JP2021182829A - 発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】水車や風車の低速回転において、第４マグネット１０を有する発電体６を回転し、第１コイル１１内を移動させて発電し、外部に電気エネルギーを供給することができる発電機を提供する。【解決手段】第４マグネット１０を含む複数のマグネットを円環４内に挿入して円形の発電体６を形成し、第１コイル１１を含む複数のコイル内に発電体６を挿入し、更に、回転軸を中心に回転する回転体２に取り付けられた第１マグネット３を回転移動させる。第１マグネット３の吸引、又は反発する磁力により、第４マグネット１０を有する発電体６を回転させ、第１コイル１１及び複数のコイル内を通過させ、コイルに誘導電流を発生させて発電する。【選択図】 図１

Description

本発明は、回転する移動部に取り付けられたマグネットの移動によって、発電部のマグネットがコイル内を移動し、コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する発電機に関する物である。

発電部のマグネットがコイル内を移動して発電し、電気エネルギーを得る物として振動発電機があり、それを応用した物が提案されている。

１つは、発電部のパイプ内にマグネットを挿入し、パイプの外周にコイルを設け、マグネットの自重を利用して、コイル下部にマグネットを配置しておき、一方で、発電部のマグネットに反発力を与える極性の移動部のマグネットを近づけて、発電部のマグネットを反発させてコイル内を通過させ、電気エネルギーを得ている。
更に、移動部のマグネットが移動して遠ざかり、両マグネットの反発する磁力が弱まることで、発電部のマグネットの自重により、コイル内を通過して元の位置に戻している。（文献１）

その他に、複数のマグネットを繋ぎ合わせたマグネット群の発電体を円形状にし、それらの外周に複数のコイルを設け、発電体のマグネットに吸引力を与えるマグネットを有する回転体を発電体の内側に配置する。
外部より力を加えて、その回転体を回転させ、回転体のマグネットの吸引力により、発電体を回転させ、外周に配置された複数のコイルに誘導電流を発生させて発電している。(文献２)

特開昭６０−１３４６４号公報 特許第６４６４３３９号

特許文献１で提案されているように、発電部のマグネットの自重を利用して、マグネットを元の位置へ戻している発電機は、マグネットが軽い場合は、復帰に於けるコイル内を移動するスピードも遅くなり、発電効率も悪くなる可能性がある。
又、パイプを垂直に設け、マグネットの自重を利用しているので、パイプを水平に位置づけた場合、マグネットの復帰は難しくなり、連続した発電を行なえない可能性もある。

更に、パイプ内のマグネットの移動方向が、回転軸に対して垂直で、外側に移動する為、移動部のマグネットの取り付け位置が、回転軸から近い位置に取り付けられた場合、移動部のマグネットがパイプ内のマグネットに近づき始めると、パイプ内のマグネットが徐々に移動し始める為、パイプ内のマグネットが移動するスピードは高速回転時に比べて遅くなり、発電効率が低下する可能性がある。

文献２においては、回転体のマグネットが外側の発電体のマグネットに対し、垂直に磁力を与えて吸引力を与えている。
この為、仮に、発電体のマグネットのN極に回転体のマグネットのS極を垂直に近づけて吸引させた場合、発電体のマグネットのS極は、回転体のマグネットのS極より遠ざかろうとする。
これにより、発電体のマグネットには部分的に吸引力が加わり、発電体を回転させようとした場合、円運動が分散され、回転力を抑える傾向がある。

したがって、本発明の発電機は、振動発電の発電方法を応用し、コイルに誘導電流を発生させる発電体に対し、吸引、又は反発力を与えるマグネットを全方向より、また、平行に配置して回転させ、その磁力により発電体を回転させて発電し、コイルとマグネットに振動を与えることなく、電気エネルギーを取得できるようにしたものである。

本発明の発電機は、円形を成し回転軸を有しない複数のマグネット群から成る発電体の外周に複数のコイルを取り付け、その発電体のマグネット群に吸引、又は反発の磁力を与える移動部のマグネットを内部に複数配置している。

移動部のマグネットは、発電体のマグネットに対して平行に、回転する回転体に取り付けられ、その回転体を支えている回転軸を発電機の固定台で保持している。
一方で、複数のコイルも固定台に取り付けられ、各コイルからの出力は、電線にて制御部のブリッジダイオード、コンデンサー、抵抗に接続され、電気エネルギーとして外部に出力される。

各コイルに誘導電流を発生させる発電体のマグネット群に、移動部のマグネットを、平行に近づけて吸引力、又は反発力を与えて回転すると、発電体のマグネット群も移動部のマグネットに吸引、又は反発して回転するようになる。
また、移動部のマグネットが発電体のマグネットに対し、全方向より、また平行に磁力を与えているので、均等に磁力が伝わる。

これにより、発電機全体に振動を与える必要は無くなり、複数のコイルに連続的に誘導電流が流れて発電し、発電効率が低下することなく電気エネルギーを取得することができる。
また、発電体のマグネットに対し、全方向より磁界を加えて発電体のマグネット群を宙に浮かすことが可能となるため、無接触、無負荷に近い状態となり、小さな力で回転することが可能となり、高速回転を維持できる。

