(57)【要約】【目的】  誘導電流からの磁界の影響を最適にして、前記磁界を特に変圧器起電力が誘導される電源コイルに誘導される逆起電力を阻止するのに適する様にする新規な電力消費装置または電力消費方法を提供する。【構成】  静的な閉路状の磁性芯材と、  前記磁性芯材に密着させられる磁石と、  前記磁石からの磁束によって、介される前記磁性芯材に分岐し、前記磁性芯材を経由して形成される動的磁気回路と、  相互インダクタンスが負にされる様に作用する前記磁束が分岐させられる前記磁性芯材のそれぞれの枝路部分に巻かれる各電源コイルと、  前記動的磁気回路が動的にされる手段とを具備する、  誘導電流が流される前記電源コイル同士で互いに他の電源コイルの逆起電力を阻止する様に作用する構成。【選択図】            図１
2006254680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静的な閉路状の磁性芯材と、
前記磁性芯材に密着させられる磁石と、
前記磁石からの磁束によって、介される前記磁性芯材に分岐し、前記磁性芯材を経由して形成される動的磁気回路と、
相互インダクタンスが負にされる様に作用する前記磁束が分岐させられる前記磁性芯材のそれぞれの枝路部分に巻かれる各電源コイルと、
前記動的磁気回路が動的にされる手段とを具備する、
誘導電流が流される前記電源コイル同士で互いに他の電源コイルの逆起電力を阻止する様に作用する電力を消費する装置。
【請求項２】
静的な閉路状の磁性芯材に密着させられる磁石からの第１の磁束によって、介される前記磁性芯材に分岐し前記磁性芯材を経由して形成される動的磁気回路の前記磁性芯材のそれぞれの枝路部分に巻かれる各電源コイル内に貫通させられる前記第１の磁束が、前記動的磁気回路が動的にされる事によって変動させられる貫通磁束変動工程と、
各前記電源コイルに変圧器起電力が誘導されて、各前記電源コイルが、相互インダクタンスを負に、電磁的に結合される負電磁結合工程と、
各前記電源コイルに流される誘導電流からの磁界がほぼ同じ大きさで互いに反対方向の第２の磁束を各前記電源コイル内に誘導し、各前記電源コイルに誘導される逆起電力がほぼ阻止される逆起電力阻止工程とを具備する電力を消費する方法。
【発明の詳細な説明】
【発明が解決しようとする課題】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】  本発明は、変圧器起電力が誘導される電力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  アンペールの法則では、電流が磁界を生み出し、アンペールの力においては、電流を磁界中に置くと力が生まれる。ファラデーの電磁誘導法則では、磁石が作った磁界の中にコイルを置き、コイルの端に電流計をつないで置き、この状態で、磁石に力を加えて動かすと磁界が変化して電流が流れる。これらが電流と磁界と力の関係である。
この応用として、発電機や変圧器がある。発電機に流される誘導電流は元々の磁界の変化を打ち消す方向に流れるので、誘導電流によって生じる磁界と元々の磁石による磁界には反発する力が働く。従って、外からトルクを加えてコイルを回し続ける為には、トルクを加え続けなければならない。変圧器の一次側にも発電機が使われているので、同様である。
その結果は、電気的仕事が、発電機に外部より与えられた機械的仕事に等しいと考えられてしまっている。
しかし、これらは、見掛け上現れるベクトル量を主として、見掛け上現れないベクトル量を従とした技術的思想によってもたらされる。
米国特許第４，２６０，９１４号明細書は、固定された永久磁石と鉄磁極片組立部品と直列に接続され、逆に巻かれた２つのコイルで、このコイルの動きの信号は加わるが、ノイズ信号は相殺される速度変換器を公開している。この発明における、コイルを滑らせて得られる様な電力に関しては、効率が悪くなる。
