JP3496742B2 - アウターロータ型エンジン発電機 - Google Patents

アウターロータ型エンジン発電機

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アウターロータ型
エンジン発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】アウターロータの内周面に磁石を配置し
てなる多極式発電機は、近年インバータ制御により商用
周波数出力を取り出す可搬式発電機等の発電部分として
多用されるようになってきた。
【０００３】エンジンでこのアウターロータ型多極式発
電機を駆動する場合に、アウターロータをエンジンのフ
ライホイールに兼用するフライホイール回転子とするこ
とも可能で、この方式を採用することにより別途専用の
フライホイールを設ける必要がなくエンジン発電機全体
の小型化が図れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし一方では、従来
のようなフライホイールの外周に磁石を取り付けて点火
エネルギーを取り出す例えば自己トリガ式点火装置のよ
うな外付けの点火装置を使用することがかなり難しいと
いう問題がある。
【０００５】すなわちアウターロータの場合、内周面に
発電用磁石を配置している関係上、十分なエネルギーを
得るためにはアウターロータの径寸法を小さくすること
はできず、周速度が高速となる大径のアウターロータの
さらにその外周に磁石を取り付けること（例えば特開昭
６１−４０４６３号公報）は、磁石の支持強度を得るこ
とが難しいとともに、アウターロータを大型化すること
になる。
【０００６】このためアウターロータをエンジンのフラ
イホイールに兼用しようとすると、例えば実公平６−４
６２１９号公報記載のように、アウターロータの内側の
多極発電部の一部の極を点火専用にして点火装置の電源
を取り出すようにせざるを得ないということになり、そ
のため点火装置自体が複雑化して高価になるとともに、
高出力を取り出せるはずの多極発電部の一部を点火用に
使用して発電出力を犠牲にするという問題があった。
【０００７】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的とする処は、エンジン発電機全体の小型化を図
りつつ発電出力を犠牲にすることなく簡単な構造で点火
電源を取り出すことができるアウターロータ型エンジン
発電機を安価に供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するために、本発明は、アウターロータの外環帯
状壁の内周に周方向に亘って複数の磁石を配置し、該磁
石に対向する内部空間に多極の発電コイルを巻装した固
定子を収容してなるアウターロータ型エンジン発電機に
おいて、前記アウターロータの外環帯状壁の外側に対向
してエンジン点火装置用発電部を配置し、前記アウター
ロータの外環帯状壁の一部に前記エンジン点火装置用発
電部に向けて前記磁石の磁力を作用させる複数のスリッ
ト孔により構成される磁力貫通用の１組の透き窓を形成
したアウターロータ型エンジン発電機とした。
【０００９】アウターロータの一部に磁力貫通用の透き
窓を設ける簡単な構造であり、アウターロータの外環帯
状壁の内周に配置された磁石の磁力を透き窓を介して外
側に導き、外環帯状壁の外側に対向して配置されたエン
ジン点火装置用発電部により点火電源を取り出すことが
できる。
【００１０】したがって多極発電部の一部を犠牲にする
ことなく高い発電出力を維持することができる。またア
ウターロータがフライホイールを兼ねることが可能であ
ることに加え、点火エネルギーを取り出すための専用の
磁石を外環帯状壁の外周に設ける必要がなく外環帯状壁
の一部に透き窓を設けるだけの簡単な構造でアウターロ
ータ自体を大型化することがないので、エンジン発電機
の全体をより小型化することができる。
【００１１】発電用磁石および一部点火も兼用する磁石
は、アウターロータの外環帯状壁の内周に配設されるの
で、周速度を高速にして十分な発電エネルギーを確保す
るようにしても遠心力に対する磁石の支持強度は外環帯
状壁によって十分確保できる。
【００１２】アウターロータの外環帯状壁の一部に複数
のスリット孔を設ける簡単な構造で、必要な点火エネル
ギーを得るとともに、幅狭のスリット孔を形成するだけ
