JP5763198B2 - 磁気駆動送風機又は発電機 - Google Patents

Description

本発明は、磁気作用により回転フィンに回転力を付与する機能を備えた磁気駆動送風機、又は同回転フィンの回転により発電を誘起する発電機に関するものである。

下記特許文献１は、回転フィンの外周に該回転フィンと一体に回転する環状の永久磁石を設け、該環状の永久磁石は周方向に交互に異なる極性を有する磁極配置にし、該環状の永久磁石の回転軌道に沿って三相のコアコイルを固定して配置し、該三相のコアコイルのコイルに常時通電し、該コイルへの常時通電によりコアを磁化した状態にし、該磁化コアと上記環状の永久磁石間の磁気作用により上記環状の永久磁石に回転力を付与し且つ上記回転フィンに該回転力を付与する磁気駆動送風機を開示している。

特開２００８−１９９８０１号公報

しかしながら、上記特許文献１の磁気駆動送風機にあっては、Ｎ極とＳ極を交互に配した環状の永久磁石を用いねばならず、所期の安定した回転を得るには多数の永久磁石を環状に配列した構造となり高価となるばかりか、回転フィンが高重量となって回転負荷となる欠点を有している。

又三相のコアコイルに常時通電しなければ回転フィンに回転力を付与することができず、省電力効果に欠ける。

又上記特許文献１の磁気駆動送風機は、三相誘導モータの原理に依存している。

本発明は、上記特許文献１の磁気駆動送風機が有する問題を有効に解消し、構造簡素にして、且つ省電力で安定した回転を得ることができる磁気駆動送風機又は発電機を提供するものである。

要述すると、回転フィンに個別に永久磁石を該回転フィンの傾斜角度に沿って担持せしめるか、又は該回転フィンに個別に着磁部を該回転フィンの傾斜角度に沿って設け、上記回転フィンの永久磁石又は着磁部の回転軌道に沿いコアコイルを固定して配置すると共に、上記回転フィンの傾斜角度により上記永久磁石又は着磁部の磁気作用面と上記コアコイルの磁気作用面との対向面積を上記永久磁石又は着磁部の回転方向側において少なくし回転方向と逆側において大きくし、上記コアコイルのコイルへの通電により磁化されたコアの磁気作用面と上記回転フィンの永久磁石又は着磁部の磁気作用面間の磁気反発作用と、上記コアコイルのコイルへの非通電により磁化されないコアの磁気作用面と上記回転フィンの永久磁石又は着磁部の磁気作用面間の磁気吸着作用とにより上記永久磁石又は着磁部に回転力を付与し且つ上記回転フィンに該回転力を付与する磁気駆動送風機又は発電機を提供するものである。
又回転フィンに個別に永久磁石を担持せしめるか、又は該回転フィンに個別に着磁部を設け、上記回転フィンの永久磁石又は着磁部の回転軌道に沿いコアコイルを固定して配置すると共にコアコイルの近傍に空芯コイルを設け、該空芯コイルへの通電により同空芯コイルと上記永久磁石又は着磁部間に磁気反発作用又は磁気吸着作用を生起させて該永久磁石又は着磁部に初期回転力を付与すると共に、上記コアコイルのコイルへの通電により磁化されたコアと上記回転フィンの永久磁石又は着磁部間の磁気反発作用と、上記コアコイルのコイルへの非通電により磁化されないコアと上記回転フィンの永久磁石又は着磁部間の磁気吸着作用とにより上記永久磁石又は着磁部に回転力を付与し且つ上記回転フィンに該回転力を付与する磁気駆動送風機又は発電機を提供するものである。

又上記磁気駆動送風機又は発電機は上記永久磁石又は着磁部の回転角度に応じて上記コアコイルのコイルへの通電と非通電とを制御するものである。

更に上記磁気駆動送風機又は発電機は上記永久磁石又は着磁部の回転により上記コアコイルに生じた電力をバッテリーに蓄えるものである。

好ましくは、上記磁気駆動送風機又は発電機は上記回転フィンの自由端部に永久磁石又は着磁部を配するものである。

又上記磁気駆動送風機又は発電機は上記永久磁石又は着磁部を回転中心に対し対称に配置し、同回転中心に対し対称に上記コアコイルを配置するものである。

本発明によれば、上記特許文献１の如き三相誘導モータの原理を利用せずに、又環状の永久磁石を利用せずに、簡素な構造により省電力で安定した送風を得ることができる磁気駆動送風機、又は簡素な構造により安定した発電を誘起することができる発電機の提供が可能となる。

