(57)【要約】【課題】ロータを回転させるために要する回転駆動力を効果的に低減させることができる単相磁石式発電機を提供すること。【解決手段】単相磁石式発電機１は、Ｎ極の永久磁石２２ＮとＳ極の永久磁石２２Ｓとを周方向Ｃに交互に複数配列してなるロータ２と、巻線６を巻回した巻線ポール４を周方向Ｃに複数配列してなるステータ３とを有している。単相磁石式発電機１は、複数の巻線ポール４に対して、Ｎ極の永久磁石２２ＮとＳ極の永久磁石２２Ｓとが交互に対向配置されることによって、単相交流の発電を行うよう構成されている。ロータ２においては、Ｎ極の永久磁石２２ＮとＳ極の永久磁石２２Ｓとは、周方向Ｃに同じ中心間ピッチＰで配列してある。ステータ３においては、複数の巻線ポール４を周方向Ｃに配列する中心間ピッチＱは、いずれかの巻線ポール４間の中心間ピッチと、他の巻線ポール４間の中心間ピッチとが互いに異ならせてある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極の永久磁石とＳ極の永久磁石とを周方向に交互に複数配列してなるロータと、巻線を巻回した巻線ポールを周方向に複数配列してなるステータとを有し、
上記複数の巻線ポールに対して、上記Ｎ極の永久磁石と上記Ｓ極の永久磁石とが交互に対向配置されることによって、単相交流の発電を行うよう構成した単相磁石式発電機において、
上記Ｎ極の永久磁石と上記Ｓ極の永久磁石とは、周方向に同じ中心間ピッチで配列してあり、
上記複数の巻線ポールを周方向に配列する中心間ピッチは、いずれかの巻線ポール間の中心間ピッチと、他の巻線ポール間の中心間ピッチとが互いに異なることを特徴とする単相磁石式発電機。
【請求項２】
請求項１において、上記複数の巻線ポールのうちのいずれかである同位相ポールの位相が、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相と一致した状態において、
上記同位相ポール以外の他の巻線ポールには、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相に対して、周方向一方側に位相がずれた位相進みポールと、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相に対して、周方向他方側に位相がずれた位相遅れポールとが含まれることを特徴とする単相磁石式発電機。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記ステータには、上記巻線ポール以外にも、上記巻線の巻回数を低減させた又は上記巻線の巻回を行っていない巻線低減ポールが配列してあり、
上記巻線ポールの数と上記巻線低減ポールの数とを合わせた合計ポール数は、上記Ｎ極の永久磁石の数と上記Ｓ極の永久磁石の数とを合わせた上記ロータの極数と同じであることを特徴とする単相磁石式発電機。
【請求項４】
請求項３において、上記複数の巻線ポールのうちのいずれかである同位相ポールの位相が、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相と一致した状態において、上記巻線低減ポールの位相は、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相と一致していることを特徴とする単相磁石式発電機。
【請求項５】
請求項３又は４において、上記同位相ポールに対する周方向一方側に上記位相進みポール及び上記巻線低減ポールを順次隣接させると共に、当該同位相ポールに対する周方向他方側に上記位相遅れポール及び上記巻線低減ポールを順次隣接させたポール組を、１組又は複数組配列したことを特徴とする単相磁石式発電機。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項において、上記同位相ポールの配列数と、上記位相進みポールの配列数と、上記位相遅れポールの配列数と、上記巻線低減ポールの配列数とは同じであることを特徴とする単相磁石式発電機。
【請求項７】
請求項６において、上記同位相ポール、上記位相進みポール、上記位相遅れポール及び上記巻線低減ポールは、上記ステータの周方向一方側から他方側に向けて、上記巻線低減ポール、上記位相進みポール、上記同位相ポール、上記位相遅れポールの順序で繰り返し配列してあることを特徴とする単相磁石式発電機。
【請求項８】
