(57)【要約】【課題】  本発明は産業用機械の回転物への着脱が可能であり、より簡易な構成であり、かつ、幅広い産業用機械の回転物に対して設置することのできる産業用機械の回転物を利用した発電機を構成する部材となる、発電用磁性ベルト、発電用巻線付回転物カバー、及び、発電用巻線盤を提供する。【解決手段】  産業用機械の回転物の作業の妨げにならない箇所（図５、図６中の（１０））に、請求項１の発明である磁性ベルトを設置し、その周囲を請求項２の発明である発電用巻線付回転物カバーで図４のように覆い、回転物（４）の回転運動で発電用磁性ベルトに配置された磁石（２）を動かし、発電用巻線付回転物カバーの巻線（６）に磁力の変化を与えることで電磁誘導を引き起こし、電力を得るものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用機械における回転物に着脱可能な発電機の回転子を構成する部材となる発電用磁性ベルトであって、例えば自動車用タイヤに用いるゴムのように、摩擦力が強く、耐久性に優れ、かつ、絶縁体であるものを素材とし、両端に留具を備えた、または無端のベルトに、回転物に設置する面とは反対側から見て、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極のように対極が交互に並ぶように磁石を配置し、そのベルトを回転物に装着した時に、その配置した磁石が回転物の遠心力で外れないよう固定し、そのベルトの装着時に回転物の中心から見て外側となる面以外にベルトに配置した磁石の磁束が及ばないように、ベルトに配置した磁石の周囲を覆うように磁気遮断シートを配置した発電用磁性ベルト。
【請求項２】
産業用機械における回転物に着脱可能な発電機の固定子を構成する部材となる発電用巻線付回転物カバーであって、回転物に設置した請求項１の発明を回転物に装着した時に、その請求項１の発明中の磁石が外側に表れている方向面を覆うように至近距離に設置する目的で、請求項１の発明中の磁石の磁力を受けやすいように、絶縁体を素材とする回転物カバーに巻線を設置し、請求項１の発明が回転物に設置され、請求項１の発明中の磁石の磁力が回転物カバー中に配置された巻線に伝導した時の磁力、及び、請求項１の発明が回転運動を起こした時に回転物用カバーに配置された巻線に電磁誘導による電力が生じたときに生じる磁力が、請求項１の発明に面した方向以外の方向に及ばないよう、巻線の周囲を覆うように磁気遮断シートを配置した発電用巻線付回転物カバー。
【請求項３】
請求項１の発明を回転物に設置した時、そのベルトに配置された磁石の外側に表れる部分を、回転物の回転軸と並行になるように配置した、請求項１の発電用磁性ベルトの磁石の向きを変えた発電用磁性ベルト。
【請求項４】
産業用機械における回転物に着脱可能な発電機の固定子を構成する部材となる発電用巻線盤であって、請求項３の発明を、そのベルトに配置された磁石の外側に表れる部分がその回転物の端の近い方に向くように回転物の端付近に設置した時、請求項３の発明中の磁石が外側に表れている方向面を覆うように至近距離に、回転物の端または端よりも外側に設置する目的で、絶縁体を素材とする円盤状のものに巻線を、請求項３の発明中の磁石の磁力を受けやすいように設置し、請求項３の発明中の磁石の磁力が巻線に伝導した時の磁力、及び、請求項３の発明が回転運動を起こした時に電磁誘導による電力が巻線に生じたときに生じる磁力が、請求項３の発明が設置された方向以外の方向に及ばないよう、巻線の周囲を覆うように磁気遮断シートを配置した発電用巻線盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  産業用機械における回転物の回転力を利用した発電機を構成する部材に関する。
【背景技術】
【０００２】  周知のとおり、発電に用いる交流発電機は、回転子と固定子から成り、そのいずれか一方に磁石を配置し、他方に巻線を配置し、その巻線に電磁誘導を起こして電力を得るものである。すなわち、あらゆる回転物に磁石または巻線のどちらか一方を設置し、その回転物の至近距離にもう片方を配置すれば、電流を起こすことができる。本発明は、産業用機械の様々な回転物に磁石を容易に設置することができる発電用磁性ベルトと、その発電用磁性ベルトを回転子とし、その周囲の至近距離に巻線を配置して発電機の固定子とするための発電用巻線付回転物カバー、及び、発電用巻線盤である。【０００３】  なお、車軸発電機などの回転物の回転力を発電機の軸に伝導させて電気を起こすタイプの発電機は、その回転物の本来の作業に使用する動力の一部を使用して発電機の軸を回すものであり、その動力の伝導にかかるエネルギーロスが大きい。また、電動機の軸と発電機の軸とを直結した電動発電機である実登３１９８６６２及び実登３１９９９７９では、産業用機械の回転物にそれらの構造を採用する場合、組立を終えた産業用機械の回転物を一度取り外し、かつ、回転物の長さを調整する必要があるなど、設置することに手間がかかった。また、特開２０１５−１７４４５８のように、自転車の構造に特化して考案された発電機では、他の産業用機械にそのままの構造で使用することができず、結局、産業用機械の回転物全般に設置容易な発電機の仕組みは従来、ほとんど開発されてこなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１９８６６２号―登録実用新案公報
