特許 7590114 電力を送出するためのシステム及び方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】電力を送出するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 47/04 20060101AFI20241119BHJP

   H02J 7/14 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

H02K47/04

H02J7/14 C

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2019558332

(86)(22)【出願日】2017-11-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-02-20

(86)【国際出願番号】 US2017063894

(87)【国際公開番号】W WO2018132190

(87)【国際公開日】2018-07-19

【審査請求日】2020-11-27

【審判番号】

【審判請求日】2023-07-10

(31)【優先権主張番号】15/402,598

(32)【優先日】2017-01-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519251405

【氏名又は名称】キム ヨン ビー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141553

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 信彦

(74)【代理人】

【識別番号】100210239

【弁理士】

【氏名又は名称】富永 真太郎

(72)【発明者】

【氏名】キム ヨン ビー

【合議体】

【審判長】河本 充雄

【審判官】中野 浩昌

【審判官】三浦 みちる

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１５－５２３０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１００２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２１６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－６０９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－６８４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２９４３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭３１－５７２６（ＪＰ，Ｙ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１４２０１２６８（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H02K47/04

H02J7/14

H02P11/04

H02K7/20

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力を伝送するためのシステムであって、
第１の合成磁界を生成する電源電流を流す電力供給導線と、
前記電力供給導線に接続された電力入力端子及び可動の出力部品を有し、前記電源電流を前記可動の出力部品の運動に変換するよう構成された電気モータと、
前記可動の出力部品に、前記可動の出力部品が可動の入力部品の運動を生じさせるように接続された前記入力部品と、電力出力端子とを有し、前記可動の入力部品の運動を前記電力出力端子への、前記第１の合成磁界から切り離された第２の合成磁界を生成する電力出力電流へ変換するよう構成された発電機と、
前記第２の合成磁界の磁力線が結合されるように配置され、前記磁力線を螺旋形状へ案内するよう形成された複数の磁力線ガイドと、
を含み、
前記複数の磁力線ガイドは、第１の複数の磁力線ガイドを有する第１の組と、第２の複数の磁力線ガイドを有する第２の組とを有し、
前記第１の組と前記第２の組は、共通軸を挟んで対向し、前記第１の複数の磁力線ガイド及び前記第２の複数の磁力線ガイドは、前記共通軸が延びる方向に隙間を空けてそれぞれ一列に配置され、
前記第１の組の前記第１の複数の磁力線ガイドの各々の一端は、前記第１の組の隣り合う前記磁力線ガイドの一端と互いに接続され、前記第２の組の前記第２の複数の磁力線ガイドの各々の一端は、前記第２の組の隣り合う前記磁力線ガイドの一端と互いに接続される、システム。

【請求項2】

前記電力供給導線は、単相交流電力供給導線であり、さらに、
単相交流接地導線と、
前記単相交流電力供給導線及び前記単相交流接地導線に接続された速度コントローラと、
前記速度コントローラをモータに接続する少なくとも一つのモータ電力供給導線と、
を含み、
前記速度コントローラは前記可動の出力部品の速度をコントロールするよう動作可能である、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

さらに、前記速度コントローラを電気モータに接続する三つの三相モータ電力供給導線を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記可動の出力部品は、回転出力軸である、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記可動の入力部品は、回転入力軸である、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記発電機には、
コイルと、
第１及び第２の磁石のあいだに電流発生磁界を生成するために、所定の位置に取り付けられ、前記第１の磁石に前記磁力線ガイドの少なくとも第１の組が取り付けられた前記第１及び第２の磁石と、
が含まれる、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記第２の磁石に前記磁力線ガイドの少なくとも第２の組が取り付けられた、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記可動の入力部品は、前記コイル及び磁石を互いに対して動かして前記コイルに電流を生成する、請求項５に記載のシステム。

【請求項9】

前記可動の入力部品は、前記コイル及び磁石を互いに対して回転させて前記コイルに電流を生成する、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

さらに、送出回路と、
前記コイルの第１の端部を送出回路へ接続する少なくとも一つの整流子と、
を含む、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

さらに、前記コイルの第２の端部を前記送出回路へ接続する少なくもと第２の整流子を含み、前記コイルは、前記磁石によって生成される電流発生磁界を通って移動して前記コイルに電流を生成する第１及び第２の端部のあいだの部分を有する、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記第１及び第２の磁石は、第１及び第２の永久磁石である、請求項６に記載のシステム。

【請求項13】

前記第１及び第２の磁石は、第１及び第２の電磁石であり、さらに、前記第１及び第２の電磁石へ接続された電磁石電力送出回路を含む、請求項６に記載のシステム。

【請求項14】

さらに、前記電力出力端子に接続された送出回路を含み、前記送出回路は、第１のバッテリを充電するために互いに相対的に配置された正の充電端子及び負の充電端子を含む少なくとも充電端子の第１の組を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

