(57)【要約】  ディスク発電機は、第１筐体（１１０）と第２筐体（１２０）とからなる。第１筐体と第２筐体とは共に係止および固定され、収納空間を囲う。このディスク発電機は、収納空間に設けた第１磁石セット（１３０）と第２磁石セット（１３１）をさらに含む。第１磁石セット（１３０）が位置する平面は、第２磁石セット（１３１）が位置する平面に平行で、第１磁石セットと第２磁石セット（１３１）との間に一方向の磁界が形成される。第１磁石セット（１３０）が位置する平面に平行な電機子（１４０）が、第１磁石セット（１３０）と第２磁石セット（１３１）との間に設けられる。この電機子は基板（１４１）を含む。基板（１４１）には、基板（１４１）を中心として、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数のコイル（１６０）が固定・取り付けられる。コイルは螺旋形状で、コイルが位置する平面は基板（１４１）に平行である。この複数のコイルは基板（１４１）上の回路を介して互いに電気的に接続される。ディスク発電機の電機子（１４０）は磁気抵抗を受けにくく、安定して回転する。
2016533143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筐体（１１０）と第２筐体（１２０）とを備え、
前記第１筐体（１１０）および前記第２筐体（１２０）は共に係止および固定され、収納空間を囲い、第１筐体（１１０）と第２筐体（１２０）の中央部にそれぞれ配置される軸穴（１１１および１２１）を有し、
さらに、収納空間に固定的に設けた第１磁石セット（１３０）と第２磁石セット（１３１）とを備え、
前記第１磁石セット（１３０）は、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の板状の第１磁石（１３２ａ）を有し、前記第２磁石セット（１３１）は、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の板状の第２磁石（１３２ｂ）を有し、
前記第１磁石セット（１３０）は、前記第２磁石セット（１３１）が位置する平面に平行な平面に位置し、前記第１磁石（１３２ａ）のいずれかの２つの磁極が、前記第１磁石セット（１３０）が位置する平面に対して垂直な方向に配置され、前記第２磁石（１３２ｂ）のいずれかの２つの磁極が、前記第２磁石セット（１３１）が位置する平面に対して垂直な方向に配置され、前記第１磁石セット（１３０）と前記第２磁石セット（１３１）との間に一方向の磁界が形成され、
前記第１磁石セット（１３０）と前記第２磁石セット（１３１）との間には、前記第１磁石セット（１３０）が位置する平面に平行に円盤状の電機子（１４０）が配置され、
前記電機子（１４０）は、前記第１磁石セット（１３０）が位置する平面に平行な円盤状基板（１４１）を有し、
前記基板（１４１）の中央部に、回転軸（１５０）が固定的に軸方向に取り付けられ、
前記回転軸（１５０）の両端は、前記軸穴（１１１および１２１）の中でそれぞれ回転可能に通っており、
前記基板（１４１）上には、前記第１磁石セット（１３０）と前記第２磁石セット（１３１）の間の前記基板（１４１）の中央に複数のコイル（１６０）が固定的に取り付けられ、同一平面上に円周形状で等間隔に配置され、
前記コイル（１６０）は螺旋形状で、前記基板（１４１）に平行な同一平面にあり、
前記複数のコイル（１６０）は電気的に接続され、前記電機子（１４０）の回転によって単向交流電流を発生することを特徴とするディスク発電機。
【請求項２】
前記第１筐体（１１０）および前記第２筐体（１２０）の内壁には、前記第１磁石セット（１３０）に対応して配置された第１固定溝（１１２）と、前記第２磁石セット（１３１）に対応して配置された第２固定溝（１２２）とがあり、
前記複数の第１磁石（１３２ａ）は前記第１固定溝（１１２）に固定的に挿入され、前記第１磁石セット（１３０）を形成し、
前記複数の第２磁石（１３２ｂ）は前記第２固定溝（１２２）に固定的に挿入され、前記第２磁石セット（１３１）を形成することを特徴とする請求項１記載のディスク発電機。
【請求項３】
前記基板（１４１）は円盤状で、前記第１磁石セット（１３０）が位置する平面と平行であり、基板（１４１）の中央部に同軸に接続された円筒形の固定ステーション（１４２）を備え、
前記基板（１４１）の中央部には、基板（１４１）を貫通する軸方向に配置された取付穴（１４３）があり、
前記回転軸（１５０）は円筒形シャフトコアシート（１５１）と円筒形シャフトコア（１５２）とを含み、
前記シャフトコアシート（１５１）の一端は、前記取付穴（１４３）に対応する第１固定フランジ（１５３）を軸方向に備え、他端は第１ベアリング（１５４）に固定的に覆われ、前記第２筐体（１２０）の前記軸穴（１２１）を回転可能に通り、
前記シャフトコア（１５２）の一端は第３固定溝（１５５）を軸方向に備え、他端は前記第１筐体（１１０）の前記軸穴（１１１）を回転可能に通り、軸方向に第４固定溝（１５６）を備え、前記シャフトコア（１５２）をモータの出力軸に固定し、
前記シャフトコアシート（１５１）の前記第１固定フランジ（１５３）は、前記取付穴（１４３）中を固定的に通り、前記基板（１４１）を貫通し、
