JPS6181159A - 内燃機関用磁石発電機のロ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関により駆動される磁石発電機のロータ
に関する。

〔従来の技術〕

従来、鉄椀の外周に磁石を配置して小型軽量化を計った
ロータが知られている（例えば、ドイツ特許第８８５１
８０号明細書）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような従来の構造のものにおいて磁石の
外周に磁極片を有しないものの場合、磁石保護のために
、磁石の外周を板厚の薄い保護カバーにて覆うことが考
えられる。

また、鉄椀に対する磁石の廻り止めも必要であるが、磁
石保護カバーは薄く作成する程発電機出力が多く取れる
ため、磁石保護カバーにて磁石の廻り止めに必要な機械
的強度が得られないという問題がある。

そこで、本発明は部品点数を増すことなく、磁石の廻り
止めを確実にすることを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段〕 そのため本発明は、磁石保護カバーの板厚によりも厚い
板厚のプレートを鉄椀の側面に配置固定し、このプレー
トの一部に磁石の廻り止め用の折曲げ部を設けたもので
ある。

〔作用〕

これにより、磁石保護カバーより厚い板厚のプレートに
よって、充分な強度にて磁石の廻り止めと磁石端面の保
護とができる。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図乃至第４図に示す第１実施例において、ロータ１
は鉄椀２、永久磁石３、磁石保護カバー４とプレート５
で構成されている。

鉄椀２の底面中央には、内燃機関のクランクシャフトに
取り付けるための穴２ａが設けてあり、この穴２ａの一
部に位置決め用の切り曲げ打ち出し部２ｂが、クランク
シャフト側に向かって折り曲げ又は打ち出されており、
従来のキーの代わりをしている。また、鉄椀２の円筒部
内周には、タイミング信号用の突起２Ｃが半月状に打ち
出されている。

永久磁石３は、上記鉄椀２の外周に複数個（図では４個
）リング状に連ねて配置され、永久磁石３の外周と側面
とを覆う薄い非磁性材の椀状の磁石保護カバー４と、非
磁性材（例えばステンレス、アルミニュームや黄ｆＩ）
のリング状のプレート５とにより全周保護されている。

ただし、このプレート５およびカバー４は、板厚が薄い
場合には鉄板等の磁性材で形成してもよい。さらに、プ
レート５はその底面が、鉄椀２の外底面に打ち出された
柱状突起２ｄ、又は、リベットで鉄椀２の外底面に強固
に固定しである。更にプレート５には、磁石３の廻り止
め用の折曲げ部５ａがあり、この折曲げ部５ａが隣接す
る各磁石３間に介在されていてラジアル方向の磁石３の
位置決めと廻り止めの両方を行う。プレート５はカバー
４よりも機械　　　　′強度が必要なため厚くなってい
る（例えばカバー４の板厚が０．３ｔｍ程度で、プレー
ト５の板厚が０゜４〜１鶴程度）。

また、カバー４は、鉄椀２の外周に打ち込まれるか、鉄
椀２の開口端側外周の一部２ｅを変形させて鉄椀２より
抜けないようになっている。さらに、鉄＠２、磁石３、
カバー４およびプレート５相互間は接着剤により固着さ
れている。カバー４の内周の一部は、鉄椀２の外周のセ
ンサ打ち出し凹部に嵌合し廻り止めされている。また、
プレート４１は、カバー４の保護用のワッシャーであり
、鉄椀２の開口端側外周に、カバ−４底面に接して配置
しである。。

ステータは、コンデンサ充電コイル７を巻線したステー
タコア７ａ、信号発電機８、およびエンジンの吸、排気
孔開度調整弁駆動用の発電コイル９を巻線したステータ
コア９ａが円板状のベース６上に配置されている。コン
デンサ充電コイル７と各種弁駆動用発電コイル９とは、
ベース６表面外周側の１８０゛対向位置に配置され、信
号発電機８はベース６のほぼ中心部に配置されている。

１０は各コア７ａ、９ａをベース６に固定するための締
付用ビス、１１は信号発電機８をベース６に固定するた
めのビスである。また、信号発電機８は、永久磁石（図
示せず）と、この磁石の一端に接して設けられたコア８
ａと、このコア８ａの外周に嵌着した信号コイル（図示
せず）と、これら各部品を埋込んで一体成型した成形樹
脂８ｂと、この成形樹脂８ｂ中の底部側に一部が埋込ま
れて一体化された取付用のステー８０とを有してなり、
このステー８０がビス１１によりベース６裏面に固定さ
れる。また、ベース６のほぼ中心には信号発電機８を通
した状態で固定するための穴６ａが形成され、信号発電
機８のステー８Ｃ側の一部が穴６ａ内に位置した状態で
、信号発電機８の反ステー側がベース６の表面側に軸方
向に突出してあって、この表面側の突出部側面よりコア
８ａの先端が径方向に突出させである。

