JP5075366B2 - Magnet generator - Google Patents
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Description
本発明は、磁石発電機(フライホイールマグネト)に関し、特に、その回転子(フライホイール)の改良に係り、例えば、オートバイやバギー等の小型車両に搭載する磁石発電子の回転子に利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a magnet generator (flywheel magneto), and more particularly to an improvement of the rotor (flywheel), for example, a magnet generator rotor mounted on a small vehicle such as a motorcycle or buggy. It relates to the effective one.
一般に、オートバイやバギー等の小型または特殊車両においては、フェライトマグネット等の永久磁石(以下、マグネットという。)を利用した磁石発電機が使用されることが多い。 Generally, in a small or special vehicle such as a motorcycle or a buggy, a magnet generator using a permanent magnet (hereinafter referred to as a magnet) such as a ferrite magnet is often used.
この種の磁石発電機は、ヨークの内周に複数個のマグネットが間隔を置かれて固定されている回転子と、コアの外周に放射状に突設された突極に発電子コイルが巻装されている発電子とを備えており、回転子がヨークに結合されたボスによってエンジンのクランクシャフトに連結され、回転子がエンジンに駆動されて発電子の周囲を回転することにより、発電子コイルにおいて起電力が誘起されるように構成されている。 This type of magnet generator has a rotor in which a plurality of magnets are fixed at an interval on the inner periphery of a yoke, and a generator coil wound around salient poles that project radially from the outer periphery of the core. The rotor is connected to the crankshaft of the engine by a boss coupled to the yoke, and the rotor is driven by the engine to rotate around the generated electron, thereby generating the coil. Is configured to induce an electromotive force.
このような磁石発電機においては、例えば、機種の変更等に対応するために、回転子(フライホイール)の慣性モーメントを大きく設定しようとする場合には、フライホイールの一部であるヨークの肉厚を厚く設定したり、フライホイールの他の一部であるボスの鍔径を大きく設定することが、一般的に行われている。
しかし、このような場合には、慣性モーメントの要求値毎にプレス機械の金型を用意しなければならないために、製作コストが嵩み、また、慣性モーメントの要求値が大きすぎる時には、プレス機械によっては製造することができないという問題点があった。
In such a magnet generator, for example, when a large moment of inertia of the rotor (flywheel) is to be set in order to cope with a change in model, the thickness of the yoke that is a part of the flywheel is set. In general, the thickness is set to be thick or the boss diameter of the boss which is another part of the flywheel is set to be large.
However, in such a case, a press machine die must be prepared for each required value of the moment of inertia, which increases the manufacturing cost, and when the required value of the moment of inertia is too large, There was a problem that it could not be manufactured depending on.
そこで、複数枚の板材を積層したウエイトを、ヨークの隣り合うマグネット間またはヨークの内周面とマグネットとの間に配設することにより、回転子(フライホイール)の慣性モーメントを増加する手段が提案されている。例えば、特許文献1参照。
しかし、前記した複数枚の板材を積層したウエイトによって慣性モーメントを増加させる手段においては、複数枚の板材を積層したウエイトが使用されるために、部品点数が多大で組み立て作業能率が低く、結局、製造コストの増加を抑制することができないという問題点がある。
小型・高出力が要求される磁石発電機の場合においては、隣り合うマグネット間にウエイトを配設して慣性モーメントを増加する構造であると、マグネットの周方向を延長する以外に対応策はなく、そのウエイトの配置空間が狭まるために、調整範囲が限定されてしまう。
他方、エンジンの搭載スペースの関係から回転子の外観の変更には制限がある。
その結果、小型・高出力が要求される磁石発電機の場合においては、隣り合うマグネット間にウエイトを配設して慣性モーメントを増加する構造であると、出力特性の低下を招いてしまう。
However, in the means for increasing the moment of inertia by the weight obtained by laminating a plurality of plate materials as described above, since the weight obtained by laminating a plurality of plate materials is used, the number of parts is large and the assembly work efficiency is low. There is a problem that an increase in manufacturing cost cannot be suppressed.
In the case of a magnet generator that requires small size and high output, there is no countermeasure other than extending the circumferential direction of the magnet if the weight is increased between adjacent magnets to increase the moment of inertia. Since the weight arrangement space is narrowed, the adjustment range is limited.
On the other hand, there is a limitation in changing the appearance of the rotor due to the mounting space of the engine.
