(57)【要約】【課題】発熱が十分に抑制される三相磁石式発電機およびそれを備えた輸送機器を提供する。【解決手段】複数の永久磁石４Ｎ，４Ｓが均等な角度間隔でロータ４に設けられる。複数の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが不均等な角度間隔でステータ２に設けられる。複数の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数の合計は３の倍数ではない数である。複数の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗは、Ｕ相の発電コイル３Ｕ、Ｖ相の発電コイル３ＶおよびＷ相の発電コイル３Ｗを含む。Ｕ相の発電コイル３Ｕに流れる電流の位相が等しくなるようにＵ相の発電コイル３Ｕが配置および接続される。Ｖ相の発電コイル３Ｖに流れる電流の位相が等しくなるようにＶ相の発電コイル３Ｖが配置および接続される。Ｗ相の発電コイル３Ｗに流れる電流の位相が等しくなるようにＷ相の発電コイル３Ｗが配置および接続される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータに対して相対的に回転可能に設けられたロータと、
均等な角度間隔で前記ロータに設けられた複数の永久磁石と、
不均等な角度間隔で前記ステータに設けられた複数の発電コイルとを備え、
前記複数の発電コイルの数は３の倍数ではない数であり、
前記複数の発電コイルは、第１相の電流が流れる複数の第１のコイルと、第２相の電流が流れる複数の第２のコイルと、第３相の電流が流れる複数の第３のコイルとを含み、
前記複数の第１のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように前記複数の第１のコイルが配置および接続され、前記複数の第２のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように前記複数の第２のコイルが配置および接続され、前記複数の第３のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように前記複数の第３のコイルが配置および接続される、三相磁石式発電機。
【請求項２】
前記複数の第１のコイルは、永久磁石の角度間隔の整数倍の角度間隔で配置され、各第１のコイルが前記複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で前記複数の第１のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように前記複数の第１のコイルが接続され、
前記複数の第２のコイルは、永久磁石の角度間隔の整数倍の角度間隔で前記複数の第１のコイルとそれぞれ異なる位置に配置され、各第２のコイルが前記複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で前記複数の第２のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように前記複数の第２のコイルが接続され、
前記複数の第３のコイルは、永久磁石の角度間隔の整数倍の角度間隔で前記複数の第１および第２のコイルとそれぞれ異なる位置に配置され、各第３のコイルが前記複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で前記複数の第３のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように前記複数の第３のコイルが接続される、請求項１記載の三相磁石式発電機。
【請求項３】
前記複数の第１のコイルの各々が前記複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で、前記複数の第２のコイルの各々が前記複数の永久磁石のいずれかに対向する位置から一方向に永久磁石の角度間隔の１／３の角度ずれた位置にあり、前記複数の第３のコイルの各々が前記複数の永久磁石のいずれかに対向する位置から一方向に永久磁石の角度間隔の２／３の角度ずれた位置にあるように、前記複数の発電コイルが配置された、請求項１または２記載の三相磁石式発電機。
【請求項４】
前記複数の第１のコイルの数と前記複数の第２のコイルの数とは等しく、前記複数の第３のコイルの数は前記複数の第１のコイルの数および前記複数の第２のコイルの数よりも少なく、
前記複数の第１のコイルの各々の巻数と前記複数の第２のコイルの各々の巻数とは等しく、前記複数の第３のコイルの各々の巻数は前記複数の第１のコイルの各々の巻数および前記複数の第２のコイルの各々の巻数よりも多い、請求項１〜３のいずれかに記載の三相磁石式発電機。
【請求項５】
前記複数の第２のコイルの数と前記複数の第３のコイルの数とは等しく、前記複数の第２のコイルの数および前記複数の第３のコイルの数は前記複数の第１のコイルの数よりも少なく、
前記複数の第２のコイルの各々の巻数と前記複数の第３のコイルの各々の巻数とは等しく、前記複数の第２のコイルの各々の巻数および前記複数の第３のコイルの各々の巻数は前記複数の第１のコイルの各々の巻数よりも多い、請求項１〜３のいずれかに記載の三相磁石式発電機。
【請求項６】
前記複数の永久磁石は、前記複数の発電コイルに対向するＮ極を有する複数の第１の永久磁石と、前記複数の発電コイルに対向するＳ極を有する複数の第２の永久磁石とを含み、
前記複数の第１の発電コイルの各々が前記複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で前記複数の第１の永久磁石のいずれかに対向する各第１の発電コイルの巻き方向と前記複数の第２の永久磁石のいずれかに対向する各第１の発電コイルの巻き方向とが異なり、
前記複数の第２の発電コイルの各々が前記複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で前記複数の第１の永久磁石のいずれかに対向する各第２の発電コイルの巻き方向と前記複数の第２の永久磁石のいずれかに対向する各第２の発電コイルの巻き方向とが異なり、
前記複数の第３の発電コイルの各々が前記複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で前記複数の第１の永久磁石のいずれかに対向する各第３の発電コイルの巻き方向と前記複数の第２の永久磁石のいずれかに対向する各第３の発電コイルの巻き方向とが異なる、請求項１〜５のいずれかに記載の三相磁石式発電機。
