JP4944078B2 - 磁石発電機の固定子および磁石発電機 - Google Patents

Description

この発明は、フライホイールの回転による、永久磁石と発電コイルとの電磁誘導作用で発電する磁石発電機の固定子および磁石発電機に関し、特に、リード線の固定を簡便に行うことができるものである。

従来の磁石発電機の固定子は、回転軸線の回りを回転する椀状のフライホイールと、このフライホイールの内周壁面に固定されフライホイールととともに回転する複数個の永久磁石と、この永久磁石の内側に設けられ、径方向外側に突出した複数のティースを有する固定子鉄心と、各ティースに導線が巻回されているとともに固定子鉄心から外側に引き出された口出し線を有する発電コイルと、一端部が口出し線と電気的に接続され他端部が電気機器と電気的に接続されるリード線と、基端部が締付手段により固定子鉄心に固定されているとともに発電コイル側に開口した開口部を有しているリードクランプとを備え、リードクランプは、リード線を覆っているとともに開口部を通じてリード線を発電コイル側に押圧しているものである。

磁石発電機の固定子の口出し位置は、固定子を取付けるエンジン側の取付け座面形状（エンジンレイアウト）により決定される。そのため、巻数、コア積厚が同一の固定子の仕様であったとしても、口出し位置のみを変更した仕様を設定する必要がある。また、エンジン側の取付け座面形状によっては、口出し位置を変更できない仕様もある。そのような場合には、リード線固定を目的としたリードクランプにて、磁石発電機の固定子をエンジン側の取付け座面に組み付ける前にリード線を固定する必要があった。

特開２００７−２２１９２８号公報

従来の磁石発電機の固定子は、口出し固定を目的としたリードクランプが形成されているのみで、リード線の引き出し位置を変更する場合には、口出し線の位置を変更するか、もしくは、リード線固定用のリードクランプを別部品として準備する必要があった。また、磁石発電機の固定子は、口出し線の位置を変更する場合には、同一巻線仕様であっても新規の巻線を形成するための工程の設定、及び、同一巻線との識別を行う必要があり、コストが高くなるという問題点があった。

また、磁石発電機の固定子は、当該磁石発電機の固定子を接続するためのエンジンレイアウト上において、口出し位置の変更が不可能である場合、磁石発電機の固定子をエンジン取付け座面に組み付ける前にリードクランプにてリード線を固定しておく必要があり、工程数が増加するという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、リード線の引き出しを容易にかつ確実に設置することができる磁石発電機の固定子および磁石発電機を提供することを目的とする。

この発明は、径方向外側に突出した複数のティースを有する固定子鉄心と、
各ティースに導線が巻回されているとともに固定子鉄心から外側に引き出された口出し線を有する発電コイルと、
一端部が口出し線と電気的に接続され他端部が電気機器と電気的に接続されるリード線と、
第１基端部が第１締付手段により固定子鉄心に固定されて、リード線を覆うとともに固定する第１リードクランプと、
第２基端部が第２締付手段により固定子鉄心の第１リードクランプと周方向において異なる位置に固定されて、第１リードクランプを介して送出されたリード線を固定子鉄心の周方向から径方向外側に支持する支持部を有し、支持部が発電コイルから離反して形成される第２リードクランプとを備え、
上記第２リードクランプは、上記支持部の径方向外側に支持する面上に上記リード線を挟持する断面コの字状の挟持部を備えたものである。

この発明の磁石発電機の固定子は、径方向外側に突出した複数のティースを有する固定子鉄心と、
各ティースに導線が巻回されているとともに固定子鉄心から外側に引き出された口出し線を有する発電コイルと、
一端部が口出し線と電気的に接続され他端部が電気機器と電気的に接続されるリード線と、
第１基端部が第１締付手段により固定子鉄心に固定されて、リード線を覆うとともに固定する第１リードクランプと、
第２基端部が第２締付手段により固定子鉄心の第１リードクランプと周方向において異なる位置に固定されて、第１リードクランプを介して送出されたリード線を固定子鉄心の周方向から径方向外側に支持する支持部を有し、支持部が発電コイルから離反して形成される第２リードクランプとを備え、
上記第２リードクランプは、上記支持部の径方向外側に支持する面上に上記リード線を挟持する断面コの字状の挟持部を備えたので、リード線の引き出しを容易にかつ確実に設置することができる。

