CN112953161A - 旋转电机和非接触发电机 - Google Patents

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CN112953161A CN202110402507.XA CN202110402507A CN112953161A CN 112953161 A CN112953161 A CN 112953161A CN 202110402507 A CN202110402507 A CN 202110402507A CN 112953161 A CN112953161 A CN 112953161A
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A·特伊苏
约翰·W·克拉尔
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Abstract

提供一种磁效率良好、磁通的泄漏也较少的旋转电机和非接触发电机。旋转电机(1)具备永磁体(2)，该永磁体(2)绕第1旋转轴旋转自由且与旋转或移动的移动体(5)的一主面分开地配置，且与外周面相连的一侧面的至少一部分与移动体的一主面相对地配置。永磁体(2)利用基于在移动体的一主面上沿着妨碍来自永磁体的磁通的变化的方向产生的涡流而作用于永磁体的反作用力绕第1旋转轴旋转，所述永磁体的与所述移动体相对配置的所述一侧面的表面速度比所相对配置的所述移动体的所述一主面的表面速度慢。

Description

旋转电机和非接触发电机
本申请是申请日为2016年6月9日、申请号为201680046516.7、发明名称为“旋转电机和非接触发电机”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及以非接触方式旋转的旋转电机和以非接触方式发电的非接触发电机。
背景技术
美国专利公开公报2014/0132155号公开有以非接触方式发电的自行车用发电机。上述的公知文献的自行车用发电机将绕沿着与自行车的轮子的旋转轴正交的方向延伸的旋转轴旋转的圆环状的永磁体的外周面相对于轮子的与外周面相连的一侧面分开地配置。
永磁体是沿着周向将多个磁极排列配置而成的，在相邻的磁极中，磁化方向互逆。例如，若在永磁体的N极与轮子的一侧面相对配置了的状态下轮子旋转，沿着妨碍来自永磁体的磁通的变化的方向在轮子的一侧面产生涡流。由于该涡流的磁通与来自永磁体的磁通之间的斥力和吸引力，永磁体沿着轮子的旋转方向旋转。
因而，只要利用线圈卷绕在永磁体的周围而来自永磁体的磁通与线圈进行交链，就能够从线圈取出感应电力。
发明内容
发明要解决的问题
然而，上述的公知文献所公开的自行车用发电机存在以下的问题。
1.与轮子的一侧面相对配置的永磁体的面积有限，因此，无法增大轮子与永磁体之间的磁耦合量。因而，在轮子产生的涡流变小，永磁体的转矩也变弱。
2.在上述的公知文献中，单一相的线圈卷绕于永磁体，但在单一相的线圈中，无法有效利用未卷绕有线圈的部分的永磁体的磁通，因此，无法增加交链磁通量。另外，卷绕有线圈的部分的永磁体的极性的朝向在以旋转轴为中心对称的情况下，存在如下问题：始终与线圈交链的磁通的总量彼此抵消，因此，无法发电。
3.来自永磁体的磁通在空气中传播，因此，受到较大的磁阻，不能说磁效率良好。
4.不使用磁轭，因此，易于产生磁通的泄漏，另外，若在周围存在导电材料，则磁路变化，有可能对发电量带来影响。
本发明是鉴于上述的问题而做成的，其目的在于提供一种磁效率良好、磁通的泄漏也较少的旋转电机和非接触发电机。
用于解决问题的方案
为了解决上述的问题，在本发明的一形态中，提供一种旋转电机，该旋转电机具备永磁体，该永磁体绕第1旋转轴旋转自由，与旋转或移动的移动体的一主面分开地配置，且与外周面相连的一侧面的至少一部分与所述移动体的一主面相对地配置，
利用基于在所述移动体的所述一主面上沿着妨碍来自所述永磁体的磁通的变化的方向产生的涡流而作用于所述永磁体的反作用力，所述永磁体绕所述第1旋转轴旋转，
所述永磁体的与所述移动体相对配置的所述一侧面的表面速度比所相对配置的所述移动体的所述一主面的表面速度慢。
也可以是，所述永磁体在所述移动体向一方向移动的情况下绕沿着与所述一方向交叉的方向配置的所述第1旋转轴向与所述一方向相应的旋转方向旋转。
也可以是，所述永磁体在所述移动体绕第2旋转轴旋转的情况下绕与所述第2旋转轴平行的所述第1旋转轴向与所述移动体的旋转方向相应的方向旋转。
也可以是，所述永磁体的与外周面相连的一侧面的至少一部分、和所述移动体的与外周面相连的一侧面的至少一部分分开而相对配置，
也可以是，利用基于在所述移动体的与外周面相连的一侧面上沿着妨碍来自所述永磁体的磁通的变化的方向产生的涡流而作用于所述永磁体的反作用力，所述永磁体向与所述移动体的旋转方向相应的方向旋转。
也可以是，所述永磁体以所述移动体侧的一侧面的总面积中的、一半以下的面积与所述移动体相对配置。
也可以是，所述第1旋转轴处于所述第2旋转轴的延长线上，
也可以是，所述永磁体以所述移动体侧的一侧面的整体与所述移动体相对配置，所述永磁体向与所述移动体相同的方向旋转。
也可以是，所述永磁体具有与所述移动体相对配置的两个以上的磁极，各磁极被沿着所相对配置的所述移动体的方向或其相反的方向磁化。
也可以是，还具备线圈，该线圈配置于供来自所述永磁体的磁通进行交链的位置，产生与所交链的磁通的密度相应的感应电流。
也可以是，所述永磁体具有与所述移动体相对配置的两个以上的磁极，
每个所述磁极设置1个以上的所述线圈。
也可以是，所述线圈配置于所述永磁体的同与所述移动体相对的一侧面相反的侧面侧。
也可以是，所述线圈配置于所述永磁体的与所述移动体相对的一侧面同所述移动体的一主面之间。
也可以是，所述永磁体是海尔贝克阵列构造。
也可以是，具备磁通引导构件，该磁通引导构件配置于来自所述永磁体与所述线圈进行交链而返回所述永磁体的磁通的磁路内的至少一部分。
也可以是，所述线圈配置于所述永磁体的同与所述移动体相对的一侧面相反的侧面侧，
