(57)【要約】      （修正有）【課題】発電機のエレメント上に複数のマグネットを組み込むことによって、その上に少なくとも１つの磁極を生成する、信頼性およびコスト効果が高いシステムと方法が提供される。【解決手段】システムには、非磁性フレームを含んで、少なくとも１台の磁極生成装置；フレーム上に取り付けたマグネットガイド手段１１０が含まれ、ガイド手段には、複数のマグネット１０６を保持するための磁石保持プレート１０４を持ち、往復運動する内部部品とフレームに固定した外部部品；非磁性フレームと連結され、エレメント上の予め規定した場所に取り外し可能な状態で添付したジグ;および、ジグと連結し、複数のマグネットを受け取って、発電機のエレメントに固定するため、内部部品と協働するマグネット受入装置が含まれる。システムは発電機のエレメント上に複数の磁極を同時に組み込むことも可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機の１つのエレメント上に複数のマグネットを組み込むことによって、その上に磁極を生成するためのシステムであって、
但し、当該システムには以下が含まれるものとする:
少なくとも１つ磁極を生成し、且つ以下を含む磁極生成装置:
・  非磁性フレーム;
・  前述のフレーム上に取り付けたマグネットガイド手段:但し、当該手段は以下を含むものとする：
・複数の磁石を保持するよう改造された磁石保持プレートを取り付けたてなる往復運動をする内部部品;および
・前述のフレームに固定した外部部品;
・  エレメント上の予め決めた場所に取り外し可能に固定したジグであって、前述の非磁性フレームに連結されるように改造されたジグ;
および
・  前述のジグに連結され、複数のマグネットを受け取り、発電機のエレメントに固定するための内部部品と協働するよう改造されたマグネット受入装置。
【請求項２】
以下を更に含むことを特徴とする、請求項１に規定した、磁極を生成するためのシステム；a中で、モーションの予め規定した軸に沿って上下方向に往復運動する前述の内部部品に並進運動を提供するため、前述のマグネットのガイド手段と連結したドライバーであって、但し、当該ドライバーは更にギヤー機構に連結される。
【請求項３】
以下を更に含むことを特徴とする、請求項１に規定した、磁極を生成するためのシステム；a中で、モーションの予め規定した軸に沿って上下方向に往復運動する前述の内部部品に並進運動を提供するため、前述のマグネットのガイド手段と連結したドライバーであって、但し、当該ドライバーは電気モーター、油圧モーター、空圧モーターからなるグループの中から選ばれるものとする。
【請求項４】
前述のマグネット受け入れ装置の中で複数のマグネットをしっかり固定するよう改造された少なくとも１つのマグネット プレス アセンブリーを更に含むことを特徴とする、請求項１に規定した、磁極を生成するためのシステム；但し、前述のマグネット プレス アセンブリーは、前述のジグと連結された第１端部と発電機の非磁性プラットホーム上に取り付けられた保持手段と連結された第２端部を持つプレス手段を含み、前述のプレス手段は、各々が前述の複数のマグネットから１つのマグネットに添付されている複数のネジ付きボルトを含むものとする。
【請求項５】
磁極が永久磁極であることを特徴とする、請求項１に規定した磁極を生成するためのシステム。
【請求項６】
エレメントが発電機のローターであることを特徴とする、請求項１に規定した磁極を生成するためのシステム。
【請求項７】
発電機のエレメントが、その上に塗布した接着剤の少なくとも１層で被覆されることを特徴とする、請求項１に規定した磁極を生成するためのシステム。
【請求項８】
前述のマグネット受入装置が、取り外し可能で、複数のマグネットを受け取るよう設定された複数の空洞を生成するよう改造された複数の垂直セパレータと水平セパレータを含むことを特徴とする、請求項１に規定した磁極を生成するためのシステム。
【請求項９】
発電機の１つのエレメント上に複数のマグネットを組みこむことによって、その上に磁極を生成する方法。但し、当該方法には以下のステップが含まれるものとする：
・  エレメントの表面に接着剤を塗布するステップ;
・  エレメントの表面上の予め決めた場所に少なくとも1個のジグを取り外し可能な状態にして取り付けるステップ;
