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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6188086
(24)【登録日】2017年8月10日
(45)【発行日】2017年8月30日
(54)【発明の名称】発電装置
(51)【国際特許分類】
H02K 16/00 20060101AFI20170821BHJP
【ＦＩ】
H02K16/00
【請求項の数】3
【全頁数】7
(21)【出願番号】特願2015-160660(P2015-160660)
(22)【出願日】2015年8月17日
(65)【公開番号】特開2017-41925(P2017-41925A)
(43)【公開日】2017年2月23日
【審査請求日】2015年8月20日
【審判番号】不服2016-6725(P2016-6725/J1)
【審判請求日】2016年5月6日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】505209957
【氏名又は名称】岩谷 公明
(74)【代理人】
【識別番号】100086667
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 孝次
(72)【発明者】
【氏名】岩谷 公明
【合議体】
【審判長】
堀川 一郎
【審判官】
藤井 昇
【審判官】
久保 竜一
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１０−５１６９２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平５−１６４０３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭５６−６６１６３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
特開２００２−１０６４５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
F03D 7/04
H02P 9/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基軸と、基軸に回転可能に支持された単一のドラムと、ローラ形の外装のケーシングがロータ側とされケーシングの中心に貫通しケーシングの片側に短く突出した円柱形の支持軸がステータ側とされ電磁誘導構造を内蔵してケーシングの回転駆動によって発電する複数台の発電機と、基軸に固定されドラムに対面して設けられ各発電機の支持軸が支持される支持ベースとを備え、発電機はドラムに内蔵されケーシングの外周面がドラムの内周面にそれぞれ接触して回転駆動されるものである発電装置。
【請求項2】
請求項１の発電装置において、発電機を回動させて発電機のケーシングをドラムの内周面に対して接触，接触解除する断続機構を備え、支持ベースは基軸に固定された固定ベースと一端部が固定ベースに回動可能に支持された可動ベースとからなり、発電機は支持軸が支持ベースの可動ベースの他端部に固定されていることを特徴とする発電装置。
【請求項3】
請求項２の発電装置において、断続機構は発電機のケーシングをドラムの内周面に対して接触解除する方向に弾圧付勢するスプリングと発電機のケーシングをスプリングの弾圧に抗してドラムの内周面に対して接触方向に移動させるアクチュエータとからなることを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、共通のドラムによって回転駆動されて発電する複数台の発電機を備えた発電装置に係る技術分野に属する。
【背景技術】
【0002】
最近、発電効率等を考慮して、回転される共通のドラムによって回転駆動されて発電する複数台の発電機を備えた発電装置が提供されてきている。一方、発電装置の設置箇所，使用目的等の多様化によって、小型コンパクトな発電装置が必要とされてきている。
【0003】
従来、前述の複数台の発電機を備えた発電装置としては、例えば、特許文献１，２に記載のものが知られている。
【0004】
特許文献１，２には、図３に示すように、回転される単一のドラムＤと、ドラムＤの内周面にそれぞれ接触して回転駆動される複数台のローラ形の中継部材Ｒと、各中継部材ＲからドラムＤの軸方向の外部に向けてそれぞれ配設された回転軸Ｓと、ドラムＤの外部で各回転軸Ｓにそれぞれ連結されて回転駆動によって発電する発電機Ｍとを備えた発電装置が記載されている。
【0005】
