JP2018078777A - Dynamo-electric generator with rotation acceleration part - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dynamo-electric generator which is not required to change a structure of the dynamo-electric generator having a rotation acceleration part and a small size, even when changing a specification of an acceleration rate.SOLUTION: A dynamo-electric generator 100 includes: a rotation acceleration part 80 with a magnet gear mechanism constructed by a stator 15 including a low speed rotor 11 and a plurality of stator poles 14 which includes a plurality of low speed rotor magnets 12 attached to an input axis 52, and a high speed rotor 16 having a plurality of high speed rotor magnets 17; a plurality of power generation magnets 31 that are rotated at an increase speed by the rotation acceleration part 80; and a power generation part 90 constructed by a plurality of power generation coils 32 induced by the electronic of the rotation of each power generation magnet 31. The power generation magnets 31 of a logarithmic number independence of a number of the low speed rotor magnets 12, the high speed rotor magnets 17, and the stator poles 14 are provided. Thus, in regards to a specification of the rotation acceleration part 80, the specification of the power generation part 90 can be freely set, and increase in size of the dynamo-electric generator by the connection of the rotation acceleration part 80 with the power generation part 90 can be avoided.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、海中または水中で使用される発電機、特に流速の遅い海中での使用に有利な磁気ギア機構による回転増速部を有する発電機に関するものである。   The present invention relates to a generator used in the sea or underwater, and more particularly to a generator having a rotation speed increasing portion by a magnetic gear mechanism that is advantageous for use in the sea at a low flow velocity.

自然エネルギーを利用した発電は太陽光発電、風力発電、水力発電等が実用化あるいは検討されている。
このうち水力発電ではダム等による大規模な水力発電所による発電以外に、用水路等を利用した小水力発電、海流や海の満ち引きを利用した潮流発電や潮汐発電等がある。この様な水力発電は太陽光発電のような夜間の発電停止や、風力発電のような天候による発電量の大幅な変化がないので、出力が比較的安定している安定電源となるので好ましい。
As for power generation using natural energy, solar power generation, wind power generation, hydroelectric power generation and the like have been put into practical use or being studied.
Among these, hydropower generation includes small hydropower generation using irrigation canals, tidal power generation and tidal power generation using ocean currents and seas, in addition to power generation by large-scale hydropower stations such as dams. Such hydroelectric power generation is preferable because it is a stable power source with relatively stable output because there is no significant change in the amount of power generation due to the weather such as wind power generation at night, as in solar power generation.

その反面、これらの小水力発電や潮流発電等では利用できる水流の流速が小さいことが多く、様々なタービンやプロペラを使用しても充分な回転数を得る事は困難で、発電機の前に回転増速部を組み込み、タービンやプロペラの回転を増速することがしばしば行われる。   On the other hand, in these small hydropower generation and tidal power generation etc., the flow velocity of the water flow that can be used is often small, and it is difficult to obtain a sufficient rotation speed even if various turbines and propellers are used. Often, a rotation speed increasing part is incorporated to increase the rotation speed of the turbine or propeller.

例えば特許文献1に示されるバルブ形水車発電装置では、図10に示すように、筒状の発電機本体901の中に回転自在に保持された水車ランナ902が潮流等により回転させられ、この回転が増速機構903を介して発電機904に伝えられる構造が提示されている。この様な構成の発電装置では、設置される河川等の水量や流速に応じて適切な増速比の増速機構903、および適切な容量の発電機904を選定使用することが可能で、好適な稼動状態で発電させることが可能となる。   For example, in the valve-type turbine generator shown in Patent Document 1, as shown in FIG. 10, a turbine runner 902 that is rotatably held in a cylindrical generator body 901 is rotated by a tidal current or the like. Is transmitted to the generator 904 via the speed increasing mechanism 903. In the power generation device having such a configuration, it is possible to select and use a speed increasing mechanism 903 having an appropriate speed increasing ratio and a power generator 904 having an appropriate capacity in accordance with the amount of water and the flow speed of a river or the like to be installed. It is possible to generate power in a stable operating state.

しかしながら、特許文献1に示されているような発電装置では水車ランナ902と発電機904の間に増速機構903が組み込まれるため、発電機本体901の長さが長くなり発電装置が大型化する、また水車ランナ902の回転軸と増速機構903の入力軸、及び増速機構903の出力軸と発電機904の入力軸を、軸心を合わせた状態で接続する必要があり、組立ての工数が増加するという課題があった。   However, since the speed increasing mechanism 903 is incorporated between the water turbine runner 902 and the power generator 904 in the power generating apparatus as shown in Patent Document 1, the length of the power generator main body 901 is increased and the power generating apparatus is enlarged. In addition, it is necessary to connect the rotating shaft of the water turbine runner 902 and the input shaft of the speed increasing mechanism 903, and the output shaft of the speed increasing mechanism 903 and the input shaft of the generator 904 in a state where the shaft centers are aligned. There has been a problem of increasing.

これに対し、非特許文献1に示されている磁気ギアード発電機は、図11に示すように、外部の水車911に接続された、軟磁性体で複数の極を有する略リング状の低速ロータ912が回動可能に保持されており、低速ロータ912の外側には軟磁性体で複数の極を有する略リング状の固定部914が低速ロータ913と同心に固定され、固定部914の複数の極にはそれぞれ発電用のコイル915が装着され、低速ロータ912の内側には複数の磁石を有する略円柱状の高速ロータ913が回動可能に取付けられている。   On the other hand, as shown in FIG. 11, the magnetic geared generator shown in Non-Patent Document 1 is a soft ring-shaped low-speed rotor having a plurality of poles connected to an external water turbine 911. 912 is rotatably held, and a substantially ring-shaped fixing portion 914 having a plurality of poles made of soft magnetic material is fixed to the outside of the low-speed rotor 912 concentrically with the low-speed rotor 913. A power generation coil 915 is mounted on each pole, and a substantially cylindrical high-speed rotor 913 having a plurality of magnets is rotatably mounted inside the low-speed rotor 912.

この磁気ギアード発電機では、低速ロータ912が水車911で回転駆動されると、磁気ギアの動作原理により高速ロータ913が高速回転させられ、この高速回転する高速ロータ913の磁石の磁力により、固定部914の極に取付けられたコイル915が起電し、増速装置つきの発電機として動作する。   In this magnetic geared generator, when the low-speed rotor 912 is rotationally driven by the water turbine 911, the high-speed rotor 913 is rotated at a high speed by the principle of operation of the magnetic gear, and the fixed portion is A coil 915 attached to the pole of 914 generates electricity and operates as a generator with a speed increasing device.

この様に、非特許文献1に示されている磁気ギアード発電機は、複数の極を有する2つの略リング状の部品すなわち低速ロータ912と固定部914と、複数の磁石を有する1つの略円柱状の部品すなわち高速ロータ913と、固定部914の複数の極にそれぞれ装着されたコイル915という簡略な構成で、増速機構が組み込まれた発電機を実現している。   As described above, the magnetic geared generator shown in Non-Patent Document 1 includes two substantially ring-shaped parts having a plurality of poles, that is, a low-speed rotor 912, a fixing portion 914, and one substantially circular shape having a plurality of magnets. A generator including a speed increasing mechanism is realized with a simple configuration of columnar parts, that is, a high-speed rotor 913 and coils 915 respectively mounted on a plurality of poles of the fixing portion 914.

ところで、図11に示す磁気ギアード発電機では、低速ロータ912の極数は20極、高速ロータ913の磁石数は8極となっており、この2つの極数から磁気ギアとしての増速比は20/8で2.5となることが非特許文献1に示されている。また、「低速ロータの極数は高速ロータの磁石数と固定部の極数の和」であるという関係式が示されており、この関係式から固定部914の極数は12となり、コイル915の数も12となる。この12個のコイル915より3相交流出力が取り出せ、各相あたりのコイル915の数は4つである。この様に、非特許文献1に示されている磁気ギアード発電機は、増速比2.5の増速機構を内蔵した3相交流発電機が簡略な構造で実現されている。   By the way, in the magnetic geared generator shown in FIG. 11, the number of poles of the low-speed rotor 912 is 20 and the number of magnets of the high-speed rotor 913 is 8, and the speed increase ratio as a magnetic gear is determined from these two poles. Non-Patent Document 1 shows that 20/8 is 2.5. In addition, a relational expression that “the number of poles of the low-speed rotor is the sum of the number of magnets of the high-speed rotor and the number of poles of the fixed part” is shown. From this relational expression, the number of poles of the fixed part 914 is 12, and the coil 915 Will also be 12. A three-phase AC output can be taken out from these 12 coils 915, and the number of coils 915 per phase is four. As described above, the magnetic geared generator shown in Non-Patent Document 1 is realized by a simple structure of a three-phase AC generator having a speed increasing mechanism with a speed increasing ratio of 2.5.

しかしながら、上記の磁気ギアード発電機では製品の仕様を少しでも変更しようとすると、基本構成が変わってしまうという課題がある。例えば水量は豊富であるが水流が小さい潮流中で使用するために増速比をもう少し大きくしたいというような場合、以下に示すようにコイルの構成が変わり、場合によっては発電出力が取り出せなくなる。   However, in the magnetic geared generator described above, there is a problem that the basic configuration changes when trying to change the specifications of the product even a little. For example, when it is desired to increase the speed increasing ratio for use in a tidal current with a large amount of water but a small water flow, the coil configuration changes as shown below, and in some cases, the power generation output cannot be taken out.

例えば、増速比を大きくするために、高速ロータ913の磁石数は8極のままで低速ロータ912の極数を20極から24極に変更すると、増速比は24/8で3となる。この時「低速ロータの極数は高速ロータの磁石数と固定部の極数の和」であるという関係式から固定部914の極数を16極とする必要があり、これに伴いコイル数は16個となる。
この構成では、高速ロータ913の磁石数が8極、すなわち4極対であることから、高速ロータ913が1回転すると各々のコイルには360°×4=1440°分の起電力が発生する。すなわち高速ロータ913が1回転する間の電気角は1440°である。また、コイル915は1周に等間隔で16個配置されるので、隣接コイル間の位相差は1440°÷16=90°となる。
For example, if the number of magnets of the high-speed rotor 913 remains 8 and the number of poles of the low-speed rotor 912 is changed from 20 to 24 in order to increase the speed increase ratio, the speed increase ratio becomes 3 at 24/8. . At this time, from the relational expression that “the number of poles of the low-speed rotor is the sum of the number of magnets of the high-speed rotor and the number of poles of the fixed part”, the number of poles of the fixed part 914 needs to be 16 poles. It will be 16.
In this configuration, since the number of magnets of the high-speed rotor 913 is eight, that is, a four-pole pair, an electromotive force of 360 ° × 4 = 1440 ° is generated in each coil when the high-speed rotor 913 rotates once. That is, the electrical angle during one rotation of the high speed rotor 913 is 1440 °. Further, since 16 coils 915 are arranged at equal intervals in one circumference, the phase difference between adjacent coils is 1440 ° ÷ 16 = 90 °.

上記の増速比変更例では、コイル915の数が必然的に16個となり16は3で割り切れないため、3相出力の各相に同じ数のコイル915を割り当てることができない。また、隣接コイル間の位相差が90°であることから、各相の位相差が240°である三相交流を取り出すことが出来ない。
以上の状況から、上記の増速比変更例では、あまり一般的ではない4相交流出力または最大起電圧が低くなることを許容して2相交流出力とすることになる。
In the above speed change ratio change example, the number of coils 915 is inevitably 16 and 16 is not divisible by 3, so the same number of coils 915 cannot be assigned to each phase of the three-phase output. Further, since the phase difference between adjacent coils is 90 °, a three-phase alternating current having a phase difference of 240 ° cannot be extracted.
From the above situation, in the above speed change ratio change example, the less common four-phase AC output or the maximum electromotive voltage is allowed to be reduced to a two-phase AC output.

また、増速比を大きくする方法として高速ロータ913の磁石数を少なくするという方法も考えられ、高速ロータ913の磁石数を6極に変更し、固定部914の極数を12極のままとすることも可能である。この場合、「低速ロータの極数は高速ロータの磁石数と固定部の極数の和」であるという関係式から低速ロータ912の極数は18極となり、増速比は18/6で3となる。   Further, as a method of increasing the speed increasing ratio, a method of reducing the number of magnets of the high speed rotor 913 is also conceivable. The number of magnets of the high speed rotor 913 is changed to 6 poles, and the number of poles of the fixing portion 914 is kept to 12 poles. It is also possible to do. In this case, from the relational expression that “the number of poles of the low-speed rotor is the sum of the number of magnets of the high-speed rotor and the number of poles of the fixed portion”, the number of poles of the low-speed rotor 912 is 18 poles, and the speed increasing ratio is 18/6. It becomes.

