(57)【要約】【課題】大電力を安定的に発生することができる発電装置を提供する。【解決手段】発電装置１は、回転軸５０と、回転軸５０に連結された回転部１０と、磁束Φを発生する磁石部３０と、磁石部３０から発生した磁束Φが鎖交するように、回転軸５０に垂直な方向において磁石部３０から所定距離を有して固定されたコイル４０と、回転部１０に設けられ、磁石部３０から発生してコイル４０と鎖交する磁束Φを変化させる開口２０とを備えている。回転部１０、磁石部３０、及びコイル４０は、回転部１０が回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３０及びコイル４０の間の空間を開口２０が通過するように配置されている。【選択図】図１
2017135809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に連結された回転部と、
磁束を発生する少なくとも１つの磁石部と、
前記磁石部から発生した磁束が鎖交するように、前記回転軸に垂直な方向において前記磁石部から所定距離を有して固定された少なくとも１つの誘導コイル部と、
前記回転部に設けられ、前記磁石部から発生して前記誘導コイル部と鎖交する磁束を変化させる少なくとも１つの磁束変化部とを備え、
前記回転部、前記磁石部、及び前記誘導コイル部は、前記回転部が前記回転軸の周りに回転するとき、前記磁石部及び前記誘導コイル部の間の空間を前記磁束変化部が通過するように配置されている、
発電装置。
【請求項２】
前記回転部は導体板を含み、
前記磁束変化部は前記導体板に形成された開口である、
請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
前記磁束変化部は前記開口に設けられた磁性体をさらに備えている、
請求項２記載の発電装置。
【請求項４】
前記回転部は絶縁体板を含み、
前記磁束変化部は前記絶縁体板上に設けられた磁性体である、
請求項１記載の発電装置。
【請求項５】
前記発電装置は、互いに等しい個数の複数の誘導コイル部及び複数の磁束変化部を備え、
前記複数の誘導コイル部は前記回転軸の周りに所定角度幅で設けられ、
前記複数の磁束変化部は前記回転軸の周りに前記複数の誘導コイル部と同じ角度幅で設けられている、
請求項１〜４のうちの１つに記載の発電装置。
【請求項６】
前記磁石部から発生して前記各誘導コイル部と鎖交する磁束が前記磁石部に戻る磁路を形成するヨークをさらに備えている、
請求項１〜５のうちの１つに記載の発電装置。
【請求項７】
前記磁石部は、前記回転軸の周りに配列された複数の磁石を備え、
前記複数の磁石は前記回転軸に垂直な方向にそれぞれ磁化され、前記複数の磁石のうちの隣接する２つの磁石は互いに逆方向に磁化されている、
請求項１〜６のうちの１つに記載の発電装置。
【請求項８】
前記磁石部は、前記回転軸の周りに配列された複数の磁石を備え、
前記複数の磁石は、前記回転軸に垂直な方向にそれぞれ磁化された複数の第１の磁石と、前記回転軸を中心とする円周の周方向にそれぞれ磁化された複数の第２の磁石とを含み、
前記複数の第１の磁石のうちの互いに最も近接する２つの第１の磁石は互いに逆方向に磁化され、前記複数の第２の磁石のうちの互いに最も近接する２つの第２の磁石は互いに逆方向に磁化されている、
請求項１〜６のうちの１つに記載の発電装置。
【請求項９】
前記誘導コイル部は前記磁石部よりも前記回転軸から遠隔して設けられている、
請求項１〜８のうちの１つに記載の発電装置。
【請求項１０】
前記磁石部は前記誘導コイル部よりも前記回転軸から遠隔して設けられている、
請求項１〜８のうちの１つに記載の発電装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの磁石部は第１の磁石部及び第２の磁石部を含み、
前記第１の磁石部、前記第２の磁石部、及び前記誘導コイル部は、前記第１の磁石部から発生して前記各誘導コイル部と鎖交する磁束が前記第２の磁石部を通って前記第１の磁石部に戻る磁路を形成するように配置されている、
請求項１〜６のうちの１つに記載の発電装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの誘導コイル部は第１の誘導コイル部及び第２の誘導コイル部を含み、
前記少なくとも１つの磁束変化部は第１の磁束変化部及び第２の磁束変化部を含み、
前記第１の誘導コイル部は前記磁石部よりも前記回転軸から遠隔して設けられ、
前記第２の誘導コイル部は前記磁石部よりも前記回転軸に近接して設けられ、
前記回転部、前記磁石部、前記第１の誘導コイル部、及び前記第２の誘導コイル部は、前記回転部が前記回転軸の周りに回転するとき、前記磁石部及び前記第１の誘導コイル部の間の空間を前記第１の磁束変化部が通過するように、かつ、前記磁石部及び前記第２の誘導コイル部の間の空間を前記第２の磁束変化部が通過するように配置されている、
請求項１〜６のうちの１つに記載の発電装置。
【請求項１３】
前記発電装置は、
前記回転軸に沿った異なる位置において前記回転軸にそれぞれ連結された複数の回転部と、
前記複数の回転部のそれぞれに対応して設けられた、少なくとも１つの磁石部、少なくとも１つの誘導コイル部、及び少なくとも１つの磁束変化部とを備えている、
請求項１〜１２のうちの１つに記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電機子巻線及び界磁巻線を巻回した電機子鉄心と、磁気的突極を有する誘導子からなる回転子とを備えた回転機（発電装置）を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８００５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の発電装置では、大電力を発生しようとすると、しばしば、回転子を高速回転させる必要が生じたり、発電装置の構成要素の重量を増加させる必要が生じたりした。従って、従来の発電装置では、発生する電力の大きさと、発電装置の機械的な安定性との間にトレードオフが存在し、発電装置の構成要素の機械的な安定性を維持しながら、大電力を発生することが困難であった。
【０００５】
本開示の目的は、大電力を安定的に発生することができる発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の発電装置は、
回転軸と、
前記回転軸に連結された回転部と、
磁束を発生する少なくとも１つの磁石部と、
