(57)【要約】【課題】本発明は、起動・増力補助手段による起動動作／又は起動・停止部（装置）で同極磁石の反発力により開始された起動動作を維持するため必要なエネルギーを増力部（装置）により同極磁石の反発力により増力させ、更に同軸上に構成された発電部(装置)により小型で効率のよい電気エネルギーを供給する風力発電等のエネルギー装置を提供することを目的とする。【解決手段】上下に伸びたロータ軸１１３の上部に起動・増力補助手段１０４、起動・停止部(装置)１０３を備え、中部に発電部(装置)１０２が形成され、下部に増力部（装置）１０１を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に伸びたロータ軸の上部に起動・増力補助手段、起動・停止部、中部に発電部、下部に増力部を備えたことを特徴とするエネルギー装置。
【請求項２】
前記、起動・増力補助手段として燃料、水、風、光、電力、手動を用いたことを特徴とする請求項１項に記載のエネルギー装置。
【請求項３】
前記、起動・停止手段として電磁石を用いたことを特徴とする請求項１項記載のエネルギー装置。
【請求項４】
上下に伸びたロータ軸の外周部に等間隔に形成された同極の磁極よりなるロ−タと、前記ロータ軸を上下軸受する上下のエンドフレーム、そのエンドフレームと共に外枠を形成する筒状の固定フレームと、その固定フレームの内周上に等間隔で配置されたステータコアにステータコイルを巻装したステータよりなることを特徴とする起動・停止装置。
【請求項５】
前記、ロータ軸の外周部磁石の前後に、又はまたがって磁力遮蔽部材を配し、固定側のステータにロータ回転方向前方部に磁力遮蔽部材を配したことを特徴とする請求項４項記載の起動・停止装置。
【請求項６】
前記、４、５項の装置においてステータ磁極をロータ磁極と同極として起動動作させ、ステータ磁極をロータ磁極と異極として停止動作をさせることを特徴とする起動・停止装置。
【請求項７】
前記、４、５項の装置においてステータ磁極をロータ磁極と異極として前記ステータコイルに流す電流を制御することにより、ロータ回転にブレーキ動作をすることを特徴とする起動・停止装置。
【請求項８】
前記、４、５項の装置において反発力が一定の領域を持つことを特徴とする起動・停止装置。
【請求項９】
前記、４、５項の装置において反発力がゼロとならない一定の領域を持つことを特徴とする起動・停止装置。
【請求項１０】
前記、固定側磁極の数を５j、ロータ側磁極の数を６k（ｊ、ｋは整数）としたことを特徴とする請求項４項に記載の起動・停止装置。
【請求項１１】
上下に伸びたロータ軸の外周部に等間隔に形成された同種磁極よりなるロ−タと、前記ロータ軸を上下軸受する上下のエンドフレーム、そのエンドフレームと共に外枠を形成する筒状の固定フレームと、その固定フレームの内周上に等間隔で配置されたロータと同極の固定側磁石より形成されたことを特徴とする増力装置。
【請求項１２】
前記、ロータ軸の外周部磁石の前後に、又はまたがって磁力遮蔽部材を配し、同極の固定側磁石のロータ回転方向前方部に磁力遮蔽部材を配したことを特徴とする請求項１１項記載の増力装置。
【請求項１３】
前記、１１項の装置において反発力が一定の領域を持つことを特徴とする増力装置。
【請求項１４】
前記、１１項の装置において反発力がゼロとならない一定の領域を持つことを特徴とする増力装置。
【請求項１５】
前記、固定側、ロータ側磁石の数が異なることを特徴とする請求項１１〜１４項記載の増力装置。
【請求項１６】
前記、固定側、ロータ側の磁石として永久磁石を用いて構成したことを特徴とする請求項１１〜１５項記載の増力装置。
【請求項１７】
前記、固定側、ロータ側を連続駆動としたことを特徴とする請求項１１項記載の増力装置。
【請求項１８】
前記、固定側、ロータ側磁石をロータ軸上下方向に多段としたことを特徴とする請求項１１〜１７項記載の増力装置。
【請求項１９】
前記、固定側を２連以上とし固定側の磁力遮蔽部材でおおわれない部分の位置を３６０°／連数＝θ（小角度）ずつロータ回転方向へラセン状に順次ずらして並列配置したことを特徴とする請求項１１項に記載の増力装置。
【請求項２０】
前記、起動・停止装置と増力装置の固定側の位相を３０°ずらしたことを特徴とする請求項１，４，１１項に記載の装置。
【請求項２１】
上下に伸びたロータ軸に形成されたロータ部と、前記ロータ軸を上下軸受けする上下のエンドフレーム、そのエンドフレームと共に外枠を形成する筒状の固定フレームと、その固定フレームの内周上に等間隔で配置されたC型ステータコアにステータコイルを巻装したステータよりなることを特徴とする発電装置。
【請求項２２】
前記、ロータ部は、上下に並列にＮ極、Ｓ極を持つことを特徴とする請求項２１項記載の発電装置。
【請求項２３】
前記、ロータ部は、上下に並列にＮ極、Ｓ極を持ち、中央部の境界が傾いていることを特徴とする請求項２１、２２項に記載の発電装置。
【請求項２４】
前記、ロータ部の上下に並列にＮ極、Ｓ極を持ち中央部境界を傾斜させることにより前記C型ステータを横切る磁極数を２倍としたことを特徴とする請求項２３項に記載の発電装置。
【請求項２５】
前記C型ステータの両端を各々接続することにより２相の交流出力を得たことを特徴とする請求項２１項記載の発電装置。
【請求項２６】
