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JP4235431B2 - Single-phase magnet generator - Google Patents

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JP4235431B2
JP4235431B2 JP2002305709A JP2002305709A JP4235431B2 JP 4235431 B2 JP4235431 B2 JP 4235431B2 JP 2002305709 A JP2002305709 A JP 2002305709A JP 2002305709 A JP2002305709 A JP 2002305709A JP 4235431 B2 JP4235431 B2 JP 4235431B2
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JP
Japan
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rotor
poles
stator
salient pole
magnet generator
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和勇 藤村
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DensoTrim Co Ltd
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DensoTrim Co Ltd
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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車、バギー車、雪上車等のエンジンに装着され、搭載バッテリの充電や電気機器への電力供給に使用される単相磁石式発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動二輪車などのエンジンに装着される磁石式発電機として、従来、単相の磁石式発電機が下記のような特許文献1などにより知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−238421号公報
【0004】
この種の単相磁石式発電機のロータは、一般に、カップ状に形成されたロータ本体の中央にボス部が設けられ、ロータ本体の外周壁にロータ円筒部が形成され、ロータ円筒部の内周に沿って、複数に分割形成された環状の永久磁石が接着され、その永久磁石の内側に円筒状の磁石保護カバーが接着されて構成される。また、ステータは、ロータの内側に配設され、ロータ側の永久磁石に対応してステータコアの外周部上に形成された各突極部に発電コイルを巻装して構成される。また、この種の単相磁石式発電機は、エンジンのケーシング内の限られたスペースに装着されるため、小型化の要求が強く、一方、エンジンのアイドリング時のバッテリへの充電性能を高めるために、低速回転域での出力電流の増加の要望が強くある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、磁石式発電機の出力電流特性は、発電コイルがロータの磁石による磁束を切る速度に応じてコイル電流が流れるため、必然的に低回転域での電流値は低くなる。しかしながら、エンジンに装着される磁石式発電機としては、エンジンの低回転域においても、発電電流は搭載バッテリの充電や電気機器への電力供給に使用されるため、そのような電力供給を行ない得る低回転域での出力電流が要求され、この種の磁石式発電機は、通常、低回転域における出力電流が所定の電流値となるように設計を行う。
【0006】
しかし、単純にステータの発電コイルの巻数を増加させ、或いはロータの永久磁石を大形とし又は性能の優れた希土類磁石等を使用して、出力電流特性全体を高くすると、必然的に高回転域での出力電流が増大する。このために、出力回路に接続したレギュレータにより高電流域をカットして出力するなどの無駄な処理を行なう必要があり、また、高回転域での出力電流が増大するため、発電コイルの温度が過度に上昇し、コイル線材などの寿命が短くなるなどの問題が生じる虞があった。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、高回転域の出力電流を抑制しながら低回転域での出力電流を増加させることができる単相磁石式発電機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1の単相磁石式発電機は、中央にボス部を設けてカップ状に形成されたロータ本体の外周壁にロータ円筒部が形成され、ロータ円筒部の内側に永久磁石を円周上に配置して複数の磁極を形成してなるロータと、ステータコアの突設された複数の突極部に発電コイルが巻装され、突極部の先端部がロータの各磁極に対向して配置されてなるステータと、を備え、ロータがエンジンにより回転駆動される単相磁石式発電機において、ステータの各突極部間の機械角を45度としてステータの極数を8極とし、ロータの各磁極間の機械角を15度としてロータの極数を24極としたことを特徴とする。
【0009】
ここで、上記構成の単相磁石式発電機においては、請求項2の発明のように、ステータの各突極部間の機械角を36度と設定して極数を10極とし、ロータの各磁極間の機械角を12度に設定してロータの極数を30極とすることができる。また、請求項3の発明のように、ステータの各突極部間の機械角を60度と設定して極数を6極とし、ロータの各磁極間の機械角を20度に設定してロータの極数を18極とすることができる。
【0010】
【作用】
このような構成の単相磁石式発電機は、ロータがエンジンにより回転駆動され、ロータの回転に伴いその内側に装着された永久磁石とステータコア間に磁束が発生し、相対的に回転するステータの発電コイルが、その磁束を切ることにより、発電コイルに誘導起電力が生じ、発電が行われる。このとき、ロータの磁極の極数がステータの極数の3倍と多くなっており、ロータの円周上の永久磁石が細分化され、各磁極の永久磁石の形状が従来のものより小型化されているため、従来のステータとロータの極数が同数で突極部の発電コイルの巻数が同数の磁石式発電機に比べ、中間回転域から高回転域における出力電流を従来のものより低く抑えることができる。
【0011】
