JPH10210709A - 増速機構内蔵ジェネレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸方向の大きさが小さく且つ軽量であると共
に騒音が小さく、更に、低コストな増速機構内蔵ジェネ
レータを提供することを課題とする。 【解決手段】 鉄芯６２０とこれに巻回されたステータ
コイル６３０を有するステータ部６００と鉄芯に対向し
て配置されたマグネット７４０を有するロータ部７００
とを備え、ロータ部を回転させることによって上記ステ
ータコイルに発生する電流を取り出すジェネレータ３０
０であって、上記鉄芯の内側６１９に外部からの入力回
転を増速してロータ部に伝達する増速機構５００を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規な増速機構内蔵
ジェネレータに関する。詳しくは、軸方向の大きさが小
さく且つ軽量であると共に騒音が小さく、更に、低コス
トな増速機構内蔵ジェネレータを提供する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】入力回転数を増速して効率の良い発電を
行う増速機構付きジェネレータが考えられる。

【０００３】図４にそのような増速機構付きジェネレー
タの従来例を示す。

【０００４】増速機構付きジェネレータ１００は発電部
１１０と増速部１２０を有し、発電部１１０はステータ
部１３０とロータ部１４０とから成る。

【０００５】静止座標系を為すハウジング１５０はフラ
ンジ状の主部１５１と該主部１５１の下面中心部から垂
設されたボス部１５２とが一体に形成されて成り、主部
１５１からボス部１５２にかけてこれらの中心を貫通し
て形成された軸受孔１５３を有する。また、ハウジング
１５０の上面には支持板１５４が固定されている。

【０００６】図示しない極歯にコイル１６０が巻回され
た鉄芯１７０がハウジング１５０の主部１５１の下面に
ネジ止めによって固定されている。

【０００７】ハウジング１５０の軸受孔１５３に軸受１
８０、１８０を介して回転軸１９０が回転自在に支持さ
れている。該回転軸１９０はその上下両端部がハウジン
グ１５０の上下から突出している。

【０００８】ロータ部１４０は深皿状をしたローターケ
ース２００と該ローターケース２００に支持されたマグ
ネット２１０を備えており、ローターケース２００は円
盤状をした底壁部２０１の中心部に固定されたボス部２
２０の中心孔２２１に上記回転軸１９０の下端部が圧入
され、これによってローターケース２００が回転軸１９
０の下端部に固定される。そして、ローターケース２０
０の底壁部２０１の周縁から立ち上げられた周壁部２０
２の内面に周方向に交互着磁された円環状をしたマグネ
ット２１０が接着等により固定され、該マグネット２１
０がステータ部１３０の上記鉄芯１７０と対向した状態
とされている。

【０００９】増速部１２０は静止座標系を為すハウジン
グ１５０に軸が固定された歯車列から成る。

【００１０】上記支持板１５４に下端部が固定された軸
２３０に入力歯車２４０が回転自在に支持されている。
また、下端部が支持板１５４に固定された軸２５０に中
間歯車２６０が回転自在に支持されている。該中間歯車
２６０は大径歯車２６１と小径歯車２６２とが一体に形
成されており、その小径歯車２６２が上記入力歯車２４
０と噛合されている。そして、上記回転軸１９０のハウ
ジング１５０から上方へ突出した上端部には出力歯車２
７０が固定されており、該出力歯車２７０は上記中間歯
車２６０の大径歯車２６１と噛合されている。

【００１１】しかして、入力歯車２４０に外部から入力
された回転は、中間ギヤ２６０を介して増速されて出力
ギヤ２７０に伝えられ、これによってロータ部１４０が
入力回転以上の回転数で回転されてステータ部１３０の
コイル１６０に発生した電流が外部に取り出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記図４に示した増速
機構付きジェネレータ１００にあっては、軸を静止座標
系に置いた歯車列を用いて増速を行うため、高い増速比
を得るには歯車列を多段の構成にする必要があり、発電
部１１０の前に外付けの増速部が張り出してしまうと言
う問題がある。即ち、上記増速機構内蔵ジェネレータ１
００では、２段４枚構成の歯車列であるため、軸方向に
歯車２枚分以上の空間が、また、軸に直交する方向にほ
ぼロータ部１４０の外径に等しい空間が必要となり、極
めて大きなものとなってしまう。

