JP2013165550A

JP2013165550A - 多次元発電装置

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Publication number: JP2013165550A
Application number: JP2012026381A
Authority: JP
Inventors: Nobuatsu Tanaka; 伸厚田中
Original assignee: Ibaraki University NUC
Current assignee: Ibaraki University NUC
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2032-02-09
Also published as: JP5875109B2

Abstract

【課題】多次元の運動エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換することができる多次元発電装置を実現する。
【解決手段】仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線上に密封構造のパイプを配置する構成であり、方向の異なる複数の稜線上のパイプ１ａ内に中空発電コイル１ｂと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石１ｃを設けて構成した発電部１を設置し、他の稜線上のパイプ内に整流器２ｂを設けて構成した整流部２と蓄電池３ｂを設けて構成した蓄電部３を設置した構成とすることにより、パイプに作用する外力によって発電部１の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流部２で整流して蓄電部（蓄電池）３を充電するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動や揺動や回転等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する多次元発電装置に関する。

装置に作用する振動や揺動等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置が提案されている。

この発電装置は、中空円筒形態の発電コイルの中空円筒空間内に永久磁石を相対的に移動（進退）自在に配置し、装置が振動あるいは揺動することによる発電コイルと永久磁石の相対的な移動によって永久磁石から発電コイルに作用する磁束量を変化させて発電コイルに電圧を誘起させる構成である。

このような発電装置は、装置に作用する運動エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換するためには、装置に作用するあらゆる方向の運動エネルギーに反応して電気エネルギーを生成することができる構成であることが望ましい。

特開平１０−３２３００６号公報特開２００２−３７４６６１号公報特開２００９−３８８８１号公報特開２０１１−１３９５４８号公報

しかしながら、従来のこの種の発電装置は、一次元方向あるいは二次元方向の運動に反応して発電する構成であり、水の流れや波のような多次元の運動エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換することが困難であった。

従って、本発明の１つの目的は、多次元の運動エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換することができる多次元発電装置を実現することにある。

本発明の他の目的は、このような多次元発電装置を比較的簡単な構成で実現することにある。

本発明の他の目的は、特定の運動エネルギー源が発生する多次元の運動エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換するのに好ましい形態の多次元発電装置を実現することにある。具体的には、水の流れや波、走行車両の揺れや加速・減速、人力（遊戯）等よって与えられる多次元の運動エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換するのに好ましい形態の多次元発電装置を実現することにある。

本発明の他の目的は、前記多次元発電装置を実現するために好ましい要素技術を提案することにある。

本発明の多次元発電装置の１つの特徴は、仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線に沿って気密構造のパイプを配置する構成であり、方向の異なる稜線に沿った複数のパイプ内に中空形態の発電コイルと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石を内装して発電部を構成し、他の稜線に沿ったパイプ内に整流器を内装して整流部を構成し、蓄電池を内装して蓄電部を構成することにより、パイプに作用する外力や永久磁石の重力によって発電部内の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流部で整流して蓄電部（蓄電池）を充電するように構成したことにある。

仮想する前記多面体空間は、正四面体または正六面体空間が好ましい。

本発明の多次元発電装置の他の特徴は、前記発電コイルと永久磁石及び整流器を１つのパイプ内に内装した発電・整流部として構成して多面体空間の総ての稜線に沿って配置し、蓄電部を多面体空間の中心位置に配置するように変更した構成とすることにある。

本発明の多次元発電装置の他の特徴は、前記多面体空間をケースによって気密状態に包囲し、その総ての稜線の内側に沿って発電・整流部を配置するように変更して構成することにある。

本発明の多次元発電装置の他の特徴は、前記多面体空間（仮想球形空間）を球形のケースによって気密状態に包囲し、前記蓄電部は、ケースの中心位置に配置するように変更して構成することにある。

本発明の多次元発電装置の他の特徴は、前記蓄電部をケースの外に配置し、複数のケースに内装した発電部と整流部（発電・整流部）により得た直流電圧で外に配置した蓄電部を配電線を介して充電するように変更して構成することにある。