一方、本単相磁石式発電機は、ロータの磁極の極数がステータの極数の3倍と多くなっているため、従来のステータとロータの極数が同数のものより、その出力周波数は増大し、周波数に比例する出力電圧も増大することから、低回転域における出力電流は、従来のものより増加する。したがって、本単相磁石式発電機によれば、高回転域の出力電流を抑制しながら低回転域での出力電流を増加させることができる。これにより、発電機の出力側に接続される電流調整用のレギュレータの負担を軽減することができ、エンジンのアイドリング時などのバッテリの充電性能を改善し、中間回転域から高回転域における発電コイルの過度の温度上昇を抑えて、コイル線材などの寿命を延ばすことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は単相磁石式発電機の中央縦断面図を示し、図2はその部分断面付き正面図を示している。発電機の外周部に位置するロータ1の本体は、磁性体金属を材料にして、熱間鍛造及び切削加工等により略カップ状に成形される。
【0013】
ロータ1の本体の中央部にボス部4が形成され、ボス部4には、エンジンのクランクシャフトに嵌着されるテーパ孔4aが形成され、ボス部4の先端には平坦な締付座面4bが設けられ、ボス部4の外周部に、ロータ1を抜く際に螺合するための抜きねじ4cが設けられる。ロータ1の本体の外周壁にはロータ円筒部3が形成され、ロータ円筒部3とボス部4との間に、ロータ底部5が一体に形成されている。
【0014】
そのロータ円筒部3の内周面に希土類磁石製の永久磁石2が取着される。希土類の永久磁石2は、後述のように、24個に分割形成され、図2に示すように、S極磁石2aとN極磁石2bとが交互に配置され、全体で円環状となってロータ円筒部3の内側に取着される。これらの24個の永久磁石2(S極磁石2aとN極磁石2b)がロータ1の磁極を形成し、ロータ1の磁極の極数は24極となっている。円周上で24個の永久磁石2(S極磁石2aとN極磁石2b)が等間隔で配置されて、磁極が形成されるから、各磁極の機械角は360度/24=15度となっている。
【0015】
これらのS極磁石2aとN極磁石2bからなる永久磁石2は、相互に一定の間隙を持って配置され、磁石保護カバー6によって内側から保持され、ロータ円筒部3内に嵌め込まれる。また、永久磁石2の位置を位置決めするために、ロータ円筒部3内側の底部側に円環状の非磁性体(合成樹脂製)のスペーサ7が永久磁石2と底部との間に配設され、ロータ円筒部3の先端側にも永久磁石2とかしめ部3bとの間に同様のスペーサ8が配設される。底部側のスペーサ7は円環状の空間をロータの内側から閉鎖するように配設される。
【0016】
磁石保護カバー6は、ステンレス等の非磁性体金属の薄板を環状に打ち出して円筒状に形成され、永久磁石2の先端側の端面を覆うように、その先端部にはフランジ状端部が形成されている。一方、ロータ円筒部3の先端部には、磁石保護カバー6のフランジ状端部をかしめて固定するためのかしめ部3bが肉厚を薄くして形成される。永久磁石2と磁石保護カバー6をスペーサ7、8と共に本体のロータ円筒部2内に組付ける際には、複数の永久磁石2をスペーサ7、8と共に外周部に装着した磁石保護カバー5を、ロータ円筒部3内の定位置に圧入して組み付け、最後にロータ円筒部3の先端のかしめ部3bを内側にかしめて固定される。
【0017】
このように、24個の永久磁石2(S極磁石2aとN極磁石2b)をロータ1の円周上に配置して、ロータ1の磁極の極数を24極としたが、これは、後述のステータ10の突極部12が8極であり、その8極の3倍となるように、ロータ1の磁極の極数は設定される。
【0018】
一方、ステータ10は、ステータコア11の外周部に突設された8個の突極部12に発電コイル13を巻装して構成される。鋼板を所定の形状に打ち抜き形成したコアプレート11aを多数枚積層して形成されたステータコア11は、図2に示すように、リング状の継鉄部の外周部に8個の突極部12が45度の角度間隔で放射状に突設されて形成され、積層された多数のコアプレート11aの両側の最外側に、エンドプレート11bが重ねて配設される。
【0019】
エンドプレート11bは、基本的にはコアプレート11aと略同じ形状を有しているが、その先端部は、巻装した発電コイル13を保持するために、外側に曲折されてフランジ状に形成されている。これらの積層されたコアプレート11aとエンドプレート11bは、そのリング状の継鉄部に穿設した孔にリベット14を挿入して一体にかしめ固定される。
【0020】
そして、各突極部12にはその表面をエポキシ樹脂でコーティングした後、発電コイル13が所定のターン数だけ巻装される。隣接する各突極部12には、発電コイル13が相互に反対方向に巻き付けられ、隣接する各突極部12には各々相反磁極(S極、N極)が発生し、隣接する突極部12を通して逆方向の磁束が形成されるようにしている。したがって、ロータ1とステータ10の関係が図2に示すような状態にあるとき、例えば1番の突極部12がロータ1のS極に対向する場合、2番の突極部12はロータ1のN極に対向するように構成される。
【0021】
ところで、このようなロータ1とステータ10の発電動作に必要な条件を考慮した場合、例えば、ステータの極数を8極とし、ロータの極数をその2倍つまり16極としたとき、ロータの円周上に磁石による磁極をS極、N極と繰り返して16個配置した際、ステータの8個の突極部はそのロータの同じS極またはN極に対向する状態となり、発電機として必要な隣接する各突極部での相反磁極が発生せず、発電が不可能となる。
【0022】
このよう現象は、ステータの極数に対しロータの極数をその4倍としたときも同様であり、発電が不可能となる。よって、上記構成の本実施形態のようにステータの極数に対しロータの極数をその3倍とした単相磁石式発電機、及びステータの極数に対しロータの極数を同数とする従来の単相磁石式発電機において、発電は可能となる。
【0023】
上記構成のステータ10は、図示しないエンジンのケーシングの内側所定位置に、固定ボルトをステータコア11のリング状継鉄部の取付孔に挿通して締付固定される。一方、ロータ1は、図示しないエンジンのクランクシャフトの先端部に、ステータ10の外周部を覆うと共に、ロータ円筒部3の内周部の磁石保護カバー6の内周面とステータコアの突極部12の先端部との間に所定の僅かな隙間を形成した状態で、締付固定される。
【0024】
このように構成された単相磁石式発電機は、ロータ1がエンジンにより回転駆動され、ロータ1の回転に伴いその内側に装着された永久磁石2とステータ10のステータコア11の突極部12の先端間で磁束が発生し、相対的に回転するステータ10の発電コイル13が、その磁束を切ることにより、発電コイル13に誘導起電力が生じ、発電が行われる。
