(57)【要約】 【課題】  一方が液体中に浸漬さして使用する潮流発電装置の場合、駆動源と発電機側との回転動力の伝達に従来式の駆動軸、歯車等機械的に直接連結した方式では、発電機を収納しているボックスの密閉構造の気密性確保が困難であり、その実用化が遠のいている。特に密閉構造と周囲とに圧力差が大きい場合には特に顕著であるなどの課題がある。【解決】  駆動側と発電機が収納されている受動側との動力伝達に、永久磁石の吸引、反発力を用いて隔壁にて且つ非接触で動力伝達させる構造にして容易に簡便な方法でその機能、及び品質性能を達成し得る隔壁動力伝達装置を供給するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体で仕切られ、その一方が液体環境下で他方が気体環境下で構成され、この間の動力を伝達する隔壁動力伝達装置の伝達手段として、永久磁石の磁気的吸引・反発に基づく磁気的な噛み合いを利用して、非接触で動力伝達させたことを特徴とする隔壁動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１の隔壁動力伝達装置において、駆動側と従動側の回転比を磁気歯車で構成して増速機又は、減速機の機能を有する非接触の隔壁動力伝達装置。
【請求項３】
プロペラなどの回転翼を有する駆動源側と、発電機を有する発電側との駆動力の動力伝達を非接触にて伝達させたことを特徴とする潮流発電装置。
【請求項４】
液体中に浸漬された駆動側の永久磁石を覆ったカバーの内側表面又は外側表面に永久磁石を配置し、液体中に浮遊する不要磁性物体が駆動用永久磁石、及び受動側永久磁石に付着することによる障害を防止したことを特徴とする隔壁動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一方が液体中に浸漬された密閉型で、他方が空気中置かれ、この間の動力を非接触で伝達する隔壁動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体（海水など）の運動エネルギーを複数のプロペラの回転エネルギーに変換して、発電機に連結してなる発電装置（例えば潮流発電装置）において、前記プロペラを有する駆動側と、絶縁性が必須で気密構造とした発電機側とは主軸を介して機械的に連結してエネルギーを伝達している。即ち、動力伝達構造としては、機械的な接触を伴う伝達方式の構造のものが知られている。
【０００３】
例えば、図５にその一実施例の潮流発電装置を示す。図５において１３・・・はプロペラで回転軸２２に固定されている。又、回転軸２２は後述のボックス８の一面を貫通し、増速機（図示せず）を介して気密構造のボックス８内に適宜手段にて固定された発電機２３に連結されている。この回転軸２２は該ボックス８に固定した防水型軸受け１５にて回転自在構造となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２９３４２１号公報
【特許文献２】特開２００３−７４４５５号公報
【特許文献３】特開２００５−１１４１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に示す従来例では、内部に発電機などの絶縁性を必要とする構成部品を有する密閉構造体と、この外部側に位置する動力源とが気密構造体の外壁部を回転軸が貫通した構造になっている。しかし、この貫通部の気密性を確保することが極めて困難で、浸透圧が低い海水では気密ボックス内部に海水が浸透して発電機に障害を及ぼすことが容易に推定される。特に密閉側との圧力差が大きい深海水域ではその危険性が更に増大する。
本発明は係る課題を解決した隔壁動力伝達に適した動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の解決のため本発明では、隔壁間の動力伝達に、永久磁石の吸引・反発力に基づいた磁気的な噛み合いを利用して、非接触で伝達させることにより解決せんとするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の隔壁動力伝達装置を用いることによって、潮流発電のようにその気密性の確保が必須な隔壁動力伝達装置に極めて有効である。さらに動力伝達部を非接触としたことで、メンテナンスが大幅に軽減され、メンテナンスに困難と、膨大な労力を要する深海に設置した潮流発電などには特にその効果は顕著である。又、品質面でも、特に海水深く沈めた潮流発電装置などのように水圧差が大きく機密性の確保が難しくなる場合には特に有効である。
