JP2578851Y2 - 内燃機関用磁石発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は内燃機関に装着される磁
石発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の回転軸に取り付けられた磁石
回転子の回転により電機子鉄心に巻装された発電コイル
に電力を発生させるようにした磁石発電機を、例えば無
接点式の内燃機関用点火装置の点火電源として用いる場
合には、磁石発電機の磁石回転子と同期して回転する信
号発生用ロータと該信号発生用ロータの回転により点火
信号を発生する信号発電子とを有する信号発電機が併用
される。

【０００３】この種の磁石発電機がレース用オートバイ
やゴーカート等の内燃機関に使用される場合には、機関
の加速性を増すために磁石回転子の慣性モーメントを極
力小さくすることが要求される。そのため、これらの内
燃機関に使用される従来の磁石発電機は、外周側に磁極
を有する比較的小外径の磁石回転子と、該磁石回転子の
外側に配置された電機子鉄心に発電コイルを巻装した固
定子とからなる回転子内転形の構造に構成され、信号発
電機は、外周部にリラクタを有する信号発生用ロータ
と、該信号発生用ロータのリラクタに対向する磁極部を
有して該リラクタにより生じさせられる磁束の変化に感
応して信号電圧を発生する信号発電子とにより構成され
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】磁石発電機の発電コイ
ルの出力を点火電源とし、信号発電機の出力を点火信号
（点火時期を定めるための信号）として用いる点火装置
では、発電コイルの出力電圧と信号発電機の出力電圧と
の間の相対的位相関係を所定の関係に正確に合わせる必
要がある。例えば、磁石発電機の発電コイルの整流出力
で充電される点火エネルギ蓄積用コンデンサの電荷を機
関の点火位置で信号発電機から出力される点火信号によ
り導通するスイッチ素子を通して点火コイルの１次コイ
ルに放電させて点火用高電圧を発生させるコンデンサ放
電式の点火装置では、磁石発電機の出力と信号発電機か
ら出力される信号電圧との間の相対的位相関係が不適当
であると、高速域で点火エネルギ蓄積用コンデンサの充
電電圧が大きく低下して高速失火が生じるおそれがあ
る。また２サイクル機関の場合には、磁石発電機の出力
と信号発電機の出力との間の相対的位相関係が不適当で
あると、機関の逆転時にも点火電圧が発生して、機関が
逆回転するおそれがある。

【０００５】従来は、磁石発電機と信号発電機とを機関
に装着する際に、両者の出力電圧の間の位相角を所定値
に正確に合せ、かつ、点火位置を所定の角度位置に調整
するために、磁石発電機及び信号発電機の機関への取付
角度位置をそれぞれ正確に調整するための作業を行う必
要があったため、機関への取付に多大の工数を要すると
いう問題があった。

【０００６】本考案の目的は、機関への取付けに多くの
工数を要することなく、磁石発電機及び信号発電機を所
定の位置関係で機関に取りけることができる上に、小形
軽量で回転子の慣性モーメントを小さくすることができ
る内燃機関用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】本考案は、外周側に磁極
を有し内燃機関の回転軸に取り付けられた磁石回転子１
と、継鉄部４１から内側に突出した複数の突極部を有し
て該複数の突極部の先端に形成された磁極部が前記磁石
回転子の磁極に対向させられた電機子鉄心４と、電機子
鉄心の少なくとも１つの突極部に巻装された発電コイル
５とを備えて、電機子鉄心が、内燃機関に固定された固
定台板３との間に間隔をあけた状態で配置されて該固定
台板に対して固定される内燃機関用磁石発電機に係わる
ものである。

【０００８】本考案においては、磁石回転子１と一体に
設けられていて、電機子鉄心４と固定台板３との間の間
隙に臨むリラクタ２２を外周部に有する信号発生用ロー
タ２と、電機子鉄心４の継鉄部４１に対して位置決めさ
れた状態で基部８ａが固定台板３に固定され、先端部側
が電機子鉄心４に固定された支持具８と、信号発生用ロ
ータ２のリラクタ２２に対向する磁極部７２ａを有し、
支持具８により支持されて、リラクタにより生じさせら
れる磁束の変化に感応して信号電圧を発生する信号発電
子７とを設ける。支持具８は、信号発電子７の磁極部を
電機子鉄心４と固定台板３との間の間隙内でリラクタに
対向させるように信号発電子７を支持す る。