請求項４において、上記同位相ポールを複数個配列した中に、上記巻線低減ポールに対する周方向一方側に上記位相遅れポールを隣接させると共に当該巻線低減ポールに対する周方向他方側に上記位相進みポールを隣接させたポール組を、１組又は複数組配列したことを特徴とする単相磁石式発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単相交流の発電を行うよう構成した単相磁石式発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石式発電機は、Ｎ極及びＳ極の永久磁石を周方向に交互に複数配列して構成したロータと、巻線を巻回したポールを周方向に複数配列して構成したステータとを有している。そして、例えば、エンジン等による回転駆動力を受けてロータが回転する際には、複数のポールに対して、Ｎ極の永久磁石による磁界とＳ極の永久磁石による磁界とが繰り返し交互に対向配置されることによって、複数のポールに巻回した巻線に交流電圧の発電を行っている。
例えば、特許文献１の発電機においては、ロータに設けた複数のＮ極及びＳ極の磁石において、周方向長さが第１の角度に設定された第１の磁極部と、周方向長さが第２の角度に設定された第２の磁極部とを形成している。また、ステータにおいては、発電コイルを装着したステータティースを周方向に等間隔に配設している。これにより、それぞれのティースと磁極との間に生じるコギングトルクの位相をずらして発電機のコギングトルクを低減させ、この発電機を駆動する駆動手段を小型化している。
【０００３】
また、例えば、特許文献２の３相磁石発電機においては、発電コイルを巻いたステータのティース数と、ロータに固定した永久磁石の磁極数とを異ならせることにより、同一相電圧を形成する複数のティースの誘起電圧が同一極性でかつ位相がずれるようにしている。これにより、エンジンによる駆動トルクを減らして、エンジンの小型化を可能にしている。なお、ロータにおける複数の永久磁石の周方向長さ（中心間ピッチ）、及びステータにおける複数のティースの中心間ピッチは、いずれも等間隔にしている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２においては、発電機に生ずるコギングトルクを低減させて、回転駆動力を低減させるために、ステータにおける複数のポール（又はティース）の中心間ピッチ（位相）を異ならせた工夫はなされていない。そのため、ロータの回転駆動力を効果的に低減させるためには十分ではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３４７６９号公報
【特許文献２】特開２００１−１１２２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ロータを回転させるために要する回転駆動力を効果的に低減させることができる単相磁石式発電機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、Ｎ極の永久磁石とＳ極の永久磁石とを周方向に交互に複数配列してなるロータと、巻線を巻回した巻線ポールを周方向に複数配列してなるステータとを有し、
上記複数の巻線ポールに対して、上記Ｎ極の永久磁石と上記Ｓ極の永久磁石とが交互に対向配置されることによって、単相交流の発電を行うよう構成した単相磁石式発電機において、
上記Ｎ極の永久磁石と上記Ｓ極の永久磁石とは、周方向に同じ中心間ピッチで配列してあり、
上記複数の巻線ポールを周方向に配列する中心間ピッチは、いずれかの巻線ポール間の中心間ピッチと、他の巻線ポール間の中心間ピッチとが互いに異なることを特徴とする単相磁石式発電機にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の単相磁石式発電機は、ステータを構成する複数の巻線ポールの配列状態に工夫を行っている。
具体的には、本発明においては、ロータを構成する複数の永久磁石を、周方向に同じ中心間ピッチ（中心間角度）で配列しているのに対して、ステータを構成する複数の巻線ポールは、いずれかの巻線ポール間の中心間ピッチと、他の巻線ポール間の中心間ピッチとが互いに異なる状態に配列している。
【０００９】
これにより、単相磁石式発電機におけるロータを回転駆動する際には、いずれかの巻線ポールの周方向中心位置と永久磁石の周方向中心位置とが一致するタイミングと、他の巻線ポールの周方向中心位置と永久磁石の周方向中心位置とが一致するタイミングとをずらすことができる。そのため、巻線ポールが永久磁石による磁気吸引力を受けることによって発生するロータの回転を邪魔するトルクであるコギングトルクを分散させ低減させることができる。
【００１０】
