(57)【要約】  本発明は力および／または運動を発生する装置および方法に関する。磁界を利用して力および／または運動が発生されるもしくは力および／または運動のエネルギが蓄えられる。磁界は充電部および別々の巻線無しに磁界を発生する構造を含む充電電流回路（４）により発生される。充電電流回路（４）を使用して力および／または運動を生じる磁界を発生するか、あるいは力および／または運動が可変磁界を発生し、それにより誘起された電流が充電電流回路（４）の充電部へ伝導される。
2011520407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を利用して力および／または運動を発生する、あるいは力および／または運動のエネルギを蓄える装置であって、
前記装置は充電部、および別々の巻線無しに磁界を発生する構造を含む充電電流回路（４）を備え、磁気回路が前記力および／または運動を生じる前記磁界を発生し、あるいは前記力および／または運動が可変磁界を生じ、それにより誘起された電流は前記充電電流回路（４）の前記充電部へ伝導される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、
前記充電電流回路（４）の前記構造は前記磁界の磁力線を制御し、かつ／または前記磁界を強化し、さらに前記磁気回路の一部として作用するための材料を含んでいる、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置であって、
前記装置は電流を生じるように制御可能でありかつ電流を生じないように制御可能である前記材料の電極（９）を含み、電流を生じない時に前記電極（９）は前記磁気回路の一部として働くように適合できる、
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
前記いずれか一項記載の装置であって、
前記装置は車両のベアリング構造の一部として配置される、
ことを特徴とする装置。
【請求項５】
前記いずれか一項記載の装置であって、前記充電電流回路（４）の充電部の前記構造はバッテリ原理に従って配置される、
ことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置であって、
前記バッテリ原理は鉄バッテリ原理である、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置であって、
前記充電部はバイポーラ鉄−ニッケル電極を含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記いずれか一項記載の装置であって、前記充電電流回路（４）の前記充電部は燃料電池原理を利用するようにされている、
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
前記いずれか一項記載の装置であって、前記充電電流回路（４）の前記充電部の前記構造はスーパー・キャパシタ原理に従って配置される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記いずれか一項記載の装置であって、前記充電電流回路（４）は並列接続され、かつ／または巻き付けられた電極（９）を含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１−９のいずれか一項記載の装置であって、
前記充電電流回路（４）は順次積み重ねられた電極（９）を直列に含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記いずれか一項記載の装置であって、
前記装置は磁化エレメント（２３）を含み、前記充電電流回路（４）および前記磁化エレメント（２３）は互いに相対的に移動できる、
ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の装置であって、
前記充電電流回路（４）は少なくとも２つの層内に電極（９）を含み、前記電極（９）内を通過する前記電流は、前記充電電流回路（４）および前記磁化エレメントを互いに相対的に移動させるために、前記異なる電極（９）内を同方向に通過するように制御することができ、前記電流は、前記充電電流回路（４）および前記磁化エレメントの相互移動無しに前記充電電流回路（４）の前記電流を利用するために、前記異なる電極内を反対方向に通過するように制御することができる、
ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
力および／または運動を発生する、あるいは力および／または運動のエネルギを蓄える方法であって、前記方法は磁界を利用し、