前記磁石部から発生した磁束が鎖交するように、前記回転軸に垂直な方向において前記磁石部から所定距離を有して固定された少なくとも１つの誘導コイル部と、
前記回転部に設けられ、前記磁石部から発生して前記誘導コイル部と鎖交する磁束を変化させる少なくとも１つの磁束変化部とを備え、
前記回転部、前記磁石部、及び前記誘導コイル部は、前記回転部が前記回転軸の周りに回転するとき、前記磁石部及び前記誘導コイル部の間の空間を前記磁束変化部が通過するように配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る発電装置によれば、大電力を安定的に発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る発電装置１の構成を示す模式斜視図である。
【図２】図１の発電装置１のシミュレーションモデルを示す断面図である。
【図３】図２のシミュレーションモデルのシミュレーション結果を示す磁束分布図である。
【図４】図３の瞬間に得られる、コイル４０ｍの位置ｙ１における磁束密度分布を示すグラフである。
【図５】実施形態１の第１変形例に係る発電装置１Ａの構成を示す模式斜視図である。
【図６】実施形態１の第２変形例に係る発電装置１Ｂの構成を示す模式斜視図である。
【図７】実施形態１の第３変形例に係る発電装置１Ｃの構成を示す模式斜視図である。
【図８】実施形態１の第４変形例に係る発電装置１Ｄの構成を示す模式斜視図である。
【図９】実施形態１の第５変形例に係る発電装置１Ｅの構成を示す模式斜視図である。
【図１０】実施形態２に係る発電装置１Ｆの構成を示す模式斜視図である。
【図１１】実施形態３に係る発電装置１Ｇの構成を示す模式斜視図である。
【図１２】実施形態４に係る発電装置１Ｈの外観を示す斜視図である。
【図１３】図１２の発電装置１Ｈの構成を示す分解斜視図である。
【図１４】図１２の発電装置１Ｈの上面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ’線における縦断面図である。
【図１６】図１５のＢ−Ｂ’線に対応する位置における横断面図である。
【図１７】実施形態５に係る発電装置１Ｉの構成を示す縦断面図である。
【図１８】実施形態６に係る発電装置１Ｊの構成を示す横断面図である。
【図１９】実施形態７に係る発電装置１Ｋの構成を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず、本発明者の着眼点を以下に説明する。
【００１０】
回転機発電機では、回転子を高速で回転するほど、より大きな出力電力が得られる。しかし、高速回転により、回転軸受け又はブラシの磨耗による故障が発生したり、振動及び騒音などが発生する。一方で、出力電力を上げるために、動作磁束密度を高くする方法がある。永久磁石を用いる回転機では、磁力が高い磁石を用いることで、動作磁束密度を高めることができる。しかし、磁力が高い磁石として、一般的にコストが高い磁石、例えば希土類の磁性材料を用いた磁石が必要となる。
【００１１】
また、特許文献１のような界磁巻線を用いる回転機では、電機子コイルの巻回数を多くすることで、起磁力を上げる。もしくは、界磁巻線を用いる回転機では、太いマグネットコイルの利用などによりコイルに流す電流を多くすることで、起磁力を上げる。これらにより、動作磁束密度が高められる。しかし、これらの構成では、電機子自体が大きくなり、かつ、重くなる。
【００１２】
以上の課題認識に基づいて、本発明者は、下記の実施形態に示される構成を創作するに至った。以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
実施形態１．
図１は、実施形態１に係る発電装置１の構成を示す模式斜視図である。発電装置１は、回転部１０、磁石部３０、コイル４０、回転軸５０、及び支持部６０を備えている。回転部１０は底部１１及び側面部１２を含み、回転部１０の側面部１２に開口２０が設けられている。
【００１４】
回転部１０及び回転軸５０は、発電装置１の回転子を構成する。回転部１０は回転軸５０に連結され、回転軸５０の周りに回転する。回転部１０の底部１１は、例えば、回転軸５０に垂直な面内に設けられた円板であり、円板の中心で回転軸５０に連結されている。回転部１０の側面部１２は、回転軸５０上に中心軸を有する円筒面内に設けられた、所定面積を有する導体板であり、底部１１のエッジに固定されている。回転部１０の側面部１２は、例えば、アルミニウム等の非磁性体であってもよい。底部１１及び側面部１２は一体的に形成されてもよく、別個の部品から形成されてもよい。
【００１５】
磁石部３０、コイル４０、及び支持部６０は、発電装置１の固定子を構成する。磁石部３０は、回転軸５０に垂直な方向に磁化された永久磁石であり、磁束Φを発生する。コイル４０は、磁石部３０から発生した磁束Φが鎖交するように、回転軸５０に垂直な方向において磁石部３０から所定距離を有して固定された誘導コイル部である。コイル４０は、磁石部３０よりも回転軸５０から遠隔して設けられている。支持部６０は例えば発電装置１の筐体の一部であり、磁石部３０及びコイル４０の相対位置は支持部６０によって固定されている。
【００１６】
開口２０は、磁石部３０から発生してコイル４０と鎖交する磁束Φを変化させる磁束変化部である。回転部１０、磁石部３０、及びコイル４０は、回転部１０が回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３０及びコイル４０の間の空間を開口２０が通過するように配置されている。従って、回転軸５０から開口２０（すなわち回転部１０の側面部１２）までの距離は、回転軸５０から磁石部３０までの距離と、回転軸５０からコイル４０までの距離との間に設定される。
【００１７】
図１の発電装置１は以下のように動作する。回転軸５０及び回転部１０は、動力源（例えばエンジン、車軸、又はファン）の回転運動と連動し、図１の上方から見て時計回りの回転方向１０１に回転する。このとき、磁石部３０及びコイル４０の間の空間であって、コイル４０と鎖交する磁束Φが通過する空間を、開口２０が通過する。コイル４０と鎖交する磁束Φが通過する空間を開口２０が通過することにより、コイル４０と鎖交する磁束Φの磁束密度が変化する。コイル４０と鎖交する磁束Φの磁束密度の変化に応じて、ファラデーの電磁誘導の法則により、コイル４０に起電力が誘起される。
【００１８】
次に、図２〜図４を参照して、図１の発電装置１の動作をシミュレーションにより説明する。
【００１９】
