JP2986470B1

JP2986470B1 - エンジン用ジェネレ―タの冷却装置

Info

Publication number: JP2986470B1
Application number: JP37734398A
Authority: JP
Inventors: 久豊有馬; 貢鳥浜
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2018-12-29
Also published as: JP2000201453A

Abstract

【要約】【課題】ジェネレータ室内に供給される冷却用オイル
を、コイル全体に均一に散布し、かつ、無駄なく利用で
きるようにすることを目的としている。【解決手段】ジェネレータカバー２とロータ６の円筒
状周壁６ｃとの間の環状空間Ｓに冷却用オイルを噴出す
るオイル供給口２１を、たとえばクランクケース１のカ
バー取付面に形成し、ロータ回転による冷却用のオイル
散布量が少なくなる個所に相当するジェネレータカバー
２の円筒状内周面２ａ部分に、ロータ回転方向Ｒと対向
しオイルが衝突する段面２６を形成し、コイル部分への
冷却用オイル供給量を増やす。ロータ６の開口に対向す
るジェネレータカバー２の端壁２ｂの内面に、下方へと
流れるオイルをステータ７のコイル１０部分へとガイド
するガイド面２９を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明はエンジン用ジェネ
レータを、オイルによって積極的に冷却するエンジン用
ジェネレータの冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン用のジェネレータは、一般にク
ランクケースにジェネレータカバーを固定することによ
りジェネレータ室を形成し、該ジェネレータ室にロータ
とコイル付きステータとを配置しているが、作動中に発
熱するため、通常は、発電効率の低下を防ぐために冷却
装置が設けられている。冷却装置としては、空冷式及び
液冷式があるが、オイルを利用した液冷式の方が冷却効
果が優れており、特にエンジンに直結されて運転される
密閉型のジェネレータでは、上記オイルによる冷却装置
が採用されている。

【０００３】従来のオイル式冷却装置は、クランク軸を
冷却するためのオイルを利用し、クランク軸の中心部か
らロータのボスを通してジェネレータ室内にオイルを噴
射する構造となっているが、この構造では重力の作用に
より上下方向の噴射距離に差が生じ、上下のコイル間で
の温度分布のばらつきが大きく、ジェネレータ全体を均
一に冷却することは困難である。

【０００４】上記冷却装置に対して本件出願人は、上下
のコイル間での温度分布のばらつきを少なくする冷却装
置として、特開平１０−２１０７１１号公報に記載され
た冷却装置を開発している。該冷却装置は、図１１に示
すようにロータ６の円筒状周壁６ｃとジェネレータカバ
ー２の円筒状内周面２ａとの間で形成される環状空間Ｓ
に開口するオイル供給口２１を備えており、このオイル
供給口２１は円筒状内周面２ａの最上端位置Ｐ１に配置
してある。該構造によると、上記オイル供給口２１から
環状空間Ｓ内に噴射されたオイルは、ロータ６の回転に
より上記環状空間Ｓ内をロータ回転方向Ｒに周回し、周
回途中で順次コイルへと散布される。これによりオイル
の散布領域はジェネレータ全周に亘り、上下のコイルの
温度分布のばらつきが減少する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１１の構造を採用す
ると、一応上記のように上下コイルの温度分布のばらつ
きが減少すると共に、構造を簡素化することができる
が、オイル供給口２１の位置Ｐ１から回転方向Ｒ側への
距離の差によって、コイル全体の中で冷却用オイルが十
分に行き渡らない個所が生じる場合がある。たとえば、
図１１のオイル供給口２１から回転方向Ｒの終端部付
近、すなわち位置Ｐ８から位置Ｐ１の範囲では、ジェネ
レータカバー２の円筒状内周面２ａを周回するオイル量
が少なくなると共に、矢印で示すように円筒状内周面２
ａに沿って素通りするオイルが多いので、位置Ｐ８から
位置Ｐ１の間で、コイル１０の冷却効率が低下する傾向
がある。

【０００６】また、図１１の冷却装置は、図１２に示す
ようにクランクケース１のオイル供給口２１から軸方向
と平行にオイルを噴射する構造であるので、図１１のオ
イル供給口２１の回転方向Ｒ側近傍、すなわち位置Ｐ１
から位置Ｐ２付近では、図１２に矢印で示すようにジェ
ネレータカバー２の円筒状内周面２ａから端壁２ｂの内
面へと流れるオイル量が多く、このオイルは、コイル１
０に供給されずに端壁２ｂの内面を直接流下する。すな
わち、冷却用オイルをコイルの冷却に効率良く利用して
いるとはいえない。

