JP2578314Y2 - 磁石発電機用固定子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、内燃機関に取り付ける
フライホイール磁石発電機に用いる磁石発電機用固定子
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に取り付けられるフライホイー
ル磁石発電機は、カップ状に形成されたフライホイール
の周壁部の内周に磁石界磁を取り付けたフライホイール
磁石回転子と、該磁石回転子の内側に配置されてれ内燃
機関のケース等に設けられた取り付け部に固定された固
定子とにより構成される。この種の磁石発電機に用いる
固定子として、図７及び図８に示したものが広く用いら
れている。

【０００３】図７はこの固定子に用いる電機子鉄心１を
示したもので、電機子鉄心１は、環状の継鉄部１０１
と、継鉄部１０１の外周から放射状に突出した突極部１
０２ａ〜１０２ｌとからなり、各突極部は継鉄部１０１
の外周から放射方向に伸びるコイル巻回部１０３と、各
コイル巻回部の先端に形成された極片部１０４とからな
っている。各突極部のコイル導体が接触する部分は、加
熱した鉄心に絶縁樹脂の粉末をまぶすことにより鉄心の
表面に絶縁被覆を形成する、いわゆる粉体コーティング
により絶縁被覆処理されている。

【０００４】図８に示したように、電機子鉄心１の複数
の突極部１０２ａ及び１０２ｃ〜１０２ｋのコイル巻回
部にそれぞれ発電コイル２ａ及び２ｃ〜２ｋが巻回さ
れ、電機子鉄心１と、発電コイル２ａ及び２ｃ〜２ｋと
により磁石発電機用固定子３が構成されている。電機子
鉄心１の継鉄部１０１には、３つの取付け孔１０５が１
２０度の角度間隔で設けられ、これらの取付け孔に挿入
されたボルトが、内燃機関のケース等に設けられた固定
子取付け部のネジ孔に螺合されて、固定子３が内燃機関
に固定される。継鉄部１０１の内側の孔は機関の回転軸
を貫通させるために用いられ、該回転軸に取付けられた
図示しないフライホイール磁石回転子の磁極が突極部１
０２ａ〜１０２ｌの極片部１０３に所定のギャップを介
して対向させられる。

【０００５】複数の突極部のコイル巻回部にそれぞれ巻
回された発電コイルのうちの１つの発電コイル２ａは点
火電源用の発電コイルで、内燃機関用点火装置に点火エ
ネルギーを供給するために用いられ、他の発電コイル２
ｃ〜２ｋはランプ負荷やバッテリの充電回路等に電力を
供給するために用いられる。

【０００６】点火電源用発電コイル２ａによりコンデン
サ放電式の点火装置に点火エネルギーを供給する場合に
は、２００［Ｖ］〜４００［Ｖ］の高い電圧を必要とす
るため、該発電コイル２ａは線径が細いコイル導体（例
えば線径が０．１２mmの絶縁被覆導体）を用いて多数回
（例えば５０００ターン）巻回される。

【０００７】このように、コイル導体を多数回巻回して
点火電源用の発電コイル２ａを構成する場合には、突極
部１０２ａに多くのコイル巻回スペースを確保する必要
があるため、図示の例では、継鉄部１０１の外周部の突
極部１０２ａが設けられる部分の一部に平坦面を形成し
て、突極部１０２ａのコイル巻回部１０３の長さを他の
発電コイルを巻く突極部のコイル巻回部よりも長くする
とともに、突極部１０２ａの両側にそれぞれ位置する突
極部１０２ｂ及び１０２ｌには発電コイルを巻回しない
ようにしている。またターン数及び銅量が多い発電コイ
ル２ａの巻こぼれが生じないようにするため、固定子鉄
心の周方向に測った突極部１０２ａの極片部１０４の幅
寸法Ｗ1 を適正寸法Ｗ2 よりも大きくし、他の突極部の
極片部１０４の幅寸法は適正寸法Ｗ2 に等しくしてい
る。適正寸法Ｗ2 は回転子の磁極の幅寸法及び極間隔と
の兼ね合いで決まるもので、一般にはできるだけ波形歪
みを少なくするように設定される。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】従来の磁石発電機用固
定子では、高い電圧を誘起する点火電源用の発電コイル
２ａが粉体コーティングによる絶縁被膜を通して鉄心１
に対して絶縁されていたが、粉体コーティングによる絶
縁被覆にはピンホールが生じ易いため、点火電源用発電
コイルと鉄心との間で絶縁不良が生じることがあった。

