JP2014192933A - 磁石式発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】発電の高出力・高効率化を図りつつ、製造効率の低下を防止できる磁石式発電機を提供する。
【解決手段】磁石式発電機１は、コイルが巻装される磁路部１５とその先端から突出する突出部１６とからなる突極１４を複数有する固定子と、複数個の永久磁石６が突極１４と対向するように取り付けられた回転子２と、を備え、突極１４は、互いに隣接する磁路部１５同士の配置角度θ１が略均等に設定され、磁路部１５の先端部位と突出部１６とからなる先端部１７は、同相の先端部１７同士の配置角度が永久磁石６の極弧角に一致するように設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、永久磁石を用いた磁石式発電機に関し、特に、自動二輪車のエンジン等に接続される３相の磁石式発電機に関する。

自動二輪車に搭載される発電機には、構造が簡単でありながら高出力を得ることができる磁石式発電機が多く用いられている。磁石式発電機は、コイルを巻装した固定子と、永久磁石を備えた回転子とから構成されている。磁石式発電機は、回転子をエンジン等によって回転駆動させることにより、永久磁石が形成する回転磁界がコイルを横切って、固定子側に起電力が生じる。

一方、近年の自動二輪車では、装備の高級化（ＥＴＣやカーナビゲーションシステム等の搭載）や、環境負荷低減のためのデバイス追加（エンジン制御用マイクロコンピュータ等の搭載）に伴い、車両内の電気的負荷が増大し続けている。このため、自動二輪車用の発電機には、より高出力・高効率化が求められている。
自動二輪車用の発電機では、その要求を満足するため、磁気回路や構成部品について日々改善が為されている。

例えば、特許文献１には、より高出力・高効率な磁気回路を採用した発電機が開示されている。特許文献１の磁石式発電機では、次のような問題があり、その改善が求められていた。
特許文献１の磁石式発電機は、磁極数２ｐに対し突極数が２ｐ−２となっているため、突極数が少なくなる。このため、特許文献１の磁石式発電機は、発電量が少なくなる場合がある。
特許文献１の磁石式発電機は、発電量を確保するために磁極数を増加させると（例えば２０極）、高周波数に対応できるＦＥＴタイプの電圧レギュレータが必要となる。ＦＥＴタイプのレギュレータは、サイリスタを用いたものよりも高価であり、システムコストが増大して製品価格の上昇を招く。
特許文献１の磁石式発電機は、各相の突極数が異なる場合があるため、突極数のアンバランスにより発電効率が低下するおそれがある。特に、安価な電圧レギュレータを使用できる磁極構成（例えば、Ｎ＝１２,１６）では、突極数のアンバランスにより、相間の発電バランスが崩れ易くなって、発電効率が悪化する可能性がある。

そこで、多くの突極を発電機内に配置した発電機が提案されている。特許文献２には、隣接する同相の突極の配置角度を永久磁石の極弧角に一致させる一方で、隣接する異相の突極の配置角度を永久磁石の極弧角よりも狭く設定した発電機が開示されている。
特許文献２の磁石式発電機は、同じ体格を維持しつつ、発電量を向上させることができる。特許文献２の磁石式発電機は、発電量を確保しつつ、磁極数を１６個以下に抑えることも可能となる。このため、安価なサイリスタタイプの電圧レギュレータを使用することにより、システムコストの増大を抑えることができる。特許文献２の磁石式発電機は、各相の突極を均等に配置することができる。これにより、相間の発電バランスの崩れによる発電効率の低下を防止できる。

国際公開第２００３/０９８７８１号 特開２０１１−１２０４２９号公報

特許文献２の磁石式発電機は、発電量を向上させることができるものの、製造効率の低下を招くおそれがある。
特許文献２の磁石式発電機は、隣接する同相の突極同士の間隔に対して、隣接する異相の突極同士の間隔が狭く設定される。隣接する突極同士の間隔が均等でないため、突極にコイルを巻きつける際に、例えば突極毎に巻き付け速度を異ならせる等の措置が必要となる。このため、製造効率を低下させてしまうという問題がある。

