JPS63280865A - 回転角度検出装置付き発電機 - 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、内燃機関のクランク軸などの回転体の回転角
度を検出する回転角度検出装置を備えた発電機に関する
。

［従来の技術］ 従来、例えば、内燃機関の回転角度の検出装置は、第５
図に示すように、エンジンクランク軸に連結される発電
機１００の回転子１０１の外周面に、基準位置となる円
周方向の長さの長い基準突出部１０２と、この基準突出
部１０２より円周方向の長さの短い複数の角度検出突出
部１０３とを設け、この基準突出部１０２および複数の
角度検出突出部１０３の位置を、回転子１０１の外周に
取り付けられた角度検出センサ１０４で検出していた。

角度検出センサ１０４は、基準突出部１０２および角度
検出突出部１０３が通過すると、内部の磁力が変化して
電圧波形を発生する。この電圧波形を波形整形回路で波
形整形し、波形整形により得られた波形長の違いをコン
ピュータで演算して、基準突出部１０２の通過位置や、
角度検出突出部１０３の通過位置を検知し、内燃機関の
回転角度を検出していた。

一方、発電機ｉｏｏは、回転子１０１の内周に固定され
た磁石１０５と、固定子１０６に設けられた発電用コイ
ル１０１とを備え、回転子１０１が回転して磁石１０５
が固定子１０６の外周を通過することにより、発電用コ
イル１０７内部の磁力が変化して、発電用コイル１０７
に電圧波形が発生する。

［発明が解決しようとする問題点コ しかるに、上記に示す回転角度の検出装置は、回転子１
０１の外周に基準突出部１０２、角度検出突出部１０３
を設けるための加工が必要となるため、回転角度検出装
置の製造コストが高くなる問題点を備えていた。

また、角度検出センサ１０４は、内部に鉄芯やコイルな
どを備える複雑な構造を有するため、角度検出センサ１
０４が高価となり、回転角度検出装置の製造コストが高
くなる問題点を備えていた。

さらに、角度検出センサ１０４は、回転子１０１の外周
に取り付けられるため、回転子１０１の外周に角度検出
センサ１０４の取り付はスペースが必要となり、回転角
度検出装置を含む発電４９１００の径方向寸法が大きく
なるとともに、装着性が悪くなる問題点を備えていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、構造が簡単で、装着性に優れ、径方向寸法を小さく
抑えることのできる回転角度検出装置付き発電機の提供
にある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、回転子と、該回
転子に固定された磁石と、前記回転子に対向して配置さ
れた固定子と、前記磁石と対向するように前記固定子に
設けられた発電用コイルとを備えた発電機において、前
記磁石に着磁された磁極の少なくとも一部の磁極を、他
の磁極とは円周方向の長さが異なるように変極着磁する
とともに、前記固定子に、前記磁石と対向する角度検出
用コイルを設けたことを技術的手段とする。

［作用コ 上記構成によりなる本発明は、複数の磁極の少なくとも
一部の磁極を、他の磁極とは円周方向の長さが異なるよ
うに変極着磁することにより、変極着磁を施した磁極が
、角度検出用コイルを通過した場合、他の磁極で得られ
る電圧波形とは波形長が異なるため、この波形長の違い
を検出することによって、回転体の回転角度を検出する
ことができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、変極着磁を施しなｒｉｉ極によって、
他の磁極とは長さの異なる電圧波形が得られることから
内燃機関の回転角度を検出することができる。このため
、従来の回転角度検出装置に比較して、回転子の外周位
置に角度検出センサを必要としないため、回転子の外周
に角度検出センサを取り付けるためのスペースが不要と
なり、回転角度検出装置を含む発電機の径方向寸法を従
来に比較して小さくすることができるとともに、角度検
出センサを回転子の外周に装着しないため、回転角度検
出装置の装着性が向上する。

また、回転子に突出部を設ける必要がなくなるとともに
、角度検出センサを必要としないため、軽量化、省材料
化が図り、るとともに、製造コストを低く抑えることが
できる。しかも、各部品は実質的に標準品を使用するこ
とができるため、一層生産コストを低く抑えることがで
きる。

［実施例］ 次に、本発明の回転角度検出装置付き発電機を図面に示
す一実施例に基づき説明する。

第１図は回転角度検出装置付き発電機の模式的構成図を
示し、第２図は第１図で示した発電機を２輪自動車に取
付けた場合の回転角度検出装置付き発電機の側面断面図
を示す。

本実施例の発電機１は、内燃機関２のクランクケース３
の一方端部に形成された室４内に取付けられ、カバー５
に覆われている。

発電機１は、椀状の回転子６と、この椀状の回転子６の
内周に、回転子６に対向して配置された固定子７とを有
している。

回転子６は、内燃機関２のクランク軸８の端部に締結さ
れた回転子支持部材９の外周に固着され、クランク軸８
の回転によって回転駆動される。回転子６の内周面にリ
ング状に配置された磁石１０（１２個の分割片よりなる
）には、そのうち１１個の分２２１片に対して交互に異
なるように着磁された磁極１０ａと、残りの１個の分割
片に対して変種着磁が施された文様着磁部１１とが形成
されている。なお変極着磁部１１の磁極幅は、上記磁極
１０ａの１個分の磁極幅と同じであり、この磁極幅の１
７３幅づつに磁極が交互に異なるように変種着磁が施さ
れている。また変極着磁部１１は、変極着磁部１１の両
端の磁極と、変極着磁部１１の両隣りの磁極１０ａの極
とが異なるように変極着磁されている（例えば５ＮＳＮ
ＳＮＳ）。

