(57)【要約】【課題】保持部材の変形を防止しつつ効率よく設置スペースを小さくすることができる磁石発電機を提供する。【解決手段】電機子コイル１８が巻装されたステータ４と、ステータ４に対して回転自在に設けられ永久磁石８を有するロータ３と、電機子コイル１８と外部からの発電出力用リード線との接続部４５を囲繞して保持するクリップ６１とを備え、ステータ４の端面にクリップ６１を固定する磁石発電機１において、クリップ６１に、接続部４５を外側に逃がす逃げ部７２を設けた。【選択図】図２
2010051051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子コイルが巻装されたステータと、
前記ステータに対して回転自在に設けられ永久磁石を有するロータと、
前記電機子コイルと外部からの発電出力用リード線との接続部を囲繞して保持する保持部材とを備え、
前記ステータの端面に前記保持部材を固定する磁石発電機において、
前記保持部材に、前記接続部を外側に逃がす逃げ部を設けたことを特徴とする磁石発電機。
【請求項２】
前記逃げ部は、前記ステータに巻装されている前記電機子コイルの径方向内側に対応する部位に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機。
【請求項３】
前記逃げ部は、前記保持部材から膨出するように湾曲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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、自動二輪車に用いられる磁石発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動二輪車に搭載される発電機として、磁石発電機が多く用いられている。この種の磁石発電機は、クランク軸に固定された有底筒状のロータと、エンジンのケースに固定されたステータとを備えている。ロータの内周面側には永久磁石が設けられる一方、ステータには複数の電機子コイルが巻装されたティースが放射状に設けられている。そして、ロータが回転することによりティースに流れる磁束が変化し、これが起電力となって電機子コイルに電流が流れるようになっている。各電機子コイルに流れる電流は、それぞれ電機子コイルと発電出力用リード線とを接続することにより、その発電出力用リード線を介してバッテリに蓄電されたり、付属電機機器に電力供給を行ったりする用途に用いられる。
【０００３】
電機子コイルと発電出力用リード線との接続は、例えばそれぞれの端末部を重ね合わせて半田付けしたり、圧着スリーブを用いて加締めたりすることで行われる。そして、接続した部分は、絶縁性を確保するための保護チューブを被覆した状態でクリップなどの保持部材を介してステータに固定される。保持部材は、電機子コイル、および発電出力用リード線のそれぞれ端末部を囲繞するように形成されており、確実に各端末部をステータ上で保持できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２１５４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、自動二輪車の小型、高性能化の要望に伴い、エンジン周りのレイアウトの制約が厳しくなっている。このため、磁石発電機の設置スペースが制約され、磁石発電機の小型化が望まれている。
ここで、磁石発電機の小型化に対応するべく、電機子コイルと発電出力用リード線との接続部を保持する保持部材を極力小さく形成し、保持部材の設置スペースを出来るかぎり小さくすることが考えられる。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、保持部材を極力小さくすると、接続部が外側に逃げるように変位して保持部材が膨らむなど変形してしまう。しかも保持部材の膨らみ部分を限定することが困難なため、この膨らみを考慮すると保持部材の設置スペースに余裕を持たせる必要がある。