專利名稱：發(fā)電裝置和轉(zhuǎn)矩放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用永久磁鐵的發(fā)電裝置和用于驅(qū)動該發(fā)電裝置的適合的轉(zhuǎn)矩放大裝置。
背景技術(shù)：
作為利用永久磁鐵，特別是對于來自外部的輸入電功率而得到高于該輸入電功率的輸出電功率的轉(zhuǎn)矩放大裝置，存在著例如日本特開平9-285103號專利公報中公開的磁力旋轉(zhuǎn)裝置。該磁力旋轉(zhuǎn)裝置是利用永久磁鐵和電磁鐵的排斥力或永久磁鐵之間的排斥力的裝置。
另外，作為用釹(Ne-Fe-Bo)磁鐵的發(fā)電裝置，存在著如日本特開平10-191623號專利公報中公開的那種，通過強(qiáng)磁性材料從棒狀釹磁鐵的兩極引導(dǎo)磁通量，在圓周方向間歇地形成多個磁鐵間隙，在那里橫切旋轉(zhuǎn)的線圈，從線圈端得到電功率的發(fā)電裝置。
如上所述的磁力旋轉(zhuǎn)裝置能夠使輸出電功率比輸入電功率大，但是將許多永久磁鐵復(fù)雜地組合起來不僅會使裝置變大，而且輸入電功率與輸出電功率之差很小，即存在著轉(zhuǎn)矩放大系數(shù)很小，沒有實用價值這樣的問題。另外，因為不是從電磁鐵發(fā)電，所以為了發(fā)電必須將發(fā)電機(jī)連接在該磁力旋轉(zhuǎn)裝置的被動轉(zhuǎn)子上。
另外，使用上述釹磁鐵的發(fā)電裝置，因為通過強(qiáng)磁性材料引導(dǎo)磁通量，所以存在著不僅在線圈通過的間隙位置磁力降低，而且當(dāng)其它磁性材料接近上述強(qiáng)磁性材料時，存在著磁通量泄漏的可能性。并且，由于只使用來自一個棒狀磁鐵的磁通量，這限制了其輸出功率的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問題提出的。本發(fā)明的目的在于提供構(gòu)造簡單，并且放大系數(shù)大的轉(zhuǎn)矩放大裝置和對于輸入電功率高效率地得到輸出電功率的發(fā)電裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)電裝置，具有由外力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的可以自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；在該轉(zhuǎn)子上，與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)面和旋轉(zhuǎn)中心軸線的一個平行，且沿著以上述旋轉(zhuǎn)中心軸線為中心設(shè)定的圓環(huán)帶狀面，在與該圓環(huán)帶狀面正交的方向上，使極性在同一方向上，并且在圓周方向的一定間隔上圓環(huán)列狀地設(shè)置的多個永久磁鐵；和以使線圈中心軸線與上述圓環(huán)帶狀面交叉的方式，沿上述圓環(huán)帶狀面圓環(huán)列狀地配置，由上述固定側(cè)部件支持的多個無鐵芯線圈。上述轉(zhuǎn)子中的上述圓環(huán)帶狀面的區(qū)域由非磁性材料形成，上述多個無鐵芯線圈中的各個由以從永久磁鐵的極性方向兩側(cè)具有間隙地夾入由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的上述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軌道面的方式配置的一對分卷線圈構(gòu)成，使形成這些成對的分卷線圈的纏繞方向相同。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種轉(zhuǎn)矩放大裝置，具有可以自由旋轉(zhuǎn)的被動轉(zhuǎn)子；在該被動轉(zhuǎn)子上，與該被動轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)面和旋轉(zhuǎn)中心軸線的一個平行，沿著以上述旋轉(zhuǎn)中心軸線為中心設(shè)定的圓環(huán)帶狀面，在與該圓環(huán)帶狀面正交的方向上，使極性在同一方向上，并且在圓周方向的一定間隔上圓環(huán)列狀地設(shè)置的多個被動永久磁鐵；以從被動永久磁鐵的極性方向兩側(cè)具有間隙地夾入由上述被動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的上述被動永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軌道面的方式進(jìn)行配置，并且將在上述被動永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向上可以自由轉(zhuǎn)動的一對磁鐵車作為一組，將多個組的磁鐵車配置在上述被動轉(zhuǎn)子的圓周方向上構(gòu)成的磁鐵車組；和同步地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動這些磁鐵車組的磁鐵車的驅(qū)動源。上述被動轉(zhuǎn)子中的上述圓環(huán)帶狀面的區(qū)域由非磁性材料構(gòu)成；上述磁鐵車具有與上述被動轉(zhuǎn)子的圓環(huán)帶狀面平行，并且圍繞與該圓環(huán)帶狀面的圓周方向正交的旋轉(zhuǎn)中心軸線可以自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；和在該轉(zhuǎn)子的外周，在旋轉(zhuǎn)方向上等間隔地，并且以使極性對于上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心軸線成為同一方向的方式安裝的多個驅(qū)動永久磁鐵，以使這些驅(qū)動永久磁鐵和上述被動永久磁鐵中相對的一面極性相同的方式進(jìn)行配置。
進(jìn)一步，使用將與上述轉(zhuǎn)矩放大裝置中的上述被動轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)的輸出軸與上述轉(zhuǎn)子和同軸一體的輸入軸連接起來的發(fā)電裝置，達(dá)到上述目的。


圖1是表示與本發(fā)明實施例1有關(guān)的發(fā)電裝置的立體透視圖。
圖2是表示沿圖1的II-II線的放大截面圖。
圖3是表示同一發(fā)電裝置的電路系統(tǒng)的方框圖。
圖4是表示沿圖1的IV-IV線的放大截面圖。
圖5是表示與本發(fā)明實施例2有關(guān)的發(fā)電裝置的截面示意圖。
圖6是表示與本發(fā)明實施例3有關(guān)的發(fā)電裝置的立體透視圖。
圖7是表示與本發(fā)明實施例4有關(guān)的發(fā)電裝置電路系統(tǒng)的方框圖。
圖8是表示同一發(fā)電裝置的輸出波形的曲線圖。
