JP2003134794A - ２極式の発電機 - Google Patents
２極式の発電機Info
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- JP2003134794A JP2003134794A JP2001270033A JP2001270033A JP2003134794A JP 2003134794 A JP2003134794 A JP 2003134794A JP 2001270033 A JP2001270033 A JP 2001270033A JP 2001270033 A JP2001270033 A JP 2001270033A JP 2003134794 A JP2003134794 A JP 2003134794A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の2極式の発電機は電機子と磁極のどち
らか一方を固定し、もう片方を回転さす方法で磁束密度
の変化を回転により起こし誘導起電力を発生させてい
る。よって、電機子による電力と動力は可逆的に転換さ
れる。この構造では、発電するトルクは、磁束と電機子と
の吸引力に打ち勝ち回転する力と、磁界の質量を回転さ
す力である。このトルクを発生さす駆動力は、現在、水
力、火力、原子力、風力等があるが、資源有限性と、世
界環境等の面で、それぞれに問題を抱えている。 【構成】 本発明の構造による駆動力は、略遮蔽用強磁
性体と回転子(界磁子)の質量を回転さす力のみでよく回
転子(界磁子)と固定子(電機子)との吸引力を最小限に押
さえることができた。よって発電に必要な動力源はW＝1
/2・(Jω2 )で、また回転トルクT＝Fr＝SB2 r/μ０は、回転
子(界磁子)と固定子(電機子)間の吸引力に反撥するトルク
でなく、回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との質量のみ
の回転力で発電することができた。従来の2極式の発電
機トルクの約1/6で発電する。これを使用して省エネルキ゛ー型の
2極式の発電機となる。
らか一方を固定し、もう片方を回転さす方法で磁束密度
の変化を回転により起こし誘導起電力を発生させてい
る。よって、電機子による電力と動力は可逆的に転換さ
れる。この構造では、発電するトルクは、磁束と電機子と
の吸引力に打ち勝ち回転する力と、磁界の質量を回転さ
す力である。このトルクを発生さす駆動力は、現在、水
力、火力、原子力、風力等があるが、資源有限性と、世
界環境等の面で、それぞれに問題を抱えている。 【構成】 本発明の構造による駆動力は、略遮蔽用強磁
性体と回転子(界磁子)の質量を回転さす力のみでよく回
転子(界磁子)と固定子(電機子)との吸引力を最小限に押
さえることができた。よって発電に必要な動力源はW＝1
/2・(Jω2 )で、また回転トルクT＝Fr＝SB2 r/μ０は、回転
子(界磁子)と固定子(電機子)間の吸引力に反撥するトルク
でなく、回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との質量のみ
の回転力で発電することができた。従来の2極式の発電
機トルクの約1/6で発電する。これを使用して省エネルキ゛ー型の
2極式の発電機となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁束密度の変化
(磁束密度変化率)による電圧の発生を、固定子(電機子)
と回転子(界磁子)との間に挿入した遮蔽用強磁性体によ
り誘起させる機構に関するものである。
(磁束密度変化率)による電圧の発生を、固定子(電機子)
と回転子(界磁子)との間に挿入した遮蔽用強磁性体によ
り誘起させる機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の2極式の発電機は、電機子と磁極
のどちらか一方を固定し、もう片方を回転さす方法で、
磁束密度変化を起すことを利用して誘導起電力を発生さ
せる構成である。この構成により、電機子による電力と
動力は可逆的に転換される。
のどちらか一方を固定し、もう片方を回転さす方法で、
磁束密度変化を起すことを利用して誘導起電力を発生さ
せる構成である。この構成により、電機子による電力と
動力は可逆的に転換される。
【０００３】EI＝ωT(W) Tは回転トルクを表し
ωは2πN/60(rpm)
ここでいうT＝Fr＋J・(dω/dt) ［1］
よりF＝SB2/μ０ Fは吸引力を表し、rは物体の半
径を表し、μ０は透磁率を表し、Sは断面積を表し、Bは
磁束密度を表す。 J＝GD2/4 Gは重量でDは直径である。
径を表し、μ０は透磁率を表し、Sは断面積を表し、Bは
磁束密度を表す。 J＝GD2/4 Gは重量でDは直径である。
【０００４】発電するトルクとは、磁束と電機子との吸引
力に打ち勝ち回転する力と、磁界の質量を回転さす力を
いう。このトルクを発生さす駆動力は、現在、水力、火
力、原子力、風力等があるが、資源有限性と、世界環境
等の面で、それぞれに問題を抱えている。
力に打ち勝ち回転する力と、磁界の質量を回転さす力を
いう。このトルクを発生さす駆動力は、現在、水力、火
力、原子力、風力等があるが、資源有限性と、世界環境
等の面で、それぞれに問題を抱えている。
