(57)【要約】【課題】高圧電線の鉄塔などのような強電界下においても、正確な風速信号が得られるようにした風速計を提供する。【解決手段】尾翼を備えた胴体部を回転自在に軸支するとともに、この胴体部に受風用の回転翼を回転自在に軸支し、回転翼の軸に着磁体１０を設ける一方、この着磁体に隣接して設けたコイルに交流信号が発生するように構成し、このコイルは第１及び第２のコイル１１，１２を同軸方向に配置して構成するとともに、これら第１及び第２のコイル１１，１２が逆相になるように直列接続し、少なくとも一方のコイルが着磁体１０の磁界内に位置するよう配置した。これにより外来の電界を検出してしまうことがなくなり強電界下においても正確な風速信号が得られる【選択図】図１
2008157901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台部に、尾翼を備えた胴体部を回転自在に軸支するとともに、この胴体部に受風用の回転翼を回転自在に軸支し、回転翼の軸に着磁体を設ける一方、この着磁体に隣接して基台部内にコイルを配置し、風上側に常に回転翼が正対するとともに、回転翼の回転に伴ってコイルに交流信号が発生するように構成した風速計において、
前記コイルは第１及び第２のコイルを同軸方向に配置して構成するとともに、これら第１及び第２のコイルが逆相になるように直列接続し、少なくとも一方のコイルが着磁体の磁界内に位置するよう配置して、着磁体の回転に伴って第１及び第２のコイルのいずれかから着磁体の回転に比例した周波数の交流信号が出力されるとともに、外来の磁界に対しては第１及び第２のコイルがこれを相殺して外来信号を出力しないことを特徴とする風速計
【請求項２】
前記コイルは第１及び第２のコイルを同軸方向に配置して構成するとともに、これら第１及び第２のコイルが逆相になるように直列接続し、一方のコイルが着磁体のＳ磁界内に位置すると同時に他方のコイルが着磁体のＮ磁界内に位置するよう配置して、着磁体の回転に伴って第１及び第２のコイルの直列接続端子から着磁体の回転に比例して重畳された交流信号が出力されるとともに、外来の磁界に対しては第１及び第２のコイルがこれを相殺して外来信号を出力しないことを特徴とする請求項１に記載の風速計
【請求項３】
前記第１及び第２のコイルは、巻き数の半分が逆巻きであり夫々異なった位置に巻かれている一体のコイルであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の風速計
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は交流発電型の風速計に関する
【背景技術】
【０００２】風速計の方式としては交流発電機と同様の構造をもつ交流発電型と光学センサを用いたものに大別される。特に前者の方式はセンシングに電源を要しないため、極地での無人計測など消費電力を節約しなければならない用途に用いられている。【０００３】その構造として特許文献１に示すものが知られている。これは図６に示すように、受風用のプロペラ２０を回転自在に軸支し、この軸２１に円盤型の磁石２２を取り付けてある。そしてこの磁石２２の近傍にコイル２３を配置し、磁石２２の回転に伴ってコイル２３に起電力が生ずるようになっている。【０００４】この起電力はプロペラ２０の回転数に比例した交流信号となるため、この周波数を計測することで風速を算出するよう動作する。【０００５】計測したデータはデータロガーなどに記録され、後日回収するかあるいは無線ネットワークで外部へ送信される。
【特許文献１】特開平８−１６００６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】ところが、前記した従来の風速計では設置環境によっては誤差を生じることがある。
すなわち、この種の風速計は一般に気象条件が厳しい場所に設置されるが、とりわけ積雪地域における高圧電線のように吹雪が結氷するような気象状況を分析する用途に用いる場合がある。【０００７】  このようなケースでは実際に結氷する送電線の近傍で計測するのが理想的であるため、高圧線鉄塔に設置するのが理想的であるが、そうすると送電線から発生する電界の影響で送電周波数と同一周波数の交流がコイルに発生してしまうこととなる。【０００８】つまり図７に示すように、外来電界によって誘起してしまう起電力Ｗ４が磁石２２による本来の起電力Ｗ５と合成され、実際の風速とは異なった信号、例えば東京以北では電力線の周波数である５０Ｈｚの信号を誤って記録してしまうことになりデータの信頼性が低下する原因となっている。【０００９】本発明は、高圧電線の鉄塔などのような強電界下においても、正確な風速信号が得られるようにした風速計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】本発明は、上記の課題を解決するため、以下のような発明の特定事項を備えている。