【００１３】また、増速部１２０の構成部品が大きく、
その分重量も大きくなるという問題もある。

【００１４】更に、増速部１２０が発電部１１０の外に
張り出しているため、該増速部１２０で発生する騒音が
外に漏れると言う問題がある。

【００１５】更にまた、増速部１２０が外部に露出して
いる構造であるため、該増速部１２０にちりやほこり等
の異物が混入して歯車の噛み合わせ等に障害をもたらす
惧もある。

【００１６】そこで、本発明は、軸方向の大きさが小さ
く且つ軽量であると共に、騒音が小さく、更に、低コス
トな増速機構内蔵ジェネレータを提供することを課題と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明増速機構内蔵ジェ
ネレータは、上記した課題を解決するために、ステータ
部を構成する部材である鉄芯の内側に外部からの入力回
転を増速してロータ部に伝達する増速機構を設けたもの
である。

【００１８】従って、本発明増速機構内蔵ジェネレータ
にあっては、ステータ部の鉄芯の内側に増速機構を設け
たので、軸方向の寸法を小さく、且つ、重量も軽くする
ことができ、また、該増速機構で発生する騒音が外部に
漏れ難い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明増速機構内蔵ジェ
ネレータの実施の形態を図示した実施例に従って詳細に
説明する。

【００２０】図１及び図２は本発明増速機構内蔵ジェネ
レータの実施の一例３００を示すものである。該増速機
構内蔵ジェネレータ３００は発電部４００の内側、詳し
くは、発電部４００のステータ部を構成する部材の一で
ある鉄芯の内側に増速機構５００を配置したものであ
る。

【００２１】発電部４００はステータ部６００とロータ
部７００を備える。

【００２２】ステータ部６００の基部を為すハウジング
６１０は底部が閉塞され上面が開口された短い円筒状を
した主部６１１と該主部６１１の上端から外方へ突出し
たフランジ部６１２とが一体に形成されて成る。

【００２３】主部６１１の外径は上端部６１３において
それより下側の部分６１４より大きくされ、部分６１３
と６１４との境には下方を向いた段部６１５が形成され
ている。

【００２４】ハウジング６１０の底面壁６１６の中心部
には下方に向かって突出したボス部６１７が一体に形成
され、該底面壁６１６の中心部にボス部６１７も含めて
上下に貫通した軸受孔６１８が形成されている。

【００２５】鉄芯６２０は全体形状でほぼ厚めの円環状
を為し、その周縁部には極歯６２１、６２１、・・・が
周方向に沿って複数形成され、該極歯６２１、６２１、
・・・にステータコイル６３０が巻回されている。

【００２６】該鉄芯６２０は上記ハウジング６１０の主
部６１１に下方から段部６１５に当接されるまで外嵌さ
れ、その状態でネジ６４０、６４０、・・・（図では１
個のみ示してある。）でハウジング６１０に固定されて
いる。

【００２７】このように、ハウジング６１０と鉄芯６２
０とステータコイル６３０とによってステータ部６００
が構成される。

【００２８】ローターケース７１０は円板状をした底面
壁７１１と該底面壁７１１の周縁から上方へ突出した周
壁部７１２とが一体に形成されてなり、底面壁７１１の
中心部にボス部材７２０が固定され、該ボス部材７２０
の中心部に取付孔７２１が形成されている。

【００２９】上記ハウジング６１０の軸受孔６１８に回
転軸７３０が回転自在に支持されており、該回転軸７３
０はその上下両端部がそれぞれハウジング６１０の底面
壁６１６の上下に突出している。そして、回転軸７３０
のうちハウジング６１０の底面壁６１６の下方に突出し
た部分が上記ボス部材７２０の取付孔７２１に圧入さ
れ、これによって、ローターケース７１０が回転軸７３
０の下端部にボス部材７２０を介して固定される。

【００３０】リング状を為し周方向に交互着磁されたマ
グネット７４０がローターケース７１０の周壁部７１２
の内面に接着等により固定され、上記鉄芯６２０の極歯
６２１、６２１、・・・と対向するように位置される。

【００３１】このように、ローターケース７１０とボス
部材７２０と回転軸７３０とマグネット７４０とによっ
てロータ部７００が構成される。

【００３２】そして、増速機構５００はハウジング６１
０の内部、即ち、ハウジング６１０の主部６１１の内部
空間６１９内に構成される。

【００３３】本実施例で増速機構５００は遊星歯車列に
よって構成され、ハウジング６１０の主部６１１の内部
空間６１９は円筒面をしており、該内部空間６１９の内
周面に内歯車５１０が形成されている。そして、このう
ち歯車５１０が太陽（恒星）歯車となる。