圖9是表示與本發(fā)明實施例5有關(guān)的發(fā)電裝置的立體圖。
圖10是表示與本發(fā)明實施例6有關(guān)的發(fā)電裝置的主要部分的立體圖。
圖11是表示沿圖10的XI-XI線的放大截面圖。
圖12是表示與本發(fā)明實施例7有關(guān)的發(fā)電裝置的主要部分的立體圖。
圖13是表示與本發(fā)明實施例8有關(guān)的發(fā)電裝置的主要部分的立體圖。
圖14是表示與本發(fā)明實施例9有關(guān)的發(fā)電裝置的立體圖。
圖15是表示與本發(fā)明實施例10有關(guān)的發(fā)電裝置的主要部分的立體圖。
圖16是表示本發(fā)明的發(fā)明裝置中的分卷線圈的其它連接形式的方框圖。
圖17是表示永久磁鐵和無鐵芯線圈的其它形狀的例子的平面示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。
與本發(fā)明實施例1有關(guān)的發(fā)電裝置10，如圖1所示，具有以由外力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的方式，可以自由旋轉(zhuǎn)地支持在固定側(cè)部件11(請參照圖2)上的轉(zhuǎn)子12；在該轉(zhuǎn)子12上，沿著以轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)中心軸線13為中心設(shè)定的圓環(huán)帶狀面14，在與該圓環(huán)帶狀面14正交的方向上，即在轉(zhuǎn)子12的厚度方向上使極性在同一方向上，并且在圓周方向的一定間隔上圓環(huán)列狀地設(shè)置的多個永久磁鐵16；和以使線圈中心軸19與上述圓環(huán)帶狀面14交叉的方式，沿上述圓環(huán)帶狀面14圓環(huán)列狀地配置，由上述固定側(cè)部件11支持的多個無鐵芯線圈18。當(dāng)上述轉(zhuǎn)子12由于從配置在該轉(zhuǎn)子12下方的轉(zhuǎn)矩放大裝置20經(jīng)過中心軸22輸入的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)時，通過永久磁鐵16沿?zé)o鐵芯線圈18移動，從無鐵芯線圈18得到輸出電功率。
上述圓環(huán)帶狀面14的圓周方向的永久磁鐵16具有圓板形狀，其外徑(與圓板的直徑大致相等)是Dm，且其沿上述圓環(huán)帶狀面14的圓周方向的配置節(jié)距Pm≥2Dm。另外，上述圓環(huán)帶狀面14的圓周方向的無鐵芯線圈18具有圓形環(huán)狀，其外徑Dc與上述永久磁鐵16的外徑Dm相等，令其沿圓周方向的配置節(jié)距Pc為外徑Dc的1至1.4倍，較佳為1.1至1.3倍，更佳為1.2倍。
上述轉(zhuǎn)子12中的至少上述圓環(huán)帶狀面14的區(qū)域例如由鋁板等非磁性材料形成，上述多個無鐵芯線圈18由一對分卷的線圈18A、18B構(gòu)成，使形成這些對的分卷線圈的纏繞方向相同，并且，如圖2所示，以從永久磁鐵的極性方向兩側(cè)具有間隙地夾入由轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的上述永久磁鐵16的旋轉(zhuǎn)軌道面的方式進(jìn)行配置。
另外，將這些分卷線圈18A、18B在各無鐵芯線圈18中串聯(lián)連接起來，進(jìn)一步，將各無鐵芯線圈18，如圖1和圖3所示，串聯(lián)連接起來。
上述無鐵芯線圈18的輸出端經(jīng)過變壓器24與整流器26連接，在將無鐵芯線圈18中的交流輸出電壓變壓成最佳電壓后，在整流器26中整流成直流電壓。
使電池28、負(fù)載30和馬達(dá)42(詳情后述)與整流器26并聯(lián)連接。此外馬達(dá)42經(jīng)過開關(guān)41與整流器26連接。
上述永久磁鐵16，如圖2放大所示的那樣，將2枚同一尺寸的板狀圓形磁鐵17、17重疊起來，壓入轉(zhuǎn)子12的上述圓環(huán)帶狀面14內(nèi)預(yù)先使轉(zhuǎn)子貫通板厚方向形成的貫通孔32中，并且通過填滿該貫通孔32的外周端進(jìn)行安裝固定。
另外，如圖2所示，用螺栓35將上述無鐵芯線圈18的分卷線圈18A、18B擰緊安裝固定在外周部的截面為コ字形狀的圓環(huán)狀框架34的コ字上下內(nèi)側(cè)上，使上述轉(zhuǎn)子12中的圓環(huán)帶狀面14能夠旋轉(zhuǎn)通過這些分卷線圈18A、18B之間的間隙。
這里，所謂的“無鐵芯線圈”指的是不設(shè)置由鐵芯等的磁性材料構(gòu)成的芯，如圖4所示，為了使無鐵芯線圈18的卷繞形狀穩(wěn)定，例如也可以設(shè)置硬質(zhì)樹脂等的非磁性材料的芯19。
將上述圓環(huán)狀框架34安裝固定在構(gòu)成框架的一部分的上述固定側(cè)部件11上。圖1的標(biāo)號22表示與轉(zhuǎn)子12一體地設(shè)置在轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)中心軸線13上的中心軸。
下面，我們說明用于通過上述中心軸22旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)矩放大裝置20。
該轉(zhuǎn)矩放大裝置20由與上述中心軸22連接地設(shè)置的，由與上述轉(zhuǎn)子12同軸一體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的圓形的被動轉(zhuǎn)子36、由永久磁鐵的排斥力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該被動轉(zhuǎn)子36的磁鐵車組38，以及同步地驅(qū)動構(gòu)成這些磁鐵車組38的8個磁鐵車40的8個馬達(dá)42構(gòu)成。
上述被動轉(zhuǎn)子36具有以它的旋轉(zhuǎn)中心軸(中心軸22)為中心沿外周設(shè)定的圓環(huán)帶狀面44；和沿該圓環(huán)帶狀面44，在與圓環(huán)帶狀面44正交的方向上，即在被動轉(zhuǎn)子36的厚度方向上使極性在同一方向上，并且在圓周方向的一定間隔上圓環(huán)列狀地設(shè)置的多個被動永久磁鐵46。
上述被動永久磁鐵46具有與后述的驅(qū)動永久磁鐵58同一尺寸的圓板形狀，在上述圓環(huán)帶狀面44上，設(shè)置上述被動永久磁鐵46之間沿被動轉(zhuǎn)子36的圓周方向的節(jié)距為該沿圓周方向的被動永久磁鐵46的外徑的1.0至1.4倍，較佳為1.1至1.3倍，更佳為1.2倍。
另外，上述被動轉(zhuǎn)子36中的上述圓環(huán)帶狀面44的區(qū)域由非磁性材料構(gòu)成。例如，通過用鋁板材構(gòu)成被動轉(zhuǎn)子36的整體或只構(gòu)成圓環(huán)帶狀面44等，使圓環(huán)帶狀面44成為非磁性的。
