelho de conversão de energia ao longo de uma direção III-III da Figura 1.

[0044] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um retentor de ímã ilustrado nas Figuras 1 a 3.

[0045] A Figura 5 é uma vista em seção transversal que ilustra uma seção transversal do retentor de ímã ao longo de uma direção V-V da Figura 4.

[0046] A Figura 6 é uma vista para descrever uma disposição de ímãs permanentes no retentor de ímã.

[0047] A Figura 7 é uma vista que ilustra um primeiro exemplo de configuração dos ímãs permanentes.

[0048] A Figura 8 é uma vista que ilustra um segundo exemplo de configuração dos ímãs permanentes.

[0049] A Figura 9 é uma vista que ilustra um exemplo do retentor de ímã que é configurado de modo a ser desmontado.

[0050] A Figura 10 é uma vista que ilustra um exemplo de uma estrutura sobre uma junção de ambos os componentes do retentor de ímã.

[0051] A Figura 11 é uma primeira vista que ilustra uma configuração sobre uma bobina.

[0052] A Figura 12 é uma segunda vista que ilustra uma configuração sobre a bobina.

[0053] A Figura 13 é uma vista de topo que ilustra uma disposição de uma pluralidade de rodas.

[0054] A Figura 14 é uma vista que ilustra um exemplo de uma configuração de um membro de definição.

[0055] A Figura 15 é uma vista de topo do membro de definição e da roda ilustrados na Figura 14.

[0056] A Figura 16 é uma vista que ilustra outro exemplo de uma configuração do membro de definição.

[0057] A Figura 17 é uma vista esquemática para descrever uma vantagem devido à roda.

[0058] A Figura 18 é uma vista lateral de uma configuração ilustrada na Figura 17.

[0059] A Figura 19 é uma vista para descrever a roda configurada por uma placa circular única.

[0060] A Figura 20 é uma vista que ilustra uma configuração de um primeiro exemplo comparativo.

[0061] A Figura 21 é uma vista de topo que ilustra uma configuração de um segundo exemplo comparativo.

[0062] A Figura 22 é uma vista em elevação que ilustra parte do exemplo comparativo ilustrado na Figura 21.

[0063] A Figura 23 é uma vista para descrever uma seção transversal de uma bobina geral.

[0064] A Figura 24 é uma vista em seção transversal que ilustra esquematicamente uma relação de disposição entre o retentor de ímã e a bobina de acordo com a modalidade da presente invenção.

[0065] A Figura 25 é uma vista em perspectiva de topo que ilustra esquematicamente uma parte principal de um aparelho de conversão de energia de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

[0066] A Figura 26 é uma vista para descrever uma assistência de rotação do ímã permanente através de um ímã esférico.

[0067] A Figura 27 é uma vista que ilustra um primeiro exemplo de modificação do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção.

[0068] A Figura 28 é uma vista que ilustra um segundo exemplo de modificação do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção.

[0069] A Figura 29 é uma vista que ilustra um terceiro exemplo de modificação do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção.

[0070] A Figura 30 é uma vista que ilustra um exemplo em que o aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção é usado como um gerador.

[0071] A Figura 31 é uma vista lateral para descrever esquematicamente uma configuração ilustrada na Figura 30.

[0072] A Figura 32 é uma vista que ilustra um exemplo em que o aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção é usado como um motor.

[0073] A Figura 33 é uma vista lateral para descrever esquematicamente uma configuração ilustrada na Figura 32.

[0074] A Figura 34 é uma vista esquemática que ilustra outro exemplo do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção.

[0075] A Figura 35 é uma vista esquemática que ilustra ainda outro exemplo do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção.

[0076] A Figura 36 é uma vista que ilustra um exemplo de configuração de um mecanismo em que dois anéis de ímã são girados em sincronização entre si.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0077] Doravante, as modalidades da invenção serão descritas em detalhes em referência aos desenhos anexos. Nota-se que, nas figuras, os mesmos componentes ou componentes equivalentes são indicados pelos mesmos numerais de referência e as descrições dos mesmos não serão repetidas.

PRIMEIRA MODALIDADE

[0078] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de topo que ilustra esquematicamente uma parte principal de um aparelho de conversão de energia de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. Figura 2 é uma vista em seção transversal que ilustra uma seção transversal do aparelho de conversão de energia ao longo de uma direção II-II da Figura 1. A Figura 3 é uma vista em seção transversal que ilustra uma seção transversal do aparelho de conversão de energia ao longo de III-III da Figura 1.

[0079] Em referência às Figuras 1 a 3, o aparelho de conversão de energia 100 é instalado em uma superfície horizontal. No presente relatório descritivo, um termo da "superfície horizontal" significa uma superfície que cruza a direção da gravidade. A superfície horizontal não é limitada a uma superfície que cruza uma direção da gravidade estritamente em um ângulo de 90°. Nota-se que o aparelho de conversão de energia 100 é preferencialmente instalado em uma superfície em que um ângulo entre a superfície e a direção da gravidade é próximo a 90° o máximo possível, em vista das operações do aparelho de conversão de energia 100. Ademais, no presente relatório descritivo, uma direção para cima e para baixo significa uma direção da gravidade (direção vertical).

[0080] O aparelho de conversão de energia 100 inclui um ímã permanente 1, um retentor de ímã 2, uma cobertura 3, uma engrenagem 4, um invólucro 5, uma roda 6, um elemento de rolagem 7 e uma bobina 8. Um anel de ímã é configurado pelo ímã permanente 1, pelo retentor de ímã 2, pela cobertura 3 e pela engrenagem 4.

[0081] O ímã permanente 1 é alojado em uma caixa de ímã 2a que é formada no retentor de ímã 2. Na Figura 1, dez ímãs permanentes são ilustrados de modo a serem alojados no retentor de ímã 2. Nota-se que está configuração é um exemplo e que o número dos ímãs permanentes 1 que são alojados no retentor de ímã 2 pode ser pelo menos um.

[0082] Como o ímã permanente 1, um ímã de terra rara é preferencialmente usado. Em geral, um ímã de terra rara tem uma força magnética forte (corça coerciva) em comparação a um ímã de ferrita que tem o mesmo tamanho. Como o ímã de terra rara, por exemplo, um ímã de samário-cobalto ou um ímã de neodímio é usado. Na modalidade da presente invenção, particularmente, um ímã de neodímio é preferencialmente usado.

[0083] Em comparação a um ímã de samário-cobalto, em geral, um ímã de neodímio tem uma força magnética forte (força coerciva) com o mesmo tamanho. Dessa forma, por exemplo, um ímã permanente pequeno é usado. Alternativamente, em comparação a um invólucro em que um ímã de samário-cobalto que tem o mesmo tamanho é usado, uma saída do aparelho de conversão de energia é aumentada (muita energia é retirada) com o uso de um ímã de neodímio. Nota-se que na modalidade da presente invenção, os ímãs permanentes, exceto um ímã de terra rara, não são excluídos. Certamente, é também possível usar um ímã de ferrita como o ímã permanente 1.

[0084] O retentor de ímã 2 é formado em um formato de anel e retém o ímã permanente 1. Uma parte superior da caixa de ímã 2a é aberta. Dessa forma, o ímã permanente 1 é inserido na caixa de ímã 2a a partir de uma parte superior do retentor de ímã 2. No retentor de ímã 2, uma pluralidade de caixas de ímã é formada. Quando os ímãs permanentes 1 são inseridos nas caixas de ímã 2a, os ímãs permanentes 1 são dispostos em um formato de anel. Os ímãs permanentes 1 não são limitados de modo a serem alojados em todas as caixas de ímã 2a e o ímã permanente 1 pode não ser alojados em pelo menos uma caixa da pluralidade de caixas de ímã 2a.

[0085] O retentor de ímã 2 é fabricado por um material não magnético. No invólucro de materiais não magnéticos, um material do retentor de ímã 2 não é particularmente limitado. Em uma modalidade, o retentor de ímã 2 é formado por um metal não magnético (por exemplo, alumínio). Há uma possibilidade de que quando a temperatura do ímã permanente 1 torna-se excessivamente alta, o ímã permanente 1 seja desmagnetizado. Ou seja, uma força magnética do ímã permanente 1 pode ser enfraquecida. Quando o retentor de ímã 2 é formado por um metal não magnético, o calor gerado no ímã permanente 1 é difundido eficazmente para o exterior e, portanto, uma possibilidade de que o problema acima seja causado é reduzida. Em outra modalidade, o retentor de ímã 2 é formado por um material de resina. Quando o retentor de ímã 2 é formado por um material de resina, um peso do retentor de ímã 2 torne-se leve. Adicionalmente, uma vantagem de que o retentor de ímã 2 é fácil de formar é obtida.

