JPS61266045A - 交流発電機・圧縮機組立体 - Google Patents

交流発電機・圧縮機組立体

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JPS61266045A
JPS61266045A JP61112828A JP11282886A JPS61266045A JP S61266045 A JPS61266045 A JP S61266045A JP 61112828 A JP61112828 A JP 61112828A JP 11282886 A JP11282886 A JP 11282886A JP S61266045 A JPS61266045 A JP S61266045A
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compressor
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clutch plate
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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】 本発明は自動車内において電気エネルギ発生機能と空調
用冷媒ポンピング機能の両方を遂行する組合わされた交
流発電機・圧縮機に係るものである。
自動車は普通原動機として内燃機関を含んでおシ、機関
は自動車を推進するのに加えて多くの補助装置を駆動す
る。通常は機関は直流発電機或は交流発電機(以後単に
発電機と略称する)及び空調機ポンプ或は圧縮機を含む
若干のポンプを駆動する。これらの装置はベルト、滑車
等罠よって駆動される。
典型的には、発電機及び冷媒圧縮機はそれぞれVベルト
及び滑車を介して機関のクランク軸によりて駆動される
。発電機は、典型的には高速で回転して比較的高い周波
数の交流電圧が発生される。
圧縮機は、典型的には電磁クラッチによって駆動される
。殆んどの時間、電磁クラッチは付活されず、摩擦損失
を除けば機関の負荷にはなっていない。装置が冷媒をポ
ンプするように圧縮機に要求すると、クラッチが付活さ
れた圧縮機滑車が圧縮機を駆動する。
上述の自動装置に伴なう問題の1つは、分離した発電機
及び分離した圧縮機の使用によって比較的大きい占有空
間及び重量要求がもたらされることである。これは、特
にエネルギが比較的高価格であるためにより小型の自動
車を指向する傾向がありて、自動機の環境において占有
空間及び重量が問題となっている今日のエネルギ自覚社
会においては望ましくない。更に分離した発電機及び圧
縮機の使用は、多数の部品の使用を必要とするため、比
較的高価である。
若干の従来装置では1発電機及び圧縮機が1つのユニッ
トに組合わされている。このような組合せ型発電機・圧
縮機ユニットの例は米国特許4,095,922号に記
載されている。この特許に記載されている構造は充分に
動作するが、この構造の欠点は比較的複雑なことである
。また、発電機・圧縮機が動作する回転速度が高いめで
、心合せが臨界的であυ先行技術構造では達成すること
が容易ではなかった。
更に自動機環境の厳しい占有空間及び重量要求のために
、組合せ型圧縮機・発電機ユニットをできる限シ小型軽
量ならしめることが重要である。
最後に、クラッチ構造のための磁場を発生するのに小型
のクラッチ励磁線輪を用いることができるように、圧縮
機クラッチ構造内の磁気損失を最小に保って効率を増す
ことが極めて重要である。
以上のことから、小型で、極めて緻密で、軽量で且つ構
造が簡単な一体型発電機・圧縮機を提供することが望ま
しい。
また、自動車内の利用可能な機関区画が小さいので、小
さい軸方向寸法を有する一体型発電機・圧縮機が非常に
望まれている。
更に、先行技術構造では必要とされた多くの部品を減少
させ、構造を簡易化することができるように、それぞれ
が多くの機能を遂行する発電機・圧縮機の部分が望まれ
ている。
まだ更に、クラッチの心合せが比較的簡単で、それを達
成することが容易な、且つユニットのクラッチ構造内の
磁気損失が最小に保たれる発電機・圧縮機を提供するこ
とも望ましい。
本発明は、圧縮機クランク軸及びノ〜ウジング、発電機