さらに、前記充電端子の第１の組の前記正及び負の充電端子のあいだに接続される正及び負のバッテリ端子を有する少なくもと第１のバッテリを含む、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

さらに、第２のバッテリを充電するために互いに相対的に配置された正の充電端子及び負の充電端子を含む少なくとも充電端子の第２の組を含む、請求項１４に記載のシステム。

【請求項17】

前記第２の合成磁界は、前記バッテリの回りに螺旋形状を有し、前記バッテリの回りの前記螺旋形状のピッチは、前記磁力線ガイドのピッチと同じである、請求項１４に記載のシステム。

【請求項18】

前記第１の合成磁界は、前記第１の磁力線ガイドのピッチよりも大きいピッチを有する螺旋形状を有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項19】

電力を伝送する方法であって、
第１の合成磁界を生成する電力供給電流を流すステップと、
前記電力供給電流を可動の出力部品の運動に変換するステップと、
前記運動を、前記第１の合成磁界から切り離された第２の合成磁界を生成する第２の電流へと変換するステップと、
前記第２の合成磁界の磁力線を、前記磁界を螺旋形状へと案内するよう形成された複数の磁界ガイドへ結合するステップと、
を含み、
前記複数の磁力線ガイドは、第１の複数の磁力線ガイドを有する第１の組と、第２の複数の磁力線ガイドを有する第２の組とを有し、
前記第１の組と前記第２の組は、共通軸を挟んで対向し、前記第１の複数の磁力線ガイド及び前記第２の複数の磁力線ガイドは、前記共通軸が延びる方向に隙間を空けてそれぞれ一列に配置され、
前記第１の組の前記第１の複数の磁力線ガイドの各々の一端は、前記第１の組の隣り合う前記磁力線ガイドの一端と互いに接続され、前記第２の組の前記第２の複数の磁力線ガイドの各々の一端は、前記第２の組の隣り合う前記磁力線ガイドの一端と互いに接続される、方法。

【請求項20】

電力を伝送するためのシステムであって、
第１の合成磁力線を生成する電力供給電流を流す手段と、
前記電力供給電流を、可動の出力部品の運動に変換する手段と、
前記運動を、前記第１の合成磁界から切り離された第２の合成磁界を生成する第２の電流へと変換する手段と、
前記第２の合成磁界の磁力線を、前記磁界を螺旋形状へと案内するよう形成された複数の磁界ガイドへ結合する手段と、
を含み、
前記複数の磁力線ガイドは、第１の複数の磁力線ガイドを有する第１の組と、第２の複数の磁力線ガイドを有する第２の組とを有し、
前記第１の組と前記第２の組は、共通軸を挟んで対向し、前記第１の複数の磁力線ガイド及び前記第２の複数の磁力線ガイドは、前記共通軸が延びる方向に隙間を空けてそれぞれ一列に配置され、
前記第１の組の前記第１の複数の磁力線ガイドの各々の一端は、前記第１の組の隣り合う前記磁力線ガイドの一端と互いに接続され、前記第２の組の前記第２の複数の磁力線ガイドの各々の一端は、前記第２の組の隣り合う前記磁力線ガイドの一端と互いに接続される、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本発明は、電力を伝送するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002] 今日の多数の装置は、再充電可能なバッテリ、例えば、リチウムベースの再充電可能なバッテリを使用している。携帯電話、自動車、ドローン等は、通常作動時には電力供給網からは切り離されており、バッテリに充電された電力が失われる。その場合、バッテリを電力供給網に接続し、再充電しなければならない。

【0003】

[0003] 完全に消耗したバッテリを再充電するには、通常少なくとも３０分、場合によってはそれ以上かかる。バッテリは、再充電時にかなりの熱を発生し、過剰な熱はバッテリに損傷を与え、それによりバッテリが破損し又はバッテリの平均寿命を短縮させうる。バッテリ充電器は、損傷が生じる温度よりも低く保つために、充電時にバッテリに供給される時間当たりの電力を制限するよう設計されている。

【0004】

[0004] バッテリ充電器は通常、壁付きコンセントに接続されるソケットを有する、単相交流電力導線を含んでいる。壁付きコンセントは、電力供給網に接続されている。バッテリ充電器は、電力供給網から受け取った交流を直流に変換する整流器を含んでいる。この直流は配送回路を介してバッテリの正及び負の端子に供給される。バッテリに供給される電力量を制御するための電力コントローラが含まれることもあり、これは複数のバッテリを直列又は並列に接続することによってバッテリに供給される電力をコントロールすることも可能であるかもしれない。

