JP2005527177A5

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Publication number: JP2005527177A5
Application number: JP2004512275A
Authority: JP
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2009-04-02

Description

Driving force self-generating device

本発明は駆動力自己生成装置に関するものであり、より詳しくは、装置の回転軸を駆動させるために電子誘導によりコイルに生成された起電力を機械的駆動装置と組み合わせて用いる装置に関する。 The present invention relates to a driving force self-generating apparatus, and more particularly to an apparatus that uses an electromotive force generated in a coil by electronic induction in combination with a mechanical driving apparatus in order to drive a rotating shaft of the apparatus.

通常、駆動力生成装置は、燃料、火力、水力、風力、太陽エネルギー、または原子力のようなエネルギーを機械的駆動装置の回転軸を駆動させるための駆動力を生成するのに用いる。 Usually, the driving force generator uses energy such as fuel, thermal power, hydraulic power, wind power, solar energy, or nuclear power to generate a driving force for driving the rotating shaft of the mechanical driving device.

しかし、そのようなエネルギーが次第に枯渇してきており、そのようなエネルギーの汚染の増加が不可避となっている状況で、原子力の汚染または太陽エネルギーにおいて気候による影響を受ける不都合などといった問題点を解消するだけでなく、駆動力を低コストで非常に簡単に自己生成できる装置を開発する必要がある。 However, in the situation where such energy is gradually depleted and the increase in pollution of such energy is inevitable, problems such as nuclear pollution or inconvenience of being affected by climate in solar energy are solved. In addition to this, it is necessary to develop a device that can generate drive power very easily at low cost.

通常、ファラデーの電磁誘導法則によると、磁気誘導が導体に作用するとき、起電力が誘導される。一般的に、誘導起電力は、磁気源と導体間の相対移動速度に比例する。また、レンツの法則によれば、磁気源と導体間の相対移動速度が変化することで、磁束が変化して起電力を生成する間に、新しい磁界が生成されて前電界によって生成された起電力に対抗して新しい力が生成される。 Normally, according to Faraday's electromagnetic induction law, an electromotive force is induced when magnetic induction acts on a conductor. In general, the induced electromotive force is proportional to the relative moving speed between the magnetic source and the conductor. In addition, according to Lenz's law, the relative movement speed between the magnetic source and the conductor changes, so that a new magnetic field is generated and the electromotive force generated by the previous electric field is generated while the magnetic flux changes and the electromotive force is generated. A new force is generated against power.

図１は、ファラデーの法則とレンツの法則による電磁誘導理論を図示する概略図である。図１に図示されたように、磁性体１がコイル２に対して速度Ｖで移動してコイル２に作用するとき、誘導起電力および誘導電流Ｉがファラデーの法則にしたがってコイル２によって生成される。コイル２が磁力線に交差することでコイル２に誘導された磁界が変化するため、誘導電流Ｉは、磁界強度および相対移動速度Ｖに比例する。また、レンツの法則によると、誘導起電力は、コイルが磁性体１の磁界の変化に対して反対の力Ｆを生成するようにでき、反対の力Ｆ（すなわち、反対起電力）が磁性体１の磁束密度Ｂ、誘導電流Ｉ、およびコイル２の全体長さＬの倍によって得られ、すなわち、Ｆ＝ｋ・Ｂ・Ｉ・Ｌ（ｋは定数）、対向力Ｆは順次、他の力Ｆ'を誘導する。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating electromagnetic induction theory according to Faraday's law and Lenz's law. As shown in FIG. 1, when the magnetic body 1 moves with respect to the coil 2 at a speed V and acts on the coil 2, an induced electromotive force and an induced current I are generated by the coil 2 according to Faraday's law. . Since the magnetic field induced in the coil 2 changes when the coil 2 intersects the magnetic field lines, the induced current I is proportional to the magnetic field strength and the relative movement speed V. Further, according to Lenz's law, the induced electromotive force can cause the coil to generate a force F opposite to the change in the magnetic field of the magnetic body 1, and the opposite force F (that is, the counter electromotive force) is applied to the magnetic body. Obtained by multiplying the magnetic flux density B by 1, the induced current I, and the total length L of the coil 2, that is, F = k · B · I · L (k is a constant), Induces F '.