[0086] A cobertura 3 é formada em um formato de anel e cobre uma superfície superior do retentor de ímã 2. A cobertura 3 é fixada ao retentor de ímã 2 de modo a ter o mesmo centro que aquele do retentor de ímã 2. Uma largura da cobertura 3 é formada maior que aquela do retentor de ímã 2. Dessa forma, em um estado em que a cobertura 3 é fixada ao retentor de ímã 2, uma parte de extensão 3a é formada na cobertura 3. A parte de extensão 3a é parte da cobertura 3 que se projeta a partir do retentor de ímã 2. Na modalidade, a parte de extensão 3a estende-se em uma direção de diâmetro interno do retentor de ímã 2.

[0087] A engrenagem 4 é fixada mecanicamente na cobertura 3 e no retentor de ímã 2. A engrenagem 4 é formada em um formato de anel e disposta no mesmo centro que aquele do retentor de ímã 2 juntamente com a cobertura 3. Para fixar a engrenagem 4 e a cobertura 3, um parafuso 11 é usado. O parafuso 11 penetra a engrenagem 4 e a cobertura 3 e é fixado no retentor de ímã 2.

[0088] Uma superfície superior da engrenagem 4 é processada de modo que uma cabeça do parafuso 11 não se projete a partir de uma superfície superior da engrenagem 4. Na engrenagem 4, os dentes externos são formados de modo a serem engatados a uma engrenagem externa (não ilustrada) do aparelho de conversão de energia 100. Os dentes externos da engrenagem 4 são direcionados para o exterior em relação a um eixo geométrico de rotação do retentor de ímã 2

[0089] Da mesma maneira que na cobertura 3, uma largura da engrenagem 4 é maior que aquela do retentor de ímã 2. Quando a engrenagem 4 é fixada à cobertura 3, a engrenagem 4 estende-se a partir do retentor de ímã 2 na direção de diâmetro interno do retentor de ímã 2. A largura da engrenagem 4 é menor que aquela da cobertura 3. Especificamente, um diâmetro interno da engrenagem 4 é maior que aquele da cobertura 3. Um diâmetro externo da engrenagem 4 é aproximadamente o mesmo que aquele da cobertura 3. Dessa forma, é formado um espaço entre uma superfície interna do invólucro 5 e a engrenagem 4. O elemento de rolagem 7 é disposto no espaço.

[0090] O invólucro 5 aloja o anel de ímã, a saber, o retentor de ímã 2 em que os ímãs permanentes estão alojados, a cobertura 3 e a engrenagem 4. O invólucro 5 é formado em um formato de anel com um centro comum àquele do retentor de ímã 2, da cobertura 3 e da engrenagem 4. Um ponto P ilustra o centro comum do retentor de ímã 2, da cobertura 3, da engrenagem 4 e do invólucro 5. O centro ilustrado pelo ponto P corresponde ao eixo geométrico de rotação ilustrado nas Figuras 2 e 3. Além disso, nas figuras a serem descritas adiante, uma relação entre o ponto P e o eixo geométrico de rotação é a mesma que a relação descrita acima e, portanto, as descrições não serão repetidas.

[0091] Uma parte de janela 5a para expor parte da engrenagem 4 ao exterior é formada no invólucro 5. Na parte de janela 5a, uma engrenagem externa (não ilustrada) é engatada à engrenagem 4. Quando parte da engrenagem 4 é exposta, uma porção em que a parte de janela 5a é formada não é limitada. Ademais, a parte de janela 5a não é limitada a ser formada em uma porção do invólucro 5, mas pode ser formada em uma pluralidade de porções do invólucro 5.

[0092] A roda 6 tem placas circulares 6a e 6b e um eixo geométrico de rotação 6c para conectar as placas circulares 6a e 6b. A roda 6 é disposta entre a superfície interna do invólucro 5 e o retentor de ímã 2. Ademais, a roda 6 é colocada em contato com um fundo do invólucro 5 e a parte de extensão 3a da cobertura 3. Ou seja, a roda 6 sustenta a parte de extensão 3a da cobertura 3 para assim sustentar o retentor de ímã 2 em que os ímãs permanentes 1 estão alojados. Juntamente com a rotação do retentor de ímã 2, a roda 6 é girada. Juntamente com a rotação da roda 6, o retentor de ímã 2 é girada suavemente.

[0093] Para distribuir o peso do anel de ímã, a saber, uma soma do peso do retentor de ímã 2, da cobertura 3 e da engrenagem 4, o número das rodas 6 é preferencialmente maior. Portanto, o número das rodas 6 é preferencialmente dois ou mais. Ademais, para girar estavelmente o retentor de ímã 2, o número das rodas 6 é preferencialmente três ou mais. Idealmente, as rodas 6 são colocadas em contato com a cobertura 3 através dos pontos. Uma superfície plana é definida através de três pontos. Quando o número das rodas 6 é três, a cobertura 3 é colocada em contato com as respectivas rodas 6. Como resultado, uma superfície da cobertura 3 é acoplada com a “uma superfície plana” descrita acima. Dessa forma, durante a rotação do retentor de ímã 2, por exemplo, a cobertura 3 é impedida de inclinar ou vibrar para cima e para baixo.

[0094] Os eixos geométricos de rotação 6c das respectivas rodas 6 são passados através do membro de definição 9. Assim, as distâncias relativas entre a pluralidade de rodas 6 são definidas. Mesmo se a cobertura 3 for girada juntamente com a rotação do retentor de ímã 2, as distâncias relativas entre a pluralidade de rodas 6 não são alteradas pelo membro de definição 9. Como resultado, as rodas 6 sustentam de modo estável a cobertura 3 e continuam a girar suavemente o retentor de ímã 2. Para girar suavemente a roda 6 o máximo possível, o membro de definição 9 é preferencialmente formado de modo que uma porção em contato com o eixo geométrico de rotação 6c seja pequena o máximo possível. Um exemplo específico do membro de definição 9 será descrito em detalhes adiante.

[0095] Na modalidade, o retentor de ímã 2 é suspenso peça cobertura 3 e as rodas 6 sustentam a cobertura 3. Dessa forma, a cobertura 3 desejavelmente tem certo nível de resistência. Nota-se que um material da cobertura 3 não é particularmente limitado e os exemplos incluem um metal e uma resina. Ademais, as rodas 6 também precisam ter resistência capaz de resistir ao pelo do retentor de ímã 2, da cobertura 3 e da engrenagem 4. Ademais, no caso em que o retentor de ímã 2 é girado em alta velocidade, as rodas 6 também são giradas em alta velocidade juntamente com a rotação da cobertura 3. Para esse propósito, as rodas 6 são preferencialmente leves o máximo possível de modo a serem giradas em alta velocidade. Dessa forma, as rodas 6 são formadas, por exemplo, por um metal (por exemplo, alumínio).

[0096] O elemento de rolagem 7 é uma esfera não magnética. O elemento de rolagem 7 é colocado em contato com a engrenagem 4 e a superfície interna do invólucro 5. Como resultado, durante a rotação do retentor de ímã 2, o retentor de ímã 2 é impedido de vibrar em uma direção para esquerda e para direita (direção radial do retentor de ímã 2). A cobertura 3 é colocada em contato com as rodas 6; no entanto, uma força de atrito entre a cobertura 3 e as rodas 6 é pequena. Dessa forma, há uma possibilidade de que durante a rotação do retentor de ímã 2, a cobertura 3 deslize na direção para esquerda e para direita através de uma força centrífuga. Quando o elemento de rolagem 7 que está em contato com a engrenagem 4 e a superfície interna do invólucro 5 é disposto, a cobertura 3 é impedida de deslizar na direção para esquerda e para direita. Portanto, o retentor de ímã 2 é impedido de vibrar na direção para esquerda e para direita (direção radial do retentor de ímã 2). Dessa forma, a rotação do retentor de ímã 2 é estabilizada.

[0097] Ademais, um mancal de esfera é configurado pelo invólucro 5, pelo elemento de rolagem 7 e pela 5 engrenagem 4. A rotação do elemento de rolagem 7 permite que a rotação do retentor de ímã 2 seja auxiliada. Como resultado, também, a rotação do retentor de ímã 2 é estabilizada.

[0098] Adicionalmente à engrenagem 4 e à superfície interna do invólucro 5, o elemento de rolagem 7 é colocado em contato com uma superfície de topo (superfície voltada para a engrenagem 4) de um lado interno do invólucro 5. Assim, durante a rotação do retentor de ímã 2, a vibração do retentor de ímã 2 é suprimida não apenas na direção para esquerda e para direita, mas também na direção para cima e para baixo.

[0099] Ademais, um cilindro (rolete) pode ser usado como o elemento de rolagem 7. Nesse invólucro, o cilindro (rolete) é fornecido de modo que uma superfície lateral do cilindro (rolete) seja colocada em contato com a engrenagem 4 e a superfície interna do invólucro 5. De acordo com a configuração descrita acima, o retentor de ímã 2 é impedido de vibrar na direção para esquerda e para direita (direção radial do retentor de ímã 2).

