CN104584399B - 能量转换装置 - Google Patents

Abstract

能够提高具有配置成环状的多个永久磁铁的能量转换装置的输出。收纳有永久磁铁1的环状的磁铁保持件2安装于罩3。罩3的延伸部被轮子6支撑。轮子6与罩3的延伸部和壳体5的底面接触。由此，即使收纳于磁铁保持件2的永久磁铁1的数量增加而使得磁铁保持件2的重量增加，也能够使磁铁保持件2轻快地旋转。因此，能量转换装置100能够从被赋予的能量中取出更多的能量，因此能够提高其输出。

Description

能量转换装置

技术领域

本发明涉及一种将电能和机械能中的一方转换为另一方的能量转换装置。

背景技术

发电机将机械能转换为电能。电动机将电能转换为机械能。在电能和机械能之间进行转换时，会发生能量损耗。为了提高赋予给发电机或者电动机的能量的利用效率，要求尽可能地减少能量转换时产生的损耗。

到目前为止，人们提出了例如以下发电机:构成为配置成环状的多个永久磁铁贯穿多个线圈。例如日本特开2010-283983号公报(专利文献1)公开了小型、轻量且具有高发电效率的发电机。该文献所公开的发电机具有：收纳有多个永久磁铁的环、配置成通过环的旋转使得永久磁铁通过的线圈、以及用于使环旋转且支撑该环的辊子输送器。辊子输送器配置于环之下。根据该构成，由于不需要线圈的铁芯，因此能够实现发电机的小型化和轻量化。而且，由于能以较小的力使环旋转，因此机械能的损耗少。其结果，能够从发电机取出更多的电能，因此能提高发电效率。

例如日本特开2009-22140号公报(专利文献2)公开了以下旋转型发电机：在上述那样的配置成环状的多个永久磁铁贯穿多个线圈的构成上增加了用于使环旋转的橡胶辊。该橡胶辊与环的外侧面接触。因此，环被橡胶辊保持，并且随着橡胶辊的旋转而旋转。

与上述专利文献2类似的构成被例如日本特开平7-23547号公报(专利文献3)和国际公开第2008/032410号(专利文献4)公开。即、专利文献3和专利文献4中所公开的发电机都是用于固定永久磁铁的环与辊子接触。由该辊子保持环，并且使环旋转。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-283983号公报

专利文献2：日本特开2009-22140号公报

专利文献3：日本特开平7-23547号公报

专利文献4：国际公开第2008/032410号

发明内容

在上述构成的发电机中，通过增加永久磁铁的数量，能够提高发电机的输出。或者，也可以考虑通过利用更大尺寸的永久磁铁来提高磁力，从而提高发电机的输出。但是，增加永久磁铁的数量或者增大永久磁铁的尺寸，会产生以下这样的问题：安装了永久磁铁的环的重量增加。

上述专利文献1～4所公开的发电机都具有用于使环的旋转轻快的构造。但是，上述文献所公开的构成在环的重量增加时，辊子或者转动体都会被环从上进行按压。因此，难以实现环的轻快旋转。如果不能使环轻快地旋转，则伴随环的旋转而产生的运动能量损耗将增大。因此无法像所期待的那样提高发电机的输出。

例如，根据专利文献1的构成，当环加重时，转动体(金属制的球)被环从上按压，因此转动体的转动将变得迟缓。为了解决这样的问题，可以考虑增大转动体来减小转动体相对于环的接触面积。但是，增大转动体会使得发电机的尺寸大型化。而且，由于线圈缠绕于环和轴承的周围，因此，当增大转动体的尺寸时，线圈的直径将变大。其结果，线圈远离磁铁。线圈远离磁铁，会使得从发电机取出的能量(电力)变小。

此外，根据专利文献2所公开的构成，当环加重时，环与橡胶辊的接触面积增大。接触面积增大使得摩擦力增大。因此，会妨碍环的顺滑转动。另外，环加重还会产生以下问题：需要在用于由橡胶辊支撑环的构造上下工夫。

在专利文献3和专利文献4所公开的构成的情况下，也被认为当环的重量增加时，需要在用于由辊子支撑环的构造上下工夫。而且，当为了支撑环而使辊子较坚固时，有可能难以使辊子顺滑旋转。

另外，在将专利文献1～4所公开的发电机用作电动机时，也会产生同样的问题。即、根据专利文献1～4所公开的构成，当永久磁铁数量的增加或者永久磁铁尺寸的增大使得环的重量增加时，难以使环旋转，从而难以提高电动机的输出。但是，专利文献1～4虽然给出了使安装了永久磁铁的环旋转以及保持环的构造，但是，对于进一步提高能量转换装置(发电机或者电动机)的输出所需的构造，却未进行任何具体的记载。

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的是能够提高具有配置成环状的永久磁铁的能量转换装置的输出。

本发明的一个方面所涉及的能量转换装置是将电能和机械能中的一方转换为另一方的能量转换装置。能量转换装置具有磁铁环。磁铁环包括：环状磁铁保持件，该环状磁铁保持件形成有上部呈开口的磁铁盒；永久磁铁，该永久磁铁收纳于磁铁保持件的磁铁盒；罩，该罩形成为具有比磁铁保持件的宽度宽的宽度的环状，与磁铁保持件同心地安装于磁铁保持件的上表面，并具有从磁铁保持件起沿着磁铁保持件的径向延伸的延伸部；以及齿轮，该齿轮以与磁铁保持件和罩同心的方式固定于罩和磁铁保持件。能量转换装置还具有：环状壳体，该壳体收纳磁铁环，形成有使齿轮的一部分露出于外部的窗部；多个轮子，该多个轮子以与壳体的底面和罩的延伸部接触的方式配置于壳体的内侧面与磁铁保持件之间；规定部件，多个轮子的每一个轮子的旋转轴穿过该规定部件，规定多个轮子之间的相对距离；以及至少1个线圈，该至少1个线圈缠绕于壳体的周围。

根据该构成，磁铁环由夹持于罩的延伸部与壳体的底面之间的多个轮子支撑。由于磁铁环的重量被分散于多个轮子，因此施加于1个轮子的力变小。另外，各轮子以较小的面积与罩的延伸部和壳体的底面接触。因此，即使磁铁环的重量增大，也能使轮子轻快地旋转。即、能够使磁铁环的旋转变得轻快。由于磁铁环的旋转变得轻快，因此能够减少伴随磁铁环的旋转而产生的能量损耗。因此，能够提高具有配置成环状的永久磁铁的能量转换装置的输出。

根据上述构成，能量转换装置可以是将电能转换为机械能的装置(即电动机)，也可以是将机械能转换为电能的装置(即发电机)。

形成于磁铁环的磁铁盒的数量可以是至少1个，没有特别限定。同样，线圈可以是至少1个，也可以是多个。

优选，多个轮子的每一个轮子包括由旋转轴连接的至少2个圆板。

根据该构成，不只是能够使各个轮子的旋转变得轻快，而且能够提高轮子的耐久性。在由一层圆板构成轮子的情况下，为了耐受施加于各轮子的力(环的重量所带来的载荷)，必须加大圆板的厚度。但是，加大圆板的厚度会使得轮子与罩的延伸部和壳体的底面的接触面积变大。其结果，轮子的旋转有可能变差。根据上述构成，由于施加于各轮子的力被分散于多个圆板，因此施加于1个圆板的力变小。圆板的旋转变得轻快，并且圆板的耐久性也得以提高。因此，不只是能够使各个轮子的旋转变得轻快，而且能够提高轮子的耐久性。

