CN105556811A - 摩托车用发电机 - Google Patents

Abstract

本发明的摩托车用发电机设置于其动力单元内，具有：定子，该定子设置成定子线圈分别卷在各个从中心放射状延伸的多个定子齿上；及转子，该转子的转子磁轭的内周面设置有磁铁，且以所述中心为中心围绕所述定子旋转，所述磁铁具有多个且设置成在所述转子的圆周方向上相互相邻并隔有间隔，所述定子齿由多片薄板钢板的芯片材层叠构成，且具有顶端部，该顶端部从卷绕有所述定子线圈的线圈卷绕部向转子的旋转方向侧及反旋转方向侧延伸，沿所述转子的旋转方向侧延伸的所述定子齿顶端部的一侧部分构成为，在所述磁铁的旋转方向前端与所述线圈卷绕部的中心线大致一致时，与在该旋转方向前端侧相邻的前一个磁铁重叠。

Description

摩托车用发电机

技术领域

本发明涉及一种使电损失降低且使发电输出及发电效率提高的摩托车用发电机。

背景技术

作为摩托车用发电机,已知有有一种如图22所示的使用磁发电机100的结构。该磁发电机100具有：在多根定子齿101上卷绕有定子(发电)线圈102的定子103；及在转子磁轭104的内周面设置有磁铁105的转子106。通过由于发动机的驱动力使转子106绕定子103旋转而产生的电磁感应作用，在发电线圈102引起感应电流而进行发电。

在磁发电机100中，磁铁105在转子磁轭104的内周面例如设置4片。如图23所示，在各磁铁105中，使构成N极及S极对的磁极3极磁化。因此，在1片磁铁105中磁通容易向相邻磁极泄漏，向定子103的定子齿101流动的磁通减少而未有效地使用磁通。其结果，无法实现磁发电机100的发电输出及发电效率的提高。

另外，公开了如下旋转电机(例如参照专利文献1)：多个永磁体夹持换向极配置于绕定子的外周旋转的转子的转子磁轭，从而作为发电机发挥功能。

另外，还公开了如下技术(例如参照专利文献2)：在车辆用制振发电发动机配置由三相绕线构成的定子线圈，将该定子线圈经由整流器(整流器)连接到电池，使用由晶闸管构成的整流器作为对定子线圈的输出进行整流的整流器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-153095号公报

专利文献2：日本特开2002-95214号公报

在上述的专利文献1所述的旋转电机中，在转子的永磁体间配置有换向极，因此在这些永磁体与换向极间产生磁通的泄漏，从转子的永磁体向定子的定子齿(定子突极)流动的磁通减少。因此，在该情况下，也未有效地使用永磁体的磁通，发电输出及发电效率有可能降低。

另外，在上述的专利文献2所述的技术中，仅示出了通过在整流器具备晶闸管来控制定子线圈的输出，从而使发电机的电损失降低，使发动机的整个旋转区域的输出损失降低的技术，不存在启示的记载。

发明内容

本发明是考虑上述的情况而完成的，其目的在于提供一种摩托车用发电机，设置于摩托车的动力单元内，通过有效地将来自转子的磁铁的磁通引导到定子的定子齿，从而能够使发电输出及发电效率提高。

本发明的其他目的在于提供一种摩托车用发电机，使发电机的电损失降低，且使发动机的整个旋转区域的输出损失降低，实现车辆的燃油经济性的提高。

用于解决课题的方法

为了达成上述的目的而提供的本发明的一实施例的摩托车用发电机设置于摩托车的动力单元内，所述摩托车用发电机具有：定子，该定子设置成定子线圈分别卷绕在从中心放射状延伸的多个定子齿上；及转子，该转子的转子磁轭的内周面设置有磁铁，且以所述中心为中心围绕所述定子旋转，该摩托车用发电机的特征在于，所述磁铁具有多个且设置成在所述转子的圆周方向上相互相邻并隔有间隔，所述定子齿由多片薄板钢板的芯片材层叠构成，且具有顶端部，该顶端部从卷绕有所述定子线圈的线圈卷绕部向转子的旋转方向侧及反旋转方向侧延伸，沿所述转子的旋转方向侧延伸的所述定子齿的顶端部的一侧部分构成为，在所述磁铁的旋转方向前端与所述线圈卷绕部的中心线大致一致时，与在该旋转方向前端侧相邻的前一个磁铁重叠。

另外，在上述实施例中，优选的是，所述定子齿的顶端部形成为，沿转子的旋转方向侧延伸的一侧部分比沿转子的反旋转方向侧延伸的另一侧部分长。

另外，为了达成上述的目的而提供的本发明的其他实施例的摩托车用发电机设置于摩托车的动力单元内，所述摩托车用发电机具有：定子，该定子设置成定子线圈分别卷绕在从中心放射状延伸的多个定子齿上；及转子，该转子的转子磁轭的内周面设置有磁铁，且以所述中心为中心围绕所述定子旋转，该摩托车用发电机的特征在于，所述磁铁具有多个且设置成在所述转子的圆周方向上相互相邻并隔有间隔，

所述定子齿由多片薄板钢板的芯片材层叠构成，且具有顶端部，该顶端部从卷绕有所述定子线圈的线圈卷绕部向转子的旋转方向侧及反旋转方向侧延伸，所述磁铁间的间隔设置为，在所述磁铁的旋转方向后端与所述线圈卷绕部的中心线大致一致时，使得在所述旋转方向后端侧相邻的后一个磁铁的旋转方向前端不与所述定子齿的顶端部重叠。

另外，在上述实施例中，优选的是，在所述后一个磁铁的旋转方向前端与定子齿的线圈卷绕部的中心线大致一致时，所述定子齿的沿转子的旋转方向侧延伸的一侧部分构成为，与在所述后一个磁铁的旋转方向前端侧相邻的所述磁铁重叠。

