JP4817412B2 - 非接触型回転伝達装置及び発電システム - Google Patents
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Description
中央回転子(50、60)と、この中央回転子の外周に沿い配設される複数の遊星回転子(70〜100、110〜140、180a、180b、190a、190b、210a、210b)と、複数の遊星回転子を共に同一方向に回転させるように連結する連結手段(170a、170b、200)とを備え、
中央回転子は、中央回転子本体(60a)と、この中央回転子本体の外周壁に沿い間隔をおいて設けられた複数の永久磁石(60b〜60i)とを具備し、
複数の遊星回転子は、それぞれ、遊星回転子本体(110a〜140a)と、この遊星回転子本体の外周壁に沿い間隔をおいて中央回転子の複数の永久磁石のいずれかに所定の間隙を介し対向して磁気的に吸引或いは反発し得るように設けられた複数の永久磁石(110b〜110d、120b〜120d、130b〜130d、140b〜140d)とを具備して、
中央回転子本体は、その外周壁に沿い間隔をおいて形成した各V字状溝を形成してなり、
各遊星回転子は、その外周壁に沿い間隔をおいて形成した各V字状溝を形成してなり、
中央回転子の各永久磁石は、両一側傾斜壁及びこれら両一側傾斜壁にそれぞれ平行な両他側傾斜壁を有するように略菱形柱状に形成されており、
各遊星回転子の各永久磁石は、両一側傾斜壁及びこれら両一側傾斜壁にそれぞれ平行な両他側傾斜壁を有するように略菱形柱状に形成されており、
中央回転子及び各遊星回転子の各永久磁石は、それぞれ、上記両一側傾斜壁にて中央回転子及び各遊星回転子の上記各V字状溝に嵌着されており、
中央回転子の各永久磁石の外端部及び各遊星回転子の各永久磁石の外端部は、それぞれ、上記各他側傾斜壁で形成する頂部を切除することで、端壁として形成されており、
複数の遊星回転子のいずれかの軸は、回転の入力軸とされ、中央回転子の軸が上記回転の出力軸とされるようにしたものである。
各遊星回転子は、その外周壁に沿い間隔をおいて形成した各V字状溝を形成してなり、
中央回転子の各永久磁石は、両一側傾斜壁及びこれら両一側傾斜壁にそれぞれ平行な両他側傾斜壁を有するように略菱形柱状に形成されており、
各遊星回転子の各永久磁石は、両一側傾斜壁及びこれら両一側傾斜壁にそれぞれ平行な両他側傾斜壁を有するように略菱形柱状に形成されており、
中央回転子及び各遊星回転子の各永久磁石は、それぞれ、両一側傾斜壁にて中央回転子及び各遊星回転子の各V字状溝に嵌着されており、
中央回転子の各永久磁石の外端部及び各遊星回転子の各永久磁石の外端部は、それぞれ、上記各他側傾斜壁で形成する頂部を切除することで、端壁として形成されている。
これにより、中央回転子及び各遊星回転子の各永久磁石は、回転に伴い、互いに、各端壁にて対向することとなる。ここで、永久磁石の端壁は、磁力線の面積密度を高めるとともに、磁力線を端壁の外面に対しできる限り直角に形成し得る。その結果、上述した各対向端壁間の磁力が良好に確保され得る。
中央回転子の永久磁石の数を8つとし、遊星回転子の数を4つとし、これら遊星回転子毎の永久磁石の数を3つとするようにしたことを特徴とする。
各遊星回転子は、それぞれ、上記各対応の遊星回転子本体を同軸的に支持する遊星軸(70〜100)を有しており、
連結手段は、各遊星回転子のうち中央回転子の外周に沿い互いに隣り合う両遊星回転子の各遊星軸を連結する各タイミングベルト(170a、170b、200)で構成されていることを特徴とする。