优选能量转换装置还具有配置于壳体的内壁面、与罩和磁铁保持件中的至少一方之间的转动体。

根据该构成，能够使磁铁环的旋转稳定。伴随磁铁环的旋转，离心力作用于磁铁环。磁铁环有可能在水平面内振动。转动体能够抑制磁铁环的振动。进而，转动体辅助磁铁环的旋转。由此，能够稳定磁铁环的旋转。

优选齿轮的内半径比壳体的内半径大。转动体配置于齿轮与壳体的内壁面之间。

根据该构成，能够稳定磁铁环的旋转。优选能量转换装置还具有：设置于壳体的上方的容器、以能够在容器内自由地旋转的方式收纳于容器的球状磁铁。

根据该构成，通过利用收纳于磁铁保持件的永久磁铁与球状磁铁之间的排斥力和吸引力，能够使磁铁环的旋转更加轻快。

优选沿着磁铁保持件的径向的磁铁保持件的截面为大致矩形。沿着壳体的径向的壳体的截面为大致矩形。线圈的截面为大致矩形。

根据该构成，能够减小磁铁保持件与壳体之间的间隙。因此，还能够减小缠绕于壳体的周围的线圈与收纳于磁铁保持件的永久磁铁之间的间隙。通过减小永久磁铁与线圈之间的间隙，能够提高永久磁铁与线圈之间的磁耦合。因此，能够提高能量转换装置的输出。

优选能量转换装置是发电机。齿轮与动力源的齿轮相啮合。

根据该构成，能够实现高输出的发电机。

优选能量转换装置是电动机。电动机还具有与壳体相对配置的定子。

根据该构成，能够实现高输出的电动机。

优选，定子相对于壳体设置于外侧。能量转换装置还具有：设置于定子的外侧且包括配置成环状的多个永久磁铁的追加磁铁环、被追加磁铁环穿过的追加线圈、以及相对于追加磁铁环而配置于外侧的追加定子。

根据该构成，能够实现更高的输出的能量转换装置。

优选定子相对于壳体设置于外侧。能量转换装置还具有：追加磁铁环，该追加磁铁环设置于定子的外侧，形成有具有与齿轮相同的齿数的齿轮，包括配置成环状的多个永久磁铁；追加线圈，该追加线圈被追加磁铁环穿过；以及同步机构，用于使磁铁环和追加磁铁环的旋转彼此同步。同步机构具有：与齿轮啮合的第1齿轮、与追加齿轮啮合的第2齿轮、将第1齿轮和第2齿轮连接起来的旋转轴。第1齿轮的齿数与第2齿轮的齿数相等。

根据该构成，能够使内侧的磁铁环和外侧的磁铁环(追加磁铁环)同步旋转，因此能够在2个磁铁环之间共用定子。通过使2个磁铁环同步旋转，能够进一步提高能量转换装置的输出。

根据本发明，由夹持于罩的延伸部与壳体的底面之间的多个轮子来支撑磁铁环并使磁铁环旋转。由此，即使磁铁环的重量增大，也能够使该磁铁环的旋转变得轻快。因此，能够提高具有配置成环状的永久磁铁的能量转换装置的输出。

附图说明

图1是概略表示本发明的第1实施方式涉及的能量转换装置的主要部分的上面透视图。

图2是表示沿着图1的II-II方向的能量转换装置的截面的截面图。

图3是表示沿着图1的III-III的能量转换装置的截面的截面图。

图4是图1～图3所示的磁铁保持件的立体图。

图5是表示沿着图4的V-V方向的磁铁保持件的截面的截面图。

图6是用于说明磁铁保持件的永久磁铁的配置的图。

图7是表示永久磁铁的第1构成例的图。

图8是表示永久磁铁的第2构成例的图。

图9是表示构成为能够分解的磁铁保持件的例子的图。

图10是表示与磁铁保持件的构成部件彼此的接合相关的构造的一例的图。

图11是表示与线圈相关的构成的第1图。

图12是表示与线圈相关的构成的第2图。

图13是表示多个轮子的配置的俯视图。

图14是表示规定部件的构成的一例的图。

图15是图14所示的规定部件和轮子的俯视图。

图16是表示规定部件的构成的另一例的图。

图17是用于说明轮子所带来的效果的示意图。

图18是图17所示的构成的侧视图。

图19是说明由一层圆板构成的轮子的图。

图20是表示第1比较例的构成的图。

图21是表示第2比较例的构成的俯视图。

图22是图21所示的比较例的一部分的立面图。

图23是说明普通线圈的截面的图。

图24是示意性地表示本发明的实施方式涉及的磁铁保持件与线圈之间的配置关系的截面图。

图25是概略表示本发明的第2实施方式涉及的能量转换装置的主要部分的上面透视图。

图26是用于说明球状磁铁辅助永久磁铁旋转的图。

图27是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的第1变形例的图。

图28是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的第2变形例的图。

图29是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的第3变形例的图。

图30是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置用作发电机的一实施例的图。

图31是示意性地说明图30所示的构成的侧视图。

图32是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置用作电动机(motor)的一实施例的图。

图33是示意性地说明图32所示的构成的侧视图。

图34是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的另一实施例的示意图。

图35是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的又一实施例的示意图。

图36是表示使2个磁铁环同步旋转的机构的构成例的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，对图中相同或者相当的部分赋予相同符号，不再进行反复的说明。

实施方式1

图1是概略表示本发明的第1实施方式涉及的能量转换装置的主要部分的上面透视图。图2是表示沿着图1的II-II方向的能量转换装置的截面的截面图。图3是表示沿着图1的III-III的能量转换装置的截面的截面图。

参照图1～图3，能量转换装置100设置于水平面。本说明书中，用语“水平面”是指与重力方向交叉的面，并非是限定于与重力方向严格地以90°的角度交叉的面。其中，将能量转换装置100置于与重力方向所成的角度尽可能接近90°的面，从能量转换装置100的动作方面来讲是优选的。另外，本说明书中上下方向意思是重力方向(铅直方向)。

能量转换装置100具有：永久磁铁1、磁铁保持件2、罩3、齿轮4、壳体5、轮子6、转动体7以及线圈8。永久磁铁1、磁铁保持件2、罩3和齿轮4构成磁铁环。

永久磁铁1收纳在形成于磁铁保持件2的磁铁盒2a中。图1中表示为10个永久磁铁收纳于磁铁保持件2。但是，该构成是一例，收纳于磁铁保持件2的永久磁铁1的个数只要是至少1个即可。

永久磁铁1优选使用稀土类磁铁。一般而言，与相同大小的铁素体磁铁相比，稀土类磁铁具有较强的磁力(矫顽力)。作为稀土类磁铁可以使用例如钐钴磁铁或者钕磁铁。本发明的实施方式中特别优选钕磁铁。

