JPS6334463Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は周波数発電機の改良に関するものであ
る。

本考案周波数発電機は偏平に構成し得ると共
に、これにその駆動用電動機を直結したものにお
いては周波数発電機に備えた永久磁石の吸引力で
電動機の回転子を吊上げてそのスラスト荷重を軽
減せしめることができるようにしたものである。

本考案の他の実施例においてはそのケーシング
の一部を切欠き、周波数発電機の回転子を露出さ
せ回転子の外周より摩擦伝導で外部に動力を取り
出すことによつてその駆動軸とは別の経路により
別の部分の駆動を行うことができるようにしたも
のである。

以下図面によつて従来及び本考案の周波数発電
機を説明する。

第１図ａは従来の周波数発電機及びその出力電
圧によつて制御されるその駆動用電動機の縦断面
図、第１図ｂは第１図ａのＡ−Ａ線面図を示す。

第１図ａ，ｂに於いて１０は回転子軸、１１は
この回転子軸１０に固定したストツプリング、１
３は前記回転子軸１０の軸受、１４は電動機のケ
ーシング、１５は周波数発電機のケースを兼ねた
ヨーク、１６は周波数発電機用の永久磁石、１８
は前記ヨーク１５に固定した発電巻線、１９は前
記ヨーク１５に連結した周波数発電機の固定有歯
磁極、１９−１はその極歯、２４は周波数発電機
の回転子側有歯磁極、２４−１はその極歯、２４
−２は前記回転子のボス、２５は電動機回転子の
ボス、２６は電動機回転子の磁石側ヨーク、２７
は電動機の永久磁石、２８は電動機の固定子巻
線、２９はこの固定子巻線２８を備えた絶縁板、
３０は電動機の回転ヨーク、３１はスラスト軸
受、３２はスラスト調整ネジである。

第１図ａ，ｂに示した周波数発電機の駆動用電
動機の動作は次の通りである。即ち複数個の固定
子巻線２８に順次電流を流し対向する永久磁石２
７と電流が流れている前記巻線２８との間の相互
電磁作用で永久磁石２７に一定方向の連続した回
転力を発生せしめる。この結果永久磁石２７を当
接固着した磁石側ヨーク２６と回転子ボス２５を
介して一体的に固着した回転ヨーク３０が共に回
転し電動機として動作する。

この電動機の回転速度は周波数発電機によつて
これに対応する電気信号に変換され、この電気信
号は制御装置を介して電動機に加えられその速度
を制御するように働く。

この周波数発電機においては周波数発電機のケ
ースを兼ねた固定子ヨーク１５と固定有歯磁極１
９とで構成された固定子ヨーク内に発電巻線１８
と永久磁石１６が配設され電動機ケーシング１４
の内側に固定され、又前記固定有歯磁極１９の内
周面に対向するこの磁極の極歯１９−１と同数の
極歯２４−１を有する回転子側有歯磁極２４がボ
ス２４−２を介して回転子軸１０に固着されてい
る。

この形式の周波数発電機における磁束は永久磁
石１６の一方の磁極面から回転子側有歯磁極２４
と固定有歯磁極１９と固定子ヨーク１５を経て永
久磁石１６の他方の磁極面に戻るように流れる。
尚回転子側有歯磁極２４と固定有歯磁極１９との
対向する面には夫々に同数の極歯が備えてあり回
転子側有歯磁極２４が回転すると夫々の極歯の山
部が対向する位置と山部と谷部が対向する位置と
が交互に出現し、山部が対向する位置では空隙磁
束が最大となり山部と谷部の対向する位置では磁
束が最小となるように磁束量が変化するので発電
巻線１８に鎖交する磁束が変化し発電巻線１８に
起電力を誘起する。発電巻線１８に誘起する起電
力の周波数Ｆは回転子側有歯磁極２４と固定有歯
磁極１９の夫々に備えた極歯の数をＴとし回転子
側有歯磁極の回転速度をＮ（r.p.m.）とすると Ｆ＝Ｔ×Ｎ／60（Hz） と表わすことができ周波数Ｆは歯の数を適当に選
定することで制御に都合の良い周波数に設定する
ことが容易にできる。