上述磁鐵車組38由沿上述被動轉(zhuǎn)子36的外周在圓周方向中以等角度間隔配置在4個地方的各上下一對的磁鐵車48A、48B、50A、50B、52A、52B、54A、54B構(gòu)成。這些磁鐵車，以從上述被動永久磁鐵46的極性方向兩側(cè)具有間隙地夾入由上述被動轉(zhuǎn)子36旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的上述被動永久磁鐵46的旋轉(zhuǎn)軌道面的方式進(jìn)行配置(請參照圖4)，并且使它在上述被動永久磁鐵46的旋轉(zhuǎn)方向中自由旋轉(zhuǎn)。上述馬達(dá)42分別與上述8個磁鐵車連接，能夠使該磁鐵車在上述方向中旋轉(zhuǎn)。
上述磁鐵車48A至54B具有與上述被動轉(zhuǎn)子36中的圓環(huán)帶狀面44平行，并且圍繞與該圓環(huán)帶狀面44的圓周方向正交的旋轉(zhuǎn)中心軸線56A可以自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子56；和在該轉(zhuǎn)子56的外周，在旋轉(zhuǎn)方向上等間隔地，并且以使極性對于上述轉(zhuǎn)子56的中心軸線成為同一方向的方式安裝的4個驅(qū)動永久磁鐵58，以使這些驅(qū)動永久磁鐵58和上述被動永久磁鐵46相對的一面極性相同的方式進(jìn)行配置。
進(jìn)一步，上述驅(qū)動永久磁鐵58，如圖4詳細(xì)所示的那樣，是在上述轉(zhuǎn)子56的外周，圍繞它的旋轉(zhuǎn)中心軸線56A點對稱地配置的板狀磁鐵，以使對于上述被動永久磁鐵46的旋轉(zhuǎn)軌道面的，板狀體中的上述旋轉(zhuǎn)方向前端的最接近距離d1比旋轉(zhuǎn)方向后端的最接近距離d2大的方式進(jìn)行安裝。
上述各被動永久磁鐵46和驅(qū)動永久磁鐵58，與安裝在上述轉(zhuǎn)子12中的永久磁鐵16同樣，是通過在吸附狀態(tài)中分別使2枚板狀圓形磁鐵46A、46B和58A、58B重疊起來構(gòu)成的。
下面說明由上述發(fā)電裝置10進(jìn)行發(fā)電的過程。
預(yù)先對電池28進(jìn)行充電，當(dāng)使開關(guān)41接通，驅(qū)動馬達(dá)42時，馬達(dá)42分別使磁鐵車48A至54B在圖1中箭頭所示的方向中旋轉(zhuǎn)。
更詳細(xì)地，當(dāng)將磁鐵車48A、48B作為例子進(jìn)行說明時，如圖4所示，以使驅(qū)動永久磁鐵58的N極成為外側(cè)的方式配置被動轉(zhuǎn)子36上側(cè)的磁鐵車48A，另外，以使該驅(qū)動永久磁鐵58的S極成為外側(cè)的方式配置下側(cè)的磁鐵車48，與此相對，以上側(cè)為N極、下側(cè)為S極的極性配置被動轉(zhuǎn)子36的被動永久磁鐵46。
從而，在圖4中，如箭頭所示，當(dāng)分別使上側(cè)磁鐵車48A沿順時鐘方向旋轉(zhuǎn)，使下側(cè)磁鐵車48B沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，通過使上側(cè)磁鐵車48A中的永久磁鐵58的N極接近被動永久磁鐵46的N極，由它們的排斥力將被動永久磁鐵46的N極壓向左方。
同樣，由下側(cè)磁鐵車48B的驅(qū)動永久磁鐵58，通過排斥力也將被動永久磁鐵46的S極壓向圖4中的左方。
這時，因為磁鐵車48A、48B中的驅(qū)動永久磁鐵58，以使對于被動永久磁鐵46的表面，旋轉(zhuǎn)方向前端側(cè)的最接近距離d1比后端側(cè)的最接近距離d2大的方式進(jìn)行配置，所以對驅(qū)動永久磁鐵58的旋轉(zhuǎn)方向后端側(cè)的排斥力變得更大。從而，不會發(fā)生由磁鐵車48A、48B的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的永久磁鐵間的排斥力，將被動永久磁鐵46驅(qū)動到圖4中的右方的情形。
因為被動轉(zhuǎn)子36經(jīng)過中心軸22與轉(zhuǎn)子12一體地連接起來，所以即便使磁鐵車48A至54B旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動被動轉(zhuǎn)子36，由于轉(zhuǎn)子12、被動轉(zhuǎn)子36的旋轉(zhuǎn)阻力較大，而磁鐵的排斥力不足夠大，因而被動轉(zhuǎn)子36不能在馬達(dá)42起動后立即隨之旋轉(zhuǎn)。
但是，隨著磁鐵車48A至54B的旋轉(zhuǎn)，由于來自驅(qū)動永久磁鐵58的排斥力，被動轉(zhuǎn)子36的旋轉(zhuǎn)速度每次少量增大，從馬達(dá)42開始運轉(zhuǎn)經(jīng)過一定時間后，磁鐵車的旋轉(zhuǎn)速度和被動轉(zhuǎn)子36的旋轉(zhuǎn)速度同步。
在該過程中，存在這樣一種可能，即當(dāng)最接近被動轉(zhuǎn)子36的驅(qū)動永久磁鐵58進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，從而離開被動轉(zhuǎn)子36，而下一個驅(qū)動永久磁鐵58接近被動轉(zhuǎn)子36時，由作用在該被動永久磁鐵46上的磁鐵間的排斥力，將被動轉(zhuǎn)子36驅(qū)動到相反方向，即圖4中的右方。
在本實施例的轉(zhuǎn)矩放大裝置20中，因為存在被動永久磁鐵46之間沿被動轉(zhuǎn)子36的圓周方向的節(jié)距為該沿圓周方向的被動永久磁鐵46的外徑的1.0至1.4倍，較佳為1.1至1.3倍，更佳為1.2倍的間隙，所以如上所述，在下一個被動永久磁鐵46和驅(qū)動永久磁鐵58之間，幾乎不產(chǎn)生使被動轉(zhuǎn)子36逆轉(zhuǎn)的方向上的排斥力。
這樣一來，由8個馬達(dá)42驅(qū)動的驅(qū)動永久磁鐵58，通過被動永久磁鐵46使被動轉(zhuǎn)子36成為定速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
如上所述由永久磁鐵的磁鐵間排斥力驅(qū)動被動轉(zhuǎn)子36，但是該排斥力也作用于驅(qū)動永久磁鐵58，使磁鐵車48A至54B受到旋轉(zhuǎn)加速方向上的排斥力。從而當(dāng)馬達(dá)12成為定速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，必要的驅(qū)動電功率下降到比定速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)前的低。
當(dāng)被動轉(zhuǎn)子36經(jīng)過中心軸22使轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)時，永久磁鐵16以一定速度間歇地通過各無鐵芯線圈18中的分卷線圈18A、18B之間。
