JP7473256B1 - 発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルに誘導電流を発生させる発電体に対し、吸引、又は反発力を与えるマグネットを全方向より、また、平行に配置して回転させ、その磁力により発電体を回転させて発電し、外部に電気エネルギーを供給することができる発電機を提供する。【解決手段】第４マグネット１０を含む複数のマグネットを円環４内に挿入して円形の発電体６を形成し、第１コイル１１を含む複数のコイル内に発電体６を挿入し、更に、回転軸を中心に回転する回転体２に第１マグネット３を含む複数のマグネットを、第４マグネット１０を含む複数のマグネットに平行に取り付け、回転移動させる。第１マグネット３の吸引、又は反発する磁力により、第４マグネット１０を有する発電体６を回転させ、第１コイル１１及び複数のコイル内を通過させ、コイルに誘導電流を発生させて発電する。【選択図】 図１

Description

本発明は、回転する移動部に取り付けられたマグネットの移動によって、発電部のマグネットがコイル内を移動し、コイルに誘導電流を発生させて発電し、電気エネルギーを取得する発電機に関する物である。

発電部のマグネットがコイル内を移動して発電し、電気エネルギーを得る物として文献１のような発電機が提案されている。

複数のマグネットを繋ぎ合わせた発電体を円形状にし、それらの外周に複数のコイルを設け、発電体のマグネットに吸引力を与えるマグネットを有する回転体を、発電体の上部に配置し、外部より回転軸に力を加えて、回転体を有する回転軸を回転させ、回転体に設置されたマグネットの吸引力により、発電体を回転させ、外周に配置された複数のコイルに誘導電流を発生させて発電している。(文献１)

特許６４６４３３９ 特許４９６４２９９

文献１において、回転体のマグネットが発電体のマグネットに対し、垂直に磁力が加わるように吸引力を与えている。
この為、仮に、発電体のマグネットのＮ極に回転体のマグネットのＳ極を垂直に近づけて吸引させた場合、発電体のマグネットのＳ極は、回転体のマグネットのＳ極より遠ざかろうとする。
これにより、発電体のマグネットには部分的に吸引力が加わり、発電体を回転させようとした場合、円運動が分散され、回転力を抑える傾向がある。

したがって、本発明の発電機は、文献２の振動発電の発電方法を応用し、コイルに誘導電流を発生させる発電体に対し、吸引、又は反発力を与えるマグネットを全方向より、また、平行に配置して回転させ、その磁力により発電体を回転させて発電し、電気エネルギーを取得できるようにしたものである。

本発明の発電機は、円形を成し回転軸を有しない複数のマグネット群から成る発電体の外周に複数のコイルを取り付け、その発電体のマグネット群に吸引、又は反発の磁力を与えるマグネットを移動部に複数配置している。
移動部のマグネットは、発電体のマグネットに対して平行に、回転する回転体に取り付けられ、その回転体を支えている回転軸を発電機の固定台で保持している。

また、発電体の下部にベアリングを設けて発電体を支え、発電体の重量をベアリングで支えている。
一方で、複数のコイルも固定台に取り付けられ、各コイルからの出力は、電線にて制御部のブリッジダイオード、コンデンサー、抵抗に接続され、電気エネルギーとして外部に出力される。

各コイルに誘導電流を発生させる発電体のマグネットに、移動部のマグネットを、平行に近づけて吸引力、又は反発力を均等に与えて回転すると、発電体のマグネットも移動部のマグネットに吸引、又は反発して滑らかに回転するようになる。
また、移動部のマグネットが発電体のマグネットに対し、全方向より、また平行に磁力を与えているので、均等に磁力が伝わり、吸引力も増す。

これにより、発電体のマグネットに対し、全方向より磁界を加えて発電体のマグネット群を宙に浮かすことが可能となるため、無接触、無重力に近い状態となり、小さな力で回転することが可能となり、高速回転を維持できる。

本発明の発電体は、複数のマグネットを互いに極性が違う向きで繋ぎ合わせて、車軸を有しない円形状のマグネット群を形成しているので発電効率が高くなり、内側にある移動部の回転移動により、発電体が安定した円回転移動を行なうことができ、また、各部品が取り外し可能なので、回転ですり減ったベアリングや円環の交換を容易に行うことができる。
また、発電体や回転体の下部にベアリングを設けて支える事により、回転時の負荷を軽減できるようになる。

本発明の実施形態における発電機と水車を含め、全体を示した斜視図である。 （A）は、図１の発電機の円環部分を表した斜視図であり、（B）は、第４マグネットに対し、第１マグネットが垂直に位置している様子を表した図である。 （A）は、図２の円環部分をA－A線部分で切断し、一部を断面で表した図であり、（B）は、本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、円環にワイヤーを挿入した断面図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、（A）は、発電体を分離できるパイプで形成した斜視図であり、（B）は、（A）の破線部分の詳細を示した斜視図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、発電体に対し、回転体のマグネットの吸引力と反発力の磁力を加えた様子を表した斜視図である。 （Ａ）は、図５の発電体が回転体のマグネットより磁力を受けている様子を表した斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の発電体をＢ－Ｂ線部分で切断し、一部を断面で表した図である。 図５の発電機の回転体部分を取り除き、上から見た平面図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、発電体に異なる大きさのマグネットを取り付けた平面図である。 本発明の実施形態における発電機の他の実施形態を示したもので、（Ａ）は発電体のパイプにレールを取り付けた斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の破線部分を拡大した斜視図である。 （A）は、回転体下部にベアリングを設置した斜視図であり、（B）はベアリングの代わりにマグネットを設置した斜視図である。 本発明の実施形態における第４マグネットの磁力線の様子を表した図である。 図１１の第４マグネットが第１コイル内を移動している様子を表した図である。 図１２の第１コイルの長さを長くした図である。 本発明の実施形態における発電機の配線内容を表した配線図である。 図１２の第４マグネットと第１コイルの断面図を表した図である。

