JP2017135811A - Power generator - Google Patents

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JP2017135811A
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山川 岳彦
Takehiko Yamakawa
岳彦 山川
正拓 山岡
Masahiro Yamaoka
正拓 山岡
加藤 彰
Akira Kato
彰 加藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generator having a higher power generation efficiency as compared with the prior art.SOLUTION: A power generator includes a magnet portion, a coil portion which is provided to face the magnet portion through a space of a predetermined interval from the magnet portion in the longitudinal direction of a rotation shaft, a rotating part which is rotatably connected to the rotating shaft so as to be perpendicular to the rotating shaft, and a magnetic flux changing part which is provided to the rotating part and changes a magnetic flux interlinking with the coil part. The magnet part and the coil part are fixed so that when the rotating part rotates, the magnetic flux changing part passes through the space. The magnet part includes a plurality of first and second magnets arranged on the outer peripheral portion. The magnetization directions of each pair of adjacent first magnets out of the plurality of first magnets differ from each other in the longitudinal direction of the rotating shaft, and the magnetization directions of each pair of adjacent second magnets out of the plurality of second magnets are different from each other in the circumferential direction of the rotating shaft. The plurality of first and second magnets are arranged to connect magnetic paths by one of the plurality of second magnets between each pair of adjacent first magnets.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本開示は発電装置に関する。   The present disclosure relates to a power generator.

近年、列車や自動車で使用されるモータは、通常電気エネルギーを入力し、駆動回転力を得る。逆に、回転の運動エネルギーを入力し、回生発電を行って電気エネルギーを得る発電装置がある。   In recent years, motors used in trains and automobiles usually receive electric energy and obtain driving torque. On the other hand, there is a power generation apparatus that receives electric energy by performing regenerative power generation by inputting rotational kinetic energy.

この種の発電装置として、例えばアキシャルギャップ型の発電装置がある。この発電装置は回転軸の長手方向に対向する磁石部と誘導コイル部とを備える。磁石部は回転軸に連動して回転し、誘導コイル部は回転軸の回転とは独立に固定される。この発電装置では、磁石部から発生する磁束は誘導コイル部と鎖交し、回転軸が回転することにより、磁石部が回転する。これにより、誘導コイル部と鎖交する磁束の磁束密度が変化し、ファラデーの電磁誘導の法則により、誘導コイル部に起電力が誘起される。   As this type of power generation device, for example, there is an axial gap type power generation device. This power generation device includes a magnet portion and an induction coil portion that face each other in the longitudinal direction of the rotation shaft. The magnet portion rotates in conjunction with the rotation shaft, and the induction coil portion is fixed independently of the rotation of the rotation shaft. In this power generation device, the magnetic flux generated from the magnet unit is linked to the induction coil unit, and the rotation of the rotating shaft causes the magnet unit to rotate. Thereby, the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking with the induction coil portion is changed, and an electromotive force is induced in the induction coil portion according to Faraday's law of electromagnetic induction.

例えば、特許文献1は、上記した発電装置と同様に、回転軸の長手方向に対向する回転子マグネットと固定子コイルとを備えるモータを開示する。   For example, Patent Document 1 discloses a motor that includes a rotor magnet and a stator coil that face each other in the longitudinal direction of the rotating shaft, as in the above-described power generation device.

特開平2−269450号公報JP-A-2-269450

しかしながら、回転子マグネットは体積も重量もあるので、発電装置の入力エネルギーである運動エネルギーは、この体積も重量もある回転子を動作させることで消費され、発電効率が低下してしまう。   However, since the rotor magnet has both volume and weight, kinetic energy, which is input energy of the power generation device, is consumed by operating the rotor having both volume and weight, and power generation efficiency decreases.

本開示の目的は、従来技術に比較して高い発電効率を有する発電装置を提供することにある。   The objective of this indication is providing the electric power generating apparatus which has high electric power generation efficiency compared with a prior art.

本開示の発電装置は、
磁石部と、
第1の巻線を備え、前記磁石部と所定の第1の間隔の第1の空間を有して、前記磁石部と回転軸の長手方向に対向して設けられた第1の誘導コイル部と、
前記回転軸に直交して回転可能に連結された回転部と、
前記回転部に設けられ、前記磁石部から発生して前記第1の誘導コイル部と鎖交する磁束を変化させる第1の磁束変化部とを備え、
前記磁石部と前記第1の誘導コイル部は、前記回転部が回転するときに、前記第1の磁束変化部が前記第1の空間を通過するように固定され、
前記磁石部は、前記回転軸の長手方向と略平行な方向で磁化され、前記磁石部の外周部に順次配列された複数の第1の磁石と、前記回転軸の周回方向で磁化され、前記磁石部の外周部に順次配列された複数の第2の磁石とを備え、
前記複数の第1の磁石のうちの互いに隣接する各一対の第1の磁石の磁化方向は互いに異なり、
前記複数の第2の磁石のうちの互いに隣接する各一対の第2の磁石の磁化方向は互いに異なり、
前記複数の第1の磁石と前記複数の第2の磁石は、互いに隣接する各一対の第1の磁石の間において、前記複数の第2の磁石のうちの一つにより磁路を連結するように配置される。
The power generation device of the present disclosure is
A magnet section;
A first induction coil unit that includes a first winding, has a first space having a predetermined first interval with the magnet unit, and is provided facing the magnet unit in the longitudinal direction of the rotation shaft. When,
A rotating part coupled to be orthogonal to the rotation axis and rotatable;
A first magnetic flux changing unit that is provided in the rotating unit and changes a magnetic flux generated from the magnet unit and interlinked with the first induction coil unit;
The magnet part and the first induction coil part are fixed so that the first magnetic flux changing part passes through the first space when the rotating part rotates,
The magnet portion is magnetized in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft, and is magnetized in a rotating direction of the rotating shaft, and a plurality of first magnets sequentially arranged on the outer peripheral portion of the magnet portion, A plurality of second magnets sequentially arranged on the outer periphery of the magnet portion,
The magnetization directions of each pair of first magnets adjacent to each other among the plurality of first magnets are different from each other,
The magnetization directions of each pair of second magnets adjacent to each other among the plurality of second magnets are different from each other,
The plurality of first magnets and the plurality of second magnets connect a magnetic path by one of the plurality of second magnets between each pair of adjacent first magnets. Placed in.

本開示によれば、従来技術に比較して発電効率を高めることができる。   According to the present disclosure, it is possible to increase the power generation efficiency as compared with the prior art.

実施形態1に係る発電装置1−1の構成を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows the structure of the electric power generating apparatus 1-1 which concerns on Embodiment 1. FIG. 図1の発電装置1−1のシミュレーションモデルを示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the simulation model of the electric power generating apparatus 1-1 of FIG. 図2のシミュレーションモデルのシミュレーション結果を示す磁束分布図である。FIG. 3 is a magnetic flux distribution diagram showing a simulation result of the simulation model of FIG. 2. 図3の磁束分布を得る瞬間において、コイル40の位置y1での磁束密度分布を示すグラフである。4 is a graph showing a magnetic flux density distribution at a position y1 of a coil 40 at the moment of obtaining the magnetic flux distribution of FIG. 3. 実施形態2に係る発電装置1−2の構成を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows the structure of the electric power generating apparatus 1-2 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る発電装置1−3の構成を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows the structure of the electric power generating apparatus 1-3 which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態4に係る発電装置1−4の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the electric power generating apparatus 1-4 which concerns on Embodiment 4. FIG. 図7の発電装置1−4のヨーク70とヨーク80とを組み合わせたときの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an external appearance when the yoke 70 and the yoke 80 of the electric power generating apparatus 1-4 of FIG. 7 are combined. 図7及び図8の発電装置1−4をヨーク70側から見たときの平面図である。FIG. 9 is a plan view when the power generation device 1-4 of FIGS. 7 and 8 is viewed from the yoke 70 side. 図9AのXB−XB’線に沿う発電装置1−4の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electric power generating apparatus 1-4 which follows the XB-XB 'line | wire of FIG. 9A. 図9AのXC−XC’線に沿う発電装置1−4の横断面図である。It is a cross-sectional view of the power generation device 1-4 along the XC-XC 'line of FIG. 9A. 図7の磁石部32の斜視図である。It is a perspective view of the magnet part 32 of FIG. 図7の磁石部32の第1の面32aの平面図である。It is a top view of the 1st surface 32a of the magnet part 32 of FIG. 図7の磁石部32の第2の面32bの平面図である。It is a top view of the 2nd surface 32b of the magnet part 32 of FIG. 図7の磁石部32の外周面の一部を展開して示す一部展開図である。FIG. 8 is a partially developed view showing a part of the outer peripheral surface of the magnet part 32 of FIG. 図9AのXI−XI’線に沿う発電装置1−4の横断面図である。It is a cross-sectional view of the power generator 1-4 along the line XI-XI 'of FIG. 9A. 変形例1に係る発電装置1−1−1の構成を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows the structure of the electric power generating apparatus 1-1-1 which concerns on the modification 1. As shown in FIG. 変形例2に係る発電装置1−1−2の構成を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows the structure of the electric power generating apparatus 1-1-2 which concerns on the modification 2. FIG. 変形例3に係る発電装置1−4−1の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the electric power generating apparatus 1-4-1 which concerns on the modification 3. FIG. 変形例4に係る発電装置1−4−2の横断面図である。It is a cross-sectional view of the power generator 1-4-2 according to Modification 4. 変形例5に係る磁石部32Aの外周面の一部を展開して示す一部展開図である。FIG. 10 is a partial development view showing a part of the outer peripheral surface of a magnet part 32A according to Modification 5 in an expanded manner. 変形例6に係る磁石部32Bの外周面の一部を展開して示す一部展開図である。It is a partial expanded view which expands and shows a part of outer peripheral surface of the magnet part 32B which concerns on the modification 6. FIG.

まず、本発明者の着眼点を以下に説明する。   First, the focus of the present inventor will be described below.

回転機発電機では、回転子を高速で回転するほど、より高い出力電力が得られる。しかし、高速回転により、回転軸受けまたはブラシの磨耗による故障が発生したり、振動騒音などが発生する。一方で、出力を上げるために、動作磁束密度を高くする方法がある。永久磁石を用いる回転機では、磁力が高い磁石を用いることで、動作磁束密度が高められる。しかし、磁力が高い磁石として、一般的にコストが高い磁石、例えば希土類の磁性材料を用いた磁石が必要となる。   In the rotating machine generator, higher output power is obtained as the rotor is rotated at a higher speed. However, due to the high-speed rotation, a failure due to wear of the rotary bearing or the brush occurs, and vibration noise or the like occurs. On the other hand, there is a method of increasing the operating magnetic flux density in order to increase the output. In a rotating machine using a permanent magnet, the operating magnetic flux density can be increased by using a magnet having a high magnetic force. However, as a magnet having a high magnetic force, a magnet having a high cost is generally required, for example, a magnet using a rare earth magnetic material.

また、界磁巻線を用いる回転機では、電機子コイルの巻回数を多くすることで、起磁力を上げる。もしくは、界磁巻線を用いる回転機では、太いマグネットコイルの利用などによりコイルに流す電流を多くすることで、起磁力を上げる。これらにより、動作磁束密度が高められる。しかし、これらの方法は、電機子自体が大きくなり、かつ、重くなる。   In a rotating machine using field windings, the magnetomotive force is increased by increasing the number of turns of the armature coil. Alternatively, in a rotating machine using a field winding, the magnetomotive force is increased by increasing the current flowing through the coil, such as by using a thick magnet coil. As a result, the operating magnetic flux density is increased. However, these methods make the armature itself large and heavy.

以上の課題認識に基づいて、本発明者は、下記の実施形態に示される構成を創作するに至った。以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Based on the above problem recognition, the inventor has created a configuration shown in the following embodiment. Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.

実施形態1.
図1は、実施形態1に係る発電装置1−1の構成を示す模式斜視図である。図1において、発電装置1−1は、回転板10と、開口20と、磁石30と、コイル40と、回転軸50と、支持部60とを備える。図1にxy直交座標系が示され、x方向は回転軸50の長手方向に直交する方向であって、磁石30とコイル40との間での空間において回転板10の移動方向であり、y方向は回転軸50の長手方向に平行な方向である。
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the power generation device 1-1 according to the first embodiment. In FIG. 1, the power generation device 1-1 includes a rotating plate 10, an opening 20, a magnet 30, a coil 40, a rotating shaft 50, and a support portion 60. FIG. 1 shows an xy orthogonal coordinate system, where the x direction is a direction orthogonal to the longitudinal direction of the rotation shaft 50 and is the moving direction of the rotating plate 10 in the space between the magnet 30 and the coil 40. The direction is a direction parallel to the longitudinal direction of the rotation shaft 50.