【0025】
図3は、本実施形態の単相磁石式発電機と従来の単相磁石式発電機の運転試験を行った際に測定した出力電流特性のグラフを示している。本実施形態の単相磁石式発電機は、上述のように、ステータの極数を8極とし、ロータの極数をその3倍の24極としたものであり、従来例はステータの極数を8極とし、ロータの極数をそれと同数の8極とした単相磁石式発電機である。この図3の出力電流特性を示すグラフから、従来の単相磁石式発電機に対し本実施形態の発電機は、その出力電流特性が中間回転域から高回転域にかけて出力電流が低く抑えられ、低回転域においては出力電流が増大し、より低い回転域から発電電流を出力していることがわかる。
【0026】
この理由として、本実施形態の単相磁石式発電機は、ロータ1の永久磁石2による磁極の極数がステータ10の極数の3倍と多くなっており、永久磁石2が細分化され、各磁極の永久磁石2(N極磁石2a、S極磁石2b)の形状が従来のものより小型化されているため、従来のステータとロータの極数が同じで突極部の発電コイルの巻数が同じ磁石式発電機に比べ、全回転域における出力電流を従来のものより低く抑えることができるのである。
【0027】
また、この単相磁石式発電機は、ロータ1の永久磁石2による磁極の極数がステータ10の極数の3倍と多くなっているため、その出力周波数は増大し、周波数に比例する出力電圧も増大することから、低回転域における出力電流が、従来のものより増加するのである。
【0028】
このように、本単相磁石式発電機によれば、高回転域の出力電流を抑制しながら低回転域での出力電流を増加させることができ、発電コイル13の過度の温度上昇を抑えて、コイル線材などの寿命を延ばすことができる。
【0029】
なお、上記実施形態では、ステータ10の各突極部12間の機械角を45度としてステータ10の極数を8極とし、ロータ1の各磁極間の機械角を15度としてロータ1の極数を24極としたが、その他の例として、例えばステータの突極部の極数を10極とし、ロータの磁極の極数を30極とすることもできる。この場合、ステータの各突極部間の機械角は36度となり、ロータの磁極間の機械角は約12度となる。また、ステータの突極部の極数を6極とし、ロータの磁極の極数を18極とすることもでき、この場合、ステータの各突極部間の機械角は60度となり、ロータの磁極間の機械角は20度となる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の単相磁石式発電機によれば、ロータの磁極の極数がステータの極数の3倍と多くなっており、ロータの円周上の永久磁石が細分化され、各磁極の永久磁石の形状が従来のものより小型化されているため、従来のステータとロータの極数が同数で突極部の発電コイルの巻数が同数の磁石式発電機に比べ、全回転域における出力電流を従来のものより低く抑えることができる。また、ロータの磁極の極数がステータの極数の3倍と多くなっているため、従来のステータとロータの極数が同数のものより、その出力周波数は増大し、周波数に比例する出力電圧も増大することから、低回転域における出力電流は、従来のものより増加する。したがって、本単相磁石式発電機によれば、高回転域の出力電流を抑制しながら低回転域での出力電流を増加させることができ、発電コイルの過度の温度上昇を抑えて、コイル線材などの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す単相磁石式発電機のロータとステータの中央縦断面図である。
【図2】同発電機のロータとステータのA−A部分断面付き正面図である。
【図3】従来の単相磁石式発電機と本発明の単相磁石式発電機の出力電流特性を対比して示すグラフ図である。
【符号の説明】
1−ロータ
2−永久磁石
2a―S極磁石
2b−N極磁石
3−ロータ円筒部
4−ボス部
6−磁石保護カバー
7−スペーサ
10−ステータ
11−ステータコア
12−突極部
13−発電コイル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a single-phase magnet generator that is mounted on an engine such as a motorcycle, a buggy, or a snow vehicle and is used for charging an on-board battery or supplying power to an electric device.
[0002]
[Prior art]
As a magnetic generator to be mounted on an engine such as a motorcycle, a single-phase magnetic generator is conventionally known from Patent Document 1 as described below.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-238421
In a rotor of this type of single-phase magnet generator, a boss portion is generally provided at the center of a cup-shaped rotor body, and a rotor cylindrical portion is formed on the outer peripheral wall of the rotor body. A plurality of annular permanent magnets divided and formed are adhered along the circumference, and a cylindrical magnet protective cover is adhered to the inside of the permanent magnet. The stator is arranged inside the rotor, and is configured by winding a power generation coil around each salient pole portion formed on the outer peripheral portion of the stator core corresponding to the permanent magnet on the rotor side. In addition, this type of single-phase magnet generator is installed in a limited space inside the casing of the engine, so there is a strong demand for downsizing, while on the other hand, to improve the battery charging performance when the engine is idling. In addition, there is a strong demand for an increase in output current in a low-speed rotation region.