JPS60204247A - 内燃機関用磁石発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は信号発生器を内蔵する内燃機関用磁石発電機に
関する。

（従来技術〕 従来のものは実公昭５８−５０９４号公報に示すように
、鉄柵の外周に突起を設け、この突起←対向するように
信号発生器を配置したり、また、クランクシャフトの外
周に対向する信号発生器をステータコアと一体に形成し
ている。

ところが、上述した従来のものでは、鉄柵の外周に信号
発生器を配置しているので、この信号発生器のための別
の空間を必要として、大型になってしまったり、またク
ランクシャフトの外周に対向するように信号発生器を配
置しているので、鉄柵とクランクシャフトとの間の空間
を使うために、発電用コアの形状や信号発生器の形状が
限られたものとしかできず、製作が困難であるという欠
点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記の欠点を解消するため、開口端側を外向き
にして内燃機関のクランクシャフトに取付けられる鉄柵
の内周に永久磁石を固定し・この永久磁石の内周側に発
電用コアを配置し、この発電用コア内周側に円筒状の信
号用ロータを形成すると共に、この信号用ロータ内のほ
ぼ中心位置にあってクランクシャフト先端と対向する位
置に、信号発生器を少なくとも一部配置したことにより
、鉄柵の外周に信号発生器を配置しないので、信号発生
器の別の空間を必要とせず、小型に出来、かつ信号発生
器の配置に円筒状の信号用ロータ内の空間を有効に利用
して、発電用コアおよび信号発生器の形状を互いに制限
させないことを目的とする。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図および第２図に示す第１実施例において、鉄柵１
の底面中央には、内燃機関のクランクシャフト４に取り
付けるための穴１ａが設けである。

そして、クランクシャフト４は、鉄柵１の取付穴１ａよ
り大きい径になっており、内燃機関の側壁１４を貫通し
て設けられている。そしてクランクシャフト４の先端に
スプライン４ａを切ると共に、このスプライン４ａの一
部の山＠（あるいは谷幅）を他のものより広く　（ある
いは狭＜）シて位置決めとなし、鉄柵ｌのクランクシャ
フト４を挿入する穴１ａも、このシャフト４のスプライ
ン４ａと同じ（若干大きい）スプライン形状としである
。

そしてクランクシャフト４のスプライン４ａに鉄柵１の
穴１ａをスプライン結合させ、ボルト５により、鉄柵１
を固定している。

永久磁石２は、上記鉄柵１の内周にリング状に連ねて配
置され、永久磁石２の内周と側面とを覆う薄い磁石保護
カバー３を圧入して、全周保護されている。そして磁石
保護カバー３は、非磁性体であるが、板厚が薄い場合に
は、鉄板等の磁性体で形成してもよい。そして永久磁石
２および磁石保護カバー３を鉄柵１に設けた接着剤塗布
用の穴１ｂより、接着剤を注入し、鉄柵ｌに接着、固定
している。そして永久磁石２の内周側には、積層鉄板で
形成した発電用コア８が、ステータベース７にビス１０
により、固定されている。また、発電用コア８は外周に
向って放射状に突出し、永久磁石２と微少な隙間を介し
て対向する多数の突極を有するリング状とし、１つの突
極に発電コイル９を構成する点火電源用コイル９ａが巻
かれ、残りの各突極に発電コイル９を構成するバッテリ
ー充電用コイル９ｂを巻線している。

また、発電用コア８の内周側には、クランクシャフト４
に鉄柵ｌと共に、鉄柵状の信号用ロータ６がボルト５に
より、固定されている。そしてクランクシャフト４のス
プライン４ａの軸方向寸法は、鉄柵ｌと信号用ロータ６
との板厚よりも小さくしてあって、ボルト５により、鉄
柵１および信号用ロータ６を強固に締め付は固定しであ
る。そして信号用ロータ６の内周開口端側に、タイミン
グ部をなす信号発生用の誘導子６ａが形成しである。そ
して信号用ロータ６の内周には、信号発生器をなす信号
発電機１１が鉄柵ｌ内のほぼ中心位置のクランクシャフ
ト４およびボルト５の先端と対向する位置に配置され、
かつ信号発電機１１のコアｌｌａの先端が、信号用ロー
タ６の誘導子６ａと微少な隙間を介して対向するように
しである。