本発明の発電機は、複数のマグネットを互いに極性が違う向きで繋ぎ合わせて、車軸を有しない円形状のマグネット群を形成しているので発電効率が高くなり、内側にある移動部の回転移動により、発電体が安定した円回転移動を行なうことができ、また、各部品が取り外し可能なので、回転ですり減ったベアリングや円環の交換を容易に行うことができる。

本発明の実施形態における発電機と水車を含めた、全体を示した斜視図である。 （Ａ）は、図１の発電機の円環部分を表した斜視図であり、（Ｂ）は（A）の溝部分を表した斜視図ある。 （A）は、図２（A）の円環部分をA−A線部分で切断し、一部を断面で表した図であり、（B）は、本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、円環にワイヤーを挿入した断面図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、（A）は、発電体を分離できるパイプで形成した斜視図であり、（B）は、（A）の破線部分の詳細を示した斜視図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、発電体に対し、回転体のマグネットの吸引力と反発力の磁力を加えた様子を表した斜視図である。 （Ａ）は、図５の発電体が複数の回転体のマグネットより磁力を受けている様子を表した斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の発電体をＢ−Ｂ線部分で切断し、一部を断面で表した図である。 図５の発電機を上から見た平面図で、回転体を取り除いた図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、発電体に異なる大きさのマグネットを取り付けた平面図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、（Ａ）はパイプにレールを取り付けた斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の破線部分を拡大した斜視図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、図９（Ａ）の回転体を取り除き、第２発電体のパイプの一部を取り除いた平面図である。 本発明の実施形態における発電機の配線内容を表した配線図である。

以下、本発明に係る発電機の好適な実施形態を、図面に従って説明する。
図１は本発明による発電機１と動力源の水車２０等を示した斜視図であり、図２（Ａ）は、詳細を説明する為に、図１の発電機１の発電体６の円環４部分を表した図であり、（Ｂ）は、図２（Ａ）の円環４の詳細を表した図である。

図１や図２（Ａ）で示すように、固定台１４上に、回転軸２１を中心とした回転体２が有り、その外側に、回転軸２１を有しない発電体６が配置されている。
発電体６の外周には第１コイル１１、第２コイル１２を含む複数のコイルが取り付けられている。
各コイルはそれぞれコイル架台１３によって固定され、各コイル架台１３は、ネジや凹凸の篏合により、固定台１４に取り付けられている。

図１１の配線図で示すように、第１コイル１１や第２コイル１２を含む複数のコイルから出力される誘導電流は、各ブリッジダイオード３４で整流されてコンデンサー３５に蓄積され、抵抗３６により電流を制御されて外部へ出力される。
また、４個以上のコイルやブリッジダイオード３４は省略されている。

固定台１４に取り付けられた回転軸２１には、複数のマグネットを有する回転体２が取り付けられており、最上部には第１傘歯車１５が取り付けられている。
第１傘歯車１５には、動力を伝える為の第２傘歯車１６が接しており、その先に連結器１７、プーリー１８、ベルト１９、動力源の水車２０が連結されている。

図１や図２（Ａ）において、回転体２には、第１マグネット３や第２マグネット８を含む複数のマグネットが、回転体２の中心部より同じ距離で、更に角度が異なる位置に取り付けられ、また発電体６の各マグネットに対して、平行になるように取り付けられている。
また、回転体２の外側には、第４マグネット１０や第３マグネット９を含み、複数のマグネットを有する発電体６が設置されている。

このように、回転体２の第１マグネット３や第２マグネット８を含む複数のマグネットは、相手側となる発電体６の第４マグネット１０や第３マグネット９に吸引力を与える極性で、平行に取り付けられている。
この為、第１マグネット３のN極とS極が、第４マグネット１０のS極とN極にそれぞれ均等に力がかかるようになる。
これにより、発電体６は、円滑な円運動を行うことができるようになる。

図２（Ａ）は、図１の発電体６の円環４部分を表した図であり、円環４内には、第４マグネット１０を含む複数のマグネットが有る。
円環４は複数のベアリング５により、側面と下部面が接して支えられている。

発電体６は、複数に分割可能な円環４により形成され、複数のマグネットを有し、各コイル内を回転して移動できるような回転軸２１を有しない円形型になるように形成された構造になっている。
また、各マグネットは互いに極性が対峙するように配置されており、これにより、発電効率が増すようになる。

図２（B）は、発電体６の円環４部分の詳細を示しており、円環４の溝７に第４マグネット１０を含む複数のマグネットが挿入されている。
また、この円環４は非磁性体で形成され、複数に分割され、ネジや凹凸の篏合で連結される構造になっている。
この円環４の形状は、ドーナツ状の円形に形成され、或いは、一部を欠いた半円状にも形成され、第４マグネット１０を１個だけ装着しただけの発電体６を形成できるようにもなる。

これにより、発電体６は、複数に分割でき、複数のコイルに挿入後、円環４を連結して組み合わせ、ドーナツ状の円形を形成することが可能となる。
その後、複数のコイルが存在するコイル架台１３を固定台１４にネジ等で固定すると、発電体６は、各コイル内を円回転移動することが出来るようになる。

