JP2014003775A - Magnetic force power unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、永久磁石と回転体の慣性力を用いる動力装置に関するものである。 The present invention relates to a power unit that uses an inertial force of a permanent magnet and a rotating body.
従来より永久磁石と銅線コイルなどを組合せ、コイルに電流を流すことにより、フレミングの右手の法則で知られるローレンツ力を発生させて、その力を回転力に変えて動力を得る電磁モーターの技術は広く知られるところである。 A conventional electromagnetic motor technology that uses a combination of a permanent magnet and a copper wire coil to generate a Lorentz force, known by Fleming's right-hand rule, and converts the force into a rotational force to generate power. Is widely known.
従来の電磁モーターは、コイルに電流を流し電磁石とし、対置する永久磁石との間に発生するローレンツ力を回転力に利用する装置である。ローレンツ力は永久磁石とコイル電磁石を相対的に引き付けまたは反発しようとする力であり、一方を固定し、他方を回転軸に取り付けておけば、回転軸に取り付けられた方は回転するため、これを動力として取り出す構造のものが一般的である。しかし、ローレンツ力を発生させるときには、コイルの電磁石と永久磁石との間の磁界で生ずる抵抗（コギングトルク）のために力の損失があり、電流のエネルギーが音や熱などのエネルギーに消費され、また、ヒステリシス損も生じて、回転運動のためのエネルギーとしてすべてが使われないことはよく知られた事実である。このことにより、例えば、発電機で発電し、その電気でモーターを回し、その力で発電する、というようなクローズドされた動力システムを作ることができなかった。 A conventional electromagnetic motor is a device that uses a Lorentz force generated between a permanent magnet facing a coil as an electromagnet by passing an electric current through a coil. The Lorentz force is a force that attracts or repels the permanent magnet and the coil electromagnet relatively. If one is fixed and the other is attached to the rotating shaft, the one attached to the rotating shaft rotates. The structure of taking out as power is common. However, when generating the Lorentz force, there is a loss of force due to the resistance (cogging torque) generated by the magnetic field between the electromagnet and the permanent magnet of the coil, and the current energy is consumed by energy such as sound and heat, It is a well-known fact that hysteresis loss also occurs and not all is used as energy for rotational movement. For this reason, it has been impossible to create a closed power system in which, for example, power is generated by a generator, a motor is rotated by the electricity, and power is generated by the power.
閉鎖した系の中で、作り出したエネルギーを動力として使い循環させる、いわゆる永久機関はエネルギー保存の法則に従えば成立しないことは明らかである。一方、身近に有って無尽蔵に思える太陽のエネルギーを使ったソーラー発電は現実に実用化されていて、機材の消耗を考えなければ極めて長期間エネルギーを供給できる。しかし、このエネルギーも「永久的」ではあるが、太陽の寿命といわれる１００億年後には消滅する有限のエネルギーである。また、水力発電も、水の気化と液化サイクルを位置エネルギーと運動エネルギーに変え発電する「半永久的」発電システムであり、地熱発電は地球の磁力でマグマが対流する運動エネルギーを熱エネルギーとして取り出す磁力発電システムとも言うことができる。 It is clear that a so-called permanent engine that circulates using the generated energy as power in a closed system does not hold according to the law of conservation of energy. On the other hand, solar power generation using solar energy that seems familiar and inexhaustible has actually been put into practical use, and can supply energy for an extremely long period of time without considering the consumption of equipment. However, although this energy is also “permanent”, it is a finite energy that will disappear after 10 billion years, which is said to be the life of the sun. Hydroelectric power generation is also a "semi-permanent" power generation system that converts the vaporization and liquefaction cycle of water into potential energy and kinetic energy, and geothermal power generation is a magnetic force that extracts the kinetic energy convected by magma as the thermal energy. It can also be called a power generation system.
