JPH0510539Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〓産業上の利用分野〓 本考案は同期電機の一種である誘導子型発電機
に係り、とくに高価な積層材を局部的に使用して
高出力の発電を行なうようにした誘導子型発電機
に関する。

〓従来技術〓 同期発電機の一種として誘導子型発電機が知ら
れている。この発電機は固定子に電機子コイルと
界磁コイルとを設けておき、回転子側に誘導子磁
極を設けるようにしたものである。従つて界磁コ
イルを励磁すると、回転子の回転に伴なつて誘導
子磁極によつて磁束密度が一定の周期で変化する
ことになる。しかもこの磁束は固定子側の電機子
コイルと鎖交するために、上記電機子コイルに出
力電圧を誘起することになり、これを発電出力と
して取出して利用することができる。そしてこの
ような誘導子型発電機は、回転子側にコイルを設
ける必要がなく、このためにブラシやスリツプリ
ングを必要とせず、簡単な構造によつて高周波電
力を得ることができるようになる。

さらにこのような誘導子型発電機において、誘
導子磁極の1/2のピツチでポールコアを固定子に
設けるとともに、これらのポールコアにそれぞれ
界磁コイルを巻装し、しかもこれらのポールコア
の磁束の向きが２つおきに反転するように界磁コ
イルに電流を流し、さらに互に異なる向きに磁化
される隣接する一対のポールコアに共通の電機子
コイルを跨つて巻装するようにすると、誘導子磁
極がポールコアのピツチに相当する角度だけ回転
する度に電機子コイルと鎖交する磁束の向きが完
全に反転するようになる。従つてこのような誘導
子型発電機は磁束の強さが周期的に増減するもの
に比べれば、!?かに高い発電出力を得ることが可
能になる。

〓考案が解決しようとする課題〓 さらにこのような誘導子型発電機において、そ
の効率を高めるためには、磁路を構成する磁性材
料として高性能のものを用いればよい。しかし珪
素鋼板の積層材を総ての部分に使用すると、コス
トが高くなるという欠点がある。一方上記のよう
に磁束の向きが完全に反転するような誘導子型発
電機においては、固定子側のヨークの互に同じ極
に磁化されるポールコアの間では磁束の方向が反
転するが、互に異なる極に磁化されるポールコア
の間のヨークを通過する磁束の方向は反転せず、
増減するのみである。従つて磁束の変化の少ない
部分について高性能の珪素鋼板を用いても、発電
効率の改善に大きく役立つことがないことが理解
される。

〓考案の目的〓 本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、珪素鋼板等の高性能の積層材を局部
的に用いることによつて、その効率を著しく向上
させるようにした誘導子型発電機を提供すること
を目的とするものである。

〓課題を解決する手段とその作用〓 本考案は、回転子側に誘導子磁極を設けるとと
もに、固定子側に電機子コイルと界磁コイルとを
設けるようにした誘導子型発電機において、 前記誘導子磁極の1/2のピツチでポールコアを
固定子側に設けるとともに、これらのポールコア
にそれぞれ界磁コイルを巻装し、これらのポール
コアが２つおきに極性が逆になるように前記界磁
コイルによつて励磁し、互いに異なる極性に磁化
される隣接する一対のポールコアに共通の電機子
コイルを巻装するようになし、 しかも前記電機子コイルと界磁コイルとが巻装
されているポールコアを取付けている固定子ヨー
クを非積層材から構成するとともに、前記界磁コ
イルによつて同極に磁化される固定子のポールコ
ア間のヨークにのみ高性能磁性材料から成る積層
材を設けるようにしたことを特徴とする誘導子型
発電機に関するものであつて、 高性能磁性材料から成る積層材の使用量を最小
限にするとともに、このような最小限の使用量の
高性能磁性材料によつて発電機の効率を効果的に
高めるようにしたものである。

〓実施例〓 以下本考案を図示の一実施例につき説明する。
本実施例は本考案に係る誘導子型発電機を自動車
のリターダに適用したものである。すなわち第１
図に示すように自動車のエンジン１の背面側には
フライホイールハウジング２が設けられており、
このハウジング２内には第２図に示すクランクシ
ヤフト３に固着されたフライホイール４が収納さ
れている。さらにフライホイールハウジング２の
背面側にはトランスミツシヨン５が配されてお
り、このトランスミツシヨン５によつて上記エン
ジン１の回転を適当な回転数に変速し、プロペラ
シヤフト６を介して駆動輪に伝達するように構成
されている。

