JP3212582U - 発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ボビンあるいはディスクと軸部との連結箇所の破損を防ぎ、故障しにくく維持費が安い発電機を提供する。【解決手段】発電機は、ディスクモジュール５１とボビンユニット６とフレーム機構３と回転機構４とを備え、回転機構４は、回転軸線７００と平行に且つ回転軸線と所定の距離を開けて配置されるように、少なくとも１つのディスクモジュール５１に取付けられてディスクモジュールと連動して回転軸線を中心として回転すると共に、ボビンユニット６と連動しないように、ディスクモジュール及びボビンユニットを貫通するように延伸する複数の保持軸４２と、回転軸線に沿って延伸するように複数の保持軸４２の両端にそれぞれ取付けられていると共に、フレーム機構に取り付けられる一対のエンドシャフト４１と、を含む。【選択図】図２

Description

本考案は発電機に関し、特にボビンユニットとディスクユニットを相対的に回転させることにより発電する所謂ディスク式の発電機に関する。

近年のディスク式発電機の構造は、主に１つのフレーム上に、複数のボビンとディスクを交互に配列するよう架設して固定したものであり、回転軸と同じ軸に孔が空けられてボビンとディスクが軸によって支えられるよう設けられることで、ボビンとディスクを相対的に回転させることにより、磁場を変化させて、電磁誘導を生じさせ、この電磁誘導を利用して発電するものが一般的である。

しかし、ディスクとボビンのいずれもある程度の重さがあるため、単一の回転軸を以ってボビン或いはディスクを回転させると、回転するボビン或いはディスクの軸設される部位（ボビン或いはディスクとの回転軸との連結箇所）に過大なトルクが加わることとなり易く、ボビン或いはディスクと回転軸が連結する部分が破損しやすく、維持費が高くなる問題がある。

上記問題点に鑑みて、本考案は、ボビン或いはディスクと軸部との連結箇所の破損を防いで、維持費を安くできる発電機を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本考案の発電機は、略円盤状に形成されて前記円盤と直交する所定の回転軸線を軸心として回転することができ、且つ前記回転軸線の周りに間隔を開けて設けられた複数のマグネットを備えた少なくとも１つのディスクモジュールと、前記少なくとも１つのディスクモジュールの隣で、前記少なくとも１つのディスクモジュールの前記複数のマグネットが前記回転軸線を軸心とする回転によって位置を変えることにより生ずる磁場の変化により電磁誘導を起こして発電することができるボビンユニットと、前記ボビンユニットを支えるためのフレームユニットと、前記回転軸線と平行に且つ該回転軸線と所定の距離を開けて配置されるように、前記少なくとも１つのディスクモジュールに取付けられて前記少なくとも１つのディスクモジュールと連動して前記回転軸線を中心として回転すると共に、前記ボビンユニットと連動しないように、前記少なくとも１つのディスクモジュール及び前記ボビンユニットを貫通するように延伸する複数の保持軸と、前記回転軸線に沿って延伸するように前記複数の保持軸の両端にそれぞれ取付けられていると共に、前記フレーム機構に取り付けられる一対のエンドシャフトと、を含む回転機構とを備える。

上記構成によれば、本考案の発電機は、回転機構が、複数の保持軸でディスクモジュールを回転させる構造としたので、１つの回転軸でディスクモジュールを回転させる従来の方式よりも、回転軸とディスクモジュールが損傷を受けにくくなり、結果として維持費を安くできる。

本考案の発電機の実施例を説明する斜視図である。 本考案の実施例を説明する斜視分解図である。 実施例の要部斜視分解図である。 実施例の右側断面図である。 実施例の前側断面図である。

図１、２、５を参照して本考案の発電機の実施例を説明する。ここで、図１は、本考案の発電機の実施例を説明する斜視図である。図２は、本考案の実施例を説明する斜視分解図である。そして、図５は、実施例の前側断面図である。本考案の発電機は図示しないモーター機構に連結される。また、本考案の発電機は発電した電力を蓄電する蓄電器（図示せず）にも電気的に接続される。モーター機構が駆動して回転させられることにより、本考案の発電機は発電し、発電した電力は蓄電器に蓄電される。