それ故、本発明の単相磁石式発電機によれば、ロータを回転させるために要する回転駆動力を効果的に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記単相磁石式発電機は、ステータの外周側にロータを配置してなるアウターロータタイプとすることができる。この場合には、ステータの内周側にロータを配置してなるインナーロータタイプと比べて、ロータを駆動するトルクが大きくなるため、上記いずれかの巻線ポール間の中心間ピッチを他の巻線ポール間の中心間ピッチと異ならせたことによる作用効果を、一層顕著に得ることができる。
なお、上記単相磁石式発電機は、ステータの内周側にロータを配置してなるインナーロータタイプとすることも可能である。
【００１２】
また、上記複数の巻線ポールのうちのいずれかである同位相ポールの位相が、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相と一致した状態において、上記同位相ポール以外の他の巻線ポールには、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相に対して、周方向一方側に位相がずれた位相進みポールと、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相に対して、周方向他方側に位相がずれた位相遅れポールとを含めることが好ましい（請求項２）。
この場合には、同位相ポールに対して、位相進みポールと位相遅れポールとを形成したことにより、コギングトルクをより低減させて、ロータを回転させるために要する回転駆動力をより効果的に低減させることができる。
なお、位相進みポール及び位相遅れポールの位相のずれ量は、複数の永久磁石における中心間ピッチ（中心間角度）よりも小さな角度の範囲内で決定する。
【００１３】
また、同位相ポールの位相がＮ極又はＳ極の永久磁石の位相と一致した状態とは、同位相ポールの周方向中心位置が、Ｎ極又はＳ極の永久磁石の周方向中心位置と一致した状態のことをいう。また、位相進みポールの位相がＮ極又はＳ極の永久磁石の位相に対して周方向一方側にずれた状態とは、位相進みポールの周方向中心位置が、Ｎ極又はＳ極の永久磁石の周方向中心位置よりも周方向一方側にずれた状態のことをいう。また、位相遅れポールの位相がＮ極又はＳ極の永久磁石の位相に対して周方向他方側にずれた状態とは、位相遅れポールの周方向中心位置が、Ｎ極又はＳ極の永久磁石の周方向中心位置よりも周方向他方側にずれた状態のことをいう。
【００１４】
また、上記ステータには、上記巻線ポール以外にも、上記巻線の巻回数を低減させた又は上記巻線の巻回を行っていない巻線低減ポールを配列し、上記巻線ポールの数と上記巻線低減ポールの数とを合わせた合計ポール数は、上記Ｎ極の永久磁石の数と上記Ｓ極の永久磁石の数とを合わせた上記ロータの極数と同じにすることが好ましい（請求項３）。
この場合には、巻線低減ポールを設けることにより、いずれかの巻線ポール間の中心間ピッチを他の巻線ポール間の中心間ピッチと異ならせたことによって生じる線積率（ステータにおいて巻線が占める割合）の低下を抑制することができる。
【００１５】
また、上記複数の巻線ポールのうちのいずれかである同位相ポールの位相が、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相と一致した状態において、上記巻線低減ポールの位相は、上記Ｎ極又はＳ極の永久磁石の位相と一致していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記位相進みポール及び位相遅れポールを配置したことによる巻線スペースの減少を、巻線低減ポールにおいて補うことができる。
【００１６】
また、上記同位相ポールに対する周方向一方側に上記位相進みポール及び上記巻線低減ポールを順次隣接させると共に、当該同位相ポールに対する周方向他方側に上記位相遅れポール及び上記巻線低減ポールを順次隣接させたポール組を、上記ステータに１組又は複数組配列することができる（請求項５）。
この場合には、各ポールの配列が適切であり、上記位相進みポール及び位相遅れポールを配置したことによる巻線スペースの減少を巻線低減ポールにおいて補い、ステータにおける巻線の線積率を、巻線ポールの位相ずれがないステータにおける巻線の線積率に可能な限り近づけることができる。
【００１７】
また、上記同位相ポールの配列数と、上記位相進みポールの配列数と、上記位相遅れポールの配列数と、上記巻線低減ポールの配列数とは同じにすることが好ましい（請求項６）。