【０００７】

【発明の目的】本願発明は、図１１及び図１２のような
構造の冷却装置において、ロータの回転によりジェネレ
ータカバーの内周面に沿って流れるオイルを、オイル供
給の少ないコイル部分に積極的に導き、あるいはジェネ
レータカバーの端壁内面に沿って流下するオイルを、コ
イル部分に積極的に導くことにより、コイルの冷却用オ
イルをまんべんなく行き渡るようにし、コイル全体をよ
り均一に、かつ、効率良く冷却できるようにすると共
に、ジェネレータ室内に噴射される冷却用オイルを無駄
なく有効に利用できるようにすることを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願請求項１記載の発明は、ジェネレータカバーで
覆われたジェネレータ室内に、ジェネレータカバーの円
筒状内周面に対向する円筒状周壁を有するカップ形のロ
ータと、該ロータの円筒状周壁に径方向の内方から対向
するコイル付きステータを配置してジェネレータを構成
し、ジェネレータカバーとロータの円筒状周壁との間の
環状空間へと冷却用オイルを噴出するオイル供給口を備
えたエンジン用ジェネレータの冷却装置において、ロー
タ回転による冷却用のオイル散布量が少なくなるコイル
部分に概ね対応するジェネレータカバーの円筒状内周面
部分に、ロータ回転方向と対向しオイルが衝突する段面
を形成している。ジェネレータ室内に噴出されるオイル
は、ロータ回転により、環状空間内をジェネレータカバ
ーの内周面に沿って周回すると共に、途中で回転の勢い
により飛散し、コイル全体を冷却する。段面に位置する
コイル部分は、該部分において円筒状内周面に沿って周
回するオイルが段面に衝突し、径方向の内方へと飛散す
ることにより、オイル供給量が増加し、積極的に冷却さ
れることになる。これによりまんべんなくオイルが行き
渡り、効率良く冷却することができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、ジェネレータカバ
ーで覆われたジェネレータ室内に、ジェネレータカバー
の円筒状内周面に対向する円筒状周壁を有するカップ形
のロータと、該ロータの円筒状周壁に径方向の内方から
対向するコイル付きステータを配置してジェネレータを
構成し、ジェネレータカバーとロータの円筒状周壁との
間の環状空間へと冷却用オイルを噴出するオイル供給口
を備えたエンジン用ジェネレータの冷却装置において、
ロータの開口に対向するジェネレータカバーの軸方向の
端壁であって、回転軸心より上方位置に、カバー内周面
を流下するオイルをステータのコイル部分へとガイドす
るガイド面を形成している。ジェネレータカバーの端壁
内面に沿って下方へと流れるオイルを、ガイド面により
積極的にステータのコイル部分へと供給する。これによ
り、ジェネレータ室内に供給されるオイルを無駄なく、
有効利用することができる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の段
面と請求項２記載のガイド面の両方を備えている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１乃至図４は本願発明を適用し
たエンジン用ジェネレータであり、縦断面図（図１のII
-II断面図）である図２において、ジェネレータカバー
２は円筒状内周面２ａを有するカップ形に形成されてお
り、クランクケース１のカバー取付面にボルト等により
固定されることにより、密閉型のジェネレータ室４を形
成している。円筒状内周面２aは、開口側に行くにした
がい僅かに広がっていくように、成形時用の抜け勾配が
付けられている。

【００１２】ジェネレータ室４内には、クランクケース
１内から概ね水平なクランク軸３が突入すると共にジェ
ネレータ５が配置されており、該ジェネレータ５は、ク
ランク軸３の端部に固定されたロータ６と、該ロータ６
の径方向内方に配置されたステータ７により構成されて
いる。ロータ６はジェネレータカバー２の端壁２ｂに向
いて開口するカップ形に形成されており、クランク軸３
にテーパー嵌合してキー８及びボルト１１により固定さ
れたボス部６ａと、クランク軸３と直角なディスク部６
ｂと、該ディスク部６ｂの外周端からジェネレータカバ
ー端壁２ｂ側へと軸方向に延びる円筒状周壁６ｃを一体
に有し、該円筒状周壁６ｃは、ジェネレータカバー２の
円筒状内周面２ａに対して環状空間Ｓを隔てて対向して
いる。ロータ６の円筒状周壁６ｃの内周面には、周方向
に等間隔を置いて複数個の永久磁石１４が固定されてい
る。コイル付きステータ７は、磁性体で形成された多数
の円筒状ステータ部材９にコイル１０を巻回したもので
あり、ジェネレータカバー２に固定されており、各ステ
ータ部材９は、上記ロータ６の永久磁石１４に対し径方
向の内方から所定間隔を隔てて対向している。