回転子、及び発電機回転子に駆動的に取付けられ選択的
に圧縮機クランク軸と係合する圧縮機クラッチを含む改
良された一体型発電機・圧縮機を提供することによって
、上述の先行技術発電機・圧縮機の欠点を解消する。
本発明は更に、圧縮機クランク軸、圧縮機/−ウジング
、及び圧縮機ノ・ウゾングに取付けられた発電機を含む
一体型発電機・圧縮機組立体からなっている。発電機は
、基材、固定子、及び回転子からなり1回転子は発電機
磁束担持部材及びノ・プを含んでいる。発電機回転子を
連続的に駆動するために、及び圧縮機クランク軸を選択
的に駆動するために、圧縮機クラッチ組立体が設けられ
ている。
発電機のために単一の軸受が設けられている。クラッチ
は、駆動滑車、及び複数の駆動ビンによって回転子に回
転可能に取付けられているフランジ部材を含んでいる。
これらのピンは、軸受の外側レースとも係合する錠止手
段によって所定位置に保持される。
本発明の1つの長所は、先行技術発電機・圧縮機組立体
よりも少ない部品の使用、及び構造の間易さである。
本発明の別の長所は、発電機・圧縮機ユニットが極めて
緻密であって自動車の機関区画内の空間及び重量を保存
することである。
本発明の別の長所は、一体型発電機・圧縮機のクラッチ
構造が極めて効率的であり、且つ磁気損失が極めて低い
ことである。
本発明の別の長所は、一体型発電機・圧縮機が多くの機
能を遂行するので先行技術構造の多くの部品を排除でき
ることである。
本発明の別の長所は、滑車及びクラッチの転送空隙に精
密な心合せを与えるように、且つ軸受の内側及び外側の
両レースに大きい締付は力を加えて構造の一体性を改善
するように、クラッチが軸受及び発電機回転子組立体に
取付けられていることである。
本発明の別の目的は、発電機回転子を軸受上に直接取付
けて装置空隙の良好な制御を得て可動部分と静止部分と
の間に干渉を生ずることなく装置の高速動作を可能なら
しめる単一の二重列軸受を使用していることである。
本発明の別の長所は、回転する発電機回転子からクラッ
チ滑車へ制動トルクが伝達され例えばもし機関が高速回
転から急激に停止すれば1回転子の制動を援助する。ピ
ン式の構造はこの急激な減速に対してベルトを滑らせる
のに充分であろう。
本発明の更に別の長所は、クラッチ構造が若干の強磁性
成分間の界面に無視できる程の空隙継目を含み、それに
よってクラッチ磁束の効率的伝達を可能ならしめたこと
である。
本発明は、その1形状において、クランク軸を有する圧
縮機、圧縮機に取付けられ静止基材及び回転子を含む発
電機を含む発電機・圧縮機組立体を提供する。内側及び
外側のレースを含む軸受が設けられ、内側レースは発電
機基材に取付けられ、回転子は外側レースに直接取付け
られている。駆動滑車及びクラッチ板組立体が回転子に
取付けられていて回転子を駆動する。静止クラッチ線輪
が滑車と回転子との間に配置され、クラッチ用磁場を確
立する。錠止手段がクラッチ板と組合わされ、軸受の外
側レースを所定位置に錠止する。
本発明は、その1形状において、クランク軸及びクラン
ク室を含む圧縮機、及びクランク室によりて支持され基
材、固定子、回転子及び界磁磁石組立体を含む発電機組
立体からなる一体型発電機・圧縮機組立体をも提供する
。回転子は発電機磁束担持部材及びハブを含んでいる。
軸受手段は基材上に保持され、内側及び外側レースを含
み、外側レースはハブを回転可能に保持する。滑車及び
クラッチ組立体、及びこの滑車及びクラッチ組立体をハ
ブに取付けるための手段が設けられている。
錠止手段が滑車及びクラッチ組立体に取付けられ、外側
レースを所定位置に保持する。
本発明は、その1形状において、クランク軸及びハウジ
ングを有する圧縮機、及びハウジングに取付けられ基材
、固定子及び回転子(この回転子は発電機磁束担持部材
及びハブを含む)からなる発電機を含む一体型発電機・
圧縮機組立体をも提供する。発電機回転子を連続的に駆
動するために。
及びクランク軸を選択的に駆動するために、クラッチ組
立体が設けられている。クラッチ組立体は回転子及びク
ラッチ滑車を回転可能に保持する軸受を備え、軸受は発
電機基材に取付けられている内側レースと回転子に固定
されている外側レースとを含んでいる。クラッチ板は、
滑車に固定されていてハブと同軸配列されている円筒形
