УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ Российский патент 2016 года по МПК H02K21/12 H02K16/02 H02K15/02 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству преобразования энергии, которое выполняет преобразование электрической энергии и механической энергии из одной в другую.

Уровень техники

[0002] Генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию. Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию. Во время преобразования между электрической энергией и механической энергией возникает потеря энергии. Для улучшения эффективности использования энергии, подаваемой генератору или двигателю, требуется максимальное уменьшение потери, вызываемой во время преобразования энергии.

[0003] Например, ранее предложен генератор, который выполнен так, что множество постоянных магнитов, расположенных в форме кольца, проникает во множество катушек. Например, в JP-A-2010-283983 (патентная литература 1), например, раскрыт генератор, который имеет высокую эффективность выработки, несмотря на то, что он является маленьким и легким. Раскрытый в вышеописанной литературе генератор включает кольцо, на котором размещены множество постоянных магнитов, катушку, которая расположена так, что постоянные магниты проходят через вращение кольца, и роликовый конвейер для вращения и поддержания кольца. Роликовый конвейер размещен под кольцом. Согласно вышеописанной конфигурации, так как железный сердечник катушки не требуется, реализуется миниатюризация и экономия веса генератора. Дополнительно, так как кольцо вращается маленькой силой, потери механической энергии уменьшаются. В результате больше электрической энергии получают из генератора, и в связи с этим улучшается эффективность выработки.

[0004] В JP-A-2009-22140 (патентная литература 2), например, раскрыт вращающийся генератор, в котором к вышеописанной конфигурации, в которой множество постоянных магнитов, расположенных в форме кольца, проникают во множество катушек, добавлен резиновый ролик для вращения кольца. Этот резиновый ролик находится в контакте с внешней поверхностью кольца. Соответственно кольцо удерживается резиновым роликом и вращается вместе с вращением резинового ролика.

[0005] Конфигурация, которая напоминает конфигурацию вышеописанной патентной литературы 2, раскрыта, например, в JP-A-07-23547 (патентная литература 3) и брошюре международной публикации № WO 2008/032410 (патентная литература 4). То есть в генераторе, раскрытом в любой из патентных литератур 3 и 4, кольцо для крепления постоянного магнита также находится в контакте с роликом. Кольцо удерживается и вращается этим роликом.

Список библиографических ссылок

Патентная литература

[0006] Патентная литература 1: JP-A-2010-283983

Патентная литература 2: JP-A-2009-22140

Патентная литература 3: JP-A-07-23547

Патентная литература 4: брошюра международной публикации № WO 2008/032410

Сущность изобретения

Техническая задача

[0007] В генераторе, имеющем вышеописанную конфигурацию, когда увеличивается количество постоянных магнитов, увеличивается выходная мощность генератора. Альтернативно когда магнитная сила увеличивается постоянным магнитом, имеющим больший размер, выходная мощность генератора также рассматривается как увеличенная. Однако возникает проблема того, что когда увеличивается количество постоянных магнитов, или увеличивается размер постоянного магнита, увеличивается вес кольца, на которое установлены постоянные магниты.

[0008] Любой генератор, раскрытый в каждой из вышеописанных патентных литератур 1-4, также имеет конструкцию, в которой кольцо легко вращается. Однако также в любой конфигурации, раскрытой в литературах, когда вес кольца увеличивается, ролик или роликовый элемент придавливается сверху кольцом. В связи с этим сложно выполнять легкое вращение кольца. Когда кольцо вращается нелегко, потеря кинетической энергии увеличивается вместе с вращением кольца. Соответственно выходная мощность генератора не увеличивается в отличие от ожиданий.

[0009] Согласно конфигурации патентной литературы 1, например, когда кольцо становится тяжелым, так как роликовый элемент (металлический шарик) прижимается сверху кольцом, роликовый элемент перемещается медленно. Чтобы решить вышеописанную проблему, предполагается увеличение роликового элемента и уменьшение области контакта роликового элемента с кольцом. Однако когда роликовый элемент увеличивается, генератор становится большим по размеру. Дополнительно, так как катушка намотана вокруг кольца и подшипника, когда размер роликового элемента увеличивается, диаметр катушки становится большим. В результате катушка перемещается дальше от магнита. Когда катушка перемещается дальше от магнита, энергия (мощность), получаемая от генератора, уменьшается.

[0010] Дополнительно согласно конфигурации, раскрытой в патентной литературе 2, когда кольцо становится тяжелым, область контакта между кольцом и резиновым роликом становится большой. Когда область контакта становится большой, увеличивается сила трения. В связи с этим плавное перемещение кольца предотвращается. Дополнительно возникает проблема того, что является необходимой идея с учетом конструкции, в которой когда кольцо становится тяжелым, оно поддерживается резиновым роликом.

[0011] Также в случае конфигураций, раскрытых в патентных литературах 3 и 4, когда вес кольца увеличивается, рассматривается идея необходимости с учетом конструкции, в которой кольцо поддерживается роликом. Дополнительно имеется возможность того, что когда ролик утяжеляется для поддержания кольца, затруднено плавное вращение ролика.

[0012] Также в случае, когда генераторы, раскрытые в патентных литературах 1-4, используются в качестве двигателя, возникает такая же проблема. То есть согласно конфигурациям, раскрытым в патентных литературах 1-4, когда вес кольца увеличивается из-за увеличения количества постоянных магнитов или увеличения размера постоянного магнита, так как кольцо тяжело вращается, сложно увеличивать выходную мощность двигателя. Однако хотя патентные литературы 1-4 раскрывают конструкцию, в которой кольцо, на котором установлены постоянные магниты, вращается и удерживается, конкретно не сделано описание конструкции, которая необходима для большего увеличения выходной мощности устройства преобразования энергии (генератора или двигателя).

[0013] Для решения вышеописанных проблем задачей настоящего изобретения является обеспечение увеличения выходной мощности устройства преобразования энергии, включающего постоянные магниты, расположенные в форме кольца.

Решение задачи

[0014] Устройство преобразования энергии согласно аспекту настоящего изобретения представляет собой устройство преобразования энергии, которое выполняет преобразование электрической энергии и механической энергии из одной в другую. Устройство преобразования энергии включает кольцо магнитов. Кольцо магнитов включает кольцеобразный держатель магнитов, в котором образован отсек для магнита, верхняя часть которого является открытой, постоянный магнит, который размещен в отсеке для магнита держателя магнитов, крышку, которая образована в форме кольца, имеющего ширину шире, чем ширина держателя магнитов, и которая прикреплена к верхней поверхности держателя магнитов так, чтобы иметь тот же центр, что и держатель магнитов, и которая имеет часть удлинения, проходящую в радиальном направлении держателя магнитов от держателя магнитов, и шестерню, которая прикреплена к крышке и держателю магнитов так, чтобы иметь тот же центр, что и держатель магнитов и крышка. Устройство преобразования энергии дополнительно включает кольцеобразный корпус, который вмещает кольцо магнитов, и в котором образована часть окна для выведения части шестерни наружу, множество колес, которые расположены между внутренней поверхностью корпуса и держателем магнитов так, чтобы находиться в контакте с нижней поверхностью корпуса и частью удлинения крышки, задающий элемент, через который проходит каждая ось вращения множества колес, и который задает относительное расстояние между множеством колес, и по меньшей мере одну катушку, которая намотана вокруг корпуса.

[0015] Согласно вышеописанной конфигурации кольцо магнитов поддерживается множеством колес, которые расположены между частью удлинения крышки и нижней поверхностью корпуса. Так как вес кольца магнитов распределяется на множество колес, сила, приложенная к одному колесу, уменьшается. Дополнительно каждое колесо с помощью маленькой области находится в контакте с частью удлинения крышки и нижней поверхностью корпуса. В связи с этим даже если вес кольца магнитов увеличивается, колеса легко вращаются. То есть кольцо магнитов легко вращается. Так как кольцо магнитов легко вращается, потеря энергия вместе с вращением кольца магнитов уменьшается. Соответственно выходная мощность устройства преобразования энергии, включающего постоянные магниты, которые расположены в форме кольца, увеличивается.

[0016] В вышеописанной конфигурации устройство преобразования энергии может представлять собой устройство (т.е. двигатель), которое преобразует электрическую энергию в механическую энергию, или устройство (т.е. генератор), которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию.

[0017] Количество отсеков для магнитов, которые образованы в кольце магнитов, может составлять по меньшей мере один и особо не ограничено. Подобным образом катушка может быть по меньшей мере одна или множество.

[0018] Предпочтительно каждое из множества колес включает в себя по меньшей мере две круглые пластины, которые соединены через ось вращения.

[0019] Согласно вышеописанной конфигурации не только каждое из колес легко вращается, но и улучшается износоустойчивость колес. В случае, когда колесо выполнено из одной круглой пластины, толщина круглой пластины должна быть увеличена, чтобы выдерживать силу (нагрузку из-за веса кольца), прикладываемую к каждому из колес. Однако когда толщина круглой пластины увеличивается, область контакта колеса с частью удлинения крышки и нижней поверхностью корпуса становится большой. В результате имеется возможность того, что вращение колес ухудшается. Согласно вышеописанной конфигурации, так как сила, прикладываемая к каждому из колес, распределяется на множество круглых пластин, сила, прикладываемая к одной круглой пластине, уменьшается. Круглая пластина легко вращается, и износоустойчивость круглой пластины также улучшается. Соответственно не только каждое из колес легко вращается, но и улучшается износоустойчивость колес.

[0020] Предпочтительно устройство преобразования энергии дополнительно включает роликовый элемент, который расположен между внутренней поверхностью корпуса и по меньшей мере одним из крышки и держателя магнитов.

[0021] Согласно вышеописанной конфигурации кольцо магнитов стабильно вращается. Центробежная сила воздействует на кольцо магнитов вместе с вращением кольца магнитов. Имеется возможность того, что кольцо магнитов вибрирует в горизонтальной поверхности. Посредством роликового элемента вибрация кольца магнитов подавляется. Дополнительно роликовый элемент содействует вращению кольца магнитов. В результате кольцо магнитов стабильно вращается.

[0022] Предпочтительно внутренний радиус шестерни является большим, чем внутренний радиус корпуса. Роликовый элемент размещен между шестерней и внутренней поверхностью корпуса.

[0023] Согласно вышеописанной конфигурации кольцо магнитов стабильно вращается. Предпочтительно устройство преобразования энергии дополнительно включает в себя контейнер, который обеспечен на корпусе, и сферический магнит, который размещен в контейнере так, чтобы свободно вращаться в контейнере.

[0024] Согласно вышеописанной конфигурации, когда используются отталкивание и притяжение между сферическим магнитом и постоянными магнитами, которые размещены в держателе магнитов, кольцо магнитов вращается более легко.

