JP2015226442A - Motorcycle generator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance generation efficiency, by leading the magnetic flux from the magnet of a rotor effectively to the stator teeth of a stator, thereby enhancing the power generation output.SOLUTION: A motor cycle generator has a stator 33 in which a coil 37 is wound around a plurality of stator teeth 35 extending radially from the center, and a rotor 34 where a magnet 41 is installed on the inner peripheral surface of a rotor yoke 40 and rotates about the stator 33. In the motor cycle generator, a plurality of magnets 41 are installed adjacently through a gap 42 in the circumferential direction, and the stator teeth 35 is constituted by laminating a plurality of core sheets of thin steel plate, and has a tip 38 extending from the coil winding part 36 where the coil 37 is wound to the opposite ends in the circumferential direction. One side part of the stator teeth tip extending to the rotational direction side of the rotor is configured to overlap a preceding magnet adjacent to the front end in the rotational direction, when the front end of the magnet in the rotational direction is substantially aligned with the center line of the coil winding part.

Description

本発明は、電気損失を低減させて発電出力および発電効率を向上させた自動二輪車用発電機に関する。   The present invention relates to a generator for a motorcycle in which electric loss is reduced and power generation output and power generation efficiency are improved.

自動二輪車用発電機としての図２２に示すようにマグネト発電機１００を用いたものがある。このマグネト発電機１００は、複数本のステータティース１０１のそれぞれにステータ（発電）コイル１０２が巻装されたステータ１０３と、ロータヨーク１０４の内周面に磁石１０５が設置されたロータ１０６とを有する。ロータ１０６は、エンジンの駆動力によりステータ１０３周りを回転することで、電磁誘導の作用で発電コイル１０２に誘導電流が誘起されて発電がなされる。   As a generator for a motorcycle, there is one using a magneto generator 100 as shown in FIG. The magneto generator 100 includes a stator 103 in which a stator (power generation) coil 102 is wound around each of a plurality of stator teeth 101, and a rotor 106 in which a magnet 105 is installed on an inner peripheral surface of a rotor yoke 104. The rotor 106 rotates around the stator 103 by the driving force of the engine, so that an induction current is induced in the power generation coil 102 by the action of electromagnetic induction to generate power.

マグネト発電機１００では、磁石１０５はロータヨーク１０４の内周面に例えば４枚設置される。各磁石１０５に、図２３に示すように、Ｎ極及びＳ極の対をなす磁極が３極着磁されている。このため、１枚の磁石１０５において隣の磁極へ磁束が漏れ易く、ステータ１０３のステータティース１０１へ流れる磁束が減少して磁束が有効に使われていない。この結果、マグネト発電機１００の発電出力及び発電効率の向上を図ることができなかった。   In the magneto generator 100, for example, four magnets 105 are installed on the inner peripheral surface of the rotor yoke 104. As shown in FIG. 23, each magnet 105 is magnetized with three magnetic poles forming a pair of N and S poles. For this reason, the magnetic flux easily leaks to the adjacent magnetic pole in one magnet 105, the magnetic flux flowing to the stator teeth 101 of the stator 103 is reduced, and the magnetic flux is not used effectively. As a result, the power generation output and power generation efficiency of the magneto generator 100 could not be improved.

特許文献１には、ステータの外周を回転するロータのロータヨークに、複数の永久磁石が補極を挟んで配置され、発電機として機能する回転電機が開示されている。   Patent Document 1 discloses a rotating electrical machine in which a plurality of permanent magnets are arranged with a supplementary pole sandwiched between rotor yokes of a rotor that rotates on the outer periphery of a stator, and functions as a generator.

また、特許文献２には、車両用制振発電発動機に三相巻線からなるステータコイルを配置し、このステータコイルをレクチファイアを介してバッテリに接続し、ステータコイルの出力を整流するレクチファイアとしてサイリスタによるレクチファイアを用いた技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a rectifier that arranges a stator coil composed of three-phase windings in a vibration damping generator for a vehicle, connects the stator coil to a battery via a rectifier, and rectifies the output of the stator coil. A technique using a rectifier by a thyristor as a fire is disclosed.

特開２００２−１５３０９５号公報JP 2002-153095 A 特開２００２−９５２１４号公報JP 2002-95214 A

特許文献１に記載の回転電機では、ロータの永久磁石間に補極が配置されているので、これらの永久磁石と補極間で磁束の漏れが生じ、ロータの永久磁石からステータのステータティース（ステータ突極）へ流れる磁束が減少してしまう。従って、この場合にも、永久磁石の磁束が有効に使われず、発電出力及び発電効率が低下する恐れがある。   In the rotating electrical machine described in Patent Document 1, since the auxiliary poles are arranged between the permanent magnets of the rotor, magnetic flux leaks between these permanent magnets and the auxiliary poles, and the stator teeth ( The magnetic flux flowing to the stator salient poles is reduced. Therefore, in this case as well, the magnetic flux of the permanent magnet is not used effectively, and the power generation output and power generation efficiency may be reduced.

また、特許文献２に記載の技術には、レクチファイアにサイリスタを備えてステータコイルの出力を制御することが示されているだけで、発電機の電気損失を低減させ、エンジンの全回転域の出力損失を低減させる技術を示したり、示唆する記載は存在しない。   In addition, the technique described in Patent Document 2 only shows that the rectifier is provided with a thyristor to control the output of the stator coil, and the electric loss of the generator is reduced, so that the entire engine rotation range can be reduced. There is no description indicating or suggesting a technique for reducing the output loss.

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、ロータの磁石からの磁束をステータのステータティースに有効に導くことで、発電出力及び発電効率を向上させることができる自動二輪車用発電機を提供することにある。   The object of the present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and can effectively improve the power generation output and power generation efficiency by effectively guiding the magnetic flux from the magnet of the rotor to the stator teeth of the stator. The purpose is to provide a power generator.

本発明の他の目的は、発電機の電気損失を低減させるとともに、エンジンの全回転域の出力損失を低減させ、車両の燃費向上を図ることができる自動二輪車用発電機を提供するにある。   Another object of the present invention is to provide a generator for a motorcycle that can reduce the electric loss of the generator, reduce the output loss of the entire rotation range of the engine, and improve the fuel consumption of the vehicle.

本発明に係る自動二輪車用発電機は、中心から放射状に延びる複数のステータティースのそれぞれにステータコイルが巻装されて設けられたステータと、ロータヨークの内周面に磁石が設置され、前記中心を中心として前記ステータ周りを回転するロータと、を有する自動二輪車用発電機において、前記磁石は、複数個が前記ロータの周方向に間隙を介して隣接して設置され、前記ステータティースは、薄板鋼板のコアシートを複数枚積層して構成され、かつ、前記ステータコイルが巻装されるコイル巻装部からロータの回転方向側および反回転方向側へ延びる先端部を有し、前記ロータの回転方向側に延びる前記ステータティース先端部の一方側部分は、前記磁石の回転方向前端が前記コイル巻装部の中心線に略一致したとき、この回転方向前端側に隣接する先行磁石と重なるよう構成されたことを特徴とするものである。   A generator for a motorcycle according to the present invention includes a stator in which a stator coil is wound around each of a plurality of stator teeth extending radially from a center, and a magnet is installed on an inner peripheral surface of a rotor yoke. A generator for a motorcycle having a rotor rotating around the stator as a center, wherein a plurality of the magnets are installed adjacent to each other with a gap in the circumferential direction of the rotor, and the stator teeth are made of thin steel plates. A plurality of core sheets, and a tip end portion extending from a coil winding portion around which the stator coil is wound to a rotation direction side and a counter rotation direction side of the rotor, and the rotation direction of the rotor The one side portion of the tip end portion of the stator teeth extending to the side is rotated in this direction when the rotation direction front end of the magnet substantially coincides with the center line of the coil winding portion. It is characterized in that it has been configured to overlap with the preceding magnet adjacent to the front end side.

また、本発明に係る自動二輪車用発電機は、中心から放射状に延びる複数のステータティースのそれぞれにステータコイルが巻装されて設けられたステータと、ロータヨークの内周面に磁石が設置され、前記中心を中心として前記ステータ周りを回転するロータと、を有する自動二輪車用発電機において、前記磁石は、複数個が前記ロータの周方向に間隙を介して隣接して設置され、前記ステータティースは、薄板鋼板のコアシートを複数枚積層して構成され、かつ、前記ステータコイルが巻装されるコイル巻装部からロータの回転方向側および反回転方向側へ延びる先端部を有し、前記磁石の回転方向後端が前記コイル巻装部の中心線に略一致したとき、前記回転方向後端側に隣接する後行磁石回転方向前端が、前記ステータティースの先端部と重ならないように、前記磁石間に間隙が設定されたことを特徴とするものである。   Further, in the motorcycle generator according to the present invention, a stator is provided with a stator coil wound around each of a plurality of stator teeth extending radially from the center, and a magnet is installed on the inner peripheral surface of the rotor yoke, A generator for a motorcycle having a rotor that rotates around the stator around a center, and a plurality of the magnets are installed adjacent to each other with a gap in the circumferential direction of the rotor, and the stator teeth are A plurality of thin steel sheet core sheets, and a tip end portion extending from a coil winding portion around which the stator coil is wound to a rotation direction side and a counter rotation direction side of the rotor; When the rear end in the rotational direction substantially coincides with the center line of the coil winding portion, the front end in the rotational direction of the succeeding magnet adjacent to the rear end in the rotational direction is the tip of the stator teeth. So as not to overlap the parts, it is characterized in that the gap is set between the magnet.

さらに、本発明に係る自動二輪車用発電機は、中心から放射状に延びる複数のステータティースのそれぞれにステータコイルが巻装されて設けられたステータと、ロータヨークの内周面に磁石が設置され、前記中心を中心として前記ステータ周りを回転するロータと、を有する自動二輪車用発電機において、前記磁石は、複数個が前記ロータの周方向に間隙を介して隣接して設置され、前記ステータティースは、前記ステータコイルが巻装されるコイル巻装部からロータの回転方向側および反回転方向側へ延びる先端部を有し、前記ステータコイルはサイリスタによるレギュレートレクチファイアを介してバッテリに接続されるとともに、前記レギュレートレクチファイアは前記サイリスタのゲートが電圧制御回路に接続されて構成され、前記電圧制御回路は、前記バッテリの充電電圧が所定電圧に達したとき、前記サイリスタをＯＦＦにして前記レギュレートレクチファイアをオープン制御することを特徴とするものである。   Furthermore, in the generator for a motorcycle according to the present invention, a stator provided with a stator coil wound around each of a plurality of stator teeth extending radially from the center, and a magnet installed on the inner peripheral surface of the rotor yoke, A generator for a motorcycle having a rotor that rotates around the stator around a center, and a plurality of the magnets are installed adjacent to each other with a gap in the circumferential direction of the rotor, and the stator teeth are A front end portion extending from a coil winding portion around which the stator coil is wound to a rotation direction side and a counter rotation direction side of the rotor; and the stator coil is connected to a battery via a regulator rectifier by a thyristor The regulated rectifier is configured by connecting a gate of the thyristor to a voltage control circuit, and Voltage control circuit, when the charging voltage of the battery reaches a predetermined voltage, is characterized in that by the thyristor is turned OFF to open control the regulated rectifier.

本発明によれば、磁石は、複数個がロータの周方向に間隙を介して隣接して設置されたので、各磁石間で磁束が漏れることを抑制でき、磁石からステータティースへ流れる磁束を増大できる。この結果、ロータの磁石からの磁束をステータのステータティースに有効に導くことができるので、発電出力及び発電効率を向上させることができる。   According to the present invention, since a plurality of magnets are installed adjacent to each other with a gap in the circumferential direction of the rotor, leakage of magnetic flux between the magnets can be suppressed, and the magnetic flux flowing from the magnet to the stator teeth is increased. it can. As a result, since the magnetic flux from the magnet of the rotor can be effectively guided to the stator teeth of the stator, the power generation output and the power generation efficiency can be improved.

