JP2935144B2 - Power generator - Google Patents
Power generatorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は燃料の燃焼エネルギーに
より発電する発電装置に関し、特に大型車両用エンジン
における発電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generator for generating power by the combustion energy of fuel, and more particularly to a power generator for a large vehicle engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両用の発電装置は従前より、エンジン
トルクにより駆動されて発電する、いわゆるオルタネー
タが使用され、この発電出力をバッテリに蓄えて車載の
各種の電気機器に給電が行われている。2. Description of the Related Art A so-called alternator, which is driven by an engine torque and generates electric power, is conventionally used as a power generating device for a vehicle, and the generated output is stored in a battery to supply power to various electric devices mounted on the vehicle. .
【0003】一方、排気エネルギーを回収してエンジン
への過給気圧を増大させるターボチャージャが広く利用
され、このターボチャージャの回転軸に回転電機(TC
G)を取付け、エンジンの運転状態に応じて、回転電機
を電動または発電させる試みが種々なされている。On the other hand, a turbocharger for recovering exhaust energy and increasing a supercharging pressure to an engine is widely used, and a rotating electric machine (TC) is mounted on a rotating shaft of the turbocharger.
G) is mounted, and various attempts have been made to electrically or electrically generate the rotating electric machine according to the operating state of the engine.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで大型エンジン
は主としてトラックに用いられているが、電気エネルギ
ーにより駆動される機器類の増加のために、現在ではオ
ルタネータからの電力では賄いきれないという問題が生
じており、また、上述の回転電機付ターボチャージャを
取付けたエンジンでは、長い登坂路などで電動駆動の回
転電機による過給作動の助勢が続くと、駆動用の電力が
不足して十分な過給圧が得られず、このため登坂力が不
足するという欠点がある。By the way, large engines are mainly used for trucks. However, due to the increase in equipment driven by electric energy, there is a problem that electric power from the alternator cannot be used at present. In addition, in an engine equipped with the turbocharger with a rotating electric machine described above, if the assisting of the supercharging operation by the electric driven rotating electric machine continues on a long uphill road, etc. There is a drawback that no pressure can be obtained and the climbing power is insufficient.
【0005】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は大型エンジンを備えた車両の電
力の需要量を補えるような発電装置を提供することにあ
る。[0005] The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a power generator capable of supplementing the power demand of a vehicle having a large engine.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上述の発明の目的を達成
するために、本発明によれば、エンジンのフライホイー
ル外周に設けた磁性体からなる複数の凸歯を有する歯付
リングと、該歯付リングに近接して配置され凸歯に対応
する磁極を備えた永久磁石・該磁極間に巻回された発電
コイルを有すると共に、バッテリからの電力により発電
コイルを通過する磁束を変化せしめる磁界制御コイルを
備えたステータと、前記フライホイールの回転に基づく
凸歯の移動にて生じる磁気変化により発電する発電コイ
ルの出力をバッテリの充電用に変換する変換機構と、前
記歯付リング近傍に付着する鉄粉を除去する鉄粉除去機
構と、を備えたことを特徴とする発電装置が提供され
る。According to the present invention, there is provided a toothed ring having a plurality of convex teeth made of a magnetic material provided on an outer periphery of a flywheel of an engine. A permanent magnet which is disposed close to the toothed ring and has magnetic poles corresponding to the convex teeth; a magnetic field having a power generating coil wound between the magnetic poles and changing magnetic flux passing through the power generating coil by electric power from a battery A stator having a control coil, a conversion mechanism for converting the output of a power generating coil for generating power by magnetic change caused by movement of the convex teeth based on the rotation of the flywheel for charging a battery, and adhering near the toothed ring A power generating device comprising: an iron powder removing mechanism that removes iron powder that is generated.
【0007】[0007]
【実施例】つぎに本発明の実施例について説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described.
【0008】図1は本発明にかかる発電装置の一実施例
を示す構成ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the power generating apparatus according to the present invention.