【０００９】また従来の固定子では、点火電源用の発電
コイルの巻こぼれを防ぐために、点火電源用発電コイル
を巻く突極部の極片部の幅寸法Ｗ1 を適正寸法Ｗ2 より
も大きく設定していたため、該発電コイルに誘起する電
圧の波形の歪みが大きくなるという問題があった。

【００１０】なお点火電源用の発電コイルを巻く点火電
源用突極部を電機子鉄心の他の部分と別体に構成して、
該点火電源用突極部の極片部と反対側の端部に形成した
鳩尾状の突起を継鉄部の外周部に設けた鳩尾状の溝に圧
入することにより、点火電源用突極部を継鉄部に取り付
けるようにしたものも知られている。このような構造に
すれば、点火電源用突極部に対して特別の絶縁を施すこ
とができるため、点火電源用発電コイルと鉄心との間の
絶縁が不良になるのを防ぐことができる。しかしなが
ら、このように点火電源用突極部を圧入により取付ける
構造にした場合には、点火電源用突極部と継鉄部との結
合部にどうしてもギャップが生じるため、点火電源用発
電コイルに鎖交する磁束が流れる磁路の磁気抵抗が増大
して点火電源用発電コイルの性能が低下するのを避けら
れなかった。また点火電源用の突極部を別個に形成する
と金型の数が多くなる上に、圧入部の寸法管理が面倒に
なるため、鉄心の製造コストが高くなるという問題があ
った。更に点火電源用突極部を圧入により取り付ける
と、該突極部から継鉄部への熱伝達が悪くなるため、点
火電源用発電コイルの温度が上昇するという問題もあっ
た。

【００１１】本考案の目的は、点火電源用発電コイルと
鉄心との間の絶縁が不良になるのを防止するとともに、
該発電コイルを巻く突極部の極片部の幅寸法を適正寸法
として出力電圧の波形歪みを少なくすることができるよ
うにした磁石発電機用固定子を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本考案は、環状の継鉄部
と該継鉄部の外周から放射状に突出した多数の突極部と
を一体に有していて、各突極部が継鉄部から放射方向に
伸びるコイル巻回部と該コイル巻回部の先端に形成され
た極片部とからなっている多極の電機子鉄心と、電機子
鉄心の複数の突極部のコイル巻回部にそれぞれ巻回され
た発電コイルとを備えて、複数の突極部のコイル巻回部
にそれぞれ巻回された発電コイルのうちの少なくとも１
つの発電コイルを他の発電コイルよりも巻数が多い点火
電源用の発電コイルとした磁石発電機用固定子に係わる
ものである。

【００１３】本考案においては、点火電源用の発電コイ
ルが巻回される点火電源用突極部の少なくともコイル導
体が接する部分を鋳くるむように樹脂製のコイル巻回用
ボビンが成形されて、該ボビンに点火電源用の発電コイ
ルが巻回される。また本考案においては、電機子鉄心の
周方向に測った点火電源用突極部の極片部の幅寸法が、
他の発電コイルを巻回する突極部の極片部の同じ方向に
測った幅寸法に等しく設定される。

【００１４】上記樹脂製ボビンは点火電源用突極部の極
片部側につば部を有していて、電機子鉄心の周方向に測
った該つば部の幅寸法が同じ方向に測った点火電源用突
極部の極片部の幅寸法よりも大きく設定されている。点
火電源用発電コイル以外の他の発電コイルが巻回される
突極部のコイル導体に接する部分は絶縁コーティングに
より被覆されている

