JPH07274447A - 高速直流電動発電機 - Google Patents
高速直流電動発電機Info
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- JPH07274447A JPH07274447A JP7930994A JP7930994A JPH07274447A JP H07274447 A JPH07274447 A JP H07274447A JP 7930994 A JP7930994 A JP 7930994A JP 7930994 A JP7930994 A JP 7930994A JP H07274447 A JPH07274447 A JP H07274447A
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- JP
- Japan
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- commutator
- speed
- rotor
- brush
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、整流子とブラシとの間の摩擦を低
減し、駆動力の低減を防止し、摩耗を低減した高速直流
電動発電機を提供する。 【構成】 本発明は、回転子２に隣接して整流子４を回
転軸１に固定し、ブラシ５を整流子４の外周面に摺接し
て配置する。整流子４は、ジルコニアから作製され、緻
密質セラミックスから作製されたリング部と複数の歯部
１４とから成る非導電性部材８及び歯部１４間に配設さ
れた多孔質セラミックスに鉄金属を含浸させた導電性部
材１５を有する。回転子２と整流子４とは導線６，１６
で電気的に接続されている。ブラシ５は、グラファイト
とＭｇＰ2 を合成した粉末及び銅粉末から構成されてい
る。
減し、駆動力の低減を防止し、摩耗を低減した高速直流
電動発電機を提供する。 【構成】 本発明は、回転子２に隣接して整流子４を回
転軸１に固定し、ブラシ５を整流子４の外周面に摺接し
て配置する。整流子４は、ジルコニアから作製され、緻
密質セラミックスから作製されたリング部と複数の歯部
１４とから成る非導電性部材８及び歯部１４間に配設さ
れた多孔質セラミックスに鉄金属を含浸させた導電性部
材１５を有する。回転子２と整流子４とは導線６，１６
で電気的に接続されている。ブラシ５は、グラファイト
とＭｇＰ2 を合成した粉末及び銅粉末から構成されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、整流子とブラシとの
間の摺接面を低摩擦に構成した高速直流電動発電機に関
する。
間の摺接面を低摩擦に構成した高速直流電動発電機に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、直流電動発電機では、回転子にコ
イルを配設し、そのコイルに電流を流してステータに配
置された電磁石との作用により駆動力を得ている。ま
た、永久磁石を回転子とした発電機或いは電動機は、高
い出力と構造の簡単さという特徴を有することから、最
近、工業用機器に多く使用されるようになった。ところ
が、発電機における回転子のトルクと回転の上昇を制御
するために、ステータコイルに周波数と電圧及び電流を
変化させ、それらの回転とトルクを適正に制御するた
め、インバータを設ける必要製があり、その構造が大変
複雑になるという欠点がある。
イルを配設し、そのコイルに電流を流してステータに配
置された電磁石との作用により駆動力を得ている。ま
た、永久磁石を回転子とした発電機或いは電動機は、高
い出力と構造の簡単さという特徴を有することから、最
近、工業用機器に多く使用されるようになった。ところ
が、発電機における回転子のトルクと回転の上昇を制御
するために、ステータコイルに周波数と電圧及び電流を
変化させ、それらの回転とトルクを適正に制御するた
め、インバータを設ける必要製があり、その構造が大変
複雑になるという欠点がある。
【０００３】そこで、発電機に組み込まれている永久磁
石の磁束密度を変換する方法が種々に考えられている。
例えば、発電機において、永久磁石の回転子とステータ