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the output current characteristics of the magnet generator, the coil current flows in accordance with the speed at which the power generating coil cuts the magnetic flux generated by the magnet of the rotor, so that the current value in the low rotation region inevitably decreases. However, as a magnet generator mounted on the engine, even in a low engine speed range, the generated current is used for charging the on-board battery and supplying power to the electrical equipment. An output current in a low rotation region is required, and this type of magnet generator is usually designed so that the output current in the low rotation region has a predetermined current value.
[0006]
However, simply increasing the number of windings of the power generation coil of the stator, or using a large permanent magnet of the rotor or using a rare earth magnet with excellent performance, etc., will inevitably increase the output current characteristics. The output current at increases. For this reason, it is necessary to perform useless processing such as cutting and outputting a high current region by a regulator connected to the output circuit, and since the output current in the high rotation region increases, the temperature of the power generation coil is reduced. There is a possibility that problems such as excessive rise and short life of the coil wire may occur.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a single-phase magnet generator capable of increasing the output current in the low rotation range while suppressing the output current in the high rotation range. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a single-phase magnet generator according to claim 1 of the present invention has a rotor cylindrical portion formed on the outer peripheral wall of a rotor body formed in a cup shape by providing a boss portion at the center. A rotor in which a permanent magnet is arranged on the circumference inside a cylindrical portion to form a plurality of magnetic poles, and a power generation coil is wound around the plurality of salient pole portions projecting from the stator core, and the tip of the salient pole portion In a single-phase magnet generator in which the rotor is rotationally driven by the engine , the mechanical angle between the salient pole portions of the stator being 45 degrees The stator has eight poles, the mechanical angle between the magnetic poles of the rotor is 15 degrees, and the rotor has 24 poles .