【００１５】

【作用】上記のように、点火電源用突極部を鋳くるむよ
うに鉄心に一体成形された樹脂製ボビンに点火電源用の
発電コイルを巻回するようにすると、樹脂製のボビンに
はピンホールが生じないため、点火電源用発電コイルと
電機子鉄心との間の絶縁を確実にすることができ、信頼
性を高めることができる。

【００１６】また上記のように樹脂製ボビンのつば部の
幅寸法を極片部の幅寸法よりも大きくしておくと、この
つば部により巻数が多い点火電源用発電コイルの巻こぼ
れを防ぐことができるため、点火電源用突極部の極片部
の幅寸法は適正寸法に設定することができ、点火電源用
発電コイルの誘起電圧の波形歪みを少なくすることがで
きる。

【００１７】なお点火電源用発電コイル以外の他の発電
コイルは絶縁コーティングにより鉄心に対して絶縁され
るが、他の発電コイルは点火電源用発電コイルほど発生
電圧が高くないため絶縁不良の問題が生じることはな
い。

【００１８】また上記のように構成すると、点火電源用
突極部は他の突極部と共に継鉄部に一体に形成されるの
で、点火電源用発電コイルと鎖交する磁束が流れる磁路
の磁気抵抗が大きくなることがなく、点火電源用発電コ
イルの性能が低下することがない。更に、電機子鉄心を
製作するために必要な金型の種類が少なくなる上に、厳
密な寸法管理を必要とする圧入部が存在しないため、鉄
心の製造コストが高くなることがない。また点火電源用
突極部から継鉄部への熱伝達を良好に行わせることがで
きるため、点火電源用発電コイルの温度の上昇を抑制す
ることができる。

【００１９】

【実施例】図１及び図２は本考案の実施例を示したもの
で、図１は本実施例で用いる電機子鉄心を示し、図２は
該電機子鉄心に発電コイルを巻回した状態を示してい
る。図１に示した電機子鉄心１は、図７に示したものと
同様に、環状の継鉄部１０１と、継鉄部１０１の外周か
ら放射状に突出した突極部１０２ａ〜１０２ｌとからな
り、各突極部は継鉄部１０１の外周から放射方向に伸び
るコイル巻回部１０３と、各コイル巻回部の先端に形成
された極片部１０４とからなっている。

【００２０】本考案においては、点火電源用突極部１０
２ａの少なくともコイル導体が接する部分を鋳くるむよ
うにナイロン樹脂等からなる樹脂製のボビン４が形成さ
れている。図示の樹脂製ボビン４はコイル巻回部１０３
を覆うコイル巻回用胴部４００と、該胴部の極片部１０
４側の端部及び継鉄部１０１側の端部にそれぞれ形成さ
れたつば部４０１及び４０２とを一体に有し、つば部４
０１及び４０２はそれぞれ極片部１０４の一部及び継鉄
部１０１の外周部の一部を覆うように形成されている。
このボビン４は、所定の形状の鋼板を積層して電機子鉄
心１を形成した後に、該電機子鉄心をボビン成形用金型
内に位置決めして、該金型内に樹脂を注入することによ
り、鉄心１と一体をなすように射出成形される。

【００２１】点火電源用突極部１０２ａの極片部１０４
の幅寸法（鉄心の周方向に測った幅寸法）は他の突極部
１０２ｂ〜１０２ｌの極片部の幅寸法と同様に誘起電圧
の波形歪みを最小にするために適正な幅寸法Ｗ2 に設定
され、ボビン４の極片部１０４側のつば部４０１及び継
鉄部側のつば部４０２の幅寸法Ｗ1 は点火電源用発電コ
イルの巻こぼれが生じないように、極片部の適正寸法Ｗ
2 よりも大きく設定されている。点火電源用突極部１０
２ａ以外の他の突極部１０２ｂ〜１０２ｌの少なくとも
コイル導体が接触する部分は、粉体コーティングにより
絶縁被覆処理されている。この粉体コーティングを行う
際には、継鉄部１０１の取付け孔１０５が形成される部
分に樹脂が付着しないようにマスクをした状態で鉄心を
加熱し、加熱した鉄心に絶縁樹脂の粉体をまぶして該樹
脂の粉体を溶融させることにより鉄心に付着させる。

