JPH0727818Y2 - 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、磁石発電機に係り、特に、内燃機関の発電機
として用いるに好適なフライホイール形磁石発電機に関
する。

〔従来の技術〕

車両用磁石発電機としては、インナーロータ形とアウタ
ーロータ形とがあり、前者のものとしては、例えば、特
開昭60−174048号公報に記載されているものが知られて
おり、後者のものとしては、特開昭63−23544号公報に
記載されているものが知られている。

インナーロータ形のものは小型化には適しているが、高
出力化が困難であるとともに、マグネットの外周側をフ
ライホイールで支持することができないため、スピン強
度、すなわち、耐遠心力強度が小さいという欠点があ
る。

一方、アウターロータ形のものは高出力化は容易に可能
であるが、装置が大型化するという欠点がある。

ところで、これら各種磁石発電機のうち二輪車用磁石発
電機としては、エンジン回転への追従性を高めるため
に、フライホイールの低慣性マス化と電装部品の増大に
伴う高出力化が要望されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、磁石発電機の高出力化の要求と、低慣性
マス化の要求とはそれぞれ相反するものである。すなわ
ち、磁石発電機を高出力化するにはフライホイールの径
を大きくしたり、軸長を長くすることが必要である。こ
のことはフライホイールの寸法サイズの増大を招くた
め、慣性マスは必然的に増大することになる。

本考案の目的は、高出力化および低慣性マス化を図るこ
とができる磁石発電機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る磁石発電機は、略椀形状に形成されて回転
軸（３）に連結されるフライホイール（１）と、このフ
ライホイール（１）の内周に固定されている多極マグネ
ット（４）と、この多極マグネット（４）の内周側に円
環状に配されて固定されている複数の軸状内側コア
（５）と、各軸状内側コア（５）におけるフライホイー
ル開口側端面に、各軸状内側コア（５）側からフライホ
イール（１）の外側へ突出するように放射状にそれぞれ
固定されている放射状コア（６）と、フライホイール
（１）の外周側に配置されているとともに、各放射状コ
ア（６）の先端と連結されて各放射状コア（６）同士を
磁気的に接続している円環状外側コア（８）と、前記軸
状内側コア（５）と円環状外側コア（８）とを結ぶ複数
の磁気回路のうちフライホイール（１）の外方の各磁気
回路にそれぞれ巻装されている発電用コイル（14）とを
備えていることを特徴とする。

〔作用〕

前記した手段によれば、発電用コイルがフライホイール
外側の磁気回路に巻装されるため、発電用コイルをフラ
イホイール内周側に配置した場合よりもフライホイール
の小型化が図れる。一方、出力の増大に合わせて円環状
コアおよび放射状コアを大きくすることができるため、
高出力化とともに低慣性マス化が可能となる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例である磁石発電機を示す縦断
面図、第２図はカバーを省略した第１図のII−II線に沿
う底面図である。

本実施例において、この磁石発電機はフライホイール１
を備えており、このフライホイール１に固着されている
ボス部材２がクランクシャフト３の端部に連結されてい
る。フライホイール１は略椀形状に形成されており、フ
ライホイール１の内周壁に円環状のマグネット４が固定
されている。図示しないが、マグネット４は周方向に複
数の磁極を構成するように着磁されている。マグネット
４の内周側には円環状に複数の軸状内側コア５が、非磁
性材料によって形成されたカバー11の印籠部11aに突き
当てられて軸芯が合わせられた上で、微小間隙を保って
配置されている。このコア５のフライホイール開口面側
端面5aには、内側コア５の端面5aからフライホイール１
の外側へ突出する複数の放射状コア６がリベット７によ
りかしめられて固定されている。そして、軸状内側コア
５と各放射状コア６とは磁気的に連結されている。さら
に、各放射状コア６の先端側は円環状の円環状外側コア
８に磁気的に連結されている。すなわち、放射状コア６
と円環状外側コア８とが一体的に形成されている。そし
て軸状内側コア５、各放射状コア６および円環状外側コ
ア８により複数の磁気回路が形成されている。また、円
環状外側コア８には複数の貫通孔９が開設されており、
コア８はこの貫通孔９内に挿入されたボルト10によりカ
バー11のボス部12に固定されるようになっている。

一方、各放射状コア６には絶縁性のコイルボビン13が装
着されており、各コイルボビン13には発電用コイル14が
それぞれ巻装されている。そして、各発電用コイル14
は、マグネット４→内側コア５→放射状コア６→外側コ
ア８→隣接する放射状コア６→その放射状コア６に接続
されている内側コア５→マグネット４、を結ぶ磁気回路
中に介装された状態になっている。

次に作用を説明する。

フライホイール１およびマグネット４がクランクシャフ
ト３の回転に伴って内側コア５の周囲を回転すると、ク
ランクシャフト３の回転に伴って各発電用コイル14と鎖
交する磁束が変化するため、発電用コイル14から起電力
が発生する。

本実施例においては、発電用コイル14がフライホイール
１の外側に配置されているため、発電用コイル14がフラ
イホイール１内に配置されている従来例の場合よりも、
その分だけフライホイール１の小型化が可能となり、大
幅な慣性マスの低減が可能となる。

一方、フライホイール１の内側に配された内側コア５に
コイル巻線部がないため、内側コア５の軸方向長さをマ
グネット４の軸方向長さと同じか、それ以上の長さに設
定することが可能となるため、マグネット４の磁束を有
効に取り入れて高出力化を図ることができる。

