JP2002078286A - 車両用交流回転電機 - Google Patents

車両用交流回転電機

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JP2002078286A JP2000258696A JP2000258696A JP2002078286A JP 2002078286 A JP2002078286 A JP 2002078286A JP 2000258696 A JP2000258696 A JP 2000258696A JP 2000258696 A JP2000258696 A JP 2000258696A JP 2002078286 A JP2002078286 A JP 2002078286A
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竜彦 水谷
Keiichi Konishi
啓一 古西
Yutaka Kitamura
裕 北村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転電機の組み立てを容易にするとともに、
組み立て時における不良、並びに部品への損傷の発生を
回避する。 【解決手段】 回転子軸３の端部に固定されるととも
に、遊星歯車３１と歯合する太陽歯車２６と、キャリア
３４の内側に設けられ、プーリ１７からの回転力を太陽
歯車２６を通じて回転子軸３に伝達する一方向クラッチ
１８とを一体化して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両用交流回転
電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の車両用交流回転電機（以下
の説明では、回転電機と略称する）を示す断面図であ
り、図において、この回転電機は、第１のブラケット５
１と、この第１のブラケット５１内に設けられ、回転子
軸５２に固定されたランドル型の回転子５３と、第１の
ブラケット５１の内壁面に固定された固定子５４と、回
転子軸５２の端部に固定され、回転子５３に電流を供給
するためのスリップリング５５と、スリップリング５５
の表面に摺接する一対のブラシ５６と、このブラシ５６
及びブラシ５６を押圧したスプリング５７を収納したブ
ラシホルダ５８とを備えている。
【０００３】回転子５３は、電流を流して磁束を発生す
る界磁巻線５９と、この界磁巻線５９を覆った回転子鉄
心６０とを備えている。固定子５４は、界磁巻線５９か
らの磁束が通るとともに、複数の鋼板が積層されてなる
固定子鉄心６１と、三相交流電流が流れる三相の固定子
巻線６２とを備えている。また、回転電機は、第２のブ
ラケット６３内に設けられた、電磁クラッチ６４と、遊
星歯車機構６５と、プーリ６６と、一方向クラッチ６７
とを備えている。
【０００４】上記電磁クラッチ６４は、固定用ネジ６８
及びキー等の固定手段６９で第２のブラケット６３に固
定されている電磁クラッチ本体７０と、この電磁クラッ
チ本体７０内に設けられた界磁コイル７１と、第１のブ
ラケット５１の保持体７２を介して固定用ネジ７３で固
定されているとともに、電磁クラッチ本体７０と対向
し、かつ係合部７４を有する電磁クラッチ従動体７５
と、電磁クラッチ従動体７５と固定用ネジ７３の頭部と
の間に設けられ、電磁クラッチ従動体７５を反電磁クラ
ッチ本体７０側に付勢するばね７６とを備えている。
【０００５】保持体７２の外周面には、案内面７２ａが
形成され、この案内面７２ａに、電磁クラッチ従動体７
５の内周面に形成された案内面７５ｂが軸線方向に摺動
して、保持体７２に電磁クラッチ従動体７５が組み付け
られている。尚、第１のブラケット５１の保持体７２は
別部材でなく、一体成形されていてもよい。
【０００６】上記遊星歯車機構６５は、太陽歯車７７
と、電磁クラッチ従動体７５の係合部７４と係合する係
合部７８が端面に形成され、また内壁面に内歯車７９が
形成された円筒状体８０と、この円筒状体８０の一端面
と第１のブラケット５１の端部との間に設けられた軸受
