JP2020524968A - １つの電磁石を利用して軸を回転させる装置 - Google Patents

１つの電磁石を利用して軸を回転させる装置 Download PDF

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Abstract

1つの電磁石を用いて軸を回転させる装置が掲示される。永久磁石(101、102、103、104、105、106)が軸の周りに軸と一緒に回転できるように置かれて、1つの電磁石(201)が永久磁石の周辺の外側に置かれて、1つの電磁石の作動装置(401)が置かれる。2つの二次電池(501、502)が使われてこの電磁石を作動させて、この電磁石がこの永久磁石を回転させる。この電磁石に発生する逆起電力(back-emf)を用いてこの二次電池が充電される。この永久磁石の周りにコイルが置かれて回転する永久磁石がコイルに電気を発生させる。

Description

本発明は、１つの電磁石を用いて軸を回転させる装置に関わる。具体的には、永久磁石が軸の周りに軸と一緒に回転できるように置かれて、この永久磁石の周辺の外側に１つの電磁石が置かれ、１つの電磁石の作動装置が置かれる。２つの二次電池が使われてこの電磁石を作動させて、この電磁石が永久磁石を回転させる。この電磁石に発生する逆起電力(back-emf)を用いて二次電池が充電される。この永久磁石の周りにコイルが置かれて、回転するこの永久磁石がコイルに電気を発生させる。
1つのリレーを用いる電子回路で、スイッチとして使われる1つのトランジスタが、このリレーの1つの端子に接続され、このトランジスタが1つの電池の負極側に接続される。このリレーに電池が接続され、遮断されると、この電池の電圧よりもっと高い電圧が瞬間的にこのリレーで発生する。ここで発生した高い電圧がスイッチとして使われるこのトランジスタを損なう。この問題を解決するために、1つのダイオードが利用されるが、このダイオードのアノードがこの電池の負極側に接続されたこのリレーの1つの端子に繋がり、このダイオードのカソードがこの電池の正極側に接続されたこのリレーの他の端子に繋がる。このように、リレーで発生する電気がこのダイオードのアノードからカソ−ドに流れる。換言すれば、この電池の負極側で遮断されたリレーの端子に瞬間的に高い電圧が発生して、この電池の正極側に接続されたこのリレーの端子で電子がこのダイオードのカソード側からアノード側に流れてこのリレーに流れる。このリレーに発生した高い電圧は、リレーにこの電池が接続され、遮断される時に発生する逆起電力(back-emf)である。
1つの電池が1つの電磁石に接続される時、電子がこの電池の負極から正極に流れる。この電磁石が電池の負極で遮断される時、電子はこの電池の負極からそれ以上電磁石に流れずに、電子はこの電池の正極に流れ続けて、電磁石の磁力によって電磁石の中の電子は前方に移動し続ける。この電磁石の中で、電子がこの電池の負極で遮断された端子側から消え始める。従って、この電池の正極に接続された方にある電子の数と、負極で遮断された方にある電子の数は異なり、その差が変わる。両側の電子数の差は段々大きくなってまた小さくなる。この電磁石の中で発生する電子数の差が逆起電力である。この逆起電力はますます大きくなり、両側の電子数の差が最も大きい時(即ち、電子がこの電磁石の半分にだけある時)、ピ−クに達する。それから徐々に小さくなって消える。
1つの二次電池(二次電池-1)が1つの電磁石で遮断される時、この電磁石に発生する逆起電力によって、この電磁石の電圧が瞬間的にこの二次電池-1の電圧より高くなる。この二次電池-1の正極と負極が両方ともこの電磁石の2つの端子で遮断されると、瞬間的にこの電磁石が1つの電源になり、この二次電池-1の負極で遮断されたこの電磁石の端子(B端子)が正極になって、この二次電池-1の正極で遮断されたこの電磁石の端子(A端子)が負極になる。電子が他の二次電池(二次電池-2)の正極からこの電磁石のB端子に流れることはできるが、逆に流れることができなくて、また電子がこの電磁石のA端子からこの二次電池-2の負極に流れることはできるが、逆に流れることができないと、電子が二次電池-2の正極から負極に流れて、二次電池-2が充電される。
しばらくして、この二次電池-1の正極がこの電磁石のA端子に接続されると、電子がこの電磁石から二次電池-1の正極に流れる。そしてこの電磁石に発生する逆起電力によって電子が二次電池-2の正極からこの電磁石のB端子に流れる。
その結果、この電磁石に発生する逆起電力によって電磁石が作動して、二次電池-1の消費電力が減り、二次電池-2が充電される。
