(57)【要約】      （修正有）【課題】永久磁石配置ユニット数の小型と少数化、永久磁石浮遊転動モーメント機構の回転中心位置と磁石リング軌条の円心位置との適正な相対関係、及び回転速度の高速化、これ等により永久磁石浮遊転動モーメント機構の回転駆動消費電力の２倍の発電量を確保する永久磁石式発電装置を提供する。【解決手段】永久磁石を内外周側の各々に磁極を揃えて円周配列した磁石リング軌条と、これを少なくとも二個の永久磁石で同極対面式に挟む永久磁石浮遊ガイド機構と、これを前記磁石リング軌条に沿って離間走行させるモーメントシャフト機構とから成る永久磁石配置ユニットを複数並列し、各ユニットのモーメントシャフト機構を磁石リング軌条の円心から水平に偏心させた共通の回転駆動軸で回転させ、その際の回転モーメントを回転駆動軸に付与して、回転駆動力を軽減し高速回転を有利に実現し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した永久磁石式発電装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石配置ユニットは、
複数の永久磁石（102）をその磁極同士をリング内周面側と外周面側に揃えて円周配列した竪型の磁石リング軌条（100-1、100-2）と、
軸受（215）の回転軸心（2ｃ）を磁石リング軌条（100-1、100-2）の円心（100ｃ）に対して水平に変位し且つ平行に位置させたモーメントシャフト機構（210）と、
モーメントシャフト機構（210）の両側部の各々に装着し前記磁石リング軌条（100-1、100-2）の永久磁石（102）の各々に永久磁石（234）を同極同士対面させて離間配置した永久磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）とを有し、
前記永久磁石浮遊ガイド機構（231-1、232-1）をモーメントシャフト機構210にそのシャフト長手方向に移動可能に装着してモーメントシャフト機構（210）の回転により永久磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）が磁石リング軌条（100-1、100-2）に沿って浮遊走行可能にして構成し、
この永久磁石配置ユニットをモーメントシャフト機構（210）の軸受（215）を共通の回転駆動軸（2）に装着して複数個（3-1〜3-8）を並列連設し、その各モーメントシャフト機構（210）は前記回転駆動軸（2）に所定の等回転角度ずらしてその軸受（215）を固定支持し、前記回転駆動軸（2）にはその回転から電力を得る発電装置（4）を接続したことを特徴とする永久磁石式発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電装置は、従来公知のものとして大別して風力発電装置、蒸気力発電装置、水力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置など様々な発電装置が開発されている。本発明はその何れでもなく、世界で始めての永久磁石式発電装置を提供するものである。
【０００３】
この世界で初めて永久磁石式発電装置を発明した大宅雄一氏のコンセプトを紹介する。
近年、地球温暖化問題が表面化し、二酸化炭素排出規制が声高に叫ばれている。この対策とするクリーンエネルギー技術として、太陽光電池、風力発電等が開発され現在稼動していますが、コスト及びメンテナンス等の問題でなかなか普及していないのが現状であります。
そのような現状の中で、追い打ちを掛けるように、原油の高騰により国民生活はまさに破綻寸前の状況にあり、特に農業、漁業の従事者は、その生産、捕獲コストが嵩み、廃業に追い遣られ、又転業者が急増していて、日本の農水産業は危機に瀕しています。
以前から小生は、農水産業業者の生産コストを下げ、経営の安定化を目指し、日本の食糧の自給自足を前提とした対策は、「新エネルギーの開発」が最も重要な課題であると思慮しておりました。
このような背景のなか、地球上の重力を活用し、それを効率よく回転エネルギーに転換する新規な方法は無いものかと考え、四苦八苦して開発を進めてきました。その中で２枚の永久磁石を用いて同極同士を対面させて上から押さえようとしたその時、なんと押さえようとした自分の身体が宙に浮き何の抵抗も無く左右に滑るように動いたのです。反発する原理は知識としてあってもその実態を肌で感ずると言うことはこのことだと痛切に感じました。
この現象に注目して、永久磁石を円形にし、この円形永久磁石を磁極を揃えて円周配列した磁石リング軌条を作り、これを少なくとも二個の永久磁石で同極対面式に挟んで永久磁石浮遊ガイド機構とし、これを磁石リング軌条に沿って離間走行させれば摩擦の抵抗が殆ど無い回転体を作れるのではと考え、「前記磁石リング軌条と、モーメントシャフト機構と前記永久磁石浮遊ガイド機構とを組み合わせ永久磁石浮遊ガイド機構の回転重力を利用した永久磁石配置ユニット」を多数並列配列した半永久的な発電用の回転装置を開発し、本発明の永久磁石式発電装置を完成したものであります。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の永久磁石式発電装置の開発の主な課題は、(1),久磁石配置ユニット数の小型と少数化、(2), 永久磁石を浮遊転動させるモーメント機構の回転中心位置と磁石リング軌条の円心位置との適正な相対関係、及び回転速度の高速化＜目標300rpm以上＞、(3),これ等により浮遊転動モーメント機構の回転駆動消費電力の数倍の発電量を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を満足させる本発明の基本的な技術構成は、「永久磁石配置ユニットは、