また、本発明によれば、ステータティースの先端部におけるロータの回転方向側に延びるステータティース先端部の一方側部分は、磁石の回転方向前端がステータティースのコイル巻装部の中心線に略一致したとき、この回転方向前端に隣接する先行磁石と重なるよう構成されている。従って、磁石とステータティースとの対向する時間、即ちステータティースが磁石の磁束を回収する時間が長くなって、各ステータティースに磁束が長時間流れることになる。この結果、ロータの磁石からの磁束をステータのステータティースに有効に導くことができるので、発電出力及び発電効率を向上させることができる。   Further, according to the present invention, the one end portion of the stator teeth leading end portion extending in the rotor rotating direction side at the stator tooth leading end portion is substantially coincident with the center line of the coil winding portion of the stator teeth. Then, it is configured to overlap with the preceding magnet adjacent to the front end in the rotational direction. Therefore, the time for the magnets and the stator teeth to face each other, that is, the time for the stator teeth to collect the magnetic flux of the magnets becomes longer, and the magnetic flux flows through each stator tooth for a long time. As a result, since the magnetic flux from the magnet of the rotor can be effectively guided to the stator teeth of the stator, the power generation output and the power generation efficiency can be improved.

さらに、本発明によれば、自動二輪車用発電機のステータコイルはサイリスタによるレギュレートレクチファイアを介してバッテリに接続され、前記バッテリの充電電圧が所定電圧に達したとき、電圧制御回路がサイリスタをＯＦＦ制御してレギュレートレクチファイアをオープン制御したので、バッテリ電圧が所定電圧に達したときは、ステータコイルに電流が流れなくなって銅損失を低減でき、電気損失を低減させて、エンジンの全回転領域で電気損失低減効果が図れ、車両の燃費を向上させることができる。   Further, according to the present invention, the stator coil of the generator for a motorcycle is connected to the battery via the regulator rectifier by the thyristor, and when the charging voltage of the battery reaches a predetermined voltage, the voltage control circuit sets the thyristor. Since the regulator rectifier is open controlled with the OFF control, when the battery voltage reaches the specified voltage, current stops flowing through the stator coil, copper loss can be reduced, electrical loss is reduced, and the engine is rotated at full speed. The electric loss can be reduced in the region, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

本発明に係る自動二輪車用発電機の一実施形態が適用された自動二輪車のエンジンユニットを示す左側面図。The left side view showing the engine unit of the motorcycle to which one embodiment of the generator for motorcycles concerning the present invention was applied. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向から目視した発電機としてのマグネト発電機を示す正面図。The front view which shows the magneto generator as a generator visually observed from the III-III line direction of FIG. 図３の磁石とステータティースを模式的に示す概略正面図。The schematic front view which shows typically the magnet and stator teeth of FIG. 図３の一部を拡大し、磁石とステータティースとの第１回転位置における磁束の流れを示す動作図。The operation | movement figure which expands a part of FIG. 3 and shows the flow of the magnetic flux in the 1st rotation position of a magnet and stator teeth. 図３の一部を拡大し、磁石とステータティースとの第２回転位置における磁束の流れを示す動作図。The operation | movement figure which expands a part of FIG. 3 and shows the flow of the magnetic flux in the 2nd rotation position of a magnet and stator teeth. 図３の一部を拡大し、磁石とステータティースとの第３回転位置における磁束の流れを示す動作図。The operation | movement figure which expands a part of FIG. 3 and shows the flow of the magnetic flux in the 3rd rotation position of a magnet and stator teeth. 磁石間の間隙と発電出力及び発電効率等との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the gap | interval between magnets, a power generation output, power generation efficiency, etc. FIG. ステータティースの先端部における一方側部分の他方側部分に対する相対長さと発電出力及び発電効率等との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the relative length with respect to the other side part of the one side part in the front-end | tip part of stator teeth, a power generation output, power generation efficiency, etc. FIG. ステータティースの先端部における他方側部分を一方側部分に対して長くした場合を示す図６に対応する作動図。The operation | movement figure corresponding to FIG. 6 which shows the case where the other side part in the front-end | tip part of stator teeth is lengthened with respect to the one side part. ステータティースの先端部における他方側部分の一方側部分に対する相対長さと発電出力及び発電効率等との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the relative length with respect to the one side part of the other side part in the front-end | tip part of stator teeth, and a power generation output, power generation efficiency, etc. FIG. 自動二輪車用発電機の第２の実施形態を示す側断面図。The sectional side view which shows 2nd Embodiment of the generator for motorcycles. 自動二輪車用発電機のマグネト発電機を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the magneto generator of the generator for motorcycles. （Ａ）はマグネト発電機のロータを磁石側から覆うロータカバーを示す側面図、（Ｂ）は図１４（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図。(A) is a side view which shows the rotor cover which covers the rotor of a magneto generator from the magnet side, (B) is sectional drawing which follows the XX line of FIG. 14 (A). 図１２に示されるマグネト発電機に組み合される三相ショート式レギュレートレクチファイアを示す発電回路図。FIG. 13 is a power generation circuit diagram showing a three-phase short-type regulated rectifier combined with the magneto generator shown in FIG. 12. 図１２に示されるマグネト発電機に組み合される三相オープン式レギュレートレクチファイアを示す発電回路図。FIG. 13 is a power generation circuit diagram showing a three-phase open regulated rectifier combined with the magneto generator shown in FIG. 12. 図１５および図１６に示されたレギュレートレクチファイアに備えられる電圧制御回路を示す構成図。FIG. 17 is a configuration diagram showing a voltage control circuit provided in the regulate rectifier shown in FIGS. 15 and 16. ショート式あるいはオープン式レギュレートレクチファイアを組み合せたマグネト発電機による電気損失低減効果を示す図。The figure which shows the electrical loss reduction effect by the magneto generator which combined the short type or the open type regulated rectifier. ステータ仕様別のマグネト発電機による電気損失およびその低減効果を示す図。The figure which shows the electrical loss by the magneto generator according to stator specification, and its reduction effect. （Ａ）はマグネト発電機を構成するステータティースのコアシートの積層構成例を示す部分断面図、（Ｂ）は図２０（Ａ）のＩ部を拡大して示す図。(A) is a fragmentary sectional view which shows the laminated structural example of the core sheet | seat of the stator teeth which comprises a magneto generator, (B) is a figure which expands and shows the I section of FIG. 20 (A). マグネト発電機に組み合されるもので、（Ａ）は単相全充電発電機、（Ｂ）は単相ＡＣ−ＤＣ発電機をそれぞれ示す発電回路図。FIG. 2 is a power generation circuit diagram showing a single-phase full-charge generator and (B) a single-phase AC-DC generator, which are combined with a magneto generator. 従来の発電機としてのマグネト装置を示す正面図。The front view which shows the magneto apparatus as a conventional generator. 図２２の磁石を模式的に示す概略正面図。The schematic front view which shows the magnet of FIG. 22 typically.

以下、本発明を実施するための実施形態を添付図面に基づき説明する。   Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る自動二輪車用発電機の第１の実施形態が適用された自動二輪車のパワーユニットを示す左側面図。このパワーユニット１０は空冷式４サイクル単気筒エンジン１１を有し、このエンジン１１は主に、クランクシャフト１９を回転自在に支持し収容するクランクケース１２と、クランクケース１２の端部に結合されたシリンダブロック１３と、シリンダブロック１３に結合されたシリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４に結合されたヘッドカバー１５と、を備えて構成される。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a left side view showing a power unit of a motorcycle to which a first embodiment of a generator for a motorcycle according to the present invention is applied. The power unit 10 includes an air-cooled four-cycle single-cylinder engine 11. The engine 11 mainly includes a crankcase 12 that rotatably supports and accommodates a crankshaft 19, and a cylinder that is coupled to an end of the crankcase 12. The block 13 includes a cylinder head 14 coupled to the cylinder block 13, and a head cover 15 coupled to the cylinder head 14.

本実施形態では、クランクケース１２は左右２つ割りに構成される。図２において、クランクケース１２は左右で対をなす右側クランクケース１２Ｒと左側クランクケース１２Ｌとが相互に結合されて一体化され、それらによってクランク室１８が形成される。このクランク室１８内にクランクシャフト１９、及びこのクランクシャフト１９と一体化された左右一対のクランクウェブ１９Ａが、一対のベアリング２０を介して回転自在に軸支される。   In the present embodiment, the crankcase 12 is divided into left and right parts. In FIG. 2, the crankcase 12 includes a right crankcase 12 </ b> R and a left crankcase 12 </ b> L, which are paired on the left and right sides, and are coupled together to form a crank chamber 18. A crankshaft 19 and a pair of left and right crank webs 19 </ b> A integrated with the crankshaft 19 are rotatably supported in the crank chamber 18 via a pair of bearings 20.

クランクウェブ１９Ａ相互間には、クランクピン２１を介してコンロッド２２の基端側が連結される。また、シリンダブロック１３内にはピストン２３が往復動可能に収容されており、ピストン２３はピストンピン２４を介してコンロッド２２の先端側と連結される。従って、ピストン２３がシリンダブロック１３の軸線方向に往復動することで、クランクシャフト１９が回転する。   The base end side of the connecting rod 22 is connected between the crank webs 19 </ b> A via the crank pins 21. Further, a piston 23 is accommodated in the cylinder block 13 so as to be able to reciprocate, and the piston 23 is connected to the distal end side of the connecting rod 22 via a piston pin 24. Accordingly, the crankshaft 19 rotates as the piston 23 reciprocates in the axial direction of the cylinder block 13.

クランク室１８の周囲においてケース隔壁を隔ててその右側にクラッチ室２７が、また左側にはマグネト室２８がそれぞれ配置される。クラッチ室２７内にはクランクシャフト１９の右側軸端部に配置されたクラッチ装置２９が収容され、クラッチ室２７はクラッチカバー３０によって覆われる。また、マグネト室２８内にはクランクシャフト１９の左側軸端部に配置されたマグネト装置３１が収容され、マグネト室２８はマグネトカバー３２（クランクケースカバー）によって覆われる。   A clutch chamber 27 is disposed on the right side of the crank chamber 18 with a case partition therebetween, and a magnet chamber 28 is disposed on the left side. A clutch device 29 disposed at the right shaft end of the crankshaft 19 is accommodated in the clutch chamber 27, and the clutch chamber 27 is covered with a clutch cover 30. The magneto chamber 28 accommodates a magneto device 31 disposed at the left shaft end of the crankshaft 19, and the magneto chamber 28 is covered by a magneto cover 32 (crankcase cover).

マグネト装置３１は、自動二輪車用の単相式または三相式マグネト交流発電機であり、クランクシャフト１９の回転軸と同軸に、クランクシャフト１９周囲に配置されるステータ３３と、クランクシャフト１９の左側軸端部に固定され、ステータ３３周りをクランクシャフト１９の回転軸と同軸に回転するロータ３４とを有して構成される。ロータ３４の回転方向を図３に矢印Ｐで示す。   The magneto device 31 is a single-phase or three-phase magneto alternator for a motorcycle. The magneto device 31 is coaxial with the rotation shaft of the crankshaft 19 and is arranged around the crankshaft 19 and on the left side of the crankshaft 19. The rotor 34 is fixed to the shaft end and rotates around the stator 33 coaxially with the rotation shaft of the crankshaft 19. The direction of rotation of the rotor 34 is indicated by an arrow P in FIG.

ステータ３３は、図２及び図３に示すように、その中心Ｏ（クランクシャフト１９の回転中心軸芯と同軸）から複数本（本実施形態では１２本）のステータティース３５が放射状（クランクシャフト１９の回転中心軸に対して垂直方向）に延び、それぞれのステータティース３５のコイル巻装部３６に発電コイルとしてのステータコイル３７が巻装されて構成される。クランクシャフト１９の回転軸方向から目視した図である図３〜図５に示すように、各ステータティース３５におけるコイル巻装部３６の先端側に、ステータ３３の周方向両側（ロータ３４の回転方向側及びロータ３４の反回転方向側）に延びる先端部３８が形成されている。このステータ３３は、図２に示すように、取付ボルト３９を用いてマグネトカバー３２の内面に固定状態で取り付けられる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the stator 33 has a plurality of (12 in the present embodiment) stator teeth 35 radially (from the center O (coaxial with the rotation center axis of the crankshaft 19)). The stator coils 37 are wound around the coil winding portions 36 of the respective stator teeth 35. As shown in FIGS. 3 to 5, which are views seen from the direction of the rotation axis of the crankshaft 19, both ends of the stator 33 in the circumferential direction of the stator 33 (rotation direction of the rotor 34) are arranged on each stator tooth 35. The tip portion 38 is formed extending to the side and the counter-rotating direction side of the rotor 34. As shown in FIG. 2, the stator 33 is fixedly attached to the inner surface of the magnet cover 32 using mounting bolts 39.