実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１による磁石発電機の固定子を示す正面図、図２は図１に示した磁石発電機の固定子を電気機器に設置した場合のＸ方向及びＹ方向を比較して示した側面図、図３は図１に示した磁石発電機の固定子の第２リードクランプの構成を示した拡大図である。図において、この磁石発電機は、内燃機関と連結される回転子（図示せず）と、この回転子の内側に設けられブラケット（図示せず）に取付けられる固定子１を備えている。回転子は、内燃機関により回転駆動される回転軸（図示せず）に連結される椀状のフライホイール及び永久磁石を備えている。

フライホイールの円筒部の内周壁面には、Ｎ極、Ｓ極及びＮ極の順に着磁された永久磁石と、Ｓ極、Ｎ極及びＳ極の順に着磁された永久磁石が各２個ずつ交互に、互いに等しい角度間隔で樹脂材により固定されている。複数個の永久磁石は、隣接する永久磁石が互いに逆極性に着磁されており、永久磁石の内周側空間では、交互に方向が変化する磁界を発生するようになっている。

固定子１は、中央に開口部２ａを有する中空円柱状の固定子鉄心２及び３相の発電コイル３を有する。固定子鉄心２の外周部には、径外側方向に放射状に周方向に等分間隔で突出した各ティース４が形成されている。外周部に複数個のティース４が形成された固定子鉄心２は、冷間圧延鋼板である中空の薄板磁性鋼板を回転軸線の方向に沿って多数枚積層して構成された積層鉄心５と、この積層鉄心５の両側面にそれぞれ密着して重ねられた、第１の端板６及び第２の端板７とから構成されている。

中空状で冷間圧延鋼板等により構成された、第１の端板６及び第２の端板７は、発電コイル３を保持するために外周縁部が発電コイル３側に折曲されている。第１の端板６、第２の端板７及び積層鉄心５には、回転軸線と平行に貫通した貫通孔８が３カ所形成されている。この貫通孔８に貫通したボルト（図示せず）及びボルトの端部に螺着されたナット（図示せず）により、積層鉄心５と、第１の端板６及び第２の端板７とが一体化されている。

発電コイル３は、固定子鉄心２のティース４の周側面に、それぞれ表面が例えばエナメル被膜された導線が巻回されて構成され、導線が巻回された周側面は、例えば、樹脂モールド材、エポキシ系パウダ塗装などにて形成されている絶縁部９にて絶縁されている。固定子鉄心２から延出した、発電コイル３の各相の口出し線１６は、第１の保護チューブ１０で被覆されている。各相の口出し線１６は、第１の保護チューブ１０内で、電気機器１００へ導出するためのリード線１１として電気機器に電気的に接続されている。固定子１の接線方向に延出したリード線１１の端部は、第２の保護チューブ１２で被覆されている。

固定子鉄心２には、第１リードクランプ１３の第１基端部１３ａが第１締付手段である第１ねじ１４により固定されている。第１リードクランプ１３は、リード線１１を覆うとともに挟持して位置ズレが発生しないように固定している。さらに、固定子鉄心２には、第２リードクランプ２０の第２基端部２０ａが第２締付手段である第２ねじ２１により、第１リードクランプ１３と固定子鉄心２の周方向において異なる位置に固定されている。そして、第２リードクランプ２０は、第１リードクランプ１３から送出されたリード線１１を周方向Ａから径方向外側Ｂに支持する支持部２０ｂを有する。そして、この支持部２０ｂは、発電コイル３と干渉しないために、発電コイル３から離反して形成されている。

さらに、第２リードクランプ２０の支持部２０ｂの径方向外側Ｂは、発電コイル３より径方向外側Ｂの外部に渡って形成されている。さらに、支持部２０ｂの径方向外側Ｂに支持する面上、ここでは発電コイル３とは相反する側の面上にリード線１１を挟持する挟持部２０ｃが形成されている。ここでは挟持部２０ｃは、断面コの字状にて支持部２０ｂの両端からリード線１１を挟持する形状にて構成されている。さらに第２基端部２０ａは、固定子鉄心５の開口部５ａに係止する係止部２０ｄを備えている。第２リードクランプ２０は例えば金属材、またはプラスティック材にて形成することが考えられる。