第１の構成では、尾翼を備えた胴体部を回転自在に軸支するとともに、この胴体部に受風用の回転翼を回転自在に軸支し、回転翼の軸に着磁体を設ける一方、この着磁体に隣接して設けたコイルに交流信号が発生するように構成した。【００１１】そして、このコイルは第１及び第２のコイルを同軸方向に配置して構成するとともに、これら第１及び第２のコイルが逆相になるように直列接続し、少なくとも一方のコイルが着磁体の磁界内に位置するよう配置した。【００１２】これによって、着磁体の回転に伴って第１及び第２のコイルのいずれかから着磁体の回転に比例した周波数の交流信号が出力されるとともに、外来の磁界に対しては第１及び第２のコイルがこれを相殺して外来信号を出力しない。【００１３】したがって、高圧線近傍などのような強電界下にあっても検出信号に誤差が生ずることはない。【００１４】なお、第１及び第２のコイルが逆相になるように直列接続するとは、互いに逆巻きとした２つのコイルをそのまま直列接続としてもよいし、あるいは互いに同方向巻きとした２つのコイルを、一方のコイルのみ逆位相として両コイルを直列接続としてもよい。要するに外部から磁界を与えたときにこれを相殺する向きで接続すればよい。【００１５】第２の構成では、前記コイルは第１及び第２のコイルを同軸方向に配置して構成するとともに、これら第１及び第２のコイルが逆相になるように直列接続し、一方のコイルが着磁体のＳ磁界内に位置すると同時に他方のコイルが着磁体のＮ磁界内に位置するよう配置したものである。【００１６】これにより、着磁体の回転に伴って第１及び第２のコイルの直列接続端子から着磁体の回転に比例して重畳された交流信号が出力されるとともに、外来の磁界に対しては第１及び第２のコイルがこれを相殺して外来信号を出力しない。【００１７】この構成では、外来の電界がキャンセルできるとともに、本来の信号強度は約２倍となるためＳ／Ｎが更に良好となる。【００１８】一方のコイルが着磁体のＳ磁界内に位置すると同時に他方のコイルが着磁体のＮ磁界内に位置するとは、最も単純には円盤の一部をＳ極、この向かい側をＮ極とすることが挙げられる。なお、発生周波数を上げて低回転時の精度を向上させる場合は６極または１０極など対面の極が逆極となる数の極を設けるのが好ましい。【００１９】次に第３の構成では、前記第１及び第２のコイルは、巻き数の半分が逆巻きであり夫々異なった位置に巻かれている一体のコイルとした。【００２０】この構成とした場合、コイルを一体として製造と組み付けができるため、生産効率が極めて良好となる。
【発明の効果】
【００２１】  本発明によれば、着磁体の回転に伴って第１及び第２のコイルのいずれかから着磁体の回転に比例した周波数の交流信号が出力されるとともに、外来の磁界に対しては第１及び第２のコイルがこれを相殺して外来信号を出力しない。したがって、高圧線近傍などのような強電界下にあっても検出信号に影響が出ることはなく正確な計測が可能となる。【００２２】また、一方のコイルが着磁体のＳ磁界内に位置すると同時に他方のコイルが着磁体のＮ磁界内に位置するよう配置したものでは本来の信号強度が約２倍となるためＳ／Ｎが更に良好となる。【００２３】さらに、前記第１及び第２のコイルを、巻き数の半分が逆巻きであり夫々異なった位置に巻かれている一体のコイルとした場合には製造が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  以下、本発明に図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】  図１ないし図３及び図５に基づいて説明する。
図１は装置全体を示し、鉄塔などに固定される基台部１に、尾翼２を備えた胴体部３が回転自在に軸支されている。基台部１は筒状をなしており、胴体部３の下部から延出させた円筒状カバー４の内部に位置せしめてある。【００２６】基台部１と円筒状カバー４との間には極めて抵抗の少ないベアリング５が介挿さており胴体部３が僅かな風でも回転して先端部３ａが風上を向くように構成されている。【００２７】この胴体部３の先端部３ａには受風用の回転翼６が回転自在に軸支されている。この回転翼６の軸７は胴体部３の内部に設けられた２つのベアリング８、９により支持されており僅かな風でも回転翼６が回転するようになっている。【００２８】軸７の後端には円盤状の着磁体１０が設けられている。