钕磁铁一般而言，与钐钴磁铁相比，相同大小时具有较强的磁力(矫顽力)。因此，可以使用例如小型的永久磁铁。或者，与使用相尺寸的钐钴磁铁的情况相比，通过使用钕磁铁能够提高能量转换装置的输出(能够取出较大的能量)。但是，本发明的实施方式并不排除稀土类磁铁以外的永久磁铁。永久磁铁1使用铁素体磁铁当然也是可以的。

磁铁保持件2形成为环状，保持永久磁铁1。磁铁盒2a的上部开口。因此，永久磁铁1从磁铁保持件2的上方被插入到磁铁盒2a。磁铁保持件2上形成有多个磁铁盒。通过将永久磁铁1插入到磁铁盒2a中，永久磁铁1被配置成环状。另外，并不限定为所有的磁铁盒2a都收纳有永久磁铁1，也可以多个磁铁盒2a的至少1个磁铁盒中未插入永久磁铁1。

磁铁保持件2由非磁性材料制作。只要是非磁性材料，则磁铁保持件2的材质没有特别限定。在1个实施方式中，磁铁保持件2由非磁性金属(例如铝)形成。如果永久磁铁1的温度太高，则永久磁铁1有可能减磁。即、永久磁铁1的磁力有可能变弱。通过利用非磁性金属来形成磁铁保持件2，能够将永久磁铁1所产生的热量高效地向外部释放，因此，能够降低产生这样的问题的可能性。在另一实施方式中，磁铁保持件2由树脂材料形成。通过由树脂材料形成磁铁保持件2，能够减轻磁铁保持件2的重量。进而能够获得容易进行磁铁保持件2的成形这样的优点。

罩3形成为环状，并且覆盖磁铁保持件2的上表面。罩3以与磁铁保持件2同心的方式安装于磁铁保持件2。罩3的宽度形成为比磁铁保持件2的宽度宽。因此，在罩3安装于磁铁保持件2的状态下，罩3形成有延伸部3a。延伸部3a是从磁铁保持件2突出的罩3的一部分。在本实施方式中，延伸部3a在磁铁保持件2的内径方向上延伸。

齿轮4机械性固定于罩3和磁铁保持件2。齿轮4形成为环状，与罩3一起地和磁铁保持件2同心配置。为了固定齿轮4和罩3而使用螺丝11。螺丝11贯穿齿轮4和罩3，并固定于磁铁保持件2。

齿轮4的上表面被加工成：使得螺丝11的头不从齿轮4的上表面突出出来。齿轮4为了与能量转换装置100的外部的齿轮(未图示)相啮合而形成有外齿。齿轮4的外齿相对于磁铁保持件2的旋转轴，朝向外侧。

与罩3一样，齿轮4的宽度比磁铁保持件2的宽度宽。在将齿轮4安装于罩3时，齿轮4从磁铁保持件2向磁铁保持件2的内径方向延伸。齿轮4的宽度比罩3的宽度小。具体而言，齿轮4的内径比罩3的内径大。齿轮4的外径与罩3的外径大小大致相同。因此，在壳体5的内侧面与齿轮4之间形成有空间。该空间中配置转动体7。

壳体5收纳磁铁环，即、收纳着收纳有永久磁铁的磁铁保持件2、罩3和齿轮4。壳体5形成为与磁铁保持件2、罩3和齿轮4具有公共中心的环状。点P表示磁铁保持件2、罩3、齿轮4和壳体5的公共中心。点P所表示的中心与图2和图3所示的旋转轴相对应。在以后进行说明的图中，点P与旋转轴之间的关系也与上述关系相同，因此不再进行反复的说明。

壳体5上形成有用于使齿轮4的一部分露出外部的窗部5a。在窗部5a处，能够使外部的齿轮(未图示)与齿轮4相啮合。此外，只要齿轮4的一部分能够露出，则不限定形成窗部5a的部位。另外，窗部5a并不限定形成在壳体5的1个部位，也可以形成在壳体5的多个部位。

轮子6具有：圆板6a、6b以及连接圆板6a、6b的旋转轴6c。轮子6配置于壳体5的内侧面与磁铁保持件2之间。而且，轮子6与壳体5的底和罩3的延伸部3a接触。即、轮子6通过支撑罩3的延伸部3a而支撑着收纳有永久磁铁1的磁铁保持件2。伴随磁铁保持件2的旋转，轮子6进行旋转。伴随轮子6的旋转，能够使磁铁保持件2顺滑旋转。

为了分散磁铁环的重量、即分散磁铁保持件2、罩3和齿轮4的合计重量，轮子6的个数越多越好。因此，轮子6的个数优选为2个以上。而且，为了使磁铁保持件2稳定旋转，轮子6的个数优选3个以上。理想的是，轮子6与罩3以点进行接触。由3点规定1个平面。如果轮子6的个数为3，则通过罩3与各轮子6接触，罩3的表面与上述的“1个平面”一致。因此，能够防止在例如磁铁保持件2的旋转过程中罩3倾斜或者上下振动。

各个轮子6的旋转轴6c穿过规定部件9。由此，规定了多个轮子6之间的相对距离。即使罩3伴随磁铁保持件2的旋转而旋转，规定部件9也会使得多个轮子6之间的相对距离不发生变化。由此，轮子6能够稳定地支撑罩3，并且能够使磁铁保持件2持续地顺滑旋转。为了使轮子6尽可能地顺滑旋转，规定部件9优选形成为：与旋转轴6c的接触部分尽可能地小。关于规定部件9的具体例后面进行详细说明。

在本实施方式中，磁铁保持件2悬挂于罩3,并且轮子6支撑罩3。因此,希望罩3具有某种程度的强度。但是，罩3的材质没有特别限定，例如是金属、树脂等。此外，轮子6也需要具有能耐磁铁保持件2、罩3和齿轮4的重量的强度。而且，在磁铁保持件2高速旋转时，罩3的旋转使得轮子6也高速旋转。因此，优选轮子6尽可能地轻量，以便能够高速旋转。因此，轮子6由例如金属(例如铝)形成。

转动体7是非磁性体的球。转动体7与齿轮4和壳体5的内侧面接触。由此，能够防止磁铁保持件2旋转时磁铁保持件2在左右方向(磁铁保持件2的径向)上振动。虽然罩3与轮子6接触，但是罩3与轮子6之间的摩擦力小。因此，在磁铁保持件2旋转时，在离心力的作用下，罩3有可能在左右方向上滑动。通过配置与齿轮4和壳体5的内侧面接触的转动体7，能够防止罩3在左右方向上滑动，因此，能够防止磁铁保持件2在左右方向(磁铁保持件2的径向)上振动。因此，能够稳定磁铁保持件2的旋转。