然しながら第１図ａ，ｂに示す従来の周波数発
電機では回転子側有歯磁極２４と固定有歯磁極１
９とは夫々薄い鉄板で構成されており空隙を介し
て対向する面積が小さいので回転子側有歯磁極２
４と固定有歯磁極１９との関係位置を良く合わせ
ないと効率の良い発電ができないのみでなく、回
転子側有歯磁極２４と固定有歯磁極１９の同心度
が悪く又回転子軸が傾いていると起電力の振幅が
変調されて歪んだ波形となるため心合わせを精密
に行う必要がある。又永久磁石１６が回転子側有
歯磁極２４に作用する吸引力は回転子側有歯磁極
２４のスラスト荷重を増加させる方向に働きスラ
スト軸受３１の負担を増加させる等の欠陥があ
る。

本考案は上記のような従来構造の周波数発電機
の欠陥を除き組立が容易でかつ信頼度の高い周波
数発電機付電動機を提供するものである。

本考案の周波数発電機の一実施例を第２図〜第
４図に示す。

第２図は本考案の周波数発電機及びその出力電
圧によつて制御されるその駆動用電動機の縦断面
図、第３図は第２図のＢ−Ｂ線面図、第４図ａ，
ｂはその巻芯の詳細説明図であつて第１図ａ，ｂ
と同一部分は同一符号で示す。

本考案においてはその両端部に軸受１３を備え
たブラケツト１２を設け、このブラケツト１２と
一体的に円板状ブラケツト１２−１を形成し、こ
のブラケツト１２−１に複数個の取付用ネジ孔１
２−２と複数個の角孔１２−３及び穴１２−５を
設ける。又第１の巻線枠１７、第２の巻線枠２
０、他の発電巻線２１、この発電巻線２１のため
の巻芯２２、この巻芯２２に設けたその先端に爪
を備えた小片２３を設ける。

本考案の主要点は先ず極薄形の偏平形周波数発
電機の構成でありその詳細を第５図〜第１１図に
各部品を展開して示す。

本考案においては前記ブラケツト１２の首下の
外径D₁の部分に固定子ヨーク１５を嵌合し、こ
の固定子ヨーク１５に設けた穴１５−３及び１５
−５との位置を夫々ブラケツト１２の円板状ブラ
ケツト１２−１の角孔１２−３と穴１２−５に揃
えて両者を一体的に固着してブラケツト部組を作
る。

次に前記永久磁石１６を絶縁材で大きく構成
し、その外周面に第１の巻線枠１７の内周面を嵌
合し前記永久磁石１６の鍔部１６−１と前記巻線
枠１７の鍔部１７−１で第１の巻線枠を構成す
る。この際永久磁石１６の鍔部１６−１に設けた
切欠き１６−６と第１の巻線枠１７の鍔部１７−
１に設けた切欠き１７−６の位置を合わせる。

次に極歯１９−１を有する固定有歯磁極１９を
この固定有歯磁極１９に設けた穴１９−７と前記
永久磁石１６に嵌合した第１の巻線枠１７の鍔部
１７−１に設けた小突起１７−７とを嵌め合わせ
て前記永久磁石１６の端面に当接する。この結果
前記固定有歯磁極１９がブラケツト１２にガタ無
く同心的に配設され又固定有歯磁極１９に設けた
穴１９−３と１９−５及び切欠き１９−６は全て
永久磁石１６の同位置の穴１６−３，１６−５，
１６−６と一致する。

次に第２の巻線枠２０及び固定有歯磁極１９の
夫々に設けた切欠き２０−６と１９−６の位置を
合わせ第２の巻線枠２０に設けた小突起２０−８
を前記固定有歯磁極１９に設けた穴１９−８に嵌
め合わせる。又第２の巻線枠２０の内周面に巻芯
２２の小径部２２−２を嵌入すると共にこの巻芯
２２の鍔部２２−１のある側から小径部２２−２
の内部を貫通して突出したその先端に爪のある小
片２３を前記固定有歯磁極１９と永久磁石１６の
夫々に設けた穴１９−３と１６−３に挿入しこの
小片２３の先端に設けた爪を永久磁石１６に設け
た穴１６−３の縁に係合して前記永久磁石１６と
第１の巻線枠１７と固定有歯磁極１９と第２の巻
線枠２０と巻芯２２とを一体的に組立て、前記永
久磁石１６の鍔部１６−１と第１の巻線枠１７の
鍔部１７−１とで前記発電巻線１８のための巻線
枠が、又第２の巻線枠２０と巻芯２２の夫々の鍔
部２０−１，２２−１で前記他の発電巻線２１の
ための巻線枠が構成されるようにし、この２つの
発電巻線１８，２１の巻線を互に逆の極性となる
ように接続しそのリード線を第１、第２の巻線枠
１７，２０と固定有歯磁極１９との夫々に設けた
切欠き１７−６，２０−６，１９−６を介して固
定子ヨーク１５に設けた穴１５−６を通して電動
機のケーシング１４の外へ引出し、このようにし
て固定子部組を作る。

