(57)【要約】【課題】発電装置を揺動又は振動、又は回転させ、内部の永久磁石をリング状通路内を回転運動させるだけで、連続的な高い発電出力を得、且つ長寿命な装置を低コストで実現することを目的としている。特に、自転車の車輪のスポーク等に取り付けた場合、屋外でもメンテナンスの必要がなく、長期間に渡って、車輪を回転させるだけで自己発電する構造と製造方法を提供しようとするものである。。【解決手段】外周に金属線１０２をコイル状に巻きつけた曲率を有する中空筒１０１を配置して、中空のリング状通路を有する筐体を構成し、リング状通路内に、永久磁石１０４を回転運動可能な状態で封入する。永久磁石は、複数個封入する場合には互いに反発するようにする。また筐体を構成した後、全体を樹脂やゴムやガラスでコーティングして一体化構造とする。【選択図】図１
2008092756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に金属線をコイル状に巻きつけた曲率を有する中空筒を配置して、中空のリング状通路を有する筐体を構成し、前記リング状通路内に、永久磁石を運動可能な状態で封入したことを特徴とする回転発電機。
【請求項２】
外周に金属線をコイル状に巻きつけた、曲率を有する複数の中空筒を配置して、中空のリング状通路を有する筐体を構成し、永久磁石を複数個、互いに反発するように前記リング状通路に配置し、それぞれの前記永久磁石が、前記リング状通路内を円運動もしくは円弧運動することを特徴とする回転発電機。
【請求項３】
前記リング状通路の断面は矩形もしくは円形もしくは楕円形状であり、内部に配置した前記永久磁石が前記リング状通路の内壁面に拘束されかつ、回転移動が可能であることを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の回転発電機
【請求項４】
外周に金属線をコイル状に巻きつけた曲率を有する複数の前記中空筒を配置して、リング状通路を有する筐体を構成し、前記リング状通路に、前記金属線コイルと同数の互いに反発する永久磁石を複数個封入したことを特徴とする回転発電機
【請求項５】
前記複数の永久磁石が前記リング状通路内を回転する際に、前記金属線を帯状の幅でコイル状に巻いた部分の各前記永久磁石の通過がほぼ同期して行われることを特徴とする請求項から請求項４のいずれかに記載の回転発電機
【請求項６】
前記永久磁石が、円盤形状であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の回転発電機
【請求項７】
前記円盤形状の永久磁石の表裏をＮとＳに着磁し、複数の前記永久磁石を封入する場合は、磁界を同方向とし、互いに反発するように前記リング状通路に封入されていることを特徴とする請求項６に記載の回転発電機
【請求項８】
前記永久磁石の断面と曲率は、前記リング状通路の断面と曲率にほぼ相似であり、前記永久磁石は円弧形状の中実体であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の回転発電機
【請求項９】
前記円弧中実体の永久磁石の長手方向をＮとＳに着磁し、１個もしくは偶数個を前記リング状通路内に封入していることを特徴とする請求項８に記載の回転発電機
【請求項１０】
前記筐体全体が樹脂、ゴムもしくはガラス材料によって被覆されて一体化されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の回転発電機
【請求項１１】
長手方向に曲率を有する断面の湾曲した非磁性成形体を接合して、中空の筒を形成し、前記中空の筒の周囲に金属線をコイル状に巻き付けて中空筒部品となし、前記中空筒部品を配置すると共に永久磁石を挿入して、前記永久磁石が封入された中空のリング状通路を形成し、前記永久磁石が回転移動可能な中空のリング状通路を有する筐体となしたことを特徴とする回転発電機の製造方法
【請求項１２】
長手方向に曲率を有する中空の押し出し加工された非磁性成形体の周囲に金属線をコイル状に巻き付けて中空筒部品となし、前記中空筒部品を配置すると共に永久磁石を挿入して、前記永久磁石が封入された中空のリング状通路を形成し、前記永久磁石が回転移動可能な中空のリング状通路を有する筐体となしたことを特徴とする回転発電機の製造方法
【請求項１３】
前記非磁性の成形体は、前記リング状通路の断面が矩形もしくは円形もしくは楕円形状となる様に成型されていることを特徴とする請求項１１もしくは請求項１２に記載の回転発電機の製造方法
【請求項１４】
