JPH0646219Y2 - 磁石式多極発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はアウタロータ型の磁石式多極発電機すなわち中
心側に設けたステータコアの外周部に配設した複数個の
突極に発電コイルを巻装し、椀状に形成し内周面に永久
磁石を固着してなるロータを前記発電コイルの外周側で
回転させるように構成した磁石式多極発電機の発電特性
の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の磁石式多極発電機の例を第５図および第６図によ
って説明する。両図は例えば内燃機関等のエンジンによ
って駆動される高周波発電機の一例であり、エンジンの
ケージングの一部にマウント用のスリーブ10を設け、こ
のスリーブ10の先端にステータコア11を固着する。ステ
ータコア11には外周部に複数個の突極12を配設し、これ
らの突極12にはボビン13を介して、15個の発電用の電機
子コイル14、６個のバッテリ充電用の発電コイル15、単
相の点火用の発電コイル16、および単相の電源用の発電
コイル17を夫々巻装する。

上記のコイルのうち、発電用の電機子コイル14には第７
図に示すように、６個のダイオード18からなる３相全波
整流回路を介してレギュレータ19を接続し、レギュレー
タ19にはインバータ20を接続する。そしてこのインバー
タ20によって例えば50Hz若しくは60Hzの商用周波数を有
する交流出力を得るようになっている。またバッテリ充
電用の発電コイル15には、３個のダイオード21からなる
３相半波整流回路を接続し、この整流回路の出力によっ
てバッテリ（図示せず）を充電するようにしている。ま
た点火用の発電コイル16には、点火回路22を接続するこ
とにより、点火プラグ23に火花を発生させて点火動作を
行うようにする。次に電源用の発電コイル17には、電源
回路24を接続し、この電源回路24が前記のレギュレータ
19およびインバータ20を駆動するようにしている。

次に上記発電機のロータの構造について説明する。第５
図において、マウント用のスリーブ10には貫通穴を設け
ると共に、この貫通穴には軸受25およびオイルシール26
を嵌装する。而して上記軸受25およびオイルシール26を
貫通するようにクランクシャフト27を発電機側に延長さ
せ、クランクシャフト27の先端側にボス28を介して椀状
に形成したロータ29を結合する。ロータ29の内周面には
永久磁石30を固着して、微小空隙を介して前記突極12と
対向させる。31は冷却用ファンであり、前記ロータ29の
端面に固着する。

以上の構成により、発電機と直結したエンジンを駆動す
ると、クランクシャフト27を介してロータ29が回転し、
ステータコア11と対向する永久磁石30が回転するから、
発電用の電機子コイル14に高周波の交流出力が発生す
る。この交流出力は第７図に示す６個のダイオード18か
らなる全波整流回路によって整流させると共に、レギュ
レータ19によって電圧調整が行われ、更にインバータ20
によって低周波の交流に変換されるのである。なおレギ
ュレータ19およびインバータ20は、単相の発電コイル17
の出力によって電源回路24を介して駆動される。また点
火用の発電コイル16の出力によって点火回路22を介して
エンジンの点火動作を行うと共に、更に必要に応じて、
発電コイル15の出力によって、ダイオード21からなる半
波整流回路を介してバッテリの充電を行い得るのであ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記構成の磁石式多極発電機においては、エンジンの回
転数が増大すると、夫々の発電コイルに発生する出力が
比例的に増大し、発生電圧もまた上昇する。一方エンジ
ンの点火動作を行うための出力を発生する点火用の発電
コイル16の出力は、低速回転時において必要最小限とな
るように設計してあるのが通常であり、エンジンが通常
回転状態となった場合には、発電コイル16は必要以上の
高電圧を出力することとなる。従ってイグニションコイ
ル内の内部放電を惹起し、または発電コイル16の温度上
昇が激しくなり、種々の不都合な事態を誘起するという
問題点がある。一方上記の対策として、各構成部材の電
圧、電流等の定格を向上させること、若しくは電圧、電
流等のリミット回路の設置、更には発電コイルを構成す
る巻線若しくはボビン材質のグレードアップ等の手段
は、何れも構造の複雑化、コストアップとなる等の問題
点がある。

本考案は上記の問題点を解決し、簡単な構造であるのに
拘らず、ロータの低速回転時と通常回転時とにおける上
記発電コイルに発生する電圧の差を縮小させ得るように
した磁石式多極発電機を提供することを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本考案においては、中心
側に設けたステータコアの外周部に配設した複数個の突
極に主発電コイルを巻装すると共に、他の発電コイルを
少なくとも１個の突極に巻装し、椀状に形成し内周面に
永久磁石を固着してなるロータを前記主発電コイルおよ
び他の発電コイルの外周側で回転させるように構成した
アウタロータ型の磁石式多極発電機において、前記他の
発電コイルを巻装した突極の外周端部に突極の最小横断
面と平行な平面に対する投影形状をステータコアの一方
の端面側が開放するコ字状に形成した軟磁性材料からな
る磁束吸収部材を前記他の発電コイルの外周側に位置し
かつその両縁部を隣接する他の突極方向へ延出させて配
設し、前記ロータの低速回転時と通常回転時とにおける
前記他の発電コイルに発生する電圧の差を縮小するよう
にする、という技術的手段を採用したのである。

