JPH11248867A

JPH11248867A - 発電装置、電子機器および電子時計

Info

Publication number: JPH11248867A
Application number: JP10049886A
Authority: JP
Inventors: Kinya Matsuzawa; 欣也松澤; Yoshitaka Iijima; 好隆飯島; Shoichi Nagao; 昭一長尾
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気回路の鉄損およびコギングトルクを解消
することで、発電量の大きい発電装置を提供する。【解決手段】回転軸２２と回転軸の近傍周辺に配置さ
れた永久磁石２０と１個以上のヨーク２１a、２１ｂか
らなるロータ部と、回転軸を中心とする同心円上に複数
個のコイル２５が配置されたステータ部２６とからなる
発電装置において、コイル巻き芯２４を空芯または非磁
性材料で構成することにより鉄損およびコギングトルク
を解消し、発電効率を高めた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運動エネルギーを
電気エネルギーに変換する発電装置、および前記発電装
置を有する小型携帯電子機器および電子時計に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】腕時計装置のような小型で携帯に適した
電子機器において、発電装置を内蔵することによって電
池の交換をなくし、あるいは電池自体を無くすことがで
きる携帯型の電子機器が考案され実用化されている。図
１に、その一例として発電装置１０を内蔵した腕時計装
置１の概略構成を示してある。この携帯型電子機器（腕
時計装置１）においては、腕時計装置のケース内で旋回
運動を行う回転錘１１と、回転錘１１の回転運動を発電
装置１０のロータ１３に伝達する伝達手段である輪列１
２とから構成される発電装置１０を備えている。発電装
置１０は、２極の永久磁石を備えたディスク状のロータ
１３と、このロータ１３を収納するステータ１４を備え
ており、ロータ１３が回転するとステータ１４のコイル
１５に起電圧が発生し、交流出力が取り出せるようにな
っている。さらに、この携帯型電子機器は、発電装置１
０から出力された交流を整流する整流回路２と、発電装
置１０から得られた電力を蓄積する二次電源５などによ
って構成された供給部４と、この供給部４からの電力に
よって動作する計時装置７などの処理装置６を備えてい
る。

【０００３】上記の発電装置１０において多くの発電量
を得るためには、コイル端により高い起電圧を発生させ
る必要がある。コイル端起電圧は、コイル巻数とコイル
内磁束変化量と磁束変化速度に比例することが電磁誘導
の法則として知られている。このため従来技術において
は、コイル巻数を増やしたり、エネルギー密度の高い磁
石をより多く使用したり、輪列の増速比を上げたりして
高い起電圧を得ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の方法では、巻線体積や磁石体積、あるいは輪列体積
が増大し、体積的に制約の大きい小型携帯機器などの発
電装置としては限界に達しつつある。また、従来技術の
方法では、コイル巻き芯やステータ内に発生する交番磁
界が引き起こす鉄損が問題となっていた。さらに、従来
の発電装置では、コギングトルクが存在したため、ロー
タが回転しにくく止まりやすいという欠点を有してい
た。これら鉄損やコギングトルクも充電効率を下げてい
る要因であった。

【０００５】そこで、本発明においては、コイル巻数を
増やしたりエネルギー密度の高い磁石をより多く使用す
るといった観点に代わり、発電装置の損失分析を行い、
最もエネルギー損失が大きい鉄損を低減し、さらにロー
タの回転の妨げとなるコギングトルクをなくすことで発
電効率を高めることを目的としている。さらに、発電効
率が高く、高出力が得られる発電装置と、この発電装置
の電力によって動作可能な処理装置を搭載し、処理装置
の機能を何処でも充分に発揮させることが可能な携帯に
適した小型電子機器や腕時計装置を提供することも目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明のうち請求項１記載の発電装置
は、回転軸と、回転軸の近傍周辺に配置された永久磁石
と１個以上のヨークからなるロータ部と、回転軸を中心
とする同心円上に複数個のコイルが配置されたステータ
部とからなることを特徴とする。

【０００７】上記構成によれば、発電装置がコンパクト
かつ高効率になるという効果を有する。

【０００８】請求項２記載の発電装置は、請求項１にお
いて、前記回転軸は非磁性材料で構成されていることを
特徴とする。

【０００９】上記構成によれば、回転軸からの漏洩磁束
が減少し、永久磁石から発生する磁束を有効に活用で
き、発電装置が高効率になるという効果を有する。

【００１０】請求項３記載の発電装置は、請求項１ない
し２のいずれかに記載の発電装置において、前記コイル
の巻き芯は空芯または、非磁性材料で構成されているこ
とを特徴とする。

【００１１】上記構成によれば、ロータとステータ間に
磁気力が働かないため、ロータが回転し易く、かつ止ま
りにくくなるという効果を有する。

【００１２】請求項４記載の発電装置は、請求項１ない
し３のいずれかに記載の発電装置において、複数個配置
された前記コイルは、各コイルの起電圧が加え合わされ
て強められるように電気的に直列に接続されていること
を特徴とする。

【００１３】上記構成によれば、高い起電圧を確保で
き、充電効率が向上するという効果を有する。

【００１４】請求項５記載の発電装置は、請求項１ない
し４のいずれかに記載の発電装置において、前記ヨーク
は磁性材料で構成され、ロータの回転中心から半径方向
に伸びた複数本の磁極部を有することを特徴とする。

【００１５】上記構成によれば、永久磁石は一方向にし
か着磁されていないにもかかわらず多極化することが可
能になり、磁極部の数だけ交番磁界の速度が上がること
になり、高い起電圧を確保でき、充電効率が向上すると
いう効果を有する。

【００１６】請求項６記載の発電装置は、請求項１ない
し４のいずれかに記載の発電装置において、前記ヨーク
はロータの回転中心から半径方向に伸びた同数の複数本
の磁極部を有する一組の磁性材料で構成され、前記一組
のヨークは互いの磁極部が対向するように永久磁石を挟
持して配置されていることを特徴とする。

【００１７】上記構成によれば、永久磁石は一方向にし
か着磁されていないにもかかわらず多極化することか可
能になり、磁極部の数だけ交番磁界の速度が上がること
になり、高い起電圧を確保でき、充電効率が向上すると
いう効果を有する。

【００１８】請求項７記載の発電装置は、請求項６に記
載の発電装置において、前記一組のヨークの対向する磁
極部の軸方向の対向距離は磁石側よりコイル側の方が小
さいことを特徴とする。

【００１９】上記構成によれば、永久磁石近傍で短絡す
る磁束を減少させ、コイルを貫く磁束を増大させること
が可能となり、高い起電圧を確保でき、充電効率が向上
するという効果を有する。

【００２０】請求項８記載の発電装置は、請求項６ない
し７のいずれかに記載の発電装置において、前記一組の
ヨークは互いに異形状であることを特徴とする。

【００２１】上記構成によれば、永久磁石近傍で短絡す
る磁束を減少させ、コイルを貫く磁束を増大させること
が可能となり、高い起電圧を確保でき、充電効率が向上
するという効果を有する。

【００２２】請求項９記載の発電装置は、請求項５に記
載の発電装置において、前記ヨークの磁極部と前記コイ
ルの数が等しいことを特徴とする。

【００２３】上記構成によれば、磁束の変化を最もを有
効に電圧に変換できるため、充電効率が向上するという
効果を有する。

【００２４】請求項１０記載の発電装置は、請求項６な
いし８のいずれかに記載の発電装置において、前記一組
のヨークのうちの一方の磁極部と前記コイルの数が等し
いことを特徴とする。

