JP2542241Y2 - エンジンクランク角センサー付磁石発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、エンジンクランク角セ
ンサー付磁石発電機に関し、特に、オートバイ等の二輪
車に搭載するのに好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】二輪車等の車両には一般に磁石発電機が
搭載され、この磁石発電機はエンジンによって回転駆動
される回転子に固装された発電用磁石により回転界磁が
形成されるように構成されている。そこで、磁石発電機
における回転子のエンジンとの同期回転を利用し、当該
エンジンにおいてのクランク角信号を得る場合がある。
すなわち、磁石発電機をジェネレータとして機能させる
とともに、クランク角センサーとして機能させる場合が
ある。

【０００３】従来、この後者の目的で、所謂電磁ピック
アップ方式の点火信号発生装置（パルサ）が用いられて
いる。ところが、この方式では信号精度および分解能が
低く、高精度な点火時期制御を行なおうとする場合には
クランク角センサーとしては不充分な性能であった。

【０００４】そこで、精度および分解能を高めるため
に、光を用いたクランク角センサーが採用されることが
ある。しかし、光学式センサーの場合、温度や汚れ等環
境の制約が大きく、二輪車用磁石発電機のようにクラン
クシャフトに直結された回転子を有するものの場合にお
いては、メンテナンスが面倒になる。そこで、精度、分
解能が高く、しかも、耐環境性に優れ、かつ、メンテナ
ンスフリーの方式となるホール素子を用いた磁気方式に
よるクランク角センサーの開発が要望されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、ホール
素子による磁気方式のセンサーを単に採用した場合、発
電用磁石からの漏洩磁束の影響を受けて信号精度が低下
する欠点がある。また、発電用コイルの冷却が不充分で
あると、磁石発電機の性能が低下するばかりでなく、そ
の熱によりホール素子の動作温度が高くなり、センサー
の信号精度も低下するという欠点がある。

【０００６】本考案の目的は、ホール素子による磁気方
式のクランク角センサーを用いても発電用磁石からの漏
洩磁束の影響を受けることなくセンシングすることがで
きるとともに、センサー部の冷却性能を高めることがで
きるエンジンクランク角センサー付磁石発電機を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案に係るエンジンク
ランク角センサー付磁石発電機は、発電用磁石（５）を
有しエンジンと同期回転する回転子（３）と、前記発電
用磁石（５）の外側に配置され前記発電用磁石（５）の
磁路を構成するステータコア（７）および前記発電用磁
石（５）と径方向に対向する前記ステータコア（７）の
突極部に巻装されたステータコイル（８）から成りフレ
ーム（１）に固定された固定子（６）とを備えており、
前記回転子（３）と一体回転する複数個のセンサー用磁
石（１２）を前記フレーム（１）に固定されたホール素
子（１１）によって検出して前記エンジンのクランク角
信号を得るエンジンクランク角センサー（１０）を有す
るエンジンクランク角センサー付磁石発電機であって、
前記複数個のセンサー用磁石（１２）は、前記発電用磁
石（５）から軸方向に離された位置において前記回転子
（３）と一体回転するように連結されている非磁性材か
ら成るプレート（１５）に、周方向に間隔を置かれて配
されており、前記ホール素子（１１）は、センシング面
が前記プレート（１５）の回転に伴って近傍を通過する
前記センサー用磁石（１２）と軸方向に対向するよう
に、前記フレーム（１）の前記ステータコア（７）と反
対側の位置に配置されており、前記ホール素子（１１）
と前記ステータコア（７）との間には前記発電用磁石
（５）からの磁束を遮蔽する磁気シールド板（１６）
が、前記ステータコア（７）から軸方向に離されて設け
られており、さらに、前記回転子（３）または前記プレ
ート（１５）の少なくとも一方には複数個の翼（１７、
１８）が周方向に間隔をおいて円形環状に配されている
ことを特徴とする。

