JPS6373854A - 磁石発電機 - 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、磁石発電機、特にフレキシブルプリント基板
を固定子に用いたるｎ石発電機に関する。

〔従来の技術〕

従来、磁石発電機には、第９図、第１０図に示すタイプ
のものがあった。第９図は内転型の磁石発電機の分解図
であり、第９図（イ）は回転子１を示し、第９図（ロ）
は固定子２を示す。回転子１の周面にはＶｉ極が配され
ている。固定子２は、積層した鉄心と該鉄心に組み込ま
れた巻線とを具えている。回転子１が回転すると、固定
子２の巻線に電圧が誘起される。第１０図は外転型の磁
石発電機の分解図であり、第１０図（イ）は固定子２を
示し、第１０図（ロ）は回転子１を示す。回転子１の内
周面には（ｎ極が配されている。固定子２は、積層され
た鉄心と該鉄心に組み込まれた巻線とを具えている。回
転子１が回転すると、固定子２の巻線に電圧が誘起され
る。

また、磁石発電機ではないが、同じく回転子と固定子を
有する電気機器であるモーターに於いて、小型軽量化を
図って回転子と固定子の構造を第１１図に示すようなデ
ィスクタイプにしたものがある。第１１図（イ）は、プ
リント基板２−５にコイル２−２が印刷されている固定
子２を示し、第１１図（ロ）は、円板状体の片面に磁極
を配した回転子１を示す。固定子２に電流が流されると
回転磁界を生じ、この回転磁界に回転子１の磁極が同期
化され、回転子１は回転する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記した従来の磁石発電機は、いずれも積層した鉄心や
この鉄心に組み込まれた巻線を有し、この鉄心や巻線の
重さのため重量が大になってしまうという問題点があっ
た。また、該鉄心に巻線を組み込むのには、スロットに
巻線を収納する作業のほか、巻線を巻き出したり結線し
たり整形したりといった作業をしなければならないが、
これらはいずれも煩雑な作業である。即ち、煩雑な巻線
組込作業があるという問題点があった。

また、ディスクタイプのモーターにおいては、１つの磁
極から発し弧を購いて同一平面の隣の磁極に入る磁束を
、磁極面に平行に配置されたコイルが切るかたちになる
ので、磁束とコイルとの鎖交性が悪い上、通常のプリン
ト基板は厚みが１゜６ミリもあり、このため、このタイ
プのモーターは出力が数Ｗ程度の極く小出力のものに限
られてしまい、高出力のものは得られないという問題点
があった。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するため、本発明では、固定子を、フ
レキシブルプリント基板に印刷したシート状のコイル（
以下、「シートコイル」という）を所望数積層して形成
した０回転子は２つとし、回転子のそれぞれは、片面に
Ｎｔｉ、Ｓ極が交互に存在する円板状体とした。そして
、２つの回転子を、互いに異なる磁極が対向するように
向かい合わせ、僅かのギャップを隔てて機械的に連結す
るとともに、その２つの回転子の間に固定子を配置する
こととした。

〔実　施　例〕

第１図は、本発明に係わる磁石発電機の回転子と固定子
の部分の分解図である。第１図（イ）は２つの回転子の
内の一方を示す。回転子１は、円板状のヨークｌ−１と
、該ヨーク１−１の片面に固着されたドーナツ板状の磁
極板１−２を具えている。ヨーク１−１の磁極板１−２
を固着した面の中央には、もう１つの回転子との連結軸
１−３が、ヨーク１−１と一体に設けである。第１図（
ロ）は、固定子２を示す。固定子２は、所望枚数のシー
トコイルを積層したものである。積層の具体的方法とし
ては、ワニスや接着剤で圧縮・固着するとか、２枚のエ
ポキシ板の間にサンドインチ状に挾むとか等がある。積
層する枚数およびシートコイル間の接続の仕方（例えば
、何枚直列接続し、それらを何枚直列接続するか等）は
、出力として得ようとしている電圧、電流の大きさによ
って適宜決定する。シートコイルは薄いので、多数積層
して高出力を得ることが出来る。２−３はコイルの端子
である。第１図（ハ）は、もう一方の回転子を示す。第
１図（イ）に示す回転子１と略同じである。異なる点は
、ヨークの中央が連結軸とはなっておらず、連結軸１−
３と連結する構造となっている点だけである。