前記永久磁石が互いに反発しあう状態で、複数の前記永久磁石を前記リング状通路に挿入することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の回転発電機の製造方法
【請求項１５】
前記中空筒部品を配置して、前記筐体を形成した後に、樹脂、ゴムもしくはガラス材料を前記筐体全体にディッピングもしくはモールディング被覆したことを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の回転発電機の製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石とコイルとからなる発電機に関し、特に発電機そのものを回転、揺動、振動させることによって電力を発生する装置とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
夜間に自転車で道路を走行する場合、照明として進行方向を照らすためのヘッドライトが義務づけられているが、交差点等で自転車が自動車前方を横切る際に、自動車が自転車を十分認識できず、衝突する場合がある。それ故、最近では、車輪のスポークに反射板を取り付けているものが多いが、遠方からの認識性は高くなく、より認識性が良い側方照明が必要と考えられる。
【０００３】
しかしながら、この反射板に替わるものとして、明るく点灯するＬＥＤ等を回転するスポーク等に取り付けて利用しようとすると、電力の供給が難しく、電池と一体型のものを用いざるを得ない。しかし、電池を用いたこの様な照明は、初期コスト、ランニングコストの両面から比較的高くつき、維持管理も必要なことから多くの人が容易に利用できるものにはならないのではないかと思われる。そのため、屋外で利用でき、低コストで、維持管理が不要な、長寿命の自転車のスポーク等に取り付けて用いることのできる簡易な発電機が必要とされている。
【０００４】
従来、装置内部に発電する仕組みを構成し、稼働する機器に取り付けて、自己発電させ、照明等を行う装置は幾つか提案されて来た。例えば特許文献１では、自動車用のタイヤホイールに発電装置を取り付けた構造をタイヤホイールセンターキャップとして開示している。このタイヤホイールセンターキャップは、自動車の走行時にタイヤホイールの中心部の固定子に取り付けた永久磁石が回転し、シャフトにフリーに取り付けた発電用コイルが自重で回転しないことを利用して、磁石とコイルの遠近動作を繰り返すことで起電力を発生させ、発光ダイオードを光らせることを特徴としている。
【０００５】
しかしながらこの様な装置は、その構成上から見て、永久磁石は必ず回転する軸の周囲を回らなければならず、軸から離れた場所にこの装置を取り付けることは難しい。また、装置自身も、かなり大がかりな構成となるため、重量も大きくなり、低コストでつくることは困難ではないかと思われる。
【０００６】
また特許文献２では、偏心錘を回転もしくは揺動させることで、永久磁石とコアの周囲に細い銅線を多数回巻いたコイルを相対的に運動させて、誘導起電力を得る構造を開示している。この種の自己発電方法は幾つか既に提案されているが、この様な方法を用いることで、自動巻腕時計と同様に偏心錘が揺動しさえすれば起電力が生じる。しかしながら、磁束を集中させるために、永久磁石近傍に配したコイルがコアの周りに銅線を巻いた構造としているため、コアと永久磁石が互いに強く引き合うので、発電させるためには大きな初期駆動力を必要とする。そのため、この様な方式では、発電効率が悪く、出力が小さいのが課題となる。
【０００７】
一般的に、永久磁石の周囲に銅線をコイル状に巻き、永久磁石またはコイルを動かすことによって起電力を得る方法が最も簡易な方法であり、比較的効率良く起電力が得られる。
【０００８】
図１０は、現在実施されている、往復直線運動によって発電する手動発電機を説明するための基本構成図である。図１０において、１００１は中空の円柱筒であり、透明なアクリルで形成されている。この円柱筒の内部には、永久磁石１００３が上下運動可能な状態で、挿入されている。また円柱筒１００１の周りには銅線１００２がコイル状に巻かれており、本手動発電機を上下に振ることで、磁石が上下し起電力が出力端子１００４から生じる。
【０００９】
しかしながら、この様な構造で発電する場合、断続的な往復運動の繰り返しでの発電は可能であっても、連続的な動作による発電はできなかった。また、発電の休止期間が存在するため、連続的に発電する場合と比較して、出力損失が大きく、効率的な発電は困難であった。特許文献３や特許文献４には、往復直線運動によって発電するこの様な方法が開示されている。
【００１０】
