JPH0865930A - 磁石式発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータ成型後の後加工が不要で容易に製作で
き、しかも、漏洩磁束の減少を図ることができる磁石式
発電機を提供することを目的とする。 【構成】 ロータ2 の軸心方向に多数枚の磁極片13を積
層状に結合した一対の積層コア9 を、永久磁石11に対し
てロータ2 の回転方向の両側に配置し、これら一対の積
層コア9 と永久磁石11とを非磁性材からなるロータ2 内
に鋳込んだ磁石式発電機において、永久磁石11の両側の
各積層コア9 の相対応する多数枚の磁極片13の内、少数
枚の相対応する磁極片13を、永久磁石11に対してロータ
2 の半径方向の内側又は外側で小断面積の接続部17を介
して両積層コア9 が永久磁石11の磁場方向に広がらない
ように接続し、残りの多数枚の磁極片13を各積層コア9
毎に独立させて永久磁石11の両側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型エンジン等に取り
付けて使用する磁石式発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁石式発電機としては、ロータの
軸心方向に多数枚の磁極片を積層状に結合した一対の積
層コアを、永久磁石に対してロータの回転方向の両側に
配置し、これら一対の積層コアと永久磁石とを非磁性材
からなるロータ内に鋳込んだものがある。

【０００３】この磁石式発電機におけるロータを製造す
る際には、先ず永久磁石用の磁化前の磁性体と一対の積
層コアとを、各積層コアが磁性体の両側で密着するよう
に組み合わせ、その状態でロータ成形用金型内にセット
した後、この金型の成形空間にアルミニウム合金等の非
磁性材を加圧注入してロータを成形し、その後に磁性体
を磁化させて永久磁石とする方法を採っている。

【０００４】この場合、磁化していない磁性体を金型内
にセットするのは、当初より永久磁石を金型内にセット
しても、溶湯により永久磁石の磁気が消滅し、再度磁化
する必要が生じるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ロータを成形する際に
は、磁化前の磁性体を使用し、この磁性体を一対の積層
コアと組み合わせて金型内に装入するため、各積層コア
が夫々独立していれば、金型に装入する過程で磁性体と
各積層コアとがバラケ易く、両者の相対位置がずれる場
合がある。このため、磁性体と各積層コアとの間に隙間
ができ、そこに非磁性材が入り磁気抵抗が増大するとい
う問題がある。

【０００６】そこで、各積層コアを構成する多数枚の磁
極片を磁性体に対してロータの半径方向の内側又は外側
で接続部を介して一体に接続し、両積層コアの広がりを
防止するようにすれば、装入時に磁性体と各積層コアと
がバラケルこともなく、金型への装入を容易に行うこと
ができる。

【０００７】しかし、ロータの半径方向の外側で各積層
コアを接続部を介して接続すれば、鋳込み後にロータの
外周を切削加工して接続部を除去する必要がある。また
ロータの半径方向の内側で各積層コアを接続すれば、鋳
込み後にドリル加工により接続部を除去する必要があ
り、何れにしても後加工を行わなければならず、ロータ
の製作工程が煩雑化するという欠点がある。

【０００８】一方、各磁極片の全てを比較的小断面積の
接続部を介して接続すれば、後加工は不要となるが、全
ての磁極片を接続部を介して接続しているため、漏洩磁
束が大になり、ステータ側への磁束が減少して性能が低
下するという問題がある。本発明は、このような従来の
課題に鑑み、ロータ成型後の後加工が不要で容易に製作
でき、しかも、漏洩磁束の減少を図ることができる磁石
式発電機を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、ロータ2 の軸心方向に多数枚の磁極片13を積層状に
結合した一対の積層コア9 を、永久磁石11に対してロー
タ2 の回転方向の両側に配置し、これら一対の積層コア
9 と永久磁石11とを非磁性材からなるロータ2内に鋳込
んだ磁石式発電機において、永久磁石11の両側の各積層
コア9 の相対応する多数枚の磁極片13の内、少数枚の相
対応する磁極片13を、永久磁石11に対してロータ2 の半
径方向の内側又は外側で小断面積の接続部17を介して両
積層コア9 が永久磁石11の磁場方向に広がらないように
接続し、残りの多数枚の磁極片13を各積層コア9 毎に独
立させて永久磁石11の両側に配置したものである。

