DE102009012413A1

DE102009012413A1 - Allzweckmotor

Info

Publication number: DE102009012413A1
Application number: DE102009012413A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Yoshida; Toshiyuki Suzuki
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2009-09-17
Also published as: CN101532425B; JP2009216017A; US8143757B2; CN102140961A; CN102140961B; CN101532425A; JP5058034B2; US20090230693A1

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung werden das Gewicht und die Größe eines für eine Energieerzeugungsanwendung bereitgestellten Allzweckmotors vermindert. Eine optionale externe Vorrichtung kann an einem Wellenabschnitt einer Drehwelle befestigt werden, und ein Axialspalt-Motor-Generator, der durch einen energieerzeugenden Rotor (inneren Rotor) und einen Stator gebildet wird, ist an einem anderen Wellenabschnitt der Drehwelle integral befestigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Universal- oder Allzweckmotor, der mit einem Axialspalt-Motor-Generator integriert ist.
In einer typischen Anwendung eines Allzweckmotors wird ein energieerzeugender Körper als eine externe Vorrichtung extern am Motor befestigt, wobei unter Verwendung einer Antriebskraft des Motors Energie erzeugt wird. In der JP-A-2001-295657 ist ein Allzweckmotor beschrieben, an dem ein Radialspalt-Motor-Generator (energieerzeugender Körper) extern befestigt wird.
Wenn ein energieerzeugender Körper an einem Allzweckmotor extern befestigt wird, muss der als eine externe Vorrichtung dienende energieerzeugende Körper herkömmlich an einer seitlich vom Motor hervorstehenden Drehwelle des Allzweckmotors befestigt werden. Die Größe und das Gewicht eines getrennt vom Allzweckmotor bereitgestellten energieerzeugenden Körpers sind jedoch extrem groß, so dass, wenn der energieerzeugende Körper einfach extern befestigt wird, die Gesamtgröße und das Gesamtgewicht zunehmen, was zu einer schwierigeren Handhabung durch einen Benutzer führt.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Gewicht und die Größe eines für eine Energieerzeugungsanwendung bereitgestellten Allzweckmotors zu vermindern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung (Anspruch 1) ist der als energieerzeugender Körper dienende Axialspalt-Motor- Generator mit dem Motorhauptkörper integral ausgebildet. Daher kann der Allzweckmotor für eine Energieerzeugungsanwendung bereitgestellt werden, ohne dass ein separater energieerzeugender Körper als externe Vorrichtung daran befestigt werden muss. Außerdem wird der Axialspalt-Motor-Generator als mit dem Motorhauptkörper integral ausgebildeter energieerzeugender Körper verwendet. Dadurch kann vermieden werden, dass die axiale Länge der Drehwelle zunimmt. Dadurch können die Größe und das Gewicht des Allzweckmotors vermindert werden, wenn der Allzweckmotor für eine Energieerzeugungsanwendung bereitgestellt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung (Anspruch 12), ist der als ein energieerzeugender Körper dienende Axialspalt-Motor-Generator mit dem Motorhauptkörper integral ausgebildet. Daher kann der Allzweckmotor für eine Energieerzeugungsanwendung bereitgestellt werden, ohne dass ein separater energieerzeugender Körper als eine externe Vorrichtung daran befestigt werden muss. Außerdem wird der Axialspalt-Motor-Generator als mit dem Motorhauptkörper integral ausgebildeter energieerzeugender Körper verwendet. Daher kann dem ersten Schwungrad eine Funktion als energieerzeugender Rotor hinzugefügt werden, indem einfach ein energieerzeugender Magnet oder ein ähnliches Element hinzugefügt wird, ohne dass die Größe und andere Spezifikationen eines in einem bereits vorhandenen Allzweckmotors bereitgestellten Schwungrades wesentlich modifiziert werden müssen. Dadurch kann vermieden werden, dass die axiale Länge der Drehwelle zunimmt. Infolgedessen kann ein energieerzeugender Motor unter Verwendung eines bereits vorhandenen Allzweckmotors als Basis kostengünstig realisiert werden, ohne dass sein Design und seine Spezifikationen wesentlich modifiziert werden müssen, und außerdem können eine Größen- und Gewichtsreduktion erzielt werden.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben; es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Allzweckmotors im demontierten Zustand, betrachtet von einer Endseite einer Drehwelle;
2 eine perspektivische Ansicht des Allzweckmotors im demontierten Zustand, betrachtet von der anderen Endseite der Drehwelle;
3 eine Seitenansicht des Allzweckmotors im demontierten Zustand;
4 eine Erläuterungsansicht eines Kühlmechanismus, in dem ein Luftstrom verwendet wird; und
5 eine Erläuterungsansicht zum Darstellen eines Lade-/Entladesystems, in dem der Allzweckmotor verwendet wird.