・  マグネットを受け取る装置の中に供給された取り外し可能な垂直セパレータと水平セパレータを使って、複数の空洞を規定するステップ;
・  マグネット受入装置を前述のジグに連結するステップ;
・  少なくとも1台の磁極生成装置に非磁性フレームを提供するステップ;
・  前述の非磁性フレーム上にマグネット ガイド手段を取り付けるステップ;
・  前述のマグネットガイド手段の往復運動をする内部部品中でマグネット保持プレートの上に複数の磁石を配置するステップ;
・  前述のマグネットガイド手段の外部部品を前述のフレームに固定するステップ;
・  前述のジグを前述のフレームに連結するステップ;
・  a中で、予め規定した動作の軸に沿った方向から上下に往復運動をしている前述の内部部品に並進運動を提供するステップ;
・  当該複数の空洞中の対応する空洞の中に当該複数の磁石の各磁石を導くステップ；
および
・  前もって規定した時間が経過した後、連結されている磁極生成装置を切り離すステップ。
【請求項１０】
以下のステップを更に含むことを特徴とする、請求項９に規定した少なくとも１つの磁極を生成して組み込む方法：
・  アセンブリーをプレスするマグネットによって、複数のマグネットの各磁石を、予め規定した時間あるいは接着剤が養生され、1個の磁極が形成されるまでの時間プレスするステップ;
・  前述の垂直セパレータを撤去するステップ;
・  前述のマグネットプレス アセンブリーを切り離すステップ;
・  前述の水平セパレータを撤去するステップ;
および
・  前述のジグおよび前述のマグネット受入装置を切り離すステップ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本公開特許は発電機に関する。
【０００２】
本公開特許は、永久磁石式発電機中に磁極を生成し且つ組み込むシステムと方法と特に関連している。
【０００３】
〔背景技術〕
発電機には、複数の永久磁石がそのローターの本体上に組み込まれている。発電機を運転中にトルクに起こるリップル効果を最小にするため、ローターの本体上に永久磁石を組み込むとき、これらを発電機のローター表面の特定位置に正確に固定することが不可欠である。
【０００４】
永久磁極の組み込みは、最大の注意を払って実行することが要求される。同じ極性の高エネルギー永久磁石と磁石の間に発生する反発力が大きいので、永久磁石の磁極の配置操作と固定操作には、複雑で、運転に熟練した技能を要し且つ非常に高価な組み立て装置とプロセス・ステップが必要である。
【０００５】
以上に加え、希土類磁石のような永久磁石は壊れやすい。永久磁石には、これをローター上に組み立てるとき、磁石に損傷を引き起こす恐れのある機械的ロードが負荷されるので、最大の注意を払って処理する必要がある。取り扱いに対するこのクリテカルな要件は、発電機ローターの本体上に永久磁石を組み込む為に要するツールのコストと当該組み込み方法の実施コストを増加させる。
【０００６】
〔目的〕
従来技術の持つ１つまたはそれ以上の問題の解決法を改善するか、あるいは当該方法に有用な選択肢を少なくとも提供することを目指す本公開特許の目的の幾つかを、本書の以下の部分で説明する。
【０００７】
本公開特許の１つの目的は、磁極を生成するためのシステムを提供することである。
【０００８】
本公開特許のもう１つの目的は、発電機のローター上の場所に磁極を正確に組み込むことである。
【０００９】
本公開特許の追加された目的は、発電機のローター上の正確な部位に磁極を組み込むコスト効果の高いシステムを提供することである。
【００１０】
本公開特許のもう１つの目的は、発電機のローター上に磁極を生成し、これらをそこに配置する簡単な方法を提供することである。
【００１１】
本公開特許のも更なるもう１つの目的は、発電機のローター上に磁石を生成し、これらをそこに配置するコスト効果の高い方法を提供することである。
【００１２】
追加された本公開特許のもう１つの目的は、複数の磁極を同時に組み込むための方法を提供することである。
【００１３】
本公開特許のも更なるもう１つの目的は、発電機のローター上に磁極を生成し、これらをそこに配置するための信頼性の高いシステムと方法を提供することである。
【００１４】