7ランジ部材を有し、フランジ部材及びハブは心合せさ
れた開口を含んでいる。駆動ピンが開口内に設けられ1
回転子を滑車に駆動的に取付けている。錠止手段がクラ
ッチ板に固定され外側レースと係合して駆動ピンを開口
内に保持し、且つ軸受外側レースを所定位置に保持する
本発明の目的は、極めて僅かな部品を含み構造が簡単な
一体型発電機・圧縮機を提供することである。
本発明の別の目的は、小型で、緻密で、軽量な一体型発
電機・圧縮機を提供することである。
本発明の別の目的は、磁気損失が極めて小さい一体型発
電機・圧縮機を提供することである。
本発明の別の目的は、部分が複数の機能を遂行する一体
型発電機・圧縮機を提供することである。
本発明の別の目的は、軸受の内側及び外側レースに大き
い締付は力が加えられ、軸受及び発電機回転子へのクラ
ッチの取付けによってクラッチ転送空隙の精密な心合せ
を得ている一体型発電機・圧縮機を提供することである
本発明の別の目的は、クラッチ磁束の伝達が効率的に遂
行され、強磁性部品の界面に無視できる程の空隙継目が
存在する一体型発電機・圧縮機を提供することができる
本発明の東に別の目的は、発電機回転子を軸受上に直接
取付けて空隙の良好な制御を得て可動部分と静止部分と
の間に干渉を生ずることなく装置の高速動作を可能なら
しめる二重列構造の単一軸受を用いた一体型発電機・圧
縮機を提供することである。
本発明の付加的な目的は、回転する回転子からクラッチ
滑車へ制動力の伝達が行われて回転子の減速を援助する
一体型発電機・圧縮機を提供することである。
本発明の上述の、及び他の特色及び目的、並びにそれら
を達成する技法は、以下の添附図面を参照しての本発明
の詳細な説明から理解されよう。
尚添附図面では対応する部品(部分)に対しては全て同
一番号を附しである。
第1図に示す発電機・圧縮機は前側に位置している発電
機区分12と後方に位置している圧縮機区分14を含ん
でいる。圧縮機区分は吐出し口16及び吸込み口20を
含み、これらは迅速接続継手によって車輛の空調装置の
冷凍配管に接続されている。配管18には過大冷媒圧を
逃がすための弁が設けられている。
圧縮機区分は、好ましくはアルミニウム製のクランク室
28.及び軸受上31を含む圧縮機軸受30をも含んで
いる。軸受30は圧縮機クランク軸32を承軸している
。回転密封34が設けられ。
圧縮機クランク軸32を圧縮機クランク室28に密封し
ている。密封34は止め輪36によって定位置に保たれ
ている。
発電機区分12は1発電機・圧縮機取付は用ブラケット
52を含む発電機ハウジング5oを備えている。複数の
ブラケットがハウジング50の周囲に離間して設けられ
、発電機・圧縮機ユニットを車輛の機関区画内に取付け
る。
取付は用ブラケットは買通デルト25、ナツト27、及
び止め座金29によって機関取付は用ブラケット21及
び23に取付けられる。ハウジング50は好ましくは鋼
のような強磁性材料で作る。
強磁性材料製の静止発電機基材54が発電機区分12の
回転部分を保持するように設けられている。
締付は具55が基材54をハウジング50に固定する。
溶接ピン56が基材54に溶接され基材54を圧縮機ハ
ウジング22に固定する。
発電機固定子58は、第5図にも示しておるように普通
の円筒形固定子積層板からなりている。
固定子52には図示のように固定子線輪60が設0られ
、線輪60は第5図に部分的に図示しであるように3つ
の線輪62.64及び66からなっている。線輪は固定
子歯61によって形成される固定子みぞ59の中に重ね
合わせて巻かれ、後述するようにデルタ結線されている
。発電機の回転子68は前半区分70及び後半区分72
を含んでいる。前半区分70及び後半区分72は、貫通
孔内に配置されていてこれら半区分を前から後に伸びて
いるデルドア3によって互に固定されている。
回転子前半区分70は回転子歯74を含み、回転子後半
区分72は回転子歯76を含んでいる(第2図、第3図
及び第4図参照)。回転子の歯は第1図に示されている
ように組立てられた回転子の周縁に交互配列され、回転
子が回転すると発電機の磁束を中断して線輪60内に電
圧を発生させる。
回転子前半区分70は7ラング部分78を含み、また回
転子後半区分72は7ランノ部分80を含んでいる。7
ランジ78と80との間の空洞には永久磁石環82及び
