JP2008245462A - アウタロータ型発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】アウタロータに形成した連通孔に積極的に空気の流れを生じさせて、アウタロータ内部の冷却効果を高めるアウタロータ型発電機を提供する。
【解決手段】アウタロータ型発電機１のアウタロータ３は、クランク軸８の端部に結合される取付ボス１０と、該取付ボス１０に取り付けられる有底円筒状のロータヨーク２０とからなる。取付ボス１０には、周縁部側でロータヨーク２０の底部２４と隙間４０を有するようにフランジ１５が結合され、ロータヨーク２０の底部２４に、隙間４０と少なくとも一部が連通する開口部２２が設けられることで、冷却通路としての連通孔３０が形成される。隙間４０は、フランジ１５の中心部側の接触部１５ａと周縁部側との間に段差を設けることで形成され、開口部２２は、接触部１５ａでその一部が遮蔽されるように構成される。駆動軸８の回転に伴い、隙間４０に負圧が生じてアウタロータ３内部の空気が吸引される。
【選択図】図５

Description

本発明は、アウタロータ型発電機に係り、特に、アウタロータに形成した連通孔に積極的に空気の流れを生じさせて、アウタロータ内部の冷却効果を高めることができるアウタロータ型発電機に関する。

従来から、磁石が取り付けられたアウタロータが、支持部に固定されたステータコイルを覆って回動するアウタロータ型の発電機が知られている。

特許文献１には、エンジンのクランク軸で回動される有底円筒状のロータヨークを有するアウタロータを、ロータヨークの開放端がクランクケースの外側に向くように配設すると共に、外気に接してロータヨークを覆うクランクケースカバーにステータコイルを取り付けたアウタロータ型発電機において、ロータヨークの底部近傍の側壁部に、ステータコイルを冷却するための貫通孔を形成した構成が開示されている。
実開平１ー９６７７２号公報

しかしながら、特許文献１には、冷却用の貫通孔に積極的に空気の流れを発生させることで、冷却効率を高める旨は記載されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、アウタロータに形成した連通孔に積極的に空気の流れを生じさせて、アウタロータ内部の冷却効果を高めることができるアウタロータ型発電機を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、ステータと、該ステータを同軸に覆って駆動軸と一体に回転する有底円筒状のロータヨークを含むロータとを備えるアウタロータ型発電機において、前記ロータは、前記駆動軸の端部に結合される取付ボスと、該取付ボスに取り付けられる前記ロータヨークとからなり、前記取付ボスには、周縁部側で前記ロータヨークの底部と隙間を有するようにフランジが結合され、前記ロータヨークの底部に、前記隙間と少なくとも一部が連通する開口部が設けられ、前記開口部と前記隙間を通る冷却通路が形成されている点に第１の特徴がある。

また、前記隙間は、前記フランジの中心部側と周縁部側との間に段差を設けることで形成されている点に第２の特徴がある。

また、前記開口部は、前記ロータヨークの底部と前記フランジとの接触部によってその一部が遮蔽されている点に第３の特徴がある。

また、前記アウタロータは、前記ロータヨークの開放端が、前記駆動軸を軸支するケース側に向くように配設されている点に第４の特徴がある。

さらに、前記取付ボスと前記フランジとが一体的に形成されている点に第５の特徴がある。

第１の発明によれば、ロータは、駆動軸の端部に結合される取付ボスと、該取付ボスに取り付けられる前記ロータヨークとからなり、取付ボスには、周縁部側でロータヨークの底部と隙間を有するようにフランジが結合され、ロータヨークの底部に、隙間と少なくとも一部が連通する開口部が設けられ、開口部と隙間を通る冷却通路が形成されているので、駆動軸の回転に伴って隙間に負圧を発生させることが可能となり、この隙間とステータが配設されているロータヨーク内部の空間との間に圧力差が生じて、ロータヨークの内部の空気を積極的に外部に吸引することが可能となる。これにより、ロータヨークの内部の熱が積極的に外部に排出されることとなり、冷却性能の高いアウタロータ型発電機を得ることができる。

