JP3038781U - フライホイール磁石発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フライホイールの内側に配置された電機子コイ
ルの冷却を効果的に行うことができるフライホイール磁
石発電機を提供する。 【解決手段】フライホイール４の底壁部４０２の外面に
一端が開口し、他端が底壁部４０２の内面に開口した複
数の通風孔４０６をフライホイール４の周方向に並べた
状態で設ける。各通風孔４０６は、その一端側の開口部
が他端側の開口部よりも回転子１の回転方向の前方側に
位置するようにフライホイールの軸線方向に対して傾斜
させた状態で設ける。各通風孔の開口部の周縁部４０６
ｃに外側に突出した突出部を形成し、この突出部の内面
を通風孔内に冷却風を導入する冷却風導入面４０６ｅと
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、フライホイール磁石発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

船外機等の内燃機関に取り付けられて、該機関の点火装置の電源や、点灯ある いはバッテリ充電等の電源として用いられるフライホイール磁石発電機は、近来 その負荷の増大に伴ってますます高出力化が要求されてきている。そのため、該 フライホイール磁石発電機の固定子に設けられた電機子コイルの温度上昇が大き くなり、該電機子コイルの効果的な冷却が必要となっている。

【０００３】 従来のこの種のフライホイール磁石発電機では、カップ状に形成されたフライ ホイールの内側に配置された電機子コイルを冷却風で冷却するため、フライホイ ールの底壁部の電機子コイルに対向し得る位置に該底壁部を貫通する窓部を設け て、電機子コイルを冷却した空気が該窓部を通って底壁部の外側に流出するよう にしていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のフライホイール磁石発電機において、フライホイール磁石回転子が 回転しているときに電機子コイルを冷却した空気は、フライホイールの開口側か ら電機子コイル相互間の隙間を通ってフライホイールの底壁部側に達して、該底 壁部の窓部から外部へ抜けるようにゆるやかに流れる。そのため、電機子コイル のフライホイール底壁部側の部分は、電機子コイルのフライホイール開口側の部 分で該電機子コイルの熱で暖められた空気により冷却されることとなる。特に、 磁石発電機の固定子として、環状の継鉄部から多数の突極部を放射状に突出させ た電機子鉄心の突極部に電機子コイルが巻回されたものを用いる場合には、冷却 風の流れが悪く、フライホイールの底壁部の内側付近で暖かい空気が滞留しがち となるため、電機子コイルのこの部分の放熱が十分に行われずに、温度上昇が大 きくなるという問題があった。

【０００５】 本考案の目的は、フライホイールの底壁部の外側から冷たい状態の空気を強制 的にフライホイールの内側に流入させることにより、電機子コイルのフライホイ ール底壁部側の部分の冷却を効果的に行わせて、小形高出力化を図ることを可能 にしたフライホイール磁石発電機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、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永久磁石を 固定して該永久磁石により回転界磁を構成したフライホイール磁石回転子と、こ のフライホイール磁石回転子の内側に配置された固定子とを備えたフライホイー ル磁石発電機に係わるものである。

【０００７】 本考案においては、一端がフライホイールの底壁部の外面に開口し、他端が該 底壁部の内面に開口した複数の通風孔をフライホイールの周方向に並べた状態で 設ける。

【０００８】 各通風孔は、その一端側の開口部が他端側の開口部よりもフライホイール磁石 回転子の回転方向の前方側に位置するようにフライホイールの軸線方向に対して 該フライホイールの回転方向の前方側に傾斜した状態で設け、各通風孔の一端側 の開口部の周縁部は、回転方向の後方側に位置する部分が回転方向の前方側に位 置する部分よりもフライホイールの外側に突出した形状を呈するように形成する 。各通風孔の一端側の開口部の外側に突出した形状を呈する部分の、回転方向の 前方を向いた面を、各通風孔内に冷却風を導入する冷却風導入面とする。

【０００９】 上記のフライホイール磁石発電機において、フライホイール磁石回転子が回転 しているときには、フライホイールの底壁部の外面に沿って該フライホイールの 回転方向の後方側に冷却風が流れ、各通風孔の一端側の開口部の周縁部の回転方 向後方側に形成された冷却風導入面により、冷却風が通風孔内に強制的に導入さ れる。各通風孔を通ってフライホイール磁石回転子の内側に流入した冷却風は、 電機子コイルを冷却した後フライホイールの開口部側から外部へ流出する。

