(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状に形成されたアウターロータの外環帯状壁の内周に周方向に亘って複数の磁石を配置し、該磁石に対向する内部空間に多極の発電コイルを巻装した固定子を収容してなるアウターロータ型エンジン発電機において、
前記アウターロータの外環帯状壁の外側に対向してエンジン点火装置用発電部を配置し、
前記アウターロータの外環帯状壁の一部に前記エンジン点火装置用発電部に向けて前記磁石の磁力を作用させる磁力貫通用の透き窓を形成するとともに、
前記アウターロータの外環帯状壁の側部間を塞ぐ底壁部に形成した複数の冷却通風用開口のうち、前記磁力貫通用の透き窓と回転中心に対して反対側に形成される冷却通風用開口を大きくし、
前記アウターロータの回転中心に対して前記磁力貫通用の透き窓と反対側の外環帯状壁の開口側側縁に切欠きを設け、
前記アウターロータの回転バランスを調整するように構成したことを特徴とするアウターロータ型エンジン発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウターロータ型エンジン発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アウターロータの内周面に磁石を配置してなる多極式発電機は、近年インバータ制御により商用周波数出力を取り出す可搬式発電機等の発電部分として多用されるようになってきた。
【０００３】
エンジンでこのアウターロータ型多極式発電機を駆動する場合に、アウターロータをエンジンのフライホイールに兼用するフライホイール回転子とすることも可能で、この方式を採用することにより別途専用のフライホイールを設ける必要がなくエンジン発電機全体の小型化が図れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし一方では、従来のようなフライホイールの外周に磁石を取り付けて点火エネルギーを取り出す例えば自己トリガ式点火装置のような外付けの点火装置を使用することがかなり難しいという問題がある。
【０００５】
すなわちアウターロータの場合、内周面に発電用磁石を配置している関係上、十分なエネルギーを得るためにはアウターロータの径寸法を小さくすることはできず、周速度が高速となる大径のアウターロータのさらにその外周に磁石を取り付けること（例えば特開昭６１−４０４６３号公報）は、磁石の支持強度を得ることが難しいとともに徒にアウターロータを大型化することになる。
【０００６】
このためアウターロータをエンジンのフライホイールに兼用しようとすると、例えば実公平６−４６２１９号公報記載のように、アウターロータの内側の多極発電部の一部の極を点火専用にして点火装置の電源を取り出すようにせざるを得ないということになり、そのため点火装置自体が複雑化して高価になるとともに、高出力を取り出せるはずの多極発電部の一部を点火用に使用して発電出力を犠牲にするという問題があった。
【０００７】
そこで本願出願人は、先の出願（特願平９−９３０９号）において、アウターロータの外環帯状壁の内側に配置された磁石の磁力を透き窓を介して外側に導き、外環帯状壁の外側に対向して配置されたエンジン点火装置用発電部によって点火電源を取り出せるようにしたエンジン発電機を提案している。
【０００８】
これによれば発電出力を犠牲にすることなく簡単な構造で点火用電源を取り出すことができるが、肉厚の大きい外環帯状壁の一部を欠損して透き窓を形成する場合は、高速で回転するアウターロータの回転バランスを保持することが問題となる。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、アウターロータの外環帯状壁の内側に配置された磁石の磁力を透き窓を介して外側に導くようにして簡単な構造で点火電源を取り出しつつも、アウターロータの良好な回転バランスを維持できるアウターロータ型エンジン発電機を供する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、有底円筒状に形成されたアウターロータの外環帯状壁の内周に周方向に亘って複数の磁石を配置し、該磁石に対向する内部空間に多極の発電コイルを巻装