(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に用いる磁石発電機であって、
周壁部と底壁部とを有するほぼカップ状の形状を有して前記周壁部に沿って並ぶ多数の送風羽根が前記底壁部の外面に形成され、内燃機関の回転軸に取りつけられて該内燃機関により回転駆動されるフライホイールと、
前記フライホイールの周壁部の外周側に形成された溝内に取りつけられた永久磁石と、
前記フライホイールの周方向に間隔を隔てて配置される対の磁極部を有して該対の磁極部が前記フライホイールの外周面と前記永久磁石とに対向させられるステータ鉄心と、
前記ステータ鉄心に巻回された点火コイル及び該点火コイルとともに内燃機関用点火装置の少なくとも一部を構成する電子部品と該点火コイル及び電子部品を覆う外装部とを有して、前記ステータ鉄心に固定された点火ユニットと、
を備え、
前記フライホイールの底壁部に設けられた多数の送風羽根の内の隣接する２つの送風羽根の間で前記底壁部の外面側に開口した軸線方向開口部と前記周壁部の外周面に開口した径方向開口部とを有する窪みが前記底壁部に少なくとも１つ形成され、
前記窪みの径方向開口部の一部に前記鉄心の磁極部の少なくとも一部が対向するように、前記窪みの深さが設定されているフライホイール磁石発電機。
【請求項２】
前記多数の送風羽根のそれぞれは、前記フライホイールの回転方向の後方側に凸な弧状の形状に形成され、
前記フライホイールの回転方向に相対する前記窪みの内面は、前記送風羽根に沿って弧状に湾曲した形状に形成されている請求項１に記載のフライホイール磁石発電機。
【請求項３】
前記窪みは、前記フライホイールの周方向に間隔をあけて、複数個設けられている請求項１または２に記載のフライホイール磁石発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フライホイール磁石発電機、特に内燃機関に用いるフライホイール磁石発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関に用いる発電機として、点火ユニットを固定子側に備えたフライホイール磁石発電機が広く用いられている。この種の磁石発電機は、例えば図３及び図４に示すように構成される。図３は従来のフライホイール磁石発電機の正面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００３】
これらの図において、１は内燃機関（図示せず。）の回転軸に取りつけられて該内燃機関により回転駆動されるフライホイールで、このフライホイールの周壁部１ａに設けられた溝内に永久磁石２が取り付けられている。フライホイール１の底壁部１ｂの外面には、周壁部１ａに沿って並ぶ多数の送風羽根１ｃが形成されている。フライホイール１の底壁部の中央にはボス１ｅが形成され、このボス１ｅが図示しない内燃機関の回転軸に取り付けられる。
【０００４】
５は機関のケースなどの、固定された部材に取り付けられるステータ鉄心で、このステータ鉄心は、フライホイール１の周方向に間隔を隔てて配置される対の磁極部５ａ，５ｂを両端に有し、該対の磁極部５ａ，５ｂがフライホイール１の周壁部１ａの外周面と永久磁石２とに対向させられる。
【０００５】
ステータ鉄心５には、点火ユニット６が取り付けられている。点火ユニット６は、一次コイル６a1及び二次コイル６a2を有する点火コイル６ａと、該点火コイルとともに内燃機関用点火装置の少なくとも一部を構成する電子部品（図示せず）と、点火コイル６ａ及び電子部品を覆う外装部６ｃとにより構成されている。外装部６ｃは、通常絶縁樹脂のモールド層からなっている。
【０００６】
最近、排気ガスの浄化を図ったり、燃費の節約を図ったりするために、点火時期の制御が複雑になっているため、点火ユニット６としては、マイクロコンピュータを用いたデジタル制御方式のものが多く用いられるようになっている。そのため、点火ユニット６の外装内に配置される電子部品の中には、点火コイルの一次電流を制御するスイッチ素子等の外に、熱に弱いマイクロコンピュータが含まれることが多くなっている。
【０００７】
この種の点火ユニットにおいては、点火動作に伴って点火コイル６ａ及び該点火コイルの一次電流を制御するスイッチ素子などの電子部品から発熱するため、ユニットの温度が上昇する。従って、電子部品を保護するために、点火ユニット６を冷却する必要があり、そのためにフライホイールの底壁部１ｂに送風羽根１ｃ，１ｃ，…が設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３及び図４に示した磁石発電機においては、機関の回転に伴ってフライホイール１が図３に示す矢印方向に回転したときに、送風羽根１ｃ，１ｃ，…によりフライホイールの径方向の外側に送出される冷却風の流れが生じる。この冷却風は、図４に矢印Ｗ’で示したように、フライホイールの底壁の外面に沿って、外径方向の外側に流れるが、その大部分は点火ユニット６に直接触れることなく、点火ユニット６をかすめて流れるため、点火ユニット６の冷却を効果的に行うことが難しいという問題があった。
