(57)【要約】      （修正有）【課題】回転式発電機は外部駆動手段を要するので、入力に対して出力が低く、発電効率が低くなり、またエネルギー損失という問題を解決すること。【解決手段】回転子にはアウター側径方向永久磁石とインナー側径永久磁石とがそれぞれ同極対向して設けられているとともにアウター径方向永久磁石とインナー側径永久磁石との間には固定子円周方向永久磁石と電機子巻線または導体等を有し、回転子アウター側およびインナー側径方向永久磁石と固定子円周方向永久磁石との磁気作用による反発または吸引作用のクーロンの法則で回転駆動させるとともに回転子アウター側およびインナー側径永久磁石の回転磁界によるフレミングの右手の法則で固定子側電機子巻線または導体に起電力を発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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円周方向永久磁石との磁気作用による反発または吸引作用のクーロンの法則で回
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回転磁界によるフレミングの右手の法則で前記固定子電機子巻線または導体に起電力を発生させることを特徴とする回転式直流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、回転式直流発電機に関するものであり、回転子と固定子永久磁石間の磁気作用で回転駆動させるとともに発電させることによって、駆動手段の入力損失を小さくして発電効率を高めようとしたものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、一般的に公知、公開または実用化されている発電機では、水、火力、電動機、原動機等による何らかの外部駆動手段のためのエネルギーが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかし、従来のように外部駆動手段ではエネルギー損失を生じるとともに入力損失が生じ、発電効率が低くなるという問題点がある。
本発明は、このようなエネルギー損失および入力損失を小さくして発電効率を高めることを課題とする。【０００４】
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方向永久磁石と電機子巻線または導体等を有し、前記回転子アウター側およびイ
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または吸引作用のクーロンの法則で回転駆動させるとともに前記回転子アウター
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前記固定子側電機子巻線または導体に起電力を発生させることを特徴とする回転式直流発電機である。
回転子および固定子の永久磁石との磁気作用によるクーロンの法則で回転駆動させるため、エネルギーおよび入力損失を小さくできて発電効率を高めることができる。
【発明の効果】
【０００５】  本発明により、回転式直流発電機を駆動するための外部からのエネルギーを供給することが不要であるため、省エネルギーを達成しつつ入力に対して出力が高められて発電効率に優れて連続運転可能なる回転式直流発電機を提供し、民需、軍需用に巾広く利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  図１は、本発明の請求項１における一実施例を示す横断面図である。回転子軸
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してそれぞれ設けられている。
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るヨーク等は詳細に示していない。
回転子軸１には冷却ファン５が設けられている。回転子軸１図左方には反負荷側軸受６に支持されて反負荷側ブラケット７が設けられている。一方、回転子軸１図右方には負荷側軸受８に支持されて負荷側ブラケット９が設けられている。
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円周方向永久磁石１１と固定子鉄心１２が設けられている。電機子導体カップリング１０には口出し線１４を有する。電機子導体カップリング１０と固定子円周方向永久磁石１１、固定子鉄心１２とは電気的に絶縁されている。
固定子鉄心１２には電機子巻線１３が設けられ、その巻線１３には口出し線１５を有する。電機子導体カップリング１０と電機子巻線１３とは電気的に接続され
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反負荷側ブラケット７、負荷側ブラケット９のそれぞれにはカバー１６が設けられている。
なお、電機子導体カップリング１０または電機子巻線１３のいずれか一つでも実施できることは明らかであり、電機子巻線１３のときには電機子導体カップリング１０を非磁性枠に置き換えて実施することができる。【０００７】  図２は、図１に示す実施例の横断面図をＡ−Ａ断面状態においた示した図である。したがって、主要部は図１と同じであるが、図２では図１との相異点または示されていない部分を説明すると、図示例では固定子円周方向永久磁石１１を１２０度毎に３ヶ所、電機子巻線１３を４０度毎に９ヶ所でそれぞれ示しているものである。【０００８】
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ーロンの法則で反発または吸引作用により回転子軸１を回転駆動させるとともに
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回転磁界によるフレミングの右手の法則で電機子導体カップリング１０、電機子巻線１３に電流ｉを発生させることになるので、入力損失およびエネルギー損失が小さく、発電効率に優れて長時間連続運転可能なる回転式直流発電機を提供することができる。
