(57)【要約】【課題】従来の発電機に於いて、誘導起電流が流れる際に生じる起磁力が回転子に電磁力として作用するため、その電磁力を強制的に押し切るために、発電には多くの力学的エネルギーを消費するというのが現在、直面する最大の課題である。【解決手段】誘導起電流が流れる際、回転子に電磁力として作用していた起磁力を口型積層鉄芯内に閉磁路にして閉じ込めることで、これまで回転子に作用する電磁力を強制的に押し切るために消費してきた多くの力学的エネルギーを節約し、低消費エネルギーで高出力の発電を可能とした。【選択図】  図１
2005033974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子に於いて、回転軸（１１）を中心に直角方向に磁力線を放出する磁力線放出面を有するＮ極、Ｓ極の磁極数が２極以上偶数極を有する磁石を１個とする磁石（１）、磁石（２）、磁石（３）、磁石（４）の４個の磁石を平行に設けて回転子磁石を構成しており、前記、回転子磁石の配列構成は磁石（１）、磁石（２）の磁力線が互いに反発するよう磁極を同じ方向に平行に配列し、磁石（３）、磁石（４）の磁力線が互いに反発するよう磁極を同じ方向に平行に配列し、磁石（２）、磁石（３）の磁力線が互いに引き合うよう磁極を異ならせて平行に配列することで、口型積層鉄芯（９）内に於いて、磁石（１）、磁石（４）の磁力線が引き合い磁気回路（１２）を構成し、磁石（２）、磁石（３）の磁力線が引き合い磁気回路（１３）を構成する、この交わらない２つの磁気回路を同時に口型積層鉄芯（９）内に構成することの出来る４個の磁石からなる回転子磁石を有することを特徴とする口型鉄芯コイルを用いた低消費エネルギー高出力発電機。
【請求項２】
固定子に於いて、表面を絶縁処理した口型平行四辺形の薄いケイ素合金鋼板を回転子から放出される磁力線と平行方向に複数枚積層して１個の口型積層鉄芯（９）を構成しており、平行四辺形からなる口型積層鉄芯（９）の内、１辺を回転子磁石の接触面とし、回転子の回転によって形成される円に沿って、その１辺の接触面が円状になるよう積層し、鉄芯面と回転子磁石の磁力線放出面との隙間を０ミリ以上０．５ミリ以下に設けている。また前記、平行四辺形からなる口型積層鉄芯（９）の残り３辺あるいは、その３辺の内、１辺から３辺にコイルを巻き回して設け、回転子の回転によって形成される円を囲むように複数個の口型積層鉄芯（９）を放射状に設けて固定子としていることを特徴とする口型鉄芯コイルを用いた低消費エネルギー高出力発電機。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は発電機に関する分野であり、詳しくは誘導起電流が流れる際、回転子に電磁力として作用していた起磁力を口型積層鉄芯内に閉磁路にして閉じ込めることで、これまで回転子に作用する電磁力を押し切るために消費してきた多くの力学的エネルギーを節約し、低消費エネルギーでの発電を可能とした発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来の発電機に於いては、図７、図８に参考図として記載するように、回転子磁石の磁力線を、鉄芯を介して閉磁路とし、鉄芯に巻き回したコイルを貫く磁力線が回転子磁石の回転によって変化したとき、誘導起電流がコイルに流れるよう構成されており、従来の発電機の構造がモーターと原理的に全く同じ構造であることは周知の通りである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来の技術で述べたように、従来の発電機とモーターが原理的に同じ構造であるため、発電時にコイルに起電流が流れる際に生じる起磁力の作用を受けて、回転子磁石に電磁力が働く、この電磁力の力の向きは、発電の原理がフレミング右手の法則に基づいて説明することが出来るように、フレミング左手の法則に基づいてモーターの原理を説明することが出来、モーターと同様に回転子磁石に対して、その回転方向と正反対の方向に電磁力によって回転力が生じる。