複数の永久磁石（102）をその磁極同士をリング内周面側と外周面側に揃えて円周配列した竪型の磁石リング軌条（100-1、100-2）と、
回転中心を磁石リング軌条（100-1、100-2）の円心（100ｃ）に対して水平に変位し且つ平行に位置させたモーメントシャフト機構（210）と、
モーメントシャフト機構（210）の両側部の各々に装着し前記磁石リング軌条（100-1、100-2）の永久磁石（102）の各々に永久磁石（234）を同極同士対面させて離間配置した永久磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）とを有し、
前記永久磁石浮遊ガイド機構（231-1、232-1）をモーメントシャフト機構210にそのシャフト長手方向に移動可能に装着してモーメントシャフト機構（210）の回転により永久磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）が磁石リング軌条（100-1、100-2）に沿って浮遊走行可能にして構成し、
この永久磁石配置ユニットをモーメントシャフト機構（210）の軸受（215）を共通の回転駆動軸（2）に装着して複数個（3-1〜3-8）を並列連設し、その各モーメントシャフト機構（210）は前記回転駆動軸（2）に所定の等回転角度ずらしてその軸受（215）を固定支持し、前記回転駆動軸（2）にはその回転から電力を得る発電装置（4）を接続したことを特徴とする永久磁石式発電装置。」である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の前記構成により永久磁石式発電装置は世界で初めて実現したものであり、前述の課題(1),久磁石配置ユニット数の小型化と少数化、(2), 永久磁石浮遊転動モーメント機構の回転中心位置と磁石リング軌条の円心位置との適正な相対関係、及び回転速度の高速化＜目標300rpm以上＞、(3),これ等により永久磁石浮遊転動モーメント機構の回転駆動消費電力の数倍の発電量を確保するなど全て満足した優れた効果を呈するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の永久磁石式発電装置を実施するための最良の形態は、次に紹介する実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【０００８】
永久磁石式発電装置の実施例１を図１〜図５に示す。
図１は永久磁石式発電装置の全体正面説明図である。
図２〜図４は、図１に示す永久磁石式発電装置の「永久磁石配置ユニット3-1〜3-8」の１単位の詳細を示す説明図である。
図２は図１の左端の永久磁石配置ユニット3-1の拡大正面説明図であり、図３は図２の矢視Ａ−Ａから見た側断面説明図である。図４は図２の矢視Ｂ−Ｂから見た平断面説明図である。
図５は、図１に示す各「永久磁石配置ユニット3-1〜3-8」における永久磁石浮遊転動モーメント機構200と永久磁石102を円周固定配列した磁石リング軌条100-1、100-2との相対位置関係を一図で示して、回転駆動軸2に掛かる回転モーメントを算出するための説明図である。
【０００９】
本例の永久磁石式発電装置は、基礎架構Gに組み込んだものであり、一基の回転駆動装置1と、その水平置きの回転駆動軸2を共有し並列連設した８つの永久磁石配置ユニット3-1〜3-8と、回転駆動軸2に連結設置した発電装置4とからなる。
永久磁石配置ユニット3-1〜3-8の各々は、円形の永久磁石102を円周に固定配列したツインの磁石リング軌条100-1、100-2と、この磁石リング軌条のツイン間の中心にこれと平行して配置した永久磁石浮遊転動モーメント機構200とから構成する。
【００１０】
磁石リング軌条100-1、100-2は、各々基礎架構Gに竪型に固定装着した非磁性体のリング枠体101とこれの円周に沿って等間隔で円形の永久磁石102を固定配列したものであり、永久磁石102はS極をリング内周側に、N極をリング外周側に位置させる。
前記永久磁石浮遊転動モーメント機構200は、前記磁石リング軌条間に配置し、直線状のモーメントシャフト機構210とその両側に装着した一対の永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とから構成する。
【００１１】