本発明の多次元発電装置の他の特徴は、前記発電部や発電・整流部のパイプにおける前記永久磁石の移動終端部には、永久磁石を反発する緩衝手段を配置したことにある。前記緩衝手段を弾性体または前記永久磁石の磁極と同じ極性の磁極を対向させた永久磁石とすることが好ましい。

本発明の多次元発電装置の他の特徴は、緩衝手段として永久磁石を備えた複数の発電部の端部同士を近接して配置する構成では、近接する端部の間に磁気干渉防止部材（磁性部材）を介在させることにある。

本発明は、水の流れや波、走行車両の揺れや加速・減速、人力（遊戯）等よって与えられるような多次元の運動エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換することができる多次元発電装置を比較的簡単な構成で実現することができる。

また、発電部における永久磁石が移動領域の端部まで移動したときには該永久磁石は緩衝手段によって押し返されて発電に再度寄与するので、発電効率が向上する。

また、装置が転動して姿勢が変化したときにも永久磁石が重力によって移動して発電するので、発電効率が向上する。

本発明の多次元発電装置の第１の実施例を示す模式図である。本発明の多次元発電装置の第２の実施例を示す模式図である。本発明の多次元発電装置の第３の実施例を示す模式図である。本発明の多次元発電装置の第４の実施例を示す模式図である。本発明の多次元発電装置の第５の実施例を示す模式図である。本発明の実施例４及び５の多次元発電装置におけるケースの実施形態を示す外観図である。本発明の多次元発電装置の第６の実施例を示す模式図である。本発明の多次元発電装置の第７の実施例を示す模式図である。本発明の多次元発電装置の第８の実施例を示す模式図である。

本発明の１つの実施形態は、仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線に沿って密封構造のパイプを配置する構成であり、方向の異なる稜線に沿った複数のパイプ内に中空形態の発電コイルと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石を内装して発電部を構成し、他の稜線に沿ったパイプ内に整流器を内装して整流部を構成し、蓄電池を内装して蓄電部を構成することにより、パイプに作用する外力や永久磁石の重力によって発電部内の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流部で整流して蓄電部を充電するように構成した多次元発電装置である。前記発電部のパイプにおける前記永久磁石の移動終端部には、永久磁石を反発する緩衝手段としてばねを配置した構成とする。また、仮想する前記多面体空間は、正四面体または正六面体空間とする。

本発明の他の実施形態は、前記発電コイルと永久磁石及び整流器を１つのパイプ内に内装した発電・整流部として構成して多面体空間の総ての稜線に沿って配置し、蓄電部を多面体空間の中心位置に配置し、前記多面体空間をケースによって気密状態に包囲するように変更した構成とする多次元発電装置である。

本発明の他の実施形態は、前記発電コイルと永久磁石及び整流器を１つのパイプ内に内装した発電・整流部として構成して多面体空間の総ての稜線に沿って配置し、蓄電部を多面体空間の中心位置に配置し、前記多面体空間をケースによって気密状態に包囲し、前記発電・整流部のパイプにおける前記永久磁石の移動終端部には、永久磁石を反発する緩衝手段として永久磁石を配置し、複数のパイプの近接する端部の間に磁気干渉防止部材（磁性部材）を介在させる構成とした多次元発電装置である。

本発明の更に他の実施形態は、前記多面体空間を球形のケースによって気密状態に包囲し、前記蓄電部は、ケースの中心位置に配置するように構成する多次元発電装置である。

本発明の更に他の実施形態は、前記蓄電部をケースの外に配置し、複数のケースのそれぞれに内装した発電部と整流部（発電・整流部）により得た直流電圧で外に配置した蓄電部を配電線を介して充電するように構成する多次元発電装置である。

本発明の更に他の実施形態は、発電コイル内に収容されて移動する永久磁石を球形永久磁石とすることにある。

本発明の更に他の実施形態は、棒状永久磁石の移動範囲両端において該棒状永久磁石を押し返す緩衝手段である両側の緩衝ばねによって棒状永久磁石を挟持して発電コイル内に位置するように支持することにより、想定される外力によって棒状永久磁石が移動するときには、棒状永久磁石が発電コイルに磁束を作用させることができる範囲内でのみ移動するように構成することにある。