図1の発電装置1−1において、磁石30とコイル40とは所定の間隔の空間を有して対向し、回転軸50の長手方向に並置固定され、回転板10は回転軸50に直交して回転可能に連結される。回転板10には開口20が形成され、回転板10が回転するときに、回転板10の一部が磁石30とコイル40との間に挟まれ、開口20が磁石30とコイル40との間の空間を通過する。これにより、コイル40と鎖交する磁束の磁束密度が変化し、コイル40に起電力が誘起されることを特徴とする。   In the power generator 1-1 of FIG. 1, the magnet 30 and the coil 40 face each other with a space of a predetermined interval, are juxtaposed and fixed in the longitudinal direction of the rotating shaft 50, and the rotating plate 10 is orthogonal to the rotating shaft 50. And are rotatably connected. An opening 20 is formed in the rotating plate 10, and when the rotating plate 10 rotates, a part of the rotating plate 10 is sandwiched between the magnet 30 and the coil 40, and the opening 20 is between the magnet 30 and the coil 40. Pass through the space. As a result, the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking with the coil 40 changes, and an electromotive force is induced in the coil 40.

以下、発電装置1−1の構成について詳細に説明する。図1において、回転板10は略矩形形状の導体板であり、回転軸50に直交して回転可能に連結される。ここで、回転板10の長手方向の一端部10aには軸孔10hが形成され、軸孔10hに回転軸50を挿入して固定される。これにより、回転板10は回転軸50に連結される。回転板10の長手方向の他端部10bには、回転板10の長手方向と平行な長手方向を有する略矩形形状の開口20が形成される。開口20は磁石30から発生してコイル40と鎖交する磁束を変化させる磁束変化部として機能する。なお、回転板10の一端部10aは長手方向において一端近傍の所定の領域を示し、回転板10の他端部10bは長手方向において他端近傍の所定の領域を示す。   Hereinafter, the configuration of the power generation device 1-1 will be described in detail. In FIG. 1, a rotating plate 10 is a substantially rectangular conductor plate, and is connected so as to be able to rotate perpendicular to a rotating shaft 50. Here, a shaft hole 10h is formed at one end 10a in the longitudinal direction of the rotating plate 10, and the rotating shaft 50 is inserted and fixed in the shaft hole 10h. Thereby, the rotating plate 10 is connected to the rotating shaft 50. A substantially rectangular opening 20 having a longitudinal direction parallel to the longitudinal direction of the rotating plate 10 is formed at the other end portion 10 b in the longitudinal direction of the rotating plate 10. The opening 20 functions as a magnetic flux changing section that changes the magnetic flux generated from the magnet 30 and interlinked with the coil 40. Note that one end portion 10a of the rotating plate 10 indicates a predetermined region near one end in the longitudinal direction, and the other end portion 10b of the rotating plate 10 indicates a predetermined region near the other end in the longitudinal direction.

磁石30とコイル40とは、回転軸50と平行に、回転軸50の長手方向に対向して設けられる。ここで、磁石30とコイル40とは支持部60によって上記空間を有し、回転板10の回転時に開口20が当該空間を通過するように支持されて固定される。磁石30は例えば円柱形状の磁石であり、回転軸50の長手方向に磁化され、当該長手方向に磁束φを発生する。コイル40は巻線を巻回してなり、磁束φと鎖交するように設けられる。   The magnet 30 and the coil 40 are provided in parallel with the rotation shaft 50 and opposed to the longitudinal direction of the rotation shaft 50. Here, the magnet 30 and the coil 40 have the above space by the support portion 60, and are supported and fixed so that the opening 20 passes through the space when the rotating plate 10 rotates. The magnet 30 is, for example, a cylindrical magnet, is magnetized in the longitudinal direction of the rotating shaft 50, and generates a magnetic flux φ in the longitudinal direction. The coil 40 is formed by winding a winding and is provided so as to interlink with the magnetic flux φ.

以上のように構成された発電装置1−1の動作を説明する。回転軸50は、例えばエンジンの回転運動と連動して、発電装置1−1を磁石30側から見て左回りの回転方向101で回転し、このとき回転板10は回転方向101と同方向の回転方向102で回転し、開口20は磁石30とコイル40との間においてコイル40と鎖交する磁束φが通過する空間を横切る。その結果、コイル40と鎖交する磁束φの磁束密度が変化し、ファラデーの電磁誘導の法則により、この磁束密度の変化に応じて、コイル40に起電力が誘起される。   Operation | movement of the electric power generating apparatus 1-1 comprised as mentioned above is demonstrated. The rotating shaft 50 rotates in the counterclockwise rotation direction 101 when the power generation device 1-1 is viewed from the magnet 30 side in conjunction with the rotational movement of the engine, for example. At this time, the rotating plate 10 is in the same direction as the rotation direction 101. Rotating in the rotation direction 102, the opening 20 crosses the space between the magnet 30 and the coil 40 through which the magnetic flux φ interlinking with the coil 40 passes. As a result, the magnetic flux density of the magnetic flux φ interlinking with the coil 40 changes, and an electromotive force is induced in the coil 40 according to the change of the magnetic flux density according to Faraday's law of electromagnetic induction.

以上説明したように、実施形態1に係る発電装置1−1によれば、磁石30またはコイル40などの大型で重い部材を回転させずに、比較的簡易でかつ軽量に構成することができる回転板10を回転させることにより、発電を行うことができる。これにより、従来技術に比較して、小さい運動エネルギーに対しても発電効率を高めることができる。また、特に高速回転時に顕著に発生しうる回転時のトラブルおよび機械損などを低減することができる。   As described above, according to the power generation device 1-1 according to the first embodiment, rotation that can be configured relatively easily and lightly without rotating a large and heavy member such as the magnet 30 or the coil 40. Electricity can be generated by rotating the plate 10. Thereby, compared with a prior art, electric power generation efficiency can be improved also with respect to small kinetic energy. In addition, it is possible to reduce rotation troubles and mechanical losses that can occur remarkably during high-speed rotation.

また、実施形態1に係る発電装置1−1によれば、回転板10は導体板であるので、回転板10に渦電流を生じさせることができ、磁石30から発生する磁束φを回転板10の回転方向102の前方に集中させることができる。これにより、回転板10の開口20は、磁石30から発生する磁束φの磁束密度よりも大きな磁束密度の磁束をコイル40に与えることができ、磁石として、小さい起磁力の部材、例えば磁化の小さな磁石を用いる場合であっても、高い出力電力を安定して発電することができる。したがって、磁石30を小型化でき、かつ、発電装置全体を小型化することができる。さらに、起磁力を増加させるために、希土類の磁性材料を用いた磁石などのコストが高い部材を用いる必要がなくなる。   Further, according to the power generator 1-1 according to the first embodiment, since the rotating plate 10 is a conductor plate, an eddy current can be generated in the rotating plate 10, and the magnetic flux φ generated from the magnet 30 can be generated. Can be concentrated in the forward direction of the rotation direction 102. Thereby, the opening 20 of the rotating plate 10 can provide the coil 40 with a magnetic flux having a magnetic flux density larger than the magnetic flux density of the magnetic flux φ generated from the magnet 30. As the magnet, a member having a small magnetomotive force, for example, a small magnetization. Even when a magnet is used, high output power can be stably generated. Therefore, the magnet 30 can be reduced in size, and the entire power generator can be reduced in size. Further, in order to increase the magnetomotive force, it is not necessary to use a high-cost member such as a magnet using a rare earth magnetic material.

また、実施形態1に係る発電装置1−1によれば、回転板10に開口20が設けられているので、回転板10をさらに軽量化することができる。   Moreover, according to the electric power generating apparatus 1-1 which concerns on Embodiment 1, since the opening 20 is provided in the rotating plate 10, the rotating plate 10 can further be reduced in weight.

さらに、実施形態1に係る発電装置1−1によれば、ブラシを用いずに、発電装置を構成することができる。これにより、ブラシの磨耗による故障などの発生を抑止できる。   Furthermore, according to the power generator 1-1 according to the first embodiment, the power generator can be configured without using a brush. Thereby, generation | occurrence | production of the failure etc. by abrasion of a brush can be suppressed.

以下では、移動導体の前方における磁束の集中についてシミュレーションを行う。図2は、図1の発電装置1−1のシミュレーションモデルを示す模式断面図である。このシミュレーションモデルは2次元磁界解析のモデルであり、横軸はx方向の位置を示し、縦軸はy方向の位置を示す。図2において、ヨーク70(例えば、図7参照)に対応する磁極70mと、コイル40と、磁石30とはy方向に並んで配置され、回転板10に対応する移動導体10mは磁石30とコイル40との間の空間をx方向の移動方向103に所定の間隔で繰り返し移動するように設けられる。磁石30は磁化方向104に磁化され、その磁束密度は1.2Tである。磁極70mはケイ素鋼材からなり、移動導体10mはアルミニウムからなる。また、移動導体10mの長手方向の長さをL1とし、移動導体10mの繰り返し移動の所定の間隔をL2とする場合、L1:L2は約3:10である。   In the following, a simulation is performed on the concentration of magnetic flux in front of the moving conductor. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a simulation model of the power generator 1-1 of FIG. This simulation model is a model for two-dimensional magnetic field analysis, where the horizontal axis indicates the position in the x direction and the vertical axis indicates the position in the y direction. In FIG. 2, the magnetic pole 70 m corresponding to the yoke 70 (for example, see FIG. 7), the coil 40, and the magnet 30 are arranged side by side in the y direction, and the moving conductor 10 m corresponding to the rotating plate 10 is the magnet 30 and the coil. 40 is provided so as to repeatedly move at a predetermined interval in the moving direction 103 in the x direction. The magnet 30 is magnetized in the magnetization direction 104, and its magnetic flux density is 1.2T. The magnetic pole 70m is made of silicon steel, and the moving conductor 10m is made of aluminum. Further, when the length of the moving conductor 10m in the longitudinal direction is L1, and the predetermined interval of the repetitive movement of the moving conductor 10m is L2, L1: L2 is about 3:10.

このシミュレーションモデルでは、磁石30と磁極70mとによりy方向に静磁界が形成され、移動方向103に移動する移動導体10mが当該静磁界中を通過するときの磁束及び磁束密度の変化を解析した。なお、このシミュレーションモデルでは、磁石30と磁極70mとの寸法などのパラメータを変更して、シミュレーションを行うこともできる。   In this simulation model, a static magnetic field is formed in the y direction by the magnet 30 and the magnetic pole 70m, and changes in magnetic flux and magnetic flux density when the moving conductor 10m moving in the moving direction 103 passes through the static magnetic field are analyzed. In this simulation model, it is also possible to perform simulation by changing parameters such as the dimensions of the magnet 30 and the magnetic pole 70m.

図3は、図2のシミュレーションモデルのシミュレーション結果を示す磁束分布図である。図3は、移動導体10mが静磁界中を横切る瞬間の磁束φの分布を示す。なお、図3における横軸及び縦軸は図2の横軸及び縦軸に対応する。また、図3では、磁束φを明確に示すために、断面を示すハッチングを省略する。   FIG. 3 is a magnetic flux distribution diagram showing a simulation result of the simulation model of FIG. FIG. 3 shows the distribution of the magnetic flux φ at the moment when the moving conductor 10m crosses the static magnetic field. Note that the horizontal and vertical axes in FIG. 3 correspond to the horizontal and vertical axes in FIG. Further, in FIG. 3, in order to clearly show the magnetic flux φ, hatching indicating a cross section is omitted.

図4は、図3の磁束分布を得る瞬間において、コイル40の位置y1での磁束密度分布を示すグラフである。図4において、横軸はx方向の位置を示し、縦軸は磁束密度のy成分を示す。図4は、移動導体10mの速度Vmcを最大値から零まで減速したときのコイル40の位置y1での磁束密度分布を示す。なお、移動導体10mの速度Vmcは、回転速度100rpmで正規化した値である。移動導体10m、磁石30、コイル40及び磁極70mの寸法パラメータは一定である。   FIG. 4 is a graph showing the magnetic flux density distribution at the position y1 of the coil 40 at the moment of obtaining the magnetic flux distribution of FIG. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the position in the x direction, and the vertical axis indicates the y component of the magnetic flux density. FIG. 4 shows the magnetic flux density distribution at the position y1 of the coil 40 when the speed Vmc of the moving conductor 10m is decelerated from the maximum value to zero. The speed Vmc of the moving conductor 10m is a value normalized at a rotation speed of 100 rpm. The dimensional parameters of the moving conductor 10m, the magnet 30, the coil 40, and the magnetic pole 70m are constant.

以上のシミュレーション結果から分かるように、移動導体10mが静磁界中を通過することで、その速度に応じた誘導起電力が移動導体10m中に生じる。このとき、その誘導起電力によって移動導体10m中に渦電流が流れ、この渦電流は移動導体10m中を通過する磁束を阻止する方向に流れる。このため、図3に示されるように、移動導体10mの前方に磁束φが集中する。   As can be seen from the above simulation results, when the moving conductor 10m passes through the static magnetic field, an induced electromotive force corresponding to the speed is generated in the moving conductor 10m. At this time, an eddy current flows in the moving conductor 10m by the induced electromotive force, and this eddy current flows in a direction to block the magnetic flux passing through the moving conductor 10m. Therefore, as shown in FIG. 3, the magnetic flux φ is concentrated in front of the moving conductor 10m.