そもそも、地球上に存在し我々が半永久的に使える自然力は、引力と磁力であり、そして太陽エネルギーである。磁力（磁気力）は地球の持つ磁場により鉄などの磁性体の電子スピンが磁性を帯び蓄えられた力であり、これを応用した半永久的機関は１００年以上にわたって考えられてきた。例えば２０００年に公表された北吉氏のモデルは、永久磁石を取り付けた固定ローターに対置した駆動ローターを補助モーターで回転させ発電を行い、発電した電力の一部を補助モーターの動力源に充てるというシステムである。しかし、この方法では、磁場の切替スイッチコントロールを機械的に行っており、１秒間に数百回が限度であって、スイッチの対応速度と機械的ムーブメントの磨耗等の寿命を考えると十分に長期間その装置が駆動することには、構造上の問題も含め技術的に疑問があると考えられる。 In the first place, natural forces that exist on Earth and can be used semipermanently are attraction and magnetic force, and solar energy. The magnetic force (magnetic force) is a force in which the electron spin of a magnetic material such as iron is magnetized and stored by the magnetic field of the earth, and a semi-permanent engine using this has been considered for over 100 years. For example, Kitayoshi's model, which was announced in 2000, generates electricity by rotating a drive rotor facing a fixed rotor with a permanent magnet with an auxiliary motor, and uses a part of the generated power for the power source of the auxiliary motor. System. However, in this method, the magnetic field changeover switch control is mechanically performed and is limited to a few hundred times per second, which is sufficiently long considering the switch response speed and the life of the mechanical movement. It may be technically questionable, including structural problems, that the device will drive for a period of time.
本発明が解決しようとする課題は、電力損失の大きい、永久磁石とコイル電磁石で生じるローレンツ力を用いる電磁モーターではなく、永久磁石の組み合わせと機械的コントロールと補助モーターで回転力を得る磁力モーターではなく、永久磁石の持つ引力と斥力を利用し、慣性力を応用してその力を運動エネルギーに変えるための本発明の理論に基づく、永久磁石と、電磁石又は電流を流したときに両端にＮ極とＳ極の磁場をつくる銅線巻ソレノイドコイルを配置し、磁場をコントロールする電子集積回路のシーケンスを使用する磁力動力装置とその応用技術を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is not an electromagnetic motor using a Lorentz force generated by a permanent magnet and a coil electromagnet with a large power loss, but a magnetic motor that obtains a rotational force by a combination of a permanent magnet and mechanical control and an auxiliary motor. Rather than using the attractive force and repulsive force of a permanent magnet and applying inertial force to convert that force into kinetic energy, a permanent magnet and N or both at both ends when an electromagnet or current is passed. It is an object of the present invention to provide a magnetic power device using a sequence of an electronic integrated circuit in which a copper wire solenoid coil for generating magnetic fields of poles and S poles is arranged and controlling the magnetic field, and its application technology.
本発明の磁力動力装置は、円盤状や円筒状の回転立体（以下、「ローター」という）の円周上に並べた複数の永久磁石と、電磁石又はソレノイド（以下「ソレノイド」という）に生じさせる磁場によって、永久磁石のＮ極とＳ極、及びソレノイドのＳ極とＮ極を互いに引き付け、または反発させることによりローターを回転させ、ローターの中心軸に回転モーメントを生じさせるものである。 The magnetic power device of the present invention is generated by a plurality of permanent magnets arranged on the circumference of a disk-shaped or cylindrical rotating solid (hereinafter referred to as “rotor”) and an electromagnet or solenoid (hereinafter referred to as “solenoid”). The rotor is rotated by attracting or repelling the N pole and S pole of the permanent magnet and the S pole and N pole of the solenoid with each other by a magnetic field, thereby generating a rotational moment on the central axis of the rotor.
