JP2000205106A - 風電変換機 - Google Patents
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/002—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being horizontal
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/185—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators using fluid streams
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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- F05B2220/70—Application in combination with
- F05B2220/709—Piezoelectric means
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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-
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 送風機，風力計，風力発電装置等として用い
られる簡易構造からなる風電変換機の提供。 【解決手段】 遊転可能に支持された回転体２の外周
に、可撓性金属板の一側又は両側に圧電素子を接合して
なる圧電振動子３を、周方向に対して傾斜させるように
して片持ち状に複数枚支持したものであり、簡易な構成
で、風を送給したり、電圧出力を発生することができ、
送風機，風力計，風力発電装置等として最適となる。
られる簡易構造からなる風電変換機の提供。 【解決手段】 遊転可能に支持された回転体２の外周
に、可撓性金属板の一側又は両側に圧電素子を接合して
なる圧電振動子３を、周方向に対して傾斜させるように
して片持ち状に複数枚支持したものであり、簡易な構成
で、風を送給したり、電圧出力を発生することができ、
送風機，風力計，風力発電装置等として最適となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交番電圧の印加に
より風を発生させたり、または風を電圧に変換する風電
変換機に関し、送風機，風力計，風力発電装置等として
用いられる。
より風を発生させたり、または風を電圧に変換する風電
変換機に関し、送風機，風力計，風力発電装置等として
用いられる。
【０００２】
【従来の技術】回転体の外周に、圧電バイモルフからな
る圧電振動子を片持ち状に支持し、該圧電振動子に交番
電圧を印加することにより、振動を励起し、これにより
回転体を回転させるとともに、圧電振動子自体が翼片と
して機能して、周囲の空気を攪拌するようにした圧電フ
ァンは、実開平１−１３３７５６号に開示されているよ
うに公知である。
る圧電振動子を片持ち状に支持し、該圧電振動子に交番
電圧を印加することにより、振動を励起し、これにより
回転体を回転させるとともに、圧電振動子自体が翼片と
して機能して、周囲の空気を攪拌するようにした圧電フ
ァンは、実開平１−１３３７５６号に開示されているよ
うに公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成にあっ
ては、圧電バイモルフはその前後面を回転方向と整一に
一致させて対向するように支持され、このため、直交す
る方向に圧電振動子が振動し、その振動により空気の流
れが周方向に沿ったものとなり、単に空気の攪拌のみを
行うものであって、軸方向に送風させようとする場合
や、またはその送風方向を変換したい場合に対応するこ
とができなかった。
ては、圧電バイモルフはその前後面を回転方向と整一に
一致させて対向するように支持され、このため、直交す
る方向に圧電振動子が振動し、その振動により空気の流
れが周方向に沿ったものとなり、単に空気の攪拌のみを
行うものであって、軸方向に送風させようとする場合
や、またはその送風方向を変換したい場合に対応するこ
とができなかった。
【０００４】さらには、上述の従来構成にあっては、一
方向に回転する回転体に設けられた圧電振動子に電圧を
印加しなければらなず、直接リード線接続すると、リー
ド線が捩れてしまい、このため、圧電振動子の電気的接
続を確保するための手段に課題を残していた。また、複
数のリード線と交流電源との接続を簡易に行い得る最適
な接続手段も開発が待たれていた。
方向に回転する回転体に設けられた圧電振動子に電圧を
印加しなければらなず、直接リード線接続すると、リー
ド線が捩れてしまい、このため、圧電振動子の電気的接