充電部および、別々の巻線無しに磁界を発生する構造を含む充電電流回路（４）により磁界を発生し、それによって磁気回路（４）が前記力および／または運動を生じる前記磁界を発生するのに使用されるか、あるいは前記力および／または運動が可変磁界を生じ、それにより誘起された電流が充電電流回路（４）の前記充電部へ伝導される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、
前記充電電流回路（４）およびそれに接続された磁化エレメント（２３）を互いに相対的に移動させる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法であって、
前記充電電流回路（４）は少なくとも２つの層内に電極（９）を含み、前記充電電流回路（４）および磁化エレメント（２３）は前記異なる電極（９）内を通過する電流を同方向に通過するよう制御することにより互いに相対的に移動され、前記異なる電極（９）内を反対方向に通過するよう前記電流を制御することにより前記充電電流回路（４）および磁化エレメントの相互移動無しに前記充電電流回路（４）の前記電流を使用する、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁界を利用して力および／または運動を発生する、あるいは力および／または運動のエネルギを蓄える装置に関する。
【０００２】
本発明は力および／または運動を発生する、あるいは力および／または運動のエネルギを蓄える方法にも関連しており、この方法は磁界を利用する。
【背景技術】
【０００３】
典型的な電動機において、固定子および／または回転子は巻線を含んでいる。別々の電流源から巻線に電流が伝導されて、磁気回路を構成する巻線が磁界を発生し、それは電動機が力および／または運動を発生するために制御される。電流は電流源から巻線に伝導され、それはバッテリ、燃料電池または対応する電流源とすることができる。さらに、調速機、充電制御装置およびこれら全て間の配線が本装置内で必要である。本装置の総重量は極めて高くなり、さらに、そのコストに関して装置は割高なものとなる。さらに、各ユニット内で効果損失（ｅｆｆｅｃｔ  ｌｏｓｓｅｓ）が発生する。モータの重量の大部分は巻線に由来し、また、バッテリの重量の大部分は、たとえば、封止体（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）およびその留め具に由来する。
【０００４】
米国特許出願公開第２００７／０１８７９５２号は自転車の車輪に関連して電動機を開示している。解決手段において、固定すなわち非回転永久磁石がホイールハブに関連して配置される。巻線が永久磁石周りに回転配置される。電流が電流源から巻線に供給され、それは、たとえば、バッテリまたは太陽電池とすることができる。電流源は車輪と共に回転するように配置される。車輪を回転させる巻線により可変電界が発生される。この解決手段（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）は前記した部品および欠点を含んでいる、すなわち、多くの個別の部品があって、解決手段全体を極めて重いものとし、装置の取得コストは極めて高いものとなる。さらなる問題が効果損失および異なるユニット間の配線により構成される。
【０００５】
米国特許第５９２３１０６号は円筒中空固定子およびその外部に配置された円筒回転子を有するモータを開示している。燃料電池が中空固定子の中央に配置されている。別々の導体を有する燃料電池から固定子シリンダの外面上に配置された電流導体へ電流が伝導され、電流導体はモータ・トルクを発生する。
【０００６】
米国特許第５３４４６６４号は交流電気エネルギが運動エネルギとして回転している回転子内に一時的に蓄えられる解決手段を開示している。回転子の運動エネルギは従来の巻線を有するモータ原理により作り出される。同様に、回転している回転子のエネルギは交流電気に変換される。このような解決手段の応用は極めて限定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
力および／または運動を発生する、あるいは力および／または運動のエネルギを蓄えるための新しいタイプの方法および装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の装置は充電部、および別々の巻線無しに磁界を発生する構造を含む充電電流回路（ｃｈａｒｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を備え、磁気回路が力および／または運動を生じる磁界を発生し、あるいは力および／または運動が可変磁界を生じ、それにより誘起された電流が充電電流回路の充電部に伝導されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の方法は充電部、および別々の巻線無しに磁界を発生する構造を含む充電電流回路により磁界を発生し、磁気回路を使用して力および／または運動を生じる磁界を発生するか、あるいは力および／または運動が可変磁界を生じ、それにより誘起された電流が充電電流回路の充電部に伝導されることを特徴とする。