前記C型ステータの両端を連続して接続し、１２０°毎に出力端をとることにより３相の交流出力を得たことを特徴とする請求項２１項記載の発電装置。
【請求項２７】
前記C型ステータ巻線の出力を全波整流することにより交流を直流に変換しC型ステータ毎に力率１（交差磁化作用）一定の固定磁界を発生させたことを特徴とする請求項  ２１〜２５項に記載の発電装置。
【請求項２８】
前記、ロータ部とC型ステータが一定の位相差を持って回転することを特徴とする請求項２１項に記載の発電装置。
【請求項２９】
C型ステータを取り付ける固定フレームを非磁性体部材で形成して個々独立のC型ステータ間を磁気絶縁し、C型ステータ毎に個々独立した電機子電流を発生させ、個々独立した固定磁界を発生させたことを特徴とする請求項２１、２５，２６，２７項に記載の発電装置。
【請求項３０】
前記、ロータ部磁石極数を６l、C型ステータ極数を５ｍ（ｌ、ｍは整数）としたことを特徴とする請求項２８，２９項に記載の発電装置。
【請求項３１】
前記、固定側C型ステータ、ロータ部磁極の数が同一の６ｎ（ｎは整数）であることを特徴とする請求項２１，２６項に記載の発電装置。
【請求項３２】
前記、ロータ部、C型ステータ部を２連以上の多連式としたことを特徴する請求項２１〜３１記載の発電装置。
【請求項３３】
前記、ロータ軸の外周部磁石の前後に、又はまたがって磁力遮蔽部材を配し、C型ステータのコア巾よりロータ側磁石の巾を狭くしたことを特徴とする請求項２１，２６，３１  項記載の発電装置。
【請求項３４】
前記、発電部にバックアップ用電池を内蔵したことを特徴とする請求項１項記載のエネルギー装置。
【請求項３５】
前記、発電部にバックアップ用電池を内蔵したことを特徴とする請求項２１項記載の発電装置。
【請求項３６】
上下に伸びたロータ軸の外周部に等間隔に形成された上下に並列にＮ極、Ｓ極を持ち中央部境界を傾斜させたロータ部と、前記ロータ軸を上下軸受する上下のエンドフレーム、そのエンドフレームと共に外枠を形成する筒状の固定フレームと、その固定フレームの上部に起動・停止部ステータ、中部に発電部ステータ、下部に増力部固定側磁石が配置されたことを特徴とする請求項１項記載のエネルギー装置。  
【請求項３７】
前記、固定フレーム部の上部ステータ、中部のステータ、下部磁石を仕切る非磁性体を設けたことを特徴とする請求項３６項記載のエネルギー装置。
【請求項３８】
前記、起動・停止装置を起動後、増力装置として動作させることを特徴とする請求項１、３６項記載のエネルギー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー装置に関する。特に起動・停止機能を持った無風時にも起動を行い弱風時には増力し、強風時にも一定出力する風力発電等のエネルギー装置を提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石エネルギーの埋蔵量の問題により新しいエネルギー資源が検討されている。特に風力を用いた発電装置を、太陽光発電装置と併用する特許文献１に示す方法が活発化している。
【０００３】
しかし、風力発電装置においては、風が継続して吹くことが前提であり、太陽光による発電装置においては太陽が出ていることが前提となっている。仮に風力発電装置においては、風が吹かない場合、太陽光による発電装置においては太陽が出ていない場合、動作することなく効率が悪い欠点があった。
【０００４】
また、従来の風力発電等に使用されている発電機においてはマイナスの回転磁界（ロータを止めようとするブレーキ作用）のみ発生しているため、ロータを回転させるために大きな機械的回転力負荷（出力負荷容量に比例したマイナス・トルク）がかかり、エネルギー変換倍率は通常０．６倍〜０．９倍になっている欠点があった。
【０００５】
更に従来の風力発電装置においては無風時には起動ができない欠点があった。
又、強風時には過出力となるため発電部を切り離して出力が得られない欠点があった。
強風時、及び停止時に発電機出力端の短絡、及び減速回路を設けて発電部に過大な電流を印加するような発電部にとってストレスを加える方法がとられていた。
又、風力電力の制御に入力制御装置、昇圧装置が必要で複雑になる欠点があった。
又、出力が一定しない欠点があった。
【特許文献１】特許公開平１１−３３２１０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記装置では風が吹かない場合は充電できない第１の欠点があった。発電部（装置）出力を売電する場合、直流―交流の変換が必要な第２の欠点があった。強風時に発電部を切り離すなどにより発電出力が得られない第３の欠点があった。
【０００７】
本発明はこの様な従来の欠点を考慮し、風が吹かない場合においても内蔵した起動・停止部装置により起動でき、風が弱った場合において増力部（装置）でエネルギーを増力し、マイナスの回転磁界のない高効率発電部（装置）により安定した発電出力を得ることのできる風力発電等のエネルギー装置を提供する。更に発電部（装置）出力を２相、３相交流とできるため直流―交流の変換の不要な発電装置を提供する。更に起動・停止部（装置）により停止制御を行うことができる、発電部（装置）に電気的ストレス等を与えないで強風時にも安定した出力を得ることができる風力発電等のエネルギー装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の本発明では、上下に伸びたロータ軸の上部に起動・増力補助手段、起動・停止部、中部に発電部、下部に増力部を備えた。  
