(57)【要約】【課題】  簡潔構造で確実に出力増強を行えるアキシャルギャップ型発電機を提供すること。【解決手段】  本発明のアキシャルギャップ型発電機１０は、内側となる面の円周に沿って複数の磁石が配置され、駆動軸６１に固定された第１の円板形状のマグネットホルダ１１と、円周に沿って複数の磁石が配置され、駆動軸６１に固定された第２の円板形状のマグネットホルダ２１と、両側の面のそれぞれの円周に沿って複数の磁石が配置され、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と第２の円板形状のマグネットホルダ２１との間で駆動軸６１に固定された第３の円板形状のマグネットホルダ３１と、第１、第３の円板形状のマグネットホルダ１１、３１との間および第２、第３の円板形状のマグネットホルダ２１、３１との間で、複数の磁石と対向するそれぞれの位置に複数のコイルが配置された円筒形状のコイルホルダ４１、５１とを備えることとした。【選択図】図１
2012010570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に回転自在に取り付けられ回転駆動する駆動軸と、内側となる面の円周に沿って複数の磁石が配置され、前記駆動軸に固定されて前記駆動軸と共に回転する第１の円板形状のマグネットホルダと、前記第１の円板形状のマグネットホルダと対向する内側となる面の円周に沿って複数の磁石が配置され、前記駆動軸に固定され前記駆動軸と共に回転する第２の円板形状のマグネットホルダと、両側の面のそれぞれの円周に沿って複数の磁石が配置され、前記第１の円板形状のマグネットホルダと第２の円板形状のマグネットホルダとの間で前記駆動軸に固定され前記駆動軸と共に回転する第３の円板形状のマグネットホルダと、前記第１の円板形状のマグネットホルダと第３の円板形状のマグネットホルダとの間および前記第２の円板形状のマグネットホルダと第３の円板形状のマグネットホルダとの間で、前記基板に固定され、前記複数の磁石と対向するそれぞれの位置に複数のコイルが配置された円筒形状のコイルホルダとを備えることを特徴とするアキシャルギャップ型発電機。
【請求項２】
前記第３の円板形状のマグネットホルダは、前記第１の円板形状のマグネットホルダと前記第２の円板形状のマグネットホルダとの間で前記駆動軸に複数個配置されて固定され、互いに隣接する前記第３の円板形状のマグネットホルダのそれぞれの間に前記円筒形状のコイルホルダを配置することを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型発電機。
【請求項３】
前記円筒形状のコイルホルダに配置された前記コイルは、外周に沿ってアモルファス合金の層が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型発電機。
【請求項４】
前記前記第３の円板形状のマグネットホルダの側面、及び又は前記第１の円板形状のマグネットホルダの内面か前記第２の円板形状のマグネットホルダの内面にファンを設けることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型発電機。
【請求項５】
前記円板形状のマグネットホルダは、材料に樹脂を使用することを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、簡潔構造で確実に出力増強を行えるアキシャルギャップ型発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のアキシャルギャップ型発電機には、複数のコイルが配置された円筒形状のコイルホルダの両側に磁石を取り付けた円板形状のマグネットホルダがそれぞれ設けられ、円板形状のマグネットホルダの回転駆動により発電が行われるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  