Die 1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten einer Ausführungsform eines Allzweckmotors 1 im demontierten Zustand. 1 zeigt den Allzweckmotor 1 betrachtet von einer Endseite einer Drehwelle 9, und 2 zeigt den Allzweckmotor 1 betrachtet von der anderen Endseite der Drehwelle 9. 3 zeigt eine Seitenansicht des Allzweckmotors 1 im demontierten Zustand, wobei das Bezugszeichen C in 3 eine axiale Richtung der Drehwelle 9 darstellt. Der Allzweckmotor 1 wird durch Integrieren eines Axialspalt-Motor-Generators 3 mit einem Motorhauptkörper 2 gebildet und wird für eine Energieerzeugungsanwendung bereitgestellt. Der Allzweckmotor 1 besteht hauptsächlich aus dem Motorhauptkörper 2, dem Axialspalt-Motor-Generator 3, einem Seilzugstarter 4, einem Gehäuse 5 und einem Kraftstofftank 6.
Der Motorhauptkörper 2 hat eine ähnliche Konfiguration wie ein typischer herkömmlicher Allzweckmotor. Der Kraftstofftank 6 zum Speichern von Kraftstoff ist an einem oberen Abschnitt des Motorhauptkörpers 2 befestigt. Die Drehwelle 9 wird durch die Antriebskraft des Motorhauptkörpers 2 gedreht. Die Drehwelle 9 weist Wellenabschnitte 9a, 9b auf, wie in 3 dargestellt ist, die von einem linken bzw. rechten Seitenabschnitt des Motorhauptkörpers 2 hervorstehen. Eine (nicht dargestellte) beliebige externe Vorrichtung, die optional separat vom Allzweckmotor 1 bereitgestellt wird, kann am Wellenabschnitt 9a befestigt werden, der von einem Seitenabschnitt des Motorhauptkörpers 2 hervorsteht. Der Axialspalt-Motor-Generator 3 ist am Wellenabschnitt 9b integral befestigt, der vom anderen Seitenabschnitt auf der dem Wellenabschnitt 9a gegenüberliegenden Seite hervorsteht.
Der Axialspalt-Motor-Generator 3 besteht hauptsächlich aus einem (nachstehend als "innerer Rotor" bezeichneten) scheibenförmigen energieerzeugenden Rotor 31 und einem Stator 32. In der vorliegenden Beschreibung werden unter der linken und der rechten Seitenfläche des inneren Rotors 31 die dem Stator 32 gegenüberliegende Seite als "gegenüberliegende Fläche" und die Seite, die dem Stator 32 nicht gegenüberliegt, als "nicht gegenüberliegende Fläche" bezeichnet (ähnlich wie bezüglich eines später beschriebenen hinteren Jochs 33). Die Mitte des inneren Rotors 31 ist derart an der Drehwelle 9 befestigt, dass der innere Rotor 31 sich integral mit der Drehwelle 9 dreht. Mehrere energieerzeugende Magnete 31a, beispielsweise Permanentmagnete auf Neodymbasis, sind in der Umfangsrichtung in Folge an der gegenüberliegenden Fläche des inneren Rotors 31 befestigt, wobei die Polaritäten benachbarter energieerzeugender Magnete 31a alternierend entgegengesetzt sind. Der Stator 32 ist in der Form eines Rings mit einem hohlen Abschnitt in der Mitte ausgebildet. Der Stator 32 wird durch mehrere sich im Wesentlichen gerade erstreckende Befestigungselemente 7 am Motorhauptkörper 2 befestigt. Der Stator 32 ist in der axialen Richtung C der Drehwelle 9 weiter außerhalb der Drehwelle 9 angeordnet als der innere Rotor 31 und beabstandet vom inneren Rotor 31 angeordnet. Mehrere Spulen 32a, z. B. konzentrierte Wicklungen, sind mit dem Stator 32 verbunden und daran befestigt.