【０００５】上記の問題点の解決と、前記の式を活用し
て効率のよい2極式の発電機を造るためには、当然、従
来の2極式の発電機の機構を見直し、再検討する必要が
ある。
て効率のよい2極式の発電機を造るためには、当然、従
来の2極式の発電機の機構を見直し、再検討する必要が
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、2極式の発
電機の原理式は、EI＝ωTである。この式を変形する。
式は、EI＝ω(Fr＋J・dω/dt) この式からFを除去した式で発電を起こす方法を考える
と、固定子(電機子)と回転子(界磁子)間の吸引力F＝SB2
/μ0を取り除いたら発電効率は、略6割以上改善される
ことが理解できる。
電機の原理式は、EI＝ωTである。この式を変形する。
式は、EI＝ω(Fr＋J・dω/dt) この式からFを除去した式で発電を起こす方法を考える
と、固定子(電機子)と回転子(界磁子)間の吸引力F＝SB2
/μ0を取り除いたら発電効率は、略6割以上改善される
ことが理解できる。
【０００７】従って、本出願人は、この課題を解決する
ための研究を進めた処、下記のような構成を発明したの
で、以下、好ましい一例を詳述する。
ための研究を進めた処、下記のような構成を発明したの
で、以下、好ましい一例を詳述する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、遮蔽
用強磁性体を、固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間
に挿入し、固定子(電機子)のコイルに磁束変化を与えるこ
とで起電力を発生し、その後、遮蔽用強磁性体を、回転
子(界磁子)が固定子(電機子)から離間する状態の時に、
回転子(界磁子)と同期し、固定子(電機子)のコイルに磁束
密度変化率を大きくして起電力の発生を促す構成とし
て、効率的かつ低コストの目標を達成できる2極式の発電機
の提供を意図する。
用強磁性体を、固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間
に挿入し、固定子(電機子)のコイルに磁束変化を与えるこ
とで起電力を発生し、その後、遮蔽用強磁性体を、回転
子(界磁子)が固定子(電機子)から離間する状態の時に、
回転子(界磁子)と同期し、固定子(電機子)のコイルに磁束
密度変化率を大きくして起電力の発生を促す構成とし
て、効率的かつ低コストの目標を達成できる2極式の発電機
の提供を意図する。
【０００９】請求項1は、強磁性体のコアと、このコアに設
けられた固定子(電機子)と、このコア及び固定子(電機子)
に内装された回転子(界磁子)と、この回転子(界磁子)と
前記コア及び固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強
磁性体とで構成し、当該回転子(界磁子)の1回転に対し
て、前記遮蔽用強磁性体が2回転する構造の2極式の発電
機であって、当該遮蔽用強磁性体は、当該回転子(界磁
子)が前記固定子(電機子)に最も近接する状態を過ぎた
時に、この回転子(界磁子)と前記固定子(電機子)との間
に進入可能とし、その後、この遮蔽用強磁性体は、前記
回転子(界磁子)が前記固定子(電機子)から離間する状態
の時に、この回転子(界磁子)と略同時に離間する2極式
の発電機である。
けられた固定子(電機子)と、このコア及び固定子(電機子)
に内装された回転子(界磁子)と、この回転子(界磁子)と
前記コア及び固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強
磁性体とで構成し、当該回転子(界磁子)の1回転に対し
て、前記遮蔽用強磁性体が2回転する構造の2極式の発電
機であって、当該遮蔽用強磁性体は、当該回転子(界磁
子)が前記固定子(電機子)に最も近接する状態を過ぎた
時に、この回転子(界磁子)と前記固定子(電機子)との間
に進入可能とし、その後、この遮蔽用強磁性体は、前記
回転子(界磁子)が前記固定子(電機子)から離間する状態
の時に、この回転子(界磁子)と略同時に離間する2極式
の発電機である。
【００１０】請求項2の発明は、遮蔽用強磁性体の利用
と、当該遮蔽用強磁性体と、回転子(界磁子)及び固定子
(電機子)の位置関係を特定することで、起電力発生を確
保して、効率的かつ低コストの基に発電することを意図す
る。
と、当該遮蔽用強磁性体と、回転子(界磁子)及び固定子
(電機子)の位置関係を特定することで、起電力発生を確
保して、効率的かつ低コストの基に発電することを意図す
る。
【００１１】請求項2は、強磁性体のコアと、このコアに設
けられた固定子(電機子)と、このコア及び固定子(電機子)
に内装された回転子(界磁子)と、この回転子(界磁子)と
前記コア及び固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強
磁性体とで構成し、当該回転子(界磁子)の1回転に対し
て、前記遮蔽用強磁性体が2回転する構造の2極式の発電
機であって、当該遮蔽用強磁性体は、当該回転子(界磁
子)が前記固定子(電機子)に最も近接する状態を過ぎた
時に、この回転子(界磁子)と前記固定子(電機子)との間
に進入し、この固定子(電機子)内の磁束密度変化を生成