【００１０】
本発明のアイデアは本装置が充電部、および別々の巻線無しに磁界を発生する構造を含む充電電流回路を備えていることである。スイッチ・オンされると、充電電流回路は力および／または運動を生じる磁界を発生し、あるいは力および／または運動が可変磁界を発生し、それにより誘起された電流が充電電流回路の充電部に伝導される。装置内で、充電電流回路は磁界の強さが制御される位置において磁界を発生する。したがって、装置内で、充電電流回路は磁界を描く磁力線が充電電流回路を通過するように位置決めされ、そのような材料から作られる。したがって、それが配置される位置において、充電電流回路は磁界すなわち装置により要求される磁界を発生する。このように、充電電流回路により発生される電流は磁界を発生する別々の巻線に、たとえば、別々の導体により伝導される必要はない。したがって、１つのコンポーネント、すなわち、充電電流回路は少なくとも２つの機能、すなわち、電流発生または充電機能と磁界生成機能を有する。装置の構造は極めて単純であり、異なるユニットを接続する配線の数は減少することができ装置の総重量は比較的低くされる。装置の効率は良くすることができ、装置の製作コストは妥当である。重量減により消費エネルギも減少し、それは、たとえば、電気駆動車両および、特に、航空機においてたいへん重大なことである。
【００１１】
実施例のアイデアは、封止体またはその他の構造内の充電電流回路が磁界の磁力線を制御し、かつ／または磁界を強化し、さらに磁気回路の一部として作用するのに適した強磁性材料または他の材料を含むことである。このように、充電電流回路は、さらに、磁界を強化する機能を所有している。したがって、装置の総重量は前よりもさらに低くすることができる。さらに、充電電流回路は航空機や車両等の装置のベアリング構造の一部として作動することができ、解決手段の総重量および消費エネルギはさらに減少する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電動機の部分断面側面図を略示する図である。
【図２】充電電流回路を略示する図である。
【図３ａ】もう１つの充電電流回路を略示する図である。
【図３ｂ】もう１つの充電電流回路を略示する図である。
【図４】第３の充電電流回路を略示する図である。
【図５】図４の充電電流回路の詳細を略示する図である。
【図６】充電電流回路の等価回路を示す図である。
【図７】航空機の部分断面側面図を略示する図である。
【図８】折り畳んだ電極を略示する図である。
【図９】電源ユニットを略示する図である。
【図１０】充電電流回路実施例に適合させたロッド・バッテリを略示する図である。
【図１１】充電回路を略示する図である。
【図１２】斜め前から見たもう１つの電源ユニットを略示する図である。
【図１３】図１２の解決手段の部分断面側面図を略示する図である。
【図１４】アクチュエータの断面端面図を略示する図である。
【図１５】図１４のアクチュエータ充電電流回路の平面図を示す図である。
【図１６】電極の平面図を示す図である。
【図１７】図１６の電極の端面図を示す図である。
【図１８】円筒実施例の一部の断面端面図を略示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図に本発明がより詳細に記述される。図において、本発明のいくつかの実施例は判り易くするために単純化された方法で示される。図において、同じ部品は同じ参照番号で示される。
【００１４】
図１は電動機１を示している。電動機１は固定子２およびその内側に配置され固定子２に対して回転可能な回転子３を含んでいる。
【００１５】
固定子２は充電電流回路４により構成される。充電電流回路４は、スイッチ・オンされると、電磁界を誘起するようにされている。充電電流回路４の構造は、たとえば、図４および５に例示されたものと同様なものとすることができる。
【００１６】
回転子３はモジュール５により構成される。モジュール５の構造は固定子２を構成する充電電流回路４のそれと同様なものとすることができる。制御電流回路６を固定子２および回転子３の構造の一部として一体化することができる。充電電流回路４はその作用により回転子３が回転する電磁界を発生するように制御される。本発明の実施例は、確かに、電動機内で回転子および／または固定子の巻線および電流源が充電電流回路と置換される、すなわち、磁界を発生するのに電流源およびそれとは別個の巻線を必要とせず、充電電流回路がそのまま電流源として働いて力および／または運動を生じる電磁界を発生する、ものと記述することができる。回転子３を構成するモジュール５は従来の永久磁石解決手段またはモータ・エンジニアリングで既知の他の解決手段とすることもできる。
