(57)【要約】【課題】外側表面が１極だけの磁性を持つ磁石の作成と、その磁石を組み合わせて発生する磁力線のほとんどを利用でき、コイル導線全線に渡って電気を発生させることができる高効率発電機の作成。【解決手段】接合面を凹凸形状にした上部、下部それぞれの被着滋体について、＋極−極の配置を工夫して着滋し、内壁面すべてを＋極に、外壁面すべてを−極に着滋した後、一体化して作った外側表面が−極だけの磁石、それと、内壁面すべてを−極に、外壁面すべてを＋極に着滋した後、一体化して作った外壁表面が＋極だけの磁石の作成。および、それらを組み合わせて、コイル導線を巻いた−磁石のリングに沿って＋磁石だけを周回運動させることによって、＋磁石から発生する磁力線のほとんどを−磁石に集中させ、その磁力線がコイル導線全線を横切るようにし、これにより、コイル導線全線に渡って電気を発生させるように設計した高効率発電機の作成。【選択図】図２０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形蛍光灯のように中が空洞のドーナツを平面に置いて、平面と平行に切って上部と下部に分けたような形の被着磁体の、上部と下部それぞれについて、内壁面を＋極（または−極）、外壁面を−極（または＋極）に着磁した後に組み合わせて、中が空洞のドーナツ形で、内壁面すべてを＋極（または−極）、外壁面つまり外側表面すべてを−極（または＋極）にした磁石。この磁石は、上部と下部の接合面に凹凸を付けて上部と下部のずれを防止して、接合面における＋極と−極の配置を工夫することにより、上部と下部が磁力により接着しやすいようにしている。
【請求項２】
構造と内壁面の極性、外壁面の極性が請求項１の磁石と同じであるが、上部と下部の接合面での＋極−極の配置において、上部は−極を多く、下部は＋極を多くしたことを特徴とする磁石。
【請求項３】
構造と内壁面の極性、外壁面の極性が請求項１の磁石と同じであるが、上部と下部の接合面での＋極−極の配置において、上部は＋極を多く、下部は−極を多くしたことを特徴とする磁石。
【請求項４】
中が空洞でアルファベットのCのような形、または中が空洞で、かじりかけのドーナツのような形で、欠けた部分に露出した空洞を塞いだ形状で、請求項１と同じ手法で上部と下部に分割して接合部に凹凸を付ける。そして上部と下部それぞれについて、内壁面を−極（または＋極）、外壁面を＋極（または−極）にした後に組み合わせて、中が空洞でかじりかけドーナツ形で、内壁面すべてを−極（または＋極）、外壁面つまり外側表面すべてを＋極（または−極）にした磁石。この磁石も請求項1の磁石のように、接合面における＋極−極の配置を工夫することにより、上部と下部が磁力により接着しやすいようにしている。
【請求項５】
構造と内壁面の極性、外壁面の極性が請求項４の磁石と同じであるが、上部と下部の接合面での＋極−極の配置において、上部は＋極を多く、下部は−極を多くしたことを特徴とする磁石。
【請求項６】
構造と内壁面の極性、外壁面の極性が請求項１の磁石と同じであるが、上部と下部の接合面での＋極−極の配置において、上部は−極を多く、下部は＋極を多くしたことを特徴とする磁石。
【請求項７】
請求項１の方法により作った外側表面すべてが−極のドーナツ形磁石（以下、−磁石と言う）を、ドーナツリングが平面と平行になるように枠で固定する。−磁石のドーナツ断面は空洞部分が小円で外壁部分が大円になるが、その大円の周りにエナメル線などの導線を一定間隔にコイル状に巻き付ける。導線をコイル状に巻く位置は＋磁石に近い側にする必要がある。そのために筒を−磁石の外側に装着し、その筒の上に導線を巻き付ける。
平面と垂直方向の軸を、−磁石のリング中央の穴の中心に設置する。請求項４の方法により作った外側表面すべてが＋極でかじりかけドーナツ形の磁石（以下、＋磁石と言う）を、−磁石のドーナツ断面中心が、＋磁石のリング中央の穴の中心を通るように設置する。
そして、−磁石の穴の中心に設置した軸と＋磁石をアームで接続して、軸を回転させると、＋磁石は−磁石のリングに沿って周回運動をする。上記配置の状況で、−磁石とそれにコイル状に巻いた導線を固定して、＋磁石のみを回転させると、＋磁石の外側表面から発生する磁力線が−磁石に向かって集中する状態で、コイル状に巻いた導線すべてを横切ってゆく。すると、フレミングの法則の条件が整って、導線全線に渡って電気が発生する。