さらに、本実施例によれば、発電用コイル14がフライホ
イール１の外方に配置されているため、コイル巻線部の
スペースの自由度を高めることができるとともに、発電
用コイル14の巻線スペースを広くしてコイル線材の線経
を大きく設定し、銅損を低減させて、コイル温度を下げ
ることができる。また、フライホイール１内に発電用コ
イル14が配置されていないため、マグネット４の動作温
度が下がり、実際の使用状態での高出力化が可能とな
る。

次に、本考案の他の実施例を第３図〜第６図に基づいて
説明する。

第３図は本考案の他の実施例を示す要部縦断面図、第４
図はカバーを省略した第３図のIV−IV線に沿う平面図、
第５図は同じく第１図のＶ−Ｖ線に沿う展開図、第６図
は第５図の要部を示す部分分解斜視図である。

本実施例２において、各放射状コア６の先端側にはボル
ト挿入用貫通孔９の他に、リベット挿入孔15、およびコ
ア挿入用の貫通孔16が開設されており、フライホイール
１よりも大径でフライホイール１の外側に配置され、非
磁性体で、かつ高剛性の円環状スペーサ17を備えてい
る。スペーサ17はそのボス24が貫通孔９内に圧入嵌合さ
れてボルト10によりカバー11に固定されている。これに
より各放射状コア６が位置決めされるとともに、カバー
11に固定されている。各放射状コア６の貫通孔16には直
方体形状のコア18がそれぞれ圧入嵌合されている。これ
らコア18はフライホイール１の軸方向に沿って延在し、
その一端が貫通孔16内に圧入嵌合され、他端が円環状の
外側コア19に機械的および磁気的に連結されている。す
なわち、各コア18と円環状外側コア19とはそれぞれリベ
ット20により連結されている。

さらに、円環状外側コア19はカバー11の環状突起21にボ
ルト22により固定されている。円環状外側コア19を固定
するに際しては、円環状外側コア19の外周が突起21に合
わされ、軸状内側コア５、各放射状コア６の軸心が合わ
された後、円環状外側コア19が突起21へ固定される。各
直方体形状コア18の外周にはコイルボビン13を介して発
電用コイル14が巻装されており、この発電用コイル14と
相対向するフライホイール１の外周には、コイル冷却用
ボス23が膨出形成されている。すなわち、フライホイー
ル１の回転時にボス23が冷却ファンとして機能するよう
になっている。

本実施例によれば、発電用コイル14がフライホイール１
の軸方向に沿って配置されているため、前記実施例１の
効果に加えて、磁石発電機全体の径方向の大きさをより
一層小さくすることができる。さらに、ボス23により発
電用コイル14が冷却されるため、発電用コイル14の発熱
を抑制することができる。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であ
ることはいうまでもない。

例えば、前記各実施例において、発電用コイル14は放射
状コア６、18に巻装するに限らず、円環状外側コア８、
19に巻装してもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、フライホイール
の外側に発電用コイルを設置したため、次のような効果
が得られる。

（１）フライホイール内にコイル巻線スペースを取る必
要がないため、フライホイールを大幅に小型化すること
ができ、慣性マスを大幅に下げることができる。

（２）マグネットと対向するコアにコイル巻線部を設け
る必要がないので、マグネットと相対向するコアの軸方
向の長さをマグネットの軸方向の長さと同じか、それ以
上の長さに設定することができ、磁石発電機の発電能力
を大きく左右する有効磁束を大幅に向上させることがで
きる。

（３）発熱体となる発電用コイルがフライホイール外に
設置されるので、フライホイール内のマグネットの動作
温度が下がり、実質上の発電出力を大幅に改善すること
ができる。

（４）発電用コイルのコイル巻装スペースがフライホイ
ールの外形に制約されないため、発電出力に見合ったコ
イル巻装スペースを取ることができる。

（５）発電用コイルと熱的に連結されているコアの表面
積を大きくすることができるため、発電用コイルの冷却
性能を高めることができる。

（６）従来のインナーロータ形磁石発電機に比べてマグ
ネットを大きく設定することができるため、発電出力を
大きくすることもできる。

（７）従来のインナーロータ形磁石発電機に比べてマグ
ネットをフライホイール（ヨーク）で支持することがで
きるため、遠心力による強度を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である磁石発電機を示す縦断
面図、第２図はカバーを省略した第１図のII−II線に沿
う底面図である。 第３図は本考案の他の実施例を示す要部縦断面図、第４
図はカバーを省略した第３図のIV−IV線に沿う平面図、
第５図は同じく第１図のＶ−Ｖ線に沿う展開図、第６図
は第５図の要部を示す部分分解斜視図である。 １…フライホイール、３…クランクシャフト、４…マグ
ネット、５…軸状内側コア、６…放射状コア、８…円環
状外側コア、11…カバー、14…発電用コイル、18…直方
体形状コア、19…円環状外側コア。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】略椀形状に形成されて回転軸（３）に連結
   されるフライホイール（１）と、このフライホイール
   （１）の内周に固定されている多極マグネット（４）
   と、この多極マグネット（４）の内周側に円環状に配さ
   れて固定されている複数の軸状内側コア（５）と、各軸
   状内側コア（５）におけるフライホイール開口側端面
   に、各軸状内側コア（５）側からフライホイール（１）
   の外側へ突出するように放射状にそれぞれ固定されてい
   る放射状コア（６）と、フライホイール（１）の外周側
   に配置されているとともに、各放射状コア（６）の先端
   と連結されて各放射状コア（６）同士を磁気的に接続し
   ている円環状外側コア（８）と、前記軸状内側コア
   （５）と円環状外側コア（８）とを結ぶ複数の磁気回路
   のうちフライホイール（１）の外方の各磁気回路にそれ
   ぞれ巻装されている発電用コイル（14）とを備えている
   ことを特徴とする磁石発電機。