次に巻線を巻装した固定子部組の固定有歯磁極
１９の内周面１９−４を前記ブラケツト１２の首
下の外径D₁の部分に嵌合し永久磁石１６の鍔部
１６−１がある側の端面をブラケツト１２に結合
した固定子ヨーク１５に対向させこの固定子ヨー
ク１５に設けた穴１５−３に永久磁石１６の穴１
６−３に係合した小片２３の爪の頭部を嵌合し、
ブラケツト１２と一体的に結合し、これを固定有
歯磁極１９と永久磁石１６と固定子ヨーク１５と
円板状ブラケツト１２−１の夫々に同位置に配設
した複数個の穴１９−５，１６−５，１５−５，
１２−５の全部を貫通したネジ（図示せず）で電
動機ケーシング１４の内側に固定する。

次に回転子軸１０に設けたボス２５の一方の端
面にその一端を開放した形の筒状ならしめた周波
数発電機の回転子側有歯磁極２４と、電動機の永
久磁石２７を当接固着した磁石側ヨーク２６とを
当接して一体的に固着して回転子となし、回転子
軸１０を軸受１３に挿入して下部軸受１３と回転
子ボス２５の端面を摺動材を介して互に軽く当接
し、固定子巻線２８を備えた絶縁板２９を固定子
巻線２８を永久磁石２７に対向させて配設し、更
に絶縁板２９に対向して回転ヨーク３０を回転子
ボス２５に固定し、ストツプリング１１を摺動材
を介して軸受１３と対向して回転子軸１０に配設
し最適の隙間に調整して固定する。

以上詳述した本考案に基く周波数発電機には次
のような利点がある。

(1) 周波数発電機の巻線枠を構成する部品を絶縁
性のある永久磁石１６の鍔部１６−１と、巻線
枠１７，２０と巻芯２２の夫々に設けた鍔部に
分けて構成したので各部の軸方向長さを極めて
短かく成形することが容易となり軸方向長さを
極度に短かくすることができ又各部をインロー
又は突起と穴との嵌め合わせで容易に同心的に
組立てることができる。

(2) 回転子側有歯磁極２４が円筒形で固定子ヨー
ク１５と固定有歯磁極１９間の対向面積が広い
から前記回転子側有歯磁極２４が電動機の空隙
調整の為に軸方向に多少移動しても固定子ヨー
ク１５と固定有歯磁極１９の対向面積に変化は
なく出力電圧を一定のレベルに保持することが
できる。この特徴は上述した固定子部品が同心
的に組立てられることと共に出力電圧のリツプ
ル減少に効果がある。

(3) 発電機用永久磁石１６の体積を大きくした為
にこの磁石に当接した固定子ヨーク１５が磁気
飽和する結果前記固定子ヨーク１５より外部に
出た磁束は巻芯２２を通過して回転子側有歯磁
極２４の底面部に到達し回転子側有歯磁極２４
から固定子ヨーク１５を介して永久磁石１６に
貫流する。この結果回転子側有歯磁極２４の底
面と固定子に備えた永久磁石１６との間に吸引
力が作用し発電機の回転子側有歯磁極２４と一
体的に結合した電動機の回転子も共に吊上げら
れストツプリング１１に作用するスラスト圧力
を軽減させる働きをする。

