JP3741386B2

JP3741386B2 - 磁石発電機の回転子

Info

Publication number: JP3741386B2
Application number: JP13269095A
Authority: JP
Inventors: 雅夫岩田; 良樹北村
Original assignee: Oppama Industry Co Ltd
Current assignee: Oppama Industry Co Ltd
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: JPH08308155A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、内燃機関の点火装置に使用される磁石発電機の回転子に係り、特に、磁石を保持したインサートコアをインサート成形によって合成樹脂などの非磁性体中に埋め込むようにして形成したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の点火装置に使用される磁石発電機の回転子は、例えば磁石を保持したポールピース部とバランスウエイト部とを別々に構成し、これらをダイス型内にセットした上でアルミの注湯を行ってアルミダイカスト品として形成される。
【０００３】
しかしながら、かかるアルミダイカスト品の回転子は、一般にダイキャスティング後に機械加工が必要であり、インサートコアの加工効率が悪く、しかもコスト高になるほか、軽量化に限界があった。
【０００４】
一方、これに対して、図１０および図１１に示すように、軸孔部４３を挟んで対向する一方を磁石４２を持ったポールピース部４４とし、他方をバランスウエイト部４５としたインサートコア４１を、合成樹脂内にインサート成形により埋め込んだ回転子で、例えば実公平５−１０５２６号公報に提示されている。
【０００５】
この従来の回転子では、インサートコア４１が複数枚の磁性板を積層したものを複数箇所でリベット４７止めして一体化したものであり、前記軸孔部４３は軸方向に径の等しいストレート孔とされている。
【０００６】
また、前記磁石４２はポールピース部４４を形成する３つの磁極４６、４６ａ、４６ｂのうち、中央の磁極４６に形成された開口孔４９内に挿入されて、その両端部が各磁極４６、４６ａ、４６ｂの軸線方向の外へ突出している。
【０００７】
そして、かかるインサートコア４１ではポールピース部４４とバランスウエイト部４５とが一体成形され、これらの組付作業やダイカスト後の機械加工の必要がないことから、コストが比較的安価になるという利点が得られた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の磁石発電機の回転子にあっては、軸孔部４３がストレート孔であるため、この軸孔部４３を内燃機関のクランクシャフトに対し組み付ける際に、相互の結着力を十分とすることが難しく、相互の結着力を十分とするために、別途用意された結着補助具などを用いる必要があるという問題点があった。
【０００９】
また、この軸孔部４３と上記回転軸との結着力を十分にするため、前記軸孔部４３をテーパ孔として相互に結着時に密嵌させることができるが、前記積層のインサートコア４１ではテーパ孔が各積層板ごとに段々状になり、前記クランクシャフトに対する当たりがガタガタとなって相互に密嵌が不完全になるという問題点があった。
【００１０】
さらに、磁石４２の両端部が各磁極４６の軸線方向Ｚの外（厚み外）へ突出することとなっていたため、その磁石４２の磁束を磁極４６へ十分に集中させることができず、つまり一部の磁束は磁極４６外へ洩れて発電コイルや点火コイルに及ばなくなり、点火等のための発電性能を十分に惹き出すことができないという問題点があった。
【００１１】
また、積層したインサートコア４１を使用して、前記磁石４２の性能を十分に引き出そうとすると、積層厚さを大きくする必要があり、このために回転子の全体の重量が嵩むこととなるほか、また、部分的に積層厚さを変えた場合には，プレス金型の増加にともなうイニシャルコストのアップ、加工工数の増加およびコストアップが避けられなくなるという問題点があった。