中心軸を持つローターの円周上には、偶数個の、寸法と重量と磁力の強さが同じ永久磁石を、Ｎ極とＳ極を直線で結ぶ磁界の方向の中心線が、ローターの中心軸上の一点Ｐから円周方向に放射状になるように均等に配置する。ある１個の永久磁石は、ローターの中心軸上の一点Ｐ方向にＮ極が向かい、円周方向にＳ極が向かうように配置する。その両隣の永久磁石は、中心軸上の一点ＰにＳ極が向かい、円周方向にＮ極が向かうように、隣接した永久磁石の極の向きを交互に逆にして円周上に固定して配置する。このように配置されたすべての永久磁石はローターとともに中心軸を中心にして回転する。ローターの中心軸は両端の各部を軸受けで支持されていてローターは滑らかに回転することができ、支持する軸受けは架台に固定されている。駆動用の各ソレノイドも、コイルに電流を通じたときに生じるＮ極とＳ極を結ぶ磁界の方向の中心線が、中心軸上の一点Ｐから円周方向に放射状になるように単個または複数個をローターの円周上の永久磁石から一定の間隙を開けてソレノイド支持台に固定して配置し、電流を通じることができるように電源ターミナルより配線されている。 On the circumference of the rotor having the central axis, an even number of permanent magnets having the same size, weight and magnetic force, and the center line in the direction of the magnetic field connecting the north and south poles in a straight line are the center of the rotor. It arrange | positions equally so that it may become radial from the one point P on an axis | shaft in the circumferential direction. One permanent magnet is arranged so that the north pole faces in the direction of one point P on the central axis of the rotor and the south pole faces in the circumferential direction. The adjacent permanent magnets are fixed on the circumference by alternately reversing the direction of the poles of adjacent permanent magnets so that the south pole faces one point P on the central axis and the north pole faces in the circumferential direction. Arrange. All the permanent magnets arranged in this way rotate around the central axis together with the rotor. The center axis of the rotor is supported by bearings at both ends, the rotor can rotate smoothly, and the bearings to be supported are fixed to the gantry. Each of the driving solenoids is also single or plural so that the center line in the direction of the magnetic field connecting the N pole and the S pole generated when a current is passed through the coil is radial from the point P on the central axis in the circumferential direction. The magnets are arranged from a permanent magnet on the circumference of the rotor with a certain gap fixed to the solenoid support base and wired from the power supply terminal so that current can be passed.
隣接する２個の永久磁石のそれぞれの中心とローターの中心軸上の一点Ｐからなる中心角をアルファとすると、ローターに配置する永久磁石の個数Ｍとの関係は次の通りである。 Assuming that the center angle formed by the center of each of the two adjacent permanent magnets and the point P on the central axis of the rotor is alpha, the relationship with the number M of permanent magnets arranged in the rotor is as follows.
また、複数のソレノイドを使用する場合、その内の少なくとも一対がローターの中心軸となす角ベータと、図４に示すように永久磁石磁界の極の中心がローターの中心軸となす角アルファはｎを自然数とするとき（数２）の関係にある。例えばｎが１のとき、アルファが３０度であればベータは４５度を選択できる。 Further, when a plurality of solenoids are used, an angle beta formed by at least one of the solenoids and the central axis of the rotor, and an angle alpha formed by the center of the pole of the permanent magnet magnetic field and the central axis of the rotor as shown in FIG. Is a natural number (Expression 2). For example, when n is 1, if alpha is 30 degrees, beta can be selected as 45 degrees.
コントローラはローターの回転数を機械的あるいは光学的に感知し、回転数センサーのデータを、ソレノイドに電流を流すスイッチ回路に送り、回転数に応じてソレノイドのオンオフを電子的にコントロールする手段である。 The controller is a means for mechanically or optically detecting the rotational speed of the rotor, sending the rotational speed sensor data to a switch circuit that supplies current to the solenoid, and electronically controlling the solenoid on / off according to the rotational speed. .
一般的な電磁モーターの場合、やはり永久磁石と電磁石の組合せで動力を得るものであるが、この場合、極性を切り替えるためコイルにはプラスとマイナスの電流を頻繁に切り替えて流す必要があり、そのために大きな抵抗が発生して熱損失を生じている。しかし、本発明の装置によれば、永久磁石のＮ極とＳ極、及び、ソレノイドのＮ極とＳ極を互いに引き付け、または反発させるためにソレノイドに流す電流は単方向であり、熱損失は極めて少ない。かくして必要電力は比較的微弱ですむため、本発明で構成されるモーターは極めて省電力で動く機器を提供できる。また、例えば接続する発電機の動力に効率的に伝えて、発電機から得られる電力の一部を本発明の磁力動力装置の駆動のために使用し、その他の大部分を他の用途の電力として供給するようなシステムを設計すれば、燃料を必要としない発電装置を構成して、産業に寄与すること大である。 In the case of a general electromagnetic motor, power is obtained by a combination of a permanent magnet and an electromagnet, but in this case, it is necessary to frequently switch between positive and negative currents in order to switch the polarity. A large resistance is generated in the circuit, causing heat loss. However, according to the apparatus of the present invention, the current flowing through the solenoid to attract or repel the N pole and S pole of the permanent magnet and the N pole and S pole of the solenoid is unidirectional, and the heat loss is Very few. Thus, since the required power is relatively weak, the motor constructed according to the present invention can provide equipment that operates with extremely low power consumption. In addition, for example, by efficiently transmitting power to the connected generator, a part of the electric power obtained from the generator is used for driving the magnetic power unit of the present invention, and most of the other electric power is used for other purposes. If a system that supplies power is designed, it is important to construct a power generator that does not require fuel and contribute to the industry.
