JP2012062910A - Planetary magnet gear drive type generator and wind power generator device using the same - Google Patents

Planetary magnet gear drive type generator and wind power generator device using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planetary magnet gear drive type generator having high conversion efficiency from natural energy to electric power, achieving low noise, and superior in maintainability.SOLUTION: The planetary magnet gear drive type generator 1 receives rotational force of a rotary shaft 102 rotatingly driven by natural force, drives rotation of a sun magnet gear 15 through a planetary magnet gear 12 and pinion magnet gears 14 of a planetary magnet gear drive mechanism 3 disposed concentrically with the rotary shaft 102 so as to become faster than rotation of the rotary shaft 102 in non-contact, and makes magnetic flux by annular upper magnet 24 and under magnet 26 rotatably pivoted by a generator shaft 2, opposingly arranged in parallel at a constant interval and constituting a power generating mechanism 4 rotating interlocking with rotation of the sun magnet gear 15 cross a coil of a disk-like coil body 30 opposingly arranged between them in a non-contact and fixed state to induce large power generating output in the coil.

Description

本発明は遊星マグネットギアドライブ式発電機及び該遊星マグネットギアドライブ式発電機を用いた風力発電装置に関するものである。   The present invention relates to a planetary magnet gear drive generator and a wind power generator using the planetary magnet gear drive generator.

例えば、近年注目されている風力発電装置においては、自然エネルギーである風力を利用して風車を回転させ、風車の回転力を利用して発電機により発電し、自然エネルギーである風力に基づく電力を得て各種負荷設備に電力供給を行っていることは周知の通りである。   For example, in a wind turbine generator that has been attracting attention in recent years, a windmill is rotated by using wind power, which is natural energy, and is generated by a generator using the rotational force of the windmill, and electric power based on wind power, which is natural energy, is generated. It is well known that power is supplied to various load facilities.

このような風力発電装置のうち、特に垂直軸・垂直翼型の風車を用いる風力発電装置においては、支柱の上部に風車を配置しその直下に円盤型発電機を同軸に配置して、風車の回転力を円盤型発電機に伝達し、円盤型発電機内において一方を固定し他方を回転可能とした磁石、コイル間に生じる相対速度に基づく発電出力を得る構造のものが多い。   Among such wind power generators, in particular, in a wind power generator using a vertical axis / vertical blade type wind turbine, a wind turbine is arranged at the top of the support column and a disk type generator is coaxially arranged immediately below the wind turbine. There are many structures that transmit a rotational force to a disk-type generator and obtain a power generation output based on a relative speed generated between a magnet and a coil in which one is fixed and the other is rotatable in the disk-type generator.

そして、風力エネルギーを効率良く利用し、より大きい発電出力を得るためには、磁石、コイル間に生じる相対速度を大きくすることが要請されるところである。   In order to efficiently use wind energy and obtain a larger power generation output, it is required to increase the relative speed generated between the magnet and the coil.

さらに、風力発電装置に用いる発電機としては、風力発電装置が市街地等、多くの住民が居住する地域に設置されることも多いことから、可能な限り低騒音であり、かつ、保守性にも優れることも要請されるところである。   Furthermore, as a power generator used in a wind power generator, the wind power generator is often installed in an area where many inhabitants live, such as urban areas. There is also a demand for excellence.

特許文献１には、ダリウス翼の風車と、サボニウス翼の風車とを組み合わせるとともに、これら二つの風車と発電機との間に通常のギアを用いた遊星伝動機構を設け、遊星伝動機構によりダリウス翼及びサボニウス翼の回転を効率的に電気エネルギーに変換することを狙った風力発電装置が提案されている。   In Patent Document 1, a windmill with a Darius wing and a windmill with a Savonius wing are combined, and a planetary transmission mechanism using a normal gear is provided between the two windmills and the generator, and the Darius wing is formed by the planetary transmission mechanism. In addition, a wind turbine generator that aims to efficiently convert the rotation of the Savonius blade into electric energy has been proposed.

しかし、特許文献１の風力発電装置における発電機を駆動する遊星伝動機構は通常のギアを用いた構成であり、騒音の点、保守性の点が危惧されるところであり、この特許文献１を含め、風力発電装置に用いて好適な電力への変換効率が高く、かつ、低騒音を実現でき、保守性にも優れるような遊星マグネットギアドライブ式の発電機は見当たらないのが現状である。   However, the planetary transmission mechanism that drives the generator in the wind power generator of Patent Document 1 is a configuration using ordinary gears, and there are concerns about noise and maintainability. At present, there is no planetary magnet gear drive type generator that has high conversion efficiency into electric power suitable for a wind power generator, can realize low noise, and is excellent in maintainability.

特開２００７−１１３５６２号公報JP 2007-113562 A

本発明が解決しようとする問題点は、上述したように自然エネルギーから電力への変換効率が高く、かつ、低騒音を実現でき、保守性にも優れるような遊星マグネットギアドライブ式の発電機が存在しない点である。   As described above, the problem to be solved by the present invention is that a planetary magnet gear drive type generator having high conversion efficiency from natural energy to electric power, low noise and excellent maintainability can be obtained. It is a point that does not exist.

本発明に係る遊星マグネットギアドライブ式発電機は、自然力により回転駆動される回転軸の回転力を受け、前記回転軸と同軸に配置した発電機軸により回転可能に軸支したサンマグネットギアの回転を前記回転軸の回転より高速となるように駆動するマグネットギアを用いた遊星マグネットギア増速機構と、前記発電機軸により回転可能に軸支され、かつ、一定の間隔をもって平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギアの回転に連動して回転する円環状のアッパーマグネット及び円環状のアンダーマグネットと、前記発電機軸により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット、アンダーマグネットの間に非接触で対向配置した円板状でコイルを搭載したコイル体と、を有し、前記サンマグネットギアとともに高速駆動される前記アッパーマグネット、アンダーマグネットによる磁束と前記コイルとの鎖交により前記コイルに発電出力を誘起させる発電機構と、を有することを最も主要な特徴とする。   The planetary magnet gear drive generator according to the present invention receives the rotational force of a rotating shaft that is rotationally driven by natural force, and rotates the sun magnet gear that is rotatably supported by a generator shaft that is arranged coaxially with the rotating shaft. A planetary magnet gear speed increasing mechanism using a magnet gear that is driven so as to be faster than the rotation of the rotating shaft, and is rotatably supported by the generator shaft, and is arranged oppositely in a parallel state at a constant interval; The annular upper magnet and the annular under magnet that rotate in conjunction with the rotation of the sun magnet gear are fixedly supported by the generator shaft, and are arranged in a non-contact manner between the upper magnet and the under magnet. A coiled body with a coil mounted thereon, and is driven at a high speed together with the sun magnet gear The most important feature of having, a power generation mechanism to induce the power output to the coil by the linkage of the upper magnet flux with the coil by the under magnet.

本発明によれば、自然力により回転駆動される回転軸を駆動源とし、前記回転軸と同軸に配置した発電機軸に取り付けた遊星マグネットギア増速機構により回転軸の回転を非接触で増幅した回転出力を得て発電機構に伝達して、発電機構のアッパーマグネット、アンダーマグネットとコイル体との相対速度を大きくしてコイル体のコイルに発電出力を誘起するように構成しているので、自然エネルギーから電力への変換効率が高く、かつ、通常のギアを用いた遊星歯車機構を使用する場合に比べ機械的損失低減、低騒音を実現でき、保守性にも優れる遊星マグネットギアドライブ式発電機を提供することができる。   According to the present invention, a rotation shaft that is rotationally driven by a natural force is used as a drive source, and the rotation of the rotation shaft is amplified in a contactless manner by a planetary magnet gear speed increasing mechanism attached to a generator shaft that is arranged coaxially with the rotation shaft. Since the output is obtained and transmitted to the power generation mechanism, the relative speed of the upper magnet and under magnet of the power generation mechanism and the coil body is increased to induce the power generation output in the coil of the coil body. A planetary magnet gear drive generator with high conversion efficiency from power to electric power, mechanical loss reduction and low noise compared to the case of using a planetary gear mechanism using ordinary gears, and excellent maintainability Can be provided.

また、本発明によれば、円盤型同軸反転式発電機における機械的損失低減、低騒音構造の実現、保守性の向上を図れるとともに、発電出力が極めて大きく（すなわち、風力エネルギーの電力への変換効率が大きく）、実用価値の高い垂直軸・垂直翼型の風車構造で、遊星マグネットギアドライブ式発電機を用いた風力発電装置を提供することができる。   Further, according to the present invention, it is possible to reduce the mechanical loss, realize a low noise structure and improve the maintainability in the disk type coaxial reversal generator, and increase the power generation output (that is, converting wind energy into electric power). It is possible to provide a wind turbine generator using a planetary magnet gear drive generator with a vertical axis / vertical blade type wind turbine structure that has high efficiency and high practical value.

