JP2010110107A - 磁石発電機およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リラクタの加工に必要な時間を低減させて、リラクタの加工コストを低減させることができる磁石発電機を得る。
【解決手段】有底円筒形状に形成されたフライホイール３、フライホイール３の外側底面に設けられたドーナツ形状のリラクタ４およびフライホイール３の内周面に設けられた複数の磁石５を有した回転子１と、フライホイール３の内側に設けられ、外周部が磁石５と対向した積層鉄心６および積層鉄心６に設けられた発電コイル８を有した固定子２と、フライホイール３の外周側壁面より径方向外側に設けられた信号発電子１３とを備え、リラクタ４は、内周部に形成された基部４ａ、フライホイール３の外周側壁面より径方向外側に設けられた被検出部４ｂおよび基部４ａと被検出部４ｂとの間に形成された、被検出部４ｂを信号発電子１３へ対向可能にした屈曲部４ｃを含んでいる。
【選択図】図１

Description

この発明は、フライホイールと、このフライホイールの外側に設けられたリラクタと、フライホイールより径方向外側に設けられた信号発電子とを備えた磁石発電機およびその製造方法に関する。

従来、有底円筒形状に形成されたフライホイールと、このフライホイールの円筒部の外周面に一体に形成され、径方向外側へ突出した複数の被検出部を有したリラクタと、フライホイールの外側に設けられ、それぞれの被検出部と対向したことを検出する信号発電子とを備えた磁石発電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このものの場合、信号発電子と対向可能にするために、リラクタのそれぞれの被検出部は、信号発電子が取り付けられる位置に合わせて、フライホイールの円筒部の外周面に切削加工によって形成されている。

特開２００７−２４４０５７号公報

しかしながら、このものの場合、リラクタが切削加工によって形成されているので、リラクタの加工に多大な時間がかかってしまい、リラクタの加工コストが増大するという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、リラクタの加工時間を低減させて、リラクタの加工コストを低減させることができる磁石発電機およびその製造方法を提供するものである。

この発明に係る磁石発電機は、有底円筒形状に形成されたフライホイール、前記フライホイールの外側に設けられたドーナツ形状のリラクタおよび前記フライホイールの内周面に設けられた複数の磁石を有した回転子と、前記フライホイールの内側に設けられ、外周部が前記磁石と対向した積層鉄心および前記積層鉄心に設けられた発電コイルを有した固定子と、前記フライホイールの外周側壁面より径方向外側に設けられた信号発電子とを備え、前記回転子が回転することで、前記磁石と前記発電コイルとの電磁誘導作用により発電する磁石発電機において、前記リラクタは、前記フライホイールの底面に設けられた基部と、前記フライホイールの外周側壁面より径方向外側に設けられた被検出部と、前記基部と前記被検出部とに渡って設けられた、前記被検出部を前記信号発電子に対向可能にした屈曲部とを含み、前記信号発電子は、前記被検出部と対向したことを検出する。

また、この発明に係る磁石発電機の製造方法は、板金プレス加工によって前記リラクタを平板形状に形成する板金プレス加工工程と、せん断加工によって前記リラクタに前記被検出部を形成するせん断加工工程と、絞り加工によって前記リラクタに前記屈曲部を形成する絞り加工工程とを備えている。

この発明に係る磁石発電機によれば、リラクタは、屈曲部によって被検出部が信号発電子に対向可能となっているので、リラクタを切削加工によって形成する必要がなく、リラクタの加工時間を低減させて、リラクタの加工コストを低減させることができる。

また、この発明に係る磁石発電機の製造方法によれば、絞り加工によって被検出部が信号発電子に対向可能となっているので、リラクタを切削加工によって形成する必要がなく、リラクタの加工に必要な時間を低減させて、リラクタの加工コストを低減させることができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係る磁石発電機を示す平面図、図２は図１の磁石発電機を示す側断面図である。
この実施の形態に係る磁石発電機は、回転子１と、この回転子１の内側で固定部材（図示せず）に固定された固定子２とを備えている。
回転子１は、有底円筒形状に形成されたフライホイール３と、このフライホイール３の外側に取り付けられたリラクタ４と、フライホイール３の内周面に固定された複数の磁石５とを有している。
それぞれの磁石５は、フライホイール３の周方向に等間隔に並べられている。
フライホイール３の中心部には、回転軸（図示せず）が装着するボス部３ａが形成されている。

固定子２は、フライホイール３の内側に配置された積層鉄心６と、この積層鉄心６に取り付けられた絶縁部材７と、この絶縁部材７に取り付けられた発電コイル８とを有している。
積層鉄心６は、中空円柱形状に形成されており、外周面が磁石５と対向している。
絶縁部材７は、樹脂モールド成形材から構成されている。なお、絶縁部材７は、樹脂モールド成形材に限らず、例えば、エポキシ系パウダから構成されてもよい。
発電コイル８は、絶縁部材７によって積層鉄心６と絶縁されている。
積層鉄心６は、フライホイール３の軸線方向に積層された複数枚の薄板鋼板９と、この薄板鋼板９の積層方向の両端に配置された一対の端板１０とを含んでいる。

