JP3956715B2 - プーリ付き磁石発電機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータヨークの底部にプーリが設けられているプーリ付き磁石発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来のプーリ付き磁石発電機の一部縦断側面図を示したものである。このプーリ付き磁石発電機においては、ロータヨーク１の筒部１ａの内周に永久磁石２が固定されてアウターロータ３が構成され、回転する永久磁石２に複数の凸極４ａが対向するステータ鉄心４の各凸極４ａにコイル５が巻装されてステータ６が構成されている。ステータ鉄心４を外周に嵌合支持して筒状のボス７が設けられ、ボス７の中心に軸受８を介して回転軸９が回転自在に嵌め込まれている。ボス７から突出した回転軸９の部分にロータヨーク１の底部１ｂが嵌め込まれ、ロータヨーク１の底部１ｂと軸受８との間にカラー１０が介在させられている。またロータヨーク１の底部１ｂの中心側部分と、回転軸９に嵌合されたプーリ部材１１の中心側部分とが突合わせられるとともに、プーリ部材１１の外周側部分とロータヨークの底部との間にプーリ溝を形成するようにプーリ部材１１の外周側部分とロータヨークの底部の外周側部分とが離間させられてプーリ部材１１とロータヨークの底部とによりプーリ１３が形成され、プーリ部材１１とロータヨーク１とがカラー８と回転軸９に螺合されたナット１４で締結されている。カラー１０は、軸受８のインナーリングに接触して支持されている。カラー１０の外径は、軸受８の外径より小さく形成されている。プーリ溝１２のなす角度は、この例では３４°±１°となっている。
【０００３】
このような構造のプーリ付き磁石発電機では、プーリ溝１２の中心は、ロータヨーク１の底部１ｂの中心側部分とプーリ部材１１の中心側部分との突合わせ面１５と一致していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造のプーリ付き磁石発電機では、ロータヨーク１に振動が加わった際に、プーリ１３の半部がロータヨーク１の底部１ｂで形成されているので、ロータヨーク１が破損される恐れがあった。
【０００５】
本発明の目的は、ロータヨークに振動が加わった際に、プーリの半部を構成するロータヨークが破損されるのを防止できるプーリ付き磁石発電機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロータヨークの筒部内周に永久磁石が固定されてアウターロータが構成され、回転する永久磁石に複数の凸極が対向するステータ鉄心の各凸極にコイルが巻装されてステータが構成され、ステータ鉄心を外周に嵌合支持して筒状のボスが設けられ、該ボスの中心に軸受を介して回転軸が回転自在に嵌め込まれ、ボスから突出した回転軸の部分にロータヨークの底部が嵌め込まれ、ロータヨークの底部と軸受との間にカラーが介在され、ロータヨークの底部の中心側部分と回転軸に嵌合されたプーリ部材の中心側部分とが突き合わされるとともにプーリ部材の外周側部分とロータヨークの底部の外周側部分との間にプーリ溝を形成するようにプーリ部材の外周側部分とロータヨークの底部の外周側部分とが離間させられてプーリ部材とロータヨークの底部とによりプーリが形成され、プーリ部材とロータヨークとがカラーと回転軸に螺合されたナットで締結されているプーリ付き磁石発電機を対象とする。
【０００７】
本発明に係るプーリ付き磁石発電機では、ロータヨークの底部の中心側部分とプーリ部材の中心側部分との突合わせ面がプーリ溝の中心よりボス側にずらされ、ロータヨークの底部の内面に接触しているカラーの外径が軸受の外径以上に設定されている。
【０００８】
このようにプーリを構成するロータヨークの底部の中心側部分とプーリ部材の中心側部分との突合わせ面をプーリ溝の中心よりボス側にずらすと、この突合わせ面をアウターロータの重心位置側に近付けて、ロータヨークの底部に作用するモーメントを従来より小さくすることができる。また、ロータヨークの底部の径を従来より大きくすることができ、カラーの外径を軸受の外径以上にすることができる。これにより、ロータヨークの底部に作用する応力を従来より小さくすることができるため、ロータヨークに振動が加わった際に、プーリの半部を構成するロータヨークが破損するのを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るプーリ付き磁石発電機の実施の形態の一例を示した一部縦断側面図である。なお、前述した図２と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００１０】
本例のプーリ付き磁石発電機では、プーリ１３はロータヨーク１の底部１ｂのプーリ中心側部分とプーリ部材１１のプーリ中心側部分との突合わせ面１５が、プーリ溝１２の中心よりボス７側にずらされている。また、ロータヨーク１の底部１ｂの内面に接触しているカラー１０の外径Ｄ2 が、従来のカラー１０の外径Ｄ1 より大きく、つまり軸受８の外径以上に形成されている。プーリ溝１２のなす角度は、この例でも３４°±１°となっている。
【００１１】
このように構成した場合に、従来の構成でカラー１０の外径部に作用するモーメントＭ1 と、本発明の構成でカラー１０の外径部に作用するモーメントＭ2 とを比較すると、次のようになる。
【００１２】
重力加速度をＧとし、アウターロータ３の質量をＷ、ロータヨーク１の底部１ｂの内面とカラー１０との接触面からアウターロータ３の重心位置までの距離を、従来の構成ではＬ1 、本発明の構成ではＬ2 としたとき、
従来の構成でカラー１０の外径部に作用するモーメントＭ1 は、
Ｍ1 ＝Ｌ1 ・Ｗ・Ｇ
本発明の構成でカラー１０の外径部に作用するモーメントＭ2 は、
Ｍ2 ＝Ｌ2 ・Ｗ・Ｇ
となる。
【００１３】
ここで、本発明では、プーリ１３の突合わせ面１５がプーリ溝１２の中心よりボス７側にずらされているので、本発明の場合のＬ2 と、従来の場合のＬ1 との大きさを比較すると、
Ｌ1 ＞Ｌ2
になので、従来の場合のモーメントＭ1 と、本発明の場合のモーメントＭ2 との大きさの関係は、
Ｍ1 ＞Ｍ2
となる。即ち、本発明の場合のカラー１０の外径部に作用するモーメントＭ2 は、従来の場合のモーメントＭ1 に比べて小さくなる。
【００１４】
この状態で、カラー１０の外径部に作用する応力を、本発明ではσ2 、従来ではσ1 として比較すると、従来の場合の断面係数をＺ1 とし、本発明の場合の断面係数をＺ2 とした場合、Ｄ1 ＜Ｄ2 より、
Ｚ1 ＜Ｚ2
となり、σ＝Ｍ／Ｚより、
σ1 ＞σ2
となる。即ち、本発明の場合のカラー１０の外径部に作用する応力σ2 は、従来の場合の応力σ1 に比べて小さくなる。
【００１５】
このようにプーリ１３を構成するロータヨーク１の底部１ｂのプーリ中心側部分とプーリ部材１１のプーリ中心側部分との突合わせ面１５をプーリ溝１２の中心よりボス７側にずらすと、この突合わせ面１５をアウターロータ３の重心位置側に近付けて、ロータヨーク１の底部１ｂに作用するモーメントを従来より小さくすることができる。また、ロータヨーク１の底部１ｂの径を従来より大きくすることができ、カラー１０の外径を軸受８の外径以上にすることができる。それ故、ロータヨーク１の底部１ｂに作用する応力を従来より小さくすることができる。このため、ロータヨーク１に振動が加わった際に、プーリ１３の半部を構成するロータヨーク１が破損されるのを防止することができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明に係るプーリ付き磁石発電機では、プーリを構成するロータヨークの底部のプーリ中心側部分とプーリ部材のプーリ中心側部分との突合わせ面をプーリ溝の中心よりボス側にずらしたので、この突合わせ面をアウターロータの重心位置側に近付けて、ロータヨークの底部に作用するモーメントを従来より小さくすることができる。また、ロータヨークの底部の径を従来より大きくすることができ、カラーの外径を軸受の外径以上にすることができる。これにより、ロータヨークの底部に作用する応力を従来より小さくすることができるため、ロータヨークに振動が加わった際に、プーリの半部を構成するロータヨークが破損するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るプーリ付き磁石発電機の実施の形態の一例を示した一部縦断側面図である。
【図２】 従来のプーリ付き磁石発電機の一部縦断側面図である。
【符号の説明】
１ ロータヨーク
１ａ 筒部
１ｂ 底部
２ 永久磁石
３ アウターロータ
４ ステータ鉄心
４ａ 凸極
５ コイル
６ ステータ
７ ボス
８ 軸受
９ 回転軸
１０ カラー
１１ プーリ部材
１２ プーリ溝
１３ プーリ
１４ ナット
１５ 突合わせ面