所述磁通引导构件配置于所述线圈的同与所述永磁体相对的面相反的面侧。
也可以是，所述磁通引导构件配置于所述永磁体的与所述移动体相对的一侧面侧的、所述移动体与所述永磁体没有相对配置的部位。
也可以是，所述线圈配置于所述永磁体的同与所述移动体相对的一侧面相反的侧面侧，
所述磁通引导构件具有：
第1磁通引导构件，其配置于所述线圈的同与所述永磁体相对的面相反的面侧；
第2磁通引导构件，其配置于所述永磁体的与所述移动体相对的一侧面侧的、所述移动体与所述永磁体没有相对配置的部位。
也可以是，所述第2磁通引导构件配置于所述永磁体与所述移动体相对配置的区域内的一部分。
也可以是，具备芯构件，该芯构件插入所述线圈的内部，使通过所述线圈的磁通的密度增大。
也可以是，具备使来自所述永磁体的磁通通过的环状的磁通引导构件，
所述线圈卷绕于所述磁通引导构件。
也可以是，具备被所述第1旋转轴的转矩驱动的驱动体。
也可以是，所述驱动体是马达。
在本发明的另一形态中，提供一种非接触发电机，该非接触发电机具备：
永磁体，其与旋转或移动的移动体的一主面分开地相对配置，根据所述移动体的旋转或移动方向而旋转；
第1线圈，其与所述移动体的一主面分开地相对配置，且配置于供来自所述永磁体的磁通进行交链的场所；
磁通引导构件，其配置于直到来自所述永磁体的磁通与所述第1线圈处进行交链而返回所述永磁体为止的磁路的至少一部分，
所述永磁体的周速度比所相对配置的所述移动体的所述一主面的表面速度慢。
也可以是，具备第2线圈，其与所述移动体的一主面分开地相对配置，且配置于供来自所述永磁体的磁通进行交链的场所，
所述磁通引导构件配置于直到来自所述永磁体的磁通与所述第1线圈进行交链而返回所述永磁体为止的磁路的一部分、以及直到来自所述永磁体的磁通与所述第2线圈进行交链而返回所述永磁体为止的磁路的一部分。
也可以是，所述永磁体在所述移动体绕预定的旋转轴旋转的情况下绕沿着与所述预定的旋转轴交叉的方向或与所述预定的旋转轴平行的方向延伸的旋转轴旋转，
与所述移动体的一主面分开地相对配置的所述永磁体的外周面向与所述移动体的一主面的旋转方向相同的方向旋转。
在本发明的另一形态中，提供一种旋转电机，该旋转电机具备永磁体，该永磁体与旋转或移动自由的移动体的一主面分开地配置，且与外周面相连的一侧面的至少一部分与所述移动体的一主面相对地配置，且绕第1旋转轴旋转，
利用基于在所述移动体的所述一主面上沿着妨碍来自所述永磁体的磁通的变化的方向产生的涡流而作用于所述永磁体的反作用力，所述永磁体使所述移动体旋转或移动。
在本发明的一形态中，提供一种非接触发电机，该非接触发电机具备：永磁体，其绕第1旋转轴旋转自由，与旋转或移动的移动体的一主面分开地配置，且与外周面相连的一侧面的至少一部分与所述移动体的一主面相对地配置；
线圈，其配置于供来自所述永磁体的磁通进行交链的位置，产生与所交链的磁通的变化量相应的感应电流，
利用基于在所述移动体的所述一主面上沿着妨碍来自所述永磁体的磁通的变化的方向产生的涡流而作用于所述永磁体的反作用力，所述永磁体绕所述第1旋转轴旋转，
所述永磁体的与所述移动体相对配置的所述一侧面的表面速度比所相对配置的所述移动体的所述一主面的表面速度慢。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种磁效率良好、磁通的泄漏也较少的旋转电机和非接触发电机。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的非接触发电机的主视图。
图2是本发明的第1实施方式的非接触发电机的立体图。
图3是永磁体的立体图。
图4是永磁体的磁化方向的图。
图5是说明基于在旋转体的一侧面产生的涡流而永磁体旋转的原理的图。
图6是在永磁体的旋转轴的延长线上设置有旋转体的旋转轴的图。
图7是本实施方式的非接触发电机的分解立体图。
图8是使永磁体与线圈的位置互逆的分解立体图。
图9A是将磁轭与线圈的两侧面相对配置后的情况的立体图。
图9B是将磁轭与线圈的两侧面相对配置后的情况的主视图。
图9C是相对于图9B改变了前磁轭的位置的主视图。
图10是使用了移动体替代旋转体的非接触发电机的主视图。
图11是将齿插入线圈的情况的分解立体图。
图12是在环状的磁轭4卷绕有多个线圈3的情况的分解立体图。
图13是非接触发电机1的控制系统的功能框图。
图14A是本发明的第2实施方式的旋转电机的立体图。
图14B是本发明的第2实施方式的旋转电机的主视图。
图15A是第3实施方式的非接触发电机1的外观图。
图15B是表示利用1个线圈进行发电的例子的图。
图16是表示在图15的非接触发电机1内流动的磁通的流动的图。
图17是表示永磁体的代表性的变形例的俯视图。
图18是海尔贝克阵列构造的概念图。
图19是表示永磁体是海尔贝克阵列构造的情况的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的实施方式中，以旋转电机和非接触发电机内的特征性的结构和动作为中心进行说明，但在旋转电机和非接触发电机能存在以下的说明中所省略的结构和动作。不过，这些省略的结构和动作也包含于本实施方式的范围内。
(第1实施方式)
图1是本发明的第1实施方式的非接触发电机1的主视图，图2是立体图。图1的非接触发电机1具备圆环状的永磁体2、线圈3、以及磁轭(磁通引导构件)4。
永磁体2绕旋转轴2a旋转自由。如图3所示，永磁体2具有配置成周状的多个磁极2b。在图3中，表示具有4个磁极2b的例子，但磁极2b的数量是1个以上即可，磁极2b的数量没有特别限制。
与永磁体2分开地配置的旋转体5绕其旋转轴5a旋转。旋转体5既可以绕旋转轴5a仅向一方向旋转，也可以向两方向旋转。
如图1所示，永磁体2的旋转轴2a与旋转体5的旋转轴5a平行地配置，永磁体2的与外周面2c相连的一侧面2d的至少一部分同旋转体5的与外周面5b相连的一侧面5c相对配置。更具体而言，永磁体2所具有的多个磁极2b中的、两个以上的磁极2b与旋转体5的一侧面5c相对配置。由此，如随后论述那样，能够增加永磁体2与旋转体5之间的磁耦合量，能够使在旋转体5的一侧面5c上产生的涡流增大。