中央回転子のいずれの永久磁石も各遊星回転子のいずれの永久磁石とも対向していないとき、中央回転子の各永久磁石が、これら各永久磁石に回転方向において最も近く位置する各遊星回転子の一永久磁石によりそれぞれ吸引され、かつ、中央回転子の各永久磁石の1つが各遊星回転子のいずれかの一永久磁石と対向するとき、これら両対向永久磁石の間の吸引力が最大となるが、各遊星回転子及び中央回転子の残りの各対応永久磁石の間の各吸引力の総和が、上記両対向永久磁石を互いに離れさせるに要する力よりも少し大きくなるように、各タイミングベルトが各両遊星回転子の各遊星軸を連結していることを特徴とする。
風力或いは水力に基づく速度に応じて回転する回転体(A)と、
この回転体の回転を上記入力軸に入力されて上記出力軸に伝達する請求項1〜4のいずれか1つに記載の非接触型回転伝達装置(C)と、
この回転伝達装置の上記出力軸からの回転に基づき回転して電力を発生する回転発電手段(E)とを備える。
(1)交流発電機Eは、三相に限らず、例えば、単相の交流発電機であってもよい。また、交流発電機Eに代えて、直流発電機を採用してもよい。これによれば、風速に応じて直流電力を発生し得る。
(2)本発明は、風力発電システムに代えて、例えば、水力発電システムに適用してもよい。この場合、風車A及びギアボックスBに代えて、水車を、カップリング30を介し、回転伝達装置Cの入力軸に同軸的に連結することで、上記実施形態と実質的に同様の作用効果を達成しつつ、水力により交流電力を発生する。
(3)中央回転子60の各永久磁石及び各遊星回転子110〜140の各永久磁石の着磁極性は、上記実施形態にて述べた極性とは逆の極性であってもよい。要するに、中央回転子60の各永久磁石が、各遊星回転子110〜140の各永久磁石と互いに吸引し合う極性であればよい。
(4)中央回転子60の各永久磁石或いは各遊星回転子110〜140の各永久磁石の着磁極性は、上記実施形態にて述べた極性とは逆の極性であってもよい。要するに、中央回転子60の各永久磁石が、各遊星回転子110〜140の各永久磁石と互いに反発し合う極性であってもよい。
(5)各タイミングベルトに代えて、チェーンを採用してもよい。
(6)タイミングベルト200は、両遊星軸70、100に代えて、両遊星軸80、90の各後側延出端部に各スプロケットを介し巻装するようにしてもよい。
(7)各タイミングベルト170a、170b及び200は、上記実施形態にて述べた巻装構成に限ることなく、全遊星軸70〜100が共に同一方向に連動して回転するような巻装構成で各タイミングベルト170a、170b及び200を巻装すればよい。
(8)中央軸50を中央回転子60に含めた概念として把握し、各遊星軸70〜100を各対応の遊星回転子110〜140にそれぞれ含めた概念として把握するようにしてもよい。
(9)増速機Dは、両ギア230、240の構成に代えて、例えば、両ギア230、240に対応する両プーリ及びこれらプーリに巻装するベルトでもって構成してもよい。
(10)ギアボックスBの両ベベルギアのギア比を8にして、増速機Dを廃止するようにしてもよい。
(11)回転伝達装置Cの入力軸は、遊星軸90に限ることなく、遊星軸120であってもよい。また、ギアボックスBの設置位置を高くすれば、回転伝達装置Cの入力軸は、遊星軸70或いは100であってもよい。
(12)上記実施形態において、風車A及びギアボックスBに代えて、駆動電動機をカップリング30を介し回転伝達装置Cの入力軸である遊星軸に同軸的に連結し、交流発電機Eに代えて、油圧ポンプ等の回転負荷を、増速機Dを介し、回転伝達装置Cの出力軸である中央軸50に同軸的に連結するようにしてもよい。
(13)上記実施形態にて述べた中央回転子60の永久磁石の数や各遊星回転子110〜140の永久磁石の数は、必要に応じて適宜変更してもよい。なお、このように変更することで、回転伝達装置Cの減速比(出力回転数に対する入力回転数の比)は、8分の1以外の値に変更される。
60a〜60i、110b〜110d、120b〜120d、130b〜130d、140b〜140d…永久磁石、
63b、111b、121b、131b、141b…V字状溝、
65、66、113、123、133、143、114、124、134、144…傾斜壁、