【０００８】

【作用】前記した手段によれば、ホール素子はそのセン
シング面が発電用磁石の影響を受けない直角方向に設置
され、かつ、発電用磁石とは反対方向のセンサー用磁石
と対向して配されており、しかも、ホール素子の発電用
磁石側にはこの発電用磁石からの漏洩磁束を遮蔽する磁
気シールド板が設けられているため、発電用磁石からの
漏洩磁束の影響を受けることなく、センサー用磁石の磁
気にのみ感応したクランク角信号を発生することができ
る。

【０００９】さらに、回転子またはプレートに複数個の
翼が周方向に間隔をおいて円形環状に配されているの
で、回転子が回転するのに伴って、各翼間を空気が流
れ、回転子および発電用コイル、ホール素子等の回路部
の冷却性能を高めることができる。

【００１０】

【実施例】図１は本考案の一実施例であるエンジンクラ
ンク角センサー付磁石発電機を示す縦断面図、図２はそ
の正面図、図３はその背面図、図４はその要部分解斜視
図である。

【００１１】本実施例において、この磁石発電機は、略
円盤形状に形成されたフレーム１を備えており、このフ
レーム１の中心には、エンジン（図示せず）によって直
接または間接的に回転駆動される軸２が支承されてい
る。軸２の一端部には、回転界磁を形成するための回転
子３が固装されている。この回転子３は磁性体からなる
コア４の外周上に複数の発電用磁石５を等しい位相差に
配されているとともに、相隣る磁石相互を非磁性体によ
り隔絶され、かつ、固定的に保持されることにより構成
されている。各磁石５の相隣るものは互いに異なる磁極
を形成され、その磁束の方向が可及的にフレーム１の上
面に平行となるように設定されている。また、各磁石５
の外周側にはポールロータがそれぞれ当接されている。

【００１２】フレーム１上の回転子３の外方には、電力
を発生するための固定子が設けられている。この固定子
６は突極部を複数有するステータコア７を備えており、
コア７は回転子３に同心的に配され、かつ、各突極部が
回転子３を中心にして放射形状になるように配されて、
フレーム１の上面に固定されている。コア７の突極部に
はステータコイル８がコイルボビン９に巻き付けられた
状態において巻装されている。このコイル８と発電用磁
石５の磁束とは可及的に真正（直角）に鎖交するように
設定されている。したがって、ステータコア７の各突極
部は磁極の異なる相隣る磁石５、５が対向した状態にお
いてその磁石の磁路を形成するように構成されている。

【００１３】この磁石発電機にはエンジンクランク角セ
ンサー（以下、センサーという。）１０が設けられてお
り、このセンサー１０はクランク角信号を発生するため
のホール素子１１と、１３個のセンサー用磁石１２とを
備えている。ホール素子１１は基板１３上に実装されて
おり、基板１３はフレーム１に固定され樹脂モールドさ
れている。各センサー用磁石１２は回転子３における軸
２の一端部に連結された円盤形状のプレート１５に予め
決められた間隔でそれぞれ埋設されている。そして、ホ
ール素子１１はセンサー用磁石１２の移動路近傍に配置
され、かつ、そのセンシング面が各センサー用磁石１２
と対向するように配置されている。

【００１４】さらに、ホール素子１１の発電用磁石５側
にはこの磁石５からの磁束を遮蔽する目的で磁気シール
ド板１６がフレーム１に配設されている。すなわち、ホ
ール素子１１は発電用磁石５の磁路と直交する方向にセ
ンシング方向を有するように配置されており、かつ、発
電用磁石５からの漏洩磁束をシールド板１６が遮蔽する
ように配置されている。

【００１５】回転子３における軸方向端面には、複数個
の翼１７が周方向に間隔をおいて円形環状に配されてい
る。同様に、プレート１５の回転子３との対向面側にも
複数の翼１８が、周方向に間隔をおいて円形環状に配さ
れている。すなわち、回転子３が回転した際に、各翼１
７間および翼１８間を風が流れるように構成されてい
る。

【００１６】次に作用を説明する。エンジンにより回転
子３が回転されると、発電用磁石５の回転界磁によりス
テータコア７、すなわち、ステータコイル８に鎖交する
磁束が変化し、ステータコイル８に電力が発生する。こ
の電力がバッテリーに充電されたり、前照灯や他の電装
品に供給される。

