JP3509240B2 - 磁石式発電機の固定子 - Google Patents

磁石式発電機の固定子

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,2輪自動車等に用いら
れる磁石式発電機の固定子に関する。
【0002】
【従来技術】図10に示すように,磁石式発電機の固定
子90は,図示しない磁石付回転子の磁極に対向する突
極911を設けたコアアッセンブリ91と,突極911
に装着されたコイル92とよりなる。コイル92は,絶
縁処理を施した突極911の外周面に巻線を巻回したも
のである。
【0003】コイル92の巻線は,上記のようにコアア
ッセンブリ91の突極911に,専用のノズル式の巻線
機を用いて,固定子90の軸心側から遠心側に向かって
線材を繰り出しながら上記突極911に巻きつけて製作
される。従って,コイル92の間には,ノズルを進入さ
せるための空隙Gが必要である。
【0004】
【解決しようとする課題】しかしながら,従来の磁石式
発電機の固定子には次のような問題点がある。第1の問
題点は,ノズル式巻線機を用いた上記コイル92の巻線
方法は,隣接するコイル92の間にノズルを通す空隙G
が必要であり,そのためコイル92の占有できる空間が
狭められてしまうということである。その結果,巻線の
線径又は巻数がスペース的に制限され,磁石式発電機の
出力が低めに抑制される。また,固定子の極数(コイル
の数)も少なめにせざるを得なくなる。
【0005】第2の問題点は,上記コイルの巻線機は汎
用性のない専用機となるため,設備の稼働率が低く,ま
た投資効率が悪くなることである。例えば,上記のよう
な内回転式の磁石式発電機のノズル式巻線機は,磁極を
外側に向かって突出させる外回転式の磁石式発電機に用
いるものとは異なったものとなり,互に共用することが
できない。
【0006】本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであり,容積当たりの発電機出力を大きくす
ることができ,また専用の巻線機などを用いずに容易に
製作可能な磁石式発電機の固定子を提供しようとするも
のである。
【0007】
【課題の解決手段】本発明は,環状の外郭コアから,そ
の内側に向けて複数のコイルを突設させてなる磁石式発
電機の固定子であって,該固定子は,内側に向けて上記
コイルと同数の突極を突出させた外郭のコアアッセンブ
リと,該コアアッセンブリの内側に配置され磁気的な絶
縁体である弧状絶縁部材と導磁性体の弧状磁極板とをそ
れぞれ上記コイルと同数だけ交互に配置してなるストッ
パリングと,上記突極に嵌着し上記コアアッセンブリと
上記ストッパリングとによって挟持,保持される複数の
コイルとを有しており,該コイルは,上記突極を貫通さ
せる貫通穴を有するボビンと,該ボビンの外周に巻回さ
れた巻線とからなり,上記各突極の内側端面は上記弧状
磁極板の外側端面にそれぞれ当接させて磁気的に導通さ
せ,一方上記ボビンの円周方向に沿った左右両側面は,
上記弧状磁極板を挟んで隣接する上記弧状絶縁部材の右
又は左側面に当接,係合させてあることを特徴とする磁
石式発電機の固定子にある。
【0008】本発明において最も注目すべきことの第1
点は,コイルは突極に嵌着され,コアアッセンブリとス
トッパリングとによって挟持,保持されるよう構成され
ていることである。即ち,コイルのボビンの貫通穴に突
極を挿入してコアアッセンブリに装着し,その後コイル
が突極から外れないようにストッパリングによって内側
から保持されている。
【0009】最も注目すべきことの第2点は,上記スト
ッパリングは,コイル(突極)と同数の弧状絶縁部材と
弧状磁極板とを交互に配置してあり,弧状絶縁部材の外
側(離心側)の左右両側面はボビンの内側(円心側)の
右左両側面に当接,係合し,一方,弧状磁極板の外側端
面(離心側端面)は突極の内側端面(円心側端面)に当
接することである。即ち,絶縁部材であるボビンは絶縁
部材である一対の弧状絶縁部材に当接し,一方,導磁性
体である突極は導磁性体である弧状磁極板に1対1に当
接するように配設されている。
【0010】なお,上記において,弧状絶縁部材とボビ
ンとを係合させる構造には,例えば次のようなものがあ
る。即ち,上記ボビンの左右両側面及び上記弧状絶縁部
材の右左両側面に固定子の軸心と平行方向に走る突条又
は凹溝を形成し,該突条と凹溝とを互に嵌合する構造と
する。そして,コイルをコアアッセンブリに装着した
後,上記突条と凹溝とを嵌合させながらストッパリング
を軸心と平行方向に移動させることにより,ストッパリ
ングの外側端面とボビンの内側端面とを係合させる。
【0011】その結果,互に嵌合し合う突条と凹溝の作
用によって,ストッパリングは円周方向に沿った移動が