以下、本発明に係る発電機の好適な実施形態を、図面に従って説明する。
図１は本発明における発電機１と動力源の水車２０等を示した斜視図であり、図２（A）は、詳細を説明する為に、図１の発電機１の発電体６と回転体２部分を表した斜視図である。

図１や図２（A）で示すように、固定台１４上に、回転軸７を中心とした回転体２が有り、その外側に、回転軸７を有しない発電体６が配置されている。
発電体６の外周には第１コイル１１、第２コイル１２を含む複数のコイルが取り付けられており、各コイルはそれぞれコイル架台１３によって固定され、各コイル架台１３は、固定台１４に取り付けられている。

図１４の配線図で示すように、第１コイル１１や第２コイル１２を含む複数のコイルから出力される誘導電流は、各ブリッジダイオード３４やコンデンサー３５、抵抗３６を経て外部へ出力される。
また、４個以上のコイルやブリッジダイオード３４は省略されている。

固定台１４に取り付けられた回転軸７には、複数のマグネットを有する回転体２が接続されており、最上部には第１傘歯車１５が取り付けられている。
第１傘歯車１５には、動力を伝える為の第２傘歯車１６が接しており、その先に連結器１７、プーリー１８、ベルト１９、動力源の水車２０が連結されている。

図１や図２（A）において、回転体２には、第１マグネット３や第２マグネット８を含む複数のマグネットが、回転体２の中心部より同じ距離で、更に角度が異なる位置に放射状に取り付けられ、発電体６の各マグネットに対して、平行になるように取り付けられており、また、回転体２の外側には、第４マグネット１０や第３マグネット９を含み、複数のマグネットを有する発電体６が設置されている。

図２（A）は、図１の発電体６の円環４部分を表した図であり、円環４内には、第４マグネット１０を含む複数のマグネットが有る。
円環４は複数のベアリング５により、側面と下部面が接して支えられている。
文献１の発電機では、図２（B）のように、発電体に取り付けられた第４マグネット１０に対して回転体に取り付けられた第１マグネット３の磁力が垂直な角度で当たっている。
これにより、第４マグネット１０のＮ極は、第１マグネットのＳ極より吸引力を得て、矢印５４の方向へ移動しようとする。

一方で、第４マグネット１０のＳ極は、矢印５５の方向へ遠ざかろうと移動するようになり、第４マグネット１０を有する発電体は第１マグネット３より均等な力が加わらず、吸引力は弱まり、回転移動が滑らかに行われない現象が表れる。
回転体２の第１マグネット３や第２マグネット８を含む複数のマグネットは、図２（A）に示すように、相手側となる発電体６の第４マグネット１０や第３マグネット９に吸引力を与える磁力の極性で、平行に取り付けられている。

この為、第１マグネット３のＮ極とＳ極が、第４マグネット１０のＳ極とＮ極にそれぞれ均等に力がかかり、両マグネットは共に吸引し合い、両者が最短距離で近づいて吸引力は両マグネット全体で行われるので吸引力は増し、発電体６は滑らかに円回転を行うようになる。
但し、第１マグネット３や第２マグネット８を含む複数のマグネットが数多く有る場合には、発電体６の第４マグネット１０を含む各マグネットに対して、図２（B）のように垂直、或いは斜め等平行にせず、磁力を与えても良い。

発電体６は、１つの円環４により円形が形成され、或いは複数に分割可能な円環４を繋ぎ合わせて円が形成され、複数のマグネットを有し、各コイル内を回転して移動できるような回転軸７を有しない円形型になるような構造になっている。
図２（Ａ）に於いて、円環４の形状は、ドーナツ状の円形に形成され、或いは、一部を欠いた半円状にも形成され、円環４を使用しないで第４マグネット１０を１個だけ装着し、円を形成しない発電体６を形成できるようにもなる。

これにより、発電体６は複数のコイルに挿入後、円環４を連結して組み合わせ、ドーナツ状の円形を形成することが可能となり、複数のコイルが存在するコイル架台１３を固定台１４にネジ等で固定すると、発電体６は、各コイル内を円回転移動することが出来るようになる。
また、各マグネットの磁力は互いに極性が対峙するように配置されており、これにより、発電効率が増すようになる。

同様に、回転軸７を中心に、反対側の場所にある第３マグネット９も第２マグネット８より同じような磁力を受け、常に均等な吸引力が得られるようになり、同じように配置された他の複数のマグネット同士の関係も同じ状況になる。
その為、発電体６全体には、各吸引力により、常に回転軸７の中心部に向かうような力が働き、磁力のバランスを取ると、各コイル内でスムーズな円回転移動を行なうことが出来る。
発電体６が回転すると、発電体６が外側に広がろうとする遠心力が働く為、第１マグネット３や第２マグネット８の磁力を強くする必要が有る。