本発明は、発電の高出力・高効率化を図りつつ、製造効率の低下を防止できる磁石式発電機を提供することを目的とする。

本発明に係る磁石式発電機の第一実施態様は、コイルが巻装される磁路部と前記磁路部の先端から側方に突出すると突出部とからなる突極を複数有する固定子と、前記固定子の外周又は内周に回転自在に配設され、複数個の永久磁石が前記突極と対向するように周方向に沿って取り付けられた回転子と、を備える磁石式発電機であって、前記突極は、互いに隣接する磁路部同士の角度が略均等に設定され、前記磁路部の先端部位と前記突出部とからなる先端部は、同相の先端部同士の配置角度が前記永久磁石の極弧角に一致するように設定されることを特徴とする。

本発明に係る磁石式発電機の第二実施態様は、第一実施態様において、同相の突極のみに隣接する突極には、前記周方向の両側に前記突出部が配置され、異相の突極に隣接する突極には、前記周方向のうち、前記異相の突極に隣接する側方にのみ前記突出部が配置されることを特徴とする。

本発明に係る磁石式発電機の第三実施態様は、第二実施態様において、前記突出部の突出量が略均一に設定されることを特徴とする。

本発明に係る磁石式発電機の第四実施態様は、第一実施態様において、前記突極には、前記周方向の両側に前記突出部が配置され、異相の突極に隣接する突極においては、前記周方向の一方に配置された前記突出部の突出量が、前記周方向のうち他方に配置された前記突出部の突出量と異なっていることを特徴とする。

本発明に係る磁石式発電機の第五実施態様は、第二又は第三実施態様において、異相の突極に隣接する突極に対応して配置されるボビンを備え、前記ボビンは、前記同相の突極に対向する側方に、前記コイルの巻き乱れを防止するコイル巻乱防止部を有することを特徴とする。

本発明に係る磁石式発電機の第六実施態様は、第一から第五実施態様のいずれかにおいて、前記周方向において隣接配置される複数の突極が同相を形成すると共に、同一電気角に配置されることを特徴とする。

本発明に係る磁石式発電機によれば、突極の突出部の配置角度を永久磁石の極弧角に近づけているので、相間の発電バランスの崩れによる発電効率の低下を抑えることができる。したがって、発電機の高出力・高効率化を実現できる。
その一方で、隣接する突極の磁路部同士の角度が均等に設定されているので、磁路部に対するコイルの巻き付けを効率よく行うことができ、製造効率の低下を防止できる。

本発明の第一実施形態に係る発電機１の構成を示す断面図である。 発電機１における突極１４の形状及び配置を示す図である。 先端部１７を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る発電機５１を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る発電機６１を示す図である。 ボビン４０を示す図である。 従来の発電機９１を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る発電機１の構成を示す断面図である。
図２は、発電機１における突極１４の形状及び配置を示す図である。
図３は、先端部１７を示す図（図２の一部拡大図）である。

発電機１は、いわゆるアウタロータ型の磁石式発電機である。発電機１は、例えば自動二輪車のＡＣＧ（交流発電機）として使用される。発電機１は、大まかに言うと、回転子２と、固定子３とから構成される。

以下の説明において、Ｍは、固定子３の突極数を示す。Ｎは、永久磁石６（回転子２）の磁極数を示す。θｐは、永久磁石６の極弧角を示す。θ１は、突極１４の磁路部１５の配置角度を示す。θ２は、同相における突極１４の先端部１７の配置角度を示す。Ｘは、相数（３相の場合はＸ＝３）を示す。θｐ、θ１、θ２は、全て機械角である。

回転子２は、エンジンのクランクシャフト４に取り付けられ、界磁子として機能する。固定子３は、エンジンのハウジング５に取り付けられ、電機子として機能する。
回転子２には永久磁石６が取り付けられる。固定子３にはコイル７が取り付けられる。回転子２がコイル７の外側で回転すると、永久磁石６が形成する回転磁界がコイル７を横切るので、コイル７に起電力が生じて発電が行われる。

