【手続補正書】
【提出日】平成20年2月8日(2008.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ギャップ調整機能付の電動機、発電機、又は同期電動発電機
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  回転軸に支持され、該回転軸の周りに永久磁石を備えた回転子と、前記永久磁石に対向して、前記回転軸に平行なアキシャルギャップを設けて配置された固定子とによって構成された同期電動発電機において、
前記アキシャルギャップの間隙を可変する方向に前記固定子を移動させる位置調整手段を備え、
前記位置調整手段が、前記回転子の回転速度に応じて前記固定子の位置を可変するように構成されたことを特徴とする同期電動発電機。
【請求項２】  前記位置調整手段は、
前記回転子が所定の回転数より遅い低速回転時において、前記アキシャルギャップの間隙を短くするように前記固定子を移動させ、
前記回転子が所定の回転数より早い高速回転時において、前記アキシャルギャップの間隙を長くするように前記固定子を移動させることを特徴とする請求項１に記載の同期電動発電機。
【請求項３】  前記固定子は、コアにコイルが巻回されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の同期電動発電機。
【請求項４】  前記固定子は、コアレスでコイルが巻回されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の同期電動発電機。
【請求項５】  前記コイルは、集中巻きまたは分布巻きの何れかで巻回されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の同期電動発電機。
【請求項６】  前記アキシャルギャップを設けて配置されている前記回転子と前記固定子とによる電動機構成は、複数段によって構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の同期電動発電機。
【請求項７】  前記回転子に備えられた永久磁石は、２極以上の任意の偶数極で構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の同期電動発電機。
【請求項８】  風車型発電機、フライホイール型電動発電機、電気自動車用電動発電機、バッテリを電源とする電動発電機、マイクロガスタービン型発電機の何れかに用いられることを請求項１〜請求項７のいずれかに記載の同期電動発電機。
【請求項９】  回転軸に支持された回転盤を電動機により回転させることで電力貯蔵を行なう電力貯蔵用フライホイール装置において、
前記回転盤の前記回転軸周囲に配置された第１の永久磁石を備える前記電動機の回転子と、
前記第１の永久磁石に対向して、前記回転軸に平行なアキシャルギャップを設けて配置された前記電動機の固定子と、
ラジアル荷重を支持する軸受と、
前記回転盤の他面に配置された第２の永久磁石と、
前記回転盤を磁気浮上させるため、前記第２の永久磁石と対向して前記回転軸方向に所定のギャップを有するように配置された超電導磁石と、
前記アキシャルギャップの間隙を可変する方向に前記固定子を移動させる位置調整手段とを具備し、
前記位置調整手段が、前記回転盤の回転速度に応じて前記固定子の位置を可変するように構成されたことを特徴とする電力貯蔵用フライホイール装置。
【請求項１０】  前記固定子はコアレスでコイルが巻回されていることを特徴とする請求項９に記載の電力貯蔵用フライホイール装置。
【請求項１１】  前記超電導磁石が永久磁石であることを特徴とする請求項９に記載の電力貯蔵用フライホイール装置。
【請求項１２】  前記固定子はコアレスでコイルが巻回され、前記超電導磁石が永久磁石であることを特徴とする請求項９に記載の電力貯蔵用フライホイール装置。
【請求項１３】  回転軸に支持され、該回転軸の周りに永久磁石を備えた回転子と、前記永久磁石に対向して、前記回転軸に平行なアキシャルギャップを設けて配置された固定子とによって構成された電動機において、
前記アキシャルギャップの間隙を可変する方向に前記固定子を移動させる位置調整手段を備え、
前記位置調整手段が、前記回転子の回転速度に応じて前記固定子の位置を可変するように構成されたことを特徴とする電動機。
【請求項１４】 前記位置調整手段は、
前記回転子が所定の回転数より遅い低速回転時において、前記アキシャルギャップの間隙を短くするように前記固定子を移動させ、
前記回転子が所定の回転数より早い高速回転時において、前記アキシャルギャップの間隙を長くするように前記固定子を移動させることを特徴とする請求項１３に記載の電動機。
【請求項１５】  前記固定子は、コアにコイルが巻回されていることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の電動機。
【請求項１６】  前記固定子は、コアレスでコイルが巻回されていることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の電動機。
【請求項１７】 前記コイルは、集中巻きまたは分布巻きの何れかで巻回されていることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の電動機。
【請求項１８】  前記アキシャルギャップを設けて配置されている前記回転子と前記固定子とによる電動機構成は、複数段によって構成されていることを特徴とする請求項１３〜請求項１７のいずれかに記載の電動機。
【請求項１９】  前記回転子に備えられた永久磁石は、２極以上の任意の偶数極で構成されていることを特徴とする請求項１３〜請求項１８のいずれかに記載の電動機。
