KR101233583B1 - 발전기 - Google Patents

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KR101233583B1
KR101233583B1 KR1020110028071A KR20110028071A KR101233583B1 KR 101233583 B1 KR101233583 B1 KR 101233583B1 KR 1020110028071 A KR1020110028071 A KR 1020110028071A KR 20110028071 A KR20110028071 A KR 20110028071A KR 101233583 B1 KR101233583 B1 KR 101233583B1
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다다유키 가나타니
도모야 우치무라
가즈히로 오노
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니혼 덴산 가부시키가이샤
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Abstract

발전기는 샤프트와, 상기 샤프트와 함께 회전하는 로터 홀더와, 상기 샤프트가 삽입되고, 상기 로터 홀더의 천판부의 하방에 위치하는 대략 원통형상의 슬리브와, 축방향의 위치가 상기 샤프트에 대해 고정되고, 상기 슬리브의 상기 축방향의 한쪽측에 있어서 상기 슬리브의 한쪽의 단면에 접하는 스러스트 베어링부와, 상기 샤프트에 장착되며, 상기 슬리브의 상기 축방향의 다른쪽측에 있어서 상기 슬리브의 다른쪽의 단면과 대향하는 빠짐방지부와, 로터 마그네트와, 전기자를 구비하고, 상기 로터 마그네트의 상기 축방향에 있어서 자기적 중심 위치가 상기 전기자의 상기 축방향에 있어서 자기적 중심 위치보다도 상기 한쪽측에 위치하며, 상기 슬리브의 상기 한쪽의 단면과 상기 스러스트 베어링부와의 접촉 영역의 외경이 상기 슬리브의 외경보다도 작고, 상기 슬리브의 상기 다른쪽의 단면과 상기 빠짐방지부를 접촉시켰을 때의 접촉 영역의 외경이 상기 슬리브의 외경보다 작다.

Description

발전기{GENERATOR}
본 발명은 휴대 전화나 휴대형 전자기기에 탑재되는 소형의 발전기에 관한 것이다.
근래, 휴대 전화가 세계적으로 보급되어 있다. 특히, 고정 전화나 전력에 관한 인프라가 충분히 정비되어 있지 않은 개발 도상국에의 보급이 중요시 되고 있다. 따라서, 발전기를 구비한 휴대 전화의 개발이 검토되고 있다.
종래부터, 휴대 라디오 등에 사용되는 소형의 발전기가 알려져 있다. 이러한 발전기로서, 예를 들면 일본 특허 공개 제 1998-127012 호 공보에 개시된 것을 들 수 있다. 그러나, 종래의 소형의 발전기라도, 휴대 전화에 탑재하려면 너무 크기 때문에, 휴대 전화의 사이즈를 크게 하는 등의 방법이 필요했다.
일본 특허 공개 제 1998-127012 호 공보
발전기를 탑재한 휴대 전화를 시장에 대량으로 공급하려면, 인프라가 불충분한 지역 전용이 아닌, 도시지역에서도 똑같이 보급시키는 것이 바람직하다. 그러기 위해서는, 통상의 휴대 전화와 같은 휴대성이 요구된다. 따라서, 통상 사이즈의 휴대 전화에 탑재 가능한 발전기가 요구된다. 그러나, 현재의 휴대 전화는 매우 소형화가 진행되고 있기 때문에, 탑재 가능한 정도의 소형화를 도모하는 것은 용이하지 않다.
본 발명은 소형화에 적절한 구조를 가지는 발전기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 일 측면에 있어서, 발전기는, 상하 방향을 향하는 중심축을 따라서 배치되는 샤프트와, 상기 중심축을 중심으로 해서 상기 샤프트와 함께 회전하는 덮개를 갖는 대략 원통형상의 로터 홀더와, 상기 샤프트가 삽입되고, 상기 로터 홀더의 천판부의 하방에 위치하는 대략 원통형상의 슬리브와, 축방향의 위치가 상기 샤프트에 대해서 고정되고, 상기 슬리브의 상기 축방향의 한쪽측에 있어서, 상기 슬리브의 한쪽의 단면에 접하는 스러스트 베어링부와, 상기 샤프트에 장착되며, 상기 슬리브의 상기 축방향의 다른측에 있어서 상기 슬리브의 다른쪽의 단면과 대향하는 빠짐방지부와, 상기 로터 홀더의 원통부의 내측면에 배치된 로터 마그네트와, 상기 로터 마그네트의 직경방향 내측에 배치된 전기자를 구비하고 있다.
상기 로터 마그네트의 상기 축방향에서의 자기적 중심 위치는 상기 전기자의 상기 축방향에서의 자기적 중심 위치보다도 상기 한쪽측에 위치하고 있다.
