JPH0640435Y2 - 内燃機関用多極磁石発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関用点火装置に用いられる内燃機関用多
極磁石発電機に関する。

〔従来の技術〕

従来、多極磁石発電機において、点火電源コイルの負方
向半波出力を点火信号として利用して、磁石発電機の１
回転につき１回点火させるため、円周方向の一部分に３
極以上連続して同極に着磁し、点火電源用コンデンサ充
電コイルを巻線した突極の磁極片の角度の方を磁石の磁
極１極当りの角度より大きくしたものがある（例えば、
特開昭58-248369号公報）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来のものにおいて、隣接部分にそ
れぞれ隙間を介して円周方向に３極以上それぞれ分割着
磁された複数の永久磁石をリング状に配置するのが一般
的であるが、このようなものにおいては２つの永久磁石
にまたがって同極着磁部分が形成され、そのうち永久磁
石の端部に着磁された磁極は中央部分の磁極より磁力が
小さくなるので、永久磁石の端部の隙間部分において点
火電源用コンデンサ充電コイルにノイズ電圧が発生し、
このノイズ電圧によって誤点火するという問題がある。

そこで本考案は、２つの永久磁石にまたがって同極着磁
部分が形成されても誤点火が生じないようにするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本考案は、内燃機関により所定の回転方向へ回
転駆動され、円周方向の隣接部分にそれぞれ隙間を形成
してリング状に配置された複数の永久磁石を有する磁石
回転子と、 先端の磁極片を前記永久磁石と対向させて複数設けら
れ、そのうち少なくとも１つを磁極片の角度が他の突極
より広い点火用突極として形成した複数の突極、前記点
火用突極に巻線された点火電源用コンデンサ充電コイ
ル、および前記他の突極に巻線された出力コイルを有す
るステータとを備え、 前記複数の永久磁石は、 前記回転方向に沿った所定角度範囲を１磁極として、そ
れぞれが３極以上の範囲を有し、 前記回転方向に沿った円周上を異なる磁極が交互に現れ
る交互着磁部分と、同じ磁極が３極以上連続して現れる
同極連続着磁部分とに分割するように着磁されると共
に、 前記同極連続着磁部分内に前記隙間が１つだけ位置する
ように配置され、 前記同極連続着磁部分内に位置する前記隙間より前記回
転方向の前方に位置する前方永久磁石に前記同極連続着
磁部分を形成する１極ないし２極分の磁極が着磁される
共に、該隙間より前記回転方向の後方に位置する後方永
久磁石に前記同極連続着磁部分を形成する残りの磁極が
着磁されて該後方永久磁石内において前記同極連続着磁
部分が終了していることを特徴とする内燃機関用多極磁
石発電機という技術的手段を採用する。

〔作用〕

以上に述べた本考案による作用を説明する。

本考案の内燃機関用多極磁石発電機によると、磁石回転
子が内燃機関により回転駆動されることでステータに設
けられた出力コイルに電圧が誘起されると共に、点火電
源用コンデンサ充電コイルにも磁石回転子の一回転で一
回の正方向電圧と負方向電圧とが誘起される。

ここで、正方向電圧と負方向電圧との一方がコンデンサ
充電用として利用され、他方が点火信号用として利用さ
れるのが、点火電源用コンデンサ充電コイルに電圧を誘
起こするために設けられる同極連続着磁部分は、その中
に唯一の磁石間の隙間を有しているため、この隙間部分
で磁束が減少し、点火電源用コンデンサ充電コイルには
点火信号用の電圧と同一方向へのノイズ電圧が発生す
る。しかし本考案の構成によると、同極連続着磁部分を
形成する１極ないし２極分の磁極が隙間より回転方向前
方の永久磁石に形成されているため、同極連続着磁部分
に突入した直後にノイズ電圧が発生するため、同極連続
着磁部分に突入した際に発生するコンデンサ充電用電圧
の半波出力により上記ノイズ電圧が引き込まれ、上記ノ
イズ電圧が抑制される。しかも、同極連続着磁部分は隙
間より回転方向後方の永久磁石で終了しているため、ノ
イズ電圧は唯一の上記隙間で発生するだけである。この
ように本考案によると、同極連続着磁部分内での永久磁
石間の隙間で発生するノイズ電圧の、点火信号への影響
が抑制される。

