JP2009044852A - 磁石発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンオイル等冷却オイルの噴射量が少ないときであってもステータを十分に冷却することができ、磁石発電機の出力の低下を抑制することができる磁石発電機を提供すること。
【解決手段】磁石発電機１００は、ステータ２の側面２a上端部に向けてエンジンオイルが噴射される。ステータ２の一対の側面のうち少なくとも、噴射されたエンジンオイルが当るステータ側面２aに、オイル受部材２５を配設する。オイル受部材２５は、発電コイル２７の端面２７aであってコア２７の放射状突極部２４aの根元寄りの端面２７aに対向する外周面２５dを有する円筒状鍔部２５bと、円筒状鍔部２５bの先端から全周にわたって半径外方向へ折れ曲がった円環状折曲部２５cとを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、オートバイ、バギー、雪上車などのエンジンに装着され、バッテリの充電を行うとともに電気負荷に電力を供給する磁石発電機に関する。

磁石発電機においては、発電コイルを有するステータの発熱を抑制するために、ステータに対してエンジンオイルを噴射させ、ステータを冷却するようにしている。

しかし、電気負荷の増大に伴い、磁石発電機の出力の増大がより一層要求され、ステータをより一層冷却する必要があるが、他方では、エンジンの出力損失の低減が要求され、ステータの冷却に費やすエンジンオイル（冷却オイル）の噴射量を減少させる傾向がある。

図４は、従来の磁石発電機の断面図、図５は、図４図示V-V断面図を示す。

図４及び図５において、１は、エンジンのクランクシャフト２００の端部２００aに固定されたロータ、２は、ロータ１の希土類磁石１３の内側に対向配置され、エンジンカバー３００に固定されたステータを表している。

ステータ２は、コア２４を備え、コア２４の放射状突極部２４aに発電コイル２７が巻回されている。

エンジンカバー３００には、オイル導入流路３０２が形成されており、このオイル導入流路３０２に、エンジンカバー３００の内面３００aに開口する小径のオイル噴射孔３０３が連通している。

エンジンオイルは、オイル噴射孔３０３からステータ２の側面２aの上端部に噴射され、ステータ２が冷却される。

しかし、上記のような従来の磁石発電機は、エンジンオイルの噴射量が多いときには、オイル噴射孔３０３から勢い良く噴射されたエンジンオイルがステータ２の側面２aの上端部に当って拡散もしくは分散し、ステータ２の側面２aのほぼ全域を冷却することができるが、エンジンオイルの噴射量が少なくなると、オイル噴射孔３０３から噴射されるエンジンオイルの勢いが弱くなり、ステータ２の側面２aの上端部に当ったエンジンオイルが殆ど拡散もしくは分散せず、図５に実線矢印で示すように、下方へ向かって垂れて流れるようになる。

このため、エンジンオイルの噴射量が少ないときにはステータ２の側面２aの一部のみが冷却され、その結果、ステータ２の発電コイル２７の温度が上昇し、磁石発電機の出力の低下を招くようになる。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、エンジンオイル等冷却オイルの噴射量が少ないときであってもステータを十分に冷却することができ、磁石発電機の出力の低下を抑制することができる磁石発電機を提供することを目的とする。

本発明の磁石発電機は、コアの放射状突極部に発電コイルを巻回したステータを備え、該ステータの側面上端部に向けて冷却オイルが噴射される磁石発電機において、前記ステータの一対の側面のうち少なくとも前記噴射された冷却オイルが当るステータ側面に配設されるオイル受部材を備え、該オイル受部材は、前記発電コイルの端面であって前記放射状突極部の根元寄りの端面に対向する外周面を有する円筒状鍔部と、該円筒状鍔部の先端から全周にわたって半径外方向へ折れ曲がった円環状折曲部とを備えることを特徴とする。

本発明の磁石発電機において、冷却オイルの噴射量が少ないとき、ステータ側面に当った冷却オイルは、ステータ側面を伝わり下方へ垂れて流れ、オイル受部材の円筒状鍔部で受け止められるようになる。円筒状鍔部で受け止められた冷却オイルは、円環状折曲部で堰き止められるため、円筒状鍔部の外周面を伝わって流れるようになり、流下中に発電コイルとの接触が可能となる。冷却オイルと接触する発電コイルは冷却オイルによって冷却されるため、磁石発電機の出力の低下が抑制される。