另外，优选的是，所述转子具备的磁铁与该磁铁间的间隔的圆周方向角度之比为7/3：1。

另外，优选的是，所述转子具备的磁铁与定子的多个定子齿的对应关系为1：1。

另外，优选的是，所述定子的定子齿与所述转子的磁铁沿圆周方向分别设置为12个。

另外，优选的是，在所述转子的磁铁的内周面安装有金属罩，该金属罩具有使所述磁铁的一部分露出的开口。

另外，优选的是，所述定子齿是通过对多片压延钢板或电磁钢板进行层叠构成的，所述压延钢板或电磁钢板是由厚度小于1mm的薄壁钢板的芯片材构成的。

另外，优选的是，所述定子齿设置有组装用贯通孔，用于贯通层叠的多片薄壁钢板的芯片材。

进一步，为了达成上述目的而提供的本发明的另一其他的实施例的摩托车用发电机设置于摩托车的动力单元内，所述摩托车用发电机具有：定子，该定子设置成定子线圈分别卷绕在从中心放射状延伸的多个定子齿上；及转子，该转子的转子磁轭的内周面设置有磁铁，且以所述中心为中心围绕所述定子旋转，该摩托车用发电机的特征在于，所述磁铁具有多个且设置成在所述转子的圆周方向相互相邻并隔有间隔，所述定子齿具有顶端部，该顶端部从卷绕有所述定子线圈的线圈卷绕部向转子的旋转方向侧及反旋转方向侧延伸，所述定子线圈经过由晶闸管构成的稳压器/促动器(稳压整流器)连接于电池，且所述稳压器/促动器构成为所述晶闸管的门极连接于电压控制电路，在所述电池的充电电压达到规定电压时，所述电压控制电路关闭所述晶闸管并对所述稳压器/促动器进行打开控制。

在上述实施例中，优选的是，所述定子齿是通过对多片压延钢板或电磁钢板进行层叠构成的，所述压延钢板或电磁钢板是由厚度大于等于0.2mm且小于1mm的薄壁钢板的芯片材构成的。

另外，优选的是，所述定子齿是通过对多片压延钢板进行层叠构成的，所述压延钢板是由厚度小于1mm的薄壁钢板的芯片材构成的，使用绝缘树脂材料对各所述压延钢板进行树脂涂层、或在一片一片的所述压延钢板之间夹持纸或树脂绝缘片材、或涂布绝缘塗料形成所述定子齿。

进一步，优选的是，所述定子齿由厚度小于1mm的薄壁钢板的芯片材的电磁钢板构成。

进一步，优选的是，所述定子齿的电磁钢板为无方向性电磁钢板。

发明效果

根据本发明摩托车用的发电机，该发电机设置于摩托车的动力单元内，该磁铁具有多个且设置成在转子的圆周方向上相互相邻并隔有间隔，因此能够抑制磁通在各磁铁间泄漏，能够使从磁铁向定子齿流动的磁通增大。其结果，能够有效地将来自转子的磁铁的磁通引导到定子的定子齿，因此能够使发电输出及发电效率提高。

另外，根据本发明，沿定子齿的顶端部的转子的旋转方向侧延伸的定子齿顶端部的一侧部分构成如下：在磁铁的旋转方向前端与定子齿的线圈卷绕部的中心线大致一致时，与在该旋转方向前端相邻的前一个磁铁重叠。因此，磁铁与定子齿相对的时间、即定子齿回收磁铁的磁通的时间变长，磁通长时间流过各定子齿。其结果，能够有效地将来自转子的磁铁的磁通引导到定子的定子齿，因此能够使发电输出及发电效率提高。

进一步，根据本发明，摩托车用发电机的定子线圈经过由晶闸管控制的具有整流功能的稳压整流器(稳压器/整流器)连接到电池，在所述电池的充电电压到达规定电压时，电压控制电路对晶闸管进行关闭控制并对稳压整流器进行打开控制，因此在电池电压到达规定电压时，电流变得难以流过定子线圈从而能够使铜损失降低，能够使电损失降低，在发动机的整个旋转区域上实现电损失降低效果，使车辆的燃油经济性提高。

