DE10111951A1

DE10111951A1 - Lichtmagnetzünder

Info

Publication number: DE10111951A1
Application number: DE10111951A
Authority: DE
Inventors: Fumito Uemura; Shinji Baba; Yoshihide Masumoto; Tomokazu Umezaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-04-11
Also published as: US6614140B2; JP2002101587A; JP3913970B2; US20020047338A1

Abstract

Eine Leistungserzeugungseffizienz eines Lichtmagnetzünders wird verbessert. Ein Schutzring (13), der aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, wie einer Karbonstahlplatte, gefertigt ist, ist in dem Innern eines Schwungrads (11) zum Zweck des Haltens und Schützens der Magnete (12) angeordnet. Der Schutzring (13) ist mit Öffnungsbereichen (13a) in Positionen versehen, in denen der Schutzring (13) mit zwei benachbarten Endbereichen der benachbarten Magnete (12) zusammenfällt. Es wird verhindert, dass ein magnetischer Fluss in die benachbarten Magnete (12) durch den Schutzring (13) zur Zeit der Leitungserzeugung fließt. Der magnetische Fluss fließt in einen Eisenkern einer Magnetspule (16), und eine Leistungserzeugungseffizienz wird effektiv verbessert.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lichtmagnetzünder zum Leistung erzeugen, der eine elektromagnetische Induktion zwischen einem Magneten und einer Ankerwicklung durch Drehen eines Schwungrads verwendet.

2. Stand der Technik

Fig. 6 und 7 zeigen einen Rotor eines Lichtmagnetzünders mit Schwungrad gemäß einem Stand der Technik, der in der japanischen Patent-Veröffentlichung (geprüft) NR. 81437/1994 beschrieben ist. Fig. 6 ist eine Draufsicht auf den Rotor und Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII aus Fig. 6. Fig. 8 zeigt einen Schutzring des Lichtmagnetzünders mit Schwungrad gemäß einem anderen Stand der Technik, der in der japanischen Patent-Veröffentlichung (geprüft) Nr. 81437/1994 beschrieben ist. In diesen Zeichnungen ist Referenzziffer 1 ein schalenförmiges Schwungrad, das durch einen Umfangswandbereich und einen Seitenwandbereich an einer Endseite des Umfangswandbereichs geformt ist. Referenzziffer 2 sind eine Vielzahl von Magneten 2, die kontinuierlich in der Umfangsrichtung auf der Innenseite des Umfangswandbereichs des Schwungrads 1 angeordnet sind. Referenzziffer 3 ist ein zylindrischer Schutzring, der ringförmig angeordnet ist, dass er eng in das Innere der Magnete 2 passt, und der Schutzring 3 hält die Magnete 2. Referenzziffer 4 ist ein Harz, mit dem beide Seitenbereiche der Magnete 2 und Zwischenräume zwischen Endbereichen der jeweiligen Magnete 2 gefüllt sind, dass die Magnete 2 und der Schutzring 3 integral auf dem Schwungrad 1 befestigt sind, Referenzziffer 5 ist ein Vorsprung, der auf einer Drehwelle montiert ist (nicht gezeigt in den Zeichnungen, die an der Mitte des Seitenwandbereichs des Schwungrads 1 befestigt ist.

Bei dem Rotor der oben stehenden Konstruktion ist der Schutzring 3 zum Zweck angeordnet, dass verhindert wird, dass die Magnete 2 beschädigt werden, wenn die Magnete 2, die auf dem Umfangswandbereich des Schwungrads 1 angeordnet sind, mit einem anderen Objekt aufgrund der magnetischen Kraft zum Zeitpunkt des Betriebs des Motors kollidieren. Ziehen einer Stahlplatte hat den Schutzring 3 gebildet.

