JPS6015174Y2 - 多出力形速度計発電部 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電動車の歯車減速装置部に取りつけ歯車をイ
ンダクタ（誘導子）として利用した多出力形速度計発電
部の改良に関するものである。

従来一般に、速度計発電部のの出力は、古くは文字通り
速度指示計用にのみ用いられていたが、最近は自動列車
制御装置や、戸閉保安装置など多目的に使用されている
。

自動列車制御装置に用いる場合には、安全性を増すため
に１台の発電部から電気的に絶縁された２出力ないし３
出力が要求されることが多い。

本考案はこのような目的に対し経済的な発電部を提供せ
んとするものである。

第１図は本考案に適用する、歯車をインダクタとして利
用した誘導式速度計発電部の構造を示す図で、１が発電
部、２は歯車であり発電部１のインダクタの役をする。

１Ａは永久磁石、ＩＢ、１Ｃは継鉄、ＩＤ、ＩＥは磁極
、ＩＦは出力コイルである。

動作原理は、歯車２の回転により出力コイルＩＦの巻か
れた部分の磁束が、相手の歯車２の山、谷の変化に応じ
て変化し、その変化が出力コイルＩＦの誘起電圧となる
ものである。

まず従来の多出力形速度計発電部について説明する。

第２図は従来の３出力形速度計発電部の磁極、出力コイ
ル、歯車の配置関係を示す図であり、歯車２はねじれ角
のついた歯車で第１図で上方より透視したものとして描
いである。

歯車２に図示される斜めの実線は山の中心、１点鎖線は
谷の中心を示す。

ＩＤ、ＩＥは第１図と同様に磁極、Ｃ１〜Ｃ６は出力コ
イルである。

磁極ＩＤ、ＩＥの歯車２の対向面には第２図に示すよう
に凹凸があり、凸部のピッチは歯車２の歯のピッチの約
１７２に選ばれ、凸部１個おきに出力コインＦ□〜Ｃ６
が設けられている。

出力コイルＣ１〜Ｃ６が巻かれていない部分にも凸部が
あるのは、歯車２の回転により出力コイル０１〜Ｃ６が
巻かれている凸部の磁束の変化があっても、第１図にお
ける永久磁石ＩＡ、継鉄ＩＢ、ＩＣ部の磁束の変化が少
なくなるようにするためであり、このような方法は公知
の技術となっている。

第２図において歯車２に対向する面の磁極ＩＤ、ＩＥの
凸部は、磁極ＩＤ。

１Ｅにそれぞれ６個所づつあり、出力コイルＣ１〜Ｃ６
はそれぞれ３個づつ巻かれている。

合計６個の出力コイル０１〜Ｃ６を第２図では２個づつ
、即ち、Ｃ１とＣ２，Ｃ３とＣ４，Ｃ３とＣ６を和動に
直列に接続し、３出力形としている。

仮にその出力端子記号をＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’、Ｃ，Ｃ’
として示した。

もし１出力でよい場合は、６個の出力コイルＣ１〜Ｃ６
をすべて直列とすればよい。

第３図は従来の２出力形速度計発電部の磁極、出力コイ
ル、歯車の配置関係を示す図で、第２図と同一相当の構
成部分には同一番号を付しである。

第３図においては歯車２に対向する面の磁極ＩＤ、ＩＥ
にそれぞれ４個の凸部を設け、出力コイルはＣ１，Ｃ２
，Ｃ３，Ｃ４の４個とし、Ｃ１とＣ２，Ｃ８と０４を直
列に接続し２出力形とした例が示されている。

このように構成された多出力形速度計発電部の２出力な
いし３出力の周波数と電圧の関係は、歯車２の歯面形状
および発電部磁極ＩＤ、ＩＥと歯車２間のギャップ、発
電部を取付ける歯車箱の影響などで一様にはなり難い。

たとえは第２図において出力コイルＣ５ではコイルが巻
かれた凸部の両隣りに凸部があるが、出力コイルＣ□で
はコイルが巻かれた凸部の片側にしか凸部がないため、
漏洩磁束量が変り出力コイルＣ５と出力コイルＣ１では
磁束鎖交数が変り、更には第４図に示すように歯車と磁
極の相対位置の違いによっても磁束鎖交数が変り、従っ
て出力電圧が一様にならない。