【0009】同図において、1は図示していない大型エ
ンジンに取り付けられたフライホイールで、クランク軸
11により支持されており、該フライホイール1の外周
縁には積層された珪素鋼板からなる歯付リング2が全周
に取り付けられている。なお、該歯付リング2は等間隔
に凸歯が形成された複数個の葉板を重ね合わせて連結
し、輪体に形成されたものが溶接などの方法で固着され
ている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a flywheel attached to a large engine (not shown), which is supported by a crankshaft 11. The flywheel 1 has a toothed surface made of laminated silicon steel plates on its outer peripheral edge. A ring 2 is attached all around. The toothed ring 2 is formed by connecting a plurality of leaf plates each having convex teeth formed at equal intervals on each other and connecting them, and a ring formed on the ring body is fixed by welding or the like.
【0010】3はステータで、フライホイールハウジン
グの内壁に固定されて歯付リング2に対応するものであ
り、ヨーク31、永久磁石32、発電コイル33、磁界
制御コイル34などを有している。そして、輪体のヨー
ク31の内面には歯付リング2の凸歯と同じピッチにて
永久磁石32が取付けられ、その着磁はラジアル方向に
強い磁束を生ずるように着磁されるが、互いに隣接する
永久磁石とは逆向きになされている。なお、図示のN,
Sは磁石の磁極性、矢印の曲線は磁力線の方向を示すも
のである。Reference numeral 3 denotes a stator which is fixed to the inner wall of the flywheel housing and corresponds to the toothed ring 2, and has a yoke 31, a permanent magnet 32, a power generation coil 33, a magnetic field control coil 34, and the like. Permanent magnets 32 are attached to the inner surface of the yoke 31 of the ring at the same pitch as the convex teeth of the toothed ring 2, and the magnets are magnetized so as to generate a strong magnetic flux in the radial direction. It is oriented in the opposite direction to the adjacent permanent magnet. Note that N,
S indicates the magnetic polarity of the magnet, and the curve of the arrow indicates the direction of the line of magnetic force.
【0011】発電コイル33および磁界制御コイル34
は、各永久磁石32の間のヨーク31にそれぞれ巻回さ
れ、所定数のコイル毎に直列接続されてリード線が引出
され、この発電コイル33からのリード線はレギュレー
タ4に、磁界制御コイル34からのリード線は磁化制御
器5にそれぞれ接続されている。The power generation coil 33 and the magnetic field control coil 34
Are wound around the yoke 31 between the permanent magnets 32, respectively, are connected in series for every predetermined number of coils, and lead wires are drawn out. The lead wire from the power generation coil 33 is supplied to the regulator 4 and the magnetic field control coil 34. Are connected to the magnetization controller 5, respectively.
【0012】なお、21は鉄粉除去磁石で、フライホイ
ールの近くにはクラッチ機構があるため鉄粉が多いの
で、鉄粉を除去するものであり、複数個の鉄粉除去磁石
21が図示のAに示すように歯付リング2の凸歯を挟ん
で取付けられている。Reference numeral 21 denotes an iron powder removing magnet, which removes iron powder since there is a large amount of iron powder due to the presence of a clutch mechanism near the flywheel. As shown in A, it is attached with the convex teeth of the toothed ring 2 interposed therebetween.
【0013】レギュレータ4は歯付リング2の回転によ
り生ずる発電コイル33からの交流電力をバッテリ6の
充電電力に変換するものであり、例えば整流回路、電圧
制御回路などを備え、後述するコントローラからの指令
により所定電圧に変換した直流電力をバッテリ6に供給
する。The regulator 4 converts AC power generated by the rotation of the toothed ring 2 from the power generating coil 33 into charging power for the battery 6, and includes, for example, a rectifier circuit and a voltage control circuit. The DC power converted to a predetermined voltage according to the command is supplied to the battery 6.