ロータ３４は、図２及び図３に示すように有底円筒形状に形成され、その内部空間にステータ３３が配置される。さらに、ロータヨーク４０の内周面にステータ３３を取り囲むように複数の磁石４１が固定して設置され、この磁石４１がステータ３３におけるステータティース３５の先端部３８と対向するように配置されている。そして、ロータヨーク４０がクランクシャフト１９に回転一体に取り付けられてクランクシャフト１９とともに回転するときに、この磁石４１が、ステータティース３５の先端部３８の外側を適度な間隙を有して通過するように構成される。磁石４１は、図３〜図５に示すように、複数本（例えば１２本）のステータティース３５に対応して複数個（本実施形態では１２個）が、磁石の存在しない間隙４２を介して隣接して設置される。そして、１個の磁石４１に、一極着磁されると共に、隣り合う磁石４１の極が交互となるように配置されている。   The rotor 34 is formed in a bottomed cylindrical shape as shown in FIGS. 2 and 3, and the stator 33 is disposed in the internal space thereof. Further, a plurality of magnets 41 are fixedly installed on the inner peripheral surface of the rotor yoke 40 so as to surround the stator 33, and the magnets 41 are arranged so as to face the tip end portions 38 of the stator teeth 35 in the stator 33. When the rotor yoke 40 is attached to the crankshaft 19 so as to rotate together with the crankshaft 19, the magnet 41 passes through the outside of the front end portion 38 of the stator tooth 35 with an appropriate gap. Composed. As shown in FIG. 3 to FIG. 5, a plurality of (for example, 12) magnets 41 (12 in this embodiment) correspond to a plurality of (for example, 12) stator teeth 35 via gaps 42 where no magnet is present. Installed next to each other. And it arrange | positions so that the pole of the adjacent magnet 41 may be alternated while being magnetized by one magnet 41 by one pole.

複数個の磁石４１を備えるロータ３４がクランクシャフト１９の回転によって、ステータ３３の中心Ｏを中心としてステータ３３周りを矢印Ｐ方向に回転することで、電磁誘導の作用でステータ３３のステータコイル３７に誘導電流が誘起されて発電がなされる。尚、図５〜図７中の矢印Ａは、磁石４１からステータ３５へ流れる磁束、あるいはステータ３５から磁石４１へ流れる磁束の流れを示す。また、ロータ３４の複数個の磁石４１は、反ロータヨーク４０側（ステータ３３が配置される側）に金属製の薄板からなるロータカバー４３が装着されて保護される。なお、図２および図３において、符号４８は点火時期信号発生コイルであり、符号４９はロータヨーク４０の外周側に設けられた突起である。   The rotor 34 having a plurality of magnets 41 rotates around the stator 33 in the direction of the arrow P around the center O of the stator 33 by the rotation of the crankshaft 19, so that the stator coil 37 of the stator 33 is moved by electromagnetic induction. An induced current is induced to generate power. 5 to 7 indicate the flow of magnetic flux that flows from the magnet 41 to the stator 35 or the flow of magnetic flux that flows from the stator 35 to the magnet 41. The plurality of magnets 41 of the rotor 34 are protected by mounting a rotor cover 43 made of a thin metal plate on the side opposite to the rotor yoke 40 (side on which the stator 33 is disposed). 2 and 3, reference numeral 48 denotes an ignition timing signal generating coil, and reference numeral 49 denotes a protrusion provided on the outer peripheral side of the rotor yoke 40.

複数個の磁石４１間の間隙４２は、クランクシャフト１９の回転軸方向から目視した図である図６に示すように、ロータ３４の回転によって磁石４１の回転方向後端４４Ｂがステータ３３のステータティース３５におけるコイル巻装部３６の中心線Ｎ（クランクシャフト１９の回転軸に垂直な断面において、前記回転軸中心とコイル巻装部３６の中心を結ぶ仮想線）と略一致する第２回転位置にきたとき、前記回転方向後端４４Ｂ（に対向する回転方向前端４４Ａを有する）隣接する後行磁石４１の回転方向前端４４Ａが、ステータティース３５の先端部３８（先端部３８の後述の他方側部分３８Ｂ）と重ならないように設定される。つまり、クランクシャフト１９の回転軸に垂直な断面において、磁石４１の回転方向後端４４Ｂがコイル巻装部３６の中心線Ｎと略一致する第２回転位置にきたとき、後続する後行磁石４１の回転方向前端４４Ａがステータティース３５の先端部３８と重ならない（周方向の位置で異なる角度位置となる）ように設定される。ステータティース３５は厚さ１ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ未満の薄板鋼板のコアシートの複数枚（本実施形態では１２枚）積層して構成される。   As shown in FIG. 6, the gap 42 between the plurality of magnets 41 is a view seen from the direction of the rotation axis of the crankshaft 19. 35 at a second rotational position substantially coincident with the center line N of the coil winding part 36 (a virtual line connecting the center of the rotation axis and the center of the coil winding part 36 in the cross section perpendicular to the rotation axis of the crankshaft 19). When the rotation direction rear end 44B (having the rotation direction front end 44A opposed thereto) is adjacent to the rotation direction front end 44A of the succeeding magnet 41, the front end portion 38 of the stator tooth 35 (the other side portion of the front end portion 38 described later). 38B) is set so as not to overlap. That is, when the rear end 44 </ b> B in the rotation direction of the magnet 41 comes to the second rotation position substantially coincident with the center line N of the coil winding portion 36 in the cross section perpendicular to the rotation axis of the crankshaft 19, the succeeding succeeding magnet 41. The front end 44 </ b> A in the rotational direction is set so as not to overlap with the front end portion 38 of the stator tooth 35 (the angular position differs in the circumferential position). The stator teeth 35 are configured by laminating a plurality (12 in this embodiment) of core sheets of thin steel plates having a thickness of 1 mm or less, preferably less than 1 mm.

本実施形態では、クランクシャフト１９の回転軸方向から目視した図である図４に示すように、磁石４１の周方向角度（磁石４１の両端縁４４Ａ、４４Ｂとクランクシャフト１９の回転軸中心を結ぶ直線同士の前記回転軸中心における最大挟角）をθａとし、磁石４１間の間隙４２の周方向角度（間隙４２の両側に配置された磁石４１の各端縁４４Ａ、４４Ｂとクランクシャフト１９の回転軸中心を結ぶ直線同士の前記回転軸中心における最大挟角）をθｂとしたとき、θａ＝２１°、θｂ＝９°にそれぞれ設定される。即ち、磁石４１が配置される周方向角度と磁石４１間の間隙４２が配置される周方向角度との比は、
θａ：θｂ＝７／３：１
に設定される。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, which is a diagram viewed from the rotation axis direction of the crankshaft 19, the circumferential angle of the magnet 41 (the ends 41 </ b> A and 44 </ b> B of the magnet 41 are connected to the rotation axis center of the crankshaft 19). The maximum angle between the straight lines at the center of the rotation axis is θa, and the circumferential angle of the gap 42 between the magnets 41 (the rotation of the end edges 44A and 44B of the magnet 41 disposed on both sides of the gap 42 and the crankshaft 19). When θb is the maximum included angle between the straight axes connecting the axis centers at the rotation axis center, θa = 21 ° and θb = 9 ° are set. That is, the ratio between the circumferential angle at which the magnet 41 is disposed and the circumferential angle at which the gap 42 between the magnets 41 is disposed is
θa: θb = 7/3: 1
Set to

磁石４１間の間隙４２の周方向角度θｂを９°に設定した理由を、図８を用いて説明する。この図８では、機械入力（発電機を回す為の負荷であって、この場合エンジン１１に作用する負荷。この負荷は発電出力と電気損失に分けられる。尚、この電気損失は、銅損・鉄損・機械損で構成される。）をＸ１で、発電出力（マグネト装置３１が発生する発電電力）をＹ１で、発電効率（発電出力を機械入力で除した比）をＺ１でそれぞれ表示している。１個の磁石４１に一極着磁され、各磁石４１間に間隙４２が設けられたことで、磁石４１間で磁束の漏れが抑制され、磁石４１からステータティース３５へ流れる磁束が増大して発電出力及び発電効率、特に発電効率が向上する。図８に示すように、間隙４２の周方向角度θｂが９°において発電効率Ｚ１が最も高くなるため、周方向角度θｂを９°に設定しているのである。   The reason why the circumferential angle θb of the gap 42 between the magnets 41 is set to 9 ° will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the mechanical input (the load for turning the generator, which in this case is a load acting on the engine 11. This load is divided into a power generation output and an electric loss. The power generation output (generated power generated by the magneto device 31) is indicated by Y1, and the power generation efficiency (ratio obtained by dividing the power generation output by the machine input) is indicated by Z1. ing. Since one pole is magnetized in one magnet 41 and the gap 42 is provided between the magnets 41, leakage of magnetic flux between the magnets 41 is suppressed, and the magnetic flux flowing from the magnet 41 to the stator teeth 35 increases. The power generation output and power generation efficiency, particularly power generation efficiency are improved. As shown in FIG. 8, since the power generation efficiency Z1 is highest when the circumferential angle θb of the gap 42 is 9 °, the circumferential angle θb is set to 9 °.

図４及び図５に示すように、ステータ３３の各ステータティース３５における先端部３８は、ロータ３４の回転方向Ｐへ延びる一方側部分３８Ａの周方向長さＬ（クランクシャフト１９の回転軸に垂直な断面において、コイル巻装部３６の中心線Ｎに対する突出高さ）が、ロータ３４の回転方向Ｐと反対側へ延びる（回転方向Ｐに向かって延びる）他方側部分３８Ｂの周方向長さＭ（クランクシャフト１９の回転軸に垂直な断面において、コイル巻装部３６の中心線Ｎに対する突出高さ）よりも長く形成されている。すなわち、Ｌ＝Ｍ＋αである。   As shown in FIGS. 4 and 5, the tip end portion 38 of each stator tooth 35 of the stator 33 has a circumferential length L of the one side portion 38 </ b> A extending in the rotation direction P of the rotor 34 (perpendicular to the rotation axis of the crankshaft 19). In a simple cross section, the protrusion height of the coil winding portion 36 with respect to the center line N) extends in the opposite direction to the rotation direction P of the rotor 34 (extends toward the rotation direction P). (In the cross section perpendicular to the rotation axis of the crankshaft 19), the coil winding portion 36 is formed longer than the center line N. That is, L = M + α.

このとき、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの周方向長さＭは、ロータ３４の回転によって磁石４１の周方向中央位置Ｋがステータティース３５のコイル巻装部３６の中心線Ｎと略一致する（クランクシャフト１９の回転軸中心に対する周方向の位置であって略同一な角度位置となる）第１回転位置にきたとき（図５）、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの端縁４６が、磁石４１の回転方向後端４４Ｂと略一致する（クランクシャフト１９の回転軸中心に対する周方向の位置であって略同一な角度位置となる）長さに設定される。また、本実施形態では前述したように、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの周方向長さＭは、間隙４２の周方向長さと略一致する長さに設定されている。   At this time, the circumferential length M of the other side portion 38B at the tip 38 of the stator teeth 35 is such that the circumferential center position K of the magnet 41 is the center line N of the coil winding portion 36 of the stator teeth 35 as the rotor 34 rotates. When the first rotational position (FIG. 5) is reached, the other side of the tip portion 38 of the stator tooth 35 is substantially coincident with (a circumferential position with respect to the rotation axis center of the crankshaft 19 and substantially the same angular position). The edge 46 of the portion 38B is set to a length that substantially coincides with the rotation direction rear end 44B of the magnet 41 (a circumferential position with respect to the rotation axis center of the crankshaft 19 and substantially the same angular position). . Further, in the present embodiment, as described above, the circumferential length M of the other side portion 38B at the tip portion 38 of the stator teeth 35 is set to a length that substantially matches the circumferential length of the gap 42.