【００１０】 このように、本考案によれば、フライホイールの底壁部の外側から冷却風導入 面によって通風孔内に冷却風が強制的に導入され、導入された冷却風は、温度が 高くなりがちな電機子コイルのフライホイール底壁側の部分を冷却した後、フラ イホイールの開口側に流れていくので、冷却風による電機子コイルの冷却を効果 的に行わせることができ、電機子コイルの温度が高くなるのを防止することがで きる。

【００１１】 本考案においては、上記のように、各通風孔の一端側（フライホイールの底壁 部の外面側）の開口部の周縁部の、回転方向の後方側に位置する部分を、各通風 孔の開口部の外側に突出させるが、フライホイールが鉄板からなる場合には、こ の外側に突出させる部分を、各通風孔の一端側の開口部の周縁部の一部を外側に 打ち出すことによって形成することができる。この場合には、外側に突出するよ うに打ち出された部分の、回転方向の前方を向いた面が各通風孔内に冷却風を導 入する冷却風導入面となる。

【００１２】 各通風孔内に冷却風を導入する冷却風導入面は、各通風孔の傾斜方向に沿う方 向に傾斜した形状に形成することにより、各通風孔内への冷却風の導入をより良 好に行わせることができる。

【００１３】 また各通風孔の一端側の開口部の周縁の、回転方向の前方側に位置する部分を 、フライホイールの底壁部の外面と同一面上に位置させるように形成すると、各 通風孔内への冷却風の導入をより良好に行わせることができる。

【００１４】 更に、複数の通風孔を、固定子の電機子コイルに対向し得る位置に形成すると 、通風孔内に導入された冷却風を直接電機子コイルに当てるようにすることがで きる。特に、固定子が、環状の継鉄部から複数の突極部を放射状に突出させた形 状を有する電機子鉄心と、該電機子鉄心の突極部に巻回された電機子コイルとを 備えたものである場合には、複数の通風孔を電機子鉄心の電機子コイルに対向し 得る位置に設けることにより、従来のフライホイール磁石発電機で特に温度が高 くなりがちであった電機子コイルのフライホイール底壁部側の部分の冷却を効果 的に行わせることができる。

【００１５】

【考案の実施の形態】

図１ないし図３は、本考案の一実施形態を示したものである。図１及び図２に おいて、１はフライホイール磁石回転子、２は固定子、３は点火信号発生用のパ ルサコイルで、これらによりフライホイール磁石発電機が構成されている。

【００１６】 図示のフライホイール磁石回転子１は、鋳鉄で形成されたカップ状のフライホ イール４と、該フライホイールの周壁部４０１の内周に固定され、周方向に異な る磁極が並ぶように着磁されて回転界磁を構成する永久磁石５，５，…と、フラ イホイール４の周壁部４０１の外周に圧力嵌めにより固定されたリングギア６と からなっている。フライホイール４の底壁部４０２の中央部にはボス４０３が設 けられ、該ボスの中心部に形成されたテーパ孔４０４に内燃機関のクランク軸７ の一端を嵌合させた状態で、クランク軸７の先端に設けられたネジにナット８を 螺合させることにより、フライホイール４をクランク軸７に締結するようになっ ている。

【００１７】 固定子２は、環状の継鉄部９０１から突極部９０２及び９０３ａ，９０３ｂ， …を放射状に突出させた形状を有する電機子鉄心９と、突極部９０２に巻回され て点火装置の点火電源となるエキサイタコイル１０１及び突極部９０３ａ，９０ ３ｂ，…にそれぞれ巻回されたバッテリ充電用のコイル１０２ａ，１０２ｂ，… からなる電機子コイルとを備えてなり、電機子鉄心の継鉄部９０１がネジ１１に より機関のクランクケース１２に固定されている。

