JP2003051330A - 燃料電池、電動機、電動機の駆動方法、及び搬送装置 - Google Patents
燃料電池、電動機、電動機の駆動方法、及び搬送装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 燃料電池を内部に一体となって有し、燃料電
池へ供給する活性物質の量を制御することによって駆動
することができる電動機、電動機の駆動方法、及びその
電動機を用いた搬送装置を提供する。 【解決手段】 燃料電池セル（分割電極１２、電解質１
３，非分割電極１４）を電機子１１に積層して電機子と
一体となるように形成し、各燃料電池セルからこれに接
続している各コイル２４に電力を供給することにより、
燃料電池で発電した電力を直接的に効率良く電動機にお
いて利用することができ、さらに電動機は、燃料電池に
供給する活性物質の量を制御することにより、整流器を
介することなく連続的な一方向の回転力を得て駆動する
ことができ、また制御装置を介することなく回転力を変
化させて駆動することができる電動機、電動機の駆動方
法、及びその電動機を用いた搬送装置。
池へ供給する活性物質の量を制御することによって駆動
することができる電動機、電動機の駆動方法、及びその
電動機を用いた搬送装置を提供する。 【解決手段】 燃料電池セル（分割電極１２、電解質１
３，非分割電極１４）を電機子１１に積層して電機子と
一体となるように形成し、各燃料電池セルからこれに接
続している各コイル２４に電力を供給することにより、
燃料電池で発電した電力を直接的に効率良く電動機にお
いて利用することができ、さらに電動機は、燃料電池に
供給する活性物質の量を制御することにより、整流器を
介することなく連続的な一方向の回転力を得て駆動する
ことができ、また制御装置を介することなく回転力を変
化させて駆動することができる電動機、電動機の駆動方
法、及びその電動機を用いた搬送装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池及び電動
機に関するものであり、特に、燃料電池と電動機を一体
化した新規な燃料電池、新規な電動機に関するものであ
る。さらには、かかる電動機の駆動方法、電動機を用い
た搬送装置に関するものである。
機に関するものであり、特に、燃料電池と電動機を一体
化した新規な燃料電池、新規な電動機に関するものであ
る。さらには、かかる電動機の駆動方法、電動機を用い
た搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電動機などの動力源となる燃料
電池は、化学反応によって生じるエネルギーを電気エネ
ルギーに変換する電池の一つであり、一つの厚みが３〜
６ｍｍであるセルと呼ばれる構造を有する。そして、単
数のセルだけでは十分な電圧を得ることができないた
め、複数個のセルを積層したスタックと呼ばれる構造に
して用いられている。さらに、触媒の影響による活性化
分極、電解質の抵抗及び電解質と電極接合部の抵抗によ
る抵抗分極、ガスや水等の物質の移動にともなった拡散
分極などにより、最終的に電極から外部に取出すことが
できる電圧が半分程度となり、それ以外の半分近くが熱
となって発散することも電圧が低い要因となっている。
電池は、化学反応によって生じるエネルギーを電気エネ
ルギーに変換する電池の一つであり、一つの厚みが３〜
６ｍｍであるセルと呼ばれる構造を有する。そして、単
数のセルだけでは十分な電圧を得ることができないた
め、複数個のセルを積層したスタックと呼ばれる構造に
して用いられている。さらに、触媒の影響による活性化
分極、電解質の抵抗及び電解質と電極接合部の抵抗によ
る抵抗分極、ガスや水等の物質の移動にともなった拡散
分極などにより、最終的に電極から外部に取出すことが
できる電圧が半分程度となり、それ以外の半分近くが熱
となって発散することも電圧が低い要因となっている。
【０００３】燃料電池をスタック構造にして電動機を駆
動させる場合、一般に、電動機は一定の電圧下で駆動さ
れることはなく、燃料電池と電動機との間に電圧を変化
させる制御装置を装備して電動機を駆動させる。例え
ば、直流電動機の制御装置として、電圧を変化させる電
圧変換装置、直流から交流に周波数を変換する周波数変
換装置があり、このような制御装置を用いて電動機のト
ルクや回転数を変化させる。
動させる場合、一般に、電動機は一定の電圧下で駆動さ
れることはなく、燃料電池と電動機との間に電圧を変化
させる制御装置を装備して電動機を駆動させる。例え
ば、直流電動機の制御装置として、電圧を変化させる電
圧変換装置、直流から交流に周波数を変換する周波数変
換装置があり、このような制御装置を用いて電動機のト
ルクや回転数を変化させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電動
機の駆動を考えた場合、電動機とは別個に設けられた燃
料電池などの動力源から電力を供給して駆動するという
のが一般的である。したがって、電動機を用いた応用装
置においては、電動機とその動力源である燃料電池を含
む電池を別個に搭載し、これらを接続して電動機を駆動
させ、応用装置を稼動させている。このように駆動源で
ある燃料電池と電動機とを別個に搭載する場合、個々の
スペースを確保する必要があり、装置の大型化を招くば
かりか、様々な不都合が生ずる。
機の駆動を考えた場合、電動機とは別個に設けられた燃
料電池などの動力源から電力を供給して駆動するという
のが一般的である。したがって、電動機を用いた応用装
置においては、電動機とその動力源である燃料電池を含
む電池を別個に搭載し、これらを接続して電動機を駆動
させ、応用装置を稼動させている。このように駆動源で
ある燃料電池と電動機とを別個に搭載する場合、個々の
スペースを確保する必要があり、装置の大型化を招くば
かりか、様々な不都合が生ずる。
【０００５】例えば、上記のようにスタック構造の燃料
電池により電動機を駆動させる場合、燃料電池と電動機
との間に電圧を変化させる制御装置を介在させる必要が
ある。この場合、制御装置にはスイッチング素子が使用
され、電圧変換や周波数変換をスイッチング素子の入り
切りにより制御している。そして、信頼性や動作の高速
性等の観点から、スイッチング素子には半導体電力素子
が用いられる。しかしながら、燃料電池と電動機との間
に半導体電力素子を装備した制御装置が介在すると、半
導体電力素子が電流値に関係ない順方向電圧特性を有す
るため、その素子の個数に応じて電圧降下や電力損失が
発生する。
電池により電動機を駆動させる場合、燃料電池と電動機
との間に電圧を変化させる制御装置を介在させる必要が
ある。この場合、制御装置にはスイッチング素子が使用
され、電圧変換や周波数変換をスイッチング素子の入り
切りにより制御している。そして、信頼性や動作の高速
性等の観点から、スイッチング素子には半導体電力素子
が用いられる。しかしながら、燃料電池と電動機との間
に半導体電力素子を装備した制御装置が介在すると、半
導体電力素子が電流値に関係ない順方向電圧特性を有す
るため、その素子の個数に応じて電圧降下や電力損失が
発生する。
【０００６】さらに、所望の電圧量を燃料電池から取出
すためには、電圧降下や電力損失が生じることを考慮し
て積層する燃料電池セルの枚数を予め多くしておく必要
がある。そのため、燃料電池の構造が複雑化し、燃料電
池の構造の複雑化にともなって、燃料電池の生産コスト
が上昇する。このように生産コストの大きな燃料電池を
用いることにより、種々の応用装置の生産コストも上昇
する。
すためには、電圧降下や電力損失が生じることを考慮し
て積層する燃料電池セルの枚数を予め多くしておく必要
がある。そのため、燃料電池の構造が複雑化し、燃料電
池の構造の複雑化にともなって、燃料電池の生産コスト
が上昇する。このように生産コストの大きな燃料電池を
用いることにより、種々の応用装置の生産コストも上昇
する。
【０００７】また、積層する燃料電池セルが多数になる
にともない、燃料電池部自体の容量が大きくなり、容量
の大きな燃料電池を動力源として装備した応用装置にお
いて、燃料電池の容量の比率が増加する。
にともない、燃料電池部自体の容量が大きくなり、容量
の大きな燃料電池を動力源として装備した応用装置にお
いて、燃料電池の容量の比率が増加する。
【０００８】そこで、本発明は、かかる従来技術の有す
る不都合を解消するために提案されたものであり、電力
を効率良く利用することができ、小型化や装置構成の簡
略化を図ることが可能な燃料電池、電動機を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、スイッチング素子な
どの制御装置を介在させることなく円滑に電動機の駆動
を実現し得る電動機の駆動方法を提供することを目的と
する。さらに、本発明は、燃料電池や電動機の占める設
置スペースを削減することが可能で、小型化、装置の簡
略化を図ることが可能な搬送装置を提供することを目的
とする。
る不都合を解消するために提案されたものであり、電力
を効率良く利用することができ、小型化や装置構成の簡
略化を図ることが可能な燃料電池、電動機を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、スイッチング素子な
どの制御装置を介在させることなく円滑に電動機の駆動
を実現し得る電動機の駆動方法を提供することを目的と
する。さらに、本発明は、燃料電池や電動機の占める設
置スペースを削減することが可能で、小型化、装置の簡
略化を図ることが可能な搬送装置を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明における燃料電池
は、電動機を駆動する燃料電池において、燃料電池セル
を前記電動機の電機子に積層して前記電機子と一体とな
って形成されることを特徴とする。
は、電動機を駆動する燃料電池において、燃料電池セル
を前記電動機の電機子に積層して前記電機子と一体とな
って形成されることを特徴とする。
【００１０】燃料電池は電動機の電機子に積層されて一
体となって形成されるため、燃料電池で発電した電力を
電動機に直接的に効率良く伝えることができる。
体となって形成されるため、燃料電池で発電した電力を
電動機に直接的に効率良く伝えることができる。
【００１１】本発明における燃料電池は、電動機の電機
子に燃料電池セルが形成されており、燃料電池セルに供
給される活性物質の量が燃料制御部により制御され、前
記燃料制御部による制御と同期して前記電動機を駆動さ
せることを特徴とする。
子に燃料電池セルが形成されており、燃料電池セルに供
給される活性物質の量が燃料制御部により制御され、前
記燃料制御部による制御と同期して前記電動機を駆動さ
せることを特徴とする。
【００１２】燃料電池に供給する活性物質の量を制御す
ることによって電動機のコイルに流れる電流を制御しコ
イルで発生する磁束を制御する。そのため、一方向に回
転するために設ける整流器なくして連続的な回転力を得
ることができる。
ることによって電動機のコイルに流れる電流を制御しコ
イルで発生する磁束を制御する。そのため、一方向に回
転するために設ける整流器なくして連続的な回転力を得
ることができる。
【００１３】本発明における電動機は、燃料電池の燃料
電池セルが電機子に積層されて前記電機子と一体となっ
て形成されることを特徴とする。
電池セルが電機子に積層されて前記電機子と一体となっ
て形成されることを特徴とする。
【００１４】電動機は燃料電池を電機子に積層されて一
体となって有するため、燃料電池で発電した電力を効率
良く利用して駆動することができる。そのため、燃料電
池の構造が簡略化され、燃料電池及び電動機の生産コス
トを低減することができる。
体となって有するため、燃料電池で発電した電力を効率
良く利用して駆動することができる。そのため、燃料電
池の構造が簡略化され、燃料電池及び電動機の生産コス
トを低減することができる。
【００１５】本発明における電動機は、電機子に複数の
燃料電池セルが形成されており、各燃料電池セルに供給
される活性物質の量を燃料制御部により制御し、前記燃
料制御部による制御と同期して駆動することを特徴とす
る。
燃料電池セルが形成されており、各燃料電池セルに供給
される活性物質の量を燃料制御部により制御し、前記燃
料制御部による制御と同期して駆動することを特徴とす
る。
【００１６】電動機は、燃料電池に供給する活性物質の
量を制御することによって電動機のコイルに流れる電流
を制御し、コイルで発生する磁束を制御するため、一方
向の回転力に変換する整流器を設けることなく連続的に
一方向に回転することができる。また、燃料電池に供給
する活性物質の量を制御することによって燃料電池で発
電する電圧を制御し、回転力を制御するため、電圧変換
装置のような制御装置がなく、制御装置において発生す
る電圧降下や電力損失が生ずることがない。
量を制御することによって電動機のコイルに流れる電流
を制御し、コイルで発生する磁束を制御するため、一方
向の回転力に変換する整流器を設けることなく連続的に
一方向に回転することができる。また、燃料電池に供給
する活性物質の量を制御することによって燃料電池で発
電する電圧を制御し、回転力を制御するため、電圧変換
装置のような制御装置がなく、制御装置において発生す
る電圧降下や電力損失が生ずることがない。
【００１７】本発明における電動機の駆動方法は、燃料
電池の燃料電池セルが電機子に積層されて前記電機子と
一体となって形成される電動機の駆動方法であって、前
記燃料電池セルに供給される活性物質の量を燃料制御部
により制御し、前記燃料制御部による制御と同期して駆
動することを特徴とする。
電池の燃料電池セルが電機子に積層されて前記電機子と
一体となって形成される電動機の駆動方法であって、前
記燃料電池セルに供給される活性物質の量を燃料制御部
により制御し、前記燃料制御部による制御と同期して駆
動することを特徴とする。
【００１８】電動機は、燃料電池に供給する活性物質の
量を制御することによって電動機のコイルに流れる電流
を制御し、コイルで発生する磁束を制御するため、一方
向の回転力に変換する整流器を設けることなく連続的に
一方向に回転することができる。また、燃料電池に供給
する活性物質の量を制御することによって燃料電池で発
電する電圧を制御し、回転力を制御するため、電圧変換
装置のような制御装置がなく、制御装置において発生す
る電圧降下や電力損失が生ずることがない。
量を制御することによって電動機のコイルに流れる電流
を制御し、コイルで発生する磁束を制御するため、一方
向の回転力に変換する整流器を設けることなく連続的に
一方向に回転することができる。また、燃料電池に供給
する活性物質の量を制御することによって燃料電池で発
電する電圧を制御し、回転力を制御するため、電圧変換
装置のような制御装置がなく、制御装置において発生す
る電圧降下や電力損失が生ずることがない。
【００１９】本発明における搬送装置は、電動機の電機
子と一体構造をなす燃料電池及び前記燃料電池に供給す
る活性物質の量を制御する燃料制御部を有し、前記活性
物質の量を前記燃料制御部により制御し、前記燃料制御
部による制御と同期して駆動する電動機と、前記電動機
の動力を伝える動力伝導部とを有することを特徴とす
る。
子と一体構造をなす燃料電池及び前記燃料電池に供給す
る活性物質の量を制御する燃料制御部を有し、前記活性
物質の量を前記燃料制御部により制御し、前記燃料制御
部による制御と同期して駆動する電動機と、前記電動機
の動力を伝える動力伝導部とを有することを特徴とす
る。
【００２０】上述の燃料電池を一体となって有する電動
機を用いて搬送装置を製造するため、燃料の効率が良い
搬送装置を製造することができる。さらに、小さくて構
造が簡単な燃料電池を一体となって有する電動機を用い
るため、燃料電池の生産コストの上昇にともなう応用装
置の生産コストの上昇を回避することができる。
機を用いて搬送装置を製造するため、燃料の効率が良い
搬送装置を製造することができる。さらに、小さくて構
造が簡単な燃料電池を一体となって有する電動機を用い
るため、燃料電池の生産コストの上昇にともなう応用装
置の生産コストの上昇を回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の燃料電池、電動機及びそ
の電動機を用いた搬送装置の実施の形態について、図を
参照にしながら詳細に説明する。まず燃料電池が電動機
の電機子に積層されて一体となって形成される電機子に
ついて説明し、燃料電池が一体となって形成された電機
子を有する電動機について説明し、この電動機を用いた
搬送装置について説明する。
の電動機を用いた搬送装置の実施の形態について、図を
参照にしながら詳細に説明する。まず燃料電池が電動機
の電機子に積層されて一体となって形成される電機子に
ついて説明し、燃料電池が一体となって形成された電機
子を有する電動機について説明し、この電動機を用いた
搬送装置について説明する。
【００２２】[第一の電機子]燃料電池が電機子のコアー
外部側面に回転軸の軸方向に対して垂直に形成される場
合について説明する。
外部側面に回転軸の軸方向に対して垂直に形成される場
合について説明する。
【００２３】図１（ａ）は燃料電池が電機子のコアー外
部側面に回転軸の軸方向に対して垂直に形成された電機
子のコアーを示す図であり、図１（ｂ）はこの電機子の
分解斜視図である。燃料電池は、負極側電極、電解質、
及び正極側電極を積層した燃料電池セルからなる。燃料
電池の積層する燃料電池セルは単数でも良いし、複数で
も良く、第一の電機子では単数の燃料電池セルとしてい
る。
部側面に回転軸の軸方向に対して垂直に形成された電機
子のコアーを示す図であり、図１（ｂ）はこの電機子の
分解斜視図である。燃料電池は、負極側電極、電解質、
及び正極側電極を積層した燃料電池セルからなる。燃料
電池の積層する燃料電池セルは単数でも良いし、複数で
も良く、第一の電機子では単数の燃料電池セルとしてい
る。
【００２４】燃料電池の負極側電極に供給される活性物
質には水素を代表にメタノールなどの分子構造に水素を
含む物質があり、正極側電極に供給される活性物質には
酸素がある。活性物質に水素をはじめ分子構造に水素を
含む物質及び酸素を用いることによって、反応の結果、
熱と水を生じるので環境負荷とならない。電解質の材料
は、例えば、リン酸型（ＰＡＦＣ）であればリン酸、溶
融炭酸塩型（ＭＣＦＣ）であれば炭酸リチウムや炭酸カ
リウム、固体電解型（ＳＯＦＣ）であれば安定化ジルコ
ニア、固体高分子型（ＰＥＦＣ）であれば高分子イオン
交換膜を用いることができ、通常の燃料電池と同様に種
々の材料を用いることができる。
質には水素を代表にメタノールなどの分子構造に水素を
含む物質があり、正極側電極に供給される活性物質には
酸素がある。活性物質に水素をはじめ分子構造に水素を
含む物質及び酸素を用いることによって、反応の結果、
熱と水を生じるので環境負荷とならない。電解質の材料
は、例えば、リン酸型（ＰＡＦＣ）であればリン酸、溶
融炭酸塩型（ＭＣＦＣ）であれば炭酸リチウムや炭酸カ
リウム、固体電解型（ＳＯＦＣ）であれば安定化ジルコ
ニア、固体高分子型（ＰＥＦＣ）であれば高分子イオン
交換膜を用いることができ、通常の燃料電池と同様に種
々の材料を用いることができる。
【００２５】図１（ｂ）に示すように、燃料電池のコア
ー１１に近接する電極は、電機子の回転軸の軸に対して
放射状に分割された略扇形形状の分割電極１２であり、
個々の分割電極１２は略同形状である。このとき、分割
電極１２の分割数は任意に定めることができ、第一の電
機子では、六分割としている。図１（ａ）に示すよう
に、個々の分割電極１２は、コアー１１外部側面の分割
された各領域において、互いに接触しないような一つ置
きの領域に積層され、第一の電機子では三つの分割電極
からなる。また、図１（ｂ）に示すように、この分割電
極１２に対する他方の電極はコアー１１外部側面の全面
に積層される略円形状の非分割電極１４であり、電解質
１３は分割電極１２のある箇所に部分的に積層される。
ー１１に近接する電極は、電機子の回転軸の軸に対して
放射状に分割された略扇形形状の分割電極１２であり、
個々の分割電極１２は略同形状である。このとき、分割
電極１２の分割数は任意に定めることができ、第一の電
機子では、六分割としている。図１（ａ）に示すよう
に、個々の分割電極１２は、コアー１１外部側面の分割
された各領域において、互いに接触しないような一つ置
きの領域に積層され、第一の電機子では三つの分割電極
からなる。また、図１（ｂ）に示すように、この分割電
極１２に対する他方の電極はコアー１１外部側面の全面
に積層される略円形状の非分割電極１４であり、電解質
１３は分割電極１２のある箇所に部分的に積層される。
【００２６】電極の正負は、両電極に供給される活性物
質によって任意に定めることができる。例えば、後述す
る第一の電機子を用いた電動機では、コアー１１に近接
した分割電極１２はコアー１１内部より活性物質を供給
され、他方の非分割電極１４は外部の空気中の酸素を活
性物質として供給されることから、分割電極１２を水素
などを活性物質とした負側電極とし、他方の非分割電極
１４を酸素を活性物質とした正極側電極とすることがで
きる。
質によって任意に定めることができる。例えば、後述す
る第一の電機子を用いた電動機では、コアー１１に近接
した分割電極１２はコアー１１内部より活性物質を供給
され、他方の非分割電極１４は外部の空気中の酸素を活
性物質として供給されることから、分割電極１２を水素
などを活性物質とした負側電極とし、他方の非分割電極
１４を酸素を活性物質とした正極側電極とすることがで
きる。
【００２７】図１（ａ）に示すように、燃料電池をコア
ー１１に形成する上で、燃料電池から取出した電力によ
ってコアー１１に電流が流れるのを防ぐために、分割電
極１２とコアー１１との間に絶縁材料１５を挟む。この
ときの絶縁材料１５は燃料電池が熱を発生させることか
ら、ワニスや薄葉材料のような耐熱性の絶縁材料１５を
用いる。また、磁性体としてコアー１１の誘電性が低
く、電流が流れにくい場合には、この絶縁材料１５を分
割電極１２とコアー１１との間に挟まなくても良い。
ー１１に形成する上で、燃料電池から取出した電力によ
ってコアー１１に電流が流れるのを防ぐために、分割電
極１２とコアー１１との間に絶縁材料１５を挟む。この
ときの絶縁材料１５は燃料電池が熱を発生させることか
ら、ワニスや薄葉材料のような耐熱性の絶縁材料１５を
用いる。また、磁性体としてコアー１１の誘電性が低
く、電流が流れにくい場合には、この絶縁材料１５を分
割電極１２とコアー１１との間に挟まなくても良い。
【００２８】このように、第一の電機子では燃料電池が
電機子と一体であるため、燃料電池から取出した電力を
直接的に電動機に伝えることができ、単数であっても効
率良く電力を伝えることができる。そのため、従来の燃
料電池に比べて少ない枚数の燃料電池セルを積層して所
望の電力を得ることができる。
電機子と一体であるため、燃料電池から取出した電力を
直接的に電動機に伝えることができ、単数であっても効
率良く電力を伝えることができる。そのため、従来の燃
料電池に比べて少ない枚数の燃料電池セルを積層して所
望の電力を得ることができる。
【００２９】分割電極に供給される活性物質は外部燃料
タンクから供給しても良いし、コアー内部供給タンクか
ら供給しても良いし、また外部燃料タンクとコアー内部
燃料タンクとを併用しても良い。以下に、分割電極に供
給される活性物質の燃料流路について、分割電極の活性
物質が外部燃料タンクから供給される場合及びコアー内
部燃料タンクから供給される場合について説明する。
タンクから供給しても良いし、コアー内部供給タンクか
ら供給しても良いし、また外部燃料タンクとコアー内部
燃料タンクとを併用しても良い。以下に、分割電極に供
給される活性物質の燃料流路について、分割電極の活性
物質が外部燃料タンクから供給される場合及びコアー内
部燃料タンクから供給される場合について説明する。
【００３０】図２（ａ）は外部燃料タンクから分割電極
に活性物質が供給される場合の燃料流路を示す断面図で
あり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）はその模式図を示す。
