JPH1155933A - 永久磁石型発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コギングが非常に小さく、また構造上、全体
として発電機を軽くすることができること、さらに、発
電量の増加を図ることができること。 【解決手段】 基台１に支持部材４を介し固定的に支持
され、かつ、永久磁石回転子１０の軸芯方向に対して中
心に位置する駆動モータ５と、この駆動モータ５の出力
軸５ａに同軸上に固定され、かつ、一端部６ｂが前記基
台１に軸支された回転軸６と、この回転軸に環状に固定
され、かつ、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有す
る前記永久磁石回転子１０と、この永久磁石回転子１０
に対して一定の間隙１６を形成するように前記基台に環
状に配設され、かつ、導体取付り部１８に固定子巻線１
９を有する非磁性体の固定子１５とを備える永久磁石型
発電機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は駆動モータを利用し
て発電する永久磁石型発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電機（例えば三相モータ）の構造は、
回転磁界をつくりだすための固定子と、回転子と、回転
子を固定子の中に一定の間隙を有するように保つ軸受と
から成る。例えば発電機は、中心軸を有しかつ玉軸で支
えられた回転子が、固定子巻線を有する筒状固定子の中
で回転すると、固定子巻線に電気を発生させる。そし
て、固定子巻線に発生した電気は、集電環やブラシを通
し、抵抗器、コンデンサー等に接続される。

【０００３】普通一般に、固定子は、磁石の役目である
から、磁束の通り易い鉄芯と、電磁石を作るための固定
子巻線とからできている。この場合固定子鉄芯はウズ電
流による損失を防ぐために、薄いケイ素鋼板を重ね合せ
ている。一方、回転子も固定と同様に薄いケイ素鋼板を
重ね合せた鉄芯と回転子導体とからできている。そし
て、前記回転子導体は、回転子鉄芯の周囲に形成された
複数の溝にそれぞれ銅棒を打ち込み、各銅棒の両端に短
絡環を溶接、ロウ付け等をすることにより構成されてい
る。

【０００４】ところで、上記のように鉄芯を用いた回転
子は、固定子鉄芯に対し、いわゆるコギング現象が生
じ、その結果、発電機或いはモータの一特性としての強
い起動トルク（起電力）が必要になる。

【０００５】そこで、従来、固定子や回転子に鉄芯（固
定子鉄芯、ロータコア）を用いたこの種の発電機に於い
て、起電力を減少或いは低減することを目的とする技術
が提案されている（特開平６−１４５０９号公報、特開
平７−１８４３６０号公報等）。

【０００６】しかして、例えば特開平７−１８４３６０
号公報に開示された第１実施例には、「Ｎ極とＳ極とが
周方向に交互に配置された環状磁石（回転子）と、この
環状磁石内に同極数（例えば５個）のケイ素鋼板の突起
爪（ヨーク片）を有し、かつ、環状コイルを内装する固
定子（発電コイル体）とから成り、前記突起爪にはそれ
ぞれ起電力を減少するように突起方向にスリットを形成
した発電機」が示されている。

【０００７】しかしながら、上記構成の発電機に於いて
は、起電力を減少（コギング現象の抑制）させることが
できると言うものの、中心軸にベアリングを介してケイ
素鋼板で形成された固定子を保持しているため、その構
造上、全体として発電機が重いのみならず、環状磁石
（回転子）自体の磁束密度も超強力的なものではなかっ
たので、発生電力の増大化を図ることができなかった。

【０００８】したがって、発電機の軽量化、発電量の増
大化、製作コストの低減化、装置の小型化などの点で解
決すべき問題点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来の一般的な発電機の欠点に鑑み、コギング現象の
一層の防止、発電機の軽量化、発電量の効率化、望
ましくは駆動モータの消費電力よりも固定子巻線から取
出せる発生電力の増大化、製作コストの低減化、装
置の小型化、鉄材を使用しないことによる利点化（イ
ンダクタンスが小さい、鉄損がない、回転子に対して磁
気吸引力がない等）を図る永久磁石型発電機を得ること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石型発電
機は、基台１に支持部材４を介し固定的に支持され、か
つ、永久磁石回転子１０の軸芯方向に対して中心に位置
する駆動モータ５と、この駆動モータ５の出力軸５ａに
同軸上に固定され、かつ、一端部６ｂが前記基台１に軸
支された回転軸６と、この回転軸に環状に固定され、か
つ、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有する前記永
久磁石回転子１０と、この永久磁石回転子１０に対して
一定の間隙１６を形成するように前記基台に環状に配設
され、かつ、導体取付り部１８に固定子巻線１９を有す
る非磁性体の固定子１５とを備えることを特徴とす
る。。

【００１１】上記構成に於いて、永久磁石回転子１０
は、回転軸６に固定的に設けられた合成樹脂成形体１１
と、この合成樹脂成形体１１の外側筒状軸部１１ａに環
状に設けられた複数個の永久磁石１２ａ…とで構成され
ていることを特徴とする。また、回転軸６の一端部６ｂ
は尖端化されており、基台１に設けた逆円錐状凹所３を
有する軸受け２に支持されていることを特徴とする。

【００１２】また本発明の永久磁石型発電機は、基台１
Ａの上方に上蓋３０を介し固定的に支持され、かつ、永
久磁石回転子１０Ａの軸芯方向に対して中心に位置する
駆動モータ５Ａと、この駆動モータの下方に指向する出
力軸５に同軸上に固定され、かつ、下端部６ｂが前記基
台１Ａに軸支された回転軸６Ａと、この回転軸に環状に
固定され、かつ、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を
有する前記永久磁石回転子１０Ａと、この永久磁石回転
子に対して一定の間隙１６を形成するように前記基台に
下端部が固定され、かつ、導体取付り部１８に固定子巻
線１９を有する非磁性体の固定子１５Ａとを備えること
を特徴とする。

【００１３】また本発明の永久磁石型発電機は、１つの
側壁板３７に横状態に固定され、かつ、永久磁石回転子
１０Ｂの軸芯方向に対して中心に位置する駆動モータ５
Ｂと、この駆動モータの出力軸５ａに同軸上に固定さ
れ、かつ、他端部が他の側壁板３７に設けられた軸受け
４０に軸支された回転軸６Ｂと、この回転軸に環状に固
定され、かつ、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有
する前記永久磁石回転子１０Ｂと、この永久磁石回転子
に対して一定の間隙１６を形成するように前記側壁板３
７に固定され、かつ、導体取付り部１８に固定子巻線１
９を有する非磁性体の外筒状固定子１５Ｂとを備えるこ
とを特徴とする。

【００１４】また本発明の永久磁石型発電機は、基台１
に支持部材４を介し固定的に支持され、かつ、永久磁石
回転子１０Ｃの軸芯方向に対して中心に位置する駆動モ
ータ５と、この駆動モータ５の出力軸５ａに同軸上に固
定され、かつ、一端部６ｂが前記基台１に軸支された回
転軸６Ｃと、この回転軸に環状に固定され、かつ、複数
個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有する前記永久磁石回
転子１０Ｃと、この永久磁石回転子１０に対して一定の
間隙１６を形成するように前記基台に環状的に固定さ
れ、かつ、導体取付り部１８に固定子巻線１９Ｃを有す
る非磁性体の固定子１５とを備えることを特徴とする。

【００１５】また本発明の永久磁石型発電機は、基台１
Ｄに支持部材４を介し固定的に支持され、かつ、永久磁
石回転子１０Ｄの軸芯方向に対して中心に位置する駆動
モータ５Ｄと、この駆動モータ５Ｄの出力軸５ａに同軸
上に固定され、かつ、一端部６ｂが前記基台１Ｄに軸支
された回転軸６Ｄと、この回転軸に環状に固定され、か
つ、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有する前記永
久磁石回転子１０Ｄと、この永久磁石回転子１０Ｄの外
側筒状軸部１１ａの内側に位置するように一定の間隙１
６を有して前記基台に環状に配設され、かつ、導体取付
り部１８に固定子巻線１９Ｄを有する非磁性体の固定子
１５Ｄとを備えることを特徴とする。