特開２００８−２４５３５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、従来のアキシャルギャップ型発電機は、回転駆動される回転数が限られている場合が多く、回転数を変えることなく出力を上げる場合には同一機構のものを直列に配置しなければならず複雑構造でコスト高とならざるを得ないという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡潔構造で確実に出力増強を行えるアキシャルギャップ型発電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明のアキシャルギャップ型発電機は、基板に回転自在に取り付けられ回転駆動する駆動軸と、内側となる面の円周に沿って複数の磁石が配置され、前記駆動軸に固定されて前記駆動軸と共に回転する第１の円板形状のマグネットホルダと、前記第１の円板形状のマグネットホルダと対向する内側となる面の円周に沿って複数の磁石が配置され、前記駆動軸に固定され前記駆動軸と共に回転する第２の円板形状のマグネットホルダと、両側の面のそれぞれの円周に沿って複数の磁石が配置され、前記第１の円板形状のマグネットホルダと第２の円板形状のマグネットホルダとの間で前記駆動軸に固定され前記駆動軸と共に回転する第３のマグネットホルダと、前記第１の円板形状のマグネットホルダと第３の円板形状のマグネットホルダとの間および前記第２の円板形状のマグネットホルダと第３の円板形状のマグネットホルダとの間で、前記基板に固定され、前記複数の磁石と対向するそれぞれの位置に複数のコイルが配置された円筒形状のコイルホルダとを備えることとした。
また、前記第３の円板形状のマグネットホルダは、前記第１の円板形状のマグネットホルダと前記第２の円板形状のマグネットホルダとの間で前記駆動軸に複数個配置されて固定され、互いに隣接する前記第３の円板形状のマグネットホルダのそれぞれの間に前記円筒形状のコイルホルダを配置することとした。
また、前記円筒形状のコイルホルダに配置された前記コイルは、外周に沿ってアモルファス合金の層が配置されていることとした。
また、前記前記第３の円板形状のマグネットホルダの側面、及び又は前記第１の円板形状のマグネットホルダの内面か前記第２の円板形状のマグネットホルダの内面にファンを設けることとした。
さらに、前記円板形状のマグネットホルダは、材料に樹脂を使用することとした。
【発明の効果】
【０００６】  本発明のアキシャルギャップ型発電機は、基板に回転自在に取り付けられ回転駆動する駆動軸と、内側となる面の円周に沿って複数の磁石が配置され、前記駆動軸に固定されて前記駆動軸と共に回転する第１の円板形状のマグネットホルダと、前記第１の円板形状のマグネットホルダと対向する内側となる面の円周に沿って複数の磁石が配置され、前記駆動軸に固定され前記駆動軸と共に回転する第２の円板形状のマグネットホルダと、両側の面のそれぞれの円周に沿って複数の磁石が配置され、前記第１の円板形状のマグネットホルダと第２の円板形状のマグネットホルダとの間で前記駆動軸に固定され前記駆動軸と共に回転する第３の円板形状のマグネットホルダと、前記第１の円板形状のマグネットホルダと第３の円板形状のマグネットホルダとの間および前記第２の円板形状のマグネットホルダと第３の円板形状のマグネットホルダとの間で、前記基板に固定され、前記複数の磁石と対向するそれぞれの位置に複数のコイルが配置された円筒形状のコイルホルダとを備えることとしたため、簡潔構造で確実に出力増強を行うことができる。
また、前記第３の円板形状のマグネットホルダは、前記第１の円板形状のマグネットホルダと前記第２の円板形状のマグネットホルダとの間で前記駆動軸に複数個配置されて固定され、互いに隣接する前記第３の円板形状のマグネットホルダのそれぞれの間に前記円筒形状のコイルホルダを配置することとしたため、簡潔構造で確実に大幅に出力増強を行うことができる。
また、前記円筒形状のコイルホルダに配置された前記コイルは、外周に沿ってアモルファス合金の層が配置されていることとしたため、磁力が通り易く損出の少ない効率的のコイルとすることができる。
また、前記前記第３の円板形状のマグネットホルダの側面、及び又は前記第１の円板形状のマグネットホルダの内面か前記第２の円板形状のマグネットホルダの内面にファンを設けることとしたため、コイルの放熱が強制的に行われ、磁力の損出を防ぎ発電効率を維持することができる。