続を確保するための手段に課題を残していた。また、複
数のリード線と交流電源との接続を簡易に行い得る最適
な接続手段も開発が待たれていた。
【０００５】一方、風力発電に用いられるものとして、
風車を風により回転させて、電気を発生させる発電機が
実際に用いられているが、電磁誘導の原理に基づき、回
転力を電気的エネルギーに変換するものであり、大型
で、装置が複雑となるという問題があった。また、同様
の電磁誘導の原理に基づいて発生した電圧を検知するこ
とにより、風力を測定する風力計も提案されているが、
同様に大型化の問題を生じていた。さらには、風力を測
定できるものの、風向きを検出することはできなかっ
た。本発明は、上述の各課題を解決し得る風電変換機の
提供を目的とするものである。
風車を風により回転させて、電気を発生させる発電機が
実際に用いられているが、電磁誘導の原理に基づき、回
転力を電気的エネルギーに変換するものであり、大型
で、装置が複雑となるという問題があった。また、同様
の電磁誘導の原理に基づいて発生した電圧を検知するこ
とにより、風力を測定する風力計も提案されているが、
同様に大型化の問題を生じていた。さらには、風力を測
定できるものの、風向きを検出することはできなかっ
た。本発明は、上述の各課題を解決し得る風電変換機の
提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上下で遊転可
能に支持された回転体の外周に、圧電バイモルフ又は圧
電モノモルフからなる圧電振動子を、仮想円に対してほ
ぼ接線方向へ突出し、かつ周方向に対して傾斜させるよ
うにして片持ち状に支持して、複数枚配設したことを特
徴とするものである。
能に支持された回転体の外周に、圧電バイモルフ又は圧
電モノモルフからなる圧電振動子を、仮想円に対してほ
ぼ接線方向へ突出し、かつ周方向に対して傾斜させるよ
うにして片持ち状に支持して、複数枚配設したことを特
徴とするものである。
【０００７】この構成にあって、圧電振動子が周方向に
対して傾斜しているから、支軸に沿って、一方向に空気
を送ることができ、送風機として用いることが可能とな
る。また、風を圧電振動子が受けると、回転体が回転す
ると共に、各圧電素子がその風に対する位置により、順
次湾曲歪みを生じて、電圧を生じる。このため、この電
圧を計測することにより、風力を測定することができ、
風力計として用いることができると共に、電圧の出力源
ともなるから、風力発電装置としても用いることが可能
となる。
対して傾斜しているから、支軸に沿って、一方向に空気
を送ることができ、送風機として用いることが可能とな
る。また、風を圧電振動子が受けると、回転体が回転す
ると共に、各圧電素子がその風に対する位置により、順
次湾曲歪みを生じて、電圧を生じる。このため、この電
圧を計測することにより、風力を測定することができ、
風力計として用いることができると共に、電圧の出力源
ともなるから、風力発電装置としても用いることが可能
となる。
【０００８】かかる構成にあって、回転体の外周に、周
方向に対して一方向に傾斜する第一の圧電振動子群と、
他方へ傾斜する第二の圧電振動子群を配設し、第一の圧
電振動子群と、第二の圧電振動子群のいずれか一方の駆
動選択により、回転体の回転方向を選択し得るようにし
たものが提案される。
方向に対して一方向に傾斜する第一の圧電振動子群と、
他方へ傾斜する第二の圧電振動子群を配設し、第一の圧
電振動子群と、第二の圧電振動子群のいずれか一方の駆
動選択により、回転体の回転方向を選択し得るようにし
たものが提案される。
【０００９】この構成にあって、いずれか一方の圧電素
子群の駆動選択により、送風方向を変換できるから、例
えば吸気と排気のいずれかを随意に選択できる送風機と
して用いることができる。
子群の駆動選択により、送風方向を変換できるから、例
えば吸気と排気のいずれかを随意に選択できる送風機と
して用いることができる。
【００１０】さらには、風力計として用いる場合には、
分極方向に沿った方向に湾曲歪みを生ずると、大きな出
力が発生することとなるから、第一の圧電振動子群と、
第二の圧電振動子群との出力を比較することにより、風
向きを検出することも可能となる。
分極方向に沿った方向に湾曲歪みを生ずると、大きな出
力が発生することとなるから、第一の圧電振動子群と、
第二の圧電振動子群との出力を比較することにより、風
向きを検出することも可能となる。
【００１１】一方、一方向に回転する回転体に設けられ
た圧電振動子に電圧を印加しなければらないが、かかる
電気的接続を確保する手段として、回転体の上下中心に
接続孔を形成して、該接続孔に、圧電素子の電極と接続
する配線部材の接続端を挿入し、さらに回転体を支持す
る上下の支軸と接手を介して連結する導電性連結子を該
接続孔に圧入して、連結子の密嵌により配線部材の接続