【００１７】
固定子２はフランジ７内に固定配置され、回転子３はシャフト８に接続される。シャフト８はフランジ７にベアリング・マウントされる。
【００１８】
図２は充電電流回路４の基本原理を示す。充電電流回路４は電極層９およびその間の電解質層１０を含んでいる。さらに、固体または多孔絶縁材料層を電極層間に配置することができ、それらを絶縁材料と呼ぶことができる。
【００１９】
略示されたスイッチ１１がオンとされると、図２に示す矢符に従って電流が通過し参照番号１２で示す磁界を誘起する。図３ａは巻付け構造（ｗｏｕｎｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する充電電流回路４を例示している。２つ以上の巻付け層（ｗｏｕｎｄ  ｌａｙｅｒ）を有することもある。図３ａは電流源への外部充電電流回路Ｕ０の結合をも示している。充電機能が電界を発生しないようにしたい時は、充電中に電極層９内を反対方向に通過するように電流を供給することができる。そうであれば、たとえば、図３ｂに例示された実施例を使用することができ、コネクタおよびスイッチ１１は電極９の両端に配置される。したがって、この実施例は４個のスイッチを含み、それらを制御することにより、異なる電極９内を所望する方向に電流を通すことができる。
【００２０】
図４および５は図１の解決手段において充電電流回路として使用できる構造を例示している。充電電流回路４はリング状に配置される。電極９は全周を巡って複数の層、したがって、強力な磁界を提供することができる。リング状充電電流回路の利点は電極９の端部を互いに接近して配置することができ、スイッチに対する長い巻線は必要とされないことである。
【００２１】
充電電流回路の封止体１５は、たとえば、ケイ素鋼板または他の適切な強磁性材料とすることができる。封止体１５はリングの内周を除いて充電電流回路の他方側で連続的であり、封止体はエポキシ樹脂１６または他の適切な絶縁材料により互いに分離されたストリップを含んでいる。封止体１５は磁気回路の一部を構成する。磁界の極はリングの内周上に交互する順序で配置される。図４および５において、磁界の極は符号ＮおよびＳにより例示されている。他の図においても、符号ＮおよびＳは磁界の極を例示している。
【００２２】
封止体１５は、たとえば、装置内での腐食を回避するために膜層により保護することができる。充電電流回路は周りに電極層が巻き付けられるフェライト・コアとすることもできる。
【００２３】
図６は充電電流回路の電気的モデルを示す。モデルは縦電極を有する解決手段を図示している。モデル内で、キャパシタＣ０は充電電流回路の充電部のキャパシタンスを表わし、抵抗Ｒｉは損失を表わし、インダクタンスＬは鉄を含む全体磁気回路を表わす。モデルは実体により発生されるインピーダンスを図示している。インピーダンスは均一に分布され本来送電線タイプであり、それは電流制御に関しても最も好ましい解決手段である。各電極の端部に半導体スイッチを設けることができ、それは所望する方法で制御することができる。最小限、電極の両端を一緒に接続するための１個のスイッチで十分であり、それにより電荷が放電開始する。回路のインダクタンスは高いため、スイッチがオンとされると、電流はインダクタンスにより制限される割合で増加し始め、スイッチがオンとされると、電流の経路が開く。しかしながら、この解決手段では、回路のインピーダンスが送電線タイプであるため、有害な逆誘起電圧は発生されない。いわゆるチョッパ制御を使用して、所望の電流および電力で所望の制御周波数および波長をモータに供給することができる。半導体スイッチを電流源に一体化することにより伝送損失は、必要ではないため、電力配線内に発生されることがない。電流回路の共振周波数も制御に使用することができ、最高効率が達成される。
【００２４】
図７は丸い航空機１３の平面図である。固定子ユニット２はリング状でありベアリング構造の不可欠な部分として働き、装置の重量を決定的に軽くする。送電は全周へ均一に分布されるため、小さい電力密度および軽量構造を使用することができる。固定子の充電電流回路４の制御は、達成される電界強度を別々に制御できるように複数の異なるブロックに分割することができる。固定子２間で回転子３が回転し、それは、たとえば、永久磁石を含むことができる。
【００２５】
回転子３の回転は、接触せずに浮動している固定子極２間で回転子リングが回転するように、電流帰還により制御することができる、すなわち、このケースではいわゆる磁石浮上が使用される。回転子ブレード１４は回転子リング３に固定される。装置は、また、風が回転子を回転させると、回転子リング３の磁極が固定子２の充電電流回路内に変化を生じるように回生的に動作することができる。この方法で、たとえば、極端に軽量のバッテリまたは燃料電池駆動航空機を製作することができ、それは僅かなエネルギしか消費せず充電は太陽または風力エネルギにより行うことができる。
