WO2013118403A1 - リニア発電装置 - Google Patents

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WO2013118403A1
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center
yoke
circumferential direction
permanent magnet
side protruding
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隆逸 小林
三四郎 荻野
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    • H02K35/06—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving flux distributors, and both coil systems and magnets stationary

Definitions

  • the present invention relates to a linear power generator.
  • the linear power generator has a center yoke that reciprocates (vibrates) corresponding to the rotor of the rotary generator and an outer yoke that corresponds to the stator of the rotary generator. Generally, it has a winding part (coil part) on the outer yoke side, a permanent magnet on the center yoke side, and electric power generated in the winding part as the center yoke reciprocates within the fixed outer yoke.
  • a rotary generator in order to obtain the smooth motion of a rotating shaft, there are many examples using the technique which suppresses cogging (for example, refer patent document 2).
  • cogging suppression is performed by a rotary generator, and in a linear power generator, there is no example of cogging suppression for obtaining a smooth movement of the center yoke.
  • cogging is a force that hinders the reciprocating motion of the center yoke, which is not preferable for efficient power generation.
  • an object of the present invention is to provide a linear power generator that can sufficiently suppress cogging.
  • the linear power generator of the present invention has a columnar shape or a cylindrical shape, and a plurality of rod-shaped permanent magnets that are long in the axial direction and NS magnetized in the circumferential direction on the outer periphery of the columnar shape or the cylindrical shape in the circumferential direction.
  • a center yoke made of a soft magnetic body having a plurality of center side protrusions arranged in a straight line in the circumferential direction and arranged so that the opposing magnetic poles of adjacent permanent magnets are the same pole, and cylindrical or columnar A plurality of winding portions arranged in the circumferential direction around the central axis, a plurality of groove portions arranged at positions facing the permanent magnet, and a half pitch in the axial direction facing the center side protruding portion.
  • the linear power generator according to the present invention has a columnar shape or a cylindrical shape, and a plurality of rod-shaped permanent magnets that are long in the axial direction and NS magnetized in the circumferential direction on the outer periphery of the columnar shape or the cylindrical shape. And having a plurality of center-side protrusions arranged in the circumferential direction so that the opposing magnetic poles of adjacent permanent magnets are the same pole, and the installation positions of the center-side protrusions sandwiching the permanent magnet are adjacent to each other A center yoke disposed at a half pitch in the axial direction, a plurality of winding portions disposed in the circumferential direction around the central axis, and opposed to the permanent magnet.
  • An outer yoke having a plurality of groove portions arranged at positions, and an outer side protrusion portion arranged in a straight line in the circumferential direction so as to face the center side protrusion portion and sandwiching the groove portion in the circumferential direction.
  • a permanent magnet is provided in the groove portion along the axial direction and NS magnetized so as to have a polarity opposite to that of the permanent magnet on the opposite center side yoke. You may make it do.
  • a linear power generator that can sufficiently suppress cogging can be realized.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the structure of the electric power generating apparatus using the linear electric power generating apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is the figure which looked at the center yoke and the outer yoke of the linear electric power generating apparatus of embodiment of this invention from the axial direction (vibration direction). It is a figure which divides
  • FIG. 2 It is a perspective view which shows the type B which is another part of the outer yoke of the linear electric power generating apparatus of FIG. 2, FIG. It is a figure which shows the correspondence of a center side protrusion part and an outer side protrusion part. It is a figure which shows state S1 in the positional relationship of a center side protrusion part and an outer side protrusion part. It is a figure which shows the state of the magnetic path which generate
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing a current generation state in a winding portion in the linear power generator during the passage of time (time t1 to t5) in FIG. It is a figure which shows the state of the magnetic path in the structure and state S1 of the linear electric power generating apparatus of other embodiment. It is a figure which shows the structure of the center yoke of other embodiment.
  • the magnetic flux is a bundle of magnetic lines of force
  • the magnetic path is a path of magnetic lines of force.
  • the expression that a magnetic path is formed by magnetic flux may be replaced when a magnetic path is formed by magnetic lines of force.
  • the “linear generator” is simply referred to as “generator”.
  • the generator 1 has a center yoke 2, an outer yoke 3, and an output terminal 4 that outputs generated power as external configurations.
  • the generator 1 generates power when the center yoke 2 reciprocates (vibrates) in the outer yoke 3.
  • the center yoke 2 is configured to reciprocate by an arm 7 connected by a connecting portion 6 to a disk 5 rotated by an engine or the like.
  • the outer yoke 3 is fixed to the pedestal portion 8 or the like.
  • the axial direction refers to the vertical direction of the center yoke 2 or the outer yoke 3 (the horizontal direction in FIG. 1)
  • the circumferential direction refers to a circumferential direction centered on the axial direction. 2 or the direction along the outer periphery of the outer yoke 3.
  • FIG. 2 shows a view of the center yoke 2 and the outer yoke 3 of the generator 1 as seen from the axial direction (vibration direction).
  • FIG. 3 shows the components of the center yoke 2 and the outer yoke 3 of the generator 1 of FIG.
  • the state of division shown in FIG. 3 has nothing to do with whether or not division is actually possible, and for convenience of explanation, shows a division method for explanation when it is easier to understand that division is explained.
  • the outer yoke 3 is divided into outer yokes 3-1, 3-2, 3-3, and 3-4 in FIG. At this time, the outer yoke 3 is actually integrally formed and may not be divided.
  • each member when it is easier to understand that each member is divided, a branch number is assigned to each member (for example, the outer yoke 3) (for example, the outer yoke 3-1, 3-2, 3). -3, 3-4) will be described. Further, if it is easier to understand that the four permanent magnets 10 of the center yoke 2 are divided, the permanent magnets corresponding to the permanent magnets 24-1 to 24-4 of the opposing outer yokes 3-1 to 3-4 are made permanent. These are referred to as magnets 10-1 to 10-4.
  • the center yoke 2 of the generator 1 includes a permanent magnet 10 and a center core 11 and is formed in a cylindrical shape as shown in FIGS. That is, the center yoke 2 has a center core 11 made of a soft magnetic material, and has a plurality of rod-shaped permanent magnets 10 that are NS magnetized in the circumferential direction along the axial direction so as to be exposed on a cylindrical outer periphery a.
  • the permanent magnets 10 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the center yoke 2. In this embodiment, four permanent magnets 10 are arranged.
  • the permanent magnet 10 is arrange
  • the center yoke 2 has a plurality of center cores 11 arranged at equal intervals in the circumferential direction when viewed from the axial direction, and each center core 11 is arranged in parallel at equal intervals in the axial direction and along the circumferential direction. And it has the some center side protrusion part 11a which protrudes to radial direction outward from the outer periphery a.
  • the center yoke 2 has a hollow portion 12 at the center.
  • the hollow portion 12 is provided to reduce the mass of the center yoke 2 for efficient reciprocation. Therefore, the cavity 12 is preferably left as it is, but the cavity 12 may be filled with a light and non-magnetic material such as a light metal such as aluminum or a synthetic resin.
  • the outer yoke 3 of the generator 1 has a through hole 20 through which the center yoke 2 passes, as shown in FIG.
  • the outer yoke 3 has a cylindrical shape made of a soft magnetic material, and has a plurality of nonmagnetic material portions 21 along the axial direction at equal angles around the axis.
  • the nonmagnetic part 21 is a hollow part.
  • the outer yoke 3 has a plurality of groove portions 22 respectively extending from the inner periphery b to the nonmagnetic body portion 21.
  • the outer yoke 3 has a plurality of outer cores 23 made of a soft magnetic material divided into four parts in this embodiment when viewed from the axial direction, and faces the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 in the axial direction. It has a plurality of outer side protrusions 23a that are arranged in parallel at equal intervals and that extend along the circumferential direction and radially inward from the inner circumference b.
  • the outer-side protruding portion 23a shown in FIG. 2 is arranged with a half-pitch shift at the intermediate point in the circumferential direction between one groove portion 22 and the groove portion 22 located adjacent to the groove portion 22. That is, as shown in FIG. 3, when the outer yoke 3 is divided into four parts and indicated as outer yokes 3-1, 3-2, 3-3, and 3-4, the outer side protruding portions of the outer yokes 3-1 and 3-3 23a-1 and 23a-3 (for example, type A) and the outer side protrusions 23a-2 and 23a-4 (for example, type B) of the outer yokes 3-2 and 3-4, when viewed in the axial direction, the outer side The position of the protrusion 23a is shifted by a half pitch.
  • FIG. 5 is a perspective view of the outer yokes 3-1 and 3-3 that are type A
  • FIG. 6 is a perspective view of the outer yokes 3-2 and 3-4 that are type B.
  • the outer side protrusions 23a-2 and 23a-4 are positioned not on the outer side but on the inner side, and when both are viewed in the axial direction, the outer side protrusion 23 is shifted by a half pitch. It becomes a state.
  • the outer yoke 3 has an outer side protruding portion 23a that is shifted by a half pitch in the axial direction in order to prevent cogging from occurring. Yes.
  • a permanent magnet 24 extending in the axial direction is disposed in the groove portion 22.