モーメントシャフト機構210は、一対の平行モーメントシャフト211と、その両側にモーメンシャフト211を固定支持するシャフト支持端末212、213と、モーメントシャフト211の転動の回転中心側に前記モーメントシャフト211をスライド自在に支持するスライド支持軸受体214とを設け、スライド支持軸受体214には前記回転駆動軸2に固定装着する軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
モーメントシャフト機構210の直立状態以外の全転動回転中において、前記回転駆動軸2の軸心2Cは、永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2を支持するモーメントシャフト211の軸受215を介して回転駆動軸2に、回転モーメントを付与するため、磁石リング軌条100-1、100-2の円心100Cを通る水平線HL上で円心100Cから変位させて当該軸受215部を支持するが、本例は磁石リング軌条の直径の３分の１の位置に設定してある。
【００１２】
一対の前記永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、その一方230-1の支持本体231-1を前記シャフト支持端末212側に装着し、他方230-2の支持本体231-2をシャフト支持端末213側で前記モーメントシャフト211にシャフト長手方向にスライド自在に装着する。
【００１３】
前記各永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、支持本体231-1、231-2の両側において、ピン232で若干首振り自在に支持した各一対の枠体233に永久磁石234を対面配置し、永久磁石234の各対面間には、当該リング枠体101の永久磁石102配列部を離間位置させる。リング枠体101の内周側に対面位置する永久磁石234は、永久磁石102のS極と対面する磁極を同極のS極とし、リング枠体101の外周側に対面位置する永久磁石234は永久磁石102のN極と対面する磁極を同極のN極とする。これにより永久磁石234は、永久磁石102との互いの反発力により、互いに接触せずに常に等間隔の離間関係を維持して、モーメントシャフト機構210の回転により永久磁石102の配列部に沿って非接触状態で浮遊倣いし転動移動する。
【００１４】
この構成により、永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、前記モーメントシャフト211の回転と永久磁石浮遊ガイド機構230-2のスライド変位で永久磁石102の配列部に沿って浮遊転動移動することができる。つまりこの転動移動の際、その浮遊転動移動力により、永久磁石浮遊ガイド機構230-1は、前記モーメントシャフト211自体をスライド支持軸受体214のガイドに沿ってスライド移動させ、永久磁石浮遊ガイド機構230-2はモーメントシャフト211に沿ってスライド移動するため、永久磁石浮遊ガイド機構自体は、その浮遊転動移動に伴う回転半径の連続的変化に円滑に且つ確実に追随して、モーメントシャフト211の軸受215部に、回転モーメントを付与するのである。
【００１５】
而して、図５において、永久磁石配置ユニット3-1〜3-8間における永久磁石浮遊転動モーメント機構200の相対配置位置は、回転駆動軸2の一回転角度（360度）内に永久磁石配置ユニット3-1〜3-8順にP1-p1〜P8-p8で示し、それらの配置回転角度差は、22.5度に設定してある。これにより各永久磁石浮遊転動モーメント機構200の一対の永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、回転駆動軸2の一回転角度（360度）内に22.5度の均等角度で１６個が配置され、それらの配置位置をP1,p1〜P8,p8で表示し、P1〜P8は永久磁石浮遊ガイド機構230-1でp1〜p8は永久磁石浮遊ガイド機構230-2の配置位置である。
図５に示す条件例で、代表的な配置位置P1-p1〜P5-p5にある各永久磁石浮遊ガイド機構から永久磁石浮遊転動モーメント機構200を介して回転駆動軸2の軸心2cにかかる各回転モーメントP1M〜P5M(永久磁石浮遊転動モーメント機構の重量（一定）×回転駆動軸2の軸心２c位置Qを通る水平直径線HLに対する前記Ｐ１〜Ｐ５、p1〜p5からの垂線の交点P1c〜P5c、p1c〜p5cと軸心位置Q間の長さ）は、次式で算出する。
P1M＝(P1c−Q＝+12)−(Q−p1c＝-6) ＝+6
P2M＝(P2c−Q＝+10.5)−(Q−p2c＝-5.5)＝+5
P3M＝(P3c−Q＝+10.5)−(Q−p3c＝-5.5)＝+5
P4M＝(P4c−Q＝+7.5)−(Q−p4c＝-4.5)＝+3
P5M＝(P5c−Q＝+7.5)−(Q−p5c ＝-4.5)＝+3
これにより回転する重力の力は合計22であるが回転するための摩擦抵抗を最大-6とすると22-6＝16であり、これを永久磁石浮遊転動モーメント機構200の回転中心位置の偏心比率（定数）6で除すると2.66となり、実質重力の力Ｗは＝2.66xで重力に回転が確認できた。
このことから回転駆動軸2の回転抵抗値を極力低減するのみで、永久磁石浮遊転動モーメント機構の個数、重量等を可変設定すれば、回転抵抗値を減じても実質の総合回転モーメントを正の値で可能な限り大きい値にして回転することが容易に可能である。
