特許 6092414 移動誘導及び発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6092414

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】移動誘導及び発電装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 35/02 20060101AFI20170227BHJP

【ＦＩ】

   H02K35/02

【請求項の数】8

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-542132(P2015-542132)

(86)(22)【出願日】2013年10月14日

(65)【公表番号】特表2016-503641(P2016-503641A)

(43)【公表日】2016年2月4日

(86)【国際出願番号】CN2013001232

(87)【国際公開番号】WO2015054803

(87)【国際公開日】20150423

【審査請求日】2014年12月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】514294289

【氏名又は名称】サンライジング エコ−フレンドリー テクノロジー カンパニー、リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100071054

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 高久

(72)【発明者】

【氏名】リャオ、クアンヤン

(72)【発明者】

【氏名】ツァイ、ジェンカイ

【審査官】 小林 紀和

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１４５６６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２１２８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０１５９１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００１／０３３７００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 発明協会公開技報公技番号２００４−５０３８６２

【文献】 特開２０００−３０８３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２９８２１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１８９０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３９８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１５４７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ３５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸及び、該回転軸に対して回転するように、該回転軸の径方向に沿って取り付けられると共に、外部の磁場変化により駆動されて受動運動軌跡に沿って運動する１つ以上の磁極仕組みを備える磁気誘導受動運動ユニットと、
１つ以上の隣接且つ異磁極の磁極仕組みを有すると共に、該磁極仕組みと接触または連接するように運動保持部品が取り付けられ、磁気誘導受動運動ユニットに対して移動軌跡に沿って移動し、該磁気誘導受動運動ユニットを吸引したり誘導したりして受動運動軌跡に沿って運動させるように、所定の１つの磁極で磁気誘導受動運動ユニットの回転軸に向かうように取り付けられ、また、回転軸の径方向に対して往復移動し、または、回転軸の軸方向に対して偏心運動する運動磁性ユニットと、
前記磁気誘導受動運動ユニットまたは運動磁性ユニットの近傍に巻き取られ、該磁気誘導受動運動ユニットまたは運動磁性ユニットの運動から起した磁場の変化によって誘導電流を発生する着磁コイルと、を有することを特徴とする移動誘導及び発電装置。

【請求項2】

前記運動磁性ユニットの隣接且つ異磁極の磁極仕組みが移動軌跡に沿って運動する時に、該運動磁性ユニットにおける磁気誘導受動運動ユニットと対応する極性を繰り返し変化となって該磁気誘導受動運動ユニットを受動運動軌跡に沿って運動させることを特徴とする請求項１に記載の移動誘導及び発電装置。

【請求項3】

前記磁気誘導受動運動ユニットは、円盤状を呈し、１つの磁極仕組みを有し、該磁極仕組みは、半円形のＳ極及び半円形のＮ極を備え、
前記回転軸は、磁気誘導受動運動ユニットの軸心方向に沿って配置され、
前記受動運動軌跡は、回転軸の周縁の接線方向にすることを特徴とする請求項２に記載の移動誘導及び発電装置。

【請求項4】

前記運動磁性ユニットは、１つの隣接且つ異磁極の磁極仕組みを備え、該磁極仕組みは、ブロック状の磁石であり、Ｎ極及びＳ極を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動誘導及び発電装置。

【請求項5】

前記着磁コイルが磁気誘導受動運動ユニットの外周近傍に巻き取られることを特徴とする請求項４に記載の移動誘導及び発電装置。

【請求項6】

前記着磁コイルが磁気誘導受動運動ユニットの外周近傍に巻き取られることを特徴とする請求項３に記載の移動誘導及び発電装置。

【請求項7】

前記着磁コイルが電力消費ユニットと電気接続し、該電力消費ユニットは、発光ユニットや、無線信号送信モジュール、検知器、蓄電システムなどのものであることを特徴とする請求項４に記載の移動誘導及び発電装置。

【請求項8】

前記着磁コイルが電力消費ユニットと電気接続し、該電力消費ユニットは、発光ユニットや、無線信号送信モジュール、検知器、蓄電システムなどのものであることを特徴とする請求項６に記載の移動誘導及び発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に微振動や微移動によって電力を起す発電装置に関するにものである。

【背景技術】

【0002】

世界のエネルギー消費量はますます増え続けているので、世界の国々は様々なエコ・エネルギーを開発し続き、例えば、ソーラーエネルギー、風力発電、水力発電などのエネルギーである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、既存の振動または移動誘導発電の技術には、構造上の制限または製造コストなどの問題を存在していることから、その機能または効率を有効に発揮することができないと共に、技術の発展にも大変な制限があった。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明に係る移動誘導及び発電装置は、上述した課題を解決するために、磁性の相対運動原理を利用して、微振動または微移動によって電力を発生し、実用性に優れた発電装置を提供する。

