JPH0660771U - 内燃機関用磁石発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】負荷を駆動する発電コイルの出力電圧と信号発
電機の出力電圧との間の位相関係を常に一定にすること
ができる内燃機関用磁石発電機を提供する。 【構成】固定台板３に固定した電機子鉄心４の突極部に
発電コイル５を巻回する。磁石回転子１と一体に信号発
生用ロータ２を設け、磁石回転子１を機関の回転軸に取
付けて、信号発生用ロータ２のリラクタを電機子鉄心４
と固定台板３との間の間隙１０に臨ませる。信号発電子
７を電機子鉄心４と固定台板３との間の間隙１０に配置
し、電機子鉄心４の継鉄部４１に対して位置決め固定さ
れた支持具８に信号発電子７を固定した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関に装着される磁石発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関の回転軸に取り付けられた磁石回転子の回転により電機子鉄心に巻装 された発電コイルに電力を発生させるようにした磁石発電機を、例えば無接点式 の内燃機関用点火装置の点火電源として用いる場合には、磁石発電機の磁石回転 子と同期して回転する信号発生用ロータと該信号発生用ロータの回転により点火 信号を発生する信号発電子とを有する信号発電機が併用される。

【０００３】 この種の磁石発電機がレース用オートバイやゴーカート等の内燃機関に使用さ れる場合には、機関の加速性を増すために磁石回転子の慣性モーメントを極力小 さくすることが要求される。そのため、これらの内燃機関に使用される従来の磁 石発電機は、外周側に磁極を有する比較的小外径の磁石回転子と、該磁石回転子 の外側に配置された電機子鉄心に発電コイルを巻装した固定子とからなる回転子 内転形の構造に構成され、信号発電機は、外周部にリラクタを有する信号発生用 ロータと、該信号発生用ロータのリラクタにより与えられる磁束変化に感応して 信号電圧を発生する信号発電子とにより構成される。磁石回転子と信号発生用ロ ータとはそれぞれ機関の別々の回転軸に取り付けられる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

磁石発電機の発電コイルの出力を点火電源とし、信号発電機の出力を点火信号 （点火時期を定めるための信号）として用いる点火装置では、発電コイルの出力 電圧と信号発電機の出力電圧との間の相対的位相関係を所定の関係に正確に合わ せる必要がある。例えば、磁石発電機の発電コイルの整流出力で充電される点火 エネルギ蓄積用コンデンサの電荷を機関の点火位置で信号発電機から出力される 点火信号により導通するスイッチ素子を通して点火コイルの１次コイルに放電さ せて点火用高電圧を発生させるコンデンサ放電式の点火装置では、磁石発電機の 出力と信号発電機から出力される信号電圧との間の相対的位相関係が不適当であ ると、高速域で点火エネルギ蓄積用コンデンサの充電電圧が大きく低下して高速 失火が生じるおそれがある。また、磁石発電機の出力と信号発電機の出力との間 の相対的位相関係が不適当なために、機関の逆転時にも点火電圧が発生する状態 になると、２サイクル機関の場合には該機関が逆回転するおそれがある。

【０００５】 更に従来の発電機では、磁石回転子と信号発生用ロータとをそれぞれ機関の別 の回転軸に取り付けていたので、機関のクランクケースの構造が複雑にならざる を得なかった。

【０００６】 また従来は、磁石発電機と信号発電機とを機関に装着する際に、両者の出力電 圧の間の位相角を所定値に正確に合せ、かつ、点火位置を所定の角度位置に調整 するために、磁石発電機及び信号発電機の機関への取付角度位置をそれぞれ正確 にセットする必要があったため、機関への取付に多大の工数を要するという問題 があった。

【０００７】 本考案の目的は、上記従来技術の問題点を改善し、磁石発電機の発電コイルに 誘起する電圧と信号発電子に誘起する信号電圧との間の位相角を常に所定の角度 に保持させた状態で磁石発電機を機関に容易に取り付けることができ、しかも小 形軽量で回転子の慣性モーメントを小さくできる内燃機関用磁石発電機を提供す ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、外周側に磁極を有し内燃機関の回転軸に取り付けられた磁石回転子 と、継鉄部から内側に突出した複数の突極部を有して該複数の突極部の先端に形 成された磁極部が磁石回転子の磁極に対向させられた電機子鉄心と、この電機子 鉄心の少なくとも１つの突極部に巻装された発電コイルとを備えて、電機子鉄心 が、内燃機関に固定された固定台板との間に間隔をあけた状態で配置されて該固 定台板に対して固定される形式の内燃機関用磁石発電機に係わるものである。