それぞれの磁石５の積層鉄心６側には、筒形状の保護環１１がそれぞれの磁石５に密着して嵌合している。
磁石５および保護環１１には、フライホイール３に対する磁石５および保護環１１の位置を決めて、磁石５および保護環１１をフライホイール３に固定する磁石位置決め部材１２が取り付けられている。
この磁石位置決め部材１２は、樹脂から構成されている。なお、磁石位置決め部材１２は、樹脂に限らず、例えば、モールド成形材から構成されてもよい。

また、この磁石発電機は、フライホイール３の外周側壁面より径方向外側に、固定部材（図示せず）に固定された信号発電子１３を備えている。
リラクタ４は、フライホイール３の底面に面接触した基部４ａと、フライホイール３の外周側壁面より径方向外側に設けられた複数の被検出部４ｂと、基部４ａと被検出部４ｂとに渡って一体に形成された屈曲部４ｃとを含んでいる。
それぞれの被検出部４ｂは、周方向に等間隔に配置されている。
屈曲部４ｃによって、被検出部４ｂは、信号発電子１３に対向可能となっている。
屈曲部４ｃは、基部４ａから軸線方向へ屈曲された軸線方向部１４ａと、軸線方向部１４ａの先端部から径方向外側へ屈曲された径方向部１４ｂとから構成されている。
リラクタ４は、軸線方向部１４ａがフライホイール３の底面部の外周に嵌合することで、フライホイール３に固定されている。

次に、この実施の形態に係る磁石発電機の動作について説明する。
まず、回転軸が回転することで、連動して、フライホイール３が回転する。
フライホイール３が回転することで、連動して、リラクタ４が回転し、リラクタ４の被検出部４ｂが信号発電子１３と対向することで、信号発電子１３を通過する磁束が変化して、信号発電子１３の信号コイル（図示せず）に信号電圧が誘起される。
信号発電子１３は、この信号電圧を測定することにより、リラクタ４の被検出部４ｂが信号発電子１３と対向したことを検出して、フライホイール３の回転数およびフライホイール３の回転角度、または、フライホイール３に連結された回転軸の回転数および回転軸の回転角度を検出する。

次に、この実施の形態に係る磁石発電機の製造方法について説明する。
まず、板金プレス加工工程を開始し、板金プレス加工によってリラクタ４を平面形状に形成する。
次に、せん断加工工程を開始し、せん断加工によってリラクタ４に被検出部４ｂを形成する。
さらに、絞り加工工程を開始し、絞り加工によってリラクタ４に屈曲部４ｃを形成する。
最後に、リラクタ４をフライホイール３に嵌合する。

以上説明したように、この実施の形態に係る磁石発電機によれば、リラクタ４は、屈曲部４ｃによって被検出部４ｂが信号発電子１３に対向可能となっているので、リラクタ４を切削加工によって形成する必要がなく、リラクタ４の加工に必要な時間を低減させて、リラクタ４の加工コストを低減させることができる。
また、リラクタ４に屈曲部４ｃが形成されているので、平板形状のリラクタ４と比較して、剛性が強化されるので、回転軸からリラクタ４に振動が伝達された場合に、その振動によりリラクタ４が変形することを抑制する。
その結果、信号発電子１３が検出するフライホイール３の回転数および回転角度の誤差を低減させることができる。

また、この実施の形態に係る磁石発電機の製造方法によれば、絞り加工によって被検出部４ｂが信号発電子１３に対向可能となっているので、リラクタ４を切削加工によって形成する必要がなく、リラクタ４の加工に必要な時間を低減させて、リラクタ４の加工コストを低減させることができる。

実施の形態２．
図３はこの実施の形態に係る磁石発電機の要部を示す平面図、図４は図３の磁石発電機の要部を示す断面図である。
この実施の形態に係る磁石発電機は、リラクタ４の被検出部４ｂが、周方向に等間隔ではなく、一部に偏って形成されている。
リラクタ４には、フライホイール３の凸部（図示せず）と係合することでフライホイール３との相対位置を決める位置決め穴４ｄが２個形成されている。
フライホイール３の凸部およびリラクタ４の位置決め穴４ｄから係合手段が構成されている。
被検出部４ｂが一部に偏って形成されることにより、リラクタ４の重心は、回転軸からずれてしまい、静アンバランスが生じる。
フライホイール３の凸部およびリラクタ４の位置決め穴４ｄは、この静アンバランスを低減させる位置に形成されている。
なお、フライホイール３に静アンバランスがある場合には、フライホイール３の静アンバランスを考慮して、フライホイール３の凸部およびリラクタ４の位置決め穴４ｄを形成する。
また、回転子１の全体に静アンバランスがある場合には、回転子１の全体の静アンバランスを考慮して、フライホイール３の凸部およびリラクタ４の位置決め穴４ｄを形成する。
また、係合手段は、フライホイール３に形成された位置決め穴と、リラクタ４に形成された、フライホイール３の位置決め穴と係合する凸部とから構成されてもよい。
この場合であっても、フライホイール３の位置決め穴およびリラクタ４の凸部は、回転子１の静アンバランスを低減する位置に形成される。

