JPS5915465B2 - 信号発生用石発電機及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は信号発生用磁石発電機に係り、特に、内燃機関
点火装置の点火時期制御信号発生用の磁石発電機に関す
るものである。

まず従来の信号発生用磁石発電機の構造を第３図に於て
説明する。

この例では内燃機関の電源用磁石発電機の一部に信号発
生用磁石発電機を装着している。

１は回転子のボスでフライホイール継鉄２を鋲３で加締
固定している。

そして内燃機関の駆動軸とはボスのテーパ部を利用して
結合されている。

４は信号発生用のカマボッ形の永久磁石で、カップ状か
らなる鋼板製の保持体５をボスの外周に挿入後ボス外周
と保持体の間に位置を定めて配置し、更に鋼板′Ｃｆ！
ｆｒ面り字状の筒状支持体６をボス外周に圧入しながら
永久磁石４を挾持する如く固定し、接着材も併用して固
着している。

γはこの永久磁石と対向して配置した発電用コイルであ
る。

このような従来の構成に於ては永久磁石の位置決め、固
着等の生産性が劣る等の問題がある。

また、永久磁石の外径表面が鋼板のカップ状保持体で覆
われているため発電用コイルに対する磁束の切れがサイ
ン波形の如くゆるやかに変化するため点火回路に使用す
る発電コイルの電圧波形も緩慢で、性能の優れた磁束波
形が得られないという欠点があった。

本発明の目的は機械的に安定で小形となり、電気的にも
優れた磁束波形が得られる信号発生用磁石発電機を提供
することにある。

本発明の特徴は、固定すべき位置に設けられた四部穴に
永久磁石と磁極片を挿入し、四部穴内周と磁極片外周に
各々全周にわたり溝を設け、この間に筒状の非磁性結合
部材を挿入し、結合部材の剪断力と緊迫力にて結合力を
得るようにした点にある。

以下本発明の一実施例を第２図以下により説明する。

第２図において１は要部に円形の凹穴１１を設けたボス
であり、このボスにフライホイール継鉄２が鋲３で固定
されている。

このボスの凹穴１１には環状の溝１２が設けられている
。

一方、磁極片８は第３図に示すような構成を有し、外周
に環状の溝８２が設げられている。

７１は固定側磁極片、γ２は発電用コイル、１３は固定
側の第２の磁極片である。

磁気回路は、永久磁石４、磁極片８、空隙部、固定側磁
極片７１、固定側第２磁極片γ３、ボス１、永久磁石４
の経路で構成され、ボスの回転に伴い磁極片８が磁極片
７１に対向する位置に来たとき発電用コイル１２に出力
信号を生ずる。