しかしながら、高速ロータ913の磁石数を6極、すなわち3極対としたため、高速ロータ913が1回転する間の電気角は360°×3=1080°となる。したがって、隣接コイル間の位相差は1080°÷12=90°となり、各相の位相差が240°である三相交流を取り出すことは出来なくなる。   However, since the number of magnets of the high-speed rotor 913 is six, that is, a three-pole pair, the electrical angle during one rotation of the high-speed rotor 913 is 360 ° × 3 = 1080 °. Therefore, the phase difference between adjacent coils is 1080 ° / 12 = 90 °, and it is impossible to take out a three-phase alternating current in which the phase difference of each phase is 240 °.

他の例として、増速比をより大きくするために、高速ロータ913の磁石数は変更せずに低速ロータ912の極数を30極に変更すると、増速比は30/8で3.75となるが、固定部914の極数は22極となる。これによりコイル915の数も22個となり、コイルの隣接コイル間の位相差は1440°÷22=65.4545・・・・°となる。
従ってこの構成では3相出力を取り出すことも4相出力を取り出すことも困難で、全く異なる発電出力取り出し形態を採用する必要がある。
As another example, if the number of poles of the low speed rotor 912 is changed to 30 poles without changing the number of magnets of the high speed rotor 913 in order to increase the speed increasing ratio, the speed increasing ratio is 30/8 and 3.75. However, the number of poles of the fixing portion 914 is 22 poles. As a result, the number of coils 915 is also 22, and the phase difference between adjacent coils of the coil is 1440 ° ÷ 22 = 65.545.
Therefore, in this configuration, it is difficult to take out the three-phase output and the four-phase output, and it is necessary to adopt a completely different power generation output taking-out form.

以上のように、非特許文献1に示されている磁気ギアード発電機は、簡略な構造で増速機構を内蔵した発電機が実現できる優れた構造ではあるが、用途先の状況に対応して、例えば増速比を変える様な仕様変更を行うと、構成部品の極数の変更が生じ、これにより発電コイルの出力状態が大きく変わってしまい、発電機の構成が都度変わってしまうと言う課題があった。   As described above, the magnetic geared generator shown in Non-Patent Document 1 is an excellent structure that can realize a generator with a built-in speed increasing mechanism with a simple structure. For example, if a specification change such as changing the speed increase ratio is made, the number of poles of the component parts will change, and this will greatly change the output state of the power generation coil and the generator configuration will change each time was there.

特開平10−115278号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-115278

磁気ギアード発電機の提案 平成24年電気学会全国大会 5-043、pp71-72、2012.03 鴛海、平田 他Proposal of magnetic geared generator 2012 Annual Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan 5-043, pp71-72, 2012.03 Honkai, Hirata et al.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、回転増速部を有しながら小型で、増速比等の仕様を変更しても発電機の構成変更の必要がない発電機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a generator that has a rotation speed increasing portion and is small in size and does not require a change in the configuration of the power generator even if specifications such as a speed increasing ratio are changed. The purpose is to provide.

本発明の回転増速部を有する発電機における請求項1に係る発明は、
外部から回転駆動されて発電する発電機であって、前記発電機は、回転駆動を増速する回転増速部と、回転により起電する発電部を有し、複数の極対の磁石を有する低速ロータと、前記低速ロータの前記磁石の極対より少ない極対の磁石を有する高速ロータと、前記低速ロータと前記高速ロータの中間に配置され、複数の軟磁性体のポールを有するステータを有し、前記低速ロータの前記磁石の極対数をNL、前記高速ロータの前記磁石の極対数をNH、前記ステータの前記ポールの数をNSとしたとき、NS=NL±NHの関係を有し、前記低速ロータが回転すると、前記高速ロータが前記低速ロータのNL/NH倍で増速回転する磁気ギア機構による前記回転増速部と、前記回転増速部により増速回転させられる発電磁石と、前記発電磁石の回転により起電する発電コイルよりなる前記発電部を有する、回転増速部を有する発電機において、
前記低速ロータの前記磁石の極対数、前記高速ロータの前記磁石の極対数および前記ステータの前記ポールの数とは独立した極対数の前記発電磁石が前記高速ロータに取り付けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 1 in the generator having the rotation speed increasing portion of the present invention,
A generator that generates electric power by being rotationally driven from the outside, the generator having a rotation speed increasing part that accelerates the rotational drive and a power generating part that generates electricity by rotation, and has a plurality of pole pair magnets A low-speed rotor, a high-speed rotor having a smaller number of pole pairs than the magnet of the low-speed rotor, and a stator having a plurality of soft magnetic poles disposed between the low-speed rotor and the high-speed rotor. And NS = NL ± NH, where NL is the number of pole pairs of the magnet of the low speed rotor, NH is the number of pole pairs of the magnet of the high speed rotor, and NS is the number of poles of the stator. When the low-speed rotor rotates, the high-speed rotor is rotated at a speed increased by NL / NH times that of the low-speed rotor, the rotation speed increasing portion by a magnetic gear mechanism, and the power generation magnet rotated at a higher speed by the rotation speed increasing portion, Electromagnetic generation In the having the power generation unit consisting of the generating coil for an electromotive by rotation, a generator having a rotating speed increasing unit,
The generator magnet having the number of pole pairs independent of the number of pole pairs of the magnet of the low-speed rotor, the number of pole pairs of the magnet of the high-speed rotor, and the number of poles of the stator is attached to the high-speed rotor. To do.

本発明によれば、磁気ギア機構の磁石数構成に係わらず、最適な磁石数およびコイル数の発電機が構成できる。例えば磁気ギア増速機付き発電機をシリーズ品として製品化するような場合に、種々の増速比や発電容量の製品を製造する必要があるが、本発明の回転増速部を有する発電機では、磁気ギアの磁石構成に影響されない独立した自由な数の発電磁石を備えたので、磁気ギアの増速比や発電機の容量を様々に変化させても、発電機の磁石数およびコイル数を自由に選べる。これにより複数の発電コイルの起電力が同一位相となる構成が可能となり、複数のコイルを直列または並列のいずれの形態で接続することも可能となる上に、複数のコイルを接続しても起電力の最大電圧が低下せず、ロスの少ない発電機構成をとることができる。
また、磁気ギアの高速ロータに発電磁石が取付けられる構成としたので磁気ギア機構と発電機を接続する構造が不要となり、コンパクトな回転増速部を有する発電機を提供することができる。
According to the present invention, a generator having an optimal number of magnets and coils can be configured regardless of the configuration of the number of magnets of the magnetic gear mechanism. For example, when a generator with a magnetic gear speed increaser is commercialized as a series product, it is necessary to manufacture products with various speed increase ratios and power generation capacities. Now, since it has an independent and free number of generator magnets that are not affected by the magnet configuration of the magnetic gear, the number of generator magnets and coils can be changed even if the speed change ratio of the magnetic gear and the capacity of the generator are variously changed. You can choose freely. As a result, a configuration in which the electromotive forces of the plurality of power generation coils have the same phase is possible, and it is possible to connect the plurality of coils in either a serial or parallel form. The maximum voltage of electric power does not decrease, and a generator configuration with little loss can be taken.
Further, since the generator magnet is attached to the high-speed rotor of the magnetic gear, a structure for connecting the magnetic gear mechanism and the generator is not required, and a generator having a compact rotation speed increasing portion can be provided.

また、本発明の請求項2に係る発明は、
前記発電磁石の極対数をNMとし、前記発電コイルの個数をNCとしたとき、前記発電磁石の極対数に対する前記発電コイルの個数の比率が、NM:NC=2:3、またはNM:NC=1:3、またはNM:NC=4:3であることを特徴とする、請求項1に記載された回転増速部を有する発電機である。
The invention according to claim 2 of the present invention is
When the number of pole pairs of the generator magnet is NM and the number of generator coils is NC, the ratio of the number of generator coils to the number of pole pairs of the generator magnet is NM: NC = 2: 3, or NM: NC = It is 1: 3 or NM: NC = 4: 3, It is a generator with the rotation speed increasing part of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

本発明では、発電磁石の極対数NMに対する発電コイルの個数NCの比率を1:3または2:3または4:3としたので、隣接するコイルの位相差が120°または240°または480°、すなわち360°+120°となるので、複数の発電コイルのうちの3つ目ごとのコイル、例えば1番目のコイルと4番目のコイルは同一位相となる。従って複数の発電コイルを3つ目ごとに接続すると、直列または並列のいずれの形態で接続することも可能で、複数のコイルを接続しても起電力の最大電圧が低下せず、ロスのない自由なコイル接続が可能となる。
また、隣接するコイルの位相差は120°または240°であるので、隣接するコイルおよびさらにその隣のコイルをそれぞれ3つ目ごとに接続することにより、ロスのない自由なコイル接続で3相交流を取り出すことが出来、より発電効率の良い回転増速部を有する発電機を提供することができる。
In the present invention, since the ratio of the number NC of the power generation coils to the number NM of pole pairs of the power generation magnet is 1: 3, 2: 3, or 4: 3, the phase difference between adjacent coils is 120 °, 240 °, or 480 °, That is, since 360 ° + 120 °, the third coil of the plurality of power generation coils, for example, the first coil and the fourth coil have the same phase. Therefore, if a plurality of power generating coils are connected every third, it is possible to connect in either a serial or parallel form, and even if a plurality of coils are connected, the maximum voltage of the electromotive force does not decrease and there is no loss. Free coil connection is possible.
In addition, since the phase difference between adjacent coils is 120 ° or 240 °, three-phase alternating current can be connected without loss by connecting the adjacent coil and the adjacent coil every third. Can be taken out, and a generator having a rotation speed increasing portion with higher power generation efficiency can be provided.

また、本発明における請求項3に係る発明は、
前記発電磁石の極対数をNMとし、前記発電コイルの個数をNCとしたとき、前記発電磁石の極対数に対する前記発電コイルの個数の比率が、NM:NC=1:1、またはNM:NC=1:2であることを特徴とする、請求項1に記載された回転増速部を有する発電機である。
The invention according to claim 3 of the present invention is
When the number of pole pairs of the power generation magnet is NM and the number of power generation coils is NC, the ratio of the number of power generation coils to the number of pole pairs of the power generation magnet is NM: NC = 1: 1, or NM: NC = The generator having a rotation speed increasing portion according to claim 1, wherein the generator is 1: 2.

本発明では、発電磁石の極対数NMに対する発電コイルの個数NCの比率を1:2または1:1としたので、隣接するコイルの位相差が180°または360°となり、ロスなく、また自由なコイル接続で単相交流を取り出すことが出来、より発電効率の良い回転増速部を有する発電機を提供することができる。   In the present invention, since the ratio of the number NC of the power generation coils to the number NM of pole pairs of the power generation magnet is 1: 2 or 1: 1, the phase difference between adjacent coils is 180 ° or 360 °, and there is no loss and free. A single-phase alternating current can be taken out by coil connection, and a generator having a rotation speed increasing portion with better power generation efficiency can be provided.

また、本発明における請求項4に係る発明は、
前記磁気ギア機構が前記低速ロータ、前記ステータ、前記高速ロータが同心状に配置されるラジアルギャップタイプで、前記高速ロータが最内周に配置され、前記高速ロータの前記磁石より内側に前記発電磁石が取付けられていることを特徴とする、請求項1に記載された回転増速部を有する発電機である。
The invention according to claim 4 of the present invention is
The magnetic gear mechanism is a radial gap type in which the low-speed rotor, the stator, and the high-speed rotor are arranged concentrically, the high-speed rotor is arranged on the innermost periphery, and the power generation magnet is located inside the magnet of the high-speed rotor. The generator having the rotation speed increasing portion according to claim 1, wherein the generator is attached.

磁気ギア機構の磁気ギア用の磁石は、最大伝達トルクを大きくするため径方向の外側に配置され、径方向の内側は使用されないことが多い。このため本発明によれば、発電部用の磁石を径方向の内側に配置することにより、磁気ギア機構に発電部を組み込んでも全体が大きくなることを回避できる。これによりさらに小型の、回転増速部を有する発電機を提供することができる。   In many cases, the magnet for the magnetic gear of the magnetic gear mechanism is arranged on the outer side in the radial direction in order to increase the maximum transmission torque, and the inner side in the radial direction is not used. For this reason, according to this invention, even if it incorporates a power generation part in a magnetic gear mechanism, it can avoid that the whole becomes large by arrange | positioning the magnet for power generation parts inside radial direction. As a result, it is possible to provide a further smaller generator having a rotation speed increasing portion.