本発明の実施例１に係る磁気駆動送風機又は発電機の正面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 実施例１に係る磁気駆動送風機又は発電機の回転フィンの展開図。 （Ａ）は回転フィンに永久磁石を埋め込んだ例を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の斜視図、（Ｃ）は回転フィンに永久磁石を埋め込んだ他例を示す正面図。 （Ａ）は回転フィンの一部又は全部を着磁して着磁部を形成した例を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の斜視図。 （Ａ）は永久磁石とコアコイルとの対向状態を説明する説明図、（Ｂ）は永久磁石とコアコイルとの対向状態を永久磁石を断面して示す説明図、（Ｃ）は（Ｂ）の拡大説明図。 コアコイルの分解斜視図。 ギアプレート、起点検出センサー及び歯数検出センサーを概示する説明図。 起点検出センサー及び歯数検出センサーによる回転角度検出を説明するグラフ。 本発明の実施例２に係る磁気駆動送風機又は発電機の正面図。 実施例２に係る磁気駆動送風機又は発電機の回転フィンの展開図。 （Ａ）は回転フィンに個別に磁石保持部を設け、該磁石保持部に永久磁石を担持させた例を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の斜視図。 本発明に係る磁気駆動送風機又は発電機の動作回路を概示するブロック図。 コアコイルへの通電系統を示す説明図。 （Ａ）はコアコイル５Ａへの通電開始状態を示す説明図、（Ｂ）はコアコイル５Ｂへの通電開始状態を示す説明図、（Ｃ）はコアコイル５Ａへの再度の通電開始状態を示す説明図、（Ｄ）は通電タイミングチャート。 （Ａ）は実施例１における永久磁石又は着磁部とコアコイルの配置概要図、（Ｂ）は実施例２における永久磁石又は着磁部とコアコイルの配置概要図。

以下本発明の実施の形態を図１乃至図１６に基づいて説明する。

＜実施例１，２に共通する構成＞
本発明に係る磁気駆動送風機又は発電機は、図１，図３，図１０，図１１，図１６に示すように、基本構造としてフレーム２１で画成された空間内に支持部材２２と回転軸２３を介して回転可能に支持された回転基体１と、該回転基体１から、即ち回転の中心部から放射状に延び且つ回転方向に対し傾斜角θを有し配される複数の回転フィン２とを備え、該回転フィン２に個別に永久磁石３を担持せしめるか、又は図５に示すように、上記回転フィン２に個別に着磁部４を設けると共に、上記回転フィン２の永久磁石３又は着磁部４の回転軌道に沿い上記フレーム２１に設けた短フレーム２１ａにコアコイル５を固定して配置し、上記回転フィン２に回転力を付与することにより送風又は／及び発電を行う構造となっている。図中Ｏは回転フィン２又は永久磁石３又は着磁部４の回転中心を示す。

尚本発明にあっては、上記回転基体１を回転可能に支持できれば、回転軸２３を回転ボスとすることも実施に応じ任意である。又上記回転フィン２が放射状に延びるとの記載は二個の回転フィン２を１８０度の間隔をおいて設ける場合、三個の回転フィン２を１２０度の間隔を置いて設ける場合、四個の回転フィン２を９０度の間隔を置いて設ける場合等の少ない個数の回転フィン２を設ける場合を包含する。

上記回転フィン２に磁気作用により回転力を付与する構造として、図１３に示す交流電源２４又はバッテリー７を備え、該電源２４又はバッテリー７から上記コアコイル５のコイル６への通電により磁化されたコア５´と上記回転フィン２の永久磁石３又は着磁部４間の磁気反発作用と、上記コアコイル５のコイル６への非通電により磁化されないコア５´と上記回転フィン２の永久磁石３又は着磁部４間の磁気吸着作用とにより上記永久磁石３又は着磁部４に回転力（図中Ｘ方向の回転力）を付与し且つ上記回転フィン２に該回転力を付与する構造を有し、該回転フィン２の回転により送風（図中Ｙ方向の送風）又は／及び発電を行い、該発電により生じた電力を上記バッテリー７へ蓄える。

又は発電のみを行う場合には、上記回転フィン２に流体圧により回転力を付与する構造として、上記回転軸２３の軸線方向（図中Ｙ´方向）に沿って移動する空気，蒸気，水等の流体の流体圧で上記回転フィン２に回転力（図中Ｘ´方向の回転力）を付与し、該回転フィン２の回転により発電を行い、該発電により生じた電力を上記バッテリー７へ蓄える。尚上記バッテリー７への電力の蓄積は制御回路１１及び切替回路２５を介して行う。

上記永久磁石３は全永久磁石３の極性の向きを同一に配向すると共に上記回転中心Ｏに対し対称に配置し、同様に上記着磁部４は全着磁部４の極性の向きを同一に配向すると共に上記回転中心Ｏに対し対称に配置し、上記永久磁石３又は着磁部４を後記するコアコイル５のコア５´と対向せしめる。

好ましくは、上記永久磁石３又は着磁部４は回転フィン２の自由端部２ａに配し、該永久磁石３又は着磁部４に付与された回転力を効率良く上記回転フィン２へ伝達すると共に、上記回転フィン２の慣性モーメントを増大する。

