JP2005218254A - 一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】工数を大幅に削減してコストの低減を可能にする外，クラッチアウタ及びアウタロータの同心精度を高めて，アウタロータ及びステータ間の間隙を狭めることを可能にした，一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体を提供する。
【解決手段】始動用一方向クラッチ３のクラッチアウタ９に，発電機４のアウタロータ５を結合した，一方向クラッチ及び発電機用アウタロータ５の組立体において，クラッチアウタ９を，クラッチインナ８を囲繞する環状部９ａと，この環状部９ａに一体に形成されて半径方向内方に延びる側壁部９ｂと，この側壁部９ｂの内周端に一体に形成されてクランク軸２に固着されるボス９ｃとで構成し，その側壁部９ｂの外側面に，外周側を開放した環状の凹部２０を設け，該凹部２０にアウタロータ５の内周端部を嵌合して溶接２２した。
【選択図】 図１

Description

本発明は，エンジンのクランク軸に相対回転自在に支承され，一側に始動ギヤを有するクラッチインナと，このクラッチインナを同心上で囲繞するように配置されて前記クランク軸に固着されるクラッチアウタと，これらクラッチインナ及びクラッチアウタ間に介装されて前者から後者への一方向のみの伝動を可能にする一方向伝動駒とで一方向クラッチを構成し，前記クラッチアウタには，エンジンの固定構造体に固着されるステータと共同して発電機を構成するアウタロータを結合した，一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体の改良に関する。

かゝる一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体は，例えば下記特許文献に開示されるように，既に知られている。
特公平６−６５８９９号公報

ところで，従来のかゝる一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体では，アウタロータをクラッチアウタに複数のリベットにより固着していたので，クラッチアウタ及びアウタロータには，複数のリベットを挿通するための複数のリベット孔を穿設しなければならず，これが工数を多くしてコストの低減を妨げるのみならず，リベット孔の加工誤差を見込んで，アウタロータと，エンジンの固定構造体に固着されるステータとの対向周面間の間隙を大きめに設定することを余儀なくされていた。ところで，上記間隙は，発電機の発電効率を高める上に，極力小さくすることが望まれている。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，工数を大幅に削減してコストの低減を可能にする外，クラッチアウタ及びアウタロータの同心精度を高めて，アウタロータ及びステータ間の間隙を狭め，発電機の発電効率の向上を図ることを可能にした，前記一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，エンジンのクランク軸に相対回転自在に支承され，一側に始動ギヤを有するクラッチインナと，このクラッチインナを同心上で囲繞するように配置されて前記クランク軸に固着されるクラッチアウタと，これらクラッチインナ及びクラッチアウタ間に介装されて前者から後者への一方向のみの伝動を可能にする複数の一方向伝動駒とで一方向クラッチを構成し，前記クラッチアウタには，エンジンの固定構造体に固着されるステータと共同して発電機を構成するアウタロータを結合した，一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体において，前記クラッチアウタを，前記クラッチインナを囲繞する環状部と，この環状部の，前記始動ギヤと反対側の一端部に一体に形成されて半径方向内方に延び，前記クラッチインナ及び一方向伝動駒の一端面を覆う側壁部と，この側壁部の内周端に一体に形成されて前記アウタロータに囲繞されるように軸方向に延び，前記クランク軸に固着されるボスとで構成し，前記側壁部の外側面に，外周側を開放した環状の凹部を設け，この凹部に前記アウタロータの内周端部を嵌合すると共に，それらの嵌合部相互を溶接したことを第１の特徴とする。

尚，前記エンジンの固定構造体は，後述する本発明の実施例中のサイドカバー１５に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記凹部への前記アウタロータの内周端部の嵌合を圧入としたことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，前記凹部を，前記環状部の半径方向最小肉厚部の側方投影面内に配置したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，クラッチアウタを，クラッチインナを囲繞する環状部と，この環状部の，始動ギヤと反対側の一端部に一体に形成されて半径方向内方に延び，クラッチインナ及び複数の一方向伝動駒の一端面を覆う側壁部と，この側壁部の内周端に一体に形成されてアウタロータに囲繞されるように軸方向に延び，クランク軸に固着されるボスとで構成し，前記側壁部の外側面に，外周側を開放した環状の凹部を設け，この凹部にアウタロータの内周端部を嵌合すると共に，それらの嵌合部相互を溶接したので，孔あけやリベット止めを必要とした従来のものよりも工数を削減しながら，クラッチアウタ及びアウタロータを一体化することができ，コストの低減に寄与し得る。

しかもクラッチアウタ及びアウタロータの，凹部での嵌合により，両者の同心精度を高めることができるから，エンジンの組立時，アウタロータ及びステータ間の同心誤差を少なくすることができ，したがってアウタロータ及びステータの対向周面間の間隙を狭めて発電機の発電効率の向上に寄与し得る。

