(57)【要約】【課題】発電部１１における軸状界磁部１２を往復動自在に空中支持した往復動型発電装置１０を提供する。【解決手段】各発電部１１の軸状界磁部１２は共通の担持フレーム１６に担持され、環状電機子部１３はハウジング１４に直接又は間接に固定されている。担持フレーム１６は、空中支持装置２３により支持され、駆動装置２４により往復駆動される。空中支持装置２３では、担持フレーム１６側の棒磁石４５が、軸線方向を発電部１１の軸線方向とし、両端部を静止側の円筒磁石４６及び４７の内周側空間へ挿入させ、径方向への磁気的な反発力を円筒磁石４６及び４７に対して及ぼす。駆動装置２４では、担持フレーム１６側の棒磁石５５が、軸線方向を発電部１１の軸線方向とし、２つの電磁石５７は軸線方向へ棒磁石５５の両側に棒磁石５５の端面に対峙して配置される。静止側の電磁石５７の通電制御により棒磁石５５は軸線方向へ往復駆動される。【選択図】図２
2012060867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の環状電機子巻線がそれらの軸線を同一直線上に揃えて軸線方向に一列に配置されている環状電機子部と、
各磁石の磁極が前記環状電機子部の軸線方向へ並ぶ複数の磁石を装備し前記電機子の内周側空間内において前記環状電機子部の軸線方向へ変位自在に配置されている軸状界磁部と、
前記環状電機子部の外部において第１及び第２磁石部分を有し前記軸状界磁部を担持して前記軸状界磁部と一体変位する担持部材と、
前記第１磁石部分と固定側の駆動磁石部分との相互の磁力作用により前記担持部材を前記環状電機子部の軸線方向へ往復動させる駆動装置と、
前記第２磁石部分と固定側の支持磁石部分との相互の磁力作用により前記担持部材を空中に支持する空中支持装置と
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１記載の発電装置において、
第２磁石部分と前記支持磁石部分との内の一方及び他方は、それぞれ筒状磁石と、前記筒状磁石の内周側空間内に少なくとも部分的に配置されて前記筒状磁石の放射方向への磁気反発力を前記筒状磁石との間で及ぼし合う軸状磁石とであることを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項２記載の発電装置において、
前記筒状磁石は１つの前記軸状磁石に対して２つ、設けられ、
前記軸状磁石の一端部分及び他端部分は一方及び他方の筒状磁石の内周側空間内に軸線方向へ挿入されていることを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電装置において、
前記第２磁石部分及び前記駆動磁石部分はそれぞれ前記環状電機子部の軸線方向へ対向する永久磁石と電磁石であり、
前記電磁石は、前記永久磁石との対向側の磁極を交互に切り替えて前記永久磁石を前記環状電機子部の軸線方向へ往復動させるものとなっていることを特徴とする発電装置。
【請求項５】
請求項４記載の発電装置において、
前記永久磁石は、その軸線方向を前記環状電機子部の軸線方向と同一にして配置され、
前記電磁石は、前記永久磁石に対して前記永久磁石の軸線方向両側にそれぞれ配備されていることを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、界磁用磁石の列を往復動させて発電を行う発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、界磁用磁石及び電機子巻線がそれぞれ放射方向内側及び外側の位置関係で配置されるとともに、それら界磁用磁石及び電機子巻線が軸線方向へ一列に配置される往復動型の発電装置を開示する（特許文献１の図２）。該発電装置では、界磁用磁石の列が電機子巻線の列に対して軸線方向へ往復動して、起電圧が電機子巻線に生成されるようになっている。
【０００３】