図２（ａ）に示すように、燃料流路１６ａは、外部燃料
タンク１７から出て、回転軸１８内部を通り、コアー１
１内部より個々の分割電極１２に接続されている。そし
て、外部燃料タンク１７から個々の分割電極１２に至る
燃料流路１６ａには、回転軸１８において、後述で説明
する燃料制御部の燃料バルブ１９が個々に設けられてい
る。分割電極１２と燃料流路１６ａとの接続は、分割電
極１２の全面に接続しても良いし、また分割電極１２の
一部分に接続しても良い。分割電極１２の一部分に接続
して電機子が回転する回転電機子型においては、回転軸
１８を軸として電機子は回転し分割電極１２に遠心力が
働き、この遠心力により活性物質が外周側に拡散するた
め、回転軸１８に近い部分に接続するのが好ましい。
に活性物質が供給される場合の燃料流路を示す断面図で
あり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）はその模式図を示す。
図２（ａ）に示すように、燃料流路１６ａは、外部燃料
タンク１７から出て、回転軸１８内部を通り、コアー１
１内部より個々の分割電極１２に接続されている。そし
て、外部燃料タンク１７から個々の分割電極１２に至る
燃料流路１６ａには、回転軸１８において、後述で説明
する燃料制御部の燃料バルブ１９が個々に設けられてい
る。分割電極１２と燃料流路１６ａとの接続は、分割電
極１２の全面に接続しても良いし、また分割電極１２の
一部分に接続しても良い。分割電極１２の一部分に接続
して電機子が回転する回転電機子型においては、回転軸
１８を軸として電機子は回転し分割電極１２に遠心力が
働き、この遠心力により活性物質が外周側に拡散するた
め、回転軸１８に近い部分に接続するのが好ましい。
【００３１】図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示すように、
燃料流路１６ａは個々の分割電極１２に接続されるので
あるが、後述するように、燃料バルブ１９を用いて個々
の分割電極１２に供給される活性物質の量が制御される
ため、燃料バルブ１９から個々の分割電極１２に至る燃
料流路１６ａは、分割電極１２の数と同数の燃料流路１
６ａに分岐している。図２（ｂ）に示すように外部燃料
タンク１７から分割電極１２の数と同数の燃料流路１６
ａを形成した後に、燃料バルブ１９と個々の分割電極１
２にそれぞれ接続しても良いし、図２（ｃ）に示すよう
に外部燃料タンク１７から燃料バルブ１９までを一つの
燃料流路として形成した後に、燃料バルブ１９を接続す
る箇所で分割電極１２の数と同数の燃料流路１６ａに分
岐して個々の分割電極１２に接続しても良い。
燃料流路１６ａは個々の分割電極１２に接続されるので
あるが、後述するように、燃料バルブ１９を用いて個々
の分割電極１２に供給される活性物質の量が制御される
ため、燃料バルブ１９から個々の分割電極１２に至る燃
料流路１６ａは、分割電極１２の数と同数の燃料流路１
６ａに分岐している。図２（ｂ）に示すように外部燃料
タンク１７から分割電極１２の数と同数の燃料流路１６
ａを形成した後に、燃料バルブ１９と個々の分割電極１
２にそれぞれ接続しても良いし、図２（ｃ）に示すよう
に外部燃料タンク１７から燃料バルブ１９までを一つの
燃料流路として形成した後に、燃料バルブ１９を接続す
る箇所で分割電極１２の数と同数の燃料流路１６ａに分
岐して個々の分割電極１２に接続しても良い。
【００３２】図３はコアー１１内部に分割電極１２に供
給する活性物質のコアー内部燃料タンク２０を形成する
場合を示す斜視図である。この場合、後述するように、
分割電極１２に供給される活性物質を制御する燃料制御
部において活性物質の量が制御されるため、いったん燃
料制御部において燃料バルブ１９に接続され、それから
分割電極１２の数と同数の燃料流路１６ｂに分岐して個
々の分割電極１２に接続される。このとき、前述の外部
燃料タンクを用いる場合と同様に、コアー内部燃料タン
ク２０から分割電極１２の数と同数の燃料流路１６ｂを
形成した後に、燃料バルブ１９と個々の分割電極１２に
それぞれ接続しても良いし、コアー内部燃料タンク２０
から燃料バルブ１９までを一つの燃料流路として形成し
た後に、燃料バルブ１９を接続する箇所で分割電極１２
の数と同数の燃料流路に分岐して個々の分割電極１２に
接続しても良い。
給する活性物質のコアー内部燃料タンク２０を形成する
場合を示す斜視図である。この場合、後述するように、
分割電極１２に供給される活性物質を制御する燃料制御
部において活性物質の量が制御されるため、いったん燃
料制御部において燃料バルブ１９に接続され、それから
分割電極１２の数と同数の燃料流路１６ｂに分岐して個
々の分割電極１２に接続される。このとき、前述の外部
燃料タンクを用いる場合と同様に、コアー内部燃料タン
ク２０から分割電極１２の数と同数の燃料流路１６ｂを
形成した後に、燃料バルブ１９と個々の分割電極１２に
それぞれ接続しても良いし、コアー内部燃料タンク２０
から燃料バルブ１９までを一つの燃料流路として形成し
た後に、燃料バルブ１９を接続する箇所で分割電極１２
の数と同数の燃料流路に分岐して個々の分割電極１２に
接続しても良い。
【００３３】また、図３に示すように、コアー１１内部
にコアー内部燃料タンク２０を形成する場合、内部の活
性物質を補給するための補給口２１を形成し、補給時以
外は補給口２１に栓２２を固着させて密閉する。この補
給口２１は、燃料電池が形成された回転軸１８に相対す
る側の回転軸１８に形成され、栓２２を外すことによっ
てコアー内部燃料タンク２０に活性物質を簡便に補給す
ることができる。
にコアー内部燃料タンク２０を形成する場合、内部の活
性物質を補給するための補給口２１を形成し、補給時以
外は補給口２１に栓２２を固着させて密閉する。この補
給口２１は、燃料電池が形成された回転軸１８に相対す
る側の回転軸１８に形成され、栓２２を外すことによっ
てコアー内部燃料タンク２０に活性物質を簡便に補給す
ることができる。
【００３４】図４は燃料電池の非分割電極１４に活性物
質を供給するための燃料供給窓２３を示す斜視図であ
る。第一の電機子において、非分割電極１２に供給する
活性物質を酸素とすると、空気中に含まれる酸素を利用
して供給することができ、ヨーク９１ａに燃料供給窓２
３を形成することにより容易に供給することができる。
また、燃料供給窓２３の形状は任意に定めることができ
るが、後述する燃料バルブ切替器をヨーク９１ａに形成
することができるように燃料供給窓２３は形成される。
質を供給するための燃料供給窓２３を示す斜視図であ
る。第一の電機子において、非分割電極１２に供給する
活性物質を酸素とすると、空気中に含まれる酸素を利用
して供給することができ、ヨーク９１ａに燃料供給窓２
３を形成することにより容易に供給することができる。
また、燃料供給窓２３の形状は任意に定めることができ
るが、後述する燃料バルブ切替器をヨーク９１ａに形成
することができるように燃料供給窓２３は形成される。
【００３５】このように燃料タンクとして外部燃料タン
ク１７またはコアー内部燃料タンク２０を用いた場合、
外部燃料タンク１７の交換またはコアー内部燃料タンク
２０への燃料の補給が簡便であり、二次電池のように時
間を掛けて充電することなく、短時間の内に簡単に燃料
を補給することができる。また、分割電極１２へ供給す
る活性物質を水素などとして分割電極１２を負極側電極
とし、非分割電極１４へ供給する活性物質を酸素として
非分割電極１４を正極側電極とした場合、反応の結果、
熱と水が発生するため、環境負荷とならない。
ク１７またはコアー内部燃料タンク２０を用いた場合、
外部燃料タンク１７の交換またはコアー内部燃料タンク
２０への燃料の補給が簡便であり、二次電池のように時
間を掛けて充電することなく、短時間の内に簡単に燃料
を補給することができる。また、分割電極１２へ供給す
る活性物質を水素などとして分割電極１２を負極側電極
とし、非分割電極１４へ供給する活性物質を酸素として
非分割電極１４を正極側電極とした場合、反応の結果、
熱と水が発生するため、環境負荷とならない。
【００３６】燃料電池が形成されたコアーに配設するコ
イルについて説明する。コイルは、銅線のような線状導
体を配設しても良く、また銅板のような板状導体を加工
して配設しても良い。コイルとして線状導体を用いる場
合、コイルの巻数は単数にしても良いし、複数にしても
良い。
イルについて説明する。コイルは、銅線のような線状導
体を配設しても良く、また銅板のような板状導体を加工
して配設しても良い。コイルとして線状導体を用いる場
合、コイルの巻数は単数にしても良いし、複数にしても
良い。
【００３７】まず、巻数が単数の線状導体を用いてコイ
ルを配設する場合について説明する。図５は、一組の両
電極にコイルを接続した斜視図である。図５に示すよう
に、コイルの巻数が単数である場合、コアー１１外部曲
面上に回転軸１８の軸方向に平行にコイル２４を配線す
るのであるが、各線が重ならず一定の厚みとなるように
配設して、回転軸１８に対して垂直な方向に抵抗が生じ
て回転時に回転力が損失しないようにする。銅板のよう
な板状導体を配設する場合、コアー１１外部曲面の形状
に沿うように曲面加工して配設する。このとき、図５に
示すように、非分割電極１４に接続する端の長さは分割
電極１２に接続する端の長さに比べて、分割電極１２及
び電解質１３の厚みだけ短くなる。
ルを配設する場合について説明する。図５は、一組の両
電極にコイルを接続した斜視図である。図５に示すよう
に、コイルの巻数が単数である場合、コアー１１外部曲
面上に回転軸１８の軸方向に平行にコイル２４を配線す
るのであるが、各線が重ならず一定の厚みとなるように
配設して、回転軸１８に対して垂直な方向に抵抗が生じ
て回転時に回転力が損失しないようにする。銅板のよう
な板状導体を配設する場合、コアー１１外部曲面の形状
に沿うように曲面加工して配設する。このとき、図５に
示すように、非分割電極１４に接続する端の長さは分割
電極１２に接続する端の長さに比べて、分割電極１２及
び電解質１３の厚みだけ短くなる。
【００３８】分割電極１２及び非分割電極１４にコイル
２４を接続するとき、分割電極１２及び非分割電極１４
との接続点において大電流が流れるため、ビスなどによ
り固定したり、厚接したりする。また、コイル２４をコ
アー１１に配設するとき、燃料電池が形成されたコアー
１１外部側面と相対するコアー１１外部側面において、
これらの３つのコイル２４は交差して接触するのなら
ば、燃料電池とコアー１１との間に挟むような絶縁材料
を個々のコイルとコイルとの間に配置したり、個々のコ
イルの接触部を絶縁材料により被覆したりする。このよ
うな巻数が単数のコイル２４を電機子のコアー１１に配
設すると図６に示すようになる。
２４を接続するとき、分割電極１２及び非分割電極１４
との接続点において大電流が流れるため、ビスなどによ
り固定したり、厚接したりする。また、コイル２４をコ
アー１１に配設するとき、燃料電池が形成されたコアー
１１外部側面と相対するコアー１１外部側面において、
これらの３つのコイル２４は交差して接触するのなら
ば、燃料電池とコアー１１との間に挟むような絶縁材料
を個々のコイルとコイルとの間に配置したり、個々のコ
イルの接触部を絶縁材料により被覆したりする。このよ
うな巻数が単数のコイル２４を電機子のコアー１１に配
設すると図６に示すようになる。
【００３９】次に、銅線のような線状導体を用いてコア
ー１１外部側面上に複数の巻数を施す場合について説明
する。図７は巻数が複数のコイルを配設したコアーの斜
視図である。ここで、図７においては燃料電池や燃料制
御部などは省略してある。図７に示すように、コアー１
１外部曲面の内側から外側に向かって巻きながらコアー
１１外部曲面上に巻数が複数のコイル２５を配設する。
このとき、回転軸１８に対して垂直な方向に抵抗が生じ
て回転時に回転力が損失しないように、コイル２５の厚
みが一定となるように配設する。
ー１１外部側面上に複数の巻数を施す場合について説明
する。図７は巻数が複数のコイルを配設したコアーの斜
視図である。ここで、図７においては燃料電池や燃料制
御部などは省略してある。図７に示すように、コアー１
１外部曲面の内側から外側に向かって巻きながらコアー
１１外部曲面上に巻数が複数のコイル２５を配設する。
このとき、回転軸１８に対して垂直な方向に抵抗が生じ
て回転時に回転力が損失しないように、コイル２５の厚
みが一定となるように配設する。
【００４０】分割電極１２及び非分割電極１４に接続す
るために引き出すコイル２６と既に巻いて配設したコイ
ル２５とが重なり電機子上のコイル面に凹凸を生ずる場
合には、コアー１１に溝をつけて重ならないようにして
も良い。上述のように、コアー１１内部に燃料流路１６
ａやコアー内部燃料タンク２０を形成するため、コアー
１１の密閉を保つようにして、燃料流路１６ａやコアー
内部燃料タンク２０に至らないように溝を形成する。
るために引き出すコイル２６と既に巻いて配設したコイ
ル２５とが重なり電機子上のコイル面に凹凸を生ずる場
合には、コアー１１に溝をつけて重ならないようにして
も良い。上述のように、コアー１１内部に燃料流路１６
ａやコアー内部燃料タンク２０を形成するため、コアー
１１の密閉を保つようにして、燃料流路１６ａやコアー
内部燃料タンク２０に至らないように溝を形成する。
【００４１】このように線状導体をコアー１１外部曲面
の片面に一定の厚さで巻いた後、もう一方の片面におい
て、内側から外側に向かって巻く。この時も同様に、片
面からもう一方の片面にコイル２５を巻き始めるとき、
コイル２５が重なり電機子上のコイル面に凹凸を生ずる
場合には、一定の厚さになるようにコアー１１に溝を形
成しても良い。また、上述の巻数が単数のコイル２４の
場合と同様に、コイル２５をコアー１１に配設すると
き、燃料電池が形成されたコアー１１外部側面と相対す
るコアー１１外部側面において、これらの３つのコイル
２５が交差して接触する場合、燃料電池とコアー１１と
の間に挟むような絶縁材料を個々のコイルとコイルとの
間に配置したり、個々のコイルの接触部を絶縁材料によ
り被覆したりする。
の片面に一定の厚さで巻いた後、もう一方の片面におい
て、内側から外側に向かって巻く。この時も同様に、片
面からもう一方の片面にコイル２５を巻き始めるとき、
コイル２５が重なり電機子上のコイル面に凹凸を生ずる
場合には、一定の厚さになるようにコアー１１に溝を形
成しても良い。また、上述の巻数が単数のコイル２４の
場合と同様に、コイル２５をコアー１１に配設すると
き、燃料電池が形成されたコアー１１外部側面と相対す
るコアー１１外部側面において、これらの３つのコイル
２５が交差して接触する場合、燃料電池とコアー１１と
の間に挟むような絶縁材料を個々のコイルとコイルとの
間に配置したり、個々のコイルの接触部を絶縁材料によ
り被覆したりする。
【００４２】このようにして、相対する面に中心から外
側から向かって巻いた後、このとき、両電極との接触点
において大電流が流れるため、ビスなどにより固定した
り、厚接したりする。コアー１１外部曲面上に複数の巻
線のコイル２５を施す場合、上述の巻数が単数であるコ
イル２４の場合に比べて、最終的に一本のコイル２５を
分割電極１２及び非分割電極１４に接続するため、コイ
ル２５で巻く面積を変えることなく、簡便に接続するこ
とができる。
側から向かって巻いた後、このとき、両電極との接触点
において大電流が流れるため、ビスなどにより固定した
り、厚接したりする。コアー１１外部曲面上に複数の巻
線のコイル２５を施す場合、上述の巻数が単数であるコ
イル２４の場合に比べて、最終的に一本のコイル２５を
分割電極１２及び非分割電極１４に接続するため、コイ
ル２５で巻く面積を変えることなく、簡便に接続するこ
とができる。
【００４３】以上のように、燃料電池を電動機の電機子
に積層して一体となって形成した場合、燃料電池におい
て発電した電力を直接的に電動機に伝えることができ、
単数の燃料電池セルであっても効率良く電動機に電力を
伝えることができる。第一の電機子のように、回転軸１
８の軸に対して垂直に燃料電池を形成する場合は、回転
軸１８の長さが短く、回転半径が大きい電動機を形成す
るのに適している。
に積層して一体となって形成した場合、燃料電池におい
て発電した電力を直接的に電動機に伝えることができ、
単数の燃料電池セルであっても効率良く電動機に電力を
伝えることができる。第一の電機子のように、回転軸１
８の軸に対して垂直に燃料電池を形成する場合は、回転
軸１８の長さが短く、回転半径が大きい電動機を形成す
るのに適している。
【００４４】燃料タンクとして外部燃料タンク１７また
はコアー内部燃料タンク２０を用いた場合、外部燃料タ
ンク１７の交換またはコアー内部燃料タンク２０への燃
料の補給簡便であり、二次電池のように時間を掛けて充
電することなく、短時間の内に簡単に燃料を補給するこ
とができる。また、燃料電池に供給する活性物質を水素
やエタノールなど及び酸素とした場合、反応の結果、熱
と水が発生するため、環境負荷とならない。
はコアー内部燃料タンク２０を用いた場合、外部燃料タ
ンク１７の交換またはコアー内部燃料タンク２０への燃
料の補給簡便であり、二次電池のように時間を掛けて充
電することなく、短時間の内に簡単に燃料を補給するこ
とができる。また、燃料電池に供給する活性物質を水素
やエタノールなど及び酸素とした場合、反応の結果、熱
と水が発生するため、環境負荷とならない。
【００４５】［第二の電機子］第一の電機子を応用し
て、燃料電池が電機子のコアー外部側面に回転軸の軸方
向に対して垂直に二つ形成された電機子について説明す
る。第二の電機子は、第一の電機子と同様にコアー外部
側面の両側に回転軸に対して垂直に燃料電池セルを積層
して形成され、第一の電機子の燃料電池が形成されたコ
アー外部側面と相対する側のコアー外部側面に形成され
る。
て、燃料電池が電機子のコアー外部側面に回転軸の軸方
向に対して垂直に二つ形成された電機子について説明す
る。第二の電機子は、第一の電機子と同様にコアー外部
側面の両側に回転軸に対して垂直に燃料電池セルを積層
して形成され、第一の電機子の燃料電池が形成されたコ
アー外部側面と相対する側のコアー外部側面に形成され
る。
【００４６】図８（ａ）は燃料電池を電機子のコアー外
部側面に回転軸の軸方向に対して垂直に二つ形成した電
機子のコアーを示す斜視図であり、図８（ｂ）はその分
解斜視図である。第一の電機子の燃料電池が形成された
コアー外部側面と相対する側のコアー外部側面に形成さ
れるもう一方の燃料電池は、第一の電機子の燃料電池と
同様に、負極側電極、電解質、正極側電極からなり、負
極側電極には水素を代表にメタノールなどの分子構造に
水素を含む物質などを活性物質に用いることができ、正
極側電極には酸素などを活性物質に用いることができ
る。活性物質に水素をはじめ分子構造に水素を含む物質
及び酸素を用いることによって、反応の結果、熱と水を
生じるので環境負荷が懸からない。電解質の材料も、第
一の電機子と同様に、通常の燃料電池のように種々の材
料を用いることができ、第一の電機子の燃料電池に用い
る電解質と同じ材料を用いても異なった材料を用いても
良いが、発電量の予測や生産工程の簡便化などを考慮し
て同じ材料を用いるほうが好ましい。また、燃料電池の
積層する燃料電池セルは単数でも良いし、複数でも良
く、第二の電機子では単数の燃料電池セルとしている。
部側面に回転軸の軸方向に対して垂直に二つ形成した電
機子のコアーを示す斜視図であり、図８（ｂ）はその分
解斜視図である。第一の電機子の燃料電池が形成された
コアー外部側面と相対する側のコアー外部側面に形成さ
れるもう一方の燃料電池は、第一の電機子の燃料電池と
同様に、負極側電極、電解質、正極側電極からなり、負
極側電極には水素を代表にメタノールなどの分子構造に
水素を含む物質などを活性物質に用いることができ、正
極側電極には酸素などを活性物質に用いることができ
る。活性物質に水素をはじめ分子構造に水素を含む物質
及び酸素を用いることによって、反応の結果、熱と水を
生じるので環境負荷が懸からない。電解質の材料も、第
一の電機子と同様に、通常の燃料電池のように種々の材
料を用いることができ、第一の電機子の燃料電池に用い
る電解質と同じ材料を用いても異なった材料を用いても
良いが、発電量の予測や生産工程の簡便化などを考慮し
て同じ材料を用いるほうが好ましい。また、燃料電池の
積層する燃料電池セルは単数でも良いし、複数でも良
く、第二の電機子では単数の燃料電池セルとしている。
【００４７】図８（ｂ）に示すように、もう一方の燃料
電池のコアー４１に近接する電極は、上述の第一の電機
子と同様に、電機子の回転軸４８の軸に対して放射状に
分割された略扇形形状の分割電極４２ｂであり、個々の
分割電極４２ｂは略同形状である。このとき、分割電極
４２ｂの分割数は任意に定めても良いが、後述するコイ
ルの配設を考慮して先に形成した燃料電池の分割電極４
２ａの分割数と同じ分割数にするのが好ましく、第一の
電機子では六分割としたため、第二の電機子におけるも
う一方の分割電極の分割数も六分割としている。そし
て、図８（ｂ）に示すように、分割電極４２ａと同様
に、個々の分割電極４２ｂは互いに接触しないような一
つ置きの領域に積層され、三つの分割電極４２ｂが形成
される。また、図８（ｂ）に示すように、この分割電極
４２ｂに対する他方の電極はコアー４１外部側面の全面
に積層される略円形状の非分割電極４４ｂであり、電解
質４３ｂは分割電極４２ｂのある箇所に部分的に積層さ
れる。
電池のコアー４１に近接する電極は、上述の第一の電機
子と同様に、電機子の回転軸４８の軸に対して放射状に
分割された略扇形形状の分割電極４２ｂであり、個々の
分割電極４２ｂは略同形状である。このとき、分割電極
４２ｂの分割数は任意に定めても良いが、後述するコイ
ルの配設を考慮して先に形成した燃料電池の分割電極４
２ａの分割数と同じ分割数にするのが好ましく、第一の
電機子では六分割としたため、第二の電機子におけるも
う一方の分割電極の分割数も六分割としている。そし
て、図８（ｂ）に示すように、分割電極４２ａと同様
に、個々の分割電極４２ｂは互いに接触しないような一
つ置きの領域に積層され、三つの分割電極４２ｂが形成
される。また、図８（ｂ）に示すように、この分割電極
４２ｂに対する他方の電極はコアー４１外部側面の全面
に積層される略円形状の非分割電極４４ｂであり、電解
質４３ｂは分割電極４２ｂのある箇所に部分的に積層さ
れる。
【００４８】電極の正負は両電極に供給される活性物質
によって任意に定めることができるが、後述するコイル
の配線及び燃料流路を考慮して、第一の電機子の正負に
合わせて、分割電極４２ａ及び分割電極４２ｂ、非分割
電極４４ａ及び非分割電極４４ｂの正負を一致させるの
が好ましい。また、燃料電池の積層する燃料電池セルは
単数でも良いし、複数でも良く、図８（ａ）及び図８
（ｂ）においては単数の燃料電池セルとしている。
によって任意に定めることができるが、後述するコイル
の配線及び燃料流路を考慮して、第一の電機子の正負に
合わせて、分割電極４２ａ及び分割電極４２ｂ、非分割
電極４４ａ及び非分割電極４４ｂの正負を一致させるの
が好ましい。また、燃料電池の積層する燃料電池セルは
単数でも良いし、複数でも良く、図８（ａ）及び図８
（ｂ）においては単数の燃料電池セルとしている。
【００４９】図８（ａ）に示すように、もう一方の燃料
電池は、第一の電機子の燃料電池が形成される側と相対
する側のコアー４１外部側面に回転軸４８の軸方向に対
して垂直に形成される。このとき、図８（ｂ）に示すよ
うに、これらの二つの燃料電池は点対称に形成され、第
一の電機子の正極側電極には負極側電極が、負極側電極
には正極側電極が相対するように積層されて形成され
る。すなわち、第一の電機子における分割電極４２ａが
積層されていない一つ置きの領域と相対するコアー４１
外部側面の領域に、もう一方の分割電極４２ｂは積層さ
れ、それからコアー４１内部側から順に、分割電極４２
ｂの上に電解質４３ｂ、全面に非分割電極４４ｂが積層
される。後述するように、このように二つの燃料電池を
形成されることによって、二つの燃料電池は簡単に直列
に接続される。
電池は、第一の電機子の燃料電池が形成される側と相対
する側のコアー４１外部側面に回転軸４８の軸方向に対
して垂直に形成される。このとき、図８（ｂ）に示すよ