本発明の第１及び第２の実施の形態における構成要素の部品には、図１、図２及び図３において、中心軸（２７）に固定され、永久磁石の太さより大なる厚みを持つ駆動ローター（１０）及び発電ローター（１３）がある。駆動ローターは回転に慣性力を働かせるため、円周部分を厚く、軸周辺は軽くし、材料は例えばアルミダイキャストのような非磁性体であることが望ましい。駆動ローターの円周上には、偶数個の、寸法、重量及び磁力の強さが同一である永久磁石を、Ｎ極とＳ極を直線で結ぶ磁界の中心線の方向が、駆動ローターの中心から円周方向に向かって放射状になるように均等に配置する。永久磁石１（１１）は、中心方向にS極が向かい、円周方向にN極が向かうように配置する。その両隣の永久磁石２（１２）は、中心方向にN極が向かい円周方向にS極が向かうように配置する。すべての隣接する永久磁石を極の向きを交互に逆にして円周上に配置して固定し、駆動ローターとともに中心軸の周りを回転することができる。駆動ローターの中心軸（２７）は両端の各部を軸受けで支持されていてローターは滑らかに回転することができ、支持する各軸受けはそれぞれソレノイド支持台と発電ソレノイド支持台を兼ねる場合もあり、架台（１６）に固定されている。ソレノイド１（２１）、ソレノイド２（２２）及びソレノイド３（２３）も、コイルに電流を通じたときに生じるＮ極とＳ極を直線で結ぶ磁界の中心線の方向が、ローターの中心から円周方向に放射状になるようにローターの円周上の永久磁石から一定の間隙を開けて、それぞれの支持部（２４）でそれぞれ固定し、電源ターミナル（２８）より電流を通じることができるように配線されている。ソレノイドは単個でも複数個でも駆動が可能である。発電ローター（１３）には永久磁石３が配置され、同じ中心軸（２７）によって駆動ローターに連結され同期して回転できる。コントローラ（３０）は駆動ローター（１０）の回転数を計測して、ソレノイド１、２及び３に送る電流の入力パターンを制御する用途の構成部品である。また、出力ターミナルは発電ソレノイドに生じた電気をバッテリーなどに出力するターミナルである。 The component parts in the first and second embodiments of the present invention include a drive having a thickness larger than the thickness of the permanent magnet fixed to the central shaft (27) in FIGS. There is a rotor (10) and a generator rotor (13). Since the drive rotor exerts an inertial force on rotation, it is desirable that the circumferential portion is thick, the periphery of the shaft is light, and the material is a non-magnetic material such as aluminum die-cast. On the circumference of the drive rotor, an even number of permanent magnets having the same size, weight and magnetic force, and the direction of the center line of the magnetic field connecting the north and south poles in a straight line is the center of the drive rotor. It arrange | positions equally so that it may become radial toward the circumferential direction. The permanent magnet 1 (11) is arranged so that the south pole faces the central direction and the north pole faces the circumferential direction. The adjacent permanent magnets 2 (12) are arranged so that the north pole faces in the central direction and the south pole faces in the circumferential direction. All adjacent permanent magnets can be placed and fixed on the circumference with their poles alternately reversed, and can rotate around the central axis with the drive rotor. The central axis (27) of the drive rotor is supported at both ends by bearings so that the rotor can rotate smoothly. Each bearing to be supported may also serve as a solenoid support base and a power generation solenoid support base. It is fixed to (16). Solenoid 1 (21), Solenoid 2 (22) and Solenoid 3 (23) are also arranged so that the direction of the center line of the magnetic field that connects the N pole and S pole generated by passing a current through the coil in a straight line from the center of the rotor. Wiring so that a constant gap is made from the permanent magnets on the circumference of the rotor so as to radiate in the direction, fixed by the respective support portions (24), and current can be passed from the power supply terminal (28). Has been. A single solenoid or multiple solenoids can be driven. A permanent magnet 3 is arranged in the power generation rotor (13), and is connected to the drive rotor by the same central axis (27) and can rotate synchronously. The controller (30) is a component used for measuring the rotational speed of the drive rotor (10) and controlling the input pattern of the current sent to the solenoids 1, 2 and 3. The output terminal is a terminal that outputs electricity generated in the power generation solenoid to a battery or the like.