このように、静磁界中を移動導体10mが移動することで、移動導体10mの速度と移動導体10mの位置とに応じて、磁束密度の高低が発生する。したがって、この磁束密度の変化量に応じて、コイル40に誘導起電圧が発生する。   As described above, when the moving conductor 10m moves in the static magnetic field, the magnetic flux density increases or decreases according to the speed of the moving conductor 10m and the position of the moving conductor 10m. Therefore, an induced electromotive voltage is generated in the coil 40 in accordance with the amount of change in the magnetic flux density.

以上によれば、例えば、磁石30から発生する磁束φの磁束密度よりも大きな磁束密度の磁束を、コイル40の設置位置に生じさせることができ、磁石として、小さい起磁力の部材、例えば磁化の小さな磁石を用いる場合であっても、高い出力電力を安定して発電することができる。   According to the above, for example, a magnetic flux having a magnetic flux density larger than the magnetic flux density of the magnetic flux φ generated from the magnet 30 can be generated at the position where the coil 40 is installed. Even when a small magnet is used, high output power can be stably generated.

実施形態2.
図5は、実施形態2に係る発電装置1−2の構成を示す模式斜視図である。図5において、実施形態2の発電装置1−2は、図1に示す実施形態1の発電装置1−1に比較して以下の点が異なる。
(1)図1の回転板10に代えて、回転板11を備える。
(2)図1の開口20に代えて、開口21a、21b、21c、21dを備える。
以下、これらの相違点を詳細に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating a configuration of the power generation device 1-2 according to the second embodiment. In FIG. 5, the power generation device 1-2 of the second embodiment is different from the power generation device 1-1 of the first embodiment shown in FIG. 1 in the following points.
(1) A rotating plate 11 is provided instead of the rotating plate 10 of FIG.
(2) In place of the opening 20 in FIG. 1, openings 21a, 21b, 21c, and 21d are provided.
Hereinafter, these differences will be described in detail.

図5において、回転板11は略円形形状の導体板であり、回転軸50に直交して回転可能に連結される。ここで、回転板11の中心11aには軸孔11hが形成され、軸孔11hに回転軸50を挿入して固定される。これにより、回転板11は回転軸50に連結される。回転板11の外周部11bには、回転板11の動径方向に長手方向を有する略矩形形状の開口21a、21b、21c、21dは、回転軸50の周りにおいて互いに90°の角度差を有する位置であって、回転板11の周回方向に略等間隔で形成される。なお、回転板11の外周部11bは外周縁近傍の所定の領域を示す。   In FIG. 5, the rotating plate 11 is a substantially circular conductive plate, and is connected to the rotating shaft 50 so as to be rotatable. Here, a shaft hole 11h is formed in the center 11a of the rotating plate 11, and the rotating shaft 50 is inserted and fixed in the shaft hole 11h. Thereby, the rotating plate 11 is connected to the rotating shaft 50. In the outer peripheral portion 11 b of the rotating plate 11, substantially rectangular openings 21 a, 21 b, 21 c, 21 d having a longitudinal direction in the radial direction of the rotating plate 11 have an angular difference of 90 ° around the rotating shaft 50. It is a position and is formed at substantially equal intervals in the circumferential direction of the rotating plate 11. In addition, the outer peripheral part 11b of the rotating plate 11 shows the predetermined area | region near an outer periphery.

ここで、磁石30とコイル40とは支持部60によって所定の間隔の空間を有するように設けられ、回転板11の回転時に開口21a、21b、21c、21dが当該空間を順次通過するように支持されて固定される。   Here, the magnet 30 and the coil 40 are provided by the support portion 60 so as to have a space with a predetermined interval, and are supported so that the openings 21a, 21b, 21c, and 21d sequentially pass through the space when the rotating plate 11 rotates. To be fixed.

以上のように構成された発電装置1−2の動作を説明する。回転軸50は、例えばエンジンの回転運動と連動して回転方向101で回転し、このとき回転板11は回転方向102で回転し、開口21a、21b、21c、21dは磁石30とコイル40との間においてコイル40と鎖交する磁束φが通過する空間を順次横切る。その結果、コイル40と鎖交する磁束φの磁束密度が変化し、ファラデーの電磁誘導の法則により、この磁束密度の変化に応じて、コイル40に起電力が誘起される。   Operation | movement of the electric power generating apparatus 1-2 comprised as mentioned above is demonstrated. The rotating shaft 50 rotates in the rotation direction 101 in conjunction with, for example, the rotational movement of the engine. At this time, the rotating plate 11 rotates in the rotation direction 102, and the openings 21 a, 21 b, 21 c, 21 d are formed between the magnet 30 and the coil 40. The space through which the magnetic flux φ interlinking with the coil 40 passes is sequentially traversed. As a result, the magnetic flux density of the magnetic flux φ interlinking with the coil 40 changes, and an electromotive force is induced in the coil 40 according to the change of the magnetic flux density according to Faraday's law of electromagnetic induction.

実施形態2に係る発電装置1−2は、実施形態1に係る発電装置1−1と同様の作用効果を奏する。また、実施形態2に係る発電装置1−2によれば、回転板11の回転により、コイル40に起電力の誘起を4回生じさせることができ、1回転の回転運動においてより多くの出力電力を効率的に得ることができる。   The power generation device 1-2 according to the second embodiment has the same effects as the power generation device 1-1 according to the first embodiment. Further, according to the power generation device 1-2 according to the second embodiment, the induction of the electromotive force can be generated in the coil 40 four times by the rotation of the rotating plate 11, and more output power can be obtained in one rotational motion. Can be obtained efficiently.

実施形態3.
図6は、実施形態3に係る発電装置1−3の構成を示す模式斜視図である。図6において、実施形態3の発電装置1−3は、図5に示す実施形態2の発電装置1−2に比較して以下の点が異なる。
(1)図5の磁石30に代えて、磁石31を備える。
(2)図5のコイル40に代えて、コイル40a、40b、40c、40dを備える。
以下、これらの相違点を詳細に説明する。
Embodiment 3. FIG.
FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the power generation device 1-3 according to the third embodiment. In FIG. 6, the power generator 1-3 of Embodiment 3 differs in the following points compared to the power generator 1-2 of Embodiment 2 shown in FIG.
(1) A magnet 31 is provided instead of the magnet 30 of FIG.
(2) The coils 40a, 40b, 40c, and 40d are provided instead of the coil 40 of FIG.
Hereinafter, these differences will be described in detail.

図6において、磁石31は回転軸50を中心とする環状の磁石であり、コイル40a、40b、40c、40dは、回転軸50の周りにおいて互いに90°の角度差を有する位置であって、回転板11の周回方向に略等間隔に設けられる。これにより、磁石31とコイル40a、40b、40c、40dとは、回転軸50の周りにおいて、回転軸50の長手方向に対向して設けられる。ここで、磁石31とコイル40a、40b、40c、40dとは支持部60によって所定の間隔の空間を有するように設けられ、回転板11の回転時に開口21a、21b、21c、21dが当該空間を順次通過するように支持されて固定される。   In FIG. 6, the magnet 31 is an annular magnet centered on the rotation shaft 50, and the coils 40 a, 40 b, 40 c, and 40 d are positions that have an angular difference of 90 ° around the rotation shaft 50 and rotate. It is provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the plate 11. As a result, the magnet 31 and the coils 40 a, 40 b, 40 c, and 40 d are provided to face the longitudinal direction of the rotary shaft 50 around the rotary shaft 50. Here, the magnet 31 and the coils 40a, 40b, 40c, and 40d are provided by the support portion 60 so as to have a predetermined space, and when the rotating plate 11 rotates, the openings 21a, 21b, 21c, and 21d pass through the space. It is supported and fixed so as to pass sequentially.

磁石31は回転軸50の長手方向に磁化され、当該長手方向に磁束を発生する。各コイル40a、40b、40c、40dは巻線を巻回してなり、磁石31からの磁束と鎖交するように設けられる。   The magnet 31 is magnetized in the longitudinal direction of the rotating shaft 50 and generates a magnetic flux in the longitudinal direction. Each of the coils 40 a, 40 b, 40 c, and 40 d is formed by winding a winding, and is provided so as to interlink with the magnetic flux from the magnet 31.

コイル40a、40b、40c、40dは、互いに直列に接続されてもよいし、互いに並列に接続されてもよい。直列に接続される場合出力電圧を大きくすることができ、一方、並列に接続される場合出力電流を大きくすることができる。或いは、コイル40a、40b、40c、40dは、直列接続と並列接続とを組み合わせて接続されてもよい。   The coils 40a, 40b, 40c, and 40d may be connected in series with each other or may be connected in parallel with each other. When connected in series, the output voltage can be increased, while when connected in parallel, the output current can be increased. Alternatively, the coils 40a, 40b, 40c, and 40d may be connected by combining series connection and parallel connection.

以上のように構成された発電装置1−3の動作を説明する。回転軸50は、例えばエンジンの回転運動と連動して回転方向101で回転し、このとき回転板11は回転方向102で回転し、開口21a、21b、21c、21dは磁石31とコイル40a、40b、40c、40dとの間において各コイル40a、40b、40c、40dと鎖交する磁束が通過する空間を順次横切る。その結果、各コイル40a、40b、40c、40dと鎖交する磁束の磁束密度が変化し、ファラデーの電磁誘導の法則により、これらの磁束密度の変化に応じて、各コイル40a、40b、40c、40dに起電力が誘起される。   Operation | movement of the electric power generating apparatus 1-3 comprised as mentioned above is demonstrated. The rotary shaft 50 rotates in the rotation direction 101 in conjunction with, for example, the rotational movement of the engine. At this time, the rotary plate 11 rotates in the rotation direction 102, and the openings 21a, 21b, 21c, 21d are magnets 31 and coils 40a, 40b. , 40c and 40d, the space passing through the magnetic fluxes interlinking with the coils 40a, 40b, 40c and 40d is sequentially traversed. As a result, the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking with each of the coils 40a, 40b, 40c, and 40d is changed. According to the Faraday's law of electromagnetic induction, the coils 40a, 40b, 40c, An electromotive force is induced at 40d.

以上説明したように、実施形態3に係る発電装置1−3は、実施形態1に係る発電装置1−1及び実施形態2に係る発電装置1−2と同様の作用効果を奏する。また、実施形態3に係る発電装置1−3によれば、回転板11の回転により、各コイル40a、40b、40c、40dに起電力の誘起を4回生じさせることができ、1回転の回転運動において、より多くの4つの出力電力を効率的に得ることができる。   As described above, the power generation device 1-3 according to the third embodiment has the same effects as the power generation device 1-1 according to the first embodiment and the power generation device 1-2 according to the second embodiment. In addition, according to the power generation device 1-3 according to the third embodiment, the rotation of the rotating plate 11 can cause the coils 40a, 40b, 40c, and 40d to induce the electromotive force four times, and the rotation of one rotation. In exercise, more four output powers can be obtained efficiently.

実施形態4.
図7は実施形態4に係る発電装置1−4の構成を示す分解斜視図である。図7において、実施形態4の発電装置1−4は、図6に示す実施形態3の発電装置1−3に比較して以下の点が異なる。
(1)図6の回転板11に代えて、回転板12を備える。
(2)図6の開口21a、21b、21c、21dに代えて、15個の開口15を備える。
(3)図6の磁石31に代えて、磁石部32を備える。
(4)図6のコイル40a、40b、40c、40dに代えて、誘導コイル部41を備える。
(5)ヨーク70、80をさらに備える。
以下、これらの相違点を詳細に説明する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a configuration of the power generation device 1-4 according to the fourth embodiment. In FIG. 7, the power generator 1-4 of Embodiment 4 differs in the following points compared with the power generator 1-3 of Embodiment 3 shown in FIG.
(1) A rotating plate 12 is provided instead of the rotating plate 11 of FIG.
(2) 15 openings 15 are provided instead of the openings 21a, 21b, 21c, and 21d in FIG.
(3) Instead of the magnet 31 of FIG.
(4) An induction coil unit 41 is provided instead of the coils 40a, 40b, 40c, and 40d shown in FIG.
(5) The yokes 70 and 80 are further provided.
Hereinafter, these differences will be described in detail.

図8は図7の発電装置1−4のヨーク70とヨーク80とを組み合わせたときの外観を示す斜視図である。図7及び図8において、発電装置1−4は、誘導コイル部41と、回転板12と、磁石部32とを、ヨーク70とヨーク80との間に順次回転軸50の長手方向で挟み込むように構成される。   FIG. 8 is a perspective view showing an appearance when the yoke 70 and the yoke 80 of the power generation device 1-4 of FIG. 7 are combined. 7 and 8, the power generating device 1-4 sequentially sandwiches the induction coil unit 41, the rotating plate 12, and the magnet unit 32 between the yoke 70 and the yoke 80 in the longitudinal direction of the rotating shaft 50. Configured.