図１は本発明の実施例に係る遊星マグネットギアドライブ式発電機の外観を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an appearance of a planetary magnet gear drive generator according to an embodiment of the present invention. 図２は本実施例に係る遊星マグネットギアドライブ式発電機の概略分解斜視図である。FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the planetary magnet gear drive generator according to this embodiment. 図３は本実施例に係る遊星マグネットギアドライブ式発電機の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the planetary magnet gear drive generator according to the present embodiment. 図４は本実施例に係る遊星マグネットギアドライブ式発電機における遊星マグネットギア増速機構のプラネタリーマグネットギア、ピニオンマグネットギア、サンマグネットギアの非接触による回転状態を底面側から見た概略説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view of the planetary magnet gear speed increasing mechanism in the planetary magnet gear drive generator according to the present embodiment viewed from the bottom side in a non-contact rotation state of the planetary magnet gear, the pinion magnet gear, and the sun magnet gear. It is. 図５は本実施例に係る遊星マグネットギアドライブ式発電機を用いた風力発電装置の部分切欠正面図である。FIG. 5 is a partially cutaway front view of a wind turbine generator using a planetary magnet gear drive generator according to this embodiment.

本発明は、自然エネルギーから電力への変換効率が高く、かつ、低騒音を実現でき、保守性にも優れる遊星マグネットギアドライブ式発電機を提供するという目的を、自然力により回転駆動される回転軸を駆動源とするとともに、前記回転軸と同軸に配置した発電機軸に取り付けた遊星マグネットギア増速機構と、前記遊星マグネットギア増速機構により駆動されて発電出力を誘起する発電機構と、を有する遊星マグネットギアドライブ式発電機であって、前記遊星マグネットギア増速機構は、前記回転軸と同軸に配置した発電機軸により回転可能に軸支され、前記回転軸の回転力を受けて回転駆動される円盤状のマグネットギアケースと、前記マグネットギアケース内でその下面に添着した円環状で内周部に多数の磁石を配列したプラネタリーマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸に対してプラネタリーキャリアーを介して回転可能に取り付けられ、前記プラネタリーマグネットギアの磁石による磁力により非接触で回転駆動される外周部に多数の磁石を配列した複数個の円形のピニオンマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸により回転可能に軸支され、前記各ピニオンマグネットギアの磁石の磁力により非接触で回転駆動される外周部に多数の磁石を配列した円形のサンマグネットギアとを具備し、前記プラネタリーマグネットギア、ピニオンマグネットギア、サンマグネットギアのマグネットギア比を、前記回転軸が１回転するときサンマグネットギアが２回転する値とし、前記発電機構は、前記マグネットギアケースの下部において、前記発電機軸により各々回転可能に軸支された円盤状のアッパーケース、アンダーケースを接合し中空円盤状に形成され、アッパーケースを前記サンマグネットギアに連結したケース体と、前記ケース体内において、一定の間隔をもって平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギアの回転に応じて前記ケース体とともに連動して回転する円環状のアッパーマグネット及び円環状のアンダーマグネットと、前記ケース体内において、前記発電機軸により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット、アンダーマグネットの間に非接触で対向配置した円板状で発電用のコイルを搭載したコイル体と、前記コイルに一端を接続し前記発電機軸内を経て外部に導出した電力ケーブルと、を有し、前記サンマグネットギアとともに前記回転軸の回転数の２倍の回転数で駆動される前記アッパーマグネット、アンダーマグネットによる磁束と前記コイルとの鎖交により前記コイルに発電出力を誘起させ、前記電力ケーブルを経て発電出力を外部に送電する構成により実現した。   The purpose of the present invention is to provide a planetary magnet gear drive generator with high conversion efficiency from natural energy to electric power, low noise, and excellent maintainability. And a planetary magnet gear speed increasing mechanism attached to a generator shaft arranged coaxially with the rotating shaft, and a power generating mechanism driven by the planetary magnet gear speed increasing mechanism to induce a power generation output. A planetary magnet gear drive type generator, wherein the planetary magnet gear speed increasing mechanism is rotatably supported by a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft, and is rotationally driven by receiving the rotational force of the rotating shaft. A disk-shaped magnet gear case, and a planetar in which a large number of magnets are arranged on the inner periphery in an annular shape attached to the lower surface of the magnet gear case. -A magnet gear and an outer peripheral portion that is rotatably attached to the generator shaft via a planetary carrier in the magnet gear case and is driven to rotate in a non-contact manner by the magnetic force of the magnet of the planetary magnet gear. A plurality of circular pinion magnet gears in which a large number of magnets are arranged, and are rotatably supported by the generator shaft within the magnet gear case, and are driven to rotate without contact by the magnetic force of the magnets of the pinion magnet gears. A circular sun magnet gear in which a large number of magnets are arranged on the outer peripheral portion, and the planetary magnet gear, the pinion magnet gear, and the sun magnet gear have a magnet gear ratio when the rotation shaft makes one rotation. Is a value that rotates twice, and the power generation mechanism A disc-like upper case rotatably supported by the generator shaft, a case body formed by joining an under case to a hollow disc shape, and connecting the upper case to the sun magnet gear, and the case In the body, the annular upper magnet and the annular under magnet, which are arranged opposite to each other in parallel with a certain interval and rotate together with the case body according to the rotation of the sun magnet gear, A coil body which is fixedly supported by the generator shaft and is mounted in a disk shape and disposed in a noncontact manner between the upper magnet and the under magnet, and a coil body on which a coil for power generation is mounted, and one end connected to the coil and the generator shaft A power cable led to the outside through the inside, and the sun magnet gear In addition, a power generation output is induced in the coil by an interlinkage between the magnetic flux generated by the upper magnet and the under magnet driven at twice the rotation speed of the rotary shaft and the coil, and the power generation output is generated via the power cable. Realized by the configuration of transmitting power to the outside.

以下に本発明の実施例に係る遊星マグネットギアドライブ式発電機及びこの遊星マグネットギアドライブ式発電機を用いた風力発電装置について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a planetary magnet gear drive generator according to an embodiment of the present invention and a wind power generator using the planetary magnet gear drive generator will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施例に係る遊星マグネットギアドライブ式発電機（以下「発電機」という）１は、図１、図２に示すように、自然力により回転駆動される回転軸１０２を駆動源とするとともに、前記回転軸１０２と同軸に、かつ、固定状態に配置した発電機軸２に取り付けた遊星マグネットギア増速機構３と、前記遊星マグネットギア増速機構３により駆動されて発電出力を誘起する発電機構４と、を有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, a planetary magnet gear drive generator (hereinafter referred to as “generator”) 1 according to an embodiment of the present invention uses a rotary shaft 102 driven to rotate by natural force as a drive source. A planetary magnet gear speed increasing mechanism 3 attached to the generator shaft 2 coaxially with the rotating shaft 102 and fixed, and a power generating mechanism driven by the planetary magnet gear speed increasing mechanism 3 to induce a power generation output. 4.

前記遊星マグネットギア増速機構３は、前記回転軸１０２と同軸に配置した発電機軸２により上部ベアリング５を介して回転可能に軸支され、前記回転軸１０２の回転力を受けてこの回転軸１０２と一体的に回転駆動される下方が開口した円形皿状で全体として円盤状に形成したマグネットギアケース１１と、前記マグネットギアケース１１内でその下面に添着した円環状で内周部に多数の磁石をＮ極、Ｓ極が交互となるように全周にわたって円形に配列した円環状のプラネタリーマグネットギア１２と、前記マグネットギアケース１１内で、前記発電機軸２に中心部を取り付けた略十字形状のプラネタリーキャリアー１３の４個の突出端部１３ａに各々軸支ピン１３ｂを介して回転可能に取り付けられ、前記プラネタリーマグネットギア１２の磁石による磁力により非接触（例えば間隔０．５〜１ｍｍ等）で回転駆動される外周部に多数の磁石をＮ極、Ｓ極が交互となるように配列した複数個、例えば４個の円形のピニオンマグネットギア１４と、前記マグネットギアケース１１内で、前記発電機軸２により後述する円盤状のアッパーケース２１とともに中間部ベアリング６を介して回転可能に軸支され、前記各ピニオンマグネットギア１４の磁石の磁力により非接触（例えば間隔０．５〜１ｍｍ等）で回転駆動される外周部に多数の磁石をＮ極、Ｓ極が交互となるように全周にわたって配列した円形のサンマグネットギア１５とを具備している。   The planetary magnet gear speed increasing mechanism 3 is rotatably supported via an upper bearing 5 by a generator shaft 2 disposed coaxially with the rotating shaft 102, and receives the rotational force of the rotating shaft 102 to receive the rotating shaft 102. The magnet gear case 11 is formed in a circular dish shape having a circular opening with a lower opening that is integrally rotated with the lower surface of the magnet gear case 11, and an annular inner ring attached to the lower surface of the magnet gear case 11. An annular planetary magnet gear 12 in which magnets are arranged in a circle over the entire circumference so that N poles and S poles are alternately arranged, and a substantially cross in which a central portion is attached to the generator shaft 2 in the magnet gear case 11. The planetary magnet gear 1 is mounted on the four projecting end portions 13a of the planetary carrier 13 in a shape of the planetary carrier 13 so as to be rotatable via shaft support pins 13b. A plurality of, for example, four, circular shapes in which a large number of magnets are arranged so that N poles and S poles are alternately arranged on an outer peripheral portion that is rotationally driven in a non-contact manner (for example, at an interval of 0.5 to 1 mm, etc.) The pinion magnet gear 14 and the magnet gear case 11 are rotatably supported by the generator shaft 2 via a middle bearing 6 together with a disk-like upper case 21 described later. A circular sun magnet gear 15 in which a large number of magnets are arranged on the entire circumference so that N poles and S poles are alternately arranged on the outer peripheral portion that is rotationally driven in a non-contact manner (for example, an interval of 0.5 to 1 mm) by the magnetic force of the magnets. It is equipped with.