これに対し、図７に示すように、ステータティース３５の先端部３８の一方側部分３８Ａは、ロータ３４の回転によって磁石４１の回転方向前端４４Ａがステータ３３におけるステータティース３５のコイル巻装部３６の中心線Ｎに略一致する（クランクシャフト１９の回転軸中心に対する周方向の位置であって略同一な角度位置となる）第３回転位置にきたとき、前記回転方向前端４４Ａに（対向する回転方向後端４４Ｂを有する）隣接する先行磁石４１（このステータティース３５から離れていく磁石４１）とクランクシャフト１９の回転軸中心に対する周方向の位置にて重なるように、その周方向長さＬ（図４参照）が設定される。ステータティース３５の先端部３８における一方側部分３８Ａの周方向長さＬが上述のように設定されることで、磁石４１とステータティース３５の先端部３８とが対向する時間、特に磁石４１の回転方向後端４４Ｂがステータティース３５の先端部３８の外方を通過してから離れていくときの対向する時間が長くなって、ステータティース３５が磁石４１から磁束を回収する時間が長くなり、このため、磁石４１からの磁束をステータティース３５に長時間有効に流すことができるので、マグネト装置３１の発電出力及び発電効率が向上する。   On the other hand, as shown in FIG. 7, in one side portion 38 </ b> A of the tip portion 38 of the stator tooth 35, the front end 44 </ b> A of the rotation direction of the magnet 41 is rotated by the rotation of the rotor 34. Is substantially coincident with the center line N of the rotation axis when it reaches the third rotation position (which is a circumferential position with respect to the rotation axis center of the crankshaft 19 and has substantially the same angular position). A circumferential length L (with a rear end 44B in the direction) adjacent to the adjacent leading magnet 41 (the magnet 41 moving away from the stator teeth 35) at a circumferential position with respect to the rotation shaft center of the crankshaft 19. 4) is set. By setting the circumferential length L of the one side portion 38A at the tip portion 38 of the stator tooth 35 as described above, the time during which the magnet 41 and the tip portion 38 of the stator tooth 35 face each other, in particular, the rotation of the magnet 41. When the rear end 44B of the direction passes through the outside of the front end portion 38 of the stator teeth 35 and then moves away, the facing time becomes longer, and the time for the stator teeth 35 to recover the magnetic flux from the magnet 41 becomes longer. Therefore, since the magnetic flux from the magnet 41 can be effectively passed through the stator teeth 35 for a long time, the power generation output and power generation efficiency of the magneto device 31 are improved.

ステータティース３５の先端部３８における一方側部分３８Ａの周方向長さＬは、先端部３８における他方側部分３８Ｂの周方向長さＭよりも３．０ｍｍ長く設定することが好ましい。その理由を、図９を用いて説明する。この図９では、機械入力をＸ２で、発電出力をＹ２で、発電効率をＺ２でそれぞれ表示している。ステータティース３５の先端部３８における一方側部分３８Ａの他方側部分３８Ｂに対する相対長さ（他方側部分３８Ｂを基準にした一方側部分３８Ａの長さ）は、一方側部分３８Ａが長くなるほど発電効率Ｚ２が高くなることが判り、＋３．０ｍｍ程度長くすることが最適である。つまり、図７に示す第３回転位置にきたときに、ステータティース３５の先端部３８における一方側部分３８Ａと磁石４１の回転方向後端４４Ｂとが３．０ｍｍ程度重なるようにすると、発電効率Ｚ２が最適となる。   The circumferential length L of the one side portion 38A at the distal end portion 38 of the stator tooth 35 is preferably set to be 3.0 mm longer than the circumferential length M of the other side portion 38B at the distal end portion 38. The reason will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the machine input is indicated by X2, the power generation output is indicated by Y2, and the power generation efficiency is indicated by Z2. The relative length of the one side portion 38A with respect to the other side portion 38B in the tip portion 38 of the stator teeth 35 (the length of the one side portion 38A with respect to the other side portion 38B) is such that the power generation efficiency Z2 increases as the one side portion 38A increases. It is found that the height is increased, and it is optimal to increase the length by about +3.0 mm. That is, when the third rotation position shown in FIG. 7 is reached, if the one side portion 38A of the front end portion 38 of the stator teeth 35 and the rear end 44B in the rotation direction of the magnet 41 overlap with each other by about 3.0 mm, the power generation efficiency Z2 Is optimal.

尚、図１０に示すように、ステータティース３５の先端部３８における一方側部分３８Ａを、ロータ３４の磁石４１の周方向中央位置Ｋがステータティース３５のコイル巻装部３６の中心軸Ｎと略一致する第１回転位置（図５参照）にきたときに、ステータティース先端部３８の一方側部分３８Ａの端縁４５が磁石４１の回転方向前端４４Ａと略一致する周方向長さＬとし、且つ、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの周方向長さＭを、一方側部分３８Ａの周方向長さＬに対して長くまたは短く設定しても（図１０では長く設定したものを図示）、発電効率の向上には何ら寄与しない。   As shown in FIG. 10, the circumferential center position K of the magnet 41 of the rotor 34 is substantially the same as the central axis N of the coil winding portion 36 of the stator tooth 35. When the coinciding first rotational position (see FIG. 5) is reached, the edge 45 of the one side portion 38A of the stator teeth tip 38 has a circumferential length L that substantially coincides with the rotation direction front end 44A of the magnet 41, and Even if the circumferential length M of the other side portion 38B at the tip 38 of the stator teeth 35 is set longer or shorter than the circumferential length L of the one side portion 38A (in FIG. It does not contribute to the improvement of power generation efficiency.

例えば、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの一方側部分３８に対する相対長さ（一方側部分３８Ａを基準にした他方側部分３８Ｂの長さ）が図１０に示すように長い場合には、ロータ３４の回転によって磁石４１の回転方向後端４４Ｂがステータティース３５のコイル巻装部３６の中心線Ｎと略一致したとき、磁石４１からの磁束が矢印Ａの如くステータティース３５に流れると共に、ステータティース３５の先端部３８の他方側部分３８Ｂを通って、矢印Ｂに示すように隣接する磁石４１へ漏れてしまう。また、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの一方側部分３８に対する相対長さが短い場合には、ロータ３４の回転時に磁石４１からの磁束がステータティース３５へ流入するタイミングが遅れてしまう。   For example, when the relative length with respect to the one side portion 38 of the other side portion 38B at the front end portion 38 of the stator teeth 35 (the length of the other side portion 38B with respect to the one side portion 38A) is long as shown in FIG. When the rotor 34 rotates, the rotation direction rear end 44B of the magnet 41 substantially coincides with the center line N of the coil winding portion 36 of the stator tooth 35, and the magnetic flux from the magnet 41 flows to the stator tooth 35 as indicated by the arrow A. At the same time, it passes through the other side portion 38B of the tip 38 of the stator teeth 35 and leaks to the adjacent magnet 41 as indicated by the arrow B. In addition, when the relative length of the other side portion 38 </ b> B with respect to the one side portion 38 at the front end portion 38 of the stator teeth 35 is short, the timing at which the magnetic flux from the magnet 41 flows into the stator teeth 35 when the rotor 34 rotates is delayed. End up.

このため、機械入力をＸ３で、発電出力をＹ３で、発電効率をＺ３でそれぞれ表示した図１１に示すように、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの一方側部分３８Ａに対する相対長さが長い場合（例えば一方側部分３８Ａを基準にして他方側部分３８Ｂが＋２ｍｍと長い場合）にも、短い場合（例えば一方側部分３８Ａを基準にして他方側部分３８Ｂが−３ｍｍと短い場合）にも、発電効率Ｚ３が共に低下していることが判る。   Therefore, as shown in FIG. 11 in which the machine input is indicated by X3, the power generation output is indicated by Y3, and the power generation efficiency is indicated by Z3, the relative length of the other side portion 38B with respect to the one side portion 38A at the tip portion 38 of the stator teeth 35 is shown. Is short (for example, when the other side portion 38B is as long as +2 mm with respect to the one side portion 38A), but is also short (for example, when the other side portion 38B is as short as -3 mm with respect to the one side portion 38A). In addition, it can be seen that the power generation efficiency Z3 is decreased.

上述のことから、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの周方向長さＭは、図４〜図７に示すように、ロータ３４の回転によって磁石４１の周方向中央位置Ｋがステータティース３５のコイル巻装部３６の中心線Ｎと略一致する第１回転位置にきたとき（図５）、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの端縁４６が磁石４１の回転方向後端４４Ｂと略一致する長さに設定されることが、発電効率上最適である。また、図６に示す第２回転位置にきたとき、ステータティース３５の先端部３８における他方側部分３８Ｂの端縁４６が磁石４１の回転方向前端４４Ａと略一致する長さに設定すると、発電効率を向上させることが出来る。   From the above, the circumferential length M of the other side portion 38B at the tip 38 of the stator teeth 35 is set such that the circumferential center position K of the magnet 41 is rotated by the rotation of the rotor 34 as shown in FIGS. When the first rotational position approximately coincident with the center line N of the coil winding portion 36 of the tooth 35 is reached (FIG. 5), the end edge 46 of the other side portion 38B of the tip portion 38 of the stator tooth 35 is in the rotational direction of the magnet 41. It is optimal in terms of power generation efficiency to be set to a length that substantially matches the rear end 44B. Further, when the end edge 46 of the other side portion 38B at the tip end portion 38 of the stator teeth 35 is set to a length that substantially coincides with the rotation direction front end 44A when the second rotation position shown in FIG. Can be improved.

［第１の実施形態の効果］
本実施形態によれば、図３及び図５に示すように、ロータ３４が備える磁石４１は、複数個がロータ３４の周方向に間隙４２を介して等間隔に隣接して設置されたので、各磁石４１間で磁束が漏れることを抑制でき、磁石４１からステータ３３のステータティース３５へ流れる磁束を増大できる。この結果、ロータ３４の磁石４１からの磁束をステータ３３のステータティース３５に有効に導くことができるので、マグネト装置３１の発電出力及び発電効率を向上させることができる。 [Effect of the first embodiment]
According to the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, a plurality of magnets 41 included in the rotor 34 are installed adjacent to each other at regular intervals via the gap 42 in the circumferential direction of the rotor 34. The leakage of magnetic flux between the magnets 41 can be suppressed, and the magnetic flux flowing from the magnet 41 to the stator teeth 35 of the stator 33 can be increased. As a result, since the magnetic flux from the magnet 41 of the rotor 34 can be effectively guided to the stator teeth 35 of the stator 33, the power generation output and power generation efficiency of the magneto device 31 can be improved.

図７に示すように、ステータ３３のステータティース３５の先端部３８におけるロータ３４の回転方向Ｐ側へ延びる一方側部分３８Ａは、ステータティース３５のコイル巻装部３６の中心線Ｎに磁石４１の回転方向前端４４Ａが略一致したとき、この回転方向前端４４Ａに対向する回転方向後端４４Ｂを有する隣接する磁石４１と重なるよう構成されている。従って、磁石４１とステータティース３５との対向する時間、即ちステータティース３５が磁石４１の磁束を回収する時間が長くなって、各ステータティース３５に磁束が長時間流れることになる。この結果、ロータ３４の磁石４１からの磁束をステータ３３のステータティース３５に有効に導くことができるので、マグネト装置３１の発電出力及び発電効率を向上させることができる。   As shown in FIG. 7, one side portion 38 </ b> A that extends in the rotation direction P side of the rotor 34 at the tip portion 38 of the stator tooth 35 of the stator 33 is arranged on the center line N of the coil winding portion 36 of the stator tooth 35. When the rotation direction front end 44A substantially coincides with the rotation direction front end 44A, the rotation direction front end 44A is configured to overlap the adjacent magnet 41 having the rotation direction rear end 44B. Therefore, the time for the magnet 41 and the stator teeth 35 to face each other, that is, the time for the stator teeth 35 to collect the magnetic flux of the magnet 41 becomes longer, and the magnetic flux flows through each stator tooth 35 for a long time. As a result, since the magnetic flux from the magnet 41 of the rotor 34 can be effectively guided to the stator teeth 35 of the stator 33, the power generation output and power generation efficiency of the magneto device 31 can be improved.

