JPH083183Y2 - 発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔概要〕 磁気シャッタ式の円板を回転させる発電機に関し、 回転損失および加工性を改善することを目的とし、 非磁性体の回転円板と、該回転円板の面内に等角度づ
つ隔てて配列された複数の磁性体と、一方の磁極が該円
板に対向し他方の磁極が該一方の磁極に対し該円板と反
対側になるよう該円板の一面に近接して非接触で配置さ
れた永久磁石と、該永久磁石の他方の磁極に対向し該磁
石が中央部にくるよう該円板の一面に近接して非接触で
配置された第１のヨークと、該永久磁石に対向し該磁石
が中央部にくるよう該円板の他面に近接して非接触で配
置された第２のヨークと、該第２のヨークに巻回された
コイルとを備えるよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本考案は磁気シャッタ式の円板を回転させる発電機に
関する。

通常の発電機は永久磁石とコイルのいずれか一方を回
転させることにより該コイルを通る磁束を変化させて起
電力を得るものであるが、本考案の発電機は永久磁石と
コイルを固定し、その間に非接触で配設した磁気シャッ
タ式の円板を回転させるものであり、回転センサとして
も利用できる。

〔従来の技術〕

従来の発電機は例えば第４図のように円周方向にN,S
極が交互に着磁した永久磁石１を軸２を中心に回転さ
せ、ヨーク３に巻回されたコイル４を通る磁束をA,Bの
ように交互に変化させる。このためコイル４の両端には
磁石１の回転速度に応じた周期の交流電圧が発生する。

〔考案が解決しようとする課題〕

第４図の発電機は永久磁石１の回転ムラ（ワウフラッ
タ）が出力振幅の変動につながるため、磁石１および軸
２の加工精度が重要である。また、磁石１の重量が大き
いと回転損失が大きく、小さな外力には応動しない。こ
れらは特に回転センサとして用いる場合に問題となる。

本考案は回転損失が少なく、且つ加工性の良い発電機
を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本考案の原理図で、11は非磁性体（例えばプ
ラスチック）の回転円板、12は複数の磁性体（金属）、
13は永久磁石、14はヨーク（磁路）、15は該ヨークに巻
回されたコイル、16は円板11の回転軸である。永久磁石
13とヨーク14は対向し、円板11の一面と他面側の定位置
に近接して配置されている。

〔作用〕

永久磁石13のＮ極から出た磁束の一部はＳ極へ戻る間
にヨーク14を経由し、コイル15内を貫通する。このコイ
ル15を通る磁束の大きさと極性は極性体12の位置によっ
て変化する。そこで円板11を一方向に回転するとコイル
15には円板11の回転速度に応じた周期の交流電圧が発生
する。

円板11はプラスチック等の軽量な非磁性体で良いので
質量慣性が小さく、また空気抵抗も小さいため回転損失
が少ない。このため小さな回転力を検知する回転センサ
として都合が良い。

また、プラスチック製の円板11に板金等の磁性体12を
埋め込み、或いは貼付すれば磁気シャッタを構成できる
ので加工し易い。特に磁石13とヨーク14はいずれも固定
しておけばよいので、製造し易い。

〔実施例〕

第３図は本考案の一実施例を示す説明図で、→→
→の順に円板11が回転している。本例の永久磁石13
は第１図のように同一面にN,S極を有するＵ字状ではな
く、N,S極が逆の面にある柱状である。このためＵ字状
のヨーク17を設けてＳ極への帰路を形成している。

の状態で磁石13のＮ極から出た磁束（実線矢印で示
す。以下同じ）は磁性体12A→ヨーク14→磁性体12B→ヨ
ーク17を通るループでＳ極へ戻る。このときコイル15を
通る磁束は図面上の下向きとなる。円板11は図面上の上
側へ回転しているのでそれに伴い磁束は下向きの極性で
大きさを変え、コイル15に第２図ののような電圧（例
えば）を生じさせる。

やがて円板11の回転に伴ない磁性体12A,12Bがヨーク1
5の両翼に均等に対向するの位置になると、Ｎ極から
Ｓ極へ戻る磁束は上下対称になり、コイル15を通る磁束
は相殺されて０になる。これが第２図の一方の中点で
ある。

更に円板11が回転し、磁性体12A,12Bがの位置にな
るとＮ極から出た磁束は磁性体12B→ヨーク14→磁性体1
2A→ヨーク17を通るループでＳ極へ戻る。このためコイ
ル15を貫通する磁束の方向はとは逆になり、出力電圧
は第２図ののようにになる。

この状態から更に円板11が回転すると磁性体12Bがヨ
ーク14の中央部に対向し、その上下の磁性体12A,12Cが
ヨーク14の両翼端に僅かにかかったの状態になる。こ
の状態はとは異なるが上下対称となるため、コイル15
を通る磁束は相殺されて０になる。これが第２図の他方
の中点である。

コイル15の出力電圧は以上の〜を１サイクルとし
て変化し、円板11の回転速度に応じてその周期が変化す
る。

上述した構成を発電機として使用する場合はコイル15
は不可欠であるが、回転センとして使用する場合はコイ
ル15をホール素子や磁気抵抗素子のような磁気検出素子
に代えてもよい。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、質量慣性および空
気抵抗の小さい円板を回転させるため、小入力に応動す
る発電機または回転センサを実現できる。また、磁束変
化を該円板の面に沿って検出するため、該円板の回転ム
ラがさほど問題にならず、加工し易い利点がある。更
に、磁束が両極性で変化するためヨークを磁化させずに
済む利点もある。更に、コイルに交番磁束が通るため、
大きな電力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の原理図、 第２図は本考案の出力特性図、 第３図は本考案の一実施例を示す説明図、 第４図は従来の発電機の原理図である。 図中、11は非磁性体の回転円板、12は磁性体、13は永久
磁石、14,17はヨーク、15はコイル、16は回転軸であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性体の回転円板（11）と、該回転円板
   （11）の面内に等角度づつ隔てて配列された複数の磁性
   体（12）と、一方の磁極が該円板（11）に対向し他方の
   磁極が該一方の磁極に対し該円板（11）と反対側になる
   よう該円板（11）の一面に近接して非接触で配置された
   永久磁石（13）と、該永久磁石（13）の他方の磁極に対
   向し該磁石（13）が中央部にくるよう該円板（11）の一
   面に近接して非接触で配置された第１のヨーク（17）
   と、該永久磁石（13）に対向し該磁石（13）が中央部に
   くるよう該円板（11）の他面に近接して非接触で配置さ
   れた第２のヨーク（14）と、該第２のヨーク（14）に巻
   回されたコイル（15）とを備えてなることを特徴とする
   発電機。