【0005】

[0005] バッテリ充電器を設計するときには、種々のファクタが考慮されるのが普通である。例えば、電力供給網によって供給される電圧及び電力、変圧器を含むかどうか、および、特に充電中のバッテリの温度を最小化することを目的としてバッテリの数及び寸法が考慮される。しかしながら、そもそもなぜバッテリが高温になるかについては満足のゆく説明はなされていない。例えば、閉ループにおける電圧の合計が常にゼロになるとするオームの法則は、充電時になぜバッテリが高温になるかについての満足できるようには説明しない。

【0006】

[0006] 熱の生成によって高温となり、これはどれだけ早くバッテリを充電できるかを制限する。高温はまた、バッテリが充電できる電圧を制限し、これはバッテリの充電電力が切れるまでの時間の減少とともに、バッテリの容量が減少することを意味する。充電時の高い温度は、「ＢＵ－６０６ａ：熱及び装荷がどうバッテリの寿命に影響するか（How Heat and Loading affects Battery Life）」に記載されているように、バッテリの寿命、すなわちバッテリを再充電できる回数が減少することを意味する。高い温度はまた、Robert Triggsによる「なぜ電話はときどき爆発するか、そして自分を守るために何ができるか（Why phones explode sometimes, and what you can do to protect yourself）」に記載されているように、爆発の危険につながる。再充電可能ではないされるバッテリを、再充電することはできない。例えば、リチウムベースのバッテリは再充電可能であるが、アルカリベースのバッテリは再充電可能ではない。Kathy Kattenburgによる「バッテリが適切にリサイクルされないとバッテリは環境に対し何をするか（What Do Batteries Do to the Environment If Not Properly Recycled?）」に記載されているように、アルカリベースのバッテリが廃棄されると、結局は環境には負の影響が及ぶ。

【0007】

[0007] バッテリ充電器の分野外で、他の電力送出システムがしばしばすぐには説明できない過剰熱の同様の結末を被っている。例えば、ある種の電気火災について、現時点で普通に利用可能な工学的原理を用いてシステムの不良をその後に調べたときに、なぜそれが起こったかを説明することはいつも可能であるとはいえない。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

[0008] 本発明は、電力を伝送するためのシステムを提供し、これは、第１の合成磁界を生成する電源電流を流す電力供給導線と、前記電力供給導線に接続された電力入力端子及び可動の出力部品を有し、前記電源電流を前記可動の出力部品の運動に変換するよう構成された電気モータと、前記可動の出力部品に、前記可動の出力部品が可動の入力部品の運動を生じさせるように接続された前記入力部品と、電力出力端子とを有し、前記可動の入力部品の運動を前記電力出力端子への、前記第１の合成磁界から切り離された第２の合成磁界を生成する電力出力電流へ変換するよう構成された発電機と、前記第２の合成磁界の磁力線が結合されるように配置され、前記磁力線を螺旋形状へ案内するよう形成された複数の磁力線ガイドと、を含む。

【0009】

[0009] 前記システムにおいて、さらに、前記電力供給導線は、単相交流電力供給導線であり、さらに、単相交流接地導線と、前記単相交流電力供給導線及び前記単相交流接地導線に接続された速度コントローラと、前記速度コントローラをモータに接続する少なくとも一つのモータ電力供給導線と、を含み、前記速度コントローラは前記可動の出力部品の速度をコントロールするよう動作可能である。

【0010】

[0010] 前記システムにおいて、さらに、前記速度コントローラを電気モータに接続する三つの三相モータ電力供給導線を含む。

【0011】

[0011] 前記システムにおいて、さらに、前記可動の出力部品は、回転出力軸である。

【0012】

[0012] 前記システムにおいて、さらに、前記可動の入力部品は、回転入力軸である。

【0013】

[0013] 前記システムにおいて、前記発電機には、コイルと、第１及び第２の磁石のあいだに電流発生磁界を生成するために、所定の位置に取り付けられ、前記第１の磁石に前記磁力線ガイドの少なくとも第１の組が取り付けられた前記第１及び第２の磁石と、が含まれる。

【0014】

[0014] 前記システムにおいて、前記第２の磁石に前記磁力線ガイドの少なくとも第２の組が取り付けられている。

【0015】

[0015] 前記システムにおいて、前記可動の入力部品は、前記コイル及び磁石を互いに対して動かして前記コイルに電流を生成する。

【0016】

[0016] 前記システムにおいて、前記可動の入力部品は、前記コイル及び磁石を互いに対して回転させて前記コイルに電流を生成する。

【0017】

[0017] 前記システムは、さらに、送出回路と、前記コイルの第１の端部を送出回路へ接続する少なくとも一つの整流子と、を含む。

【0018】

[0018] 前記システムは、さらに、前記コイルの第２の端部を前記送出回路へ接続する少なくもと第２の整流子を含み、前記コイルは、前記磁石によって生成される電流発生磁界を通って移動して前記コイルに電流を生成する第１及び第２の端部のあいだの部分を有する。