【００１２】
さらに、インサートコアを磁性材の焼結合金によって成形し、インサートコアとこれに一体に立設した支柱上の磁極との間に、前記磁石を介装するものが提案されるに及んでいるが、この場合には、成形の都合上支柱をかなり太いものとする必要がある。
【００１３】
このため、この支柱が磁気回路のショートを招来し、前記磁極における磁束発生率が悪くなり、前記発電コイル等における発電性能も不十分なものになるという問題点があった。
【００１４】
この発明は前記のような従来の問題点に着目してなされたものであり、インサートコアとの間に磁石を挟持する第２の磁極をそのインサートコアに対して外付けすることによって、この第２の磁極とインサートコアとを結ぶ磁気回路の磁気抵抗を大きくすることで、前記磁石の磁束を磁極に対し十分に集中可能にし、発電コイル等における発電性能を向上することができる磁石発電機の回転子を得ることを目的とする。
【００１５】
また、この発明は第２の磁極および第１の磁極間に非磁性材料を介在することで、これらの間の磁気回路の磁気抵抗を大きくし、前記磁石の磁束を磁極に対しさらに十分に集中させることができる磁石発電機の回転子を得ることを目的とする。
【００１６】
【問題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る磁石発電機の回転子は、軸孔部を挟んで対向する一方が磁石を保持するポールピース部とされ、他方がバランスウエイト部とされたインサートコアと、該インサートコアを被うように円盤状に成形された非磁性材層とを備えた磁石発電機の回転子において、ポールピース部が、インサートコアに一体に形成された一対の第１の磁極と、該各磁極間に凹設された取付凹部内の一対の対向壁面に突設された係止突起及び底部に突設された磁石受部を有し、磁性材によって略Ω字状に成形され、両端部に前記係止突起に係合可能な係合片が連設され、前記ポールピース部の前記磁石受部との間に磁石を挟持する第２の磁極とを有し、該第２の磁極および前記第１の磁極の外側面部が前記非磁性材層の外に僅かに露出させられて成るものである。
【００１７】
請求項２の発明に係る磁石発電機の回転子は、前記請求項１の発明と同様に円盤状に成形された非磁性材層を備え、ポールピース部が、前記インサートコアに一体に形成された一対の第１の磁極と、該各磁極間に凹設された取付凹部内の対向壁面に形成され非磁性部材が装着された切欠部及び底部を有し、磁性材によって略Ω字状に成形され、両端に前記非磁性部材に食い込む係合片が連設され、前記ポールピース部の前記底部との間に磁石を挟持する第２の磁極とを有し、該第２の磁極および前記第１の磁極の外側面部が前記非磁性材層の外に僅かに露出させられて成るものである。
【００１８】
【作用】
請求項１の]発明における磁石発電機の回転子は、インサートコアに設けられた１対の第１の磁極に対して分離状態にある第２の磁極が、前記第１の磁極間に装着されるように構成されているため、これらの装着部における磁気回路の磁気抵抗を大きくでき、これにより磁石の磁束を第２の磁極に十分に集中させるようにし、さらに前記各磁極の外側面部を前記円盤状に成形された非磁性材層の外に僅かに露出させたため、第２の磁極で得られた十分な密度の磁束を発電コイル等に効果的に及ばしめることを可能にする。
【００１９】
また、請求項２の発明における磁石発電機の回転子は、非磁性部材が第２の磁極とインサートコアに一体の第１の磁極とを結ぶ磁気回路の磁気抵抗を十分に大きくするため、磁石の磁束をその第２の磁極に対してさらに十分に集中させ、さらに前記各磁極の外側面部を前記円盤状に成形された非磁性材層の外に僅かに露出させたため、第２の磁極で得られた十分な密度の磁束を発電コイル等に効果的に及ばしめることを可能にする。
【００２０】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１はこの発明の磁石発電機の回転子を示す正面図であり、同図において、１は全体として略Ｉ字状をなす磁性材の焼結合金からなるインサートコア、２はこのインサートコア１を被うように射出成形された合成樹脂層やアルミダイカスト層などの非磁性材層である。