特許文献１の発電装置では、往復動側の界磁用磁石の列は、シリンダ内のピストンに直接又は連結部材を介して間接に結合しており、少なくともシリンダの箇所においてピストンを介して鉛直方向へ機械的に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２３６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の発電装置では、電機子巻線の軸線は、界磁用磁石の往復動方向ではなく、放射方向となっているとともに、界磁用磁石及び電機子巻線は、界磁用磁石の列の周方向へそれぞれ複数、配置されるので（特許文献１の図３及び図６）、発電装置の外径が増大する。
【０００６】
また、往復動の支持は、回転の支持に比して構造が複雑となるとともに、機械的損失も大きい。したがって、往復動型発電装置において、特許文献１のように、往復動側の界磁用磁石列を機械的に支持することは、機械的支持部の摩擦損失のために、発電効率を低下させるとともに、往復動の高速化の障害となる。
【０００７】
本発明の目的は、外形寸法を減少させるとともに、往復動側部材を空中支持して、発電効率の改善及び所望の往復動速度の確保を図ることができる発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明では、発電装置は、複数の環状電機子巻線がそれらの軸線を同一直線上に揃えて軸線方向に一列に配置されている環状電機子部と、各磁石の磁極が前記環状電機子部の軸線方向へ並ぶ複数の磁石を装備し前記電機子の内周側空間内において前記環状電機子部の軸線方向へ変位自在に配置されている軸状界磁部と、前記環状電機子部の外部において第１及び第２磁石部分を有し前記軸状界磁部を担持して前記軸状界磁部と一体変位する担持部材と、前記第１磁石部分と固定側の駆動磁石部分との相互の磁力作用により前記担持部材を前記環状電機子部の軸線方向へ往復動させる駆動装置と、前記第２磁石部分と固定側の支持磁石部分との相互の磁力作用により前記担持部材を空中に支持する空中支持装置とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第１発明によれば、軸状界磁部を環状電機子巻線内に通す構造とするので、発電部の外形寸法を減少させることができる。また、担持部材の第１磁石部分と固定側の駆動磁石部分との間の相互の磁力作用により、担持部材及び軸状界磁部に無接触で軸状界磁部を往復駆動させるとともに、第２磁石部分と固定側の支持磁石部分との相互の磁力作用により前記担持部材を空中に支持するので、機械的な往復動支持を省略して、軸状界磁部を往復駆動させることができる。
【００１０】
第２発明では、第１発明において、第２磁石部分と前記支持磁石部分との内の一方及び他方は、それぞれ筒状磁石と、前記筒状磁石の内周側空間内に少なくとも部分的に配置されて前記筒状磁石の放射方向への磁気反発力を前記筒状磁石との間で及ぼし合う軸状磁石とであることを特徴とする。
【００１１】
第２発明によれば、軸状磁石が筒状磁石の内周側空間内に配設されて、軸状磁石と筒状磁石とは放射（半径）方向へ磁気反発力を及ぼし合い、これにより、担持部材及び軸状界磁部が、往復動を許容されつつ、空中支持される。軸状磁石及び筒状磁石は、全周にわたり放射方向反発力を受けるので、担持部材及び軸状界磁部に対し、その往復動時の放射方向の振れを抑制して、安定化した往復動支持を得ることができる。
【００１２】
第３発明では、第２発明において、前記筒状磁石は１つの前記軸状磁石に対して２つ、設けられ、前記軸状磁石の一端部分及び他端部分は一方及び他方の筒状磁石の内周側空間内に軸線方向へ挿入されていることを特徴とする。
【００１３】
第３発明によれば、軸状磁石が、その両端部において両側の筒状磁石の内周側空間内に挿入される構造となるので、空中支持装置を、小型化しつつ、空中支持力を増大させることができる。
【００１４】