コアの間に大きな隙間を形成し、この隙間に磁力の良く
通る材料を置き、回転子を軸方向に引き抜く方法が知ら
れている。例えば、実開平２−１４６９７５号公報に開
示された小型発電機は、ガバナウエイトを一対のリンク
で軸支したガバナ機構を介して主軸とロータが連結され
ており、主軸の回転数に応じてガバナウエイトを遠心力
で主軸から離間してリンク間の角度を縮小させ、ロータ
をステータから抜け出る方向に移動させるものである。
石の磁束密度を変換する方法が種々に考えられている。
例えば、発電機において、永久磁石の回転子とステータ
コアの間に大きな隙間を形成し、この隙間に磁力の良く
通る材料を置き、回転子を軸方向に引き抜く方法が知ら
れている。例えば、実開平２−１４６９７５号公報に開
示された小型発電機は、ガバナウエイトを一対のリンク
で軸支したガバナ機構を介して主軸とロータが連結され
ており、主軸の回転数に応じてガバナウエイトを遠心力
で主軸から離間してリンク間の角度を縮小させ、ロータ
をステータから抜け出る方向に移動させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
発電機のような誘導発電機は、制御装置が大型になると
共に、制御が複雑になるという問題がある。また、従
来、直流電動発電機も数多く開発されているが、整流子
とブラシとの摩擦が大きく、また摩耗が大きいという問
題がある。
発電機のような誘導発電機は、制御装置が大型になると
共に、制御が複雑になるという問題がある。また、従
来、直流電動発電機も数多く開発されているが、整流子
とブラシとの摩擦が大きく、また摩耗が大きいという問
題がある。
【０００５】従来の直流電動発電機では、回転子の回転
数が大きくなると、回転子のコイルに流す電流が大きく
なる程、整流子とブラシとの間に発生する放電等が増大
し、ブラシ部の摩耗が増大し、ブラシの耐久性が大きな
問題になる。言い換えれば、直流電動発電機についての
最大の欠点は、ブラシと整流子とのフリクションと両者
間の接点の摩耗等のトラブルの発生にある。
数が大きくなると、回転子のコイルに流す電流が大きく
なる程、整流子とブラシとの間に発生する放電等が増大
し、ブラシ部の摩耗が増大し、ブラシの耐久性が大きな
問題になる。言い換えれば、直流電動発電機についての
最大の欠点は、ブラシと整流子とのフリクションと両者
間の接点の摩耗等のトラブルの発生にある。
【０００６】そこで、この発明の目的は、直流電動発電
機における整流子とブラシとの間の摺接面を低摩擦に構
成したものであり、整流子に対するブラシの摩擦係数を
小さくし、ブラシの摩耗を低減し、ブラシと整流子との
間の電流の流れをスムースにするため、ブラシと整流子
との材質を最適材料に選定して適正化を図ると共に、整
流子とブラシとの間の構造を低摩擦に構成し、ブラシと
整流子との摺接部の耐摩耗性、耐久性を向上させた高速
直流電動発電機を提供することである。
機における整流子とブラシとの間の摺接面を低摩擦に構
成したものであり、整流子に対するブラシの摩擦係数を
小さくし、ブラシの摩耗を低減し、ブラシと整流子との
間の電流の流れをスムースにするため、ブラシと整流子
との材質を最適材料に選定して適正化を図ると共に、整
流子とブラシとの間の構造を低摩擦に構成し、ブラシと
整流子との摺接部の耐摩耗性、耐久性を向上させた高速
直流電動発電機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、機台に回転可能に支持された回転軸、該回
転軸に取り付けられた軸に平行に配線した導線と透磁性
材から成る回転子、該回転子の外周に配置されたステー
タコアとステータコイルから成るステータ、前記回転子
に隣接して前記回転軸に固定された整流子、及び該整流
子の外周面に摺接して配置されているブラシを有する高
速直流電動発電機において、前記整流子は緻密質セラミ
ックスから成る非導電性部材と多孔質セラミックスに金
属を含浸させた導電性部材とを交互に配設され、前記回
転子内の導線と前記整流子の前記導電性部材とは導電部
材で電気的に接続され、前記ブラシはグラファイトとＭ
ｇＰ2 を合成した粉末及び銅粉末を焼結した材料から構