Außerdem ist ein scheibenförmiges hinteres Joch 33, das sich integral mit der Drehwelle 9 dreht, in der Nähe des durch die Elemente 31, 32 gebildeten Axialspalt-Motor-Generators 3 und weiter zur Außenseite der Drehwelle 9 hin angeordnet als der Stator 32. Das hintere Joch 33 ist in der axialen Richtung C vom Stator 32 beabstandet. Das hintere Joch 33 wird in einer ergänzenden Weise zum effizienten Sichern eines Flusspfades für die energieerzeugenden Magnete 31a im inneren Rotor 31 verwendet (ist jedoch nicht erforderlich) und kann beispielsweise aus einem vergleichsweise dünnen Stahlblech hergestellt sein. Außerdem weist das hintere Joch 33 mehrere Belüftungslöcher 33b und ein Kühlrippenelement 34 auf. Die in der Umfangsrichtung angeordneten Belüftungslöcher 33b erstrecken sich in der axialen Richtung C durch das hintere Joch 33. Mehrere sich in einer diametralen Richtung erstreckende Kühlrippen sind auf dem Außenumfang des Kühlrippenelements 34 angeordnet, das auf der gegenüberliegenden Fläche des inneren Rotors 31 angeordnet ist, und drehen sich integral mit der Drehwelle 9. So lange das Kühlrippenelement 34 sich integral mit der Drehwelle 9 dreht, muss es nicht notwendigerweise integral mit dem hinteren Joch 33 ausgebildet sein, sondern es kann integral mit dem inneren Rotor 31 oder als bezüglich den Elementen 31, 33 separates Element ausgebildet sein. Das Kühlrippenelement 34 wird in den hohlen Abschnitt des Stators 32 eingesetzt und darin aufgenommen. Die Belüftungslöcher 33b und das Kühlrippenelement 34 dienen zum Kühlen sowohl des Motorhauptkörpers 2 als auch des Axialspalt-Motor-Generators 3 in Verbindung mit den Abschnitten 31b, 31c auf der Seite des inneren Rotors 31.
Der innere Rotor 31 weist mehrere Kühlrippen 31c und mehrere Belüftungslöcher 31b auf. Die in der Umfangsrichtung angeordneten Kühlrippen 31c stehen jeweils senkrecht von der nicht gegenüberliegenden Fläche des inneren Rotors 31 in der axialen Richtung C hervor und erstrecken sich im Wesentlichen in eine diametrale Richtung. Außerdem sind die in der Umfangsrichtung angeordneten Belüftungslöcher 31b auf der Innenseite der Kühlrippen 31c angeordnet und erstrecken sich in der axialen Richtung C durch den inneren Rotor 31.
Der Außendurchmesser des inneren Rotors 31 ist kleiner als der Außendurchmesser des auf seiner Außenseite angeordneten Stators 32. Dies dient dazu, die Form eines Befestigungselements 7 zu optimieren, das zum Befestigen des Stators 32 am Motorhauptkörper 2 verwendet wird, und einen Versatz (Vibrationsamplitude) des Stators 32 zu verhindern, der durch eine Vibration des Motorhauptkörpers 2 verursacht wird. In diesem Fall wird der Abschnitt des Stators 32 (der Abschnitt, der einen größeren Durchmesser hat als der innere Rotor 31), der in der diametralen Richtung (radialen Richtung) hervorsteht, als Abschnitt zum Befestigen eines Endes des stabförmigen Befestigungselements 7 verwendet. Außerdem kann, weil der innere Rotor 31 einen kleineren Durchmesser hat als der Stator 32, eine Wechselwirkung zwischen dem Befestigungselement 7 und dem inneren Rotor 31 auch dann vermieden werden, wenn das Befestigungselement 7 eine im Wesentlichen gerade Form mit einer minimalen Länge hat.