【実施例２】
【００１６】
実施例２は図６に示すもので、実施例１に紹介した永久磁石浮遊転動モーメント機構200の変形例200-1と、それに伴うモーメントシャフト両側側への一対の永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の装着を変えた例である。
基本的に実施例１と同一構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。
前記永久磁石浮遊転動モーメント機構200-1は、前記磁石リング軌条間に配置し、直線状のモーメントシャフト機構210-1とその両側側に装着した一対の永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とから構成する。
また永久磁石浮遊転動モーメント機構200-1のモーメントシャフト機構210-1は、中央部で二重に摺動自在に嵌合した内・外シャフト401、402を有する一対の平行モーメント二重シャフト400と、内・外シャフト401、402の外側端を固定支持すると共に当該永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2を固定装着するシャフト支持端末212、213と、モーメント二重シャフト400の転動の回転中心側に前記外シャフト402をスライド自在に支持するスライド支持軸受体214-1とを設け、スライド支持軸受体214-1には前記回転駆動軸2に固定装着する軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
外シャフト402は、その先端にベアリング403を有し、これで内シャフト401の外周面との摺動抵抗を低減しガイドする。
この平行モーメント二重シャフト400の採用により、永久磁石浮遊ガイド機構の浮遊転動移動に伴う回転半径の連続的変化を内・外シャフト401、402で伸縮吸収して円滑に追随すると共に、永久磁石浮遊ガイド機構から外側に突出する部分とその長さを低減して、軸受215部に、より大きい回転モーメントを付与するのである。
【実施例３】
【００１７】
実施例３は図７に示すもので、実施例１に紹介した永久磁石浮遊転動モーメント機構200の変形例200-2と、それに伴うモーメントシャフト両側側への一対の永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の装着を変えた例である。
基本的に実施例１と同一構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。
前記永久磁石浮遊転動モーメント機構200-2は、前記磁石リング軌条間に配置し、直線状のモーメントシャフト機構210-2とその両側側に装着した一対の永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とから構成する。
また永久磁石浮遊転動モーメント機構200-2のモーメントシャフト機構210-2は、一対の平行モーメントシャフト400と、平行モーメントシャフト400外側端を固定支持すると共に当該永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とは離間自在にしたシャフト支持端末212、213と、モーメントシャフト400の中間部を転動の回転中心としそこを固定支持するスライド支持軸受体214とを設け、スライド支持軸受体214には前記回転駆動軸2に固定装着する軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
この平行モーメントシャフト400の採用により、永久磁石浮遊ガイド機構の浮遊転動移動に伴う回転半径の連続的変化を永久磁石浮遊ガイド機構のみがモーメントシャフトに沿って遠近摺動して吸収追随すると共に、軸受215部に掛かる回転モーメントは前例より減少するが永久磁石浮遊ガイド機構から外側に突出する部分とその長さを一定にしてあるので遠心力の変化量を低減して円滑な回転を維持させるのである。
【実施例４】
【００１８】
実施例４は図８と図９に示すもので、実施例１に紹介した永久磁石浮遊転動モーメント機構200において、一対の永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の装着例を変えた例である。
基本的に実施例１と同一構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。
一対の前記永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、その一方の支持本体231-1を前記モーメントシャフト211自体の前記シャフト支持端末212側に装着し、他方の支持本体231-2を前記モーメントシャフト211のシャフト支持端末213側にスライド自在に装着する。  
