JP5189615B2 - 磁石発電機 - Google Patents
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Description
図16〜図18において、1は椀状輪郭を成し、通気穴1aと内燃機関軸等に嵌合させるためのテーパボス1bを備えた回転子であるフライホイール、2はフライホイール1の筒状の内壁部に周方向に配置される複数個の磁石、3は磁石2の飛散防止を含む筒状の保護環、4は後述の積層鉄心8と発電コイル9の絶縁部材(樹脂)、5は積層鉄心8を締付固定するための取付穴、8は積層鉄心で、図18に示すように、複数枚の薄板鋼板(中板)6aと両側面に備えた単板(端板)7aと7bが複数のカシメ部材(例えば、リベット)104により、一体化されて形成されている。9は積層鉄心8に巻回された発電コイル、10は積層鉄心8と絶縁部材4および発電コイル9から構成される固定子であるステータ、20は発電コイル9と磁石発電機の電流を取り出すための出力リード線30との接続部である。
また、磁気回路を構成する前記積層鉄心の容積を削減して形成したスペースに嵌入された磁気回路とは無関係の放熱性向上部材を備え、この放熱性向上部材を、積層鉄心の片側面で発電コイル近傍まで拡大して設けたものである。
また、磁界回路を構成する鉄心(バックヨーク)は従来構造に比べて、若干少なくなるものの同一積層厚みの積層鉄心と比べて、鉄心温度が低く銅損(発電コイルの温度)も低減されるため、同等以上の発電(出力電流)能力を得ることができる等、発電効率や信頼性を大幅に向上させた磁石発電機を得ることができる。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1の磁石発電機における固定子部分を示すもので、図1(a)は、側面断面図、同(b)は平面断面図である。図1において、12aは、磁石発電機の固定子であって、後述の図2で詳述するように、磁界回路を構成する鉄心(薄板鋼板)6bの容積を削減して形成したスペースに放熱性向上部材(以下、単に放熱部材ともいう)31bを嵌め込み、両側面を単板7a、7bで閉塞して構成した積層鉄心に、冷却管32を貫通させ、更に冷却管32を発電コイル9付近まで自由に分配することで、固定子の積層鉄心自体の放熱性、冷却性を向上し、発電コイル9の温度上昇をも抑制したものである。また、冷却管32に固定子側に向けて複数(略、シャワーヘッド状)の穴を備えることで、従来の固定子において熱のこもりやすい出力整線部(発電コイルとリード線の
接続部)や、取付姿勢上、高温となる上方部の発電コイル9を積極的に冷却することも可
能となる。
め込み、従来と同様の単板(端板)7aと7bで閉塞して、積層鉄心80を形成する。
図3は磁石発電機の固定子12aが内燃機関等の回転軸101にフランジボルト102を用いて、締付(装着)されたときの状態を示す図である。
内燃機関内で循環される冷却水やエンジンオイルは、エンジンケースカバーやエンジンブロック202に構成された循環通路と冷却管32とを、(管圧入やシール部材を用いて)接続することで冷却管32に循環供給することができる。当然ながら、エンジンケースカバーはエンジン本体にガスケットなどでシールされているため、オイル循環通路と冷却管32の接続部よりオイル漏れが発生したとしても何の問題もない。また、冷却効果は冷却媒体の流量や冷却管の分配数、位置によりコントロール可能となる。冷却管32の材質は、放熱性・分配輪郭の加工性・非磁性(磁回路に影響を与えない)を考慮したものとなるため、本発明においてはアルミ材やステンレス材を用いた。冷却管と積層鉄心の固定(位置決め)は、圧入もしくは積層鉄心の両側面の単板(端板)付近でのコーキング等により可能となる。
左側に磁石発電機の発熱(鉄損+銅損)による飽和温度(℃)を、右側に発電コイルの出力電流(A)を示している。また、実線T1、G1は実施の形態1の温度特性および発電特性、破線T2、G2は従来装置の温度特性および発電特性をそれぞれ示している。
図から明らかなように、積層鉄心に備えた冷却構造(冷却管と放熱部材)により明らかな温度差(冷却効果による温度低減)が見られる。
また、同一積層厚みで磁界回路を構成する鉄心量が少ない(バックヨーク減=磁束通過面積が低下する)にも関わらず、温度(発熱)上昇が低減されているため、図4のとおり発電量も多くなっている。
図5はこの発明の実施の形態2の磁石発電機の固定子部分を示すもので、図5(a)は側面断面図、同(b)は、平面断面図である。
図5で示すこの発明の実施の形態2は、発電コイル9とフライホイール(図示せず)の底
部内側にクリアランスが十分になく、冷却管を発電コイル9側に分配できない場合の磁石発電機の固定子12bを示すものである。
この実施の形態2においては、積層鉄心の構成は実施の形態1と同様であるが、発電コイル9付近まで冷却管を分配するために、放熱部材に貫通穴を設けてある実施の形態1の放熱部材31bとは異なり、閉塞穴としている放熱部材31c内で折返された(あるいは放熱部材31c内に挿入された)冷却管33により、積層鉄心の放熱性、冷却性向上を実施したものである。
図6〜図9はこの発明の実施の形態3の磁石発電機の固定子部分を示すもので、図6(a)〜図9(a)は側面断面図、同(b)は、平面断面図である。
図6〜図9で示すこの発明の実施の形態3は、エンジンの構造上、あるいはレイアウト上、冷却管を設置できない場合の実施の形態を示すものである。
図10〜図13はこの発明の実施の形態4の磁石発電機の固定子部分を示すもので、図10(a)、図11(a)は側面断面図、同(b)は、平面断面図、図12、図13は冷却管の配置説明図である。
この発明の実施の形態4の磁石発電機は、従来の積層鉄心のままで冷却管のみ備えたものである。