另外，壳体5、转动体7和齿轮4构成滚珠轴承。转动体7的旋转能够辅助磁铁保持件2的旋转。由此也能够稳定磁铁保持件2的旋转。

转动体7除了与齿轮4和壳体5的内侧面接触，还与壳体5的内侧的上表面(与齿轮4相对的面)接触。由此在磁铁保持件2旋转时，不只能够抑制磁铁保持件2在左右方向上振动，还能够抑制磁铁保持件2在上下方向上振动。

此外，转动体7也可以使用圆柱(滚子)。此时，圆柱(滚子)设置成圆柱(滚子)的侧面与齿轮4和壳体5的内侧面接触。根据该构成，能够防止磁铁保持件2在左右方向(磁铁保持件2的径向)上振动。

线圈8缠绕于线圈框10。壳体5穿过线圈框10。因此，线圈8缠绕于壳体5的周围。线圈8的线材、匝数没有特别限定。此外，线圈框10起到以下作用：作为用于将能量转换装置100支撑于平面上的支撑部件。

磁铁保持件2的截面为矩形。而且壳体5的截面也是矩形。线圈框的截面为圆形时，磁铁保持件2与线圈8之间的距离有可能变大。当线圈8与永久磁铁1之间的距离变大时，线圈8与永久磁铁1之间的磁耦合力降低。但是，在本实施方式中，由于线圈框10的截面也为矩形，因此能够尽可能地缩短磁铁保持件2与线圈8之间的距离。由此，能够抑制线圈8与永久磁铁1之间的磁耦合力的降低。

另外，图2和图3中为了明确轮子6的构造，将轮子6在左右方向上画得较大。但是，优选轮子6的左右方向的宽度尽可能地小。

图1中示出了5个线圈8。但是，线圈8的个数只要是最低1个即可，没有特别限定。线圈8的个数为多个时，优选这些多个线圈在由壳体5规定的圆周上以等角度配置。

本发明的实施方式涉及的能量转换装置100构成为能够将电能(电力)和机械能(动能)中的一方转换为另一方。在1个实施方式中，能量转换装置100用作发电机。此时，由动力源使与齿轮4啮合的外部齿轮旋转。由此，用于使磁铁保持件2旋转的动能被赋予给能量转换装置100。收纳于磁铁保持件2的永久磁铁1贯穿线圈8的内部，由此线圈8产生电压。因此，能够从能量转换装置100取出电能。即、能量转换装置100将机械能转换为电能。

在另一实施方式中，能量转换装置100用作电动机(motor)。此时，磁铁保持件2起到转子的作用，多个线圈8起到定子的作用。通过对多个线圈8的每一个施加电压，能量转换装置100被赋予电能。多个线圈8以规定的电角配置。对多个第1线圈的每一个施加的电压的极性与电角同步被切换。由此，收纳有永久磁铁1的磁铁保持件2旋转。即、能量转换装置100将电能转换为机械能。对于能量转换装置100的利用方式的一例在后面详细说明。

图4是图1～图3所示的磁铁保持件2的立体图。图5是表示沿着图4的V-V方向的磁铁保持件2的截面的截面图。参照图4和图5，磁铁保持件2形成有多个磁铁盒2a。磁铁盒2a的上部呈开口。而且，磁铁保持件2上形成有图2和图3所示的用于固定螺丝11的螺纹孔2b。

图6是用于说明磁铁保持件上的永久磁铁的配置的图。参照图6，10个永久磁铁1a～1j在磁铁保持件2的内部以沿着圆周12的方式配置并被保持。为了连续地取出电能，或者连续地使磁铁保持件2旋转，相邻的2个永久磁铁以相同的极(N极或者S极)彼此相对的方式配置在磁铁保持件2的内部。

从将机械能和电能中的一方转换为另一方的作用的角度出发，收纳于磁铁保持件2的永久磁铁的个数只要是最低1个即可。但是，从取得磁铁保持件2的重量平衡的角度出发，优选在磁铁保持件2的内部将多个永久磁铁配置成各向同性。由此，能够使磁铁保持件2的旋转稳定，因此能够使磁铁保持件2以高速旋转。

另外，只要是以同极相对的方式配置永久磁铁，则收纳于磁铁保持件2的永久磁铁的个数并不限定于10个。根据能量转换装置100的性能、尺寸或者线圈8的个数和配置等，适当决定收纳于磁铁保持件2的永久磁铁的个数。

图7是表示永久磁铁的第1构成例的图。参照图7，永久磁铁1包括每一个形成为扇状的多个磁铁块1.1。磁铁块1.1的外周部的长度(磁铁块1.1的厚度)为t1。通过排列适当个数的磁铁块1.1，能够使永久磁铁1的外周长度L1尽可能地接近磁铁盒2a(参照图4)的外周长度。因此，能够在磁铁盒2a的内部排列尽可能多的磁铁块1.1。相邻的2个磁铁块彼此排列成N极与S极相对。

图8是表示永久磁铁的第2构成例的图。参照图8，永久磁铁1包括长方体(棱柱形)的多个磁铁块1.2。磁铁块1.2的厚度为t2。与图7所示的构成一样，通过排列适当个数的磁铁块1.1，能够使永久磁铁1的长度L2尽可能地接近磁铁盒2a(参照图4)的内周长度。与图7所示的构成一样，相邻的2个磁铁块彼此排列成N极与S极相对。

如上所述，永久磁铁1能够应用例如钕磁铁等具有较强矫顽力的永久磁铁。但是，在单个磁铁块时，其尺寸越大，越难得到与尺寸相应的磁力。本实施方式中，通过多个磁铁块并列配置，能够构成1个永久磁铁1。通过调整磁铁块的个数，能够调整磁力。因此能够增强永久磁铁1的磁力。

为了使磁铁保持件2穿过多个线圈8，例如磁铁保持件2被构成为能够分解。图9是表示构成为能够分解的磁铁保持件2的例子的图。参照图9，例如磁铁保持件2能够分解为8个部件2.1～2.8。通过部件彼此的接合，形成磁铁保持件2。

图10是表示与磁铁保持件的构成部件彼此的接合相关的构造的一例的图。参照图10，部件2.1的接合面上形成有4个销孔2d和2个凹部2e、2个凸部2f。另一方面，在部件2.2的接合面侧，且在与销孔2d对应的位置也形成有销孔，该销孔中插入销2g。而且，在部件2.2的接合面上形成有：嵌合于部件2.1的凹部2e的凸部2h、嵌合于部件2.1的凸部2f的凸部2i。通过将销2g插入销孔2d中而使凹部与凸部嵌合，部件2.1与部件2.2接合。其它部件彼此的接合构造也与图10所示的构造相同。

此外，罩3、齿轮4和壳体5也形成为环状。因此，罩3、齿轮4和壳体5也与磁铁保持件2一样，构成为能够分割成多个部分。可以将与磁铁保持件2的构成类似的构成用于接合多个部件的构成。

图11是表示与线圈8相关的构成的第1图。图12是表示与线圈相关的构成的第2图。参照图11和图12，缠绕了线圈8的线圈框10通过销10a和螺丝10b固定于底座15。底座15的表面与能量转换装置100的设置面相对应。销10a设置于底座15的表面。