し、前記固定子(電機子)への入力磁束密度変化を利用し
て、当該固定子(電機子)のコイルに起電力を発生可能と
し、その後、この遮蔽用強磁性体は、前記回転子(界磁
子)が前記固定子(電機子)から離間する状態の時に、こ
の回転子(界磁子)と同期し、前記固定子(電機子)のコイル
に磁束密度変化率を大きくして起電力を発生可能とする
2極式の発電機である。
けられた固定子(電機子)と、このコア及び固定子(電機子)
に内装された回転子(界磁子)と、この回転子(界磁子)と
前記コア及び固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強
磁性体とで構成し、当該回転子(界磁子)の1回転に対し
て、前記遮蔽用強磁性体が2回転する構造の2極式の発電
機であって、当該遮蔽用強磁性体は、当該回転子(界磁
子)が前記固定子(電機子)に最も近接する状態を過ぎた
時に、この回転子(界磁子)と前記固定子(電機子)との間
に進入し、この固定子(電機子)内の磁束密度変化を生成
し、前記固定子(電機子)への入力磁束密度変化を利用し
て、当該固定子(電機子)のコイルに起電力を発生可能と
し、その後、この遮蔽用強磁性体は、前記回転子(界磁
子)が前記固定子(電機子)から離間する状態の時に、こ
の回転子(界磁子)と同期し、前記固定子(電機子)のコイル
に磁束密度変化率を大きくして起電力を発生可能とする
2極式の発電機である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の回転子(界磁子)及
び遮蔽用強磁性体の回転を図面に基づき説明する。
び遮蔽用強磁性体の回転を図面に基づき説明する。
【００１３】図8において、固定子(電機子)と回転子(界
磁子)との位置関係を説明すると、回転子(界磁子)が90
度、遮蔽用強磁性体が135度の位置にある。尚、この回
転には差が設けてあり、例えば、回転子(界磁子)の回転
に対して遮蔽用強磁性体の回転を、略2倍とする。この
図の如く、回転子(界磁子)が固定子(電機子)に向かい進
入してくる時、この回転子(界磁子)が固定子(電機子)を
通過する際の最大磁束Φは、この通過位置で最大とな
り、これ以上進むと入力磁束は減少する。例えば、図4
は、固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間で、鎖交す
る磁束の低減、或いは打消し状態が発生する状態となる
ので、この固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、
遮蔽用強磁性体が進入し、この鎖交する磁束(入力磁束)
の低減等を回避する。しかし、この入力磁束の減少は、
遮蔽用強磁性体で覆うことで回避できるとともに、固定
子(電機子)への入力磁束密度変化率が増加することが判
明した。例えば、図3(ロ)の如く、β部分だけの電圧上昇
があることが判明した。また電圧発生の波形で最大値Em
を境に左と右では波形が異なることにより、磁束密度変
化率が多い状況では、発生する電圧も増加し、結果的に
は、β部分だけ引き離し力が減少する。その力をF2とす
る。回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との引き離し力を
F3とする。遮蔽用強磁性体が設置されていない場合の引
き離し力をF1とすると、式は、F1＞F1−F2＋F3となり、
例えば、遮蔽用強磁性体のJω２を加算しても固定子(電
機子)と回転子(界磁子)との引き離しヘ゛クトル方向θ1よ
り、回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との引き離しヘ゛クト
ル方向θ2の方がより水平ヘ゛クトルになることから、当該固
定子(電機子)に対しての回転子(界磁子)の引き離しに容
易に役立て得る。従って、遮蔽用強磁性体を設置した方
が全体的に回転トルクが低減されることが判明した。
磁子)との位置関係を説明すると、回転子(界磁子)が90
度、遮蔽用強磁性体が135度の位置にある。尚、この回
転には差が設けてあり、例えば、回転子(界磁子)の回転
に対して遮蔽用強磁性体の回転を、略2倍とする。この
図の如く、回転子(界磁子)が固定子(電機子)に向かい進
入してくる時、この回転子(界磁子)が固定子(電機子)を
通過する際の最大磁束Φは、この通過位置で最大とな
り、これ以上進むと入力磁束は減少する。例えば、図4
は、固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間で、鎖交す
る磁束の低減、或いは打消し状態が発生する状態となる
ので、この固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、
遮蔽用強磁性体が進入し、この鎖交する磁束(入力磁束)
の低減等を回避する。しかし、この入力磁束の減少は、
遮蔽用強磁性体で覆うことで回避できるとともに、固定
子(電機子)への入力磁束密度変化率が増加することが判
明した。例えば、図3(ロ)の如く、β部分だけの電圧上昇
があることが判明した。また電圧発生の波形で最大値Em
を境に左と右では波形が異なることにより、磁束密度変
化率が多い状況では、発生する電圧も増加し、結果的に
は、β部分だけ引き離し力が減少する。その力をF2とす
