JP4871316B2 - 点火信号発生装置及びそれを備えた磁石発電機 - Google Patents

Description

本発明は、点火信号発生装置及びそれを備えた磁石発電機に関するものである。

従来から、磁石発電機が取り付けられているエンジンにおいては、その点火時期などを制御するために、エンジンの回転速度情報やクランクシャフトの回転角度情報が必要となる。このため、クランクシャフトの回転に伴ってパルス信号（点火信号）を発生するパルサ（点火信号発生装置）が用いられている。この種のパルサは、自動二輪車などのエンジンのケース内に設けられており、エンジンのクランクシャフトに連結された磁石発電機の回転子の回転角度を検出することで、この検出結果からエンジンの回転速度情報やクランクシャフトの回転角度情報の検出を行っている。

パルサは、磁束源としてのマグネットと、マグネットと磁気的に接続されているポールと、ポールの外周にボビンを介して巻装された信号発生コイルと、信号発生コイルを樹脂封止するパッケージとを備えている（例えば、特許文献１参照）。また、ボビンには、一対の端子が設けられている。これら端子の一端側はコイルの両端末部がそれぞれ接続されるとともに、他端側はパッケージの表面から突出しており、外方から引き込まれるリード線がそれぞれ接続されている。そして、パッケージには、金属製のステーが固定され、このステーを介してパルサはエンジンのケースに固定されている。

この構成によれば、回転子の回転によりマグネットから発生する磁束密度が変化し、この変化に応じてコイルに誘導起電力が生じる。そして、誘導起電力の変化に応じてパルス信号を発生し、このパルス信号に基づいて回転子の回転角度を検出することで、回転子と連動回転するエンジンの回転速度情報や、クランクシャフトの回転角度情報を検出できるようになっている。
実開平４−１３７２６８号公報

ところで、エンジンのケース内には、エンジンオイルが収容されており、このエンジンオイルをエンジンのケース内で循環させることで、磁石発電機の冷却も行っている。具体的には、磁石発電機をエンジンオイル内に浸漬配置し、回転子の回転により磁石発電機全体にエンジンオイルを行き渡らせたり、エンジンオイルを磁石発電機に噴き付けたりしている。これにより、磁石発電機（主にコイル）から発生する熱を冷却できるように構成されている。

しかしながら、エンジンのケース内では、クランクシャフトやピストン等の摺動部においてスラッジと呼ばれる金属片が発生し、このスラッジがケース内を循環するエンジンオイルに混入される虞がある。パルサはマグネットを備えているため、スラッジを吸引しやすくなっており、エンジンオイルに混入されたスラッジが、パルサに付着するという問題がある。この時、パルサの端子とステーとの間にスラッジが付着すると、両者間を架け渡し、短絡する虞がある。

そこで、本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、端子とステーとの間において、スラッジの付着による短絡を防ぐことができる点火信号発生装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、マグネットと、コイルが巻装されたボビンとがパッケージに封止され、エンジンに連動して回転する回転体に対向配置されて、前記回転体の回転角度に基づき、エンジンに点火信号を出力する点火信号発生装置において、前記パッケージに取り付けられた金属製のステーと、前記コイルに接続された端子とを備え、前記ステーは、前記パッケージに取り付けられる取付基部と、前記取付基部から延出するとともに、前記パッケージに対して突出する取付片と、を備え、前記端子の端末部が前記パッケージの表面から突出して突出接続部を形成し、かつ前記取付片は前記突出接続部に対して離間する外方に向けて突出し、前記パッケージには、各突出接続部と、各々突出接続部に対応する前記取付片と、の間にそれぞれ突出する仕切壁が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、端子の突出接続部とステーとの間を遮るように仕切壁が形成されているため、突出接続部やステー等にスラッジが付着してもスラッジにより端子とステーとの間が架け渡されることがない。

請求項２に記載した発明は、前記仕切壁の高さは、前記端子の前記突出接続部の高さ以上に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、仕切壁の高さを端子の突出接続部の高さ以上に形成することで、スラッジにより端子と取付片との間を直線的に架け渡すことができなくなる。