  • the permanent magnet 24 is disposed so as to face the permanent magnet 10 of the center side yoke 2 and is NS magnetized so that the polarities thereof are opposite to each other when viewed in the circumferential direction.
  • the outer yoke 3 has a winding part 25 wound around the nonmagnetic body part 21. After forming the winding portion 25, the nonmagnetic body portion 21 may be filled with a nonmagnetic material such as a synthetic resin.
  • the center core 11 and the center side protrusion 11a of the center yoke 2 are manufactured by integral molding
  • the outer core 23 and the outer side protrusion 23a of the outer yoke 3 are manufactured by integral molding.
  • the permanent magnet 10 is bonded to the center core 11 and the permanent magnet 24 is bonded to the outer core 23.
  • the permanent magnet 10 and the center core 11 may be formed by insert molding or outsert molding.
  • the outer core 23 may be insert-molded or outsert-molded.
  • FIG. 7 shows a state (solid line) in which one of the center side protruding portions 11a of the center yoke 2 is developed in the circumferential direction from the dividing point of the outer yoke 3-1 and the outer yoke 3-2 shown in FIG.
  • the outer side protruding portions 23a-1, 23a-2, 23a-3, 23a-4 (broken lines) of the outer yoke 3 facing the portion 11a are schematically shown.
  • a white arrow in FIG. 7 indicates a direction in which the center yoke 2 moves in the outer yoke 3.
  • the portion where the center side protruding portion 11a can face the outer side protruding portion 23a-2 is defined as the first stage of the center side protruding portion 11a.
  • the part where the side protrusion 11a can face the outer side protrusion 23a-3 is the second stage of the center side protrusion 11a
  • the part where the center side protrusion 11a can face the outer side protrusion 23a-4 is center side protrusion
  • the portion of the center-side protruding portion 11a is divided into the third step of the portion 11a, and the portion where the center-side protruding portion 11a can face the outer-side protruding portion 23a-1 is referred to as the fourth step of the center-side protruding portion 11a. I will explain.
  • FIG. 8 shows a state S1 in which the second stage of the center side protruding part 11a faces the outer side protruding part 23a-3 and the fourth stage of the center side protruding part 11a faces the outer side protruding part 23a-1. Show. At this time, the outer side protrusions 23a-2 and 23a-4 are not opposed to the center side protrusion 11a.
  • the magnetic flux of the permanent magnets 10-2 and 10-4 of the center yoke 2 is such that the nearby center side protruding portion 11a does not face the outer side protruding portions 23a-2 and 23a-4.
  • the protrusion is sucked by the protrusion at an adjacent position where the protrusion is partially opposed. That is, the magnetic fluxes of the permanent magnets 10-2 and 10-4 are attracted to the permanent magnets 24-1 and 24-3 of the outer yoke 3, so that the N pole of the permanent magnet 10-4 ⁇ the S pole of the permanent magnet 24-1 ⁇ permanently.
  • the outer side protrusions 23a-2 and 23a-4 are not opposed to the center side protrusion 11a, so that the permanent magnets 24-2 and 24-4 in the outer yokes 3-2 and 3-4
  • the magnetic flux does not exit from the outer yokes 3-2 and 3-4, and forms a magnetic path M5 that passes through the winding portion 25-2 and a magnetic path M6 that passes through the winding portion 25-4.
  • the magnetic flux density related to these winding portions 25-1 and 25-3 in the state S1 is attracted to the center yoke 2 side. To be minimal.
  • the magnetic flux densities of these winding parts 25-2 and 25-4 in the state S1 are the magnetic fluxes of the magnetic paths M5 and M6, respectively. The degree of exit from the outer yokes 3-2 and 3-4 is very small, and each magnetic flux density is maximized.
  • the magnetic path M11 corresponds to the magnetic path M2
  • the magnetic path M12 corresponds to the magnetic path M3
  • the magnetic path M13 corresponds to the magnetic path M4.
  • magnetic paths M14, M15, M16, and M17 with a small magnetic flux are formed between the outer yokes 3-2 and 3-4 and the center yoke 2.
  • the magnetic paths M14, M15, M16, and M17 have substantially the same strength as the magnetic paths M10, M11, M12, and M13.
  • the magnetic flux densities related to these winding portions 25-1 to 25-4 are substantially equal.
  • the magnetic flux densities of winding portions 25-1 and 25-3 that were the maximum magnetic flux density in state S1 are reduced, and winding portions 25-2 and 25-4 that were the minimum magnetic flux density in state S1.
  • the magnetic flux density increases. That is, the magnetic paths M5 and M6 become magnetic paths M5a and M6a having approximately half the magnetic flux intensity, and are new magnetic paths in the winding portions 25-1 and 25-3, and have the same magnetic flux as the magnetic paths M5a and M6a. Magnetic paths M7a and M8a having a density are formed.
  • FIG. 12 shows a state in which the first step of the center side protruding portion 11a faces the outer side protruding portion 23a-2, and the third step of the center side protruding portion 11a faces the outer side protruding portion 23a-4. Is shown. At this time, the outer side protrusions 23a-1 and 23a-3 are not opposed to the center side protrusion 11a.
  • the magnetic flux related to the winding portions 25-2 and 25-4 in the state S3 is attracted to the center yoke 2 side. Therefore, it is minimized (not shown in FIG. 13).
  • the permanent magnet 24 Since the magnetic flux of -1 and 24-3 leaks very little from the outer yokes 3-1 and 3-3, the magnetic flux density of the winding portions 25-1 and 25-3 is maximized.
  • the magnetic path M7a having a weak magnetic flux density becomes a magnetic path M7 having a strong magnetic flux density
  • the weak magnetic path M8a becomes a strong magnetic path M8.
  • the center yoke 2 moves in the outer yoke 3 in the direction of the white arrow in FIG. 7 (that is, from right to left in FIG. 7), so that the winding portion 25-1
  • the magnetic flux density of ⁇ 25-4 repeats between minimum and maximum.
  • a current is generated in the winding portions 25-1 to 25-4 in a direction that prevents a change in magnetic flux density.
  • the center-side protruding portion 11 that reaches the left end in FIG. 7 moves from the left to the right in FIG. 7, the magnetic flux densities of the winding portions 25-1 to 25-4 are minimum and maximum. Repeat.
  • FIG. 14 shows the positional relationship between the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer side protrusions 23a-1 to 23a-4 of the outer yoke 3, and the above-described states S1, S2, and S3 are changed from S1 ⁇ S2 ⁇ S3.
  • This process is shown along with the elapse of time t1 to t5.
  • FIG. 15 shows the state of current generated in the winding portions 25-1 and 25-2 of the generator 1 at the respective times t1 to t5 shown in FIG. Note that the current waveform of the winding section 25-3 is the same as that of the winding section 25-1, and the current waveform of the winding section 25-4 is the same as that of the winding section 25-2. .
  • sinusoidal current waveforms are generated in the winding portions 25-1 and 25-2 as shown in FIG. To do.
  • time t1 corresponds to state S1 shown in FIG.
  • the second stage of the center side protruding portion 11 of the center yoke 2 and the outer side protruding portion 23-3 of the outer yoke 3 face each other, and the magnetic flux density around the winding portion 25-2 is maximized. It will decrease. For this reason, in the winding portion 25-2, a current that generates a line of magnetic force in a direction that prevents the change starts flowing through the wire in a certain direction. If this direction is positive, positive current starts to flow. This point is shown as W11 in FIG.
  • time t5 corresponds to state S3 shown in FIG.
  • the first stage of the center-side protruding portion 11 of the center yoke 2 and the outer-side protruding portion 23-2 of the outer yoke 3 face each other, and the magnetic flux density around the winding portion 25-2 is minimized. It will increase. For this reason, in the winding portion 25-2, a current that generates a line of magnetic force in a direction that prevents the change starts flowing through the wire in a certain direction. This direction is positive if the above criteria are followed. This point is shown as W12 in FIG. On the other hand, the magnetic flux density around the winding portion 25-1 is maximized and thereafter decreases.
  • Time t3 corresponds to state S2 shown in FIG.
  • Half of the center side protruding portion 11 of the center yoke 2 and half of the outer side protruding portions 23-1 to 23-4 of the outer yoke 3 face each other.
  • Times t2 and t4 are processes of transition from state S1 to S2 and from S2 to S3, respectively. Therefore, at time t2, as shown in FIG. 15, in winding parts 25-1 and 25-2, a substantially intermediate value between the current value (0 amperes) generated in state S1 and the current value generated in state S2, respectively. Current is generated. Further, at time t4, as shown in FIG. 15, in winding parts 25-1 and 25-2, a substantially intermediate value between the current value generated in state S2 and the current value (maximum value) generated in state S3, respectively. Current is generated.
  • winding parts 25-1 and 25-2 described above may be made by replacing the winding part 25-1 with the winding part 25-3 and replacing the winding part 25-2 with the winding part 25-4. It is the same.
  • the generator 1 generates electric power by outputting the current from the output terminal 4 shown in FIG. 1 by appropriately connecting the winding portions 25-1 to 25-4 to obtain the current in the same direction. can do. Further, if necessary, two currents having different 180 degree cycles may be taken out.
  • the attraction force or repulsive force between the center yoke 2 side and the outer yoke 3 side varies depending on the position of the center yoke. is there.
