JP4774541B2 - 磁石発電機の回転子 - Google Patents
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火装置用磁石発電機などに設けられて、点火タイミングパルスを生成するのに利用される磁石発電機の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁石発電機の回転子として、例えば図３および図４に示すものがある。これは発電コイル（図示しない）付近で回転するロータコア１に、バランスウェイト部２と一対の磁極３、４とを一体に形成したものからなる。ここで磁極３、４は、ロータコア１の回転中心Ｏに対して前記バランスウェイト部２の反対側に設けられている。
【０００３】
また、これらの磁極３、４間には、これらの対向面に形成された切欠３ａ、４ａ内に両側部が嵌まり込むように、磁鋼であるマグネット５が挟持されている。そして、磁極３、４間であって、マグネット５の外端側には、前記発電コイルに対し集束した磁界を及ぼすための磁気ギャップＧが設けられている。
【０００４】
従って、集束した所定の強さの磁界を発生するために、前記磁気ギャップＧの幅が予め計算された大きさに設定される。なお、これらの磁極３、４の他端は、ロータコア１の回転中心部付近やバランスウェイト部２において互いに連続し、これらがマグネット５の磁路を形成している。
【０００５】
また、前記ロータコア１は、マグネット５とともに非磁性材、例えば合成樹脂の回転盤６内にモールドされて、その回転盤６内の周面から、磁極３、４の先端部が外部へ僅か突出している。なお、この回転盤６の下部には、円周方向に弧状の冷却フィン（図示せず）が複数枚並設されている。７は内燃機関のクランクシャフトが挿入される軸孔である。
【０００６】
かかる磁石発電機の回転子にあっては、マグネット５が発生する磁束を、磁極３、４の先端部であるところのこれらの間の磁気ギャップＧから鋭いパターンの磁界として発生させ、ロータコア１の回転中に、その磁界を前記発電コイル付近を繰り返し通過させる。このため、発電コイルには、その磁界の強さに応じた電圧が誘起され、この電圧を充電したコンデンサから、一定のタイミングで、点火コイルに対し、点火電流を放電させることができる。この結果、内燃機関が始動および駆動されることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の磁石発電機の回転子にあっては、ロータコア１の高速回転時に、マグネット５が遠心力を受けて外へ飛び出すような力を発生し、この力が磁気ギャップＧを押し開くように作用し、遂には磁極３、４自体の変形や破損及び回転盤６の破損を招くおそれがあるという問題があった。
【０００８】
一方、前記のようなマグネット５の飛び出しを防止するために、マグネット５を介在している磁極３、４をバンドで結束する方法が考えられるが、そのバンドを別ピースで止める必要があるために大幅なコストアップを招くほか、結束部の外形寸法が大きくなり、回転子の小形化に支障を来すという問題があった。
【０００９】
本発明は前記のような問題を解消するものであり、その目的とするところは、高速回転時におけるマグネットの飛び出しを、別ピースを用いることなく、しかもローコストな構成にて確実に防止できる磁石発電機の回転子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、請求項１の発明にかかる磁石発電機の回転子は、発電コイル付近で回転するロータコアがバランスウエイト部と、前記ロータコアの回転中心に対して前記バランスウエイト部の反対側に設けられて、マグネットを挟持するとともに磁気ギャップを介して対峙する一対の磁極とから構成されてなる磁石発電機の回転子であって、遠心力により前記マグネットが磁気ギャップを介して外へとび出すのを防止するマグネット保持部を、各磁極先端の上端部間および下端部間を一体に繋いで設けたものである。これにより、磁気ギャップから強く鋭い磁界を発生させることができるとともに、磁極間を結ぶマグネット保持部が磁極の変形や破損を防止し、さらにはマグネット保持部を包む回転盤の変形や破壊を防止できる。
【００１１】
また、請求項２の発明にかかる磁石発電機の回転子は、前記マグネット保持部を、前記磁気ギャップの一部を磁気的に短絡するようにブリッジ状に形成したものである。これにより磁気ギャップを磁気的に短絡するブリッジ部分によって、ロータコアの回転中における磁極間からのマグネットの飛び出しを確実に防止できるとともに、ブリッジ部を除く磁界ギャップから必要とする強さの磁界を発生させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。図１は本発明の磁石発電機の回転子を、図３に示すような回転盤６を除いて示した斜視図である。この回転子は、基本的に図３に示すものと同じく、発電コイル（図示しない）付近で回転するロータコア１に、バランスウェイト部２と一対の磁極３、４とを一体に形成したものからなる。ここで、磁極３、４は、ロータコア１の回転中心Ｏに対して前記バランスウェイト部２の反対側に設けられている。