根据参照附图进行说明的如下记载使本发明的进一步特征及作用效果更加明确。

附图说明

图1是表示适用有本发明的摩托车用发电机的一实施方式的摩托车的发动机单元的左侧视图。

图2是沿图1的II-II线的剖视图。

图3是表示从图2的III-III线方向目视的作为发电机的磁发电机的主视图。

图4是示意性地表示图3的磁铁和定子齿的概要主视图。

图5是将图3的局部放大而表示磁铁与定子齿的第1旋转位置上的磁通流的动作图。

图6是将图3的局部放大而表示磁铁与定子齿的第2旋转位置上的磁通流的动作图。

图7是将图3的局部放大而表示磁铁与定子齿的第3旋转位置上的磁通流的动作图。

图8是表示磁铁间的间隔与发电输出及发电效率等的关系的曲线图。

图9是表示定子齿的顶端部的一侧部分相对于另一侧部分的相对长度与发电输出及发电效率等的关系的曲线图。

图10是表示使定子齿的顶端部的另一侧部分比一侧部分变长的情况的与图6对应的动作图。

图11是表示定子齿的顶端部的另一侧部分相对于一侧部分的相对长度与发电输出及发电效率等的关系的曲线图。

图12是表示摩托车用发电机的第2实施方式的侧剖视图。

图13是表示摩托车用发电机的磁发电机的局部剖视图。

图14A是从磁铁侧覆盖磁发电机的转子的转子罩的侧视图。

图14B是沿图14A的XIVB-XIVB线的剖视图。

图15是表示组合于图12所示的磁发电机的三相短路式稳压整流器(稳压器/整流器)的发电电路图。

图16是表示组合于图12所示的磁发电机的三相开放式稳压整流器的发电电路图。

图17是表示图15及图16所示的稳压整流器所具备的电压控制电路的结构图。

图18是表示由组合有短路式或开放式稳压整流器的磁发电机所产生的电损失降低效果的图。

图19是表示由定子规格不同的磁发电机所产生的电损失及其降低效果的图。

图20A是表示构成磁发电机的定子齿的芯片材的层叠结构例的局部剖视图。

图20B是将图20A的I部放大表示的图。

图21A是表示组合于磁发电机的单相全充电发电机的发电电路图。

图21B是表示组合于磁发电机的单相AC-DC发电机的发电电路图。

图22是表示作为以往的发电机的磁装置的主视图。

图23是示意性地表示图22的磁铁的概要主视图。

具体实施方式

以下，基于附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图1是表示适用有本发明的摩托车用发电机的第1实施方式的摩托车的发动机单元的左侧视图，在该图1中，动力单元10具有气冷式四冲程单缸发动机11，该发动机11主要构成为具备：旋转自如地支承并收容曲轴19的曲轴箱12；结合于曲轴箱12的端部的汽缸体13；结合于汽缸体13的汽缸盖14；及结合于汽缸盖14的盖罩15。另外，本发明的摩托车用发电机设置于该摩托车的动力单元内。

在本实施方式中，曲轴箱12构成为左右分为两个。在图2中，曲轴箱12在左右成对的右侧曲轴箱12R与左侧曲轴箱12L相互地结合，一体化而形成曲轴室18。在该曲轴室18内，曲轴19及与该曲轴19一体化的左右一对曲柄臂19A经由一对轴承20而旋转自如地轴支承。

在曲柄臂19A相互间经由曲柄销21连结有连杆22的基端侧。另外，活塞23能够往复移动地收容于汽缸体13内，活塞23经由活塞销24与连杆22的前端侧连结。因此，活塞23在汽缸体13的轴线方向上往复移动，从而使曲轴19旋转。

在曲轴室18的周围，隔开箱隔壁分别在其右侧配置离合器室27、在左侧配置磁室28。在离合器室27内收容配置于曲轴19的右侧轴端部的离合器装置29，离合器室27被离合器罩30覆盖。另一方面，在磁室28内收容配置于曲轴19的左侧轴端部的磁装置31，磁室28被磁罩32(曲轴箱罩)覆盖。

磁装置31是摩托车用的单相式或三相式磁交流发电机，构成为具有：与曲轴19的旋转轴同轴地配置于曲轴19周围的定子33；及固定于曲轴19的左侧轴端部且与曲轴19的旋转轴同轴地绕定子33旋转的转子34。转子34的旋转方向如图3箭头P所示。

如图2及图3所示，定子33构成如下：多根(本实施方式为12根)定子齿35从定子33的中心O(与曲轴19的旋转中心轴芯同轴)放射状(相对于曲轴19的旋转中心轴的垂直方向)地延伸，在各个定子齿35的线圈卷绕部36卷绕有作为发电线圈的定子线圈37。如从曲轴19的旋转轴方向目视的图即图3～图5所示，在各定子齿35的线圈卷绕部36的前端侧形成有沿定子33的圆周方向两侧(转子34的旋转方向侧及转子34的反旋转方向侧)延伸的顶端部38。如图2所示，利用安装螺栓39将该定子33安装并固定到磁罩32的内表面。

如图2及图3所示，转子34形成为有底圆筒形状，在其内部空间配置定子33。进一步，在转子磁轭40的内周面以包围定子33的方式固定并设置多个磁铁41，该磁铁41配置为与定子33的定子齿35的顶端部38相对。并且，按如下方式构成：转子磁轭40旋转一体地安装于曲轴19并与曲轴19一起旋转时，在定子齿35的顶端部38的外侧具有适度的间隔供该磁铁41通过。如图3～图5所示，多个(本实施方式为12个)磁铁41与多根(本实施方式为12根)定子齿35对应，且经由不存在磁铁的间隔42与定子齿35相邻而设置。并且，使一个磁铁41单极磁化，且以相邻的磁铁41的极性交替的方式配置。

通过曲轴19的旋转，具备多个磁铁41的转子34以定子33的中心O为中心沿箭头P方向绕定子33旋转，从而通过电磁感应的作用在定子33的定子线圈37引起感应电流来进行发电。另外，图5～图7中的箭头Aa表示从磁铁41流向定子35的磁通或从定子35流向磁铁41的磁通的流动。另外，在反转子磁轭40侧(配置定子33侧)安装由金属制的薄板构成的转子罩43来保护转子34的多个磁铁41。另外，在图2及图3中，符号48是点火时期信号发生线圈，符号49是设置于转子磁轭40的外周侧的突起。

如从曲轴19的旋转轴方向目视的图即图6所示，多个磁铁41间的间隔42以如下方式设定：通过转子34的旋转，磁铁41的旋转方向后端44B到达与定子33的定子齿35中的线圈卷绕部36的中心线N(在垂直于曲轴19的旋转轴的截面中，连结所述旋转轴中心与线圈卷绕部36的中心的假想线)大致一致的第2旋转位置时，与所述旋转方向后端44B相邻的(具有与所述旋转方向后端44B相对的旋转方向前端44A的)后一个磁铁41的旋转方向前端44A不与定子齿35的顶端部38(顶端部38的后述的另一侧部分38B)重叠。即，以如下方式设定：在垂直于曲轴19的旋转轴的截面中，磁铁41的旋转方向后端44B到达与线圈卷绕部36的中心线N大致一致的第2旋转位置时，后续的后一个磁铁41的旋转方向前端44A不与定子齿35的顶端部38重叠(在圆周方向的位置成为不同的角度位置)。定子齿35为厚度1mm以下，优选为使多片(本实施方式为12片)小于1mm的薄板钢板的芯片材层叠而构成。