另外，底座15形成有螺丝孔。在与底座15的表面接触的线圈框10的部分，朝向线圈框10的内侧形成有插入销10a的销孔10c，并且形成有用于穿过螺丝10b的通孔。不限于需要销和螺丝两者，可以利用销和螺丝中的任意一者将线圈框10固定于底座15。

线圈8的线圈框10也可以构成为在例如上下方向上能够分割。此时，以夹持壳体5的方式来组装线圈框10，线圈8缠绕于该线圈框10。线圈8缠绕于线圈框10之后，如图11和图12所示，线圈框10被设置于底座15。另外，不只是线圈框10，线圈8也可以被分割。在该构成的情况下，即使不将磁铁保持件2、罩3、齿轮4和壳体5的每一个分割为多个部件，也能够组装能量转换装置。

接下来，对用于支撑并使磁铁保持件2旋转的构成进行详细说明。在本发明的实施方式中，由多个轮子6支撑安装于磁铁保持件2的罩3。另外，多个轮子6伴随磁铁保持件2的旋转(罩3的旋转)而旋转。

图13是表示多个轮子6的配置的俯视图。参照图13，多个轮子6的旋转轴穿过规定部件9。规定部件9形成为圆环状。因此，多个轮子6配置于圆周上。由规定部件9将2个轮子6之间的相对距离(图13所示的距离D)保持一定。并且，多个轮子6以等角度配置在圆周上。因此，能够稳定地保持罩3。由此，能够使安装于罩3的磁铁保持件2稳定地旋转。此外，在罩3和磁铁保持件2旋转时，多个轮子6和规定部件9整体沿着由规定部件9决定的圆周旋转。

图14是表示规定部件的构成的一例的图。图15是图14所示的规定部件和轮子的俯视图。参照图14和图15，旋转轴6c形成为固定圆板6a、6b的销。圆板6a、6b上形成有用于穿过旋转轴6c的通孔。而且，规定部件9上也形成有用于旋转轴6c(销)穿过的通孔9a。

图16是表示规定部件的构成的另一例的图。参照图16，规定部件9上形成有缺口9b。缺口9b卡合于轮子6的旋转轴6c。为了尽可能地减少旋转轴6c与规定部件9之间的摩擦力，优选形成通孔9a或者缺口9b，以使得旋转轴6c与规定部件9彼此的接触部分尽可能地小。此外，并不限于图14～图16所示的构成，规定部件可以采用各种构成。

图17是用于说明轮子6所带来的效果的示意图。参照图17，为了使说明变得简单，设定由3个轮子6支撑安装有磁铁保持件2的罩3和安装于罩3的齿轮4。磁铁保持件2中收纳有永久磁铁1。此外，为了使说明变得简单，图17中未示出规定部件9。

包括永久磁铁1的磁铁保持件2、罩3和齿轮4的整体重量施加于3个轮子6。因此，在轮子6上，在与罩3接触的部分，被向下施加力F1(载荷)。另一方面，由于对施加于轮子6的载荷的反作用，在轮子6上，在与壳体5接触的部分，被向上施加与力F1相同大小的力F2。

力F1等于将包括永久磁铁1的磁铁保持件2的重量、罩3的重量和齿轮4的重量除以轮子6的个数而得到的大小。在本发明的实施方式中，使用多个轮子。因此，施加给1个轮子6的力F1变小。越增加轮子6的个数，力F1越小。

图18是图17所示的构成的侧视图。参照图18，接触部16a是圆板6a上与罩3接触的部分。接触部16b是圆板6a上与壳体5接触的部分。同样，接触部16c是圆板6b上与罩3接触的部分，接触部16d是圆板6b上与壳体5接触的部分。设轮子6的宽度为W，圆板6a、6b的宽度为W1。

如图18所示，在本发明的实施方式中，力F1、F2分别分散地施加于2个圆板6a、6b。因此，施加于1个圆板的力进一步减小。而且，接触部16a～16d的宽度W1较小。

这样，根据本发明的实施方式，磁铁环(磁铁保持件2、罩3和齿轮4)的重量被分散于多个轮子6，因此施加于1个轮子6的力变小。而且，各轮子6与罩3的延伸部和壳体5的底面以较小的面积相接触。因此，即使磁铁环的重量增大，也能够使轮子6轻快地旋转。由此，能够使磁铁环轻快地旋转。

由于磁铁环的旋转变得轻快，因此能够减少伴随磁铁环的旋转而产生的能量损耗。因此，能够提高能量转换装置100的输出。

另外，为了提高收纳于磁铁保持件2的永久磁铁1与线圈(图18中未示出)之间的磁耦合力，需要尽可能地缩短两者之间的距离。线圈缠绕于壳体5的周围。因此，为了尽可能地缩短轮子6的宽度，可以考虑由一层圆板构成轮子6。但是，在将一层圆板用作轮子6的情况下，将产生下述的问题。

图19是说明由一层圆板构成的轮子的图。参照图19，轮子6的宽度为旋转轴6c的宽度W2，比图18所示的宽度W小。因此，能够缩短永久磁铁1与线圈(图19中未示出)之间的距离。但是，仅对圆板6b施加力F1、F2。因此，与图18所示的构成相比，将以更大的力按压圆板6b。即使减小接触部16a、16b的宽度，施加于圆板6b的力也会变大，因此，与图18所示的构成相比，难以使圆板6b轻快地旋转。此外，由于施加于圆板6b的力较大，因此，还存在圆板6b的耐久性的问题。为了提高圆板6a的耐久性，可以考虑增大圆板6b的宽度。但是，由于接触部16a、16b的宽度变大，因此轮子的旋转有可能变差。

在本发明的实施方式中，由多个圆板构成轮子6。由此，施加于各轮子力被分散于多个圆板，因此，施加于1个圆板的力变小。而且，1个圆板与罩3和壳体5的底面接触的部分的面积较小。因此，能够使轮子6的旋转变得轻快。此外，还能提高构成轮子6的圆板的耐久性。通过使轮子6的旋转变得轻快，能够减少能量的损耗。因此，能够提高能量转换装置的输出。

虽然通过增加每1个轮子的圆板的个数，使得施加于1个圆板的力变小，但是轮子的宽度增大。因此，在本实施方式中，轮子6由2块圆板6a、6b构成。但是，在轮子6的所容许的宽度有裕量的情况下，可以使圆板的块数多于2块。

通过将上述构成的特征与其它构成相比较来进一步详细地进行说明。图20是表示第1比较例的构成的图。另外，该构成与专利文献1(日本特开2010-283983号公报)所示的构成本质上是相同的。参照图20，轴承21设置于壳体5的底面。通过将磁铁保持件2载置于轴承21来支撑磁铁保持件2。

轴承21包括支撑体21a和球21b。在磁铁保持件2旋转时，球21b旋转。由此，能够使磁铁保持件2的旋转变得轻快。但是，磁铁保持件2的底面与满满地铺设于磁铁保持件2的下方的球21b接触。由于与磁铁保持件2接触的球的个数增多，因此接触面积的合计面积变大。