【００２１】
また、前記インサートコア１はテーパ状の軸孔部３を挟んで対抗する一方が磁石６を有するポールピース部４とされ、他方がバランスウエイト部８とされている。
【００２２】
前記ポールピース部４は、図２に示すようにインサートコア１の一端に突設された一対の略Ｌ字状の第１の磁極４ａ（以下単に「磁極４ａ」と言う。）と、該各磁極４ａ間に凹設された取付凹部４ｂと、該取付凹部４ｂ内の一対の対向壁面に突設された係止突起４ｃと、前記取付凹部４ｂの底部に突設された磁石受部４ｄとを有する。
【００２３】
また、５は全体として磁性材によって略Ω字状に成形された第２の磁極（以下単に「磁極５」と言う。）で、これの両端部には、図４に示すように、前記係止突起４ｃに係合可能な係合片５ａが連設されている。
【００２４】
さらに、６は磁石であり、前記係止突起４ｃに係合片５ａを係合した際に、その磁極５のコ字状部と前記磁石受部４ｄの受面との間に挟持されるようになっている。
【００２５】
つまり、前記磁極５はインサートコア１に対して独立に形成されており、回転子の組み付け時に、そのインサートコア１に装着され、この装着部（分離部）において、磁気回路の磁気抵抗が増大するようになされている。
【００２６】
なお、前記磁極５および磁石６も前記ポールピース部４の一部を構成しており、磁極５は図示しない発電コイルや点火コイルに近接して電圧を発生するように機能する。
【００２７】
そして、図２および図３に示すようなポールピース部４およびバランスウエイト部８を有するインサートコア１は、図示しない金型に配置されて、軸孔部３を除く各部が合成樹脂により射出成形され、あるいはアルミダイカスト成形されて、図１に示すような非磁性材層２で被覆された円盤状の回転子が形成されている。
【００２８】
また、７は、前記合成樹脂の射出成形時やアルミダイカスト成形時に同時に形成される冷却フィンで、内燃機関の冷却を行うのに好適な形状に突設されている。
【００２９】
また、前記磁石６は各磁極４ａ、５に対して軸線方向Ｚ長が等しく、従って、磁石６の磁束を磁極５に集中させて、図示しない点火コイルや発電コイルに対し高効率に及ぼすことができるようにしている。
【００３０】
また、前記バランスウエイト部８は、前記ポールピース部４の重さに見合った必要かつ十分な重量を持ち、インサートコア１に対する慣性モーメントを改善するように設計され、全体として略円弧状をなす。
【００３１】
そして、これらの軸孔部３、ポールピース部４およびバランスウエイト部５を有するインサートコア１は焼結合金からなる磁性体によって、前記のように１つの金型を用いて一体成形される。このため、このインサートコア１は形状やサイズを任意に選択でき、従来のような積層形のインサートコアに比べて重量および製造コストを低減できることとなる。
【００３２】
また、前記軸孔部３は前述のように軸線方向に内径が変化するテーパ孔とされており、このテーパ孔は前記インサートコア１の成形時に同時に金型により形成されるため、その内周面を円滑に仕上げることが可能となる。
【００３３】
このため、かかるテーパ孔を軸孔部３として持った回転子は、内燃機関のクランクシャフトに圧入装着する際、そのテーパ孔の一部がクランクシャフトの外周囲に噛み込むようにして蜜嵌される。このため、前記回転子はクランクシャフトの設定位置に確実に結着させることができる。
【００３４】
また、前記各磁極４ａ、５の外周面部は前記非磁性材層２の外に僅か露出されており、これにより磁石６の磁束を発電コイルや点火コイルに効率良く供給でき、従ってこれらの各コイルにおける発電効率を上げることができる。
【００３５】
かかる構成になる磁石発電機の回転子では、これが内燃機関のクランクシャフトに前記のように取り付けられて回転し、この回転子付近に配設された発電コイルや点火コイルに磁極５からの磁束を十分に及ばしめ、これらの各コイルにパルス状の誘起起電力を発生させる。
【００３６】
この場合において、前記磁極５は磁石６に一体装着されるとともに、これの係合片５ａにてインサートコア１の磁石受部４ｄ内に装着されている。
【００３７】