また、本発明における請求項5に係る発明は、
前記磁気ギア機構の前記低速ロータの前記磁石の回転軸方向の長さの中心と、前記高速ロータの前記磁石の回転軸方向の長さの中心と、前記発電磁石の回転軸方向の長さの中心が同一線上にあることを特徴とする、請求項4に記載された回転増速部を有する発電機である。
The invention according to claim 5 of the present invention is
The center of the magnetic gear mechanism in the rotational axis direction of the magnet of the low-speed rotor, the center of the length of the high-speed rotor in the rotational axis direction of the magnet, and the length of the power generation magnet in the rotational axis direction 5. The generator having a rotation speed increasing portion according to claim 4, wherein the centers are on the same line.

本発明では高速ロータの磁石、ステータ、低速ロータの磁石、発電機の磁石の全ての軸方向長さの中心が同一線上にあるので、軸方向の長さを最小限とでき、装置の長さが短くなり、より小型の回転増速部を有する発電機を提供することができる。   In the present invention, since the centers of all axial lengths of the high-speed rotor magnet, the stator, the low-speed rotor magnet, and the generator magnet are on the same line, the axial length can be minimized and the length of the apparatus can be reduced. Thus, a generator having a smaller rotation speed increasing portion can be provided.

また、本発明における請求項6に係る発明は、
前記低速ロータおよび前記高速ロータはそれぞれ、回転軸方向に離れた2つ以上の軸受けで回転可能に保持され、前記低速ロータの前記磁石の回転軸方向の長さの中心、および前記高速ロータの前記磁石の回転軸方向の長さの中心はそれぞれを保持する2つ以上の前記軸受けの間にあることを特徴とする、請求項5に記載された回転増速部を有する発電機である。
The invention according to claim 6 of the present invention is
The low-speed rotor and the high-speed rotor are each rotatably held by two or more bearings separated in the rotation axis direction, the center of the length of the magnet in the rotation axis direction of the low-speed rotor, and the The generator according to claim 5, wherein the center of the length of the magnet in the direction of the rotation axis is between two or more of the bearings that hold each of the magnets.

磁気ギア機構では、通常は低速ロータの回転軸および前記高速ロータの回転軸はいずれも側圧は受けないが、例えば回転軸の中心がずれた場合や高速ロータまたは低速ロータの複数の磁石の磁力に大きなばらつきがある場合等には、低速ロータや前記高速ロータの回転軸にラジアル方向の側圧が発生する。この様な場合でも本発明による回転増速部を有する発電機では、各々の回転軸の中心が2つの軸受けの間にあるので、ラジアル方向の側圧が2つの軸受けで受けられ、ラジアル方向の側圧で各々の回転軸が傾斜することが回避でき、安定した動作が維持できる。これにより回転増速部を有する発電機の信頼性を高めることができる。   In the magnetic gear mechanism, neither the rotating shaft of the low-speed rotor nor the rotating shaft of the high-speed rotor is normally subjected to side pressure. However, for example, when the center of the rotating shaft is shifted, the magnetic force of the magnets of the high-speed rotor or the low-speed rotor When there is a large variation or the like, a radial side pressure is generated on the low-speed rotor or the rotating shaft of the high-speed rotor. Even in such a case, in the generator having the rotation speed increasing portion according to the present invention, since the center of each rotating shaft is between the two bearings, the radial side pressure is received by the two bearings, and the radial side pressure is Thus, it is possible to avoid the inclination of each rotating shaft and maintain stable operation. Thereby, the reliability of the generator which has a rotation acceleration part can be improved.

本発明による回転増速部を有する発電機では、回転増速部を有しながら小型で、増速比を変更しても発電機の構成変更の必要がない発電機を提供することができる。   The generator having the rotation speed increasing portion according to the present invention can provide a power generator that is small in size while having the rotation speed increasing portion and does not require a change in the configuration of the generator even if the speed increasing ratio is changed.

本発明の実施例1の構成を示す図で、(a)は平面図、(b)は中央断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of Example 1 of this invention, (a) is a top view, (b) is a center sectional drawing. 本実施例の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of a present Example. 本実施例の回転増速部の構成を示す図で、(a)は低速ロータの磁石配置を示す図、(b)はステータのポール配置を示す図、(c)は高速ロータの磁石配置を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rotation acceleration part of a present Example, (a) is a figure which shows the magnet arrangement | positioning of a low speed rotor, (b) is a figure which shows the pole arrangement | positioning of a stator, (c) is the magnet arrangement | positioning of a high speed rotor. FIG. 本実施例の発電部の構成を示す図で、(a)は発電磁石の配置を示す図、(b)は発電コイルの配置を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electric power generation part of a present Example, (a) is a figure which shows arrangement | positioning of a power generation magnet, (b) is a figure which shows arrangement | positioning of an electric power generation coil. 本実施例の変形例の発電部の構成を示す図で、(a)は発電磁石の配置を示す図、(b)は発電コイルの配置を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electric power generation part of the modification of a present Example, (a) is a figure which shows arrangement | positioning of a power generation magnet, (b) is a figure which shows arrangement | positioning of an electric power generation coil. 本発明の他の変形例の内部構成を示す、発電機の一部を切り開いた斜視図である。It is the perspective view which cut open some generators which shows the internal structure of the other modification of this invention. 他の変形例を説明する図で、(a)は構成を示す断面図、(b)は発電部の詳細な構成を示す部分詳細図である。It is a figure explaining the other modification, (a) is sectional drawing which shows a structure, (b) is a partial detail drawing which shows the detailed structure of an electric power generation part. 本発明の実施例2の構成を示す図で、(a)は平面図、(b)は中央断面図である。It is a figure which shows the structure of Example 2 of this invention, (a) is a top view, (b) is a center sectional drawing. 実施例2の構成を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a configuration of Example 2. FIG. 特許文献1による水車発電装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the water turbine power generator by patent document 1. FIG. 非特許文献1によるギアード発電機の構成及び動作を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the structure and operation | movement of a geared generator by a nonpatent literature 1.

以下、図1から図4を参照に、本発明に係る回転増速部を有する発電機の実施例1を詳細に説明する。
はじめに、本実施例による回転増速部を有する発電機の外観および概略構造を、図1を参照に説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 1 to FIG. 4, a first embodiment of a generator having a rotation speed increasing portion according to the present invention will be described in detail.
First, the appearance and schematic structure of a generator having a rotation speed increasing portion according to this embodiment will be described with reference to FIG.

本実施例による発電機100は、図1(a)に示すように、平面視が略正方形の直方形で、入力軸52が略正方形の面の略中央に突出している。   As shown in FIG. 1 (a), the generator 100 according to the present embodiment is a rectangular parallelepiped in plan view, and the input shaft 52 protrudes substantially at the center of a substantially square surface.

発電機100は、図1(b)に示すように、積層構造をしており、入力軸52が突出する側の最外端は軸受け55を介して入力軸52を回動可能に保持する前側板51である。入力軸52が突出する面と反対側の前側板51の内方面にはステータ15が取り付けられる。ステータ15は複数の軟磁性体のステータポール14と、ステータポール14を保持する非磁性のポールホルダ13よりなる。   The generator 100 has a laminated structure as shown in FIG. 1B, and the outermost end on the side from which the input shaft 52 projects is before the input shaft 52 is rotatably held via a bearing 55. This is a side plate 51. The stator 15 is attached to the inner surface of the front plate 51 opposite to the surface from which the input shaft 52 projects. The stator 15 includes a plurality of soft magnetic stator poles 14 and a nonmagnetic pole holder 13 that holds the stator poles 14.

前側板51の内方面側には軟磁性体の低速ロータ11を収容する低速ロータ収容部54が設けられており、入力軸52に回動不能に保持された低速ロータ11が低速ロータ収容部54に収容される。   A low-speed rotor accommodating portion 54 that accommodates the soft magnetic low-speed rotor 11 is provided on the inner surface side of the front plate 51, and the low-speed rotor 11 that is non-rotatably held by the input shaft 52 is provided in the low-speed rotor accommodating portion 54. Is housed in.

低速ロータ11のステータ15に対向する面には複数の低速ロータ磁石12が取付けられ、低速ロータ磁石12の磁極面は、わずかな隙間、すなわちギャップを介してステータポール14の一方側の面と対向している。   A plurality of low-speed rotor magnets 12 are attached to the surface of the low-speed rotor 11 facing the stator 15, and the magnetic pole surface of the low-speed rotor magnet 12 faces the surface on one side of the stator pole 14 through a slight gap, that is, a gap. doing.

ステータ15の、前側板51が取付けられている面の反対側の面には、間隔を空けて軟磁性体の後側板59が取付けられる。ステータ15のポールホルダ13の略中央には、回転中心軸53が回動不能に取付けられ、回転中心軸53の先端部は後側板59の中央孔59bに挿通される。   A soft magnetic rear plate 59 is attached to the surface of the stator 15 opposite to the surface on which the front plate 51 is attached. A rotation center shaft 53 is non-rotatably attached to substantially the center of the pole holder 13 of the stator 15, and a tip end portion of the rotation center shaft 53 is inserted into a center hole 59 b of the rear plate 59.

後側板59には複数のコイルヨーク59aが突出して設けられており、複数のコイルヨーク59aにはそれぞれ発電コイル32が取付けられる。   A plurality of coil yokes 59a project from the rear plate 59, and the power generation coils 32 are attached to the plurality of coil yokes 59a, respectively.

ステータ15と後側板59の間の間隔部には軟磁性体の高速ロータ16が軸受け56を介して回転中心軸53に回動可能に保持される。高速ロータ16のステータ15に対向する面には複数の高速ロータ磁石17が取付けられ、高速ロータ磁石17の磁極面はわずかなギャップを介してステータポール14の他方側の面と対向している。また、高速ロータ16の後側板59に対向する面には複数の発電磁石31が取付けられ、発電磁石31の磁極面はわずかなギャップを介してコイルヨーク59aの上面と対向している。   A soft magnetic high-speed rotor 16 is rotatably held on the rotation center shaft 53 via a bearing 56 in a space between the stator 15 and the rear plate 59. A plurality of high-speed rotor magnets 17 are attached to the surface of the high-speed rotor 16 that faces the stator 15, and the magnetic pole surface of the high-speed rotor magnet 17 faces the other surface of the stator pole 14 with a slight gap. A plurality of power generation magnets 31 are attached to the surface facing the rear plate 59 of the high-speed rotor 16, and the magnetic pole surface of the power generation magnet 31 faces the upper surface of the coil yoke 59a with a slight gap.

次に、図2を参照に、本実施例による発電機100のより詳細な構造と動作を説明する。   Next, a more detailed structure and operation of the generator 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

低速ロータ11は略円板状で、中央で入力軸52に回動不能に保持されている。低速ロータ11のステータ15に対向する面には、平面形状が略台形である複数の低速ロータ磁石12が入力軸52を中心とした円環状に並んで取付けられている。
なお、図2では、低速ロータ磁石12の形状および取り付け状態を明確にするため、低速ロータ11の視野後方にある複数の低速ロータ磁石12のうちの数個の低速ロータ磁石12の形状を破線にて表示した。
The low-speed rotor 11 has a substantially disk shape and is held on the input shaft 52 so as not to rotate at the center. A plurality of low-speed rotor magnets 12 having a substantially trapezoidal planar shape are attached to a surface facing the stator 15 of the low-speed rotor 11 side by side in an annular shape centering on the input shaft 52.
In FIG. 2, in order to clarify the shape and mounting state of the low-speed rotor magnet 12, the shapes of several low-speed rotor magnets 12 among the plurality of low-speed rotor magnets 12 behind the field of view of the low-speed rotor 11 are indicated by broken lines. Displayed.

ステータ15は、非磁性体で略中央に回転中心軸53を固定する貫通孔を有するポールホルダ13に、軟磁性体で平面形状が略台形である複数のステータポール14が貫通孔を中心とした円環状に並んで取付けられている。
なお、図2では、ステータポール14の形状および取り付け状態を明確にするため、ポールホルダ13の視野後方にある複数のステータポール14のうちの数個のステータポール14の形状を破線にて表示した。
The stator 15 is a non-magnetic body having a through-hole that fixes the rotation center shaft 53 substantially at the center, and a plurality of stator poles 14 that are soft magnetic bodies and have a substantially trapezoidal plane shape are centered on the through-hole. It is mounted side by side in an annular shape.
In FIG. 2, the shapes of several stator poles 14 among the plurality of stator poles 14 at the rear of the field of view of the pole holder 13 are indicated by broken lines in order to clarify the shape and mounting state of the stator poles 14. .