そして、磁石発電機の固定子１のリード線１１は電気機器１００に電気的に接続されている。図２に示すように、第２リードクランプ２０と電気機器１００とが互いにリード線１１を挟み込むように構成されることとなる。

次に上記のように構成された実施の形態１の磁石発電機の動作について説明する。内燃機関により回転駆動される回転軸に連動してフライホイールが回転し、その際に永久磁石により生じる交番磁界により、発電コイル３には電力が生じる。この際の交流出力は、図示しない整流用ダイオードにより整流され、外部の電気機器としての車載バッテリなどの負荷に給電される。

上記のように構成された実施の形態１の磁石発電機の固定子および磁石発電機によれば、第１リードクランプの位置は、磁石発電機の固定子において発電コイルの口出しの位置が予め決定されているため、口出しの位置からリード線の位置ズレが発生しないための、口出しの位置から所望の距離を隔てた箇所に自ずと決定されるものである。そして、第２リードクランプは、固定子鉄心に第２基端部を第２締結手段にて固定しているのみであるため、発電コイルの口出しの位置に関係なく、固定子鉄心の任意の箇所に設置することが可能である。すなわち、磁石発電機の固定子および磁石発電機の電気機器に配置される位置における所望の箇所に設置することが可能である。そして、第２リードクランプは、この第１リードクランプにて押圧されたリード線を周方向から径方向外側に支持部にて支持して外部の電気機器に送出しているので、リード線の口出し位置を変更することなく、第２リードクランプにてリード線が支持されることにより、外部の電気機器にリード線を簡便に接続することができる。

また、支持部の径方向外側の部分が、発電コイルより径方向外側の外部に渡って形成されているため、外部の電気機器へのリード線の導き出しをより一層確実に行うことができ、外部の電気機器にリード線を確実に接続することができる。

また、第２リードクランプは、支持部の径方向外側に導く面上にリード線を挟持する挟持部を備えているため、リード線が第２リードクランプ上から位置ズレを防止することができ、外部の電気機器にリード線をより一層簡便に接続することができる。

また、第２リードクランプの第２基端部は、固定子鉄心の開口部に係止する係止部を備えているため、例えば、第２リードクランプの支持部の径方向外側の部分に固定子鉄心の周方向の力が加わった場合、または、リード線の振動が加わった場合において、第２リードクランプが固定子鉄心の周方向における位置ズレを防止することができる。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による磁石発電機の固定子を示す正面図、図５は図４に示した磁石発電機の固定子を電気機器に設置した場合のＸ方向及びＹ方向を比較して示した側面図である。図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態２においては、第２リードクランプ２０において挟持部２０ｃを備えていない場合について説明する。この場合、電気機器１００側に溝部１０１が形成されている場合、挟持部２０ｃを備えていなくとも、溝部１０１がリード線１１を挟持することが可能となる。

上記のように形成された実施の形態２の磁石発電機の固定子および磁石発電機によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、第２リードクランプは電気機器の壁面と溝部とによって、リード線を上下左右から挟み込むこととなり位置ズレを防止することができる。よって、外部の電気機器にリード線をより一層簡便に接続することができる。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による磁石発電機の固定子を示す正面図、図６は図５に示した磁石発電機の固定子を電気機器に設置した場合のＸ方向及びＹ方向を比較して示した側面図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態３においては、第２リードクランプ２０において挟持部２０ｃを備えていない場合について説明する。ここでは、第２リードクランプ２０と発電コイル３とが離反されて形成されている距離を、リード線１１を挟持可能な距離に予め設定しおく。そして、第２リードクランプ２０と発電コイル３との間にリード線１１を挟持させることによりリード線１１を外部の電気機器に送出することができる。