なお、実施例における電機子導体カップリング１０または電機子巻線１３の回路を遮断または削除すると単なる回転機として回転子軸１にプロペラ、スクリュー等を含めたあらゆる回転体を接続して利用することもできる。【０００９】  図３は、図１および図２で符号１から符号１６で示した本発明における実施例の回転式直流発電機の応用例の一つを示すものである。次に、この回転式直流発電機を符号１００として図３について説明する。以下の応用例についても同様である。回転式直流発電機１００の図１に示される符号１５の口出し線のマイナス
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。この応用例では、図１に示される軸受６、８は空気軸受が好適である。【００１０】  よって、この応用例では長時間運転可能なる照明、制御しない電動機等の直流仕様負荷の発電装置として広く利用することができる。【００１１】  図４は、回転式直流発電機１００の他の応用例を示す図である。前記図３における応用例に重復する部分の説明は省略し、相異点について説明する。以下の応
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イッチ１０１および負荷制御部１０３を介して負荷１０２に接続されている。
この応用例では、軸受６、８は空気軸受が好適である。【００１２】  よって、この応用例では負荷制御部１０３がＤＣチョッパであれば直流仕様負荷、ＤＣ−ＡＣ変換であれば交流仕様負荷のそれぞれ長時間連続運転可能なる発電装置として照明、制御される電動機等に好適に広く利用することができる。【００１３】  図５は、回転式直流発電機１００のさらに他の応用例を示している。回転式直
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では、充電制御部１０４は目標充電圧Ｖ０で制御される。二次電池１０５は、メーンスイッチ１０１を介して負荷制御部１０３に接続されている。負荷制御部１０３は、負荷１０２に接続されている。
二次電池１０５は、充放電できる大容量コンデンサ等も含むものである。
この応用例では、軸受６、８は磁気軸受が好適である。【００１４】  よって、この応用例では負荷制御部１０３がＤＣチョッパであれば直流仕様負荷、ＤＣ−ＡＣ変換であれば交流仕様負荷のそれぞれ長時間連続運転可能なる発電装置として照明、制御される電動機等に好適に広く利用することができる。
なお、照明、電動機等が非制御または負荷１０２に制御機能を有するときの直流負荷では、負荷制御部１０３は省略される。また、負荷制御部１０３が定電圧交流仕様負荷のときには商用電源へ帰還することができる。【００１５】  図６は、回転式直流発電機１００のさらにまたは他の応用例を示している。応
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御部１０４に接続されている。この応用例では、充電圧制御部１０４は目標充電圧Ｖ０、速度Ｓ０、充電率Ｂ０等で制御される。充電制御部１０４は、二次電池
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スイッチ１０１を介して負荷制御部１０３に接続されている。負荷制御部１０３は、負荷１０２に接続されている。
この応用例における負荷１０２は、電力回生できる電動機としている。
この応用例では、軸受６、８は磁気軸受が好適である。【００１６】  図７は、図６で示される応用例の一つにおける電気自動車用の二次電池１０５の制御の一例を説明するための図である。二次電池１０５は、速度Ｓ０所定値以下では目標充電圧Ｖ０で充電率Ｂ０が１００％になるように制御される。一方、速度Ｓ０所定値以上では目標充電圧Ｖ０で充電率Ｂ０が８０％位になるように制御される。【００１７】  よって、電気自動車が速度Ｓ０所定値以下の加、減速状態でも二次電池１０５の充電率Ｂ０は１００％であるが、速度Ｓ０所定値以上の減速状態では負荷１０２の電力回生により二次電池１０５を充電させることになるので、外部電源からの充電補給しなくても長時間連続運転可能、かつ運行コストがゼロなる電気自動車用充電装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】  本発明における回転式直流発電機の一実施例における横断面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面状態を示した図である。
【図３】  回転式直流発電機の応用例の一つを示した図である。
【図４】  回転式直流発電機の他の応用例を示した図である。
【図５】  回転式直流発電機のさらに他の応用例を示した図である。
【図６】  回転式直流発電機のさらにまたは他の応用例を示した図である。
【図７】  図６の応用例の充電特性の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１９】１    回転子軸
２    回転子フランジ
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５    冷却ファン
６    反負荷側軸受
７    反負荷側ブラケット
８    負荷側軸受
９    負荷側ブラケット
１０  電機子導体カップリング
１１  固定子円周方向永久磁石
１２  固定子鉄心
１３  電機子巻線
１４、１５  口出し線
１６  カバー
１００  回転式直流発電機
１０１  メーンスイッチ
１０２  負荷
１０３  負荷制御部
１０４  充電制御部
１０５  二次電池
Ｎ、Ｓ  磁石の極性を示す記号
ｉ  電流
Ｖ０  目標充電圧
Ｓ０  速度
Ｂ０  充電率
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【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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