  • the facing area between the protruding portions does not change at any time from the time t1 to the time t5.
  • the facing area between the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 and the outer side protruding portions 23a-1 to 23a-4 of the outer yoke 3 is always constant, and the center The facing area between the side protruding portion 11a and the non-projecting portion of the outer yoke 3 is always constant. For this reason, the attractive force between the center yoke 2 and the outer yoke 3 is always constant.
  • the second and fourth stages of the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer side protrusions 23a-3 and 23a-1 of the outer yoke 3 are the outer side protrusions. They are opposed to each other with the maximum area of 23a-1 and 23a-3 and attract each other with the maximum suction force.
  • the outer side protrusions 23a-2 and 23a-4 of the outer yoke 3 are not opposed to a part of the area of the center side protrusion 11a of the center yoke 2, and the suction force is minimum.
  • the strength of the suction force between the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer side protrusions 23a-1 to 23a-4 of the outer yoke 3 is the same as that of the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer yoke 3 It can be considered that this depends on the total strength of the opposing area portion and the non-opposing area portion between the outer side protruding portions 23a-1 to 23a-4.
  • the strength is P1
  • the facing area between the second stage of the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 and the outer side protruding portion 23a-3 of the outer yoke 3 is Qcm 2
  • the suction force is Q ⁇ P1.
  • the facing area between the fourth step of the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer side protrusion 23a-1 of the outer yoke 3 is also Qcm 2 , and the suction force is Q ⁇ P1.
  • the non-facing area between the first step of the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer side protrusion 23a-2 of the outer yoke 3 and the third step of the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer yoke 3 The non-facing area between the outer projecting portion 23a-4 and the outer-side protruding portion 23a-4 is Qcm 2 , and the suction force per unit of 1 cm 2 of the non-facing portion is P2.
  • the first and third quarters of the center-side protrusion 11a of the center yoke 2 in the circumferential direction and the outer-side protrusions 23a-2 and 23a-4 of the outer yoke 3 A quarter of the circumferential direction opposes, and the second and third quarters of the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer side protrusions 23a-3 and 23a-1 of the outer yoke 3
  • Three quarters of the circumferential direction face each other and attract each other.
  • the facing areas between the first and third steps of the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 and the outer side protruding portions 23a-2 and 23a-4 of the outer yoke 3 are respectively (1/4) Qcm 2.
  • the facing areas between the second and fourth steps of the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer side protrusions 23a-3 and 23a-1 of the outer yoke 3 are (3/4) Qcm 2 , respectively. .
  • the area of the suction force of the non-opposing portion that is, the portion where the outer side protruding portion 23a-1 to 23a-4 of the outer yoke 3 is not opposed to the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 is 2Qcm 2 . Therefore, 2Qcm 2 ⁇ P2. Therefore, the total sum of the attractive forces at time t3 is 2Q (P1 + P2), similar to times t1 and t2.
  • the facing areas between the first and third steps of the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 and the outer side protruding portions 23a-2 and 23a-4 of the outer yoke 3 are (3/4) Qcm, respectively.
  • the opposing areas between the second and fourth steps of the center side protrusion 11a of the center yoke 2 and the outer side protrusions 23a-3 and 23a-1 of the outer yoke 3 are (1/4) respectively.
  • Qcm 2 the facing areas between the first and third steps of the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 and the outer side protruding portions 23a-2 and 23a-4 of the outer yoke 3 are (3/4) Qcm, respectively.
  • the area of the non-facing portion where the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 does not face the outer side protruding portions 23a-1 to 23a-4 of the outer yoke 3 is still 2Qcm 2 , and the total suction force is the time t1, Similar to t2 and t3, “2Q (P1 + P2)”.
  • the first and third steps of the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 and the outer side protruding portions 23a-2 and 23a-4 of the outer yoke 3 face each other.
  • the outer side protrusions 23 a-3 and 23 a-1 of the outer yoke 3 are not opposed to the center side protrusion 11 a of the center yoke 2.
  • the facing areas between the first and third steps of the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 and the outer side protruding portions 23a-2 and 23a-4 of the outer yoke 3 are respectively Qcm 2 .
  • the area of the non-opposing portion where the second step and the fourth step of the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 do not face the outer side protruding portions 23a-3 and 23a-1 of the outer yoke 3 is also 2Qcm 2 .
  • the overall suction force is “2Q (P1 + P2)” at times t1, t2, t3, and t4.
  • the total sum of the suction forces at the projecting portions 11a, 23a-1 to 23a-4 between the center yoke 2 and the outer yoke 3 is “2Qcm 2. ⁇ (P1 + P2) ”, which is unchanged.
  • the current waveform generated at times t1 to t5 is a current waveform corresponding to a quarter of the sinusoidal current waveforms generated in the winding portions 25-1 to 25-4.
  • the current waveform for one quarter period is continuous while changing the positive and negative directions.
  • the center side protruding portion 11a of the center yoke 2 and the outer side protruding portions 23a-1 to 23a-4 of the outer yoke 3 are provided at any part of the sinusoidal current waveform generated in the winding portions 25-1 to 25-4. It is self-evident that the suction force between them is always constant. This means that the attractive force between the center yoke 2 and the outer yoke 3 is always constant regardless of the positional relationship between the center yoke 2 and the outer yoke 3. Thus, it can be seen that no cogging occurs in the generator 1.
  • the reciprocating motion (vibration) applied to the center yoke 2 from the outside is not reduced by the cogging torque, and most of it is used as torque for power generation. Therefore, highly efficient power generation can be performed.
  • the hollow portion 12 and the nonmagnetic body portion 21 may not be hollow but may be configured to embed a nonmagnetic body such as aluminum or a resin material.
  • the protrusions 11a and 23a-1 to 23a-4 are integrally formed with the main body of the center yoke 2 and the outer yoke 3, but the protrusions 11a and 23a-1 to 23a-4 are integrally formed. Instead, it may be fixed to each main body by bonding or the like as a separate member.
  • the outer side protrusions 23a-1 and 23a-3 and the outer side protrusions 23a-2 and 23a-4 of the outer yoke 3 have been described as being shifted from each other by a half pitch in the axial direction.
  • the center side protrusion 11a of the center yoke 2 is shifted by a half pitch in the axial direction with the permanent magnet 10 as a boundary, and the pitch shift of the outer side protrusions 23a-1 to 23a-4 of the outer yoke 3 is eliminated. May be. This also achieves the same operations and effects as the above-described embodiment.
  • the axial length of the center yoke 2 shown in FIG. 4 and the axial length of the outer yoke 3 shown in FIGS. 5 and 6 are not limited to this. That is, the minimum length in the axial direction is one stage of either the center side protrusion 11a of the center yoke 2 or the outer side protrusion 23a of the outer yoke 3, and two stages when the other is shifted by a half pitch. If it is a structure, the generator 1 can be comprised.
  • a plurality of winding portions 25-1 to 25-4 may be provided in parallel in the axial direction. That is, as described above, one set of winding portions 25-1 to 25-4 may be provided for the minimum axial length of the generator 1, and these may be stacked in a plurality of stages. According to this, the power generation amount can be changed according to the number of stages (length).
  • the center yoke 2 may be fixed and the outer yoke 3 may reciprocate.
  • the center yoke 2 and the outer yoke 3 are preferably soft magnetic materials, but may be simple magnetic materials.
  • the groove portion 22 is not formed, but the corresponding portion including the case of such integral formation is referred to as a groove portion.
  • a generator 1A having no permanent magnet can be formed in the outer yoke 3A. That is, the generator 1 ⁇ / b> A uses the groove 22 after removing the permanent magnet 24 from the outer yoke 3 of the generator 1 as a non-magnetic member. Note that the space after the permanent magnet 24 is removed from the outer yoke 3 may be filled with resin or aluminum which is a non-magnetic material.
  • the generator 1A operates in the same manner as the generator 1 according to the above-described embodiment. However, since the outer yoke 3A does not have a permanent magnet, the current waveform is shown by the winding portions 25-1 and 25-2. Inverted from those shown in FIG.
  • the state shown in FIG. 16 corresponds to the state S1 shown in FIG.
  • the generator 1 in the state S1 shown in FIG. 9 since the generator 1 has the permanent magnet 24-1 in the outer yoke 3-1, the magnetic flux of the permanent magnet 24-1 is reduced by the center yoke 2-1. Therefore, the magnetic flux density passing through the winding portion 25-1 is minimized.
  • the permanent magnet 10- is passed through the outer side protruding portion 23a-1 facing the magnetic flux of the permanent magnet 10-1 of the center yoke 2.
  • the magnetic path M30 into which the magnetic flux from 1 enters the outer yoke 3-1 side is formed. This maximizes the magnetic flux density around the winding portion 25-1.
  • a magnetic path M31 is formed by the magnetic flux from the permanent magnet 10-3.
  • magnetic paths M32 and M33 are formed by the magnetic flux from the permanent magnets 10-2 and 10-4.
  • the center yoke 2 may be provided with a connecting portion 11b that connects the center core 11 adjacent to the portion into which the permanent magnet 10 enters.
  • a connecting portion that connects the outer core 23 may be provided in the groove portion 22 of the outer yoke 3.