この様な原理に基づく構造の発電ライトは既に、米国のＡｐｐｌｉｅｄ  Ｉｎｎｏｖｅｔｉｖｅ  Technologies社が商標ＮｉｇｈｔＳｔａｒとして販売しており、上下に振動させる運動によってのみ、適度な出力が得られることから、手動発電方式の懐中電灯用途として用いられている。しかしながら、出力がそれほど大きく取れない為に、それ以外の応用展開はなされていないのが実情である。
【００１１】
また、特許文献５では、非磁性材料からなる凹面ガイド上を自在に転動する永久磁石と、該永久磁石の磁束を横切る位置に電磁誘導コイルを配置して、振動、揺動を利用して永久磁石の磁束を周期的に変化させることにより電磁誘導を誘起させて発電する振動発電機を提案している。しかしながら、この特許文献５では、銅線を巻いたコイルをガイド側面に貼り付ける構成であり、運動によって、リング状の通路外壁に巻いたコイル中を永久磁石を回転移動させて連続的に起電力を得る方法を開示していない。ただ、構成例として永久磁石が揺動運動する時にのみ、永久磁石周囲にコイルを全体に渡って巻く構成を開示しているが、この構造では、永久磁石を連続的に回転運動させ、発電を行うことは困難である。また、永久磁石がコイルからの出入りがない為、出力はほとんど得られないという技術的な問題も残っている。
【００１２】
現在までに、円周運動により連続的に起電力を得る方法は提案されてきていない。往復運動の発電方式から、円周回転運動の発電方式を構想することは一見容易に見えるが、製造的な観点から見ても、回転移動する永久磁石の周囲に銅線をコイル状に巻くことは非常にコスト高になり、実用化が困難であることは推測でき、実際的でないと見られて来たのだと考えられる。そのため、従来は往復運動の発電方式のみが実用化されてきたのであるが、連続的に起電力を得ることができ、かつ保守管理やランニングコストを必要としないより効率的な回転発電装置は、その応用範囲から見ても、低コストで製造できさえすれば、待ち望まれる技術であった。
【特許文献１】特開２００４−２２４１８８号公報
【特許文献２】特開 ２００５−１９８３７１号公報
【特許文献３】特開２００２−０９５２３７号公報
【特許文献４】特開２００２−３７４６６１号公報
【特許文献５】特開 ２００４−１２９４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の様な状況に鑑みてなされたものであり、発電装置を揺動又は振動、又は回転させ、内部の永久磁石をリング状通路内を回転運動させるだけで、連続的な高い発電出力を得、且つ長寿命な装置を低コストで実現することを目的としている。特に、自転車の車輪のスポーク等に取り付け、屋外でもメンテナンスの必要がなく、長期間に渡って、車輪を回転させるだけで自己発電する構造と製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような目的を達成するために、本発明の回転発電機は、外周に金属線をコイル状に巻きつけた曲率を有する中空筒を配置して、中空のリング状通路を有する筐体を構成し、リング状通路内に、永久磁石を運動可能な状態で封入したものであり、永久磁石を複数配置する場合には、互いに反発するようにすることを手段としている。
【００１５】
筐体を揺動させ、或いは振動させまた或いは回転させると、永久磁石がリング状通路を回転運動する。特に、磁界方向を同じにした複数の永久磁石が封入されている場合には、各々の永久磁石は、互いに反発しあって、適当な距離を置きながら回転する。この永久磁石として、円盤形状のものを採用した場合には、表裏をＮとＳに着磁し、リング状通路で同じ向きになるように封入する。また、リング状通路の断面および曲率とほぼ相似な中実円弧体形状の永久磁石を用いる場合には、表裏をＮとＳに着磁するか、長手方向でＮＳに着磁することができる。ただ、中実円弧体形状の永久磁石に長手方向でＮＳに着磁する場合には、封入数を１つ、もしくは互いに反発させるべく偶数個とすることを手段とする必要がある。
【００１６】
このリング状通路は、各場所での断面が、概略同じ大きさの矩形もしくは円形もしくは楕円形状であり、内部に封入する永久磁石が回転移動可能になっており、永久磁石は、表裏反転や相対的な位置関係が大きく変化するすることがないように、リング状通路の内壁により、拘束する手段を用いている。
【００１７】
また、金属線がコイル状に巻き付けられた中空筒を複数個用いて連結させた筐体では、この金属線コイルもしくは中空筒と同数の永久磁石が、リング状通路に挿入するのが最適であり、これらの永久磁石が、リング状通路内を回転移動する際に、帯状になった金属線コイル部を通過するタイミングがほぼ一致するように構成することを手段とする。この様に構成することで、それぞれの永久磁石が、金属線コイル内を通過する際に発生する起電力を加算する場合、相互干渉による減衰を最小限に抑えることができる。