【0019】

[0019] 前記システムにおいて、前記第１及び第２の磁石は、第１及び第２の永久磁石である。

【0020】

[0020] 前記システムにおいて、前記第１及び第２の磁石は、第１及び第２の電磁石であり、さらに、前記第１及び第２の電磁石へ接続された電磁石電力送出回路を含む、請求項６に記載のシステム。

【0021】

[0021] 前記システムは、さらに、前記電力出力端子に接続された送出回路を含み、前記送出回路は、第１のバッテリを充電するために互いに相対的に配置された正の充電端子及び負の充電端子を含む少なくとも充電端子の第１の組を含む。

【0022】

[0022] 前記システムは、さらに、さらに、前記充電端子の第１の組の前記正及び負の充電端子のあいだに接続される正及び負のバッテリ端子を有する少なくもと第１のバッテリを含む。

【0023】

[0023] 前記システムは、さらに、さらに、第２のバッテリを充電するために互いに相対的に配置された正の充電端子及び負の充電端子を含む少なくとも充電端子の第２の組を含む。

【0024】

[0024] 前記システムにおいて、前記第２の合成磁界は、前記バッテリの回りに螺旋形状を有し、前記バッテリの回りの前記螺旋形状のピッチは、前記磁力線ガイドのピッチと同じである。

【0025】

[0025] 前記システムにおいて、さらに、前記第１の合成磁界は、前記第１の磁力線ガイドのピッチよりも大きいピッチを有する螺旋形状を有する。

【0026】

[0026] 本発明は、さらに、電力を伝送する方法を提供し、これは、第１の合成磁界を生成する電力供給電流を流すステップと、前記電力供給電流を可動の出力部品の運動に変換するステップと、前記運動を、前記第１の合成磁界から切り離された第２の合成磁界を生成する第２の電流へと変換するステップと、前記第２の合成磁界の磁力線を、前記磁界を螺旋形状へと案内するよう形成された複数の磁界ガイドへ結合するステップと、を含む。

【0027】

[0027] 本発明は、さらち、電力を伝送するためのシステムを提供し、これは、第１の合成磁力線を生成する電力供給電流を流す手段と、前記電力供給電流を、可動の出力部品の運動に変換する手段と、前記運動を、前記第１の合成磁界から切り離された第２の合成磁界を生成する第２の電流へと変換する手段と、前記第２の合成磁界の磁力線を、前記磁界を螺旋形状へと案内するよう形成された複数の磁界ガイドへ結合する手段と、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0028】

[0028] 本発明についてさらに、以下の図面を参照して例を用いて説明する。

【図1A】導線に電圧を印加して電流を流したときに生成される磁力線を例示する平面図である。

【図1B】導線に電圧を印加して電流を流したときに生成される磁力線を例示する斜視で図である。

【図2】直径の大きな、および直径の小さな磁力線を例示する側面図である。

【図3】電力供給網に接続された充電されているバッテリの周囲の単相交流電力供給導線の磁力線の螺旋形状を例示した側面図である。

【図4】図３における二つの螺旋形状が互いに一致しようとするときにどのように熱が生成されるかを例示した側面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る電力を伝送するためのシステムを、一部をブロック図、一部を斜視図で示した図である。

【図6】図５に示したシステムによって形成される第１の合成磁界及び第２の合成磁界の螺旋形状を例示した側面図である。

【図7A】隣接するバッテリを充電するときの磁界の併合を例示した側面図である。

【図7B】隣接するバッテリを充電するときの磁界の併合を例示した平面図である。

【図7C】隣接するバッテリを充電するときの磁界の併合を例示した略図化した側面図である。

【図8】本発明の別の一実施形態に係る電力を伝送するためのシステム示す、一部をブロック図、一部を正面図として示した図である。

【図9】従来の充電器で充電したバッテリと本発明による充電器との比較を例示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

[0038] 図１Ａ及び図１Ｂは、図１Ａのページから出る方向に、図１Ｂで上方向１２に電流を流す導線１０を例示している。図１Ｂにより明瞭に示すように、磁界１４が導線１０の回り及び導線１０の内部に生成される。

【0030】

[0039] 磁界１４は、複数の一次磁力線１６及び二次磁力線１８を形成する。右手の法則により、一次磁力線１６及び二次磁力線１８は図１Ａで反時計回りとなる。一次磁力線１６のそれぞれは、導線１０の内部に位置し、それぞれのコア（朝鮮語「ＨＥＫ」）の付近に形成される。コア２０は一緒にあって、導線１０の周囲に形成される二次磁力線１８のためのコアを形成する。

【0031】

[0040] 図１Ｂにから明瞭に分かるように、二次磁力線１８は導線１０の回りに螺旋形状を有する。二次磁力線１８によって形成される螺旋は、下がＳ極で、上がＮ極である。二次磁力線１８によって形成される螺旋は、直径２２及びピッチ２４を有する。