前記プラネタリーマグネットギア１２、ピニオンマグネットギア１４、サンマグネットギア１５のマグネットギア比を、例えば、前記回転軸１０２が１回転、従って前記プラネタリーマグネットギア１２が１回転するとき、サンマグネットギア１５が２回転する値に設定している。   The magnet gear ratios of the planetary magnet gear 12, the pinion magnet gear 14, and the sun magnet gear 15 are set such that, for example, when the rotary shaft 102 makes one revolution, and therefore the planetary magnet gear 12 makes one revolution, The value is set to rotate twice.

すなわち、遊星マグネットギア増速機構３のマグネットギア比を、１：２に設定している。   That is, the magnet gear ratio of the planetary magnet gear speed increasing mechanism 3 is set to 1: 2.

前記マグネットギアケース１１の上端部には、上部ベアリング５を収納する上部軸受筒部１１ａが設けられ、この上部軸受筒部１１ａに対して前記回転軸１０２の下端部に設けた円形フランジ部１０２ａを接合し、ボルト８を用いて前記回転軸１０２をマグネットギアケース１１に一体に連結している。   At the upper end of the magnet gear case 11, there is provided an upper bearing cylinder part 11a for accommodating the upper bearing 5, and a circular flange part 102a provided at the lower end part of the rotary shaft 102 is provided with respect to the upper bearing cylinder part 11a. The rotating shaft 102 is integrally connected to the magnet gear case 11 using bolts 8.

前記発電機構４は、前記マグネットギアケース１１の下部において、前記発電機軸２に対して中間部ベアリング６を用いて回転可能に軸支された下方が開口した円形皿状で全体として円盤状のアッパーケース２１と、前記発電機軸２に対して下部ベアリング７を用いて回転可能に軸支された上方が開口した円形皿状で全体として円盤状のアンダーケース２２とを具備し、前記アッパーケース２１、アンダーケース２２を互いに接合し、中空円盤状としたケース体２３を有している。   The power generation mechanism 4 has a circular disc-like upper shape that is open at the bottom below the magnet gear case 11 and is rotatably supported by the intermediate shaft bearing 6 with respect to the generator shaft 2. A case 21, and a circular dish-shaped undercase 22 that is supported by a lower bearing 7 so as to be rotatable with respect to the generator shaft 2. A case body 23 having a hollow disk shape is formed by joining the undercase 22 to each other.

前記ケース体２３内には、一定の間隔をもって上下平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギア１５の回転に応じて前記ケース体２３とともに連動して回転する円環状のアッパーマグネット２４、円環状のアンダーマグネット２６を配置している。   In the case body 23, an annular upper magnet 24, which is opposed to each other in a vertically parallel state with a certain interval and rotates in conjunction with the case body 23 according to the rotation of the sun magnet gear 15, An under magnet 26 is arranged.

また、前記ケース体２３内には、前記発電機軸２により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット２４、アンダーマグネット２６の間にこれらに非接触で、かつ、平行に対向配置した円板状で発電用のコアレス型のコイルを搭載したコイル体３０を前記発電機軸２により中心部を固定支持する状態で配置している。   Further, the case body 23 is fixedly supported by the generator shaft 2, and the power is generated in a disc shape between the upper magnet 24 and the under magnet 26 so as to be in non-contact with each other and in parallel with each other. A coil body 30 on which a coreless type coil is mounted is arranged in a state in which a central portion is fixedly supported by the generator shaft 2.

前記アッパーマグネット２４は、アッパーマグネット支持円板２５に多数のマグネットＭｇをＮ極、Ｓ極が円周全体にわたって交互に並ぶ配列で固着し、アッパーマグネット支持円板２５を前記アッパーケース２１の内底面に接着等により同心配置に添着し、多数のマグネットＭｇをコイル体３０の上面側に臨ませている。   The upper magnet 24 is fixed to an upper magnet support disk 25 in a manner in which a number of magnets Mg are alternately arranged in the N pole and S pole along the entire circumference, and the upper magnet support disk 25 is fixed to the inner bottom surface of the upper case 21. A large number of magnets Mg are made to face the upper surface side of the coil body 30.

前記アンダーマグネット２６は、アンダーマグネット支持円板２７に多数のマグネットＭｇをＮ極、Ｓ極が円周全体にわたって交互に並ぶ配列で固着し、アンダーマグネット支持円板２７を前記アンダーケース２２の内底面に接着等により同心配置に添着し、多数のマグネットＭｇをコイル体３０の下面側に臨ませている。   The under magnet 26 is fixed to an under magnet support disc 27 in a manner in which a number of magnets Mg are alternately arranged in the N pole and S pole along the entire circumference, and the under magnet support disc 27 is attached to the inner bottom surface of the under case 22. A large number of magnets Mg are made to face the lower surface side of the coil body 30.

また、前記アッパーマグネット２４の多数のマグネットＭｇと、前記アンダーマグネット２６の多数のマグネットＭｇとは、前記コイル体３０を挟んで異磁極（Ｎ極とＳ極）が円周方向に交互に上下対向する配置としている。   In addition, a large number of magnets Mg of the upper magnet 24 and a large number of magnets Mg of the under magnet 26 have different magnetic poles (N pole and S pole) alternately facing each other in the circumferential direction across the coil body 30. It is supposed to be arranged.

さらに、前記発電機構４は、前記コイル体３０のコイルに一端を接続し、前記発電機軸２内を経て外部に導出した電力ケーブル３１を備えている。
前記ケース体２３を構成する前記アンダーケース２２の下部には、円筒状の取り付け軸筒部３２がアンダーケース２２と同心でかつ一体に設けられ、この取り付け軸筒部３２を詳細は後述する支持用支柱１０５の上端部に回転可能に嵌装している。 Further, the power generation mechanism 4 includes a power cable 31 having one end connected to the coil of the coil body 30 and led out to the outside through the generator shaft 2.
A cylindrical mounting shaft cylinder portion 32 is provided concentrically and integrally with the undercase 22 at a lower portion of the undercase 22 constituting the case body 23, and the mounting shaft cylinder portion 32 is used for supporting which will be described in detail later. The upper end of the column 105 is rotatably fitted.

尚、図２に点線で示す発電機軸２は、説明の便宜上、実際よりも軸方向の長さを大きく表示しているが、発電機１内の実際の長さは、図１に示すマグネットギアケース１１、ケース体２３及び取り付け軸筒部３２の中心部を垂直方向に貫く長さであることは言うまでもない。   Note that the generator shaft 2 indicated by a dotted line in FIG. 2 is shown with a length in the axial direction larger than the actual length for convenience of explanation, but the actual length in the generator 1 is the magnet gear shown in FIG. Needless to say, the length extends through the center of the case 11, the case body 23, and the mounting shaft cylinder portion 32 in the vertical direction.