【００１３】
また、これらの磁極３、４間には、これらの対向面に形成された切欠８内に嵌まり込むように、マグネット５が保持されている。そして、磁極３、４間であって、マグネット５の外端側には、前記発電コイルに対し集束した磁束を及ぼすための磁気ギャップＧが設けられている。
【００１４】
ところで、本発明におけるこの磁気ギャップＧは、図２にも示すように、磁極３、４先端の上端部及び下端部に設けられ、かつこれらの両磁極３、４先端の上端部間および下端部間を一体に繋ぐマグネット保持部９によって、磁気的および構造的に短絡されている。したがって、このマグネット保持部９は。磁気ギャップＧを除くマグネット５の先端側において、両電極３、４をブリッジ状に繋ぎ、これによりそのマグネット５の外端方向への移動を確実に規制している。これにより、磁極３、４の変形が阻止される。
【００１５】
この場合において、前記磁気ギャップＧにおけるコア厚、磁気ギャップ幅およびギャップ深さは、磁気ギャップＧで集束された磁界によって、前記発電コイルが最も効率良く電圧を出力できる大きさに設定される。従って、磁気ギャップＧは、図２に示すように、正面から見て矩形孔状をなし、この矩形孔状の磁気ギャップＧを通して、強い磁界が発生する。
【００１６】
また、前記マグネット保持部９を設けたことによって、磁気ギャップＧで発生して発電コイルに及ぼす磁力の低下が避けられない。しかし、そのマグネット保持部９の厚みおよび長さを適正な寸法に設計することにより、マグネット５の移動による磁極３、４の変形強度、破壊強度を十分に確保しながら、磁気ギャップＧで発生する磁界の強さを大きく低下させることなく、従って、十分な発電コイル電圧が得られる適正値に維持することができる。
【００１７】
そして、このような磁極３、４を持ったロータコア１は、従来のロータコアと同様に、鋼板を打抜いて積層することにより簡単に得られるところから、マグネット５の飛び出しを防止するバンドやこのバンドを保持する別ピースなどが不要となり、従って、製品コストの上昇や形状の大形化を回避できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、遠心力によりマグネットが磁気ギャップを介して外へとび出すのを防止するマグネット保持部を、各磁極先端の上端部間および下端部間を一体に繋いで設けたので、磁気ギャップから強く鋭い磁界を発生させることができるとともに、マグネット保持部が磁極の変形や破損を防止し、さらにはマグネット保持部を包む回転盤の変形や破損を防止できるという効果が得られる。
【００１９】
また、前記マグネット保持部を、前記磁気ギャップの一部を磁気的に短絡するようにブリッジ状に形成したので、磁気ギャップを磁気的に短絡するブリッジ部分によって、ロータコア回転中における磁極間からのマグネットの飛び出しを確実に防止できるとともに、ブリッジ部を除く磁気ギャップから必要とする強さの磁界を発生して、発電コイルに効率的に及ばしめることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による磁石発電機の回転子を示す要部の斜視図である。
【図２】図１に示す磁石発電機の回転子の正面図である。
【図３】従来の磁石発電機の回転子を示す要部の斜視図である。
【図４】図３に示す磁石発電機の回転子の正面図である。
【符号の説明】
１ ロータコア
２ バランスウェイト部
３、４ 磁極
５ マグネット
９ マグネット保持部
Ｏ 回転中心
Ｇ 磁気ギャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火装置用磁石発電機などに設けられて、点火タイミングパルスを生成するのに利用される磁石発電機の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁石発電機の回転子として、例えば図３および図４に示すものがある。これは発電コイル（図示しない）付近で回転するロータコア１に、バランスウェイト部２と一対の磁極３、４とを一体に形成したものからなる。ここで磁極３、４は、ロータコア１の回転中心Ｏに対して前記バランスウェイト部２の反対側に設けられている。
【０００３】