【００２６】
充電電流回路の電流発生および／または充電特性はバッテリ、燃料電池、太陽電池、熱電対、パイルまたはスーパー・キャパシタ原理または２つ以上の技術の目的または組合せに適切な別の解決手段と類似のものとすることができる。典型的に、充電電流回路は電極層により構成され、それも長いストリップから製作することができる。典型的に、電解質層が電極層間に配置され、応用に応じて、充電部は複数の異なる層により構成することができる。電極層は巻付け構造等において平行とすることができ、あるいは、電極および他の必要な層は互いの上に積み重ねることができる。このケースでは、別々の電極層は実際には不要であるが、電流は異なる層間を通過し、こうして得られるエレメントはいわゆるバイポーラ層を介して直列に接続される。この技術は、たとえば、燃料電池内で一般的に使用され、その場合積み重ねられたエレメントの端子電圧は典型的に数１００Ｖであり、電流は数百または数千アンペアとなることがある。たとえエレメントが磁気回路内の一層だけから構成される場合でも、このような電流は最大起磁力を達成する。もう１つの方法は電極層をスプール上に巻き付けることであり、それらはより高いインダクタンスを発生することができる。好ましくは、最大インスタンスを発生するために、電流は両方の電極層内を同方向に通過する。モータの一部として一般的に使用される鉄材料は前記インダクタンスの一部として機能することができる。
【００２７】
図示するものの他に、充電電流回路の構造は、たとえば、同軸またはフラット・ケーブル・タイプとすることができ、それにより導電率の悪い層が外部ジャケットを構成してその上に絶縁層が配置され、必要な数の層が回転子および／または固定子の本体内に巻き付けられる。図８に示すように、電極層を折り畳んで隣接する磁気回路極を生成することができる。
【００２８】
回転子または固定子またはその両方を充電電流回路で構成することができる。同様に、回転子または固定子は、たとえば、永久磁石構造を有することができ、あるいは従来の電流回路で構成することができる。回転子ユニットおよび／または固定子はユニットは、たとえば、充電するために取り外し可能に配置することができる。
【００２９】
制御電流回路６は回転子および／または固定子と一体化することができる。所望により、制御電流回路６はワイヤレス制御することができる。
【００３０】
提示された解決手段において、非常に多くの異なるモータ原理を応用することができる。それゆえ、解決手段は、たとえば、従来の３相原理または、たとえば、リラクタンス・モータ原理で作動することができ、永久磁石は全く必要としない。充電電流回路４は回転する回転子内として、固定子を介して到来するワイヤレス信号または変調信号により制御されるようにすることができる。いくつかの並列回転子−固定子ユニットがあって、モータの極数および／または電力を増加できるようにすることができる。
【００３１】
固定子および回転子は共に対応するタイプの構造を有する充電電流回路により構成して、充電量が装置の重量に関して最大化されるようにすることができ、全ての構造モジュールは、好ましくは、互いに類似している。モータ全体も充電するために取り外し可能にすることができる。回転子の質量はフライホイールとして利用することもできる。したがって、構成された充電電流回路およびモジュールも充電するために取り外し可能にすることができ、それらは別々に制御可能なブロックにより構成することができる。
【００３２】
固定子構造は、たとえば、ケイ素鋼板から製作することができる。この構造において、鉄を使用することができ、あるいは、鉄の代わりにフェライト複合材料を使用することができる。この解決手段は、回転子内で渦電流原理が適用されかつ回転子が、たとえば、アルミニウムでできている、いわゆるアイアンレス・モータ応用にもよく適している。固定子内で空芯充電コイルを使用することもできる。
【００３３】
高い極数が使用される時は、高周波数を使用することができ、それによりいわゆるアイアンレス・解決手段においても良い効率が達成され、装置を非常に軽量とする。アルミニウム回転子にはアパーチャを設けることもでき、それをさらに軽量とする。鉄材料が使用される時は、制御周波数は数キロヘルツとすることができる。モータは回転構造を有することができ、あるいは提示された解決手段を構造解決手段としてリニアモータに応用することができる。
【００３４】
図９はいわゆるロッド・バッテリ１７を充電電流回路として適用することができる電源ユニットを示し、そこから数百アンペアの電流パルスを得ることができる。ロッド・バッテリ１７を直列に配置して、より高い電圧を得るのは容易である。ロッド・バッテリ１７は固定子構造２内の電流回路を構成し、スイッチＫを閉じることにより、たとえば、永久磁石を備えた回転子３を制御するための３相制御を生じることができる。