【0032】

[0041] 同様に、図１Ａに示す一次磁力線１６のそれぞれも導線１０の内部にそれぞれの螺旋を形成する。一次磁力線１６のそれぞれは、図１Ｂにおいて下にＳ極、上にＮ極を有する。一次磁力線１６の各々は、直径２２よりずっと小さい直径２６を有する。一次磁力線１６及び二次磁力線１８のそれぞれは、同じピッチ２４を有する。

【0033】

[0042] 導線１０内には電荷は存在しないので、導線１０を通る電流は流れない。一方、磁界１４によって、主としてＳ極からＮ極へ、磁界１４の二次磁力線１８によって電流は流れる。こうして電流は、導線１０の近く又は表面上で螺旋状に流れ、螺旋の方向は図１において右手の法則によって反時計方向である。導線１０に印加される電圧が、合成された二次磁力線１８（朝鮮語「Rasun」）を生成し、これは電流を螺旋状に生じさせる。螺旋状の磁界は、Rasunによる大きさを有する。電流の量が増加し又は減少しても、Rasunでの磁界の大きさは変化しない。図２に示すように、合成磁力線の直径が２倍になった場合、ピッチは同じであり、Rasunで計った大きさも２倍になる。

【0034】

[0043] 図３は、バッテリ３２を充電するのに用いる単相交流電力供給導線３０を例示している。第１の合成磁力線３４が単相交流電力供給導線３０の回りに形成され、第２の合成磁力線３６がバッテリ３２の周囲に形成される。第１の合成磁力線３４は、約２０メートルのピッチ３８の螺旋形を形成し、第２の合成磁力線３６は、１ミリメートルと２ミリメートルのあいだのピッチ４０の螺旋形を形成する。このようにピッチ４０はピッチ３８よりも小さい。

【0035】

[0044] 図４は、図３の第１及び第２の合成磁力線３４及び３６がバッテリ３２において、又はこの近くで出くわすときの加熱効果を例示する。より長いピッチ３８が、複数の位置４２においてそれをより短くするために切り取られる。コア粒子４４が空気中に放出される。このようなコア粒子４４の放出が、熱を生成する。バッテリが充電されているときに、このような熱がバッテリに対する損傷を生じさせうる。バッテリ内に蓄積される熱を減少させる一つの方法は、バッテリ３２の充電のために供給される電力を減らすことである。バッテリの充電のための電力の減少は、充電時間を長くする。アルカリベースのバッテリの場合は、例えばリチウムベースのバッテリよりも熱に対する耐性がずっと小さいので、これらを充電することは可能でないかもしれない。

【0036】

[0045] 図５は、電力を伝送するためのシステム１１０を例示している。システム１１０は、図５の実施形態においてバッテリ充電器として使用される。システム１１０には、電力を機械的なパワーに変換するための第１のサブシステム１１２、機械的なパワーを電力に変換するための第２のサブシステム１１４、そしてバッテリを充電するための第３のサブシステム１１６を含んでいる。

【0037】

[0046] 第１のサブシステム１１２には、単相交流電力供給導線１１８、単相交流接地導線１２０、速度コントローラ１２２、第１、第２、第３の三相モータ電力供給導線１２４、そして電気モータ１２６が含まれる。

【0038】

[0047] 単相交流電力供給導線１１８及び単相交流接地導線１２０は、速度コントローラ１２２に接続されている。三相モータ電力供給導線１２４のそれぞれは、速度コントローラ１２２を電気モータ１２６のそれぞれの電力入力端子１２８に接続する。速度コントローラ１２２は、単相交流電力供給導線１１８を通して単相交流を受け取る。速度コントローラ１２２は、三相モータ電力供給導線１２４を通して電気モータ１２６に三相電力を供給する。

【0039】

[0048] 電気モータ１２６には、電力入力端子１２８のそれぞれに接続されるそれぞれのコイル（不図示）が含まれる。コイルは通常、電気モータのステータを形成する。電気モータ１２６はさらに、複数の永久磁石を伴うロータ（不図示）を有する。三相電力が電力入力端子１２８及びコイルに供給されたとき、コイルはロータの回転を生じさせる。電気モータ１２６はさらに、電気モータ１２６のロータによって回転される回転出力軸１３０を有する。回転出力軸１３０は、可動の出力部品としての役割を果たす。単相交流電力供給導線１１８を通して電力が供給されたときに、電力は速度コントローラ１２２及び電気モータ１２６により、回転出力軸１３０の回転運動を生じることによって機械的なパワーに変換される。速度コントローラ１２２は、調整可能入力１３２を有する。オペレータは、電力量及び回転出力軸１３０へ供給される速度を変えるために、調整可能入力１３２を調整することができる。