この場合には、ステータにおける巻線の線積率を、巻線ポールの位相ずれがないステータにおける巻線の線積率に可能な限り近づけることができる。
【００１８】
また、上記同位相ポール、上記位相進みポール、上記位相遅れポール及び上記巻線低減ポールは、上記ステータの周方向一方側から他方側に向けて、上記巻線低減ポール、上記位相進みポール、上記同位相ポール、上記位相遅れポールの順序で繰り返し配列することが好ましい（請求項７）。
この場合には、同位相ポール、位相進みポール、位相遅れポール及び巻線低減ポールの配列順序が適切であり、ステータにおける巻線の線積率を、巻線ポールの位相ずれがないステータにおける巻線の線積率と同等にすることができる。
【００１９】
また、上記同位相ポールを複数個配列した中に、上記巻線低減ポールに対する周方向一方側に上記位相遅れポールを隣接させると共に当該巻線低減ポールに対する周方向他方側に上記位相進みポールを隣接させたポール組を、１組又は複数組配列して、上記ステータを形成することもできる（請求項８）。
この場合にも、各ポールの配列が適切であり、位相進みポール及び位相遅れポールを配置したことによる巻線スペースの減少を巻線低減ポールにおいて補うことができる。
【実施例】
【００２０】
以下に、本発明の単相磁石式発電機にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の単相磁石式発電機１は、図１、図２に示すごとく、Ｎ極の永久磁石２２ＮとＳ極の永久磁石２２Ｓとを周方向Ｃに交互に複数配列してなるロータ２と、巻線６を巻回した巻線ポール４を周方向Ｃに複数配列してなるステータ３とを有している。単相磁石式発電機１は、複数の巻線ポール４に対して、Ｎ極の永久磁石２２ＮとＳ極の永久磁石２２Ｓとが交互に対向配置されることによって、単相交流の発電を行うよう構成されている。
図２に示すごとく、ロータ２においては、Ｎ極の永久磁石２２ＮとＳ極の永久磁石２２Ｓとは、周方向Ｃに同じ中心間ピッチ（中心間角度）Ｐで配列してある。ステータ３においては、複数の巻線ポール４を周方向Ｃに配列する中心間ピッチは、いずれかの巻線ポール４間の中心間ピッチＱと、他の巻線ポール４間の中心間ピッチＱとが互いに異ならせてある。
【００２１】
以下に、本例の単相磁石式発電機１につき、図１〜図４を参照して詳説する。
図１に示すごとく、本例の単相磁石式発電機１は、車両（本例では二輪車）のエンジンのクランクシャフト７の回転を受けて発電を行うものであり、発電を行った電力によりバッテリーの充電、ランプ類の点灯等を行うために用いる。また、本例の単相磁石式発電機１によって発電した電力は、エンジンにおけるシリンダーへ加圧した燃料を供給するための電動式の燃料ポンプを駆動するために用いることができる。
また、本例の単相磁石式発電機１は、ステータ３の外周に対向させてロータ２を回転させるアウターロータタイプのものである。本例のロータ２は、エンジンのクランクシャフト７に連結されている。また、ステータ３は、エンジン等に取り付けるハウジング１０に固定されている。
【００２２】
図２に示すごとく、ロータ２は、軟磁性材料からなる円筒状ヨーク２１の内周側に、Ｎ極の永久磁石２２ＮとＳ極の永久磁石２２Ｓとを同じ数だけ、交互に繰り返し配列して構成されている。本例のロータ２の極数は、１６極であり、本例のロータ２は、Ｎ極の永久磁石２２ＮとＳ極の永久磁石２２Ｓとを交互に合計８個ずつ配列してなる。なお、ロータ２の極数は、１６極以外にも、例えば、８極、１２極、１４極、１８極とすることができる。
【００２３】
図２、図３に示すごとく、本例のステータ３は、軟磁性材料からなるステータコア３０の外周部に形成したティース３２に、巻線６を配置して構成されている。ステータコア３０は、コア中心部３１の外周に、周方向Ｃに配列した複数のティース３２を突出させて形成してある。また、ステータコア３０は、鋼板を軸方向に積層して構成することができる。
本例のティース３２には、巻線６の巻回を行った巻線ポール４と、巻線６の巻回を行っていない巻線低減ポール５とが形成してある。また、巻線ポール４は、同位相ポール４Ａ、位相進みポール４Ｂ又は位相遅れポール４Ｃによって構成してある。
同位相ポール４Ａとは、ロータ２の原位置（基準位置）２０１において、複数の永久磁石２２のうちのいずれかと位相が一致している巻線ポール４をいい、ロータ２の原位置２０１においては、同位相ポール４Ａの周方向中心位置Ｂといずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａとが一致している。
【００２４】