請求項３に記載した発明は、各仕切壁は、互いに対向するように形成されており、各仕切壁間には、各突出接続部に接続されるリード線が、各仕切壁の互いの対向面に沿って引き回されていることを特徴とする。
この構成によれば、仕切壁の互いの対向面に沿ってリード線を引き回すことで、仕切壁がリード線のガイドとなり、リード線が仕切壁から突出することがない。

請求項４に記載した発明は、前記突出接続部には、前記突出接続部を覆うようにシール剤が塗布されていることを特徴とする。
この構成によれば、端子の突出接続部を覆うようにシール剤が塗布されているため、突出接続部自体にエンジンオイルやスラッジ等が付着することを防ぐことができる。

請求項５に記載した発明は、前記仕切壁は、前記突出端部の周囲を囲むように形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、端子の突出端部の周囲を囲むように仕切壁が形成されているため、シール剤の拡散を防止することができる。

請求項６に記載した発明は、上記本発明の点火信号発生装置を備えた磁石発電機であって、コイルが巻装された固定子と、前記固定子に対して回転自在に設けられた前記回転体とを備え、前記回転体に前記点火信号発生装置が対向配置されていることを特徴とする。

請求項１，２，６に記載の発明によれば、突出接続部やステー等にスラッジが付着しても、スラッジにより端子とステーとの間が架け渡されることがないため、エンジンオイルによる回転体の冷却を行った上で、スラッジの付着によって両者間が短絡することを防ぐことができる。
請求項３に記載の発明によれば、ステーをエンジンのケースに取り付ける際等にリード線が邪魔になることがないため、レイアウト性を向上することができる。
請求項４，５に記載の発明によれば、突出接続部自体にエンジンオイルやスラッジ等が付着することを防ぐことができるため、端子の絶縁性を向上させることができ、検出精度も向上させることができる。
ここで、接続部にシール剤を塗布する際には、仕切壁によりシール剤の拡散を塞き止めることができるので、シール剤がパッケージの側面まで回り込むことを防止することができる。したがって、端子の突出接続部をシール剤により確実に覆うことができ、端子の絶縁性を確実に向上させることができる。

次に、本発明の第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、磁石発電機１は、例えば自動二輪車に用いられるアウターロータ型の発電機であって、エンジンのクランクシャフト（不図示）の先端に固定された回転子（回転体）３と、エンジンのケース（不図示）に固定される固定子４とを備えている。

回転子３は、有底筒状のロータヨーク３０を有している。このロータヨーク３０のエンド部３１には、径方向略中央にボス部５が設けられている。ボス部５は、エンド部３１から軸方向内側（図２における左側）に向かって突出するように形成されている。このボス部５の中央には貫通孔６が形成され、貫通孔６にクランクシャフトが挿入、固定されるようになっている。また、エンド部３１の径方向外側（図２における右側）には、図示しないクラッチ部材を取り付けるためのフランジ部３３が形成されている。さらに、エンド部３１におけるフランジ部３３と周壁３２との間には油抜孔３５が周方向に略等間隔に複数形成されている。つまり、油抜孔３５は、エンド部３１の周縁部に形成されており、ロータヨーク３０のエンド部３１側に取り付けられるクラッチ部材と平面視において干渉しない位置に形成されている。

ロータヨーク３０の周壁３２には、その内周壁３２ａ側に複数の永久磁石８が周方向に磁極が交互となるように配されている。一方、周壁３２の外周壁３２ｂ側には、回転子３の回転角度を検出するための複数のトリガーピース９が周方向に沿って一体形成されている。