ここで、前記円筒状鍔部の先端を、前記発電コイルの側面よりも前方へ突出させるようにすると、噴射された冷却オイルが発電コイルの側面に当り、この側面を伝って下方へ垂れて流れる冷却オイルを確実にオイル受部材で受け止めることが可能となり、発電コイルの冷却に寄与する冷却オイルの量が増大する。

また、前記円筒状鍔部の外周面と前記発電コイルにおける前記放射状突極部の根元寄りの端面との間に、オイル流路用隙間を形成するようにすると、オイル流路用隙間に冷却オイルが進入し、発電コイルの上記端面と接触するようになり、発電コイルがより一層冷却されるようになる。

また、前記オイル受部材を金属材料で形成すると、ステータの発熱がオイル受部材を伝わって外部に放出され易くなり、ステータの発熱を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る磁石発電機の断面図、図２は、図１図示II-II断面図、図３は、図１の要部拡大図をそれぞれ示す。

図１〜図３において、磁石発電機１００は、エンジンのクランクシャフト２００の端部２００aに固定されるロータ１と、エンジンカバー３００に固定されるステータ２とを備える。

ロータ１は、磁性体からなる円環凹状の回転部材１１を備える。回転部材１１のボス部１１aに形成されたテーパ部１１bは、ボルト３１によってクランクシャフト２００の端部２００aに嵌合、固着される。回転部材１１の底部（端面部）１１cには、冷却用貫通孔１１dが複数設けられている。回転部材１１の円筒状の外周部１１eはヨークを構成している。

回転部材外周部１１eの内周面に、非磁性体からなるリング状のスペーサ１２、及び、円環状に等間隔に配置された複数の永久磁石（希土類磁石）１３が、クランクシャフト２００の軸方向に沿って配設される。希土類磁石１３は、その内側に磁石保護リング１４を配置し、回転部材外周部１１ｅの先端部１１ｆを巻きかしめすることによって、回転部材外周部１１eの内周面に固定される。なお、磁石保護リング１４は、ステンレス板をプレス加工して形成される。

ステータ２は、希土類磁石１３の内側に対向配置される。ステータ２は、積層コア２１に形成されたねじ挿通用貫通孔２１aに締付ボルト３２を通し、エンジンカバー３００に形成されたねじ穴３０１にねじ込むことによって、エンジンカバー３００に固定される。

ステータ２は積層コア２１を備える。積層コア２１は、厚さ例えば０．５mmの電磁鋼板をプレス加工したコアシート２１bを複数枚積層して構成される。積層コア２１の一方の端面側、つまり、回転部材１１の開口部１１g側の端面には、コアシート２１bよりも厚い開口部側コアエンドプレート２２が配置され、また、積層コア２１の他方の端面側、つまり、回転部材１１の底部１１c側の端面には、コアシート２１bよりも厚い底部側コアエンドプレート２３が配置される。積層コア２１と開口部側コアエンドプレート２２と底部側コアエンドプレート２３は、コア２４を形成する。コア２４は、その外周部に放射状突極部２４aを有している。開口部側コアエンドプレート２２及び底部側コアエンドプレート２３は、それぞれ、厚さ例えば１．２mmの鉄板をプレス加工して構成され、鍔部２２a及び２３aを有する。

コア２４の基部２４bの側面２４c、換言すると、開口部側コアエンドプレート２２には、オイル受部材２５が取着されている。オイル受部材２５は、金属材料からなり、厚さ０．５〜１．０mm程度の鉄板をプレス加工して形成される。

オイル受部材２５は、開口部側コアエンドプレート２２に取付けられる円環状取付部２５aと、この円環状取付部２５aの先端から水平方向へ延在する円筒状鍔部２５bと、この円筒状鍔部２５bの先端から全周にわたって半径外方向へ直角に折れ曲がった円環状折曲部２５cとにより構成される。

円筒状鍔部２５bの外周面２５dは、後述する発電コイル２７の端面２７aであってコア２４の放射状突極部２５aの根元寄りの端面２７aに対向し、円筒状鍔部２５bの外周面２５dと発電コイル２７における放射状突極部２５aの根元寄りの端面２７aとの間に、オイル流路用隙間２８が形成される。

円筒状鍔部２５bの先端は、発電コイル２７の側面２７bよりも前方へ突出している。

オイル受部材２５は、底部側コアエンドプレート２３と積層コア２１と開口部側コアエンドプレート２２とオイル受部材２５とを積層した状態でリベット２６をかしめることによりコア２４に一体化される。