つぎに上記フライホイールハウジング２内に収
納されたフライホイール４の構造について第２図
につき説明すると、このフライホイール２がリタ
ーダを構成する誘導子型発電機の回転子を形成し
ており、その外周面上には所定のピツチで誘導子
磁極７が配置されている。さらにフライホイール
ハウジング２の上下にはそれぞれケース８が設け
られており、このケース８内に誘導子型発電機の
固定子が収納されている。

このケース８内の固定子の構造について第３図
につき説明すると、ケース８内には誘導子磁極７
の1/2のピツチでポールコア９が配置されている。
ポールコア９の下端部は微小なエアギヤツプを介
して上記誘導子磁極７と対向するようになつてお
り、またこのポールコア９の上端部は固定子ヨー
ク１０を介して、ケース８の蓋板に固着されるよ
うになつている。そしてポールコア９には電機子
コイル１１と界磁コイル１２とがそれぞれ巻装さ
れている。界磁コイル１２はそれぞれのポールコ
ア９に１つずつ巻装されており、これに対して電
機子コイル１１は互に燐接する２つのポールコア
９に跨つて巻装されるようになつている。さらに
上記界磁コイル１２はポールコア９を２つずつ互
に逆向きに磁化するようになつており、電機子コ
イル１１は互に異なる向きに磁化される隣接する
一対のポールコア９に跨つて巻装されるようにな
つている。

さらに本実施例に係る誘導子型発電機において
は、その固定子の互に同じ極に磁化されるポール
コア９間に積層材１３が取付けられている。この
積層材１３は珪素鋼板から構成されており、固定
子ヨーク１０の下面に固着されている。なお互に
異なつた極に磁化されるポールコア９間において
は、積層材１３が設けられず、空隙が形成される
ようになつている。

つぎに以上のような構成に係る誘導子型発電機
から成るリターダの動作について説明する。この
リターダを備えた自動車が長い坂を下る場合に
は、例えば運転席に設けられているリターダスイ
ツチを投入する。するとこれによつて第２図に示
すコントローラ１４を介してバツテリ１５から第
３図に示す界磁コイル１２に電流が流れる。この
コイル１２は固定子のポールコア９を２つずつ互
に異極となるように磁化する。従つてある瞬間に
おいては第３図において点線で示すような磁気回
路１６が形成され、この磁気回路１６を磁束が通
過することになる。この磁束の向きは同図におい
て矢印で示す方向となる。つぎにフライホイール
４がポールコア９のピツチに相当する角度だけ回
転した場合には、第４図において点線で示す磁気
回路１７が形成され、矢印で示す方向にこの磁気
回路１７を磁束が通過することになる。

第３図に示す磁気回路１６と第４図に示す磁気
回路１７とを比較すれば明らかなように、これら
２つの磁気回路１６，１７を通過する磁束はとも
に電機子コイル１１と鎖交し、しかもその磁束の
向きは第３図と第４図とでは逆になつている。そ
してこのようにフライホイール４の回転に伴なつ
て電機子コイル１１と鎖交する磁束の向きが反転
することから、この電機子コイル１１に起電力が
誘起される。

このような誘導子型発電機によつて得られる発
電出力は、第２図に示す抵抗箱１８内の抵抗によ
つて消費されるようになつており、このときに発
生する熱は送水パイプ１９を通して抵抗箱１８内
を流れる水で冷却されるようになつている。そし
て誘導子型発電機が発電を行なう際には、クラン
クシヤフト３がフライホイール４を回転させなけ
ればならず、このためにエンジン１あるいは車両
が発電機に対して仕事を行なうことになり、この
仕事が逆にエンジン１あるいは車両に対して制動
力を与えることになるために、この発電機がリタ
ーダとして機能することになる。

さらにこの実施例の誘導子型発電機において
は、第３図および第４図に示すように、互いに同
極に磁化されるポールコア９間には積層材１３が
設けられており、上記磁気回路１６，１７はその
一部が積層材１３によつて形成されることにな
る。そして第３図と第４図とを比較すれば明らか
なように、互に同じ極に磁化されるポールコア９
間においては、磁束の向きが完全に反転すること
になり、これに対して異極のポールコア９間にお
いては磁束の大きさが変化するのみでその向きは
反転しない。従つてとくに磁束の変化の大きな同
極のポールコア９間に積層材１３を設けることに
よつて、固定子ヨーク１０の鉄損を少なくするこ
とができ、これによつて発電機の効率を高めると
ともに、リターダとして用いた場合における制動
力を向上させることが可能となる。さらに互に同
極に磁化されるポールコア９間にのみしか積層材
１３が設けられていないために、固定子ヨーク１
０の全体を積層材で構成する場合に比べれば!?か
にコストが安くなる。