以上の構造、原理により作成される高効率発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常の２極磁石では作ることができない磁界つまり磁力線配置を作り出すために考え出した、表面が１極だけの磁性を持つ磁石の作成方法、ならびに、その磁石を利用した、コイル導線全線から電気を取り出すことができる高効率発電機の作成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発電機は、＋極と−極の両極を持った２極磁石を使用しているため、２つの磁石を使う場合は、極性の異なる面を向かい合わせて、磁石と磁石の間に直線の磁力線が平行に並ぶようにしている。
【０００３】
また、１つの磁石を回転させる場合は、磁石から発生する直線の磁力線が平行に並んでいる箇所だけを利用して、電気を取り出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明で解決しようとしている課題は、従来の発電機では磁力線のうち直線状に並んでいる部分しか利用できないということと、コイル導線は磁力線に直角に配置されている部分だけが電気を取り出せるということであり、どちらも発電効率が悪いということである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するために、請求項1の−磁石と請求項4の＋磁石を考案したものである。
【０００６】
請求項2と請求項3の磁石は、請求項1の−磁石を作成する過程において、上部下部の部材の＋極−極配置を変えたものである。
【０００７】
請求項5と請求項6の磁石は、請求項4の＋磁石を作成する過程において、上部下部の部材の＋極−極配置を変えたものである。
【０００８】
そして、請求項7に示す配置状況で、請求項4の＋磁石が請求項1の−磁石のリングに沿って周回運動をすることによって、多くの磁力線が多くの導線を横切り、多くの電気が発生するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の−磁石と請求項４の＋磁石は、それぞれ表面が１極の磁性を持つので、これらの組み合わせにより、従来は考えられなかった新たな磁力線配置を生み出す可能性がある。例えば、棒状の−磁石と棒状の＋磁石の組み合わせや球状の−磁石と平面の＋磁石の組み合わせなどにより、様々な磁力線配置が生み出される可能性がある。
【００１０】
請求項７の高効率発電機は、リング状の＋磁石と棒状の−磁石を組み合わせた事例である。磁力線とコイル導線とを無駄なく利用することにより高効率発電ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明請求項１の−磁石の、上部と下部の全体像である。
【図２】本発明請求項１の−磁石の上部下部接合面における凹凸形状と＋極−極配置を示す、−磁石の断面の全体図である。
【図３】本発明請求項１の−磁石の上部下部接合面における凹凸形状と＋極−極配置を示す拡大断面図である。
【図４】本発明請求項２の−磁石で、上部下部接合面における＋極−極配置が、請求項１の磁石と異なる一例を示す拡大断面図である。
【図５】本発明請求項３の−磁石で、上部下部接合面における＋極−極配置が、請求項１の磁石と請求項２の磁石と比べて、異なる一例を示す拡大断面図である。
【図６】本発明請求項４の＋磁石の、上部と下部の接合面における凹凸形状を示す、＋磁石上部と下部の全体図である。
【図７】本発明請求項４の＋磁石の全体像および−磁石と＋磁石の配置図である。
【図８】本発明請求項４の＋磁石の上部下部接合面における凹凸形状と＋極−極配置を示す、＋磁石の断面の全体図である。
【図９】本発明請求項４の＋磁石のドーナツのかじりかけ部分における形状と＋極−極配置を示す図である。
【図１０】本発明請求項４の＋磁石の上部下部接合面における凹凸形状と＋極−極配置を示す拡大断面図である。
【図１１】本発明請求項５の＋磁石で、上部下部接合面における＋極−極配置が請求項４の磁石と異なる一例を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明請求項６の＋磁石で、上部下部接合面における＋極−極配置が、請求項4の磁石と請求項5の磁石と比べて、異なる一例を示す拡大断面図である。