【０００９】
特に点火ユニット６を構成する電子部品の中に、熱に弱いマイクロコンピュータが含まれている場合には、点火ユニットの温度を従来よりも低い制限値以下に保つことが要求されるが、従来のフライホイール磁石発電機では、そのような要求に応えることが難しかった。
【００１０】
本発明の目的は、点火ユニットに直接触れる冷却風の量を増加させて点火ユニットの冷却効果を高めることができるようにしたフライホイール磁石発電機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による磁石発電機は、周壁部と底壁部とを有するほぼカップ状の形状を有して周壁部に沿って並ぶ多数の送風羽根が底壁部の外面に形成され、内燃機関の回転軸に取りつけられて該内燃機関により回転駆動されるフライホイールと、フライホイールの周壁部の外周側に形成された溝内に取りつけられた永久磁石と、フライホイールの周方向に間隔を隔てて配置される対の磁極部を有して該対の磁極部がフライホイールの外周面と永久磁石とに対向させられるステータ鉄心と、ステータ鉄心に巻回された点火コイル及び該点火コイルとともに内燃機関用点火装置の少なくとも一部を構成する電子部品と該点火コイル及び電子部品を覆う外装部とを有して、ステータ鉄心に固定された点火ユニットとを備えている。
【００１２】
本発明においては、上記フライホイールが、多数の送風羽根の内の隣接する２つの送風羽根の間でフライホイールの底壁部の外面側に開口した軸線方向開口部と周壁部の外周面に開口した径方向開口部とを有する窪みを底壁部の外面側に少なくとも１つ備えている。上記窪みは、その径方向開口部がステータ鉄心の磁極部の少なくとも一部に対向するように設けられている。
【００１３】
上記のように、フライホイールの底壁部に、隣り合う送風羽根の間及びフライホイールの周壁部の外周面にそれぞれ開口した窪みを設けておくと、フライホイールが回転したときに窪み内が負圧になるため、送風羽根により生じさせられた冷却風の流れが窪み内に引き込まれる。窪み内に引き込まれた冷却風は、該窪みの底部側に（点火ユニットの中心部寄りに）引き寄せられて、フライホイールの回転に伴って生じる遠心力により点火ユニット側に送り出されるため、点火ユニットに直接吹き付けられる風の量が増加する。そのため、点火ユニットの冷却を効果的に行わせることができ、点火ユニット内にマイクロコンピュータが設けられている場合のように、点火ユニットの温度を低く抑えることが要求される場合でも、その要求に応えることができる。
【００１４】
また上記のように、窪みを、その径方向開口部がステータ鉄心の磁極部の少なくとも一部に対向するように設けると、ステータ鉄心に直接吹き付けられる冷却風の量が増加し、ステータ鉄心の冷却が促進されるため、点火ユニットとステータ鉄心との温度差を高くすることができる。そのため、点火ユニットからステータ鉄心への熱伝導を良好にすることができ、点火ユニットの外面と冷却風との間で行われる熱交換と、点火ユニットからステータ鉄心を通して行われる放熱との相乗効果で点火ユニットの冷却をより効果的に行わせることができる。
【００１５】
上記多数の送風羽根のそれぞれは、通常、フライホイールの回転方向の後方側に凸な弧状の形状に形成される。この場合、フライホイールの回転方向に相対する窪みの内面を、送風羽根に沿って弧状に湾曲した形状に形成するのが好ましい。
【００１６】
このように窪みを設けると、窪みに沿って流れる冷却風の流れを円滑に生じさせることができるため、点火ユニットに吹き付けられる冷却風の量を増加させることができる。
【００１７】
点火ユニットに吹き付けられる冷却風の量を増加させて冷却効果を高めるため、上記の窪みは、フライホイールの周方向に間隔をあけて、複数個設けるのが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施例を図１及び図２に示した。これらの図において１１は、内燃機関（図示せず。）の回転軸に取りつけられて該内燃機関により図１の矢印ＣＬ方向に回転駆動されるフライホイールである。このフライホイールは、鉄などの強磁性材料からなっていて、周壁部１１ａと底壁部１１ｂとを有するほぼカップ状の形状に形成されている。フライホイールの底壁部１１ｂの外面には、周壁部１１ａに沿って並ぶ多数の送風羽根１１ｃが形成されている。各送風羽根１１ｃは、フライホイールの回転方向の後方側に凸な弧状の形状を呈するように形成されていて、フライホイール１１が回転したときに、送風羽根１１ｃ，１１ｃ，…によりフライホイールの径方向の内側から外側に向かう空気流が生じるようになっている。