【特許文献２】実用新案登録第３１９９９７９号―登録実用新案公報
【特許文献３】特許出願公開番号第２０１５−１７４４５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  より簡易な構成で、かつ、幅広い産業用機械の回転物に対して固定することのできる発電機があれば、産業上の発電の機会をより多く確保することができる。本発明は産業用機械の回転物への着脱が可能であり、より簡易な構成であり、かつ、幅広い産業用機械の回転物に対して設置することのできる産業用機械の回転物を利用した発電機を構成する部材となる、発電用磁性ベルト、発電用巻線付回転物カバー、及び、発電用巻線盤を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  産業用機械の回転物の作業の妨げにならない箇所（図５、図６中の（１０））に、請求項１の発明である磁性ベルトを設置し、その周囲を請求項２の発明である発電用巻線付回転物カバーで図４のように覆い、回転物（４）の回転運動で発電用磁性ベルトに配置された磁石（２）を動かし、発電用巻線付回転物カバーの巻線（６）に磁力の変化を与えることで電磁誘導を引き起こし、電力を得るものである。【０００７】  例えば自動車用タイヤに用いるゴム素材のように、摩擦力が強く耐久性に優れ、かつ絶縁体であるものを素材としたベルト（１）に、磁石（２）を配置する。発電の量は、固定子となる巻線（６）に与える磁界の変化量とその頻度に比例するので、より多くの発電量を得ようとする場合には、回転物（４）にそのベルト（１）を設置した時に外側となる方向から見て、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極などのように対極が交互に固定子となる発電用巻線付回転物カバーの巻線付近を通過するように磁石を配置し（図１）、設置する磁石（２）を強力にしたり、磁石（２）の数を増やしたりする。また、巻線（６）の密度を上げたり、巻線の数を増やしたりすることでも発電量を増やすことができる。【０００８】  発電用磁性ベルトのベルト（１）は回転物（４）の回転力による遠心力によって磁石（２）がベルトから外れない程度の耐久性と、回転物（４）に当初設置した部分からずれない程度の摩擦力を有するものである必要がある。また、回転物（４）が発電用磁性ベルトの設置によって磁性を帯びないよう、磁石（２）と回転物（４）の間に、磁気遮断シート（３）をベルト（１）内に埋め込む。さらに、隣接する磁石（２）同士の磁束がお互いに干渉しないよう、磁石（２）と磁石（２）の間にも、磁気遮断シート（３）をベルト（１）の中に埋め込む。つまり、発電用磁性ベルトの装着時に、回転物（４）の中心から見て外側となる面以外に、ベルト（１）に配置した磁石（２）の磁束が及ばないように、ベルト（１）に配置した磁石（３）の周囲を覆うように磁気遮断シート（３）を配置する。【０００９】  回転物に設置された発電用磁性ベルトを回転子とした場合、発電機の固定子となる請求項２の発電用巻線付回転物カバーは、図４のように回転物（４）に設置された請求項１の発明である発電用磁性ベルトを覆うように設置する。発電用巻線付回転物カバー中の巻線（６）に、発電用磁性ベルトの回転運動による磁力の変化が伝導すると、電磁誘導により巻線（６）中に電力が生じる。その巻線（６）中の電力が、予期せずカバー（７）を通じて周囲の物に伝わらないよう、カバー（７）は絶縁体を素材とする。また、巻線（６）中に磁力が伝わると、その巻線（６）も磁力を帯びることとなり、また、巻線（６）に電磁誘導による電力が生じた時にも磁力を発することとなるが、その磁力が隣接する巻線（６）の磁力及び電力に干渉しないよう、巻線（６）と巻線（６）の間に磁気遮断シート（３）をカバー（７）の中に埋め込む。さらに、巻線（６）の磁力がカバー（７）の外に漏れ、他の機械類に干渉しないよう、カバーの外方向（回転物の設置してある方向とは反対の方向）にも磁気遮断シート（３）を埋め込む。つまり、発電用磁性ベルトに面した方向以外の方向に巻線の���力が伝導しないよう、巻線（２）の周囲を覆うように磁気遮断シート（３）を配置する。【００１０】  請求項１の発電用磁性ベルト及び請求項１の発電用巻線付回転物カバーは、例えば工場のベルトコンベアに用いられるローラー（４．１）を回転物（４）として、その回転物の動力の伝達に用いられるギア部分以外の場所（図５中の（１０））に発電用磁性ベルトを設置し、その発電用磁性ベルトを覆うように、通常、工場内で取り付けられる安全用の回転物カバー（８）に替えて、発電用巻線付回転物カバー（１３）を設置する（図５）。