第４発明では、第１〜第３発明のいずれか１つの発明において、前記第２磁石部分及び前記駆動磁石部分はそれぞれ前記環状電機子部の軸線方向へ対向する永久磁石と電磁石であり、前記電磁石は、前記永久磁石との対向側の磁極を交互に切り替えて前記永久磁石を前記環状電機子部の軸線方向へ往復動させるものとなっていることを特徴とする。
【００１５】
第４発明によれば、軸状界磁部を往復駆動する駆動装置は、電磁石と担持部材側の磁石部分とを軸状界磁部の往復動方向へ対峙させて、電磁石の磁極切替制御により軸状界磁部を往復駆動する。結果、駆動装置の構造を簡単化できるとともに、駆動制御を単純化することができる。
【００１６】
第５発明では、第４発明において、前記永久磁石は、その軸線方向を前記環状電機子部の軸線方向と同一にして配置され、前記電磁石は、前記永久磁石に対して前記永久磁石の軸線方向両側にそれぞれ配備されている。
【００１７】
第５発明によれば、１つの永久磁石が両側の電磁石から軸状界磁部の往復動方向へ駆動されることになるので、駆動装置を小型化することができるとともに、駆動力を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】往復動型発電装置を上側から見た図。
【図２】往復動型発電装置を発電部の軸線に対して直角方向の側方から見た図。
【図３】軸状界磁部の詳細図。
【図４】環状電機子部の詳細図。
【図５】環状電機子部と軸状界磁部との両方の位置関係及び主要部位の寸法を示す図。
【図６】図５の所定部位の横断面図。
【図７】空中支持装置の詳細図。
【図８】空中支持装置の所定部位の横断面図。
【図９】駆動装置の詳細図。
【図１０】軸状界磁部の界磁磁石の軸線方向変位位置と環状電機子部の環状電機子巻線の起電圧との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１及び図２において、往復動型発電装置１０は複数の発電部１１を備える。複数の発電部１１は鉛直方向へ２層に配列されている。各発電部１１は、軸状界磁部１２と、内周側空間において軸線方向へ軸状界磁部１２が貫通している環状電機子部１３とを含む。なお、軸状界磁部１２の軸線方向は環状電機子部１３及び発電部１１の軸線方向でもある。
【００２０】
担持フレーム１６は、上方視が矩形であって上下に配置された２つの水平フレーム部分１７と、水平フレーム部分１７の４つの角部の近辺において鉛直方向へ延びて上下の水平フレーム部分１７を結合している計４つの連結棒１８と、水平フレーム部分１７の中心部において鉛直方向へ延びて上下の水平フレーム部分１７を結合している１つの連結柱２０とを備えている。上下各層の発電部１１は、水平フレーム部分１７の短辺方向及び長辺方向へ３×２の格子配列で、水平フレーム部分１７の四辺に相当する矩形枠部の内側に配置されている。軸状界磁部１２は水平フレーム部分１７に担持されている。なお、この実施例では、水平フレーム部分１７の長辺方向が軸状界磁部１２の軸線方向でありかつ往復動方向になっている。
【００２１】
図２において、発電部１１及び担持フレーム１６はハウジング１４内に収容されている。複数の台板１５は、往復動部としての軸状界磁部１２に対する静止部としてハウジング１４の内壁に直接又は間接に固定され、ハウジング１４内を水平に広がっている。発電部１１の環状電機子部１３は台板１５の上面に載置、固定されている。計８つの空中支持装置２３は、各連結棒１８の上下の端部にそれぞれ配設される。駆動装置２４は連結柱２０の上下の端部にそれぞれ配設される。空中支持装置２３及び駆動装置２４の詳しい構成については後述する。
【００２２】
図３を参照して、軸状界磁部１２の構成を説明する。軸状界磁部１２は１つの担持軸部３４と複数の界磁磁石３５と複数のスペーサ３６とを備えている。担持軸部３４は、水平フレーム部分１７の一部でもある。担持軸部３４は軸状界磁部１２の軸線に沿って延び、界磁磁石３５及びスペーサ３６は、軸状界磁部１２の軸線方向へ交互の配列で担持軸部３４へ外側から嵌着するように、担持軸部３４に取り付けられる。担持軸部３４への界磁磁石３５及びスペーサ３６の取り付けにおいては、接着等の他に、担持軸部３４を磁性材料にして、担持軸部３４と界磁磁石３５との磁力を利用することもできる。なお、その場合、スペーサ３６は、軸線方向両側から界磁磁石３５に挟まれて担持軸部３４に固定されるのみであり、担持軸部３４に直接固定されていない。