上記コアコイル５は、図７に示すように、電磁鋼板等から成る角ブロック状のコア５´にコイル６を巻装して形成し、図１，図１０、図１６に示すように、上記永久磁石３又は着磁部４の回転軌道に沿う周方向に間隔を置いて配置、好ましくは上記回転中心Ｏに対し対称に配置し、上記永久磁石３又は着磁部４との間に安定した磁気作用（磁気反発作用と磁気吸着作用）を生起する。上記コアコイル５のコイル６は全て同一の巻き方向にする。

上記回転フィン２は、該回転フィン２の自由端部２ａに当該回転フィン２の放射方向と垂直に末端面２ｃを形成し、該末端面２ｃに角取り部２ｂを形成する。該角取り部２ｂにより上記回転フィン２は上記コアコイル５との接触を避けつつ該コアコイル５と永久磁石３又は着磁部４を近接して対向させながら回転することができる。好ましくは、上記角取り部２ｂは、回転中心Ｏから上記末端面２ｃの中心２ｃ´までの長さ、即ち図１に示すＬの長さを半径とする円弧状線に沿って形成する。

更に、図２，図８に示すように、上記回転軸２３に該回転軸２３と一体に回転するギアプレート８を設け、該ギアプレート８の歯８ａの回転軌道に沿い単数の起点検出センサー９と複数の歯数検出センサー１０を固定して配置する。上記起点検出センサー９は上記ギアプレート８の起点タブ８ｂの通過を検出する装置であり、上記歯数検出センサー１０は該歯数検出センサー１０を通過する上記ギアプレート８の歯８ａの数を検出する装置であり、両者９・１０により上記回転フィン２又は永久磁石３又は着磁部４の回転角度を検出する。即ち実施例は回転角度検出センサーとして上記起点検出センサー９と歯数検出センサー１０を用いた場合を例示している。尚本発明にあっては、ギアプレート８として、円盤の周縁に等ピッチで歯又は孔又はスリット又は突起を配した回転角度検出用回転円盤を用い、該回転角度検出用回転円盤を上記回転軸２３及び回転フィン２と一体に回転させる場合を包含する。

又図１３に示すように、上記起点検出センサー９及び歯数検出センサー１０からの回転角度検出信号により上記コアコイル５のコイル６への通電と非通電を制御する制御回路１１を備え、該制御回路１１の通電・非通電の制御により上記磁気反発作用と磁気吸着作用を生起させ上記永久磁石３又は着磁部４に回転力を付与し且つ回転フィン２に回転力を付与すると共に、非通電のコア５´を巻装するコイル６に電力を生起させる。

上記歯数検出センサー１０は、図８，図９に示すように、複数の歯数検出センサー１０を等間隔ではなく、間隔を任意の角度分だけずらして配置する。例えば、図９では、４度分の歯数を検出する歯数検出センサー１０を４個（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）用意し、歯数検出センサー１０Ａと歯数検出センサー１０Ｂとの間隔は（４ｎ＋１）度分、即ち４度の倍数に４度の１／４のズレを付加した角度分とする。同様に歯数検出センサー１０Ｂと歯数検出センサー１０Ｃとの間隔は（４ｎ＋２）、即ち４度の倍数に４度の２／４のズレを付加した角度分、歯数検出センサー１０Ｃと歯数検出センサー１０Ｄとの間隔は（４ｎ＋３）度分、即ち４度の倍数に４度の３／４のズレを付加した角度分とする。

上記のように、複数の歯数検出センサー１０を間隔をずらして配置することによって、より細かく正確に回転角度を読み取ることができる共に、ギアプレート８の歯数を減らすことができ、以ってギアプレート８の小型化を図ることができる。

更に図１４に示すように、上記コアコイル５を周方向に等間隔を置いて複数（例えば、四個）配置し、該コアコイル５群を複数のグループ（図示の例では二グループ・・・一グループ二個）に分け、線路１２Ａを介して第一グループに属するコアコイル５のコイル６（二個のコアコイル５Ａのコイル６）へ通電する。又同様に線路１２Ｂを介して第ニグループに属するコアコイル５のコイル６（二個のコアコイル５Ｂのコイル６）へ通電する。線路１２Ａ，１２Ｂを介する通電が相互に重ならないように間欠通電する。

再述すると、通電系統が異なるコアコイル５Ａ，５Ｂを周方向に沿って交互に配置し、第一グループのコアコイル５Ａへの通電は線路１２Ａを介して行い、第二グループのコアコイル５Ｂへの通電は線路１２Ｂを介して行う構成となっている。

電源２４又はバッテリー７から上記線路１２Ａ，１２Ｂへの給電は、上記起点検出センサー９及び歯数検出センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）からの回転角度検出信号により制御回路１１のスイッチ素子１１ａ，１１ｂの何れかを介して行われ、上記線路１２Ａ，１２Ｂに異なるタイミングで給電することを可能とする。

上記スイッチ素子１１ａ，１１ｂは供給電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御するものであり、パルスのＯＮ時間を固定し周期（周波数）を可変するパルス周期変調方式、又はパルスの周期（周波数）を固定しＯＮ時間を可変するパルス幅変調方式により、電圧を可変し回転フィン２の回転数を変化（調速）させることができる。