回転子２は、固定子３の外側に回転自在に配置される。回転子２は、鉄等の磁性材料にて形成されたロータヨーク１１とボスロータ１２とを備える。
ロータヨーク１１は、底部１１ａと円筒部１１ｂを備えた有底円筒形状の部材である。円筒部１１ｂの内周面には、永久磁石６が周方向に沿って複数個配設される。

永久磁石６は、内面側の極性が交互にＮ極とＳ極になるように、極弧角θｐが２２.５°で、１６個等分に配置されている。永久磁石６の磁極数Ｎ（＝２ｐ：ｐは整数）は１６（ｐ＝８）である。

ボスロータ１２は、円盤状のフランジ部１２ａと略円筒形状のボス部１２ｂとから構成される。
フランジ部１２ａは、ロータヨーク１１の底部１１ａ中央において、ロータヨーク１１と同心となりように取り付けられる。
フランジ部１２ａの中央には、ボス部１２ｂが突設される。ボス部１２ｂは、フランジ部１２ａの中心線に沿って延びて、クランクシャフト４の端部にテーパ結合される。クランクシャフト４が回転すると、ボスロータ１２もクランクシャフト４と共に回転し、回転子２がコイル７の外側にて回転する。

固定子３は、複数枚の鋼板を重ねて形成したステータコア１３を備える。ステータコア１３には、複数個の突極１４が形成される。
突極１４は、コイル７が巻装される柱形の磁路部１５と、磁路部１５の先端から周方向に突出する突出部１６とからなる。突極１４のうち、永久磁石６に対向する部位を先端部１７と呼ぶ。先端部１７は、磁路部１５の先端部位１５ｔと突出部１６とからなる。
突極１４の磁路部１５の外周には、コイル７が巻装される。

発電機１は、三相の交流を発電する発電機である。突極１４は、Ｕ,Ｖ,Ｗ相の各相それぞれ６本ずつ設けられる。固定子３の突極数Ｍは、１８個である。発電機１は、１６極１８ポール構成である。

次に、発電機１の突極１４の配置を、従来の発電機９１の突極９４の配置と比較して説明する。
図７は、従来の発電機９１を示す図である。発電機９１は、特許文献２に記載の発電機である。発電機９１において、発電機１と同一の部材には、同一の符号を付す。

以下の説明では、Ｕ相を形成する６本の突極１４をＵ１〜Ｕ６と呼ぶ場合がある。Ｖ相を形成する６本の突極１４をＶ１〜Ｖ６と呼ぶ場合がある。Ｗ相を形成する６本の突極１４をＷ１〜Ｗ６と呼ぶ場合がある。

図２に示すように、発電機１では、１８本の突極１４の磁路部１５が等角度に設けられる。発電機１では、隣接する突極１４の磁路部１５同士の角度θ１が、θ１＝３６０°／Ｍに設定される。例えば、Ｕ１となる突極１４の磁路部１５とＷ６となる突極１４の磁路部１５との角度θ１は、２０．０°に設定される。角度θ１は、極弧角θｐとは無関係に設定される。

図２に示すように、発電機１では、突極１４の突出部１６が、磁路部１５に対して周方向の両側に配置されるもの（突極１４ａ）と、磁路部１５に対して周方向の片側に配置されるもの（突極１４ｂ）が存在する。

発電機１では、同相の突極１４のみに隣接する突極１４ａ（例えばＵ２、Ｖ２、Ｗ２等）には、周方向の両側に突出部１６が配置される。例えばＵ２となる突極１４ａは、同相であるＵ１，Ｕ３となる突極１４のみに隣接する。このＵ２となる突極１４ａ（磁路部１５）には、周方向の両側に突出部１６が配置される。突出部１６の突出量（周方向の長さ）は任意に設定できるが、一対の突出部１６の突出量は同一である。