【００２５】上記構成によれば、磁束の変化を最もを有
効に電圧に変換できるため、充電効率が向上するという
効果を有する。

【００２６】請求項１１記載の発電装置は、請求項５な
いし１０のいずれかに記載の発電装置において、前記ヨ
ークの磁極部の先端部分がいずれもコイルの巻き中心の
近傍に位置するように配置されていることを特徴とす
る。

【００２７】上記構成によれば、磁束を最も有効にコイ
ル内に導くことができるため、充電効率が向上するとい
う効果を有する。

【００２８】請求項１２記載の発電装置は、請求項１な
いし４のいずれかに記載の発電装置において、コイルを
配置するための回転軸を中心とする同心円が複数個存在
することを特徴とする。

【００２９】上記構成によれば、漏洩磁束の変化も有効
に電圧に変換できるため、充電効率が向上するという効
果を有する。

【００３０】請求項１３記載の発電装置は、請求項１２
において、前記ヨークは磁性材料で構成され、ロータの
回転中心から半径方向に伸びた複数本の磁極部を有する
ことを特徴とする。

【００３１】上記構成によれば、漏洩磁束の変化も有効
に電圧に変換できるため、充電効率が向上するという効
果を有する。

【００３２】請求項１４記載の発電装置は、請求項１２
において、前記ヨークはロータの回転中心から半径方向
に伸びた同数の複数本の磁極部を有する一組の磁性材料
で構成され、前記一組のヨークは互いの磁極部が対向す
るように永久磁石を挟持して配置されていることを特徴
とする。

【００３３】上記構成によれば、漏洩磁束の変化も有効
に電圧に変換できるため、充電効率が向上するという効
果を有する。

【００３４】請求項１５記載の発電装置は、請求項１４
において、前記一組のヨークの対向する磁極部同志の軸
方向の対向距離は磁石側よりコイル側の方が小さいこと
を特徴とする。

【００３５】上記構成によれば、漏洩磁束の変化も有効
に電圧に変換できるため、充電効率が向上するという効
果を有する。

【００３６】請求項１６記載の発電装置は、請求項１４
ないし１５のいずれかに記載の発電装置において、前記
一組のヨークは互いに異形状であることを特徴とする。

【００３７】上記構成によれば、磁束の変化を有効に電
圧に変換できるため、充電効率が向上するという効果を
有する。

【００３８】請求項１７記載の発電装置は、請求項１３
に記載の発電装置において、前記ヨークの磁極部と最外
周に配置された前記コイルの数が等しいことを特徴とす
る。

【００３９】上記構成によれば、磁束の変化を有効に電
圧に変換できるため、充電効率が向上するという効果を
有する。

【００４０】請求項１８記載の発電装置は、請求項１４
ないし１６のいずれかに記載の発電装置において、前記
一組のヨークのうちの一方の磁極部と最外周に配置され
た前記コイルの数が等しいことを特徴とする。

【００４１】上記構成によれば、磁束の変化を有効に電
圧に変換できるため、充電効率が向上するという効果を
有する。

【００４２】請求項１９記載の発電装置は、請求項１３
ないし１８のいずれかに記載の発電装置において、前記
ヨークの磁極部の先端部分がいずれもコイルの巻き中心
の近傍に位置するように配置されていることを特徴とす
る。

【００４３】上記構成によれば、磁束を最も有効にコイ
ル内に導くことができるため、充電効率が向上するとい
う効果を有する。

【００４４】請求項２０記載の発電装置は、請求項１な
いし３において、コイルを配置するための回転軸を中心
とする同心円が複数個存在し、各コイルの起電圧が加え
合わされて強められるように電気的に直列に接続されて
いることを特徴とする。

【００４５】上記構成によれば、高い起電圧を確保で
き、充電効率が向上するという効果を有する。

【００４６】請求項２１記載の発電装置は、請求項２０
において、前記ヨークは磁性材料で構成され、ロータの
回転中心から半径方向に伸びた複数本の磁極部を有する
ことを特徴とする。

【００４７】上記構成によれば、永久磁石は一方向にし
か着磁されていないにもかかわらず多極化することか可
能になり、磁極部の数だけ交番磁界の速度が上がること
になり、高い起電圧を確保でき、充電効率が向上すると
いう効果を有する。

【００４８】請求項２２記載の発電装置は、請求項２０
において、前記ヨークはロータの回転中心から半径方向
に伸びた同数の複数本の磁極部を有する一組の磁性材料
で構成され、前記一組のヨークは互いの磁極部が対向す
るように永久磁石を挟持して配置されていることを特徴
とする。

【００４９】上記構成によれば、永久磁石は一方向にし
か着磁されていないにもかかわらず多極化することか可
能になり、磁極部の数だけ交番磁界の速度が上がること
になり、高い起電圧を確保でき、充電効率が向上すると
いう効果を有する。

【００５０】請求項２３記載の発電装置は、請求項２２
において、前記一組のヨークの対向する磁極部同志の軸
方向の対向距離は磁石側よりコイル側の方が小さいこと
を特徴とする。

【００５１】上記構成によれば、永久磁石近傍で短絡す
る磁束を減少させ、コイルを貫く磁束を増大させること
が可能となり、高い起電圧を確保でき、充電効率が向上
するという効果を有する。

【００５２】請求項２４記載の発電装置は、請求項２２
ないし２３のいずれかに記載の発電装置において、前記
一組のヨークは互いに異形状であることを特徴とする。

【００５３】上記構成によれば、永久磁石近傍で短絡す
る磁束を減少させ、コイルを貫く磁束を増大させること
が可能となり、高い起電圧を確保でき、充電効率が向上
するという効果を有する。

【００５４】請求項２５記載の発電装置は、請求項２１
に記載の発電装置において、前記ヨークの磁極部と最外
周に配置された前記コイルの数が等しいことを特徴とす
る。

【００５５】上記構成によれば、磁束の変化を最もを有
効に電圧に変換できるため、充電効率が向上するという
効果を有する。

【００５６】請求項２６記載の発電装置は、請求項２２
ないし２４のいずれかに記載の発電装置において、前記
一組のヨークのうちの一方の磁極部と最外周に配置され
た前記コイルの数が等しいことを特徴とする。

【００５７】上記構成によれば、磁束の変化を最もを有
効に電圧に変換できるため、充電効率が向上するという
効果を有する。

【００５８】請求項２７記載の発電装置は、請求項２１
ないし２６のいずれかに記載の発電装置において、前記
ヨークの磁極部の先端部分がいずれもコイルの巻き中心
の近傍に位置するように配置されていることを特徴とす
る。

