JPS6011542B2 - 磁気作用装置のロ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マグネト発電機、電気モータ等のロータに関
する。

タ マグネト発電機は、小型内燃機関における点火用発
電機として広く用いられており、一般に磁束源としてロ
ータに支持された永久磁石を使用している。

そのような構造の多くのものにおいては、ロータがエン
ジンのフライホイールとしても作用し、一以上の永久磁
石が当該フライホイールの縁に埋設され、各磁石が強磁
性体から作られた一対の極片間に配置されている。この
極片は好ましい磁束路を形成するようになされている。
マグネト発電機の。ータへ永久磁石及び極片を取り付け
る従来の方法は、磁石と極片のアセンブリをフライホイ
ール内に直接入れるという工程を有している。また、こ
れら磁石と極片のグループはねじ等の締着具により、若
しくは接着剤によってフライホイールであるロータに固
定することを必要としている。磁石と極片のアセンブリ
のまわりに重ねられ若しくは組み立てられる予め作られ
た積層ロータが使用されている。そのような装置におい
て、磁石と極片のアセンブリのまわりの各ロータの鋳造
は、磁石と極片とのグループを適正に位置決めできるよ
うに、通常、中子型を使用する必要がある。

加えて、機械仕上げは通常、極片をロータの周面と一致
させる必要がある。そのような操作はマグネト発電機の
コストを著しく増加する。また、積層ロータの構造は非
常にコスト高となり且つ労働力を必要とする。磁石と極
片のアセンブリをロータ上に固定するのに固定臭や接着
剤を使用することは、大体において充分な構造的完成度
を与えることがなく、大量生産には不向きであり、また
周期的保守点検を必要とする。以上の点に鑑み、本発明
はこれらの欠点を解消する永久磁石と極片とのアセンブ
リの改良された取付けを可能とするマグネト発電機のロ
ータを提供することを目的にするものである。

本発明の他の目的は、マグネト発電機の製作においてこ
れまで使用された中子型を含む鋳造工程よりも速く且つ
経済的な自動ダィカスト技術に役立つ構造のマグネト発
電機を提供することにある。

本発明の第３の目的は、磁石と極片とをロータに組み立
てた後、機械加工をする必要がないロー夕の構造を提供
することにある。

本発明の第４の目的は、組み立てが非常に容易で、耐久
性のある磁石と極片とのアセンブリを糠える鋳造ロータ
を提供することにある。

以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づき詳細に
説明する。

添付図面を参照すると、マグネト発電機のフライホイー
ル・ロータ１０が示されており、該ロータにはその周緑
に凹所又は空所１５が設けられている。

このマグネト発電機のステータ部分（図示せず）は米国
特許３４８４６７７号に示された如き好ましい構造のも
のとすることができる。この凹所は、一対の周方向で離
された極片３０，３５の間に挟まれた永久磁石２５を受
け入れる形状となされている。この磁石と極片とのアセ
ンブリは、一対のばね鋼製チューブからなる保持手段に
よって当該ロータ上の適正位置に鎖錠される。図示の実
施例においては、ロ−夕１０がエンジンのフライホイー
ルとしても作用するものとして示されているが、どのよ
うな超磁装置（ｍａｇｎｅｔｏｍｏｔｉｖｅｄｅｖｉｃ
ｅ）にも適用ができる。

ロータ１０は、上述したように凹所１５と複数のリブ４
５を含み、適宜な強度のどのような金属材料でも好まし
く作られる。ロー夕はアルミニウムや亜鉛等の非鉄金属
製の一体の鋳造ロータ若しくは凹所１５が設けられた非
鉄金属製部分を有する鉄金属製の合成ロータとすること
ができる。また、ロータにはおもり５５を受け入れて保
持するための鞭方向に伸びるスロット５０が形成される
。おもり５５は図示の如く、鎖錠ピン６０若し〈は他の
鎖錠手段によって所定位置に鎖錠される。おもり５５は
磁石と極片のアセンブリを直径方向でバランスとるよう
に選ばれる。図示の永久磁石２５は、ステータのコイル
内に点火スパ−クを作るための電流を生じさせる強力な
磁束源を提供する立方体のブロックセラミック磁石の形
状にしてある。

