JP2008301587A - Power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自転車のハブダイナモや小型風力発電等に用いられる発電機に関するものである。 The present invention relates to a generator used for a bicycle hub dynamo, a small wind power generator, and the like.
自転車のハブダイナモは、ロータがタイヤと同じ遅い速度で回転するので、低速走行時の誘導起電力が不十分となる傾向がある。ただし、タイヤの回転をギアで増速してロータを回転させたのでは、発電機の構造が複雑になるのと、ギア音が大きくなるという欠点が生じる。 In a bicycle hub dynamo, the rotor rotates at the same slow speed as that of the tire, so that the induced electromotive force at low speed tends to be insufficient. However, if the rotation of the tire is increased with a gear and the rotor is rotated, the structure of the generator is complicated and the gear noise increases.
そこで、ハブダイナモに用いられる同期発電機では、図11に示すように、多極化することにより(図11では4極24スロット)、コギングトルクの低減を図ると共に低速走行時にも十分な誘導起電力が得られるようにしている。この同期発電機は、ロータ1の外周表面に筒状の永久磁石4を配置すると共に、このロータ1の周囲のステータ2に多数のスロットを形成し、各スロットにコイル3を巻回している。
Therefore, in a synchronous generator used in a hub dynamo, as shown in FIG. 11, by using multiple poles (4 poles and 24 slots in FIG. 11), cogging torque is reduced and sufficient induced electromotive force is generated even at low speeds. I am trying to get it. In this synchronous generator, a cylindrical
ところが、上記同期発電機の永久磁石4は、筒状の外表面に現れる磁極N/Sが周方向に沿って交互に入れ替わるように多極着磁する必要があるので、磁力は強いが異方性である希土類の焼結磁石等を用いることができず、磁力の弱いボンド磁石(プラスチックマグネット)等を使わざるを得ない。また、多極化すると、細かいスロットに多数のコイル3を巻回する必要があるので、発電機の製造工程が複雑になる。しかも、これらの事情は、図11に示す同期発電機に限らず、最近ハブダイナモとして広く用いられているクローポールタイプの同期発電機の場合も同様である。
However, since the
このため、従来のハブダイナモに用いられる従来の同期発電機は、永久磁石4の磁力が弱いためにコイル3の鎖交磁束変化も少なくなり、大きな誘導起電力を得ることができないという問題があった。また、コイル3の巻回作業も複雑で面倒なものとなるので、製造コストが上昇するという問題もあった。
For this reason, the conventional synchronous generator used in the conventional hub dynamo has a problem that since the magnetic force of the
なお、図12に示すように、永久磁石4の両磁極面に密着固定した2個のステータ2,2にコイル3,3を巻回すると共に、これらのステータ2,2の先端面に、ロータ1の極歯1aを接近させることにより、上記問題を解消するようにした発電機が従来から提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
As shown in FIG. 12,
しかしながら、この発電機は、図12(a)に示すように、ロータ1の極歯1aがステータ2,2に接近したときに、狭いギャップを介して磁束が一方向に通る場合と、図12(b)に示すように、ロータ1の極歯1aがステータ2,2から離れたときに、広いギャップによって磁束が通らなくなる場合との二つの場合が繰り返すだけで、磁束が逆方向に通る場合がないので、コイル3,3と鎖交する磁束の変化も小さくなる。しかも、図12(b)に示すように、ロータ1の極歯1aがステータ2,2から離れたときに、ギャップ付近で漏れ磁束が生じて磁束を完全に遮断できないので、コイル3,3の鎖交磁束の変化がさらに小さくなる。従って、この発電機は、磁力の強い永久磁石4を用いることができるにもかかわらず、鎖交磁束変化を十分に大きくすることができず、大きな誘導起電力を得ることができないという問題が生じていた。
本発明は、2個以上の永久磁石による磁束が通る磁路を交互に切り替えることにより、磁力の強い永久磁石を有効に活用して大きな誘導起電力を得ることができる発電機を提供しようとするものである。 The present invention intends to provide a generator capable of obtaining a large induced electromotive force by effectively utilizing a permanent magnet having a strong magnetic force by alternately switching a magnetic path through which a magnetic flux by two or more permanent magnets passes. Is.