うに、これらの二つの燃料電池は点対称に形成され、第
一の電機子の正極側電極には負極側電極が、負極側電極
には正極側電極が相対するように積層されて形成され
る。すなわち、第一の電機子における分割電極４２ａが
積層されていない一つ置きの領域と相対するコアー４１
外部側面の領域に、もう一方の分割電極４２ｂは積層さ
れ、それからコアー４１内部側から順に、分割電極４２
ｂの上に電解質４３ｂ、全面に非分割電極４４ｂが積層
される。後述するように、このように二つの燃料電池を
形成されることによって、二つの燃料電池は簡単に直列
に接続される。
【００５０】また、第一の電機子と同様に、燃料電池か
ら取出した電力によってコアー４１に電流が流れるのを
防ぐために、分割電極４２ｂとコアー４１との間に耐熱
性の絶縁材料４５ｂを挟む。また、磁性体としてコアー
４１の誘電性が低く、電流が流れにくい場合には、絶縁
材料４５ｂを燃料電池とコアー４１の間に挟まなくても
良い。
ら取出した電力によってコアー４１に電流が流れるのを
防ぐために、分割電極４２ｂとコアー４１との間に耐熱
性の絶縁材料４５ｂを挟む。また、磁性体としてコアー
４１の誘電性が低く、電流が流れにくい場合には、絶縁
材料４５ｂを燃料電池とコアー４１の間に挟まなくても
良い。
【００５１】このように、第一の電機子にもう一方の燃
料電池を形成して直列に接続することによって、第一の
電機子における電力の２倍の電力を直接的に効率良く電
動機に伝えることができる。
料電池を形成して直列に接続することによって、第一の
電機子における電力の２倍の電力を直接的に効率良く電
動機に伝えることができる。
【００５２】第一の電機子と同様に、コアー４１外部側
面に近接する分割電極４２ｂはコアー４１内部から活性
物質が供給されるが、外部燃料タンクから供給しても良
いし、コアー内部燃料タンクから供給しても良い。ま
た、外部燃料タンクとコアー内部燃料タンクとを併用し
ても良い。
面に近接する分割電極４２ｂはコアー４１内部から活性
物質が供給されるが、外部燃料タンクから供給しても良
いし、コアー内部燃料タンクから供給しても良い。ま
た、外部燃料タンクとコアー内部燃料タンクとを併用し
ても良い。
【００５３】分割電極４２ｂに供給される燃料流路につ
いても、第一の電機子と同様に、外部燃料タンクまたは
コアー内部燃料タンクから出て、燃料制御部において燃
料バルブに接続され、個々の分割電極に接続される。図
９（ａ）は燃料バルブから分割電極までの燃料流路を示
した斜視図であり、図９（ｂ）はその模式図である。ま
た、図９（ａ）における燃料タンク５０は外部燃料タン
クまたはコアー内部燃料タンクのいずれでも良い。図９
（ｂ）に示すように、燃料電池バルブ４９において分割
電極４２ａ及び分割電極４２ｂの分割数と同数の燃料流
路４６に分割された後、後述するように燃料電池制御部
において二つの分割電極４２ａ及び分割電極４６ｂに供
給する活性物質の量を同時に制御するため、燃料バルブ
に接続された後さらに二つの燃料流路４６ａ及び燃料流
路４６ｂに分岐してコアー４１外側の各側面に形成され
た分割電極４２ａ及び分割電極４２ｂに接続される。分
割電極４２ａ及び分割電極４２ｂと燃料流路４６ａ及び
燃料流路ｂとの接続は、分割電極の全面に接続しても良
いし、分割電極の一部分に接続しても良く、分割電極の
一部分に接続して電機子が回転する場合には電機子の回
転により遠心力が働き活性物質が外周方向に拡散するた
めに回転軸４８に近い部分に接続するのは好ましい。
いても、第一の電機子と同様に、外部燃料タンクまたは
コアー内部燃料タンクから出て、燃料制御部において燃
料バルブに接続され、個々の分割電極に接続される。図
９（ａ）は燃料バルブから分割電極までの燃料流路を示
した斜視図であり、図９（ｂ）はその模式図である。ま
た、図９（ａ）における燃料タンク５０は外部燃料タン
クまたはコアー内部燃料タンクのいずれでも良い。図９
（ｂ）に示すように、燃料電池バルブ４９において分割
電極４２ａ及び分割電極４２ｂの分割数と同数の燃料流
路４６に分割された後、後述するように燃料電池制御部
において二つの分割電極４２ａ及び分割電極４６ｂに供
給する活性物質の量を同時に制御するため、燃料バルブ
に接続された後さらに二つの燃料流路４６ａ及び燃料流
路４６ｂに分岐してコアー４１外側の各側面に形成され
た分割電極４２ａ及び分割電極４２ｂに接続される。分
割電極４２ａ及び分割電極４２ｂと燃料流路４６ａ及び
燃料流路ｂとの接続は、分割電極の全面に接続しても良
いし、分割電極の一部分に接続しても良く、分割電極の
一部分に接続して電機子が回転する場合には電機子の回
転により遠心力が働き活性物質が外周方向に拡散するた
めに回転軸４８に近い部分に接続するのは好ましい。
【００５４】また、第一の電機子と同様に、コアー４１
内部にコアー内部燃料タンクを形成する場合、内部の活
性物質を補給するための補給口が回転軸に形成され、補
給時以外は補給口に栓を固着させて密閉する。この補給
口により、栓を外すことによってコアー内部燃料タンク
に活性物質を簡便に補給することができる。
内部にコアー内部燃料タンクを形成する場合、内部の活
性物質を補給するための補給口が回転軸に形成され、補
給時以外は補給口に栓を固着させて密閉する。この補給
口により、栓を外すことによってコアー内部燃料タンク
に活性物質を簡便に補給することができる。
【００５５】非分割電極４４ａ及び非分割電極４４ｂ
は、非分割電極４４ａ及び非分割電極４４ｂに供給する
活性物質を酸素とすると、第一の電機子において形成さ
れた正極側電極に供給するための燃料供給窓をヨーク９
１ａ及びヨーク９１ｂのヨーク両側面に形成することに
より、非分割電極に活性物質である酸素を容易に供給す
ることができる。また、燃料供給窓はヨーク９１ａ及び
ヨーク９１ｂのヨーク両側面に形成しても良いし、ヨー
ク９１ａまたはヨーク９１ｂの一方のヨーク側面に形成
しても良い。
は、非分割電極４４ａ及び非分割電極４４ｂに供給する
活性物質を酸素とすると、第一の電機子において形成さ
れた正極側電極に供給するための燃料供給窓をヨーク９
１ａ及びヨーク９１ｂのヨーク両側面に形成することに
より、非分割電極に活性物質である酸素を容易に供給す
ることができる。また、燃料供給窓はヨーク９１ａ及び
ヨーク９１ｂのヨーク両側面に形成しても良いし、ヨー
ク９１ａまたはヨーク９１ｂの一方のヨーク側面に形成
しても良い。
【００５６】このように燃料タンクとして外部燃料タン
クまたはコアー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料
タンクの交換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補
給が簡便であり、二次電池のように時間を掛けて充電す
ることなく、短時間の内に簡単に燃料を補給することが
できる。
クまたはコアー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料
タンクの交換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補
給が簡便であり、二次電池のように時間を掛けて充電す
ることなく、短時間の内に簡単に燃料を補給することが
できる。
【００５７】図１０は、燃料電池が形成されたコアーに
コイルを配設した電機子を示す斜視図である。各電極に
接続するコイル４７は、第一の電機子と同様に、銅線の
ような線状導体を配設しても良く、また銅板のような板
状導体を加工して配設しても良い。コイル４７は、電機
子の回転時に垂直面に抵抗が生じて回転力の損失が生じ
ないように、コイル４７の厚みが一定となるように配設
する。また、第一の電機子と同様に、コイル４７は単数
の巻数または複数の巻数を施して配設することができ
る。
コイルを配設した電機子を示す斜視図である。各電極に
接続するコイル４７は、第一の電機子と同様に、銅線の
ような線状導体を配設しても良く、また銅板のような板
状導体を加工して配設しても良い。コイル４７は、電機
子の回転時に垂直面に抵抗が生じて回転力の損失が生じ
ないように、コイル４７の厚みが一定となるように配設
する。また、第一の電機子と同様に、コイル４７は単数
の巻数または複数の巻数を施して配設することができ
る。
【００５８】図１０に示すように、コアー４１外部側面
の相対する電極に接続する巻数が単数の線状導体または
板状導体を用いたコイル４７はコアー４１外部曲面に回
転軸４８の軸方向に平行に配設される。燃料電池はコア
ー４１の中心点に対して対称に形成され、コアー４１外
部側面の二つの電極は、分割電極４２ａには非分割電極
４４ｂが、非分割電極４４ａには分割電極４２ｂが相対
するため、コアー４１外部曲面に回転軸４８の軸方向に
平行に直線的に容易に配設することができる。このと
き、各電極との接続点において大電流が流れるため、ビ
スなどにより固定したり、厚接したりする。また、巻数
が複数のコイル４７をコアー４１外側曲面に配設する場
合も第一の電機子と同様に、一定の厚さになるようにし
て中止から外側に向かって巻いた後、引き出したコイル
の端及び巻き終わったコイルの端をコイル外側両側面の
電極に容易に接続することができる。
の相対する電極に接続する巻数が単数の線状導体または
板状導体を用いたコイル４７はコアー４１外部曲面に回
転軸４８の軸方向に平行に配設される。燃料電池はコア
ー４１の中心点に対して対称に形成され、コアー４１外
部側面の二つの電極は、分割電極４２ａには非分割電極
４４ｂが、非分割電極４４ａには分割電極４２ｂが相対
するため、コアー４１外部曲面に回転軸４８の軸方向に
平行に直線的に容易に配設することができる。このと
き、各電極との接続点において大電流が流れるため、ビ
スなどにより固定したり、厚接したりする。また、巻数
が複数のコイル４７をコアー４１外側曲面に配設する場
合も第一の電機子と同様に、一定の厚さになるようにし
て中止から外側に向かって巻いた後、引き出したコイル
の端及び巻き終わったコイルの端をコイル外側両側面の
電極に容易に接続することができる。
【００５９】このように二つの燃料電池をコアー４１の
中心点に対して対称に形成して直列に接続した場合、第
一の電機子のように各コイルが接触することなく、直線
的に配設することができる。そのため、銅板のように板
状のコイル４７を配設する場合であっても、第一の電機
子に比べて、簡単にコイル４７の配設することができ
る。
中心点に対して対称に形成して直列に接続した場合、第
一の電機子のように各コイルが接触することなく、直線
的に配設することができる。そのため、銅板のように板
状のコイル４７を配設する場合であっても、第一の電機
子に比べて、簡単にコイル４７の配設することができ
る。
【００６０】以上にように、電機子にコアー４１外部両
側面に回転軸４８の軸に対して垂直に二つの燃料電池を
積層して電機子と一体となって形成した場合、二つの燃
料電池は直列に接続されるため、電機子の体積が同じ体
積で２倍の電力を燃料電池から取出すことができ、それ
らを直接的に効率良く電動機に伝えることができる。第
二の電機子は第一の電機子と同様に、回転軸の軸に対し
て垂直に燃料電池を形成するため、回転軸４８の長さが
短く、回転半径が大きい電動機を形成するのに適してい
るが、第二の電機子のように直列に二つの燃料電池を形
成することによって、より駆動力の大きな電動機を形成
することができる。第二の電機子のようにコアー４１外
部両側面に燃料電池を回転軸４８に垂直に形成する場
合、第一の電機子のように各コイルが接触することな
く、コイル４７を回転軸４８の軸方向に対して平行に直
線的に簡単に配設することができる。
側面に回転軸４８の軸に対して垂直に二つの燃料電池を
積層して電機子と一体となって形成した場合、二つの燃
料電池は直列に接続されるため、電機子の体積が同じ体
積で２倍の電力を燃料電池から取出すことができ、それ
らを直接的に効率良く電動機に伝えることができる。第
二の電機子は第一の電機子と同様に、回転軸の軸に対し
て垂直に燃料電池を形成するため、回転軸４８の長さが
短く、回転半径が大きい電動機を形成するのに適してい
るが、第二の電機子のように直列に二つの燃料電池を形
成することによって、より駆動力の大きな電動機を形成
することができる。第二の電機子のようにコアー４１外
部両側面に燃料電池を回転軸４８に垂直に形成する場
合、第一の電機子のように各コイルが接触することな
く、コイル４７を回転軸４８の軸方向に対して平行に直
線的に簡単に配設することができる。
【００６１】燃料タンク５０として外部燃料タンクまた
はコアー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料タンク
の交換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補給が簡
便であり、二次電池のように時間を掛けて充電すること
なく、短時間の内に簡単に燃料を補給することができ
る。また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び酸素
とした場合、反応の結果、熱と水が発生するため、環境
負荷とならない。
はコアー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料タンク
の交換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補給が簡
便であり、二次電池のように時間を掛けて充電すること
なく、短時間の内に簡単に燃料を補給することができ
る。また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び酸素
とした場合、反応の結果、熱と水が発生するため、環境
負荷とならない。
【００６２】［第三の電機子］燃料電池が電機子のコア
ー外部曲面に回転軸の軸方向に対して平行に形成される
場合について説明する。
ー外部曲面に回転軸の軸方向に対して平行に形成される
場合について説明する。
【００６３】図１１（ａ）は燃料電池が電機子のコアー
外部曲面に回転軸の軸方向に対して平行に形成された電
機子のコアーを示す斜視図であり、図１１（ｂ）はその
分解斜視図である。燃料電池は、負極側電極、電解質、
及び正極側電極を積層した燃料電池セルからなる。燃料
電池の積層する燃料電池セルは単数でも良いし、複数で
も良く、第三の電機子では単数の燃料電池セルとしてい
る。
外部曲面に回転軸の軸方向に対して平行に形成された電
機子のコアーを示す斜視図であり、図１１（ｂ）はその
分解斜視図である。燃料電池は、負極側電極、電解質、
及び正極側電極を積層した燃料電池セルからなる。燃料
電池の積層する燃料電池セルは単数でも良いし、複数で
も良く、第三の電機子では単数の燃料電池セルとしてい
る。
【００６４】燃料電池の負極側電極に供給される活性物
質には水素を代表にメタノールなどの分子構造に水素を
含む物質があり、正極側電極に供給される活性物質には
酸素がある。活性物質に水素をはじめ分子構造に水素を
含む物質及び酸素を用いることによって、反応の結果、
熱と水を生じるので環境負荷が懸からない。電解質の材
料は、例えば、リン酸型（ＰＡＦＣ）であればリン酸、
溶融炭酸塩型（ＭＣＦＣ）であれば炭酸リチウムや炭酸
カリウム、固体電解型（ＳＯＦＣ）であれば安定化ジル
コニア、固体高分子型（ＰＥＦＣ）であれば高分子イオ
ン交換膜を用いることができ、通常の燃料電池と同様に
種々の材料を用いることができる。
質には水素を代表にメタノールなどの分子構造に水素を
含む物質があり、正極側電極に供給される活性物質には
酸素がある。活性物質に水素をはじめ分子構造に水素を
含む物質及び酸素を用いることによって、反応の結果、
熱と水を生じるので環境負荷が懸からない。電解質の材
料は、例えば、リン酸型（ＰＡＦＣ）であればリン酸、
溶融炭酸塩型（ＭＣＦＣ）であれば炭酸リチウムや炭酸
カリウム、固体電解型（ＳＯＦＣ）であれば安定化ジル
コニア、固体高分子型（ＰＥＦＣ）であれば高分子イオ
ン交換膜を用いることができ、通常の燃料電池と同様に
種々の材料を用いることができる。
【００６５】図１１（ｂ）に示すように、燃料電池は、
コアー６１外部曲面上に形成され、内側電極６２、電解
質６３、及び外側電極６４はコアー６１外部曲面に沿う
ような形状であり、各燃料電池は略同形状である。図１
１（ａ）に示すように、コアー６１外部曲面を回転軸６
８の軸方向に平行に分割した各領域に積層され、コアー
６１外部曲面の分割された各領域において、互いに接触
しないような一つ置きの領域に積層される。コアー６１
外部曲面の領域の分割数は任意に定めることができる
が、第三の電機子では、コアー６１外部曲面を六分割し
て、三つの燃料電池が形成されている。
コアー６１外部曲面上に形成され、内側電極６２、電解
質６３、及び外側電極６４はコアー６１外部曲面に沿う
ような形状であり、各燃料電池は略同形状である。図１
１（ａ）に示すように、コアー６１外部曲面を回転軸６
８の軸方向に平行に分割した各領域に積層され、コアー
６１外部曲面の分割された各領域において、互いに接触
しないような一つ置きの領域に積層される。コアー６１
外部曲面の領域の分割数は任意に定めることができる
が、第三の電機子では、コアー６１外部曲面を六分割し
て、三つの燃料電池が形成されている。
【００６６】電極の正負は、両電極に供給される活性物
質によって任意に定めることができる。例えば、コアー
６１に近接した内側電極６２はコアー６１内部より活性
物質を供給され、他方の外側電極６４は外部の空気中の
酸素を活性物質として供給される場合、内側電極６２を
水素などを活性物質とした負極側電極とし、外側電極６
４を酸素を活性物質とする正極側電極とすることができ
る。
質によって任意に定めることができる。例えば、コアー
６１に近接した内側電極６２はコアー６１内部より活性
物質を供給され、他方の外側電極６４は外部の空気中の
酸素を活性物質として供給される場合、内側電極６２を
水素などを活性物質とした負極側電極とし、外側電極６
４を酸素を活性物質とする正極側電極とすることができ
る。
【００６７】図１１（ａ）に示すように、燃料電池をコ
アー６１に形成する上で、燃料電池から取出した電力に
よってコアーに電流が流れるのを防ぐために、内側電極
６２とコアー６１との間に絶縁材料６５を挟む。このと
きの絶縁材料６５は燃料電池が熱を発生させることか
ら、ワニスや薄葉材料のような耐熱性の絶縁材料６５を
用いる。また、磁性体としてコアー６１の誘電性が低
く、電流が流れにくい場合には、この絶縁材料６５を燃
料電池とコアー６１との間に挟まなくても良い。
アー６１に形成する上で、燃料電池から取出した電力に
よってコアーに電流が流れるのを防ぐために、内側電極
６２とコアー６１との間に絶縁材料６５を挟む。このと
きの絶縁材料６５は燃料電池が熱を発生させることか
ら、ワニスや薄葉材料のような耐熱性の絶縁材料６５を
用いる。また、磁性体としてコアー６１の誘電性が低
く、電流が流れにくい場合には、この絶縁材料６５を燃
料電池とコアー６１との間に挟まなくても良い。
【００６８】このように、第三の電機子では燃料電池が
電機子と一体であるため、燃料電池から取出した電力を
直接的に電動機に伝えることができ、単数であっても効
率良く電力を伝えることができる。そのため、従来の燃
料電池に比べて少ない枚数の燃料電池セルを積層して所
望の電力を得ることができる。
電機子と一体であるため、燃料電池から取出した電力を
直接的に電動機に伝えることができ、単数であっても効
率良く電力を伝えることができる。そのため、従来の燃
料電池に比べて少ない枚数の燃料電池セルを積層して所
望の電力を得ることができる。
【００６９】第三の電機子における内側電極６２に供給
される活性物質の燃料流路は、第一及び第二の電機子と
同様に、外部燃料タンクから供給される場合及びコアー
内部燃料タンクから供給される場合がある。内側電極６
２への活性物質の供給は、外部燃料タンクから供給して
も良いし、コアー内部供給タンクから供給しても良い
し、また外部燃料タンクとコアー内部燃料タンクとを併
用しても良い。
される活性物質の燃料流路は、第一及び第二の電機子と
同様に、外部燃料タンクから供給される場合及びコアー
内部燃料タンクから供給される場合がある。内側電極６
２への活性物質の供給は、外部燃料タンクから供給して
も良いし、コアー内部供給タンクから供給しても良い
し、また外部燃料タンクとコアー内部燃料タンクとを併
用しても良い。
【００７０】外部燃料タンクから内側電極６２に活性物
質を供給する場合、燃料流路は、第一及の電機子と同様
に、外部燃料タンクから出て、回転軸６８内部を通り、
コアー６１内部より各内側電極６２に接続されている。
そして、外部燃料タンクから各内側電極６２に至る燃料
流路には、回転軸６８において、後述で説明する燃料制
御部の燃料バルブが個々に設けられている。内側電極６
２と燃料流路との接続は、内側電極６２の全面に接続し
ても良いし、また内側電極６２の一部分に接続しても良
い。内側電極６２の一部分に接続して電機子が回転する
場合は、回転軸６８を軸として電機子が回転し内側電極
６２全面に遠心力が働くことから、この遠心力により活
性物質が外周側に拡散するため、内側電極６２の全面に
接続するのが好ましい。
質を供給する場合、燃料流路は、第一及の電機子と同様
に、外部燃料タンクから出て、回転軸６８内部を通り、
コアー６１内部より各内側電極６２に接続されている。
そして、外部燃料タンクから各内側電極６２に至る燃料
流路には、回転軸６８において、後述で説明する燃料制
御部の燃料バルブが個々に設けられている。内側電極６
２と燃料流路との接続は、内側電極６２の全面に接続し
ても良いし、また内側電極６２の一部分に接続しても良
い。内側電極６２の一部分に接続して電機子が回転する
場合は、回転軸６８を軸として電機子が回転し内側電極
６２全面に遠心力が働くことから、この遠心力により活
性物質が外周側に拡散するため、内側電極６２の全面に
接続するのが好ましい。
【００７１】燃料流路は、第一及び第二の電機子と同様
に、外部燃料タンクまたはコアー内部燃料タンクと各内
側電極６２とに接続され、その途中に供給される活性物
質の量を制御する燃料バルブが形成され、後述で説明す
るように、燃料バルブにより活性物質の量が制御され
る。
に、外部燃料タンクまたはコアー内部燃料タンクと各内
側電極６２とに接続され、その途中に供給される活性物
質の量を制御する燃料バルブが形成され、後述で説明す
るように、燃料バルブにより活性物質の量が制御され
る。
【００７２】コアー内部燃料タンクから内側電極６２に
活性物質を供給する場合も第一の電機子と同様に、コア
ー内部燃料タンクから出る燃料流路は燃料バルブに接続
され、その後に分岐して各内側電極６２に接続される。
また、この場合もコアー内部燃料タンクの活性物質を補
給するための補給口があり、補給時以外は補給口に栓を
固着させて密閉する。この補給口は、燃料電池が形成さ
れた回転軸６８に相対する側の回転軸６８に形成され、
栓を外すことによってコアー内部燃料タンクに活性物質
を簡便に補給することができる。
活性物質を供給する場合も第一の電機子と同様に、コア
ー内部燃料タンクから出る燃料流路は燃料バルブに接続
され、その後に分岐して各内側電極６２に接続される。
また、この場合もコアー内部燃料タンクの活性物質を補
給するための補給口があり、補給時以外は補給口に栓を
固着させて密閉する。この補給口は、燃料電池が形成さ
れた回転軸６８に相対する側の回転軸６８に形成され、
栓を外すことによってコアー内部燃料タンクに活性物質
を簡便に補給することができる。
【００７３】また、燃料電池の外側電極６４に供給する
活性物質を酸素とした場合、第一及び第二の電機子と同
様に、ヨーク９１ａに燃料供給窓を形成することによ
り、空気中に含まれる酸素を利用して容易に供給するこ
とができる。
活性物質を酸素とした場合、第一及び第二の電機子と同
様に、ヨーク９１ａに燃料供給窓を形成することによ
り、空気中に含まれる酸素を利用して容易に供給するこ
とができる。
【００７４】このように燃料タンクとして外部燃料タン
クまたはコアー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料
タンクの交換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補