米国特許ＵＳ第６，２４６，５６１  Ｂ１号明細書は、電力変換等に使える永久磁石装置を公開している。磁路を構成するアーマチュアを動かして磁束を変動させる、この発明の方法ではコイルと鎖交する事無くこの磁路から漏れる磁束が多くなる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は誘導電流からの磁界の影響を最適にして、前記磁界を特に変圧器起電力が誘導される電源コイルに誘導される逆起電力を阻止するのに適する様にする新規な電力消費装置または電力消費方法を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  静的な閉路状の磁性芯材に密着させられる磁石からの第１の磁束によって、介される前記磁性芯材に分岐し前記磁性芯材を経由して形成される動的磁気回路の前記磁性芯材のそれぞれの枝路部分に巻かれる各電源コイル内に貫通させられる前記第１の磁束が、前記動的磁気回路が動的にされる事によって変動させられる貫通磁束変動工程と、各前記電源コイルに変圧器起電力が誘導されて、各前記電源コイルが、相互インダクタンスを負に、電磁的に結合される負電磁結合工程と、各前記電源コイルに流される誘導電流からの磁界がほぼ同じ大きさで互いに反対方向の第２の磁束を各前記電源コイル内に誘導し、各前記電源コイルに誘導される逆起電力がほぼ阻止される逆起電力阻止工程とを具備する方法又は装置によって、同じ大きさで互いに反対方向のベクトル量が加わると、見掛け上、現れないと言うベクトル量の性質が誘導電流からの磁束に応用され、複数のコイルに流される誘導電流からの逆起電力は誘導電流自身の磁気エネルギー丈で、ほぼ阻止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】  第１図はこの発明の電力消費装置の簡素な例を示している。
総括的に符号１００で示す電力消費装置は静的な閉路状の第１の磁性芯材１０と、前記磁性芯材１０に密着させられる磁石２０と、前記磁石２０からの第１の磁束３０によって、介される前記磁性芯材１０に分岐し、前記磁性芯材１０を経由して形成される動的磁気回路４０と、前記第１の磁束３０が分岐させられる前記磁性芯材１０のそれぞれの枝路部分５０に互いに相互インダクタンスを等しくされて電磁的に結合される電源コイル６０と、回転させられると、前記動的磁気回路４０を動的にし、前記第１の磁束３０が規則的に変動させられる形状の第２の磁性心材１４と、前記第２の磁性心材１４に嵌め合わされて、外部からのトルクを前記第２の磁性芯材１４に伝える働きをさせられる軸部８０から成り、これらの部材が保持され、前記軸部８０は回転可能に支持される。
第１図の電力消費装置は次の様に働く。
外部から前記軸部８０に一定のトルクが継続して加えられると、前記第２の磁性芯材１４も継続して一定の回転をさせられる。すると、前記動的磁気回路４０を通る前記第１の磁束３０が規則的に変動させられ、各前記電源コイル６０には前記第１の磁束３０の変化を妨げる方向に変圧器起電力９０が誘導される。この時、各前記第１の磁束３０は互いに遠ざかろうとする性質を有する為に、各前記電源コイル６０内を互いに反対方向に貫通している。従って、前記変圧器起電力９０も互いに反対方向に誘導され、各前記電源コイル６０同士の相互インダクタンスは負にされる。更に、好ましくは各電源コイル６０同士が接続される。同時に、導線２００を介して開閉器３００と負荷４００に接続され、誘導電流５００が流されると、各前記電源コイル６０に流される前記誘導電流５００からの磁界によって大きさが同じで、互いに反対方向の各第２の磁束３１が前記磁性芯材１０に閉路状に誘導される。すると、相互インダクタンスが負にされている為、各前記磁束３１からの相互インダクタンスによって前記誘導電流５００からの逆起電力がほぼ阻止される。言い換えると、前記誘導電流５００が流される前記電源コイル６０同士によって、他の前記電源コイル６０に誘導される前記誘導電流５００からの逆起電力が阻止される。
以下の変形例では、符号は変形部分以外はそのまま流用し、変形部分の新たな部材には新しく符号を付けて説明される。
第２図は誘導電流５００からの漏れ磁束を少なくする場合の例を示している。磁性芯材１０の替わりに中央脚７０を有する磁性芯材１２が用いられる。前記中央脚７０に磁石２０が密着させられる部分を挟んで電源コイル６０が上下に巻かれる。好ましくは、変圧器起電力９０同士は起電力が加わる方向に接続される。