図２（A）のように、円環４内の第４マグネット１０の極性を、上方をS極、下方をN極とし、一方で、回転体２に取り付けられた第１マグネット３の極性を、下側がS極、上側をN極とし、第４マグネット１０を平行にして近づけると、第１マグネット３のＮ極と第４マグネッ１０のＳ極、第１マグネット３のS極と第４マグネット１０のN極が共に吸引し合い、両者が最短距離で近づこうとする。
この為、回転体２を移動させた場合、第４マグネット１０は、第１マグネット３から常にマグネット全体に均等に吸引力が得られて移動するようになる。

同様に、回転軸２１を中心に、反対側の場所にある第３マグネット９も第２マグネット８より同じような磁力を受け、常に均等な吸引力が得られるようになり、同じように配置された他の複数のマグネット同士の関係も同じ状況になる。
その為、発電体６全体には、各吸引力により、常に回転軸２１の中心部に向かうような力が働き、磁力のバランスを取ると、各コイル内でスムーズな回転移動を行なうことが出来る。

前述のように、発電体６全体は回転軸２１の中心部に引き寄せられるようになるが、各マグネットの大きさや設置位置により磁力が異なるため、それぞれの吸引力にばらつきが発生し、発電体６は真円の軌跡を描いて回転せず、発電体６の一部がベアリング５に接しながら回転することになる。

図１や２に於いて、回転体２には複数のマグネットが配置され、それぞれ、発電体６の各マグネットに吸引力を与えて回転しているが、一部の極性を逆にして、或いは全ての極性を逆にし、反発力を利用して動作させてもよく、回転体２の第１マグネット３だけを利用し、同様に発電体６の第４マグネット１０と１つの円環４だけを利用して、円形を形成しない断片的な半円形にし、更に、第１コイル１１を１個だけ利用して、回転させてもよい。
また、第１マグネット３の代わりに軟鉄やフェライト、コバルトなどの磁性体を利用し、第４マグネット１０に吸引力を与え動作させても良い。

図３は、図２（A）のA―A部分を切断し、一部を断面で表した図であり、円環４がベアリング５によりそれぞれ、側面と下部で支えられている。
それにより、発電体６はこのベアリング５に時々接して回転している。

長時間、円環４が回転すると、ベアリング５と円環４の接触部分は摩耗し、定期的にそれぞれを交換する必要があるが、円環４の接触部分に溝を設け、図３（B）に示すようなワイヤー２２を溝に挿入し、すり減ったワイヤー２２を抜き取ることで、円環４全体を交換する必要が無くなり、メンテナンスが容易に行えるようになる。
また、ワイヤー２２の代わりに、ベアリング５との接触面に分割できる保護板をネジ等で円環４に固定すると、その保護板だけを交換することで同じくメンテナンスが容易に行えるようになる。（図示せず）

動作は、図１に示すように、水面に接する水車２０が回転すると、プーリー１８を回転させてベルト１９や連結器１７が回転し、２つの傘歯車も回転して回転軸２１に取り付けられた回転体２も回転し始める。
回転体２に取り付けられた第１マグネット３や第２マグネット８も回転し、それらの磁力に吸引、又は反発される、第４マグネッ１０や第３マグネット９を有する発電体６も回転し、複数のコイル内を移動して、コイルに誘導電流を発生させ、発電することになる。

図２（A）では、円環４内のマグネットの極性を互いに反発し合うように対峙して取り付けているが、マグネット同士の間隔があれば、極性を同じ向きになるように配置して動作させてもよい。
また、図２（B）では、第４マグネット１０を溝７に挿入しているが、溝７を設けないで直接、各マグネット同士を接着剤等でつなぎ合わせて発電体６を形成してもよい。

図１１のブリッジダイオード３４の出力側に、外部機器のマイコンや明るさを判断するセンサー、発電エネルギーを蓄電する蓄電池、終端に電灯等を取り付けると、昼間に発電した電力を蓄電して、暗くなり始めた時に前記センサーにより、電灯等を点灯させ、マイコンの指示により電灯等を点灯させることができるようになる。

図１や２に於いて、発電体６の断面は、上部が欠けた円筒で円を形成しているが、第４マグネット１０や円環４の形状を楕円や多角、他の形状にして発電体６を形成してもよく、各コイルの形状を楕円や多角、他の形状にして形成してもよい。

図１や３のように発電体６が１つの円で形成されている場合、発電体６は主に、図２の外側のベアリング５に時々接して回転しているが、円を形成しない半円の場合は、第１マグネット３の吸引力により内側のベアリング５に接して回転移動するようになる。

また、第１マグネット３の極性を変え、第４マグネット１０に反発力を与えて利用した場合、外側のベアリング５に接して回転移動するようになる。
更に、図６のように、発電体６の外側に第１マグネット３を移動し、第４マグネット１０に吸引力を与えた場合は、外側のベアリング５に接し、反発力を与えた場合は、内側のベアリング５に接して回転移動するようになる。

このように本案では、１つの円、または半円で発電体６を形成し、更にベアリング５を発電体の上下、左右、斜め等全方向に配置し、外部の全方向より発電体６に吸引力、または反発力、或いは両方の磁力を与えると、発電体６はそれらの磁力により吸引、または、反発して回転移動するようになる。