発電機は、フレーム機構３、回転機構４、ディスクユニット５、ボビンユニット６を備える。回転機構４はフレーム機構３に設けられる。ディスクユニット５は回転機構４に装着される。ボビンユニット６はフレーム機構３に設けられる。

フレーム機構３は図２の回転軸線７００に沿って間隔を空けるように、２個の装着壁ユニット３１が設けられている。また、それぞれの装着壁ユニット３１は回転軸線７００を軸とした半円板状の上壁３１２と、長手方向の長さがこの半円の直径と同じ長さに形成され、且つ上壁３１２に対して上辺で接続される長尺状のベース壁３１１を有する。なお、上壁３１２は、図２のようにベース壁３１１に対して取り外しが可能である。更に、これら２個の装着壁ユニット３１同士は、ベース壁３１１の短手方向の端部付近に１個ずつ設けられたフレームロッド３２で互いに接続される。また、図５に示すフレーム機構３に画成された２つの軸装着孔３１３は、後述する回転機構４のシャフト本体４１１の外周をそれぞれ囲むように設けられている。

また、各軸装着孔３１３は、図５に示すように、大孔溝３１４とこれと同軸の小孔溝３１５から形成される。大孔溝３１４は、他のフレーム機構３に臨む側に形成され、小孔溝３１５は他のフレーム機構３から遠ざかる側に大孔溝３１４と一体となるように形成され、且つ大孔溝３１４の径は小孔溝３１５よりも大きい。

図２、３、５を参照して、回転機構４について詳細に説明する。回転機構４は、２個のエンドシャフト４１と、４個の保持軸４２と、４個の位置決め部材４３を備える。２個のエンドシャフト４１は、回転軸線７００に沿って、装着壁ユニット３１にそれぞれ同軸に設けられる。４個の保持軸４２は、回転軸線７００と平行するように延伸し、且つ回転軸線７００からの距離が互いに等しくなるよう等間隔にエンドシャフト４１に接続される。４個の位置決め部材４３は、各保持軸４２に嵌め合わせられる。

各エンドシャフト４１は、対応するベース壁３１１と上壁３１２の上下から挟まれて位置が定められるものであり、シャフト本体４１１と、軸受け４１２と、回転盤４１３と、連結孔４１４を備える。ここで、シャフト本体４１１は、回転軸線７００に沿い、且つ上述した２個の軸装着孔３１３を貫くように延伸する。

軸受け４１２は、シャフト本体４１１に嵌め合わせられ、且つ大孔溝３１４で位置決めできるよう設けられる。

また、ベース壁３１１には、エンドシャフト４１の軸受け４１２を下から受け入れて支持することができる第１の凹陥部３１３１が形成されている。更に、上壁３１２には、エンドシャフト４１の軸受け４１２を上から受け入れて覆うことができる第２の凹陥部３１２１が形成されている。これら第１の凹陥部３１３１と第２の凹陥部３１２１とで上述した軸装着孔３１３を画成する。

回転盤４１３は、シャフト本体４１１と同軸に固定されるとともに、他のエンドシャフト４１側に設けられる。また、図５に示すように、回転盤４１３は２個の装着壁ユニット３１の間に設けられるものである。また、図３に示すように４つの連通孔４１４は回転軸線７００と平行となる軸に沿って回転盤４１３の第１面とこれと反対側の第２面の間を貫通し、且つ回転軸線７００からの距離はいずれも等しい。

各保持軸４２は、図３に示すように回転軸線７００と平行となるように延伸しており、図５に示すように、一端が回転盤４１３の連結孔４１４に挿入されて連結される。なお、図３では左側の連結状態が確認できないが、図５から明らかなように保持軸４２の他端も回転盤４１３の連結孔４１４に挿入されて連結される。上記の構造により各保持軸４２は、エンドシャフト４１と同期して回転することができる。複数の位置決め部材４３は、図５に示すように、回転軸線７００と平行となる軸に沿って延伸するように形成され、且つ各保持軸４２に嵌め合わせられ、各保持軸４２の回転に伴って、回転軸線７００を囲むようにして位置を変えながら回転できる。