[0025] Предпочтительно поперечное сечение держателя магнитов вдоль радиального направления держателя магнитов является приблизительно прямоугольным. Поперечное сечение корпуса вдоль радиального направления корпуса является приблизительно прямоугольным. Поперечное сечение катушки является приблизительно прямоугольным.

[0026] Согласно вышеописанной конфигурации зазор между держателем магнитов и корпусом уменьшается. Соответственно зазор между катушкой, которая намотана вокруг корпуса и постоянным магнитом, который размещен в держателе магнитов, также уменьшается. Когда зазор между постоянным магнитом и катушкой уменьшается, магнитная связь между постоянным магнитом и катушкой увеличивается. Соответственно выходная мощность устройства преобразования энергии увеличивается.

[0027] Предпочтительно устройство преобразования энергии представляет собой генератор. Шестерня находится в зацеплении с шестерней источника мощности.

[0028] Согласно вышеописанной конфигурации выполнен генератор высокой выходной мощности.

Предпочтительно устройство преобразования энергии представляет собой двигатель. Двигатель дополнительно включает в себя статор, который расположен обращенным к корпусу.

[0029] Согласно вышеописанной конфигурации выполнен двигатель высокой выходной мощности.

Предпочтительно статор обеспечен снаружи корпуса. Устройство преобразования энергии дополнительно включает дополнительное кольцо магнитов, которое обеспечено снаружи статора и которое имеет множество постоянных магнитов, расположенных в форме кольца, дополнительную катушку, через которую проходит дополнительное кольцо магнитов, и дополнительный статор, который расположен снаружи дополнительного кольца магнитов.

[0030] Согласно вышеописанной конфигурации выполнено устройство преобразования энергии более высокой выходной мощности.

Предпочтительно статор обеспечен снаружи корпуса. Устройство преобразования энергии дополнительно включает в себя дополнительное кольцо магнитов, которое обеспечено снаружи статора, и в котором образована шестерня, имеющая то же количество зубьев, что и упомянутая шестерня, и который включает множество постоянных магнитов, размещенных в форме кольца, дополнительную катушку, через которую проходит дополнительное кольцо магнитов, и механизм синхронизации для взаимной синхронизации вращения кольца магнитов и дополнительного кольца магнитов. Механизм синхронизации включает в себя первую шестерню, которая зацеплена с упомянутой шестерней, вторую шестерню, которая зацеплена с дополнительной шестерней, и ось вращения, которая соединяет первую и вторую шестерни. Количество зубьев первой шестерни и количество зубьев второй шестерни равны друг другу.

[0031] Согласно вышеописанной конфигурации, так как внутреннее кольцо магнитов и внешнее кольцо магнитов (дополнительное кольцо магнитов) вращаются синхронно друг с другом, статор выполнен общим между двумя кольцами магнитов. Когда два кольца магнитов вращаются синхронно друг с другом, выходная мощность устройства преобразования энергии увеличивается.

Технические результаты изобретения

[0032] Согласно настоящему изобретению кольцо магнитов поддерживается и вращается множеством колес, которые расположены между частью удлинения крышки и нижней поверхностью корпуса. Тем самым даже если вес кольца магнитов увеличивается, кольцо магнитов легко вращается. Соответственно выходная мощность устройства преобразования энергии, включающего в себя постоянные магниты, которые расположены в форме кольца, увеличивается.

Краткое описание чертежей

[0033] [Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой общий вид сверху, схематически иллюстрирующий основную часть устройства преобразования энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий поперечное сечение устройства преобразования энергии вдоль направления II-II на Фиг. 1.

[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий поперечное сечение устройства преобразования энергии вдоль III-III на Фиг 1.

[Фиг. 4] Фиг. 4 представляет собой общий вид держателя магнитов, проиллюстрированного на Фиг. 1-3.

[Фиг. 5] Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий поперечное сечение держателя магнитов вдоль направления V-V на Фиг. 4.

[Фиг. 6] Фиг. 6 представляет собой вид для описания расположения постоянных магнитов в держателе магнитов.

[Фиг. 7] Фиг. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий первый пример конфигурации постоянных магнитов.

[Фиг. 8] Фиг. 8 представляет собой вид, иллюстрирующий второй пример конфигурации постоянных магнитов.

[Фиг. 9] Фиг. 9 представляет собой вид, иллюстрирующий пример держателя магнитов, который выполнен с возможностью разбираться.

[Фиг. 10] Фиг. 10 представляет собой вид, иллюстрирующий один пример конструкции около соединения обоих компонентов держателя магнитов.

[Фиг. 11] Фиг. 11 представляет собой первый вид, иллюстрирующий конфигурацию около катушки.

[Фиг. 12] Фиг. 12 представляет собой второй вид, иллюстрирующий конфигурацию около катушки.

[Фиг. 13] Фиг. 13 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий расположение множества колес.

[Фиг. 14] Фиг. 14 представляет собой вид, иллюстрирующий один пример конфигурации задающего элемента.

[Фиг. 15] Фиг. 15 представляет собой вид сверху задающего элемента и колеса, проиллюстрированных на Фиг. 14.

[Фиг. 16] Фиг. 16 представляет собой вид, иллюстрирующий другой пример конфигурации задающего элемента.

[Фиг. 17] Фиг. 17 представляет собой схематический вид для описания преимущества за счет колеса.

[Фиг. 18] Фиг. 18 представляет собой вид сбоку конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 17.

[Фиг. 19] Фиг. 19 представляет собой вид для описания колеса, выполненного из одной круглой пластины.

[Фиг. 20] Фиг. 20 представляет собой вид, иллюстрирующий конфигурацию первого сравнительного примера.

[Фиг. 21] Фиг. 21 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию второго сравнительного примера.

[Фиг. 22] Фиг. 22 представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий часть сравнительного примера, проиллюстрированного на Фиг. 21.

[Фиг. 23] Фиг. 23 представляет собой вид для описания поперечного сечения общей катушки.

[Фиг. 24] Фиг. 24 представляет собой вид в поперечном сечении, схематически иллюстрирующий отношение расположения между держателем магнитов и катушкой согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[Фиг. 25] Фиг. 25 представляет собой общий вид сверху, схематически иллюстрирующий основную часть устройства преобразования энергии согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

[Фиг. 26] Фиг. 26 представляет собой вид для описания содействия вращению постоянного магнита с помощью сферического магнита.

[Фиг. 27] Фиг. 27 представляет собой вид, иллюстрирующий первый пример модификации устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[Фиг. 28] Фиг. 28 представляет собой вид, иллюстрирующий второй пример модификации устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[Фиг. 29] Фиг. 29 представляет собой вид, иллюстрирующий третий пример модификации устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[Фиг. 30] Фиг. 30 представляет собой вид, иллюстрирующий один пример, в котором устройство преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения используется в качестве генератора.

[Фиг. 31] Фиг. 31 представляет собой вид сбоку для схематического описания конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 30.

[Фиг. 32] Фиг. 32 представляет собой вид, иллюстрирующий один пример, в котором устройство преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения используется в качестве двигателя.

[Фиг. 33] Фиг. 33 представляет собой вид сбоку для схематического описания конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 32.

[Фиг. 34] Фиг. 34 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий другой пример устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[Фиг. 35] Фиг. 35 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий еще один пример устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[Фиг. 36] Фиг. 36 представляет собой вид, иллюстрирующий пример конфигурации механизма, в котором два кольца магнитов вращаются синхронно друг с другом.

Описание вариантов осуществления

[0034] Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи. Отметим, что на Фигурах одинаковые компоненты или эквивалентные компоненты обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и их описания не будут повторяться.

[0035] [Первый вариант осуществления]

Фиг. 1 представляет собой общий вид сверху, схематически иллюстрирующий основную часть устройства преобразования энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 2 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий поперечное сечение устройства преобразования энергии вдоль направления II-II на Фиг 1. Фиг. 3 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий поперечное сечение устройства преобразования энергии вдоль III-III на Фиг 1.

[0036] На Фиг. 1-3 устройство 100 преобразования энергии установлено на горизонтальной поверхности. В представленном описании выражение «горизонтальная поверхность» означает поверхность, которая пересекается с направлением силы тяжести. Горизонтальная поверхность не ограничивается поверхностью, которая пересекается с направлением силы тяжести строго под углом 90 градусов. Отметим, что, устройство 100 преобразования энергии предпочтительно установлено на поверхности, для которой угол между поверхностью и направлением силы тяжести является максимально близким к 90 градусам с учетом операций устройства 100 преобразования энергии. Дополнительно в представленном описании направление вверх-вниз означает направление силы тяжести (вертикальное направление).

[0037] Устройство 100 преобразования энергии включает постоянный магнит 1, держатель 2 магнитов, крышку 3, шестерню 4, корпус 5, колесо 6, роликовый элемент 7 и катушку 8. Магнитное кольцо выполнено постоянным магнитом 1, держателем 2 магнитов, крышкой 3 и шестерней 4.

[0038] Постоянный магнит 1 размещен в отсеке 2a для магнита, который образован в держателе 2 магнитов. На Фиг. 1 десять постоянных магнитов проиллюстрированы размещенными в держателе 2 магнитов. Отметим, что эта конфигурация представляет собой один пример, и количество постоянных магнитов 1, которые размещены в держателе 2 магнитов, может составлять по меньшей мере один.

[0039] В качестве постоянного магнита 1 предпочтительно используется редкоземельный магнит. В общем редкоземельный магнит имеет сильную магнитную силу (коэрцитивную силу) по сравнению с ферритовым магнитом, имеющим такой же размер. В качестве редкоземельного магнита, например, используется самариево-кобальтовый магнит или неодимовый магнит. В варианте осуществления настоящего изобретения особенно предпочтительно используется неодимовый магнит.

[0040] В общем по сравнению с самариево-кобальтовым магнитом неодимовый магнит имеет сильную магнитную силу (коэрцитивную силу) при таком же размере. Соответственно, например, используется маленький постоянный магнит. Альтернативно по сравнению со случаем, когда используется самариево-кобальтовый магнит, имеющий такой же размер, выходная мощность устройства преобразования энергии увеличивается (получается больше энергии) посредством использования неодимового магнита. Отметим, что в варианте осуществления настоящего изобретения не исключаются постоянные магниты, кроме редкоземельного магнита. Разумеется, также возможно использование ферритового магнита в качестве постоянного магнита 1.