另外，增加收纳于磁铁保持件2的永久磁铁1的数量，使得磁铁保持件2的重量增大。当磁铁保持件2的重量增大时，球21b被磁铁保持件2按压。由于磁铁保持件2的表面粗糙度等原因，磁铁保持件2的底面与球21b之间的摩擦变大。因此，当磁铁保持件2的重量增大时，球21b难以滚动，磁铁保持件的旋转变迟缓。

为了解决该问题，可以考虑通过增大球21b来减小磁铁保持件2与球21b的接触面积。但是，当增大球21b时，为了将磁铁保持件2和轴承21这两者收纳于壳体5，必须增大壳体5的截面积(壳体5的内部空间)。但是，磁铁保持件2的截面积不变。因此，缠绕于壳体5的周围的线圈与磁铁保持件2的内部的永久磁铁之间的距离增大。线圈与永久磁铁之间的距离变大时，磁耦合力降低，所以难以提高能量转换装置的输出。

对此，根据本发明的实施方式，利用纵置的轮子6来支撑安装于磁铁保持件2的罩3。所谓“纵置”是指使圆板6a、6b立起来而使得旋转轴呈水平方向的状态。与图20的构成相比，轮子6仅接触罩3的极小一部分，因此接触面积较小。因此，能够使磁铁保持件2轻快地旋转。而且，轮子6的直径为与磁铁保持件2的高度大致相同的程度。因此，能够不需要特别地增大壳体5的内部空间。由此，能够缩短收纳于磁铁保持件2的内部的永久磁铁与线圈之间的距离。

图21是表示第2比较例的构成的俯视图。图22是表示图21所示的比较例的一部分的立面图。这些图所示的构成示意性地表示专利文献2(日本特开2009-22140号公报)、专利文献3(日本特开平7-23547号公报)、专利文献4(国际公开第2008/032410号)所公开的特征部分的构成。参照图21和图22，磁铁保持件2被辊子23支撑。而且，辊子23辅助磁铁保持件2的旋转。如图22所示，辊子23的旋转轴23a沿着上下方向延伸。换而言之，辊子23横置。在这一点上，图21、图22所示的构成与本发明的实施方式涉及的构成在本质上是不同的。

增加收纳于磁铁保持件2的永久磁铁1的数量，使得磁铁保持件2的重量增大。在例如专利文献2的构成中，使用橡胶辊。因此，当磁铁保持件2的重量增大时，辊子23的表面中与磁铁保持件2接触的部分(接触部23b)的面积增大。由此，摩擦力增加，因此磁铁保持件2的旋转变得迟缓。而且，考虑到磁铁保持件2的重量有可能使得例如辊子23的旋转轴23a偏离上下方向而倾斜。在辊子23像这样发生倾斜时，辊子23也难以旋转。其结果，磁铁保持件2的旋转变得迟缓。

对此，根据本发明的实施方式，利用纵置的轮子6来支撑安装于磁铁保持件2的罩3。由于对与轮子的旋转轴垂直的方向施加力，因此不会产生轮子的旋转轴倾斜这样的问题。因此，与图21和图22的构成相比，能够使磁铁保持件2轻快地旋转。

另外，根据本发明的实施方式，壳体5的截面形状为大致矩形。所谓截面形状是指环的径向的截面形状。由此，也可以使线圈框10的截面形状为大致矩形。同样，磁铁保持件2的截面形状也为大致矩形。

图23是说明一般的线圈的截面的图。参照图23，线圈8的截面为圆形。收纳了永久磁铁1的磁铁保持件2配置在线圈8的内部。但是，在线圈8的内部无用的空间增多，永久磁铁1与线圈8之间的距离变大。由此，永久磁铁1与线圈8之间的磁耦合力降低。

图24是示意性地表示本发明的实施方式涉及的磁铁保持件与线圈之间的配置关系的截面图。参照图24，线圈8的截面为矩形。即、线圈8以沿着磁铁保持件2的截面形状的方式，缠绕于磁铁保持件2的周围。由此，能够缩短永久磁铁1与线圈8之间的距离，因此，与图23所示的构成相比较，能够提高永久磁铁1与线圈8之间的磁耦合力。其结果，能够提高能量转换装置100的输出。

如上所述，根据本发明的第1实施方式，罩3安装于收纳有永久磁铁1的环状磁铁保持件2。罩3的延伸部3a被轮子6支撑。轮子6纵置，与罩3的延伸部3a和壳体5的底面接触。由此，即使收纳于磁铁保持件2的永久磁铁1的数量增加而使得磁铁保持件2的重量增加，也能够使磁铁保持件2轻快地旋转。即、能够减少伴随磁铁保持件2的旋转而产生的能量损耗(动能损耗)。因此，根据第1实施方式，能量转换装置100能够从被赋予的能量中取出更多的能量。即、根据第1实施方式，能够提高能量转换装置的输出。

实施方式2

图25是概略表示本发明的第2实施方式涉及的能量转换装置的主要部分的上面透视图。参照图1和图25，第2实施方式涉及的能量转换装置101还具有：设置于磁铁保持件2的上方的容器31、以能够在容器31内自由旋转的方式收纳于容器31的球状磁铁32，这一点与第1实施方式涉及的能量转换装置100不同。此外，能量转换装置101的其它部分的构成与图1所示的能量转换装置100的对应部分的构成一样，因此以后不再进行反复说明。

容器31配置于2个线圈8之间。容器31由以横跨例如壳体5的方式设置的支撑部件支撑。此时，以该支撑部件不与壳体5的窗部5a发生干涉的方式决定容器31的配置。但是，用于固定容器31的方法和机构没有特别限定。

球状磁铁32是永久磁铁。球状磁铁32起到辅助收纳于磁铁保持件2的永久磁铁1的旋转的作用。球状磁铁32只要是永久磁铁，则其种类等没有特别限定。此外，球状磁铁32的大小也可以适当决定。

图26是用于说明利用球状磁铁辅助永久磁铁的旋转的图。图26(a)表示永久磁铁的旋转的第1阶段。图26(b)表示永久磁铁的旋转的第2阶段。图26(c)表示永久磁铁的旋转的第3阶段。此外，为了图示的方便，在图26中，多个永久磁铁1表示为从纸面的左侧向右侧直线移动。

首先，如图26(a)所示，设在第1阶段，球状磁铁32的S极朝下。多个永久磁铁1移动时，某个永久磁铁的S极接近球状磁铁32的S极。因此，该永久磁铁与球状磁铁32相排斥。由于永久磁铁1被保持于磁铁保持件2内，因此球状磁铁32受到排斥力的影响。因此，球状磁铁32旋转。球状磁铁32的旋转使得球状磁铁32的N极朝下。

接下来，如图26(b)所示，在第2阶段，永久磁铁的S极与球状磁铁32的N极之间产生吸引力。该吸引力中多个永久磁铁1的前进方向的分量，辅助多个永久磁铁1的旋转。

接着，如图26(c)所示，在第3阶段，上述永久磁铁或者下一个永久磁铁的N极与球状磁铁32的N极接近。由此，再度产生排斥力，球状磁铁32再次旋转。球状磁铁32的旋转使得球状磁铁32的S极朝下。由于永久磁铁的N极与球状磁铁32的S极之间产生吸引力，因此产生多个永久磁铁1的前进方向的分量。之后，反复进行图26(a)～图26(c)所示的状态。