旋转体5是例如车辆的车轮、轮子等。旋转体5在与永磁体2相对配置的一侧面5c产生涡流。旋转体5的至少一侧面5c需要由金属等导电材料形成，以便能够产生涡流。
在本实施方式中，由于来自永磁体2的各磁极2b的磁通，使涡流在旋转体5的一侧面5c产生。因而，永磁体2的一侧面2d与旋转体5的一侧面5c之间的间隔被限制在来自永磁体2的各磁极2b的磁通可到达旋转体5的范围内。
永磁体2的各磁极2b被沿着朝向相对的永磁体2的一侧面2d的方向或其相反方向磁化。另外，永磁体2的相邻的磁极2b彼此的磁化方向互逆。在图4中，以箭头表示永磁体2的各磁极2b的磁化方向。如图4所示，在永磁体2的一侧面2d，呈周状交替地排列有N极和S极。另外，永磁体2的同与旋转体5相对的一侧面2d相反的一侧的侧面2e成为与一侧面相反的极性。
图5是说明永磁体2利用在旋转体5的一侧面5c产生的涡流6a、6b进行旋转的原理的图。来自在永磁体2的一侧面2d上呈周状排列的多个磁极2b中的、与旋转体5的一侧面5c相对配置的磁极2b的磁通向旋转体5的一侧面5c方向传播。永磁体2的一侧面2d与旋转体5的一侧面5c之间是气隙，来自永磁体2的磁极2b的磁通在该气隙中传播。
若旋转体5旋转，则在旋转体5的一侧面5c沿着妨碍来自永磁体2的磁通的变化的方向产生涡流，由于该涡流的磁通和来自永磁体2的磁通之间的相互作用(斥力和吸引力)，永磁体2旋转。不过，永磁体2的一侧面2d的表面速度比相对的旋转体5的一侧面5c的表面速度慢。
例如，在永磁体2的N极与旋转体5的一侧面5c相对配置的情况下，在来自N极的旋转方向前方的边缘e1的磁通所到达的旋转体5的一侧面5c部分产生的涡流6a的朝向与在来自N极的旋转方向后方的边缘e2的磁通所到达的旋转体5的一侧面5c部分产生的涡流6b的朝向不同。由来自N极的旋转方向后方的边缘e2的磁通产生的涡流6b向产生与来自N极的磁通相反的方向的磁通的朝向流动。另一方面，在来自N极的旋转方向前方的边缘e1的磁通所到达的旋转体5的一侧面5c部分产生的涡流6a向产生与来自N极的磁通相同的方向的磁通的朝向流动。任一涡流6a、6b都向妨碍随着旋转体5的旋转的来自永磁体2的磁通的变化的方向流动。
如上所述，在永磁体2的N极的旋转方向前方的边缘e1侧，涡流6a的磁通和来自永磁体2的N极的磁通的方向相同，因此，彼此吸引的吸引力起作用。另一方面，在永磁体2的N极的旋转方向后方的边缘e2侧，涡流6b的磁通和来自永磁体2的N极的磁通成为相反方向，因此，彼此相互排斥的斥力起作用。在永磁体2的一侧面2d的表面速度比相对的旋转体5的一侧面5c的表面速度慢的情况下，上述的、永磁体2与涡流6a、6b的关系始终成立。由此，永磁体2追赶相对的旋转体5的一侧面5c的移动表面而以比相对的旋转体5的一侧面5c的表面速度慢的表面速度旋转。
此外，上述的永磁体2的旋转的原理也能够以由洛伦兹力形成的反作用力来进行说明。如上所述，由来自永磁体2的N极的旋转方向前方的边缘e1的磁通产生的涡流6a与由来自永磁体2的旋转方向后方的边缘e2的磁通产生的涡流6b的电流的朝向互逆，在N极的正下方始终流动有恒定方向的电流。由这些涡流6a、6b形成的电流在使旋转体5向图5的箭头的朝向旋转的情况下，受到与旋转体5的旋转方向相反的方向的洛伦兹力。因而，受到这些涡流6a、6b的磁通的永磁体2受到向旋转体5的旋转方向的、洛伦兹力的反作用力而旋转。
如此，永磁体2和旋转体5在两者的相对面彼此向相同方向移动。因而，如图5那样，在永磁体2相对于旋转体5的旋转轴偏离而相对配置的情况下，永磁体2的旋转方向与旋转体5的旋转方向互逆。
如图1所示，在永磁体2的同与旋转体5相对的一侧面2d相反的一侧的侧面2e相对配置有线圈3。在线圈3与相对的永磁体2的侧面2e之间设置有气隙。线圈3被固定，来自旋转的永磁体2的磁通与线圈3进行交链。永磁体2的配置成周状的多个磁极2b的极性交替地变化，因此，与线圈3进行交链的磁通是其朝向周期性地变化的交变磁通。因而，在线圈3沿着妨碍来自永磁体2的磁通的变化的方向产生感应电流，通过抽出该感应电流，能够生成由交流构成的感应电力。
如图1的箭头y1、y2所示，来自永磁体2的磁通与线圈3进行了交链之后，在空气中传播而返回永磁体2。磁通所通过的路径称为磁路。在磁路的大部分是空气的情况下，空气中的磁阻较大，因此，通过线圈3的磁通密度变小，结果，感应电流也变小。另外，在磁通在空气中正在传播时有可能产生磁通的泄漏，另外，由于周边的导电材料的影响而磁路也有可能变化。因此，如图1所示，期望的是在与线圈3进行了交链的磁通所通过的磁路内设置磁轭4。磁轭4由铁等导磁率较高的材料形成，通过例如在线圈3的同与永磁体2相对的面相反的一侧的面密合配置磁轭4，能够将与线圈3进行了交链的磁通没有泄漏地向磁轭4引导而在磁轭4内穿过而返回永磁体2。由此，能够防止磁通的泄漏，能够提高磁效率。
如上所述，在旋转体5的一侧面5c的、与永磁体2的一侧面2d相对配置的部分产生涡流。由于涡流所产生的场所不同，有可能妨碍永磁体2的旋转。因此，图1的永磁体2以与旋转体5相对的一侧面的总面积中的、小于一半的面积与旋转体5相对配置。换句话说，在图1中，在比永磁体2的旋转轴2a靠上侧的位置，在旋转体5的一侧面5c上不产生涡流。由此，在旋转体5的一侧面5c产生由来自永磁体2的比旋转轴靠下侧的部分的磁通形成的涡流。该涡流有助于使永磁体2向与旋转体5相反的方向旋转。此外，若永磁体2以与旋转体5相对的一侧面的总面积的一半以上的面积相对配置，则由于来自永磁体2的比旋转轴2a靠上侧的部分的磁通，在旋转体5的一侧面上产生妨碍永磁体2的旋转那样的涡流。因而，期望的是永磁体2与旋转体5的一侧面之间的相对面积小于永磁体2的一侧面的总面积的一半。
此外，如图6所示，在永磁体2的旋转轴2a设置于旋转体5的旋转轴5a的延长线上的情况下，即使永磁体2的一侧面2d的整体与旋转体5的一侧面5c相对配置，在旋转体5的一侧面5c产生的涡流有助于使旋转体5向同一方向旋转。因而，如图6那样，在旋转体5的旋转轴5a和永磁体2的旋转轴2a位于相同的延长线上的情况下，能够将由来自永磁体2的一侧面2d的磁通全部产生的涡流有效利用于永磁体2的旋转。