高速ロータ16は略円板状で、中央に軸受け56を有し、ステータ15に対向する面には、平面形状が部分リング状である複数の高速ロータ磁石17が軸受け56の中央孔を中心とした円環状に並んで取付けられている。   The high-speed rotor 16 is substantially disk-shaped and has a bearing 56 at the center. A plurality of high-speed rotor magnets 17 whose planar shape is a partial ring shape are centered on the center hole of the bearing 56 on the surface facing the stator 15. Are installed side by side in a circular shape.

また、高速ロータ16の、後側板59に対向する面には、平面形状が略台形である複数の発電磁石31が軸受け56の中央孔を中心とした円環状に並んで取付けられている。
なお、図2では、発電磁石31の形状および取り付け状態を明確にするため、高速ロータ16の視野後方にある複数の発電磁石31のうちの数個の発電磁石31の形状を破線にて表示した。
A plurality of power generation magnets 31 having a substantially trapezoidal planar shape are attached to the surface of the high-speed rotor 16 facing the rear plate 59 side by side in an annular shape centering on the central hole of the bearing 56.
In FIG. 2, in order to clarify the shape and mounting state of the power generation magnet 31, the shapes of several power generation magnets 31 among the plurality of power generation magnets 31 at the rear of the visual field of the high-speed rotor 16 are indicated by broken lines. .

後側板59は、略中央に回転中心軸53が挿通される中央孔59bを有し、複数のコイルヨーク59aが中央孔59bを中心にして円環状に並んで設けられている。複数のコイルヨーク59aにはそれぞれ発電コイル32が取付けられ、これにより後側板59の高速ロータ16に対向する面に複数の発電コイル32が中央孔59bを中心にして円環状に並ぶ。   The rear plate 59 has a central hole 59b through which the rotation center shaft 53 is inserted substantially at the center, and a plurality of coil yokes 59a are arranged in an annular shape around the central hole 59b. A plurality of power generation coils 32 are attached to the plurality of coil yokes 59a, respectively, so that the plurality of power generation coils 32 are arranged in an annular shape around the central hole 59b on the surface of the rear plate 59 facing the high speed rotor 16.

発電機100は組み立て状態で入力軸52と回転中心軸53が同芯となるので、それぞれ複数の低速ロータ磁石12、ステータポール14、高速ロータ磁石17、発電磁石31、発電コイル32の円環形状は全て同一中心となる。加えて低速ロータ磁石12、ステータポール14、高速ロータ磁石17、発電磁石31の円環形状の平均直径、およびコイルヨーク59aの中心位置の直径は略同一となるように設定されている。   Since the generator 100 is in the assembled state, the input shaft 52 and the rotation center shaft 53 are concentric, so that a plurality of low-speed rotor magnets 12, stator poles 14, high-speed rotor magnets 17, power-generating magnets 31, and power-generating coils 32 are each in an annular shape. Are all in the same center. In addition, the average diameter of the annular shape of the low-speed rotor magnet 12, the stator pole 14, the high-speed rotor magnet 17, and the generator magnet 31 and the diameter of the center position of the coil yoke 59a are set to be substantially the same.

上記の構成部品のうち、低速ロータ磁石12を有する低速ロータ11及びステータ15及び高速ロータ磁石17を有する高速ロータ16により磁気ギア機構による回転増速部80が構成されており、高速ロータ16に取付けられた発電磁石31と後側板59に取付けられた発電コイル32により発電部90が構成されている。   Among the above components, the low speed rotor 11 having the low speed rotor magnet 12, the stator 15, and the high speed rotor 16 having the high speed rotor magnet 17 constitute a rotation speed increasing portion 80 by a magnetic gear mechanism, and is attached to the high speed rotor 16. The power generation section 90 is configured by the generated power generation magnet 31 and the power generation coil 32 attached to the rear side plate 59.

以上の構成により、本実施例による発電機100は入力軸52が外部より回転駆動されると磁気ギアの動作原理により高速ロータ16が増速回転し、増速回転する高速ロータ16に取付けられた発電磁石31により発電コイル32に大きな起電力が発生する。   With the above configuration, the generator 100 according to the present embodiment is attached to the high-speed rotor 16 that rotates at a high speed by the high-speed rotor 16 rotating at an increased speed according to the principle of operation of the magnetic gear when the input shaft 52 is rotationally driven from the outside. A large electromotive force is generated in the power generation coil 32 by the power generation magnet 31.

次に、図3および図4を参照して、本実施例に係る発電機の低速ロータ磁石12および高速ロータ磁石17の磁石配列とステータポール14の数、および発電磁石31の磁石配列と発電コイル32の数の関係を説明する。   Next, referring to FIG. 3 and FIG. 4, the magnet arrangement and the number of stator poles 14 of the low-speed rotor magnet 12 and the high-speed rotor magnet 17 and the magnet arrangement of the generator magnet 31 and the power generation coil of the generator according to the present embodiment. The relationship between the numbers of 32 will be described.

図3は発電機100の回転増速部80の磁気ギア機構を構成する主要部品の磁石またはポールの配置を示す図で、(a)は複数の低速ロータ磁石12が取付けられた低速ロータ11の、ステータ15と対向する面の磁石配列を示す図、(c)は複数の高速ロータ磁石17が取付けられた高速ロータ16の、ステータ15と対向する面の磁石配列を示す図である。また、図3の(b)はポールホルダ13に複数のステータポール14が組み込まれたステータ15の、低速ロータ11と対向する面及び高速ロータ16と対向する面のポール配列を示す図である。
なお、図3の(b)に示すステータ15のポール配列は、低速ロータ11と対向する面でも高速ロータ16と対向する面でも略同一であるため図は1枚のみとした。
FIG. 3 is a view showing the arrangement of the magnets or poles of the main parts constituting the magnetic gear mechanism of the rotation speed increasing portion 80 of the generator 100. FIG. 3A shows the low speed rotor 11 to which a plurality of low speed rotor magnets 12 are attached. The figure which shows the magnet arrangement | sequence of the surface which opposes the stator 15, (c) is a figure which shows the magnet arrangement | positioning of the surface which opposes the stator 15 of the high speed rotor 16 to which the some high speed rotor magnet 17 was attached. FIG. 3B is a view showing a pole arrangement on the surface facing the low-speed rotor 11 and the surface facing the high-speed rotor 16 of the stator 15 in which a plurality of stator poles 14 are incorporated in the pole holder 13.
The pole arrangement of the stator 15 shown in FIG. 3B is substantially the same on the surface facing the low-speed rotor 11 and the surface facing the high-speed rotor 16, so that only one figure is shown.

図4は発電機100の発電部90を構成する主要部品の磁石またはコイルの配置を示す図で、(a)は複数の発電磁石31が取付けられた高速ロータ16の、発電コイル32と対向する面の磁石配列を示す図、(b)は複数の発電コイル32が取付けられた後側板59の、高速ロータ16と対向する面のコイル配列を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the magnets or coils of the main components constituting the power generation unit 90 of the generator 100. FIG. 4 (a) is opposed to the power generation coil 32 of the high-speed rotor 16 to which a plurality of power generation magnets 31 are attached. The figure which shows the magnet arrangement | positioning of a surface, (b) is a figure which shows the coil arrangement | positioning of the surface which opposes the high speed rotor 16 of the rear side plate 59 in which the some power generating coil 32 was attached.

図3(a)に示す複数の低速ロータ磁石12は隣り合う磁石の極性が互いに逆となるように等間隔で配置される。すなわち、図3(a)に磁石面に文字にて記載したように、ある磁石の極がNであればその隣の磁石はSでその更に隣の磁石は再びNとなる様に配置される。なお、複数の低速ロータ磁石12の極対数をNLと表すと、図3(a)に示す実施例1の場合、低速ロータ磁石12の数は全部で26個あり13極対であるので、NL=13である。   The plurality of low-speed rotor magnets 12 shown in FIG. 3A are arranged at equal intervals so that the polarities of adjacent magnets are opposite to each other. That is, as indicated by letters on the magnet surface in FIG. 3 (a), if the pole of a certain magnet is N, the magnet next to it is S and the magnet next to it is again N. . In addition, when the number of pole pairs of the plurality of low-speed rotor magnets 12 is represented as NL, in the case of Example 1 shown in FIG. 3A, there are 26 low-speed rotor magnets 12 in total, which is a 13-pole pair. = 13.

図3(c)に示す複数の高速ロータ磁石17は隣り合う磁石の極性が互いに逆となるように等間隔で配置される。すなわち、図3(c)に磁石面に文字にて記載したように、ある磁石の極がNであればその隣の磁石はSでその更に隣の磁石は再びNとなる様に配置される。なお、複数の高速ロータ磁石17の極対数をNHと表すと、図3(c)に示す実施例1の場合、高速ロータ磁石17の数は全部で6個あり3極対であるので、NH=3である。   The plurality of high-speed rotor magnets 17 shown in FIG. 3C are arranged at equal intervals so that the polarities of adjacent magnets are opposite to each other. That is, as described in letters on the magnet surface in FIG. 3 (c), if the pole of a certain magnet is N, the adjacent magnet is S, and the adjacent magnet is again N. . If the number of pole pairs of the plurality of high-speed rotor magnets 17 is expressed as NH, in the case of Example 1 shown in FIG. = 3.

図3(b)に示す複数のステータポール14は略円環状に等間隔で配置される。ただしステータポール14は軟磁性体で極性はない。ステータポール14のポール数をNSと表すと、図3(b)に示す実施例1の場合、ステータポール14のポール数は16個で、NS=16である。   The plurality of stator poles 14 shown in FIG. 3B are arranged in a substantially annular shape at equal intervals. However, the stator pole 14 is a soft magnetic material and has no polarity. When the number of poles of the stator pole 14 is expressed as NS, in the first embodiment shown in FIG. 3B, the number of poles of the stator pole 14 is 16, and NS = 16.

実施例1に記載したような形式の磁気ギア機構では、低速ロータ磁石の極対数をNL、高速ロータ磁石の極対数をNH、ステータのポール数をNSとしたとき、NS=NL±NHの関係を満足する必要がある。
上記の如く、実施例1ではNL=13、NH=3、NS=16となっているのでNS=NL+NHとなっており、NS=NL±NHの関係を満足している。これにより本実施例の磁気ギア機構は回転増速動作し、増速比はNL/NHで、実施例1の場合では13/3で4.333となる。
In the magnetic gear mechanism of the type as described in the first embodiment, when the number of pole pairs of the low-speed rotor magnet is NL, the number of pole pairs of the high-speed rotor magnet is NH, and the number of poles of the stator is NS, NS = NL ± NH Need to be satisfied.
As described above, in Example 1, since NL = 13, NH = 3, and NS = 16, NS = NL + NH, and the relationship NS = NL ± NH is satisfied. As a result, the magnetic gear mechanism of the present embodiment performs rotational acceleration operation, and the acceleration ratio is NL / NH, and in the case of the first embodiment, 13/3 is 4.333.

図4(a)に示す、複数の発電磁石31は隣り合う磁石の極性が互いに逆となるように等間隔で配置される。すなわち、図4(a)に磁石面に文字にて記載したように、ある磁石の極がNであればその隣の磁石はSでその更に隣の磁石は再びNとなる様に配置される。複数の発電磁石31の極対数をNMとすると、図4(a)に示す実施例1の場合、発電磁石31の数は全部で16個あり8極対であるので、NM=8である。   The plurality of power generation magnets 31 shown in FIG. 4A are arranged at equal intervals so that the polarities of adjacent magnets are opposite to each other. That is, as indicated by letters on the magnet surface in FIG. 4 (a), if the pole of a certain magnet is N, the adjacent magnet is S, and the adjacent magnet is again N. . Assuming that the number of pole pairs of the plurality of power generation magnets 31 is NM, in the case of Example 1 shown in FIG. 4A, the number of power generation magnets 31 is 16 in total, so that NM = 8.

図4(b)に示す複数の発電コイル32は後側板59に略円環状に等間隔で配置される。発電コイル32のコイル数をNCとすると、図4(b)に示す実施例1の場合、発電コイル32の数は12個で、NC=12である。   The plurality of power generation coils 32 shown in FIG. 4B are arranged on the rear plate 59 in a substantially annular shape at equal intervals. Assuming that the number of coils of the power generation coil 32 is NC, in the first embodiment shown in FIG. 4B, the number of power generation coils 32 is 12 and NC = 12.