상기 슬리브의 상기 한쪽의 단면과 상기 스러스트 베어링부와의 접촉 영역의 외경은 상기 슬리브의 외경보다 작다. 상기 슬리브의 상기 다른쪽의 단면과 상기 빠짐방지부를 접촉시켰을 때의 접촉 영역의 외경은 상기 슬리브의 외경보다 작다.
본 발명에 의하면, 발전기를 용이하게 소형화할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 발전기의 단면도,
도 2는 로터 마그네트 근방의 확대도,
도 3은 슬리브 근방의 확대도,
도 4는 다른 예에 따른 발전기의 단면도,
도 5는 제 2 실시형태에 따른 발전기의 단면도,
도 6은 제 3 실시형태에 따른 발전기의 단면도,
도 7은 발전기의 또 다른 예를 도시하는 도면,
도 8은 발전기의 또 다른 예를 도시하는 도면.
본 명세서에서는, 발전기의 중심축 방향에 있어서 회전부측을 "상측"이라고 부르고, 정지부측을 "하측"이라고 부른다. 본 발명의 설명에서의 상하 방향은 실제의 기기에 조립되었을 때의 위치 관계나 방향을 나타내는 것은 아니다. 또한, 중심축을 중심으로 하는 직경방향을 간단히 "직경방향"이라 부르고, 중심축 방향을 간단히 "축방향"이라고 부른다.
(제 1 실시형태)
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 발전기(1)의 종단면도이다. 도 1에서는, 미세부의 단면에 있어서 평행 사선을 생략하고 있다. 발전기(1)는 예를 들어 휴대 전화나 소형의 휴대형 전자기기에 탑재된다. 발전기(1)는 고정 조립체인 정지부(2)와, 회전 조립체인 회전부(3)를 구비한다. 발전기(1)는 아우터 로터형이다.
정지부(2)는 장착판(21)과, 전기자(22)와, 슬리브(23)와, 슬리브 홀더(24)와, 배선 기판(25)을 구비한다. 슬리브 홀더(24)는 대략 원통형상이다. 슬리브(23)는 슬리브 홀더(24)에 삽입되고, 슬리브 홀더(24)의 내측면에 고정된다. 슬리브 홀더(24)의 하부(241)는, 그 일부가 소성 변형해 장착판(21)을 협지되어 있다. 이것에 의해, 슬리브 홀더(24)가 장착판(21)에 고정된다.
슬리브(23)는 대략 원통형상이며, 1개만 마련된다. 슬리브(23)는 다공질 금속 소결체에 윤활유를 함침(含浸)시킨 것이다. 슬리브(23)의 직경방향의 두께는 슬리브 홀더(24)의 직경방향의 두께보다도 두껍다.
전기자(22)는 슬리브 홀더(24)의 외측면에 고정된다. 전기자(22)는 코어(221)와, 복수의 코일(222)을 구비한다. 코어(221)는 복수의 자석 강판이 적층되는 것에 의해 형성된다. 직경방향 외측으로 향해 연장되는 복수의 티스(223)를 갖고 있다. 각 티스(223)에 도선이 권회되는 것에 의해, 코일(222)이 코어(221)의 티스(223)상에 형성된다. 배선 기판(25)은 장착판(21)상에 배치되고, 전기자(22)에 접속된다. 또한, 배선 기판(25)은 가요성을 갖는다.
회전부(3)는 샤프트(31)와, 로터 홀더(32)와, 보스부(33)와, 로터 마그네트(34)와, 스러스트 와셔(35)와, 빠짐방지 와셔(36)를 구비한다. 샤프트(31)는 상하 방향으로 연장되는 중심축(J1)을 따라서 배치된다. 샤프트(31)는 슬리브(23)에 삽입되고, 윤활유를 통하여 래디얼 방향으로 지지된다. 슬리브(23)의 상측에서, 보스부(33)는 샤프트(31)에 압입되어, 샤프트(31)에 고정된다.
로터 홀더(32)는 덮개를 갖는 대략 원통형상이며, 천판부(321)와, 원통부(322)를 구비한다. 로터 홀더(32)는 자성 재료로 형성된다. 로터 홀더(32)는 금속의 판부재를 프레스 가공하는 것에 의해 성형된다. 천판부(321)는 중심축(J1)에 수직한 대략 원반형상이다. 슬리브(23)는 천판부(321)의 하방에 위치한다. 원통부(322)는 천판부(321)의 외연부로부터 하방으로 연장된다. 보스부(33)의 직경방향 외측의 일부는 소성변형되고, 천판부(321)의 샤프트(31) 근방의 부위(323)를 협지하고 있다. 이것에 의해, 천판부(321)가 보스부(33)에 고정된다. 로터 홀더(32)가 보스부(33)를 통해 샤프트(31)에 간접적으로 고정되는 것에 의해, 로터 홀더(32)는 중심축(J1)을 중심으로 해서 샤프트(31)와 함께 회전할 수 있다.