特許文献１，２に係る発電装置は、各発電機Ｍへの回転駆動の伝達を断続することによって、発電する発電機Ｍの台数を選択し発電効率を高めようとするもので、ドラムＤの回転が不安定となる風力発電に有用性を発揮するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１０−５１６９２９号公報
【特許文献2】特開平５−１６４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１，２に係る発電装置では、ドラムＤから軸方向の外部に延びた回転軸Ｓに発電機Ｍが連結されているため、ドラムＤの軸方向の長さＬが長くなって装置構成が大型化してしまうという問題点がある。
【0008】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、複数台の発電機を備えた小型コンパクトな発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前述の課題を解決するため、本発明に係る発電装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。
【0010】
即ち、請求項１では、基軸と、基軸に回転可能に支持された単一のドラムと、ローラ形の外装のケーシングがロータ側とされケーシングの中心に貫通しケーシングの片側に短く突出した円柱形の支持軸がステータ側とされ電磁誘導構造を内蔵してケーシングの回転駆動によって発電する複数台の発電機と、基軸に固定されドラムに対面して設けられ各発電機の支持軸が支持される支持ベースとを備え、発電機はドラムに内蔵されケーシングの外周面がドラムの内周面にそれぞれ接触して回転駆動されるものである。
【0011】
この手段では、発電機をドラムに内蔵させる構造とすることで、ドラムＤの軸方向における構造の大型化を回避することができる。
【0012】
また、請求項２では、請求項１の発電装置において、発電機を回動させて発電機のケーシングをドラムの内周面に対して接触，接触解除する断続機構を備え、支持ベースは基軸に固定された固定ベースと一端部が固定ベースに回動可能に支持された可動ベースとからなり、発電機は支持軸が支持ベースの可動ベースの他端部に固定されていることを特徴とする。
【0013】
この手段では、断続機構によって発電機のケーシングをドラムの内周面に対して接触，接触解除することで、発電する発電機の台数を選択することができる。
【0014】
また、請求項３では、請求項２の発電装置において、断続機構は発電機のケーシングをドラムの内周面に対して接触解除する方向に弾圧付勢するスプリングと発電機のケーシングをスプリングの弾圧に抗してドラムの内周面に対して接触方向に移動させるアクチュエータとからなることを特徴とする。
【0015】
この手段では、断続機構がスプリング，アクチュエータからなることで、断続機構の構造を簡素化することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る発電装置は、発電機をドラムに内蔵させる構造とすることで、ドラムＤの軸方向における構造の大型化を回避することができるため、複数台の発電機を備えて小型コンパクトに構成することができる効果がある。
【0017】
さらに、請求項２として、断続機構によって発電機のケーシングをドラムの内周面に対して接触，接触解除することで、発電する発電機の台数を選択することができるため、ドラムの回転が不安定となる風力発電に有用性を発揮する効果がある。
【0018】
さらに、請求項３として、断続機構がスプリング，アクチュエータからなることで、断続機構の構造を簡素化することができるため、装置全体の小型コンパクト化に貢献することができる効果がある。
【発明を実施するための形態】
【0021】
この形態は、ドラム１，基軸２，ベアリング３，発電機４，支持ベース５，断続機構６の各部で構成されている。
【0022】
ドラム１は、リング状部１１と円板部１２とによって円板皿形に形成され、リング状部１１の内周面に平坦性が確保され、円板部１２の中心部にベアリング３を収容する段部構造の軸受収容部１３が形成されている。このドラム１は、１台のみで構成され、風，波，水流等のエネルギ源によって回転される。
【0023】
基軸２は、支持ベース５(後述の固定ベース５１）に固定されてドラム１の円板部１２の中心を貫通している。
【0024】
ベアリング３は、ドラム１の軸受収容部１３に収容されて、ドラム１の円板部１２の中心を貫通する基軸２をラジアル軸受けしている。即ち、ドラム１がベアリング３を介して基軸２に回転可能に支持されている。
【0025】