在本实施方式中，摩托车用发电机设置于该摩托车的动力单元内，如从曲轴19的旋转轴方向目视的图即图4所示，设磁铁41的圆周方向角度(连结磁铁41的两端缘44A、44B与曲轴19的旋转轴中心的直线之间的所述旋转轴中心处的最大夹角)为θa、使磁铁41间的间隔42的圆周方向角度(连结配置于间隔42的两侧的磁铁41的各端缘44A、44B与曲轴19的旋转轴中心的直线之间的所述旋转轴中心处的最大夹角)为θb时，分别设定成θa＝21°、θb＝9°。即，将配置磁铁41的圆周方向角度与配置磁铁41间的间隔42的圆周方向角度的比设定为

θa：θb＝21:9＝7/3：1

利用图8对将磁铁41间的间隔42的圆周方向角度θb设定为9°的理由进行说明。在该图8中，分别由X1表示机械输入(是用于使发电机转动的负荷，此时作用于发动机11的负荷。该负荷分为发电输出与电损失。另外，该电损失由铜损、铁损、机械损构成)、由Y1表示发电输出(磁装置31产生的发电电力)、由Z1表示发电效率(发电输出除以机械输入的比)。使一个磁铁41单极磁化，在各磁铁41间设置有间隔42，从而抑制磁铁41间的磁通的泄漏，使从磁铁41流向定子齿35的磁通增大、提高发电输出及发电效率、特别是发电效率。如图8所示，间隔42的圆周方向角度θb为9°时的发电效率Z1最高，因此将圆周方向角度θb设定为9°。

如图4及图5所示，定子33的各定子齿35的顶端部38形成为使向转子34的旋转方向P延伸的一侧部分38A的圆周方向长度L(在垂直于曲轴19的旋转轴的截面中，相对于线圈卷绕部36的中心线N的突出高度)比向与转子34的旋转方向P相反侧延伸的(向旋转方向P延伸)另一侧部分38B的圆周方向长度M(在垂直于曲轴19的旋转轴的截面中，相对于线圈卷绕部36的中心线N的突出高度)长。即，L＝M+α。

此时，定子齿35的顶端部38中的另一侧部分38B的圆周方向长度M设定为如下长度：通过转子34的旋转使磁铁41的圆周方向中央位置K达到与定子齿35的线圈卷绕部36的中心线N大致一致的(相对于曲轴19的旋转轴中心的圆周方向的位置且大致成相同的角度位置)第1旋转位置时(图5)，定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B的端缘46与磁铁41的旋转方向后端44B大致一致(相对于曲轴19的旋转轴中心的圆周方向的位置且成为大致相同的角度位置)的长度。另外，在本实施方式中如前所述，定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B的圆周方向长度M设定为与间隔42的圆周方向长度大致一致。

对此，如图7所示，定子齿35的顶端部38的一侧部分38A的圆周方向长度L(参照图4)设定如下：通过转子34的旋转使磁铁41的旋转方向前端44A达到与定子33的定子齿35的线圈卷绕部36的中心线N大致一致的(相对于曲轴19的旋转轴中心的圆周方向的位置且成为大致相同的角度位置)第3旋转位置时，与所述旋转方向前端44A相邻的(具有相对的旋转方向后端44B)前一个磁铁41(从该定子齿35离开的磁铁41)与曲轴19的旋转轴中心的圆周方向的位置重叠。如上所述设定定子齿35的顶端部38的一侧部分38A的圆周方向长度L，从而使磁铁41与定子齿35的顶端部38相对的时间、特别是自磁铁41的旋转方向后端44B通过定子齿35的顶端部38的外方起直至离开时的相对时间变长，定子齿35回收来自磁铁41的磁通的时间变长，因此，能够使来自磁铁41的磁通长时间有效地流过定子齿35，使磁装置31的发电输出及发电效率提高。

定子齿35的顶端部38的一侧部分38A的圆周方向长度L优选设定为比顶端部38的另一侧部分38B的圆周方向长度M长3.0mm(相当于上述的α)。利用图9说明其理由。在该图9中，分别以X2表示机械输入、以Y2表示发电输出、以Z2表示发电效率。已知一侧部分38A越长则发电效率Z2越高，定子齿35的顶端部38的一侧部分38A的相对于另一侧部分38B的相对长度(以另一侧部分38B为基准的一侧部分38A的长度)为增长3.0mm左右为最佳。即，到达图7所示第3旋转位置时，当定子齿35的顶端部38的一侧部分38A与磁铁41的旋转方向后端44B重叠3.0mm左右时，发电效率Z2为最佳。

另外，如图10所示，在转子34的磁铁41的圆周方向中央位置K到达与定子齿35的线圈卷绕部36的中心轴N大致一致的第1旋转位置(图5参照)时，设定子齿35的顶端部38的一侧部分38A为定子齿的顶端部38的一侧部分38A的端缘45与磁铁41的旋转方向前端44A大致一致的圆周方向长度L，且即使设定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B的圆周方向长度M比一侧部分38A的圆周方向长度L长或短(图10中图示了较长设定的结构)，也完全不会有助于发电效率的提高。

例如，在定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B相对于一侧部分38的相对长度(以一侧部分38A为基准的另一侧部分38B的长度)为如图10所示的较长的情况下，通过转子34的旋转使磁铁41的旋转方向后端44B为与定子齿35的线圈卷绕部36的中心线N大致一致时，来自磁铁41的磁通如箭头Aa那样流向定子齿35，且通过定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B，如箭头Ba所示向相邻的磁铁41泄漏。另外，在定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B相对于一侧部分38的相对长度较短的情况下，转子34旋转时的来自磁铁41的磁通流入定子齿35的时机会延迟。