次に、上述した本実施例に係る発電機１の発電動作について、図３、図４を参照して説明する。   Next, the power generation operation of the generator 1 according to the above-described embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施例に係る発電機１において、前記回転軸１０２が例えば図３に示す矢印ａ方向（反時計回り方向）に回転駆動されると、この回転軸１０２に一体に連結した遊星マグネットギア増速機構３を構成するマグネットギアケース１１及びその内部のプラネタリーマグネットギア１２も上部ベアリング５に軸支されて矢印ａ方向に回転駆動される。   In the generator 1 according to this embodiment, when the rotary shaft 102 is rotationally driven in the direction of arrow a (counterclockwise direction) shown in FIG. 3, for example, the planetary magnet gear speedup integrally connected to the rotary shaft 102 is increased. The magnet gear case 11 constituting the mechanism 3 and the planetary magnet gear 12 in the magnet gear case 11 are also supported by the upper bearing 5 and rotated in the direction of arrow a.

前記プラネタリーマグネットギア１２が、矢印ａ方向に回転駆動されると、マグネットギアケース１１内において前記プラネタリーマグネットギア１２と非接触に配置した４個のピニオンマグネットギア１４は、前記プラネタリーマグネットギア１２の磁力（反発力又は吸引力）により各々軸支ピン１３ｂの回りをやはり矢印ａ方向（反時計回り方向）に回転駆動される。   When the planetary magnet gear 12 is rotationally driven in the direction of arrow a, the four pinion magnet gears 14 arranged in non-contact with the planetary magnet gear 12 in the magnet gear case 11 are the planetary magnet gears. Each of the twelve magnetic pins (repulsive force or attractive force) is driven to rotate in the direction of arrow a (counterclockwise direction) around the shaft support pin 13b.

前記マグネットギアケース１１内の中心部に、前記各ピニオンマグネットギア１４と非接触に配置した前記サンマグネットギア１５は、前記中間部ベアリング６に軸支されて前記各ピニオンマグネットギア１４の磁力（反発力又は吸引力）により前記矢印ａ方向（反時計回り方向）とは反対の矢印ｂ方向（時計回り方向）に回転駆動され、同時に発電機構４を構成するアッパーケース２１、アンダーケース２２からなるケース体２３も前記サンマグネットギア１５とともに矢印ｂ方向（時計回り方向）に回転駆動される。   The sun magnet gear 15 disposed in a non-contact manner with the pinion magnet gears 14 in the center of the magnet gear case 11 is pivotally supported by the intermediate bearing 6 so as to generate a magnetic force (repulsion) of the pinion magnet gears 14. Force or suction force), which is rotationally driven in the direction of the arrow b (clockwise direction) opposite to the direction of the arrow a (counterclockwise direction), and simultaneously comprises an upper case 21 and an undercase 22 constituting the power generation mechanism 4 The body 23 is also rotated together with the sun magnet gear 15 in the direction of arrow b (clockwise direction).

このとき、既述したように、前記遊星マグネットギア増速機構３のマグネットギア比を１：２に設定しているので、前記回転軸１０２に対して前記サンマグネットギア１５及び前記ケース体２３は、２倍の回転速度で矢印ｂ方向（時計回り方向）に回転駆動される。   At this time, as described above, since the magnet gear ratio of the planetary magnet gear speed increasing mechanism 3 is set to 1: 2, the sun magnet gear 15 and the case body 23 with respect to the rotating shaft 102 are It is rotationally driven in the direction of arrow b (clockwise direction) at twice the rotational speed.

尚、図４は、前記プラネタリーマグネットギア１２、ピニオンマグネットギア１４、サンマグネットギア１５の非接触による回転状態を遊星マグネットギア増速機構３の底面側から見た状態を示すものである。   4 shows a state in which the planetary magnet gear 12, the pinion magnet gear 14, and the sun magnet gear 15 are rotated in a non-contact state as viewed from the bottom surface side of the planetary magnet gear speed increasing mechanism 3. FIG.

このようにして、前記ケース体２３内のアッパーマグネット２４、アンダーマグネット２６も前記回転軸１０２に対して２倍の回転速度で矢印ｂ方向（時計回り方向）に回転駆動される（２倍増速）。   In this manner, the upper magnet 24 and the under magnet 26 in the case body 23 are also rotationally driven in the arrow b direction (clockwise direction) at a rotational speed twice that of the rotary shaft 102 (double speed increase). .

これにより、前記アッパーマグネット２４、アンダーマグネット２６と、固定配置したコイル体３０のコイルとの相対速度は、単にコイル体３０に対向させた円盤状配置のマグネットを前記回転軸１０２と同じ回転速度で回転駆動する場合に比べ２倍となり、前記アッパーマグネット２４、アンダーマグネット２６間の磁束が鎖交する前記コイル体３０のコイルに４倍の発電出力を生成することができる（発電出力は、マグネットとコイルとの相対速度の２乗に比例する）。   As a result, the relative speed between the upper magnet 24 and the under magnet 26 and the coil of the coil body 30 that is fixedly arranged is simply the same as that of the rotary shaft 102. Compared with the case of rotational driving, the generated power is doubled, and a power generation output that is four times as large as that of the coil 30 in which the magnetic flux between the upper magnet 24 and the under magnet 26 is linked can be generated. Proportional to the square of the relative speed with the coil).

前記コイル体３０のコイルに生成した発電出力は、前記電力ケーブル３１を経て発電機１の外部に送電される。   The power generation output generated in the coil of the coil body 30 is transmitted to the outside of the generator 1 through the power cable 31.

本実施例に係る発電機１によれば、前記遊星マグネットギア増速機構３により、前記回転軸１０２の回転をサンマグネットギア１５を経て２倍に増速し、発電機構４のアッパーマグネット２４、アンダーマグネット２６に伝達することで、コイル体３０のコイルに４倍の発電出力を生成するように構成しているので、発電出力が極めて大きい（すなわち、自然エネルギーの電力への変換効率が大きい）発電機１を得ることができる。   According to the generator 1 according to the present embodiment, the planetary magnet gear speed increasing mechanism 3 speeds up the rotation of the rotating shaft 102 through the sun magnet gear 15 and the upper magnet 24 of the power generating mechanism 4. By transmitting to the under magnet 26, the power generation output is extremely large (that is, the conversion efficiency of natural energy to power is large) because the power generation output is generated four times in the coil of the coil body 30. The generator 1 can be obtained.

尚、前記遊星マグネットギア増速機構３のマグネットギア比としては、上述したような１：２に設定する場合の他、前記プラネタリーマグネットギア１２、ピニオンマグネットギア１４、サンマグネットギア１５のマグネット配列個数の変更により、マグネットギア比を、例えば１：１．１〜１：２０のように種々に変更して、これらのマグネットギア比に対応した発電出力をコイル体３０のコイルに生成し、前記電力ケーブル３１を経て発電機１の外部に送電することも可能である。   The planetary magnet gear speed increasing mechanism 3 has a magnet gear ratio of 1: 2 as described above, as well as a magnet arrangement of the planetary magnet gear 12, the pinion magnet gear 14, and the sun magnet gear 15. By changing the number, the magnet gear ratio is variously changed, for example, 1: 1.1 to 1:20, and a power generation output corresponding to these magnet gear ratios is generated in the coil of the coil body 30. It is also possible to transmit power to the outside of the generator 1 via the power cable 31.

また、本実施例に係る発電機１によれば、前記遊星マグネットギア増速機構３において、前記プラネタリーマグネットギア１２からピニオンマグネットギア１４への回転力伝達、及び、ピニオンマグネットギア１４からサンマグネットギア１５への回転力伝達をいずれも磁力を利用した非接触で行う構成としているので、従来公知の通常のギアを用いた遊星歯車機構により前記回転軸１０２の回転を増速する場合に比べ、機械的接触部分が減少し、摩耗等の機械的損失低減を図り、かつ、機械的接触部分低減による低騒音構造の実現を図ることができるという顕著な効果を奏する。   Further, according to the generator 1 according to the present embodiment, in the planetary magnet gear speed increasing mechanism 3, the rotational force is transmitted from the planetary magnet gear 12 to the pinion magnet gear 14 and the pinion magnet gear 14 to the sun magnet. Since the rotational force is transmitted to the gear 15 in a non-contact manner using magnetic force, compared to the case where the rotation of the rotating shaft 102 is accelerated by a planetary gear mechanism using a conventionally known ordinary gear, The mechanical contact portion is reduced, a mechanical loss such as wear can be reduced, and a low noise structure can be realized by reducing the mechanical contact portion.

さらには、前記遊星マグネットギア増速機構３の機構部分に潤滑油を含ませることも不要となり、発電機１自体の保守性の向上を図ることもできる。   Furthermore, it is not necessary to include lubricating oil in the mechanism portion of the planetary magnet gear speed increasing mechanism 3, and the maintainability of the generator 1 itself can be improved.