また、これらの磁極３、４間には、これらの対向面に形成された切欠３ａ、４ａ内に両側部が嵌まり込むように、磁鋼であるマグネット５が挟持されている。そして、磁極３、４間であって、マグネット５の外端側には、前記発電コイルに対し集束した磁界を及ぼすための磁気ギャップＧが設けられている。
【０００４】
従って、集束した所定の強さの磁界を発生するために、前記磁気ギャップＧの幅が予め計算された大きさに設定される。なお、これらの磁極３、４の他端は、ロータコア１の回転中心部付近やバランスウェイト部２において互いに連続し、これらがマグネット５の磁路を形成している。
【０００５】
また、前記ロータコア１は、マグネット５とともに非磁性材、例えば合成樹脂の回転盤６内にモールドされて、その回転盤６内の周面から、磁極３、４の先端部が外部へ僅か突出している。なお、この回転盤６の下部には、円周方向に弧状の冷却フィン（図示せず）が複数枚並設されている。７は内燃機関のクランクシャフトが挿入される軸孔である。
【０００６】
かかる磁石発電機の回転子にあっては、マグネット５が発生する磁束を、磁極３、４の先端部であるところのこれらの間の磁気ギャップＧから鋭いパターンの磁界として発生させ、ロータコア１の回転中に、その磁界を前記発電コイル付近を繰り返し通過させる。このため、発電コイルには、その磁界の強さに応じた電圧が誘起され、この電圧を充電したコンデンサから、一定のタイミングで、点火コイルに対し、点火電流を放電させることができる。この結果、内燃機関が始動および駆動されることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の磁石発電機の回転子にあっては、ロータコア１の高速回転時に、マグネット５が遠心力を受けて外へ飛び出すような力を発生し、この力が磁気ギャップＧを押し開くように作用し、遂には磁極３、４自体の変形や破損及び回転盤６の破損を招くおそれがあるという問題があった。
【０００８】
一方、前記のようなマグネット５の飛び出しを防止するために、マグネット５を介在している磁極３、４をバンドで結束する方法が考えられるが、そのバンドを別ピースで止める必要があるために大幅なコストアップを招くほか、結束部の外形寸法が大きくなり、回転子の小形化に支障を来すという問題があった。
【０００９】
本発明は前記のような問題を解消するものであり、その目的とするところは、高速回転時におけるマグネットの飛び出しを、別ピースを用いることなく、しかもローコストな構成にて確実に防止できる磁石発電機の回転子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、請求項１の発明にかかる磁石発電機の回転子は、発電コイル付近で回転するロータコアがバランスウエイト部と、前記ロータコアの回転中心に対して前記バランスウエイト部の反対側に設けられて、マグネットを挟持するとともに磁気ギャップを介して対峙する一対の磁極とから構成されてなる磁石発電機の回転子であって、遠心力により前記マグネットが磁気ギャップを介して外へとび出すのを防止するマグネット保持部を、各磁極先端の上端部間および下端部間を一体に繋いで設けたものである。これにより、磁気ギャップから強く鋭い磁界を発生させることができるとともに、磁極間を結ぶマグネット保持部が磁極の変形や破損を防止し、さらにはマグネット保持部を包む回転盤の変形や破壊を防止できる。
【００１１】
また、請求項２の発明にかかる磁石発電機の回転子は、前記マグネット保持部を、前記磁気ギャップの一部を磁気的に短絡するようにブリッジ状に形成したものである。これにより磁気ギャップを磁気的に短絡するブリッジ部分によって、ロータコアの回転中における磁極間からのマグネットの飛び出しを確実に防止できるとともに、ブリッジ部を除く磁界ギャップから必要とする強さの磁界を発生させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。図１は本発明の磁石発電機の回転子を、図３に示すような回転盤６を除いて示した斜視図である。この回転子は、基本的に図３に示すものと同じく、発電コイル（図示しない）付近で回転するロータコア１に、バランスウェイト部２と一対の磁極３、４とを一体に形成したものからなる。ここで、磁極３、４は、ロータコア１の回転中心Ｏに対して前記バランスウェイト部２の反対側に設けられている。
【００１３】
また、これらの磁極３、４間には、これらの対向面に形成された切欠８内に嵌まり込むように、マグネット５が保持されている。そして、磁極３、４間であって、マグネット５の外端側には、前記発電コイルに対し集束した磁束を及ぼすための磁気ギャップＧが設けられている。
【００１４】