る。回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との引き離し力を
F3とする。遮蔽用強磁性体が設置されていない場合の引
き離し力をF1とすると、式は、F1＞F1−F2＋F3となり、
例えば、遮蔽用強磁性体のJω２を加算しても固定子(電
機子)と回転子(界磁子)との引き離しヘ゛クトル方向θ1よ
り、回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との引き離しヘ゛クト
ル方向θ2の方がより水平ヘ゛クトルになることから、当該固
定子(電機子)に対しての回転子(界磁子)の引き離しに容
易に役立て得る。従って、遮蔽用強磁性体を設置した方
が全体的に回転トルクが低減されることが判明した。
【００１４】本発明は、この回転差を設けた構成である
ので、前記固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、
遮蔽用強磁性体が進入して、この鎖交する磁束の低減等
が回避された状態であり、かつ回転子(界磁子)が固定子
(電機子)より離間する状態となり、図4の如く、回転子
(界磁子)は60度で、遮蔽用強磁性体が75度の状態となっ
ている。
ので、前記固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、
遮蔽用強磁性体が進入して、この鎖交する磁束の低減等
が回避された状態であり、かつ回転子(界磁子)が固定子
(電機子)より離間する状態となり、図4の如く、回転子
(界磁子)は60度で、遮蔽用強磁性体が75度の状態となっ
ている。
【００１５】その後、図5の如く、遮蔽用強磁性体が回
転子(界磁子)に覆い被さる状態で、所謂、回転子(界磁
子)の磁力が打消されて、慣性力が作用し、高速回転す
る状態となる。この回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体は
45度の位置にある。この際に、入力磁束密度変化率が少
なくなる状況となるが、回転子(界磁子)の慣性力で補完
されて電圧の低下も最小限に押さえられる。
転子(界磁子)に覆い被さる状態で、所謂、回転子(界磁
子)の磁力が打消されて、慣性力が作用し、高速回転す
る状態となる。この回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体は
45度の位置にある。この際に、入力磁束密度変化率が少
なくなる状況となるが、回転子(界磁子)の慣性力で補完
されて電圧の低下も最小限に押さえられる。
【００１６】さらに回転が進み、両者の回転差により、
遮蔽用強磁性体が、常に回転子(界磁子)の前を回転する
状態となり、図6の状態では、回転子(界磁子)が10度、
遮蔽用強磁性体が-25度の位置にある。以後は、遮蔽用
強磁性体が、常に回転子(界磁子)の前を回転する状態と
なり、図7の状態では、前記の固定子(電機子)と回転子
(界磁子)との間で、鎖交する磁束の低減、或いは打消し
状態が発生する状態となり、回転子(界磁子)が-60度、
遮蔽用強磁性体が-165度の位置にある。その後、図8の
如く、固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、遮蔽
用強磁性体が進入し、この鎖交する磁束の低減等を回避
する。この位置関係は、回転子(界磁子)が-90度、遮蔽
用強磁性体が-225度となる。以後は、前述の繰返し動作
となる。
遮蔽用強磁性体が、常に回転子(界磁子)の前を回転する
状態となり、図6の状態では、回転子(界磁子)が10度、
遮蔽用強磁性体が-25度の位置にある。以後は、遮蔽用
強磁性体が、常に回転子(界磁子)の前を回転する状態と
なり、図7の状態では、前記の固定子(電機子)と回転子
(界磁子)との間で、鎖交する磁束の低減、或いは打消し
状態が発生する状態となり、回転子(界磁子)が-60度、
遮蔽用強磁性体が-165度の位置にある。その後、図8の
如く、固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、遮蔽
用強磁性体が進入し、この鎖交する磁束の低減等を回避
する。この位置関係は、回転子(界磁子)が-90度、遮蔽
用強磁性体が-225度となる。以後は、前述の繰返し動作
となる。
【００１７】以上の如く、遮蔽用強磁性体が進入し、こ
の鎖交する磁束の低減等を回避すること、及び遮蔽用強
磁性体が回転子(界磁子)に覆い被さる状態で、所謂、回
転子(界磁子)の磁力が打消されて、慣性力が作用し、高
速回転する状態となること、等が最大の特徴である。
の鎖交する磁束の低減等を回避すること、及び遮蔽用強
磁性体が回転子(界磁子)に覆い被さる状態で、所謂、回
転子(界磁子)の磁力が打消されて、慣性力が作用し、高
速回転する状態となること、等が最大の特徴である。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一例を図面を参照して説明す
る。
る。
【００１９】1はフレームで、このフレーム1にはモータ2で駆動する
駆動側軸3と、従動側軸4とを備えている。この駆動側軸
3に設けた遮蔽用強磁性体回転駆動用のフ゜ーリー5と、従動
側軸4に設けたフ゜ーリー6との間にはヘ゛ルト7が懸架されてい