[0041] Держатель 2 магнитов образован в форме кольца и удерживает постоянный магнит 1. Верхняя часть отсека 2a для магнита является открытой. Соответственно постоянный магнит 1 вставляется в отсек 2a для магнита с верхней части держателя 2 магнитов. В держателе 2 магнитов образованы множество отсеков для магнитов. Когда постоянные магниты 1 вставляются в отсеки 2a для магнитов, постоянные магниты 1 располагаются в форме кольца. Постоянные магниты 1 не ограничиваются размещением во всех отсеках 2a для магнитов, и постоянный магнит 1 может быть не размещен по меньшей мере в одном из множества отсеков 2a для магнитов.

[0042] Держатель 2 магнитов изготовлен из немагнитного материала. В случае немагнитных материалов материал держателя 2 магнитов особо не ограничивается. В одном варианте осуществления держатель 2 магнитов образован из немагнитного металла (например, алюминия). Имеется возможность того, что когда температура постоянного магнита 1 становится чрезмерно высокой, постоянный магнит 1 размагничивается. То есть магнитная сила постоянного магнита 1 может ослабляться. Когда держатель 2 магнитов образован из немагнитного металла, тепло, создаваемое в постоянном магните 1, эффективно рассеивается наружу, и в связи с этим возможность того, что возникает вышеописанная проблема, уменьшается. В другом варианте осуществления держатель 2 магнитов образован из полимерного материала. Когда держатель 2 магнитов образован из полимерного материала, вес держателя 2 магнитов становится легким. В дополнение также достигается преимущество в том, что держатель 2 магнитов просто изготавливается.

[0043] Крышка 3 образована в форме кольца и покрывает верхнюю поверхность держателя 2 магнитов. Крышка 3 прикреплена к держателю 2 магнитов так, чтобы иметь тот же центр, что и держатель 2 магнитов. Ширина крышки 3 образована более широкой, чем ширина держателя 2 магнитов. Соответственно в состоянии, когда крышка 3 прикреплена к держателю 2 магнитов, часть 3a удлинения образуется в крышке 3. Часть 3a удлинения представляет собой часть крышки 3, которая выступает из держателя 2 магнитов. В варианте осуществления часть 3a удлинения продолжается в направлении внутреннего диаметра держателя 2 магнитов.

[0044] Шестерня 4 механически прикреплена к крышке 3 и держателю 2 магнитов. Шестерня 4 образована в форме кольца и расположена в том же центре, что и центр держателя 2 магнитов вместе с крышкой 3. Для скрепления шестерни 4 и крышки 3 используется винт 11. Винт 11 проникает в шестерню 4 и крышку 3 и крепится к держателю 2 магнитов.

[0045] Верхняя поверхность шестерни 4 обрабатывается так, что головка винта 11 не выступает из верхней поверхности шестерни 4. В шестерне 4 внешние зубья образованы так, чтобы зацепляться с внешней шестерней (не проиллюстрирована) устройства 100 преобразования энергии. Внешние зубья шестерни 4 направлены наружу относительно оси вращения держателя 2 магнитов.

[0046] Таким же образом как в крышке 3, ширина шестерни 4 является более широкой, чем ширина держателя 2 магнитов. Когда шестерня 4 прикреплена к крышке 3, шестерня 4 проходит от держателя 2 магнитов в направлении внутреннего диаметра держателя 2 магнитов. Ширина шестерни 4 меньше, чем ширина крышки 3. Конкретно внутренний диаметр шестерни 4 больше, чем внутренний диаметр крышки 3. Внешний диаметр шестерни 4 является приблизительно таким же, как внешний диаметр крышки 3. Соответственно между внутренней поверхностью корпуса 5 и шестерней 4 образуется пространство. Роликовый элемент 7 размещен в этом пространстве.

[0047] Корпус 5 вмещает кольцо магнитов, а именно, держатель 2 магнитов, в котором размещены постоянные магниты, крышку 3 и шестерню 4. Корпус 5 образован в форме кольца с центром общим с держателем 2 магнитов, крышкой 3 и шестерней 4. Точка P иллюстрирует общий центр держателя 2 магнитов, крышки 3, шестерни 4 и корпуса 5. Центр, проиллюстрированный точкой P, соответствует оси вращения, проиллюстрированной на Фиг. 2 и 3. Также на Фигурах, описанных далее, отношение между точкой P и осью вращения представляет собой такое же отношение, как описано выше, и в связи с этим описания не будут повторяться.

[0048] Часть 5a окна для выведения части шестерни 4 наружу образована в корпусе 5. В части 5a окна внешняя шестерня (не проиллюстрирована) зацепляется с шестерней 4. При выведении части шестерни 4 участок, в котором образована часть 5a окна, не ограничивается. Дополнительно часть 5a окна не ограничивается образованием в одном участке корпуса 5, а может быть образована во множестве участков корпуса 5.

[0049] Колесо 6 имеет круглые пластины 6a и 6b и ось вращения 6c для соединения круглых пластин 6a и 6b. Колесо 6 размещено между внутренней поверхностью корпуса 5 и держателем 2 магнитов. Дополнительно колесо 6 находится в контакте с нижней частью корпуса 5 и частью 3a удлинения крышки 3. То есть колесо 6 поддерживает часть 3a удлинения крышки 3, тем самым поддерживая держатель 2 магнитов, в котором размещены постоянные магниты 1. Вместе с вращением держателя 2 магнитов вращается колесо 6. Вместе с вращением колеса 6 плавно вращается держатель 2 магнитов.

[0050] Для распределения веса кольца магнитов, а именно, суммарного веса держателя 2 магнитов, крышки 3 и шестерни 4, количество колес 6 является предпочтительно большим. В связи с этим количество колес 6 составляет предпочтительно два или более. Дополнительно для стабильного вращения держателя 2 магнитов, количество колес 6 составляет предпочтительно три или более. В лучшем случае, колеса 6 находятся в контакте с крышкой 3 с помощью точек. Одна плоская поверхность определяется с помощью трех точек. Когда количество колес 6 составляет три, крышка 3 находится в контакте с соответственными колесами 6. В результате поверхность крышки 3 соответствуют вышеописанной «одной плоской поверхности». Соответственно во время вращения держателя 2 магнитов, например, крышка 3 предохраняется от наклона или вибрации вверх и вниз.

[0051] Оси вращения 6c соответственных колес 6 проходят через задающий элемент 9. Тем самым определяются относительные расстояния между множеством колес 6. Даже если крышка 3 вращается вместе с вращением держателя 2 магнитов, относительные расстояния между множеством колес 6 не изменяются задающим элементом 9. В результате колеса 6 стабильно поддерживают крышку 3 и продолжают плавно вращать держатель 2 магнитов. Для максимально плавного вращения колеса 6 задающий элемент 9 предпочтительно образован так, что участок, находящийся в контакте с осью вращения 6c, является максимально маленьким. Конкретный пример задающего элемента 9 будет подробно описан позже.

[0052] В варианте осуществления крышка 3 навешана над держателем 2 магнитов, а колеса 6 поддерживают крышку 3. Соответственно крышка 3 в соответствии с требованием имеет определенный уровень прочности. Отметим, что материал крышки 3 особо не ограничен, и примеры включают металл и полимер. Дополнительно колеса 6 также должны иметь прочность, способную выдерживать вес держателя 2 магнитов, крышки 3 и шестерни 4. Дополнительно в случае, когда держатель 2 магнитов вращается на высокой скорости, колеса 6 также вращаются на высокой скорости вместе с вращением крышки 3. С этой целью колеса 6 предпочтительно являются максимально легкими, чтобы вращаться на высокой скорости. Соответственно колеса 6 образованы, например, из металла (например, алюминия).

[0053] Роликовый элемент 7 представляет собой немагнитный шарик. Роликовый элемент 7 находится в контакте с шестерней 4 и внутренней поверхностью корпуса 5. В результате во время вращения держателя 2 магнитов, держатель 2 магнитов предотвращается от вибрации в направлении влево-вправо (радиальном направлении держателя 2 магнитов). Крышка 3 находится в контакте с колесами 6, однако сила трения между крышкой 3 и колесами 6 является маленькой. Соответственно имеется возможность того, что во время вращения держателя 2 магнитов, крышка 3 скользит в направлении влево-вправо посредством центробежной силы. Когда роликовый элемент 7, который находится в контакте с шестерней 4, и внутренняя поверхность корпуса 5 размещены, крышка 3 предотвращается от скольжения в направлении влево-вправо. В связи с этим держатель 2 магнитов предотвращается от вибрации в направлении влево-вправо (радиальном направлении держателя 2 магнитов). Соответственно вращение держателя 2 магнитов стабилизируется.

[0054] Дополнительно шариковый подшипник выполнен посредством корпуса 5, роликового элемента 7 и шестерни 4. Вращение роликового элемента 7 позволяет содействие вращению держателя 2 магнитов. В результате также стабилизируется вращение держателя 2 магнитов.

[0055] В дополнение к шестерне 4 и внутренней поверхности корпуса 5 роликовый элемент 7 находится в контакте с верхней поверхностью (поверхностью, обращенной к шестерне 4) внутренней стороны корпуса 5. Тем самым во время вращения держателя 2 магнитов подавляется вибрация держателя 2 магнитов не только в направлении влево-вправо, но и в направлении вверх-вниз.

[0056] Дополнительно в качестве роликового элемента 7 может быть использован цилиндр (ролик). В этом случае цилиндр (ролик) обеспечен так, что боковая поверхность цилиндра (ролика) находится в контакте с шестерней 4 и внутренней поверхностью корпуса 5. Согласно вышеописанной конфигурации, держатель 2 магнитов предотвращается от вибрации в направлении влево-вправо (радиальном направлении держателя 2 магнитов).

[0057] Катушка 8 намотана вокруг бобины 10. Бобина 10 проходит через корпус 5. Соответственно катушка 8 намотана вокруг корпуса 5. Количество витков катушки 8 и ее материал особо не ограничен. В дополнение катушка 10 также выполняет роль поддерживающего элемента для поддержания устройства 100 преобразования энергии на плоской поверхности.

[0058] Поперечное сечение держателя 2 магнитов является прямоугольным. Дополнительно поперечное сечение корпуса 5 также является прямоугольным. Имеется возможность того, что в случае, когда поперечное сечение бобины является круглым, расстояние между держателем 2 магнитов и катушкой 8 становится большим. Когда расстояние между катушкой 8 и постоянным магнитом 1 становится большим, магнитная сила соединения между катушкой 8 и постоянным магнитом 1 уменьшается. Однако в варианте осуществления, так как поперечное сечение бобины 10 также является прямоугольным, расстояние между держателем 2 магнитов и катушкой 8 максимально сокращается. В результате магнитная сила соединения между катушкой 8 и постоянным магнитом 1 предотвращается от уменьшения.