【請求項７】
前記複数の永久磁石の数は２ｎであり、前記複数の発電コイルの数は３ｍ−１または３ｍ−２であり、ｎおよびｍは自然数である、請求項１〜６のいずれかに記載の三相磁石式発電機。
【請求項８】
本体部と、
前記本体部に設けられるエンジンと、
前記エンジンの回転により前記本体部を移動させる駆動部と、
前記エンジンの回転により駆動される請求項１〜７のいずれかに記載の三相磁石式発電機とを備える、輸送機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相磁石式発電機およびそれを備えた輸送機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車には、交流磁石式発電機が設けられる。交流磁石式発電機は、ステータおよびロータを備える。一般的に、ステータには、複数の発電コイルが等角度間隔で取り付けられる。一般的に、ロータには、複数の永久磁石が等角度間隔で取り付けられる。ロータは、エンジンのクランク軸と一体的に回転する。それにより、複数の永久磁石により形成される回転磁界によりステータの複数の発電コイルに電圧が誘起される。
【０００３】
特許文献１には、４ｎ個の永久磁石および３ｎ個の発電コイルを有する三相磁石式発電機が記載されている。ここで、ｎは任意の整数である。この三相磁石式発電機においては、エンジンの回転速度が低い場合に十分な出力電流が得られるとともに、エンジンの回転速度が高い場合に出力電流が抑制される。
【０００４】
しかしながら、上記の従来の三相磁石式発電機では、高回転速度領域で発電コイルの温度が高くなる。それにより、発電コイルの寿命が低下する。近年、三相磁石式発電機の発熱を抑制することが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６８０２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、発熱が十分に抑制される三相磁石式発電機およびそれを備えた輸送機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の発明に係る三相磁石式発電機は、ステータと、ステータに対して相対的に回転可能に設けられたロータと、均等な角度間隔でロータに設けられた複数の永久磁石と、不均等な角度間隔でステータに設けられた複数の発電コイルとを備え、複数の発電コイルの数は３の倍数ではない数であり、複数の発電コイルは、第１相の電流が流れる複数の第１のコイルと、第２相の電流が流れる複数の第２のコイルと、第３相の電流が流れる複数の第３のコイルとを含み、複数の第１のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第１のコイルが配置および接続され、複数の第２のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第２のコイルが配置および接続され、複数の第３のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第３のコイルが配置および接続されるものである。
【０００８】
その三相磁石式発電機では、複数の発電コイルの数が３の倍数でなく、かつ複数の発電コイルが不均等な角度間隔で配置される。それにより、隣り合う発電コイルの間隔が広い箇所と隣り合う発電コイルの間隔が狭い箇所とが混在する。
【０００９】
また、複数の第１のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第１のコイルが配置および接続され、複数の第２のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第２のコイルが配置および接続され、複数の第３のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第３のコイルが配置および接続される。
【００１０】
したがって、出力電流特性を維持しつつ発電コイルの発熱を抑制することが可能となる。
【００１１】
（２）複数の第１のコイルは、永久磁石の角度間隔の整数倍の角度間隔で配置され、各第１のコイルが複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で複数の第１のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第１のコイルが接続され、複数の第２のコイルは、永久磁石の角度間隔の整数倍の角度間隔で複数の第１のコイルとそれぞれ異なる位置に配置され、各第２のコイルが複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で複数の第２のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第２のコイルが接続され、複数の第３のコイルは、永久磁石の角度間隔の整数倍の角度間隔で複数の第１および第２のコイルとそれぞれ異なる位置に配置され、各第３のコイルが複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で複数の第３のコイルに流れる電流の位相が等しくなるように複数の第３のコイルが接続されてもよい。
【００１２】
この場合、複数の第１のコイルに流れる電流の位相が確実に等しくなる。また、複数の第２のコイルに流れる電流の位相が確実に等しくなる。さらに、複数の第３のコイルに流れる電流の位相が確実に等しくなる。
【００１３】
（３）複数の第１のコイルの各々が複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で、複数の第２のコイルの各々が複数の永久磁石のいずれかに対向する位置から一方向に永久磁石の角度間隔の１／３の角度ずれた位置にあり、複数の第３のコイルの各々が複数の永久磁石のいずれかに対向する位置から一方向に永久磁石の角度間隔の２／３の角度ずれた位置にあるように、複数の発電コイルが配置されてもよい。
【００１４】
この場合、複数の第１のコイルに流れる電流の位相、複数の第２のコイルに流れる電流の位相および複数の第３のコイルに流れる電流の位相が互いに１２０度異なる。それにより、三相交流電流の位相のバランスが良好となる。
【００１５】
（４）複数の第１のコイルの数と複数の第２のコイルの数とは等しく、複数の第３のコイルの数は複数の第１のコイルの数および複数の第２のコイルの数よりも少なく、複数の第１のコイルの各々の巻数と複数の第２のコイルの各々の巻数とは等しく、複数の第３のコイルの各々の巻数は複数の第１のコイルの各々の巻数および複数の第２のコイルの各々の巻数よりも多くてもよい。