以上のような構造の回転子１、固定子２は、第２図の如
く組み立てられる。即ち、２つの回転子１を、Ｎ極とＳ
極というように互いに異なる磁極が対向するよう向かい
合わせ、対向面間に僅かのギャップが出来るよう連結軸
１−３によって連結すると共に、そのギャップの中間に
固定子２を配置する。対向する磁極の極性は互いに異な
らせであるから、一方の回転子の磁極から出た磁束は、
固定子２を垂直に貫いて他方の回転子の対向するｆｆｆ
　ｌｌｉに入る。従って、固定子２のコイル２−２と磁
束との鎖交性が良くなる。

第２図のように組み立てた磁石発電機の回転子１を、例
えばエンジンのような原動機で回転してやれば、固定子
２のコイル２−２に電圧が誘起される。

尚、２つの回転子を連結する手段は、一方の回転子のヨ
ークに一体に設けられた連結軸１−３によるものに限ら
れるわけではない。回転子とは別体の連結手段によって
もよい。また、磁極も、第３図（イ）図示のようなドー
ナツ板状の磁極板１−２を磁化したものでなく、第３図
（ロ）図示のような扇形のセグメント磁石を用いたもの
でもよい。

３相の出力を得たい場合は、積層するシートコイルを所
定角度ずらしてやればよい。第４図は磁極数が６個の場
合のずらし方を示す。磁極数が６個であると、３６０度
の中に６個の磁極が配置される。つまり、１２０度回転
すれば１つのＮ極から次のＮ極へ達する。これだけの回
転で１サイクルの電圧が誘起されるから、３相出力を得
るためには、この１２０度の回転角度内に他の２相の対
応するコイルが位置するようずらして配置してやればよ
い、１２０度を３で割れば４０度であるから、４０度づ
つずらせばよいことになる。第４回（イ）ないしくハ）
はそれを示す。

第５図ないし第７図に、本発明をエンジン発電装置の発
電機として適用した場合の実施例を示す。

第５図は固定子２としてのシートコイルを示す。

第５図において、２−１はフレキシブルプリント基板、
２−２はコイル、２−４は日出位置である。

コイル２−２は、フレキシフ゛ルプリント基１反２−１
の両面に印刷される。第６図は、本発明の磁石発電機の
正面一部所面図である。断面になっているのは、第７図
のＢ−Ｂ線で切った部分である。

第７図は、本発明の側面一部所面図である。断面になっ
ているのは、第６図のＡ−Ａ線で切った部分である。組
み立て方の一例を示すと、先ず、エンジンに連結されて
いるシャフト４に、ヨーク１−１と磁極板１−２を具え
る回転子の一方を固着する。次に、第５図に示すシート
コイルを何枚か積層して構成した固定子２を、シャフト
４に遊嵌する。そしてもう一つの回転子を、該回転子の
磁極が最初に固着した回転子の対向する磁）と異なる極
性となるよう位置決めして、シャフト４に固着する。遊
嵌していた固定子２を、口出位置２−４の位置等を目安
として位置決めし、本体側ブラケット３−１とカバーブ
ラケット３−２とで挟んで固定する。３−３は、ブラケ
ット３−１．３−２に設けられた通気孔である。エンジ
ンに駆動されて回転子１が回転すると、固定子２に電圧
が誘起される。誘起された電圧は、日出位置２−４から
外部へ取り出される。