図４により説明すると、（数１）のとおり、隣接する２個の永久磁石のそれぞれの中心と駆動ローターの中心からなる中心角をアルファを３０度とし、ローターに配置する永久磁石の個数Ｍを１２個とする。また、ソレノイド１（２１）およびソレノイド２（２２）が駆動ローターの中心となす角ベータは、（数２）によって４５度とする。 Referring to FIG. 4, as shown in (Equation 1), the central angle formed between the center of each of the two adjacent permanent magnets and the center of the drive rotor is 30 degrees, and the number M of permanent magnets arranged on the rotor is Twelve. The angle beta formed by the solenoid 1 (21) and the solenoid 2 (22) with the center of the drive rotor is set to 45 degrees according to (Equation 2).
駆動ローター上に隣接した永久磁石同士の間隔は、中心間を１個の磁石の幅より大きく、かつ均等に駆動ローターの全周に１２個を配置する。ソレノイド１、ソレノイド２或いはソレノイド３と、駆動ローター上の永久磁石との間隙は、駆動ローターが回転したときにいずれの場所でも均等で、互いに接触せず、かつ、磁力を十分影響し合える距離とする。 The distance between the permanent magnets adjacent to each other on the drive rotor is 12 larger than the width of one magnet between the centers, and is uniformly arranged on the entire circumference of the drive rotor. The clearance between the solenoid 1, the solenoid 2 or the solenoid 3 and the permanent magnet on the drive rotor is equal to any distance when the drive rotor rotates, does not contact each other, and can sufficiently affect the magnetic force. To do.
回転の説明をするために、駆動ローターはまず図５の状態にあるとする。ソレノイド３（２３）と駆動ローター（１０）との直近の間隙部分を駆動ポイントとする。ソレノイド３（２３）が永久磁石１（１１−１）と永久磁石２（１２−１）の間に位置するとき、ソレノイド３の、駆動ローターに面する極にN磁場が発生するように電流を流すと、永久磁石２（１２−１）はソレノイド３（２３）に接近しようとする力が働き、永久磁石１（１１−１）はソレノイド３（２３）から遠ざかろうとする力が働く。このとき、ソレノイド２（２２）及びソレノイド１（２１）には電流を流さず磁場は発生しない。このようにして、駆動ローターは反時計周りに回転する。 In order to explain the rotation, it is assumed that the drive rotor is in the state shown in FIG. The nearest gap portion between the solenoid 3 (23) and the drive rotor (10) is defined as a drive point. When the solenoid 3 (23) is positioned between the permanent magnet 1 (11-1) and the permanent magnet 2 (12-1), an electric current is applied so that an N magnetic field is generated at the pole of the solenoid 3 facing the drive rotor. When flowing, the permanent magnet 2 (12-1) exerts a force to approach the solenoid 3 (23), and the permanent magnet 1 (11-1) exerts a force to move away from the solenoid 3 (23). At this time, no current flows through solenoid 2 (22) and solenoid 1 (21), and no magnetic field is generated. In this way, the drive rotor rotates counterclockwise.
次に、図５の状態から１５度反時計周りに回転した状態を図６に示す。ソレノイド２（２２）と駆動ローター（１０）との直近の間隙部分が駆動ポイントとなる。ソレノイド２（２２）が永久磁石１（１１−２）と永久磁石２（１２−２）の間に位置するとき、ソレノイド２の、駆動ローターに面する極にN磁場が発生するように電流を流すと、永久磁石２（１２−２）はソレノイド２（２２）に接近しようとする力が働き、永久磁石１（１１−２）はソレノイド２（２２）から遠ざかろうとする力が働く。このとき、ソレノイド３（２３）及びソレノイド１（２１）には電流を流さず磁場は発生しない。このようにして、駆動ローターは反時計周りに回転する。 Next, FIG. 6 shows a state rotated counterclockwise by 15 degrees from the state of FIG. The immediate gap between the solenoid 2 (22) and the drive rotor (10) is a drive point. When the solenoid 2 (22) is positioned between the permanent magnet 1 (11-2) and the permanent magnet 2 (12-2), an electric current is applied so that an N magnetic field is generated at the pole of the solenoid 2 facing the drive rotor. When flowing, the permanent magnet 2 (12-2) exerts a force to approach the solenoid 2 (22), and the permanent magnet 1 (11-2) exerts a force to move away from the solenoid 2 (22). At this time, no current flows through solenoid 3 (23) and solenoid 1 (21), and no magnetic field is generated. In this way, the drive rotor rotates counterclockwise.