【００１３】クランクケース１のジェネレータカバー取
付面には、上記環状空間Ｓの上端部分に開口すると共に
軸方向と略平行に向いたオイル供給口２１が形成されて
おり、該オイル供給口２１は、噴射ノズル１２を介して
クランクケース１のオイル通路２０に連通し、該オイル
通路２０はククランクケース１内のオイルギャラリ１７
を介してオイルポンプ１５に連通している。すなわち、
オイルポンプ１５からオイルギャラリ１７に供給される
加圧オイルの一部を、上記オイル通路２０にも供給し、
オイル供給口２１から上記環状空間Ｓの上端部内に、噴
射ノズル１２によって軸方向と略平行に噴射するように
なっている。なお、オイルギャラリ１７内の大部分の加
圧オイルは、周知のようにクランク軸３のジャーナル軸
受等、クランクケース１内の各注油個所に供給される。

【００１４】図２の拡大部分図を示す図４において、ジ
ェネレータカバー２の軸方向の端壁２ｂに、本願請求項
１に係るガイド面２９を有するリブ２８が一体に形成さ
れている。該リブ２８は、ステータ７の径方向の外周端
に概ね対応する径方向の位置に形成されており、ステー
タ７の外周端部に向かって概ね軸方向に突出しており、
上面のガイド面２９は、ステータ側へ行くにしたがい軸
心側へとくるように若干傾斜しており、端壁２ｂの内面
に沿って流下するオイルを、コイル１０部分へと導くよ
うになっている。

【００１５】図１は、ジェネレータカバー２をクランク
ケース側（図２の左側）から見た側面図であり、円筒状
内周面２ａ等の周方向の位置を判り易くするため、前記
オイル供給口２１が開口する上端位置をＰ１とし、該位
置Ｐ１からロータ回転方向Ｒに向けて４５°の等間隔で
隔てた各位置を、順次Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、
Ｐ７及びＰ８と記載してある。該図１において、前記リ
ブ２８はステータ７の外周端の円周と概ね同一の円周に
沿った円弧形に形成されており、その周方向の形成範囲
は、概ね位置Ｐ８から位置Ｐ１を経て位置Ｐ２に亘って
いる。すなわち、上端位置Ｐ１から回転方向Ｒの前後両
方向にそれぞれ中心角で４５°から５０°程度の範囲
で、円弧状に延びている。

【００１６】ジェネレータカバー２の円筒状内周面２ａ
には、請求項２記載の発明にしたがって、ロータ回転方
向Ｒに対向する段面２６を有する凹部（切欠き部）２５
が形成されており、該凹部２５は回転方向Ｒと反対側へ
行くに従い浅くなり、段面２６と反対側の端部は円筒状
内周面２ａに滑らかに繋がっている。段面２６の周方向
の形成位置は、基本的にはロータ回転によるコイル１０
へのオイルの供給が少ない個所であり、本実施の形態で
は、位置Ｐ８と位置Ｐ１の概ね中間に形成されている。
すなわち、オイル供給口２１に対し、回転方向Ｒ側と反
対側の近傍位置であって、中心角度で２０°〜３０°程
度隔てた位置に形成されている。また、段面２６の深さ
（段差）は２mm〜４mm程度であり、対応する個所の温度
に応じて、その深さを設定することができる。たとえば
深くすれば位置Ｐ８と位置Ｐ１との間のコイル１１部分
へ強制的に供給するオイル量をさらに増やすことができ
る。

【００１７】なお、円筒状内周面２ａの上端部位置Ｐ１
付近であって、オイル供給口２１の回転方向Ｒ側の近傍
位置には、下方に向いて突出する庇３０が形成されてお
り、オイル供給口２１から噴射された直後のオイルが、
ロータ６の円筒状周壁６ｃの上面側へと案内されるよう
になっている。