請求項1の発電機は、極歯を形成した第1コアと、2組の極歯部にそれぞれ極歯を形成した第2コアであって、第1コアの極歯に対し各組の極歯部の極歯を接近させて相対的に移動することにより、電気角の変化に伴い2組の極歯部における極歯のギャップの広狭が交互に入れ替わるようにしたものと、この第2コアにおける2組の極歯部の間に巻回されたコイルと、この第2コアにおける各組の極歯部の近傍に同一極性の磁極面を密着固定した2個以上の永久磁石と、各永久磁石の他方の極性の磁極面に密着固定されると共に、電気角の変化にかかわらず第1コアに常に狭いギャップで接近する2個の補助コアとを備えたことを特徴とする。
The generator according to
請求項2の発電機は、前記補助コアが第1コアの極歯に常に狭いギャップで接近するものであり、この補助コアにおける第1コアの極歯に接近する面に、この極歯との間の狭いギャップが僅かに変化する凹凸が形成されたことを特徴とする。
The generator according to
請求項1の発明によれば、第1コアとの相対移動により、第2コアの2組の極歯部のギャップの広狭が交互に入れ替わり、これらの極歯部の近傍に同一極性の永久磁石が密着固定されているので、この第2コアの2組の極歯部の間には、交互に逆方向の磁束が通ることになる。従って、この第2コアの2組の極歯部の間に巻回されたコイルに鎖交する磁束が繰り返し変化するので、誘導起電力を得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, by the relative movement with the first core, the width of the gap between the two pairs of pole teeth of the second core is alternately switched, and a permanent magnet having the same polarity is provided in the vicinity of these pole teeth. Are closely fixed, so that magnetic fluxes in opposite directions alternately pass between the two sets of pole teeth of the second core. Therefore, since the magnetic flux linked to the coil wound between the two sets of pole teeth of the second core repeatedly changes, an induced electromotive force can be obtained.
しかも、各永久磁石は、多極着磁する必要がないので、磁力の強い磁石を用いて大きな誘導起電力を得ることができる。また、極歯の構成により、第1コアと第2コアとの僅かな相対移動で鎖交磁束を変化させることができるので、多極化する必要がなくなり、コイルの巻回作業が複雑になることもなく、製造コストの上昇を抑制できる。 In addition, since each permanent magnet does not need to be multipolar magnetized, a large induced electromotive force can be obtained using a magnet having a strong magnetic force. Also, the configuration of the pole teeth allows the flux linkage to be changed by a slight relative movement between the first core and the second core, so there is no need to increase the number of poles, and the coil winding operation can be complicated. Therefore, an increase in manufacturing cost can be suppressed.
さらに、コイルには、2個の永久磁石から交互に逆方向の磁束が鎖交するので、誘導起電力をより大きくすることができる。しかも、第2コアの2組の極歯部のギャップは広狭が交互に入れ替わり、共に広くなることはないので、漏れ磁束によって誘導起電力が減少するようなこともなくなる。 Furthermore, since the magnetic flux in the opposite direction is alternately linked to the coil from the two permanent magnets, the induced electromotive force can be further increased. In addition, the gaps between the two pairs of pole teeth of the second core are alternately switched from wide to narrow, and both do not widen, so that the induced electromotive force is not reduced by the leakage magnetic flux.