Der Axialspalt-Motor-Generator 3 wird durch ein Paar gebildet, das den inneren Rotor 31 und den Stator 32 aufweist, wobei ein Spalt, der zwischen der gegenüberliegenden Fläche des inneren Rotors 31 und der der gegenüberliegenden Fläche des inneren Rotors 31 gegenüberliegenden Fläche des Stators 32 vorhanden ist, einem Axialspalt entspricht. Wenn der Axialspalt-Motor-Generator 3 verwendet wird, in dem kein magnetisches Stahlblech verwendet wird, ist der Eisenverlust im Vergleich zu einem typischen Radialspalt-Motor-Generator ver mindert, so dass eine hochgradig effiziente Energieerzeugung realisiert werden kann.
Der am Wellenabschnitt 9b der Drehwelle 9 befestigte innere Rotor 31 trägt ein bestimmtes Gewicht, nicht nur aufgrund seines Eigengewichts, sondern auch des Gewichts der darin eingebetteten energieerzeugenden Magnete 31a. Daher funktioniert der innere Rotor 31 als Schwungrad zum Stabilisieren der Drehkraft der Drehwelle 9, die sich über einen einzelnen Zyklus des Motorhauptkörpers 2 ändert, mit Hilfe der durch seine Drehbewegung erzeugten Trägheitskraft. Das hintere Joch 33 kann ähnlicherweise als Schwungrad dienen, insofern es ein bestimmtes Gewicht trägt.
Der Seilzugstarter 4 ist auf der Seite der nicht gegenüberliegenden Fläche des hinteren Jochs 33 angeordnet, oder mit anderen Worten auf der Außenseite des hinteren Jochs 33, um die Drehwelle 9 während des Anlass- oder Startvorgangs des Motorhauptkörpers 2 zwangsweise zu drehen. Im Seilzugstarter 4 ist ein Einlassport zum Ansaugen von Luft zum Kühlen des Motorhauptkörpers 2 und des Axialspalt-Motor-Generators 3 ausgebildet. Der Axialspalt-Motor-Generator 3 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist im Wesentlichen vollständig durch das Gehäuse 5 abgedeckt. Das Gehäuse 5 ist innen derart ausgeformt, dass die über den Einlassport des Seilzugstarters 4 angesaugte Luft zur Seite des Motorhauptkörpers 2 geführt wird.
Ein Zündmagnet 8 (vgl. 3) zum Erfassen eines Drehwinkels der Drehwelle 9 ist am hinteren Joch 33 befestigt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Zündmagnet 8 an der Seite der nicht gegenüberliegenden Fläche des hinteren Jochs 33 befestigt, und die Position des Zündmagneten 8, d. h. der Drehwinkel der Drehwelle 9, wird durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Positionserfassungssensor erfasst. Der Positionserfassungssensor ist am Motorhauptkörper 2 derart befestigt, dass er weiter außen angeordnet ist als ein Außenrand des hinteren Jochs 33, und erfasst den Punkt, an dem er dem Zündmagnet 8 des hinteren Jochs 33 in der diametralen Richtung gegenüberliegt. In diesem Fall muss der Positionserfassungssensor weiter zur Außenseite hin befestigt sein als der Außenrand des Stators 32, um eine Wechselwirkung mit dem Stator 32 zu vermeiden, so dass der Zwischenraum zwischen dem Positionserfassungssensor und dem Zündmagnet 8 zunimmt. Es kann jedoch eine für praktische Zwecke ausreichende Erfassungsgenauigkeit gewährleistet werden. Wenn der Zündmagnet 8 am hinteren Joch 33 befestigt ist, sind in der Nähe des Zündmagneten 8 Zündsystemelemente (nicht dargestellt) angeordnet, wie beispielsweise eine Zündspule. Indem die Zündsystemelemente weiter zur Außenseite hin bereitgestellt werden, kann während Wartungsarbeiten eine Abstandseinstellung leicht ausgeführt werden.
Der Zündmagnet 8 kann anstatt am hinteren Joch 33 am inneren Rotor 31 befestigt werden. Beispielsweise kann der Zündmagnet 8 an der Seite der nicht gegenüberliegenden Fläche des inneren Rotors 31 befestigt werden.