この実施例の多次元発電装置は、仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線に沿って気密構造のパイプを配置する構成であり、方向の異なる稜線に沿った複数のパイプ内に中空形態の発電コイルと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石を内装して発電部を構成し、他の稜線に沿ったパイプ内に整流器を内装して整流部を構成し、蓄電池を内装して蓄電部を構成することにより、パイプに作用する外力や永久磁石の重力によって発電部内の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流部で整流して蓄電部（蓄電池）を充電するようにしたものである。前記発電部のパイプにおける前記永久磁石の移動終端部には、永久磁石を反発する緩衝手段としてばねを配置した構成とし、前記多面体空間は、正四面体空間とした。

この実施例における多次元発電装置は、図１に示すように、発電部１（１−１，１−２）と整流部２（２−１，２−２）と蓄電部３（３−１，３−２）を備えた構成である。

各発電部１−１，１−２は、具体的には、円筒パイプ１ａの軸方向の中央部分に位置させて筒状の中空発電コイル１ｂを内装し、該中空発電コイル１ｂの内部空間１ｃ内を軸方向に移動自在に棒状永久磁石１ｄを収容し、円筒パイプ１ａの両端に該端まで移動した棒状永久磁石１ｄを中央部方向に押し返す非磁性の緩衝ばね１ｅを内装し、この円筒パイプ１ａの両端は気密状態に封止し、発電コイル１ｂの両端から円筒パイプ１ａの外まで交流出力端子線１ｆを気密状態に導出した構成である。棒状永久磁石１ｄを軸方向に少ない摩擦損失で円滑に移動（摺動）させるためには、棒状永久磁石１ｄの外周を摺動性及び耐摩耗性優れた樹脂材（例えば、フッ素系樹脂）で被覆し、内部空間１ｃの摺動領域内壁を摺動性及び耐摩耗性に優れた樹脂材（例えば、フッ素系樹脂）の案内筒１ｇで覆うことが望ましい。

整流部２−１，２−１は、具体的には、円筒パイプ２ａ内に整流器２ｂを内装し、発電部１の交流出力端子線１ｅから整流器２ｂに交流電圧を入力する交流入力端子線２ｃと、整流器２ｂから直流電圧を出力する直流出力端子線２ｄを気密状態に導出し、両端を気密状態に封止した構成である。整流器２ｂは、ブリッジ型全波整流回路を形成する構成とし、必要に応じて、平滑コンデンサや交流変圧器または直流昇圧器や直流降圧器（何れも図示省略）を併設する。

蓄電部３−１，３−２は、円筒パイプ３ａ内に充電可能な蓄電池３ｂを内装し、両端を気密状態に封止し、前記整流部２の直流出力端子線２ｄから蓄電池３ｂに受電する直流入力端子線３ｃを気密状態に導出した構成である。蓄電池３ｂは、円筒パイプ３ａから取り出して一般の電池と同様にして電気器具にセットして使用することができるような形態であり、円筒パイプ３ａは、そのような形態の蓄電池３ｂを着脱可能及び水密状態に閉じることができる着脱口を備える電池ボックス形態に構成する。

そして、仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する正四面体空間を仮想し、仮想した四面体空間の方向が大きく異なる２つの稜線に沿って発電部１−１，１−２を構成する２つの円筒パイプ１ａを配置し、他の２つの稜線に沿って整流部２−１，２−２を構成する２つの円筒パイプ２ａを配置し、更に他の２つの稜線に沿って蓄電部３−１，３−２を構成する２つの円筒パイプ３ａを配置し、各稜線の頂点に集合した各円筒パイプ１ａ〜３ａの端部間を機械的に結合し、且つ前述したような相互間の電気的な配線を水密状態に行って多次元発電装置を構成する。２つの発電部１−１，１−２は、棒状永久磁石１ｃが近接することにより起こる磁気干渉が最小となるような位置関係に配置する。