図１や図２（Ａ）に於いて、回転体２には複数のマグネットが配置され、それぞれ、発電体６の各マグネットに吸引力を与えて回転しているが、一部の極性を逆にして、或いは全ての極性を逆にし、反発力を利用して動作させてもよい。
また、第１マグネット３の代わりに軟鉄やフェライト、コバルトなどの磁性体を利用し、第４マグネット１０に吸引力を与え動作させても良い。

図３（A）は、図２（A）のA―A部分を切断し、一部を断面で表した図であり、円環４がベアリング５によりそれぞれ、側面と下部で支えられている。
それにより、発電体６はこのベアリング５に時々接して回転する為、発電体６の重量はベアリング５で支えられ、回転時の負荷が軽減される。

動作は、図１に示すように、水面に接する水車２０が回転すると、プーリー１８を回転させてベルト１９や連結器１７が回転し、２つの傘歯車も回転して回転軸７に取り付けられた回転体２も回転する。
回転体２に取り付けられた第１マグネット３や第２マグネット８も回転し、それらの磁力に吸引、又は反発される、第４マグネッ１０や第３マグネット９を有する発電体６も回転し、複数のコイル内を移動して、コイルに誘導電流を発生させ、発電することになる。

図２（Ａ）では、円環４内のマグネットの極性を互いに反発し合うように対峙して取り付けているが、マグネット同士の間隔があれば、極性を同じ向きになるように配置して動作させてもよい。
また、各マグネット同士を直接接着剤等でつなぎ合わせて間隔を狭め、発電体６を形成してもよく、円環４を利用しないで、各マグネット同士で発電体６を形成しても良い。

図１や図２（A）、図３に於いて、円環４の断面は、上部が欠けた円を形成し、第４マグネット１０の断面も円を形成しているが、第４マグネット１０や円環４の形状を楕円や四角、多角、他の形状にして発電体６を形成してもよく、また、各コイルの形状を楕円や四角、多角、他の形状にして形成してもよい。

このように本案では、１つの円、または半円で発電体６を形成し、更にベアリング５を発電体の上下、左右、斜め等全方向に配置し、外部の全方向より発電体６に吸引力、または反発力、或いは両方の磁力を与えると、発電体６はそれらの磁力により吸引、または、反発して回転移動するようになる。

図１で、発電体６は、水平に設置されて回転しているが、２つの傘歯車を削除し、固定台１４を垂直に配置し、回転軸７に水車２０を直接接続して、発電体６を垂直にして回転させても良い。
本案に於いて、回転体２やベアリング５、円環４、ワイヤー２２等は、プラスチックやアルミニウム、ステンレス、ゴム、黄銅などの非磁性体の素材で形成されることが望ましい。

また、動力源に水を利用し、水車２０を回転させて発電しているが、動力源として風や電動モーター等を利用しても良い。
その場合、水車２０やベルト１９、連結器１７の構造を、風を受けて回転軸７が回転するような構造にし、また、モーターにより回転するような構造にする。

実施例１において、長時間、円環４が回転すると、ベアリング５と円環４の接触部分は摩耗し、定期的にそれぞれを交換する必要があるが、円環４の外周の接触部分に溝を設け、図３（B）に示すような溝に、着脱可能なワイヤー２２を挿入し、ワイヤー２２を介して、発電体６をベアリング５で支えるようにすると、すり減ったワイヤー２２を交換することで、円環４全体を交換する必要が無くなり、メンテナンスが容易に行えるようになる。
また、ワイヤー２２の形状を円や楕円、四角、多角、他の形状にしてもよく、ワイヤー２２の代わりに、ベアリング５との接触面に分割できる保護板をネジ等で円環４に固定すると、その着脱可能な保護板だけを交換することで同じくメンテナンスが容易に行えるようになる。

次に、図１や図２（Ａ）の円環４の代わりに、分離できるパイプ２３を取り付け、発電体６を円形にした実施例について説明する。
図４（Ａ）は、分離できる複数のパイプ２３を組みあわせて、ドーナツ状の円形のパイプ２３で複数のマグネットを覆った斜視図であり、波線部分は内部構造を示すため、上下にも分割できるパイプ２３の上部を取り除いたもので、（Ｂ）は、図４（Ａ）の波線部分を拡大し、内部を表した図である。
実施例１で説明した回転体２や複数のコイルの図示を省き、その他の発電体以外の部品は実施例１の図１や図２（Ａ）と同様であり、説明してあるので省略する。

図１や図２（Ａ）での発電体６は、分離できる円環４と各マグネットを組み合わせて、ドーナツ状の円形にしており、摩擦により円環４が磨耗した場合、その円環４を交換する時は、一度円形を解体する為、各コイル内での円形の組立が容易ではなかった。
そこで、図４のように、パイプ２３を分割出来るようにし、更に、凹凸の篏合により、上下にも分割できる構造にして、各パイプ２３を連結させている。

図４（Ｂ）に於いて、第４マグネット１０や第７マグネット２７を含む複数のマグネットを分割できるパイプ２３で覆い、各マグネット間に弾性体２４を挿入し、図４（Ａ）のように各パイプ２３を組み合わせてドーナツ状の発電体６を形成する。
弾性体２４は、伸縮できる非磁性体のゴムやバネ、クッション、スポンジ等、各マグネットがパイプ２３内で移動しないようなものを利用し、各マグネットが支障なく連結できるときは取り付けなくてもよい。