した固定子を収容してなるアウターロータ型エンジン発電機において、前記アウターロータの外環帯状壁の外側に対向してエンジン点火装置用発電部を配置し、前記アウターロータの外環帯状壁の一部に前記エンジン点火装置用発電部に向けて前記磁石の磁力を作用させる磁力貫通用の透き窓を形成するとともに、前記アウターロータの外環帯状壁の側部間を塞ぐ底壁部に形成した複数の冷却通風用開口のうち、前記磁力貫通用の透き窓と回転中心に対して反対側に形成される冷却通風用開口を大きくし、前記アウターロータの回転中心に対して前記磁力貫通用の透き窓と反対側の外環帯状壁の開口側側縁に切欠きを設け、前記アウターロータの回転バランスを調整するように構成したアウターロータ型エンジン発電機とした。
【００１１】
有底円筒状をなすアウターロータの外環帯状壁の一部に磁力貫通用の透き窓を設けるとともに、アウターロータの底壁に設けられる冷却通風用開口のうち透き窓と回転中心に対して反対側に形成される冷却通風用開口を大きくし、かつ透き窓と反対側の外環帯状壁の開口側側縁に切欠きを設けて軸方向のバランスをとりながら、この切欠きの存在を含め開口の大きな冷却通風用開口によりアウターロータの回転バランスを調整するので、従来の冷却通風用開口の大きさを変え切欠きを設けるだけの簡単な構造で全体の小型コンパクト化を損なうことなくアウターロータの良好な回転バランスを維持することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図８に図示し説明する。
本実施の形態のアウターロータ型エンジン発電機１の構造を示す要部断面図を図１に示す。
【００１７】
フライホイールを兼ねるアウターロータであるフライホイール回転子３は、円板状の底壁４と外環帯状壁５とから有底円筒の椀状に形成されており、底壁４が駆動軸２にスリーブ７を介して嵌着され駆動軸２と一体に回転可能に支持されている。
【００１８】
外環帯状壁５の内周面には18個の磁石６が周方向に亘って配列取り付けられている。
磁石６は外周側と内周側にＮ極とＳ極が分極されて、隣合う磁石６，６は、互いに対向する極性が異なるように構成されている（図６参照）。
【００１９】
この円環状に配列される磁石６に対向する内部空間に、固定子10が収容されている。
固定子10は、スリーブを介して中央を固定支持されたステータコア11が外周部に27個の突極12を放射状に突設し、各突極12に発電コイル13が巻装されている。
各突極12は、微小空隙を介して磁石６と対向している。
【００２０】
図３に発電回路の回路図を示す。
発電コイル13は３種類あり、そのうち１種の３相発電コイル13ａは、６個のダイオード15からなる３相全波整流回路を介してレギュレータ16に接続され、レギュレータ16はインバータ17に接続されており、このインバータ17により、商用周波数（例えば50Hzまたは60Hz）の交流出力を得る。
【００２１】
このレギュレータ16とインバータ17を駆動する電源回路18にもう１種類の単相発電コイル13ｂが接続されている。
そして残りの種類の３相発電コイル13ｃは、３個のダイオード19からなる３相半波整流回路が接続され、同整流回路の出力によりバッテリ充電用等の直流出力を得る。
【００２２】
以上のようなアウターロータ型エンジン発電機１において、本実施の形態では、フライホイール回転子３を図４ないし図６に図示するような形状としている。有底円筒状のフライホイール回転子３の底壁４には、中央のスリーブ７を嵌合する円孔の周囲に冷却通風用開口20ａ，20ｂが４か所等間隔に穿設されている。
【００２３】
冷却通風用開口20ａ，20ｂは、角部を滑らかに丸めた三角形状をなし、４か所の冷却通風用開口20ａ，20ｂのうち１つの冷却通風用開口20ａが他の３つの冷却通風用開口20ｂより一周り大きな形状をしている。
【００２４】
フライホイール回転子３の外環帯状壁５には、回転中心に対して上記サイズの大きい冷却通風用開口20ａと反対側の部分に図５および図６に示すような３つの磁力貫通用の透き窓であるスリット孔21，22，23（図５の格子状ハッチ部分）が形成されている。
そして外環帯状壁５に対向して外側に自己トリガ式点火装置30が配置される（図１参照）。
【００２５】