前記第１固定フランジ（１５３）は前記基板（１４１）の突出部を貫通し、第２ベアリング（１５７）上を固定的に通り、前記シャフトコア（１５２）の前記第３固定溝（１５５）中を固定的に通っていることを特徴とする請求項２記載のディスク発電機。
【請求項４】
前記固定ステーション（１４２）の側面に、前記固定ステーション（１４２）の軸を円の中心とする同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の軸方向に延びる波状歯（１４４）を備え、
各隣接する波状歯（１４４）の間の固定ステーション（１４２）の側面には、前記コイル（１６０）を保持するため形成された保持面（１４５）があり、
前記固定ステーション（１４２）の外側の前記基板（１４１）には、複数の固定フランジ（１４６）が、前記基板（１４１）の中心を円の中心とし前記波状歯（１４４）に対応する円周形状に等間隔で同一平面上に配置され、
前記各隣接する波状歯（１４４）と各隣接する波状歯（１４４）に対応する前記固定フランジ（１４６）との間の前記保持面（１４５）は、前記コイル（１６０）を固定する固定キャビティ（１４７）を形成し、前記コイル（１６０）の外縁がそれぞれ前記固定ステーション（１４２）の前記保持面（１４５）と、対応する前記固定フランジ（１４６）の側壁とに対して保持されるようになっていることを特徴とする請求項３記載のディスク発電機。
【請求項５】
前記基板（１４１）は接合パッドセット（２００）を備え、前記接合パッドセット（２００）は、電流出力のために用いる３つの接合パッド（２１０）を有し、
それぞれの前記コイル（１６０）は、コイル（１６０）の中央部から引き出した第１タップと、コイル（１６０）の側面から引き出した第２タップとを有し、
前記基板（１４１）に固定されたすべての前記コイル（１６０）は巻き方向が同じで、第１コイルアセンブリ、第２コイルアセンブリ、および第３コイルアセンブリに分割され、
前記第１コイルアセンブリ、前記第２コイルアセンブリ、および前記第３コイルアセンブリは等しい数の前記コイル（１６０）を含み、前記第１コイルアセンブリの前記コイル（１６０）、前記第２コイルアセンブリの前記コイル（１６０）、および前記第３コイルアセンブリの前記コイル（１６０）は円周形状に交互に配置され、
前記第１コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第１タップ、前記第２コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第１タップ、前記第３コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第１タップは電気的に接続され、
前記第１コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第２タップは、前記第１コイルアセンブリの次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、同様に、前記第１コイルアセンブリのそれぞれのコイル（１６０）の第２タップは、次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、前記第１コイルアセンブリの最後のコイル（１６０）の第２タップは、前記接合パッドセット（２００）のうちの１つ前記接合パッド（２１０）に電気的に接続され、
前記第２コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第２タップは、前記第２コイルアセンブリの次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、同様に、前記第２コイルアセンブリのそれぞれのコイル（１６０）の第２タップは、次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、前記第２コイルアセンブリの最後のコイル（１６０）の第２タップは、前記接合パッドセット（２００）の別の前記接合パッド（２１０）に電気的に接続され、
前記第３コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第２タップは、前記第３コイルアセンブリの次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、同様に、前記第３コイルアセンブリのそれぞれのコイル（１６０）の第２タップは、次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、前記第３コイルアセンブリの最後のコイル（１６０）の第２タップは、前記接合パッドセット（２００）の第３の前記接合パッド（２１０）に電気的に接続されることを特徴とする請求項４記載のディスク発電機。
【請求項６】
前記第１磁石セット（１３０）の前記第１磁石（１３２ａ）の数は偶数で、前記基板（１４１）に固定された前記コイル（１６０）の数は、前記第１磁石セット（１３０）の前記第１磁石（１３２ａ）の数より多いことを特徴とする請求項５記載のディスク発電機。
【請求項７】