端の保持と、該接続端と連結子との電気的接続とを施す
と共に、配線部材と連結子と支軸とで圧電素子の電極と
接続する入出力電路を確保するようにし、支軸に外部電
路を接続するようにした構成が提案され得る。
た圧電振動子に電圧を印加しなければらないが、かかる
電気的接続を確保する手段として、回転体の上下中心に
接続孔を形成して、該接続孔に、圧電素子の電極と接続
する配線部材の接続端を挿入し、さらに回転体を支持す
る上下の支軸と接手を介して連結する導電性連結子を該
接続孔に圧入して、連結子の密嵌により配線部材の接続
端の保持と、該接続端と連結子との電気的接続とを施す
と共に、配線部材と連結子と支軸とで圧電素子の電極と
接続する入出力電路を確保するようにし、支軸に外部電
路を接続するようにした構成が提案され得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１〜４は本発明の一第一実施例
の風電変換機１ａの構成を示すものである。ここで、回
転体２は、平面が正方形状の方体形状をなし、夫々の隅
部に、傾斜角４５°の傾斜据付け面１０が夫々形成さ
れ、夫々に圧電振動子３が片持ち状に支持されている。
この四つの圧電振動子３は仮想円に対して接線方向に沿
って突出する配置関係となるように配設され、図４で示
すように金属板４の両面に圧電素子５ａ，５ｂを接合し
た公知の圧電バイモルフからなる。この圧電素子５ａ，
５ｂはその分極方向を対向させ、交流電源２５に対して
直列接続するようにしている。また、圧電素子５ａ，５
ｂの外面電極には、後述するように、リード線１５ａ，
１５ｂ（配線部材）が間接または直接に接続される。
尚、圧電振動子３は、金属板の片面に圧電素子を接合し
た公知の圧電モノモルフで構成しても良い。
の風電変換機１ａの構成を示すものである。ここで、回
転体２は、平面が正方形状の方体形状をなし、夫々の隅
部に、傾斜角４５°の傾斜据付け面１０が夫々形成さ
れ、夫々に圧電振動子３が片持ち状に支持されている。
この四つの圧電振動子３は仮想円に対して接線方向に沿
って突出する配置関係となるように配設され、図４で示
すように金属板４の両面に圧電素子５ａ，５ｂを接合し
た公知の圧電バイモルフからなる。この圧電素子５ａ，
５ｂはその分極方向を対向させ、交流電源２５に対して
直列接続するようにしている。また、圧電素子５ａ，５
ｂの外面電極には、後述するように、リード線１５ａ，
１５ｂ（配線部材）が間接または直接に接続される。
尚、圧電振動子３は、金属板の片面に圧電素子を接合し
た公知の圧電モノモルフで構成しても良い。
【００１３】各圧電振動子３の前端には、合成樹脂製薄
板からなる受圧片８の一端が固着され、外方への突出寸
法を長くし、送風面積または受圧面積を広く確保するよ
うにしている。この圧電振動子３は上述の傾斜据付け面
１０のその一端を載置し、固定片１１を傾斜据付け面１
０に螺着することにより固定される。そして圧電振動子
３と受圧片８とで翼片を構成している。
板からなる受圧片８の一端が固着され、外方への突出寸
法を長くし、送風面積または受圧面積を広く確保するよ
うにしている。この圧電振動子３は上述の傾斜据付け面
１０のその一端を載置し、固定片１１を傾斜据付け面１
０に螺着することにより固定される。そして圧電振動子
３と受圧片８とで翼片を構成している。
【００１４】次に、回転体２の支持手段及び外部電路と
の電気的接続手段につき説明する。前記固定片１１に
は、連通孔１４が形成され、この連通孔１４からは、圧
電振動子３の圧電素子５ａの外面電極と接続されたリー
ド線１５ａ（配線部材）が下方へ引き出される。また、
圧電素子５ｂの外面電極と接続されたリード線１５ｂ
（配線部材）が上方へ引き出される。
の電気的接続手段につき説明する。前記固定片１１に
は、連通孔１４が形成され、この連通孔１４からは、圧
電振動子３の圧電素子５ａの外面電極と接続されたリー
ド線１５ａ（配線部材）が下方へ引き出される。また、
圧電素子５ｂの外面電極と接続されたリード線１５ｂ
（配線部材）が上方へ引き出される。
【００１５】図３で示すように、回転体２の中心には軸
受杆１６が設けられ、その上下端に、接続孔１７，１７
が形成されている。この接続孔１７，１７には、上述の
ように上下に引き出されたリード線１５ａ，１５ｂの接
続端が挿入され、さらに金属製連結子１８，１８が圧入
される。この圧入により、リード線１５ａ，１５ｂの接
続端は、接続孔１７，１７内面と金属製連結子１８，１
８の挿入端の周面間で挟圧され、十分な機械的保持強度
を付与されて結線される。このため、該リード線１５
ａ，１５ｂを金属製連結子１８，１８に半田付け等で接
続する必要がない。
受杆１６が設けられ、その上下端に、接続孔１７，１７
が形成されている。この接続孔１７，１７には、上述の
ように上下に引き出されたリード線１５ａ，１５ｂの接