このため、この係合片５ａとこれを係止する係止突起４ｃとの係合部における磁気回路の磁気抵抗は大きくなり、つまり磁気回路のショート部分を低減出来、磁石６が発生する磁束はこの係合部を通過させず、その殆どを磁極５に集中させて、この磁極５を通過する磁束を前記コイルに十分に及ばしめることができる。かくして、各コイルの発電性能を大幅に向上することができる。
【００３８】
なお、磁気回路のショート部分をさらに少なくするために、例えば、図５に示すように、磁極５の前記磁石６の側面を被う立上がり片部５ｂを小幅に抑えるようにすることもできる。
【００３９】
図６はこの発明の他の実施例を示す回転子であり、この回転子を構成するインサートコア１１は、図７に示すように複数枚の磁性板をリベット１９止めにより積層したものからなる。
【００４０】
この実施例においても、前記インサートコア１１は軸孔部１３を除いて非磁性層１２により被われて円盤状に形成され、その軸孔部１３を挟んで対向する一方が磁石１６を有するポールピース部１４とされ、他方がバランスウエイト１８とされている。
【００４１】
そして、前記ポールピース部１４は図７および図８に示すようにインサートコア１１の一端に突設された一対の略Ｌ字状の第１の磁極１４ａ（以下単に「磁極１４ａ」と言う。）と、該各磁極１４ａ間に凹設された取付凹部１４ｂと、該取付凹部１４ｂ内の一対の対向壁面に突設された係止突起１４ｃと、前記取付凹部１４ｂの底部に突設された磁石受部１４ｄとを有する。
【００４２】
また、１５は磁性板によって略Ω字状に成形された第２の磁極（以下単に「磁極１５」と言う。）でこれの両端部には、図７に示すように、前記係止突起１４ｃに係合可能な係合片１５ａが連設されている。
【００４３】
１６は磁石であり、前記係止突起１４ｃに係合片１５ａを係合した際に、その磁極１５のコ字状部と前記磁石受部４ｄの受面との間に挟持保持されるようになっている。
【００４４】
なお、前記磁極１５および磁石１６も前記ポールピース部１４の一部を構成しており、磁極１５は図示しない発電コイルや点火コイル近接して電圧を発生するための磁気回路を形成している。
【００４５】
そして、この実施例では磁極１５および磁石１６の軸線方向Ｚ長が等しく、かつインサートコア１１の厚みより大きいため、磁石１６で発生する密度の高い磁束を磁気抵抗の小さい（相互の接合面積が等しい）磁極１５を介して、前記発電コイル等に対し十分に及ばしめることができる。
【００４６】
図９はこの発明の他の実施例を示す。同図において、２１は磁性材の燒結合金や積層した磁性板からなるインサートコアで、このインサートコア２１において、２２はテーパ孔やストレート孔などの軸孔部、２３ａはインサートコア２２の一端部に設けられた一対のＬ字状の第１の磁極（以下単に「磁極２３ａ」と言う。）、２３ｂはこれらの各磁極２３ａ間に形成された取付凹部である。
【００４７】
また、２３ｃはこの取付凹部２３ｂの対向壁面に形成された切欠部、２４はこの切欠部２３ｃ内に装着された非磁性部材２３ｄに両端の係合片２４ａが食い込むように、前記取付凹部２３ｂに支持された略Ω字状の第２の磁極（以下単に「磁極２４」と言う。）で、これが磁性板からなる。
【００４８】
また、２５は磁石で、これが前記磁極２４と前記取付凹部２３ｂの底部との間に挟持されている。そして、これらの磁極２３ａ、２４および磁石２５はポールピース部を構成している。
【００４９】
かかる構成になるインサートコア２１は前記各実施例と同様にして、これの上に合成樹脂の射出成形やアルミダイカストとによる非磁性層が設けられて、円盤状の回転子とされる。
【００５０】
そして、この実施例では磁極２４と磁極２３ａとの間に前述のような非磁性部材２３ｄが設けられることで、これらの係止部（連結部）における磁気抵抗が極めて高いものとなる。
【００５１】