前記第１磁石セット（１３０）の前記第１磁石（１３２ａ）の数に対する前記基板（１４１）に固定された前記コイル（１６０）の数の比率は３：２であることを特徴とする請求項６記載のディスク発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電機に関し、特にディスク発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発電機は全体として、エナメル巻線を巻いたステータコアと、ステータコア周囲に同軸に配置され永久電磁鋼からなる環状磁極ロータとを含む。環状磁極ロータは多くの電磁鋼を用い、生産コストが高い。ステータコアのコイル構造は非常に窮屈で配線は面倒である。
【０００３】
この流れからディスク発電機が開発された。既存のディスク発電機において、電磁鋼を上部および下部カバーに接合し、電機子を上部および下部カバーの間に回転可能に配置する。しかしながら、コイルは既存のディスク発電機の電機子の基板を用いて接合されるのではなく単に接合されるだけなので、コイル巻線の厚みが非均等になり、さらには電機子の回転が不安定になり、電機子のためにより大きな回転空間が必要になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、既存の発電機の高い製造コストと面倒な配線の観点からディスク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】
本発明は技術的問題を解決するため以下を提案する。
【０００６】
本発明は、第１筐体と第２筐体とからなるディスク発電機を提供する。第１筐体と第２筐体は共に係止および固定され、収納空間を囲、第１筐体および第２筐体の中央部にそれぞれ配置される軸穴を有する。ディスク発電機は、収納空間に固定的に設けた第１磁石セットと第２磁石セットをさらに含む。第１磁石セットは、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の板状の第１磁石を含み、第２磁石セットは、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の板状の第２磁石を含む。第１磁石セットは、第２磁石セットが位置する平面に平行な平面に位置し、第１磁石のいずれかの２つの磁極が、第１磁石セットが位置する平面に対して垂直な方向に配置され、第２磁石のいずれかの２つの磁極が、第２磁石セットが位置する平面に対して垂直な方向に配置され、第１磁石セットと第２磁石セットとの間に一方向の磁界が形成される。第１磁石セットと第２磁石セットとの間には、第１磁石セットが位置する平面に平行に円盤状の電機子が配置される。この電機子は、第１磁石セットが位置する平面に平行な円盤状基板を含む。基板の中央部に、回転軸が固定的に軸方向に取り付けられる。回転軸の両端は、それぞれ軸穴を回転可能に通っている。基板上には、第１磁石セットと第２磁石セットの間の基板の中央に複数のコイルが固定的に取り付けられ、同一平面上に円周形状で等間隔に配置される。コイルは螺旋形状で、基板に平行な同一平面にある。この複数のコイルは電気的に接続され、電機子の回転によって単向交流電流を発生する。
【０００７】
本発明のディスク発電機において、第１筐体および第２筐体の内壁には、第１磁石セットに対応して配置された第１固定溝と、第２磁石セットに対応して配置された第２固定溝とがある。複数の第１磁石は第１固定溝に固定的に挿入され、第１磁石セットを形成する。複数の第２磁石は第２固定溝に固定的に挿入され、第２磁石セットを形成する。
【０００８】
本発明のディスク発電機において、基板は円盤状で、第１磁石セットが位置する平面と平行であり、基板の中央部に同軸に接続された円筒形の固定ステーションを備える。基板の中央部には、基板を貫通する軸方向に配置された取付穴がある。回転軸は、円筒形シャフトコアシートと円筒形シャフトコアとを含む。シャフトコアシートの一端は、取付穴に対応する第１固定フランジを軸方向に備え、他端は第１ベアリングに固定的に覆われ、第２筐体の軸穴を回転可能に通っている。シャフトコアの一端は第３固定溝を軸方向に備え、他端は第１筐体の軸穴を回転可能に通り、軸方向に第４固定溝を備え、シャフトコアをモータの出力軸に固定する。シャフトコアシートの第１固定フランジは、取付穴中を固定的に通り、基板を貫通する。第１固定フランジは基板の突出部を貫通し、第２ベアリング上を固定的に通り、シャフトコアの第３固定溝に固定的に通っている。
【０００９】
本発明のディスク発電機において、固定ステーションの側面に、固定ステーションの軸を円の中心とする同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の軸方向に延びる波状歯を備える。各隣接する波状歯の間の固定ステーションの側面には、コイルを保持するため形成された保持面がある。固定ステーションの外側の基板には、複数の固定フランジが、基板の中心を円の中心とし波状歯に対応する円周形状に等間隔で同一平面上に配置される。各隣接する波状歯と各隣接する波状歯に対応する固定フランジとの間の保持面は、コイルを固定する固定キャビティを形成し、コイルの外縁がそれぞれ固定ステーションの保持面と対応する固定フランジの側壁とに対して固定されるようになっている。