第４図においてＩＥで示される発電部磁極の斜線部が第
２図における凸部とする。

２は歯車で１点鎖線が歯先円、２点鎖線が歯底円とする
と、磁極ＩＥのどの凸部に巻かれたコイルかによって歯
との対向位置が変る。

第５図および第６図は３出力、２出力形速度計発電部の
改良されたコイル接続を示す図で、上述の第２図および
第３図における不具合を改善するためにできるだけ出力
電圧が平均化するように改良して出力コイル接続の例で
示されている。

第５図の０１〜Ｃ６は第２図のＣ□〜Ｃ６の出力コイル
に対応し、第６図の０１〜Ｃ４は第３図のＣ工〜Ｃ４の
出力コイルに対応する。

しかしながら第６図の場合には出力端子Ａ−Ａ’、Ｂ−
Ｂ’間の電圧バランスは、コイル配置かはＳ゛等しいた
めかなり良いことが期待できるが、第５図の場合は必ず
しも充分ではない。

第５図のコイル接続の発電部ではコイルが巻かれる凸部
が左右それぞれ３個あり、第６図のコイル接続の発電部
ではコイルが巻かれる凸部が左右それぞれ２個あり、発
電部の大きさは第５図のコイル接続の発電部の方が大き
くなっている。

なお第６図のコイル接続のものは当然２出力形で３出力
形でない。

本考案は上述したような点に鑑みなされたもので、前記
第２図のような磁極構造の発電部において３出力間の電
圧バランスをよくすることと共に、第３図のような磁極
構造の発電部においても３出力形でしかも各出力間の電
圧バランスのよい発電部を可能としたものである。

以下、本考案を実施例図面にもとづいて説明する。

第７図、第８図は、本考案の実施例を示す出力コイル接
続図である。

まず第７図に示す実施例について説明する。

第７図において出力コイルＣ，Ａ、 Ｃ１Ｂは第２図の
出力コイルＣ１の部分に対応し、以下同様に出力コイル
Ｃ２Ａ、Ｃ２Ｂは出力コイルＣ２の部分に、出力コイル
Ｃ３Ａ、 Ｃ３Ｂは出力コイルＣ３の部分にというよう
に第２図と対応している。

しかもＣ１Ａは磁極ＩＤの溝の底の方に、０１Ｂは歯車
２に近い側に配置された出力コイル、Ｃ２Ａは歯車２に
近い側に０２Ｂは磁極ＩＥの溝の底の方に配置された出
力コイルというように、第７図に示す出力コイルＣ１Ａ
〜Ｃ６Ｂは第２図の出力コイルＣ１〜Ｃ６をそれぞれ２
分割して配置されたものであり、これらの出力コイルＣ
１Ａ〜０６Ｂは図示のように接続されている。

すなわち歯車２に近い側の出力コイルＣ１Ｂ 。

Ｃ３Ｂ、 （１，Ｂ、 Ｃ２Ａ、 Ｃ２Ａ、 Ｃ６Ａと
、溝の底に近い出力コイルＣ１Ａ、 Ｃ３Ａ、 Ｃ５Ａ
、 Ｃ２Ｂ、 Ｃ４Ｂ、 Ｃ，Ｂが、磁極ＩＤ、ＩＦの
どの凸部に巻かれているかに注目し、ある凸部に巻かれ
しかもインダクタに近い側に配設される出力コイルと、
他の凸部に巻かれしかもインダクタから離れ溝の底に近
い側に設けられる出力コイルとを直列に接続して各出力
コイル接続が平均化するようにしている。

これは分割して配置された出力コイルを比較すると、歯
車２に近い側が磁束変化が多く発生電圧が高いこと、更
に前述のどの凸部かによる変化があることに着目した結
果によるものであり、かくの如く構成することにより３
出力間の電圧バランスをよくすることができる。

このように、各磁極ＩＤ、ＩＥの凸部に巻かれるコイル
を分割し、多コイル化することによって、第３図のよう
な磁極構造のものにおいても性能のよい３出力発電部を
得ることができる。