［第２の実施形態］
次に、本発明に係る自動二輪車用発電機の第２の実施形態を図１２ないし図２０を参照して説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the motorcycle generator according to the present invention will be described with reference to FIGS.

第２の実施形態に係る自動二輪車用発電機は、第１の実施形態に係る自動二輪車用発電機に示された図１ないし図３のマグネト装置３１の構成を同じくするので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を省略ないし簡略化する。   Since the generator for a motorcycle according to the second embodiment has the same configuration as the magneto device 31 of FIGS. 1 to 3 shown in the generator for a motorcycle according to the first embodiment, The same reference numerals will be given, and redundant descriptions will be omitted or simplified.

第２の実施形態に係る自動二輪車用発電機は、マグネト装置として単相式あるいは三相式マグネト交流発電機３１Ａを有する。マグネト発電機３１Ａは、図１２に示すように、クランクシャフト１９と同軸に、クランクシャフト１９の周囲に配置されるステータ３３と、このステータ３３の周りをクランクシャフト１９の回転軸と一体に回転するロータ３４とを備えて構成される。ロータ３４はクランクシャフト１９の左側軸端部に固定され、ロータ３４の回転方向を図１３に矢印Ｐで示す。   The motorcycle generator according to the second embodiment includes a single-phase or three-phase magneto alternator 31A as a magneto device. As shown in FIG. 12, the magneto generator 31 </ b> A is coaxial with the crankshaft 19, and rotates around the stator 33 integrally with the rotation shaft of the crankshaft 19 around the stator 33. And a rotor 34. The rotor 34 is fixed to the left shaft end of the crankshaft 19, and the rotation direction of the rotor 34 is indicated by an arrow P in FIG.

ステータ３３は、図３、図１２および図１３に示すように、その中心Ｏ（クランクシャフト１９の回転中心軸芯と同軸）から複数本（第２の実施形態では１２本）のステータティース３５が放射状に延び、各ステータティース３５のコイル巻線部３６に発電コイルとしてステータコイル３７が巻装されて構成される。各ステータティース３５のコイル巻線部３６の前端側に、ステータ３３の周方向両側（ロータ３４の回転方向側および反回転方向側）に延びる先端部３８が形成される。ステータティース３５の先端部３８はロータ３４の回転方向側に延びる一方側部分の長さＬ１がロータ３４の反回転方向側に延びる他方側部分の長さＭ１より長く形成されている。例えば、Ｌ１＝Ｍ１＋β（但し、βは整数である。）。ステータ３３は図１２に示すように取付ボルト３９を用いてマグネトカバー３２の内面に固定状態で取り付けられている。 As shown in FIGS. 3, 12, and 13, the stator 33 includes a plurality of stator teeth 35 (12 in the second embodiment) from the center O (coaxial with the rotation center axis of the crankshaft 19). A stator coil 37 is wound around the coil winding portion 36 of each stator tooth 35 as a power generating coil. On the front end side of the coil winding portion 36 of each stator tooth 35, a tip portion 38 is formed extending on both sides in the circumferential direction of the stator 33 (rotation direction side and counter-rotation direction side of the rotor 34). Tip 38 of the stator teeth 35 the length L 1 of the one side portion extending in the rotational direction of the rotor 34 is formed longer than the length M 1 of the other side portion extending in the counter-rotational direction of the rotor 34. For example, L 1 = M 1 + β (where β is an integer). As shown in FIG. 12, the stator 33 is fixedly attached to the inner surface of the magnet cover 32 using mounting bolts 39.

また、図３、図１２および図１３に示すように、ロータ３４は有底円筒形状に形成され、その内部空間にステータ３３が配置される。ステータ３３とロータ３４とからマグネト交流発電機３１Ａが構成される。ロータ３４は、フライホイールを構成するロータヨーク４０の内周面にステータ３３を取り囲むように複数の磁石４１が周方向に沿って等間隔に配置される。これらの磁石４１は、ステータ３３におけるステータティース３５の先端部３８と対向可能に配置される。ロータ３４のロータヨーク４０はフライホイールを兼ね、クランクシャフト１９に回転一体に取り付けられて回転するとき、これらの磁石４１がステータティース３５の先端部３８の外側を適度な間隔を有して通過するように構成される。磁石４１は、複数本（例えば１２本）のステータティース３５に対応して複数個（第２の実施形態では１２個）が磁石の存在しない間隙４２を順次介して設置される。そして、１個の磁石４１に一極着磁されるとともに隣り合う磁石４１の極が交互となるように配置される。   Further, as shown in FIGS. 3, 12, and 13, the rotor 34 is formed in a bottomed cylindrical shape, and the stator 33 is disposed in the internal space thereof. The stator 33 and the rotor 34 constitute a magneto AC generator 31A. In the rotor 34, a plurality of magnets 41 are arranged at equal intervals along the circumferential direction so as to surround the stator 33 on the inner peripheral surface of the rotor yoke 40 constituting the flywheel. These magnets 41 are disposed so as to be able to face the front end portions 38 of the stator teeth 35 in the stator 33. The rotor yoke 40 of the rotor 34 also serves as a flywheel. When the rotor yoke 40 is attached to the crankshaft 19 so as to rotate integrally, the magnets 41 pass through the outside of the front end portion 38 of the stator teeth 35 with an appropriate interval. Configured. A plurality of magnets 41 (for example, twelve in the second embodiment) corresponding to a plurality of (for example, twelve) stator teeth 35 are sequentially installed via gaps 42 where no magnet is present. And it arrange | positions so that the pole of the adjacent magnet 41 may become alternate while being magnetized by one magnet 41 one pole.

ロータ３４は、クランクシャフト１９の回転に伴って、ステータ３３周りを矢印Ｐ方向に回転することで、電磁誘導の作用でステータ３３のステータ（電機）コイル３７に誘導電流が誘起されて発電が行なわれる。ロータ３４の複数個の磁石４１には、各磁石４１を内周側から覆うように図１３および図１４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ロータカバー４３が装着される。ロータカバー４３は、例えば厚さ０．３ｍｍの金属製薄板で鍔付スリーブ状に構成され、ロータヨーク４０の内周側に配置される各磁石４１を保護している。ロータカバー４３は、磁石４１が存在しない間隙４２を覆って閉塞する一方、各磁石４１をステータティース３５の先端部３８に１対１で対応可能に露出する窓孔５１をそれぞれ有する。   The rotor 34 rotates around the stator 33 in the direction of the arrow P as the crankshaft 19 rotates, so that an induction current is induced in the stator (electrical) coil 37 of the stator 33 by the action of electromagnetic induction to generate power. It is. As shown in FIG. 13 and FIGS. 14A and 14B, the rotor cover 43 is attached to the plurality of magnets 41 of the rotor 34 so as to cover each magnet 41 from the inner peripheral side. The rotor cover 43 is formed, for example, by a metal thin plate having a thickness of 0.3 mm in a hooked sleeve shape, and protects each magnet 41 disposed on the inner peripheral side of the rotor yoke 40. The rotor cover 43 has a window hole 51 that covers and closes the gap 42 where the magnet 41 does not exist, and exposes each magnet 41 to the tip portion 38 of the stator tooth 35 in a one-to-one correspondence.

また、第２の実施形態における磁石４１の周方向角度（磁石４１の両端線４４Ａ，４４Ｂとクランクシャフト１９の回転中心Ｏを結ぶ直線同士がなす中心角）をθａとし、磁石４１間の間隙４２の周方向角度（間隙４２の両側に配置される磁石４１の各端線４４Ａ，４４Ｂとクランクシャフト１９の回転中心を結ぶ直線同士がなす中心角）をθｂとしたとき、例えばθａ＝２１°、θｂ＝９°にそれぞれ設定される。   In addition, the circumferential angle of the magnet 41 in the second embodiment (a central angle formed by straight lines connecting the end lines 44A and 44B of the magnet 41 and the rotation center O of the crankshaft 19) is θa, and the gap 42 between the magnets 41 is set. When the angle in the circumferential direction (center angle formed by straight lines connecting the end lines 44A and 44B of the magnet 41 arranged on both sides of the gap 42 and the rotation center of the crankshaft 19) is θb, for example, θa = 21 °, θb = 9 ° is set.

さらに、ロータカバー４３は、窓孔５１のピッチ間隔が図１４（Ｂ）に示すように中心角θｃをなして形成され、窓孔５１の中心角（窓孔５１の回転方向先端とその後端がなす周方向角度）がθｄで構成される。第２の実施形態では中心角θｃは例えば３０°であり、中心角θｄは例えば１６°である。   Further, the rotor cover 43 is formed such that the pitch interval of the window holes 51 forms a center angle θc as shown in FIG. 14B, and the center angle of the window holes 51 (the front end and the rear end in the rotation direction of the window holes 51 are (Circumferential angle) formed by θd. In the second embodiment, the central angle θc is 30 °, for example, and the central angle θd is 16 °, for example.

ところで、第２の実施形態の自動二輪車用発電機が三相マグネト交流発電機３１Ａであるとき、ステータ３３はステータティース３５のコイル巻線部３６に三相巻線からなるステータコイル３７が発電コイルとして配設される。ステータコイル３７はＹ結線され、その出力は図１５または図１６に示すように、発電回路としてのレギュレートレクチファイア５５または５６を介してバッテリ５７および車両負荷である発電負荷５８に接続される。なお、符号５９はイグニッションスイッチである。   By the way, when the generator for the motorcycle of the second embodiment is a three-phase magneto-alternator 31A, the stator 33 has a stator coil 37 composed of a three-phase winding on a coil winding portion 36 of a stator tooth 35. It is arranged as. The stator coil 37 is Y-connected, and its output is connected to a battery 57 and a power generation load 58 as a vehicle load via a regulated rectifier 55 or 56 as a power generation circuit, as shown in FIG. 15 or FIG. Reference numeral 59 denotes an ignition switch.

このうち、図１５に示されたレギュレートレクチファイア５５は、発電機の交流出力を整流するダイオード６２によるレクチファイア６０と、電圧が一定値以上になるように調整するレギュレータ６１とを組み合せた三相ショート式レギュレートレクチファイアである。レクチファイア６０はそれぞれ対をなすダイオード６２（６２ａ，６２ｂ，６２ｃ；６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ）で整流ブリッジ回路を構成しており、マグネト発電機３１Ａのステータコイル３７は各相の巻線３７ａ，３７ｂ，３７ｃ毎にダイオード６２ａ，６２ｂ，６２ｃの各アノードおよびダイオード６２ｄ，６２ｅ，６２ｆの各カソードにそれぞれ接続される。ダイオード６２ａ，６２ｂ，６２ｃの各カソードおよびダイオード６２ｄ，６２ｅ，６２ｆの各アノードはバッテリ５７にそれぞれ接続される。レギュレートレクチファイア５５はマグネト発電機３１Ａからの発電機をレクチファイア６０を経由してバッテリ５７に接続し、バッテリ５７を充電させる充電回路を構成している。   Among these, the regulator rectifier 55 shown in FIG. 15 is a combination of a rectifier 60 formed of a diode 62 that rectifies the AC output of a generator and a regulator 61 that adjusts the voltage so that the voltage becomes a certain value or more. This is a short phase regulated rectifier. The rectifier 60 forms a rectifier bridge circuit with a pair of diodes 62 (62a, 62b, 62c; 62d, 62e, 62f), and the stator coil 37 of the magneto generator 31A has windings 37a, 37b of each phase. , 37c are connected to the anodes of the diodes 62a, 62b, 62c and the cathodes of the diodes 62d, 62e, 62f, respectively. The cathodes of the diodes 62a, 62b, and 62c and the anodes of the diodes 62d, 62e, and 62f are connected to the battery 57, respectively. The regulated rectifier 55 constitutes a charging circuit for connecting the generator from the magneto generator 31 </ b> A to the battery 57 via the rectifier 60 and charging the battery 57.