第1コアと第2コアと補助コアは、少なくとも強磁性体からなり、軟磁性体であることが好ましい。また、第1コアと第2コアは、相対的に移動すればよいので、一方が固定されたコア(ステータ)で他方が運動するコアの場合と、双方が運動するコアである場合とがある。ここで、一方がステータであれば、他方が回転移動する場合にはロータとなり、他方が直線移動する場合にはスライダとなる。極歯は、コアに1又は2以上の凹凸が形成された部分であり、第1コアと第2コアの極歯同士が接近した場合、凸部同士が向かい合えばギャップが狭くなり、凸部と凹部が向かい合えばギャップが広くなる。この極歯の凸部の形状は、回転軸に沿った平歯車状の他、例えばくの字形に曲がったやまば歯車状等の任意の形状とすることができる。また、第1コアの極歯は、通常は多数の凹凸からなり、回転移動タイプのものでは、通常は無端状に形成される。 The first core, the second core, and the auxiliary core are preferably made of at least a ferromagnetic material and are preferably a soft magnetic material. Moreover, since the 1st core and the 2nd core should just move relatively, there is a case where one is a fixed core (stator) and the other moves, and a case where both move. . Here, if one side is a stator, the other is a rotor when the other is rotationally moved, and the other is a slider when the other is linearly moved. A pole tooth is a part in which one or more irregularities are formed in the core. When the pole teeth of the first core and the second core approach each other, the gap becomes narrower if the convex parts face each other. If the recesses face each other, the gap becomes wider. The shape of the convex portion of the pole teeth can be an arbitrary shape such as a spur gear shape that is bent in a dogleg shape, in addition to a spur gear shape along the rotation axis. In addition, the pole teeth of the first core are usually composed of a large number of irregularities, and in the case of the rotational movement type, they are usually formed in an endless shape.
請求項2の発明によれば、補助コアに僅かな凹凸が形成されるので、電気角の変化に応じて第1コアの極歯との間の狭いギャップを僅かに変化させることができ、これによってコギングトルクを抑制することができるようになる。
According to the invention of
以下、本発明の最良の実施形態について図1〜図10を参照して説明する。なお、これらの図においても、図11〜図12に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same reference numerals are given to the constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS.
〔第1実施形態〕
本実施形態の発電機は、動作原理を説明するために、2次元の図面上で磁路の変化が分かりやすくなるようにしたモデルを示す。この発電機は、図1に示すように、ロータ1(第1コア)がステータ2(第2コア)の周囲を回転するアウトロータタイプのものである。
[First Embodiment]
In order to explain the principle of operation, the generator of this embodiment shows a model that makes it easy to understand the change in the magnetic path on a two-dimensional drawing. As shown in FIG. 1, this generator is an out-rotor type in which a rotor 1 (first core) rotates around a stator 2 (second core).