【００１６】
この場合、複数の第１のコイルの総巻き数、複数の第２のコイルの総巻き数および複数の第３のコイルの総巻き数をほぼ等しくすることができる。それにより、第１相、第２相および第３相の発電コイルの発電能力が均等化される。
【００１７】
（５）複数の第２のコイルの数と複数の第３のコイルの数とは等しく、複数の第２のコイルの数および複数の第３のコイルの数は複数の第１のコイルの数よりも少なく、複数の第２のコイルの各々の巻数と複数の第３のコイルの各々の巻数とは等しく、複数の第２のコイルの各々の巻数および複数の第３のコイルの各々の巻数は複数の第１のコイルの各々の巻数よりも多くてもよい。
【００１８】
この場合、複数の第１のコイルの総巻き数、複数の第２のコイルの総巻き数および複数の第３のコイルの総巻き数をほぼ等しくすることができる。それにより、第１相、第２相および第３相の発電コイルの発電能力が均等化される。
【００１９】
（６）複数の永久磁石は、複数の発電コイルに対向するＮ極を有する複数の第１の永久磁石と、複数の発電コイルに対向するＳ極を有する複数の第２の永久磁石とを含み、複数の第１の発電コイルの各々が複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で複数の第１の永久磁石のいずれかに対向する各第１の発電コイルの巻き方向と複数の第２の永久磁石のいずれかに対向する各第１の発電コイルの巻き方向とが異なり、複数の第２の発電コイルの各々が複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で複数の第１の永久磁石のいずれかに対向する各第２の発電コイルの巻き方向と複数の第２の永久磁石のいずれかに対向する各第２の発電コイルの巻き方向とが異なり、複数の第３の発電コイルの各々が複数の永久磁石のいずれかに対向する状態で複数の第１の永久磁石のいずれかに対向する各第３の発電コイルの巻き方向と複数の第２の永久磁石のいずれかに対向する各第３の発電コイルの巻き方向とが異なってもよい。
【００２０】
この場合、複数の第１のコイル同士の接続、複数の第２のコイル同士の接続および複数の第３のコイル同士の接続を複雑化することなく、複数の第１のコイルに流れる電流の位相および向きを等しくすることができ、複数の第２のコイルに流れる電流の位相および向きを等しくすることができ、複数の第３のコイルに流れる電流の位相および向きを等しくすることができる。
【００２１】
（７）複数の永久磁石の数は２ｎであってもよく、複数の発電コイルの数は３ｍ−１または３ｍ−２であってもよく、ｎおよびｍは自然数である。
【００２２】
この場合、低回転速度領域での出力電流特性を向上させるとともに、高回転速度領域での出力電流を抑制することができる。
【００２３】
（８）第２の発明に係る輸送機器は、本体部と、本体部に設けられるエンジンと、エンジンの回転により本体部を移動させる駆動部と、エンジンの回転により駆動される第１の発明に係る三相磁石式発電機とを備えるものである。
【００２４】
この輸送機器においては、エンジンが回転することにより駆動部により本体部が移動する。また、エンジンの回転により三相磁石式発電機が駆動される。
【００２５】
三相磁石式発電機においては、出力電流特性を維持しつつ発電コイルの発熱を抑制することが可能となる。したがって、輸送機器の電気系統の高性能化および高機能化が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、出力電流特性を維持しつつ発電コイルの発熱を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る三相磁石式発電機の断面図である。
【図２】図１の三相磁石式発電機の正面図である。
【図３】図１の三相磁石式発電機の発電コイルの接続方法を示す回路図である。
【図４】本実施の形態に係る三相磁石式発電機および比較例の三相磁石式発電機の発電コイルの温度特性の測定結果を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る三相磁石式発電機の正面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態に係る三相磁石式発電機の正面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る三相磁石式発電機を備えた自動二輪車の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に係る三相磁石式発電機について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（１）一実施の形態
図１は本発明の一実施の形態に係る三相磁石式発電機の断面図である。図２は図１の三相磁石式発電機の正面図である。図３は図１の三相磁石式発電機の発電コイルの接続方法を示す回路図である。図２では、発電コイルの図示が省略されている。
【００３０】
図１および図２に示される三相磁石式発電機（以下、発電機と略記する）１は、例えば、自動二輪車のエンジンにより駆動される。
【００３１】
発電機１は、ステータ２およびロータ４を備える。ステータ２は中央孔２ａを有し、ケーシング５に固定される。ロータ４は、ステータ２の中央孔２ａの中心軸を中心としてステータ２に対して相対的に回転可能に設けられる。
【００３２】
ケーシング５は、エンジンのクランクケースまたは自動二輪車の本体フレームに固定される。ステータ２の中央孔２ａには、エンジンのクランク軸９の端部が遊びをもって挿入される。クランク軸９の端部の外周面に締結部材６が固定される。ロータ４は、カップ形状を有する。そのロータ４は、締結部材６の外周面に固定される。
【００３３】
締結部材６にはワンウェイクラッチ７が設けられる。ワンウェイクラッチ７には、自動二輪車のスタータ（図示せず）の動力を伝達するギア８が設けられる。スタータの動力がギア８を介してワンウェイクラッチ７に伝達されると、ロータ４がクランク軸９と一体的に回転する。また、エンジンが作動することによりクランク軸９が回転すると、ロータ４がクランク軸９と一体的に回転する。ケーシング５内の下部には、エンジンオイル１０が収容される。
【００３４】
図２に示すように、ロータ４はステータ２と同軸に設けられる。ステータ２は外周面を有し、ロータ４は内周面を有する。ロータ４の内周面の半径はステータ２の外周面の半径よりも大きく、ステータ２の外周面はステータ２の内周面に対向する。