したがって、対向力Ｆ（および／または力Ｆ'）が機械的駆動装置の軸を回転させるために機械的駆動装置と組み合わせて効果的に用いることができ、力（ＦまたはＦ'）がネット摩擦力より大きい場合、短期間の外力によって回転軸を初期起動させた後、回転軸は外力なしに持続的に回転されることができて運動エネルギーが生成される。 Thus, the opposing force F (and / or force F ′) can be effectively used in combination with the mechanical drive to rotate the shaft of the mechanical drive, and the force (F or F ′) is net friction. When the force is greater than the force, after the rotating shaft is initially activated by a short-term external force, the rotating shaft can be continuously rotated without an external force to generate kinetic energy.

したがって、本発明の目的は、電磁誘導によってコイルに生成された起電力を機械的駆動装置とともに用いて機械的駆動装置の回転軸を駆動させて汚染および気候による不都合のないエネルギーを生成する駆動力自己生成装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to use the electromotive force generated in the coil by electromagnetic induction together with the mechanical drive device to drive the rotating shaft of the mechanical drive device to generate energy without inconvenience due to pollution and climate. It is to provide a self-generating device.

そのような目的を果たすために、本発明の一態様によると、以下の構成を有する駆動力自己生成装置が提供される。少なくとも１組の２つのアームを含む回転軸を有する機械的駆動装置、ここにおいて、電気２つのアームは互いに対して所定の角度に配置され、前記アームの各端部は、少なくとも１つの磁性体に取付けられ、および
所定の角度で固定配置された少なくとも１組の２つのコイル、ここにおいて、各コイルの一開口部はその回転軸と垂直に対向する。 In order to achieve such an object, according to one aspect of the present invention, a driving force self-generating device having the following configuration is provided. Mechanical drive having a rotating shaft comprising at least one set of two arms, wherein the two electric arms are arranged at a predetermined angle relative to each other, each end of said arms being connected to at least one magnetic body At least one set of two coils mounted and fixedly arranged at a predetermined angle, wherein one opening of each coil faces perpendicularly to its axis of rotation.

各組コイルの一開口部での巻線端は、１コイルに電流が誘導されるときオンになるスイッチ素子を介して互いに電気的に接続され、これによって他のコイルを介して回路を短絡させ、他のコイルと対応磁性体の間に反力を生成し、各組コイルの他の開口部での他の巻線端は、直接電気的に接続され、各磁性体の極性は、各磁性体と対応コイルの間に反力が存在するように配置される。 The winding ends at one opening of each set coil are electrically connected to each other via a switching element that is turned on when current is induced in one coil, thereby short-circuiting the circuit via the other coil. , Generate a reaction force between the other coil and the corresponding magnetic body, and the other winding end at the other opening of each set coil is directly electrically connected, and the polarity of each magnetic body It is arranged so that a reaction force exists between the body and the corresponding coil.

また、上記の態様において、磁性体は永久磁石を含む。 In the above aspect, the magnetic body includes a permanent magnet.

また、上記の態様において、コイルは透磁性物質、空気のコアなどを含む。 In the above aspect, the coil includes a magnetically permeable material, an air core, and the like.

また、上記の態様において、アームは回転軸に垂直および／または所定の角度で接合される。 In the above aspect, the arm is joined to the rotation axis perpendicularly and / or at a predetermined angle.

本発明の他の態様および利点は、本発明の一例を図示する添付図面を参照した下記詳細な説明において明らかになる。 Other aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, illustrating by way of example the present invention.