[0059] Для ясной иллюстрации конструкции колеса 6 на Фиг. 2 и 3 колесо 6 изображено главным образом в направлении влево-вправо. Однако ширина направления влево-вправо колеса 6 предпочтительно является максимально маленькой.

[0060] На Фиг. 1 проиллюстрированы пять катушек 8. Однако количество катушек 8 может составлять минимум одну и особо не ограничено. В случае, когда количество катушек 8 составляет множество, множество катушек предпочтительно расположены равноугольно на периферии, образованной корпусом 5.

[0061] Устройство 100 преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения выполнено так, чтобы выполнять преобразование электрической энергии (мощности) и механической энергий (кинетической энергии) из одной в другую. В одном варианте осуществления устройство 100 преобразования энергии используется в качестве генератора. В этом случае внешняя шестерня, которая зацепляется с шестерней 4, вращается источником мощности. Таким образом, кинетическая энергия для вращения держателя 2 магнитов подается устройству 100 преобразования энергии. Когда постоянные магниты 1, которые размещены в держателе 2 магнитов, проникают во внутреннюю часть катушки 8, на катушке 8 создается напряжение. Соответственно электрическая энергия выходит из устройства 100 преобразования энергии. То есть устройство 100 преобразования энергии преобразует механическую энергию в электрическую энергию.

[0062] В другом варианте осуществления устройство 100 преобразования энергии используется в качестве двигателя. В этом случае держатель 2 магнитов функционирует в качестве ротора, а множество катушек 8 функционируют в качестве статора. Когда напряжение прикладывается к каждой из множества катушек 8, электрическая энергия подается устройству 100 преобразования энергии. Множество катушек 8 расположены под заданным электрическим углом. Полярность напряжения, прикладываемого к каждой из множества первых катушек, переключается синхронно с электрическим углом. В результате держатель 2 магнитов, в котором размещены постоянные магниты 1, вращается. То есть устройство 100 преобразования энергии преобразует электрическую энергию в механическую энергию. Один пример пути использования устройства 100 преобразования энергии позже будет подробно описан.

[0063] Фиг. 4 представляет собой общий вид держателя 2 магнитов, проиллюстрированного на Фиг. 1-3. Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий поперечное сечение держателя 2 магнитов вдоль направления V-V на Фиг 4. На Фиг. 4 и 5 множество отсеков 2a для магнитов образованы в держателе 2 магнитов. Верхняя часть отсека 2a для магнита является открытой. Дополнительно в держателе 2 магнитов образованы винтовые отверстия 2b для крепления винтов 11, проиллюстрированных на Фиг. 2 и 3.

[0064] Фиг. 6 представляет собой вид для описания расположения постоянных магнитов в держателе магнитов. На Фиг. 6 десять постоянных магнитов 1a-1j расположены и удерживаются вдоль периферии 12 в держателе 2 магнитов. Для непрерывного получения электрической энергии или для непрерывного вращения держателя 2 магнитов два смежных постоянных магнита расположены в держателе 2 магнитов так, что обе одинаковые полярности (северный полюс или южный полюс) обращены друг к другу.

[0065] С точки зрения функции для выполнения преобразования механической энергии и электрический энергии из одной в другую, количество постоянных магнитов, которые размещены в держателе 2 магнитов, может быть как минимум один. Отметим, что с точки зрения достижения баланса веса держателя 2 магнитов предпочтительно, что множество постоянных магнитов изотропно расположены в держателе 2 магнитов. В результате, так как вращение держателя 2 магнитов стабилизируется, возможно вращение держателя 2 магнитов на высокой скорости.

[0066] Дополнительно, когда постоянные магниты расположены так, что одинаковые полярности обращены друг к другу, количество постоянных магнитов, которые размещены в держателе 2 магнитов, не ограничивается десятью. В соответствии с характеристикой и размером устройства 100 преобразования энергии или расположением и количеством катушек 8 количество постоянных магнитов, которые размещены в держателе 2 магнитов, соответственно определено.

[0067] Фиг. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий первый пример конфигурации постоянных магнитов. На Фиг. 7 постоянный магнит 1 включает множество магнитных блоков 1.1, каждый из которых образован веерообразным образом. Длина (толщина магнитного блока 1.1) внешней периферийной части магнитного блока 1.1 составляет t1. Когда соответствующее количество магнитных блоков 1.1 расположено, длина L1 внешней периферии постоянного магнита 1 максимально приближена к длине внешней периферии отсека 2a для магнита (смотри Фиг 4). Соответственно количество магнитных блоков 1.1 максимально расположено в отсеке 2a для магнита. Оба из двух смежных магнитных блоков расположены так, что северный полюс и южный полюс обращены друг к другу.

[0068] Фиг. 8 представляет собой вид, иллюстрирующий второй пример конфигурации постоянных магнитов. На Фиг. 8 постоянный магнит 1 включает множество магнитных блоков 1.2 прямоугольного параллелепипеда (прямоугольных). Толщина магнитного блока 1.2 составляет t2. Таким же образом, как в конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 7, когда соответствующее количество магнитных блоков 1.1 расположено, длина L2 постоянного магнита 1 максимально приближена к длине внутренней периферии отсека 2a для магнита (смотри Фиг. 4). Таким же образом, как в конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 7, оба из двух смежных магнитных блоков расположены так, что северный полюс и южный полюс обращены друг к другу.

[0069] Как описано выше, постоянный магнит, имеющий сильную коэрцитивную силу, например, неодимовый магнит, применим к постоянному магниту 1. Однако в случае цельного магнитного блока, так как размер его больше, более сложно получать магнитную силу согласно размеру. В настоящем варианте осуществления, когда множество магнитных блоков расположены в линию, выполнен один постоянный магнит 1. Когда количество магнитных блоков регулируется, возможно регулировать магнитную силу. Соответственно магнитная сила постоянного магнита 1 увеличивается.

[0070] Для прохождения держателя 2 магнитов через множество катушек 8, например, держатель 2 магнитов выполнен с возможностью разбираться. Фиг. 9 представляет собой вид, иллюстрирующий пример держателя 2 магнитов, который выполнен с возможностью разбираться. На Фиг. 9, например, держатель 2 магнитов может разбираться на восемь частей 2.1-2.8. С помощью соединения обоих частей образуется держатель 2 магнитов.

[0071] Фиг. 10 представляет собой вид, иллюстрирующий один пример конструкции около соединения обоих компонентов держателя магнитов. На Фиг. 10 на поверхности соединения компонента 2.1 образованы четыре отверстия 2d под штифт, две вогнутые части 2e и две выпуклые части 2f. С другой стороны, в стороне поверхности соединения компонента 2.2 также образованы отверстия под штифт в положении, соответствующем отверстиям 2d под штифт, и штифты 2g вставляются в отверстия под штифт. Дополнительно в поверхности соединения компонента 2.2 образованы выпуклые части 2h, которые зацепляются с вогнутыми частями 2e компонента 2.1, и выпуклые части 2i, которые зацепляются с выпуклыми частями 2f компонента 2.1. Штифты 2g вставляются в отверстия 2d под штифт, а вогнутые части зацепляются с выпуклыми частями. Тем самым компонент 2.1 и компонент 2.2 соединяются друг с другом. Также конструкция соединения двух других компонентов является такой же, как проиллюстрированная на Фиг. 10.

[0072] В дополнение, крышка 3, шестерня 4 и корпус 5 также образованы в форме кольца. Соответственно крышка 3, шестерня 4 и корпус 5 также выполнены так, чтобы разбираться на множество частей, таким же образом, как держатель 2 магнитов. Для конфигурации соединения множества частей, конфигурация, подобная конфигурации держателя 2 магнитов, является применимой.

[0073] Фиг. 11 представляет собой первый вид, иллюстрирующий конфигурацию около катушки 8. Фиг. 12 представляет собой второй вид, иллюстрирующий конфигурацию около катушки. На Фиг. 11 и 12 бобина 10, вокруг которой намотана катушка 8, прикреплена к основанию 15 штифтами 10a и винтами 10b. Поверхность основания 15 соответствует поверхности установки устройства 100 преобразования энергии. Штифты 10a установлены на поверхности основания 15.

[0074] В дополнение винтовые отверстия образованы в основании 15. В участке бобины 10, который находится в контакте с поверхностью основания 15, образованы отверстия под штифт, в которые вставляются штифты 10a по направлению к внутренней стороне бобины 10, и образованы сквозные отверстия для прохода винтов 10b. И штифты, и винты не ограничиваются необходимыми, и бобина 10 также крепится к основанию 15 любым одним из штифтов и винтов.

[0075] Бобина 10 катушки 8 может быть выполнена, например, так, чтобы разделяться в направлении вверх-вниз. В этом случае бобина 10 собирается так, чтобы располагать корпус 5, а катушка 8 наматывается вокруг бобины 10. После того как катушка 8 намотана вокруг бобины 10, как проиллюстрировано на Фиг. 11 и 12, бобина 10 устанавливается на основании 15. Дополнительно не только бобина 10, но и катушка 8 может быть разделяемой. В случае этой конфигурации даже если каждый из держателя 2 магнитов, крышки 3, шестерни 4 и корпуса 5 не разделяется на множество частей, устройство преобразования энергии может быть собрано.

[0076] Далее будет подробно описана конфигурация для поддержания и вращения держателя 2 магнитов. В варианте осуществления настоящего изобретения крышка 3, которая прикреплена к держателю 2 магнитов, поддерживается множеством колес 6. Дополнительно множество колес 6 вращаются вместе с вращением держателя 2 магнитов (вращением крышки 3).

[0077] Фиг. 13 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий расположение множества колес 6. На Фиг. 13 оси вращения множества колес 6 проходят через задающий элемент 9. Задающий элемент 9 образован в форме кольца. Соответственно множество колес 6 расположены на периферии. Относительное расстояние (расстояние D, проиллюстрированное на Фиг. 13) между двумя колесами 6 постоянно поддерживается задающим элементом 9. В дополнение множество колес 6 расположены равноугольно на периферии. Соответственно крышка 3 стабильно удерживается. Тем самым держатель 2 магнитов, который прикреплен к крышке 3, стабильно вращается. Когда крышка 3 и держатель 2 магнитов вращаются, все из множества колес 6 и задающий элемент 9 вращаются вдоль периферии, определенной задающим элементом 9.

[0078] Фиг. 14 представляет собой вид, иллюстрирующий один пример конфигурации задающего элемента. Фиг. 15 представляет собой вид сверху задающего элемента и колеса, проиллюстрированных на Фиг. 14. На Фиг. 14 и 15 ось вращения 6c образована в виде штифта для крепления круглых пластин 6a и 6b. Сквозные отверстия для прохождения оси вращения 6c образованы в круглых пластинах 6a и 6b. Дополнительно сквозное отверстие 9a для прохождения оси вращения 6c (штифта) также образовано в задающем элементе 9.