さらに、前記円板形状のマグネットホルダは、材料に樹脂を使用することとしたため、渦電流が流れ発電損出となることを防ぐことができる。発電損出を防ぐことにより回転力の損出も防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  本発明の第１の実施形態のアキシャルギャップ型発電機の内部構造の断面図を示す。
【図２】  本発明の第１の実施形態のアキシャルギャップ型発電機で用いられるスライドユニットを構成する各部の図を示し、図２（ａ）は、第１の円板形状のマグネットホルダの側面図を示し、図２（ｂ）は、第１の円筒形状のコイルホルダの側面図を示し、図２（ｃ）は、第３の円板形状のマグネットホルダの側面図を示し、図２（ｄ）は、第２の円板形状のマグネットホルダの側面図を示す。
【図３】  本発明の第１の実施形態のアキシャルギャップ型発電機で用いられるコイルの正面図を示す。
【図４】  本発明の第２の実施形態のアキシャルギャップ型発電機の内部構造の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】  以下、本発明の実施の形態のアキシャルギャップ型発電機につき説明する。
【実施例１】
【０００９】  図１は、本発明の第１の実施形態のアキシャルギャップ型発電機の内部構造の断面図を示す。
図１に示すように、本発明のアキシャルギャップ型発電機１０は、駆動軸６１に固定される第１の円板形状のマグネットホルダ１１と、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と並列に駆動軸６１に固定される第２の円板形状のマグネットホルダ２１と、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と第２の円板形状のマグネットホルダ２１との間で駆動軸６１に固定される第３の円板形状のマグネットホルダ３１と、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と第３の円板形状のマグネットホルダ３１との間で基板６２に固定された第１の円筒形状のコイルホルダ４１と、第２の円板形状のマグネットホルダ２１と第３の円板形状のマグネットホルダ３１との間で基板６２に固定された第２の円筒形状のコイルホルダ５１とで構成されている。
駆動軸６１は、基板６２に固定された取付ブラケット６２Ａ、６２Ｂに回転自在に取り付けられ、駆動モータ、エンジンなどにより矢印Ｍに示す駆動方向から回転駆動する。
第１の円板形状のマグネットホルダ１１は、駆動軸６１に固定され、内側となる面の円周に沿って８個の磁石１２が配置され駆動軸６１と共に回転する。
第２の円板形状のマグネットホルダ２１は、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と並列に駆動軸６１に固定され、第１の円板形状のマグネットホルダ２１と対向する内側となる面の円周に沿って８個の磁石２２が配置され駆動軸６１と共に回転する。
第３の円板形状のマグネットホルダ３１は、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と第２の円板形状のマグネットホルダ２１との間で駆動軸６１に固定され、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と対向する面の円周に沿って８個の磁石３２が配置され、第２の円板形状のマグネットホルダ２１と対向する面の円周に沿って８個の磁石３３が配置され駆動軸６１と共に回転する。
第１の円筒形状のコイルホルダ４１は、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と第３の円板形状のマグネットホルダ３１との間で固定ブラケット４４により基板６２に固定され、第１の円板形状のマグネットホルダ１１の磁石１２とそれぞれ対向する位置に８個のコイル４２が配置され、第３の円板形状のマグネットホルダ３１の磁石３２とそれぞれ対向する位置に８個のコイル４３が配置されている。