成されていることを特徴とする高速直流電動発電機に関
する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、機台に回転可能に支持された回転軸、該回
転軸に取り付けられた軸に平行に配線した導線と透磁性
材から成る回転子、該回転子の外周に配置されたステー
タコアとステータコイルから成るステータ、前記回転子
に隣接して前記回転軸に固定された整流子、及び該整流
子の外周面に摺接して配置されているブラシを有する高
速直流電動発電機において、前記整流子は緻密質セラミ
ックスから成る非導電性部材と多孔質セラミックスに金
属を含浸させた導電性部材とを交互に配設され、前記回
転子内の導線と前記整流子の前記導電性部材とは導電部
材で電気的に接続され、前記ブラシはグラファイトとＭ
ｇＰ2 を合成した粉末及び銅粉末を焼結した材料から構
成されていることを特徴とする高速直流電動発電機に関
する。
【０００８】また、この高速直流電動発電機において、
前記整流子を構成する緻密質セラミックスと多孔質セラ
ミックスとは部分安定化ジルコニアであり、前記多孔質
セラミックスに含浸された金属は鉄を主成分とし、Ｚ
ｎ，Ａｌを含む合金である。
前記整流子を構成する緻密質セラミックスと多孔質セラ
ミックスとは部分安定化ジルコニアであり、前記多孔質
セラミックスに含浸された金属は鉄を主成分とし、Ｚ
ｎ，Ａｌを含む合金である。
【０００９】また、この高速直流電動発電機において、
前記整流子を構成する部分安定化ジルコニアの成分は、
Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 及びＦｅ3 Ｏ4 を含み、主成分が
ジルコニアから構成されている。
前記整流子を構成する部分安定化ジルコニアの成分は、
Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 及びＦｅ3 Ｏ4 を含み、主成分が
ジルコニアから構成されている。
【００１０】また、この高速直流電動発電機において、
前記ブラシは、グラファイトとＭｇＰ2 とを含む混合粉
末と銅粉末とを混練し、加熱して焼き固められている。
前記ブラシは、グラファイトとＭｇＰ2 とを含む混合粉
末と銅粉末とを混練し、加熱して焼き固められている。
【００１１】また、この高速直流電動発電機において、
前記回転子は積層した珪素鋼板の外周を補強筒体で補強
されており、前記導電部材の一部は前記珪素鋼板の外周
部に穿孔した孔に配置されている導線で作製されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高速
直流電動発電機。
前記回転子は積層した珪素鋼板の外周を補強筒体で補強
されており、前記導電部材の一部は前記珪素鋼板の外周
部に穿孔した孔に配置されている導線で作製されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高速
直流電動発電機。
【００１２】
【作用】この発明による高速直流電動発電機は、上記の
ように構成されており、次のように作用する。即ち、こ
の高速直流電動発電機は、回転子に隣接して整流子を回
転軸に固定し、該整流子の外周面に摺接してブラシを配
置し、前記整流子の緻密質セラミックからなる非導電性
部材の歯部間に多孔質セラミックスに金属を含浸させた
導電性部材を配置し、前記ブラシをグラファイトとＭｇ
Ｐ2 を合成した粉末と銅粉末とから構成したので、グラ
ファイトとＭｇＰ2 は固体潤滑剤として機能し、前記整
流子の高速回転に対して良好な潤滑を行うことができ
る。即ち、グラファイトとＭｇＰ2 とから成る固体潤滑
剤は、その摩擦係数が常温で０．０８であり、高温で
０．０４と小さくなり、高温即ち高速回転時に良好な潤
滑を行うことができ、整流子とブラシとの間に発生する
摩擦を低減し、該摩擦による回転軸の回転力即ち駆動力
の損失を低減でき、摩耗が低減できる。
ように構成されており、次のように作用する。即ち、こ
の高速直流電動発電機は、回転子に隣接して整流子を回
転軸に固定し、該整流子の外周面に摺接してブラシを配
置し、前記整流子の緻密質セラミックからなる非導電性
部材の歯部間に多孔質セラミックスに金属を含浸させた
