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Title:
GENERATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/101786
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a generator, the output of which is improved by rotating a stator in the direction opposite to the rotating direction of a rotor. A stator (60) is borne concentrically rotatably through at least two front cover bearings (41) and rear cover bearings (57) on a main shaft (10), which is rotated by an external force while fixing a rotor (20). A pinion gear (43) is arranged between a main gear (25) fixed on the main shaft and an inner ring gear (32) having a fixed relation to the stator, so that the stator is reversely rotated, when the main shaft rotates forward, by the pinion gear and the inner ring gear (32). Two slip rings (4a and 4b) are made concentric to a rear cover (71) made rotatable together with the stator, and the output circuits (6a, 6b and 6c) of a stator coil (5) are connected with the slip rings (4a and 4b) through a rectifying circuit (62). A rear base member (55), which is made immovable with respect to a base (50), is equipped with slip ring brushes (7a and 7b) to contact with the slip rings, and the output is extracted from the slip ring brushes.

Inventors:
SORIDA, Koji (19-18, Misasakitamachi Nishi-ku, Hiroshima-sh, Hiroshima 06, 73300, JP)
Application Number:
JP2009/000502
Publication Date:
August 20, 2009
Filing Date:
February 09, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SORIDA, Koji (19-18, Misasakitamachi Nishi-ku, Hiroshima-sh, Hiroshima 06, 73300, JP)
International Classes:
H02K19/16; H02K7/18
Foreign References:
JPS6115548A
JPH01286750A
JPH0421175U
Attorney, Agent or Firm:
FURUTA, Takehiro et al. (6-7-701, Hatchobori Naka-ku,Hiroshima-sh, Hiroshima 13, 73000, JP)
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Claims:
 外力によって回転する主軸の中間部分にローターコイルを有する円筒状ローターを嵌装固定し、ローターの前側の主軸には前カバー用軸受を配して前カバーを嵌装し、前カバーの後面外周に設けられた段部に前外筒の前端を嵌合固定し、前外筒の後側には略円筒状をしたステーターコア部,後外筒,後外筒嵌合用段部付後カバーが順次配置され、前カバーの外周から挿込んだ長ボルトを後カバーに通して締付ナットを締付け、前カバー,前外筒,ステーターコア部,後外筒,後カバーを一体化し、後カバーの後側に配置した後基材には前方に向かう筒部を突設し、後カバーの中心に挿入された筒部は,後カバーを回動可能に支持し、ステーターは,ローターの外周に僅かな隙間を介して配置し、主軸に固定した主歯車と,前記ステーターに対して固定関係にあるリングギヤとの間に,中心軸位置不動のピニオン歯車を挿入配置し、前記主軸が正転したとき前記ピニオン歯車及びインナーリングギヤによってステーターが逆転する如く構成し、前記ステーターと共に回転する後カバーに同心状に2個のスリップ環を設けると共に,ステーターコイルの出力回路を整流回路を介して前記スリップ環に接続し、基台に対して位置不動の後基材に前記スリップ環に接触するスリップ環用ブラシを設け,前記スリップ環用ブラシから出力することを特徴とする発電機。
 外力によって回転する主軸の中間部分にローターコイルを有する円筒状ローターを嵌装固定し、ローター後側の主軸に設置した2個のスリップリングにローターコイルの導線の両端をそれぞれ接続し、スリップリングには,整流回路に接続されたブラシが摺接し、ローターの前側の主軸には前カバー用軸受を配して前カバーが嵌装され、前カバーの前面には,同心にインナーリングギヤが固定され、前カバー用軸受の前側の主軸には,主歯車が嵌合固定され、主歯車とインナーリングギヤとは同一平面上に位置し、主歯車の前側の主軸は基台に立設した前基材に枢支され、前基材に枢支されたピニオン軸の後端には、主歯車とインナーリングギヤの両者に噛合うピニオン歯車が嵌合固定され、前カバーの後面外周に設けられた段部に前外筒の前端が嵌合固定され、前外筒の後側には略円筒状をしたステーターコア部,後外筒,後外筒嵌合用段部付後カバーが順次配置され、前カバーの外周から挿込んだ長ボルトを後カバーに通して締付ナットを締付け、前カバー,前外筒,ステーターコア部,後外筒,後カバーを一体化し、後カバーの後側に配置した後基材には前方に向かう筒部を突設し、後カバーの中心に挿入された筒部は,後カバーを回動可能に支持し、ステーターは,ローターの外周に僅かな隙間を介して配置し、ステーターの後方に位置する後外筒の内周面に,円環状の中間壁を設け、中間壁に前記整流回路を取付け、主軸の後部は中間壁と筒部とに接触することなく貫通して,基台に立設した後基材にて枢支され、後カバーの後面には,筒部と同心に大小二つのスリップ環を設け、そのスリップ環に整流回路の出力側を接続し、このスリップ環に後基材に設けたスリップ環用ブラシを摺接させ、ステーターコイルで発生した電力を出力回路を経て整流回路,整流回路の出力側,スリップ環,スリップ環用ブラシを介して出力することを特徴とする発電機。
Description:
発電機

