JPH0526941Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関に取付けられて機関の点火装
置とバツテリ充電回路やヘツドランプ等の一般負
荷とに電力を供給する内燃機関用磁石発電機に関
するものである。

従来技術 内燃機関点火装置に取付けられる磁石発電機に
は、通常機関の点火装置に電力を供給するエキサ
イタコイルと、ヘツドランプやバツテリ充電回路
等の点火装置以外の一般負荷に電力を供給する一
般負荷用発電コイルとを備えている。最近車両の
電装品の増加等に伴つてこの種の発電機の出力の
増大を図ることが要求されている。この種の発電
機において、同一の大きさで出力の増大を図る為
には、磁石回転子の極数を増大させる必要があ
り、出力の増大を狙つた磁石発電機では６極乃至
12極といつた多極の磁石回転子が用いられてい
る。

従来のこの種の発電機としては、例えば、回転
子及び固定子を共に12極としてエキサイタコイル
及び一般負荷用発電コイルを単相集中巻きしたも
のや、回転子を８極とし、固定子を12極としてエ
キサイタコイル及び一般負荷用発電コイルを３相
集中巻きしたものがある。これらの発電機の特性
は例えば第３図及び第４図に示す通りで、第３図
は点火装置の電源として用いるエキサイタコイル
の出力電圧Ｅの回転数Ｎ（rpm）に対する特性を
示し、第４図は一般負荷用発電コイルの出力を整
流器により整流して負荷に供給する場合の出力電
流Ｉの回転数Ｎに対する特性を示している。尚第
４図の各特性において直流出力電圧は14V（一定）
としてある。第３図及び第４図において曲線ａは
12極の磁石回転子と12極の固定子鉄心とを用いて
該固定子鉄心にエキサイタコイル及び一般負荷用
発電コイルをそれぞれ単相集中巻きした場合を示
し、曲線ｂは８極の磁石回転子と12極（12スロツ
ト）の固定子鉄心とを用いて該固定子鉄心にエキ
サイタコイル及び一般負荷用発電コイルを共に３
相集中巻きした場合を示している。これらの特性
から分るように、発電コイルの出力を増大させる
ためには、単に回転子の極数を増大しただけでは
充分ではなく、発電コイルの多相化を図る必要が
ある。しかしながら、第３図の曲線ｂに見られる
ように、エキサイタコイルを多相に巻回した場合
には、機関の中高速領域においてエキサイタコイ
ルの出力電圧が過大になり、この電圧をそのまま
点火装置に印加すると点火回路を構成する電子部
品に過大な電圧が加わるため点火回路を構成する
部品として耐電圧の高い高価なものを用いる必要
があり好ましくない。そのため第３図及び第４図
の曲線ｂに示すように出力の増大を図つた発電機
を用いて点火装置を構成する場合には、点火回路
に電圧制限回路を設けて第３図に破線で示したよ
うに電圧を制限する必要があり、回路が複雑にな
る欠点があつた。

考案の目的 本考案の目的は、エキサイタコイルの出力電圧
が過大になるのを防止してしかも一般負荷用発電
コイルの出力を増大させることができるようにし
た内燃機関用磁石発電機を提供することにある。

考案の構成 本考案は、内燃機関により駆動される多極の磁
石回転子と、内燃機関点火装置に点火エネルギー
を供給するエキサイタコイルと他の負荷に電力を
供給する一般負荷用発電コイルとを固定子鉄心に
巻装して構成した固定子とからなる内燃機関用磁
石発電機であつて、本考案においては、前記固定
子鉄心が、コイル巻装部及び前記磁石回転子の磁
極に対向し得る極片部を有する単相巻線巻装部
と、巻線導体挿入用スロツト及び前記磁石回転子
の磁極に対向する磁極部を交互に周方向に多数個
並べて形成した多相巻線巻装部とを備えている。
前記エキサイタコイルは前記固定子鉄心の前記単
相巻線巻装部に集中巻きされ、前記一般負荷用発
電コイルは前記固定子鉄心の前記多相巻線巻装部
に多相分布巻きされている。

上記のように構成すれば、エキサイタコイルは
単相に巻回されるので、その出力電圧が過大にな
るのを防止することができる。従つて点火装置を
構成する電子部品として耐圧の高いものを用いる
必要が無く、電圧制限回路を設ける必要もない。
また一般負荷用発電コイルは３相分布巻きされて
いるので、その出力を充分に高くすることがで
き、発電機を大形にすること無く、負荷の増大に
対応することができる。