給が簡便であり、二次電池のように時間を掛けて充電す
ることなく、短時間の内に簡単に燃料を補給することが
できる。また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び
酸素とした場合、反応の結果、熱と水が発生するため、
環境負荷とならない。
クまたはコアー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料
タンクの交換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補
給が簡便であり、二次電池のように時間を掛けて充電す
ることなく、短時間の内に簡単に燃料を補給することが
できる。また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び
酸素とした場合、反応の結果、熱と水が発生するため、
環境負荷とならない。
【００７５】第三の電機子において配設されるコイルに
ついても、第一及び第二の電機子と同様に、銅線のよう
な線状導体でも銅板のような板状導体でも配設すること
ができ、また線状導体を配設する場合にはコイルの巻数
を単数とすることも複数とすることもできる。銅線のよ
うな線状導体を配設する場合、第一及び第二の電機子と
同様に、各線が重ならず一定の厚みとなるように配設し
て、垂直面の抵抗により回転力の損失が生じないように
する。銅板のような板状導体を配設する場合、コアー６
１外部側面の形状に合うように曲面加工して、垂直面の
抵抗により回転力の損失が生じないように、一定の厚み
となるように配設する。第三の電機子に板状導体である
板状コイル６９として配設すると図１２のようになる。
ついても、第一及び第二の電機子と同様に、銅線のよう
な線状導体でも銅板のような板状導体でも配設すること
ができ、また線状導体を配設する場合にはコイルの巻数
を単数とすることも複数とすることもできる。銅線のよ
うな線状導体を配設する場合、第一及び第二の電機子と
同様に、各線が重ならず一定の厚みとなるように配設し
て、垂直面の抵抗により回転力の損失が生じないように
する。銅板のような板状導体を配設する場合、コアー６
１外部側面の形状に合うように曲面加工して、垂直面の
抵抗により回転力の損失が生じないように、一定の厚み
となるように配設する。第三の電機子に板状導体である
板状コイル６９として配設すると図１２のようになる。
【００７６】コアー６１外部曲面上に板状導体を用いて
コイルを配設する場合、板状導体と各燃料電池との接続
は、例えば図１３に示すように、一組の板状導体と燃料
電池について板状導体に形成された電流取出し点７０ａ
及び電流取出し点７０ｃと各燃料電池に形成された電流
取出し点７０ｂ及び電流取出し点７０ｄとをそれぞれ接
続する。このように、電流取出し点７０ｂと７０ｄを回
転軸に沿って最も遠い点から取り出すと、燃料電池の正
負の電極上に流れる電流の向きは、同一方向となり、燃
料電池の電極はコイルと同様の作用をなし、コイルが不
要となる。コアー６１外部曲面上に巻数が単数の線状導
体を用いてコイルを配設する場合、第一及び第二の電機
子と同様に、コアー６１外部曲面上に回転軸６８の軸方
向に平行に配設するのであるが、複数の線状導体を一つ
にまとめた後に、板状導体と同様に、一つにまとめられ
た線状導体と各燃料電池に配線のために形成した電流取
出し点を、ピスなどにより固定したり、厚接したりして
各燃料電池の電極に接続する。このような配線により接
続された各燃料電池の配線が、コアー６１外部側面など
において接触する場合、個々の配線の間に絶縁材料を配
置したり、個々の配線の接触部を絶縁材料により被覆し
たりする。
コイルを配設する場合、板状導体と各燃料電池との接続
は、例えば図１３に示すように、一組の板状導体と燃料
電池について板状導体に形成された電流取出し点７０ａ
及び電流取出し点７０ｃと各燃料電池に形成された電流
取出し点７０ｂ及び電流取出し点７０ｄとをそれぞれ接
続する。このように、電流取出し点７０ｂと７０ｄを回
転軸に沿って最も遠い点から取り出すと、燃料電池の正
負の電極上に流れる電流の向きは、同一方向となり、燃
料電池の電極はコイルと同様の作用をなし、コイルが不
要となる。コアー６１外部曲面上に巻数が単数の線状導
体を用いてコイルを配設する場合、第一及び第二の電機
子と同様に、コアー６１外部曲面上に回転軸６８の軸方
向に平行に配設するのであるが、複数の線状導体を一つ
にまとめた後に、板状導体と同様に、一つにまとめられ
た線状導体と各燃料電池に配線のために形成した電流取
出し点を、ピスなどにより固定したり、厚接したりして
各燃料電池の電極に接続する。このような配線により接
続された各燃料電池の配線が、コアー６１外部側面など
において接触する場合、個々の配線の間に絶縁材料を配
置したり、個々の配線の接触部を絶縁材料により被覆し
たりする。
【００７７】コアー６１外部曲面上に線状導体を複数の
巻数を施して配設する場合も第一及び第二の電機子と同
様に、コアー６１外部側面の内側から外側に向かって巻
きながら、回転時に回転力の損失が生じないように、コ
イルの厚みが一定となるようにコイルを配設する。ま
た、内側電極に接続するために引き出すコイルと既に巻
いて配設したコイルとが重なる場合、コアーに溝の厚み
が一定となるように溝を形成しても良く、この場合はコ
アー内部に燃料流路やコアー内部燃料タンクを形成する
ため、コアーの密閉を保つようにして、燃料流路や燃料
タンク至らないように溝を形成する。片面に一定の厚さ
で巻いた後、もう一方の片面において、内側から外側に
向かって巻くのであるが、この時も同様に、片面からも
う一方の片面にコイルを巻き始めるとき、コイルが重な
り一定の厚さにならない場合は、一定の厚さになるよう
にコアーに溝を形成しても良い。このようにして、相対
するコアー６１外部曲面に中心から外側から向かって巻
いた後、引き出したコイル及び巻き終わったコイルの端
を各燃料電池に形成された電流取出し点に、板状導体を
配設する場合と同様に接続する。コアー６１外部曲面上
に複数の巻線を施す場合、上述のコイルの巻数が単数で
ある場合に比べて、最終的に一本のコイルを各電極に接
続するため、巻数が単数の線状導体を配設する場合に比
べ、コイルを配設する面積を変えることなく、簡便に接
続することができる。また、このような配線により接続
された各燃料電池の配線が、コアー６１外部側面などに
おいて接触する場合、個々の配線の間に絶縁材料を配置
したり、個々の配線の接触部を絶縁材料により被覆した
りする。
巻数を施して配設する場合も第一及び第二の電機子と同
様に、コアー６１外部側面の内側から外側に向かって巻
きながら、回転時に回転力の損失が生じないように、コ
イルの厚みが一定となるようにコイルを配設する。ま
た、内側電極に接続するために引き出すコイルと既に巻
いて配設したコイルとが重なる場合、コアーに溝の厚み
が一定となるように溝を形成しても良く、この場合はコ
アー内部に燃料流路やコアー内部燃料タンクを形成する
ため、コアーの密閉を保つようにして、燃料流路や燃料
タンク至らないように溝を形成する。片面に一定の厚さ
で巻いた後、もう一方の片面において、内側から外側に
向かって巻くのであるが、この時も同様に、片面からも
う一方の片面にコイルを巻き始めるとき、コイルが重な
り一定の厚さにならない場合は、一定の厚さになるよう
にコアーに溝を形成しても良い。このようにして、相対
するコアー６１外部曲面に中心から外側から向かって巻
いた後、引き出したコイル及び巻き終わったコイルの端
を各燃料電池に形成された電流取出し点に、板状導体を
配設する場合と同様に接続する。コアー６１外部曲面上
に複数の巻線を施す場合、上述のコイルの巻数が単数で
ある場合に比べて、最終的に一本のコイルを各電極に接
続するため、巻数が単数の線状導体を配設する場合に比
べ、コイルを配設する面積を変えることなく、簡便に接
続することができる。また、このような配線により接続
された各燃料電池の配線が、コアー６１外部側面などに
おいて接触する場合、個々の配線の間に絶縁材料を配置
したり、個々の配線の接触部を絶縁材料により被覆した
りする。
【００７８】以上のように、燃料電池を電動機の電機子
に積層して一体となって形成した場合、燃料電池におい
て発電した電力を直接的に電動機に伝えることができ、
単数の燃料電池セルであっても効率良く電動機に電力を
伝えることができる。第三の電機子の場合、回転軸６８
の軸に対して平行なコアー６１外部側面に電機子と一体
である燃料電池を形成するため、回転半径が小さく、回
転軸６８の軸方向に長い駆動力の大きい電動機を形成す
るのに適している。
に積層して一体となって形成した場合、燃料電池におい
て発電した電力を直接的に電動機に伝えることができ、
単数の燃料電池セルであっても効率良く電動機に電力を
伝えることができる。第三の電機子の場合、回転軸６８
の軸に対して平行なコアー６１外部側面に電機子と一体
である燃料電池を形成するため、回転半径が小さく、回
転軸６８の軸方向に長い駆動力の大きい電動機を形成す
るのに適している。
【００７９】燃料タンクとして外部燃料タンクまたはコ
アー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料タンクの交
換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補給が簡便で
あり、二次電池のように時間を掛けて充電することな
く、短時間の内に簡単に燃料を補給することができる。
また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び酸素とし
た場合、反応の結果、熱と水が発生するため、環境負荷
とならない。
アー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料タンクの交
換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補給が簡便で
あり、二次電池のように時間を掛けて充電することな
く、短時間の内に簡単に燃料を補給することができる。
また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び酸素とし
た場合、反応の結果、熱と水が発生するため、環境負荷
とならない。
【００８０】［第四の電機子］燃料電池が電機子のコア
ー中途部に回転軸の軸方向に対して平行に形成される場
合について説明する。
ー中途部に回転軸の軸方向に対して平行に形成される場
合について説明する。
【００８１】図１４は燃料電池が電機子の回転軸の軸方
向に対して垂直に形成された電機子を示す斜視図であ
り、図１４（ｂ）はこの分解斜視図である。燃料電池
は、負極側電極、電解質、及び正極側電極を積層した燃
料電池セルからなる。燃料電池の積層する燃料電池セル
は単数でも良いし、複数でも良く、第四の電機子では単
数の燃料電池セルとしている。
向に対して垂直に形成された電機子を示す斜視図であ
り、図１４（ｂ）はこの分解斜視図である。燃料電池
は、負極側電極、電解質、及び正極側電極を積層した燃
料電池セルからなる。燃料電池の積層する燃料電池セル
は単数でも良いし、複数でも良く、第四の電機子では単
数の燃料電池セルとしている。
【００８２】燃料電池の負極側電極に供給される活性物
質には水素を代表にエタノールやメタノールのような分
子構造に水素を含む物質があり、正極側電極に供給され
る活性物質には酸素がある。活性物質に水素をはじめ分
子構造に水素を含む物質及び酸素を用いることによっ
て、反応の結果、熱と水を生じるので環境負荷が懸から
ない。電解質の材料は、例えば、リン酸型（ＰＡＦＣ）
であればリン酸、溶融炭酸塩型（ＭＣＦＣ）であれば炭
酸リチウムや炭酸カリウム、固体電解型（ＳＯＦＣ）で
あれば安定化ジルコニア、固体高分子型（ＰＥＦＣ）で
あれば高分子イオン交換膜を用いることができ、通常の
燃料電池と同様に種々の材料を用いることができる。
質には水素を代表にエタノールやメタノールのような分
子構造に水素を含む物質があり、正極側電極に供給され
る活性物質には酸素がある。活性物質に水素をはじめ分
子構造に水素を含む物質及び酸素を用いることによっ
て、反応の結果、熱と水を生じるので環境負荷が懸から
ない。電解質の材料は、例えば、リン酸型（ＰＡＦＣ）
であればリン酸、溶融炭酸塩型（ＭＣＦＣ）であれば炭
酸リチウムや炭酸カリウム、固体電解型（ＳＯＦＣ）で
あれば安定化ジルコニア、固体高分子型（ＰＥＦＣ）で
あれば高分子イオン交換膜を用いることができ、通常の
燃料電池と同様に種々の材料を用いることができる。
【００８３】図１４（ｂ）に示すように、コアー７１の
中途部７４に至る溝７６が形成され、燃料電池はこのコ
アー７１中途部にある溝７６の側面に積層して形成され
る。図１４（ｂ）に示すように、コアーに形成される溝
７６は、コアー外部曲面を回転軸に平行に分割した各領
域の境界に形成される。このコアー７１外部曲面の分割
される領域の分割数は任意に定めることができる。この
とき、各分割領域は略同形状であり、燃料電池は、この
コアー７１外部曲面の溝に一つ置きに形成され、第四の
電機子においては六分割として、三つの燃料電池が形成
されている。溝側面側電極７２、溝中心側電極７４、及
び電解質７３は、略長方形状であり、溝側面側電極７２
は、後述するようにコアー７１内部から活性物質を供給
されるため、溝７６側面に近接して積層され、そして順
に電解質７３及び溝中心側電極７４に積層されて燃料電
池は形成される。各燃料電池が形成された溝７６の間の
コアー７１外部曲面上には、後述するコイルが配設され
る。また、第四の電機子においては、コアー７１中途部
に溝７６を形成して燃料電池を埋め込んで形成するた
め、後述するコアー７１内部に形成する燃料流路やコア
ー内部燃料タンクに溝７６が接触しないようにコアー７
１の密閉度を保つようにする。
中途部７４に至る溝７６が形成され、燃料電池はこのコ
アー７１中途部にある溝７６の側面に積層して形成され
る。図１４（ｂ）に示すように、コアーに形成される溝
７６は、コアー外部曲面を回転軸に平行に分割した各領
域の境界に形成される。このコアー７１外部曲面の分割
される領域の分割数は任意に定めることができる。この
とき、各分割領域は略同形状であり、燃料電池は、この
コアー７１外部曲面の溝に一つ置きに形成され、第四の
電機子においては六分割として、三つの燃料電池が形成
されている。溝側面側電極７２、溝中心側電極７４、及
び電解質７３は、略長方形状であり、溝側面側電極７２
は、後述するようにコアー７１内部から活性物質を供給
されるため、溝７６側面に近接して積層され、そして順
に電解質７３及び溝中心側電極７４に積層されて燃料電
池は形成される。各燃料電池が形成された溝７６の間の
コアー７１外部曲面上には、後述するコイルが配設され
る。また、第四の電機子においては、コアー７１中途部
に溝７６を形成して燃料電池を埋め込んで形成するた
め、後述するコアー７１内部に形成する燃料流路やコア
ー内部燃料タンクに溝７６が接触しないようにコアー７
１の密閉度を保つようにする。
【００８４】電極の正負は、両電極に供給される活性物
質によって任意に定めることができる。例えば、コアー
７１に近接した溝側面側電極７２はコアー７１内部より
活性物質を供給され、他方の溝中心側電極７４は外部の
空気中の酸素を活性物質として供給される場合、溝側面
側電極７２を水素などを活性物質とした負極側電極と
し、溝中心側電極７４を酸素を活性物質とする正極側電
極とすることができる。
質によって任意に定めることができる。例えば、コアー
７１に近接した溝側面側電極７２はコアー７１内部より
活性物質を供給され、他方の溝中心側電極７４は外部の
空気中の酸素を活性物質として供給される場合、溝側面
側電極７２を水素などを活性物質とした負極側電極と
し、溝中心側電極７４を酸素を活性物質とする正極側電
極とすることができる。
【００８５】図１４（ａ）に示すように、燃料電池をコ
アー７１に形成する上で、燃料電池から取出した電力に
よってコアー７１に電流が流れるのを防ぐために、燃料
電池の溝側面側電極７２とコアー７１との間に絶縁材料
７５を挟む。このときの絶縁材料７５は燃料電池が熱を
発生させることから、ワニスや薄葉材料のような耐熱性
の絶縁材料７５を用いる。また、磁性体としてコアー７
１の誘電性が低く、電流が流れにくい場合には、この絶
縁材料７５を溝側面側電極７２とコアー７１との間に挟
まなくても良い。
アー７１に形成する上で、燃料電池から取出した電力に
よってコアー７１に電流が流れるのを防ぐために、燃料
電池の溝側面側電極７２とコアー７１との間に絶縁材料
７５を挟む。このときの絶縁材料７５は燃料電池が熱を
発生させることから、ワニスや薄葉材料のような耐熱性
の絶縁材料７５を用いる。また、磁性体としてコアー７
１の誘電性が低く、電流が流れにくい場合には、この絶
縁材料７５を溝側面側電極７２とコアー７１との間に挟
まなくても良い。
【００８６】このように、第四の電機子では燃料電池が
電機子と一体であるため、燃料電池から取出した電力を
直接的に電動機に伝えることができ、単数であっても効
率良く電力を伝えることができる。そのため、従来の燃
料電池に比べて少ない枚数の燃料電池セルを積層して所
望の電力を得ることができる。
電機子と一体であるため、燃料電池から取出した電力を
直接的に電動機に伝えることができ、単数であっても効
率良く電力を伝えることができる。そのため、従来の燃
料電池に比べて少ない枚数の燃料電池セルを積層して所
望の電力を得ることができる。
【００８７】第四の電機子における溝側面側電極７２に
供給される活性物質の燃料流路は、第一乃至第三の電機
子と同様に、外部燃料タンクから供給される場合及びコ
アー内部燃料タンクから供給される場合があり、溝側面
側電極７２への活性物質の供給は、外部燃料タンクから
供給しても良いし、コアー内部供給タンクから供給して
も良いし、また外部燃料タンクとコアー内部燃料タンク
とを併用しても良い。また、コアー７１中途部に形成し
た溝７６の間にコアー内部燃料タンクを形成しても良
い。
供給される活性物質の燃料流路は、第一乃至第三の電機
子と同様に、外部燃料タンクから供給される場合及びコ
アー内部燃料タンクから供給される場合があり、溝側面
側電極７２への活性物質の供給は、外部燃料タンクから
供給しても良いし、コアー内部供給タンクから供給して
も良いし、また外部燃料タンクとコアー内部燃料タンク
とを併用しても良い。また、コアー７１中途部に形成し
た溝７６の間にコアー内部燃料タンクを形成しても良
い。
【００８８】外部燃料タンクから溝側面側電極７２に活
性物質を供給する場合、燃料流路は、第一乃至第三の電
機子と同様に、外部燃料タンクから出て、回転軸７８内
部を通り、コアー７１内部より各溝側面側電極７２に接
続されている。そして、外部燃料タンクから各溝側面側
電極７２に至る燃料流路には、回転軸７８において、後
述で説明する燃料制御部の燃料バルブが個々に設けられ
ている。溝側面側電極７２と燃料流路との接続は、溝側
面側電極７２の全面に接続しても良いし、また溝側面側
電極７２の一部分に接続しても良い。溝側電極７２の一
部分に接続して電機子が回転する場合、回転軸７８を軸
として電機子が回転し溝側面側電極７２に遠心力が働く
ことから、この遠心力により活性物質が外周側に拡散す
るため、溝側面側電極７２の中心軸７８近くに接続する
のが好ましい。
性物質を供給する場合、燃料流路は、第一乃至第三の電
機子と同様に、外部燃料タンクから出て、回転軸７８内
部を通り、コアー７１内部より各溝側面側電極７２に接
続されている。そして、外部燃料タンクから各溝側面側
電極７２に至る燃料流路には、回転軸７８において、後
述で説明する燃料制御部の燃料バルブが個々に設けられ
ている。溝側面側電極７２と燃料流路との接続は、溝側
面側電極７２の全面に接続しても良いし、また溝側面側
電極７２の一部分に接続しても良い。溝側電極７２の一
部分に接続して電機子が回転する場合、回転軸７８を軸
として電機子が回転し溝側面側電極７２に遠心力が働く
ことから、この遠心力により活性物質が外周側に拡散す
るため、溝側面側電極７２の中心軸７８近くに接続する
のが好ましい。
【００８９】燃料流路は、第一乃至第三の電機子と同様
に、外部燃料タンクから出て、回転軸７８内部を通り、
コアー７１内部より燃料電池とコアー７１との間の絶縁
材料７５を通って各溝側面側電極７２に接続されてい
る。そして、外部燃料タンクから各溝側面側電極７２に
至る燃料流路には、回転軸７８において、後述で説明す
る燃料制御部の燃料バルブが個々に設けられている。
に、外部燃料タンクから出て、回転軸７８内部を通り、
コアー７１内部より燃料電池とコアー７１との間の絶縁
材料７５を通って各溝側面側電極７２に接続されてい
る。そして、外部燃料タンクから各溝側面側電極７２に
至る燃料流路には、回転軸７８において、後述で説明す
る燃料制御部の燃料バルブが個々に設けられている。
【００９０】コアー７１内部に溝側面側電極７２に活性
物質を供給するコアー内部燃料タンクを形成する場合
も、第一乃至第三の電機子と同様に、コアー内部燃料タ
ンクから燃料バルブに接続され、その後に分岐して各燃
料電池の溝側面側電極７２に接続される。また、この場
合もコアー内部燃料タンクの活性物質を補給するための
補給口があり、補給時以外は補給口に栓を固着させて密
閉する。この補給口は、燃料電池が形成された回転軸に
相対する側の回転軸に形成され、栓を外すことによって
コアー７１内部燃料タンクに活性物質を簡便に補給する
ことができる。
物質を供給するコアー内部燃料タンクを形成する場合
も、第一乃至第三の電機子と同様に、コアー内部燃料タ
ンクから燃料バルブに接続され、その後に分岐して各燃
料電池の溝側面側電極７２に接続される。また、この場
合もコアー内部燃料タンクの活性物質を補給するための
補給口があり、補給時以外は補給口に栓を固着させて密
閉する。この補給口は、燃料電池が形成された回転軸に
相対する側の回転軸に形成され、栓を外すことによって
コアー７１内部燃料タンクに活性物質を簡便に補給する
ことができる。
【００９１】また、コアー内部にコアー内部燃料タンク
を形成する場合、内部の活性物質を補給するための補給
口があり、補給時以外は補給口に栓を固着させて密閉す
る。この補給口は、燃料電池が形成された回転軸に相対
する側の回転軸に形成され、栓を外すことによってコア
ー内部燃料タンクに活性物質を簡便に補給することがで
きる。
を形成する場合、内部の活性物質を補給するための補給
口があり、補給時以外は補給口に栓を固着させて密閉す
る。この補給口は、燃料電池が形成された回転軸に相対
する側の回転軸に形成され、栓を外すことによってコア
ー内部燃料タンクに活性物質を簡便に補給することがで
きる。
【００９２】燃料電池の外側電極に供給する活性物質を
酸素とした場合、第一乃至第三の電機子と同様に、ヨー
ク９１ａに燃料供給窓を形成することにより、空気中に
含まれる酸素を利用して容易に供給することができる。
酸素とした場合、第一乃至第三の電機子と同様に、ヨー
ク９１ａに燃料供給窓を形成することにより、空気中に
含まれる酸素を利用して容易に供給することができる。
【００９３】このように燃料タンクとして外部燃料タン
クまたはコアー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料
タンクの交換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補
給が簡便であり、二次電池のように時間を掛けて充電す
ることなく、短時間の内に簡単に燃料を補給することが
できる。また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び
酸素とした場合、反応の結果、熱と水が発生するため、
環境負荷とならない。
クまたはコアー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料
タンクの交換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補
給が簡便であり、二次電池のように時間を掛けて充電す
ることなく、短時間の内に簡単に燃料を補給することが