【０００９】本考案において、「信号発生用ロータを磁
石回転子に一体に設ける」とは、信号発生用ロータと磁
石回転子とが、両者間の相対的な位置関係を一定に保っ
たままで一緒に回転するように設けられていることを意
味し、必ずしも信号発生用ロータと磁石回転子とが継ぎ
目なく一体に（連続的に）設けられていることを意味し
ない。従って、磁石回転子と信号発生用ロータとを連続
的に一体化して設けたものはもちろん、磁石回転子と信
号発生用ロータとを別体に形成して、磁石回転子と信号
発生用ロータとを所定の位置関係で相互に固定したもの
も本考案の技術的範囲に包含される。

【００１０】

【作用】上記のように構成すると、発電コイルが巻回さ
れた電機子鉄心と信号発電子とを取付けた固定台板を内
燃機関のクランクケースに固定するだけで信号発電子と
電機子鉄心とが相互に位置決めされた状態で機関に取り
付けられる。また信号発生用ロータは磁石回転子に一体
に設けられているため、磁石回転子を機関の回転軸に取
付けるだけで、信号発電子と電機子鉄心との間の位置関
係を一定にすることができる。従って、磁石発電機と信
号発電機とを機関に取付ける際に信号発電子の位置合わ
せを行うことなく、発電コイルの出力電圧と信号発電子
に発生する信号電圧との間の相対的な位相角を常に所定
値に合わせることができる。

【００１１】また上記のように構成すると、信号発生用
ロータ及び信号発電子は電機子鉄心と固定台板との間の
間隙内で対向させられるので、信号発生用ロータの外径
を小さく選定して慣性モーメントを小さくすることがで
きる。

【００１２】更に上記のように、信号発電子を支持する
支持具を固定台板と電機子鉄心との双方に固定する構造
にすると、信号発電子の取付け強度を高めることができ
るため、機関の振動に伴う信号発電子の振動を抑制する
ことができる。

【００１３】

【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は正面図、図２は図１のＡ−Ｏ−Ａ断面図であ
る。これらの図において、１及び２はそれぞれ図示しな
い内燃機関の同一の回転軸に取り付けられて共に回転す
る磁石回転子及び信号発生用ロータである。３は内燃機
関のクランクケースに固定される固定台板、４は電機子
鉄心、５及び６は電機子鉄心４に巻回された発電コイ
ル、７は固定台板３との間に間隔をあけた状態で配置さ
れて該固定台板３に固定された支持具８に固定された信
号発電子で、これらにより固定子９が構成されている。

【００１４】磁石回転子１及び信号発生用ロータ２と固
定子９とにより内燃機関用磁石発電機が構成されてい
る。この実施例では、発電コイル５により内燃機関の点
火装置に点火エネルギを供給し、発電コイル６により、
点灯用またはバッテリ充電用の電力を供給する。また信
号発電子７の出力により点火信号を供給する。

【００１５】図３に示すように、磁石回転子１と信号発
生用ロータ２とは一体に結合され、その中心部には機関
の回転軸に嵌合される共通の取付孔１１が設けられてい
る。磁石回転子１は、磁性材からなるボス１２の外周の
周方向に等角度間隔で配置された永久磁石１３ａ〜１３
ｄと、永久磁石１３ａ〜１３ｄの径方向の外側にそれぞ
れ設けられた極片１４ａ〜１４ｄとを有し、これらがア
ルミニウム等の軽合金ダイカスト１６により一体に鋳ぐ
るまれている。永久磁石１３ａ〜１３ｄが径方向に着磁
されて、外周に交互に異極が並ぶ４極の磁極１５ａ〜１
５ｄが形成されている。