発電機界磁線輪84が位置している。永久磁石環82は
回転子68に固定され。
回転子と共に回転する。発電機界磁線輪84は発電機基
材54に固定され従って静止しておシ、そのため界磁線
輪を付勢するための刷子の必要を排除している。鋼製磁
路成分86及び強磁性胴88が界磁線輪84に接して設
けられ1発電機磁束のための磁路を完成させている。
固定子58、永久磁石環82及び発電機界磁線輪84は
同心構造を形成し、固定子58がその最も外側の要素と
なシ、線輪84が最も内側の要素である。この同心構造
は従来の構造に比して発電機区分の軸方向寸法を大巾に
減少させるため、発電機・圧縮機ユニットは極めて緻密
な構造となる。
回転子が回転すると線輪及び永久磁石が発生する磁束が
固定子を横切り、回転子によって周期的に中断されて固
定子線輪60内に7ア2デーの法則に従がう電圧が発生
する。
線輪62〜66内に発生した電圧は整流器92〜102
からなる整流器スタ、り90において整流される。電圧
調整器192は発電機界磁線輪84に印加される電圧を
制御するので発電機による出力電圧の発生を制御するこ
とができる。
第7図に示すように、固定子線輪62〜66が発生する
電圧は整流器92〜102によりて整流され、装置の電
池104に供給される。電圧調整器回路192は電池1
04と並列に接続され、固定子線輪60が発生する電圧
を検知して発電機界磁線輪84に供給される電圧を制御
する。
ファン106がねじのような適当な手段によって発電機
回転子後半区分72に固定されている。
ファン106を可能な限シ最大の直径とすることによっ
て、良好な遠心送風機作用が得られる。空気は比較的間
いた回転子磁極片及びノ1ウジング50の前面に円周方
向に配列されている適当な孔(図示せず)を通して引込
まれる。ファンの羽根が固定子線輪60を通って運動す
ると、線輪は良好に強制空冷される。
第1図及び第6図を参照する。圧縮機及び発電機のため
のクラッチ及び軸受構造は二重綱車滑車120を含んで
いる。二重綱車滑車を使用することによって、滑車12
0の直径は単一の綱車滑車を用いる場合よシも小さくす
ることが可能である。
これは、車輛の機関区画内の空間が重要視されているこ
とから、発電機・圧縮機ユニットにとって有利である。
第6図に示すように、二重列玉軸受122は内側レース
124及び外側レース126を含んでいる。玉128は
図示のように2列に設けられている。内側レース124
は静止発電機基材54上に保持されている。回転する外
側レース126は回転子68のハブ132を保持してい
る。ハブ132は回転子前半区分の前部78の前方に伸
びる円筒形部分を形成している。回転子ハブ132は圧
縮機°クランク軸32と同心、同軸である。内ねじ付き
す、ト130が内側レース124を発電機基材54上に
堅固に締付けている。ナット130は基材54とのねじ
係合によって基材54上に受けられている。
外ねじ付きす、)134は玉軸受122の外側レース1
26を回転子前半区分の前部78上に堅固に締付けてい
る。回転子ハブ132はピン136によってクラッチ板
138の7ラング部分140に固定されている。ピン1
36は回転子ハブ132及び7ランジ140内の心合せ
用開口内に受けられている。好ましくは複数のピン13
6を設ける。
ナツト130及び134によって、軸受122は回転す
る回転子68と静止発電機基材54との間に堅固に締付
けられる。これによってクラッチ構造がクラッチ滑車と
精密に心合せされて取付けられる。運動する部分の回転
速度が高いのでこの精密な心合せが肝要である。ナツト
134は、軸受122の外側レース126を錠止する機
能と、駆動ピン136を保持し引張る機能と、クラッチ
作用空隙141に対するグリース遮蔽を形成する機能と
を遂行する。以上のようK、ナ、)134は複数機能を
遂行し、従来のクラッチ構造に用いられている若干の部
品を排除する。
クラッチ励磁コイル142は、発電機ノ・ウジング50
の7ラング部分148に固定されている内側磁極片14
4と外側磁極片146との間に受入れられる。クラッチ
接極子160はクラッチ作用空9141によってクラッ
チ板138から離間している。クラッチ接極子160は
、3枚設けることが好ましいクラッチばね162により
てり2ツチトルク板164に回転するように取付けられ