磁石２５は一対の強磁性材製の極片３０，３５の間に挟
着されている。極片は好ましくは、粉末金属の同一形状
の鋳造品であり、（図示しない）点火コイルのコアと相
互作用をする好ましい磁束路を形成するよう作用する。
極片は均一の平らな内面３１をもつよう鋳込まれ、該面
は永久磁石の側面と面接舷する。積層極片（ｌａｍｉｎ
ａｅｄｐｏｌｅｓｈｏｅ）の構造を用いないことにより
、磁石の面を傷付けるという鏡向がなくなる。極片は面
３１の上縁付近に肩部８５，９０をを有し、該肩部はロ
ータの回転により生ずる遠０力で磁石が外方へ変移する
のを防ぐため、磁石の外側縁部と係合する。極片３０，
３５には円筒状の若しくは円弧状の面９２，９４が設け
られ、該面はロータの周縁と共軸状である。各極片は凹
所１５の面６５の一つと係合する下面９５，１００を有
するよう正確に鋳造される。第２図及び第３図に最もよ
く示されるように、極片の半径方向寸法若しくは高さは
凹所１６の全深さよりも小さく、それにより凹所の底部
に間隙１０５を形成している。間隙１０５は、極片及び
磁石が凹所１５内に競入され、保持ピン４０が肩部の轡
曲下面７０とそれに対向する極片の足部１０８，１１０
の上面との間に形成されるスロット中に挿入されるとき
に、極片と磁石とを内側に動かして調整できるようにす
る。第４図に示されるように、極片の外側半径部分は材
料を節約するため軸万向厚が薄くされ、磁石と極片のア
センブリの重量を最小にし、従ってまた、ロータのバラ
ンスのために用いられるおもり５５の重量をも軽くして
いる。第５図に最も良く示されているように、各鎖銭ピ
ンはばね鋼のごとき弾性材により形成されたテーパ付き
チューブ材を有し、これは肩部７０と足部１０８，１１
０との間に軸方向で伸びる円筒状孔内に挿入されたとき
に張力がかけられるようになっている。極片、磁石２５
、鎖錠ピン４０及び凹所１６は、それらが凹所内に設定
されると、鍛錬ピンが直径方向で圧縮され、それにより
第２図に示される如く、極片の外周面がロータと英藤状
に正確に配置されるように、相互の大きさが関係付けら
れる。ロー夕の周緑に対するステータのどのような間隙
調整でも本発電機の組立てにおいてできる。保持ビン４
０が所定の位置に配置されると、極片に対して半径方向
でロータの中心に向けられた力をかける。各極片は煩斜
した位置決め面６５と係合するので、極片の面３１と肩
部８５，９０とは付勢されて、磁石に対して挟着力を与
えそれによりスロット１５内の磁石と極片とがしっかり
と保持され、また極片の曲面９２，９４はロータと共軸
関係にされる。このような組立てにより、極片はロータ
の所定の位置に正確に位置決めされてしっかりと固定さ
れる。以上からわかるように、本発明に係る発電機は、
高価な縦着具や設備また複雑な技術なしに組み立てられ
る。第６図には、一つの凹所１１２が非鉄金属製のフラ
イホイールの周縁に設けられている本発明に係るマグネ
ト発電機の他の実施例が示されている。

凹所１１２は、周万向で間隔のあげられた肩部１１８と
１２０１こ至る内側に向けて傾斜している面１１４，１
１６を有している。肩部１１８，１２０の下面は、第２
図及び第５図において示されたものと同じ保持ピン４０
によって生ずる力により、極片１２６，１２８が永久磁
石２５を侠着するようにする位置決め面１２２，１２４
を形成している。この実施例において、位置決め面は第
１図に示した位置決め面の傾斜と逆に傾斜している。凹
所１１２の側壁はピン４０を収納するように１３２，１
３４で示した如き凹所を設ける。永久磁石２５は、先に
述べた実施例における極片９２，９４とほぼ類似する極
片１２６，１２８間に挟着される。この実施例において
は、各極片は軸方向に伸びるリブ１３６，１３８を有し
、該リブの上緑は位置決め面１２２，１２４と係合する
。極片はそれぞれ、リム１３６，１３８の下面に半円状
凹所を有しており、この凹所は上記の凹所１３２，１３
４とともにピン４０を受け入れるための鯛方向で伸びる
円筒状孔を形成する。ピン４０は極片１２６，１２８を
凹所１１２の半径方向に向けて付勢するように押圧され
、それにより懐斜した位置決め面１２２，１２４は、極
片によって磁石２５上に生ぜしめられる内方に向けられ
る侠着力を生ぜしめる。位置決め面１２２，１２４はリ
ブ１３６，１３８のように正確にダーィカストされ、組
立に際して極片１２６，１２８の円弧外面がロータの中
心と共軸状になるようにされる。 ・第７図及び第８図
には本発明に係る更に他の実施例が示されている。

この実施例においては、鉄金属鋳物としてのロータ１４
０が示されており、該ロータには外側に向けて開放して
いる凹所１４１が設けられている。この凹所内には、ア
ルミニウム鋳物１４２のような非鉄金属製入れ子１４２
が設定される。この入れ子は軸方向に伸びるねじ１４３
によってロータに固定され、第１図に示された凹所１５
とほぼ同じ形状、寸法の凹所を有しており、それにより
前述したと同じ極片及び磁石を使用することができる。
この凹所は傾斜している位置決め面１４６，１４８を有
し、該面は第１図乃至第４図に示された実施例において
記載したと同様に、磁石２５、極片３０，３５と協働す
る。第７図に示す実施例は非鉄金属製入れ子の使用を可
能にした鋳鉄製ロータを示しており、磁石２５と極片３
０，３５はロータの鉄材から充分離され、磁束が閉じ込
められてロータ内に発散しないようにされている。