ところで、本発明におけるこの磁気ギャップＧは、図２にも示すように、磁極３、４先端の上端部及び下端部に設けられ、かつこれらの両磁極３、４先端の上端部間および下端部間を一体に繋ぐマグネット保持部９によって、磁気的および構造的に短絡されている。したがって、このマグネット保持部９は。磁気ギャップＧを除くマグネット５の先端側において、両電極３、４をブリッジ状に繋ぎ、これによりそのマグネット５の外端方向への移動を確実に規制している。これにより、磁極３、４の変形が阻止される。
【００１５】
この場合において、前記磁気ギャップＧにおけるコア厚、磁気ギャップ幅およびギャップ深さは、磁気ギャップＧで集束された磁界によって、前記発電コイルが最も効率良く電圧を出力できる大きさに設定される。従って、磁気ギャップＧは、図２に示すように、正面から見て矩形孔状をなし、この矩形孔状の磁気ギャップＧを通して、強い磁界が発生する。
【００１６】
また、前記マグネット保持部９を設けたことによって、磁気ギャップＧで発生して発電コイルに及ぼす磁力の低下が避けられない。しかし、そのマグネット保持部９の厚みおよび長さを適正な寸法に設計することにより、マグネット５の移動による磁極３、４の変形強度、破壊強度を十分に確保しながら、磁気ギャップＧで発生する磁界の強さを大きく低下させることなく、従って、十分な発電コイル電圧が得られる適正値に維持することができる。
【００１７】
そして、このような磁極３、４を持ったロータコア１は、従来のロータコアと同様に、鋼板を打抜いて積層することにより簡単に得られるところから、マグネット５の飛び出しを防止するバンドやこのバンドを保持する別ピースなどが不要となり、従って、製品コストの上昇や形状の大形化を回避できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、遠心力によりマグネットが磁気ギャップを介して外へとび出すのを防止するマグネット保持部を、各磁極先端の上端部間および下端部間を一体に繋いで設けたので、磁気ギャップから強く鋭い磁界を発生させることができるとともに、マグネット保持部が磁極の変形や破損を防止し、さらにはマグネット保持部を包む回転盤の変形や破損を防止できるという効果が得られる。
【００１９】
また、前記マグネット保持部を、前記磁気ギャップの一部を磁気的に短絡するようにブリッジ状に形成したので、磁気ギャップを磁気的に短絡するブリッジ部分によって、ロータコア回転中における磁極間からのマグネットの飛び出しを確実に防止できるとともに、ブリッジ部を除く磁気ギャップから必要とする強さの磁界を発生して、発電コイルに効率的に及ばしめることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による磁石発電機の回転子を示す要部の斜視図である。
【図２】図１に示す磁石発電機の回転子の正面図である。
【図３】従来の磁石発電機の回転子を示す要部の斜視図である。
【図４】図３に示す磁石発電機の回転子の正面図である。
【符号の説明】
１ ロータコア
２ バランスウェイト部
３、４ 磁極
５ マグネット
９ マグネット保持部
Ｏ 回転中心
Ｇ 磁気ギャップ
Claims (2)
- 発電コイル付近で回転するロータコア１が、バランスウエイト部２と、前記ロータコア１の回転中心に対して前記バランスウエイト部２の反対側に設けられて、マグネット５を挟持するとともに磁気ギャップＧを介して対峙する一対の磁極３、４とから構成されてなる磁石発電機の回転子において、遠心力により前記マグネット５が磁気ギャップＧを介して外へとび出すのを防止するマグネット保持部９が、各磁極３、４先端の上端部間および下端部間を一体に繋いで設けられてなることを特徴とする磁石発電機の回転子。
- 前記マグネット保持部９が、前記磁気ギャップＧの一部を磁気的に短絡するように、前記各磁極３、４間にブリッジ状に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機の回転子。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2001215369A Expired - Fee Related JP4774541B2 (ja) | 2001-07-16 | 2001-07-16 | 磁石発電機の回転子 |
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| JP (1) | JP4774541B2 (ja) |
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- 2002-06-25 US US10/178,244 patent/US6873073B2/en not_active Expired - Fee Related
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