第２の円筒形状のコイルホルダ５１は、第２の円板形状のマグネットホルダ２１と第３の円板形状のマグネットホルダ３１との間で固定ブラケット４５により基板６２に固定され、第２の円板形状のマグネットホルダ２１の磁石２２とそれぞれ対向する位置に８個のコイル５２が配置され、第３の円板形状のマグネットホルダ３１の磁石３３とそれぞれ対向する位置に８個のコイル５３が配置されている。
第１の円板形状のマグネットホルダ１１には、外部より空気が導入される空気導入穴１３が設けられ、第２の円板形状のマグネットホルダ２１には、外部より空気が導入される空気導入穴２３が設けられている。また、第３の円板形状のマグネットホルダ３１には、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と対向する面側に外部に空気を排出するファン３４が設けられ、第２の円板形状のマグネットホルダ２１と対向する面側に外部に空気を排出するファン３５が設けられている。【００１０】  図２は、本発明の第１の実施形態のアキシャルギャップ型発電機で用いられるスライドユニットを構成する各部の図を示し、図２（ａ）は、第１の円板形状のマグネットホルダの側面図を示し、図２（ｂ）は、第１の円筒形状のコイルホルダの側面図を示し、図２（ｃ）は、第３の円板形状のマグネットホルダの側面図を示し、図２（ｄ）は、第２の円板形状のマグネットホルダの側面図を示す。
図２（ａ）は、図１に示す矢視ＡＡを示し、第１の円板形状のマグネットホルダ１１の側面図を示す。図２（ａ）に示すように、第１の円板形状のマグネットホルダ１１は、駆動軸６１に固定され、内側となる面の円周に沿って８個の磁石１２が配置され駆動軸６１と共に回転する。８個の磁石１２は、Ｎ極とＳ極とが交互に配置されている。また、外部より空気が導入される空気導入穴１３が設けられている。さらに、第１の円板形状のマグネットホルダ１１は、アルミなどではなく、樹脂で形成されている。なお、第２の円板形状のマグネットホルダ２１も同様の構成となっている。
図２（ｂ）は、図１に示す矢視ＢＢを示し、第３の円板形状のマグネットホルダ３１の側面図を示す。図２（ｂ）に示すように、第３の円板形状のマグネットホルダ３１は、図１に示す第１の円板形状のマグネットホルダ１１と第２の円板形状のマグネットホルダ２１との間で駆動軸６１に固定され駆動軸６１と共に回転するが、第２の円板形状のマグネットホルダ２１と対向する面の円周に沿って８個の磁石３３が配置されている。また、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と対向する面の円周に沿って８個の磁石３２が配置されている。磁石３２、３３は、Ｎ極とＳ極とが交互に配置されている。第３の円板形状のマグネットホルダ３１は、樹脂で形成され、また、外部に空気を排出するファン３５が側面に設けられ、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と対向する側面に外部に空気を排出するファン３４が設けられている。
なお、第３の円板形状のマグネットホルダ３１に限らず、第１の円板形状のマグネットホルダ１１と第２の円板形状のマグネットホルダ２１の内面にも外部に空気を排出するファンを設けることができる。
図２（ｃ）は、図１に示す矢視ＣＣを示し、第１の円筒形状のコイルホルダ４１の側面図を示す。図２（ｃ）に示すように、第１の円筒形状のコイルホルダ４１は、図１に示す第１の円板形状のマグネットホルダ１１と第３の円板形状のマグネットホルダ３１との間で固定ブラケット４４により基板６２に固定され、第３の円板形状のマグネットホルダ３１の磁石３２とそれぞれ対向する位置に８個のコイル４３が配置されている。また、図１に示す第１の円板形状のマグネットホルダ１１の磁石１２とそれぞれ対向する位置に８個のコイル４２が配置されている。また、外部より空気が導入される空気導入穴２３が設けられている。なお、第２の円筒形状のコイルホルダ５１も同様の構成となっている。また、コイル４２、４３と図１に示すコイル５２、５３は中空に形成されている。