図9Aは図7及び図8の発電装置1−4をヨーク70側から見たときの平面図であり、図9Bは図9AのXB−XB’線に沿う発電装置1−4の縦断面図であり、図9Cは図9AのXC−XC’線に沿う発電装置1−4の横断面図である。図9Bに示す縦断面図は発電装置1−4を図9Aに示すXB−XB’線に沿って矢印の方向に見た縦断面図であり、図9Cに示す横断面図は発電装置1−4を図9Aに示すXC−XC’線に沿って矢印の方向に見た横断面図である。以下、主に図7、図9B及び図9Cを参照して発電装置1−4の構成を説明する。   9A is a plan view of the power generation device 1-4 of FIGS. 7 and 8 when viewed from the yoke 70 side, and FIG. 9B is a longitudinal sectional view of the power generation device 1-4 taken along line XB-XB ′ of FIG. 9A. FIG. 9C is a cross-sectional view of the power generation device 1-4 taken along line XC-XC ′ of FIG. 9A. 9B is a vertical cross-sectional view of the power generator 1-4 as seen in the direction of the arrow along the line XB-XB ′ shown in FIG. 9A, and the cross-sectional view shown in FIG. 9 is a cross-sectional view of FIG. 4 as viewed in the direction of the arrow along the line XC-XC ′ shown in FIG. 9A. Hereinafter, the configuration of the power generation device 1-4 will be described mainly with reference to FIGS. 7, 9B, and 9C.

図7、図9B及び図9Cにおいて、回転板12は略円形形状の導体板であり、回転軸50に直交して回転可能に連結される。ここで、回転板12の中心12aには軸孔12hが形成され、軸孔12hに回転軸50を挿入して例えば溶接により固定されて、回転板12は回転軸50に連結される。回転板12の外周部12bには、略円形形状の例えば15個の開口15が、回転軸50の周りにおいて互いに24°の角度差を有する位置であって、回転板12の周回方向に略等間隔で形成される。なお、回転板12の外周部12bは外周縁端近傍の所定の領域を示す。   7, 9 </ b> B, and 9 </ b> C, the rotating plate 12 is a substantially circular conductive plate, and is connected to the rotating shaft 50 so as to be rotatable. Here, a shaft hole 12 h is formed in the center 12 a of the rotating plate 12, the rotating shaft 50 is inserted into the shaft hole 12 h and fixed by, for example, welding, and the rotating plate 12 is connected to the rotating shaft 50. In the outer peripheral portion 12 b of the rotating plate 12, for example, fifteen openings 15 having a substantially circular shape are positions having an angular difference of 24 ° around the rotating shaft 50, and are substantially equal in the rotating direction of the rotating plate 12. Formed at intervals. In addition, the outer peripheral part 12b of the rotating plate 12 shows the predetermined area | region in the outer peripheral edge vicinity.

磁石部32は回転軸50を中心とする環状の磁石であり、12個の磁石33と12個の磁石34とを備えて構成される。12個の磁石33は、回転軸50の周りにおいて互いに30°の角度差を有する位置であって、回転板12の周回方向に略等間隔に所定の間隔d0(図10Aにおいて後述)を有して設けられる。各磁石34は、12個の磁石33のうちの互いに隣接する各一対の磁石33の間の当該間隔に挿入充填される。磁石部32は回転軸50に直交する第1の面32aと第2の面32bとを有し、第1の面32aは回転板12と対向し、第2の面32bは例えば接着材によりヨーク80に接着されて固定される。   The magnet portion 32 is an annular magnet centered on the rotation shaft 50, and includes twelve magnets 33 and twelve magnets 34. The twelve magnets 33 are positions having an angular difference of 30 ° around the rotation axis 50, and have a predetermined interval d0 (described later in FIG. 10A) at substantially equal intervals in the circumferential direction of the rotation plate 12. Provided. Each magnet 34 is inserted and filled in the space between each pair of magnets 33 adjacent to each other among the twelve magnets 33. The magnet portion 32 has a first surface 32a and a second surface 32b orthogonal to the rotation axis 50, the first surface 32a faces the rotating plate 12, and the second surface 32b is yoked by an adhesive, for example. Adhere to 80 and fix.

誘導コイル部41は、回転軸50の周りにおいて互いに30°の角度差を有する位置であって、回転板12の周回方向に略等間隔に設けられた12個のコイル42を有する。各コイル42はそれぞれ巻線を回転軸50と直交する平面上で巻回して構成され、各磁石33と回転軸50の長手方向に1対1で対向するように例えば接着材によりヨーク70の磁極73(後述)に接着されて固定される。ここで、図9B及び図9Cに示すように磁石部32と誘導コイル部41との間には所定の間隔の空間が形成され、回転板12の回転時に15個の開口15が当該空間を順次通過するように、磁石部32と誘導コイル部41とがヨーク70、80によって支持されて固定される。これにより、磁石部32と誘導コイル部41は、回転板12の回転時に各コイル42が各開口15を介した各磁石33からの磁束と鎖交するように設けられる。ここで、12個のコイル42は互いに直列に接続されてもよいし、互いに並列に接続されてもよい。或いは、12個のコイル42は直列接続と並列接続とを組み合わせて接続されてもよい。   The induction coil unit 41 includes twelve coils 42 that are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the rotating plate 12 at positions having an angular difference of 30 ° around the rotating shaft 50. Each coil 42 is configured by winding a winding on a plane orthogonal to the rotation shaft 50, and the magnetic poles of the yoke 70 are made of, for example, an adhesive so as to be opposed to each magnet 33 in the longitudinal direction of the rotation shaft 50 in a one-to-one manner. 73 (to be described later) and fixed. Here, as shown in FIGS. 9B and 9C, a space having a predetermined interval is formed between the magnet portion 32 and the induction coil portion 41, and 15 openings 15 sequentially pass through the space when the rotating plate 12 rotates. The magnet portion 32 and the induction coil portion 41 are supported and fixed by the yokes 70 and 80 so as to pass through. Thereby, the magnet part 32 and the induction coil part 41 are provided so that each coil 42 may interlink with the magnetic flux from each magnet 33 through each opening 15 when the rotating plate 12 rotates. Here, the twelve coils 42 may be connected to each other in series, or may be connected to each other in parallel. Alternatively, the twelve coils 42 may be connected in combination with a series connection and a parallel connection.

ヨーク70は、底面部71と、周側面部72と、12個の磁極73とを備える。底面部71は回転軸50と直交する円形形状の平板であり、その中心には軸受け孔70hが形成され、軸受け孔70hに回転軸50を挿入することにより、回転軸50の回転とは独立して固定される。12個の磁極73は底面部71の内面からコイル42に向けて突出し、回転軸50の周りにおいて互いに30°の角度差を有する位置であって回転板11の周回方向に略等間隔で設けられ、図9B及び図9Cに示すように各磁極73には各コイル42が巻回される。周側面部72は、底面部71の外周からヨーク80に向けて回転軸50と平行して延在する円筒形状を有し、誘導コイル部41及び回転板12の外周を覆う。ヨーク70は磁性体からなり、後述するように、主に磁極73と底面部71とが磁路として機能し、さらにコイル42を支持して固定する支持部として機能する。   The yoke 70 includes a bottom surface portion 71, a peripheral side surface portion 72, and twelve magnetic poles 73. The bottom surface portion 71 is a circular flat plate orthogonal to the rotation shaft 50, and a bearing hole 70 h is formed at the center thereof. By inserting the rotation shaft 50 into the bearing hole 70 h, the rotation of the rotation shaft 50 is independent. Fixed. The twelve magnetic poles 73 protrude from the inner surface of the bottom surface portion 71 toward the coil 42 and are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the rotating plate 11 at positions having an angular difference of 30 ° around the rotating shaft 50. Each coil 42 is wound around each magnetic pole 73 as shown in FIGS. 9B and 9C. The peripheral side surface portion 72 has a cylindrical shape extending in parallel with the rotation shaft 50 from the outer periphery of the bottom surface portion 71 toward the yoke 80, and covers the outer periphery of the induction coil portion 41 and the rotating plate 12. The yoke 70 is made of a magnetic material. As will be described later, the magnetic pole 73 and the bottom surface portion 71 mainly function as a magnetic path, and further function as a support portion that supports and fixes the coil 42.

ヨーク80は、底面部81と、周側面部82とを備える。底面部81は回転軸50と直交する円形形状の平板であり、その中心には軸受け孔80hが形成され、軸受け孔80hに回転軸50を挿入することにより、回転軸50の回転とは独立して固定される。周側面部82は、底面部81の外周からヨーク70に向けて回転軸50と平行して延在する円筒形状を有し、磁石部32の外周を覆う。ヨーク80は磁性体からなり、後述するように、主に底面部81が磁路として機能し、さらに磁石部32を支持して固定する支持部として機能する。   The yoke 80 includes a bottom surface portion 81 and a peripheral side surface portion 82. The bottom surface portion 81 is a circular flat plate orthogonal to the rotation shaft 50. A bearing hole 80h is formed at the center thereof, and the rotation shaft 50 is inserted into the bearing hole 80h, so that the rotation of the rotation shaft 50 is independent. Fixed. The peripheral side surface portion 82 has a cylindrical shape extending from the outer periphery of the bottom surface portion 81 toward the yoke 70 in parallel with the rotation shaft 50, and covers the outer periphery of the magnet portion 32. The yoke 80 is made of a magnetic material, and as will be described later, the bottom surface portion 81 mainly functions as a magnetic path, and further functions as a support portion that supports and fixes the magnet portion 32.

図10Aは図7の磁石部32の斜視図であり、図10Bは図7の磁石部32の第1の面32aの平面図であり、図10Cは図7の磁石部32の第2の面32bの平面図である。図10Aにおいて、各磁石33は回転軸50の長手方向と略平行な方向で磁化され、12個の磁石33のうちの互いに隣接する各一対の磁石33のS極からN極に向かう2つの磁化方向が互いに逆向きで異なるように、回転軸50の周りに間隔d0を有して配置される。一方、各磁石34は回転軸50の周回方向で磁化され、12個の磁石34のうちの互いに隣接する各一対の磁石34のS極からN極に向かう2つの磁化方向が互いに逆向きで異なるように、間隔d0に挿入充填される。ここで、互いに隣接するある1つの磁石33とある1つの磁石34とは、磁化方向が90°の角度差で互いに異なるように配置される。ここで、後述するように間隔d0は磁石33の回転軸50の回転方向101の長さd1に比較して小さい。   10A is a perspective view of the magnet portion 32 of FIG. 7, FIG. 10B is a plan view of the first surface 32a of the magnet portion 32 of FIG. 7, and FIG. 10C is the second surface of the magnet portion 32 of FIG. It is a top view of 32b. In FIG. 10A, each magnet 33 is magnetized in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the rotation shaft 50, and two magnetizations of the pair of magnets 33 adjacent to each other out of the 12 magnets 33 toward the N pole. Arranged around the rotation axis 50 with a distance d0 so that the directions are opposite to each other. On the other hand, each magnet 34 is magnetized in the rotating direction of the rotating shaft 50, and two magnetization directions from the south pole to the north pole of each pair of adjacent magnets 34 out of the 12 magnets 34 are opposite to each other. In this way, it is inserted and filled in the interval d0. Here, the one magnet 33 and the one magnet 34 adjacent to each other are arranged so that their magnetization directions are different from each other by an angle difference of 90 °. Here, as will be described later, the distance d0 is smaller than the length d1 of the rotating shaft 50 of the magnet 33 in the rotational direction 101.

図10Bの第1の面32aの磁極の組201において、磁石部32は(1)回転軸50の周回方向で磁化された磁石34のS極と、(2)回転軸50の長手方向と略平行な方向で磁化された磁石33のS極と、(3)回転軸50の周回方向で磁化された磁石34のS極と、(4)回転軸50の周回方向で磁化された磁石34のN極と、(5)回転軸50の長手方向と略平行な方向で磁化された磁石33のN極と、(6)回転軸50の周回方向で磁化された磁石34のN極とが、回転軸50の回転方向101で順次配列されるように構成される。磁石部32は、第1の面32aにおいて上記した(1)〜(6)の磁極の組201が回転軸50の回転方向101で6回繰り返して配列されるように構成される。   In the magnetic pole set 201 on the first surface 32a of FIG. 10B, the magnet portion 32 is (1) the south pole of the magnet 34 magnetized in the rotating direction of the rotating shaft 50, and (2) the longitudinal direction of the rotating shaft 50. The south pole of the magnet 33 magnetized in the parallel direction, (3) the south pole of the magnet 34 magnetized in the rotating direction of the rotating shaft 50, and (4) the magnet 34 magnetized in the rotating direction of the rotating shaft 50. N pole, (5) N pole of magnet 33 magnetized in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of rotating shaft 50, and (6) N pole of magnet 34 magnetized in the rotating direction of rotating shaft 50. The rotating shaft 50 is configured to be sequentially arranged in the rotation direction 101. The magnet part 32 is configured such that the magnetic pole group 201 of (1) to (6) described above is repeatedly arranged six times in the rotation direction 101 of the rotary shaft 50 on the first surface 32a.