同図に示すごとく、位相進みポール４Ｂとは、ロータ２の原位置２０１において（同位相ポール４Ａの周方向中心位置Ｂがいずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａと一致した状態において）、その周方向中心位置Ｂが、いずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａに対して周方向一方側Ｃ１にずれている巻線ポール４のことをいう。位相遅れポール４Ｃとは、ロータ２の原位置２０１において（同位相ポール４Ａの周方向中心位置Ｂがいずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａと一致した状態において）、その周方向中心位置Ｂが、いずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａに対して周方向他方側Ｃ２にずれている巻線ポール４のことをいう。
位相進みポール４Ｂ及び位相遅れポール４Ｃは、複数の永久磁石２２における中心間ピッチ（中心間角度）Ｐよりも小さな角度の範囲内で、周方向一方側Ｃ１又は周方向他方側Ｃ２に位相ずれさせて設けてある。また、本例の位相進みポール４Ｂの周方向一方側Ｃ１への位相進み量と、本例の位相遅れポール４Ｃの周方向他方側Ｃ２への位相遅れ量とは同じにしてある。
【００２５】
巻線低減ポール５は、同位相ポール４Ａと同位相に形成してあり、ロータ２の原位置２０１において（同位相ポール４Ａの周方向中心位置Ｂがいずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａと一致した状態において）、その周方向中心位置Ｂが、いずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａに対して一致している。
本例の巻線ポール４の数と巻線低減ポール５の数とを合わせた合計ポール数は、Ｎ極の永久磁石２２Ｎの数とＳ極の永久磁石２２Ｓの数とを合わせたロータ２の極数と同じになっている。
【００２６】
本例のステータ３においては、同位相ポール４Ａの配列数と、位相進みポール４Ｂの配列数と、位相遅れポール４Ｃの配列数と、巻線低減ポール５の配列数とが同じになっている。
本例の巻線ポール４のすべて、すなわち、すべての同位相ポール４Ａと、位相進みポール４Ｂと、位相遅れポール４Ｃとは、巻線６の巻回数がほぼ同じであり、周方向Ｃの幅が同じになっている。また、ステータ３における各巻線ポール４には、絶縁被膜を有する一本の連続する電線（エナメル線等）６１を各巻線ポール４に順次巻回して、巻線６が形成してある。
また、図３に示すごとく、本例の同位相ポール４Ａ、位相進みポール４Ｂ、位相遅れポール４Ｃ及び巻線低減ポール５は、ステータ３の周方向一方側Ｃ１から他方側Ｃ２に向けて、巻線低減ポール５、位相進みポール４Ｂ、同位相ポール４Ａ、位相遅れポール４Ｃの順序で繰り返し配列してある。
【００２７】
これにより、同位相ポール４Ａに対する周方向一方側Ｃ１には、位相進みポール４Ｂが隣接し、同位相ポール４Ａに対する周方向他方側Ｃ２には、位相遅れポール４Ｃが隣接する。また、位相進みポール４Ｂの周方向一方側Ｃ１、及び位相遅れポール４Ｃの周方向他方側Ｃ２には、巻線低減ポール５が隣接する。
そして、位相進みポール４Ｂの周方向一方側Ｃ１に巻線低減ポール５が隣接することにより、位相進みポール４Ｂの位相の進みによる巻線スペースの減少を、巻線低減ポール５において緩和することができ、位相進みポール４Ｂの位相変更による巻線線積率の低減を抑制することができる。また、同様に、位相遅れポール４Ｃの周方向他方側Ｃ２に巻線低減ポール５が隣接することにより、位相遅れポール４Ｃの位相の遅れによる巻線スペース減少を、巻線低減ポール５において緩和することができ、位相遅れポール４Ｃの位相変更による巻線線積率の低減を抑制することができる。
【００２８】
また、本例のステータ３は、４種類のポール４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５を４回繰り返して、合計ポール数は、ロータ２の極数と同じ１６極になっている。
また、標準のステータにおいては、隣接するポールにおける巻線６の巻き方向が交互に異なる。本例のステータ３においては、巻線低減ポール５には巻線６を行っていないことにより、同位相ポール４Ａと、位相進みポール４Ｂ及び位相遅れポール４Ｃとの巻線６の巻き方向が互いに異なっている。すなわち、同位相ポール４Ａを左巻き状態（反時計回りに巻回しながら前進する状態）に形成するときには、位相進みポール４Ｂ及び位相遅れポール４Ｃは右巻き状態（時計回りに巻回しながら前進する状態）に形成する。なお、図２、図３には、巻線６の巻き状態を矢印によって示す（図２においては巻線６の巻き状態は一部のみ示した）。