ロータ1は、円筒形の軟磁性材料からなり、内周面に極歯1aの凹凸が内歯歯車状に多数形成されている。図1では、この極歯1aが21個の凸部からなる場合を示しているので、ロータ1は、約17°(≒360°/21)回転することにより、電気角が360°変化したことになる。
The
ステータ2は、上下に長い棒状又は厚板状の軟磁性材料からなり、上下方向の両端の2組の極歯部にそれぞれ極歯2a,2bが形成されている。各極歯2a,2bは、2個の凸部と、これらの間の凹部とからなり、ロータ1の内周面の極歯1aが広狭のギャップを介して外接しながら回転するようになっている。また、図1に示すように、ロータ1の回転位置が電気角0°の場合には、下方の極歯2bの凸部がロータ1の極歯1aの凸部と狭いギャップを介して向かい合うが、上方の極歯2aの凸部はロータ1の極歯1aの凹部と広いギャップを介して向かい合い、図3に示す電気角180°の場合には、上方の極歯2aの凸部がロータ1の極歯1aの凸部と狭いギャップを介して向かい合うが、下方の極歯2bの凸部はロータ1の極歯1aの凹部と広いギャップを介して向かい合うというように、ロータ1の回転による電気角の変化に伴い、ステータ2の両端の極歯2a,2bのギャップの広狭が交互に入れ替わるようになっている。
The
上記ステータ2は、図1に示すように、両端の極歯2a,2bの近傍の側面に2個の永久磁石4,5が密着固定されている。永久磁石4,5は、ステータ2の側面に密着する面がN極の磁極面となり、反対側の面がS極の磁極面となった単極着磁の磁石であるため、磁力は強いが異方性である希土類の焼結磁石等を用いることができる。また、ここでは、一方の永久磁石4は、ステータ2における上方の極歯2a近傍の右側側面に密着固定され、他方の永久磁石5は、ステータ2における下方の極歯2b近傍の左側側面に密着固定されている。
As shown in FIG. 1, the
上記永久磁石4,5のS極の磁極面には、それぞれ補助コア6,7が密着固定されている。補助コア6,7は、軟磁性材料からなり、永久磁石4,5に密着固定された面とは異なる面が、電気角の変化にかかわらずロータ1の極歯1aのいずれか2〜3個の凸部と常に狭いギャップを介して内接するようにしたものである。
上記ステータ2の上下方向の中央部には、コイル3が巻回されている。従って、このステータ2内を上下に通る磁束Φが変化すると、コイル3にその変化分に応じた誘導起電力が発生する。
A
上記構成の発電機は、図1に示す電気角0°のときには、ロータ1の極歯1aに対してステータ2の下方の極歯2bのみが狭いギャップを介して接近するので、このステータ2とロータ1との間の磁路の磁気抵抗は、上方が非常に大きく、下方が非常に小さくなる。このため、上方の永久磁石4からの磁束Φは、ステータ2の上部から下方に向かってロータ1に至り、このロータ1の極歯1aと上方の補助コア6とを介して元の永久磁石4に戻る。また、下方の永久磁石5からの磁束Φは、ステータ2の下部から下方に向かってロータ1に至り、このロータ1の極歯1aと下方の補助コア7とを介して元の永久磁石5に戻る。従って、コイル3には、上方の永久磁石4からの下向きの磁束Φが鎖交することになる。
When the electrical angle shown in FIG. 1 is 0 ° as shown in FIG. 1, only the
次ぎに、図2に示す電気角90°のときには、ステータ2の上下双方の極歯2a,2bがロータ1の極歯1aに対して凸部の半分程度において狭いギャップを介し接近するので、このステータ2とロータ1との間の磁路の磁気抵抗は、上下共にある程度小さくなる。このため、上方の永久磁石4からの磁束Φは、ステータ2の上部から上方に向かってロータ1に至り、このロータ1の極歯1aと上方の補助コア6とを介して元の永久磁石4に戻る。また、下方の永久磁石5からの磁束Φは、ステータ2の下部から下方に向かってロータ1に至り、このロータ1の極歯1aと下方の補助コア7とを介して元の永久磁石5に戻る。従って、コイル3には、上下いずれの永久磁石4,5からの磁束Φも鎖交しないことになる。
Next, when the electrical angle is 90 ° shown in FIG. 2, the upper and
さらに、図3に示す電気角180°のときには、ロータ1の極歯1aに対してステータ2の上方の極歯2aのみが狭いギャップを介して接近するので、このステータ2とロータ1との間の磁路の磁気抵抗は、上方が非常に小さく、下方が非常に大きくなる。このため、下方の永久磁石5からの磁束Φは、ステータ2の下部から上方に向かってロータ1に至り、このロータ1の極歯1aと下方の補助コア7とを介して元の永久磁石5に戻る。また、上方の永久磁石4からの磁束Φは、ステータ2の上部から上方に向かってロータ1に至り、このロータ1の極歯1aと上方の補助コア6とを介して元の永久磁石4に戻る。従って、コイル3には、下方の永久磁石5からの上向きの磁束Φが鎖交することになる。
Further, when the electrical angle is 180 ° shown in FIG. 3, only the