【００３５】
ステータ２の外周面には、外方に突出するように複数のコア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗが設けられる。複数のコア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗは、ステータ２の中心軸を中心として不均等な角度間隔で配置される。各コア２Ｕには、Ｕ相の電流が流れる発電コイル３Ｕ（図３参照）が設けられる。各コア２Ｖには、Ｖ相の電流が流れる発電コイル３Ｖ（図３参照）が設けられる。各コア２Ｗには、Ｗ相の電流が流れる発電コイル３Ｗ（図３参照）が設けられる。なお、コアはポールとも呼ばれる。
【００３６】
ロータ４の内周面には、ステータ２の中心軸を中心として偶数個の永久磁石４Ｎ，４Ｓが等角度間隔で設けられる。複数の永久磁石４Ｎは、Ｎ極が中心軸を向くようにロータ４に取り付けられ、複数の永久磁石４Ｓは、Ｓ極が中心軸を向くようにロータ４に取り付けられる。複数の永久磁石４Ｎと複数の永久磁石４Ｓとは交互に配置される。図２では、永久磁石４Ｎにハッチングが付されている。
【００３７】
ロータ４の回転に伴って各永久磁石４Ｎ，４Ｓがステータ２の各コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗに順に対向する。
【００３８】
本実施の形態では、永久磁石４Ｎ，４Ｓの合計は２ｎ個である。ここで、ｎは自然数である。図２の例では、ｎは１０である。したがって、永久磁石４Ｎの数は１０個であり、永久磁石４Ｓの数は１０個であり、永久磁石４Ｎ，４Ｓの総数は２０個である。この場合、隣り合う各２つの永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔は１８度（＝３６０度／２０）である。
【００３９】
また、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの数）は３の倍数を除く数であり、３ｍ−１または３ｍ−２である。ここで、ｍは自然数である。本実施の形態では、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの数）は３ｎ−１個である。図２の例では、発電コイル３Ｕの数（コア２Ｕの数）は５個であり、発電コイル３Ｖの数（コア２Ｖの数）は５個であり、発電コイル３Ｗの数（コア２Ｗの数）は４個である。したがって、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの総数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの総数）は１４個である。
【００４０】
Ｕ相のコア２Ｕは、永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔の整数倍の角度間隔で配置される。すなわち、Ｕ相の発電コイル３Ｕは、永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔の整数倍の角度間隔で配置される。図２の例では、Ｖ相およびＷ相のコア２Ｖ，２Ｗを除いて、隣り合う各２つのＵ相のコア２Ｕの角度間隔は５４度、７２度、５４度、１２６度および５４度である。
【００４１】
Ｖ相のコア２Ｖは、永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔の整数倍の角度間隔で配置される。すなわち、Ｖ相の発電コイル３Ｖは、永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔の整数倍の角度間隔で配置される。図２の例では、Ｗ相およびＵ相のコア２Ｗ，２Ｕを除いて、隣り合う各２つのＶ相のコア２Ｖの角度間隔は１２６度、５４度、７２度、５４度および５４度である。
【００４２】
Ｗ相のコア２Ｗは、永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔の整数倍の角度間隔で配置される。すなわち、Ｗ相の発電コイル３Ｗは、永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔の整数倍の角度間隔で配置される。図２の例では、Ｕ相およびＶ相のコア２Ｕ，２Ｖを除いて、隣り合う各２つのＷ相のコア２Ｗの角度間隔は５４度、１２６度、５４度および１２６度である。
【００４３】
上記のように、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）は、不均等な角度間隔で配置される。すなわち、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）の１４個の角度間隔のうち少なくとも１つの角度間隔は、他の角度間隔とは異なる。図２の例では、コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの１４個の角度間隔のうち１０個の角度間隔は２４度であり、４個の角度間隔は３０度である。
【００４４】
図３に示すように、複数の発電コイル３Ｕは直列に接続され、複数の発電コイル３Ｖは直列に接続され、複数の発電コイル３Ｗは直列に接続される。発電コイル３Ｕの直列回路、発電コイル３Ｖの直列回路および発電コイル３Ｗの直列回路はデルタ接続される。なお、発電コイル３Ｕの直列回路、発電コイル３Ｖの直列回路および発電コイル３Ｗの直列回路がスター接続されてもよい。
【００４５】
各発電コイル３Ｕ（コア２Ｕ）がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓに対向する状態（図２の状態）で複数の発電コイル３Ｕに流れる電流の位相が等しくなるように複数の発電コイル３Ｕが接続される。例えば、永久磁石４Ｎに対向する発電コイル３Ｕの巻き方向と永久磁石４Ｓに対向する発電コイル３Ｕの巻き方向とが逆にされ、図３に示すように、複数の発電コイル３Ｕが直列に接続される。この場合、各発電コイル３Ｕの一端（永久磁石４Ｎ，４Ｓに近い端部）と、一方側の他の発電コイル３Ｕの他端（永久磁石４Ｎ，４Ｓから遠い端部）とが接続される。
【００４６】
また、各発電コイル３Ｖ（コア２Ｖ）がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓに対向する状態で複数の発電コイル３Ｖに流れる電流の位相が等しくなるように複数の発電コイル３Ｖが接続される。例えば、永久磁石４Ｎに対向する発電コイル３Ｖの巻き方向と永久磁石４Ｓに対向する発電コイル３Ｖの巻き方向とが逆にされ、図３に示すように、複数の発電コイル３Ｖが直列に接続される。この場合、各発電コイル３Ｖの一端（永久磁石４Ｎ，４Ｓに近い端部）と、一方側の他の発電コイル３Ｖの他端（永久磁石４Ｎ，４Ｓから遠い端部）とが接続される。