できる。また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び
酸素とした場合、反応の結果、熱と水が発生するため、
環境負荷とならない。
【００９４】第四の電機子において配設されるコイルに
ついても、第一乃至第三の電機子と同様に、銅線のよう
な線状導体を配設することも銅板のような板状導体を配
設することもでき、また線状導体を配設する場合にはコ
イルの巻数を単数とすることも複数とすることもでき
る。銅線のような線状導体を配設する場合に、第一乃至
第三の電機子と同様に、各線が重ならず一定の厚みとな
るように配設して、垂直面の抵抗により回転力の損失が
生じないようにする。銅板のような板状導体を配設する
場合、コアー７１外部側面の形状に合うように曲面加工
して、垂直面の抵抗により回転力の損失が生じないよう
に、一定の厚みとなるように配設する。銅板のような板
状導体を配設する場合、コアー７１外部側面の形状に合
うように曲面加工して、垂直面の抵抗により回転力の損
失が生じないように、一定の厚みとなるように配設す
る。第四の電機子に板状導体である板状コイル７７とし
て配設すると図１５のようになる。
ついても、第一乃至第三の電機子と同様に、銅線のよう
な線状導体を配設することも銅板のような板状導体を配
設することもでき、また線状導体を配設する場合にはコ
イルの巻数を単数とすることも複数とすることもでき
る。銅線のような線状導体を配設する場合に、第一乃至
第三の電機子と同様に、各線が重ならず一定の厚みとな
るように配設して、垂直面の抵抗により回転力の損失が
生じないようにする。銅板のような板状導体を配設する
場合、コアー７１外部側面の形状に合うように曲面加工
して、垂直面の抵抗により回転力の損失が生じないよう
に、一定の厚みとなるように配設する。銅板のような板
状導体を配設する場合、コアー７１外部側面の形状に合
うように曲面加工して、垂直面の抵抗により回転力の損
失が生じないように、一定の厚みとなるように配設す
る。第四の電機子に板状導体である板状コイル７７とし
て配設すると図１５のようになる。
【００９５】コアー７１外部曲面上に板状導体を用いて
コイルを配設する場合、板状導体と各燃料電池との接続
は、例えば図１６に示すように、一組の板状導体と燃料
電池について板状導体に形成された電流取出し点７８ｂ
と各燃料電池に形成された電流取出し点７８ａとを接続
し、一方の板状導体の７８ｄと他方の板状導体の７８ｅ
とを接続し、燃料電池に形成された電流取出し点７８ｃ
を他方の板状導体の７８ｆにそれぞれ接続する。コアー
７１外部曲面上に巻数が単数の線状導体を用いてコイル
を配設する場合、第一乃至第三の電機子と同様に、コア
ー７１外部曲面上に回転軸７８の軸方向に平行に配設す
るのであるが、複数の線状導体を一つにまとめた後に、
板状導体と同様に、一つにまとめられた線状導体と各燃
料電池に配線のために形成した電流取出し点を、ピスな
どにより固定したり、厚接したりして各燃料電池の電極
に接続する。このような配線により接続された各燃料電
池の配線が、コアー７１外部側面などにおいて接触する
場合、個々の配線の間に絶縁材料を配置したり、個々の
配線の接触部を絶縁材料により被覆したりする。
コイルを配設する場合、板状導体と各燃料電池との接続
は、例えば図１６に示すように、一組の板状導体と燃料
電池について板状導体に形成された電流取出し点７８ｂ
と各燃料電池に形成された電流取出し点７８ａとを接続
し、一方の板状導体の７８ｄと他方の板状導体の７８ｅ
とを接続し、燃料電池に形成された電流取出し点７８ｃ
を他方の板状導体の７８ｆにそれぞれ接続する。コアー
７１外部曲面上に巻数が単数の線状導体を用いてコイル
を配設する場合、第一乃至第三の電機子と同様に、コア
ー７１外部曲面上に回転軸７８の軸方向に平行に配設す
るのであるが、複数の線状導体を一つにまとめた後に、
板状導体と同様に、一つにまとめられた線状導体と各燃
料電池に配線のために形成した電流取出し点を、ピスな
どにより固定したり、厚接したりして各燃料電池の電極
に接続する。このような配線により接続された各燃料電
池の配線が、コアー７１外部側面などにおいて接触する
場合、個々の配線の間に絶縁材料を配置したり、個々の
配線の接触部を絶縁材料により被覆したりする。
【００９６】コアー７１外部曲面上に線状導体を複数の
巻数を施す場合も第一乃至第三の電機子と同様に、コア
ー７１外部側面の内側から外側に向かって巻きながら、
回転時に回転力の損失が生じないように、コイルの厚み
が一定となるようにコイルを配設する。また、溝側面側
電極７２に接続するために引き出すコイルと既に巻いて
配設したコイルとが重なる場合、コアー７１に溝をつけ
て重ならないようにしても良く、この場合はコアー７１
内部に燃料流路やコアー内部燃料タンクを形成するた
め、コアー７１の密閉を保つようにして、燃料流路や内
部燃料タンク至らないように溝を形成する。片面に一定
の厚さで巻いた後、もう一方の片面において、内側から
外側に向かって巻くのであるが、この時も同様に、片面
からもう一方の片面にコイルを巻き始めるとき、コイル
が重なり一定の厚さにならに場合は、一定の厚さになる
ようにコアー７１に溝を形成しても良い。相対するコア
ー７１外部曲面に中心から外側から向かって巻いた後、
引き出したコイル及び巻き終わったコイルの端を各燃料
電池に形成された電流取出し点に、板状導体を配設する
場合と同様に接続する。コアー７１外部曲面上に複数の
巻線を施す場合、上述のコイルの巻数が単数である場合
に比べて、最終的に一本のコイルを各電極に接続するた
め、巻数が単数の線状導体を配設する場合に比べ、コイ
ルを配設する面積を変えることなく、簡便に接続するこ
とができる。また、このような配線により接続された各
燃料電池の配線が、コアー７１外部側面などにおいて接
触する場合、個々の配線の間に絶縁材料を配置したり、
個々の配線の接触部を絶縁材料により被覆したりする。
巻数を施す場合も第一乃至第三の電機子と同様に、コア
ー７１外部側面の内側から外側に向かって巻きながら、
回転時に回転力の損失が生じないように、コイルの厚み
が一定となるようにコイルを配設する。また、溝側面側
電極７２に接続するために引き出すコイルと既に巻いて
配設したコイルとが重なる場合、コアー７１に溝をつけ
て重ならないようにしても良く、この場合はコアー７１
内部に燃料流路やコアー内部燃料タンクを形成するた
め、コアー７１の密閉を保つようにして、燃料流路や内
部燃料タンク至らないように溝を形成する。片面に一定
の厚さで巻いた後、もう一方の片面において、内側から
外側に向かって巻くのであるが、この時も同様に、片面
からもう一方の片面にコイルを巻き始めるとき、コイル
が重なり一定の厚さにならに場合は、一定の厚さになる
ようにコアー７１に溝を形成しても良い。相対するコア
ー７１外部曲面に中心から外側から向かって巻いた後、
引き出したコイル及び巻き終わったコイルの端を各燃料
電池に形成された電流取出し点に、板状導体を配設する
場合と同様に接続する。コアー７１外部曲面上に複数の
巻線を施す場合、上述のコイルの巻数が単数である場合
に比べて、最終的に一本のコイルを各電極に接続するた
め、巻数が単数の線状導体を配設する場合に比べ、コイ
ルを配設する面積を変えることなく、簡便に接続するこ
とができる。また、このような配線により接続された各
燃料電池の配線が、コアー７１外部側面などにおいて接
触する場合、個々の配線の間に絶縁材料を配置したり、
個々の配線の接触部を絶縁材料により被覆したりする。
【００９７】以上のように、燃料電池を電動機の電機子
に積層して一体となって形成した場合、燃料電池におい
て発電した電力を直接的に電動機に伝えることができ、
単数の燃料電池セルであっても効率良く電動機に電力を
伝えることができる。第四の電機子では、燃料電池がコ
アー７１中途部に至る溝７６に形成されるため、コアー
７１外部曲面に形成するコイルの容量を自由に設定する
ことができる。そのため、コイルに流れる電流容量の設
計自由度が増す。
に積層して一体となって形成した場合、燃料電池におい
て発電した電力を直接的に電動機に伝えることができ、
単数の燃料電池セルであっても効率良く電動機に電力を
伝えることができる。第四の電機子では、燃料電池がコ
アー７１中途部に至る溝７６に形成されるため、コアー
７１外部曲面に形成するコイルの容量を自由に設定する
ことができる。そのため、コイルに流れる電流容量の設
計自由度が増す。
【００９８】燃料タンクとして外部燃料タンクまたはコ
アー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料タンクの交
換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補給が簡便で
あり、二次電池のように時間を掛けて充電することな
く、短時間の内に簡単に燃料を補給することができる。
また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び酸素とし
た場合、反応の結果、熱と水が発生するため、環境負荷
とならない。
アー内部燃料タンクを用いた場合、外部燃料タンクの交
換またはコアー内部燃料タンクへの燃料の補給が簡便で
あり、二次電池のように時間を掛けて充電することな
く、短時間の内に簡単に燃料を補給することができる。
また、燃料電池に供給する活性物質を水素及び酸素とし
た場合、反応の結果、熱と水が発生するため、環境負荷
とならない。
【００９９】［電動機］上述の燃料電池が電機子に積層
され一体となって形成された電機子、界磁、及びヨーク
から形成される電動機について説明する。本実施の形態
の電動機では、第一の電機子を用いた電動機を用いて説
明するが、第二乃至第四の電機子を用いた場合でも同じ
であり、また第一乃至第四の電機子のような積層構造の
燃料電池を組み合わせても同様である。ここで、第一の
電機子における燃料電池の正負は、コアーに近接する分
割電極を水素などを活性物質とする負極側電極とし、他
方の非分割電極を空気などを活性物質とする正極側電極
とする。また、一般に電動機の界磁及びヨークを固定部
分しても良いし、電機子を固定部分としても良いが、本
実施の形態の電動機では電機子を固定部分として、界磁
を回転部分として説明する。
され一体となって形成された電機子、界磁、及びヨーク
から形成される電動機について説明する。本実施の形態
の電動機では、第一の電機子を用いた電動機を用いて説
明するが、第二乃至第四の電機子を用いた場合でも同じ
であり、また第一乃至第四の電機子のような積層構造の
燃料電池を組み合わせても同様である。ここで、第一の
電機子における燃料電池の正負は、コアーに近接する分
割電極を水素などを活性物質とする負極側電極とし、他
方の非分割電極を空気などを活性物質とする正極側電極
とする。また、一般に電動機の界磁及びヨークを固定部
分しても良いし、電機子を固定部分としても良いが、本
実施の形態の電動機では電機子を固定部分として、界磁
を回転部分として説明する。
【０１００】図１７は界磁及びヨークの分解斜視図であ
る。図１７に示すように、本実施の形態において固定部
分となる界磁及びヨークは、ヨーク９１ａ、界磁９２、
ヨーク９１ｂからなる。界磁９２は永久磁石のような軟
鉄などからなり、ヨーク９１ａ及びヨーク９１ｂは電機
子及び界磁９２を覆う外枠をなし、またヨーク９１ａ及
びヨーク９１ｂは界磁９２が形成する磁束の磁路にもな
る。界磁９２は、互いに反対の極であるＮ極及びＳ極の
一対の永久磁石などから形成され、この一組の界磁９２
を複数設けても良いが、本実施の形態の電動機において
は界磁９２を一組としている。また、図１７に示すよう
に、ヨーク９１ａには、電機子に形成された燃料電池の
ヨーク９１ａ側に積層された正極側電極に活性物質であ
る酸素を供給する燃料供給窓２３が形成されている。ヨ
ーク９１ｂ側面に燃料供給窓２３を形成して活性物質を
供給しても良いし、ヨークａ９１及びヨークｂ９１の両
方に燃料供給窓２３を形成しても良い。
る。図１７に示すように、本実施の形態において固定部
分となる界磁及びヨークは、ヨーク９１ａ、界磁９２、
ヨーク９１ｂからなる。界磁９２は永久磁石のような軟
鉄などからなり、ヨーク９１ａ及びヨーク９１ｂは電機
子及び界磁９２を覆う外枠をなし、またヨーク９１ａ及
びヨーク９１ｂは界磁９２が形成する磁束の磁路にもな
る。界磁９２は、互いに反対の極であるＮ極及びＳ極の
一対の永久磁石などから形成され、この一組の界磁９２
を複数設けても良いが、本実施の形態の電動機において
は界磁９２を一組としている。また、図１７に示すよう
に、ヨーク９１ａには、電機子に形成された燃料電池の
ヨーク９１ａ側に積層された正極側電極に活性物質であ
る酸素を供給する燃料供給窓２３が形成されている。ヨ
ーク９１ｂ側面に燃料供給窓２３を形成して活性物質を
供給しても良いし、ヨークａ９１及びヨークｂ９１の両
方に燃料供給窓２３を形成しても良い。
【０１０１】図１８は第一の電機子を用いた電動機の斜
視図である。図１８において、電機子９３とヨーク９１
ａ及びヨーク９１ｂとはそれぞれ、滑らかに回転するよ
うにベアリングのような軸受けによって接触して保持さ
れている。ヨーク０１ａ及びヨークｂはこれらの軸受け
により滑らかに回転する。ここで、図１８において軸受
け、ヨーク９１ａに形成される燃料供給窓、後述する燃
料制御部、上述の燃料流路などは省略している。
視図である。図１８において、電機子９３とヨーク９１
ａ及びヨーク９１ｂとはそれぞれ、滑らかに回転するよ
うにベアリングのような軸受けによって接触して保持さ
れている。ヨーク０１ａ及びヨークｂはこれらの軸受け
により滑らかに回転する。ここで、図１８において軸受
け、ヨーク９１ａに形成される燃料供給窓、後述する燃
料制御部、上述の燃料流路などは省略している。
【０１０２】図１９（ａ）は燃料制御部の斜視図であ
り、図１９（ｂ）はその正面図である。図１９（ａ）に
示すように、燃料制御部は燃料バルブ９５及び燃料バル
ブ切替器９６からなり、燃料バルブ切替器９６は、ヨー
ク９１ａ外部側面にピンなどの固定部材９７により固定
され、上述の燃料バルブ９５は回転軸９８に固定されて
いる。固定部材９７は可動部材１０２に固定され、この
固定部材９７を介して可動部材１０２上を燃料バルブ切
替器９６は上下に動くことができる。界磁９２、ヨーク
９１ａ、及びヨーク９１ｂを固定部分として電機子９４
が回転する場合には、燃料バルブ切替器９６はヨーク９
１ａ外側側面に固定されて燃料バルブ９５が回転軸９８
とともに回転する。電機子９４を固定部分として界磁９
２、ヨーク９１ａ、及びヨーク９１ｂが回転する場合に
は、燃料バルブ切替器９６はヨーク９１ａとともに回転
する。
り、図１９（ｂ）はその正面図である。図１９（ａ）に
示すように、燃料制御部は燃料バルブ９５及び燃料バル
ブ切替器９６からなり、燃料バルブ切替器９６は、ヨー
ク９１ａ外部側面にピンなどの固定部材９７により固定
され、上述の燃料バルブ９５は回転軸９８に固定されて
いる。固定部材９７は可動部材１０２に固定され、この
固定部材９７を介して可動部材１０２上を燃料バルブ切
替器９６は上下に動くことができる。界磁９２、ヨーク
９１ａ、及びヨーク９１ｂを固定部分として電機子９４
が回転する場合には、燃料バルブ切替器９６はヨーク９
１ａ外側側面に固定されて燃料バルブ９５が回転軸９８
とともに回転する。電機子９４を固定部分として界磁９
２、ヨーク９１ａ、及びヨーク９１ｂが回転する場合に
は、燃料バルブ切替器９６はヨーク９１ａとともに回転
する。
【０１０３】燃料バルブ９５は、上述の第一の電機子に
おいて説明したように、回転軸９８において、分割電極
に供給する活性物質の燃料流路に接続されている。そし
て、燃料バルブ９５と燃料流路との接続部において、燃
料バルブ９５が上下することにより、燃料流路を通り分
割電極に供給される活性物質の量が制御される。例え
ば、図２０（ａ）のように燃料バルブ９５が上に上がる
と燃料流路９９は燃料バルブ９５と回転軸９８に挟まれ
て燃料流路の活性物質は遮断されて止まる。図２０
（ｂ）のように燃料バルブ９５が下に下がると燃料バル
ブ９５と回転軸９８に挟まれた燃料流路は開放され、燃
料流路中に活性物質は流出する。また、燃料バルブ９５
の上下に対して活性物質が流出されるか否かは、燃料バ
ルブ９５と燃料バルブ９５により押される燃料流路との
接続部の形態により任意に定めることができ、燃料バル
ブ９５を上げたときに活性物質が出るようにしても良い
し、下げたときに活性物質が出るようにしても良い。
おいて説明したように、回転軸９８において、分割電極
に供給する活性物質の燃料流路に接続されている。そし
て、燃料バルブ９５と燃料流路との接続部において、燃
料バルブ９５が上下することにより、燃料流路を通り分
割電極に供給される活性物質の量が制御される。例え
ば、図２０（ａ）のように燃料バルブ９５が上に上がる
と燃料流路９９は燃料バルブ９５と回転軸９８に挟まれ
て燃料流路の活性物質は遮断されて止まる。図２０
（ｂ）のように燃料バルブ９５が下に下がると燃料バル
ブ９５と回転軸９８に挟まれた燃料流路は開放され、燃
料流路中に活性物質は流出する。また、燃料バルブ９５
の上下に対して活性物質が流出されるか否かは、燃料バ
ルブ９５と燃料バルブ９５により押される燃料流路との
接続部の形態により任意に定めることができ、燃料バル
ブ９５を上げたときに活性物質が出るようにしても良い
し、下げたときに活性物質が出るようにしても良い。
【０１０４】このように活性物質が燃料流路に流出され
ると、回転軸９８に形成された燃料電池の分割電極に活
性物質が供給され、燃料電池に接続されコアー外部曲面
に配設されたコイルに電流が流れ、コイルに磁束が発生
する。
ると、回転軸９８に形成された燃料電池の分割電極に活
性物質が供給され、燃料電池に接続されコアー外部曲面
に配設されたコイルに電流が流れ、コイルに磁束が発生
する。
【０１０５】図２１乃至図２４を用いて電動機の駆動機
構について説明する。ここで、前述の図２０に示すよう
に、燃料流路に接続された燃料バルブ９５が上に上がる
ときに活性物質が遮断され、下に下がるときに活性物質
が流出されるものとして電動機の駆動機構につい説明す
る。また、図２０及び図２１に示すように、燃料バルブ
９５には、バネなどのような弾性部材１００が回転軸９
８との間に挟まれており、この弾性部材１００により、
下に下がった燃料バルブ９５を自動的に上に上げて元の
状態に戻すことができる。前述の図２１に示すように固
定部材９７は可動部材１０２に固定され、この固定部材
９７を介して可動部材１０２上を燃料バルブ切替器９６
は上下に動くことができるのであるが、図２１（ａ）の
ように燃料バルブ切替器９６ａが可動部材１０２上を動
き燃料バルブ９５に近い位置に配置される場合と、図２
１（ｂ）のように燃料バルブ切替器９６ｂが可動部材１
０２上を動き燃料バルブ切替器９６ａよりも燃料バルブ
９５に遠い位置に配置される場合とに分けて説明する。
構について説明する。ここで、前述の図２０に示すよう
に、燃料流路に接続された燃料バルブ９５が上に上がる
ときに活性物質が遮断され、下に下がるときに活性物質
が流出されるものとして電動機の駆動機構につい説明す
る。また、図２０及び図２１に示すように、燃料バルブ
９５には、バネなどのような弾性部材１００が回転軸９
８との間に挟まれており、この弾性部材１００により、
下に下がった燃料バルブ９５を自動的に上に上げて元の
状態に戻すことができる。前述の図２１に示すように固
定部材９７は可動部材１０２に固定され、この固定部材
９７を介して可動部材１０２上を燃料バルブ切替器９６
は上下に動くことができるのであるが、図２１（ａ）の
ように燃料バルブ切替器９６ａが可動部材１０２上を動
き燃料バルブ９５に近い位置に配置される場合と、図２
１（ｂ）のように燃料バルブ切替器９６ｂが可動部材１
０２上を動き燃料バルブ切替器９６ａよりも燃料バルブ
９５に遠い位置に配置される場合とに分けて説明する。
【０１０６】図２２、図２３、及び図２６（ａ）は、図
２１（ａ）に示す燃料バルブ切替器９６ａが可動部材１
０２上を動き燃料バルブ９５に近い位置に配置される場
合を示す。図２２（ａ）乃至図２２（ｃ）は燃料制御部
の回転時の断面図であり、図２３（ａ）乃至図２３
（ｃ）は電流と磁界とに関する電動機の駆動時の断面図
であり、図２６（ａ）は電動機の駆動時の燃料バルブの
開閉を示す回転角を軸とする時系列図である。図２２
（ａ）乃至図２２（ｃ）、及び図２３（ａ）乃至図２３
（ｃ）はそれぞれ、電動機の駆動動作について対応し、
図２６（ａ）は電動機の駆動時に開閉する燃料バルブを
示す。また、図２２及び図２３は回転軸９８を有する電
機子が時計回りに回転する回転時の図である。
２１（ａ）に示す燃料バルブ切替器９６ａが可動部材１
０２上を動き燃料バルブ９５に近い位置に配置される場
合を示す。図２２（ａ）乃至図２２（ｃ）は燃料制御部
の回転時の断面図であり、図２３（ａ）乃至図２３
（ｃ）は電流と磁界とに関する電動機の駆動時の断面図
であり、図２６（ａ）は電動機の駆動時の燃料バルブの
開閉を示す回転角を軸とする時系列図である。図２２
（ａ）乃至図２２（ｃ）、及び図２３（ａ）乃至図２３
（ｃ）はそれぞれ、電動機の駆動動作について対応し、
図２６（ａ）は電動機の駆動時に開閉する燃料バルブを
示す。また、図２２及び図２３は回転軸９８を有する電
機子が時計回りに回転する回転時の図である。
【０１０７】まず図２２（ａ）に示すように、界磁９
２、ヨーク部９１ａ、及びヨーク９１ｂが回転して燃料
バルブ切替器９６ａが燃料バルブ９５ａの位置に至る。
このとき、燃料バルブ９５ａ及び燃料バルブ切替器９６
ａとが接触するように燃料バルブ切替器９６ａをヨーク
９１ａ外部側面に設けておくと、接触時に燃料バルブ９
５ａが燃料バルブ切替器９６ａにより押され、燃料バル
ブ９５ａが接続されている燃料流路９９ｂには活性物質
が流出される（図２６（ａ））。そのため、この燃料流
路９９ｂが配設されている分割電極である負極側電極に
活性物質である水素が供給され、非分割電極である正極
側の活性物質である空気と反応して、燃料電池１０１ａ
において電力が発生する。燃料電池１０１ａにおいて電
力が発生して、燃料電池１０１ａに接続されているコイ
ル１０３ａに電流が流れて磁束が発生する。図２３
（ａ）の矢印Ｆに示すように、この磁束と界磁が発生さ
せる磁束との間に斥力が働き、回転方向への慣性ととも
に回転が加速される。ここで、図２３（ａ）に示すよう
に、○の中に×を付した記号は、紙面の表面から紙面の
裏面へ、○に・を付した記号は紙面の裏面から紙面の表
面へ電流が流れることを示し、φは磁束の向きを表すと
すると、力はフレミングの法則によりＦで示す矢印の向
きに働く。
２、ヨーク部９１ａ、及びヨーク９１ｂが回転して燃料
バルブ切替器９６ａが燃料バルブ９５ａの位置に至る。
このとき、燃料バルブ９５ａ及び燃料バルブ切替器９６
ａとが接触するように燃料バルブ切替器９６ａをヨーク
９１ａ外部側面に設けておくと、接触時に燃料バルブ９
５ａが燃料バルブ切替器９６ａにより押され、燃料バル
ブ９５ａが接続されている燃料流路９９ｂには活性物質
が流出される（図２６（ａ））。そのため、この燃料流
路９９ｂが配設されている分割電極である負極側電極に
活性物質である水素が供給され、非分割電極である正極
側の活性物質である空気と反応して、燃料電池１０１ａ
において電力が発生する。燃料電池１０１ａにおいて電
力が発生して、燃料電池１０１ａに接続されているコイ
ル１０３ａに電流が流れて磁束が発生する。図２３
（ａ）の矢印Ｆに示すように、この磁束と界磁が発生さ
せる磁束との間に斥力が働き、回転方向への慣性ととも
に回転が加速される。ここで、図２３（ａ）に示すよう
に、○の中に×を付した記号は、紙面の表面から紙面の
裏面へ、○に・を付した記号は紙面の裏面から紙面の表
面へ電流が流れることを示し、φは磁束の向きを表すと
すると、力はフレミングの法則によりＦで示す矢印の向
きに働く。
【０１０８】このとき、図１９、図２１、及び図２２に
示すように、燃料バルブ切替器９６ａの形状を滑らかな
断面略半円形形状とすると、燃料バルブ９５ａと燃料バ
ルブ切替器９６ａとが滑らかに接触し、燃料バルブ切替
器９６ａにより燃料バルブ９５ａは滑らかに押される。
また、燃料バルブ切替器９６ａの形状が滑らかな断面略
