(57)【要約】【課題】時間を要する固着材の熱硬化工程を一工程削減することで製造時間を大幅に短縮することができる。【解決手段】この発明に係る磁石発電機では、固定子鉄心９の各ティース１１に導線が巻回された発電コイル本体１５及びこの発電コイル本体１５から軸線方向の外側に導出された口出し線１６から構成された発電コイル１０と、この発電コイル１０の表面に塗布、熱硬化されたワニスとを備え、隣接したティース１１間であって発電コイル１０の隙間には、絶縁挿入体２４が挿入されており、口出し線１６は、ワニスにより発電コイル本体１５に固着されているとともに、絶縁挿入体２４と発電コイル本体１５とに挟まれて固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
椀状のフライホイールと、
このフライホイールの内周壁面に周方向に配列されて固定された複数個の永久磁石と、
前記フライホイールの内径側に設けられ外周面が前記永久磁石と対面した固定子鉄心と、
この固定子鉄心の外周部に径外側方向に放射状に突出して形成された各ティースに導線が巻回された発電コイル本体及びこの発電コイル本体から軸線方向の外側に導出された口出し線から構成された発電コイルと、
この発電コイルの表面に塗布、熱硬化された固着材と
を備えた磁石発電機において、
隣接した前記ティース間であって前記発電コイルの隙間には、絶縁挿入体が挿入されており、前記口出し線は、前記固着材により前記発電コイル本体に固着されているとともに、前記絶縁挿入体と前記発電コイル本体とに挟まれて固定されていることを特徴とする磁石発電機。
【請求項２】
前記絶縁挿入体は、前記軸線方向の内側に先細の楔型形状であ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】
前記絶縁挿入体は、前記口出し線の断面形状に合わせた形状の密着面が形成さ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４】
前記絶縁挿入体は、前記軸線方向の内側に延びた挿入部と、この挿入部から周方向に折曲され前記口出し線の断面形状に合わせた形状の密着面を有する密着部とから構成さ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５】
前記絶縁挿入体は、弾性樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の磁石発電機。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の磁石発電機の製造方法であって、
各前記ティースに前記導線を巻回する工程と、
前記隙間に前記絶縁挿入体を挿入して、各相の前記口出し線を絶縁挿入体と前記発電コイル本体とで挟んで固定する工程と、
前記発電コイル本体及び前記口出し線に前記固着材を塗布する工程と、
前記固着材を熱硬化して、前記発電コイル本体の隣接した前記導線間、及び前記口出し線と前記発電コイル本体とを同時に固着する工程と
を含むことを特徴とする磁石発電機の製造方法。
【請求項７】
前記発電コイル本体から導出された前記口出し線は、電気機器に接続される出力リード線側の周方向に折曲した後、前記発電コイル本体及び前記口出し線に前記固着材を塗布することを特徴とする請求項６に記載の磁石発電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フライホイールの回転により、永久磁石と発電コイルとの電磁誘導作用で発電する磁石発電機、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、椀状のフライホイールと、このフライホイールの内周壁面に周方向に配列されて固定された複数個の永久磁石と、前記フライホイールの内径側に設けられ外周面が前記永久磁石と対面した固定子鉄心と、この固定子鉄心の外周部に径外側方向に放射状に等分間隔で突出して形成された各ティースに導線が巻回された発電コイル本体及びこの発電コイル本体から軸線方向の外側に導出された口出し線から構成された発電コイルと、この発電コイルの表面に塗布、熱硬化された固着材とを備えた磁石発電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この磁石発電機では、各相のコイル部同士を接続する渡り線と口出し線の根元部との間での摩耗により導線のエナメル皮膜が破損するのを防止するために、口出し線は、発電コイル本体から軸線方向の外側に導出した部位でワニスを用いて発電コイル本体に固着している。
この固着工程は、磁石発電機の最終工程で行われている。
即ち、この固着工程の前工程では、発電コイル本体にワニスを塗布し、ワニスを熱硬化させて、発電コイル本体の導線間同士を固着した後、口出し線の先端部と出力リード線の先端部とを圧着及び半田により接合し、その後口出し線にワニスを塗布し、熱硬化させて、口出し線を発電コイル本体に固着している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６４０９６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の磁石発電機の固定子の製造では、時間を要するワニスの熱硬化工程が２段階に分けられており、固定子の製造時間に長時間を要してしまうという問題点があった。