ディスクユニット５は、複数のディスクモジュール５１を備える。複数のディスクモジュール５１は、それぞれディスク本体５１１、回転孔５１２、装着孔５１３、及びマグネット５１４を備える。

各ディスク本体５１１には、上述の４個の保持軸４２をそれぞれ挿入できるよう、それぞれ回転軸線７００からの距離が等しい４個の回転孔５１２が形成される。また、各ディスク本体５１１は回転軸線７００を円の中心として略円盤状に形成される。よって、ディスクモジュール５１は、各保持軸４２の回転に伴って回転することとなる。

更に、各ディスクモジュール５１の間には、詳しくは後述するボビンユニット６が挟まれる関係上、各ディスクモジュール５１の間には位置決め部材４３が挿入される。その結果、ディスク本体５１１は、両側から位置決め部材４３に挟まれることとなるため、回転軸線７００に沿った移動が制限される。

すなわち、回転機構４が有する各保持軸４２は、ディスクモジュール５１に嵌め合わされた部分以外の外周面が、複数の管状の位置決め部材４３によりそれぞれ覆われている。

なお、ディスクモジュール５１、及び位置決め部材４３等の位置関係は結果として以下のようになる。すなわち、保持軸４２には、回転軸線７００に沿った方向に順に、回転盤４１３、位置決め部材４３、ディスクモジュール５１、位置決め部材４３、・・・・・、位置決め部材４３、ディスクモジュール５１、位置決め部材４３、回転盤４１３という具合に配置されることとなる（図５を参照のこと）。

複数の装着孔５１３は、それぞれ上述した回転孔５１２とディスクモジュール５１の外周円の間に略直方体に形成され、短手方向の一端が外周円とほぼ平行となり、短手方向の他端は回転孔５１２を介して回転軸線７００の方向を向くように配置される。また、図３の実施例では、装着孔５１３は、全部で１５個設けられ、これらが一体となって略放射状に形成される。

複数のマグネット５１４は、それぞれ装着孔５１３の大きさに合わせて形成されており、装着孔５１３に嵌め込まれることにより、回転軸線７００と直交する両面がディスク本体５１１から露出する。また、複数のマグネット５１４は、ディスク本体５１１の回転に伴い、回転軸線７００を回転軸として回転する。

図２に示すように、ボビンユニット６は、２本のフレームロッド３２の間に設けられ、また、図１、２、３、５に示すように、回転軸線７００に沿って、上述したディスクモジュール５１と交互に設けられる。

また、ボビンユニット６は、複数のボビンモジュール６１から構成される。各ボビンモジュール６１は、図４に示すように、複数のコイル６１１、カバー６１２、一対の位置決め凸部６１３、出力端子６１４を備る。

ここで、各ボビンモジュール６１は、図３に示すように略円環状に形成され、中心には通過穴６５が形成されている。

各ボビンモジュール６１の複数のコイル６１１は、隣り合うディスクモジュール５１のマグネット５１４が回転によって位置を変えることにより生ずる磁場の変化により電磁誘導を起こして発電することができる。図４に示すように、カバー６１２は、コイル６１１の外側を覆うように固定されることが好ましいが、コイル６１１とマグネット５１４の相対的な回転を妨げなければ、カバー６１２は一対の位置決め凸部６１３を含めて覆うように取り付けても差し支えない。また、図４の実施例では、一対の位置決め凸部６１３は、上述したカバー６１２の外周の端壁から、回転軸線７００から互いに遠ざかる方向に突出する。また、これら一対の位置決め凸部６１３は、図４に示すようにフレームロッド３２に対して上から置くように取り付けられる。

出力端子６１４は、上述したコイルと電気的に接続されており、且つ図４に示すように位置決め凸部６１３から外部に露出するように取り付けられるが、コイル６１１で発生した電気を取り出せれば足りるので、この実施例で示す位置でなくとも差し支えない。

また、通過穴６５は、したカバー６１２の内周壁において、図４に示すように、位置決め部材４３と接触しないように４個の保持軸４２を周りから取り囲むように画成されている。従って、上述した複数のディスクモジュール５１が保持軸４２の回転に伴って回転しても、複数のディスクモジュール５１と交互に設けられた各ボビンモジュール６１は回転しない。