図10Cの第2の面32bの磁極の組202において、磁石部32は(1)回転軸50の周回方向で磁化された磁石34のS極と、(2)回転軸50の長手方向と略平行な方向で磁化された磁石33のN極と、(3)回転軸50の周回方向で磁化された磁石34のS極と、(4)回転軸50の周回方向で磁化された磁石34のN極と、(5)回転軸50の長手方向と略平行な方向で磁化された磁石33のS極と、(6)回転軸50の周回方向で磁化された磁石34のN極とが、回転軸50の回転方向101で順次配列されるように構成される。磁石部32は、第1の面32aにおいて上記した(1)〜(6)の磁極の組202が回転軸50の回転方向101で6回繰り返して配列されるように構成される。   In the magnetic pole set 202 of the second surface 32b of FIG. 10C, the magnet part 32 is (1) the south pole of the magnet 34 magnetized in the rotating direction of the rotating shaft 50, and (2) the longitudinal direction of the rotating shaft 50. The N pole of the magnet 33 magnetized in the parallel direction, (3) the S pole of the magnet 34 magnetized in the rotating direction of the rotating shaft 50, and (4) the magnet 34 magnetized in the rotating direction of the rotating shaft 50. N pole, (5) S pole of magnet 33 magnetized in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of rotating shaft 50, and (6) N pole of magnet 34 magnetized in the rotating direction of rotating shaft 50. The rotating shaft 50 is configured to be sequentially arranged in the rotation direction 101. The magnet portion 32 is configured such that the magnetic pole sets 202 of (1) to (6) described above are repeatedly arranged six times in the rotation direction 101 of the rotary shaft 50 on the first surface 32a.

このように、磁石部32は、第1の面32aにおいて上記した(1)〜(6)の磁極の組201が繰り返して配列され、第2の面32bにおいて上記した(1)〜(6)の磁極の組202が繰り返して配列されたハルバッハ配列構造を有する。   As described above, in the magnet portion 32, the magnetic pole group 201 described in (1) to (6) is repeatedly arranged on the first surface 32a, and the above-described (1) to (6) is described on the second surface 32b. The magnetic pole set 202 has a Halbach array structure in which the magnetic pole sets 202 are repeatedly arrayed.

図11は、図7の磁石部32の外周面の一部を展開して示す一部展開図である。図11において、全体で12個の磁石33のうちの回転軸50の周回方向であるX方向に間隔d0で順次配列された磁石33−0、33−1、33−2、33−3と、互いに隣接する一対の磁石33−0、33−1の間の間隔d0に挿入充填された磁石34−1と、互いに隣接する一対の磁石33−1、33−2の間の間隔d0に挿入充填された磁石34−2と、互いに隣接する一対の磁石33−2、33−3の間の間隔d0に挿入充填された磁石34−3とが示される。   FIG. 11 is a partially developed view showing a part of the outer peripheral surface of the magnet part 32 of FIG. In FIG. 11, magnets 33-0, 33-1, 33-2, and 33-3 sequentially arranged at intervals d <b> 0 in the X direction that is the circumferential direction of the rotating shaft 50 among the twelve magnets 33 in total. The magnet 34-1 inserted and filled at a distance d0 between a pair of adjacent magnets 33-0 and 33-1, and the insertion and filling at a distance d0 between a pair of adjacent magnets 33-1 and 33-2. A magnet 34-2 that is inserted and filled at a distance d0 between a pair of adjacent magnets 33-2 and 33-3 is shown.

磁石33−1はY方向に平行なS極からN極に向かう磁化方向111を有し、磁石33−2は−Y方向に平行なS極からN極に向かう磁化方向113を有し、互いに隣接する一対の磁石の間の間隔d0に挿入された磁石34−2はX方向に平行なS極からN極に向かう磁化方向112を有する。これにより、磁石33−1と磁石33−2との間において、磁石34−2により磁路が連結されて略U字状に形成され、第1の面32aにおいて磁束φが発生する。   The magnet 33-1 has a magnetization direction 111 from the S pole parallel to the Y direction to the N pole, and the magnet 33-2 has a magnetization direction 113 from the S pole to the N pole parallel to the -Y direction. A magnet 34-2 inserted at a distance d0 between a pair of adjacent magnets has a magnetization direction 112 from the S pole to the N pole parallel to the X direction. Thereby, between the magnet 33-1 and the magnet 33-2, a magnetic path is connected by the magnet 34-2, and it forms in a substantially U shape, and magnetic flux (phi) generate | occur | produces in the 1st surface 32a.

ここで、磁石33−1及び磁石33−2のX方向の長さd1は、より多くの磁束φを発生して高い発電効率を得るために、より長いことが好ましい。一方、磁石34−2は磁石33−1と磁石33−2との間に磁路を連結して形成できればよく、磁石34−2を挿入するための間隔d0は短くてよい。よって、磁石33−1及び磁石33−2のX方向の長さd1は間隔d0に比較して長い。   Here, the length d1 in the X direction of the magnet 33-1 and the magnet 33-2 is preferably longer in order to generate more magnetic flux φ and obtain high power generation efficiency. On the other hand, the magnet 34-2 may be formed by connecting a magnetic path between the magnet 33-1 and the magnet 33-2, and the interval d0 for inserting the magnet 34-2 may be short. Therefore, the length d1 in the X direction of the magnet 33-1 and the magnet 33-2 is longer than the interval d0.

図12は、図9AのXI−XI’線に沿う発電装置1−4の横断面図である。図12に示す横断面図は発電装置1−4を図9Aに示すXI−XI’線に沿って矢印の方向に見た横断面図である。図12には、図11の磁石33−1、33−2と磁石34−1、34−2、34−3に対応する磁石部32の12個の磁石33のうちの互いに隣接する一対の磁石33−1、33−2と、互いに隣接する一対の磁石33−1、33−2の間の間隔d0に挿入充填された磁石34−2と、磁石34−2と互いに隣接する磁石34−1、34−3とが示される。また、図12には、回転板12の15個のうちの互いに隣接する一対の開口15−1、15−2と、誘導コイル部41の12個のコイル42のうちの互いに隣接する一対のコイル42−1、42−2と、ヨーク70の12個の磁極73のうちの互いに隣接する一対の磁極73−1、73−2とが示される。   FIG. 12 is a cross-sectional view of the power generation device 1-4 taken along the line XI-XI ′ of FIG. 9A. The cross-sectional view shown in FIG. 12 is a cross-sectional view of the power generation device 1-4 as seen in the direction of the arrow along the line XI-XI ′ shown in FIG. 9A. 12 shows a pair of magnets adjacent to each other among the twelve magnets 33 of the magnet portion 32 corresponding to the magnets 33-1 and 33-2 and the magnets 34-1 and 34-2 and 34-3 in FIG. 33-1 and 33-2, a magnet 34-2 inserted and filled at a distance d0 between a pair of adjacent magnets 33-1 and 33-2, and a magnet 34-1 adjacent to the magnet 34-2. , 34-3. Further, FIG. 12 shows a pair of adjacent apertures 15-1 and 15-2 of 15 of the rotating plate 12 and a pair of adjacent coils of the 12 coils 42 of the induction coil unit 41. 42-1 and 42-2, and a pair of magnetic poles 73-1 and 73-2 adjacent to each other among the 12 magnetic poles 73 of the yoke 70 are shown.

図12において、磁石34−3のN極と磁石34−2のN極とに挟まれた磁石33−2のN極から発生した磁束φは、開口15−2と、コイル42−2が巻回された磁極73−2と、ヨーク70の底面部71と、コイル42−1が巻回された磁極73−1と、開口15−1とを通り、磁石34−2のS極と磁石34−1のS極とに挟まれた磁石33−1のS極へ進入し、当該磁石33−1のN極に到達し、磁石34−2のS極及びN極と、磁石33−2のS極とを通り、磁石33−2のN極に到達する。これにより、閉じられた磁路が磁石部32及びヨーク70の底面部71に形成され、ヨーク70の周側面部72、ヨーク80の周側面部82及び底面部81に磁路が形成されない。   In FIG. 12, the magnetic flux φ generated from the N pole of the magnet 33-2 sandwiched between the N pole of the magnet 34-3 and the N pole of the magnet 34-2 is wound by the opening 15-2 and the coil 42-2. The S pole of the magnet 34-2 and the magnet 34 pass through the rotated magnetic pole 73-2, the bottom portion 71 of the yoke 70, the magnetic pole 73-1 around which the coil 42-1 is wound, and the opening 15-1. -1 enters the S pole of the magnet 33-1 sandwiched between the S poles of the magnet 33-1 and reaches the N pole of the magnet 33-1, and the S poles and N poles of the magnet 34-2 and the magnet 33-2 It passes through the S pole and reaches the N pole of the magnet 33-2. As a result, a closed magnetic path is formed in the magnet portion 32 and the bottom surface portion 71 of the yoke 70, and no magnetic path is formed in the peripheral side surface portion 72 of the yoke 70 and the peripheral side surface portion 82 and the bottom surface portion 81 of the yoke 80.

以上のように構成された発電装置1−4の動作について説明する。回転軸50は、例えばエンジンの回転運動と連動して回転方向101で回転し、このとき回転板12は回転方向102に回転し、15個の開口15は磁石部32の12個の磁石33と誘導コイル部41の12個のコイル42との間において、各コイル42と鎖交する磁束が通過する空間を順次横切る。その結果、各コイル42と鎖交する磁束の磁束密度が変化し、ファラデーの電磁誘導の法則により、これらの磁束密度の変化に応じて、各コイル42に起電力が誘起される。   Operation | movement of the electric power generating apparatus 1-4 comprised as mentioned above is demonstrated. The rotation shaft 50 rotates in the rotation direction 101 in conjunction with, for example, the rotational movement of the engine. At this time, the rotation plate 12 rotates in the rotation direction 102, and the fifteen openings 15 are connected to the twelve magnets 33 of the magnet unit 32. Between the twelve coils 42 of the induction coil section 41, the space through which the magnetic flux interlinking with each coil 42 passes sequentially. As a result, the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking with each coil 42 is changed, and an electromotive force is induced in each coil 42 according to the change of the magnetic flux density according to Faraday's law of electromagnetic induction.

以上説明したように、実施形態4に係る発電装置1−4は、実施形態1〜3に係る発電装置1−1〜1−3と同様の作用効果を奏する。また、実施形態4に係る発電装置1−4によれば、磁石部32の12個の磁石33のうちの互いに隣接する各一対の磁石33と、12個の磁石34のうちの当該互いに隣接する各一対の磁石33の間の間隔d0に挿入充填された各磁石34とにより、磁石部32及びヨーク70の底面部71に閉じられた磁路を形成するので、多くの磁束は、ヨーク70の周側面部72、ヨーク80の周側面部82及び底面部81を通らず、図12に示すようにヨーク70の底面部71を通って、隣接する磁石33に到達する。これにより、磁路を短くすることができ、損失を低減することができる。また、磁石部32の誘導コイル部41側の第1の面32aに積極的に磁束を発生することができ、磁束を大きくすることができ、その結果、磁束密度の変化を大きくすることができる。これらの結果、発電効率を高めることができる。   As described above, the power generation device 1-4 according to the fourth embodiment has the same effects as the power generation devices 1-1 to 1-3 according to the first to third embodiments. Further, according to the power generation device 1-4 according to the fourth embodiment, each of the pair of magnets 33 adjacent to each other among the twelve magnets 33 of the magnet part 32 and each of the twelve magnets 34 adjacent to each other. A closed magnetic path is formed in the magnet portion 32 and the bottom surface portion 71 of the yoke 70 by the magnets 34 inserted and filled in the interval d0 between the pair of magnets 33, so that a large amount of magnetic flux is generated in the yoke 70. Instead of passing through the peripheral side surface portion 72, the peripheral side surface portion 82 and the bottom surface portion 81 of the yoke 80, the magnets 33 reach the adjacent magnets 33 through the bottom surface portion 71 of the yoke 70 as shown in FIG. Thereby, a magnetic path can be shortened and a loss can be reduced. In addition, magnetic flux can be positively generated on the first surface 32a of the magnet portion 32 on the induction coil portion 41 side, the magnetic flux can be increased, and as a result, the change in magnetic flux density can be increased. . As a result, the power generation efficiency can be increased.

また、実施形態4に係る発電装置1−4によれば、ヨーク70の周側面部72、ヨーク80の周側面部82及び底面部81は磁路として機能しないので、周側面部72、82及び底面部81を削減することが可能であり、その結果、小型化が可能である。なお、構造体内部の遮蔽などの目的のために、周側面部72、82及び底面部81が設けられていてもよい。   In addition, according to the power generation device 1-4 according to the fourth embodiment, the peripheral side surface portion 72 of the yoke 70, the peripheral side surface portion 82, and the bottom surface portion 81 of the yoke 80 do not function as magnetic paths. The bottom surface portion 81 can be reduced, and as a result, the size can be reduced. In addition, the peripheral side surface parts 72 and 82 and the bottom face part 81 may be provided for the purpose of shielding the inside of the structure.