導電性部材を配置し、前記ブラシをグラファイトとＭｇ
Ｐ2 を合成した粉末と銅粉末とから構成したので、グラ
ファイトとＭｇＰ2 は固体潤滑剤として機能し、前記整
流子の高速回転に対して良好な潤滑を行うことができ
る。即ち、グラファイトとＭｇＰ2 とから成る固体潤滑
剤は、その摩擦係数が常温で０．０８であり、高温で
０．０４と小さくなり、高温即ち高速回転時に良好な潤
滑を行うことができ、整流子とブラシとの間に発生する
摩擦を低減し、該摩擦による回転軸の回転力即ち駆動力
の損失を低減でき、摩耗が低減できる。
【００１３】また、前記整流子は、緻密質セラミックと
多孔質セラミックスとは部分安定化ジルコニアであり、
その多孔質セラミックスには鉄金属が含浸されている
が、ジルコニアと鉄との線膨張係数がほぼ同一であるの
で、熱応力による変形がほとんど発生せず、熱影響のな
い強固な複合材による整流子が構成できる。また、前記
整流子を構成する鉄とＺｎ，Ａｌを含む合金と前記ブラ
シを構成するグラファイトとは、なじみ性が良好であ
り、共孔性が良好であり、前記整流子と前記ブラシとの
間に電流火花が発生しても鉄材が焼損することはない。
多孔質セラミックスとは部分安定化ジルコニアであり、
その多孔質セラミックスには鉄金属が含浸されている
が、ジルコニアと鉄との線膨張係数がほぼ同一であるの
で、熱応力による変形がほとんど発生せず、熱影響のな
い強固な複合材による整流子が構成できる。また、前記
整流子を構成する鉄とＺｎ，Ａｌを含む合金と前記ブラ
シを構成するグラファイトとは、なじみ性が良好であ
り、共孔性が良好であり、前記整流子と前記ブラシとの
間に電流火花が発生しても鉄材が焼損することはない。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による高速
直流電動発電機の実施例を説明する。図１はこの発明に
よる高速直流電動発電機の一実施例を示す断面図、図２
は図１の線Ａ−Ａにおける断面図、及び図３は図１の線
Ｂ−Ｂにおける断面図である。
直流電動発電機の実施例を説明する。図１はこの発明に
よる高速直流電動発電機の一実施例を示す断面図、図２
は図１の線Ａ−Ａにおける断面図、及び図３は図１の線
Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【００１５】この高速直流電動発電機については、図示
していないが、ハウジングに軸受を介して回転軸１が回
転可能に支持されており、例えば、ターボチャージャ、
エネルギー回収装置、エンジン、コジェネレーション型
エンジン等に組み込まれて回転を電気エネルギーに変換
したり、或いは回転軸１に回転力を与えたりする回転電
機に適用できるものである。
していないが、ハウジングに軸受を介して回転軸１が回
転可能に支持されており、例えば、ターボチャージャ、
エネルギー回収装置、エンジン、コジェネレーション型
エンジン等に組み込まれて回転を電気エネルギーに変換
したり、或いは回転軸１に回転力を与えたりする回転電
機に適用できるものである。
【００１６】この高速直流電動発電機は、回転軸１に取
り付けられたロータ即ち回転子２、該回転子２の外周に
配置されたハウジング、ベース、支持体等の機台（図示
せず）に固定された固定子即ちステータ３、回転子２に
隣接して回転軸１に固定された整流子４、及び該整流子
４の外周面に摺接して配置されているブラシ５を有して
いる。回転子２と整流子４とは、回転軸１に固定された
緻密質セラミックスから成るスリーブ１７によって連結
され、一体的に回転するように構成されている。また、
回転子２と整流子４との外側端面にはナット１１が回転
軸１に螺入され、回転子２と整流子４とが軸方向に相対
的に移動して分解しないように、回転子２と整流子４と
は軸方向に固定されている。
り付けられたロータ即ち回転子２、該回転子２の外周に
配置されたハウジング、ベース、支持体等の機台（図示
せず）に固定された固定子即ちステータ３、回転子２に
隣接して回転軸１に固定された整流子４、及び該整流子
４の外周面に摺接して配置されているブラシ５を有して
いる。回転子２と整流子４とは、回転軸１に固定された
緻密質セラミックスから成るスリーブ１７によって連結