【０００９】
請求項２の本発明では、起動・増力補助手段として燃料、水、風、光、電力、手動を用いた。
【００１０】
請求項３の本発明では、起動・停止手段として電磁石を用いた。
【００１１】
請求項４の本発明では、上下に伸びたロータ軸の外周部に等間隔に形成された同極の磁極よりなるロ−タと、前記ロータ軸を上下軸受する上下のエンドフレーム、そのエンドフレームと共に外枠を形成する筒状の固定フレームと、その固定フレームの内周上に等間隔で配置されたステータコアにステータコイルを巻装したステータよりなる。
【００１２】
請求項５の本発明では、前記、ロータ軸の外周部磁石の前後に、又はまたがって磁力遮蔽部材を配し、固定側のステータにロータ回転方向前方部に磁力遮蔽部材を配する。
【００１３】
請求項６の本発明では、前記の装置においてステータ磁極をロータ磁極と同種として起動動作させ、ステータ磁極をロータ磁極と異極として停止動作をさせる。
【００１４】
請求項７の本発明では、前記の装置においてステータ磁極をロータ磁極と異種として前記ステータコイルに流す電流を制御することにより、ロータ回転にブレーキ動作をすることができる。
【００１５】
請求項８の本発明では、前記の装置において反発力が一定の領域を持つ。
【００１６】
請求項９の本発明では、前記の装置において反発力がゼロとならない一定の領域を持つ。
【００１７】
請求項１０の本発明では、前記、固定側磁極の数を５ｊ、ロータ側磁極の数を６ｋ（ｊ、ｋは整数）とする。
【００１８】
請求項１１の本発明では、上下に伸びたロータ軸の外周部に等間隔に形成された同極磁極よりなるロ−タと、前記ロータ軸を上下軸受する、上下のエンドフレーム、そのエンドフレームと共に外枠を形成する筒状の固定フレームと、その固定フレームの内周上に等間隔で配置されたロータと同極の固定側磁石より形成される。
【００１９】
請求項１２の本発明では、前記、ロータ軸の外周部磁石の前後に、又はまたがって磁力遮蔽部材を配し、同極の固定側磁石のロータ回転方向前方部に磁力遮蔽部材を配する。
【００２０】
請求項１３の本発明では、前記の装置において反発力が一定の領域を持つ。
【００２１】
請求項１４の本発明では、前記の装置において反発力がゼロとならない一定の領域を持つ。
【００２２】
請求項１５の本発明では、前記、固定側、ロータ側磁石の数が異なる。
【００２３】
請求項１６の本発明では、前記、固定側、ロータ側の磁石として永久磁石を用いて構成する。
【００２４】
請求項１７の本発明では、前記、固定側、ロータ側を連続駆動とする。
【００２５】
請求項１８の本発明では、前記、固定側、ロータ側磁石をロータ軸上下方向に多段とする。
【００２６】
請求項１９の本発明では、前記、固定側を２連以上とし固定側の磁力遮蔽部材でおおわれない部分の位置を３６０°／連数＝θ（小角度）ずつロータ回転方向へラセン状に順次ずらして並列配置する。
【００２７】
請求項２０の本発明では、前記、起動・停止装置と増力装置の固定側の位相を３０°ずらす。
【００２８】
請求項２１の本発明では、上下に伸びたロータ軸に形成されたロータ部と、前記ロータ軸を上下軸受けする上下のエンドフレーム、そのエンドフレームと共に外枠を形成する筒状の固定フレームと、その固定フレームの内周上に等間隔で配置されたC型ステータコアにステータコイルを巻装したステータよりなる。
【００２９】
請求項２２の本発明では、前記、ロータ部は、上下に並列にＮ極、Ｓ極を持つ。
【００３０】
請求項２３の本発明では、前記、ロータ部は、上下に並列にＮ極、Ｓ極を持ち、中央部の境界が傾いている。
【００３１】
請求項２４の本発明では、前記、ロータ部の上下に並列にＮ極、Ｓ極を持ち中央部境界を傾斜させることにより前記C型ステータを横切る磁極数を２倍とする。
【００３２】
請求項２５の本発明では、前記C型ステータの両端を各々接続することにより２相の交流出力を得る。
【００３３】
請求項２６の本発明では、前記C型ステータの両端を連続して接続し、１２０°毎に出力端をとることにより３相の交流出力を得る。
【００３４】
請求項２７の本発明では、前記C型ステータ巻線の出力を全波整流することにより交流を直流に変換しC型ステータ毎に力率１（交差磁化作用）一定の固定磁界を発生させた。
【００３５】
請求項２８の本発明では、前記、ロータ部とC型ステータが一定の位相差を持って回転する。
【００３６】
請求項２９の本発明では、C型ステータを取り付ける固定フレームを非磁性体部材で形成して個々独立のC型ステータ間を磁気絶縁し、C型ステータごとに個々独立した電機子電流を発生させ、個々独立した固定磁界を発生させる。
【００３７】
請求項３０の本発明では、前記、ロータ部磁石極数を６ｌ、C型ステータ極数を５ｍ（ｌ、ｍは整数）とする。
【００３８】
請求項３１の本発明では、前記、固定側C型ステータ、ロータ部磁極の数が同一の６ｎ（ｎは整数）である
【００３９】
請求項３２の本発明では、前記、ロータ部、C型ステータ部を２連以上の多連式とする。
【００４０】
請求項３３の本発明では、前記、ロータ軸の外周部磁石の前後に、又はまたがって磁力遮蔽部材を配し、C型ステータのコア巾よりロータ側磁石の巾を狭くした。