また、両発電コイル７．９が巻線されるステータコア７
ａ、９ａは１字状のもので、その両端の磁極片が中心側
を向いた円弧状となしである。

１２は内燃機関の側壁、１３は内燃機関のクランクシャ
フトで、鉄椀２の取付穴２ａより大きい径となしてあっ
て、側壁１２を貫通して設けられている。１４は鉄椀２
をクランクシャフト１３に直接固定するためのボルトで
あり、鉄椀２は第１図に示すごとく開口端側を外向きに
してシャフト１３に固定される。また、シャフト１３の
端面には鉄椀２の打ち出し部２ｂを位置決め挿入するた
めに第４図に示すごとく位置決めｉ！１３ａが形成され
ている。この第４図において、１３ｂはボルト１４をね
じ込むためのねし穴であり、またシャフト１３先端部の
鉄椀２の取付穴２ａに挿入される、取付穴２ａの径より
若干径が小さい挿入用小径部１３ｄの軸方向寸法は、鉄
Ｆｉ：２の板厚よりも小さくしてあって、ボルト１４に
より鉄椀２をシャフト１３に締め付は固定した状態では
、ポル）１４の頭部（六角状締め付は部）のみが鉄椀２
の内底部に突出するようにしである。１５は椀状の発電
機カバーで、ロータ１の周囲を被って、ビス１６により
内燃機関の側壁１２に固定しである。また、カバー１４
の内底面にはベース６がビス１７によって固定しである
。これにより、両発電コイル７．９を巻回したステータ
コア７ａ、９ａの磁極片が永久磁石３の外周面と微少な
隙間を介して対向すると共に、信号発電機８が鉄椀２内
のほぼ中心位置のクランクシャフト１３およびポルト１
４の先端と対向する位置に配置され、かつ信号発電機８
のコア８ａ先端が鉄椀２のタイミング信号用突起２ｃと
微少な隙間を介して対向するようにしである。

また、カバー１５の底面には点火時期調整用の開口１５
ａが設けられ、この開口１５ａに点火時期調整用カバー
１７が被せられていて、このカバー１７はビス１８によ
り発電機カバー１５に取付けられている。そして、信号
発電機８のステー８０の取付用ビス１１を通す穴８ｄは
信号発電機８のベース６に対する取付位置が調整できる
ように第３図に示すごとく円弧状の長大となしてあって
、点火時期調整用カバー１７を取外した状態で、ビス１
１を緩めることにより、信号発電機８のベース６に対す
る円周方向の取付は位置が調整（点火時期調整）できる
ようにしである。さらに、ベース６のロータ１側のカバ
ー４と対向する部分の一部にはのぞき窓６ｂが形成され
、こののぞき窓６ｂよりカバー４に形成した点火合せマ
ーク（図示せず）を確認できるようにしである。また、
ベース６裏面には、信号発電機８のステー８Ｃの外形形
状に沿い合わせて円弧帯状のガイド部６Ｃが突出形成さ
れ、ステー８０のベース６に対する回動位置案内が容易
にできるようにしである。

次に、上記構成の磁石発電機が適用される電気回路の一
例を第５図において説明する。コンデンサ充電コイル７
の一端は接地され、他端はダイオード２）のアノードに
接続され、このダイオード２１のカソードは点火用コン
デンサ２２の一端と点火用サイリスタ２３のアノードと
に接続されている。また、コンデンサ２２の他端は点火
コイル２４の１次コイル２４ａを介して接地され、サイ
リスタ２３のカソードも接地されている。また、点火コ
イル２４の２次コイル２４ｂの一端はコンデサ２２と１
次コイル２４ａとの接続点に接続され、他端は点火プラ
グ２５を介して接地されている。信号発電機８の信号コ
イルの一端は接地され、他端はダイオード２６のアノー
ドに接続され、このダイオニド２６のカソードはサイリ
スタ２３のゲートに接続されている。このサイリスタ２
３のゲート・カソード間には抵抗２７が接続され、コン
デンサ充電コイル７の端子間にはダイオード２８が並列
接続されている。

また、各種弁駆動用発電コイル９の両端は全波整流器２
９を介してバッテリ３ｏに接続され、このバッテリ３０
には、図示しないが、例えば２サイクル内燃機関の吸排
気孔の開口面積を制御するパルプ駆動用モータやランプ
等の負荷が接続される。