信号発電機１１は、永久磁石（図示せず）と、この磁石
の一端に接して設けられたコアｌｌａと、このコアｌｌ
ａの外周に嵌着した信号コイル（図示せず）と、これら
各部品を埋込んで一体成型した成形樹脂と、この成形樹
脂中の底部側に一部が埋込まれて一体化された取付用の
ステー１１ｂとを有しており、このステー１１ｂがビス
１２によりステータベース７裏面に固定される。また、
ステータベース７のほぼ中心には信号発電機１１を通し
た状態で固定するための穴７ａが形成され、信号発電機
１１のステー１１ｂ側の一部が穴７ａ内に位置した状態
で、信号発電機１１の反ステー側がステータベース７の
表面側に軸方向に突出してあって、この表面側の突出部
側面よりコアｌｌａの先端が径方向に突出させである。

また、発電機カバー１５の底面には点火時期調整用の開
口１５ａが設けられ、この開口１５ａに点火時期調整用
カバー１７が被せられていて、このカバー１７はビス１
８により発電機カバー１５に取付けられている。そして
、信号発電機１１のステー１１ｂの取付用ビス１２を通
す穴７ａは信号発電機１１のステータベース７に対する
取付位置が調整できるように円弧状の長大となしてあっ
て、点火時期調整用カバー１７を取外した状態で、ビス
１２を緩めることにより、信号発電機１１のステータベ
ース７に対する円周方向の取付は位置が調整（点火時期
調整）できるようにしである。

また、ステータベース７裏面には、信号発電ｔａ１１の
ステー１１ｂの外形形状に沿い合わせて円弧帯状のガイ
ド部７ｂが突出形成され、ステーｌｌｂのステータベー
ス７に対する回動位置案内が容易にできるようにしであ
る。

次に、上記構成の磁石発電機が適用される電気回路の一
例を第３図において説明する。点火電源用コイル９ａの
一端は接地され、他端はダイオード２１のアノードに接
続され、このダイオード２１のカソードは点火用コンデ
ンサ２２の一端と点火用サイリスタ２３のアノードとに
接続されている。また、コンデンサ２２の他端は点火コ
イル２４の１次コイル２４ａを介して接地され、サイリ
スタ２３のカソードも接地されている。また、点火コイ
ル２４の２次コイル２４ｂの一端はコンデンサ２２と１
次コイル２４ａとの接続点に接続され、他端は点火プラ
グ２５を介して接地されている。信号発電機１１の信号
コイルの一端は接地され、他端はダイオード２６のアノ
ードに接続され、このダイオード２６のカソードはサイ
リスタ２３のゲートに接続されている。このサイリスク
２３のゲート・カソード間には抵抗２７が接続され、点
火電源用コイル９ａの端子間にはダイオード２８が並列
接続されている。

また、バッテリー充電用コイル９ｂの両端は全波整流器
２９を介してバッテリ３０に接続され、このバッテリ３
０には、図示しないが、例えば２サイクル内燃機関の吸
排気孔の開口面積を制御するバルブ駆動用モータやラン
プ等の負荷が接続される。

前記構成になる磁石発電機は、例えば、１２極着磁され
た磁石２を有するものならば、内燃機関のクランクシャ
フト４に直結された鉄柵ｌが回転すると、磁石２よりの
鎮交磁束が鉄柵１の回転に伴って変化するのに伴って、
点火電源用コイル９ａと、バッテリー充電用コイル９ｂ
に、鉄柵１の１回転につき６サイクルの交流電圧が発生
し、信号発電機１１にはタイミング信号用の誘導子６ａ
がコアｌｌａと対向する際に１サイクルの交流電圧が発
生する。

そして、点火電源用コイル９ａに発生した正の半波でダ
イオード２１を介して点火用コンデンサ２２を充電し、
負の半波はダイオード２８を介して短絡する。そして、
点火時期において信号発電機８に発生した正パルスが、
ダイオード２６を介して点火用サイリスタ２３のゲート
・カソード間に印加されることにより、点火用サイリス
タ２３が導通し、点火用コンデンサ２２の充電電荷を点
火コイル２４の１次コイル２４ａに急激に放電させ、点
火コイル２４の２次コイル２４ｂに高電圧を発生させ、
点火プラグ２５に点火火花を供給する。