続端が挿入され、さらに金属製連結子１８，１８が圧入
される。この圧入により、リード線１５ａ，１５ｂの接
続端は、接続孔１７，１７内面と金属製連結子１８，１
８の挿入端の周面間で挟圧され、十分な機械的保持強度
を付与されて結線される。このため、該リード線１５
ａ，１５ｂを金属製連結子１８，１８に半田付け等で接
続する必要がない。
【００１６】この金属製連結子１８，１８には、支軸２
０が接手２１を介して点支持状に連結される。この接手
２１は、ピボット軸受、転がり軸受等種々の公知の軸受
が適用され得る。
０が接手２１を介して点支持状に連結される。この接手
２１は、ピボット軸受、転がり軸受等種々の公知の軸受
が適用され得る。
【００１７】前記支軸２０は、周囲の取付けフレーム等
の固定部材に設けられ、上述したように、金属製連結子
１８，１８と連結して、回転体２を遊転可能に軸支する
ものであり、該支軸２０には外部電路が電気的に接続さ
れる。而して、支軸２０，金属製連結子１８，１８，リ
ード線１５ａ，１５ｂにより圧電素子５ａ，５ｂの電極
と接続される入出力電路２４ａ，２４ｂ（図４参照）が
確保される。
の固定部材に設けられ、上述したように、金属製連結子
１８，１８と連結して、回転体２を遊転可能に軸支する
ものであり、該支軸２０には外部電路が電気的に接続さ
れる。而して、支軸２０，金属製連結子１８，１８，リ
ード線１５ａ，１５ｂにより圧電素子５ａ，５ｂの電極
と接続される入出力電路２４ａ，２４ｂ（図４参照）が
確保される。
【００１８】かかる構成の風電変換機１ａにあって、送
風機として用いる場合には、前記支軸２０に交流電源２
５が接続される。これにより、圧電振動子３の圧電素子
５ａ，５ｂに交番電圧が印加され、該圧電振動子３は往
復湾曲運動を繰り返し、翼片８が揺動する。このとき、
圧電振動子３及び圧電素子５ａ，５ｂは、仮想円に対し
て接線方向に支持されているから、正逆方向で回転モー
メントに差異を生じ、その差により図１中矢線ｘ方向へ
の回転体２の回転を生ずる。そして、この圧電振動子３
の揺動と、回転体２の自転により、空気が煽られ、さら
には、圧電振動子３は、周方向に対して一方向へ傾斜し
ているから、図２矢線ｙのように、図中下方へ風を送る
こととなる。而して、風電変換機１ａは、送風機として
用いられることとなる。
風機として用いる場合には、前記支軸２０に交流電源２
５が接続される。これにより、圧電振動子３の圧電素子
５ａ，５ｂに交番電圧が印加され、該圧電振動子３は往
復湾曲運動を繰り返し、翼片８が揺動する。このとき、
圧電振動子３及び圧電素子５ａ，５ｂは、仮想円に対し
て接線方向に支持されているから、正逆方向で回転モー
メントに差異を生じ、その差により図１中矢線ｘ方向へ
の回転体２の回転を生ずる。そして、この圧電振動子３
の揺動と、回転体２の自転により、空気が煽られ、さら
には、圧電振動子３は、周方向に対して一方向へ傾斜し
ているから、図２矢線ｙのように、図中下方へ風を送る
こととなる。而して、風電変換機１ａは、送風機として
用いられることとなる。
【００１９】一方、この風電変換機１ａは、風力形とし
ても用いられる。すなわち、支軸２０，２０に電圧計を
接続する。これにより、風電変換機１ａに図２の点矢線
ｚ方向（下方）に風が作用すると、回転体２が回転する
と共に、各圧電振動子３の圧電素子５ａ，５ｂはその風
に対する位置により、順次湾曲歪みを生じて、電圧が発
生する。この電圧は、風の強さにほぼ比例するから、支
軸２０，２０に接続された電圧計を読み取ることによ
り、風力を検出することができる。尚、風電変換機１ａ
に上方からの風が作用した場合にも、電圧が発生する。
ただし、圧電素子５ａ，５ｂの分極方向との関係で、同
一の風力でも、湾曲方向により起電力が相違するから、
正確な風力を測定するために、測定方向を定める必要が
ある。
ても用いられる。すなわち、支軸２０，２０に電圧計を
接続する。これにより、風電変換機１ａに図２の点矢線
ｚ方向（下方）に風が作用すると、回転体２が回転する
と共に、各圧電振動子３の圧電素子５ａ，５ｂはその風
に対する位置により、順次湾曲歪みを生じて、電圧が発
生する。この電圧は、風の強さにほぼ比例するから、支
軸２０，２０に接続された電圧計を読み取ることによ
り、風力を検出することができる。尚、風電変換機１ａ
に上方からの風が作用した場合にも、電圧が発生する。
ただし、圧電素子５ａ，５ｂの分極方向との関係で、同
一の風力でも、湾曲方向により起電力が相違するから、
正確な風力を測定するために、測定方向を定める必要が
ある。
【００２０】さらに、このように、風を受けることによ
り、起電力を生ずるから、簡易な風力発電装置として用
いることも可能となる。
り、起電力を生ずるから、簡易な風力発電装置として用
いることも可能となる。
【００２１】図５〜７は第二実施例の風電変換機１ｂの
構成を示すものである。この風電変換機１ｂは、送風方
