JP6589245B2 - Rotating plate generator - Google Patents

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JP6589245B2 JP2017200087A JP2017200087A JP6589245B2 JP 6589245 B2 JP6589245 B2 JP 6589245B2 JP 2017200087 A JP2017200087 A JP 2017200087A JP 2017200087 A JP2017200087 A JP 2017200087A JP 6589245 B2 JP6589245 B2 JP 6589245B2
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Description

本発明は、永久磁石およびコイルを用いた回転式発電機に関する。 The present invention relates to a rotary generator using a permanent magnet and a coil.

社会生活に必要な電気は、電力会社の火力発電所や原子力発電所等において大型タービンを回した発電機から得られている。これらの発電所で得られた電気は、高圧にして送電線を通して消費地に運ばれる。しかしこの発電および送電システムは長距離の送電線を通して行なわれるので、送電ロスが大きくエネルギー効率が余り良くない。さらに、近年の原子力発電所の事故を起因とした原子力発電所等の停止からも分かるように、1か所の発電所が問題を起こすと、広範な地域において大きな影響を及ぼす。このような問題を回避し、循環型社会を実現するために、近年スマートグリッドの構築が叫ばれている。このスマートグリッドは、電気という問題に限れば、限定された領域で小規模の発電を行ない、発生した電気をその地域内に供給しその地域内で消費し、他の地域からの電気の供給を受けないというものである。逆に多数の地域でスマートグリッドを構築しそれらの間を接続しておけば、一部の地域のスマートフリッドに問題が発生した場合にも他の地域から電気供給を受けることもでき、また相互に融通しあえるので、電気の安定供給という課題も実現できる。 Electricity necessary for social life is obtained from a generator that rotates a large turbine in a thermal power plant or nuclear power plant of an electric power company. The electricity obtained at these power plants is transported to the consumer through high-voltage transmission lines. However, since this power generation and transmission system is performed through a long-distance transmission line, the transmission loss is large and the energy efficiency is not so good. Furthermore, as can be seen from the outage of nuclear power plants and the like caused by recent accidents at nuclear power plants, if one power plant causes a problem, it has a large impact in a wide area. In order to avoid such problems and realize a recycling society, the construction of a smart grid has been screamed in recent years. This smart grid, if limited to electricity, generates small-scale power generation in a limited area, supplies the generated electricity to the area, consumes it in the area, and supplies electricity from other areas. It is not to receive. On the other hand, if smart grids are built in many regions and connected between them, even if a problem occurs in some areas, it is possible to receive power from other regions and Therefore, the problem of stable electricity supply can be realized.

本発明者は、以前水流を利用して発電を行なう揚水式のマイクロ発電システムを提案した。(特許文献1)この揚水式のマイクロ発電システムは、水を貯留する貯水槽と、貯水槽の下方に配置され、一端が貯水槽に連通し他端に向かって下降している導水管と、一端が導水管の他端に連通しており、他端に向かって上昇している復水管と、導水管の途中に設けられ、導水管を流れる水流を利用して発電する複数の発電ユニットと、復水管の他端に接続されており、復水管内の水を貯水槽内に排出するポンプと、複数の発電ユニットに接続されており、複数の発電ユニットからの電力によって充電されると共にポンプに電力を供給する電源装置とを備えている。特にこの発明によれば、ポンプが復水管内の水を排出することによって生じる吸引力により、復水管及び導水管内に一様な吸引流を発生させ、導水管を流れる上述の水流を形成するように構成されている。 The present inventor has previously proposed a pumped-type micro power generation system that generates power using a water flow. (Patent Document 1) This pumped-type micro power generation system includes a water storage tank that stores water, a water guide pipe that is disposed below the water storage tank, and has one end communicating with the water storage tank and descending toward the other end. A condensate pipe having one end communicating with the other end of the water conduit and rising toward the other end; and a plurality of power generation units provided in the middle of the water conduit and generating electricity using a water flow flowing through the water conduit The pump is connected to the other end of the condensate pipe, discharges the water in the condensate pipe into the water storage tank, and is connected to the plurality of power generation units and is charged by the power from the plurality of power generation units and the pump And a power supply device for supplying electric power. In particular, according to the present invention, a uniform suction flow is generated in the condensate pipe and the conduit pipe by the suction force generated by the pump discharging the water in the condensate pipe, and the above-described water flow flowing through the conduit pipe is formed. It is configured.

特開2012−193730JP2012-193730

特許文献1に使用される発電機は、「複数の第1の極性の永久磁石を有する回転磁石板と、これら複数の第1の極性の永久磁石の一部に対向し静止している複数の第1の極性の永久磁石と、一端が回転磁石板のC永久磁石の一部に対向し静止している複数の磁心付コイルと、複数の磁心付コイルの他端に対向し静止している複数の第2の極性の永久磁石とを備えている」と記載されているが、具体的にどのような構造の発電機か明確にされていない。 The generator used in Patent Document 1 is “a rotating magnet plate having a plurality of first polarity permanent magnets and a plurality of stationary magnets facing a part of the plurality of first polarity permanent magnets. A permanent magnet of the first polarity, a plurality of coils with a magnetic core whose one end faces a part of the C permanent magnet of the rotating magnet plate and is stationary, and a stationary one which faces the other end of the plurality of coils with a magnetic core However, it is not clarified specifically what kind of structure the generator is.

本発明の目的は、永久磁石とコイルを用いた具体的な回転式発電機を提供することであり、特許文献1に使用される発電機の構造を明確にするものである。本発明は、具体的には以下の特徴を有する。 An object of the present invention is to provide a specific rotary generator using a permanent magnet and a coil, and to clarify the structure of the generator used in Patent Document 1. Specifically, the present invention has the following features.

(1)本発明は、複数の永久磁石が配置された永久磁石搭載板状体、および複数のコイルが配置されたコイル搭載板状体を含む回転式板状体発電機であって、前記永久磁石搭載板状体に配置された前記永久磁石の磁極(磁極面)と前記コイル搭載板状体に配置された前記コイルの端面とは略平行に配置されているか、および/または、前記永久磁石の軸の方向(垂直磁界方向)が前記コイルの軸の方向と略同じとなるように配置されており、前記永久磁石搭載板状体に配置された複数の永久磁石は、1つの円(略円)または2つ以上の同心円(略同心円)上に少なくとも配置され、前記1つの円(略円)または2つ以上の同心円(略同心円)の円周上に配置された隣接する永久磁石の前記永久磁石搭載板状体の底面側にある磁極は互いに逆極であり、前記コイル搭載板状体に配置された複数のコイルは、1つの(略円)円または2つ以上の同心円(略同心円)上に少なくとも配置されており、前記永久磁石搭載板状体または前記コイル搭載板状体がその中心のまわりに回転することによって、前記コイル搭載板状体に配置された前記コイルに誘導電圧を発生させて発電することを特徴とする回転式板状体発電機であり、また、前記永久磁石搭載板状体の永久磁石が配置された前記1つの(略円)円または2つ以上の同心円(略同心円)の中心および半径と前記コイル搭載板状体のコイルが配置された前記1つの円(略円)または2つ以上の同心円(略同心円)の中心および半径はほぼ同じであり、前記コイル搭載板状体を挟んで2つの前記永久磁石搭載板状体が一組または複数組配置されており、前記永久磁石搭載板状体が回転するときは、前記2つの永久磁石搭載板状体は同軸で結合しており、前記永久磁石搭載板状体の底面とコイル搭載板状体の底面とは略平行に配置されていることを特徴とする。 (1) The present invention is a rotary plate generator including a permanent magnet mounting plate having a plurality of permanent magnets and a coil mounting plate having a plurality of coils. The magnetic pole (magnetic pole surface) of the permanent magnet disposed on the magnet mounting plate and the end surface of the coil disposed on the coil mounting plate are disposed substantially in parallel and / or the permanent magnet. The direction of the axis (vertical magnetic field direction) is arranged so as to be substantially the same as the direction of the axis of the coil, and the plurality of permanent magnets arranged on the permanent magnet mounting plate-like body is one circle (substantially Circle) or two or more concentric circles (substantially concentric circles), and the adjacent permanent magnets arranged on the circumference of the one circle (substantially circle) or two or more concentric circles (substantially concentric circles). The magnetic poles on the bottom side of the permanent magnet mounting plate are opposite to each other. A plurality of coils arranged on the coil mounting plate-like body are arranged at least on one (substantially circular) circle or two or more concentric circles (substantially concentric circles), and the permanent magnet mounting plate-like body or A rotary plate generator that generates electric power by generating an induced voltage in the coil disposed on the coil mounting plate when the coil mounting plate rotates around its center. And the center and radius of the one (substantially circular) circle or two or more concentric circles (substantially concentric circles) in which the permanent magnets of the permanent magnet mounting plate are disposed, and the coil of the coil mounting plate The center and the radius of the one circle (substantially circle) or two or more concentric circles (substantially concentric circles) in which the coil is mounted are substantially the same, and the two permanent magnet mounting plate-like bodies sandwiching the coil mounting plate-like body One set or multiple sets When the permanent magnet mounting plate is rotated, the two permanent magnet mounting plates are connected coaxially, and the bottom surface of the permanent magnet mounting plate and the coil mounting plate are It is characterized by being arranged substantially parallel to the bottom surface.

(2)本発明は、(1)に加えて、前記永久磁石搭載板状体に配置された永久磁石の磁極(磁極面)は前記永久磁石搭載板状体の底面に略一致または近接して配置されるとともに、前記永久磁石の軸の方向(垂直磁界方向)は前記永久磁石搭載板状体の底面と略垂直方向になるように配置されており、前記コイル搭載板状体の両底面側を向いた2つの永久磁石搭載板状体に搭載された永久磁石の磁極(磁極面)は対向しているとともに互いに逆極であり、前記コイル搭載板状体のコイルの端面は前記コイル搭載板状体の底面に一致または近接して配置されるとともに、前記コイルの軸(コイル中心軸)の方向は前記コイル搭載板状体の底面と略垂直方向になるように配置されていることを特徴とする。 (2) In addition to (1), the present invention provides that the magnetic pole (magnetic pole surface) of the permanent magnet disposed on the permanent magnet mounting plate is substantially coincident with or close to the bottom surface of the permanent magnet mounting plate. And the direction of the axis (perpendicular magnetic field direction) of the permanent magnet is arranged so as to be substantially perpendicular to the bottom surface of the permanent magnet mounting plate, and both bottom sides of the coil mounting plate The magnetic poles (magnetic pole surfaces) of the permanent magnets mounted on the two permanent magnet mounting plates facing each other are opposite to each other, and the end surfaces of the coils of the coil mounting plates are the coil mounting plates. The coil body (coil central axis) is disposed so that the direction of the coil axis (coil central axis) is substantially perpendicular to the bottom surface of the coil mounting plate. And

(3)本発明は、(1)に加えて、前記永久磁石搭載板状体に配置された永久磁石は前記永久磁石搭載板状体の厚み方向において前記永久磁石搭載板状体を貫いて配置されており、前記コイル搭載板状体に配置されたコイルは前記コイル搭載板状体の厚み方向において前記コイル搭載板状体を貫いて配置されていることを特徴とする。 (3) According to the present invention, in addition to (1), the permanent magnet disposed on the permanent magnet mounting plate is disposed through the permanent magnet mounting plate in the thickness direction of the permanent magnet mounting plate. The coil disposed on the coil mounting plate is disposed so as to penetrate the coil mounting plate in the thickness direction of the coil mounting plate.

(4)本発明は、(1)〜(3)に加えて、前記コイル搭載板状体の一部は、前記コイルの一端面に永久磁石を配置していて、前記コイル搭載板状体に配置されたコイルにはコア(磁心)が存在し、前記コイル搭載板状体に配置されたコイルは、略中央にコイルサイズより大きな円板体が配置された対称型コマ状コイルであり、前記円板体はコイルのコア材料と同じ材料であることを特徴とする。 (4) In addition to (1) to (3), the present invention provides a part of the coil mounting plate-like body in which a permanent magnet is disposed on one end surface of the coil, The arranged coil has a core (magnetic core), and the coil arranged on the coil mounting plate is a symmetric top-like coil in which a disc larger than the coil size is arranged at a substantially center. The disc body is the same material as the core material of the coil.

(5)本発明は、(1)に加えて、前記コイルは、前記コイル搭載板状体の底面上に配置され、前記コイルが配置された前記コイル搭載板状体は磁性体であり、前記コイルが配置された前記コイル搭載板状体(この領域をコイル搭載板状体A領域とする)および隣接する前記コイルが配置された前記コイル搭載板状体(この領域をコイル搭載板状体B領域とする)の間における前記コイル搭載板状体には非磁性体材料が配置されており(この領域をコイル搭載板状体C領域とする)、前記コイル搭載板状体A領域および前記コイル搭載板状体B領域は前記コイル搭載板状体C領域により分離されており、さらに、前記コイルに磁性体であるコア(磁心)が挿入され、前記コアは前記コイル搭載板状体と接続しており、前記コイルは複数のコア(磁心)を有し、前記コイルのコイル配線は前記複数のコアに巻かれていることを特徴とする。 (5) In the present invention, in addition to (1), the coil is disposed on a bottom surface of the coil mounting plate, the coil mounting plate in which the coil is disposed is a magnetic body, The coil mounting plate-like body in which the coil is disposed (this region is referred to as a coil-mounting plate-like body A region) and the coil mounting plate-like body in which the adjacent coil is disposed (this region is referred to as the coil mounting plate-like body B). Non-magnetic material is disposed on the coil mounting plate-like member between the coil mounting plate-like member A and the coil-mounting plate-like member A region and the coil. The mounting plate-like body B region is separated by the coil mounting plate-like body C region, and further, a core (magnetic core) that is a magnetic body is inserted into the coil, and the core is connected to the coil mounting plate-like body. And the coil has a plurality of cores. Has a magnetic core), coil wire of the coil is characterized by being wound around the plurality of cores.

(6)本発明は、流体の力を受けて回転する板状体(これを流体力回転板状体という)、前記流体力回転板状体と直接的にまたは間接的に同軸に取り付けた歯車(大歯車)に直接的にまたは間接的に噛み合わせて接続した小歯車、(ここで、「Aと(に)間接的に」とは、たとえばAと(に)Bを介してというほどの意味である)前記小歯車の回転軸と同軸に取り付けた永久磁石を搭載した複数の永久磁石搭載板状体、および前記複数の永久磁石搭載板状体のうちの隣接する2つの永久磁石搭載板状体の間に離間して配置されたコイルを搭載したコイル搭載板状体を含む回転式板状体発電機であって、前記流体力回転板状体および前記大歯車が流体力により回転することによって、前記小歯車および前記永久磁石搭載板状体が回転することによって、隣接する2つの永久磁石搭載板状体の間に生じる磁界がコイル内で変化することにより、前記コイルに誘導電圧を発生させて発電することを特徴とする、回転式板状体発電機である。 (6) The present invention is a plate-like body that rotates under the force of a fluid (this is called a fluid-powered rotary plate-like body), and a gear that is directly or indirectly coaxially attached to the fluid-powered rotary plate-like body. A small gear connected to (large gear) directly or indirectly, (here, “A and (in) indirectly” means, for example, via A and (to) B) Meaning) a plurality of permanent magnet mounting plates mounted with a permanent magnet mounted coaxially with the rotation axis of the small gear, and two adjacent permanent magnet mounting plates among the plurality of permanent magnet mounting plates A rotary plate generator including a coil-mounting plate-like member on which coils spaced apart between each other are mounted, wherein the fluid force rotating plate-like member and the large gear are rotated by fluid force. As a result, the small gear and the permanent magnet mounting plate are rotated. Thus, the rotating plate-shaped power generation is characterized in that a magnetic field generated between two adjacent permanent magnet-mounted plate-shaped bodies changes in the coil to generate an induced voltage in the coil to generate power. Machine.

(7)本発明は、流体の力を受けて回転する板状体(これを流体力回転板状体という)、前記流体力回転板状体と直接的にまたは間接的に同軸に取り付けた歯車(大歯車)に直接的にまたは間接的に噛み合わせて接続した小歯車、小歯車の回転軸と同軸に取り付けたコイルを搭載したコイル搭載板状体、および前記コイル搭載板状体の両底面から一定距離で離間して対向配置された永久磁石を搭載した複数の永久磁石搭載板状体を含む回転式板状体発電機であって、前記流体力回転板状体および大歯車が流体力により回転することによって、前記小歯車および前記コイル搭載板状体が回転することによって、隣接する2つの永久磁石搭載板状体の間に生じる磁界が前記コイル内で変化することにより、前記コイルに誘導電圧を発生させて発電することを特徴とする回転式板状体発電機である。 (7) The present invention provides a plate-like body that rotates under the force of a fluid (this is called a fluid-powered rotary plate-like body), and a gear that is directly or indirectly coaxially attached to the fluid-powered rotary plate-like body. A small gear that is directly or indirectly meshed with (large gear), a coil-mounted plate-like body on which a coil is mounted coaxially with the rotation shaft of the small gear, and both bottom surfaces of the coil-mounted plate-like body A rotary plate generator including a plurality of permanent magnet-mounted plates mounted with opposed permanent magnets spaced apart from each other by a fixed distance, wherein the fluid-powered rotary plate and the large gear are fluid forces. By rotating the small gear and the coil mounting plate, the magnetic field generated between the two adjacent permanent magnet mounting plates changes in the coil. Generate induced voltage to generate electricity A rotary plate body generator according to claim Rukoto.

(8)本発明は、(6)または(7)において、大歯車は前記流体力回転円板体の両側に配置され、当該2つの大歯車にそれぞれ小歯車、および同軸の回転式板状体発電機が接続されており、また小歯車およびそれに取り付けた回転式板状体発電機からなる小歯車回転式発電機は大歯車に複数配置されていることを特徴とする回転式板状体発電機である。
(9)本発明は、(6)〜(8)において、前記永久磁石搭載板状体は、(1)〜(5)に記載の永久磁石搭載板状体であり、前記コイル搭載板状体は、(1)〜(5)に記載のコイル巻き円環体またはコイル搭載板状体であり、前記発電機は、(1)〜(5)に記載の発電機であることを特徴とする。
(8) According to the present invention, in (6) or (7), the large gear is disposed on both sides of the fluid-powered rotating disk body, the two large gears are respectively a small gear, and a coaxial rotary plate-shaped body. A rotary plate-shaped power generator characterized in that a plurality of small-gear rotary generators, each having a small gear and a rotary plate-shaped generator attached to the small gear, are arranged on the large gear. Machine.
(9) In the present invention, in (6) to (8), the permanent magnet mounting plate is the permanent magnet mounting plate described in (1) to (5), and the coil mounting plate Is the coiled torus or coil-mounted plate-like body described in (1) to (5), and the generator is the generator described in (1) to (5). .

