点火用永久磁石式発電機

【課題】極めて細いコイル線であっても、運転中に切断または破損することなく、しかもコイル巻回時の工程を簡略化してコストダウンを図れる点火用チャージコイルを備えた永久磁石式発電機を提供する。
【解決手段】永久磁石２２を備えた回転子２とその回転子２の内側に設けられた固定子３とからなり、固定子３は、回転子３に対向してコア部３１の外周に放射状に突出する複数の突極部３２を有し、突極部３２に形成された複数のコイル４ａ，４ｂ，４ｃがＣＤＩユニットを介して点火プラグに電力を供給する点火用永久磁石式発電機１において、同一用途の複数のコイル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが１本のコイル線４１で連続して巻回され、１つのコイルの巻き終わり部から次のコイルの巻き始め部までの間の渡り線４２が、複数本重ねたコイル線４１を縒って成形した縒り線で形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモトクロス用自動二輪車等に搭載される点火用永久磁石式発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動二輪車等に搭載されるフライホイールマグネトウなどの永久磁石式発電機として、特許文献１に示すような発電機が知られている。この永久磁石式発電機は、クランクシャフトに連結されエンジンと連動して回転する回転子と、回転子の回転中心側に配置されて車体側に固定される固定子とからなる。
【０００３】
回転子は筒状であり、内壁面に永久磁石が取り付けられる。固定子は、回転子の回転中心上に配置されるコア部と、コア部の外周面から外方へ向けて放射状に突出して配列される複数のコイルを備える。これらのコイルは、コアから径方向外方へ向かって突出する突極部に嵌着された又はコアと一体成形されたボビンにコイル線を巻回して形成される。
【０００４】
このような永久磁石式発電機は、エンジンの駆動に伴って回転子が回転し、各コイルに交流電流が誘起されて発電が行われる。
【０００５】
また、特許文献２に示すように、ＣＤＩユニットに備えられた点火回路によって、発電機のチャージコイルの出力から点火コイルに高電圧を誘起してエンジンに点火する点火装置が知られている。
【０００６】
そして、このような発電機に備えられるコイルは、特許文献３に示すような巻線装置によって、コイル線をボビンに自動巻回して形成される。
【０００７】
図８は、従来の点火用永久磁石式発電機７１を示す。例えば４個所の突極部７２にコイル線が巻回されたコイル７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄのうち、３個のコイル７４ａ，７４ｂ，７４ｃが低速運転時、１個のコイル７４ｄが高速運転時の補助用チャージコイルとして用いられる。
【０００８】
低速運転時用のコイル７４ａ〜７４ｃをＣＤＩユニット内のコンデンサに充電してエンジンを点火する点火用チャージコイルとして使用する場合、コイル７４ａ〜７４ｃの発生電圧として例えば３００Ｖ程度の高電圧が要求される。従って、コイル７４ａ〜７４ｃを形成する際、０．１ｍｍφ程度の極めて細いコイル線で巻数を多く巻回しなければならない。そのため、細いコイル線によるコイル間の渡り線が存在すると、自動二輪車等の車体運転時の振動や熱衝撃等によって、渡り線が切断または損傷する場合がある。従って、従来は、１個のコイルにつき１本ずつのコイル線で巻回し、周囲を樹脂で固めて、巻き始めおよび巻き終わりのコイル線端部をターミナル７５に接続し、ターミナル７５同士をリード線７６で接続することにより、３個のコイル７４ａ，７４ｂ，７４ｃを直列に連結していた。
【０００９】
ところが、上記のような細いコイル線は、被覆部を削って半田付けすることが極めて困難である。従って、ヒュージング等のように困難な技術によってコイル線の端末処理を行わなければならず、手間がかかるうえに、製品の安定した性能を確保することが難しい。また、コイル毎にターミナルやリード線等の部品を要するため、部品点数が増えるとともにコストが嵩む。
【特許文献１】特開平７−９５７５３号公報
【特許文献２】特開平１０−１０３２０４号公報
【特許文献３】特開平１０−２３３３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来技術を考慮してなされたものであり、極めて細いコイル線であっても、運転中に切断または破損することなく、しかもコイル巻回時の工程を簡略化してコストダウンを図れる点火用チャージコイルを備えた永久磁石式発電機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、永久磁石を備えた回転子とその回転子の内側に設けられた固定子とからなり、固定子は、回転子に対向してコア部の外周に放射状に突出する複数の突極部を有し、突極部に形成された複数のコイルがＣＤＩユニットを介して点火プラグに電力を供給する点火用永久磁石式発電機において、同一用途の複数のコイルが１本のコイル線で連続して巻回され、１つのコイルの巻き終わり部から次のコイルの巻き始め部までの間の渡り線が、複数本重ねたコイル線を縒って成形した縒り線で形成されていることを特徴とする点火用永久磁石式発電機を提供する。