【００４１】
請求項３４、３５の本発明では、前記、発電部にバックアップ用電池を内蔵する。
【００４２】
請求項３６の本発明では、上下に伸びたロータ軸の外周部に等間隔に形成された上下に並列にＮ極、Ｓ極を持ち中央部境界を傾斜させたロータ部と、前記ロータ軸を上下軸受する上下のエンドフレーム、そのエンドフレームと共に外枠を形成する筒状の固定フレームと、その固定フレームの上部に起動・停止部ステータ、中部に発電部ステータ、下部に増力部固定側磁石が配置される。
【００４３】
請求項３７の本発明では、前記、固定フレーム部の上部ステータ、中部のステータ、下部磁石を仕切る非磁性体を設ける。
【００４４】
請求項３８の本発明では、前記、起動・停止装置を起動後、増力装置として動作させる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明のエネルギー装置によれば、プロペラ等の起動・増力補助手段により起動／又は起動・停止部(装置)により外部信号の指示に従って電磁石の同極反発により起動するため、風力発電の無風時においても起動ができ、起動後は微風時においても増力部により風力発電装置の動作維持に必要なエネルギーを磁石の反発力により増力する。また外部信号の指示にしたがって電磁石の異極吸引により停止でき、更に強風時に起動・停止部（装置）により電磁石の電流の制御によりブレーキ力を制御して発電部に電気的ストレスを与えずに発電部（装置）において一定の発電をする。起動・停止部（装置）と同軸に構成された発電部により高効率で安定した交流２相出力、交流３相出力、直流出力を出力することができる。起動・停止部（装置）、発電部(装置)、増力部(装置)を一体化して薄型、小型化した風力発電装置等のエネルギー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図１の断面図に従い、本発明を実施するための最良の形態１に係る風力発電装置１００を説明する。図１において、上下に伸びたロータ軸１１３の上部に起動・増力補助手段であるプロペラ１０４、起動・停止部（装置）１０３、中部に発電部（装置）１０２、下部に増力部（装置）１０１が設けられロータ軸１１３の上下にはエンドフレーム１１４、周囲はアルミ等による非磁性体で形成された筒状固定フレーム１１５で風力発電装置１００は形成される。
【００４７】
ここで、本最良の形態１の風力発電装置１００において起動・停止部（装置）１０３と発電部（装置）１０２と増力部（装置）１０１がロータ軸１１３で直結されている所に特徴がある。即ち本発明においては、ロータ軸１１３で直結されているため伝達ロスがなく、小型化が容易となる。又、本実施例では筒状固定フレーム１１５はアルミ等による非磁性体部材で形成され磁気絶縁を行っているため、外部に対して磁気の影響はない。図３（ａ）（１）は本最良の形態２である起動・停止部（装置）１０３の基本的な構成を示す概略図である。
【００４８】
起動・停止部(装置)１０３の起動動作について説明を行うと回転部ロータ１０５は図３（ａ）（１）、図２に示すように１極当たり６０°でＮ、Ｎ、Ｎ、Ｎ、Ｎ、Ｎに形成された永久磁石にて構成される。ロータ１０５の各磁極の両側、又は磁極にまたがってロータ側磁力遮蔽部材１０７が敷設される。固定側ステータ１０６は１極当たり７２°で構成されステータ１０６は図３（ａ）（１）に示すような形状をしておりケイ素鋼鈑を積層した構成でステータコイル１２９からなる。ロータ側１０５の右側回転方向前方側半分に固定側磁力遮蔽部材１０８が敷設されている。ロータ側１０５の動作は図３（ａ）（２）（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）にて説明される。図３（ａ）（１）においてコイル１２９に電流を流し電磁石としてロータ側１０５と同極Ｎとすることにより図３（ａ）（２）（Ａ）においてロータ側１０５の磁力遮蔽部材１０７の角度３０°と固定側１０６の磁力遮蔽部材１０８との角度３６°の差分において磁石Ｎ極どうしの反発力によりロータ側１０５は右回転を始める。起動・停止部（装置）１０３の図３（ａ）（２）（Ａ）→（Ｂ）における反発力の時系列図を図３（ｂ）（１）１）に示す。図３（ｂ）（１）１）（Ａ）では反発力がゼロとならない一定領域１１７となる。図３（ａ）（２）（Ｂ）→（Ｃ）ではロータ側１０５と固定側１０６のＮ極どうしが対向する面積が徐々に増加するため図３（ｂ）（１）１）（Ｂ）において反発力は増力する。図３（ａ）（２）（Ｃ）ではロータ側１０５Ｎ極３０°は固定側１０６のＮ磁極が過ぎるまでは図３（ｂ）（１）１）（Ｃ）に示すように反発力は一定領域１１６となる。図３（ａ）（２）（Ｃ）→（Ａ）ではロータ側１０５磁力遮蔽部材１０７の働きで磁力が働かないため反発力は図３（ｂ）（１）１）（Ｄ）のように減少する。図３（ａ）（２）（Ａ）に戻ったロータ側１０５はスタートと同じように回転を継続する。特徴としては（１）固定側ステータ１０６を電磁石として用いているため外部からの制御が容易となる。（２）固定側磁極の数を５ｊ、ロータ側磁極の数を６ｋ（ｊ、ｋは整数）とすることにより無磁領域がなくなり反発力がゼロとならない一定領域を有するため起動が確実となる。
【００４９】