〔考案の効果〕

以上述べた本考案によると、同極連続着磁部分内での永
久磁石間の隙間で発生するノイズ電圧の点火信号への影
響を抑制することができるため、磁石回転子の一回転で
一回の点火動作を簡単な構成で誤動作なく行うことがで
きる。

〔実施例〕

以下本考案を図に示す実施例について説明する。第１図
は本考案の一実施例を示す多極磁石発電機の部分断面平
面図で、１は磁性体よりなる碗状のロータ、2a〜2dは円
周方向の隣接部分にそれぞれ隙間を形成して１の内周面
に４個等間隔で固定した永久磁石で、各磁石2a〜2dはそ
れぞれ円周方向に３極に分割着磁されていると共に、そ
のうちの２つの永久磁石2a、2bにまたがって５極連続し
てＳ極に着磁され、この同極連続着磁部分は回転方向に
対し前方の磁石2aに対して２極設けられ、残りの３極は
後方の磁石2bにすべて設けられ、同極連続着磁部分以外
はＮ、Ｓ交互に着磁されて交互着磁部分となっており、
第１図の磁石配列の内周を上記同極連続着磁部分と交互
着磁部分とに分割している。３は磁気回路を形成するコ
アで外径方向にほぼ等間隔で突出する10個の突極3b〜3k
と１つの点火用突極3aとを有する。４は点火用突極3aに
巻線した点火電源用コンデンサ充電コイル、５はランプ
やバッテリ充電等に使用する出力コイルで、残りの10個
の各突極3b〜3kに巻線され互いに直列接続されている。
そして、ロータ１および磁石2a〜2dは図示されていない
内燃機関のクランクシャフトに連結され回転駆動され
る。また、コア３は穴31を介して図示されていない内燃
機関のクランクケースにネジ締め等で固定されている。

また、コア３の各突極3a〜3kのうち、等間隔で設けられ
た10個の突極3b〜3kは磁石２の磁極角度ピッチと同じ30
°の角度間隔で設けられており、これら各突極3b〜3k先
端の磁石2a〜2dの磁極と対向する磁極片の角度は磁石2a
〜2dの磁極１極当りの角度θｐ＝30°より小さい18°程
度の大きさにしてある。また、点火用突極3aは他の各突
極3b〜3kの２極分で１つとなるようにその両隣りの突極
3b、3kの中間部分に、これら両突極3b、3kに対して45°
の角度ピッチで形成されており、この点火用突極3a先端
の磁石2a〜2dの磁極と対向する磁極片の角度θｃは、磁
石2a〜2dの磁極１極当りの角度θｐ＝30°より大きい53
°程度の大きさにしてある。

また、第１図中の矢印はロータ１の回転方向を示す。

第３図は電気回路図で、10、13、15は整流用ダイオー
ド、11は点火用コンデサ、12は点火コイルで、12aはそ
の１次コイル、12bはその２次コイル、14、14aは抵抗、
16は点火用サイリスタ、17は点火プラグを各々示す。

上記構成において、ロータ１が回転すると、コンデンサ
充電コイル４の突極3aは出力コイル５の各突極3b〜3kの
ほぼ２極分が１極となるように設定してあり、かつその
磁極片が磁石2a〜2dの磁極１極当りの角度より広くして
あるため、コイル４には、磁石2a〜2dの同一磁性が２極
以上連続する磁極に対向した時だけ有効磁束が鎖交し、
Ｎ、Ｓ交互に磁性変化がある部分ではこれら隣接する磁
極同志が幅の広い磁極片で短絡されるので、有効磁束に
はならず、従って、第２図（Ｃ）ので示す磁束変化が
点火用突極3aに起こり、第２図Ｃので示す電圧がコン
デンサ充電コイル４に発生する。ここで、コイル４に第
２図（Ｃ）ののV_cで示す電圧が正方向電圧が発生する
と、第３図のダイオード10→コンデンサ11→点火コイル
12の１次コイル12a→ダイオード13→アース→コイル４
の回路で点火用ンコデンサ11が充電される。更に、ロー
タ１が回転してコイル４に第２図（Ｃ）のV_sで示す負
方向電圧が発生すると、アーム→抵抗14a、14→ダイオ
ード15→コイル４の回路で電流が流れ、抵抗14の端子間
電圧、即ち、点火用サイリスタ16のゲート・カソード間
電圧がそのトリガレベル以上になるとサイリスタ16が導
通する。このようにしてサイリスタ16が導通すると、コ
ンデンサ11に充電されている電荷がサイリスタ16→点火
コイル12の１次コイル12a→コンデンサ11の回路で急激
に放電され、点火コイル12の２次コイル12bに高電圧が
発生し、点火プラグ17に点火する。以上の動作を繰り返
してロータ１の１回転につき１発火の無接点点火装置を
得ることができる。