로터 마그네트(34)는 원통부(322)의 내측면에 장착된다. 로터 마그네트(34)는 플레이트를 개재시키거나 접착제를 도포하는 등에 의해 원통부(322)의 내측면에 간접적으로 배치되어도 좋다. 본 실시형태에서는, 로터 마그네트(34)는 원환형상이다. 그렇지만, 로터 마그네트(34)는 복수의 세그먼트를 둘레 방향에 배열해 구성되어도 좋다.
전기자(22)는 로터 마그네트(34)보다도 직경방향 내측에 배치되고, 로터 마그네트(34)와 대향한다. 회전부(3)가 회전하는 것에 의해, 로터 마그네트(34)와 전기자(22) 사이에서 유도 기전력이 생긴다. 얻어진 전력은 배선 기판(25)을 통해 발전기(1)의 외부로 취출된다.
도 2는 로터 마그네트(34) 근방의 확대도이다. 로터 마그네트(34)의 축방향에서의 자기적 중심 위치(M1)는 전기자(22)의 축방향에 있어서의 자기적 중심 위치(M2)보다도 상방에 위치한다. 이것에 의해, 회전부(3)에, 정지부(2)로 향하는 힘이 작용한다.
다만, 로터 마그네트(34)의 상면(341)은 전기자(22)의 티스(223)의 선단의 상면(224)보다도 상측에 위치하고 있다. 로터 마그네트(34)의 하면(342)은 티스(223)의 선단의 하면(225)보다도 하측에 위치한다. 이것에 의해, 전기자내를 통과하는 자속이 증가하는 것에 의해, 로터 회전시에 발생하는 역기전력이 증가하기 때문에, 발전기(1)의 발전 효율의 저하가 억제된다.
본 실시형태에 있어서, 발전기(1)의 직경은 약 16㎜이고, 샤프트(31)를 제외한 높이는 약 4㎜이다. 또한, 본 실시형태에서는, 자기적 중심 위치(M1)와 자기적 중심 위치(M2) 사이의 거리는 약 0.1㎜이다. 자기적 중심 위치(M1)와 자기적 중심 위치(M2) 사이의 거리(편차량)가 클수록, 유도 기전력이 저하하여 발전 효율이 저하한다. 이 때문에, 발전기(1)에서는 편차량을 최소한으로 억제하고 있다.
그렇지만, 상술한 바와 같이, 자기적 중심 위치(M1)와 자기적 중심 위치(M2)가 어긋나 있기 때문에, 회전부(3)에 정지부(2)로 향하는 힘이 발생하고 있다. 편차량을 최소한으로 억제한 경우, 회전부(3)에 생기는 정지부(2)로 향하는 힘이 저하하여 버린다. 회전부(3)가 정지부(2)에 대해서 축방향에 대해 상대적으로 분리되지 않도록 하기 위해서는 발전기(1)에 빠짐방지부를 조립할 필요가 있다.
본 실시형태에서, 장착판(21)은 비자성 재료로 형성되어 있다. 장착판(21)에 이용되는 비자성 재료로서는 스테인리스강 등이 바람직하다. 이것에 의해, 마그네트(34)로부터의 자속이 장착판(21)에 유입되는 것이 방지되고, 발전기(1)의 발전 효율의 저하가 방지된다.
로터 홀더(32)의 천판부(321)의 외주부에는 단차(324)가 형성된다. 천판부(321)에 있어서, 단차(324)보다도 직경방향 외측에 위치하는 부위는, 단차(324)보다도 직경방향 내측에 위치하는 부위와 비교하여, 하방측에 위치하고 있다. 단차(324)로부터 원통부(322)의 내측면까지의 직경방향의 거리는 로터 마그네트(34)의 직경방향의 폭보다 작다. 따라서, 단차(324)의 직경방향 외측에서는, 천판부(321)가 로터 마그네트(34)의 상면(341)과 접촉한다. 단차(324)의 직경방향 내측에서는, 천판부(321)가 로터 마그네트(34)의 상면(341)과 간극을 거쳐서 대향하고 있다.
이것에 의해, 로터 마그네트(34)로부터 전기자(22)로 흐르는 자속을 많게 하는 것이 가능하여, 발전 효율의 향상 및 회전부(3)에 부여되는 축방향의 힘의 향상이 실현된다. 가능한 한, 천판부(321)에 있어서, 단차(324)는 직경방향에 대해 가장 외측에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 단차(324)를 마련하고, 로터 마그네트(34)를 천판부에 접촉시키는 것에 의해, 로터 마그네트(34)의 로터 홀더(32)에 있어서 위치 결정을 실행할 수 있다. 그 때문에, 로터 마그네트(34)가 지나치게 상방에 위치하는 것이 방지되고, 자기적 중심 위치(M1)와 자기적 중심 위치(M2)의 위치가 적절한 것으로 된다. 그 결과, 발전기(1)의 발전 효율의 저하가 방지된다.