け８１と、内歯車部７９及び太陽歯車７７と歯合した遊
星歯車８２と、遊星歯車８２の中心部を軸受け８３を介
して貫通した遊星歯車軸８４と、この遊星歯車軸８４を
介して、遊星歯車８２を回転自在に支持し、かつプーリ
６６と一体に構成されたキャリア８５と、このキャリア
８５の端部と円筒状体８０の端部との間に設けられた軸
受け８６とを備えている。
【０００７】上記一方向クラッチ６７は、キャリア８５
の内側に設けられたカム部８７と、このカム部８７の両
側に設けられた軸受け８８と、回転子軸５２の端部に固
定用キー８９を介して太陽歯車７７とともに固定されて
いる従動体９０とを備えている。更に、９１，９２は軸
受け、９３，９４はスペーサ、９５は固定用ボルトであ
る。
【０００８】次に、動作について説明する。まず、回転
電機の電動機動作について説明する。機関始動時には、
電磁クラッチ６４の界磁コイル７１に通電し、電磁クラ
ッチ従動体７５はばね７６の弾性力に逆らって、電磁ク
ラッチ本体７０と接合し、電磁クラッチ従動体７５の係
合部７４は円筒状体８０の係合部７８と係合する。この
結果、円筒状体８０の内歯車部７９が固定要素となり、
遊星歯車機構６５の減速比での減速が可能となり、回転
子５３の回転力は太陽歯車７７を入力要素とし、太陽歯
車７７の回転により、遊星歯車８２は遊星歯車軸８４を
中心に自転しながら、太陽歯車７７を中心に公転する。
【０００９】遊星歯車８２の公転に伴い、キャリア８５
を出力要素として、キャリア８５と一体のプーリ６６は
回転し、プーリ６６に巻掛けされたベルト（図示せず）
を介して、機関に回転力が伝達され、機関は始動する。
この時、一方向クラッチ６７は空転動作となる。従っ
て、回転子５３の回転速度に対して、遊星歯車機構６５
の減速比と、プーリ６６と図示しない機関のクランクプ
ーリの減速比との積で機関が駆動される。
【００１０】尚、回転子５３の回転力は、バッテリ（図
示せず）、ブラシ５６、スリップリング５５を介して、
界磁巻線５９に励磁電流を供給することで、回転子鉄心
６０に磁束が発生し、この状態で三相固定子巻線６２に
三相交流電流を供給することにより得られる。
【００１１】次に、回転電機の発電機動作について説明
する。発電機動作による電力供給時には、電磁クラッチ
６４の界磁コイル７１への通電を遮断することにより、
電磁クラッチ従動体７５は、ばね７６の弾性力により、
電磁クラッチ本体７０から離れ、電磁クラッチ従動体７
５の係合部７４と、円筒状体８０の係合部７８との係合
が解除され、円筒状体８０は回転可能となる。この状態
のとき、機関からの動力は、プーリ６６を介して、入力
要素であるキャリア８５に伝達される。この時には、一
方向クラッチ６７は接続動作となるので、キャリア８５
の回転に伴い、回転子軸５２を通じて、回転子５３が回
転し、三相固定子巻線６２に起電力が発生する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用交流回転
電機は以上のように構成されているので、遊星歯車機構
６５を組み立てる場合、まず、あらかじめキャリア８５
の内側に一方向クラッチ６７を組み込んでおき、キャリ
ア８５の外周に、軸受け８６の内周を嵌合した後、次に
軸受け８３を介して遊星歯車８２を保持している遊星歯
車軸８４を、キャリア８５に嵌合することによりサブＡ
ＳＳＹを構成し、このサブＡＳＳＹごと、軸受け８６の
外周に沿って円筒状体８０の内周に圧入嵌合しなければ
ならず、組み立てが非常に困難であるという問題点があ
った。更に、圧入嵌合時、軸受け８６の内輪を押して、
軸受け８６の外輪を、円筒状体８０の内周に圧入するの
で、軸受け８６内のレース面の肩部に圧痕を発生させる
という問題点があった。
【００１３】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、車両用交流回転電機の組み立
てを容易にするとともに、組み立て時における不良、並
びに部品への損傷の発生を回避することのできる車両用