一方、固定子４は、円環状の固定子鉄心１７を有している。固定子鉄心１７は、磁性材料の板材を軸線方向に積層して形成したものであって、中央にボス部５が挿通可能なボス孔１５が形成されている。また、固定子鉄心１７には、固定子４をエンジンのケースに締結固定するためのネジ孔２０が複数箇所周方向に沿って形成されている。さらに、固定子鉄心１７には、放射状に径方向外側に向かって延出する複数のティース１６が周方向に等間隔に設けられている。これらティース１６には、それぞれインシュレータ２４が装着され、このインシュレータ２４を介して電機子コイル１８が巻装されている。

電機子コイル１８は、所定の本数のコイルがそれぞれティース１６に巻回されてなるもので、その端末部は、３本の発電出力用リード線１９からなるハーネス２６の引き出し位置付近Ｃまで導き出されている。これら電機子コイル１８の各端末部と発電出力用リード線１９の各端末部は、各々重ね合わせた状態で半田付けしたり、圧着スリーブを用いて加締めたりして接合してある。この接合部分には、固定子鉄心１７に固定されたクリップ２２が装着されている。

このように構成された磁石発電機１においては、クランクシャフトと共に回転子３が回転すると、永久磁石８が固定子４の周りを回転するため、電機子コイル１８に誘導起電力が発生する。そして、この電機子コイル１８に流れる電流は、発電出力用リード線１９を介して不図示のバッテリに供給されるようになっている。

ここで、磁石発電機１が取り付けられているエンジンにおいては、その点火時期などを制御するために、エンジンの回転速度情報やクランクシャフトの回転角度情報が必要となる。このため、磁石発電機１は、クランクシャフトの回転に伴ってパルス信号を発生するパルサ（点火信号発生装置）４０を備えている。このパルサ４０は、ロータヨーク３０の外周面側、つまりトリガーピース９に対向するように配設されている。

図３，４に示すように、パルサ１００は、磁石発電機１の回転角度を検出する検出部４１と、この検出部４１をエンジンのケースに固定するためのステー４２と、これら検出部４１とステー４２の一部とが樹脂モールドにより封止されたパッケージ４３とで構成されている。

検出部４１は、磁束源としてのマグネットと、マグネットと磁気的に接続されているポール５９と、ポール５９の外周にボビンを介して巻装されたコイルと、コイルとを接続される一対のラグ端子（端子）４７（図４参照）とを備えている。ラグ端子４７は、金属製の平板であり、その一端側の接続部がパッケージ４３内でコイルの巻き始め端と巻き終わり端とにそれぞれ接続されている。一方、ラグ端子４７の他端側の接続部７８は、パッケージ４３から突出しており、外方から引き込まれるリード線６３（図１参照）の一端がそれぞれ接続されるようになっている。リード線６３の他端は、不図示の制御部に接続されており、リード線６３を介してコイルに流れる電流を検出する。

ステー４２は、金属からなる側面視Ｌ字状のものであり、パッケージ４３に封止される植込部（不図示）と、植込部の基端側から９０度屈曲形成されて延出する取付部６６とで構成されている。

取付部６６は、平板状のものであり、植込部の基端側から屈曲されて延出する取付基部７０と、この取付基部７０の幅方向両側方に向けて延出する取付片７１とが形成されている。両取付片７１は、平面視円形状に形成されており、その中央部には取付片７１の厚さ方向に貫通する取付孔７２が形成されている。この取付孔７２の周囲には、取付孔７２の周囲を囲むように周壁７３が立設されている。この周壁７３は、パルサ４０をエンジンのケースに取り付ける際に、ステー４２の位置決めを行うものであり、ケースの取付孔（不図示）内に周壁７３が収容され、ケースの取付孔の内面と周壁７３の外面とが当接するようになっている。

図１〜４に示すように、パッケージ４３は、上述した検出部４１とステー４２とを樹脂モールドにより封止した略直方体形状ものであり、ステー４２の植込部及び取付基部７０と検出部４１とを覆うように形成されている。パッケージ４３における取付基部７０を覆う面は、リード線保持面７６として形成されている。