次に、図５を参照して本実施例に係る発電機１を用いた風力発電装置１００について説明する。   Next, the wind power generator 100 using the generator 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

前記風力発電装置１００は、例えば市街地、市街地の郊外、山間部、海岸部等の各所の設置箇所に垂直に立設される中空の支持用支柱１０５と、この支持用支柱１０５の上端部に前記取り付け軸筒部３２を介して配置される前記発電機１と、この発電機１上に配置される例えばジャイロミル形（垂直軸・垂直翼型）の風車１０１と、を有している。   The wind power generation apparatus 100 includes, for example, a hollow support column 105 that is erected vertically at installation locations such as an urban area, a suburb of a city area, a mountainous area, and a coastal area, and an upper end portion of the support column 105. The generator 1 is disposed via the mounting shaft cylinder portion 32, and the gyromill (vertical shaft / vertical blade type) wind turbine 101 is disposed on the generator 1.

前記取り付け軸筒部３２は、前記アンダーケース２２に同軸配置にかつ一体に取り付けた回転軸筒部３２ａと、この回転軸筒部を回転可能に支持する固定軸筒部３２ｂとを具備し、固定軸筒部３２ｂを前記支持用支柱１０５の上端から内方に嵌装し、支持用支柱１０５の外周側から固定ボルト３３をねじ込んで固定軸筒部３２ｂを支持用支柱１０５と同軸配置に固定するように構成している。   The mounting shaft cylinder portion 32 includes a rotating shaft cylinder portion 32a that is coaxially and integrally attached to the undercase 22, and a fixed shaft cylinder portion 32b that rotatably supports the rotating shaft cylinder portion. The shaft tube portion 32 b is fitted inward from the upper end of the support column 105, and the fixing bolt 33 is screwed from the outer peripheral side of the support column 105 to fix the fixed shaft tube portion 32 b to the support column 105 in a coaxial arrangement. It is configured as follows.

また、前記発電機軸２は、支持用支柱１０５の上端中央部において固定軸筒部３２ｂにより垂直配置に固定支持するように構成している。   Further, the generator shaft 2 is configured to be fixedly supported in a vertical arrangement by a fixed shaft cylinder portion 32 b at the upper center portion of the support column 105.

前記風車１０１は、前記発電機１のマグネットギアケース１１に下部が連結される風車軸としての回転軸１０２と、この回転軸１０２から側方に所定の間隔（回転軸１０２から１２０度間隔の放射状配置で突設した上下一組ずつ、３組のアーム１０３と、上下一組ずつの各アーム１０３の突出端により各々支持した垂直配置で、かつ、長さ方向と直交する方向の断面又は端面形状を流線形状とした３枚のブレード１０４と、を有している。   The windmill 101 includes a rotating shaft 102 as a windmill shaft, the lower part of which is connected to the magnet gear case 11 of the generator 1, and a radial distance from the rotating shaft 102 to the side (a radial distance of 120 degrees from the rotating shaft 102). Cross section or end face shape in a vertical arrangement that is supported by three sets of arms 103, and one set of upper and lower arms 103, and the protruding end of each arm 103 in a direction perpendicular to the length direction. And three blades 104 having a streamline shape.

前記各ブレード１０４の裏面には、風力エネルギーを裏面側から効率よく捉えるための開口部１０４ａを設けている。   On the back surface of each blade 104, an opening 104a for efficiently capturing wind energy from the back surface side is provided.

前記ブレード１０４は、その大型化及び強風時における強度確保、及び、重量軽減のため、ブレード１０４自体の外形部をアルミニウム合金、チタン合金、炭素繊維素材、ＦＲＰ（強化プラスチック）素材等から選ばれる素材で形成し、その内部に発泡ウレタン、強化発泡スチロール等を注入して、前記ブレード１０４内部の強化を図っている。さらに、前記ブレード１０４の外径部の成形には、ベンダー等による折り曲げ加工、型枠等による一体成型の技術を採用している。   The blade 104 is made of an aluminum alloy, a titanium alloy, a carbon fiber material, a FRP (reinforced plastic) material, or the like for the outer shape of the blade 104 in order to increase the size and strength in a strong wind and reduce the weight. The inside of the blade 104 is reinforced by injecting urethane foam, reinforced foamed polystyrene or the like into the inside. Further, for forming the outer diameter portion of the blade 104, a bending process by a bender or the like, or an integral molding technique by a mold or the like is employed.

また、前記風力発電装置１００においては、前記発電機１から導出した電力ケーブル３１を、支持用支柱１０５内に挿通し、適宜箇所から引き出して図示しないコントローラに接続し、前記発電機１の発電出力をコントローラに送電するように構成している。   Further, in the wind power generator 100, the power cable 31 led out from the generator 1 is inserted into the support column 105, pulled out from the appropriate place, connected to a controller (not shown), and the power output of the generator 1 is Is configured to transmit power to the controller.

次に、本実施例に係る発電機１を用いた風力発電装置１００の発電動作について説明する。   Next, the power generation operation of the wind turbine generator 100 using the generator 1 according to the present embodiment will be described.

前記風力発電装置１００は、自然エネルギーである風力による前記風車１０１の回転力を、前記回転軸１０２を介して遊星マグネットギア増速機構３を構成するマグネットギアケース１１及びプラネタリーマグネットギア１２に伝達し、既述したように、前記回転軸１０２の回転をサンマグネットギア１５を経て２倍に増速し、発電機構４における前記ケース体２３内のアッパーマグネット２４、アンダーマグネット２６に伝達し、これらアッパーマグネット２４、アンダーマグネット２６を前記回転軸１０２に対して２倍の回転速度で矢印ｂ方向（時計回り方向）に回転駆動することで、コイル体３０のコイルに既述した如く通常の４倍の発電出力を生成し、電力ケーブル３１を経て外部に送電するように構成しているので、自然エネルギーである風力エネルギーの電力への変換効率が大きい風力発電装置１００を得ることができる。   The wind power generator 100 transmits the rotational force of the windmill 101 by wind power, which is natural energy, to the magnet gear case 11 and the planetary magnet gear 12 that constitute the planetary magnet gear speed increasing mechanism 3 via the rotating shaft 102. As described above, the rotation of the rotating shaft 102 is doubled through the sun magnet gear 15 and transmitted to the upper magnet 24 and the under magnet 26 in the case body 23 in the power generation mechanism 4. The upper magnet 24 and the under magnet 26 are rotationally driven in the direction of arrow b (clockwise direction) at twice the rotational speed with respect to the rotating shaft 102, so that the coil of the coil body 30 is four times as usual as described above. Power generation output is generated and is transmitted to the outside via the power cable 31. Conversion efficiency to wind energy power is that it is possible to obtain a large wind turbine generator 100.

また、本実施例に係る発電機１を用いた風力発電装置１００によれば、前記発電機１において既述したような機械的損失低減、低騒音構造の実現、保守性の向上をも図ることができる利点も存する。
尚、前記風力発電装置１００において、前記風車１０１のブレード１０４として３枚構造の場合を説明したが、これに限らず、２枚構造としたり、４枚、６枚、・・・等、さらに多数枚構造とした風車１０１を使用することも可能である。 Moreover, according to the wind power generator 100 using the generator 1 according to the present embodiment, the mechanical loss reduction, the low noise structure, and the maintainability as described above in the generator 1 can be achieved. There is also an advantage that can be.
In the wind power generation apparatus 100, the case where the blade 104 of the wind turbine 101 has a three-blade structure has been described. However, the present invention is not limited to this, and a two-blade structure, four, six,. It is also possible to use a wind turbine 101 having a sheet structure.

尚、前記遊星マグネットギアドライブ式発電機１におけるマグネットギア比は、マグネット配列個数の変更により例えば１：ｎ（ｎは正の数、例えば１：１．１〜１：２０等、さらにはｎは理論的に可能範囲の正の数）のように種々に変更して、これらのマグネットギア比に対応したその２乗倍に相当する発電出力を外部に送電するよう構成することも可能である。
また、このように構成した遊星マグネットギアドライブ式発電機１を用いて、マグネットギア比の２乗倍に相当する発電出力を得る風力発電装置１００を構成することも可能である。 The magnet gear ratio in the planetary magnet gear drive generator 1 is, for example, 1: n (n is a positive number, for example, 1: 1.1 to 1:20, etc., and n is The power generation output corresponding to the square of these magnet gear ratios can be transmitted to the outside by various modifications such as (a theoretically possible positive number).
It is also possible to configure the wind power generator 100 that obtains a power generation output corresponding to the square of the magnet gear ratio by using the planetary magnet gear drive generator 1 configured as described above.

