JP6567331B2 - 非接触発電機 - Google Patents
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Description
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対側の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の少なくとも一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記移動体の前記一主面上に前記磁石からの磁束の変化を妨げる方向に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力により、前記軸に沿って、前記移動体の移動方向に、前記移動体の移動速度よりも遅い速度で移動する非接触発電機が提供される。
前記磁石を前記軸に沿って付勢する付勢部材と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の少なくとも一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記凸部が前記磁石に対向配置されると、前記凸部上に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記凸部と前記磁石の対向面との間に働くリラクタンス力と、の少なくとも一方により、前記軸に沿って、前記移動体の移動方向に移動し、前記凹部が前記磁石に対向配置されると、前記付勢部材の付勢力により、前記移動体の移動方向とは反対の方向に移動する非接触発電機が提供される。
前記磁石を前記軸に沿って付勢する付勢部材と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記第1部分が前記磁石に対向配置されると、前記第1部分上に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記第1部分と前記磁石の対向面との間に働くリラクタンス力と、の少なくとも一方により、前記軸に沿って、前記移動体の移動方向に移動し、前記第2部分が前記磁石に対向配置されると、前記付勢部材の付勢力により、前記移動体の移動方向とは反対の方向に移動する非接触発電機が提供される。
前記磁束ガイド部材は、前記コイルを間に挟んで、前記磁石とは反対側に配置されてもよい。
前記磁石を前記軸の回転方向に付勢する付勢部材と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対側の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の少なくとも一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記凸部が前記磁石に対向配置されると、前記凸部上に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記凸部と前記磁石の対向面との間に働くリラクタンス力と、の少なくとも一方により、前記軸周りに、前記移動体の移動方向に応じた回転方向に回転し、前記凹部が前記磁石に対向配置されると、前記付勢部材の付勢力により、前記軸周りに前記回転方向とは反対の方向に回転する非接触発電機が提供される。
前記磁石を前記軸の回転方向に付勢する付勢部材と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対側の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記第1部分が前記磁石に対向配置されると、前記第1部分上に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記第1部分と前記磁石の対向面との間に働くリラクタンス力と、の少なくとも一方により、前記軸周りに、前記移動体の移動方向に応じた回転方向に回転し、前記第2部分が前記磁石に対向配置されると、前記付勢部材の付勢力により、前記軸周りに前記回転方向とは反対の方向に回転する非接触発電機が提供される。
前記コイルは、前記磁石の外周面の少なくとも一部に沿って円弧面状に配置されてもよく、
前記磁束ガイド部材は、前記コイルの前記磁石に対向する面とは反対側の面に対向配置されてもよい。
前記磁石を前記第1方向または前記第1方向の反対方向に付勢する付勢部材と、
前記磁石から離隔して配置され前記第1方向と交差する第2方向に延在される軸部材と、
前記磁石および前記軸部材に接続され、前記磁石を前記軸部材の周りに回転させる接続部材と、
前記磁石の磁束が鎖交するコイルと、を備え、
前記磁石は、前記第1方向に前記移動体が移動する最中に、前記移動体の前記一主面上に前記磁石からの磁束の変化を妨げる方向に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記付勢部材による付勢力と、により、前記第1方向および前記第1方向の反対方向に振動する非接触発電機が提供される。
図1は本発明の第1の実施形態による非接触発電機1の正面図、図2は図1の非接触発電機1の磁束の流れを示す模式図である。図1の非接触発電機1は、移動体2の一主面2aから離隔して配置される磁石3を備えている。
例えば、磁石3のN極が移動体2の一主面2aに対向配置され、S極がコイル4に対向配置されているとすると、磁石3からの磁束は、図2の破線矢印線に示すように、N極からエアギャップを通って移動体2の一主面2aに到達し、その後、エアギャップを介してコイル4を鎖交した後、ヨーク5の内部を通過し、さらにコイル4を鎖交してS極に入る。
よって、(4)式は(5)式で表される。
図1および図2では、磁石3の2つの磁極が移動体2の一主面2aの法線方向に配置されている例を示したが、磁極の配置はこれ以外にも考えられる。例えば、図3Aは磁石3の2つの磁極を移動体2の一主面2aに略平行に配置した例を示している。また、図3Bは、磁石3の2つの磁極を移動体2の一主面2aに略平行で、かつ移動体2の移動方向とは異なる方向に配置した例を示している。さらに、図3Cは、磁石3に4つの磁極を設けて、極性の異なる2つの磁極をそれぞれ移動体2の一主面2aの法線方向に配置した例を示している。一主面方向に隣接する2つの磁極の間には、各磁極を固定する固定部材3bが設けられている。図3Dは図3Cとは約90度異なる向きに各磁極を配置した例を示している。
図3A〜図3Dのいずれにおいても、磁石3からの磁束は移動体2の一主面2a上を通過する。よって、移動体2の移動に伴って、一主面2a上に渦電流を発生させることができ、この渦電流の反力により、磁石3を軸部材6の延在方向に移動させることができる。
第2の実施形態は、移動体2が一方向に移動する間に磁石3を双方向に振動させるものである。
第3の実施形態は、磁石3を回転させるものである。
上述した第2および第3の実施形態では、移動体2の一主面2aが凹凸形状である例を説明したが、移動体2の一主面2aは平坦面であってもよい。
第5の実施形態は、磁石3を上下に振動させるものである。
Claims (11)