向を変換できる送風機として用いることができる構成に
係るものである。かかる構成にあって、第一実施例と同
一構成については、同一符号を付して、説明を省略す
る。
構成を示すものである。この風電変換機１ｂは、送風方
向を変換できる送風機として用いることができる構成に
係るものである。かかる構成にあって、第一実施例と同
一構成については、同一符号を付して、説明を省略す
る。
【００２２】回転体２の各隅部には、傾斜方向の異なる
傾斜角４５°の傾斜据付け面１０ａ，１０ｂが上下に夫
々形成され、傾斜据付け面１０ａには第一の圧電振動子
３ａが、傾斜据付け面１０ｂには第二の圧電振動子３ｂ
が、夫々片持ち状に支持されている。このため、第一の
圧電振動子３ａ群と第二の圧電振動子３ｂ群とは夫々傾
斜方向が反対となり、第一の圧電振動子３ａ群は、周方
向に対して一方向に傾斜し、第二の圧電振動子３ｂ群
は、他方向へ傾斜することとなる。また、第一の圧電振
動子３ａ，第二の圧電振動子３ｂは、仮想円に対して接
線方向に位置する関係となるように配設される。
傾斜角４５°の傾斜据付け面１０ａ，１０ｂが上下に夫
々形成され、傾斜据付け面１０ａには第一の圧電振動子
３ａが、傾斜据付け面１０ｂには第二の圧電振動子３ｂ
が、夫々片持ち状に支持されている。このため、第一の
圧電振動子３ａ群と第二の圧電振動子３ｂ群とは夫々傾
斜方向が反対となり、第一の圧電振動子３ａ群は、周方
向に対して一方向に傾斜し、第二の圧電振動子３ｂ群
は、他方向へ傾斜することとなる。また、第一の圧電振
動子３ａ，第二の圧電振動子３ｂは、仮想円に対して接
線方向に位置する関係となるように配設される。
【００２３】次に、この第一の圧電振動子３ａ，第二の
圧電振動子３ｂへの電圧印加はいずれか一方に選定さ
れ、このため、その切換を可能とするために、図７で示
す結線手段が用いられる。
圧電振動子３ｂへの電圧印加はいずれか一方に選定さ
れ、このため、その切換を可能とするために、図７で示
す結線手段が用いられる。
【００２４】ここで、第一の圧電振動子３ａ，第二の圧
電振動子３ｂは、上述の実施例と同様に、図４で示すよ
うに金属板４の両面に圧電素子５ａ，５ｂを接合した公
知の圧電バイモルフからなり、その分極方向を対向させ
て、圧電素子５ａ，５ｂを直列接続するようにしている
ものであり、第一の圧電振動子３ａの一方の電極を入出
力電路３０ａを介して、上部の金属製連結子１８に接続
し、第二の圧電振動子３ｂの一方の電極を入出力電路３
０ｂを介して、下部の金属製連結子１８に接続するよう
にし、かつ該金属製連結子１８，１８相互を結線して、
交流電源３１に接続するようにしている。そして、圧電
振動子３ａ，３ｂの他方の電極と接続された線路３２
ａ，３２ｂと交流電源３１間に、切換スイッチ３３を配
設し、線路３２ａ，３２ｂの一方を選択的に交流電源３
１に接続し得るようにしている。
電振動子３ｂは、上述の実施例と同様に、図４で示すよ
うに金属板４の両面に圧電素子５ａ，５ｂを接合した公
知の圧電バイモルフからなり、その分極方向を対向させ
て、圧電素子５ａ，５ｂを直列接続するようにしている
ものであり、第一の圧電振動子３ａの一方の電極を入出
力電路３０ａを介して、上部の金属製連結子１８に接続
し、第二の圧電振動子３ｂの一方の電極を入出力電路３
０ｂを介して、下部の金属製連結子１８に接続するよう
にし、かつ該金属製連結子１８，１８相互を結線して、
交流電源３１に接続するようにしている。そして、圧電
振動子３ａ，３ｂの他方の電極と接続された線路３２
ａ，３２ｂと交流電源３１間に、切換スイッチ３３を配
設し、線路３２ａ，３２ｂの一方を選択的に交流電源３
１に接続し得るようにしている。
【００２５】而して、風電変換機１ｂは、切換スイッチ
３３を切り替えることにより、圧電振動子３ａ，３ｂの
一方のみを選択的に湾曲駆動することができ、これによ
り、送風方向を随意に変換でき、送風方向を変換可能な
送風機として用いられる。従って、この風電変換機１ｂ
を用いて、例えば、吸気と排気のいずれかを随意に選択
できる送風機として用いることができる。
３３を切り替えることにより、圧電振動子３ａ，３ｂの
一方のみを選択的に湾曲駆動することができ、これによ
り、送風方向を随意に変換でき、送風方向を変換可能な
送風機として用いられる。従って、この風電変換機１ｂ
を用いて、例えば、吸気と排気のいずれかを随意に選択
できる送風機として用いることができる。
【００２６】さらには、風力計として用いる場合には、
その電圧により、風力の測定が可能であると共に、分極
方向に沿った方向の湾曲歪みで大きな出力となるから、
第一の圧電振動子３ａ群と、第二の圧電振動子３ｂ群と
から夫々発生する電圧を比較することにより、その風の
向きを検出することが可能となる。また、何れから風が
吹いても、電圧を発生し得るから、風力発電装置とし
て、さらに有用である。