〔作用〕

上記の構成により、低速回転時においては、例えば点火
用若しくは発電用等の主発電用以外の発電コイルにおい
ては、エンジンの低速回転時においては発生電圧が低
く、従って電流値も低いため、発電コイルによる逆起磁
力が小さい。従って上記発電コイルを巻装した突極の外
周端部に配設した磁束吸収部材はロータ側の漏洩磁束を
吸収し、発電コイルの実効磁束とする作用が大きい。一
方エンジンが通常回転数に到達した場合には、上記発電
コイルの発生電圧が上昇し、電流値も大となるが、発電
コイルによる逆起磁力が大となる結果、上記磁束吸収部
材を介して隣接する他の突極に磁束が漏洩する。従って
ロータからの磁束が短絡される結果、発電コイルの実効
磁束が減少する。これにより上記発電コイルにおける電
圧および電流値の増大を抑制する作用が期待できるので
ある。

〔実施例〕

第１図は本考案の実施例を示す要部拡大平面図、第２図
は第１図におけるＡ方向矢視正面図、第３図は本考案の
実施例における構成部材の一部を示す斜視図であり、同
一部分は前記第５〜７図と同一の参照符号で示す。これ
らの図において、点火用の発電コイル16は、樹脂その他
の絶縁材料からなるボビン13に巻線を予め巻装して形成
した後、ボビン穴13aを突極12aに挿入して固着したもの
である。次に１は磁束吸収部材であり、軟鉄その他の軟
磁性材料により例えば板状に形成すると共に、中間部に
切欠部1aを穿設して略コ字状に形成する。この場合切欠
部1aは隣接する突極12側ではなく、ステータコア11の一
方の端面側に設ける。また突極12aの外周端には溝12bを
設けて、前記磁束吸収部材１を挿入固着する。なお磁束
吸収部材１は突極12aの溝12bに挿入固着した場合に、両
縁部1bを隣接する他の突極に臨むように形成して配設す
る。

第４図は上記構成による発電機における発電コイル16に
発生する電圧と回転数との関係を示す図である。同図か
ら明らかなように本考案の構成による曲線ａで示すもの
は、低速回転（Nl）における電圧は従来と同様又はそれ
以上となるにもかかわらず低速回転（Nl）における電圧
と通常回転（Nn）における電圧との差が小である。これ
に対して曲線ｂで示す従来の構成の発電機においては、
回転数が増大するに従って発生電圧も逐次増大し、低速
回転（Nl）時と通常回転（Nn）時との発生電圧の差が大
である。すなわち本考案の発電機においては、点火用の
発電コイル16を固着した突極12aの外周端に磁束吸収部
材１を設けた構成であるから、エンジンが通常回転数
（Nn）に到達した場合に、発電コイル16に発生する電圧
および電流の値が増大するが、発電コイル16による逆起
磁力が大となる結果、磁束吸収部材１を介して隣接する
他の突極12に磁束が漏洩する。従って上記発電コイル16
に作用する実効磁束量が減少し、電圧および電流値の増
大を抑制するのである。一方低速回路（Nl）時において
は、発電コイル16に発生する電圧および電流の値が小さ
いため、発電コイル16による逆起磁力が小さい。従って
磁束吸収部材１は、電圧および電流値増大の抑制作用が
小さく、逆にロータ側の漏洩磁束を吸収し、発電コイル
の実効磁束とする作用が大きい。

本実施例においては、磁束吸収部材を板状に形成した例
を示したが、配設すべき発電コイル若しくは突極の形状
その他を勘案して適宜変形することができる。また磁束
吸収部材を構成する材料としては、軟鉄以外の他の軟磁
性材料を使用できることが勿論であり、例えば高透磁率
材料を使用することにより、板厚その他の寸法を小さく
することができる。更に上記磁束吸収部材の突極若しく
はボビン等への固着手段としては、機械的な固着の他
に、例えばボビン成形時に一体に成形する手段等を採用
することができると共に、接着剤を使用する等、他の公
知の固着手段を当然に使用できる。

〔考案の効果〕

本考案は以上記述のような構成および作用であるから、
下記の効果を期待できる。

（１）磁束吸収部材を配設するという簡単な構造である
のにも拘らず、低速回転時と通常回転時とにおける発生
電圧および電流値の差を縮小することができるため発電
機全体を小型化することができる。

（２）上記（１）と関連して電圧、電流等のリミット回
路を設置すること、若しくは構成部材のグレードアップ
等が不要であるため、構造が簡単であり、コストアップ
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す要部拡大平面図、第２図
は第１図におけるＡ方向矢視正面図、第３図は本考案の
実施例における構成部材の一部を示す斜視図、第４図は
発電コイルに発生する電圧と回転数との関係を示す図、
第５図および第６図は各々従来の磁石式多極発電機の例
を示す要部縦断面図およびステータコアの平面図、第７
図は発電機の回路図の一例である。 1:磁束吸収部材、11:ステータコア、12,12a:突極、14:
電機子コイル、15,16,17:発電コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 藤井 茂 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)考案者 清水 元寿 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中心側に設けたステータコアの外周部に配
   設した複数個の突極に主発電コイルを巻装すると共に、
   他の発電コイルを少なくとも１個の突極に巻装し、椀状
   に形成し内周面に永久磁石を固着してなるロータを前記
   主発電コイルおよび他の発電コイルの外周側で回転させ
   るように構成したアウタロータ型の磁石式多極発電機に
   おいて、前記他の発電コイルを巻装した突極の外周端部
   に突極の最小横断面と平行な平面に対する投影形状をス
   テータコアの一方の端面側が開放するコ字状に形成した
   軟磁性材料からなる磁束吸収部材を前記他の発電コイル
   の外周側に位置しかつその両縁部を隣接する他の突極方
   向へ延出させて配設し、前記ロータの低速回転時と通常
   回転時とにおける前記他の発電コイルに発生する電圧の
   差を縮小するようにしたことを特徴とする磁石式多極発
   電機。