なお、本開示は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。   The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

変形例1.
図13は、変形例1に係る発電装置1−1−1の構成を示す模式斜視図である。図13において、変形例1の発電装置1−1−1は、図1に示す実施形態1の発電装置1−1に比較して、回転板10の開口20に磁性体22をさらに設けた点で異なる。これによれば、開口20による磁束密度の変化に加えて、当該磁性体22による磁束密度の増加を実現することができる。これにより、より効率的にコイル40での誘導起電圧を大きくすることができる。
Modification 1
FIG. 13 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the power generation device 1-1-1 according to the first modification. In FIG. 13, the power generator 1-1-1 of Modification 1 is further provided with a magnetic body 22 in the opening 20 of the rotating plate 10, as compared with the power generator 1-1 of Embodiment 1 shown in FIG. 1. It is different. According to this, in addition to the change in the magnetic flux density due to the opening 20, an increase in the magnetic flux density due to the magnetic body 22 can be realized. Thereby, the induced electromotive voltage in the coil 40 can be increased more efficiently.

また、変形例1と同様に、実施形態2及び3において、回転板11の各開口21a、21b、21c、21dに磁性体をさらに設けてもよいし、実施形態4において、回転板12の各開口15に磁性体をさらに設けてもよい。   Further, similarly to the first modification, in the second and third embodiments, a magnetic body may be further provided in each opening 21a, 21b, 21c, 21d of the rotating plate 11, and in the fourth embodiment, each of the rotating plates 12 may be provided. A magnetic material may be further provided in the opening 15.

変形例2.
図14は、変形例2に係る発電装置1−1−2の構成を示す模式斜視図である。図14において、変形例2の発電装置1−1−2は、図1に示す実施形態1の発電装置1−1に比較して以下の点が異なる。
(1)図1の導体板の回転板10に代えて、磁性体板の回転板10Aを備える。
(2)図1の回転板10A上に設けられ、磁石30から発生してコイル40と鎖交する磁束を変化させる磁束変化部としての磁性体22をさらに備える。
当該変形例2によれば、回転板10Aが磁性体であるので、回転板10Aに渦電流が発生せず、渦電流の発生に起因する損失を低減することができる。また、磁性体22がコイル40を鎖交する磁束量を変化させるので、コイル40において誘導起電圧を得ることができる。
Modification 2
FIG. 14 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a power generation device 1-1-2 according to Modification 2. In FIG. 14, the power generation device 1-1-2 of Modification 2 is different from the power generation device 1-1 of Embodiment 1 shown in FIG. 1 in the following points.
(1) Instead of the rotating plate 10 of the conductor plate of FIG. 1, a rotating plate 10A of a magnetic material plate is provided.
(2) The magnetic body 22 is further provided as a magnetic flux changing portion that is provided on the rotating plate 10A of FIG. 1 and changes the magnetic flux generated from the magnet 30 and interlinked with the coil 40.
According to the second modification, since the rotating plate 10A is a magnetic body, no eddy current is generated in the rotating plate 10A, and loss due to the generation of eddy current can be reduced. Further, since the magnetic body 22 changes the amount of magnetic flux interlinking the coil 40, an induced electromotive voltage can be obtained in the coil 40.

また、変形例2と同様に、実施形態2及び3において、回転板11は磁性体板であってもよく、このとき開口21a、21b、21c、21dに代えて回転板11上に磁性体が設けられてもよい。また、実施形態4において、回転板12は磁性体板であってもよく、このとき開口15に代えて絶縁体板上に磁性体が設けられてもよい。   Similarly to the second modification, in the second and third embodiments, the rotating plate 11 may be a magnetic plate. At this time, instead of the openings 21a, 21b, 21c, and 21d, a magnetic material is placed on the rotating plate 11. It may be provided. In the fourth embodiment, the rotating plate 12 may be a magnetic plate. At this time, a magnetic body may be provided on the insulating plate instead of the opening 15.

変形例3.
図15は、変形例3に係る発電装置1−4−1の構成を示す分解斜視図である。図15において、変形例3の発電装置1−4−1は、図7に示す実施形態4の発電装置1−4に比較して、図7の15個の開口15が形成された回転板12に代えて12個の開口15が形成された回転板12Aを備える点で異なる。これにより、磁石33の個数と、コイル42の個数と、開口15の個数とが同一となるので、各コイル42に誘起される起電力の位相を揃えることができる。
Modification 3
FIG. 15 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a power generation device 1-4-1 according to Modification 3. In FIG. 15, the power generation device 1-4-1 of Modification 3 is the rotary plate 12 in which the 15 openings 15 of FIG. 7 are formed, compared to the power generation device 1-4 of Embodiment 4 shown in FIG. 7. It is different by the point provided with 12 A of rotation plates in which 12 opening 15 was formed instead of. Thereby, since the number of the magnets 33, the number of the coils 42, and the number of the openings 15 become the same, the phase of the electromotive force induced in each coil 42 can be made uniform.

変形例4.
図16は、変形例4に係る発電装置1−4−2の横断面図である。なお、図16は図9AのXC−XC’線に沿う横断面図に対応する。図16において、変形例4の発電装置1−4−2は、図7に示す実施形態4の発電装置1−4に比較して、図7のヨーク70、80に代えてヨーク70A、80Aを備える点で異なる。ヨーク70Aは、磁路として機能しない周側面部72に代えてアルミニウムからなる薄い円筒形状の板72Aを備え、ヨーク80Aは、磁路として機能しない周側面部82及び底面部81に代えてアルミニウムからなる薄い円筒形状の板82A及び円形形状の平板81Aを備える。図12に示すように実施形態4では閉じられた磁路が磁石部32及びヨーク70の底面部71に形成され、ヨーク70の周側面部72、ヨーク80の周側面部82及び底面部81に磁路が形成されないので、ヨークの周側面部及び底面部を薄くすることができ、小型化を実現することができる。
Modification 4
FIG. 16 is a cross-sectional view of a power generation device 1-4-2 according to Modification 4. 16 corresponds to a cross-sectional view taken along the line XC-XC ′ in FIG. 9A. In FIG. 16, the power generation device 1-4-2 according to Modification 4 includes yokes 70 </ b> A and 80 </ b> A instead of the yokes 70 and 80 illustrated in FIG. 7, as compared with the power generation device 1-4 according to the fourth embodiment illustrated in FIG. 7. It differs in the point to prepare. The yoke 70A includes a thin cylindrical plate 72A made of aluminum instead of the peripheral side surface portion 72 that does not function as a magnetic path, and the yoke 80A is made of aluminum instead of the peripheral side surface portion 82 and the bottom surface portion 81 that do not function as a magnetic path. A thin cylindrical plate 82A and a circular flat plate 81A. As shown in FIG. 12, in the fourth embodiment, a closed magnetic path is formed in the magnet portion 32 and the bottom surface portion 71 of the yoke 70, and on the peripheral side surface portion 72 of the yoke 70, the peripheral side surface portion 82 and the bottom surface portion 81 of the yoke 80. Since no magnetic path is formed, the peripheral side surface portion and the bottom surface portion of the yoke can be made thin, and downsizing can be realized.

変形例5.
図17Aは、変形例5に係る磁石部32Aの外周面の一部を展開して示す一部展開図である。図17Aにおいて、変形例5の磁石部32Aは、図11に示す実施形態4の磁石部32に比較して、図11の12個の磁石34に代えて12個の磁石34Aを備える点で異なる。図17Aにおいて、12個の磁石33のうちの磁石33−0、33−1、33−2、33−3と、12個の磁石34Aのうちの磁石34A−1、34A−2、34A−3とが示され、磁石33−0、33−1、33−2、33−3の図上上面が第1の面32aを構成し、磁石34A−1、34A−2、34A−3の図上下面が第2の面32bを構成する。
Modification 5
FIG. 17A is a partially developed view showing a part of the outer peripheral surface of the magnet part 32A according to the modified example 5. FIG. 17A, the magnet part 32A of the modified example 5 is different from the magnet part 32 of the fourth embodiment shown in FIG. 11 in that twelve magnets 34A are provided instead of the twelve magnets 34 of FIG. . In FIG. 17A, magnets 33-0, 33-1, 33-2, 33-3 out of twelve magnets 33, and magnets 34A-1, 34A-2, 34A-3 out of twelve magnets 34A. The upper surfaces of the magnets 33-0, 33-1, 33-2, and 33-3 in the figure constitute the first surface 32a, and the magnets 34A-1, 34A-2, and 34A-3 are illustrated. The lower surface constitutes the second surface 32b.

図17Aにおいて、磁石33−0、33−1、33−2、33−3は回転軸50の周りにおいて互いに30°の角度差を有する位置であって、回転板12の周回方向であるX方向に略等間隔に所定の間隔のギャップ32gを有して順次配列される。一方、磁石34A−1、34A−2、34A−3は回転軸50の周りにおいて互いに30°の角度差を有する位置であって、X方向に略等間隔にギャップを有さずに順次配列される。磁石33−0、33−1、33−2、33−3は、各ギャップ32gが各磁石34A−1、34A−2、34A−3のX方向の略中央に位置するように、磁石34A−1、34A−2、34A−3上に並置される。   In FIG. 17A, magnets 33-0, 33-1, 33-2, and 33-3 are positions having an angular difference of 30 ° around the rotation axis 50 and are in the X direction that is the rotation direction of the rotating plate 12. Are sequentially arranged with gaps 32g having predetermined intervals at substantially equal intervals. On the other hand, the magnets 34A-1, 34A-2, 34A-3 are positions having an angular difference of 30 ° around the rotation axis 50, and are sequentially arranged without gaps at substantially equal intervals in the X direction. The The magnets 33-0, 33-1, 33-2, and 33-3 are arranged such that the gaps 32g are positioned approximately at the center in the X direction of the magnets 34A-1, 34A-2, and 34A-3. 1, 34A-2, 34A-3.

各磁石33−0、33−1、33−2、33−3は、回転軸50の長手方向と略平行な方向であるY方向で磁化され、互いに隣接する一対の磁石のS極からN極に向かう2つの磁化方向が互いに異なるように設けられる。一方、各磁石34A−1、34A−2、34A−3はX方向で磁化され、互いに隣接する一対の磁石のS極からN極に向かう2つの磁化方向が互いに異なるように配置される。   Each of the magnets 33-0, 33-1, 33-2, 33-3 is magnetized in the Y direction, which is a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft 50, and the S pole to the N pole of a pair of adjacent magnets. Are provided such that the two magnetization directions heading toward each other are different from each other. On the other hand, each magnet 34A-1, 34A-2, 34A-3 is magnetized in the X direction, and is arranged so that the two magnetization directions from the south pole to the north pole of a pair of adjacent magnets are different from each other.

例えば、磁石33−1はY方向に平行なS極からN極に向かう磁化方向111を有し、磁石33−2は−Y方向に平行なS極からN極に向かう磁化方向113を有し、磁石34A−2はX方向に平行なS極からN極に向かう磁化方向112を有する。これにより、磁石33−1と磁石33−2との間において、磁石34−2により磁路が連結されて略U字状に形成され、第1の面32aにおいて磁束φが発生する。   For example, the magnet 33-1 has a magnetization direction 111 from the S pole parallel to the Y direction to the N pole, and the magnet 33-2 has a magnetization direction 113 from the S pole to the N pole parallel to the -Y direction. The magnet 34A-2 has a magnetization direction 112 from the S pole parallel to the X direction to the N pole. Thereby, between the magnet 33-1 and the magnet 33-2, a magnetic path is connected by the magnet 34-2, and it forms in a substantially U shape, and magnetic flux (phi) generate | occur | produces in the 1st surface 32a.

変形例5に係る磁石部32Aは、図17Aに示す磁石33−1、33−2と磁石34A−1、34A−2との組がX方向に6回繰り返して配列されたハルバッハ配列構造を有する。これにより、磁石部32Aは、実施形態4の磁石部32と同様に、略U字状に連続する複数の磁路を繰り返して形成し、第1の面32aにより大きな磁束φを発生することができる。   The magnet part 32A according to the modified example 5 has a Halbach array structure in which the sets of the magnets 33-1 and 33-2 and the magnets 34A-1 and 34A-2 shown in FIG. 17A are repeatedly arranged six times in the X direction. . Thereby, the magnet part 32A, like the magnet part 32 of the fourth embodiment, repeatedly forms a plurality of magnetic paths that are substantially U-shaped and generates a large magnetic flux φ on the first surface 32a. it can.