され、一体的に回転するように構成されている。また、
回転子２と整流子４との外側端面にはナット１１が回転
軸１に螺入され、回転子２と整流子４とが軸方向に相対
的に移動して分解しないように、回転子２と整流子４と
は軸方向に固定されている。
【００１７】この高速直流電動発電機において、ステー
タ３は、ハウジング、ベース、支持体等の機台（図示せ
ず）に固定されたステータコア１２と該ステータコア１
２の界磁コア２０に巻き付けられたステータコイル１３
とから構成されている。回転子２は、積層された多数の
珪素鋼板７を有する。これらの珪素鋼板７は両側の珪素
鋼板７に配置されたプレート９，１８によって固定され
ている。積層された珪素鋼板７の外周面には、カーボン
ファイバー、高張力綱等の磁性材から成る補強円筒体１
９で補強されている。また、積層された珪素鋼板７の外
周部には孔が貫通して穿孔されており、これらの孔には
導電部材としての導線１６を構成するため、銅或いはア
ルミニウム合金が流し込まれている。
タ３は、ハウジング、ベース、支持体等の機台（図示せ
ず）に固定されたステータコア１２と該ステータコア１
２の界磁コア２０に巻き付けられたステータコイル１３
とから構成されている。回転子２は、積層された多数の
珪素鋼板７を有する。これらの珪素鋼板７は両側の珪素
鋼板７に配置されたプレート９，１８によって固定され
ている。積層された珪素鋼板７の外周面には、カーボン
ファイバー、高張力綱等の磁性材から成る補強円筒体１
９で補強されている。また、積層された珪素鋼板７の外
周部には孔が貫通して穿孔されており、これらの孔には
導電部材としての導線１６を構成するため、銅或いはア
ルミニウム合金が流し込まれている。
【００１８】この高速直流電動発電機において、整流子
４は、非導電性部材８と導電性部材１５とから成る分割
機能を有し、同一材料のセラミックスから作製された円
筒体に形成されている。非導電性部材８は、緻密質セラ
ミックからなるリング部２１と該リング部２１から周方
向に隔置して外向きに延びる歯部１４から構成されてい
る。また、リング部２１は、回転軸１に固定されたスリ
ーブ１７と一体構造に構成されている。導電性部材１５
は、歯部１４間に配設された多孔質セラミックスに金属
を含浸させて構成されている。整流子４を構成する緻密
質セラミック及び多孔質セラミックスは、部分安定化ジ
ルコニアであり、部分安定化ジルコニアの多孔質セラミ
ックスに含浸された金属は、鉄Ｆｅを主成分とし、Ｚ
ｎ，Ａｌ等とを含む合金である。また、回転子２の導電
性部材の導線１６と整流子４の導電性部材の導線６と
は、導電部材２２によって電気的に接続されている。
４は、非導電性部材８と導電性部材１５とから成る分割
機能を有し、同一材料のセラミックスから作製された円
筒体に形成されている。非導電性部材８は、緻密質セラ
ミックからなるリング部２１と該リング部２１から周方
向に隔置して外向きに延びる歯部１４から構成されてい
る。また、リング部２１は、回転軸１に固定されたスリ
ーブ１７と一体構造に構成されている。導電性部材１５
は、歯部１４間に配設された多孔質セラミックスに金属
を含浸させて構成されている。整流子４を構成する緻密
質セラミック及び多孔質セラミックスは、部分安定化ジ
ルコニアであり、部分安定化ジルコニアの多孔質セラミ
ックスに含浸された金属は、鉄Ｆｅを主成分とし、Ｚ
ｎ，Ａｌ等とを含む合金である。また、回転子２の導電
性部材の導線１６と整流子４の導電性部材の導線６と
は、導電部材２２によって電気的に接続されている。
【００１９】この高速直流電動発電機において、ブラシ
５は、固定されたエンドブラケット１０に固定されてお
り、グラファイトとＭｇＰ2 を合成した混合粉末と銅粉
末とを固めて作製されている。グラファイトとＭｇＰ2
との混合材は、固体潤滑剤としての機能を有しており、
高温で摩擦係数が低下するので、高速回転して温度上昇
するものには最適である。即ち、グラファイトとＭｇＰ
2 との混合材は、常温では摩擦係数が０．０８であるの
に対し、温度上昇して高温になると、摩擦係数が０．０
４に低下し、流体潤滑と同等の摩擦係数値になる。従っ
て、グラファイトとＭｇＰ2 との混合材を相対回転する
整流子４とブラシ５との間の摺接面に適用すると、摩擦