Wenn die Drehwelle 9 durch den Antrieb des Motorhauptkörpers 2 gedreht wird, dreht sich auch der mit der Drehwelle 9 integral ausgebildete innere Rotor 31. Wenn der innere Rotor 31 sich dreht, drehen sich die am inneren Rotor 31 befestigten energieerzeugenden Magnete 31a um die Achse der Drehwelle 9, so dass sich ein den Rotor 31 umgebendes Magnetfeld rasch ändert. Daher fließt ein durch elektromagnetische Induktion in den energieerzeugenden Magneten 31a erzeugter induzierter elektrischer Strom in die Spulen 32a des in der Nähe des inneren Rotors 31 angeordneten Stators 32. Durch diesen Energieerzeugungsmechanismus erzeugt der Axialspalt-Motor-Generator 3 elektrische Energie und gibt sie aus.
4 zeigt eine Erläuterungsansicht eines im Gehäuse 5 angeordneten Kühlmechanismus, in dem ein Luftstrom verwendet wird. In der Zeichnung sind die Elemente 31 bis 33 in der axialen Richtung C in einem wesentlichen Abstand voneinander dargestellt, dies dient jedoch lediglich zum Verdeutlichen der Beschreibung, in Wirklichkeit sind die Elemente 31 bis 33 näher zueinander angeordnet, so dass das Kühlrippenelement 34 des hinteren Jochs 33 in den hohlen Abschnitt des Stators 32 eingesetzt ist. Wenn die Drehwelle 9 durch den Antrieb des Motorhauptkörpers 2 gedreht wird, werden die auf dem inneren Rotor 31 angeordneten Kühlrippen 31c in der Umfangsrichtung versetzt. Infolgedessen wird durch die Kühlrippen 31c veranlasst, dass ein Teil der Luft, die über den Einlassport des Seilzugstarters 4 angesaugt wird und die Belüftungslöcher 33b im hinteren Joch 33 durchströmt, in der Außenumfangsrichtung des inneren Rotors 31 herausströmt. Dieser zum Außenumfang herausströmende äußere Luftstrom strömt in die axiale Richtung C, während er sich um die Innenform des Gehäuses 5 dreht, bis er den Motorhauptkörper 2 erreicht. Der Luftstrom kühlt den hohlen Abschnitt des Stators 32 und das Innere des inneren Rotors 31 (und kühlt außerdem einen Mittenabschnitt des hinteren Jochs 33), so dass auch der Motorhauptkörper 2 gekühlt wird.
Außerdem dreht sich, wenn die Drehwelle 9 sich dreht, das mit dem hinteren Joch 33 integral ausgebildete Kühlrippenelement 34. Infolgedessen strömt ein Teil der Luft, die über den Einlassport des Seilzugstarters 4 angesaugt wird und die Belüftungslöcher 33b im hinteren Joch 33 durchströmt, in den hohlen Abschnitt des Stators 32. Wenn das Kühlrippenelement 34 sich dreht, strömt ein Teil der zuströmenden Luft durch einen Spalt (Axialspalt) zwischen dem inneren Rotor 31 und dem Stator 32 in der Außenumfangsrichtung des Stators 32 heraus. Ein anderer Teil dieses Luftstroms strömt über einen Spalt zwischen dem Stator 32 und dem hinteren Joch 33 in der Außenumfangsrichtung des Stators 32 heraus. Der zum Außenumfang herausströmende Luftstrom vereinigt sich dann mit dem äußeren Luftstrom. Dieser Luftstrom kühlt das hintere Joch 33 und die jeweiligen Innenräume des Stators 32 und des inneren Rotors 31. Ein anderer Teil des Luftstroms strömt über die Belüftungslöcher 31b im inneren Rotor 31 in den Motorhauptkörper 2. Durch diesen Luftstrom werden sowohl der Axialspalt-Motor-Generator 3 als auch der Motorhauptkörper 2 gekühlt. Die Luftstromrichtung im Inneren des Stators 32 ist durch die Beziehung zwischen der Drehrichtung der Drehwelle 9 und der Neigungsrichtung des Kühlrippenelements 34 eindeutig definiert. Nachdem die Luft den Motorhauptkörper 2 erreicht hat, wird sie zu einer hinteren Seite in der Breitenrichtung (inneren Seite in der Achsenrichtung) abgeleitet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der als energieerzeugender Körper dienende Axialspalt-Motor-Generator 3 mit dem Motorhauptkörper 2 integriert. Daher kann der Allzweckmotor 1 für eine Energieerzeugungsanwendung bereitgestellt werden, ohne dass ein separater energieerzeugender Körper als eine externe Vorrichtung daran befestigt werden muss. Außerdem können, wenn eine externe Vorrichtung befestigt wird, die externe Vorrichtung und der energieerzeugende Axialspalt-Motor-Generator 3 parallel betrieben werden. Der Axialspalt-Motor-Generator 3 wird als integrierter energieerzeugender Körper verwendet. Dadurch kann vermieden werden, dass die axiale Länge der Drehwelle 9 zunimmt. Infolgedessen können die Größe und das Gewicht des Allzweckmotors 1 vermindert werden, wenn der Allzweckmotor 1 für eine Energieerzeugungsanwendung verwendet wird.