【００５９】上記構成によれば、磁束を最も有効にコイ
ル内に導くことができるため、充電効率が向上するとい
う効果を有する。

【００６０】請求項２８記載の発電装置は、請求項１な
いし２７のいずれかに記載の発電装置は、永久磁石外径
よりコイル外径の方が小さいことを特徴とする。

【００６１】上記構成によれば、磁石とコイルのスペー
ス効率が向上するという効果を有する。

【００６２】請求項４３記載の発電装置は、コイルの数
が５個以上であることを特徴とする。

【００６３】上記構成によれば、磁石とコイルのスペー
ス効率が向上するという効果を有する。

【００６４】請求項４４記載の発電装置は、一本の導線
により二個以上のコイルが形成されることを特徴とす
る。

【００６５】上記構成によれば、導線の端末処理が簡単
になるという効果を有する。

【００６６】請求項４５記載の発電装置は、一本の導線
により二個以上のコイルが形成ものが複数個組み合わさ
れていることを特徴とする。

【００６７】上記構成によれば、導線の端末処理が簡単
になるという効果を有する。

【００６８】請求項４６記載の発電装置は、ロータ上下
の軸受部が分割され永久磁石の磁力により固定されてい
ることを特徴とする。

【００６９】上記構成によれば、ロータ部の組立てが簡
単になるという効果を有する。

【００７０】請求項４７記載の発電装置は、永久磁石と
ヨークと軸部はスリップせずに一体となって回転するた
めに何らかの位置決め形状を有することを特徴とする。

【００７１】上記構成によれば、永久磁石とヨークを固
定するために接着などの作業を省略できるという効果を
有する。

【００７２】請求項４８記載の発電装置は、コイル上面
とヨークとの断面隙間をａ、コイル下面とヨークとの断
面隙間をｂ、ロータと軸受けとの断面隙間をｃとした時
に、ａ≦ｃ＜ｂまたは、ｃ≦ａ＜ｂの関係を満たすよう
に構成されたことを特徴とする。

【００７３】上記構成によれば、衝撃などの外乱が生じ
ても、ヨークとコイルが接触することがなく、ロータ部
の回転を妨げたりすることやコイルが破損することを防
止できるという効果を有する。

【００７４】請求項４９記載の発電装置は、コイルが複
数層重なり合い、かつ各層のコイルの中心が一致しない
ように構成されたことを特徴とする。

【００７５】上記構成によれば、間断なく発電できると
いう効果を有する。

【００７６】請求項５０記載の発電装置は、ロータの外
周部に回転する摺動部を設けたことを特徴とする。

【００７７】上記構成によれば、回転軸が必要ないため
衝撃などの外乱によって回転軸が破損することがないと
いう効果を有する。

【００７８】請求項５１記載の発電装置は、ロータの外
周部に回転する摺動部を設け、さらに、ロータが外周部
の摺動部で保持されていること特徴とする。

【００７９】上記構成によれば、回転軸が必要ないため
衝撃などの外乱によって回転軸が破損することがないと
いう効果を有する。

【００８０】請求項２９記載の発電装置は、請求項１な
いし２８のいずれかに記載の発電装置は、回転重錘によ
って得られた動力を電気エネルギーに変換することを特
徴とする。

【００８１】請求項３０記載の発電装置は、請求項１な
いし２８のいずれかに記載の発電装置は、揺動重錘によ
って得られた動力を電気エネルギーに変換することを特
徴とする。

【００８２】請求項３１記載の発電装置は、請求項１な
いし２８のいずれかに記載の発電装置は、手動でロータ
を回転させることによって得られた動力を電気エネルギ
ーに変換することを特徴とする。

【００８３】請求項３２記載の発電装置は、請求項２９
ないし３１のいずれかに記載の発電装置は、回転重錘ま
たは揺動重錘または手動でロータを回転させることによ
って得られた動力を一旦エネルギー蓄積機構によってエ
ネルギーを蓄積し、その後電気エネルギーに変換するこ
とを特徴とする。

【００８４】請求項３３記載の発電装置は、請求項２９
ないし３２のいずれかに記載の発電装置は、発電装置の
外部からでも充電を可能にする外部充電器を有すること
を特徴とする。

【００８５】上記請求項２９から３３の構成によれば、
様々な電子機器において効率よく動力を取り込むことが
できるという効果を有する。

【００８６】さらに、上記請求項１から３３の構成によ
れば、これらのうち単一あるいは複数の組み合わせによ
り、発電効率が高く、高出力が得られる発電装置と、こ
の発電装置の電力によって動作可能な処理装置を搭載
し、処理装置の機能を何処でも充分に発揮させることが
可能な携帯に適した小型電子機器や腕時計装置を提供す
ることが可能になるという効果を有する。

【００８７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００８８】〔実施例１〕図２は、本発明の第１の実施
例の要部を示した斜視図である。非磁性材料からなる回
転軸２２と、回転軸方向に着磁され回転軸２２の周辺に
固着された円環状の永久磁石２０と、回転中心から半径
方向に伸びた同数の複数本の磁極を有する一対の磁性材
料で構成されその永久磁石２０を挟持するように固着さ
れたヨーク２１ａ、２１ｂとからロータ部２３は構成さ
れている。また、巻き芯２４はすべて空芯あるいは非磁
性材料からなり、回転軸を中心とした同心円上に配置さ
れた複数のコイル２５によってステータ部２６は構成さ
れている。

【００８９】図３（ａ）、（ｂ）は、各々図２に示した
本実施例の発電装置のコイル断面から見た平面図および
正面図である。一対のヨーク２１ａ、２１ｂの磁極は各
々が対向するように配置され、また各磁極先端がコイル
２５の巻き中心に位置するように配置されている。さら
に、コイル２５とヨーク２１ａ、２１ｂの磁極対の数は
一致するように構成されている。

【００９０】図４は、コイル２５の接続方法の一例を示
した図である。ロータ部２３の磁極がコイル２５近傍を
通過するときに、各々のコイル２５端に発生する起電圧
が相殺されることなく、強め合うように電気的に直列に
接続され、整流回路２で整流され、二次電源５に充電さ
れる。

【００９１】上記のような構成にすることにより、永久
磁石２０から発生した磁束は片方のヨーク２１ａの磁極
を通り、コイル２５の中心を貫き、もう一方の片方のヨ
ーク２１ｂの磁極を通って永久磁石２０に戻ってくる。
すなわち、磁束を有効にコイル２５中心を通すことが可
能になる。さらに図４に示すごとく、各々のコイル２５
端に発生する起電圧が相殺されることなく、強め合うよ
うに電気的に直列に接続されているため、高い起電圧が
得られるので充電効率が高い発電装置を実現できる。従
来の発電装置１０ではコイル巻き芯２４やステータ１４
内に発生する交番磁界が引き起こす鉄損が問題となって
いたが、本構成では磁気回路内を流れる磁束は交番磁界
ではなく直流であるため、ロータ１３が回転しても鉄損
は発生しない。また、従来の発電装置１０ではコギング
トルクが存在したため、ロータが回転しにくく止まりや
すい、という欠点を有していたが、本構成ではコイル巻
き芯２４は非磁性材料であるためコギングトルクは存在
しないので、ロータ部２３は始動し易く止まりにくい。
さらに、永久磁石２０を回転中心に近い位置に配置して
いるため重量を小さくでき、外部から衝撃が加えられた
ときに回転軸２２にかかる負荷が小さいので、回転軸２
２と軸受けの接触部分が破壊しにくいという利点も持
つ。

【００９２】〔実施例２〕図５（ａ）および（ｂ）は、
本発明の第２の実施例の構成を示すコイル２５断面から
見た平面図である。非磁性材料からなる回転軸２２と、
回転軸方向に着磁され回転軸の周辺に固着された円環状
の永久磁石２０と、回転中心から半径方向に伸びた同数
の複数本の磁極を有する一対の磁性材料で構成されその
永久磁石２０を挟持するように固着されたヨーク２１
ａ、２１ｂとからロータ部２３は構成されている。ま
た、コイル巻き芯２４はすべて空芯あるいは非磁性材料
からなり、回転軸２２を中心とした複数（本例では二
つ）の同心円上に配置された複数のコイル２５によって
ステータ部２６は構成されている。