【００１６】また本発明の永久磁石型発電機は、基台１
Ｅに支持部材４Ｅを介し固定的に支持され、かつ、円板
状永久磁石回転子１０Ｅの軸芯方向に対して中心に位置
する駆動モータ５Ｅと、この駆動モータ５Ｅの出力軸５
ａに同軸上に固定され、かつ、一端部６ｂが前記基台１
Ｅに軸支された回転軸６Ｅと、この回転軸に中心部が固
定され、かつ、周方向に複数個の永久磁石１２ａ，１２
ｂ…を有する前記円板状永久磁石回転子１０Ｅと、この
永久磁石回転子１０Ｅの上方又は下方に位置するように
一定の間隙１６Ｅを有して前記支持部材４Ｅに固定さ
れ、かつ、導体取付り部１８Ｅに固定子巻線１９Ｅを有
する非磁性体の固定子１５Ｅとを備えることを特徴とす
る。

【００１７】上記構成に於いて、支持部材４Ｅは外筒状
に形成され、この支持部材の内壁面に複数個のアーム状
コイル支持台５１が環状に配設されていることを特徴と
する。

【００１８】また本発明の永久磁石型発電機は、基台１
Ｆに支持部材４Ｆを介し固定的に支持され、かつ、筒状
永久磁石回転子１０Ｆの軸芯方向に対して中心に位置す
る駆動モータ５Ｆと、この駆動モータ５Ｅの出力軸５ａ
に同軸上に固定され、かつ、一端部６ｂが前記基台１Ｆ
に軸支された回転軸６Ｆと、この回転軸に中心部が固定
され、かつ、外側筒状軸部１１ａに周方向に複数個の永
久磁石１２ａ，１２ｂ…を有する前記永久磁石回転子１
０Ｆと、この永久磁石回転子１０Ｆの外側筒状軸部１１
ａの内外に間隙１６Ｆを有して配設され、かつ、導体取
付り部１８Ｆに固定子巻線１９Ｅを有する非磁性体の固
定子１５Ｆとを備えることを特徴とする。

【００１９】上記構成に於いて、永久磁石回転子１０Ｆ
の外側筒状軸部１１ａに設けられた複数個の永久磁石１
２ａ，１２ｂ…１２ｎは、上部側に環状に配設された永
久磁石と、下部側に環状に配設された永久磁石から成る
ことを特徴とする。また永久磁石回転子１０Ｆの連結部
１１ｂ（１１ｄ）に該永久磁石回転子１０Ｆと共に同方
向に共働回転し、かつ、外側筒状軸部１１ａと対向する
少くとも１枚以上の鉄製環状板６１（６２）を固定的に
設けたことを特徴とする。

【００２０】また本発明の永久磁石型発電機は、基台１
に支持部材４Ｈを介し固定的に支持され、かつ、突出す
る出力軸５ａに駆動歯車７１を有する駆動モータ５Ｈ
と、筒状永久磁石回転子１０Ｈの軸芯方向に対して中心
に位置し、かつ、他端部６ａに前記駆動歯車７１と噛合
する従動歯車７２を有すると共に、一端部６ｂが前記基
台１に軸支された回転軸６Ｈと、この回転軸に中心部が
固定され、かつ、外側筒状軸部１１ａに周方向に複数個
の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有する前記永久磁石回転
子１０Ｈと、この永久磁石回転子の外側筒状軸部１１ａ
に間隙１６を有して配設され、かつ、導体取付り部１８
に固定子巻線１９を有する非磁性体の固定子１５Ｈとを
備えることを特徴とする。

【００２１】さらに、本発明の永久磁石型発電機は、基
台１Ｇに支持部材４Ｇを介し固定的に支持され、かつ、
永久磁石回転子１０の軸芯方向に対してオフセットする
位置に配設された駆動モータ５Ｇと、この駆動モータ５
の出力軸５ａと動力伝達手段８１を介して連結され、か
つ、一端部６ｂが前記基台１Ｇに軸支された回転軸６Ｇ
と、この回転軸に環状に固定され、かつ、複数個の永久
磁石１２ａ，１２ｂ…を有する前記永久磁石回転子１０
と、この永久磁石回転子１０に対して一定の間隙１６を
形成するように前記基台に環状に配設され、かつ、導体
取付り部１８に固定子巻線１９Ｇを有する非磁性体の固
定子１５Ｇとを備える。この場合支持部材４Ｇには、ベ
ルト押さえ手段８２が設けられ、また永久磁石型発電機
は、支持部材４Ｇの水平板に設けられたベルト押さえ手
段８２及び駆動モータ５Ｇを同期的に制御する制御装置
９１を備えていることを特徴する。

【００２２】ここで「非磁性体」とは、非鉄金属（例え
ばチタン、ステンレス等）及び非金属（合成樹脂、セラ
ミックス、布、紙等）を問わず、コギング現象を防ぐと
言う発明の目的との関係で、弱磁性体或いは磁性体が殆
ど存在しない物質を言う。

【００２３】またここで回転子や固定子の「筒状」と
は、基台、側壁、上蓋に対する用語であり、回転子や固
定子の周胴部を意味する。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１及び図５は永久磁石型発電機
Ｘ１の第１実施例である。この第１実施例を用いて本発
明の実施の形態を説明する。図１は全体の外観を示す斜
視図、図２は図１の２−２線に基づく一部縦断面図、図
３は図１の２−２線に基づく拡大断面図、図４は主要部
の分解斜視図、図５は永久磁石の配設状態を示す説明図
である。

【００２５】まず１は矩形状の基台である。この基台１
は後述する外筒状固定子の下蓋としての役割を果たす。
２は基台１の中央部に固定的に埋設された軸受けであ
る。この軸受け２は、上部側にすり鉢状或いは逆円錐状
の凹所３を有する。軸受け２は、基台１に適宜に設けた
球軸受けでも、また磁気浮上方式でも良いが、回転軸に
極力抵抗を与えないように工夫すべきである。また軸受
け２は、必ずしも基台１に埋設する必要はなく、例えば
基台１の中央部上面に突出状態に設けても良い。さら
に、軸受け２を省略し、基台１自体に軸受け機能を有す
る係合凹所（望ましくは逆円錐状の凹所）を形成しても
良い。

【００２６】次に４は基台１に固定的に設けられた駆動
モータ用支持部材である。この支持部材４は、基台１の
左右両端部の中央部にそれぞれ固定的に立設された一対
の固定柱４ａ、４ａと、これらの固定柱４ａ、４ａの上
端部に固定的に横架された支持アーム４ｂとから成り、
前記の支持アーム４ｂの中央部には、突出する出力軸５
ａが下方に指向する駆動モータ５が固定的に垂設されて
いる。駆動モータ用支持部材４の形態は、全体として門
型形状をしているが、特にその形態を問わない。例えば
門型形状以外に片手で駆動モータ５を垂直状態に支持す
る片持式の支持アームであっても良い。但し、支持部材
４は後述する内筒状永久磁石回転子及び外筒状固定子の
軸芯方向に対し、駆動モータ５がその中心位置に来るよ
うに支持しなければ成らない。

【００２７】６は上端部６ａが駆動モータ５の出力軸５
ａに継手７を介して連結され、一方、下端部６ｂが前記
逆円錐状凹所３に入り込んだ状態で軸受け２に軸支され
た細長棒状の回転軸である。回転軸６は駆動モータ５の
出力軸５ａに継手７を介して同軸上に連結されている。
この回転軸６の前記下端部６ｂは、釘のように尖端化さ
れており、逆円錐状凹所３内に於いて、いわゆる点接触
状態、例えば駒のように回転する。なお、駆動モータ５
の出力軸５ａ＝回転軸６の場合（出力軸５ａが長い場
合）には、当然継手７は不要である。