上記のように構成された実施の形態３の磁石発電機の固定子および磁石発電機によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、第２リードクランプと発電コイルとにてリード線を挟み込んで挟持しているため、リード線の上下左右の位置ズレを防止することできる。よって、外部の電気機器にリード線をより一層簡便に接続することができる。

この発明の実施の形態１の磁石発電機の固定子の構成を示す正面図である。 図１に示した磁石発電機の固定子を電気機器に設置した場合のＸ方向及びＹ方向を比較して示した側面図である。 図１に示した磁石発電機の固定子の第２リードクランプの構成を示した拡大図である。 この発明の実施の形態２の磁石発電機の固定子の構成を示す正面図である。 図４に示した磁石発電機の固定子を電気機器に設置した場合のＸ方向及びＹ方向を比較して示した側面図である。 この発明の実施の形態３の磁石発電機の固定子の構成を示す正面図である。 図６に示した磁石発電機の固定子を電気機器に設置した場合のＸ方向及びＹ方向を比較して示した側面図である。

符号の説明

１ 固定子、２ 固定子鉄心、２ａ 開口部、３ 発電コイル、４ ティース、
５ 積層鉄心、１１ リード線、１３ 第１リードクランプ、１３ａ 第１基端部、
１４ 第１ねじ、１６ 口出し線、２０ 第２リードクランプ、２０ａ 第２基端部、
２０ｂ 支持部、２０ｃ 挟持部、２０ｄ 係止部、２１ 第２ねじ。

Claims (6)

1. 径方向外側に突出した複数のティースを有する固定子鉄心と、
   上記各ティースに導線が巻回されているとともに上記固定子鉄心から外側に引き出された口出し線を有する発電コイルと、
   一端部が上記口出し線と電気的に接続され他端部が電気機器と電気的に接続されるリード線と、
   第１基端部が第１締付手段により上記固定子鉄心に固定されて、上記リード線を覆うとともに固定する第１リードクランプと、
   第２基端部が第２締付手段により上記固定子鉄心の上記第１リードクランプと周方向において異なる位置に固定されて、上記第１リードクランプを介して送出された上記リード線を上記固定子鉄心の周方向から径方向外側に支持する支持部を有し、上記支持部が上記発電コイルから離反して形成される第２リードクランプとを備え、
   上記第２リードクランプは、上記支持部の径方向外側に支持する面上に上記リード線を挟持する断面コの字状の挟持部を備えたことを特徴とする磁石発電機の固定子。
2. 径方向外側に突出した複数のティースを有する固定子鉄心と、
   上記各ティースに導線が巻回されているとともに上記固定子鉄心から外側に引き出された口出し線を有する発電コイルと、
   一端部が上記口出し線と電気的に接続され他端部が電気機器と電気的に接続されるリード線と、
   第１基端部が第１締付手段により上記固定子鉄心に固定されて、上記リード線を覆うとともに固定する第１リードクランプと、
   第２基端部が第２締付手段により上記固定子鉄心の上記第１リードクランプと周方向において異なる位置に固定されて、上記第１リードクランプを介して送出された上記リード線を上記固定子鉄心の周方向から径方向外側に支持する支持部を有し、上記支持部が上記発電コイルから離反して形成される第２リードクランプとを備え、
   上記第２リードクランプの支持部に配置された上記リード線は、固定子を取り付ける機器側に設けられた溝部によって挟持されることを特徴とする磁石発電機の固定子。
3. 上記第２リードクランプの支持部の径方向外側の部分は、上記発電コイルより径方向外側の外部に渡って形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁石発電機の固定子。
4. 上記リード線は、上記第２リードクランプと上記発電コイルとの間に挟持され上記リード線は上記第２リードクランプに押圧されて配設されることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機の固定子。
5. 上記固定子鉄心は、中央に開口部を有し、
   上記第２リードクランプの上記第２基端部は、上記固定子鉄心の開口部に係止する係止部を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の磁石発電機の固定子。
6. 椀状のフライホイールと、
   上記フライホイールの内周壁面に固定され当該フライホイールとともに回転する複数個の永久磁石と、
   上記永久磁石の内側に請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の磁石発電機の固定子の固定子鉄心が配設されたことを特徴とする磁石発電機。

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