Bei dem Rotor des erwähnten herkömmlichen Lichtmagnetzünders hat jeder der Magnete 2 eine Polarität, die eine umgekehrte Polarität des benachbarten Magnets 2 ist, um eine elektrische Leistung zu erzeugen. Der Schutzring 3 besteht aus einer Karbonstahlplatte mit hoher magnetischer Permeabilität. Der Schutzring 3 hat eine kontinuierliche ringförmige Konstruktion, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Wenn sich daher der Rotor entlang des äußeren Umfangs einer Magnetspule (nicht gezeigt) dreht, fließt kein magnetischer Fluss effektiv von dem Magneten 2 zu einem Eisenkern der Magnetspule. Aber ein Teil des magnetischen Flusses fließt zu dem benachbarten Magneten 3 durch den Schutzring 3. Dies bewirkt ein Problem des Verschlechterns der Effizienz der Leistungserzeugung.

Es ist sicherlich möglich, den Schutzring 3 aus einem Material mit geringerer magnetischer Permeabilität zu bilden, beispielsweise einer nicht magnetischen Stahlplatte aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem, und es ist ebenfalls möglich, die Leistungserzeugungseffizienz zu verbessern. Aber dies bewirkt ein anderes Problem, dass die Materialkosten hoch sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um die oben diskutierten Probleme zu lösen, und hat als eine Aufgabe das Erzielen eines Lichtmagnetzünders, bei dem ein magnetischer Fluss von Magneten effektiv in einen Eisenkern einer Magnetspule zur Zeit des Drehens eines Rotors des Lichtmagnetzünders fließt, wodurch effizient eine elektrische Leitung erzeugt wird.

Ein Lichtmagnetzünder gemäß der Erfindung umfasst ein schalenförmiges Schwungrad, das durch einen Umfangswandbereich und einen Seitenwandbereich auf einer Endseite des erwähnten Umfangswandbereichs geformt ist, eine Vielzahl von Magneten, die auf einer inneren Umfangsoberfläche der erwähnten Schwungrads angeordnet sind, einen zylindrischen Schutzring, der in engem Kontakt mit der Innenseite der Vielzahl von Magneten ist, und eine Magnetspule, die in dem Schwungrad so angeordnet ist, dass sie den Magneten gegenüberliegt, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, wobei eine elektromagnetische Induktion zwischen der Magnetspule und dem Magneten verwendet wird, wobei der erwähnte Schutzring Öffnungsbereiche in Positionen gegenüber zu zwei benachbarten Endbereichen der erwähnten Magnete hat, die nebeneinander sind. Als eine Folge einer solchen Konstruktion, selbst wenn der Schutzring aus einer Karbonstahlplatte mit hoher magnetischer Permeabilität besteht, ist es möglich zu verhindern, dass ein Teil des magnetischen Flusses in die benachbarten Magnete durch den Schutzring zur Zeit des Erzeugens einer elektrischen Leistung fließt. Somit ist es möglich, die Leistungserzeugungseffizienz zu erhöhen.

Bei dem Lichtmagnetzünder gemäß der Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Öffnungsbereiche des Schutzrings in jedem Grenzbereich der benachbarten Magnete angeordnet sind.

Ein anderer Lichtmagnetzünder gemäß der Erfindung umfasst ein schalenförmiges Schwungrad, das durch einen Umfangswandbereich und einen Seitenwandbereich auf einer Endseite des erwähnten Umfangswandbereichs geformt ist, eine Vielzahl von Magneten, die auf einer inneren Umfangsseite des erwähnten Schwungrads angeordnet sind und in eine Vielzahl von Polen polarisiert sind, einen zylindrischen Schutzring, der in engem Kontakt mit der Innenseite der Vielzahl von Magneten ist, und eine Magnetspule, die in dem Schwungrad so angeordnet ist, dass sie dem Magneten gegenüberliegt, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, wobei eine elektromagnetische Induktion zwischen der Magnetspule und dem Magneten verwendet wird, wobei der erwähnte Schutzring Öffnungsbereiche in Positionen gegenüber zu zwei benachbarten Endbereichen der erwähnten Magnete hat, die nebeneinander sind, und an Positionen, die gegenüber zu magnetischen Polgrenzenbereichen der erwähnten Magnete sind.