る。また従動側軸4に設けたフ゜ーリー8と、駆動側軸3に設け
た遮蔽用強磁性体用のフ゜ーリー9との間にはヘ゛ルト10が懸架さ
れている。尚、この遮蔽用強磁性体用のフ゜ーリー9は、ヘ゛アリ
ンク゛11を介して従動側軸4に遊嵌されている。
駆動側軸3と、従動側軸4とを備えている。この駆動側軸
3に設けた遮蔽用強磁性体回転駆動用のフ゜ーリー5と、従動
側軸4に設けたフ゜ーリー6との間にはヘ゛ルト7が懸架されてい
る。また従動側軸4に設けたフ゜ーリー8と、駆動側軸3に設け
た遮蔽用強磁性体用のフ゜ーリー9との間にはヘ゛ルト10が懸架さ
れている。尚、この遮蔽用強磁性体用のフ゜ーリー9は、ヘ゛アリ
ンク゛11を介して従動側軸4に遊嵌されている。
【００２０】前記駆動側軸3には、支持体120を介して回
転子(界磁子)12が固止されている。また遮蔽用強磁性体
用のフ゜ーリー9には、対の板状の支持体130を介して遮蔽用
強磁性体13が対で固止されている。この回転子(界磁子)
12に対して、遮蔽用強磁性体13は2倍の回転となる。
尚、この遮蔽用強磁性体13には、磁気を通す孔131を設
けるとともに、捩れ防止手段として、支持体130を対で
設ける。
転子(界磁子)12が固止されている。また遮蔽用強磁性体
用のフ゜ーリー9には、対の板状の支持体130を介して遮蔽用
強磁性体13が対で固止されている。この回転子(界磁子)
12に対して、遮蔽用強磁性体13は2倍の回転となる。
尚、この遮蔽用強磁性体13には、磁気を通す孔131を設
けるとともに、捩れ防止手段として、支持体130を対で
設ける。
【００２１】図中20は固定子(電機子)21を支持するフレーム
1に設けた強磁性体のコアで、この強磁性体のコア20及び固
定子(電機子)21との間に、回転子(界磁子)12及び遮蔽用
強磁性体13を回転自在に設ける。
1に設けた強磁性体のコアで、この強磁性体のコア20及び固
定子(電機子)21との間に、回転子(界磁子)12及び遮蔽用
強磁性体13を回転自在に設ける。
【００２２】
【発明の効果】請求項1の発明は、強磁性体のコアと、コア
に設けられた固定子(電機子)と、コア及び固定子(電機子)
に内装された回転子(界磁子)と、回転子(界磁子)とコア及
び固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強磁性体と
で構成し、回転子(界磁子)の1回転に対して、遮蔽用強
磁性体が2回転する構造の2極式の発電機であって、遮蔽
用強磁性体は、回転子(界磁子)が固定子(電機子)に最も
近接する状態を過ぎた時に、回転子(界磁子)と固定子
(電機子)との間に進入可能とし、その後、遮蔽用強磁性
体は、回転子(界磁子)が固定子(電機子)から離間する状
態の時に、回転子(界磁子)と略同時に離間する2極式の
発電機である。従って、遮蔽用強磁性体を、固定子(電
機子)と回転子(界磁子)との間に挿入し、固定子(電機
子)のコイルに磁束変化を与えることで起電力を発生し、そ
の後、遮蔽用強磁性体を、回転子(界磁子)が固定子(電
機子)から離間する状態の時に、回転子(界磁子)と同期
し、固定子(電機子)のコイルに磁束密度変化率を大きくし
て起電力の発生を促す構成として、効率的かつ低コストの
基に発電できる実益がある。
に設けられた固定子(電機子)と、コア及び固定子(電機子)
に内装された回転子(界磁子)と、回転子(界磁子)とコア及
び固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強磁性体と
で構成し、回転子(界磁子)の1回転に対して、遮蔽用強
磁性体が2回転する構造の2極式の発電機であって、遮蔽
用強磁性体は、回転子(界磁子)が固定子(電機子)に最も
近接する状態を過ぎた時に、回転子(界磁子)と固定子
(電機子)との間に進入可能とし、その後、遮蔽用強磁性
体は、回転子(界磁子)が固定子(電機子)から離間する状
態の時に、回転子(界磁子)と略同時に離間する2極式の
発電機である。従って、遮蔽用強磁性体を、固定子(電
機子)と回転子(界磁子)との間に挿入し、固定子(電機
子)のコイルに磁束変化を与えることで起電力を発生し、そ
の後、遮蔽用強磁性体を、回転子(界磁子)が固定子(電
機子)から離間する状態の時に、回転子(界磁子)と同期
し、固定子(電機子)のコイルに磁束密度変化率を大きくし
て起電力の発生を促す構成として、効率的かつ低コストの
基に発電できる実益がある。
【００２３】請求項2の発明は、強磁性体のコアと、コアに
設けられた固定子(電機子)と、コア及び固定子(電機子)に
内装された回転子(界磁子)と、回転子(界磁子)とコア及び
固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強磁性体とで
構成し、回転子(界磁子)の1回転に対して、遮蔽用強磁
性体が2回転する構造の2極式の発電機であって、遮蔽用
強磁性体は、回転子(界磁子)が固定子(電機子)に最も近
接する状態を過ぎた時に、回転子(界磁子)と固定子(電
機子)との間に進入し、固定子(電機子)内の磁束密度変
化を生成し、固定子(電機子)への入力磁束密度変化を利
用して、固定子(電機子)のコイルに起電力を発生可能と
し、その後、遮蔽用強磁性体は、回転子(界磁子)が前記
固定子(電機子)から離間する状態の時に、回転子(界磁