図4(a)に示す、複数の発電磁石31が取付けられた高速ロータ16を、図4(b)に示す複数の発電コイル32が取付けられた後側板59に、わずかなギャップを介して対向させ高速ロータ16を回転させると、複数の発電コイル32にはそれぞれ交流の電圧が発生する。   The high-speed rotor 16 to which the plurality of generator magnets 31 shown in FIG. 4A is attached is opposed to the rear side plate 59 to which the plurality of generator coils 32 shown in FIG. 4B are attached via a slight gap. When the high-speed rotor 16 is rotated, an alternating voltage is generated in each of the plurality of power generation coils 32.

複数の発電コイル32のうちの、ある発電コイル32の直上を複数の発電磁石31のうちの例えばあるN極の磁石が通過したのち、隣のS極の磁石が通過し更に次のN極の磁石が通過する間に、その発電コイル32に発生する交流電圧の位相角の変化量は360°である。したがって極対数がNMの発電磁石31が取付けられた高速ロータ16が1回転すると、それぞれの発電コイル32には位相角が360°×NMの交流電圧が発生する。   Among a plurality of power generation coils 32, a certain N-pole magnet, for example, of a plurality of power generation magnets 31 passes immediately above a certain power generation coil 32, and then the next S-pole magnet passes and further the next N-pole magnet. While the magnet passes, the change amount of the phase angle of the AC voltage generated in the power generation coil 32 is 360 °. Therefore, when the high-speed rotor 16 to which the generator magnet 31 having the number of pole pairs NM is attached makes one rotation, an AC voltage having a phase angle of 360 ° × NM is generated in each generator coil 32.

また、複数の発電コイル32は後側板59に等間隔で配置されている。それぞれの発電コイル32に発生する交流電圧の位相はずれており、隣接するコイル間の位相差は高速ロータ16が1回転する間に発生する位相角をコイル数で除した値となる。したがって、発電磁石31の極対数がNM、発電コイル32のコイル数がNCであるときの隣接コイル間の位相差は
360°×NM/NC となる。
The plurality of power generation coils 32 are arranged on the rear plate 59 at equal intervals. The phase of the AC voltage generated in each power generating coil 32 is out of phase, and the phase difference between adjacent coils is a value obtained by dividing the phase angle generated during one rotation of the high-speed rotor 16 by the number of coils. Therefore, when the number of pole pairs of the generator magnet 31 is NM and the number of coils of the generator coil 32 is NC, the phase difference between adjacent coils is 360 ° × NM / NC.

発電出力として3相交流を取り出す場合、3相交流の各相の位相差は240°であるから、隣接コイルの位相差が240°であれば、効率よく起電力を取り出すことが出来る。   When three-phase alternating current is taken out as a power generation output, the phase difference of each phase of the three-phase alternating current is 240 °. Therefore, if the phase difference between adjacent coils is 240 °, the electromotive force can be taken out efficiently.

隣接コイル間の位相差が240°となるということは
360°×NM/NC=240° が成立する事である。したがって
NM/NC=240/360=2/3 となり、これより
NM:NC=2:3 であればよい。
A phase difference between adjacent coils of 240 ° means that 360 ° × NM / NC = 240 °. Therefore, NM / NC = 240/360 = 2/3. From this, NM: NC = 2: 3 may be satisfied.

図4に示す実施例1の場合、発電磁石31は8極対であるのでNM=8、また発電コイル32の数は12個であるのでNC=12である。したがって
NM:NC=8:12=2:3 であるので、隣接コイル間の位相差は240°となり、3相交流を効率よく取り出すことが出来る。
In the case of Example 1 shown in FIG. 4, since the generator magnet 31 is an 8-pole pair, NM = 8, and since the number of generator coils 32 is 12, NC = 12. Therefore, since NM: NC = 8: 12 = 2: 3, the phase difference between adjacent coils is 240 °, and three-phase alternating current can be efficiently extracted.

また、隣接コイル間の位相差が240°であるので、ある発電コイルとその3つ先の発電コイルの位相差は240°×3=720°となり同一位相となり、さらに3つ先の発電コイルも同相となる。   In addition, since the phase difference between adjacent coils is 240 °, the phase difference between a certain power generation coil and the third power generation coil is 240 ° × 3 = 720 °, which is the same phase. Be in phase.

この様に、隣接コイル間の位相差が240°の場合は3つ先ごと、すなわち2つ飛ばしごとに発電コイルは同相になる。したがって複数の全ての発電コイルのうち、2つ飛ばしの複数の発電コイルは全て同相となる。
複数の同相の発電コイルは直列にも並列にも、または直並列にも接続可能で、自由な接続が可能である。
In this way, when the phase difference between adjacent coils is 240 °, the power generating coils are in phase every three points, that is, every two skips. Accordingly, among all the plurality of power generation coils, the two skipped power generation coils are all in phase.
A plurality of in-phase power generation coils can be connected in series, in parallel, or in series-parallel, and can be freely connected.

なお、3相交流は隣接コイル間の位相差が240°の場合以外に、120°、480°でも効率よく取り出すことが出来る。これらの場合
360°×NM/NC=120°または360°×NM/NC=480° が成立する必要がある。これらの関係式から
NM:NC=1:3、またはNM:NC=4:3
であれば、3相交流を効率よく取り出すことが出来る。
Three-phase alternating current can be efficiently extracted even at 120 ° and 480 °, in addition to the case where the phase difference between adjacent coils is 240 °. In these cases, 360 ° × NM / NC = 120 ° or 360 ° × NM / NC = 480 ° needs to be satisfied. From these relational expressions, NM: NC = 1: 3, or NM: NC = 4: 3
If so, three-phase alternating current can be taken out efficiently.

以上より、発電磁石31の極対数NMと発電コイル32の個数NCの比率を2:3または1:3または4:3とすることにより、隣接するコイルの位相差は120°または240°となり、ロスのなく3相交流を取り出すことが出来る。   From the above, by setting the ratio of the number of pole pairs NM of the generator magnet 31 and the number NC of the generator coils 32 to 2: 3, 1: 3, or 4: 3, the phase difference between adjacent coils becomes 120 ° or 240 °, Three-phase AC can be taken out without loss.

〔実施例1の変形例〕
図5に実施例1の変形例における発電部190を構成する主要部品の磁石またはコイルの配置を示す図で、(a)は複数の発電磁石131が取付けられた高速ロータ16の、発電コイル32と対向する面の磁石配列を示す図、(b)は複数の発電コイル32が取付けられた後側板59の、高速ロータ16と対向する面のコイル配列を示す図である。
[Modification of Example 1]
FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of magnets or coils of main components constituting the power generation unit 190 in a modification of the first embodiment. FIG. 5A shows the power generation coil 32 of the high-speed rotor 16 to which a plurality of power generation magnets 131 are attached. The figure which shows the magnet arrangement | positioning of the surface which opposes, (b) is a figure which shows the coil arrangement | sequence of the surface which opposes the high-speed rotor 16 of the rear side plate 59 in which the some power generating coil 32 was attached.

なお、実施例1の変形例では高速ロータ16に取付けられた複数の発電磁石131の数は実施例1の場合と異なるが、磁気ギア機構による回転増速部、および複数の発電コイル32が取付けられた後側板59は実施例1と同一である。   In the modification of the first embodiment, the number of the plurality of power generation magnets 131 attached to the high speed rotor 16 is different from that in the first embodiment, but the rotation speed increasing portion by the magnetic gear mechanism and the plurality of power generation coils 32 are attached. The rear side plate 59 is the same as that of the first embodiment.

実施例1の変形例では、図5(a)に示すように、複数の発電磁石131は、実施例1と同様に、高速ロータ16に隣り合う磁石の極性が互いに逆となるように等間隔で配置される。なお、図5(a)に示す実施例1の変形例の場合、発電磁石131の数は全部で12個あり6極対であるので、発電磁石131の極対数はNM=6である。   In the modification of the first embodiment, as shown in FIG. 5A, the plurality of power generation magnets 131 are equally spaced so that the polarities of the magnets adjacent to the high-speed rotor 16 are opposite to each other, as in the first embodiment. It is arranged with. In the case of the modification of the first embodiment shown in FIG. 5A, the number of power generation magnets 131 is 12 and there are 6 pole pairs, so the number of pole pairs of the power generation magnet 131 is NM = 6.

この6極対の発電磁石131が取付けられた高速ロータ16が1回転すると、発電コイル32には位相角が360°×6=2160°の交流電圧が発生する。これに対し発電コイル32のコイル数は実施例1の場合と同一の12個で、隣接コイル間の位相差は
2160°/12=180°
となる。すなわち、隣接する発電コイル32に発生する交流電圧は逆相になる。したがって隣接する発電コイル32を互いに逆極性にして接続すれば、効率よく単相交流を取り出すことが出来る。
When the high-speed rotor 16 to which the six-pole pair of generator magnets 131 is attached makes one rotation, an AC voltage having a phase angle of 360 ° × 6 = 2160 ° is generated in the generator coil 32. On the other hand, the number of coils of the power generating coil 32 is the same as that in the first embodiment, and the phase difference between adjacent coils is 2160 ° / 12 = 180 °.
It becomes. That is, the AC voltage generated in the adjacent power generation coil 32 is in the opposite phase. Therefore, if adjacent power generating coils 32 are connected with opposite polarities, single-phase alternating current can be efficiently extracted.

なお、隣接コイル間の位相差が360°の場合でも、効率よく単相交流を取り出すことが可能で、この場合は全ての発電コイル32を同極性で接続すればよい。   Even when the phase difference between adjacent coils is 360 °, single-phase alternating current can be extracted efficiently. In this case, all the power generation coils 32 may be connected with the same polarity.

上記の内容を一般式で記述すると、高速ロータ16の1回転で発生する交流電圧の位相角は360°×NMとなる。したがってMC個の発電コイル32に発生する隣接コイル間の位相差は
360°×NM/NC
となる。
When the above content is described by a general formula, the phase angle of the AC voltage generated by one rotation of the high-speed rotor 16 is 360 ° × NM. Therefore, the phase difference between adjacent coils generated in the MC power generation coils 32 is 360 ° × NM / NC.
It becomes.

単相交流を取り出すためには、以上の隣接コイル間の位相差が180°または360°となれば良いので、
360°×NM/NC=180°または360°×NM/NC=360°
が成立すればよい。これらの関係式から
NM:NC=1:2、またはNM:NC=1:1
であれば、単相交流を効率よく取り出すことが出来る。
In order to take out the single-phase alternating current, the phase difference between the adjacent coils may be 180 ° or 360 °.
360 ° × NM / NC = 180 ° or 360 ° × NM / NC = 360 °
Should just hold. From these relational expressions, NM: NC = 1: 2, or NM: NC = 1: 1
If so, single-phase alternating current can be extracted efficiently.

以上より、発電磁石131の極対数NMと発電コイル32の個数NCの比率を1:2または1:1とすることにより、隣接するコイルの位相差は180°または360°となり、ロスのなく単相交流を取り出すことが出来る。   From the above, by setting the ratio of the number of pole pairs NM of the generator magnet 131 and the number NC of the generator coils 32 to 1: 2 or 1: 1, the phase difference between adjacent coils becomes 180 ° or 360 °, and there is no loss. Phase exchange can be taken out.

〔実施例1の他の変形例〕
次に図6と図7を参照に、本発明に係る発電機の実施例1の他の変形例を説明する。図6は実施例1の他の変形例による発電機300の一部を切り開いた、発電機300の構成を示す斜視図である。図7(a)は実施例1の他の変形例による発電機300の積層構造を示す断面図、(b)は発電部290の詳細な構成を説明する断面図の部分拡大図である。
[Other Modifications of Embodiment 1]
Next, another modification of the first embodiment of the generator according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of the generator 300 in which a part of the generator 300 according to another modification of the first embodiment is cut open. FIG. 7A is a cross-sectional view showing a laminated structure of a power generator 300 according to another modification of the first embodiment, and FIG. 7B is a partially enlarged view of a cross-sectional view for explaining the detailed configuration of the power generation unit 290.

なお、実施例1の他の変形例では、発電部290の構成が実施例1の場合と異なるのみで、磁気ギア機構による回転増速部80は実施例1と同一である。   In another modification of the first embodiment, only the configuration of the power generation unit 290 is different from that of the first embodiment, and the rotation speed increasing unit 80 using the magnetic gear mechanism is the same as that of the first embodiment.

実施例1の他の変形例では、図6に示すように、発電部290は複数の発電コイル232と、複数の発電磁石31と、複数の後側発電磁石234を有する。   In another modification of the first embodiment, as illustrated in FIG. 6, the power generation unit 290 includes a plurality of power generation coils 232, a plurality of power generation magnets 31, and a plurality of rear power generation magnets 234.