ここで本最良の形態２の起動・停止部（装置）１０３の停止動作について説明を行うと図３（ｂ）（２）は図３（ａ）（１）の固定側ステータ１０６に流す電流の方向を変えロータ側１０５の磁極Ｎ極と反対磁極のＳ極とすることにより固定側ステータ１０６に吸引されロータ１０５が停止する様子を示す時系列図である。特徴としては（１）固定側ステータ１０６を電磁石として用いているため外部からの制御が容易となる。（２）風力発電装置１００において強風時もプロペラの破損を防止できる。（３）従来のように停止させるために発電機の出力ショートという発電機の寿命を短くすることをしない。（４）増加した発電出力を起動・停止部（装置）１０３の固定側ステータコイル１２９に加えることにより停止力が強くなる。
【００５０】
本最良の形態２の起動・停止部（装置）１０３のブレーキ動作について説明を行うと図３（ｂ）（３）に示すように電磁石に流す電流の方向を変えロータ側１０５の磁極Ｎ極と反対磁極のＳ極とすることより吸引力を制御することによりブレーキ力として発電機の出力を低下させることができる。特徴としては（１）固定側ステータ１０６を電磁石として用いているため外部からの制御が容易となる。（２）風力発電装置１００において強風時もプロペラの破損を防止できる。（３）従来のように停止させるために発電機の出力ショートという発電機の寿命を短くすることをしない。（４）増加した発電出力を起動・停止部（装置）１０３の固定側ステータコイル１２９に加えることによりブレーキ力が強くなる。（５）強風時もブレーキを働かせるため発電機を止めることなく出力を一定とできる。（６）発電出力の増加によるバッテリーの過充電防止もできる。
【００５１】
図３（ａ）（２）（Ａ）において図３（ａ）（１）固定側ステータ１０６を通電することによりＮ型電磁石とすることにより反発力によりロータ１０５が右回り回転を始め、図３（ａ）（２）（Ｂ）においてロータ側１０５、固定側１０６の磁石Ｎ極どうしの反発力により増力し、  図３（ｂ）（１）（Ｂ）に示すように回転毎に増力するため図３（ａ）（２）（Ａ）でスタートしたロータ側１０５の右回りの回転は継続する。図１において増力部（装置）１０１も起動・停止部（装置）１０３とロータ軸１１３上に形成されているため右回りの回転を行う。
【００５２】
本最良の形態３の増力部（装置）１０１の構成を図４（ａ）に示す。回転部ロータ１０９は図４（ａ）、図２に示すように１極当たり６０°でＳ，Ｓ，Ｓ，Ｓ，Ｓ，Ｓに形成された永久磁石にて構成されロータ１０９の各磁極の両側、又は磁極にまたがってロータ側磁力遮蔽部材１１１が敷設されている。
固定側１１０もロータ側と同じ磁極を有する永久磁石で形成され更に固定側１１０にはロータ側１０９の右回り回転方向前方半分に形成された固定側磁力遮蔽部材１１２が敷設されている。ロータ側１０９の動作は図４（ｂ）にて説明される。
【００５３】
図４(ｂ)（Ａ）においてロータ側１０９の磁力遮蔽部材１１１の角度３０°と固定側１１０の磁力遮蔽部材１１２との角度３６°の差分において永久磁石Ｓ極どうしの反発力によりロータ側１０９は右回転を始める。図４（ｂ）（Ａ）→（Ｂ）では図３（ｂ）（１）２）（Ａ）において反発力がゼロとならない一定領域１１９となる。図４（ｂ）（Ｂ）→（Ｃ）では図３（ｂ）（１）２）（Ｂ）においてロータ側１０９と固定側１１０のＳ極どうしが対向する面積が徐々に増加するため反発力は増力する。図４（ｂ）（Ｃ）に示すようにロータ側１０９Ｓ極３０°が固定側１１０を過ぎるまでは図３（ｂ）（１）２）（Ｃ）に示すように反発力は一定領域１１８となる。図４（ｂ）（Ｃ）→（Ａ）はロータ側１０９磁力遮蔽部材１１１の働きで磁力が働かないため反発力は図３（ｂ）（１）２）（Ｄ）のように減少する。図４（ｂ）（Ａ）に戻ったロータ側１０９はスタートと同じように回転を継続する。
【００５４】
起動・停止部（装置）１０３の電磁石を駆動して図４（ａ）増力部（装置）の反発力に対して３０°取り付け位相をずらした増力部(装置)１として働かせることにより反発力は図３（ｂ）（１）１）となり増力部(装置)の反発力図３（ｂ）（１）２）と合成した反発力は図３（ｂ）（１）３）となるため安定したプラスの反発力を発生させ増力することにより、発電出力の安定化をはかることができる。
【００５５】
図１において発電部(装置)１０２も起動・停止部(装置)１０３とロータ軸１１３上に形成されているため右回りの回転を行う。ロータ軸１１３により起動・停止部（装置）１０３に連結された図１の発電部(装置)１０２の詳細な動作を図５（ａ）〜（ｉ）において説明を行う。
【００５６】
本最良の形態４の交流２相発電部（装置）２０２の縦断面図を図５(ａ)に示す。ロータ軸１１３に形成され上下はエンドフレーム１１４で、周囲は筒状固定フレーム１１５で構成されているロータ（回転部）１２０と固定型C型ステータ１２１よりなる。ここにおいて筒状固定フレーム１１５はアルミ等の非磁性体部材が用いられており、C型ステータ１２１を磁気絶縁している。ロータ（回転部）１２０は図５（ｄ）（１）に示すＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓの永久磁石にて図２に示すように斜形して構成されている。C型ステータ１２１は図５（ｄ）（２）に示すような形状をしておりケイ素鋼鈑を積層したほぼC状溝形鉄心をもって形成したステータブロック（Ａ）と（Ｂ）よりなり巻線したステータ−コイル（Ｃ）（Ｄ）よりなる。図５（ｄ）（２）においてC型ステータブロックの角度を７２°として（Ａ）（Ｂ）の角度３６°よりロータ磁極の角度を３０°として小さくすることにより無磁領域がなくなり出力のロスがなくなる特徴がある。
