JP5334473B2 - 発電機 - Google Patents

Description

本発明は永久磁石と発電コイルとの電磁誘導作用により発電する磁石発電機に関するものである。

一般的な磁石発電機は誘導コイルを巻装した固定子と、固定子内を回転する永久磁石を取り付けた回転子より成るものである。あるいは回転子に代え、往復運動をするロッドに永久磁石を取り付け発電を行うものもある。この往復運動をするロッドに永久磁石を取り付けた発電機として、例えば特許文献１や特許文献２記載の発電機がある。

特開２００７−１９５３６４号公報 特開２００７−２２１９８４号公報

往復運動をするロッドを用いた発電機においては、軸方向に着磁された永久磁石を、Ｓ極とＮ極とが交互に来る形態で、ロッドに取り付けている。ところが軸方向に着磁された磁石を用いると、発電量が少なくなるという難点がある。つまり軸方向に着磁された磁石を用いると隣接する磁石のＮ極とＳ極が磁力線を打ち消しあってしまう。つまり単一であれば同一磁石における反対極にわたって大きく広がる磁場が、隣接する磁石の対極に磁力線が引きつけられ、磁場の広がりが小さいものとなるがゆえに、誘導コイルと磁場との干渉が小さくなり、つまりは発電量が小さなものとなってしまうのである。

そこで係る不都合を回避するために、隣接する磁石の間にスペーサーを介在させることで隣接する磁石の間に距離をとり、もって磁場、磁力線の広がりを確保することが行われている。しかし、係る手段を講じたとしても、軸方向に着磁されている以上、しかもスペーサーは磁力線を透過させることから、磁場の広がりは小さなものになりがちである。

又、スペーサーを介在させると、ロッドに取り付けることができる磁石の数が、スペーサーの高さ分減ってしまうという難点がある。磁石の数が減ると当然発電量の減少に繋がるものである。

そこで、本発明は同一長のロッドを用いたとしても、軸方向に着磁された磁石を用いた場合に比してより大きい発電量を得られる発電機を提供することを目的とする。

更には、各種車体の上下動に伴う振動エネルギーを効率的に利用して発電を行う発電機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る発電機は以下のように構成した。

請求項１：往復運動を行うロッドに、径方向磁石を、ロッドと径方向が直交する形状で複数取り付けると共に、ロッド及び径方向磁石の両側に、鉄心に巻装された発電コイルを設けた。

請求項２：請求項１記載の発電機において、発電コイルをロッド及び径方向磁石の外周に設けた。

請求項３：自動車、オートバイ、自転車及び電車からなる群より選択されるいずれかの乗り物の走行時の振動を利用して、ロッドに往復運動をなさしめるように設けた。

以下、上述のように構成される本発明が如何にして課題を解決するかを述べる。

図１は本発明の概略構成図である。ロッド２には径方向磁石１が複数取り付けられている。径方向磁石は図に示すように径方向に着磁されているため、軸方向磁石のように軸方向に着磁して隣接する磁石のＮ極とＳ極が磁力線を打ち消しあってしまうことが少ない。つまり隣接する磁石の対極に磁力線が引きつけられることが軸方向磁石に比し少なく、磁場の広がりがより大きいものとなるのである。ゆえに誘導コイルと磁場との干渉が大きくなり、つまりはロッド２を往復動させたときの発電量が大きなものとなるのである。

又、隣接する磁石の対極に磁力線が引きつけられることが少ないことから、隣接する磁石の間に座金(スペーサー)を介在させる必要がなく、同一長のロッドにおいて軸方向に着磁された磁石を用いた場合に比してより多くの磁石を取り付けることが可能となる。つまりはより大きい発電量を得ることが可能となるのである。

そして本発明に係る発電機はロッドの往復運動を利用するため、走行時に振動が生じる車両に装備すれば振動エネルギーを効率的に利用することが可能となるのである。

以下、好ましい発明の一実施形態につき図面を参照しながら述べる。

図１に示すようにロッド２は軸受３で上方と下方で保持されており往復運動が可能に設けられている（図１における矢印が往復運動の方向を示している）。ロッド２の中間にＳ極とＮ極が交互になるように円形の径方向磁石１を複数個、間隙を作らず設ける。ここに径方向磁石１６とは図４ｂに示すように直径方向に着磁された磁石をいう。一方、軸方向磁石１７とは図４ａに示すように上下方向に着磁された磁石をいう（図中矢印が着磁された方向を示す）。磁石１の両側あるいは外周に適当な隙間を設けて、磁気を通す素材で鉄心４を設け、その鉄心４の外周に何重にも発電コイル５を巻装する。図中発電コイル５はロッド２を挟んで両側に２本設けてあるが、本数は２本に限定されるものではなく、１本でも３本以上でも構わない。

鉄心４及び発電コイル５より成る固定子の両側には外筒６が、外筒６の上下には蓋７が組みつけられ、もって発電機８が構成される。

請求項３記載に係る発電機は車輪が接続される車軸と車体との間に介在されるものである。例えば図２に示すようにショックアブソーバー９と同様な形状で取り付けることが考えられる。つまり車輪１１を軸支する車軸１０にロッド２の端部を取り付ける。一方、発電機８のロッド２を設けた側と反対の端部をアッパーマウント１２を介して車体に取り付けるのである。

あるいは図３に示すように板バネ１３により車軸１０を支持する態様の自動車の場合には、車軸１０に取付け片１５を設け、当該取付け片１５にロッド２を取り付け、発電機８の他方端部を車体１４に取り付けるのである。本発明は車体と車軸の間に、走行時の振動に伴う距離の変動があるものであれば自動車に限らず、オートバイや自転車、電車にも適用可能なものである。又、振動が小さな場合であっても、リンク機構を介して梃子の原理により大きな往復運動を起こせば、本発明に係る発電機により発電が可能なものである。又、梃子の原理を利用しているためロッド２(ピストン)の運動を大きく且つ早くできるから発電能力が増大する。

本発明の概略構成図。 請求項３記載の発明の実施状態図。 請求項３記載の発明の実施状態図。 各種磁石の説明図。

１・・径方向磁石
２・・ロッド
５・・発電コイル

Claims (3)

1. 往復運動を行うロッド２に、ドーナツ型であり、径方向の右半分と左半分にそれぞれＮ極とＳ極、あるいはＳ極とＮ極を別個に着磁した径方向磁石１を、ロッド２と前記径方向が直交する形状で複数取り付けたこと、
   ロッド２及び径方向磁石１の両側に、鉄心４に巻装された発電コイル５を設けたこと、を特徴とする発電機。
2. 発電コイル５をロッド２及び径方向磁石１の外周に設けた請求項１記載の発電機。
3. 自動車、オートバイ、自転車及び電車からなる群より選択されるいずれかの乗り物の走行時の振動を利用して、ロッドに往復運動をなさしめるように設けた請求項１又は請求項２に記載の発電機。

Images