発電機構造
【課題】従来の発電機構造は、負荷による反磁界を考慮して出力向上のために界磁ＡＴを増やす必要があり、界磁電流による発熱量の増大及び界磁巻線の巻回数の増大により、外形の小型化が難しくなっていた。
【解決手段】本発明による発電機構造は、例えば図中２時及び３時の歯部５ｂ，５ｃからなる対をなす各歯部５ｂ，５ｃを界磁磁束６ａが通過するように界磁巻線６が巻回されるとともに、これら一対の歯部５ｂ毎にＵ，Ｖ，Ｗ相の出力巻線７が巻回され、前記輪状基部５ａには一対の歯部５ｂ毎にマグネット８が貼り付けられ、これらマグネット磁束８ａと界磁磁束６ａとによって前記出力巻線７を励磁する構成とした。
【解決手段】本発明による発電機構造は、例えば図中２時及び３時の歯部５ｂ，５ｃからなる対をなす各歯部５ｂ，５ｃを界磁磁束６ａが通過するように界磁巻線６が巻回されるとともに、これら一対の歯部５ｂ毎にＵ，Ｖ，Ｗ相の出力巻線７が巻回され、前記輪状基部５ａには一対の歯部５ｂ毎にマグネット８が貼り付けられ、これらマグネット磁束８ａと界磁磁束６ａとによって前記出力巻線７を励磁する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機構造に関し、特に、対をなす磁極間毎に前記輪状基部にマグネットを各々設け、界磁巻線とともにマグネットの磁束により出力巻線を励磁することで、界磁電流による発熱又は界磁巻線の巻回数を小さく抑え、外形を小型化するための新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に従来用いられていたこの種の発電機構造は、図３に示すように構成されている。図３は、従来の発電機構造を示す構成図である。図において、シャフト３は軸受を介して図示しないケースに回転自在に設けられている。このシャフト３の外周にはロータ４が設けられており、このロータ４は中心から互いに逆方向に突出する突部４ａが設けられた板状体により構成されている。前記ロータ４の外周位置には輪状ステータコア５が配設されており、この輪状ステータコア５の輪状基部５ａからは周方向に互いに間隔を置いて複数の歯部５ｂ，５ｃが内方に突出している。これら各歯部５ｂ，５ｃには界磁巻線６と出力巻線７とがそれぞれ巻回されている。
【０００３】
次に、動作について説明する。前記界磁巻線６には直流電圧が印加されて界磁磁束６ａが発生し、この界磁磁束６ａによって出力巻線７が励磁される。前記ロータ４が回転することで前記突部４ａにより前記ロータ４と前記輪状ステータコア５との間のギャップが変化し、前記輪状ステータコア５から見たパーミアンスが変化する。そして、このギャップ及びパーミアンスの変化によって前記出力巻線７からＵ，Ｖ，Ｗ相の３相交流電力が出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の発電機構造では、負荷による反磁界を考慮して出力向上のために界磁ＡＴ（界磁アンペアターン）を増やす必要がある。このため、界磁ＡＴを増やすために界磁電流を大きくすると、界磁巻線６での発熱量が多くなり冷却性能を上げるために外形の小型化が難しくなる。また、前記界磁ＡＴを増やすために前記界磁巻線６の巻回数を多くしたとしても、やはり外形の小型化が難しくなる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、界磁電流による発熱又は界磁巻線の巻回数を小さく抑えることができ、外形を小型化できる発電機構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発電機構造は、ケースに軸受を介して回転自在に設けられたシャフトと、前記シャフトの外周に設けられたロータと、前記ロータの外周位置に配設され、複数の歯部が周方向に互いに間隔を置いて輪状基部から内方へ突出する輪状ステータコアと、前記各歯部に巻回され直流電圧が印加される界磁巻線と、前記界磁巻線とともに前記歯部に巻回された出力巻線と、前記輪状基部に設けられ対をなす前記歯部間毎に各々設けられたマグネットとを備え、前記各マグネットは互いに隣接する極が同極であり、前記出力巻線は、前記界磁巻線及び前記マグネットからの磁束により励磁され、前記ロータの回転によって変化する前記ロータと前記輪状ステータコアとの間のギャップに応じて３相交流電力を出力する構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の発電機構造によれば、対をなす磁極間毎に輪状基部にマグネットを各々設け、界磁巻線とともにマグネットの磁束により出力巻線を励磁するので、界磁ＡＴを増やさなくても出力を向上でき、界磁電流による発熱又は界磁巻線の巻回数を小さく抑えることができ、外形を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による発電機構造を示す断面図であり、図２は図１のロータ４及び輪状ステータコア５を示す正面図である。なお、従来構造と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図において、箱形のケース１の軸受孔１ａには軸受２を介してシャフト３が回転自在に設けられている。このシャフト３の外周にはロータ４が設けられており、このロータ４は中心から互いに逆方向に突出する突部４ａが設けられた板状体に構成されている。前記ロータ４の外周位置には輪状ステータコア５が配設されており、この輪状ステータコア５の輪状基部５ａからは周方向に互いに間隔を置いて複数の歯部５ｂ，５ｃが内方に突出している。すなわち、前記ロータ４が回転することで前記突部４ａにより前記ロータ４と前記輪状ステータコア５との間のギャップが変化し、前記輪状ステータコア５から見たパーミアンスが変化する。