このため、結局は磁石発電機の設置スペースを効率的に小さくし難いという課題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、保持部材の変形を防止しつつ効率よく設置スペースを小さくすることができる磁石発電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電機子コイルが巻装されたステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられ永久磁石を有するロータと、前記電機子コイルと外部からの発電出力用リード線との接続部を囲繞して保持する保持部材とを備え、前記ステータの端面に前記保持部材を固定する磁石発電機において、前記保持部材に、前記接続部を外側に逃がす逃げ部を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、保持部材全体として極力小さく形成しても、保持部材全体のうち、逃げ部が設けられている部位に、接続部が逃げるようにして変位する。このため、保持部材の変形を防止することができる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記逃げ部は、前記ステータに巻装されている前記電機子コイルの径方向内側に対応する部位に設けられていることを特徴とする。
この場合、請求項３に記載した発明のように、前記逃げ部は、前記保持部材から膨出するように湾曲形成されていてもよい。
このように構成することで、ステータの空きスペースを有効利用して保持部材を設置することができるので、保持部材のステータからの突出高さを抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載した発明によれば、保持部材全体として極力小さく形成しても、保持部材全体のうち、逃げ部が設けられている部位に、接続部が逃げるようにして変位する。
このため、保持部材の変形を防止することができる。よって、保持部材の設置スペースに余裕を持たせる必要がなく、最小限に抑えることができるので、効率よく磁石発電機の設置スペースを小さくすることができる。
【０００９】
請求項２、および請求項３に記載した発明によれば、ステータの空きスペースを有効利用して保持部材を設置することができるので、保持部材のステータからの突出高さを抑えることができる。
ここで、一般に、ステータに巻装されている電機子コイルは、略円環状のステータコアから放射状に突設された複数のティースに巻装される場合が多い。このため、各々ティース間に形成される間隙（スロット）の大きさは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる。したがって、電機子コイルは、ティースの径方向内側に巻装されている部分よりもティースの径方向外側に巻装されている部分が巻太りになる。つまり、電機子コイルの軸方向の高さは、径方向外側よりも径方向内側が低くなる。
よって、電機子コイルの径方向内側に対応する部位に保持部材の逃げ部を設けることにより、保持部材のステータからの突出高さを抑えることができ、さらに効率よく磁石発電機の設置スペースを小さくすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、磁石発電機１は、例えば自動二輪車に用いられるアウターロータ型の発電機であって、エンジンのクランクシャフト（不図示）の先端に固定されたロータ３と、エンジンのケース３０に固定されたステータ４とを備えている。エンジンのケース３０内には、磁石発電機１の後述する電機子コイル１８や他の構成部材の冷却等を行うためにエンジンオイルが収容されており、磁石発電機１は、この一部が浸漬された状態で配置されている。
【００１１】
ロータ３は、有底筒状のロータヨーク３１を有している。このロータヨーク３１のエンド部（底壁）３１ａには、径方向略中央にボス部５が内側（図２における上側）に向かって突設されている。
このボス部５の中央には貫通孔６が形成され、貫通孔６に不図示のクランクシャフトが挿入、固定されるようになっている。
また、エンド部３１ａの外側（図２における下側）には、図示しないクラッチ部材などを取り付けるためのフランジ部３３が形成されている。さらに、エンド部３１ａには、フランジ部３３の径方向内側にクラッチ取り付け孔（貫通孔）３５が周方向に略等間隔に複数形成されている。このクラッチ取り付け孔３５は、フランジ部３３の径方向内側に形成されることで、ロータヨーク３１に取り付けられるクラッチと平面視において干渉しない位置に存在する。
【００１２】
ロータヨーク３１の周壁３１ｂには、この内面側に複数の永久磁石８が周方向に磁極が交互となるように配されている。永久磁石８は、マグネットホルダ５１上に載置されるようにして配設されている。マグネットホルダ５１は、ロータヨーク３１のエンド部３１ａ、および周壁３１ｂの内面に当接するようにリング状に形成されている。永久磁石８は、マグネットホルダ５１上に載置されることによって位置決めが行われる。また、永久磁石８は、この表面がマグネットカバー３６によって覆われている。