【００２９】
また、図２、図３に示すごとく、同位相ポール４Ａ、位相進みポール４Ｂ及び位相遅れポール４Ｃを構成するティース３２の外周先端部には、永久磁石２２と対向するティース鍔部３３が形成してある。同位相ポール４Ａのティース鍔部３３Ａは、周方向一方側Ｃ１及び他方側Ｃ２に対してほぼ均等な長さに形成してある。位相進みポール４Ｂのティース鍔部３３Ｂは、位相進みポール４Ｂのティース３２の位相進み量を緩和するために、このティース３２に対して周方向他方側（位相遅れ側）Ｃ２にずれた位置に設けてある。位相遅れポール４Ｃのティース鍔部３３Ｃは、位相遅れポール４Ｃのティース３２の位相遅れ量を緩和するために、このティース３２に対して周方向一方側（位相進み側）Ｃ１にずれた位置に設けてある。
【００３０】
このように、位相進みポール４Ｂのティース鍔部３３Ｂを周方向他方側（位相遅れ側）Ｃ２にずらして形成し、位相遅れポール４Ｃのティース鍔部３３Ｃを周方向一方側（位相進み側）Ｃ１にずらして形成することにより、各ポール４Ｂ、４Ｃの位相をずらしたことで発生する永久磁石２２間の短絡磁束が生ずることを防止することができ、ステータ３の極ピッチ（各ポール４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５間における中心間ピッチＱ）をずらすことができる。また、位相進みポール４Ｂにおけるティース鍔部３３Ｂ及び位相遅れポール４Ｃにおけるティース鍔部３３Ｃの周方向Ｃの形成位置をずらすことにより、巻線ポール４が永久磁石２２による磁気吸引力を受けるタイミングを調整することもできる。
【００３１】
本例において、単相磁石式発電機１におけるロータ２を回転駆動する際には、同位相ポール４Ａ及び巻線低減ポール５の周方向中心位置Ｂといずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａとが一致するタイミングと、位相進みポール４Ｂの周方向中心位置Ｂといずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａとが一致するタイミングと、位相遅れポール４Ｃの周方向中心位置Ｂといずれかの永久磁石２２の周方向中心位置Ａとが一致するタイミングとをずらすことができる。そのため、巻線ポール４が永久磁石２２による磁気吸引力を受けることによって発生するロータ２の回転を邪魔するトルクであるコギングトルクを低減させることができる。
【００３２】
また、ステータ３の周方向一方側Ｃ１から他方側Ｃ２に向けて、巻線低減ポール５、位相進みポール４Ｂ、同位相ポール４Ａ、位相遅れポール４Ｃの順序で繰り返し配列したことにより、ステータ３における巻線６の線積率を、巻線ポール４の位相ずれがないステータ３における巻線６の線積率と同等にすることができる。すなわち、巻線低減ポール５、位相進みポール４Ｂ、同位相ポール４Ａ、位相遅れポール４Ｃの配列による巻線スペースを、従来の同位相ポールのみが周方向に４つ並ぶ場合と同等にすることができる。
【００３３】
それ故、本例の単相磁石式発電機１によれば、ステータ３における線積率が低下することを防止して、ロータ２を回転させるために要する回転駆動力を効果的に低減させることができる。
【００３４】
また、巻線ポール４を、同位相ポール４Ａだけでなく、位相進みポール４Ｂ及び位相遅れポール４Ｃを混在させて形成したことにより、ステータ３における巻線６から取り出す交流電圧の波形の位相をずらすことができる。
図４は、横軸に時間をとり、縦軸に各巻線ポール４Ａ、４Ｂ、４Ｃにおける巻線６の両端に発生した電圧をとって、各巻線ポール４Ａ、４Ｂ、４Ｃにおける巻線６の両端に発生した交流電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の位相のずれを示すグラフである（図３参照）。図４に示すごとく、同位相ポール４Ａにおける巻線６の両端に生じる交流電圧Ｖ１の波形に対して、位相進みポール４Ｂにおける巻線６の両端に生じる交流電圧Ｖ２の波形の位相を進めることができ、位相遅れポール４Ｃにおける巻線６の両端に生じる交流電圧Ｖ３の波形の位相を遅らせることができる。
【００３５】
そして、本例の単相磁石式発電機１において、全体の巻線ポール４に対して配置した巻線６を構成する電線６１の両端６１１からは、同位相ポール４Ａ、位相進みポール４Ｂ及び位相遅れポール４Ｃの電圧波形を合成した交流電圧として、取り出すことができる。