  • the permanent magnets 10 and 24 are arranged at equal intervals, it is preferable that the magnets are arranged so as to face each other. Therefore, the permanent magnets 10 and 24 are arranged at non-equal intervals, and the permanent magnet 10 and the permanent magnet 24 face each other. You may arrange so that.
  • the permanent magnet 10 and the permanent magnet 24 are preferably disposed so as to be completely opposed to each other, but may be disposed slightly shifted from each other.
  • the center yoke 2 is an inner type that moves relative to the inside of the outer yoke 3 having the winding portion 25.
  • an outer type in which the portion having the winding portion 25 is the inner side may be used.
  • the center yoke 2 moves relative to the outside of the outer yoke 3.
  • one winding portion 25 is arranged for each nonmagnetic body portion 21, but the number of winding portions 25 may be an appropriate number.
  • two winding portions may be provided on one nonmagnetic body portion 21.

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Description

リニア発電装置
　本発明は、リニア発電装置に関する。
　往復運動する永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電機（またはレシプロ型発電機）がある（たとえば特許文献１参照）。本明細書では、このような振動発電機（またはレシプロ型発電機）をリニア発電装置と称することとする。リニア発電装置は、回転型発電機のロータに相当し往復運動（振動）するセンタヨークと回転型発電機のステータに相当するアウタヨークとを有する。一般的には、アウタヨーク側に巻線部（コイル部）を有し、センタヨーク側に永久磁石を有し、固定されたアウタヨーク内をセンタヨークが往復運動することによって巻線部に発生した電力を取り出すものである。また、回転型発電機では、回転軸の円滑な動きを得るために、コギングを抑制する技術を用いている例が多い（たとえば特許文献２参照）。
特開平１１－２６２２３４号公報 特開２００６－１０１６９５号公報
　従来、コギングの抑制は回転型発電機で行われており、リニア発電装置では、センタヨークの円滑な動きを得るためのコギングの抑制については例をみない。しかしながら、リニア発電装置においてもコギングは、センタヨークの往復運動を妨げる力になるため、効率の良い発電を行う上で好ましくない。
　そこで、本発明は、コギングを十分に抑制することができるリニア発電装置を提供することを目的とする。
　本発明のリニア発電装置は、円柱状または円筒状であって、円柱状または円筒状の外周には軸方向に長く周方向にＮＳ着磁がなされた棒状の複数の永久磁石を周方向に、かつ隣接する永久磁石の対向する磁極が同極となるように配置すると共に周方向に一直線状に配置される複数のセンタ側突出部を有する軟磁性体からなるセンタヨークと、円筒状または円柱状であって、中心軸を中心として周方向に配置される複数の巻線部と、永久磁石に対向する位置に配置される複数の溝部と、センタ側突出部に対向して軸方向に半ピッチずれて配置されると共に溝部を周方向に挟むアウタ側突出部と、を有する軟磁性体からなるアウタヨークと、を有するものである。
　あるいは、本発明のリニア発電装置は、円柱状または円筒状であって、円柱状または円筒状の外周には軸方向に長く周方向にＮＳ着磁がなされた棒状の複数の永久磁石を周方向に、かつ隣接する永久磁石の対向する磁極が同極となるように配置すると共に周方向に配置される複数のセンタ側突出部を有し、永久磁石を挟むセンタ側突出部の設置位置が隣接するものの間で軸方向に半ピッチずれて配置されるセンタヨークと、円筒状または円柱状であって、中心軸を中心として周方向に配置される複数の巻線部と、永久磁石に対向する位置に配置される複数の溝部と、センタ側突出部に対向して周方向に一直線状に配置されると共に溝部を周方向に挟むアウタ側突出部と、を有するアウタヨークと、を有するものである。
　さらに、本発明のリニア発電装置は、溝部には軸方向に沿って配置されると共に対向するセンタ側ヨークの永久磁石とは反対の極性となるようにＮＳ着磁がなされた永久磁石が配置されるようにしてもよい。
　本発明によれば、コギングを十分に抑制することができるリニア発電装置を実現できる。
本発明の実施の形態に係るリニア発電装置を利用した発電装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態のリニア発電装置のセンタヨークとアウタヨークを軸方向（振動方向）から見た図である。 図２のリニア発電装置のセンタヨークとアウタヨークの構成部材を分割して示す図である。 図２、図３のリニア発電装置のセンタヨークを示す斜視図である。 図２、図３のリニア発電装置のアウタヨークの一部であるタイプＡを示す斜視図である。 図２、図３のリニア発電装置のアウタヨークの他の一部であるタイプＢを示す斜視図である。 センタ側突出部とアウタ側突出部との対応関係を示す図である。 センタ側突出部とアウタ側突出部との位置関係において状態Ｓ１を示す図である。 図８の状態Ｓ１におけるリニア発電装置に発生する磁路の状態を示す図である。 センタ側突出部とアウタ側突出部との位置関係において状態Ｓ２を示す図である。 図１０の状態Ｓ２におけるリニア発電装置に発生する磁路の状態を示す図である。 センタ側突出部とアウタ側突出部との位置関係において状態Ｓ３を示す図である。 図１２の状態Ｓ３におけるリニア発電装置に発生する磁路の状態を示す図である。 センタ側突出部とアウタ側突出部との時間の経過（時刻ｔ１～ｔ５）に伴う位置関係の変化を示す図である。 図１４の時間の経過（時刻ｔ１～ｔ５）におけるリニア発電装置内の巻線部における電流の発生状態を模式的に示す図である。 その他の実施の形態のリニア発電装置の構成および状態Ｓ１における磁路の状態を示す図である。 その他の実施の形態のセンタヨークの構成を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、磁束は、磁力線の束であり、磁路は、磁力線の通り道である。また、磁束によって磁路が形成されるという表記は、磁力線によって磁路が形成されると置き換えてもよい。なお、以下の説明では、「リニア発電装置」を単に「発電機」と称する。
　本発明の実施の形態に係る発電機１は、図１に示すように、センタヨーク２と、アウタヨーク３と、発電した電力を出力する出力端子４と、を外観的な構成として有する。発電機１は、センタヨーク２がアウタヨーク３内を往復運動（振動）することによって発電を行う。たとえば、センタヨーク２は、エンジンなどによって回転する円盤５に連結部６により連結されるアーム７によって往復運動するように構成される。なお、アウタヨーク３は台座部８などに固定されている。また、以下の説明で、軸方向とは、センタヨーク２またはアウタヨーク３の上下方向（図１では左右方向）を指し、周方向とは、軸方向を中心とした円周方向であり、センタヨーク２またはアウタヨーク３の外周に沿う方向をいう。
　図２は、発電機１のセンタヨーク２とアウタヨーク３を軸方向（振動方向）から見た図を示している。図２に対し、図３は、図２の発電機１のセンタヨーク２およびアウタヨーク３の構成部材を分割して示している。図３に示す分割の状態は、実際に分割可能であるか否かとは関係が無く、説明の便宜上において、分割して説明した方が分かり易い場合の説明上の分割の仕方を示している。たとえば、図２において、アウタヨーク３は、図３において、アウタヨーク３－１、３－２、３－３、３－４に分割される。このときアウタヨーク３は、実際には一体に成形されており、分割不可能であってもよい。このように、以下の説明では、各部材を分割して説明した方が分かり易い場合に、各部材の符号（たとえばアウタヨーク３）に枝番号を付与（たとえばアウタヨーク３－１、３－２、３－３、３－４）して説明することとする。さらにセンタヨーク２の４つの永久磁石１０についても分割して説明した方が分かり易い場合には、対向するアウタヨーク３－１～３－４の永久磁石２４－１～２４－４に対応させて永久磁石１０－１～１０－４と記すことにする。
　発電機１のセンタヨーク２は、図２、図４に示すように、永久磁石１０とセンタコア１１とを有し、円筒状に形成されている。すなわちこのセンタヨーク２は、軟磁性体からなるセンタコア１１を有し円柱状の外周ａに露出するように軸方向に沿い周方向にＮＳ着磁がなされた棒状の複数の永久磁石１０を有する。永久磁石１０は、センタヨーク２の周方向に複数等間隔で配置される。この実施の形態では４つの永久磁石１０が配置されている。なお、永久磁石１０は、隣接する永久磁石１０の対向する極が同極となるように配置されている。また、センタヨーク２は、軸方向から見て周方向に複数等間隔で配置されるセンタコア１１を有し、各センタコア１１は、軸方向に等間隔で平行に配置されると共に周方向に沿い、かつ外周ａから径方向外方に突出する複数のセンタ側突出部１１ａを有する。また、センタヨーク２は、中心部に空洞部１２を有する。空洞部１２は、効率の良い往復運動のために、センタヨーク２の質量を軽量化するために設けるものである。したがって、空洞部１２は、そのまま空洞としておくことが好ましいが、空洞部１２をアルミニュームなどの軽金属または合成樹脂などの軽量かつ非磁性体の材料で充填してもよい。