係数が低下し、摩擦による整流子４の駆動力の損失を低
減でき、しかも、摩耗が極めて少なくなる。
５は、固定されたエンドブラケット１０に固定されてお
り、グラファイトとＭｇＰ2 を合成した混合粉末と銅粉
末とを固めて作製されている。グラファイトとＭｇＰ2
との混合材は、固体潤滑剤としての機能を有しており、
高温で摩擦係数が低下するので、高速回転して温度上昇
するものには最適である。即ち、グラファイトとＭｇＰ
2 との混合材は、常温では摩擦係数が０．０８であるの
に対し、温度上昇して高温になると、摩擦係数が０．０
４に低下し、流体潤滑と同等の摩擦係数値になる。従っ
て、グラファイトとＭｇＰ2 との混合材を相対回転する
整流子４とブラシ５との間の摺接面に適用すると、摩擦
係数が低下し、摩擦による整流子４の駆動力の損失を低
減でき、しかも、摩耗が極めて少なくなる。
【００２０】この高速直流電動発電機について、緻密質
セラミックと多孔質セラミックスとから成る整流子４
は、次のような成分を有している。整流子４を構成する
部分安定化ジルコニアの成分は、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3
及びＦｅ3 Ｏ4 を含み、その他がジルコニアで構成され
ている。整流子４を作製するには、緻密質セラミックと
多孔質セラミックスとを構成する成形体を交互に積層し
て円筒状成形体を形成し、該円筒状成形体を焼結して円
筒状焼結体を作った後、該円筒状焼結体を真空炉内にて
溶融したＦｅ中に浸漬し、多孔質セラミックスの多孔質
部へ鉄Ｆｅを主成分とし、Ｚｎ，Ａｌ等とを含む合金を
含浸させる。この時、Ｆｅ材にはグラファイトを混合さ
せる。
セラミックと多孔質セラミックスとから成る整流子４
は、次のような成分を有している。整流子４を構成する
部分安定化ジルコニアの成分は、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3
及びＦｅ3 Ｏ4 を含み、その他がジルコニアで構成され
ている。整流子４を作製するには、緻密質セラミックと
多孔質セラミックスとを構成する成形体を交互に積層し
て円筒状成形体を形成し、該円筒状成形体を焼結して円
筒状焼結体を作った後、該円筒状焼結体を真空炉内にて
溶融したＦｅ中に浸漬し、多孔質セラミックスの多孔質
部へ鉄Ｆｅを主成分とし、Ｚｎ，Ａｌ等とを含む合金を
含浸させる。この時、Ｆｅ材にはグラファイトを混合さ
せる。
【００２１】また、ブラシ５は、グラファイトとＭｇＰ
2 を１０％含む混合粉末（８０％）と、銅粉末（２０
％）とを混練し、加熱し、焼き固めて作製されている。
グラファイトは、Ｆｅとのなじみ性が良いので、整流子
４を構成する多孔質セラミックスの気孔中に含浸したＦ
ｅ合金との共孔性が良く、また、整流子４とブラシ５と
の間に発生する多量の電流火花があっても、Ｆｅ材が焼
損することはない。従って、整流子４とブラシ５とを上
記材料によって作製することによって、両者間に安定し
た電気接点を構成することができ、しかも、整流子４を
構成しているジルコニアＺｒＯ2 と鉄Ｆｅとは線膨張係
数がほぼ同一であるので、整流子４が熱応力を受けて破
損することがなく、熱に対して強固な複合材によって整
流子４が作製されることになる。
2 を１０％含む混合粉末（８０％）と、銅粉末（２０
％）とを混練し、加熱し、焼き固めて作製されている。
グラファイトは、Ｆｅとのなじみ性が良いので、整流子
４を構成する多孔質セラミックスの気孔中に含浸したＦ
ｅ合金との共孔性が良く、また、整流子４とブラシ５と
の間に発生する多量の電流火花があっても、Ｆｅ材が焼
損することはない。従って、整流子４とブラシ５とを上
記材料によって作製することによって、両者間に安定し
た電気接点を構成することができ、しかも、整流子４を
構成しているジルコニアＺｒＯ2 と鉄Ｆｅとは線膨張係
数がほぼ同一であるので、整流子４が熱応力を受けて破
損することがなく、熱に対して強固な複合材によって整
流子４が作製されることになる。
【００２２】
【発明の効果】この発明による高速直流電動発電機は、
上記のように構成されており、次のような効果を有す
る。即ち、この高速直流電動発電機は、上記のように、