另外，为了使说明容易理解，图26示出了收纳于磁铁保持件2的磁铁盒2a的永久磁铁1。如上所述，永久磁铁1由多个磁铁块构成(参照图7和图8)。多个磁铁块的每一个与球状磁铁32之间作用的效果与图26所示的效果相同。

如上所示，根据第2实施方式，利用球状磁铁能够使收纳有永久磁铁的磁铁保持件2的旋转进一步变得轻快。

<能量转换装置的构成的变形例>

本发明的实施方式涉及的能量转换装置的构成并不限于上述构成。以下，对用于使磁铁保持件2轻快地旋转的上述构成的变形例进行说明。另外，也可以将以下的变形例与上述构成适当组合。

图27是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的第1变形例的图。参照图27，在壳体5的内部除了轮子6之外还设置有轮子36。轮子36具有与轮子6同样的构成，具有：圆板36a、36b、连接圆板36a、36b的旋转轴36c。此外，与轮子6一样，优选轮子36也设置多个。因此，设置有用于规定多个轮子36之间的相对距离的规定部件39。轮子36的旋转轴36c穿过规定部件39。关于规定部件39的构成，可以采用与图14～图16所示的规定部件9的构成同样的构成。

轮子36相对于磁铁保持件2位于轮子6的相反侧，即、相对于磁铁保持件2位于外侧。在图27所示的构成中，沿着罩3的径向在罩3上形成有相对于磁铁保持件2向外侧延伸的延伸部3b。轮子36与罩3的延伸部3b和壳体5的底面接触。

根据该构成，利用多个轮子6和多个轮子36来支撑安装有磁铁保持件2的罩3。由此，磁铁保持件2、罩3和齿轮4的所有重量被分散于更多的轮子。因此，施加于1个轮子的力进一步变小，因此轮子的旋转变得轻快。因此，能够使磁铁保持件2的旋转变得轻快。由于能够使磁铁保持件2的旋转变得轻快，因此能够增加收纳于例如磁铁保持件2的永久磁铁的数量。由此，能够进一步提高能量转换装置的输出。

图28是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的第2变形例的图。参照图28，磁铁保持件2的底部被加工成与转动体7a、7b接触。转动体7a、7b配置于壳体5的底面，辅助磁铁保持件2的旋转。

如上所述，在没有轮子6的情况下，磁铁保持件2、罩3和齿轮4的所有重量被施加于转动体7a、7b。因此，当磁铁保持件2的重量增大时，磁铁保持件2的旋转有可能变迟缓。但是，在本发明的实施方式中，由轮子6支撑安装于磁铁保持件2的罩3。因此，施加于转动体7a、7b的力较小。另外，并不需要限定在磁铁保持件2的底部的2个部位都配置转动体。也可以仅在图28所示的磁铁保持件2的底部的2个部位中任意一个部位设置转动体。

图29是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的第3变形例的图。参照图29，齿轮4的齿朝向磁铁保持件2的旋转轴侧。因此，壳体5的窗部5a朝向磁铁保持件2的旋转轴侧形成。这样，齿轮4的齿也可以位于壳体5的外径侧和壳体5的内径侧的某一侧。

<应用例>

图30是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置用作发电机的一实施例的图。图31是示意性地说明图30所示的构成的侧视图。

参照图30和图31，齿轮4与外部的齿轮41啮合。齿轮41与作为动力源的电动机42的旋转轴连接。通过从电源43向电动机42提供电力，齿轮41旋转。由此，能量转换装置100的齿轮4旋转。即、能量转换装置100被赋予机械能。由于齿轮4的旋转使得磁铁保持件2旋转，因此永久磁铁1穿过线圈8。由此从线圈8取出电力。

发电机的用途和从线圈8取出的电力的用途没有特别限定。此外，图31中作为用于使齿轮41旋转的动力源示出了电动机42。但是，用于使齿轮41旋转的动力源、即机械能的供给源没有特别限定。例如也可以将内燃机(发动机)作为动力源。另外，也可以利用例如人力的旋转机构来使得齿轮41旋转。

图32是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置用作电动机(motor)的一实施例的图。图33是示意性地说明图32所示的构成的侧视图。参照图32和图33，在磁铁保持件2的外侧，多个定子45以规定的电角配置。规定的电角根据多个线圈8的配置来决定。另外，如图32所示，平面观察时，在2个线圈8之间配置有1个定子45。定子45由芯和缠绕于该芯的线圈构成。

壳体5的窗部5a以不与定子45发生干涉的方式形成于例如壳体5的上部。齿轮4与外部的齿轮46啮合。通过多个定子45的电流的极性切换，使得以环状配置于磁铁保持件2的多个永久磁铁1旋转。

各个定子45的电流的极性由例如整流元件(未图示)切换。此时，使整流元件与磁铁保持件2连动旋转。也可以例如整流元件与齿轮46连动地旋转，或者，也可以对定子45的线圈施加电流，使得多个定子45产生旋转磁场。通过应用各种公知技术来使多个定子45产生的磁场依次切换，能够使收纳有多个永久磁铁1的磁铁保持件2旋转。

根据该构成，能够利用磁铁保持件2的旋转将机械能从能量转换装置100取出。而且，能够使多个线圈8产生电力。多个线圈8产生的电力可以根据各种目的来使用。

另外，也可以使极性切换的电流流过多个线圈8的每一个，使得多个线圈8产生旋转磁场。此时，能够不依赖于定子45来使磁铁保持件2旋转。

图34是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的另一实施例的示意图。参照图34，能量转换装置201在能量转换装置100中追加了定子45、磁铁环51、线圈52、定子55。多个定子45配置于能量转换装置100的外侧。以包围多个定子45的方式配置磁铁环51。磁铁环51由配置成环状的多个永久磁铁构成。可以由具有与例如磁铁保持件2同样的构成的磁铁保持件、插入于该磁铁保持件的多个永久磁铁来构成磁铁环51。

线圈52缠绕于磁铁环51的周围。定子55配置于磁铁环51和线圈52的外侧。通过使极性切换的电流流过定子45、55的每一个，能够使内侧的磁铁环(能量转换装置100的磁铁保持件2)和外侧的磁铁环51(追加磁铁环)旋转。由此，能够从能量转换装置100(线圈8)和线圈52(追加线圈)取出电力。因此能够进一步提高能量转换装置的输出。

图35是表示本发明的实施方式涉及的能量转换装置的又一实施例的示意图。参照图35，能量转换装置202具有：在能量转换装置100中追加了定子45、磁铁环51、线圈52的构成。磁铁环51上形成有齿轮56。例如通过与磁铁保持件2、罩3和齿轮4同样的构成来构成磁铁环51。

定子45配置于能量转换装置100与磁铁环51之间。即、在图35的构成中，设置有：内侧的磁铁环(能量转换装置100的磁铁保持件2)和外侧的磁铁环51(追加磁铁环)共用的定子45。