上記全永久磁石３又は全着磁部４の回転方向の幅寸法を同一にし、これを回転フィン２に個別に且つ回転中心Ｏに対称に配置する。又全コアコイル５の永久磁石回転方向の幅寸法を同一にし、これを上記回転中心Ｏに対称に配置する。

実施例１に係る永久磁石３は、図１，図２，図６に示すように、角ブロック状磁石にて形成し上記回転フィン２の自由端部２ａの表面側又は裏面側に接着又はネジ止めし固定して該回転フィン２に個別に担持せしめると共に、該永久磁石３の上記コアコイル５と対向する側面、即ち外側面を上記回転フィン２の放射方向と垂直となるように配置して磁気作用面３ａとする。

又は図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、永久磁石３は板状磁石にて形成し上記回転フィン２の自由端部２ａに埋め込んで該回転フィン２に担持せしめ、該永久磁石３の上記コアコイル５と対向する露出面を上記自由端部２ａの末端面２ｃと面一にして磁気作用面３ａとする。

又図４（Ｃ）に示すように、上記回転フィン２の自由端部２ａに一対の永久磁石３を埋め込み、一方の永久磁石３の露出面を磁気作用面３ａとし他方の永久磁石３の露出面を磁気作用面３ｂとし、これら磁気作用面３ａ，３ｂを互いに逆極とすることもできる。この場合には、一対のコアコイル５を用い、一方のコアコイル５の磁気作用面５ａを上記一方の永久磁石３の磁気作用面３ａと対向せしめると共に、他方のコアコイル５の磁気作用面５ｂを上記他方の永久磁石３の磁気作用面３ｂと対向せしめ、上記一対のコアコイル５のコイル６への通電を制御回路１１にて制御して、上記磁気作用面５ａと磁気作用面３ａ間、上記磁気作用面５ｂと磁気作用面３ｂ間に夫々磁気反発作用又は磁気吸着作用を生起させる。

又は図５に示すように、上記回転フィン２の一部又は全部を着磁、即ち上記回転フィン２を磁性部材で形成し外部磁場を印加して着磁部４を形成し自由端部２ａの末端面２ｃを磁気作用面４ａとする。

既述したように、上記永久磁石３の極性の向きは全永久磁石３において同一、即ち全永久磁石３の磁気作用面３ａ（３ｂ）を同極（Ｎ極又はＳ極）として配置し、本実施例においては、上記永久磁石３を回転フィン２の傾斜角度θに沿って配置する。同様に上記着磁部４の極性の向きは全着磁部４において同一、即ち全着磁部４の磁気作用面４ａを同極（Ｎ極又はＳ極）として配置し、該着磁部４を回転フィン２の傾斜角度θに沿って配置する。

又既述したように、上記コアコイル５は角ブロック状のコア５´の周面にコイル６を巻き、該コイル６の両巻き端からコア５´の互いに平行に対向する両側面を露出させ、この両側面の一方を磁気作用面５ａ（５ｂ）として上記永久磁石３の磁気作用面３ａ（３ｂ）又は上記着磁部４の磁気作用面４ａと対向する。

本実施例にあっては、図１６（Ａ）に示すように、上記永久磁石３又は着磁部４を回転中心Ｏを中心とするＲ１上に配置すると共に、上記コアコイル５を上記Ｒ１と同心且つ上記Ｒ１よりも僅かに大径のＲ２上に配置する。上記Ｒ１とＲ２とを同一レベル面上に配し、上記永久磁石３又は着磁部４は上記Ｒ２上のコアコイル５と接近及び離間を繰り返しながら上記Ｒ１上を回転する。

図６に示すように、上記回転フィン２の傾斜角度θにより永久磁石３の磁気作用面３ａはコアコイル５の磁気作用面５ａとは完全に重畳して対向せず、永久磁石進行（回転）方向側における対向面積を少なく、永久磁石進行（回転）方向と逆側における対向面積を大きくし効率よく永久磁石３に回転力を付与することができる。

詳述すると、図６（Ｃ）に示すように、上記永久磁石３の回転方向（図中Ｘ方向）側では永久磁石３の磁気作用面３ａはコアコイル５の磁気作用面５ａと対向していない部分が多いのに対し、上記永久磁石３の回転方向と逆（図中Ｘ´方向）側では該永久磁石３の磁気作用面３ａはコアコイル５の磁気作用面５ａと対向する部分が多くなっている。

そのため、永久磁石３の磁気作用面３ａとコアコイル５の磁気作用面５ａ間に生起する磁気反発作用は回転方向と逆（図中Ｘ´方向）側で大きく回転方向（図中Ｘ方向）側で小さくなるので自ずと上記磁気反発作用により永久磁石３は回転方向、即ち図中Ｘ方向への回転力を付与され、図中Ｙ方向に送風すると共に、非通電のコアコイル５と回転する永久磁石３により発電を誘起することとなる。特に回転フィン２の静止状態から初期回転力を付与する際に有効に回転力を付与することができる。