整流子のリング部と歯部とを緻密質セラミックスと前記
歯部間に配設された導電性部材を金属を含浸させた多孔
質セラミックスとで構成し、ブラシをグラファイトとＭ
ｇＰ2 を合成した粉末及び銅粉末から構成したので、前
記ブラシと前記整流子との間の摩擦を低減でき、前記整
流子の駆動力の損失を低減し、しかも摩耗を低減でき
る。従って、この高速直流電動発電機は、ターボチャー
ジャ、エネルギー回収装置、エンジン、コジェネレーシ
ョン型エンジン等に組み込んで、回転軸の回転を電気エ
ネルギーに変換したり、或いは電気エネルギーを回転軸
の回転に変換する回転電機として極めて好ましいもので
ある。しかも、この高速直流電動発電機は、直流回転電
機であるので、交流機のように制御装置が大型化するこ
とがなく、また容易に制御することができる。
上記のように構成されており、次のような効果を有す
る。即ち、この高速直流電動発電機は、上記のように、
整流子のリング部と歯部とを緻密質セラミックスと前記
歯部間に配設された導電性部材を金属を含浸させた多孔
質セラミックスとで構成し、ブラシをグラファイトとＭ
ｇＰ2 を合成した粉末及び銅粉末から構成したので、前
記ブラシと前記整流子との間の摩擦を低減でき、前記整
流子の駆動力の損失を低減し、しかも摩耗を低減でき
る。従って、この高速直流電動発電機は、ターボチャー
ジャ、エネルギー回収装置、エンジン、コジェネレーシ
ョン型エンジン等に組み込んで、回転軸の回転を電気エ
ネルギーに変換したり、或いは電気エネルギーを回転軸
の回転に変換する回転電機として極めて好ましいもので
ある。しかも、この高速直流電動発電機は、直流回転電
機であるので、交流機のように制御装置が大型化するこ
とがなく、また容易に制御することができる。
【００２３】また、この高速直流電動発電機において、
前記整流子は、部分安定化ジルコニアとその多孔質部に
含浸された鉄金属で構成されているので、熱影響を受け
ない極めて強固に構成することができる。また、部分安
定化ジルコニアは、ジルコニアと、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ
3 及びＦｅ3 Ｏ4 から構成できる。更に、前記ブラシ
は、グラファイトとＭｇＰ2 とを含む混合粉末と銅粉末
とを混練し、加熱して焼き固められているので、前記ブ
ラシが固体潤滑剤で作製されていることになり、前記整
流子が高速回転して高温になったとしても、前記整流子
と前記ブラシとの摺接間の摩擦が大きくなることはな
く、摩擦係数が低減することになり、高速回転電機に極
めて好ましいものとなる。
前記整流子は、部分安定化ジルコニアとその多孔質部に
含浸された鉄金属で構成されているので、熱影響を受け
ない極めて強固に構成することができる。また、部分安
定化ジルコニアは、ジルコニアと、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ
3 及びＦｅ3 Ｏ4 から構成できる。更に、前記ブラシ
は、グラファイトとＭｇＰ2 とを含む混合粉末と銅粉末
とを混練し、加熱して焼き固められているので、前記ブ
ラシが固体潤滑剤で作製されていることになり、前記整
流子が高速回転して高温になったとしても、前記整流子
と前記ブラシとの摺接間の摩擦が大きくなることはな
く、摩擦係数が低減することになり、高速回転電機に極
めて好ましいものとなる。
【図１】この発明による高速直流電動発電機の一実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】図１の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
１ 回転軸 ２ 回転子 ３ ステータ ４ 整流子 ５ ブラシ ６，１６ 導線 ７ 珪素鋼板 ８ 非導電性部材 １２ ステータコア １３ ステータコイル １４ 歯部 １５ 導電性部材 １９ 補強円筒体 ２１ リング部
Claims (5)
- 【請求項１】 機台に回転可能に支持された回転軸、該
回転軸に取り付けられた導線と透磁性材から成る回転
子、該回転子の外周に配置されたステータコアとステー
タコイルから成るステータ、前記回転子に隣接して前記