【0014】磁化制御器5はバッテリ6から電力を受け
て磁界制御コイル34に通電し、歯付リング2の回転に
より生ずる発電コイル33の磁束を制御するもので、こ
の制御はコントローラ9からの指令により実施される。The magnetization controller 5 receives electric power from the battery 6 and supplies electricity to the magnetic field control coil 34 to control the magnetic flux of the power generation coil 33 generated by the rotation of the toothed ring 2. It is implemented by.
【0015】7はターボチャージャであり、エンジンの
排気エネルギーにより駆動されるタービン71と、該タ
ービントルクにより回転駆動されてエンジンに過給気を
圧送するコンプレッサ72とを備え、さらに回転軸には
電動−発電機となる回転電機(TCG)73が取付けら
れている。Reference numeral 7 denotes a turbocharger, which includes a turbine 71 driven by the exhaust energy of the engine, a compressor 72 driven to rotate by the turbine torque to pump the supercharged air to the engine, and further has an electric motor on the rotating shaft. -A rotating electrical machine (TCG) 73 serving as a generator is mounted.
【0016】そして、車両の登坂時などエンジンが低速
で高負荷時には、タービントルクによるコンプレッサ7
2の圧気作動が高負荷に対応するブースト圧に到達しな
いため、バッテリ6を電源とするインバータ8からの交
流電力を回転電機7に供給して電動駆動を行い、そのト
ルクによってコンプレッサ72の圧気作動を助勢して過
給圧を高め、エンジンへのブースト圧を増大させるよう
に構成されている。When the engine is running at a low speed and under a high load, such as when the vehicle is climbing a hill, the compressor 7 is driven by the turbine torque.
2 does not reach the boost pressure corresponding to the high load, the AC power from the inverter 8 using the battery 6 as the power supply is supplied to the rotating electric machine 7 to perform the electric drive, and the torque of the electric operation of the compressor 72 is used. To boost the boost pressure and increase the boost pressure to the engine.
【0017】コントローラ9はマイクロコンピュータか
らなり、演算処理を行うCPU、演算処理手順や制御手
順などを格納する各種メモリ、入/出力ポートなどを備
えており、バッテリ6の蓄電量やエンジンへのブースト
圧などの値が入力されると、レギュレータ4や磁化制御
器5、インバータ8にそれぞれ適切な指令が発せられる
ように構成されている。The controller 9 is composed of a microcomputer and includes a CPU for performing arithmetic processing, various memories for storing arithmetic processing procedures and control procedures, input / output ports, and the like. When a value such as pressure is input, an appropriate command is issued to each of the regulator 4, the magnetization controller 5, and the inverter 8.
【0018】つぎにこのように構成された本実施例の作
動について説明する。Next, the operation of the embodiment constructed as described above will be described.
【0019】エンジンが運転され、ピストンの上下運動
に応ずるクランク軸の回転にしたがいフライホイール1
が駆動されると、その外周に取付けられた歯付リング2
も回転駆動され、その外周に設けられた凸歯がステータ
3の磁極の近傍を順次に移動することになる。このため
永久磁石32の磁極から隣接する永久磁石の磁極に至る
クランク軸方向の磁束は、磁極と歯付リングの凸歯との
位置が一致すると、磁気抵抗が減じてヨーク31の内部
を通ずる磁束数が大となり、また永久磁石の磁極と凸歯
間の凹部との位置が一致すると磁気抵抗が大となってヨ
ークの磁束数が減ずる。そして、このような磁束の変化
に応じ巻回された発電コイル33に起電力が生じ、これ
が直列接続されて複数倍の電圧の交番電流となってレギ
ュレータ4に送電される。When the engine is operated, the flywheel 1 is driven in accordance with the rotation of the crankshaft corresponding to the vertical movement of the piston.