これにより、パイプ２３により覆われた発電体６の外側は、複数に分割でき、各パイプ２３を組み合わせて、ドーナツ状の円形が形成され、各コイル内を円回転移動することが出来るようになる。
一度組みあがった円形は、外側のパイプ２３が回転移動で磨り減っても、すり減った一部分の外側のパイプ２３を交換するだけで、発電体６の円形を大きく解体する必要がなくなり、各コイル内での円形の組み立ても容易に行なえるようになる。

図４では、各マグネットと弾性体２４を繋ぎ合わせてパイプ２３内に挿入しているが、第４マグネッ１０を１つだけ利用して動作させてもよく、第４マグネット１０とパイプ２３を、それぞれ、１個ずつ繋ぎ合わせ、円形を形成せずに、短い断片的な半円形にして動作させても良い。

図１や図２（Ａ）に於いては、主に発電体６の各マグネットと回転体２のマグネット同士の吸引力により、発電体６を回転させていたが、図５や図６に示すように、発電体６のマグネットに対して平行に回転体２のマグネットを向き合わせ、更に水平方向より吸引力や反発力、下方より反発力の磁力を与えて回転する方法について説明する。

図５はその構造を示す斜視図であり、図１の回転体２を上部に移動し、回転体２に取り付けた複数のマグネットを、図６に示すように、水平に磁力が働くようにマグネット保持板３１を利用して、発電体６の各マグネットに対して平行になるように、回転体２の下部に取り付けている。
また、図６（Ａ）や（Ｂ）に示すように、発電体６の斜め下には複数のベアリング５が配置されている。
その他の部品や詳細は実施例１と同様なので省略してある。

図６（Ａ）は、図５の発電体６の第４マグネット１０に対し、下部より第６マグネット２６の反発力を与え、外側の第５マグネット２５より反発力、内側の第１マグネット３より吸引力を与えている様子を表した図であり、図６（Ｂ）は、（Ａ）の発電体６をＢ―Ｂ線部分で切断した断面図である。
また、図７は、図５の上部の回転体２の図示を省き、上部から見た平面図であり、回転軸７を中心に上下左右でも同じような配置を施している。

図６や図７で示すように、第４マグネット１０は第１マグネット３より吸引される磁力を受け、同様に回転軸７の右側の第３マグネット９も第２マグネット８より吸引される磁力を受け、回転軸７の上下でも同じことが行われ、実施例１と同じように、発電体６全体には、吸引力により常に回転軸７の中心部に向かうような力が働き、力のバランスが取れて、発電体６は各コイル内でスムーズな回転移動を行なうことが出来る。

図６に示すように、第４マグネット１０に対し、第６マグネット２６の距離を徐々に近づけていくと、相互の反発力により、発電体６は上方へ移動し、ベアリング５より離れ、宙に浮くようになる。
この第６マグネット２６と同じ動作を発電体６の複数の個所で行うと、発電体６全体が上に移動して宙に浮き、ベアリング５と接しないようになる。
それにより、発電体６の重力が無くなり、第１コイル１１を含む、複数のコイルに接することなく回転できるようになる。

図７で示すように、発電体６の各マグネットは、回転体２の各マグネットよりそれぞれ吸引力や反発力を得て上下、左右、斜め方向へ移動し、通常、外側にあるいずれかのベアリング５に接している。
これは、実施例１と同じように、各マグネットの大きさや設置位置により磁力が異なるため、それぞれの吸引力、反発力にばらつきが発生している為である。
また、図３に示すように、ベアリング５と円環４の間には多少の隙間があるため、このような状況で、回転体２を回転させると、発電体６の一部が外側のベアリング５に接して回転し、その回転軌跡は真円を描かず、一定していない。

例えば、図７に於いて、第３マグネット９と第２マグネット８との吸引力が、他のマグネット同士の吸引力より強い場合、第３マグネット９は第２マグネット８に吸引され、発電体６全体は、左側のベアリング５に接するまで左へ移動する。
この時、第５マグネット２５を右へ移動させると、第５マグネット２５と第４マグネット１０との反発力が増して、発電体６全体は右へ移動し、左側のベアリング５との接触が無くなる。

上記同様の調整を右側の第９マグネット２９や上部の第１０マグネット３０、下部の第８マグネット２８で行うと、発電体６は回転軸７の中心に移動し、全てのベアリング５に接しないで回転移動できるようになる。
このように、発電体６に下方より反発力、或いは発電体６の上方より吸引力を与え、左右の側面より吸引力と反発力を与えると、発電体６は上下、左右、斜め等、全方向へ移動して宙に浮き、ベアリング５に接することなく発電体６は、無接触で回転移動できるようになる。

図７に於いて、実施例１同様に、回転体２の一部のマグネットの極性を逆にして、或いは全てのマグネットの極性を逆にして、発電体６のマグネットに反発力を与えて動作させてもよい。
また、発電体６に対し、各マグネットの磁界を上方や斜め方向など、全方向より磁界を加えてもよく、更に吸引力や反発力を混ぜ合わせ、発電体６を無接触で回転できるようにして動作させてもよい。