因此，如分别以X3表示机械输入、以Y3表示发电输出、以Z3表示发电效率的图11所示，发现在定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B相对于一侧部分38A的相对长度较长的情况(例如以一侧部分38A为基准使另一侧部分38B长增长2mm的情况)或较短的情况下(例如以一侧部分38A为基准使另一侧部分38B减短3mm的情况)，发电效率Z3均降低。

从上述情况可知，按如下方式设定定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B的圆周方向长度M，则发电效率最佳：如图4～图7所示，通过转子34的旋转使磁铁41的圆周方向中央位置K达到与定子齿35的线圈卷绕部36的中心线N大致一致的第1旋转位置时(图5)，定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B的端缘46与磁铁41的旋转方向后端44B大致一致。另外，达到图6所示的第2旋转位置时，当设定为定子齿35的顶端部38的另一侧部分38B的端缘46与磁铁41的旋转方向前端44A大致一致的长度时，能够使发电效率提高。

[第1的实施方式的效果]

根据本实施方式，如图3及图5所示，转子34所具备的多个磁铁41设置成在转子34的圆周方向上相互相邻并隔有间隔42，因此能够抑制磁通在各磁铁41间泄漏，能够增大从磁铁41流向定子33的定子齿35的磁通。其结果，能够有效地将来自转子34的磁铁41的磁通引导到定子33的定子齿35，因此能够使磁装置31的发电输出及发电效率提高。

如图7所示，定子33的定子齿35的顶端部38的转子34的向旋转方向P侧延伸的一侧部分38A构成如下：磁铁41的旋转方向前端44A与定子齿35的线圈卷绕部36的中心线N大致一致时，与具有与该旋转方向前端44A相对的旋转方向后端44B的相邻的磁铁41重叠。因此，磁铁41与定子齿35相对的时间，即定子齿35回收磁铁41的磁通的时间变长，磁通长时间流过各定子齿35。其结果，能够有效地将自转子34的磁铁41的磁通引导到定子33的定子齿35，因此能够使磁装置31的发电输出及发电效率提高。

[第2实施方式]

接着，参照图12至图20对本发明的摩托车用发电机的第2实施方式进行说明。

第2实施方式的摩托车用发电机设置于第1的实施方式的摩托车的动力单元内，与第1的实施例的摩托车用发电机所示的图1至图3的磁装置31的结构相同，因此对相同结构标记相同符号而省略或简化重复说明。

第2实施方式的摩托车用发电机具有单相式或三相式磁交流发电机31A作为磁装置。如图12所示，磁发电机31A构成为具备：与曲轴19同轴并配置于曲轴19的周围的定子33；及该绕定子33周围与曲轴19的旋转轴一体地旋转的转子34。转子34固定于曲轴19的左侧轴端部，转子34的旋转方向由图13中箭头P所示。

如图3、图12及图13所示，定子33构成为多根(第2实施方式中为12根)定子齿35从其中心O(与曲轴19的旋转中心轴芯同轴)放射状地延伸，且在各定子齿35的线圈绕线部36卷绕定子线圈37作为发电线圈。在各定子齿35的线圈绕线部36的前端侧形成有沿定子33的圆周方向两侧(转子34的旋转方向侧及反旋转方向侧)延伸的顶端部38。定子齿35的顶端部38形成为使沿转子34的旋转方向侧延伸的一侧部分的长度L1比沿转子34的反旋转方向侧延伸的另一侧部分的长度M1长。例如，L1＝M1+β(其中，β为整数)。如图12所示，使用安装螺栓39在磁罩32的内表面以固定状态安装定子33。

另外，如图3、图12及图13所示，转子34形成为有底圆筒形状，在其内部空间配置定子33。由定子33与转子34构成磁交流发电机31A。在转子34中，在构成飞轮的转子磁轭40的内周面，多个磁铁41以包围定子33的方式沿圆周方向等间隔地配置。这些磁铁41配置为能够与定子33的定子齿35的顶端部38相对。按如下方式构成：在转子34的转子磁轭40兼为飞轮、旋转一体地安装于曲轴19并旋转时，在定子齿35的顶端部38的外侧具有适当的间隔供这些磁铁41通过。磁铁41与多根(例如12根)定子齿35对应，多个磁铁41依次经由(第2实施方式中为12个)不存在磁铁的间隔42而设置。并且，使单个磁铁41单极磁化且以相邻的磁铁41的极性成为交替的方式配置。

转子34伴随曲轴19的旋转而沿箭头P方向绕定子33旋转，从而通过电磁感应的作用在定子33的定子(电机)线圈37引起感应电流来进行发电。如图13及图14A及图14B所示，转子罩43以从内周侧覆盖各磁铁41的方式安装于转子34的多个磁铁41。转子罩43例如由厚度0.3mm的金属制薄板构成为带凸缘的套筒状，保护配置于转子磁轭40的内周侧的各磁铁41。转子罩43覆盖不存在磁铁41的间隔42并将该间隔42堵塞，另一方面，具有能够使各磁铁41在定子齿35的顶端部38一对一地露出的窗孔51。

另外，设第2实施方式中的磁铁41的圆周方向角度(连结磁铁41的两端线44A、44B与曲轴19的旋转中心O的直线之间所成的中心角)为θa、设磁铁41间的间隔42的圆周方向角度(连结配置于间隔42的两侧的磁铁41的各端线44A、44B与曲轴19的旋转中心的直线之间所成的中心角)为θb时，例如分别设定为θa＝21°、θb＝9°。

进一步，转子罩43构成如下：如图14B所示，窗孔51的间距间隔以形成中心角θc的方式形成，窗孔51的中心角(窗孔51的旋转方向前端与其后端所成圆周方向角度)为θd。第2实施方式中的中心角θc例如为30°，中心角θd例如为16°。