固定子７は、磁石１０に対向して配置される１８個のボ
ール１２を有し、内燃機関２のクランクケース３の端部
に締結された回定子支持部材１３に固着されている。１
８個のボール１２のうちの１個のボール１２ａには、ク
ランク軸８の回転角度を検出するために必要な電圧を発
生する角度検出用コイル１４が巻かれている。また残り
のボール１２には、発電用コイル１５が巻かれている。

次に、上記実施例の作動を説明する。

内燃機関２の始動により、クランク軸８の回転にともな
って回転子６が回転する。回転子６とともに、回転子６
の内周面に形成された１１個の磁極１０ａと、１か所の
文様着磁部１１とが回転することでボール１２の磁束が
変化し、ボール１２ａに巻がれな角度検出用コイル１４
、および残りのボール１２に巻かれた発電用コイル１５
にそれぞれ起電力が生じ、交流電流が発生する。

このとき回転子６が一回転する間に１度、変極着磁部１
１の磁石が角度検出用コイル１４を通過した場合、角度
検出用コイル１４に、第３図−（イ）に示すような電圧
波形Ｖ１が発生する。この電圧波形Ｖ１は、他の磁石１
０が角度検出用コイル１４を通過した場合に得られる電
圧波形ｖ２と波形長が異なり、変極着磁部１１の磁石の
極性および幅に応じて発生する。そして、第３図−（ロ
）に示すように、角度検出用コイル１４に発生する電圧
波形を、波形整形回路により整形して得られるパルス波
形Ｔより、波形長の違いをコンピュータで演算し、変極
着磁部１１の回転角度（基準位置）を検出する。さらに
、他の磁石１０で得られた波形の数等により、内燃機関
２のクランク軸８の回転角度を検出することができる。

特に、本実施例によれば、変極着磁部１１の磁極を、そ
の磁極幅の１７３幅づつに磁極が交互に異なるように着
磁したことにより、文様着磁部１１が、発電用コイル１
５を通過した場合、発電用コイル１５は、第３図−（イ
）に示した電圧波形Ｖ１と同様な電圧波形を発生するが
、変極着磁部１１がない場合に発生する電圧に対し、変
極着磁部１１のうち２極は同極性、１極は逆極性となり
、発電用コイル１５に発生する起電力の高さは、変極着
磁部１１のうち２極は相殺されるものの、１極は出力と
して得られる。このため、変極着磁を施すことによる発
電機１の発電性能の大巾な低下を抑えることができる。

上記のように回転子６の内周面に固定された磁石１０に
着磁された磁極１０ａの一部に変極着磁部１１を施すこ
とで、回転角度を検出する。このため、従来の回転角度
検出装置に比較して、回転子の外周位置に角度検出セン
サを必要としないため、回転子の外周に角度検出センサ
を取り付けるためのスペースが不要となり、回転角度検
出装置を含む発電機１の径方向寸法を従来に比較して小
さくすることができるとともに、角度検出センサを回転
子の外周に装着しないため、回転角度検出装置を含むの
発電機１の装着性が向上する。

また、回転子に突出部を設ける必要がなくなるとともに
、角度検出センサを必要としないため、軽量化、省材料
化が図れるともに、製造コストを低く抑えることができ
る。しかも、各部品は実質的に標準品を使用することが
できるため、生産コストを一層低く抑えることができる
。

第４図に本発明の第２実施例を示す。

上記第１実施例では、他の磁極１０ａに対し、文様着磁
部１１の磁石を１７３幅づつにに、極が交互に異なるよ
うに着磁した例を示したが、本実施例では、第４図に示
すごとく、発電性能に余裕のある場合などに、交互に着
磁された磁極１０ａの１か所を逆様にして、他の磁極１
０ａとは円周方向の長さの長い変極着磁部１１を設けた
もので、この変極着磁部１１がボール１２ａを通過する
際、角度検出用コイル１４で、上記実施例同様の基準信
号を得ることができる。

なお、上記実施例では、２輪自動車のクランク軸の回転
角度検出に用いた例を示したが、４輪自動車のクランク
軸の回転角度、工作機械等の同転部材の回転角度、ある
いはモータ出力軸の回転角度を検出するなど、回転体の
回転角度の検出に広く適用することができる。

また、複数の磁石１０の分割片のうち、１つの磁石１０
の磁ｆｉ１０ａの幅を、他の磁極１０ａの幅より大きく
（あるいは小さく）シ、その磁極１０ａを隣り合う磁極
１０ａと異なるようにして変極着磁部１１を設けても良
い。

さらに、上記実施例では、説明の便宜上、リング状の磁
石１０を複数の分割片で構成した場合で詳述したが、１
個のリング状の磁石で構成しても同様の効果を得られる
ことは言うまでもない。

４　図面の簡ｉｉ’ｔ　ｆ、−説明 第１図は本発明の回転角度検出装置付き発電機の一実施
例を示ず模式的構成図、第２図は第１図で示した発電機
を２輪自動車に取付けた場合の回転角度検出装置付き発
電機の側面断面図、第３図−（イ）は角度検出用コイル
および発電用コイルに発生する電圧波形を表すグラフ、
第３図−（ロ）は第３図−（インで示した電圧波形を整
形して得られるパルス波形を表すグラフ、第４図は本発
明の第２実施例を示す模式的構成図、第５図は従来の回
転角度検出装置付き発電機の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転子と、 該回転子に固定された磁石と、 前記回転子に対向して配置された固定子と、前記磁石と
   対向するように前記固定子に設けられた発電用コイルと を備えた発電機において、 前記磁石に着磁された磁極の少なくとも一部の磁極を、
   他の磁極とは円周方向の長さが異なるように変極着磁す
   るとともに、 前記固定子に、前記磁石と対向する角度検出用コイルを
   設けたことを特徴とする回転角度検出装置付き発電機。