図８は、図１の発電体６の右、上、左側を表し、複数のコイルの図示を略し、新たに第３マグネット９と同じ大きさの磁力を持つマグネットと、それよりも小さな磁力のマグネットを発電体６全体に複数装着した平面図である。
小さな磁力の各マグネットは、第３マグネット９と同じ磁力の複数のマグネットに対し、それぞれ極性が対峙して反発し合っており、これを装着することにより発電効率を高めており、その他の詳細は実施例１と同様である。

図６や図７では、発電体６の外側に有る第５マグネット２５や第６マグネット２６を含む複数のマグネットはマグネット保持板３１により回転体２に取り付けられ、回転体２と一緒に回転していたが、図８に示すように、第９マグネット２９や第５マグネット２５を固定台１４上に複数設置して固定し、第３マグネット９と同じ大きさの複数のマグネットに対して反発する磁力を与えるように、発電体６の外周に配置している。
また、反対の左側にも図７と同じように、第４マグネット１０の外周に第５マグネット２５を設けている。

回転体２が回転すると、第１マグネット３より吸引力を受ける第４マグネット１０を有する発電体６も回転し、第１マグネット３と同じ磁力の複数のマグネットは第９マグネット２９や第５マグネット２５より反発力をうける。
一方で、第３マグネット９より磁力の小さな各マグネットは吸引力を受けるが、発電体６全体では、相対的に第９マグネット２９や第５マグネット２５、他の複数のマグネットより反発力をうけることになる。

発電体６の回転中に、第９マグネット２９を図８の左側へ徐々に移動して第３マグネット９に近づけ、第３マグネット９を含む発電体６の各マグネットに対して磁力を強めると、発電体６はその反発力により、全体が左へ移動し、右側のベアリング５から離れるようになる。
同様に、左側にある第５マグネット２５を第４マグネット１０に近づけると、発電体６は右側へ移動しようとする。

このようなマグネットの移動の変化や磁力の変化を、他のマグネットで行うと、発電体６は回転しながら徐々に回転軸７の中心に向かうようになり、全てのベアリング５より離れ、無接触で回転移動できるようになる。
また、この措置により、発電体６が回転中に外側に広がろうとする遠心力を抑えることも可能となる。

また、図８の発電体６下部の固定台１４にも、第４マグネット１０に反発力を与える磁力のマグネットを、発電体６の回転軌道上に複数個所設置し、前述と同じように徐々に上方へ移動させ、或いは磁力を変化して調整すると、発電体６が回転を始めると、下部に有る複数のマグネットの反発力により上方へ移動して無重力状態となり、無接触で支えられるようになる。
その為、発電体６の重力は小さくなり、回転体２の各マグネットから、発電体６の各マグネットに与える磁力が弱くても、発電体６を動かすことができる。
この現象は、発電体内のマグネットの極性が同じ向きに配置されている実施例４の図７の発電体６にも適用し、同じ現象が表れる。

これにより、実施例１と同様に、水車２０が回転すると、回転体２の第１マグネット３と第２マグネット８も回転し、それらから吸引力を受ける発電体６は、実施例１より弱い力で安定した円回転を行なうことができ、常に同じ軌道で回転し、第１コイル１１を含む各コイル内を移動して発電する。
また、第９マグネット２９や第５マグネット２５を含む各マグネットの位置や磁力を調整し、マグネット同士の磁力の均衡を変化させると、発電体６の軌道を全方向へ移動させることができ、発電体６は、ベアリング５やコイル等、全ての物に接触することなく、同一軌道上を円回転することができるようになる。

図８に於いて、第９マグネット２９や第１０マグネット３０等は、発電体６内の第３マグネット９等に反発する磁力を与えていたが、一部のマグネットを反対にして吸引力を与え動作させてもよく、或いは、発電体６の内側に第９マグネット２９等を配置し、外側に回転体２の第２マグネット８を配置して、発電体６の内側より反発力を与え、外側より吸引力を与えて動作させてもよく、他の詳細は実施例１と同様である。

次に、図１の発電体６に取り付けた第４マグネット１０や第３マグネット９及び複数のマグネット、並びに回転体２に取り付けた第１マグネット３や第２マグネット８、及び複数のマグネットの代わりに、一部、または全部を第１電磁石４４や第２電磁石３８等の電磁石に変えて発電する実施例を説明し、その他の詳細は実施例１と同様である。

図９（Ａ）は、図１や図４の回転体２と第２発電体４７に、それぞれ、第１マグネット３を第２電磁石３８へ、第４マグネット１０を第１電磁石４４へ変更した斜視図であり、図４のパイプ２３の外側に２本のレールを取り付け、回転体２の第２電磁石３８以外の複数のマグネットや電磁石、及び複数のコイルの図示は省略してある。
図９（Ｂ）は詳細を示す為に、図９（Ａ）の波線部分を拡大した第２発電体４７であり、図４のパイプ２３内に第１電磁石４４を含む複数の電磁石とマグネットを挿入した図である。
実施例１で示すような第１コイル１１を含む複数のコイルの図は、図９では省略されており、第２発電体４７の外周には、第１コイル１１を含む複数のコイルが存在している。