【００１０】また請求項２に記載の本発明は、請求項１
に記載の発明において、積層方向の両端の磁極片13を接
続部17を介して接続したものである。

【００１１】更に請求項３に記載の本発明は、接続部17
を介して接続された一対の磁極片13を一枚の板材により
一体的に構成したものである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の本発明では、ロータ2 の軸心
方向に多数枚の磁極片13を積層状に結合した一対の積層
コア9 を、永久磁石11に対してロータ2 の回転方向の両
側に配置し、これら一対の積層コア9 と永久磁石11とを
非磁性材からなるロータ2 内に鋳込んだ磁石式発電機に
おいて、永久磁石11の両側の各積層コア9 の相対応する
多数枚の磁極片13の内、少数枚の相対応する磁極片13
を、永久磁石11に対してロータ2 の半径方向の内側又は
外側で小断面積の接続部17を介して両積層コア9 が永久
磁石11の磁場方向に広がらないように接続し、残りの多
数枚の磁極片13を各積層コア9 毎に独立させて永久磁石
11の両側に配置しているので、永久磁石11用の磁化前の
磁性体と一対の積層コア9 とを金型内に装入する際に、
磁性体と各積層コア9 とのバラケを防止でき、両者を組
み合わせた状態で金型内へ装入できるため、その取り扱
いが極めて容易である。

【００１３】また、接続部17が小断面積でかつ少数枚で
あるため、漏洩磁束の減少を図ることができ、鋳込み後
に接続部17を除去する必要がなく、ロータ2 の製作が極
めて容易である。

【００１４】また請求項２に記載の本発明では、積層方
向の両端の磁極片13を接続部17を介して接続しているの
で、各磁極片13を積層状に結合して各積層コア9 を形成
していることと相まって、一対の積層コア9 をねじりに
対して強い構造に構成でき、磁性体と一対の積層コア9
とを組み合わせた状態で金型内に装入する際の取り扱い
が容易である。

【００１５】しかも一対の積層コア9 がねじりに対して
強い構造となっているので、少数枚の相対応する磁極片
13を接続部17を介して接続するだけで強度を十分確保す
ることができる。

【００１６】また請求項３に記載の本発明では、請求項
１又は２に記載の発明において、接続部17を介して接続
された一対の磁極片13を一枚の板材により一体的に構成
しているので、接続部17を介して接続した磁極片13を極
めて容易に製作することかできる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。図１は本発明の磁石式発電機の第１実施例を示
し、この磁石式発電機は、エンジンのクランク軸1 の一
端等に固定されたロータ2 と、このロータ2 の外周部側
でエンジン等に固定されたステータ3 とを備えている。

【００１８】ステータ3 は、保護ケース4 に、一対の磁
路5,6 を有するコ字状の積層コア7と、コイルボビンに
巻き付けられたコイル8 とを備え、このコイル8 が一方
の磁路5 に外嵌するように構成されている。

【００１９】ロータ2 は、アルミニウム合金等の非磁性
材からなる円板状であって、このロータ2 の直径方向の
一方に一対の積層コア9 と永久磁石11とが、また他方に
略扇型の板材を積層して形成したバランスウエイト12が
夫々鋳込まれている。永久磁石11は直方体状であって、
その長手方向がロータ2 の半径方向となるように配置さ
れている。

【００２０】各積層コア9 は、板厚が１ｍｍ程度の鋼板
を打ち抜いた十数枚の磁極片13をロータ2 の軸心方向に
積層状に結合したものであって、永久磁石11に対してロ
ータ2 の回転方向の両側に対向して密着するように配置
されている。各積層コア9 は、磁極片13の板厚方向に形
成した結合用の凹凸部（図示省略）を、隣接する各磁極
片13の凹凸部に互いに圧入して結合されており、また各
積層コア9 の中央部には積層方向に貫通状の位置決め孔
14が設けられている。

【００２１】各磁極片13のステータ3 側の端縁にはロー
タ2 の外周から若干突出する円弧状部15が設けられ、ま
た永久磁石11側の端縁には永久磁石11の側部に嵌合する
嵌合凹部16が設けられている。

【００２２】各積層コア9 の積層方向の両端で相対向す
る一対の磁極片13は、永久磁石11に対してロータ2 の半
径方向の内側で接続部17を介して接続されるように、一
枚の板材を打ち抜いて一体的に形成され、各積層コア9
が永久磁石11の磁場方向に広がらないようになってい
る。なお接続部17は、漏洩磁束が少なくなるようにロー
タ2 の半径方向の断面積が小さく形成されている。