図１、図２に示すように、第３の円板形状のマグネットホルダ３１が回転するときファン３４、３５も回転する。ファン３４、３５の回転により、空気導入穴１３、２３から導入した空気が外部に排出されるが、中空に形成されているコイル４２、４３とコイル５２、５３の中も通り排出される。そのため、コイル４２、４３、５２、５３の放熱が強制的に行われ、磁力の損出を防ぎ発電効率を維持することができる。
また、円板形状のマグネットホルダ１１、２１、３１は、アルミなどではなく、樹脂で形成されているため、渦電流が流れ発電損出となることを防ぐことができる。
なお、磁石１２、２２、３２、３３は、それぞれ８個を設けることとしたが８個に限らず複数個を設けるようにすることができる。また、コイル４２、４３、５２、５３は、それぞれ８個を設けることとしたが８個に限らず複数個を設けるようにすることができる。【００１１】  図３は、本発明のアキシャルギャップ型発電機で用いられるコイルの正面図を示す。
図３に示すように、コイル４２、４３、５２、５３は、導線が中空形状に巻かれコイル部５５が形成され、コイル部５５の一方の端部はリード線５６ａとなり他方の端部はリード線５６ｂとなり外部に接続する。コイル部５５の外周に沿ってアモルファス合金の層５７が配置されている。そのため、磁力が通り易く損出の少ない効率的のコイルとすることができる。アモルファス合金の層５７は、全周に沿って配置することもできる。【００１２】  本発明のアキシャルギャップ型発電機１０は、駆動モータ、エンジンなどにより駆動軸６１が回転駆動すると、第１の円板形状のマグネットホルダ１１、第２の円板形状のマグネットホルダ２１、第３の円板形状のマグネットホルダ３１も共に回転駆動する。
第１の円板形状のマグネットホルダ１１が回転駆動すると、円周に沿って配置された８個の磁石１２の磁界により、第１の円筒形状のコイルホルダ４１のそれぞれのコイル４２に電磁誘導が引き起こされ交流電流が発生する。
また、第２の円板形状のマグネットホルダ２１が回転駆動すると、円周に沿って配置された８個の磁石２２の磁界により、第２の円筒形状のコイルホルダ５１のそれぞれのコイル５２に電磁誘導が引き起こされ交流電流が発生する。
さらに、第３の円板形状のマグネットホルダ３１が回転駆動すると、円周に沿って配置された８個の磁石３２の磁界により、第１の円筒形状のコイルホルダ４１のそれぞれのコイル４３に電磁誘導が引き起こされ交流電流が発生するとともに、円周に沿って配置された８個の磁石３３の磁界により、第２の円筒形状のコイルホルダ５１のそれぞれのコイル５３に電磁誘導が引き起こされ交流電流が発生する。コイル４２、４３、５２、５３に発生した交流電流は、外部に出力され、発生電力となる。【００１３】  以上述べたように、本発明のアキシャルギャップ型発電機１０は、第１、第２、第３の円板形状のマグネットホルダ１１、２１、３１と、第１、第２の円筒形状のコイルホルダ４１、５１により発電をすることができ、簡潔構造で確実に出力増強を行うことができる。
なお、本発明のアキシャルギャップ型発電機１０は、上記したごとく、第１、第２、第３の円板形状のマグネットホルダ１１、２１、３１と、第１、第２の円筒形状のコイルホルダ４１、５１により発電をすることとしたが、これに限定することなく、複数の第３の円板形状のマグネットホルダ３１を直列方向に複数個設け、複数の第３の円板形状のマグネットホルダ３１のそれぞれの間に円筒形状のコイルホルダを設け、出力増強を大幅に行うこともできる。
【実施例２】
【００１４】  図４は、本発明の第２の実施形態のアキシャルギャップ型発電機の内部構造の断面図を示す。
図４に示すように、本発明の第２の実施形態のアキシャルギャップ型発電機１１０は、駆動軸１６１に固定される円板形状のマグネットホルダ１３１と、円板形状のマグネットホルダ１３１の一方の側で基板１６２に固定された第１の円筒形状のコイルホルダ１４１と、円板形状のマグネットホルダ１３１の他方の側で基板１６２に固定された第２の円筒形状のコイルホルダ１５１とで構成されている。
駆動軸１６１は、基板１６２に固定された取付ブラケット１６２Ａ、１６２Ｂに回転自在に取り付けられ、駆動モータ、エンジンなどにより矢印Ｍに示す駆動方向から回転駆動する。