交流回転電機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る車両用交流回転電機は、ブラケット内に設けられた回
転子軸に固定された回転子と、回転子軸の端部に固定さ
れた太陽歯車と、この太陽歯車と歯合した遊星歯車と、
この遊星歯車と歯合する内歯車部を有する円筒状体と、
遊星歯車の中心部を軸線方向に貫通した遊星歯車軸を介
して遊星歯車を回転自在に支持するキャリアと、キャリ
アの内側に設けられ、動力伝達機構からの回転力を太陽
歯車を通じて回転子軸に伝達する一方向クラッチと、ブ
ラケット内に設けられた電磁クラッチとを備えたもので
あって、一方向クラッチと太陽歯車が 一体化されて構
成されているものである。
【００１５】この発明の請求項２に係る車両用交流回転
電機は、動力伝達機構と一方向クラッチと太陽歯車とが
サブＡＳＳＹとして一体に構成されるとともに、遊星歯
車とキャリアとがサブＡＳＳＹとして一体に構成されて
いるものである。
【００１６】この発明の請求項３に係る車両用交流回転
電機は、キャリアと動力伝達機構を連結する場合、動力
伝達機構の一端部の外周とキャリアの内周で同軸に嵌合
して、径方向に位置決めするものである。
【００１７】この発明の請求項４に係る車両用交流回転
電機は、キャリアと動力伝達機構がネジ等の結合手段に
より連結されているものである。
【００１８】この発明の請求項５に係る車両用交流回転
電機は、キャリアと動力伝達機構をピンによって一体に
嵌合結合したものである。
【００１９】この発明の請求項６に係る車両用交流回転
電機は、キャリアと円筒状体とでラビリンスを構成した
ものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１による車両用交流回転電機を示す断面図で
あり、図において、この回転電機は、第１のブラケット
１、第３のブラケット２と、この第１のブラケット１及
び第３のブラケット２内に設けられ、回転子軸３に固定
されたランドル型の回転子４と、第１のブラケット１及
び第３のブラケット２の内壁面に固定された固定子５
と、回転子軸３の端部に固定され、回転子４に電流を供
給するスリップリング６と、スリップリング６の表面に
摺接する一対のブラシ７と、このブラシ７及びブラシ７
を押圧するスプリング８を収納したブラシホルダ９とを
備えている。
【００２１】回転子４は、電流を流して磁束を発生する
界磁巻線１０と、この界磁巻線１０を覆った回転子鉄心
１１とを備えている。固定子５は、界磁巻線１０からの
磁束が通るとともに、複数の鋼板が積層されてなる固定
子鉄心１２と、三相交流電流が流れる三相の固定子巻線
１３とを備えている。また、回転電機は、第２のブラケ
ット１４内に設けられた電磁クラッチ１５と、さらに遊
星歯車機構１６と、プーリ１７と、一方向クラッチ１８
とを備えている。
【００２２】電磁クラッチ１５は、固定用ネジ１９で第
２のブラケット１４に固定されている電磁クラッチ本体
２０と、この電磁クラッチ本体２０内に設けられた界磁
コイル２１と、第１のブラケット１に固定手段２２で固
定されているとともに、電磁クラッチ本体２０と対向
し、かつ係合部２３を有する電磁クラッチ従動体２４
と、電磁クラッチ従動体２４と固定手段２２の頭部との
間に設けられ、電磁クラッチ従動体２４を反電磁クラッ
チ本体２０側に付勢するばね２５とを備えている。
【００２３】遊星歯車機構１６は、太陽歯車２６と、電
磁クラッチ従動体２４の係合部２３と係合する係合部２
７が端面に形成され、また内壁面に内歯車２８が形成さ
れた円筒状体２９と、この円筒状体２９の一端面と第１
のブラケット１の端部との間に設けられた軸受け３０
と、内歯車２８及び太陽歯車２６と歯合した遊星歯車３
１と、遊星歯車３１の中心部を軸受け３２を介して貫通
した遊星歯車軸３３と、遊星歯車軸３３とを介して遊星
歯車３１を回転自在に支持しているキャリア３４とから
構成されており、このキャリア３４の端部と円筒状体２
９の端部との間にラビリンス２９ａ，３４ａを構成して
いる。尚、これらラビリンスの代わりに、オイルシール