この結果摺動材の負担を軽減させ摩擦トルク
を減らして電動機の効率を高めると共に摺動材
の摩耗を減じて寿命を永くするのに効果があ
る。

(4) 本考案においては第２の巻線枠２０に巻回し
た発電巻線２１（第２の巻線）の下面にはヨー
クが存在しないため回転子が回転することによ
る電圧は発生しないが外部からの雑音による電
圧は第１の巻線枠１７に巻回した発電巻線１８
（第１の巻線）と同様に発生する。従つてこの
第１、第２の巻線を互いに逆極性に直列に接続
すればその出力として外部雑音による電圧の含
まれていない出力電圧を得ることが出来る。

(5) 本考案の他の実施例においては電動機のケー
シング１４の周波数発電機を収容する部分に第
１２図、第１３図に示すように切欠き１４−２
を設け回転子側有歯磁極２４の外周の一部がケ
ーシング１４外に露出せしめるようにする。

このケーシング外に露出した回転子側有歯磁
極２４の外周の一部の利用法は種々あり例えば
第１２図、第１３図に示すように電動機のケー
シング１４を装置のシヤーシ４０に取り付け、
このシヤーシ４０に設けたアイドラ３３の外周
を上記ケーシング外に露出した回転子側有歯磁
極２４の外周に適度の圧力で押し付けて摩擦伝
導で回転子側有歯磁極２４によりアイドラ３３
を回転せしめれば回転子軸１０より負荷を駆動
する以外の経路を経て他の装置を駆動すること
ができる。

又他の実施例としてケーシング外に露出した
回転子側有歯磁極２４の外周に摩擦材を備えた
制動板を当接せしめるようにすれば電動機を停
止させる制動装置を簡単に構成できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の周波数発電機及びその出力電
圧によつて制御されるその駆動用電動機の縦断正
面図、第１図ｂは第１図ａのＡ−Ａ線面図、第２
図は本考案の周波数発電機及びその出力電圧によ
つて制御されるその駆動用電動機の縦断正面図、
第３図は第２図のＢ−Ｂ線面図、第４図ａはその
発電巻線のための巻芯の平面図、第４図ｂはその
側面図、第５図はそのブラケツト部組と固定部組
の展開図、第６図はその円板状ブラケツトの平面
図、第７図はその固定子ヨークの平面図、第８図
はその永久磁石の平面図、第９図はその固定有歯
磁極の平面図、第１０図、第１１図はその巻線枠
の平面図、第１２図は本考案の他の実施例におけ
るケーシングの平面図、第１３図はその正面図で
ある。 １０……回転子軸、１２……ブラケツト、１４
……ケーシング、１４−２……切欠き、１５……
固定子ヨーク、１６……永久磁石、１６−１……
鍔部、１６−３，１６−５……穴、１８，２１…
…発電巻線、１９……固定有歯磁極、１９−１…
…極歯、１９−３，１９−５……穴、１７……第
１の巻線枠、２０……第２の巻線枠、２２……巻
芯、２３……小片、２４−１……極歯、２７……
永久磁石。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 軸方向にＳ極Ｎ極を着磁した円板状永久磁石
   を電気絶縁性のある材料で作り、その一方の端
   面に第１の巻線枠と協同する半径方向外方に延
   びる鍔を一体的に形成し、且つ前記円板状永久
   磁石の外周に前記円板状永久磁石の鍔に対向す
   る鍔を有する第１の巻線枠を嵌着し、この第１
   の巻線枠に第１の発電巻線を巻装し、前記円板
   状永久磁石の鍔のある一方の端面に固定子ヨー
   クを当接し、鍔のない他方の端面に外周に極歯
   を備えた固定有歯磁極の一方の端面を当接し、
   この固定有歯磁極の他方の端面に第２の巻線枠
   を当接し、この第２の巻線枠に前記第１の発電
   巻線に逆極性に直列接続される第２の発電巻線
   を巻装すると共に、その内周に前記固定有歯磁
   極の極歯に対向する等しいピツチの歯を有する
   磁性材料製の一端開放の円筒状回転子を設けた
   ことを特徴とする周波数発電機。 (2) 周波数発電機の回転子がその駆動用電動機に
   直結されている実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の周波数発電機。 (3) 周波数発電機の固定子ケーシングの一部が切
   欠きを有し周波数発電機の回転子の一部が露出
   されこの回転子の外周より摩擦伝導で動力を外
   部へ取り出し得る実用新案登録請求の範囲第２
   項記載の周波数発電機。