ここで、永久磁石2a〜2cにおける同極連続着磁部分を第
１図（第２図（Ｃ）の）に示すごとくにすることによ
って、第２図（Ｃ）ののφｎで示すごとく、磁石2a、
2b間の隙間部分において点火用突極3aに鎖交する磁束が
その前半部分でのみ若干低下する。これによって、コン
デンサ充電コイル４には第２図（Ｃ）ので示すごとく
正方向電圧V_cに続いて小さなノイズ電圧V_nが負方向に発
生する。このノイズ電圧V_nは低速域では発生するが、そ
の値は非常に小さく、機関速度が上昇すると、それに伴
って値が増大するが、コンデンサ充電コイル４の正方向
電圧V_cはコンデンサ充電コイル４のインダクタンスによ
り機関の回転速度上昇につれて電圧波形が遅れてゆき、
中速域ではノイズ電圧V_nと重なるようになる。従って、
ノイズ電圧V_nは中速域より高い回転数では正方向電圧V_c
に引き込まれて吸収され、ノイズ電圧V_nはサイリスタ16
のゲートに供給されなくなる。以上により、ノイズ電圧
が発生する位置（磁石2a、2b間の隙間部分の位置）がコ
ンデンサ充電コイル４によりコンデンサ11を充電した直
後に来るようにすれば、ノイズ電圧V_nを抑制することが
できる。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は磁石2a〜2cにおける同極着磁部
分の比較例を示すもので、第２図（Ａ）は前方の磁石2a
をすべてＳ極に着磁し、その後方の磁石2bを２極連続し
てＳ極に着磁した場合であり、このときには第２図
（Ａ）ののφｎで示すごとく、点火用突極3aに鎖交す
る磁束がその後半部分で若干低下する。これによって、
コンデンサ充電コイル４に正方向電圧が発生してからし
ばらく遅れてノイズ電圧が負方向に発生するため、この
ノイズ電圧は何ら抑制できず、このノイズ電圧によって
中速域でサイリスタ16が誤動作する。第２図（Ｂ）は３
つの磁石2a〜2cにまたがってＳ極に同極着磁した場合で
あり、このときには第２図（Ｂ）ののφｎで示すごと
く、点火用突極3aに鎖交する磁束がその前縁直後部分と
後縁直前部分とで若干低下する。これによって、コンデ
ンサ充電コイル４に正方向電圧V_cが発生し終る直前と負
方向電圧V_sが発生する直前とで負方向にノイズ電圧V_nが
発生し、ここでコンデンサ充電コイル４の正方向電圧V_c
が発生し終る直前で発生するノイズ電圧V_nはこの正方向
電圧V_cによって引き込まれるが、負方向電圧V_sの直前で
発生するノイズ電圧V_nは何ら抑制されず、このノイズ電
圧によって、中速域でサイリスタ16が誤動作する。

第４図のV_nＡ〜V_nＣは、第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
の各着磁状態におけるノイズ電圧V_nを機関回転数に対し
て示したものであり、本考案の実施例である第２図
（Ｃ）のものは、ノイズ電圧V_nをサイリスタ16のゲート
・トリガレベルV_Tより十分低い値に保つことができる
が、第２図（Ａ）、（Ｂ）の比較例では、ノイズ電圧V_n
がサイリスタ16のゲート・トリガレベルV_Tより高くなっ
て、サイリスタ16が誤動作するものである。