を同部に構成してもよい。
【００２４】このように、キャリア３４と円筒状体２９
とでラビリンス２９ａ，３４ａを構成することにより、
遊星歯車機構部１６の潤滑材が外部に流出するのを防止
するとともに、外部からの塩水や塵埃等の浸入を防止
し、歯面の発錆や、潤滑材の劣化による騒音の発生等を
防止できる。
【００２５】一方向クラッチ１８は、プーリ１７の内側
に設けられたカム部３５と、このカム部３５の両側に設
けられた軸受け３６と、回転子軸３の端部に太陽歯車２
６と一体化されて固定されている従動体３７とを備えて
いる。太陽歯車２６とプーリ１７とが一体に構成された
一方向クラッチ１８は、回転子軸３の端部に挿嵌され、
プレート３８を介して固定用ボルト３９によって回転子
軸３に固定されている。このように、一方向クラッチ１
８と太陽歯車２６が一体化されて構成されているので、
一方向クラッチ１８と太陽歯車２６の同軸度が精度良く
確保でき、組み立てによる組み立て誤差を回避できるた
め、遊星歯車機構１６での歯面の偏摩耗や騒音発生を抑
制できる。又、太陽歯車２６と一方向クラッチ１８を連
結するためのキー等の部品点数を省略できる。
【００２６】プーリ１７とキャリア３４は、プーリ１７
の一端部の外周と、キャリア３４の内周で同軸に嵌合さ
れて径方向に位置決めを行い、かつ結合手段４０及びピ
ン４１によって一体に結合固定されている。又、４２，
４３は軸受け、４４はスペーサである。このように、キ
ャリア３４と動力伝達機構であるプーリ１７が、ネジ等
の結合手段４０により連結されることにより、キャリア
３４に遊星歯車軸３３と、軸受け３２を介して遊星歯車
３１を組み付けてサブＡＳＳＹとし、同じく、プーリ１
７に一方向クラッチ１８を組み付けてサブＡＳＳＹとし
た後、キャリア３４とプーリ１７を結合手段４０により
連結することができ、これらサブＡＳＳＹを一体化でき
るので、組み立てが容易になるばかりでなく、組み立て
時の組み立て不良や部品への損傷を回避できる。
【００２７】又、キャリア３４とプーリ１７を結合手段
４０によって連結する場合、キャリア３４とプーリ１７
をピン４１によって一体に嵌合結合しておく。このよう
に、結合手段４０とは別に、ピン４１によってキャリア
３４とプーリ１７を一体に結合しておくことによって、
キャリア３４とプーリ１７間のトルク伝達を、ピン４１
で分担させ、トルク伝達の為の応力分散と低減を図るこ
とができる。
【００２８】更に、キャリア３４とプーリ１７を結合手
段４０によって連結する場合、プーリ１７の一端部の外
周と、キャリア３４の内周で同軸に嵌合して、径方向に
位置決めするようにしたので、キャリア３４に遊星歯車
軸３３及び軸受け３２を介して連結されている遊星歯車
３１の、太陽歯車２６に対する位置精度を確保すること
が可能となり、遊星歯車機構１６での歯面の偏摩耗や騒
音発生を低減できる。
【００２９】又、プーリ１７と一方向クラッチ１８と太
陽歯車２６とがサブＡＳＳＹとして一体に構成されると
ともに、遊星歯車軸３１と、軸受け３２を介して設けら
れた遊星歯車３１と、キャリア３４とがサブＡＳＳＹと
して一体に構成されており、このように、サブＡＳＳＹ
化することにより、組み立てが容易になるばかりでな
く、組み立て精度及び信頼性が向上する。
【００３０】次に、回転電機の動作について説明する。
まず、回転電機の電動機動作について説明する。機関始
動時には、電磁クラッチ１５の界磁コイル２１に通電
し、電磁クラッチ従動体２４は、ばね２５の弾性力に逆
らって電磁クラッチ本体２０と接合し、電磁クラッチ従
動体２４の係合部２３は、円筒状体２９の係合部２７と
係合する。この結果、円筒状体２９の内歯車部２８が固
定要素となり、遊星歯車機構１６の減速比での減速が可
能となり、回転子４の回転力は太陽歯車２６を入力要素
とし、太陽歯車２６の回転により、遊星歯車３１は遊星
歯車軸３３を中心に自転しながら、太陽歯車２６を中心
に公転する。
【００３１】遊星歯車３１の公転に伴い、キャリア３４
を出力要素として、キャリア３４と一体に結合固定され
たプーリ１７は回転し、プーリ１７に巻掛けされたベル