本発明の遊星マグネットギアドライブ式発電機は、上述したような風力発電装置に適用する場合の他、自然エネルギーである水力により回転する水車の回転力を利用して、大きな発電出力を得る水車発電装置等にも適用可能である。また、自転車、バイク自動車のダイナモ、水力のタービン発電機、蒸気タービン発電機、プロペラ式発電機等、回転エネルギーから電力エネルギーに変換する発電機としても応用可能である。   The planetary magnet gear drive generator according to the present invention is not only applied to the wind power generator as described above, but also uses the rotational force of a turbine rotated by hydraulic power, which is natural energy, to obtain a large power output. It can also be applied to devices and the like. It can also be applied as a dynamo for bicycles, motorcycles, hydro turbine generators, steam turbine generators, propeller-type generators, etc., that convert rotational energy into electric energy.

１ 遊星マグネットギアドライブ式発電機
２ 発電機軸
３ 遊星マグネットギア増速機構
４ 発電機構
５ 上部ベアリング
６ 中間部ベアリング
７ 下部ベアリング
８ ボルト
１１ マグネットギアケース
１１ａ 上部軸受筒部
１２ プラネタリーマグネットギア
１３ プラネタリーキャリアー
１３ａ 突出端部
１３ｂ 軸支ピン
１４ ピニオンマグネットギア
１５ サンマグネットギア
２１ アッパーケース
２２ アンダーケース
２３ ケース体
２４ アッパーマグネット
２５ アッパーマグネット支持円板
２６ アンダーマグネット
２７ アンダーマグネット支持円板
３０ コイル体
３１ 電力ケーブル
３２ 取り付け軸筒部
３２ａ 回転軸筒部
３２ｂ 固定軸筒部
３３ 固定ボルト
１００ 風力発電装置
１０１ 風車
１０２ 回転軸
１０２ａ 円形フランジ部
１０３ アーム
１０４ ブレード
１０４ａ 開口部
１０５ 支持用支柱
Ｍｇ マグネット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Planetary magnet gear drive type generator 2 Generator shaft 3 Planetary magnet gear speed increase mechanism 4 Power generation mechanism 5 Upper bearing 6 Middle part bearing 7 Lower bearing 8 Bolt 11 Magnet gear case 11a Upper bearing cylinder part 12 Planetary magnet gear 13 Planetary Carrier 13a Protruding end 13b Shaft support pin 14 Pinion magnet gear 15 Sun magnet gear 21 Upper case 22 Under case 23 Case body 24 Upper magnet 25 Upper magnet support disk 26 Under magnet 27 Under magnet support disk 30 Coil body 31 Power cable 32 Attached shaft tube portion 32a Rotating shaft tube portion 32b Fixed shaft tube portion 33 Fixing bolt 100 Wind power generator 101 Windmill 102 Rotating shaft 102a Circular flange portion 10 3 Arm 104 Blade 104a Opening 105 Supporting support Mg magnet

Claims (6)