图7是本实施方式的非接触发电机1的分解立体图。如图7所示，对于永磁体2的各磁极2b设置有1个以上线圈3。在图7的例子中，针对1个磁极2b设置有3个线圈3，但对于各磁极2b设置的线圈3的数量并没有特别限制。各线圈3具有与各磁极2b的外形尺寸相应的形状，以使来自对应的磁极2b的磁通的大致全部进行交链。由此，能够使来自永磁体2的各磁极2b的磁通与1个以上的线圈3进行交链，能够几乎消除没有与线圈3进行交链的泄漏磁通。
在图7中，以来自永磁体2的各磁极2b的磁通的大致全部进行交链的方式将与磁极2b的外形尺寸相应的线圈3配置成圆环状，但线圈3未必需要覆盖全部的磁极2b。具体而言，线圈3既可以只配置于圆环的一半的区域，也可以只配置于三分之一的区域，也可以沿着周向隔开任意的间隔来配置多个线圈3。通过使线圈3不均匀地配置，在线圈3与永磁体2的磁耦合较强的旋转位置处，施加于永磁体2的负荷扭矩变大，在线圈3与永磁体2的磁耦合较弱的旋转位置处，施加于永磁体2的负荷扭矩变小。即、可对永磁体2的各旋转位置处的负荷扭矩进行控制。通过在该永磁体2的各旋转位置可对负荷扭矩进行控制，能够减少沿着永磁体2的旋转方向产生的磁阻力。
在线圈3产生的感应电动势E能够如以下这样求出。若将各线圈3的匝数设为n[匝]、将与线圈3进行交链的磁通设为φ[Wb]、将磁通的最大值设为φmax、将磁通φ变化的频率设为f[Hz]、将角频率设为ω＝2πf，则磁通φ由以下的(1)式求出。
φ＝φmax×sinωt…(1)
在线圈3所诱发的电压e[V]由以下的(2)式表示。
e＝-n(dφ/dt)…(2)
若将(1)式代入(2)式，则获得以下的(3)式。
e＝-nωφmaxcosωt…(3)
(3)式的nωφmax表示诱发电压e的最大值(振幅)。电压的实效值E由以下的(4)式表示。
E＝n(2πf)φmax/√2…(4)
在(4)式中，2π/√2≈4.44。
因而，(4)式由(5)式表示。
E≈4.44fnφmax…(5)
(5)式的频率f依赖于永磁体2的旋转速度。因而，如从(5)式可知那样，由线圈3产生的感应电动势E与永磁体2的旋转速度、线圈3的匝数n、与线圈3进行交链的磁通φ之积成正比。
永磁体2的旋转速度依赖于在旋转体5的一侧面5c产生的涡流，因此，期望的是，尽可能多地在旋转体5的一侧面5c产生有助于永磁体2的旋转的涡流。因此，期望的是尽可能缩窄永磁体2的一侧面2d与旋转体5的一侧面5c之间的间隔，但若间隔过窄，则由于一些原因而旋转体5的旋转沿着旋转轴的延伸方向摇动了时，旋转体5和永磁体2有可能接触，因此，期望的是以两者的折衷来设定上述间隔。
在图7中，从靠近旋转体5的一侧起按照永磁体2、线圈3和磁轭4的顺序配置，如图8所示，也可以从靠近旋转体5的一侧起按照线圈3、永磁体2和磁轭4的顺序配置。
典型而言，线圈3具有将绕组卷绕多次而成的构造，但也可以利用导电图案在例如印刷基板上形成平面状的线圈3。平面状的线圈3能够轻薄短小化，从而也能够抑制制造成本。
在图1等中，将磁轭4仅与线圈3的单侧的侧面相对配置，如图9A和图9B所示，也可以将磁轭4、7与线圈3的两侧面相对配置。图9A是立体图，图9B是主视图。
在图9A和图9B中，在永磁体2的旋转体5侧的一侧面2d，在与旋转体5没有相对配置的部位配置有单个磁轭7。以下，将该磁轭7称为前磁轭(第2磁通引导构件)7，将在图1等设置的磁轭(第1磁通引导构件)4称为背侧磁轭4或者主磁轭4。
如图9A所示，前磁轭7是覆盖永磁体2的一侧面2d的外形轮廓的上侧一半的形状。来自永磁体2的上侧一半的磁通由于磁极2b的磁化方向的不同而在通过线圈3、背侧磁轭4、线圈3、永磁体2、以及前磁轭7并返回永磁体2的磁路、或在通过前磁轭7、永磁体2、线圈3、背侧磁轭4、以及线圈3并返回永磁体2的磁路通过。
通过设置前磁轭7，能够使永磁体2的上侧一半的磁阻降低而使线圈3处的感应电动势提高。另外，通过设置前磁轭7，能够防止来自永磁体2的上侧一半的泄漏磁通成为旋转体5的一侧面5c上的涡流的产生的障碍的担心。如此，前磁轭7具有感应电动势的提高和磁屏蔽这样的两种功能。
在想要使永磁体2的上侧一半处的感应电动势进一步提高的情况下，也可以在永磁体2与前磁轭7之间独立地配置与前磁轭7的尺寸大致相同的尺寸的线圈。
此外，在图9A和图9B中，在永磁体2和旋转体5相对配置的区域没有配置前磁轭7，但在永磁体2和旋转体5相对配置的区域的边缘部分，由于条件的不同而作用有制动力，该制动力进行妨碍永磁体2的旋转的作用，因此，对于动能的抽出而言并不优选。因而，也可以是，使前磁轭7延伸到永磁体2和旋转体5相对配置的区域的边缘部，在永磁体2和旋转体5相对配置的区域的一部分(特别是边缘部分)配置前磁轭7。如此，前磁轭7并不只限于配置于永磁体2和旋转体5没有相对配置的区域。
另一方面，图9C表示使永磁体2的一侧面2d的整体相对配置于旋转体5的一侧面5c的半周面内、并且将前磁轭7配置于比永磁体2的旋转轴2a靠下侧的位置的例子。在图9C的情况下，从永磁体2穿过前磁轭7的磁通未到达旋转体5，没有配置前磁轭7的永磁体2的上一半的区域内的磁通到达旋转体5而有助于涡流的产生。在图9C的情况下，永磁体2和旋转体5的旋转方向相同，旋转扭矩这点比图9B更优异。不过，前磁轭7配置于永磁体2与旋转体5之间的间隙中，因此，针对间隙的缩短化而言，图9B更优异。
另外，在没有前磁轭7的情况下，与靠近中心的部分相比，也在靠近旋转体5的外周的部分使涡流的反作用力变大，因此，永磁体2能够以与旋转体5的外周部分相对的面向相同的朝向移动的方式旋转。
在图1等中，与永磁体2的外形相应地将与线圈3密合配置的背侧磁轭4设为圆板或者圆筒状，但为了降低沿着永磁体2的旋转方向产生的磁阻力，也可以使背侧磁轭4的形状最佳化。即、背侧磁轭4未必限于与永磁体2的外形相应的形状。通过使背侧磁轭4的形状最佳化，没有磁阻力比涡流的扭矩大而永磁体2无法旋转的担心。
另外，为了对背侧磁轭4的任意的位置处的磁通的强度进行控制，也可以将单独的永磁体固定于背侧磁轭4。通过设置这样的永磁体，不仅能够增大发电量，而且能够使沿着旋转方向产生的磁阻力最小化。