【００１０】
本発明のディスク発電機において、基板は接合パッドセットを備え、接合パッドセットは、電流出力のために用いる３つの接合パッドを含む。それぞれのコイルは、コイルの中央部から引き出した第１タップと、コイルの側面から引き出した第２タップとを含む。基板に固定されたすべてのコイルは巻き方向が同じで、第１コイルアセンブリ、第２コイルアセンブリ、第３コイルアセンブリに分割される。第１コイルアセンブリ、第２コイルアセンブリ、第３コイルアセンブリは等しい数のコイルを含み、第１コイルアセンブリのコイル、第２コイルアセンブリのコイル、第３コイルアセンブリのコイルは円周形状に交互に配置される。第１コイルアセンブリの第１コイルの第１タップ、第２コイルアセンブリの第１コイルの第１タップ、第３コイルアセンブリの第１コイルの第１タップは電気的に接続される。第１コイルアセンブリの第１コイルの第２タップは、第１コイルアセンブリの次のコイルの第１タップに電気的に接続され、同様に、第１コイルアセンブリのそれぞれのコイルの第２タップは、次のコイルの第１タップに電気的に接続され、第１コイルアセンブリの最後のコイルの第２タップは、接合パッドセットのうちの１つの接合パッドに電気的に接続される。第２コイルアセンブリの第１コイルの第２タップは、第２コイルアセンブリの次のコイルの第１タップに電気的に接続され、同様に、第２コイルアセンブリのそれぞれのコイルの第２タップは、次のコイルの第１タップに電気的に接続され、第２コイルアセンブリの最後のコイルの第２タップは、接合パッドセットの別の接合パッドに電気的に接続される。第３コイルアセンブリの第１コイルの第２タップは、第３コイルアセンブリの次のコイルの第１タップに電気的に接続され、同様に、第３コイルアセンブリのそれぞれのコイルの第２タップは、次のコイルの第１タップに電気的に接続され、第３コイルアセンブリの最後のコイルの第２タップは、接合パッドセットの第３の接合パッドに電気的に接続される。
【００１１】
本発明のディスク発電機において、第１磁石セットの第１磁石の数は偶数で、基板に固定されたコイルの数は、第１磁石セットの第１磁石の数より多い。
【００１２】
本発明のディスク発電機において、第１磁石セットの第１磁石の数に対する基板に固定されたコイルの数の比率は３：２である。
【００１３】
本発明のディスク発電機は基板を用い、コイルは基板上に円周形状に均等に分散する。この構造により、電機子はより安定して回転可能で、第１磁石セットと第２磁石セットとの間の距離を最小限にし、発熱を減少させる。この構造により、発電機は位相シフト電圧を生成せず、最大電圧を直接出力する。さらに、本発明では、第１磁石セットの第１磁石の数に対する基板に固定されたコイルの数の比率は３：２である。この構造により、電機子は磁気抵抗を受けにくく、より安定して回転する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明は以下の図面と実施形態によりさらに明らかになる。図面において：
【図１】本発明のディスク発電機の実施形態による組立／分解の略図である。
【図２】図１に示す第１磁石または第２磁石の略図である。
【図３】図１に示す第１磁石と、第１磁石に対する第２磁石の略図である。
【図４】図１に示すディスク発電機の略図である。
【図５】図１に示す電機子の略図である。
【図６】図１に示すディスク発電機による単相電圧出力の略図である。
【図７】図１に示すディスク発電機による３相ＡＣ電圧出力の略図である。
【図８】図１に示すディスク発電機によるバラストした電圧出力の略図である。
【図９】図１に示すディスク発電機によるバラストした電圧出力の合流の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明のディスク発電機の好適な実施形態を示し、このディスク発電機は、第１筐体１１０と第２筐体１２０とを含む。第１筐体１１０および第２筐体１２０は共に係止および固定され、収納空間を囲う。第１筐体１１０および第２筐体１２０の中央部には、軸穴１１１および１２１がそれぞれ配置される。
【００１６】
図１について、ディスク発電機は、収納空間に固定的に設けた第１磁石セット１３０と第２磁石セット１３１とをさらに含む。第１磁石セット１３０は、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の板状の第１磁石１３２ａを含み、第２磁石セット１３１は、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の板状の第２磁石１３２ｂを含む。第１磁石セット１３０は、第２磁石セット１３１が位置する平面に平行な平面に位置する。図２について、第１磁石１３２ａのいずれかの２つの磁極は、第１磁石セット１３０が位置する平面に垂直な方向に配置され、第２磁石１３２ｂのいずれかの２つの磁極は、第２磁石セット１３１が位置する平面に垂直な方向に配置される。図３について、第１磁石セット１３０と第２磁石セット１３１との間に一方向の磁界が形成される。
【００１７】