【００２８】１０は細長棒体としての回転軸６に固定的
に設けられた内筒状の永久磁石回転子である。この永久
磁石回転子１０は、回転軸６の中央部に固定的に設けら
れた両端面車輪状の合成樹脂成形体１１と、この合成樹
脂成形体１１の外側筒状軸部１１ａに環状に内装された
複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとで
構成されている。これらの永久磁石１２ａの厚さは各々
２ｍｍ程度である。

【００２９】前記合成樹脂成形体１１は、図４で示すよ
うに厚さ３ｍｍ程度の外側筒状軸部１１ａと、回転軸６
が貫通する内側筒状固定軸部１１ｂと、この内側筒状固
定軸部１１ｂと前記外側筒状軸部１１ａを放射状に連結
する連結部１１ｃとから成り、これらの部分１１ａ、１
１ｂ、１１ｃは、酸化防止のために合成樹脂材で一体に
モールド成形されている。

【００３０】また前記複数個の永久磁石１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄは、図５で示すようにＮ極とＳ極と
が周方向に交互に環状配置された筒状の磁気結合体であ
る。したがって、複数個の永久磁石は、同一曲率で湾曲
形成されている限り、２個、３個、５個等任意の数で環
状に結合しても良い。

【００３１】なお、合成樹脂成形体１１は、セラミック
ス等非磁性体あるいは弱磁性体の材質で形成されていて
も良い。また永久磁石回転子１０は、外観上短筒状に形
成されているが、固定子と同様に長筒状であっても良
い。さらに、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ，１２
ｃ，１２ｄを、外側筒状軸部１１ａの外周壁面又は内周
壁面に環状に配設しても良い。

【００３２】次に１５は永久磁石回転子１０の外側筒状
軸部１１ａの外周壁に対して間隙１６を形成するように
前記基台１の上面に固定的に立設された外筒状（周胴部
を有するの意味）の合成樹脂製固定子である。したがっ
て、この実施例の固定子１５の底蓋を設けても良い下方
開口は、基台１の上面で閉鎖され、一方、上蓋を設けて
も良い上方開口１７は、基台１に対してそれぞれ交差方
向にある。前記上方開口１７に図示しない上蓋を取付け
る場合には、望ましくは空気が流通する貫通孔を形成す
べきである。固定子１５はチタン、ステンレス、セラミ
ックス、硬質の紙、布等の材質で長筒状に形成され、外
周壁には軸芯方向或いは長手方向に向かって、かつ、周
方向に所定間隔を有して複数個の突起状導体取付り部１
８が設けられ、これらの導体取付り部１８には、固定子
巻線（発電コイル）１９が巻装されている。固定子巻線
１９は、本実施例では、図３で示すように６箇所あり、
対向する固定子巻線１９は互いに適宜結線されている。

【００３３】ところで、この固定子１０は、本実施例で
は永久磁石型発電機Ｘ１のコギング現象を極力防ぐため
に、また発電機の軽量化を図るために非磁性体の一例で
ある合成樹脂材で形成されている。

【００３４】なお前記導体取付り部１８は、固定子１５
の外周壁に形成した凹所の内壁底面に設けても良いし、
又は固定子１０の内周壁に適宜に設けていも良い。

【００３５】次に２０は筒状のシールドカバーで、この
シールドカバー２０は、固定子１５の全体をカバーす
る。このシールドカバー２０には端子出口が設けられ、
前記固定子巻線１９に接続された電気コード２２を外に
案内する。

【００３６】上記構成に於いては、まず家庭用電源又は
図示しない電池を利用して駆動モータ５を起動させる。
駆動モータ５が起動すると、出力軸５ａと共に回転軸６
が回転する。回転軸６は軸受け２の凹所３に点接触状態
で案内されながらスムースに回転する。永久磁石回転子
１０の合成樹脂成形体１１は、いわば回転軸６の一部を
構成するから、永久磁石回転子１０は回転軸と共に回転
する。そうすると、永久磁石回転子１０の磁界が固定子
１５の固定子巻線１９に対して交差方向に横切ることに
なるから、誘起電圧が発生し、前記固定子巻線１９から
電気を取出すことができる。

【００３７】しかして、永久磁石型発電機Ｘ１は、次の
実験例で示すように、駆動モータ５で消費する電気量に
対して高効率の電気量を取り出すことができる。

【００３８】

【実験例】この欄では、本発明の実験例について説明す
る。実験は永久磁石型発電機Ｘ１の構成（第１実施例）
に則して行った。また実験に使用した器具の仕様は、以
下の通りである（図３１参照）。

【００３９】まず駆動モータ５の限界電圧（Ｖｏｌｔａ
ｇｅ−Ｒａｎｇｅ）は１２Ｖ、適正電圧（Ｎｏｍａｌ−
Ｖｏｌｔａｇｅ）は７．２Ｖ、適正負荷（Ｎｏｍａｌ−
Ｌｏａｄ）は１００ｇ・ｃｍ、無負荷回転数（Ｓｐｅａ
ｄ−ａｔ−ｎｏ−ｌｏａｄ）は１６、４００ｒ．ｐ．
ｍ、適正負荷時回転数（Ａｔ−ｎｏｒｍａｌ−ｌｏａｄ
−Ｓｐｅａｄ）は１４、２００ｒ．ｐ．ｍ、消費電流
（Ｃｕｒｒｅｎｔ）は２．９０Ａであり、型式としては
日本サーボ製のＤＭＥ４４ＳＡを使用した。

【００４０】次に永久磁石回転子１０の合成樹脂成形体
１１の材質はポリカーボネート、その寸法は３４φ×２
６×５９、永久磁石回転子１０の全体の重量は１１０ｇ
である。そして、永久磁石回転子１０の複数個の永久磁
石１２ａ〜１２ｄとしては、信越化学工業株式会社が製
造・販売する信越レアアースマグネット（品名：ＳＥＲ
ＥＭのＮ４２、磁気特性の最大エネルギー積［ＢＨ］ｍ
ａｘ［ＭＧＯｅ］：４１．１、残留磁束密度Ｂｒ
［Ｇ］：１２，９７０、保磁力ｉＨｃ［Ｏｅ］：１５，
７２０、保磁力ｂＨｃ［Ｏｅ］：１２，５４０、表面磁
束密度［Ｇ］：２，４００）を使用した。

【００４１】次に外筒状固定子１５の材質は永久磁石回
転子１０の合成樹脂成形体１１と同様にポリカーボネー
トを使用した。その寸法は４２φ×３８φ×１５０であ
る。

【００４２】次に外筒状固定子１５の導体取付け部１８
に巻装した固定子巻線の線径は０．５φ、巻数は１，１
００巻、巻箇所は６ケ所でかつ対向する固定子巻線１９
は互いに結線状態である。

【００４３】上記仕様の実験に於いては、例えば駆動モ
ータ５の回転数ｒ．ｐ．ｍと入力電圧Ｖ並びに入力電流
Ａ（入力側の消費電力Ｗｈ）と、固定子１５側の固定子
巻線１９から出力される推定実行電圧Ｖ（出力側の発生
電力Ｗｈ）とを比較した。

【００４４】その結果、永久磁石型発電機Ｘ１は、駆動
モータ５で消費する電気量に対して高効率の電気量を取
り出すことができた。

【００４５】ここで、高効率の電気量を取り出すことが
できる技術的な原理について説明する。

【００４６】まず周知のようにフレミングの右手の法則
（１）式とフレミングの左手の法則（２）式とがある。
前記（１）式はいわば発電量の式であり、電圧ｅ（発電
量）＝磁束密度Ｂ×有効電線長Ｌ×電線の移動速度Ｖで
ある。また前記（２）式はいわば回転エネルギーの式で
あり、回転力（駆動モータの回転力）Ｆ＝磁束密度Ｂ×
電流Ｉ×有効電線長Ｌである。