【００１９】
フライホイール１１の周壁部１１ａの外周部の一部に溝１１ｄが形成され、この溝の底部に永久磁石１２が配置されている。磁石１２の外側の磁極面に磁極片１３が配置され、磁極片１３と磁石１２とが図示しないねじによりフライホイール１１の周壁部１１ａに締結されている。フライホイール１１と永久磁石１２及び磁極片１３とによりフライホイール磁石回転子１４が構成されている。
【００２０】
フライホイール１１の底壁部１１ｂの中央部には、テーパが付けられた孔を軸心部に有するボス１１ｅが形成され、このボスが図示しない内燃機関の回転軸の先端部に取り付けられる。
【００２１】
本発明においては、フライホイール１１の隣り合う２つの送風羽根１１ｃ，１１ｃの間に位置する部分をフライホイールの開口部側に窪ませることにより、隣接する２つの送風羽根１１ｃ，１１ｃの間で底壁部１１ｂの外面側に開口した軸線方向開口部１１f1と周壁部１１ａの外周面に開口した径方向開口部１１f2とを有する窪み１１ｆが形成されている。窪み１１ｆは、少なくとも１つ設けられていればよいが、図示の例では、３つの窪み１１ｆが１２０°間隔で設けられている。
【００２２】
フライホイール１１の外周側の側方には、ステータ鉄心１５と、該ステータ鉄心に取り付けられた点火ユニット１６とからなるステータ１７が配置されている。
【００２３】
ステータ鉄心１５は、Ｉ字形のコイル巻回部１５Ｃと、このコイル巻回部の両端に後端部が結合された脚部１５Ａ，１５ＢとによりＵ字形に形成され、脚部１５Ａ，１５Ｂの先端にそれぞれ磁極部１５ａ及び１５ｂが形成されている。
【００２４】
ステータ鉄心１５に取り付けられた点火ユニット１６は、ステータ鉄心のコイル巻回部１５Ｃに巻回された一次コイル１６a1及び二次コイル１６a2からなる点火コイル１６ａと、該点火コイルとともに内燃機関用点火装置の少なくとも一部を構成する電子部品（図示せず。）と、点火コイル１６ａ及び電子部品を被覆するように設けられた外装部１６ｃとからなっている。図示の例では、外装部１６ｃが、絶縁樹脂により形成されたモールド層からなっていて、外装部１６ｃの上部に形成された角形の突出部１６c1内に点火コイルとともに点火装置を構成する電子部品が配置されている。この電子部品の中には、点火時期を制御するマイクロコンピュータのチップが含まれている。点火ユニット１６の外装部１６ｃの端部に、点火コイルの二次コイルの非接地側の端子につながる高圧端子を内側に備えた高圧コード接続部１６c2が形成され、この高圧コード接続部１６c2に接続された高圧コード２０により上記高圧端子が図示しない内燃機関の気筒に取り付けられた点火プラグに接続されるようになっている。
【００２５】
また図示の例では、点火ユニット１６の外装部１６ｃの端部から、点火時期の制御に用いるクランク角情報を検出するパルサや制御条件を検出するセンサに接続されるリード線２１，２２が引き出されている。
【００２６】
図示のステータ１７は、ステータ鉄心１５の両端の磁極部１５ａ，１５ｂがフライホイールの周方向に間隔を隔てた状態で並ぶように、かつ各磁極部１５ａ，５ｂがフライホイール１１の外周面と永久磁石１２とにギャップを介して対向するように配置されて、図示しない内燃機関のケース等の固定された部材に設けられた取付部にネジ等の適宜の固定手段により固定される。
【００２７】
本実施例では、図１に見られるように、フライホイール１１の回転方向に相対する窪み１１ｆの内面が、窪み１１ｆの両側の弧状の送風羽根１１ｃ，１１ｃに沿って弧状に湾曲した形状を呈するように形成されている。また図２に示したように、フライホイールが回転する過程で、各窪みがステータ鉄心の磁極部１５ａ，１５ｂの位置を通過する際に、各窪み１１ｆの径方向開口部１１f2が、ステータ鉄心１５の磁極部１５ａ，１５ｂのそれぞれの少なくとも一部に対向するように、窪み１１ｆの深さが設定されている。
【００２８】
図１及び図２に示した磁石発電機において、フライホイール１１が回転すると、点火ユニット１６の点火コイル１６ａの一次コイルに電圧が誘起する。点火ユニットを構成する電子部品は、一次コイルに誘起する電圧を電源電圧として、点火コイル１６ａの一次電流を制御する制御回路を構成している。この制御回路は、例えば、点火コイルの一次コイルを通して流しておいた電流を点火時期に遮断することにより、点火コイルの二次コイルに高電圧を誘起させる電流遮断形の回路である。この高電圧は高圧コード２０を通して内燃機関のシリンダに取りつけられた点火プラグに印加されるため、、該点火プラグで火花放電が生じて機関が点火される。