【００１３】
一方、ロータヨーク３１の周壁３１ｂの外面側には、複数のリラクタ（凸部）９が周方向に等間隔で一体成形されている。このリラクタ９は、エンジンの点火時期などを検出するためのものであって、後述のパルス発生器４０と共に用いられる。
パルス発生器４０は、ロータヨーク３１のリラクタ９に対向するように配設される。そして、リラクタ９のエッジ部（角部）がパルス発生器４０のピックアップ４１を横切ることでパルス発生器４０からパルス信号（正電圧パルスと負電圧パルス）を発生させ、これを不図示の制御部（ＣＤＩユニットなど）が受信することによってエンジンの回転速度情報や不図示のクランクシャフトの回転角度情報を得ることができるようになっている。エンジンの点火時期は、リラクタ９とパルス発生器４０によって得られたエンジンの回転速度情報やクランクシャフトの回転角度情報に基づいて制御される。
【００１４】
ステータ４は、円環状のステータコア１７を有している。ステータコア１７は、磁性材料の板材を軸方向に積層して形成したものであって、中央にボス部５が挿通可能なボス孔１５が形成されている。また、ステータコア１７には、ステータ４をエンジンのケースに締結固定するためのネジ孔２０が複数箇所周方向に沿って形成されている。さらに、ステータコア１７には、放射状に径方向外側に向かって突出する複数のティース１６が周方向に等間隔に設けられている。これらティース１６には、それぞれ絶縁性のインシュレータ２４が装着され、このインシュレータ２４を介して電機子コイル１８が巻装されている。
【００１５】
電機子コイル１８は、所定の本数（この実施形態では３本）のコイル１８ａがそれぞれティース１６に巻回されて成るものである。電機子コイル１８の端末部は、３本の発電出力用リード線１９から成るハーネス２６の引き出し位置付近Ｃまで導き出されている。これら電機子コイル１８の各端末部と発電出力用リード線１９の各端末部は、各々重ね合わせた状態で半田付けしたり、圧着スリーブを用いて加締めたりして接続し、複数（この実施形態では３つ）の接続部４５を形成している。これら接続部４５には、それぞれ絶縁性を確保するための保護チューブ２２が被覆されている。
【００１６】
ここで、保護チューブ２２により被覆された各接続部４５は、これら接続部４５を囲繞するように形成されたクリップ６１を介し、ボルト６２によってステータコア１７の上端面に締結固定されている。
図３に示すように、クリップ６１は、平板状の金属板をプレス加工などによって形成されたものであって、ベース部６３と、ベース部６３の一側であって、かつ一端側（図３における左側端）に一体成形されている第一保持部６４と、ベース部６３の他端（図３における右側側端）に一体成形されている第二保持部６５とで構成されている。
【００１７】
第一保持部６４は、断面略Ｃ字状に形成されており、第一保持部６４とベース部６３との接続部を中心にベース部６３側に向かって変位可能になっている。この第一保持部６４とベース部６３との間には、ハーネス２６が収納される。すなわち、ハーネス２６は、第一保持部６４とベース部６３とによって挟持固定される。
【００１８】
第二保持部６５は、ベース部６３から延出する第一挟持片６６を有している。第一挟持片６６は、平面視略扇状に形成されており、先端側に向かうに従って徐々に先細りになっている。
第一挟持片６６には、この大部分に、下方（ステータコア１７側）に向かって膨出する逃げ部７２が設けられている。
この逃げ部７２は、第二保持部６５に保持された接続部４５を外側へと逃がすためのものであって、外側に向かって湾曲形成されている。
【００１９】
より具体的には、逃げ部７２は、第一挟持片６６の周方向全体に亘って下方に向かって膨出形成されており、この頂点Ｐが第一挟持片６６の先端寄りに位置している。そして、逃げ部７２は、頂点Ｐから先端側に勾配の大きい急勾配面７２ａを有すると共に、基端側に勾配の小さい緩勾配面７２ｂを有している。
【００２０】
また、第一挟持片６６の先端には、第一固定部６７が一体成形されている。第一固定部６７は、第一挟持片６６の先端から下方（ステータコア１７側）に向かって屈曲延出する第一延出部６８と、第一延出部６８の先端からベース部６３の延在方向に沿ってベース部６３とは反対側に屈曲延出する第二延出部６９とで構成されている。第二延出部６９は、平面視略三角状に形成され、先端に向かうに従って先細りになっている。第二延出部６９には、ボルト６２を挿通するためのボルト孔８１が形成されている。