然而，第2实施方式的摩托车用发电机为三相磁交流发电机31A时，定子33在定子齿35的线圈绕线部36配设由三相绕线构成的定子线圈37作为发电线圈。定子线圈37被进行Y接线，其输出如图15或图16所示，经由作为发电电路被控制的具有整流功能的稳压器/整流器(以下，称为稳压整流器)55或56而连接于电池57及作为车辆负荷的发电负荷58。另外，符号59为点火开关。

此时，图15所示的稳压整流器55是将由对发电机的交流输出进行整流的二极管62构成的整流器60与将电压调整为一定值以上的稳压器61组合而成的三相短路式稳压整流器。整流器60由分别成对的二极管62(62a、62b、62c；62d、62e、62f)构成整流桥电路，在磁发电机31A的定子线圈37中，分别对各相的绕线37a、37b、37c连接二极管62a、62b、62c的各个阳极及二极管62d、62e、62f的各个阴极。二极管62a、62b、62c的各个阴极及二极管62d、62e、62f的各个阳极分别连接于电池57。稳压整流器55构成充电电路，该充电电路使来自磁发电机31A的发电机经由整流器60连接到电池57并使电池57充电。

另外，稳压器61由连接于定子线圈37的各相的绕线37a、37b、37c的晶闸管63a、63b、63c与连接于晶闸管63a、63b、63c的门极的电压控制电路64构成。电压控制电路64监视电池电压并在电池电压到达预定电压时，进行稳压器61的晶闸管63(63a，63b，63c)的门极控制，进行使发电电流短路(短路)并返回到发电机31A的短路控制。

如图17所示，稳压器61的电压控制电路64具有：检测电池57的电压的电池电压检测部65；基准电压发生部66；判断电池57的电压是否为规定的电压以上的判定部67；及根据该判定结果判定电池电压到达规定电压后对稳压器61内的晶闸管63进行门极控制并使其短路的门极电压控制部68。

短路式稳压整流器(稳压器/整流器)55在电池57被充分充电后的非充电时，进行使不需要的剩余电流通过晶闸管63短路并返回到发电机31A的短路控制。因此，在短路式稳压整流器55中，通过短路控制使电流始终流过发电机31A而产生定子线圈37的铜损、定子33的铁损，产生电损失。该电损失成为发动机的负担，对燃油经济性造成不良影响。

摩托车用发电机在充电时，使磁发电机31A的定子线圈37经由三相短路式稳压整流器55连接到电池57，使电池57充电。在电池57到达规定电压而不需要充电的非充电时的情况下，对稳压整流器55的晶闸管63(63a，63b，63c)进行门极控制使剩余电流短路，进行由晶闸管63使发电电流返回到作为发电线圈的定子线圈37的短路控制。因此，在磁发电机31A的定子线圈37始终有电流流过，在定子线圈37产生铜损失，定子线圈37的铜损失成为发动机的负荷。

根据该点，无需对电池57进行充电的使剩余电流不流过定子线圈37的三相开放式稳压整流器(稳压器/整流器)56如图16所示那样构成。该稳压整流器56为无需由二极管构成的整流器而设置有由晶闸管70构成的整流器71的结构。

稳压整流器56是使整流器71与稳压器72组合而成的三相开放式整流器，该整流器71由对发电机的交流输出进行整流的晶闸管70构成，该稳压器72利用该晶闸管70以电压不在一定以上的方式进行电压调节控制。在整流器71中由分别成对的晶闸管70(70a、70b、70c；70d、70e、70f)构成整流桥电路。在磁发电机31A的定子线圈37中，在各相的绕线37a、37b、37c连接晶闸管70a、70b、70c的阴极及晶闸管70d、70e、70f的阳极来构成整流器71。稳压整流器56在充电时经由由晶闸管70构成的整流器71将来自磁发电机31A的发电电流供给至电池57，构成使电池57充电的充电电路。

构成整流器71的晶闸管70(70a，70b，70c)的剩余的门极连接于电压控制电路74来构成稳压器72。该稳压器72的电压控制电路74构成为与图17所示的电压控制电路64相同，由于与图17所示的电压控制电路64结构相同，因此对相同结构标记相同符号而省略重复说明。电压控制电路74在电池57的电压到达规定值后，对晶闸管70进行门极控制并对晶闸管70进行关闭控制，对稳压整流器56进行打开控制。

在电池电压到达规定的电压的非充电时，开放式稳压整流器56被进行电压控制电路74关闭晶闸管70的打开控制。由此电流不会流过作为发电线圈的定子线圈37。能够降低定子线圈37的铜损失，能够减少电阻。因此，当使用图16所示的三相开放式稳压整流器56时，如图18所示，与使用短路式稳压整流器56的情况相比能够使发动机转速在中、低速区域(发动机转速例如为7000rpm的中速旋转区域以下)的电损失减少。

然而，在图16的开放式稳压整流器56中，当电池电压到达规定电压而进行关闭晶闸管70的打开控制时，线圈电流不会流过作为发电线圈的定子线圈37。因此，在磁发电机31A不会产生线圈磁通，定子33的铁损增加。定子33的铁损具有与转子34的转速即频率的二次方成比例变大的特性。因此，如图18所示，在开放式稳压整流器56中定子33的铁损增加，从而在发动机的高旋转区域采用短路式稳压整流器55时，如符号B所示，会产生电损失急剧增大的反转现象。

图18表示发动机的转速与电损失的关系，符号A表示在当前规格的磁发电机中使用三相短路式稳压整流器55的情况的电损失曲线，符号B表示在当前规格的磁发电机中使用三相开放式稳压整流器56的情况的电损失曲线。另外，符号C是在定子齿35中使用了电磁钢、例如无方向性电磁钢板的磁发电机使用三相开放式稳压整流器56的情况的电损失曲线。