本実施例において、コイル６１１は回転軸線７００を囲むように、等間隔に設けられる。なお、本実施例では図４から明らかなように８個のコイル６１１が設けられている。また、出力端子６１４は、各コイル６１１が生ずる電力を集めて出力することができる。ただし、各コイルの配置の方式と電気的な接続方法については、本実施例に限られない。例えば各ボビンモジュール６１は少なくとも１つのコイル６１１を具備すれば足りる。

図２、図３、図５を参照して、本考案の発電機を使用するとき、少なくともいずれかのエンドシャフト４１のシャフト本体４１１をモーター機構（図示せず）に連結させて回転させることにより、モーター機構を利用して発電できる。

モーター機構がエンドシャフト４１と連結して回転したとき、エンドシャフト４１は保持軸４２と共に回転し、ディスクモジュール５１は、回転孔５１２を介して上述した４本の保持軸４２と嵌め合わされているので、４本の保持軸４２と結合していないボビンモジュール６１に対して相対的に回転することとなる。そして、ボビンモジュール６１は、回転軸線７００に沿って隣り合うディスクモジュール５１のマグネット５１４が回転によって位置を変えることにより生ずる磁場の変化により電磁誘導を起こして発電することができ、それぞれ出力端子６１４を介して電気的に接続された蓄電器に蓄電される。

回転機構４のエンドシャフト４１及び各保持軸４２が回転する際、複数のディスクモジュール５１は、各保持軸４２と共に回転することにより、フレーム機構３に固定されたままの複数のボビンモジュール６１に対し、相対的に回転できるので、各保持軸４２とディスクモジュール５１の間で損傷が生じにくくなり、その結果比較的大きな回転力を生じさせることができ、従来より大きなディスクモジュール５１を取り付けても回転させられるので、発電効率が改善される。

更に、ボビンモジュール６１は複数の保持軸４２及び位置決め部材４３と接触しないように、フレーム機構３に取り付けられるので、ボビンモジュール６１と保持軸４２の間に軸受け４１２を設ける必要がなく、ボビンモジュール６１をより安定してフレーム機構３に取り付けることができる。

以上のように、回転機構４は複数の保持軸４２を以ってディスモジュール５１を回転させる構造としたので、１つの回転軸でディスクモジュールを回転させる従来の方式よりも、回転軸とディスクモジュールが損傷を受けにくくなり、これら複数の保持軸４２で回転させる構造によれば、更に大きな回転力が得られる。本願の発電機では、従来より回転力を大きくすることができることを利用して、従来より大きなディスクモジュール５１とボビンモジュール６１を採用することができ、その結果、マグネット５１４とコイル６１１の数を増やすこともでき、発電量が従来より改善され、本考案の目的を達成することができる。

以上述べた内容は、本考案の実施例に過ぎず、これを以って実用新案登録請求の範囲を定めるものなく、本願の実用新案登録請求の範囲は、明細書に記載された内容に加え、明細書に記載された内容に簡単な変化を加えたものについても均等の範囲に入るものとする。

例えば、本考案の実施例では、複数のボビンモジュール６１をフレームユニット３に固定し、ディスクユニット５１を複数の保持軸４２で回転させたが、これとは逆に、複数の保持軸４２で複数のボビンモジュール６１を回転させ、ディスクモジュール５１の方を固定しても良い。要するに、複数の保持軸４２を回転させることにより、コイル６１１とマグネット５１４が回転によってすれ違うことにより生ずる磁場の変化によって電磁誘導を起こして発電することができればいずれも本願の技術的範囲に入るものとする。

３ フレーム機構
３１ 装着壁ユニット
３１１ ベース壁
３１２ 上壁
３１２１ 第２の凹陥部
３１３ 軸装着孔
３１３１ 第１の凹陥部
３１４ 大孔溝
３１５ 小孔溝
３２ フレームロッド
４ 回転機構
４１ エンドシャフト
４１１ シャフト
４１２ 軸受け
４１３ 回転盤
４１４ 連結孔
４２ 保持軸
４３ 位置決め部材
５ ディスクユニット
５１ ディスクモジュール
５１１ ディスク本体
５１２ 回転孔
５１３ 装着孔
５１４ マグネット
６ ボビンユニット
６１ ボビンモジュール
６１１ コイル
６１２ カバー
６１３ 位置決め凸部
６１４ 出力端子
６５ 通過穴
７００ 回転軸線