また、発電機１では、異相の突極１４に隣接する突極１４ｂ（例えばＵ１、Ｖ１、Ｗ１等）には、周方向のうち、異相の突極１４に隣接する側方（片側）にのみ突出部１６が配置される。例えばＵ１となる突極１４ｂは、異相であるＷ６となる突極１４に隣接する。このＵ１となる突極１４ｂ（磁路部１５）には、周方向のうち、異相であるＷ６となる突極１４に隣接する側方にのみ突出部１６が配置される。この一つの突出部１６の突出量（周方向の長さ）は、Ｕ２となる突極１４ａ（磁路部１５）に配置された一対の突出部１６のそれぞれの突出量と同一である。

発電機１の突極１４を、上述した形状及び配置としたのは、従来の発電機９１における長所を維持（保持）しつつ、従来の発電機９１における短所を解消（緩和）するためである。

図７に示すように、発電機９１では、同相の突極９４同士が隣接しているところでは、磁路部９５同士の角度が２２．５°に設定される。突極９４の突出部９６は、周方向の両側に配置される。
このため、発電機９１では、同相を形成する３本の突極９４（先端部９７）は、同時に、永久磁石６の磁極の中心線に位置するように対向する。例えば、Ｕ１となる突極９４の先端部９７が永久磁石６のＮ極に、Ｕ２となる突極９４の先端部９７が永久磁石６のＳ極に、Ｕ３となる突極９４の先端部９７が永久磁石６のＮ極に対して、同時に各磁極の中心線上において対向する。このため、発電機９１は、高い発電効率を実現できる長所がある。

その一方で、異相の突極９４同士が隣接するところでは、磁路部９５同士の角度が１５．０°に設定される。突極９４の突出部９６は、周方向の両側に配置される。
このため、異相の突極９４同士が隣接するところでは、磁路部９５同士の間のスペースが小さくなる。したがって、同相の突極９４同士が隣接するところに比べて、磁路部９５へのコイル７の巻き付けがしづらくなる。
発電機９１では、コイル７が巻き付けがしやすい磁路部９５と巻き付けがしづらい磁路部９５が混在するので、コイル７の巻き付け作業の効率が低下してしまう短所がある。

これに対して、発電機１は、隣接する突極１４の磁路部１５同士の角度θ１が全て２０．０°に設定される。このため、発電機１は、発電機９１のように、固定子３において磁路部１５同士の間のスペースが大ききところと、磁路部１５同士の間のスペースが小さいところが混在しない。発電機１は、磁路部１５同士の間のスペースが均一である。
このため、磁路部１５に対するコイル７の巻き付けを効率よく行うことができ、製造効率の低下を防止できる。また、磁路部１５に巻装されるコイル７の巻き数を増加させることができるので、発電機１の高出力・高効率化を実現できる。

また、発電機１では、同相の突極１４のみに隣接する突極１４ａには、周方向の両側に突出部１６が配置される。また、異相の突極１４に隣接する突極１４ｂには、周方向のうち、異相の突極１４に隣接する側方にのみ突出部１６が配置される。
このため、発電機１では、隣接する突極１４の先端部１７同士の角度θ２が２２．５°に設定される。
先端部１７同士の角度θ２は、それぞれの先端部１７における周方向の中心位置の間の角度である。

したがって、発電機１は、Ｕ１となる突極１４の先端部１７が永久磁石６のＮ極に、Ｕ２となる突極１４の先端部１７が永久磁石６のＳ極に、Ｕ３となる突極１４の先端部１７が永久磁石６のＮ極に対して、同時に各磁極の中心線上において対向する。このため、発電機１は、発電機９１と同様に、高い発電効率を実現できる。

図２に示すように、発電機１では、３つの突極１４が周方向に隣接配置されて、極対２１を形成する。例えば、Ｕ１となる突極１４、Ｕ２となる突極１４,Ｕ３となる突極１４は、周方向において隣接して配置される。これら３つの突極１４により、Ｕ相の極対２１Ｕａを形成する。
また、同相における３つの突極１４は、同一の電気角に配置される。それぞれの極対２１においては、３つの突極１４は、異極性の永久磁石６と同一電気角を有して対向する。極対２１における３つの突極１４の先端部１７は、隣接するもの同士が異なる極性の磁極に対向するように、永久磁石６の極弧角θｐとほぼ同じ角度θ２に設定される。