　発電機１のアウタヨーク３は、図２に示すように、センタヨーク２が貫通する貫通孔２０を有する。アウタヨーク３は、軟磁性体からなる円筒状であって軸を中心として等角度毎に軸方向に沿う複数の非磁性体部２１を有する。この実施の形態では非磁性体部２１は空洞部となっている。さらにアウタヨーク３は、内周ｂから非磁性体部２１にそれぞれ至る複数の溝部２２を有する。さらにアウタヨーク３は、軸方向から見てこの実施の形態では４つに分割された軟磁性体からなる複数のアウタコア２３を有し、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａに対向して軸方向に等間隔で平行に配置されると共に周方向に沿い、かつ内周ｂから径方向内方に突出する複数のアウタ側突出部２３ａを有する。このようなセンタ側突出部１１ａおよびアウタ側突出部２３ａを形成することで、磁束の密度を上げ、吸引力を高めることができる。
　図２に示すアウタ側突出部２３ａは、ひとつの溝部２２とこの溝部２２の隣に位置する溝部２２との間の周方向の中間点で半ピッチずれて配置されるものである。すなわち、図３に示すように、アウタヨーク３を４分割した状態でアウタヨーク３－１、３－２、３－３、３－４として示すとき、アウタヨーク３－１および３－３のアウタ側突出部２３ａ－１および２３ａ－３（たとえばタイプＡ）とアウタヨーク３－２および３－４のアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４（たとえばタイプＢ）とでは軸方向で見た場合、そのアウタ側突出部２３ａの位置が半ピッチずれている。
　この半ピッチずれている状態について図５と図６を参照しながらさらに詳しく説明する。図５は、タイプＡであるアウタヨーク３－１および３－３の斜視図であり、図６は、タイプＢであるアウタヨーク３－２および３－４の斜視図である。図５、図６からも分かるように、たとえば図５の最も上方のアウタ側突出部２３ａ－１およびアウタ側突出部２３ａ－３は、外方に露出している一方、図６の最も上方のアウタ側突出部２３ａ―２および２３ａ－４は、外方に露出する位置ではなく内方側に位置し、両者を軸方向で見た場合、アウタ側突出部２３は半ピッチずれて配置される状態となる。このように、センタヨーク２が軸方向に振動するので、その動きに対し、コギングが生じないようにするため、アウタヨーク３は軸方向に半ピッチずれたアウタ側突出部２３ａを有する構成となっている。
　また、アウタヨーク３は、図２、図３に示すように、溝部２２には軸方向に伸びた永久磁石２４が配置されている。この永久磁石２４はセンタ側ヨーク２の永久磁石１０とは対向するように配置され、かつその極性が周方向に見て互いに逆となるようにＮＳ着磁がなされている。さらにアウタヨーク３は、非磁性体部２１に巻き回される巻線部２５を有する。巻線部２５を形成した後、合成樹脂などの非磁性材料で非磁性体部２１を埋めるようにしてもよい。
　たとえばセンタヨーク２のセンタコア１１とセンタ側突出部１１ａは一体成形により製造され、アウタヨーク３のアウタコア２３とアウタ側突出部２３ａは一体成形により製造される。永久磁石１０はセンタコア１１に接着され、永久磁石２４はアウタコア２３に接着されているが、センタコア１１やアウタコア２３の材料によっては永久磁石１０とセンタコア１１をインサート成形またはアウトサート成形により、永久磁石２４とアウタコア２３をインサート成形またはアウトサート成形してもよい。
　図７は、図３に示すアウタヨーク３－１とアウタヨーク３－２との分割点からセンタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの１つを周方向に展開した状態（実線）と、このセンタ側突出部１１ａに対向するアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１、２３ａ－２、２３ａ－３、２３ａ－４（破線）とを模式的に示している。図７の白抜きの矢印は、センタヨーク２がアウタヨーク３内を移動する方向を示している。
　なお、以下の説明では、説明の便宜上、図７に図示した状態に基づき、センタ側突出部１１ａがアウタ側突出部２３ａ－２と対向可能な部分をセンタ側突出部１１ａの１段目、センタ側突出部１１ａがアウタ側突出部２３ａ－３と対向可能な部分をセンタ側突出部１１ａの２段目、センタ側突出部１１ａがアウタ側突出部２３ａ－４と対向可能な部分をセンタ側突出部１１ａの３段目、センタ側突出部１１ａがアウタ側突出部２３ａ－１と対向可能な部分をセンタ側突出部１１ａの４段目と称することにより、センタ側突出部１１ａの部位を分けて説明することとする。
　図８は、センタ側突出部１１ａの２段目がアウタ側突出部２３ａ－３と対向し、センタ側突出部１１ａの４段目がアウタ側突出部２３ａ－１と対向している状態Ｓ１を示している。このときアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４はセンタ側突出部１１ａとは対向していない。
　状態Ｓ１では、図９に示すように、センタ側突出部１１ａの２段目と、これに対向しているアウタ側突出部２３ａ－３、およびセンタ側突出部１１ａの４段目と、これに対向しているアウタ側突出部２３ａ－１との間で、互いの吸引力が最大になる。反対に、状態Ｓ１では、図９に示すように、センタ側突出部１１ａの１段目と、これに対向していないアウタ側突出部２３ａ－２、およびセンタ側突出部１１ａの３段目と、これに対向していないアウタ側突出部２３ａ－４との間で、互いの吸引力が最小になる。
　この状態Ｓ１では、センタ側突出部１１ａとアウタ側突出部２３ａ―３、２３ａ―１とが対向しているため、センタヨーク２の永久磁石１０－１および１０－３の磁束は、アウタヨーク３の永久磁石２４－１および２４－３に吸引されやすくなり、永久磁石１０－１のＮ極→永久磁石２４－１のＳ極→永久磁石２４－１のＮ極→永久磁石１０－１のＳ極という磁路Ｍ１と、永久磁石１０－３のＮ極→永久磁石２４－３のＳ極→永久磁石２４－３のＮ極→永久磁石１０－３のＳ極という磁路Ｍ２が強い状態で形成される。また、状態Ｓ１では、センタヨーク２の永久磁石１０－２および１０－４の磁束は、その近くのセンタ側突出部１１ａがアウタ側突出部２３ａ―２、２３ａ―４と対向していないため、突部が一部対向している隣接した位置の突部に吸引される。すなわち永久磁石１０－２、１０－４の磁束はアウタヨーク３の永久磁石２４－１および２４－３に吸引されるので、永久磁石１０－４のＮ極→永久磁石２４－１のＳ極→永久磁石２４－１のＮ極→永久磁石１０－２のＳ極→永久磁石１０－２のＮ極→永久磁石２４－３のＳ極→永久磁石１０－４のＳ極という磁路Ｍ３、Ｍ４が形成される。
　また、状態Ｓ１において、アウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４は、センタ側突出１１ａと対向していないので、アウタヨーク３－２および３－４にある永久磁石２４－２および２４－４の磁束はそれぞれアウタヨーク３－２および３－４から外に出ず、巻線部２５－２を通過する磁路Ｍ５および巻線部２５－４を通過する磁路Ｍ６を形成する。
　ここで状態Ｓ１における巻線部２５－１および２５－３に係る磁束密度に着目すると、これらの巻線部２５－１および２５－３に係る磁束密度は、磁束がセンタヨーク２側に吸引されているために最小になる。一方、状態Ｓ１における巻線部２５－２および２５－４に係る磁束密度に着目すると、これらの巻線部２５－２および２５－４に係る磁束密度は、磁路Ｍ５、Ｍ６による磁束がそれぞれアウタヨーク３－２および３－４から外に出る程度がきわめて少なくなり各磁束密度は最大になる。
　続いて状態Ｓ２では、図１０に示すように、センタ側突出部１１ａに対し、全てのアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４が均等に対向している。しかしながらセンタ側突出部１１ａとアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４との対向面積は、それぞれのアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４において面積の半分ずつになる。これによれば、図１１に示すように、アウタヨーク３－１および３－３とセンタヨーク２との間で磁束の少ない磁路Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３が形成される。この磁路Ｍ１０は、図９に示す磁路Ｍ１に相当し、磁路Ｍ１１は磁路Ｍ２に相当し、磁路Ｍ１２は磁路Ｍ３に相当し、磁路Ｍ１３が磁路Ｍ４に相当する。さらに、図１１に示すように、アウタヨーク３－２および３－４とセンタヨーク２との間で磁束の少ない磁路Ｍ１４、Ｍ１５、Ｍ１６、Ｍ１７が形成される。この各磁路Ｍ１４、Ｍ１５、Ｍ１６、Ｍ１７は、磁路Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３とほぼ同様な強度となっている。
　状態Ｓ２における巻線部２５－１～２５－４に係る磁束密度に着目すると、これらの巻線部２５－１～２５－４に係る磁束密度はほぼ均等になる。これにより、状態Ｓ１で最大の磁束密度であった巻線部２５－１および２５－３の磁束密度は減少し、状態Ｓ１で最小の磁束密度であった巻線部２５－２および２５－４の磁束密度は増加する。すなわち、磁路Ｍ５、Ｍ６は、約半分の磁束強度となる磁路Ｍ５ａ、Ｍ６ａとなり巻線部２５－１、２５－３には新たな磁路であり磁路Ｍ５ａ、Ｍ６ａと同じ程度の磁束密度になる磁路Ｍ７ａ、Ｍ８ａが形成される。
　さらに図１２は、センタ側突出部１１ａの１段目がアウタ側突出部２３ａ－２と対向し、センタ側突出部１１ａの３段目がアウタ側突出部２３ａ－４と対向している状態Ｓ３を示している。このときアウタ側突出部２３ａ－１および２３ａ－３はセンタ側突出部１１ａとは対向していない。
　このような状態Ｓ３では、図１３に示すように、センタ側突出部１１ａの１段目および３段目と、これに対向しているアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４との間で、互いの吸引力が最大になる。このため磁路Ｍ１４は強い磁束密度をもつ磁路Ｍ２０となり、同様に弱い磁路Ｍ１５は強い磁路Ｍ２１となる。反対に、状態Ｓ３では、図１３に示すように、センタ側突出部１１ａの２段目および４段目と、これに対向していないアウタ側突出部２３ａ－１および２３ａ－３との間で、互いの吸引力が最小になる。この状態Ｓ３は、状態Ｓ１を機械角度で９０度回転させた状態である。また、この状態Ｓ３は、状態Ｓ１を電気的に１８０度前進させた状態である。
　このような状態Ｓ３における巻線部２５－２および２５－４に係る磁束密度に着目すると、これらの巻線部２５－２および２５－４に係る磁束は、センタヨーク２側に吸引されているために最小になる（図１３では図示省略）。一方、状態Ｓ３における巻線部２５－１および２５－３に係る磁束密度に着目すると、センタ側突出部１１ａとアウタ側突出部２３ａ－１および２３ａ－３が対向していないため、永久磁石２４－１および２４－３の磁束は、アウタヨーク３－１および３－３から漏れる程度が非常に少なくなるので、巻線部２５－１および２５－３の磁束密度は最大になる。このとき、弱い磁束密度であった磁路Ｍ７ａは、強い磁束密度を有する磁路Ｍ７となり、同様に弱い強度の磁路Ｍ８ａは強い強度の磁路Ｍ８となる。