複数の発電磁石31は、実施例1の場合と同様に、高速ロータ16の発電コイル232に対向する面に略円環状に等間隔で並んで取付けられている。また、発電磁石31と同数の複数の後側発電磁石234がバックヨーク251の発電コイル232に対向する面に略円環状に等間隔で並んで取付けられており、バックヨーク251は高速ロータ16に固定されている。これにより複数の発電磁石31と複数の後側発電磁石234は一体となり回転する。   As in the case of the first embodiment, the plurality of power generation magnets 31 are attached to the surface of the high-speed rotor 16 that faces the power generation coil 232 and arranged in a substantially annular manner at regular intervals. Further, the same number of rear power generation magnets 234 as the power generation magnets 31 are attached to the surface of the back yoke 251 facing the power generation coil 232 and arranged in a substantially annular manner at equal intervals, and the back yoke 251 is attached to the high speed rotor 16. It is fixed. As a result, the plurality of power generation magnets 31 and the plurality of rear power generation magnets 234 rotate together.

発電磁石31と後側発電磁石234はいずれも略円環状に取付けられており、発電磁石31の各々の磁石と後側発電磁石234の各々の磁石は円周方向に同一の位置となるように取付けられる。すなわち複数の発電磁石31と複数の後側発電磁石234は平面視にて見通すと同一位置となる。   The generator magnet 31 and the rear generator magnet 234 are both attached in a substantially annular shape, and the magnets of the generator magnet 31 and the rear generator magnet 234 are positioned at the same position in the circumferential direction. Mounted. That is, the plurality of generator magnets 31 and the plurality of rear generator magnets 234 are in the same position when viewed in plan view.

発電磁石31と後側発電磁石234の間には、図6および図7(a),(b)に示すように、コイル基板235上に略円環状に等間隔で配置された発電コイル232が配置され、発電磁石31と発電コイル232、および後側発電磁石234と発電コイル232の間にはギャップが設けられている。また、発電コイル232をはさみ対向する発電磁石31の磁極と後側発電磁石234の磁極は、図7(b)に示すように、極性が互いに逆となるように配置される。すなわち、発電磁石31の発電コイル232に対向する面がN極であれば、同じ位置の後側発電磁石234の発電コイル232に対向する面はS極となる様に配置される。   Between the generator magnet 31 and the rear generator magnet 234, as shown in FIG. 6 and FIGS. 7A and 7B, the generator coils 232 are arranged on the coil substrate 235 in a substantially annular shape at equal intervals. A gap is provided between the generator magnet 31 and the generator coil 232, and between the rear generator magnet 234 and the generator coil 232. Further, as shown in FIG. 7B, the magnetic poles of the power generation magnet 31 and the rear power generation magnet 234 facing each other with the power generation coil 232 interposed therebetween are arranged so that the polarities are opposite to each other. That is, if the surface facing the power generation coil 232 of the power generation magnet 31 is the N pole, the surface facing the power generation coil 232 of the rear power generation magnet 234 at the same position is arranged to be the S pole.

発電磁石31と後側発電磁石234の極性は発電コイル232をはさみ磁性が逆となる様に配置されているので、例えば、ある発電磁石31のN極から出た磁束は発電コイル232を通過して対向する後側発電磁石234のS極に流れ込むので、磁束を無駄なく使用することができ効率の良い発電が可能となる。   Since the polarity of the generator magnet 31 and the rear generator magnet 234 is arranged so that the magnetism is reversed between the generator coil 232, for example, the magnetic flux emitted from the N pole of the generator magnet 31 passes through the generator coil 232. Therefore, the magnetic flux can be used without waste, and efficient power generation is possible.

この様に、実施例1の他の変形例では発電部の構造を大きく変形させたが、低速ロータの磁石の極対数、高速ロータの磁石の極対数およびステータのポールの数とは独立した極対数の発電磁石が高速ロータに取り付けられている構造としたので、磁気ギア機構による回転増速部を変更することなく、発電部の構造を変形させることが可能となった。   As described above, in the other modification of the first embodiment, the structure of the power generation unit is greatly deformed. However, the number of pole pairs of the magnet of the low speed rotor, the number of pole pairs of the magnet of the high speed rotor, and the number of poles of the stator are independent. Since the logarithmic power generation magnet is attached to the high-speed rotor, it is possible to change the structure of the power generation unit without changing the rotation speed increasing unit by the magnetic gear mechanism.

なお、実施例1の他の変形例では発電コイルの中央にヨークがない、いわゆるコアレスの構造を例示したが、発電コイル中央に軟磁性体のヨーク等を設けても良い。   In addition, although the so-called coreless structure in which the yoke is not provided in the center of the power generation coil is illustrated in another modification of the first embodiment, a soft magnetic yoke or the like may be provided in the center of the power generation coil.

以上の実施例1、および実施例1の変形例、および実施例1の他の変形例では、発電部の構成を種々に変更したが、本発明では発電磁石の極対数を、低速ロータ磁石の極対数、高速ロータ磁石の極対数およびステータのポールの数とは独立して設定できるようにしたので、回転増速部は全て同一のまま発電部の構成を変更することが出来る。
同様にして、本発明によれば、発電部の構成を同一としたまま回転増速部の構成を変更することも可能である。
In the above-described first embodiment and the modification of the first embodiment and the other modification of the first embodiment, the configuration of the power generation unit is variously changed. However, in the present invention, the number of pole pairs of the power generation magnet is changed to that of the low-speed rotor magnet. Since the number of pole pairs, the number of pole pairs of the high-speed rotor magnet, and the number of poles of the stator can be set independently, it is possible to change the configuration of the power generation unit while keeping the same rotational acceleration unit.
Similarly, according to the present invention, it is possible to change the configuration of the rotation speed increasing unit while keeping the configuration of the power generation unit the same.

以下、図8および図9を参照に、本発明に係る回転増速部を有する発電機の実施例2を詳細に説明する。
図8は本実施例の概略構成を示す図で、(a)は平面図、(b)は中央断面図である。図9は本実施例に係る発電機の低速ロータ磁石312および高速ロータ磁石317の磁石配列とステータポール314の数、および発電磁石331の磁石配列と発電コイル332の数の関係を説明する図8(a)の平面図と平行な面での断面図である。
Hereinafter, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, Example 2 of the generator which has a rotation speed increasing part which concerns on this invention is demonstrated in detail.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the present embodiment, in which (a) is a plan view and (b) is a central sectional view. FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the magnet arrangement of the low-speed rotor magnet 312 and the high-speed rotor magnet 317 and the number of the stator poles 314 and the magnet arrangement of the generator magnet 331 and the number of the generator coils 332 of the generator according to the present embodiment. It is sectional drawing in a surface parallel to the top view of (a).

本実施例に係る発電機400は、図8に示すように、平面視が略円形の円柱形で、略円形の前側板351の略中央から入力軸352が突出しており、略円筒形状の各構成部品が入力軸352を中心に同心状に積層している。   As shown in FIG. 8, the generator 400 according to the present embodiment has a substantially circular cylindrical shape in plan view, and an input shaft 352 protrudes from a substantially center of a substantially circular front side plate 351, and each of the substantially cylindrical shapes. The components are stacked concentrically around the input shaft 352.

図8(a)に略円形で示した前側板351は、図8(b)に示すように、略円板状の上面の中央に孔部を有し、孔部の周囲が下方に大きく突出する筒部351aとなっている。
筒部351aの内側には2つのすべり軸受け355,356が組み込まれ、2つのすべり軸受け355,356の内径部に入力軸352が挿通される。この2つのすべり軸受け355,356と抜け止め部材により、入力軸352が定位置にて回動可能に保持される。
As shown in FIG. 8 (b), the front plate 351 shown in a substantially circular shape in FIG. 8 (a) has a hole at the center of the substantially disk-shaped upper surface, and the periphery of the hole largely protrudes downward. It becomes the cylinder part 351a to perform.
Two sliding bearings 355 and 356 are incorporated inside the cylindrical portion 351a, and the input shaft 352 is inserted into the inner diameter portion of the two sliding bearings 355 and 356. The input shaft 352 is rotatably held at a fixed position by the two sliding bearings 355 and 356 and the retaining member.

前側板351の筒部351aの端部から下方に突出した入力軸352の下端側には有底円筒状の低速ロータ311が取付けられ、これにより入力軸352が回転すると低速ロータ311も回転する。   A bottomed cylindrical low-speed rotor 311 is attached to the lower end side of the input shaft 352 protruding downward from the end of the cylindrical portion 351a of the front side plate 351. With this, when the input shaft 352 rotates, the low-speed rotor 311 also rotates.

低速ロータ311の円筒形状外径部にはリングヨーク318が組み込まれ、複数の低速ロータ磁石312がリングヨーク318の内径面に取付けられる。   A ring yoke 318 is incorporated in the cylindrical outer diameter portion of the low speed rotor 311, and a plurality of low speed rotor magnets 312 are attached to the inner diameter surface of the ring yoke 318.

低速ロータ311の内周側には、複数のステータポール314と有底円筒状のポールホルダ313からなるステータ315が配される。ポールホルダ313の底部は中央に孔部を有し、この孔部が前側板351の筒部351aの先端部に取付けられ、これによりステータ315が前側板351に固定される。   A stator 315 including a plurality of stator poles 314 and a bottomed cylindrical pole holder 313 is disposed on the inner peripheral side of the low-speed rotor 311. The bottom of the pole holder 313 has a hole in the center, and this hole is attached to the tip of the cylindrical portion 351a of the front plate 351, whereby the stator 315 is fixed to the front plate 351.

ステータ315の内周側には、略円筒状の高速ロータ316が2つの玉軸受け357により回動可能に保持される。   On the inner peripheral side of the stator 315, a substantially cylindrical high-speed rotor 316 is rotatably held by two ball bearings 357.

高速ロータ316の外径面には複数の高速ロータ磁石317が取付けられ、内径面には複数の発電磁石331が取付けられる。   A plurality of high-speed rotor magnets 317 are attached to the outer diameter surface of the high-speed rotor 316, and a plurality of power generation magnets 331 are attached to the inner diameter surface.

高速ロータ316の内周側には、略円筒状のコイルバックヨーク333が前側板351の筒部351aに回動不能に保持されている。コイルバックヨーク333は突出する複数のコイルヨーク333aを有し、複数のコイルヨーク333aには発電コイル332がそれぞれ取付けられ、それぞれの発電コイル332の図示しないコイルリードから起電力が取り出される。   On the inner peripheral side of the high-speed rotor 316, a substantially cylindrical coil back yoke 333 is held by the cylindrical portion 351 a of the front plate 351 so as not to rotate. The coil back yoke 333 has a plurality of projecting coil yokes 333a. A power generation coil 332 is attached to each of the plurality of coil yokes 333a, and an electromotive force is taken out from a coil lead (not shown) of each power generation coil 332.

次に図9を参照に、実施例2による発電機400の、より詳細な構造と動作を説明する。   Next, a more detailed structure and operation of the generator 400 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

本実施例による発電機400は、図9に示すように、最外周の低速ロータ311の内側に略円筒形状で軟磁性体のリングヨーク318が組み込まれ、リングヨーク318の内径面には複数の低速ロータ磁石312が、等間隔でわずかな隙間を有し円周方向に並んで配置されている。   As shown in FIG. 9, the generator 400 according to the present embodiment includes a ring yoke 318 made of a substantially cylindrical soft magnetic material inside a low-speed rotor 311 at the outermost periphery, and a plurality of ring yokes 318 have a plurality of inner surfaces. The low-speed rotor magnets 312 are arranged side by side in the circumferential direction with a slight gap at regular intervals.

低速ロータ磁石312は断面が略台形の磁石で、隣り合う磁石の着磁方向が互いに逆となるように配置される。すなわち、図9に白抜き矢印で示したように、ある低速ロータ磁石312において磁束が外径側から中心に向かう方向に着磁されていると、隣接する低速ロータ磁石312は磁束が中心から外径側に向かうように着磁されている。
なお、図9に示す実施例2では低速ロータ磁石312の個数は56個で28極対である。
The low-speed rotor magnet 312 is a magnet having a substantially trapezoidal cross section, and is arranged so that the magnetizing directions of adjacent magnets are opposite to each other. That is, as indicated by the white arrow in FIG. 9, when a magnetic flux is magnetized in a direction from the outer diameter side toward the center in a certain low speed rotor magnet 312, the adjacent low speed rotor magnet 312 has a magnetic flux outside the center. It is magnetized so as to go to the radial side.
In the second embodiment shown in FIG. 9, the number of the low-speed rotor magnets 312 is 56, that is, 28 pole pairs.