Typischerweise hat der Axialspalt-Motor-Generator 3 dahingehend Vorteile gegenüber einem Radialspalt-Motor-Generator, dass seine Größe in der radialen Richtung (diametralen Richtung) vermindert werden kann. Daher kann veranlasst werden, dass ein in einem bereits vorhandenen Allzweckmotor bereitgestelltes Schwungrad als der innere Rotor 31 dient, indem einfach die energieerzeugenden Magnete 31a befestigt werden, ohne dass die Größe und andere Spezifikationen des Schwungrades oder die Spezifikationen und andere Eigenschaften eines Motorhauptkörpers des Allzweckmotors wesentlich modifiziert werden. Dadurch kann der Allzweckmotor 1 für eine Energieerzeugungsanwendung, der einen bereits vorhandenen Allzweckmotor als Basis verwendet, kostengünstig realisiert werden, ohne dass das Design und die Spezifikationen des bereits vorhandenen Motors wesentlich modifiziert werden, und außerdem kann eine verbesserte Energieerzeugungskapazität erzielt werden, während eine Größen- und Gewichtsreduzierung realisiert werden.
Wenn ein bereits vorhandener Allzweckmotor mit einem Schwungrad als Basis verwendet wird, werden die mehreren energieerzeugenden Magnete 31a in der Umfangsrichtung in Folge an der gegenüberliegenden Fläche des Schwungrades befestigt, das am hervorstehenden Abschnitt 9b befestigt ist, so dass sie sich integral mit der Drehwelle 9 drehen. Dann wird der Stator 32 auf der Innenseite des Schwungrades und beabstandet vom Schwungrad auf der Drehwelle 9 angeordnet. Wenn diese Verbesserung für ein bereits vorhandenes Schwungrad implementiert wird, kann das Schwungrad als funktionelles Äquivalent des inneren Rotors 31 gehandhabt werden. Das hintere Joch 33, das auf der Außenseite des Stators 32 und beabstandet vom Stator 32 auf der Drehwelle 9 angeordnet ist, kann auf eine ähnliche Weise funktionieren wie ein Schwungrad.
Außerdem können gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Axialspalt-Motor-Generator 3 und der Motorhauptkörper 2 effektiv gekühlt werden. D. h., der äußere Luftstrom, der in der Außenumfangsrichtung des inneren Rotors 31 herausströmt, wenn die Kühlrippen 31c in der Umfangsrichtung versetzt werden, wird um das Gehäuse 5 herum in der axialen Richtung C zum Motorhauptkörper 2 geführt. Außerdem durchläuft der Luftstrom, der bei einer Drehbewegung des Kühlrippenelements 34 durch die Belüftungslöcher 33b angesaugt wird, den Spalt vom hohlen Abschnitt des Stators 32 und vereinigt sich dann mit dem äußeren Luftstrom. Durch diese Luftströme werden der Motorhauptkörper 2 und der durch den inneren Rotor 31 und den Stator 32 gebildete Axialspalt-Motor-Generator 3 gekühlt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der innere Rotor 31 auf der Innenseite des Stators 32 angeordnet, so dass ein nach außen freiliegender Abschnitt des inneren Rotors 31 verkleinert werden kann. Daher ist es, auch wenn durch die Kühlrippen 31c oder ähnliche Elemente ein Luftstrom erzeugt wird, unwahrscheinlich, dass Fremdstoffe zwischen dem inneren Rotor 31 und dem Stator 32 eindringen, so dass der Allzweckmotor 1 mit einer hohen Lebensdauer realisiert werden kann.