この多次元発電装置は、多様な外力を効率良く電気エネルギーに変換するためには、全体の重心が正四面体空間の中心位置となるように構成することが望ましい。

このように構成した多次元発電装置は、密封した発電部１と整流部２と蓄電部３の浮力により海面や川面に浮かべて波の複雑な向きの外力（運動エネルギー）を作用させると、この力によって多次元発電装置が振動や揺動運動や回転運動することから、この運動エネルギーや棒状永久磁石１ｄに作用する重力によって発電部１内の発電コイル１ｂと棒状永久磁石１ｄが軸方向に相対的に移動して発電コイル１ｂに作用する磁束量を変化させて該発電コイル１ｂに交流電圧を誘起して交流出力端子線１ｅから出力する。

発電部１における棒状永久磁石１ｄが移動領域の端部まで移動すると、棒状永久磁石１ｄの端部が緩衝ばね１ｅに当接して押し返されることから、棒状永久磁石１ｄが緩衝ばね１ｅによって押し返されて移動するときにも発電コイル１ｂに作用させる磁束量を変化させて発電出力を得ることができる。

発電部１の交流出力端子線１ｆから出力された交流電圧は、整流部１の整流器２ｂによって整流し、蓄電部３の蓄電池３ｂを充電する。整流出力電圧が蓄電池３ｂを充電するために適しない環境で稼動させるものであるときには、整流器２ｂの前段に交流変圧器を設置し、または、整流器２ｂの後段に直流昇圧器や直流降圧器を設置して蓄電池３ｂを効率良く充電することができるように構成する。

蓄電池３ｂに蓄積した電気エネルギーは、蓄電池３ｂを円筒パイプ３ａから取り出して利用する。

この実施例の多次元発電装置は、海面や川面に浮かべて稼動させるほかに、車両に載置して走行時の揺れや加速・減速に応動させ、または人力によって外力を与える遊戯具として使用することによっても同様に発電させることができる。

以上のように、この実施例の多次元発電装置は、装置に作用する多次元の運動エネルギーに基づいて高い効率で発電することができる効果が得られる。

この実施例の多次元発電装置は、図２に示すように、前記実施例と同様に仮想球形空間内に仮想する多面体空間を正六面体空間とし、１２本の稜線に沿って３組の発電部１（１−１〜１−３）と整流部２（２−１〜２−３）と蓄電部３（３−１〜３−３）を前記実施例と同様な配慮（外力への反応性、磁気干渉軽減、蓄電池の着脱、装置の重心位置等）の下に配置して端部間を結合した構成である。この実施例では、発電部１−１〜１−３と整流部２−１〜２−３と蓄電部３−１〜３−３の単体構成は実施例１と同様であるが、蓄電部３は、２つの蓄電部３−１１と３−１２、３−２１と３−２２、３−３１と３−３２を直列または並列に接続して蓄電容量を大きくするように工夫している。

具体的には、３つの発電部１−１，１−２，１−３は、磁気干渉が最小となるように離れて位置して方向が大きく異なる稜線（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）に沿って配置し、その他の稜線に沿って整流部２−１，２−２，２−３と蓄電部３−１１，３−１２，３−２１，３−２２，３−３１，３−３２を配置して端部間を機械的に結合し、且つ電気的に接続した構成である。

因みに、３−１１ａ，３−１２ａは円筒パイプ、３−１１ｂ，３−１２ｂは蓄電池、３−１１ｃ，３−１２ｃは直流入力端子線である。

この実施例の多次元発電装置は、３つの発電部１−１，１−２，１−３は、三次元方向の外力に効率良く反応することから、この多次元発電装置に作用する複雑な方向の外力（運動エネルギー）を極めて高効率で電気エネルギーに変換することができる。また、装置の姿勢に応じて何れかの発電部１の棒状永久磁石１ｄが重力で下降するように移動して発電に寄与するようになって発電効率を向上させる。

この実施例の多次元発電装置も、海面や川面に浮かべて稼動させるほかに、車両に載置して走行時の揺れや加速・減速に応動させ、または人力によって外力を与える遊戯具として使用することによっても同様に発電させることができる。

この実施例の多次元発電装置は、図３に示すように、前記実施例における発電コイルと永久磁石及び整流器を１つのパイプ内に内装した発電・整流部４（４−１〜４−６）として構成して正四面体空間の総ての稜線の内側に沿って配置し、蓄電部５を正四面体空間の中心に位置するように配置し、その外周（四面）をケース（四面体）６によって気密状態に包囲するように変更した構成である。この多次元発電装置は、ケース６内部の気体の浮力によって水に浮くように構成する。