低速ロータ311の内周側のステータ315は略円筒形状で非磁性体のポールホルダ313に、軟磁性体の複数のステータポール314が隙間を空けて等間隔で円周方向に並んで配置されている。
ステータポール314は断面が略四角形で、ステータポール314の外周側の面と低速ロータ磁石312の内周面の間にはわずかな隙間、すなわちギャップを有する。
The stator 315 on the inner peripheral side of the low-speed rotor 311 has a substantially cylindrical shape and a non-magnetic pole holder 313, and a plurality of soft magnetic stator poles 314 are arranged in the circumferential direction at equal intervals with a gap therebetween. Yes.
The stator pole 314 has a substantially square cross section, and there is a slight gap, that is, a gap, between the outer peripheral surface of the stator pole 314 and the inner peripheral surface of the low speed rotor magnet 312.

ステータ315の内周側には略円筒形状で軟磁性体の高速ロータ316が配置される。高速ロータ316の外径面には複数の高速ロータ磁石317が隙間を空けて等間隔で円周方向に並んで配置され、高速ロータ磁石317の外周側の面とステータポール314の内周面の間にはギャップを有する。   A high-speed rotor 316 made of a soft magnetic material and having a substantially cylindrical shape is disposed on the inner peripheral side of the stator 315. A plurality of high-speed rotor magnets 317 are arranged on the outer diameter surface of the high-speed rotor 316 in the circumferential direction at equal intervals with a gap therebetween, and the outer peripheral surface of the high-speed rotor magnet 317 and the inner peripheral surface of the stator pole 314 are arranged. There is a gap between them.

高速ロータ磁石317は断面が部分リング状の磁石で、隣り合う磁石の着磁方向が互いに逆となるように配置される。すなわち、図9に白抜き矢印で示したように、ある高速ロータ磁石317において磁束が外径側から中心に向かう方向に着磁されていると、隣接する高速ロータ磁石317は磁束が中心から外径側に向かうように着磁されている。なお図9では、高速ロータ磁石317は円周方向に長いため、ひとつの高速ロータ磁石317中に着磁方向をあらわす白抜き矢印を複数個記入した。
また、図9に示す実施例2では高速ロータ磁石317の個数は6個で3極対である。
The high-speed rotor magnet 317 is a magnet having a partial ring shape in cross section, and is arranged so that the magnetizing directions of adjacent magnets are opposite to each other. That is, as indicated by the white arrow in FIG. 9, when a magnetic flux is magnetized in a direction from the outer diameter side to the center in a certain high speed rotor magnet 317, the adjacent high speed rotor magnet 317 has a magnetic flux outside the center. It is magnetized so as to go to the radial side. In FIG. 9, since the high-speed rotor magnet 317 is long in the circumferential direction, a plurality of white arrows indicating the magnetization direction are entered in one high-speed rotor magnet 317.
In the second embodiment shown in FIG. 9, the number of high-speed rotor magnets 317 is six, which is a three-pole pair.

本実施例による発電機400の回転増速部380は、上記の低速ロータ磁石312を有する低速ロータ311、ステータポール314を有するステータ315、高速ロータ磁石317を有する高速ロータ316などより構成される。
ステータ315は発電機400中で固定されており、低速ロータ311は入力軸352とともに回転する。また、高速ロータ316は磁気ギアの動作原理により、低速ロータ311の回転速度の28/3=9.333倍に増速され、反対方向に回転する。
The rotational speed increasing portion 380 of the generator 400 according to the present embodiment includes the low speed rotor 311 having the low speed rotor magnet 312, the stator 315 having the stator pole 314, the high speed rotor 316 having the high speed rotor magnet 317, and the like.
The stator 315 is fixed in the generator 400, and the low speed rotor 311 rotates with the input shaft 352. Further, the high-speed rotor 316 is increased to 28/3 = 9.333 times the rotation speed of the low-speed rotor 311 by the principle of operation of the magnetic gear, and rotates in the opposite direction.

高速ロータ316の内径面には複数の発電磁石331が隙間を空けて等間隔で円周方向に並んで取付けられる。また、高速ロータ316の内周側には、軟磁性体で略円筒状のコイルバックヨーク333が回動不能に保持されており、コイルバックヨーク333には複数の発電コイル332が取付けられる。   A plurality of power generation magnets 331 are attached to the inner diameter surface of the high-speed rotor 316 side by side in the circumferential direction at equal intervals with a gap. In addition, a substantially cylindrical coil back yoke 333 made of soft magnetic material is non-rotatably held on the inner peripheral side of the high speed rotor 316, and a plurality of power generation coils 332 are attached to the coil back yoke 333.

上記の複数の発電磁石331と複数の発電コイル332は発電部を構成し、回転増速部380により増速されて回転する高速ロータ316に取付けられた発電磁石331により、発電コイル332に大きな起電力が発生する。   The plurality of power generation magnets 331 and the plurality of power generation coils 332 constitute a power generation unit, and the power generation magnet 331 attached to the high-speed rotor 316 that is accelerated by the rotation speed increasing unit 380 and rotated is greatly increased in the power generation coil 332. Electric power is generated.

発電磁石331は断面が部分リング状の磁石で、隣り合う磁石の着磁方向が互いに逆となるように高速ロータ316の内径面に取付けられる。すなわち、図9に白抜き矢印で示したように、ある発電磁石331の磁束が外径側から中心に向かう方向に着磁されていると、隣接する発電磁石331は磁束が中心から外径側に向かうように着磁されている。
なお、図9に示す実施例2では発電磁石331の個数は16個で8極対である。
The generator magnet 331 is a magnet having a partial ring cross section, and is attached to the inner surface of the high speed rotor 316 so that the magnetizing directions of adjacent magnets are opposite to each other. That is, as indicated by a white arrow in FIG. 9, when the magnetic flux of a certain power generation magnet 331 is magnetized in the direction from the outer diameter side toward the center, the adjacent power generation magnet 331 has the magnetic flux from the center to the outer diameter side. It is magnetized so as to go to.
In the second embodiment shown in FIG. 9, the number of the generator magnets 331 is 16, which is an 8-pole pair.

コイルバックヨーク333には円周方向に等間隔にならぶ複数のコイルヨーク333aが径方向外側に突出しており、複数のコイルヨーク333aには長円形に巻かれた発電コイル332がそれぞれ取付けられ、発電コイル332の図示しないコイルリードから起電力が取り出される。
なお、図9に示す実施例2ではコイルヨーク333aの数および発電コイル332の個数はいずれも12個である。
A plurality of coil yokes 333a arranged at equal intervals in the circumferential direction project radially outward from the coil back yoke 333, and a power generation coil 332 wound in an oval shape is attached to each of the plurality of coil yokes 333a. An electromotive force is taken out from a coil lead (not shown) of the coil 332.
In the second embodiment shown in FIG. 9, the number of coil yokes 333a and the number of power generation coils 332 are both twelve.

なお、コイルヨーク333aの外周側の面と発電磁石331の内周面の間にはギャップを有する。   A gap is provided between the outer peripheral surface of the coil yoke 333 a and the inner peripheral surface of the power generation magnet 331.

図9に示す実施例2では、発電磁石331の極対数は磁気ギア機構の磁石数とは独立した8極対となっており、発電コイル332の個数は12個となっている。これより発電磁石331の極対数と発電コイル332の個数の比率は 8:12=2:3となっており、3つ目ごとの発電コイル332を接続することにより、3相交流発電に適した交流起電力が得られる。   In Example 2 shown in FIG. 9, the number of pole pairs of the power generation magnet 331 is 8 pole pairs independent of the number of magnets of the magnetic gear mechanism, and the number of power generation coils 332 is twelve. As a result, the ratio of the number of pole pairs of the power generation magnet 331 and the number of power generation coils 332 is 8: 12 = 2: 3, and it is suitable for three-phase AC power generation by connecting every third power generation coil 332. AC electromotive force is obtained.

上記の様に実施例2による発電機400では、図9に示すように、回転増速部380の各構成部品は、外径側から順に低速ロータ311、ステータ315、高速ロータ316が同心状に積層しており、発電部390を構成する発電磁石331および発電コイル332は最内周側の高速ロータ316の更に内周側に配置されている。   As described above, in the generator 400 according to the second embodiment, as illustrated in FIG. 9, the components of the rotation speed increasing unit 380 are concentric with the low-speed rotor 311, the stator 315, and the high-speed rotor 316 in order from the outer diameter side. The power generation magnet 331 and the power generation coil 332 constituting the power generation unit 390 are stacked, and are further disposed on the inner peripheral side of the innermost peripheral high-speed rotor 316.

ところで、磁気ギア機構で最大伝達トルクを出来るだけ大きくするには、低速ロータ磁石、ステータポールおよび高速ロータ磁石はすべて、回転中心から極力離れた位置に配置することが有利である。このため、低速ロータ磁石、ステータポールおよび高速ロータ磁石は最大径部近傍に集中し、回転中心部近傍には磁気ギア機構の構成部品が配置されないことが多い。   By the way, in order to increase the maximum transmission torque as much as possible by the magnetic gear mechanism, it is advantageous to arrange the low-speed rotor magnet, the stator pole, and the high-speed rotor magnet at positions as far as possible from the center of rotation. For this reason, the low-speed rotor magnet, the stator pole and the high-speed rotor magnet are concentrated in the vicinity of the maximum diameter portion, and the components of the magnetic gear mechanism are often not disposed in the vicinity of the rotation center portion.

本実施例による発電機400でも、上述の理由により、磁気ギア機構による回転増速部380を構成する低速ロータ磁石312を有する低速ロータ311、ステータポール314を有するステータ315、高速ロータ磁石317を有する高速ロータ316を最大径部近傍に配置した。一方、発電部390を構成する発電磁石331および発電コイル332は磁気ギア機構が使用していない高速ロータ316の更に内径側に配置し、発電部を組み込むことにより発電機の外形が大きくなることを回避した。
これにより、磁気ギア機構に発電部を組み込んだ回転増速部を有する発電機をコンパクトに製作することが可能となった。
The generator 400 according to the present embodiment also includes the low-speed rotor 311 having the low-speed rotor magnet 312 that constitutes the rotation speed increasing portion 380 by the magnetic gear mechanism, the stator 315 having the stator pole 314, and the high-speed rotor magnet 317 for the reasons described above. A high-speed rotor 316 is disposed in the vicinity of the maximum diameter portion. On the other hand, the generator magnet 331 and the generator coil 332 constituting the power generation unit 390 are arranged further on the inner diameter side of the high-speed rotor 316 that is not used by the magnetic gear mechanism, and the generator outer shape is increased by incorporating the power generation unit. Avoided.
As a result, a generator having a rotation speed increasing part in which a power generation part is incorporated in a magnetic gear mechanism can be manufactured in a compact manner.

また、本実施例による発電機400では、図8(b)に示すように、低速ロータ磁石312の軸方向長さの中心位置である低速ロータ磁石中心位置CL1と、高速ロータ磁石317の軸方向長さの中心位置である高速ロータ磁石中心位置CL2と、発電磁石331の軸方向長さの中心位置である発電磁石中心位置CL3を同一線上とした。   Further, in the generator 400 according to the present embodiment, as shown in FIG. 8B, the low-speed rotor magnet center position CL1, which is the center position of the axial length of the low-speed rotor magnet 312 and the axial direction of the high-speed rotor magnet 317. The high-speed rotor magnet center position CL2 that is the center position of the length and the generator magnet center position CL3 that is the center position of the axial length of the generator magnet 331 are on the same line.

磁気ギア機構で最大伝達トルクを出来るだけ大きくするには低速ロータ磁石312と高速ロータ磁石317が対向する面積を出来るだけ大きくする方が有利である。本実施例による発電機400では低速ロータ磁石中心位置CL1と高速ロータ磁石中心位置CL2を同一線上としたので、磁石サイズが同一であれば低速ロータ磁石312と高速ロータ磁石317が対向する面積が最大となり、最大伝達トルクがより大きい磁気ギア機構が実現できる。   In order to increase the maximum transmission torque as much as possible with the magnetic gear mechanism, it is advantageous to increase the area where the low-speed rotor magnet 312 and the high-speed rotor magnet 317 are opposed to each other as much as possible. In the generator 400 according to the present embodiment, the low-speed rotor magnet center position CL1 and the high-speed rotor magnet center position CL2 are on the same line, so that the area where the low-speed rotor magnet 312 and the high-speed rotor magnet 317 face each other is maximum if the magnet size is the same. Thus, a magnetic gear mechanism having a larger maximum transmission torque can be realized.