【００２２】図２に示したように、点火電源用突極部１
０２ａに一体に設けられたボビン４に点火電源用発電コ
イル２ａが巻回され、他の複数の突極部１０２ｃ〜１０
２ｋのコイル巻回部にそれぞれ点火装置以外の負荷に電
力を供給する発電コイル２ｃ〜２ｋが巻回されている。
点火電源用発電コイルを巻回するスペースを確保するた
め、点火用突極部１０２ａの両側に位置する突極部１０
２ｂ及び１０２ｌは発電コイルが巻回されない空きの突
極部となっている。電機子鉄心１と、発電コイル２ａ及
び２ｃ〜２ｋとにより磁石発電機用固定子３が構成され
ている。

【００２３】図７及び図８に示した従来の固定子では、
点火電源用発電コイルの巻きこぼれを防ぐために、図４
に示したように点火電源用突極部１０２ａの極片部１０
４の幅寸法Ｗ1 を適正寸法よりも大きく設定する必要が
あったため、点火電源用発電コイル２ａの誘起電圧の波
形歪みが大きくなるのを避けられなかったが、本考案に
おいては、図３に示したように、ボビン４のつば部４０
１により点火電源用発電コイルの巻きこぼれを防ぐの
で、極片部１０４の幅寸法は適正寸法Ｗ2 に設定するこ
とができ、点火電源用発電コイルの誘起電圧の波形歪み
を少なくすることができる。

【００２４】上記の実施例では、点火電源用発電コイル
を１つの突極部１０２ａのみに巻回しているが、点火電
源用発電コイルのコイル導体の線径や巻数の関係で、点
火電源用発電コイルを１つの突極部に巻回しきれない場
合には、複数の突極部を点火電源用突極部として用い
て、該複数の点火電源用突極部に点火電源用発電コイル
を分けて巻回するようにしてもよい。

【００２５】図５及び図６は点火電源用発電コイルを２
つの突極部に分けて巻回するようにした本考案の他の実
施例を示したもので、この実施例では、突極部１０２ａ
〜１０２ｌの内、１つ置きに配置された２つの突極部１
０２ａ，１０２ｋが点火電源用突極部として用いられ、
これらの突極部１０２ａ及び１０２ｋをそれぞれ鋳くる
むように樹脂製ボビン４が形成されている。他の突極部
１０２ｂ〜１０２ｊ及び１０２ｌのコイル導体が接する
部分には粉体コーティングにより絶縁被覆処理が施され
ている。点火電源用突極部１０２ａ及び１０２ｋにそれ
ぞれ取付けられたボビン４に巻回された発電コイル２ａ
及び２ｋがそれぞれ点火電源用発電コイルとして用いら
れ、これらの点火電源用発電コイルが直列に接続されて
いる。突極部２ｃ〜２ｉにそれぞれランプ負荷等の点火
装置以外の負荷に電力を供給する発電コイル２ｃ〜２ｉ
が巻回され、点火電源用突極部１０２ａ及び１０２ｋの
それぞれの両側に位置する突極部１０２ｂ，１０２ｌ及
び１０２ｋは発電コイルが巻回されない空きの突極部と
なっている。

【００２６】上記の実施例では、１２極の固定子を例に
とったが、本考案において固定子の極数は任意であり、
６極、８極，２４極等の多極の電機子鉄心を用いる場合
に本考案を適用することができる。

【００２７】

【考案の効果】以上のように、本考案によれば、点火電
源用突極部を鋳くるむように設けた樹脂製ボビンに点火
電源用の発電コイルを巻回するようにしたので、点火電
源用発電コイルと電機子鉄心との間の絶縁を確実にする
ことができ、信頼性を高めることができる。