図２は、実施形態１に係る発電装置１のシミュレーションモデルを示す断面図である。図２は、図１において回転部１０が回転軸５０の周りに回転するときに側面部１２及び開口２０が移動する軌道（回転軸５０を中心とする円周）を直線に展開したモデルを示す。図２の横軸Ｘは、図１において回転部１０が回転軸５０の周りに回転するときに側面部１２及び開口２０が移動する、回転軸５０を中心とする円周上の位置に対応し、図２の縦軸Ｙは、回転軸５０に垂直な方向の位置に対応する。図２のモデルは、図１の磁石部３０及びコイル４０にそれぞれ対応する磁石部３０ｍ及びコイル４０ｍを備え、さらに、ヨークで構成される磁極７０ｍを備えている。磁石部３０ｍは磁化方向１０４を有する。磁極７０ｍ、コイル４０ｍ、及び磁石部３０ｍはｙ方向に並んで配置され、磁石部３０ｍ及び磁極７０ｍによりそれらの間で＋Ｙ方向に静磁界が形成される。図２のモデルはさらに、磁石部３０ｍ及びコイル４０ｍの間の空間を通過するように、Ｘ軸方向に沿って周期的に設けられた無限個の導体板１０ｍを備えている。導体板１０ｍは図１の回転部１０の側面部１２に対応し、隣接する２つの導体板１０ｍの間隔は図１の開口２０に対応する。導体板１０ｍを方向１０３に所定速度で移動させることは、図１の回転部１０が回転軸５０の周りに所定速度で回転するときに、磁石部３０及びコイル４０の間の空間を側面部１２及び開口２０が周期的に通過することに相当する。
【００２０】
図２のシミュレーションモデルを用いて２次元磁界解析を行い、磁石部３０ｍ及び磁極７０ｍの間の静磁界を導体板１０ｍが周期的に通過する場合の、コイル４０ｍの位置における磁束及び磁束密度の変化を解析した。シミュレーションでは、導体板１０ｍの速度、磁石部３０ｍ及び磁極７０ｍの寸法、などがパラメータとして変更可能であった。導体板１０ｍはアルミニウムであるとし、磁極７０ｍはケイ素鋼材であるとした。磁石部３０ｍの磁化は１．２Ｔであるとした。導体板１０ｍのＸ軸方向に沿った長さをＬ１とし、隣接する２つの導体板１０ｍの間隔をＬ２とする場合、Ｌ１：Ｌ２は約３：１０であった。
【００２１】
図３は、図２のシミュレーションモデルのシミュレーション結果を示す磁束分布図である。図３は、導体板１０ｍが静磁界中を横切る瞬間の磁束Φの分布を示す。なお、図３における横軸及び縦軸は図２の横軸及び縦軸に対応する。また、図３では、磁束Φを明確に示すために、図２のコイル４０ｍを省略し、導体板１０ｍ、磁石部３０ｍ、及び磁極７０ｍの断面を示すハッチングを省略した。
【００２２】
図４は、図３の瞬間に得られる、コイル４０ｍの位置ｙ１における磁束密度分布を示すグラフである。図４において、横軸はｘ方向の位置を示し、縦軸は磁束密度のｙ成分を示す。図４は、導体板１０ｍの速度Ｖｍｃをパラメータとして変更した場合、すなわち、導体板１０ｍの速度Ｖｍｃを最大値から零まで減速したときのコイル４０の位置ｙ１での磁束密度分布を示す。なお、導体板１０ｍの速度Ｖｍｃは、回転部１０の回転速度を表す速度１００ｒｐｍで正規化した値である。導体板１０ｍ、磁石部３０ｍ、コイル４０ｍ、及び磁極７０ｍの寸法のパラメータは一定であった。
【００２３】
以上のシミュレーション結果から分かるように、導体板１０ｍが静磁界を通過することで、導体板１０ｍの速度に応じた誘導起電力が導体板１０ｍ中に生じる。このとき、その誘導起電力によって導体板１０ｍ中に渦電流が流れる。この渦電流は、導体板１０ｍを通過する磁束の変化を打ち消すように流れる。このため、図３に示すように、導体板１０ｍの前方に磁束Φが集中する。その結果、磁石部３０ｍから発生する磁束の磁束密度よりも大きな磁束密度の磁束が生じる。
【００２４】
このように、静磁界中を導体板１０ｍが移動することで、導体板１０ｍの速度と導体板１０ｍの位置とに応じて、磁束密度の高低が発生する。したがって、この磁束密度の変化量に応じて、コイル４０に誘導起電圧が発生する。
【００２５】
以上によれば、例えば、磁石部３０から発生する磁束の磁束密度よりも大きな磁束密度の磁束を、コイル４０の設置位置に生じさせることができる。従って、磁石部３０として、小さい起磁力の磁石、例えば磁化の小さな磁石を用いる場合であっても、従来よりも大きな出力電力を発生することができる。
【００２６】
次に、実施形態１に係る発電装置１の効果について説明する。
【００２７】
実施形態１に係る発電装置１によれば、磁石部３０及びコイル４０の間の空間に開口２０を通過させることにより、磁石部３０から発生する磁束の磁束密度よりも大きな磁束密度の磁束をコイル４０に与えることができる。これにより、磁石部３０として、小さな起磁力の磁石、例えば小さな磁化を有する磁石を用いてもよく、このとき、磁石部３０を小型化することができ、かつ、発電装置１の全体を小型化することができる。さらに、起磁力を増加させるために、希土類の磁性材料を用いた磁石などの、高価な磁石を用いる必要がなくなる。このように、図１の発電装置１によれば、安価な、小さい起磁力の磁石部３０を用いる場合であっても、従来よりも大きな出力電力を発生することができる。
【００２８】
また、実施形態１に係る発電装置１によれば、回転部１０の側面部１２は導体板であるので、側面部１２に渦電流が生じる。これにより、磁石部３０から発生する磁束Φを、側面部１２の移動方向の前方に集中させることができる。その結果、磁石部３０から発生する磁束の磁束密度よりも大きな磁束密度の磁束を、より効率的に生成することができる。
【００２９】
また、実施形態１に係る発電装置１によれば、固定子に磁石部３０又はコイル４０などの大型で重い構成要素を設けて、回転子に比較的簡易かつ軽量に構成することができる回転部１０及び回転軸５０のみを設けることができる。これにより、動力源が小さい運動エネルギーを発生する場合であっても、従来技術に比較して発電効率を高めることができる。また、特に高速回転時に顕著に発生しうる回転時のトラブル及び機械損などを低減し、安定的に発電することができる。
【００３０】
また、実施形態１に係る発電装置１によれば、回転部１０の側面部１２に開口２０を設けたことにより、回転部１０を軽量化することができる。これにより、回転時のトラブル及び機械損などをさらに低減し、安定的に発電することができる。
【００３１】
また、実施形態１に係る発電装置１によれば、発電装置１の寸法が回転軸５０に沿った方向に制限されている場合には、磁石部３０及びコイル４０のサイズを回転軸５０に垂直な方向に増大させてもよい。一方、発電装置１の寸法が回転軸５０に垂直な方向に制限されている場合には、磁石部３０及びコイル４０のサイズを回転軸５０に沿った方向に増大させてもよい。磁石部３０及びコイル４０のサイズの増大に応じて、回転部１０のサイズも増大される。これにより、発電装置１の寸法が回転軸５０に沿った方向又は回転軸５０に垂直な方向に制限されている場合であっても、磁石部３０から発生してコイル４０を通過する磁束の量、及び／又は、コイル４０の巻数を増大させ、大きな出力電力を発生することができる。