[0009]
Here, in the single-phase magnet generator configured as described above, as in the invention of claim 2, the mechanical angle between the salient pole portions of the stator is set to 36 degrees, the number of poles is set to 10 poles, The mechanical angle between the magnetic poles can be set to 12 degrees, and the number of rotor poles can be 30 . Further, as in the invention of claim 3, the mechanical angle between the salient pole portions of the stator is set to 60 degrees, the number of poles is set to 6, and the mechanical angle between the magnetic poles of the rotor is set to 20 degrees. The number of poles of the rotor can be 18 poles.
[0010]
[Action]
In a single-phase magnet generator having such a configuration, a rotor is driven to rotate by an engine, and a magnetic flux is generated between a permanent magnet and a stator core mounted on the inner side of the rotor as the rotor rotates. When the power generation coil cuts the magnetic flux, an induced electromotive force is generated in the power generation coil, and power generation is performed. At this time, the number of magnetic poles of the rotor is three times as large as the number of magnetic poles of the stator, the permanent magnets on the circumference of the rotor are subdivided, and the shape of the permanent magnets of each magnetic pole is smaller than the conventional one Therefore, the output current in the intermediate rotation range to the high rotation range is lower than that of the conventional type compared to the magnet generator with the same number of poles of the stator and rotor and the same number of windings of the power generation coil of the salient pole part. Can be suppressed.
[0011]
On the other hand, since the number of poles of the rotor magnetic pole is three times that of the stator, this single-phase magnet generator has an output frequency higher than that of the conventional stator and rotor with the same number of poles. Since the output voltage is increased and the output voltage proportional to the frequency is also increased, the output current in the low rotation range is increased from the conventional one. Therefore, according to the single-phase magnet generator, the output current in the low rotation range can be increased while suppressing the output current in the high rotation range. This reduces the burden on the regulator for current adjustment connected to the output side of the generator, improves the battery charging performance when the engine is idling, etc. It is possible to extend the life of the coil wire and the like by suppressing the excessive temperature rise.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a central longitudinal section of a single-phase magnet generator, and FIG. 2 shows a front view with a partial section thereof. The main body of the rotor 1 located on the outer peripheral portion of the generator is formed into a substantially cup shape by hot forging, cutting, or the like using a magnetic metal material.
[0013]
A boss portion 4 is formed at the center of the main body of the rotor 1, a tapered hole 4 a is formed in the boss portion 4 to be fitted to the crankshaft of the engine, and a flat fastening seat surface is formed at the tip of the boss portion 4. 4b is provided, and a screw 4c is provided on the outer peripheral portion of the boss portion 4 for screwing when the rotor 1 is pulled out. A rotor cylindrical portion 3 is formed on the outer peripheral wall of the main body of the rotor 1, and a rotor bottom portion 5 is integrally formed between the rotor cylindrical portion 3 and the boss portion 4.
[0014]
A permanent magnet 2 made of a rare earth magnet is attached to the inner peripheral surface of the rotor cylindrical portion 3. As will be described later, the rare earth permanent magnet 2 is divided into 24 pieces, and as shown in FIG. 2, S-pole magnets 2a and N-pole magnets 2b are alternately arranged, and the rotor is formed into an annular shape as a whole. It is attached inside the cylindrical portion 3. These 24 permanent magnets 2 (S-pole magnet 2a and N-pole magnet 2b) form the magnetic poles of the rotor 1, and the number of magnetic poles of the rotor 1 is 24. Since 24 permanent magnets 2 (S pole magnet 2a and N pole magnet 2b) are arranged at equal intervals on the circumference to form magnetic poles, the mechanical angle of each magnetic pole is 360 degrees / 24 = 15 degrees. It has become.