固定台１４に電気供給架台３３、回転体２に第２電気供給架台３７を取り付け、回転軸２１に取り付けられたレール３９より、それぞれプラスとマイナスの電気が第２電気供給架台３７に供給され、その後、第２電磁石３８を含む他の電磁石へ供給され、第２電磁石３８は磁力を得て磁石となる。
一方で、電気供給架台３３からは、第１電気供給板４０と第２電気供給板４１が出ており、それぞれプラスとマイナスの電気が供給されており、第１電気供給板４０は第１レール４２と、第２電気供給板４１は第２レール４３と接触している。

また、第１レール４２は、第１電磁石４４のコイルの巻き始め４５部分と接触しており、一方で、第２レール４３は、コイルの巻き終わり４６部分にそれぞれ接し、プラスとマイナスの電気が供給され第１電磁石４４となる。
各電磁石は磁性体の素材にコイルを巻きつけて形成され、コイルの巻き始め４５と巻き終わり４６に加えるプラスとマイナスの電気の極性を変えると、各電磁石のＮ極とＳ極の極性も変わる。

図９（Ｂ）に示すように、パイプ２３内には、複数のマグネットが有り、その一部、または全部を複数の電磁石に変更し、それぞれを連結して円形を形成し、第２発電体４７を形成している。
同様に、回転体２にも図１と同じように、複数のマグネットが有り、その一部、または全部を第２電磁石３８等の電磁石に変更してある。
その他の部品や内容は、実施例１の図１と同様なので説明は省略する。

２つの電気供給架台に外部より電気を供給し、回転体２に有る第２電磁石３８と第２発電体４７に有る複数の各電磁石を動作させる。
この第２発電体４７に、回転体２の第２電磁石３８及び、その他のマグネットや電磁石を近づけて吸引力、又は反発力を与え、回転体２を回転させると、実施例１と同じように、第２発電体４７が回転し、第１コイル１１を含む複数のコイル内を移動して発電する。

各電磁石は磁性体にコイルを巻きつけて形成され、各電磁石を形成する磁性体の材質は、例えば軟鉄やフェライト、コバルト等の材質を利用するのが望ましい。
また、各電磁石やコイルの断面は円形であるが、楕円や四角、多角でも良い。

次に、回転体２の下部にもベアリング５を配置し、回転体２の重量をベアリング５で支え、回転体２の回転時の負荷を軽減する方法について説明する。
図１０（Ａ）は、図２の回転体２の外側の下部にベアリング５を接触させ、回転体２がベアリング５に接して回転している様子を表した図である。
他の複数のベアリング５も同じように、回転体２の外側の下部に放射状に配置されており、回転体２は常に複数のベアリング５により支えられて回転することになる。
これにより、回転軸７に接する回転体２の重量が軽減され、回転力が軽減されるメリットが生まれ、その他の詳細は実施例１と同様である。

次に、回転体２の下部にベアリング５の代わりにマグネットを配置し、回転体２の重量をマグネットで支え、回転体２の回転時の負荷を軽減する方法について説明する。
図１０（B）は、図１０（A）のベアリング５の代わりに複数のマグネットを、回転体２の回転軸７を中心に放射状に回転体の外側の上部と下部に配置し、更に回転体２に取り付けられた第１マグネット３を含む複数のマグネットに対して平行に配置し、第１マグネット３と架台５２に取り付けられた第１２マグネット４８、第１３マグネット５３部分を表した斜視図である。

図１０（B）に示すように、第１２マグネット４８を第１マグネット３と反発する極性にし、また、第１３マグネット５３を第１マグネット３に吸引力を与える極性にして、これらのマグネットを架台５２に設置して固定台１４に取り付ける。
回転体２が回転すると、回転体２に取り付けられた第１マグネット３を含む複数のマグネットは第１２マグネット４８より反発力を受け、無接触で上方へ押し上げられるようになる。

また、第１２マグネット４８を含む複数のマグネットを、回転軸７を中心に放射状に回転体２下部に配置し、更に回転方向に対して同極に配置すると、回転体２の複数のマグネットは、常に下方より反発する磁力を得ることになり、第１２マグネット４８を含む複数のマグネットで回転体２の重量を受け止めて支えていることと同じことになる。
それにより、回転軸７に加わる回転体２の外側の重量は軽減され、回転体２の回転に必要な力は小さくなる。

同様に、第１３マグネット５３を含む複数のマグネットを、放射状に、更に回転方向に対して同極に配置し、回転体２を回転すると、回転体２は、常に上方より吸引される磁力を無接触で得ることになり、第１３マグネット５３を含む複数のマグネットで回転体２の重量を吸引して、上方へ引っ張っていることと同じことになる。
それにより、回転軸７に加わる回転体２の重量は軽減され、回転体２の回転に必要な力は小さくなる。
これにより、第１２マグネット４８や第１３マグネット５３の磁力の変化により、実施例１～７の回転体２を移動させることが可能となる。

これまでの各実施例で示される第４マグネット１０を含む各マグネットの磁力線５０は、文献２や図１１のように表され、第４マグネット１０のＮ極よりＳ極へと出ている。
第４マグネット１０が第１コイル１１内を、図１１や図１２の矢印５１の向きに移動した場合、第１コイル１１の電線に対して、磁力線５０が直角に交差し、移動する部分で発電するので、楕円４９の部分で主に発電することになり、第４マグネット１０の左右に存在する。