【００１８】
リング状通路を有する筐体は、樹脂やゴムあるいはガラスを被覆して一体化されており、雨水、湿気等が金属線間やリング状通路に入り込まない様にすると共に、振動に強くかつ耐久性のある構造を形成することを手段としている。
【００１９】
中空筒に関しては、２分割した構造のものを、樹脂や非磁性金属によって成形加工し、互いに接合して、その上に金属線をコイル状に巻く方法と、樹脂や非磁性金属を押し出し加工して一体形成し、その上に金属線をコイル状に巻く方法を用いる。この中空筒は円弧状のリングスペーサを挿入するか、そのまま複数個接合してリング状通路を形成する構成とするが、複数の永久磁石を挿入した後、筐体全体を樹脂、ゴム、ガラス等によってディッピングコートもしくは、モールディング被覆し、一体化構造とする製造手段も用いるのである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の回転発電機は、金属線をコイル状に巻きつけた中空筒を配置して、中空のリング状通路を持つ筐体とし、中空リング状通路内に、永久磁石を運動可能な状態で封入しているため、自転車等のスポークに取り付けると、車輪の回転時に連続的に起電力を発生させることができ、しかも、コイル内を永久磁石を移動する構成であるために、非常に発電効率が高い。
【００２１】
また通常、本発明の様なリング状の構成のものに、コイルを巻く作業は、時間がかかる困難な作業であるため、価格的に非常に高コストになるのであるが、本発明では、金属線を巻き付ける部分だけを分割して作製し、その後、リング状に組み合わせる、最終的に一体になる構造を取っているので、非常に低コストに製作できる。
【００２２】
またこの回転発電機は、組み上げた後、筐体に樹脂、ゴム、ガラス等をディッピングコートもしくは、モールディングして一体化構造としているため、屋外で使用しても、水分等が浸入することがなく、非常に長寿命かつ堅牢である。
【００２３】
出力に関しても、本発明では、リング状の通路に巻いた帯状の金属線コイルを複数設け、その内部を永久磁石が通過する構造とし、またこの金属線コイルもしくは中空筒と同数の永久磁石を通路内に封入しているので、各永久磁石がほぼ同じタイミングで、帯状のコイル内を通過する。それ故に、それぞれのコイルで生じた起電力を電気的に接続することによって、出力を増強することができ、非常に大きな出力が得られる。
【００２４】
この様に、本発明を実施することによって、メンテナンスが不要で、かつ発電効率が高く、出力の大きい回転発電機を、低コストで製造できるという非常に有効な実用性に富んだ効果を得ることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の回転発電機は、外周に金属線をコイル状に巻きつけた曲率を有する中空筒を部分的に組み込んで、中空のリング状通路を有する筐体を構成し、リング状通路内に、永久磁石を運動可能な状態で封入して回転移動させるものであり、以下具体的な構成を上げて、実施例にて発明を開示する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の回転発電機の第１番目の実施例であり、回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。図1において、中空筒１０１には、表面を絶縁被覆した銅線１０２が複数回コイル状に巻きつけられており、リングスペーサ１０３と接合部１０６および接合部１０７で段差のないように連結されている。内部には円盤状の永久磁石１０４が、表裏をＮとＳに着磁して挿入されている。この永久磁石１０４は、リングスペーサ１０３と中空筒１０１によって形成されたリング状通路の内壁に拘束されており、本発明の回転発電機を振動、揺動もしくは回転させることによって、リング状通路内を自転しながら回転運動し、起電力を発生する。この起電力は出力端子１０８から外部に引き出される。このリング状通路及び銅線１０２は樹脂１０５によってモールディング被覆されている。この樹脂モールディングは、予め成型された樹脂型に被覆対象物を設置し、樹脂を流し込んで、樹脂の一体物とする方法であるが、ディッピング法にて表面を樹脂コーティングし、一体化構造としても良い。
【００２７】
図２は本発明の回転発電機の斜視図である。図２において、中空筒１０１には、銅線１０２（図中には表示されていない）が複数回コイル状に巻きつけられたのち、出力端子１０８に接続されている。この中空筒１０１は、永久磁石１０４（図中には表示されていない）を挿入した後、接合部１０６および接合部１０７でリングスペーサ１０３と接合し、全体を樹脂１０５によって被覆して、一体構造とされている。