上記目的を達成すべく、本考案の発電機は、略円盤状に形成されて前記円盤と直交する所定の回転軸線を軸心として回転することができ、且つ前記回転軸線の周りに間隔を開けて設けられた複数のマグネットを備えた少なくとも１つのディスクモジュールと、前記少なくとも１つのディスクモジュールの隣で、前記少なくとも１つのディスクモジュールの前記複数のマグネットが前記回転軸線を軸心とする回転によって位置を変えることにより生ずる磁場の変化により電磁誘導を起こして発電することができるボビンユニットと、前記ボビンユニットを支えるためのフレーム機構と、前記回転軸線と平行に且つ該回転軸線と所定の距離を開けて配置されるように、前記少なくとも１つのディスクモジュールに取付けられて前記少なくとも１つのディスクモジュールと連動して前記回転軸線を中心として回転すると共に、前記ボビンユニットと連動しないように、前記少なくとも１つのディスクモジュール及び前記ボビンユニットを貫通するように延伸する複数の保持軸と、前記回転軸線に沿って延伸するように前記複数の保持軸の両端にそれぞれ取付けられていると共に、前記フレーム機構に取り付けられる一対のエンドシャフトと、を含む回転機構とを備える。

例えば、本考案の実施例では、複数のボビンモジュール６１をフレーム機構３に固定し、ディスクモジュール５１を複数の保持軸４２で回転させたが、これとは逆に、複数の保持軸４２で複数のボビンモジュール６１を回転させ、ディスクモジュール５１の方を固定しても良い。要するに、複数の保持軸４２を回転させることにより、コイル６１１とマグネット５１４が回転によってすれ違うことにより生ずる磁場の変化によって電磁誘導を起こして発電することができればいずれも本願の技術的範囲に入るものとする。

Claims (10)