具体的に本実施形態では、第１筐体１１０および第２筐体１２０の内壁に、第１磁石セット１３０に対応して配置された第１固定溝１１２と第２磁石セット１３１に対応して配置された第２固定溝１２２とがある。複数の第１磁石１３２ａが第１固定溝１１２に固定的に挿入され、第１磁石セット１３０を形成する。複数の第２磁石１３２ｂが第２固定溝１２２に固定的に挿入され、第２磁石セット１３１を形成する。さらに、第１磁石１３２ａおよび第２磁石１３２ｂはどれもネオジウム鉄ボロン系磁石からなる。第１磁石セット１３０は１２個の第１磁石１３２ａから構成され、第２磁石セット１３１は１２個の第２磁石１３２ｂから構成される。第１筐体１１０と第２筐体１２０とを係止および固定することにより形成される収納空間に内蔵された第１磁石セット１３０と第２磁石セット１３１との間の磁気引力は、１０００ポンドより大きい。従って、第１筐体１１０および第２筐体１２０は科学的設計による金属プレス加工によって作成され、最小限の材料利用で１０００ポンドより大きい磁気引力に耐えるようにする。
【００１８】
図１について、第１磁石セット１３０と第２磁石セット１３１との間に、第１磁石セット１３０が位置する平面に平行に配置された円盤状電機子１４０がある。電機子１４０は、第１磁石セット１３０が位置する平面に平行な円盤状基板１４１を含む。基板１４１の中央部には、ねじまたはピンボルトによって固定的に軸方向に取り付けた回転軸１５０がある。回転軸１５０の両端は、軸穴１１１および１２１中でそれぞれ回転可能に通る。詳細には、本実施形態では、基板１４１は円盤状で、フェノール樹脂（べークライト）の原料から作成され、ウロトロピンを硬化剤として硬化する熱可塑性物質を介して作成され、優れた耐熱性、耐炎性、耐水性および絶縁性、アルカリ耐性は低いが良い耐酸性並びに良い機械的性能および電気的性能を持ち、複雑な屋外気候条件（猛暑や酸性雨等）でこの状態を維持することができる。基板１４１の作成に用いる材料はベークライトに限定されず、基板１４１は、耐熱性、耐炎性、絶縁性を有するすべての材料から作成してよく、基板１４１が複雑な屋外気候条件（猛暑や酸性雨等）でこの状態を維持することができる。ここで、基板１４１の平坦性とその状態を維持する能力は、本発明のディスク発電機の発電性能に重大な影響を持つことを強調する必要がある。基板１４１は銅箔からなるプリント回路基板で、第１磁石セット１３０の位置する平面に平行で、中央部で基板１４１に同軸に接続された円筒形の固定ステーション１４２を備える。基板１４１の中央部には、基板１４１を貫通して軸方向に配置された取付穴１４３がある。
【００１９】
図１について、本実施形態では、回転軸１５０は円筒形のシャフトコアシート１５１と円筒形のシャフトコア１５２とを含む。シャフトコアシート１５１の一端は、取付穴１４３に対応する第１固定フランジ１５３を軸方向に備え、他端は第１ベアリング１５４を固定的に覆い、第２筐体１２０の軸穴１２１中を回転可能に通っている。シャフトコア１５２の一端は、第３固定溝１５５を軸方向に備え、他端は第１筐体１１０の軸穴１１１中を回転可能に通り、軸方向に第４固定溝１５６を備え、モータ（図示せず）の出力軸にシャフトコア１５２を固定する。このように、図４について、回転軸１５０は軸穴１１１と１２１中を連続して通り、第１筐体１１０と第２筐体１２０とが係止および固定されて収納空間を形成し、この空間は優れた耐水性を持つ密封空間であり、収納空間中の部品が酸化に起因して錆びることを防ぎ、ディスク発電機の耐久性を向上させる。
【００２０】
シャフトコアシート１５１の第１固定フランジ１５３は取付穴１４３中を固定的に通り、基板１４１を貫通する。第１固定フランジ１５３は基板１４１の突出部を貫通し、第２ベアリング１５７を固定的に通り、シャフトコア１５２の第３固定溝１５５中に固定的に通り、基板１４１上に回転軸１５０を固定的に取り付け、電機子１４０が第１磁石セット１３０と第２磁石セット１３１とに関して回転軸１５０を介して回転することができる。
【００２１】
図１について、基板１４１上に、複数のコイル１６０が第１磁石セット１３０と第２磁石セット１３１との間の基板中央に固定的に取り付けられ、各コイル１６０は平面螺旋形状で、すべてのコイル１６０は、基板１４１に平行な同一平面上に円周形状で等間隔に配置される。
【００２２】
本実施形態では、固定ステーション１４２の側面は、固定ステーション１４２の軸を円の中心とする同一平面の円周形状に等間隔で配置された複数の軸方向に延びる波状歯１４４を備えることが好ましい。各隣接する波状歯の間の固定ステーション１４２の側面に、コイル１６０を保持するための保持面１４５が形成される。固定ステーション１４２外の基板１４１に、基板１４１の中心を円の中心として波状歯１４４に対応する円周形状で等間隔に同一平面上に複数の第２固定フランジ１４６が配置される。各隣接する波状歯１４４の間の保持面１４５と、各隣接する波状歯１４４に対応する固定フランジ１４６とはコイル１６０を固定する固定キャビティ１４７を形成し、コイル１６０の外縁がそれぞれ固定ステーション１４２の保持面１４５と対応する固定フランジ１４６の側壁とに保持される。さらに、固定キャビティ１４７には、コイル１６０の位置決めに用いられる直線ストリップ位置決めフランジ１４８があり、コイル１６０の中央部は接着剤によって位置決めフランジ１４８に密接に接着される。１８個のコイル１６０は基板１４１に固定される。第１磁石セット１３０の第１磁石１３２ａの数に対するコイル１６０の数の比率は３：２である。