【００２９】
上記のように、フライホイール１１の底壁部に、隣り合う送風羽根の間及びフライホイールの周壁部の外周面にそれぞれ開口した窪み１１ｆを設けておくと、フライホイールが回転したときに窪み１１ｆ内が負圧になるため、図２に矢印Ｗで示したように、送風羽根１１ｃ，１１ｃ，…により生じさせられた冷却風の流れが窪み１１ｆ内に引き込まれる。窪み内に引き込まれた冷却風は、該窪みの底部側に（点火ユニット１７の中心部寄りに）引き寄せられて、フライホイール１１の回転に伴って生じる遠心力により点火ユニット１６側に送り出されるため、点火ユニット１６に直接吹き付けられる風の量が増加する。そのため、点火ユニット１６の冷却を効果的に行わせることができ、点火ユニット内にマイクロコンピュータが設けられている場合のように、点火ユニットの温度を低く抑えることが要求される場合でも、その要求に応えることができるようになった。
【００３０】
特に、本実施形態のように、窪み１１ｆの径方向開口部１１f2がステータ鉄心１５の磁極部の少なくとも一部に対向した状態になるように窪み１１ｆを設けると、ステータ鉄心に直接吹き付けられる冷却風の量が増加し、ステータ鉄心１５の冷却が促進されるため、点火ユニット１６とステータ鉄心１５との温度差を高くすることができる。そのため、点火ユニット１６からステータ鉄心１５への熱伝導を良好にすることができ、点火ユニット１６の外面と冷却風との間で行われる熱交換と、点火ユニット１６からステータ鉄心１５を通して行われる放熱との相乗効果で点火ユニット１６の冷却をより効果的に行わせることができる。
【００３１】
また本実施形態のように、フライホイール１１の回転方向に相対する窪み１１ｆの内面を、弧状の送風羽根に沿って湾曲した形状に形成しておくと、送風羽根１１ｃにより生じさせられ、窪み１１ｆに沿って流れる冷却風の流れを円滑にすることができるため、点火ユニットに吹き付けられる冷却風の量を増加させて冷却効果を高めることができる。
【００３２】
上記の例では、窪み１１ｆを３個設けているが、本発明において窪み１１ｆの数は任意であり、場合によっては、永久磁石１２から鉄心１５とフライホイール１１の周壁部とを通して流れる磁束の磁路に影響を与えない位置に、窪み１１ｆを１つだけ設けるようにしてもよい。
【００３３】
窪み１１ｆを複数個設ける場合には、永久磁石１２から鉄心１５とフライホイール１１の周壁部とを通して流れる磁束の磁路に影響を与えないように、窪み１１ｆの数と、窪み１１ｆを設ける位置とを設定するのが好ましい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、フライホイールの底壁部に、隣り合う送風羽根の間及びフライホイールの周壁部の外周面にそれぞれ開口した窪みを設けて、フライホイールが回転したときに窪み内を負圧にするようにしたので、送風羽根により生じさせられた冷却風の流れを窪みの底部側に（点火ユニットの中心部寄りに）引き寄せて、点火ユニット側に送り出すことができる。従って、点火ユニットに直接吹き付けられる風の量を増加させて、点火ユニットの冷却を効果的に行わせることができ、点火ユニット内にマイクロコンピュータが設けられている場合のように、点火ユニットの温度を低く抑えることが要求される場合でも、その要求に応えることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るフライホイール磁石発電機の実施例を示した正面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】  従来のフライホイール磁石発電機の構成を示した正面図である。
【図４】  図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１１…フライホイール、１１ａ…フライホイールの周壁部、１１ｂ…フライホイールの底壁部、１１ｃ…送風羽根、１１ｄ…溝、１１ｆ…窪み、１１f1…軸線方向開口部、１１f2…径方向開口部、１２…永久磁石、１３…磁極片、１４…フライホイール磁石回転子、１５…ステータ鉄心、１６…点火ユニット、１７…ステータ。
【図１】
0003879587.tif 000002
【図２】
0003879587.tif 000003
【図３】
0003879587.tif 000004
【図４】
0003879587.tif 000005