コイルが中央脚に巻かれると、コイルからの磁束の漏れは減り、磁束の漏れは２脚に比べると無視出来る程に少なくなる。
第３図は磁石と磁性心材との間に生じるぎくしゃくとした回転が軽減される場合の例を示している。
第２図で示された例が二組用意され、磁性心材１４の替わりに磁石が用いられる。
一組目の第１の磁性芯材１２に密着させられる第１の磁石２０の磁界中で、前記第１の磁石２０と第２の磁石２２の間に吸引力が働きながら前記第２の磁石２２が軸係合部分８１と嵌め合わされて回転させられると同時に、二組目の第２の磁性芯材１２に密着させられる第３の磁石２０の磁界中で前記第３の磁石２０と第４の磁石２４の間に反発力が働きながら軸係合部分８１と嵌め合わされて回転させられる。回転が進むと吸引力は反発力に変わって働き始めるが、同時に、反発力は吸引力に変わって働き始めるので前記軸部８０には、吸引力と反発力の互いに反対方向のトルクが常に与えられる。従って、ぎくしゃくとした回転が軽減される。
尚、外部からのトルクを軸部８０又は軸係合部分８１に伝達するのに、軸以外の伝達要素を介して、変形しても良いし、磁気回路を逆起磁力によって動的にしても良く、前述の図は専ら解説の為のものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【発明の効果】
誘導電流からの複数の磁束群によって負の相互インダクタンスが電源コイルに働く構成としたので、電源コイルに誘導される逆起電力が誘導電流自身の磁気エネルギー丈で、ほぼ阻止される事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の最も簡素な実施例を示した説明図である。
【図２】  本発明で大電流が流される場合に、漏れ磁束を少なくする実施例を示した説明図である。
【図３】  本発明で、磁石と磁性心材との間に生じるぎくしゃくとした回転が軽減される例を示した説明図である。
【符号の説明】
１０    磁性芯材
１２    磁性芯材
１４    磁性心材
２０    磁石
２２    磁石
２４    磁石
３０    磁束
３１    磁束
４０    動的磁気回路
５０    枝路部分
６０    電源コイル
７０    中央脚
８０    軸部
８１    軸係合部分
９０    変圧器起電力
１００  総括的な符号
２００  導線
３００  開閉器
４００  負荷
５００  誘導電流
【図１】
2006254680.tif 000003
【図２】
2006254680.tif 000004
【図３】
2006254680.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月12日(2006.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静的な閉路状の磁性芯材と、
前記磁性芯材に密着させられる磁石と、
前記磁石からの磁束によって、介される前記磁性芯材の少なくとも一つ以上の枝路部分に分岐し、前記磁性芯材を経由して形成される動的磁気回路と、
相互インダクタンスが負にされる様に作用する前記磁束が分岐させられる前記枝路部分を含む前記磁性芯材の複数枝路部分に巻かれる複数コイルと、
電流が流される前記複数コイル同士で互いに他のコイルの逆起電力を阻止する様に作用する前記動的磁気回路が動的にされる手段とを具備する電力を消費する装置。
【請求項２】
静的な閉路状の磁性芯材に密着させられる磁石からの第１の磁束によって、介
される前記磁性芯材の少なくとも一つ以上の枝路部分を経由して形成される動的磁気回路の前記枝路部分に巻かれる電源コイル内に貫通させられる前記第１の磁束が、前記動的磁気回路が動的にされる事によって変動させられる貫通磁束変動工程と、
前記電源コイルに変圧器起電力が誘導されて、前記電源コイルが、相互インダクタンスを負に、電磁的に結合される負電磁結合工程と、