【０００９】
前記各歯部５ｂ，５ｃには直流電圧が印加される界磁巻線６と３相交流電力を出力する出力巻線７とがそれぞれ巻回されており、詳しくは、例えば図２における２時及び３時の歯部５ｂ，５ｃからなる対をなす各歯部５ｂ，５ｃを界磁磁束６ａが通過するように界磁巻線６が巻回され、これら一対の歯部５ｂ，５ｃ毎にＵ，Ｖ，Ｗ相の出力巻線７が巻回されている。前記輪状基部５ａには一対の歯部５ｂ，５ｃ毎に図示しない溝が設けられており、これら溝にマグネット８がそれぞれ貼り付けられている。これらマグネット８は互いに隣接する極が同極となる向きに輪状基部５ａの全周にわたり配置されている。
【００１０】
次に、作用について説明する。図２に示すように、マグネット８から発生するマグネット磁束８ａは界磁磁束６ａと同じ向きであり、前記出力巻線７はこれらマグネット磁束８ａと界磁磁束６ａとの相乗磁束によって励磁される。つまり、マグネット磁束８ａがバイアスとなり、界磁電流又は界磁巻線６の巻回数を従来構造に比べて小さくしたとしても同程度の出力を保つことができ、界磁電流による発熱又は界磁巻線６の巻回数を小さく抑えることができ、外形を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による発電機構造を示す断面図である。
【図２】図１のロータ及び輪状ステータコアを示す正面図である。
【図３】従来の発電機構造を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１２】
１ ケース、２ 軸受、３ シャフト、４ ロータ、５ 輪状ステータコア、５ａ 輪状基部、５ｂ，５ｃ 歯部、６ 界磁巻線、６ａ 界磁磁束、７ 出力巻線、８ マグネット、８ａ マグネット磁束。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機構造に関し、特に、対をなす磁極間毎に前記輪状基部にマグネットを各々設け、界磁巻線とともにマグネットの磁束により出力巻線を励磁することで、界磁電流による発熱又は界磁巻線の巻回数を小さく抑え、外形を小型化するための新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に従来用いられていたこの種の発電機構造は、図３に示すように構成されている。図３は、従来の発電機構造を示す構成図である。図において、シャフト３は軸受を介して図示しないケースに回転自在に設けられている。このシャフト３の外周にはロータ４が設けられており、このロータ４は中心から互いに逆方向に突出する突部４ａが設けられた板状体により構成されている。前記ロータ４の外周位置には輪状ステータコア５が配設されており、この輪状ステータコア５の輪状基部５ａからは周方向に互いに間隔を置いて複数の歯部５ｂ，５ｃが内方に突出している。これら各歯部５ｂ，５ｃには界磁巻線６と出力巻線７とがそれぞれ巻回されている。
【０００３】
次に、動作について説明する。前記界磁巻線６には直流電圧が印加されて界磁磁束６ａが発生し、この界磁磁束６ａによって出力巻線７が励磁される。前記ロータ４が回転することで前記突部４ａにより前記ロータ４と前記輪状ステータコア５との間のギャップが変化し、前記輪状ステータコア５から見たパーミアンスが変化する。そして、このギャップ及びパーミアンスの変化によって前記出力巻線７からＵ，Ｖ，Ｗ相の３相交流電力が出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の発電機構造では、負荷による反磁界を考慮して出力向上のために界磁ＡＴ（界磁アンペアターン）を増やす必要がある。このため、界磁ＡＴを増やすために界磁電流を大きくすると、界磁巻線６での発熱量が多くなり冷却性能を上げるために外形の小型化が難しくなる。また、前記界磁ＡＴを増やすために前記界磁巻線６の巻回数を多くしたとしても、やはり外形の小型化が難しくなる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、界磁電流による発熱又は界磁巻線の巻回数を小さく抑えることができ、外形を小型化できる発電機構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発電機構造は、ケースに軸受を介して回転自在に設けられたシャフトと、前記シャフトの外周に設けられたロータと、前記ロータの外周位置に配設され、複数の歯部が周方向に互いに間隔を置いて輪状基部から内方へ突出する輪状ステータコアと、前記各歯部に巻回され直流電圧が印加される界磁巻線と、前記界磁巻線とともに前記歯部に巻回された出力巻線と、前記輪状基部に設けられ対をなす前記歯部間毎に各々設けられたマグネットとを備え、前記各マグネットは互いに隣接する極が同極であり、前記出力巻線は、前記界磁巻線及び前記マグネットからの磁束により励磁され、前記ロータの回転によって変化する前記ロータと前記輪状ステータコアとの間のギャップに応じて３相交流電力を出力する構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の発電機構造によれば、対をなす磁極間毎に輪状基部にマグネットを各々設け、界磁巻線とともにマグネットの磁束により出力巻線を励磁するので、界磁ＡＴを増やさなくても出力を向上でき、界磁電流による発熱又は界磁巻線の巻回数を小さく抑えることができ、外形を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による発電機構造を示す断面図であり、図２は図１のロータ４及び輪状ステータコア５を示す正面図である。