【００２８】
図３（ａ）は、本発明の、樹脂コーティングする前の、銅線をコイル状に巻いた中空筒と、内部に挿入することが可能な２種類の永久磁石（ｂ）、（ｃ）を示したものである。図３（ａ）において、図１と同じ部品は同じ番号を用いている。中空筒１０１にはエナメル被覆した銅線１０２が、多数回コイル状に巻き付けられている。この中空筒１０１の内部は矩形の通路３０１になっており、この内部に円盤形永久磁石１０４を挿入する。中空筒１０１の端部は、互いに接合し易いように雄差し込み３０２と雌差し込み３０１となっており、互いに差し込んで、中空のリング状通路を形成できるようになっている。この場合、図１に示した様なリングスペーサを用いてもよいが、複数個の中空筒のみでリング状通路を構成してもよい。
【００２９】
また、図１では永久磁石として円盤形状（ｂ）１０４のものを用いた例を示しているが、断面が矩形の円弧中実体の永久磁石３０４を挿入しても良い。この円弧中実体の永久磁石３０４は、断面が、矩形の通路３０１断面と相似形状になっており、曲率も中空筒１０１とほぼ同じに作られている。着磁は表裏をＮとＳにしても良いし、長手方向にＮとＳに着磁しても良い。ただ、長手方向にＮＳ着磁した円弧中実体を、複数個リング状通路に挿入する際には、互いに吸着することを避ける為に、偶数個とする必要がある。
【００３０】
図４は、銅線を巻き付ける前の中空筒の分解図である。樹脂もしくは非磁性体の金属を材料とし、分割された溝形構造を用いている。上形４０２、下形４０１を互いに接合して、中空筒１０１を形成する。端部は合わせしろ４０３を形成すると、組み立てが容易になる。本実施例では、合わせしろ４０３を内外の段差構造として設け、リング状通路を形成する際の差し込み部４０４と４０７も設けている。
【００３１】
本実施例の回転発電機は、発電機自体を回転させることによって、リング状の通路内部に挿入された永久磁石を、リング状通路で回転運動させ、銅線を巻いた中空筒を通過する際に、電力を発生する様に構成したものである。特に、本発明の回転発電機は、リング状通路の中心と、回転発電機の回転中心が異なっても、また振動や揺動によっても、内部に設置した永久磁石が回転し、効率的な発電をなすものであり、自転車の車輪のスポーク等に取り付けることによって出力が得られるという特徴を有している。
【００３２】
以上の様に、本発明の実施例１を実施することによって、非常に簡単な構造で、効率良く回転物から連続的に電力を取り出すことが可能になる。また、構造が簡単であるために、製造コストも安価であり、量産性が高い。その上、全体を樹脂やゴムやガラスによって被覆し、一体化構造としているため、構造的に堅牢であり、屋外に設置しても水分等の浸入がなく、寿命が長いという効果も実現することができるものである。
【実施例２】
【００３３】
図５は、本発明による回転発電機の第２の実施例であり、銅線をコイル状に巻いた中空筒のみを示したものである。図５において、中空筒５０２は一体物の非磁性のステンレスで形成され、その周囲には絶縁被覆した銅線５０１をコイル状に巻いている。この銅線５０１をコイル状にまいた中空筒５０２は、互いにハンダ等で接合し、リング状通路を有する筐体を構成する。このリング状通路には、断面が円の円弧中実体の磁石が挿入されている。本実施例では、銅線は接着剤でステンレス製の中空筒外壁に固定されて、筐体として一体化されている。この円弧中実体である永久磁石５０３の曲率は、中空筒５０２の曲率と概略等しく、リング状通路にこの永久磁石５０３を封入した際に、大変良好な回転移動が可能である。
【００３４】
本実施例では、実施例１の効果のうちで、特に材料としてステンレスを用いた単一の曲率を持つ中空筒を用いているため、永久磁石５０３が回転移動した際の、発熱や摩耗に対して強く、強固であり寿命が長い。また、中空筒の断面が円形の構造としたために、非常に製造が容易であり、製造コストが低減でき、量産性があるという効果も奏するのである。
【実施例３】
【００３５】