実施例 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

第１図は本考案の負荷の一例を示したものであ
る。第１図において、１は本考案の磁石発電機内
に設けられたエキサイタコイルで、同エキサイタ
コイルの一端は接地されている。エキサイタコイ
ル１の他端はダイオード２のアノードに接続さ
れ、ダイオード２のカソードはコンデンサ３の一
端に接続されている。コンデンサ３の他端は点火
コイル４の１次コイル４ａの一端に接続され、１
次コイル４ａの他端は接地されている。ダイオー
ド２のカソードとコンデンサ３との接続点にサイ
リスタ５のアノードが接続され、該サイリスタの
カソは接地されている。サイリスタ５のゲートカ
ソード間には抵抗６と信号コイル７とが並列に接
続されている。点火コイル４の２次コイル４ｂは
図示しない機関の気筒に取付けられた点火プラグ
８に高圧コードを介して接続されている。これら
の各部により内燃機関用点火装置が構成されてい
る。９Ｕ，９Ｖおよび９Ｗは磁石発電機内に配置
された一般負荷用発電コイルで、この例ではこれ
らの発電コイルが３相星形結線されて整流器Ｄ１
乃至Ｄ３を介してバツテリ充電回路や点灯負荷等
の負荷回路Ｌに接続されている。

第１図に示した点火装置は公知のコンデンサ放
電式点火装置である。この点火装置において信号
コイル７は磁石発電機と別個に設けられた信号発
電機、または磁石発電機の磁極の一部を利用して
設けられた信号発電機内等に配置され、機関の点
火時期にサイリスタ５のゲートに与える信号を出
力する。この点火装置においては、エキサイタコ
イル１の半サイクルの出力でダイオード２及び１
次コイル４ａを通してコンデンサ３が図示の極性
に充電される。次いで信号コイル７が機関の点火
時期にサイリスタ５に点弧信号を与えると該サイ
リスタ３が導通してコンデンサ３がサイリスタ５
及び点火コイル４の１次コイル４ａを通して放電
する。これにより２次コイル４ｂに高電圧が生
じ、点火プラグ８に火花が生じて機関が点火され
る。

第２図は本考案の一実施例の磁石発電機１０を
示したもので、同図において１１は内燃機関の出
力軸に取付けられるフライホイール磁石回転子、
１２は固定子である。磁石回転子１１は鉄等の磁
性材料からなるカツプ状のフライホイール１３の
内周に４個の弧状永久磁石１４ａ乃至１４ｄを接
着等の適宜の手段により固定したものからなり、
各磁石が２極に着磁（径方向着磁）されて４個の
磁石全体で８個の回転子磁極が構成されている。
フライホーイル１３の底部中央にはボス１３ａが
設けられ、該ボスを利用して回転子１１が機関の
出力軸に取付けられるようになつている。

固定子１２は固定子鉄心１５にエキサイタコイ
ル１と一般負荷用発電コイル１６とを巻装したも
のからなつている。固定子鉄心１５は内周部がヨ
ークＹを構成する環状鉄心の外周部に単相コイル
巻装部１５ａを多相コイル巻装部１５ｂとを設け
たもので、その内周部にはフライホイール１３の
ボス１３ａを遊嵌させる孔１５Ａが設けられてい
る。単相巻線巻装部１５ａは固定子鉄心１５の外
周部に24個の磁極部を等間隔で設けたとした場合
の３極分のスペースの中央部に設けられた突極部
からなり、該突極部にエキサイタコイル１が単相
集中巻きされている。エキサイタコイル１が巻装
された突極部の先端には磁極片１８が設けられ、
該磁極片が磁石回転子１１の磁極に所定のギヤツ
プを介して対向する。

固定子鉄心１５の多相巻線巻装部１５ｂは該固
定子鉄心１５の外周部に24個の磁極を等間隔で設
けたとした場合の極ピツチに等しいピツチで設け
られた21個の磁極部Ｐ１乃至Ｐ２１と、これらの
磁極部相互間及び最端磁極部Ｐ２１と単相巻線巻
装部１５ａとの間にそれぞれ形成されたスロツト
Ｑ１乃至Ｑ２１とからなり、これらのスロツトを
利用して一般負荷用発電コイル１６が３相全節分
布巻きにより巻回されている。

