JPH0787694A - 永久磁石式発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁石回転型発電機の回転軸に近い小さな部材の
移動により、低回転から高回転に至る広い変化域での発
電力の変化を少なく制御する。 【構成】筐体１の内壁に取付けたステ−タ２に対応する
ロ−タ３を複数に分割された永久磁石３１の組合わせに
より構成するとともに、回転軸３０の外壁には永久磁石
３１の軸側の磁路となる可動鉄心４を嵌合し、軸心には
作動油を通ずる中心穴３２を穿設する。そして、可動鉄
心４の右方にはスプリング４２を収めた空間４１を設
け、可動鉄心４の左側面に作動する油圧により右方に移
動自在とする。発電機の低回転時には中心穴３２の油圧
を作動させずに可動鉄心４により永久磁石３１の磁路抵
抗を減少させ、高回転域では油圧により可動鉄心４を移
動させて磁路抵抗を増大させ、ステ−タ２への磁気力を
減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転子に永久磁石を用い
た永久磁石式発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転子に永久磁石を用いた同期式発電機
は銅損が少なくて効率がよいので車載の発電機などに用
いられている。

【０００３】この種の発電機では磁石回転子からの磁束
は一定のため、回転速度に従い発電出力が大となり、低
回転時では発電量が少なく、高回転時では大きな発電量
が得られることになる。

【０００４】そして、このような回転数による発電量の
変化の範囲を小にするため、磁気回路の磁束密度可変機
構と、該可変機構を内燃機関の回転数に応じて制御する
制御手段とを設けたオルタネ−タが特開昭６０−２５７
７５１号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の公開公報に示さ
れた磁束密度可変機構は磁気バルブヘッドを備えた円盤
状の磁気バルブを回転軸に沿って移動させ、電機子の磁
気回路のエアギャップを変化させて磁束密度を可変し、
発電力を制御している。

【０００６】このため圧力室を設けてその空気圧を制御
し、磁気回路のエアギャップの磁気吸引力とのバランス
で磁気バルブを移動させているが、磁性体からなる円盤
状の磁気バルブはその形状が大で重量が嵩み、制御のた
めに重量物を移動させることは機構上、余り得策でない
という問題がある。

【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は回転軸心に近い小型部材を移動
するのみで磁石回転子の磁気力を変化させ、低回転時の
出力を増大させるとともに、高回転時の出力を制御しよ
うとする永久磁石式発電機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、回転軸を中心として複数の分割さ
れた永久磁石を備えたロ−タと、該ロ−タに対応し回転
時の鎖交磁束により起電力を生ずるステ−タとを有する
永久磁石式発電機において、前記の回転軸に嵌合されて
永久磁石の軸側の磁路となるとともに回転軸上を移動自
在な可動鉄心と、該可動鉄心をロ−タの回転状態に応じ
て移動させる鉄心移動手段とを備えた永久磁石式発電機
が提供される。

【０００９】

【作用】回転子を構成する複数の永久磁石の軸側の磁路
となる小さな可動鉄心の移動により、低回転時には対応
するステ−タへの磁気力を大きく、高回転時には磁気力
を小にするので、高速域における過大電圧を抑制するこ
とができる。

【００１０】

【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は本発明にかかる永久磁石式発電
機の一実施例を示す断面図、図２はそのロ−タの磁気力
を変化させた状態の断面図である。

【００１１】これらの図面における１は発電機の筐体
で、その内壁には巻線を備えたステ−タ２が取付けら
れ、該ステ−タ２に対応するロ−タ３は扇形断面を有す
る永久磁石３１の複数個により磁石回転子が組立てられ
ている。

【００１２】ここで図３はロ−タ３の縦断面を示すもの
で、本実施例では永久磁石３１が６個使用され、その着
磁は放射線方向であるが隣接する磁石は互いに逆極性に
着磁され、ステ−タ２に対して６個の磁極が対面してい
る。

【００１３】ロ−タ３の回転軸３０は図１に示すよう
に、変形中空シャフトが用いられてその一端は大軸受１
１に、他端は小軸受１２によって軸支され、さらに両軸
受の中央部分の外周には永久磁石３１の軸側の磁路を形
成する円筒状の可動鉄心４が遊嵌されており、その右方
には可動鉄心４が移動自在な空間４１が形成されてい
る。