As a result, in the case of a magnet generator that requires a small size and a high output, a structure in which a weight is provided between adjacent magnets to increase the moment of inertia causes a decrease in output characteristics.
本発明の目的は、出力特性の低下や外観の変更を招くことなく、製造コストの増加を抑制しつつ、慣性モーメントを簡単に増減調整することができる磁石発電機の回転子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rotor of a magnet generator that can easily increase / decrease the moment of inertia while suppressing an increase in manufacturing cost without causing a decrease in output characteristics or a change in appearance. is there.
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
略碗形状のヨークの内周に配置されたマグネットの内側に筒形状のカバーが嵌入されており、カバーの一端に突設された内側鍔部がヨークの底壁に固定されているとともに、カバーの他端に突設された外側鍔部がマグネットのヨーク開口側端面に押接されている回転子と、コアの外周に放射状に突設された突極に発電子コイルが巻装されている発電子とを備えている磁石発電機において、
前記回転子は前記ヨークの内周と前記カバーの外周との間の前記マグネットの軸方向空間にウエイトが配置されていることを特徴とする磁石発電機。
Typical means for solving the above-described problems are as follows.
A cylindrical cover is fitted inside the magnet disposed on the inner circumference of the substantially saddle-shaped yoke, and an inner flange protruding from one end of the cover is fixed to the bottom wall of the yoke. A generator coil is wound around a rotor whose outer flange projecting from the other end of the magnet is pressed against the yoke opening side end surface of the magnet and a salient pole projecting radially from the outer periphery of the core. In a magnet generator equipped with a generator,
The rotor according to claim 1, wherein a weight is disposed in an axial space of the magnet between the inner periphery of the yoke and the outer periphery of the cover.
前記した手段によれば、ウエイトを交換することにより、出力特性の低下や外観の変更を招くことなく、また、製造コストの増加を抑制しつつ、回転子の慣性モーメントを簡単に増減調整することができる。 According to the above-mentioned means, by exchanging the weight, the inertia moment of the rotor can be easily adjusted to increase / decrease without causing a decrease in output characteristics or a change in appearance and suppressing an increase in manufacturing cost. Can do.
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態において、本発明に係る磁石発電機の回転子はヨークと、ボス部材と、ウエイトと、複数個のマグネットと、カバーと、を備えている。 In this embodiment, the rotor of the magnet generator according to the present invention includes a yoke, a boss member, a weight, a plurality of magnets, and a cover.
ヨーク11は磁性材料によって一端面(以下、上面とする。)が開口し下面が閉塞した略碗形状に一体形成されており、ヨーク11の円筒形状の側壁12の下面を閉塞する底壁13にはボス部材挿通孔14が同心円に開設されている。
また、ヨーク11の底壁13には窪み部15がボス部材挿通孔14と同心円に開口側に向かって没設されている。
ヨーク11の底壁13における窪み部15の外方位置には、大径の円形孔16が複数個(本実施形態においては6個)、同心円上において周方向に等間隔に開設されている。
さらに、ヨーク11の底壁13の底面上にはカバーを固定するための凸部17が複数個(本実施形態においては12個)、同心円上において各円形孔16の間にそれぞれ2個ずつ配されて、底壁13の一部を外面から突き上げられることにより軸心方向内向き(上向き)に突設されている。各凸部17は後記するカバーの固定孔と嵌合する小径短尺の円柱形状に形成されている。
The yoke 11 is integrally formed in a substantially bowl shape with one end surface (hereinafter referred to as the upper surface) opened and closed at the lower surface by a magnetic material, and the
In addition, a
A plurality of large-diameter circular holes 16 (six in the present embodiment) are formed on the outer wall of the
Further, a plurality of convex portions 17 (12 in the present embodiment) for fixing the cover are provided on the bottom surface of the