【0005】

本発明に係る移動誘導及び発電装置は、
回転軸及び、該回転軸に対して回転するように、該回転軸の径方向に沿って取り付けられると共に、外部の磁場変化により駆動されて受動運動軌跡に沿って運動する１つ以上の磁極仕組みを備える磁気誘導受動運動ユニットと、
１つ以上の隣接且つ異磁極の磁極仕組みを有すると共に、該磁極仕組みと接触または連接するように運動保持部品が取り付けられ、磁気誘導受動運動ユニットに対して移動軌跡に沿って移動し、該磁気誘導受動運動ユニットを吸引したり誘導したりして受動運動軌跡に沿って運動させるように、所定の１つの磁極で磁気誘導受動運動ユニットの回転軸に向かうように取り付けられ、また、回転軸の径方向に対して往復移動し、または、回転軸の軸方向に対して偏心運動する運動磁性ユニットと、
前記磁気誘導受動運動ユニットまたは運動磁性ユニットの近傍に巻き取られ、該磁気誘導受動運動ユニットまたは運動磁性ユニットの運動から起した磁場の変化によって誘導電流を発生する着磁コイルと、を有するものである。

【0007】

かかる移動誘導及び発電装置において、前記磁気誘導受動運動ユニットは、円盤状を呈し、１つの磁極仕組みを有し、該磁極仕組みは、半円形のＳ極及び半円形のＮ極を備え、
前記回転軸は、磁気誘導受動運動ユニットの軸心方向に沿って配置され、
前記受動運動軌跡は、回転軸の周縁の接線方向にすることが好ましい。

【0008】

かかる移動誘導及び発電装置において、前記運動磁性ユニットは、１つの隣接且つ異磁極の磁極仕組みを備え、該磁極仕組みは、ブロック状の磁石であることが好ましい。

【0010】

かかる移動誘導及び発電装置において、前記着磁コイルが磁気誘導受動運動ユニットの外周近傍に巻き取られることが好ましい。

【0011】

かかる移動誘導及び発電装置において、
前記着磁コイルが電力消費ユニットと電気接続し、該電力消費ユニットは、発光ユニットや、無線信号送信モジュール、検知器、蓄電システムなどのものであることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

上述したように、本発明は以下のメリットを有する。
１. 本発明は、磁気誘導受動運動ユニット１０及び運動磁性ユニット２０を有することから、微振動によって磁気誘導受動運動ユニット１０を運動させて電力を発生することができる。
２. 運動磁性ユニット２０が磁気誘導受動運動ユニット１０と磁気誘導によって相対運動を起すことから、着磁コイル３０を強大または集中の磁場を発生して発電効果を上昇させる。
３. 本発明の電力源は、主に磁気誘導受動運動ユニット１０の移動または振動によって、運動磁性ユニット２０を駆動して着磁コイル３０を発電させ、上述した構造によって、微振動を利用して電力を発生する。
４. 本発明を用いて非接触充電してもよい。例えば、その磁気誘導受動運動ユニット１０を電力消費装置と電気接続してもよく、電力消費装置と電気接続してもよく、運動磁性ユニット２０が磁気誘導受動運動ユニット１０に対して相対運動すると、磁気誘導受動運動ユニット１０の外部周囲に巻き取られた着磁コイル３０を発電させて電力消費装置へ出力することが出来る。それによれば、非接触充電に優れて、効率的な充電効果を提供できる。また、その運動磁性ユニット２０を運動することが電力を消費しないことから（例えば、ぜんまいばねを動力源とする）、非接触充電をしても電力源を消費しなく、環境にやさしいエネルギーである。

【0013】

したがって、本発明に係る移動誘導及び発電装置は、磁気誘導受動運動ユニットと、運動磁性ユニットと、着磁コイルとを有し、該運動磁性ユニットは、１つ以上の隣接且つ異磁極の磁極仕組みを有し、磁気誘導受動運動ユニットに対して移動軌跡に沿って移動または回転し、該磁気誘導受動運動ユニットを吸引したり誘導したりして受動運動軌跡に沿って運動させ、該着磁コイルは、該磁気誘導受動運動ユニットまたは運動磁性ユニットの近傍に配置され、該磁気誘導受動運動ユニットまたは運動磁性ユニットの運動から起した磁場の変化によって誘導電流を発生するものである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る移動誘導及び発電装置の第一実施例の説明図である。

【図2】本発明に係る移動誘導及び発電装置の第二実施例の説明図である。

【図3】本発明に係る移動誘導及び発電装置の第三実施例の説明図である。

【図4】本発明に係る移動誘導及び発電装置の第四実施例の説明図である。

【図5】本発明に係る移動誘導及び発電装置の第四実施例において、使用状態を示す説明図である。

【図6】本発明に係る移動誘導及び発電装置の第五実施例の説明図である。

【図7】本発明に係る移動誘導及び発電装置の第四実施例において、他の使用状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、下記実施例は、本発明の好適な実施の形態を示したものにすぎず、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。