変形例6.
図17Bは、変形例6に係る磁石部32Bの外周面の一部を展開して示す一部展開図である。図17Bにおいて、変形例6の磁石部32Bは、図17Aに示す変形例5の磁石部32Aに比較して、図17Aの12個の磁石33に代えて12個の磁石33Aを備える点で異なる。図17Bにおいて、12個の磁石33Aのうちの磁石33A−0、33A−1、33A−2、33A−3と、上記した12個の磁石34Aのうちの磁石34A−1、34A−2、34A−3とが示され、磁石33A−0、33A−1、33A−2、33A−3の図上上面が第1の面32aを構成し、磁石34A−1、34A−2、34A−3の図上下面が第2の面32bを構成する。
Modification 6
FIG. 17B is a partial development view showing a part of the outer peripheral surface of the magnet part 32B according to Modification 6. In FIG. 17B, the magnet part 32B of the modified example 6 is different from the magnet part 32A of the modified example 5 shown in FIG. 17A in that twelve magnets 33A are provided instead of the twelve magnets 33 in FIG. 17A. . In FIG. 17B, the magnets 33A-0, 33A-1, 33A-2, 33A-3 of the twelve magnets 33A and the magnets 34A-1, 34A-2, 34A of the twelve magnets 34A described above. -3, the upper surface of the magnets 33A-0, 33A-1, 33A-2, 33A-3 in the figure constitutes the first surface 32a, and the magnets 34A-1, 34A-2, 34A-3 The upper and lower surfaces in the figure constitute the second surface 32b.

図17Bにおいて、磁石33A−0、33A−1、33A−2、33A−3は図17Aの磁石33−0、33−1、33−2、33−3と比較して以下の点で異なる。磁石33A−0、33A−1、33A−2、33A−3はX方向にギャップ32gを有さずに設けられ、磁石33A−0、33A−1、33A−2、33A−3のうちの互いに隣接する一対の磁石の境界が各磁石34A−1、34A−2、34A−3のY方向の略中央に位置するように、磁石34A−1、34A−2、34A−3上に並置される。   In FIG. 17B, magnets 33A-0, 33A-1, 33A-2, and 33A-3 differ from magnets 33-0, 33-1, 33-2, and 33-3 in FIG. 17A in the following points. The magnets 33A-0, 33A-1, 33A-2, 33A-3 are provided without the gap 32g in the X direction, and the magnets 33A-0, 33A-1, 33A-2, 33A-3 are mutually connected. The magnets 34A-1, 34A-2, and 34A-3 are juxtaposed on the magnets 34A-1, 34A-2, and 34A-3 so that the boundary between a pair of adjacent magnets is positioned at the approximate center in the Y direction of each magnet 34A-1, 34A-2, and 34A-3. .

変形例6に係る磁石部32Bは、図17Bに示す磁石33A−1、33A−2と磁石34A−1、34A−2との組がX方向に6回繰り返して配列されたハルバッハ配列構造を有する。これにより、磁石部32Bは、変形例5の磁石部32Aと同様に、略U字状に連続する複数の磁路を繰り返して形成し、第1の面32aにより大きな磁束φを発生することができる。   The magnet part 32B according to the modified example 6 has a Halbach array structure in which pairs of magnets 33A-1 and 33A-2 and magnets 34A-1 and 34A-2 shown in FIG. 17B are repeatedly arranged in the X direction six times. . Thereby, similarly to the magnet part 32A of the modified example 5, the magnet part 32B repeatedly forms a plurality of magnetic paths that are substantially U-shaped, and generates a large magnetic flux φ on the first surface 32a. it can.

他の変形例.
ここで、本開示は以下の種々の変形が可能である。実施形態1において、回転板10は導体板であったが、本開示はこれに限定されず、回転板10はアルミニウム等の非磁性体であってもよい。同様に、実施形態2及び3において、回転板11は非磁性体板であってもよく、このとき図12に示す変形例1と同様に、各開口21a、21b、21c、21dに磁性体22をさらに設けてもよい。また、実施形態4において、回転板12は絶縁体板であってもよく、このとき図12に示す変形例1と同様に、15個の開口15に磁性体を設けてもよい。
Other modified examples.
Here, the present disclosure can be variously modified as follows. In the first embodiment, the rotating plate 10 is a conductor plate, but the present disclosure is not limited to this, and the rotating plate 10 may be a nonmagnetic material such as aluminum. Similarly, in the second and third embodiments, the rotating plate 11 may be a non-magnetic plate. At this time, similarly to the first modification shown in FIG. 12, the magnetic body 22 is provided in each of the openings 21a, 21b, 21c, and 21d. May be further provided. In the fourth embodiment, the rotating plate 12 may be an insulating plate, and at this time, similarly to the first modification shown in FIG.

また、実施形態1において、回転板10は矩形形状であったが、本開示はこれに限定されず、回転板10は円盤形状の板部材であってもよい。同様に、実施形態2及び3において、回転板10は円盤形状の板部材であったが、本開示はこれに限定されず、回転板10は矩形形状であってもよい。或いは、複数の回転板を備え、各回転板に各開口21a、21b、21c、21dが形成されてもよい。   In Embodiment 1, the rotating plate 10 has a rectangular shape. However, the present disclosure is not limited to this, and the rotating plate 10 may be a disk-shaped plate member. Similarly, in Embodiments 2 and 3, the rotating plate 10 is a disk-shaped plate member, but the present disclosure is not limited to this, and the rotating plate 10 may be rectangular. Alternatively, a plurality of rotating plates may be provided, and each opening 21a, 21b, 21c, 21d may be formed in each rotating plate.

さらに、実施形態1及び2において、磁石30を備えたが、本開示はこれに限定されず、磁石30に代えてコイルと磁性体コアからなる電磁石を備えてもよい。この場合、本開示の特徴により、作用磁界を励起するための電磁石の起磁力を小さくすることが可能であり、コイルに流すDC駆動電流を小さくできる。このため、コイルの軽量化を実現でき、かつ、銅損も小さくすることができる。   Furthermore, in Embodiment 1 and 2, although the magnet 30 was provided, this indication is not limited to this, You may provide the electromagnet which replaces with the magnet 30 and consists of a coil and a magnetic body core. In this case, according to the feature of the present disclosure, the magnetomotive force of the electromagnet for exciting the working magnetic field can be reduced, and the DC drive current flowing through the coil can be reduced. For this reason, weight reduction of a coil can be implement | achieved and a copper loss can also be made small.

またさらに、実施形態2及び3において、回転板11は4個の開口21a、21b、21c、21dを備えたが、本開示はこれに限定されず、1つ以上の開口を備えてもよい。   In the second and third embodiments, the rotating plate 11 includes four openings 21a, 21b, 21c, and 21d. However, the present disclosure is not limited to this, and may include one or more openings.

また、実施形態3において、4個のコイル40a、40b、40c、40dを備えたが、本開示はこれに限定されず、2つ以上のコイルを備えてもよい。   In the third embodiment, the four coils 40a, 40b, 40c, and 40d are provided. However, the present disclosure is not limited to this, and two or more coils may be provided.

さらに、実施形態3において、磁石31を1個の磁石部材で構成したが、本開示はこれに限定されず、磁石31を2以上の個別の磁石部材により構成してもよい。このとき、2以上の個別の磁石部材と、2以上のコイルとがそれぞれ対向するように配置されてもよい。また、個別の磁石部材のそれぞれは、同じ強さの磁束を発生する部材であってもよいし、異なる強さの磁束を発生する部材であってもよい。   Furthermore, in the third embodiment, the magnet 31 is configured by one magnet member, but the present disclosure is not limited thereto, and the magnet 31 may be configured by two or more individual magnet members. At this time, two or more individual magnet members and two or more coils may be disposed so as to face each other. In addition, each of the individual magnet members may be a member that generates a magnetic flux having the same strength, or may be a member that generates a magnetic flux having different strengths.

また、実施形態4において、回転板10は12個の開口20を備えたが、本開示はこれに限定されず、回転板10は1以上の開口20を備えてもよい。また、実施形態4において、誘導コイル部41は12個のコイル42を備えたが、本開示はこれに限定されず、誘導コイル部41は1以上のコイル42を備えてもよい。また、実施形態4において、磁石部32は12個の磁石33及び12個の磁石34を備えたが、本開示はこれに限定されず、磁石部32は2以上の磁石33及び磁石34を備えてもよい。   In the fourth embodiment, the rotating plate 10 includes twelve openings 20, but the present disclosure is not limited thereto, and the rotating plate 10 may include one or more openings 20. In the fourth embodiment, the induction coil unit 41 includes twelve coils 42, but the present disclosure is not limited thereto, and the induction coil unit 41 may include one or more coils 42. In the fourth embodiment, the magnet unit 32 includes twelve magnets 33 and twelve magnets 34. However, the present disclosure is not limited thereto, and the magnet unit 32 includes two or more magnets 33 and magnets 34. May be.

なお、上述の実施の形態1から4に記載の構成は、それぞれ、適宜、組み合わされてもよい。   Note that the configurations described in the first to fourth embodiments may be combined as appropriate.

特許請求の範囲に記載された本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。   Various modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure as set forth in the claims.

実施態様の要旨のまとめ.
第1の態様に係る発電装置は、
磁石部と、
第1の巻線を備え、前記磁石部と所定の第1の間隔の第1の空間を有して、前記磁石部と回転軸の長手方向に対向して設けられた第1の誘導コイル部と、
前記回転軸に直交して回転可能に連結された回転部と、
前記回転部に設けられ、前記磁石部から発生して前記第1の誘導コイル部と鎖交する磁束を変化させる第1の磁束変化部とを備え、
前記磁石部と前記第1の誘導コイル部は、前記回転部が回転するときに、前記第1の磁束変化部が前記第1の空間を通過するように固定され、
前記磁石部は、前記回転軸の長手方向と略平行な方向で磁化され、前記磁石部の外周部に順次配列された複数の第1の磁石と、前記回転軸の周回方向で磁化され、前記磁石部の外周部に順次配列された複数の第2の磁石とを備え、
前記複数の第1の磁石のうちの互いに隣接する各一対の第1の磁石の磁化方向は互いに異なり、
前記複数の第2の磁石のうちの互いに隣接する各一対の第2の磁石の磁化方向は互いに異なり、
前記複数の第1の磁石と前記複数の第2の磁石は、互いに隣接する各一対の第1の磁石の間において、前記複数の第2の磁石のうちの一つにより磁路を連結するように配置される。
Summary of embodiments.
The power generator according to the first aspect is
A magnet section;
A first induction coil unit that includes a first winding, has a first space having a predetermined first interval with the magnet unit, and is provided facing the magnet unit in the longitudinal direction of the rotation shaft. When,
A rotating part coupled to be orthogonal to the rotation axis and rotatable;
A first magnetic flux changing unit that is provided in the rotating unit and changes a magnetic flux generated from the magnet unit and interlinked with the first induction coil unit;
The magnet part and the first induction coil part are fixed so that the first magnetic flux changing part passes through the first space when the rotating part rotates,
The magnet portion is magnetized in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft, and is magnetized in a rotating direction of the rotating shaft, and a plurality of first magnets sequentially arranged on the outer peripheral portion of the magnet portion, A plurality of second magnets sequentially arranged on the outer periphery of the magnet portion,
The magnetization directions of each pair of first magnets adjacent to each other among the plurality of first magnets are different from each other,
The magnetization directions of each pair of second magnets adjacent to each other among the plurality of second magnets are different from each other,
The plurality of first magnets and the plurality of second magnets connect a magnetic path by one of the plurality of second magnets between each pair of adjacent first magnets. Placed in.

第2の態様に係る発電装置は、第1の態様に係る発電装置において、
前記複数の第1の磁石は前記互いに隣接する各一対の第1の磁石の間において所定の第2の間隔を有して配列され、
前記各第2の磁石は前記第2の間隔に挿入される。
The power generator according to the second aspect is the power generator according to the first aspect,
The plurality of first magnets are arranged with a predetermined second interval between each pair of adjacent first magnets,
Each said 2nd magnet is inserted in the said 2nd space | interval.

第3の態様に係る発電装置は、第1の態様に係る発電装置において、
前記複数の第1の磁石は前記互いに隣接する各一対の第1の磁石の間において所定のギャップを有して配列され、
前記複数の第1の磁石は、前記ギャップが前記回転軸の周回方向において前記各第2の磁石上に位置するように並置される。
The power generator according to the third aspect is the power generator according to the first aspect,
The plurality of first magnets are arranged with a predetermined gap between each pair of first magnets adjacent to each other,
The plurality of first magnets are juxtaposed so that the gap is positioned on each second magnet in the circumferential direction of the rotation shaft.

第4の態様に係る発電装置は、第1の態様に係る発電装置において、
前記複数の第1の磁石は互いに隣接して配列され、前記互いに隣接する各一対の第1の磁石の間の境界が前記回転軸の周回方向において前記各第2の磁石上に位置するように並置される。
The power generation device according to the fourth aspect is the power generation device according to the first aspect,
The plurality of first magnets are arranged adjacent to each other, and a boundary between each pair of the first magnets adjacent to each other is positioned on the second magnets in the circumferential direction of the rotating shaft. Juxtaposed.