【００３５】
回転子３は相互の位相整合を保持するために互いにコグ・ホイールと同期させることができる。提示された解決手段により、たとえば、電気自動車内で利用できる比較的低くかつ効率的な電源ユニットが達成される。この電源ユニットは、たとえば、自動車の後端に配置することができる。このようにして、電流源がモータの一部として一体化されて所要磁界を発生すると、極端に効率的で単純な自動車用電源ユニットを作成することができ、重量およびコストは著しく節減できる。
【００３６】
図１０は充電電流回路で使用するように適合されたロッド・バッテリ１７の構造を示す。陽極１８および陰極１９の電極層はバッテリの端部で接続されており、そのためバッテリが放電される時に電流はその中を同じ方向に通過し、図９に示すように、周囲の強磁性材料内に強力な磁界を発生することができる。強磁性構造２０は、たとえば、強磁性複合体とすることができる。固定子構造２にカバー部２１を設けることができ、それにより固定子構造のカバー部２１を開いてバッテリを交換することができる。
【００３７】
充電電流回路の充電部も回生充電および装荷（ｌｏａｄ）することができる。このケース、たとえば、モータ応用において、回転子の磁極は固定子回路を介して充電電流回路の電極内に交流電圧を誘起し、この電圧は整流して充電電流回路の電荷として蓄えることができる。図１１は電流回路を示し、誘起電流の正の半波は、スイッチＫ２が閉じる時に、ダイオードＤ１を介してインダクタンスＬ２へ流入する。スイッチＫ２が開かれて、インダクタンスの電荷は充電部の電荷として転送される。同様に、負の半サイクル中に、スイッチＫ１が制御される。スイッチＫ１およびＫ２はチョッパ原理により制御することができ、充電部に発生した電力は、たとえば、モータを制動するために制御された方法で調整することができる。充電電流は電極層内を反対方向に通過し、そのため磁界を発生しない。
【００３８】
本発明において、いわゆる鉄電池の原理を適用することが望ましく、それにより陽極として作動する鉄は磁気回路の一部としても作動する。陽極としては、たとえば、ニッケル、銅、銀、またはアルミニウムを使用することができる。鉄電池の原理を適用する例は図１２および１３について提示される。
【００３９】
図１２および１３は相互接続された鉄−ニッケル板（Ｆｅ，Ｎｉ）により構成された固定子セクタ２を示し、それは陽極と陰極の両方を構成し、同時にいわゆるバイポーラ電極として作動し、それらは直列に積み重ねることができ、電解質層（ＥＩ）がその間に配置される。ニッケルおよび鉄は共に強磁性材料であり、その中を磁界も通過することができ、他の強磁性材料は必ずしも必要ではない。電解質層は電極層間にあり、その構造は保護層内に封止される。
【００４０】
ニッケル−メタル・ハイブリッド・バッテリまたは他の対応するバッテリまたは燃料電池構造の構造原理を適用することもでき、それらは強磁性材料を含んでいる。電極層は直列または並列に配置することができる。
【００４１】
図１２および１３はバッテリ固定子２を示し、その間で回転子３が回転する。発生される磁界を制御するためのギャップ２２が固定子２内に設けられている。鉄板から作られる従来のモータに比べ、装置の重量は、バッテリ機能を含めて、従来の解決手段におけるモータだけの重量とほぼ同じである。多孔電極構造を使用することにより、装置の重量、電力、充電量および価格は用途に適切なものとなるように最適化することができる。磁界は、たとえば、多層制御において隣接充電モジュール中を通過することもできる。鉄材料を永久磁化して主磁界を達成することもできる。
【００４２】
いわゆる鉄電池に基づくモータの重要な利点はバッテリ電流回路が装置の全動作寿命を非常に良く持続させて、バッテリ交換を必要としないことである。本発明において、既知のバッテリ技術をそのままあるいは幾分変更して適用することができる。用途に対して前よりも一層適切な新しい解決手段を開発することもできる。
【００４３】
電流源として、光電および／または熱電エレメントをそのままあるいは充電電流回路と一緒に適用することもできる。
【００４４】
１つの解決手段は充電電流回路およびそれに接続された磁化エレメントを含むことができる。このような解決手段は、たとえば、携帯電話に接続して、振動呼出し警報を意味することがあるアクチュエータ機能を生成することができる。この機能は異なる電極内を同方向に通過するように電流を導いて達成され、充電電流回路および磁化エレメントは互いに相対的に移動するようにされる。そうであれば、たとえば、充電電流回路は正しい位置に留まり磁化エレメントが移動することができ、逆の場合も同じである。
【００４５】