また、別の使用例としては、トラックなどの自動車のプロペラシャフト（４．２）上で、動力の伝達に用いられるギア部分以外の場所（図６中の（１０））に、請求項１の発電用磁性ベルトを設置し、その発電用磁性ベルトを覆うように請求項２の発電用巻線付回転物カバーをシャーシ下部に設置する（図６）。発電用磁性ベルトの設置のために、回転物であるベルトコンベアのローラーやトラックのプロペラシャフトなどを取り外したくない場合には、図２Ａのように発電用磁性ベルトの両端に留具（５）を装備しておく。発電用磁性ベルトの設置のために回転物を取りはずしてもよい場合には、無端ベルトとして発電用磁性ベルトを製造してもよい。【００１１】  請求項１の発明である発電用磁性ベルトは、その中に使用する磁石（２）を、回転物（４）の中心から見て外側に向くように設置するよう想定されており、それに応じて請求項２の発電用巻線付回転物カバーも、回転物（４）を覆うように設置されることを想定している。しかし、請求項２の発電用巻線付回転物カバーの形状を使用することが難しい構造をしている産業用機械の回転物（例えば自転車の車輪の軸のような形状をした部分）の場合には、請求項１の形状の発電用磁性ベルトも使用することができない。そのような場所には、図７のように、発電用磁性ベルト中の磁石（２）の向きを、回転物（４）に設置する方向と垂直になるように配置し、発電用磁性ベルトを回転物（４）に設置した時、回転物（４）の回転軸から見て並行となるようにする（請求項３の発電用磁性ベルト）。これによって、回転物（４）を覆うように発電用巻線付回転物カバーを設置することができない構造を持つ産業用機械の回転物に対しても、回転物に隣接する至近距離に、図１０のように巻線（６）を配置した請求項４の発電用巻線盤を設置することによって、至近距離に配置された発電用巻線盤の巻線（６）に磁力の変化を与え、電力を得ることができる。なお、請求項４の巻線盤は、図９のように円盤状の絶縁体を素材としたものに、その円周に近い部分に巻線（６）を配置することを想定している。また、その発明用巻線盤に、請求項３の発明である発電用磁性ベルトに配置された磁石（２）の磁力が巻線（２）に伝導した時の磁力、及び、請求項３の発明が回転運動を起こした時に電磁誘導による電力が巻線（２）に生じた時に生じる磁力が、請求項３の発明が設置された方向以外の方向に及ばないよう、巻線の周囲を覆うように磁気遮断シート（３）を配置する。
【発明の効果】
【００１２】  発電機の回転子を構成する磁性ベルト、発電機の固定子を構成する発電用巻線付回転物カバーまたは発電用巻線盤を、産業用機械の様々な回転物に着脱容易な形状とすることで、産業上の発電の機会をより多く確保する。特に、産業用機械の回転物に対しては、安全上の配慮から、回転物にカバーをかぶせる場合が多く、その回転物カバーに替えて、請求項２の発明である発電用巻線付回転物カバーを設置し、その直下の回転物の部分に、請求項１の発明である発電用磁性ベルトを設置することで、産業上の発電の機械をより多く確保する。また、請求項２の発明である発電用巻線付回転物カバーの設置が困難な自転車の車輪の軸のような構造をした場所については、請求項４の発電用巻線盤を設置し、回転物に請求項３の発電用磁性ベルトを設置することで、産業上の発電の機会をより多く確保する。【００１３】  また、発電に要するエネルギーは、回転物の本来の作業に使用される動力を利用するので、僅かなエネルギーで電力を起こし、その回転物の動力の補助電力として、または、他の用途に供する目的で電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施例の説明図を示す。
【図２】請求項１の発明の設置方法の例を示す。
【図３】請求項１の発明の実施例の説明図を示す。
【図４】請求項１及び２の実施例の説明図を示す。
【図５】工場のベルトコンベアの回転物に請求項１及び２の発明を設置する場所の例を示す。
【図６】トラックのプロペラシャフトに請求項１及び２の発明を設置する場所の例を示す。
【図７】請求項３の発明の実施例の説明図を示す。
【図８】請求項３の発明の実施例の説明図を示す。
【図９】請求項４の発明の実施例の説明図を示す。
【図１０】請求項３及び４の実施例の説明図を示す。
【符号の説明】１．摩擦力が強く、耐久性に優れ、かつ、絶縁体であるものを素材としたベルト
２．磁石
３．磁気遮断シート
４．産業用機械の回転物
４．１  工場におけるベルトコンベアの回転物
４．２  トラックのプロペラシャフト
５．留具
６．巻線
７．絶縁体を素材としたカバー
８．安全用の回転物カバー
９．ベルトコンベアのベルト
１０．請求項１及び２の発明の設置可能箇所
１１．トラックのプロペラシャフトのギア部分
１２．トラックのシャーシ
１３．発電用巻線付回転物カバー
【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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