磁铁环51的齿轮56的齿数与能量转换装置100的齿轮4的齿数相同。磁铁环51与齿轮4亦即能量转换装置100的磁铁保持件2同步旋转。因此，使用例如以下说明的同步机构。此外，为了防止附图变得复杂，在图35中，仅在能量转换装置100的一部分表示了齿轮4，仅在磁铁环51的一部分表示了齿轮56。但是，关于能量转换装置100的构成如上所述，在磁铁环的整周形成有齿轮4。同样，齿轮56在磁铁环51的整周形成。

图36是表示使2个磁铁环同步旋转的机构的构成例的图。参照图36，同步机构61具有：齿轮62、63、旋转轴64、支撑部件65。齿轮62与能量转换装置100的齿轮4啮合。齿轮63与齿轮56啮合。此外，图36表示齿轮4、56的一部分。齿轮62、63与旋转轴64连接。旋转轴64的两端分别被2个支撑部件65支撑。齿轮62、63的齿数彼此相同。

根据图35、图36所示的构成，能够利用1个定子45来使能量转换装置100的磁铁保持件和磁铁环51双方旋转。通过使2个磁铁环同时旋转，能够从能量转换装置100的线圈8和线圈52取出电力。因此，能够进一步提高能量转换装置的输出。

另外，在图35和图36所示的构成中，能量转换装置202也可以取代能量转换装置100，而包含第2实施方式涉及的能量转换装置101。此外，也可以具备多个图35所示的能量转换装置202，将这些多个能量转换装置202沿着上下方向(相当于与图35的纸面垂直)方向层叠。通过这样构成，能够获得更多的输出。

此次公开的实施方式应该认为并不是例示所有的点来进行限制。本发明的范围并不是由上述说明表示，而是由权利要求书表示，意欲包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

符号说明

1永久磁铁、2磁铁保持件、1.1、1.2磁铁块、2磁铁保持件、2.1～2.8部件、2a磁铁盒，2b螺丝孔、2d、10c销孔、2e凹部、2f、2h、2i凸部、2g销、3罩、3a、3b延伸部、4、41、46、56、62、63齿轮、5壳体、5a窗部、6、36轮子、6a、6b、36a、36b圆板、6c、23a、36c、64旋转轴、7转动体、8、52线圈、9、39规定部件、9a通孔、10线圈框、10b、11螺丝、12圆周、15底座、16a～16d、23b接触部、21轴承、21a支撑体、21b球、23辊子、31容器、32球状磁铁、42电动机、43电源、45、55定子、47整流元件、51磁铁环、61同步机构、5支撑部件、100、101、201、202能量转换装置。

Claims (12)

1.一种能量转换装置，将电能和机械能中的一方转换为另一方，具有被配置成中心轴的方向为铅直方向的磁铁环，所述磁铁环包括：

环状的磁铁保持件，该磁铁保持件形成有上部呈开口的多个磁铁盒，

至少一个永久磁铁，该至少一个永久磁铁收纳于所述磁铁保持件的所述多个磁铁盒，沿着所述磁铁保持件的周向被磁化，

罩，该罩形成为具有比所述磁铁保持件的宽度宽的宽度的环状，与所述磁铁保持件同心地安装于所述磁铁保持件的上表面，具有从所述磁铁保持件起沿着所述磁铁保持件的径向延伸的延伸部，以及

齿轮，该齿轮以与所述磁铁保持件和所述罩同心的方式固定于所述罩和所述磁铁保持件；

所述至少一个永久磁铁为多个永久磁铁的情况下，所述多个永久磁铁的每一个永久磁铁以相邻的2个永久磁铁的相同极彼此相向的方式被配置于所述多个磁铁盒中所对应的磁铁盒，

所述能量转换装置还具有：

环状的壳体，该壳体被配置成与所述磁铁环具有公共的中心轴，并收纳所述磁铁环，形成有使所述齿轮的一部分露出于外部的窗部，

多个轮子，该多个轮子以与所述壳体的底面和所述罩的所述延伸部接触的方式配置于所述壳体的内侧面与所述磁铁保持件之间，

规定部件，所述多个轮子的每一个轮子的旋转轴穿过该规定部件，该规定部件规定所述多个轮子之间的相对距离，

至少1个线圈，该至少1个线圈缠绕于所述壳体的周围。

2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于:

所述多个轮子的每一个轮子包括由所述旋转轴连接的至少2个圆板。

3.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于:

还具有转动体，该转动体配置于所述壳体的内壁面、与所述罩和所述磁铁保持件的至少一方之间。

4.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于:

还具有转动体，该转动体配置于所述壳体的内壁面、与所述罩和所述磁铁保持件的至少一方之间。

5.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于:

所述齿轮的内半径比所述壳体的内半径大，所述转动体配置于所述齿轮与所述壳体的所述内壁面之间。

6.根据权利要求4所述的能量转换装置，其特征在于:

所述齿轮的内半径比所述壳体的内半径大，所述转动体配置于所述齿轮与所述壳体的所述内壁面之间。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的能量转换装置，其特征在于，还具有：

容器，该容器设置于所述壳体的上方，以及

球状磁铁，该球状磁铁收纳于所述容器，一个半球被磁化为N极，另一个半球被磁化为S极，在与收纳于所述磁铁盒的所述多个永久磁铁的每一个永久磁铁之间的吸引力和排斥力的作用下能够在所述容器内自由旋转。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的能量转换装置，其特征在于：

沿着所述磁铁保持件的径向的所述磁铁保持件的截面为大致矩形，

沿着所述壳体的径向的所述壳体的截面为大致矩形，

沿着所述线圈的径向的所述线圈的截面为大致矩形。

9.根据权利要求1～6中任意一项所述的能量转换装置，其特征在于：

所述能量转换装置是发电机，

所述齿轮与动力源的齿轮相啮合。

10.根据权利要求1～6中任意一项所述的能量转换装置，其特征在于：

所述能量转换装置是电动机，

所述电动机还具有与所述壳体相对配置的定子。

11.根据权利要求10所述的能量转换装置，其特征在于：

所述定子相对于所述壳体而设置于外侧，

所述能量转换装置还具有：

追加磁铁环，该追加磁铁环设置于所述定子的外侧，包括配置成环状的多个永久磁铁，

追加线圈，该追加线圈被所述追加磁铁环穿过，以及

追加定子，该追加定子相对于所述追加磁铁环而配置于外侧。

12.根据权利要求10所述的能量转换装置，其特征在于：

所述定子相对于所述壳体而设置于外侧，

所述能量转换装置还具有：

追加磁铁环，该追加磁铁环设置于所述定子的外侧，形成有具有与所述齿轮相同齿数的齿轮，包括配置成环状的多个永久磁铁，

追加线圈，该追加线圈被所述追加磁铁环穿过，以及

同步机构，该同步机构用于使所述磁铁环和所述追加磁铁环的旋转彼此同步，

所述同步机构具有：

与所述齿轮啮合的第1齿轮，

与所述追加齿轮啮合的第2齿轮，以及

连接所述第1齿轮和第2齿轮的旋转轴，

所述第1齿轮的齿数与所述第2齿轮的齿数相同。