JP2003244917A - 磁石式発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロータのボス部の強度を高く保持しつつ、ロー
タの形状を小型化することができる磁石式発電機を提供
する。 【解決手段】この磁石式発電機のステータは、リング状
の継鉄部１１の外周に複数の突極部が突設されたステー
タコア１と、ステータコア１の各突極部に巻装された発
電コイル２と、からなり、継鉄部１１に穿設された取付
孔１３と取付ボルト１６を用いて固定部１８に固定され
る。固定部１８には固定孔１９が穿設されると共に、取
付孔１３にめねじ部１３ａが形成され、取付ボルト１６
が固定孔１９から取付孔１３に差し込まれ、取付ボルト
１６のおねじ部が取付孔１３のめねじ部１３ａに螺合し
て締め付けられ、ステータが固定部に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車、バギ
ー車、雪上車などのエンジンに装着され、搭載バッテリ
の充電や電気機器への電力供給に使用される磁石式発電
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のアウタロータ型の磁石式発電機
は、一般に、多数の突極部を円周上に突設したステータ
コアの各突極部に発電コイルを巻装してステータが構成
され、鋼板を積層した構造のステータコアは、中央を円
形に開口したリング状継鉄部の周囲に、突極部を放射状
に突設し、リング状の継鉄部に穿設した複数の取付孔と
取付ボルトを用いて、エンジンケーシングなどの内側に
固定される（例えば実開昭６０−７６４７号公報等参
照）。一方、エンジンのクランク軸に固定されるロータ
は、ステータの外周部に僅かな隙間を介して回転可能に
配置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、エン
ジンへの取付の制約から、磁石式発電機の外径つまりス
テータやロータの外径の小形化が要求される場合があ
る。従来の磁石式発電機のステータは、一般に、図５に
示すように、そのステータコアのリング状の継鉄部３３
に穿設した複数の取付孔に取付ボルト３１を差込み、取
付ボルト３１の先端部をエンジンケーシング３２の対応
部に穿設したねじ孔３２ａにねじ込み、締め付け固定す
る構造である。

【０００４】ステータの外径を小径化した場合、それに
よる発電性能の低下を補うために、ステータコアの継鉄
部３３の厚さＴを厚くする必要がある。然るに、ステー
タコアの継鉄部３３の厚さを厚くすると、それに伴いロ
ータ３０の厚さ（長さ）Ｌが増大するが、発電機の小形
化の要請からは、ロータ３０の厚さ（長さ）Ｌも縮小す
る必要がある。

【０００５】しかし、従来の磁石式発電機は、図５に示
すように，そのステータをエンジンケーシング３２に固
定する場合、ステータコアの継鉄部３３に穿設した複数
の取付孔に取付ボルト３１を差込み、取付ボルト３１の
先端部をエンジンケーシング３２の対応部に穿設したね
じ孔３２ａにねじ込み、締め付け固定している。

【０００６】このため、ステータのリング状の継鉄部３
３は取付ボルト３１の頭部とエンジンケーシング３２と
の間で挟持され、強固に固定されるものの、取付ボルト
３１の頭部３１ａとロータ３０のボス部３０ａとの接触
を回避するために、ボルト頭部３１ａの周囲にある程度
のスペースを設ける必要がある。このために、ロータ３
０の長さ（厚さ）Ｌが必要以上に長くなり、また、ロー
タ３０のボス部３０ａの外径ｄの縮小によりボス部３０
ａの肉厚が薄くなり、ボス部３０ａの強度が低下する問
題があった。

【０００７】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、ロータのボス部の強度を高く保持しつつ、ロータの
形状を小型化することができる磁石式発電機を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁石式発電機は、リング状の継鉄部の外周
に複数の突極部が突設されたステータコアと、ステータ
コアの各突極部に巻装された発電コイルと、からなるス
テータが、継鉄部に穿設された取付孔と取付ボルトを用
いて固定部に固定される磁石式発電機において、固定部
に固定孔が穿設されると共に、取付孔にめねじ部が形成
され、取付ボルトが固定孔から取付孔に差し込まれ、取
付ボルトのおねじ部が取付孔のめねじ部に螺合して締め
付けられることにより、ステータが固定部に固定される
ことを特徴とする。