【００１８】 パルサ３は、フライホイールのボス４０３の外周に対向する磁極部を有する鉄 心と該鉄心に巻回されたパルサコイルと該鉄心に結合された永久磁石とを備えた 公知のもので、機関のクランクケース１２にネジ止めされている。パルサ３は、 フライホイールのボス４０３に形成されたリラクタ４０５が該パルサの磁極部に 対向し始める際、及び該対向を終了する際にそれぞれ鉄心中で生じる磁束の変化 を検出して、内燃機関用点火装置を制御するために用いられるパルス信号を発生 する。

【００１９】 フライホイール４の底壁部４０２には、一端が底壁部４０２の外面に開口し、 他端が該底壁部の内面に開口した複数個（本実施例では１２個）の通風孔４０６ ，４０６，…が、固定子の電機子コイル１０１及び１０２ａ，１０２ｂ，…にそ れぞれ対向し得る径方向位置でフライホイールの周方向に等角度間隔で並べた状 態で設けられている。

【００２０】 各通風孔４０６は、図３に示すように、一端側の開口部４０６ａが他端側の開 口部４０６ｂよりもフライホイール磁石回転子１の回転方向（図１及び図３の図 示実線矢印方向）の前方側に位置するようにフライホイール４の軸線方向に対し て該フライホイールの回転方向の前方側に傾斜した状態で設けられている。各通 風孔４０６の一端側の開口部４０６ａの周縁部は、回転方向の後方側に位置する 部分４０６ｃが回転方向の前方側に位置する部分４０６ｄよりもフライホイール ４の外側に突出した形状を呈するように形成されている。

【００２１】 各通風孔４０６の一端側の開口部４０６ａの外側の突出した形状を呈する部分 ４０６ｃの、回転方向の前方側を向いた面は、各通風孔内に冷却風を導入する冷 却風導入面４０６ｅとなっている。冷却風導入面４０６ｅは、各通風孔４０６の 傾斜方向に沿う方向に傾斜している。また、各通風孔４０６の一端側の開口部４ ０６ａの周縁の、回転方向の前方側に位置する部分４０６ｄは、フライホイール の底壁部４０２の外面と同一面上に位置するように形成されている。

【００２２】 上記のフライホイール磁石発電機が回転して負荷に電力を供給しているときに は、各電機子コイルは銅損による発熱で温度が上昇する。フライホイール４の底 壁部４０２の外面付近の空気は、該底壁部の外面に沿ってフライホイール磁石回 転子の回転方向（図１及び図３の実線矢印方向）の後方側に向けて、フライホイ ール４に対して相対的に流れ、該空気の流れの一部は各冷却風導入面４０６ｅに 衝突する。各通風孔４０６及び各冷却風導入面４０６ｅは図３に示したように傾 斜しているので、各冷却風導入面４０６ｅに衝突した空気は該冷却風導入面に沿 って各通風孔４０６内に強制的に導入され、この空気が冷却風となって各電機子 コイルを冷却して該各電機子コイルの温度を下げるように作用する。電機子コイ ルを冷却した冷却風は、電機子コイル相互間の隙間を通ってフライホイール４の 開口部側から外部へ流出する。フライホイール４の外面側の温度が低い冷却風が 冷却風導入面によって各通風孔内に強制的に導入され、該通風孔に対する電機子 コイルのフライホイール底壁部側の部分を直接冷却するので、各電機子コイルの 冷却が効果的に行われる。

【００２３】 図４（Ａ），（Ｂ）及び図５は、本考案のフライホイール磁石発電機に用いら れるフライホイール磁石回転子１の他の実施形態を示したものである。

【００２４】 図４及び図５に示した例では、フライホイール４が、鉄板をカップ状にプレス 加工したものからなり、該フライホイールの周壁部４０１の内周に接着などによ り固定された永久磁石５，５，…により回転界磁が構成されている。フライホイ ール４の底壁部４０２の中央部にはボス１３がリベット止めされている。

【００２５】 フライホイール４の底壁部４０２には、一端が底壁部４０２の外面に開口し、 他端が該底壁部の内面に開口した複数個（本実施例では１２個）の通風孔４０６ ，４０６，…が周方向に等角度間隔で設けられている。各通風孔４０６の径方向 の位置は、フライホイール磁石回転子１がフライホイール磁石発電機の固定子と 組合された状態で、固定子の電機子コイルと対向し得る位置となっている。