本発明の回転式板状体発電機は、円環体、円板体、板状体、永久磁石、およびコイルを用いた簡単な構造で効率的な発電を行なうことができる。本発明の回転式板状体電機の移動体(回転体)側である板状体は、永久磁石だけを搭載するものとすることができるので軽量化が可能である。コイル搭載板状体の両底面側に永久磁石搭載板状体が配置されており、永久磁石搭載板状体間で磁界の向きが交互に変化しており、コイル搭載板状体または永久磁石搭載板状体が回転してコイル搭載板状体に配置されるコイルに磁界変化がサイクル的に起こる。従って、本発明の回転式円板状発電機は小さな力で回転でき大きな発電を行なうことが可能である。さらに、永久磁石搭載板状体に配置されている永久磁石は、永久磁石搭載板状体の底面において隣接する永久磁石の磁極(面)は逆極で配列されているので、コギングトルクが軽減されており、すなわち、コギングトルク低減機構を使用しているので、さらに効率の良い発電を実現できる。本発明は小型から大型の発電機構まで対応できるので、適用範囲が広く、種々の自然エネルギーや自動車等で使用する回転エネルギーを利用して発電することができる。 The rotary plate generator of the present invention can perform efficient power generation with a simple structure using a ring, a disc, a plate, a permanent magnet, and a coil. Since the plate-like body on the moving body (rotating body) side of the rotary plate-like electric machine according to the present invention can be mounted with only permanent magnets, the weight can be reduced. Permanent magnet mounting plates are arranged on both bottom sides of the coil mounting plate, and the direction of the magnetic field changes alternately between the permanent magnet mounting plates, and the coil mounting plate or permanent magnet mounting The plate-shaped body rotates and a magnetic field change occurs cyclically in the coil disposed on the coil-mounted plate-shaped body. Therefore, the rotary disk generator of the present invention can be rotated with a small force and can generate a large amount of power. Furthermore, the permanent magnets arranged on the permanent magnet mounting plate have the magnetic poles (surfaces) of the adjacent permanent magnets arranged on the bottom surface of the permanent magnet mounting plate so that the cogging torque is reduced. In other words, since a cogging torque reduction mechanism is used, more efficient power generation can be realized. Since the present invention can cope with small to large power generation mechanisms, it has a wide range of applications and can generate power using various natural energies and rotational energy used in automobiles and the like.

図1は、羽根板を外側に取り付けた連結回転体に対して複数の発電機を取り付けて、発電効率を高めた本発明の実施形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention in which a plurality of generators are attached to a coupled rotating body having blades attached to the outside to increase power generation efficiency. 図2は、コイルの間の磁芯の形状を変化させた実施形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment in which the shape of the magnetic core between the coils is changed. 図3は、回転円板体発電機に図2に示したコマ状コイルを適用した実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment in which the top coil shown in FIG. 2 is applied to a rotating disk generator. 図4は、回転円板体発電機の実施形態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a rotating disk generator. 図5は、図4に示す回転円板状体発電機を軽量化した回転円板状体発電機を示す図である。FIG. 5 is a view showing a rotating disk generator in which the rotating disk generator shown in FIG. 4 is lightened. 図6は、発電用コイル搭載円環体の他の実施形態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the power generating coil-equipped torus. 図7は、羽根板および連結回転体を連結した状態を示す一実施形態である。FIG. 7 is an embodiment showing a state in which the blade plate and the connecting rotating body are connected.

本発明の目的は、簡単な構造で自然エネルギーから発電する発電機を提供することである。その目的を実現するために、本発明は、簡単な構造で回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回転体を用いた発電機であり、複数の永久磁石が配置された永久磁石搭載板状体、および複数のコイルが配置されたコイル搭載板状体を含む回転式板状体発電機であり、コイル搭載板状体の両底面に配置された永久磁石搭載板状体(永久磁石搭載板状体A、永久磁石搭載板状体B)がコイル搭載板状体に対して相対的に回転することによって、コイル搭載板状体に搭載されたコイルを横切る磁界が変化することによって、コイルに発生する誘導電流を利用して発電する発電機に関する。本発明は、本発明者が発明した特願2015−048882に記載の発明を発展させたものであり、特願2015−048882に記載の内容は本発明に矛盾しない限り適用できるものとする。 An object of the present invention is to provide a generator that generates electricity from natural energy with a simple structure. In order to realize the object, the present invention is a generator using a rotating body that converts rotational kinetic energy into electric energy with a simple structure, and a permanent magnet mounting plate-like body in which a plurality of permanent magnets are arranged, And a rotating plate generator including a coil mounting plate having a plurality of coils arranged therein, and a permanent magnet mounting plate (permanent magnet mounting plate) disposed on both bottom surfaces of the coil mounting plate. A, the permanent magnet mounting plate B) rotates relative to the coil mounting plate, so that the magnetic field across the coil mounted on the coil mounting plate changes, thereby generating in the coil. The present invention relates to a generator that generates electric power using induced current. The present invention is an extension of the invention described in Japanese Patent Application No. 2015-048882 invented by the present inventor, and the contents described in Japanese Patent Application No. 2015-048882 are applicable as long as they do not contradict the present invention.

図1は、羽根板212を外側に取り付けた連結回転体211に対して複数の発電機を取り付けて、発電効率を高めた本発明の発電機の実施形態を示す図である。回転する円板体の底面に垂直方向から見た図である。連結回転体211は回転軸213と連結しており、羽根板212が流体(水、風、潮、波等)の力(水力、風力、潮力、波力等)を受けて回転すると、羽根板212と一緒に連結回転体211も回転し、連結回転体211の軸である回転軸213が回転する。回転軸213の左右両側に回転歯車214、224が連結している(これらは一体で動く)ので、羽根板212および回転軸213の回転に合わせて回転歯車214、224も回転する。回転歯車(大歯車と称する)214、224に対して、それらよりも半径の小さな(歯数の小さな)歯車215、225が噛み合って接続し、これらの小歯車の回転軸216、226に発電機217に備わる複数の永久磁石を搭載した永久磁石搭載円環体(円板体、板状体としても良い)220、230が取り付けられている。尚、ここでは、小歯車215、225が大歯車214、224に直接噛み合って接続しているが、これらの間に段階的に歯数を小さくした歯車を介在させても良い。この場合は、小歯車215、225が大歯車214、224に間接的に(噛み合って)接続している。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a generator according to the present invention in which a plurality of generators are attached to a connected rotating body 211 having blade blades 212 attached to the outside to increase power generation efficiency. It is the figure seen from the perpendicular direction to the bottom face of the rotating disc body. The connecting rotating body 211 is connected to the rotating shaft 213, and when the vane plate 212 is rotated by receiving the force (hydraulic force, wind force, tidal force, wave force, etc.) of fluid (water, wind, tide, wave force, etc.), the blade The coupled rotating body 211 also rotates together with the plate 212, and the rotating shaft 213 that is the axis of the coupled rotating body 211 rotates. Since the rotating gears 214 and 224 are connected to the left and right sides of the rotating shaft 213 (they move together), the rotating gears 214 and 224 also rotate in accordance with the rotation of the blade plate 212 and the rotating shaft 213. Gears 215 and 225 having smaller radii (smaller teeth) mesh with and connect to rotating gears (referred to as large gears) 214 and 224, and generators are connected to the rotating shafts 216 and 226 of these small gears. Permanent magnet mounting toric bodies (which may be disk bodies or plate bodies) 220 and 230 on which a plurality of permanent magnets 217 are mounted are attached. Here, although the small gears 215 and 225 are directly meshed with and connected to the large gears 214 and 224, a gear having a smaller number of teeth may be interposed therebetween. In this case, the small gears 215 and 225 are indirectly (meshed) connected to the large gears 214 and 224.

発電機217は、発電機筐体(ケース)218(218−1、2、3、4)内に収納され、複数の(発電用)コイルを搭載した発電用コイル搭載円環体(円板体、板状体としても良い)219および永久磁石搭載円環体220を備えている。発電用コイル搭載円環体219は、複数の発電用コイルを搭載しており、発電機筐体(ケース)218に固定されており、発電用コイル搭載円環体219の中心部には小歯車回転軸216を通す穴があいている。小歯車回転軸216は発電用コイル搭載円環体219には接触せず回転する。永久磁石搭載円環体220は、小歯車回転軸216と一緒に回転し、発電用コイル搭載円環体219に対して回転し、発電用コイル搭載円環体219に搭載されたコイルで発電できる。 The generator 217 is housed in a generator casing (case) 218 (218-1, 2, 3, 4), and a power generation coil-equipped torus (disc body) on which a plurality of (power generation) coils are mounted. 219 and a permanent magnet mounting torus 220 may be provided. The power generation coil mounting torus 219 has a plurality of power generation coils mounted thereon, and is fixed to a generator casing (case) 218. The power generation coil mounting torus 219 has a small gear at the center thereof. There is a hole through which the rotating shaft 216 passes. The small gear rotation shaft 216 rotates without contacting the power generation coil mounting torus 219. The permanent magnet mounting torus 220 rotates together with the small gear rotation shaft 216, rotates with respect to the power generation coil mounting torus 219, and can generate power with the coil mounted on the power generation coil mounting torus 219. .

発電機筐体(ケース)218(218−1、2、3、4)内部は外部環境の影響を受けないように気密状態になっていることが望ましい。たとえば、外部環境に存在する湿気や水分、ゴミ、埃等の異物、汚染気体等は発電機を劣化させる恐れがあるので、これらが発電機筐体(ケース)218(218−1、2、3、4)内部へ侵入しないようにする。小歯車回転軸216が通る発電機筐体壁218−1および発電機筐体壁218−4の部分には、穴が空いているが、スムーズに回転しかつ外部環境と遮断できるようにボールベアリング等のシール部材221が配置されている。発電機217において、固定された発電用コイル搭載円環体219の両側に永久磁石搭載円環体220が配置され、それらが繰り返し多数配置される。連結回転円板体211に大きな負荷を与えて回転が発電できないくらいに遅くならない限り、多数の発電用コイル搭載円環体219および永久磁石搭載円環体220を配置して、大きな発電ができるようにすることが望ましい。 It is desirable that the inside of the generator casing (case) 218 (218-1, 2, 3, 4) be in an airtight state so as not to be affected by the external environment. For example, moisture, moisture, foreign matters such as dust, dust, and contaminated gases existing in the external environment may deteriorate the generator, so that these are the generator casing (case) 218 (218-1, 2, 3). 4) Do not enter inside. The portions of the generator housing wall 218-1 and the generator housing wall 218-4 through which the small gear rotation shaft 216 passes have a hole, but are ball bearings so that they can rotate smoothly and be cut off from the external environment. A seal member 221 such as is arranged. In the generator 217, the permanent magnet mounting torus 220 is arranged on both sides of the fixed power generating coil mounting torus 219, and a large number of them are repeatedly arranged. As long as a large load is not applied to the coupled rotating disk 211 and the rotation is not slow enough to prevent power generation, a large number of power generating coil-equipped toric bodies 219 and permanent magnet-equipped toric bodies 220 are arranged so that large power can be generated. It is desirable to make it.

また、同じ構造の発電機217を回転させる小歯車215を大歯車214の他の場所に噛み合わせて接続することもできる。図1では右側の上下に2つ配置しているが、連結回転円板体211に大きな負荷を与えて回転が発電できないくらいに遅くならない限り、配置可能な場所に配置して、大きな発電ができるようにすることが望ましい。尚、多数の発電機217を配置しておき、連結回転円板体211の回転力が大きい時には多数の発電機217を回転できるようにし、連結回転円板体211の回転力が小さくなったときには、その回転力に対応して、大歯車214に接続する小歯車215の幾つかを大歯車214から外して回転させないようにすることもできる。これらは、連結回転円板体211の回転力を計測しておきコンピューター等で自動制御しても良い。 Further, the small gear 215 for rotating the generator 217 having the same structure can be engaged with another place of the large gear 214 and connected. In FIG. 1, two are arranged on the upper and lower sides on the right side. However, as long as the rotation is not slow enough to apply a large load to the connected rotating disk body 211 and the rotation cannot be generated, it can be arranged at a place where it can be placed to generate a large amount of power. It is desirable to do so. A large number of generators 217 are arranged so that when the rotational force of the coupled rotating disk body 211 is large, the large number of generators 217 can be rotated, and when the rotational force of the coupled rotating disk body 211 becomes small. Corresponding to the rotational force, some of the small gears 215 connected to the large gear 214 may be removed from the large gear 214 so as not to rotate. These may be automatically controlled by a computer or the like by measuring the rotational force of the coupled rotating disk body 211.

連結回転円板体211と大歯車214の間に遮蔽板(遮蔽ケース)241を配置して、水分や湿気等が大歯車214側へ侵入しないようにしても良い。それらの侵入をできるだけ防止するために、連結回転円板体211の回転軸213を通る遮蔽板(遮蔽ケース)241に空いた穴に、スムーズに回転しかつ外部環境と遮断できるようにボールベアリング等のシール部材221を配置することもできる。 A shielding plate (shielding case) 241 may be disposed between the connected rotating disk body 211 and the large gear 214 so that moisture, moisture, and the like do not enter the large gear 214 side. In order to prevent these intrusions as much as possible, a ball bearing or the like is provided so that the holes can be smoothly rotated and shielded from the external environment through holes formed in the shielding plate (shielding case) 241 that passes through the rotation shaft 213 of the coupled rotating disk body 211. The sealing member 221 can also be disposed.

図1の左側の小歯車225に通り付けられた発電機231も、発電機217と同様な構造であり、発電用コイル搭載円環体229の両側に永久磁石搭載円環体230配置されたものが多数並べて、発電効率を高めている。発電用コイル搭載円環体229は発電機筐体壁228に固定されており、その中央部に空いた穴に小歯車225の回転軸226が通り、その小歯車回転軸226に永久磁石搭載円環体230が取り付けられており、小歯車回転軸226と一緒に回転する。発電機231も発電機筐体壁228の内部に気密に収納されており、外部環境の影響を受けないようになっている。大歯車224に複数の小歯車225および小歯車回転軸226および発電機231も複数配置して、さらに発電能力を高めている。また、大歯車224、小歯車225、発電機231を含む全体が、保護ケース232の内部に気密に収納されており、これらの発電機システム全体が、外部環境の影響を受けないようになっている。図1の左側に取り付けた大歯車224は右側に取り付けた大歯車214より小型であるが、連結回転円板体211の回転力に対応して大歯車214および224のサイズを決定して、最適化すれば良い。また、小歯車225に通り付けられた発電機231システムの大きさや配置する数も適宜選択することができる。 The generator 231 passed through the small gear 225 on the left side of FIG. 1 has the same structure as the generator 217, and is provided with a permanent magnet mounting ring 230 arranged on both sides of the power generation coil mounting ring 229. A number of them are lined up to increase power generation efficiency. The power generation coil mounting torus 229 is fixed to the generator casing wall 228, and the rotation shaft 226 of the small gear 225 passes through a hole formed in the center thereof, and a permanent magnet mounting circle is mounted on the small gear rotation shaft 226. An annulus 230 is attached and rotates together with the small gear rotation shaft 226. The generator 231 is also hermetically housed inside the generator housing wall 228 so that it is not affected by the external environment. A plurality of small gears 225, a plurality of small gear rotating shafts 226, and a plurality of generators 231 are arranged on the large gear 224 to further increase the power generation capacity. Further, the whole including the large gear 224, the small gear 225, and the generator 231 is hermetically housed inside the protective case 232, so that the entire generator system is not affected by the external environment. Yes. The large gear 224 attached to the left side of FIG. 1 is smaller than the large gear 214 attached to the right side, but the sizes of the large gears 214 and 224 are determined according to the rotational force of the coupled rotating disk body 211, and the optimum It should be. Further, the size of the generator 231 system passed through the small gear 225 and the number of the generators 231 can be appropriately selected.

大歯車224の半径をR1、歯数をN1、小歯車215の半径をr1、n1とする。大歯車224と小歯車215は噛み合っているので、歯車のピッチは同じとすれば、R1/N1=r1/n1となる。大歯車224が1回転すると、小歯車はN1/n1=R1/r1回転する。たとえば、R1=10r1とすれば、大歯車224が1回転すると小歯車は10回転する。すなわち連結回転円板体211の回転数が少なくても連結する歯車や接続する歯車のサイズを変えることによって発電機側の永久磁石搭載円環体の回転数を大きくすることができ、発電能力を増大することができる。図1では、小歯車回転軸に取り付けた回転体は永久磁石搭載円環体(または円板体)であるが、永久磁石搭載円環体(または円板体)を固定(例えば、発電筐体(ケース)に)して、コイル搭載円環体(または円板体)を小歯車回転軸に取り付けて、小歯車回転軸と一緒にコイル搭載円環体(または円板体)を回転させても良い。永久磁石搭載円環体(または円板体)とコイル搭載円環体(または円板体)のうち、トータルで重量が軽い方を小歯車回転軸に取り付けることが望ましい、同じ小歯車の回転力に対して発電力を高めることができる。永久磁石も重量当たりの磁力の大きなものを採用することが望ましい。 The radius of the large gear 224 is R1, the number of teeth is N1, and the radius of the small gear 215 is r1 and n1. Since the large gear 224 and the small gear 215 are meshed with each other, if the gear pitch is the same, R1 / N1 = r1 / n1. When the large gear 224 rotates once, the small gear rotates N1 / n1 = R1 / r1. For example, if R1 = 10r1, the small gear rotates 10 times when the large gear 224 rotates once. That is, even if the rotational speed of the coupled rotating disk 211 is small, the rotational speed of the permanent magnet mounting ring on the generator side can be increased by changing the size of the gears to be coupled and the gears to be coupled. Can be increased. In FIG. 1, the rotating body attached to the small gear rotating shaft is a permanent magnet-mounted annular body (or disk body), but the permanent magnet-mounted annular body (or disk body) is fixed (for example, a power generation housing). (Case), attach the coil mounting ring (or disk) to the small gear rotation shaft, and rotate the coil mounting ring (or disk) together with the small gear rotation shaft. Also good. Rotating force of the same small gear, which is preferably attached to the small gear rotating shaft, which is the total lighter weight of the permanent magnet mounted ring (or disk) and coil mounted ring (or disk) The power generation can be increased. It is desirable to use a permanent magnet having a large magnetic force per weight.