ボスの一回転に対し２回以上出力信号を発生させる必要
のあるときは、磁極片８な円周上に２個以上配置すれば
よいことは言うまでもない。

次に磁極の装着部の構成について説明する。

まず第４図に示すようにボスの凹穴１１内の中央に磁極
片８、永久磁石４を配置した時に巾Ｔ。

の環状間隙部１３が形成されるようボスの凹穴、磁極片
８、永久磁石４の外径を選定する。

巾Ｔ。は例えば結合部材として銅を用いた場合２ｒｒｖ
ｎ程度にする。

溝１２．８２の深さは０．１〜１．０ｒｒｒＩｒＬ程度
が望ましい。

浅すぎると剪断強度が充分に得られず深すぎると、結合
部材を挿入するのに大きな加圧力が必要となる。

結合部材は銅やアルミニウム等の非磁性金属材料を略筒
状に切削又は成形したものである（第５図、第６図）。

結合工程に於ては、まず第８図に示すように、結合部材
９を凹穴１１に投入し、次に永久磁石４、磁極片８を挿
入する。

そして、さらに、第７図、第９図に示すように間隙部１
３の巾Ｔ。

より巾の小さい巾ｔの先端面１２１を有する金型１２０
の加圧部１２２で結合部材９を加圧し、塑性変形により
溝１２．８２に結合部材９を流入させる。

第８図に示す状態で結合部材９は金型１２０に対応する
上面を除きボス１、永久磁石４、磁極片８で包囲されて
おり、かつ高さの差はΔＨはごく小さい。

従って加圧直前の状態は結合部材の全体が被結合部材と
金型で包囲されているといえる。

そのため、第９図に示す如く、加圧時結合部材が間隙部
外に逃げることはほとんどない。

第９図に示すように、金型１２０の加圧突部側面１２３
は先端面１２１に垂直な方向（挿入方向）に対しθだけ
傾斜している。

θは、６°〜１５゜程度が望ましい。

これはθが小さいと、結合後、金型１２０が抜けにくく
なるためである。

また、θが大きすぎると、金型の挿入方向と逆方向にす
なわち、間隙部外へ結合部材が流出しやすくなり、また
挿入深さを深くできず、結合部材に大きな内部応力を発
生させることができず、従って大きな結合力な得にくく
なる。

金型加圧部１２２は、第９図に示すようにその先端面１
２１と、溝１２．８２の上端との距離Ｓをできるだけ小
さく、換言すれば、先端面１２１ができるだけ溝１２，
８２に近くなるよう深く挿入されることが望ましい。

これにより、塑性流動に伴う摩擦損失が少なくなり、溝
部へ結合部材を充分に挿入できる。

以上のような構成を維持するためには、ボス、磁極片の
材料が、結合部材９より硬いこの及び剛性が大きいこと
が条件となる。

すなわち、結合部材９は、ボス１、磁極片８より変形抵
抗の小さい材料であることが条件となる。

結合部材９を間隙部１３内に挿入配置し、環状溝１２．
８２内に加圧充填させることにより結合部材は局部的に
塑性変形されて内圧が高くなり、即ち結合部材の降伏応
力より大きい弾性応力が生じ、外方に拡がろうとする力
が作用する。

従って結合部分には半径方向に緊迫力が生じる。

又、溝１２．８２により軸方向外力に対し、剪断力を生
じ、両者により、強固な結合力が得られる。

以上のように本発明によれば、構造的に簡単になって位
置が正確に定まるため外径を小形化できる。

更に部品の生産性がいちぢるしく向上することができる
と同時に、組立工数の低減が計られる。

次に、静的強度としては、第２図に示すような矢印Ｆ１
．Ｆ２方向の剪断強度試験で結合部材がアルミニウムの
場合１３〜２０Ｋｇ／ｍｆｆ１得られた。

磁石発電機で最も重要な機械的強度は、遠心力、角加速
度や衝撃に充分な余力を有することである。

この点従来式では接着材の信頼性、熱劣化、隙間が発生
した時の押え等不安定であるのに対し、本発明では隙間
のない結合方法であるため高い信頼性が保証される。

次に電気的には磁極片の形状を第３図のように断面凸形
とすることにより、発電コイル側に流れる磁束の波形は
急激な変化を持つようになり、発生電圧波形は点火信号
用に適したものが得られる。

又凸部の形状も設計値に合せて自由に工作できる。

更に非磁性部材の結合部材であるため永久磁石の側方部
からボスへの磁気洩漏を小さくできる利点も有する。

なお、磁極を装着する位置は、第１０図に示すようにフ
ライホイール継鉄２の外周付近であってもよい。

この場合は、フライホイール継鉄２の外周上の一点に凹
穴を設け、紋穴に永久磁石４、磁極片８ど結合部材９で
固着し、一方、フライホイール継鉄外周の外方に磁極片
７１、発電コイル７２、磁極片７３を配置する。

第１１図、第１２図は本発明の他の実施例を示す。

この例では、交流発電機のケース外側に信号発生用磁石
発電機を装着したものである。

図において、１００はクランク軸でボス１０１が固着さ
れている。

このボス上に回転子１０２が装着されている。

回転子は、ロータコア１０３、フィールドコイル１０４
、スリップリング１０５を含む。

一方、１１０は固定子で、積層鉄心１１１、発電コイル
１１２、ケース１１３を含む。

また、１０６はブラシで、ブラシ箱１０７に保持され、
前記スリップリング１０５に接触している。

クランク軸１００及びボス１０１の一端には信号発生筒
１０８がボルト１０９により固定され、該部上に設げら
れた凹穴にマグネット４、磁極片８が挿入され、結合リ
ング９で固着されている。