入れ子がロータ１４０に固定されると、他の部品の組み
立ては第１図及び第６図に示した実施例と同様に行われ
る。本発明のロータの組み立てに当っては、永久磁石と
極片とを簡単にとめてロータの緑に設けた凹所内に設定
する。

極片の外側面をフライホイ−ルと共軸関係で適正に位置
決めするため、簡単な取付臭が使用される。この取付臭
は極片をフライホイールに対して所望の共軸関係にする
ために選択された内径を有している。組み立てが迅速で
かつ容易に行えるように、極片と凹所の壁との間には充
分な間隙が設けられる。それから好ましくはテーパ付け
られた保持ピンが凹所と極片内に設けられた対向する凹
所間に作られた孔中に、先ず当該ピンの狭い先端から挿
入される。従って、保持ピンは半径方向に圧縮され、半
径方向に指向されたばね力を生じて、極片に磁石に対す
る内向の挟着力を生ぜしめ、それにより組み立てられた
部品が当該フライホイールの高速回転中でも該フライホ
イールに対して固定した関係で保持されるようにする。
以上、本発明に係る種々の実施例を述べたが、本発明は
これらに限定されるものではない。

例えば、上述の実施例では極片とは別体の保持ピンを示
したが、極片上にリブを形成し、ロータ凹所の壁との係
合により、極片をロータ凹所の位置決め面によって付勢
し、永久磁石を級着するようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は磁石と極片とを受け入れるようにした本発明に
係るマグネト発電機のロータの平面図、第２図は磁石と
極片とを組み入れた状態を示す図、第３図は第２図の３
−３線断面図、第４図は第３図に示された取り付け状態
の平面図、第５図は保持ピンの斜視図、第６図及び第７
図は他の実施例に係る磁石と極片とを組み入れたロータ
の部分平面図、第８図は第７図の８−８線断面図、であ
る。 １０……ロータ、１５…・・・空所（又は凹所）、４０
・・・・・・保持手段（保持ピン）、６５，１２２，１
２４・・・・・・位置決め面。 エヨ，Ｚ コヱェヨ。 玉ヨ．白． ヱヨ．１． エヨ．三． コ；工 ．コ． Ｅ当‐４‐ 耳当．三．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発電機や電気モータ等に使用されるロータにおいて
   、ほぼ円形の回転体の周縁部に非磁性材からなる空所を
   形成し、永久磁石と該永久磁石を挾圧するように周方向
   に互いに間隔をおいて位置する極片とを前記空所内に配
   し、前記空所に傾斜した位置決め面を互いに対向させて
   形成し、前記極片にそれぞれ前記永久磁石と前記位置決
   め面とに係合する面と円弧状面とを形成し、前記永久磁
   石を前記空所内で挾圧する前記極片を保持し、かつ、前
   記位置決め面に対し前記極片を半径方向に付勢する弾性
   金属ピンを設け、前記位置決め面は、前記円弧状面が前
   記弾性金属ピンにより前記ロータと共軸的に保持されて
   いる間、前記極片を前記永久磁石に対して押圧する方向
   に傾斜していることを特徴とするロータ。 ２ 前記弾性金属ピンが前記空所の壁面と極片との間に
   形成された軸方向に伸びる開口内に配置された圧縮部材
   からなる特許請求の範囲第１項に記載のロータ。 ３ 前記回転体は周縁部に凹所を有する鉄金属製鋳物で
   あり、凹所内には当該回転体によって支持される非鉄金
   属製入れ子が設けられ、この入れ子には永久磁石と極片
   とを受け入れるようにした空所が設けられている特許請
   求の範囲第１項記載のロータ。 ４ 前記位置決め面のそれぞれは、前記空所の中心線の
   両側に斜めに配置され、それによりこの位置決め面に係
   合された極片は、前記弾性金属ピンによって上記中心線
   に向って付勢されるようになされた特許請求の範囲第１
   項記載のロータ。 ５ 前記弾性金属ピンがばね鋼よりなる管状ピンである
   特許請求の範囲第２項記載のロータ。 ６ 前記回転体が一体成形の鋳物であり、また、前記極
   片は粉末金属により作られ、各極片は円弧面と、前記位
   置決め面の一つと係合される傾斜面とを有し、また、当
   該ロータの回転によって生ずる遠心力により外方へ変移
   されるのに抗して磁石を積極的に保持するため当該磁石
   の上方外縁部と係合する周方向に伸びる肩部を有してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のロータ
   。 ７ 前記鋳造回転部材は前記の空所と直径方向で反対側
   に対称的に配置された第２の空所を有し、該第２の空所
   には磁石及び極片の重量とバランスをとるためにおもり
   が設定されている特許請求の範囲第６項記載のロータ。