【００４７】本発明は、これらの式に着目し、永久磁石
型発電機Ｘ１の発電に最大の効果を上げるように構成し
ている。簡単に言えば、前記（１）式に於ける電線の移
動速度Ｖに関し、内筒状永久磁石回転子１０を外筒状固
定子１５の中で回転させることで同様の効果を出させて
いる。

【００４８】すなわち、従来の普通一般の発電機は、磁
石の磁束密度Ｂが小さい為、鉄芯を使用することにより
磁束密度を強め、所望の回転力を作っていた。ところ
で、近年、技術革新の目覚ましい進歩により、株式会社
住友特殊金属、信越化学工業株式会社等国内の磁石製造
メーカーにより、磁気特性の最大エネルギー積［ＢＨ］
ｍａｘ［ＭＧＯｅ］が「４８」までと言う超強力な永久
磁石が作り出されている。そこで、本発明者はこの超強
力な永久磁石を永久磁石型発電機Ｘ１の回転子に採用し
た。

【００４９】しかして、鉄芯に代えて内筒状永久磁石回
転子１０と周胴部を有する固定子１５とを組合わて永久
磁石型発電機Ｘ１を構成すると、前記（１）式の磁束密
度（４１，１〜４８）が前記（２）式の磁束密度（８〜
１０）を上回ることになり、その結果、有効電線長Ｌも
前記（２）式のそれよりも長く取ることができた。

【００５０】であるから、結局、磁束密度Ｂと有効電線
長（コイル）Ｌの積が前記（２）式よりもはるかに大き
くなった。例えば前記（２）式で磁束密度Ｂ（普通一般
の５０００〜３５００ｒ・ｐ・ｍのモータ）は、８〜１
０ＭＧＯｅであるが、前記（１）式では４１，１〜４８
ＭＧＯｅと言う超強力な永久磁石を使用するので、それ
に伴い有効電線長Ｌもはるかに長くできる。

【００５１】しかも、本発明の永久磁石型発電機Ｘ１の
構成上に於いて、この有効電線長（固定子巻線１９）Ｌ
を基台１側の周胴部を有する非磁性体の固定子１５の導
体取付け部１８に設け、かつ、環状永久磁石回転子１０
の周囲に間隙１６を有して配設しているので、有効電線
長Ｌ自体の重さは永久磁石回転子１０に全く加算されて
おらず、したがって、駆動モータ５の出力軸５ａに直結
する回転軸６に掛かる永久磁石回転子１０の重さは、駆
動モータ５が支持部材４に支持されていることも相俟っ
て、従来のモータと比較し、非常に軽くなっている。

【００５２】さらに、内筒状永久磁石回転子１０の周囲
に長筒の外筒状固定子１５を介して固定された有効電線
長Ｌは、磁束密度Ｂの届く範囲に何巻でも巻くことがで
き、したがって、有効電線長Ｌは、従来のモータと比較
してはるかに長くすることができる。

【００５３】その結果、駆動モータ５の回転数が一定の
数値に達すると、永久磁石型発電機Ｘ１の駆動モータ５
に対する消費電力（入力）に対し、固定子１５の固定子
巻線１９から出力される発生電力（出力）の方が高効率
になることに成功した。

【００５４】なお、本発明の第１実施例は、駆動モータ
の出力軸５ａと回転軸６とが直結しているので、環状永
久磁石回転子１０側のフライホイール効果は駆動モータ
の負荷トルクにより減退するものの、駆動モータの負荷
トルクが小さくなる程前記フライホイール効果を期待す
ることができるので、望ましくは環状永久磁石回転子１
０の直径を大きくし、かつ、重量を適当な重さにすべき
である。

【００５５】

【実施例】第１実施例及び以下の各実施例に於いて、外
筒状の各固定子１５は非磁性体である。「非磁性体」と
は、非鉄金属（例えばチタン、ステンレス等）及び非金
属（合成樹脂、セラミックス、布、紙等）を問わず、コ
ギング現象を防ぐと言う発明の目的との関係で、弱磁性
体或いは磁性体が殆ど存在しない物質を意味する。そし
て、「非磁性体」は、望ましくは鉄よりも比重の軽い物
質を採用すべきである。

【００５６】この欄では、特定発明（第１実施例）と目
的が同一である他の実施例について説明する。なお、他
の実施例を説明するに当たって、第１実施例と同一の構
成部分には、同一又は同様の符号を付し、重複する説明
を省略する。

【００５７】まず図６及び図８に示す第２実施例の永久
磁石型発電機Ｘ２に於いて、第１実施例のそれと主に異
なる点は、外筒状固定子１５Ａに中心孔３１を有する上
蓋３０を固定的に取付け、この上蓋３０の上面に直接駆
動モータ５Ａを固定したことである。この駆動モータ５
Ａも第１実施例と同様に、内筒状永久磁石回転子１０Ａ
及び外筒状或いは周胴部を有する固定子１５Ａの軸芯方
向に対し、前記中心孔３１を介して駆動モータ５Ａがそ
の中心位置に来るように縦方向に設けられている。そし
て、上蓋３０の内面から突出する駆動モータ５Ａの出力
軸５ａは、継手７Ａを介して細長棒状の回転軸６Ａに連
結されている。

【００５８】なお、基台１Ａは、図８で示すようにその
上面に位置決め用の環状突起嵌合部３２を有する。また
前記上蓋３０に空気流通孔を形成しても良いし、或いは
上蓋３０に代えて駆動モータ５Ａ用支持アームにしても
良い。さらに、駆動モータ５Ａは上蓋３０や駆動モータ
５Ａ用支持アームに対し、例えば上蓋３０の中心孔に嵌
合するように取付けても良いし、或いは上蓋３０の内壁
面に固定しても良い。要は駆動モータ５Ａが永久磁石回
転子１０Ａの軸芯方向に対して中心に位置するように上
蓋３０に固定すれば良い。

【００５９】このように構成すると、永久磁石型発電機
Ｘ２のコンパクト化を図ることができると共に、第１実
施例と同一の作用、効果を得ることができる。

【００６０】次に図９乃至図１１に示す第３実施例の永
久磁石型発電機Ｘ３に於いて、第１実施例のそれと主に
異なる点は、永久磁石型発電機Ｘ２を床面Ｆに横設でき
るようにしたことである。

【００６１】そこで、図１０を基準に説明すると、筒状
のカバー２０Ｂの左右には一対の支持脚３５、３５が設
けられ、また外筒状固定子１５Ｂの左右両端部にはフラ
ンジ部３６、３６がそれぞれ形成され、これらのフラン
ジ部３６、３６に左右の側壁板３７、３７が固着具３８
を介してそれぞれ取付けられている。駆動モータ５Ｂは
左側壁板３７の外壁面に横状態に固定され、その出力軸
５ａは左側壁板３７の中心孔３９から外筒状固定子１５
Ｂ内に入込んでいる。そして、出力軸５ａは内筒状永久
磁石回転子１０Ｂの回転軸６Ｂと継手７Ｂを介して連結
され、出力軸５ａおよび回転軸６Ｂは、左右の側壁板３
７、３７の中央部に対設された玉軸受け４０、４０に支
承されている。このように構成しても、第１実施例と同
様の作用、効果を得ることができる。