先行技術は特許文献１(2015. 9.24)(KR10-1733373 B1(2017.5.8))である。本発明では、1つの二次電池の負極が1つの電磁石の端子で遮断される。この二次電池の負極が電磁石で遮断される時、この電磁石に流れた電子は二次電池の正極に流れ続ける。電磁石に発生する逆起電力によって1つのコンデンサにある電子がこの電磁石に流れて、二次電池の正極から電子がこのコンデンサとこの電磁石に流れる。この電磁石に流れた電子は二次電池の正極に流れ続ける。
国際公開第２０１５／１４２０８４号
本発明の目的は1つの電磁石を用いて永久磁石と一緒に軸を回転させ、この電磁石に発生する逆起電力を用いて二次電池の消費電力を減らすことである。また、回転するこの永久磁石を用いてコイルに電気を発生させることである。
上記の目的を達成するために、本発明は、永久磁石、1つの電磁石、2つの二次電池および1つの電磁石の作動装置を含む。
永久磁石が軸と一緒に軸を中心に回転できるように置かれるが、各永久磁石の一極が軸の中心を向け、他の極が外側を向けて、N極とS極が交互に置かれる。
この永久磁石の周辺の外側に1つの電磁石が置かれる。
直流電流を供給するために2つの二次電池が置かれる。
1つの二次電池(二次電池-1)の正極とこの電磁石の1つの端子(A端子)が1つのスイッチ(スイッチP1)によって接続されて、この電磁石の他の端子(B端子)とこの二次電池-1の負極が他のスイッチ(スイッチN1)によって接続されて、他の二次電池(二次電池-2)の正極とこの電磁石のB端子が他のスイッチ(スイッチP2)によって接続されて、この電磁石のA端子とこの二次電池-2の負極が他のスイッチ(スイッチN2)によって接続されて、
電子がこの二次電池-1の正極からこの電磁石のA端子に流れることができるが、逆に流れることができず、
電子がこの電磁石のB端子からこの二次電池-1の負極に流れることができるが、逆に流れることができず、
電子がこの二次電池-2の正極からこの電磁石のB端子に流れることができるが、逆に流れることができず、
電子がこの電磁石のA端子からこの二次電池-2の負極に流れることができるが、逆に流れることができず、
この電磁石がこの永久磁石の中の対向した1つの永久磁石を效果的に押し出す位置でこの電磁石が作動を開始するように、このスイッチP1とスイッチN1がONに設定されて、
スイッチP1とスイッチN1が両方ともONになる時、この二次電池-1によってこの電磁石が作動されて、
しばらくしてスイッチP1とスイッチN1が両方ともOFFになって、
またしばらくしてスイッチP1がONになって、
この電磁石に発生する逆起電力によって電子がこの二次電池-2の正極からこの電磁石のB端子に流れて、またこの電磁石のA端子からこの二次電池-2の負極に流れて、
この電磁石がこの永久磁石の中の対向した1つの永久磁石を押し出してこの永久磁石の中の後を続く1つの永久磁石を引き付けている間に上記の過程が繰り返されて、
この電磁石がこの永久磁石の中の対向した1つの永久磁石を效果的に押し出す位置でこの電磁石が作動を開始するように、スイッチP2とスイッチN2がONに設定されて、
スイッチP2とスイッチN2が両方ともONになる時、この二次電池-2によってこの電磁石が作動されて、
しばらくしてスイッチP2とスイッチN2が両方ともOFFになって、
またしばらくしてスイッチP2がONになって、
この電磁石に発生する逆起電力によって電子がこの二次電池-1の正極からこの電磁石のA端子に流れて、またこの電磁石のB端子からこの二次電池-1の負極に流れて、
この電磁石がこの永久磁石の中の対向した1つの永久磁石を押し出して、この永久磁石の中の後を続く1つの永久磁石を引き付けている間に上記の過程が繰り返される、電磁石を作動させる電磁石の作動装置を含めて軸を回転させる装置が 置かれる。
本発明では、1つの電磁石を用いて永久磁石と一緒に軸を回転させ、この電磁石に発生する逆起電力を用いて二次電池の消費電力を減らすことができる。また、この回転する永久磁石がコイルに電気を発生させることができる。本発明は、電気自動車、電気飛行機、電気ボート、電気自転車、ドローン等の様々な分野で利用することができる。
本発明の実施例による装置を示す斜視図 1つの電磁石の作動装置で1つの二次電池の正極を、1つの電磁石の端子に繰り返して接続し、遮断するために、1つのフォトインタラプタの光を繰り返して通過および遮断させるために使われる1つの回転部品Pを示す図面 1つの電磁石の作動装置で1つの二次電池の負極をこの電磁石の他の端子に繰り返して接続し、遮断するために、他のフォトインタラプタの光を繰り返して通過および遮断させるために使われる1つの回転部品Nを示す図面 1つの電磁石の作動装置の電子回路図 図1の装置でコイルが永久磁石の周辺の内側に置かれる、本発明の他の実施例による装置を示す斜視図