図５において上下のスリット孔21，23は、上下対称で軸方向に長尺であり、一方の端部が互いに近づく方向に延出した概ねＬ字状をしており、各スリット孔21，23は内側の隣合う磁石６，６の互いに対向する２つの側部が外部から見える位置に対応して形成され、長尺な軸方向の幅長は磁石６より若干小さい。
【００２６】
両スリット孔21，23に挟まれたスリット孔22は、スリット孔21，23の周方向への延出部と軸方向反対側に偏って設けられ、周方向に若干長尺の矩形孔であり、内側の磁石６の周方向真上位置に形成される。
【００２７】
図５において上下の磁石６，６は、それぞれ一側部がスリット孔21，23に対応しているだけで大部分が外環帯状壁５に支持され、中央の磁石６は両側部と中央の一部がスリット孔21，22，23に対応してその他は外環帯状壁５に支持されているので、高速回転時に各磁石６に大きな遠心力が働いても確実に磁石６を支持することができる。
【００２８】
スリット孔22の処での軸方向直角断面図（図５のＶＩ−ＶＩ断面図）を図６に示す。
図６において中央の磁石６の外周側Ｎ極の中央付近から出た磁力線は、スリット孔22から外側に漏出したのち両側のスリット孔21，23から隣の磁石６，６の外周側Ｓ極に至る。
【００２９】
また中央の磁石６の外周側Ｎ極の左右側部から出た磁力線は、両側のスリット孔21，23から外側に漏出したのち同じスリット孔21，23から隣の磁石６，６の外周側Ｓ極に至る。
【００３０】
フライホイール回転子３の回転により、上記外側に漏出する磁力線も一緒に回転し、外環帯状壁５の外側に配置された自己トリガ式点火装置30を通過する毎に自己トリガ式点火装置30によってエンジンの点火動作が行われる。
【００３１】
上記のように外環帯状壁５の一部に磁力貫通用のスリット孔21，22，23を形成し、回転中心に対しスリット孔21，22，23と反対側に位置する底壁４の冷却通風用開口20ａを他の３つの冷却通風用開口20ｂより大きく拡大した開口としたので、その開口の拡大した分をスリット孔21，22，23と回転中心に対して平衡するように調整することで、容易に回転バランスを保持することができる。
【００３２】
冷却通風用開口を利用して、その１つの冷却通風用開口20ａの開口を大きく形成する簡単な構造でフライホイール回転子３の回転バランスを保持することができるので、全体を小型コンパクトに纏めることができる。
【００３３】
なお本フライホイール回転子３は、図７に示すように回転中心に対してスリット孔21，22，23と反対側の外環帯状壁５の開口側側縁に切欠き25を形成して軸方向のバランスを調整するようにしている。
【００３４】
切欠き25は回転中心に対して開口の大きな冷却通風用開口20ａと同じ側にあって軸方向のバランスをとっており、この切欠き25の存在を含め冷却通風用開口20ａは回転バランスを調整している。
【００３５】
前記自己トリガ式点火装置30は、外環帯状壁５の外周面に対向してイグナイター31を有している。
イグナイター31は、コ字状をなす鉄心40の一対の脚部40ａ，40ｂ間の連結部に１次コイル31ａと２次コイル31ｂが巻装されたものであり、一対の脚部40ａ，40ｂの内側間の寸法は磁石６の周方向の寸法よりも小さく、外側間の寸法は磁石６の周方向の寸法よりも大きく形成されている（図１参照）。
【００３６】
かかるイグナイター31を一体に有する自己トリガ式点火装置30の回路構成を図８に示す。
イグナイター31の１次コイル31ａの両端は、それぞれ電線32，33に接続され、電線32にトランジスタ34，35の各エミッタ端子が接続され、接地された電線33にトランジスタ34のコレクタ端子およびトランジスタ35のコレクタ端子に接続された抵抗36の他端が接続されている。
【００３７】
そしてトランジスタ34のベース端子はトランジスタ35のコレクタ端子に接続され、トランジスタ35のベース端子は電線32，33間に直列に接続された抵抗37，38の接続点に接続されている。
一方イグナイター31の２次コイル31ｂの一端は、点火プラグ39の一端に接続され、２次コイル31ｂの他端は、点火プラグ39の他端に接続されるとともに接地されている。
【００３８】