図１で、発電体６は、水平に設置されて回転しているが、２つの傘歯車を削除し、発電体６やコイル等を垂直に配置し、連結器１７に回転体２を直接接続して、発電体６を垂直にして回転させても良い。
尚、回転体２やベアリング５、円環４、ワイヤー２２等は、プラスチックやアルミニウム、ステンレス、ゴム、黄銅などの非磁性体の素材で形成されることが望ましい。

本案に於いて、動力源に水を利用し、水車２０を水面に入れて回転させ、発電しているが、動力源として風を利用しても良い。
その場合、水車２０やベルト１９、連結器１７の構造を、風を受けて回転軸２１が回転するような構造にする。

次に、図１や図２の円環４の代わりに、分離できるパイプ２３を取り付け、発電体６を円形にした実施例について説明する。
図４（Ａ）は、分離できる複数のパイプ２３を組みあわせて、複数のマグネットをドーナツ状の円形のパイプ２３で覆った斜視図であり、波線部分は内部構造を示すため、上下にも分割できるパイプ２３の上部を取り除いたもので、（Ｂ）は、図４（Ａ）の波線部分を拡大し、内部を表した図である。
実施例１で説明した回転体２や複数のコイル及び、その他の発電体以外の部品は実施例１の図１や図２と同様であり、説明してあるので省略する。

図１や図２での発電体６は、分離できる円環４と各マグネットを組み合わせて、ドーナツ状の円形にしており、摩擦により円環４が磨耗した場合、その円環４を交換する時は、一端円形を解体する為、各コイル内での円形の組立が容易ではなかった。
そこで、図４のように、パイプ２３を分割出来るようにし、更に、凹凸の篏合により、上下にも分割できる構造にして、各パイプ２３を連結させている。

図４（Ｂ）に於いて、第４マグネット１０や第７マグネット２７を含む複数のマグネットを分割できるパイプ２３で覆い、各マグネット間に弾性体２４を挿入し、図４（Ａ）のように各パイプ２３を組み合わせてドーナツ状の発電体６を形成する。
弾性体２４は、伸縮できる非磁性体のゴムやバネ、クッション、スポンジ等、各マグネットがパイプ２３内で移動しないようなものを利用し、各マグネットが支障なく連結できるときは取り付けなくてもよい。

これにより、パイプ２３により覆われた発電体６の外側は、複数に分割でき、各パイプ２３を組み合わせて、ドーナツ状の円形が形成され、各コイル内を円回転移動することが出来るようになる。
一端組みあがった円形は、外側のパイプ２３が回転移動で磨り減っても、すり減った一部分の外側のパイプ２３を交換するだけで、発電体６の円形を大きく解体する必要がなくなり、各コイル内での円形の組み立ても容易に行なえるようになる。

図４では、各マグネットと弾性体２４を繋ぎ合わせてパイプ２３内に挿入しているが、第４マグネッ１０を１つだけ利用して動作させてもよく、第４マグネット１０とパイプ２３を、それぞれ、１個ずつ繋ぎ合わせ、円形を形成せずに、短い断片的な半円形にして動作させても良い。

図１や図２に於いては、主に発電体６のマグネットと回転体２のマグネット同士の吸引力により、発電体６を回転させていたが、図５に示すように、発電体６のマグネットに対して平行に回転体２のマグネットを向き合わせ、更に水平方向より吸引力や反発力、下方より反発力の磁力を与えて回転する方法について説明する。

図５はその構造を示す斜視図であり、図１の回転体２を上部に移動し、回転体２の下部に取り付けられた各マグネットを、発電体６に対し、水平になるように取り付けた図である。
又、発電体６を支える為に、発電体６の斜め下にベアリング５を複数設け、発電体６が円滑な回転移動を行なうことが出来るようにしている。

図６（Ａ）は、図５の発電体６の第４マグネット１０に対し、下部より第６マグネット２６の反発力を与え、外側の第５マグネット２５より反発力、内側の第１マグネット３より吸引力を与えている様子を表した図であり、図６（Ｂ）は、（Ａ）の発電体６をＢ―Ｂ線部分で切断した断面図である。
図７は、図５の上部の回転体２を取り除き、上部から見た平面図である。

本案実施例では、図１で利用した、回転体２に取り付けた複数のマグネットを、図６に示すように、水平に磁力が働くようにマグネット保持板３１を利用して、回転体２の下部に、発電体６の各マグネットに対して平行になるように取り付けている。
また、図６（Ａ）や（Ｂ）に示すように、発電体６の斜め下には複数のベアリング５が配置されている。
その他の部品は図１と同様なので省略してある。

図６では、発電体６の第４マグネット１０に対し、下部より第６マグネット２６の反発力を与え、外側の第５マグネット２５より反発力、内側の第１マグネット３より吸引力を与えており、図７で示すように、回転軸２１の反対側や上下でも同じような配置を施している。
図６で示すように、発電体６の第４マグネット１０は第１マグネット３より吸引される磁力を受け、同様に回転軸２１の反対側の第３マグネット９も第２マグネット８より吸引される磁力を受け、回転軸２１の上下でも同じことが行われ、実施例１と同じように、発電体６全体には、吸引力により、常に回転軸２１の中心部に向かうような力が働き、力のバランスが取れて、発電体６は各コイル内でスムーズな回転移動を行なうことが出来る。