円板形状のマグネットホルダ１３１は、一方の側の円周に沿って８個の磁石１３２が配置され、他方の側の円周に沿って８個の磁石１３３が配置され駆動軸１６１と共に回転する。
第１の円筒形状のコイルホルダ１４１は、固定ブラケット１４４により基板１６２に固定され、円板形状のマグネットホルダ１３１の磁石１３２とそれぞれ対向する位置に８個のコイル１４３が配置されている。
第２の円筒形状のコイルホルダ１５１は、固定ブラケット１４５により基板１６２に固定され、円板形状のマグネットホルダ１３１の磁石１３３とそれぞれ対向する位置に８個のコイル１５３が配置されている。
円板形状のマグネットホルダ１３１は、一方の側に外部に空気を排出するファン１３４が設けられ、他方の側に空気を排出するファン１３５が設けられ、アルミなどではなく、樹脂で形成されている。
円板形状のマグネットホルダ１３１が回転するときファン１３４、１３５も回転する。ファン１３４、１３５の回転により、空気が外部に排出されるが、中空に形成されているコイル１４３、１５３の中も通り排出される。そのため、コイル１４３、１５３の放熱が強制的に行われ、磁力の損出を防ぎ発電効率を維持することができる。
また、円板形状のマグネットホルダ１３１は、アルミなどではなく、樹脂で形成されているため、渦電流が流れ発電損出となることを防ぐことができる。
コイル１４３、１５３は、実施例１のコイル４２、４３、５２、５３と同様にすることができる。【００１５】  本発明のアキシャルギャップ型発電機１１０は、駆動モータ、エンジンなどにより駆動軸６１が回転駆動すると、円板形状のマグネットホルダ１３１も回転駆動する。
円板形状のマグネットホルダ１３１が回転駆動すると、円周に沿って配置された８個の磁石１３２の磁界により、第１の円筒形状のコイルホルダ１４１のそれぞれのコイル１４３に電磁誘導が引き起こされ交流電流が発生するとともに、円周に沿って配置された８個の磁石１３３の磁界により、第２の円筒形状のコイルホルダ１５１のそれぞれのコイル１５３に電磁誘導が引き起こされ交流電流が発生する。コイル１４３、１５３に発生した交流電流は、外部に出力され、発生電力となる。【００１６】  以上述べたように、本発明のアキシャルギャップ型発電機１１０は、円板形状のマグネットホルダ１３１と、第１、第２の円筒形状のコイルホルダ１４１、１５１により発電をすることができ、簡潔構造で確実に出力増強を行うことができる。
なお、本発明のアキシャルギャップ型発電機１０は、上記したごとく、円板形状のマグネットホルダ１３１と、第１、第２の円筒形状のコイルホルダ１４１、１５１により発電をすることとしたが、これに限定することなく、複数の円板形状のマグネットホルダ１３１を直列方向に複数個設け、複数の円板形状のマグネットホルダ１３１のそれぞれの間にも円筒形状のコイルホルダを設け、出力増強を大幅に行うこともできる。
また、磁石１３２、１３３は、それぞれ８個を設けることとしたが８個に限らず複数個を設けるようにすることができる。また、コイル１４３、１５３は、それぞれ８個を設けることとしたが８個に限らず複数個を設けるようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】  アキシャルギャップ型発電機は、様々の仕様のものがあるが、本発明のアキシャルギャップ型発電機は、幅広く様々の仕様のものに適用することができる。
【符号の説明】
【００１８】１０、１１０  アキシャルギャップ型発電機
１１  第１の円板形状のマグネットホルダ
１２、２２、３２、３３１３２、１３３  磁石
１３、２３  空気導入穴
２１  第２の円板形状のマグネットホルダ
３１  第３の円板形状のマグネットホルダ
３４，３５  ファン
４１、１４１  第１の円筒形状のコイルホルダ
４２、４３、５２、５３  コイル
５１、１５１  第２の円筒形状のコイルホルダ
６１、１６１  駆動軸６１
１３１  円板形状のマグネットホルダ
【図１】
2012010570.tif 000003
【図２】
2012010570.tif 000004
【図３】
2012010570.tif 000005
【図４】
2012010570.tif 000006