また本発明の第２の特徴によれば，溶接に先立って，凹部へアウタロータの内周端部を圧入することにより，クラッチアウタ及びアウタロータを高い同心精度で仮止めすることができ，次の溶接工程でも同心精度の狂いを効果的に防ぐことができる。

さらに本発明の第３の特徴によれば，凹部を，クラッチアウタの環状部の最小肉厚部の側方投影面内に配置したので，クラッチアウタの環状部及び側壁部の軸方向に沿う総合肉厚の大なる部分が，凹部の分だけ肉抜きされることになり，したがって側壁部の単独部分の肉厚を減少させることなく，即ち側壁部の強度を損じることなく，クラッチアウタの軽量化を図ることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の第１実施例に係る一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体を備えたエンジンの要部縦断面図，図２は第１実施例におけるクラッチアウタ及びアウタロータの溶接方法説明図，図３は上記クラッチアウタ及びアウタロータの別の溶接方法説明図，図４は本発明の第２実施例を示す，図１との対応図である。

先ず，図１及び図２に示す本発明の第１実施例より説明する。

図１において，符号Ｅは自動二輪車や自動車に搭載されるエンジンを示し，そのクランクケース１に支承されるクランク軸２の一端部には，始動モータ（図示せず）の駆動力をクランク軸２に伝達する一方向クラッチ３と，クランク軸２により駆動される発電機４のアウタロータ５とが取り付けられる。

一方向クラッチ３は，クランク軸２の外周にニードルベアリング７を介して相対回転自在に支承されるクラッチインナ８と，このクラッチインナ８を囲繞するように同心配置されてクランク軸２に固着されるクラッチアウタ９と，これらクラッチインナ８及びクラッチアウタ９間に介装され，クラッチインナ８からクラッチアウタ９への一方向のみの伝動を可能にする，複数のローラやスプラグ等の一方向伝動駒１０，１０…とから構成され，クラッチインナ８の一端部には，始動モータの出力軸に連結したピニオン（図示せず）により減速駆動される始動ギヤ１２が一体に形成される。その際，クラッチインナ８及び始動ギヤ１２は鍛造により一体に成形される。

またクラッチアウタ９は，クラッチインナ８を囲繞する環状部９ａと，この環状部９ａの，始動ギヤ１２と反対側の一端部に一体に形成されて半径方向内方に延び，クラッチインナ８及び一方向伝動駒１０，１０…の一端面を覆う側壁部９ｂと，この側壁部９ｂの内周端に一体に形成されて，クランク軸２の軸方向に沿って始動ギヤ１２と反対方向に延びるボス９ｃとで構成されるもので，このクラッチアウタ９も鍛造により一体に成形される。上記環状部９ａには，側壁部９ｂと共同して一方向伝動駒１０，１０…の側方移動を抑えるリテーナ１１がカシメにより固着される。

上記ボス９ｃは，クランク軸２にテーパ嵌合されると共に，キー１３を介して結合され，更にそのテーパ嵌合部が，クランク軸２に螺着されるナット１４又はボルトにより緊締される。

発電機４は，クラッチアウタ９に同心結合されて前記ボス９ｃを囲繞する前記アウタロータ５と，クランクケース１の一側面に位置決めしてボルト接合されるサイドカバー１５の内壁に位置決め固定されてアウタロータ５内に同心配置されるステータ１６とで構成される。

上記アウタロータ５は，ステータ１６を囲繞する円筒部５ａと，この円筒部５ａの一端から半径方向内方に屈曲する側壁部５ｂと，円筒部５ａの内周面に固設される環状配列の複数の永久磁石５ｃ，５ｃ…とからなっており，円筒部５ａ及び側壁部５ｂは，鋼板を素材として一体にプレス成形される。

またステータ１６は，サイドカバー１５の内壁にボルト１８で固着されるステータコア１６ａと，このステータコア１６ａ外周部の複数のポールに巻装される複数のステータコイル１６ｂとからなっており，これらアウタロータ５及びステータ１６の対向周面間には一定の間隙が設けられる。

上記アウタロータ５は，クラッチアウタ９に次のようにして結合される。

先ず，クラッチアウタ９において，その側壁部９ｂの外周部に，側壁部９ｂの外側面より凹入した環状の凹部２０が形成され，この凹部２０は，深さがアウタロータ５の側壁部５ｂの板厚と略同寸法で，且つクラッチアウタ９の環状部９ａの半径方向最小肉厚部９ａａの側方投影面２１内に収まる大きさになっている。この凹部２０は，クラッチアウタ９の鍛造時に成形され，若しくは鍛造後，切削により形成される。この凹部２０に，アウタロータ５の側壁部９ｂが嵌合され，望ましく圧入される。その際，クラッチアウタ９及びアウタロータ５の両側壁部５ｂ，９ｂの，アウタロータ５内に臨む面は略面一とされ，両側壁部５ｂ，９ｂの嵌合境界部が全周に亙り突き合わせ溶接２２される。こうしてクラッチアウタ９及びアウタロータ５は相互に一体化される。