Außerdem sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Kühlrippen 31c auf dem auf der Innenseite des Stators 32 angeordneten inneren Rotor 31 ausgebildet, so dass eine Energieerzeugungsfunktion und eine Kühlfunktion durch ein einzelnes Element realisierbar sind, wodurch die Anzahl der verwendeten verschleißenden Komponenten vermindert werden kann. Außerdem kann dem inneren Rotor 31, wenn auch der Zündmagnet 8 am inneren Rotor 31 befestigt wird, eine Motorsteuerungsfunktion hinzugefügt werden, wodurch die Anzahl der Komponenten des Allzweckmotors 1 weiter vermindert werden kann (ähnlich wie bezüglich des Jochs 33). Aufgrund dieser Wirkungen kann der Axialspalt-Motor-Generator 3 einfach montiert werden, was zu einer Verbesserung der Massenproduktion beiträgt.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform konzentriert sich auf die Energieerzeugung durch den Axialspalt-Motor-Generator 3, oder mit anderen Worten auf einen Ladevorgang, es können jedoch sowohl ein Lade- als auch ein Entladevorgang ausgeführt werden. 5 zeigt eine Erläuterungsansicht zum Darstellen eines Lade-/Entladesystems, in dem der Allzweckmotor 1 verwendet wird. Während eines Ladevorgangs fließt der aus dem Stator 32 heraus fließende elektrische Strom über eine Einheit 10 in eine Energiequelle 11. Die Einheit 10 steuert den Lade- und Entladevorgang durch die Energiequelle 11. Die Energiequelle 11 ist eine Speichervorrichtung, die dazu geeignet ist, geladen und entladen zu werden, wie beispielsweise eine Bleibatterie, eine Lithiumionenbatterie oder ein Kondensator. Als Ergebnis wird die kinetische Energie eines Drehkörpers in elektrische Energie umgewandelt, durch die die Energiequelle 11 geladen wird. Während des Entladevorgangs fließt dagegen der aus der Energiequelle 11 heraus fließende Strom über die Einheit 10 in den Stator 32. Infolgedessen wird elektrische Energie in kinetische Energie des Drehkörpers umgewandelt, so dass der Axialspalt-Motor-Generator 3 beginnt sich zu drehen. Wenn ein Lade-/Entladevorgang auf diese Weise ausgeführt wird, kann veranlasst werden, dass der Axialspalt-Motor-Generator 3 nicht nur als energieerzeugender Körper, sondern auch als Anlasser oder Starter des Allzweckmotors 1 funktioniert. Das Umschalten zwischen der Lade- und der Entladefunktion erfolgt durch Betätigen eines auf der Einheit 10 vorgesehenen Schalters.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-295657 A [0002]

Claims

Allzweckmotor mit: einem Motorhauptkörper; einer durch eine Antriebskraft des Motorhauptkörpers gedrehten Drehwelle mit einem auf einem Seitenabschnitt des Motorhauptkörpers angeordneten ersten Wellenabschnitt und einem auf einem anderen Seitenabschnitt des Motorhauptkörpers angeordneten zweiten Wellenabschnitt; und einem am zweiten Wellenabschnitt integral befestigten Axialspalt-Motor-Generator; wobei der Axialspalt-Motor-Generator aufweist: einen energieerzeugenden Rotor, der sich integral mit der Drehwelle dreht; und einen Stator, der am Motorhauptkörper befestigt und auf der Außenseite des energieerzeugenden Rotors angeordnet und vom energieerzeugenden Rotor beabstandet ist.
Allzweckmotor nach Anspruch 1, wobei mehrere Magnete in der Umfangsrichtung in Folge an einer dem Stator gegenüberliegenden Fläche des energieerzeugenden Rotors befestigt sind; und mehrere Spulen am Stator befestigt und damit verbunden sind.
Allzweckmotor nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem hinteren Joch, das auf der Drehwelle auf der Außenseite des Stators angeordnet und vom Stator beabstandet ist.
Allzweckmotor nach Anspruch 3 mit einem Durchgangsloch, das derart im hinteren Joch ausgebildet ist, dass es sich in der axialen Richtung der Drehwelle durch das hintere Joch erstreckt.