回転軸に固定された整流子、及び該整流子の外周面に摺
接して配置されているブラシを有する高速直流電動発電
機において、前記整流子は緻密質セラミックスから成る
非導電性部材と多孔質セラミックスに金属を含浸させた
導電性部材とを交互に配設され、前記回転子内の導線と
前記整流子の前記導電性部材とは導電部材で電気的に接
続され、前記ブラシはグラファイトとＭｇＰ2 を合成し
た粉末及び銅粉末を焼結した材料から構成されているこ
とを特徴とする高速直流電動発電機。 - 【請求項２】 前記整流子を構成する緻密質セラミック
スと多孔質セラミックスとは部分安定化ジルコニアであ
り、前記多孔質セラミックスに含浸された金属は鉄を主
成分とし、Ｚｎ，Ａｌを含む合金であることを特徴とす
る請求項１に記載の高速直流電動発電機。 - 【請求項３】 前記整流子を構成する部分安定化ジルコ
ニアの成分は、Ｙ2Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 及びＦｅ3 Ｏ4 を
含み、主成分がジルコニアから構成されていることを特
徴とする請求項１又は２に記載の高速直流電動発電機。 - 【請求項４】 前記ブラシは、グラファイトとＭｇＰ2
とを含む混合粉末と銅粉末とを混練し、加熱して焼き固
められていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の高速直流電動発電機。 - 【請求項５】 前記回転子は積層した珪素鋼板の外周を
補強筒体で補強されており、前記導電部材の一部は前記
珪素鋼板の外周部に穿孔した孔に配置されている導線で
作製されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の高速直流電動発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7930994A JPH07274447A (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 高速直流電動発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7930994A JPH07274447A (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 高速直流電動発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07274447A true JPH07274447A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13686261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7930994A Pending JPH07274447A (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 高速直流電動発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07274447A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102576968A (zh) * | 2009-09-23 | 2012-07-11 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于在电机中传输电流的换向器 |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP7930994A patent/JPH07274447A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102576968A (zh) * | 2009-09-23 | 2012-07-11 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于在电机中传输电流的换向器 |
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