【００２６】 この場合、各通風孔４０６は、図５に示すように、フライホイールの底壁部４ ０２の一部を打ち出すことによって形成される。各通風孔の一端側の開口部４０ ６ａの周縁部の回転方向（図示実線矢印方向）後方側に位置する部分４０６ｃは 、回転方向の前方側に位置する部分４０６ｄよりもフライホイールの外側に突出 した形状を呈するようにフライホイールの底壁部４０２の内側から外側に向けて 打ち出されている。この打ち出された部分の回転方向の前方を向いた面は、フラ イホイールの軸線方向に対してフライホイールの回転方向の前方側に傾斜した状 態に形成されていて、傾斜した状態に形成された面が冷却風導入面４０６ｅとな っている。各通風孔４０６の周縁部の回転方向の前方側に位置する部分には、フ ライホイールの底壁部４０２の一部を外側から内側に向けて打ち出すことにより 打出部４０６ｆが形成され、この打出部４０６ｆの回転方向の後方側を向いた面 は、冷却風導入面４０６ｅの傾斜方向に沿う方向に傾斜した傾斜面となっている 。

【００２７】 各通風孔４０６のフライホイールの回転方向の後方側の内面及び前方側の内面 は、それぞれ冷却風導入面４０６ｅ及び打出部４０６ｆの回転方向の後方側を向 いた面により形成されていて、各通風孔４０６は、その一端側の開口部４０６ａ が他端側の開口部４０６ｂよりもフライホイール磁石回転子の回転方向の前方側 に位置するようにフライホイール４の軸線方向に対して該フライホイールの回転 方向の前方側に傾斜した状態で設けられている。

【００２８】 上記のフライホイール磁石回転子１では、該磁石回転子が図４（Ａ）及び図５ に実線矢印で示す方向に回転している状態のときに、フライホイール４の底壁部 ４０２の外面に沿って該フライホイールの回転方向の後方に相対的に流れる冷却 空気の一部が、各冷却風導入面４０６ｅによって各通風孔４０６内に冷却風とし て強制的に導入され、この冷却風により各電機子コイルが冷却される。

【００２９】 上記の各例では、通風孔４０６が１２個設けられているが、通風孔の数は、フ ライホイールの大きさや電機子コイルの冷却に必要な冷却風の風量に応じた適宜 に設定すればよい。

【００３０】 上記の各例では、フライホイール磁石発電機の固定子として、環状の継鉄部か ら複数の突極部を放射状に突出させた形状を有する電機子鉄心の突極部に電機子 コイルを巻回したものからなっているが、フライホイール磁石回転子の隣接する 磁極にそれぞれ対向する磁極を両端に有する棒状の（Ｉ字形の）電機子鉄心に電 機子コイルを巻回したものからなる電機子を周方向に配列することにより構成さ れる固定子を用いる場合にも本考案を適用できるのはもちろんである。

【００３１】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、フライホイールの底壁部に周方向に並べた状 態で複数の通風孔を設けるとともに、各通風孔のフライホイール外面側の開口部 の周縁部の回転方向の後方側に、フライホイールの外側に突出して回転方向の前 方を向いた冷却風導入面を設けたので、フライホイール磁石回転子が回転してい る状態のときに、フライホイールの底壁部の外面側の温度が低い冷却風を各冷却 風導入面により各通風孔内に強制的に導入することができ、該冷却風により、温 度が高くなりがちな電機子コイルのフライホイール底壁側の部分を直接冷却する ことができる。従って、電機子コイルの放熱を効果的に行わせることができ、フ ライホイール磁石発電機の小形高出力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる磁石発電機の一構成例を一部破
断して示した正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は本考案で用いるフライホイ
ール磁石回転子の変形例を示したもので、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１ フライホイール磁石回転子 ２ 固定子 ４ フライホイール ４０１ 周壁部 ４０２ 底壁部 ４０６ 通風孔 ４０６ａ 通風孔の一端側の開口部 ４０６ｂ 通風孔の他端側の開口部 ４０６ｃ 通風孔の一端側の開口部の後方側周縁部 ４０６ｄ 通風孔の一端側の開口部の前方側周縁部 ４０６ｅ 冷却風導入面 ５ 永久磁石 ７ クランク軸 ９ 電機子鉄心 ９０１ 継鉄部 ９０２ 突極部 ９０３ａ，９０３ｂ，… 突極部 １０１ エキサイタコイル（電機子コイル） １０２ａ，１０２ｂ，… 充電用コイル（電機子コイ
ル） １２ クランクケース