Allzweckmotor nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Zündmagnet zum Erfassen eines Drehwinkels der Drehwelle am hinteren Joch befestigt ist.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Kühlrippenelement, das sich integral mit der Drehwelle dreht und in einen hohlen Abschnitt des Stators eingesetzt ist, wobei auf dem Kühlrippenelement mehrere erste Kühlrippen in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Allzweckmotor nach Anspruch 6, wobei das Kühlrippenelement mit dem energieerzeugenden Rotor oder dem hinteren Joch integral ausgebildet ist.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einem sich im Wesentlichen gerade erstreckenden Befestigungselement, wobei ein Außendurchmesser des Stators größer ist als ein Außendurchmesser des energieerzeugenden Rotors; und ein Ende des Befestigungselements am Motorhauptkörper befestigt ist und das andere Ende des Befestigungselements an einem Abschnitt des Stators befestigt ist, der einen größeren Durchmesser hat als der energieerzeugende Rotor.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit mehreren zweiten Kühlrippen, die in der Umfangsrich tung in Folge auf dem energieerzeugenden Rotor angeordnet sind.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der energieerzeugende Rotor als Schwungrad zum Stabilisieren einer Drehkraft der Drehwelle unter Verwendung einer selbst erzeugten Trägheitskraft dient.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner mit einem Seilzugstarter, der auf der Außenseite des Stators angeordnet ist und die Drehwelle beim Anlassen des Motorhauptkörpers zwangsweise dreht.
Allzweckmotor mit: einem Motorhauptkörper; einer durch eine Antriebskraft des Motorhauptkörpers gedrehten Drehwelle mit einem auf einem Seitenabschnitt des Motorhauptkörpers angeordneten ersten Wellenabschnitt und einem auf einem anderen Seitenabschnitt des Motorhauptkörpers angeordneten zweiten Wellenabschnitt; und einem am zweiten Wellenabschnitt integral befestigten Axialspalt-Motor-Generator; wobei der Axialspalt-Motor-Generator aufweist: ein erstes Schwungrad, das sich mit der Drehwelle integral dreht und eine Drehkraft der Drehwelle unter Verwendung einer selbst erzeugten Trägheitskraft stabilisiert; und einen Stator, der am Motorhauptkörper befestigt ist und auf einer Außenseite des ersten Schwungrades und beabstandet vom ersten Schwungrad angeordnet ist, wobei mehrere Spulen mit dem Stator verbunden und daran befestigt sind; wobei mehrere Magnete in der Umfangsrichtung in Folge an einer dem Stator gegenüberliegenden Fläche des ersten Schwungrades befestigt sind.
Allzweckmotor nach Anspruch 12, ferner mit einem zweiten Schwungrad, das auf der Drehwelle auf der Außenseite des Stators und beabstandet vom Stator angeordnet ist und als ein hinteres Joch dient.
Allzweckmotor nach Anspruch 13 mit einem Durchgangsloch, das derart im zweiten Schwungrad ausgebildet ist, dass es sich in der axialen Richtung der Drehwelle durch das zweite Schwungrad erstreckt.
Allzweckmotor nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Zündmagnet zum Erfassen eines Drehwinkels der Drehwelle am zweiten Schwungrad befestigt ist.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 15, ferner mit einem Kühlrippenelement, das sich integral mit der Drehwelle dreht und in einen hohlen Abschnitt des Stators eingesetzt ist, wobei auf dem Kühlrippenelement mehrere erste Kühlrippen in der Umfangsrichtung in Folge angeordnet sind.
Allzweckmotor nach Anspruch 16, wobei das Kühlrippenelement mit dem ersten Schwungrad oder dem zweiten Schwungrad integral ausgebildet ist.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 17, ferner mit einem sich im Wesentlichen gerade erstreckenden Befestigungselement, wobei ein Außendurchmesser des Stators größer ist als ein Außendurchmesser des ersten Schwungrades; und ein Ende des Befestigungselements am Motorhauptkörper befestigt ist und das andere Ende des Befestigungselements an einem Abschnitt des Stators befestigt ist, der einen größeren Durchmesser hat als das erste Schwungrad.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 18, ferner mit mehreren zweiten Kühlrippen, die in der Umfangsrichtung in Folge auf dem ersten Schwungrad angeordnet sind.
Allzweckmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 19, ferner mit einem Seilzugstarter, der auf der Außenseite des Stators angeordnet ist und die Drehwelle beim Anlassen des Motorhauptkörpers zwangsweise dreht.