[0079] Фиг. 16 представляет собой вид, иллюстрирующий другой пример конфигурации задающего элемента. На Фиг. 16 в задающем элементе 9 образован паз 9b. Паз 9b насажен на ось вращения 6c колеса 6. Для максимального уменьшения силы трения между осью вращения 6c и задающим элементом 9 сквозное отверстие 9a или паз 9b предпочтительно образованы так, что взаимно контактирующая часть между осью вращения 6c и задающим элементом 9 максимально уменьшается. Дополнительно не ограничиваясь конфигурациями, проиллюстрированными на Фиг. 14-16, различные конфигурации адаптируются к задающему элементу.

[0080] Фиг. 17 представляет собой схематический вид для описания преимущества за счет колес 6. На Фиг. 17 для простоты объяснения предполагается, что крышка 3, к которой прикреплен держатель 2 магнитов, и шестерня 4, которая прикреплена к крышке 3, поддерживаются тремя колесами 6. Постоянные магниты 1 размещены в держателе 2 магнитов. Дополнительно для простоты объяснения задающий элемент 9 не проиллюстрирован на Фиг. 17.

[0081] Общий вес крышки 3, шестерни 4 и держателя 2 магнитов, включающего постоянные магниты 1, прикладывается к трем колесам 6. Соответственно сила F1 (нагрузка) прикладывается вниз к участку, на котором колесо 6 находится в контакте с крышкой 3. С другой стороны, посредством реакции против нагрузки на колесо 6, сила F2, имеющая такую же величину, что и сила F1, прикладывается вверх к участку, на котором колесо 6 находится в контакте с корпусом 5.

[0082] Сила F1 равна величине, полученной делением веса крышки 3, шестерни 4 и держателя 2 магнитов, включающего постоянные магниты 1, на количество колес 6. В варианте осуществления настоящего изобретения используется множество колес. Соответственно сила F1, прикладываемая к одному колесу 6, уменьшается. Чем больше увеличивается количество колес 6, тем больше уменьшается сила F1.

[0083] Фиг. 18 представляет собой вид сбоку конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 17. На Фиг. 18 контактирующая часть 16a представляет собой часть, в которой круглая пластина 6a находится в контакте с крышкой 3. Контактирующая часть 16b представляет собой часть, в которой круглая пластина 6a находится в контакте с корпусом 5. Подобным образом контактирующая часть 16c представляет собой часть, в которой круглая пластина 6a находится в контакте с крышкой 3, а контактирующая часть 16d представляет собой часть, в которой круглая пластина 6b находится в контакте с корпусом 5. Устанавливается ширина колеса 6 W, и устанавливаются ширины круглых пластин 6a и 6b W1.

[0084] Как проиллюстрировано на Фиг. 18, в варианте осуществления настоящего изобретения каждая из сил F1 и F2 распределяется и прикладывается к двум круглым пластинам 6a и 6b. Соответственно сила, которая прикладывается к одной круглой пластине, дополнительно уменьшается. Дополнительно ширины W1 контактирующих частей 16a-16d являются маленькими.

[0085] Как описано выше, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, так как вес кольца магнитов (держателя 2 магнитов, крышки 3 и шестерни 4) распределяется на множество колес 6, сила, прикладываемая к одному из колес 6, уменьшается. Дополнительно каждое из колес 6 находится в контакте посредством маленькой области с частью удлинения крышки 3 и нижней поверхностью корпуса 5. В связи с этим даже если вес кольца магнитов увеличивается, колеса легко вращаются. Тем самым кольцо магнитов легко вращается.

[0086] Так как кольцо магнитов легко вращается, потеря энергии вместе с вращением кольца магнитов уменьшается. Соответственно выходная мощность устройства 100 преобразования энергии увеличивается.

[0087] Для увеличения магнитной силы соединения между катушкой (не проиллюстрирована на Фиг. 18) и постоянными магнитами 1, которые размещены в держателе 2 магнитов, расстояние между ними должно быть максимально сокращено. Катушка 8 намотана вокруг корпуса 5. Соответственно для максимального уменьшения ширины колеса 6 предусматривается выполнение колеса 6 из одной круглой пластины. Однако в случае, когда одна круглая пластина используется в качестве колеса 6, возникает проблема, которая описана далее.

[0088] Фиг. 19 представляет собой вид для описания колеса, выполненного из одной круглой пластины. На Фиг. 19 ширина оси вращения 6c представляет собой ширину W2, а ширина колеса 6 является меньшей, чем ширина W, проиллюстрированная на Фиг. 18. Соответственно расстояние между постоянным магнитом 1 и катушкой (не проиллюстрированы на Фиг. 19) сокращается. Однако силы F1 и F2 прикладываются только к круглой пластине 6b. Соответственно круглая пластина 6b прижимается большей силой по сравнению с конфигурацией, проиллюстрированной на Фиг. 18. Даже если ширины контактирующих частей 16a и 16b сокращаются, так как сила, прикладываемая к круглой пластине 6b, становится большой, круглая пластина 6b трудно вращается по сравнению с конфигурацией, проиллюстрированной на Фиг. 18. Дополнительно возникает проблема износоустойчивости круглой пластины 6b, так как сила, прикладываемая к круглой пластине 6b, является большой. Для улучшения износоустойчивости круглой пластины 6a, предполагается увеличение ширины круглой пластины 6b. Однако имеется возможность того, что, так как ширины контактирующих частей 16a и 16b становятся больше, вращение колеса ухудшается.

[0089] В варианте осуществления настоящего изобретения колесо 6 выполнено из множества круглых пластин. В результате, так как сила, прикладываемая к каждому колесу, распределяется на множество круглых пластин, сила, прикладываемая к одной круглой пластине, уменьшается. Дополнительно область части, в которой одна круглая пластина находится в контакте с крышкой 3 и нижней поверхностью корпуса 5, является маленькой. Соответственно колеса 6 легко вращаются. Дополнительно износоустойчивость круглых пластин, образующих колесо 6, также улучшается. Когда колеса 6 легко вращаются, потеря энергии уменьшается. Соответственно выходная мощность устройства преобразования энергии увеличивается.

[0090] Когда количество круглых пластин на колесо увеличивается, сила, прикладываемая к одной круглой пластине, уменьшается; однако ширина колеса становится большой. Соответственно в варианте осуществления колесо 6 выполнено из двух круглых пластин 6a и 6b. Отметим, что в случае, когда допустимая ширина колеса 6 имеет запас, количество круглых пластин может составлять более двух.

[0091] Признаки вышеописанной конфигурации будут описаны более подробно в сравнении с другими конфигурациями. Фиг. 20 представляет собой вид, иллюстрирующий конфигурацию первого сравнительного примера. Эта конфигурация по существу является такой же, как конфигурация, раскрытая в патентной литературе 1 (JP-A-2010-283983). На Фиг. 20 на нижней поверхности корпуса 5 установлены подшипники 21. Держатель 2 магнитов установлен на подшипниках 21 и тем самым поддерживается.

[0092] Подшипник 21 включает в себя опору 21a и шарики 21b. Когда держатель 2 магнитов вращается, шарики 21b вращаются. Тем самым держатель 2 магнитов легко вращается. Однако нижняя поверхность держателя 2 магнитов находится в контакте с шариками 21b, которые размещены под держателем 2 магнитов. Так как количество шариков, которые находятся в контакте с держателем 2 магнитов, увеличивается, сумма контактирующих областей становится большой.

[0093] Дополнительно, когда увеличивается количество постоянных магнитов 1, которые размещены в держателе 2 магнитов, увеличивается вес держателя 2 магнитов. Когда увеличивается вес держателя 2 магнитов, шарики 21b придавливаются держателем 2 магнитов. Трение между нижней поверхностью держателя 2 магнитов и шариками 21b увеличивается по причине шероховатости поверхности держателя 2 магнитов. Соответственно когда увеличивается вес держателя 2 магнитов, шарики 21b трудно вращаются, и держатель магнитов вращается медленно.

[0094] Чтобы решить вышеописанную проблему, когда шарики 21b увеличиваются, предполагается, что область контакта между держателем 2 магнитов и шариками 21b уменьшается. Однако когда шарики 21b увеличиваются, так как и держатель 2 магнитов, и подшипники 21 размещены в корпусе 5, область поперечного сечения (внутреннего пространства корпуса 5) корпуса должна быть увеличена. Однако область поперечного сечения держателя 2 магнитов не изменяется. В связи с этим расстояние между катушкой, намотанной вокруг корпуса 5, и постоянным магнитом в держателе 2 магнитов становится большим. Когда расстояние между катушкой и постоянным магнитом становится большим, так как магнитная сила соединения уменьшается, выходную мощность устройства преобразования энергии трудно увеличивать.

[0095] Чтобы справляться с вышеописанной проблемой, согласно варианту осуществления настоящего изобретения крышка 3, которая прикреплена к держателю 2 магнитов, поддерживается вертикально ориентированными колесами 6. «Вертикальная ориентация» означает состояние, когда круглые пластины 6a и 6b ориентированы вертикально так, что ось вращения находится в горизонтальном направлении. По сравнению с конфигурацией на Фиг. 20 так как колесо 6 находится в контакте только с небольшой частью крышки 3, область контакта является маленькой. Соответственно держатель 2 магнитов легко вращается. Дополнительно диаметр колес 6 составляет приблизительно такую же величину, как высота держателя 2 магнитов. Соответственно необходимость особого расширения внутреннего пространства корпуса 5 устраняется. В результате расстояние между катушкой и постоянными магнитами, которые размещены в держателе 2 магнитов, сокращается.

[0096] Фиг. 21 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию второго сравнительного примера. Фиг. 22 представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий часть сравнительного примера, проиллюстрированного на Фиг. 21. Конфигурации, проиллюстрированные на фигурах, схематически иллюстрируют конфигурации частей признаков, раскрытых в патентной литературе 2 (JP-A-2009-22140), патентной литературе 3 (JP-A-07-23547) и патентной литературе 4 (брошюре международной публикации № WO 2008/032410). На Фиг. 21 и 22 держатель 2 магнитов поддерживается роликом 23. Дополнительно ролик 23 содействует вращению держателя 2 магнитов. Как проиллюстрировано на Фиг. 22, ось вращения 23a ролика 23 продолжается в направлении вверх-вниз. Другими словами, ролик 23 ориентирован горизонтально. Конфигурация, проиллюстрированная на Фиг. 21 и 22 по существу отличается от конфигурации согласно варианту осуществления настоящего изобретения в вышеописанном аспекте.

