JPS62272850A - 永久磁石式回転機 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、永久磁石が回転子に配設された永久磁石式回
転機に関する。

（従来技術とその問題点） 回転子の回転数にかかわらずほぼ一定の起電力を発生で
きる回転機としては、第３ブラシ発電機やローゼンベル
ヒ発電機が知られているが（電気学会列、電気機械工学
■　第１０４頁以降参照）、車両においてはオルタネー
タを用いることが望ましい（自動車技術公刊、自動車工
学便覧第７編、第１−１８頁参照）。

しかしながらオルタネータでは界磁制御ブラシが使用さ
れるので定期的なブラシの保守点検が必要となる。

このため回転子に永久磁石が配設されたこの種の回転機
を使用することが提案されている。

しかしながら従来においては、永久磁石の界磁が一定で
あるので、オルタネータのように最適な発電特性が得ら
れないという問題があった。

（発明の目的） 本発明の目的はオルタネータと同等な発電特性を得るこ
とができる永久磁石式回転機を提供することにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するためにこの発明は、回転子に永久磁
石が配設された永久磁石式回転機において、 可動磁性体が封入され回転子の回転で径方向へ可８磁性
体を案内する磁極片形成用の容器を回転子に設けた、 ことを特徴とする。

（実施例の説明） 以下、本発明に係る永久磁石式回転機の好適な実施例を
説明する。

第１図の永久磁石式回転機１ではロータ（回転子〉３が
円盤状に形成されており、その回転軸９を周回して複数
の永久磁石７が第２図のように配設されている。

そして各永久磁石７は回転軸９方向に着磁されており、
それらはロータ３のマグネットハウジング５内に収納さ
れている。

ざらにロータ３の両側面には微小間隙を介して電機子１
１が各々対向されており、これら電は子１１の電機子鉄
心１３は回転機１のハウジング内壁に固定されている。

また電機子１１の電機子巻線１５は電機子鉄心１３に取
付けられており、ロータ３の回転で電機子１１が各永久
磁石７の磁界を切ることによってその電機子巻線１５に
起電力が生ずる。

ここでロータ３の電機子１１との対向面には第１図のよ
うに円盤状で断面口字状とされた磁極片形成用の容器（
ホルダ〉１７が各々接合されてあり、それらホルダ１７
によりロータ３およびマグネットハウジング５が覆われ
ている。

そしてホルダ１７に形成された断面り字状空洞部１９の
内部は第３図のように壁１８で仕切られており、これら
により永久ｆｉｆｉ石７の対応位置に室２０が各々形成
されている。

さらに各室２０内には磁性粉２１（可動磁性体）が封入
されており、この磁性粉２１は室２０内をロータ回転で
その径方向に案内される。

なお、可動磁性体としては磁性粉２１のほか、磁性を有
する流体を使用することができる。

また、本実施例では回転軸９は車両エンジンのクランク
シャフトにより駆動されている。

本実施例装置は以上の構成からなり、以下その作用を説
明する。

ロータ３が低速で回転している場合には第４図（Ａ）の
ように永久磁石７の吸引力により磁性粉２１の大部分は
永久磁石７の磁路上に残っている。

したがって有効なギャップが小さくなっており、その磁
気抵抗は通常の鉄心程度であり、このため発電電圧は高
い。

次にロータ３が中速回転している場合には第４図（Ｂ）
のようにその速度に応じた量の磁性ｔ！７１２１が遠心
力によりロータ外周方向へ永久磁石の吸引力に抗して移
動する。

従って有効ギャップはその移動磁性粉２１の量に応じて
拡大されており、このためギャップの磁気抵抗が増大し
、その結果、発電電圧が第４図（Ａ）のときとほぼ同程
度となっている。

ざらにロータ３が高速で回転する場合には第４図（Ｃ）
のように遠心力により永久磁石７の吸引力にもかかわら
ず磁性粉２１の大部分がロータ３の外周方向へ移動して
おり、有効ギャップはざらに大きくなっている。