【０００９】ここで、上記取付孔の固定部寄りの一部に
めねじ部を形成し、ステータコアの厚さより短いおねじ
部を有する取付ボルトを、取付孔にねじ込んで締め付け
固定することができる。さらに、上記ステータコアの継
鉄部に穿設した取付孔の固定部寄りに、取付ボルトの外
径より少し大きい内径の孔部を形成し、取付孔の反固定
部寄りに、取付ボルトのおねじ部に螺合するめねじ部を
形成することができる。また、上記ステータコアの両端
面に積層された端部積層板には、取付ボルトの外径より
少し大きい内径の孔部を穿設するとよい。

【００１０】

【作用】上記構成の磁石式発電機では、ステータをエン
ジンケーシングなどの固定部に取り付ける場合、取付ボ
ルトをその固定部の固定孔からステータコアの取付孔に
差し込み、締め付け固定する。したがって、ステータコ
アの反固定部側つまりロータ側に面した部分に、取付ボ
ルトの頭部などが突出することがないから、ロータの内
側にそれほど大きなスペースを形成する必要がない。

【００１１】このため、ロータの長さを取付ボルトの頭
部との干渉を回避するために増大する必要がなく、ロー
タの小形化が可能となる。また、ロータのボス部の外径
を縮小する必要がないため、ボス部の肉厚を厚くとるこ
とができ、ロータのボス部の強度を充分に高く保持する
ことができる。

【００１２】また、取付孔の固定部寄りの一部にめねじ
部を形成し、ステータコアの厚さより短いおねじ部を有
する取付ボルトを取付孔にねじ込んで締め付け固定する
ように構成すれば、取付孔の全長が長い場合であって
も、めねじ部の長さは短くなり、タッピング加工を容易
に行うことができる。

【００１３】また、上記ステータコアの継鉄部に穿設し
た取付孔の固定部寄りに、取付ボルトの外径より少し大
きい内径の孔部を形成し、取付孔の反固定部寄りに、取
付ボルトのおねじ部に螺合するめねじ部を形成するよう
に構成すれば、ステータコアの厚さが厚く、取付孔の全
長が長い場合であっても、取付孔の略全長に届く長さの
取付ボルトを用いて締め付け固定すれば、ステータコア
の全厚さ部分が取付ボルトの先端部と頭部との間で挟持
されるように締め付け固定することができる。このた
め、充分な強度でステータを固定部に固定することがで
き、激しい振動が生じるエンジンに搭載された場合で
も、耐振強度を向上させることができる。

【００１４】さらに、ステータコアの両端面に積層され
た端部積層板に、取付ボルトの外径より少し大きい内径
の孔部を穿設するように構成すれば、両側の端部積層板
を共通部品として製造でき、製造コストを低減すること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は磁石式発電機の断面図を示
している。この磁石式発電機のステータは、リング状の
継鉄部１１の外周に複数の突極部１２が突設されたステ
ータコア１と、ステータコア１の各突極部１２に巻装さ
れた発電コイル２と、から構成され、このステータは、
ステータコア１の継鉄部１１に穿設された複数の取付孔
１３と取付ボルト１６を用いて、エンジンケーシングな
どの固定部１８に固定される。

【００１６】ステータコア１の各突極部１２には発電コ
イル２が巻装される。発電コイル２を巻装するステータ
コア１は、中央に円形の開口部を有するリング状の継鉄
部１１の外周に、複数の突極部１２を所定角度間隔で放
射状に突設して形成され、このようなステータコア１の
形状は、所定形状に打ち抜いた複数の鋼板を積層し、複
数のリベット１４によりそれらを一体に固定して形成さ
れる。