前記構成になる磁石発電機は、例えば、４極着磁された
ロータ１を有するものならば、内燃機関のクランクシャ
フトに直結されたロータ１が回転すると、磁石３よりの
鎖交磁束がロータ１の回転に伴って変化するのに伴って
、コンデンサ充電コイル７と、各種パルプ駆動用発電コ
イル９に、ロータ１の１回転につき２サイクルの交流電
圧が発生し、信号発電機８にはタイミング信号用の突起
２ｃがコア８ａと対向する際に１サイクルの交流電圧が
発生する。

そして、コンデンサ充電コイル７に発生した正の半波で
ダイオード２１を介して点火用コンデンサ２２を充電し
、負の半波はダイオード２８を介して短絡する。そして
、点火時期において信号発電機８に発生した正パルスが
、ダイオード２６を介して点火用サイリスタ２３のゲー
ト・カソード間に印加されることにより、点火用サイリ
スク２３が導通し、点火用コンデンサ２２の充電電荷を
点火コイル２４の１次コイル２４ａに急激に放電させ、
点火コイル２４の２次コイル２４ｂニ１ｌｌｌｉｉ！圧
を発生させ、点火プラグ２５に点火火花を供給する。

また、各種バルブ駆動用発電コイル９の出力は、定電圧
電源回路又は整流器２９を介してバッテリ３０を充電す
る電源となる。

上記構成になる磁石発電機によれば、ボルト１４の頭部
のみが鉄椀２の内底部に突出した状態で鉄椀２がボルト
１４によりシャフト１３に締め付は固定され、信号発電
機８が鉄椀２内のほぼ中心位置のクランクシャフト１３
およびそのボルト１４の先端と対向する位置に配置され
、かつ鉄椀２内周の信号発電機８のコア８ａ先端と対向
する位置にタイミング信号用の突起２ｃが形成しである
から、クランクシャフト１３に邪魔されることなく鉄椀
２内の空間のほぼ全体を有効に利用して、小さな径の鉄
椀２内に信号発電機８を配置することができ、ロータ１
の体格を小型軽量化することができるため、ロータ１と
して慣性モーメントの比較的小さいものを必要とする場
合に有利である。

さらに、鉄椀２の小径化に伴って、鉄椀２に取付けられ
る磁石３、各種発電コイル７．９およびこれら各コイル
７．９が装着される各コア７ａ１９ａの大きさを、必要
最小限の大きさに選定することができて、磁石発電機全
体の体格を効率的に小型化することができる。

さらに、信号発電機８のステー８ｃがビス１１によりベ
ース６の裏面に固定され、信号発電機８のステー８ｃ側
の一部がベース６の穴６ａ内に収納された状態で、信号
発電機８の反ステー側がベース６の表面側の鉄椀２内に
軸方向に突出しているため、ベース６の穴６ａも信号発
電機８の収容空間の一部として活用して、信号発電機８
の体格がある程度大きくても、小径の鉄椀２にて全体の
体格を効率的に小型化することが可能である。

また、信号発電機８が鉄椀２内のほぼ中心位置に配置さ
れていることによって、磁石３よりの磁束は、鉄椀２に
より遮蔽されると共に、漏れ磁束も、はぼ中心位置であ
ることにより信号発電機８に作用しにくく、従って、磁
石３よりの漏れ磁束によるノイズ電圧が信号発電機８に
悪影響を与えるのも確実に防止できる。また、ロータ１
を小型軽量化できることによってロータ１の鉄椀２を直
接クランクシャフト１３に取り付けるボスレス（テーパ
状取付穴を有するボスを必要としない）にすることがで
きたので、ロータ１の抜きねじ、抜き工具が不要となり
、また、シャフト取り付は欠周縁の鉄８２の一部をシャ
フト１３側に折曲げるので、キー不要となり、部品点数
が少なくなり、ロータ１の組み付けが容易になる。

また、磁石保護カバー４の一部を磁石３の位置決めに使
用するため折曲げるものは、電気出力を出すためには磁
石保護カバー４を薄くする必要があり、また機械的強度
の必要な磁石３の廻り止め用折曲げ部は厚くしなければ
ならないので、対応不可能である。本実施例はこのよう
な要望のため、部品点数を増やすことなく、プレート５
に磁石３の廻り止め用の折曲げ部５ａを設け、このプレ
ート５を鉄椀２と一体締めすることで、力の伝達系とし
て使用し、ロータ１の強度保証を行うものであり、磁石
保護カバー４は、磁石保護用のみとして使用する。