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、縒り線は、コイル線の巻線機に備えた縒り線成形部によって自動成形されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、コア部に、渡り線を係止する係止部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、コア部の突極部の根元部付近に、各コイル間のコイル線からなる渡り線をはめ込んでコイル線を次に巻回するコイルの巻き始め位置へガイドする溝部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によると、渡り線部分を縒り線とすることにより、強度が増し、振動や熱衝撃等によって切断または破損するのを防ぐことができる。そのため、複数のコイルを一本のコイル線で連続して巻回できるので、コイル毎にターミナルやリード線等の部品を必要とすることがなく、部品点数を削減できる。また、コイル毎の端末処理が不要となるので、工程数を削減できる。
【００１６】
請求項２の発明によると、巻線機によって縒り線を自動成形できるので、縒り線を成形するために機械を停止したり、手作業で縒り線を成形したりする手間がかからず、スムーズにコイルの連続巻回を行うことができる。
【００１７】
請求項３の発明によると、渡り線のほぼ中間点が係止部によって支持されるので、渡り線をその中間点で安定して保持できるとともに、車体走行時に渡り線が振動する部分が短くなり（コイル線端部と係止部との間の長さ）、振動を少なく抑えることができる。従って、更にコイル線が損傷しにくくなる。
【００１８】
請求項４の発明によると、渡り線を溝部に沿ってはめ込むことにより、更に渡り線が振動しにくくなるとともに、次のコイルの巻き始め位置にガイドされるので、容易に且つ正確にコイルの巻回を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のチャージコイルを用いた発電機は、モトクロス用自動二輪車やバギー車等の車両に搭載され、エンジンの回転力を駆動源として、エンジンの点火に必要な電力を発電する。
【００２０】
図１は、本発明の永久磁石式発電機１の正面図である。発電機１は、エンジンのクランクシャフト（不図示）に装着されエンジンと連動して回転駆動する円筒状または椀状の回転子２と、クランクケース側に取り付けられる固定子３とからなる。回転子２は、円筒状の側壁を有するホルダ２１と、ホルダ２１の内壁面に周方向に貼設された複数の永久磁石２２とからなる。永久磁石２２は、適宜間隔を隔てて複数個のものが周方向等間隔に配置される。
【００２１】
固定子３は、回転子２の内側に配置され、コア部３１と、コア部３１の外周面から外方へ向けて放射状に配置される複数個の突極部３２と、突極部３２に装着されたボビン３３と、ボビン３３にコイル線を巻回して形成したコイル４とで構成される。
【００２２】
エンジンが始動すると、クランクシャフトとともに回転子２が回転し、回転子２に取り付けられた永久磁石２２が固定子３の外周を回転することによって、回転子２と固定子３との間に起電力が発生し、発電作用が得られる。
【００２３】
図１の場合は、４個所のコイル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのうち、コイル４ｄ以外の３個所のコイル４ａ，４ｂ，４ｃは低速時の点火用チャージコイルとして用いられ、例えば０．１ｍｍφのコイル線によって連続して巻回される。これら３個所のコイル４ａ〜４ｃは、隣り合うコイルの巻き方向が互いに逆方向となるようにコイル線が巻回される。コイル４ｄは、高速時等の補助用チャージコイルとして用いられ、例えば０．１５ｍｍφのコイル線によって巻回される。コイル線の両端部は、ターミナル５に固定し、所定の配線を行う。
【００２４】
図２は、本発明の発電機１を用いた点火装置の回路図である。
【００２５】
発電機１内には、低速時用のコイル４および補助用のコイル４ｄが備えられ、それぞれ、点火回路（不図示）を備えたＣＤＩユニット１１に接続される。発電機１の外側には、パルサコイル１２が設けられ、発電機１の回転子２の回転を検出して、点火タイミング信号をＣＤＩユニット１１に送信する。
【００２６】
点火回路は、ダイオードやコンデンサ等から構成され、低速用のコイル４の一端からの出力がコンデンサに充電されて、点火コイル１３に高電圧を誘起するための充電電荷を得る。また、低速用のコイル４の他端からの出力により、その充電電荷を放電させるための点火信号を得る。
【００２７】
そして、回転子２の回転に応じて点火信号を発生させるパルサコイル１２からの指令により所定の点火タイミングで点火コイル１３に電流を流すことによって、高電圧を誘起し、スパークプラグ１４に電気火花を飛ばして点火する。
【００２８】
このようなコイル４は、巻線機によって自動巻回される。図３は、巻線機の構成の概略を示す図であり、矢印の方向は、コイル線の進行方向を表す。スプール６１から送出されるコイル線は、テンショナー６２によって一定の引張力がかけられる。縒り線の成形が必要なときには、縒り線成形部６３を通過する際に成形され、縒り線が必要ないときには素線のままで、コイル線がノズル６４から供給される。そして、ノズル６４をボビン３３に対して所定幅に往復動させて、コイル線を順次巻回していく。
【００２９】
図４は、縒り線成形部６３における縒り線の作り方を示す説明図である。縒り線の必要長さに応じた位置に設けられたフック６６に、ピン６５でコイル線４１を引っかけて２往復させた後、ピン６５が元の位置まで戻ると、コイル線４１が５本重ね合わされる。その後、ピン６５の位置を固定した状態でフック６６を回転させると、重ねられた５本のコイル線４１が捩れて、縒り線が形成される。縒り線は、エポキシ樹脂等によって固められる。尚、重ねられるコイル線４１の本数は適宜設定され、その本数に合わせて、ピン６５の往復回数が決まる。