【００２３】
複数の界磁磁石３５は、軸状界磁部１２の軸線方向へ同一側（図３では左側）がＮ極となり、その反対側（図３では右側）がＳ極となるように、すなわち、軸線方向へ隣接する界磁磁石３５同士が反対磁極を対向させる配列で、配置されている。なお、変形例として、軸線方向へ隣接する界磁磁石３５同士は、同一磁極を対向させるように、配列されてもよい。要は、静止部側の環状電機子部１３に対して往復動側の軸状界磁部１２が軸線方向へ変位したときに、環状電機子巻線３９の内周側の磁束が時間的に変化して、環状電機子巻線３９に起電圧が発生することである。軸線方向へ隣接する界磁磁石３５同士が同一磁極を対向させている構造では、スペーサ３６を省略することもできる。
【００２４】
図４を参照して、環状電機子部１３の構成を説明する。環状電機子部１３は、軸線を同一直線上に揃えて軸線方向へ交互に配置された環状電機子巻線３９と環状スペーサ４０とを装備している。
【００２５】
図５は、環状電機子部１３を縦断面にして軸状界磁部１２及び環状電機子部１３の構造及び位置関係を示している。軸状界磁部１２は、環状電機子部１３の内周側空間に発電部１１の軸線方向へ変位自在に配置される。ここで、界磁磁石３５及びスペーサ３６の軸線方向寸法をそれぞれＬｍ，Ｌａと定義する。また、環状電機子巻線３９及び環状スペーサ４０の軸線方向寸法をそれぞれＬｎ，Ｌｂと定義する。さらに、所定の長さ単位としてＬを定義する。この発電部１１では、各界磁磁石３５のＬｍはすべて等しく、各スペーサ３６のＬａもすべて等しく、各環状電機子巻線３９のＬｎもすべて等しく、各環状スペーサ４０のＬｂもすべて等しくなっている。さらに、この発電部１１では、Ｌｎ＝Ｌａ＝Ｌｂ＝Ｌであるとともに、Ｌｍ＝３・Ｌとなっている。界磁磁石３５を軸線方向へ３つに等分割した場合には、軸線方向両端の２つの３等分割部分は磁極部分となり、軸線方向中心の３等分割部分は、ほぼ磁極無しの部分になる。Ｌは例えば２ｃｍである。
【００２６】
なお、環状電機子部１３における環状スペーサ４０は省略して、環状電機子巻線３９を軸線方向へ密着状態で配置しても、各環状電機子巻線３９には、軸状界磁部１２の往復動に伴い起電圧が生じる。
【００２７】
図６は発電部１１の横断面形状を示している。環状間隙４１が軸状界磁部１２と環状電機子部１３との間に形成されている。軸状界磁部１２の周輪郭及び環状電機子部１３の内外周形状は円であり、環状間隙４１の内外周輪郭も円となる。図７の横断面形状は、あくまでも一例であり、その他として正方形や正多角形等の円以外の横断面形状を適宜、採用することができる。
【００２８】
図７は空中支持装置２３の詳細な構造図、図８は円筒磁石４６又は４７への棒磁石４５の挿入部位における空中支持装置２３の横断面図である。図２では、各空中支持装置２３は、棒磁石４５の一方の端部を露出して示すために、円筒磁石４６及び４７の内の１つしか示していないが、通常の構成では、スペース上の制約がない限り、空中支持装置２３は軸線方向の両側に円筒磁石４６及び４７の両方を備えている。棒磁石４５の両側に円筒磁石４６及び４７を備える空中支持装置２３の方が、棒磁石４５の片側のみしか円筒磁石を備えていない空中支持装置２３より、棒磁石４５の空中支持が安定化する。
【００２９】
図７は上側の空中支持装置２３の構造図であり、下側の空中支持装置２３（図２の下側の２つの空中支持装置２３を参照）の構造図は省略している。下側の空中支持装置２３の構造は、該空中支持装置２３が連結棒１８の上端部ではなく、下端部に配備されること以外は、上側の空中支持装置２３の構造と同一である。
【００３０】
