JP2022525473A - 電気循環レバレッジ駆動方法および装置 - Google Patents

Abstract

様々な用途において産業用モータに置き換わる電気循環レバレッジ駆動方法および装置。本発明は、その外周からレバレッジされる回転トルク／馬力を生成するハブレス磁気ジャイロスコープを含み、磁気ジャイロスコープは、磁気ジャイロスコープに近接して配置された循環磁場二重螺旋コイルアセンブリによって推進され、その２つのストランドのうちの１つで、両方の位相調整電磁エネルギを生成する一方、第２のストランドは、全体的な効率を高めるために、電磁界の未使用部分を、電気として電源に戻す。ハブレスジャイロスコープに接続されているのは、ジャイロスコープから最終用途に回転を伝達する手段である。本発明は、従来の電気モータを、より効率的で小型かつ軽量の代替物に置き換えることができる。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１９年３月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／８２０，８４０号の優先権の利益を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、一般に、電気モータに関する。より具体的には、本発明は、従来のモータを、より効率的で小型かつ軽量の代替物に置き換える電気駆動システムを備える。

広範囲の産業で使用される多くの既知の電動モータがある。これらの大部分は、永久磁石に作用する整相磁場を使用して中央ハブ内の電機子を回転させる。

これらのモータのサイズおよび複雑さは、それらの出力に比例し、馬力が高いほど、重量、サイズおよび複雑さが大きくなる。本発明は、効率的で、軽量で、強力で、製造が簡単な方法および装置において、現在のモータ設計の代替案を提供する。

本発明は、電力のために電気モータを利用する任意の産業用の電気レバレッジ駆動方法および装置を含む。本発明は、交換するモータによって通常占有される位置にあり、同じ供給源から電力供給されるように構成される。

本発明は、磁気ジャイロスコープに近接して配置された整相電磁エネルギを生成する循環磁場コイルを含むリングによって推進されるハブレス磁気ジャイロスコープを含む。電気導電循環磁場コイルシステムは、全体の効率を高めるために、電磁場の未使用部分を電気として電源に戻す。誘導コイルは、電磁界を生成し、モータにエネルギを送ることによって動脈として機能する。収集コイルは、未使用の電磁エネルギを収集し、電気エネルギをバッテリに戻すことによって静脈として機能する。

ハブレスジャイロスコープに接続されているのは、ジャイロスコープから最終用途に回転を伝達する手段である。

制御機構は、好ましくは、各個々の電磁界コイルを制御するマイクロプロセッサ、コイルごとに１つのコントローラによって提供され、業界に基づくタイミング変更を可能にする。たとえば、トルクおよび馬力の変化は、その完全なデジタル制御手段によって実質的に無限の方式で電気レバレッジ駆動のタイミングを変更することによって生成される。

本発明の好ましいおよび代替の例を、以下の図面を参照して以下に詳細に説明する。

伝動手段を有する本発明を示す斜視図である。

本発明の断面図である。

循環磁場コイル部を示す正面図である。

ステータ歯の周りに巻かれた循環磁場コイルを示す正面図である。

循環磁場コイルがどのようにしてエネルギをバッテリに再循環させるかを示す概略図である。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、関連付けられた列挙された項目のうちの１つまたは複数の任意のおよびすべての組合せを含む。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数形も含むことが意図され得る。「備える」および／または「備えている」という用語は、本明細書で使用される場合、記載された特徴、ステップ動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの追加の存在を排除するものではないことがさらに理解されよう。

他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定義されるような用語は、関連技術および本開示の１つの文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的にそのように定義されない限り、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されないことがさらに理解されよう。

本発明を説明する際に、いくつかの技術およびステップが開示されることが理解されよう。これらの各々は、個々の利益を有し、各々はまた、他の開示された技術の１つまたは複数、または場合によってはすべてとともに使用することができる。したがって、明確にするために、この説明は、個々のステップのすべての可能な組合せを不必要に繰り返すことを控える。それにも関わらず、明細書および特許請求の範囲は、そのような組合せが完全に本発明および特許請求の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。

軽量で、強力で、製造が簡単な方法および装置において、現在のモータ設計の代替物を作成するための新しい電気循環レバレッジ駆動方法および装置について本明細書で説明する。以下の説明では、説明の目的のために、本発明の完全な理解を提供するために多くの具体的な詳細が記載される。しかしながら、当業者には、本発明がこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることは明らかであろう。

本開示は、本発明の例示と見なされるべきであり、本発明を以下の図または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。