第８図は、本発明の磁石発を機を用いて商用周波数の交
流出力を得る場合の回路例を示す。磁石発電機６からの
３相交流出力を、まず順変換回路７で直流に変換し、つ
いで電圧安定化回路８により電圧を所望の値に制御する
。最後に、逆変換回路９で所望の周波数すなわち商用周
波数の交流に変換する。

〔発明の効果〕

以上述べた如き本発明によれば、製造作業が簡単な小型
軽量のディスクタイプで、しかも高出力の磁石発電機を
得ることが出来る。

即ち、本発明では、固定子から重量のある鉄心と従来の
ような巻線がなくなり、固定子はシートという極めて単
純な形状になってしまったから、製造時の組み立て作業
が簡単になると共に、小型軽量のディスクタイプとする
ことができた。

また、高出力を得ることが出来るようになった理由は、
主として次の３つの理由による。第１の理由は、コイル
のターン数を大幅に増加することが出来るからである。

シートコイルに使ったフレキシブルプリント基板は通常
のプリント基板よりも薄いので、許容される厚みに達す
る迄に多くの枚数を積層することが出来る。そのため、
コイルのターン数を実質的に増加することが出来る。第
２の理由は、（ｉｆ束とコイルとの鎖交性が良いからで
ある。回転子の構成を工夫して異なった極性の磁極を対
向させたので、一方の回転子の磁極から出た磁束は、そ
の大部分が固定子を垂直に貫いて他方の回転子の磁極に
入る。その結果、磁束と固定子のコイルとが効率良く鎖
交する。第３の理由は、回転子を回転させた時のバラン
スが良く、高速回転させることが出来るからである。

また、シートコイルを所定角度ずらして積層するだけで
、３相出力を得ることも出来る。

その外、複雑な構造の巻線がなくなったので、完成後の
保守維持管理も簡単になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の磁石発電機の分解図第２図・・・
本発明の磁石発電機の組立図第３図・・・本発明に使用
する磁極板 第４図・・・３相の場合の固定子積層関係図第５図・・
・本発明の実施例の固定子 第６図・・・本発明の実施例の正面一部断面図第７図・
・・本発明の実施例の側面一部断面図第８図・・・本発
明の磁石発電機の応用回路例第９図・・・従来の内転型
磁石発電機の分解図第１０図・・・従来の外転型磁石発
電機の分解図第１１図・・・従来のディスクタイプのモ
ーターの分解図 図に於いて、１は回転子、１−１はヨーク、１−２は磁
極板、Ｘ−３は連結軸、２は固定子、２−１はフレキシ
ブルプリントｌ！Ｌ２−２はコイル。 ２−３は端子、２−４は日出位置、３−１は本体側ブラ
ケット、３−２はカバーブラケット、３−３は通気孔、
４はシャフト、５はボルト、６は磁石発電機、７は順変
換回路、８は電圧安定化回路。 ９は逆変換回路を示す。 特許出願人　　澤藤電機株式会社 代理人弁理士　森　ｕｌ　　　寛（外２名）（イ）　　
　　　　　　　　（ロ）　　　　　　　　　　（ハ）ｙ
ｌ　４　　閃 ￥Ｅ１５ｍ ７１８ｍ （伺　　　　　　　　　　（ロ） 第９諷 （イ）　　　　　　　　　　　（ロ） 箔１０ｍ （イ）　　　　　　　　　　（ロ） 第１１　　Ｉｌｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コイルを有する固定子と、磁極を有する回転子とを具え
   た磁石発電機に於いて、固定子をフレキシブルプリント
   基板にコイルを印刷したシートコイルを積層して構成し
   、回転子は２つとし、それぞれの回転子は円板状のヨー
   クの片面に磁極板を固着して所定数の磁極を配して構成
   し、該２つの回転子を、それぞれの磁極側の面が向かい
   合い且つ互いに異なる極性の磁極が対向するように配置
   すると共に、前記固定子を前記２つの回転子の中間に間
   隙を隔てて配置したことを特徴とする磁石発電機。