ほぼ同じ大きさで互いに反対方向の第２の磁束を前記電源コイル内に誘導し、前記電源コイルに誘導される逆起電力がほぼ阻止される逆起電力阻止工程とを具備する電力を消費する方法。  
【請求項３】
変圧器起電力が誘導される電力装置であって、閉じられた静的な磁性芯材に密着させられた磁石を動的にする事によって、前記磁性芯材に巻かれたコイルに誘導される変圧器起電力を具備する事を特徴とする電力装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器起電力が誘導される電力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンペールの法則では、電流が磁界を生み出し、アンペールの力においては、
電流を磁界中に置くと力が生まれる。ファラデーの電磁誘導法則では、磁石が作っ
た磁界の中にコイルを置き、コイルの端に電流計をつないで置き、この状態で、
磁石に力を加えて動かすと磁界が変化して電流が流れる。これらが電流と磁界と
力の関係である。
この応用として、発電機や変圧器がある。発電機に流される誘導電流は元々の
磁界の変化を打ち消す方向に流れるので、誘導電流によって生じる磁界と元々の
磁石による磁界には反発する力が働く。従って、外からトルクを加えてコイルを
回し続ける為には、トルクを加え続けなければならない。変圧器の一次側にも発
電機が使われているので、同様である。
その結果は、電気的仕事が、発電機に外部より与えられた機械的仕事に等しい
と考えられてしまっている。
しかし、これらは、見掛け上現れるベクトル量を主として、見掛け上現れない
ベクトル量を従とした技術的思想によってもたらされる。
【特許文献１】米国特許第４，２６０，９１４号
【特許文献２】米国特許ＵＳ第６，２４６，５６１Ｂ  １号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は誘導電流からの磁界の影響を最適にして、前記磁界を特に変圧器起電力が誘導される電源コイルに誘導される逆起電力を阻止するのに適する様にする新規な電力消費装置または電力消費方法を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
静的な閉路状の磁性芯材に密着させられる磁石からの第１の磁束によって、介
される前記磁性芯材の少なくとも一つ以上の枝路部分に分岐し前記磁性芯材を経由して形成される動的磁気回路と、前記動的磁気回路の前記磁性芯材の前記枝路部分に巻かれる電源コイル内に貫通させられる前記第１の磁束と、前記第１の磁束が、前記動的磁気回路が動的にされる事によって変動させられる貫通磁束変動工程と、前記電源コイルに変圧器起電力が誘導されて、前記電源コイルが、相互インダクタンスを負に電磁的に結合される負電磁結合工程と、ほぼ同じ大きさで互いに反対方向の第２の磁束を前記電源コイル内に誘導し、前記電源コイルに誘導される逆起電力がほぼ阻止される逆起電力阻止工程とを具備する方法および/または装置によって、同じ大きさで互いに反対方向のベクトル量が加わると、見掛け上、現れないと言うベクトル量の性質が応用され、誘導電流からの逆起電力は誘導電流自身の磁気エネルギー丈でほぼ阻止される。
【発明の効果】
【０００５】
誘導電流からの複数の磁束群によって負の相互インダクタンスが電源コイルに働く構成としたので、電源コイルに誘導される逆起電力が誘導電流自身の磁気エネルギー丈で、ほぼ阻止される事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
第１図はこの発明の電力消費装置の簡素な例を示している。
総括的に符号１００で示す電力消費装置は静的な閉路状の第１の磁性芯材１０
と、前記磁性芯材１０に密着させられる磁石２０と、前記磁石２０からの第１の
磁束３０によって、介される前記磁性芯材１０に分岐し、前記磁性芯材１０を経
由して形成される動的磁気回路４０と、前記第１の磁束３０が分岐させられる前
記磁性芯材１０のそれぞれの枝路部分５０に互いに相互インダクタンスを等しく
されて電磁的に結合される電源コイル６０と、回転させられると、前記動的磁気