【００１７】リベット１４用のリベット孔および取付ボ
ルト１６用の取付孔１３は、積層鋼板の打ち抜き時に、
リング状の継鉄部１１の周囲に所定に間隔で複数個穿設
される。例えば、４本のリベット１４でコアを固定する
場合は、約９０度の間隔で４個のリベット孔を穿設し、
３本の取付ボルト１６でステータを固定部１８に固定す
る場合は、約１２０度の間隔で３個の取付孔１３を穿設
する。

【００１８】鋼板を積層した構造のステータコア１の正
面と背面の両端面には、各突極部１２の先端をフランジ
状に曲折した形状の端部積層板１５が配置され、そのフ
ランジ部分で巻装する発電コイル２の保持機能を持たせ
ている。

【００１９】上述のごとく、積層された状態の継鉄部１
１には、エンジンケーシング等の固定部１８に固定する
ために取付ボルト１６用の取付孔１３が複数個穿設さ
れ、リベット１４を通すためのリベット孔が継鉄部１１
に複数個穿設されており、先ず、積層された状態で、継
鉄部１１の複数のリベット孔にリベット１４を挿通し、
その両端をかしめて、ステータコア１を一体に形成す
る。

【００２０】その後、継鉄部１１に形成された取付孔１
３内にタッピング加工を行ってめねじ部１３ａを形成す
る。取付孔１３はステータコア１の全長Ｔ１にわたり形
成されているが、めねじ部１３ａはそこにねじ込む取付
ボルト１６の有効ねじ長程度の長さだけ形成され、図１
のように、ステータコア１のＡ部を除いた部分に取付ボ
ルト１６をねじ込む場合、取付孔１３のロータ２１側の
一部を除いた部分にめねじ部１３ａを形成する。

【００２１】ステータコア１は複数のリベット１４で積
層板を一体に固定しているため、それほど大きな振動が
発電機に印加されない場合は、ステータコア１のＡ部を
除いた部分に取付ボルト１６をねじ込むのみで、必要な
ステータの固定強度を出すことができる。したがって、
取付孔１３には図１のＡ部を除く部分にのみタッピング
を行えばよく、そのタッピング加工はタップの破損など
を生じずに容易に行うことができる。そして、上記ステ
ータコア１には、その各突極部１２の外周部にエポキシ
樹脂などでコーティング層を形成した後、その各突極部
１２に、発電コイル２が巻線機によって順に所定のター
ン数巻装される。

【００２２】一方、ステータが固定されるエンジンケー
シングなどの固定部１８には、ステータコア１の継鉄部
１１に穿設した取付孔１３に対応した位置に、固定孔１
９が穿設される。固定孔１９は、大径孔と小径孔とを段
差部を介して連接した形状に形成され、取付ボルト１６
の頭部を大径孔に収容可能である。

【００２３】そして、上記構成のステータは、固定部１
８の内側の定位置に当接され、複数の取付ボルト１６を
固定部１８の固定孔１９からステータコア１の継鉄部１
１の各取付孔１３に挿入し、それらの取付ボルト１６を
締め付けて固定される。なお、取付ボルト１６の頭部と
固定部１８との間にはシール材１７が介装される。

【００２４】一方、ロータにおけるロータ本体２１は、
磁性材料を熱間鍛造によりカップ状に成形すると共に切
削加工して形成され、その内側中央部にボス部２２が形
成される。ボス部２２は、その内側にエンジンクランク
シャフト２８を嵌着するためのテーパ孔２２ａを有し、
その外周部にはロータを抜く際に使用する抜きねじ部２
２ｂが形成される。また、ボス部２２の先端には、締付
座面２２ｃが形成される。

【００２５】さらに、ロータ本体２１の内周面に沿っ
て、複数の永久磁石２３が円周上で所定の角度間隔で配
設されると共に、永久磁石２３の後部にスペーサ２４が
配置される。このような複数の永久磁石２３とスペーサ
２４は、その内側に非磁性体の筒状カバー２５が配置さ
れて取り付けられ、永久磁石２３の上部に小形のスペー
サ２６を配設した状態で、ロータ本体２１の先端部周縁
部に突設した曲げ固定部２１ａを内側に巻きかしめると
共に、加熱硬化型の合成樹脂接着剤を内部に流し込んで
加熱硬化させ、永久磁石２３、スペーサ２４，２６およ
び筒状カバー２５がロータ本体２１の内側に固定され
る。