Bei dem Lichtmagnetzünder gemäß der Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Öffnungsbereiche des Schutzrings in jedem Grenzbereich der benachbarten Magnete und für jeden magnetischen Polgrenzbereich der Magnete angeordnet sind. Als eine Folge ist es möglich, die Leistungserzeugungseffizienz zu verbessern.

Bei dem Lichtmagnetzünder gemäß der Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Öffnungsbereiche des Schutzrings mit einem Harz gefüllt sind, wobei das erwähnte Harz einen Raum zwischen dem Schutzring und dem Schwungrad füllt, und die Magnete in dem Harz eingebettet sind. Als eine Folge sind die Magnete, die sich in den Öffnungsbereichen befinden, nicht freigelegt, und es ist möglich, die Magnete vor Beschädigung durch irgendeinen Stoß zu schützen.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich im Verlauf der folgenden Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Lichtmagnetzünder gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II- II aus Fig. 1.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schutzring des Lichtmagnetzünders gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht zum Erklären des Schutzrings gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht zum Erklären eines Schutzrings gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung.

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf einen Lichtmagnetzünder gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII- VII aus Fig. 6.

Fig. 8 ist ein Schutzring des Lichtmagnetzünders gemäß dem Stand der Technik.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Ausführungsform 1

Der Lichtmagnetzünder der Erfindung wird unten stehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 5 beschrieben. Fig. 1 und 2 zeigen einen Lichtmagnetzünder gemäß Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 1 eine Draufsicht auf den Lichtmagnetzünder ist und Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 1. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Schutzrings. Ein Rotor in dieser Ausführungsform 1 ist mit einem schalenförmigen Schwungrad 11 versehen, das durch einen Umfangswandbereich und einen Seitenwandbereich auf einer Endseite des Umfangswandbereichs geformt ist. Ein Vorsprungbereich 15 zum Montieren des Rotors auf einer Drehwelle (nicht gezeigt) wie einer Kurbelwelle einer internen Verbrennungsmaschine ist in der Mitte des Seitenwandbereich des Schwungrads 11 angebracht. Vier lange, enge, kreisförmige, bogenförmige Magnete 12 sind in der Umfangsrichtung auf der inneren Umfangsoberfläche des Umfangswandbereichs des Schwungrads 11 angeordnet, und die Magnete 12 sind in vorbestimmten Positionen in der Axialrichtung mit einem Schutzring 13 positioniert.

Referenzziffer 16 ist eine Magnetspule, d. h. ein Stator, der auf der stationären Seite gehalten wird. Dieser Stator 16 ist im Inneren des Schutzrings 13 auf solch eine Weise angeordnet, dass erden umfassenden Magneten 12 gegenüberliegt, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, wobei die elektromagnetische Induktion zwischen ihm selbst und dem Magneten verwendet wird.

Der Schutzring 13, der in der Umfangsrichtung auf der inneren Umfangsseite des Umfangswandbereichs des Schwungrads 11 angeordnet ist, ist zylinderförmig, wobei er Öffnungsbereiche 13a hat, und ist angeordnet, dass er eng in die Magnete 12 passt. Die Öffnungsbereiche 13A sind in der Umfangsrichtung des Schutzrings 13 mit vorbestimmten Intervallen angeordnet, und wie es in Fig. 1 gezeigt ist, befinden sich zwei benachbarte Endbereiche der benachbarten zwei Magneten 12 gegenüber einem der Öffnungsbereiche 13a.

Die Magnete 12 sind regelmäßig zwischen dem Schutzring 13 und dem Umfangswandbereich des Schwungrads 11 angeordnet. Räume zwischen den Magneten 12, beiden Seitenbereichen der Magnete 12 und den Öffnungsbereichen 13a, die auf dem Schutzring 13 geformt sind, sind mit einem Harz 14 gefüllt, so dass die Magnete 12 darin eingebettet sind.