【００９３】一対のヨーク２１ａ、２１ｂは、各々磁極
の数が複数個ある同心円のうち最外周に配置されたコイ
ル２５の数と等しく、その磁極は各々が対向するように
配置され、また各磁極先端がコイル２５の巻き中心に位
置するように配置されている。

【００９４】各々の同心円上には複数個のコイル２５が
配置されている。コイル２５を配置するための同心円が
二つの場合には、コイル２５の配置方法としては図５
（ａ）および（ｂ）に示すように、おもに二つの方法が
考えられる。図６（ａ）および（ｂ）はそれぞれの場合
のコイル２５の接続方法を示したものである。どちらの
場合もコイル２５に発生する起電圧が相殺されないよう
に電気的に直列に接続され、整流回路２で整流され、二
次電源５に充電される。

【００９５】上記のような構成にすることにより、コイ
ル２５を配置するための回転軸２２に対する同心円を多
重化することで無駄なスペースをコイル２５で埋めるこ
とができ、発電装置１０のエネルギー密度を上げること
が可能となり、充電効率が高い発電装置１０を実現でき
る。もちろん、本実施例においても、磁気回路内の磁束
の流れは直流であるため、ロータ部２３が回転しても鉄
損は発生しない。また、本構成においても、コイル巻き
芯２４は非磁性であるためコギングトルクは存在しない
ので、ロータ部２３は始動し易く止まりにくい。さら
に、永久磁石２０の位置は実施例１と変わらないので、
外部から衝撃が加えられたときに回転軸２２にかかる負
荷は小さく、回転軸２２と軸受けの接触部分が破壊しに
くいという利点を損なうこともない。

【００９６】〔実施例３〕図７は、実施例１および実施
例２において、永久磁石２０から発生する磁束をさらに
有効にコイル２５中心に通すための構成を示した断面図
である。

【００９７】図７では、いくつかあるコイル２５および
ヨーク２１ａ、２１ｂの磁極のうちの一つの断面を示し
ている。一対の磁極の各々対向する面のコイル２５側に
突起を設けてあるため、これら磁極の対向距離は永久磁
石２０側ｘよりコイル側ｙの方が狭くなる。

【００９８】このような構成にすることにより、永久磁
石２０近傍で短絡する磁束が減少し、より多くの磁束が
コイル２５中心を貫くことになる。したがって、有効磁
束量が増大し、その結果より高い起電圧が得られるため
発電装置１０の充電量が増える。

【００９９】〔実施例４〕図８は、実施例１において、
永久磁石２０から発生する磁束をさらに有効にコイル２
５中心に通すための構成を示した断面図である。

【０１００】一対の磁極を各々異形状とすることによ
り、磁極の対向距離が永久磁石側ｘよりコイル側ｙの方
が小さくなる。

【０１０１】このような構成にすることにより、永久磁
石２０近傍で短絡する磁束が減少し、より多くの磁束が
コイル２５中心を貫くことになる。したがって、有効磁
束量が増大し、その結果より高い起電圧が得られるため
発電装置１０の充電量が増える。

【０１０２】〔実施例５〕図９は本発明の一実施例を示
す電子腕時計の発電装置を示す断面図である。３０は時
計本体のベースとなる地板で、発電装置１０を組み込む
ための案内穴を備えている。３２はロータ部２３の軸受
け３２ａを備えた輪列受である。輪列受３２は地板３０
に植立された金属ピン３０ｃにより位置決めされ、ねじ
で固定されている。発電装置１０の構造は、軸方向の２
極に着磁された永久磁石２０の上下を高透磁率材の一つ
であるパーマロイ材で形成されたヨーク２１ａ、および
２１ｂではさみロータ部２３の回転軸２２に固定されて
いる。また、ロータ部２２の回転軸には携帯者の動きに
より回転する回転錘（図示されていない）の動きを、中
間車３１を介して伝えるための歯車が形成されている。
このロータ部２３の回転軸２２は磁束漏れを少なくする
ために非磁性材料が望ましい。さらに、ロータ部２３の
回転軸２２はコイル２５が固定されているコイル座３７
にある軸受け３０ｂに支持されている。したがって、発
電装置１０はコイル座３７に予め組み込まれ、ユニット
化されている。コイル座３７は漏れ磁束を軽減するため
に、非磁性材料であることはもちろんであるが、樹脂等
の絶縁部材で形成されることが望ましい。なぜなら、コ
イル外周部には多少の磁束漏れがあるため、ロータ部２
３の回転時にはコイル外周部に磁束変化が生ずる。した
がって、金属のような導通部材では渦電流による損失が
発生することになり、発電効率が低下するためである。

【０１０３】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、円筒形
の永久磁石２０とその周辺に位置するコイル２５を示す
概平面図である。永久磁石２０は発電に必要な磁束量を
持つ大きさである。コイル２５は永久磁石２０のまわり
に配置されるため、平面的スペースを最も効率よく配置
するためには、幾何学的に磁石系の外径と同外径のコイ
ル２５を６個配置させることであるのは言うまでもない
ことであるが、実際の発電装置１０においては、コイル
２５の製造上の大きさのバラツキを考慮したうえで、永
久磁石２０がスムーズに回転するための隙間が必要とな
る。従って、ある限られたスペース内にコイル２５を配
置するためには、永久磁石２０と同外径のコイル２５を
配置する場合には5個がよい。また、発電性能を落とさ
ず発電装置１０を小型化するためには、コイル２５の巻
数を多く取り尚且つコイル２５の抵抗を抑える必要があ
る。コイル２５の外径を大きく取ることで巻数を多くす
ることは可能であるが、外径が大きい程外周部の一巻の
長さが長くなるために抵抗値が高くなり好ましくない。
従って、コイル２５は外径を永久磁石２０よりも小さく
し、数多くのコイル２５を配置した方がコイル抵抗を上
げずに巻数を多く取る事が可能となり、尚且つ発電装置
１０全体の大きさも小さくすることができる。

【０１０４】図１０（ｂ）は請求項２８記載の一実施例
で、コイル２５を８個配置した例であるが、永久磁石２
０の外径がφ１．２ｍｍであるのに対し、コイル２５の
外径がφ０．9ｍｍにしてある。この８個のコイル２５
の合計の巻数は２４００で抵抗値は約５００Ωであり、
発電装置１０全体の大きさはφ４ｍｍ以内で納まってい
る。これに対し図１０ａにおけるコイル２５は図１０ｂ
示したコイル２５と同じ線径の導線を巻いたとすると、
巻数は２１００で抵抗値は５６０Ωとなり起電圧も低
く、さらに抵抗値も高いため発電効率が落ちてしまう。
また、発電装置１０全体の大きさも大きくなり、φ４ｍ
ｍ内には納まらない。

【０１０５】従って、コイル外径を永久磁石外径以下に
設定することで発電装置１０の小型化が可能であること
は言うまでもないが、発電効率を向上させることができ
る利点がある。

【０１０６】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は発電装置
１０のコイル２５を示すものである。図１１（ａ）は銅
箔に金めっきが施されたリードパターン２７が接着され
た基板２８上にコイル２５が接着固定され、個々のコイ
ル２５の導線端末が直列に接続するためコイル２５近傍
のリードパターン２７上に圧着されている。この場合は
コイル２５の数だけの端末処理が必要であるため、基板
２８上に多数のリードパターン２７を形成する必要があ
り平面的な面積が広くなる。図１１（ｂ）示すコイル２
５は請求項４４に記載されるー実施例でる。一本の導線
から4個のコイル２５が連続して巻かれているため8個の
コイル２５はこの4個一組のものを２組接続すれば良
い。従って、導線の端末処理は一ヶ所でできる利点があ
る。