【０００９】 本考案においては、電機子鉄心と固定台板との間の間隙に臨むリラクタを外周 部に有する信号発生用ロータを磁石回転子に一体に設け、信号発生用ロータのリ ラクタにより与えられる磁束変化に感応して信号電圧を発生する信号発電子を、 電機子鉄心と固定台板との間の間隙に配置して、該信号発電子を電機子鉄心の継 鉄部に対して位置決めされた状態で固定された支持具に固定した。

【００１０】 本考案において、「信号発生用ロータを磁石回転子に一体に設ける」とは、信 号発生用ロータと磁石回転子とが、両者間の相対的な位置関係を一定に保ったま まで一緒に回転するように設けられていることを意味し、必ずしも信号発生用ロ ータと磁石回転子とが継ぎ目なく一体に（連続的に）設けられていることを意味 しない。従って、磁石回転子と信号発生用ロータとを連続的に一体化して設けた ものはもちろん、磁石回転子と信号発生用ロータとを別体に形成して、磁石回転 子と信号発生用ロータとを所定の位置関係で相互に固定したものも本考案の技術 的範囲に包含される。

【００１１】

【作用】

上記のように構成すると、固定台板を内燃機関のクランクケースに固定するだ けで信号発電子と電機子鉄心とが相互に位置決めされた状態で機関に取り付けら れる。また信号発生用ロータと磁石回転子とは機関の同一の回転軸に取り付けら れるため、機関のクランクケースの構造を簡単にすることができる。更に上記の ように構成すると、信号発電子と電機子鉄心との間の位置関係を一定にすること ができる上に、磁石回転子と信号発生用ロータとの間の位置関係を常に一定にす ることができるため、機関に取付ける際に位置合わせを行うことなく、発電コイ ルの出力電圧と信号発電子に発生する信号電圧との間の相対的な位相角を常に所 定値に保持することができる。また信号発生用ロータ及び信号発電子は電機子鉄 心と固定台板との間に配置されるので、信号発生用ロータの外径を小さく選定す ることができる。

【００１２】

【実施例】

図１及び図２は本考案の実施例を示したもので、図１は正面図、図２は図１の Ａ−Ｏ−Ａ断面図である。これらの図において、１及び２はそれぞれ図示しない 内燃機関の同一の回転軸に取り付けられて共に回転する磁石回転子及び信号発生 用ロータである。３は内燃機関のクランクケースに固定される固定台板、４は電 機子鉄心、５及び６は電機子鉄心４に巻回された発電コイル、７は固定台板３と の間に間隔をあけた状態で配置されて該固定台板３に固定された支持具８に固定 された信号発電子で、これらにより固定子９が構成されている。

【００１３】 磁石回転子１及び信号発生用ロータ２と固定子９とにより内燃機関用磁石発電 機が構成されており、この実施例では、発電コイル５により内燃機関の点火装置 に点火エネルギを供給し、発電コイル６により、点灯用またはバッテリ充電用の 電力を供給する。また信号発電子７の出力により点火信号を供給する。

【００１４】 磁石回転子１と信号発生用ロータ２とは図３に示すように一体に結合され、そ の中心部には機関の回転軸に嵌合される共通の取付孔１１が設けられている。磁 石回転子１は、磁性材からなるボス１２の外周の周方向に等角度間隔で配置され た永久磁石１３ａ〜１３ｄと、各永久磁石の径方向外側にそれぞれ設けられた極 片１４ａ〜１４ｄとを有し、これらがアルミニウム等の軽合金ダイカスト１６に より一体に鋳ぐるまれている。永久磁石１３ａ〜１３ｄが径方向に着磁されて、 外周に交互に異極が並ぶ４極の磁極１５ａ〜１５ｄが形成されている。

【００１５】 信号発生用ロータ２は、軽合金ダイカストにより形成された円板状部２１の外 周部に、鉄板により形成されたリラクタ２２を、その凸部を外側に突出させた状 態で埋め込み固定したものからなっている。この信号発生用ロータ２は、そのリ ラクタ２２と磁石回転子１の特定の磁極との間に所定の位置関係を持たせた状態 で、磁石回転子１の一方の軸線方向端面側に形成された円筒部１６ａの外周に嵌 着されて、磁石回転子１と一体化されている。

【００１６】 尚本実施例では、信号発生用ロータ２をダイカスト１６と別体に形成して、ダ イカスト１６の端部に結合するようにしているが、ダイカスト１６を形成する際 に、該ダイカストと一体に信号発生用ロータ２を成形するようにしてもよい。

【００１７】 固定台板３はアルミニウム等の軽合金からなっていて、円板状部３１を有し、 円板状部３１の中央部には機関のクランクケースに設けられた嵌合部に嵌合させ られる嵌合孔３２を有している。円板状部３１の一方の面には、電機子鉄心４を 該円板状部３１との間に間隔をあけた状態で固定するための複数（この例だけは ４個）の支柱３３が軸線方向に向けて設けられている。円板状部３１にはまた、 固定台板３を機関のクランクケースに固定するネジ（図示せず）を貫通させるた めの貫通孔３４，３４，…が形成されている。