実施例１の図１では、回転体２より各発電体の各マグネットに対し、水平方向より、平行に磁力を与え、主に吸引力を利用して発電体６を吸引している為、下部よりベアリング５で支えていても、発電体６の重力が加わり、回転させるには大きな力が必要であった。

図６（A）に於いて、第４マグネット１０に対し、第６マグネット２６の距離を徐々に近づけていくと、相互の反発力により、発電体６は上方へ移動し、ベアリング５より離れ、宙に浮くようになる。
この第６マグネット２６の動作を発電体６の複数の個所で行うと、発電体６全体が宙に浮き、ベアリング５と接しないようになる。
それにより、発電体６の重力が無くなり、第１コイル１１を含む、複数のコイルに接することなく、小さな力で回転できるようになる。

図７で示すように、発電体６の各マグネットは、回転軸２１の上下左右に有る回転体２の各マグネットよりそれぞれ吸引力を得て、通常、外側にあるいずれかのベアリング５に接している。
これは、実施例１と同じように、各マグネットの大きさや設置位置により磁力が異なるため、それぞれの吸引力にばらつきが発生している為である。
また、図３に示すように、ベアリング５と円環４の間には多少の隙間があるため、このような状況で、回転体２を回転させると、発電体６の一部が外側のベアリング５に接して回転し、その回転軌跡は真円を描かず、一定していない。

例えば、図７に於いて、第３マグネット９と第２マグネット８との吸引力が、他のマグネット同士の吸引力より強い場合、第３マグネット９は第２マグネット８に吸引され、発電体６全体は、左側のベアリング５に接するまで左へ移動する。
この時、第５マグネット２５を右へ移動させると、第５マグネット２５と第４マグネット１０との反発力が増して、発電体６全体は右へ移動し、左側のベアリング５との接触が無くなる。

上記同様の調整を右側の第９マグネット２９や上部の第１０マグネット３０、下部の第８マグネット２８で行うと、発電体６は回転軸２１の中心に移動し、全てのベアリング５に接しないで回転移動できるようになる。
このように、発電体６に下方より反発力を与え、側面より吸引力と反発力を与えると、発電体６は宙に浮き、ベアリング５に接することなく発電体６は、無接触で回転移動できるようになる。

図７に於いて、実施例１同様に、回転体２の一部のマグネットの極性を逆にして、或いは全てのマグネットの極性を逆にして、発電体６のマグネットに反発力を与えて動作させてもよい。
また、発電体６を１つの円で形成せず、円環４の一部が欠けた半円状の発電体６を動作させてもよい。

図６では、発電体６に対し、各マグネットの磁界を水平方向や下部より与えていたが、上方からや、斜め方向など、全方向より磁界を加えてもよく、また、吸引力や反発力を混ぜ合わせ、発電体６を無接触で回転できるようにして動作させてもよい。

図８は、図７の発電体６の右側を表し、複数のコイルを取り除き、新たに第３マグネット９と同じ大きさの磁力を持つマグネットとそれよりも小さな磁力のマグネットを発電体６全体に複数装着し、右側部分だけを表した平面図である。
小さな磁力の各マグネットは、第３マグネット９と同じ磁力の複数のマグネットに対し、それぞれ極性が対峙して反発し合っており、これを装着することにより発電効率を高めている。

図７では、発電体６の外側に有る第５マグネット２５や第６マグネット２６を含む複数のマグネットはマグネット保持板３１により回転体２に取り付けられ、回転体２と一緒に回転していたが、図８では、これらのマグネットを取り外し、固定台１４上に複数設置し、第３マグネットと同じ大きさのマグネットに対して反発力を与えるようにしている。

回転体２が回転し、発電体６も回転すると、第３マグネット９と同じ磁力の複数のマグネットは第９マグネット２９や第１０マグネット３０より反発力をうける。
一方で、第３マグネット９より磁力の小さな各マグネットは吸引力を受けるが、発電体６全体では、相対的に第９マグネット２９や第１０マグネット３０より反発力をうけることになる。

発電体６の回転中に、第９マグネット２９を図８の左側へ徐々に移動し、発電体６の各マグネットに対して磁力を強めると、発電体６はその反発力により、全体が左へ移動し、右側のベアリング５から離れるようになる。
このような調整を、第１０マグネット３０や他のマグネットで行うと、発電体６は回転しながら徐々に回転軸２１の中心に向かうようになり、全てのベアリング５より離れ、無接触で回転移動できるようになる。

また、図８の発電体６の下部の固定台１４にも第９マグネット２９と同じ大きさの磁力のマグネットを複数個所に設置し、前述と同じように徐々に上方へ移動させて調整すると、発電体６は、回転を始めると、下部に有る複数のマグネットの反発力により上昇し、無接触で支えられるようになる。
その為、発電体６の回転時には、回転する力は小さくてすみ、回転体２の各マグネットから、発電体６の各マグネットに与える磁力が小さくても、発電体６を動かすことができるようになる。