【図１３】本発明請求項１の−磁石と請求項４の＋磁石の配置図である。
【図１４】図１２の配置により発生する磁力線の配置状況を示す図である。
【図１５】図１３の磁力線配置状況を横から見た図である。
【図１６】図１３の状況から＋磁石だけが右方向に動いたときの磁力線の変化を示す図である。
【図１７】図１５の状況から更に右へ動いて、磁力線が切れた状況を示す図である。
【図１８】磁力線が切れた後、近くにある別の切れた磁力線と引っ張り合って連結する状況を示す図である。
【図１９】＋磁石と−磁石の間にコイル導線を配置し、更に＋磁石と回転軸を繋ぐアームを設置した図である。
【図２０】請求項７の＋磁石を２個設置した高効率発電機の全体像である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
請求項1の−磁石は、上部と下部の内壁面すべてを＋極に、外壁面すべてを−極に着磁するが、接合面を凹凸形状にすることにより上部と下部がずれないようにする。そして、接合面における＋極−極配置を工夫することにより、上部と下部が磁力により接着しやすいようにする。
【００１３】
請求項2と請求項3の磁石は、＋極−極配置が請求項1の磁石と異なった−磁石ある。
【００１４】
請求項4の＋磁石も請求項1と同様に、上部と下部の接合面において凹凸を付けて、さらに、＋極−極配置を工夫して、上部と下部が磁力により接着しやすいようにする。
【００１５】
請求項5と請求項6の磁石は、＋極−極配置が請求項４の磁石と異なった＋磁石ある。
【００１６】
請求項7のように、請求項1の−磁石を請求項4の＋磁石のリング穴の中心に設置することにより、＋磁石の表面から発生した磁力線は、周りに−磁石しか磁力を発生するものが無いので、すべての磁力線が−磁石に向かって集中する。これにより一定の範囲に多量の磁力線を集めることができる。
請求項7の配置状況において、回転軸を回転させると、軸の回転に伴って請求項4の＋磁石が周回運動を繰り返す。すると、多量の磁力線が定期的にコイル導線を横切る。
ここで、フレミングの法則の条件が整って、導線全体に渡って電気が発生する。
【実施例】
【００１７】
請求項1の−磁石を作成する方法として、円形蛍光灯のように中が空洞のドーナツを平面に置いて、平面と平行に切って上部と下部とに分けたような形を考案した。
そして、接合面の断面は凹凸状にして、ずれないようにした。
【００１８】
また、接合面における＋極と−極の配置を図3のように工夫して着磁することにより、接合面で上部と下部が引っ張り合う面を作り出した。これにより、上部と下部を一体化するときの磁力の反発が小さくなる。
【００１９】
−磁石のドーナツ断面における＋極−極の配置状況については、凹凸面における＋極−極の異なった３つの配置を考えた。
上部と下部が一体化した−磁石は外壁面がすべて−極になり、内壁面すべてが＋極になる。
【００２０】
−磁石の上部と下部とを更に分割して全部で4分割するなど、複数個に分割する方法もあるが、中が空洞であることと着滋の仕方は２分割の場合と同じである。
【００２１】
請求項４の＋磁石の形は、中が空洞でアルファベットのＣのような、または、かじりかけのドーナツのような形で、欠けた部分では中の空洞が露出しないように塞いだ形状である。
上部と下部に分けた状態の＋磁石は上部と下部を組み合わせると一体化できる。
この＋磁石の作成方法は請求項１と同じ方法で、上部と下部にそれぞれ着滋してから組み合わせて一体化する。
接合面の断面は凹凸状にして、＋極−極の配置を工夫して着滋することにより、上部と下部が引っ張り合う面を作り出した。これにより、上部と下部を一体化するときの磁力の反発が小さくなる。
【００２２】
＋磁石のドーナツ断面における＋極−極配置の工夫により、上部下部が一体化した＋磁石は外壁面がすべて＋極になり、内壁面がすべて−極になる。
＋磁石の、かじりかけ部分の断面形状と＋極−極配置を工夫して、外壁面すべてを＋極にする。
【００２３】
＋磁石の凹凸部分における＋極−極の異なった３つの配置を考えた。
【００２４】