【００１６】信号発生用ロータ２は、軽合金ダイカスト
により形成された円板状部２１の外周部に、鉄板により
形成されたリラクタ２２を、その凸部を外側に突出させ
た状態で埋め込み固定したものからなっている。この信
号発生用ロータ２は、そのリラクタ２２と磁石回転子１
の特定の磁極との間に所定の位置関係を持たせた状態
で、磁石回転子１の一方の軸線方向端面側に形成された
円筒部１６ａの外周に嵌着されて、磁石回転子１と一体
化されている。

【００１７】尚本実施例では、信号発生用ロータ２をダ
イカスト１６と別体に形成して、ダイカスト１６の端部
に結合することにより磁石回転子に一体化するようにし
ているが、ダイカスト１６を形成する際に、該ダイカス
トと一体に信号発生用ロータ２を成形するようにしても
よい。

【００１８】固定台板３はアルミニウム等の軽合金から
なっていて、円板状部３１を有し、円板状部３１の中央
部には機関のクランクケースに設けられた嵌合部を嵌合
させる嵌合孔３２を有している。円板状部３１の一方の
面には、電機子鉄心４を該円板状部３１との間に間隔を
あけた状態で固定するための複数（この例だけは４個）
の支柱３３が軸線方向に向けて設けられている。円板状
部３１にはまた、固定台板３を機関のクランクケースに
固定するネジ（図示せず）を貫通させるための貫通孔３
４，３４，…が形成されている。

【００１９】電機子鉄心４は鋼板を積層したものからな
っていて、閉ループをなすように形成された継鉄部４１
と該継鉄部から内側に突出した４個の突極部４２ａ〜４
２ｄとを有し、各突極部４２ａ〜４２ｄの先端に磁石回
転子１の各磁極１５ａ〜１５ｄにそれぞれ空隙を介して
対向する磁極部４３ａ〜４３ｄが形成されている。

【００２０】発電コイル５は電機子鉄心４の突極部４２
ａにボビン５１を介して巻装されている。本実施例で
は、この発電コイル５により点火電源用のエキサイタコ
イルが構成されている。また発電コイル６は電機子鉄心
４の突極部４２ｃにボビン６１を介して巻装され、本実
施例ではこの発電コイル６が点灯用またはバッテリ充電
用として用いられる。

【００２１】発電コイル５及び６が巻装された電機子鉄
心４は、固定台板３に設けられた支柱３３の上に載置さ
れてネジ４４，４４，…により固定台板３に固定されて
いる。固定台板３の円板状部３１と電機子鉄心４との間
には間隙１０（図２参照）が形成され、信号発生用ロー
タ２はそのリラクタ２２が該間隙１０に臨むように配置
されている。

【００２２】信号発電子７は、永久磁石７１と、該永久
磁石７１の一方の磁極に一端が当接された鉄心７２とを
有し、該鉄心の他端には、信号発生用ロータ２のリラク
タ２２に空隙を介して対向する磁極部７２ａが形成され
ている。鉄心７２にボビン７３を介して信号コイル７４
が巻装され、磁石７１と、鉄心７２と、信号コイル７４
とが、合成樹脂からなるケース７５に収納されている。
ケース７５内には樹脂が注型され、該樹脂により、信号
発電子の各構成要素がケース内に固定されている。ケー
ス７５には、取付金具７６が接着等により固定され、該
取付金具７６が後記する支持具８に固定されて信号発電
子が固定台板３及び電機子鉄心４に対して固定される。

【００２３】信号発電子７を所定の位置に取り付けるた
めに、電機子鉄心４の継鉄部４１に対して位置決めされ
た状態で電機子鉄心及び固定台板３に固定された支持具
８が設けられている。支持具８は、鉄板を折り曲げたも
のからなっていて、固定台板３の円板状部３１に当接さ
れる基部８ａと、該基部８ａから直角に立上った起立部
８ｂと、起立部８ｂの先端部から直角に折れ曲って電機
子鉄心の継鉄部４１の端面に当接する折り曲げ部８ｃと
を一体に有し、該支持具８の起立部８ｂには、信号発電
子７のケースを嵌合させる窓部８ｄが形成されている。
支持具８の折り曲げ部８ｃは孔を有していて、該孔が電
機子鉄心４の継鉄部４１に固定されたピン８１に嵌合さ
れて係止され、基部８ａは２個のネジ８２により固定台
板の円板状部３１に固定されている。