抑止される。また弧状絶縁部材を所定の位置でボビンに
当接させ弧状磁極板を所定の位置で突極に当接させ係止
することができる。そして,固着具などを用いることな
く,コアアッセンブリとコイルとストッパリングとを容
易に組付けることができる。なお,上記突条と凹溝は,
ボビン又は弧状絶縁部材のいずれの側に設けてもよく,
また,それぞれの面に突条と凹溝の両方を設け互に嵌合
させるようにすることも可能である。
【0012】
【作用及び効果】本発明にかかる固定子においては,予
め巻線を施したコイルを,コアアッセンブリの突極に嵌
着して組付けることができる。即ち,予めボビンの上に
巻線を巻付けた完成体としてのコイルをコアアッセンブ
リの突極に嵌着し,その後,ストッパリングにより内側
からコイルを保持する。
【0013】そのため,従来の固定子のように隣接する
コイルの間に巻線機のノズルを通すギャップは不要であ
り,コイルの占有スペースを大きくすることができる。
そのため,固定子の巻線量を増大することが可能とな
り,その結果容積当たりの磁石式発電機の出力を増加さ
せることができる。また,磁石式発電機をより多極化す
ることが可能となる。
【0014】また,コイルは,コアアッセンブリに組付
けた状態ではなく,単独の状態でボビンに巻線を施すこ
とになるから,汎用の巻線機を用いて容易かつ安価にコ
イルを製作することができる。その結果,専用の巻線設
備は不要となり,汎用の巻線機は他の製品と共用するこ
とができるから,設備の稼働率や投資効率が向上する。
【0015】そして,上記コイルを固定子に組上げるた
めの組付け作業は,容易な組付け工程である。即ち,コ
イルをコアアッセンブリの突極に嵌着し,その後,コア
アッセンブリの内側にストッパリングを装着して固定子
を組上げればよく,特別の熟練などを必要としない。上
記のように,本発明によれば,容積当たりの発電機出力
が大きく,また専用巻線機などを用いず容易に製作可能
な磁石式発電機の固定子を提供することができる。
【0016】
【実施例】
実施例1 本発明の実施例にかかる磁石式発電機の固定子につき,
図1〜図7を用いて説明する。本例は,図1(a)に示
すように,環状のコアアッセンブリ10からその内側に
向けて複数のコイル20を突設させてなる磁石式発電機
の固定子1である。固定子1は,図2に示すように内側
に向けてコイル20と同数の突極11を突出させた外郭
のコアアッセンブリ10と,コアアッセンブリ10の内
側に配置され図3に示すように磁気的な絶縁体である弧
状絶縁部材31と導磁性体の弧状磁極板32とをそれぞ
れコイル20と同数だけ交互に配置してなるストッパリ
ング30と,図1に示すように突極11に嵌着しコアア
ッセンブリ10とストッパリング30とによって挟持さ
れるコイル20(図5)とを有する。
【0017】図5に示すように,コイル20は,突極1
1を貫通させる貫通穴23を有するボビン21(図6,
図7)と,ボビン21の外周に巻回された巻線22とよ
りなる。そして,図2(a)に示す突極11の内側端面
110は,図4に示す弧状磁極板32の外側端面320
に当接させて磁気的に導通させる。一方,図6,図7に
示すボビン21の内側端面210の円周方向Rに沿った
左右両側面211,212は,弧状磁極板32を挟んで
隣接する弧状絶縁部材31の外側端面310の右又は左
側面311,312(図4)に当接,係合させてある。
【0018】即ち,図6,図7に示すように,ボビン2
1の内側端面210の左右には,固定子1の軸心と平行
方向に突条213が形成され,一方,図4に示すよう
に,弧状絶縁部材31の外側端面310には固定子1の
軸心と平行方向に一対の凹溝313が形成されており,
凹溝313と突条213とは互いに嵌合する関係になっ
ている。そして,ストッパリング30は,凹溝313に
突条213を嵌合させた状態で固定子1の軸心方向にス
ライドさせることにより,図1に示すようにコイル20
に組付けて係止される。
【0019】それぞれについて説明を補足する。本例
は,固定子1の内側に設けた磁石付の回転子を回転さ
せ,固定子1に電圧を誘起する,いわゆる内回転式の磁
石式発電機の固定子1である。コアアッセンブリ10
は,図2(b)に示すように,磁性体の鉄板を積層し,
リベット12によって,かしめて固定したものである。
そして,その突極11にコイル20が挿入される。
【0020】一方,ストッパリング30は,金属の弧状
磁極板32をインサートして樹脂成形したものであり,
弧状絶縁部材31は合成樹脂製である。図5に示すコイ
ル20は,図6,図7に示すボビン21に,汎用の巻線
機を用いて巻線22を形成したものである。そして,コ
イル20は,巻線後にコアアッセンブリ10の突極11
に嵌着し,ストッパリング30で押さえてコイル20間