【００６２】次に図１２及び図１３に示す第４実施例の
永久磁石型発電機Ｘ４に於いて、第１実施例のそれと主
に異なる点は、永久磁石型発電機Ｘ４の固定子１５Ｃを
必ずしも外筒状に形成していないことである。すなわ
ち、前記固定子１５Ｃは、それぞれ固定子巻線１９Ｃを
有する複数個のコイル支持板４５であり、これらのコイ
ル支持板４５は、縦方向の所定間隙４６を有して回転軸
６Ｃ或いは筒状永久磁石回転子１０Ｃの外側筒状軸部１
１ａの周方向に環状的に配設されている。

【００６３】このように構成しても、第１実施例と同様
の作用、効果を得ることができる。なお、この第４実施
例の永久磁石型発電機Ｘ４に於いても、前記第２実施例
のように複数個のコイル支持板４５の上端部に上蓋や支
持アームを適宜に設け、該上蓋に駆動モータを取付けて
も良い。また第３実施例のように永久磁石型発電機Ｘ４
を横に載置することができるようにしても良い。

【００６４】次に図１４及び図１５に示す第５実施例の
永久磁石型発電機Ｘ５に於いて、第１実施例のそれと主
に異なる点は、永久磁石型発電機Ｘ５の固定子１５Ｄを
筒状永久磁石回転子１０Ｄの外側筒状軸部１１ａの内側
に位置するように基台１Ｄに固定したことである。した
がって、永久磁石回転子１０Ｄの複数個の永久磁石１２
ａ……は、筒状固定子１５Ｄの固定子巻線１９Ｄに対し
て外側に環状あるいは環状的に配設されていれる。また
永久磁石回転子１０Ｄの内側筒状固定軸部１１ｂと前記
外側筒状軸部１１ａを放射状に連結する連結部１１ｃ
は、上方のみに設けられている。したがって、合成樹脂
成形体１１Ｄの下方は完全に開口している。

【００６５】このように構成しても、第１実施例と同様
の作用、効果を得ることができる。なお、この第５実施
例の永久磁石型発電機Ｘ５に於いても、前記第２実施例
のように永久磁石型発電機Ｘ５を横に載置することがで
きるようにしても良い。この場合駆動モータ５Ｄの出力
軸５ａは水平状態になるが、駆動モータ５Ｄが縦方向又
は横方向であれ、要は前記出力軸５ａが永久磁石回転子
１０Ｄの軸芯方向の中心に位置させる必要がある。また
筒状固定子１５Ｄを第４実施例のように複数個にコイル
支持板或いはコイル支持台に形成し、これら複数個のコ
イル支持板を複数個の永久磁石１２ａ……に対して環状
的に配設しても良い。

【００６６】次に図１６乃至図１９に示す第６実施例の
永久磁石型発電機Ｘ６に於いて、第１実施例のそれと主
に異なる点は、まず永久磁石型発電機Ｘ６の永久磁石回
転子１０Ｅを中心孔５０を有する円板状に形成したこと
である。次に合成樹脂材でモールド成形された複数個の
永久磁石１２ａが前記中心孔５０の同心円上に環状に配
設されていることである。この場合複数個の永久磁石１
２ａ…は、例えば図１９で示すようにＳ極とＮ極とが交
互に連なるように周方向に組合わせられており、その厚
さは３ｍｍ程度である。次に固定子１５Ｅは固定子巻線
１９Ｅを有する複数個のアーム状コイル支持台５１であ
り、この実施例では円板状永久磁石回転子１０Ｅの上方
及び下方の左右にそれぞれ所要の間隙１６Ｅを有して配
設されている。この場合各アーム状コイル支持台５１
は、基台１Ｅに下端部が固定された外筒状の支持部材４
Ｅに固定的に支持されており、また駆動モータ５Ｅも支
持部材４Ｅの上端部に設けた上蓋５２の中央部に取付け
られ、その出力軸５ａは同軸上の回転軸６Ｅと共に、永
久磁石回転子１０Ｅの軸芯方向に対して中心に位置して
いる。

【００６７】このように構成すると、永久磁石回転子１
０Ｅを軽くすることができると共に、永久磁石型発電機
Ｘ６のコンパクト化を図ることができる。なお、この第
６実施例の永久磁石型発電機Ｘ６に於いても、前記第２
実施例のように永久磁石型発電機Ｘ５を横に載置するこ
とができるようにしても良い。また前記支持部材４Ｅ
は、必ずしも筒状に形成する必要がなく、例えば複数個
の固定柱にし、これらの固定柱を基台１Ｅの上面に環状
的に配設してもよい。さらに、前記上蓋５２に複数個の
空気流通孔を形成しても良いし、或いは上蓋５２に代え
て支持アームにしても良い。これらの構成は任意に設計
変更することができる。加えて、永久磁石回転子１０Ｅ
の複数個の永久磁石１２ａ…を、中心孔５０の同心円上
に複数個の環状輪（例えば２個の環状輪）ができるよう
に配設し、これらの永久磁石環状輪に対応して固定子１
５Ｅ側の固定子巻線１９Ｅの数を任意に増やすこともで
きる。

【００６８】次に図２０乃至図２２に示す第７実施例の
永久磁石型発電機Ｘ７に於いて、第１実施例のそれと主
に異なる点は、固定子１５Ｆの固定子巻線１９Ｆが永久
磁石回転子１０Ｆの外側筒状軸部１１ａの内外に間隙１
６Ｆを有して配設されていることである。しかして、固
定子１５Ｆは、第６実施例と同様に、基台１Ｆに下端部
が固定された外筒状の支持部材４Ｆに固定的に支持され
ており、図２１を基準にすると、水平アーム部５５と、
この水平アーム部５５から垂直方向に延びる複数個の導
体取付け部１８Ｆと、これらの導体取付け部１８Ｆにそ
れぞれ巻装された前記固定子巻線１９Ｆとから成る。

【００６９】また永久磁石回転子１０Ｆは、上部側と下
部側にそれぞれ周方向に配設された複数個の永久磁石１
２ａ、１２ｂ…１２ｎを有する外側筒状軸部１１ａと、
回転軸６Ｆが貫通する内側筒状固定軸部１１ｂと、この
内側筒状固定軸部１１ｂと前記外側筒状軸部１１ａを放
射状に連結する連結部１１ｃとから成り、前記連結部１
１ｃは外側筒状軸部１１ａ及び内側筒状固定軸部１１ｂ
の中央部をそれぞれ連結している。

【００７０】さらに、駆動モータ５Ｆは、第６実施例と
同様に、支持部材４Ｅの上端部に設けた上蓋５６の中央
部に取付けられ、その出力軸５ａは永久磁石回転子１０
Ｆの軸芯方向に対して中心に位置している。

【００７１】このように構成すると、永久磁石型発電機
Ｘ７の発電量の増加を図ることができる。なお、この実
施例に於いても前記第２実施例のように永久磁石型発電
機Ｘ７を横に載置することができるようにしても良い。
また前記支持部材４Ｆは、必ずしも筒状に形成する必要
がなく、例えば複数個の固定柱にし、これらの固定柱を
基台１Ｆの上面に環状的に配設してもよい。さらに、前
記上蓋５６に複数個の空気流通孔を形成しても良いし、
或いは上蓋５６に代えて支持アームにしても良い。これ
らの構成は任意に設計変更することができる。加えて、
より一層の発電量の増加を図るために、第２連結部を介
して外側筒状軸部１１ａの数を増やし（例えば外側筒状
軸部１１ａを２以上の筒状体にする。）、これら外側筒
状軸部１１ａの数に対応して固定子巻線１９Ｆの導体取
付け部１８Ｆの数を増やしても良い。

【００７２】次に図２３乃至図２５に示す第８実施例の
永久磁石型発電機Ｘ８に於いて、第１実施例のそれと主
に異なる点は、前記第７実施例の永久磁石型発電機Ｘ７
の構成をそっくりそのまま含み、さらに、永久磁石回転
子１０Ｇの連結部に該永久磁石回転子１０Ｇと共に同方
向に共働回転し、かつ、外側筒状軸部１１ａと対向する
少くとも１枚以上の鉄製環状板を固定的に設けたことで
ある。したがって、第７実施例と構成上同一の部分には
便宜上同一又は同様の符号を付し、重複する説明を省略
する。