[00100] A bobina 8 é enrolada em torno de um carretel 10. O carretel 10 é passado através do invólucro 5. Dessa forma, a bobina 8 é enrolada em torno do invólucro 5. O número de voltas da bobina 8 e um material de linha da mesma não são particularmente limitados. Adicionalmente, o carretel 10 exerce um papel também como um membro de sustentação para sustentar o aparelho de conversão de energia 100 na superfície plana.

[00101] Uma seção transversal do retentor de ímã 2 é retangular. Ademais, uma seção transversal do invólucro 5 também é retangular. Há uma possibilidade de que, no caso em que uma seção transversal do carretel é circular, uma distância entre o retentor de ímã 2 e a bobina 8 torne-se maior. Quando uma distância entre a bobina 8 e o ímã permanente 1 torna-se grande, uma força de acoplamento magnético entre a bobina 8 e o ímã permanente 1 é reduzida. No entanto, na modalidade, já que uma seção transversal do carretel 10 também é retangular, a distância entre o retentor de ímã 2 e o bobina 8 é encurtada o máximo possível. Como resultado, a força de acoplamento magnético entre a bobina 8 e o ímã permanente 1 é deixa de ser reduzida.

[00102] Para ilustrar claramente uma estrutura da roda 6 nas Figuras 2 e 3, a roda 6 é amplamente retratada na direção para esquerda e para direita. No entanto, uma largura na direção para esquerda e para direita da roda 6 é preferencialmente pequena o máximo possível.

[00103] Na Figura 1, cinco bobinas 8 são ilustradas. No entanto, o número das bobinas 8 pode ser um no mínimo e não é particularmente limitado. No caso em que o número das bobinas 8 é múltiplo, uma pluralidade das bobinas é preferencialmente disposta de modo equiângulo em uma circunferência definida pelo invólucro 5.

[00104] O aparelho de conversão de energia 100 de acordo com a modalidade da presente invenção é configurado de modo a executar a conversão de uma em outra dentre energia elétrica (potência) e energia mecânica (energia cinética). Em uma modalidade, o aparelho de conversão de energia 100 é usado como um gerador. Nesse invólucro, uma engrenagem externa que é engatada à engrenagem 4 é girada por uma fonte de potência. Portanto, a energia cinética para girar o retentor de ímã 2 é dada ao aparelho de conversão de energia 100. Quando os ímãs permanentes 1 que estão alojados no retentor de ímã 2 penetram em uma parte interna da bobina 8, uma voltagem é gerada na bobina 8. Dessa forma, a energia elétrica é retirada do aparelho de conversão de energia 100. Ou seja, o aparelho de conversão de energia 100 converte energia mecânica em energia elétrica.

[00105] Em outra modalidade, o aparelho de conversão de energia 100 é usado como um motor. Nesse invólucro, o retentor de ímã 2 funciona como um rotador e a pluralidade de bobinas 8 funcionada como um estator. Quando uma voltagem é aplicada a cada uma dentre a pluralidade de bobinas 8, a energia elétrica é gerada para o aparelho de conversão de energia 100. A pluralidade de bobinas 8 é disposta em um ângulo elétrico predeterminado. Uma polaridade de uma voltagem aplicada a cada uma dentre a pluralidade de primeiras bobinas é comutada em sincronização com o ângulo elétrico. Como resultado, o retentor de ímã 2 em que os ímãs permanentes 1 estão alojados é girado. Ou seja, o aparelho de conversão de energia 100 converte energia elétrica em energia mecânica. Um exemplo de um estilo de utilização do aparelho de conversão de energia 100 será descrito em detalhes adiante.

[00106] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um retentor de ímã 2 ilustrado nas Figuras 1 a 3. A Figura 5 é uma vista em seção transversal que ilustra uma seção transversal do retentor de ímã 2 ao longo de uma direção V-V da Figura 4. Em referência às Figuras 4 e 5, a pluralidade de caixas de ímã 2a é formada no retentor de ímã 2. Uma parte superior da caixa de ímã 2a é aberta. Ademais, os furos de parafuso 2b para fixar os parafusos 11 ilustrados nas Figuras 2 e 3 são formados no retentor de ímã 2.

[00107] A Figura 6 é uma vista para descrever uma disposição de ímãs permanentes no retentor de ímã. Em referência à Figura 6, dez ímãs permanentes 1a a 1j são dispostos e retidos ao longo da circunferência 12 no retentor de ímã 2. Para retirada contínua de energia elétrica ou para rotação contínua do retentor de ímã 2, dois ímãs permanentes adjacentes são dispostos no retentor de ímã 2 de modo que ambos das mesmas polaridades (polo N ou polo S) voltem-se uma para o outro.

[00108] A partir de um ponto de vista de uma função para executar a conversão de uma em outra dentre energia mecânica e energia elétrica, o número dos ímãs permanentes que estão alojados no retentor de ímã 2 pode ser um no mínimo. Nota- se que, a partir de um ponto de vista de atingir um equilíbrio do peso do retentor de ímã 2, é preferencial que uma pluralidade de ímãs permanentes seja disposta de modo isotrópico no retentor de ímã 2. Como resultado, como a rotação do retentor de ímã 2 é estabilizada, é possível girar o retentor de ímã 2 em alta velocidade.

[00109] Ademais, quando os ímãs permanentes são dispostos de modo que as mesmas polaridades voltem-se uma para outra, o número dos ímãs permanentes que estão alojados no retentor de ímã 2 não é limitado a dez. Em conformidade com um desempenho e um tamanho do aparelho de conversão de energia 100 ou uma disposição e o número das bobinas 8, o número dos ímãs permanentes que são alojados no retentor de ímã 2 é determinado de modo apropriado.

[00110] A Figura 7 é uma vista que ilustra um primeiro exemplo de configuração dos ímãs permanentes. Em referência à Figura 7, o ímã permanente 1 inclui uma pluralidade de blocos de ímã 1.1, cada um dos quais é formado de uma forma similar à hélice. Um comprimento (espessura do bloco de ímã 1.1) de uma parte periférica externa do bloco de ímã 1.1 é t1. Quando um número apropriado dos blocos de ímã 1.1 é disposto, um comprimento L1 de uma periferia externa do ímã permanente 1 é aproximada a um comprimento de uma periferia externa da caixa magnética 2a (consulte a Figura 4) o máximo possível. Dessa forma, um número de blocos de ímã 1.1 é disposto na caixa de ímã 2a o máximo possível. Ambos dois blocos de ímã adjacentes são dispostos de modo que um polo N e um polo S voltem-se um para o outro.

[00111] A Figura 8 é uma vista que ilustra um segundo exemplo de configuração dos ímãs permanentes. Em referência à Figura 8, o ímã permanente 1 inclui uma a pluralidade de blocos de ímã 1.2 de paralelepípedo retangular (retangular). Uma espessura do bloco de ímã 1.2 é t2. Da mesma maneira que na configuração ilustrada na Figura 7, quando um número apropriado dos blocos de ímã 1.1 é disposto, um comprimento L2 do ímã permanente 1 é aproximado a um comprimento de uma periferia interna da caixa magnética 2a (consulte a Figura 4) o máximo possível. Da mesma maneira que na configuração ilustrada na Figura 7, ambos dois blocos de ímã adjacentes são dispostos de modo que um polo N e um polo S voltem-se um para o outro.

[00112] Conforme descrito acima, um ímã permanente que tem uma força coerciva forte, tal como um ímã de neodímio, é aplicável ao ímã permanente 1. No entanto, no invólucro de um único bloco de ímã, como um tamanho do mesmo é maior, é mais difícil obter uma força magnética de acordo com o tamanho. Na presente modalidade, quando uma pluralidade de blocos de ímã é disposta em linha, um ímã permanente 1 é configurado. Quando o número dos blocos de ímã é ajustado, é possível ajustar uma força magnética. Dessa forma, uma força magnética do ímã permanente 1 é aumentada.

[00113] Para passar o retentor de ímã 2 através da pluralidade de bobinas 8, por exemplo, o retentor de ímã 2 é configurado para ser desmontado. A Figura 9 é uma vista que ilustra um exemplo do retentor de ímã 2 que é configurado de modo a ser desmontado. Em referência à Figura 9, por exemplo, o retentor de ímã 2 pode ser desmontado em oito partes 2.1 a 2.8. Através da junção de todas as partes, o retentor de ímã 2 é formado.