発電機４は、ローラ形の外装のケーシング４１がロータ側とされ、ケーシング４１の中心に貫通しケーシング４１の片側に短く突出した円柱形の支持軸４２がステータ側とされて、３台が１２０度の角度を介して放射状に配置されている。この発電機４は、電磁誘導構造を内蔵してケーシング４１の回転駆動によって発電するもので、例えば小型のコアレスモータが選択される。ケーシング４１は、外周面がドラム１のリング状部１１の内周面に摩擦接触して、ドラム１の回転によって回転駆動される。支持軸４２は、突出端が支持ベース５（後述の可動ベース４２）に固定されてケーシング４１の回転駆動を支持する。
【0026】
支持ベース５は、図１に示すように、中心に基軸２が固定されてドラム１と対面する３つ又形状の固定ベース５１と、固定ベース５１の各突出部分に一端部がそれぞれ回動可能に支持された短片形の可動ベース５２と、固定ベース５１に可動ベース５２をそれぞれ回動可能に連結する連結軸５３とからなる。可動ベース５２の他端部には、発電機４の支持軸４２が固定されている。
【0027】
断続機構６は、支持ベース５の固定ベース５１の谷部分(非突出部分）と可動ベース５２の中途部との間に掛渡されたスプリング６１と、可動ベース５２の中途部のスプリング６１の掛渡部分の反対側に連結されたアクチュエータ６２とからなる。スプリング６１は、コイルスプリングからなるもので、支持ベース５の可動ベース５２を固定ベース５１に近接するように回動させる方向に引張し、発電機４のケーシング４１の外周面がドラム１の内周面に対して接触解除するように弾圧付勢している。アクチュエータ６２は、小型モータ，ワイア等からなるもので、支持ベース５の可動ベース５２を固定ベース５１から離間するように回動させ、発電機４のケーシング４１の外周面がスプリング６１の弾圧に抗してドラム１の内周面に対して接触するように移動させる。なお、アクチュエータ６２の移動駆動が解除されると、スプリング６１の弾圧によって、ケーシング４１の外周面がドラム１の内周面に対して接触解除される。
【0028】
この形態によると、発電機４がドラム１に内蔵された構造となる。従って、特許文献１，２に係る発電装置のようにドラムＤの軸方向における構造が大型化するのを回避することができる。この結果、複数台(３台)の発電機４を備えているにもかかわらず、全体を小型コンパクトに構成することができる。
【0029】
さらに、この形態によると、特許文献１，２に係る発電装置と同様に、断続機構６によって発電する発電機４の台数を選択することができる。従って、ドラム１の回転が不安定となる風力発電に有用性を発揮することができる。
【0030】
発電する発電機４の台数を選択するには、発電する発電機４に連係されている断続機構６のアクチュエータ６２を駆動し、発電しない発電機４に連係されている断続機構６のアクチュエータ６２の駆動を解除することになる。
【0031】
即ち、図１に２点鎖線で示されるように、断続機構６のアクチュエータ６２の駆動を解除すると、スプリング６１の弾圧によって、支持ベース５の可動ベース５２が固定ベース５１に近接するように回動させる方向に引張され、支持ベース５の可動ベース５２に支持軸４２が固定されている発電機４のケーシング４１の外周面がドラム１の内周面に対して接触解除することになって、ドラム１の回転の伝達が切断される。この結果、この発電機４は、発電しないことになる。
【0032】
また、図１に実線で示されるように、のアクチュエータ６２を駆動すると、支持ベース５の可動ベース５２を固定ベース５１から離間するように回動させ、支持ベース５の可動ベース５２に支持軸４２が固定されている発電機４のケーシング４１の外周面がスプリング６１の弾圧に抗してドラム１の内周面に対して接触することになって、ドラム１の回転の伝達が接続される。このけっか、この発電機４は、発電することになる。
【0033】
なお、断続機構６については、スプリング６１，アクチュエータ６２からなる簡素な構造であることから、装置全体の小型コンパクト化に貢献している。
【0034】
以上、図示した形態の外に、発電機４を２台または４台以上配置することも可能である。
【0035】
さらに、発電機４のケーシング４１の外周面とドラム１のリング状部１１の内周面とにギアを刻設して、噛合による接触構造とすることも可能である。
【0036】
さらに、本発明に係る構成を基軸２方向に複数段配置することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明に係る発電装置は、風力発電以外の広範な発電に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0038】
１ ドラム４ 発電機
４１ ケーシング
４２ 支持軸
５ 支持ベース
５１ 固定ベース
５２ 可動ベース
６ 断続機構
６１ スプリング
６２ アクチュエータ