棒磁石４５は、連結棒１８の上端部に固定され、連結棒１８を介して発電部１１の軸状界磁部１２と一体となっている。棒磁石４５は、その軸線方向を発電部１１の軸線方向と同一とされ、軸線方向の両端部がＮ極及びＳ極となっている。円筒磁石４６及び４７は、それらの軸線を棒磁石４５の軸線に揃えて、軸線方向へ棒磁石４５の両側に配置されており、軸状界磁部１２の往復動に対する静止側の部材としてハウジング１４等に固定されている。棒磁石４５の各端部は円筒磁石４６及び４７の内周側空間内へ挿入されている。棒磁石４５の各端部の磁極と、該端部が挿入されている円筒磁石４６及び４７の端部部分との磁極とは、同一の極性とされ、放射方向（半径方向）へ相互に反発力を生じるようにされている。
【００３１】
図７では、連結棒１８は、軸状界磁部１２の軸線方向へ円筒磁石４６，４７の間の中心の位置で図示されており、この時、軸線方向への連結棒１８と円筒磁石４６の端面との間の距離、及び連結棒１８と円筒磁石４７の端面との間の距離は共に等しく、その距離をＬｃと定義する。軸状界磁部１２が後述の図１０（ｂ）の軸線方向位置にある時、連結棒１８は図７に図示された位置になる。図５の説明に関連して定義したＬに対し、Ｌｃ＞Ｌ（ただし、後述の図１０で説明するように、軸状界磁部１２の往復動の１行程を２・Ｌとした場合。）とされて、連結棒１８が軸状界磁部１２の往復動中に円筒磁石４６及び４７に当接しないことを保証する。
【００３２】
なお、図７では、棒磁石４５が連結棒１８に固定され、円筒磁石４６及び４７がハウジング１４に固定されている構造となっているが、それとは逆にして、円筒磁石４６（又は円筒磁石４７）が連結棒１８の端部に固定され、２つの棒磁石４５がハウジング１４に固定され、１つの円筒磁石４６（又は円筒磁石４７）が、その両側から内周側空間４９内へ２つの棒磁石４５の端部を挿入される構造を採用することもできる。なお、その構造でも、円筒磁石４６（又は円筒磁石４７）における棒磁石４５の端部の挿入範囲では、円筒磁石４６（又は円筒磁石４７）の被挿入部分と棒磁石４５の挿入部分とは同一磁極により放射方向へ相互の反発力が生じるようにされる。
【００３３】
図８において、円筒磁石４６，４７の内外周輪郭及び棒磁石４５の周輪郭は円であり、内周側空間４９は、棒磁石４５の端部が挿入されている範囲において、棒磁石４５の周部と円筒磁石４６，４７の内周との間の環状間隙５０となっている。該環状間隙５０では、棒磁石４５の放射方向への棒磁石４５−円筒磁石４６，４７間に磁気反発力が生じ、この結果、軸状界磁部１２及び担持フレーム１６は、発電部１１の軸線方向へ変位自在に空中支持される。軸状界磁部１２及び担持フレーム１６の重量のために、棒磁石４５の横断面中心は円筒磁石４６，４７の横断面中心より少し下へ偏倚する。
【００３４】
図９は駆動装置２４の詳細な構造図である。図９は上側の駆動装置２４の構造図であり、下側の駆動装置２４（図２の下側の駆動装置２４を参照）の構造図は省略している。下側の駆動装置２４の構造は、空中支持装置２３が連結柱２０の上端部ではなく、下端部に配備されること以外は、上側の駆動装置２４の構造と同一である。
【００３５】
棒磁石５５は、連結柱２０の上端部に固定され、連結柱２０を介して発電部１１の軸状界磁部１２と一体となっている。棒磁石５５の横断面は円形又は正方形等を採用することができる。棒磁石５５は、その軸線方向を発電部１１の軸線方向と同一にされて配置され、軸線方向の両端部がＮ極及びＳ極となっている。１対の電磁石５７は、それらの軸線を棒磁石５５の軸線に一致させて、棒磁石５５の両側に、棒磁石５５側の端面を棒磁石５５の端面と対峙するように配置され、軸状界磁部１２の往復動に対する静止側の部材としてハウジング１４等に固定されている。なお、軸状界磁部１２及び担持フレーム１６の重量と空中支持とのために、往復動型発電装置１０の発電運転中、棒磁石５５の軸線は両電磁石５７の軸線より少し下へ偏倚した高さになる。
【００３６】