又発電のみを行う場合には、図中Ｙ´方向に移動する流体の流体圧により、上記回転フィン２は図中Ｘ´方向に回転し、非通電のコアコイル５と回転する永久磁石３により発電を誘起する。尚上記図６による説明は上記回転フィン２に永久磁石３を埋め込んで担持せしめた場合、上記回転フィン２に着磁部４を形成した場合にも原理は同様であるので、その説明を省略する。

ここで上記実施例１に基づき、図１５により磁気作用によって回転力を付与する動作を説明する。動作説明の便宜上、上記永久磁石３はその進行（回転）方向に順に永久磁石３Ａと永久磁石３Ｂと永久磁石３Ｃが繰り返し配置され、永久磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃが図１５（Ａ）に示す位置で静止しているものとする。

この回転フィン２の静止状態では、全てのコアコイル５（５Ａ，５Ｂ）のコイル６は非通電状態であって、永久磁石３Ａと該永久磁石３Ａに対向するコアコイル５Ａとの間の磁気吸着作用により全回転フィン２が静止状態となっている。

即ち、図示の例では、二個のコアコイル５Ａにおける非通電により磁化されていないコア５´の磁気作用面５ａと該コアコイル５Ａに近接する永久磁石３Ａの磁気作用面３ａ間に互いに引っ張り合う磁気吸着作用が生起され、該磁気吸着作用により全回転フィン２が静止した状態となっている。

上記回転フィン２の静止状態において、起動スイッチＳをＯＮ状態にすると、上記起点検出センサー９及び歯数検出センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）が回転角度検出信号を制御回路１１に伝達し、該制御回路１１は回転角度検出信号から上記永久磁石３Ａの位置を検出し、スイッチ素子１１ａ及び線路１２Ａを介して第一グループの二個のコアコイル５Ａのコイル６に通電し、図１５（Ａ）に示すように、上記通電により磁化されたコアコイル５Ａのコア５´の磁気作用面５ａとこれに対向する永久磁石３Ａの磁気作用面３ａ間で磁気反発作用、即ち永久磁石３Ａを図中Ｚ方向に付勢する作用を生起させ、該永久磁石３Ａに初期回転力を付与し且つ回転フィン２に初期回転力を付与せしめ、該回転フィン２が図中Ｘ方向への回転を開始する。

回転フィン２が回転を始めると、図１５（Ａ）において点線にて示すように、永久磁石３Ｂがコアコイル５Ｂに接近し、該コアコイル５Ｂにおける非通電により磁化されていないコア５´の磁気作用面５ａと、該回転する永久磁石３Ｂの磁気作用面３ａ間に磁気吸着作用、即ち永久磁石３Ｂを図中Ｚ´方向に付勢する作用を生起させ、上記永久磁石３Ｂが上記磁気吸着作用により回転力を付与され該回転力が回転フィン２にも付与される。

次いで、上記起点検出センサー９及び歯数検出センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）が回転角度検出信号を制御回路１１に伝達し、該制御回路１１は回転角度検出信号から永久磁石３Ｂの位置を検出し、スイッチ素子１１ｂ及び線路１２Ｂを介して第二グループの二個のコアコイル５Ｂに通電し、図１５（Ｂ）に示すように、コアコイル５Ｂにおける上記通電により磁化されたコア５´の磁気作用面５ａとこれに対向する永久磁石３Ｂの磁気作用面３ａ間で磁気反発作用、即ち永久磁石３Ｂを図中Ｚ方向に付勢する作用を生起させ、該永久磁石３Ｂに回転力を付与し且つ回転フィン２に回転力を付与せしめ、該回転フィン２の図中Ｘ方向への回転を継続する。尚この際には、図１５（Ｄ）に示すように、上記コアコイル５Ａのコイル６への通電はしていない。

続いて図１５（Ｂ）において点線にて示すように、永久磁石３Ｃがコアコイル５Ａに接近し、該コアコイル５Ａにおける非通電により磁化されていないコア５´の磁気作用面５ａと、該回転する永久磁石３Ｃの磁気作用面３ａ間に磁気吸着作用、即ち永久磁石３Ｃを図中Ｚ´方向に付勢する作用を生起させ、上記永久磁石３Ｃが上記磁気吸着作用により回転力を付与され該回転力が回転フィン２にも付与される。

次いで、上記起点検出センサー９及び歯数検出センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）が回転角度検出信号を制御回路１１に伝達し、該制御回路１１は回転角度検出信号から永久磁石３Ｃの位置を検出し、スイッチ素子１１ａ及び電線１２Ａを介して第一グループの二個のコアコイル５Ａに通電し、図１５（Ｃ）に示すように、コアコイル５Ａにおける上記通電により磁化されたコア５´の磁気作用面５ａとこれに対向する永久磁石３Ｃの磁気作用面３ａ間で磁気反発作用、即ち永久磁石３Ｃを図中Ｚ方向に付勢する作用を生起させ、該永久磁石３Ｃに回転力を付与し且つ回転フィン２に回転力を付与せしめ、該回転フィン２の図中Ｘ方向への回転を継続する。尚この際には、図１５（Ｄ）に示すように、上記コアコイル５Ｂのコイル６への通電はしていない。