また、バッテリー充電用コイル９ｂの出力は、低電圧電
源回路又は整流器２９を介してバッテリ３０を充電する
電源となる。

上記構成になる磁石発電機によれば、ボルト５の頭部の
みが信号用ロータ６の内底部に突出した状態で信号用ロ
ータ６がボルト５によりクランクシャフト４に締め付は
固定され、信号発電機１１が信号用ロータ６内のほぼ中
心位置のクランクシャフト４およびそのボルト５の先端
と対向する位置に配置され、かつ信号用ロータ６内周の
信号発電機１１のコアｌｌ！先端と対向する位置に信号
発生用の誘導子６ａが形成しであるから、クランクシャ
フト４に邪魔されることなく信号用ロータ６内の空間の
ほぼ全体を有効に利用して、小さな径の信号用ロータ６
内に信号発電機１１を配置することができる。

第４図は本発明の第２実施例を示すもので、鉄柵ｌの反
間口端側底面にウェイト又はリングギヤ１９を当接させ
、リベット１９ａによりリングギア１９をかしめ固定し
たものである。そして鉄柵１とリングギヤ１９を一体と
して、ボルト５によりクランクシャフト４に固定してい
るので、慣性モーメントの大きい鉄柵を提供することが
できる。

また、鉄柵１とリングギア１９との固定は、リベットに
よらず、溶接や１、鉄柵１およびリングギヤ１９にそれ
ぞれ凹凸を形成して嵌合結合してもよい。また、リング
ギア１９のクランクシャフト４への挿入穴も、クランク
シャフト４のスプライン４ａと同じスプライン形状とし
ている。

第１および第２実施例においては、鉄柵１と信号用ロー
タ６を別体に設けているが、第５図における第３実施例
に示すように、鉄柵１の底面中心部に信号発生器が挿入
できる径をもつ円筒部６Ｃを設け、この円筒部６Ｃを信
号用ロータとし、鉄＠１１の内周面に磁石２巻装着して
、鉄柵および信号用ロータを一体形成してもよい。そし
てこの鉄柵１を保持部材２０にリペッ）２０ａ等で固定
して、保持部材２０のクランクシャフト４の取付穴をス
プライン形状として、クランクシャフト４のスプライン
４ａにスプライン結合しである。また鉄柵１と信号用ロ
ータ６Ｃとを１枚の鉄板から絞り加工等で簡単に一体形
成できるため、工数もかからず、安価とすることができ
る。

また第２実施例および第３実施例に示すように、信号用
ロータ６の内周開口端側に形成した誘導子の代わりに、
磁石６ｂを装着してもよい。そうすることにより、信号
発電機１１に磁石を内蔵しなくてもよいため、小型に出
来、かつ信号発電機」１を信号用ロータ６内に複数個人
れることも可能である。さらに磁石６ｂがクランクシャ
フト４の回転に応じて回転し、この磁石６ｂの回転によ
り、磁石６ｂの極性が信号発電機１１に交互にＮ、Ｓと
対向するようにすると、信号出力を大きくとることがで
き、かつ信号用ロータ６の内周開口端側に磁石６ｂをリ
ング状に配置すると、この磁石６ｂの着磁パターンを変
えることにより、信号波形を容易に変えることができる
。

さらに第２実施例および第３実施例に示すように、発電
コイル９を巻いた発電用コア８および信号発電機１１を
保持するために、発電機カバー１５の鉄柵１側に突部を
なす保持部１５ａを一体形成して、発電用コア８および
信号発電機１１をビス１０および１２などにより、保持
部１５ａに固定してもよい。そうすることにより、ステ
ータベースの部品点数の削減をすることができる。

第１実施例における第２図に示すように、発電用コア８
をステータベース７に固定する際のビス１０の取付穴の
場所により、鉄柵１の外径を小さく出来ないので、バッ
テリー充電用コイル９ｂの巻線をなくした複数個の発電
コイル８の突極に、ビス１０の取付は穴を設けることに
より、鉄柵１の外径を小さく小型にして、鉄柵１の慣性
モーメントを下げることができる。

さらには、信号発電機を用いる代わりに、ホール素子や
磁気抵抗素子により構成される磁気式信号発生器や、光
電素子により構成される光電式信号発生器を用いること
もでき、さらには、信号用ロータ６内周面に形成した内
面カムにより開閉されるブレーカよりなる接点式の信号
発生器を用いることもできる。

また、磁石２の鉄柵１に対する固定構造も、接着剤を用
いなくともビス等で固定したり、アルミニュームや樹脂
中に埋込んで鉄柵１に一体的に固着するようにしてもよ
い。また、磁石２の外表面に磁極片を固定するようにし
てもよい。