極対２１における３つの突極１４では、隣接する突極１４に巻かれたコイル７の巻方向が互いに逆方向に設定される。例えば、Ｕ１となる突極１４に巻かれたコイル７と、Ｕ２となる突極１４に巻かれたコイル７とは、巻方向が互いに逆方向である。

同様に、Ｖ相を形成するＶ１，Ｖ２，Ｖ３の突極１４は、隣接配置されて、極対２１Ｖａを形成する。Ｗ相を形成するＷ１，Ｗ２，Ｗ３の突極１４は、隣接配置されて、極対２１Ｗａを形成する。
極対２１Ｖａ,２１Ｗａでは、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３が異極性の永久磁石６と同一電気角にて対向する。Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の突極１４の先端部１７同士の角度θ２は２２.５°に設定される。
同相において隣接する突極１４同士（Ｖ１とＶ２、Ｖ２とＶ３、Ｗ１とＷ２、Ｗ２とＷ３）には、逆方向に通電されるコイル７が配置される。

各相の極対２１は一対設けられる。２つの極対２１は、回転子２の回転中心Ｏを挟んで対向するように配置される。極対２１Ｕａに対しては、回転中心Ｏを挟んで対向する位置に、極対２１Ｕｂが設けられる。同様に、極対２１Ｖａ,２１Ｗａに対しては、極対２１Ｖｂ,２１Ｗｂが設けられる。
極対２１Ｕｂ,２１Ｖｂ,２１Ｗｂにも、３本の突極１４（Ｕ相：Ｕ４,Ｕ５,Ｕ６、Ｖ相：Ｖ４,Ｖ５,Ｖ６、Ｗ相：Ｗ４,Ｗ５,Ｗ６）が配置される。

発電機１では、各相の突極１４が６個ずつ均等に配置される。このため、サイリスタタイプの電圧レギュレータが使用可能な磁極構成（磁極数Ｎ＝１６）においても、相間の発電バランスが崩れることがなく、発電効率の低下を招くこともない。

このように、本発明の第一実施形態に係る発電機１は、同相における突極１４の先端部１７同士の角度θ２を永久磁石の極弧角θｐに近づけているので、相間の発電バランスの崩れによる発電効率の低下を抑えることができる。したがって、発電機１の高出力・高効率化を実現できる。
その一方で、隣接する突極１４の磁路部１５同士の角度θ１が均等に設定されているので、磁路部１５に対するコイル７の巻き付けを効率よく行うことができ、製造効率の低下を防止できる。また、磁路部１５に巻装されるコイル７の巻き数を増加させることができるので、発電機１の高出力・高効率化を実現できる。

図４は、本発明の第二実施形態に係る発電機５１の構成を示す断面図である。
発電機５１において、第一実施形態に係る発電機１と同一の部材には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図４に示すように、発電機５１では、突極１４の突出部１６が、磁路部１５に対して周方向の両側に配置される。一対の突出部１６の突出量が同一のもの（突極１４ａ）と、一対の突出部１６の突出量が異なるもの（突極１４ｂ）が存在する。

発電機５１では、同相の突極１４のみに隣接する突極１４ａ（例えばＵ２、Ｖ２、Ｗ２等）には、周方向の両側に突出部１６が配置される。例えばＵ２となる突極１４ａは、同相であるＵ１，Ｕ３となる突極１４のみに隣接する。このＵ２となる突極１４ａ（磁路部１５）には、周方向の両側に突出部１６が配置される。突出部１６の突出量（周方向の長さ）は、任意に設定できるが、一対の突出部１６の突出量は同一である。例えば、第一実施形態に係る発電機１における突出部１６の突出量よりも、αｍｍ長く設定される。