【００１４】そして、該空間４１には可動鉄心４を弾性
力により常に左方に押圧するスプリング４２が配置され
るとともに、前記の中空シャフトの中心穴３２の左方に
は可動鉄心４の左側面に通ずる流路３３が設けられてお
り、中心穴３２の右方から作動油を圧送することにより
スプリング４２が押され、可動鉄心４が右方に移動する
ように構成されている。

【００１５】５は油圧機構で、送油ポンプ５１から圧送
される作動油をソレノイド弁５２の制御により、回転軸
３０の中心穴３３に送油するものであり、電磁コイル５
３に通電するとソレノイド弁５２が開弁され、作動油が
送油溜５４や中心穴３２、流路３３を介して可動鉄心４
に作動するものである。

【００１６】なお、３５はプ−リで図示していないエン
ジン側のプ−リとの間のベルトにより駆動されてロ−タ
３を回転させるものである。

【００１７】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明すると、エンジンの低速域、すなわち発電機の
低回転時では油圧機構５の電磁コイル５３への通電を行
うことなく、可動鉄心４をスプリング４２の弾性力によ
り図１に示す位置に保持させる。

【００１８】このため、それぞれの永久磁石３１の軸側
の磁路の抵抗が小となり、十分な磁束がロ−タ３の外周
の磁極からステ−タ２に鎖交し、低回転ながら所望する
発電力が得られることになる。

【００１９】ついで、エンジンの高回転に対応して発電
機の回転数が高速になると、電磁コイル５３に通電して
ソレノイド弁５２を開弁させる。これにより送油ポンプ
５１からの作動油は回転軸３０の中心穴３２や流路３３
を介して可動鉄心４の左側面に送油され、その圧力によ
りスプリング４３を押圧して可動鉄心４を図２に示すよ
うに右方に移動させる。このため永久磁石３１の軸側の
磁気抵抗が大となり、それぞれの永久磁石３１の有効磁
束が減じ磁性からステ−タ２に対する磁束が小になって
起電力が減じ、高回転時の発電力が抑制されることにな
る。

【００２０】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。

【００２１】

【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
回転磁石型発電機のロ−タとなる分割した永久磁石の軸
側の磁路を、可動鉄心の移動によって磁気抵抗を変化さ
せるので、低回転時には磁気抵抗を減少させることによ
りステ−タに十分な磁束を鎖交させて所望する発電力が
得られ、高回転時には磁気抵抗を増大させることにより
ステ−タへの磁束を弱めて発電力を抑制することができ
る。

【００２２】したがって高速域における過大電圧の制御
や、広い回転域における発電量の変化を減少させること
ができ、さらに回転軸に近い比較的に軽量な小部材の移
動によるため、小さなエネルギ−により効率よく発電力
が制御できるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】そのロ−タの磁気力を変化させた状態の断面図
である。

【図３】本実施例のロ−タの縦断面図である。

【符号の説明】

２…ステ−タ ３…ロ−タ ４…可動鉄心 ５…油圧機構 ３０…回転軸 ３１…永久磁石 ３２…中心穴 ４２…スプリング ５２…ソレノイド弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸を中心として複数の分割された永久
   磁石を備えたロ−タと、該ロ−タに対応し回転時の鎖交
   磁束により起電力を生ずるステ−タとを有する永久磁石
   式発電機において、前記の回転軸に嵌合されて永久磁石
   の軸側の磁路となるとともに回転軸上を移動自在な可動
   鉄心と、該可動鉄心をロ−タの回転状態に応じて移動さ
   せる鉄心移動手段とを備えたことを特徴とする永久磁石
   式発電機。
2. 【請求項２】前記の鉄心移動手段は可動鉄心の移動によ
   り、回転軸の回転が低回転では可動鉄心を通ずる永久磁
   石の磁束を大に、高回転に従い通過磁束を減少させるこ
   とを特徴とする請求項１記載の永久磁石式発電機。
3. 【請求項３】前記の鉄心移動手段はスプリングの弾性力
   により所定位置が保たれている可動鉄心を作動油の圧力
   により移動させることを特徴とする請求項１記載の永久
   磁石式発電機。