また、上述した各実施例においては、鉄柵１と信号用ロ
ータ６をボルト５によりクランクシャフト４に締め付は
固定するようにしたが、クランクシャフト４にねし穴を
設ける代わりに、クランクシャフト４の先端より鉄柵１
の取付穴１ａを通してその内底部に雄ねじ部を突出させ
て設け、この雄ねじ部にナンドを締め付けることにより
、鉄柵１と信号用ロータ６をクランクシャフト４に締め
付は固定するようにしてもよい。この場合、ナ、７トと
雄ねじ部のみが信号用ロータ６がナツトによリフランク
シャフト４に固定される。

さらに、ボルト５により鉄柵ｌと信号用ロータ６をクラ
ンクシャフト４に締め付は固定するものにおいてはボル
ト５として、頭部の外周に締め付は用六角部を形成する
代わりに、頭部の中心に、六角レンチを嵌入するための
締め付は用六角穴を設けたものを用いるようにしてもよ
い。

第１図に示した第１実施例においては、信号発電機１１
を固定しているステータベース７を鉄柵１側から、発電
機カバー１５にビス１３により固定しているが、ステー
タベース７の端部鉄柵１側に発電機カバー１５より突起
保持部を設けて、この突起保持部に、点火時期調整用カ
バー１７側より、ステータベース７をビス等で固定して
もよい。

この際ステータベース７のビスを挿入する穴を長大とし
、ステータベース７を回動できるようにしである。そう
することにより、点火時期の制御を点火時期調整用カバ
ー１７を取りはずしてステータベース７を回動させるだ
けで簡単に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、開口端側を外向き
にして内燃機関のクランクシャフトに取付けられる鉄柵
と、この鉄柵の内周に固定された永久磁石と、この永久
磁石の内周側に配置された発電用コアと、この発電用コ
アに装着された発電コイルと、鉄柵の発電用コア内周側
に配置した円筒状の信号用ロータと、この信号用ロータ
内のほぼ中心位置であってクランクシャフト先端と対向
する位置に、少なくとも一部が配置された信号発生器と
、信号用ロータ内周の信号発生器と対向する位置に設け
られたタイミング部とを備えているから、鉄柵の外周に
信号発生器を配置しないので、信号発生器の別の空間を
必要とせず、小型にすることが出来、かつ信号発生器の
配置に円筒状の信号用ロータ内の空間を利用しているの
で、発電用コアと信号発生器の形状を互いに制限される
ことなく、特別な形状とすることはないという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明発電機の第１実施例を示す縦断面図、第
２図は本発明発電機の第１実施例における固定子側の構
成をそれぞれ示す平面図、第３図は上記第１実施例が適
用される電気回路の一例を示す電気回路図、第４図およ
び第５図は本発明発電機の第２および第３実施例の縦断
面図である。 ■・・・鉄柵、２・・・永久磁石、４・・・クランクシ
ャフト、６・・・信号用ロータ、６ａ、５ｂ・・・タイ
ミング部をなす誘導子、磁石、８・・・発電用コア、９
・・・発電コイル、９ａ・・・点火電源用コイル、９ｂ
・・・バッテリー充電用コイル、１１・・・信号発生器
をなす信号発電機。 代理人弁理士　岡　部　隆 第１図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１−開口端側を外向きにして内燃機関のクランクシ
   ャフトに取付けられる鉄柵と、この鉄柵の内周には固定
   された永久磁石と、この永久磁石の内周側に配置された
   発電用コアと、この発電用コアに装着された発電コイル
   と、前記鉄柵の前記発電用コア内周側に設けた円筒状の
   信号用ロータと、この信号用ロータ内のほぼ中心位置で
   あって前記クランクシャフト先端と対向する位置に、少
   なくとも一部が配置された信号発生器と、前記信号用ロ
   ータ内周の前記信号発生器と対向する位置に設けられた
   タイミング部とを備えている内燃機関用磁石発電機。 （２）前記信号用ロータは前記鉄柵と別体に設けられ、
   前記信号用ロータと前記鉄柵とを一体としてクランクシ
   ャフトに取り付けである特許請求の範囲第１項記載の内
   燃機関用磁石発電機。 （３）前記信号用ロータは前記鉄柵と一体に形成しであ
   る特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用磁石発電機。