尚、図1の発電機システムでは歯車で接続する回転調整機構を用いたが、歯車以外の回転調整機構でも良い。たとえば、ベルト接続でも良い。すなわち、連結回転円板体211に連結した大きな円板体(半径R3)にベルトを巻き付け、発電機側の小さな円板体(半径r3)に同じベルトを巻き付けることによって、それぞれの円板体の半径比に応じた回転数を得ることができる。すなわち、連結回転円板体211の1回転に対して、発電機側の円板体の回転はR3/r3となり、大きな回転を得ることができる。これらは円環体や円板体と称しているが、板状体でも良いし、その外形形状は回転に支障がない限り、三角形、四角形、多角形、円形、楕円形、任意の曲線形状等種々の形状を取ることができる。 In addition, although the rotation adjustment mechanism connected with a gear was used in the generator system of FIG. 1, a rotation adjustment mechanism other than a gear may be used. For example, a belt connection may be used. That is, by winding a belt around a large disk body (radius R3) connected to the connected rotating disk body 211 and winding the same belt around a small disk body (radius r3) on the generator side, The number of rotations according to the radius ratio can be obtained. That is, the rotation of the disk on the generator side is R3 / r3 with respect to one rotation of the coupled rotating disk 211, and a large rotation can be obtained. These are called toroids and disk bodies, but they may be plate-like bodies, and their outer shapes are triangular, quadrangular, polygonal, circular, elliptical, arbitrary curved shapes, etc. as long as they do not interfere with rotation. It can take a variety of shapes.

発電用コイル搭載円環体の構造はコイル端面が発電用コイル搭載円環体の底面に近接して底面側を向いて配置されており、コイル軸が発電用コイル搭載円環体の底面に略垂直方向を向いている。永久磁石搭載円環体の構造は永久磁石の磁極面が永久磁石搭載円環体の底面側を向き、かつ永久磁石搭載円環体の底面に近接して配置され、永久磁石の軸の方向(垂直磁界方向)は永久磁石搭載円環体の底面と略垂直方向になるように配置される。永久磁石搭載円環体に搭載された永久磁石の中心は永久磁石搭載円環体の回転中心軸に対して(図1では、たとえば小歯車の回転軸216)略同心円上に複数配列される。発電用コイル搭載円環体の底面は永久磁石搭載円環体の底面と略平行に配置されており、永久磁石搭載円環体が回転しても発電用コイル搭載円環体に接触しない。また、本発明では発電用コイル搭載円環体の両底面(底面は2つある)側に配置される2つの永久磁石搭載円環体の間で磁界が生じているが、これら2つの永久磁石搭載円環体の距離が近いほど磁界が強ので、永久磁石搭載円環体と発電用コイル搭載円環体の距離も、回転による接触がない限り小さい方が望ましい。 The structure of the power generation coil mounting torus is arranged such that the coil end surface is close to the bottom surface of the power generation coil mounting torus and facing the bottom surface, and the coil axis is substantially on the bottom surface of the power generation coil mounting torus. It faces the vertical direction. The structure of the permanent magnet mounted torus is arranged such that the magnetic pole surface of the permanent magnet faces the bottom surface side of the permanent magnet mounted torus and close to the bottom surface of the permanent magnet mounted toroid. The perpendicular magnetic field direction is arranged so as to be substantially perpendicular to the bottom surface of the permanent magnet-mounted torus. A plurality of centers of the permanent magnets mounted on the permanent magnet mounting ring are arranged substantially concentrically with respect to the rotation center axis of the permanent magnet mounting ring (in FIG. 1, for example, the rotation shaft 216 of the small gear). The bottom face of the power generation coil mounting torus is disposed substantially parallel to the bottom face of the permanent magnet mounting torus, and does not contact the power generation coil mounting torus even when the permanent magnet mounting torus rotates. Further, in the present invention, a magnetic field is generated between two permanent magnet mounting toroids arranged on both bottom surfaces (there are two bottom surfaces) of the power generating coil mounting torus. Since the magnetic field becomes stronger as the distance between the mounting ring is shorter, the distance between the permanent magnet mounting ring and the power generation coil mounting ring is preferably smaller as long as there is no contact due to rotation.

また永久磁石搭載円環体の底面側にある磁極において、略円または略同心円上に複数配列された隣接する磁極は逆極になるように配置するのが良い。また、発電用コイル搭載円環体を挟んでその両側にある永久磁石搭載円環体に配置された永久磁石の磁極も逆極になるように配置される。この状態は図1に示され、またたとえば図4に詳細に示されている。発電用コイル搭載円環体に複数搭載されたコイル(図1では、たとえば、236、240)も略円または略同心円上に複数配列される。この円や同心円の中心は永久磁石搭載円環体の永久磁石の円や同心円の中心とほぼ一致するように配列するのが良い。この状態は図1に示され、またたとえば図4に詳細に示されている。永久磁石搭載円環体が回転軸216と一緒に回転すると永久磁石(図1では、たとえば、235、239)は発電用コイル搭載円環体に複数搭載されたコイルの端面を横切るように回転する。発電用コイル搭載円環体を挟んでその両側にある永久磁石搭載円環体に配置された永久磁石同士による磁界方向は、隣接する永久磁石同士で逆になっているので、発電用コイル搭載円環体に搭載されたコイルに生じる磁界方向は正方向から逆方向へサイクル的に変化する。従って、コイルには誘導起電力が発生しコイルにサイクル的に電流が流れる。すなわち、発電する。 In addition, in the magnetic pole on the bottom surface side of the permanent magnet-mounted torus, it is preferable to arrange the adjacent magnetic poles arranged in a plurality of substantially circles or substantially concentric circles to be opposite poles. Further, the magnetic poles of the permanent magnets arranged on the permanent magnet mounting toruses on both sides of the power generation coil mounting torus are arranged so as to be reversed. This situation is illustrated in FIG. 1 and is illustrated in detail, for example, in FIG. A plurality of coils (for example, 236 and 240 in FIG. 1) mounted on the power generation coil mounting torus are arranged in a substantially circular or substantially concentric circle. The centers of the circles and concentric circles are preferably arranged so as to substantially coincide with the centers of the permanent magnets and the concentric circles of the permanent magnet-mounted torus. This situation is illustrated in FIG. 1 and is illustrated in detail, for example, in FIG. When the permanent magnet mounting torus rotates together with the rotating shaft 216, the permanent magnets (for example, 235 and 239 in FIG. 1) rotate so as to cross the end faces of the plurality of coils mounted on the power generating coil mounting torus. . The direction of the magnetic field between the permanent magnets arranged on the permanent magnet mounting torus on both sides of the power generation coil mounting torus is reversed between adjacent permanent magnets. The direction of the magnetic field generated in the coil mounted on the ring body changes cyclically from the normal direction to the reverse direction. Therefore, an induced electromotive force is generated in the coil, and a current flows cyclically in the coil. That is, it generates electricity.

最外側に配置するものは、図1の発電機217に示すように永久磁石搭載円環体220でも良いし、発電機244に示すように、永久磁石を搭載した発電用コイル搭載円環体でも良い。永久磁石を搭載した発電用コイル搭載円環体222(222−1、2)において、コイル234、238が複数同心円状に配置され、コイルの一方の端面は発電用コイル搭載円環体の底面に近接して配置され、かつ永久磁石搭載円環体の底面側を向いている。コイルの他方の端面に近接して永久磁石が配置され、同心円状に配列した隣接する永久磁石の磁極は逆極になるように配置する。これらの永久磁石は回転せず、固定されている。この場合もコイルを通る磁界が正方向から逆方向へサイクル的に変化するので、コイルに起電力が発生し電流が発生する。永久磁石搭載円環体に搭載される隣接する永久磁石の磁極は逆極になっているので、コイル搭載円板体を挟んだ両側の永久磁石搭載円板体の間で、向かい合った永久磁石間(たとえば、永久磁石A、Bとする)では引力が働くが、その永久磁石(たとえば、永久磁石A)と、それと向かい合った永久磁石(たとえば、永久磁石Aに対して永久磁石B)に隣接する永久磁石(これを永久磁石B−1、B−2とする)との間では斥力が働くので、両側の永久磁石搭載円板体で見れば、全体としてこれらの引力または斥力が相殺し合い、両側の永久磁石搭載円板体の間には永久磁石による力は非常に小さくなる。すなわち、コギングトルクが軽減され、永久磁石搭載円板はスムーズに回転し、発電効率が向上する。
発電機217は、小歯車回転軸216が取り付けられる発電機筐体(ケース)218−1、4に面した永久磁石搭載円環体220の片側に発電用コイル搭載円環体219が配置されていない。これに対して、発電機244は、すべての永久磁石搭載円環体220の両面に発電用コイル搭載円環体219が配置されているので、発電機217に比較して発電機244は発電能力が大きい。発電機筐体(ケース)218−1側に配置された発電用コイル搭載円環体222(222−1)には、他の発電用コイル搭載円環体219と異なり、コイル234の一方に永久磁石233が配置される。コイル234に面した永久磁石233の極性と、コイル234に面した永久磁石搭載円環体220に配置された永久磁石235の極性は、永久磁石搭載円環体220の回転により同極から逆極へサイクル的に変わり、コイル234に生じる磁界が変化するので、コイル234に電気が発生する。
As shown in the generator 217 of FIG. 1, the outermost arrangement may be a permanent magnet mounting toroid 220 or a generator coil mounted torus having a permanent magnet as shown in the generator 244. good. In the power generation coil mounting torus 222 (222-1, 2) mounted with permanent magnets, a plurality of coils 234, 238 are arranged concentrically, and one end surface of the coil is on the bottom surface of the power generation coil mounting torus. They are arranged close to each other and face the bottom side of the permanent magnet-mounted torus. A permanent magnet is arranged in the vicinity of the other end face of the coil, and the magnetic poles of adjacent permanent magnets arranged concentrically are arranged so as to be reversed. These permanent magnets do not rotate and are fixed. Also in this case, since the magnetic field passing through the coil changes cyclically from the normal direction to the reverse direction, an electromotive force is generated in the coil and a current is generated. The magnetic poles of adjacent permanent magnets mounted on the permanent magnet mounting ring are reversed, so that the permanent magnets facing each other between the permanent magnet mounting disks on both sides of the coil mounting disk (For example, permanent magnets A and B) have an attractive force, but are adjacent to the permanent magnet (for example, permanent magnet A) and the permanent magnet facing the permanent magnet (for example, permanent magnet B with respect to permanent magnet A). Since repulsive force works between the permanent magnets (which are referred to as permanent magnets B-1 and B-2), when viewed from the permanent magnet mounting discs on both sides, these attractive forces or repulsive forces cancel each other as a whole. Between the permanent magnet mounting discs, the force by the permanent magnet is very small. That is, the cogging torque is reduced, the permanent magnet mounting disk rotates smoothly, and the power generation efficiency is improved.
In the generator 217, a power generation coil mounting torus 219 is disposed on one side of a permanent magnet mounting torus 220 facing a generator casing (case) 218-1, to which a small gear rotating shaft 216 is attached. Absent. On the other hand, since the generator 244 has the power generation coil mounting torus 219 arranged on both surfaces of all the permanent magnet mounting torus 220, the generator 244 has a power generation capability compared to the generator 217. Is big. Unlike the other power generation coil mounting torus 219, the power generation coil mounting torus 222 (222-1) disposed on the generator casing (case) 218-1 side is permanently attached to one of the coils 234. A magnet 233 is disposed. The polarity of the permanent magnet 233 facing the coil 234 and the polarity of the permanent magnet 235 arranged on the permanent magnet mounting torus 220 facing the coil 234 are changed from the same polarity to the opposite polarity by the rotation of the permanent magnet mounting torus 220. As the magnetic field generated in the coil 234 changes, electricity is generated in the coil 234.

このような永久磁石も搭載した発電用コイル搭載円環体は永久磁石を搭載しない発電用コイル搭載円環体に比べて重量が大きくなるが、図1に示す場合は、発電用コイル搭載円環体は固定されているので、その重量が永久磁石搭載円環体220の回転に影響を与えることはない。また、発電機筐体(ケース)218−4側に配置された発電用コイル搭載円環体222(222−2)には、他の発電用コイル搭載円環体219と異なり、コイル238の一方に永久磁石242が配置される。コイル238に面した永久磁石242の極性と、コイル238に面した永久磁石搭載円環体220に配置された永久磁石239の極性は、永久磁石搭載円環体220の回転により同極から逆極へサイクル的に変わり、コイル238に生じる磁界が変化するので、コイル238に電気が発生する。 The power generation coil-equipped torus mounted with such a permanent magnet is heavier than the power generation coil-equipped torus without a permanent magnet. In the case shown in FIG. Since the body is fixed, the weight of the body does not affect the rotation of the permanent magnet mounting toroid 220. Unlike the other power generation coil mounting torus 219, the power generation coil mounting torus 222 (222-2) disposed on the generator housing (case) 218-4 side is one of the coils 238. A permanent magnet 242 is disposed on the surface. The polarity of the permanent magnet 242 facing the coil 238 and the polarity of the permanent magnet 239 arranged on the permanent magnet mounting torus 220 facing the coil 238 are changed from the same polarity to the opposite polarity by the rotation of the permanent magnet mounting torus 220. Since the magnetic field generated in the coil 238 changes in a cyclic manner, electricity is generated in the coil 238.

尚、発電用コイル搭載円環体219にはコイル236や240が多数配置されている。両側の発電用コイル搭載円環体222(222−1、2)の中央付近には回転軸216が通る軸穴が空いている。発電機217と244はそれらの構造が少し異なっているが、当然同じ構造の発電機を搭載しても良い。尚、発電用コイル搭載円環体を回転軸216に取り付けて回転させて、永久磁石搭載円環体を固定するようにしても(すなわち、発電用コイル搭載円環体と永久磁石搭載円環体の関係を逆にしても)、コイルに電流が発生することも言うまでもない。 Note that a large number of coils 236 and 240 are arranged in the power generation coil mounting torus 219. A shaft hole through which the rotation shaft 216 passes is vacant near the center of the power generation coil mounting torus 222 (222-1, 2) on both sides. The generators 217 and 244 are slightly different in structure, but naturally generators having the same structure may be mounted. In addition, it is also possible to fix the permanent magnet mounted torus by attaching the power generating coil mounted toroid to the rotating shaft 216 (that is, the power generating coil mounted torus and the permanent magnet mounted torus). It goes without saying that a current is generated in the coil even if the relationship is reversed.

コイル同士の間の磁芯の形状を変化させてコイル内に発生する磁界の大きさを変化させる方法について説明する。図2は、コイルの間の磁芯の形状を変化させた実施形態を示す図である。図2は、コイル同士(コイル421および425)の間の接続磁芯429(距離d5)の形状をコイル421の磁芯(コア)424およびコイル425の磁芯(コア)428の形状と異なるものを用いた実施形態である。すなわち、磁芯(コア)424および磁芯(コア)428の形状は円柱形状であり、磁芯429の形状も円柱形状(円板状)であるが、両側の磁芯424、428よりも半径が大きい。いわば、中央部分にコイルサイズより大きな円板体が配置された、中心部に円板体を有する上下(左右)対称のコマ状コイルと言える。このような形状にするとコイル同士の間で磁界が大きく変化するので、大きな起電力が発生する。また、このような形状の磁芯は左右の径の小さな磁芯に巻かれたコイル配線(たとえば、銅線)で押さえた状態になっているので、磁芯は動かないようにできる。 A method of changing the magnitude of the magnetic field generated in the coil by changing the shape of the magnetic core between the coils will be described. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment in which the shape of the magnetic core between the coils is changed. In FIG. 2, the shape of the connecting magnetic core 429 (distance d5) between the coils (coils 421 and 425) is different from the shape of the magnetic core (core) 424 of the coil 421 and the magnetic core (core) 428 of the coil 425. It is an embodiment using this. That is, the shape of the magnetic core (core) 424 and the magnetic core (core) 428 is a cylindrical shape, and the shape of the magnetic core 429 is also a cylindrical shape (disk shape), but the radius is larger than the magnetic cores 424 and 428 on both sides. Is big. In other words, it can be said that the disk is larger than the coil size in the central portion, and is a vertically (left and right) symmetrical coma coil having a disk at the center. With such a shape, the magnetic field changes greatly between the coils, and a large electromotive force is generated. In addition, since the magnetic core having such a shape is held by a coil wiring (for example, copper wire) wound around the magnetic core having a small left and right diameter, the magnetic core can be prevented from moving.

コイル421の両端子422と423の間で誘導電流が流れ、コイル425の両端子426と427の間で誘導電流が流れるが、隣接する端子423および426を接続することもでき、この場合、端子422と427の間で電流が流れる。尚、この場合の円柱(円板)状磁芯429は、円柱形状の磁芯424および428の間に円柱(円板)状の磁芯429を接続して作製することができる。尚、図2において、コイルに使用される磁芯と隣接するコイル同士の間に存在する接続磁芯は同じ材料として説明してきたが、異なる材料でも良い。図2だけでなく、本発明に用いるコイルに使用される磁芯(コア)は軟磁性材料が望ましい。たとえば、コア材料は鉄、純鉄、鉄系合金、フェライト、パーマロイ、ケイ素鋼、アモルファス磁性合金、センダスト等である。透磁率の高い材料ほどコイル内の磁束密度が大きくなる。が、接続磁芯は軟磁性材料ではなく、これまでに記載してきた非磁性材料や各種絶縁体材料(プラスチック等)でも良い。 An induced current flows between both terminals 422 and 423 of the coil 421 and an induced current flows between both terminals 426 and 427 of the coil 425. However, the adjacent terminals 423 and 426 can also be connected. A current flows between 422 and 427. In this case, the columnar (disk) -shaped magnetic core 429 can be manufactured by connecting a columnar (disk-shaped) magnetic core 429 between the columnar magnetic cores 424 and 428. In FIG. 2, the connecting cores existing between the adjacent coils and the magnetic core used for the coil have been described as the same material, but different materials may be used. In addition to FIG. 2, the magnetic core used for the coil used in the present invention is preferably a soft magnetic material. For example, the core material is iron, pure iron, iron-based alloy, ferrite, permalloy, silicon steel, amorphous magnetic alloy, sendust, or the like. The higher the magnetic permeability, the higher the magnetic flux density in the coil. However, the connecting core is not a soft magnetic material, but may be a nonmagnetic material or various insulating materials (plastics, etc.) described so far.