それ故、第４マグネット１０が第１コイル１１内を移動し、第１コイル１１の右端よりAの位置での発電状況は、図１２に示すように、Ｎ極からの磁力線５０で第１コイル１１に誘導電流が流れ、第４マグネット１０の前方で発電していることになる。
これにより、文献２のように第４マグネット１０の左端が第１コイル１１内に入る前に発電しており、また、第４マグネット１０の右端が第１コイル１１を通過中でも発電していることになる。

図１３に示すように、第１コイル１１を長くして、第４マグネット１０が全て第１コイル１１内に入るようにすると、第１コイル１１の左端よりBの位置での発電状況は、図１２と同様に、第１コイル１１の左側ではＮ極からの磁力線５０で第１コイル１１に誘導電流が流れようとし、一方で、第１コイル１１の右側でも、Ｓ極の磁力線５０により、N極で発生した誘導電流とは反対方向の誘導電流が流れようとする。
それ故、両者の電流が第１コイル１１内で逆向きに発生し、相殺して打ち消し合い、第４マグネット１０の左側が第１コイル１１内を出るまで、誘導電流は流れず発電しないことになる。

この現象は、移動方向の矢印５１の向きが右に変わって、第４マグネット１０が左から右へと移動した場合でも同じようになり、コイル幅の長さが、コイル内を移動するマグネットの長さより長く、マグネットの両端がコイル内を移動中の場合は、発電しないことになる。

また、図１２に於いて、第４マグネット１０の長さを更に長くした場合、第４マグネット１０の両端では発電するが、第４マグネット１０の中間部が第１コイル１１内を移動中では、発電しないエリアが現れる。
その為、コイル幅の長さとマグネットの長さにはある一定の関係が表れ、実験の結果、コイル幅の長さは、マグネットの長さの８０～１００％が最良で、５０％から１３０％までの範囲内で発電し、有効な寸法となる。

図１２，１３に於いて、第４マグネット１０が第１コイル１１内を移動する時、第１コイル１１には磁界が発生し、第４マグネット１０は第１コイル１１の内側全域より、吸引、または反発する磁力を得る。
第１コイル１１より反発力を得ると、第４マグネット１０は図１５（A）のように、第１コイル１１の中心部へ移動し、第１コイル１１とは無接触となる。

一方で、図１５（B）のように、第４マグネット１０が第１コイル１１より吸引力を得ると、第１コイル１１の内側全域より吸引されるので、第４マグネット１０は、第１コイル１１の中心に留まろうとし、第１コイル１１とは無接触となる。
この現象は第１コイル１１の発電量が大きくなり、磁界が強くなるほど大きく表れるので、第４マグネット１０及び他のマグネットを有する発電体が、第１コイル１１を含む多数の各コイル内を高速で回転移動し、各コイルでの発電量が増加すると、発電体は各コイルに無接触で回転移動することができるようになる。

本案実施例４に於いて、回転体２を大きくして、複数の発電体とコイルを発電体６の外周に配置し、更に、回転軸７の下段にも同様の構造を成す回転体２と各発電体を形成し、多段構造にすると、回転軸７の１回転で大きな発電量を得ることができる。（図示せず）

また、図１の回転軸７の下方の端部にも傘歯車を取り付け、水車２０を接続すれば、回転体２の回転力が倍増し、更に大きな発電量を得ることができる。
回転軸７に水車２０の代わりに風車や波力発電機構など、他の自然エネルギーを利用して回転する別な機構の回転装置やモーター等の電動機を接続すれば、水車２０と同じ様に発電を行なう事もできる。

本案発電機に於いて、発電電力は、各コイル内を移動する各発電体の速度が速くなると増大する為、各発電体の適度な回転数が必要となる。
また、各コイルの巻き数も増えると発電電力は増えるが、増やし過ぎるとコイルの外側の電線部分が発電体内の各マグネットより遠くなって発電が低下する為、コイルの適度な巻き数や電線の太さを決める必要がある。

本案発電機に於いて、各マグネットはネオジム磁石を利用しているが、発電電力はコイル内を移動するマグネットの磁力が大きくなると増大するので、ネオジム磁石より磁力の強いものが有ればそれを利用しても良い。
このように発電電力は、マグネットの磁力の強さやコイルの巻き数、コイル電線の太さ、コイル内を移動する速度や回転数によって変化し、これらの相互関係のバランスが必要と成るため、実験によりその値を決める必要が有る。

本案発電機に於いて、各コイルからの誘導電流は、図１４に示すように、個々のブリッジダイオード３４で整流されているが、文献２のように、各コイルを直列に接続してブリッジダイオード３４を省いてもよい。
この場合、発電体の各マグネットの位置と各コイルの位置が一致しており、各コイルの発電開始時間と発電終わり時間が保々一致している条件が必要になる。

このように本案では、各発電体を回転させる方法は、各マグネット同士の吸引や反発力を利用すると幾つも考えられ、回転体２に取り付けた各マグネットの極性を変化し、また、発電体に対して、磁力の角度を上下左右、斜め方向、或は垂直にするなど、あらゆる角度から磁力の強さを変化させ、全方向より磁界を与える事により発電体を移動させることが可能となり、また、発電体を宙に浮かせ、無接触で円滑な回転を行なえるようになる。