リード線保持面７６には、上述した一対のラグ端子４７における他端側の接続部７８がリード線保持面７６の表面に対して垂直に突出している。各ラグ端子４７の間には、リード線保持部８２が形成されている。リード線保持部８２は、リード線保持面７６の表面からアーチ状に形成されており、その内側がリード線挿通孔７７として形成されている。このリード線挿通孔７７には、リード線６３が挿通されている。具体的には、リード線６３は、リード線保持部８２の外側（上側）から回り込むようにしてリード線挿通孔７７に挿通されている。そして、リード線６３はリード線挿通孔７７に挿通された後、１８０度折り曲げられてラグ端子４７の他端側の接続部７８にはんだ等により接続されている。

ここで、各ラグ端子４７の接続部７８と各取付片７１との間には、ラグ端子４７と取付片７１との間を遮るように、それぞれ仕切壁１０４がパッケージ４３に立設されている。
各仕切壁１０４は、互いに対向した状態でリード線保持面７６の周縁に沿って延出し、ラグ端子４７とステー４２との間を遮るように形成された周縁部１０１と、周縁部１０１の先端が屈曲され、互いに対向する周縁部１０１に向かって延出する延出部１０２とが一体形成されている。つまり、仕切壁１０４は、ラグ端子４７の周囲の２方向を囲むように形成されている。

また、各仕切壁１０４は、リード線保持面７６の表面からラグ端子４７の長さ方向（高さ方向）に向けて突出しており、その高さがリード線保持面７６から突出しているラグ端子４７の高さ以上に形成されている。したがって、パルサ１００の側面視でラグ端子４７が隠れるように構成されている。そして、ラグ端子４７の他端側の接続部７８には、この接続部７８及び接続部７８に接続されたリード線６３を覆うように樹脂等からなるシール剤８１が塗布されている。

このように構成されたパルサ１００においては、まずマグネットによりコイルの周囲に磁界が発生する。そして、この状態で回転子３が回転すると、トリガーピース９のエッジ部（角部）がパルサ１００の検出部４１を横切ることでコイルを通過する磁束密度が変化する。この磁束密度の変化に応じてコイルに誘導起電力が生じる。そして、この誘導起電力の変化に応じてパルス信号（正電圧パルスと負電圧パルス）を発生させ、これを不図示の制御部（ＣＤＩユニットなど）が受信することによって、エンジンの回転速度情報や、クランクシャフトの回転角度情報を得ることができるようになっている。

したがって、上述の実施形態によれば、ラグ端子４７の接続部７８とステー４２の取付片７１との間を遮るように仕切壁１０４が形成されているため、パルサ１００にスラッジが付着してもスラッジによりラグ端子４７とステー４２との間が架け渡されることがない。したがって、エンジンオイルにより磁石発電機１の冷却を行った上で、スラッジの付着によって両者間が短絡することを防ぐことができる。
そして、仕切壁１０４の高さをリード線保持面７６から突出するラグ端子４７の高さ以上に形成することで、スラッジによりラグ端子４７と取付片７１との間を直線的に架け渡すことができなくなる。そのため、ラグ端子４７とステー４２との間の短絡をより確実に防ぐことができる。

さらに、ラグ端子４７の接続部７８を覆うようにシール剤８１が塗布されているため、接続部７８自体にエンジンオイルやスラッジ等が付着することを防ぐことができる。したがって、ラグ端子４７の絶縁性を向上させることができ、パルサ４０の検出精度も向上させることができる。
ここで、接続部７８にシール剤８１を塗布する際には、仕切壁１０４によりシール剤８１の拡散を塞き止めることができるので、シール剤８１がパッケージ４３の側面（リード線保持面７６に垂直な面）まで回り込むことを防止することができる。つまり、ラグ端子４７の周囲を囲むように仕切壁１０４が形成されているため、シール剤８１の拡散を防止することができる。したがって、ラグ端子４７の接続部７８をシール剤８１により確実に覆うことができ、ラグ端子４７の絶縁性を向上させることができる。