Ｔ１は固定側の磁極片でケース１１３上に固定され、信
号発生コイル７２が巻装されている。

７３は磁気回路を形成するための磁極片である。

この実施例においても、マグネット４、磁極片８からな
る磁極は結合リング９により信号発生筒に固定され、前
記した実施例の場合と同等の効果が得られる。

以上述べた実施例はいずれも内燃機関ないしは車輌の電
源用としての発電機の一部に信号発生用磁石発電機を附
設する構成であるが、信号発生用磁石発電機を単独で内
燃機関ないしは他の回転体に装着してもよい。

あるいは他の補助的な回転機器に併設してもよい。

また、信号発生用磁石発電機は、その出力が点火信号と
して用いられるものに限らず、例えば、回転数、回転角
度等の検出用として用いられるものにも応用できる。

以上述べたように、本発明の信号発生用磁石発電機によ
れば、従来の結合方法を用いたものに比べ、締結強度が
大きく安定している。

また、結合部の構成がコンパクトになる。

さらに、回転側の磁極片の形状を任意に選べるので、用
途に応じて最適の信号波形を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の信号発生用磁石発電機の要部縦断面図、
第２図は本発明の一実施例になる信号発生用磁石発電機
の要部縦断面図、第３図は同回転側磁極片の傾視図、第
４図は第２図におけるボスの凹穴と磁極の関係を示す要
部縦断面図、第５゜第６図は各々本発明の結合部材の形
状を示す要部縦断面図、第７図は本発明による結合方法
を示す要部縦断面図、第８、第９図は本発明による結合
工程及び結合状態の説明図、第１０図、第１１図は各々
本発明の一実施例になる信号発生用磁石発電機の要部縦
断面図、第１２図は第１１図の発電機の正面図である。 １・・・ボス、２・・・フライホイール継鉄、４・・・
永久磁石、８・・・磁極片、９・・・結合部材、７２・
・・発電コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 永久磁石と磁極片とを積層して形成し、磁性体から
   なる回転体上に固着された磁極と、該磁極に対応して固
   定側に配置固定された発電コイルとを備えた信号発生用
   磁石発電機において、前記磁性体からなる回転体の一部
   に形成された磁極固定凹穴と、巻回穴の内周にそれぞれ
   の外周が環状間隙をもって配置され、かつ底部に永久磁
   石、上部に磁極片が（るように配置された磁極と、前記
   凹穴の内周と磁極片外周のそれぞれ相対応する位置に形
   成された環状溝と、前記環状の間隙部と環状溝内に剪断
   力と緊迫力をもって充填される非磁性金属結合部材とか
   らなることを特徴とした信号発生用磁石発電機。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、磁極片は断面
   凸形であることを特徴とした信号発生用磁石発電機。 ３ 永久磁石と磁極片とを積層して形成し、磁性体から
   なる回転体上に固着された磁極と、該磁極に対応して固
   定側に配置固定された発電コイルとを備えた信号発生用
   磁石発電機において、前記磁。 性体からなる回転体の一部に形成した磁極固定凹穴と、
   該凹穴の内周にそれぞれ外周が環状間隙をもって配置さ
   れ、かつ底部に永久磁石、上部に磁極片がくるように配
   置された磁極と、前記凹穴の内周と磁極片外周のそれぞ
   れ相対応する位置に形成された環状溝とを設け、前記凹
   穴に磁極を配置した後、前記回転体及び磁極片より変形
   抵抗が小さく、かつ所定の機械的強度を有する材料から
   なり前記間隙部と同等もしくは近似した高さを有する筒
   状の非磁性金属結合部材を前記環状間隙に挿入し、非磁
   性金属結合部材の全体が実質的に前記凹穴内周と磁極で
   包囲された状態とし、次に非磁性金属結合部材を金型で
   加圧して塑性変形して前記環状溝に流入させ、結合部材
   の剪断力と緊迫力によって結合することを特徴とした信
   号発生用磁石発電機の製造方法。