また、ワニスの塗布量のバラツキにより、口出し線の発電コイル本体に対する固着性にバラツキが生じてしまうという問題点もあった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、時間を要する固着材の熱硬化工程を一工程削減することで製造時間を大幅に短縮することができるとともに、口出し線における耐振動性に向上させることができる等の磁石発電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る磁石発電機では、椀状のフライホイールと、このフライホイールの内周壁面に周方向に配列されて固定された複数個の永久磁石と、前記フライホイールの内径側に設けられ外周面が前記永久磁石と対面した固定子鉄心と、この固定子鉄心の外周部に径外側方向に放射状に等分間隔で突出して形成された各ティースに導線が巻回された発電コイル本体及びこの発電コイル本体から軸線方向の外側に導出された口出し線から構成された発電コイルと、この発電コイルの表面に塗布、熱硬化された固着材とを備えた磁石発電機において、隣接した前記ティース間であって前記発電コイルの隙間には、絶縁挿入体が挿入されており、前記口出し線は、前記固着材により前記発電コイル本体に固着されているとともに、前記絶縁挿入体と前記発電コイル本体とに挟まれて固定されている。
【０００８】
この発明に係る磁石発電機の製造方法では、各ティースに導線を巻回する工程と、隙間に絶縁挿入体を挿入して、各相の口出し線を絶縁挿入体と発電コイル本体とで挟んで固定する工程と、前記発電コイル本体及び前記口出し線に固着材を塗布する工程と、前記固着材を熱硬化して、前記発電コイル本体の隣接した導線間、及び前記口出し線と前記発電コイル本体とを同時に固着する工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による磁石発電機及びその製造方法によれば、時間を要する固着材の熱硬化工程を一工程削減することで製造時間を大幅に短縮することができるとともに、口出し線における耐振動性に向上させることができる等の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による磁石発電機を示す側断面図、図２は図１の磁石発電機の固定子２の部分正面図、図３は図２の固定子２を矢印Ａの方向に視たときの部分側面図である。
この磁石発電機は、内燃機関と連結された回転子１と、この回転子１と対面し固定部材（図示せず）に取り付けられる固定子２を備えている。
回転子１は、椀状のフライホイール３及び永久磁石４を備えている。フライホイール３は、回転軸線Ｂ−Ｂを中心として回転する。ボス部５は、内燃機関により回転駆動される回転軸（図示せず）に固定される。
【００１２】
フライホイール３の円筒部６の内周壁面には、例えば４個の永久磁石４が固定されている。永久磁石は、Ｎ極、Ｓ極及びＮ極の順に着磁された磁石と、Ｓ極、Ｎ極及びＳ極の順に着磁された磁石が各２個ずつ交互に、回転軸線Ｂ−Ｂの周りに、互いに等しい角度間隔で配置されている。複数個の永久磁石４は、隣接する永久磁石４が互いに逆極性に着磁されており、永久磁石４の内周側空間では、交互に方向が変化する磁界を発生するようになっている。
各永久磁石４の各内周面には、筒状の保護環７が密着して嵌め込まれている。各永久磁石４の回転軸線Ｂ−Ｂ方向の両端側、及び隣接した各永久磁石４間には、樹脂材８が充填されている。この樹脂材８によって、複数個の永久磁石４及び保護環７がフライホイール３の円筒部６の内周壁面に固定されている。
【００１３】
固定子２は、中空円柱状の固定子鉄心９及び３相の発電コイル１０を有する。固定子鉄心９の外周部には、径外側方向に放射状に等分間隔で突出した各ティース１１が形成されている。
外周部に複数個のティース１１が形成された固定子鉄心９は、冷間圧延鋼板である中空の薄板磁性鋼板を回転軸線Ｂ−Ｂの方向に多数枚積層して構成された積層鉄心１２と、この積層鉄心１２の両側面にそれぞれ密着して重ねられ、外周縁部が発電コイル１０側にそれぞれ折曲された端板１３とから構成されている。
積層鉄心１２、端板１３には、回転軸線Ｂ−Ｂと平行に貫通した貫通穴１４が複数カ所形成されている。この貫通穴１４に貫通したボルト（図示せず）及びボルト（図示せず）の端部に螺着されたナット（図示せず）により、積層鉄心１２と端板１３とは一体化されている。
【００１４】
発電コイル１０は、３相発電コイルであり、各相コイル部はデルタ結線で接続されている。発電コイル１０の周側面には、発電コイル１０の剛性、導線間の絶縁性を確保するためにワニスによる皮膜１８が形成されている。
発電コイル１０は、発電コイル本体１５とこの発電コイル本体１５から軸線方向に導出された口出し線１６とから構成されている。
発電コイル本体１５は、固定子鉄心９のティース１１の周側面にそれぞれ表面がエナメル被膜された導線が樹脂モールド材１７を介して巻回されて構成されている。樹脂モールド材１７は、発電コイル本体１５と固定子鉄心９との絶縁を確保するためのものであり、エポキシパウダ塗装であってもよい。
