JPH04114766U - エンジンクランク角センサー付磁石発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電用磁石の影響を受けることなく、かつ、
精度よくセンシング可能なホール素子による磁気方式の
エンジンクランク角センサー付磁石発電機を提供する。 【構成】 コア４の外周上に複数個の発電用磁石５が配
された回転子３と、この回転子３をその外側において囲
むように配置されて発電用磁石５の磁束に鎖交するステ
ータコイル８を有する固定子６を備え、回転子３の回転
軸２に非磁性材より成るプレート１５が連結され、この
プレート１５にセンサー用磁石１２が配され、このセン
サー用磁石１２の移動路近傍の固定子６側に発電用磁石
５の磁路と直交する方向にセンシング方向を有するホー
ル素子１１が配され、このホール素子１１のセンシング
面が発電用磁石５と反対方向のセンサー用磁束と対向さ
れ、ホール素子１１の発電用磁石５側に磁気シールド板
１６が設けられている。さらに、回転子３とプレート１
５に翼１７、１８が設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンクランク角センサー付磁石発電機に関し、特に、オートバ イ等の二輪車に搭載するのに好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

二輪車等の車両には一般に磁石発電機が搭載され、この磁石発電機はエンジン によって回転駆動される回転子に固装された発電用磁石により回転界磁が形成さ れるように構成されている。そこで、磁石発電機における回転子のエンジンとの 同期回転を利用し、当該エンジンにおいてのクランク角信号を得る場合がある。 すなわち、磁石発電機をジェネレータとして機能させるとともに、クランク角セ ンサーとして機能させる場合がある。

【０００３】 従来、この後者の目的で、所謂電磁ピックアップ方式の点火信号発生装置（パ ルサ）が用いられている。ところが、この方式では信号精度および分解能が低く 、高精度な点火時期制御を行なおうとする場合にはクランク角センサーとしては 不充分な性能であった。

【０００４】 そこで、精度および分解能を高めるために、光を用いたクランク角センサーが 採用されることがある。しかし、光学式センサーの場合、温度や汚れ等環境の制 約が大きく、二輪車用磁石発電機のようにクランクシャフトに直結された回転子 を有するものの場合においては、メンテナンスが面倒になる。そこで、精度、分 解能が高く、しかも、耐環境性に優れ、かつ、メンテナンスフリーの方式となる ホール素子を用いた磁気方式によるクランク角センサーが提案されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ホール素子による磁気方式のセンサーを単に採用した場合、発 電用磁石からの漏洩磁束の影響を受けて信号精度が低下する欠点がある。 また、発電用コイルの冷却が不充分であると、磁石発電機の性能が低下するば かりでなく、その熱によりホール素子の動作温度が高くなり、センサーの信号精 度も低下するという欠点がある。

【０００６】 本考案の目的は、ホール素子による磁気方式のクランク角センサーを用いても 発電用磁石からの漏洩磁束の影響を受けることなくセンシングすることができる とともに、センサー部の冷却性能を高めることができるエンジンクランク角セン サー付磁石発電機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るエンジンクランク角センサー付磁石発電機は、磁性体からなるコ アの外周上に複数個の発電用磁石が等間隔に配されて固定され、かつ、回転する 回転子と、この回転子をその外側において取り囲むように配され、回転子の発電 用磁石の磁束に鎖交するステータコイルを有する固定子とを備えており、前記回 転子と前記固定子との間にエンジンクランク角センサーが介設されているエンジ ンクランク角センサー付磁石発電機において、 前記回転子の回転軸に非磁性材から成るプレートが連結され、このプレートに センサー用磁石が配されており、このセンサー用磁石の移動路近傍には前記発電 用磁石の磁路と直交する方向にセンシング方向を有するホール素子が、そのセン シング面を発電用磁石とは反対方向のセンサー用磁石と対向させて配され、ホー ル素子の発電用磁石側にこの発電用磁石からの磁束を遮蔽する磁気シールド板が 設けられており、 さらに、前記回転子の少なくとも一方の軸方向端面に複数個の翼が周方向に間 隔をおいて円形環状に配されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

前記した手段によれば、ホール素子はそのセンシング面が発電用磁石の影響を 受けない直角する設置され、かつ、発電用磁石とは反対方向のセンサー用磁石と 対向して配されており、しかも、ホール素子の発電用磁石側にはこの発電用磁石 からの漏洩磁束を遮蔽する磁気シールド板が設けられているため、発電用磁石か らの漏洩磁束の影響を受けることなく、センサー用磁石の磁気にのみ感応したク ランク角信号を発生することができる。

【０００９】 さらに、回転子に複数個の翼が周方向に間隔をおいて円形環状に配されている ので、回転子が回転するのに伴って、各翼間を空気が流れ、回転子および発電用 コイル、ホール素子等の回路部の冷却性能を高めることができる。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の一実施例であるエンジンクランク角センサー付磁石発電機を示 す縦断面図、図２はその正面図、図３はその背面図、図４はその要部分解斜視図 である。

【００１１】 本実施例において、この磁石発電機は、略円盤形状に形成されたフレーム１を 備えており、このフレーム１の中心には、エンジン（図示せず）によって直接ま たは間接的に回転駆動される軸２が支承されている。軸２の一端部には、回転界 磁を形成するための回転子３が固装されている。この回転子３は磁性体からなる コア４の外周上に複数の発電用磁石５を等しい位相差に配されているとともに、 相隣る磁石相互を非磁性体により隔絶され、かつ、固定的に保持されることによ り構成されている。各磁石５の相隣るものは互いに異なる磁極を形成され、その 磁束の方向が可及的にフレーム１の上面に平行となるように設定されている。ま た、各磁石５の外周側にはポールロータ５Ａがそれぞれ当接されている。