【０００４】この正反対の回転方向に働く電磁力の力は、流れる起電流の大きさに比例して大きくなるため、従来の発電では、強制的に電磁力を押し切るための力学的エネルギーを必要とし、発電に消費するエネルギーの大半がこのエネルギーに消費されているのが現状であり、発電には多大な消費エネルギーを必要とする、というのが現在、直面する最大の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】上記の課題を解決するために、本発明の口型鉄芯コイルを用いた低消費エネルギー高出力発電機について説明する。
【０００６】請求項１に記載の発明は回転子に於いて、回転軸（１１）を中心に直角方向に磁力線を放出する磁力線放出面を有するＮ極、Ｓ極の磁極数が２極以上偶数極を有する磁石を１個とする磁石（１）、磁石（２）、磁石（３）、磁石（４）の４個の磁石を平行に設けて回転子磁石を構成している。
【０００７】回転子磁石の配列構成は磁石（１）、磁石（２）の磁力線が互いに反発するよう磁極を同じ方向に平行に配列し、磁石（３）、磁石（４）の磁力線が互いに反発するよう磁極を同じ方向に平行に配列し、磁石（２）、磁石（３）の磁力線が互いに引き合うよう磁極を異ならせて平行に配列することで、口型積層鉄芯（９）内に於いて、磁石（１）、磁石（４）の磁力線が引き合い磁気回路（１２）を構成し、磁石（２）、磁石（３）の磁力線が引き合い磁気回路（１３）を構成する、この交わらない２つの磁気回路を同時に口型積層鉄芯（９）内に構成することの出来る４個の磁石を回転子に配列している。
【０００８】上記の構成にすることで口型積層鉄芯（９）内に於いて、磁石（２）、磁石（３）で構成される磁気回路（１３）が磁石（１）、磁石（４）の磁力線を反発させる壁の役割を務め、結果として磁石（１）、磁石（４）で構成される磁気回路（１２）はコイルを貫通する経路で結ばれる。
【０００９】この磁石（１）、磁石（４）で構成される磁気回路（１２）が回転によってコイルに変化を与え、電磁誘導の法則を成立させる役割を務める。
【００１０】請求項２に記載の発明は固定子に於いて、表面を絶縁処理した口型平行四辺形の薄いケイ素合金鋼板を回転子から放出される磁力線と平行方向に複数枚積層して１個の口型積層鉄芯（９）を構成している。
【００１１】上記の平行四辺形からなる口型積層鉄芯（９）の内、１辺を回転子磁石の接触面とし、回転子磁石の回転によって形成される円に沿って、その１辺の接触面が円状になるよう積層し、鉄芯面と回転子磁石の磁力線放出面との隙間を０ミリ以上０．５ミリ以下に設けている。
【００１２】上記の１辺の鉄芯内に於いて、回転子磁石の磁石（２）、磁石（３）の磁力線は互いに引き合い磁気回路（１３）を構成し、磁石（１）、磁石（４）の磁力線を反発させる壁の役割を務めている。
【００１３】また上記の平行四辺形からなる口型積層鉄芯（９）の残り３辺あるいは、その３辺の内、１辺から３辺にコイルを巻き回して設け、回転子磁石の回転によって形成される円を囲むように複数個の口型積層鉄芯（９）を放射状に設けて固定子としている。
【００１４】回転子磁石の磁石（１）、磁石（４）の磁力線は上記の３辺の鉄芯内でコイルを貫通する磁気回路（１２）を構成し結ばれている。
【００１５】口型積層鉄芯（９）を介してコイルを貫く磁石（１）、磁石（４）の磁力線が回転によって変化し、コイルに起電流（１５）が流れるとき、その際に生じる起磁力（１４）は、口型積層鉄芯（９）内で閉磁路として閉じ込められるため、回転子磁石は電磁力の作用をほとんど受けずに回転することが可能となる。