【００２３】
図５について、複数のコイル１６０は基板１４１上の回路を介して互いに電気的に接続され、電機子１４０の回転により単向交流電流を生成する。基板１４１はプリント回路である必要はないが、複数のコイル１６０をそれぞれ固定するため基板１４１に配置した複数の取付穴または溝と、ワイヤと共に電気的に接続した複数のコイル１６０とを有する。
【００２４】
本実施形態では、基板１４１は接合パッドセット２００を備えるのが好ましく、接合パッドセット２００は、電流出力に用いる３個の接合パッド２１０を含む。各コイル１６０は、コイル１６０の中央部から引き出した第１タップ（すなわち、コイルの平面螺旋中央に近い位置）とコイル１６０の側面から引き出した第２タップとを有する。
【００２５】
基板１４１に固定されたすべてのコイル１６０は巻き方向が同じで、第１コイルアセンブリ、第２コイルアセンブリ、および第３コイルアセンブリに分割される。第１コイルアセンブリ、第２コイルアセンブリ、および第３コイルアセンブリは、等しい数のコイル１６０を含み、第１コイルアセンブリのコイル１６０、第２コイルアセンブリのコイル１６０、および第３コイルアセンブリのコイル１６０は円周形状に交互に配置される。第１コイルアセンブリのコイル１６０の第１タップ、第２コイルアセンブリのコイル１６０の第１タップ、および第３コイルアセンブリのコイル１６０の第１タップは共に電気的に接続される。第１コイルアセンブリの第１コイル１６０の第２タップは、第１コイルアセンブリの次のコイル１６０の第１タップに電気的に接続され、同様に、第１コイルアセンブリのそれぞれのコイル１６０の第２タップは、次のコイル１６０の第１タップに電気的に接続され、第１コイルアセンブリの最後のコイル１６０の第２タップは、接合パッドセット２００のうちの１つの接合パッド２１０に電気的に接続される。第２コイルアセンブリの第１コイル１６０の第２タップは、第２コイルアセンブリの次のコイル１６０の第１タップに電気的に接続され、同様に、第２コイルアセンブリのそれぞれのコイル１６０の第２タップは、次のコイル１６０の第１タップに電気的に接続され、第２コイルアセンブリの最後のコイル１６０の第２タップは、接合パッドセット２００の別の接合パッド２１０に電気的に接続される。第３コイルアセンブリの第１コイル１６０の第２タップは、第３コイルアセンブリの次のコイル１６０の第１タップに電気的に接続され、同様に、第３コイルアセンブリのそれぞれのコイル１６０の第２タップは、次のコイル１６０の第１タップに電気的に接続され、第３コイルアセンブリの最後のコイル１６０の第２タップは、接合パッドセット２００の第３接合パッド２１０に電気的に接続される。
【００２６】
コイル１６０の間の回路接続をより明確にするために、基板１４１上のプリント回路は、円周形状に配置された複数の螺旋回路セグメント１４９を含み、各螺旋回路セグメント１４９の両端はそれぞれ２つの交互のコイル１６０に対応する。
【００２７】
本実施形態では、電機子１４０の回転時、基板１４１上のすべてのコイル１６０の中で、コイル１６０に直接接続された接合パッドセット２００の接合パッド２１０のいずれかから数えた場合、各２個のコイル１６０の後の第３のコイル１６０は、第１番目のコイル１６０と同じ相の誘導電圧Ｖ０を生成し、これら誘導電圧Ｖ０は直接合計できて、図６に示すディスク発電機の単相電圧Ｖ１となる。いずれか隣接する２個のコイル１６０によって生成された電圧の位相差は２／３・πである。そのため、本発明で提供されるディスク発電機は、図７に示すように接合パッドセット２００を介して３相ＡＣ電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を出力し、これがバラストされて図８に示すように電圧Ｖ１’、Ｖ２’、Ｖ３’となり、最終的に電圧Ｖ１’、Ｖ２’、Ｖ３’は合流し、図９に示すようにディスク発電機の電圧出力を形成する。図９からわかるように、ディスク発電機の電圧出力は非常に安定している。
【００２８】
本発明のディスク発電機は、既存の従来技術にある大型環状磁極ロータに代えて複数の小型板状磁石１３２ａおよび１３２ｂを用いて磁界を発生させ、磁気材料の総使用量を削減し、生産コストを引き下げる。さらに、同一平面上に分散された複数の螺旋状コイル１６０を用いて、既存従来技術にある３次元の大型円筒形コイルに代え、全体の大きさを縮小し、組み立てをより便利にする。
【００２９】
ディスク発電機は基板１４１を用い、コイル１６０は円周形状に基板１４１上に均等に分散される。この構造により、電機子１４０はより安定して回転し、第１磁石セット１３０と第２磁石セット１３１との間の距離を最小限にし、発熱も減少させてよい。この構造により、発電機は位相シフトする電圧を生成せず、最大電圧を直接出力する。さらに、本発明では、第１磁石セット１３０の第１磁石１３２ａの数が偶数であり、基板１４１に固定されたコイル１６０の数は第１磁石セット１３０の第１磁石１３２ａの数より大きい。本実施形態では、第１磁石セット１３０の第１磁石１３２ａの数に対する基板１４１に固定されたコイル１６０の数の比率は３：２が好ましい。この構造により、電機子１４０は磁気抵抗を受けにくく、より安定して回転する。第１磁石セット１３０の第１磁石１３２ａの数に対する基板１４１に固定されたコイル１６０の数の比率は３：２より大きくてもよい。この場合、ディスク発電機の効率が下がるが、出力電圧はより安定する。