또한, 장착판(21)은 자성 재료로 형성할 수 있다. 이 경우는, 장착판(21)은 로터 마그네트(34)에 자기적으로 인장된다. 이것에 의해, 회전부(3)가 정지부(2) 측으로 끌어당겨져, 샤프트(31)의 슬리브(23)로부터의 빠짐이 방지된다.
로터 마그네트(34)는 착자된 상태에 있어서, 원통부(322)의 내측면에 접착제 등을 이용하여 장착된다. 로터 마그네트(34)와 천판부(321) 사이에는, 자기 흡인력이 작용하고 있다. 그 때문에, 로터 마그네트(34)를 원통부(322)에 대해서 고정하려고 하면, 자기 흡인력의 작용에 의해, 로터 마그네트(34)가 천판부(321) 측으로 인장되어 버린다. 단차(324)가 없는 경우, 천판부(321)와 로터 마그네트(34)와의 사이에 축방향의 간극을 마련하여, 로터 마그네트(34)를 원통부(321)에 고정하는 것이 곤란해진다.
이것에 대해, 발전기(1)에서는, 천판부(321)에 단차(324)가 형성되어 있다. 그 때문에, 로터 마그네트(34)의 위치를 천판부(321)에 접촉시켜서 결정할 수 있어, 로터 마그네트(34)의 원통부(322)에 대한 장착을 용이하게 실행할 수 있다.
도 3은 슬리브(23) 근방의 확대도이다. 천판부(321)의 샤프트(31) 근방의 부위(323)는 슬리브(23)의 상면(231)에 가까워지도록 하방으로 절곡된다. 즉, 부위(323)에는 단차가 형성되어 있다. 그리고, 축방향에 있어서, 코일(222)의 상부(정확하게는, 상단)는 부위(323)의 하단보다도 상측에 위치한다. 이것에 의해, 로터 홀더(32)를 보스부(33)에 고정하는 스페이스를 확보하면서, 발전기(1)의 높이를 낮게 억제할 수 있다.
스러스트 와셔(35)는 원환형상 또는 판형상이다. 스러스트 와셔(35)는 수지로 형성된다. 스러스트 와셔(35)는 보스부(33)와 슬리브(23)의 상면(231) 사이에 배치된다. 상술한 바와 같이, 회전부(3)에는 정지부(2)로 향하는 힘이 작용한다. 그 때문에, 스러스트 와셔(35)는 보스부(33) 및 슬리브(23)의 상면(231)의 쌍방에 접한다. 이것에 의해, 외부로부터의 충격 등에 의해 회전부(3)가 상하로 이동하는 것이 방지되어, 발전 효율이 저하하여 버리는 것이 방지된다. 스러스트 와셔(35)는 미끄럼 접촉 부재로서 기능을 한다. 스러스트 와셔(35) 및 슬리브(23)의 윤활유에 의해, 회전부(3)는 원활하게 회전할 수 있고, 또한 회전부(3)는 스러스트 방향으로 안정하게 지지된다. 바꿔말하면, 보스부(33)의 슬리브(23)의 상면(231)에 대향하는 부위와 스러스트 와셔(35)에 의해, 스러스트 베어링부(4)가 구성된다. 스러스트 베어링부(4)는 축방향의 위치가 샤프트(31)에 대해서 고정되고, 슬리브(23)의 상면(231)에 접한다.
스러스트 와셔(35)의 외경은 슬리브(23)의 외경보다 작다. 따라서, 슬리브(23)의 상면(231)과 스러스트 베어링부(4)와의 접촉 영역의 외경은 슬리브(23)의 외경보다 작다. 이것에 의해, 스러스트 베어링부(4)의 주위에서의 설계의 자유도가 향상하고, 발전기(1)의 소형화가 용이해진다.
또한, 보스부(33)와 슬리브(23)의 상면(231) 사이에는, 복수의 스러스트 와셔를 배치할 수 있다. 예를 들면, 스러스트 와셔(35)를 2개 겹쳐서 보스부(33)와 슬리브(23)의 상면(231) 사이에 배치하는 것에 의해, 내마모성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
샤프트(31)의 상부(311)는 슬리브(23)의 내경보다도 직경이 작게 되어 있다. 샤프트(31)의 상부(311)에는 피니언 기어를 장착할 수 있다(도 4 참조). 피니언 기어는 다른 기어를 통하여 핸들 등의 회전 부재에 접속된다. 그리고, 핸들 등의 회전 부재를 회전시키는 것에 의해, 그 회전이 기어 등을 통해 발전기(1)에 전달된다.