隣接したティース１１間であって発電コイル１０の隙間には、耐熱性、絶縁性及び弾性を有する樹脂製の絶縁挿入体２４が挿入されている。口出し線１６は、挿入された絶縁挿入体２４と発電コイル本体１５とに挟まれて固定されている。
【００１５】
周方向に間隔をおいて軸線方向に導出されたそれぞれ一対の口出し線１６の先端部は、それぞれ第１の保護チューブ１９で被覆されている。第１の保護チューブ１９は、耐熱性、絶縁性に優れており、ポリエステル繊維を編み込んだチューブにワニスを含浸して構成されている。
各相の口出し線１６の先端部は、第１の保護チューブ１９内で、撚り線構造の出力リード線の先端部と圧着及び半田によるろう付けで電気的に接続されている。各相の口出し線１６と出力リード線とがそれぞれ電気的に接続された後に、第１の保護チューブ１９がそれぞれ挿入されている。第１の保護チューブ１９で被覆された口出し線１６は、口出し線１６の耐振性を確保するために、樹脂バンド２３により、発電コイル本体１５の端面側に押圧されている。
電気機器（図示せず）に接続された出力リード線の端部は、第２の保護チューブ２０で被覆されている。出力リード線は、第２の保護チューブ２０を介してリードクランプ２１により固定されている。リードクランプ２１はねじ２２により固定子鉄心９に固定されている。
【００１６】
次に、上記構成の磁石発電機の固定子２の製造方法について図４に基づいて説明する。
先ず、固定子鉄心９のティース１１に導線を巻回する（ステップＳ１）。
次に、発電コイル１０の隙間に、図３、図５に示すように軸線方向に導出された口出し線１６に沿って矢印ａの方向に絶縁挿入体２４を挿入し、口出し線１６を発電コイル本体１５と対して固定する（ステップＳ２）。
その後、各相の口出し線１６の途中を周方向にＬ字状に折曲するとともに、口出し線１６が発電コイル本体１５に対して固定された状態で、固着材であるワニスを発電コイル１０の軸線方向から発電コイル１０の周面に滴下して塗布し、導線間、発電コイル本体１５と口出し線１６との間にワニスを含浸させる（ステップＳ３）。
次に、ワニスを熱硬化させ、導線間、及び発電コイル本体１５と口出し線１６とをワニスにより固着し、また発電コイル１０の表面に皮膜１８を形成する（ステップＳ４）。
その次に、各相の口出し線１６の先端部を出力リード線の先端部と圧着及び半田によるろう付けで電気的に接続した後、口出し線１６の端部及び出力リー線の端部を第１の保護チューブ１９で被覆することで、固定子２の製造は完了する（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００１７】
なお、図４の左側には、参考に、従来の磁石発電機の固定子２の製造方法が示されている。
従来の固定子２の製造方法では、発電コイル本体１５の導線間のワニスによる固着及び皮膜１８の形成（ステップＳ２，Ｓ３）と、発電コイル本体１５と口出し線１６とのワニスによる固着（ステップＳ５，Ｓ６）とがそれぞれ分けられていた。
従来のものの場合、上記両工程を同時に行おうとした場合、発電コイル１０の軸線方向から滴下したワニスは、口出し線１６に留まることなく流下し、また発電コイル本体１５に対する口出し線１６の位置が不確定であり、発電コイル本体１５に対する口出し線１６の固着強度が不十分、不安定となり、上記両工程を同時に行うことができなかった。
これに対して、この実施の形態１の固定子２では、絶縁挿入体２４は、発電コイル１０の隙間を塞ぎ、隙間を通じてのワニスの流下を防ぎ、また口出し線１６を発電コイル本体１５側に押圧して位置決めしているので、従来のものの両問題点は解消されており、上記両工程を同時にすることができる。
【００１８】
上記構成の磁石発電機では、内燃機関により回転駆動される回転軸に連動してフライホイ−ル３が回転し、その際に永久磁石４により生じる交番磁界により、発電コイル１０には電力が生じる。この際の交流出力は、図示しない整流用ダイオードにより整流され、出力リード線を通じて車載バッテリ等の負荷に給電される。
【００１９】
この実施の形態による磁石発電機によれば、隣接したティース１１間であって発電コイル１０の隙間には、絶縁挿入体２４が挿入されており、口出し線１６は、挿入された絶縁挿入体２４と発電コイル本体１５とに挟まれて固定されている。
従って、ワニスによる熱硬化により、発電コイル本体１５の導線間を固着し、また皮膜１８を形成する際に、同時に口出し線１６の発電コイル本体１５に対する固着も可能となり、ワニスの熱硬化工程が２工程あった従来の固定子２の製造方法と比較して製造時間が大幅に短縮される。
また、口出し線１６は、発電コイル本体１５に対して、ワニスにより固定されているとともに絶縁挿入体２４により固定されており、口出し線１６の耐振性が向上する。
また、絶縁挿入体２４は、ワニスにより、発電コイル１０の隙間に強固に固定される。
また、絶縁挿入体２４は、弾性を有しており、口出し線１６に対して密着し、口出し線１６の耐振性が向上する。
【００２０】
また、発電コイル１０の軸線方向に周面に滴下して塗布し、導線間、発電コイル本体１５と口出し線１６との間にワニスを含浸させる前に、各相の口出し線１６の途中を出力リード線側に周方向にＬ字状に折曲している。