　以上の図８～図１３で説明したように、センタヨーク２がアウタヨーク３内を図７の白抜き矢印の方向（すなわち図７の右から左）に移動することにより、巻線部２５－１～２５－４の磁束密度が最小と最大の間を繰り返す。これにより巻線部２５－１～２５－４には、磁束密度の変化を妨げる方向に電流が発生する。また、図７の左端まで到達したセンタ側突出部１１が図７の左から右の方向に移動する際にも同様に、巻線部２５－１～２５－４の磁束密度が最小と最大の間を繰り返す。これにより巻線部２５－１～２５－４には、磁束密度の変化を妨げる方向に電流が発生する。このようにしてセンタヨーク２がアウタヨーク３内を往復運動することにより発電機１は連続して発電を行うことができる。
　図１４は、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａとアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４との位置関係を、上述した状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３がＳ１→Ｓ２→Ｓ３と遷移する過程について時刻ｔ１～ｔ５の経過と共に示している。また、図１５は、図１４に示す時刻ｔ１～ｔ５のそれぞれの時点における発電機１の巻線部２５－１、２５－２に発生する電流の状態を示している。なお、巻線部２５－３の電流波形は、巻線部２５－１と同じであり、巻線部２５－４の電流波形は、巻線部２５－２と同じであるため説明は省略する。図１４に示すように、センタヨーク２が一定の速度でアウタヨーク３内を移動することによって、図１５に示すように、巻線部２５－１、２５－２には正弦波の電流波形が発生する。
　たとえば図１４において、時刻ｔ１は、図９に示す状態Ｓ１に対応している。時刻ｔ１は、センタヨーク２のセンタ側突出部１１の２段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３－３とが対向し、巻線部２５－２の周囲の磁束密度は最大となり、その後、減少していく。このため、巻線部２５－２には、その変化を妨げる方向の磁力線を発生させる電流がワイヤをある方向に流れ始める。この方向を仮にプラスとすると、プラス電流が流れ始める。この点は、図１５では、Ｗ１１として示される。一方、巻線部２５－１の周囲の磁束密度は最小となり、その後は増加していくため、その変化を妨げる方向の磁力線を発生させる電流がワイヤを流れる。その流れる方向は巻線部２５－２とは逆方向になる。この方向は上述のプラスに対してマイナスとなる。この点は、図１５ではＷ２１として示される。このとき、センタヨーク２のセンタ側突出部１１の２段目はアウタヨーク３のアウタ側突出部２３－３との間で、最大の吸引力を発生させている。
　よって、時刻ｔ１では、図１５に示すように、巻線部２５－１、２５－２において、電流の流れる方向の逆転が発生するため、交流曲線のプラス、マイナスの中間点となる。すなわち、時刻ｔ１では、図１５に示すように、巻線部２５－１、２５－２において、プラス側の電流もマイナス側の電流も発生しない（電流の最小値＝０アンペア）。
　また、図１５において、時刻ｔ５は、図１３に示す状態Ｓ３に対応している。時刻ｔ５は、センタヨーク２のセンタ側突出部１１の１段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３－２とが対向し、巻線部２５－２の周囲の磁束密度は最小となり、その後、増加していく。このため、巻線部２５－２には、その変化を妨げる方向の磁力線を発生させる電流がワイヤをある方向に流れ始める。この方向は、上述の基準に従うとプラスとなる。この点は、図１５では、Ｗ１２として示される。一方、巻線部２５－１の周囲の磁束密度は最大となり、その後は減少していく。このため、巻線部２５－１には、その変化を妨げる方向の磁力線を発生させる電流がワイヤを流れる。その流れる方向は巻線部２５－２とは逆方向になる。この方向は上述のプラスに対してマイナスとなる。この点は、図１５ではＷ２２として示される。このとき、センタヨーク２のセンタ側突出部１１の１段目はアウタヨーク３のアウタ側突出部２３－２との間で、最大の吸引力を発生させている。
　よって、時刻ｔ５では、図１５に示すように、巻線部２５－２において、プラス側の最大値（Ｗ１２）の電流が発生し、巻線部２５－１において、マイナス側の最大値（Ｗ２２）の電流が発生する。
　時刻ｔ３は、図１１に示す状態Ｓ２に対応している。時刻ｔ３は、センタヨーク２のセンタ側突出部１１の半分とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３－１～２３－４の半分とが対向している。時刻ｔ３は、状態Ｓ１から状態Ｓ３に遷移する過程の中間点である。よって、時刻ｔ３では、図１５に示すように、巻線部２５－１、２５－２において、正側および負側での最大値と最小値（＝０アンペア）の略中間値の電流が発生する。
　時刻ｔ２，ｔ４は、それぞれ状態Ｓ１からＳ２、Ｓ２からＳ３に遷移する過程である。よって、時刻ｔ２では、図１５に示すように、巻線部２５－１，２５－２において、それぞれ状態Ｓ１で発生する電流値（０アンペア）と状態Ｓ２で発生する電流値との略中間値の電流が発生する。また、時刻ｔ４では、図１５に示すように、巻線部２５－１、２５－２において、それぞれ状態Ｓ２で発生する電流値と状態Ｓ３で発生する電流値（最大値）との略中間値の電流が発生する。
　このようにして、時刻ｔ１～ｔ５では、巻線部２５－１、２５－２で発生する正弦波状の電流波形のうちの４分の１周期分の電流が発生する。すなわち、発電機１のセンタヨーク２が一定の速度で移動している場合、時刻ｔ１～ｔ５の時間の４倍の時間で、巻線部２５－１、２５－２で発生する正弦波状の電流波形の１周期分が終了する。
　なお、上述した巻線部２５－１、２５－２の説明は、巻線部２５－１を巻線部２５－３、巻線部２５－２を巻線部２５－４にそれぞれ置き換えても同様である。
　よって、巻線部２５－１および２５－３では互いに同じ方向に同じ強さの電流が発生し、巻線部２５－２および２５－４では、巻線部２５－１および２５－３とは逆方向になるが、互いに同じ方向に同じ強さの電流が発生している。そこで、巻線部２５－１～２５－４を適宜接続して同方向の電流が得られるようにすることで、図１で示した出力端子４から出力することにより発電機１は電力を発生することができる。また、必要によっては、１８０度周期が異なる２つの電流を取り出すようにしてもよい。
　ここで、一般的なリニア発電装置でコギングが発生する原因を考えてみると、センタヨーク２側とアウタヨーク３側との間の吸引力もしくは反発力がセンタヨークの位置によって変化することが原因である。これに対し、発電機１では、時刻ｔ１～ｔ５のいずれの時刻においても突出部同士の対向面積は変化しない。すなわち、センタヨーク２とアウタヨーク３との位置関係に係わらずセンタヨーク２のセンタ側突出部１１ａとアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４との対向面積は常に一定で、かつセンタ側突出部１１ａとアウタヨーク３の突出していない部分との対向面積は常に一定である。このため、センタヨーク２とアウタヨーク３との間の吸引力は常に一定になる。
　たとえば、時刻ｔ１（状態Ｓ１）においては、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの２段目および４段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－３および２３ａ－１とは、アウタ側突出部２３ａ－１および２３ａ－３の最大の面積で対向して最大の吸引力で引き合っている。その一方で、アウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４は、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの一部の面積も対向しておらず吸引力は最小である。このことからセンタヨーク２のセンタ側突出部１１ａとアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４との間の吸引力の強さは、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａとアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４との間の対向面積部分の強さと非対向面積部分の強さの合計に依存すると考えることができる。
　そこでアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４がセンタヨーク２のセンタ側突出部１１ａと対向する際の面積の最大値をＱｃｍ2（平方センチメートル）とし、１ｃｍ2単位当たりの吸引力の強さをＰ１とすると、時刻ｔ１において、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの２段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－３との間の対向面積はＱｃｍ2で吸引力はＱ×Ｐ１となる。また、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの４段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１との間の対向面積もＱｃｍ2で吸引力はＱ×Ｐ１となる。また、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの１段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－２との間の非対向面積およびセンタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの３段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－４との間の非対向面積はそれぞれＱｃｍ2で非対向部分の１ｃｍ2単位当たりの吸引力の強さをＰ２とすると吸引力はそれぞれＱ×Ｐ２となる。よって、時刻ｔ１におけるセンタヨーク２とアウタヨーク３との間の各突出部１１ａ、２３ａ－１～２３ａ－４の吸引力は「２Ｑ×Ｐ１＋２Ｑ×Ｐ２＝２Ｑ（Ｐ１＋Ｐ２）」である。
　同じように、時刻ｔ２においては、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの１段目および３段目の周方向の４分の１とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４の周方向の４分の１とが対向し、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの２段目と４段目の４分の３とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－３および２３ａ－１の周方向の４分の３とが対向して互いに引き合っている。