続いて図１５（Ｃ）において点線にて示すように、永久磁石３Ａがコアコイル５Ｂに接近し、該コアコイル５Ｂにおける非通電により磁化されていないコア５´の磁気作用面５ａと、該回転する永久磁石３Ａの磁気作用面３ａ間に磁気吸着作用、即ち永久磁石３Ａを図中Ｚ´方向に付勢する作用を生起させ、上記永久磁石３Ａが上記磁気吸着作用により安定した回転力を付与される。

そして、上記起点検出センサー９及び歯数検出センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）が回転角度から永久磁石３Ａの位置を検出し、上記一連の通電と非通電の制御と同様の制御を繰り返して回転フィン２の図中Ｘ方向への回転を継続する。

以上のように、本発明に係る磁気駆動送風機又は発電機にあっては、制御回路１１による通電と非通電の制御によって全てのコアコイル５（５Ａ，５Ｂ）に常時通電する必要がなく省電力化を図ることができる。

又特にコアコイル５を二グループのコアコイル５Ａ，５Ｂに分割し制御回路１１により各グループに属するコアコイル５Ａ，５Ｂへの通電と非通電を同時制御し効率良く上記磁気反発作用と磁気吸着作用を生起させ、安定した回転力を回転フィン２に付与することができる。

上記磁気作用による動作説明は永久磁石３Ａとコアコイル５Ａ間の磁気吸着作用による静止状態からの回転動作を説明したが、永久磁石３Ａとコアコイル５Ｂ間、或いは永久磁石３Ｂ又は永久磁石３Ｃとコアコイル５Ａ又はコアコイル５Ｂ間の磁気吸着作用による静止状態からでも動作原理は同様である。又永久磁石３にて動作説明をしたが、着磁部４の場合も動作原理は同様であるので、ここではその説明を省略する。

又上記磁気作用による動作説明において非通電のコアコイル５（５Ａ，５Ｂ）に対しては、永久磁石３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が回転し該永久磁石３から発せられる磁束がコアコイル５のコイル６内で変化することにより、該コアコイル５のコイル６に電力が生じ、該電力を制御回路１１及び切替回路２５を介しバッテリー７に蓄えることができる。上記磁気作用による動作説明においては、コアコイル５Ａとコアコイル５Ｂを交互に通電・非通電制御する例を示したが、これに限らず、コアコイル５Ａのみ、又はコアコイル５Ｂのみ、又は単数のコアコイル５のみを制御しその余のコアコイル５のコイル６にて電力を生起、即ち発電させることも実施に応じ任意である。

又流体圧による動作説明について説明すると、図３に示すように、図中Ｙ´方向に移動する流体の流体圧により傾斜角度θを有する回転フィン２は図中Ｘ´の方向に回転力を付与される。この場合には、非通電のコアコイル５に対して、永久磁石３又は着磁部４が回転し該永久磁石３又は着磁部４から発せられる磁束がコアコイル５のコイル６内で変化することにより、該コアコイル５のコイル６に電力が生じ、該電力を制御回路１１及び切替回路２５を介しバッテリー７に蓄えることができる。

実施例２は、図１０〜図１２に示すように、回転フィン２の自由端部２ａに該自由端部２ａから放射方向に更に延びる磁石保持部２ｄを延設し、該磁石保持部２ｄに永久磁石３を埋め込んだ構造を有している。本実施例にあっては、永久磁石３の表面を磁気作用面３ａ、該磁気作用面３ａと平行に対向する裏面を磁気作用面３ｂとする。

上記磁石保持部２ｄは板状部材にて形成し、図１１に示すように、上記回転基体１と平行に配置する。尚上記磁石保持部２ｄを磁性部材で形成し該磁石保持部２ｄに着磁部４を形成することを排除しない。

本実施例のコアコイル５は、図１２に示すように、Ｕ字状のヨーク５´´の両アーム端に内向きに対向するようにコア５´を連設し、該各コア５´に巻き方向を同一にしたコイル５を巻装して一対のコアコイル５を形成する。

上記Ｕ字状ヨーク５´´は対向する両コア５´の磁路を形成し、通電時における両コア５´の磁力（磁気反発作用）を効率的に生起させる。本発明は上記Ｕ字状ヨーク５´´を設けずに両コア５´を対向配置した場合を含む。

上記コアコイル５は角ブロック状のコア５´の周面にコイル６を巻き、該コイル６の両巻き端からコア５´の互いに平行に対向する両側面を露出させ、この両側面の一方を磁気作用面５ａとして上記永久磁石３の磁気作用面３ａと対向せしめると共に、上記両側面の他方を磁気作用面５ｂとして上記永久磁石３の磁気作用面３ｂと対向せしめる。