Is driven, the toothed ring 2
Are also driven to rotate, and the convex teeth provided on the outer periphery thereof sequentially move near the magnetic poles of the stator 3. Therefore, the magnetic flux in the crankshaft direction from the magnetic pole of the permanent magnet 32 to the magnetic pole of the adjacent permanent magnet, when the position of the magnetic pole coincides with the convex tooth of the toothed ring, the magnetic resistance decreases and the magnetic flux passing through the inside of the yoke 31 When the number increases and the position of the magnetic pole of the permanent magnet coincides with the position of the concave portion between the convex teeth, the magnetic resistance increases and the number of magnetic fluxes in the yoke decreases. Then, an electromotive force is generated in the wound power generating coil 33 in accordance with such a change in the magnetic flux, and the electromotive force is connected in series to generate an alternating current having a multiple voltage, which is transmitted to the regulator 4.
【0020】交番電流が供給されたレギュレータ4では
コントローラ9からの指令により、整流後、所定電圧の
直流電力に変換してバッテリ6に通電し、バッテリの充
電が行われることになる。In the regulator 4 to which the alternating current is supplied, after being rectified by a command from the controller 9, the rectified DC power is converted into DC power of a predetermined voltage, the battery 6 is energized, and the battery is charged.
【0021】この場合、例えば車両が長い登坂路を走行
中でバッテリ6を電源としてインバータ8を介し回転電
機73を電動駆動して過給作動を助勢しているときは、
レギュレータ4からの直流出力をバッテリ6からの電力
とともにインバータ8に供給し、回転電機73の駆動電
力を強め、長い坂道を登りきるまで継続させることにな
る。In this case, for example, when the vehicle is traveling on a long uphill road and the battery 6 is used as a power source to electrically drive the rotating electric machine 73 via the inverter 8 to assist the supercharging operation,
The DC output from the regulator 4 is supplied to the inverter 8 together with the electric power from the battery 6, so that the driving electric power of the rotating electric machine 73 is increased and the electric power is continued until the electric motor reaches a long hill.
【0022】なお、このような発電コイル33からの発
電出力を回転電機73の駆動に用いる場合は、コントロ
ーラ9は磁化制御器5に指令を発し、磁界制御コイル3
4の通電制御を行って磁束密度を上昇させ、発電コイル
33の発電効率を上昇させる。When the power output from the power generation coil 33 is used for driving the rotating electric machine 73, the controller 9 issues a command to the magnetization controller 5 and the magnetic field control coil 3
The energization control of 4 is performed to increase the magnetic flux density, and the power generation efficiency of the power generation coil 33 is increased.
【0023】一方、本実施例のようにフライホイールの
ハウジング内に発電用の機構を備えたものでは、摩擦ク
ラッチなどが近接しているため、クラッチの摩擦による
鉄粉が飛散し、磁気回路に付着してその機能が劣化する
ことがある。したがって、本実施例では歯付リングなど
の近傍の所定場所に鉄粉除去磁石21を取付け、これに
鉄粉を吸着させて磁気回路への付着を防止する。なお、
この鉄粉除去磁石の代りに、U字形鉄心にコイルを巻回
し、エンジンのアイドリング時などにバッテリ6から通
電して鉄粉を吸着させて取除いてもよい。On the other hand, in the case where the power generation mechanism is provided in the flywheel housing as in this embodiment, since the friction clutch and the like are close to each other, iron powder is scattered due to the friction of the clutch, and the iron powder is scattered in the magnetic circuit. The function may be deteriorated due to adhesion. Therefore, in the present embodiment, the iron powder removing magnet 21 is attached to a predetermined location near the toothed ring or the like, and the iron powder is attracted to this magnet to prevent the magnet powder from adhering to the magnetic circuit. In addition,
Instead of the iron powder removing magnet, a coil may be wound around a U-shaped iron core, and when the engine is idling, electricity may be supplied from the battery 6 to adsorb and remove the iron powder.
【0024】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で例えば、本実施例では
歯付リングの外方に設けたステータを歯付リングの側方
に配置したり、または前述の個々の永久磁石の代りに磁
石素材からなる歯付ヨークの凸歯部分を着磁によって磁
極を構成するように、種々の変形や応用が可能であり、
これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するもので
はない。Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiment, within the scope of the present invention, for example, in this embodiment, the stator provided outside the toothed ring is arranged on the side of the toothed ring. Various modifications and applications are possible such that the magnetic poles are formed by magnetizing the convex teeth of the toothed yoke made of a magnet material instead of the individual permanent magnets described above,
These modifications and applications are not excluded from the scope of the present invention.