駆動ローターが図６の状態から反時計周りに１５度回転すれば図７の状態になる。ソレノイド１（２１）と駆動ローター（１０）との直近の間隙部分が駆動ポイントとなる。ソレノイド１（２１）が永久磁石１（１１−３）と永久磁石２（１２−３）の間に位置するとき、ソレノイド１の、駆動ローターに面する極にN磁場が発生するように電流を流すと、永久磁石２（１２−３）はソレノイド１（２１）に接近しようとする力が働き、永久磁石１（１１−３）はソレノイド１（２１）から遠ざかろうとする力が働く。このとき、ソレノイド３（２３）及びソレノイド２（２２）には電流を流さず磁場は発生しない。このようにして、駆動ローターは反時計周りに回転する。 If the driving rotor rotates 15 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. 6, the state shown in FIG. 7 is obtained. The nearest gap portion between the solenoid 1 (21) and the drive rotor (10) is a drive point. When the solenoid 1 (21) is positioned between the permanent magnet 1 (11-3) and the permanent magnet 2 (12-3), an electric current is applied so that an N magnetic field is generated at the pole of the solenoid 1 facing the drive rotor. When flowing, the permanent magnet 2 (12-3) has a force to approach the solenoid 1 (21), and the permanent magnet 1 (11-3) has a force to move away from the solenoid 1 (21). At this time, no current flows through solenoid 3 (23) and solenoid 2 (22), and no magnetic field is generated. In this way, the drive rotor rotates counterclockwise.
つまり、ソレノイドに永久磁石が再接近して相対する位置や、永久磁石の極性が前記のNとSの位置と逆になる場合に磁場を作ると回転を妨げることになるので、その位置のソレノイドに電流を流さないようにする。このように構成すれば、常に回転方向のみの力とローター自体の持つ重量による慣性力とが働くので、ローターは滞ることなく回転する。なお、各ソレノイドは電流が流れたとき、駆動ローター側に生じる極がNの場合でもSの場合でも回転が可能な配置を構成することができるし、ローターの回転方向は反時計回りでも時計回りでも構成できる。 In other words, if the magnetic field is created when the permanent magnet is re-approached to the solenoid and the permanent magnet is opposite to the N and S positions, rotation will be prevented. Do not pass current through If comprised in this way, since the force of only a rotation direction and the inertial force by the weight which a rotor itself has always work, a rotor rotates without a stagnation. Each solenoid can be configured to rotate when the current flows, whether the pole generated on the drive rotor side is N or S, and the rotation direction of the rotor is counterclockwise or clockwise. But it can be configured.
図８は、ソレノイド２の駆動ポイントで働く力を示したものである。図６で説明するように、駆動ポイントにおいて、ソレノイドのN極と永久磁石のN極との間に斥力のためｆ１のベクトルが生じる。また、ソレノイドN極と永久磁石のS極との間に引力のためｆ２のベクトルが生じる。磁界の計算は複雑になるが、駆動ポイントでのソレノイド近傍の永久磁石とのなす角をシータ１、シータ２とすると、許容誤差の範囲内では、各ベクトルの円周接線成分の大きさは簡略的に次の数式で示される。ただし、Ｆは永久磁石の磁場と、ソレノイドに電流を通したときの磁場との間に生じる引力または反発力の最大値である。ソレノイド１及びソレノイド３においても同様である。 FIG. 8 shows the force acting at the drive point of the solenoid 2. As illustrated in FIG. 6, at the driving point, a vector f1 is generated due to repulsion between the N pole of the solenoid and the N pole of the permanent magnet. Further, a vector f2 is generated between the solenoid N pole and the S pole of the permanent magnet due to the attractive force. Although the calculation of the magnetic field is complicated, if the angle between the driving point and the permanent magnet near the solenoid is theta 1 and theta 2, the size of the circumferential tangent component of each vector is simplified within the allowable error range. The following formula is used. However, F is the maximum value of attractive force or repulsive force generated between the magnetic field of the permanent magnet and the magnetic field when a current is passed through the solenoid. The same applies to the solenoid 1 and the solenoid 3.