図６は、本発明の回転発電機の第３の実施例であり、回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。本実施例では、中空筒６０２と６０５の２個配置し、その周囲に２箇所づつ、銅線６０１、６０９、６０６、６１０をコイル状に巻いている。２つの中空筒はリングスペーサ６０４と６０８によって連結され、リング状通路を形成している。リング状通路には、両面をＮとＳに着磁した円盤形状のフェライト磁石６０３，６０７が封入されている。両方の永久磁石６０３，６０７の磁界の向きは同じにされており、リング状通路内で互いに反発している。そのため、この２つの永久磁石６０３，６０７が回転する際に、互いに接合することはなく、ある程度の間隔を開けて、リング状通路内を回転する。この２つの永久磁石６０３，６０７は反発力によってある距離をおいて回転するが、永久磁石６０７がコイル状銅線６０９内を通過する際に、永久磁石６０３がコイル状銅線６０６内を通過し、次に、永久磁石６０７がコイル状銅線６０１内を通過する際に、永久磁石６０３がコイル状銅線６１０内を通過する。
【００３６】
コイル銅線の巻き数が同じであれば、永久磁石の内部の通過によって同じ起電力を得ることができるため、コイル銅線はできるだけ多くの分割巻きを行うのが有利であるが、巻き付ける回数と、リング状通路の半径との関係で、分割できる数は決まってしまい、最適な巻き方はケースバイケースとなる。しかし、自転車用等に用いる、外形の小さいものでは、コイル状の銅線と磁石の個数を一致させるのが良い。
【００３７】
この２つの永久磁石６０３，６０７と、４箇所のコイル状に巻いた銅線６０１、６０９、６０６、６１０とによって、起電力は、各銅線から発生し、それらを接続して加算することによって、大きな発電出力が期待できる。
【実施例４】
【００３８】
図７は、本発明の回転発電機の第４の実施例であり、回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。本実施例は、第３の実施例を改善し、より効率的で、高い起電力を得るように改善したものである。図７において、銅線７０４、７０５、７０６をコイル状に巻きつけた中空筒７０１，７０２，７０３は、互いに接合して、リング状の通路を構成している。この銅線７０４、７０５、７０６は、直列に結線されており、出力端子７１０によって、外部に起電力を取り出すことができる。このリング状通路には、表裏をＮＳに着磁した円盤形状のサマリュームコバルト磁石７０７，７０８，７０９が挿入されており、互いに反発しあっている。もちろんこの永久磁石７０７，７０８，７０９は全て同種類であっても、例えばフェライト磁石等の異種類のものが混ざっていても良い。この回転発電機は周囲は、ゴム素材７１１によって被覆されており、一体化構造になっている。もちろんこの被覆材料は樹脂やガラスでも問題はない。
【００３９】
この、回転発電機を、リング状通路と同一面で回転、振動、揺動させると、内部に封入した磁石７０７，７０８，７０９はリング状通路と相対的に回転運動し、磁石７０７，７０８，７０９がコイル状に巻いた銅線７０４、７０５、７０６内を通過するときに、起電力が発生する。特に本実施例では、３つの磁石７０７，７０８，７０９が互いの反発力と、中空筒外壁とに拘束されて回転運動するため、ほぼ同時に、それぞれの磁石７０７，７０８，７０９がコイル状に巻いた銅線７０４、７０５、７０６内を通過する。その際に発生する起電力は、各磁石が電気的に接合されているために、並列時には電流が加算されるのであるが、本実施例では直列に接合されているので、電圧が加算される。この電力は、出力端子７１０から取り出すことができる。
【００４０】
本実施例の発電機は、他の実施例の回転発電機と同様に、リング状通路の中心を中心軸として回転するばかりではなく、リング状通路中心以外の中心を公転するときにも、良好な発電が期待できるのが特徴である。特に本実施例の回転発電機を自転車のスポーク等に取り付けたときには、ゆっくりした自転車の走行であっても、高い発電出力が期待できる。
【実施例５】
【００４１】
図８は、本発明の回転発電機の第５の実施例であり、回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。本実施例では銅線８０７をコイル状に巻いた中空筒８０１と、銅線８０８を巻いた中空筒８０２を２個用い、リングスペーサ８０３と８０４を連結して、リング状の通路を形成している。リング状通路には、円弧中実体の永久磁石８０５と８０６が挿入されており、それぞれ長手方向がＮとＳに着磁されている。このリング状通路には、微少な非磁性のビーズ球が永久磁石８０５や８０６と壁面との摩擦を低減するために封入されている。このビーズの代わりに、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤や、オイル等を封入しても良いことは言うまでもない。この回転発電機全体は硬質ガラス８０９によって被覆されて一体化されている。
【００４２】