このように、ワニスの滴下前に、各相の口出し線１６の途中をＬ字状に折曲しているので、ワニスが硬化した後、口出し線１６を折曲した場合に生じる不都合、即ち口出し線１６の折曲前に、口出し線に付着した硬化したワニスを、導線のエナメル皮膜が剥がれないように剥がさなければならないといった面倒な作業をする必要性は無い。
【００２１】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２による磁石発電機の部分側面図である。
この実施の形態では、絶縁挿入体２４Ａは、軸線の内側方向に先細の楔型形状である。
他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００２２】
この実施の形態では、絶縁挿入体２４Ａは、楔型形状であるので、発電コイル本体１５の隙間に、図６、図７の矢印ｂの方向に口出し線１６に沿って円滑に挿入できる。
【００２３】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３による磁石発電機の部分側面図である。
この実施の形態では、絶縁挿入体２４Ｂは、口出し線１６の断面形状に合わせた一対の半円形状の密着面２５が形成されている。
他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００２４】
この実施の形態では、絶縁挿入体２４Ｂは、口出し線１６の断面形状に合わせた密着面２５が形成されているので、発電コイル本体１５の隙間に、図８、図９の矢印ｃの方向に口出し線１６に沿って円滑に挿入できる。また、絶縁挿入体２４Ｂと口出し線１との接触面積が増大し、絶縁挿入体２４Ｂの口出し線１６に対する固定力が増大する。
【００２５】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４による磁石発電機の部分側面図である。
この実施の形態では、絶縁挿入体２４Ｃは、軸線方向に延びた挿入部２６と、この挿入部２６から周方向に折曲され口出し線１６の断面形状に合わせた一対の半円形状の密着面を有する密着部２７とから構成されている。
他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００２６】
この実施の形態では、絶縁挿入体２４Ｃは、挿入部２６を有しているので、発電コイル本体１５の隙間に、図１０、図１１の矢印ｄの方向に口出し線１６に沿って挿入できる。
また、絶縁挿入体２４Ｃは、密着部２７を有しているので、口出し線１６の端部をＬ字形状に折曲して密着部２７の密着面に密着させることで、出力リード線側に指向し、口出し線１６と出力リード線との接合作業性が向上する。
また、口出し線１６と密着部２７との接触面積が増大し、ワニスによる絶縁挿入体２４Ｃの口出し線１６に対する固着力が増大する。
【００２７】
なお、上記各実施の形態では、各相コイル部がデルタ結線で接続されている３相の発電コイル１０について説明したが、各相コイル部がスター結線で接続された３相の発電コイルについても、この発明は適用することができる。
また、上記各実施の形態では、固着材としてワニスを用いたが、勿論このものに限定されるものではなく、例えば熱硬化性エポキシ樹脂を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１による磁石発電機を示す側断面図である。
【図２】図１の磁石発電機の固定子の部分正面図である。
【図３】図２の固定子を矢印Ａの方向に視たときの部分側面図である。
【図４】図１の磁石発電機の製造工程を示すフローチャート図である。
【図５】図２の絶縁挿入体と口出し線との関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２による磁石発電機の固定子の部分側面図である。
【図７】図６の絶縁挿入体と口出し線との関係を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態３による磁石発電機の固定子の部分側面図である。
【図９】図９の絶縁挿入体と口出し線との関係を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による磁石発電機の固定子の部分正面図である。
【図１１】図１０の絶縁挿入体と口出し線との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  回転子、２  固定子、３  フライホイール、４  永久磁石、９  固定子鉄心、１０  発電コイル、１１  ティース、１５  発電コイル体、１６  口出し線、１８  皮膜、２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ  絶縁挿入体、２５  密着面、２６  挿入部、２７  密着部。
【図１】
2007259595.tif 000003
【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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【図９】
2007259595.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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