【００３２】
また、実施形態１に係る発電装置１によれば、磁石部３０及びコイル４０の両方が固定子に設けられるので、ブラシを用いずに発電装置１を構成することができる。これにより、ブラシの磨耗による故障などの発生を抑止できる。
【００３３】
以上説明したように、実施形態１に係る発電装置１によれば、大電力を安定的に発生することができる。
【００３４】
実施形態１の第１変形例．
図５は、実施形態１の第１変形例に係る発電装置１Ａの構成を示す模式斜視図である。図５の発電装置１Ａは、図１の発電装置１の構成要素に加えて、開口２０に設けられた磁性体２１をさらに備えている。導体板である回転部１０の側面部１２に設けられた開口２０と、磁性体２１とは、磁石部３０から発生してコイル４０と鎖交する磁束Φを変化させる磁束変化部を構成する。図５の発電装置１Ａは、磁性体２１を備えたことにより、磁石部３０から発生してコイル４０と鎖交する磁束Φの磁束密度を、図１の発電装置１の場合よりも大きく変化させることができる。これにより、図１の発電装置１の場合よりも、コイル４０における誘導起電圧を増大させ、より大きな出力電力を発生することができる。
【００３５】
実施形態１の第２変形例．
図６は、実施形態１の第２変形例に係る発電装置１Ｂの構成を示す模式斜視図である。図６の発電装置１Ｂは、図１の発電装置１の回転部１０に代えて、回転部１０Ｂを備えている。回転部１０Ｂは底部１１及び側面部１３を含む。回転部１０Ｂの底部１１は、図１の回転部１０の底部１１と同様に構成される。回転部１０Ｂの側面部１３は、回転軸５０上に中心軸を有する円筒面内に設けられた、所定面積を有する絶縁体板であり、底部１１のエッジに固定されている。底部１１及び側面部１３は一体的に形成されてもよく、別個の部品から形成されてもよい。図６の発電装置１Ｂは、回転部１０Ｂの側面部１３上に設けられた磁性体２１をさらに備えている。図５の発電装置１Ａは、導体板である回転部１０の側面部１２に設けられた開口２０と、磁性体２１との両方を、磁束変化部として備えていた。一方、図６の発電装置１Ｂのように、磁性体２１のみを磁束変化部として備えてもよい。図６の発電装置１Ｂでは、回転部１０Ｂの側面部１３は絶縁体板であるので、側面部１３に渦電流が流れない。したがって、渦電流による損失を低減することができる。
【００３６】
実施形態１の第３変形例．
図７は、実施形態１の第３変形例に係る発電装置１Ｃの構成を示す模式斜視図である。
図７の発電装置１Ｃは、図１の発電装置１と同様の構成要素を備え、ここで、磁石部３０はコイル４０よりも回転軸５０から遠隔して設けられている。図１の発電装置１では、コイル４０を磁石部３０及び回転部１０の外側に設けたことにより、コイル４０の巻数を増大しやすくなり、また、巻線を発電装置１の外部に引き出しやすくなる。一方、図７の発電装置１Ｃでは、磁石部３０をコイル４０及び回転部１０の外側に設けたことにより、磁石部３０のサイズを大きくすることができる。設計上の制約に従って、図１の構成を選択してコイル４０の巻数を増大するか、又は、図７の構成を選択して磁石部３０のサイズを大きくすることにより、大きな出力電力を発生することができる。
【００３７】
実施形態１の第４変形例．
図８は、実施形態１の第４変形例に係る発電装置１Ｄの構成を示す模式斜視図である。図８の発電装置１Ｄは、図１の発電装置１の回転部１０に代えて、回転部１０Ｄを備えている。
【００３８】
回転部１０Ｄは底部１１及び側面部１４を含み、回転部１０の側面部１４に４つの開口２０ａ〜２０ｄが設けられている。回転部１０Ｄの底部１１は、図１の回転部１０の底部１１と同様に構成される。回転部１０の側面部１４は、回転軸５０上に中心軸を有する円筒面形状を有する導体板であり、底部１１のエッジに固定されている。底部１１及び側面部１４は一体的に形成されてもよく、別個の部品から形成されてもよい。
【００３９】
開口２０ａ〜２０ｄは、磁石部３０から発生してコイル４０と鎖交する磁束Φを変化させる磁束変化部である。開口２０ａ〜２０ｄは、回転軸５０の周りに所定角度幅、図８の場合には９０度の角度幅で設けられている。回転部１０Ｄ、磁石部３０、及びコイル４０は、回転部１０Ｄが回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３０及びコイル４０の間の空間を開口２０ａ〜２０ｄが順次に通過するように配置されている。従って、回転軸５０から開口２０ａ〜２０ｄ（すなわち回転部１０Ｄの側面部１４）までの距離は、回転軸５０から磁石部３０までの距離と、回転軸５０からコイル４０までの距離との間に設定される。
【００４０】
図８の発電装置１Ｄは以下のように動作する。回転部１０Ｄが回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３０及びコイル４０の間の空間であって、コイル４０と鎖交する磁束Φが通過する空間を、開口２０ａ〜２０ｄが順次に通過する。コイル４０と鎖交する磁束Φが通過する空間を開口２０ａ〜２０ｄのそれぞれが通過する毎に、コイル４０と鎖交する磁束Φの磁束密度が変化する。コイル４０と鎖交する磁束Φの磁束密度の変化に応じて、ファラデーの電磁誘導の法則により、コイル４０に起電力が誘起される。
【００４１】
図８の発電装置１Ｄは、図１の発電装置１と同様の作用効果を奏する。また、図８の発電装置１Ｄによれば、回転部１０Ｄが１回転するとき、コイル４０に起電力を複数回（図８の場合には４回）にわたって誘起させることができ、回転部１０Ｄの１回転からより大きな出力電力を効率的に得ることができる。
【００４２】
図８の回転部１０Ｄは、４つ以外の複数の開口を磁束変化部として備えてもよい。
【００４３】
実施形態１の第５変形例．
図９は、実施形態１の第５変形例に係る発電装置１Ｅの構成を示す模式斜視図である。図９の発電装置１Ｅは、図８の発電装置１Ｄの磁石部３０、コイル４０、及び支持部６０に代えて、磁石部３１、コイル４０ａ〜４０ｄ、及び支持部６０ａ〜６０ｄを備えている。
【００４４】