１ 発電機
２ 回転体
３ 第１マグネット
４ 円環
５ ベアリング
６ 発電体
７ 回転軸
８ 第２マグネット
９ 第３マグネット
１０ 第４マグネット
１１ 第１コイル
１２ 第２コイル
１３ コイル架台
１４ 固定台
１５ 第１傘歯車
１６ 第２傘歯車
１７ 連結器
１８ プーリー
１９ ベルト
２０ 水車
２１ 回転軸
２２ ワイヤー
２３ パイプ
２４ 弾性体
２５ 第５マグネット
２６ 第６マグネット
２７ 第７マグネット
２８ 第８マグネット
２９ 第９マグネット
３０ 第１０マグネット
３１ マグネット保持板
３２ 第１１マグネット
３３ 電気供給架台
３４ ブリッジダイオード
３５ コンデンサー
３６ 抵抗
３７ 第２電気供給架台
３８ 第２電磁石
３９ レール
４０ 第１電気供給板
４１ 第２電気供給板
４２ 第１レール
４３ 第２レール
４４ 第１電磁石
４５ 巻き始め
４６ 巻き終わり
４７ 第２発電体
４８ 第１２マグネット
４９ 円
５０ 磁力線
５１ 矢印
５２ 架台
５３ 第１３マグネット
５４ 矢印
５５ 矢印

Claims (5)

1. 第１マグネットの移動によって、第１コイル内にある第４マグネットが、前記第１マグネットの磁力により、前記第１コイル内を移動して発電する発電機において、
   前記第４マグネットに磁力を与え、回転体に取り付けられた前記第１マグネットを前記第４マグネットに対して平行に配置して回転させ、
   前記第１マグネットの吸引、又は反発する磁力により、前記第４マグネットを有し回転軸を有しない発電体を回転させて、前記第１コイル内を移動させ、
   前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、
   前記第４マグネットを含む複数のマグネットを有する前記発電体が、前記第１コイルを含む復数の各コイル内を高速で回転移動し、
   前記第１コイルの発電量が増加して、前記第１コイルに発生する磁界が強くなると、前記発電体が前記第１コイルの中心部へ移動することを特徴とする発電機。
2. 第１マグネットの移動によって、第１コイル内にある第４マグネットが、前記第１マグネットの磁力により、前記第１コイル内を移動して発電する発電機において、
   前記第４マグネットに磁力を与え、回転体に取り付けられた前記第１マグネットを回転させ、
   前記第１マグネットの吸引、又は反発する磁力により、前記第４マグネットを有し回転軸を有しない発電体を回転させて、前記第１コイル内を移動させ、
   前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、
   前記第４マグネットを有する前記発電体の外周に、着脱可能なワイヤーを取り付け、前記ワイヤーを介して前記発電体をベアリングで支え、または、前記発電体の外周に着脱可能な保護板を取り付け、前記保護板を介して前記発電体をベアリングで支え、
   前記第４マグネットを含む複数のマグネットを有する前記発電体が、前記第１コイルを含む復数の各コイル内を高速で回転移動し、
   前記第１コイルの発電量が増加して、前記第１コイルに発生する磁界が強くなると、前記発電体が前記第１コイルの中心部へ移動することを特徴とする発電機。
3. 第１マグネットの移動によって、第１コイル内にある第４マグネットが、前記第１マグネットの磁力により、前記第１コイル内を移動して発電する発電機において、
   前記第４マグネットに磁力を与え、回転体に取り付けられた前記第１マグネットを回転させ、
   前記第１マグネットの吸引、又は反発する磁力により、前記第４マグネットを有し回転軸を有しない発電体を回転させて、前記第１コイル内を移動させ、
   前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、
   前記第４マグネットに、吸引、または反発する磁力を与える第５マグネットを前記第４マグネットの外周に配置し、前記第５マグネットの吸引、又は反発する磁力を変化して前記発電体を移動させ、
   前記第４マグネットを含む複数のマグネットを有する前記発電体が、前記第１コイルを含む復数の各コイル内を高速で回転移動し、
   前記第１コイルの発電量が増加して、前記第１コイルに発生する磁界が強くなると、前記発電体が前記第１コイルの中心部へ移動することを特徴とする発電機。
4. 第１マグネットの移動によって、第１コイル内にある第４マグネットが、前記第１マグネットの磁力により、前記第１コイル内を移動して発電する発電機において、
   前記第４マグネットに磁力を与え、回転体に取り付けられた前記第１マグネットを回転させ、
   前記第１マグネットの吸引、又は反発する磁力により、前記第４マグネットを有し回転軸を有しない発電体を回転させて、前記第１コイル内を移動させ、
   前記第１コイルに誘導電流を発生させて発電し、
   前記第４マグネットを含む複数のマグネットを有する前記発電体が、前記第１コイルを含む復数の各コイル内を高速で回転移動し、
   前記第１コイルの発電量が増加して、前記第１コイルに発生する磁界が強くなると、前記発電体が前記第１コイルの中心部へ移動し、
   前記第４マグネットを第１電磁石に変更し、前記第１電磁石に電気を流して磁力を与え、
   前記回転体に取り付けられた前記第１マグネット、または第２電磁石を回転させ、
   前記第１電磁石を有し、回転軸を有しない第２発電体を、前記第１マグネット、または第２電磁石の吸引、又は反発する磁力により回転させた事を特徴とする発電機。
5. 請求項４記載の発電機において、前記第２発電体に２本のレールを設けて前記第１電磁石に接触させ、前記レールに電気を流して、前記第１電磁石に磁力を発生させることを特徴とする発電機。

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