ている。クラッチトルク板164は溶接による等でクラ
ッチハブ166に固定されている。クラッチハブ166
は、クランク軸32のねじ付き前側部分と係合している
内ねじ付きナツト170によりてクランク軸32に固定
されている。止め座金172がハブ166とナツト17
0との間に設けられナツト170のゆるみを防いでいる
。クラ。
テ座金積重ね174によってクランク軸32に対してハ
ブ166を軸方向に調整するのでクラッチ作用空隙14
1は容易に調整可能である。
動作を説明する。クラッチ励磁コイル142が付勢され
ると線輪142によって発生された磁束は内側磁極片1
44、外側磁極片146、発電機ハウジング7ランジ1
48、滑車120.クラッチ板138、クラッチ板7ラ
ンジ140、ナツト134、駆動ピン136及び回転子
ハブ132を横切る。クラッチ磁束は、クラッチ磁束線
180で示すようにクラッチ板138と接極子160と
の間を前後に走る。
クラッチ板138はフランジ部分140を有し。
この部分は発電機回転子の7ラング部分133に重ねら
れている。これらの7ランジ140及び133は圧縮機
クランク軸の軸、及び軸受126の軸に対して滑車12
0の同心性を良好に確保するために精密な滑シはめ合い
直径に加工されている。この精密な半径方向心合せは、
7ランジ148と滑車部分119とがこすり合って或は
過大な空隙で動作しないように、これらの部材間の磁束
転送間隙の良好な制御を維持する上でも重要である。
前述の部分140と7ランソ133との間の重ね継目は
、滑シはめ合い重ねの空隙が極めて小さく。
重なシ面積が比較的大きいことから、主たる磁束導通路
をも形成する。
ナツト134と7ランジ140との確固たる保合と、そ
れによって生ずる太きい締付は力とKよって、及び7ラ
ンジ140と133との重ね合わせによって得られる心
合せによって構造内の空隙は極めて小さくなるので効率
的な磁気構造が得られ、また磁気損失が減少する。接極
子160と板138との摩擦係合は、接極子160とト
ルク板164とを滑車120と一体に回転させ、それに
よって圧縮機クランク軸32を回転させ、セして車輛冷
凍装置へ冷媒をヂンゾさせる。装置が圧縮された冷媒を
要求すると適当な回路(図示せず)が選択的に線輪14
2を付勢する。
回転子68は連続的に回転し、従って発電機12に連続
的に電気エネルギを発生させることは明白である。発電
機12の出力電圧レベルは、前述のように発電機界磁線
輪の付勢に依存する。殆んどの時間圧縮機は作動せずク
ラッチは空転していて圧縮機による機関への不要負荷を
防ぎ、エネルギを節約する。更に、交流発電機は車輛の
装置が要求する電圧の量だけを発生するのでエネルギの
浪費が避けられる。
本発明を好ましい設計に関して説明したが更に変更が可
能であることは理解されるであろう。従りて本出願は本
発明の一般的原理に従う如何なる変化、使用、或は応用
をも包含するものであシ、上記説明からのかかる逸脱は
全て本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図は発電機・圧縮機の部分断面側面図であシ、 第2図は発電機回転子の右半分の正面図であシ。 第3図は第2図の3−3矢視断面図であp、第4図は第
2図の発電機回転子半分の側面図であり、 第5図は固定子積層板の正面図であシ、第6図は第1図
の発電機・圧縮機のクラッチ構造の部分拡大側面図であ
り、そして 第7図は発電機の電気回路の一部をブロック図で示す回
路図である。 10・・・発電機・圧縮機組立体、12・・・発電機区
分、14・・・圧縮機区分、22・・・圧縮機ノ1ウジ
ング、28・・・クランク室、30・・・圧縮機軸受、
32・・・クランク軸、50・・・発電機ハウジング、
54・・・発電機基材、58・・・固定子、60・・・
固定子線輪、68・・・回転子、70・・・回転子前半
区分、72・・・回転子後半区分、82・・・永久磁石
環、84・・・界磁線輪、90・・・整流器スタ、り、
104・・・電池、106・・・ファン、120・・・
二重綱車滑車、122・・・二重列玉軸受、124・・
・内側レース、126・・・外側レース、130,13
4・・・ナツト、132・・・ハブ、136・・・駆動
ピン、138・・・クラッチ板、141・・・クラッチ
作用空隙、142・・・クラッチ励磁線輪、144゜1