【０１０７】図１２は本発明の請求項４５に相当する電
子時計２９における発電装置１０の一実施例の断面図で
ある。発電装置１０のコイル２５は回路基板３３にある
コイルデバイス穴に紫外線凝固タイプの接着材により固
定されている。コイル２５は８個あり直列に接続され回
路基板３３上に形成されたリードパターン２７上に導線
の端末が圧着接続されている。回路基板３３上には図示
していないが発電装置１０で発生した電流を充電するた
めの整流素子、電子時計駆動用のＭＯＳ−ＩＣチップ等
の電気素子が実装されている。また、コイル２５は高さ
を決めるために回路基板３３の下面を基準に固定されて
いる。回路基板３３は電子時計本体のベースとなる地板
３０上に載置され、地板３０に圧入されたピン３０ａに
より位置決めされている。また、地板３０はロータ部２
３の軸受３０ｂを備えている。永久磁石２０は軸方向に
着磁されている。２１ａ及び２１ｂはヨークで先端位置
は平面的に重なり、永久磁石２０を上下に挟むように固
定されている。また、ヨーク２１には回転軸２２ａ及び
２２ｂが固定され、２２ｂにはロータを回転させるため
の歯車が形成されている。この歯車は回転錘（図示して
いない）の回転を中間車３１により増速し回転を伝達し
ている。本例では約１００倍の増速率である。３２は回
転軸の軸受け３２ａを備えた輪列受である。この輪列受
３２には中間車３１の軸受けも備えている。また、この
ロータ部２３には回転をスムーズさせるために軸方向に
隙間ｃを確保している。この隙間ｃはコイル２５の下面
とヨーク２１の磁極との隙間ｂよりも狭く、ｂ、ｃ、お
よびコイル２５の上面とヨークの磁極との隙間ａとの間
に次の関係を満たすように設定されている。

【０１０８】すなわち、ａ≦ｃ＜ｂまたは、ｃ≦ａ＜ｂこの関係を満たすことで電子時計がどんな姿勢であろう
と、常にコイルとヨーク磁極との隙間が確保され、細い
線で巻かれたコイルを破損することはない。

【０１０９】図１３にはヨーク２１および永久磁石２０
の詳細形状を示してある。２０は軸方向に着磁された永
久磁石である。本例のものはサマリウム・コバルト系の
焼結磁石を使用している。この永久磁石２０には回転軸
２２が入る穴が中心にある。さらに上下の端面には、ヨ
ーク２１の回転方向の位置決めをするための溝２０ａが
ある。この溝２０ａにはヨーク２１に形成された突起３
５が嵌まるようになっている。ヨーク２１は磁束を通し
易い材料でできており、永久磁石２０の磁力により固定
される。

【０１１０】また、溝２０ａと突起３５の断面方向の係
合量は、図１２に示した隙間ｃよりも長く設定されてお
り、衝撃等で瞬間的に永久磁石２０とヨーク２１が離れ
たとしても回転方向にずれることはない。本例では、永
久磁石２０に溝２０ａを設けヨーク２１に突起３５を付
けたが、永久磁石２０に突起を設けヨークに溝を設定し
てもよい。また、突起や溝を形成する構成のほか、回転
方向の位置決めには永久磁石２０の中心穴を角穴をあ
け、回転軸に角部を形成してもよい。次に、永久磁石２
０の上面に形成された溝２０ｂは図１２に示す回転軸２
２ｂが組込まれる。溝２０ａと２０ｂは互いに直行する
位置に形成されている。これは、永久磁石２０の強度を
確保するための配慮である。また、ヨーク２１先端は頂
角６０°の円錐型の凸形状をしているが、これはコイル
２５内を鎖交する磁束を最も効率良く伝えるためであ
る。

【０１１１】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は本発明の
請求項４９記載の一実施例を示すコイル２５の中心を通
る断面図である。コイル２５は薄い基板２８上にメッキ
または、蒸着等により形成された導通部とシリコン等の
絶縁膜とが交互に積層されている。図１４（ａ）は基板
２８の表裏にコイル２５を形成したもので表裏のコイル
２５は互いに０．５ピッチの位相ずれを持っている。コ
イル２５に発生する起電圧はコイル２５内の鎖交磁束の
変化により発生するが、コイル２５が一層の時コイル２
５間の隙間をヨーク２１の磁極が通過するときは磁束変
化が起きない。このためコイル２５が一層の時に発生す
る起電圧は間欠的き発生する。従って、二層のコイル２
５を互いに位相をずらして積層することで間断無く発電
することができる。また、図１４（ｂ）は基板２８の一
平面上に三層のコイル２５を１／３ピッチの位相ずれを
持たせ積層している例である。

【０１１２】図１５は本発明の請求項５０記載の発電装
置１０の一実施例の断面図である。ロータ部２３の回転
は永久磁石２０下面のヨーク２１に形成されたボールベ
アリングにより行う。ボールベアリングの外輪３７はコ
イル２５を載置してあるコイル座３９に固定され、ボー
ル３６と対向する内輪３８は非磁性金属材あるいは、セ
ラミック等で形成されヨーク２１に固定されている。ロ
ータ部２３はボールベアリングにより固定されており、
ロータ部２３中心部の上下に回転軸はない。従って、軸
受け部を設ける必要が無く構成が簡略化されると共に、
中心部に細い回転軸を設ける必要が無いことから、衝撃
や振動による軸の折れなどの不具合がなくなる利点があ
る。

【０１１３】図１６は、本発明の電子腕時計の充電器を
示す。電子時計の載置台７０と、磁界を発生させるため
のコイル７１と、磁界を載置台７０に導くためのヨーク
７２がある。コイル７１に交流磁界を発生させ、電子時
計内部の１５コイル内に交番磁界が作用する。このヨー
ク７２は薄い磁性材の板を重ねてある。これは交番磁界
によりヨーク７２内に発生する渦電流による発熱を防止
すると共に充電器を効率を向上させるためである。この
充電器の発生する交流磁界は電子腕時計内の発電装置１
０が最も効率良く発電する周波数に設定されており、本
発明の場合は約１ＫＨｚに設定されている。この充電器
の特徴は、電子時計内にある発電装置１０の位置がどこ
にあっても発電することができる。従来の発電装置１０
を内臓した電子腕時計では、電子時計を充電器に置く位
置や向きにより充電されない場合があった。これは、従
来の発電装置１０は電子時計の平面方向に対する交番磁
界により発電する構造になっており、かつコイル２５の
方向も機種により異なるためである。

【０１１４】これに対し本発明に示す発電装置１０を内
臓した電子腕時計はコイル２５が水平方向に巻かれてお
り、鉛直方向の交番磁界ならば必ずコイル２５内を鎖交
し充電することができる。

【０１１５】〔実施例６〕図１７および１８は複数の発
電装置を装備し、それぞれの入力源が同一の場合の実施
例である。

【０１１６】図１の従来実施例発電装置を電子時計に搭
載した特許として、特開昭６２−４９７８５のように、
腕の動きで揺動する回転錘を入力源とした実施例が提案
されている。これに対し、図１７は本発明発電装置を電
子時計に搭載した実施例の組立平面図、図１８（ａ）
（ｂ）は同じく組立断面図を示す。図において、３０は
ムーブメントのベースをなす地板、１１５は時計用コイ
ル、１１４はステータ、１４９はロータを示す。ロータ
１４９の回転は、五番車１５０を介して四番車１５１、
三番車１５２、二番車（図示せず）、日の裏車１５３、
筒車（図示せず）へと伝達される。又、日の裏車１５３
は小鉄車１５４と噛み合っている。これら輪列群は、輪
列受により軸支されている。