Fig. 3 zeigt den Schutzring 13. Bei einer Konstruktion, bei der vier Einpolmagnete 12 angeordnet sind, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist der zylindrische Schutzring 13 mit vier Öffnungsbereichen 13a versehen, die durch Pressen in Positionen geformt sind, in denen der Schutzring 13 mit Grenzen der jeweiligen vier Magnete 12 zusammenfällt. Die Funktion des Schützens der Magnete 12, die durch den Schutzring 13 geliefert wird, geht an den Öffnungsbereichen 13a des Schutzrings 13 verloren. Da jedoch beide Seitenbereiche der jeweiligen Magnete 12 und Räume zwischen den Endbereichen der jeweiligen Magnete 12 mit dem Harz 14 gefüllt werden, wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, werden Räume der Öffnungsbereiche 13a zur gleichen Zeit ebenfalls mit dem Harz 14 gefüllt. Folglich wird es möglich, die Magnete 12 durch das Harz 14 zu schützen. Ein Fließen des Harzes 14 in die inneren Umfangsseite des Schutzrings 13 wird durch eine Form (nicht gezeigt) beim Spritzgießen verhindert. Zusätzlich ist es neben der Verwendung des Harzes 14, um die Magnete 12 in den Öffnungsbereichen 13a zu schützen, zusätzlich vorzuziehen, ein anderes nicht magnetisches Material anzuordnen, um jegliche Stöße zu absorbieren, die auf die Magnete 12 aufgebracht werden.

Auf diese Weise werden die Öffnungsbereiche 13a des Schutzrings 13 so geformt, dass sie benachbarten zwei Endbereichen der benachbarten Magnete 12 gegenüber sind, und dies ermöglicht es, im äußersten Maß die magnetische Permeabilität in den Bereichen zu reduzieren, die sich in den Öffnungsbereichen 13a befinden, im Vergleich zu einer Konstruktion, bei der eine Karbonstahlplatte verwendet wird es ist bekannt, dass eine magnetische Permeabilität in der Größenordnung von 1000 in der Karbonstahlplatte ist, wenn die magnetische Permeabilität in der Größenordnung von 1 in dem Harz ist, mit dem die Öffnungsbereiche 13a gefüllt werden). Somit ist es möglich, die Leistungserzeugungseffizienz zu verbessern.

Es ist wünschenswert, dass die Öffnungsbreite jedes Öffnungsbereichs 13a in der Achsenrichtung des Schwungrads 11 nicht kleiner ist als die Breite jedes Magneten 12, und eine Leistungserzeugungseffizienz wird insgesamt verbessert, je mehr die Öffnungen vergrößert werden. Aus dem Gesichtspunkt der Leistungserzeugungseffizienz ist es vorzuziehen, dass die Öffnungsbereiche 13a größere Abmessungen in der Umfangsrichtung des Schwungrads 11 haben, solange die Magnethaltefunktion und die Schutzfunktion ausreichend sichergestellt bleiben. In dem oben beschriebenen Beispiel ist ein Öffnungsbereich 13a in jedem Grenzbereich der benachbarten Magnete 12 angeordnet. Es ist ebenfalls vorzuziehen, die Anzahl der Öffnungsbereiche 13a zu verringern, um die Festigkeit des Schutzrings 13 sicherzustellen. Bei solch einer Konstruktion wird die Leistungserzeugungseffizienz wie gewünscht im Vergleich mit einer Konstruktion verbessert, bei der der Schutzring 13 ohne jeden Öffnungsbereich 13a vorgesehen wird.

Ausführungsform 2

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung und veranschaulicht ein positionales Verhältnis zwischen dem Magneten 12 und den Öffnungsbereichen 13a des Schutzrings 13. Die vorstehende Ausführungsform 1 sieht ein Beispiel vor, bei dem Einpolmagnete in dem Lichtmagnetzünder verwendet werden, wohingegen diese Ausführungsform 2 eine Konstruktion vorsieht, bei der jeder Magnet 12 in einer Vielzahl von Polen polarisiert ist, beispielsweise zwei Polen.