従って磁極２４から磁極２３ａへの磁束の洩れが少なくなり、つまり、磁気回路のショート部分が小さくなり、磁石２５の磁束の多くが磁極２４を通過して、発電コイル等へ十分に集中させることが可能となり、これらの発電コイルにおける発電効率を極めて高いものとすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、ポールピース部に、インサートコアに一体に形成された一対の第１の磁極と、これらの第１の磁極間に装着されて、磁石を前記インサートコアとの間に挟持する磁性板からなる第２の磁極とを設けるように構成したので、インサートコアとの間に磁石を挟持する第２の磁極がそのインサートコアに対して外付けされることによって、この第２の磁極とインサートコアとを結ぶ磁気回路の磁気抵抗を大きくすることができ、前記磁石の磁束を磁極に対し十分に集中可能にし、さらに前記各磁極の外側面部を円盤状に成形された非磁性材層の外に僅かに露出させたため、発電コイル等における発電性能を向上することができるものが得られる効果がある。
【００５３】
また、請求項２の発明によれば、ポールピース部に、前記インサートコアに一体に形成された一対の第１の磁極と、これらの第１の磁極間に非磁性部材を介して装着されて、磁石を前記インサートコアとの間に挟持する磁性板からなる第２の磁極とを設けるように構成したので、第２の磁極および第１の磁極間を結ぶ磁気回路の磁気抵抗を大きくすることができ、前記磁石の磁束を磁極に対しさらに十分に集中させることができ、さらに前記各磁極の外側面部を円盤状に成形された非磁性材層の外に僅かに露出させたため、発電コイル等における発電性能を向上させることができるものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による磁石発電機の回転子を示す正面図である。
【図２】図１におけるインサートコアを示す正面図である。
【図３】図２に示すインサートコアの縦断面図である。
【図４】図２における第２の磁極および磁石を拡大して示す分解斜視図である。
【図５】図２における第２の磁極および磁石の他の実施例を拡大して示す分解斜視図である。
【図６】この発明の他の実施例による磁石発電機の回転子を示す正面図である。
【図７】図６におけるインサートコアを示す正面図である。
【図８】図７に示すインサートコアの縦断面図である。
【図９】この発明の他の実施例による磁石発電機の回転子におけるインサートコアを一部破断して示す正面図である。
【図１０】従来の磁石発電機の回転子におけるインサートコアを示す斜視図である。
【図１１】図１０に示すインサートコアの縦断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１インサートコア
２，１２非磁性材層
３，１３，２２軸孔部
４、１４ポールピース部
４ａ，１４ａ，２３ａ第１の磁極
５，１５，２４第２の磁極
６，１６，２５磁石
８，１８バランスウエイト部
２３ｄ非磁性部材

Claims

軸孔部を挟んで対向する一方が磁石を保持するポールピース部とされ、他方がバランスウエイト部とされたインサートコアと、該インサートコアを被うように円盤状に成形された非磁性材層とを備えた磁石発電機の回転子において、前記ポールピース部が、前記インサートコアに一体に形成された一対の第１の磁極と、該各磁極間に凹設された取付凹部内の一対の対向壁面に突設にされた係止突起及び底部に突設された磁石受部とを有し、磁性材によって略Ω字状に成形され、両端部に前記係止突起に係合可能な係合片が連設され、前記ポールピース部の前記磁石受部との間に磁石を挟持する第２の磁極とを有し、該第２および前記第１の磁極の外周面部が前記非磁性体層の外に僅かに露出させられてなることを特徴とする磁石発電機の回転子。
軸孔部を挟んで対向する一方が磁石を保持するポールピース部とされ、他方がバランスウエイト部とされたインサートコアと、該インサートコアを被うように円盤状に形成された非磁性材層とを備えた磁石発電機の回転子において、前記ポールピース部が、前記インサートコアに一体に形成された一対の第１の磁極と、該磁極間に凹設された取付凹部内の対向壁面に形成され非磁性部材が装着された切欠部及び底部とを有し、磁性材によって略Ω字状に成形され、両端に前記非磁性部材に食い込む係合片が連設され、前記ポールピース部の前記底部との間に磁石を挟持する第２の磁極とを有し、該第２および前記第１の磁極の外周面部が前記非磁性材層の外に僅かに露出させられてなることを特徴とする磁石発電機の回転子。