【００１６】上記の事柄を詳しく説明すると、口型積層鉄芯（９）に巻き回したコイルの両端に仮に電池を接続し、コイルに電流を流すとコイルは電磁石となるはずである。
【００１７】しかし、上記の口型積層鉄芯（９）に鉄などの磁性体を近づけても、鉄は引き寄せられないことが解る、これは磁石の性質は磁力線を空間に放出する磁力放出面があってのみ、磁石は仕事をすることが出来るためであり、磁力放出面のない口型積層鉄芯（９）では、電流によって生じる磁力線は閉磁路として磁気回路を構成し、口型積層鉄芯（９）内に閉じ込められてしまうのである。
【００１８】そのため本発明の、請求項１に記載する磁力放出面を有する回転子磁石は口型積層鉄芯（９）内で２つの特殊な磁気回路を構成することでコイルに対しては電磁誘導の法則に基づいて仕事をすることが出来るが、請求項２に記載する磁力放出面のない口型積層鉄芯（９）内に閉じ込められた、コイルに流れる起電流（１５）によって生じる起磁力（１４）の磁力線は、回転子磁石に対して電磁力を作用させる仕事をすることが出来ないのである。
【００１９】これまで説明してきた手段を用いることで、従来の発電機で消費する力学的エネルギーの大半を占めていた、回転方向と正反対の方向に生じる電磁力を、強制的に押し切るために必要としてきたエネルギーが不必要なものとなり、発電には多大の消費エネルギーを必要とする、という現在、直面していた最大の課題を克服することに成功した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。【００２１】図１は、本発明の回転子磁石が口型積層鉄芯（９）内で構成する２つの磁気回路を記した、側面断面図である。【００２２】回転子に於いて、回転軸（１１）を中心に直角方向に磁力線を放出する磁力線放出面を有するＮ極、Ｓ極の磁極数が２極の磁石を１個とする磁石（１）、磁石（２）、磁石（３）、磁石（４）の４個の磁石を平行に設けて回転子磁石を構成している。【００２３】回転子磁石の配列構成は磁石（１）、磁石（２）の磁力線が互いに反発するよう磁極を同じ方向に平行に配列し、磁石（３）、磁石（４）の磁力線が互いに反発するよう磁極を同じ方向に平行に配列し、磁石（２）、磁石（３）の磁力線が互いに引き合うよう磁極を異ならせて平行に配列している。【００２４】平行四辺形からなる口型積層鉄芯（９）４辺の内、回転子磁石の接触面である１辺の鉄芯内に於いて、磁石（２）、磁石（３）の磁力線が引き合いの磁気回路（１３）を構成するため、磁石（２）の磁力線に反発する磁石（１）の磁力線と、磁石（３）の磁力線に反発する磁石（４）の磁力線とが引き合いコイルを貫通して磁気回路（１２）を構成している。【００２５】仮に磁石（２）と磁石（３）の２つの磁石が無い場合、磁石（１）と磁石（４）の磁力線は、回転子磁石の接触面である１辺の鉄芯内で引き合い磁気回路を構成してしまうため、磁力線がコイルを貫通することができなくなり、コイルに対して電磁誘導の法則が成立しなくなる。【００２６】磁石（２）、磁石（３）の磁力線で構成される磁気回路（１３）は、常に磁石（１）、磁石（４）の磁力線で構成される磁気回路（１２）がコイルを貫通する経路で構成されるよう反発する磁気の壁を構成し、大きな役割を有している。【００２７】図２は、図１に記す矢印Ａから見た正面図である。【００２８】４個の口型積層鉄芯（９）を回転子磁石の回転によって形成される円を囲むように四方向放射状に設け、それぞれの口型積層鉄芯（９）にコイル（５）、コイル（６）、コイル（７）、コイル（８）、を巻き回して固定子としている。【００２９】回転子磁石の磁石（１）、磁石（４）の磁力線がコイル（５）、コイル（６）を貫通して構成される磁気回路（１２）を記している。【００３０】図３は、図１に記す回転方向に９０度、回転したときを記した正面図である。