[0097] Когда увеличивается количество постоянных магнитов 1, которые размещены в держателе 2 магнитов, увеличивается вес держателя 2 магнитов. В конфигурации патентной литературы 2, например, используется резиновый ролик. Соответственно когда увеличивается вес держателя 2 магнитов, область части (контактирующей части 23b), которая находится в контакте с держателем 2 магнитов, становится большой в поверхности ролика 23. Тем самым, так как увеличивается сила трения, держатель 2 магнитов вращается медленно. Дополнительно предполагается возможность того, что, например, ось вращения 23a ролика 23 наклоняется от направления вверх-вниз из-за веса держателя 2 магнитов. Также в этом случае, когда ролик 23 деформируется, как описано выше, ролик 23 тяжело вращается. В результате держатель 2 магнитов вращается медленно.

[0098] Для решения вышеописанной проблемы согласно варианту осуществления настоящего изобретения крышка 3, которая прикреплена к держателю 2 магнитов, поддерживается вертикально ориентированными колесами 6. Отсутствует проблема того, что, так как сила прикладывается к оси вращения колеса в направлении вверх-вниз, ось вращения колеса наклоняется. Соответственно держатель 2 магнитов легко вращается по сравнению с конфигурацией на Фиг. 21 и 22.

[0099] Дополнительно согласно варианту осуществления настоящего изобретения форма поперечного сечения корпуса 5 является приблизительно прямоугольной. Форма поперечного сечения означает форму поперечного сечения в радиальном направлении кольца. Тем самым форма поперечного сечения бобины 10 также может являться приблизительно прямоугольной. Подобным образом форма поперечного сечения держателя 2 магнитов также является приблизительно прямоугольной.

[0100] Фиг. 23 представляет собой вид для описания поперечного сечения общей катушки. На Фиг. 23 поперечное сечение катушки 8 является круглым. В катушке 8 размещен держатель 2 магнитов, в котором размещены постоянные магниты 1. Однако в катушке 8 нерациональное пространство увеличивается, и расстояние между постоянным магнитом 1 и катушкой 8 становится большим. В результате магнитная сила соединения между постоянным магнитом 1 и катушкой 8 уменьшается.

[0101] Фиг. 24 представляет собой вид в поперечном сечении, схематически иллюстрирующий отношение расположения между держателем магнитов и катушкой согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 24 поперечное сечение катушки 8 является прямоугольным. То есть катушка 8 намотана вокруг держателя 2 магнитов вдоль формы поперечного сечения держателя 2 магнитов. Тем самым, так как расстояние между постоянным магнитом 1 и катушкой 8 сокращается, магнитная сила соединения между постоянным магнитом 1 и катушкой 8 увеличивается по сравнению с конфигурацией, проиллюстрированной на Фиг. 23. В результате выходная мощность устройства 100 преобразования энергии увеличивается.

[0102] Как описано выше, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения крышка 3 прикреплена к кольцеобразному держателю 2 магнитов, в котором размещены постоянные магниты 1. Часть 3a удлинения крышки 3 поддерживается колесом 6. Колесо 6 ориентировано вертикально и находится в контакте с частью 3a удлинения крышки 3 и нижней поверхностью корпуса 5. Тем самым, когда количество постоянных магнитов 1, которые размещены в держателе 2 магнитов, увеличивается, даже если увеличивается вес держателя 2 магнитов, держатель 2 магнитов легко вращается. То есть потеря энергии (потеря кинетической энергии) уменьшается вместе с вращением держателя 2 магнитов. Соответственно согласно первому варианту осуществления устройство 100 преобразования энергии создает больше энергии из получаемой энергии. То есть согласно первому варианту осуществления выходная мощность устройства преобразования энергии увеличивается.

[0103] [Второй вариант осуществления]

Фиг. 25 представляет собой общий вид сверху, схематически иллюстрирующий основную часть устройства преобразования энергии согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 1 и 25 устройство 101 преобразования энергии согласно второму варианту осуществления отличается от устройства 100 преобразования энергии согласно первому варианту осуществления тем, что устройство 101 преобразования энергии дополнительно включает контейнеры 31, обеспеченные над держателем 2 магнитов, и сферические магниты 32, которые размещены в контейнерах 31 так, чтобы свободно вращаться. Конфигурации других компонентов устройства 101 преобразования энергии являются такими же, как конфигурации компонентов, соответствующих устройству 100 преобразования энергии, проиллюстрированному на Фиг. 1, и в связи с этим в дальнейшем описания не будут повторяться.

[0104] Контейнер 31 размещен между двумя катушками 8. Контейнер 31 поддерживается, например, поддерживающим элементом, который установлен так, чтобы проходить над корпусом 5. В этом случае расположение контейнера 31 определено так, что поддерживающий элемент не препятствует части 5a окна корпуса 5. Отметим, что способ и блок для крепления контейнера 31 особо не ограничены.

[0105] Сферические магниты 32 представляют собой постоянные магниты. Сферические магниты 32 выполняют роль содействия вращению постоянных магнитов 1, которые размещены в держателе 2 магнитов. Когда сферические магниты 32 представляют собой постоянные магниты, их тип особо не ограничен. Дополнительно размер сферического магнита 32 также соответственно определен.

[0106] Фиг. 26 представляет собой вид для описания содействия вращению постоянного магнита с помощью сферического магнита. Фиг. 26A иллюстрирует первый этап вращения постоянного магнита. Фиг. 26B иллюстрирует второй этап вращения постоянного магнита. Фиг. 26C иллюстрирует третий этап вращения постоянного магнита. Для удобства иллюстрации на Фиг. 26 множество постоянных магнитов 1 проиллюстрированы так, чтобы перемещаться линейно слева направо на бумаге.

[0107] Сначала, как проиллюстрировано на Фиг. 26A, на первом этапе предполагается, что южный полюс сферического магнита 32 направлен вниз. Во время перемещения множества постоянных магнитов 1 южный полюс определенного постоянного магнита близко подходит к южному полюсу сферического магнита 32. Соответственно постоянный магнит отталкивает сферический магнит 32. Так как постоянный магнит 1 удерживается в держателе 2 магнитов, сферический магнит 32 принимает влияние отталкивания. Соответственно сферический магнит 32 вращается. Посредством вращения сферического магнита 32 северный полюс сферического магнита 32 направляется вниз.

[0108] Затем, как проиллюстрировано на Фиг. 26B, на втором этапе происходит притяжение между южным полюсом постоянного магнита и северным полюсом сферического магнита 32. С помощью составляющей части в направлении движения множества постоянных магнитов 1 в этом притяжении оказывается содействие вращению множества постоянных магнитов 1.

[0109] Далее, как проиллюстрировано на Фиг. 26C, на третьем этапе северный полюс вышеописанного постоянного магнита или следующего постоянного магнита близко подходит к северному полюсу сферического магнита 32. Тем самым снова происходит отталкивание, и сферический магнит 32 снова вращается. Вращение сферического магнита 32 позволяет южному полюсу сферического магнита 32 направляться вниз. Так как между северным полюсом постоянного магнита и южным полюсом сферического магнита 32 происходит притяжение, возникает составляющая часть в направлении движения множества постоянных магнитов 1. В дальнейшем состояния, проиллюстрированные на Фиг. 26A-26C, повторяются.

[0110] Для более понятного описания на Фиг. 26 проиллюстрированы постоянные магниты 1, которые размещены в отсеках 2a для магнитов держателя 2 магнитов. Как описано выше, постоянный магнит 1 выполнен из множества магнитных блоков (смотри Фиг. 7 и 8). Преимущество, оказываемое между каждым из множества магнитных блоков и сферическим магнитом 32, является таким же, как проиллюстрированное на Фиг. 26.

[0111] Как описано выше, согласно второму варианту осуществления держатель 2 магнитов, в котором размещены постоянные магниты, более легко вращается посредством сферического магнита.

[0112] <Пример модификации конфигурации устройства преобразования энергии>

Конфигурация устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения не ограничивается вышеописанной конфигурацией. Далее будут описаны примеры модификаций вышеописанной конфигурации для легкого вращения держателя 2 магнитов. Дополнительно следующие примеры модификаций могут быть соответственно объединены с вышеописанной конфигурацией.

[0113] Фиг. 27 представляет собой вид, иллюстрирующий первый пример модификации устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 27 в корпусе 5 обеспечено колесо 36 в дополнение к колесу 6. Колесо 36 имеет такую же конфигурацию, как конфигурация колеса 6, и включает круглые пластины 36a и 36b, причем ось вращения 36c соединяет круглые пластины 36a и 36b. Дополнительно колесо 36 также предпочтительно обеспечено во множестве колес 6 таким же образом. В связи с этим обеспечены задающие элементы 39 для определения относительного расстояния между множеством колес 36. Ось вращения 36c колеса 36 проходит через задающий элемент 39. К конфигурации задающего элемента 39 адаптируется такая же конфигурация, как конфигурация задающего элемента 9, проиллюстрированная на Фиг. 14-16.

[0114] Колесо 36 расположено на противоположной стороне колеса 6 относительно держателя 2 магнитов, а именно, снаружи держателя 2 магнитов. В конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 27, часть 3b удлинения, которая продолжается наружу держателя 2 магнитов вдоль радиального направления крышки 3, образована в крышке 3. Колесо 36 находится в контакте с частью 3b удлинения крышки 3 и нижней поверхностью корпуса 5.

[0115] Согласно вышеописанной конфигурации крышка 3, к которой прикреплен держатель 2 магнитов, поддерживается множеством колес 6 и множеством колес 36. Тем самым весь вес держателя 2 магнитов, крышки 3 и шестерни 4 распределяется на большее количество колес. Соответственно, так как сила, прикладываемая к одному колесу, больше уменьшается, колеса легко вращаются. Соответственно держатель 2 магнитов легко вращается. Так как держатель 2 магнитов легко вращается, например, количество постоянных магнитов, которые размещены в держателе 2 магнитов, также увеличивается. В результате выходная мощность устройства преобразования энергии больше увеличивается.

[0116] Фиг. 28 представляет собой вид, иллюстрирующий второй пример модификации устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 28 нижняя часть держателя 2 магнитов обработана так, чтобы находиться в контакте роликовыми элементами 7a и 7b. Роликовые элементы 7a и 7b расположены на нижней поверхности корпуса 5 и содействуют вращению держателя 2 магнитов.