フライホイール回転子３が回転してスリット孔21，22，23で構成される磁束漏出部がイグナイター31の鉄心40の一方の脚部40ａに至ると、まずイグナイター31の１次コイル31ａに電圧が発生してトランジスタ34のエミッタ側が正電位となり両トランジスタ34，35はともに作動せず、次いで磁束漏出部が鉄心40の他方の脚部40ｂに近づくと、コ字状鉄心40を流れる磁力線の向きが逆になり逆向きの電圧が発生してトランジスタ34のコレクタ側が正電位となり、トランジスタ34は導通し、１次コイル31ａに１次電流が流れる。
【００３９】
そして脚部40ｂに近づくにつれてトランジスタ34のコレクタ・エミッタ電位が徐々に上昇し、抵抗37，38で分圧されるトランジスタ35のベース電圧がトリガ電圧に達すると、トランジスタ35が導通し、トランジスタ34がオフとなり、イグナイター31の１次コイル31ａが瞬時に遮断され、この結果イグナイター31の２次コイル31ｂに高電圧パルスが誘導されて点火プラグ39に火花を発生させることができる。
【００４０】
以上のように本実施の形態に示されたアウターロータ式エンジン発電機１は、アウターロータがフライホイールを兼ねるフライホイール回転子３を使用した全体が小型化されたエンジン発電機であり、フライホイール回転子３の一部に磁力貫通用のスリット孔21，22，23を設ける簡単な構造であり、フライホイール回転子３の外環帯状壁５の内周に配置された磁石６の磁力をスリット孔21，22，23を介して外側に導き、外環帯状壁５の外側に対向して配置された自己トリガ式点火装置30のイグナイター31により点火電源を取り出し、１回転に１回点火プラグ39をスパークさせている。
【００４１】
フライホイール回転子３の外環帯状壁５に設けられる磁力貫通用のスリット孔21，22，23は必要最小限の孔であればよく、外環帯状壁５の内周に配置される磁石６を支持するに支障はなく、高速回転により磁石６に大きな遠心力が働いても十分な支持強度を確保することができる。
【００４２】
また発電機出力用の磁石６の一部を点火用に利用して外側に別設した点火用発電部から点火エネルギーを得ているので、点火ために発電機用電源として利用可能な発電エネルギーの一部が犠牲にされることがなく、効率良く高い発電機出力を得ることができる。
【００４３】
そして本アウターロータ型エンジン発電機１は、フライホイール回転子３の外環帯状壁５の内側に配列された磁石６の磁力を外側に導くため設けられたスリット孔21，22，23と回転中心に対して反対側の冷却通風用開口20ａを大きく形成する簡単な構造で全体の小型コンパクト化を損なうことなくフライホイール回転子３すなわちアウターロータの回転バランスを良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施の形態のアウターロータ型エンジン発電機の構造を示す要部断面図である。
【図２】図１においてＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【図３】本アウターロータ型エンジン発電機の発電回路の回路図である。
【図４】フライホイール回転子の正面図である。
【図５】図４におけるＶ矢視図である。
【図６】図５においてＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図である。
【図７】図４におけるＶＩＩ矢視図である。
【図８】自己トリガ式点火装置の回路図である。
【符号の説明】
１…アウターロータ型エンジン発電機、２…駆動軸、３…フライホイール回転子、４…底壁、５…外環帯状壁、６…磁石、
10…固定子、11…ステータコア、12…突極、13…発電コイル、15…ダイオード、16…レギュレータ、17…インバータ、18…電源回路、
20ａ，20ｂ…冷却通風用開口、21，22，23…スリット孔、25…切欠き、
30…自己トリガ式点火装置、31…イグナイター、32，33…電線、34，35…トランジスタ、36，37，38…抵抗、39…点火プラグ、40…鉄心。
【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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【図８】
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