而して，エンジンＥの始動時，図示しないスタータモータを起動して始動ギヤ１２を駆動すれば，その駆動トルクにより一方向クラッチ３が接続状態となるので，始動ギヤ１２の駆動トルクがクラッチインナ８から一方向伝動駒１０，１０…及びクラッチアウタ９を経てクランク軸２に伝達して，それをクランキングするので，エンジンＥを始動することができ，その始動に伴ないクラッチインナ８がクラッチアウタ９より高速で回転すると，一方向クラッチ３は遮断状態となり，クラッチインナ８はクラッチアウタ９に対して空転状態となり，始動モータの作動を停止しても，始動モータへの逆負荷の伝達は生じない。

そして，エンジンＥの作動中，クランク軸２からアウタロータ５を介して回転駆動されるアウタロータ５と，サイドカバー１５に固定されたステータ１６との協働により発電が行われる。

ところで，クラッチアウタ９は，クラッチインナ８を囲繞する環状部９ａから，クランク軸２にキー結合されるボス９ｃまでの全体が鍛造により一体に成形され，その環状部９ａ及びボス９ｃ間を一体に連結する側壁部９ｂの外周部に設けられた凹部２０にアウタロータ５の内周端部を嵌合し，それらの嵌合部に溶接２２を施すので，孔あけやリベット止めを必要とした従来のものよりも工数を削減しながら，クラッチアウタ９及びアウタロータ５を一体化することができ，コストの低減に寄与し得る。

しかもクラッチアウタ９及びアウタロータ５の，凹部２０での嵌合により，両者の同心精度を高めることができるから，クラッチアウタ９のボス９ｃをクランク軸２に固着し，ステータ１６を定位置に固定したサイドカバー１５をクランクケース１の定位置に接合したときの，アウタロータ５及びステータ１６間の同心誤差を少なくすることができ，したがってアウタロータ５及びステータ１６の対向周面間の間隙を狭めて発電機４の発電効率の向上を図ることができる。

特に，クラッチアウタ９の凹部２０にアウタロータ５を圧入する場合には，クラッチアウタ９及びアウタロータ５を高い同心精度で仮止めすることができ，その後の溶接工程でも，同心精度の狂いを効果的に防ぐことができる。

また上記凹部２０は，クラッチアウタ９の環状部９ａの半径方向最小肉厚部９ａａの側方投影面２１内に配置されるので，環状部９ａ及び側壁部９ｂの軸方向に沿う総合肉厚の大なる部分が，凹部２０の分だけ肉抜きされることになり，したがって側壁部９ｂの単独部分の肉厚を減少させることなく，即ち側壁部９ｂの強度を損じることなく，クラッチアウタ９の軽量化を図ることができる。

次に図２により，上記クラッチアウタ９及びアウタロータ５相互の溶接方法について説明する。

クラッチアウタ９及びアウタロータ５の両側壁部５ｂ，９ｂの突き合わせ溶接２２には，プラズマ溶接法やＴＩＧ溶接法が適当である。その溶接に際しては，先ず，永久磁石５ｃ，５ｃ…の磁束の通過を阻止する，磁性材（例えば電磁軟鉄）からなる磁気シールドリング２３をアウタロータ５の永久磁石５ｃ，５ｃ…群の内周面に沿って設置する。そして，この磁気シールドリング２３の内側で，溶接トーチＴから前記両側壁部５ｂ，９ｂの突き合わせ部に向けてビーム又はアークを照射しながら，クラッチアウタ９及びアウタロータ５をその軸線周りに回転するか，若しくは溶接トーチＴをクラッチアウタ９及びアウタロータ５の軸線周りに回転することにより，上記突き合わせ部に溶接２２を施す。

而して，永久磁石５ｃ，５ｃ…の磁束は，磁気シールドリング２３により上記溶接部への影響を遮断されるので，溶接時，溶接トーチＴから発射されたビーム又はアーク等が永久磁石５ｃ，５ｃ…側に引き寄せられることを防止でき，したがって上記ビーム又はアークのワークに対する照射位置の狂いを防ぐことができるので，クラッチアウタ９及びアウタロータ５相互の溶接を確実に行い得て，溶接不良の発生を効果的に防ぐことができる。