これにより、実施例１と同様に、水車２０が回転すると、弱い力でも回転体２の第１マグネット３と第２マグネット８も回転し、それらから吸引力を受ける発電体６は、安定した円回転を行なうことができ、常に同じ軌道で回転し、第１コイルを含む各コイル内を移動して発電する。
また、各マグネットの位置を調整し、マグネット同士の磁力の均衡を変化させると、発電体６の軌道を変化させることができ、発電体６は、ベアリング５やコイル等、全ての物に接触することなく、同一軌道上を円回転することができるようになる。

本案実施例では、図６や図７、図８で示すように、発電体６の内側と外側より磁界を加えて、吸引又は反発力、或いは両方の磁力により発電体６を回転移動させることが可能となる。
また、発電体６の上下左右、斜め等、全方向より磁界を加え、発電体を宙に浮かせてもよい。

更に、実施例１と同じように、回転体２に設けた第１マグネット３や第２マグネット８、その他、複数のマグネットの代わりに磁性体を利用し、第４マグネット１０や複数のマグネットを含む発電体６の各マグネットに吸引力を与え動作させても良い。

次に、図１の発電体６に取り付けた第４マグネット１０や第３マグネット９及び複数のマグネット、並びに回転体２に取り付けた第１マグネット３や第２マグネット８、及び複数のマグネットの代わりに、一部、または全部を電磁石４４と第２電磁石３８に変えて発電する実施例について説明する。

図９（Ａ）は、図１の回転体２と第２発電体４７に、それぞれ第２電磁石３８と電磁石４４を装着した斜視図であり、図４のパイプ２３の外側に２本のレールを取り付けたものであり、回転体２の第２電磁石３８以外の電磁石は省略してある。
図９（Ｂ）は詳細を示す為に、図９（Ａ）の波線部分を拡大した第２発電体４７であり、図４のパイプ２３内に複数の電磁石４４を挿入した図である。

固定台１４に電気供給架台３３、回転体２に第２電気供給架台３７を取り付け、回転軸２１のレール３９より、それぞれプラスとマイナスの電気が第２電気供給架台３７に供給され、その後、第２電磁石３８を含む他の電磁石へ供給され、第２電磁石は磁界を得て磁石となる。
一方で、電気供給架台３３からは、第１電気供給板４０と第２電気供給板４１が出ており、それぞれプラスとマイナスの電気が供給されており、第１電気供給板４０は第１レール４２と、第２電気供給板４１は第２レール４３と接触している。

また、第１レール４２は、電磁石４４のコイルの巻き始め４５部分と接しており、一方で、第２レール４３は、コイルの巻き終わり４６部分にそれぞれ接し、プラスとマイナスの電気が供給され電磁石４４となる。
各電磁石は磁性体の素材にコイルを巻きつけて形成され、コイルの巻き始め４５と巻き終わりに加える、プラスとマイナスの電気の極性を変えると、各電磁石のN極とS極の極性も変わる。

図９（Ｂ）に示すように、パイプ２３内には、複数のマグネットが有り、その一部、または全部を複数の電磁石４４に変更し、各電磁石は、交互に連結して円形を形成し、第２発電体４７を形成している。
同様に、回転体２にも図１と同じように、複数のマグネットが有り、その一部、または全部を複数の第２電磁石に変更してある。
その他の部品や内容は、実施例１の図１と同様なので説明は省略する。

２つの電気供給架台に電気を供給し、回転体２に有る第２電磁石３８と第２発電体４７に有る複数の電磁石４４を動作させる。
電磁石４４の極性を変えるには、２つの電気供給板に対し、コイルの向きを逆にするか、或は、巻き始め４５と巻き終わり４６を変えて接触させれば変化することができる。
これにより、パイプ２３内には複数の電磁石４４が存在して第２発電体４７が形成されるようになる。
この第２発電体４７に、回転体２の第２電磁石３８やその他の電磁石を近づけて吸引力を与え、回転体２を回転させると、実施例１と同じように、第２発電体４７が回転する。

本案の動作を説明すると、２つの電気供給架台を通して、パイプ２３の外側にある２本のレールに、常に電気を流すとレールに接する複数の電磁石４４には、常に磁界が発生し、電磁石４４は磁石として動作する。
一方で、回転体２に有る複数の第２電磁石３８にも電気が供給され磁石となり、回転体２が回転すると第２発電体４７も一緒に回転する。
この第２発電体４７は、第１コイル１１を含む複数のコイル内を回転移動するので、各コイル内には誘導電流が流れて発電する。

実施例１のように、回転体２の第２電磁石３８と第２発電体４７の一部、または全部の電磁石の極性を変化させ、反発力により第２発電体４７を回転させても良く、回転体２の各電磁石の一部、または、全部を実施例１で利用したマグネットを利用してもよい。
各電磁石は磁性体にコイルを巻きつけて形成され、各電磁石を形成する磁性体の材質は、例えば軟鉄やフェライト、コバルト等の材質を利用するのが望ましい。
また、各電磁石やコイルの断面は円形であるが、楕円や四角、多角でも良い。