【０１１７】片重りの回転錘１１は、回転錘受１５７に
固着されたボールベアリング１５８に回転錘ネジ１５９
で、固定されている。回転錘１１の下には、回転錘車１
６０が有り、同様に固定されている。回転錘車１６０
は、かな部３１ａと歯車部３１ｂを持つ中間車３１のか
な部と噛み合っている。歯車部３１ｂは発電装置１６
２、１６３のかな部と噛み合い、回転錘の回転を発電装
置１６２、１６３に伝達する。

【０１１８】回転錘車１６０から発電装置までの輪列
は、３０から２００倍程度に増速されており、回転錘１
１の回転により発電装置のロータ部２３は高速で回転す
ることになる。尚、増速比は発電装置の性能や、時計の
仕様により、自由に設定することが可能である。

【０１１９】発電装置１６２は、ロータ部２３とステー
タ部１２６から構成されている。ロータ部は、中間車３
１の歯車３１ｂと噛み合うかな部と軸受部を持っ回転軸
１２２と、回転軸１２２に固着された２個のヨーク１２
１と、上下方向（回転軸方向）に着磁された永久磁石１
２０により形成されている。ステータ部１２６はヨーク
１２１の間に位置する複数のコイル１２５と、コイル端
末を回路配線するリード基板（図示せず）と、それらを
保持し回転軸１２２を軸受するコイル座１２７等から構
成されている。

【０１２０】他方の発電装置１６３に配置されたコイル
１２５は、発電装置１６２に比べ１個少なくなってお
り、その平面空間に輪列を構成する三番車１５２が位置
している。これによって省スペースの配置が可能となっ
ている。この場合、コイル一つを削除しているが、２個
以上を削除したり、コイルそのものを他より薄くして他
部品と重ねて配置しても、同様の効果が得られる。この
発電装置１６３についても、発電装置１６２と同様に中
間車３１により回転駆動されるよう配置されている。

【０１２１】次に回路関係として、１７０が水晶ユニッ
ト、１７１がＭＯＳＩＣチップ、１７２が補助コンデン
サ、１７３が整流のためのダイオード、１７４は昇圧コ
ンデンサを示す。これら素子は、フレキシブルな回路基
板に実装され、回路押え板１７５で上から押さえられ、
ねじ固定されている。１７６は２次電源であり、リード
端子により前記回路基板のパターンと電気接続されてい
る。本例の回路は、２次電源１７６の電圧を昇圧コンデ
ンサ１７４で昇圧し、補助コンデンサ１７２に蓄え時計
を駆動している。

【０１２２】１７７は外部操作部材で、この操作を制御
するおしどり１７８は、外部操作部材１７７の溝と係合
し、かんぬき１７９により位置規制されている。かんぬ
き１７９は、外部操作部材１７７に案内されたつづみ車
１８０の溝と係合している。また、外部操作部材１７７
の動きに連動して、輪列を規正すると共に、回路をリセ
ットする規正レバーを所有しているが、図示はしていな
い。おしどり１７８とかんぬき１７９は、止めねじで固
定されたおしどり押え１８１により、上方向を決められ
ている。これら切換の作動については、周知であるので
説明を省く。

【０１２３】前述において、回路から時計用コイル１１
５に駆動信号が与えられると、コイルに発生した磁束が
ステータ１１４を経由しロータ１４９は回転動作する。
つまり、モータに発生する磁束はムーブメントの平面方
向で閉じている。これに対し、発電装置は前述のように
厚み方向で磁束が閉じている。

【０１２４】携帯者の腕の動きなどで回転錘１１が回転
すると、その回転は中間車３１によって増速され発電装
置１６２、１６３に伝達される。これによって、ロータ
部２３が高速で回転することで、電磁誘導によってコイ
ル１２５に発電電流が流れる。コイル１２５は複数個が
直列接続されており、高い起電圧を取り出すことができ
る。コイル１２５の端末は、回路基板に接続されてお
り、整流回路を通して二次電源１７６に充電される。本
案の発電装置は小型であるために、２個の発電装置を配
置可能である。又、従来のオープン型の場合、磁束がム
ーブメントの平面方向で閉じているので、時計用モータ
をはじめ発電装置同士近付けて配置すると、互いに磁気
的影響を与えてしまった。これに対し、本発電装置はム
ーブメントの厚み方向で閉じているので、それらと近接
配置しても影響しにくいという利点がある。本実施例で
は発電装置を２個配置しているが、スペースと性能から
さらに増加したり、１個だけにすることも可能である。
これによって、従来に比べよりコンパクトな時計、もし
くは、発電装置を増加したり発電装置そのもののサイズ
を大きくすることで、発電性能を向上した時計を提供可
能となる。また、前述の実施例は軸を中心に回転運動す
る回転錘を例にして説明しているが、重りが直線もしく
は曲線的に往復揺動する入力源でも、同様の効果を得ら
れる。

【０１２５】〔実施例７〕図１９は複数の発電装置を装
備し、それぞれの入力源が異なる場合の実施例である。
発電装置１６２は前述実施例と同様に回転錘１１から回
転伝達されている。これに対し、発電装置１６３は外部
操作部材１７７の回転操作で、回転伝達される構成とな
っている。つづみ車１８０と噛み合う周知のキチ車１８
２が、第一の中間車１８３と係合し、さらに第二の中間
車１８４を介して発電装置１６３に回転伝達している。
この輪列も増速となるような歯車設定となっている。発
電装置そのものが小型であるためレイアウトが容易であ
ることと、コギングトルクがごくわずかであるので、外
部操作部材１７７を回す力も少なくてすみ、指で巻くこ
とも容易である。

【０１２６】図２０（ａ）（ｂ）は、入力源から発電装
置の間にエネルギー蓄積部材を設けた実施例の説明図で
ある。外部操作部材１７７の回転は、つづみ車１８０を
介してキチ車１８２、第一の中間車１８３へと伝達され
る。エネルギー蓄積部材１８５は機械時計の香箱車と類
似しており、歯車１８５ａ、１８５ｂとゼンマイばね１
８５ｃで構成されている。第一の中間車１８３の回転は
歯車１８５ａに伝達され、ゼンマイばね１８５ｃを介し
て歯車１８５ｂに伝達されている。歯車１８５ａには、
ゼンマイがほどけてしまうのを防ぐためにコハゼ１８６
が設けられており、一方方向のみに回転するようになっ
ている。歯車１８５ｂは第二の中間車１８４のかなと係
合し、その回転は発電装置１６３に伝達される。外部操
作部材１７７を時計回りに回転すると、それぞれの車は
矢印方向へ回転することになり、発電が行われる。逆回
転の時にはつづみ車１８０とキチ車１８２のクラッチが
外れて、回転は発電装置１６３に伝達されない。エネル
ギー蓄積部材１８５を設けることで、外部操作部材１７
７が間欠的に回転されても発電装置１６３には均一に回
転力が伝達されることになり、効率の良い発電が可能で
ある。本実施例では、エネルギー蓄積部材を手巻きの輪
列群に設けているが、回転錘からの輪列群に設けること
も可能である。