図５は図３の磁石発電機の要部を拡大した断面図である。
また、この磁石発電機は、フライホイール３の外側底面の周縁隅部に沿って切り取られた段差部３ｂが形成されている。
段差部３ｂの軸線方向の深さＨは、屈曲部４ｃの軸線方向部１４ａの長さＤ、つまり、基部４ａのフライホイール３側の面から径方向部１４ｂの反基部４ａ側の面までの距離より小さくなっている。
これにより、屈曲部４ｃの径方向部１４ｂがフライホイール３の段差部３ｂの径方向に沿った面に、基部４ａの撓み変形による弾性力によって、押し当てられた状態となる。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態に係る磁石発電機によれば、フライホイール３が外側底面の周縁隅部に沿って切り取られた段差部３ｂを含み、屈曲部４ｃの径方向部１４ｂがフライホイール３の段差部３ｂの径方向に沿った面に、基部４ａの撓み変形による弾性力によって、押し当てられているので、フライホイール３が回転するときに、屈曲部４ｃの径方向部１４ｂが微小に振動することを低減させて、信号発電子１３が検出するフライホイール３の回転数および回転角度の誤差を低減させることができる。

また、フライホイール３には凸部が形成され、リラクタ４には、フライホイール３の凸部と係合することでフライホイール３との相対位置を決める位置決め穴４ｄが形成されており、フライホイール３の凸部およびリラクタ４の位置決め穴４ｄは、回転子１の静アンバランスを低減する位置となっているので、回転子１の静アンバランスを調整する工数を削減することができる。

なお、上記各実施の形態では、リラクタ４をフライホイール３に嵌合することで、リラクタ４をフライホイール３に固定する磁石発電機について説明したが、勿論このものに限らず、例えば、リラクタ４をフライホイール３に溶接することで、リラクタ４をフライホイール３に固定したり、また、リベット等を用いて、リラクタ４をフライホイール３にかしめ固定したりしてもよい。

この発明の実施の形態１に係る磁石発電機を示す平面図である。 図１の磁石発電機を示す側断面図である。 この発明の実施の形態２に係る磁石発電機の要部を示す平面図である。 図３の磁石発電機の要部を示す側断面図である。 図３の磁石発電機の要部を拡大した側断面図である。

符号の説明

１ 回転子、２ 固定子、３ フライホイール、３ａ ボス部、３ｂ 段差部、４ リラクタ、４ａ 基部、４ｂ 被検出部、４ｃ 屈曲部、４ｄ 位置決め穴（係合手段）、５ 磁石、６ 積層鉄心、７ 絶縁部材、８ 発電コイル、９ 薄板鋼板、１０ 端板、１１ 保護環、１２ 磁石位置決め部材、１３ 信号発電子、１４ａ 軸線方向部、１４ｂ 径方向部。

Claims (4)

1. 有底円筒形状に形成されたフライホイール、前記フライホイールの外側に設けられたドーナツ形状のリラクタおよび前記フライホイールの内周面に設けられた複数の磁石を有した回転子と、
   前記フライホイールの内側に設けられ、外周部が前記磁石と対向した積層鉄心および前記積層鉄心に設けられた発電コイルを有した固定子と、
   前記フライホイールの外周側壁面より径方向外側に設けられた信号発電子とを備え、
   前記回転子が回転することで、前記磁石と前記発電コイルとの電磁誘導作用により発電する磁石発電機において、
   前記リラクタは、前記フライホイールの底面に設けられた基部と、前記フライホイールの外周側壁面より径方向外側に設けられた被検出部と、前記基部と前記被検出部とに渡って設けられた、前記被検出部を前記信号発電子に対向可能にした屈曲部とを含み、
   前記信号発電子は、前記被検出部と対向したことを検出することを特徴とする磁石発電機。
2. 前記フライホイールは、外側底面の周縁隅部に沿って切り取られた段差部を含み、
   前記屈曲部は、前記基部から軸線方向へ屈曲された軸線方向部と、前記軸線方向部の先端部から径方向外側へ屈曲された径方向部とから構成され、
   前記径方向部は、前記段差部の径方向に沿った面に、前記基部の撓み変形による弾性力によって、押し当てられていることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機。
3. 前記フライホイールおよび前記リラクタには、互いに係合することで、互いの相対位置を決める係合手段が形成され、
   前記係合手段は、前記回転子の静アンバランスを低減する位置となっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁石発電機。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の磁石発電機の製造方法であって、
   板金プレス加工によって前記リラクタを平板形状に形成する板金プレス加工工程と、
   せん断加工によって前記リラクタに前記被検出部を形成するせん断加工工程と、
   絞り加工によって前記リラクタに前記屈曲部を形成する絞り加工工程とを備えたことを特徴とする磁石発電機の製造方法。

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