ト（図示せず）を介して機関に回転力が伝達され、機関
は始動する。この時、一方向クラッチ１８は空転動作と
なる。従って、回転子４の回転速度に対して、遊星歯車
機構１６の減速比とプーリ１７及び図示しない機関のク
ランクプーリの減速比との積で機関が駆動される。尚、
回転子４の回転力は、バッテリ（図示せず）、ブラシ
７、スリップリング６を介して、界磁巻線１０に励磁電
流を供給することで、回転子鉄心１１に磁束が発生し、
この状態で三相固定子巻線１３に三相交流電流を供給す
ることにより得られる。
【００３２】次に、回転電機の発電機動作について説明
する。発電機動作による電力供給時には、電磁クラッチ
１５の界磁コイル２１への通電を遮断することにより、
電磁クラッチ従動体２４は、ばね２５の弾性力により電
磁クラッチ本体２０から離れ、電磁クラッチ従動体２４
の係合部２３と、円筒状体２９の係合部２７との係合が
解除され、円筒状体２９は回転可能となる。
【００３３】この状態のとき、機関からの動力はプーリ
１７を介して、入力要素であるキャリア３４に伝達され
る。同時に、一方向クラッチ１８は接続動作となるの
で、プーリ１７の回転に伴い、一方向クラッチ１８、太
陽歯車２６、回転子軸３を通じて、回転子４が回転し、
三相固定子巻線１３に起電力が発生する。
【００３４】
【発明の効果】この発明の請求項１に係る車両用交流回
転電機によれば、ブラケット内に設けられた回転子軸に
固定された回転子と、回転子軸の端部に固定された太陽
歯車と、この太陽歯車と歯合した遊星歯車と、この遊星
歯車と歯合する内歯車部を有する円筒状体と、遊星歯車
の中心部を軸線方向に貫通した遊星歯車軸を介して遊星
歯車を回転自在に支持するキャリアと、キャリアの内側
に設けられ、動力伝達機構からの回転力を太陽歯車を通
じて回転子軸に伝達する一方向クラッチと、ブラケット
内に設けられた電磁クラッチとを備えたものであって、
一方向クラッチと太陽歯車が一体化されて構成されてい
るので、一方向クラッチと太陽歯車の同軸度が精度良く
確保でき、組み立てによる組み立て誤差を回避できるた
め、遊星歯車機構での歯面の偏摩耗や騒音発生を抑制で
きる。又、太陽歯車と一方向クラッチを連結するための
キー等の部品点数を省略できる。
【００３５】この発明の請求項２に係る車両用交流回転
電機によれば、動力伝達機構と一方向クラッチと太陽歯
車とがサブＡＳＳＹとして一体に構成されるとともに、
遊星歯車とキャリアとがサブＡＳＳＹとして一体に構成
されているので、サブＡＳＳＹ化することにより、組み
立てが容易になるばかりでなく、組み立て精度及び信頼
性が向上する。
【００３６】この発明の請求項３に係る車両用交流回転
電機によれば、キャリアと動力伝達機構を連結する場
合、動力伝達機構の一端部の外周とキャリアの内周で同
軸に嵌合して、径方向に位置決めするようにしたので、
キャリアに遊星歯車軸、軸受けを介して連結されている
遊星歯車の太陽歯車に対する位置精度を確保することが
可能となり、遊星歯車機構での歯面の偏摩耗や騒音発生
を低減できる。
【００３７】この発明の請求項４に係る車両用交流回転
電機によれば、キャリアと動力伝達機構がネジ等の結合
手段により連結されているので、キャリアに遊星歯車軸
と軸受けを介して遊星歯車を組み付けてサブＡＳＳＹと
し、同じく、動力伝達機構に一方向クラッチを組み付け
てサブＡＳＳＹとした後、キャリアと動力伝達機構を結
合手段により連結することによって、これらサブＡＳＳ
Ｙを一体化でき、組み立てが容易になるばかりでなく、
組み立て時の組み立て不良や部品への損傷を回避でき
る。
【００３８】この発明の請求項５に係る車両用交流回転
電機によれば、キャリアと動力伝達機構をピンによって
一体に嵌合結合したので、キャリアと動力伝達機構間の
トルク伝達をピンで分担させ、トルク伝達の為の応力分
散と低減を図ることができる。
【００３９】この発明の請求項６に係る車両用交流回転
電機によれば、キャリアと円筒状体とでラビリンスを構
成したので、遊星歯車機構部の潤滑材が外部に流出する