磁石部３１は、回転軸５０に垂直な方向に磁化された永久磁石である。磁石部３１は、回転軸５０の周りの複数の角度方向に磁束を発生するように、例えば図９に示すように、回転軸５０の周りにおいてリング状に形成される。磁石部３１は、一体的に形成されてもよく、複数の磁石を組み合わせて構成されてもよい。コイル４０ａ〜４０ｄは、磁石部３１から発生した磁束が鎖交するように、回転軸５０に垂直な方向において磁石部３１から所定距離を有して固定された誘導コイル部である。コイル４０ａ〜４０ｄは、磁石部３１よりも回転軸５０から遠隔して設けられている。コイル４０ａ〜４０ｄは、回転軸５０の周りに所定角度幅、図９の場合には９０度の角度幅で設けられている。支持部６０ａ〜６０ｄは例えば発電装置１Ｅの筐体の一部であり、磁石部３１及びコイル４０ａ〜４０ｄの相対位置は支持部６０ａ〜６０ｄによってそれぞれ固定されている。
【００４５】
回転部１０Ｄ、磁石部３１、及びコイル４０ａ〜４０ｄは、回転部１０Ｄが回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３１及びコイル４０ａ〜４０ｄの間の空間を開口２０ａ〜２０ｄが順次に通過するように配置されている。従って、回転軸５０から開口２０ａ〜２０ｄ（すなわち回転部１０Ｄの側面部１４）までの距離は、回転軸５０から磁石部３１までの距離と、回転軸５０からコイル４０ａ〜４０ｄまでの距離との間に設定される。
【００４６】
図９の発電装置１Ｅは以下のように動作する。回転部１０Ｄが回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３１及びコイル４０ａの間の空間であって、コイル４０ａと鎖交する磁束Φが通過する空間を、開口２０ａ〜２０ｄが順次に通過する。コイル４０ａと鎖交する磁束Φが通過する空間を開口２０ａ〜２０ｄのそれぞれが通過する毎に、コイル４０ａと鎖交する磁束Φの磁束密度が変化する。コイル４０ａと鎖交する磁束Φの磁束密度の変化に応じて、ファラデーの電磁誘導の法則により、コイル４０ａに起電力が誘起される。回転部１０Ｄが回転軸５０の周りに回転するとき、コイル４０ｂ〜４０ｄにも同様に起電力が誘起される。
【００４７】
図９の発電装置１Ｅは、図８の発電装置１Ｄと同様の作用効果を奏する。また、図９の発電装置１Ｅによれば、回転部１０Ｄが１回転するとき、コイル４０ａ〜４０ｄのそれぞれに起電力を複数回（図９の場合には４回ずつ）にわたって誘起させることができ、回転部１０Ｄの１回転から、より大きな出力電力を効率的に得ることができる。
【００４８】
図９の磁石部３１は、コイル４０ａ〜４０ｄのそれぞれに磁束が鎖交するのであれば、任意の形状及び構成を有してもよい。例えば、コイル４０ａ〜４０ｄのそれぞれに対して、図１の磁石部３０のような別個の磁石が設けられてもよい。この場合、各磁石は、互いに同じ強さの磁束を発生してもよく、互いに異なる強さの磁束を発生してもよい。
【００４９】
コイル４０ａ〜４０ｄは、互いに直列に接続されてもよく、互いに並列に接続されてもよい。直列に接続される場合には出力電圧を大きくすることができ、一方、並列に接続される場合には出力電流を大きくすることができる。或いは、コイル４０ａ〜４０ｄは、直列接続及び並列接続の組み合わせで接続されてもよい。
【００５０】
図９の発電装置１Ｅは、４つ以外の複数のコイルを備えてもよい。
【００５１】
また、図９の回転部１０Ｄは４つ以外の複数の開口を磁束変化部として備えてもよい。
【００５２】
また、図９の発電装置１Ｅは、図示するように、互いに等しい個数の複数のコイル４０ａ〜４０ｄ及び複数の開口２０ａ〜２０ｄを備えてもよい。このとき、複数のコイル４０ａ〜４０ｄは回転軸５０の周りに所定角度幅で設けられ、複数の開口２０ａ〜２０ｄは回転軸５０の周りに複数のコイル４０ａ〜４０ｄと同じ角度幅で設けられている。これにより、各コイルに誘起される起電力の位相を揃えることができる。
【００５３】
また、コイルの個数及び開口の個数は互いに異なっていてもよい。このとき、複数のコイルは回転軸５０の周りに所定角度幅で設けられ、複数の開口は回転軸５０の周りに複数のコイルとは異なる角度幅で設けられる。
【００５４】
また、図９の回転部１０Ｄは、複数の開口２０ａ〜２０ｄに代えて、１つの開口を磁束変化部として備えてもよい。この場合、回転部１０Ｄが１回転するとき、コイル４０ａ〜４０ｄのそれぞれに起電力を１回ずつ誘起させることができ、図１の発電装置１よりも大きな出力電力を効率的に得ることができる。
【００５５】
実施形態１の他の変形例．
図１の回転部１０の底部１１は、回転軸５０上に中心軸を有する円筒面内に回転部１０の側面部１２を支持することができるのであれば、円板に限らず、任意の形状及び構造を有してもよい。例えば、回転部１０の底部１１において、側面部１２を支持するために不要な部分を除去することにより、回転部１０をさらに軽量化することができる。これにより、回転時のトラブル及び機械損などをさらに低減し、安定的に発電することができる。
【００５６】
図１の発電装置１等では、回転部１０の側面部１２を矩形形状に示したが、開口２０を設けることができるのであれば、矩形形状に限らず、任意の形状を有してもよい。回転部の側面部は、例えば、図８に示すように円筒面形状を有してもよい。
【００５７】
図８の発電装置１Ｄ及び図９の発電装置１Ｅでは、回転部１０Ｄの側面部１４を円筒面形状に示したが、複数の開口を設けることができるのであれば、円筒面形状に限らず、任意の形状を有してもよい。回転部の側面部として、例えば、図１の回転部１０の側面部１２のような矩形又は他の形状の部材を、開口の個数に等しい個数だけ備えてもよい。
【００５８】
図１の発電装置１等では、開口２０の形状を矩形に示したが、磁石部３０から発生してコイル４０と鎖交する磁束Φを変化させるのであれば、矩形に限らず、円形、楕円形、他の多角形など、任意の形状及び寸法を有してもよい。
【００５９】
実施形態１に係る発電装置では、磁石部３０，３１として、永久磁石に代えて、コイル及び磁性体コアからなる電磁石を用いてもよい。この場合、本開示の特徴により、作用磁界を励起するための電磁石の起磁力を小さくすることが可能であり、電磁石のコイルに流すＤＣ駆動電流を小さくできる。このため、電磁石のコイルの軽量化を実現でき、かつ、銅損も小さくすることができる。
【００６０】
実施形態１に係る発電装置では、磁石部３０，３１から発生して各コイル４０，４０ａ〜４０ｄと鎖交する磁束Φが磁石部３０に戻る磁路を形成するヨーク（例えば、磁性体ヨーク）をさらに備えてもよい。この構成によれば、磁石部３０，３１から発生する磁束を、ヨークを介して再び磁石部３０，３１に導くことができる。したがって、コイル４０，４０ａ〜４０ｄに向かう磁束を、より強めることができる。
【００６１】
実施形態２．
図１０は、実施形態２に係る発電装置１Ｆの構成を示す模式斜視図である。１つの回転軸５０に、本開示の他の実施形態に係る複数の発電装置を連結してもよい。図１０の発電装置１Ｆは、図９の発電装置１Ｅと同様にそれぞれ構成され、回転軸５０にそれぞれ連結された２つの発電装置１Ｅ−１，１Ｅ−２を備えている。