つぎに上記実施例に変形例を第５図につき説明
する。なおこの変形例において、上記実施例と対
応する部分には同一の符号を付すとともに、同一
の構成の部分についてはその説明を省略する。こ
の変形例の特徴は、固定子ヨーク１０がケース８
の蓋体と兼用されるとともに、この固定子ヨーク
１０の互に同極に磁化されるポールコア９間と対
応する位置に逆台形状をなす凹部を形成し、この
凹部に積層材１３を嵌込むようにしたものであ
る。従つてこの変形例においても、磁束が完全に
反転する部分においては、固定子ヨーク１０が積
層材１３から構成されることになり、これによつ
て少ない量の積層材によつて発電機の効率を向上
させることができ、あるいはリターダの制動力を
高めることが可能となる。

以上本考案を図示の一実施例につき述べたが、
本考案は上記実施例によつて限定されることな
く、本考案の技術的思想に基づいて各種の変更が
可能である。例えば上記実施例はリターダに応用
した誘導子型発電機に関するものであるが、本考
案は高周波発電機等の他の目的に供される誘導子
型発電機にも適用可能である。

〓考案の効果〓 以上に述べたように本考案は、誘導子磁極の1/
２のピツチでポールコアを固定子側に設けるとと
もに、これらのポールコアにそれぞれ界磁コイル
を巻装し、これらのポールコアが２つおきに極性
が逆になるように界磁コイルによつて励磁し、互
いに異なる極性に磁化される隣接する一対のポー
ルコアに共通の電子機コイルを巻装するようにな
し、しかも電機子コイルと界磁コイルとが巻装さ
れているポールコアを取付けている固定子ヨーク
を非積層材から構成するとともに、界磁コイルに
よつて同極に磁化される固定子のポールコア間の
ヨークにのみ高性能磁性材料から成る積層材を設
けるようにしたものである。

従つてとくに磁束の変化が大きな同極に磁化さ
れるポールコア間にのみ高性能磁性材料から成る
積層材が設けられることになり、この積層材によ
つて固定子ヨークの鉄損を少なくすることがで
き、これによつて発電機の効率を高めるととも
に、例えばリターダとしてこの発電機を利用した
場合における制動力を向上させることが可能にな
る。さらに同極に磁化されるポールコア間にのみ
しか高性能磁性材料から成る積層材が設けられて
いないために、固定子ヨークの全体を積層材で構
成する場合に比べればはるかにコストが安くな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る誘導子型発電
機から成るリターダを備えたエンジンの要部側面
図、第２図はこのエンジンに設けられたリターダ
の外観斜視図、第３図は同リターダの展開した状
態における拡大縦断面図、第４図はフライホイー
ルがさらに回転した場合における第３図と同様の
縦断面図、第５図は変形例に係るリターダを示す
第３図と同様の断面図である。また図面中の主要
な部分の名称はつぎの通りである。 ４……フライホイール、７……誘導子磁極、９
……ポールコア、１０……固定子ヨーク、１１…
…電機子コイル、１２……界磁コイル、１３……
積層材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転子側に誘導子磁極を設けるとともに、固定
   子側に電機子コイルと界磁コイルとを設けるよう
   にした誘導子型発電機において、 前記誘導子磁極の1/2のピツチでポールコアを
   固定子側に設けるとともに、これらのポールコア
   にそれぞれ界磁コイルを巻装し、これらのポール
   コアが２つおきに極性が逆になるように前記界磁
   コイルによつて励磁し、互いに異なる極性に磁化
   される隣接する一対のポールコアに共通の電機子
   コイルを巻装するようになし、 しかも前記電機子コイルと界磁コイルとが巻装
   されているポールコアを取付けている固定子ヨー
   クを非積層材から構成するとともに、前記界磁コ
   イルによつて同極に磁化される固定子のポールコ
   ア間のヨークにのみ高性能磁性材料から成る積層
   材を設けるようにしたことを特徴とする誘導子型
   発電機。