 本発明は、自動車等に用いられる小型の 電機に関するものである。

 自動車には、バッテリー充電用および電 用として小型の発電機が搭載されている。 の発電機は、エンジン等からの外力によっ 回転するローターと、このローターを囲む うにして固定状態で設けられたステーター で構成されている。

 従来の発電機は、ローターのみを回転さ て発電するので、発電効率に改善の余地が る。そこで、本発明は、ローターの回転方 とは逆方向にステーターを回転させること より、発電機の出力向上を図ることを課題 するものである。

 用語の定義:枢支とは軸受を配して回転自 在に軸支されている状態をいう。

 図1乃至図7を参考にして説明する。第1の 明に係る発電機は、外力によって回転する 軸10の中間部分にローターコイル1を有する 筒状ローター20を嵌装固定し、ローター20の 前側の主軸10には前カバー用軸受41を配して カバー40を嵌装し、前カバー40の後面外周に けた段部40aに前外筒31の前端が嵌合固定さ 、前外筒31の後側には略円筒状をしたステー ターコア部61,後外筒70,後外筒嵌合用段部付後 カバー71が順次配置され、前カバー40の外周 ら挿込んだ長ボルト73を後カバー71に通して 付ナット73aを締付け、前カバー40,前外筒31, テーターコア部61、後外筒70,後カバー71を一 体化し、後カバー71の後側に配置した後基材5 5に前方に向かう筒部56を突設し、後カバー71 中心に挿入された筒部56は,後カバー71を回 可能に支持し、主軸10に固定した主歯車25と 前記ステーター60に対して固定関係にある ングギヤ32との間に、中心軸位置不動のピニ オン歯車43を挿入配置し、前記主軸10が正転 たとき前記ピニオン歯車43及びインナーリン グギヤ32によってステーター60が逆転する如 構成し、前記ステーター60と共に回転する後 カバー71に同心状に2個のスリップ環4a,4bを設 ると共に、ステーターコイル5の出力回路6a, 6b,6cを整流回路62を介して前記スリップ環4a,4b に接続している。さらに、基台50に対して位 不動の後基材55に前記スリップ環4a,4bに接触 するスリップ環用ブラシ7a,7bを設け、前記ス ップ環用ブラシ7a,7bから出力することを特 とするものである。