[00114] A Figura 10 é uma vista que ilustra um exemplo de uma estrutura sobre uma junção de ambos os componentes do retentor de ímã. Em referência à Figura 10, quatro furos de pino 2d, duas partes côncavas 2e e duas partes convexas 2f são formadas em uma superfície de junção do componente 2.1. Por outro lado, também em um lado da superfície de junção do componente 2.2, furos de pino são formados em posições correspondentes aos furos de pino 2d e pinos 2g são inseridos nos furos de pino. Ademais, na superfície de junção do componente 2.2, as partes convexas 2h que são engatadas às partes côncavas 2e do componente 2.1 e as partes convexas 2i que são engadas às partes convexas 2f do componente 2.1 são formadas. Os pinos 2g são inseridos nos furos de pino 2d e as partes côncavas são engatadas às partes convexas. Assim, o componente 2.1 e o componente 2.2 são unidos entre si. Uma estrutura da junção de ambos os outros componentes também é a mesma conforme aquela ilustrada na Figura 10.

[00115] Adicionalmente, a cobertura 3, a engrenagem 4 e o invólucro 5 também são formados em um formato de anel. Dessa forma, a cobertura 3, a engrenagem 4 e o invólucro 5 também são configurados de modo a serem desmontados em uma pluralidade de partes, in da mesma maneira que no retentor de ímã 2. Para uma configuração de juntar uma pluralidade de partes, uma configuração similar àquela do retentor de ímã 2 é aplicável.

[00116] A Figura 11 é uma primeira vista que ilustra uma configuração sobre a bobina 8. A Figura 12 é uma segunda vista que ilustra uma configuração sobre a bobina. Em referência às Figuras 11 e 12, o carretel 10 em torno do qual a bobina 8 é enrolada é fixado a uma base 15 por pinos 10a e parafusos 10b. Uma superfície da base 15 corresponde a uma superfície de instalação do aparelho de conversão de energia 100. Os pinos 10a são instalados na superfície da base 15.

[00117] Adicionalmente, furos de parafuso são formados na base 15. Em uma porção do carretel 10 que é colocada em contato com a superfície da base 15, os furos de pino em que os pinos 10a são inseridos em direção a um lado interno do carretel 10 são formados e furos passantes para passar os parafusos 10b são formados. Tanto os pinos como os parafusos não são limitados a serem necessários e o carretel 10 é também fixado na base 15 por qualquer um dos pinos e dos parafusos.

[00118] O carretel 10 da bobina 8 pode ser configurado, por exemplo, de modo a ser dividido na direção para cima e para baixo. Nesse invólucro, o carretel 10 é montado de modo a intercalar o invólucro 5 e a bobina 8 é enrolada em torno do carretel 10. Após a bobina 8 ser enrolada em torno do carretel 10, conforme ilustrado nas Figuras 11 e 12, o carretel 10 é instalado na base 15. Ademais, não apenas o carretel 10, mas também a bobina 8, podem ser divididos. No invólucro desta configuração, mesmo se cada um dentre o retentor de ímã 2, a cobertura 3, a engrenagem 4 e o invólucro 5 não for dividido em uma pluralidade de partes, o aparelho de conversão de energia pode ser montado.

[00119] Continuamente, a configuração para sustentar e girar o retentor de ímã 2 será descrita em detalhes. Na modalidade da presente invenção, a cobertura 3 que é fixada ao retentor de ímã 2 é sustentada pela pluralidade de rodas 6. Ademais, a pluralidade de rodas 6 é girada juntamente com a rotação do retentor de ímã 2 (rotação da cobertura 3).

[00120] A Figura 13 é uma vista de topo que ilustra uma disposição da pluralidade de rodas 6. Em referência à Figura 13, os eixos geométricos de rotação da pluralidade de rodas 6 são passados através do membro de definição 9. O membro de definição 9 é formado em um formato de anel anular. Dessa forma, a pluralidade de rodas 6 é disposta na circunferência. Uma distância relativa (distância D ilustrada na Figura 13) entre duas rodas 6 é mantida constante pelo membro de definição 9. Adicionalmente, a pluralidade de rodas 6 é disposto de modo equiângulo na circunferência. Dessa forma, a cobertura 3 é retida de modo estável. Assim, o retentor de ímã 2 que é fixado à cobertura 3 é girado de modo estável. Quando a cobertura 3 e o retentor de ímã 2 são girados, todas dentre a pluralidade de rodas 6 e o membro de definição 9 são girados ao longo da circunferência determinada pelo membro de definição 9.

[00121] A Figura 14 é uma vista que ilustra um exemplo de uma configuração de um membro de definição. A Figura 15 é uma vista de topo do membro de definição e da roda ilustrados na Figura 14. Em referência às Figuras 14 e 15, o eixo geométrico de rotação 6c é formado como um pino para fixar as placas circulares 6a e 6b. Os furos passantes para passar o eixo geométrico de rotação 6c são formados nas placas circulares 6a e 6b. Ademais, um furo passante 9a para passar o eixo geométrico de rotação 6c (pino) é formado também no membro de definição 9.

[00122] A Figura 16 é uma vista que ilustra outro exemplo de uma configuração do membro de definição. Em referência à Figura 16, um entalhe 9b é formado no membro de definição 9. O entalhe 9b é enganchado no eixo geométrico de rotação 6c da roda 6. Para reduzir uma força de atrito entre o eixo geométrico de rotação 6c e o membro de definição 9 o máximo possível, o furo passante 9a ou o entalhe 9b é preferencialmente formado de modo que uma parte de contato mútua entre o eixo geométrico de rotação 6c e o membro de definição 9 seja reduzida o máximo possível. Ademais, não sendo limitado às configurações ilustradas nas Figuras 14 a 16 e várias configurações são adotadas no membro de definição.

[00123] A Figura 17 é uma vista esquemática para descrever uma vantagem devido às rodas 6. Em referência à Figura 17, para facilitar a explicação, a cobertura 3 a qual o retentor de ímã 2 é fixado e a engrenagem 4 que é fixada à cobertura 3 são supostas como sustentadas pelas três rodas 6. Os ímãs permanentes 1 são alojados no retentor de ímã 2. Ademais, para facilitar a explicação, o membro de definição 9 não é ilustrado na Figura 17.

[00124] O peso total da cobertura 3, da engrenagem 4 e do retentor de ímã 2, incluindo os ímãs permanentes 1, é aplicada às três rodas 6. Dessa forma, uma força F1 (carga) é aplicada para baixo a uma porção em que a roda 6 é colocada em contato com a cobertura 3. Por outro lado, por uma reação contra a carga para a roda 6, uma força F2 que tem o mesmo tamanho que aquele da força F1 é aplicada para cima a uma porção em que a roda 6 é colocada em contato com o invólucro 5.

[00125] A força F1 é igual a um tamanho obtido por divisão do peso da cobertura 3, da engrenagem 4 e do retentor de ímã 2, incluindo os ímãs permanentes 1, pelo número das rodas 6. Na modalidade da presente invenção, a pluralidade de rodas é usada. Dessa forma, a força F1 aplicada a uma roda 6 é reduzida. Conforme o número das rodas 6 é aumentado mais, a força F1 é mais reduzida.

[00126] A Figura 18 é uma vista lateral da configuração ilustrada na Figura 17. Em referência à Figura 18, uma parte de contato 16a é uma parte em que a placa circular 6a é colocada em contato com a cobertura 3. Uma parte de contato 16b é uma parte em que a placa circular 6a é colocada em contato com o invólucro 5. De uma forma similar, uma parte de contato 16c é uma parte em que a placa circular 6b é colocada em contato com a cobertura 3 e uma parte de contato 16d é uma parte em que a placa circular 6b é colocada em contato com o invólucro 5. Uma largura da roda 6 é definida em W e as larguras das placas circulares 6a e 6b são definidas em W1.

[00127] Conforme ilustrado na Figura 18, na modalidade da presente invenção, cada uma das forças F1 e F2 é distribuída e aplicada às duas placas circulares 6a e 6b. Dessa forma, uma força que é aplicada a uma placa circular é ainda mais reduzida. Ademais, as larguras W1 das partes de contato 16a a 16d são pequenas.

[00128] Conforme descrito acima, de acordo com a modalidade da presente invenção, como o peso do anel de ímã (o retentor de ímã 2, a cobertura 3 e a engrenagem 4) é distribuído entre a pluralidade de rodas 6, uma força aplicada a uma das rodas 6 é reduzida. Ademais, cada uma das rodas 6 é colocada em contato através de uma área pequena com a parte de extensão da cobertura 3 e da superfície de fundo do invólucro 5. Portanto, mesmo se o peso do anel de ímã aumentar, as rodas 6 são giradas levemente. Assim, o anel de ímã é girado levemente.

[00129] Como o anel de ímã é girado levemente, a perda de energia juntamente com a rotação do anel de ímã é reduzida. Dessa forma, a saída do aparelho de conversão de energia 100 é aumentada.

[00130] Para aumentar a força de acoplamento magnético entre a bobina (não ilustrada na Figura 18) e os ímãs permanentes 1 que são alojados no retentor de ímã 2, uma distância entre os mesmos precisa ser mantida encurtada o máximo possível. A bobina é enrolada em torno do invólucro 5. Dessa forma, para encurtar uma largura da roda 6 o máximo possível, a roda 6 é considerada como configurada por uma placa circular única. No entanto, no caso em que a placa circular única é usada como a roda 6, surge um problema a ser descrito adiante.