【００７３】しかして、６１は外側筒状軸部１１ａと内
側筒状固定軸部１１ｂとを連結する放射状第１連結部１
１ｃに固定的に設けられ、かつ、内側（内側筒状固定軸
部１１ｂ寄り）の固定子巻線１９Ｆに対向する内側鉄製
環状板である。一方、６２は外側筒状軸部１１ａの外周
壁中央部から外方向に水平状態に延びる放射状第２連結
部１１ｄの外端部に固定的に設けられ、かつ、外側（支
持部材４Ｆ寄り）の固定子巻線１９Ｆに対向する外側鉄
製環状板である。

【００７４】このように構成すると、鉄製環状板６１、
６２と外側筒状軸部１１ａとの間に発生する磁界が強く
なり、永久磁石型発電機Ｘ７の発電量の増加を図ること
ができる。

【００７５】次に図２６及び図２７に示す第９実施例の
永久磁石型発電機Ｘ９に於いて、第１実施例のそれと主
に異なる点は、駆動モータ５Ｈの突出する出力軸５ａに
駆動歯車７１を設け、一方、駆動モータ５Ｈの駆動力に
より回転する回転軸６Ｈの上端部に前記駆動歯車７１に
噛合する従動歯車７２を取付け、いわゆるギヤ方式によ
り永久磁石回転子１０Ｈの回転数を上げることができる
ようにしたことである。 しかして、回転軸６Ｈは、固
定子１５Ｈに固定され、かつ、中心部に玉軸受け７３を
有するアーム状の軸支持部材７４に支持されている。な
お、この場合回転軸６Ｈの上端部を駆動モータ用支持部
材４Ｈの支持アーム４ｂに軸支しても良い。また駆動歯
車７１を従動歯車７２よりも小さくしても良い。

【００７６】この実施例に於いては、駆動モータ５Ｈの
出力軸５ａと複数個の歯車を介して連結された回転軸６
Ｈとは同軸上ではないが、常時駆動用大歯車７１と従動
用小歯車７２とを噛合させ、両歯車比に対応して回転軸
をより高速回転させ、これにより永久磁石回転子１０Ｈ
の回転数を上げ、永久磁石型発電機Ｘ９の発電量を多く
することができる。

【００７７】最後に図２８乃至図３０に示す第１０実施
例の永久磁石型発電機Ｘ１０に於いて、第１実施例のそ
れと主に異なる点は、次にに列挙する通りである。 駆動モータ５Ｇが回転軸６Ｇに対してオフセットした
位置に支持部材４Ｇの水平板４ｂ１（＝支持アーム４
ｂ）を介して配設されていることである。前記支持部材
４Ｇは、第１実施例のように門型支柱ではなく、基台１
Ｇの上面に固定的に設けられた下端開口の筒状体であ
る。

【００７８】なお、支持部材４Ｇは、基台１Ｇの上面に
固定された筒状部４ａ１（＝固定柱４ｂ）と、この筒状
部４ａ１を閉鎖する水平板４ｂ１とから成るが、前記筒
状部４ａ１は、第１実施例と同様に複数本の固定柱であ
っても良い。 基台１Ｇの軸受け２Ｇ及び支持部材４Ｇの水平板４ｂ
１の中央部に設けた球軸受け８０を介して軸支された回
転軸６Ｇが、動力伝達手段８１を介し、前記駆動モータ
５Ｇの駆動力により回転することである。

【００７９】この動力伝達手段８１は、本実施例では駆
動モータ５Ｇの出力軸５ａに取付けられた小径の駆動プ
ーリ８１ａと、回転軸６Ｇの突出上端部６ａに取付けら
れた大径の従動プーリ８１ｂと、この従動プーリ８１ｂ
と駆動プーリ８１ａにそれぞれ巻装されたベルト８１ｃ
とから成り、前記駆動プーリ８１ａ並びに従動プーリ８
１ｂには周溝がそれぞれ形成されている。 動力伝達手段８１のベルト８１ｃにテンションを付与
するベルト押さえ手段８２が支持部材４Ｇの水平板４ｂ
１に設けられていることである。

【００８０】しかして、ベルト押さえ手段８２は、本実
施例ではソレノイド８３と、このソレノイドの作動杆８
４の先端部に固定され、かつ、水平板４ｂ１の上面をベ
ルト８１ｃに向かって進退動するスライド板８５と、こ
のスライド板に垂直軸８６を介して設けられたベルト用
押さえローラ８７とから成り、前記スライド板８５は水
平板４ｂ１に設けられた一対のガイド片８８に案内され
る。 支持部材４Ｇの水平板４ｂ１に電源（電池）９０を設
けると共に、該電源９０に基づいてベルト押さえ手段８
２及び駆動モータ５Ｇをそれぞれ制御する制御装置９１
を支持部材４Ｇに設けたことである。この電源（電池）
９０や制御装置９１は基台１Ｇに設けても良い。

【００８１】この制御装置９１は電源９０を「ＯＮ」、
「ＯＦＦ」する手動式スイッチ９２を有している。しか
して、制御装置９１は手動式スイッチ９２を「ＯＮ」に
るすと、内蔵するＣＰＵにより、駆動モータ５Ｇ及びベ
ルト押さえ手段８２にそれぞれ信号を送くる。駆動モー
タ５Ｇは電源９０により起動し、一方、押さえ手段８２
の作動杆８４は伸長する。ソレノイド８３の作動杆８４
が伸びると、押さえローラ８７が動力伝達手段８１のベ
ルト８１ｃを押し付け、これによりベルト８１ｃにテン
ションが掛かる。そこで、駆動モータ５Ｇの駆動力がベ
ルト８１ｃを介して回転軸６Ｇに伝わる。.一方、制御
装置９１は手動式スイッチ９２を「ＯＦＦ」にるすと、
駆動モータ５Ｇへの電源９０供給は停止し、駆動モータ
５Ｇは停止する。それと同時に押さえ手段８２の作動杆
８４は収縮し、押さえローラ８７が動力伝達手段８１の
ベルト８１ｃから離れる。これによりベルト８１ｃにテ
ンションが掛からなくなり、回転軸６Ｇのみが慣性力に
より回転する。本実施例では永久磁石回転子１０Ｇの直
径を大きくし、かつ、永久磁石回転子１０Ｇの質量（重
量）により、大きな慣性モーメントが得られるので、駆
動モータ５Ｇが停止しても永久磁石回転子１０Ｇの慣性
モーメントといわゆるフライホイール効果により、発電
時の逆起電力による抵抗を押さえることができる。

【００８２】そこで、この実施例に基づく実験では、駆
動モータ５の回転数が６００回転（ｒ．ｐ．ｍ）の時、
かつ、永久磁石回転子１０Ｇの直径が３４φの場合に、
永久磁石回転子１０Ｇは固定子１５Ｇの固定子巻線１９
Ｇに対して毎分６３６ｍのスピードで横切ったので、望
ましくは前記制御装置９１に自動のスイッチイング回路
を設け、所要の時間毎にベルト押さえ手段８２及び駆動
モータ５Ｇをそれぞれ「ＯＦＦ」に制御すべきである。

