JPH09149596A - 発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな操作力を要することなく、始動時に必
要なロータの回転トルクを低減する。 【解決手段】 ハンドル９の操作によりロータ軸６がロ
ータ２と共に軸方向へ変位可能となっているとともに、
ハンドル１１の操作によりロータ２がロータ軸６をガイ
ドとしてロータ軸６と独立してロータ軸６の軸方向へ変
位可能となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、機械エネルギを磁気エネ
ルギに変換し、それをさらに電気エネルギに変換して出
力する発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電機では、ステータとロータとを有
し、その一方には永久磁石が設けられ、他方には鉄心が
永久磁石と対向するように設けられているとともにコイ
ルが巻装されている。そして、ロータを回転すると、永
久磁石の磁束と鉄心との相対運動によりロータの回転エ
ネルギを磁気エネルギに変換し、それをさらに電気エネ
ルギに変換してコイルを通じて出力するようになってい
る。

【０００３】ところで、ロータとステータとの間には、
永久磁石と鉄心との磁気吸着力が作用し、これがロータ
の回転抵抗となるが、発電時にはロータの回転に伴って
ロータに慣性力が付加されるので、ロータにそれ程大き
な回転トルクを付与しなくともロータを回転できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、始動時に
は、ロータに慣性力が付加されないので、その分だけ発
電時に比べてロータの回転抵抗が大となり、ロータに大
きな回転トルクを付与しなければ、ロータを回転でき
ず、始動が困難であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、始動時に必要なロータの回転トルクを
低減して容易に始動できるようにロータ軸をロータと共
にその軸方向へ変位させる手段を設けてあるとともに、
始動時のロータの回転トルクを低減するために大きな操
作力を要することがないように小さな操作力でロータを
ロータ軸と独立してロータ軸の軸方向へ変位させる手段
を設けてある。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に係る発電機では、ロータ
の回転エネルギを電気エネルギに変換するときの始動性
を良くするために、ロータのロータ軸をロータと共に軸
方向へ変位させるロータ軸移動手段と、ロータ軸をガイ
ドとしてロータをロータ軸と独立してロータ軸の軸方向
へ変位させる送りねじ手段とを有する。

【０００７】

【実施例】本発明が適用された発電機では、図１に示さ
れるようにステータ１とロータ２とを有し、その一方の
ロータ２には複数の永久磁石３が設けられ、他方のステ
ータ１には複数の鉄心４が各永久磁石３と対向するよう
に設けられているとともにコイル５が巻装されている。
そして、ロータ２を回転すると、永久磁石３の磁束と鉄
心４との相対運動によりロータ２の回転エネルギを磁気
エネルギに変換し、それをさらに電気エネルギに変換し
てコイル５を通じて出力するようになっている。

【０００８】ステータ１はロータ２の下方に位置し、上
面に各鉄心４がロータ２の軸線回りに等間隔に突出形成
されているとともに、各鉄心４の間にコイル５が巻装さ
れている。

【０００９】ロータ２はロータ軸６を有し、このロータ
軸６の軸線回りに等間隔に各永久磁石３が各鉄心４と対
向するように取り付けられている。ロータ軸６はロータ
２の上方に位置する支持プレート７に回転可能に支持さ
れている。ロータ軸６の先端には、支持プレート７の上
面に対接する円板状の回転輪８が同軸的に一体形成さ
れ、回転輪８を抜け止めとしてロータ軸６が支持プレー
ト７に回転可能に支持されている。回転輪８の上面に
は、軸心部からずれた位置にハンドル９が固設され、こ
のハンドル９を把持して回転輪８を回転できるようにな
っている。そして、ハンドル９を把持して回転輪８を回
転すると、回転輪８の回転力がロータ軸６を介してロー
タ２に伝達されてロータ２が回転するようになってい
る。

【００１０】この発電機では、ロータ軸６をロータ２と
共に軸方向へ変位可能となっているとともに、ロータ軸
６をガイドとしてロータ２をロータ軸６と独立してロー
タ軸６の軸方向へ変位可能となっている。

【００１１】すなわち、ロータ軸６をロータ２と共に軸
方向へ変位可能とするための構成として、ロータ軸６が
貫通する支持プレート７の貫通孔の下部内周にめねじ部
７ａが形成されているとともに、ロータ軸６の中間部に
支持プレート７のめねじ部７ａとでロータ軸移動手段を
構成するおねじ部６ａが形成され、図１に示されるよう
にロータ軸６のおねじ部６ａが支持プレート７のめねじ
部７ａから外れて支持プレート７の下方に位置した状態
にて、回転輪８が支持プレート７の上面に対接してロー
タ軸６が回転輪８を抜け止めとして支持プレート７に回
転可能に支持されている。