ボス部材挿通孔14にはボス部材20がヨーク11の底壁13の外面側から挿入されてかしめ加工により堅牢に固定されている。
ボス部材20は鋼等の大きな機械的強度を有する構造用材料が使用されて、一端部外周上に円形リング形状のフランジ21を有する略円筒形状に形成されている。
ボス部材20の筒中空部にはテーパ内周面22が、フランジ21側に向かって次第に大径になるように全長にわたって形成されており、テーパ内周面22はエンジンの回転軸(図示せず)のテーパ外周面とテーパ結合するように設定されている。
テーパ内周面22の一部にはキー溝23が軸方向に全長にわたって切設されている。
A
The
A tapered inner
A
ボス部材挿通孔14の内周とボス部材20の外周とはセレーション結合部24によって強固に回り止めされた状態で結合されている。
ボス部材20の外周におけるセレーション結合部24のフランジ21と反対側の位置には座屈かしめ部25が形成されており、窪み部15の底壁13は座屈かしめ部25とフランジ21との間で挟み込まれることにより軸方向の遊動を強固に防止された状態になっている。
The inner periphery of the boss
A
ヨーク11の側壁12の内周面における底壁13側の位置には、ウエイト配置部18が環帯形状に形成されており、ウエイト配置部18にはウエイト26が配置されている。
ウエイト26はヨーク11と同一の材料やステンレスのような比較的に質量の大きい材料が使用されて、外径がウエイト配置部18の内径と略等しく内径がマグネットの内径よりも小径の円形リング形状に形成されている。
A
The
ヨーク11の側壁12の内周面におけるウエイト配置部18の上側には、マグネット配置部19が環帯形状に形成されており、マグネット配置部19には複数個(本実施の形態においては、6個)のマグネット27が周方向に等間隔に配置されている。
マグネット27はヨーク11の深さからウエイト26の高さを差し引いた以下の高さを有し、幅方向においてマグネット配置部19の内周面に沿って彎曲した円弧形状を有する六面体に一体成形されている。
On the inner peripheral surface of the
The
ヨーク11の側壁12の内周面に沿って配列されたウエイト26およびマグネット27群の内側には、カバー30が嵌入されている。
カバー30は薄い鉄板等の金属材料が用いられて絞りプレス加工によって、マグネット27群が形成する円周内に圧入する円筒形状に一体成形されている。
カバー30の筒壁31の上端には円形リング形状の外側鍔部32が径方向に外向きに突設されており、カバー30の筒壁31の下端には円形リング形状の内側鍔部33が径方向内向きに突設されている。内側鍔部33の内径はその内側端辺が窪み部15の外側に位置するように設定されている。
内側鍔部33における径方向の中間部には固定孔34がヨーク11の凸部17群と同数個(本実施形態においては12個)、ヨーク11の凸部17群と整合するようにそれぞれ開設されており、固定孔34は凸部17と嵌合し得るように形成されている。
A
The
A circular ring-shaped
The number of
また、内側鍔部33の内周縁には切欠部35が複数個(本実施形態においては6個)、略半円形状に形成されており、各切欠部35はヨーク11の円形孔16を適宜逃げ得るように設定されている。
さらに、内側鍔部33の内周縁には剛性付与部36が各切欠部35を含めて全周にわたって曲げ起こし成形されている。この剛性付与部36は絞り加工等によって内側鍔部33の内周縁部が全周にわたって一定高さに軸方向内向きに曲げ起こし成形され、後述するカバー30の圧入時に充分な剛性を付与するようになっている。
In addition, a plurality of cutout portions 35 (six in the present embodiment) are formed in a substantially semicircular shape on the inner peripheral edge of the
Further, a
以上のように構成されたカバー30はヨーク11の側壁12の内周面に沿って配列されたウエイト26およびマグネット27群の内周に嵌入される。
この嵌入に伴って、カバー30の筒壁31が全長にわたって径方向外向きに極僅かに膨出されることにより、隣合うマグネット27、27間の空間に第一の膨出部(図示せず)が形成される。
つまり、各マグネット27はカバー30の筒壁31に全長にわたって膨出成形された第一の膨出部によって周方向を位置規制されるとともに、マグネット配置部19の内周面に押圧されて固定された状態になる。
カバー30がウエイト26およびマグネット27群に挿入される際に、カバー30の上下端に外側鍔部32および内側鍔部33がそれぞれ突設されているため、カバー30に対する押し込み力が適正に付勢されるとともに、筒壁31の不適正な変形も防止される。
また、内側鍔部33の内側端辺に剛性付与部36が屈曲成形されているため、内側鍔部33の変形も防止される。
The
Along with this insertion, the
That is, each
When the
Further, since the
カバー30の内側鍔部33がヨーク11の底壁13の上まで嵌入されると、カバー30の内側鍔部33に開設された各固定孔34にヨーク11の各凸部17が挿通された状態になる。また、カバー30の外側鍔部32は各マグネット27のヨーク開口側端面に当接した状態になる。
この状態で、各凸部17の突出端部がかしめ加工されると、かしめ加工後の凸部17群により、カバーはその内側鍔部33の全周においてヨーク11の底壁13に円形環状に固定された状態になる。
When the
In this state, when the protruding end portions of the respective
この後に、カバー30の筒壁31におけるウエイト26の下端部およびマグネット27群の下端部に対向する部分が外向き環状に膨出成形されることにより、カバー30の筒壁31に第二の膨出部37が形成される。
この膨出部37により、ウエイト26およびマグネット27がヨーク11に対して位置決め固定された状態になる。
Thereafter, a portion of the
Due to the bulging
以上のように構成された磁石発電機の回転子10においては、ヨーク11の内周面にウエイト26が配置されているので、その分、慣性モーメントは大きくなる。
In the
一般に、磁石発電機が使用されるエンジン側の仕様の変更等により、回転子の慣性モーメントの値の変更が要求される場合がある。
本実施の形態に係る磁石発電機の回転子においては、ウエイト26の仕様を変更することにより、慣性モーメントの値を簡単に増減調整することができるので、このような要求に迅速かつ簡単に対応することができる。
Generally, there is a case where a change in the value of the inertia moment of the rotor is required due to a change in specifications on the engine side where the magnet generator is used.