本実施例にあっては、図１６（Ｂ）に示すように、上記永久磁石３又は着磁部４を回転中心Ｏを中心とするＲ１上に配置すると共に、上記コアコイル５を上記Ｒ１と同心且つ同径のＲ２上に配置する。上記Ｒ１とＲ２とを夫々異なるレベル面上に配し、上記永久磁石３又は着磁部４は上記Ｒ２上のコアコイル５と接近及び離間を繰り返しながら上記Ｒ１上を回転する。

又本実施例にあっては、図１２（Ｂ）に示すように、上記永久磁石３の磁気作用面３ａ（３ｂ）は上記コアコイル５の磁気作用面５ａ（５ｂ）に完全に重畳して対向するため、この状態から上記コアコイル５のコイル６へ通電して該コアコイル５の磁気作用面５ａ（５ｂ）と上記永久磁石３の磁気作用面３ａ（３ｂ）間に磁気反発作用を生起させても、実施例１の場合とは異なり永久磁石３及び回転フィン２に初期回転力を付与することができない。

依って、本実施例にあっては、図１０に示すように、何れかのコアコイル５の近傍に空芯コイル１３を設け、該空芯コイル１３と上記永久磁石３の磁気作用面３ａ（３ｂ）間に磁気作用（磁気反発作用又は磁気吸着作用）を生起させて該永久磁石３及び上記回転フィン２に初期回転力を付与する。

即ち、何れかのコアコイル５に対し図中Ｘ´方向側近傍に空芯コイル１３を設ける場合には、該空芯コイル１３への通電により該空芯コイル１３と上記永久磁石３の磁気作用面３ａ（３ｂ）間に磁気反発作用を生起させて該永久磁石３に図中Ｘ方向の初期回転力を付与し、該回転力を回転フィン２にも付与する。

又何れかのコアコイル５に対し図中Ｘ方向側近傍に空芯コイル１３を設ける場合には、該空芯コイル１３への通電により該空芯コイル１３と上記永久磁石３の磁気作用面３ａ（３ｂ）間に磁気吸着作用を生起させて該永久磁石３に図中Ｘ方向の初期回転力を付与し、該回転力を回転フィン２にも付与する。尚上記空芯コイル１３はコアレスのため、非通電の空芯コイル１３と永久磁石３の磁気作用面３ａ（３ｂ）間には磁気作用は生じ得ず、永久磁石３及び回転フィン２の回転に影響を及ぼさない。

前記のように、上記一対のコアコイル５は双方ともコア５´にコイル５を同方向に巻いて形成し、通電時に夫々のコアコイル５の内面側（永久磁石３の磁気作用面３ａ又は３ｂとの対向面側）の磁極が相互に異なるように制御回路１１にて制御される。即ち、制御回路１１にて一方のコアコイル５の磁気作用面５ａをＮ極（Ｓ極）となるように制御する場合は他方のコアコイル５の磁気作用面５ｂをＳ極（Ｎ極）となるように制御する。

上記各構成により、本実施例においては、上記一対のコアコイル５の一方のコアコイル５の磁気作用面５ａと他方のコアコイル５の磁気作用面５ｂ間で上記永久磁石３が回転し、該一対のコアコイル５と永久磁石３間で磁気反発作用又は磁気吸着作用を生起させ、該永久磁石３に回転力（図中Ｘ方向の回転力）を付与し且つ上記回転フィン２に該回転力を付与せしめる。

本実施例においては、永久磁石３を挟んで対峙する上記一対のコアコイル５群を設けて強い回転力を得るように構成したが、実施に応じ上記一方のコアコイル５群だけ、又は上記他方のコアコイル５群だけとする場合を排除しない。

上記実施例２の磁気作用による動作原理は上記実施例１の磁気作用による動作原理と同じであり、ここでは実施例１の説明を援用する。又上記実施例２の流体圧による動作原理も上記実施例１の流体圧による動作原理と同じであるため、実施例１の説明を援用する。

好ましくは、上記実施例２において、各一対のコアコイル５群、即ち上記一方のコアコイル５群と他方のコアコイル５群とを同時に制御するように上記制御回路１１を構成する。又は一対のコアコイル５群を別々に制御するように上記制御回路１１を構成してもよい。

以上の通り、上記各実施例では、六個の永久磁石３又は着磁部４と四個のコアコイル５（一対のコアコイル５群）を備え、該コアコイル５（一対のコアコイル５群）を二個ずつ二グループに分割しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記永久磁石３又は着磁部４とコアコイル５間に上記磁気反発作用と磁気吸着作用を生起させることができると共に発電を誘起することができれば、上記永久磁石３又は着磁部４の数，コアコイル５（一対のコアコイル５群）の数やグループの数を適宜選択することを排除しない。尚磁気作用により安定した回転力を付与するためには、上記永久磁石３又は着磁部４の数及び上記コアコイル５（一対のコアコイル５群）の数は偶数が望ましい。