この着磁体１０は円周に沿ってＳ極とＮ極が交互に着磁されている。【００２９】一方基台部１の上部には第１及び第２のコイル１１，１２が設けられている。これら第１及び第２のコイル１１，１２は図２に示すように、基台部１上部に立設された保持桿１ａに取り付けられており鉛直方向を中心としたドーナツ状に巻回してある。そして、第２のコイル１２の側面が着磁体１０の磁界内に位置するよう配置してある。【００３０】なお、第１及び第２のコイル１１，１２の配置位置としては少なくとも一方のコイルが着磁体１０の磁界内に位置していれば良いが、図３に示すように一方のコイル（第１のコイル１１）が着磁体１０のＳ磁界内に位置すると同時に他方のコイル（第２のコイル１２）が着磁体のＮ磁界内に位置するよう配置してもよい。【００３１】これら第１及び第２のコイル１１，１２は図３に示すように、相互に逆相になるように直列接続してあり、着磁体１０の回転に伴って第１及び第２のコイル１１，１２のいずれかから着磁体１０の回転に比例した周波数の交流信号が出力されるようになっている。図３に示すものでは第１及び第２のコイル１１，１２から同位相の交流が出力されるため出力端子１１ａ、１２ｂからの出力が約２倍となる。【００３２】以上のように構成したことによる動作について図５により説明する。Ｗ１は外来電界に伴う擬似出力。Ｗ２は着磁体１０の回転に伴い２倍の出力が得られた場合の波形、Ｗ３は一方のコイルだけを着磁体１０の磁界内に位置せしめた場合の出力を夫々示す。【００３３】図から明らかなように外来電界に伴う擬似出力は個々のコイルには発生するものの、両コイルが逆相で接続されているため合成出力としては出てこない。一方、着磁体１０の回転に伴う出力はそのまま、あるいは２倍となって出力されるため、これを検知することで正確でＳ／Ｎの良好な計測が可能となる。【００３４】したがって、高圧線近傍、変電所、発電所などのような強電界下にあっても検出信号に誤差が生ずることはない。また、送信所や中継所などの高周波電界内にあっても外来誘導成分をキャンセルすることができるのは勿論である。【００３５】なお、第１及び第２のコイルが逆相になるように直列接続するとは、互いに逆巻きとした２つのコイルをそのまま直列接続としてもよいし、あるいは互いに同方向巻きとした２つのコイルを、一方のコイルのみ逆位相として両コイルを直列接続としてもよい。要するに外部から磁界を与えたときにこれを相殺する向きで接続すればよい。【００３６】なお、出力端子１１ａ、１２ｂにはデータロガー１４が接続されており、入力周波数から風速を算出し、内部のメモリーに記憶させるようになっている。また、データロガー１４に無線ネットワーク機能を装着することでリアルタイムにデータを送信することも可能である。
【実施例２】
【００３７】この実施の形態では、図４に示すように、前記第１及び第２のコイル１１，１２を、巻き数の半分を正巻きとし、残りの半分を逆巻きにしたものである。そして、正巻と逆巻きはその巻回位置を上下で分割してある。このような構成とすれば外来ノイズをキャンセルできるコイル（１３）が単体で製造できるため、風力計の生産が極めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１に係る風力計の全体を示す内部構造の側面図である。
【図２】本発明の実施例１に係るコイル周辺を示す側面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る実体回路図である。
【図４】本発明の実施例２に係る実体回路図である。
【図５】本発明の実施例１及び２の動作を示すグラフ図である。
【図６】従来の風力計を示す要部の斜視図である。
【図７】従来の風力計の動作を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３９】  １      基台部
２      尾翼
３      胴体部
４      円筒状カバー
５      ベアリング
６      回転翼
８、９  ベアリング
１０      着磁体
１１      第１のコイル
１２      第２のコイル
１３      一体化させたコイル
１４      データロガー
【図１】
2008157901.tif 000003
【図２】
2008157901.tif 000004
【図３】
2008157901.tif 000005
【図４】
2008157901.tif 000006
【図６】
2008157901.tif 000007
【図５】
2008157901.tif 000008
【図７】
2008157901.tif 000009