【0040】

[0049] 第２のサブシステム１１４には、回転入力軸１３４、発電機１３６、第１及び第２の整流器１３８、１４０、そして電力送出回路１４２が含まれる。

【0041】

[0050] 発電機１３６には、第１及び第２の永久磁石１４４、１４６、そしコイル１４８が含まれる。第１及び第２の永久磁石１４４、１４６は、コイル１４８の対向する両側に取り付けられる。第１及び第２の永久磁石１４４、１４６は、第１及び第２の永久磁石１４４、１４６のあいだに電流発生磁界１５０を生成する位置に取り付けられる。

【0042】

[0051] コイル１４８は、第１及び第２の永久磁石１４４、１４６のあいだに回転可能に取り付けられる。回転入力軸１３４は、コイル１４８に取り付けられる。回転入力軸１３４の回転は、コイル１４８を回転させる。コイル１４８が回転するとき、そのある部分は電流発生磁界１５０を通過する。コイル１４８のその部分が電流発生磁界１５０を通過するとき、その相対運動がコイル１４８に電流を発生させる。

【0043】

[0052] 整流器１３８及び１４０の各々は、それぞれのコンタクト１５２及びそれぞれのブラシ１５４を有する。第１の整流器１３８のコンタクト１５２は、コイル１４８の第１の端部１６０に永久的に接続され、かつ一緒に回転する。第２の整流器１４０のコンタクト１５２は、コイル１４８の第１の端部１６２に永久的に接続され、かつ一緒に回転する。コイル１４８に発生する電流は交流である。ブラシ１５４は、コイル１４８から送出回路１４２へ流れる電流が送出回路１４２内でパルス直流（ＤＣ）であるように、２つのコンタクト１５２と交互に接触する。

【0044】

[0053] 第３のサブシステム１１６には、充電端子の複数の組１６４及び複数のバッテリ１６６が含まれる。各バッテリには、それぞれの正のバッテリ端子１７０とそれぞれの負のバッテリ端子１７２を含むバッテリ端子の組１６８が含まれる。充電端子の各組１６４には、それぞれの正の充電端子１７４及びそれぞれの負の充電端子１７６が含まれる。各バッテリ１６６は、それぞれの正のバッテリ端子１７０がそれぞれの正の充電端子１７４に接続され、それぞれの負のバッテリ端子１７２がそれぞれの負の充電端子１７６に接続されるように、送出回路１４２に接続される。バッテリ１６６は並列に送出回路１４２に接続され、送出回路１４２からＤＣ電圧を受け取る。

【0045】

[0054] 第１の永久磁石１４４は磁力線ガイド１８０の第１の組を有するように形成される。第１の永久磁石１４４には複数のスロット１８２が、それぞれのスロット１８２がそれぞれの磁力線ガイド１８０と交互になるように形成される。磁力線ガイド１８０及びスロット１８２は、コイル１４８の回転軸の回りの方向に延びている。スロット１８２は空気からできているので、磁力線ガイド１８０の中に集中する磁力線よりも少ない磁力線が生じる。

【0046】

[0055] 同様に、第２の永久磁石１４６は、スロット１８６と交互に形成ささる磁力線ガイド１８４の組と共に形成される。磁力線ガイド１８４及びスロット１８６は、コイル１４８の回転軸の回りの方向に延びている。

【0047】

[0056] 使用時には、単相交流電力供給導線１１８及び単相交流接地導線１２０が交流源に接続される。単相交流電力供給導線１１８及び単相交流接地導線１２０の端子は、導線１１８及び１２０を壁付きコンセントへ挿入できるよう、典型的にはプラグコネクタとして形成される。壁付きコンセントは、例えば２２０ボルトの交流又は１１０ボルトの交流を、速度コントローラ１２２へ供給することができる。速度コントローラ１２２は、壁付きコンセントから受け取った交流を三相交流に変換し、この三相交流を三相モータ電力供給導線１２４を通して電気モータ１２６に供給する。電力が電気モータ１２６に供給されると、回転出力軸１３０が回転する。オペレータは、速度コントローラ１２２の調整可能入力１３２を調整することによって、回転出力軸１３０が回転する速度を変えることができる。

【0048】

[0057] 電気モータ１２６の出力軸１３０は、発電機１３６の回転入力軸１３４に直接つながっている。電気モータ１２６の回転は、コイル１４８の対応する回転を生じさせる。本実施形態において、回転出力軸１３０と回転入力軸１３４とのあいだには、１対１比率が存在する。他の実施形態では、回転速度の異なる比率を与えるために変速機を設けることができる。

【0049】

[0058] コイル１４８が電流発生磁界１５０内で回転すると、コイル１４８の部分の中に交流電流が発生する。第１及び第２の整流器１３８及び１４０は、コイル１４８内に存在する交流電流をＤＣに変換し、バッテリ１６６にＤＣ電圧を供給する。