因此，在各分卷線圈18A、18B中，永久磁鐵16在兩者間產(chǎn)生以每秒通過的次數(shù)作為頻率的交流電壓。
這時，因為將各分卷線圈18A、18B串聯(lián)連接起來，并且也將全部無鐵芯線圈18串聯(lián)連接起來，所以能夠得到與分卷線圈數(shù)的總和成比例的高電壓。
另外，在無鐵芯線圈18之間，如圖1所示地存在間隙，因為該間隙的大小為沿圓周方向的無鐵芯線圈18(分卷線圈18A、18B)的外徑的1.0至1.4倍，較佳為1.1至1.3倍，更佳為1.2倍，所以通過一個無鐵芯線圈18的永久磁鐵16受到鄰接的無鐵芯線圈18的磁通量變化而產(chǎn)生的吸附力和排斥力，因而不會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力。此外，如果通過調(diào)整無鐵芯線圈的匝數(shù)，使輸出電壓成為例如100V、200V等的目標(biāo)電壓，則不需要變壓器。
另外，無鐵芯線圈如文字所示，因為沒有鐵芯等的磁性材料的芯，所以沒有由該磁性材料和永久磁鐵16之間的拉力引起的旋轉(zhuǎn)阻力，也沒有由鐵芯內(nèi)部的渦流損耗產(chǎn)生的熱。
通常，釹磁鐵在80□以上的環(huán)境中性能急速地惡化。另一方面，在馬達(dá)等中的電磁線圈，在開始起動后，在短時間內(nèi)超過100□的情形是很多的，盡管采取了種種防熱措施，但是仍然不能抑制釹磁鐵的惡化。
另外，在上述轉(zhuǎn)矩放大裝置20中，被動轉(zhuǎn)子36實質(zhì)上成為馬達(dá)中的轉(zhuǎn)子，但是因為只由永久磁鐵的排斥力使其旋轉(zhuǎn)，所以在電磁線圈中沒有發(fā)熱，另外，在馬達(dá)42中的發(fā)熱也因為離開永久磁鐵所以沒有影響，被動永久磁鐵46、驅(qū)動永久磁鐵58沒有由熱引起的惡化。
如上所述，交流電壓由變壓器24降低到預(yù)定電壓后，由整流器26整流成為直流電壓，分別供給電池28、負(fù)載30和馬達(dá)42。
這里，在后述的實施例的條件下，對于從無鐵芯線圈18得到的輸出電功率3KW，馬達(dá)中消耗的電功率為0.75KW，能夠得到差額2.25KW的凈輸出。
此外，將電池28設(shè)定為，當(dāng)馬達(dá)42和負(fù)載30中消耗的電功率具有余力時進(jìn)行充電，當(dāng)電力不足時進(jìn)行放電。
通常，將與電池28有關(guān)的電壓設(shè)定在浮動充電電壓上，對電池28只供給在穩(wěn)定狀態(tài)中補(bǔ)償其自身放電的微小的電流。
下面參照圖5說明本發(fā)明實施例2。
與本實施例2有關(guān)的發(fā)電裝置60，將上述轉(zhuǎn)子12和包圍它的多個無鐵芯線圈18的組合分成2組安裝在中心軸22上。
這樣一來，通過增大轉(zhuǎn)矩放大裝置20中的馬達(dá)42的輸出，或者增加它的設(shè)定數(shù)，能夠在不大幅增大裝置體積的同時獲得兩倍的輸出電功率。
圖5的標(biāo)號62A、62B表示用于可以自由旋轉(zhuǎn)地支持上述中心軸22的上端和下端的軸承。因為其它構(gòu)成與上述圖1至圖4所示的實施例1相同，所以通過在相同的部分上附加相同的標(biāo)號，省略對它們的說明。
下面說明圖6所示的與本發(fā)明實施例3例有關(guān)的發(fā)電裝置70。
該發(fā)電裝置70，在與上述實施例1有關(guān)的發(fā)電裝置10中，在各間隙中配置與該無鐵芯線圈18纏繞方向相反的第二無鐵芯線圈72，且串聯(lián)連接與永久磁鐵16相鄰的第二無鐵芯線圈72。
即便在該第二無鐵芯線圈72中，也通過串聯(lián)連接轉(zhuǎn)子12的上側(cè)和下側(cè)的分卷線圈72A、72B進(jìn)行構(gòu)成。
在該發(fā)電裝置70中，因為交替地配置與線圈的纏繞方向相反的永久磁鐵16和第二無鐵芯線圈72，所以當(dāng)永久磁鐵16通過這些分卷線圈18A、18B之間和分卷的線圈72A、72B之間時，來自通過這些分卷線圈18A、18B內(nèi)的永久磁鐵16的磁通量從零增大到極大，然后回到零，接著，當(dāng)永久磁鐵16通過鄰接的分卷線圈72A、72B之間時，因為這些分卷線圈的纏繞方向相反，所以磁通量也在相反方向從零增大到極大，然后減少到零。
從而，通過鄰接地設(shè)置方向相互相反的無鐵芯線圈18和第二無鐵芯線圈72，能夠得到兩倍的電壓。
但是，這時，當(dāng)永久磁鐵16從無鐵芯線圈18的位置移動到第二無鐵芯線圈72時，或者當(dāng)相反地移動時，在各線圈中發(fā)生磁通量的變化和方向相反的電磁力，因此拉引永久磁鐵16，使轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)阻力增大。
下面，我們說明圖7所示的，與本發(fā)明實施例3有關(guān)的發(fā)電裝置80(省略了整體的圖示)。
圖7只表示無鐵芯線圈、電池、負(fù)載和馬達(dá)，而其它構(gòu)成因為與上述的發(fā)電裝置10或60相同，所以省略了它們的圖示和說明。
該發(fā)電裝置80是直流發(fā)電型，在圖1所示的發(fā)電裝置10中的各無鐵芯線圈18之間的間隙中，串聯(lián)地配置無鐵芯線圈18和同一纏繞方向的直流用無鐵芯線圈82。
從而，如圖7所示，在該發(fā)電裝置80中，不設(shè)置變壓裝置和整流器。
如上述那樣，當(dāng)串聯(lián)地并且無間隙圓環(huán)列狀配置無鐵芯線圈18和同一纏繞方向的直流無鐵芯線圈82后，間歇地配置在轉(zhuǎn)子12的圓環(huán)帶狀面14上的永久磁鐵16通過這些線圈時，因為如圖8中點劃線和雙點劃線所示，在無鐵芯線圈18和直流無鐵芯線圈82中，得到相位差180°的正弦波輸出電壓，所以最高電壓具有波動，但是如實線所示，得到作為這兩個輸出電壓之和的準(zhǔn)直流電壓。
此外，這時，如果使永久磁鐵16比線圈大，或者使無鐵芯線圈18和直流無鐵芯線圈82比永久磁鐵16在圓環(huán)帶狀面14的圓周方向的外徑變小，則上述相位差變小，能夠得到最高電壓的變動更小的直流電壓。
下面，我們說明圖9所示的，與本發(fā)明的實施例5有關(guān)的發(fā)電裝置90。
該發(fā)電裝置90將上述磁鐵車組38配置在轉(zhuǎn)子12周圍，上述無鐵芯線圈18之間的位置中，轉(zhuǎn)子12兼用作轉(zhuǎn)矩放大裝置中的被動轉(zhuǎn)子。
更詳細(xì)地，磁鐵車組38中的磁鐵車48A至54B的驅(qū)動永久磁鐵58以在厚度方向從兩側(cè)夾入安裝在上述轉(zhuǎn)子12的圓環(huán)帶狀面14上的永久磁鐵16的方向進(jìn)行配置。
