JPS61185052A - 直流型発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、整流子機構の不用な直流型発電機に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来の直流型発電機は、第４図に示す如く永久磁石等に
より成り、静止磁界を形成する界磁１０（勿論永久磁石
式のみならず、他動式及び自動式等の直流磁界を利用し
てもよい）内を回転軸１１に取り付けられた発電コイル
１２を回転させて、前記発電コイル１２に発生した交流
電流を前記回転軸１１に取り付けられた整流子１３に導
き、この整流子１３に圧接して配設されて成る炭素等に
より成る接触子（ブラシ）１４により機械的に整流（切
り換え）して外部へ導出する構造のものが殆どであり、
これらの構成と機構的に多少異なった構成によるもので
あっても、回転により逐次発電コイルを通過する磁束の
極性が反転し、発電コイルに発生する電流が交流となる
限り、前記の如き整流機構は直流型発電機として必要欠
くべからざる構成要素であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の如き構成に係る直流型発電機は、必ず整流子や接
触子（ブラシ）等による機械的な整流機構を有している
ため、それら整流機構を構成している機構部品が回転摩
擦により摩耗し、甚だしい場合には整流子を形成する銅
等の金属素材が整流子間を絶縁しているマイカ（雲母）
板等の絶縁材よりも深く削り込まれてしまい、一般に言
われるハイマイカの状態となり、接触子との安定した接
触が維持できなくなり発電出力を安定に外部に取り出せ
なくなったり、硬いマイカにより接触子自体も摩耗して
しまうと共に摩耗により発生した導電性粉末の付着によ
り整流子間の絶縁に低下を来したり、更にはそれらの現
象があまり進行していない段階にあっても整流子と接触
子との間には電気火花が発生するために整流子面が焼け
ただれてしまい、更に接触不良が助長される等の事態も
生じるため、直流型発電機の維持管理は常に消耗部品の
予備を確保しておかなければならないのは勿論のこと、
交流型発電機のそれに比して格段に手間のかかるもので
あった。

〔問題を解決するための手段〕

以上の如き問題は、回転軸の周囲両側に、電気的には直
列に連なり前記回転軸と共に回転すべく取り付けられた
一組のあるいは複数組の発電コイルと、該発電コイルの
捲線に接続され外部に発電電流を導出する接触機構等に
よる導出機構と、前記発電コイルを磁束が通過する如く
に発電コイルのコイル軸方向の外方周部に永久磁石等に
よる界。

磁を一組あるいは複数組、前記発電コイルとは非接触の
状態にて外装ケース等に固定されて成る直流型発電機に
於いて、前記発電コイルの組のコイル軸方向及び界磁の
磁束方向と、前記回転軸とが交差する角度が非直角であ
ることを特徴とする直流型発電機、により解決されるも
のである。

そして前記発電電流を外部へ導出する導出機構には、交
流発電機に於いて一般に用いられるスリップリングと、
ローラーブラシ等による回転接触導出機構を利用するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

まず第１図に於いて、ｌは本発明による直流型発電機で
あり、回転軸２の周囲両側に、電気的には直列に連なり
前記回転軸２と共に回転すべく、コイル軸３ａが前記回
転軸２に対して非直角となるように一組（勿論複数組あ
ってもよい）の発電コイル３が取り付は形成され、また
前記回転軸２には前記発電コイル３の捲線３ｂに接続さ
れ外部に発電電流を導出する接触機構等による導出機構
４が取り付けられ、更に前記発電コイル３の外方には発
電コイル３を磁束Ｆｎ＋が通過する如くに発電コイル３
のコイル軸３ａ方向の外方周部に永久磁石等による界磁
５を一組（勿論複数組でもよい）、前記発電コイル３及
びコア（図示せず）とは非接触の状態にて外装ケース（
図示せず）等に固定されて成るものである。尚、同図中
Ｌｓはサージ電流阻止用のインダクタ、Ｏ３はサージ電
流により前記インダクタＬｓに現れるサージ電圧を吸収
するダイオードである。

又、ここで前記導出機構４は第２図に示す如く、交流発
電機等で用いられる、発電コイル３に接続され回転軸２
に取り付けられるスリップリング４ａ及びスプリング４
ｂ等により前記スリップリング４ａに圧接するローラー
ブラシ４Ｃ等の回転接触機構を用いて構成することがで
き、接触部の摩擦も極めて少ないため動作が非常に安定
している。

そして第３図は本発明の他の実施例を示すもので、直流
型発電機の出力といえどもそれは脈流の状態となってい
るため、発電出力波形をより平坦に即ち本来の直流に近
づけるために発電コイルを複数組（本実施例では二組）
設けたもので、並列に接続された二組の発電コイル３′
及び３“には一方の発電コイルに生じた起電流が他方の
発電コイルに流れ込まないように逆流阻止用のダイオー
ドＤｒをスリップリング４ａとの間に接続する。

尚、前記界磁５は永久磁石によるものの他、図示はしな
いが、従来の直流型発電機と同様に他動式あるいは、直
攪型、分撞型、外分Ｉ＠複攪型、内分捲複攪型等の自励
式による直流磁界を用いることもできる。

〔発明の作用及び効果〕

上述の如き構成に係る直流型発電機は、界磁により生ず
る磁界の方向及び発電コイルの巻芯軸の方向が回転軸に
対して非直角となるように取り付けたため、発電コイル
を通過する磁束の極性は常に同一方向となり、従来の整
流子等の機械的な整流機構（極性反転機構）を用いなく
とも直流電流出力を取り出すことが可能となり、発電機
の機能維持管理及び補修等の面においては従来の直流型
発電機に比して格段に容易となり、交流発電機と略同じ
に扱いが簡便となった。　そして、発電機本体に付随す
る部品例えば逆流阻止用ダイオードやサージ電圧吸収用
ダイオード等が仮に故障したとしても、発電原理上発電
コイルを逆転させない限り出力電流の極性が反転するこ
とは無く、負荷側にとっても極めて安全な発電機である
と言える。

このように本発明は構成部品点数が少なく低いコスト製
造でき且つ故障発生率も少ない、産業上非常に有益な直
流型発電機を提供することを可能とならしめたのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る直流型発電機を示す概
略原理図、第２図は第１図に於ける直流型発電機の出力
の導出機構の一例を示す断面図、第３図は本発明の他の
実施例を示す概略原理図、そして第４図は従来の直流型
発電機を示す概略原理図である。 ２・・・回転軸、　　３・・・発電コイル、　３ａ・・
・コイル軸、　４ａ・・・スリップリング、　４ｃ・・
・ローラーブラシ、　　５・・・界磁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸の周囲両側に、電気的には直列に連なり前
   記回転軸と共に回転すべく取り付けられた一組のあるい
   は複数組の発電コイルと、該発電コイルの捲線に接続さ
   れ外部に発電電流を導出する接触機構等による導出機構
   と、前記発電コイルを磁束が通過する如くに発電コイル
   のコイル軸方向の外方周部に永久磁石等による界磁を一
   組あるいは複数組、前記発電コイルとは非接触の状態に
   て外装ケース等に固定されて成る直流型発電機に於いて
   、前記発電コイルの組のコイル軸方向及び界磁の磁束方
   向と、前記回転軸とが交差する角度が非直角であること
   を特徴とする直流型発電機。
2. （２）導出機構が、スリップリングと、ローラーブラシ
   等の回転接触機構により成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の直流型発電機。