第２の発明によれば、隙間は、フランジの中心部側と周縁部側との間に段差を設けることで形成されているので、回転軸の回転に伴って負圧を生じさせる隙間を容易に得ることが可能となる。

第３の発明によれば、開口部は、ロータヨークの底部とフランジとの接触部によってその一部が遮蔽されているので、連通孔の大きさをフランジの形状によって容易に調整できるようになる。

第４の発明によれば、アウタロータは、ロータヨークの開放端が駆動軸を軸支するケース側に向くように配設されているので、いわゆる正テーパ取付方式を適用するアウタロータ型発電機において、高い冷却効果を得ることが可能となる。

第５の発明によれば、取付ボスとフランジとが一体的に形成されているので、部品点数が削減されると共に、取付ボスに対するフランジの剛性が高められる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアウタロータ型発電機１の正面図である。また、図２には、アウタロータ３のみを記載した図１のＡ−Ａ線断面図を示す。駆動軸としてのエンジンのクランク軸８の端部に取り付けられ、ステータコイル（図５参照）を同軸に覆って回動するアウタロータ３は、有底円筒形のロータヨーク２０と取付ボス１０とを複数のリベット１１で締結した構成とされている。

複数の磁石２５が取り付けられたロータヨーク２０の側壁外周部には、クランクケース等に固定されているピックアップコイル２によってパルス信号を検出し、該パルス信号に基づいてアウタロータ３の回転位置を検知するための複数の凸部２１が設けられている。また、ロータヨーク２０の底部２４には、回転軸から同一半径上の位置に複数の開口部２２が形成されている。

クランク軸８の取付孔１３およびキー溝１４が形成された取付ボス１０には、ロータヨーク２０の底部２４に沿うようにして径方向外側に延出するフランジ１５が形成されている。該フランジ１５は、ロータヨーク２０の底部２４とほぼ同径の円盤形状を有しており、その中心部側と周縁部側との間に段差が設けられることにより、中心部側の接触部１５ａにおいてロータヨーク２０の底部２４と接触すると共に、周縁部側において底部２４との間に幅の狭い所定の隙間４０が形成されるように構成されている。そして、前記開口部２２は、フランジ１５に形成されている段差を跨ぐ位置、すなわち、接触部１５ａおよび隙間４０の両方にかかる位置に設けられている。これにより、開口部２２の一部が隙間４０と連通して、冷却通路としての連通孔３０が形成されることとなる。なお、接触部１５ａには、アウタロータ３をクランク軸８に着脱する際に使用する２つの治具孔１２が形成されている。

図３は、図２のＢ方向から見たアウタロータ３の背面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記磁石２５は、複数のカシメ部２３によってロータヨーク２０の底部２４に固定されている。ここで、前記開口部２２に注目すると、開口部２２の一部が前記隙間４０と連通することで、半円状の連通孔３０（１箇所に斜線を付す）が形成されていることがわかる。この構成によれば、開口部２２の大きさや位置、開口部２２の一部を遮蔽する接触部１５ａの形状等によって、連通孔３０の大きさや位置を容易に変更することが可能となり、例えば、連通孔の面積を変えずに開口部を拡大してロータヨーク２０を軽量化を図る等の調整が容易になる。また、この構成によれば、平面からなるロータヨーク２０の底部２４に所定の開口部２２を設けることで、隙間４０および連通孔３０が得られるので、例えば、曲面からなるロータヨークの側壁部に開口部を設ける方式に比して、ロータヨークの生産工数を低減することが可能となる。

図４は、図２の一部拡大図である。本実施形態に係るアウタロータ３は、前記フランジ１５に段差を設ける簡単な構成によって、隙間４０を形成することができる。この隙間４０は、回転軸方向の寸法が小さく径方向の寸法が大きい形状を有し、アウタロータ３の回転に伴って、ステータコイルが配設されるロータヨーク２０の内部の空間との間に圧力差を生じさせることを可能とする。