[00131] A Figura 19 é uma vista para descrever a roda configurada por uma placa circular única. Em referência à Figura 19, a largura do eixo geométrico de rotação 6c é uma largura W2 e a largura da roda 6 é menor que a largura W ilustrada na Figura 18. Dessa forma, uma distância entre o ímã permanente 1 e a bobina (não ilustrada na Figura 19) é encurtada. No entanto, as forças F1 e F2 são aplicadas apenas à placa circular 6b. Dessa forma, a placa circular 6b é prensada por uma força maior em comparação à configuração ilustrada na Figura 18. Mesmo se as larguras das partes de contato 16a e 16b forem encurtadas, como uma força aplicada à placa circular 6b torna-se grande, a placa circular 6b é difícil de girar levemente em comparação à configuração ilustrada na Figura 18. Ademais, surge um problema de durabilidade da placa circular 6b já que a força aplicada à placa circular 6b é grande. Para aprimorar a durabilidade da placa circular 6a, a largura da placa circular 6b é considerada como ampliada. No entanto, há uma possibilidade de que, como as larguras das partes de contato 16a e 16b tornam-se grandes, a rotação das rodas é deteriorada.

[00132] Na modalidade da presente invenção, a roda 6 é configurada por uma pluralidade de placas circulares. Como resultado, como a força aplicada a cada roda é distribuída pela pluralidade de placas circulares, uma força aplicada a uma placa circular é reduzida. Ademais, uma área de uma parte em que a uma placa circular é colocada em contato com a cobertura 3 e a superfície de fundo do invólucro 5 é pequena. Dessa forma, as rodas 6 são giradas levemente. Ademais, a durabilidade das placas circulares que configuram a roda 6 também é aprimorada. Quando as rodas 6 são giradas levemente, a perda de energia é reduzida. Dessa forma, a saída do aparelho de conversão de energia é aumentada.

[00133] Quando o número das placas circulares por roda é aumentado, uma força aplicada a uma placa circular é reduzida; no entanto, a largura da roda torna-se grande. Dessa forma, na modalidade, a roda 6 é configurada pelas duas placas circulares 6a e 6b. Nota-se que no caso em que uma largura aceitável da roda 6 tem uma margem, o número das placas circulares pode ser mais de dois.

[00134] As características da configuração descrita acima serão descritos em mais detalhes em comparação às outras configurações. A Figura 20 é uma vista que ilustra uma configuração de um primeiro exemplo comparativo. Essa configuração é essencialmente a mesma que aquela revelada na Literatura de Patente 1 (JP-A- 2010-283983). Em referência à Figura 20, os mancais 21 são instalados na superfície de fundo do invólucro 5. O retentor de ímã 2 é montado nos mancais 21 e, assim, sustentado.

[00135] O mancal 21 inclui um suporte 21a e esferas 21b. Quando o retentor de ímã 2 é girado, as esferas 21b são giradas. Assim, o retentor de ímã 2 é girado levemente. No entanto, a superfície de fundo do retentor de ímã 2 é colocada em contato com as esferas 21b que são incorporadas sob o retentor de ímã 2. Como o número das esferas que são colocadas em contato com o retentor de ímã 2 aumenta, a soma das áreas de contato torna-se grande.

[00136] Ademais, quando o número dos ímãs permanentes 1 que são alojados no retentor de ímã 2 é aumentado, o peso do retentor de ímã 2 aumenta. Quando o peso do retentor de ímã 2 aumenta, as esferas 21b são prensadas para baixo pelo retentor de ímã 2. O atrito entre a superfície de fundo do retentor de ímã 2 e as esferas 21b aumenta devido à razão de aspereza de superfície do retentor de ímã 2. Dessa forma, quando o peso do retentor de ímã 2 aumenta, as esferas 21b são difíceis de girar e o retentor de ímã é girado lentamente.

[00137] Para solucionar o problema descrito acima, quando as esferas 21b são ampliadas, a área de contato entre o retentor de ímã 2 e as esferas 21b é considerado como reduzido. No entanto, quando as esferas 21b são ampliadas, então tanto o retentor de ímã 2 e como os mancais 21 são alojados no invólucro 5, uma área de seção transversal (um espaço interno do invólucro 5) do invólucro 5 deve ser ampliada. No entanto, uma área de seção transversal do retentor de ímã 2 não é alterada. Portanto, uma distância entre a bobina enrolada em torno do invólucro 5 e o ímã permanente no retentor de ímã 2 torna-se grande. Quando a distância entre a bobina e o ímã permanente torna-se grande, como a força de acoplamento magnético é reduzida, a saída do aparelho de conversão de energia é difícil de aumentar.

[00138] Para lidar com o que foi exposto acima, de acordo com a modalidade da presente invenção, a cobertura 3 que é fixada ao retentor de ímã 2 é sustentada por rodas verticalmente orientadas 6. A "orientação vertical" significa um estado em que as placas circulares 6a e 6b são orientadas verticalmente de modo que o eixo geométrico de rotação esteja na direção horizontal. Em comparação com a configuração da Figura 20, como a roda 6 é colocada em contato com apenas uma parte pequena da cobertura 3, a área de contato é pequena. Dessa forma, o retentor de ímã 2 é girado levemente. Ademais, um diâmetro da roda 6 é aproximadamente o mesmo nível que uma altura do retentor de ímã 2. Dessa forma, a necessidade de ampliar particularmente o espaço interno do invólucro 5 é eliminada. Como resultado, uma distância entre a bobina e os ímãs permanentes que são alojados no retentor de ímã 2 é encurtada.

[00139] A Figura 21 é uma vista de topo que ilustra uma configuração de um segundo exemplo comparativo. A Figura 22 é uma vista em elevação que ilustra parte do exemplo comparativo ilustrado na Figura 21. As configurações ilustradas nas figuras ilustram esquematicamente configurações de partes de recurso reveladas na Literatura de Patente 2 (JP-A-2009-22140), na Literatura de Patente 3 (JP-A-07 23547) e na Literatura de Patente 4 (Panfleto de Publicação internacional n° W02008/032410). Em referência às Figuras 21 e 22, o retentor de ímã 2 é sustentado pelo rolete 23. Ademais, o rolete 23 auxilia a rotação do retentor de ímã 2. Conforme ilustrado na Figura 22, o eixo geométrico de rotação 23a do rolete 23 estende-se na direção para cima e para baixo. Em outras palavras, o rolete 23 é orientado horizontalmente. A configuração ilustrada nas Figuras 21 e 22 difere essencialmente da configuração de acordo com a modalidade da presente invenção no ponto descrito acima.

[00140] Quando o número dos ímãs permanentes 1 que estão alojados no retentor de ímã 2 é aumentado, o peso do retentor de ímã 2 aumenta. Na configuração da Literatura de Patente 2, por exemplo, um rolete de borracha é usado. Dessa forma, quando o peso do retentor de ímã 2 aumenta, uma área de uma parte (parte de contato 23b) que é colocada em contato com o retentor de ímã 2 torna-se grande em uma superfície do rolete 23. Assim, como uma força de atrito aumenta, o retentor de ímã 2 é girado lentamente. Ademais, uma possibilidade é considerada em que, por exemplo, o eixo geométrico de rotação 23a do rolete 23 é inclinado a partir da direção para cima e para baixo devido ao peso do retentor de ímã 2. Também no caso em que o rolete 23 é distorcido, conforme descrito acima, o rolete 23 é difícil de girar. Como resultado, o retentor de ímã 2 é girado lentamente.

[00141] Para lidar com o problema descrito acima, de acordo com a modalidade da presente invenção, a cobertura 3 que é fixada ao retentor de ímã 2 é sustentada pelas rodas orientadas verticalmente 6. Não há problema de que, como uma força é aplicada ao eixo geométrico de rotação da roda na direção para cima e para baixo, o eixo geométrico de rotação da roda é inclinado. Dessa forma, o retentor de ímã 2 é girado levemente em comparação à configuração das Figuras 21 e 22.

[00142] Ademais, de acordo com a modalidade da presente invenção, um formato de seção transversal do invólucro 5 é aproximadamente retangular. O formato de seção transversal significa um formato de uma seção transversal em uma direção radial do anel. Assim, um formato de seção transversal do carretel 10 também é permitido ser aproximadamente retangular. De uma forma similar, um formato de seção transversal do retentor de ímã 2 também é aproximadamente retangular.