【００２３】ロータ2 を製造する際には、先ず一対の積
層コア9 の間に磁化していない磁性体を装着して組み合
わせ、その状態で金型の位置決めピンに各積層コア9 の
位置決め孔14を挿入し、各積層コア9 と磁性体とをロー
タ成形用金型内にセットする。

【００２４】両積層コア9 の間に磁化していない磁性体
を装着して組み合わせる場合、各磁極片13の嵌合凹部16
に磁性体の両側を夫々嵌合させる。すると両積層コア9
を構成する各磁極片13の内、積層方向の両端の相対向す
る一対の磁極片13が接続部17を介して接続されており、
両積層コア9 が広がらないようになっているので、磁性
体の両側面と各積層コア9 の内面とが当接した状態で保
持できる。

【００２５】このため、磁性体と各積層コア9 とのバラ
ケを防止することができ、両者を組み合わせた状態でロ
ータ成形用の金型内へ容易に装入できるため、その取り
扱いが極めて容易である。次に、金型の成形空間に非磁
性材を加圧注入して固化させることによりロータ2 を成
形し、その後に磁性体を磁化させて永久磁石11とする。

【００２６】この時、相対応する多数枚の磁極片13の
内、積層方向両端の少数枚の相対応する磁極片13を小断
面積の接続部17を介して一体的に設け、残りの多数枚の
磁極片13を各積層コア9 毎に独立させているので、永久
磁石11に対してロータ2 の半径方向の内側及び外側に、
接続部17を除き積層方向の全長に亘って間隙が形成され
るため、漏洩磁束を極めて少なく抑えることができる。
従って、鋳込み後に接続部17を除去する必要もなく、ロ
ータ2 の製作が極めて容易である。

【００２７】また積層方向の両端の磁極片13を接続部17
を介して接続しているので、各磁極片13を積層状に結合
して各積層コア9 を形成していることと相まって、一対
の積層コア9 をねじりに対して強い構造に構成でき、磁
性体と一対の積層コア9 とを金型内に装入する際の取り
扱いが容易となり、作業性の向上を図ることができる。

【００２８】しかも、一対の積層コア9 をねじりに対し
て強い構造に構成できるので、他の箇所に接続部17を設
ける必要がなく、漏洩磁束を少なくすることができる。
更に積層方向の両端の磁極片13を接続部17を介して接続
しているので、各磁極片13の板厚が薄くても十分な耐ね
じり性が得られ、漏洩磁束の減少を図ることができる。

【００２９】図２の（ａ）は本発明の第２実施例を示
し、積層方向の中央から線対称となるように所定の間隔
を空けた位置の相対応する一対の磁極片13を接続部17を
介して接続したものである。また（ｂ）は本発明の第３
実施例を示し、積層方向中央の相対応する磁極片13を接
続部17を介して接続したものである。

【００３０】この場合にも、第１実施例と同様に実施す
ることができ、接続部17を介して接続された磁極片13
が、積層方向の中央に対して線対称に配置されているの
で、各積層コア9 のねじりを防止することができる。

【００３１】図３は本発明の第４実施例を示し、積層方
向の両端の相対応する磁極片13を、永久磁石11に対して
ロータ2 の半径方向の内側及び外側で小断面積の接続部
17を介して一体的に設けたものである。

【００３２】この場合には、ロータ2 の半径方向の内側
及び外側の接続部17と各磁極片13とにより永久磁石11を
矩形状に取り囲んでいるので、各積層コア9 が永久磁石
11の磁場方向に広がるおそれがなく、第１実施例に比べ
て多少漏洩磁束は増えるが、永久磁石11用の磁性体をよ
り確実に保持することができる。

【００３３】図４は３個の積層コア9 とその間に配置さ
れた２個の永久磁石11とを備え、積層方向の両端の相対
応する磁極片13を、永久磁石11に対してロータ2 の半径
方向の内側で接続部17を介して一体的に設けたものであ
る。

【００３４】この場合にも、第１実施例と同様に実施す
ることができる。なお本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、磁極片13の板厚を薄くし磁極片13の枚数
を多くして各積層コア9 を形成してもよい。この場合に
は、両端の１枚ずつだけでなく数枚の磁極片13を夫々接
続部17を介して接続するようにしてもよい。