【００２１】
第一挟持片６６の基端側、つまり、ベース部６３側端には、第一挟持片６６とベース部６３との接続部を避けた位置に平面視長方形状の第二挟持片７６が設けられている。第二挟持片７６と第一挟持片６６とは、それぞれの基端を跨ぐように設けられたヒンジ部７０によって連結されている。すなわち、第一挟持片６６、第二挟持片７６、およびヒンジ部７０は一連に形成されている。
【００２２】
ヒンジ部７０は、断面略Ｃ字状に形成されており、第一挟持片６６の基端から後方に向かって延出した後、前方に向かって折り返すように形成されている。ヒンジ部７０には、延在方向に沿って長円形状の開口部７１が形成されている。この開口部７１が形成されることによってヒンジ部７０の剛性が弱まり、ヒンジ部７０は容易に弾性変形、または塑性変形する。これにより、第二挟持片７６を第一挟持片６６に対して容易に開閉させることが可能になる。
【００２３】
第二挟持片７６の先端には、第二固定部７７が一体成形されている。第二固定部７７は、第二挟持片７６の先端から略直角に屈曲延出する第一延出部７８と、第一延出部７８の先端からベース部６３の延在方向に沿ってベース部６３とは反対側に屈曲延出する第二延出部７９とで構成されている。第二延出部７９は、平面視略三角状に形成され、先端に向かうに従って先細りになっている。第二延出部７９には、ボルト６２を挿通するためのボルト孔８２が形成されている。
【００２４】
このように形成された第二挟持片７６を第一挟持片６６に向かって変位させると、つまり、第二挟持片７６を閉じると第二挟持片７６の第二固定部７７と第一挟持片６６の第一固定部６７とが重ね合わさる。このとき、第二固定部７７のボルト孔８２と第一固定部６７のボルト孔８１とが互いに同軸上に位置するので、これらボルト孔８１，８２にボルト６２を挿通し、クリップ６１をステータコア１７に締結固定する。また、クリップ６１は、第一挟持片６６、および第二挟持片７６の長手方向が径方向に沿うようにステータコア１７に固定される（図１参照）。
【００２５】
第二挟持片７６を閉じると、この第二挟持片７６と第一挟持片６６、およびヒンジ部７０とで囲まれる空間Ｋが形成され、ここに各接続部４５を収納するようになっている。つまり、クリップ６１の第二保持部６５が各接続部４５を囲繞するように形成されていることになる。
【００２６】
ここで、図４に示すように、クリップ６１の第二挟持片７６を閉じた状態において、第一挟持片６６と第二挟持片７６との間の幅Ｈ１は、電機子コイル１８のコイル１８ａ、または発電出力用リード線１９のうちの何れか太い方の線径よりもやや大きい程度に設定されている。
また、第二挟持片７６の第一延出部７８とヒンジ部７０との間の距離Ｌ１は、電機子コイル１８のコイル１８ａ、および発電出力用リード線１９を全て並列に配置した場合の長さよりもやや小さく設定されている。
【００２７】
このため、クリップ６１に形成された空間Ｋに各接続部４５を収納すると、３つの接続部４５のうち、何れか１つが第一挟持片６６に設けられている逃げ部７２に逃げるように変位した状態で収納される。
また、クリップ６１をステータコア１７に固定した状態にあっては、逃げ部７２が径方向内側に位置する。すなわち、逃げ部７２は、ステータコア１７のティース１６に巻装されている電機子コイル１８の径方向内側に対応する部位に設けられていることになる。
【００２８】
ここで、各ティース１６間に形成される間隙（スロット）の大きさは、径方向外側から径方向内側に向かうに従って小さくなる（図１参照）。このため、ティース１６には、先端側と比較して根元部に近い部分、つまり、ティース１６のステータコア１７に近い径方向内には、径方向外側と比較して電機子コイル１８が少なく巻装される。したがって、電機子コイル１８は、ティース１６の軸方向両端において、径方向外側の高さＴ１よりも径方向内側の高さＴ２が低くなる（図４参照）。
【００２９】
すなわち、クリップ６１の逃げ部７２は、電機子コイル１８の軸方向の高さが低くなる径方向内側のスペースを有効活用して設けられていることになる。また、逃げ部７２を湾曲形成し、この頂点Ｐを径方向内側に位置させることで、緩勾配面７２ｂが電機子コイル１８の巻装状態に対応した状態になる。このため、接続部４５を滑らかに逃げ部７２に案内することができ、かつ、クリップ６１のステータコア１７からの突出高さＴ３を極力抑えることができる。
【００３０】