具体的には、発電・整流部４−１〜４−６は、円筒パイプ４ａの軸方向の中央部分に位置させて筒状の中空発電コイル４ｂを内装し、該中空発電コイル４ｂの内部空間４ｃ内を軸方向に移動自在に棒状永久磁石４ｄを収容し、円筒パイプ４ａの両端に該端まで移動した棒状永久磁石４ｄを中央部方向に押し返す非磁性の緩衝ばね４ｅを内装し、中空発電コイル４ｂから出力される交流電圧を整流する整流器４ｈを内装し、この円筒パイプ４ａの両端は気密状態に封止し、整流器４ｈから円筒パイプ４ａの外まで直流出力端子線４ｆを気密状態に導出した構成である。棒状永久磁石４ｄを軸方向に少ない摩擦損失で円滑に移動（摺動）させるために、棒状永久磁石４ｄの外周を摺動性及び耐摩耗性に優れた樹脂材（例えば、フッ素系樹脂）で被覆し、内部空間４ｃの摺動領域内壁を摺動性及び耐摩耗性に優れた樹脂材（例えば、フッ素系樹脂）の案内筒４ｇで覆う。

蓄電部５は、直方体形状の電池収納箱５ａ内に充電可能な複数の蓄電池（図示省略）を内装して気密状態に封止し、前記発電・整流部４の直流出力端子線４ｆから蓄電池に受電する直流入力端子線（図示省略）を気密状態に導出した構成である。蓄電池は、電池収納箱５ａから取り出して一般の電池と同様にして電気器具にセットして使用することができるような形態とし、電池収納箱５ａは、そのような形態の蓄電池を着脱可能及び水密状態に閉じることができる着脱口を備える電池ボックス形態に構成する。

そして、ケース６には、蓄電部５の電池収納箱５ａに対する蓄電池の着脱操作を可能にするために、ケース６内の電池収納箱５ａの着脱口を開閉して蓄電池を着脱操作する操作窓（図示省略）または蓄電池を着脱するために電池収納箱５ａをケース６外に出し入れ操作する操作窓（図示省略）を気密状態に閉じることができるように設ける。

このように構成した多次元発電装置は、ケース６を海面に浮かべて稼動させると、前述した実施例と同様に発電して蓄電池を充電する。しかし、この実施例３の多次元発電装置は、６個の発電・整流部４−１〜４−６を備えているために大きな発電能力を発揮するという効果が得られる。

この実施例の多次元発電装置は、実施例３の発電・整流部４（４−１〜４−６）における緩衝ばね４ｅを棒状永久磁石４ｄを反発する緩衝磁石に変更し、更に、近接する緩衝磁石同士の磁気干渉を防止する磁気干渉防止部材を付加した構成である。

具体的には、図４に示すように、発電・整流部４−１〜４−６は、緩衝ばねの代わりに端部に移動した棒状永久磁石４ｄを反発する極性の緩衝磁石４ｉを備え、この発電・整流部４−１〜４−６を四面体空間の総ての稜線の内側に沿った位置に設置したときに近接する各端部に位置する緩衝磁石４ｉ同士が磁気的に干渉するのを防止するための磁気干渉防止部材（軟磁性部材、例えば鉄球）７（７−１〜７−４）を備えた構成である。その他の構成は、実施例３と同様であるので重複する説明は省略する。

このように構成した多次元発電装置は、前述した実施例と同様に機能して発電し、蓄電池を充電する。そして、棒状永久磁石４ｄが移動領域の端部まで移動すると、棒状永久磁石４ｄと緩衝磁石４ｉが反発しあって棒状永久磁石４ｄが押し返されることになる。

発電・整流部４−１〜４−６の近接する端部に設置された緩衝磁石４ｉ同士が磁気的に干渉すると、棒状永久磁石４ｉに対する反発力に影響することから、近接する各発電・整流部４の端部に設けた緩衝磁石４ｉの間に位置する磁気干渉防止部材７−１〜７−４は、１つの発電・整流部４の緩衝磁石４ｉから発生する磁束が他の発電・整流部４の緩衝磁石４ｉから発生する磁束に作用するのを防止するように機能する。