【００３０】
縒り線は、複数のコイルを連続巻回する際、１個所のボビン３３にコイル線４１を巻き終わる直前に成形され、巻き終わり部の２〜３周を縒り線で巻回する。そして、次のコイルの巻き始めの２〜３周を縒り線で巻回する。これにより、各コイル間のコイル線４１である渡り線の前後が縒り線で形成され、渡り線が破損しにくくなる。このような巻回を行うために必要な長さの縒り線が、縒り線成形部６３で成形される。
【実施例１】
【００３１】
図５〜図７は、本発明の発電機１の固定子３の詳細な実施例を示す。
【００３２】
図５は固定子３の正面図であり、図６は図５の背面図である。尚、実際のコイルは、細いコイル線４１を多くの巻数で巻回するが、図５，図６では、説明のために巻回数を省略して表示している。
【００３３】
略正方形の正面形状を有するコア部３１の各辺の中心から外方に向けて、放射状に４個の突極部３２が設けられ、突極部３２に装着されたボビン３３にコイル線４１が巻回される。突極部３２は、コア部３１と一体の磁性材料からなる薄板が複数枚積層された多層板からなる。ボビン３３は合成樹脂等の絶縁材料からなり、突極部３２の外周に一体成形される。
【００３４】
コア部３１の角には、渡り線４２を係止するための係止部３４が形成される。コイル線４１は、隣り合うコイルの巻き方向が互いに逆方向となるように巻回されるため、図６に示すように、コイル線４１の巻方向により、突起型の係止部３４ａ、および二股の引掛型係止部３４ｂの２種類が交互に設けられる。図５および図６の例では、先ず、コイル４ａを左回りに巻回してコア部３１の正面側から延びる渡り線４２が、突起型の係止部３４ａ（図６）に係止されてからコア部３１の正面側へ引き出される。次に、コイル４ｂを右回りに巻回してコア部３１の背面側から延びる渡り線４２が、引掛型の係止部３４ｂに係止されてからコア部３１の正面側へ引き出される。その後、コイル４ｃを左回りに巻回し、コイル線４１の端子が適宜処理される。
【００３５】
図７は、図５のコイル４ｂ周辺の拡大図である。コア部３１の外周付近には、渡り線４２を次に巻回するコイルの巻き始め位置へガイドするための溝部３５が形成されている。これにより、巻き始め位置が安定して正確に巻回できるうえ、車両走行時等に固定子３が振動しても、渡り線４２が揺れる部分が少なくなるため、更に損傷を防ぐことができる。
【００３６】
このようにして、点火用のコイル４ａ，４ｂ，４ｃは、一本のコイル線４１によって連続巻回することができる。従って、１個のコイル毎に両端子をターミナルへ固定する作業を行う必要がなく、材料費および工程の両方を削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、同一用途の複数のボビンに細いコイル線を連続巻回するコイルに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態を示す正面図。
【図２】本発明を用いた点火装置の回路図。
【図３】本発明を実施するための巻線機の概略構成図。
【図４】図３の巻線機における縒り線の成形方法の説明図。
【図５】本発明の固定子の実施例を示す正面図。
【図６】図５の背面図。
【図７】図５の部分拡大図。
【図８】従来の発電機の正面図。
【符号の説明】
【００３９】
１，７１：発電機、２：回転子、３：固定子、４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ：コイル、５，７５：ターミナル、１１：ＣＤＩユニット、１２：パルサコイル、１３：点火コイル、１４：スパークプラグ、２１：ホルダ、２２：永久磁石、３１：コア部、３２，７２：突極部、３３：ボビン、３４，３４ａ，３４ｂ：係止部、３５：溝部、４１：コイル線、４２：渡り線、６１：スプール、６２：テンショナー、６３：縒り線成形部、６４：ノズル、６５：ピン、６６：フック、７６：リード線。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を備えた回転子とその回転子の内側に設けられた固定子とからなり、前記固定子は、前記回転子に対向してコア部の外周に放射状に突出する複数の突極部を有し、該突極部に形成された複数のコイルがＣＤＩユニットを介して点火プラグに電力を供給する点火用永久磁石式発電機において、同一用途の複数のコイルが１本のコイル線で連続して巻回され、１つのコイルの巻き終わり部から次のコイルの巻き始め部までの間の渡り線が、複数本重ねたコイル線を縒って成形した縒り線で形成されていることを特徴とする点火用永久磁石式発電機。
【請求項２】
前記縒り線は、コイル線の巻線機に備えた縒り線成形部によって自動成形されることを特徴とする請求項１に記載の点火用永久磁石式発電機。
【請求項３】
前記コア部に、前記渡り線を係止する係止部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の点火用永久磁石式発電機。
【請求項４】
前記コア部の前記突極部の根元部付近に、各コイル間のコイル線からなる渡り線をはめ込んで前記コイル線を次に巻回するコイルの巻き始め位置へガイドする溝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の点火用永久磁石式発電機。

【図１】