66a、114a、124a、134a、144a…端壁、
110a〜140a…回転子本体、60b…永久磁石、70〜100…遊星軸、
110〜140…遊星回転子、
170a、170b、200…タイミングベルト、
180a、180b、190a、190b、210a、120b…スプロケット、A…風車、C…非接触型回転伝達装置、E…交流発電機。
Claims (5)
- 中央回転子と、この中央回転子の外周に沿い配設される複数の遊星回転子と、前記複数の遊星回転子を共に同一方向に回転させるように連結する連結手段とを備え、
前記中央回転子は、中央回転子本体と、この中央回転子本体の外周壁に沿い間隔をおいて設けられた複数の永久磁石とを具備し、
前記複数の遊星回転子は、それぞれ、遊星回転子本体と、この遊星回転子本体の外周壁に沿い間隔をおいて前記中央回転子の前記複数の永久磁石のいずれかに所定の間隙を介し対向して磁気的に吸引或いは反発し得るように設けられた複数の永久磁石とを具備して、
前記中央回転子本体は、その外周壁に沿い間隔をおいて形成した各V字状溝を形成してなり、
前記各遊星回転子は、その外周壁に沿い間隔をおいて形成した各V字状溝を形成してなり、
前記中央回転子の前記各永久磁石は、両一側傾斜壁及びこれら両一側傾斜壁にそれぞれ平行な両他側傾斜壁を有するように略菱形柱状に形成されており、
前記各遊星回転子の前記各永久磁石は、両一側傾斜壁及びこれら両一側傾斜壁にそれぞれ平行な両他側傾斜壁を有するように略菱形柱状に形成されており、
前記中央回転子及び前記各遊星回転子の前記各永久磁石は、それぞれ、前記両一側傾斜壁にて前記中央回転子及び前記各遊星回転子の前記各V字状溝に嵌着されており、
前記中央回転子の前記各永久磁石の外端部及び前記各遊星回転子の前記各永久磁石の外端部は、それぞれ、前記各他側傾斜壁で形成する頂部を切除することで、端壁として形成されており、
前記複数の遊星回転子のいずれかの軸は、回転の入力軸とされ、前記中央回転子の軸が前記回転の出力軸とされるようにした非接触型回転伝達装置。 - 前記中央回転子の永久磁石の数を8つとし、前記遊星回転子の数を4つとし、これら遊星回転子毎の永久磁石の数を3つとするようにしたことを特徴とする請求項1に記載の非接触型回転伝達装置。
- 前記各遊星回転子は、それぞれ、前記各対応の遊星回転子本体を同軸的に支持する遊星軸を有しており、
前記連結手段は、前記各遊星回転子のうち前記中央回転子の外周に沿い互いに隣り合う両遊星回転子の各遊星軸を連結する各タイミングベルトで構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の非接触型回転伝達装置。 - 前記中央回転子のいずれの永久磁石も前記各遊星回転子のいずれの永久磁石とも対向していないとき、前記中央回転子の各永久磁石が、これら各永久磁石に回転方向において最も近く位置する前記各遊星回転子の一永久磁石によりそれぞれ吸引され、かつ、前記中央回転子の前記各永久磁石の1つが前記各遊星回転子のいずれかの一永久磁石と対向するとき、これら両対向永久磁石の間の吸引力が最大となるが、前記各遊星回転子及び前記中央回転子の残りの各対応永久磁石の間の各吸引力の総和が、前記両対向永久磁石を互いに離れさせるに要する力よりも少し大きくなるように、前記各タイミングベルトが、前記各両遊星回転子の各遊星軸を連結していることを特徴とする請求項3に記載の非接触型回転伝達装置。
- 風力或いは水力に基づく速度に応じて回転する回転体と、
この回転体の回転を前記入力軸に入力されて前記出力軸に伝達する請求項1〜4のいずれか1つに記載の非接触型回転伝達装置と、
この回転伝達装置の前記出力軸からの回転に基づき回転して電力を発生する回転発電手段とを備える発電システム。
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