【0016】

図１は本発明における第一実施例の説明図であり、図２は本発明における第二実施例の説明図であり、図３は本発明における第三実施例の説明図であり、図４は本発明における第四実施例の説明図である。本発明に係る移動誘導及び発電装置は、磁気誘導受動運動ユニット１０と、運動磁性ユニット２０と、着磁コイル３０とを有する。その内、該磁気誘導受動運動ユニット１０は、外部の磁場変化により駆動され、受動運動軌跡Ｂに沿って運動する。

【0017】

本実施例における磁気誘導受動運動ユニット１０は、１つ以上の磁極仕組み１２を備え、該磁極仕組み１２は、磁気誘導受動運動ユニット１０の径方向に沿って取り付けられ、回転軸１４に対して回転することができる。該磁極仕組み１２は、Ｓ極からＮ極へ流れる着磁方向を有することが好ましくて、回転軸１４の径方向に沿って取り付けてもよく、回転軸１４の径方向との間に３０度より小さい夾角をして取り付けられてもよい。本実施例における磁気誘導受動運動ユニット１０は、円盤状を呈し、その磁極仕組み１２は、半円形のＳ極及び半円形のＮ極を有する。その回転軸１４は、磁気誘導受動運動ユニット１０の軸心方向に沿って配置される。その受動運動軌跡Ｂは、回転軸１４の周縁の接線方向にする。

【0018】

前記運動磁性ユニット２０は、磁場が磁気誘導受動運動ユニット１０に対して移動軌跡Ａに沿って運動するものである。すなわち、該運動磁性ユニット２０における１つ以上の隣接且つ異磁極の磁極仕組み２４と磁気誘導受動運動ユニット１０との位置関係は、移動軌跡Ａに沿って移動または回転する。その隣接且つ異磁極の磁極仕組み２４とは、同じの磁石のＮ極及びＳ極であってもよく、接近または接着している異なる磁石のＮ極及びＳ極であってもよい。該運動磁性ユニット２０が移動軌跡Ａに沿って運動する運動方向とは、磁気誘導受動運動ユニット１０の軸方向と対応するようにしてもよく（図１の如く）、磁気誘導受動運動ユニット１０を回転する時の接線方向と対応するようにしてもよい（図２の如く）。その移動軌跡Ａは、図１及び図２のように直線にしてもよく、図３及び図４に示すように弧線にしてもよい。
そのため、運動磁性ユニット２０の隣接且つ異磁極の磁極仕組みが移動軌跡Ａに沿って運動する時に、運動磁性ユニット２０における磁気誘導受動運動ユニット１０と対応する極性を繰り返し変化させる。その運動磁性ユニット２０の磁気誘導受動運動ユニット１０と対応する極性を繰り返し変化させると、その磁場の変化によって、磁気誘導受動運動ユニット１０を吸引したり誘導したりして受動運動軌跡Ｂに沿って運動させる。

【0019】

図１乃至図３に示すように、その運動磁性ユニット２０を運動状態に延長または保持するために、運動保持部品２２が隣接且つ異磁極の磁極仕組み２４と接触するように取り付けられる。本実施例の隣接且つ異磁極の磁極仕組み２４は、ブロック状の磁石であり、Ｎ極及びＳ極を備える。該運動保持部品２２は、ブロック状の磁石と接触または連接するように取り付けられ、バネや、弾性片体、他の振動維持構造または回転維持構造である。それによれば、ブロック状の磁石は、外部環境からの影響によって運動する時に（振動または回転などの運動）、それらのバネまたは弾性片体によって、そのブロック状の磁石を振動状態に維持して振動時間を延長できる。

【0020】

図５は本発明の第四実施例の説明図であり、図７は本発明の第四実施例の他の説明図である。図４、図５及び図７に示すように、前記運動磁性ユニット２０は、環状に配列された複数の磁石を含み、その隣り合う磁石の磁極がそれぞれ異磁極と接近するように配列される。つまり、該運動磁性ユニット２０は、複数対の隣り合い且つ異磁極と接近するように配列された磁石仕組みを有する。
その隣り合う磁石の極性がそれぞれ異磁極と接近するように配列されたというのは、それらの磁石は、ある軸の径方向に沿って環状に配列されてもよく（図４または図５の如く）、ある軸の軸方向に沿って環状に配列されてもよい。また、それらの磁極がそれぞれ径方向または軸方向との間に所定の角度を有しても構わず、その角度を０度〜３０度にすることが好ましい。
一方、その運動磁性ユニット２０を移動軌跡Ａに沿って回転させると、該運動磁性ユニット２０の磁極が繰り返し変化することから、磁気誘導受動運動ユニット１０の磁極仕組み１２がその磁極の変化によって受動運動軌跡Ｂに沿って運動する。