在上述的图1～图9中，对旋转体5的一侧面5c与永磁体2的一侧面2d分开而相对配置的例子进行了说明，但本实施方式也可适用于使用了移动体来替代旋转体5的情况。
图10是使用了移动体8来替代旋转体5的非接触发电机1的主视图。移动体8的一主面8a和永磁体的一侧面2d分开地配置。移动体8向例如图10的箭头的朝向移动。或者、移动体8也可以向箭头的朝向和与该箭头的朝向相反的一侧的朝向这两个方向移动。移动体8的至少一主面8a由使涡流产生的导电材料形成。
图10的情况的动作原理与图5的情况的动作原理相同。在与永磁体2的一侧面2d相对配置的移动体8的一主面8a上沿着妨碍来自永磁体2的磁通的变化的朝向产生涡流。由于该涡流的磁通与来自永磁体2的磁通之间的相互作用(斥力和吸引力)，永磁体2向与移动体8的移动方向相应的方向旋转。
对于移动体8，不仅是其自身移动的情况，也可以是相对于永磁体2进行相对地移动的情况。例如，也可将本实施方式适用于如下情况：将移动体8设为供火车行驶的轨道，使具备旋转自由的永磁体2和被固定的线圈3和磁轭4的火车在轨道上行驶，使永磁体2的一侧面2d与轨道的一侧面相对配置。如此，移动体8也可以相对于永磁体2进行相对地移动。
如上述的(5)式所示，与线圈3进行交链的磁通φ越大，感应电动势E越大。作为使线圈3的匝数不变而使磁通密度φ增大的一方法，也想到在线圈3的内部插入层叠钢板等芯构件11。图11表示使要插入线圈3的内部的凸形状的齿(芯构件)11同与线圈3密合配置的磁轭4(背侧磁轭4)一体成形的例子。该齿11也可以与磁轭4一体成形，齿11和磁轭4的材料能够使用导磁率较高的材料、例如层叠钢板等。
另外，也想到使磁轭4和线圈3一体化的构造。例如，图12是在环状的磁轭4卷绕有多个线圈3的图。将平板状的由导磁率较低的材料构成的载体12配置于磁轭4的内周侧而利用该载体12的外周面的突起部12a固定线圈3，以使环状的磁轭4不旋转。
如此，针对线圈3、磁轭4的形状想到各种形状，可适用于本实施方式的线圈3、磁轭4并不限定于上述的线圈、磁轭。
图13是本实施方式的非接触发电机1的控制系统的功能框图。在图13的功能框图中，将如图1那样旋转的旋转体5和如图10那样移动的移动体8统称为移动体8。如图13所示，本实施方式的非接触发电机1的控制系统具备旋转或移动的移动体8、旋转自由的永磁体2、线圈3、转换器21、以及控制器22，转换器21可与各种负荷23连接。
如上所述，移动体8相对于永磁体2进行相对地移动，从而在与永磁体2相对配置的一主面上使涡流产生。这即意味着将移动体8的动能的一部分转换成磁能量。
永磁体2在来自永磁体2的磁通与涡流的磁通之间的磁的相互作用下从移动体8抽出动能。永磁体2的旋转速度ω1依赖于移动体8的一侧面的表面速度v2。
线圈3供来自永磁体2的磁通进行交链，从而将永磁体2的动能转换成电能。线圈3的感应电动势频率fe1依赖于永磁体2的旋转速度ω1。线圈3的数量和永磁体2中的磁极2b的数量对永磁体2的旋转速度ω1和线圈3的感应电动势频率fe1造成影响。
转换器21进行电能的电力转换。转换器21既可以是将交流电压转换成直流电压的AC/DC转换器，也可以仅是整流器。转换器21的输出电力向控制器22供给，并且，也使用于负荷23的驱动。
控制器22对转换器21的输出电力P’e1、线圈3的感应电动势Pe1、以及频率fe1中的至少一个进行监控，来进行转换器21的控制。另外，控制器22基于线圈3的感应电动势频率fe1对移动体8的旋转速度或移动速度进行推定。或者、控制器22基于线圈3的感应电动势频率fe1、转换器21的输出电力P’e1、以及线圈3的输出电压Pe1中的至少一个对移动体8的旋转速度或移动速度进行推定。
在移动体8的一侧面的表面速度v2与永磁体2的旋转速度ω1之间产生由滑动导致的速度差，因此，控制器22进行校正了该速度差的推定运算。
此外，在由转换器21的输出电力P’e1驱动负荷23的情况下，由于负荷23的种类的不同，滑动的量变化。一般而言，负荷23越小，滑动量越小，负荷23越大，滑动量越大。
此外，控制器22也可以存储推定出来的移动体8的旋转速度、移动速度、发电量的峰值、平均发电量等履历(日志)信息。
如此，在移动体8是车辆的情况下，由本实施方式的非接触发电机1生成的感应电力能够用作车辆的电气安装设备类的电源电力。除了车辆以外，只要是导电性的移动体，即使不引绕电源配线，也能够在移动体的附近发电，将电力向各种电气设备供给。
不过，在如本实施方式那样永磁体2相对于移动体8进行旋转的情况下，产生基于永磁体2与移动体8之间的间隔的非对称性的磁阻力。磁阻力引起齿槽转矩。齿槽转矩导致永磁体2的旋转速度的变动、启动扭矩的增加，因此，期望的是尽可能减少。齿槽转矩Tcog由下述的(6)式表示。
[式1]
Figure BDA0003020951080000181
(6)式的Wmag是磁能量，θ是永磁体2的旋转角度。
在本实施方式中，如上所述，基于旋转体5(移动体8)的旋转(移动)的动能由永磁体2抽出，将该动能在线圈3转换成电能。若忽视设置于旋转轴的周围的轴承、空气阻力等机械损失，本实施方式的电力平衡由以下的(7)式表示。
P2-PLM+P1＝0…(7)
P2是作用于旋转体5(移动体8)的制动力。只要P2是正的值，就意味着在旋转体5(移动体8)的表面作用有制动力、即沿着使旋转(移动)速度降低的方向作用有力。只要P2是负的值，就意味着沿着使旋转体5(移动体8)的旋转(移动)速度上升的方向作用有力。在从旋转体5(移动体8)抽出动能的情况下，P2成为正的值。在P2的值是正的情况下，与永磁体2相比，旋转体(移动体8)成为相对的面的表面速度较快的状态，在P2的值是负的情况下，与永磁体2相比，旋转体(移动体8)成为相对的面的表面速度较慢的状态。无论P2的正负如何，永磁体2的移动方向成为与旋转体5(移动体8)相同的方向。
PLM是旋转体5(移动体8)处的电磁的损失，具体而言是由涡流、磁滞导致的损失等。PLM始终是正的值。
P1是要抽出的机械的力，是使上述的永磁体2旋转的动能。使永磁体2旋转的动能是负的值。P1是由以下的(8)式表示。