[0015]
The permanent magnet 2 composed of the S-pole magnet 2 a and the N-pole magnet 2 b is arranged with a certain gap between each other, is held from the inside by a magnet protection cover 6, and is fitted into the rotor cylindrical portion 3. In order to position the permanent magnet 2, an annular non-magnetic (synthetic resin) spacer 7 is disposed between the permanent magnet 2 and the bottom portion on the bottom side inside the rotor cylindrical portion 3. A similar spacer 8 is also disposed between the permanent magnet 2 and the caulking portion 3b on the front end side of the rotor cylindrical portion 3. The spacer 7 on the bottom side is disposed so as to close the annular space from the inside of the rotor.
[0016]
The magnet protective cover 6 is formed in a cylindrical shape by punching a thin plate of a non-magnetic metal such as stainless steel into a ring shape, and a flange-like end portion is formed at the tip portion so as to cover the end surface on the tip side of the permanent magnet 2. Has been. On the other hand, a caulking portion 3b for caulking and fixing the flange-like end portion of the magnet protective cover 6 is formed at the tip of the rotor cylindrical portion 3 with a reduced thickness. When assembling the permanent magnet 2 and the magnet protective cover 6 together with the spacers 7 and 8 into the rotor cylindrical portion 2 of the main body, the magnet protective cover 5 having a plurality of permanent magnets 2 mounted on the outer peripheral portion together with the spacers 7 and 8 The rotor cylindrical portion 3 is press-fitted into a fixed position and assembled, and finally the caulking portion 3b at the tip of the rotor cylindrical portion 3 is caulked inward and fixed.
[0017]
Thus, the 24 permanent magnets 2 (the S-pole magnet 2a and the N-pole magnet 2b) are arranged on the circumference of the rotor 1, and the number of magnetic poles of the rotor 1 is 24. The number of poles of the magnetic poles of the rotor 1 is set so that salient pole parts 12 of the stator 10 to be described later have eight poles and three times the eight poles.
[0018]
On the other hand, the stator 10 is configured by winding a power generation coil 13 around eight salient pole portions 12 projecting from an outer peripheral portion of a stator core 11. As shown in FIG. 2, the stator core 11 formed by laminating a large number of core plates 11a formed by punching a steel plate into a predetermined shape has eight salient pole portions 12 on the outer periphery of the ring-shaped yoke portion. End plates 11b are disposed on the outermost sides on both sides of a large number of core plates 11a that are formed to project radially at an angular interval of 45 degrees.
[0019]
The end plate 11b basically has substantially the same shape as the core plate 11a, but its tip is bent outward to form a flange shape in order to hold the wound power generation coil 13. ing. The laminated core plate 11a and end plate 11b are caulked and fixed integrally by inserting a rivet 14 into a hole formed in the ring-shaped yoke portion.
[0020]
Then, after the surface of each salient pole portion 12 is coated with an epoxy resin, the power generation coil 13 is wound by a predetermined number of turns. A power generating coil 13 is wound around each adjacent salient pole portion 12 in the opposite direction, and each adjacent salient pole portion 12 generates a reciprocal magnetic pole (S pole, N pole). A magnetic flux in the reverse direction is formed through the circuit 12. Therefore, when the relationship between the rotor 1 and the stator 10 is as shown in FIG. 2, for example, when the first salient pole portion 12 faces the S pole of the rotor 1, the second salient pole portion 12 is the rotor 1. It is comprised so that it may oppose N pole of these.
[0021]
By the way, when the conditions necessary for the power generation operation of the rotor 1 and the stator 10 are taken into account, for example, when the number of poles of the stator is 8 and the number of poles of the rotor is twice, that is, 16 poles, When 16 magnetic poles made of magnets are repeatedly arranged on the circumference, S poles and N poles, the eight salient pole parts of the stator face the same S poles or N poles of the rotor, which is necessary as a generator. Thus, no reciprocal magnetic poles are generated at each adjacent salient pole portion, and power generation becomes impossible.
[0022]
Such a phenomenon is the same when the number of poles of the rotor is four times that of the poles of the stator, and power generation becomes impossible. Therefore, a single-phase magnet generator in which the number of rotor poles is three times the number of stator poles as in the present embodiment with the above configuration, and the conventional number of rotor poles equal to the number of stator poles. In the single-phase magnet generator, power generation is possible.