[0117] Как описано выше, в случае, когда колесо 6 не обеспечено, весь вес держателя 2 магнитов, крышки 3 и шестерни 4 прикладывается к роликовым элементам 7a и 7b. В связи с этим имеется возможность того, что когда увеличивается вес держателя 2 магнитов, держатель 2 магнитов вращается медленно. Однако в варианте осуществления настоящего изобретения крышка 3, к которой прикреплен держатель 2 магнитов, поддерживается колесом 6. Соответственно сила, прикладываемая к роликовым элементам 7a и 7b, является маленькой. Отметим, что роликовые элементы не должны ограничиваться размещением на обеих их двух частей нижней части держателя 2 магнитов. Роликовый элемент может быть обеспечен только на любой одной из двух частей нижней части держателя 2 магнитов, проиллюстрированной на Фиг. 28.

[0118] Фиг. 29 представляет собой вид, иллюстрирующий третий пример модификации устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 29 зубья шестерни 4 направлены к оси стороны вращения держателя 2 магнитов. Соответственно часть 5a окна корпуса 5 образована так, чтобы направляться к оси стороны вращения держателя 2 магнитов. Как описано выше, зубья шестерни 4 могут быть направлены к любой стороне из стороны внешнего диаметра и стороны внутреннего диаметра корпуса 5.

[0119] <Пример области применения>

Фиг. 30 представляет собой вид, иллюстрирующий один пример, в котором устройство преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения используется в качестве генератора. Фиг. 31 представляет собой вид сбоку для схематического описания конфигурации, проиллюстрированной на Фиг 30.

[0120] На Фиг. 30 и 31 шестерня 4 зацеплена с внешней шестерней 41. Шестерня 41 соединена с осью вращения двигателя 42 в качестве источника мощности. Мощность подается двигателю 42 от источника 43 подачи мощности, чтобы тем самым вращать шестерню 41. Тем самым шестерня 4 устройства 100 преобразования энергии вращается. То есть механическая энергия подается устройству 100 преобразования энергии. Так как держатель 2 магнитов вращается с помощью вращения шестерни 4, постоянные магниты 1 проходят через катушки 8. В результате мощность получается от катушек 8.

[0121] Область применения генератора и область применения мощности, получаемой от катушек 8, особо не ограничены. Дополнительно на Фиг. 31 двигатель 42 проиллюстрирован в качестве источника мощности для вращения шестерни 41. Однако источник мощности для вращения шестерни 41, а именно, источник подачи механической энергии особенно не ограничен. Например, внутреннее сгорание (двигатель) может использоваться в качестве источника мощности. Дополнительно шестерня 41 может вращаться, например, посредством роликового механизма, использующего рабочую силу.

[0122] Фиг. 32 представляет собой вид, иллюстрирующий один пример, в котором устройство преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения используется в качестве двигателя (электрического двигателя). Фиг. 33 представляет собой вид сбоку для схематического описания конфигурации, проиллюстрированной на Фиг 32. На Фиг. 32 и 33 множество статоров 45 расположены под заданным электрическим углом снаружи держателя 2 магнитов. Заданный электрический угол определен в соответствии с расположением множества катушек 8. Как проиллюстрировано на Фиг. 32, если смотреть в двух измерениях, один статор 45 размещен между двумя катушками 8. Статор 45 выполнен из сердечника и катушки, намотанной вокруг сердечника.

[0123] Часть 5a окна корпуса 5 образована, например, на верхней части корпуса 5 так, чтобы не препятствовать статору 45. Шестерня 4 зацеплена с внешней шестерней 46. Когда полярность тока множества статоров 45 переключается, множество постоянных магнитов 1, которые расположены в держателе 2 магнитов в форме кольца, вращаются.

[0124] Полярность тока каждого из статоров 45 переключается, например, переключателем (не проиллюстрирован). В этом случае переключатель вращается совместно с держателем 2 магнитов. Переключатель может вращаться, например, совместно с шестерней 46. Альтернативно ток может прикладываться к катушкам статоров 45 так, чтобы создавать вращающееся магнитное поле на множестве статоров 45. Применяются различные известные технологии, и магнитное поле, создаваемое на множестве статоров 45, в дальнейшем переключается. Тем самым держатель 2 магнитов, в котором размещены постоянные магниты 1, вращается.

[0125] Согласно вышеописанной конфигурации с помощью вращения держателя 2 магнитов механическая энергия получается от устройства 100 преобразования энергии. Дополнительно мощность также создается на множестве катушек 8. Мощность, создаваемая на множестве катушек, 8 приспосабливается для практического использования в различных целях.

[0126] Дополнительно ток, полярность которого переключается, может протекать через каждую из множества катушек 8 так, чтобы создавать вращающееся магнитное поле на множестве катушек 8. В этом случае держатель 2 магнитов вращается вне зависимости от статоров 45.

[0127] Фиг. 34 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий другой пример устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 34 в устройстве 201 преобразования энергии статоры 45, кольцо 51 магнитов, катушки 52 и статор 55 добавлены к устройству 100 преобразования энергии. Множество статоров 45 расположены снаружи устройства 100 преобразования энергии. Кольцо 51 магнитов размещено так, чтобы окружать множество статоров 45. Кольцо 51 магнитов выполнено из множества постоянных магнитов, которые расположены в форме кольца. Кольцо 51 магнитов выполнено, например, из держателя магнитов, имеющего такую же конфигурацию, что и держатель 2 магнитов, и множества постоянных магнитов, которые вставлены в держатель магнитов.

[0128] Катушка 52 намотана вокруг кольца 51 магнитов. Статор 55 размещен снаружи кольца 51 магнитов и катушки 52. Ток, полярность которого переключается, имеет возможность протекать через каждый из статоров 45 и статор 55, чтобы тем самым вращать внутреннее кольцо магнитов (держатель 2 магнитов устройства 100 преобразования энергии) и внешнее кольцо магнитов 51 (дополнительное кольцо магнитов). В результате мощность получается от устройства 100 преобразования энергии (катушек 8) и катушек 52 (дополнительных катушек). Соответственно выходная мощность устройства преобразования энергии больше увеличивается.

[0129] Фиг. 35 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий еще один пример устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 35 устройство 202 преобразования энергии имеет конфигурацию, в которой статоры 45, кольцо 51 магнитов и катушки 52 добавлены к устройству 100 преобразования энергии. Шестерня 56 образована в кольце 51 магнитов. Кольцо 51 магнитов выполнено, например, из таких же конфигураций, как конфигурации держателя 2 магнитов, крышки 3 и шестерни 4.

[0130] Статоры 45 расположены между устройством 100 преобразования энергии и кольцом 51 магнитов. То есть в конфигурации на Фиг. 35 обеспечены статоры 45, общие для внутреннего кольца магнитов (держателя 2 магнитов устройства 100 преобразования энергии) и внешнего кольца 51 магнитов (дополнительного кольца магнитов).

[0131] Количество зубьев шестерни 56 кольца 51 магнитов является таким же, как количество зубьев шестерни 4 устройства 100 преобразования энергии. Кольцо 51 магнитов вращается синхронно с шестерней 4, а именно, держателем 2 магнитов устройства 100 преобразования энергии. С этой целью, например, используется механизм синхронизации, описанный далее. Для предотвращения сложности фигуры на Фиг. 35 шестерня 4 проиллюстрирована только в части устройства 100 преобразования энергии, а шестерня 56 проиллюстрирована только в части кольца 51 магнитов. Отметим, что конфигурация устройства 100 преобразования энергии 1 является такой, как описано выше, а шестерня 4 образована по всей периферии кольца магнитов. Подобным образом шестерня 56 образована по всей периферии кольца 51 магнитов.

[0132] Фиг. 36 представляет собой вид, иллюстрирующий пример конфигурации механизма, в котором два кольца магнитов вращаются синхронно друг с другом. На Фиг. 36 механизм 61 синхронизации включает шестерни 62 и 63, ось вращения 64 и поддерживающие элементы 65. Шестерня 62 зацеплена с шестерней 4 устройства 100 преобразования энергии.

Шестерня 63 зацеплена с шестерней 56. Отметим, что Фиг. 36 иллюстрирует часть шестерней 4 и 56. Шестерни 62 и 63 соединены с осью вращения 64. Оба конца оси вращения 64 поддерживаются двумя поддерживающими элементами 65 соответственно. Количество зубьев шестерни 62 и количество зубьев шестерни 63 являются одинаковыми.

[0133] Согласно конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 35 и 36, и держатель магнитов устройства 100 преобразования энергии и кольцо 51 магнитов вращаются одним статором 45. В то же время посредством вращения двух колец магнитов мощность получается от катушки 8 устройства 100 преобразования энергии и катушки 52. Соответственно выходная мощность устройства преобразования энергии больше увеличивается.

[0134] Дополнительно в конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 35 и 36, вместо устройства 100 преобразования энергии, устройство 202 преобразования энергии может включать устройство 101 преобразования энергии согласно второму варианту осуществления. Дополнительно устройство 202 преобразования энергии, проиллюстрированное на Фиг. 35, может быть подготовлено во множественном числе, и множество устройств 202 преобразования энергии может быть установлено в направлении вверх-вниз (соответствующем перпендикуляру к поверхности бумаги на Фиг. 35). Вышеописанные конфигурации позволяют получать большую выходную мощность.

[0135] В связи с этим настоящие раскрытые варианты осуществления рассмотрены во всех отношениях как иллюстративные, а не ограничивающие. Объем охраны изобретения обозначен приложенной формулой изобретения, а не вышеупомянутым описанием и все изменения, которые подпадают под его значение и диапазон эквивалентности, должны охватываться им.

Список ссылочных позиций

[0136] 1 Постоянный магнит

2 Держатель магнитов

1.1, 1.2 Магнитный блок

2 Держатель магнитов

2.1-2.8 Часть

2a Отсек для магнита

2b Винтовое отверстие

2d, 10c Отверстие под штифт

2e Вогнутая часть

2f, 2h, 2i Выпуклая часть

2g Штифт

3 Крышка

3a, 3b Часть удлинения

4, 41, 46, 56, 62, 63 Шестерня

5 Корпус

5a Часть окна

6, 36 Колесо

6a, 6b, 36a, 36b Круглая пластина

6c, 23a, 36c, 64 Ось вращения

7 Роликовый элемент

8, 52 Катушка

9, 39 Задающий элемент

9a Сквозное отверстие

10 Бобина

10b, 11 Винт

12 Периферия

15 Основание

16a-16d, 23b Контактирующая часть

21 Подшипник

21a Опора

21b Шарик

23 Ролик

31 Контейнер

32 Сферический магнит

42 Двигатель

43 Источник мощности

45,55 Статор

47 Переключатель

51 Кольцо магнитов

61 Механизм синхронизации

65 Поддерживающий элемент

100, 101, 201, 202 Устройство преобразования энергии

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования энергии. Устройство преобразования энергии включает постоянные магниты (1), держатель (2) магнитов, крышку (3), шестерню (4), корпус (5), колесо (6), роликовый элемент (7) и катушку (8). Множество постоянных магнитов (1) размещены в кольцеобразном держателе (2). Крышка (3) в форме кольца, ширина которого больше ширины кольцеобразного держателя, прикреплена к верхней поверхности кольцеобразного держателя (2) магнитов и имеет участок удлинения, который поддерживается множеством колес (6). Колеса (6) находятся в контакте с участком удлинения крышки (3) и нижней поверхностью полого кольцеобразного корпуса (5), вокруг которого размещены катушки. Шестерня (4) в форме кольца прикреплена к крышке (3) и кольцеобразному держателю (2). Между внутренней поверхностью корпуса (5) и шестерней (4) размещены роликовые элементы (7). Внешние зубья шестерни (4) зацепляются с внешней шестерней. Тем самым кольцеобразный держатель (2) магнитов может легко вращаться даже при увеличении количества постоянных магнитов (1). Таким образом, устройство преобразования энергии может производить больше энергии и тем самым увеличивать выходную мощность. 27 з.п. ф-лы, 36 ил.