【０００８】
一方、上述した永久磁石を動力伝達に用いた場合課題となるのが、周囲に存在しえる鉄分等の磁性材を含んだ浮遊物でこれが永久磁石の磁力の吸引力により付着し回転を磁気盤の回転を阻害する恐れがある。それを事前に防止するため駆動側カーバーで保護しているが、さらにそれをより確実にするため、微細な磁性材の浮遊物に対して、駆動カバーの内面側又は外面側にダミーの永久磁石を貼り付け、磁気盤への付着を回避する方法により容易に隔壁動力伝達の機能維持を行うことができるようにしたものである
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の隔壁動力伝達装置を用いた潮流発電装置の概略断面図である。図において、１はその片面に回転方向の極性を交互に着磁させてなる永久磁石１１を円周上に貼り付けた円盤状の駆動盤であって、該駆動盤の中心には駆動軸１２が垂直に例えば圧入等で固定され、その先端には駆動源となる複数個のプロペラ１３・・・がハブ（図示せず）を介して取り付けられている。このように構成された駆動体は、例えば防水型軸受け１５を介して駆動盤側ケース１４に垂直で且つ回転自在に取り付けられ、さらに駆動軸１２に装着した軸抜け防止用のセットカラー１７で軸方向を規制されている。この駆動側ケース１４は、後述する気密ボックス３にネジ止め等の適宜手段にて前記永久磁石１１の磁気歯面が気密ボックス３の外面に対し平行で且つ所定の空隙ａを有して図１のごとく取り付けられている。該空隙ａは前記セットカラー１７によって調整可能な構造となっている。
【００１０】
一方３は、気密性を有し、且つ非鉄金属材からなり実用に耐える強度を有する気密ボックスであって、その内部には、その極性を回転方向に交互に着磁させてなる永久磁石２１が接着等の適宜手段にて片面円周上に固着してなる円盤状の磁気盤２が、その中心部に、垂直に圧入等で装着した受動軸２２を有し、該受動軸２２の一方の先端には増速機（図示せず）を介して前記ボックス３に固定された発電機２３に連結されている。この発電機ユニットの取り付け位置は、前述した駆動盤１に配設した永久磁石１１の磁気歯面とボックス３の一つの隔壁面を介して対向する位置に且つ互いの永久磁石１１、２１が向かい合って、且つボックス３と所定の空隙ｂを有して設置されている。尚、この永久磁石１１、２１の磁化パターンは、例えば、Ｎ極、Ｓ極が交互に各３個でその形状は略扇型であり、隔壁を介して対向する磁化パターンはＮ極とＳ極が重なっている。尚、本実施例では該永久磁石の磁化パターンは、扇型で且つ重なり合っているが、磁気的な噛み合いによって得られる所定の回転力伝達トルクが確保できる範囲であれば特に個々の磁化パターンの形状は問わない。又、重なり具合も同様に伝達トルクが確保できる範囲で少なくしてもよい。
【００１１】
次に、この実施例に示す潮流発電装置の動作を説明する。海水の流れによって前記プロペラ１３が回転し、この回転が駆動軸１２を介して磁気盤１を回転させる。  磁気盤１と磁気盤２はほぼ同軸上に互いに対向しており、その向かい合う面に配設した永久磁石１１、及び永久磁石２１の磁気的な噛み合いによって、前述した磁気盤１の回転に同期して磁気盤２に非接触の状態で回転が伝えられる。この磁気的噛み合いによって伝達された磁気盤２の回転エネルギーが、増速機を介して発電機２３に発電エネルギーとしてえられる。
【００１２】
図３、及び図４は本発明の第二の実施例であって図３はその正面図で磁気歯車の磁気的な噛み合いを示すスケルトン図、図４その構成を表す側面図である。  これ発明の骨子は、前述した実施例に対して回転力を伝達する部分に増速機の役目も兼ね備えた磁気歯車を用いたところにある。
【００１３】