【００１２】そして、ハンドル９を操作して回転輪８を
上方へ引上げつつ一方向に回転すると、ロータ軸６のお
ねじ部６ａが支持プレート７のめねじ部７ａに螺合し、
この螺合によりロータ軸６がロータ２と共に回転しつつ
軸方向へ引き上げられる。ロータ軸６のおねじ部６ａが
支持プレート７のめねじ部７ａに螺合した状態では、図
２に示されるように回転輪８が支持プレート７の上面か
ら離反するが、ロータ軸６のおねじ部６ａと支持プレー
ト７のめねじ部７ａとの螺合によりロータ軸６が支持プ
レート７に回転可能に支持される。ロータ軸６のおねじ
部６ａが支持プレート７のめねじ部７ａに螺合した状態
からは、ハンドル９を操作して回転輪８を他方向に回転
すると、ロータ軸６のおねじ部６ａと支持プレート７の
めねじ部７ａとの螺合によりロータ軸６がロータ２と共
に回転しつつ軸方向へ下降し、ロータ軸６の所定回転後
にロータ軸６のおねじ部６ａが支持プレート７のめねじ
部７ａから外れて支持プレート７の下方に位置するとと
もに、回転輪８が支持プレート７の上面に対接してロー
タ軸６が回転輪８を抜け止めとして支持プレート７に回
転可能に支持される（図１の状態）。

【００１３】ロータ軸６をガイドとしてロータ２をロー
タ軸６と独立してロータ軸６の軸方向へ変位可能とする
ための構成として、図２に示されるようにロータ軸６に
は軸芯部に中空孔６ｂが形成されているとともに、軸方
向中間部であってかつおねじ部６ａの下方部分に図３に
も示されるように中空孔６ｂと連通するガイド孔６ｃが
周方向複数位置に部分的に形成され、回転輪８の上面に
はロータ軸６の中空孔６ｂと同心的に連通する座ぐり孔
８ａが形成されている。座ぐり孔８ａには、回転輪１０
が同心的に回転可能に挿置されているとともに、底面に
部分的に回転輪１０のロック用の有底孔８ｂが形成され
ている。

【００１４】回転輪１０の上面からは、回転操作用のハ
ンドル１１が突出し、このハンドル１１を把持して回転
輪１０を回転輪８と独立して回転できるようになってい
る。ハンドル１１は回転輪１０を貫通して有底孔８ｂに
抜き差し可能であり、有底孔８ｂからの抜き出しにより
回転輪１０を回転輪８と独立して回転可能とし、有底孔
８ｂへの差し込みにより回転輪１０を回転輪８にロック
して回転輪８と独立して回転不可能とするようになって
いる。

【００１５】回転輪１０の下面からは、回転輪１０に同
軸的に固定されたねじ軸１２が突出し、このねじ軸１２
に回転輪１０の回転力が伝達されるようになっている。
ねじ軸１２は座ぐり孔８ａを通してロータ軸６の中空孔
６ｂに挿置され、ロータ軸６のガイド孔６ｃを通してロ
ータ軸６の外部に部分的に露出されているとともに当該
露出部におねじ部１２ａが形成されている。ねじ軸１２
には、ロータ軸６のガイド孔６ｃを通してロータ２が螺
合されている。ロータ２には、図３に示されるようにロ
ータ軸６の貫通孔２ａが形成されているとともに貫通孔
２ａの内周にロータ軸６の各ガイド孔６ｃに係合するガ
イド片２ｂが突出形成され、このガイド片２ｂによりロ
ータ軸６に共回り可能かつ軸方向に変位可能に係合され
ている。各ガイド片２ｂには、その先端にねじ軸１２の
おねじ部１２ａと螺合してねじ軸１２のおねじ部１２ａ
とロータ２のガイド片２ｂとロータ軸６のガイド孔６ｃ
とで送りねじ手段を構成するめねじ部２ｃが形成されて
いる。

【００１６】そして、ハンドル１１を回転輪８の有底孔
８ｂから抜き出し、この状態にてハンドル１１を把持し
て回転輪１０を回転輪８と独立して回転すると、回転輪
１０の回転力がねじ軸１２に伝達されてねじ軸１２が回
転し、ねじ軸１２のおねじ部１２ａとロータ２のめねじ
部２ｃとの螺合及びロータ２のガイド片２ｂとロータ軸
６のガイド孔６ｃとの係合によりロータ２がねじ軸１２
の回転に伴なってロータ軸６の軸方向にロータ軸６と独
立して変位し（図４参照）、その後にハンドル１１を回
転輪８の有底孔８ｂに差し込めば、回転輪１０が回転輪
８にロックされて回転輪８と独立して回転不可能とな
り、ロータ２がロータ軸６にその軸方向の任意の位置で
固定される。