46・・・磁極片、148・・・発電機ハウジングフラ
ンジ、160・・・クラッチ接極子、1石4・・・クラ
ッチトルク板、166・・・クラッチハブ、174・・
・クラッチ座金積重ね、192・・・電圧調整器。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)クランク軸(32)を含む圧縮機(14);前記
    圧縮機に取付けられ静止基材(54)及び回転子(68
    )を含む交流発電機(12);及び内側及び外側レース
    (124、126)を含む軸受(122)を具備し;前
    記内側レース(124)が前記基材(54)上に取付け
    られ、前記回転子(68)が前記外側レース(126)
    上に直接取付けられ;前記回転子(68)に固定され前
    記回転子を駆動する駆動滑車(120)及びクラッチ板
    (138)組立体;及び前記滑車(120)と前記回転
    子(68)との間に配列されクラッチ磁束を確立する静
    止クラッチ線輪手段(142)をも具備し;更に前記ク
    ラッチ板(138)に接続され前記軸受外側レース(1
    26)を所定位置に錠止する錠止手段(134)を具備
    することを特徴とする交流発電機・圧縮機組立体。
  2. (2)前記回転子(68)が同軸配列されたハブ部材(
    132)及び交流発電機部材(70、72)を含み;前
    記ハブ部材(132)が前記外側レース(126)上に
    直接取付けられていることを特徴とする特許請求の範囲
    (1)に記載の交流発電機・圧縮機組立体。
  3. (3)前記ハブ部材(132)を前記クラッチ板(13
    8)に駆動的に取付ける駆動ピン手段(136)を含み
    ;前記クラッチ板(138)及びハブ部材(132)が
    前記錠止手段(134)を受入れる心合せされた開口を
    含み;前記錠止手段(134)が前記駆動ピン手段(1
    36)を前記開口内に保持することを特徴とする特許請
    求の範囲(2)に記載の交流発電機・圧縮機組立体。
  4. (4)前記錠止手段が前記クラッチ板(138)とねじ
    係合するナット(134)からなっていることを特徴と
    する特許請求の範囲(1)に記載の交流発電機・圧縮機
    組立体。
  5. (5)クラッチトルク手段(164)及びクラッチ接極
    子手段(160)を含み;前記トルク及び接種子手段が
    前記クラッチ板(138)から離間し前記クランク軸(
    32)を回転駆動すべく前記クランク軸(32)に取付
    けられ;前記クラッチ板(138)と前記接極子手段(
    160)との間の間隔を調整する手段をも含むことを特
    徴とする特許請求の範囲(1)に記載の交流発電機・圧
    縮機組立体。
  6. (6)前記回転子手段がハブ部材(132)及び発電機
    磁束導通部材(70、72)を含み;前記ハブ部材(1
    32)が前記外側レース(126)上に直接取付けられ
    ;前記クラッチのための磁束通路が前記ハブ部材(13
    2)、前記錠止手段(134)、及び前記滑車(120
    )及びクラッチ板(138)組立体を含むことを特徴と
    する特許請求の範囲(1)に記載の交流発電機、圧縮機
    組立体。
  7. (7)前記滑車が二重綱車滑車であることを特徴とする
    特許請求の範囲(1)に記載の交流発電機・圧縮機組立
    体。
  8. (8)前記錠止手段(134)がグリース遮蔽であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲(1)に記載の交流発電
    機・圧縮機組立体。
  9. (9)前記内側レース(124)が前記基材(54)上
    にねじ込まれている錠止用ナット(130)によって所
    定位置に保持されていることを特徴とする特許請求の範
    囲(1)に記載の交流発電機・圧縮機組立体。
JP61112828A 1985-05-20 1986-05-19 交流発電機・圧縮機組立体 Granted JPS61266045A (ja)

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