從而，在該發(fā)電裝置90中，當(dāng)由安裝在磁鐵車48A至54B上的驅(qū)動永久磁鐵58向一個方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動永久磁鐵16，并且永久磁鐵16通過配置在磁鐵車組38之間的上述無鐵芯線圈18中的分卷線圈18A、18B之間時，在這些分卷線圈18A、18B中產(chǎn)生電功率。
在該發(fā)電裝置90的情形中，與圖1的發(fā)電裝置10比較，減少了無鐵芯線圈18的設(shè)置數(shù)，但因為轉(zhuǎn)子12兼用作被動轉(zhuǎn)子，所以能夠使作為整體的裝置體積減小。
另外，能夠?qū)⑼挥谰么盆F16兼用于轉(zhuǎn)矩放大和發(fā)電兩者。
如上所述，在轉(zhuǎn)子兼用作被動轉(zhuǎn)子，并且同一永久磁鐵兼用于轉(zhuǎn)矩放大和發(fā)電兩者的情況中，如圖10所示的發(fā)電裝置92那樣，可以包含圓環(huán)帶狀面94，并且用與它形狀相似的圓環(huán)帶狀轉(zhuǎn)子96。
這時，用于支持圖2的分卷線圈18A、18B的圓環(huán)狀框體34相當(dāng)?shù)膱A環(huán)狀框體98，如圖11所示，能夠形成上述圓環(huán)帶狀轉(zhuǎn)子96貫通的閉合截面99。
從而，在圖2中，單邊保持狀地支持著的分卷線圈18A、18B成為在圖11中兩邊保持地支持在閉合截面99內(nèi)。
另外，在圖2所示的圓環(huán)狀框體34的構(gòu)造中，因為存在著板狀圓形磁鐵17和分卷線圈18A、18B由于吸引而使分卷線圈18A、18B在接近轉(zhuǎn)子12的方向中發(fā)生位移的可能性，所以需要將分卷線圈18A、18B和轉(zhuǎn)子12之間的間隙設(shè)定得較大。因此，來自板狀圓形磁鐵17的磁通量泄漏到分卷線圈18A、18B的外面。
但是，在圖10、圖11的構(gòu)造中，因為由具有閉合截面99的圓環(huán)狀框體98兩面保持地支持分卷線圈18A、18B，所以能夠?qū)⒎志砭€圈18A、18B的向圓環(huán)帶狀轉(zhuǎn)子96方向的變形量抑制得很小。從而，能夠?qū)⑸鲜鲩g隙設(shè)定得很小，使磁通量的泄漏減少到更小。
另外，在該發(fā)電裝置92的情形中，能夠由磁鐵車的驅(qū)動永久磁鐵58和永久磁鐵16之間的排斥力懸浮地支持圓環(huán)帶狀轉(zhuǎn)子96。
因此，因為圓環(huán)帶狀轉(zhuǎn)子96幾乎不接觸周圍部件地被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，所以磨耗很小，從而機(jī)械壽命很長，并且維護(hù)費用也非常少。
圖11的標(biāo)號97表示用于抑制圓環(huán)帶狀轉(zhuǎn)子96在其厚度方向和半徑方向發(fā)生一定值以上的位移的轉(zhuǎn)子軸承。將該轉(zhuǎn)子軸承97設(shè)置在沿圓環(huán)帶狀轉(zhuǎn)子96的內(nèi)周，圓周方向的至少3個地方，并且，傾斜相對地配置在圓環(huán)帶狀轉(zhuǎn)子96的內(nèi)周角部。
在上述各實施例中，轉(zhuǎn)子12中的圓環(huán)帶狀面14是該轉(zhuǎn)子12的一部分，其與該旋轉(zhuǎn)面平行，但是本發(fā)明并不限定與此，用于安裝永久磁鐵的圓環(huán)帶狀面，例如與圖12所示的實施例7有關(guān)的發(fā)電裝置110那樣，也可以作為具有與旋轉(zhuǎn)面垂直的圓環(huán)帶狀面102A、102B的轉(zhuǎn)子102。
這時，圓環(huán)帶狀面102A、102B成為在直角并且厚度方向兩側(cè)延伸圓板狀的轉(zhuǎn)子的外周端形成的法蘭盤形狀。與在上述發(fā)電裝置10的圓環(huán)帶狀面14中相同地將永久磁鐵16埋入固定在該圓環(huán)帶狀面102A、102B中。
另外，該旋轉(zhuǎn)面與直角的圓環(huán)帶狀面102A、102B和永久磁鐵16對應(yīng)，無鐵芯線圈104(圖中只畫出它的一部分)也從內(nèi)外夾入圓環(huán)帶狀面102A、102B，并且從轉(zhuǎn)子102的旋轉(zhuǎn)中心軸線103放射狀地配置構(gòu)成無鐵芯線圈的分卷線圈。
在該發(fā)電裝置100中，與圖1的發(fā)電裝置10比較，因為能夠?qū)τ诖笾峦恍螤畹霓D(zhuǎn)子安裝兩倍數(shù)量的永久磁鐵16，所以當(dāng)然能夠得到兩倍的電功率。另外，與發(fā)電裝置60比較，雖然得到的電功率大致相等，但是能夠減少裝置體積。
進(jìn)一步，通過在半徑方向增大上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)面和直角方向的圓環(huán)帶狀面的數(shù)量，能夠增大從同一尺寸的轉(zhuǎn)子得到的電功率。
例如，在與圖13所示的本發(fā)明實施例8有關(guān)的發(fā)電裝置110中，能夠在轉(zhuǎn)子112上設(shè)置對于它的旋轉(zhuǎn)中心軸線113的半徑不同的圓環(huán)帶狀面112A、112B、114A、114B。
在該發(fā)電裝置110的情形中，與上述圖12的發(fā)電裝置100比較，能夠進(jìn)一步使每個轉(zhuǎn)子的發(fā)電能力增加至兩倍。
此外，在圖13的發(fā)電裝置110的情形中也省略了無鐵芯線圈的一部分的圖示。另外，在圖12和圖13的發(fā)電裝置100和110中，省略了轉(zhuǎn)矩放大裝置的圖示。
而且，如圖9、圖10的發(fā)電裝置90、92那樣，在對同一轉(zhuǎn)子配置無鐵芯線圈和磁鐵車的情形中，如圖12中雙點劃線所示，以在它的厚度方向夾入上述垂直向上延伸或垂直向下延伸的圓環(huán)帶狀面102A、102B的方式，設(shè)置磁鐵車106A、106B。此外，省略了其它磁鐵車的圖示。
另外，在如圖5所示的發(fā)電裝置60那樣，多段地構(gòu)成轉(zhuǎn)子，或者如圖13所示的發(fā)電裝置110那樣，多段地構(gòu)成圓環(huán)帶狀面的情形中，如圖14、圖15所示，當(dāng)使與厚度方向鄰接的永久磁鐵和無鐵芯線圈的節(jié)距、相位一致時，通過更有效地利用永久磁鐵的磁通量，能夠增大發(fā)電效率。
在圖14的發(fā)電裝置120中，將多個轉(zhuǎn)子122、124相互同軸地，并且平行地、一體地連接起來，各轉(zhuǎn)子為122、124，至少與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)面平行，并且具有從上述旋轉(zhuǎn)中心軸線126開始的半徑相同的圓環(huán)帶狀面123、125，使沿鄰接的轉(zhuǎn)子122、124中的上述無鐵芯線圈18沿圓環(huán)帶狀面123、125的圓周方向的配置同節(jié)距、同相位，另外，鄰接的上述轉(zhuǎn)子間的軸方向的距離，在上述圓環(huán)帶狀面123、125的位置上，比無鐵芯線圈18的線圈中心軸線方向的長度，即分卷線圈18A、18B的長度之和稍微大一些。