さらに、図4に示す電気角270°のときには、ステータ2の上下双方の極歯2a,2bがロータ1の極歯1aに対して凸部の半分程度で狭いギャップを介して接近するので、このステータ2とロータ1との間の磁路の磁気抵抗は、上下共にある程度小さくなる。このため、上方の永久磁石4からの磁束Φは、ステータ2の上部から上方に向かってロータ1に至り、このロータ1の極歯1aと上方の補助コア6とを介して元の永久磁石4に戻る。また、下方の永久磁石5からの磁束Φは、ステータ2の下部から下方に向かってロータ1に至り、このロータ1の極歯1aと下方の補助コア7とを介して元の永久磁石5に戻る。従って、コイル3には、上下いずれの永久磁石4,5からの磁束Φも鎖交しないことになる。
Further, when the electrical angle is 270 ° shown in FIG. 4, both the upper and
そして、上記発電機は、ロータ1の回転に伴い、図1〜図4の動作を繰り返すので、コイル3に鎖交する磁束Φは、図5に示すように、電気角0°と電気角180°のときに逆向きの最大となる正弦波状に変化し、この磁束Φの変化に伴って、コイル3に交流の誘導起電力が生じる。
The generator repeats the operations shown in FIGS. 1 to 4 as the
上記構成によれば、永久磁石4,5を多極着磁する必要がないので、磁力の強い希土類の焼結磁石等を用いて大きな誘導起電力を得ることができる。また、コイル3も、ステータ2の中央部に巻回するだけでよいので、この巻回作業が複雑になることもなく、製造コストの上昇を抑制できる。
According to the above configuration, since it is not necessary to magnetize the
さらに、コイル3には、2個の永久磁石4,5から交互に逆方向の磁束Φが鎖交するので、単に磁束Φの片方向の通過と遮断を繰り返すだけの場合よりも大きな誘導起電力を得ることができる。しかも、ステータ2の上下の極歯2a,2bのギャップは広狭が交互に入れ替わり、常にどちらかの磁気抵抗が小さくなるので、漏れ磁束によって誘導起電力が小さくなるようなこともなくなる。
Further, since the magnetic flux Φ in the opposite direction is alternately linked to the
なお、上記第1実施形態では、図6に示すように、補助コア6,7におけるロータ1の極歯1aに接近する面に、この極歯1aとの間の狭いギャップが僅かに変化する凹凸6a,7aが形成されている。これらの凹凸6a,7aは、ロータ1の極歯1aとステータ2の極歯2a,2bとの間で発生するコギングトルクを、このロータ1の極歯1aとの間で打ち消すような位置関係で形成されている。従って、第1実施形態の発電機では、コギングトルクが低減されるので、小型風力発電に用いた場合には僅かな風でもロータ1を回転させて発電を行うことができるようになり、自転車のハブダイナモとして用いた場合にもペダルを漕ぐ力を軽減することができるようになる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, unevenness in which a narrow gap between the
また、上記第1実施形態では、ステータ2の各組の極歯部の極歯2a,2bがそれぞれ2個の凸部からなる場合を示したが、これらは1個の凸部だけでもよいし、3個以上の凸部で形成することもでき、極歯部ごとに異なっていてもよい。さらに、第1実施形態では、ステータ2の上端に1組目の1箇所の極歯部を設け、下端に2組目の1箇所の極歯部を設けた場合を示したが、2組の極歯部が設けられていれば、各組の極歯部は2箇所以上に分離されていてもよい。
In the first embodiment, the
さらに、第1実施形態では、2個の永久磁石4,5を用いる場合を示したが、この永久磁石は2個以上であれば数に制限はなく、例えばステータ2の上方の右側側面に永久磁石4を密着固定すると共に、左側側面にも別の永久磁石を密着固定し、ステータ2の下方の左側側面に永久磁石5を密着固定すると共に、右側側面にも別の永久磁石を密着固定することもでき、追加した各永久磁石にはそれぞれ補助コアを密着固定することができる。
Furthermore, although the case where two
〔第2実施形態〕
本実施形態は、実際に自転車のハブダイナモとして用いる発電機を示す。この発電機も、図7〜図9に示すように、ロータ1(第1コア)がステータ2(第2コア)の周囲を回転するアウトロータタイプのものである。
[Second Embodiment]
This embodiment shows the generator actually used as a bicycle hub dynamo. As shown in FIGS. 7 to 9, this generator is also of an out-rotor type in which the rotor 1 (first core) rotates around the stator 2 (second core).