子)と略同時に離間し、回転子(界磁子)と同期し、固定
子(電機子)のコイルに磁束密度変化率を大きくして起電力
を発生可能とする2極式の発電機である。従って、遮蔽
用強磁性体の利用と、当該遮蔽用強磁性体と、回転子
(界磁子)及び固定子(電機子)の位置関係を特定すること
で、起電力発生を確保して、効率的かつ低コストの基に発
電できる実益がある。
設けられた固定子(電機子)と、コア及び固定子(電機子)に
内装された回転子(界磁子)と、回転子(界磁子)とコア及び
固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強磁性体とで
構成し、回転子(界磁子)の1回転に対して、遮蔽用強磁
性体が2回転する構造の2極式の発電機であって、遮蔽用
強磁性体は、回転子(界磁子)が固定子(電機子)に最も近
接する状態を過ぎた時に、回転子(界磁子)と固定子(電
機子)との間に進入し、固定子(電機子)内の磁束密度変
化を生成し、固定子(電機子)への入力磁束密度変化を利
用して、固定子(電機子)のコイルに起電力を発生可能と
し、その後、遮蔽用強磁性体は、回転子(界磁子)が前記
固定子(電機子)から離間する状態の時に、回転子(界磁
子)と略同時に離間し、回転子(界磁子)と同期し、固定
子(電機子)のコイルに磁束密度変化率を大きくして起電力
を発生可能とする2極式の発電機である。従って、遮蔽
用強磁性体の利用と、当該遮蔽用強磁性体と、回転子
(界磁子)及び固定子(電機子)の位置関係を特定すること
で、起電力発生を確保して、効率的かつ低コストの基に発
電できる実益がある。
【図1】回転子(界磁子)を中心とする全体の模式図
【図2】駆動部を説明する全体の模式図
【図3】(イ)固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、
遮蔽用強磁性体が進入する状態を説明する全体の模式
図、(ロ)は電圧変化を示すフローチャート
遮蔽用強磁性体が進入する状態を説明する全体の模式
図、(ロ)は電圧変化を示すフローチャート
【図4】固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、遮
蔽用強磁性体が略進入完了した状態を説明する全体の模
式図
蔽用強磁性体が略進入完了した状態を説明する全体の模
式図
【図5】遮蔽用強磁性体が回転子(界磁子)に覆い被さる
状態を説明する全体の模式図
状態を説明する全体の模式図
【図6】回転子(界磁子)と、遮蔽用強磁性体とが所定の
位置にあり、以後は、遮蔽用強磁性体が、常に回転子
(界磁子)の前を回転する状態を説明する全体の模式図
位置にあり、以後は、遮蔽用強磁性体が、常に回転子
(界磁子)の前を回転する状態を説明する全体の模式図
【図7】固定子(電機子)に回転子(界磁子)が接近する状
態を説明する全体の模式図
態を説明する全体の模式図
【図8】固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、遮
蔽用強磁性体が進入する略最初の状態を説明する全体の
模式図
蔽用強磁性体が進入する略最初の状態を説明する全体の
模式図
1 フレーム
2 モータ
3 駆動側軸
4 従動側軸
5 遮蔽用強磁性体回転駆動用のフ゜ーリー
6 フ゜ーリー
7 ヘ゛ルト
8 フ゜ーリー
9 遮蔽用強磁性体用のフ゜ーリー
10 ヘ゛ルト
11 ヘ゛アリンク゛
12 回転子(界磁子)
120 支持体
13 遮蔽用強磁性体
130 支持体
131 孔
20 強磁性体のコア
21 固定子(電機子)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年９月１１日（２００１．９．１
１）
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】EI＝ωT(W) Tは回転トルクを表し
ωは2πN/60(rpm)
ここでいうT＝Fr＋J・(dω/dt) ［1］
よりF＝SB2/μ０ Fは吸引力を表し、rは物体の半
径を表し、μ０は透磁率を表し、Sは断面積を表し、Bは
磁束密度を表す。 J＝GD2/4 Gは重量でDは直径である。
径を表し、μ０は透磁率を表し、Sは断面積を表し、Bは
磁束密度を表す。 J＝GD2/4 Gは重量でDは直径である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年９月１４日（２００１．９．１
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、2極式の発
電機の原理式は、EI＝ωTである。この式を変形する。
式は、EI＝ω(Fr＋J・dω/dt) この式からFを除去した式で発電を起こす方法を考える
と、固定子(電機子)と回転子(界磁子)間の吸引力F＝SB2
/μ0を取り除いたら発電効率は、略6割以上改善される
ことが理解できる。
電機の原理式は、EI＝ωTである。この式を変形する。
式は、EI＝ω(Fr＋J・dω/dt) この式からFを除去した式で発電を起こす方法を考える
と、固定子(電機子)と回転子(界磁子)間の吸引力F＝SB2
/μ0を取り除いたら発電効率は、略6割以上改善される