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カップ状に形成されたフライホイールの
   周壁部の内周に永久磁石を固定して該永久磁石により回
   転界磁を構成したフライホイール磁石回転子と、前記フ
   ライホイール磁石回転子の内側に配置された固定子とを
   備えたフライホイール磁石発電機において、 一端が前記フライホイールの底壁部の外面に開口し、他
   端が該底壁部の内面に開口した複数の通風孔が前記フラ
   イホイールの周方向に並べた状態で設けられ、 各通風孔は、その一端側の開口部が他端側の開口部より
   もフライホイール磁石回転子の回転方向の前方側に位置
   するようにフライホイールの軸線方向に対して該フライ
   ホイールの回転方向の前方側に傾斜した状態で設けら
   れ、 各通風孔の前記一端側の開口部の周縁部は、前記回転方
   向の後方側に位置する部分が回転方向の前方側に位置す
   る部分よりもフライホイールの外側に突出した形状を呈
   するように形成され、 各通風孔の一端側の開口部の外側に突出した形状を呈す
   る部分の、回転方向の前方を向いた面が、各通風孔内に
   冷却風を導入する冷却風導入面となっていることを特徴
   とするフライホイール磁石発電機。
2. 【請求項２】 カップ状に形成されたフライホイールの
   周壁部の内周に永久磁石を固定して該永久磁石により回
   転界磁を構成したフライホイール磁石回転子と、前記フ
   ライホイール磁石回転子の内側に配置された固定子とを
   備えたフライホイール磁石発電機において、 一端が前記フライホイールの底壁部の外面に開口し、他
   端が該底壁部の内面に開口した複数の通風孔が前記フラ
   イホイールの周方向に並べた状態で設けられ、 各通風孔は、その一端側の開口部が他端側の開口部より
   もフライホイール磁石回転子の回転方向の前方側に位置
   するようにフライホイールの軸線方向に対して該フライ
   ホイールの回転方向の前方側に傾斜した状態で設けら
   れ、 各通風孔の前記一端側の開口部の周縁部の一部が外側に
   打ち出されて、該一端側の開口部の周縁部の前記回転方
   向の後方側に位置する部分が回転方向の前方側に位置す
   る部分よりもフライホイールの外側に突出した形状を呈
   するように形成され、 各通風孔の一端側の開口部の外側に突出した形状を呈す
   る部分の、回転方向の前方を向いた面が、各通風孔内に
   冷却風を導入する冷却風導入面となっていることを特徴
   とするフライホイール磁石発電機。
3. 【請求項３】 各通風孔の一端側の開口部に形成された
   冷却風導入面は、各通風孔の傾斜方向に沿う方向に傾斜
   している請求項１に記載のフライホイール磁石発電機。
4. 【請求項４】 各通風孔の一端側の開口部の周縁の、前
   記回転方向の前方側に位置する部分は、前記フライホイ
   ールの底壁部の外面と同一面上に位置していることを特
   徴とする請求項１，２または３のいずれかに記載のフラ
   イホイール磁石発電機。
5. 【請求項５】 前記複数の通風孔は、前記固定子の電機
   子コイルに対向し得る位置に形成されていることを特徴
   とする請求項１，２，３または４のいずれかに記載のフ
   ライホイール磁石発電機。
6. 【請求項６】 前記固定子は、環状の継鉄部から複数の
   突極部を放射状に突出させた形状を有する電機子鉄心
   と、該電機子鉄心の突極部に巻回された電機子コイルと
   を備え、 前記複数の通風孔は、前記電機子鉄心の電機子コイルに
   対向し得る位置に設けられていることを特徴とする請求
   項１，２，３，または４のいずれかに記載のフライホイ
   ール磁石発電機。