【００３０】
当業者は、上記説明の改良または改変を行ってよいが、それらすべての改良または改変は本発明の請求の範囲の保護範囲内に入る。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月27日(2015.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筐体（１１０）と第２筐体（１２０）とを備え、
前記第１筐体（１１０）および前記第２筐体（１２０）は共に係止および固定され、収納空間を囲い、第１筐体（１１０）と第２筐体（１２０）の中央部にそれぞれ配置される軸穴（１１１および１２１）を有し、
前記第１筐体（１１０）および前記第２筐体（１２０）は金属プレス加工によって作成され、
さらに、収納空間に固定的に設けた第１磁石セット（１３０）と第２磁石セット（１３１）とを備え、
前記第１磁石セット（１３０）は、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の板状の第１磁石（１３２ａ）を有し、前記第２磁石セット（１３１）は、同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の板状の第２磁石（１３２ｂ）を有し、
前記第１磁石セット（１３０）は、前記第２磁石セット（１３１）が位置する平面に平行な平面に位置し、前記第１磁石（１３２ａ）のいずれかの２つの磁極が、前記第１磁石セット（１３０）が位置する平面に対して垂直な方向に配置され、前記第２磁石（１３２ｂ）のいずれかの２つの磁極が、前記第２磁石セット（１３１）が位置する平面に対して垂直な方向に配置され、前記第１磁石セット（１３０）と前記第２磁石セット（１３１）との間に一方向の磁界が形成され、
前記第１磁石セット（１３０）と前記第２磁石セット（１３１）との間には、前記第１磁石セット（１３０）が位置する平面に平行に円盤状の電機子（１４０）が配置され、
前記電機子（１４０）は、前記第１磁石セット（１３０）が位置する平面に平行な円盤状基板（１４１）を有し、
前記基板（１４１）の中央部に、回転軸（１５０）が固定的に軸方向に取り付けられ、
前記回転軸（１５０）の両端は、前記軸穴（１１１および１２１）の中でそれぞれ回転可能に通っており、
前記基板（１４１）は、フェノール樹脂（ベークライト）材料のような耐熱性、耐炎性、絶縁性のある原料から作られ、ウロトロピンを硬化剤として硬化する熱可塑性物質を介して作成され、
前記基板（１４１）上には、前記第１磁石セット（１３０）と前記第２磁石セット（１３１）の間の前記基板（１４１）の中央に複数のコイル（１６０）が固定的に取り付けられ、同一平面上に円周形状で等間隔に配置され、
前記コイル（１６０）は螺旋形状で、前記基板（１４１）に平行な同一平面にあり、
前記複数のコイル（１６０）は電気的に接続され、前記電機子（１４０）の回転によって単向交流電流を発生することを特徴とするディスク発電機。
【請求項２】
前記第１筐体（１１０）および前記第２筐体（１２０）の内壁には、前記第１磁石セット（１３０）に対応して配置された第１固定溝（１１２）と、前記第２磁石セット（１３１）に対応して配置された第２固定溝（１２２）とがあり、
前記複数の第１磁石（１３２ａ）は前記第１固定溝（１１２）に固定的に挿入され、前記第１磁石セット（１３０）を形成し、
前記複数の第２磁石（１３２ｂ）は前記第２固定溝（１２２）に固定的に挿入され、前記第２磁石セット（１３１）を形成することを特徴とする請求項１記載のディスク発電機。
【請求項３】
前記基板（１４１）は円盤状で、前記第１磁石セット（１３０）が位置する平面と平行であり、基板（１４１）の中央部に同軸に接続された円筒形の固定ステーション（１４２）を備え、
前記基板（１４１）の中央部には、基板（１４１）を貫通する軸方向に配置された取付穴（１４３）があり、
前記回転軸（１５０）は円筒形シャフトコアシート（１５１）と円筒形シャフトコア（１５２）とを含み、
前記シャフトコアシート（１５１）の一端は、前記取付穴（１４３）に対応する第１固定フランジ（１５３）を軸方向に備え、他端は第１ベアリング（１５４）に固定的に覆われ、前記第２筐体（１２０）の前記軸穴（１２１）を回転可能に通り、
前記シャフトコア（１５２）の一端は第３固定溝（１５５）を軸方向に備え、他端は前記第１筐体（１１０）の前記軸穴（１１１）を回転可能に通り、軸方向に第４固定溝（１５６）を備え、前記シャフトコア（１５２）をモータの出力軸に固定し、
前記シャフトコアシート（１５１）の前記第１固定フランジ（１５３）は、前記取付穴（１４３）中を固定的に通り、前記基板（１４１）を貫通し、
前記第１固定フランジ（１５３）は前記基板（１４１）の突出部を貫通し、第２ベアリング（１５７）上を固定的に通り、前記シャフトコア（１５２）の前記第３固定溝（１５５）中を固定的に通っていることを特徴とする請求項２記載のディスク発電機。