＋磁石の上部と下部とを更に分割して全部で４分割するなど、複数個に分割する方法もあるが、中が空洞であることと着滋の仕方は２分割の場合と同じである。
【００２５】
本発明における請求項１の−磁石と請求項４の＋磁石の配置を工夫して、磁力線の配置状況が−磁石に向かって集中するようにした。
【００２６】
＋磁石の周囲に−磁石しか磁性を発するものがないので、＋磁石から発生するすべての磁力線は、自転車の車輪のスポークが車輪中央のハブに集中するように、−磁石に向かって集中する。
【００２７】
＋磁石から−磁石に磁力線が集中している状況から、＋磁石だけが右方向に動くと、＋磁石の動きに伴って磁力線も移動する。
＋磁石が更に右へ動くと、磁力線が切れる。
切れた磁力線は、近くにある別の切れた磁力線と引っ張り合って連結する。
【００２８】
これらの移動、切断、連結を繰り返して、＋磁石はその周囲の磁力線を伴いながら動いてゆく。これは＋磁石の周囲の磁力線がその形と線の数を変えることなく動いてゆくことを表している。
【００２９】
＋磁石と−磁石の間にコイル導線を配置し、更に＋磁石の回転軸と＋磁石を繋ぐアームを設置した状況を作る。
−磁石とそれにコイル状に巻いた導線を固定して、＋磁石のみを動かすと、＋磁石の周囲の磁力線は＋磁石の動きに伴って移動する。そして、コイル状に巻いた導線を横切る。すると、フレミングの法則の条件が整って、導線全体に渡って電気が発生する。
【００３０】
−磁石の周囲の磁力線は移動しないので、−磁石のすぐ上に導線を巻いても電気は発生しない。
導線を巻く場合は、磁力線が切れる地点よりも＋磁石側に巻き付ける必要がある。
そのために筒を−磁石の外側に装着し、その筒の外側に導線を巻き付ける。
【００３１】
コイル導線は−磁石のリング全線に配置するのではなく、一定の間隔を置いて配置する。
これは＋磁石から発生する磁力線がコイル導線の中に入って電気に変化した際、導線内に再び磁力線を作るための原料物質が少なくなっているからである。だから、＋磁石はいったんコイル導線のない空間に出て、磁力線を再生させる必要がある。
【００３２】
＋磁石を２個配置した高効率発電機の全体配置状況において、回転軸を中心として２個の＋磁石が回転すると、＋磁石から発生する磁力線が複数個のコイル導線を横切ってゆき、電気を発生させる。
【００３３】
ドーナツ形磁石の外側表面を＋極にして、かじりかけドーナツ形磁石の外側表面を−極にすると、電気の流れる方向が逆になるだけで、同じ発電効果が得られる。
【００３４】
＋磁石の数とコイル導線の配置数を増やすことにより、取り出す電気の量を増やすことも可能である。
また、コイル導線を巻く向きを統一して導線を連結すると、直流電流が得られ、巻く向きを交互に変えて連結すると交流電流が得られる。
【００３５】
従来の発電機より小型化できるので、＋磁石と−磁石のセットを一つの回転軸に複数設置することにより、更に高効率な発電が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
請求項７の高効率発電機は、磁力線とコイル導線とを無駄なく利用することにより高効率発電ができ、小型化できる。このため、風力発電や小水力発電などで大きな発電量を得ることができるなど、応用範囲は広い。また、この発電の原理を逆方向に考えると、小型で従来のモーターよりも大きなトルクを生み出すモーターを作ることも可能になる。
【符号の説明】
【００３７】
１  −磁石の上部
２  −磁石の下部
３  ＋磁石の上部
４  ＋磁石の下部
５  上部と下部を一体化した−磁石
６  上部と下部を一体化した＋磁石
７  磁力線
８  コイル導線
９  回転軸
１０  ＋磁石と回転軸を繋ぐアーム
１１  −磁石を固定する枠
１２  導線を外部に出すための引き出し線
１３  ＋極を表す符号
１４  −極を表す符号
１５  −磁石の外側に設置し、この上に導線を巻き付けるための筒
１６  回転軸と＋磁石の回転方向を表す矢印
１７  本発明請求項１の−磁石の上部と下部が接合する方向を表す矢印
１８  ＋磁石が動く前の磁力線
１９  ＋磁石だけが動いたときの磁力線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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