次に、図９（A）の回転体２に取り付けた複数の電磁石を固定台１４に移動し、各々の電磁石の駆動する時間をずらして動作させ、第２発電体４７の各電磁石に吸引、又は反発力の磁力を与え、第２発電体４７を回転移動させる方法について説明する。
図１０は、図９（A）の回転軸２１と回転体２を取り除き、第２電磁石３８を含む複数の電磁石を固定台１４に設置した平面図である。

図１０に示すように、図９（A）の回転体２に取り付けられていた第２電磁石３８と第５電磁石５０、第６電磁石５１を第２発電体４７の内側に配置し、固定台１４に固定する。
また、第２発電体４７のパイプ２３内には、電磁石４４を含む、第３電磁石４８、第４電磁石４９、その他の電磁石がある。

第２発電体４７内の各電磁石の配置は、次の動作が行われるような配置になっている。
例えば、第２電磁石３８を駆動した場合、電磁石４４が吸引されて矢印５２の方へ移動し、第３電磁石４８は第５電磁石５０へと近づく。
続いて、第２電磁石３８の駆動を停止して、第５電磁石５０を駆動すると、第３電磁石４８は第５電磁石５０に吸引されて、第２発電体４７は矢印５２の方向へ回転移動し、第４電磁石４９は第６電磁石５１へと近づく。
更に、第５電磁石５０の駆動を停止して、第６電磁石５１を駆動すると、第４電磁石４９は第６電磁石５１に吸引されて、第２発電体４７は、更に矢印５２の方向へ回転移動する。

第２発電体４７が、ある一定の回転移動をすると、第３電磁石４８が第２電磁石３８へ近づき、同じように、第６電磁石５１の駆動を停止して、第２電磁石３８を駆動すると、第３電磁石４８が第２電磁石３８に吸引されて、第２発電体４７は矢印５２の方向へ回転移動し、上記と同様の動作を繰り返し続けることにより、第２発電体４７は矢印５２の方向へ連続した回転移動を続けることになる。

このように、第２発電体４７内のその他の電磁石の間隔を、前延べのような動作ができる状態に各電磁石を配置し、更に第２電磁石３８、第５電磁石５０、第６電磁石５１と同等の電磁石を、第２発電体４７の周囲に複数配置し、そして、第２電磁石３８、第５電磁石５０、第６電磁石５１の各々の電磁石の駆動する時間をずらして動作させると、第２発電体４７は回転移動を続けることができ、第１コイル１１やその他の複数のコイル内を移動して発電することができる。

図１０に於いて、第２発電体４７内の各電磁石に対し、第２電磁石３８を含む複数の電磁石は、吸引する力を与えていたが、一部、または全部を反発する磁力に変えて動作させても良い。
また、第２発電体４７内の電磁石の一部、または全部を図２で利用した第４マグネット１０等の永久磁石であるネオジウム磁石を利用してもよい。
例えば、電磁石４４を図７の第３マグネット９へ変更し、第３電磁石を第１１マグネット３２へ、第４電磁石を第４マグネット１０へそれぞれ変更して動作させてもよい。

本案実施例に於いて、固定台１４に設置した電磁石は３個であったが、２個でもよく、或いは複数の電磁石を追加してもよく、第２発電体４７の外側、または上下等、全方向に配置してもよい。
また、第２電磁石３８、第５電磁石５０、或いは、第２電磁石３８、第６電磁石５１を同時に動作させてもよい。
これにより、固定台１４上の複数の電磁石の運転、停止を順次切り替え、第２発電体４７は円回転移動することができる。

このように本案では、各発電体の回転に負荷を掛けないで、又、ベアリング５に接する摩擦力を小さくして、各発電体を回転させる方法は、各マグネット同士の吸引や反発力を利用すると幾つも考えられ、回転体２に取り付けた各マグネットの極性を変化し、また、各発電体に対しての磁力の角度を上下左右、斜め方向、或は垂直にするなど、あらゆる角度から磁力を変化させ、全方向より磁界を与える事により、各発電体を宙に浮かせ、各発電体が無接触で円滑な回転を行なえるようにもなる。

本案に於いて、回転体２を大きくして、複数の発電体とコイルを発電体６の外周に配置し、更に、回転軸２１の下段にも同様の構造を成す回転体２と各発電体を形成すると、回転軸２１の１回転で大きな発電量を得ることができる。（図示せず）

本案の発電機１では、川の流れが緩やかでも、水車２０を回転する水量、または、強い力が有れば、回転体２や各発電体の直径を大きくできる。
その為、各コイル内を通過する速度は、各発電体の直径が大きいほど速くなり、コイル内に発生する誘導電流の周波数は高くなり、発電量が増すようになる。
それ故、山間部の水流の速い場所へ設置する必要もなくなり、穏やかな流れの下流の川での発電に応用できる。

また、回転軸２１の他方の端部にも水車２０を取り付ければ、より強い力を得ることができ、更に大きな発電量を得ることができる。
回転軸２１に水車２０の代わりに風車など、他の自然エネルギーを利用して回転する別な機構の回転装置を接続すれば、水車２０と同じ様に回転数の低いエネルギーで発電を行なう事もできる。