【００１８】 電機子鉄心４は鋼板を積層したものからなっていて、閉ループをなすように形 成された継鉄部４１と該継鉄部から内側に突出した４個の突極部４２ａ〜４２ｄ とを有し、各突極部４２ａ〜４２ｄの先端に磁石回転子１の各磁極１５ａ〜１５ ｄにそれぞれ空隙を介して対向する磁極部４３ａ〜４３ｄが形成されている。

【００１９】 発電コイル５は電機子鉄心４の突極部４２ａにボビン５１を介して巻装されて いる。本実施例では、この発電コイル５により点火電源用のエキサイタコイルが 構成されている。また発電コイル６は電機子鉄心４の突極部４２ｃにボビン６１ を介して巻装され、本実施例ではこの発電コイル６が点灯用またはバッテリ充電 用として用いられる。

【００２０】 発電コイル５及び６が巻装された電機子鉄心４は、固定台板３に設けられた支 柱３３の上に載置されてネジ４４，４４，…により固定台板３に固定されている 。固定台板３の円板状部３１と電機子鉄心４との間には間隙１０（図２参照）が 形成され、信号発生用ロータ２はそのリラクタ２２が該間隙１０に臨むように配 置されている。

【００２１】 信号発電子７は、永久磁石７１と、該永久磁石７１の一方の磁極に一端が当接 された鉄心７２とを有し、該鉄心の他端には、信号発生用ロータ２のリラクタ２ ２に空隙を介して対向する磁極部７２ａが形成されている。鉄心７２にボビン７ ３を介して信号コイル７４が巻装され、磁石７１と、鉄心７２と、信号コイル７ ４とが、合成樹脂からなるケース７５に収納されている。ケース７５内には樹脂 が注型され、該樹脂により、信号発電子の各構成要素がケース内に固定されてい る。ケース７５には、取付金具７６が接着等により固定され、該取付金具７６が 後記する支持具８に固定されて信号発電子が固定台板３及び電機子鉄心４に対し て固定される。

【００２２】 信号発電子７を所定の位置に取り付けるために支持具８が設けられている。支 持具８は、鉄板を折り曲げたものからなっていて、固定台板３の円板状部３１に 当接される基部８ａと、該基部８ａから直角に立上った起立部８ｂと、起立部８ ｂの先端部から直角に折れ曲って電機子鉄心の継鉄部４１の端面に当接する折り 曲げ部８ｃとを一体に有し、該支持具８の起立部８ｂには、信号発電子７のケー スを嵌合させる窓部８ｄが形成されている。支持具８の折り曲げ部８ｃは孔を有 していて、該孔が電機子鉄心４の継鉄部４１に固定されたピン８１に嵌合されて 係止され、基部８ａは２個のネジ８２により固定台板の円板状部３１に固定され ている。

【００２３】 支持具８の窓部８ｄは、該支持具を電機子鉄心４及び固定台板３に固定した状 態で電機子鉄心４と固定台板３との間の間隙１０に臨むように設けられている。 信号発電子７は支持具８の窓部８ｄに嵌合され、該信号発電子のケース７５に固 定された取付金具７６が、２個のネジ８３により支持具８の起立部８ｂに締結さ れている。このように信号発電子７を支持具８に固定した状態で、該信号発電子 が電機子鉄心４と固定台板３との間の間隙１０に配置されて、その鉄心７２の磁 極部７２ａが信号発生用ロータのリラクタ２７に所定のギャップを介して対向さ せられるように、各部の位置関係が設定されている。

【００２４】 上記のよう構成すると、信号発生用ロータ２のリラクタ２２と磁石回転子１の 特定の磁極との間の角度間隔が常に一定に保たれる。また信号発電子７の磁極部 ７２ａと固定子鉄心４の発電コイル（本実施例では点火電源用エキサイタコイル ）５を巻装した突極部の磁極部４３ａとの間の角度間隔も所定値（この例では９ ０度）に保持される。従って固定子９の固定台板３を機関のクランクケースに取 り付け、磁石回転子１及び信号発生用ロータ２を機関の同一の回転軸の所定の角 度位置に取り付けるだけで、発電コイル５に誘起される電圧と信号発電子７に誘 起される信号電圧との間の位相角を所定値に合せるとともに、信号電圧（この例 では点火信号電圧）の発生位置を所定角度位置に合せることが容易にできる。

【００２５】 上記の実施例では、発電コイルとして点火電源用の発電コイル５と点灯用又は バッテリ充電用の発電コイル６とを設けたが、必要に応じて点灯用又はバッテリ 充電用の発電コイルを２個以上設けたり、点灯用及び充電用の発電コイルを省略 したりすることもできる。