自然力により回転駆動される回転軸の回転力を受け、前記回転軸と同軸に配置した発電機軸により回転可能に軸支したサンマグネットギアの回転を前記回転軸の回転より高速となるように駆動するマグネットギアを用いた遊星マグネットギア増速機構と、
前記発電機軸により回転可能に軸支され、かつ、一定の間隔をもって平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギアの回転に連動して回転する円環状のアッパーマグネット及び円環状のアンダーマグネットと、前記発電機軸により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット、アンダーマグネットの間に非接触で対向配置した円板状でコイルを搭載したコイル体と、を有し、前記サンマグネットギアとともに高速駆動される前記アッパーマグネット、アンダーマグネットによる磁束と前記コイルとの鎖交により前記コイルに発電出力を誘起させる発電機構と、
を有することを特徴とする遊星マグネットギアドライブ式発電機。 The rotational force of the rotating shaft driven by natural force is received, and the rotation of the sun magnet gear rotatably supported by the generator shaft arranged coaxially with the rotating shaft is driven to be faster than the rotation of the rotating shaft. Planetary magnet gear speed increasing mechanism using magnet gear,
An annular upper magnet and an annular under magnet that are rotatably supported by the generator shaft and arranged opposite to each other in parallel with a certain interval, and rotate in conjunction with the rotation of the sun magnet gear, A coil body that is fixedly supported by a generator shaft and mounted with a coil in a disk shape that is disposed in a non-contacting manner between the upper magnet and the under magnet, and is driven at a high speed together with the sun magnet gear. A power generation mechanism that induces a power generation output in the coil by interlinking of the magnetic flux with the upper magnet and the under magnet and the coil;
A planetary magnet gear drive generator characterized by comprising: 自然力により回転駆動される回転軸を駆動源とするとともに、前記回転軸と同軸に配置した発電機軸に取り付けた遊星マグネットギア増速機構と、前記遊星マグネットギア増速機構により駆動されて発電出力を誘起する発電機構と、を有する遊星マグネットギアドライブ式発電機であって、
前記遊星マグネットギア増速機構は、
前記回転軸と同軸に配置した発電機軸により回転可能に軸支され、前記回転軸の回転力を受けて回転駆動される円盤状のマグネットギアケースと、前記マグネットギアケース内でその下面に添着した円環状のプラネタリーマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸に対してプラネタリーキャリアーを介して回転可能に取り付けられ、前記プラネタリーマグネットギアにより非接触で回転駆動される円形のピニオンマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸により回転可能に軸支され、前記ピニオンマグネットギアにより非接触で回転駆動される円形のサンマグネットギアとを具備し、前記サンマグネットギアの回転を前記回転軸の回転より高速となるように駆動し、
前記発電機構は、
前記マグネットギアケースの下部において、前記発電機軸により各々回転可能に軸支された円盤状のアッパーケース、アンダーケースを接合し中空円盤状に形成され、アッパーケースを前記サンマグネットギアに連結したケース体と、前記ケース体内において、一定の間隔をもって平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギアの回転に応じて前記ケース体とともに連動して回転する円環状のアッパーマグネット及び円環状のアンダーマグネットと、前記ケース体内において、前記発電機軸により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット、アンダーマグネットの間に非接触で対向配置した円板状で発電用のコイルを搭載したコイル体と、前記コイルに一端を接続し前記発電機軸内を経て外部に導出した電力ケーブルと、を有し、前記サンマグネットギアとともに高速駆動される前記アッパーマグネット、アンダーマグネットによる磁束と前記コイルとの鎖交により前記コイルに発電出力を誘起させ、前記電力ケーブルを経て発電出力を外部に送電する構成としたこと、
を特徴とする遊星マグネットギアドライブ式発電機。 A rotating shaft that is driven to rotate by a natural force is used as a driving source, and a planetary magnet gear speed increasing mechanism attached to a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft and a planetary magnet gear speed increasing mechanism that is driven by the planetary magnet gear speed increasing mechanism. A planetary magnet gear drive generator having an inducing power generation mechanism,
The planetary magnet gear speed increasing mechanism is
A disk-shaped magnet gear case that is rotatably supported by a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft and is driven to rotate by receiving the rotational force of the rotating shaft, and attached to the lower surface of the magnet gear case. An annular planetary magnet gear and a circular pinion that is rotatably attached to the generator shaft via a planetary carrier in the magnet gear case and is driven to rotate in a non-contact manner by the planetary magnet gear. Rotation of the sun magnet gear, comprising: a magnet gear; and a circular sun magnet gear rotatably supported by the generator shaft within the magnet gear case and driven to rotate by the pinion magnet gear in a non-contact manner. Is driven at a higher speed than the rotation of the rotary shaft,
The power generation mechanism is
In the lower part of the magnet gear case, a disk-shaped upper case rotatably supported by the generator shaft, a case body in which an under case is joined to form a hollow disk, and the upper case is connected to the sun magnet gear In the case body, the annular upper magnet and the annular under magnet, which are opposed to each other in a parallel state with a constant interval and rotate together with the case body according to the rotation of the sun magnet gear, In the case body, the coil body is fixedly supported by the generator shaft, and is mounted in a disc shape between the upper magnet and the under magnet so as to face each other in a non-contact manner, and one end is connected to the coil. And a power cable led out to the outside through the generator shaft A configuration in which a power generation output is induced in the coil by interlinking of a magnetic flux generated by the upper magnet and an under magnet that are driven at a high speed together with the sun magnet gear and the coil, and the power generation output is transmitted to the outside via the power cable. ,
Planetary magnet gear drive generator characterized by. 自然力により回転駆動される回転軸を駆動源とするとともに、前記回転軸と同軸に配置した発電機軸に取り付けた遊星マグネットギア増速機構と、前記遊星マグネットギア増速機構により駆動されて発電出力を誘起する発電機構と、を有する遊星マグネットギアドライブ式発電機であって、
前記遊星マグネットギア増速機構は、
前記回転軸と同軸に配置した発電機軸により回転可能に軸支され、前記回転軸の回転力を受けて回転駆動される円盤状のマグネットギアケースと、前記マグネットギアケース内でその下面に添着した円環状で内周部に多数の磁石を配列したプラネタリーマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸に対してプラネタリーキャリアーを介して回転可能に取り付けられ、前記プラネタリーマグネットギアの磁石による磁力により非接触で回転駆動される外周部に多数の磁石を配列した複数個の円形のピニオンマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸により回転可能に軸支され、前記各ピニオンマグネットギアの磁石の磁力により非接触で回転駆動される外周部に多数の磁石を配列した円形のサンマグネットギアとを具備し、前記プラネタリーマグネットギア、ピニオンマグネットギア、サンマグネットギアのマグネットギア比を、前記回転軸が１回転するときサンマグネットギアが２回転する値とし、
前記発電機構は、
前記マグネットギアケースの下部において、前記発電機軸により各々回転可能に軸支された円盤状のアッパーケース、アンダーケースを接合し中空円盤状に形成され、アッパーケースを前記サンマグネットギアに連結したケース体と、前記ケース体内において、一定の間隔をもって平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギアの回転に応じて前記ケース体とともに連動して回転する円環状のアッパーマグネット及び円環状のアンダーマグネットと、前記ケース体内において、前記発電機軸により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット、アンダーマグネットの間に非接触で対向配置した円板状で発電用のコイルを搭載したコイル体と、前記コイルに一端を接続し前記発電機軸内を経て外部に導出した電力ケーブルと、を有し、前記サンマグネットギアとともに前記回転軸の回転数の２倍の回転数で駆動される前記アッパーマグネット、アンダーマグネットによる磁束と前記コイルとの鎖交により前記コイルに発電出力を誘起させ、前記電力ケーブルを経て発電出力を外部に送電する構成としたこと、
を特徴とする遊星マグネットギアドライブ式発電機。 A rotating shaft that is driven to rotate by a natural force is used as a driving source, and a planetary magnet gear speed increasing mechanism attached to a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft and a planetary magnet gear speed increasing mechanism that is driven by the planetary magnet gear speed increasing mechanism. A planetary magnet gear drive generator having an inducing power generation mechanism,
The planetary magnet gear speed increasing mechanism is
A disk-shaped magnet gear case that is rotatably supported by a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft and is driven to rotate by receiving the rotational force of the rotating shaft, and attached to the lower surface of the magnet gear case. A planetary magnet gear having an annular shape with a large number of magnets arranged on the inner periphery thereof, and mounted in the magnet gear case so as to be rotatable with respect to the generator shaft via a planetary carrier. A plurality of circular pinion magnet gears in which a large number of magnets are arranged on the outer periphery that is rotationally driven in a non-contact manner by the magnetic force of the magnets, and are rotatably supported by the generator shaft in the magnet gear case, A circular sammer with a large number of magnets arranged on the outer periphery that is driven to rotate without contact by the magnetic force of the magnet of the pinion magnet gear. Comprising a net gear, the planetary magnet gear, the pinion magnet gear, a magnet gear ratio San magnet gear, the rotary shaft is set to a value Sun magnet gear rotates twice when the one rotation,
The power generation mechanism is
In the lower part of the magnet gear case, a disk-shaped upper case rotatably supported by the generator shaft, a case body in which an under case is joined to form a hollow disk, and the upper case is connected to the sun magnet gear In the case body, the annular upper magnet and the annular under magnet, which are opposed to each other in a parallel state with a constant interval and rotate together with the case body according to the rotation of the sun magnet gear, In the case body, the coil body is fixedly supported by the generator shaft, and is mounted in a disc shape between the upper magnet and the under magnet so as to face each other in a non-contact manner, and one end is connected to the coil. And a power cable led out to the outside through the generator shaft The upper magnet driven together with the sun magnet gear at a rotational speed that is twice the rotational speed of the rotating shaft, the magnetic flux generated by the under magnet and the coil are linked with each other to induce a power generation output, and the power cable After that, it was configured to transmit the power generation output to the outside,
Planetary magnet gear drive generator characterized by. 設置箇所に垂直に立設さる支持用支柱と、この支持用支柱の上端に配置する遊星マグネットギアドライブ式発電機と、この遊星マグネットギアドライブ式発電機上に配置した前記遊星マグネットギアドライブ式発電機を駆動する垂直軸・垂直翼型の風車と、を有する風力発電装置であって、
前記風車は、
回転軸と、回転軸から側方に所定の間隔をもって突設した上下一組ずつ、複数組のアームと、上下一組ずつの各アームにより各々支持した垂直配置の複数枚のブレードと、を有し、ブレードに作用する風力エネルギーにより回転軸を回転させ、
前記遊星マグネットギアドライブ式発電機は、
前記回転軸の回転力を受け、前記回転軸と同軸に配置した発電機軸により回転可能に軸支したサンマグネットギアの回転を前記回転軸の回転より高速となるように駆動するマグネットギアを用いた遊星マグネットギア増速機構と、
前記発電機軸により回転可能に軸支され、かつ、一定の間隔をもって平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギアの回転に連動して回転する円環状のアッパーマグネット及び円環状のアンダーマグネットと、前記発電機軸により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット、アンダーマグネットの間に非接触で対向配置した円板状でコイルを搭載したコイル体と、を有し、前記サンマグネットギアとともに高速駆動される前記アッパーマグネット、アンダーマグネットによる磁束と前記コイルとの鎖交により前記コイルに発電出力を誘起させる発電機構と、
を有することを特徴とする遊星マグネットギアドライブ式発電機を用いた風力発電装置。 Supporting column that stands upright at the installation location, planetary magnet gear drive generator that is arranged at the upper end of the supporting column, and the planetary magnet gear drive type generator that is arranged on the planetary magnet gear drive generator A wind turbine generator having a vertical axis and a vertical wing type windmill for driving the machine,
The windmill is
There are a rotating shaft, a pair of upper and lower arms protruding from the rotating shaft at a predetermined interval, a plurality of arms, and a plurality of vertically arranged blades supported respectively by the upper and lower arms. And rotating the rotating shaft by wind energy acting on the blade,