【００５７】
図５（ａ）の横断面図を図５（ｄ）（１）に示す。ロータ（回転部）１２０は（Ｎ，Ｓ）×６極よりなる。C型ステータ１２１は筒状固定フレーム１１５上に５個備えてなる。図５（ｄ）（２）のC型ステータコイル（Ｃ）（Ｄ）は図５（ｄ）（１）のように結線される。図１の起動・停止部（装置）１０３の右回り回転によりロータ（回転部）１２０に設けられた永久磁石が図５（ｄ）（２）に示すC型ステ−タ１２１の前側コア（Ａ）と後側コア（Ｂ）との間で円周方向（ロータ回転方向に対して前後方向）へ交互に変わって往来する。Ｓ極ポールコア（Ｅ）とＮ極ポールコア（Ｆ）が回転移動して、界磁主磁束φの磁力線がC型ステータブロック１２１の前側コア部（Ａ）と後側コア（Ｂ）に対して増大方向へ変化すると共に同時に平行作用する前方（ロータ回転方向に対して以下同様）の異極ポールコアの磁力線が反比例して減少方向へ変化する場合はファラデーの電磁誘導の法則、レンツの法則に基づき両極複合により相互誘導作用により図５（ｅ）に示すようにC型ステータ１２１のコイル（Ｃ）（Ｄ）の総合効率の正（＋）と負（−）が交互（交流）の起電力１２２−１が発生する。
図５（ｄ）（１）は発電装置２０２が交流２相出力１２２−１を出力する場合のコイルの結線を示す。
【００５８】
本最良の形態５の交流３相発電部（装置）３０２の縦断面図を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）の横断面図を図５（ｇ）（１）に示す。ロータ（回転部）２２０は（Ｎ、Ｓ）×６極よりなる。C型ステータ２２１は筒状固定フレーム１１５上に６個備えてなる。ロータ（回転部）２２０は１極当たりの３０°で形成された永久磁石にて構成され各磁極の両側、又はまたがって磁力遮蔽部材１３０が敷設される。図５（ｇ）（２）のC型ステータ２２１の前側コア（Ａ）、後側コア（Ｂ）の巾ｃよりロータ２２０磁極の巾ｄを磁力遮蔽部材１３０により狭くすることにより無磁領域がなくなり出力のロスがなくなる特徴がある。図１の起動・停止部（装置）１０３の右回り回転によりロータ（回転部）２２０に設けられた永久磁石がC型ステータ２２１の前側コア（Ａ）と後側コア（Ｂ）との間で円周方向（ロータ回転方向に対して前後方向）に交互へ変わって往来する。Ｓ極ポールコア（Ｅ）とＮ極ポールコア（Ｆ）が回転移動して界磁主磁束φの磁力線がC型ステータ２２１の前側コア部（Ａ）と後側コア部（Ｂ）に対して増力方向へ変化すると共に同時に平行作用する前方（ロータ回転方向に対しては以下同様）の異極ポールコアの磁力線が反比例して減少方向へ変化する場合はファラデーの電磁誘導の法則、レンツ法則に基づき両極複合により相互誘導作用により図５（ｈ）に示すようにC型ステータ２２１のコイルの図５（ｇ）（１）の結線により交流３相出力１２２−２は出力される。
【００５９】
本最良の形態６の直流発電装置４０２を図５（ｃ）に示す。図５（ａ）で発生した交流２相出力１２２−１は全波整流回路１２３により直流に整流されコンデンサ１２５により平準化され負荷抵抗１２６に加えられる。図５（ｄ）（１）における５個のC型ステータ１２１は各々独立に全波整流され直流に変換される。各々独立したステータブロックごとに全波整流回路１２３で個々独立に整流された直流電力を負荷抵抗１２６へ流すことにより上記交流電流によって生ずる固定磁界の遅れは界磁主磁φより電気角９０°遅相の力率１相当（交流磁化作用）で一定の遅れ位相θに固定される。
【００６０】
図５（ｆ）はC型ステータ両コアと磁極の両磁束との間に生ずる作用の説明図である。図５（ｆ）においてC型ステータ１２１の１個を取り上げ、更にそのC型ステータ（１２１）の前部コア部（Ａ）（図５（ｄ）（２））に対するＳ極ポールコア（Ｅ）（図５（ｄ）（２））、Ｎ極ポールコア（Ｆ）（図５（ｄ）（２））の位置関係を示した図５（ｆ）をもとに説明する。
固定磁界が力率１相当（交流磁化作用）の一定の遅れ位相α時において、磁極ロータ１２０のＳ極ポールコア（Ｅ）とＮ極ポーコア（Ｆ）とがC型ステータ１２１の前側コア部（Ａ）（図５（ｄ）（２））の鉄心を交互に通過する毎にステータコイル（Ｃ）（図５（ｄ）（２））に誘導交流起電力が誘起され、交流電流が発生する。発生した交流電流により前部コア部（Ａ）にＮ極とＳ極の遅れの固定磁界が交互に発生する。
Ｓ極ポールコア（Ｅ）とＮ極ポールコア（Ｆ）とが前側コア（Ａ）に対して回転移動すると、前側コア部位置には鉄心巾にわたって遅れ位相αのＳ極固定磁界磁力が発生する。Ｓ極ポールコア（Ｅ）とＮ極ポールコア（Ｆ）とがロータ方向へ移動して極が逆になると、前部コア部（Ａ）に発生する両磁界極も逆になる。
【００６１】
図１において示した別々のロータを一体化して永久磁石のＮ、Ｓ極を上下に並列に取り付け境界を斜めとした例を図２に示すが，C型ステータ１２１を通過する際にＮ，Ｓを交互に形成する場合に比べ２倍のＮ、Ｓ極の変化があるため図５（ｅ）の波形が２倍となるため２倍の回転としたのと同等となり２倍の発電量を得ることができる。
【００６２】