另外，在圖15的發(fā)電裝置130中，將轉(zhuǎn)子132的旋轉(zhuǎn)中心軸線133作為中心，與上述轉(zhuǎn)子132的旋轉(zhuǎn)中心軸線平行，并且在不同半徑上設(shè)置2個圓環(huán)帶狀面134、136，使在轉(zhuǎn)子132的半徑方向中鄰接的圓環(huán)帶狀面134、136中的永久磁鐵16的配置節(jié)距，在將上述旋轉(zhuǎn)中心軸線133作為中心的圓周方向中等角度間隔并且同相位，使沿與這些圓環(huán)帶狀面134、136對應(yīng)的上述無鐵芯線圈18沿圓環(huán)帶狀面134、136的圓周方向的配置在圓周方向中等角度間隔并且同相位，另外，使鄰接的上述圓環(huán)帶狀面134、136之間的距離比上述無鐵芯線圈18的線圈中心軸線方向的長度稍微大一些。
在上述發(fā)電裝置120、130中，因為在線圈中心軸線方向中鄰接的無鐵芯線圈對于永久磁鐵16是同節(jié)距、同相位的，所以永久磁鐵16的磁通量不僅通過對應(yīng)的無鐵芯線圈也通過鄰接的無鐵芯線圈，能夠進(jìn)一步提高發(fā)電效率。
進(jìn)一步，在上述實施例中，在夾入圓環(huán)帶狀面的成對的分卷線圈之間串聯(lián)連接分卷線圈，但是本發(fā)明不限定于此，例如圖16所示那樣，對于串聯(lián)連接圓環(huán)帶狀面的一側(cè)的分卷線圈118A，同樣也串聯(lián)連接另一側(cè)的分卷線圈118B，也可以進(jìn)一步通過將它們并聯(lián)或串聯(lián)起來從它們?nèi)〕鲚敵鲭妷?。這時，因為不需要分別串聯(lián)連接成對的分卷線圈，所以使無鐵芯線圈的配置變得容易了。
另外，也可以適當(dāng)?shù)貙⒍鄠€無鐵芯線圈分成組，在每個組中進(jìn)行串聯(lián)連接，在各組之間進(jìn)行并聯(lián)連接，得到輸出電壓。
進(jìn)一步，上述永久磁鐵16、被動永久磁鐵46、驅(qū)動永久磁鐵58，各自將2枚重疊起來，并且是圓形的，但是本發(fā)明不限定于此，也可以將1枚或3枚以上重疊起來，形狀可以是四角形、梯形等任意形狀。特別是，當(dāng)轉(zhuǎn)子半徑小時，例如圖17(A)所示那樣，與旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的上底比外周側(cè)的下底小的梯形近似的扇形永久磁鐵140是令人滿意的。當(dāng)然無鐵芯線圈142的形狀也要與永久磁鐵140的形狀大略一致。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)子半徑大時和當(dāng)圓環(huán)帶狀面具有圖12、圖13那樣的法蘭盤形狀時，如圖17(B)所示的那樣，可以使用四角形狀的永久磁鐵144和無鐵芯線圈146。
而且，上述各發(fā)電裝置是通過馬達(dá)驅(qū)動的磁鐵車來驅(qū)動轉(zhuǎn)子，但是本發(fā)明不限定于此，例如也可以使磁鐵車與風(fēng)車、水車、發(fā)動機(jī)等的其它驅(qū)動源的輸出軸連接，進(jìn)行驅(qū)動。
轉(zhuǎn)子由2個直徑為120cm，厚度為20mm的鋁制圓板構(gòu)成，轉(zhuǎn)矩放大裝置中的被動轉(zhuǎn)子由直徑為120cm，厚度為20mm的鋁制圓板構(gòu)成，安裝在各轉(zhuǎn)子、被動轉(zhuǎn)子和磁鐵車上的永久磁鐵是通過將3個外徑為76mm、內(nèi)徑為42mm，厚度為6mm的面包圈狀住友特殊金屬(股份有限公司)制造的釹(Ne-Fe-Bo)磁鐵(商品名ネオマツクス)重疊起來構(gòu)成的。上述永久磁鐵的磁鐵性能為磁通量密度3.5KG和吸附力55kg。另外，假定圓環(huán)帶狀面沿各轉(zhuǎn)子外周的其寬度方向中心的旋轉(zhuǎn)半徑為55cm，在圓環(huán)帶狀面內(nèi)等間隔地，在轉(zhuǎn)子上的72個地方設(shè)置永久磁鐵，在被動轉(zhuǎn)子上的60個地方設(shè)置永久磁鐵，磁鐵車為8個，分別具有與圖1所示相同的四角形狀，并且在四角形的各面上重疊3個永久磁鐵，從而安裝了3×4＝12個與上述相同的面包圈狀永久磁鐵。
另外，無鐵芯線圈是線徑為1mm的各個分卷線圈，令匝數(shù)為1000，線圈外徑為75φ，線圈軸向長度為30mm。另外，設(shè)定分卷線圈和轉(zhuǎn)子表面的間隙為10mm。馬達(dá)是日本伺服(SERVO)(股份有限公司)制造的直流馬達(dá)，工作電壓為24V、電流為3.2A、功耗為50W、旋轉(zhuǎn)速度為2000rpm。
在這種構(gòu)成中，以300rpm的轉(zhuǎn)動速度對轉(zhuǎn)矩放大裝置的被動轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，能夠從無鐵芯線圈的輸出端得到2KW的交流輸出功率。即，能夠得到2KW(輸出功率)-8×50W(馬達(dá)功耗)＝1.6KW的凈輸出功率。
此外，在本實施例中，因為存在著支持無鐵芯線圈的框架的剛性小，由于與磁鐵之間的吸附力的有/無可能使無鐵芯線圈產(chǎn)生振動，使分卷線圈和轉(zhuǎn)子發(fā)生沖突的可能性，所以如上所述，將分卷線圈和轉(zhuǎn)子表面的間隙限定在10mm，但是如果通過增大上述支持框的剛性，減小上述間隙，則能夠得到更大的輸出功率。
本發(fā)明因為具有上述構(gòu)成，所以具有通過使用永久磁鐵獲得比輸入功率高的輸出功率的卓越效果。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電裝置，其特征在于它具有由外力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的可以自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；和在該轉(zhuǎn)子上，與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)面及旋轉(zhuǎn)中心軸線的一個平行，沿以上述旋轉(zhuǎn)中心軸線為中心設(shè)定的圓環(huán)帶狀面，在與該圓環(huán)帶狀面正交的方向上，使極性在同一方向上，并且在圓周方向上，以一定間隔圓環(huán)列狀地設(shè)置的多個永久磁鐵；和以使線圈中心軸線與上述圓環(huán)帶狀面交叉的方式，沿上述圓環(huán)帶狀面圓環(huán)列狀地配置，由上述固定側(cè)部件支持的多個無鐵芯線圈；上述轉(zhuǎn)子中的上述圓環(huán)帶狀面的區(qū)域由非磁性材料形成；上述多個無鐵芯線圈分別由以從永久磁鐵的極性方向兩側(cè)具有間隙地夾入由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的上述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