第６図および第７図は本発明の第２実施例を示すもので
、上記第１実施例に対し、クランクシャフト１３の先端
にスプライン１３Ｇを切ると共に、このスプライン１３
Ｃの一部の山幅（あるいは谷幅）を他のものより広く　
（あるいは狭り）シて位置決めとなし、鉄椀２のクラン
クシャフト１３を挿入する穴２ａも、このシャフト１３
のスプライン１３Ｃと同じ（若干大きい）スプライン形
状とし、かつスプライン１３ｃと同じ（若干大きい）ス
プライン形状の中心穴１９ａを有するリングギヤ１９を
スプライン１３Ｃに嵌合して、（シャフト１３先端の円
形外周の一部に平面部を形成し、この平面部を有する円
形外形とほぼ同じ形状の中心穴を鉄椀２およびリングギ
ヤ１９に形成するようにしてもよい。）ボルト１４によ
り、鉄椀２、プレート５およびリングギヤ１９を共線め
して、強固にシャフト１３に固定したものである。ここ
で、リングギヤ１９はその外周に形成したギヤ部に図示
しないスタータのピニオンが噛み合うことにより、内燃
機関の始動をするものである。

なお、上述した各実施例においては、信号発電機８とし
て磁石を内蔵するタイプのものを用いたが、鉄椀２の内
周にタイミング用の突起２ｃの代わりに小さな永久磁石
を固着するようにすれば、信号発電機８として磁石を有
しないタイプのものを用いることもできる。また、この
ような磁石を有しないタイプの信号発電機を用いる場合
には、鉄椀２の内周に小さな磁石を固着する代わりに、
タイミング用の小穴を鉄椀２に設け、この小穴より漏洩
する磁石３よりの磁束によって、信号発電機に出力信号
を発生させることもできる。

さらには、信号発電機を用いる代わりに、ホール素子や
磁気抵抗素子により構成される磁気式信号発生器や、光
電素子により構成される光電式信号発生器を用いること
もでき、さらには、鉄椀２内周面に形成した内面カムに
より開閉されるブレーカよりなる接点式の信号発生器を
用いることもできる。さらに、コンデンサ充電コイル７
の負方向出力によってサイリスタ２３を導通させるセン
サレスの点火装置を用いる場合などにおいては、信号発
電機８等の信号発生器を磁石発電機に設けなくてもよい
ことは勿論である。

また、磁石３の鉄椀２に対する固定構造も、接着剤を用
いなくともビス等で固定するようにしてもよい。

また、上述した各実施例においては、鉄椀２をボルト１
４によりシャフト１３に締め付は固定するようにしたが
、シャフト１３にねじ穴１３ｂを設ける代わりに、シャ
フト１３の先端より鉄椀２の取付穴２ａを通してその内
底部に雄ねじ部を突出させて設け、この雄ねじ部にナツ
トを締め付けることにより、鉄椀２をシャフト１３に締
め付は固定するようにしてもよい。この場合、ナンドと
雄ねじ部のみが鉄椀２の内底部に突出した状態で鉄椀２
がナツトによりシャフト１３に固定される。

また、鉄椀２の底面部に、取付穴を有する円板伏の補強
板をリベット等により固定し、この補強板を介して鉄椀
２をシャフト１３にねじ締め固定するようにしてもよい
。

さらに、ボルト１４により鉄椀２をシャフト１３に締め
付は固定するものにおいては、ボルト１４として、頭部
の外周に締め付は用六角部を形成する代わりに、頭部の
中心に、六角レンチを嵌入するための締め付は用六角穴
を設けたものを用いるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、磁石保護カバーよ
り厚い板厚のプレートによって、充分な強度にて磁石の
廻り止めと磁石端面の保護とができるから、部品点数を
増すことなく、簡単な構造で磁石の廻り止めを確実に行
うことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明発電機の第１実施例を示す
縦断面図および横断面図、第３図は上記第１実施例にお
ける固定子側の構成を示す平面図、第４図（Ａ）、（Ｂ
）は上記第１実施例におけるクランクシャフト先端の形
状を示す正面図および縦断面図、第５図は上記第１実施
例が適用される電気回路の一例を示す電気回路図、第６
図は本発明発電機の第２実施例を示す縦断面図、第７図
（Ａ）、（Ｂ）は上記第２実施例におけるクランクシャ
フト先端の形状を示す正面図および縦断面図である。 １・・・ロータ、２・・・鉄椀、３・・・磁石、４・・
・磁石保護カバー、５・・・プレート、５ａ・・・折曲
げ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄椀の外周に磁石を配置固定し、この磁石の外周に磁石
   保護カバーを設け、この磁石保護カバーの板厚よりも厚
   い板厚のプレートを上記鉄椀の側面に配置固定し、更に
   、このプレートの一部に前記磁石の廻り止め用の折曲げ
   部を設けてなる内燃機関用磁石発電機のロータ。