【００８３】なお、実施例に基づく実験結果では、無負
荷状態に於いて、永久磁石回転子１０Ｇの総重量が３Ｋ
ｇ、永久磁石回転子１０Ｇの直径が４０ｃｍ等の条件下
に於いて、ベルト押さえ手段８２及び駆動モータ５Ｇを
それぞれ「ＯＦＦ」にした時、永久磁石回転子１０Ｇは
約１３分後に停止した。 永久磁石回転子１０Ｇの直径を第１実施例のそれより
も大きくしたことである。すなわち、永久磁石回転子１
０Ｇは、永久磁石型発電機Ｘ７（図２１）と同様に、固
定子１５Ｇの固定子巻線１９Ｇが永久磁石回転子１０Ｇ
の第１外側筒状軸部１１ａ及び第２外側筒状軸部１１ａ
の内外にそれぞれ間隙１６Ｇを有して配設されているこ
とである。

【００８４】したがって、永久磁石回転子１０Ｇは、上
部側と下部側にそれぞれ周方向に配設された複数個の永
久磁石１２ａ、１２ｂ…１２ｎを有する第１及び第２外
側筒状軸部１１ａ，１１ａと、回転軸６Ｇが貫通する内
側筒状固定軸部１１ｂと、この内側筒状固定軸部１１ｂ
と前記第１及び第２外側筒状軸部１１ａ、１１ａを放射
状に連結する連結部１１ｃ、１１ｃとから成り、前記連
結部１１ｃは外側筒状軸部１１ａ及び内側筒状固定軸部
１１ｂの中央部をそれぞれ連結している。

【００８５】以上のように本発明の永久磁石型発電機
は、駆動モータの回転数が一定の数値に達すると、永久
磁石型発電機の駆動モータの消費電力に対し、固定子の
固定子巻線から出力される発生電力の方が高効率になる
ので、永久磁石型発電機に図示しない制御装置、蓄電装
置、抵抗等を電気的に接続し、色々な利用発明が生まれ
ることが期待される。

【００８６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にあっては次に列挙するような効果がある。 （１）固定子が非磁性体の素材で形成されているので、
いわゆるコギングが非常に小さい。 （２）回転子が内筒状に形成され、かつ、従来のように
巻線を有しないので、構造上、全体として発電機を軽く
することができる。 （３）内筒状永久磁石回転子等を用いた実験結果から明
らかなように、特に駆動モータの消費電力よりも固定子
巻線から取出せる発生電力が多い。したがって、発電量
の増加を図ることができると共に、永久磁石型発電機か
ら余剰電気を取出すこともできる。 （４）例えば第１０実施例では、永久磁石回転子の直径
を大きくし、かつ、永久磁石回転子の質量（重量）によ
り、大きな慣性モーメントが得られるので、駆動モータ
が停止しても永久磁石回転子の慣性モーメントといわゆ
るフライホイール効果により、発電時の逆起電力による
抵抗を押さえ、一定時間駆動電源が無しの状態でも、永
久磁石回転子は回転することになり、発電し続けること
ができる。 （５）安価に製作することができると共に、ランニング
コストがかからない。 （６）小型化を図ることができる。 （７）例えば第１実施例では、駆動モータを縦方向に支
持し、かつ、回転軸を基台の逆円錐状凹所内に於いて、
いわゆる点接触状態で回転させている場合には、駆動モ
ータの回転力に対する負荷が少ない。 （８）永久磁石型発電機の固定子の固定子巻線から出力
される発生電力の一部を駆動モータの電源とし、一方、
発生電力の余剰電力を蓄電装置に蓄電、送電、制御装置
の電源等に活用することが期待される。