【００３４】図示しない部材に回転自在に支持された入
力回転軸５２０の下端に連結された第１の遊星腕５３０
が上記内部空間６１９の上半部に位置されている。そし
て、該第１の遊星腕５３０の支持軸５３１、５３１に第
１の遊星歯車５３２、５３２が回転自在に支持され、該
第１の遊星歯車５３２、５３２が上記太陽歯車５１０と
噛合している。

【００３５】第２の遊星腕５４０が上記内部空間６１９
内の下半部に配置されている。そして、該第２の遊星腕
５４０の支持軸５４１、５４１に第２の遊星歯車５４
２、５４２が回転自在に支持され、該第２の遊星歯車５
４２、５４２が上記太陽歯車５１０と噛合されている。
また、該第２の遊星腕５４０にはその上面から突出した
伝達歯車５４３が一体に形成されており、該伝達歯車５
４３が上記第１の遊星歯車５３２、５３２と噛合されて
いる。

【００３６】そして、上記回転軸７３０の上記内部空間
６１９内に突出した部分には出力歯車５５０が固定され
ており、該出力歯車５５０が上記第２の遊星歯車５４
２、５４２と噛合されている。

【００３７】ハウジング６１０の上面には閉塞板５６０
が固定され、これによって、増速機構５００が設けられ
たハウジング６１０の主部６１１の上記内部空間６１９
の上面が閉じられ、上記入力回転軸５２０は閉塞板５６
０に設けられた挿通孔５６１を通して内部空間６１９内
に挿入されている。

【００３８】しかして、入力回転軸５２０の回転によっ
て第１の遊星腕５３０が回転すると、第１の遊星歯車５
３２、５３２が太陽歯車５１０の周りを公転しながら自
転をし、これによって第２の遊星腕５４０が上記第１の
遊星歯車５３２、５３２と噛合している伝達歯車５４３
を介して回転され、依って、第２の遊星腕５４０に支持
されている第２の遊星歯車５４２、５４２が太陽歯車５
１０の周りを公転しながら自転をする。

【００３９】そして、第２の遊星歯車５４２、５４２が
上記したように回転することによってこれら第２の遊星
歯車５４２、５４２と噛合している出力歯車５５０が回
転し、従って、この出力歯車５５０が固定されている回
転軸７３０を介してロータ部７００が回転する。

【００４０】ロータ部７００が回転することによって、
そのマグネット７４０と対向している鉄芯６２０の極歯
６２１、６２１、・・・に巻回されているステータコイ
ル６３０に起電力が生じ、それが外部に取り出される。

【００４１】そして、上記した増速機構内蔵ジェネレー
タ３００にあっては、入力回転軸５２０の回転が増速機
構５００によって増速されて回転軸７３０、即ち、ロー
タ部７００に伝達される。

【００４２】そして、上記増速機構内蔵ジェネレータ３
００にあっては、増速機構５００が鉄芯６２０の内側、
上記例では、鉄芯６２０が外嵌状に支持されているハウ
ジング６１０の主部６１１に形成された内部空間６１９
内に設けられているため、増速機構５００が外部に突出
することが無く、増速機構内蔵ジェネレータ３００の軸
方向の大きさを小さく構成することが出来る。また、内
部空間６１９内に増速機構５００を構成するため、小形
となり、更に、重量も軽くなる。

【００４３】また、増速機構５００がステータ部６００
の内部に形成された内部空間６１９内に構成されるた
め、該増速機構５００で生じる騒音が外部に漏れ難く、
運転音の小さな増速機構内蔵ジェネレータとなる。尚、
ハウジング６１０を滑り性及び対磨耗性が良好である合
成樹脂、例えば、ＰＰＳやポリアセタール等で形成する
ことにより増速機構５００で発生する騒音そのものを小
さくすることが出来ると共に、これに形成される軸受孔
６１８、太陽歯車５１０の中心を精度良く一致させるこ
とが出来、これによっても騒音を低減することが出来
る。

【００４４】尚、ハウジング６１０を上記のような合成
樹脂で形成することは必須ではなく、ダイカストやその
他の金属材料で形成しても良い。また、ハウジング６１
０と軸受孔６１８と太陽歯車５１０とを全て一体に形成
することも必須ではなく、例えば、ハウジングと太陽歯
車又は軸受孔の何れか一方を一体に形成しても良く、或
いは、太陽歯車と軸受孔を一部品として一体に形成して
も良い。