半円形形状とすると、燃料バルブ切替器９６ａが燃料バ
ルブ９５ａから離れて燃料バルブ９５ａと回転軸との間
の弾性部材により元の状態に戻るときも、滑らかに燃料
バルブ９５ａは元の状態に戻ることができる。
示すように、燃料バルブ切替器９６ａの形状を滑らかな
断面略半円形形状とすると、燃料バルブ９５ａと燃料バ
ルブ切替器９６ａとが滑らかに接触し、燃料バルブ切替
器９６ａにより燃料バルブ９５ａは滑らかに押される。
また、燃料バルブ切替器９６ａの形状が滑らかな断面略
半円形形状とすると、燃料バルブ切替器９６ａが燃料バ
ルブ９５ａから離れて燃料バルブ９５ａと回転軸との間
の弾性部材により元の状態に戻るときも、滑らかに燃料
バルブ９５ａは元の状態に戻ることができる。
【０１０９】図２２（ｂ）は、図２２（ａ）の位置から
回転し、燃料バルブ切替器９６ａが燃料バルブ９５ａと
燃料バルブ９５ｂとの間にあるときの図である。まず、
図２４（ａ）において斥力により受けた回転力の慣性に
より界磁９２、ヨーク９１ａ、及びヨーク９１ｂは回転
し続ける。このとき、燃料バルブ切替器９６ａに形状が
滑らかな断面略半円形形状であることから、燃料バルブ
９５ｂと燃料バルブ切替器９６ａとが滑らかに接触し、
燃料バルブ切替器９６ａにより燃料バルブ９５ａ及び９
５ｂの双方が滑らかに押される（図２６（ａ））。図２
２（ａ）と同様に、燃料バルブ切替器９６ａにより押さ
れ、燃料バルブ９５ａ及び燃料バルブ９５ｂが接続され
ている燃料流路には活性物質が流出される。そのため、
この燃料流路９９ｂが配設されている分割電極である負
極側電極に活性物質である水素が供給され、非分割電極
である正極側の活性物質である空気と反応して、燃料電
池１０１ａ及び燃料電池１０１ｂにおいて電力が発生す
る。燃料電池１０１ａ及び燃料電池１０１ｂにおいて電
力が発生して、図２３（ｂ）の矢印Ｆに示すように、燃
料電池１０１ａ及び燃料電池１０１ｂに接続されている
それぞれのコイル１０３ａ及び１０３ｂに電流が流れて
磁束が発生して回転方向へ加速される。ここで、図２３
（ｂ）に示すように、○の中に×を付した記号は、紙面
の表面から紙面の裏面へ、○に・を付した記号は紙面の
裏面から紙面の表面へ電流が流れることを示し、φは磁
束の向きを表すとすると、力はフレミングの法則により
Ｆで示す矢印の向きに働く。図２１（ｂ）に示すような
燃料バルブ切替器９６ｂのように燃料バルブ９５に遠い
位置に配置される場合に比べて、燃料バルブ９５を押す
時間が長いため、より一層の回転力を得ることができ
る。その後、図２２（ｃ）に示すように、燃料バルブ９
６ｂにより燃料バルブ９５ｂが押される位置に至る。な
お、燃料バルブ切替器９６は燃料バルブ切替器９６ａの
位置に一度固定されると、可動部材１０２に設けられた
バネなどの弾性部材により加圧されたラチェット部によ
り、燃料バルブ切替器９６の位置を燃料バルブ切替器９
６ａの設定位置に保つものである。
回転し、燃料バルブ切替器９６ａが燃料バルブ９５ａと
燃料バルブ９５ｂとの間にあるときの図である。まず、
図２４（ａ）において斥力により受けた回転力の慣性に
より界磁９２、ヨーク９１ａ、及びヨーク９１ｂは回転
し続ける。このとき、燃料バルブ切替器９６ａに形状が
滑らかな断面略半円形形状であることから、燃料バルブ
９５ｂと燃料バルブ切替器９６ａとが滑らかに接触し、
燃料バルブ切替器９６ａにより燃料バルブ９５ａ及び９
５ｂの双方が滑らかに押される（図２６（ａ））。図２
２（ａ）と同様に、燃料バルブ切替器９６ａにより押さ
れ、燃料バルブ９５ａ及び燃料バルブ９５ｂが接続され
ている燃料流路には活性物質が流出される。そのため、
この燃料流路９９ｂが配設されている分割電極である負
極側電極に活性物質である水素が供給され、非分割電極
である正極側の活性物質である空気と反応して、燃料電
池１０１ａ及び燃料電池１０１ｂにおいて電力が発生す
る。燃料電池１０１ａ及び燃料電池１０１ｂにおいて電
力が発生して、図２３（ｂ）の矢印Ｆに示すように、燃
料電池１０１ａ及び燃料電池１０１ｂに接続されている
それぞれのコイル１０３ａ及び１０３ｂに電流が流れて
磁束が発生して回転方向へ加速される。ここで、図２３
（ｂ）に示すように、○の中に×を付した記号は、紙面
の表面から紙面の裏面へ、○に・を付した記号は紙面の
裏面から紙面の表面へ電流が流れることを示し、φは磁
束の向きを表すとすると、力はフレミングの法則により
Ｆで示す矢印の向きに働く。図２１（ｂ）に示すような
燃料バルブ切替器９６ｂのように燃料バルブ９５に遠い
位置に配置される場合に比べて、燃料バルブ９５を押す
時間が長いため、より一層の回転力を得ることができ
る。その後、図２２（ｃ）に示すように、燃料バルブ９
６ｂにより燃料バルブ９５ｂが押される位置に至る。な
お、燃料バルブ切替器９６は燃料バルブ切替器９６ａの
位置に一度固定されると、可動部材１０２に設けられた
バネなどの弾性部材により加圧されたラチェット部によ
り、燃料バルブ切替器９６の位置を燃料バルブ切替器９
６ａの設定位置に保つものである。
【０１１０】このように、図２２（ａ）乃至図２２
（ｃ）の状態を繰り返し、図２３（ａ）に示すように、
燃料バルブ切替器９６ａにより燃料バルブ９５ａ乃至燃
料バルブ９５ｃが順に押されて各燃料電池に電流が流
れ、図２４（ａ）乃至図２４（ｃ）に示すように各コイ
ルに電流が流れることによって、本実施の形態の電動機
は駆動することができる。ここで、図２３に示すよう
に、○の中に×を付した記号は、紙面の表面から紙面の
裏面へ、○に・を付した記号は紙面の裏面から紙面の表
面へ電流が流れることを示し、φは磁束の向きを表すと
すると、力はフレミングの法則によりＦで示す矢印の向
きに働く。さらに、図２２（ｂ）に示すように、燃料バ
ルブ９５ａ乃至燃料バルブ９５ｃの各燃料バルブが順に
押される場合に、燃料バルブ切替器の形状を前述のよう
な断面略半円形形状以外の形状にしたり、燃料バルブ自
体の形状や大きさを変えたりすることにより、順に押さ
れる燃料バルブが重複して押されるようにすることもで
きる。順に押される燃料バルブが重複して押されること
により、より駆動力を得て連続的に駆動することができ
る。
（ｃ）の状態を繰り返し、図２３（ａ）に示すように、
燃料バルブ切替器９６ａにより燃料バルブ９５ａ乃至燃
料バルブ９５ｃが順に押されて各燃料電池に電流が流
れ、図２４（ａ）乃至図２４（ｃ）に示すように各コイ
ルに電流が流れることによって、本実施の形態の電動機
は駆動することができる。ここで、図２３に示すよう
に、○の中に×を付した記号は、紙面の表面から紙面の
裏面へ、○に・を付した記号は紙面の裏面から紙面の表
面へ電流が流れることを示し、φは磁束の向きを表すと
すると、力はフレミングの法則によりＦで示す矢印の向
きに働く。さらに、図２２（ｂ）に示すように、燃料バ
ルブ９５ａ乃至燃料バルブ９５ｃの各燃料バルブが順に
押される場合に、燃料バルブ切替器の形状を前述のよう
な断面略半円形形状以外の形状にしたり、燃料バルブ自
体の形状や大きさを変えたりすることにより、順に押さ
れる燃料バルブが重複して押されるようにすることもで
きる。順に押される燃料バルブが重複して押されること
により、より駆動力を得て連続的に駆動することができ
る。
【０１１１】図２４、図２５、及び図２６（ｂ）は、図
２１（ｂ）に示す燃料バルブ切替器９６ｂが可動部材１
０２上を動き燃料バルブ切替器９６ａよりも燃料バルブ
９５に遠い位置に配置される場合を示す。図２４（ａ）
乃至図２４（ｃ）は燃料制御部の回転時の断面図であ
り、図２５（ａ）乃至図２５（ｃ）は電流と磁界に関す
る電動機の駆動時の断面図であり、図２６（ｂ）は電動
機の駆動時の燃料バルブの開閉を示す回転角を軸とする
時系列図である。図２４（ａ）乃至図２４（ｃ）、及び
図２５（ａ）乃至図２５（ｃ）はそれぞれ、電動機の駆
動動作について対応し、図２６（ｂ）は電動機の駆動時
に開閉する燃料バルブを示す。また、図２４及び図２５
は回転軸９８を有する電機子が時計回りに回転する回転
時の図である。
２１（ｂ）に示す燃料バルブ切替器９６ｂが可動部材１
０２上を動き燃料バルブ切替器９６ａよりも燃料バルブ
９５に遠い位置に配置される場合を示す。図２４（ａ）
乃至図２４（ｃ）は燃料制御部の回転時の断面図であ
り、図２５（ａ）乃至図２５（ｃ）は電流と磁界に関す
る電動機の駆動時の断面図であり、図２６（ｂ）は電動
機の駆動時の燃料バルブの開閉を示す回転角を軸とする
時系列図である。図２４（ａ）乃至図２４（ｃ）、及び
図２５（ａ）乃至図２５（ｃ）はそれぞれ、電動機の駆
動動作について対応し、図２６（ｂ）は電動機の駆動時
に開閉する燃料バルブを示す。また、図２４及び図２５
は回転軸９８を有する電機子が時計回りに回転する回転
時の図である。
【０１１２】まず図２４（ａ）に示すように、界磁９
２、ヨーク部９１ａ、及びヨーク９１ｂが回転して燃料
バルブ切替器９６ｂが燃料バルブ９５ａの位置に至る。
このとき、燃料バルブ９５ａ及び燃料バルブ切替器９６
ｂとが接触するように燃料バルブ切替器９６ｂをヨーク
９１ａ外部側面に設けておくと、接触時に燃料バルブ９
５ａが燃料バルブ切替器９６ｂにより押され、燃料バル
ブ９５ａが接続されている燃料流路９９ｂには活性物質
が流出される（図２６（ｂ））。そのため、この燃料流
路９９ｂが配設されている分割電極である負極側電極に
活性物質である水素が供給され、非分割電極である正極
側の活性物質である空気と反応して、燃料電池１０１ａ
において電力が発生する。燃料電池１０１ａにおいて電
力が発生して、燃料電池１０１ａに接続されているコイ
ルに電流が流れて磁束が発生する。図２５（ａ）に示す
ように、この磁束と界磁が発生させる磁束との間に斥力
が働き、回転方向への慣性とともに回転が加速される。
ここで、図２５（ａ）に示すように、○の中に×を付し
た記号は、紙面の表面から紙面の裏面へ、○に・を付し
た記号は紙面の裏面から紙面の表面へ電流が流れること
を示し、φは磁束の向きを表すとすると、力はフレミン
グの法則によりＦで示す矢印の向きに働く。
２、ヨーク部９１ａ、及びヨーク９１ｂが回転して燃料
バルブ切替器９６ｂが燃料バルブ９５ａの位置に至る。
このとき、燃料バルブ９５ａ及び燃料バルブ切替器９６
ｂとが接触するように燃料バルブ切替器９６ｂをヨーク
９１ａ外部側面に設けておくと、接触時に燃料バルブ９
５ａが燃料バルブ切替器９６ｂにより押され、燃料バル
ブ９５ａが接続されている燃料流路９９ｂには活性物質
が流出される（図２６（ｂ））。そのため、この燃料流
路９９ｂが配設されている分割電極である負極側電極に
活性物質である水素が供給され、非分割電極である正極
側の活性物質である空気と反応して、燃料電池１０１ａ
において電力が発生する。燃料電池１０１ａにおいて電
力が発生して、燃料電池１０１ａに接続されているコイ
ルに電流が流れて磁束が発生する。図２５（ａ）に示す
ように、この磁束と界磁が発生させる磁束との間に斥力
が働き、回転方向への慣性とともに回転が加速される。
ここで、図２５（ａ）に示すように、○の中に×を付し
た記号は、紙面の表面から紙面の裏面へ、○に・を付し
た記号は紙面の裏面から紙面の表面へ電流が流れること
を示し、φは磁束の向きを表すとすると、力はフレミン
グの法則によりＦで示す矢印の向きに働く。
【０１１３】このとき、図１９、図２１、及び図２４に
示すように、燃料バルブ切替器９６ｂの形状を滑らかな
断面略半円形形状とすると、燃料バルブ９５ａと燃料バ
ルブ切替器９６ｂとが滑らかに接触し、燃料バルブ切替
器９６ｂにより燃料バルブ９５ａは滑らかに押される。
また、燃料バルブ切替器９６ｂの形状が滑らかな断面略
半円形形状とすると、燃料バルブ切替器９６ｂが燃料バ
ルブ９５ａから離れて燃料バルブ９５ａと回転軸との間
の弾性部材により元の状態に戻るときも、滑らかに燃料
バルブ９５ａは元の状態に戻ることができる。
示すように、燃料バルブ切替器９６ｂの形状を滑らかな
断面略半円形形状とすると、燃料バルブ９５ａと燃料バ
ルブ切替器９６ｂとが滑らかに接触し、燃料バルブ切替
器９６ｂにより燃料バルブ９５ａは滑らかに押される。
また、燃料バルブ切替器９６ｂの形状が滑らかな断面略
半円形形状とすると、燃料バルブ切替器９６ｂが燃料バ
ルブ９５ａから離れて燃料バルブ９５ａと回転軸との間
の弾性部材により元の状態に戻るときも、滑らかに燃料
バルブ９５ａは元の状態に戻ることができる。
【０１１４】図２４（ｂ）は、図２４（ａ）の位置から
回転し、燃料バルブ切替器９６ｂが燃料バルブ９５ａと
燃料バルブ９５ｂとの間にあるときの図である。図２４
（ｂ）のように燃料バルブ切替器９６ｂが燃料バルブ９
５ａと燃料バルブ９５ｂとの間を通るとき、図２４
（ａ）において斥力により受けた回転力の慣性により界
磁９２、ヨーク９１ａ、及びヨーク９１ｂは回転し続け
る。このとき、図２１のように燃料バルブ切替器９６ｂ
は燃料バルブ切替器９６ａよりも燃料バルブに遠い位置
に配置されるため、燃料バルブ９６ｂは燃料バルブ９５
ａ及び燃料バルブ９５ｂの双方を押すことがなく（図２
６（ｂ））、燃料バルブ９５ａ及び燃料バルブ９５ｂの
それぞれに接続される燃料流路には活性物質が流出され
ない。そのため、燃料電池１０１ａ及び１０１ｂにおい
て電力が発生せず、燃料電池１０１ａ及び燃料電池１０
１ｂにそれぞれ接続されているコイル１０１ａ及びコイ
ル１０１ｂに電流が流れることなく磁束が発生すること
がない。このとき、図２１（ａ）に示すような燃料バル
ブ切替器９６ａのように燃料バルブ９５に近い位置に配
置される場合に比べて、燃料バルブ９５を押す時間が短
いため、回転力はより低いものとなる。その後、図２４
（ｃ）に示すように、慣性により燃料バルブ９５ｂの位
置に至る。なお、燃料バルブ切替器９６は燃料バルブ切
替器９６ｂの位置に一度固定されると、可動部材１０２
に設けられたバネなどの弾性部材により加圧されたラチ
ェット部により、燃料バルブ切替器９６の位置を燃料バ
ルブ切替器９６ｂの設定位置に保つものである。
回転し、燃料バルブ切替器９６ｂが燃料バルブ９５ａと
燃料バルブ９５ｂとの間にあるときの図である。図２４
（ｂ）のように燃料バルブ切替器９６ｂが燃料バルブ９
５ａと燃料バルブ９５ｂとの間を通るとき、図２４
（ａ）において斥力により受けた回転力の慣性により界
磁９２、ヨーク９１ａ、及びヨーク９１ｂは回転し続け
る。このとき、図２１のように燃料バルブ切替器９６ｂ
は燃料バルブ切替器９６ａよりも燃料バルブに遠い位置
に配置されるため、燃料バルブ９６ｂは燃料バルブ９５
ａ及び燃料バルブ９５ｂの双方を押すことがなく（図２
６（ｂ））、燃料バルブ９５ａ及び燃料バルブ９５ｂの
それぞれに接続される燃料流路には活性物質が流出され
ない。そのため、燃料電池１０１ａ及び１０１ｂにおい
て電力が発生せず、燃料電池１０１ａ及び燃料電池１０
１ｂにそれぞれ接続されているコイル１０１ａ及びコイ
ル１０１ｂに電流が流れることなく磁束が発生すること
がない。このとき、図２１（ａ）に示すような燃料バル
ブ切替器９６ａのように燃料バルブ９５に近い位置に配
置される場合に比べて、燃料バルブ９５を押す時間が短
いため、回転力はより低いものとなる。その後、図２４
（ｃ）に示すように、慣性により燃料バルブ９５ｂの位
置に至る。なお、燃料バルブ切替器９６は燃料バルブ切
替器９６ｂの位置に一度固定されると、可動部材１０２
に設けられたバネなどの弾性部材により加圧されたラチ
ェット部により、燃料バルブ切替器９６の位置を燃料バ
ルブ切替器９６ｂの設定位置に保つものである。
【０１１５】このように、図２４（ａ）乃至図２４
（ｃ）の状態を繰り返し、図２４に示すように、燃料バ
ルブ切替器９６ｂにより燃料バルブ９５ａ乃至燃料バル
ブ９５ｃが順に押されて各燃料電池に電流が流れ、図２
４（ａ）乃至図２４（ｃ）に示すように各コイルに電流
が流れることによって、本実施の形態の電動機は駆動す
ることができる。ここで、図２５に示すように、○の中
に×を付した記号は、紙面の表面から紙面の裏面へ、○
に・を付した記号は紙面の裏面から紙面の表面へ電流が
流れることを示し、φは磁束の向きを表すとすると、力
はフレミングの法則によりＦで示す矢印の向きに働く。
図２１（ａ）に示すように、燃料バルブ切替器９６の位
置にあるとき、すなわち燃料バルブ９６ｂの位置より燃
料バルブ９５に近く配置されるときは燃料バルブ９５が
開いている角度が大きくなり、より大きな回転力を得る
ことができる。さらに、燃料バルブ９５ａ乃至燃料バル
ブ９５ｃの各燃料バルブが順に押される場合に、燃料バ
ルブ切替器の形状を前述のような断面略半円形形状以外
の形状にしたり、燃料バルブ自体の形状や大きさを変え
たりすることにより、順に押される燃料バルブが重複し
て押されるようにすることもできる。順に押される燃料
バルブが重複して押されることにより、より駆動力を得
て連続的に駆動することができる。
（ｃ）の状態を繰り返し、図２４に示すように、燃料バ
ルブ切替器９６ｂにより燃料バルブ９５ａ乃至燃料バル
ブ９５ｃが順に押されて各燃料電池に電流が流れ、図２
４（ａ）乃至図２４（ｃ）に示すように各コイルに電流
が流れることによって、本実施の形態の電動機は駆動す
ることができる。ここで、図２５に示すように、○の中
に×を付した記号は、紙面の表面から紙面の裏面へ、○
に・を付した記号は紙面の裏面から紙面の表面へ電流が
流れることを示し、φは磁束の向きを表すとすると、力
はフレミングの法則によりＦで示す矢印の向きに働く。
図２１（ａ）に示すように、燃料バルブ切替器９６の位
置にあるとき、すなわち燃料バルブ９６ｂの位置より燃
料バルブ９５に近く配置されるときは燃料バルブ９５が
開いている角度が大きくなり、より大きな回転力を得る
ことができる。さらに、燃料バルブ９５ａ乃至燃料バル
ブ９５ｃの各燃料バルブが順に押される場合に、燃料バ
ルブ切替器の形状を前述のような断面略半円形形状以外
の形状にしたり、燃料バルブ自体の形状や大きさを変え
たりすることにより、順に押される燃料バルブが重複し
て押されるようにすることもできる。順に押される燃料
バルブが重複して押されることにより、より駆動力を得
て連続的に駆動することができる。
【０１１６】本実施の形態の電動機は、上述の第一乃至
第四の電機子において説明したように、電機子に燃料電
池が形成されて一体であるため、電動機に直接的に効率
良く電力を伝えることができる。また、上述の第一乃至
第四の電機子のように、種々の形態の燃料電池を一体と
なって有する電機子を形成したり、複数の燃料電池を形
成したり、直列に接続する燃料電池を形成したりするこ
とができるため、コイルに発生する磁束の強さを上げる
ことができる。そのため、コイルの磁束と界磁との斥力
を強くすることができ、回転の加速を高めることができ
る。
第四の電機子において説明したように、電機子に燃料電
池が形成されて一体であるため、電動機に直接的に効率
良く電力を伝えることができる。また、上述の第一乃至
第四の電機子のように、種々の形態の燃料電池を一体と
なって有する電機子を形成したり、複数の燃料電池を形
成したり、直列に接続する燃料電池を形成したりするこ
とができるため、コイルに発生する磁束の強さを上げる
ことができる。そのため、コイルの磁束と界磁との斥力
を強くすることができ、回転の加速を高めることができ
る。
【０１１７】また、図２１に示すように、燃料バルブ部
切替器９６を固定部材９７により可動部材１０２に固定
して、可動部材１０２を介して燃料バルブ切替器９６を
回転軸９８に対して外周方向若しくは中心方向に移動で
きるようにする。可動部材１０２を介して燃料バルブ切
替器９６の位置を外周方向に変えた場合、前述したよう
に、燃料バルブ切替器９６と燃料バルブ９５との接触時
間が短くなり、燃料バルブ切替器９６が燃料バルブ９５
を押さえる時間が短くなるため、燃料電池において発電
する電圧は低く、回転力は小さくなる。逆に、可動部材
１０２を介して燃料バルブ切替器９６の位置を中心方向
に変えた場合、燃料バルブ切替器９６と燃料バルブ９５
との接触時間が長くなり、燃料バルブ切替器９６が燃料
バルブ９５を押さえる時間が長くなるため、燃料電池に
おいて発電する電圧は高く、回転力が大きくなる。
切替器９６を固定部材９７により可動部材１０２に固定
して、可動部材１０２を介して燃料バルブ切替器９６を
回転軸９８に対して外周方向若しくは中心方向に移動で
きるようにする。可動部材１０２を介して燃料バルブ切
替器９６の位置を外周方向に変えた場合、前述したよう
に、燃料バルブ切替器９６と燃料バルブ９５との接触時
間が短くなり、燃料バルブ切替器９６が燃料バルブ９５
を押さえる時間が短くなるため、燃料電池において発電
する電圧は低く、回転力は小さくなる。逆に、可動部材
１０２を介して燃料バルブ切替器９６の位置を中心方向
に変えた場合、燃料バルブ切替器９６と燃料バルブ９５
との接触時間が長くなり、燃料バルブ切替器９６が燃料
バルブ９５を押さえる時間が長くなるため、燃料電池に
おいて発電する電圧は高く、回転力が大きくなる。
【０１１８】以上のように、本実施の形態の電動機で
は、燃料バルブ切替器９６及び燃料バルブ９５ａ乃至燃
料バルブ９５ｃからなる燃料制御部において、各燃料電
池に順に活性物質を供給して活性物質が供給される燃料
電池を順に変えることによって、駆動することができ
る。それ故に、従来の電動機が用いる整流器を用いるこ
となく、一定方向の回転力を得ることができる。
は、燃料バルブ切替器９６及び燃料バルブ９５ａ乃至燃
料バルブ９５ｃからなる燃料制御部において、各燃料電
池に順に活性物質を供給して活性物質が供給される燃料
電池を順に変えることによって、駆動することができ
る。それ故に、従来の電動機が用いる整流器を用いるこ
となく、一定方向の回転力を得ることができる。
【０１１９】さらに、本実施の形態の電動機では、燃料
制御部の燃料バルブ切替器９６を中心方向または外周方
向に移動させて燃料バルブ９５ａ乃至燃料バルブ９５ｃ
が燃料バルブ切替器９６により押さえられる時間を変化
させ、燃料電池において発電する電圧を変化させて、回
転力を変化させることができる。それ故に、従来の電動
機において電圧降下や電力損失の原因となる電圧制御装
置を介在することなく、電圧を制御して回転力を制御す
ることができる。
制御部の燃料バルブ切替器９６を中心方向または外周方
向に移動させて燃料バルブ９５ａ乃至燃料バルブ９５ｃ
が燃料バルブ切替器９６により押さえられる時間を変化
させ、燃料電池において発電する電圧を変化させて、回
転力を変化させることができる。それ故に、従来の電動
機において電圧降下や電力損失の原因となる電圧制御装
置を介在することなく、電圧を制御して回転力を制御す
ることができる。
【０１２０】［第一の搬送装置］第一の搬送装置とし
て、上述の電動機を後輪に装備した補助機能付自転車に
ついて、図を参照にしながら説明する。第一の搬送装置
の補助機能付自転車において、電動機の固定部分は電機
子とし、界磁及びヨークが回転して後輪に補助動力を与
えて回転するものとする。図２７に示すように、上述の
電動機１１０を後輪１１５の中心に装備した補助機能付
自転車には、上述の電動機１１０の燃料制御部を制御す
る補助量制御レバー１１１、燃料タンク１１２、燃料供
給パイプ１１３、及び排水カバー１１４等が装備されて
いる。
て、上述の電動機を後輪に装備した補助機能付自転車に
ついて、図を参照にしながら説明する。第一の搬送装置
の補助機能付自転車において、電動機の固定部分は電機
子とし、界磁及びヨークが回転して後輪に補助動力を与
えて回転するものとする。図２７に示すように、上述の
電動機１１０を後輪１１５の中心に装備した補助機能付
自転車には、上述の電動機１１０の燃料制御部を制御す
る補助量制御レバー１１１、燃料タンク１１２、燃料供
給パイプ１１３、及び排水カバー１１４等が装備されて
いる。
【０１２１】燃料供給パイプ１１３は燃料タンク１１２
及び電動機１１０に回転軸１１８に連結されており、電
動機１１０に活性物質を供給する燃料流路となってお
り、燃料タンク１１２から電動機１１０の燃料電池に活
性物質を供給する。排水カバー１１４は後輪１１５の本
電動機１１０の燃料電池において生じる水が上に散乱し
ないために装備しても良いし、装備しなくても良い。
及び電動機１１０に回転軸１１８に連結されており、電
動機１１０に活性物質を供給する燃料流路となってお
り、燃料タンク１１２から電動機１１０の燃料電池に活
性物質を供給する。排水カバー１１４は後輪１１５の本
電動機１１０の燃料電池において生じる水が上に散乱し
