JP3178538U

JP3178538U - 発電機の構造

Info

Publication number: JP3178538U
Application number: JP2012004126U
Authority: JP
Inventors: 好夫山崎
Original assignee: 株式会社ヤマザキ
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2022-07-06

Abstract

【課題】より高い電力を発生させることができる発電機の構造を提供する。
【解決手段】左巻き単位コイル２ａ及び右巻き単位コイル３ａそぞれ９個を、隣り合う単位コイル同士が互いに４０°の角度で放射状に配列し、互いに接続した左巻きコイルと右巻きコイルとを設け、各単位コイル同士が互いに２０°の角度で隣接するように放射状に配列し、左巻きコイルの一端と右巻きコイルの一端とを接続し、左巻きコイルの他端を左巻きコイル端子、右巻きコイルの他端を右巻きコイル端子となした円板状コイルを４個設け、第１層円板状コイル〜第４層円板状コイルを順次２５°の位相差で積層して一体化し、第１層円板状コイル〜第４層円板状コイルの各右巻きコイル端子又は左巻きコイル端子を所定の結線で接続して３本の出力端子となし、一体化積層コイルの両側に磁石を回転可能に配置する。
【選択図】図２

Description

本考案は、発電機の構造、特に単位コイルを放射状に配列した円板状コイルを複数積層して一体化した積層コイルの両側に回転可能な磁石を配置してなる発電機の構造に関するものである。

従来市販されている発電機として図５〜図７に示すものがあった。この発電機は、左回りに６巻き分巻回した左巻き単位コイル（２０ａ）９個を互いに４０°の角度で隣接するように放射状に配列するとともに、隣り合う単位コイル２０ａ同士を互いに接続した左巻きコイル２０と、右回りに６巻き数分巻回した右巻き単位コイル（２１ａ）９個を互いに４０°の角度で隣接するように放射状に配列するとともに、隣り合う単位コイル２１ａ同士を互いに接続した右巻きコイル２１とを設け、前記左巻きコイル２０と右巻きコイル２１との各単位コイル２０ａ，２１ａ同士が互いに２０°の角度で隣接するように放射状に配列し、前記左巻きコイル２０の一端と前記右巻きコイル２１の一端とを接続し、前記左巻きコイル２０の他端を左巻きコイル端子２０ｂとするとともに、前記右巻きコイル２１の他端を右巻きコイル端子２１ｂとなした円板状コイル２２を３個設けて第１層円板状コイル２２ａ〜第３層円板状コイル２２ｃとする。これら第１層円板状コイル２２ａ〜第３層円板状コイル２２ｃを順次２０°／３の位相差で積層して一体化した一体化積層コイル２３となし、前記第１層円板状コイル２２ａ〜第３層円板状コイル２２ｃの各右巻きコイル端子２１ｂを互いに接続するとともに、前記第１層円板状コイル２２ａ〜第３層円板状コイル２２ｃの各左巻きコイル端子（２０ａ−１〜２０ａ−３）３本を出力端子となし、前記一体化積層コイル２３の両側（上下）に磁石（図示せず）を回転可能に配置してなるものである。

この発電機における、コイルの直径は１ｍｍ、円板状コイル２２の直径は２２９ｍｍであり、磁石を３０３ｒｐｍの回転速度で回転させた際の電力の実測値は、９５．８５Ｗであった。

本考案は、さらに高い電力を発生させることができる発電機の構造を提供することを目的とする。

本考案者は、上記目的を達成するために、単位コイルの巻き数を変化させ、円板状コイルの積層数を変え、積層する円板状コイルの位相差を種々変更する等、種々の試験を行った結果、所定の巻き数、積層数、位相差等の条件下で、高い電力が得られることが分かった。