その電圧により、風力の測定が可能であると共に、分極
方向に沿った方向の湾曲歪みで大きな出力となるから、
第一の圧電振動子３ａ群と、第二の圧電振動子３ｂ群と
から夫々発生する電圧を比較することにより、その風の
向きを検出することが可能となる。また、何れから風が
吹いても、電圧を発生し得るから、風力発電装置とし
て、さらに有用である。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、上述したように、遊転可能に
支持された回転体の外周に、可撓性金属板の一側又は両
側に圧電素子を接合してなる圧電振動子を、周方向に対
して傾斜させるようにして片持ち状に複数枚支持したも
のであり、簡易な構成で、風を送給したり、電圧出力を
発生することができ、送風機，風力計，風力発電装置等
として最適となる。
支持された回転体の外周に、可撓性金属板の一側又は両
側に圧電素子を接合してなる圧電振動子を、周方向に対
して傾斜させるようにして片持ち状に複数枚支持したも
のであり、簡易な構成で、風を送給したり、電圧出力を
発生することができ、送風機，風力計，風力発電装置等
として最適となる。
【００２８】また、かかる構成にあって、回転体の外周
に、周方向に対して一方向に傾斜する第一の圧電振動子
群と、他方へ傾斜する第二の圧電振動子群を配設し、第
一の圧電振動子群と、第二の圧電振動子群のいずれか一
方の駆動選択により、回転体の回転方向を選択し得るよ
うにした構成にあっては、送風方向を変換できるから、
例えば、吸気と排気のいずれかを随意に選択できる送風
機として用いることができ、さらには、風力計として用
いる場合には、風力だけでなく、その風の向きを検出す
ることが可能となり、有用性が向上する。
に、周方向に対して一方向に傾斜する第一の圧電振動子
群と、他方へ傾斜する第二の圧電振動子群を配設し、第
一の圧電振動子群と、第二の圧電振動子群のいずれか一
方の駆動選択により、回転体の回転方向を選択し得るよ
うにした構成にあっては、送風方向を変換できるから、
例えば、吸気と排気のいずれかを随意に選択できる送風
機として用いることができ、さらには、風力計として用
いる場合には、風力だけでなく、その風の向きを検出す
ることが可能となり、有用性が向上する。
【００２９】さらには、回転体の上下に接続孔を形成し
て、該接続孔に、圧電素子の電極と接続する配線部材の
接続端を挿入し、さらに回転体を支持する上下の支軸と
接手を介して連結する連結子を該接続孔に圧入して、連
結子の密嵌により配線部材の接続端の保持と、該接続端
と連結子との電気的接続とを施すようにした構成にあっ
ては、連結子の圧入のみで、リード線等の配線部材の接
続が容易にでき、かつ機械的連結も可能となり、配線構
造が簡単となる。
て、該接続孔に、圧電素子の電極と接続する配線部材の
接続端を挿入し、さらに回転体を支持する上下の支軸と
接手を介して連結する連結子を該接続孔に圧入して、連
結子の密嵌により配線部材の接続端の保持と、該接続端
と連結子との電気的接続とを施すようにした構成にあっ
ては、連結子の圧入のみで、リード線等の配線部材の接
続が容易にでき、かつ機械的連結も可能となり、配線構
造が簡単となる。
【図１】風電変換機１ａの底面図である。
【図２】風電変換機１ａの側面図である。
【図３】金属製連結子１８を示す、要部の拡大断面図で
ある。
ある。
【図４】圧電振動子３の縦断側面図である。
【図５】風電変換機１ｂの平面図である。
【図６】風電変換機１ｂの側面図である。
【図７】圧電振動子３の結線手段を示す概念図である。
１ａ，１ｂ 風電変換機 ２ 回転体 ３ 圧電振動子 ５ａ，５ｂ 圧電素子 ８ 翼片 １０，１０ａ，１０ｂ 傾斜据付け面 １５ａ，１５ｂ リード線 １７，１７ 接続孔 １８ 金属製連結子 ２０ 支軸 ２１ 接手
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年２月９日（１９９９．２．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上下で遊転可
能に支持された回転体の外周に、圧電バイモルフ又は圧
電モノモルフからなる圧電振動子を、仮想円（図１のｒ
参照）に対してほぼ接線方向へ突出し、かつ周方向に対
して傾斜させるようにして片持ち状に支持して、複数枚
配設したことを特徴とするものである。
能に支持された回転体の外周に、圧電バイモルフ又は圧
電モノモルフからなる圧電振動子を、仮想円（図１のｒ
参照）に対してほぼ接線方向へ突出し、かつ周方向に対
して傾斜させるようにして片持ち状に支持して、複数枚
配設したことを特徴とするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【発明の実施の形態】図１〜４は本発明の一第一実施例
の風電変換機１ａの構成を示すものである。ここで、回