샤프트(31)의 하부의 외측면에는 환상의 홈(312)이 형성된다. 빠짐방지 와셔(36)는 원환상 또는 박판형상의 부재이다. 빠짐방지 와셔(36)는 수지로 형성된다. 홈(312)에 빠짐방지 와셔(36)의 내주부가 끼워맞춤되는 것에 의해, 빠짐방지 와셔(36)가 샤프트(31)에 장착된다. 빠짐방지 와셔(36)는, 슬리브(23)의 하측에 있어서, 슬리브(23)의 하면(232)과 대향한다. 홈(312)은 슬리브(23)의 하면(232)보다도 하측에 형성된다. 이것에 의해, 빠짐방지 와셔(36)는 하면(232)과 간극을 거쳐서 대향한다.
외부로부터의 충격 등에 의해 회전부(3)가 상방으로 끌어 올려지면, 빠짐방지 와셔(36)가 슬리브(23)의 하면(232)에 접촉한다. 이것에 의해, 샤프트(31)가 슬리브(23)로부터 빠지는 것이 방지된다. 빠짐방지 와셔(36)의 외경은 슬리브(23)의 외경보다도 작다. 따라서, 슬리브(23)의 하면(232)과 빠짐방지 와셔(36)를 접촉시켰을 때의 접촉 영역의 외경은 슬리브(23)의 외경보다도 작다. 이것에 의해, 빠짐방지 와셔(36)의 주위에서의 설계의 자유도가 향상하고, 발전기(1)의 소형화가 용이해진다.
또한, 상술한 바와 같이, 발전기(1)에서는, 로터 마그네트(34)의 자기적 중심 위치(M1)와 전기자(22)의 자기적 중심 위치(M2)와의 편차량을 최소한으로 억제하고 있다. 그 때문에, 회전부(3)에 생기는 정지부(2)에의 이동하는 힘이 작고, 외부로부터의 충격 등에 의해서, 회전부(3)가 상방으로 이동할 가능성이 높다. 그러나, 이 경우에서도, 빠짐방지부인 빠짐방지 와셔(36)가 슬리브(23)와만 접촉하기 때문에, 샤프트(31)의 슬리브(23)로부터의 누락을 방지할 수 있어, 발전기(1)의 파손이나 열화를 억제할 수 있다.
슬리브 홀더(24)의 하부(241)는 슬리브(23)의 하면(232)보다도 하방으로 돌출되어 있다. 하부(241)의 돌출되어 있는 개소의 형상도 원통형상으로 되어 있다. 빠짐방지 와셔(36)는 하부(241)의 직경방향 내측에 위치하고 있다. 그 때문에, 빠짐방지 와셔(36)가 하부(241)와 축방향으로 대향하지 않게 되어 있다. 그 결과, 발전기(1)의 박형화를 실현할 수 있다.
상기 실시형태에서 설명한 구조로부터 도출되는 작용 효과는 이하의 다른 실시형태에 있어서 동일한 구조로부터도 도출된다.
도 4는 발전기(1)의 다른 예를 도시하는 단면도이다. 도 4에 있어서도, 단면에서의 평행 사선을 생략하고 있다. 이하의 다른 도면에서도 동일하다.
보스부(33)가 수지 등의 부드러운 재료로 형성되는 경우, 도 4에 도시하는 바와 같이, 스러스트 와셔(35)가 생략되고, 보스부(33)와 슬리브(23)의 상면(231)이 직접 접하는 구조로 할 수 있다. 이 경우, 보스부(33)의 하부가 직접적으로 스러스트 베어링부(4)로서 기능한다. 또한, 도 4에 있어서도, 보스부(33)는 금속에 의해 형성되어도 좋다. 이 경우, 보스부(33)의 하면에 경면 가공이 실행되어도 좋다. 또한, 보스부(33)의 하면에 동압(動壓) 홈을 형성해도 좋다.
(제 2 실시형태)
도 5는 제 2 실시형태에 따른 발전기(1a)의 단면도이다. 발전기(1a)에서는, 로터 홀더(32)가 샤프트(31)에 직접 고정된다. 그 이외의 발전기(1a)의 구조는 제 1 실시형태와 동일하다. 그 때문에, 이하의 설명에서 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
로터 홀더(32)의 중앙에는, 축방향 상측으로 향해 연장되는 원통부(325)가 형성되어 있다. 원통부(325)는 버링 가공에 의해서 형성된다. 원통부(325)의 근방[부위(323)]에는, 슬리브(23)의 상면(231)으로 향해 하측으로 절곡되는 부위가 형성되어 있다. 샤프트(31)는 원통부(325)내에 압입된다. 이것에 의해, 샤프트(31)가 로터 홀더(32)에 고정된다. 스러스트 와셔(35)는 부위(323)와 슬리브(23)의 상면(231)과의 사이에 배치되어 있다. 제 2 실시형태에 있어서는, 스러스트 베어링부(4)가 부위(323)의 상면(231)에 대향하는 부위 및 스러스트 와셔(35)에 의해 구성된다.