【００１７】一方、回転子３の回転に伴ってプレート１
５が回転すると、ホール素子１１が１３個のセンサー用
磁石１２と対向したときに、その磁気に感応し、クラン
ク角信号を発生する。このクランク角信号は、図示しな
い点火時期制御回路に送られてそこで処理される。これ
により、点火プラグからスパークが飛ばされ、エンジン
における最適点火が実行される。

【００１８】このようなクランク角信号発生動作が行わ
れているとき、発電用磁石５の漏洩磁束はシールド板１
６によって遮蔽されているため、ホール素子１１はその
影響を受けることなく、常に精度の高い信号を発生する
ことになる。

【００１９】また、回転子３が回転する際には、各翼１
７間および翼１８間に風が流れるため、回転子３の冷却
性能を高めることができるだけでなく、その風はステー
タコイルや、ホール素子にも及ぶため、発電性能を向上
させることができ、さらに、センサー１０のホール素子
１１およびセンサー用磁石１２も冷却されるため、セン
サー１０の信号精度の低下も防止することができる。

【００２０】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
発電用磁石の磁路と直交する方向にセンシング方向を有
するホール素子をセンサー用磁石の移動路近傍に配置す
るとともに、ホール素子の発電用磁石側に磁気シールド
板を設けることにより、発電用磁石から漏洩磁束の影響
を受けることなく、精度の高いクランク角信号を得るこ
とができる。

【００２１】また、回転子の少なくとも一方の軸方向端
面に複数個の翼が周方向に配置されているため、回転子
および発電コイル、ホール素子等の冷却性能を高めるこ
とができ、発電性能およびセンサー精度を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるエンジンクランク角セ
ンサー付磁石発電機の縦断面図である。

【図２】その正面図である。

【図３】その背面図である。

【図４】その要部分解斜視図である。

【符号の説明】

１…フレーム、２…回転軸、３…回転子、４…コア、５
…発電用磁石、６…固定子、７…ステータコア、８…ス
テータコイル、９…コイルボビン、１０…エンジンクラ
ンク角センサー、１１…ホール素子、１２…センサー用
磁石、１３…基板、１４…グロメット、１５…プレー
ト、１６…磁気シールド板、１７、１８…翼。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電用磁石（５）を有しエンジンと同期
   回転する回転子（３）と、前記発電用磁石（５）の外側
   に配置され前記発電用磁石（５）の磁路を構成するステ
   ータコア（７）および前記発電用磁石（５）と径方向に
   対向する前記ステータコア（７）の突極部に巻装された
   ステータコイル（８）から成りフレーム（１）に固定さ
   れた固定子（６）とを備えており、前記回転子（３）と
   一体回転する複数個のセンサー用磁石（１２）を前記フ
   レーム（１）に固定されたホール素子（１１）によって
   検出して前記エンジンのクランク角信号を得るエンジン
   クランク角センサー（１０）を有するエンジンクランク
   角センサー付磁石発電機であって、 前記複数個のセンサー用磁石（１２）は、前記発電用磁
   石（５）から軸方向に離された位置において前記回転子
   （３）と一体回転するように連結されている 非磁性材か
   ら成るプレート（１５）に、周方向に間隔を置かれて配
   されており、前記ホール素子（１１）は、センシング面が前記プレー
   ト（１５）の回転に伴って近傍を通過する前記センサー
   用磁石（１２）と軸方向に対向するように、前記フレー
   ム（１）の前記ステータコア（７）と反対側の位置に配
   置されており、前記ホール素子（１１）と前記ステータ
   コア（７）との間には前記 発電用磁石（５）からの磁束
   を遮蔽する磁気シールド板（１６）が、前記ステータコ
   ア（７）から軸方向に離されて設けられており、 さらに、前記回転子（３）または前記プレート（１５）
   の少なくとも一方には複数個の翼（１７、１８）が周方
   向に間隔をおいて円形環状に配されていることを特徴と
   するエンジンクランク角センサー付磁石発電機。