このためギャップの磁気抵抗がざらに増大し、その結果
発電電圧は第４図（Ａ＞、（Ｂ）とほぼ同程度となって
いる。

以上のようにロータ３の回転速度上昇とともにその速度
に対応する量の磁性粉２１がロータ３の外周方向へ移動
して有効なギャップが変化するので、ロータ３の回転速
度上昇とともに電機子１１の切る磁束が次第に減少する
弱め界磁が行なわれる。

このためロータ３の回転速度にもかかわらず回転機１の
発電電力を第５図のようにほぼ一定に維持することが可
能となる。

従ってこの回転機１を車両用のオルタネータに代えて使
用できる。

なお磁性粉２１の遠心方向移動による界磁変化が大ぎい
ので、弱め界磁を生母の磁性粉２１で行なえる。

次に本発明に係る永久磁石式回転機１の他の実施例を説
明する。

第６図に示す永久磁石式回転機１では、ヨーク（回転子
）２５が椀状に形成されており、その内周面にはヨーク
２５の径方向に着磁された複数の永久磁石７が配設され
ている。

またヨーク２５内においてはこれら永久磁石７に対向し
て電は子１１が配置されており、この電機子１１はブラ
ケット２７を介してエンジンブロック２９の外側面に固
定されている。

ざらにヨーク２５の底面中央にはヨークホルダ３１を介
して車両エンジンのクランクシャフト３３がボルト３５
で連結されており、このためヨーク２５は車両エンジン
３３により回転駆動される。

そしてヨーク２５の回転で電機子１１が永久磁石７の磁
界を切るので電機子巻線１５には起電力が生ずる。

ここで永久磁石７の電機子１１との対向側には断面口字
状のホルダ７が嵌着されており、このヨークホルダ１７
の各室２０は断面略コ字状とされている。

以上の構成によれば、ヨーク２．５の回転速度が上昇す
ると、その回転速度に対応する伍の磁性粉２１が室２０
の両端屈曲部へ移動する。

このためヨーク２５の回転速度上昇とともに有効ギャッ
プが増大し、電機子１１の切る磁束が減少する（弱め界
磁）。

従ってヨーク２５の回転速度が変化するにもかかわらず
回転１１ではほぼ一定の発電電圧が得られる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように本発明に係る永久磁石式回
転機によれば、磁性粉が封入された磁極片形成用の容器
を回転子に設け、この磁極片形成用の容器により磁性粉
が回転子の回転で回転子径方向へ案内されるので、回転
子の回転速度上昇とともにその速度に対応する母の磁性
粉が移動して磁路から退避し、したがって回転子と固定
子との有効ギャップが回転子の回転速度上昇に応じて徐
々に拡大する。

このため回転子の速度上昇とともに固定子が切る磁束の
減少す−る弱め界磁が行なわれ、その結果オルタネータ
と同等な発電特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る永久磁石式回転機の構造説明図、
第２図は第１図の回転機に使用される永久磁石の配置図
、第３図は第１図の回転機におけるホルダ、ｌａ磁性粉
説明図、第４図は第１図の回転機におけるロータ回転速
度とその速度に対応する磁性粉の移動量との関係を示す
説明図、第５図は第１図の回転閤におけるロータ回転数
と発生電圧（起電力）との相関図、第６図は本発明に係
る永久磁石式回転機の他の実施例における内部構造を示
す軸断面図である。 １・・・永久磁石式回転機 ３・・・ロータ（回転子） ５・・・マグネットハウジング ７・・・永久磁石 ９・・・回転軸 １１・・・電機子 １３・・・電機子鉄心 １５・・・電機子巻線 １７・・・磁極片形成用容器（ホルダ）１９・・・空洞
部 ２０・・・室 ２１・・・磁性粉（可動磁性体） ２５・・・ヨーク（回転子） ３３・・・クランクシャフト 第２図 ？ 第３図 第４図 第５図 ０−９ｒｘＪ先数 （ｒ、ｌ）、７７７）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転子に永久磁石が配設された永久磁石式回転機
   において、 可動磁性体が封入され回転子の回転で径方向へ可動磁性
   体を案内する磁極片形成用の容器を回転子に設けた、 ことを特徴とする永久磁石式回転機。