特に，永久磁石５ｃ，５ｃ…群の内周面に沿って配置される磁気シールドリング２３によれば，アウタロータ９の内側に永久磁石５ｃ，５ｃ…の磁束が及ばない比較的広い領域を形成することができ，クラッチアウタ９及びアウタロータ５相互の溶接を確実に行うことができる。

また図３に示すように，上記溶接時，磁気シールドリング２３に代えて，溶接トーチＴに，そのビーム又はアーク発生部を囲繞する磁気シールド筒２４を装着しても，上記と同様に，永久磁石５ｃ，５ｃ…の磁束の，溶接トーチＴの発射ビーム又はアーク等に対する影響を磁気シールド筒２４により遮断して，クラッチアウタ９及びアウタロータ５相互の溶接を確実に行うことができる。

特に，磁気シールド筒２４は，これを溶接トーチＴに一旦装着するだけで，多数のクラッチアウタ９及びアウタロータ５の溶接を確実に行うことができ，作業性が良好である。

さらに前記磁気シールドリング２３及び磁気シールド筒２４を併用すれば，永久磁石５ｃ，５ｃ…の磁束の，溶接トーチＴの発射ビーム又はアーク等に対する影響を，より確実に防ぐことができる。

次に，図４に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例では，クラッチアウタ９及びアウタロータ５の両側壁部５ｂ，９ｂの，アウタロータ５内に臨む側面間に段差２６を設け，この段差２６によって両側壁部５ｂ，９ｂ間に形成された環状隅部２７に溶接２２を施して，両側壁部５ｂ，９ｂを一体化した点を除けば，前実施例と同様であり，図４中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，その説明を省略する。

この第２実施例によれば，突き合わせ溶接時のように，両側壁部５ｂ，９ｂ間に開先溝を形成する必要がなく，工数の更なる削減を図ることができる。

尚，本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

本発明の第１実施例に係る一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体を備えたエンジンの要部縦断面図。 第１実施例におけるクラッチアウタ及びアウタロータの溶接方法説明図。 上記クラッチアウタ及びアウタロータの別の溶接方法説明図， 本発明の第２実施例を示す，図１との対応図。

符号の説明

Ｅ・・・・エンジン
２・・・・クランク軸
３・・・・一方向クラッチ
４・・・・発電機
５・・・・アウタロータ
８・・・・クラッチインナ
９・・・・クラッチアウタ
９ａ・・・環状部
９ａａ・・環状部の半径方向最小肉厚部
９ｂ・・・側壁部
９ｃ・・・ボス
１２・・・始動ギヤ
１５・・・エンジンの固定構造体（サイドカバー）
１６・・・ステータ
２０・・・凹部
２１・・・投影面
２２・・・溶接

Claims (3)

1. エンジン（Ｅ）のクランク軸（２）に相対回転自在に支承され，一側に始動ギヤ（１２）を有するクラッチインナ（８）と，このクラッチインナ（８）を同心上で囲繞するように配置されて前記クランク軸（２）に固着されるクラッチアウタ（９）と，これらクラッチインナ（８）及びクラッチアウタ（９）間に介装されて前者（８）から後者（９）への一方向のみの伝動を可能にする複数の一方向伝動駒（１０）とで一方向クラッチ（３）を構成し，前記クラッチアウタ（９）には，エンジン本体（１５）に固着されるステータ（１６）と共同して発電機（４）を構成するアウタロータ（５）を結合した，一方向クラッチ及び発電機用アウタロータ（５）の組立体において，
   前記クラッチアウタ（９）を，前記クラッチインナ（８）を囲繞する環状部（９ａ）と，この環状部（９ａ）の，前記始動ギヤ（１２）と反対側の一端部に一体に形成されて半径方向内方に延び，前記クラッチインナ（８）及び一方向伝動駒（１０）の一端面を覆う側壁部（９ｂ）と，この側壁部（９ｂ）の内周端に一体に形成されて前記アウタロータ（５）に囲繞されるように軸方向に延び，前記クランク軸（２）に固着されるボス（９ｃ）とで構成し，前記側壁部（９ｂ）の外側面に，外周側を開放した環状の凹部（２０）を設け，この凹部（２０）に前記アウタロータ（５）の内周端部を嵌合すると共に，それらの嵌合部相互を溶接（２２）したことを特徴とする，一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体。
2. 請求項１記載の一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体において，
   前記凹部（２０）への前記アウタロータ（５）の内周端部の嵌合を圧入としたことを特徴とする，一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体。
3. 請求項１又は２記載の一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体において，
   前記凹部（２０）を，前記環状部（９ａ）の半径方向最小肉厚部（９ａａ）の側方投影面（２１）内に配置したことを特徴とする，一方向クラッチ及び発電機用アウタロータの組立体。
   

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