【００３５】また相対応する磁極片13を、永久磁石11に
対してロータ2 の半径方向の外側のみで接続部17を介し
て一体的に設けてもよい。更に、各磁極片13の固定方法
も凹凸部による結合に代えて、積層方向に貫通孔を設け
てリベットにより結合させてもよい。なお永久磁石11に
は磁性粉を焼結させたものを用いているが、アルニコ磁
石の場合には、その長手方向がロータ2 の半径方向とな
るように配置してもよい。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、ロー
タ2 の軸心方向に多数枚の磁極片13を積層状に結合した
一対の積層コア9 を、永久磁石11に対してロータ2 の回
転方向の両側に配置し、これら一対の積層コア9 と永久
磁石11とを非磁性材からなるロータ2 内に鋳込んだ磁石
式発電機において、永久磁石11の両側の各積層コア9 の
相対応する多数枚の磁極片13の内、少数枚の相対応する
磁極片13を、永久磁石11に対してロータ2 の半径方向の
内側又は外側で小断面積の接続部17を介して両積層コア
9 が永久磁石11の磁場方向に広がらないように接続し、
残りの多数枚の磁極片13を各積層コア9 毎に独立させて
永久磁石11の両側に配置しているので、永久磁石11用の
磁化前の磁性体と一対の積層コア9 とを金型内に装入す
る際に、磁性体と各積層コア9 とのバラケを防止でき、
両者を組み合わせた状態で金型内へ装入できるため、そ
の取り扱いが極めて容易となり、ロータ作製時の作業性
の向上を図ることができる。

【００３７】また、接続部17が小断面積でかつ少数枚で
あるため、漏洩磁束の減少を図ることができる。更に、
漏洩磁束の減少を図ることができるため、鋳込み後に接
続部17を除去する必要がなく、ロータ2 を極めて容易に
製作することができる。

【００３８】また請求項２に記載の本発明では、請求項
１に記載の発明において、積層方向の両端の磁極片13を
接続部17を介して接続しているので、各磁極片13を積層
状に結合して各積層コア9 を形成していることと相まっ
て、一対の積層コア9 をねじりに対して強い構造に構成
でき、磁性体及び一対の積層コア9 を金型内に装入する
際、その取り扱いが容易となり、作業性の向上を図るこ
とができる。

【００３９】しかも一対の積層コア9 がねじりに対して
強い構造となっているので、少数枚の相対応する磁極片
13を接続部17を介して接続するだけでも強度を十分確保
することができる。このため、他の箇所に接続部17を設
ける必要がなく、漏洩磁束を少なくすることができる。
更に積層方向の両端の磁極片13を接続部17を介して接続
しているので、各磁極片13の板厚が薄くても十分な耐ね
じり性が得られ、漏洩磁束の減少を図ることができる。

【００４０】また請求項３に記載の本発明では、請求項
１又は２に記載の発明において、接続部17を介して接続
された一対の磁極片13を一枚の板材により一体的に構成
しているので、接続部17を介して接続した磁極片13を極
めて容易に製作することかできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示し、(a) は磁石式発電機の
断面図、(b) は(a) のＡ−Ａ線断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示すロータの断面図であ
る。

【図３】本発明のその他のロータの実施例を示し、(a)
は正面図、(b) は断面図である。

【図４】本発明の更にその他のロータの実施例を示し、
(a) は断面図、(b) は(a) のB矢視図である。

【符号の説明】

2 ロータ 3 ステータ 7 積層コア 9 積層コア 11 永久磁石 13 磁極片 17 接続部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ(2) の軸心方向に多数枚の磁極片
   (13)を積層状に結合した一対の積層コア(9) を、永久磁
   石(11)に対してロータ(2) の回転方向の両側に配置し、
   これら一対の積層コア(9) と永久磁石(11)とを非磁性材
   からなるロータ(2) 内に鋳込んだ磁石式発電機におい
   て、永久磁石(11)の両側の各積層コア(9) の相対応する
   多数枚の磁極片(13)の内、少数枚の相対応する磁極片(1
   3)を、永久磁石(11)に対してロータ(2) の半径方向の内
   側又は外側で小断面積の接続部(17)を介して両積層コア
   (9) が永久磁石(11)の磁場方向に広がらないように接続
   し、残りの多数枚の磁極片(13)を各積層コア(9) 毎に独
   立させて永久磁石(11)の両側に配置したことを特徴とす
   る磁石式発電機。
2. 【請求項２】 積層方向の両端の磁極片(13)を接続部(1
   7)を介して接続したことを特徴とする請求項１に記載の
   磁石式発電機。
3. 【請求項３】 接続部(17)を介して接続された一対の磁
   極片(13)を一枚の板材により一体的に構成したことを特
   徴とする請求項１又は２に記載の磁石式発電機。