【００４７】
さらに、各発電コイル３Ｗ（コア２Ｗ）がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓに対向する状態で複数の発電コイル３Ｗに流れる電流の位相が等しくなるように複数の発電コイル３Ｗが接続される。例えば、永久磁石４Ｎに対向する発電コイル３Ｗの巻き方向と永久磁石４Ｓに対向する発電コイル３Ｗの巻き方向とが逆にされ、図３に示すように、複数の発電コイル３Ｗが直列に接続される。この場合、各発電コイル３Ｗの一端（永久磁石４Ｎ，４Ｓに近い端部）と、一方側の他の発電コイル３Ｗの他端（永久磁石４Ｎ，４Ｓから遠い端部）とが接続される。
【００４８】
このようにして、複数の発電コイル３Ｕに流れる電流の位相および向きが等しくなり、複数の発電コイル３Ｖに流れる電流の位相および向きが等しくなり、複数の発電コイル３Ｗに流れる電流の位相および向きが等しくなる。
【００４９】
この場合、複数の発電コイル３Ｕ同士の接続、複数の発電コイル３Ｖ同士の接続および複数の発電コイル３Ｗ同士の接続が複雑化しない。
【００５０】
なお、全ての発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの巻き方向が同じであり、永久磁石４Ｎに対向する発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの接続方法と永久磁石４Ｓに対向する発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの接続方法とが異なってもよい。例えば、永久磁石４Ｎに対向する一相の一の発電コイルの一方側に永久磁石４Ｓに対向する同相の他の発電コイルが位置する場合には、一の発電コイルの一端が他の発電コイルの同じ側の一端に接続される。また、永久磁石４Ｎに対向する一相の一の発電コイルの一方側に永久磁石４Ｎに対向する同相の他の発電コイルが位置する場合には、一の発電コイルの一端が他の発電コイルの反対側の他端に接続される。
【００５１】
各発電コイル３Ｕ（コア２Ｕ）の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置する状態（図２の状態）で、各発電コイル３Ｗ（コア２Ｗ）の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔の１／３の機械角度ずれた位置にあり、各発電コイル３Ｖ（コア２Ｖ）の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔の２／３の機械角度ずれた位置にあるように、複数の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）が配置される。
【００５２】
すなわち、各発電コイル３Ｕ（コア２Ｕ）の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置する状態で、各発電コイル３Ｗ（コア２Ｗ）の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に３６０度／（３×永久磁石４Ｎ，４Ｓの数）の機械角度ずれた位置にあり、各発電コイル３Ｖ（コア２Ｖ）の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に２×３６０度／（３×永久磁石４Ｎ，４Ｓの数）の機械角度ずれた位置にある。
【００５３】
図２の例では、永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔は１８度である。各コア２Ｕの中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置する。この状態で、各コア２Ｖの中心軸は、いずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から反時計周りの方向に６度（＝１８／３）ずれた位置にある。また、各コア２Ｖの中心軸は、いずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から反時計周りの方向に１２度（＝２×１８／３）ずれた位置にある。
【００５４】
このように、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）のうち任意の発電コイル（コア）の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置すると、その発電コイルと同相のすべての発電コイルの中心軸はそれぞれいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置する。この状態で、他の１相のすべての発電コイル（コア）の中心軸はいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に６度の機械角度ずれた位置にあり、残りの１相のすべての発電コイル（コア）の中心軸はいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に１２度の機械角度ずれた位置にある。
【００５５】
これらの結果、発電コイル３Ｕに流れる電流の位相、発電コイル３Ｖに流れる電流の位相および発電コイル３Ｗに流れる電流の位相が互いに１２０度異なる。それにより、三相交流電流の位相のバランスが保たれる。
【００５６】
図２および図３の例では、発電コイル３Ｕの数（コア２Ｕの数）と発電コイル３Ｖ（コア２Ｖの数）の数とは等しく、発電コイル３Ｗの数（コア２Ｗの数）は発電コイル３Ｕの数（コア２Ｕの数）および発電コイル３Ｖの数（コア２Ｖの数）よりも少ない。この場合、各発電コイル３Ｕの巻き数と各発電コイル３Ｖの巻き数とは等しく、各発電コイル３Ｗの巻き数は各発電コイル３Ｕの巻き数および各発電コイル３Ｖの巻き数よりも多い。
【００５７】
例えば、５個の発電コイル３Ｕの巻き数をそれぞれ３１とし、５個の発電コイル３Ｕの巻き数をそれぞれ３１とし、４個の発電コイル３Ｗの巻き数をそれぞれ３９とする。それにより、５個の発電コイル３Ｕの総巻き数は１５５となり、５個の発電コイル３Ｖの総巻き数は１５５となり、４個の発電コイル３Ｗの総巻き数は１５６となる。このように、発電コイル３Ｗの総巻き数、発電コイル３Ｖの総巻き数および発電コイル３Ｗの総巻き数がほぼ等しいので、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の発電能力が均等化される。