本発明に係る磁気駆動送風機又は発電機にあっては、上記磁気作用による回転フィン２の回転によって、省電力での送風が可能となると共に、上記磁気作用による回転フィン２の回転及び上記流体圧による回転フィン２の回転に伴い、該回転フィン２と一体に永久磁石３又は着磁部４が回転し該永久磁石３又は着磁部４から発せられる磁束が非通電のコアコイル５のコイル６内で変化することにより発電が可能となり、該発電により生じた電力を制御回路１１及び切替回路２５を介しバッテリー７に蓄えることができる。

尚上記した磁気作用面とは永久磁石３、着磁部４又はコアコイル５のコア５´の磁気反発面又は磁気吸着面を意味する。

１…回転基体、２…回転フィン、２ａ…自由端部、２ｂ…角取り部、２ｃ…自由端部の末端面、２ｄ…磁石保持部、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…永久磁石、３ａ，３ｂ…磁気作用面、４…着磁部、４ａ…磁気作用面、５，５Ａ，５Ｂ…コアコイル、５´…コア、５ａ，５ｂ…磁気作用面、６…コイル、７…バッテリー、８…ギアプレート、８ａ…歯、８ｂ…起点タブ、９…起点検出センサー、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…歯数検出センサー、１１…制御回路、１１ａ，１１ｂ…スイッチ素子、１２，１２Ａ，１２Ｂ…線路、１３…空芯コイル、２１…フレーム、２１ａ…短フレーム、２２…支持部材、２３…回転軸、２４…電源、２５…切替回路、Ｏ…回転フィン又は永久磁石又は着磁部の回転中心、Ｌ…回転中心から回転フィンの自由端部の末端面の中心までの長さ、Ｓ…スイッチ、Ｘ…磁気駆動による回転フィンの回転方向、Ｘ´…流体圧による回転フィンの回転方向、Ｙ…送風方向、Ｙ´…回転フィンに回転力を付与する流体の移動方向、Ｚ…磁気反発作用による付勢方向、Ｚ´…磁気吸着作用による付勢方向、Ｒ１…永久磁石又は着磁部の配置位置を示す円、Ｒ２…コアコイルの配置位置を示す円。

Claims (6)

1. 回転フィンに個別に永久磁石を該回転フィンの傾斜角度に沿って担持せしめるか、又は該回転フィンに個別に着磁部を該回転フィンの傾斜角度に沿って設け、上記回転フィンの永久磁石又は着磁部の回転軌道に沿いコアコイルを固定して配置すると共に、上記回転フィンの傾斜角度により上記永久磁石又は着磁部の磁気作用面と上記コアコイルの磁気作用面との対向面積を上記永久磁石又は着磁部の回転方向側において少なくし回転方向と逆側において大きくし、上記コアコイルのコイルへの通電により磁化されたコアの磁気作用面と上記回転フィンの永久磁石又は着磁部の磁気作用面間の磁気反発作用と、上記コアコイルのコイルへの非通電により磁化されないコアの磁気作用面と上記回転フィンの永久磁石又は着磁部の磁気作用面間の磁気吸着作用とにより上記永久磁石又は着磁部に回転力を付与し且つ上記回転フィンに該回転力を付与することを特徴とする磁気駆動送風機又は発電機。
2. 回転フィンに個別に永久磁石を担持せしめるか、又は該回転フィンに個別に着磁部を設け、上記回転フィンの永久磁石又は着磁部の回転軌道に沿いコアコイルを固定して配置すると共にコアコイルの近傍に空芯コイルを設け、該空芯コイルへの通電により同空芯コイルと上記永久磁石又は着磁部間に磁気反発作用又は磁気吸着作用を生起させて該永久磁石又は着磁部に初期回転力を付与すると共に、上記コアコイルのコイルへの通電により磁化されたコアと上記回転フィンの永久磁石又は着磁部間の磁気反発作用と、上記コアコイルのコイルへの非通電により磁化されないコアと上記回転フィンの永久磁石又は着磁部間の磁気吸着作用とにより上記永久磁石又は着磁部に回転力を付与し且つ上記回転フィンに該回転力を付与することを特徴とする磁気駆動送風機又は発電機。
3. 上記回転フィンの自由端部に永久磁石又は着磁部を配したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気駆動送風機又は発電機。
4. 上記永久磁石又は着磁部を回転中心に対し対称に配置し、同回転中心に対し対称に上記コアコイルを配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の磁気駆動送風機又は発電機。
5. 上記永久磁石又は着磁部の回転角度に応じて上記コアコイルのコイルへの通電と非通電とを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の磁気駆動送風機又は発電機。
6. 上記永久磁石又は着磁部の回転により上記コアコイルに生じた電力をバッテリーに蓄えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の磁気駆動送風機又は発電機。

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