ｆ１とｆ２の合力は非駆動ポイントにおけるゼロ力点を補完し、ローターの全周に亘って間断なく働く。また、コントローラ（３０）はローターの回転速度を感知し、電流の切替スイッチをコントロールするため、回転数に同調してローターを加速させ、動力を得ることができる。 The resultant force of f1 and f2 complements the zero force point at the non-driving point and works without interruption throughout the entire circumference of the rotor. Further, the controller (30) senses the rotational speed of the rotor and controls the current selector switch, so that the rotor can be accelerated in synchronization with the rotational speed to obtain power.
本発明を発電機として機能させ、電力を得る実施例である。図１、図２及び図３に示すように、発電ローター（１３）が回転軸（２７）によって駆動ローター（１０）の回転を伝えられ、一体となって回転することができる。発電ローター（１３）には円周上に永久磁石３（１４）を配置し、発電ソレノイド支持台には発電ソレノイド（２５）が固定して取り付けられている。配置する永久磁石３（１４）の極性は同じ向きでも交互に逆向きでも構わない。発電ローター（１３）が回転するとき、永久磁石３も回転するため、磁場に力が作用すればコイルに電流が流れるというフレミングの左手の法則どおり、発電ソレノイドに電磁誘導電流が発生し、出力ターミナル（２９）へと誘導される。この電流は交流であるが、整流回路を用いて直流として取り出せばバッテリーなどに蓄電することもできる。 It is an Example which makes this invention function as a generator and obtains electric power. As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the power generation rotor (13) can transmit the rotation of the drive rotor (10) through the rotation shaft (27) and rotate integrally. A permanent magnet 3 (14) is arranged on the circumference of the power generation rotor (13), and a power generation solenoid (25) is fixedly attached to the power generation solenoid support base. The permanent magnets 3 (14) to be arranged may have the same polarity or alternately in the opposite direction. When the power generation rotor (13) rotates, the permanent magnet 3 also rotates. Therefore, in accordance with Fleming's left-hand rule that if a force acts on the magnetic field, a current flows through the coil, an electromagnetic induction current is generated in the power generation solenoid, and the output terminal You are guided to (29). This current is alternating current, but can be stored in a battery or the like if it is taken out as direct current using a rectifier circuit.
発電ソレノイドの近傍を発電ローター（１３）に配置された永久磁石が通過するとき、コギングトルクが発生して抵抗となり、回転数を下げる力となるが、本発明の実施例では発電ローター（１３）の半径を駆動ローター（１０）の半径よりも小にすることを特徴としている。つまり、駆動ローターの回転モーメントはより小さい径の発電ローターでは円周部の力を大きくとることができ、コギングトルクによる抵抗に抗して、回転数をさほど落とさずに済む効果がある。また、発電ソレノイドに配置する永久磁石の数を増やせば発電量は増加する。 When a permanent magnet disposed in the power generation rotor (13) passes in the vicinity of the power generation solenoid, cogging torque is generated to become resistance and a force to reduce the rotational speed. In the embodiment of the present invention, however, the power generation rotor (13) Is made smaller than the radius of the drive rotor (10). In other words, the power generation rotor having a smaller diameter of the drive rotor can take a larger force at the circumferential portion, and there is an effect that it is not necessary to reduce the rotational speed so much against resistance due to cogging torque. Further, if the number of permanent magnets arranged in the power generation solenoid is increased, the amount of power generation increases.