 第2の発明に係る発電機は、外力によって 回転する主軸10の中間部分にローターコイル1 を有する円筒状ローター20を嵌装固定し、ロ ター20後側の主軸10に設置した2個のスリッ リング2a,2bにローターコイル1の導線の両端1a ,1bをそれぞれ接続し、スリップリング2a,2bに ,整流回路62に接続されたブラシ3a,3bが摺接 、ローター20の前側の主軸10には前カバー用 受41を配して前カバー40が嵌装され、前カバ ー40の前面には,同心にインナーリングギヤ32 固定され、前カバー用軸受41の前側の主軸10 には,主歯車25が嵌合固定され、主歯車25とイ ナーリングギヤ32とは同一平面上に位置し 主歯車25の前側の主軸10は基台50に立設した 基材51に枢支され、前基材51に枢支されたピ オン軸42の後端には,主歯車25とインナーリ グギヤ32の両者に噛合うピニオン歯車42が嵌 固定され、前カバー40の後面外周に設けら た段部40aに前外筒31の前端が嵌合固定され、 前外筒31の後側には略円筒状をしたステータ コア部61,後外筒70,後外筒嵌合用段部付後カ ー71が順次配置され、前カバー40の外周から 挿込んだ長ボルト73を後カバー71に通して締 ナット73aを締付け、前カバー40,前外筒31,ス ーターコア部61、後外筒70,後カバー71を一体 し、後カバー71の後側に配置した後基材55に 前方に向かう筒部56を突設し、後カバー71の 心に挿入された筒部56は,後カバー71を回動可 能に支持し、ステーター60は,ローター20の外 に僅かな隙間63を介して配置し、ステータ 60の後方に位置する後外筒70の内周面に,円環 状の中間壁65を設け、中間壁65に整流回路62を 取付け、主軸10の後部は中間壁65と筒部56とに 接触することなく貫通して,基台50に立設した 後基材55にて枢支され、後カバー71の後面に ,筒部56と同心に大小二つのスリップ環4a,4bを 設け、そのスリップ環4a,4bに整流回路の出力 8a,8bを接続し、このスリップ環4a,4bに後基材 55に設けたスリップ環用ブラシ7a,7bを摺接さ 、ステーターコイルで発生した電力を出力 路6a,6b,6cを経て整流回路62,整流回路の主力側 8a,8b,スリップ環4a,4b,スリップ環用ブラシ7a,7b, を介して出力することを特徴とするものであ る。

 上記構成とした本発明に係る発電機は、 軸10が外力(例えばエンジン)によって正回転 すると、それと共に主歯車25が正回転し、そ 正回転がピニオン歯車43及びインナーリン ギヤ32によって逆転し、ステーター60を逆回 させる。従って、ローター20の回転数を上 させることなく、ステーター60に対するロー ター20の回転数が実質的に上昇させることが きる。その結果、ステーター20からの出力 向上し、従来技術のようにステーターを固 した場合と比較して、大きな電力を効率的 得ることができる。

本発明の実施形態に係る発電機を示す 部切欠縦断正面図、図2のX-X断面図である。 図1の略R-R視側面図である。 図1のP-Q範囲の略S-S視図である。 図1のP-Q範囲の略T-T視図である。 図1のP-Q範囲の略U-U視図である。 図1の略W-W視図である。 図1に示す発電機の結線図である。

符号の説明

 1      ローターコイル
 1a,1b  ローターコイルの両端
 2a,2b  スリップリング
 3a,3b  スリップリング用ブラシ
 4a,4b  スリップ環
 5a,5b,5c ステーターコイル
 6a,6b,6c ステーターコイルの出力回路
 7a,7b  スリップ環用ブラシ
 8a,8b  整流回路の出力側
 9      発電機
 10     主軸
 10a    ギザギザ凸条
 11     プーリー
 11a    プーリー用キー
 20     ローター
 25     主歯車
 25a    主歯車用キー
 31     前外筒
 32     リングギヤ
 40     前カバー
 40a    前カバーの段部
 41     前カバーの用軸受
 42     ピニオン軸
 43     ピニオン歯車
 43a    ピニオン歯車用キー
 50     基台
 51     前基材
 52     前基材用軸受
 55     後基材
 56     筒部
 57     後カバー用軸受
 58     後基材用軸受
 60     ステーター
 61     ステーターコア部
 62     整流回路
 63     隙間
 65     中間壁
 70     後外筒
 71     後カバー
 73     長ボルト
 73a    締付ナット
 80     ダイオード
 81     バッテリー
 82     電装品

 本発明の実施形態に係る発電機を、自動 用三相交流発電機を例にして説明する。こ 発電機9は、主軸10の中間部分に、ローター イル1を有する略厚肉円筒状のローター20を ザギザ状凸条を配して嵌装固定している。

 また、主軸10のローター20後側には、2個 スリップリング2a,2bを設置し、ローターコイ ル1の導線の両端1a,1bをそれぞれ接続するよう にしている。スリップリング2a,2bには、整流 路62に接続されたブラシ3a,3bが摺接しており 、ローターコイル1に励磁電流を流して、ロ ターコアにN極とS極を形成する。