この実施例の多次元発電装置は、実施例４における発電・整流部４を配置する多面体空間を正六面体空間とし、１２個の発電・整流部４と８個の磁気干渉防止部材４ｉを正六面体空間の稜線の各近接端部間に配置する構成に変更すると共に、ケース８は、その外周を気密状態に包囲するように球形に変更した構成である。蓄電部５は、六面体空間の中心位置に設置するように構成する。

具体的には、図５に示すように、８個の磁気干渉防止部材７（７−１〜７−１２）を正六面体空間の各稜線の頂点上に位置させて設置し、発電・整流部４（４−１〜４−１２）は、近接する端部間に前記磁気干渉防止部材７が介在するように結合し、磁気干渉防止部材７を内接するように球形のケース８で気密状態に包囲した構成である。

ケース８には、蓄電部５の電池収納箱５ａに対する蓄電池の着脱操作を可能にするために、ケース８内の電池収納箱５ａの着脱口を開閉して蓄電池を着脱操作する操作窓（図示省略）または蓄電池を着脱するために電池収納箱５ａをケース６外に出し入れ操作する操作窓（図示省略）を気密状態に閉じることができるように設ける。

その他の構成は、実施例４と同様であるので重複する説明は省略する。

このように構成した多次元発電装置は、前述した実施例と同様に機能して発電し、蓄電池を充電する。しかも、装置全体の外形は球形であることから、繰り返し発生する波によって転動して発電・整流部４−１〜４−１２の姿勢が変化することから、棒状永久磁石４ｄが重力によって移動する機会が増え、発電効率が向上する。

この実施例の多次元発電装置は、海面や川面に浮かべて稼動させるほかに、車両に載置して走行時の揺れや加速・減速に応動させ、または人力によって外力を与える遊戯具として使用することによっても同様に発電させることができる。具体的には、ケース８の材質を変更することにより、遊具（例えばボール）として構成することにより、この遊具を使用した遊戯においても蓄電池を充電することができる。

図６は、この実施例における球形のケース８の変形例を示している。（ａ）は、表面が滑らかな球体の例であり、この形態のケース８で包囲した多次元発電装置は、衝突などの衝撃に強く、他の物体に対して引っ掛かりが少ないなどの効果が得られる。

（ｂ）〜（ｄ）は球体の表面に凹凸を形成した変形例であり、ディンプル８ａを形成した変形例、（ｃ）は小さな突起８ｂを形成した変形例、（ｄ）はフィン８ｃを形成した変形である。表面にこのような凹凸を形成した球体は、水の流れや大気の流れへの追従性が向上し、装置を水面に浮かべた場合に波や大気の鉛直（上下）方向の運動や水平方向の運動に良く追従して上下運動、水平運動、回動して発電効率を向上させる効果が得られる。

この実施例は、前記蓄電部をケースの外に配置し、複数のケースに内装した発電・整流部（発電部と整流部）により得た直流電圧でケース外に配置した蓄電部を配電線を介して充電するように構成する多次元発電装置である。

具体的には、図７に示すように、実施例３において採用した構成の発電・整流部４を正六面体空間の１２の稜線のそれぞれに沿って設置し、これらを球形のケース８で気密状態に包囲し、各発電・整流部４からの直流出力端子線を直列接続した後にケース８を気密状態に貫通させて外部出力配電線９とし外部に導出し、ケース８には係留ワイヤー１０を接続して１つの発電・整流ユニット１１を構成する。

蓄電部５は、実施例３〜５における蓄電部５と同様に構成するが、装置内に設置するのではなく、発電・整流ユニット１１から離れた地上に設置するように構成する。

このように構成した発電・整流ユニット１１は、複数個用意して海面に浮かべて係留ワイヤー１０によって海底１２に設けた係止具（図示省略）に係留し、各発電・整流ユニット１１から導出した外部出力配電線９を地上の蓄電部５に接続して内部の蓄電池を充電するように構成する。係留ワイヤー１０は、海面に浮かんだ各発電・整流ユニット１１が波に応動して自由に運動するのを許容する長さとし、係留位置は、発電・整流ユニット１１同士が干渉しないように離れた位置とする。