[00143] A Figura 23 é uma vista para descrever uma seção transversal de uma bobina geral. Em referência à Figura 23, uma seção transversal da bobina 8 é circular. Na bobina 8, o retentor de ímã 2 em que os ímãs permanentes 1 estão alojados é disposto. No entanto, na bobina 8, um espaço desperdiçado aumenta e uma distância entre o ímã permanente 1 e a bobina 8 torna-se grande. Como resultado, a força de acoplamento magnético entre o ímã permanente 1 e a bobina 8 é reduzida.

[00144] A Figura 24 é uma vista em seção transversal que ilustra esquematicamente uma relação de disposição entre o retentor de ímã e a bobina de acordo com a modalidade da presente invenção. Em referência à Figura 24, a seção transversal da bobina 8 é retangular. Ou seja, a bobina 8 é enrolada em torno do retentor de ímã 2 ao longo de um formato de seção transversal do retentor de ímã 2. Assim, como uma distância entre o ímã permanente 1 e a bobina 8 é encurtada, a força de acoplamento magnético entre o ímã permanente 1 e a bobina 8 é aumentada em comparação à configuração ilustrada na Figura 23. Como resultado, a saída do aparelho de conversão de energia 100 é aumentada.

[00145] Conforme descrito acima, de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, a cobertura 3 é fixada ao retentor de ímã em formato de anel 2 em que os ímãs permanentes 1 estão alojados. A parte de extensão 3a da cobertura 3 é sustentada pela roda 6. A roda 6 é orientada verticalmente e colocada em contato com a parte de extensão 3a da cobertura 3 e a superfície de fundo do invólucro 5. Assim, quando o número dos ímãs permanentes 1 que estão alojados no retentor de ímã 2 aumenta, mesmo se o peso do retentor de ímã 2 aumentar, o retentor de ímã 2 é girado levemente. Ou seja, a perda de energia (perda de energia cinética) é reduzida juntamente com a rotação do retentor de ímã 2. Dessa forma, de acordo com a primeira modalidade, o aparelho de conversão de energia 100 retira mais energia da dada energia. Ou seja, de acordo com a primeira modalidade, a saída do aparelho de conversão de energia é aumentada.

SEGUNDA MODALIDADE

[00146] A Figura 25 é uma vista em perspectiva de topo que ilustra esquematicamente uma parte principal de um aparelho de conversão de energia de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. Em referência às Figuras 1 e 25, o aparelho de conversão de energia 101 de acordo com a segunda modalidade difere do aparelho de conversão de energia 100 de acordo com a primeira modalidade em que o aparelho de conversão de energia 101 inclui, ainda, recipientes 31 formados sobre o retentor de ímã 2 e os ímãs esféricos 32 que estão alojados nos recipientes 31 de modo a serem girados livremente. As configurações dos outros componentes do aparelho de conversão de energia 101 são as mesmas que aquelas dos componentes que correspondem ao aparelho de conversão de energia 100 ilustrado na Figura 1 e, portanto, as descrições não serão repetidas subsequentemente.

[00147] O recipiente 31 é disposto entre duas bobinas 8. O recipiente 31 é sustentado, por exemplo, por um membro de sustentação que é instalado de modo a circundar o invólucro 5. Nesse invólucro, uma disposição do recipiente 31 é determinada de modo que o membro de sustentação não interfira na parte de janela 5a do invólucro 5. Nota-se que um método e uma unidade para fixar o recipiente 31 não são particularmente limitados.

[00148] Os ímãs esféricos 32 são ímãs permanentes. Os ímãs esféricos 32 exercem um papel na assistência da rotação dos ímãs permanentes 1 que estão alojados no retentor de ímã 2. Quando os ímãs esféricos 32 são ímãs permanentes, um tipo dos mesmos não é particularmente limitado. Ademais, um tamanho do ímã esférico 32 também é determinado apropriadamente.

[00149] A Figura 26 é uma vista para descrever uma assistência da rotação do ímã permanente através do ímã esférico. A Figura 26A ilustra um primeiro estágio da rotação do ímã permanente. A Figura 26B ilustra um segundo estágio da rotação do ímã permanente. A Figura 26C ilustra um terceiro estágio da rotação do ímã permanente. Por questão de conveniência de ilustração, na Figura 26, a pluralidade de ímãs permanentes 1 é ilustrada de modo a mover-se linearmente da esquerda para a direita no papel.

[00150] Em primeiro lugar, conforme ilustrado na Figura 26A, na primeira etapa, um polo S do ímã esférico 32 é suposto como direcionado para baixo. Durante o movimento da pluralidade de ímãs permanentes 1, um polo S de certo ímã permanente aproxima-se do polo S do ímã esférico 32. Dessa forma, o ímã permanente repele o ímã esférico 32. Como o ímã permanente 1 é retido no retentor de ímã 2, o ímã esférico 32 recebe uma influência da repulsão. Dessa forma, o ímã esférico 32 é girado. Através da rotação do ímã esférico 32, um polo N do ímã esférico 32 é direcionado para baixo.

[00151] Em seguida, conforme ilustrado na Figura 26B, na segunda etapa, a atração ocorre entre o polo S do ímã permanente e o polo N do ímã esférico 32. Através de uma parte de componente em uma direção de avanço da pluralidade de ímãs permanentes 1 nessa atração, rotação da pluralidade de ímãs permanentes 1 é auxiliada.

[00152] Continuamente, conforme ilustrado na Figura 26C, na terceira etapa, o polo N do ímã permanente descrito acima ou do ímã permanente seguinte aproxima- se do polo N do ímã esférico 32. Assim, a repulsão ocorre novamente e o ímã esférico 32 é girado novamente. A rotação do ímã esférico 32 permite que o polo S do ímã esférico 32 seja direcionado para baixo. Como a atração ocorre entre o polo N do ímã permanente e o polo S do ímã esférico 32, uma parte de componente na direção de avanço da pluralidade de ímãs permanentes 1 é causada. Subsequentemente, os estados ilustrados nas Figuras 26A a 26C são repetidos.

[00153] Para tornar as descrições compreensíveis, na Figura 26, os ímãs permanentes 1 que estão alojados nas caixas de ímã 2a do retentor de ímã 2 são ilustrados. Conforme descrito acima, o ímã permanente 1 é configurado por uma pluralidade de blocos de ímã (consulte as Figuras 7 e 8). Uma vantagem exercida entre cada um dentre a pluralidade de blocos de ímã e o ímã esférico 32 é mesma que aquela ilustrada na Figura 26.

[00154] Conforme descrito acima, de acordo com a segunda modalidade, o retentor de ímã 2 em que os ímãs permanentes estão alojados é girado mais levemente pelo ímã esférico. EXEMPLO DE MODIFICAÇÃO DE CONFIGURAÇÃO DE APARELHO DE CONVERSÃO DE ENERGIA

[00155] A configuração do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção não é limitada à configuração descrita acima. Adiante, os exemplos de modificação da configuração descrita acima para girar o retentor de ímã 2 levemente serão descritos. Ademais, os seguintes exemplos de modificação podem ser combinados de modo apropriado com a configuração descrita acima.

[00156] A Figura 27 é uma vista que ilustra um primeiro exemplo de modificação do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção. Em referência à Figura 27, no invólucro 5, uma roda 36 é fornecida adicionalmente à roda 6. A roda 36 tem a mesma configuração que aquela da roda 6 e inclui placas circulares 36a e 36b e um eixo geométrico de rotação 36c que conecta as placas circulares 36a e 36b. Ademais, a roda 36 também é preferencialmente fornecida em pluralidade da mesma maneira que nas rodas 6. Portanto, são fornecidos os membros de definição 39 para definir uma distância relativa entre uma pluralidade das rodas 36. O eixo geométrico de rotação 36c da roda 36 é passado através do membro de definição 39. Sobre uma configuração do membro de definição 39, é adotada a mesma configuração que aquela do membro de definição 9 ilustrado nas Figuras 14 a 16.

[00157] A roda 36 está localizada no lado oposto da roda 6 em relação ao retentor de ímã 2, a saber, no exterior do retentor de ímã 2. Na configuração ilustrada na Figura 27, uma parte de extensão 3b que se estende para o exterior do retentor de ímã 2 ao longo de uma direção radial da cobertura 3 é formada na cobertura 3. A roda 36 é colocada em contato com a parte de extensão 3b da cobertura 3 e da superfície de fundo do invólucro 5.

[00158] De acordo com a configuração descrita acima, a cobertura 3 à qual o retentor de ímã 2 é fixado é sustentada pela pluralidade de rodas 6 e pela pluralidade de rodas 36. Assim, todo o peso do retentor de ímã 2, da cobertura 3 e da engrenagem 4 é distribuído entre mais rodas. Dessa forma, como uma força aplicada a uma roda é mais reduzida, as rodas são giradas levemente. Dessa forma, o retentor de ímã 2 é girado levemente. Como o retentor de ímã 2 é girado levemente, por exemplo, o número dos ímãs permanentes que estão alojados no retentor de ímã 2 é também aumentado. Como resultado, a saída do aparelho de conversão de energia é mais aumentada.