のを防止するとともに、外部からの塩水や塵埃等の浸入
を防止し、歯面の発錆や潤滑材の劣化による騒音の発生
等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による車両用交流回
転電機を示す断面図である。
【図２】 従来の車両用交流回転電機を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１，２ ブラケット、３ 回転軸、４ 回転子、１５
電磁クラッチ、１８一方向クラッチ、２６ 太陽歯車、
２８ 内歯車、２９ 円筒状体、３１ 遊星歯車、３３
遊星歯車軸、３４ キャリア、４０ 結合手段、４１
ピン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｄ 41/06 Ｆ１６Ｄ 41/06 Ａ Ｆ１６Ｈ 1/28 Ｆ１６Ｈ 1/28 Ｈ０２Ｋ 7/18 Ｈ０２Ｋ 7/18 Ｂ 19/22 19/22 (72)発明者 古西 啓一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 北村 裕 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3J027 FA18 FB34 GD04 GD08 GD12 GE21 GE30 5H607 BB01 BB02 BB05 BB14 CC01 CC03 CC05 DD02 DD03 DD09 DD17 EE05 EE28 EE33 FF22 FF24 JJ05 5H619 AA05 BB01 BB02 BB06 BB17 PP01 PP02 PP04 PP10 PP12 PP14 PP19 PP20 PP21 PP30

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブラケット内に設けられた回転子軸に固
    定された回転子と、上記回転子軸の端部に固定された太
    陽歯車と、この太陽歯車と歯合した遊星歯車と、この遊
    星歯車と歯合する内歯車部を有する円筒状体と、上記遊
    星歯車の中心部を軸線方向に貫通した遊星歯車軸を介し
    て遊星歯車を回転自在に支持するキャリアと、上記キャ
    リアの内側に設けられ、動力伝達機構からの回転力を上
    記太陽歯車を通じて上記回転子軸に伝達する一方向クラ
    ッチと、上記ブラケット内に設けられた電磁クラッチと
    を備えた車両用交流回転電機において、上記一方向クラ
    ッチと上記太陽歯車が 一体化されて構成されているこ
    とを特徴とする車両用交流回転電機。
  2. 【請求項２】 動力伝達機構と一方向クラッチと太陽歯
    車とがサブＡＳＳＹとして一体に構成されるとともに、
    遊星歯車とキャリアとがサブＡＳＳＹとして一体に構成
    されていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流
    回転電機。
  3. 【請求項３】 キャリアと動力伝達機構を連結する場
    合、上記動力伝達機構の一端部の外周と上記キャリアの
    内周で同軸に嵌合して、径方向に位置決めしたことを特
    徴とする請求項１または請求項２記載の車両用交流回転
    電機。
  4. 【請求項４】 キャリアと動力伝達機構がネジ等の結合
    手段により連結されていることを特徴とする請求項１か
    ら請求項３のいずれか１項に記載の車両用交流回転電
    機。
  5. 【請求項５】 キャリアと動力伝達機構をピンによって
    一体に嵌合結合したことを特徴とする請求項４記載の車
    両用交流回転電機。
  6. 【請求項６】 キャリアと円筒状体とでラビリンスを構
    成したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれ
    か１項に記載の車両用交流回転電機。
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