また、発電機５１では、異相の突極１４に隣接する突極１４ｂ（例えばＵ１、Ｖ１、Ｗ１等）には、周方向の両側に突出部１６が配置される。もっとも、周方向のうち、異相の突極１４に隣接する側方（片側）に配置された突出部１６（１６ａ）は長く、同相の突極１４に隣接する側方（片側）に配置された突出部１６（１６ｂ）は短い。
例えばＵ１となる突極１４ｂは、異相であるＷ６となる突極１４に隣接する。このＵ１となる突極１４ｂ（磁路部１５）には、周方向のうち、異相であるＷ６となる突極１４に隣接する側方に、長い突出部１６が配置される。この突出部１６の突出量（周方向の長さ）は、Ｕ２となる突極１４ａ（磁路部１５）に配置された一対の突出部１６のそれぞれの突出量と同一である。
Ｕ１となる突極１４ｂ（磁路部１５）には、周方向のうち、同相であるＵ２となる突極１４に隣接する側方に、短い突出部１６（１６ｂ）が配置される。この突出部１６ｂの突出量（周方向の長さ）は、Ｕ２となる突極１４ａ（磁路部１５）に配置された一対の突出部１６のそれぞれの突出量とは異なる。突出部１６（１６ｂ）の突出量は、例えばαｍｍに設定される。

このように、発電機５１では、異相の突極１４に隣接する突極１４ｂにおける一対の突出部１６のうち、異相の突極１４に隣接する側方（片側）に配置された突出部１６（１６ａ）は長く、同相の突極１４に隣接する側方（片側）に配置された突出部１６（１６ｂ）は短く設定される。突出部１６ａの突出量を発電機１の突出部１６に比べてαｍｍ長くに設定され、それと同量（αｍｍ）だけ突出部１６ｂを突出させた。したがって、突極１４ｂの先端部１７の中心位置は、発電機１の場合と同一である。つまり、発電機５１においても、隣接する突極１４の先端部１７同士の角度θ２が２２．５°に設定される。

このため、本発明の第二実施形態に係る発電機５１では、第一実施形態に係る発電機１と同一の効果が得られる。すなわち、同相における突極１４の先端部１７同士の角度θ２を永久磁石の極弧角θｐに近づけているので、相間の発電バランスの崩れによる発電効率の低下を抑えることができる。したがって、発電機１の高出力・高効率化を実現できる。
その一方で、隣接する突極１４の磁路部１５同士の角度θ１が均等に設定されているので、磁路部１５に対するコイル７の巻き付けを効率よく行うことができ、製造効率の低下を防止できる。また、磁路部１５に巻装されるコイル７の巻き数を増加させることができるので、発電機１の高出力・高効率化を実現できる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、前述の実施例では、１６極１８ポール構成の発電機を示したが、図５に示すように、１６極１２ポール構成の発電機６１も可能である。
前述の実施の形態では本発明の発電機を発電機として使用した場合を示したが、これをモータとして使用することも可能である。

例えば、突極１４に対応したボビン４０を設けてもよい（図６参照）。一つの突極１４に対して、対称形状の２つのボビン４０が装着される。ボビン４０は、磁路部１５の外周面を覆う巻胴保護部４０ａと、先端部１７（突出部１６）を覆う歯保護部４０ｂと、により形成される。巻胴保護部４０ａは、断面略Ｕ字状に形成される。歯保護部４０ｂは、巻胴保護部４０ａの先端縁部において、巻胴保護部４０ａに直交するようにフランジ状に張り出し形成される。
図６に示すように、異相の突極１４に隣接する突極１４ｂに対して配置されるボビン４０には、突出部１６が存在しない側方（同相の突極１４に対向する側方）に、コイル巻乱防止部４１が形成される。コイル巻乱防止部４１は、巻胴保護部４０ａに直交するようにフランジ状に張り出し形成される。コイル巻乱防止部４１は、歯保護部４０ｂと一体的に形成される。コイル巻乱防止部４１は、歯保護部４０ｂよりも、突出量が小さく形成される。
ボビン４０にコイル巻乱防止部４１を設けることにより、突出部１６が存在しない側方におけるコイル７の巻き乱れを防止できる。