【0050】

[0059] 第１のサブシステム１１２は、電力供給網に接続される。電力供給網は、第１のサブシステム１１２の導線についてコイルを形成する第１の合成磁界を有する。第１のサブシステム１１２は第２のサブシステムに電気的には接続されていないが、回転出力軸１３０及び回転入力軸１３４を通して機械的に接続されている。これらは電気的には切り離されているので、第１のサブシステム１１２の内部に存在する第１の合成磁界が第２のサブシステム１１４に伝達されることはなく、第２のサブシステム１１４に干渉することはない。第２のサブシステム１１４は、第１のサブシステム１１２の第１の合成磁界から切り離された第２の合成磁界を形成する。第２のサブシステム１１４によって生成された第２の合成磁界は、磁力線ガイド１８０及び１８４に従う磁力線を有する。磁力線ガイド１８０及び１８４は、磁力線を螺旋形状に案内するように形成されている。第２の合成磁界の螺旋形状のコアは、最初にコイル１４８の回転軸を通り、螺旋形状は磁力線ガイド１８０及び１８４に従いながらコイル１４８の回りに形成される。

【0051】

[0060] 第２の合成磁界は、伝送回路１４２及びバッテリ１６６に移転する。複数のバッテリ１６６は、同じ第２の合成磁界を共有する。さらに、各バッテリ１６６の回りの第２の合成磁界のピッチは、磁力線ガイド１８０の一つから隣り合う磁力線ガイド１８０へのピッチと同じである。

【0052】

[0061] 図６は、図５における単相交流電力供給導線１１８上の第１の合成磁界１９０を例示する。第１の合成磁界１９０は、単相交流電力供給導線１１８の中心におけるコアと共に螺旋形状を形成する。第１の合成磁界１９０の螺旋形状は、約２０メートルのピッチ１９２を有する。

【0053】

[0062] 図６はさらに、図５のコイル１４８の回りの第２の合成磁界１９４を例示する。第２の合成磁界１９４は、図５におけるコイル１４８の回転軸と一致するコアを有する螺旋形状を有する。第２の合成磁界１９４は、図５において磁力線ガイド１８０の一つから隣り合う磁力線ガイド１８０へのピッチと同じピッチ１９６を有する。ピッチ１９６は、典型的には１ミリメートルから２ミリメートルのあいだである。注目すべきことは、ピッチ１９６はピッチ１９２と異なってずっと小さいことである。図５における第２のサブシステム１１４と第１のサブシステム１１２の部品は、電気的に切り離されている。したがって、第１の合成磁界１９０は、第２の合成磁界１９４に対して、影響せず、遮断せず、干渉もしない。

【0054】

[0063] 図６はさらに、バッテリ１６６の一つの回りの第２の合成磁界１９４を示している。第２の合成磁界１９４は、バッテリ１６６の中央線に対応するコアと共に螺旋形状を有する。第２の合成磁界１９４の螺旋形状は、コイル１４８の回りの第２の合成磁界１９４の螺旋形状と同じピッチ１９６を有する。第２の合成磁界１９４のピッチ１９６は一定なので、第２及び第３のサブシステム１１４及び１１６の内部に熱は発生しないか、第３のサブシステム１１６が電力供給網に直接接続されている場合に比べて非常に小さい熱が発生するだけである。

【0055】

[0064] バッテリの受電サイクルにおいて熱の発生が排除され、あるいは事実上排除されたので、バッテリが加熱する場合よりも、バッテリに損傷を与えることなくずっと早くバッテリを充電することが可能である。熱の排除は、バッテリをより高い電圧に充電できることを意味し、これはバッテリの充電電力が切れるまでの時間の増加に対応してバッテリの容量が増加することを意味する。熱の排除はまた、バッテリの寿命が伸びること、すなわちバッテリを再充電できる回数が増加することを意味する。熱の排除はまた、充電サイクルによって生じる爆発の危険性を減少させることを意味する。これはまた、再充電可能と考えられていなかったバッテリを再充電することを可能とする。例えば、一般的にはリチウムベースのバッテリは再充電可能であるがアルカリベースのバッテリは再充電可能でないと考えられている。しかしながら、熱を排除したことによって、図５に示すシステム１１０を用いることによって、アルカリベースのバッテリを再充電することが可能である。アルカリベースのバッテリが廃棄される代わりに再充電されるときには、最終的に環境にポジティブな影響が生み出される。

【0056】

[0065] 第２の合成磁界１９４は、コイル１４８の回りで直径２００、バッテリ１６６の回りで直径２０２を有する。直径２００は直径２０２と同じになることが示される。しかしながら、直径２０２は直径２００よりも小さくても又は大きくてもよい。直径２００と２０２が同じでない場合は、直径２００及び２０２の違いにもかかわらずコイル１４８の回り及びバッテリ１６６の回りのピッチ１９６が同じになるので、非常に小さい熱が生じるか又はまったく生じない。