また、レギュレータ６１はステータコイル３７の各相の巻線３７ａ，３７ｂ，３７ｃに接続されるサイリスタ６３ａ，６３ｂ，６３ｃとサイリスタ６３ａ，６３ｂ，６３ｃのゲートに接続される電圧制御回路６４とから構成される。電圧制御回路６４は、バッテリ電圧を監視してバッテリ電圧が所定電圧に達したとき、レギュレータ６１のサイリスタ６３（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ）のゲート制御を行ない、発電電流を短絡（ショート）して発電機３１Ａに戻すショート制御を行なっている。   The regulator 61 includes thyristors 63a, 63b, and 63c connected to the windings 37a, 37b, and 37c of each phase of the stator coil 37, and a voltage control circuit 64 connected to the gates of the thyristors 63a, 63b, and 63c. The The voltage control circuit 64 monitors the battery voltage, and when the battery voltage reaches a predetermined voltage, performs the gate control of the thyristor 63 (63a, 63b, 63c) of the regulator 61, and generates power by short-circuiting the generated current. Short control to return to the machine 31A is performed.

レギュレータ６１の電圧制御回路６４は、図１７に示すように、バッテリ５７の電圧を検出するバッテリ電圧検出部６５と、基準電圧発生部６６と、バッテリ５７の電圧が所定の電圧以上であるか否かを判定する判定部６７と、この判定結果からバッテリ電圧が所定電圧に達したらレギュレータ６１内のサイリスタ６３をゲート制御して短絡させるゲート電圧制御部６８とを有する。   As shown in FIG. 17, the voltage control circuit 64 of the regulator 61 includes a battery voltage detection unit 65 that detects the voltage of the battery 57, a reference voltage generation unit 66, and whether or not the voltage of the battery 57 is equal to or higher than a predetermined voltage. And a gate voltage control unit 68 that gate-controls the thyristor 63 in the regulator 61 when the battery voltage reaches a predetermined voltage based on the determination result.

ショート式レギュレートレクチファイア５５は、バッテリ５７の充電が充分に行なわれた後の非充電時には、不要となった余剰電流をサイリスタ６３でショートして発電機３１Ａに戻すショート制御が行なわれる。このため、ショート式レギュレートレクチファイア５５では、ショート制御により発電機３１Ａに常に電流が流れていてステータコイル３７の銅損、ステータ３３の鉄損が発生し、電気損失が生じている。この電気損失がエンジンへの負担となり、燃費へ悪影響を及ぼしている。   The short regulator rectifier 55 performs a short control in which, when the battery 57 is not fully charged after being fully charged, the unnecessary surplus current is short-circuited by the thyristor 63 and returned to the generator 31A. For this reason, in the short-type regulated rectifier 55, a current always flows through the generator 31A due to the short control, so that the copper loss of the stator coil 37 and the iron loss of the stator 33 occur, and the electric loss occurs. This electrical loss is a burden on the engine and has an adverse effect on fuel consumption.

自動二輪車用発電機は、充電時には、マグネト発電機３１Ａのステータコイル３７を、三相ショート式レギュレートレクチファイア５５を介してバッテリ５７に接続して、バッテリ５７を充電させている。バッテリ５７が所定電圧に達して充電が不要になった非充電時の場合にも、余剰電流は、レギュレートレクチファイア５５のサイリスタ６３（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ）がゲート制御されて短絡し、サイリスタ６３で発電電流を発電コイルであるステータコイル３７に戻すショート制御を行なっている。このため、マグネト発電機３１Ａのステータコイル３７に常時電流が流れることとなり、銅損失がステータコイル３７に発生し、ステータコイル３７の銅損失がエンジンへの負荷となっている。   At the time of charging, the generator for a motorcycle connects the stator coil 37 of the magneto generator 31 </ b> A to the battery 57 through the three-phase short regulator rectifier 55 to charge the battery 57. Even when the battery 57 reaches a predetermined voltage and is no longer charged, the surplus current is short-circuited by the gate control of the thyristor 63 (63a, 63b, 63c) of the regulator rectifier 55, and the thyristor. In 63, short-circuit control is performed to return the generated current to the stator coil 37, which is a power generation coil. For this reason, a current always flows through the stator coil 37 of the magneto generator 31A, copper loss is generated in the stator coil 37, and the copper loss of the stator coil 37 becomes a load on the engine.

この点から、バッテリ５７への充電が不要になった余剰電流をステータコイル３７に流さないようにする三相オープン式レギュレートレクチファイア５６が、図１６に示すように構成される。このレギュレートレクチファイア５６は、ダイオードによるレクチファイアを不要として、サイリスタ７０によるレクチファイア７１を設けたものである。   From this point, a three-phase open regulator rectifier 56 is configured as shown in FIG. 16 so as to prevent surplus current that is no longer required to charge the battery 57 from flowing into the stator coil 37. This regulated rectifier 56 is provided with a rectifier 71 by a thyristor 70 without using a rectifier by a diode.

レギュレートレクチファイア５６は、発電機の交流出力を整流するサイリスタ７０によるレクチファイア７１と、このサイリスタ７０を用いて電圧が一定以上にならないように電圧調節制御するレギュレータ７２とを組み合せた三相オープン式レクチファイアである。レクチファイア７１にそれぞれ対をなすサイリスタ７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ；７０ｄ，７０ｅ，７０ｆ）で整流ブリッジ回路を構成している。マグネト発電機３１Ａのステータコイル３７は、各相の巻線３７ａ，３７ｂ，３７ｃ毎にサイリスタ７０ａ，７０ｂ，７０ｃのカソードおよびサイリスタ７０ｄ，７０ｅ，７０ｆのアノードに接続されてレクチファイア７１が構成される。レギュレートレクチファイア５６は充電時にサイリスタ７０からなるレクチファイア７１を経由してマグネト発電機３１Ａからの発電電流をバッテリ５７に供給し、バッテリ５７を充電させる充電回路を構成している。   The regulated rectifier 56 is a three-phase open combination of a rectifier 71 by a thyristor 70 that rectifies the AC output of the generator and a regulator 72 that controls the voltage so that the voltage does not exceed a certain level using the thyristor 70. It is an expression rectifier. A rectifier bridge circuit is configured by the thyristors 70 (70a, 70b, 70c; 70d, 70e, 70f) paired with the rectifier 71, respectively. The stator coil 37 of the magneto generator 31A is connected to the cathodes of the thyristors 70a, 70b, and 70c and the anodes of the thyristors 70d, 70e, and 70f for the windings 37a, 37b, and 37c of the respective phases to constitute the rectifier 71. . The regulated rectifier 56 constitutes a charging circuit for charging the battery 57 by supplying the generated current from the magneto generator 31A to the battery 57 via the rectifier 71 comprising the thyristor 70 during charging.

レクチファイア７１を構成するサイリスタ７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）の残りのゲートは電圧制御回路７４に接続されてレギュレータ７２が構成される。このレギュレータ７２の電圧制御回路７４は、図１７に示される電圧制御回路６４と同様に構成され、図１７に示される電圧制御回路６４と構成を同じくするので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を省略する。この電圧制御回路７４は、バッテリ５７の電圧が所定値に達したら、サイリスタ７０をゲート制御してサイリスタ７０をＯＦＦ制御し、レギュレートレクチファイア５６をオープン制御するようになっている。   The remaining gates of the thyristors 70 (70a, 70b, 70c) constituting the rectifier 71 are connected to a voltage control circuit 74 to constitute a regulator 72. The voltage control circuit 74 of the regulator 72 is configured in the same manner as the voltage control circuit 64 shown in FIG. 17, and has the same configuration as the voltage control circuit 64 shown in FIG. Therefore, duplicate explanation is omitted. When the voltage of the battery 57 reaches a predetermined value, the voltage control circuit 74 gate-controls the thyristor 70 to turn off the thyristor 70 and open the regulator rectifier 56.

オープン式レギュレートレクチファイア５６は、バッテリ電圧が所定の電圧に達した非充電時には、電圧制御回路７４がサイリスタ７０をＯＦＦにするオープン制御が行なわれる。これにより発電コイルであるステータコイル３７に電流が流れなくなる。ステータコイル３７の銅損失を低減でき、電気抵抗を減らすことができる。このため、図１６に示す三相オープン式レギュレートレクチファイア５６を用いると、図１８に示すようにエンジン回転数が中・低速域（エンジン回転数が例えば７０００ｒｐｍの中速回転域以下）で電気損失を、ショート式レギュレートレクチファイア５６を用いた場合に較べ減少させることができる。   The open regulator rectifier 56 performs open control in which the voltage control circuit 74 turns off the thyristor 70 when the battery voltage reaches a predetermined voltage and is not charged. As a result, no current flows through the stator coil 37, which is a power generation coil. The copper loss of the stator coil 37 can be reduced, and the electrical resistance can be reduced. For this reason, when the three-phase open-type regulated rectifier 56 shown in FIG. 16 is used, as shown in FIG. 18, the engine speed is medium / low (the engine speed is, for example, 7000 rpm or less). The loss can be reduced as compared with the case where the short-type regulated rectifier 56 is used.

しかし、図１６のオープン式レギュレートレクチファイア５６では、バッテリ電圧が所定電圧に達してサイリスタ７０をＯＦＦにするオープン制御が行なわれると、発電コイルであるステータコイル３７にコイル電流が流れなくなるため、マグネト発電機３１Ａにコイル磁束が発生しなくなり、ステータ３３の鉄損が増加する。ステータ３３の鉄損は、ロータ３４の回転数である周波数の２乗に比例して大きくなる特性を備えている。したがって、図１８に示すように、オープン式レギュレートレクチファイア５６ではステータ３３の鉄損の増加により、エンジンの高回転域でショート式レギュレートレクチファイア５５を採用すると、符号Ｂに示すように、電気損失が急激に増大する逆転現象が生じている。   However, in the open-type regulated rectifier 56 of FIG. 16, when the battery voltage reaches a predetermined voltage and the open control for turning off the thyristor 70 is performed, the coil current does not flow to the stator coil 37 that is the power generation coil. No coil magnetic flux is generated in the magneto generator 31A, and the iron loss of the stator 33 increases. The iron loss of the stator 33 has a characteristic of increasing in proportion to the square of the frequency that is the rotational speed of the rotor 34. Therefore, as shown in FIG. 18, when the short regulator rectifier 55 is employed in the high engine speed range due to an increase in the iron loss of the stator 33 in the open regulator rectifier 56, There is a reversal phenomenon in which the electrical loss increases rapidly.

図１８はエンジンの回転数と電気損失の関係を示すもので、符号Ａは現行仕様のマグネト発電機に三相ショート式レギュレートレクチファイア５５を用いた場合の電気損失曲線を示し、符号Ｂは現行仕様のマグネト発電機に三相オープン式レギュレートレクチファイア５６を用いた場合の電気損失曲線である。また、符号Ｃはステータティース３５に電磁鋼板、例えば無方向性電磁鋼板を使用したマグネト発電機に三相オープン式レギュレートレクチファイア５６を用いた場合の電気損失曲線である。   FIG. 18 shows the relationship between the engine speed and electrical loss. Symbol A shows the electrical loss curve when the three-phase short regulator rectifier 55 is used in the magneto generator of the current specification, and symbol B is It is an electric loss curve at the time of using the three-phase open type regulated rectifier 56 for the magneto generator of the present specification. Reference symbol C denotes an electric loss curve when a three-phase open type rectifier 56 is used in a magneto generator using a magnetic steel sheet, for example, a non-oriented electrical steel sheet, as the stator teeth 35.

図１８に示すように、ステータ３３のステータティース３５に電磁鋼板を用いたマグネト発電機３１Ａを、オープン式レギュレートレクチファイア５６と組み合せると、電気損失曲線Ｃはエンジン回転数の全領域に亘って電気損失が大幅に低減できることを本出願人は知見した。また、３相オープン式レギュレートレクチファイア５６に電磁鋼板を用いたマグネト発電機３１Ａを組み合せて用いると、現行仕様のマグネト発電機に三相ショート式レギュレートレクチファイア５５を用いた電気損失曲線Ａや電気損失曲線Ｂに比較しても、エンジン回転数の全領域に亘って電気損失を大幅に低減できることが確認できた。   As shown in FIG. 18, when a magneto generator 31A using a magnetic steel sheet for the stator teeth 35 of the stator 33 is combined with an open-type regulated rectifier 56, the electric loss curve C extends over the entire engine speed range. The present applicant has found that the electrical loss can be greatly reduced. In addition, when a magneto generator 31A using a magnetic steel plate is used in combination with a three-phase open regulator rectifier 56, an electric loss curve A using a three-phase short regulator rectifier 55 in the current spec generator is used. Compared with the electric loss curve B and the electric loss curve B, it was confirmed that the electric loss can be greatly reduced over the entire engine speed range.