P1＝ωMW×TMW…(8)
在(8)式中，ωMW是永磁体2的旋转速度，TMW是永磁体2的扭矩。另外，P1也由以下的(9)式表示。
PEL＝PGL+P1…(9)
PEL是要抽出的电力。在利用永磁体2抽出动能的情况下，PEL成为负的值。PGL是线圈3的铜损耗等发电机的损失。PGL始终是正的值。
(第1实施方式的变形例)
在图1中，针对旋转体5设置有1个永磁体2，但也可以针对1个旋转体5(移动体8)设置多个永磁体2。在该情况下，多个永磁体2的尺寸、形状既可以相同，也可以是至少一部分不同。
例如，为了辅助径尺寸较大的永磁体2的旋转启动，能够使用径尺寸较小的永磁体2。具体而言，在使径尺寸较大的永磁体2、径尺寸较小的永磁体2相对于1个旋转体5的一主面接近配置了的情况下，径尺寸较大的永磁体2与径尺寸较小的永磁体2相比，旋转启动所需要的扭矩较大，因此想到：在旋转体5(移动体8)处于低速区域的情况下，径尺寸较小的永磁体2虽然旋转，但径尺寸较大的永磁体2不旋转。因此，也可以是，例如，径尺寸较大的永磁体2的旋转轴和径尺寸较小的永磁体2的旋转轴分别与可用作发电机的马达连接，将与先旋转的径尺寸较小的永磁体2的旋转轴连接的发电机所发电的电力用作与径尺寸较大的永磁体2的旋转轴连接的马达的驱动电源，对径尺寸较大的永磁体2赋予启动扭矩。由此，能够使径尺寸较大的永磁体2从低速区域旋转而发电。图1所示的非接触发电机也可作为马达进行驱动，因此，能够成为同样的结构。
另外，在本实施方式的非接触发电机中所使用的永磁体2具有最佳的尺寸。在需要比由最佳的尺寸的永磁体2获得的感应电动势大的感应电动势的情况下，若以获得需要的感应电动势的方式增大永磁体2，则非接触发电机的整体尺寸有可能极端变大。因而，替代增大永磁体2的尺寸，也能存在设置多个最佳的尺寸的永磁体2而确保需要的感应电动势的做法能够缩小非接触发电机的整体尺寸而优选的情况。
旋转体5(移动体8)的至少一侧面(一主面)需要由适于涡流的产生的导电材料(钢铁、铝、铜等)形成，但也可以是，将旋转体5(移动体8)的母材设为树脂、塑料等绝缘材料，将导电材料接合于母材的表面。
在图1等中，示出了永磁体2具有多个磁极2b的例子，但永磁体2无论其旋转位置如何，也可以始终相同的极性的磁极向着朝向与旋转体5(移动体8)相对的面。即、只要存在从永磁体2朝向旋转体5(移动体8)的一侧面(一主面)的磁通，则能够在一侧面(一主面)上的与永磁体2相对的区域使涡流产生，由于该涡流的磁通与来自永磁体2的磁通之间的相互作用(斥力和吸引力)，能够使永磁体2旋转。不过，在该情况下，永磁体2仅具有同极，因此，即使将线圈3配置于永磁体2的周围，也无法获得交变磁通。因而，无法由线圈3直接生成感应电力。不过，通过将马达等驱动体安装于永磁体2的旋转轴，从而能够对驱动体进行驱动。
在上述的例子中，根据旋转体5(移动体8)的旋转(移动)使永磁体2旋转，相反，也可以是，使永磁体2旋转，而根据永磁体2旋转在旋转体5(移动体8)的一侧面(一主面)上使涡流产生，由于永磁体2的磁通与涡流的磁通之间的相互作用(斥力和吸引力)，使旋转体5(移动体8)旋转(移动)。即、也可以向旋转体5(移动体8)供给动能。
如此，在第1实施方式中，设置有永磁体2，该永磁体2绕第1旋转轴2a旋转自由，与旋转或移动的移动体8分开地配置，且与外周面2c相连的一侧面2d的至少一部分与移动体8的一主面8a(例如旋转体5的一侧面5c)相对地配置，因此，由于来自永磁体2的磁通，能够在移动体8的一主面8a上沿着妨碍来自永磁体2的磁通的变化的方向使涡流产生。由于该涡流的磁通与来自永磁体2的磁通之间的相互作用(斥力和吸引力)，永磁体2绕第1旋转轴2a旋转。永磁体2的旋转方向是与移动体8的旋转或移动方向相应的方向。
根据第1实施方式，能够解决上述的公知文献等以往的非接触发电机1的问题。即、在本实施方式中，能够使与移动体8的一主面相对配置的永磁体2的一侧面2d的面积变宽，因此，能够增大在移动体8的一主面产生的涡流，能够增强涡流的磁通与来自永磁体2的磁通之间的相互作用(斥力和吸引力)，从而能够与以往相比提高永磁体2的转矩。
另外，在本实施方式中，对于永磁体2的呈周状配置的多个磁极2b的每一个配置1个以上的线圈3，因此，能够使来自永磁体2的磁通没有泄漏地与线圈3进行交链，提高磁效率。
而且，在本实施方式中，使线圈3与永磁体2接近配置，且与线圈3密合地配置磁轭4，因此，能够减少磁阻，能够更加提高磁效率。另外，根据需要，通过将磁轭4配置于永磁体2的两侧面侧，能够防止泄漏磁通对周边的导电材料带来不良影响，且也能够防止泄漏磁通对涡流的产生带来不良影响的担心。
在上述的图1～图13中，对具备线圈3和磁轭4的非接触发电机1进行了说明，但在即使产生稍微的磁通的泄漏、稍微的磁阻的增加也无妨的情况下，也可以省略磁轭4。另外，出于使永磁体2旋转的目的，在没有特别需要感应电力的情况下，也可以省略线圈3。因而，本实施方式也可适用于没有磁轭4的旋转电机、不具有线圈3和磁轭4的旋转电机。
(第2实施方式)
第2实施方式设置有被永磁体2的转矩驱动的驱动体。
图14A是本发明的第2实施方式的旋转电机的立体图，图14B是主视图。图14A的旋转电机从图1的非接触发电机1省略线圈3，取而代之具备与永磁体2的旋转轴2a连接起来的标准电气设备(Standard electric machine)24。永磁体2与平板状的磁轭4接合起来，该平板状的磁轭4与旋转轴2a的轴端接合起来。永磁体2、磁轭4以及旋转轴2a设为一体地旋转自由。
标准电气设备24是利用旋转轴的旋转而被驱动的驱动体24。驱动体24具有例如与旋转轴2a一起旋转的未图示的转子和未图示的定子。利用转子的旋转，来驱动负荷23。更具体而言，驱动体24也可以是发电机、减速器等。另外，也可以将驱动体24用作利用旋转轴的转矩来压缩空气的压缩机。如此，驱动体24不仅包括用于将旋转轴的转矩转换成电力的驱动体，也包括将旋转轴的转矩转换成机械力的驱动体。
在图14B中，示出了使旋转电机的永磁体2的与外周面2c相连的一侧面2d与旋转体5的一侧面5c相对配置的例子，但也可以替代旋转体5而使移动体8的一主面与永磁体2的一侧面2d相对配置。