【０１２７】本発明のすべての実施例に記載の発電装置
は、図１に示した腕装着型の電子時計に限定されること
はなく、ユーザーの脚部に装着されたり、さらに、車両
に搭載され、その振動などによってロータを回転させて
発電を行う機器などのように様々な機器に適応すること
ができる。また、本発明の発電装置から電力を供給され
て処理を行う処理装置として、上述した計時装置に限ら
ず、例えばページャー、電話機、無線機、補聴器、万歩
計、電卓、電子手帳などの情報端末、ＩＣカード、ラジ
オ受信機などがあり、これらの携帯型機器に本発明の発
電装置を適用することによって、これらの処理装置に対
し十分な電力を供給することが可能である。そして、こ
れらの携帯型の電子機器に本発明の発電装置を携帯する
ことにより、人間の動きなどを捉えて効率よく発電を行
い、電池の消耗を抑制したり、あるいは電池そのものを
不要にすることも可能である。従って、ユーザーは電池
切れを心配せずに、これらの携帯型機器を使用すること
ができ、電池切れによってメモリーに記憶した内容が失
われるなどのトラブルも未然に防止できる。さらに、電
池や充電装置が容易に入手できない地域や場所、あるい
は災害などによって電池の補充が困難な事態であっても
電子機器の機能を発揮させることが可能となる。

【０１２８】

【発明の効果】このように、本発明においては、鉄損お
よびコギングトルクをなくす構成とすることで、効率の
高い発電装置を提供することができる。

【０１２９】さらに、本発明の高効率の発電装置を用い
ることにより、発電装置と共に収納された処理装置の機
能をいつでもどこでも十分に発揮させることが可能な携
帯型に適した電子機器および電子時計を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の発電装置を示す図である。

【図２】本発明における発電装置の斜視図である。

【図３】本発明における発電装置の平面図（ａ）および
断面図（ｂ）である。

【図４】本発明における発電装置のコイルの接続方法を
示す図である。

【図５】本発明における発電装置の他の実施例の平面図
（ａ）および（ｂ）である。

【図６】本発明における発電装置の他の実施例のコイル
の接続方法例を示す図（ａ）および（ｂ）である。

【図７】本発明における発電装置の断面図である。

【図８】本発明における発電装置の平面図である。

【図９】本発明の実施例を示す発電装置の断面図であ
る。

【図１０】本発明の実施例を示す発電装置のコイルの平
面図（ａ）および（ｂ）である。

【図１１】本発明の実施例を示す発電装置のコイル基板
の平面図（ａ）および（ｂ）である。

【図１２】本発明の実施例を示す発電装置の断面図であ
る。

【図１３】本発明の実施例のヨークおよび磁石形状を示
す斜視図である。

【図１４】本発明の実施例のコイルの配置方法を示す断
面図（ａ）および（ｂ）である。

【図１５】本発明の実施例を示す発電装置の断面図であ
る。

【図１６】本発明の電子時計の充電器を示す図である。

【図１７】本発明の発電装置を搭載した電子時計の組立
て平面図である。

【図１８】本発明の発電装置を搭載した電子時計の組立
て断面図（ａ）および（ｂ）である。

【図１９】本発明の複数の発電装置を装備した電子時計
の組立て平面図である。

【図２０】本発明の電子機器および電子時計のエネルギ
ー蓄積部を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）であ
る。