- 一方向と前記一方向の反対方向との双方向に移動する移動体の一主面から離隔して対向配置され、前記移動体の移動方向に延在する軸に沿って移動自在で、前記一主面を通過する磁束を発生させる磁石と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対側の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の少なくとも一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記移動体の前記一主面上に前記磁石からの磁束の変化を妨げる方向に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力により、前記軸に沿って、前記移動体の移動方向に、前記移動体の移動速度よりも遅い速度で移動する非接触発電機。 - 前記磁石の前記移動体の一主面に対向する面と前記一主面との距離は、前記磁石が前記軸に沿って移動する間では同一である請求項1に記載の非接触発電機。
- 一主面側に凸部および凹部が交互に配置された移動体の前記一主面から離隔して対向配置され、前記凸部および前記凹部が並ぶ向きに一方向または往復方向に移動する前記移動体の移動方向に延在する軸に沿って移動自在で、前記一主面を通過する磁束を発生させる磁石と、
前記磁石を前記軸に沿って付勢する付勢部材と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の少なくとも一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記凸部が前記磁石に対向配置されると、前記凸部上に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記凸部と前記磁石の対向面との間に働くリラクタンス力と、の少なくとも一方により、前記軸に沿って、前記移動体の移動方向に移動し、前記凹部が前記磁石に対向配置されると、前記付勢部材の付勢力により、前記移動体の移動方向とは反対の方向に移動する非接触発電機。 - 平坦な一主面上に第1部分と前記第1部分よりも透磁率および導電率の少なくとも一方が低い第2部分とが交互に配置された移動体の前記一主面から離隔して対向配置され、前記第1部分および前記第2部分が並ぶ方向に移動する前記移動体の移動方向に延在する軸に沿って移動自在で、前記一主面を通過する磁束を発生させる磁石と、
前記磁石を前記軸に沿って付勢する付勢部材と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記第1部分が前記磁石に対向配置されると、前記第1部分上に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記第1部分と前記磁石の対向面との間に働くリラクタンス力と、の少なくとも一方により、前記軸に沿って、前記移動体の移動方向に移動し、前記第2部分が前記磁石に対向配置されると、前記付勢部材の付勢力により、前記移動体の移動方向とは反対の方向に移動する非接触発電機。 - 前記移動体の透磁率が第1閾値より高く導電率が第2閾値より低い場合は、前記磁石は、前記反力より前記リラクタンス力の影響をより受けて移動する請求項3または4に記載の非接触発電機。
- 前記コイルは、前記磁石からの磁束の方向と交差する方向に配置される平面状のコイルであり、
前記磁束ガイド部材は、前記コイルを間に挟んで、前記磁石とは反対側に配置される請求項1乃至5のいずれかに記載の非接触発電機。 - 一主面側に凸部および凹部が交互に配置された移動体の前記一主面から離隔して配置され、前記凸部および前記凹部が並ぶ方向に移動する前記移動体の移動方向と交差する方向に延在する軸周りに回転自在で、前記一主面に向かう方向またはその反対方向に磁化される磁石と、
前記磁石を前記軸の回転方向に付勢する付勢部材と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対側の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の少なくとも一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記凸部が前記磁石に対向配置されると、前記凸部上に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記凸部と前記磁石の対向面との間に働くリラクタンス力と、の少なくとも一方により、前記軸周りに、前記移動体の移動方向に応じた回転方向に回転し、前記凹部が前記磁石に対向配置されると、前記付勢部材の付勢力により、前記軸周りに前記回転方向とは反対の方向に回転する非接触発電機。 - 平坦な一主面上に第1部分と前記第1部分よりも透磁率および導電率の少なくとも一方が低い第2部分とが交互に配置された移動体の前記一主面から離隔して配置され、前記第1部分および前記第2部分が並ぶ方向に移動する前記移動体の移動方向と交差する方向に延在する軸周りに回転自在で、前記一主面を通過する磁束を発生させる磁石と、
前記磁石を前記軸の回転方向に付勢する付勢部材と、
前記磁石の前記一主面に対向する面とは反対側の面から離隔して配置され、前記磁石からの磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルを鎖交する磁束が通過する磁路の一部に配置される磁束ガイド部材と、を備え、
前記磁石は、前記第1部分が前記磁石に対向配置されると、前記第1部分上に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記第1部分と前記磁石の対向面との間に働くリラクタンス力と、の少なくとも一方により、前記軸周りに、前記移動体の移動方向に応じた回転方向に回転し、前記第2部分が前記磁石に対向配置されると、前記付勢部材の付勢力により、前記軸周りに前記回転方向とは反対の方向に回転する非接触発電機。 - 前記磁石は、前記軸の外周面側に配置される円筒体であり、
前記コイルは、前記磁石の外周面の少なくとも一部に沿って円弧面状に配置され、
前記磁束ガイド部材は、前記コイルの前記磁石に対向する面とは反対側の面に対向配置される請求項7または8に記載の非接触発電機。 - 第1方向に移動する移動体の一主面から離隔して対向配置される磁石と、
前記磁石を前記第1方向または前記第1方向の反対方向に付勢する付勢部材と、
前記磁石から離隔して配置され前記第1方向と交差する第2方向に延在される軸部材と、
前記磁石および前記軸部材に接続され、前記磁石を前記軸部材の周りに回転させる接続部材と、
前記磁石の磁束が鎖交するコイルと、を備え、
前記磁石は、前記第1方向に前記移動体が移動する最中に、前記移動体の前記一主面上に前記磁石からの磁束の変化を妨げる方向に発生される渦電流に基づいて前記磁石に働く反力と、前記付勢部材による付勢力と、により、前記第1方向および前記第1方向の反対方向に振動する非接触発電機。 - 前記磁石は、永久磁石または電磁石である請求項1乃至10のいずれか一項に記載の非接触発電機。
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