コイルに磁芯(コア)を用いる場合は、図2に示すようにコイル端面から離してコイル内部で終点するようにすることが望ましい。永久磁石はコイル端面に近づくので、磁芯(コア)が余り永久磁石に近いと永久磁石に引き寄せられ、永久磁石搭載円板体とコイル搭載円板体が接触する危険性がある。図2に示すコイルとは異なる通常のコイルの場合は(たとえば、コイル421や425)、コイルに挿入されるコアはコイルの両端面より内側に存在するようにすることが望ましい。また、コイル配線は電流が流れやすい材料で磁性体でない材料、たとえば銅や金、アルミ、これらを含む合金が良い。当然のことであるが、コイル配線は密着して巻かれるので、コイル配線同士は接触しても電流が流れないように、コイル配線を絶縁膜(体)で被覆するのが良い。 When a magnetic core (core) is used for the coil, it is desirable that the coil end point is separated from the coil end face as shown in FIG. Since the permanent magnet approaches the end face of the coil, if the magnetic core (core) is too close to the permanent magnet, the permanent magnet is attracted to the permanent magnet, and there is a risk that the permanent magnet mounting disk and the coil mounting disk are in contact with each other. In the case of a normal coil different from the coil shown in FIG. 2 (for example, the coils 421 and 425), it is desirable that the core inserted into the coil exists inside the both end faces of the coil. In addition, the coil wiring is preferably made of a material that easily flows current and is not a magnetic material, such as copper, gold, aluminum, or an alloy containing these materials. As a matter of course, since the coil wiring is closely wound, it is preferable to cover the coil wiring with an insulating film (body) so that no current flows even if the coil wirings are in contact with each other.

図2に示すコイルは、図1や図3に示すような回転円板体発電機に使用することができる。図3は、回転円板体発電機に図2に示したコマ状コイル452を適用した実施例を示す図である。すなわち、図3は、コイル452を搭載したコイル搭載円環(円板)状体451の両底面に一定距離で離間し永久磁石455、456を搭載した永久磁石搭載円環体(円板体)453、454を配置した回転円板状発電機である。コマ状コイル452はコイル搭載円環(円板)状体451の両底面にコマ状コイル452の軸が略直角方向になるように複数配置される。複数のコイル452は同心円状(中心が同じである円環状)に配置されている。コマ状コイル452の中心部の円板状磁芯はコイル搭載円環(円板)状体451の両底面に平行に配置される。 The coil shown in FIG. 2 can be used for a rotating disk generator as shown in FIG. 1 or FIG. FIG. 3 is a diagram showing an embodiment in which the top coil 452 shown in FIG. 2 is applied to a rotating disk generator. That is, FIG. 3 shows a permanent magnet mounting ring (disk body) mounted with permanent magnets 455 and 456 spaced apart from each other by a fixed distance on both bottom surfaces of a coil mounting ring (disk) body 451 mounted with a coil 452. Rotating disk generators 453 and 454 are arranged. A plurality of the coma coils 452 are arranged on both bottom surfaces of the coil mounting ring (disc) body 451 so that the axes of the coma coils 452 are substantially perpendicular. The plurality of coils 452 are arranged concentrically (annular with the same center). The disk-shaped magnetic cores at the center of the coma coil 452 are arranged in parallel to both bottom surfaces of the coil-mounted annular (disk) -shaped body 451.

永久磁石搭載円環体(円板体)453、454は基本的に同じ構造であり、多数の永久磁石が同心円状(中心が同じである円環状)に配置されている。また、同心円状に配列した隣接する永久磁石455、456は互いに磁極が逆となっている。コイル搭載円環(円板)状体451のコイルが配置された同心円と永久磁石搭載円環体(円板体)453、454の永久磁石が配置された同心円の径はほぼ同じであり、その中心もほぼ一致する。永久磁石搭載円環体(円板体)453、454の中心は同じ回転軸で固定されており、コイル搭載円環(円板)状体451は固定されている場合、永久磁石搭載円環体(円板体)453、454が回転軸の回りに回転すると永久磁石搭載円環体(円板体)453、454に配置された永久磁石は、コイル搭載円環(円板)状体451に配置されてコイルの底面上を回転していく。 The permanent magnet mounting toroids (disk bodies) 453 and 454 have basically the same structure, and a large number of permanent magnets are arranged concentrically (annular with the same center). The adjacent permanent magnets 455 and 456 arranged concentrically have opposite magnetic poles. The diameters of the concentric circles in which the coils of the coil-mounted annular (disk) -like body 451 are arranged and the concentric circles in which the permanent magnet-mounted toric bodies (disks) 453 and 454 are arranged are substantially the same. The centers are almost identical. When the centers of the permanent magnet mounting toroids (disk bodies) 453 and 454 are fixed by the same rotation axis and the coil mounting torus (disk) body 451 is fixed, the permanent magnet mounting torus When the (disk bodies) 453 and 454 rotate around the rotation axis, the permanent magnets disposed on the permanent magnet-mounted toric bodies (disk bodies) 453 and 454 become the coil-mounted torus (disk) -like body 451. It is arranged and rotates on the bottom of the coil.

このとき、永久磁石による磁界がコイル内で変化するので、コイルに誘導電流(誘導電力)が発生する。コイルの中央にある磁芯によって磁界の変化が大きくなるので、コイル内の磁界変化も大きくなり誘導起電力も大きくなる。また、中央部の大きな円板状の磁芯が永久磁石搭載円環体(円板体)453、454に配置した永久磁石に両側から均等にひかれるのでコギングトルクも小さくなる。コマ状コイル452のコイル内に挿入されたコアの外側端面(底面)はコイル端面から離してコイル配線内部にあり、コイル端面の外側には出ないようにしている。これは、既述したように永久磁石に強く引かれて永久磁石搭載円環体(円板体)とコイル搭載円環体(円板体)が接触しないようにすること、および回転を抑制させないようにするためである。磁芯は鉄等の軟磁性材料が望ましい。コアが軟磁性体材料であれば、コイルで発生する磁束は増大する。たとえば、コア材料は鉄、純鉄、鉄系合金、フェライト、パーマロイ、ケイ素鋼、アモルファス磁性合金、センダスト等である。透磁率の高い材料ほどコイル内の磁束密度が大きくなる。
尚、図2では通常のコイル457も載せている。コイルの両端面はコイル搭載円板体の底面に一致するか近接して配置されることが望ましく、永久磁石に近い方が望ましい。また、コイル軸はコイル搭載円板体の底面に略垂直方向になるように配置することが望ましい。(このことはコマ状コイルに関しても同様である。)このようにコマ状コイルと通常コイルを混在させて配置することもできる。通常コイル457にはコアが挿入されていないが、当然コアを挿入しても良い。そのときは、コアは通常コイルの両端面から離してコイル配線の内側に配置するのが良い。個々のコイルは同時に同じ方向に電流が流れる分けではないので、たとえば各コイルに整流素子を接続して、各コイルに発生する電流を整流し、電流の向きを一定方向に揃えることによって電流ロスをなくすことができる。このようにコイル105に誘起される電流の向きを一方向に整流することによって、各コイルの特性、各永久磁石の特性、これらの部品の配置を厳密にそろえる必要はなくなるので、発電機の製造が簡単となり、コストを低減することもできる。
At this time, since the magnetic field generated by the permanent magnet changes in the coil, an induced current (induced power) is generated in the coil. Since the change in the magnetic field is increased by the magnetic core in the center of the coil, the change in the magnetic field in the coil is also increased and the induced electromotive force is also increased. In addition, since the large disk-shaped magnetic core in the center is evenly drawn from both sides by the permanent magnets arranged on the permanent magnet mounting toroids (disk bodies) 453 and 454, the cogging torque is also reduced. The outer end face (bottom face) of the core inserted in the coil of the top coil 452 is separated from the coil end face and is inside the coil wiring so that it does not come out of the coil end face. As described above, the permanent magnet-mounted annular body (disk body) and the coil-mounted annular body (disk body) do not come into contact with each other and are not restrained from rotating. It is for doing so. The magnetic core is preferably a soft magnetic material such as iron. If the core is a soft magnetic material, the magnetic flux generated by the coil increases. For example, the core material is iron, pure iron, iron-based alloy, ferrite, permalloy, silicon steel, amorphous magnetic alloy, sendust, or the like. The higher the magnetic permeability, the higher the magnetic flux density in the coil.
In FIG. 2, a normal coil 457 is also mounted. It is desirable that both end faces of the coil are arranged so as to coincide with or be close to the bottom face of the coil-mounted disk body, and are preferably close to the permanent magnet. Moreover, it is desirable to arrange the coil shaft so as to be substantially perpendicular to the bottom surface of the coil-mounted disk body. (This also applies to the coma coil.) Thus, the coma coil and the normal coil can be mixed and arranged. Normally, no core is inserted in the coil 457, but a core may naturally be inserted. In that case, the core is usually arranged inside the coil wiring so as to be separated from both end faces of the coil. Since current flows in the same direction at the same time for each coil, for example, a rectifying element is connected to each coil to rectify the current generated in each coil and to reduce current loss by aligning the current direction in a certain direction. Can be eliminated. By rectifying the direction of the current induced in the coil 105 in one direction in this way, it is not necessary to strictly align the characteristics of each coil, the characteristics of each permanent magnet, and the arrangement of these components. Can be simplified and the cost can be reduced.

本発明では、図3に示すように永久磁石搭載円板体で配置される永久磁石は同心円上で隣接する永久磁石の磁極(面)は底面で逆極になっている。たとえば、図3において、永久磁石搭載円板体453に配置される永久磁石456(456−1)のコイル搭載円板体451の側の磁極(N極)は、対面する永久磁石搭載円板体454に配置される永久磁石456(456−2)のコイル搭載円板体451の側の磁極(S極)は、逆極同士である。従って、永久磁石456(456−1)と永久磁石456(456−2)の間には引力が作用する。永久磁石搭載円板体454に配置される永久磁石456(456−2)の隣接する永久磁石455(455−2)および永久磁石458(458−2)は永久磁石456(456−2)と逆極(コイル搭載円板体451の側の磁極はN極)であるから、永久磁石456(456−1)とこれらの永久磁石{永久磁石458(458−2)および永久磁石455(455−2)}との間では斥力(反発力)が作用する。同様に、永久磁石456(456−2)と、永久磁石搭載円板体453における永久磁石456(456−1)の隣接する永久磁石{永久磁石458(458−1)は永久磁石455(455−1)}との間では斥力(反発力)が作用する。すなわち、対面する永久磁石間では引力が作用し、それらの永久磁石と、対面する永久磁石の隣接する永久磁石の間では斥力が作用しているので、引力と斥力が相殺され、全体としてコイル搭載円板体を挟んだ永久磁石搭載円板体では永久磁石による引力または斥力は非常に小さくなる。従って、コギングトルクが軽減されて、永久磁石の回転が抑制されずスムーズになるので、発電効率が高まる。 In the present invention, as shown in FIG. 3, the permanent magnets arranged in the permanent magnet mounting disk are concentrically adjacent to each other, and the magnetic poles (surfaces) of adjacent permanent magnets are reversed at the bottom. For example, in FIG. 3, the magnetic pole (N pole) on the coil mounting disk body 451 side of the permanent magnet 456 (456-1) disposed on the permanent magnet mounting disk body 453 is the facing permanent magnet mounting disk body. The magnetic poles (S poles) on the coil mounting disk body 451 side of the permanent magnet 456 (456-2) arranged at 454 are opposite poles. Accordingly, an attractive force acts between the permanent magnet 456 (456-1) and the permanent magnet 456 (456-2). The permanent magnet 455 (455-2) and the permanent magnet 458 (458-2) adjacent to the permanent magnet 456 (456-2) disposed on the permanent magnet mounting disk 454 are opposite to the permanent magnet 456 (456-2). Since the magnetic poles are magnetic poles (the magnetic pole on the coil mounting disk 451 side is N poles), the permanent magnets 456 (456-1) and these permanent magnets {permanent magnets 458 (458-2) and permanent magnets 455 (455-2). )} Acts with repulsive force (repulsive force). Similarly, the permanent magnet 456 (455-2) and the permanent magnet 456 (456-1) adjacent to the permanent magnet 456 (456-1) in the permanent magnet mounting disk 453 {the permanent magnet 458 (458-1) is the permanent magnet 455 (455-455). 1)}, repulsive force (repulsive force) acts. That is, an attractive force acts between the facing permanent magnets, and a repulsive force acts between those permanent magnets and the permanent magnets adjacent to the facing permanent magnet, so that the attractive force and the repulsive force are offset, and the coil is mounted as a whole. In a permanent magnet-mounted disk body sandwiching the disk body, the attractive force or repulsive force by the permanent magnet is very small. Accordingly, the cogging torque is reduced, and the rotation of the permanent magnet is not suppressed and smoothed, so that the power generation efficiency is increased.

図4は、回転円板体発電機の他の実施形態を示す図である。図4(a)は、図1に示す回転円板体発電機217、231に類似した回転円板体発電機を示す図である。回転軸は破線494で示され、永久磁石搭載円板体457、458の中心に固定されて取り付けられている。コイル搭載円板体(または円環体)459は発電機筐体(ケース)等に固定されて動かないようになっている。本実施形態では、コイル490は、そのコイル軸がコイル搭載円板体459の底面に直角方向になるように、配置されている。他の言い方をすれば、コイル490の両底面はコイル搭載円板体459の底面に平行である。また、コイル搭載円板状体459には永久磁石は配置していない。コイル490の両底面(端面)は永久磁石に近い方が良いので(永久磁石間の距離が小さくなり磁界の強度が大きくなるので、回転するときに磁界の強度変化が大きくなり、コイルの発電量が増大する)コイル端面はコイル搭載円板体の底面に略平行であり、コイル搭載円板体の底面に一致するか近接することが望ましい。 FIG. 4 is a view showing another embodiment of the rotating disk generator. FIG. 4A is a diagram showing a rotating disk generator similar to the rotating disk generators 217 and 231 shown in FIG. The rotation axis is indicated by a broken line 494 and is fixedly attached to the centers of the permanent magnet mounting disk bodies 457 and 458. The coil mounting disk (or ring) 459 is fixed to a generator housing (case) or the like so as not to move. In the present embodiment, the coil 490 is disposed so that its coil axis is perpendicular to the bottom surface of the coil mounting disk 459. In other words, both bottom surfaces of the coil 490 are parallel to the bottom surface of the coil mounting disk 459. Further, no permanent magnet is disposed on the coil-mounted disk-like body 459. Since both bottom surfaces (end surfaces) of the coil 490 are preferably close to the permanent magnets (the distance between the permanent magnets decreases and the magnetic field strength increases, the magnetic field strength changes greatly when rotating, and the power generation amount of the coil is increased. The coil end surface is substantially parallel to the bottom surface of the coil mounting disk body, and preferably coincides with or is close to the bottom surface of the coil mounting disk body.

永久磁石搭載円板体457、458において、永久磁石491、492、493の磁極面は永久磁石搭載円板体457、458の底面に平行に配置されている。永久磁石搭載円板体457、458の底面はコイル搭載円板状体459の底面と平行であるから、永久磁石491、492、493の磁極面は、コイル搭載円板状体459の底面に平行である。永久磁石は、コイル搭載円板状体を向いて、互いに向かい合った永久磁石(底面側)の磁極が交互に逆になるように配置されている。すなわち、永久磁石491と永久磁石493はそれらの磁極が逆となっている。また、同じ永久磁石搭載円板体では、隣接する永久磁石の磁極は交互に逆になるように配置されている。すなわち、永久磁石491と永久磁石492はそれらの磁極が逆となっている。永久磁石搭載円板体457と永久磁石搭載円板体458は、それらの磁極面が互いに逆に(S極に対してはN極、N極に対してはS極)になるように配置され、回転軸に固定されていて同時に回転するので、回転軸が回転しても永久磁石搭載円板体457の磁極と永久磁石搭載円板体458磁極の関係は変化しない。 In the permanent magnet mounting disk bodies 457 and 458, the magnetic pole surfaces of the permanent magnets 491, 492 and 493 are arranged in parallel to the bottom surfaces of the permanent magnet mounting disk bodies 457 and 458. Since the bottom surfaces of the permanent magnet mounting disk bodies 457 and 458 are parallel to the bottom surface of the coil mounting disk body 459, the magnetic pole surfaces of the permanent magnets 491, 492 and 493 are parallel to the bottom surface of the coil mounting disk body 459. It is. The permanent magnets are arranged so that the magnetic poles of the permanent magnets (bottom side) facing each other are alternately reversed while facing the coil-mounted disk-like body. That is, the permanent magnet 491 and the permanent magnet 493 have opposite magnetic poles. Moreover, in the same permanent magnet mounting disc body, the magnetic poles of adjacent permanent magnets are alternately arranged to be reversed. That is, the permanent magnet 491 and the permanent magnet 492 have their magnetic poles reversed. The permanent magnet mounting disk body 457 and the permanent magnet mounting disk body 458 are arranged so that their magnetic pole faces are opposite to each other (N pole for the S pole and S pole for the N pole). Since the rotation shaft is fixed and rotates at the same time, even if the rotation shaft rotates, the relationship between the magnetic poles of the permanent magnet mounting disk 457 and the permanent magnet mounting disk 458 does not change.