ここで、本発明を、好ましい実施形態を表す添付の図面を参照することによって説明する。図１は、本発明の様々な実施形態による電気循環レバレッジ駆動方法および装置デバイス（「デバイス」）を備え得る要素の正面図である。本発明のレイアウトは、効率を生み出す２つの方法、すなわち、駆動が回転力を増幅する中心ではなく、外部からトルク／馬力を生み出す第１の貫通レバレッジと、ＤＮＡ形状の二重螺旋磁場コイルによって生成された過剰な磁場を捕捉し、エネルギをバッテリに送り返す第２の循環系とをもたらす。好ましい実施形態では、一般的なアセンブリである図１は、軽量複合材料、アルミニウム、または別の適切な材料で作ることができ、ジャイロスコープの外周に沿って複数の磁石１０２を受け入れるように構成された少なくとも１つの中央ジャイロスコープフライホイール１００で構成されたデバイスの要素の各々を含む。図示されていない垂直突起は、ジャイロスコープの周囲の表面積を等しく分割するために必要なときに磁石を分離する。代替の実施形態では、ジャイロスコープフライホイールは、すべてまたは部分的に、複合布、ネオジム粒子、銅、またはその複合構造に埋め込まれた別の適切な材料で作ることができる磁場生成要素で構成される。好ましい実施形態では、ジャイロスコープフライホイールは、自由回転を可能にする図示しない軸受系によって支持される。代替の実施形態では、ジャイロスコープフライホイールは、回転のために軸受を配置する中央ハブを一体化する。

ジャイロスコープフライホイールに近接して、軽量複合材料、鉄、または別の適切な材料で作ることができるステータ１１４がある。図１および図４に示すステータ１１４の歯１１２は、図１、図２および図４に示す循環磁場コイル１０６によって個別に巻き付けられ、循環磁場コイルは、銅または別の適切な材料で作られてもよい。図３～図５に示す循環磁場コイルアセンブリ１０８の誘導側は、循環磁場コイルごとに１つのコントローラである個々のモータコントローラによって制御されるフライホイールの回転を引き起こす多相電磁場を生成する。

代替の実施形態では、複数の誘導界磁コイルは、単一のモータコントローラによって制御されてもよい。さらに代替の実施形態では、磁気ジャイロスコープを取り囲むボディワークまたはシェルは、その外装内に循環磁場コイルを一体化する。シェルは、シェルの内面の内側または内面に沿ってその複合マトリックスに一体化された導電性材料のネットワークで製造される。

図２は、本発明の様々な実施形態による電気循環レバレッジ駆動方法および装置デバイスを備えることができる要素の断面図である。好ましい実施形態では、図２は、ジャイロスコープフライホイール１００および永久磁石１０２を配置する本発明の断面を示す。フライホイールは、車軸１１６を回転させる受けプーリ１１８によって表される最終用途に回転エネルギを伝達する、図１に示すベルト１２０を配置する出力プーリ１０４を一体化する。ベルトは、ギア、駆動シャフト、またはモータを接続するための任意の手段に置き換えることができる。伝達手段は、その中心と周囲との間の任意の点でモータに接続することができ、フライホイールの周囲またはその付近で最大のレバレッジ効果が生じる。

図３は、二重螺旋コイル内で互いに撚られた銅の２本のストランド、または同様の特性を有する材料から構成された界磁コイルのセグメントを示す。誘導コイルであるストランド１０８は、エネルギを受け取って磁場を生成し、収集コイルであるストランド１１０は、電気に変換された未使用の磁気エネルギをバッテリに循環させる。図４は、図１～図２にも示されているステータ歯１１２のうちの１つの周りに巻き付けられたコイル状二重螺旋界磁コイルストランドを示している。代替の実施形態では、誘導および収集コイルは、異なる導電性材料から作製することができ、たとえば、誘導コイルは銅から作製することができ、収集コイルはアルミニウムから作製することができる。

図４は、本発明の循環系の概略図である。バッテリからのエネルギは、マイクロプロセッサコントローラを介して循環磁場コイルの誘導側１０８に送られる一方、過剰なエネルギは電気に変換され、インバータを介してバッテリに送り返される。代替の実施形態では、循環収集コイルの代わりに単一ストランドの従来の界磁コイルを使用することができる。

本発明の好ましい実施形態を図示および説明してきたが、上述したように、本発明の精神および範囲から逸脱することなく多くの変更を行うことができる。したがって、本発明の範囲は、好ましい実施形態の開示によって限定されない。

Claims (5)

1. エネルギ回生モータであって、
   電気エネルギを導入するためのコントローラと、
   電気エネルギを出力するためのインバータと、
   電気エネルギを送り、受け取るように構成されたバッテリと、
   編み合わされた界磁コイルを整列させるために使用されるステータと、
   複数の永久磁石と、
   前記永久磁石を整列させて、回転を生成するアーマチュアと、
   誤った磁場を収集しながら前記アーマチュアを推進させる複数の編み合わされた導電性界磁コイルと、を備える、エネルギ回生モータ。
2. 回転エネルギを所望のデバイスに接続するためのプーリ機構をさらに備える、請求項１に記載のエネルギ回生モータ。
3. 前記複数の編み合わされた界磁コイルは、それ自体の発電機であるモータを生成するように構成される、請求項１に記載のエネルギ回生モータ。
4. 発電機およびモータとして同時に動作することによって循環系を作り出すレバレッジドライブをさらに備える、請求項１に記載のエネルギ回生モータ。
5. 周囲に沿って生成された磁気エネルギで高トルクを生成するように構成されたレバレッジ式ハブレスドライブをさらに備える、請求項１に記載のエネルギ回生モータ。

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