발전기(1a)에서는, 보스부를 생략하는 것에 의해, 부품 점수 및 조립 공정수를 삭감할 수 있다.
(제 3 실시형태)
도 6은 제 3 실시형태에 따른 발전기(1b)의 단면도이다. 발전기(1b)에서는 샤프트(31)의 하부의 홈(312)에 수지로 형성된 스러스트 와셔(35a)가 장착된다. 보스부(33)의 하측에는 수지로 형성된 와셔(37)가 마련된다.
로터 마그네트(34)의 축방향에 있어서 자기적 중심 위치는 전기자(22)의 축방향에 있어서의 자기적 중심 위치보다도 하방에 위치한다.
단, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 로터 마그네트(34)의 상면은 전기자(22)의 티스의 선단의 상면보다도 상측에 위치하고 있다. 또한, 로터 마그네트(34)의 하면은 티스의 선단의 하면보다 하측에 위치한다.
발전기(1b)의 다른 구조에 대해서는 제 1 실시형태와 동일하다. 이하의 설명에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성에는 동일한 도면부호를 부여한다.
발전기(1b)에 있어서도, 로터 마그네트(34)의 자기적 중심 위치와 전기자(22)의 자기적 중심 위치의 관계로부터, 회전부(3)에 정지부(2)로부터 멀어지는 방향의 힘이 작용한다. 이것에 의해, 스러스트 와셔(35a)가 슬리브(23)의 하면(232)과 홈(312)의 측면과 접하고, 스러스트 와셔(35a)의 축방향의 위치가 샤프트(31)에 대해서 고정된다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 스러스트 와셔(35a)의 외경은 슬리브(23)의 외경보다도 작다. 따라서, 슬리브(23)의 하면(232)과 스러스트 베어링부인 스러스트 와셔(35a)의 접촉 영역의 외경은 슬리브(23)의 외경보다도 작다. 이것에 의해, 스러스트 와셔(35a)의 주위에 있어서 설계의 자유도가 향상하여, 발전기(1b)의 소형화가 용이해진다.
한편, 슬리브(23)의 상면(231)측에서는, 샤프트(31)에 장착된 보스부(33)의 하부가 슬리브(23)의 상면(231)과 간극을 거쳐서 대향한다. 또한, 와셔(37)는 보스부(33)의 하면에 접해도 좋다. 또한, 와셔(37)는 슬리브(23)의 상면(231)에 접해도 좋다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 회전부(3)가 압하되면, 보스부(33)가 와셔를 거쳐서 슬리브(23)의 상면과 접촉한다. 이와 같이, 발전기(1b)에서는, 보스부(33)의 슬리브(23)의 상면에 대향하는 부위 및 와셔(37)가 빠짐방지부로서의 역할을 수행한다.
보스부(33)의 샤프트(31) 근방의 하부 및 와셔(37)의 외경은 슬리브(23)의 외경보다도 작다. 따라서, 슬리브(23)의 상면(231)과 와셔(37)를 접촉시켰을 때의 접촉 영역의 외경은 슬리브(23)의 외경보다도 작다. 이것에 의해, 보스부(33)의 하방의 주위에서의 설계의 자유도가 향상하여, 발전기(1b)의 소형화가 용이해진다.
또한, 회전부(3)가 하방으로 이동했을 경우에 있어서도, 빠짐방지부가 슬리브(23)와만 접촉한다. 그 때문에, 발전기(1b)의 파손이나 열화를 억제할 수 있다.
제 1 실시형태와 마찬가지로, 제 3 실시형태에서도, 슬리브 홀더(24)의 하부(241)는 원통형상으로 되어 있고, 슬리브(23)의 하면(232)보다도 하방으로 돌출한다. 스러스트 와셔(35a)는 하부(241)의 직경방향 내측에 위치한다. 이것에 의해, 스러스트 와셔(35a)가 하부(241)와 축방향으로 중첩되는 일이 없기 때문에, 발전기(1b)의 박형화가 실현된다.
또한, 발전기(1b)에 있어서도 와셔(37)는 생략할 수 있다. 발전기(1b)에 있어서도, 도 5에 도시하는 형상의 로터 홀더(32)가 채용되어도 좋다. 후술의 도 7 및 도 8에서도 마찬가지로, 도 5에 도시하는 형상의 로터 홀더(32)를 채용할 수 있다.