すなわち、永久磁石搭載円板体457の磁極と永久磁石搭載円板体458磁極との間で磁界が発生するが、隣接する永久磁石では、磁界の方向が逆になっている。永久磁石搭載円板体は回転するから、それらの間にあるコイル搭載円板状体459に配置されてコイル490内の磁界が正常磁界から逆磁界へと変化し、さらに逆磁界から正常磁界へサイクル的に変化する。従って、コイルに誘導起電力が発生し、コイル配線に電気(電力)が生じ、発電する。複数のコイルに発生する電流(電力)を集めることによって、大きな電流(電力)を発生させることができる。これまでに説明したように、コイルにコア(磁芯)を挿入することにより発生する磁界を大きくすることができ、発生する電流も増大させることができる。特に、コアは軟磁性体材料が望ましく、たとえば、コア材料は鉄、純鉄、鉄系合金、フェライト、パーマロイ、ケイ素鋼、アモルファス磁性合金、センダスト等である。透磁率の高い材料ほどコイル内の磁束密度が大きくなる。また、前述したように、コイルにコアが挿入されている場合、コアの外端面(底面)はコイル端面から離して内側に留めるのが望ましい。 That is, a magnetic field is generated between the magnetic poles of the permanent magnet mounting disk 457 and the permanent magnet mounting disk 458, but the direction of the magnetic field is reversed between adjacent permanent magnets. Since the permanent magnet mounting disk body rotates, the permanent magnet mounting disk body is disposed on the coil mounting disk body 459 between them, and the magnetic field in the coil 490 changes from the normal magnetic field to the reverse magnetic field, and further from the reverse magnetic field to the normal magnetic field. Change cyclically. Therefore, an induced electromotive force is generated in the coil, electricity (electric power) is generated in the coil wiring, and power is generated. A large current (power) can be generated by collecting currents (power) generated in a plurality of coils. As described above, the magnetic field generated by inserting the core (magnetic core) into the coil can be increased, and the generated current can be increased. In particular, the core is preferably a soft magnetic material. For example, the core material is iron, pure iron, iron-based alloy, ferrite, permalloy, silicon steel, amorphous magnetic alloy, sendust, or the like. The higher the magnetic permeability, the higher the magnetic flux density in the coil. Further, as described above, when the core is inserted into the coil, it is desirable that the outer end surface (bottom surface) of the core is separated from the coil end surface and is kept inside.

図4(b)は、コイル搭載円板体の一方の底面に面した永久磁石搭載円板体の底面の状態を示す図である。たとえば、コイル搭載円板体459の左側の底面側に向いた永久磁石搭載円板体457の底面の状態を示す図である。永久磁石搭載円板体460はその中心に回転軸462に固定されており、永久磁石搭載円板体460の底面461において、その中心部に取り付けた回転軸462を中心とした同心円465、466、467上に永久磁石463、464が(好適には等間隔に)配置されている。また、同心円状に配置された永久磁石において、隣接する永久磁石463、464は磁極が逆になっている。すなわち、コイル搭載円板体左側の底面側に向いた永久磁石搭載円板体460の底面461において、隣接する永久磁石は逆極の磁極が交互に配列している。当然、永久磁石搭載円板体460の他方の底面(裏底面)側の表面を向いた永久磁石は逆極になるので、永久磁石搭載円板体460の他方の底面(裏底面)側の多数の永久磁石も同心円状に配列され、隣接する永久磁石も逆極の磁極が交互に配列している。 FIG. 4B is a diagram illustrating a state of the bottom surface of the permanent magnet mounting disk body facing one bottom surface of the coil mounting disk body. For example, it is a figure which shows the state of the bottom face of the permanent magnet mounting disc body 457 which faced the left side bottom face side of the coil mounting disc body 459. The permanent magnet mounting disk 460 is fixed to the rotation shaft 462 at the center thereof, and concentric circles 465, 466 around the rotation shaft 462 attached to the center of the bottom surface 461 of the permanent magnet mounting disk 460, Permanent magnets 463 and 464 are arranged on 467 (preferably at equal intervals). In the permanent magnets arranged concentrically, the magnetic poles of the adjacent permanent magnets 463 and 464 are reversed. That is, on the bottom surface 461 of the permanent magnet mounting disk 460 facing the bottom surface on the left side of the coil mounting disk body, adjacent permanent magnets are alternately arranged with magnetic poles having opposite polarities. Naturally, since the permanent magnet facing the surface on the other bottom surface (back bottom surface) side of the permanent magnet mounting disk body 460 has a reverse polarity, a large number on the other bottom surface (back bottom surface) side of the permanent magnet mounting disk body 460. The permanent magnets are also arranged concentrically, and adjacent permanent magnets are alternately arranged with opposite magnetic poles.

図4(c)は、コイル搭載円板体の底面の状態を示す図である。たとえば、コイル搭載円板体459の底面の状態であり、両底面(底面は2つある)とも同じ状態であり、コイル搭載円板体480の底面481において、その中心部は円形状の中心部穴483が空いており、その中に回転軸482が通っている。この回転軸482は回転軸462と同じである。(図4(a)の回転軸494とも同じ。)コイル搭載円板体480の底面481において、コイルの底面(端面)484も同心円状(485、486、487)に(好適には、等間隔に)配置されている。この同心円の半径(485、486、487)は永久磁石搭載円板体460の底面461における同心円(465、466、467)とほぼ同じ半径であり、回転軸462(482)を中心に永久磁石搭載円板体460が回転すると、永久磁石搭載円板体460に配置された永久磁石463、464がコイルの底面484に配置されたコイルの底面(端面)上を動く。回転軸482はコイル搭載円板体の底面の中心部にあって回転するので、中心部穴483もコイル搭載円板体の底面の中心を中心として回転軸482の大きさよりも大きなサイズで空いているので、回転軸482がコイル搭載円板体に接触することはない。コイルには磁芯が挿入されていても良い。磁芯が存在すると生じる磁界が大きくなり、コイルに発生する電流も大きくなる。 FIG.4 (c) is a figure which shows the state of the bottom face of a coil mounting disc body. For example, it is the state of the bottom surface of the coil mounting disk body 459, and both bottom surfaces (there are two bottom surfaces) are the same, and the center portion of the bottom surface 481 of the coil mounting disk body 480 is a circular center portion. The hole 483 is vacant, and the rotating shaft 482 passes through it. The rotation shaft 482 is the same as the rotation shaft 462. (Same as the rotation shaft 494 in FIG. 4A.) In the bottom surface 481 of the coil mounting disk 480, the bottom surface (end surface) 484 of the coil is also concentric (485, 486, 487) (preferably at equal intervals). Is arranged). The radius of the concentric circles (485, 486, 487) is substantially the same radius as the concentric circles (465, 466, 467) on the bottom surface 461 of the permanent magnet mounting disk 460, and the permanent magnet is mounted around the rotating shaft 462 (482). When the disk body 460 rotates, the permanent magnets 463 and 464 disposed on the permanent magnet mounting disk body 460 move on the bottom surface (end surface) of the coil disposed on the bottom surface 484 of the coil. Since the rotation shaft 482 rotates at the center of the bottom surface of the coil mounting disk body, the center hole 483 is also vacated with a size larger than the size of the rotation shaft 482 around the center of the bottom surface of the coil mounting disk body. Therefore, the rotating shaft 482 does not contact the coil mounting disk. A magnetic core may be inserted into the coil. When a magnetic core is present, the magnetic field generated increases, and the current generated in the coil also increases.

図4(d)は、コイル搭載円板体の他方の底面に面した永久磁石搭載円板体の底面の状態を示す図である。たとえば、コイル搭載円板体459の右側の底面側に向いた永久磁石搭載円板体458の底面の状態を示す図である。永久磁石搭載円板体470はその中心に回転軸472に固定されており、永久磁石搭載円板体470の底面471において、その中心部に取り付けた回転軸472を中心とした同心円475、476、477上に永久磁石473、474が(好適には等間隔に)配置されている。また、同心円状に配置された永久磁石において、隣接する永久磁石473、474は磁極が逆になっている。すなわち、コイル搭載円板体の右側の底面側に向いた永久磁石搭載円板体470の底面471において、隣接する永久磁石は逆極の磁極が交互に配列している。図4(b)に示す永久磁石搭載円板体460の反対底面の状態が図4(d)に示す永久磁石搭載円板体470の底面の状態と考えて良い。すなわち、図4(b)に示す永久磁石搭載円板体460の底面461における永久磁石463(N極)の逆極が図4(d)に示す永久磁石搭載円板体470の底面471における永久磁石473(S極)となっている。図4(b)に示す永久磁石搭載円板体460の底面461における永久磁石464(S極)の逆極が図4(d)に示す永久磁石搭載円板体470の底面471における永久磁石474(N極)となっている。また、回転軸472は回転軸462(482、494)とほぼ(略)同じであり、同心円475、476、477の半径も同心円465、466、467、および同心円485、486、487の半径とほぼ(略)同じである。図4(b)、(d)では、底面側の永久磁石の形状は矩形で記載しているが、他の形状でも良い。たとえば、円形、三角形、多角形、楕円形である。また、隣接する永久磁石は離間して配置しているが、隙間なく配置しても良い。尚、離間して配置した方が斥力と引力のバランスを取り易いのでコギングトルクを低減できる。永久磁石搭載円板体が所望の回転数で回転できれば、コイルの数は多い方が発電力は大きくなるので、同心円の数も多い方が望ましい。図4(a)において、最外側に配置されている永久磁石搭載円板体はコイル搭載円板体と一体となっていても良い。たとえば、図1の発電機244に示すコイル搭載円板体222で示されている。また、円や同心円は完全な円や完全な同心円でなくても良く、多少のゆがみがあっても良い。(これを略円(当然、円も含む)や略同心円(当然、同心円も含む)とも言う。尚、本明細書(請求項を含む)で単に円や同心円と記載した場合でも略円や略同心円も含む。)永久磁石やコイルは正確に円や同心円上に配置されていなくても良く、多少ずれて配置されていても良い。すなわち、永久磁石やコイルが円や同心円上に配置されているという記載は多少ずれて配置されている場合も含み、本明細書(請求項を含む)の他の記載においても同様である。(略円や略同心円についても同様である。)尚、永久磁石搭載円板体に搭載される永久磁石は1つの円周に配列されるだけで発電に十分であれば同心円でなくても1つの円だけでも良い。また、コイル搭載円板体に搭載されるコイルは1つの円周に配列されるだけで発電に十分であれば同心円でなくても1つの円だけでも良く、本明細書(請求項を含む)の他の記載においても同様である。さらに、永久磁石が円や同心円上に配置されているとは、永久磁石の中心(磁界の中心、面積的な中心や重心でも良い)だけでなく、永久磁石の一部が円や同心円上に配置されていることも含み、コイルが円や同心円上に配置されているとは、コイル軸だけでなくコイルの一部が円や同心円上に配置されている場合も含み、これらは本明細書(請求項を含む)の他の記載においても同様である。
また、図4(b)および図4(d)に記載しているように、同心円で配列している永久磁石について、隣接する同心円(たとえば、図4(b)では465、466、467、図4(d)では475、476、477)同士の間でも隣接する永久磁石の磁極も(できるだけ)逆極になるように配置することが望ましい。このように配置することによって、コイル搭載円板体を挟んだ両側の永久磁石搭載円板体の間で、向かい合った永久磁石間(たとえば、永久磁石A、Bとする)では引力が働くが、その永久磁石(たとえば、永久磁石A)と、向かい合った永久磁石(たとえば、永久磁石Aに対して永久磁石B)に隣接する永久磁石(これを永久磁石B−1、B−2とする)との間では斥力が働くので、両側の永久磁石搭載円板体で見れば、全体としてこれらの引力または斥力が相殺し合い、両側の永久磁石搭載円板体の間には永久磁石による力は殆ど働かなくなる。すなわち、コギングトルクが軽減され、永久磁石搭載円板はスムーズに回転することができる。尚、特に回転や発電に支障がなければ(あるいはあっても)、永久磁石やコイルは円や同心円上だけでなく他の位置に配置されても良い。
FIG.4 (d) is a figure which shows the state of the bottom face of the permanent magnet mounting disc body which faced the other bottom face of the coil mounting disc body. For example, it is a figure which shows the state of the bottom face of the permanent magnet mounting disc body 458 which faced the right bottom face side of the coil mounting disc body 459. The permanent magnet mounting disk 470 is fixed to the rotating shaft 472 at the center thereof, and concentric circles 475, 476 around the rotating shaft 472 attached to the center of the bottom surface 471 of the permanent magnet mounting disk 470, Permanent magnets 473 and 474 are arranged on 477 (preferably at equal intervals). In the permanent magnets arranged concentrically, the adjacent permanent magnets 473 and 474 have opposite magnetic poles. That is, on the bottom surface 471 of the permanent magnet mounting disk 470 facing the bottom surface on the right side of the coil mounting disk body, adjacent permanent magnets are alternately arranged with magnetic poles having opposite polarities. The state of the bottom surface of the permanent magnet mounting disc body 460 shown in FIG. 4B may be considered as the state of the bottom surface of the permanent magnet mounting disc body 470 shown in FIG. That is, the reverse pole of the permanent magnet 463 (N pole) on the bottom surface 461 of the permanent magnet mounting disc 460 shown in FIG. 4B is the permanent on the bottom surface 471 of the permanent magnet mounting disc 470 shown in FIG. It is a magnet 473 (S pole). The reverse pole of the permanent magnet 464 (S pole) on the bottom surface 461 of the permanent magnet mounting disc 460 shown in FIG. 4B is the permanent magnet 474 on the bottom surface 471 of the permanent magnet mounting disc 470 shown in FIG. (N pole). The rotation shaft 472 is substantially (substantially) the same as the rotation shaft 462 (482, 494), and the radii of the concentric circles 475, 476, 477 are also substantially the same as the radii of the concentric circles 465, 466, 467 and the concentric circles 485, 486, 487. (Omitted) The same. 4 (b) and 4 (d), the shape of the permanent magnet on the bottom side is described as a rectangle, but other shapes may be used. For example, they are a circle, a triangle, a polygon, and an ellipse. Further, although the adjacent permanent magnets are arranged apart from each other, they may be arranged without a gap. In addition, since it is easier to balance repulsive force and attractive force if they are arranged apart from each other, cogging torque can be reduced. If the permanent magnet-mounted disk can be rotated at a desired number of revolutions, the greater the number of coils, the greater the generated power. Therefore, the greater the number of concentric circles is desirable. In FIG. 4A, the permanent magnet-mounted disk body arranged on the outermost side may be integrated with the coil-mounted disk body. For example, the coil mounting disk body 222 shown in the generator 244 of FIG. Also, the circle or concentric circle does not have to be a perfect circle or a perfect concentric circle, and may have some distortion. (This is also referred to as an approximate circle (of course, including a circle) or an approximately concentric circle (of course, including a concentric circle). Concentric circles are also included.) Permanent magnets and coils may not be arranged exactly on the circles or concentric circles, but may be arranged slightly off. That is, the description that the permanent magnets and coils are arranged on a circle or a concentric circle includes the case where they are arranged slightly deviated, and the same applies to other descriptions in this specification (including claims). (The same applies to substantially circular and substantially concentric circles.) Note that the permanent magnets mounted on the permanent magnet mounting disk are only arranged on one circumference and are not necessarily concentric as long as they are sufficient for power generation. Only one circle is enough. In addition, the coils mounted on the coil mounting disk body may be arranged in a single circle and may be not a concentric circle but a single circle as long as it is sufficient for power generation. This specification (including claims) The same applies to other descriptions. Furthermore, the permanent magnets are arranged on a circle or concentric circle, not only the center of the permanent magnet (which may be the center of the magnetic field, the area center or the center of gravity), but also a part of the permanent magnet on the circle or concentric circle. The coil is arranged on a circle or concentric circle includes not only the coil axis but also a part of the coil arranged on the circle or concentric circle. The same applies to other descriptions (including claims).
Further, as described in FIGS. 4B and 4D, the permanent magnets arranged in concentric circles are arranged in adjacent concentric circles (for example, 465, 466, 467, FIG. 4B in FIG. 4B). In 4 (d), it is desirable to arrange the magnetic poles of the adjacent permanent magnets to be opposite (as much as possible) even between 475, 476, and 477). By arranging in this way, attraction works between the permanent magnet mounting disk bodies on both sides of the coil mounting disk body between the facing permanent magnets (for example, permanent magnets A and B), Permanent magnets (for example, permanent magnets B-1 and B-2) adjacent to the facing permanent magnets (for example, permanent magnet B with respect to permanent magnet A) Since the repulsive force works between the permanent magnet mounting discs on both sides, the attractive force or repulsive force cancels each other as a whole, and almost no force is generated between the permanent magnet mounting discs on both sides. Disappear. That is, the cogging torque is reduced, and the permanent magnet mounting disk can rotate smoothly. Note that the permanent magnets and coils may be arranged not only on the circles and concentric circles, but also at other positions as long as the rotation and power generation are not hindered (or may be present).

永久磁石搭載円板体460および永久磁石搭載円板体470は回転軸462(472)と一体となり回転するので、永久磁石搭載円板体460、470は軽い方が良い。また、永久磁石搭載円板体の重量は小さい方が回転しやすいから、永久磁石の重量当たりの永久磁石の磁力の強さは大きい方がよい。従って、永久磁石を搭載する部分以外の材料は軽い方が良く、極端に言えばなくても良い。たとえば、図6等に示すような円環状(すなわち、永久磁石が搭載される部分は円環部分である)であり、同心円状であれば、同心円状の円環がフレームで接続されている。また、永久磁石以外の永久磁石搭載円板体(円環状体)の材料は軽くて強度が高い材料が望ましい。たとえば、木材、FRP等のプラスチック、セルロースナノファイバー(CNF)、炭素系材料等の軽い材料や、金属であればアルミニウムやチタニウムやこれらの各種合金が良い。軽量になれば少ない力で回転させることができるので、多数の円板体を小歯車に搭載できる。また、永久磁石搭載円板体(円環状体)の外側形状は必ずしも円形でなくとも良く、多角形や楕円形等の曲線形状、これらの組合せ形状でも良く、一まとめで言えば板状体でも良い。ただし、この板状体は回転するので、回転モーメントが均一な方が良いので、円形形状や対称形状が望ましい。 Since the permanent magnet mounting disk body 460 and the permanent magnet mounting disk body 470 rotate integrally with the rotation shaft 462 (472), the permanent magnet mounting disk bodies 460 and 470 are preferably lighter. Further, since the smaller the weight of the permanent magnet-mounted disk body, the easier it is to rotate, the stronger the magnetic force of the permanent magnet per weight of the permanent magnet, the better. Therefore, it is better that the material other than the portion on which the permanent magnet is mounted is light, and it may not be extremely extreme. For example, it is an annular shape as shown in FIG. 6 (that is, the portion on which the permanent magnet is mounted is an annular portion), and if it is concentric, the concentric annular rings are connected by a frame. Further, it is desirable that the material of the permanent magnet mounting disk (annular body) other than the permanent magnet is light and strong. For example, light materials such as wood, plastics such as FRP, cellulose nanofibers (CNF), and carbon-based materials, and aluminum, titanium, and various alloys thereof are preferable for metals. Since it can be rotated with less force if it becomes light, a large number of disc bodies can be mounted on the small gear. Further, the outer shape of the permanent magnet-mounted disk body (annular body) does not necessarily have to be a circle, but may be a curved shape such as a polygon or an ellipse, or a combination of these shapes. good. However, since this plate-like body rotates, it is desirable that the rotational moment be uniform, so a circular shape or a symmetrical shape is desirable.