【００２６】このようなロータは、そのボス部２２のテ
ーパ孔２２ａにエンジンクランクシャフト２８のテーパ
部を差し込むようにして、エンジン側に装着され、クラ
ンクシャフト２８の先端のおねじ部にワッシャ２９ａと
ナット２９を嵌め込み、ナット２９を締め付けて、ロー
タをクランクシャフト２８の端部に締付固定する。

【００２７】このように、エンジンに装着された磁石式
発電機のロータは、ステータの外側に一定の僅かな隙間
を介して、その内側の永久磁石２３をステータの突極部
１２の外周部に位置させ、回転可能に装着される。

【００２８】このような構造の磁石式発電機によれば、
上述のように、ステータの取付ボルト１６がエンジンケ
ーシングなどの固定部１８側の固定孔１９からステータ
コア１の取付孔１３に差し込まれ、ステータコア１のロ
ータ側に面した部分に、取付ボルト１６の頭部などが突
出することがないから、図１のように、ロータ本体２１
の内側にそれほど大きなスペースを形成する必要がな
い。このため、ロータの長さを取付ボルトの頭部の干渉
回避のために増大する必要がなく、小形化が可能とな
る。また、ロータ２０のボス部２０ａの外径を縮小する
必要がないため、ボス部２０ａの肉厚を厚くとることが
でき、ボス部２０ａの強度を充分に高く保持することが
できる。

【００２９】図２は他の実施形態の磁石式発電機の断面
図を示している。この例では、ステータコア1のリング
状の継鉄部１１に穿設した複数の取付孔４３の固定部寄
りに、取付ボルト４６の外径より少し大きい内径の孔部
４３ａを形成し、取付孔４３の反固定部寄りに、取付ボ
ルト４６のおねじ部４６ａに螺合するめねじ部４３ｂを
形成している。他の部分については，上記実施形態と同
様であり，同様な構造の部分については、図１と同じ符
号を付してその説明を省略する。

【００３０】すなわち、このステータコア１のリング状
の継鉄部１１には、図３に示すように、固定部寄りに取
付ボルト４６の外径より少し大きい内径ｄ１の孔部４３
ａを持つ取付孔４３が穿設され、取付孔４３の反固定部
寄りには、取付ボルト４６のおねじ部４６ａに螺合する
めねじ部４３ａが穿設される。めねじ部４３ｂの内径ｄ
２は孔部４３ａの内径ｄ１より少し小径となる。

【００３１】このような孔部４３ａとめねじ部４３ｂを
持つ取付孔４３には、積層鋼板と両端面の端部積層板１
５を積層し、リベット孔にリベット１４を通し、両端を
かしめてステータコア１を製作した状態で、めねじ部４
３ｂの下孔にタップをねじ込んでタッピング加工を行
い、内周部にめねじを形成する。その際、めねじ部４３
ｂは取付孔４３の半分程度であるから、タップをねじ込
んでねじ加工する際の摩擦抵抗が少なく、タップの折損
などが少なく、容易にタッピング加工を施すことができ
る。

【００３２】図１の実施形態では、取付孔１３内に、め
ねじ部１３ａを全体ではなく、固定部寄りの一部に形成
し、長さの短い取付ボルト１６を使用することにより、
タッピング加工時のタップの折損などを防止したが、図
２の例では、めねじ部４３ｂを取付孔４３内における反
固定部寄りの一部に形成し、長さの長い取付ボルト４６
で、且つ頭部とおねじ部との間にねじのない円柱部を有
する取付ボルト４６を使用している。

【００３３】このため、図２のように、取付ボルト４６
を固定部１８側の固定孔１９から取付孔４３に挿入して
ねじ込むと、その取付孔４３の反固定部寄りのめねじ部
４３ｂが取付ボルト４６と螺合し、取付ボルト４６の頭
部とそのおねじ部４６ａとの間で、ステータコア１の継
鉄部１１を挟持するように締付固定する。