In the rotor of the magnet generator according to the present embodiment, the value of the moment of inertia can be easily increased or decreased by changing the specification of the
ここで、物体の微少部分の質量をdm、この部分のある一定の直線までの距離をrとすると、剛体の慣性モーメントIは次式の通りになる。
I=Σr2 ×dm・・・(1)
したがって、リング形状のウエイト26の半径(r)や大きさ(体積)および比重を適宜に選定することにより、回転子10の慣性モーメントを増減調整することができる。
Here, assuming that the mass of the minute part of the object is dm and the distance to the certain straight line of this part is r, the inertia moment I of the rigid body is as follows.
I = Σr 2 × dm (1)
Therefore, the moment of inertia of the
図3は本発明の他の実施の形態である磁石発電機の回転子を示す正面断面図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、ドーナツ形状(円形リング形状)に形成されたウエイト26Aがヨーク11の底壁13の上に配置されて、凸部17群によってカバー30と共に締結されている点である。
本実施の形態においても、ドーナツ形状のウエイト26Aの半径(r)や大きさ(体積)および比重を適宜に選定することにより、回転子10の慣性モーメントを増減調整することができる。
FIG. 3 is a front sectional view showing a rotor of a magnet generator according to another embodiment of the present invention.
The present embodiment is different from the above embodiment in that a weight 26A formed in a donut shape (circular ring shape) is arranged on the
Also in the present embodiment, the moment of inertia of the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、ウエイトはカバーによって固定するに限らず、ヨークまたはカバーに接着材によって接着したり、スポット溶接によって溶着したり、凹凸係合させたりして固定してもよい。 For example, the weight is not limited to being fixed by the cover, but may be fixed by being adhered to the yoke or the cover with an adhesive, welded by spot welding, or engaged with an unevenness.
10…磁石発電機の回転子、11…ヨーク、12…側壁、13…底壁、14…ボス部材挿通孔、15…窪み部、16…円形孔、17…凸部、18…ウエイト配置部、19…マグネット配置部、20…ボス部材、21…フランジ、22…テーパ内周面、23…キー溝、24…セレーション結合部、25…座屈かしめ部、26…ウエイト、27…マグネット、30…カバー、31…筒壁、32…外側鍔部、33…内側鍔部、34…固定孔、35…切欠部、36…剛性付与部、37…膨出部、26A…ドーナツ形状のウエイト。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記回転子は前記ヨークの内周と前記カバーの外周との間の前記マグネットの軸方向空間に慣性モーメント調整用ウエイトが配置されていることを特徴とする磁石発電機。 A cylindrical cover is fitted inside the magnet disposed on the inner circumference of the substantially saddle-shaped yoke, and an inner flange protruding from one end of the cover is fixed to the bottom wall of the yoke. A generator coil is wound around a rotor whose outer flange projecting from the other end of the magnet is pressed against the yoke opening side end surface of the magnet and a salient pole projecting radially from the outer periphery of the core. In a magnet generator equipped with a generator,
In the magnet generator, an inertia moment adjusting weight is disposed in the axial space of the magnet between the inner periphery of the yoke and the outer periphery of the cover.
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