本最良の形態４の交流２相発電部(装置)２０２の特徴として（１）ロータ磁石が直接ステータコイルを横切る方式となっていないためフレミングの法則／ローレンツ力が関与しないためブレーキ力を小さくでき効率が良い。（２）上下に極性を持ち並列に備えられたロータ磁石の中央境界部を斜面としてC型コイルを横切る磁極数を２倍として回転数を２倍としたことと同等に出力を２倍にすることができる。（３）C型ステータのコイル（Ｃ）（Ｄ）を各々接続し２相交流１２２−１出力を得ることができる。（４）C型ステータ毎の出力交流を各々整流することにより電力ロスを小さくする。小型化に適した直流電源として用いることができる。（５）ロータ磁極数を６ｌ、C型ステータ極数５ｍ（ｌ、ｍは整数）とすることによりC型ステータのコア巾よりロータ磁極の巾を狭くすることにより無磁領域がなくなるため発電のロスがなくなり発電効率が良くなる。
【００６３】
本最良の形態５の交流３相発電部（装置）３０２の特徴として（１）ロータ磁石が直接ステータコイルを横切る方式となっていないためフレミングの法則／ローレンツ力が関与しないためブレーキ力を小さくでき効率が良い。（２）上下に極性を持ち並列に備えられたロータ磁石の中央境界部を斜面としてC型コイルを横切る磁極数を２倍として回転数を２倍としたことと同等に出力を２倍にすることができる。（３）C型ステータ出力を相隣る各コイルを接続して１２０°毎に出力とした交流３相出力１２２−２を得ることができる。（４）ロータ磁極数を６ｎ、C型ステータ極数６ｎ（ｎは整数）とし、ロータ磁極の各磁極の両側、又はまたがって磁力遮蔽部材が敷設されC型ステータのコア巾よりロータ磁極の巾を狭くすることにより無磁領域がなく発電ロスがなくなるため発電効率が良くなる。
【００６４】
本最良の形態６の直流発電機（装置）４０２の特徴としては（１）ロータ磁石が直接ステータコイルを横切る方式となっていないためフレミングの法則／ローレンツ力が関与しないためブレーキ力を小さくでき効率が良い。（２）上下に極性を持ち並列に備えられたロータ磁石の中央境界部を斜面としてC型コイルを横切る磁極数を２倍として回転数を２倍としたことと同等に出力を２倍にすることができる。
【００６５】
直流発電装置４０２（図５（ｃ））においてバックアップ用電池１２７は直流発電部(装置)４０２に内蔵され、ダイオード１２４により常に充電され発電部(装置)４０２の出力１２２−１が瞬断した時ダイオード１２４により負荷抵抗１２６へ電力を供給する。図１において起動・停止部（装置）１０３の固定側ステータ電磁石１０６はバックアップ電池１２７により起動動作される。バックアップ電池の電力不足により図１において起動・停止部（装置）１０３が動作しない時、プロペラ１０４等による起動・増力補助手段により起動してバッアップ電池１２７の充電が行なわれ、増力部（装置）１０１により安定したプラスの反発力を磁石の同極反発力を用いて発生させ増力することにより発電部（装置）１０２の出力は一定化する。
【００６６】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨にもとづいて種々の変形をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
本発明では、起動・停止部（装置）１０３、及び発電部（装置）１０２、増力部（装置）１０１を図１において個別に示したが起動・停止部１０３、及び発電部（装置）１０２、増力部（装置）１０１の固定側間にアルミ等の非磁性体部材１２８を挟みエネルギー装置として図２に示すように一体構造とすることができる。これにより薄型のエネルギー装置を構成できる。
【００６７】
本発明では、増力部（装置）の固定側、ロータ（回転側）及び発電部(装置)のロータ側に永久磁石を用いた構成を示したが大型化のためコイルにより電磁石を形成したエネルギー装置においても本発明を適用できる。
【００６８】
本発明では、増力部（装置）及び発電部（装置）を同軸上に構成する例を示したが更に多段化して増力部（装置）及び発電部（装置）を組み合わせてもよい。
【００６９】
本発明では、ロータ軸（回転側）を上下軸受けする例について説明を行ったがロータ軸（回転側）を左右軸受けし、固定側を上下とした横型タイプの構成としても良い。
【００７０】
本発明では、起動・停止部(装置)を上部、増力部(装置)を下部としたが、増力部(装置)を上部、起動・停止部（装置）を下部として構成しても良い。
【００７１】
本発明では、起動・増力補助手段として風力発電の例を示したがプロペラの代わりにタービン、水車、太陽電池、電池など燃料、水、光、電力、手動による手段を用いても良い。
【００７２】
本発明では、起動・停止部（装置）を起動後、増力部（装置）１として機能させたが、これにより別に設けた増力部（装置）を省略しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明を実施するための最良の形態１に係る風力発電装置１００の断面図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態１に係る風力発電装置１００のロータを一体化した縦断面図である。
【図３（ａ）（１）】本発明を実施するための最良の形態２に係る起動・停止部（装置）１０３の横断面図である。
【図３（ａ）（２）】本発明を実施するための最良の形態２に係る起動・停止部（装置）１０３のロータ、固定側の反発動作の位置関係を示す図である。