なので磁石の支持には影響が少なく高速回転時の遠心力
に対して磁石の十分な支持強度を維持することができ
る。
【００１３】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
のアウターロータ型エンジン発電機において、前記アウ
ターロータの外環帯状壁の内周に配置される複数の磁石
が、外周側と内周側に分極し、隣合う磁石の極性が互い
に反対になるよう配列され、該隣合う磁石の対向する２
つの側部が前記１つのスリット孔に対応するような位置
関係にあるものである。
【００１４】隣合う磁石の対向する２つの側部間に生じ
る磁力が１つのスリット孔を出入りして外部に漏れ、エ
ンジン点火装置用発電部により点火電圧を取り出すこと
ができる。各磁石は側部がスリット孔に対応しているの
で、磁石の支持強度は十分確保される。
【００１５】請求項３記載の発明は、前記請求項１記載
のアウターロータ型エンジン発電機において、前記アウ
ターロータの外環帯状壁の内周に配置される複数の磁石
は、外周側と内周側に分極し、隣合う磁石の極性が互い
に反対になるよう配列され、前記スリット孔が前記磁石
に部分的に対応し、隣合う前記磁石間に生じる磁力が隣
合う前記スリット孔の一方から出て他方へ入るような位
置関係にある。
【００１６】磁力が隣合うスリット孔の一方から出て他
方へ入るので、磁力がエンジン点火装置用発電部に有効
に作用するように外側に漏れ、エンジン点火装置用発電
部が十分な点火電源を取り出すことができる。スリット
孔が前記磁石に部分的に対応しているので、磁石の支持
強度は十分確保される。
【００１７】請求項４記載の発明は、前記請求項１ない
し請求項３のいずれか記載のアウターロータ型エンジン
発電機において、前記エンジン点火装置用発電部を、自
己トリガ式点火装置で構成したものである。点火タイミ
ングをとるための信号系統の不要な自己トリガ式点火装
置を使用することができ、構造が簡素化され、かつ低コ
ストである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図５に図示し説明する。本実施の形態
のアウターロータ型エンジン発電機１の構造を示す要部
断面図を図１に示す。
【００１９】フライホイールを兼ねるアウターロータで
あるフライホイール回転子３は、円板状の底壁４と外環
帯状壁５とから円形椀状に形成されており、底壁４が駆
動軸２に嵌着され駆動軸２と一体に回転可能に支持され
ている。
【００２０】外環帯状壁５の内周面には18個の磁石６が
周方向に亘って配列取り付けられている。磁石６は外周
側と内周側にＮ極とＳ極が分極されて、隣合う磁石６，
６は、互いに対向する極性が異なるように構成されてい
る。
【００２１】この円環状に配列される磁石６に対向する
内部空間に、固定子10が収容されている。固定子10は、
スリーブを介して中央を固定支持されたステータコア11
が外周部に27個の突極12を放射状に突設し、各突極12に
発電コイル13が巻装されている。各突極12は、微小空隙
を介して磁石６と対向している。
【００２２】図２に発電回路の回路図を示す。発電コイ
ル13は３種類あり、そのうち１種の３相発電コイル13ａ
は、６個のダイオード15からなる３相全波整流回路を介
してレギュレータ16に接続され、レギュレータ16はイン
バータ17に接続されており、このインバータ17により、
商用周波数（例えば50Hzまたは60Hz）の交流出力を得
る。
【００２３】このレギュレータ16とインバータ17を駆動
する電源回路18にもう１種類の単相発電コイル13ｂが接
続されている。そして残りの種類の３相発電コイル13ｃ
は、３個のダイオード19からなる３相半波整流回路が接
続され、同整流回路の出力によりバッテリ充電用等の直
流出力を得る。
【００２４】以上のようなアウターロータ型エンジン発
電機１において、本実施の形態では、フライホイール回
転子３の外環帯状壁５の一部に図３および図４に示すよ
うな３つのスリット孔21，22，23（図３の格子状ハッチ
部分）が形成されている。そして外環帯状壁５に対向し
て外側に自己トリガ式点火装置30が配置されている（図
１参照）。
【００２５】図３において左右のスリット孔21，23は、
左右対称で軸方向に長尺であり、一方の端部が互いに近
づく方向に延出した概ねＬ字状をしており、各スリット
孔21，23は内側の隣合う磁石６，６の互いに対向する２