【００３４】したがって、ステータコア１の孔部４３ａ
のＣ部分（図３）はねじで固定されることはないが、取
付ボルト４６の頭部とおねじ部４６ａによって強力に挟
持されるから、ステータコア全体を確実に且つ高い強度
で固定することができる。また、図１の例のように、リ
ベット１４のみにより保持されるＡ部分が、図２の例で
は生じないから、激しい振動の発生するエンジンであっ
ても、ステータコア１の耐振強度を向上させ、振動によ
る損傷等を防止することができる。また、製造時にステ
ータコアの取付孔４３にタッピング加工する部分は、Ｄ
部のみでよいから、タッピング加工が容易でタップの破
損などを防止することができる。

【００３５】なお、反固定部寄りの端部積層板１５に穿
設する取付孔１５ａは、図４のようにめねじ部と同じ内
径ｄ２ではなく、ねじのない固定部寄りの孔部４３ａと
同じ内径ｄ１とすることもできる。この場合、固定部寄
りの端部積層板１５と反固定部寄りの端部積層板１５の
孔径が同じになり、同じ形状の端部積層板を両側で共通
部品として使用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁石式発
電機によれば、ステータコアの反固定部側つまりロータ
側に面した部分に、取付ボルトの頭部などが突出するこ
とがないから、ロータの内側にボルト頭部との干渉を避
けるためのスペースを形成する必要がなく、ロータの長
さを小形化することができる。また、ロータのボス部の
外径を縮小する必要がないため、ボス部の肉厚を厚くと
ることができ、ロータのボス部の強度を充分に高く保持
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す磁石式発電機の断面
図である。

【図２】他の実施形態の磁石式発電機の断面図である。

【図３】ステータコアの取付孔部分の拡大断面図であ
る。

【図４】他の実施形態のステータコアの取付孔部分の拡
大断面図である。

【図５】従来の磁石式発電機の断面図である。

【符号の説明】

１−ステータコア ２−発電コイル １１−継鉄部 １２−突極部 １３−取付孔 １３ａ−めねじ部 １４−リベット １５−端部積層板 １６−取付ボルト １８−固定部 １９−固定孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA08 AB05 AB06 AC03 AC05 AE08 5H621 BB07 GA01 GA04 GA16 HH01 JK05 JK08 5H622 CA05 CA10 CB05 PP04 PP05 PP13 PP15 PP16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング状の継鉄部の外周に複数の突極部
   が突設されたステータコアと、該ステータコアの各突極
   部に巻装された発電コイルと、からなるステータが、該
   継鉄部に穿設された取付孔と取付ボルトを用いて固定部
   に固定される磁石式発電機において、 前記固定部に固定孔が穿設されると共に、前記取付孔に
   めねじ部が形成され、該取付ボルトが該固定孔から該取
   付孔に差し込まれ、該取付ボルトのおねじ部が該取付孔
   のめねじ部に螺合して締め付けられて該ステータが該固
   定部に固定されたことを特徴とする磁石式発電機。
2. 【請求項２】 前記めねじ部は前記取付孔の固定部寄り
   の一部に形成され、前記ステータコアの厚さより短いお
   ねじ部を有する取付ボルトが、該取付孔にねじ込まれ締
   め付け固定されたことを特徴とする請求項１記載の磁石
   式発電機。
3. 【請求項３】 前記ステータコアの継鉄部に穿設した取
   付孔には、固定部寄りに前記取付ボルトの外径より少し
   大きい内径の孔部が形成され、該取付ボルトのおねじ部
   に螺合するめねじ部が、反固定部寄りの該取付孔内に形
   成されたことを特徴とする請求項１記載の磁石式発電
   機。
4. 【請求項４】 前記ステータコアの両端面に積層された
   端部積層板に、前記取付ボルトの外径より少し大きい内
   径の孔部が穿設されたことを特徴とする請求項３記載の
   磁石式発電機。