本実施例では、出力端子８１１、８１２をそれぞれ銅線８０７および８０８に対応して設けており、別々の電力利用が可能になっている。磁石８０５、８０６の断面は、矩形でも円形でも良いが、リング状通路もしくは中空筒８０１，８０２およびリングスペーサ８０３，８０４と相似形状となっている。本願では、壁面からの摩擦熱を排出が良好になるように、リング状通路を構成する中空筒８０１，８０２やリングスペーサ８０３，８０４は銅製になっており、外部もガラス素材８０９によって被覆して一体化している。
【実施例６】
【００４３】
図９は、本発明の回転発電機の第６の実施例であり、回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。本実施例では銅線９０３および９０４をコイル状に巻いた中空筒９０１，９０２をリングスペーサ９０５，９０６と連結して、楕円形状のリング状通路を形成している。リング状通路には円盤形状のアルニコ磁石９０７、９０８が挿入されており、表裏がＮとＳに着磁されている。銅線９０３と９０４は並列的に接合されており、磁石９０７、９０８がコイル状に巻いた銅線９０３と９０４の間を通過するするときに発生する起電力を電流的に加算して端子９１０から出力する。この楕円形状の回転発電機は表面をゴム９０９によって被覆し、一体化構造としている。
【００４４】
本実施例のように、リング状通路を楕円形状にすると、中空筒９０１、９０２が比較的大きな曲率となり、製作が容易になる。そのためコストの低減が見込め、量産性が向上するのである。また２つの磁石は、リング状通路が回転、揺動、振動する際に、リングスペーサ９０５，９０６で加速されるため、高速でコイル状の銅線内を通過し、非常に大きな起電力を得ることができる。特に本実施例は、回転発電機を揺動もしくは振動させた際に、磁石がリング通路を回転しやすいという特徴がある。
【００４５】
以上のように、本発明を実施することによって、非常に低コストで、発電効率の高い回転発電機を得ることができる。また本発明の回転発電機は樹脂やゴムやガラス等で被覆し、一体構造としているので、屋外で使用したとしても水分等の浸入がなく、非常に長寿命である。また、自転車等の車輪等に取り付けて、回転させて電力を得ることができるので、本発明の回転発電機にLED等を取り付けて自転車側面の認識性を向上させることができるので、自転車走行時の安全性を大幅に向上させることができるという効果も期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の回転発電機は、回転させることによって連続的に高効率で大きな起電力を発生させることができ、且つ安価に製造できるため、電池が不要な懐中電灯や自転車の側面警告照明、自動車のタイヤホイールのイルミネーションなど幅広く利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の回転発電機の第１番目の実施例であり、回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。
【図２】本発明の回転発電機の斜視図である
【図３】（ａ）本発明による樹脂コーティングする前の、銅線をコイル状に巻いた中空筒外観図である。            （ｂ）本発明のリング状通路に挿入できる円盤状の永久磁石外観図である。            （ｃ）本発明のリング状通路に挿入できる円弧中実体の永久磁石外観図である。
【図４】本発明の中空筒に銅線を巻き付ける前の分解図である。
【図５】本発明の第２の実施例である銅線をコイル状に巻いた中空筒外観図である。
【図６】本発明の第３の実施例である回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。
【図７】本発明の第４の実施例である回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。
【図８】本発明の第５の実施例である回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。
【図９】本発明の第６の実施例である回転発電機をリング状通路面と平行な面で切った断面図である。
【図１０】従来の手動発電機の斜視図
【符号の説明】
【００４８】
１０１、７０１、７０２、７０３    中空筒
１０２、７０４，７０５，７０６    コイル状銅線
１０３、  リングスペーサ
１０４、３０４，７０７，７０８、７０９    永久磁石
１０５、７１１    コーティング被覆
１０８、７１０  出力端子
【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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