【００６２】
図９の発電装置１Ｆは、回転軸５０に沿った異なる位置において回転軸５０にそれぞれ連結された回転部１０Ｄ−１，１０Ｄ−２を備えている。回転部１０Ｄ−１は底部１１−１及び側面部１４−１を含み、回転部１０Ｄ−２は底部１１−２及び側面部１４−２を含む。発電装置１Ｆはさらに、回転部１０Ｄ−１に対応して設けられた、磁石部３１−１、コイル４０ａ−１〜１０ｄ−１、及び開口２０ａ−１〜２０ｄ−１を備えている。磁石部３１−１及びコイル４０ａ−１〜４０ｄ−１の相対位置は支持部６０ａ−１〜６０ｄ−１によってそれぞれ固定されている。発電装置１Ｆはさらに、回転部１０Ｄ−２に対応して設けられた、磁石部３１−２、コイル４０ａ−２〜１０ｄ−２、及び開口２０ａ−２〜２０ｄ−２を備えている。磁石部３１−２及びコイル４０ａ−２〜４０ｄ−２の相対位置は支持部６０ａ−２〜６０ｄ−２によってそれぞれ固定されている。
【００６３】
図１０の発電装置１Ｆは、図９の発電装置１Ｅと同様の作用効果を奏する。また、図１０の発電装置１Ｆによれば、複数の発電装置１Ｅ−１，１Ｅ−２を備えたことにより、回転軸５０の１回転からより大きな出力電力を効率的に得ることができる。
【００６４】
実施形態３．
図１１は、実施形態３に係る発電装置１Ｇの構成を示す模式斜視図である。図１１の発電装置１Ｇは、図１の発電装置１の回転部１０及び支持部６０に代えて、回転部１０Ｇ及び支持部６１を備え、さらに、コイル４１を備えている。
【００６５】
回転部１０Ｇは、図１の回転部１０の底部１１及び側面部１２に加えて、側面部１５を備え、回転部１０Ｇの側面部１５に開口２２が設けられている。回転部１０の側面部１５は、回転軸５０上に中心軸を有する円筒面であって、回転軸５０から側面部１２までの距離とは異なる半径を有する円筒面内に設けられた、所定面積を有する導体板であり、底部１１に固定されている。側面部１５は、底部１１に一体的に形成されてもよく、底部１１とは別個の部品から形成されてもよい。
【００６６】
コイル４１は、コイル４０と同様に、磁石部３０から発生した磁束Φが鎖交するように、回転軸５０に垂直な方向において磁石部３０から所定距離を有して固定された誘導コイル部である。コイル４０は、磁石部３０よりも回転軸５０から遠隔して設けられ、コイル４１は磁石部３０よりも回転軸５０に近接して設けられている。支持部６１は例えば発電装置１Ｇの筐体の一部であり、磁石部３０及びコイル４０，４１の相対位置は支持部６１によって固定されている。
【００６７】
開口２２は、磁石部３０から発生してコイル４１と鎖交する磁束Φを変化させる磁束変化部である。回転部１０Ｇ、磁石部３０、及びコイル４０，４１は、回転部１０Ｇが回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３０及びコイル４０の間の空間を開口２０が通過するように、かつ、磁石部３０及びコイル４１の間の空間を開口２２が通過するように配置されている。従って、回転軸５０から開口２２（すなわち回転部１０Ｇの側面部１５）までの距離は、回転軸５０から磁石部３０までの距離と、回転軸５０からコイル４１までの距離との間に設定される。回転軸５０から開口２０（すなわち回転部１０Ｇの側面部１２）までの距離は、前述のように、回転軸５０から磁石部３０までの距離と、回転軸５０からコイル４０までの距離との間に設定される。
【００６８】
図１１の発電装置１Ｇによれば、回転部１０Ｇが１回転するとき、コイル４０，４１のそれぞれに起電力を１回ずつ誘起させることができ、図１の発電装置１よりも大きな出力電力を効率的に得ることができる。
【００６９】
実施形態４．
図１２は、実施形態４に係る発電装置１Ｈの外観を示す斜視図である。図１３は、図１２の発電装置１Ｈの構成を示す分解斜視図である。図１４は、図１２の発電装置１Ｈの上面図である。図１５は、図１４のＡ−Ａ’線における縦断面図である。図１６は、図１５のＢ−Ｂ’線に対応する位置における横断面図である。図１６の断面図では、磁石部３１の極性を明確に示すために、磁石部３１の断面を示すハッチングを省略した。
【００７０】
発電装置１Ｈは、回転部１０Ｈ、磁石部３１、１０個のコイル４２、回転軸５０、軸受け５１ａ，５１ｂ、及びヨーク７１，７２を備えている。回転部１０Ｈは、底部１１及び側面部１６を含み、回転部１０Ｈの側面部１６には１０個の開口２３が設けられている。
【００７１】
回転部１０は連結部１７において回転軸５０に連結され、回転軸５０の周りに回転する。回転部１０は例えば溶接により回転軸５０に連結される。回転部１０Ｈの底部１１及び側面部１６は、図８の回転部１０Ｄの底部１１及び側面部１４と同様に構成される。
【００７２】
図１３の磁石部３１は、図９の磁石部３１と同様に構成される。磁石部３１は、図１６に示すように、回転軸５０に垂直な方向に磁化された永久磁石である。磁石部３１は、回転軸５０の周りの複数の角度方向に磁束を発生するように、リング状に形成される。各コイル４２は、磁石部３１から発生した磁束Φが鎖交するように、回転軸５０に垂直な方向において磁石部３１から所定距離を有して固定された誘導コイル部である。コイル４２は、磁石部３１よりも回転軸５０から遠隔して設けられている。１０個のコイル４２は、回転軸５０の周りに所定角度幅、図１６の場合には３６度の角度幅で設けられている。
【００７３】
各開口２３は、磁石部３１から発生してコイル４２と鎖交する磁束を変化させる磁束変化部である。１０個の開口２３は、回転軸５０の周りに所定角度幅、図１６の場合には３６度の角度幅で設けられている。回転部１０Ｈ、磁石部３０、及び各コイル４２は、回転部１０Ｈが回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３０及びコイル４２の間の空間を１０個の開口２３が順次に通過するように配置されている。従って、回転軸５０から各開口２３（すなわち回転部１０Ｈの側面部１６）までの距離は、回転軸５０から磁石部３０までの距離と、回転軸５０からコイル４２までの距離との間に設定される。
【００７４】