１ 発電機
２ 回転体
３ 第１マグネット
４ 円環
５ ベアリング
６ 発電体
７ 溝
８ 第２マグネット
９ 第３マグネット
１０ 第４マグネット
１１ 第１コイル
１２ 第２コイル
１３ コイル架台
１４ 固定台
１５ 第１傘歯車
１６ 第２傘歯車
１７ 連結器
１８ プーリー
１９ ベルト
２０ 水車
２１ 回転軸
２２ ワイヤー
２３ パイプ
２４ 弾性体
２５ 第５マグネット
２６ 第６マグネット
２７ 第７マグネット
２８ 第８マグネット
２９ 第９マグネット
３０ 第１０マグネット
３１ マグネット保持板
３２ 第１１マグネット
３３ 電気供給架台
３４ ブリッジダイオード
３５ コンデンサー
３６ 抵抗
３７ 第２電気供給架台
３８ 第２電磁石
３９ レール
４０ 第１電気供給板
４１ 第２電気供給板
４２ 第１レール
４３ 第２レール
４４ 電磁石
４５ 巻き始め
４６ 巻き終わり
４７ 第２発電体
４８ 第３電磁石
４９ 第４電磁石
５０ 第５電磁石
５１ 第６電磁石
５２ 矢印

Claims (8)

1. 第１マグネットの移動によって、第１コイル内にある第４マグネットが、前記第１マグネットの磁力により、前記第１コイル内を移動して発電する発電機において、
   前記第４マグネットに磁力を与え、前記第４マグネットに対して平行に配置し、回転する回転体に取り付けられた前記第１マグネットを、前記回転体の回転軸を中心に回転させ、
   前記第４マグネットを有し、回転軸を有しない発電体を、前記第１マグネットの吸引、又は反発する磁力により、前記回転体の回転方向と同じ方向に回転させて、前記第１コイル内を移動させ、
   前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
2. 請求項１記載の発電機において、前記第１マグネットを磁性体に変更し、前記第４マグネットに吸引力を与える前記磁性体を、前記回転体の回転軸を中心に回転させ、
   前記第４マグネットを有し、回転軸を有しない前記発電体を、前記磁性体の吸引する磁力により、前記回転体の回転方向と同じ方向に回転させて、前記第１コイル内を移動させ、
   前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
3. 請求項１〜２のいずれか１項記載の発電機において、前記発電体とベアリングの接触面に取り外し可能なワイヤー、または保護板を取り付けたことを特徴とした発電機。
4. 第１マグネットの移動によって、第１コイル内にある第４マグネットが、前記第１マグネットの磁力により、前記第１コイル内を移動して発電する発電機において、
   前記第４マグネットに磁力を与え、前記第４マグネットに対して平行に配置し、回転する回転体に取り付けられた前記第１マグネットと複数のマグネットを、前記回転体の回転軸を中心に回転させ、
   一方で、前記第４マグネットと複数のマグネットを有し、回転軸を有しない円環により発電体を形成し、
   前記第１マグネットと複数のマグネットの吸引、又は反発する磁力、或いは、吸引と反発する磁力により、前記発電体を前記回転体の回転方向と同じ方向に回転させて、前記発電体を宙に浮かせ、前記第１コイル内を移動させ、
   前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
5. 第１マグネットの移動によって、第１コイル内にある第４マグネットが、前記第１マグネットの磁力により、前記第１コイル内を移動して発電する発電機において、
   前記第４マグネットを電磁石に変更し、前記電磁石に電気を流して磁力を与え、
   前記電磁石に対して平行に配置し、回転する回転体に取り付けられた前記第１マグネット、または第２電磁石を、前記回転体の回転軸を中心に回転させ、
   前記電磁石を有し、回転軸を有しない第２発電体を、前記第１マグネット、または第２電磁石の吸引、又は反発する磁力により、前記回転体の回転方向と同じ方向に回転させて、前記第１コイル内を移動させ、
   前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
6. 請求項５記載の発電機において、前記第２発電体にレールを設けて前記電磁石のコイルに接続し、前記レールに電気を流して、前記電磁石に磁力を与えることを特徴とした発電機。
7. 第１マグネットの移動によって、第１コイル内にある第４マグネットが、前記第１マグネットの磁力により、前記第１コイル内を移動して発電する発電機において、
   前記第１マグネットを第２電磁石に変更し、前記第２電磁石を含み第５電磁石以上の電磁石を前記第４マグネットに対して平行に配置し、
   前記第４マグネットを電磁石に変更し、前記電磁石を含む他の電磁石を有し、回転軸を有しない円形の第２発電体内の前記電磁石を含む他の電磁石に対し、
   前記第２電磁石を含み第５電磁石以上の電磁石の運転、停止を順次切り替え、吸引、又は反発する磁力を与えて第２発電体を回転移動させ、
   前記電磁石が前記第１コイル内を移動し、前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
8. 請求項７記載の発電機において、前記電磁石を第３マグネットに変更し、前記第２発電体内の他の電磁石の一部、或いは全部を永久磁石にし、前記第３マグネットと永久磁石に対し、
   前記第２電磁石を含み第５電磁石以上の電磁石の運転、停止を順次行い、吸引、又は反発する磁力を与えて第２発電体を回転移動させ、
   前記第３マグネットが前記第１コイル内を移動し、前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する事を特徴とした発電機。
   

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