1. 略円盤状に形成されて前記円盤と直交する所定の回転軸線を軸心として回転することができ、且つ前記回転軸線の周りに間隔を開けて設けられた複数のマグネットを備えた少なくとも１つのディスクモジュールと、
   前記少なくとも１つのディスクモジュールの隣で、前記少なくとも１つのディスクモジュールの前記複数のマグネットが前記回転軸線を軸心とする相対的な回転によって位置を変えることにより生ずる磁場の変化により電磁誘導を起こして発電することができるボビンユニットと、
   前記ボビンユニットを支えるためのフレームユニットと、
   前記回転軸線と平行に且つ前記回転軸線と所定の距離を開けて配置されるように、前記少なくとも１つのディスクモジュールに取付けられて前記少なくとも１つのディスクモジュールと連動して前記回転軸線を中心として回転すると共に、前記ボビンユニットと連動しないように、前記少なくとも１つのディスクモジュール及び前記ボビンユニットを貫通するように延伸する複数の保持軸と、前記回転軸線に沿って延伸するように前記複数の保持軸の両端にそれぞれ取付けられていると共に、前記フレーム機構に取り付けられる一対のエンドシャフトと、を含む回転機構とを備えた
   ことを特徴とする発電機。
2. 各前記エンドシャフトは、
   前記複数の保持軸が固定されている回転盤と、
   前記回転盤から前記複数の保持軸の反対側へ、前記回転軸線に沿って延伸するシャフト本体と、
   前記シャフト本体の外側に嵌め合わせられるように設けられ、且つ前記フレーム機構に支えられる軸受けと、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の発電機。
3. 前記フレーム機構は、一対の前記エンドシャフトをそれぞれ支えるように、互いに間隔を開けて設けられる一対の装着壁ユニットを備え、
   前記一対の装着壁ユニットは、それぞれ、
   前記エンドシャフトの前記軸受けを下から受け入れて支持することができる第１の凹陥部が形成されているベース壁と、
   前記エンドシャフトの前記軸受けを上から受け入れて覆うことができる第２の凹陥部が形成され、前記ベース壁の上側に重ねられるように設けられる上壁とを備え、
   前記第１の凹陥部と前記第２の凹陥部とにより、前記エンドシャフトの前記軸受けを装着可能な軸装着孔が画成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の発電機。
4. 前記ボビンユニットは、前記複数の保持軸を囲む一つの通過穴が形成されると共に、前記フレーム機構に支えられて位置決めされ、
   前記少なくとも１つのディスクモジュールは、前記複数の保持軸に嵌合すると共に前記複数の保持軸によって回転されることができるディスク本体を備え、
   前記複数のマグネットは、前記回転軸線から放射状に延伸して前記ディスク本体に設けられると共に、前記ディスク本体が前記複数の保持軸によって回転されると、前記フレーム機構が支える前記ボビンユニットに対して相対的に回転し、
   前記ボビンユニットは、前記ディスクモジュールとの間の位置が変わることにより生ずる磁場の変化により電磁誘導を起こして発電することができる
   ことを特徴とする請求項１に記載の発電機。
5. 前記ボビンユニットは、前記フレーム機構に支えられ且つ前記通過穴を囲むように環状に形成された２つのボビンモジュールを備え、
   前記２つのボビンモジュールは、前記ディスクモジュールを両側から挟むように設けられ、各前記ボビンモジュールは、前記ディスクモジュールの前記複数のマグネットとの相対的な回転によって位置を変えることにより生ずる磁場を変化させて電磁誘導を起こすことにより発電することができる
   ことを特徴とする請求項４に記載の発電機。
6. 前記ボビンユニットは、前記回転軸線に沿って間隔を開けて前記フレーム機構に支えられて位置決めされ、且つ前記複数の保持軸を囲み環状に形成された複数のボビンモジュールを備え、
   前記ディスクユニットは、前記保持軸に嵌められるように設けられる複数のディスクモジュールを備え、
   前記複数のディスクモジュールと前記複数のボビンモジュールは前記回転軸線に沿って交互に並べられ、前記複数のディスクモジュールの前記複数のマグネットは、前記ディスク本体に帯同されて、隣り合う前記ボビンモジュールに対して相対的に回転して移動されることができ、前記複数のボビンモジュールは、前記隣り合うディスクモジュールの前記複数のマグネットが、回転によって位置を変えることにより生ずる磁場の変化により電磁誘導を起こして発電することができる
   ことを特徴とする請求項４に記載の発電機。
7. 各前記保持軸は、前記ディスクモジュールに嵌め合わされた部分以外の外周面が、複数の管状の位置決め部材によりそれぞれ覆われていることを特徴とする請求項６に記載の発電機。
8. 前記各ディスク本体は、前記複数のマグネットを嵌める複数の装着孔と、前記回転軸線を囲むように間隔を開けて設けられた複数の回転孔とを備え、
   前記複数の保持軸は、前記ディスク本体の前記複数の回転孔をそれぞれ貫通するように延伸するものである
   ことを特徴とする請求項６に記載の発電機。
9. 各前記ボビンモジュールは、
   磁場の変化により電磁誘導を起こして発電することができる少なくとも１つのコイルと、
   前記少なくとも１つのコイルの外側並びに前記保持軸の外側を覆うように固定されるカバーと、
   前記カバーの径方向の外側に突出し且つ前記フレーム機構に支えられるように位置決めされる一対の位置決め凸部と
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の発電機。
10. 前記フレーム機構は、互いに相対するよう間隔を開けて前記エンドシャフトを支えるように位置決めされた一対の装着壁ユニットと、
    前記回転軸線の延伸方向に延伸すると共に間隔を開けて平行に且つ前記一対の装着壁ユニットの間を跨るように接続された一対のフレームロッドとを備え、
    前記各ボビンモジュールの前記カバーは、前記一対のフレームロッドの間に存在するものであり、前記一対の位置決め凸部は前記一対のフレームロッドにそれぞれ下から支えられて位置決めされるものである
    ことを特徴とする請求項９に記載の発電機。