一般負荷用発電コイル１６を構成するＵ，Ｖ，
W3相の巻線のうちＶ相の巻線９Ｖの巻線導体２
０ｖは、スロツトＱ３，Ｑ６，Ｑ９，Ｑ１２，Ｑ
１５，Ｑ１８及びＱ２１に挿入されて巻回されて
いる。これらのスロツトの内スロツトＱ３，Ｑ
６，Ｑ９，Ｑ１２，Ｑ１５及びＱ１８はヨークＹ
の内周に近い位置に形成された幅広溝部ｄ１と、
該溝部の中央部から放射方向に伸びて鉄心１５の
外周に開口する幅狭溝部ｄ２とからなるＴ字形の
形状に形成され、最端部の溝スロツトＱ２１は磁
極部Ｐ２１の基部に設けられたコの字形の溝から
なつている。そして巻線導体２０ｖは対のスロツ
トＱ３，Ｑ６，Ｑ６，Ｑ９，Ｑ９，Ｑ１２，Ｑ１
２，Ｑ１５，Ｑ１５，Ｑ１８及びＱ１８，Ｑ２１
にそれぞれ跨がつて所定のターン数ずつ巻回さ
れ、これらの対のスロツトにそれぞれ巻回された
６個の単位巻線が直列に接続されてＶ相の巻線９
Ｖが構成されている。この場合各対のスロツトの
間に存在する磁極部が各対のスロツトに巻回され
た単位巻線に対する磁極を構成しており、本実施
例においては、１相当たり６個の磁極が構成され
ている。

またＵ相の巻線９Ｕは巻線導体２０ｕをスロツ
トＱ２，Ｑ５，Ｑ８，Ｑ１１，Ｑ１４，Ｑ１７及
びＱ２０に挿入することにより巻回され、Ｗ相の
巻線９Ｗは巻線導体２０ｗをスロツトＱ１，Ｑ
４，Ｑ７，Ｑ１０，Ｑ１３，Ｑ１６及びＱ１９に
挿入することにより巻回されている。Ｕ相の巻線
導体２０ｕを挿入するスロツトＱ２，Ｑ５，Ｑ
８，Ｑ１１，Ｑ１４，Ｑ１７及びＱ２０は、上記
Ｖ相の巻線導体２０ｖを挿入するスロツトよりも
浅いほぼコの字形の溝からなり、Ｗ相の巻線導体
２０ｗを挿入するスロツトＱ１，Ｑ４，Ｑ７，Ｑ
１０，Ｑ１３，Ｑ１６及びＱ１９はＵ相の巻線導
体２０ｕを挿入するスロツトよりも更に浅いコの
字形の溝からなつている。Ｕ相の巻線導体２０ｕ
は対のスロツトＱ２，Ｑ５，Ｑ５，Ｑ８，Ｑ８，
Ｑ１１，Ｑ１１，Ｑ１４，Ｑ１４，Ｑ１７及びＱ
１７，Ｑ２０にそれぞれ跨がつて所定のターン数
ずつ巻回され、これらの対のスロツトにそれぞれ
巻回された６個の単位巻線が直列に接続されてＵ
相の巻線９Ｕが構成されている。この場合も各対
のスロツトの間に存在する磁極部が各対のスロツ
トに巻回された単位巻線に対する磁極を構成して
おり、１相当たり６個の磁極が構成されている。
同様にＷ相の巻線導体２０ｗは対のスロツトＱ
１，Ｑ４，Ｑ４，Ｑ７，Ｑ７，Ｑ１０，Ｑ１０，
Ｑ１３，Ｑ１３，Ｑ１６及びＱ１６，Ｑ１９にそ
れぞれ跨がつて所定のターン数ずつ巻回され、こ
れらの対のスロツトにそれぞれ巻回された６個の
単位巻線が直列に接続されてＷ相の巻線９Ｗが構
成されている。なおＨは電機子Ａを図示しない取
付け部に固定するネジを挿入するためにヨークＹ
に設けた取付け孔である。

上記のようにエキサイタコイルを単相巻きした
場合、エキサイタコイルの出力電圧の回転数に対
する特性は第３図の曲線ｃに示すようになり、エ
キサイタコイルの出力電圧Ｅが過大になるのが防
止される。また上記のように一般負荷用発電コイ
ルを２１スロツトに３相分布巻きした場合の該発
電コイルの出力電流対回転数特性は第４図の曲線
ｃに示すようになり、従来の発電機より大幅に出
力が増大する。

上記のように本実施例では、固定子鉄心の多相
巻線巻装部１５ｂに１相当たり６極として一般負
荷用発電コイルが３相分布巻きされている。そし
て本実施例においては、３相の巻線導体をそれぞ
れ挿入するスロツトの形状を互いに異ならせると
ともに、それぞれの深さを異ならせて各相のスロ
ツトの底部の固定子径方向に対する位置を異なら
せてある為以下に示すように巻線作業を容易にす
ることができる。