第８図はその実施例を示している。

第８図において、出力コイルＣ１Ａ、 Ｃ１Ｂ、 Ｃ１
Ｃは第３図の出力コイルＣ１の部分に対応し、以下同様
に出力コイルＣ２Ａ、Ｃ２Ｂ、Ｃ２Ｃは出力コイルＣ２
の部分に、出力コイルＣ３Ａ、Ｃ３Ｂ、Ｃ３Ｃは出力コ
イルＣ３の部分に、出力コイルＣ４Ａ、 Ｃ４Ｂ、 Ｃ
４Ｃは出力コイルＣ４の部分にというように第２図と対
応している。

出力コイルＣ１Ａは磁極ＩＤの溝の底の方に、出力コ２
イルＣ１Ｃは歯車２に近い側に、出力コイルＣ１Ｂは歯
車コイルＣ１ＡとＣ１Ｃとの中間に配置されている。

同様に出力コイルＣ２Ａは歯車２に近い側に、出力コイ
ルＣ２Ｃは磁極ＩＥの溝の底の方に、出力コイル０２Ｂ
は出力コイルＣ２ＡとＣ２Ｃとの中間にというように、
第８図に示す出力コイルＣ１Ａ〜Ｃ４Ｃは第３図の出力
コイルＣ□〜Ｃ２をそれぞれ３分割して配置され、図示
の如くに接続されている。

かくの如く磁極構造をかえずに発電部を３出力化できる
ことは、既に従来形の発電部をつけるための座が設けら
れた歯車箱に新しい３出力形発電部をつけ得ることにな
り、歯車箱の互換性上極めて好ましい結果が得られ、か
つ経済的な速度計発電部を得ることができる。

以上本考案を詳述したが、バランスのよい多出力発電部
を構成するために、３本の絶縁電線を磁極ＩＤ、ＩＥの
それぞれの凸部に巻き、それによって３コイルとする方
法も考えられるが、このような方法はコイル間の絶縁不
良をおこしやすいことから安全性向上のための多出力化
に対し問題があり、しかも３コイル間の静電容量が大き
くなりやすいという問題がある。

なお第７図、第８図に示した本考案の実施例は、第１図
に示すように発電部磁極が歯車の歯幅をはさむように配
置されているものとして示したが、発電部磁極が歯車の
外径に対向したものにも・・・・・・適用できる。

すなわち、第１図の発電部では磁極ＩＤ、ＩＥが継鉄Ｉ
Ｃに対し直角方向に張り出しているが、磁極ＩＤ、ＩＥ
が継鉄に真直ぐ継ぎ足した形状の発電部とし、磁極ＩＤ
、ＩＥにまたがって、その下部に歯車の歯面が対向する
ものでもよい。

また歯車減速装置の歯車をインダクタとせず専用のイン
ダクタを用いた付随車の発電部に適用することもできる
。

以上説明したように本考案によれば、多出力間の電圧バ
ランスの良好な経済的で性能の良い速度計発電部を得る
ことができ実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に適用する誘導式速度計発電部の構造を
示す図、第２図および第３図は３出力形および２出力形
速度計発電部の磁極と出力コイルと歯車の配置関係を示
す図、第４図は第２図における歯車と磁極の相対位置を
示す図、第５図および第６図はそれぞれ３出力、２出力
形速度計発電部の改良されたコイル接続図、第７図およ
び第８図は本考案の一実施例を示すコイル接続図である
。 １・・・・・・発電部、２・・・・・・歯車、ＩＡ・・
・・・・永久磁石、ＩＢ、ＩＣ・・・・・・継鉄、ＩＤ
１Ｆ・・・・・・磁極、Ｉ Ｆ 、Ｃ１〜Ｃ５，Ｃ１Ａ
〜Ｃ６Ａ、 ＣＩＢ〜Ｃβ、 Ｃ１Ｃ〜Ｃ４Ｃ・・・・
・・出力コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 誘導式速度計発電部の磁極端に、歯車または歯車状の誘
   導子の回転方向に配列されて設けられた複数の凸部を有
   し、少なくとも２個以上の凸部に、それぞれ複数個のコ
   イルを凸部の底部より頭部へ階層的に配置し、少なくと
   も１つの凸部の底部側に配置されたコイルと他の凸部の
   頭部側に配置されたコイルを和動に直列接続したコイル
   の組合せを複数組布したことを特徴とした多出力形速度
   計発電部。