軌道面的方式配置的一對分路線圈構(gòu)成，且形成這些成對的分路線圈的纏繞方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于串聯(lián)連接上述一對分路線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于相互串聯(lián)連接上述各無鐵芯線圈中的，對于上述旋轉(zhuǎn)軌道面同一側(cè)的分路線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)電裝置，其特征在于使上述圓環(huán)列狀配置的多個永久磁鐵沿圓周方向的配置節(jié)距Pm為該沿圓周方向的永久磁鐵的外徑Dm的2倍以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于使沿圓周方向圓環(huán)列狀配置的上述多個無鐵芯線圈的圓環(huán)的外徑Dc大略等于上述永久磁鐵的外徑Dm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于在沿上述多個無鐵芯線圈的上述圓環(huán)帶狀面的圓周方向，以一定間隔配置的，使該線圈纏繞方向相同的上述無鐵芯線圈的間隔為在它的圓環(huán)中的圓周方向的外徑Dc的1至1.4倍、1.1至1.3倍和1.2倍中的某一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于在圓環(huán)的圓周方向上設(shè)置偶數(shù)個上述無鐵芯線圈，使其外徑相互靠近，且相鄰無鐵芯線圈的纏繞方向相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于在圓環(huán)的圓周方向上設(shè)置偶數(shù)個上述無鐵芯線圈，使其外徑相互靠近，且相鄰無鐵芯線圈的纏繞方向相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于沿在對于上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心軸線不同的多個半徑上設(shè)定的多個圓環(huán)帶狀面中的各個面，在圓周方向一定間隔地圓環(huán)列狀配置上述永久磁鐵，各永久磁鐵在與對應(yīng)的圓環(huán)帶狀面正交的方向上，使極性在同一方向上，與這些多個圓環(huán)列狀的永久磁鐵對應(yīng)，多個圓環(huán)列狀地配置上述無鐵芯線圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)電裝置，其特征在于上述多個圓環(huán)帶狀面中的至少一個設(shè)定為與上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)面平行，余下的設(shè)定為與上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心軸線平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于上述轉(zhuǎn)子中的上述圓環(huán)帶狀面的區(qū)域的厚度與上述永久磁鐵的極性方向的厚度大略相等，將該永久磁鐵嵌入到上述圓環(huán)帶狀面的區(qū)域中形成的厚度方向的貫通孔中而使其受到支持。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于設(shè)置多個上述轉(zhuǎn)子，將它們相互同軸地并且平行地一體地連接起來，各轉(zhuǎn)子的圓環(huán)帶狀面至少與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)面平行，并且具有從上述旋轉(zhuǎn)中心軸線開始的相同的半徑，使沿鄰接的轉(zhuǎn)子中的上述無鐵芯線圈的圓環(huán)帶狀面的圓周方向的配置同節(jié)距、同相位，另外，鄰接的上述轉(zhuǎn)子間的軸方向的距離，在上述圓環(huán)帶狀面的位置上，比上述無鐵芯線圈的線圈中心軸線方向的長度稍微大一些。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于上述圓環(huán)帶狀面與上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心軸線平行，并且在不同的半徑上設(shè)置多個上述圓環(huán)帶狀面，使在轉(zhuǎn)子的半徑方向上鄰接的圓環(huán)帶狀面中的上述永久磁鐵的配置節(jié)距在上述旋轉(zhuǎn)中心軸線作為中心的圓周方向中等角度間隔，并且同相位，使沿與這些圓環(huán)帶狀面對應(yīng)的上述無鐵芯線圈的圓環(huán)帶狀面的圓周方向的配置在圓周方向中等角度間隔并且同相位，另外，使鄰接的上述圓環(huán)帶狀面之間的距離比上述無鐵芯線圈的線圈中心軸線方向的長度稍微大一些。
14.一種轉(zhuǎn)矩放大裝置，其特征在于它具有可以自由旋轉(zhuǎn)的被動轉(zhuǎn)子；在該被動轉(zhuǎn)子上，與該被動轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)面及旋轉(zhuǎn)中心軸線的一個平行，沿將上述旋轉(zhuǎn)中心軸線作為中心設(shè)定的圓環(huán)帶狀面，在與該圓環(huán)帶狀面正交的方向上，使極性在同一方向上，并且在圓周方向以一定間隔圓環(huán)列狀設(shè)置的多個被動永久磁鐵；以從被動永久磁鐵的極性方向兩側(cè)具有間隙地夾入由上述被動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的上述被動永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軌道面的方式進(jìn)行配置，并且將在上述被動永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向上可以自由轉(zhuǎn)動的一對磁鐵車作為一組，將多組磁鐵車配置在上述被動轉(zhuǎn)子的圓周方向上構(gòu)成的磁鐵車組；和同步地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動這些磁鐵車組的磁鐵車的驅(qū)動源；上述被動轉(zhuǎn)子中的上述圓環(huán)帶狀面的區(qū)域由非磁性材料構(gòu)成，上述磁鐵車具有與上述被動轉(zhuǎn)子的圓環(huán)帶狀面平行，并且圍繞與該圓環(huán)帶狀面的圓周方向正交的旋轉(zhuǎn)中心軸線可以自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；和在該轉(zhuǎn)子的外周，在旋轉(zhuǎn)方向上等間隔地，并且以使極性對于上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心軸線成為同一方向的方式安裝的多個驅(qū)動永久磁鐵，以使這些驅(qū)動永久磁鐵和上述被動永久磁鐵相對的一面極性相同的方式進(jìn)行配置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)矩放大裝置，其特征在于上述驅(qū)動永久磁鐵是在上述轉(zhuǎn)子的外周，圍繞它的旋轉(zhuǎn)中心軸線點對稱地配置的板狀體，以使該板狀體中旋轉(zhuǎn)方向的前端與上述被動永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軌道面的最接近距離比旋轉(zhuǎn)方向后端的最接近距離大的方式進(jìn)行安裝。