回路４０を動的にし、前記第１の磁束３０が規則的に変動させられる形状の第２
の磁性芯材１４と、前記第２の磁性芯材１４に嵌め合わされて、外部からのトル
クを前記第２の磁性芯材１４に伝える働きをさせられる軸部８０から成り、これ
らの部材が保持され、前記軸部８０は回転可能に支持される。
第１図の電力消費装置は次の様に働く。
外部から前記軸部８０に一定のトルクが継続して加えられると、前記第２の磁
性芯材１４も継続して一定の回転をさせられる。すると、前記動的磁気回路４０
を通る前記第１の磁束３０が規則的に変動させられ、各前記電源コイル６０には
前記第１の磁束３０の変化を妨げる方向に変圧器起電力９０が誘導される。この
時、各前記第１の磁束３０は互いに遠ざかろうとする性質を有する為に、各前記
電源コイル６０内を互いに反対方向に貫通している。従って、前記変圧器起電力
９０も互いに反対方向に誘導され、各前記電源コイル６０同士の相互インダクタ
ンスは負にされる。更に、好ましくは各電源コイル６０同士が接続される。同時
に、導線２００を介して開閉器３００と負荷４００に接続され、誘導電流５００
が流されると、各前記電源コイル６０に流される前記誘導電流５００からの磁界
によって大きさが同じで、互いに反対方向の各第２の磁束３１が前記磁性芯材１
０に閉路状に誘導される。すると、相互インダクタンスが負にされている為、各
前記磁束３１からの相互インダクタンスによって前記誘導電流５００からの逆起
電力がほぼ阻止される。言い換えると、前記誘導電流５００が流される前記電源
コイル６０同士によって、他の前記電源コイル６０に誘導される前記誘導電流５
００からの逆起電力が阻止される。
以下の変形例では、符号は変形部分以外はそのまま流用し、変形部分の新たな
部材には新しく符号を付けて説明される。
第２図は誘導電流５００からの漏れ磁束を少なくする場合の例を示している。磁性芯材１０の替わりに中央脚７０を有する磁性芯材１２が用いられる。前記中央脚７０に磁石２０が密着させられる部分を挟んで電源コイル６０が上下に巻かれる。好ましくは、変圧器起電力９０同士は起電力が加わる方向に接続される。
コイルが中央脚に巻かれると、コイルからの磁束の漏れは減り、磁束の漏れは
２脚に比べると無視出来る程に少なくなる。
第３図は磁石と磁性芯材との間に生じるぎくしゃくとした回転が軽減される場合の例を示している。
第２図で示された例が二組用意され磁性芯材１４の替わりに磁石が用いられる。
一組目の第１の磁性芯材１２に密着させられる第１の磁石２０の磁界中で、前
記第１の磁石２０と第２の磁石２２の間に吸引力が働きながら前記第２の磁石２
２が軸係合部分８１と嵌め合わされて回転させられると同時に、二組目の第２の
磁性芯材１２に密着させられる第３の磁石２０の磁界中で前記第３の磁石２０と
第４の磁石２４の間に反発力が働きながら軸係合部分８１と嵌め合わされて回転
させられる。回転が進むと吸引力は反発力に変わって働き始めるが、同時に、反
発力は吸引力に変わって働き始めるので前記軸部８０には、吸引力と反発力の互
いに反対方向のトルクが常に与えられる。従って、ぎくしゃくとした回転が軽減
される。
尚、外部からのトルクを伝達するのに、複数の伝達要素を介して、変形しても良いし、磁気回路を逆起磁力によって動的にしても良く、前述の図は専ら解説の為のものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の簡素な実施例を示した説明図である。
【図２】本発明で大電流が流される場合に、漏れ磁束を少なくする実施例を示した説明図である。
【図３】本発明で、磁石と磁性芯材との間に生じるぎくしゃくとした回転が軽減される例を示した説明図である。
【符号の説明】
【０００８】
１０  磁性芯材
１２  磁性芯材
１４  磁性芯材
２０  磁石
２２  磁石
２４  磁石
３０  磁束
３１  磁束
４０  動的磁気回路
５０  枝路部分
６０  電源コイル
７０  中央脚
８０  軸部
８１  軸係合部分
９０  変圧器起電力
１００  総括的な符号
２００  導線
３００  開閉器
４００  負荷
５００  誘導電流