なお、従来構造と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図において、箱形のケース１の軸受孔１ａには軸受２を介してシャフト３が回転自在に設けられている。このシャフト３の外周にはロータ４が設けられており、このロータ４は中心から互いに逆方向に突出する突部４ａが設けられた板状体に構成されている。前記ロータ４の外周位置には輪状ステータコア５が配設されており、この輪状ステータコア５の輪状基部５ａからは周方向に互いに間隔を置いて複数の歯部５ｂ，５ｃが内方に突出している。すなわち、前記ロータ４が回転することで前記突部４ａにより前記ロータ４と前記輪状ステータコア５との間のギャップが変化し、前記輪状ステータコア５から見たパーミアンスが変化する。
【０００９】
前記各歯部５ｂ，５ｃには直流電圧が印加される界磁巻線６と３相交流電力を出力する出力巻線７とがそれぞれ巻回されており、詳しくは、例えば図２における２時及び３時の歯部５ｂ，５ｃからなる対をなす各歯部５ｂ，５ｃを界磁磁束６ａが通過するように界磁巻線６が巻回され、これら一対の歯部５ｂ，５ｃ毎にＵ，Ｖ，Ｗ相の出力巻線７が巻回されている。前記輪状基部５ａには一対の歯部５ｂ，５ｃ毎に図示しない溝が設けられており、これら溝にマグネット８がそれぞれ貼り付けられている。これらマグネット８は互いに隣接する極が同極となる向きに輪状基部５ａの全周にわたり配置されている。
【００１０】
次に、作用について説明する。図２に示すように、マグネット８から発生するマグネット磁束８ａは界磁磁束６ａと同じ向きであり、前記出力巻線７はこれらマグネット磁束８ａと界磁磁束６ａとの相乗磁束によって励磁される。つまり、マグネット磁束８ａがバイアスとなり、界磁電流又は界磁巻線６の巻回数を従来構造に比べて小さくしたとしても同程度の出力を保つことができ、界磁電流による発熱又は界磁巻線６の巻回数を小さく抑えることができ、外形を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による発電機構造を示す断面図である。
【図２】図１のロータ及び輪状ステータコアを示す正面図である。
【図３】従来の発電機構造を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１２】
１ ケース、２ 軸受、３ シャフト、４ ロータ、５ 輪状ステータコア、５ａ 輪状基部、５ｂ，５ｃ 歯部、６ 界磁巻線、６ａ 界磁磁束、７ 出力巻線、８ マグネット、８ａ マグネット磁束。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（１）に軸受（２）を介して回転自在に設けられたシャフト（３）と、
前記シャフト（３）の外周に設けられたロータ（４）と、
前記ロータ（４）の外周位置に配設され、複数の歯部（５ｂ，５ｃ）が周方向に互いに間隔を置いて輪状基部（５ａ）から内方へ突出する輪状ステータコア（５）と、
前記各歯部（５ｂ，５ｃ）に巻回され直流電圧が印加される界磁巻線（６）と、
前記界磁巻線（６）とともに前記歯部（５ｂ，５ｃ）に巻回された出力巻線（７）と、
前記輪状基部（５ａ）に設けられ対をなす前記歯部（５ｂ，５ｃ）間毎に各々設けられたマグネット（８）と
を備え、
前記各マグネット（８）は互いに隣接する極が同極であり、
前記出力巻線（７）は、前記界磁巻線（６）及び前記マグネット（８）からの磁束（６ａ，８ａ）により励磁され、前記ロータ（４）の回転によって変化する前記ロータ（４）と前記輪状ステータコア（５）との間のギャップに応じて３相交流電力を出力することを特徴とする発電機構造。
【請求項１】
ケース（１）に軸受（２）を介して回転自在に設けられたシャフト（３）と、
前記シャフト（３）の外周に設けられたロータ（４）と、
前記ロータ（４）の外周位置に配設され、複数の歯部（５ｂ，５ｃ）が周方向に互いに間隔を置いて輪状基部（５ａ）から内方へ突出する輪状ステータコア（５）と、
前記各歯部（５ｂ，５ｃ）に巻回され直流電圧が印加される界磁巻線（６）と、
前記界磁巻線（６）とともに前記歯部（５ｂ，５ｃ）に巻回された出力巻線（７）と、
前記輪状基部（５ａ）に設けられ対をなす前記歯部（５ｂ，５ｃ）間毎に各々設けられたマグネット（８）と
を備え、
前記各マグネット（８）は互いに隣接する極が同極であり、
前記出力巻線（７）は、前記界磁巻線（６）及び前記マグネット（８）からの磁束（６ａ，８ａ）により励磁され、前記ロータ（４）の回転によって変化する前記ロータ（４）と前記輪状ステータコア（５）との間のギャップに応じて３相交流電力を出力することを特徴とする発電機構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−４４７８４（Ｐ２００９−４４７８４Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０４０６２（Ｐ２００７−２０４０６２）
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【Ｆターム（参考）】
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