ことが理解できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】図8において、固定子(電機子)と回転子(界
磁子)との位置関係を説明すると、回転子(界磁子)が90
度、遮蔽用強磁性体が135度の位置にある。尚、この回
転には差が設けてあり、例えば、回転子(界磁子)の回転
に対して遮蔽用強磁性体の回転を、略2倍とする。この
図の如く、回転子(界磁子)が固定子(電機子)に向かい進
入してくる時、この回転子(界磁子)が固定子(電機子)を
通過する際の最大磁束Φは、この通過位置で最大とな
り、これ以上進むと入力磁束は減少する。例えば、図4
は、固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間で、鎖交す
る磁束の低減、或いは打消し状態が発生する状態となる
ので、この固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、
遮蔽用強磁性体が進入し、この鎖交する磁束(入力磁束)
の低減等を回避する。しかし、この入力磁束の減少は、
遮蔽用強磁性体で覆うことで回避できるとともに、固定
子(電機子)への入力磁束密度変化率が増加することが判
明した。例えば、図3(ロ)の如く、β部分だけの電圧上昇
があることが判明した。また電圧発生の波形で最大値Em
を境に左と右では波形が異なることにより、磁束密度変
化率が多い状況では、発生する電圧も増加し、結果的に
は、β部分だけ引き離し力が減少する。その力をF2とす
る。回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との引き離し力を
F3とする。遮蔽用強磁性体が設置されていない場合の引
き離し力をF1とすると、式は、F1＞F1−F2＋F3となり、
例えば、遮蔽用強磁性体のJω2 を加算しても固定子(電
機子)と回転子(界磁子)との引き離しヘ゛クトル方向θ1よ
り、回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との引き離しヘ゛クト
ル方向θ2の方がより水平ヘ゛クトルになることから、当該固
定子(電機子)に対しての回転子(界磁子)の引き離しに容
易に役立て得る。従って、遮蔽用強磁性体を設置した方
が全体的に回転トルクが低減されることが判明した。
磁子)との位置関係を説明すると、回転子(界磁子)が90
度、遮蔽用強磁性体が135度の位置にある。尚、この回
転には差が設けてあり、例えば、回転子(界磁子)の回転
に対して遮蔽用強磁性体の回転を、略2倍とする。この
図の如く、回転子(界磁子)が固定子(電機子)に向かい進
入してくる時、この回転子(界磁子)が固定子(電機子)を
通過する際の最大磁束Φは、この通過位置で最大とな
り、これ以上進むと入力磁束は減少する。例えば、図4
は、固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間で、鎖交す
る磁束の低減、或いは打消し状態が発生する状態となる
ので、この固定子(電機子)と回転子(界磁子)との間に、
遮蔽用強磁性体が進入し、この鎖交する磁束(入力磁束)
の低減等を回避する。しかし、この入力磁束の減少は、
遮蔽用強磁性体で覆うことで回避できるとともに、固定
子(電機子)への入力磁束密度変化率が増加することが判
明した。例えば、図3(ロ)の如く、β部分だけの電圧上昇
があることが判明した。また電圧発生の波形で最大値Em
を境に左と右では波形が異なることにより、磁束密度変
化率が多い状況では、発生する電圧も増加し、結果的に
は、β部分だけ引き離し力が減少する。その力をF2とす
る。回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との引き離し力を
F3とする。遮蔽用強磁性体が設置されていない場合の引
き離し力をF1とすると、式は、F1＞F1−F2＋F3となり、
例えば、遮蔽用強磁性体のJω2 を加算しても固定子(電
機子)と回転子(界磁子)との引き離しヘ゛クトル方向θ1よ
り、回転子(界磁子)と遮蔽用強磁性体との引き離しヘ゛クト
ル方向θ2の方がより水平ヘ゛クトルになることから、当該固
定子(電機子)に対しての回転子(界磁子)の引き離しに容
易に役立て得る。従って、遮蔽用強磁性体を設置した方
が全体的に回転トルクが低減されることが判明した。
Claims (2)
- 【請求項１】 強磁性体のコアと、このコアに設けられた固
定子(電機子)と、このコア及び固定子(電機子)に内装され
た回転子(界磁子)と、この回転子(界磁子)と前記コア及び
固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強磁性体とで
構成し、当該回転子(界磁子)の1回転に対して、前記遮
蔽用強磁性体が2回転する構造の2極式の発電機であっ
て、 当該遮蔽用強磁性体は、当該回転子(界磁子)が前記固定
子(電機子)に最も近接する状態を過ぎた時に、この回転
子(界磁子)と前記固定子(電機子)との間に進入可能と
し、その後、この遮蔽用強磁性体は、前記回転子(界磁
子)が前記固定子(電機子)から離間する状態の時に、こ
の回転子(界磁子)と略同時に離間することを可能とした
2極式の発電機。 - 【請求項２】 強磁性体のコアと、このコアに設けられた固
定子(電機子)と、このコア及び固定子(電機子)に内装され