또한, 발전기(1b)에 있어서, 장착판(21)을 자성 재료로 형성하면, 로터 마그네트(34)와 장착판(21) 사이에 자기적 흡인력이 작용하여, 로터 마그네트(34)가 전기자(22)로부터 받는 상방으로 향하는 힘이 상쇄되어 버린다. 따라서, 발전기(1b)에서는, 장착판(21)은 비자성 재료로 형성되는 것이 특히 바람직하다.
도 6에 도시하는 구조에서는, 도 3에 도시하는 구조와 비교하여, 스러스트 베어링부와 빠짐방지부의 위치 관계가 상하 역전하고 있는 것을 파악할 수 있다. 따라서, 도 3 및 도 6의 구조는 슬리브(23)의 축방향 한쪽측에, 슬리브(23)의 한쪽의 단면에 접하는 스러스트 베어링부가 마련되고, 슬리브(23)의 축방향 다른쪽측에 슬리브(23)의 다른쪽의 단면과 대향하는 빠짐방지부가 마련된 것을 파악할 수 있다. 빠짐방지부는 슬리브(23)의 다른쪽의 단면으로부터 분리되어도 좋고, 접하여 있어도 좋다. 또한, 로터 마그네트(34)의 축방향에 있어서의 자기적 중심 위치는 전기자(22)의 축방향에 있어서의 자기적 중심 위치보다도 상기 한쪽측에 위치한다.
그리고, 슬리브(23)의 한쪽의 단면과 스러스트 베어링부의 접촉 영역의 외경은 슬리브(23)의 외경보다도 작게 되어 있다. 또한, 슬리브(23)의 다른쪽의 단면과 빠짐방지부를 접촉시켰을 때(최초부터 접촉하고 있는 경우를 포함함)의 접촉 영역의 외경은 슬리브(23)의 외경보다도 작게 되어 있다. 이것에 의해, 발전기의 소형화가 용이하게 실현된다. 스러스트 베어링부와 빠짐방지부를 슬리브(23)의 상하로 나눠서 마련할 수도 있다. 이것에 의해서도, 상하의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있어, 발전기의 소형화가 용이해진다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 여러가지 변형이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 발전기에 대해서, 외부의 회전 부재 등의 회전이 샤프트의 상부에 장착된 피니언 기어를 거쳐서 샤프트(31)로 전달된다. 그러나, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 샤프트(31)의 하방을 장착판(21)보다도 하측으로 돌출시켜, 샤프트(31)의 하방에 피니언 기어(5)를 마련하는 구조로 해도 좋다. 이 경우, 샤프트(31)의 하부로부터 발전기로 회전이 전달된다. 또한, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 샤프트의 상부의 단면이 보스부의 상면보다 하방측에 위치하고 있다.
슬리브(23)는 소결체가 아니어도 좋다. 슬리브(23)는 샤프트(31)와 원활하게 미끄럼 접촉할 수 있는 수지 등의 다른 재료로 형성된 것이어도 좋다.
또한, 샤프트(31)의 홈(312)의 폭을 크게 하고, 빠짐방지 와셔(36)를 슬리브(23)의 하면(232)에 부착해도 좋다. 또한, 빠짐방지 와셔(36)는 와셔형상이 아닌 부재로 빠짐방지부가 구성되어도 좋다. 예를 들면, 빠짐방지 와셔(36)는 C링이어도 좋다. 또한, 스러스트 와셔가 C링이어도 좋다.
로터 마그네트(34)와 로터 홀더(32)의 천판부(321)는 분리되어 배치되어도 좋다. 로터 마그네트(34)와 천판부(321) 사이에 비자성의 다른 부재가 개재되어도 좋다. 슬리브 홀더(24)와 장착판(21)은 하나로 연결된 부재이어도 좋다. 즉, 슬리브 홀더(24)의 하부(241)는 장착판(21)과 연속하는 상태로 장착판(21)에 고정되어도 좋다.
상기 각 실시형태에서 설명한 구조는 가능한 범위내에서 다른 실시형태에서 채용되어도 좋다.
본 발명은 휴대 전화나 여러가지 다른 휴대형 전자기기의 발전기로서 이용 가능하다.