すなわち上記電機子鉄心に電機子コイルを卷回
する際には、まず最も深いスロツト内に巻線導体
２０ｖを挿入して（各対のスロツトに所定ターン
数ずつ単位巻線を順次巻回して）Ｖ相の電機子巻
線を分布巻きする。次いで２番目に深いスロツト
内に巻線導体２０ｕを挿入してＵ相の電機子巻線
を分布巻きした後、最も浅いスロツト内に巻線導
体２０ｗを挿入してＷ相の電機子巻線を分布巻き
する。このようにして電機子巻線を卷回すれば、
先に卷回された巻線が後から卷回される巻線の卷
回作業に影響を与えることがなく、また巻線導体
を挿入するスロツトを簡単に識別できるので、巻
線作業を容易に行うことができる。更に各スロツ
トの断面積を等しくするという制約が無いので、
スロツトの断面積を自由に設定することができ、
スロツトの合計断面積を従来より広くすることも
できる。従つて従来より巻線設計の自由度を高め
ることができる。

上記の固定子は例えば内燃機関のケース等に設
けられた取付け部に固定され、該機関の出力軸に
取付けられた磁石回転子１１とともに磁石発電機
１０を構成する。

なお上記の説明では磁石回転子を８極とし、固
定子の多相巻線巻装部の磁極部を24極の極ピツチ
に相当するピツチで設けたが、回転子の極数と固
定子の多相巻線巻装部の極数及び極ピツチとは適
宜に変更することができる。

上記の例では一般負荷用発電コイルを星形結線
したが、該発電コイルを環状接続することもでき
る。また本考案の発電機の負荷となる点火装置は
コンデンサ放電式に限られることなく、電流遮断
式の点火装置であつてもよい。

考案の効果 以上のように、本考案によれば、エキサイタコ
イルは単相に巻回されるので、その出力電圧が過
大になるのを防止することができる。従つて点火
装置を構成する電子部品として耐圧の高いものを
用いる必要が無く、また電圧制限回路を設ける必
要がないので点火装置の構造が複雑になるのを防
ぐことができる。また一般負荷用発電コイルは多
相分布巻きされているのでその出力を充分に高く
することができ、発電機を大形にすること無く、
負荷の増大に対応することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の発電機の負荷の一例を示した
回路図、第２図は本考案の一実施例を示した正面
図、第３図及び第４図は従来の発電機と本考案の
発電機の特性を比較して示した線図である。 １…エキサイタコイル、９Ｕ乃至９Ｗ…一般負
荷用発電コイル、１０…磁石発電機、１１…磁石
回転子、１２…固定子、１５…固定子鉄心、１５
ａ…単相巻線巻装部、１５ｂ…多相巻線巻装部、
１８…磁極片、Ｐ１乃至Ｐ２１…磁極部、Ｑ１乃
至Ｑ２１…スロツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃機関により駆動される多極の磁石回転子
   と、内燃機関点火装置に点火エネルギーを供給
   するエキサイタコイルと他の負荷に電力を供給
   する一般負荷用発電コイルとを固定子鉄心に巻
   装して構成した固定子とからなる内燃機関用磁
   石発電機において、 前記固定子鉄心は、コイル巻装部及び前記磁
   石回転子の磁極に対向し得る極片部を有する単
   相巻線巻装部と、巻線導体挿入用スロツト及び
   前記磁石回転子の磁極に対向する磁極部を交互
   に周方向に多数個並べて形成した多相巻線巻装
   部とを備え、 前記多相巻線巻装部は前記単相巻線巻装部の
   両側に位置するように配置され、 前記エキサイタコイルは前記固定子鉄心の前
   記単相巻線巻装部に集中巻きされ、 前記一般負荷用発電コイルは前記固定子鉄心
   の前記多相巻線巻装部に多相分布巻きされてい
   ることを特徴とする内燃機関用磁石発電機。 (2) 前記磁石回転子は８極に構成され、前記固定
   子鉄心の多相巻線巻装部は該固定子鉄心に24個
   の磁極部とスロツトとを等間隔で設けたとした
   場合の極ピツチに相当するピツチで設けられた
   21個の磁極部を有していて、該多相巻線巻装部
   の磁極部相互間に形成されたスロツトを利用し
   て前記一般負荷用発電コイルが３相分布巻きさ
   れ、前記単相巻線巻装部は前記固定子鉄心に24
   個の磁極部を等間隔で形成したとした場合の３
   極分に相当するスペースに設けられていること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の内燃機関用磁石発電機。