[00159] A Figura 28 é uma vista que ilustra um segundo exemplo de modificação do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção. Em referência à Figura 28, a parte de fundo do retentor de ímã 2 é processada de modo a estar em contato com os elementos de rolagem 7a e 7b. Os elementos de rolagem 7a e 7b são dispostos na superfície de fundo do invólucro 5 e auxiliar a rotação do retentor de ímã 2.

[00160] Como o anterior, no caso em que a roda 6 não é fornecida, todo o peso do retentor de ímã 2, da cobertura 3 e da engrenagem 4 é aplicado aos elementos de rolagem 7a e 7b. Portanto, há uma possibilidade de que quando o peso do retentor de ímã 2 aumenta, o retentor de ímã 2 seja girado lentamente. No entanto, na modalidade da presente invenção, a cobertura 3 a qual o retentor de ímã 2 é fixado é sustentada pela roda 6. Dessa forma, uma força aplicada aos elementos de rolagem 7a e 7b é pequena. Nota-se que os elementos de rolagem não precisam ser limitados a serem dispostos em ambas duas partes da parte de fundo do retentor de ímã 2. O elemento de rolagem pode ser fornecido em apenas qualquer uma das duas partes da parte de fundo do retentor de ímã 2 ilustrado na Figura 28.

[00161] A Figura 29 é uma vista que ilustra um terceiro exemplo de modificação do aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção. Em referência à Figura 29, os dentes da engrenagem 4 são direcionados ao lado do eixo geométrico de rotação do retentor de ímã 2. Dessa forma, a parte de janela 5a do invólucro 5 é formada de modo a ser direcionada ao lado do eixo geométrico de rotação do retentor de ímã 2. Conforme descrito acima, os dentes da engrenagem 4 podem ser direcionados a qualquer lado do diâmetro externo e do diâmetro interno do invólucro 5.

EXEMPLO DE APLICAÇÃO

[00162] A Figura 30 é uma vista que ilustra um exemplo em que o aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção é usado como um gerador. A Figura 31 é uma vista lateral para descrever esquematicamente a configuração ilustrada na Figura 30.

[00163] Em referência às Figuras 30 e 31, a engrenagem 4 é engatada a uma engrenagem externa 41. A engrenagem 41 é conectada a um eixo geométrico de rotação de um motor 42 como uma fonte de potência. A potência é suprida ao motor 42 a partir de uma fonte de alimentação 43 para assim girar a engrenagem 41. Assim, a engrenagem 4 do aparelho de conversão de energia 100 é girada. Ou seja, a energia mecânica é dada ao aparelho de conversão de energia 100. Como o retentor de ímã 2 é girado através da rotação da engrenagem 4, os ímãs permanentes 1 passam através das bobinas 8. Como resultado, a potência é retirada das bobinas 8.

[00164] A aplicação do gerador e a aplicação da potência retirada das bobinas 8 não são particularmente limitadas. Ademais, na Figura 31, o motor 42 é ilustrado como a fonte de potência para girar a engrenagem 41. No entanto, a fonte de potência para girar a engrenagem 41, a saber, uma fonte de suprimento de energia mecânica não é particularmente limitada. Por exemplo, uma combustão interna (mecanismo motor) pode ser usada como uma fonte de potência. Ademais, a engrenagem 41 pode ser girada, por exemplo, por um mecanismo de rolagem com o uso de força de trabalho.

[00165] A Figura 32 é uma vista que ilustra um exemplo em que o aparelho de conversão de energia de acordo com a modalidade da presente invenção é usado como um motor (motor elétrico). A Figura 33 é uma vista lateral para descrever esquematicamente a configuração ilustrada na Figura 32. Em referências às Figuras 32 e 33, uma pluralidade de estatores 45 é disposta a um ângulo elétrico predeterminado no exterior do retentor de ímã 2. O ângulo elétrico predeterminado é determinado em conformidade com a disposição da pluralidade de bobinas 8. Conforme ilustrado na Figura 32, quando visto em duas dimensões, um estator 45 é disposto entre duas bobinas 8. O estator 45 é configurado por um núcleo e uma bobina enrolada em torno do núcleo.

[00166] A parte de janela 5a do invólucro 5 é formada, por exemplo, em uma parte superior do invólucro 5 de modo a não interferir no estator 45. A engrenagem 4 é engatada a uma engrenagem externa 46. Quando uma polaridade de corrente da pluralidade de estatores 45 é comutada, a pluralidade de ímãs permanentes 1 que é disposta no retentor de ímã 2 em um formato de anel é girada.

[00167] A polaridade de corrente de cada um dos estatores 45 é comutada, por exemplo, por um comutador (não ilustrado). Nesse invólucro, o comutador é girado em conjunto com o retentor de ímã 2. O comutador pode ser girado, por exemplo, em conjunto com a engrenagem 46. Alternativamente, uma corrente pode ser aplicada às bobinas dos estatores 45 de modo a gerar um campo magnético giratório na pluralidade de estatores 45. Várias tecnologias conhecidas são aplicadas e um campo magnético gerado na pluralidade de estatores 45 é subsequentemente comutado. Assim, o retentor de ímã 2 em que a pluralidade de ímãs permanentes 1 estão alojados é girado.

[00168] De acordo com a configuração descrita acima, através da rotação do retentor de ímã 2, a energia mecânica é retirada do aparelho de conversão de energia 100. Ademais, potência é também gerada na pluralidade de bobinas 8. A potência gerada na pluralidade de bobinas 8 é colocada em uso prático para vários propósitos.

[00169] Ademais, uma corrente cuja polaridade é comutada pode fluir através de cada uma dentre a pluralidade de bobinas 8 de modo a gerar o campo magnético giratório na pluralidade de bobinas 8. Nesse invólucro, o retentor magnético 2 é girado sem depender dos estatores 45.

[00170] A Figura 34 é uma vista esquemática que ilustra outro exemplo do aparelho de conversão de energia de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. Em referência à Figura 34, em um aparelho de conversão de energia 201, os estatores 45, um anel de ímã 51, as bobinas 52 e um estator 55 são adicionados ao aparelho de conversão de energia 100. A pluralidade de estatores 45 é disposta no exterior do aparelho de conversão de energia 100. O anel de ímã 51 é disposto de modo a circundar a pluralidade de estatores 45. O anel de ímã 51 é configurado por uma pluralidade de ímãs permanentes que são dispostos em um formato de anel. O anel de ímã 51 é configurado, por exemplo, por um retentor de ímã que tem a mesma configuração que aquela do retentor de ímã 2 e uma pluralidade de ímãs permanentes que são inseridos no retentor de ímã.

[00171] A bobina 52 é enrolada em torno do anel de ímã 51. O estator 55 é disposto no exterior do anel de ímã 51 e das bobinas 52. Uma corrente cuja polaridade é comutada é deixada fluir através de cada um dos estatores 45 e do estator 55 para, assim, girar o anel de ímã interno (retentor de ímã 2 do aparelho de conversão de energia 100) e o anel de ímã esterno 51 (anel de ímã adicionado). Como resultado, potência é retirada do aparelho de conversão de energia 100 (bobinas 8) e das bobinas 52 (bobinas adicionadas). Dessa forma, a saída do aparelho de conversão de energia é mais aumentada.

[00172] A Figura 35 é uma vista esquemática que ilustra ainda outro exemplo do aparelho de conversão de energia de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. Em referência à Figura 35, um aparelho de conversão de energia 202 tem uma configuração em que os estatores 45, o anel de ímã 51 e as bobinas 52 são adicionados ao aparelho de conversão de energia 100. Uma engrenagem 56 é formada no anel de ímã 51. O anel de ímã 51 é configurado, por exemplo, pelas mesmas configurações que aquelas do retentor de ímã 2, da cobertura 3 e da engrenagem 4.

[00173] Os estatores 45 são dispostos entre o aparelho de conversão de energia 100 e o anel de ímã 51. Ou seja, na configuração da Figura 35, os estatores 45 comuns ao anel de ímã interno (retentor de ímã 2 do aparelho de conversão de energia 100) e ao anel de ímã externo 51 (anel de ímã adicionado) são fornecidos.

[00174] O número de dentes da engrenagem 56 do anel de ímã 51 é o mesmo que aquele da engrenagem 4 do aparelho de conversão de energia 100. O anel de ímã 51 é girado em sincronização com a engrenagem 4, a saber, o retentor de ímã 2 do aparelho de conversão de energia 100. Para esse propósito, por exemplo, um mecanismo de sincronização, a ser descrito adiante, é usado. Para impedir que a figura seja complicada, na Figura 35, a engrenagem 4 é ilustrada em apenas uma parte do aparelho de conversão de energia 100 e a engrenagem 56 é ilustrada em apenas uma parte do anel de ímã 51. Nota-se que a configuração do aparelho de conversão de energia 100 é conforme descrita acima e a engrenagem 4 é formada sobre toda a periferia do anel de ímã. De uma forma similar, a engrenagem 56 é formada sobre toda a periferia do anel de ímã 51.