【符号の説明】

１・・電子機器２・・整流回路４・・供給部５・・二次電源６・・処理装置７・・計時装置８・・永久磁石１０・・発電装置１１・・回転錘１２・・輪列１３・ロータ１４・・ステータ１５・・コイル２０・・永久磁石２０ａ・・溝２０ｂ・・溝２１ａ・・ヨーク２１ｂ・・ヨーク２２・・回転軸２２ａ・・回転軸２２ｂ・・回転軸２３・・ロータ部２４・・コイル巻き芯２５・・コイル２６・・ステータ部２７・・リードパターン２８・・基板２９・・電子時計３０・・地板３０ａ・・ピン３０ｂ・・軸受け３１・・中間車３１ａ・・かな部３１ｂ・・歯車部３２・・輪列受け３２ａ・・軸受け３３・・回路基板３５・・突起３６・・ボール３７・・外輪３８・・内輪３９・・コイル座７０・・載置台７１・・コイル７２・・ヨーク１１４・・時計用ステータ１１５・・時計用コイル１４９・・時計用ロータ１５０・・五番車１５１・・四番車１５２・・三番車１５３・・日の裏車１５４・・小鉄車１５７・・回転錘受け１５９・・回転錘ネジ１６０・・回転錘車１６２・・発電装置１６３・・発電装置１７０・・水晶ユニット１７１・・ＭＯＳＩＣチップ１７２・・補助コンデンサ１７３・・ダイオード１７４・・昇圧コンデンサ１７５・・回路押え板１７６・・２次電源１７７・・外部操作部材１７８・・おしどり１７９・・かんぬき１８０・・つづみ車１８１・・おしどり押え１８２・・キチ車１８３・・第一の中間車１８４・・第二の中間車１８５・・エネルギー蓄積部材１８５ａ・・歯車１８５ｂ・・歯車１８６・・コハゼ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸と、前記回転軸の近傍周辺に配置
された永久磁石と１個以上のヨークからなるロータ部
と、前記回転軸を中心とする同心円上に複数個のコイル
が配置されたステータ部とからなる発電装置。
【請求項２】請求項１において、前記回転軸は非磁性
材料で構成されていることを特徴とする発電装置。
【請求項３】請求項１ないし２のいずれかに記載の発
電装置において、前記コイルの巻き芯は空芯または、非
磁性材料で構成されていることを特徴とする発電装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の発
電装置において、複数個配置された前記コイルは、各コ
イルの起電圧が加え合わされて強められるように電気的
に直列に接続されていることを特徴とする発電装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の発
電装置において、前記ヨークは磁性材料で構成され、前
記ロータ部の回転中心から半径方向に伸びた複数本の磁
極部を有することを特徴とする発電装置。
【請求項６】請求項１ないし４のいずれかに記載の発
電装置において、前記ヨークは前記ロータ部の回転中心
から半径方向に伸びた同数の複数本の磁極部を有する一
組の磁性材料で構成され、前記一組のヨークは互いの磁
極部が対向するように前記永久磁石を挟持して配置され
ていることを特徴とする発電装置。
【請求項７】請求項６に記載の発電装置において、前
記一組のヨークの対向する磁極部の軸方向の対向距離は
磁石側よりコイル側の方が小さいことを特徴とする発電
装置。
【請求項８】請求項６ないし７のいずれかに記載の発
電装置において、前記一組のヨークは互いに異形状であ
ることを特徴とする発電装置。
【請求項９】請求項５に記載の発電装置において、前
記ヨークの磁極部と前記コイルの数が等しいことを特徴
とする発電装置。
【請求項１０】請求項６ないし８のいずれかに記載の
発電装置において、前記一組のヨークのうちの一方の磁
極部と前記コイルの数が等しいことを特徴とする発電装
置。
【請求項１１】請求項５ないし１０のいずれかに記載
の発電装置において、前記ヨークの磁極部の先端部分が
いずれもコイルの巻き中心の近傍に位置するように配置
されていることを特徴とする発電装置。
【請求項１２】請求項１ないし４のいずれかに記載の
発電装置において、前記コイルを配置するための回転軸
を中心とする同心円が複数個存在することを特徴とする
発電装置。
【請求項１３】請求項１２において、前記ヨークは磁
性材料で構成され、前記ロータ部の回転中心から半径方
向に伸びた複数本の磁極部を有することを特徴とする発
電装置。
【請求項１４】請求項１２において、前記ヨークは前
記ロータ部の回転中心から半径方向に伸びた同数の複数
本の磁極部を有する一組の磁性材料で構成され、前記一
組のヨークは互いの磁極部が対向するように永久磁石を
挟持して配置されていることを特徴とする発電装置。
【請求項１５】請求項１４において、前記一組のヨー
クの対向する磁極部同志の軸方向の対向距離は磁石側よ
りコイル側の方が小さいことを特徴とする発電装置。
【請求項１６】請求項１４ないし１５のいずれかに記
載の発電装置において、前記一組のヨークは互いに異形
状であることを特徴とする発電装置。
【請求項１７】請求項１３に記載の発電装置におい
て、前記ヨークの磁極部と最外周に配置された前記コイ
ルの数が等しいことを特徴とする発電装置。
【請求項１８】請求項１４ないし１６のいずれかに記
載の発電装置において、前記一組のヨークのうちの一方
の磁極部と最外周に配置された前記コイルの数が等しい
ことを特徴とする発電装置。
【請求項１９】請求項１３ないし１８のいずれかに記
載の発電装置において、前記ヨークの磁極部の先端部分
がいずれもコイルの巻き中心の近傍に位置するように配
置されていることを特徴とする発電装置。
【請求項２０】請求項１ないし３において、前記コイ
ルを配置するための回転軸を中心とする同心円が複数個
存在し、各コイルの起電圧が加え合わされて強められる
ように電気的に直列に接続されていることを特徴とする
発電装置。
【請求項２１】請求項２０において、前記ヨークは磁
性材料で構成され、前記ロータ部の回転中心から半径方
向に伸びた複数本の磁極部を有することを特徴とする発
電装置。
【請求項２２】請求項２０において、前記ヨークはロ
ータの回転中心から半径方向に伸びた同数の複数本の磁
極部を有する一組の磁性材料で構成され、前記一組のヨ
ークは互いの磁極部が対向するように永久磁石を挟持し
て配置されていることを特徴とする発電装置。
【請求項２３】請求項２２において、前記一組のヨー
クの対向する磁極部同志の軸方向の対向距離は磁石側よ
りコイル側の方が小さいことを特徴とする発電装置。
【請求項２４】請求項２２ないし２３のいずれかに記
載の発電装置において、前記一組のヨークは互いに異形
状であることを特徴とする発電装置。
【請求項２５】請求項２１に記載の発電装置におい
て、前記ヨークの磁極部と最外周に配置された前記コイ
ルの数が等しいことを特徴とする発電装置。
【請求項２６】請求項２２ないし２４のいずれかに記
載の発電装置において、前記一組のヨークのうちの一方
の磁極部と最外周に配置された前記コイルの数が等しい
ことを特徴とする発電装置。
【請求項２７】請求項２１ないし２６のいずれかに記
載の発電装置において、前記ヨークの磁極部の先端部分
がいずれもコイルの巻き中心の近傍に位置するように配
置されていることを特徴とする発電装置。
【請求項２８】請求項１ないし２７のいずれかに記載
の発電装置は、永久磁石外径よりコイル外径の方が小さ
いことを特徴とする発電装置。
【請求項２９】請求項１ないし２８のいずれかに記載
の発電装置は、回転重錘によって得られた動力を電気エ
ネルギーに変換することを特徴とする発電装置。
【請求項３０】請求項１ないし２８のいずれかに記載
の発電装置は、揺動重錘によって得られた動力を電気エ
ネルギーに変換することを特徴とする発電装置。
【請求項３１】請求項１ないし２８のいずれかに記載
の発電装置は、手動で前記ロータ部を回転させることに
よって得られた動力を電気エネルギーに変換することを
特徴とする発電装置。
【請求項３２】請求項２９ないし３１のいずれかに記
載の発電装置は、回転重錘または揺動重錘または手動で
前記ロータ部を回転させることによって得られた動力を
一旦エネルギー蓄積機構によってエネルギーを蓄積し、
その後電気エネルギーに変換することを特徴とする発電
装置。
【請求項３３】請求項２９ないし３２のいずれかに記
載の発電装置は、発電装置の外部からでも充電を可能に
する外部充電器を有することを特徴とする発電装置。
【請求項３４】請求項２９ないし３３のいずれかに記
載の一つの発電装置と、この発電装置からの電力によっ
て動作可能な処理装置とを有することを特徴とする電子
機器。
【請求項３５】請求項２９ないし３３のいずれかに記
載の複数の発電装置と、これらの発電装置からの電力に
よって動作可能な処理装置とを有することを特徴とする
電子機器。
【請求項３６】請求項３５において、複数の発電装置
の動力源は同一であることを特徴とする電子機器。
【請求項３７】請求項３５において、複数の発電装置
の動力源は同一でないことを特徴とする電子機器。
【請求項３８】請求項２９ないし３３のいずれかに記
載の一つの発電装置と、この発電装置からの電力によっ
て動作可能な処理装置とを有することを特徴とする電子
時計。
【請求項３９】請求項２９ないし３３のいずれかに記
載の複数の発電装置と、これらの発電装置からの電力に
よって動作可能な処理装置とを有することを特徴とする
電子時計。
【請求項４０】請求項３９において、複数の発電装置
の動力源は同一であることを特徴とする電子時計。
【請求項４１】請求項３９において、複数の発電装置
の動力源は同一でないことを特徴とする電子時計。
【請求項４２】請求項３８ないし４１のいずれかに記
載の電子時計は、発電装置の発生する磁界の方向とステ
ップモータの発生する磁界の方向が同一平面上にないこ
とを特徴とする電子時計。
【請求項４３】請求項１から請求項２８のいずれかに記
載された発電装置において、コイルの数が５個以上であ
ることを特徴とする発電装置。
【請求項４４】請求項１から請求項２８のいずれかに記
載された発電装置において、一本の導線により二個以上
のコイルが形成されることを特徴とする発電装置。
【請求項４５】請求項４４に記載された発電装置におい
て、一本の導線により二個以上のコイルが形成ものが複
数個組み合わされていることを特徴とする発電装置。
【請求項４６】請求項１から請求項２８のいずれかに記
載された発電装置において、前記ロータの上下の軸受部
が分割され永久磁石の磁力により固定されていることを
特徴とする発電装置。
【請求項４７】請求項４５に記載された発電装置いおい
て、永久磁石とヨークと軸部はスリップせずに一体とな
って回転するために何らかの位置決め形状を有すること
を特徴とする発電装置。
【請求項４８】請求項１から請求項２８のいずれかに
記載された発電装置において、コイル上面とヨークとの
断面隙間をａ、コイル下面とヨークとの断面隙間をｂ、
ロータと軸受けとの断面隙間をｃとした時に、ａ≦ｃ＜
ｂまたは、ｃ≦ａ＜ｂの関係を満たすように構成された
ことを特徴とする発電装置。
【請求項４９】請求項６から請求項８のいずれかに記
載の発電装置において、コイルが複数層重なり合い、か
つ各層のコイルの中心が一致しないように構成されたこ
とを特徴とする発電装置。
【請求項５０】請求項１から請求項２８のいずれかに
記載された発電装置において、ロータの外周部に回転す
る摺動部を設けたことを特徴とする発電装置。
【請求項５１】請求項５０記載の発電装置において、
ロータが外周部の摺動部で保持されていること特徴とす
る発電装置。