【００２４】支持具８の窓部８ｄは、該支持具を電機子
鉄心４及び固定台板３に固定した状態で電機子鉄心４と
固定台板３との間の間隙１０に臨むように設けられてい
る。信号発電子７は支持具８の窓部８ｄに嵌合され、該
信号発電子のケース７５に固定された取付金具７６が、
２個のネジ８３により支持具８の起立部８ｂに締結され
ている。このように信号発電子７を支持具８に固定した
状態で、該信号発電子が電機子鉄心４と固定台板３との
間の間隙１０に配置されて、該間隙１０内で信号発電子
の鉄心７２の磁極部７２ａが信号発生用ロータのリラク
タ２７に所定のギャップを介して対向させられるよう
に、各部の位置関係が設定されている。

【００２５】上記のよう構成すると、信号発生用ロータ
２のリラクタ２２と磁石回転子１の特定の磁極との間の
角度間隔が常に一定に保たれる。また信号発電子７の磁
極部７２ａと固定子鉄心４の発電コイル（本実施例では
点火電源用エキサイタコイル）５を巻装した突極部の磁
極部４３ａとの間の角度間隔も所定値（この例では９０
度）に保持される。従って固定子９の固定台板３を機関
のクランクケースに取り付け、信号発生用ロータ２が一
体化された磁石回転子１を機関の回転軸の所定の角度位
置に取り付けるだけで、面倒な調整作業を行うことな
く、発電コイル５に誘起される電圧と信号発電子７に誘
起される信号電圧との間の位相角を所定値に合せるとと
もに、信号電圧（この例では点火信号電圧）の発生位置
を所定角度位置に合せることができる。

【００２６】上記の実施例では、発電コイルとして点火
電源用の発電コイル５と点灯用又はバッテリ充電用の発
電コイル６とを設けたが、必要に応じて点灯用又はバッ
テリ充電用の発電コイルを２個以上設けたり、点灯用及
び充電用の発電コイルを省略したりすることもできる。

【００２７】図４は本考案の他の実施例を示したもので
ある。この実施例では磁石回転子１及び信号発生用ロー
タ２として、図３に示したものと同様のものを用い、固
定子９には、点火電源用のエキサイタコイルとしての発
電コイル５を、電機子鉄心４の隣接する２個の突極部に
それぞれ巻装して２個設けている。また信号発電子７を
９０度の角度間隔で２個設け、該２個の信号発電子７，
７に９０度の角度間隔で点火信号を発生させるようにし
て、点火間隔が９０度の２気筒内燃機関用の磁石発電機
を構成している。この実施例では、互いに１８０度離れ
た位置にある信号発電子７と発電コイル５とが組み合わ
されて機関の１つの気筒に対応させられ、組み合わされ
た信号発電子７及び発電コイル５が、対応する気筒用の
点火装置に点火信号と点火電源とをそれぞれ供給するた
めに用いられる。

【００２８】この実施例においても、機関の各気筒に対
応させられた信号発電子及び発電コイルの各組合せにお
いて、発電コイルに誘起される電圧と信号発電子に誘起
される信号電圧との間の位相角を常に所定値に合せるこ
とができる。

【００２９】以上の実施例では、信号発電子７として、
信号発生用ロータのリラクタにより与えられる磁束変化
により信号コイルに信号電圧を誘起する方式のものを用
いたが、信号発生用ロータのリラクタにより与えられる
磁束変化に感応して信号電圧を発生するホール素子又は
ホールＩＣ等を用いた信号発電子を用いることもでき
る。

【００３０】上記の実施例では、信号発電子７のケース
７５に取付金具７６を固定して、該取付金具７６を支持
具８にネジにより締結するようにしたが、ケース７５に
取付部を一体に設けて、該取付部をネジにより支持具８
に締結するように構成することもできる。