図において、磁気盤５の片面には適時手段にてその極性を回転方向にＮ、Ｓと交互に着磁してなる永久磁石５１が接着等の手段にて固定されており、その磁気盤５の中心部には駆動軸５２が垂直に圧入等の手段で装着されている。次いで駆動軸５２は駆動側カバー１４に埋設した防水型軸受け１５を貫通して回転自在に取り付けられ、又、該カバー１４は前述した気密ボックス３に磁気  盤５の永久磁石５１が気密ボックスの外面に対し、該駆動軸５２に装着したセットカラー１７によって所定の空隙ｃになるようネジ止め等の適宜手段にて取り付けられている。尚、該駆動軸５２の一方の先端部には駆動源となるプロペラ（図示せず）が、ネジ止め等でハブ（図示せず）を介して取り付けている。
【００１４】
他方前述した気密ボックス３内部には、磁気盤６の片面に適時手段にてその極性を回転方向にＮ、Ｓと交互に着磁してなる永久磁石５１が接着等の手段にて固定されており、その磁気盤６が発電機７の軸６２にネジ止め等で固着されている。その後、該発電機７を磁気盤６の永久磁石６１の面が前記気密ボックス３の内面に平行して対峙し、且つその内面に対して所定の空隙ｄとなるようネジ止め等の適宜手段にて気密ボックス３に固定されている。而して、前記磁気盤５と磁気盤６は、それぞれの永久磁石５１及び６１の面が互いに平行軸上に且つ所定の空隙（空隙ｃ+気密ボックス３の板厚+空隙ｄ）を保つ構成となっている。
【００１５】
次に前記磁気盤５と磁気盤６で構成される磁気歯車の動作原理を図３に基づき説明する。磁気盤５の永久磁石５１の磁化パターン（５１ａ・・・、５１ｂ・・・）は図に示すとおり極性がＮ、Ｓと交互に設定してあり、複数個の極数を有している。又この磁化パターンに示す個々の磁気歯５１ａ・・・、５１ｂ・・・の磁気歯形状は例えばインボリュート曲線を有した形状をしている。同様に磁気盤６の永久磁石６１の磁化パターン（６１ａ・・・、６１ｂ・・・）もインボリュート曲線をした磁気歯６１ａ・・・、６１ｂ・・・がＮ、Ｓと交互に設定して複数個の極数を有している。この対向する磁気歯５１ａ・・・、５１ｂ・・・と６１ａ・・・、６１ｂ・・・の極性が引き合う極性（ＮとＳ）と成るような磁気的な噛み合いを連続して形成しつつ回転することによって回転力が伝達される。ここに言う有効的な磁気的噛み合いを形成している箇所が図3に示すｍｃの箇所である。
【００１６】
上述した磁気歯車を用いた潮流発電装置の一設計事例を以下に示す。磁気盤５の外形Ｄ１＝２００ｍｍ、磁気歯長４０ｍｍ、極数４８、永久磁石材質：ネオジウム系希土類磁石、磁気盤６の外形D２＝１２０ｍｍ、磁気歯長４０ｍｍ、極数２４、永久磁石材質：ネオジウム系希土類磁石、磁気盤５、磁気盤６間の空隙４．５ｍｍ、気密ボックス材質：非磁性ステンレス鋼板厚さ１．２ｍｍ、増速比：２倍で構成した場合、伝達トルクは約６Ｎ・ｍが得られた。
【００１７】
次に本発明による他の実施例を図１に基づき説明する。図において、１６は駆動側カバー１４の内面に複数個の保護用永久磁石１６・・・を接着剤等で貼り付け固定したものである。この保護用永久磁石の役目は海水中に図らずとも浮遊している磁性物質を該永久磁石１６・・・に吸着することによって、磁気盤１及び、磁気盤２の永久磁石１１・・・、２１・・・吸引されず、駆動盤１の回転の妨げになることを防ぐために設けたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施例による隔壁動力伝達装置の概略側面図
【図２】図１の正面図
【図３】本発明の第二の実施例による隔壁動力伝達装置の側面図
【図４】図３の正面図で磁気歯車の磁気的噛み合いを示す一部スケルトン図
【図５】従来の想定される一実施例を示す側面図
【符号の説明】
【００１９】
１  磁気盤
２  磁気盤
３  気密ボックス
５  磁気盤
６  磁気盤
７  発電機
８  気密ボックス
１１  永久磁石
１２  駆動軸
１３  プロペラ
１４  駆動側カバー
１５  ベアリング
１６  保護用磁石
１７  セットカラー
２１  永久磁石
２２  発電機軸
２３  発電機
５１ａ  磁気歯
５１ｂ  磁気歯
５２  駆動軸
６１ａ  磁気歯
６１ｂ  磁気歯
６２  発電機軸
【図１】
2006336666.tif 000003
【図２】
2006336666.tif 000004
【図３】
2006336666.tif 000005
【図４】
2006336666.tif 000006
【図５】
2006336666.tif 000007