[0023]
The stator 10 having the above configuration is fastened and fixed at a predetermined position inside an engine casing (not shown) by inserting a fixing bolt into an attachment hole of a ring-shaped yoke portion of the stator core 11. On the other hand, the rotor 1 covers the outer peripheral portion of the stator 10 at the tip of the crankshaft of the engine (not shown), and the inner peripheral surface of the magnet protective cover 6 on the inner peripheral portion of the rotor cylindrical portion 3 and the salient pole portion 12 of the stator core. It is clamped and fixed in a state in which a predetermined slight gap is formed between the tip end of each of the two.
[0024]
In the single-phase magnet generator configured as described above, the rotor 1 is rotationally driven by the engine, and the permanent magnet 2 mounted inside the rotor 1 and the salient poles 12 of the stator core 11 of the stator 10 as the rotor 1 rotates. Magnetic flux is generated between the tips, and the power generating coil 13 of the stator 10 that rotates relatively cuts the magnetic flux, whereby an induced electromotive force is generated in the power generating coil 13 to generate power.
[0025]
FIG. 3 shows a graph of output current characteristics measured when an operation test of the single-phase magnet generator of the present embodiment and the conventional single-phase magnet generator is performed. As described above, the single-phase magnet generator according to the present embodiment has eight stator poles and three rotor poles, which is three times that of the stator. Is a single-phase magnet generator with 8 poles and the same number of poles as the rotor. From the graph showing the output current characteristics of FIG. 3, the generator of the present embodiment has a lower output current from the intermediate rotation range to the high rotation range, compared to the conventional single-phase magnet generator. It can be seen that the output current increases in the low rotation range, and the generated current is output from the lower rotation range.
[0026]
As a reason for this, in the single-phase magnet generator of the present embodiment, the number of poles of the permanent magnet 2 of the rotor 1 is three times the number of poles of the stator 10, and the permanent magnet 2 is subdivided. Since the shape of the permanent magnet 2 (N-pole magnet 2a, S-pole magnet 2b) of each magnetic pole is smaller than the conventional one, the number of turns of the power generation coil in the salient pole part is the same as the number of poles of the conventional stator and rotor. Compared to the same magnet generator, the output current in the entire rotation range can be kept lower than the conventional one.
[0027]
Moreover, since the number of poles of the permanent magnet 2 of the rotor 1 is three times as large as the number of poles of the stator 10 in this single-phase magnet generator, the output frequency increases and the output is proportional to the frequency. Since the voltage also increases, the output current in the low rotation range increases from the conventional one.
[0028]
Thus, according to this single-phase magnet generator, the output current in the low rotation range can be increased while suppressing the output current in the high rotation range, and the excessive temperature rise of the power generation coil 13 can be suppressed. In addition, the life of the coil wire can be extended.
[0029]
In the above embodiment, the mechanical angle between the salient pole portions 12 of the stator 10 is 45 degrees, the number of poles of the stator 10 is 8, and the mechanical angle between the magnetic poles of the rotor 1 is 15 degrees. Although the number is 24, as another example, for example, the number of salient poles of the stator may be 10 and the number of poles of the rotor may be 30. In this case, the mechanical angle between the salient pole portions of the stator is 36 degrees, and the mechanical angle between the magnetic poles of the rotor is about 12 degrees. In addition, the number of poles of the stator salient poles may be 6 and the number of poles of the rotor magnetic poles may be 18. In this case, the mechanical angle between the salient poles of the stator is 60 degrees, The mechanical angle between the magnetic poles is 20 degrees.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the single-phase magnet generator of the present invention, the number of poles of the rotor is three times that of the stator, and the permanent magnets on the circumference of the rotor are subdivided. Because the shape of the permanent magnet of each magnetic pole is smaller than the conventional one, compared to the conventional magnet generator with the same number of poles of the stator and rotor and the number of turns of the power generation coil of the salient pole part, The output current in the entire rotation range can be kept lower than the conventional one. In addition, since the number of poles of the rotor magnetic pole is three times as large as the number of poles of the stator, the output frequency increases compared to the conventional stator and rotor having the same number of poles, and the output voltage is proportional to the frequency. Therefore, the output current in the low rotation range is increased as compared with the conventional one. Therefore, according to this single-phase magnet generator, the output current in the low rotation range can be increased while the output current in the high rotation range is suppressed, and the excessive temperature rise of the power generation coil can be suppressed. Etc. can extend the service life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a central longitudinal sectional view of a rotor and a stator of a single-phase magnet generator showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view with a partial cross-section AA of the rotor and stator of the same generator.