 ローター20の前側の主軸10には前カバー用 軸受41を配して前カバー40が嵌装されている 前カバー40の前面には、同心にインナーリン グギヤ32が固定されている。

 前カバー用軸受41の前側の主軸10は、主歯 車用キー25aを配して主歯車25が嵌合固定され 主歯車25とインナーリングギヤ32とは同心で 同一平面上に位置している。

 主歯車25の前側の主軸10は、前基材用軸受 52を配して前基材51に枢支されている。

 前基材51にピニオン軸用軸受44を配して枢 支されたピニオン軸42の後端には、ピニオン 車用キー43aを配してピニオン歯車42が嵌合 定されている。ピニオン歯車42は、主歯車25 インナーリングギヤ32の両者に噛合ってい 。

 前カバー40の後面外周に設けられた段部40 aに前外筒31の前端が嵌合固定している。前外 筒31の後側には、略円筒状をしたステーター ア部61,後外筒70,後外筒嵌合用段部付後カバ 71が順次配置され前カバー40の外周から後方 に向け挿込んだ長ボルト73を後カバー71に通 、締付ナット73aを締付けることによって、 カバー40,前外筒31,ステーターコア部61、後外 筒70,後カバー71を一体化するようになってい 。後カバー71の後側に配置した後基材55には 前方に向かう筒部56が突設してあり、後カバ 71の中心に挿入された筒部56は、後カバー用 軸受57を介して後カバー71を回動可能に支持 ている。

 ステーター60は、Y結線のステーターコイ 5a,5b,5cを有し、ローター20の外周に僅かな隙 間63を介して配置してある。このステーター6 0とローター20とで、発電機の心臓部を形成し ている。

 ステーター60の後方に位置する後外筒70の 内周面には、円環状の中間壁65を設け、中間 65に整流回路62を取付けている。主軸10の後 は、中間壁65と筒部56とに接触することなく 貫通し、後基材55に、後基材用軸受58を介し 枢支されている。

 後カバー71の後面には、筒部56と同心に大 小二つのスリップ環4a,4bを設け、そのスリッ 環4a,4bに、整流回路の出力側8a,8bを接続して いる。また、このスリップ環4a,4bにはスリッ 環用ブラシ7a、7bを摺接させて、ステーター コイル5a,5b,5cで発生した電力を出力回路6a,6b,6 cを経てダイオード80を有する整流回路62を介 て出力し、バッテリー81や電装品82に供給し ている。前基材51と後基材55はいずれも基台 50に立設している。

 本実施形態に係る発電機においては、エ ジンの外力によって、プーリー11を介して 軸10を回転させると、ローター20が正転する 共に、前外筒31、後外筒70、前カバー40、後 バー71が逆方向に回転する。これにより、 外筒31と後外筒70に固定されているステータ 60を回転させて、ステーターコイル5a,5b,5cに 電流を発生させ、その電流を、スリップ環用 ブラシ7a,7bから取出す。

 この際、ローター20のみでなく、ステー ー60も同時に、かつ逆方向に回転するので、 ローター20のステーター60に対する回転数が 幅に増加する。そのため、この回転するス ーター60に、従来の固定型ステーターと比較 して、大きな電力を効率的に発生させること ができる。

 なお、電力を効率的に発生させることが きるため、従来技術より低速回転で同等の 力をえることができ、省エネルギーに貢献 ることもできる。例えば、従来の発電機で 所定量の電力を得るためにローター20を1200 転させる必要があったが、上記実施形態に る発電機では700回転程度で足りる。

 本発明に係る発電機は、各部材同士を組 立てた後、それらを組付けて構成すること できる。また、上記実施形態では、三つの ニオン歯車43を使用しているが、本発明は れに限定されず、三つ以外のピニオン歯車43 を使用することができる。さらに、本発明の 自家発電式の発電機として他の物にも適用す ることができる。

 本発明は、自動車走行用電池専用充電発 機として利用出来る。大型風力発電から家 用風力発電に利用出来る。家庭用風力発電 翼を円同型などでコンパクト化することが 来る。また、工業用から家庭用発電及び非 用発電として利用出来る。