JP3671397B2

JP3671397B2 - 磁石発電機

Info

Publication number: JP3671397B2
Application number: JP2002134237A
Authority: JP
Inventors: 文人上村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP2003324899A; US20030209949A1; US6781263B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フライホイールの回転により磁石と電機子巻線との電磁誘導作用により発電する磁石発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は例えば実開平４−１２１３８０号公報に示された従来のフライホイール形の磁石発電機の回転子の平面断面図である。図において、図６は図５のVI-VI線に沿う矢視断面図である。磁石発電機の回転子は、椀形のフライホイール１と、このフライホイール１の内周面に周方向に等間隔に配置された４個の磁石２と、金属板の絞り加工によって形成され、環状に設置された磁石２の内側に密着して嵌合する筒状の保護環３と、フライホイール１と保護環３の間で磁石２の両側部および各磁石２の端部間に充填され磁石２および保護環３をフライホイール１に一体に固定する磁石固定樹脂４と、フライホイール１の底面１ａの中心部に設けられ図示しない回転軸と連結されるボス部５と、フライホイール１の底面１ａの保護環３の内側の位置に全周にわたって等間隔に設けられ、フライホイール１内に配設される図示しない発電コイルを冷却する複数のフィン４ａとを有している。
【０００３】
このような構成の磁石発電機においては、ボス部５に連結される図示しない回転軸の回転によりフライホイール１が回転し、回転する磁石２と、フライホイール１内に配設される図示しない発電コイルとの電磁誘導作用により発電する。
【０００４】
そして、フライホイール１の回転にともない、フライホイール１の底面１ａに設けられたフィン４ａが回転し、フライホイール１内の空間に存在する気体を撹拌し、鉄損等により発熱した図示しない発電コイルを冷却する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の従来の磁石発電機においては、フライホイール１内部の気体は撹拌されるが、フライホイール１が通気穴を有しておらず、また外部の気体に対しては強制的な流れを起こすことができないため、フライホイール１内部の換気が十分に行われなかった。
【０００６】
一方、発電コイルである電機子巻線には発電電流の二乗に比例した発熱があり、前述の通り換気が不十分で熱せられた気体の交換が行われにくいと、巻線の温度上昇による抵抗値上昇を十分抑制できず発電電流の低下も十分に抑制されないという問題があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、フライホイール内部の換気及び外部気流の発生を効率的に行い発電コイルである電機子巻線の温度上昇を防止するとともに、発電電流の低下を防止できる磁石発電機を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る磁石発電機は、椀状のフライホイールと、フライホイールの内周面に設けられた複数個の磁石と、フライホイール内に磁石と対向して設置され、磁石との電磁誘導作用により発電される発電コイルと、フライホイールの開口縁に設けられ、フライホイールの回転にともないフライホイール開口側周辺の気体に強制的な流れを発生させ、発電コイルを冷却する複数の樹脂製フィンとを有する。
【０００９】
また、磁石の周辺部に充填され磁石をフライホイールに位置決め固定する磁石固定樹脂をさらに有し、フィンは磁石固定樹脂の成形と同時に樹脂にて成形される。
【００１０】
また、フィンは、フライホイールの回転にともないフライホイール内の気体を外に排出するような強制的な流れを発生させる。
【００１１】
さらに、フィンは、フライホイールの回転方向側が凹となるような湾曲面を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の磁石発電機の回転子の平面断面図である。図２は図１のII-II線に沿う矢視断面図である。図において、本実施の形態の回転子は、概略筒状の周壁部１１ａとこの周壁部の一端側をふさぐ底面部１１ｂとにより形成された概略椀状のフライホイール１１を備えている。このフライホイール１１の底面部１１ｂの中央には、例えば内燃機関のクランクシャフトなどの図示しない回転軸と連結するためのボス部１５が設けられている。また、フライホイール１１の周壁部１１ａの内周面には、図５，図６に示される従来例と同様に、周方向に４つの細長い円弧状の磁石１２が配列され、保護環１３によって軸方向所定の位置に配置されている。
【００１３】
フライホイール１１の周壁部１１ａの内周面に密着して周方向に配列された各磁石１２を保持する保護環１３は筒形状を呈し、磁石１２の内側に密着して配置されている。保護環１３とフライホイール１１の周壁部１１ａとの間の環状の空間部には、磁石を埋め込むように磁石間および磁石の両側部に磁石固定樹脂１４が充填されている。この磁石固定樹脂１４のフライホイール１１開口側に、平板状のフィン１６が複数個樹脂成形されている。フィン１６は、フライホイール１１の開口縁に全周にわたって等間隔に設けられ、フライホイール１１の中心から延びる放射状の仮想線Ｌに対して所定の角度θだけ傾けて設けられている。フィン１６は、フライホイール１１が回転する際、フライホイール１１の開口側周辺に図１，図２の矢印Ａに示す通り気流を発生させる。フィン１６は、角度θを調整することで、気流の効果を変化させることができる。
【００１４】
フィン１６の作製においては、また、磁石固定樹脂１４を充填のための図示しない樹脂成形金型にフィン１６を形成するための形状を予め設けておくことにより、磁石固定樹脂１４の充填時に、同時にフライホイール１１の開口側にフィン１６を成形することができる。このため、回転子の製造工程において、新たな工程が発生することがなく、安価にフィン１６を作製することができる。
【００１５】