【００１２】 フレーム１上の回転子３の外方には、電力を発生するための固定子が設けられ ている。この固定子６は突極部を複数有するステータコア７を備えており、コア ７は回転子３に同心的に配され、かつ、各突極部が回転子３を中心にして放射形 状になるように配されて、フレーム１の上面に固定されている。コア７の突極部 にはステータコイル８がコイルボビン９に巻き付けられた状態において巻装され ている。このコイル８と発電用磁石５の磁束とは可及的に真正（直角）に鎖交す るように設定されている。したがって、ステータコア７の各突極部は磁極の異な る相隣る磁石５、５が対向した状態においてその磁石の磁路を形成するように構 成されている。

【００１３】 この磁石発電機機にはエンジンクランク角センサー（以下、センサーという。 ）１０が設けられており、このセンサー１０はクランク角信号を発生するための ホール素子１１と、１３個のパルサ用磁石１２とを備えている。ホール素子１１ は基板１３上に実装されており、基板１３はフレーム１１に固定され樹脂モール ドされている。各センサー用磁石１２は回転子３における軸２の一端部に連結さ れた円盤形状のプレート１５に予め決められた間隔でそれぞれ埋設されている。 そして、ホール素子１１はセンサー用磁石１２の移動路近傍に配置され、かつ、 そのセンシング面が各センサー用磁石１２と対向するように配置されている。

【００１４】 さらに、ホール素子１１の発電用磁石５側にはこの磁石５からの磁束を遮蔽す る目的で磁気シールド板１６がフレーム１１に配設されている。すなわち、ホー ル素子１１は発電用磁石５の磁路と直交する方向にセンシング方向を有するよう に配置されており、かつ、発電用磁石５からの漏洩磁束をシールド板１６が遮蔽 するように配置されている。

【００１５】 回転子３における軸方向端面には、複数個の翼１７が周方向に間隔をおいて円 形環状に配されている。同様に、プレート１５の回転子３との対向面側にも複数 の翼１８が、周方向に間隔をおいて円形環状に配されている。すなわち、回転子 ３が回転した際に、各翼１７間および翼１８間を風が流れるように構成されてい る。

【００１６】 次に作用を説明する。 エンジンにより回転子３が回転されると、発電用磁石５の回転界磁によりステ ータコア７、すなわち、ステータコイル８に鎖交する磁束が変化し、ステータコ イル８に電力が発生する。この電力がバッテリーに充電されたり、前照灯や他の 電装品に供給される。

【００１７】 一方、回転子３の回転に伴ってプレート１５が回転すると、ホール素子１１が １３個のセンサー用磁石１２と対向したときに、その磁気に感応し、クランク角 信号を発生する。このクランク角信号は、図示しない点火時期制御回路に送られ てそこで処理される。これにより、点火プラグからスパークが飛ばされ、エンジ ンにおける最適点火が実行される。

【００１８】 このようなクランク角信号発生動作が行われているとき、発電用磁石５の漏洩 磁束はシールド板１６によって遮蔽されているため、ホール素子１１はその影響 を受けることなく、常に精度の高い信号を発生することになる。

【００１９】 また、回転子３が回転する際には、各翼１７間および翼１８間に風が流れるた め、回転子３の冷却性能を高めることができるだけでなく、その風はステータコ イルや、ホール素子にも及びため、発電性能を向上させることができ、さらに、 センサー１０のホール素子１１およびセンサー用磁石１２も冷却されるため、セ ンサー１０の信号精度の低下も防止することができる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、発電用磁石の磁路と直交する方向にセ ンシング方向を有するホール素子をセンサー用磁石の移動路近傍に配置するとと もに、ホール素子の発電用磁石側に磁気シールド板を設けることにより、発電用 磁石から漏洩磁束の影響を受けることなく、精度の高いクランク角信号を得るこ とができる。

【００２１】 また、回転子の少なくとも一方の軸方向端面に複数個の翼が周方向に配置され ているため、回転子および発電コイル、ホール素子等の冷却性能を高めることが でき、発電性能およびセンサー精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるエンジンクランク角セ
ンサー付磁石発電機の縦断面図である。

【図２】その正面図である。

【図３】その背面図である。

【図４】その要部分解斜視図である。

【符号の説明】

１…フレーム、２…回転軸、３…回転子、４…コア、５
…発電用磁石、６…固定子、７…ステータコア、８…ス
テータコイル、９…コイルボビン、１０…エンジンクラ
ンク角センサー、１１…ホール素子、１２…パルサ用磁
石、１３…基板、１４…グロメット、１５…プレート、
１６…磁気シールド板、１７、１８…翼。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体からなるコアの外周上に複数個の
   発電用磁石が等間隔に配されて固定され、かつ、回転す
   る回転子と、この回転子をその外側において取り囲むよ
   うに配され、回転子の発電用磁石の磁束に鎖交するステ
   ータコイルを有する固定子とを備えており、前記回転子
   と前記固定子との間にエンジンクランク角センサーが介
   設されているエンジンクランク角センサー付磁石発電機
   において、前記回転子の回転軸に非磁性材から成るプレ
   ートが連結され、このプレートにセンサー用磁石が配さ
   れており、このセンサー用磁石の移動路近傍には前記発
   電用磁石の磁路と直交する方向にセンシング方向を有す
   るホール素子が、そのセンシング面を発電用磁石とは反
   対方向のセンサー用磁石と対向させて配され、ホール素
   子の発電用磁石側にこの発電用磁石からの磁束を遮蔽す
   る磁気シールド板が設けられており、さらに、前記回転
   子の少なくとも一方の軸方向端面に複数個の翼が周方向
   に間隔をおいて円形環状に配されていることを特徴とす
   るエンジンクランク角センサー付磁石発電機。