【００５８】
ここで、本実施の形態に係る三相磁石式発電機および比較例の三相磁石式発電機の発電コイルの温度特性を測定した。
【００５９】
比較例の三相磁石式発電機が本実施の形態に係る発電機１と異なるのは、次の点である。
【００６０】
本実施の形態に係る発電機１は、上記のように、２０個の永久磁石４Ｎ，４Ｓおよび１４個の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗを有し、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが不均等な角度間隔で配置される。すなわち、本実施の形態に係る発電機１は、２ｎ個の永久磁石４Ｎ，４Ｓおよび３ｍ−１個の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗを有する。ここで、ｎ＝１０、ｍ＝５である。
【００６１】
一方、比較例の発電機は、２０個の永久磁石４Ｎ，４Ｓおよび１５個の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗを有し、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが均等な角度間隔で配置される。すなわち、比較例の発電機は、２ｎ個の永久磁石４Ｎ，４Ｓおよび３ｍ個の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗを有する。
【００６２】
図４は本実施の形態に係る三相磁石式発電機および比較例の三相磁石式発電機の発電コイルの温度特性の測定結果を示す図である。図４の縦軸は発電コイルの温度を表し、横軸は回転速度を表す。
【００６３】
なお、本実施の形態に係る発電機の出力電流特性および比較例の発電機の出力電流特性は、同等に設定した。
【００６４】
比較例の発電機では、回転速度が２５００ｒ／ｍｉｎであるときに発電コイルの温度が最大となり、高回転速度領域で温度がほぼ一定になっている。
【００６５】
本実施の形態に係る発電機１では、回転速度が２５００ｒ／ｍｉｎであるときに発電コイルの温度が最大となり、高回転速度領域では回転速度が増加するにつれて温度が徐々に低下している。
【００６６】
本実施の形態に係る発電機１における発電コイルの最高温度は、比較例の発電機における発電コイルの最高温度に比べて約７％低くなっている。
【００６７】
以上のように、本実施の形態に係る発電機１では、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの数）が３の倍数でない数であり、かつ発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）が不均等な角度間隔で配置される。それにより、隣り合う発電コイルの間隔が広い箇所と隣り合う発電コイルの間隔が狭い箇所とが混在する。その結果、良好な出力電流特性を維持しつつ発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの発熱を抑制することが可能となる。
【００６８】
また、永久磁石４Ｎ，４Ｓの数が２ｎ個（本実施の形態では、２０個）と多いため、低回転速度領域での出力電流特性が向上し、かつ高回転速度領域での出力電流が抑制される。それにより、低回転速度領域で十分な発電能力が得られ、かつ高回転速度領域でレギュレータ素子の破損が防止される。
【００６９】
なお、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が３ｍ−２個であり、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが不均等な角度間隔で配置されてもよい。例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が１３個であってもよい。この場合にも、隣り合う発電コイルの間隔が広い箇所と隣り合う発電コイルの間隔が狭い箇所とが混在する。その結果、良好な出力電流特性を維持しつつ発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの発熱を抑制することが可能となる。
【００７０】
発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの数）が３ｍ−１個または３ｍ−２個の場合には、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの数）が３ｍ個の場合に比べて鉄損が減少する。それにより、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの発熱が抑制される。
【００７１】
さらに、ロータ４の下部がケーシング５内の下部に収容されたエンジンオイル１０に浸っているので、ロータ４の回転によりエンジンオイル１０が攪拌されるとともに、エンジンオイル１０がステータ２の上部の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗにかかる。それにより、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが容易に冷却される。その結果、発電機１の全体の発熱がさらに低減される。
【００７２】
なお、図２の例では、永久磁石４Ｎ，４Ｓの数が２０個であり、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が１４個であるが、これに限定されない。実用的な永久磁石４Ｎ，４Ｓの数の範囲は１８〜２４個であり、実用的な発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数の範囲は１３〜２３個である。
【００７３】
例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が１３個であってもよい。この場合、３ｍ−２個であり、ｍ＝５である。例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数がそれぞれ５個、４個および４個であってもよい。
【００７４】