このように構成された磁石発電機１においては、不図示のクランクシャフトと共にロータ３が回転すると、永久磁石８がステータ４の周りを回転するため、電機子コイル１８に誘導起電力が発生する。そして、この電機子コイル１８に流れる電流は、発電出力用リード線１９を介して不図示のバッテリや付属電機機器に供給される。
【００３１】
したがって、上述の実施形態によれば、クリップ６１全体として極力小さく形成してもクリップ６１が膨らんでしまうなどの変形を防止できる。
つまり、クリップ６１は、この第一挟持片６６と第二挟持片７６との間の幅Ｈ１が電機子コイル１８のコイル１８ａ、または発電出力用リード線１９のうちの何れか太い方の線径よりもやや大きい程度に設定されている一方、第二挟持片７６の第一延出部７８とヒンジ部７０との間の距離Ｌ１が電機子コイル１８のコイル１８ａ、および発電出力用リード線１９を全て並列に配置した場合の長さよりもやや小さく設定されている。しかしながら、クリップ６１に逃げ部７２が設けられているので、この逃げ部７２に接続部４５の一部が逃げるようにして変位する。このため、クリップ６１の空間Ｋ（図４参照）に各接続部４５を収納した状態でクリップ６１をステータコア１７に固定してもクリップ６１の変形を防止できる。よって、クリップ６１の設置スペースに従来のように余裕を持たせる必要がなくなるので、効率よく磁石発電機１の設置スペースを小さくすることができる。
【００３２】
また、逃げ部７２をクリップ６１の第一挟持片６６の先端寄り、つまり、第一挟持片６６の径方向内側に設けることによって、電機子コイル１８の軸方向の高さが低くなる径方向内側のスペースを有効活用することができる。このため、クリップ６１のステータコア１７からの突出高さＴ３を極力抑えることができる。よって、さらに効率よく磁石発電機１の設置スペースを小さくすることが可能になる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、クリップ６１の逃げ部７２を第一挟持片６６の径方向内側寄りに設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、クリップ６１の第二保持部６５上に逃げ部７２が設けられていればよい。この場合であっても、接続部４５をクリップ６１で保持した際、クリップ６１の変形を防止することができる。このため、効率よく磁石発電機１の設置スペースを小さくすることができる。
【００３４】
さらに、上述の実施形態では、逃げ部７２が第一挟持片６６の大部分に形成されている場合について説明したが、第一挟持片６６における第二挟持片７６に対応する部位、つまり、第一挟持片６６における第二挟持片７６の真下部分（投影部分）に対応する部位にのみ逃げ部７２を形成してもよい（図３における斜線部参照）。この場合、第一挟持片６６の逃げ部７２が形成されていない部分は、ベース部６３から湾曲形成せずにそのまま延出させればよい。
【００３５】
そして、上述の実施形態では、クリップ６１は、ベース部６３と、ベース部６３の一側であって、かつ一端側に一体成形されている第一保持部６４と、ベース部６３の他端に一体成形されている第二保持部６５とで構成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、クリップ６１を第二保持部６５のみで構成してもよい。
【００３６】
また、上述の実施形態では、クリップ６１は、３つの接続部４５を保持するように形成されている場合について説明した。しかしながら、接続部４５の個数は３つに限られるものではなく、また、接続部４５の個数に基づいてクリップ６１の大きさが設定されることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態における磁石発電機の平面図である。
【図２】本発明の実施形態における磁石発電機の縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるクリップの斜視図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  磁石発電機
３  ロータ
４  ステータ
８  永久磁石
１８  電機子コイル
１８ａ  コイル
１９  発電出力用リード線
４５  接続部
６１  クリップ（保持部材）
６３  ベース部
６４  第一保持部
６５  第二保持部
７２  逃げ部
７２ａ  急勾配面
７２ｂ  緩勾配面
【図１】
2010051051.tif 000003
【図２】
2010051051.tif 000004
【図３】
2010051051.tif 000005
【図４】
2010051051.tif 000006