【００４５】更に、増速機構５００が外部に露出されて
いないので、増速機構５００内にほこり等の異物が混入
し難く、異物の混入による各歯車５１０、５３２、５４
２、５４３、５５０等の磨耗や破損の惧が少なくなる。

【００４６】図３は本発明増速機構内蔵ジェネレータの
変形例３００Ａを示すものであり、上記実施例３００で
は回転軸７３０をハウジング６１０に一体に形成した軸
受孔６１８に直に支持していたが、本変形例３００Ａで
は回転軸７３０を軸受孔６１８Ａに内嵌状に固定した軸
受６５０、６５０を介して回転自在に支持したものであ
る。

【００４７】尚、その他の構成は上記実施例３００にお
けると同様であるので、かかる部分には上記実施例３０
０における同様の部分に付した符号と同じ符号を付し
て、説明は省略する。

【００４８】この変形例３００Ａにおいても、上記実施
例３００におけると同様の効果を奏する。

【００４９】尚、上記実施例３００及び変形例３００Ａ
の何れにおいても、増速機構を遊星歯車列を用いて構成
したが、本発明増速機構内蔵ジェネレータにおける増速
機構の構成は遊星歯車列を用いたものに限らず、その他
の構成、例えば、軸受が静止座標系に固定された歯車
列、歯付きベルト伝達車列、摩擦伝動歯車列の何れか、
又は、これらの２以上の組み合わせによって構成しても
良い。

【００５０】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明増速機構内蔵ジェネレータは、鉄芯とこれに
巻回されたステータコイルを有するステータ部と鉄芯に
対向して配置されたマグネットを有するロータ部とを備
え、ロータ部を回転させることによって上記ステータコ
イルに発生する電流を取り出すジェネレータであって、
上記鉄芯の内側に外部からの入力回転を増速してロータ
部に伝達する増速機構を設けたことを特徴とする。

【００５１】従って、本発明増速機構内蔵ジェネレータ
にあっては、ステータ部の鉄芯の内側に増速機構を設け
たので、軸方向の寸法を小さくすることができ、且つ、
重量も軽くすることができ、また、該増速機構で発生す
る騒音が外部に漏れ難い。更に、増速機構が外部に露出
されていないので、増速機構内にちりやほこり等の異物
が混入し難く、異物の混入による増速機構内の歯車等の
磨耗や破損の惧が少なくなる。

【００５２】尚、上記実施例及び変形例において示した
各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施す
るに際しての具体化のほんの一例を示したものに過ぎ
ず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈
されるようなことがあってはならないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２と共に本発明増速機構内蔵ジェネレータの
実施の一例を示すものであり、本図は縦断面図である。

【図２】要部を拡大して示す縦断面図である。

【図３】本発明増速機構内蔵ジェネレータの変形例を示
す縦断面図である。

【図４】従来の増速機構付きジェネレータの一例を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

３００…増速機構内蔵ジェネレータ、５００…増速機
構、６００…ステータ部、６２０…鉄芯、６３０…ステ
ータコイル、７００…ロータ部、３００Ａ…増速機構内
蔵ジェネレータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄芯とこれに巻回されたステータコイル
   を有するステータ部と鉄芯に対向して配置されたマグネ
   ットを有するロータ部とを備え、ロータ部を回転させる
   ことによって上記ステータコイルに発生する電流を取り
   出すジェネレータであって、 上記鉄芯の内側に外部からの入力回転を増速してロータ
   部に伝達する増速機構を設けたことを特徴とする増速機
   構内蔵ジェネレータ。
2. 【請求項２】 上記増速機構が遊星歯車列によって構成
   されたことを特徴とする請求項１に記載の増速機構内蔵
   ジェネレータ。
3. 【請求項３】 軸受が静止座標系に固定された歯車列に
   よって上記増速機構が構成されたことを特徴とする請求
   項１に記載の増速機構内蔵ジェネレータ。
4. 【請求項４】 歯付きベルト伝達車列によって上記増速
   機構が構成されたことを特徴とする請求項１に記載の増
   速機構内蔵ジェネレータ。
5. 【請求項５】 摩擦伝動歯車列によって上記増速機構が
   構成されたことを特徴とする請求項１に記載の増速機構
   内蔵ジェネレータ。
6. 【請求項６】 軸受が静止座標系に固定された歯車列、
   遊星歯車列、歯付きベルト伝達車列、摩擦伝動歯車列の
   ２以上の組み合わせによって上記増速機構が構成された
   ことを特徴とする請求項１に記載の増速機構内蔵ジェネ
   レータ。