ところで、マグネト発電機３１Ａに用いられるステータ３３のステータティース３５には、図１２および図１８に示すように、薄肉鋼板のコアシートを積層し、取付ボルト３９等で一体的に組み立てたものが使用される。ステータティース３５のコアシートは、厚さ０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ未満の薄肉鋼板の圧延鋼板（ＳＰＣＣ）または電磁鋼板（珪素鋼板）で構成される。   By the way, as shown in FIG. 12 and FIG. 18, the stator teeth 35 of the stator 33 used in the magneto generator 31A are laminated with core sheets of thin steel plates and assembled integrally with mounting bolts 39 or the like. Is done. The core sheet of the stator teeth 35 is composed of a rolled steel plate (SPCC) or a magnetic steel plate (silicon steel plate) of a thin steel plate having a thickness of 0.2 mm to less than 1.0 mm.

現行仕様のマグネト発電機のマグネトステータは、厚さ１．０ｍｍの圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を積層して製造しており、１．０ｍｍ厚の圧延鋼板を１２枚重ねて一体的に積層している。現行仕様のマグネト発電機では、１．０ｍｍ厚の圧延鋼板をマグネトステータとして用いているために、図１９に符号Ｄで示すように、マグネト発電機の電気損失はエンジンの全回転域に亘って大きく、このため、電気損失がエンジンへの負担となり、燃費を良好にすることが困難となっている。   The magneto stator of the current-generation magneto generator is manufactured by laminating rolled steel plates (SPCC) with a thickness of 1.0 mm, and twelve rolled steel plates with a thickness of 1.0 mm are stacked and integrally laminated. . In the magneto generator of the current specification, a rolled steel plate having a thickness of 1.0 mm is used as the magneto stator. Therefore, as shown by a symbol D in FIG. 19, the electrical loss of the magneto generator extends over the entire rotation range of the engine. For this reason, electrical loss is a burden on the engine, making it difficult to improve fuel efficiency.

これに対し、マグネト発電機３１Ａのステータティース３５に厚さ１ｍｍの圧延鋼板のコアシートに代えて、厚さ１．０ｍｍ未満のコアシートを使用する。ステータ３３のステータティース３５に、例えば厚さ０．５ｍｍの圧延鋼板（ＳＰＣＣ）のコアシート、あるいは、厚さ０．５ｍｍの電磁鋼板（珪素鋼板）を用いる。厚さ０．５ｍｍの薄肉圧延鋼板のコアシートを複数枚（例えば２０枚〜２４枚）重ねたステータティース３５使用のマグネト発電機３１Ａでは、発電機の電気損失が曲線Ｅで表わされ、厚さ０．５ｍｍの薄肉電磁鋼板のコアシートを複数枚（例えば２０枚〜２４枚）重ねたステータティース３５仕様のマグネト発電機３１Ａでは発電機の電気損失は曲線Ｆで示すように表わされる。これらの電気損失曲線線ＥおよびＦは、厚さ１．０ｍｍの圧延鋼板のコアシートを用いた電気損失曲線Ｄに較べ、電気損失をエンジンの回転数全領域に亘って低減できることを確認することができる。これは、ステータ３３のステータティース３５に用いられるコアシートを薄肉化することにより、渦電流損を低減することができるため、マグネト発電機３１Ａの電気損失が低減することができたものを思料する。   In contrast, a core sheet having a thickness of less than 1.0 mm is used for the stator teeth 35 of the magneto generator 31A instead of the core sheet of a rolled steel sheet having a thickness of 1 mm. For the stator teeth 35 of the stator 33, for example, a 0.5 mm thick rolled steel plate (SPCC) core sheet or a 0.5 mm thick electromagnetic steel plate (silicon steel plate) is used. In the magneto generator 31A using the stator teeth 35 in which a plurality of core sheets (for example, 20 to 24 sheets) of a thin rolled steel plate having a thickness of 0.5 mm are stacked, the electrical loss of the generator is represented by the curve E, and the thickness In the magneto generator 31A of the stator teeth 35 specification in which a plurality of core sheets (for example, 20 to 24 sheets) of a thin electromagnetic steel sheet having a thickness of 0.5 mm are stacked, the electric loss of the generator is represented by a curve F. These electric loss curve lines E and F confirm that the electric loss can be reduced over the entire engine speed range as compared with the electric loss curve D using a core sheet of a rolled steel sheet having a thickness of 1.0 mm. Can do. This is considered because the eddy current loss can be reduced by thinning the core sheet used for the stator teeth 35 of the stator 33, so that the electrical loss of the magneto generator 31A can be reduced. .

また、マグネト発電機３１Ａに厚さ０．５ｍｍの薄型圧延鋼板のコアシートを用いたり、厚さ０．５ｍｍの電磁鋼板のコアシートを用いてステータ３３を製造し、このマグネト発電機３１Ａに図１６に示されたオープン式レギュレートレクチファイア５６を組み合せた発電回路を用いてステータ３３の鉄損を低減させたときの発電機の電気損失の低減効果（％表示）は、符号ＧおよびＨで示すように表わされる。図１９によると、マグネト発電機３１Ａの電気損失は、０．５ｍｍ厚の電磁鋼板を使用した方が、０．５ｍｍ厚の薄型圧延鋼板を使用したものよりエンジンの全回転領域に亘って電気損失低減効果が大きいことを知見した。   Further, a stator 33 is manufactured by using a core sheet of a thin rolled steel plate having a thickness of 0.5 mm or a core sheet of an electromagnetic steel plate having a thickness of 0.5 mm for the magneto generator 31A. When the iron loss of the stator 33 is reduced using the power generation circuit combined with the open-type regulated rectifier 56 shown in FIG. It is expressed as shown. According to FIG. 19, the electrical loss of the magneto generator 31 </ b> A is greater when the 0.5 mm thick electromagnetic steel plate is used than when the 0.5 mm thick thin rolled steel plate is used. It was found that the reduction effect was great.

これは、図２０（Ａ）に示すように、ステータ３３において、ステータティース３５に用いられる圧延鋼板のコアシート７５，７５は、絶縁が充分でない。このため、１枚１枚の圧延鋼板のコアシートはある電気抵抗を持って導通しており、ステータティース３５に発生する渦電流が完全に抑え切れていないものと思料される。この点から、１枚１枚の圧延鋼板のコアシート７５，７５を絶縁するため、圧延鋼板のコアシート７５，７５を図２０（Ｂ）で示すように、絶縁材７６で絶縁処理することにより、ステータ３３の鉄損低減効果を発揮することができる。圧延鋼板のコアシート７５に樹脂コーティングしたり、１枚１枚のコアシート７５の間に絶縁シートや紙を挟んだり、コアシート７５に絶縁塗料で塗装することにより、絶縁処理が施される。   As shown in FIG. 20A, in the stator 33, the core sheets 75 and 75 of the rolled steel sheet used for the stator teeth 35 are not sufficiently insulated. For this reason, it is thought that the core sheet of each rolled steel sheet is conducted with a certain electric resistance, and the eddy current generated in the stator teeth 35 is not completely suppressed. From this point, in order to insulate the core sheets 75 and 75 of each rolled steel sheet, the core sheets 75 and 75 of the rolled steel sheet are insulated with an insulating material 76 as shown in FIG. The iron loss reduction effect of the stator 33 can be exhibited. Insulating treatment is performed by coating the core sheet 75 of the rolled steel sheet with resin, sandwiching an insulating sheet or paper between the core sheets 75 one by one, or coating the core sheet 75 with an insulating paint.

圧延鋼板のコアシート７５に絶縁処理を施すことにより、１ｍｍ厚の圧延鋼板を用いたものに較べ、１ｍｍ未満の圧延鋼板を用いたマグネト発電機３１Ａでは、電気損失をより低減させることが期待できる。なお、０．１ｍｍのコアシートは薄肉過ぎて実用的ではない。   By applying insulation treatment to the core sheet 75 of the rolled steel sheet, the magneto generator 31A using the rolled steel sheet having a thickness of less than 1 mm can be expected to further reduce the electrical loss as compared with the rolled steel sheet having a thickness of 1 mm. . The 0.1 mm core sheet is too thin to be practical.

［第２の実施形態の効果］
第２の実施形態の自動二輪車用発電機は、マグネト発電機３１Ａのステータコイル３７は、サイリスタ６３によるレギュレートレクチファイア５６を介してバッテリ５７に接続され、レギュレートレクチファイア５６は、バッテリ５７の電圧を監視し、バッテリ電圧が所定電圧に達したとき、電圧制御回路７４がサイリスタ７０のゲート制御によりサイリスタ７０をＯＦＦ制御し、レギュレートレクチファイア５６をオープン制御したから、バッテリ電圧が所定電圧に達したときには、マグネト発電機３１Ａからの発電電流が流れないオープン制御により、ステータコイル３７の銅損失を低減でき、電気損失を低減させることができるので、エンジンの負担を軽減させることができ、燃費の向上を図ることができる。 [Effects of Second Embodiment]
In the motorcycle generator of the second embodiment, the stator coil 37 of the magneto generator 31 A is connected to the battery 57 via the regulator rectifier 56 by the thyristor 63, and the regulator rectifier 56 is connected to the battery 57. The voltage is monitored, and when the battery voltage reaches a predetermined voltage, the voltage control circuit 74 controls the thyristor 70 to be OFF by the gate control of the thyristor 70 and controls the regulator rectifier 56 to be open. When it reaches, open control that does not flow the generated current from the magneto generator 31A can reduce the copper loss of the stator coil 37 and reduce the electrical loss, thereby reducing the load on the engine and reducing the fuel consumption. Can be improved.

また、マグネト発電機３１Ａは、銅損を低減させるオープン式レギュレートレクチファイアを使用する一方、ステータ３３の鉄損を低減させるステータコア材料を選択したり、ステータティースのコアシートの薄肉化と組み合せることにより、エンジンの全回転域で電気損失の損失低減効果を図ることができ、車両の燃費を向上させることができる。   In addition, the magneto generator 31A uses an open-type regulated rectifier that reduces copper loss, while selecting a stator core material that reduces iron loss of the stator 33 or combining it with the thinning of the core sheet of the stator teeth. As a result, it is possible to achieve a loss reduction effect of electric loss in the entire engine speed range, and improve the fuel efficiency of the vehicle.

さらに、マグネト発電機３１Ａは、ステータ３３におけるステータティースのコアシートを薄肉化したり、コアシート間に絶縁処理を施すことにより、発電機の電気損失をエンジンの全回転領域に亘り低減させることができ、発電出力および発電効率を向上させることができ、車両の燃費向上を図ることができる。   Further, the magneto generator 31A can reduce the electrical loss of the generator over the entire rotation region of the engine by thinning the core sheet of the stator teeth in the stator 33 or by performing insulation treatment between the core sheets. The power generation output and the power generation efficiency can be improved, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

なお、第２の実施形態では、自動二輪車用発電機に用いられるマグネト発電機３１Ａを三相レギュレートレクチファイア５５，５６と組み合せた例を説明したが、例えば、図２１（Ａ）に示される単相全充電発電機、または図２１（Ｂ）に示される単相ＡＣ−ＤＣ発電機であってもよい。図２１（Ａ）に示される単相全充電発電機は、単相全波オープン式レギュレートレクチファイア８０と単相発電機３１Ｂと組み合せて使用される。また、図２１（Ｂ）に示される単相ＡＣ−ＤＣ発電機は、単相オープン式レギュレートレクチファイア９０と単相発電機３１Ｂと組み合せて使用される。単相オープン式レギュレートレクチファイア９０は、正電圧用のサイリスタ９１ａを制御しバッテリ５７の電圧を制御する電圧制御回路９２と、負電圧用のサイリスタ９１ｂを制御しランプ９４の電圧を制御するランプ電圧制御回路９３を有している。   In the second embodiment, the example in which the magneto generator 31A used for the generator for the motorcycle is combined with the three-phase regulated rectifiers 55 and 56 has been described. For example, FIG. It may be a single-phase full charge generator or a single-phase AC-DC generator shown in FIG. The single-phase full-charge generator shown in FIG. 21A is used in combination with a single-phase full-wave open-type regulated rectifier 80 and a single-phase generator 31B. Further, the single-phase AC-DC generator shown in FIG. 21B is used in combination with the single-phase open-type regulated rectifier 90 and the single-phase generator 31B. The single-phase open regulator rectifier 90 includes a voltage control circuit 92 that controls the voltage of the battery 57 by controlling the thyristor 91a for positive voltage, and a lamp that controls the voltage of the lamp 94 by controlling the thyristor 91b for negative voltage. A voltage control circuit 93 is provided.