なお、コイル巻乱防止部は、巻胴保護部４０ａに対してフランジ状に張り出し形成されたものに限らない。巻胴保護部４０ａの表面にコイル７の銅線に対応した複数の溝を形成する場合であってもよい。

自動二輪車のＡＣＧスタータのように、発電機とモータを兼用したものにも適用可能である。前述の実施の形態では本発明の発電機を自動二輪車用発電機に適用した例を示したが、他の用途の発電機やモータに適用することも可能である。

前述の実施の形態では、アウタロータ型の発電機に本発明を適用した例を示したが、回転子が固定子の内側に配設されるいわゆるインナーロータ型の発電機に本発明を適用することも可能である。

前述の実施の形態では、相数が３相の発電機について説明したが、５相等の他の多相発電機にも本発明は適用可能である。

本実施形態においては、同一相の先端部１７の角度θ２が、永久磁石６の極弧角θｐと一致している場合について示したが、これに限らない。同一相の先端部１７の角度θ２が、永久磁石６の極弧角θｐと略一致していれば良い。また、同一相の先端部１７の角度θ２が、永久磁石６の極弧角θｐと僅かにずれている場合であっても、これに含まれることは言うまでもない。また、同一相の先端部１７の角度θ２が、永久磁石６の極弧角θｐと略一致していれば良いのであって、各突極１４の先端部１７の形状が本実施形態に限られることはない。

本実施形態において、突極１４の磁路部１５が等角度に設けられた場合について示したが、これに限らない。すなわち、各スロットの面積が略均一になるのであれば良いのであって、本実施形態の様に、永久磁石６の極弧角θｐが２０°の場合、２２．５°±２，５°（永久磁石６の極弧角θｐの１２．５％以内）の範囲内であれば、完全に等角度でなくても良い。

本実施形態において、磁路部１５の間に形成されるスペースが均一である場合について示したが、これに限られないことは言うまでもない。すなわち、各スペースが略均一であれば、各スペース内のコイル７の量が略等しくなるため、同様の効果を奏することができる。

１，５１，６１…発電機（磁石式発電機）
２…回転子
３…固定子
６…永久磁石
７…コイル
１４…突極
１５…磁路部
１５ｔ…先端部位
１６…突出部
１７…先端部
４０…ボビン
４１…コイル巻乱防止部
θｐ…極弧角
θ１…磁路部の配置角度
θ２…先端部の配置角度

Claims (6)

1. コイルが巻装される磁路部と前記磁路部の先端から側方に突出すると突出部とからなる突極を複数有する固定子と、
   前記固定子の外周又は内周に回転自在に配設され、複数個の永久磁石が前記突極と対向するように周方向に沿って取り付けられた回転子と、
   を備える磁石式発電機であって、
   前記突極は、互いに隣接する磁路部同士の配置角度が略均等に設定され、
   前記磁路部の先端部位と前記突出部とからなる先端部は、同相の先端部同士の配置角度が前記永久磁石の極弧角に一致するように設定されることを特徴とする磁石式発電機。
2. 同相の突極のみに隣接する突極には、前記周方向の両側に前記突出部が配置され、
   異相の突極に隣接する突極には、前記周方向のうち、前記異相の突極に隣接する側方にのみ前記突出部が配置されることを特徴とする請求項１に記載の磁石式発電機。
3. 前記突出部の突出量が略均一に設定されることを特徴とする請求項２に記載の磁石式発電機。
4. 前記突極には、前記周方向の両側に前記突出部が配置され、
   異相の突極に隣接する突極においては、前記周方向の一方に配置された前記突出部の突出量が、前記周方向のうち他方に配置された前記突出部の突出量と異なっていることを特徴とする請求項１に記載の磁石式発電機。
5. 異相の突極に隣接する突極に対応して配置されるボビンを備え、
   前記ボビンは、前記同相の突極に対向する側方に、前記コイルの巻き乱れを防止するコイル巻乱防止部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の磁石式発電機。
6. 前記周方向において隣接配置される複数の突極が同相を形成すると共に、同一電気角に配置されることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の磁石式発電機。

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