【0057】

[0066] 図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、互いに隣接する二つのバッテリ１１６Ａ及び１１６Ｂを示す。各バッテリ１６６Ａ、１１６Ｂは、バッテリ１６６Ａ及び１６６Ｂのそれぞれの回りに第２の合成磁界１９４を有する。第２の合成磁界１９４は併合して、結合された第２の合成磁界１９４Ａを形成する。併合された第２の合成磁界１９４Ａは、バッテリ１６６Ａ及び１６６Ｂの回り及び図６に示すコイル１４８の回りの第２の合成磁界１９４と同じピッチを有する。ピッチが一定なので、第２の合成磁界１９４と併合された第２の合成磁界１９４Ａとのあいだの相互作用によって、熱はほとんど又はまったく発生しない。

【0058】

[0067] 図８は、本発明の他の実施形態に係るシステム１１０Ａを示す。システム１１０Ａには、第１及び第２の電磁石１４４Ａ及び１４６Ａ、及び電磁石電力伝送回路２０６が含まれる。第１及び第２の電磁石１４４Ａ及び１４６Ａは、図５における第１及び第２の永久磁石１４４及び１４６それぞれに置き換わる。電磁石電力伝送回路２０６には、単相交流電源２０８及び整流器２１０が含まれる。単相交流電源２０８には交流が供給される。整流器２１０は交流をＤＣに変換し、ＤＣ電流を第１及び第２の電磁石１４４Ａ及び１４６Ａに供給する。

【0059】

[0068] システム１１０Ａには、第１及び第２の電磁石それぞれに取り付けられた磁力線ガイド１８０及び１８４が含まれる。磁力線ガイド１８０及び１８４は、図８のシステム１１Ａにおいて、図５のシステム１１０と同じ役割を果たす。図８のシステム１１０Ａのその他のすべての部品は、図５におけるシステム１１０の部品と同じか類似のものであり、同じ符号は同じ部品を示す。図示されていないが、図８のシステム１１０Ａには、図５のシステム１１０の送出回路１４２及び第３のサブシステム１１６と類似の送出回路及び第３のサブシステムが含まれると理解されたい。

【0060】

[0069] 図９は、従来技術（「旧」）に係る充電器と本発明（「新」）に係る充電器との比較を示す。同じバッテリを４．６５ＶＤＣで充電したものを、古い充電器での４．３４５ＶＤＣと比較して、より早い充電時間となった。新しい充電器を使った場合、バッテリの充電は４．４７Ｖであり、古い充電器を使ったときの４．２９Ｖと比較した。新しい充電器で充電したバッテリは、古い充電器を用いたバッテリの充電電圧に到達する前に５分継続した。合計で、新しい充電器で充電したバッテリは、古い充電器で充電したバッテリよりも７４％長く継続した。

【0061】

[0070] 代表的な実施形態を説明し図に示してきたが、これらの実施形態は単に例示的なものであり、本発明を限定するものではなく、そして通常の知識を有する者は変形例を思いつくので、本発明がここで示され説明された特定の構成や配置に限定されないと理解されるべきである。

【符号の説明】

【0062】

１０ ：導線
１１Ａ ：システム
１４ ：磁界
１６ ：一次磁力線
１８ ：二次磁力線
３０ ：単相交流電力供給導線
３２ ：バッテリ
３４ ：第１の合成磁力線
３６ ：第２の合成磁力線
１１６Ａ ：バッテリ
１１６Ｂ ：バッテリ
１１８ ：単相交流電力供給導線
１２０ ：単相交流接地導線
１２２ ：速度コントローラ
１２４ ：第３の三相モータ電力供給導線
１２６ ：電気モータ
１２８ ：電力入力端子
１３０ ：回転出力軸
１３２ ：調整可能入力
１３４ ：回転入力軸
１３６ ：発電機
１３８ ：整流器
１４０ ：第２の整流器
１４２ ：伝送回路
１４４ ：第１の永久磁石
１４４Ａ ：第２の電磁石
１４６ ：第２の永久磁石
１４８ ：コイル
１５０ ：電流発生磁界
１５２ ：コンタクト
１５４ ：ブラシ
１６０ ：第１の端部
１６２ ：第１の端部
１６６ ：バッテリ
１６６Ａ ：バッテリ
１７０ ：バッテリ端子
１７２ ：バッテリ端子
１７４ ：充電端子
１７６ ：充電端子
１８０ ：磁力線ガイド
１８２ ：スロット
１８４ ：磁力線ガイド
１８６ ：スロット
１９０ ：第１の合成磁界
１９４ ：第２の合成磁界
１９４Ａ ：第２の合成磁界
２０６ ：電磁石電力伝送回路
２０８ ：単相交流電源
２１０ ：整流器

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】