【請求項２０】  回転軸に支持され、該回転軸の周りに永久磁石を備えた回転子と、前記永久磁石に対向して、前記回転軸に平行なアキシャルギャップを設けて配置された固定子とによって構成された発電機において、
前記アキシャルギャップの間隙を可変する方向に前記固定子を移動させる位置調整手段を備え、
前記位置調整手段が、前記回転子の回転速度に応じて前記固定子の位置を可変するように構成されたことを特徴とする発電機。
【請求項２１】  前記位置調整手段は、
前記回転子が所定の回転数より遅い低速回転時において、前記アキシャルギャップの間隙を短くするように前記固定子を移動させ、
前記回転子が所定の回転数より早い高速回転時において、前記アキシャルギャップの間隙を長くするように前記固定子を移動させることを特徴とする請求項２０に記載の発電機。
【請求項２２】  前記固定子は、コアにコイルが巻回されていることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の発電機。
【請求項２３】  前記固定子は、コアレスでコイルが巻回されていることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の発電機。
【請求項２４】  前記コイルは、集中巻きまたは分布巻きの何れかで巻回されていることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の発電機。
【請求項２５】  前記アキシャルギャップを設けて配置されている前記回転子と前記固定子とによる電動機構成は、複数段によって構成されていることを特徴とする請求項２０〜請求項２４のいずれかに記載の発電機。
【請求項２６】  前記回転子に備えられた永久磁石は、２極以上の任意の偶数極で構成されていることを特徴とする請求項２０〜請求項２５のいずれかに記載の発電機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の同期電動発電機は、回転軸に支持され、該回転軸の周りに永久磁石を備えた回転子と、永久磁石に対向して、回転軸に平行なアキシャルギャップを設けて配置された固定子とによって構成された同期電動発電機において、アキシャルギャップの間隙を可変する方向に固定子を移動させる位置調整手段を備え、この位置調整手段が、回転子の回転速度に応じて固定子の位置を可変するように構成されたことを特徴とする。
また、本発明の電動機は、回転軸に支持され、該回転軸の周りに永久磁石を備えた回転子と、前記永久磁石に対向して、前記回転軸に平行なアキシャルギャップを設けて配置された固定子とによって構成された電動機において、前記アキシャルギャップの間隙を可変する方向に前記固定子を移動させる位置調整手段を備え、前記位置調整手段が、前記回転子の回転速度に応じて前記固定子の位置を可変するように構成されたことを特徴とする。
また、本発明の発電機は、回転軸に支持され、該回転軸の周りに永久磁石を備えた回転子と、前記永久磁石に対向して、前記回転軸に平行なアキシャルギャップを設けて配置された固定子とによって構成された発電機において、前記アキシャルギャップの間隙を可変する方向に前記固定子を移動させる位置調整手段を備え、前記位置調整手段が、前記回転子の回転速度に応じて前記固定子の位置を可変するように構成されたことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
すなわち、本発明の同期電動発電機、電動機、発電機によれば、位置調整手段が、回転子の回転速度に応じて、回転子と固定子との間のアキシャルギャップの間隙の長さを変えるので、回転子と固定子との間で電動発電作用に寄与する磁束量を自動的に可変することができる。したがって、回転速度に応じて自動的に誘起電圧やトルクを変えることができる。特に、高速回転時に弱め界磁電流の制御をしなくても、自動的に高電圧の発生を抑えることができるので、電力効率を低下させることなく効果的に電動発電作用を行うことができる。 
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明の同期電動発電機、電動機、発電機は、前記発明において、位置調整手段は、回転子が所定の回転数より遅い低速回転時において、アキシャルギャップの間隙を短くするように固定子を移動させ、回転子が所定の回転数より早い高速回転時において、アキシャルギャップの間隙を長くするように固定子を移動させることを特徴とする。 
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
すなわち、本発明の同期電動発電機、電動機、発電機によれば、低速回転の時は回転子と固定子との間のアキシャルギャップが自動的に狭くなって磁束量が増加するので、トルクを増やしたり高い電圧を発電することができる。また、高速回転の時は、回転子と固定子との間のアキシャルギャップが自動的に広くなって磁束量が減少するので、弱め界磁電流を流さなくても発電電圧を所望の値に調整することができる。しかも、弱め界磁電流による無効電流が流れないため、力率が向上して発電効率を高めることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明の同期電動発電機、電動機、発電機は、コアにコイルを巻回して固定子を構成することもできるが、コアレスでコイルを巻回してもよい。このようにコアレスにすることによって、高速回転時の高周波電流による渦電流損や鉄損を減らすことができる。また、ステータコイルの巻線方式は集中巻き、分布巻きの何れであっても構わない。さらに、アキシャルギャップを設けて配置されている回転子と固定子とによる電動機構成は、複数段によって構成されていてもよい。つまり、アキシャルギャップモータを一段の構成としてもよいが、これを多段に組み合わせて構成してもよい。また、回転子に配置された永久磁石は２極以上の任意の偶数極で構成されており、例えば、２極、６極、８極…などの構成にすることができる。