積層コア２１及び開口部側コアエンドプレート２２、底部側コアエンドプレート２３の突極部の表面はエポキシ樹脂による粉体樹脂塗装層２６で絶縁されており、この粉体樹脂塗装層２６に銅線を巻線して発電コイル２７が形成されている。発電コイル２７はリード線と結線されてクリップ４１で保持され、クリップ４１は、締付ねじ２９でコア２４に固定される。

エンジンカバー３００には、オイル導入流路３０２が形成されており、このオイル導入流路３０２に、エンジンカバー３００の内面３００aに開口する小径のオイル噴射孔３０３が連通している。

次に、上記のように構成される磁石発電機を冷却するエンジンオイル（冷却オイル）の挙動を説明する。

エンジンオイルは、エンジンに装着されたオイルポンプ（図示せず）で加圧され、オイル噴射孔３０３からステータ２の側面２aの上端部、具体的には、発電コイル２７Aの側面２７Abに噴射される。

エンジンオイルの噴射量が多いとき、発電コイル２７Aの側面２７Abに当ったエンジンオイルは、側面２７Abで拡散もしくは分散し、全体としての発電コイル２７の側面２７bのほぼ全域を冷却することができる
一方、エンジンオイルの噴射量が少ないとき、発電コイル２７Aの側面２７Aｂに当ったエンジンオイルは、発電コイル２７Aの側面２７Abを伝わり下方へ垂れて流れ、オイル受部材２５の円筒状鍔部２５bで受け止められるようになる。

ここで、円筒状鍔部２５bの先端は、発電コイル２７の側面２７bよりも前方へ突出しているため、発電コイル２７Aの側面２７Aｂに当り、この側面２７Aｂを伝って下方へ垂れて流れるエンジンオイルはオイル受部材２５で確実に受け止められるようになる。

円筒状鍔部２５bで受け止められたエンジンオイルは、円環状折曲部２５cで堰き止められるため、円筒状鍔部２５bの外周面２５dを伝わって流れるようになり、図２に実線矢印で例示的に示すような流路を形成する。このため、エンジンオイルの流下中に、エンジンオイルは他の発電コイル２７と接触可能となる。エンジンオイルと接触する発電コイル２７はエンジンオイルによって冷却されるため、磁石発電機１００の出力の低下が抑制される。

また、円筒状鍔部２５bの外周面２５dと発電コイル２７における放射状突極部２５aの根元寄りの端面２７aとの間に、オイル流路用隙間２８が形成されているため、流下中のエンジンオイルは、オイル流路用隙間２８に進入し、発電コイル２７の端面２７aと接触するようになり、発電コイル２７が冷却されるようになる。

また、ステータ２の発熱は、金属製のオイル受部材２５を伝わって外部に放出され易くなり、ステータ２の発熱は抑制される。

以上説明したように、本実施形態の磁石発電機１００によると、エンジンオイル（冷却オイル）の噴射量が少ないときであってもステータ２を十分に冷却することができ、磁石発電機１００の出力の低下を抑制することができる。

なお、上記実施形態では、オイル受部材２５をステータ２の一対の側面のうち、噴射されたエンジンオイルが当るステータ２の側面２aに配設したが、さらに、ほぼ同一形状のオイル受部材２５をステータ２の他方の側面に配設するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る磁石発電機の断面図である。 図１図示II-II断面図である。 図１の要部拡大図である。 従来の磁石発電機の断面図である。 図４図示V-V断面図である。

符号の説明

２ ステータ
２a 側面
２４ コア
２４a 放射状突極部
２５ オイル受部材
２５b 円筒状鍔部
２５c 円環状折曲部
２５d 外周面
２７ 発電コイル
２７a 端面
２７b 側面
２８ オイル流路用隙間
１００ 磁石発電機

Claims (4)

1. コアの放射状突極部に発電コイルを巻回したステータを備え、該ステータの側面上端部に向けて冷却オイルが噴射される磁石発電機において、
   前記ステータの一対の側面のうち少なくとも前記噴射された冷却オイルが当るステータ側面に配設されるオイル受部材を備え、該オイル受部材は、前記発電コイルの端面であって前記放射状突極部の根元寄りの端面に対向する外周面を有する円筒状鍔部と、該円筒状鍔部の先端から全周にわたって半径外方向へ折れ曲がった円環状折曲部とを備えることを特徴とする磁石発電機。
2. 前記円筒状鍔部の先端は、前記発電コイルの側面よりも前方へ突出していることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機。
3. 前記円筒状鍔部の外周面と前記発電コイルにおける前記放射状突極部の根元寄りの端面との間に、オイル流路用隙間が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁石発電機。
4. 前記オイル受部材は金属材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁石発電機。

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