【0025】[0025]
【発明の効果】上述の実施例にて説明したように本発明
によれば、大型エンジンのフライホイールの外周に設け
た歯付リングや対応する発電コイルなどの発電機構によ
り、オルタネータの発電出力を補うように構成したの
で、アイドリング時でも周速度の早い大型のフライホイ
ールのため発電コイルからは十分な発電出力が得られ、
従来は不足勝ちであった車載の補機類の電力需要が賄え
るという効果が得られる。As described in the above embodiment, according to the present invention, the power output of the alternator is generated by a power generation mechanism such as a toothed ring provided on the outer periphery of the flywheel of a large engine or a corresponding power generation coil. Because it was configured to compensate, a large flywheel with a high peripheral speed even at idling provides sufficient power output from the power generating coil,
The effect of being able to cover the power demand of the auxiliary equipment mounted on the vehicle, which has been short of hitherto, can be obtained.
【0026】また本発明によれば、発電機構が無接点の
交流機のためその信頼性が高く、さらに取付けに際して
大きなスペースを要せずに発電機構が設置できるという
利点も生ずる。Further, according to the present invention, since the power generating mechanism is a contactless AC machine, its reliability is high, and the power generating mechanism can be installed without requiring a large space for mounting.
【図1】本発明にかかる発電装置の一実施例を示す構成
ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a power generation device according to the present invention.
1…フライホイール 2…歯付リング 3…ステータ 4…レギュレータ 5…磁化制御器 6…バッテリ 7…ターボチャージャ 9…コントローラ 21…鉄粉除去磁石 32…永久磁石 33…発電コイル 34…磁界制御コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flywheel 2 ... Toothed ring 3 ... Stator 4 ... Regulator 5 ... Magnetization controller 6 ... Battery 7 ... Turbocharger 9 ... Controller 21 ... Iron powder removal magnet 32 ... Permanent magnet 33 ... Power generation coil 34 ... Magnetic field control coil
Claims (1)
性体からなる複数の凸歯を有する歯付リングと、 該歯付リングに近接して配置され凸歯に対応する磁極を
備えた永久磁石・該磁極間に巻回された発電コイルを有
すると共に、バッテリからの電力により発電コイルを通
過する磁束を変化せしめる磁界制御コイルを備えたステ
ータと、 前記フライホイールの回転に基づく凸歯の移動にて生じ
る磁気変化により発電する発電コイルの出力をバッテリ
の充電用に変換する変換機構と、 前記歯付リング近傍に付着する鉄粉を除去する鉄粉除去
機構と、 を備えたことを特徴とする発電装置。1. A toothed ring having a plurality of convex teeth made of a magnetic material and provided on an outer periphery of a flywheel of an engine, and a permanent magnet having a magnetic pole disposed in close proximity to the toothed ring and corresponding to the convex teeth. A stator having a power generation coil wound between the magnetic poles, and a magnetic field control coil for changing magnetic flux passing through the power generation coil by electric power from a battery; and moving a convex tooth based on rotation of the flywheel. A power conversion coil that converts the output of a power generation coil that generates power by the generated magnetic change into a battery charge, and an iron powder removal mechanism that removes iron powder adhering near the toothed ring. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16500791A JP2935144B2 (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Power generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16500791A JP2935144B2 (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Power generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364347A JPH04364347A (en) | 1992-12-16 |
| JP2935144B2 true JP2935144B2 (en) | 1999-08-16 |
Family
ID=15804074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16500791A Expired - Lifetime JP2935144B2 (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Power generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2935144B2 (en) |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP16500791A patent/JP2935144B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04364347A (en) | 1992-12-16 |
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