転体２は、平面が正方形状の方体形状をなし、夫々の隅
部に、傾斜角４５°の傾斜据付け面１０が夫々形成さ
れ、夫々に圧電振動子３が片持ち状に支持されている。
この四つの圧電振動子３は仮想円ｒに対して接線方向に
沿って突出する配置関係となるように配設され、図４で
示すように金属板４の両面に圧電素子５ａ，５ｂを接合
した公知の圧電バイモルフからなる。この圧電素子５
ａ，５ｂはその分極方向を対向させ、交流電源２５に対
して直列接続するようにしている。また、圧電素子５
ａ，５ｂの外面電極には、後述するように、リード線１
５ａ，１５ｂ（配線部材）が間接または直接に接続され
る。尚、圧電振動子３は、金属板の片面に圧電素子を接
合した公知の圧電モノモルフで構成しても良い。
の風電変換機１ａの構成を示すものである。ここで、回
転体２は、平面が正方形状の方体形状をなし、夫々の隅
部に、傾斜角４５°の傾斜据付け面１０が夫々形成さ
れ、夫々に圧電振動子３が片持ち状に支持されている。
この四つの圧電振動子３は仮想円ｒに対して接線方向に
沿って突出する配置関係となるように配設され、図４で
示すように金属板４の両面に圧電素子５ａ，５ｂを接合
した公知の圧電バイモルフからなる。この圧電素子５
ａ，５ｂはその分極方向を対向させ、交流電源２５に対
して直列接続するようにしている。また、圧電素子５
ａ，５ｂの外面電極には、後述するように、リード線１
５ａ，１５ｂ（配線部材）が間接または直接に接続され
る。尚、圧電振動子３は、金属板の片面に圧電素子を接
合した公知の圧電モノモルフで構成しても良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｎ 2/00 Ｈ０３Ｍ 1/22 // Ｈ０３Ｍ 1/22 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｕ (72)発明者 谷 健六 名古屋市中区古渡町９番27号 株式会社 ナ・デックス内 Ｆターム(参考） 3H078 AA01 AA26 AA27 BB01 BB19 CC02 CC03 CC58 CC80 5D107 AA12 BB09 BB20 CC03 CC11 5J022 DA02 DB01 DC02 DD04
Claims (3)
- 【請求項１】上下で遊転可能に支持された回転体の外周
に、圧電バイモルフ又は圧電モノモルフからなる圧電振
動子を、仮想円に対してほぼ接線方向へ突出し、かつ周
方向に対して傾斜させるようにして片持ち状に支持し
て、複数枚配設したことを特徴とする風電変換機。 - 【請求項２】回転体の外周に、周方向に対して一方向に
傾斜する第一の圧電振動子群と、他方向へ傾斜する第二
の圧電振動子群を配設し、第一の圧電振動子群と、第二
の圧電振動子群のいずれか一方の駆動選択により、回転
体の回転方向を選択し得るようにしたことを特徴とする
請求項１記載の風電変換機。 - 【請求項３】回転体の上下中心に接続孔を形成して、該
接続孔に、圧電素子の電極と接続する配線部材の接続端
を挿入し、さらに回転体を支持する上下の支軸と接手を
介して連結する導電性連結子を該接続孔に圧入して、連
結子の密嵌により配線部材の接続端の保持と、該接続端
と連結子との電気的接続とを施すと共に、配線部材と連
結子と支軸とで圧電素子の電極と接続する入出力電路を
確保するようにし、支軸に外部電路を接続するようにし
たことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の風電変
換機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11001829A JP2000205106A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | 風電変換機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11001829A JP2000205106A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | 風電変換機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000205106A true JP2000205106A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11512466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11001829A Pending JP2000205106A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | 風電変換機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000205106A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7061161B2 (en) * | 2002-02-15 | 2006-06-13 | Siemens Technology-To-Business Center Llc | Small piezoelectric air pumps with unobstructed airflow |