図９では、連結柱２０は、発電部１１の軸線方向へ両側の電磁石５７の間の中心の位置に図示されており、この時、棒磁石５５の端面と両電磁石５７の端面との距離をＬｄと定義する。軸状界磁部１２が後述の図１０（ｂ）の軸線方向位置にある時、連結柱２０は図９に図示された位置になる。図５の説明に関連して定義したＬに対し、Ｌｄ＞Ｌ（ただし、後述の図１０で説明するように、軸状界磁部１２の往復動の１行程を２・Ｌとする。）とされて、軸状界磁部１２の往復動における所望の行程が確保される。
【００３７】
図９において、棒磁石５５を左方へ変位させる場合には、左側の電磁石５７は、棒磁石５５のＮ極に対向する側をＳ極にして、棒磁石５５を吸引力により引き寄せ、右側の電磁石５７は、棒磁石５５のＳ極に対向する側をＳ極にして、棒磁石５５を反発力により離反させる。また、棒磁石５５を右方へ変位させる場合には、左側の電磁石５７は、棒磁石５５のＮ極に対向する側をＮ極にして、棒磁石５５を反発力により離反させ、また、右側の電磁石５７は、棒磁石５５のＳ極に対向する側をＮ極にして、棒磁石５５を吸引力により引き寄せる。
【００３８】
左右の電磁石５７の磁極切替は、往復動型発電装置１０の図示していない制御部のマイコンにより制御される。電磁石５７による棒磁石５５の吸引力及び反発力は電磁石５７への通電量に関係し、電磁石５７への通電量も該マイコンにより制御される。こうして、発電部１１において、環状電機子部１３に対する軸状界磁部１２の往復駆動は駆動装置２４による無接触駆動方式により実施される。
【００３９】
左右の電磁石５７における磁極切替は、棒磁石５５の端面が軸線方向へ電磁石５７に当接する前に行うのが望ましい。なお、棒磁石５５の端面が軸線方向へ電磁石５７に当接して、両者に損傷が生じるのを防止するために、棒磁石５５及び電磁石５７の対向端面に衝撃吸収能力を持つ弾性材を取り付けることもできる。
【００４０】
図１０を参照して、環状電機子部１３の往復動と環状電機子巻線３９の起電圧との関係について説明する。図１０では、軸状界磁部１２のストロークが２・Ｌである場合について説明している。なお、軸状界磁部１２のストロークは、ｎを任意の自然数（１，２，３，・・・）と定義して、ｎ・Ｌとすることができる。
【００４１】
図１０では、複数の界磁磁石３５及び環状電機子巻線３９の中から各１つに着目して、起電圧について説明する。軸状界磁部１２は、図１０（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）においてそれぞれ発電部１１の軸線方向へ一端側の死点、両死点の中心位置、及び他端側の死点にある。環状電機子巻線３９における起電圧は、図１０（ｄ）に示している。
【００４２】
図１０において右向きの速度を正にすると、軸状界磁部１２の速度は、図１０（ａ）では０であり、その後、増速し、図１０（ｂ）で最大となり、その後、減速し、図１０（ｃ）で０になる。環状電機子巻線３９の起電圧は、環状電機子巻線３９を横切る磁束の時間変化に比例するので、図１０（ａ）では０であり、その後、増加し、図１０（ｂ）でピークとなり、その後、減少し、図１０（ｃ）で０になる。結果、環状電機子巻線３９の起電圧は、軸状界磁部１２の往復動の半サイクルで１／２の正弦波形となる。
【００４３】
軸状界磁部１２は、その往復動の次の半サイクルでは、向きを逆転させて、すなわち、図１０（ｃ）、図１０（ｂ）、図１０（ａ）の順番に移動するので、次の半サイクルにおける環状電機子巻線３９の起電圧は、図１０（ｄ）に一部波形が破線で示されているように、図１０（ｄ）の実線の波形を下へ折り返した波形となる。こうして、環状電機子巻線３９の両端からは、軸状界磁部１２の１サイクルの往復動に伴い１つの正弦波形の起電圧が出力される。
【００４４】
なお、軸線方向へ隣接する２つの環状電機子巻線３９では、軸線方向へ軸状界磁部１２の同一向きの相対移動に対して、それぞれ反対磁極が接近する関係になるので、両環状電機子巻線３９の巻き方向（右巻きと左巻きのこと）が同一であるならば、両環状電機子巻線３９の起電圧は逆相関係になる。各環状電機子巻線３９からのこのような逆相関係の起電圧出力に対して、それらが相殺されないように、発電部１１から出力するためには、各環状電機子巻線３９からの起電圧が、同相関係で重畳されて、発電部１１の出力端子から出力されるように、各環状電機子巻線３９間の接続（各環状電機子巻線３９についての右巻き及び左向きを含めた接続）が設定される。