を結線する。
【0021】コイル20のボビン21には,円周方向の
両端近傍に一対の突条213が形成されており,突条2
13は,弧状磁極板32を挟んで隣接する一対の弧状絶
縁部材31の凹溝313にそれぞれ嵌合させる。即ち,
突条211と凹溝313とを嵌合させて,ストッパリン
グ30をコイル20に係止する。更に接着剤等を用いて
両者20,30を固定してもよい。なお,図6,図7に
おいて,符号215は,突条211を設けない上下の平
坦な鍔部である。
【0022】次に本例の作用効果について述べる。図5
に示すように,コイル20は,それぞれ別個に独立した
状態で巻線を施される。従って,コイル20は,空間的
な制約の少ない製造条件で汎用の巻線機を用いて製造す
ることができ,製造が容易であり安価となる。
【0023】また,図1に示すように,本例の固定子1
は,隣接するコイル20との間に隙間がないように密集
させてコイル20を配設することができる。その結果,
固定子1の有効な巻線量を増加させることが可能とな
り,磁石式発電機の出力を増大させたり,極数をふやし
て多相化すること等が容易となる。
【0024】また,コアアッセンブリ10とコイル20
とストッパリング30の3者は,固着具などを用いるこ
となく,熟練度の低い作業者によって容易に組付けるこ
とができる。上記のように,本例によれば,容積当たり
の発電機出力が大きく,また専用の巻線機などを用いる
ことがなく,容易に製作可能な固定子1を提供すること
ができる。
【0025】実施例2 本例は,図8,図9に示すように,実施例1において,
ボビン24と弧状絶縁部材33の形状を変更したもう1
つの実施例である。即ち,ボビン24の突条241の先
端を尖らせた形状とし,弧状絶縁部材33の凹溝331
はこれに対応したV字形の溝としたものである。その他
については,実施例1と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の固定子の平面図(a)とコアアッセ
ンブリ部分の側面図(b)。
【図2】実施例1のコアアッセンブリの平面図(a)と
側面図(b)。
【図3】実施例1のストッパリングの平面図(a)と側
面図(b)。
【図4】図3(a)の部分拡大平面図。
【図5】実施例1のコイルの平面図。
【図6】図5のコイルのボビンの平面図。
【図7】図6の右側面図。
【図8】実施例2のコイルのボビンの平面図。
【図9】実施例2のストッパリングの部分拡大平面図。
【図10】従来のコアアッセンブリの平面図。
【符号の説明】
1...固定子, 10...コアアッセンブリ, 20...コイル, 21...ボビン, 22...巻線, 30...ストッパリング, 31...弧状絶縁部材, 32...弧状磁極板,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 21/14 H02K 1/16 H02K 3/46

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環状の外郭コアから,その内側に向けて
    複数のコイルを突設させてなる磁石式発電機の固定子で
    あって,該固定子は,内側に向けて上記コイルと同数の
    突極を突出させた外郭のコアアッセンブリと,該コアア
    ッセンブリの内側に配置され磁気的な絶縁体である弧状
    絶縁部材と導磁性体の弧状磁極板とをそれぞれ上記コイ
    ルと同数だけ交互に配置してなるストッパリングと,上
    記突極に嵌着し上記コアアッセンブリと上記ストッパリ
    ングとによって挟持,保持される複数のコイルとを有し
    ており,該コイルは,上記突極を貫通させる貫通穴を有
    するボビンと,該ボビンの外周に巻回された巻線とから
    なり,上記各突極の内側端面は上記弧状磁極板の外側端
    面にそれぞれ当接させて磁気的に導通させ,一方上記ボ
    ビンの円周方向に沿った左右両側面は,上記弧状磁極板
    を挟んで隣接する上記弧状絶縁部材の右又は左側面に当
    接,係合させてあることを特徴とする磁石式発電機の固
    定子。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記ボビンの左右両
    側面及び上記弧状絶縁部材の右左両側面には,固定子の
    軸心と平行方向に形成され互に嵌合する関係にある突条
    又は凹溝が形成されており,上記ストッパリングは,上
    記突条と凹溝とを嵌合させ,固定子の軸心方向にスライ
    ドさせることにより上記コイルに組付け係止されること
    を特徴とする磁石式発電機の固定子。
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