また、回転中に外側ケース等に接触しないようにすることは言うまでもない。また、コイル搭載円板体は回転せず固定しているので、必ずしも円板体である必要はなく任意の形状の各種板状体でも良い。材料節約や軽量化のためには、コイルを搭載する部分およびそれらを支持する部分があれば良いので、その他の部分は敢えて備えなくても良い。すなわち穴空き板状体でも良い。たとえば、円環体やフレーム体(フレームでコイルが固定されている)でも良い。尚、永久磁石搭載円板体(円環状体、板状体)を固定して、コイル搭載円板体を回転するようにしても良い。その場合、コイル搭載円板体(円環状体、板状体)や永久磁石搭載円板体(円環状体、板状体)についても上記と同様である。尚、本明細書の図1〜図7に示した円環体や円板体と記載したものについても、固定されているものも回転するものに関しても特に問題(たとえば、回転に支障が出ることなど)がなければ任意の形状の板状体で良く、その板状体は強度に問題なければ隙間(空間)が空いていても良い。(ここで板状体は、望ましくは厚みがほぼ一定のものである。) Needless to say, the outer case or the like should not be touched during rotation. Further, since the coil-mounted disk body is fixed without rotating, it does not necessarily have to be a disk body, and various plate-shaped bodies of any shape may be used. In order to save the material and reduce the weight, it is only necessary to have a part for mounting the coil and a part for supporting the coil, and therefore other parts may not be provided. That is, a perforated plate may be used. For example, an annular body or a frame body (a coil is fixed by a frame) may be used. In addition, you may make it rotate a coil mounting disc body, fixing a permanent magnet mounting disc body (annular body, plate-shaped body). In this case, the same applies to the coil-mounted disk body (annular body, plate-shaped body) and the permanent magnet-mounted disk body (annular body, plate-shaped body). In addition, about what was described as the torus and disc body shown in FIGS. 1-7 of this specification, it is especially a problem also about what is fixed and what rotates. If there is no problem in strength, the plate-like body may have a gap (space). (Here, the plate-like body desirably has a substantially constant thickness.)

図5は、図4に示す回転円板状体発電機を軽量化した回転円板状体発電機を示す図である。図4と類似する部材は同じ番号を付している。図5(a)に示すように、永久磁石搭載円板状体457、458に搭載されている永久磁石491、492、493は、永久磁石搭載円板状体を厚み方向に貫き永久磁石搭載円板状体の厚みより長くなっている。回転軸は破線494で示されている。永久磁石491、492、493は永久磁石搭載円板状体の厚み方向においてほぼ中央に配置されるのが良い。永久磁石搭載円板状体は回転するので、その回転により永久磁石搭載円板状体が変形せず、しかも搭載する永久磁石を確実に固定できれば、永久磁石搭載円板状体は軽い方が良く、厚みも薄い方が良い。また、コイル搭載円板状体459に搭載されているコイル490は、コイル搭載円板状体を厚み方向に貫きコイル搭載円板状体の厚みより長くなっている。コイル490はコイル搭載円板状体459の厚み方向において中央付近に配置されるのが良い。コイル搭載円板状体459は回転しないが、材料節約のために、永久磁石搭載円板状体によりコイル搭載円板状体が変形せず、コイルを確実に固定できればコイル搭載円板状体は軽い方が良く、厚みも薄い方が良い。(逆に、コイル搭載円板状体が回転し、永久磁石搭載円板状体が固定する場合は、コイル搭載円板状体と永久磁石搭載円板状体の記載を上記において取り換えれば良い。) FIG. 5 is a view showing a rotating disk generator in which the rotating disk generator shown in FIG. 4 is lightened. Components similar to those in FIG. 4 are given the same numbers. As shown in FIG. 5 (a), the permanent magnets 491, 492, 493 mounted on the permanent magnet mounting disk-shaped bodies 457, 458 penetrate the permanent magnet mounting disk-shaped body in the thickness direction, and the permanent magnet mounting circles. It is longer than the thickness of the plate-like body. The rotation axis is indicated by a broken line 494. Permanent magnets 491, 492, and 493 are preferably arranged substantially at the center in the thickness direction of the permanent magnet-mounted disk-shaped body. Since the permanent magnet-mounted disc-shaped body rotates, if the rotation does not deform the permanent-magnet-mounted disc-shaped body and can securely fix the mounted permanent magnet, the permanent magnet-mounted disc-shaped body should be lighter The thinner the better. In addition, the coil 490 mounted on the coil mounting disk-shaped body 459 penetrates the coil mounting disk-shaped body in the thickness direction and is longer than the thickness of the coil mounting disk-shaped body. The coil 490 is preferably arranged in the vicinity of the center in the thickness direction of the coil mounting disk-shaped body 459. The coil mounted disk 459 does not rotate, but in order to save material, if the coil mounted disk is not deformed by the permanent magnet mounted disk and the coil can be securely fixed, the coil mounted disk is Lighter is better and thinner. (Conversely, when the coil-mounted disk-shaped body rotates and the permanent-magnet-mounted disk-shaped body is fixed, the description of the coil-mounted disk-shaped body and the permanent magnet-mounted disk-shaped body may be replaced with the above. .)

図5で重要なことは、コイル490の両端面が永久磁石491、493の磁極(磁極面:磁極面とは永久磁石の磁極S、N極の表面である)と略平行になっている。コイル搭載円板状体459を挟んで永久磁石搭載円板状体457、458に搭載された互いに逆極の磁極は近いほど磁界が強くなるので、コイルに発生する誘導電流が大きくなるから、コイル490の両端面と永久磁石491、493の磁極(磁極面)は近い方が良い。ただし、コイル搭載円板状体または永久磁石搭載円板状体はその中心軸の周りにお互いに対して回転するので、接触しない程度に近づければ良い。 What is important in FIG. 5 is that both end surfaces of the coil 490 are substantially parallel to the magnetic poles of the permanent magnets 491 and 493 (the magnetic pole surface is the surface of the magnetic pole S or N pole of the permanent magnet). Since the magnetic field becomes stronger as the magnetic poles having opposite polarities mounted on the permanent magnet mounted disk-shaped bodies 457 and 458 are sandwiched between the coil mounted disk-shaped bodies 459, the induced current generated in the coil becomes larger. It is preferable that both end faces of 490 and the magnetic poles (magnetic pole faces) of the permanent magnets 491 and 493 are close to each other. However, since the coil-mounted disk-shaped body or the permanent magnet-mounted disk-shaped body rotates with respect to each other around the central axis, the coil-mounted disk-shaped body or the permanent magnet mounted disk-shaped body only needs to be close to the extent that they do not contact.

図5(b)は、永久磁石搭載円板状体460を回転軸462方向から見た模式図である。この永久磁石搭載円板状体460は図5(a)における永久磁石搭載円板状体457、458と同じと考えて良い。永久磁石463(磁極(面)N極)と永久磁石464(磁極(面)S極)が回転軸462を中心とする同心円465、466、467上に交互に(すなわち、逆極同士で)配列している。図4(b)と異なるのは、永久磁石搭載円板状体460が完全な板状ではなく、永久磁石のない所で、永久磁石の支持に不要な所は空間468にしてできるだけ軽くしたものである。図5(b)に示す永久磁石搭載円板状体460の裏側は、同形であるが、永久磁石の所は表側と逆極になっている。図5(b)に示す形状は一例であるから、永久磁石の形状や、永久磁石搭載円板状体の外形や内形等の形状をさらに変化させても良い。 FIG. 5B is a schematic view of the permanent magnet-mounted disk-like body 460 as viewed from the direction of the rotation axis 462. This permanent magnet mounting disk-like body 460 may be considered to be the same as the permanent magnet mounting disk-like bodies 457 and 458 in FIG. Permanent magnets 463 (magnetic pole (surface) N pole) and permanent magnets 464 (magnetic pole (surface) S pole) are alternately arranged on concentric circles 465, 466, and 467 centering on the rotation axis 462 (that is, opposite poles). is doing. The difference from FIG. 4 (b) is that the permanent magnet mounting disk-like body 460 is not a complete plate shape, and there is no permanent magnet, and a place unnecessary for supporting the permanent magnet is made as light as possible by making a space 468. It is. The back side of the permanent magnet mounting disc-like body 460 shown in FIG. 5B has the same shape, but the permanent magnet is opposite to the front side. Since the shape shown in FIG. 5B is an example, the shape of the permanent magnet, the outer shape or the inner shape of the permanent magnet-mounted disk-shaped body may be further changed.

図5(c)は、コイル搭載円板状体480を回転軸482方向から見た模式図である。このコイル搭載円板状体480は図5(a)におけるコイル搭載円板状体459と同じと考えて良い。コイル484が回転軸482を中心とする同心円485、486、487上に交互に(すなわち、逆極同士で)配列している。図4(c)と異なるのは、コイル搭載円板状体480が完全な板状ではなく、コイルのない所で、コイルの支持に不要な所は空間488にしてできるだけ軽くしたものである。図5(c)に示すコイル搭載円板状体480の裏側は、同形である。図5(c)に示す形状は一例であるから、コイルの形状や、コイル搭載円板状体の外形や内形等の形状をさらに変化させても良い。 FIG. 5C is a schematic view of the coil-mounted disk-like body 480 as viewed from the direction of the rotation axis 482. This coil-mounted disk-shaped body 480 may be considered the same as the coil-mounted disk-shaped body 459 in FIG. The coils 484 are alternately arranged on the concentric circles 485, 486, and 487 around the rotation axis 482 (that is, opposite poles). The difference from FIG. 4 (c) is that the coil mounting disk-like body 480 is not a complete plate shape, and a portion unnecessary for supporting the coil is made as light as possible in a space 488 where there is no coil. The back side of the coil mounting disk-shaped body 480 shown in FIG. 5 (c) has the same shape. Since the shape shown in FIG. 5C is an example, the shape of the coil, the outer shape and the inner shape of the coil-mounted disk-like body may be further changed.

図5(d)は、永久磁石搭載円板状体470を回転軸472方向から見た模式図である。この永久磁石搭載円板状体470は図5(a)における永久磁石搭載円板状体457、458と同じと考えて良い。永久磁石474(磁極(面)N極)と永久磁石473(磁極(面)S極)が回転軸472を中心とする同心円475、476、477上に交互に(すなわち、逆極同士で)配列している。図4(d)と異なるのは、永久磁石搭載円板状体480が完全な板状ではなく、永久磁石のない所で、永久磁石の支持に不要な所は空間478にしてできるだけ軽くしたものである。図5(d)に示す永久磁石搭載円板状体480の裏側は、同形であるが、永久磁石の所は表側と逆極になっている。図5(d)に示す形状は一例であるから、永久磁石の形状や、永久磁石搭載円板状体の外形や内形等の形状をさらに変化させても良い。図5(d)は図5(b)の表と裏の関係と言うこともできる。上記では円板状体と記載しているが、外形は必ずしも円形である必要はないので、一般的な名称として板状体と称することもできる。尚、図5に示すように、永久磁石の磁極(面)とコイル端面が略平行であれば良いので、板状体は必ずしも一定厚みでなくても良いが、板状体の作製上はほぼ一定厚みが作製しやいであろう。 FIG. 5D is a schematic view of the permanent magnet-mounted disk-like body 470 viewed from the direction of the rotation axis 472. This permanent magnet mounting disk-like body 470 may be considered to be the same as the permanent magnet mounting disk-like bodies 457 and 458 in FIG. Permanent magnets 474 (magnetic pole (surface) N pole) and permanent magnets 473 (magnetic pole (surface) S pole) are alternately arranged on concentric circles 475, 476, 477 centering on the rotation axis 472 (that is, opposite poles). is doing. The difference from FIG. 4 (d) is that the permanent magnet mounting disk-like body 480 is not a complete plate, and there is no permanent magnet, and a place unnecessary for supporting the permanent magnet is made as light as possible by making a space 478. It is. Although the back side of the permanent magnet mounting disk-shaped body 480 shown in FIG. 5D has the same shape, the permanent magnet is opposite in polarity to the front side. Since the shape shown in FIG. 5D is an example, the shape of the permanent magnet, the outer shape or the inner shape of the permanent magnet-mounted disk-shaped body may be further changed. FIG. 5D can also be said to be the relationship between the front and back of FIG. In the above description, it is described as a disk-shaped body, but since the outer shape does not necessarily have to be a circle, it can also be referred to as a plate-shaped body as a general name. As shown in FIG. 5, the magnetic pole (surface) of the permanent magnet and the coil end face only need to be substantially parallel. Therefore, the plate-like body does not necessarily have a constant thickness. A certain thickness will be easy to make.

また、図5(b)は図5(a)における永久磁石搭載円板状体457、図5(d)は図5(a)における永久磁石搭載円板状体458、図5(c)は図5(a)におけるコイル搭載円板状体459と考えても良い。すなわち、永久磁石搭載円板状体460と永久磁石搭載円板状体470は回転軸462(472)に固定されており、回転軸462(472)が回転すると永久磁石搭載円板状体460および470は一緒に回転し、コイル搭載円板状体480は固定しているので、コイル搭載円板状体480に対して永久磁石搭載円板状体460および470が回転する。永久磁石搭載円板状体460および470の同心円、コイル搭載円板状体480の同心円の半径はほぼ同じで、それらの同心円の中心軸(462、472、482)はほぼ一致するので、永久磁石搭載円板状体460および470の永久磁石{の磁極(面)}は、コイル搭載円板状体480のコイル端面上を回転しながら横切る。永久磁石搭載円板状体460および470の永久磁石{の磁極(面)}は逆極でしかも常に対面(コイル搭載円板状体480を挟んで)しているから、隣接する永久磁石において磁界の向きが逆になっている。その磁界は、コイル端面に対して(コイル搭載円板状体480(の底面481)がコイル端面に対して略平行であれば、コイル搭載円板状体480(の底面481)に対して)ほぼ垂直になっているので、永久磁石搭載円板状体460および470が一緒に回転すると、コイルを正磁界(N極からS極方向とする)から逆磁界(S極からN極方向とする)がサイクル的に変化するから、コイルに誘導電流が流れ、これらのコイルに流れる電流を合わせれば大きな電流を得ることができる。 5 (b) shows the permanent magnet-mounted disk-shaped body 457 in FIG. 5 (a), FIG. 5 (d) shows the permanent-magnet-mounted disk-shaped body 458 in FIG. 5 (a), and FIG. You may think of it as the coil mounting disk-shaped body 459 in Fig.5 (a). That is, the permanent magnet mounting disk-shaped body 460 and the permanent magnet mounting disk-shaped body 470 are fixed to the rotation shaft 462 (472), and when the rotation shaft 462 (472) rotates, the permanent magnet mounting disk-shaped body 460 and Since the 470 rotates together and the coil mounting disk 480 is fixed, the permanent magnet mounting disks 460 and 470 rotate relative to the coil mounting disk 480. Since the concentric circles of the permanent magnet mounting disk-shaped bodies 460 and 470 and the concentric circle of the coil mounting disk-shaped body 480 are substantially the same, and the central axes (462, 472, 482) of these concentric circles substantially coincide with each other, the permanent magnet The permanent magnets {the magnetic poles (surfaces)} of the mounting disk-shaped bodies 460 and 470 traverse while rotating on the coil end surface of the coil mounting disk-shaped body 480. Permanent magnet mounting disk-shaped bodies 460 and 470 have permanent magnets {the magnetic poles (surfaces)} thereof having opposite polarities and always facing each other (with the coil mounting disk-shaped body 480 sandwiched therebetween), so that the magnetic field in the adjacent permanent magnets The direction of is reversed. The magnetic field is relative to the coil end surface (if the coil mounting disk-shaped body 480 (the bottom surface 481 thereof) is substantially parallel to the coil end surface, the coil mounting disk-shaped body 480 (to the bottom surface 481 thereof). Since it is almost vertical, when the permanent magnet mounting discs 460 and 470 rotate together, the coil changes from the positive magnetic field (from the N pole to the S pole direction) to the reverse magnetic field (from the S pole to the N pole direction). ) Changes cyclically, an induced current flows through the coils, and a large current can be obtained by combining the currents flowing through these coils.

図6は、発電用コイル搭載円環体の他の実施形態を示す図である。図6(a)は回転軸656方向から見た発電用コイル搭載円環体650の正面図であり、図6(b)は回転軸656方向に対して垂直方向から見た発電用コイル搭載円環体650および永久磁石搭載円板体665の状態を示す図である。図6に示す発電用コイル搭載円環体650は、内側に内周円板体652、外側に外周リング(円環)653を有し、その間をフレーム654(内側フレーム)で接続し、また発電用コイル搭載円環体650の中心部(内周円板体652の中心部)には小歯車回転軸656(図1における216、226と同じ)を通す穴655が空いている。発電用コイル搭載円環体650は、発電機筐体(ケース)(図1における218、228)に固定されており(たとえば、固定部材661で)、回転する小歯車回転軸656には接触しないようになっている。外周リング(円環)653の複数の部分にコイル657が取り付けられている。コイル657の軸{磁心(コア)}は2つ(657−1or2−1、2)あり、それらの軸の周りにコイル配線658が巻かれている。 FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the power generating coil-equipped torus. 6A is a front view of the power generation coil mounting torus 650 viewed from the rotation axis 656 direction, and FIG. 6B is a power generation coil mounting circle viewed from the direction perpendicular to the rotation axis 656 direction. It is a figure which shows the state of the ring body 650 and the permanent magnet mounting disc body 665. FIG. The power generation coil-mounted annular body 650 shown in FIG. 6 has an inner peripheral disk body 652 on the inner side and an outer peripheral ring (annular ring) 653 on the outer side, and is connected with a frame 654 (inner frame) between them. A hole 655 through which the small gear rotation shaft 656 (same as 216 and 226 in FIG. 1) passes is provided at the center of the coil mounting ring 650 (the center of the inner peripheral disk body 652). The power generating coil-equipped torus 650 is fixed to a generator casing (case) (218, 228 in FIG. 1) (for example, by a fixing member 661) and does not contact the rotating small gear rotating shaft 656. It is like that. Coils 657 are attached to a plurality of portions of the outer ring (annular ring) 653. There are two axes (magnetic core (core)) of the coil 657 (657-1 or 2-1, 2), and a coil wiring 658 is wound around these axes.