如图18所示，本申请人认识到若将在定子33的定子齿35中使用电磁钢板的磁发电机31A组合到开放式稳压整流器56，则能够使电损失曲线C在发动机转速的整个区域上的电损失大幅降低。另外，确认了如下内容：当在三相开放式稳压整流器56中组合使用了电磁钢板的磁发电机31A而进行使用时，与在当前规格的磁发电机使用三相短路式稳压整流器55的电损失曲线A、电损失曲线B相比，也能够在发动机转速的整个区域上使电损失大幅地降低。

然而，如图12及图18所示，在磁发电机31A所使用的定子33的定子齿35中，使用使薄壁钢板的芯片材层叠并由安装螺栓39等一体地组装的结构。定子齿35的芯片材由厚度大于等于0.2mm且小于1.0mm的薄壁钢板的压延钢板(SPCC)或电磁钢板(硅钢板)构成。

当前规格的磁发电机的磁定子是使厚度1.0mm的压延钢板(SPCC)层叠来制造的，将12片1.0mm厚的压延钢板重叠来一体地层叠。在当前规格的磁发电机中，使用1.0mm厚的压延钢板作为磁定子，因此如图19中符号D所示，磁发电机的电损失在发动机的整个旋转区域上变大，因此，电损失成为发动机的负担，难以使燃油经济性良好。

对此，在磁发电机31A的定子齿35中使用厚度小于1.0mm的芯片材来取代厚度1mm的压延钢板的芯片材。在定子33的定子齿35中例如使用厚度0.5mm的压延钢板(SPCC)的芯片材或厚度0.5mm的电磁钢板(硅钢板)。在使多片厚度0.5mm的薄壁压延钢板的芯片材重叠(例如20片～24片)的定子齿35使用的磁发电机31A中，发电机的电损失由曲线E表示，在使多片重叠厚度0.5mm的薄壁电磁钢板的芯片材(例如20片～24片)重叠的定子齿35规格的磁发电机31A中发电机的电损失由曲线F表示。能够确认这些电损失曲线E及F与使用厚度1.0mm的压延钢板的芯片材的电损失曲线D相比，能够使电损失在发动机的转速整个区域上降低。其理解为，通过使定子33的定子齿35所使用的芯片材薄壁化，从而能够降低涡电流损耗，因此能够降低磁发电机31A的电损失。

另外，在磁发电机31A中，使用厚度0.5mm的薄型压延钢板的芯片材、使用厚度0.5mm的电磁钢板的芯片材来制造定子33，使用在该磁发电机31A上组合图16所示的开放式稳压整流器56的发电电路来使定子33的铁损降低时的发电机的电损失的降低效果(％表示)以符号G及H表示。根据图19可知，使用0.5mm厚的电磁钢板一方的磁发电机31A的电损失与使用0.5mm厚的薄型压延钢板的情况相比，电损失降低效果在发动机的整个旋转区域上较大。

这是因为，如图20A所示，在定子33中，定子齿35所使用的压延钢板的芯片材75、75的绝缘不充分。因此，一片一片的压延钢板的芯片材具有一定电阻并导通，在定子齿35产生的涡电流未被完全抑制。根据该点，为了使一片一片的压延钢板的芯片材75、75绝缘，如图20B所示，通过绝缘材76对压延钢板的芯片材75、75进行绝缘处理，从而能够发挥定子33的铁损降低效果。通过对压延钢板的芯片材75进行树脂涂层、或在一片一片的芯片材75之间夹持绝缘片材、纸，或用绝缘塗料对芯片材75进行涂装，从而实施绝缘处理。

通过对压延钢板的芯片材75实施绝缘处理，从而与使用1mm厚的压延钢板相比，在使用小于1mm的压延钢板的磁发电机31A中，能够期待使电损失进一步降低。另外，0.1mm的芯片材过于薄因而不实用。

[第2实施方式的效果]

在第2实施方式的摩托车用发电机中，磁发电机31A的定子线圈37经由由晶闸管63构成的稳压整流器56连接于电池57，稳压整流器56监视电池57的电压，在电池电压到达规定电压时，电压控制电路74通过晶闸管70的门极控制而对闸管70进行关闭控制，对稳压整流器56进行了打开控制，在电池电压达到规定电压时，通过不使来自磁发电机31A的发电电流流过的打开控制，从而能够降低定子线圈37的铜损失，能够使电损失降低，因此能够使发动机的负担减轻，能够实现燃油经济性的提高。

另外，磁发电机31A使用使铜损降低的开放式稳压整流器，另一方面，选择使定子33的铁损降低的定子芯材料、或与定子齿的芯片材的薄壁化进行组合，从而能够在发动机的整个旋转区域上实现电损失的损失降低效果，能够使车辆的燃油经济性提高。

进一步，在磁发电机31A中，使定子33的定子齿的芯片材薄壁化、或在芯片材间实施绝缘处理，从而能够使发电机的电损失在发动机的整个旋转区域上降低，能够使发电输出及发电效率提高，能够实现车辆的燃油经济性的提高。

另外，在第2实施方式中，对将摩托车用发电机所使用的磁发电机31A与三相稳压整流器(稳压器/整流器)55、56组合的例进行了说明，但例如也可以使图21A所示的单相全充电发电机或图21B所示的单相AC-DC发电机。图21A所示的单相全充电发电机将单相全波开放式稳压整流器80与单相发电机31B组合来使用。另外，图21B所示的单相AC-DC发电机将单相开放式稳压整流器90与单相发电机31B组合来使用。单相开放式稳压整流器90具有：控制正电压用的晶闸管91a并控制电池57的电压的电压控制电路92；及控制负电压用的晶闸管91b并控制灯94的电压的灯电压控制电路93。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但该实施方式是作为例而提出的，不是为了限定发明的范围。该实施方式能够以其他各种各样的方式实施，在不脱离发明的主要的范围内能够进行各种各样的省略、置换、变更。