つの側部が外部から見える位置に対応して形成され、長
尺な軸方向の幅長は磁石６より若干小さい。
【００２６】両スリット孔21，23に挟まれたスリット孔
22は、スリット孔21，23の周方向への延出部と軸方向反
対側に偏って設けられ、周方向に若干長尺の矩形孔であ
り、内側の磁石６の周方向真上位置に形成される。
【００２７】図３において左右の磁石６，６は、それぞ
れ一側部がスリット孔21，23に対応しているだけで大部
分が外環帯状壁５に支持され、中央の磁石６は両側部と
中央の一部がスリット孔21，22，23に対応してその他は
外環帯状壁５に支持されているので、高速回転時に各磁
石６に大きな遠心力が働いても確実に磁石６を支持する
ことができる。
【００２８】スリット孔22の処での軸方向直角断面図
（IV−IV断面）を図４に示す。図４において中央の磁石
６の外周側Ｎ極の中央付近から出た磁力線は、スリット
孔22から外側に漏出したのち左右のスリット孔21，23か
ら隣の磁石６，６の外周側Ｓ極に至る。
【００２９】また中央の磁石６の外周側Ｎ極の左右側部
から出た磁力線は、左右のスリット孔21，23から外側に
漏出したのち同じスリット孔21，23から隣の磁石６，６
の外周側Ｓ極に至る。
【００３０】フライホイール回転子３の回転により、上
記外側に漏出する磁力線も一緒に回転し、外環帯状壁５
の外側に配置された自己トリガ式点火装置30を通過する
毎に自己トリガ式点火装置30によってエンジンの点火動
作が行われる。自己トリガ式点火装置30は、外環帯状壁
５の外周面に対向してイグナイター31を有している。
【００３１】イグナイター31は、コ字状をなす鉄心40の
一対の脚部40ａ，40ｂ間の連結部に１次コイル31ａと２
次コイル31ｂが巻装されたものであり、一対の脚部40
ａ，40ｂの内側間の寸法は磁石６の周方向の寸法よりも
小さく、外側間の寸法は磁石６の周方向の寸法よりも大
きく形成されている（図１参照）。
【００３２】かかるイグナイター31を一体に有する自己
トリガ式点火装置30の回路構成を図５に示す。イグナイ
ター31の１次コイル31ａの両端は、それぞれ電線32,33
に接続され、電線32にトランジスタ34,35の各エミッタ端
子が接続され、接地された電線33にトランジスタ34のコ
レクタ端子およびトランジスタ35のコレクタ端子に接続
された抵抗36の他端が接続されている。
【００３３】そしてトランジスタ34のベース端子はトラ
ンジスタ35のコレクタ端子に接続され、トランジスタ35
のベース端子は電線32,33間に直列に接続された抵抗37,
38の接続点に接続されている。 一方イグナイター31の２次コイル31ｂの一端は、点火プ
ラグ39の一端に接続され、２次コイル31ｂの他端は、点火
プラグ39の他端に接続されるとともに接地されている。
【００３４】フライホイール回転子３が回転してスリッ
ト孔21，22，23で構成される磁束漏出部がイグナイター
31の鉄心40の一方の脚部40ａに至ると、まずイグナイタ
ー31の１次コイル31ａに電圧が発生してトランジスタ34
のエミッタ側が正電位となり両トランジスタ34，35はと
もに作動せず、次いで磁束漏出部が鉄心40の他方の脚部
40ｂに近づくと、コ字状鉄心40を流れる磁力線の向きが
逆になり逆向きの電圧が発生してトランジスタ34のコレ
クタ側が正電位となり、トランジスタ34は導通し、１次
コイル31ａに１次電流が流れる。
【００３５】そして磁束漏出部が脚部40ｂに近づくにつ
れてトランジスタ34のコレクタ・エミッタ電位が徐々に
上昇し、抵抗37，38で分圧されるトランジスタ35のベー
ス電圧がトリガ電圧に達すると、トランジスタ35が導通
し、トランジスタ34がオフとなり、イグナイター31の１
次コイル31ａが瞬時に遮断され、この結果イグナイター
31の２次コイル31ｂに高電圧パルスが誘導されて点火プ
ラグ39に火花を発生させることができる。
【００３６】以上のように本実施の形態に示されたアウ
ターロータ式エンジン発電機１は、アウターロータがフ
ライホイールを兼ねるフライホイール回転子３を使用し
た全体が小型化されたエンジン発電機であり、フライホ
イール回転子３の一部に磁力貫通用のスリット孔21，2
2，23を設ける簡単な構造であり、フライホイール回転
子３の外環帯状壁５の内周に配置された磁石６の磁力を
スリット孔21，22，23を介して外側に導き、外環帯状壁
５の外側に対向して配置された自己トリガ式点火装置30