本発明の望ましい実施例を添付した図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施例による装置を示す斜視図である。図２は1つの電磁石の作動装置で1つの二次電池の正極を、1つの電磁石の端子に繰り返して接続し、遮断するために、1つのフォトインタラプタの光を繰り返して通過および遮断させるために使われる1つの回転部品Pを示す図面である。図３は1つの電磁石の作動装置で1つの二次電池の負極をこの電磁石の他の端子に繰り返して接続し、遮断するために、他のフォトインタラプタの光を繰り返して通過および遮断させるために使われる1つの回転部品Nを示す図面である。図４は1つの電磁石の作動装置の電子回路図である。
図１に示すように、6つの永久磁石(101、102、103、104、105、106)が軸と一緒に回転できるように置かれ、軸は図示されていないベアリングで回転できるように置かれる。1つの電磁石(201)が6つの永久磁石(101、102、103、104、105、106)の周辺の外側に置かれ、この電磁石は図示されていない固定手段で固定される。1つの回転部品P(301)と1つの回転部品N(302)が軸に置かれ、この電磁石を作動させるためにフォトインタラプタと他の電子部品を使う1つの電磁石の作動装置(401)が使われる。2つの二次電池(501、502)がこの電磁石に直流電流を供給するために使われる。
永久磁石-1、2、3、4、5、6(101、102、103、104、105、106)が60°の間隔で置かれるが、永久磁石-1、3、5(101、103、105)のS極は中心軸を対向し、N極は外側を対向し、永久磁石-2、4、6(102、104、106)のN極は中心軸を対向し、S極は外側を対向する。
1つの回転部品P(301)が軸に置かれるが、この回転部品P(301)は光を10°の間隔で通過させ、10°の間隔で遮断させて、5°の間隔で通過させる過程を2回繰り返し、その後、光を70°の間隔で遮断させる。この回転部品Pが回転する間に、この120°の間隔の過程が継続して繰り返される。1つの永久磁石がこの電磁石に達する時に、この電磁石に電気が流れて遮断されると、電磁石の磁力がこの永久磁石を引き付けて、この永久磁石を回転させることを妨害する。従って、この永久磁石が電磁石に近接する時に光を通過させる過程がこれ以上行われない。
1つの回転部品N(302)が軸に置かれるが、この回転部品N(302)は光を10°の間隔で通過させ、15°の間隔で遮断させる過程を2回繰り返して、その後、光を70°の間隔で遮断させる。この回転部品Nが回転する間にこの120°の間隔の過程が継続して繰り返される。
この回転部品P(301)は二次電池-1(501)の正極をこの電磁石(201)の1つの端子(A端子)に接続して遮断するために使われる。この回転部品N(302)は二次電池-1(501)の負極をこの電磁石(201)の他の端子(B端子)に接続して遮断するために使われる。
この回転部品P(301)は二次電池-2(502)の正極をこの電磁石(201)のB端子に接続して遮断するために使われる。この回転部品N(302)は二次電池-2(502)の負極をこの電磁石(201)のA端子に接続して遮断するために使われる。
この電磁石(201)が永久磁石-1、3、5(101、103、105)を効果的に押し出す位置でこの電磁石(201)と永久磁石-1、3、5(101、103、105)が対向する時にフォトインタラプタ-1(11)とフォトインタラプタ-2(12)の光が通過されて、それからフォトインタラプタ-1(11)とフォトインタラプタ-2(12)の光が遮断されて、その後フォトインタラプタ-1(11)の光が通過されるように、この回転部品P(301)と回転部品N(302)が設定される。
この電磁石(201)が永久磁石-2、4、6(102、104、106)を効果的に押し出す位置でこの電磁石(201)と永久磁石-2、4、6(102、104、106)が対向する時にフォトインタラプタ-3(21)とフォトインタラプタ-4(22)の光が通過されて、それからフォトインタラプタ-3(21)とフォトインタラプタ-4(22)の光が遮断されて、その後フォトインタラプタ-3(21)の光が通過されるように、この回転部品P(301)と回転部品N(302)が設定される。