なお、上述した実施例においては、各磁石2a〜2dを３極
にそれぞれ分割着磁したが、４極以上に分割着磁するよ
うにしてもよい。

また、上述した実施例においては、同極連続着磁部分を
５極としたが、３極以上であればよく、好ましくは磁石
１つ分の分割着磁極数より１極または２極多くして、１
つの磁石が全部同極に着磁され、その前方の磁石の後端
の１極または２極もそれと連続して同極に着磁するのが
好ましい。

また、同極着磁数が４極のものにおいては、第２図
（Ｂ）のにおいて、磁石2b部分で同極の連続着磁を終
了しその後の磁石2cをＮ極から始まるようにすれば前方
の磁石2aに対してその後端の１つの極のみをＳ極とする
ようにしても、ノイズ電圧による誤動作を防止すること
ができる。

以上述べたように本考案の実施例においては、点火電源
用コンデンサ充電コイル４に先にコンデンサ充電用の正
方向電圧V_cが発生し、これに続いて永久磁石間の隙間に
対応して負方向のノイズ電圧が１回だけ発生し、さらに
その後点火信号用の負方向電圧V_sが発生する。そして、
この実施例では、隙間より回転方向の前方に位置する永
久磁石に２極のＳ極を設けたため、正方向電圧V_cの直後
にノイズ電圧が発生し、特に内燃機関の中速域以上にお
いては点火電源用コンデンサ充電コイルに先に発生する
正方向電源V_cによりノイズ電圧が引き込まれ吸収される
ため、点火信号用の負方向電圧V_sと同一方向のノイズ電
圧が抑制されるから、２つの永久磁石にまたがって同極
着磁部分が形成されているにもかかわらず、誤点火を確
実に防止することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案発電機の一実施例を示す部分断面平面
図、第２図（Ａ）、（Ｂ）の〜は２つの比較例にお
ける磁石の着磁状態図およびそれに対応する各部波形
図、第２図（Ｃ）の〜は上記実施例における磁石の
着磁状態図およびそれに対応する各部波形図、第３図は
上記実施例に適用する点火装置を示す電気回路図、第４
図は上記実施例と各比較例とにおける回転数−ノイズ電
圧特性図である。 １…ロータ,2a〜2d…永久磁石,3…コア,3a〜3k…突極,4
…点火電源用コンデンサ充電コイル。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関により所定の回転方向へ回転駆動
   され、円周方向の隣接部分にそれぞれ隙間を形成してリ
   ング状に配置された複数の永久磁石を有する磁石回転子
   と、 先端の磁極片を前記永久磁石と対向させて複数設けら
   れ、そのうちの少なくとも１つを磁極片の角度が他の突
   極より広い点火用突極として形成した複数の突極、前記
   点火用突極に巻線された点火電源用コンデンサ充電コイ
   ル、および前記他の突極に巻線された出力コイルを有す
   るステータとを備え、 前記複数の永久磁石は、 前記回転方向に沿った所定角度範囲を１磁極として、そ
   れぞれが３極以上の範囲を有し、 前記回転方向に沿った円周上を異なる磁極が交互に現れ
   る交互着磁部分と、同じ磁極が３極以上連続して現れる
   同極連続着磁部分とに分割するように着磁されると共
   に、 前記同極連続着磁部分内に前記隙間が１つだけ位置する
   ように配置され、 前記同極連続着磁部分内に位置する前記隙間より前記回
   転方向の前方に位置する前方永久磁石に前記同極連続着
   磁部分を形成する１極ないし２極分の磁極が着磁される
   共に、該隙間より前記回転方向の後方に位置する後方永
   久磁石に前記同極連続着磁部分を形成する残りの磁極が
   着磁されて該後方永久磁石内において前記同極連続着磁
   部分が終了していることを特徴とする内燃機関用多極磁
   石発電機。
2. 【請求項２】前記同極連続着磁部分には前記永久磁石の
   一つ分の円周方向着磁数より多くの磁極が連続して現れ
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の内燃機関用多極磁石発電機。
3. 【請求項３】前記永久磁石の１つ分の円周方向着磁極数
   は３極であり、前記同極連続着磁部分には５極の磁極が
   連続して現れることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第２項記載の内燃機関用多極磁石発電機。