本公開特許のその他の目的と利点は、次の説明を本公開特許の範囲を制限するよう意図されていない添付図面を参照しながら読むことによって、一層明白になる。
【００１５】
〔総括〕
複数の磁石を発電機のエレメント上に組み込むことによって、当該エレメント上に磁極を生成するためのシステムが本公開特許に基づき提供される：但し、当該システムは以下を含む装置を生成する少なくとも１個の磁極を含むものとする：
・  非磁性体のフレーム;
・  フレーム上に取り付けたマグネットガイド手段:但し、当該手段は以下を含むものとする：
・複数の磁石を保持するよう改造された磁石保持プレートを提供する内部部品で往復運動するもの;および
・フレームに固定した外部部品;
・  エレメント上の予め決めた場所に取り外し可能に固定した、非磁性体のフレームに連結されるように改造されたジグ;および
・  ジグに連結されたマグネット受け取り装置で、複数の磁石を受け取り、発電機のエレメントに固定するための内部部品と協働するよう改良されたもの。
【００１６】
磁極を生成するためのシステムには、a中で予め定めた動作の軸に沿った方向からおよび方向に往復運動をしている内部部品に並進運動を提供するマグネットガイド手段に連結されたドライバーが本公開特許に基づき、更に含まれる。
【００１７】
ドライバーは大抵、電動モーター、油圧モーターおよび空圧モーターからなるグループの中から選ばれる。
【００１８】
状況に応じて、磁極を生成するためのシステムには更に、マグネットを受け取る装置の中に複数のマグネットをしっかり固定するのに適したアセンブリーで、磁石をプレスするものが少なくとも1個含まれる。但し、マグネットをプレスするアセンブリーには、ジグに連結された第1端部および発電機の非磁性プラットホーム上に取り付けたプレス手段に連結された第2端部を含むプレス手段が含まれ、これには、複数のねじ付きボルトが含まれ、当該ボルトを各々複数の磁石から1個の磁石に添付する。
【００１９】
磁極は大抵永久磁極である。
【００２０】
本書の中で上に述べたエレメントは大抵、発電機のローターである。
【００２１】
磁極をしっかり締め付けることを可能にするため、本公開特許に基づき、発電機のエレメントを、なるべく少なくとも１層の接着剤でカバーする。
【００２２】
マグネットを受け取る装置には大抵、その中に複数の磁石を受け取るように設定された複数の空洞を生成するのに適し、取り外しが可能な垂直セパレータおよび水平セパレータが含まれる。
【００２３】
複数の磁石を発電機のエレメント上に組み込むことによって、当該エレメント上に磁極を生成するための方法が、本公開特許に基づき提供される：但し、当該方法は以下のステップを含むものとする：
・  エレメントの表面に接着剤を塗布するステップ;
・  エレメントの表面上の予め決めた場所に少なくとも1個のジグを取り外し可能な状態にして取り付けるステップ;
・  マグネットを受け取る装置の中に供給された取り外し可能な垂直セパレータと水平セパレータを使って、複数の空洞を規定するステップ;
・  マグネットを受け取る装置をジグに連結するステップ;
・  少なくとも1台の磁極生成装置に非磁性フレームを提供するステップ;
・  非磁性のフレーム上にマグネットを導く手段を取り付けるステップ;
・  往復運動をする、マグネットガイド手段の内部部品中のマグネット保持プレートの上に複数の磁石を配置するステップ;
・  マグネットガイド手段の外部部品をフレームに固定するステップ;
・  ジグをフレームに連結するステップ;
・  a 中で予め定めた動作の軸に沿った方向からおよび方向に往復運動をしている内部部品に並進運動を提供するステップ;
・  複数の空洞中の対応する空洞の中に複数の磁石の各磁石を導くステップ；および
・  前もって規定した時間が経過した後、連結されている磁極生成装置を切り離すステップ。
【００２４】
本書の上の部分で述べた、少なくとも1個の磁極を生成させて組み込む方法には、本公開特許に基づき、以下のステップが更に含まれる:
・  アセンブリーをプレスするマグネットによって、複数のマグネットの各磁石を、予め規定した時間あるいは接着剤が養生され、1個の磁極が形成されるまでの時間プレスするステップ;
・  垂直セパレータを撤去するステップ;