[00175] A Figura 36 é uma vista que ilustra um exemplo de configuração de um mecanismo em que dois anéis de ímãs são girados em sincronização entre si. Em referência à Figura 36, um mecanismo de sincronização 61 inclui as engrenagens 62 e 63, um eixo geométrico de rotação 64 e membros de sustentação 65. A engrenagem 62 é engatada à engrenagem 4 do aparelho de conversão de energia 100. A engrenagem 63 é engatada à engrenagem 56. Nota-se que a Figura 36 ilustra parte das engrenagens 4 e 56. As engrenagens 62 e 63 são conectadas ao eixo geométrico de rotação 64. Ambas as extremidades do eixo geométrico de rotação 64 são sustentadas por dois membros de sustentação 65, respectivamente. O número de destes da engrenagem 62 e aquele da engrenagem 63 é o mesmo entre si.

[00176] De acordo com a configuração ilustrada nas Figuras 35 e 36, tanto o retentor de ímã do aparelho de conversão de energia 100 como o anel de ímã 51 são girados por um estator 45. Girando-se os dois anéis de ímã ao mesmo tempo, a potência é retirada da bobina 8 do aparelho de conversão de energia 100 e da bobina 52. Dessa forma, a saída do aparelho de conversão de energia é mais aumentada.

[00177] Ademais, na configuração ilustrada nas Figuras 35 e 36, no lugar do aparelho de conversão de energia 100, o aparelho de conversão de energia 202 pode incluir o aparelho de conversão de energia 101 de acordo com a segunda modalidade. Ademais, o aparelho de conversão de energia 202 ilustrado na Figura 35 pode ser preparado em pluralidade e uma pluralidade do aparelho de conversão de energia 202 pode ser montada na direção para cima e para baixo (correspondente à perpendicular em relação à superfície do papel da Figura 35). A configuração descrita acima permite que mais saída seja obtida.

[00178] As modalidades reveladas no presente são, portanto, consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas. O escopo da invenção é indicado pelas reivindicações anexas em vez da descrição anterior e todas as mudanças que estiverem dentro do significado e faixa e equivalência das mesmas devem ser abrangidas pelas mesmas.

[00179] LISTAGEM DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS 1 Ímã permanente 1.1, 1.2 Bloco de ímã 2 Retentor de ímã 2.1 a 2.8 Parte 2a Caixa de ímã 2b Furo de parafuso 2d, 10c Furo de pino 2e Parte côncava 2f, 2h, 2i Parte convexa 2g Pino 3 Cobertura 3a, 3b Parte de extensão 4 , 41, 46, 56, 62, 63 Engrenagem 5 Invólucro 5a Parte de janela 6 , 36 Roda 6a, 6b, 36a, 36b Placa circular 6c, 23a, 36c, 64 Eixo geométrico de rotação 7 Elemento de rolagem 8 , 52 Bobina 9 , 39 Membro de definição 9a Furo passante 10 Carretel 10b, 11 Parafuso 12 Circunferência 15 Base 16a a 16d, 23b Parte de contato 21 Mancal 21a Suporte 21b Esfera 23 Rolete 31 Recipiente 32 Ímã esférico 42 Motor 43 Fonte de alimentação 45, 55 Estator 47 Comutador 51 Anel de ímã 61 Mecanismo de sincronização 65 Membro de sustentação 100, 101, 201, 202 Aparelho de conversão de energia

Claims

1. Aparelho de conversão de energia (100) para executar a conversão de uma para outra dentre energia elétrica e energia mecânica, caracterizado pelo fato de que compreende: um anel de ímã (2,3,4), cuja direção do eixo geométrico central é vertical, o anel de ímã incluindo: um retentor de ímã (2) em formato de anel no qual é formada uma pluralidade de caixas de ímã (2a) cuja parte superior é aberta; pelo menos um ímã permanente (1) que é alojado em cada uma da pluralidade de caixas de ímã (2a) do retentor de ímã (2), cada um do pelo menos um ímã permanente (1) sendo magnetizado ao longo de uma direção circunferencial do retentor de ímã (2); uma cobertura (3) que é formada em um formato de anel que tem uma largura maior que aquela do retentor de ímã (2) e que é fixada a uma superfície superior do retentor de ímã (2) de modo a ter o mesmo centro que aquele do retentor de ímã (2) e que tem uma parte de extensão (3a) que se estende em uma direção radial do retentor de ímã (2) a partir do retentor de ímã (2); uma engrenagem (4) que é fixada na cobertura (3) e no retentor de ímã (2) de modo a ter o mesmo centro que aquele do retentor de ímã (2) e da cobertura (3) e, cada um do pelo menos um ímã permanente (1) adjacente é disposto de modo que polaridades opostas voltem-se uma para outra em uma caixa de ímã (2a) do retentor de ímã (2), no caso do número do pelo menos um ímã permanente (1) ser plural; o aparelho de conversão de energia compreendendo adicionalmente: um invólucro em formato de anel (5), cujo eixo geométrico central é comum ao eixo geométrico central do anel de ímã, que aloja o anel de ímã (2, 3, 4) e no qual é formada uma parte de janela (5a) para expor parte da engrenagem (4) a um exterior; uma pluralidade de rodas (6) que são dispostas entre uma superfície interna do invólucro (5) e do retentor de ímã (2) de modo a estar em contato com uma superfície de fundo do invólucro (5) e da parte de extensão (3a) da cobertura (3); um membro de definição (9) através do qual cada eixo geométrico de rotação da pluralidade de rodas (6) é passado e que define uma distância relativa entre a pluralidade de rodas (6); e pelo menos uma bobina (8) que é enrolada em torno do invólucro (5).

2. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma dentre a pluralidade de rodas (6) inclui pelo menos duas placas circulares (6a, 6b) que são conectadas através do eixo geométrico de rotação.

3. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um elemento de rolagem (7) que é disposto entre uma superfície interna do invólucro (5) e pelo menos um dentre a cobertura (3) e o retentor de ímã (2).

4. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que um raio interno da engrenagem (4) é maior que aquele do invólucro (5), e o elemento de rolagem (7) é disposto entre a engrenagem (4) e a superfície interna do invólucro (5).

5. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um recipiente (31) que é fornecido sobre o invólucro (5); e um ímã esférico (32) que é alojado no recipiente (31) de modo a ser girado livremente no recipiente (31) de acordo com uma força de repulsão ou atração com cada uma da pluralidade de ímãs permanentes (1), o ímã esférico (32) incluindo ambas uma parte hemisférica magnetizada em polo N e outra parte hemisférica magnetizada em polo S.

6. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma seção transversal do retentor de ímã (2) ao longo de uma direção radial do retentor de ímã (2) é aproximadamente retangular, uma seção transversal do invólucro (5) ao longo de uma direção radial do invólucro (5) é aproximadamente retangular, e uma seção transversal da bobina (8) ao longo de uma direção radial da bobina (8) é aproximadamente retangular.

7. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o aparelho de conversão de energia (100) é um gerador, e a engrenagem (4) é engatada a uma engrenagem de uma fonte de energia.

8. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o aparelho de conversão de energia (100) é um motor, e o motor inclui adicionalmente um estator (45) que é disposto voltado para o invólucro (5).

9. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o estator (45) é fornecido no exterior do invólucro (5), em que o aparelho de conversão de energia (100) compreende adicionalmente: um anel de ímã (51) adicionado que é fornecido no exterior do estator (45) e que inclui uma pluralidade de ímãs permanentes dispostos em um formato de anel, uma bobina (52) adicionada através da qual o anel de ímã (51) adicionado é passado, e um estator (55) adicionado que é disposto fora do anel de ímã (51) adicionado.

10. Aparelho de conversão de energia (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o estator (45) é fornecido no exterior do invólucro (5), em que o aparelho de conversão de energia (100) compreende adicionalmente: um anel de ímã (51) adicionado que é fornecido no exterior do estator (45), e no qual uma engrenagem (56) que tem o mesmo número de dentes que aqueles da engrenagem (4) é formada e que inclui uma pluralidade de ímãs permanentes dispostos em um formato de anel, uma bobina (52) adicionada através da qual o anel de ímã (51) adicionado é passado; e um mecanismo de sincronização (61) para sincronizar mutualmente as rotações do anel de ímã (2, 3, 4) e do anel de ímã (51) adicionado; em que o mecanismo de sincronização inclui: uma primeira engrenagem que é engatada à engrenagem (4); uma segunda engrenagem que é engatada à engrenagem (56) adicionada; e um eixo geométrico de rotação que conecta a primeira e a segunda engrenagens, em que o número de dentes da primeira engrenagem e o número de dentes da segunda engrenagem são iguais entre si.