た回転子(界磁子)と、この回転子(界磁子)と前記コア及び
固定子(電機子)との間に設けられた遮蔽用強磁性体とで
構成し、当該回転子(界磁子)の1回転に対して、前記遮
蔽用強磁性体が2回転する構造の2極式の発電機であっ
て、 当該遮蔽用強磁性体は、当該回転子(界磁子)が前記固定
子(電機子)に最も近接する状態を過ぎた時に、この回転
子(界磁子)と前記固定子(電機子)との間に進入し、この
固定子(電機子)内の磁束密度変化を生成し、前記固定子
(電機子)への入力磁束密度変化を利用して、当該固定子
(電機子)のコイルに起電力を発生可能とし、その後、この
遮蔽用強磁性体は、前記回転子(界磁子)が前記固定子
(電機子)から離間する状態の時に、この回転子(界磁子)
と同期し、前記固定子(電機子)のコイルに磁束密度変化率
を大きくして起電力を発生可能とした2極式の発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001270033A JP2003134794A (ja) | 2001-08-16 | 2001-09-06 | ２極式の発電機 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-247121 | 2001-08-16 | ||
| JP2001247121 | 2001-08-16 | ||
| JP2001270033A JP2003134794A (ja) | 2001-08-16 | 2001-09-06 | ２極式の発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003134794A true JP2003134794A (ja) | 2003-05-09 |
Family
ID=26620586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001270033A Pending JP2003134794A (ja) | 2001-08-16 | 2001-09-06 | ２極式の発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003134794A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8178991B2 (en) | 2009-10-15 | 2012-05-15 | Airgenesis Llc | Wind power generation system |
| US8253268B1 (en) | 2009-10-15 | 2012-08-28 | Airgenesis, LLC | Wind power generation system |
| US8710694B2 (en) | 2012-04-06 | 2014-04-29 | Airgenesis, LLC | RPM Controlled Wind Power Generation System |
| US9617979B2 (en) | 2013-10-30 | 2017-04-11 | Airgenesis, LLC | Motor assisted power generation system |
-
2001
- 2001-09-06 JP JP2001270033A patent/JP2003134794A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8178991B2 (en) | 2009-10-15 | 2012-05-15 | Airgenesis Llc | Wind power generation system |
| US8247918B2 (en) | 2009-10-15 | 2012-08-21 | Airgenesis Llc | Power generation coupler |
| US8253268B1 (en) | 2009-10-15 | 2012-08-28 | Airgenesis, LLC | Wind power generation system |
| US8482150B2 (en) | 2009-10-15 | 2013-07-09 | Airgenesis Llc | Method of power generation |
| US8710694B2 (en) | 2012-04-06 | 2014-04-29 | Airgenesis, LLC | RPM Controlled Wind Power Generation System |
| US9617979B2 (en) | 2013-10-30 | 2017-04-11 | Airgenesis, LLC | Motor assisted power generation system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060602 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060614 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071102 |