　ここで、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの１段目および３段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４との間の対向面積はそれぞれ（１／４）Ｑｃｍ2、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの２段目および４段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－３および２３ａ－１との間の対向面積はそれぞれ（３／４）Ｑｃｍ2である。よって、時刻ｔ２におけるセンタヨーク２とアウタヨーク３との間の各突出部１１ａ、２３ａ－１～２３ａ－４の対向する部分の吸引力の総和は、
（１／４）Ｑｃｍ2×Ｐ１＋（１／４）Ｑｃｍ2×Ｐ１＋（３／４）Ｑｃｍ2×Ｐ１＋（３／４）Ｑｃｍ2×Ｐ１
＝（８／４）Ｑｃｍ2×Ｐ１
＝２Ｑｃｍ2×Ｐ１
である。一方、非対向部分の吸引力は、同様に計算して、２Ｑｃｍ2×Ｐ２となる。よって時刻ｔ２においても吸引力は、時刻ｔ１と同じように「２Ｑ×Ｐ１＋２Ｑ×Ｐ２＝２Ｑ（Ｐ１＋Ｐ２）」となる。
　同じように、時刻ｔ３においては、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの周方向の２分の１とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４の周方向の２分の１とが対向とが対向して互いに強く引き合っている。
　ここで、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａとアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４との間の対向面積は、それぞれ（１／２）Ｑｃｍ2である。よって、時刻ｔ３におけるセンタヨーク２とアウタヨーク３との間の各突出部１１ａ、２３ａ－１～２３ａ－４の対向する部分の吸引力の総和は、
（１／２）Ｑｃｍ2×Ｐ１＋（１／２）Ｑｃｍ2×Ｐ１＋（１／２）Ｑｃｍ2×Ｐ１＋（１／２）Ｑｃｍ2×Ｐ１
＝（４／２）Ｑｃｍ2×Ｐ１
＝２Ｑｃｍ2×Ｐ１
である。一方、非対向部分、すなわちアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４ではない部分とセンタヨーク２のセンタ側突出部１１ａが対向している部分の吸引力はその面積が２Ｑｃｍ2となるので、２Ｑｃｍ2×Ｐ２となる。よって、時刻ｔ３においての吸引力の総和は時刻ｔ１，ｔ２と同じように２Ｑ（Ｐ１＋Ｐ２）となる。
　同じように、時刻ｔ４においては、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの１段目および３段目の周方向の４分の３とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４の周方向の４分の３とが対向し、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの２段目および４段目の周方向の４分の１とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－３および２３ａ－１の周方向の４分の１とが対向して互いに強く引き合っている。
　ここで、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの１段目および３段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４との間の対向面積は、それぞれ（３／４）Ｑｃｍ2であり、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの２段目および４段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－３および２３ａ－１との間の対向面積は、それぞれ（１／４）Ｑｃｍ2である。よって、時刻ｔ４におけるセンタヨーク２とアウタヨーク３との間の各突出部１１ａ、２３ａ－１～２３ａ－４の完全に対向している部分の面積の総和は、
（３／４）Ｑｃｍ2＋（３／４）Ｑｃｍ2＋（１／４）Ｑｃｍ2＋（１／４）Ｑｃｍ2
＝（８／４）Ｑｃｍ2
＝２Ｑｃｍ2
である。このため突出部同士が対向していることによる吸引力は「２Ｑ×Ｐ１」となる。一方、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａがアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４と対向していない非対向部分の面積はやはり２Ｑｃｍ2となり、全体の吸引力は時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３と同じく「２Ｑ（Ｐ１＋Ｐ２）」となる。
　同じように、時刻ｔ５（状態Ｓ３）においては、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの１段目および３段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４とは対向して互いに強く引き合っているが、アウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－３および２３ａ－１は、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａとは対向していない。このときのセンタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの１段目および３段目とアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４との間の対向面積は、それぞれＱｃｍ2である。よって、時刻ｔ５におけるセンタヨーク２とアウタヨーク３との間の各突出部１１ａ、２３ａ－１～２３ａ－４の完全に対向している部分の面積の総和は、
　Ｑｃｍ2＋Ｑｃｍ2＝２Ｑｃｍ2
である。このため突出部同士が対向していることによる吸引力は「２Ｑ×Ｐ１」となる。一方、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａの２段目および４段目がアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－３および２３ａ－１と対向していない非対向部分の面積はやはり２Ｑｃｍ2となり、全体の吸引力は時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４と同じく「２Ｑ（Ｐ１＋Ｐ２）」となる。
　このように、図１４における時刻ｔ１～ｔ５のいずれの時刻においてもセンタヨーク２とアウタヨーク３との間の各突出部１１ａ、２３ａ－１～２３ａ－４での吸引力の総和は、「２Ｑｃｍ2×（Ｐ１＋Ｐ２）」であり変わらない。時刻ｔ１～ｔ５で発生する電流波形は、巻線部２５－１～２５－４で発生する正弦波状の電流波形のうちの４分の１周期分の電流波形であるが、正弦波は、この４分の１周期分の電流波形が正負方向を変えながら連続するものである。したがって、巻線部２５－１～２５－４で発生する正弦波状の電流波形のいずれの部位においてもセンタヨーク２のセンタ側突出部１１ａとアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４との間の吸引力は常に一定になることは自明である。このことは、センタヨーク２とアウタヨーク３との位置関係がどのようであってもセンタヨーク２とアウタヨーク３との間の吸引力は常に一定であることを意味している。これにより発電機１においては、コギングは発生しないことがわかる。
　また、このようにコギングが発生しない発電機１では、外部からセンタヨーク２に加えられる往復運動（振動）が、コギングトルクによって減ぜられることなく、そのほとんどが発電のためのトルクとして使用されるため、効率の高い発電を行うことができる。
（その他の実施の形態）
　上述した実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り、様々に変更が可能である。たとえば、空洞部１２および非磁性体部２１は、中空とせず、非磁性体、たとえばアルミや樹脂材を埋め込む構成としてもよい。また、各突出部１１ａ、２３ａ－１～２３ａ－４はセンタヨーク２およびアウタヨーク３の本体と一体成形されているとして説明したが、各突出部１１ａ、２３ａ－１～２３ａ－４は一体成形とせず、別部材として各本体に接着などで固定するようにしてもよい。
　また、上述の実施の形態では、アウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１および２３ａ－３とアウタ側突出部２３ａ－２および２３ａ－４とが軸方向に互いに半ピッチずれるとして説明した。これに対し、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａが永久磁石１０を境にして軸方向に半ピッチずれるようにし、アウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａ－１～２３ａ－４のピッチのずれは無くしてもよい。これによっても上述の実施の形態と同様な動作、作用効果を達成することができる。
　また、図４に示すセンタヨーク２の軸方向の長さ、および図５、図６に示すアウタヨーク３の軸方向の長さは、これに限定されるものではない。すなわち、最小の軸方向の長さは、センタヨーク２のセンタ側突出部１１ａとアウタヨーク３のアウタ側突出部２３ａのいずれか一方が１段となり、他方が半ピッチずれた状態で２段となる構成であれば発電機１を構成することができる。
　また、巻線部２５－１～２５－４を軸方向に複数並列に設けてもよい。すなわち上述したように、発電機１の最小の軸方向の長さに対して１組の巻線部２５－１～２５－４を設け、これを複数段に積み重ねるようにしてもよい。これによれば段数（長さ）に応じて発電量を変えることができる。
　また、上述の発電機１は、センタヨーク２が往復運動（振動）するとして説明したがセンタヨーク２を固定しておき、アウタヨーク３が往復運動してもよい。また、センタヨーク２およびアウタヨーク３は軟磁性体が好ましいが単なる磁性体としてもよい。また、アウタコア２３と永久磁石２４とがインサート成形などで一体成形されるときは溝部２２が形成されないが、そのような一体形成の場合を含めて該当部分を溝部と称する。