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的轉(zhuǎn)矩放大裝置，其特征在于將上述多個磁鐵車對以等角度間隔配置在上述轉(zhuǎn)子的圓周方向中。
17.根據(jù)權(quán)利要求14到16中任何一項所述的轉(zhuǎn)矩放大裝置，其特征在于上述驅(qū)動源是以各自驅(qū)動一個磁鐵車的方式與磁鐵車的數(shù)量相同地進(jìn)行設(shè)置的馬達(dá)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14到17中任何一項所述的轉(zhuǎn)矩放大裝置，其特征在于上述被動永久磁鐵是在相互吸附狀態(tài)中將多個板狀磁鐵重疊起來形成的。
19.一種發(fā)電裝置，其特征在于權(quán)利要求14到18中任何一項所述的轉(zhuǎn)矩放大裝置中的上述被動轉(zhuǎn)子與輸出軸同軸一體旋轉(zhuǎn)，權(quán)利要求1到13中任何一項所述的上述轉(zhuǎn)子與輸入軸同軸一體，該輸出軸與輸入軸相互連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求1到13中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于它具有以從永久磁鐵的極性方向兩側(cè)具有間隙地夾入由上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的上述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軌道面的方式進(jìn)行配置，并且將在上述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向上可以自由轉(zhuǎn)動的一對磁鐵車作為一組，在上述圓環(huán)列狀的無鐵芯線圈之間的位置上，將多組磁鐵車安裝并配置在上述固定側(cè)部件上的磁鐵車組；和同步地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動這些磁鐵車組的磁鐵車的驅(qū)動源；上述磁鐵車具有與上述轉(zhuǎn)子的圓環(huán)帶狀面平行，并且圍繞與該圓環(huán)帶狀面的圓周方向正交的旋轉(zhuǎn)中心軸線可以自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；和在該轉(zhuǎn)子的外周，在旋轉(zhuǎn)方向上等間隔地，并且以使極性對于上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心軸線成為同一方向的方式安裝的多個驅(qū)動永久磁鐵，以使這些驅(qū)動永久磁鐵和上述轉(zhuǎn)子側(cè)的永久磁鐵相對的一面極性相同的方式進(jìn)行配置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的發(fā)電裝置，其特征在于上述轉(zhuǎn)子由與上述圓環(huán)帶狀面大略相似形狀的圓環(huán)帶狀體構(gòu)成，上述無鐵芯線圈被具有上述圓環(huán)帶狀體貫通的閉合截面的框體支持。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的發(fā)電裝置，其特征在于上述驅(qū)動永久磁鐵是圍繞與該旋轉(zhuǎn)中心軸線點對稱地配置在上述轉(zhuǎn)子外周上的板狀體，以使該板狀體中旋轉(zhuǎn)方向的前端與上述被動永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軌道面的最接近距離比旋轉(zhuǎn)方向后端的最接近距離大的方式進(jìn)行安裝。
23.根據(jù)權(quán)利要求20、21或22所述的發(fā)電裝置，其特征在于將上述多個磁鐵車對等角度間隔地配置在上述轉(zhuǎn)子的外周方向中。
24.根據(jù)權(quán)利要求20到23中任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于上述被動永久磁鐵是在相互吸附狀態(tài)中將多個板狀磁鐵重疊起來形成的。
25.根據(jù)權(quán)利要求20到24任何一項所述的發(fā)電裝置，其特征在于它具有與上述無鐵芯線圈的輸出端連接，對它的輸出電流的一部分或前部進(jìn)行整流的整流裝置和由從該整流裝置供給的直流電功率進(jìn)行充電的電池，上述驅(qū)動源是從上述電池供給電功率的馬達(dá)。
全文摘要
用永久磁鐵得到比輸入電功率大的電功率。發(fā)電裝置10具有可以自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(12)；在轉(zhuǎn)子(12)上，沿著以旋轉(zhuǎn)中心軸線(13)為中心沿著設(shè)定的圓環(huán)帶狀面(14)，在與它正交的方向上具有在同一方向的極性，并且在圓周方向以一定間隔圓環(huán)列狀設(shè)置的多個永久磁鐵(16)；和以使線圈中心軸(19)與上述圓環(huán)帶狀面(14)交叉的方式，沿上述圓環(huán)帶狀面(14)圓環(huán)列狀地配置，由上述固定側(cè)部件(11)支持的多個無鐵芯線圈(18)。通過當(dāng)上述轉(zhuǎn)子(12)由于從配置在該轉(zhuǎn)子(12)下方的轉(zhuǎn)矩放大裝置(20)經(jīng)過中心軸(22)輸入的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)時，永久磁鐵(16)沿?zé)o鐵芯線圈(18)移動，從無鐵芯線圈(18)得到輸出電功率。
文檔編號H02K53/00GK1650502SQ0380984
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月1日
發(fā)明者生越誠 申請人:生越誠