これにより、１６極などの多極ステータでも巻線が可能となり、発電した交流電圧（単相交流電圧）の基本周波数を高めることができることによって、例えばランプ類を点灯させる際には、ランプ類による点灯状態の明暗のサイクルを分散させることができ、点灯状態のちらつきを抑制することができる。
また、本例の単相磁石式発電機１によって発電した交流電圧は、例えば、プラス側の電圧でバッテリーを充電し、マイナス側の電圧でランプ類を点灯させることができる。
【００３６】
（実施例２）
本例は、図５に示すごとく、巻線低減ポール５にも、同位相ポール４Ａ、位相進みポール４Ｂ及び位相遅れポール４Ｃにおける巻線６の巻回数よりも少ない巻回数で巻線６を巻回した例である。
本例においても、上記と同様の順序で巻線ポール４及び巻線低減ポール５が配列してある。そして、本例においては、互いに隣接するポール４、５における巻線６の巻き方向は互いに逆にするため、同位相ポール４Ａ及び巻線低減ポール５が右巻き状態（時計回りに巻回しながら前進する状態）で形成してあるのに対し、位相進みポール４Ｂ及び位相遅れポール４Ｃは左巻き状態（反時計回りに巻回しながら前進する状態）で形成してある。
【００３７】
また、本例においては、巻線低減ポール５における巻線６は、径方向Ｒに均一に巻回してある一方、各巻線ポール４（同位相ポール４Ａ、位相進みポール４Ｂ、位相遅れポール４Ｃ）における巻線６は、隣接する巻線ポール４同士の間に適切な隙間を形成するために、径方向Ｒの外側に位置する部分ほど巻線６の巻回数を増加させている。
本例においても、その他の単相磁石式発電機１の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
（実施例３）
本例は、図６に示すごとく、複数個の同位相ポール４Ａを隣接して配列すると共に、ステータ３の周方向Ｃの適宜箇所に、位相進みポール４Ｂ、位相遅れポール４Ｃ及び巻線低減ポール５を配置した例である。
本例においては、巻線ポール４のスペース効率を考慮して、巻線低減ポール５に対する周方向一方側Ｃ１に位相遅れポール４Ｃを隣接させ、巻線低減ポール５に対する周方向他方側Ｃ２に位相進みポール４Ｂを隣接させている。また、本例のステータ３においては、位相進みポール４Ｂ、位相遅れポール４Ｃ及び巻線低減ポール５の組は、ステータ３における対向位置に、一対に配置し、残りは、同位相ポール４Ａとしている。
【００３９】
より具体的には、５つの同位相ポール４Ａが互いに隣接して、ステータ３における対向位置にそれぞれ配置してあり、それらの間に、位相進みポール４Ｂ、位相遅れポール４Ｃ及び巻線低減ポール５の組が、ステータ３における対向位置にそれぞれ配置してある。そして、ロータ２の極数は１６極であり、ステータ３における巻線ポール４及び巻線低減ポール５の合計ポール数も１６極である。
なお、本例の巻線低減ポール５には、巻線６を巻回しなかったが、巻線低減ポール５には、巻線ポール４よりも少ない巻回数で巻線６を巻回することもできる。
本例においても、その他の単相磁石式発電機１の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１における、単相磁石式発電機を、側方から見た状態で示す断面説明図。
【図２】実施例１における、単相磁石式発電機を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。
【図３】実施例１における、単相磁石式発電機の一部を、軸方向から見た状態で拡大して示す断面説明図。
【図４】実施例１における、横軸に時間をとり、縦軸に各巻線ポールにおける巻線の両端に発生した電圧をとって、各巻線ポールにおける巻線の両端に発生した交流電圧の位相のずれを示すグラフ。
【図５】実施例２における、単相磁石式発電機を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。
【図６】実施例３における、単相磁石式発電機を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１  単相磁石式発電機
２  ロータ
２２Ｎ  Ｎ極の永久磁石
２２Ｓ  Ｓ極の永久磁石
３  ステータ
４  巻線ポール
４Ａ  同位相ポール
４Ｂ  位相進みポール
４Ｃ  位相遅れポール
５  巻線低減ポール
６  巻線
Ｃ  周方向
Ｃ１  周方向一方側
Ｃ２  周方向他方側
【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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