さらに、外部加速の作用により、充電電流回路および磁化エレメントは互いに対して移動するようにすることができ、誘起電流および電圧は充電電流回路の充電部の電荷として転送することができる。このように、たとえば、携帯電話の揺れまたは他の運動を、バッテリ等の、その充電部を充電するのに利用することができる。電流源の電荷が放電される時あるいはその電流が装置の他の機能のために使用される時は、電流は異なる電極内を反対方向に通過するように案内され、アクチュエータ機能は生成されない。
【００４６】
図３ｂの充電電流回路４に関連して永久磁石が磁化エレメント２３として配置されるような、アクチュエータ機能の単純な実例を提示することができる。スイッチ１１により電流が異なる電極９内を同方向に通過するように案内されると、磁界が発生され、それは永久磁石を、電流の方向に応じて、矢符Ａ方向または矢符Ａとは反対方向に移動させる。図３ｂの状況において、電流が異なる電極９内を反対方向に通過する時は、磁界は発生されず、永久磁石および充電電流回路４は互いに相対的に移動しない。
【００４７】
アクチュエータは図１４にも示されている。図１４の解決手段において、充電電流回路４の外側にケーシングが配置されており、このケーシングは磁化エレメント２３として働く。ケーシングおよび充電電流回路４は可撓性コーナ・ピース２４と相互接続されている。したがって、充電電流回路４およびケーシング２３は互いに相対的に移動することができる。図１５は充電電流回路４の電極の構造を例示している。電流が電極９内を通過するときは、図１４に例示するように充電電流回路４内に磁極が発生される。対応する位置において、ケーシング２３は永久磁石極を含んでおり、それらは充電電流回路４の電極層９により構成された磁界との磁気結合を構成する。電極９は図１５とは異なるように、たとえば、螺旋を構成するように設計することもできる。そうであれば、電極のインダクタンスは図１５に示す実施例の場合よりも高くなる。
【００４８】
図１６および１７は鉄−ニッケル・バッテリ原理の実施例を示す。図１６は電極の平面図を示し、図１７はその端部から見た同じ電極を示す。
【００４９】
電極の基本的材料は鉄とすることができる。正電極は最初にニッケル・コーティングされ、次に、焼結ニッケル粉でライニングされる。負の鉄電極は焼結鉄粉でライニングされる。電極層は電解質がそれに吸収される強磁性、多孔質および絶縁性の、たとえば、いわゆるフェライト粉から製作することができる。
【００５０】
図１６は解決手段の動作原理を示し、それに従って電流は最初に一対の電極を利用して一方向に通過し、次に、もう一対の電極を利用して戻るように制御され、制御されない少なくとも一対の電極が電極対間に残るようにされる。このように、制御されない一対の電極内を電流は通過しない。図１７は制御される一対の電極により発生される磁界を例示している。したがって、磁界は制御されない一対の電極内を通過する。このように、充電電流回路構造は磁気回路としても働き、別々の強磁性磁気回路部は固定子内で全く必要とされない。したがって、装置は著しく単純化かつ軽量化される。
【００５１】
図１８は円筒状実施例の一部の断面端面図を示し、充電電流回路の構造は図１６および１７に例示されたものと同様である。回転子３は永久磁石極を含んでいる。回転子３は、たとえば、中空スチールドラム２４により構成することができ、その周りに永久磁石が配置される。
【００５２】
原則的に、装置は一種だけのコンポーネント、すなわち、充電電流回路により構成することができ、したがって、装置は２つ以上の類似コンポーネントを原則的に含んでいる。充電電流回路は回転子および固定子として働くことができ、たとえば、充電電流回路は間に小さなエアギャップが残るように重ね合わせて配置された環状ディスクであり、１つおきのコンポーネントが常に回転子として働き１つおきのコンポーネントが固定子として働く構造が許される。そうであれば、たとえば、回転子ディスクはシャフトと相互接続することができ、固定子ディスクはフレームまたはケーシングに接続することができる。
【００５３】
いくつかのケースでは、本出願において提示された機能は、他の機能とは無関係に、そのまま使用することができる。所望により、本出願において提示された機能を結合して異なる組合せを提供することができる。
【００５４】
図面および関係する説明は本発明のアイデアを例示することだけを目的としている。本発明の詳細は特許請求の範囲内で変動することがある。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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【国際調査報告】
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