【図面の簡単な説明】

図１乃至図５は、発明の実施の形態で説明した第１実施
例を示す各説明図である。その他の図は第２実施例乃至
第１０実施例の各説明図等である。

【図１】本発明の第１実施例を示す斜視からの説明図。

【図２】図１の２−２線縦断面図。

【図３】図１の３−３線拡大断面図。

【図４】要部の分解斜視図。

【図５】永久磁石の配設状態を示す説明図。

【図６】本発明の第２実施例を示す斜視からの説明図。

【図７】図６の図１の７−７線縦断面図。

【図８】要部の分解斜視図。

【図９】本発明の第３実施例を示す斜視からの説明図。

【図１０】図９の１０−１０線断面図。

【図１１】要部の分解斜視図。

【図１２】本発明の第４実施例を示す斜視からの説明
図。

【図１３】図１２の１３−１３線縦断面図。

【図１４】本発明の第５実施例を示す斜視からの説明
図。

【図１５】図１４の１５−１５線縦断面図。

【図１６】本発明の第６実施例を示す斜視からの説明
図。

【図１７】概略断面説明図。

【図１８】図１７の１８−１８線縦断面図。

【図１９】永久磁石の配設状態を示す説明図。

【図２０】本発明の第７実施例を示す斜視からの説明
図。

【図２１】概略断面説明図。

【図２２】図２１の２２−２２線縦断面図。

【図２３】本発明の第８実施例を示す斜視からの説明
図。

【図２４】概略断面説明図。

【図２５】図２４の２５−２５線縦断面図。

【図２６】本発明の第９実施例を示す斜視からの説明
図。

【図２７】図２６の２７−２７線縦断面図。

【図２８】本発明の第１０実施例を示す斜視からの説明
図。

【図２９】概略断面説明図。

【図３０】要部の斜視図。

【図３１】本発明の実験結果の一例を示す説明図。

【符号の説明】

Ｘ１乃至Ｘ１０…永久磁石型発電機、１、１Ａ、１Ｄ、
１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ…基台、２、２Ｇ…軸受け、３…凹
所、４、４Ｅ、４Ｆ、４Ｈ、４Ｇ…支持部材、５、５
Ａ、５Ｂ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ、５Ｈ、５Ｇ…駆動モー
タ、５ａ…出力軸、６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６
Ｅ、６Ｆ、６Ｈ、６Ｇ…回転軸、７、７Ａ、７Ｂ…継
手、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、
１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ…永久磁石回転子、１１、１１
Ｄ…合成樹脂成形体、１２ａ〜１２ｄ…永久磁石、１
５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆ、１５
Ｈ、１５Ｇ…固定子、１６、１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇ…
間隙、１７…上方開口、１８、１８Ｅ、１８Ｆ…導体取
付け部、１９、１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆ…固定
子巻線、２０、２０Ｂ…カバー、３０…上蓋、３５…支
持脚、３６…フランジ部、３７…左右の側壁板、３８…
固着具、３９…中心孔、４０…玉軸受け、８１…動力伝
達手段、８２…ベルト押さえ手段、９０…電源、９１…
制御装置。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台１に支持部材４を介し固定的に支持
   され、かつ、永久磁石回転子１０の軸芯方向に対して中
   心に位置する駆動モータ５と、この駆動モータ５の出力
   軸５ａに同軸上に固定され、かつ、一端部６ｂが前記基
   台１に軸支された回転軸６と、この回転軸に環状に固定
   され、かつ、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有す
   る前記永久磁石回転子１０と、この永久磁石回転子１０
   に対して一定の間隙１６を形成するように前記基台に環
   状に配設され、かつ、導体取付り部１８に固定子巻線１
   ９を有する非磁性体の固定子１５とを備える永久磁石型
   発電機。
2. 【請求項２】 請求項１に於いて、永久磁石回転子１０
   は、回転軸６に固定的に設けられた合成樹脂成形体１１
   と、この合成樹脂成形体１１の外側筒状軸部１１ａに環
   状に設けられた複数個の永久磁石１２ａ…とで構成され
   ていることを特徴とする永久磁石型発電機。
3. 【請求項３】 請求項１に於いて、回転軸６の一端部６
   ｂは尖端化されており、基台１に設けた逆円錐状凹所３
   を有する軸受け２に支持されていることを特徴とする永
   久磁石型発電機。
4. 【請求項４】 基台１Ａの上方に上蓋３０を介し固定的
   に支持され、かつ、永久磁石回転子１０Ａの軸芯方向に
   対して中心に位置する駆動モータ５Ａと、この駆動モー
   タの下方に指向する出力軸５ａに同軸上に固定され、か
   つ、下端部６ｂが前記基台１Ａに軸支された回転軸６Ａ
   と、この回転軸に環状に固定され、かつ、複数個の永久
   磁石１２ａ，１２ｂ…を有する前記永久磁石回転子１０
   Ａと、この永久磁石回転子に対して一定の間隙１６を形
   成するように前記基台に下端部が固定され、かつ、導体
   取付り部１８に固定子巻線１９を有する非磁性体の固定
   子１５Ａとを備える永久磁石型発電機。
5. 【請求項５】 １つの側壁板３７に横状態に固定され、
   かつ、永久磁石回転子１０Ｂの軸芯方向に対して中心に
   位置する駆動モータ５Ｂと、この駆動モータの出力軸５
   ａに同軸上に固定され、かつ、他端部が他の側壁板３７
   に設けられた軸受け４０に軸支された回転軸６Ｂと、こ
   の回転軸に環状に固定され、かつ、複数個の永久磁石１
   ２ａ，１２ｂ…を有する前記永久磁石回転子１０Ｂと、
   この永久磁石回転子に対して一定の間隙１６を形成する
   ように前記側壁板３７に固定され、かつ、導体取付り部
   １８に固定子巻線１９を有する非磁性体の外筒状固定子
   １５Ｂとを備える永久磁石型発電機。
6. 【請求項６】 基台１に支持部材４を介し固定的に支持
   され、かつ、永久磁石回転子１０Ｃの軸芯方向に対して
   中心に位置する駆動モータ５と、この駆動モータ５の出
   力軸５ａに同軸上に固定され、かつ、一端部６ｂが前記
   基台１に軸支された回転軸６Ｃと、この回転軸に環状に
   固定され、かつ、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を
   有する前記永久磁石回転子１０Ｃと、この永久磁石回転
   子１０に対して一定の間隙１６を形成するように前記基
   台に環状的に固定され、かつ、導体取付り部１８に固定
   子巻線１９Ｃを有する非磁性体の固定子１５とを備える
   永久磁石型発電機。
7. 【請求項７】 基台１Ｄに支持部材４を介し固定的に支
   持され、かつ、永久磁石回転子１０Ｄの軸芯方向に対し
   て中心に位置する駆動モータ５Ｄと、この駆動モータ５
   Ｄの出力軸５ａに同軸上に固定され、かつ、一端部６ｂ
   が前記基台１Ｄに軸支された回転軸６Ｄと、この回転軸
   に環状に固定され、かつ、複数個の永久磁石１２ａ，１
   ２ｂ…を有する前記永久磁石回転子１０Ｄと、この永久
   磁石回転子１０Ｄの外側筒状軸部１１ａの内側に位置す
   るように一定の間隙１６を有して前記基台に環状に配設
   され、かつ、導体取付り部１８に固定子巻線１９Ｄを有
   する非磁性体の固定子１５Ｄとを備える永久磁石型発電
   機。
8. 【請求項８】 基台１Ｅに支持部材４Ｅを介し固定的に
   支持され、かつ、円板状永久磁石回転子１０Ｅの軸芯方
   向に対して中心に位置する駆動モータ５Ｅと、この駆動
   モータ５Ｅの出力軸５ａに同軸上に固定され、かつ、一
   端部６ｂが前記基台１Ｅに軸支された回転軸６Ｅと、こ
   の回転軸に中心部が固定され、かつ、周方向に複数個の
   永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有する前記円板状永久磁石
   回転子１０Ｅと、この永久磁石回転子１０Ｅの上方又は
   下方に位置するように一定の間隙１６Ｅを有して前記支
   持部材４Ｅに固定され、かつ、導体取付り部１８Ｅに固
   定子巻線１９Ｅを有する非磁性体の固定子１５Ｅとを備
   える永久磁石型発電機。
9. 【請求項９】 請求項８に於いて、支持部材４Ｅは外筒
   状に形成され、この支持部材の内壁面に複数個のアーム
   状コイル支持台５１が環状に配設されていることを特徴
   とする永久磁石型発電機。
10. 【請求項１０】 基台１Ｆに支持部材４Ｆを介し固定的
    に支持され、かつ、筒状永久磁石回転子１０Ｆの軸芯方
    向に対して中心に位置する駆動モータ５Ｆと、この駆動
    モータ５Ｆの出力軸５ａに同軸上に固定され、かつ、一
    端部６ｂが前記基台１Ｆに軸支された回転軸６Ｆと、こ
    の回転軸に中心部が固定され、かつ、外側筒状軸部１１
    ａに周方向に複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有す
    る前記永久磁石回転子１０Ｆと、この永久磁石回転子１
    ０Ｆの外側筒状軸部１１ａの内外に間隙１６Ｆを有して
    配設され、かつ、導体取付り部１８Ｆに固定子巻線１９
    Ｅを有する非磁性体の固定子１５Ｆとを備える永久磁石
    型発電機。
11. 【請求項１１】 請求項１０に於いて、永久磁石回転子
    １０Ｆの外側筒状軸部１１ａに設けられた複数個の永久
    磁石１２ａ，１２ｂ…１２ｎは、上部側に環状に配設さ
    れた永久磁石と、下部側に環状に配設された永久磁石か
    ら成ることを特徴とする永久磁石型発電機。
12. 【請求項１２】 請求項１０に於いて、永久磁石回転子
    １０Ｆの連結部１１ｂ（１１ｄ）に該永久磁石回転子１
    ０Ｆと共に同方向に共働回転し、かつ、外側筒状軸部１
    １ａと対向する少くとも１枚以上の鉄製環状板６１（６
    ２）を固定的に設けたことを特徴とする永久磁石型発電
    機。
13. 【請求項１３】 基台１に支持部材４Ｈを介し固定的に
    支持され、かつ、突出する出力軸５ａに駆動歯車７１を
    有する駆動モータ５Ｈと、筒状永久磁石回転子１０Ｈの
    軸芯方向に対して中心に位置し、かつ、他端部６ａに前
    記駆動歯車７１と噛合する従動歯車７２を有すると共
    に、一端部６ｂが前記基台１に軸支された回転軸６Ｈ
    と、この回転軸に中心部が固定され、かつ、外側筒状軸
    部１１ａに周方向に複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…
    を有する前記永久磁石回転子１０Ｈと、この永久磁石回
    転子の外側筒状軸部１１ａに間隙１６を有して配設さ
    れ、かつ、導体取付り部１８に固定子巻線１９を有する
    非磁性体の固定子１５Ｈとを備える永久磁石型発電機。
14. 【請求項１４】 基台１Ｇに支持部材４Ｇを介し固定的
    に支持され、かつ、永久磁石回転子１０の軸芯方向に対
    してオフセットする位置に配設された駆動モータ５Ｇ
    と、この駆動モータ５の出力軸５ａと動力伝達手段８１
    を介して連結され、かつ、一端部６ｂが前記基台１Ｇに
    軸支された回転軸６Ｇと、この回転軸に環状に固定さ
    れ、かつ、複数個の永久磁石１２ａ，１２ｂ…を有する
    前記永久磁石回転子１０と、この永久磁石回転子１０に
    対して一定の間隙１６を形成するように前記基台に環状
    に配設され、かつ、導体取付り部１８に固定子巻線１９
    Ｇを有する非磁性体の固定子１５Ｇとを備える永久磁石
    型発電機。
15. 【請求項１５】 請求項１４に於いて、支持部材４Ｇに
    は、ベルト押さえ手段８２が設けられていることを特徴
    する永久磁石型発電機。
16. 【請求項１６】 請求項１４に於いて、永久磁石型発電
    機は支持部材４Ｇの水平板に設けられたベルト押さえ手
    段８２及び駆動モータ５Ｇを同期的に制御する制御装置
    ９１を備えていることを特徴する永久磁石型発電機。