また、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が１６個であってもよい。この場合、３ｍ−２個であり、ｍ＝６である。例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数がそれぞれ６個、５個および５個であってもよい。
【００７５】
また、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が１７個であってもよい。この場合、３ｍ−１個であり、ｍ＝６である。例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数がそれぞれ６個、６個および５個であってもよい。
【００７６】
さらに、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が１９個であってもよい。この場合、３ｍ−２個であり、ｍ＝７である。例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数がそれぞれ７個、６個および６個であってもよい。
【００７７】
また、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が２０個であってもよい。この場合、３ｍ−１個であり、ｍ＝７である。例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数がそれぞれ７個、７個および６個であってもよい。
【００７８】
また、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が２２個であってもよい。この場合、３ｍ−２個であり、ｍ＝８である。例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数がそれぞれ８個、７個および７個であってもよい。
【００７９】
さらに、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数が２３個であってもよい。この場合、３ｍ−１個であり、ｍ＝８である。例えば、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数がそれぞれ８個、８個および７個であってもよい。
【００８０】
これらの場合においても、各発電コイル３Ｕの中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置する状態で、各発電コイル３Ｖの中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に３６０度／（３×永久磁石４Ｎ，４Ｓの数）の機械角度ずれた位置にあり、各発電コイル３Ｗの中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に２×３６０度／（３×永久磁石４Ｎ，４Ｓの数）の機械角度ずれた位置にあるように、複数の発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが配置される。
【００８１】
（２）他の実施の形態
図５は本発明の他の実施の形態に係る三相磁石式発電機の正面図である。図６では、発電コイルの図示が省略されている。
【００８２】
本実施の形態では、永久磁石４Ｎ，４Ｓの総数は２０個であり、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの総数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの数）は２３個である。発電コイル３Ｕの数（コア２Ｕの数）は７個であり、発電コイル３Ｖ（コア２Ｖの数）の数は８個であり、発電コイル３Ｗの数（コア２Ｗの数）は８個である。隣り合う各２つの永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔は１８度（＝３６０度／２０）である。
【００８３】
発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）のうち任意の発電コイル（コア)の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置すると、その発電コイル(コア）と同相のすべての発電コイル（コア）の中心軸はそれぞれいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置する。この状態で、他の１相のすべての発電コイル（コア）の中心軸はいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に６度の機械角度ずれた位置にあり、残りの１相のすべての発電コイル（コア）の中心軸はいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に１２度の機械角度ずれた位置にある。
【００８４】
本実施の形態に係る発電機１においても、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの数）が３の倍数でない数であり、かつ発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）が不均等な角度間隔で配置される。それにより、隣り合う発電コイルの間隔が広い箇所と隣り合う発電コイルの間隔が狭い箇所とが混在する。その結果、出力電流特性を維持しつつ発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの発熱を抑制することが可能となる。
【００８５】
（３）さらに他の実施の形態
図６は本発明のさらに他の実施の形態に係る三相磁石式発電機の正面図である。図６では、発電コイルの図示が省略されている。
【００８６】
本実施の形態では、永久磁石４Ｎ，４Ｓの総数は１８個であり、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの総数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの総数）は１３個である。発電コイル３Ｕの数（コア２Ｕの数）は５個であり、発電コイル３Ｖの数（コア２Ｖの数）は４個であり、発電コイル３Ｗの数（コア２Ｗの数）は４個である。隣り合う各２つの永久磁石４Ｎ，４Ｓの角度間隔は２０度（＝３６０度／１８）である。
【００８７】