このように構成した多次元発電装置は、海面に浮かべた発電・整流ユニット１１が波に揺られて上下動、水平動、転動すると発電し、外部出力配電線９を介して蓄電部５内の蓄電池を充電する。そして、蓄電部５内に蓄積した電気エネルギーは、蓄電池を取り出して利用し、あるいは、送電線（図示省略）によって電力消費環境に配電して利用することができる。

以上のように、この実施例の多次元発電装置は、装置に作用する多次元の運動エネルギーに基づいて高い効率で発電することができる効果が得られる。しかも、この実施例の多次元発電装置は、発電・整流ユニット１１の数を増すことにより発電能力を増加させることができるので、工業的に利用することが可能となる。

この実施例の多次元発電装置は、図８に示すように、図１に示した実施例１における棒状永久磁石１ｄを球状永久磁石１ｈに変更した例である。球状永久磁石１ｈは、半球部分をＮ極に着磁し、他の半球部分をＳ極に着磁した構成とする。このように変形した球状永久磁石１ｈは、案内筒１ｇ内に収容されて内部空間１ｃを移動するときには、姿勢を変えずに移動したり、案内筒１ｇの壁面に沿って転動して姿勢を変えながら移動したりするように機能する。

その他の構成は、図１に示す多次元発電装置と同一であるので、重複する説明は省略する。

この実施例のように変形させた多次元発電装置によれば、装置に作用する外力によって球状永久磁石１ｈが案内筒１ｇ内で相対的に移動するときに発電コイル１ｂに作用させる磁束量の変化は、球状永久磁石１ｈの移動と回転によって生じることから、発電効率を一層高めることができる。

このような変更は、他の実施例についても同様に行うことができる。ただ、移動する球状永久磁石１ｈの姿勢は不定であるので、実施例４に示した多次元発電装置のように緩衝手段として緩衝磁石（緩衝磁石４ｉ）を採用するものには適用することができない。

この実施例の多次元発電装置は、図９に示すように、図１に示した実施例１における緩衝手段である両側の緩衝ばね１ｅの間に棒状永久磁石１ｄを挟持して発電コイル１ｂ内に位置するように支持することにより、想定される外力によって棒状永久磁石１ｄが案内筒１ｇ内を相対的に移動するときには、棒状永久磁石１ｄが発電コイル１ｂに磁束を作用させることができる範囲内でのみ移動するように変更した例である。

この実施例のように変形させた多次元発電装置によれば、装置に作用する外力によって棒状永久磁石１ｃが案内筒１ｇ内で相対的に移動するときには発電コイル１ｂに作用させる磁束量を必ず変化させることができることから、発電効率を高めることができる。

このような変更は、緩衝手段として緩衝ばねを使用する他の実施例についても同様に行うことができる。しかし、緩衝手段として、実施例４、５に示したように、緩衝磁石４ｉを採用するものには適用することが困難である。

１…発電部、２…整流部、３…蓄電部、４…発電・整流部、５…蓄電部、６…ケース、７…磁気干渉防止部材、８…ケース、９…外部出力配電線、１０…係留ワイヤー、１１…発電・整流ユニット、１２…海底。