ないために装備しても良いし、装備しなくても良い。
【０１２２】活性物質を供給する燃料タンク１１２及び
燃料供給流路はフレーム１１６の中に形成しても良く、
フレーム１１６の外部に形成しても良い。あるいは、燃
料タンク１１２を電動機１１０のコアー内部に形成して
も良い。上述の電動機１１０は燃料の交換や補給が簡便
であることから、本実施の形態の補助機能付自転車にお
いても外部燃料タンクをフレーム１１６の外部に装備し
たり、電動機１１０のコアー内部にコアー内部燃料タン
クを形成したりすることにより、従来の補助機能付自転
車において用いられる二次電池のように時間を掛けて充
電することなく、本自転車においては短時間の内に簡便
に燃料を補給することができる。
燃料供給流路はフレーム１１６の中に形成しても良く、
フレーム１１６の外部に形成しても良い。あるいは、燃
料タンク１１２を電動機１１０のコアー内部に形成して
も良い。上述の電動機１１０は燃料の交換や補給が簡便
であることから、本実施の形態の補助機能付自転車にお
いても外部燃料タンクをフレーム１１６の外部に装備し
たり、電動機１１０のコアー内部にコアー内部燃料タン
クを形成したりすることにより、従来の補助機能付自転
車において用いられる二次電池のように時間を掛けて充
電することなく、本自転車においては短時間の内に簡便
に燃料を補給することができる。
【０１２３】図２８は後輪１１５の中心に装備された電
動機１１０の燃料制御部の側面拡大図であり、図２９は
後輪１１５の中心に装備された電動機１１０の燃料制御
部の後方図である。図２８に示すように、本実施の形態
の補助機能付自転車では、電動機１１０の回転軸１１８
を後輪１１５の車軸として用いて、界磁の外周にスポー
クやタイヤを配置して後輪１１５を形成する。燃料電池
の動力を後輪１１５に伝えることにより、補助機能付自
転車に動力を伝える。
動機１１０の燃料制御部の側面拡大図であり、図２９は
後輪１１５の中心に装備された電動機１１０の燃料制御
部の後方図である。図２８に示すように、本実施の形態
の補助機能付自転車では、電動機１１０の回転軸１１８
を後輪１１５の車軸として用いて、界磁の外周にスポー
クやタイヤを配置して後輪１１５を形成する。燃料電池
の動力を後輪１１５に伝えることにより、補助機能付自
転車に動力を伝える。
【０１２４】燃料バルブ切替器１１７はラチェット部１
２０にピンなどの固定部材１２１により固定されてお
り、ラチェット部１２０を通じて外周方向または中心方
向に動く。上述の電動機において説明したように、燃料
バルブ切替器１１７の位置を外周方向に変えた場合、燃
料バルブ切替器１１７が燃料バルブ１１９を押さえる時
間が短くなるため、燃料電池が発電する電圧は低くな
り、回転力は下がる。また逆に、燃料バルブ切替器１１
７の位置を中心方向に変えた場合、燃料バルブ切替器１
１７が燃料バルブ１１９を押さえる時間が長くなるた
め、燃料電池が発電する電圧は高くなり、回転力が上が
る。
２０にピンなどの固定部材１２１により固定されてお
り、ラチェット部１２０を通じて外周方向または中心方
向に動く。上述の電動機において説明したように、燃料
バルブ切替器１１７の位置を外周方向に変えた場合、燃
料バルブ切替器１１７が燃料バルブ１１９を押さえる時
間が短くなるため、燃料電池が発電する電圧は低くな
り、回転力は下がる。また逆に、燃料バルブ切替器１１
７の位置を中心方向に変えた場合、燃料バルブ切替器１
１７が燃料バルブ１１９を押さえる時間が長くなるた
め、燃料電池が発電する電圧は高くなり、回転力が上が
る。
【０１２５】ローラ部１２２ａ及びローラ部１２２ｂは
ローラ部固定部材１２３に燃料バルブ切替器１１７の固
定部材１２１を挟み込む位置に固定され、ローラ部固定
部材１２３は燃料供給パイプ１１３に沿ってワイヤーな
どの牽引部材１２４により、ハンドルなどに固定された
補助量制御レバー１１１に連結されている。また、補助
量制御レバー１１１を操作して牽引部材１２４が引かれ
た場合、ローラ部１２２ａ及びローラ部１２２ｂが自動
的に戻るためにローラ部固定部材１２３と後輪１１５の
軸である電動機１１０の回転軸１１８とはバネなどの弾
性部材１２５により連結されている。
ローラ部固定部材１２３に燃料バルブ切替器１１７の固
定部材１２１を挟み込む位置に固定され、ローラ部固定
部材１２３は燃料供給パイプ１１３に沿ってワイヤーな
どの牽引部材１２４により、ハンドルなどに固定された
補助量制御レバー１１１に連結されている。また、補助
量制御レバー１１１を操作して牽引部材１２４が引かれ
た場合、ローラ部１２２ａ及びローラ部１２２ｂが自動
的に戻るためにローラ部固定部材１２３と後輪１１５の
軸である電動機１１０の回転軸１１８とはバネなどの弾
性部材１２５により連結されている。
【０１２６】燃料バルブ切替器１１７を固定する固定部
材１２１は、ローラ部１２２ａとローラ部１２２ｂとの
間を通過するようになっており、回転時に燃料バルブ切
替器１１７を固定する固定部材１２１をローラ部１２２
ａとローラ部１２２ｂとが挟み込んで燃料バルブ切替器
１１７を移動させる。例えば、ハンドルの補助量制御レ
バー１１１に連結する牽引部材１２４を引くと、ローラ
部固定部材１２３は外周方向に引かれ、ローラ部１２２
ａとローラ部１２２ｂとに挟まれた燃料バルブ切替器１
１７の固定部材１２１を介して燃料バルブ切替器１１７
は外周方向に移動する。上述の電動機において説明した
ように、外周方向に燃料バルブ切替器１１７が移動する
ことにより、電動機１１０の回転力を下げることができ
る。また牽引部材１２４を緩めると、燃料バルブ切替器
１１７は中心側に移動して回転力を大きくすることがで
きる。
材１２１は、ローラ部１２２ａとローラ部１２２ｂとの
間を通過するようになっており、回転時に燃料バルブ切
替器１１７を固定する固定部材１２１をローラ部１２２
ａとローラ部１２２ｂとが挟み込んで燃料バルブ切替器
１１７を移動させる。例えば、ハンドルの補助量制御レ
バー１１１に連結する牽引部材１２４を引くと、ローラ
部固定部材１２３は外周方向に引かれ、ローラ部１２２
ａとローラ部１２２ｂとに挟まれた燃料バルブ切替器１
１７の固定部材１２１を介して燃料バルブ切替器１１７
は外周方向に移動する。上述の電動機において説明した
ように、外周方向に燃料バルブ切替器１１７が移動する
ことにより、電動機１１０の回転力を下げることができ
る。また牽引部材１２４を緩めると、燃料バルブ切替器
１１７は中心側に移動して回転力を大きくすることがで
きる。
【０１２７】補助量制御レバー１１１により燃料バルブ
切替器１１７が移動した後に、補助量制御レバー１１１
が移動後の位置に固定され、ローラ部１２２ａ及びロー
ラ部１２２ｂが形成されるローラ部固定部材１２３、及
びバルブ切替器１１７が移動後の位置に固定されると、
ローラ部１２２ａとローラ部１２２ｂとの間を燃料バル
ブ切替器１１７の固定部材１２１が通過し、一定の回転
力を補助機能付自転車に供給し続けることができる。ま
た、燃料バルブ切替器１１７が固定されているラチェッ
ト部１２０において、燃料バルブ切替器１１７を移動さ
せる間隔を所望の程度に設定することにより、その設定
の程度に応じて自由に補助量制御レバー１１１の変化さ
せる幅を設定することができる。
切替器１１７が移動した後に、補助量制御レバー１１１
が移動後の位置に固定され、ローラ部１２２ａ及びロー
ラ部１２２ｂが形成されるローラ部固定部材１２３、及
びバルブ切替器１１７が移動後の位置に固定されると、
ローラ部１２２ａとローラ部１２２ｂとの間を燃料バル
ブ切替器１１７の固定部材１２１が通過し、一定の回転
力を補助機能付自転車に供給し続けることができる。ま
た、燃料バルブ切替器１１７が固定されているラチェッ
ト部１２０において、燃料バルブ切替器１１７を移動さ
せる間隔を所望の程度に設定することにより、その設定
の程度に応じて自由に補助量制御レバー１１１の変化さ
せる幅を設定することができる。
【０１２８】以上のように、第一乃至第四の電動機を用
いた第一の搬送装置である補助機能付自転車では、電動
機１１０の補助量制御レバー１１１を変化させて、燃料
バルブ切替器１１７を外周方向または中心方向に移動さ
せる。この移動にともなって電動機１１０の回転力を変
化させて、補助機能付自転車に供給する補助動力を変化
させることができる。補助機能付自転車の電動機１１０
が燃料電池に供給する活性物質の補給が簡便であるた
め、電動機１１０の外部燃料タンクを交換したり内部燃
料タンクに活性物質を補給したりすることにより、従来
の二次電池とは異なり、短時間の内に簡便に燃料を補給
することができる。
いた第一の搬送装置である補助機能付自転車では、電動
機１１０の補助量制御レバー１１１を変化させて、燃料
バルブ切替器１１７を外周方向または中心方向に移動さ
せる。この移動にともなって電動機１１０の回転力を変
化させて、補助機能付自転車に供給する補助動力を変化
させることができる。補助機能付自転車の電動機１１０
が燃料電池に供給する活性物質の補給が簡便であるた
め、電動機１１０の外部燃料タンクを交換したり内部燃
料タンクに活性物質を補給したりすることにより、従来
の二次電池とは異なり、短時間の内に簡便に燃料を補給
することができる。
【０１２９】さらに、ラチェット部１２０及び燃料バル
ブ切替器１１７において、燃料バルブ切替器１１７の移
動幅を所望の程度に設定することにより、補助量制御レ
バー１１１の切替を所望の程度に設定することができ
る。そのため、補助量制御レバー１１１の切替の段数は
自由に設定することができる。
ブ切替器１１７において、燃料バルブ切替器１１７の移
動幅を所望の程度に設定することにより、補助量制御レ
バー１１１の切替を所望の程度に設定することができ
る。そのため、補助量制御レバー１１１の切替の段数は
自由に設定することができる。
【０１３０】［第二の搬送装置］第二の搬送装置とし
て、上述の電動機を車輪に装備した電動一輪車につい
て、図を参照にしながら説明する。電動一輪車におい
て、電動機の固定部分は電機子とし、界磁及びヨークが
回転して車輪が回転するものとする。図３０に示すよう
に、本実施の形態の電動一輪車はハンドル１３１、操作
レバー１３２、ペダル１３３、ブレーキ部１３４、上述
の電動機１３０を中心に装備した車輪１３５、及び車輪
を覆う回転軸保持部１３６からなる。
て、上述の電動機を車輪に装備した電動一輪車につい
て、図を参照にしながら説明する。電動一輪車におい
て、電動機の固定部分は電機子とし、界磁及びヨークが
回転して車輪が回転するものとする。図３０に示すよう
に、本実施の形態の電動一輪車はハンドル１３１、操作
レバー１３２、ペダル１３３、ブレーキ部１３４、上述
の電動機１３０を中心に装備した車輪１３５、及び車輪
を覆う回転軸保持部１３６からなる。
【０１３１】図３１は車輪中心部分の後方図である。図
３１に示すように、電動機１３０は車輪１３５の中心に
装備され、電動機１３０とタイヤ１３７とはスポーク１
３８を介して結合されており、電動機１３０の界磁が回
転することにより車輪１３５が回転する。
３１に示すように、電動機１３０は車輪１３５の中心に
装備され、電動機１３０とタイヤ１３７とはスポーク１
３８を介して結合されており、電動機１３０の界磁が回
転することにより車輪１３５が回転する。
【０１３２】ペダル１３３は車輪１３５両側にある回転
軸保持部１３６両側のペダル保持部１３９の下方端に形
成され、乗車する際はペダル１３３の上に操作者は立っ
て乗る。ペダル１３３の位置は乗車する操作者の重心を
低く保ち安定度を高めるために、地面近くに形成するの
が好ましい。また、ペダル１３３は軸Ｐ１を中心軸とし
て回転する構造であり、路面の傾斜によらず操作者を重
心に対して垂直に立つことができるように、軸Ｐ１を中
心に回転する。
軸保持部１３６両側のペダル保持部１３９の下方端に形
成され、乗車する際はペダル１３３の上に操作者は立っ
て乗る。ペダル１３３の位置は乗車する操作者の重心を
低く保ち安定度を高めるために、地面近くに形成するの
が好ましい。また、ペダル１３３は軸Ｐ１を中心軸とし
て回転する構造であり、路面の傾斜によらず操作者を重
心に対して垂直に立つことができるように、軸Ｐ１を中
心に回転する。
【０１３３】操作レバー１３２は軸Ｐ２を軸として回転
運動するように連結部１４０ａにおいて回転軸保持部１
３６と連結されおり、操作レバー１３２の一端はハンド
ル１３１に、他の一端はブレーキ部１３４に接続されて
いる。操作レバー１３２により電動一輪車はブレーキ操
作を行い、さらに後述するように操作レバー１３２によ
り上述の電動機１３０の回転力を切り替えることができ
る。また、操作レバー１３２と回転軸保持部１３６との
間には操作レバー１３２を操作するためのバネのような
操作レバー弾性部材１４１が結合されており、この操作
レバー弾性部材１４１により操作レバー１３２は操作し
たとき自動的に元の状態に戻ることができる。
運動するように連結部１４０ａにおいて回転軸保持部１
３６と連結されおり、操作レバー１３２の一端はハンド
ル１３１に、他の一端はブレーキ部１３４に接続されて
いる。操作レバー１３２により電動一輪車はブレーキ操
作を行い、さらに後述するように操作レバー１３２によ
り上述の電動機１３０の回転力を切り替えることができ
る。また、操作レバー１３２と回転軸保持部１３６との
間には操作レバー１３２を操作するためのバネのような
操作レバー弾性部材１４１が結合されており、この操作
レバー弾性部材１４１により操作レバー１３２は操作し
たとき自動的に元の状態に戻ることができる。
【０１３４】電動機１３０の回転軸１４８と回転軸保持
部１３６とは軸Ｐ３上で連結部１４０ｂによって連結さ
れている。回転軸保持部１３６の内部は中空構造をな
し、回転軸保持部１３６の内部には電動機１４０の燃料
電池に供給する燃料タンク１４２が形成されている。回
転軸保持部１３６の内部に形成された燃料タンク１４２
は、回転軸保持部１３６と電動機１３０との連結部１４
０ｂから電動機１３０の燃料電池へ活性物質を供給す
る。また、回転軸保持部１３６は車輪カバーを兼ねて車
輪を覆うが、車輪両側の回転軸保持部１３６の内部を中
空構造として、車輪１３５両側に燃料タンク１４２を形
成しても良い。
部１３６とは軸Ｐ３上で連結部１４０ｂによって連結さ
れている。回転軸保持部１３６の内部は中空構造をな
し、回転軸保持部１３６の内部には電動機１４０の燃料
電池に供給する燃料タンク１４２が形成されている。回
転軸保持部１３６の内部に形成された燃料タンク１４２
は、回転軸保持部１３６と電動機１３０との連結部１４
０ｂから電動機１３０の燃料電池へ活性物質を供給す
る。また、回転軸保持部１３６は車輪カバーを兼ねて車
輪を覆うが、車輪両側の回転軸保持部１３６の内部を中
空構造として、車輪１３５両側に燃料タンク１４２を形
成しても良い。
【０１３５】電動機１３０の回転力を制御する燃料バル
ブ制御部は電動機１３０と回転軸保持部１３６との間に
位置する。上述の第一の搬送装置と同様に、燃料バルブ
制御部の燃料バルブ切替器１４７はラチェット部１５０
にピンなどの固定部材１５１により固定され、燃料バル
ブ１４９は電動機１３０の回転軸１４８に形成され、燃
料バルブ切替器１４７を外周方向または中心方向に移動
させることにより回転力を制御することができる。
ブ制御部は電動機１３０と回転軸保持部１３６との間に
位置する。上述の第一の搬送装置と同様に、燃料バルブ
制御部の燃料バルブ切替器１４７はラチェット部１５０
にピンなどの固定部材１５１により固定され、燃料バル
ブ１４９は電動機１３０の回転軸１４８に形成され、燃
料バルブ切替器１４７を外周方向または中心方向に移動
させることにより回転力を制御することができる。
【０１３６】図３２は電動機１３０の燃料制御部及びブ
レーキ制御部を示す側面拡大図である。図３２に示すよ
うに、操作レバー１３２上には燃料バルブ切替器１４７
を挟み込むローラ部１５２ａ及びローラ部１５２ｂが形
成されている。そして、上述の第一の搬送装置と同様
に、燃料バルブ切替器１４７を固定する固定部材１５１
はローラ１５２ａとローラ部１５２ｂとの間を通過する
ようになっており、回転時に燃料バルブ切替器１４７を
固定する固定部材１５１をローラ部１５２ａとローラ部
１５２ｂとが挟み込んで燃料バルブ切替器１４７を移動
させる。
レーキ制御部を示す側面拡大図である。図３２に示すよ
うに、操作レバー１３２上には燃料バルブ切替器１４７
を挟み込むローラ部１５２ａ及びローラ部１５２ｂが形
成されている。そして、上述の第一の搬送装置と同様
に、燃料バルブ切替器１４７を固定する固定部材１５１
はローラ１５２ａとローラ部１５２ｂとの間を通過する
ようになっており、回転時に燃料バルブ切替器１４７を
固定する固定部材１５１をローラ部１５２ａとローラ部
１５２ｂとが挟み込んで燃料バルブ切替器１４７を移動
させる。
【０１３７】上述の電動機において説明したように、燃
料バルブ切替器１４７の位置を外周方向に変えた場合、
燃料バルブ切替器１４７が燃料バルブ１４９を押さえる
時間が短くなるため、燃料電池が発電する電圧が低くな
り、回転力は下がる。また逆に、燃料バルブ切替器１４
７の位置を中心方向に変えた場合、燃料バルブ切替器１
４７が燃料バルブ１４８を押さえる時間が長くなるた
め、燃料電池が発電する電圧が高くなり、回転力が上が
る。
料バルブ切替器１４７の位置を外周方向に変えた場合、
燃料バルブ切替器１４７が燃料バルブ１４９を押さえる
時間が短くなるため、燃料電池が発電する電圧が低くな
り、回転力は下がる。また逆に、燃料バルブ切替器１４
７の位置を中心方向に変えた場合、燃料バルブ切替器１
４７が燃料バルブ１４８を押さえる時間が長くなるた
め、燃料電池が発電する電圧が高くなり、回転力が上が
る。
【０１３８】このように、上述の第一の搬送装置と同様
に、燃料バルブ切替器１４７をラチェット部１５０と介
して外周方向若しくは中心方向に移動させることによ
り、電動機１３０の回転力を変化させることができ、本
実施の形態の電動一輪車を駆動させる動力を変化させる
ことができる。
に、燃料バルブ切替器１４７をラチェット部１５０と介
して外周方向若しくは中心方向に移動させることによ
り、電動機１３０の回転力を変化させることができ、本
実施の形態の電動一輪車を駆動させる動力を変化させる
ことができる。
【０１３９】図３３（ａ）乃至図３３（ｃ）は操作レバ
ー１３２の操作を示す図である。
ー１３２の操作を示す図である。
【０１４０】図３３（ａ）に示すように、本実施の形態
の電動一輪車においては操作レバー１３２を前に倒す場
合、操作レバー１３２は軸Ｐ２を支点として動きローラ
部１５２ａ及びローラ部１５２ｂは車輪１３５の回転軸
であるＰ３方向に動く。そして、車輪１３５の回転軸で
あるＰ３を中心に回転している燃料バルブ切替器１４７
は、ローラ部１５２により車輪１３５の中心Ｐ３方向に
押されて中心Ｐ３方向に移動し、電動機１３０の回転力
は上がり、電動一輪車は加速する。また、操作レバー１
３２は操作レバー弾性部材１４１により元の状態に戻
る。このとき、本電動一輪車においては操作レバー１３
２を前に倒すと、ブレーキシュー１５３は上がり車輪１
３５の金属部から離れる。
の電動一輪車においては操作レバー１３２を前に倒す場
合、操作レバー１３２は軸Ｐ２を支点として動きローラ
部１５２ａ及びローラ部１５２ｂは車輪１３５の回転軸
であるＰ３方向に動く。そして、車輪１３５の回転軸で
あるＰ３を中心に回転している燃料バルブ切替器１４７
は、ローラ部１５２により車輪１３５の中心Ｐ３方向に
押されて中心Ｐ３方向に移動し、電動機１３０の回転力
は上がり、電動一輪車は加速する。また、操作レバー１
３２は操作レバー弾性部材１４１により元の状態に戻
る。このとき、本電動一輪車においては操作レバー１３
２を前に倒すと、ブレーキシュー１５３は上がり車輪１
３５の金属部から離れる。
【０１４１】逆に、図３３（ｂ）に示すように、本電動
一輪車において操作レバーを後ろに引く場合、車輪の回
転軸であるＰ３を中心に回転している燃料バルブ切替器
は、ローラ部により車輪の中心Ｐ３に対する外周方向に
押されて外周方向に移動し、電動機の回転力は下がる。
また、操作レバーを後ろに引く場合、ブレーキシューは
車輪の金属部に近づく。この場合、操作レバーを後ろに
いっぱいに引くと、図３３（ｃ）に示すように燃料バル
ブ切替器は燃料バルブと接触しない位置に至り、電動機
は駆動せず、さらにブレーキシューは車輪の金属部に押
し付けられてブレーキが掛かる。
一輪車において操作レバーを後ろに引く場合、車輪の回
転軸であるＰ３を中心に回転している燃料バルブ切替器
は、ローラ部により車輪の中心Ｐ３に対する外周方向に
押されて外周方向に移動し、電動機の回転力は下がる。
また、操作レバーを後ろに引く場合、ブレーキシューは
車輪の金属部に近づく。この場合、操作レバーを後ろに
いっぱいに引くと、図３３（ｃ）に示すように燃料バル
ブ切替器は燃料バルブと接触しない位置に至り、電動機
は駆動せず、さらにブレーキシューは車輪の金属部に押
し付けられてブレーキが掛かる。
【０１４２】このように、操作レバー１３２を前後に操
作することによって、電動機１３０の回転力を調節して
速度を調節することができ、また同時にブレーキの調節
をすることができる。
作することによって、電動機１３０の回転力を調節して
速度を調節することができ、また同時にブレーキの調節
をすることができる。
【０１４３】以上のように、第一乃至第四の電動機を用
いた第二の搬送装置では、電動機１３０の操作レバー１
３２を前後に操作して、燃料バルブ切替器１４７を外周
方向または中心方向に移動させる。この移動にともなっ
て電動機１３０の回転力を変化させて、第二の搬送装置
に供給する動力を変化させることができる。また、電動
機１３０の燃料タンク１４２を交換したり補給したりす
ることにより、従来の二次電池とは異なり、短時間の内
に簡便に燃料を補給することができる。
いた第二の搬送装置では、電動機１３０の操作レバー１
３２を前後に操作して、燃料バルブ切替器１４７を外周
方向または中心方向に移動させる。この移動にともなっ
て電動機１３０の回転力を変化させて、第二の搬送装置
に供給する動力を変化させることができる。また、電動
機１３０の燃料タンク１４２を交換したり補給したりす
ることにより、従来の二次電池とは異なり、短時間の内
に簡便に燃料を補給することができる。
【０１４４】さらに、ラチェット部１５０及び燃料バル
ブ切替器１４７において、燃料バルブ切替器１４７の移
動幅を所望の程度に設定することにより、操作レバー１
３２の切替を所望の程度に設定することができる。その
ため、操作レバー１３２の切替の段数は自由に設定する
ことができる。
ブ切替器１４７において、燃料バルブ切替器１４７の移
動幅を所望の程度に設定することにより、操作レバー１
３２の切替を所望の程度に設定することができる。その
ため、操作レバー１３２の切替の段数は自由に設定する
ことができる。
【０１４５】
【発明の効果】本発明の燃料電池及び電動機は一体構造
をなすため、直接に燃料電池から電動機に電力を伝える
ことができ、燃料電池で生じた電圧が低い場合であって
も、燃料電池から取出した電力を直接的に効率良く電動
機に駆動力として用いることができる。また、燃料電池
の燃料として、負極側活性物質に水素やエタノール、正
極側活性物質に酸素自体や空気に含まれる酸素を用いる
ため、電気エネルギー以外で化学反応の結果生じるもの
が熱と水であり、環境負荷とならない。
をなすため、直接に燃料電池から電動機に電力を伝える
ことができ、燃料電池で生じた電圧が低い場合であって
も、燃料電池から取出した電力を直接的に効率良く電動
機に駆動力として用いることができる。また、燃料電池
の燃料として、負極側活性物質に水素やエタノール、正
極側活性物質に酸素自体や空気に含まれる酸素を用いる
ため、電気エネルギー以外で化学反応の結果生じるもの
が熱と水であり、環境負荷とならない。
【０１４６】本発明の電動機は、燃料電池に供給される
活性物質の量を制御する燃料制御部により制御すること
に同期して駆動し整流装置なくして駆動することがで
き、整流装置の整流子においる摩擦による電力損失や回
転力の低下、整流子の磨耗や整流子とブラシとの摩擦に
よる雑音が発生しない。さらに、制御装置を介在するこ
となく、燃料制御部により電圧を変化させて回転力を変
化させることができ、制御装置での電圧降下や電力損失