図14はこの発明の実施の形態5の磁石発電機の固定子部分を示すもので、図14(a)は側面断面図、同(b)は、平面断面図である。
この発明の実施の形態5の磁石発電機は、レイアウトやスペース上の制約がない場合の一例を示すもので、図14に示すように、実施の形態5の固定子12cは、積層鉄心内に備えられた放熱部材31bと、積層鉄心を貫通し発電コイルを覆うよう(略、熊手状)に分配された冷却管34を備えたことを特徴とし、これによって、発電コイル9の発熱を抑制したものである。
図15はこの発明の実施の形態6を示すもので、この発明の磁石発電機に用いられる放熱部材の種々の形状例を示すものである。
前述したようにこの発明の磁石発電機に用いられる放熱部材は、鉄心部を削減してスペースを形成した薄板鋼板(中板)6bが積層されて形成されたスペースに放熱部材を嵌め込み、両側面を単板7a、7bで閉塞して積層鉄心に装着されているが、積層鉄心のカシメ後や凹凸積層による嵌合後の積層厚みのバラツキによっては、積層方向に凹凸隙間が発生するため、放熱部材の厚み寸法の設定が難しくなる。そこで、本発明では、放熱部材の形状により積層厚みの影響を著しく受けず、積層鉄心内に備えられる工夫がなされている。
図15(c)の放熱部材31gは、放熱部材の中央部に貫通穴もしくは気泡状の隙間を作っておき、積層荷重を印加した際、結合部の厚みに順応して隙間が円形から楕円形に変化することで高さが変わるようにしたものである。
逆に、図15(d)の放熱部材31hは、変形部位を両端面に設定した場合の事例を示すもので、両側端面の形状をねじ山状(ローレット目)に作っておき、積層荷重を印加した際、強度的に弱い頂部が変形することで結合部の厚みに順応して高さが変わるようにしたものである。
2 磁石
5 ボルト挿入穴
6a、6b 薄板鋼板(中板)
7a、7b 単板(端板)
8、80 積層鉄心
9 発電コイル
10a 固定子(冷却管を貫通させた積層鉄心)
10b 固定子(冷却管を積層厚み内で折り返した積層鉄心)
10c 固定子(冷却管を両側に配置させた積層鉄心)
10d 固定子(冷却管を表裏交互に分配した積層鉄心)
11a 固定子(放熱部材を端板間に備えた積層鉄心)
11b 固定子(放熱部材を中板間に備えた積層鉄心)
11c 固定子(放熱部材を片側寄りに備えた積層鉄心)
11d 固定子(放熱部材を片側寄りでステータ磁極(ポール)間に備えた積層鉄心)
12a 固定子(放熱部材を備え冷却管を貫通させた積層鉄心)
12b 固定子(放熱部材を備え冷却管を挿入させた積層鉄心)
12c 固定子(放熱部材を備え冷却管を巻きつけた積層鉄心)
31a、31b、31e〜31h、31J 放熱性向上部材
31A〜31D 放熱性向上部材
32〜34、35a、35b、36 冷却管
101 内燃機関等の回転軸
102 フランジボルト
103 取付ボルト
201、202 エンジンケースカバー(エンジンブロック)
Claims (9)
- 椀状の回転子であるフライホイールと、このフライホイールの筒状部内周面に設けられた複数個の磁石と、前記フライホイール内に前記磁石と対向して設置され、該磁石との電磁誘導作用により発電するための積層鉄心と該積層鉄心に巻回された発電コイルとを備えたステータである固定子、とを有する磁石発電機において、磁気回路を構成する前記積層鉄心の容積を削減して形成したスペースに嵌入された磁気回路とは無関係の放熱性向上部材を備え、この放熱性向上部材を、積層鉄心の端板間に設け、積層鉄心の厚みと同等の厚みを有するようにしたことを特徴とする磁石発電機。
- 椀状の回転子であるフライホイールと、このフライホイールの筒状部内周面に設けられた複数個の磁石と、前記フライホイール内に前記磁石と対向して設置され、該磁石との電磁誘導作用により発電するための積層鉄心と該積層鉄心に巻回された発電コイルとを備えたステータである固定子、とを有する磁石発電機において、磁気回路を構成する前記積層鉄心の容積を削減して形成したスペースに嵌入された磁気回路とは無関係の放熱性向上部材を備え、この放熱性向上部材を、積層鉄心の中板間内に設け、積層鉄心の厚みより少ない厚みとしたことを特徴とする磁石発電機。
- 椀状の回転子であるフライホイールと、このフライホイールの筒状部内周面に設けられた複数個の磁石と、前記フライホイール内に前記磁石と対向して設置され、該磁石との電磁誘導作用により発電するための積層鉄心と該積層鉄心に巻回された発電コイルとを備えたステータである固定子、とを有する磁石発電機において、磁気回路を構成する前記積層鉄心の容積を削減して形成したスペースに嵌入された磁気回路とは無関係の放熱性向上部材を備え、この放熱性向上部材を、積層鉄心の片側面で発電コイル近傍まで拡大して設けたことを特徴とする磁石発電機。
- 前記放熱性向上部材は、アルミ部材であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の磁石発電機。
- 前記放熱性向上部材に挿入もしくは貫通して設けられた冷却菅を備え、前記冷却管に冷却媒体を供給することによって、固定子の冷却性を向上させたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の磁石発電機。
- 前記積層鉄心に冷却管を貫通させ、該冷却管を発電コイル近傍まで分配したことを特徴
とする請求項4に記載の磁石発電機。 - 前記冷却管を、前記積層鉄心の積層厚み内で折り返したことを特徴とする請求項4に記載の磁石発電機。
- 前記冷却管を、前記積層鉄心の両側に配置したことを特徴とする請求項4に記載の磁石発電機。
- 前記冷却管を、固定子の各磁極間の表側と裏側を交互にS状に分配したことを特徴とする請求項4に記載の磁石発電機。