【００２８】また本考案によれば、樹脂製ボビンのつば
部の幅寸法を極片部の幅寸法よりも大きくして巻数が多
い点火電源用発電コイルの巻こぼれを防ぐようにしたの
で、点火電源用突極部の極片部の幅寸法は他の突極部と
同様に適正寸法に設定することができ、点火電源用発電
コイルの誘起電圧の波形歪みを少なくすることができ
る。

【００２９】更に本考案によれば、点火電源用突極部が
他の突極部と共に継鉄部に一体に形成されるので、点火
電源用発電コイルと鎖交する磁束が流れる磁路の磁気抵
抗が大きくなるのを防いで、点火電源用発電コイルの性
能の低下を防ぐことができる。

【００３０】また本考案によれば、点火電源用突極部を
別体として製作する必要がないため、電機子鉄心を製作
するために必要な金型の種類を少なくして鉄心の製造コ
ストを安くすることができる。

【００３１】更に本考案によれば、点火電源用突極部が
継鉄部に一体に形成されていることにより、点火電源用
突極部から継鉄部への熱伝達を良好に行わせることがで
きるため、点火電源用発電コイルの温度の上昇を抑制す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例で用いる電機子鉄心の正面図で
ある。

【図２】図１の電機子鉄心に発電コイルを巻回して本考
案に係わる磁石発電機用固定子を構成した状態を示した
正面図である。

【図３】本考案の固定子の点火電源用突極部の極片部及
びボビンのつば部の寸法を説明する説明図である。

【図４】従来の固定子の点火電源用突極部の極片部の寸
法を説明する説明図である。

【図５】本考案の他の実施例で用いる電機子鉄心の正面
図である。

【図６】図５の電機子鉄心に発電コイルを巻回して本考
案に係わる磁石発電機用固定子を構成した状態を示した
正面図である。

【図７】従来の固定子で用いる電機子鉄心の正面図であ
る。

【図８】図７の電機子鉄心に発電コイルを巻回して磁石
発電機用固定子を構成した状態を示した正面図である。

【符号の説明】

１ 電機子鉄心 １０１ 継鉄部 １０２ａ〜１０２ｌ 突極部 １０３ コイル巻回部 １０４ 極片部 ２ａ 点火電源用発電コイル ２ｃ〜２ｋ 点火装置以外の負荷を駆動する発電コイル ３ 磁石発電機用固定子 ４ ボビン ４００ ボビンの胴部 ４０１，４０２ ボビンのつば部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 21/22 H02K 3/34 H02K 3/46 H02K 29/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の継鉄部と該継鉄部の外周から放射
   状に突出した多数の突極部とを一体に有していて、各突
   極部が継鉄部から放射方向に伸びるコイル巻回部と該コ
   イル巻回部の先端に形成された極片部とからなっている
   多極の電機子鉄心と、前記電機子鉄心の複数の突極部の
   コイル巻回部にそれぞれ巻回された発電コイルとを備
   え、 前記複数の突極部のコイル巻回部にそれぞれ巻回された
   発電コイルのうちの少なくとも１つの発電コイルは他の
   発電コイルよりも巻数が多い点火電源用の発電コイルで
   ある磁石発電機用固定子において、 前記点火電源用の発電コイルが巻回される点火電源用突
   極部の少なくともコイル導体が接する部分を鋳くるむよ
   うに樹脂製のコイル巻回用ボビンが成形されて、該ボビ
   ンに点火電源用の発電コイルが巻回され、 電機子鉄心の周方向に測った前記点火電源用突極部の極
   片部の幅寸法は他の発電コイルが巻回される突極部の極
   片部の同じ方向に測った幅寸法に等しく設定され、 前記樹脂製ボビンは前記点火電源用突極部の極片部側に
   つば部を有していて、電機子鉄心の周方向に測った該つ
   ば部の幅寸法が同じ方向に測った前記点火電源用突極部
   の極片部の幅寸法よりも大きく設定され、 前記点火電源用発電コイル以外の他の発電コイルが巻回
   される突極部のコイル導体に接する部分は絶縁コーティ
   ングにより被覆されていることを特徴とする磁石発電機
   用固定子。