【００３１】以上の実施例では電機子鉄心４が４個の突
極部を有しているが、必要に応じて２個以上の突極部を
有する電機子鉄心を用いることもできる。

【００３２】

【考案の効果】以上のように、本考案によれば、電機子
鉄心の継鉄部に対して位置決めされた状態で電機子鉄心
及び固定台板に固定された支持具に信号発電子を支持す
るとともに、信号発生用ロータを磁石回転子に一体化し
たので、固定台板を機関に固定するだけで信号発電子と
電機子鉄心とを所定の位置関係で機関に取付けることが
でき、磁石回転子を機関の回転軸に取付けるだけで、信
号発電子及び磁石回転子と電機子鉄心との位置関係を所
定の関係にすることができる。従って、磁石発電機及び
信号発電機を機関に取付ける際に、発電コイルの誘起電
圧と信号電圧との位相関係を調整する作業を省略して、
発電コイルの誘起電圧と信号発電子に誘起 する信号電圧
との間の位相角を常に所定値に合わせることができ、発
電機の取付工数を少なくすることができる。更に本考案
では外周部にリラクタを有する信号発生用ロータと信号
発電子の磁極部とを電機子鉄心と固定台板との間の間隙
内で対向させるようにしたので、信号発生用ロータの外
径を小さくしてロータの慣性モーメントを小さくするこ
とができる。また本考案では、信号発電子を支持する支
持具を固定台板と電機子鉄心との双方に固定したため、
信号発電子の取付け強度を高めて機関の振動に伴う信号
発電子の振動を抑制することができ、信号波形が機関の
振動の影響を受けるのを防ぐことができる。

【００３３】従って本考案によれば、機関への取り付け
が容易で、信号波形が機関の振動の影響を受けることが
なく、かつ回転部分の慣性モーメントが小さい小形軽量
の内燃機関用磁石発電機を得ることができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示した正面図である。

【図２】図１のＡ−Ｏ−Ａ断面図である。

【図３】（Ａ）ないし（Ｃ）は図１及び図２に示した本
考案の実施例で用いる磁石回転子及び信号発生用ロータ
を示したもので、（Ａ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図、
（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図であ
る。

【図４】本考案の他の実施例を示し正面図である。

【符号の説明】

１ 磁石回転子 １５ａ〜１５ｄ 磁極 ２ 信号発生用ロータ ２２ リラクタ ３ 固定台板 ４ 電機子鉄心 ４１ 継鉄部 ４２ａ〜４２ｄ 突極部 ４３ａ〜４３ｄ 磁極部 ５ 発電コイル ６ 発電コイル ７ 信号発電子 ８ 支持具 ９ 固定子 １０ 間隙

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周側に磁極を有し内燃機関の回転軸に
   取り付けられた磁石回転子（１）と、継鉄部（４１）か
   ら内側に突出した複数の突極部を有して該複数の突極部
   の先端に形成された磁極部が前記磁石回転子の磁極に対
   向させられた電機子鉄心（４）と、前記電機子鉄心の少
   なくとも１つの突極部に巻装された発電コイル（５）と
   を備え、前記電機子鉄心は内燃機関に固定された固定台
   板（３）との間に間隔をあけた状態で配置されて該固定
   台板に対して固定されている内燃機関用磁石発電機であ
   って、前記磁石回転子（１）と一体に設けられていて、前記電
   機子鉄心（４）と固定台板（３）との間の間隙に臨むリ
   ラクタ（２２）を外周部に有する信号発生用ロータ
   （２）と、 前記電機子鉄心（４）の継鉄部（４１）に対して位置決
   めされた状態で基部（８ａ）が前記固定台板（３）に固
   定され、先端部側が前記電機子鉄心（４）に固定された
   支持具（８）と、 前記信号発生用ロータ（２）のリラクタ（２２）に対向
   する磁極部（７２ａ）を有し、前記支持具（８）により
   支持されて、前記リラクタにより生じさせられる磁束の
   変化に感応して信号電圧を発生する信号発電子（７）と
   を具備し、 前記支持具（８）は、前記信号発電子（７）の磁極部を
   前記電機子鉄心（４）と固定台板（３）との間の間隙内
   で前記リラクタに対向させるように前記信号発電子
   （７）を支持している ことを特徴とする内燃機関用磁石
   発電機。