・  マグネットをプレスするアセンブリーを切り離すステップ;
・  水平セパレータを撤去するステップ;および
・  ジグおよびマグネット受入装置を切り離すステップ。
【００２５】
〔添付図面の簡単な説明〕
本公開特許に規定した磁極を生成して組み込むためのシステムと方法を以下の添付図面を引用しながら説明する：
図１は、本公開特許に基づく磁極生成装置の透視図である；
図２は図１に示した装置の側面図である；
図３は、非磁性プラットホームを含む発電機のローターの略図である；
図４は、図３に示したローターのジグと磁石受入装置を例証するセクションを示す略図である；
図５は、図４に示した磁石受入装置の細部を例証する図面である；
図６は、図１に示した装置を含む図３のローターの一部を例証した略図である；
図７は、マグネットプレスアセンブリーを含む図３のローターの一部を例証した略図である；
図８は、図１に示した複数の装置を含む図３のローターの一部を例証した略図である；
図９は、その上に正確に配置してなる磁極を含む図３のローターの一部を例証した略図である；
図１０は、図１に示した装置を構成しているマグネットガイド手段を例証した略図である；
図１１は、図７に示したマグネット プレス・アセンブリーの細部を例証する詳細図である。
【００２６】
〔添付図面の詳細な説明〕
本公開特許に基づき磁極を生成して組み込むためのシステムと方法を、添付図面を引用しながら説明する。望ましい具体化例は公開特許の範囲と領域を制限しない。説明を例とイラストを純粋に引用して行う。
【００２７】
本書に示した具体化例と様々な特徴並びに利点の詳細を、以下の説明中に限定しない具体化例を引用して説明する。よく知られているコンポーネントと処理テクニックの説明を本書に開示した具体化を不必要に不明瞭化にしないよう割愛する。本書中で使用した例は、それによって、本書中の具体化を実用化することができる方法および、技能に精通した人々が当該具体化を更に実用化することを可能にする方法を容易に理解するよう意図したものである。従って、例は本書中の具体化の範囲を制限していると解釈すべきではない。
【００２８】
本書では、本公開特許に基づき磁極を生成して組み込むシステムと方法を図１〜図１１を引用して説明する。ここでは、主要なコンポーネントを一般に例証されているような数字によって引用する。
【００２９】
本公開特許の磁極生成装置１００は大抵、以下に示す主要コンポーネントによって構成されている：
・  装置１００を発電機のローター１０に連結するための非磁性フレーム１０８；
・  回転運動を提供するための補助装置１０２はフレーム１０８に添付される；
・  補助装置１０２によって提供された回転運動を並進運動に変換するため、ギヤー・メカニズム１２０を補助装置１０２と連結する;
装置１００をサポートするため、マグネットガイド手段１１０をフレーム１０８の上に取り付け、当該マグネットガイド手段１１０を、往復運動をする内部部品１２４およびフレームに固定された外部部品１２２で構成し；更に
複数の(大抵、長方形に成形されたNdFeB製の永久磁石である)マグネット１０６を保持するためのマグネット保持プレート１０４を内部部品１２４とから連結する。
【００３０】
内部部品１２４は、ギヤー・メカニズム１２０を経由して、補助装置１０２のシャフトと連結されたシャフトの軸に沿って動くことができる。従って、マグネット１０６をローター１０上の正確な部位に配置するため、マグネット保持プレート１０４をa中で、ローター１０に向かって動かすか、ローター１０から動かすことができる。補助装置１０２は大抵、３相のギヤー電動機か、空圧もしくは油圧装置である。補助装置１０２が３相のギヤー電動機である場合、電動機の(時計方向か反時計方向の)回転方向を制御するため、スイッチを取り付ける。
【００３１】
本公開特許に規定する要件を満たす具体化例に従って、ギヤー・メカニズム１２０をラックとピニオンを使って配置する。 ガイド手段１１０をその軸にそって動かすため、ラックを補助装置１０２のシャフトに連結し、ピニオンをマグネットのガイド手段１１０に連結する。このようにすると、マグネット保持プ
レート１０４を、ローター１０に対して正確に配置するためa中で、ガイド手段１１０を前後方向に動かすことが可能になる。
【００３２】