コイル657の軸は図27(b)から分かるように、発電用コイル搭載円環体650の厚み方向であり、小歯車回転軸656の軸方向と一致する。発電用コイル搭載円環体650において、外周リング(円環)653の両底面側にコイル657(657−1、2)が配置されており、コイル657(657−1、2)の一方の端面は、外周リング(円環)653の両底面を向いており、外周リング(円環)653の両底面にほぼ近接しかつほぼ平行に配置されている。コイル657(657−1、2)の他方の端面は、永久磁石搭載円板体665(665−1、2)の底面側を向いており、永久磁石搭載円板体665(665−1、2)の底面にほぼ近接しかつほぼ平行に配置されている。コイル657(657−1)の2つの軸(657−1−1、1−2)は、発電用コイル搭載円環体650に接続しており、発電用コイル搭載円環体650の底面にほぼ垂直に配置されている。コイル配線658は、これらの2つの軸(657−1−1、1−2)の周りに巻かれており、コイル657(657−1)を構成している。コイル配線658の巻き方は図27と異なりコイル配線は交叉しない。コイル軸(657−1−1、1−2)が絶縁体でない場合は、コイル配線は被覆されており、コイルに発生する電流がコイル軸(657−1−1、1−2)の方に流れないようにする。 As can be seen from FIG. 27B, the axis of the coil 657 is the thickness direction of the power generation coil mounting torus 650 and coincides with the axial direction of the small gear rotation shaft 656. In the power generation coil mounting torus 650, coils 657 (657-1, 2) are arranged on both bottom sides of the outer ring (ring) 653, and one end face of the coil 657 (657-1, 2). Is directed to both bottom surfaces of the outer ring (ring) 653, and is disposed substantially in parallel with both bottom surfaces of the outer ring (ring) 653. The other end face of the coil 657 (657-1, 2) faces the bottom side of the permanent magnet mounting disk body 665 (665-1, 2), and the permanent magnet mounting disk body 665 (665-1, 2). ) Is substantially close to and substantially parallel to the bottom surface. The two shafts (657-1-1, 1-2) of the coil 657 (657-1) are connected to the power generation coil mounting torus 650, and are almost on the bottom surface of the power generation coil mounting torus 650. It is arranged vertically. The coil wiring 658 is wound around these two axes (657-1-1, 1-2), and constitutes a coil 657 (657-1). Unlike the method shown in FIG. 27, the coil wiring 658 is not crossed over the coil wiring. When the coil shaft (657-1-1, 1-2) is not an insulator, the coil wiring is covered and the current generated in the coil is directed toward the coil shaft (657-1-1, 1-2). Do not flow.

発電用コイル搭載円環体650の材料は、磁性体の方が磁界は強くなり、発生電流は大きいが、非磁性体でも良い。ただし、発電用コイル搭載円環体650の材料が磁性体の場合は、コイル657(657−1)が配置される部分は磁性体材料651であるが、隣接するコイル657(657−1)が配置される部分(磁性体である)との間に非磁性体材料659を配置するのが良い。すなわち、磁性体材料651と非磁性体材料659は交互に配置されて、磁性体材料651の磁界が隣の磁性体材料651に影響を与えないようにする。2つの軸(657−1−1、1−2)は、鉄、ニッケル等の磁性体の方が磁界は強くなり、発生電流は大きいが、非磁性体でも良い。コイル配線は必要に応じて複数回重ねて巻かれている。発電用コイル搭載円環体650は固定されているので、重くても小歯車回転軸656の回転には影響を与えないので、巻き数が大きいほど発電量が大きくなる。発電用コイル搭載円環体650に配置されるコイル657の数も多いほど発電量が大きくなる。従って、発電用コイル搭載円環体650の空間部分をなくした円板体にして、それらの部分にもコイル557を配置しても良い。磁性体材料は、たとえば、鉄、純鉄、鉄系合金、フェライト、パーマロイ、ケイ素鋼、アモルファス磁性合金、センダスト等である。透磁率の高い材料ほどコイル内の磁束密度が大きくなる。非磁性体材料は、たとえば、プラスチック、セラミック、木材、非磁性体金属材料(たとえば、非磁性ステンレス、チタン系材料、アルミニウム系材料、銅系材料)等が挙げられる。 The material for the power generating coil-equipped torus 650 has a stronger magnetic field and a larger generated current, but may be a non-magnetic material. However, when the material of the power generation coil mounting torus 650 is a magnetic material, the portion where the coil 657 (657-1) is disposed is the magnetic material 651, but the adjacent coil 657 (657-1) is provided. A nonmagnetic material 659 is preferably disposed between the portion to be disposed (which is a magnetic material). That is, the magnetic material 651 and the nonmagnetic material 659 are alternately arranged so that the magnetic field of the magnetic material 651 does not affect the adjacent magnetic material 651. The two shafts (657-1-1, 1-2) have a stronger magnetic field and a larger generated current in a magnetic material such as iron or nickel, but may be a non-magnetic material. The coil wiring is wound several times as necessary. Since the power generation coil mounting torus 650 is fixed, even if it is heavy, the rotation of the small gear rotating shaft 656 is not affected. Therefore, the power generation amount increases as the number of turns increases. As the number of coils 657 arranged in the power generation coil mounting torus 650 increases, the amount of power generation increases. Therefore, it is also possible to use a disk body that eliminates the space portion of the power generation coil mounting torus 650, and the coil 557 may also be disposed in those portions. Examples of the magnetic material include iron, pure iron, iron-based alloy, ferrite, permalloy, silicon steel, amorphous magnetic alloy, and sendust. The higher the magnetic permeability, the higher the magnetic flux density in the coil. Examples of the nonmagnetic material include plastic, ceramic, wood, and nonmagnetic metal material (for example, nonmagnetic stainless steel, titanium-based material, aluminum-based material, and copper-based material).

コイル657(657−2)は発電用コイル搭載円環体650のもう一つの底面側に配置されており、2つの軸(657−2−1、2−2)の周りにコイル配線が巻かれており、上記にコイル657(657−1)について説明した内容が適用される。コイル657−1および557−2はコイル配線がひとつなぎにしても良いが、同じ方向に電流が流れるように接続する。コイル657−1および557−2のコイル配線を集めて大きな電流を得るようにする。永久磁石搭載円板体665は発電用コイル搭載円環体650およびコイル657の一端面に略平行に配置される。永久磁石搭載円板体665は回転するが、永久磁石搭載円板体665が発電用コイル搭載円環体650やコイル657に接触しないようにし、永久磁石662や663は発電用コイル搭載円環体650に配置されているコイル657の端面にできるだけ近づけるようにすることが望ましい。 The coil 657 (657-2) is disposed on the other bottom side of the power generation coil mounting torus 650, and coil wiring is wound around the two axes (657-2-1, 2-2). The contents described above for the coil 657 (657-1) are applied. The coils 657-1 and 557-2 may be connected by a single coil wiring, but are connected so that current flows in the same direction. The coil wirings of the coils 657-1 and 557-2 are collected to obtain a large current. The permanent magnet mounting disc body 665 is disposed substantially parallel to one end surfaces of the power generation coil mounting torus 650 and the coil 657. Although the permanent magnet mounting disk body 665 rotates, the permanent magnet mounting disk body 665 is prevented from coming into contact with the power generation coil mounting ring body 650 and the coil 657, and the permanent magnets 662 and 663 are connected to the power generation coil mounting ring body. It is desirable to make it as close as possible to the end face of the coil 657 arranged at 650.

永久磁石搭載円板体665には複数の永久磁石(662、667)が搭載されており、発電用コイル搭載円環体650に搭載されたコイル端面と同程度の大きさ(面積)で配置することが望ましい。発電用コイル搭載円環体650の両側に永久磁石搭載円板体665(たとえば、665−1、2)が配置され、永久磁石搭載円板体665−1に配置された永久磁石(662、667)の配置状態は永久磁石搭載円板体665−2に配置された永久磁石(663、668)と同じ配置状態にする。すなわち、永久磁石搭載円板体665−1に配置された永久磁石(662、667)の発電用コイル搭載円環体650を向いた磁極(図6(b)ではS極(662)とN極(667))と、永久磁石搭載円板体665−2に配置された永久磁石(663、668)の発電用コイル搭載円環体650を向いた磁極(図6(b)ではN極(663)とS極(668))は対面するように配置する。このように配置することによって、これらの永久磁石間に大きな磁界が発生している。また隣接する永久磁石間の磁界の向きは逆になる。さらに、永久磁石が配置されていない所は磁界が弱い。従って、永久磁石搭載円板体665は小歯車回転軸に固定されているから、永久磁石搭載円板体665が回転すると発電用コイル搭載円環体650のコイル部分に生じる磁界は強くなったり弱くなったりし、また磁界の向きが逆転する。すなわち、コイルを横切る磁界がサイクル的に変化するので、コイル657に大きな電流が発生する。これらの電流を集めることによって、大きな電流を得ることができる。永久磁石搭載円板体665の回転数が大きくなると一般的には発電量も大きくなるが、配列する永久磁石やコイルの数や大きさや面積、強さに応じて、最適な回転数が存在する場合がある。 A plurality of permanent magnets (662, 667) are mounted on the permanent magnet mounting disk body 665, and are arranged with the same size (area) as the coil end surface mounted on the power generating coil mounting ring 650. It is desirable. Permanent magnet mounting disk bodies 665 (for example, 665-1 and 2) are disposed on both sides of the power generation coil mounting ring body 650, and permanent magnets (662, 667) disposed on the permanent magnet mounting disk body 665-1. ) Is arranged in the same arrangement state as the permanent magnets (663, 668) arranged on the permanent magnet mounting disk body 665-2. That is, the magnetic poles (in FIG. 6 (b), the S pole (662) and the N pole) of the permanent magnets (662, 667) disposed on the permanent magnet mounting disk body 665-1 are directed to the power generation coil mounting ring body 650. (667)) and the magnetic poles facing the power generation coil mounting ring body 650 of the permanent magnets (663, 668) disposed on the permanent magnet mounting disk body 665-2 (N pole (663 in FIG. 6B)). ) And the south pole (668)) are arranged so as to face each other. By arranging in this way, a large magnetic field is generated between these permanent magnets. Also, the direction of the magnetic field between adjacent permanent magnets is reversed. Furthermore, the magnetic field is weak where no permanent magnet is arranged. Accordingly, since the permanent magnet mounting disk 665 is fixed to the small gear rotation shaft, the magnetic field generated in the coil portion of the power generating coil mounting ring 650 becomes stronger or weaker when the permanent magnet mounting disk 665 rotates. And the direction of the magnetic field is reversed. That is, since the magnetic field across the coil changes cyclically, a large current is generated in the coil 657. By collecting these currents, a large current can be obtained. Generally, when the number of rotations of the permanent magnet mounting disk 665 increases, the amount of power generation also increases. However, there is an optimum number of rotations according to the number, size, area, and strength of the permanent magnets and coils to be arranged. There is a case.

コイル軸657−1−1等の材料が磁性体であり、コイル657−1等が配置される発電用コイル搭載円環体650の部分651が磁性体の場合は、磁界が発電用コイル搭載円環体650の部分651でさらに強まるので発電量が大きくなる。図6では発電用コイル搭載円環体650に配置されたコイル657は発電用コイル搭載円環体650の両底面側で分離して配置されているが、発電用コイル搭載円環体650の厚み部分を貫いて配置することもできる。すなわち、コイル軸657−1−1と657−2−1、コイル軸657−1−2と657−2−2は一体となっても良い。この場合、コイル配線658は一体となりコイル657−1と657−2も一体となっている。コイル配線は発電用コイル搭載円環体650の厚み部分においても一体となっているコイル軸657−1−2と657−2−2およびコイル軸657−1−2と657−2−2の間で巻かれている。また、この場合は発電用コイル搭載円環体650の材料は非磁性体で良い。 When the material of the coil shaft 657-1-1 or the like is a magnetic body, and the portion 651 of the power generation coil mounting torus 650 on which the coil 657-1 or the like is disposed is a magnetic body, the magnetic field is a power generation coil mounting circle. Since the portion 651 of the ring body 650 is further strengthened, the power generation amount is increased. In FIG. 6, the coils 657 disposed on the power generation coil mounting torus 650 are separately disposed on both bottom sides of the power generation coil mounting torus 650. It can also be arranged through the part. That is, the coil shafts 657-1-1 and 657-2-1 and the coil shafts 657-1-2 and 657-2-2 may be integrated. In this case, the coil wiring 658 is integrated, and the coils 657-1 and 657-2 are also integrated. The coil wiring is integrated between the coil shafts 657-1-2 and 657-2-2 and the coil shafts 657-1-2 and 657-2-2 which are also integrated in the thickness portion of the power generation coil mounting torus 650. It is wound with. In this case, the material for the power generating coil-mounted torus 650 may be a non-magnetic material.

ここで、永久磁石搭載円板体665に配置される永久磁石の磁極端面も永久磁石搭載円板体665に配置されたコイル端面の近くに配置すると良い。永久磁石搭載円板体665−1に配置された永久磁石662と永久磁石搭載円板体665−2に配置された永久磁石663の距離が近くなるので、発生する磁界も大きくなる。すなわち、永久磁石662の厚みと永久磁石搭載円板体665の円板体の厚みが同程度であることが望ましい。(尚、永久磁石が完全に永久磁石搭載円板体内にない場合は、永久磁石が永久磁石搭載円板体より飛び出ていても良い。)尚、永久磁石搭載円板体665は回転するので、できるだけ軽い方が良い。永久磁石搭載円板体665に配置する永久磁石は軽くて磁力が大きいものが良い。また、永久磁石を支える部材も軽くすることが望ましい。永久磁石搭載円板体665の構造も軽くなるものが良く、たとえば、永久磁石を配置する部分以外はできるだけない方が良い。たとえば、円環体でも良い。尚、永久磁石搭載円板体665を固定して、発電用コイル搭載円環体650を回転させても良い。特に、回転する部分はできるだけ軽い方が良いので、発電用コイル搭載円環体650が永久磁石搭載円板体665より軽くなるならば、永久磁石搭載円板体665を固定して、発電用コイル搭載円環体650を回転させるのが良い。尚、永久磁石に搭載する隣接する永久磁石は逆極でなくとも永久磁石搭載円板体665が回転すると磁界は変化するので、コイルに電流が発生する。尚、コイル軸657−1−1、2と657−2−1、2の端面側(永久磁石と対面する側)は非磁性体であっても良い。すなわち、コイル配線の内側は磁性体材料にして、永久磁石に近い方は非磁性体材料とする。あるいは、コイル軸657−1−1、2と657−2−1、2がコイル配線の外側に出ないようにし、またはコイル軸657−1−1、2と657−2−1、2の先端部がコイル配線の端面から内側の方に留めるようにする。このようにすることによって、永久磁石によってコイル軸657−1−1、2と657−2−1、2が永久磁石側へ引きつけられるのを防止でき、コイルが永久磁石または永久磁石搭載円板体と接触することを防止できる。 Here, the magnetic pole end face of the permanent magnet disposed on the permanent magnet mounting disk body 665 may be disposed near the coil end surface disposed on the permanent magnet mounting disk body 665. Since the distance between the permanent magnet 662 disposed on the permanent magnet mounting disk body 665-1 and the permanent magnet 663 disposed on the permanent magnet mounting disk body 665-2 is reduced, the generated magnetic field is also increased. That is, it is desirable that the thickness of the permanent magnet 662 and the thickness of the disk body of the permanent magnet mounting disk body 665 be approximately the same. (If the permanent magnet is not completely in the permanent magnet mounting disk, the permanent magnet may protrude from the permanent magnet mounting disk.) Since the permanent magnet mounting disk 665 rotates, It should be as light as possible. The permanent magnet disposed on the permanent magnet mounting disk 665 is preferably light and has a large magnetic force. In addition, it is desirable to lighten the member that supports the permanent magnet. The structure of the permanent magnet mounting disk 665 is preferably light, and for example, it should be as small as possible except for the portion where the permanent magnet is disposed. For example, a torus may be used. Note that the permanent magnet mounting disk 665 may be fixed and the power generation coil mounting ring 650 may be rotated. In particular, since the rotating portion should be as light as possible, if the power generating coil mounting torus 650 is lighter than the permanent magnet mounting disc 665, the permanent magnet mounting disc 665 is fixed and the power generating coil is fixed. The mounting torus 650 may be rotated. Even if the adjacent permanent magnets mounted on the permanent magnets are not opposite in polarity, the magnetic field changes when the permanent magnet mounting disk 665 rotates, so that a current is generated in the coil. Note that the end surfaces of the coil shafts 657-1-1, 2 and 657-2-1 (side facing the permanent magnet) may be non-magnetic. That is, the inside of the coil wiring is made of a magnetic material, and the one near the permanent magnet is made of a nonmagnetic material. Alternatively, the coil shafts 657-1-1, 2 and 657-2-1 and the coil shafts 657-1-1, 2 and 657-2-1 are prevented from coming out of the coil wiring. The part is fastened to the inner side from the end face of the coil wiring. By doing so, it is possible to prevent the coil shafts 657-1-1, 2 and 6572-1, 2 from being attracted to the permanent magnet side by the permanent magnet, and the coil is the permanent magnet or the permanent magnet mounting disk body. Can be prevented from contacting.