Bei der Konstruktion, bei der jeder Magnet wie es in Fig. 5 gezeigt ist, polarisiert ist, sind die Öffnungsbereiche 13a des Schutzrings 13 in Positionen angeordnet, die gegenüber Magnetpolgrenzen in den jeweiligen Magneten 12 sind, zusätzlich zu Positionen, die jeweils gegenüber benachbarten zwei Endbereichen der benachbarten Magnete 12 sind. Bei einer Konstruktion, bei der jeder Magnet 12 in drei Pole polarisiert ist, sind zwei Grenzen von magnetischen Polen in jedem einzelnen Magnet 12 vorhanden, und daher wird eine Leistungserzeugungseffizienz verbessert, indem die Öffnungsbereiche 13a mit einer Anzahl geformt werden, die der Anzahl der Grenzen entspricht.

In dem vorstehenden Beispiel ist der Schutzring 13 mit einem Öffnungsbereich 13a für jeden Grenzbereich der benachbarten Magnete und für jeden magnetischen Polgrenzbereich in dem Magneten versehen. Es ist auch vorzuziehen, die Anzahl der Öffnungsbereiche 13a zu verringern, um die Festigkeit des Schutzrings 13 sicherzustellen, und eine Leistungserzeugungseffizienz wird im Vergleich zu einer Konstruktion, bei der überhaupt keine Öffnungsbereiche 13a geformt sind, verbessert.

Es ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Lichtmagnetzünder, umfassend:
ein schalenförmiges Schwungrad (11), das durch einen Umfangswandbereich und einen Seitenwandbereich auf einer Endseite des Umfangswandbereichs geformt ist;
eine Vielzahl von Magneten (12), die auf einer inneren Umfangsoberfläche des Schwungrads (11) angeordnet sind;
einen zylindrischen Schutzring (13), der in engem Kontakt mit der Innenseite der Vielzahl von Magneten (12) ist; und
eine Magnetspule (16), die in dem Schwungrad (11) so angeordnet ist, dass sie dem Magneten (12) gegenüber ist, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, wobei die elektromagnetische Induktion zwischen der Magnetspule (16) und dem Magneten (12) verwendet wird;
dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzring (13) Öffnungsbereiche (13a) in Positionen gegenüber zwei benachbarten Endbereichen der Magnete (12), die einander benachbart sind, hat.

2. Lichtmagnetzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsbereiche (13a) des Schutzrings (13) an jedem Grenzbereich der benachbarten Magnete (12) angeordnet sind.

3. Lichtmagnetzünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsbereiche (13a) des Schutzrings (13) mit einem Harz (14) gefüllt sind, wobei das Harz (14) einen Raum zwischen dem Schutzring (13) und dem Schwungrad (11) füllt, und die Magnete (12) in das Harz eingebettet sind.

4. Lichtmagnetzünder, umfassend:
ein schalenförmiges Schwungrad (11), das durch einen Umfangswandbereich und einen Seitenwandbereich auf einer Endseite des Umfangswandbereichs geformt ist;
eine Vielzahl von Magneten (12), die auf einer inneren Umfangsoberfläche des Schwungrads (11) angeordnet sind und in eine Vielzahl von Polen polarisiert sind;
einen zylindrischen Schutzring (13), der in engem Kontakt mit der Innenseite der Vielzahl von Magneten (12) ist; und
eine Magnetspule (16), die in dem Schwungrad so angeordnet ist, dass sie dem Magneten (12) gegenüber ist, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, wobei die elektromagnetische Induktion zwischen der Magnetspule (16) und dem Magneten (12) verwendet wird;
dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzring (13) Öffnungsbereiche (13a) hat in Positionen gegenüber zwei benachbarten Endbereichen der Magnete (12), die einander benachbart sind, und in Positionen gegenüber magnetischen Polgrenzenbereichen der Magnete (12).

5. Lichtmagnetzünder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsbereiche (13a) des Schutzrings (13) an jedem Grenzbereich der benachbarten Magnete (12) und für jeden magnetischen Polgrenzbereich der Magnete (12) angeordnet sind.

6. Lichtmagnetzünder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsbereiche (13a) des Schutzrings (13) mit einem Harz (14) gefüllt sind, wobei das Harz (14) einen Raum zwischen dem Schutzring (13) und dem Schwungrad (11) füllt und die Magnete (12) in das Harz (14) eingebettet sind.