　また、図１６に示すように、アウタヨーク３Ａに、永久磁石を有さない発電機１Ａを構成することもできる。すなわち、発電機１Ａは、発電機１のアウタヨーク３から永久磁石２４を取り去った後の溝部２２を非磁性体部として利用するようにしたものである。なお、アウタヨーク３から永久磁石２４を取り去った後の空間には、樹脂を充填したり非磁性体であるアルミニュウムなどを充填してもよい。発電機１Ａは、上述した実施の形態に係る発電機１と同様に動作するが、アウタヨーク３Ａに永久磁石を有さないので、電流の波形は、巻線部２５－１、２５－２で図１５に示すものとはそれぞれ反転する。
　たとえば、図１６に示す状態は、発電機１における図９に示した状態Ｓ１に対応している。発電機１において、図９に示した状態Ｓ１の場合を考えてみると、発電機１では、アウタヨーク３－１に永久磁石２４－１を有するため、永久磁石２４－１の磁束がセンタヨーク２側に吸引されるので、巻線部２５－１を通過する磁束密度は最小になる。これに対し、発電機１Ａでは、アウタヨーク３－１に永久磁石が無いため、センタヨーク２の永久磁石１０－１の磁束が対向しているアウタ側突出部２３ａ－１を介して永久磁石１０－１からの磁束がアウタヨーク３－１側に入り込む磁路Ｍ３０が形成される。これにより巻線部２５－１の周囲の磁束密度は最大になる。同様に永久磁石１０－３からの磁束による磁路Ｍ３１が形成される。されには永久磁石１０－２、１０－４からの磁束による磁路Ｍ３２、Ｍ３３が形成される。
　このように、発電機１と発電機１Ａとを比較すると、巻線部２５－１における磁束密度の最大最小の状態が逆転していることがわかる。これは他の巻線部２５－２～２５－４についても同様である。よって、発電機１と発電機１Ａとでは、図１５に示す電流の波形は反転する。
　また、センタヨーク２は、図１７に示すように、永久磁石１０が入り込む部分に隣接するセンタコア１１をつなぐつなぎ部１１ｂを設けるようにしてもよい。同様に、アウタヨーク３の溝部２２に、アウタコア２３をつなぐつなぎ部を設けてもよい。さらに永久磁石１０、２４はそれぞれ等間隔で配置されているが、各磁石が対向するように配置するのが好ましいため、それぞれは等間隔でない配置とし、かつ永久磁石１０と永久磁石２４とが対向するように配置してもよい。また、永久磁石１０と永久磁石２４は、完全に対向するように配置することが好ましいが、若干ずれて配置してもよい。
　また、上述の各実施の形態では、センタヨーク２が巻線部２５を有するアウタヨーク３内を相対移動するインナータイプとしているが、巻線部２５を有する部分がインナ側となるアウタータイプとしてもよい。この場合、センタヨーク２は、アウタヨーク３の外側を相対移動することとなる。さらに各実施の形態では巻線部２５が非磁性体部２１の１個毎に１個配置されているが、巻線部２５は適宜の数としてよい。たとえば、第一の実施の形態の発電機１において１つの巻線部２５－１のみとしたり、２つの巻線部２５－１、２５－３のみとしたり、２つの巻線部２５－１、２５－２のみとしたりしてもよい。さらには１つの非磁性体部２１に２つの巻線部を設けてもよい。
１，１Ａ…発電機、２…センタヨーク、３…アウタヨーク、４…出力端子、１０、２４…永久磁石、１１…センタコア、１１ａ…センタ側突出部、１２…空洞部、２１…非磁性体部、２２…溝部、２３…アウタコア、２３ａ…アウタ側突出部、２５…巻線部

Claims (3)

  1. 　円柱状または円筒状であって、前記円柱状または円筒状の外周には軸方向に長く周方向にＮＳ着磁がなされた棒状の複数の永久磁石を周方向に、かつ隣接する前記永久磁石の対向する磁極が同極となるように配置すると共に周方向に一直線状に配置される複数のセンタ側突出部を有する軟磁性体からなるセンタヨークと、
    　円筒状または円柱状であって、中心軸を中心として周方向に配置される複数の巻線部と、前記永久磁石に対向する位置に配置される複数の溝部と、前記センタ側突出部に対向して軸方向に半ピッチずれて配置されると共に前記溝部を周方向に挟むアウタ側突出部と、を有する軟磁性体からなるアウタヨークと、
    　を有する、
    　ことを特徴とするリニア発電装置。
  2. 　円柱状または円筒状であって、前記円柱状または円筒状の外周には軸方向に長く周方向にＮＳ着磁がなされた棒状の複数の永久磁石を周方向に、かつ隣接する前記永久磁石の対向する磁極が同極となるように配置すると共に周方向に配置される複数のセンタ側突出部を有し、前記永久磁石を挟む前記センタ側突出部の設置位置が隣接するものの間で軸方向に半ピッチずれて配置されるセンタヨークと、
    　円筒状または円柱状であって、中心軸を中心として周方向に配置される複数の巻線部と、前記永久磁石に対向する位置に配置される複数の溝部と、前記センタ側突出部に対向して周方向に一直線状に配置されると共に前記溝部を周方向に挟むアウタ側突出部と、を有するアウタヨークと、
    　を有する、　
    　ことを特徴とするリニア発電装置。
  3. 　請求項１または２記載のリニア発電装置であって、
    　前記溝部には軸方向に沿って配置されると共に対向する前記センタ側ヨークの永久磁石とは反対の極性となるようにＮＳ着磁がなされた永久磁石が配置される、
    　ことを特徴とするリニア発電装置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9853529B2 (en) * 2014-04-29 2017-12-26 Ishwar Ram Singh Linear induction generator using magnetic repulsion
JP6309916B2 (ja) * 2015-05-14 2018-04-11 隆逸 小林 リニア発電装置
US20210367497A1 (en) * 2017-12-30 2021-11-25 Federico Marquez Lopez Power generation using motion transformation
US20240088771A1 (en) * 2021-02-15 2024-03-14 Federico Marquez Lopez Improvement to power generation by motion transformation

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10341564A (ja) * 1997-06-09 1998-12-22 Ebara Corp 振動エネルギー変換器
JPH11262234A (ja) 1998-03-12 1999-09-24 Daido Steel Co Ltd 振動発電機
JP2000341921A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Sanshiro Ogino ベーシックファクターを用いた発電機能を有する電動機
JP2001327145A (ja) * 2000-05-17 2001-11-22 Genesis:Kk ベーシックファクターを用いた回転機
JP2002175913A (ja) * 2000-12-07 2002-06-21 Genesis:Kk 磁気吸引部材及びそれを用いた磁気吸引装置
JP2006101695A (ja) 2005-11-14 2006-04-13 Hitachi Ltd 永久磁石回転電機および自動車
JP2006523800A (ja) * 2003-04-14 2006-10-19 スウェディッシュ シーベイスト エナジー アクチボラグ 電磁的減衰手段を備えた波力発電アセンブリ
JP2009189185A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Ryuichi Kobayashi リニア発電装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4920292A (en) * 1986-08-29 1990-04-24 Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg Motor having rotor capable of both stepped rotary and axial shift motions
JP3220559B2 (ja) * 1993-04-27 2001-10-22 オリエンタルモーター株式会社 リニアパルスモータ
JPH0787722A (ja) * 1993-09-13 1995-03-31 Oriental Motor Co Ltd リニアモータ
JP5082241B2 (ja) * 2005-12-28 2012-11-28 シンフォニアテクノロジー株式会社 リニアモータ及びこれに含まれる固定子の製造方法
US7898135B2 (en) * 2007-03-07 2011-03-01 Qm Power, Inc. Hybrid permanent magnet motor
JP5386925B2 (ja) * 2008-10-17 2014-01-15 株式会社安川電機 円筒形リニアモータ
CN102315746B (zh) * 2011-04-20 2014-07-02 华南理工大学 混合励磁短磁路变磁阻电机

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10341564A (ja) * 1997-06-09 1998-12-22 Ebara Corp 振動エネルギー変換器
JPH11262234A (ja) 1998-03-12 1999-09-24 Daido Steel Co Ltd 振動発電機
JP2000341921A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Sanshiro Ogino ベーシックファクターを用いた発電機能を有する電動機
JP2001327145A (ja) * 2000-05-17 2001-11-22 Genesis:Kk ベーシックファクターを用いた回転機
JP2002175913A (ja) * 2000-12-07 2002-06-21 Genesis:Kk 磁気吸引部材及びそれを用いた磁気吸引装置
JP2006523800A (ja) * 2003-04-14 2006-10-19 スウェディッシュ シーベイスト エナジー アクチボラグ 電磁的減衰手段を備えた波力発電アセンブリ
JP2006101695A (ja) 2005-11-14 2006-04-13 Hitachi Ltd 永久磁石回転電機および自動車
JP2009189185A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Ryuichi Kobayashi リニア発電装置

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