ロータ1は、円筒形の軟磁性材料からなり、内周面に極歯1aの凹凸が内歯歯車状に多数形成されている。ステータ2は、円筒形の軟磁性材料からなり、外周面に軸方向に並んで極歯部が2組設けられている。各極歯部は、極歯2a,2bの凹凸が全周にわたって外歯歯車状に多数形成された部分である。そして、図7の左側に示す1組目の極歯部の極歯2aと、図10の右側に示す2組目の極歯部の極歯2bは、図8のA−A断面と図9のB−B断面に示すように、凹凸の位相が電気角で180°ずれて形成されている。
The
上記ステータ2は、図7に示すように、軸方向の左右の両端面に永久磁石4,5が密着固定されている。永久磁石4,5は、ステータ2の端面に密着する面がN極の磁極面となり、反対側の面がS極の磁極面となった単極着磁の磁石であるため、磁力は強いが異方性である希土類の焼結磁石等を用いることができる。
As shown in FIG. 7, the
上記永久磁石4,5のS極の磁極面には、それぞれ補助コア6,7が密着固定されている。補助コア6,7は、外周面に凹凸のない円盤形の軟磁性材料からなり、この外周面が、電気角の変化にかかわらずロータ1の左右の端部の内周面と常に狭いギャップを介して内接するようにしたものである。なお、これらの補助コア6,7の外周面にも、図6に示したような凹凸6a,7aを形成すると共に、ロータ1の左右の端部の内周面に極歯を形成するれば、コギングトルクを低減することができる。
上記ステータ2における軸方向の中央部(図7の左右方向の中央部)には、コイル3が巻回されている。即ち、コイル3は、発電機の回転軸を中心に、ステータ2が中央部で窪んだボビン状となる部分の外周に巻回されることになり、このステータ2内を左右に通る磁束Φが変化すると、コイル3にその変化分に応じた誘導起電力が発生する。
A
上記構成の発電機は、図7に示す電気角0°のときには、ロータ1の極歯1aに対してステータ2の左側の極歯2aのみが狭いギャップを介して接近するので、このステータ2とロータ1との間の磁路の磁気抵抗は、左側が非常に小さく、右側が非常に大きくなる。このため、右側の永久磁石5からの磁束Φは、ステータ2の右端から左方向に向かい左側で上向きとなって極歯2aを介しロータ1に至ると共に、このロータ1の右側の端部と右側の補助コア7とを介して元の永久磁石5に戻る。また、左側の永久磁石4からの磁束Φは、ステータ2の左端からすぐに上方に向かって極歯2aを介しロータ1に至り、このロータ1の左側の端部と左側の補助コア6とを介して元の永久磁石4に戻る。従って、コイル3には、右側の永久磁石5からの左向きの磁束Φが鎖交することになる。
When the electrical angle shown in FIG. 7 is 0 ° as shown in FIG. 7, only the
次に、図10に示す電気角180°のときには、ロータ1の極歯1aに対してステータ2の右側の極歯2bのみが狭いギャップを介して接近するので、このステータ2とロータ1との間の磁路の磁気抵抗は、右側が非常に小さく、左側が非常に大きくなる。このため、左側の永久磁石4からの磁束Φは、ステータ2の左端から右方向に向かい右側で上向きとなって極歯2bを介しロータ1に至ると共に、このロータ1の左側の端部と左側の補助コア6とを介して元の永久磁石4に戻る。また、右側の永久磁石5からの磁束Φは、ステータ2の右端からすぐに上方に向かって極歯2bを介しロータ1に至り、このロータ1の右側の端部と右側の補助コア7とを介して元の永久磁石5に戻る。従って、コイル3には、左側の永久磁石5からの右向きの磁束Φが鎖交することになる。
Next, when the electrical angle is 180 ° shown in FIG. 10, only the
さらに、電気角が90°のときと270°のときには、ステータ2の左右双方の極歯2a,2bがロータ1の極歯1aに対して凸部の半分程度において狭いギャップを介し接近するので、このステータ2とロータ1との間の磁路の磁気抵抗は、左右共にある程度小さくなる。このため、左右の永久磁石4,5からの磁束Φは、ロータ1からそれぞれ最寄りの補助コア6,7を介して元の永久磁石4,5に戻るので、コイル3には、左右いずれの永久磁石4,5からの磁束Φも鎖交しないことになる。
Furthermore, when the electrical angle is 90 ° and 270 °, the left and
そして、上記発電機は、ロータ1の回転に伴い、図7と図10の動作を繰り返すので、コイル3に鎖交する磁束Φは、図5に示したように、電気角0°と電気角180°のときに逆向きの最大となる正弦波状に変化し、この磁束Φの変化に伴って、コイル3に交流の誘導起電力が生じる。
The generator repeats the operations of FIGS. 7 and 10 as the
上記構成によれば、永久磁石4,5を多極着磁する必要がないので、磁力の強い希土類の焼結磁石等を用いて大きな誘導起電力を得ることができる。また、コイル3も、ステータ2の中央部に巻回するだけでよいので、この巻回作業が複雑になることもなく、製造コストの上昇を抑制できる。
According to the above configuration, since it is not necessary to magnetize the
さらに、コイル3には、2個の永久磁石4,5から交互に逆方向の磁束Φが鎖交するので、単に磁束Φの片方向の通過と遮断を繰り返すだけの場合よりも大きな誘導起電力を得ることができる。しかも、ステータ2の左右の極歯2a,2bのギャップは広狭が交互に入れ替わり、常にどちらかの磁気抵抗が小さくなるので、漏れ磁束によって誘導起電力が小さくなるようなこともなくなる。
Further, since the magnetic flux Φ in the opposite direction is alternately linked to the
なお、上記第1と第2の実施形態では、永久磁石4,5のN極の磁極面をステータ2に密着固定する場合を示したが、同一極性の磁極面を密着固定すればよいので、S極の磁極面をステータ2に密着固定してもよい。
In the first and second embodiments, the case where the N-pole magnetic pole surfaces of the