前記各、永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、支持本体231-4の両側において、ピン500で若干首振り自在に支持したコ字型の枠体501に永久磁石234を対面配置し、永久磁石234の各対面間には、当該リング枠体101の永久磁石102配列部を離間位置させたものである。
この構成により、永久磁石浮遊ガイド機構230の浮遊転動移動の際、その何れの回動位置においても、枠体501は、永久磁石234と永久磁石102との互いの反発力によりピン500を中心に回動して、永久磁石234同士の対面関係を保持して、リング枠体101の永久磁石102との対面離間関係力を常に強く均一なものに維持して、永久磁石102の配列部に沿った浮遊転動移動をより安定維持させるものである。
【実施例５】
【００１９】
実施例５は図示していないが、実施例１に紹介したツインの磁石リング軌条100-1、100-2において、その一方100-2を省略してシングルの磁石リング軌条100-1のみとし、併せて実施例１に紹介した永久磁石浮遊転動モーメント機構200においても、モーメントシャフト機構210のモーメントシャフト両側に一対の永久磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2を設けたものを、永久磁石浮遊ガイド機構230-1のみを装着した例である。
本例は、永久磁石配置ユニットの小型化と軽量化を図ったものである。
【００２０】
以上本発明の実施例を５例ほど紹介したが、これらの例の他に、各例のいろいろな組み合わせを任意にした例が存在することは自明であり、それらは本発明の技術思想を悦脱するものではなく自由に実施することができる。
また回転機構に一般に付設する各種の機器は制限するものでなく適宜に設置してよい。例えば、回転駆動軸2の撓まない任意の位置に、フライホイールを設けることは、永久磁石浮遊転動モーメント機構200をより円滑に回転させる機能があり有効である。
また、ツインの磁石リング軌条100-1、100-2も、永久磁石浮遊転動モーメント機構200の回転に伴う慣性力はリング円周方向の分布が反偏心側に大きく偏るため、これによるリング変形を防止するための構造例えばリング枠体をステンレス製にし、その側面にドーナツ型補強板を一体的に装着するなどが揚げられる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、上述のように優れた作用効果を呈するものであり、クリーンエネルギー技術として、大幅なコスト低減及びメンテナンスフリー等を実現し、各種産業に広く普及し活用される永久磁石発電装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１における永久磁石式発電装置の全体正面説明図である。
【図２】図１の左端の永久磁石配置ユニット3-1の拡大正面説明図であ。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａから見た側断面説明図である。
【図４】図２の矢視Ｂ−Ｂから見た側断面説明図である。
【図５】図１に示す各「永久磁石配置ユニット3-1〜3-8」における永久磁石浮遊転動モーメント機構200と永久磁石の円周固定配列した磁石リング軌条すなわち磁石リング軌条100-1、100-2との相対位置関係を一図で示して、回転駆動軸に掛かる回転モーメントを算出するための説明図である。
【図６】実施例２の側断面説明図である。
【図７】実施例３の側断面説明図である。
【図８】実施例４の平断面説明図である。
【図９】実施例４の側断面説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
2             回転駆動軸
3-1〜3-8      永久磁石配置ユニット
4             発電装置
100-1、100-2  磁石リング軌条
101           リング枠体
102           永久磁石
200           永久磁石浮遊転動モーメント機構
210           モーメントシャフト機構
211           モーメントシャフト
214           スライド支持軸受体
215           軸受
230-1、230-2  永久磁石浮遊ガイド機構
231-1、232-1  永久磁石の支持本体
232           永久磁石234毎の首振り用のピン
234           永久磁石
400           モーメント二重シャフト
500           一対の永久磁石234の同時首振り用のピン
【図１】
2010035393.tif 000003
【図２】
2010035393.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010035393.tif 000006
【図５】
2010035393.tif 000007
【図６】
2010035393.tif 000008
【図７】
2010035393.tif 000009
【図８】
2010035393.tif 000010
【図９】
2010035393.tif 000011