在第2实施方式中，其特征在于，永磁体2仅利用于来自旋转体5(移动体8)的动能的抽出，将由永磁体2生成的动能转换成电能由标准电气设备24进行，动能和电能独立地生成。由此，能够使作为旋转电机的主要部分的永磁体2周边的构造简化。
在第1实施方式中，需要供来自永磁体2的磁通进行交链的线圈3，需要考虑线圈3的尺寸、设置场所，但在本实施方式中，将由永磁体2生成的动能转换成电能由标准电气设备24进行，因此，能够使永磁体2周边的构造比第1实施方式大幅度简化。
即、永磁体2设置成可效率最佳地生成动能的形态即可。同样地，标准电气设备24设计成可将永磁体2所生成的动能效率最佳地转换成电能的形态即可。如此，能够将永磁体2和标准电气设备24独立地设计，因此，设计作业变得容易。
在图14A的例子中，将与永磁体2一起旋转的平板状磁轭4密合配置于永磁体2的同与旋转体5相对的面相反的一侧的面，将安装到该平板状磁轭4的中心的旋转轴2a与标准电气设备24连接，但也可以是，省略旋转轴2a而将平板状磁轭4直接与标准电气设备24连接，没有旋转轴地将永磁体2的转矩向标准电气设备24传递。
此外，图14A等所示的标准电气设备24也可以与上述的第1实施方式中的永磁体2的旋转轴2a连接。
如此，在第2实施方式中，不是使用永磁体2的磁通将永磁体2所生成的动能转换成电能，而是将永磁体2所生成的动能向标准电气设备24传递，由标准电气设备24将动能转换成电能，因此，易于设计具有最佳化的动能和电能的旋转电机。
(第3实施方式)
在第3实施方式中，永磁体2的外周面与移动体8的一主面相对配置。
图15A是第3实施方式的非接触发电机1的外观图。图15A的非接触发电机1具备：绕旋转轴旋转的永磁体2；两个线圈(第1线圈3a和第2线圈3b)；以及磁轭4。
永磁体2分开地与旋转或移动的移动体8的一主面8a相对配置，根据移动体8的旋转方向或移动方向旋转。永磁体2具有至少两个磁极2b，各磁极2b的磁化方向是永磁体2的外周面的法线方向。
永磁体2的外周面2c与移动体8的一主面8a分开地配置，永磁体2不与移动体8的一主面8a接触，设为旋转自由。在图15A的例子中，两个线圈3中的一者的第1线圈3a相对于移动体8的旋转或移动方向配置于永磁体2的后方侧。两个线圈3中的另一者的第2线圈3b相对于移动体8的旋转或移动方向配置于永磁体2的前方侧。第1线圈3a和第2线圈3b与移动体8的一主面8a分开地配置。
另外，在图15A的例子中，在第1线圈3a和第2线圈3b的内部和上部配置有日文コ字状的磁轭4。在磁轭4与永磁体2之间具有间隙，同样地，在永磁体2与第1线圈3a和第2线圈3b之间也具有间隙。这些间隙是气隙。因而，永磁体2在由移动体8的一主面、第1线圈3a和第2线圈3b、以及磁轭4包围的区域内旋转。
此外，线圈3配置于来自永磁体2的全部磁通集中的场所即可，图15A的线圈3的配置例只不过是一个例子。另外，磁轭4的形状也并不限定于图15A所示的形状。
例如，图15B是表示以1个线圈3进行发电的例子的图。在永磁体2的上方配置有卷绕于磁轭4的线圈3。磁轭4从永磁体2的上方向移动体8的移动方向的两侧延伸而以包围永磁体2的方式配置。线圈3使来自永磁体2的磁通的大致全部进行交链，因此，不必要设置多个线圈3。此外，配置线圈3的场所是来自永磁体2的全部磁通集中的场所(例如、永磁体2的N极和S极中的至少一极的附近)即可。另外，磁轭4只要是磁路内的与移动体5之间的气隙尽可能小的构造，并不限定于图15A、图15B所示的构造。也可以是例如圆筒体、立方体形状。
在移动体8绕旋转轴旋转的情况下，移动体8的旋转轴也可以沿着与永磁体2的旋转轴交叉的方向、更具体为正交的方向配置，或者、移动体8的旋转轴和永磁体2的旋转轴也可以平行地配置。
在图15A和图15B的移动体8的一主面上，沿着妨碍来自永磁体2的磁通的变化的方向产生涡流。由于涡流的磁通和来自永磁体2的磁通之间的相互作用(斥力和吸引力)，永磁体2根据移动体8的旋转或移动方向旋转。此时，永磁体2的周速度比相对配置的移动体8的一主面的表面速度慢。
图16是表示在图15的非接触发电机1内流动的磁通的流动的图。来自永磁体2的磁通沿着在移动体8、第1线圈3a的内部和第2线圈3b的内部、以及磁轭4通过而返回永磁体2的磁路传播、或者、沿着在磁轭4、第1线圈3a的内部和第2线圈3b的内部、以及移动体8通过而返回永磁体2的磁路传播。如图16所示，相对于永磁体2出入的磁通通过磁轭4，另外，相对于磁轭4出入的磁通在线圈3内通过，因此，在永磁体2、磁轭4、线圈3之间出入的磁通几乎不产生泄漏。另外，能够缩小磁路中的气隙的比例，因此，能够降低磁阻而提升磁效率。
在第3实施方式的非接触发电机1中，永磁体2旋转的原理与上述的第1实施方式和第2实施方式相同。相对于第1实施方式和第2实施方式的优点在于，即使永磁体2的磁极2b数量仅是两极，也能够使在线圈3通过的交链磁通量增大。尽可能缩小永磁体2与移动体8的一主面之间的间隙、线圈3与移动体8的一主面之间的间隙、以及磁轭4与永磁体2之间的间隙，从而能够减少从磁路泄漏的磁通量，另外，能够降低磁阻，因此，能够提高磁效率。如此，与上述的公知文献所公开的非接触发电机相比，第3实施方式的非接触发电机1具有如下优点：新设置磁轭4而降低磁阻；永磁体2的磁极数较少就足矣。
此外，也可以将在第2实施方式中进行了说明的标准电气设备24与第3实施方式中的永磁体2的旋转轴连接。
如此，在第3实施方式中，在永磁体2的周围接近地配置两个线圈3、移动体8的一主面、以及磁轭4，因此，能够使来自永磁体2的磁通几乎没有泄漏地通过线圈3和磁轭4，能够使磁效率提高。
在上述的第1实施方式～第3实施方式中所使用的永磁体2的磁极的配置并不限定于图4等所示的配置。图17是表示永磁体2的代表性的变形例的俯视图。图17表示将图14的实施方式所示的永磁体2直接固定于磁轭4的例子，但由于实施方式的不同，也存在永磁体2和磁轭4未固定的情况、省略磁轭4的情况。在永磁体2和磁轭未直接固定的情况下，需要利用固定构件、轴承等将永磁体2固定于旋转轴。为了避免泄漏磁通、由不需要的涡流导致的损失的产生，期望的是固定构件使用导磁率和导电率较低的树脂等的构件。