以下、添付図面を参照して本発明の望ましい一実施例を詳しく説明する。
図２を参照すると、図２は本発明による駆動力自己生成装置を図示する概略図である。図２に図示されたように、本発明による駆動力自己生成装置は機械的駆動装置を備える。
機械的駆動装置は、少なくとも１組の２つのアーム１１、１２を含む回転軸Ａを備える。
アーム１１、１２は単一部材、または個別的にシャフトに連結することもできる。アーム１１、１２の数は図示された図面に限定されない。望ましくは、アーム１１、１２は、軸Ａに所定の角度でそれぞれ対称配置される複数のアームでありうる。アーム１１、１２は、望ましくは、回転軸Ａに垂直および／または所定の角度で接合することができる。各アームの一端部は、そこに取り付けられた磁性体３１、３２を有する。望ましくは、磁性体３１、３２は、永久磁性物質を含む。各磁性体３１、３２は、対応アーム１１、１２の方向に配置された同一方向の極性を有する。装置は、アーム１１、１２の所定角度と同一の角度で固定的に配置される少なくとも１組の２つのコイル２１、２２をさらに含む。
本実施例で、コイル数はアーム数に対応するが、図面に図示されたものに限定されない。各コイル２１、２２の１つの開口部は、軸Ａと垂直に対向する。図面に図示されたように、各コイル２１、２２の開口部にそれぞれ位置される２つの巻線端ｂ、ｄは、トランジスタＱ１のようなスイッチ素子を通して互いに接続され、各コイル２１、２２の他の開口部に位置する他の２つの巻線端ａ、ｃは電気的に直接接続される。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Referring to FIG. 2, FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a driving force self-generating apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 2, the driving force self-generating apparatus according to the present invention includes a mechanical driving device.
The mechanical drive device comprises a rotation axis A including at least one set of two arms 11, 12.
The arms 11, 12 can be connected to the shaft as a single member or individually. The number of arms 11 and 12 is not limited to the illustrated drawing. Desirably, the arms 11 and 12 may be a plurality of arms arranged symmetrically with respect to the axis A at a predetermined angle. The arms 11, 12 can desirably be joined to the rotation axis A perpendicularly and / or at a predetermined angle. One end of each arm has magnetic bodies 31 and 32 attached thereto. Desirably, the magnetic bodies 31 and 32 include a permanent magnetic material. Each of the magnetic bodies 31 and 32 has a polarity in the same direction arranged in the direction of the corresponding arms 11 and 12. The apparatus further includes at least one set of two coils 21 and 22 fixedly arranged at the same angle as the predetermined angle of the arms 11 and 12.
In this embodiment, the number of coils corresponds to the number of arms, but is not limited to that shown in the drawing. One opening of each coil 21, 22 faces the axis A perpendicularly. As shown in the drawing, the two winding ends b and d positioned at the openings of the coils 21 and 22 are connected to each other through a switching element such as a transistor Q1, and the other coils 21 and 22 are connected to each other. The other two winding ends “a” and “c” located at the openings of the first and second windings are electrically connected directly.

図３は、一般回路を図示する。スイッチ素子３０は、トランジスタ、継電器、光学結合装置、ホール効果装置、または任意の他のスイッチ素子であってもよい。 FIG. 3 illustrates a general circuit. The switch element 30 may be a transistor, a relay, an optical coupling device, a Hall effect device, or any other switch element.

以下、本発明による装置の動作について説明する。図２に図示されたように、磁性体３２がコイル２２の開口部を通過するとき、コイル２２には起電力Ｅ１が誘導される。一方、電流Ｉ１を誘導する他の磁性体３１によってコイル２１には起電力Ｅ２が誘導される。誘導電流Ｉ１は、電流リミッタＲ２を通して流れてトランジスタＱ１をオンにする。トランジスタＱ１がオンになるため、電流Ｉ２はコイル２２を通して流れる。その後、コイル２２は、対向力（すなわち、対向起電力）を生成し、方向Ｓに向かってアームを駆動させる。これにより、回転軸Ａが回転できる。したがって、回転軸Ａは、例えば手動力のような短期間の外力を印加する手段による軸の初期起動の後、持続的に所定方向に回転される。 The operation of the apparatus according to the present invention will be described below. As shown in FIG. 2, when the magnetic body 32 passes through the opening of the coil 22, an electromotive force E <b> 1 is induced in the coil 22. On the other hand, an electromotive force E2 is induced in the coil 21 by another magnetic body 31 that induces the current I1. The induced current I1 flows through the current limiter R2 and turns on the transistor Q1. Since the transistor Q1 is turned on, the current I2 flows through the coil 22. Thereafter, the coil 22 generates a counter force (that is, a counter electromotive force) and drives the arm in the direction S. Thereby, the rotating shaft A can rotate. Therefore, the rotating shaft A is continuously rotated in a predetermined direction after the initial activation of the shaft by means for applying a short-term external force such as a manual force.