1. Устройство преобразования энергии для выполнения преобразования электрической энергии и механической энергии из одной в другую, содержащее:
кольцо магнитов, направление центральной оси которого является вертикальным, причем кольцо магнитов включает в себя:
кольцеобразный держатель магнитов, в котором образовано множество отсеков для магнита, верхняя часть которых является открытой;
по меньшей мере один постоянный магнит, который размещен в каждом из множества отсеков для магнита держателя магнитов, при этом каждый из по меньшей мере одного постоянного магнита намагничивается вдоль периферийного направления держателя магнитов;
крышку, которая образована в форме кольца, имеющего ширину шире, чем ширина держателя магнитов, и которая прикреплена к верхней поверхности держателя магнитов так, чтобы иметь тот же центр, что и держатель магнитов, и которая имеет часть удлинения, проходящую в радиальном направлении держателя магнитов от держателя магнитов;
шестерню, которая прикреплена к крышке и держателю магнитов так, чтобы иметь такой же центр, что и держатель магнитов и крышка, и
каждый из по меньшей мере одного смежного постоянного магнита расположен таким образом, что обе одинаковые полярности обращены друг к другу в соответствующем держателе магнитов держателя магнитов, когда количество по меньшей мере одного постоянного магнита является многочисленным,
причем устройство преобразования энергии дополнительно содержит:
кольцеобразный корпус, центральная ось которого является общей с центральной осью кольца магнитов, который вмещает кольцо магнитов, и в котором образована часть окна для выведения части шестерни наружу;
множество колес, которые расположены между внутренней
поверхностью корпуса и держателем магнитов так, чтобы находиться в контакте с нижней поверхностью корпуса и частью удлинения крышки,
задающий элемент, через который проходит каждая ось вращения множества колес и который задает относительное расстояние между множеством колес; и
по меньшей мере одну катушку, которая намотана вокруг корпуса.

2. Устройство преобразования энергии по п. 1, в котором каждое из множества колес включает в себя по меньшей мере две круглые пластины, которые соединены посредством оси вращения.

3. Устройство преобразования энергии по п. 1, дополнительно содержащее роликовый элемент, который расположен между внутренней поверхностью корпуса и по меньшей мере одним из крышки и держателя магнитов.

4. Устройство преобразования энергии по п. 3, в котором
внутренний радиус шестерни больше, чем внутренний радиус корпуса, и
роликовый элемент расположен между шестерней и внутренней поверхностью корпуса.

5. Устройство преобразования энергии по п. 1, дополнительно содержащее:
контейнер, который обеспечен над корпусом; и
сферический магнит, который размещен в контейнере так, чтобы свободно вращаться в контейнере согласно силе отталкивания или силе притяжения с каждым из множества постоянных магнитов, при этом сферический магнит включает и одну полусферическую часть, намагниченную в северном полюсе, и другую полусферическую часть, намагниченную в южном полюсе.

6. Устройство преобразования энергии по п. 1, в котором
поперечное сечение держателя магнитов вдоль радиального направления держателя магнитов является приблизительно прямоугольным,
поперечное сечение корпуса вдоль радиального направления корпуса является приблизительно прямоугольным и
поперечное сечение катушки вдоль радиального направления катушки является приблизительно прямоугольным.

7. Устройство преобразования энергии по п. 1, причем
устройство преобразования энергии представляет собой генератор, и
шестерня зацеплена с шестерней источника мощности.

8. Устройство преобразования энергии по п. 1, причем
устройство преобразования энергии представляет собой двигатель, и
двигатель дополнительно включает в себя статор, который расположен обращенным к корпусу.

9. Устройство преобразования энергии по п. 8, в котором
статор обеспечен снаружи корпуса,
причем устройство преобразования энергии дополнительно содержит:
дополнительное кольцо магнитов, которое обеспечено снаружи статора и которое включает в себя множество постоянных магнитов, расположенных в форме кольца,
дополнительную катушку, через которую проходит дополнительное кольцо магнитов, и
дополнительный статор, который расположен снаружи дополнительного кольца магнитов.

10. Устройство преобразования энергии по п. 8, в котором
статор обеспечен снаружи корпуса,
причем устройство преобразования энергии дополнительно содержит:
дополнительное кольцо магнитов, которое обеспечено снаружи статора, и в котором образована шестерня, имеющая такое же количество зубьев, как упомянутая шестерня, и которое включает в себя множество постоянных магнитов, расположенных в форме кольца;
дополнительную катушку, через которую проходит дополнительное кольцо магнитов; и
механизм синхронизации для взаимной синхронизации вращений кольца магнитов и дополнительного кольца магнитов; причем механизм синхронизации включает в себя:
первую шестерню, которая зацеплена с упомянутой шестерней;
вторую шестерню, которая зацеплена с дополнительной шестерней; и
ось вращения, которая соединяет первую и вторую шестерни, причем
количество зубьев первой шестерни и количество зубьев второй шестерни равны друг другу.

11. Устройство преобразования энергии по п. 2, дополнительно содержащее роликовый элемент, который расположен между внутренней поверхностью корпуса и по меньшей мере одним из крышки и держателя магнитов.

12. Устройство преобразования энергии по п. 2, дополнительно содержащее:
контейнер, который обеспечен над корпусом; и
сферический магнит, который размещен в контейнере так, чтобы свободно вращаться в контейнере согласно силе отталкивания или силе притяжения с каждым из множества постоянных магнитов, при этом сферический магнит включает и одну полусферическую часть, намагниченную в северном полюсе, и другую полусферическую часть, намагниченную в южном полюсе.

13. Устройство преобразования энергии по п. 3, дополнительно содержащее:
контейнер, который обеспечен над корпусом; и
сферический магнит, который размещен в контейнере так, чтобы свободно вращаться в контейнере согласно силе отталкивания или силе притяжения с каждым из множества постоянных магнитов, при этом сферический магнит включает и одну полусферическую часть, намагниченную в северном полюсе, и другую полусферическую часть, намагниченную в южном полюсе.

14. Устройство преобразования энергии по п. 4, дополнительно содержащее:
контейнер, который обеспечен над корпусом; и
сферический магнит, который размещен в контейнере так, чтобы свободно вращаться в контейнере согласно силе отталкивания
или силе притяжения с каждым из множества постоянных магнитов, при этом сферический магнит включает и одну полусферическую часть, намагниченную в северном полюсе, и другую полусферическую часть, намагниченную в южном полюсе.

15. Устройство преобразования энергии по п. 2, в котором
поперечное сечение держателя магнитов вдоль радиального направления держателя магнитов является приблизительно прямоугольным,
поперечное сечение корпуса вдоль радиального направления корпуса является приблизительно прямоугольным и
поперечное сечение катушки вдоль радиального направления катушки является приблизительно прямоугольным.

16. Устройство преобразования энергии по п. 3, в котором
поперечное сечение держателя магнитов вдоль радиального направления держателя магнитов является приблизительно прямоугольным,
поперечное сечение корпуса вдоль радиального направления корпуса является приблизительно прямоугольным и
поперечное сечение катушки вдоль радиального направления катушки является приблизительно прямоугольным.

17. Устройство преобразования энергии по п. 4, в котором
поперечное сечение держателя магнитов вдоль радиального направления держателя магнитов является приблизительно прямоугольным,
поперечное сечение корпуса вдоль радиального направления корпуса является приблизительно прямоугольным и
поперечное сечение катушки вдоль радиального направления катушки является приблизительно прямоугольным.

18. Устройство преобразования энергии по п. 5, в котором
поперечное сечение держателя магнитов вдоль радиального направления держателя магнитов является приблизительно прямоугольным,
поперечное сечение корпуса вдоль радиального направления корпуса является приблизительно прямоугольным и
поперечное сечение катушки вдоль радиального направления катушки является приблизительно прямоугольным.

19. Устройство преобразования энергии по п. 2, причем
устройство преобразования энергии представляет собой генератор, и
шестерня зацеплена с шестерней источника мощности.

20. Устройство преобразования энергии по п. 3, причем
устройство преобразования энергии представляет собой генератор, и
шестерня зацеплена с шестерней источника мощности.

21. Устройство преобразования энергии по п. 4, причем
устройство преобразования энергии представляет собой генератор, и
шестерня зацеплена с шестерней источника мощности.

22. Устройство преобразования энергии по п. 5, причем
устройство преобразования энергии представляет собой генератор, и
шестерня зацеплена с шестерней источника мощности.

23. Устройство преобразования энергии по п. 6, причем
устройство преобразования энергии представляет собой генератор, и
шестерня зацеплена с шестерней источника мощности.

24. Устройство преобразования энергии по п. 2, причем
устройство преобразования энергии представляет собой двигатель, и
двигатель дополнительно включает в себя статор, который расположен обращенным к корпусу.

25. Устройство преобразования энергии по п. 3, причем
устройство преобразования энергии представляет собой двигатель, и
двигатель дополнительно включает в себя статор, который расположен обращенным к корпусу.

26. Устройство преобразования энергии по п. 4, причем
устройство преобразования энергии представляет собой двигатель, и
двигатель дополнительно включает в себя статор, который расположен обращенным к корпусу.

27. Устройство преобразования энергии по п. 5, причем
устройство преобразования энергии представляет собой двигатель, и
двигатель дополнительно включает в себя статор, который расположен обращенным к корпусу.

28. Устройство преобразования энергии по п. 6, причем
устройство преобразования энергии представляет собой двигатель, и
двигатель дополнительно включает в себя статор, который расположен обращенным к корпусу.