1つの電磁石の作動装置(401)はこの電磁石(201)の極性を交互に変更することによって、この電磁石(201)を作動させる。図4に示すように、フォトインタラプタ-1(11)とフォトインタラプタ-2(12)の光が通過されると、PチャネルFET-1(13)とNチャネルFET-1(14)がONになって、電子が二次電池-1(501)の負極から二次電池-1(501)の正極に流れてこの電磁石(201)が作動する。しばらくしてフォトインタラプタ-1(11)とフォトインタラプタ-2(12)の光が遮断されると、PチャネルFET-1(13)とNチャネルFET-1(14)がOFFになって電子が二次電池-1(501)の負極から二次電池-1(501)の正極に流れない。この時、この電磁石(201)に逆起電力が発生して電子が二次電池-2(502)の正極から二次電池-2(502)の負極に流れる。それからしばらくしてフォトインタラプタ-1(11)の光が通過されると、PチャネルFET-1(13)がONになって、この電磁石(201)に閉じ込められている電子が二次電池-1(501)の正極に流れる。この電磁石(201)に発生する逆起電力によって電子が二次電池-2(502)の正極から二次電池-2(502)の負極に流れる。この電磁石(201)が対向した1つの永久磁石を押し出して、後に続く1つの永久磁石を引き付ける間に上記の過程が2回繰り返される。フォトインタラプタ-3(21)とフォトインタラプタ-4(22)の光が通過されると、PチャネルFET-2(23)とNチャネルFET-2(24)がONになって、電子が二次電池-2(502)の負極から二次電池-2(502)の正極に流れてこの電磁石(201)が作動する。しばらくしてフォトインタラプタ-3(21)とフォトインタラプタ-4(22)の光が遮断されると、PチャネルFET-2(23)とNチャネルFET-2(24)がOFFになって電子が二次電池-2(502)の負極から二次電池-2(502)の正極に流れない。この時、この電磁石(201)に逆起電力が発生して電子が二次電池-1(501)の正極から二次電池-1(501)の負極に流れる。それからしばらくしてフォトインタラプタ-3(21)の光が通過されると、PチャネルFET-2(23)がONになって、この電磁石(201)に閉じ込められている電子が二次電池-2(502)の正極に流れる。この電磁石(201)に発生する逆起電力によって電子が二次電池-1(501)の正極から二次電池-1(501)の負極に流れる。この電磁石(201)が対向した1つの永久磁石を押し出して、後に続く1つの永久磁石を引き付ける間に上記の過程が2回繰り返される。
図１に示すように、この電磁石(201)が永久磁石-1(101)を効果的に押し出す位置に永久磁石-1(101)が達する時、二次電池-1(501)が防電され、この電磁石(201)が作動する。この電磁石(201)に発生する逆起電力によってこの電磁石(201)が作動し、二次電池-2(502)が充電される。この電磁石(201)が作動する間に、この電磁石(201)が永久磁石-1(101)を押し出し、永久磁石-2(102)を引き付けるため、軸が回転して、永久磁石-2(102)が電磁石-1(201)に達する。
この電磁石(201)が永久磁石-2(102)を効果的に押し出す位置に永久磁石-2(102)が達する時、二次電池-2(502)が防電され、この電磁石(201)が作動する。この電磁石に発生する逆起電力によってこの電磁石(201)が作動し、二次電池-1(501)が充電される。この電磁石(201)が作動する間に、この電磁石(201)が永久磁石-2(102)を押し出し、永久磁石-3(103)を引き付けるため、軸が回転して、永久磁石-3(103)が電磁石-1(201)に達する。
このように、2つの二次電池(501、502)を用いてこの電磁石(201)の極性を交互に変更することにより、この電磁石(201)が対向した1つの永久磁石を押し出して、後に続く1つの永久磁石を引き付けるため、永久磁石(101、102、103、104、105、106)が回転し続ける。
図５は本発明の他の実施例による装置を示す斜視図であり、図1の装置でコイルが永久磁石の周辺の内側に置かれる。6つのコイル(601、602、603、604、605、606)が6つの永久磁石(101、102、103、104、105、106)の周辺の内側に置かれて、このコイルは図示されていない固定手段によって固定される。このコイルは単相発電の方式で接続される。この回転する永久磁石がコイル-1、2、3、4、5、6(601、602、603、604、605、606)に交流を発生させる。
本発明はここで説明した実施例に限らず、本発明の技術思想を脱しない範囲内で様々な変形が可能であるということは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に自明なことである。