1, 1a, 1b : 발전기 4 : 스러스트 베어링부
21 : 장착판 22 : 전기자
23 : 슬리브 24 : 슬리브 홀더
31 : 샤프트 32 : 로터 홀더
33 : 보스부 34 : 로터 마그네트
35 : 스러스트 와셔 36 : 빠짐방지 와셔
37 : 와셔 222 : 코일
223 : 티스 231 : (슬리브의) 상면
232 : (슬리브의) 하면 241 : (슬리브 홀더의) 하부
321 : 천판부 322 : 원통부
323 : (로터 홀더의 샤프트 근방의) 부위
324 : 단차 J1 : 중심축
M1, M2 : 자기적 중심 위치

Claims (10)

  1. 상하 방향으로 연장되는 중심축을 따라서 배치되는 샤프트와,
    상기 중심축을 중심으로 해서 상기 샤프트와 함께 회전하는 덮개를 갖는 원통형상의 로터 홀더와,
    상기 샤프트가 삽입되고, 상기 로터 홀더의 천판부의 하방에 위치하는 원통형상의 슬리브와,
    축방향의 위치가 상기 샤프트에 대하여 고정되고, 상기 슬리브의 상기 축방향의 한쪽측에 있어서 상기 슬리브의 한쪽의 단면에 접하는 스러스트 베어링부와,
    상기 샤프트에 장착되고, 상기 슬리브의 상기 축방향의 다른쪽측에 있어서 상기 슬리브의 다른쪽의 단면과 대향하는 빠짐방지부와,
    상기 로터 홀더의 원통부의 내측면에 배치된 로터 마그네트와,
    상기 로터 마그네트의 직경방향 내측에 배치된 전기자를 구비하며,
    상기 로터 마그네트의 상기 축방향에 있어서의 자기적 중심 위치가 상기 전기자의 상기 축방향에 있어서의 자기적 중심 위치보다도 상기 한쪽측에 위치하고,
    상기 슬리브의 상기 한쪽의 단면과 상기 스러스트 베어링부의 접촉 영역의 외경이 상기 슬리브의 외경보다도 작고,
    상기 슬리브의 상기 다른쪽의 단면과 상기 빠짐방지부를 접촉시켰을 때의 접촉 영역의 외경이 상기 슬리브의 외경보다도 작은
    발전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브가 삽입되는 원통형상의 슬리브 홀더를 더 구비하고,
    상기 슬리브 홀더의 하부가 상기 슬리브의 하면보다도 하방으로 돌출하며, 상기 스러스트 베어링부 및 상기 빠짐방지부중 한쪽이 상기 슬리브 홀더의 상기 하부의 직경방향 내측측에 위치하는
    발전기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브의 상측에 있어서 상기 샤프트에 고정되는 보스부를 더 구비하고,
    상기 로터 홀더가 상기 보스부에 고정되고,
    상기 슬리브의 상기 한쪽의 단면이 상기 슬리브의 상면이며,
    상기 스러스트 베어링부가 상기 보스부에 있어서의 상기 슬리브의 상기 상면에 대향하는 부위를 포함하는
    발전기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스러스트 베어링부가 상기 보스부와 상기 슬리브 사이에 배치되고, 수지로 형성된 미끄럼 접촉 부재를 더 구비하는
    발전기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로터 홀더가 상기 샤프트에 고정되고,
    상기 슬리브의 상기 한쪽의 단면이 상기 슬리브의 상면이며,
    상기 로터 홀더중 상기 샤프트 근방의 부위가 상기 슬리브의 상기 상면을 향해 절곡되고,
    상기 스러스트 베어링부가 상기 로터 홀더에 있어서의 상기 슬리브의 상기 상면에 대향하는 부위를 포함하는
    발전기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브의 상측에 있어서 상기 샤프트에 고정되는 보스부를 더 구비하고,
    상기 로터 홀더가 상기 보스부에 고정되며,
    상기 슬리브의 상기 다른쪽의 단면이 상기 슬리브의 상면이고,
    상기 빠짐방지부가 상기 보스부에 있어서의 상기 슬리브의 상기 상면에 대향하는 부위를 포함하는
    발전기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로터 마그네트의 상면이 상기 전기자의 티스의 선단의 상면보다도 상측에 위치하고, 상기 로터 마그네트의 하면이 상기 티스의 상기 선단의 하면보다 하측에 위치하는
    발전기.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브 홀더의 상기 하부가 고정되는, 비자성 재료로 형성된 장착판을 더 구비하는
    발전기.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로터 홀더의 상기 천판부의 외주부에, 상기 로터 마그네트의 상면을 향해 하방으로 절곡되는 단차가 형성되어 있고,
    상기 단차의 직경방향 외측에 있어서 상기 천판부와 상기 로터 마그네트의 상기 상면이 접촉하며,
    상기 단차의 직경방향 내측에 있어서 상기 천판부와 상기 로터 마그네트의 상기 상면이 이간하는
    발전기.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로터 홀더중 상기 샤프트 근방의 부위가 상기 슬리브의 상면에 가까워지도록 하방으로 절곡되고,
    상기 축방향에 있어서 상기 전기자의 코일의 상부가 상기 로터 홀더의 상기 샤프트 근방의 부위의 하단보다도 상측에 위치하는
    발전기.
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