発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）のうち任意の発電コイル（コア）の中心軸がいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置すると、その発電コイル（コア）と同相のすべての発電コイル（コア）の中心軸はそれぞれいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心に位置する。この状態で、他の１相のすべての発電コイル（コア）の中心軸はいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に６．６６度の機械角度ずれた位置にあり、残りの１相のすべての発電コイル（コア）の中心軸はいずれかの永久磁石４Ｎ，４Ｓの中心から一方向に１３．３４度の機械角度ずれた位置にある。
【００８８】
本実施の形態に係る発電機１においても、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの数（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの数）が３の倍数でない数であり、かつ発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ（コア２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）が不均等な角度間隔で配置される。それにより、隣り合う発電コイルの間隔が広い箇所と隣り合う発電コイルの間隔が狭い箇所とが混在する。その結果、出力電流特性を維持しつつ発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの発熱を抑制することが可能となる。
【００８９】
（４）三相磁石式発電機を備えた自動二輪車
図７は本発明の実施の形態に係る三相磁石式発電機を備えた自動二輪車の側面図である。
【００９０】
図７に示す自動二輪車１００においては、本体フレーム３１の前端にヘッドパイプ３２が設けられる。ヘッドパイプ３２の上端にはハンドル３３が設けられる。ヘッドパイプ３２にフロントフォーク３４が取り付けられる。この状態で、フロントフォーク３４は、ヘッドパイプ３２の軸心を中心として所定の角度範囲内で回転可能となっている。フロントフォーク３４の下端に前輪３５が回転可能に支持される。
【００９１】
本体フレーム３１の中央部には、エンジン５０が設けられる。エンジン５０には発電機１が取り付けられる。発電機１のケーシング５（図１）はエンジン５０のクランクケースまたは本体フレーム３１に固定され、発電機１のロータ４（図１）はエンジン５０のクランク軸９（図１）と一体的に回転する。
【００９２】
また、エンジン５０の後方に延びるように、本体フレーム３１にリアアーム３８が接続される。リアアーム３８は、後輪３９および後輪ドリブンスプロケット４０を回転可能に保持する。後輪ドリブンスプロケット４０には、チェーン４１が取り付けられる。
【００９３】
図７の自動二輪車１００に用いられる発電機１おいては、出力電流特性を維持しつつ発電コイルの発熱を抑制することが可能となる。したがって、自動二輪車１００の電気系統の高性能化および高機能化が可能となる。
【００９４】
（５）輸送機器の他の例
上記の例では、上記実施の形態に係る発電機１を輸送機器の一例としてスクータ型の自動二輪車１００に適用しているが、これに限定されない。発電機１をスクータ型以外の形式の自動二輪車（例えば、鞍乗型自動二輪車）に適用してもよい。
【００９５】
また、発電機１は自動三輪車、自動四輪車、および船舶等の種々の輸送機器に適用することも可能である。
【００９６】
（６）請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００９７】
上記実施の形態では、永久磁石４Ｎ，４Ｓが複数の永久磁石の例であり、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが複数の発電コイルの例である。永久磁石４Ｎ，４Ｓの一方が第１の永久磁石の例であり、永久磁石４Ｎ，４Ｓの他方が第２の永久磁石の例であり、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗのいずれかが複数の第１の発電コイルの例であり、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの他のいずれかが複数の第２の発電コイルの例であり、発電コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗのさらに他のいずれかが複数の第３の発電コイルの例である。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のいずれかが第１相の例であり、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の他のいずれかが第２相の例であり、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のさらに他のいずれかが第３相の例である。
【００９８】
本体フレーム３１が本体部の例であり、後輪３９が駆動部の例である。
【００９９】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、自動二輪車、自動三輪車、自動四輪車、または船舶等の種々の輸送機器における発電システム等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  発電機
２  ステータ
２ａ  中央孔
２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ  コア
３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ  発電コイル
４  ロータ
４Ｎ，４Ｓ  永久磁石
５  ケーシング
６  締結部材
７  ワンウェイクラッチ
８  ギア
９  クランク軸
１０  エンジンオイル
３１  本体フレーム
３２  ヘッドパイプ
３３  ハンドル
３４  フロントフォーク
３５  前輪
３８  リアアーム
３９  後輪
４０  後輪ドリブンスプロケット
４１  チェーン
５０  エンジン
１００  自動二輪車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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