非磁性プラットホーム１２を含むローター１０には、発電機のローター１０にマグネット１０６を発電機のローター１０に正確に固定するため、ジグ１８とマグネット受入装置１６が予め規定した場所に取り付けられている。  プラットホーム１２は作業スペースの演じる木製のプラットホームである。マグネット受入装置１６には、マグネット１０６を導き、ローター１０の上に正確に配置させるため、非磁性材料で作られた複数の水平セパレータと垂直セパレータが取り付けられている。
【００３３】
正確に位置決めされたマグネット１０６をローター１０の上に更に固定するため、プレス手段１３４と保持手段１３２を含むマグネットプレス センブリー１１６が用意されている。保持手段１３２はプラットホーム１２の上に取り付けられる。プレス手段は、取り付け手段１２６を通してジグ１８の上に取り付けられる。プレス手段１３４には、マグネット１０６をプレスして、発電機のローター１０上にある各々の位置に保持するため、複数のネジ付きボルトが付いている。  ネジ付きボルトはそれぞれ、複数のマグネット１０６中にある１個のマグネットに対応している。プレス手段１３４には、保持手段１３２をその中でロックすることによって、サポートするため、溝１３０が更に設けてある。  マグネット用プレス アセンブリー１１６の数は、一つの極の中に含まれるマグネットのコラム数によって異なる。
【００３４】
複数のマグネット１０６を組み込むことによって、本公開特許に基づき、発電機のローター１０上に磁極１１８を生成する方法は大抵、以下のステップからなる：
発電機のローター１０の表面に接着剤を塗布するステップ;
発電機のローター１０の表面上の予め規定した場所に少なくとも１個のジグを取り外し可能な状態で添付するステップ;
マグネット受け入れ装置１６の中に提供された取り外し可能な垂直セパレータ２４と水平セパレータ２２を使って、複数の空洞を規定するステップ;
マグネット受け入れ装置１６をジグ１８に連結するステップ;
少なくとも1台の磁極生成装置１００に非磁性フレーム１０８を取り付けるステップ;
非磁性フレーム１０８上にマグネット ガイド手段１１０を取り付けるステップ;
往復運動をする、マグネットガイド手段１１０の内部部品１２４の中にあるマグネット保持プレート１０４の上に複数の磁石１０６を配置するステップ;
マグネットガイド手段１１０の外部部品１２２をフレーム１０８に固定するステップ;
ジグ１８をフレーム１０８と連結するステップ;
a中で、予め定めた軸に沿った方向の前後に往復運動をしている内部部品１２４に並進行わせるステップ;
複数の空洞中の対応する１つ空洞の中に複数の磁石の各磁石１０６を導くステップ；および
前もって規定した時間が経過した後、連結されている磁極生成装置１００を切り離すステップ。
【００３５】
本書の上の部分で述べた、少なくとも1個の磁極を生成させて組み込む方法には、本公開特許に基づき、以下のステップが更に含まれる:
マグネット プレス アセンブリー１１６によって、複数のマグネットの各磁石１０６を、発電機のローター１０の表面上に、予め規定した時間あるいは接着剤が養生され、１個の磁極１１８が形成されるまでの時間プレスし続けるステップ;
垂直セパレータ２４を撤去するステップ;
マグネット プレスア センブリー１１６を切り離すステップ;
水平セパレータ２２を撤去するステップ;および
ジグ１８およびマグネット受入装置１６を切り離すステップ。
【００３６】
本書の上の部分で述べたプロセスは、複数の永久磁石１０６によって構成された１個の極１１８を提供する。本公開特許に基づき、マグネット保持プレート１０４がローター１０に向かって動く度に、少なくとも１個の永久磁石１０６が発電機のローター１０に固定される。
【００３７】
本書の上の部分で述べた方法は、磁極生成装置１００を使って、ローター１０上に(図９の中に示した)１個の極１１８を生成して組み込む方法を引用して説明されているが、本公開特許に規定した方法の範囲は、１個の極１１８を生成して組み込むことに限定されず、複数の磁極生成装置１００を使って、発電機のローター１０上に多数の極を同時に生成して組み込むために用いることができる。 本書の上の部分で述べたシステムと方法の適用も、発電機のどんなエレメントにも拡大することができ、ローターだけに限定されない。
【００３８】