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Families Citing this family (12)
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---|---|---|---|---|
CN102244434B (zh) * | 2010-05-11 | 2016-04-06 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机组件 |
TWI540035B (zh) * | 2011-11-10 | 2016-07-01 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 模具裝置 |
US9748821B2 (en) * | 2012-02-20 | 2017-08-29 | Tm4 Inc. | Modular cooling arrangement for electric machine |
TWI484735B (zh) * | 2012-11-09 | 2015-05-11 | Cheng Chang Machinery Electric Co Ltd | 直驅式馬達冷卻結構 |
TWI472129B (zh) * | 2012-11-21 | 2015-02-01 | Ind Tech Res Inst | 定子結構 |
TWI488409B (zh) * | 2012-11-21 | 2015-06-11 | Ind Tech Res Inst | 定子模組及其磁力產生構件 |
EP2852030A1 (de) * | 2013-09-20 | 2015-03-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlvorrichtung für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine umfassend eine Kühlvorrichtung |
JP2018528748A (ja) * | 2015-08-19 | 2018-09-27 | ティーエム4・インコーポレーテッド | 電気機械のための鋳造冷却装置 |
DE102017205729B4 (de) * | 2017-04-04 | 2022-03-03 | Efficient Energy Gmbh | Stator für einen Elektromotor mit Kühlrohr |
FI128225B (en) * | 2018-03-20 | 2020-01-15 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Stator for electric machine and electric machine |
CN108988396B (zh) * | 2018-07-14 | 2022-01-28 | 许昌学院 | 一种虚拟同步发电机 |
WO2024034408A1 (en) * | 2022-08-11 | 2024-02-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Heat exchangers for electric machines and related methods of operation |
Family Cites Families (11)
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---|---|---|---|---|
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JP2002153034A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-24 | Sanshin Ind Co Ltd | 船外機における発電装置 |
JP3671398B2 (ja) | 2002-05-16 | 2005-07-13 | 三菱電機株式会社 | 磁石発電機 |
US6819016B2 (en) | 2002-07-18 | 2004-11-16 | Tm4 Inc. | Liquid cooling arrangement for electric machines |
JP2004135382A (ja) | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Denso Corp | 磁石式発電機 |
JP2004274907A (ja) | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Kokusan Denki Co Ltd | カバー付き磁石発電機 |
JP2005130587A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Nissan Motor Co Ltd | 複軸多層モータのステータコア支持構造 |
JP3816492B2 (ja) * | 2004-01-06 | 2006-08-30 | 三菱電機株式会社 | 磁石発電機 |
JP4236054B2 (ja) * | 2005-09-12 | 2009-03-11 | 三菱電機株式会社 | 磁石発電機 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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