永磁体2A在沿着周向配置的各磁极间设置有间隙。在磁极间的间隙比永磁体与移动体8(旋转体5)之间的间隙(气隙)窄的情况下，磁极间附近的磁通未到达移动体8(旋转体5)，就在旁边的磁极之间形成闭磁路。因此，能够如永磁体2A那样在相邻的磁极间设置间隙来防止闭磁路的形成。
永磁体2B将各磁极的形状设为圆形，但各磁极的形状是任意的，也可以是除了永磁体2A、2B以外的形状。
永磁体2C将与移动体8(旋转体5)相对的一侧面的整体设为同一极(N极或S极)。在移动体8(旋转体5)产生的涡流起因于移动体8(旋转体5)相对于磁通进行相对地移动，因此，即使来自永磁体2C的磁通的朝向不变化，也在移动体8(旋转体5)产生涡流，在永磁体作用有由涡流产生的反作用力。在该情况下，无论永磁体2的旋转位置如何，磁通始终恒定，因此，具有旋转方向的磁阻扭矩能够为零这样的优点。但是，即使配置线圈3，与线圈3进行交链的磁通量也不变化，因此，无法从永磁体2直接使线圈3产生感应电动势。
永磁体2C是圆环状，而永磁体2D是圆板状。在永磁体2D，在也使与移动体8(旋转体5)相对的一侧面的整体设为同一极这点与永磁体2C相同。
如上述的图8那样，在线圈3配置于永磁体2与移动体5之间的情况下，来自永磁体2的磁通仅相对于线圈3侧出入即可。因此，也可以将永磁体2设为海尔贝克阵列构造。图18是海尔贝克阵列构造的概念图。在海尔贝克阵列构造中，通过使相邻的磁极的朝向各错开90度，能够使磁通向磁铁的单侧面集中。由此，例如像图8那样，在线圈3配置于永磁体2与移动体5之间的情况下，能够增加与线圈3进行交链的磁通量。因而，即使省略了磁轭4，磁通的泄漏也变少，能谋求磁通的有效利用。
图19是表示将图8的永磁体2设为海尔贝克阵列构造的例子的图。在图19中，在永磁体2中交替地配置有沿着周向配置有磁极的区域2b和沿着周面的法线方向配置有磁极的区域2g。如此，只要是海尔贝克阵列构造的永磁体2，即使省略了磁轭4，就也能够使磁通向永磁体2的单侧集中。
本发明的形态并不限定于上述的各个实施方式，也包括本领域技术人员能想到的各种变形，本发明的效果也并不限定于上述的内容。即、在不脱离由权利要求书所规定的内容及其等同物导出来的本发明的概念性的思想和主旨的范围内可进行各种追加、变更以及部分删除。
附图标记说明
1、非接触发电机；2、永磁体；3、线圈；4、磁轭；5、旋转体；7、前磁轭；8、移动体；11、齿；12、载体；21、转换器；22、控制器；23、负荷。

Claims (13)

1.一种非接触发电机，其具备：永磁体，该永磁体绕第1旋转轴旋转自由，与旋转或移动的移动体的一主面分开地配置，且与外周面相连的一侧面的至少一部分与所述移动体的一主面相对地配置，
线圈，该线圈与所述永磁体的同与所述移动体相对的面相反的面相对配置，其配置于供来自所述永磁体的磁通进行交链的位置，产生与所交链的磁通的变化量相应的感应电流，
利用基于在所述移动体的所述一主面上沿着妨碍来自所述永磁体的磁通的变化的方向产生的涡流而作用于所述永磁体的反作用力，所述永磁体绕所述第1旋转轴旋转，
所述永磁体的与所述移动体相对配置的所述一侧面的表面速度比所相对配置的所述移动体的所述一主面的表面速度慢，
所述非接触发电机还具备磁通引导构件，所述磁通引导构件配置于所述永磁体的与所述移动体相对的一侧面侧的、所述移动体与所述永磁体相对配置的部位内的一部分区域，
形成磁路，该磁路从所述永磁体的所述一部分区域穿过所述磁通引导构件以及所述线圈并返回所述永磁体，而不穿过所述移动体。
2.根据权利要求1所述的非接触发电机，其中，
所述永磁体在所述移动体向一方向移动的情况下绕沿着与所述一方向交叉的方向配置的所述第1旋转轴向与所述一方向相应的方向旋转。
3.根据权利要求1所述的非接触发电机，其中，
所述永磁体的所述第1旋转轴相对于所述移动体的旋转轴的延长线偏离地配置。
4.根据权利要求1所述的非接触发电机，其中，
所述永磁体在所述移动体绕第2旋转轴旋转的情况下绕与所述第2旋转轴平行的所述第1旋转轴向与所述移动体的旋转方向相应的方向旋转。
5.根据权利要求4所述的非接触发电机，其中，
所述永磁体的与外周面相连的一侧面的至少一部分、和所述移动体的与外周面相连的一侧面的至少一部分分开而相对配置，
利用基于在所述移动体的与外周面相连的一侧面上沿着妨碍来自所述永磁体的磁通的变化的方向产生的涡流而作用于所述永磁体的反作用力，所述永磁体向与所述移动体的旋转方向相应的方向旋转。
6.根据权利要求4或5所述的非接触发电机，其中，
所述永磁体以所述移动体侧的一侧面的总面积中的、一半以下的面积与所述移动体相对配置。
7.根据权利要求1所述的非接触发电机，其中，
所述移动体绕第2旋转轴旋转，
所述第1旋转轴位于所述第2旋转轴的延长线上，
所述永磁体以所述移动体侧的一侧面的整体与所述移动体相对配置，
所述永磁体向与所述移动体相同的方向旋转。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的非接触发电机，其中，
所述永磁体具有与所述移动体相对配置的两个以上的磁极，各磁极被沿着所相对配置的所述移动体的方向或与所述移动体的方向相反的方向磁化。
9.根据权利要求1～5中任一项所述的非接触发电机，其中，
所述永磁体具有与所述移动体相对配置的两个以上的磁极，
每个所述磁极设置1个以上的所述线圈。
10.根据权利要求1～5中任一项所述的非接触发电机，其中，
所述永磁体是海尔贝克阵列构造。
11.根据权利要求1～5中任一项所述的非接触发电机，其中，
该非接触发电机具备芯构件，该芯构件插入所述线圈的内部，使通过所述线圈的磁通的密度增大。
12.根据权利要求1～5中任一项所述的非接触发电机，其中，
该非接触发电机具备被所述第1旋转轴的转矩驱动的驱动体。
13.根据权利要求12所述的非接触发电机，其中，
所述驱动体是马达。
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