即ち、請求項１に係る考案は、内側から外側に向かって左回りに所定巻き数分巻回した左巻き単位コイル９個を、隣り合う左巻き単位コイル同士が互いに４０°の角度で隣接するように放射状に配列するとともに、隣り合う単位コイル同士を互いに接続した左巻きコイルと、内側から外側に向かって右回りに所定巻き数分巻回した右巻き単位コイル９個を、隣り合う右巻き単位コイル同士が互いに４０°の角度で隣接するように放射状に配列するとともに、隣り合う単位コイル同士を互いに接続した右巻きコイルとを設け、前記左巻きコイルと右巻きコイルとの各単位コイル同士が互いに２０°の角度で隣接するように放射状に配列し、前記左巻きコイルの一端と前記右巻きコイルの一端とを接続し、前記左巻きコイルの他端を左巻きコイル端子とするとともに、前記右巻きコイルの他端を右巻きコイル端子となした円板状コイルを４個設けて第１層円板状コイル〜第４層円板状コイルとなし、該第１層円板状コイル〜第４層円板状コイルを順次２５°の位相差で積層して一体化した一体化積層コイルとなし、前記第１層円板状コイル〜第４層円板状コイルの各右巻きコイル端子又は左巻きコイル端子を互いに接続するとともに、前記第１層円板状コイルと第４層円板状コイルの各左巻きコイル端子又は右巻きコイル端子を接続して１本の出力端子とし、前記第２層円板状コイルと第３層円板状コイルの各左巻きコイル端子又は右巻きコイル端子２本を出力端子とし合計３本の出力端子となし、前記一体化積層コイルの両側に磁石を回転可能に配置してなること、を特徴としている。
請求項２に係る考案は、左巻き単位コイル及び右巻き単位コイルの巻き数を８巻きとしたものである。

請求項１に係る考案は、単位コイルの巻き数を所定の巻き数とし、円板状コイル４層を順次２５°の位相差で積層し、第１層円板状コイルと第４層円板状コイルの各左巻き端子又は右巻き端子を接続して１本の出力端子とし、第２層円板状コイルと第３層円板状コイルの各左巻き端子又は右巻き端子を２本の出力端子とするようにしたので、従来のものに比べ高い電力を得ることができる。
請求項２に係る考案は、左巻き単位コイル及び右巻き単位コイルの巻き数を８巻きとしたので、従来のものに比べ１．５倍程度と高い電力を得ることができる。

本考案の実施例における円板状コイルの平面図である。実施例における円板状コイルを４層積層した状態の平面図である。一体化積層コイルを上蓋と下蓋との間に取付ける際の様子を示す斜視図である。円板状コイルを４層積層した状態における各端子の接続の様子を示す概略説明図である。従来例における円板状コイルの平面図である。従来例における円板状コイルを３層積層した状態の平面図である。従来例における円板状コイルを３層積層した状態における各端子の接続の様子を示す概略説明図である。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。図１において、１は円板状コイルで、内側から外側に向かって左回りに８巻き分二等辺三角形状に巻回した左巻き単位コイル（２ａ）９個を、隣り合う左巻き単位コイル２ａ，２ａ同士が互いに４０°の角度で隣接するように放射状に配列するとともに、隣り合う単位コイル２ａ同士の内側巻き線と外側巻き線とを互いに接続した左巻きコイル２と、内側から外側に向かって右回りに８巻き分二等辺三角形状に巻回した右巻き単位コイル（３ａ）９個を、隣り合う右巻き単位コイル３ａ，３ａ同士が互いに４０°の角度で隣接するように放射状に配列するとともに、隣り合う単位コイル３ａ同士の内側巻き線と外側巻き線とを互いに接続した右巻きコイル３とを設け、これら左巻きコイル２と右巻きコイル３との各単位コイル２ａ，３ａ同士が互いに２０°の角度で隣接するように放射状に配列し、左巻きコイル２の一端と右巻きコイル３の一端とを接続具４を介して接続し、左巻きコイル２の他端を左巻きコイル端子２ｂとするとともに、右巻きコイル３の他端を右巻きコイル端子３ｂとなした円板状コイルとしてある。

かかる円板状コイル１を４個設けて積層し、一体化して一体化積層コイル５とする。詳しくは、下から第１層円板状コイル１ａと第２層円板状コイル１ｂ、第２層円板状コイル１ｂと第３層円板状コイル１ｃ、第３層円板状コイル１ｃと第４層円板状コイル１ｄとを順次２５°の位相差となるように積層して一体化する。図２は円板状コイル１ａ〜１ｄを４個積層した状態の平面図で、左巻き単位コイル２ａと右巻き単位コイル３ａの半径方向に延びる辺が周方向に交互に配列されるようになっている。
これに対し、従来のものは、図６に示すように、左巻き単位コイル２０ａと右巻き単位コイル２１ａの半径方向に延びる辺が周方向に３本づつ並列に配列されたようになっている。

一体化は、樹脂、本実施例ではエポキシ樹脂で固めることにより一体化してある。このとき、軸心部に中空の中心軸６を取付け、中空部にコイルの端部２ｂ−１〜２ｂ−４を挿通して中心軸６の一端側（図３において下端側）から外部に露出させる。