【図３（ｂ）（１）１】本発明を実施するための最良の形態２に係る起動・停止部（装置）１０３の起動反発動作を示す時系列図１）である。
【図３（ｂ）（１）２】本発明を実施するための最良の形態３に係る増力部（装置）１０１の反発動作を示す時系列図２）である。
【図３（ｂ）（１）３】前記、時系列図１）と時系列２）の合成時系列図３）である。
【図３（ｂ）（２）】本発明を実施するための最良の形態２に係る起動・停止部（装置）１０３の停止動作を示す時系列図である。
【図３（ｂ）（３）】本発明を実施するための最良の形態２に係る起動・停止部（装置）１０３のブレーキ動作を示す時系列図である。
【図４（ａ）】本発明を実施するための最良の形態３に係る増力部（装置）１０１の横断面図である。
【図４（ｂ）】本発明を実施するための最良の形態３に係る増力部（装置）１０１のロータ、固定側の反発動作の位置関係を示す図である。
【図５（ａ）】本発明を実施するための最良の形態４に係る交流２相発電部（装置）２０２の縦断面図である。
【図５（ｂ）】本発明を実施するための最良の形態５に係る本発明に係る交流３相発電部（装置）３０２の縦断面図である。
【図５（ｃ）】本発明を実施するための最良の形態６に係る直流発電部（装置）４０２を示す図である。
【図５（ｄ）（１）】本発明を実施するための最良の形態４に係る交流２相発電部（装置）２０２の横断面図、C型ステータの配線を示す図である。
【図５（ｄ）（２）】本発明を実施するための最良の形態４に係るC型ステータコアとロータの位置関係を示す図である。
【図５（ｅ）】本発明を実施するための最良の形態４に係る交流２相発電部（装置）２０２の交流出力を示す。
【図５（ｆ）】本発明を実施するための最良の形態４に係る交流２相発電部（装置）２０２のC型ステータコアと磁束の間に生ずる作用説明図である。
【図５（ｇ）（１）】本発明を実施するための最良の形態５に係る交流３相発電部（装置）３０２の横断面図、C型ステータの配線図を示す図である。
【図５（ｇ）（２）】本発明を実施するための最良の形態５に係るC型ステータコアとロータの位置関係を示す図である。
【図５（ｈ）】本発明を実施するための最良の形態５に係る交流３相発電部（装置）３０２の交流出力を示す。
【図５（ｉ）】本発明を実施するための最良の形態５に係る交流３相発電部（装置）３０２のC型ステータコアと磁束の間に生ずる作用説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００：風力発電装置
１０１：増力部（装置）
１０２，２０２，３０２，４０２：発電部（装置）
１０３：起動・停止部（装置）
１０４：プロペラ
１０５：起動・停止部（装置）ロータ側磁石
１０６：起動・停止部（装置）固定側ステータ
１０７：起動・停止部（装置）ロータ側磁力遮蔽部材
１０８：起動・停止部（装置）固定側磁力遮蔽部材
１０９：増力部（装置）ロータ側（回転側）磁石
１１０：増力部（装置）固定側磁石
１１１：増力部（装置）ロータ側磁力遮蔽部材
１１２：増力部（装置）固定側磁力遮蔽部材
１１３：ロータ軸
１１４：エンドフレーム
１１５：筒状固定フレーム
１１６：起動・停止部（装置）の反発力一定領域
１１７：起動・停止部（装置）の反発力がゼロとならない領域
１１８：増力部（装置）の反発力一定領域
１１９：増力部（装置）の反発力がゼロとならない領域
１２０，２２０：発電部（装置）ロータ側（回転部）
１２１，２２１：発電部（装置）固定側C型ステータ
１２２−１，１２２−２：交流出力
１２３：発電部（装置）全波整流用回路
１２４：ダイオード
１２５：コンデンサ
１２６：負荷抵抗
１２７：バックアップ用電池
１２８：非磁性体仕切り板  
１２９：起動・停止部（装置）固定側ステータコイル
１３０：発電部（装置）ロータ側磁力遮蔽部材
【図１】
2007043761.tif 000003
【図２】
2007043761.tif 000004
【図３（ａ）（１）】
2007043761.tif 000005
【図３（ａ）（２）】
2007043761.tif 000006
【図３（ｂ）（１）１】
2007043761.tif 000007
【図３（ｂ）（１）２】
2007043761.tif 000008
【図３（ｂ）（１）３】
2007043761.tif 000009
【図３（ｂ）（２）】
2007043761.tif 000010
【図３（ｂ）（３）】
2007043761.tif 000011
【図４（ａ）】
2007043761.tif 000012
【図４（ｂ）】
2007043761.tif 000013
【図５（ａ）】
2007043761.tif 000014
【図５（ｂ）】
2007043761.tif 000015
【図５（ｃ）】
2007043761.tif 000016
【図５（ｄ）（１）】
2007043761.tif 000017
【図５（ｄ）（２）】
2007043761.tif 000018
【図５（ｅ）】
2007043761.tif 000019
【図５（ｆ）】
2007043761.tif 000020
【図５（ｇ）（１）】
2007043761.tif 000021
【図５（ｇ）（２）】
2007043761.tif 000022
【図５（ｈ）】
2007043761.tif 000023
【図５（ｉ）】
2007043761.tif 000024