（技術的進歩と経済的重要性）
本公開特許に規定した装置と方法によってもたらされる技術的進歩には以下が含まれる：
磁極を生成するためのシステム。
【００３９】
発電機のローター上に磁極を正確に組み込むためのシステム。
【００４０】
磁極を生成して発電機のローター上に組み込むコスト効果が高いシステム。
【００４１】
磁極を生成して発電機のローター上に組み込むシンプルなシステム。
【００４２】
磁極を生成して発電機のローター上に組み込むコスト効果の高い方法。
【００４３】
複数の磁極を同時に組み込むための方法。
【００４４】
磁極を生成して発電機のローター上に組み込む信頼性が高いシステムと方法。
【００４５】
本仕様全体を通して使われている"comprise"なる言葉あるいは"comprises"または"comprising"のようなその変形は、述べたエレメントの包含、インテガーまたはステップあるいはエレメントのグループ、インテガーズまたはステップスを暗示し、他のエレメント、インテガーまたはステップ、もしくはエレメントのグループ、インテガーズまたはステップスの除外を暗示しないと理解される。 
【００４６】
本仕様に含まれる文書、行為、材料、装置、論文あるいはこれらと同種のものの考察はすべて、本公開特許にもっぱら文脈を規定することを目的としてなされる。 それを、これらの事柄がすべて従来技術ベースの一部を形成するか、本公開特許が対応する分野で、本申請の優先日より前に、どこかに存在していた一般共通知識であったと自認するものと解釈してはならない。 
【００４７】
特定具体化例に対する前述の説明は、他者が、特定具体化例を含む様々な応用に対して、自身が持っている現在の知識を適用することによって、一般概念の範囲から越脱することなく、容易に改良および/または改造することが可能な本書中の具体化例の一般的性質を全部明らかにするので、このような改造や改良を、開示された具体化例と同等なものの意味と範囲の中で理解するよう意図し且つ理解すべきである。 本書中に使われた表語法や専門用語は説明を目的とするもので、制限するためのものではないと理解すべきある。      
【００４８】
本書中に開示した具体化例は、望ましい具体化について述べているので、この分野の熟練した技能を持つ人々は、当該具体化例は、本書の中に述べたような具体化例の精神および範囲の中に収まる改良によって実用化することができることを認める。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本公開特許に基づく磁極生成装置の透視図である。
【図２】図１に示した装置の側面図である。
【図３】非磁性プラットホームを含む発電機のローターの略図である
【図４】図３に示したローターのジグと磁石受入装置を例証するセクションを示す略図である。
【図５】図４に示した磁石受入装置の細部を例証する図面である。
【図６】図１に示した装置を含む図３のローターの一部を例証した略図である。
【図７】マグネットプレスアセンブリーを含む図３のローターの一部を例証した略図である。
【図８】図１に示した複数の装置を含む図３のローターの一部を例証した略図である。
【図９】その上に正確に配置してなる磁極を含む図３のローターの一部を例証した略図である。
【図１０】図１に示した装置を構成しているマグネットガイド手段を例証した略図である。
【図１１】図７に示したマグネット プレス・アセンブリーの細部を例証する詳細図である。
【図１】
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【図２】
2013172643.tif 000004
【図３】
2013172643.tif 000005
【図４】
2013172643.tif 000006
【図５】
2013172643.tif 000007
【図６】
2013172643.tif 000008
【図７】
2013172643.tif 000009
【図８】
2013172643.tif 000010
【図９】
2013172643.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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