| JP2008180118A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電素子を用いた風力発電装置 |
| CN107395054A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-24 | 浙江师范大学 | 一种间接激励的多振子压电风力发电机 |
| WO2018076911A1 (zh) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | 广州特种承压设备检测研究院 | 海上风力发电机、叶片防损装置及方法 |
| CN111929515A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-13 | 西安理工大学 | 一种压电混合电磁能量收集器测试装置及其测试方法 |
| CN112519931A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 陈宗智 | 一种供共享单车使用的新型车筐 |
-
1999
- 1999-01-07 JP JP11001829A patent/JP2000205106A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7061161B2 (en) * | 2002-02-15 | 2006-06-13 | Siemens Technology-To-Business Center Llc | Small piezoelectric air pumps with unobstructed airflow |
| US7282837B2 (en) | 2002-02-15 | 2007-10-16 | Siemens Technology-To-Business Center Llc | Small piezoelectric air pumps with unobstructed airflow |
| US7358649B2 (en) | 2002-02-15 | 2008-04-15 | Siemens Technology-To-Business Center, Llc | Small piezoelectric air pumps with unobstructed airflow |
| US7417359B2 (en) | 2002-02-15 | 2008-08-26 | Siemens Technology-To-Business Center, Llc | Small piezoelectric air pumps with unobstructed airflow |
| JP2008180118A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電素子を用いた風力発電装置 |
| WO2018076911A1 (zh) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | 广州特种承压设备检测研究院 | 海上风力发电机、叶片防损装置及方法 |
| CN107395054A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-24 | 浙江师范大学 | 一种间接激励的多振子压电风力发电机 |
| CN107395054B (zh) * | 2017-08-17 | 2023-07-11 | 浙江师范大学 | 一种间接激励的多振子压电风力发电机 |
| CN111929515A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-13 | 西安理工大学 | 一种压电混合电磁能量收集器测试装置及其测试方法 |
| CN112519931A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 陈宗智 | 一种供共享单车使用的新型车筐 |
| CN112519931B (zh) * | 2020-11-23 | 2022-02-01 | 山东人人出行科技有限公司 | 一种供共享单车使用的车筐 |
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