【請求項４】
前記固定ステーション（１４２）の側面に、前記固定ステーション（１４２）の軸を円の中心とする同一平面上に円周形状で等間隔に配置された複数の軸方向に延びる波状歯（１４４）を備え、
各隣接する波状歯（１４４）の間の固定ステーション（１４２）の側面には、前記コイル（１６０）を保持するため形成された保持面（１４５）があり、
前記固定ステーション（１４２）の外側の前記基板（１４１）には、複数の固定フランジ（１４６）が、前記基板（１４１）の中心を円の中心とし前記波状歯（１４４）に対応する円周形状に等間隔で同一平面上に配置され、
前記各隣接する波状歯（１４４）と各隣接する波状歯（１４４）に対応する前記固定フランジ（１４６）との間の前記保持面（１４５）は、前記コイル（１６０）を固定する固定キャビティ（１４７）を形成し、前記コイル（１６０）の外縁がそれぞれ前記固定ステーション（１４２）の前記保持面（１４５）と、対応する前記固定フランジ（１４６）の側壁とに対して保持されるようになっていることを特徴とする請求項３記載のディスク発電機。
【請求項５】
前記基板（１４１）は接合パッドセット（２００）を備え、前記接合パッドセット（２００）は、電流出力のために用いる３つの接合パッド（２１０）を有し、
それぞれの前記コイル（１６０）は、コイル（１６０）の中央部から引き出した第１タップと、コイル（１６０）の側面から引き出した第２タップとを有し、
前記基板（１４１）に固定されたすべての前記コイル（１６０）は巻き方向が同じで、第１コイルアセンブリ、第２コイルアセンブリ、および第３コイルアセンブリに分割され、
前記第１コイルアセンブリ、前記第２コイルアセンブリ、および前記第３コイルアセンブリは等しい数の前記コイル（１６０）を含み、前記第１コイルアセンブリの前記コイル（１６０）、前記第２コイルアセンブリの前記コイル（１６０）、および前記第３コイルアセンブリの前記コイル（１６０）は円周形状に交互に配置され、
前記第１コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第１タップ、前記第２コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第１タップ、前記第３コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第１タップは電気的に接続され、
前記第１コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第２タップは、前記第１コイルアセンブリの次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、同様に、前記第１コイルアセンブリのそれぞれのコイル（１６０）の第２タップは、次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、前記第１コイルアセンブリの最後のコイル（１６０）の第２タップは、前記接合パッドセット（２００）のうちの１つ前記接合パッド（２１０）に電気的に接続され、
前記第２コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第２タップは、前記第２コイルアセンブリの次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、同様に、前記第２コイルアセンブリのそれぞれのコイル（１６０）の第２タップは、次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、前記第２コイルアセンブリの最後のコイル（１６０）の第２タップは、前記接合パッドセット（２００）の別の前記接合パッド（２１０）に電気的に接続され、
前記第３コイルアセンブリの第１コイル（１６０）の第２タップは、前記第３コイルアセンブリの次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、同様に、前記第３コイルアセンブリのそれぞれのコイル（１６０）の第２タップは、次のコイル（１６０）の第１タップに電気的に接続され、前記第３コイルアセンブリの最後のコイル（１６０）の第２タップは、前記接合パッドセット（２００）の第３の前記接合パッド（２１０）に電気的に接続されることを特徴とする請求項４記載のディスク発電機。
【請求項６】
前記第１磁石セット（１３０）の前記第１磁石（１３２ａ）の数は偶数で、前記基板（１４１）に固定された前記コイル（１６０）の数は、前記第１磁石セット（１３０）の前記第１磁石（１３２ａ）の数より多いことを特徴とする請求項５記載のディスク発電機。
【請求項７】
前記第１磁石セット（１３０）の前記第１磁石（１３２ａ）の数に対する前記基板（１４１）に固定された前記コイル（１６０）の数の比率は３：２であることを特徴とする請求項６記載のディスク発電機。
【国際調査報告】
2016533143.tif 000012
2016533143.tif 000013
2016533143.tif 000014
2016533143.tif 000015