ヨーク７１，７２は他の構成要素を支持する。ヨーク７１は、円板状の板状部７１ａと、円柱状の柱状部７１ｂとを有し、柱状部７１ｂには、その高さ方向に貫通する軸受け孔７１ｃが設けられている。軸受け孔７１ｃに軸受け５１ａ，５１ｂが設けられ、軸受け５１ａ，５１ｂによって回転軸５０が支持される。ヨーク７１は、柱状部７１ｂの周囲に磁石部３１を設ける。磁石部３１は例えば接着材によりヨーク７１に接着されて固定されてもよい。ヨーク７２は、磁石部３１を包囲するリング部７２ａと、リング部７２ａの内側に突出した１０個の磁極７２ｂとを有する。１０個の磁極７２ｂは、回転軸５０の周りに所定角度幅、図１６の場合には３６度の角度幅で設けられている。各コイル４２は、ヨーク７２の内側における１０個の磁極７２ｂの周りにそれぞれ巻回されている。各コイル４２は例えば接着材によりヨーク７２に接着されて固定されてもよい。ヨーク７２のリング部７２ａはヨーク７１の板状部７１ａに接するように固定され、ヨーク７１，７２は磁石部３１及び各コイル４２の相対位置を固定する。
【００７５】
ヨーク７１，７２は、図１５に示すように、磁石部３１から発生して各コイル４２と鎖交する磁束Φが磁石部３１に戻る磁路を形成する。ヨーク７１，７２は、磁石部３１、回転部１０Ｈ、及びコイル４２を挟み込むように設けられている。図１５に示すように、回転部１０Ｈが停止しているとき、回転軸５０に垂直な方向に磁化を有する磁石部３１によって生じる磁束は、回転部１０Ｈの側面部１６を貫通する。その後、磁束はコイル４２と鎖交する。その後、磁束はヨーク７１，７２を介して磁石部３１に戻る。
【００７６】
図１２の発電装置１Ｈは以下のように動作する。回転部１０Ｈが回転軸５０の周りに回転するとき、磁石部３１及び１つのコイル４２の間の空間であって、当該コイル４２と鎖交する磁束Φが通過する空間を、各開口２３が順次に通過する。コイル４２と鎖交する磁束Φが通過する空間を１０個の開口２３のそれぞれが通過する毎に、コイル４２と鎖交する磁束Φの磁束密度が変化する。コイル４２と鎖交する磁束Φの磁束密度の変化に応じて、ファラデーの電磁誘導の法則により、コイル４２に起電力が誘起される。回転部１０Ｈが回転軸５０の周りに回転するとき、他のコイル４２にも同様に起電力が誘起される。
【００７７】
図１２の発電装置１Ｈによれば、図１の発電装置１と同様の作用効果を奏する。また、図１２の発電装置１Ｈによれば、複数の開口２３を磁束変化部として備えたことにより、図８の発電装置１Ｄと同様の作用効果を奏する。また、図１２の発電装置１Ｈによれば、複数のコイル４２を備えたことにより、図９の発電装置１Ｅと同様の作用効果を奏する。
【００７８】
なお、連結部１７は、回転軸５０と回転部１０Ｈとを直接に連結して、回転軸５０と同じ回転数で回転部１０Ｈを回転させてもよい。もしくは、連結部１７にはギアなどが設けられてもよい。これにより、回転速度を変えることで、誘導起電圧を変えることができる。
【００７９】
１０個のコイル４２は、互いに直列に接続されてもよく、互いに並列に接続されてもよい。或いは、１０個のコイル４２は、直列接続及び並列接続の組み合わせで接続されてもよい。
【００８０】
実施形態５．
図１７は、実施形態５に係る発電装置１Ｉの構成を示す縦断面図である。図１７の発電装置１Ｉは、図１２の発電装置１Ｈのヨーク７２に代えて、ヨーク７３，７４及び磁石部３２を備えている。
【００８１】
磁石部３２は、回転軸５０に垂直な方向であって、磁石部３１と同じ方向に磁化された永久磁石である。磁石部３２は、コイル４２及び回転部の側面部１６よりも回転軸５０から遠隔して設けられ、磁石部３１は、コイル４２及び回転部の側面部１６よりも回転軸５０に近接して設けられている。磁石部３１，３２、コイル４２、及びヨーク７１，７３，７４は、磁石部３１から発生して各コイル４２と鎖交する磁束が磁石部３２を通って磁石部３１に戻る磁路を形成するように配置されている。
【００８２】
図１７の発電装置１Ｉによれば、コイル４２を配置する空間における静磁界の強度を上げることができる。これにより、開口２３による磁束密度の変化量を所望の大きさに調整することができる。
【００８３】
実施形態６．
図１８は、実施形態６に係る発電装置１Ｊの構成を示す横断面図である。図１８の発電装置１Ｊは、図１６の発電装置１Ｈの磁石部３１に代えて、磁石部３３を備えている。図１８の断面図では、磁石部３３の極性を明確に示すために、磁石部３３の断面を示すハッチングを省略した。
【００８４】
磁石部３３は、回転軸５０の周りに配列された複数の磁石を備え、複数の磁石は回転軸５０に垂直な方向にそれぞれ磁化され、複数の磁石のうちの隣接する２つの磁石は互いに逆方向に磁化されている。これにより、磁石部３３の外周及び内周のそれぞれにおいて、Ｓ極とＮ極との磁極が周方向に沿って配列される。
【００８５】
図１８の発電装置１Ｊによれば、磁石部３３において隣接する磁石の磁化方向が互いに異なるので、磁束がヨーク７１，７２を通過する経路長は図１８に示すように短くなる。磁束の経路を短くすることにより、損失を低減することができる。また、隣り合う２つの磁石を磁束が通過するので、磁束密度の変化を大きくすることができる。これらの結果、発電効率を高めることができる。
【００８６】
実施形態７．
図１９は、実施形態７に係る発電装置１Ｋの構成を示す横断面図である。図１８の発電装置１Ｊは、図１６の発電装置１Ｈの磁石部３１に代えて、磁石部３４を備えている。図１９の断面図では、磁石部３４の極性を明確に示すために、磁石部３４の断面を示すハッチングを省略した。
【００８７】
磁石部３４は、回転軸５０の周りに配列された複数の磁石を備え、これらの磁石は、いわゆるハルバッハ（Halbach）配列を有する。複数の磁石は、回転軸５０に垂直な方向にそれぞれ磁化された複数の第１の磁石と、回転軸５０を中心とする円周の周方向にそれぞれ磁化された複数の第２の磁石とを含む。複数の第１の磁石のうちの互いに最も近接する２つの第１の磁石は互いに逆方向に磁化され、複数の第２の磁石のうちの互いに最も近接する２つの第２の磁石は互いに逆方向に磁化されている。例えば、磁石部３４の外周に面して複数の第１の磁石が配列され、磁石部３４の内周に面して複数の第２の磁石が配列される。例えば、図１９に示すように、互いに隣接する２つの第２の磁石のＮ極が対向する位置に、１つの第１の磁石のＳ極が近接して設けられる。同様に、互いに隣接する２つの第２の磁石のＳ極が対向する位置に、１つの第１の磁石のＮ極が近接して設けられる。
【００８８】
図１９の発電装置１Ｋによれば、磁束が磁石部３４の内周側に漏れる大きさを低減し、
磁束がヨーク７２を通過する経路長を図１８の場合よりも短くすることができる。従って、図１８の場合よりも損失を低減し、発電効率をさらに高めることができる。
【００８９】
なお、上述の実施形態１〜７に記載の構成は、適宜に組み合わされてもよい。
【００９０】
なお、本開示は、上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。特許請求の範囲に記載した本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。