FIG. 3 is a graph showing a comparison between output current characteristics of a conventional single-phase magnet generator and the single-phase magnet generator of the present invention.
[Explanation of symbols]
1-rotor 2-permanent magnet 2a-S-pole magnet 2b-N-pole magnet 3-rotor cylindrical portion 4-boss portion 6-magnet protective cover 7-spacer 10-stator 11-stator core 12- salient pole portion 13-generating coil

Claims (3)

中央にボス部を設けてカップ状に形成されたロータ本体の外周壁にロータ円筒部が形成され、ロータ円筒部の内側に永久磁石を円周上に配置したロータと、ステータコアに突設された複数の突極部に発電コイルが巻装され、該突極部の先端部が該ロータの永久磁石に対向して配置されてなるステータと、を備え、該ロータがエンジンにより回転駆動される単相磁石式発電機において、
前記ステータの各突極部間の機械角を45度として該ステータの極数を8極とし、前記ロータの各磁極間の機械角を15度として該ロータの極数を24極としたことを特徴とする単相磁石式発電機。
A rotor cylindrical portion is formed on the outer peripheral wall of a rotor body formed in a cup shape by providing a boss portion at the center, and a rotor having permanent magnets arranged on the circumference inside the rotor cylindrical portion and a stator core protrudingly provided. A stator in which a power generation coil is wound around a plurality of salient pole portions, and a tip end portion of the salient pole portion is arranged to face a permanent magnet of the rotor , and the rotor is rotated and driven by an engine. In the phase magnet generator,
The mechanical angle between the salient poles of the stator is 45 degrees, the number of poles of the stator is 8 poles, the mechanical angle between the magnetic poles of the rotor is 15 degrees, and the number of poles of the rotor is 24 poles. A single-phase magnet generator.
中央にボス部を設けてカップ状に形成されたロータ本体の外周壁にロータ円筒部が形成され、ロータ円筒部の内側に永久磁石を円周上に配置したロータと、ステータコアに突設された複数の突極部に発電コイルが巻装され、該突極部の先端部が該ロータの永久磁石に対向して配置されてなるステータと、を備え、該ロータがエンジンにより回転駆動される単相磁石式発電機において、
前記ステータの各突極部間の機械角を36度として該ステータの極数を10極とし、前記ロータの各磁極間の機械角を12度として該ロータの極数を30極としたことを特徴とする単相磁石式発電機。
A rotor cylindrical portion is formed on the outer peripheral wall of a rotor body formed in a cup shape by providing a boss portion at the center, and a rotor having permanent magnets arranged on the circumference inside the rotor cylindrical portion and a stator core protrudingly provided. A stator in which a power generation coil is wound around a plurality of salient pole portions, and a tip end portion of the salient pole portion is arranged to face a permanent magnet of the rotor, and the rotor is rotated and driven by an engine. In the phase magnet generator,
The mechanical angle between each salient pole part of the stator is 36 degrees, the number of poles of the stator is 10 poles, the mechanical angle between the magnetic poles of the rotor is 12 degrees, and the number of poles of the rotor is 30 poles. A single-phase magnet generator.
中央にボス部を設けてカップ状に形成されたロータ本体の外周壁にロータ円筒部が形成され、ロータ円筒部の内側に永久磁石を円周上に配置したロータと、ステータコアに突設された複数の突極部に発電コイルが巻装され、該突極部の先端部が該ロータの永久磁石に対向して配置されてなるステータと、を備え、該ロータがエンジンにより回転駆動される単相磁石式発電機において、A rotor cylindrical portion is formed on the outer peripheral wall of a rotor body formed in a cup shape by providing a boss portion at the center, and a rotor having permanent magnets arranged on the circumference inside the rotor cylindrical portion and a stator core protrudingly provided. A stator in which a power generation coil is wound around a plurality of salient pole portions, and a tip end portion of the salient pole portion is arranged to face a permanent magnet of the rotor, and the rotor is driven and rotated by an engine. In the phase magnet generator,
前記ステータの各突極部間の機械角を60度として該ステータの極数を6極とし、前記ロータの各磁極間の機械角を20度として該ロータの極数を18極としたことを特徴とする単相磁石式発電機。  The mechanical angle between the salient pole parts of the stator is 60 degrees, the number of poles of the stator is 6 poles, the mechanical angle between the magnetic poles of the rotor is 20 degrees, and the number of poles of the rotor is 18 poles. A single-phase magnet generator.
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