また、本実施例による発電機400では低速ロータ磁石中心位置CL1と高速ロータ磁石中心位置CL2および発電磁石中心位置CL3を同一線上とした。これにより低速ロータ磁石312、高速ロータ磁石317または発電磁石331の、何れかの磁石の一方端のみが他の磁石の端部から飛び出すことが回避できるので、3つの磁石全体の軸方向長さを最小限とすることが出来、発電機400を小型とすることが出来る。   In the generator 400 according to this embodiment, the low-speed rotor magnet center position CL1, the high-speed rotor magnet center position CL2, and the generator magnet center position CL3 are on the same line. As a result, it is possible to avoid that only one end of any one of the low-speed rotor magnet 312, the high-speed rotor magnet 317, or the power generation magnet 331 jumps out from the end of the other magnet. The generator 400 can be miniaturized.

ところで、本実施例による発電機400の構造では、理想的には複数の低速ロータ磁石312および複数の高速ロータ磁石317にはラジアル方向の力が均等に働き、低速ロータ311および高速ロータ316にはラジアル方向の力は生じず、2つのすべり軸受け355,356および2つの玉軸受け357にはラジアル方向の荷重は発生しない。   By the way, in the structure of the generator 400 according to the present embodiment, ideally, radial forces act equally on the plurality of low-speed rotor magnets 312 and the plurality of high-speed rotor magnets 317, and the low-speed rotor 311 and the high-speed rotor 316 have No radial force is generated, and no radial load is generated on the two sliding bearings 355, 356 and the two ball bearings 357.

しかしながら、低速ロータ磁石312、複数のステータポール314および複数の高速ロータ磁石317の外径寸法、半径位置、磁力または磁気特性にばらつきがあると、各々の低速ロータ磁石312または高速ロータ磁石317に働くラジアル方向の力に差が生じ、これにより低速ロータ311または高速ロータ316にラジアル方向の側圧が生じる虞がある。   However, if the outer diameter size, radial position, magnetic force, or magnetic characteristics of the low-speed rotor magnet 312, the plurality of stator poles 314, and the plurality of high-speed rotor magnets 317 vary, the low-speed rotor magnet 312 or the high-speed rotor magnet 317 works. There is a difference in the radial force, which may cause a lateral pressure in the low speed rotor 311 or the high speed rotor 316.

本実施例による発電機400では、図8(b)に示すように、低速ロータ磁石中心位置CL1が低速ロータ311を回動可能に保持する2つのすべり軸受け355,356の間隔の間となるように配置し、高速ロータ磁石中心位置CL2が高速ロータ316を回動可能に保持する2つの玉軸受け357の間隔の間となるように配置した。   In the generator 400 according to the present embodiment, as shown in FIG. 8B, the low-speed rotor magnet center position CL1 is between the two sliding bearings 355 and 356 that rotatably hold the low-speed rotor 311. The high-speed rotor magnet center position CL2 is arranged so as to be between the two ball bearings 357 that hold the high-speed rotor 316 in a rotatable manner.

これにより、低速ロータ311または高速ロータ316にラジアル方向の側圧が生じた場合でも、2つのすべり軸受け355,356および2つの玉軸受け357によりラジアル方向の側圧を分担して受けられるので安定した動作が実現できる。また、低速ロータ311および高速ロータ316が傾斜することを回避できるので、発電機の信頼性をより高めることが出来る。   Thus, even when a radial side pressure is generated in the low-speed rotor 311 or the high-speed rotor 316, the radial side pressure is shared by the two sliding bearings 355 and 356 and the two ball bearings 357, so that stable operation is achieved. realizable. Moreover, since it can avoid that the low speed rotor 311 and the high speed rotor 316 incline, the reliability of a generator can be improved more.

以上、実施例1および実施例2により本発明の詳細を記載したが、本発明は実施例1または実施例2に記載された事項に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。   As described above, the details of the present invention have been described with reference to the first and second embodiments. However, the present invention is not limited to the matters described in the first or second embodiment, and the general knowledge in the field of the present invention. Even if there is a design change within a range that does not depart from the gist of the present invention, including various modifications and corrections that can be conceived by those who have the above, they are included in the present invention.

本発明により、回転増速部を有しながら小型で、増速比を変更しても発電機の構成変更の必要がない発電機の提供が可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a generator that is small in size while having a rotation speed increasing portion and that does not require a change in the configuration of the generator even if the speed increasing ratio is changed.

11 低速ロータ
12 低速ロータ磁石
13 ポールホルダ
14 ステータポール
15 ステータ
16 高速ロータ
17 高速ロータ磁石
31 発電磁石
32 発電コイル
51 前側板
52 入力軸
53 回転中心軸
54 低速ロータ収容部
55 軸受け
56 軸受け
59 後側板
59a コイルヨーク
59b 中央孔
80 回転増速部
90 発電部
100 発電機
131 発電磁石
190 発電部
232 発電コイル
234 後側発電磁石
235 コイル基板
251 バックヨーク
290 発電部
300 発電機
311 低速ロータ
312 低速ロータ磁石
313 ポールホルダ
314 ステータポール
315 ステータ
316 高速ロータ
317 高速ロータ磁石
318 リングヨーク
331 発電磁石
332 発電コイル
333 コイルバックヨーク
333a コイルヨーク
351 前側板
351a 筒部
352 入力軸
355 すべり軸受け
356 すべり軸受け
357 玉軸受け
380 回転増速部
390 発電部
400 発電機
901 発電機本体
902 水車ランナ
903 増速機構
904 発電機
911 水車
912 低速ロータ
913 高速ロータ
914 固定部
915 コイル
CL1 低速ロータ磁石中心位置
CL2 高速ロータ磁石中心位置
CL1 発電磁石中心位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Low speed rotor 12 Low speed rotor magnet 13 Pole holder 14 Stator pole 15 Stator 16 High speed rotor 17 High speed rotor magnet 31 Power generation magnet 32 Power generation coil 51 Front side plate 52 Input shaft 53 Rotation center shaft 54 Low speed rotor accommodating part 55 Bearing 56 Bearing 59 Rear side plate 59a Coil yoke 59b Central hole 80 Rotation speed increasing part 90 Power generation part 100 Power generator 131 Power generation magnet 190 Power generation part 232 Power generation coil 234 Rear side power generation magnet 235 Coil substrate 251 Back yoke 290 Power generation part 300 Power generator 311 Low speed rotor 312 Low speed rotor magnet 313 Pole holder 314 Stator pole 315 Stator 316 High speed rotor 317 High speed rotor magnet 318 Ring yoke 331 Generator magnet 332 Generator coil 333 Coil back yoke 333a Carp Yoke 351 Front plate 351a Tube portion 352 Input shaft 355 Sliding bearing 356 Sliding bearing 357 Ball bearing 380 Rotational speed increasing portion 390 Power generation portion 400 Generator 901 Generator main body 902 Turbine runner 903 Speed increasing mechanism 904 Generator 911 Water wheel 912 Rotor 913 High-speed rotor 914 Fixed part 915 Coil CL1 Low-speed rotor magnet center position CL2 High-speed rotor magnet center position CL1 Generator magnet center position

Claims (6)

外部から回転駆動されて発電する発電機であって、
前記発電機は、回転駆動を増速する回転増速部と、回転により起電する発電部を有し、
複数の極対の磁石を有する低速ロータと、前記低速ロータの前記磁石の極対より少ない極対の磁石を有する高速ロータと、前記低速ロータと前記高速ロータの中間に配置され、複数の軟磁性体のポールを有するステータを有し、
前記低速ロータの前記磁石の極対数をNL、前記高速ロータの前記磁石の極対数をNH、前記ステータの前記ポールの数をNSとしたとき、NS=NL±NHの関係を有し、
前記低速ロータが回転すると、前記高速ロータが前記低速ロータのNL/NH倍で増速回転する磁気ギア機構による前記回転増速部と、
前記回転増速部により増速回転させられる発電磁石と、前記発電磁石の回転により起電する発電コイルよりなる前記発電部を有する、回転増速部を有する発電機において、
前記低速ロータの前記磁石の極対数、前記高速ロータの前記磁石の極対数および前記ステータの前記ポールの数とは独立した極対数の前記発電磁石が前記高速ロータに取り付けられていることを特徴とする、回転増速部を有する発電機。
A generator that is driven by rotation from the outside to generate electricity,
The generator has a rotation speed increasing portion for increasing the rotational drive, and a power generation portion for generating electricity by rotation,
A low-speed rotor having a plurality of pole-pair magnets; a high-speed rotor having a pole-pair magnet less than the magnet's pole-pair of the low-speed rotor; and a plurality of soft magnetism disposed between the low-speed rotor and the high-speed rotor Having a stator with a body pole;
NS = NL ± NH, where NL is the number of pole pairs of the magnet of the low-speed rotor, NH is the number of pole pairs of the magnet of the high-speed rotor, and NS is the number of poles of the stator.
When the low-speed rotor rotates, the high-speed rotor rotates at a speed that is increased by NL / NH times that of the low-speed rotor, and the rotation speed increasing portion by a magnetic gear mechanism;
In the generator having a rotation speed increasing part, having a power generation magnet that is rotated at a higher speed by the rotation speed increasing part, and the power generation part that is formed by a power generation coil that is generated by the rotation of the power generation magnet,
The generator magnet having the number of pole pairs independent of the number of pole pairs of the magnet of the low-speed rotor, the number of pole pairs of the magnet of the high-speed rotor, and the number of poles of the stator is attached to the high-speed rotor. A generator having a rotation speed increasing portion.
前記発電磁石の極対数をNMとし、前記発電コイルの個数をNCとしたとき、前記発電磁石の極対数に対する前記発電コイルの個数の比率が、
NM:NC=2:3、またはNM:NC=1:3、またはNM:NC=4:3
であることを特徴とする、請求項1に記載された回転増速部を有する発電機。
When the number of pole pairs of the generator magnet is NM and the number of generator coils is NC, the ratio of the number of generator coils to the number of pole pairs of the generator magnet is:
NM: NC = 2: 3, or NM: NC = 1: 3, or NM: NC = 4: 3
The generator having a rotation speed increasing portion according to claim 1, wherein
前記発電磁石の極対数をNMとし、前記発電コイルの個数をNCとしたとき、前記発電磁石の極対数に対する前記発電コイルの個数の比率が、
NM:NC=1:1、またはNM:NC=1:2
であることを特徴とする、請求項1に記載された回転増速部を有する発電機。
When the number of pole pairs of the generator magnet is NM and the number of generator coils is NC, the ratio of the number of generator coils to the number of pole pairs of the generator magnet is:
NM: NC = 1: 1 or NM: NC = 1: 2
The generator having a rotation speed increasing portion according to claim 1, wherein
前記磁気ギア機構が前記低速ロータ、前記ステータ、前記高速ロータが同心状に配置されるラジアルギャップタイプで、前記高速ロータが最内周に配置され、前記高速ロータの前記磁石より内側に前記発電磁石が取付けられていることを特徴とする、請求項1に記載された回転増速部を有する発電機。   The magnetic gear mechanism is a radial gap type in which the low-speed rotor, the stator, and the high-speed rotor are arranged concentrically, the high-speed rotor is arranged on the innermost periphery, and the power generation magnet is located inside the magnet of the high-speed rotor. The generator having the rotation speed increasing portion according to claim 1, wherein the generator is attached. 前記磁気ギア機構の前記低速ロータの前記磁石の回転軸方向の長さの中心と、前記高速ロータの前記磁石の回転軸方向の長さの中心と、前記発電磁石の回転軸方向の長さの中心が同一線上にあることを特徴とする、請求項4に記載された回転増速部を有する発電機。   The center of the magnetic gear mechanism in the rotational axis direction of the magnet of the low-speed rotor, the center of the length of the high-speed rotor in the rotational axis direction of the magnet, and the length of the power generation magnet in the rotational axis direction The generator having a rotation speed increasing portion according to claim 4, wherein the centers are on the same line. 前記低速ロータおよび前記高速ロータはそれぞれ、回転軸方向に離れた2つ以上の軸受けで回転可能に保持され、前記低速ロータの前記磁石の回転軸方向の長さの中心、および前記高速ロータの前記磁石の回転軸方向の長さの中心はそれぞれを保持する2つ以上の前記軸受けの間にあることを特徴とする、請求項5に記載された回転増速部を有する発電機。   The low-speed rotor and the high-speed rotor are each rotatably held by two or more bearings separated in the rotation axis direction, the center of the length of the magnet in the rotation axis direction of the low-speed rotor, and the The generator according to claim 5, wherein the center of the length of the magnet in the direction of the rotation axis is between two or more of the bearings that hold each of the magnets.
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