The planetary magnet gear drive generator is
A magnet gear that receives the rotational force of the rotating shaft and drives the rotation of the sun magnet gear rotatably supported by the generator shaft arranged coaxially with the rotating shaft to be faster than the rotation of the rotating shaft is used. Planetary magnet gear speed increasing mechanism,
An annular upper magnet and an annular under magnet that are rotatably supported by the generator shaft and arranged opposite to each other in parallel with a certain interval, and rotate in conjunction with the rotation of the sun magnet gear, A coil body that is fixedly supported by a generator shaft and mounted with a coil in a disk shape that is disposed in a non-contacting manner between the upper magnet and the under magnet, and is driven at a high speed together with the sun magnet gear. A power generation mechanism that induces a power generation output in the coil by interlinking of the magnetic flux with the upper magnet and the under magnet and the coil;
A wind power generator using a planetary magnet gear drive generator. 設置箇所に垂直に立設さる支持用支柱と、この支持用支柱の上端に配置する遊星マグネットギアドライブ式発電機と、この遊星マグネットギアドライブ式発電機上に配置した前記遊星マグネットギアドライブ式発電機を駆動する垂直軸・垂直翼型の風車と、を有する風力発電装置であって、
前記風車は、
回転軸と、回転軸から側方に所定の間隔をもって突設した上下一組ずつ、複数組のアームと、上下一組ずつの各アームにより各々支持した垂直配置の複数枚のブレードと、を有し、ブレードに作用する風力エネルギーにより回転軸を回転させ、
前記遊星マグネットギアドライブ式発電機は、
前記回転軸と同軸に配置した発電機軸に取り付けた遊星マグネットギア増速機構と、前記遊星マグネットギア増速機構により駆動されて発電出力を誘起する発電機構と、を有し、
前記遊星マグネットギア増速機構は、
前記回転軸と同軸に配置した発電機軸により回転可能に軸支され、前記回転軸の回転力を受けて回転駆動される円盤状のマグネットギアケースと、前記マグネットギアケース内でその下面に添着した円環状のプラネタリーマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸に対してプラネタリーキャリアーを介して回転可能に取り付けられ、前記プラネタリーマグネットギアにより非接触で回転駆動される円形のピニオンマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸により回転可能に軸支され、前記ピニオンマグネットギアにより非接触で回転駆動される円形のサンマグネットギアとを具備し、前記サンマグネットギアの回転を前記回転軸の回転より高速となるように駆動し、
前記発電機構は、
前記マグネットギアケースの下部において、前記発電機軸により各々回転可能に軸支された円盤状のアッパーケース、アンダーケースを接合し中空円盤状に形成され、アッパーケースを前記サンマグネットギアに連結したケース体と、前記ケース体内において、一定の間隔をもって平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギアの回転に応じて前記ケース体とともに連動して回転する円環状のアッパーマグネット及び円環状のアンダーマグネットと、前記ケース体内において、前記発電機軸により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット、アンダーマグネットの間に非接触で対向配置した円板状で発電用のコイルを搭載したコイル体と、前記コイルに一端を接続し前記発電機軸内を経て外部に導出した電力ケーブルと、を有し、前記サンマグネットギアとともに高速駆動される前記アッパーマグネット、アンダーマグネットによる磁束と前記コイルとの鎖交により前記コイルに発電出力を誘起させ、前記電力ケーブルを経て発電出力を外部に送電する構成としたこと、
を特徴とする遊星マグネットギアドライブ式発電機を用いた風力発電装置。 Supporting column that stands upright at the installation location, planetary magnet gear drive generator that is arranged at the upper end of the supporting column, and the planetary magnet gear drive type generator that is arranged on the planetary magnet gear drive generator A wind turbine generator having a vertical axis and a vertical wing type windmill for driving the machine,
The windmill is
There are a rotating shaft, a pair of upper and lower arms protruding from the rotating shaft at a predetermined interval, a plurality of arms, and a plurality of vertically arranged blades supported respectively by the upper and lower arms. And rotating the rotating shaft by wind energy acting on the blade,
The planetary magnet gear drive generator is
A planetary magnet gear speed increasing mechanism attached to a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft, and a power generating mechanism driven by the planetary magnet gear speed increasing mechanism to induce a power generation output,
The planetary magnet gear speed increasing mechanism is
A disk-shaped magnet gear case that is rotatably supported by a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft and is driven to rotate by receiving the rotational force of the rotating shaft, and attached to the lower surface of the magnet gear case. An annular planetary magnet gear and a circular pinion that is rotatably attached to the generator shaft via a planetary carrier in the magnet gear case and is driven to rotate in a non-contact manner by the planetary magnet gear. Rotation of the sun magnet gear, comprising: a magnet gear; and a circular sun magnet gear rotatably supported by the generator shaft within the magnet gear case and driven to rotate by the pinion magnet gear in a non-contact manner. Is driven at a higher speed than the rotation of the rotary shaft,
The power generation mechanism is
In the lower part of the magnet gear case, a disk-shaped upper case rotatably supported by the generator shaft, a case body in which an under case is joined to form a hollow disk, and the upper case is connected to the sun magnet gear In the case body, the annular upper magnet and the annular under magnet, which are opposed to each other in a parallel state with a constant interval and rotate together with the case body according to the rotation of the sun magnet gear, In the case body, the coil body is fixedly supported by the generator shaft, and is mounted in a disc shape between the upper magnet and the under magnet so as to face each other in a non-contact manner, and one end is connected to the coil. And a power cable led out to the outside through the generator shaft A configuration in which a power generation output is induced in the coil by interlinking of a magnetic flux generated by the upper magnet and an under magnet that are driven at a high speed together with the sun magnet gear and the coil, and the power generation output is transmitted to the outside via the power cable. ,
A wind power generator using a planetary magnet gear drive generator. 設置箇所に垂直に立設さる支持用支柱と、この支持用支柱の上端に配置する遊星マグネットギアドライブ式発電機と、この遊星マグネットギアドライブ式発電機上に配置した前記遊星マグネットギアドライブ式発電機を駆動する垂直軸・垂直翼型の風車と、を有する風力発電装置であって、
前記風車は、
回転軸と、回転軸から側方に所定の間隔をもって突設した上下一組ずつ、３組のアームと、上下一組ずつの各アームにより各々支持した垂直配置の３枚のブレードと、を有し、３枚のブレードに作用する風力エネルギーにより回転軸を回転させ、
前記遊星マグネットギアドライブ式発電機は、
前記回転軸と同軸に配置した発電機軸に取り付けた遊星マグネットギア増速機構と、前記遊星マグネットギア増速機構により駆動されて発電出力を誘起する発電機構と、を有し、
前記遊星マグネットギア増速機構は、
前記回転軸と同軸に配置した発電機軸により回転可能に軸支され、前記回転軸の回転力を受けて回転駆動される円盤状のマグネットギアケースと、前記マグネットギアケース内でその下面に添着した円環状で内周部に多数の磁石を配列したプラネタリーマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸に対してプラネタリーキャリアーを介して回転可能に取り付けられ、前記プラネタリーマグネットギアの磁石による磁力により非接触で回転駆動される外周部に多数の磁石を配列した複数個の円形のピニオンマグネットギアと、前記マグネットギアケース内で、前記発電機軸により回転可能に軸支され、前記各ピニオンマグネットギアの磁石の磁力により非接触で回転駆動される外周部に多数の磁石を配列した円形のサンマグネットギアとを具備し、前記プラネタリーマグネットギア、ピニオンマグネットギア、サンマグネットギアのマグネットギア比を、前記回転軸が１回転するときサンマグネットギアが２回転する値とし、
前記発電機構は、
前記マグネットギアケースの下部において、前記発電機軸により各々回転可能に軸支された円盤状のアッパーケース、アンダーケースを接合し中空円盤状に形成され、アッパーケースを前記サンマグネットギアに連結したケース体と、前記ケース体内において、一定の間隔をもって平行状態に対向配置され、前記サンマグネットギアの回転に応じて前記ケース体とともに連動して回転する円環状のアッパーマグネット及び円環状のアンダーマグネットと、前記ケース体内において、前記発電機軸により固定支持されるとともに、前記アッパーマグネット、アンダーマグネットの間に非接触で対向配置した円板状で発電用のコイルを搭載したコイル体と、前記コイルに一端を接続し前記発電機軸内を経て外部に導出した電力ケーブルと、を有し、前記サンマグネットギアとともに前記回転軸の回転数の２倍の回転数で駆動される前記アッパーマグネット、アンダーマグネットによる磁束と前記コイルとの鎖交により前記コイルに発電出力を誘起させ、前記電力ケーブルを経て発電出力を外部に送電する構成としたこと、
を特徴とする遊星マグネットギアドライブ式発電機。 Supporting column that stands upright at the installation location, planetary magnet gear drive generator that is arranged at the upper end of the supporting column, and the planetary magnet gear drive type generator that is arranged on the planetary magnet gear drive generator A wind turbine generator having a vertical axis and a vertical wing type windmill for driving the machine,
The windmill is
There are a rotating shaft, three pairs of upper and lower arms projecting from the rotating shaft to the side at a predetermined interval, and three vertically arranged blades supported respectively by the upper and lower arms. And the rotating shaft is rotated by wind energy acting on the three blades,
The planetary magnet gear drive generator is
A planetary magnet gear speed increasing mechanism attached to a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft, and a power generating mechanism driven by the planetary magnet gear speed increasing mechanism to induce a power generation output,
The planetary magnet gear speed increasing mechanism is
A disk-shaped magnet gear case that is rotatably supported by a generator shaft disposed coaxially with the rotating shaft and is driven to rotate by receiving the rotational force of the rotating shaft, and attached to the lower surface of the magnet gear case. A planetary magnet gear having an annular shape with a large number of magnets arranged on the inner periphery thereof, and mounted in the magnet gear case so as to be rotatable with respect to the generator shaft via a planetary carrier. A plurality of circular pinion magnet gears in which a large number of magnets are arranged on the outer periphery that is rotationally driven in a non-contact manner by the magnetic force of the magnets, and are rotatably supported by the generator shaft in the magnet gear case, A circular sammer with a large number of magnets arranged on the outer periphery that is driven to rotate without contact by the magnetic force of the magnet of the pinion magnet gear. Comprising a net gear, the planetary magnet gear, the pinion magnet gear, a magnet gear ratio San magnet gear, the rotary shaft is set to a value Sun magnet gear rotates twice when the one rotation,
The power generation mechanism is
In the lower part of the magnet gear case, a disk-shaped upper case rotatably supported by the generator shaft, a case body in which an under case is joined to form a hollow disk, and the upper case is connected to the sun magnet gear In the case body, the annular upper magnet and the annular under magnet, which are opposed to each other in a parallel state with a constant interval and rotate together with the case body according to the rotation of the sun magnet gear, In the case body, the coil body is fixedly supported by the generator shaft, and is mounted in a disc shape between the upper magnet and the under magnet so as to face each other in a non-contact manner, and one end is connected to the coil. And a power cable led out to the outside through the generator shaft The upper magnet driven together with the sun magnet gear at a rotational speed that is twice the rotational speed of the rotating shaft, the magnetic flux generated by the under magnet and the coil are linked with each other to induce a power generation output, and the power cable After that, it was configured to transmit the power generation output to the outside,
Planetary magnet gear drive generator characterized by.
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