【００９１】
本開示に係る発電装置は、以下の構成を備えたことを特徴とする。
【００９２】
第１の態様に係る発電装置は、
回転軸と、
前記回転軸に連結された回転部と、
磁束を発生する少なくとも１つの磁石部と、
前記磁石部から発生した磁束が鎖交するように、前記回転軸に垂直な方向において前記磁石部から所定距離を有して固定された少なくとも１つの誘導コイル部と、
前記回転部に設けられ、前記磁石部から発生して前記誘導コイル部と鎖交する磁束を変化させる少なくとも１つの磁束変化部とを備え、
前記回転部、前記磁石部、及び前記誘導コイル部は、前記回転部が前記回転軸の周りに回転するとき、前記磁石部及び前記誘導コイル部の間の空間を前記磁束変化部が通過するように配置されている。
【００９３】
第２の態様に係る発電装置は、第１の態様に係る発電装置において、
前記回転部は導体板を含み、
前記磁束変化部は前記導体板に形成された開口である。
【００９４】
第３の態様に係る発電装置は、第２の態様に係る発電装置において、
前記磁束変化部は前記開口に設けられた磁性体をさらに備えている。
【００９５】
第４の態様に係る発電装置は、第１の態様に係る発電装置において、
前記回転部は絶縁体板を含み、
前記磁束変化部は前記絶縁体板上に設けられた磁性体である。
【００９６】
第５の態様に係る発電装置は、第１〜第４のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記発電装置は、互いに等しい個数の複数の誘導コイル部及び複数の磁束変化部を備え、
前記複数の誘導コイル部は前記回転軸の周りに所定角度幅で設けられ、
前記複数の磁束変化部は前記回転軸の周りに前記複数の誘導コイル部と同じ角度幅で設けられている。
【００９７】
第６の態様に係る発電装置は、第１〜第５のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記磁石部から発生して前記各誘導コイル部と鎖交する磁束が前記磁石部に戻る磁路を形成するヨークをさらに備えている。
【００９８】
第７の態様に係る発電装置は、第１〜第６のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記磁石部は、前記回転軸の周りに配列された複数の磁石を備え、
前記複数の磁石は前記回転軸に垂直な方向にそれぞれ磁化され、前記複数の磁石のうちの隣接する２つの磁石は互いに逆方向に磁化されている。
【００９９】
第８の態様に係る発電装置は、第１〜第６のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記磁石部は、前記回転軸の周りに配列された複数の磁石を備え、
前記複数の磁石は、前記回転軸に垂直な方向にそれぞれ磁化された複数の第１の磁石と、前記回転軸を中心とする円周の周方向にそれぞれ磁化された複数の第２の磁石とを含み、
前記複数の第１の磁石のうちの互いに最も近接する２つの第１の磁石は互いに逆方向に磁化され、前記複数の第２の磁石のうちの互いに最も近接する２つの第２の磁石は互いに逆方向に磁化されている。
【０１００】
第９の態様に係る発電装置は、第１〜第８のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記誘導コイル部は前記磁石部よりも前記回転軸から遠隔して設けられている。
【０１０１】
第１０の態様に係る発電装置は、第１〜第８のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記磁石部は前記誘導コイル部よりも前記回転軸から遠隔して設けられている。
【０１０２】
第１１の態様に係る発電装置は、第１〜第６のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記少なくとも１つの磁石部は第１の磁石部及び第２の磁石部を含み、
前記第１の磁石部、前記第２の磁石部、及び前記誘導コイル部は、前記第１の磁石部から発生して前記各誘導コイル部と鎖交する磁束が前記第２の磁石部を通って前記第１の磁石部に戻る磁路を形成するように配置されている。
【０１０３】
第１２の態様に係る発電装置は、第１〜第６のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記少なくとも１つの誘導コイル部は第１の誘導コイル部及び第２の誘導コイル部を含み、
前記少なくとも１つの磁束変化部は第１の磁束変化部及び第２の磁束変化部を含み、
前記第１の誘導コイル部は前記磁石部よりも前記回転軸から遠隔して設けられ、
前記第２の誘導コイル部は前記磁石部よりも前記回転軸に近接して設けられ、
前記回転部、前記磁石部、前記第１の誘導コイル部、及び前記第２の誘導コイル部は、前記回転部が前記回転軸の周りに回転するとき、前記磁石部及び前記第１の誘導コイル部の間の空間を前記第１の磁束変化部が通過するように、かつ、前記磁石部及び前記第２の誘導コイル部の間の空間を前記第２の磁束変化部が通過するように配置されている。
【０１０４】
第１３の態様に係る発電装置は、第１〜第１２のうちの１つの態様に係る発電装置において、
前記発電装置は、
前記回転軸に沿った異なる位置において前記回転軸にそれぞれ連結された複数の回転部と、
前記複数の回転部のそれぞれに対応して設けられた、少なくとも１つの磁石部、少なくとも１つの誘導コイル部、及び少なくとも１つの磁束変化部とを備えている。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本開示にかかる発電装置は、例えば、車両用発電機又は充電用発電機などに応用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１，１Ａ〜１Ｋ，１Ｅ−１，１Ｅ−２…発電装置、
１０，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｈ…回転部、
１０ｍ…導体板、
１１…底部、
１２，１３，１４，１５，１６…側面部、
１７…連結部、
２０，２２，２３…開口、
２１…磁性体、
３０，３０ｍ，３１〜３４…磁石部、
４０，４０ｍ，４０ａ〜４０ｄ，４２…コイル、
５０…回転軸、
５１ａ，５１ｂ…軸受け、
６０，６０ａ〜６０ｄ…支持部、
７１〜７４…ヨーク、
７０ｍ…磁極。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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