を発生させることなく、燃料電池で発生した電力を効率
良く利用して駆動することができる。また、電機子に燃
料電池を形成する種々の形態を組合せることによって、
燃料電池を一体となって有する様々な形態の電動機を形
成することができる。
活性物質の量を制御する燃料制御部により制御すること
に同期して駆動し整流装置なくして駆動することがで
き、整流装置の整流子においる摩擦による電力損失や回
転力の低下、整流子の磨耗や整流子とブラシとの摩擦に
よる雑音が発生しない。さらに、制御装置を介在するこ
となく、燃料制御部により電圧を変化させて回転力を変
化させることができ、制御装置での電圧降下や電力損失
を発生させることなく、燃料電池で発生した電力を効率
良く利用して駆動することができる。また、電機子に燃
料電池を形成する種々の形態を組合せることによって、
燃料電池を一体となって有する様々な形態の電動機を形
成することができる。
【０１４７】また、燃料電池において発生する電力を直
接的に効率良く利用することができるため、積層する燃
料電池セルは少数で燃料電池自体の容量も小さくなり、
その構造も簡略化され、電動機の小型化、生産コストの
低減を実現することができる。
接的に効率良く利用することができるため、積層する燃
料電池セルは少数で燃料電池自体の容量も小さくなり、
その構造も簡略化され、電動機の小型化、生産コストの
低減を実現することができる。
【０１４８】本発明の搬送装置は、上述の燃料電池を一
体構造で有する電動機を用いた搬送装置であり、小型で
簡略な電動機により駆動する。また、燃料源である燃料
電池の活性物質を簡単に交換することができるため、従
来の二次電池のように長時間充電する必要がなく、外部
の燃料タンクを取り替えることによって瞬時に燃料を供
給することができ、燃料の補給が簡便である。
体構造で有する電動機を用いた搬送装置であり、小型で
簡略な電動機により駆動する。また、燃料源である燃料
電池の活性物質を簡単に交換することができるため、従
来の二次電池のように長時間充電する必要がなく、外部
の燃料タンクを取り替えることによって瞬時に燃料を供
給することができ、燃料の補給が簡便である。
【図１】本発明における実施の形態の第一の電機子のコ
アーを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は
分解斜視図である。
アーを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は
分解斜視図である。
【図２】本発明における実施の形態の外部燃料タンクか
ら燃料電池に至る燃料流路を示す図であり、（ａ）は斜
視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は模式図である。
ら燃料電池に至る燃料流路を示す図であり、（ａ）は斜
視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は模式図である。
【図３】本発明における実施の形態のコアー内部燃料タ
ンクから燃料電池に至る燃料流路を示す図であり、
（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
ンクから燃料電池に至る燃料流路を示す図であり、
（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【図４】本発明における実施の形態の燃料電池の燃料供
給窓が形成されたヨークを示す斜視図である。
給窓が形成されたヨークを示す斜視図である。
【図５】本発明における実施の形態の一組の分割電極及
び非分割電極に配設したコイルを示す斜視図である。
び非分割電極に配設したコイルを示す斜視図である。
【図６】本発明における実施の形態の電機子に配設する
巻数が単数のコイルを示す斜視図である。
巻数が単数のコイルを示す斜視図である。
【図７】本発明における実施の形態の電機子のコアーに
巻数が複数のコイルを配設した斜視図である。
巻数が複数のコイルを配設した斜視図である。
【図８】本発明における実施の形態の第二の電機子のコ
アーを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は
分解斜視図である。
アーを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は
分解斜視図である。
【図９】本発明における実施の形態の第二の電機子の燃
料バルブから分割電極に至る燃料流路を示す図であり、
（ａ）は断面図であり、（ｂ）は模式図である。
料バルブから分割電極に至る燃料流路を示す図であり、
（ａ）は断面図であり、（ｂ）は模式図である。
【図１０】本発明における実施の形態の第二の電機子の
コアーにコイルを配設した電機子を示す斜視図である。
コアーにコイルを配設した電機子を示す斜視図である。
【図１１】本発明における実施の形態の第三の電機子の
コアーを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）
は分解斜視図である。
コアーを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）
は分解斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態の第三の電機子に配設す
るコイルを示す斜視図である。
るコイルを示す斜視図である。
【図１３】本発明における実施の形態の第三の電機子に
おけるコイルの配線を示す斜視図である。
おけるコイルの配線を示す斜視図である。
【図１４】本発明における実施の形態の第四の電機子の
コアーを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）
は分解斜視図である。
コアーを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）
は分解斜視図である。
【図１５】本発明における実施の形態の第四の電機子に
おけるコイルの配線を示す斜視図である。
おけるコイルの配線を示す斜視図である。
【図１６】本発明における実施の形態の第四の電機子に
おけるコイルの配線を示す斜視図である。
おけるコイルの配線を示す斜視図である。
【図１７】本発明における実施の形態の界磁及びヨーク
を示す分解斜視図である。
を示す分解斜視図である。
【図１８】本発明における実施の形態の第一の電機子を
用いた電動機を示す斜視図である。
用いた電動機を示す斜視図である。
【図１９】本発明における実施の形態の燃料制御部を示
す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は正面図で
ある。
す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は正面図で
ある。
【図２０】本発明における実施の形態の燃料バルブ及び
燃料流路を示す斜視図である。
燃料流路を示す斜視図である。
【図２１】本発明における実施の形態の燃料制御部の燃
料バルブ切替器の移動を示す正面図であり、（ａ）は燃
料バルブ切替器が燃料バルブに近い位置に配置される場
合の正面図であり、（ｂ）は燃料バルブ切替器が燃料バ
ルブに遠い位置に配置される場合の正面図である。
料バルブ切替器の移動を示す正面図であり、（ａ）は燃
料バルブ切替器が燃料バルブに近い位置に配置される場
合の正面図であり、（ｂ）は燃料バルブ切替器が燃料バ
ルブに遠い位置に配置される場合の正面図である。
【図２２】本発明における実施の形態の燃料バルブ切替
器が燃料バルブに近い位置に配置される場合の回転時の
燃料制御部を示す正面図である。
器が燃料バルブに近い位置に配置される場合の回転時の
燃料制御部を示す正面図である。
【図２３】本発明における実施の形態の燃料バルブ切替
器が燃料バルブに近い位置に配置される場合の回転時の
電動機を示す断面図である。
器が燃料バルブに近い位置に配置される場合の回転時の
電動機を示す断面図である。
【図２４】本発明における実施の形態の燃料バルブ切替
器が燃料バルブに遠い位置に配置される場合の回転時の
燃料制御部を示す正面図である。
器が燃料バルブに遠い位置に配置される場合の回転時の
燃料制御部を示す正面図である。
【図２５】本発明における実施の形態の燃料バルブ切替
器が燃料バルブに遠い位置に配置される場合の回転時の
電動機を示す断面図である。
器が燃料バルブに遠い位置に配置される場合の回転時の
電動機を示す断面図である。
【図２６】本発明における実施の形態の回転時の燃料流
路の開閉を示す回転角を軸とした時系列図であり、
（ａ）は燃料バルブ切替器が燃料バルブに近い位置に配
置される場合の時系列図であり、（ｂ）は燃料バルブ切
替器が燃料バルブに遠い位置に配置される場合の時系列
図である。
路の開閉を示す回転角を軸とした時系列図であり、
（ａ）は燃料バルブ切替器が燃料バルブに近い位置に配
置される場合の時系列図であり、（ｂ）は燃料バルブ切
替器が燃料バルブに遠い位置に配置される場合の時系列
図である。
【図２７】本発明における実施の形態の第一の搬送装置
を示す全体図である。
を示す全体図である。
【図２８】本発明における実施の形態の第一の搬送装置
の後輪及び電動機を示す側面拡大図である。
の後輪及び電動機を示す側面拡大図である。
【図２９】本発明における実施の形態の第一の搬送装置
の後輪及び電動機を示す後方拡大図である。
の後輪及び電動機を示す後方拡大図である。
【図３０】本発明における実施の形態の第二の搬送装置
を示す全体図である。
を示す全体図である。
【図３１】本発明における実施の形態の第二の搬送装置
の車輪及び電動機を示す後方拡大図である。
の車輪及び電動機を示す後方拡大図である。
【図３２】本発明における実施の形態の第二の搬送装置
の車輪及び電動機を示す側面拡大図である。
の車輪及び電動機を示す側面拡大図である。
【図３３】本発明における実施の形態の第二の搬送装置
の操作レバーの動作を示す模式図である。
の操作レバーの動作を示す模式図である。
１１，４１，６１，７１ コアー
１２，４２ａ，４２ｂ 分割電極
１３，４３ａ，４３ｂ，６３，７３ 電解質
１４，４４ａ，４４ｂ 非分割電極
１５，４５ａ，４５ｂ，６５，７５ 絶縁物質
１６ａ、１６ｂ，４６ａ，４６ｂ，９９ａ，９９ｂ 燃
料流路 １７，１１２ 外部燃料タンク １８，４８，６８，７８，９８，１１８，１４８ 回転
軸 １９，４９，９５ａ，９５ｂ，９５ｃ，１１９，１４９
燃料バルブ ２０ コアー内部燃料タンク ２１ 補給口 ２２ 栓 ２３ 燃料供給窓 ２４，２５，４７，１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１
０４ｂ コイル ２６ 引き出されたコイル ２７ 内側電極 ６４ 外側電極 ７２ 溝側面側電極 ７４ 溝中心側電極 ７６ 溝 ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７８ａ，７８ｂ，７
８ｃ，７８ｄ 電流取出し点 ６９，７７ 板状コイル ９１ａ，９１ｂ ヨーク ９２ 界磁 ９３ 電機子 ９６，１１７，１４７ 燃料バルブ切替器 ９７，１２１，１５１ 固定部材 １００ 弾性部材 １０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ 燃料電池 １０２ 可動部材 １１０，１３０ 電動機 １１１ 補助量制御レバー １１３ 燃料供給パイプ １１４ 排水カバー １１５，１３５ 後輪 １１６ フレーム １２０，１５０ ラチェット部 １２２ａ，１２２ｂ，１５２ａ，１５２ｂ ローラ部 １２３，１５４ ローラ部固定部材 １２４ 牽引部材 １２５ 弾性部材 １３１ ハンドル １３２ 操作レバー １３３ ペダル １３４ ブレーキ部 １３６ 回転軸保持部 １３７ タイヤ １３８ スポーク １３９ ペダル保持部 １４０ａ、１４０ｂ 連結部 １４１ 操作レバー弾性部材 １４２ 燃料タンク １５３ ブレーキシュー
料流路 １７，１１２ 外部燃料タンク １８，４８，６８，７８，９８，１１８，１４８ 回転
軸 １９，４９，９５ａ，９５ｂ，９５ｃ，１１９，１４９
燃料バルブ ２０ コアー内部燃料タンク ２１ 補給口 ２２ 栓 ２３ 燃料供給窓 ２４，２５，４７，１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１
０４ｂ コイル ２６ 引き出されたコイル ２７ 内側電極 ６４ 外側電極 ７２ 溝側面側電極 ７４ 溝中心側電極 ７６ 溝 ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７８ａ，７８ｂ，７
８ｃ，７８ｄ 電流取出し点 ６９，７７ 板状コイル ９１ａ，９１ｂ ヨーク ９２ 界磁 ９３ 電機子 ９６，１１７，１４７ 燃料バルブ切替器 ９７，１２１，１５１ 固定部材 １００ 弾性部材 １０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ 燃料電池 １０２ 可動部材 １１０，１３０ 電動機 １１１ 補助量制御レバー １１３ 燃料供給パイプ １１４ 排水カバー １１５，１３５ 後輪 １１６ フレーム １２０，１５０ ラチェット部 １２２ａ，１２２ｂ，１５２ａ，１５２ｂ ローラ部 １２３，１５４ ローラ部固定部材 １２４ 牽引部材 １２５ 弾性部材 １３１ ハンドル １３２ 操作レバー １３３ ペダル １３４ ブレーキ部 １３６ 回転軸保持部 １３７ タイヤ １３８ スポーク １３９ ペダル保持部 １４０ａ、１４０ｂ 連結部 １４１ 操作レバー弾性部材 １４２ 燃料タンク １５３ ブレーキシュー
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｚ
Ｈ０２Ｋ 23/00 Ｈ０２Ｋ 23/00 Ａ
Claims (42)
- 【請求項１】 電動機を駆動する燃料電池において、燃
料電池セルを前記電動機の電機子に積層して前記電機子
と一体となって形成されることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】 前記燃料電池セルは前記電機子の回転軸
の軸方向に対して垂直若しくは平行に積層して形成され
ることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】 前記燃料電池セルは前記電機子のコアー
の外部境界面若しくは中途部に積層して形成されること
を特徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項４】 前記燃料電池セルは負極側電極、電解
質、及び正極側電極からなることを特徴とする請求項１
記載の燃料電池。 - 【請求項５】 前記負極側電極若しくは前記正極側電極
のいずれか一方でコアーに近接して積層される電極は前
記コアー内部より活性物質を供給されることを特徴とす
る請求項４記載の燃料電池。 - 【請求項６】 前記負極側電極に供給される活性物質は
水素ガス若しくは水素分子を含む物質であることを特徴
とする請求項４記載の燃料電池。 - 【請求項７】 前記正極側電極に供給される活性物質は
空気中の酸素であることを特徴とする請求項４記載の燃
料電池。 - 【請求項８】 電動機の電機子に燃料電池セルが形成さ
れており、燃料電池セルに供給される活性物質の量が燃
料制御部により制御され、前記燃料制御部による制御と
同期して前記電動機を駆動させることを特徴とする燃料
電池。 - 【請求項９】 前記燃料電池セルは前記電機子の回転軸
の軸方向に対して垂直若しくは平行に積層して形成され
ることを特徴とする請求項８記載の燃料電池。 - 【請求項１０】 前記燃料電池セルは前記電機子のコア
ーの外部境界面若しくは中途部に積層して形成されるこ
とを特徴とする請求項８記載の燃料電池。 - 【請求項１１】 前記燃料制御部は燃料バルブ及び燃料
バルブ切替器からなることを特徴とする請求項８記載の
燃料電池。 - 【請求項１２】 前記燃料バブルは前記電機子の回転軸
に該回転軸の軸方向に対して垂直に形成されることを特
徴とする請求項１１記載の燃料電池。 - 【請求項１３】 前記燃料バルブ切替器は前記電動機の
ヨークの外部側面に形成されることを特徴とする請求項
１１記載の燃料電池。 - 【請求項１４】 燃料電池の燃料電池セルが電機子に積
層されて前記電機子と一体となって形成されることを特
徴とする電動機。 - 【請求項１５】 前記燃料電池セルは前記電機子の回転
軸の軸方向に対して垂直若しくは平行に積層されること
を特徴とする請求項１４記載の電動機。 - 【請求項１６】 前記燃料電池セルは前記電機子のコア
ーの外部境界面若しくは中途部に積層されることを特徴
とする請求項１４記載の電動機。 - 【請求項１７】 前記燃料電池セルは負極側電極、電解
質、及び正極側電極からなることを特徴とする請求項１
４記載の電動機。 - 【請求項１８】 前記負極側電極若しくは前記正極側電
極のいずれか一方でコアーに近接して積層される電極は
前記コアー内部より活性物質を供給されることを特徴と
する請求項１７記載の電動機。 - 【請求項１９】 前記負極側電極に供給される活性物質
は水素ガス若しくは水素分子を含む物質であることを特
徴とする請求項１７記載の電動機。 - 【請求項２０】 前記正極側電極に供給される活性物質
は空気中の酸素であることを特徴とする請求項１７記載
の電動機。 - 【請求項２１】 電機子に燃料電池セルが形成されてお
り、燃料電池セルに供給される活性物質の量を燃料制御
部により制御し、前記燃料制御部による制御と同期して
駆動することを特徴とする電動機。 - 【請求項２２】 前記燃料電池セルは前記電機子の回転
軸の軸方向に対して垂直若しくは平行に積層して形成さ
れることを特徴とする請求項２１記載の電動機。 - 【請求項２３】 前記燃料電池セルは前記電機子のコア
ーの外部境界面若しくは中途部に積層して形成されるこ
とを特徴とする請求項２１記載の電動機。 - 【請求項２４】 前記燃料制御部は燃料バルブ及び燃料
バルブ切替器からなることを特徴とする請求項２１記載
の電動機。 - 【請求項２５】 前記燃料バブルは前記電機子の回転軸
に該回転軸の軸方向に対して垂直に形成されることを特
徴とする請求項２４記載の電動機。 - 【請求項２６】 前記燃料バルブ切替器は前記電動機の
ヨークの外部側面に形成されることを特徴とする請求項
２４記載の電動機。 - 【請求項２７】 燃料電池の燃料電池セルが電機子に積
層されて前記電機子と一体となって形成される電動機の
駆動方法であって、前記燃料電池セルに供給される活性
物質の量を燃料制御部により制御し、前記燃料制御部に
よる制御と同期して駆動することを特徴とする電動機の
駆動方法。 - 【請求項２８】 前記燃料電池セルは前記電機子の回転
軸の軸方向に対して垂直若しくは平行に積層して形成さ
れることを特徴とする請求項２７記載の電動機の駆動方
法。 - 【請求項２９】 前記燃料電池セルは前記電機子のコア
ーの外部境界面若しくは中途部に積層して形成されるこ
とを特徴とする請求項２７記載の電動機の駆動方法。 - 【請求項３０】 前記活性物質は前記コアーの内部より
供給されることを特徴とする請求項２７記載の電動機の
駆動方法。 - 【請求項３１】 前記燃料制御部は燃料バルブ及び燃料
バルブ切替器からなることを特徴とする請求項２７記載
の電動機の駆動方法。 - 【請求項３２】 前記燃料バルブは前記電機子の回転軸
に該回転軸の軸方向に対して垂直に形成されることを特
徴とする請求項３１記載の電動機の駆動方法。 - 【請求項３３】 前記燃料バルブ切替器はヨークの外部
側面に形成されることを特徴とする請求項３１記載の電
動機の駆動方法。 - 【請求項３４】 電動機の電機子と一体構造をなす燃料
電池及び前記燃料電池に供給する活性物質の量を制御す
る燃料制御部を有し、前記活性物質の量を前記燃料制御
部により制御し、前記燃料制御部による制御と同期して
駆動する電動機と、前記電動機の動力を伝える動力伝導
部とを有することを特徴とする搬送装置。 - 【請求項３５】 前記燃料電池は燃料電池セルからなる
ことを特徴とする請求項３４記載の搬送装置。 - 【請求項３６】 前記燃料電池セルは前記電機子の回転
軸の軸方向に対して垂直若しくは平行に積層して形成さ
れることを特徴とする請求項３５記載の搬送装置。 - 【請求項３７】 前記燃料電池セルは前記電機子のコア
ーの外部境界面若しくは中途部に積層して形成されるこ
とを特徴とする請求項３５記載の搬送装置。 - 【請求項３８】 前記活性物質は前記コアーの内部より
供給されることを特徴とする請求項３４記載の搬送装
置。 - 【請求項３９】 前記燃料制御部は燃料バルブ及び燃料
バルブ切替器からなることを特徴とする請求項３４記載
の搬送装置。 - 【請求項４０】 前記燃料バルブは前記電機子の回転軸
に該回転軸の軸方向に対して垂直に形成されることを特
徴とする請求項３９記載の搬送装置。 - 【請求項４１】 前記燃料バルブ切替器は前記電動機の
ヨークの外部側面に形成されることを特徴とする請求項
３９記載の搬送装置。 - 【請求項４２】 前記動力伝導部は車輪からなることを
特徴とする請求項３４記載の搬送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239985A JP2003051330A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 燃料電池、電動機、電動機の駆動方法、及び搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239985A JP2003051330A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 燃料電池、電動機、電動機の駆動方法、及び搬送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003051330A true JP2003051330A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19070663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001239985A Pending JP2003051330A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 燃料電池、電動機、電動機の駆動方法、及び搬送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003051330A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016107363A1 (de) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | Shimano Inc. | Elektrische Fahrradkomponente |
| CN109665050A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 株式会社岛野 | 自行车用驱动单元 |
-
2001
- 2001-08-07 JP JP2001239985A patent/JP2003051330A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016107363A1 (de) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | Shimano Inc. | Elektrische Fahrradkomponente |
| DE102016107363B4 (de) | 2016-04-21 | 2025-02-13 | Shimano Inc. | Elektrische Fahrradkomponente |
| CN109665050A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 株式会社岛野 | 自行车用驱动单元 |
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