【００３１】回転子磁石が９０度、回転し磁石（１）、磁石（４）の磁力線で構成される磁気回路（１２）がコイル（７）、コイル（８）を貫通するとき、コイル（５）、コイル（６）では貫通する磁力線が変化するため、電磁誘導の法則に基づいてコイル（５）、コイル（６）の両端に起電圧（１６）が生じ、負荷（１０）を介して起電流（１５）が流れる。【００３２】図４は、図３に記す矢印Ｂから見た起磁力（１４）が口型積層鉄芯（９）内で構成する閉磁口の磁気回路を記した側面断面図である。【００３３】負荷（１０）を介してコイル（５）、コイル（６）に起電流（１５）が流れる際に生じる起磁力（１４）は、口型積層鉄芯（９）内で閉磁路の磁気回路を構成し、口型積層鉄芯（９）内に閉じ込められるため、回転子磁石は電磁力の作用をほとんど受けずに回転することが可能となる。【００３４】回転子磁石が常時回転することで、上記に説明してきた通り磁力線の変化がコイル（５）、コイル（６）、コイル（７）、コイル（８）に対して繰り返され、電磁誘導の法則に基づいて低消費エネルギーで発電し、電力を取出すことが可能となった。【００３５】図５は、１個の口型積層鉄芯（９）の積層構成を記した正面図である。【００３６】表面を絶縁処理した口型平行四辺形の薄いケイ素合金鋼板を回転子から放出される磁力線と平行方向に複数枚積層して１個の口型積層鉄芯（９）を構成している。【００３７】平行四辺形からなる口型積層鉄芯（９）の内、１辺を回転子磁石の接触面とし、回転子の回転によって形成される円に沿って、その１辺の接触面が円状になるよう積層している。【００３８】図６は、１個の口型積層鉄芯（９）を側面から見た図である。
【発明の効果】
【００３９】本発明の口型鉄芯コイルを用いた低消費エネルギー高出力発電機は、以上説明した構成からなるため、以下に記載するような効果を奏する。
【００４０】請求項１に記載する磁力放出面を有する回転子磁石は口型積層鉄芯（９）内で２つの特殊な磁気回路を構成することでコイル（５）、（６）、（７）、（８）に対しては電磁誘導の法則に基づいて仕事をすることが出来るが、請求項２に記載する磁力放出面のない口型積層鉄芯（９）内に閉じ込められた、コイル（５）、（６）、（７）、（８）に流れる誘導起電流によって生じる起磁力（１４）の磁力線は、回転子磁石に対して電磁力を作用させる仕事をすることが出来ないのである。
【００４１】本発明の発電機を用いることで、従来の発電機で消費する力学的エネルギーの大半を占めていた、回転方向と正反対の方向に生じる電磁力を、強制的に押し切るために必要としてきたエネルギーが不必要なものとなり、発電には多大の消費エネルギーを必要とする、という現在、直面していた最大の課題を克服し、低消費エネルギーで高出力の発電機を実現し提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の側面断面図である。
【図２】本発明の正面図である。
【図３】本発明の正面図である。
【図４】本発明の側面断面図である。
【図５】本発明の口型積層鉄芯を記した正面図である。
【図６】本発明の口型積層鉄芯を記した側面図である。
【図７】従来の発電機の構成を記した参考図である。
【図８】従来の発電機の構成を記した参考図である。
【符号の説明】
１    磁石
２    磁石
３    磁石
４    磁石
５    コイル
６    コイル
７    コイル
８    コイル
９    口型積層鉄芯
１０  負荷
１１  回転軸
１２  磁気回路
１３  磁気回路
１４  起磁力
１５  起電流
１６  起電圧
【図１】
2005033974.tif 000003
【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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