また、上記第1と第2の実施形態では、ヒステリシス損(鉄損)を少なくするために、ロータ1とステータ2と補助コア6,7に軟磁性材料を用いる場合を示したが、圧粉磁心(焼結軟磁性体)や絶縁薄鋼板の積層体等のように、渦電流損の少ない軟磁性材料を用いることが好ましい。逆にこれらヒステリシス損や渦電流損が特に問題にならなければ、任意の強磁性材料を用いることもできる。
In the first and second embodiments, the case where soft magnetic materials are used for the
また、上記第1と第2の実施形態では、アウトロータタイプの発電機を示したが、インロータタイプの発電機でも同様であり、ステータに対してスライダが直線移動や揺動移動等を行うような発電機にも同様に実施可能である。そして、上記第1と第2の実施形態では、永久磁石4,5を密着固定すると共にコイル3を巻回する第2コアを固定側のステータとする場合を示したが、この第2コアを回転するロータや直線/揺動移動等を行うスライダとすることも可能である。
In the first and second embodiments, the out-rotor type generator is shown. However, the same applies to the in-rotor type generator, and the slider performs linear movement, swing movement, and the like with respect to the stator. The same can be applied to such a generator. In the first and second embodiments, the case where the
1 ロータ
1a 極歯
2 ステータ
2a 極歯
2b 極歯
3 コイル
4 永久磁石
5 永久磁石
6 補助コア
6a 凹凸
7 補助コア
7a 凹凸
1
Claims (2)
2組の極歯部にそれぞれ極歯を形成した第2コアであって、第1コアの極歯に対し各組の極歯部の極歯を接近させて相対的に移動することにより、電気角の変化に伴い2組の極歯部における極歯のギャップの広狭が交互に入れ替わるようにしたものと、
この第2コアにおける2組の極歯部の間に巻回されたコイルと、
この第2コアにおける各組の極歯部の近傍に同一極性の磁極面を密着固定した2個以上の永久磁石と、
各永久磁石の他方の極性の磁極面に密着固定されると共に、電気角の変化にかかわらず第1コアに常に狭いギャップで接近する2個の補助コアと
を備えたことを特徴とする発電機。 A first core formed with pole teeth;
A second core having pole teeth formed in two sets of pole teeth, respectively, by moving the pole teeth of each set of pole teeth closer to the pole teeth of the first core, As the angle changes, the width of the gap between the pole teeth in the two pairs of pole teeth is alternately switched,
A coil wound between two sets of pole teeth in the second core;
Two or more permanent magnets having magnetic pole faces of the same polarity in close contact and fixed in the vicinity of each pair of pole teeth in the second core;
A generator comprising: two auxiliary cores that are closely fixed to a magnetic pole surface of the other polarity of each permanent magnet and that always approach the first core with a narrow gap regardless of a change in electrical angle. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007142850A JP2008301587A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Power generator |
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JP2007142850A JP2008301587A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Power generator |
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JP2008301587A true JP2008301587A (en) | 2008-12-11 |
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ID=40174567
Family Applications (1)
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JP2007142850A Pending JP2008301587A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Power generator |
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-
2007
- 2007-05-30 JP JP2007142850A patent/JP2008301587A/en active Pending
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