【００１７】上記構成によれば、図１に示される状態に
てハンドル９を操作してロータ軸６をロータ２と共に軸
方向に回転しつつ引き上げれば、図２に示されるように
ロータ２がステータ１から離反してロータ２とステータ
１との間の磁気吸着力が低下し、この状態にてロータ軸
６が回転しつつ軸方向に下降するようにハンドル９を操
作してロータ軸６を回転して始動すれば、始動時に必要
なロータ２の回転トルクが低減されてロータ２にそれ程
大きな回転トルクを付与しなくともロータ２を回転でき
る。

【００１８】そして、始動後は、ロータ軸６の所定回転
後にロータ軸６のおねじ部６ａと支持プレート７のめね
じ部７ａとの螺合が外れ、図１に示されるようにロータ
軸６が回転輪８を抜け止めとして支持プレート７に支持
されつつ回転し、このときのロータ２の回転時に永久磁
石３の磁束と鉄心４との相対運動によりロータ２の回転
エネルギを磁気エネルギに変換し、それをさらに電気エ
ネルギに変換してコイル５を通じて出力する。この発電
時には、始動時と比較すると、ロータ軸６の下降により
ロータ２がステータ１に接近してロータ２とステータ１
との間の磁気吸着力が増大するが、このときにはロータ
２に慣性力が付加されるので、ロータ２にそれ程大きな
回転トルクを付与しなくともロータ２を回転できる。

【００１９】発電完了後は、ハンドル９を操作してロー
タ軸６をロータ２と共に回転しつつ軸方向に引き上げれ
ば、図２に示されるようにロータ２をステータ１から離
反して始動時の初期位置に復帰でき、再始動時にも容易
に始動できる。

【００２０】ここで、始動時にはハンドル９の操作に先
だってハンドル１１を操作してロータ軸６をガイドとし
てロータ２をロータ軸６と独立してロータ軸６の軸方向
に沿って下降させておき（図２に図示の状態）、発電完
了後にはハンドル９の操作に先だってハンドル１１を操
作してロータ軸６をガイドとしてロータ２をロータ軸６
と独立してロータ軸６の軸方向に沿って引き上げれば、
発電完了後のハンドル９の操作力が軽減されてロータ２
を容易に始動時の初期位置に復帰できる。すなわち、発
電完了後にも、ロータ２とステータ１との間に磁気吸着
力が作用し、しかもロータ２に発電時のような慣性力が
付加されないので、ハンドル９に大きな回転トルクを付
与しなければ、ロータ２を始動時の初期位置に復帰でき
ない。しかし、始動時にハンドル９の操作に先だってハ
ンドル１１を操作してロータ軸６をガイドとしてロータ
２をロータ軸６と独立してロータ軸６の軸方向に下降さ
せておき、発電完了後にハンドル９の操作に先だってハ
ンドル１１を操作してロータ軸６をガイドとしてロータ
２をロータ軸６と独立してロータ軸６の軸方向に引き上
げれば、この引上げによりロータ２が図４に示されるよ
うにステータ１から離反してロータ２とステータ１との
間の磁気吸着力が低下し、操作ハンドル９に大きな回転
トルクを付与しなくとも、ロータ２を始動時の初期位置
に容易に復帰できる。しかも、ハンドル１１の操作時に
は、ねじ軸１２のおねじ部１２ａとロータ２のめねじ部
２ｃとロータ２のガイド片２ｂとロータ軸６のガイド孔
６ｃとで構成される送りねじ手段により、ロータ２がロ
ータ軸６と独立してロータ軸６の軸方向に沿って引き上
げられるので、ハンドル１１にそれ程大きな回転トルク
を付与しなくともロータ２をロータ軸６と独立してロー
タ軸６の軸方向に沿って引き上げることができる。

【００２１】したがって、大きな操作力を要することな
く、始動時に必要なロータ２の回転トルクを低減でき、
操作性が向上する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る発電機
では、ロータのロータ軸をロータと共に軸方向へ変位さ
せるロータ軸移動手段と、ロータ軸をガイドとしてロー
タをロータ軸と独立してロータ軸の軸方向へ変位させる
送りねじ手段とを有するので、大きな操作力を要するこ
となく、始動時に必要なロータの回転トルクを低減で
き、操作性が向上するという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された発電機の断面図である。

【図２】ロータとロータ軸の構造を示す要部断面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】ロータの変位状態を図１に対応して示した断面
図である。

【符号の説明】

２ ロータ ２ｂ ガイド片（送りねじ手段） ２ｃ めねじ部（送りねじ手段） ６ ロータ軸 ６ａ おねじ部（ロータ軸移動手段） ６ｃ ガイド孔（送りねじ手段） ７ａ めねじ部（ロータ軸移動手段） １２ａ おねじ部（送りねじ手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータの回転エネルギを電気エネルギに
   変換する発電機であって、 上記ロータのロータ軸を上記ロータと共に軸方向へ変位
   させるロータ軸移動手段と、 上記ロータ軸をガイドとして上記ロータを上記ロータ軸
   と独立して上記ロータ軸の軸方向へ変位させる送りねじ
   手段とを有することを特徴とする発電機。