図５は、本実施形態に係るアウタロータ型発電機１をエンジンに取り付けた状態を示す断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。クランク軸８と取付ボス１０とは、取付ボルト３３によって締結されている。アウタロータ型発電機１のステータコイル３１は、支持部７によってクランクケース５に固定されており、クランク軸８の回転に伴う発電電流は配線３２から出力される。クランクケース５に取り付けられる有底円筒形のＡＣＧカバー６は、アウタロータ型発電機１の全体を覆うように配設されている。

本実施形態に係るアウタロータ型発電機１は、支持部７によってステータコイル３１をクランクケース５に固定すると共に、ロータヨーク２０の開放端がクランクケース５の方向に向くようにアウタロータ３を取り付けた、いわゆる「正テーパ取付方式」を適用している。この方式は、ロータヨークの開放端をクランクケースの外方側に向けて取り付ける、いわゆる「逆テーパ取付方式」に比して、ロータヨーク２０の開放端とクランクケース５の表面とが近接しているため、発電時にステータコイル等に発生する熱が外部に逃げにくく、さらに、クランクケース５に伝導するエンジン熱の影響も受けやすかった。

そこで、本実施形態に係るアウタロータ型発電機１においては、アウタロータ３に隙間４０および連通孔３０を形成することで、クランク軸８の回転に伴って隙間４０に生じる負圧によって、この隙間４０とステータコイル３１が配設される空間との間に圧力差を発生させて、前記連通孔３０からアウタロータ内部の熱が積極的に吸引されるようにしている。これにより、クランク軸８の回転に伴い、矢印で示すような空気の流れが得られ、正テーパ取付方式であっても高い冷却性能を有するアウタロータ型発電機が得られるようになる。

なお、取付ボスのフランジ、接触部、隙間等の形状、さらに、開口部の個数や配設箇所および形状等は、上記した実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、取付ボスとフランジとを別体部品によって構成したり、フランジの中心部側の部分と周縁部側の部分とを別体部品で構成してもよい。

本発明の一実施形態に係るアウタロータ型発電機の正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ方向から見たロータ１の背面図である。 図２の一部拡大図である。 本実施形態に係るアウタロータ型発電機をエンジンに取り付けた状態を示す断面図である。

符号の説明

１…アウタロータ型発電機、３…アウタロータ、５…クランクケース、６…ＡＣＧカバー、７…支持部、８…クランク軸、１０…取付ボス、１１…リベット、１５…フランジ、１５ａ…接触部、２０…ロータヨーク、３０…連通孔、３１…ステータコイル、４０…隙間

Claims (5)

1. ステータと、該ステータを同軸に覆って駆動軸と一体に回転する有底円筒状のロータヨークを含むロータとを備えるアウタロータ型発電機において、
   前記ロータは、前記駆動軸の端部に結合される取付ボスと、該取付ボスに取り付けられる前記ロータヨークとからなり、
   前記取付ボスには、周縁部側で前記ロータヨークの底部と隙間を有するようにフランジが結合され、
   前記ロータヨークの底部に、前記隙間と少なくとも一部が連通する開口部が設けられ、前記開口部と前記隙間を通る冷却通路が形成されていることを特徴とするアウタロータ型発電機。
2. 前記隙間は、前記フランジの中心部側と周縁部側との間に段差を設けることで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアウタロータ型発電機。
3. 前記開口部は、前記ロータヨークの底部と前記フランジとの接触部によってその一部が遮蔽されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアウタロータ型発電機。
4. 前記アウタロータは、前記ロータヨークの開放端が、前記駆動軸を軸支するケース側に向くように配設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアウタロータ型発電機。
5. 前記取付ボスと前記フランジとが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のアウタロータ型発電機。

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