【0021】

上述した回転維持構造は、ぜんまいばねにしてもよく、ラチェットにしてもよい。その回転維持構造は、ぜんまいばねであれば、そのぜんまいを巻き取って解放すると、ぜんまいばねのエネルギーによって運動磁性ユニット２０をある時間内で回転させる。その回転維持構造は、ラチェットであれば、そのラチェットを押圧したり揺動したりすると、ラチェットをある時間内で一方の方向へ回転させる。

【0022】

実際に使用する時に、前記環状に配列された磁石を金属９０と接近するように取り付け、該金属９０が運動磁性ユニット２０に対して相対運動をすると、該金属９０が磁気誘導により渦電流Ｘを起して、該運動磁性ユニット２０の各磁石を連れて移動軌跡Ａに沿って回転させる。その磁気誘導受動運動ユニット１０は、磁極が繰り返し変化している運動磁性ユニット２０によって、磁気誘導で回転したり揺動したりすることができる。

【0023】

図６は本発明の第五実施例の説明図である。その磁気誘導受動運動ユニット１０は、ばねまたは弾性片体付きの磁石である。その運動磁性ユニット２０が移動軌跡Ａに沿って運動する時に、磁気誘導受動運動ユニット１０が磁気誘導によって交替に引き合ったり、反発したりして振動となる。
さらに、前記着磁コイル３０は、磁気誘導受動運動ユニット１０及び/または運動磁性ユニット２０の近傍に配置され、磁気誘導受動運動ユニット１０及び/または運動磁性ユニット２０の運動から起した磁場の変化によって誘導電流を発生できる。該着磁コイル３０が電力消費ユニット４０と電気接続し、該電力消費ユニット４０が着磁コイル３０からの電流によって駆動することができる。

【0024】

図１乃至図４及び図６に示すように、その着磁コイル３０の巻き取り方向の例として説明するが、誘導電流を発生しやすいコイルの巻き取り方向は、磁場変化の方向と対応するように巻き取られることが好ましい。なお、その着磁コイル３０の巻き取り方向は、周知の技術であることから、ここでの説明を省略する。

【0025】

一方、上述した電力消費ユニット４０は、発光ユニット（例えば、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ）や、無線信号送信モジュール（例えば、ＲＦトランスミッタ、ＷＩＦＩルーター）、検知器（例えば、温度計、圧力計、湿度計、心拍数計など）、蓄電システム（例えば、二次電池、スーパーコンデンサ）などのものである。

【0026】

本発明において、実際に使用する時に、その着磁コイル３０が磁気誘導受動運動ユニット１０の外周近傍に巻き取られ、且つ、外部環境の移動または振動によって、その運動磁性ユニット２０を移動軌跡Ａに沿って運動させると、該着磁コイル３０が磁気誘導受動運動ユニット１０の運動から起した磁場変化によって電流を発生し、その電力を電力消費ユニット４０に提供する。
その磁気誘導受動運動ユニット１０及び運動磁性ユニット２０はそれぞれ一部で同一のケースに取り付けられてもよい。該運動磁性ユニット２０に運動保持部品２２を取り付けることによって、ケースに外力を受けて該運動磁性ユニット２０を運動または振動させる時に、その運動または振動状態を延長することができ、磁気誘導受動運動ユニット１０を運動させて着磁コイル３０を発電させることができる。
具体的な実施例において、その磁気誘導受動運動ユニット１０及び運動磁性ユニット２０は、ジョギング者または自転車に掛止すると、該運動磁性ユニット２０をジョギング者または自転車の運動によって振動を起して、上述したように着磁コイル３０を発電させることができる。

【0027】

さらに、その運動磁性ユニット２０は、所定の１つの磁極で磁気誘導受動運動ユニット１０の回転軸１４に向かうように取り付けられてもよい。また、該運動磁性ユニット２０は、回転軸１４の径方向に対して往復移動してもよく、或いは、回転軸１４の軸方向に対して偏心運動してもよい。
その磁気誘導受動運動ユニット１０は、２つの異磁極を含むことから、運動磁性ユニット２０を運動する時に、該磁気誘導受動運動ユニット１０が磁気誘導によって運動磁性ユニット２０と吸い付かれた磁極をつれて運動させ、それによれば、磁気誘導受動運動ユニット１０が回転したり揺動したりして電力を発生する。

【符号の説明】

【0028】

１０ 磁気誘導受動運動ユニット
１２ 磁極仕組み
１４ 回転軸
２０ 運動磁性ユニット
２２ 運動保持部品
２４ 磁極仕組み
３０ 着磁コイル
４０ 電力消費ユニット
９０ 金属
Ａ 移動軌跡
Ｂ 受動運動軌跡

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】