【００２６】 図４は本考案の他の実施例を示したものである。この実施例では磁石回転子１ 及び信号発生用ロータ２として、図３に示したものと同様のものを用い、固定子 ９には、点火電源用のエキサイタコイルとしての発電コイル５を、電機子鉄心４ の隣接する２個の突極部にそれぞれ巻装して２個設けている。また信号発電子７ を９０度の角度間隔で２個設け、該２個の信号発電子７，７に９０度の角度間隔 で点火信号を発生させるようにして、点火間隔が９０度の２気筒内燃機関用の磁 石発電機を構成している。この実施例では、互いに１８０度離れた位置にある信 号発電子７と発電コイル５とが組み合わされて機関の１つの気筒に対応させられ 、組み合わされた信号発電子７及び発電コイル５が、対応する気筒用の点火装置 に点火信号と点火電源とをそれぞれ供給するために用いられる。

【００２７】 この実施例においても、機関の各気筒に対応させられた信号発電子及び発電コ イルの各組合せにおいて、発電コイルに誘起される電圧と信号発電子に誘起され る信号電圧との間の位相角を常に所定値に合せることができる。

【００２８】 以上の実施例では、信号発電子７として、信号発生用ロータのリラクタにより 与えられる磁束変化により信号コイルに信号電圧を誘起する方式のものを用いた が、信号発生用ロータのリラクタにより与えられる磁束変化に感応して信号電圧 を発生するホール素子又はホールＩＣ等を用いた信号発電子を用いることもでき る。

【００２９】 上記の実施例では、信号発電子７のケース７５に取付金具７６を固定して、該 取付金具７６を支持具８にネジにより締結するようにしたが、ケース７５に取付 部を一体に設けて、該取付部をネジにより支持具８に締結するように構成するこ ともできる。

【００３０】 以上の実施例では電機子鉄心４が４個の突極部を有しているが、必要に応じて ２個以上の突極部を有する電機子鉄心を用いることもできる。

【００３１】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、信号発電子を電機子鉄心の継鉄部に位置決め して固定するとともに、信号発生用ロータを磁石回転子と共に回転するように設 けたので、発電コイルの誘起電圧と信号発電子に誘起する信号電圧との間の位相 角を常に所定値に保持することができ、発電コイルの誘起電圧と信号電圧との位 相関係を調整する作業を省略して、発電機の取付工数を少なくすることができる 。また本考案によれば磁石回転子と信号発生用ロータとを機関の同一の回転軸に 取り付けることになるため、機関のクランクケースの構造を簡単にすることがで きる。更に本考案では外周部にリラクタを有する信号発生用ロータと信号発電子 とを電機子鉄心と固定台板との間の間隙に配置したので、信号発生用ロータの外 径を小さくすることができる。

【００３２】 従って本考案によれば、機関への取り付けが容易で、かつ回転部分の慣性モー メントが小さい小形軽量の内燃機関用磁石発電機を得ることができる利点がある 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示した正面図である。

【図２】図１のＡ−Ｏ−Ａ断面図である。

【図３】（Ａ）ないし（Ｃ）は図１及び図２に示した本
考案の実施例で用いる磁石回転子及び信号発生用ロータ
を示したもので、（Ａ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図、
（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図であ
る。

【図４】本考案の他の実施例を示し正面図である。

【符号の説明】

１ 磁石回転子 １５ａ〜１５ｄ 磁極 ２ 信号発生用ロータ ２２ リラクタ ３ 固定台板 ４ 電機子鉄心 ４１ 継鉄部 ４２ａ〜４２ｄ 突極部 ４３ａ〜４３ｄ 磁極部 ５ 発電コイル ６ 発電コイル ７ 信号発電子 ８ 支持具 ９ 固定子 １０ 間隙

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周側に磁極を有し内燃機関の回転軸に
   取り付けられた磁石回転子と、継鉄部から内側に突出し
   た複数の突極部を有して該複数の突極部の先端に形成さ
   れた磁極部が前記磁石回転子の磁極に対向させられた電
   機子鉄心と、前記電機子鉄心の少なくとも１つの突極部
   に巻装された発電コイルとを備え、前記電機子鉄心は内
   燃機関に固定された固定台板との間に間隔をあけた状態
   で配置されて該固定台板に対して固定されている内燃機
   関用磁石発電機であって、 前記電機子鉄心と固定台板との間の間隙に臨むリラクタ
   を外周部に有する信号発生用ロータが前記磁石回転子と
   一体に設けられ、 前記信号発生用ロータのリラクタにより与えられる磁束
   変化に感応して信号電圧を発生する信号発電子を前記電
   機子鉄心と固定台板との間の間隙に配置して、該信号発
   電子を前記電機子鉄心の継鉄部に対して位置決めされた
   状態で固定された支持具に固定したことを特徴とする内
   燃機関用磁石発電機。