【００４５】
なお、発電部１１を単相出力ではなく、複相出力にすることもできる。その場合は、例えば、起電圧が同相となっている環状電機子巻線３９同士を直列接続し、各直列接続の端から各相の起電圧を出力する。１つの発電部１１において各環状電機子巻線３９間の接続を調整して発電部１１の出力を調整したのと同様に、１つの往復動型発電装置１０において各発電部１１間の接続を調整して往復動型発電装置１０の全体の出力を調整することもできる。その場合も、所定の発電部１１の出力をインバータにより逆転して、他の発電部１１の出力と同相としたり、復動型発電装置１０の出力電圧を増大させるために、各発電部１１の出力電圧が同相に揃うような接続を設定することができる。また、各発電部１１の出力電圧が位相に関して複数、存在する場合には、出力電圧の位相が同一である発電部１１だけを集めてそれらの出力端子を直列接続して、各直列接続別にそれらの電圧を出力することにより往復動型発電装置１０を複相出力にすることもできる。
【００４６】
往復動型発電装置１０の全体の作用について説明する。なお、担持フレーム１６は本発明における担持部材に相当し、棒磁石５５は本発明における第１磁石部分に相当し、棒磁石４５は本発明における第２磁石部分に相当し、電磁石５７は本発明における固定側の駆動磁石部分に相当し、円筒磁石４６，４７は本発明における固定側の支持磁石部分に相当する。
【００４７】
軸状界磁部１２及び担持フレーム１６は、各空中支持装置２３における棒磁石４５と円筒磁石４６，４７との間の磁気反発力により、軸状界磁部１２の軸線方向へ変位自在に空中支持される。担持フレーム１６は、上下の駆動装置２４における電磁石５７の磁極切替及び通電制御による棒磁石５５の軸線方向変位により、水平フレーム部分１７の長辺方向へ往復動する。これにより、各発電部１１において、軸状界磁部１２が環状電機子部１３に対して往復動して、各環状電機子巻線３９の両端、発電部１１の出力端子、又は往復動型発電装置１０の出力端子に発電電圧が出力される。
【００４８】
１つの発電部１１における各環状電機子巻線３９の両端の起電圧は、前述した直列接続やインバータを利用して、重畳されて、１つの発電部１１の起電圧として出力される。また、往復動型発電装置１０の各発電部１１の出力電圧も、前述した直列接続やインバータを利用して、重畳されて、往復動型発電装置１０の１つの起電圧として出力されたり、複相出力されたりする。
【００４９】
往復動型発電装置１０の出力は、整流器（図示せず）により所定電圧の直流へ変換することができる。直流電圧は、例えば、家庭等で自家用として直ちに使用されたり、所定のバッテリを充電するのに使用されたりする。さらに、その直流電圧をインバータ（図示せず）により商用周波数の交流へ変換して、余剰の電力を電力会社へ売電することもできる。
【００５０】
以上、本発明を各種実施例について説明したが、本発明は、これら実施例に限定するものではなく、要旨の範囲内でその他の種々の実施例を含む。
【符号の説明】
【００５１】
１０・・・往復動型発電装置、１１・・・発電部、１２・・・軸状界磁部、１３・・・環状電機子部、１６・・・担持フレーム、１７・・・水平フレーム部分、１８・・・連結棒、２０・・・連結柱、２３・・・空中支持装置、２４・・・駆動装置、３４・・・担持軸部、３５・・・界磁磁石、３６・・・スペーサ、３９・・・環状電機子巻線、４０・・・環状スペーサ、４１・・・環状間隙、４５・・・棒磁石、４６，４７・・・円筒磁石、５５・・・棒磁石、５７・・・電磁石。
【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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