第5の態様に係る発電装置は、第1または第2の態様に係る発電装置において、
前記磁石部は、前記第1の誘導コイル部側の面において、前記回転軸の周回方向で磁化された第1のS極と、前記回転軸の長手方向と略平行な方向で磁化された第2のS極と、前記回転軸の周回方向で磁化された第3のS極と、前記回転軸の周回方向で磁化された第1のN極と、前記回転軸の長手方向と略平行な方向で磁化された第2のN極と、前記回転軸の周回方向で磁化された第3のN極とが順次配置された磁極の組を、繰り返して配列するハルバッハ配列構造を有する。
The power generator according to the fifth aspect is the power generator according to the first or second aspect,
The magnet part is magnetized in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft and the first S pole magnetized in the rotating direction of the rotating shaft on the surface on the first induction coil part side. 2 S poles, a third S pole magnetized in the rotating direction of the rotating shaft, a first N pole magnetized in the rotating direction of the rotating shaft, and substantially parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft A Halbach array structure in which a set of magnetic poles in which a second N pole magnetized in the direction and a third N pole magnetized in the rotation direction of the rotating shaft are sequentially arranged is repeatedly arranged.

第6の態様に係る発電装置は、第1〜5の態様のうちのいずれか一つに係る発電装置において、
前記回転部が回転するときに前記第1の空間を通過するように前記回転部に設けられた第2の磁束変化部をさらに備える。
The power generation device according to a sixth aspect is the power generation device according to any one of the first to fifth aspects,
The rotating part further includes a second magnetic flux changing part provided in the rotating part so as to pass through the first space when the rotating part rotates.

第7の態様に係る発電装置は、第1〜6の態様のうちのいずれか一つに係る発電装置において、
第2の巻線を備え、前記磁石部と所定の第3の間隔の第2の空間を有して、前記磁石部と回転軸の長手方向に対向して設けられた第2の誘導コイル部をさらに備え、
前記第2の誘導コイル部は、前記回転部が回転するときに、前記各磁束変化部が前記第2の空間を通過するように固定される。
The power generation device according to the seventh aspect is the power generation device according to any one of the first to sixth aspects,
A second induction coil unit provided with a second winding, having a second space with a predetermined third interval from the magnet unit, and provided facing the magnet unit in the longitudinal direction of the rotation shaft Further comprising
The second induction coil unit is fixed so that the magnetic flux changing units pass through the second space when the rotating unit rotates.

第8の態様に係る発電装置は、第1〜7の態様のうちのいずれか一つに係る発電装置において、
前記回転部は前記回転軸に直交する導体板であり、
前記各磁束変化部は前記回転部に形成された開口である。
The power generation device according to the eighth aspect is the power generation device according to any one of the first to seventh aspects,
The rotating part is a conductor plate orthogonal to the rotation axis;
Each said magnetic flux change part is an opening formed in the said rotation part.

第9の態様に係る発電装置は、第8の態様に係る発電装置において、
前記各磁束変化部は前記開口に設けられた磁性体をさらに備える。
A power generation device according to a ninth aspect is the power generation device according to the eighth aspect,
Each magnetic flux change part further includes a magnetic body provided in the opening.

第10の態様に係る発電装置は、第1〜7の態様のうちのいずれか一つに係る発電装置において、
前記回転部は回転軸に直交する絶縁体板であり、
前記各磁束変化部は前記回転部に設けられた磁性体である。
The power generation device according to the tenth aspect is the power generation device according to any one of the first to seventh aspects,
The rotating part is an insulator plate orthogonal to the rotation axis,
Each said magnetic flux change part is a magnetic body provided in the said rotation part.

第11の態様に係る発電装置は、第1〜10の態様のうちのいずれか一つに係る発電装置において、
前記各誘導コイル部と鎖交する磁束が前記磁石部に周回する磁路を形成するヨークをさらに備える。
A power generation device according to an eleventh aspect is the power generation device according to any one of the first to tenth aspects,
A yoke that forms a magnetic path around which the magnetic flux interlinking with each induction coil section circulates around the magnet section is further provided.

本開示にかかる発電装置は、例えば、車両用発電機または充電用発電機などに応用可能である。   The power generation device according to the present disclosure can be applied to, for example, a vehicle generator or a charging generator.

1−1、1−2、1−3、1−4、1−1−1、1−1−2、1−4−1、1−4−2…発電装置、
10、10A、11、12、12A…回転板、
10a…一端部、
10b…他端部、
10h、11h、12h…軸孔、
10m…移動導体、
11a、12a…中心、
11b、12b…外周部、
15、20、21a、21b、21c、21d…開口、
22…磁性体、
30、31、33、33A、34、34A…磁石、
32、32A、32B…磁石部、
32a…第1の面、
32b…第2の面、
32g…ギャップ、
40、40a、40b、40c、40d、42…コイル、
41…誘導コイル部、
50…回転軸、
60…支持部、
70、70A、80、80A…ヨーク、
70h、80h…軸受け孔、
70m…磁極、
71、81…底面部、
72、72A、82、82A…周側面部、
73…磁極。
1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-1-1, 1-1-2, 1-4-1, 1-4-2 ... power generation device,
10, 10A, 11, 12, 12A ... rotating plate,
10a ... one end,
10b ... the other end,
10h, 11h, 12h ... shaft hole,
10m ... moving conductor,
11a, 12a ... center,
11b, 12b ... outer peripheral part,
15, 20, 21a, 21b, 21c, 21d ... opening,
22 ... Magnetic material,
30, 31, 33, 33A, 34, 34A ... magnets,
32, 32A, 32B ... magnet part,
32a ... first surface,
32b ... the second surface,
32g ... gap,
40, 40a, 40b, 40c, 40d, 42 ... coil,
41 ... induction coil part,
50 ... rotating shaft,
60 ... support part,
70, 70A, 80, 80A ... Yoke,
70h, 80h ... bearing holes,
70m ... magnetic pole,
71, 81 ... bottom surface,
72, 72A, 82, 82A ... peripheral side surface,
73: Magnetic pole.

Claims (11)

磁石部と、
第1の巻線を備え、前記磁石部と所定の第1の間隔の第1の空間を有して、前記磁石部と回転軸の長手方向に対向して設けられた第1の誘導コイル部と、
前記回転軸に直交して回転可能に連結された回転部と、
前記回転部に設けられ、前記磁石部から発生して前記第1の誘導コイル部と鎖交する磁束を変化させる第1の磁束変化部とを備え、
前記磁石部と前記第1の誘導コイル部は、前記回転部が回転するときに、前記第1の磁束変化部が前記第1の空間を通過するように固定され、
前記磁石部は、前記回転軸の長手方向と略平行な方向で磁化され、前記磁石部の外周部に順次配列された複数の第1の磁石と、前記回転軸の周回方向で磁化され、前記磁石部の外周部に順次配列された複数の第2の磁石とを備え、
前記複数の第1の磁石のうちの互いに隣接する各一対の第1の磁石の磁化方向は互いに異なり、
前記複数の第2の磁石のうちの互いに隣接する各一対の第2の磁石の磁化方向は互いに異なり、
前記複数の第1の磁石と前記複数の第2の磁石は、前記互いに隣接する各一対の第1の磁石の間において、前記複数の第2の磁石のうちの一つにより磁路を連結するように配置される発電装置。
A magnet section;
A first induction coil unit that includes a first winding, has a first space having a predetermined first interval with the magnet unit, and is provided facing the magnet unit in the longitudinal direction of the rotation shaft. When,
A rotating part coupled to be orthogonal to the rotation axis and rotatable;
A first magnetic flux changing unit that is provided in the rotating unit and changes a magnetic flux generated from the magnet unit and interlinked with the first induction coil unit;
The magnet part and the first induction coil part are fixed so that the first magnetic flux changing part passes through the first space when the rotating part rotates,
The magnet portion is magnetized in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft, and is magnetized in a rotating direction of the rotating shaft, and a plurality of first magnets sequentially arranged on the outer peripheral portion of the magnet portion, A plurality of second magnets sequentially arranged on the outer periphery of the magnet portion,
The magnetization directions of each pair of first magnets adjacent to each other among the plurality of first magnets are different from each other,
The magnetization directions of each pair of second magnets adjacent to each other among the plurality of second magnets are different from each other,
The plurality of first magnets and the plurality of second magnets connect a magnetic path by one of the plurality of second magnets between the pair of first magnets adjacent to each other. Power generator arranged so that.
前記複数の第1の磁石は前記互いに隣接する各一対の第1の磁石の間において所定の第2の間隔を有して配列され、
前記各第2の磁石は前記第2の間隔に挿入される請求項1記載の発電装置。
The plurality of first magnets are arranged with a predetermined second interval between each pair of adjacent first magnets,
The power generator according to claim 1, wherein each of the second magnets is inserted at the second interval.
前記複数の第1の磁石は前記互いに隣接する各一対の第1の磁石の間において所定のギャップを有して配列され、
前記複数の第1の磁石は、前記ギャップが前記回転軸の周回方向において前記各第2の磁石上に位置するように並置される請求項1記載の発電装置。
The plurality of first magnets are arranged with a predetermined gap between each pair of first magnets adjacent to each other,
2. The power generation device according to claim 1, wherein the plurality of first magnets are juxtaposed such that the gaps are positioned on the second magnets in a rotation direction of the rotation shaft.
前記複数の第1の磁石は互いに隣接して配列され、前記互いに隣接する各一対の第1の磁石の間の境界が前記回転軸の周回方向において前記各第2の磁石上に位置するように並置される請求項1記載の発電装置。   The plurality of first magnets are arranged adjacent to each other, and a boundary between each pair of the first magnets adjacent to each other is positioned on the second magnets in the circumferential direction of the rotating shaft. The power generator according to claim 1, which is juxtaposed. 前記磁石部は、前記第1の誘導コイル部側の面において、前記回転軸の周回方向で磁化された第1のS極と、前記回転軸の長手方向と略平行な方向で磁化された第2のS極と、前記回転軸の周回方向で磁化された第3のS極と、前記回転軸の周回方向で磁化された第1のN極と、前記回転軸の長手方向と略平行な方向で磁化された第2のN極と、前記回転軸の周回方向で磁化された第3のN極とが順次配置された磁極の組を、繰り返して配列するハルバッハ配列構造を有する請求項1または2記載の発電装置。   The magnet part is magnetized in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft and the first S pole magnetized in the rotating direction of the rotating shaft on the surface on the first induction coil part side. 2 S poles, a third S pole magnetized in the rotating direction of the rotating shaft, a first N pole magnetized in the rotating direction of the rotating shaft, and substantially parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft 2. A Halbach array structure in which a set of magnetic poles in which a second N pole magnetized in a direction and a third N pole magnetized in a circumferential direction of the rotating shaft are sequentially arranged is repeatedly arranged. Or the electric power generating apparatus of 2. 前記回転部が回転するときに前記第1の空間を通過するように前記回転部に設けられた第2の磁束変化部をさらに備える請求項1〜5のうちのいずれか一つに記載の発電装置。   The power generation according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second magnetic flux changing portion provided in the rotating portion so as to pass through the first space when the rotating portion rotates. apparatus. 第2の巻線を備え、前記磁石部と所定の第3の間隔の第2の空間を有して、前記磁石部と回転軸の長手方向に対向して設けられた第2の誘導コイル部をさらに備え、
前記第2の誘導コイル部は、前記回転部が回転するときに、前記各磁束変化部が前記第2の空間を通過するように固定される請求項1〜6のうちのいずれか一つに記載の発電装置。
A second induction coil unit provided with a second winding, having a second space with a predetermined third interval from the magnet unit, and provided facing the magnet unit in the longitudinal direction of the rotation shaft Further comprising
The said 2nd induction coil part is fixed to any one of Claims 1-6 fixed so that each said magnetic flux change part may pass said 2nd space when the said rotation part rotates. The power generator described.
前記回転部は前記回転軸に直交する導体板であり、
前記各磁束変化部は前記回転部に形成された開口である請求項1〜7のうちのいずれか一つに記載の発電装置。
The rotating part is a conductor plate orthogonal to the rotation axis;
Each said magnetic flux change part is an opening formed in the said rotation part, The electric power generating apparatus as described in any one of Claims 1-7.
前記各磁束変化部は前記開口に設けられた磁性体をさらに備える請求項8記載の発電装置。   The power generator according to claim 8, wherein each of the magnetic flux change units further includes a magnetic body provided in the opening. 前記回転部は回転軸に直交する絶縁体板であり、
前記各磁束変化部は前記回転部に設けられた磁性体である請求項1〜7のうちのいずれか一つに記載の発電装置。
The rotating part is an insulator plate orthogonal to the rotation axis,
Each said magnetic flux change part is a magnetic body provided in the said rotation part, The electric power generating apparatus as described in any one of Claims 1-7.
前記各誘導コイル部と鎖交する磁束が前記磁石部に周回する磁路を形成するヨークをさらに備える請求項1〜10のうちのいずれか一つに記載の発電装置。   The power generator according to any one of claims 1 to 10, further comprising a yoke that forms a magnetic path in which a magnetic flux interlinking with each induction coil section circulates around the magnet section.
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