本発明では、ソレノイドに入力する電力は、駆動ローター上の永久磁石に磁場を影響させるソレノイドに使用するためのものであり、微弱で良い。駆動ローターと発電ローター半径の設定、永久磁石の強さの選択、適切なソレノイドの選択によっては本発明の磁力動力装置に負荷する電力に比べ発電機からの出力を大きく設定することができ、発電機は外部電源入力を必要とせず発電する装置を構成することも可能である。実験では本発明の磁力動力装置に負荷する電力は、それにより発電できる発電量の２５％程度で済むことを示している。 In the present invention, the electric power input to the solenoid is used for the solenoid that influences the magnetic field on the permanent magnet on the drive rotor, and may be weak. By setting the drive rotor and generator rotor radius, selecting the strength of the permanent magnet, and selecting the appropriate solenoid, the output from the generator can be set larger than the power loaded on the magnetic power unit of the present invention. The machine can also constitute a device that generates electricity without the need for external power input. Experiments have shown that the electric power loaded on the magnetic power unit of the present invention is about 25% of the amount of power that can be generated thereby.
本発明の効果としては、極めて小さい電力で効率よくモーターを回転させ動力を得ることができ、その動力で発電機を動かして発電することができる。また、この出力の一部を入力電力に使用することで、無燃料発電機を構成することも考えられる。本発明は永久機関ではなく、永久磁石の長期間の寿命を利用した半永久機関ということができるので、災害時の非常用、小型船舶などの海上での電力供給、電力供給が困難な山間部や離島での電力供給など、本発明を応用して諸々の発電装置を構成することができる。 As an effect of the present invention, power can be obtained by efficiently rotating a motor with extremely small electric power, and power can be generated by moving a generator with the power. It is also conceivable to construct a fuel-free generator by using a part of this output as input power. Since the present invention is not a permanent engine, but a semi-permanent engine that uses the long-term life of a permanent magnet, it can be used for emergency use during disasters, power supply at sea such as small ships, Various power generators can be configured by applying the present invention, such as power supply on a remote island.
１０ 駆動ローター
１１ 永久磁石１（ソレノイドに面する磁場の極がN極である）
１１−１ 永久磁石１
１１−２ 永久磁石１
１１−３ 永久磁石１
１２ 永久磁石２（ソレノイドに面する磁場の極がS極である）
１２−１ 永久磁石２
１２−２ 永久磁石２
１２−３ 永久磁石２
１３ 発電ローター
１４ 永久磁石３
２０ ソレノイド支持台
２１ ソレノイド１
２２ ソレノイド２
２３ ソレノイド３
２４ 支持部
２５ 発電ソレノイド
２６ 発電ソレノイド支持台
２７ 回転軸
２８ 電源ターミナル
２９ 出力ターミナル
３０ コントローラ
３１ 架台
10 Drive rotor 11 Permanent magnet 1 (N pole of magnetic field facing solenoid)
11-1 Permanent magnet 1
11-2 Permanent magnet 1
11-3 Permanent magnet 1
12 Permanent magnet 2 (The pole of the magnetic field facing the solenoid is the S pole)
12-1 Permanent magnet 2
12-2 Permanent magnet 2
12-3 Permanent magnet 2
13 Power generation rotor 14 Permanent magnet 3
20 Solenoid support 21 Solenoid 1
22 Solenoid 2
23 Solenoid 3
24 Support Unit 25 Power Generation Solenoid 26 Power Generation Solenoid Support Stand 27 Rotating Shaft 28 Power Terminal 29 Output Terminal 30 Controller 31 Mounting Base
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012136465A JP2014003775A (en) | 2012-06-17 | 2012-06-17 | Magnetic force power unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012136465A JP2014003775A (en) | 2012-06-17 | 2012-06-17 | Magnetic force power unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014003775A true JP2014003775A (en) | 2014-01-09 |
Family
ID=50036410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012136465A Pending JP2014003775A (en) | 2012-06-17 | 2012-06-17 | Magnetic force power unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014003775A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104300834A (en) * | 2014-09-25 | 2015-01-21 | 陈新培 | Novel magnetic energy electric generator |
| WO2018073880A1 (en) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 弘次 須山 | New type motor/generator, new type engine, new type turbine, and new type magnetic levitation train |
-
2012
- 2012-06-17 JP JP2012136465A patent/JP2014003775A/en active Pending
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| CN104300834A (en) * | 2014-09-25 | 2015-01-21 | 陈新培 | Novel magnetic energy electric generator |
| WO2018073880A1 (en) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 弘次 須山 | New type motor/generator, new type engine, new type turbine, and new type magnetic levitation train |
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