のイグナイター31により点火電源を取り出し、１回転に
１回点火プラグ39をスパークさせている。
【００３７】フライホイール回転子３の外環帯状壁５に
設けられる磁力貫通用のスリット孔21，22，23は必要最
小限の孔であればよく、外環帯状壁５の内周に配置され
る磁石６を支持するに支障はなく、高速回転により磁石
６に大きな遠心力が働いても十分な支持強度を確保する
ことができる。
【００３８】また発電機出力用の磁石６の一部を点火用
に利用して外側に別設した点火用発電部から点火エネル
ギーを得ているので、点火ために発電機用電源として利
用可能な発電エネルギーの一部が犠牲にされることがな
く、効率良く高い発電機出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施の形態のアウターロータ型
エンジン発電機の構造を示す要部断面図である。
【図２】本アウターロータ型エンジン発電機の発電回路
の回路図である。
【図３】フライホイール回転子の一部側面図である。
【図４】図３におけるIV−IV線に沿って截断した断面図
である。
【図５】自己トリガ式点火装置の回路図である。
【符号の説明】
１…アウターロータ型エンジン発電機、２…駆動軸、３
…フライホイール回転子、４…底壁、５…外環帯状壁、
６…磁石、10…固定子、11…ステータコア、12…突極、
13…発電コイル、15…ダイオード、16…レギュレータ、
17…インバータ、18…電源回路、21，22，23…スリット
孔、30…自己トリガ式点火装置、31…イグナイター、3
2，33…電線、34，35…トランジスタ、36，37，38…抵
抗、39…点火プラグ、40…鉄心。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−262367（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−176513（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−265654（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−53680（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 21/22 H02K 7/18 H02K 21/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アウターロータの外環帯状壁の内周に周
    方向に亘って複数の磁石を配置し、該磁石に対向する内
    部空間に多極の発電コイルを巻装した固定子を収容して
    なるアウターロータ型エンジン発電機において、 前記アウターロータの外環帯状壁の外側に対向してエン
    ジン点火装置用発電部を配置し、 前記アウターロータの外環帯状壁の一部に前記エンジン
    点火装置用発電部に向けて前記磁石の磁力を作用させる
    複数のスリット孔により構成される磁力貫通用の１組の
    透き窓を形成したことを特徴とするアウターロータ型エ
    ンジン発電機。
  2. 【請求項２】 前記アウターロータの外環帯状壁の内周
    に配置される複数の磁石は、外周側と内周側に分極し、
    隣合う磁石の極性が互いに反対になるよう配列され、 該隣合う磁石の対向する２つの側部が前記１つのスリッ
    ト孔に対応するような位置関係にあることを特徴とする
    請求項１記載のアウターロータ型エンジン発電機。
  3. 【請求項３】 前記アウターロータの外環帯状壁の内周
    に配置される複数の磁石は、外周側と内周側に分極し、
    隣合う磁石の極性が互いに反対になるよう配列され、 前記スリット孔は前記磁石に部分的に対応し、隣合う前
    記磁石間に生じる磁力が隣合う前記スリット孔の一方か
    ら出て他方へ入るような位置関係にあることを特徴とす
    る請求項１記載のアウターロータ型エンジン発電機。
  4. 【請求項４】 前記エンジン点火装置用発電部は、自己
    トリガ式点火装置で構成されたことを特徴とする請求項
    １ないし請求項３のいずれか記載のアウターロータ型エ
    ンジン発電機。
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