図7は、羽根板および連結回転体を連結した状態を示す一実施形態である。複数の羽根板502が連結回転体501の円周面に等間隔に取り付けられている。羽根板502の取り付け状態が分かり易いように斜視図で示している。図8に示した羽根板支持円環体がないので簡単な構造となっており、また、羽根板502は連結回転体501に溶接で接続することができるので、作製が容易である。連結回転体501の中心には回転軸穴503があいており、回転軸をこの穴に通し溶接やボルト結合などにより回転軸と連結回転体501を一体とすることにより、羽根板502が力を受けたときに連結回転体501および回転軸が一緒に回転する。図9で示すような羽根板付き連結回転体500は、重量も軽くでき回転抵抗力を少なくすることができる。 FIG. 7 is an embodiment showing a state in which the blade plate and the connecting rotating body are connected. A plurality of blades 502 are attached to the circumferential surface of the coupled rotating body 501 at equal intervals. The mounting state of the blades 502 is shown in a perspective view so that it can be easily understood. Since the blade support ring shown in FIG. 8 is not provided, the structure is simple, and since the blade plate 502 can be connected to the connecting rotating body 501 by welding, the manufacturing is easy. A rotating shaft hole 503 is provided at the center of the coupled rotating body 501, and the vane plate 502 exerts a force by integrating the rotating shaft and the coupled rotating body 501 by welding or bolting through the rotating shaft. When received, the connecting rotating body 501 and the rotating shaft rotate together. The connecting rotary body 500 with blades as shown in FIG. 9 can be light in weight and can have a low rotational resistance.

以上詳細に説明した様に、本発明は、コイルの両端に近接して永久磁石を配置し、これらを円板体および円環体に配置させ、円板体または円環体を回転させることによりコイルに発電させる回転円板状発電機である。本発明はさらにコギングトルクを低減するために永久磁石の配置を工夫して、発電能力を高めている。 As described above in detail, the present invention is arranged by arranging permanent magnets in the vicinity of both ends of the coil, arranging them in a disk body and a ring body, and rotating the disk body or the ring body. It is a rotating disk-shaped generator that causes a coil to generate power. In the present invention, in order to further reduce the cogging torque, the arrangement of the permanent magnets is devised to increase the power generation capacity.

尚、明細書の各部分に記載し説明した内容を記載しなかった他の部分においても矛盾なく適用できることに関しては、当該他の部分に当該内容を適用できることは言うまでもない。また、円板体または円環体という語句については、特にその構造でなければ適用できない場合を除き、どちらにも適用できるものに関しては、どちらの語句を適用しても良く、その場合、円環体は円板体を含み、円板体は円環体を含むものとする。円、円環体や円板体等の語句を使用した場合、これらの用語は矛盾しない限り、円、円環体や円板体等に近い形状のものも含まれる。さらに、既述したように本発明は円板体や円環体と記載したものについても、種々の板状体についても適用できるので、一般的に板状体と考えることもできる。さらに、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことも言うまでもない。 In addition, it cannot be overemphasized that the said content can be applied to the said other part regarding that it can apply without contradiction also in the other part which did not describe the content described and demonstrated in each part of a specification. In addition, as for the word “disk” or “ring”, any word may be applied to those that can be applied to either of them unless the structure is applicable. The body includes a disk body, and the disk body includes a torus. When terms such as a circle, a torus, and a disc are used, these terms include those close to a circle, a torus, a disc, etc., as long as there is no contradiction. Furthermore, as described above, the present invention can be applied to various plate-like bodies as well as those described as a disc body or an annular body, and can be generally considered as a plate-like body. Furthermore, the said embodiment is an example, and can be implemented in various changes within the range which does not deviate from a summary, and it cannot be overemphasized that the right range of this invention is not limited to the said embodiment.

本発明は、回転型の発電機だけでなく、往復運動をする移動体を用いた発電機等の種々の移動体を用いた発電機に使用することもできる。 The present invention can be used not only for a rotary generator but also for a generator using various moving bodies such as a generator using a moving body that reciprocates.

211・・・連結回転体、212・・・羽根板、213・・・回転軸、
214・・・回転歯車(大歯車)、215・・・小歯車、216・・・回転軸、
217・・・発電機、218・・・発電機筐体(ケース)、
219・・・発電用コイル搭載円環体、220・・・永久磁石搭載円環体、
221・・・シール部材、222・・・発電用コイル搭載円環体、
224・・・回転歯車(大歯車)、225・・・小歯車、226・・・小歯車回転軸、
228・・・発電機筐体(ケース)、229・・・発電用コイル搭載円環体、
230・・・発電用コイル搭載円環体、231・・・発電機、232・・・保護ケース、
233・・・永久磁石、234・・・コイル、235・・・永久磁石、
236・・・コイル、238・・・コイル、239・・・永久磁石、240・・・コイル、
241・・・遮蔽板(遮蔽ケース)、242・・・永久磁石、244・・・発電機
211 ... Linked rotating body, 212 ... Blade, 213 ... Rotating shaft,
214 ... Rotating gear (large gear), 215 ... Small gear, 216 ... Rotating shaft,
217 ... Generator, 218 ... Generator housing (case),
219: a ring for mounting a power generation coil, 220: a ring for mounting a permanent magnet,
221... Seal member, 222...
224 ... rotating gear (large gear), 225 ... small gear, 226 ... small gear rotating shaft,
228... Generator casing (case), 229.
230 ... Torus with coil for power generation, 231 ... Generator, 232 ... Protective case,
233 ... permanent magnet, 234 ... coil, 235 ... permanent magnet,
236 ... Coil, 238 ... Coil, 239 ... Permanent magnet, 240 ... Coil,
241 ... Shielding plate (shielding case), 242 ... Permanent magnet, 244 ... Generator

Claims (18)

複数の永久磁石が配置された永久磁石搭載板状体、および複数のコイルが配置されたコイル搭載板状体を含む回転式板状体発電機であって、
前記永久磁石搭載板状体に配置された前記永久磁石の磁極(磁極面)と前記コイル搭載板状体に配置された前記コイルの端面とは略平行に配置されているか、および/または、前記永久磁石の軸の方向(垂直磁界方向)が前記コイルの軸の方向と略同じとなるように配置されており、
前記永久磁石搭載板状体に配置された複数の永久磁石は、1つの略円または2つ以上の略同心円上に少なくとも配置され、前記1つの略円または2つ以上の略同心円の円周上に配置された隣接する永久磁石の前記永久磁石搭載板状体の底面側にある磁極は互いに逆極であり、
前記コイル搭載板状体に配置された複数のコイルは、1つの略円または2つ以上の略同心円上に少なくとも配置されており、
前記コイル搭載板状体に配置されたコイルにはコア(磁心)が存在し、
前記コイル搭載板状体に配置された前記コイルは、略中央にコイルサイズより大きな円板体が配置された対称型コマ状コイルであり、前記円板体はコイルのコア材料と同じ材料であり、
前記永久磁石搭載板状体または前記コイル搭載板状体がその中心のまわりに回転することによって、前記コイル搭載板状体に配置された前記コイルに誘導電圧を発生させて発電することを特徴とする回転式板状体発電機。
A rotary plate generator including a permanent magnet mounting plate having a plurality of permanent magnets and a coil mounting plate having a plurality of coils,
The magnetic pole (magnetic pole surface) of the permanent magnet disposed on the permanent magnet mounting plate and the end surface of the coil disposed on the coil mounting plate are disposed substantially in parallel, and / or The direction of the axis of the permanent magnet (vertical magnetic field direction) is arranged to be substantially the same as the direction of the axis of the coil,
The plurality of permanent magnets arranged on the permanent magnet mounting plate-like body are arranged at least on one substantially circle or two or more substantially concentric circles, and on the circumference of the one substantially circle or two or more substantially concentric circles. The magnetic poles on the bottom surface side of the permanent magnet mounting plate-like body of the adjacent permanent magnets arranged in are opposite to each other,
The plurality of coils arranged in the coil mounting plate-like body are arranged at least on one substantially circle or two or more substantially concentric circles,
There is a core (magnetic core) in the coil disposed on the coil mounting plate-like body,
The coil disposed on the coil mounting plate is a symmetric top-shaped coil in which a disk larger than the coil size is disposed at substantially the center, and the disk is the same material as the core material of the coil. ,
The permanent magnet mounting plate or the coil mounting plate rotates around its center to generate an induced voltage in the coil disposed on the coil mounting plate to generate electric power, Rotating plate generator.
前記コイル搭載板状体のコイルの端面は前記コイル搭載板状体の底面に一致または近接して配置されるとともに、前記コイルの軸(コイル中心軸)の方向は前記コイル搭載板状体の底面と略垂直方向になるように配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の回転式板状体発電機。
The end face of the coil of the coil mounting plate-like body is disposed so as to coincide with or be close to the bottom surface of the coil mounting plate-like body, and the direction of the axis of the coil (coil central axis) is the bottom surface of the coil mounting plate-like body. 2. The rotary plate-shaped generator according to claim 1, wherein the rotary plate-shaped generator is arranged so as to be in a substantially vertical direction.
前記コイル搭載板状体に配置されたコイルは前記コイル搭載板状体の厚み方向において前記コイル搭載板状体を貫いて配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の回転式板状体発電機。
2. The rotary plate according to claim 1, wherein the coil disposed on the coil mounting plate is disposed through the coil mounting plate in the thickness direction of the coil mounting plate. A solid generator.
前記コイルは、前記コイル搭載板状体の底面上に配置され、前記コイルが配置された前記コイル搭載板状体の部分は磁性体であることを特徴とする、請求項1に記載の回転式板状体発電機。
The rotary type according to claim 1, wherein the coil is disposed on a bottom surface of the coil mounting plate-like body, and a portion of the coil mounting plate-like body on which the coil is disposed is a magnetic body. Plate generator.
前記コイルが配置された前記コイル搭載板状体(この領域をコイル搭載板状体A領域とする)および隣接する前記コイルが配置された前記コイル搭載板状体(この領域をコイル搭載板状体B領域とする)の間における前記コイル搭載板状体には非磁性体材料が配置されており(この領域をコイル搭載板状体C領域とする)、前記コイル搭載板状体A領域および前記コイル搭載板状体B領域は前記コイル搭載板状体C領域により分離されていることを特徴とする、請求項4に記載の回転式板状体発電機。
The coil-mounted plate-like body in which the coil is disposed (this region is referred to as a coil-mounted plate-like body A region) and the coil-mounted plate-like body in which the adjacent coil is disposed (this region is referred to as a coil-mounted plate-like body) Non-magnetic material is disposed on the coil-mounting plate-like body between the coil-mounting plate-like body and the coil-mounting plate-like body A region, 5. The rotary plate generator according to claim 4, wherein the coil-mounted plate B region is separated by the coil-mounted plate C region.
前記コイルに磁性体であるコア(磁心)が挿入され、前記コアは前記コイル搭載板状体と接続していることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
The rotary type according to any one of claims 1 to 5, wherein a core (magnetic core) which is a magnetic body is inserted into the coil, and the core is connected to the coil mounting plate-like body. Plate generator.
前記コイルは複数のコア(磁心)を有し、前記コイルのコイル配線は前記複数のコアに巻かれていることを特徴とする、請求項6に記載の回転式板状体発電機。
The rotary plate generator according to claim 6, wherein the coil has a plurality of cores (magnetic cores), and coil wiring of the coil is wound around the plurality of cores.
前記永久磁石搭載板状体の永久磁石が配置された前記1つの略円または2つ以上の略同心円の中心および半径と前記コイル搭載板状体のコイルが配置された前記1つの略円または2つ以上の略同心円の中心および半径はほぼ同じであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
The center and radius of the one substantially circle or two or more substantially concentric circles where the permanent magnets of the permanent magnet mounting plate are arranged, and the one substantially circle or 2 where the coils of the coil mounting plate are arranged. The rotary plate generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the centers and radii of the two or more substantially concentric circles are substantially the same.
前記コイル搭載板状体を挟んで2つの前記永久磁石搭載板状体が一組または複数組配置されており、前記永久磁石搭載板状体が回転するときは、前記2つの永久磁石搭載板状体は同軸で結合していることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
One set or a plurality of sets of the two permanent magnet mounting plate-like bodies are arranged across the coil mounting plate-like body, and when the permanent magnet mounting plate-like body rotates, the two permanent magnet mounting plate-like bodies are arranged. The rotary plate generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the bodies are coupled coaxially.
前記永久磁石搭載板状体の底面とコイル搭載板状体の底面とは略平行に配置されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
The rotary plate-like body according to any one of claims 1 to 9, wherein the bottom surface of the permanent magnet-mounting plate-like body and the bottom surface of the coil-mounting plate-like body are disposed substantially parallel to each other. Generator.
前記コイル搭載板状体の両底面側を向いた2つの永久磁石搭載板状体に搭載された永久磁石の磁極(磁極面)は対向しているとともに互いに逆極であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
The magnetic poles (magnetic pole surfaces) of the permanent magnets mounted on the two permanent magnet mounting plates facing both bottom sides of the coil mounting plate are opposed and opposite to each other, The rotary plate generator according to any one of claims 1 to 10.
前記永久磁石搭載板状体に配置された永久磁石の磁極(磁極面)は前記永久磁石搭載板状体の底面に略一致または近接して配置されるとともに、前記永久磁石の軸の方向(垂直磁界方向)は前記永久磁石搭載板状体の底面と略垂直方向になるように配置されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
A magnetic pole (magnetic pole surface) of the permanent magnet disposed on the permanent magnet mounting plate is disposed substantially coincident with or close to the bottom surface of the permanent magnet mounting plate, and the axis direction of the permanent magnet (vertical) 12. The rotary plate-shaped body power generation according to claim 1, wherein the magnetic field direction) is arranged so as to be substantially perpendicular to a bottom surface of the permanent magnet-mounted plate-shaped body. Machine.
前記永久磁石搭載板状体に配置された永久磁石は前記永久磁石搭載板状体の厚み方向において前記永久磁石搭載板状体を貫いて配置されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
The permanent magnet disposed on the permanent magnet mounting plate is disposed through the permanent magnet mounting plate in the thickness direction of the permanent magnet mounting plate. The rotary plate generator according to any one of the above.
前記コイル搭載板状体の一部は、前記コイルの一端面に永久磁石を配置していることを特徴とする、請求項1〜13のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
The rotary plate generator according to any one of claims 1 to 13, wherein a part of the coil mounting plate has a permanent magnet disposed on one end face of the coil. .
流体の力を受けて回転する板状体(これを流体力回転板状体という)、前記流体力回転板状体と直接的にまたは間接的に同軸に取り付けた歯車(大歯車)に直接的にまたは間接的に噛み合わせて接続した小歯車、前記小歯車の回転軸と同軸に取り付けた永久磁石を搭載した複数の永久磁石搭載板状体、および前記複数の永久磁石搭載板状体のうちの隣接する2つの永久磁石搭載板状体の間に離間して配置されたコイルを搭載したコイル搭載板状体を含む回転式板状体発電機であって、
前記流体力回転板状体および前記大歯車が流体力により回転することによって、前記小歯車および前記永久磁石搭載板状体が回転することによって、隣接する2つの永久磁石搭載板状体の間に生じる磁界がコイル内で変化することにより、前記コイルに誘導電圧を発生させて発電することを特徴とする、請求項1〜14のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
A plate-like body that rotates under the force of fluid (this is referred to as a fluid-powered rotary plate-like body), and directly or indirectly to a gear (large gear) attached coaxially with the fluid-powered rotary plate-like body. Or a plurality of permanent magnet mounting plate-like bodies mounted with a permanent magnet mounted coaxially with a rotation shaft of the small gear, and the plurality of permanent magnet mounting plate-like bodies. A rotary plate generator including a coil mounting plate mounted with a coil arranged spaced between two adjacent permanent magnet mounting plates;
When the fluid force rotating plate-like body and the large gear are rotated by fluid force, the small gear and the permanent magnet-mounting plate-like body are rotated, so that the two permanent magnet-mounting plate-like bodies are adjacent to each other. The rotary plate generator according to any one of claims 1 to 14, wherein the generated magnetic field changes in the coil to generate an induced voltage in the coil to generate electric power.
流体の力を受けて回転する板状体(これを流体力回転板状体という)、前記流体力回転板状体と直接的にまたは間接的に同軸に取り付けた歯車(大歯車)に直接的にまたは間接的に噛み合わせて接続した小歯車、小歯車の回転軸と同軸に取り付けたコイルを搭載したコイル搭載板状体、および前記コイル搭載板状体の両底面から一定距離で離間して対向配置された永久磁石を搭載した複数の永久磁石搭載板状体を含む回転式板状体発電機であって、
前記流体力回転板状体および大歯車が流体力により回転することによって、前記小歯車および前記コイル搭載板状体が回転することによって、隣接する2つの永久磁石搭載板状体の間に生じる磁界が前記コイル内で変化することにより、前記コイルに誘導電圧を発生させて発電することを特徴とする、請求項1〜14のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。
A plate-like body that rotates under the force of fluid (this is referred to as a fluid-powered rotary plate-like body), and directly or indirectly to a gear (large gear) attached coaxially with the fluid-powered rotary plate-like body. A small gear connected to or indirectly meshed with each other, a coil-mounted plate mounted with a coil mounted coaxially with the rotating shaft of the small gear, and a fixed distance from both bottom surfaces of the coil-mounted plate A rotary plate generator including a plurality of permanent magnet-mounted plates mounted with opposed permanent magnets,
A magnetic field generated between two adjacent permanent magnet mounted plate-like bodies by rotating the small gear and the coil-mounted plate-like body by rotating the fluid force rotating plate-like body and the large gear by fluid force. The rotary plate generator according to any one of claims 1 to 14, wherein an electric power is generated by generating an induced voltage in the coil by changing in the coil.
大歯車は前記流体力回転円板体の両側に配置され、当該2つの大歯車にそれぞれ小歯車、および同軸の回転式板状体発電機が接続されていることを特徴とする、請求項15または16に記載の回転式板状体発電機。
The large gear is disposed on both sides of the fluid-powered rotating disk, and a small gear and a coaxial rotary plate generator are connected to the two large gears, respectively. Or a rotary plate generator according to 16;
小歯車およびそれに取り付けた回転式板状体発電機からなる小歯車回転式発電機は大歯車に複数配置されていることを特徴とする、請求項15〜17のいずれかの項に記載の回転式板状体発電機。




The rotation according to any one of claims 15 to 17, wherein a plurality of small gear rotary generators including a small gear and a rotary plate generator attached thereto are arranged on the large gear. Type plate generator.




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