Claims

発電コイルの中空円筒空間内に永久磁石を相対的に移動自在に配置し、装置が振動あるいは揺動することによる発電コイルと永久磁石の相対的な移動によって永久磁石から発電コイルに作用する磁束量が変化させて発電コイルに電圧を誘起させる多次元発電装置において、
仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線に沿って気密構造のパイプを配置する構成であり、方向の異なる稜線に沿った複数のパイプ内に中空形態の発電コイルと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石を内装して発電部を構成し、他の稜線に沿ったパイプ内に整流器を内装して整流部を構成し、蓄電池を内装して蓄電部を構成し、
パイプに作用する外力や永久磁石の重力によって発電部内の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流部で整流して蓄電部（蓄電池）を充電するように構成したことを特徴とする多次元発電装置。
発電コイルの中空円筒空間内に永久磁石を相対的に移動自在に配置し、装置が振動あるいは揺動することによる発電コイルと永久磁石の相対的な移動によって永久磁石から発電コイルに作用する磁束量が変化させて発電コイルに電圧を誘起させる多次元発電装置において、
仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線に沿って気密構造のパイプを配置する構成であり、総ての稜線に沿ったパイプ内に中空形態の発電コイルと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石と、整流器を内装して発電・整流部を構成し、蓄電部を多面体空間の中心位置に配置した構成とし、
パイプに作用する外力や永久磁石の重力によって発電・整流部内の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流器で整流して蓄電部（蓄電池）を充電するように構成したことを特徴とする多次元発電装置。
発電コイルの中空円筒空間内に永久磁石を相対的に移動自在に配置し、装置が振動あるいは揺動することによる発電コイルと永久磁石の相対的な移動によって永久磁石から発電コイルに作用する磁束量が変化させて発電コイルに電圧を誘起させる多次元発電装置において、
仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線の内側に沿って気密構造のパイプを配置する構成であり、総てのパイプ内に中空形態の発電コイルと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石と、整流器を内装して発電・整流部を構成し、蓄電部を多面体空間の中心位置に配置し、多面体空間をケースによって気密状態に包囲した構成とし、
パイプに作用する外力や永久磁石の重力によって発電・整流部内の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流器で整流して蓄電部（蓄電池）を充電するように構成したことを特徴とする多次元発電装置。
請求項３において、前記多面体空間（仮想球形空間）を球形のケースによって気密状態に包囲したことを特徴とする多次元発電装置。
発電コイルの中空円筒空間内に永久磁石を相対的に移動自在に配置し、装置が振動あるいは揺動することによる発電コイルと永久磁石の相対的な移動によって永久磁石から発電コイルに作用する磁束量が変化させて発電コイルに電圧を誘起させる多次元発電装置において、
仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線の内側に沿って気密構造のパイプを配置する構成であり、総てのパイプ内に中空形態の発電コイルと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石と、整流器を内装して発電・整流部を構成し、多面体空間をケースによって気密状態に包囲し、
前記蓄電部をケース外に配置して前記発電・整流部と配電線で接続した構成とし、
パイプに作用する外力や永久磁石の重力によって発電・整流部内の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流器で整流して蓄電部（蓄電池）を充電するように構成したことを特徴とする多次元発電装置。
請求項１〜５に１項において、前記永久磁石の移動終端部には、永久磁石を反発する緩衝手段を配置したことを特徴とする多次元発電装置。
請求項６において、前記緩衝手段は、弾性体または前記永久磁石の磁極と同じ極性の磁極を対向させた永久磁石としたことを特徴とする多次元発電装置。
請求項７において、緩衝手段として永久磁石を備えた複数の発電部の端部同士を近接して配置する構成であって、近接する端部の間に磁気干渉防止部材（磁性部材）を介在させたことを特徴とする多次元発電装置。
発電コイルの中空円筒空間内に永久磁石を相対的に移動自在に配置し、装置が振動あるいは揺動することによる発電コイルと永久磁石の相対的な移動によって永久磁石から発電コイルに作用する磁束量が変化させて発電コイルに電圧を誘起させる多次元発電装置において、
仮想球形空間内に仮想球形に頂点が内接する多面体空間を仮想し、仮想した多面体空間の各稜線の内側に沿って気密構造のパイプを配置する構成であり、総てのパイプ内に中空形態の発電コイルと該発電コイル内を移動自在に収容した永久磁石と、整流器を内装して発電・整流部を構成し、多面体空間をケースによって気密状態に包囲して発電・整流ユニットを構成し、
前記蓄電部をケース外に配置して前記発電・整流部と配電線で接続する構成とし、
複数の発電・整流ユニットを海面に浮かべて係留し、各発電・整流ユニットと蓄電部を配電線で接続し、
各発電・整流ユニットに作用する外力や永久磁石の重力によって発電・整流部内の永久磁石を発電コイル内で相対的に移動させて該発電コイルに電圧を誘起させ、誘起した電圧を整流器で整流して蓄電部（蓄電池）を充電するように構成したことを特徴とする多次元発電装置。