次に、図５，６に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、仕切壁の形状について上述した第１実施形態と相違しているため、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
図５，６に示すように、本実施形態のパルサ４０は、パッケージ１０３のリード線保持面７６から突出するラグ端子４７の接続部７８（図６参照）と、ステー４２の取付片７１との間に仕切壁８０が立設されている。
各仕切壁８０は、互いに対向した状態で、パッケージ１０３のリード線保持面７６の周縁に沿って形成されている。
この場合、リード線６３は、リード線保持面７６に沿って引き回され、リード線保持部８２の挿通孔７７内に直接挿通される。リード線６３はリード線挿通孔７７に挿通された後、各仕切壁８０間において１８０度折り曲げられて仕切壁８０の互いの対向面を沿うようにして引き回される。そして、ラグ端子４７の他端側の接続部７８にはんだ等により接続される。

したがって、本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、仕切壁８０をリード保持面７６の周縁に沿って形成したため、リード線６３をリード線挿通孔７７に挿通した後、仕切壁８０の互いの対向面を沿うようにして引き回すことができる。つまり、リード線６３は、仕切壁８０間においてリード線保持面７６に沿って引き回されるため、仕切壁８０がリード線６３のガイドとなり、リード線６３が仕切壁８０から上方に突出することがない。したがって、パルサ４０をエンジンのケースに取り付ける際等にリード線６３が邪魔になることがないため、リード線６３のレイアウト性を向上することができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。すなわち、本実施形態で挙げた具体的な形状、構成などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述の実施形態では自動二輪車の磁石発電機にパルサを設けた場合について説明したが、自動車等の磁石発電機に設けるような構成にしてもよい。
また、仕切壁の形状はラグ端子とステーとの間を遮る形状であれば、適宜設計変更が可能である。さらに、パッケージと仕切壁とをそれぞれ別体で構成してもよい。

本発明の実施形態における磁石発電機の平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態におけるパルサの平面図である。 本発明の第１実施形態におけるパルサの側面図である。 本発明の第２実施形態におけるパルサの平面図である。 本発明の第２実施形態におけるパルサの側面図である。

符号の説明

１…磁石発電機 ３…回転子 ４…固定子 １８…電機子コイル（コイル） ４０，１００…パルサ（点火信号発生装置） ４２…ステー ４３…パッケージ ４７…ラグ端子（端子） ７６…リード線保持面（表面） ７８…接続部 ８０、１０４…仕切壁 ８１…シール剤

Claims (6)

1. マグネットと、コイルが巻装されたボビンとがパッケージに封止され、エンジンに連動して回転する回転体に対向配置されて、前記回転体の回転角度に基づき、エンジンに点火信号を出力する点火信号発生装置において、
   前記パッケージに取り付けられた金属製のステーと、
   前記コイルに接続された端子とを備え、
   前記ステーは、前記パッケージに取り付けられる取付基部と、
   前記取付基部から延出するとともに、前記パッケージに対して突出する取付片と、を備え、
   前記端子の端末部が前記パッケージの表面から突出して突出接続部を形成し、かつ前記取付片は前記突出接続部に対して離間する外方に向けて突出し、
   前記パッケージには、各突出接続部と、各々突出接続部に対応する前記取付片と、の間にそれぞれ突出する仕切壁が設けられていることを特徴とする点火信号発生装置。
2. 前記仕切壁の高さは、前記端子の前記突出接続部の高さ以上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の点火信号発生装置。
3. 各仕切壁は、互いに対向するように形成されており、
   各仕切壁間には、各突出接続部に接続されるリード線が、各仕切壁の互いの対向面に沿って引き回されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の点火信号発生装置。
4. 前記突出接続部には、前記突出接続部を覆うようにシール剤が塗布されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の点火信号発生装置。
5. 前記仕切壁は、前記突出接続部の周囲を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の点火信号発生装置。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載された点火信号発生装置を備えた磁石発電機であって、
   コイルが巻装された固定子と、
   前記固定子に対して回転自在に設けられた前記回転体とを備え、
   前記回転体に前記点火信号発生装置が対向配置されていることを特徴とする磁石発電機。

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