端子の接続は、図４に示すように、第１層円板状コイル１ａと第２層円板状コイル１ｂと第３層円板状コイル１ｃと第４層円板状コイル１ｄの各右巻きコイル端子３ｂを互いに接続（結線）７するとともに、第１層円板状コイル１ａと第４層円板状コイル１ｄの各左巻きコイル端子２ｂ−１，２ｂ−４を接続して１本の出力端子８ａとし、第２層円板状コイル１ｂと第３層円板状コイル１ｃの各左巻きコイル端子（２ｂ−２，２ｂ−３）２本を出力端子８ｂ，８ｃとし、合計３本の出力端子８ａ〜８ｃとしてある。

一体化積層コイル５を、下蓋内に１８個の磁石を放射状に配列した下蓋９と、上蓋内に１８個の磁石を放射状に配列した上蓋１０との間に配置して、上蓋１０と下蓋９とをボルト等で固定する。このとき、上蓋内と下蓋内とに放射状に配列した磁石を、上下にＮ極とＳ極とが対向するように配置して、上蓋１０と下蓋９とを固定し、回転子１１とする。一体化積層コイル５は、その中心軸６が上蓋１０の軸心部に設けた軸受（図示せず）、下蓋９の軸心部に設けた軸受１２を介して上下蓋（回転子１１）に対して回転可能に取付けてある。
そして、上蓋１０に設けた回転軸１３を回転させることにより、上蓋１０と下蓋９とが一体となって回転する。一方、一体化積層コイル５は固定されており、コイルに誘導起電力が発生することになる。

コイルの直径を１ｍｍ、円板状コイル１（１ａ〜１ｄ）の直径を２２９ｍｍとし、回転子（磁石）１１を３０３ｒｐｍの回転速度で回転させた際に発生した電力を電力計１４により測定した実測値は１４３Ｗ（電圧１１Ｖ、電流１３Ａ）であった。従って、従来のものの９５．８５Ｗ（電圧９Ｖ、電流１０．６５Ａ）に比べ約１．５倍の電力が得られたことになる。
このように、本考案では、単位コイルの巻き数、円板状コイルを４層順次所定の位相差で積層したこと、各層の円板状コイルを所定の結線状態で出力端子としたこと等の相乗効果により、従来品に比べ高い電力が得られたものと推定される。

なお、円板状コイルの直径等を変更した場合は、コイルの直径、単位コイルの巻き数等を適宜変更することも可能である。

１円板状コイル
２左巻きコイル
２ａ左巻き単位コイル
２ｂ左巻きコイル端子
３右巻きコイル
３ａ右巻き単位コイル
３ｂ右巻きコイル端子
４接続具
５一体化積層コイル
６中心軸
７結線
８ａ，８ｂ，８ｃ出力端子
９下蓋
１０上蓋
１１回転子
１２軸受
１３回転軸
１４電力計

Claims

内側から外側に向かって左回りに所定巻き数分巻回した左巻き単位コイル９個を、隣り合う左巻き単位コイル同士が互いに４０°の角度で隣接するように放射状に配列するとともに、隣り合う単位コイル同士を互いに接続した左巻きコイルと、内側から外側に向かって右回りに所定巻き数分巻回した右巻き単位コイル９個を、隣り合う右巻き単位コイル同士が互いに４０°の角度で隣接するように放射状に配列するとともに、隣り合う単位コイル同士を互いに接続した右巻きコイルとを設け、前記左巻きコイルと右巻きコイルとの各単位コイル同士が互いに２０°の角度で隣接するように放射状に配列し、前記左巻きコイルの一端と前記右巻きコイルの一端とを接続し、前記左巻きコイルの他端を左巻きコイル端子とするとともに、前記右巻きコイルの他端を右巻きコイル端子となした円板状コイルを４個設けて第１層円板状コイル〜第４層円板状コイルとなし、該第１層円板状コイル〜第４層円板状コイルを順次２５°の位相差で積層して一体化した一体化積層コイルとなし、前記第１層円板状コイル〜第４層円板状コイルの各右巻きコイル端子又は左巻きコイル端子を互いに接続するとともに、前記第１層円板状コイルと第４層円板状コイルの各左巻きコイル端子又は右巻きコイル端子を接続して１本の出力端子とし、前記第２層円板状コイルと第３層円板状コイルの各左巻きコイル端子又は右巻きコイル端子２本を出力端子とし合計３本の出力端子となし、前記一体化積層コイルの両側に磁石を回転可能に配置してなることを特徴とする発電機の構造。
左巻き単位コイル及び右巻き単位コイルの巻き数が８巻きである請求項１に記載の発電機の構造。