符号说明

31，31A，31B磁装置(发电机)

33定子

34转子

35定子齿

36线圈卷绕部

37线圈

38定子齿的顶端部

38A定子齿的顶端部的一侧部分

38B定子齿的顶端部的另一侧部分

40转子磁轭

41磁铁

42间隔

44A磁铁的旋转方向前端

44B磁铁的旋转方向后端

55，56，80，90稳压器/促动器(稳压整流器)

57电池

58发电负荷

60，71整流器

61稳压器

62二极管

63，70晶闸管

64，92电压控制电路

65电池电压检测部

66基准电压发生部

67判定部

68门极电压控制部

93灯电压控制电路

94灯

L，M圆周方向长度

N中心线

O中心

P旋转方向

θa，θb圆周方向角度

Claims (15)

1.一种摩托车用发电机，设置于摩托车的动力单元内，所述摩托车用发电机具有：定子，该定子设置成定子线圈分别卷绕在从中心放射状延伸的多个定子齿上；及转子，该转子的转子磁轭的内周面设置有磁铁，且以所述中心为中心围绕所述定子旋转，该摩托车用发电机的特征在于，

所述磁铁具有多个且设置成在所述转子的圆周方向上相互相邻并隔有间隔，

所述定子齿由多片薄板钢板的芯片材层叠构成，且具有顶端部，该顶端部从卷绕有所述定子线圈的线圈卷绕部向转子的旋转方向侧及反旋转方向侧延伸，

沿所述转子的旋转方向侧延伸的所述定子齿的顶端部的一侧部分构成为，在所述磁铁的旋转方向前端与所述线圈卷绕部的中心线大致一致时，与在该旋转方向前端侧相邻的前一个磁铁重叠。

2.根据权利要求1所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述定子齿的顶端部形成为，沿转子的旋转方向侧延伸的一侧部分比沿转子的反旋转方向侧延伸的另一侧部分长。

3.一种摩托车用发电机，设置于摩托车的动力单元内，所述摩托车用发电机具有：定子，该定子设置成定子线圈分别卷绕在从中心放射状延伸的多个定子齿上；及转子，该转子的转子磁轭的内周面设置有磁铁，且以所述中心为中心围绕所述定子旋转，该摩托车用发电机的特征在于，

所述磁铁具有多个且设置成在所述转子的圆周方向上相互相邻并隔有间隔，

所述定子齿由多片薄板钢板的芯片材层叠构成，且具有顶端部，该顶端部从卷绕有所述定子线圈的线圈卷绕部向转子的旋转方向侧及反旋转方向侧延伸，

所述磁铁间的间隔设置为，在所述磁铁的旋转方向后端与所述线圈卷绕部的中心线大致一致时，使得在所述旋转方向后端侧相邻的后一个磁铁的旋转方向前端不与所述定子齿的顶端部重叠。

4.根据权利要求3所述的摩托车用发电机，其特征在于，

在所述后一个磁铁的旋转方向前端与定子齿的线圈卷绕部的中心线大致一致时，所述定子齿的沿转子的旋转方向侧延伸的一侧部分构成为，与在所述后一个磁铁的旋转方向前端侧相邻的所述磁铁重叠。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述转子具备的磁铁与该磁铁间的间隔的圆周方向角度之比为7/3：1。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述转子具备的磁铁与定子的多个定子齿的对应关系为1：1。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述定子的定子齿与所述转子的磁铁沿圆周方向分别设置为12个。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的摩托车用发电机，其特征在于，

在所述转子的磁铁的内周面安装有金属罩，该金属罩具有使所述磁铁的一部分露出的开口。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述定子齿是通过对多片压延钢板或电磁钢板进行层叠构成的，所述压延钢板或电磁钢板是由厚度小于1mm的薄壁钢板的芯片材构成的。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述定子齿设置有组装用贯通孔，用于贯通层叠的多片薄壁钢板的芯片材。

11.一种摩托车用发电机，设置于摩托车的动力单元内，所述摩托车用发电机具有：定子，该定子设置成定子线圈分别卷绕在从中心放射状延伸的多个定子齿上；及转子，该转子的转子磁轭的内周面设置有磁铁，且以所述中心为中心围绕所述定子旋转，该摩托车用发电机的特征在于，

所述磁铁具有多个且设置成在所述转子的圆周方向相互相邻并隔有间隔，

所述定子齿具有顶端部，该顶端部从卷绕有所述定子线圈的线圈卷绕部向转子的旋转方向侧及反旋转方向侧延伸，

所述定子线圈经过由晶闸管构成的稳压器/促动器(稳压整流器)连接于电池，且所述稳压器/促动器构成为所述晶闸管的门极连接于电压控制电路，

在所述电池的充电电压达到规定电压时，所述电压控制电路关闭所述晶闸管并对所述稳压器/促动器进行打开控制。

12.根据权利要求11所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述定子齿是通过对多片压延钢板或电磁钢板进行层叠构成的，所述压延钢板或电磁钢板是由厚度大于等于0.2mm且小于1mm的薄壁钢板的芯片材构成的。

13.根据权利要求11所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述定子齿是通过对多片压延钢板进行层叠构成的，所述压延钢板是由厚度小于1mm的薄壁钢板的芯片材构成的，使用绝缘树脂材料对各所述压延钢板进行树脂涂层、或在一片一片的所述压延钢板之间夹持纸或树脂绝缘片材、或涂布绝缘塗料形成所述定子齿。

14.根据权利要求11所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述定子齿由厚度小于1mm的薄壁钢板的芯片材的电磁钢板构成。

15.根据权利要求14所述的摩托车用发电机，其特征在于，

所述定子齿的电磁钢板为无方向性电磁钢板。