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention.

３１，３１Ａ，３１Ｂ マグネト装置（発電機）
３３ ステータ
３４ ロータ
３５ ステータティース
３６ コイル巻装部
３７ コイル
３８ 先端部
３８Ａ 一方側部分
３８Ｂ 他方側部分
４０ ロータヨーク
４１ 磁石
４２ 間隙
４４Ａ 回転方向前端
４４Ｂ 回転方向後端
５５，５６，８０，９０ レギュレートレクチファイア
５７ バッテリ
５８ 発電負荷
６０，７１ レクチファイア
６１ レギュレータ
６２ ダイオード
６３，７０ サイリスタ
６４，９２ 電圧制御回路
６５ バッテリ電圧検出部
６６ 基準電圧発生部
６７ 判定部
６８ ゲート電圧制御部
９３ ランプ電圧制御回路
９４ ランプ
Ｌ、Ｍ 周方向長さ
Ｎ 中心線
Ｏ 中心
Ｐ 回転方向
θａ、θｂ 周方向角度 31, 31A, 31B Magnet device (generator)
33 Stator 34 Rotor 35 Stator teeth 36 Coil winding portion 37 Coil 38 Tip portion 38A One side portion 38B Other side portion 40 Rotor yoke 41 Magnet 42 Gap 44A Rotation direction front end 44B Rotation direction rear end 55, 56, 80, 90 Regulating rectifier Fire 57 Battery 58 Power generation load 60, 71 Rectifier 61 Regulator 62 Diode 63, 70 Thyristor 64, 92 Voltage control circuit 65 Battery voltage detection unit 66 Reference voltage generation unit 67 Determination unit 68 Gate voltage control unit 93 Lamp voltage control circuit 94 Lamp L, M Circumferential length N Center line O Center P Rotational direction θa, θb Circumferential angle

Claims (15)

中心から放射状に延びる複数のステータティースのそれぞれにステータコイルが巻装されて設けられたステータと、
ロータヨークの内周面に磁石が設置され、前記中心を中心として前記ステータ周りを回転するロータと、を有する自動二輪車用発電機において、
前記磁石は、複数個が前記ロータの周方向に間隙を介して隣接して設置され、
前記ステータティースは、薄板鋼板のコアシートを複数枚積層して構成され、かつ、前記ステータコイルが巻装されるコイル巻装部からロータの回転方向側および反回転方向側へ延びる先端部を有し、
前記ロータの回転方向側に延びる前記ステータティース先端部の一方側部分は、前記磁石の回転方向前端が前記コイル巻装部の中心線に略一致したとき、この回転方向前端側に隣接する先行磁石と重なるよう構成されたことを特徴とする自動二輪車用発電機。 A stator provided with a stator coil wound around each of a plurality of stator teeth extending radially from the center;
In a generator for a motorcycle, having a rotor installed on the inner peripheral surface of the rotor yoke and rotating around the stator around the center,
A plurality of the magnets are installed adjacent to each other with a gap in the circumferential direction of the rotor,
The stator teeth are configured by laminating a plurality of core sheets of thin steel plates, and have tip portions that extend from the coil winding portion around which the stator coil is wound to the rotation direction side and the counter rotation direction side of the rotor. And
One portion of the tip end portion of the stator teeth extending in the rotation direction of the rotor is a leading magnet adjacent to the rotation direction front end when the rotation direction front end of the magnet substantially coincides with the center line of the coil winding portion. A generator for a motorcycle, characterized by being configured to overlap with the motor. 前記ステータティースの先端部は、ロータの回転方向側に延びる一方側部分が、ロータの反回転方向側に延びる他方側部分よりも長く形成された請求項１に記載の自動二輪車用発電機。 2. The generator for a motorcycle according to claim 1, wherein the front end portion of the stator teeth is formed such that one side portion extending in the rotation direction side of the rotor is longer than the other side portion extending in the counter rotation direction side of the rotor. 中心から放射状に延びる複数のステータティースのそれぞれにステータコイルが巻装されて設けられたステータと、
ロータヨークの内周面に磁石が設置され、前記中心を中心として前記ステータ周りを回転するロータと、を有する自動二輪車用発電機において、
前記磁石は、複数個が前記ロータの周方向に間隙を介して隣接して設置され、
前記ステータティースは、薄板鋼板のコアシートを複数枚積層して構成され、かつ、前記ステータコイルが巻装されるコイル巻装部からロータの回転方向側および反回転方向側へ延びる先端部を有し、
前記磁石の回転方向後端が前記コイル巻装部の中心線に略一致したとき、前記回転方向後端側に隣接する後行磁石回転方向前端が、前記ステータティースの先端部と重ならないように、前記磁石間に間隙が設定されたことを特徴とする自動二輪車用発電機。 A stator provided with a stator coil wound around each of a plurality of stator teeth extending radially from the center;
In a generator for a motorcycle, having a rotor installed on the inner peripheral surface of the rotor yoke and rotating around the stator around the center,
A plurality of the magnets are installed adjacent to each other with a gap in the circumferential direction of the rotor,
The stator teeth are configured by laminating a plurality of core sheets of thin steel plates, and have tip portions that extend from the coil winding portion around which the stator coil is wound to the rotation direction side and the counter rotation direction side of the rotor. And
When the rear end in the rotation direction of the magnet substantially coincides with the center line of the coil winding portion, the front end in the rotation direction of the succeeding magnet adjacent to the rear end side in the rotation direction does not overlap the front end of the stator teeth. A generator for a motorcycle, wherein a gap is set between the magnets. 前記後行磁石の回転方向前端がステータティースにおけるコイル巻装部の中心線と略一致したとき、前記ステータティースにおけるロータの回転方向側に延びる一方側部分が、前記後行磁石の回転方向前端側に隣接する前記磁石と重なるよう構成された請求項３に記載の自動二輪車用発電機。 When the front end in the rotational direction of the trailing magnet substantially coincides with the center line of the coil winding portion in the stator teeth, the one side portion extending in the rotational direction of the rotor in the stator teeth is the front end side in the rotational direction of the trailing magnet The generator for motorcycles according to claim 3 constituted so that it may overlap with said magnet adjacent to. 前記ロータが備える磁石とこの磁石間の間隙との周方向角度の比が７／３：１である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to any one of claims 1 to 4, wherein a ratio of a circumferential angle between a magnet included in the rotor and a gap between the magnets is 7/3: 1. 前記ロータが備える磁石は、ステータの複数のステータティースに１：１に対応して複数個設置された請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of magnets provided in the rotor are installed corresponding to 1: 1 on a plurality of stator teeth of the stator. 前記ステータのステータティースと前記ロータの磁石とはそれぞれ１２個ずつ周方向に沿って設けられた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to any one of claims 1 to 6, wherein twelve stator teeth of the stator and twelve magnets of the rotor are provided along the circumferential direction. 前記ロータの磁石の内周面には、前記磁石の一部を露出する開口を有する金属カバーが装着されて請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to any one of claims 1 to 7, wherein a metal cover having an opening exposing a part of the magnet is attached to an inner peripheral surface of the magnet of the rotor. 前記ステータティースは、厚さ１ｍｍ未満の薄肉鋼板のコアシートからなる圧延鋼板あるいは電磁鋼板を複数枚積層して構成された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to any one of claims 1 to 8, wherein the stator teeth are configured by laminating a plurality of rolled steel plates or electromagnetic steel plates made of a core sheet of a thin steel plate having a thickness of less than 1 mm. 前記ステータティースは積層された複数枚の薄肉鋼板のコアシートを貫通する組立用貫通孔が設けられた請求項１乃至９のいずれか１項に記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to any one of claims 1 to 9, wherein the stator teeth are provided with through holes for assembly that penetrate through core sheets of a plurality of laminated thin steel plates. 中心から放射状に延びる複数のステータティースのそれぞれにステータコイルが巻装されて設けられたステータと、
ロータヨークの内周面に磁石が設置され、前記中心を中心として前記ステータ周りを回転するロータと、を有する自動二輪車用発電機において、
前記磁石は、複数個が前記ロータの周方向に間隙を介して隣接して設置され、
前記ステータティースは、前記ステータコイルが巻装されるコイル巻装部からロータの回転方向側および反回転方向側へ延びる先端部を有し、
前記ステータコイルはサイリスタによるレギュレートレクチファイアを介してバッテリに接続されるとともに、前記レギュレートレクチファイアは前記サイリスタのゲートが電圧制御回路に接続されて構成され、
前記電圧制御回路は、前記バッテリの充電電圧が所定電圧に達したとき、前記サイリスタをＯＦＦにして前記レギュレートレクチファイアをオープン制御することを特徴とする自動二輪車用発電機。 A stator provided with a stator coil wound around each of a plurality of stator teeth extending radially from the center;
In a generator for a motorcycle, having a rotor installed on the inner peripheral surface of the rotor yoke and rotating around the stator around the center,
A plurality of the magnets are installed adjacent to each other with a gap in the circumferential direction of the rotor,
The stator teeth have a tip portion extending from a coil winding portion around which the stator coil is wound to a rotation direction side and a counter rotation direction side of the rotor,
The stator coil is connected to the battery via a regulated rectifier by a thyristor, and the regulated rectifier is configured by connecting the gate of the thyristor to a voltage control circuit,
The generator for a motorcycle according to claim 1, wherein when the battery charging voltage reaches a predetermined voltage, the voltage control circuit turns off the thyristor to open-control the regulated rectifier. 前記ステータのステータティースは、厚さ０．２ｍｍ〜１ｍｍ未満の薄肉鋼板のコアシートからなる圧延鋼板あるいは電磁鋼板を複数枚積層して構成された請求項１１記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to claim 11, wherein the stator teeth of the stator are configured by laminating a plurality of rolled steel plates or electromagnetic steel plates made of a core sheet of a thin steel plate having a thickness of 0.2 mm to less than 1 mm. 前記ステータティースは、厚さ１ｍｍ未満の薄肉鋼板のコアシートからなる圧延鋼板が複数枚積層して構成され、前記各圧延鋼板を絶縁樹脂材料で樹脂コーティングしたり、前記圧延鋼板が１枚１枚の間に紙あるいは樹脂の絶縁シートを挟持したり、あるいは絶縁塗料を塗布して前記ステータティースが構成された請求項１１記載の自動二輪車用発電機。 The stator teeth are formed by laminating a plurality of rolled steel plates made of a core sheet of a thin steel plate having a thickness of less than 1 mm. Each of the rolled steel plates is coated with an insulating resin material, or each of the rolled steel plates is one by one. The generator for a motorcycle according to claim 11, wherein the stator teeth are configured by sandwiching an insulating sheet of paper or resin between them, or applying an insulating paint. 前記ステータティースは、厚さ１ｍｍ未満の薄肉鋼板のコアシートが電磁鋼板で構成された請求項１１記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to claim 11, wherein the stator teeth are made of a magnetic steel plate as a core sheet of a thin steel plate having a thickness of less than 1 mm. 前記ステータティースの電磁鋼板は、無方向性電磁鋼板である請求項１４記載の自動二輪車用発電機。 The generator for a motorcycle according to claim 14, wherein the electromagnetic steel plate of the stator teeth is a non-oriented electromagnetic steel plate.
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