１１ フォトインタラプタ-1
１２ フォトインタラプタ-2
１３ PチャネルFET-1
１４ NチャネルFET-1
１５ ダイオード-1
１６ ダイオード-2
２１ フォトインタラプタ-3
２２ フォトインタラプタ-4
２３ PチャネルFET-2
２４ NチャネルFET-2
２５ ダイオード-3
２６ ダイオード-4
１０１ 永久磁石-1
１０２ 永久磁石-2
１０３ 永久磁石-3
１０４ 永久磁石-4
１０５ 永久磁石-5
１０６ 永久磁石-6
２０１ 電磁石
３０１ 回転部品P
３０２ 回転部品N
４０１ 電磁石の作動装置
５０１ 二次電池-1
５０２ 二次電池-2
６０１ コイル-1
６０２ コイル-2
６０３ コイル-3
６０４ コイル-4
６０５ コイル-5
６０６ コイル-6

Claims (2)

  1. 永久磁石(101、102、103、104、105、106)が軸と一緒に軸を中心に回転できるように置かれるが、各永久磁石の一極が軸の中心を向け、他の極が外側を向けて、N極とS極が交互に置かれて;
    上記の永久磁石の周辺の外側に1つの電磁石(201)が置かれて;
    上記の電磁石に直流電流を供給するために2つの二次電池(501、502)が置かれて;
    上記の1つの二次電池(二次電池-1)の正極と上記の電磁石の1つの端子(A端子)が1つのスイッチ(スイッチP1)によって接続されて、この電磁石の他の端子(B端子)とこの二次電池-1の負極が他のスイッチ(スイッチN1)によって接続されて、上記の他の二次電池(二次電池-2)の正極とこの電磁石のB端子が他のスイッチ(スイッチP2)によって接続されて、この電磁石のA端子とこの二次電池-2の負極が他のスイッチ(スイッチN2)によって接続されて、
    電子がこの二次電池-1(501)の正極からこの電磁石(201)のA端子に流れることができるが、逆に流れることができず、
    電子がこの電磁石(201)のB端子からこの二次電池-1(501)の負極に流れることができるが、逆に流れることができず、
    電子がこの二次電池-2(502)の正極からこの電磁石(201)のB端子に流れることができるが、逆に流れることができず、
    電子がこの電磁石(201)のA端子からこの二次電池-2(502)の負極に流れることができるが、逆に流れることができず、
    この電磁石(201)が上記の永久磁石の中の対向した1つの永久磁石を效果的に押し出す位置でこの電磁石が作動を開始するように、このスイッチP1とスイッチN1がONに設定されて、
    スイッチP1とスイッチN1が両方ともONになる時、この二次電池-1(501)によってこの電磁石が作動されて、
    しばらくしてスイッチP1とスイッチN1が両方ともOFFになって、
    またしばらくしてスイッチP1がONになって、
    この電磁石に発生する逆起電力によって電子がこの二次電池-2(502)の正極からこの電磁石のB端子に流れて、またこの電磁石のA端子からこの二次電池-2(502)の負極に流れて、
    この電磁石が上記の永久磁石の中の対向した1つの永久磁石を押し出して上記の永久磁石の中の後を続く1つの永久磁石を引き付けている間に上記の過程が繰り返されて、
    この電磁石(201)が上記の永久磁石の中の対向した1つの永久磁石を效果的に押し出す位置でこの電磁石が作動を開始するように、スイッチP2とスイッチN2がONに設定されて、
    スイッチP2とスイッチN2が両方ともONになる時、この二次電池-2(502)によってこの電磁石が作動されて、
    しばらくしてスイッチP2とスイッチN2が両方ともOFFになって、
    またしばらくしてスイッチP2がONになって、
    この電磁石に発生する逆起電力によって電子がこの二次電池-1(501)の正極からこの電磁石のA端子に流れて、またこの電磁石のB端子からこの二次電池-1(501)の負極に流れて、
    この電磁石が上記の永久磁石の中の対向した1つの永久磁石を押し出して、上記の永久磁石の中の後を続く1つの永久磁石を引き付けている間に上記の過程が繰り返される、電磁石を作動させる電磁石の作動装置(401)を含めて軸を回転させる装置。
  2. 上記の永久磁石の周辺の内側にコイル(601、602、603、604、605、606)が置かれてコイルに電気が発生されることを特徴とする、請求項１記載の装置。
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