Claims (1)

1. ロータヨークの筒部内周に永久磁石が固定されてアウターロータが構成され、回転する前記永久磁石に複数の凸極が対向するステータ鉄心の前記各凸極にコイルが巻装されてステータが構成され、前記ステータ鉄心を外周に嵌合支持して筒状のボスが設けられ、前記ボスの中心に軸受を介して回転軸が回転自在に嵌め込まれ、前記ボスから突出した前記回転軸の部分に前記ロータヨークの底部が嵌め込まれ、前記ロータヨークの前記底部と前記軸受との間にカラーが介在され、前記ロータヨークの前記底部の中心側部分と前記回転軸に嵌合されたプーリ部材の中心側部分とが突き合わされるとともに前記プーリ部材の外周側部分とロータヨークの底部の外周側部分との間にプーリ溝を形成するように前記プーリ部材の外周側部分とロータヨークの底部の外周側部分とが離間させられて前記プーリ部材と前記ロータヨークの底部とによりプーリが形成され、前記プーリ部材と前記ロータヨークとが前記カラーと前記回転軸に螺合されたナットで締結されているプーリ付き磁石発電機において、
   前記ロータヨークの前記底部の中心側部分と前記プーリ部材の中心側部分との突合わせ面が前記プーリ溝の中心より前記ボス側にずらされ、前記ロータヨークの前記底部の内面に接触している前記カラーの外径が前記軸受の外径以上に形成されているプーリ付き磁石発電機。

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