図１に示すフライホイール１１の回転方向Ｂに対し、図１に矢印Ａで示す方向に気流が発生する。つまりフライホイール１１の内周から外周方向に気流が発生する。図３はフライホイール１１の側面断面図にフライホイール１１に対向する電機子１７を加えて示している。上述の気流が発生する際、側面断面方向では図３の矢印Ｃで示す方向にも気流が発生し、電機子１７の発電コイルである電機子巻線１８の表面にも気流を発生させ、発熱する電機子巻線１８の温度上昇を抑制し、発電電流の低下を防止する。
【００１６】
また、フライホイール１１開口側の気流による圧力変化により、フライホイール１１内部の気体の圧力変化が誘発され、その圧力変化によりフライホイール１１内部の気体が撹拌、排出され、発電コイルである電機子巻線１８の温度上昇が抑制され、発電電流の低下が防止される。
【００１７】
このような構成の磁石発電機においては、椀状のフライホイール１１と、フライホイール１１の内周面に設けられた複数個の磁石１２と、フライホイール１１内に磁石１２と対向して設置され、磁石１２との電磁誘導作用により発電される発電コイル（電機子巻線１８）と、フライホイール１１の開口縁に設けられ、フライホイール１１の回転にともないフライホイール１１開口側周辺の気体に強制的な流れを発生させ、発電コイル（電機子巻線１８）を冷却するフィン１６とを有するので、フライホイール１１が回転する際、フライホイール１１開口部に配設されたフィン１６によりフライホイール１１開口側周辺の気体に強制的な流れを発生させ、発電コイルである電機子巻線１８のフライホイール開口側表面の温度上昇を抑制し、発電電流の低下を防止する。
【００１８】
さらには、またフライホイール１１開口側周辺に発生する気体の強制的な流れによる圧力変化により、フライホイール１１内部の気体の圧力変化を誘発し、その圧力変化によりフライホイール１１内部の気体を撹拌、排出し、発電コイルである電機子巻線１８の温度上昇を抑制し、発電電流の低下を防止する。
【００１９】
また、本実施の形態の磁石発電機においては、磁石１２周辺部に充填され磁石１２をフライホイール１１に位置決め固定する磁石固定樹脂１４を有し、フィン１６は磁石固定樹脂１４の成形と同時に樹脂にて成形される。そのため、回転子の製造工程において、新たな工程が発生することがなく、安価にフィン１６を追加作製することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２の磁石発電機の回転子の平面断面図である。本実施の形態のフィン２６は、図４に示すように円弧状（Ｒ付き形状）とされている。すなわち、フライホイール１１の回転方向Ｂに対して気体とぶつかる側の面が凹となるような湾曲面２６ａを有する。そのため、確実に気体を捕らえることができ、効率よく強制的な流れを発生させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明に係る磁石発電機は、椀状のフライホイールと、フライホイールの内周面に設けられた複数個の磁石と、フライホイール内に磁石と対向して設置され、磁石との電磁誘導作用により発電される発電コイルと、フライホイールの開口縁に設けられ、フライホイールの回転にともないフライホイール開口側周辺の気体に強制的な流れを発生させ、発電コイルを冷却する複数の樹脂製フィンとを有する。そのため、フライホイール内部の換気及び外部気流の発生を効率的に行い発電コイルの温度上昇を防止するとともに、発電電流の低下を防止できる。
【００２２】
また、磁石の周辺部に充填され磁石をフライホイールに位置決め固定する磁石固定樹脂をさらに有し、フィンは磁石固定樹脂の成形と同時に樹脂にて成形される。そのため、製造工程において、新たな工程が発生することがなく、安価にフィンを追加作製することができる。
【００２３】
また、フィンは、フライホイールの回転にともないフライホイール内の気体を外に排出するような強制的な流れを発生させる。そのため、フライホイール開口側周辺に発生する気体の強制的な流れによる圧力変化により、フライホイール内部の気体の圧力変化を誘発し、その圧力変化によりフライホイール内部の気体を撹拌、排出し、発電コイルの温度上昇をさらに抑制し、発電電流の低下を防止する。
【００２４】
さらに、フィンは、フライホイールの回転方向側が凹となるような湾曲面を有する。そのため、確実に気体を捕らえることができ、効率よく強制的な流れを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の磁石発電機の回転子の平面断面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う矢視断面図である。
【図３】フライホイールの側面断面図に電機子を加えて示した図である。
【図４】この発明の実施の形態２の磁石発電機の回転子の平面断面図である。
【図５】従来のフライホイール形の磁石発電機の回転子の平面断面図である。
【図６】図５のVI-VI線に沿う矢視断面図である。
【符号の説明】
１１フライホイール、１２磁石、１３保護環、１４磁石固定樹脂、１５ボス、１６，２６フィン、１７電機子、１８電機子巻線（発電コイル）、２６ａ湾曲面。

Claims

椀状のフライホイールと、
前記フライホイールの内周面に設けられた複数個の磁石と、
前記フライホイール内に前記磁石と対向して設置され、磁石との電磁誘導作用により発電される発電コイルと、
前記フライホイールの開口縁に設けられ、該フライホイールの回転にともない該フライホイール開口側周辺の気体に強制的な流れを発生させ、前記発電コイルを冷却する複数の樹脂製フィンとを有し、
前記磁石の周辺部に充填され該磁石を前記フライホイールに位置決め固定する磁石固定樹脂をさらに有し、
前記フィンは前記磁石固定樹脂の成形と同時に樹脂にて成形される
ことを特徴とする磁石発電機。
前記フィンは、前記フライホイールの回転にともない該フライホイール内の気体を外に排出するような強制的な流れを発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機。
前記フィンは、前記フライホイールの回転方向側が凹となるような湾曲面を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の磁石発電機。