コイル２１および２２は、空気のコアまたは透磁性物質から製造されるコアを含むことができる。 Coils 21 and 22 may include an air core or a core made of a magnetically permeable material.

前記のような本発明の望ましい一例は、本発明を限定するものではなく、多様な変形例および修正例が当業者によってなされる。したがって、多様な変更および修正が添付された請求項により概説された本発明の範囲を逸脱せず造られることを理解するべきである。 The preferred example of the present invention as described above is not intended to limit the present invention, and various variations and modifications may be made by those skilled in the art. Accordingly, it should be understood that various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention as outlined by the appended claims.

ファラデーの法則およびレンツの法則による電磁誘導理論を説明する概略図である。It is the schematic explaining the electromagnetic induction theory by Faraday's law and Lenz's law. 本発明の望ましい実施例による駆動力自己生成装置を図示する概略図である。1 is a schematic view illustrating a driving force self-generating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明による駆動力自己生成装置の一般回路を図示する概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a general circuit of a driving force self-generating apparatus according to the present invention.

１：磁石２：コイル
３：検流計１１、１２：リンク
３０、Ｑ１：スイッチ素子３１、３２：磁性体
ａ、ｂ、ｃ、ｄ：コイルの端子Ｒ、Ｒ２：電流リミッタ
Ａ：回転軸Ｓ：回転方向
Ｉ、Ｉ１、Ｉ２：誘導電流Ｅ１、Ｅ２：起電力
Ｖ：速度Ｆ、Ｆ’：力
Ｂ：磁束密度Ｌ：コイルの全体長さ
Ｌ１、Ｌ２：コイル 1: Magnet 2: Coil
3: Galvanometer 11, 12: Link
30, Q1: Switch element 31, 32: Magnetic body a, b, c, d: Coil terminal R, R2: Current limiter
A: Rotating shaft S: Direction of rotation I, I1, I2: Inductive current E1, E2: Electromotive force
V: Speed F, F ': Force
B: Magnetic flux density L: Overall length of coil
L1, L2: Coil

Claims

A mechanical shaft having a rotational axis including at least one pair of two arms, the two arms being arranged at a predetermined angle with respect to each other, each end of the arm being attached to at least one magnetic body; A driving device; and at least one set of two coils fixedly arranged at the predetermined angle, wherein one opening portion of each coil includes a coil opposed perpendicularly to the rotation axis,
The winding ends at one opening of each set coil are electrically connected to each other through switch elements that are turned on when current is induced in the one coil, thereby short-circuiting the circuit through the other coil. Generating a reaction force between the other coil and the corresponding magnetic body, and the other winding ends at the other openings of the set coils are electrically connected directly, and the polarity of each magnetic body is A driving force self-generating device arranged such that a reaction force exists between the magnetic body and the corresponding coil.

The driving force self-generating device according to claim 1, wherein the magnetic body includes a permanent magnet.

The driving force self-generating device according to claim 1, wherein the coil includes a magnetically permeable material or an air core.

The driving force self-generating device according to claim 1, wherein the arm is joined to the rotation axis perpendicularly and / or at a predetermined angle.

The driving force self-generating device according to claim 1, wherein the switch element includes a transistor, a relay, an optical coupling device, or a Hall effect device.