【００１８】図３は段面２６付近の内面展開図であり、
段面２６は概ね軸方向と平行に形成されている。

【００１９】

【作用】機関運転中、図２のオイルポンプ１５によりオ
イルギャラリ１７に圧送されるオイルは、クランクケー
ス１内の各注油個所に供給されるが、一部のオイルは、
オイル通路２０を通り、オイル供給口２１から環状空間
Ｓの上端部分に噴射される。噴射されたオイルの大部分
は、ロータ６の上面へと注がれ、ロータ６の回転により
環状空間Ｓ内を回転方向Ｒへ周回し、該周回中は遠心力
によりジェネレータカバー２の円筒状内周面２ａに沿っ
て流れると共に飛散し、コイルへ供給される。また、オ
イル供給口２１から噴射されたオイルの一部は、図２の
ように直接端壁２ｂの内面に至り、該端壁２ｂの内面に
沿って流下するが、ガイド面２９に当接してガイドされ
ることにより、ステータ７の上部のコイル１０部分へと
供給される。

【００２０】図１において、円筒状内周面２ａに沿って
環状空間Ｓ内を周回するオイルは、位置Ｐ８と位置Ｐ１
の間で段面２６に衝突し、径方向の内方へと飛散あるい
はガイドされる。これにより対応するコイル１０部分へ
のオイル供給量が増加する。また、位置Ｐ８と位置Ｐ１
の間にも上記リブ２８を形成しているので、上記段面２
６で飛散して図２の端壁２ｂの内面に付着して流下する
オイルは、リブ２８のガイド面２９によりコイル１０部
分へと効率的にガイドされ、コイル１０を冷却する。

【００２１】図１１の従来例のようにロータ６の回転の
みによるオイルの散布作用では、重力並びにオイル供給
口２１からの周方向の距離の相違により、位置Ｐ８と位
置Ｐ１の間のコイル部分へのオイル供給量が他の部分に
比べて少なく、コイル１０の温度が低くなりにくい場合
があるが、図１のように円筒状内周面２ａを周回するオ
イルを、段面２６に衝突させて積極的に上記位置Ｐ８と
位置Ｐ１の間のロータ６及びコイル１０部分に供給する
ことにより、該コイル１０部分の冷却用オイルを確保
し、コイル全体の均一な冷却が行える。

【００２２】なお、上記説明から判るように、図１の円
弧状ガイド面２９のうち、位置Ｐ１から位置Ｐ２の間の
部分は、主にオイル供給口２１から噴射された直後のオ
イルをガイドし、一方、位置Ｐ８から位置Ｐ１の間の部
分は、上記段面２６によって径方向の内方へと飛散され
たオイルをコイル１０部分へとガイドする役目を果た
す。

【００２３】

【その他の実施の形態】（１）図５は、ジェネレータカ
バー２の円筒状内周面２ａに、周方向に間隔を置いて２
個の段面２６，２７を形成した例である。１つの段面２
６は図１と同様に位置Ｐ８と位置Ｐ１の中間に形成さ
れ、もう１つの段面２７は、位置Ｐ７付近に形成されて
いる。

【００２４】図５の構造は、コイルの冷却用オイルの飛
散が位置Ｐ８と位置Ｐ１の間だけでなく、それよりも下
方の位置Ｐ７付近にも生じるようにして、上記各位置の
オイル散布量を十分に補うようにしたものである。位置
Ｐ７の段面２７の深さは、位置Ｐ８と位置Ｐ１の間の段
面２６の深さよりも浅く形成されており、それにより、
各段面２６，２７に衝突するオイル量が適切となるよう
に調整されている。

【００２５】（２）図６は、ジェネレータカバー２の円
筒状内周面２ａに形成される段面２６の変形例であっ
て、径方向の内方に突出する突起３６を形成し、該突起
３６の側面を段面２６として利用している。

【００２６】（３）図７は、オイル供給口２１が、位置
Ｐ２付近に形成されたジェネレータの冷却装置に適用
し、かつ、２個の段面２６，２７を形成した例である。
この場合でも、ジェネレータカバー２の端壁２ｂに形成
されるガイド面２９及びリブ２８は、図１の場合と同様
に軸心Ｏより上方位置であって、位置Ｐ８から位置Ｐ１
を経て位置Ｐ２に至るまで、円弧形に形成されている。
ジェネレータカバー２の円筒状内周面２ａに形成される
２個の段面２６，２７は、一方が前記図１と同様に位置
Ｐ８と位置Ｐ１との中間に形成され、もう１つの段面２
７は位置Ｐ１と位置Ｐ２の間であって、オイル供給口２
１よりは回転方向Ｒ側と反対側近傍に形成されている。

【００２７】（４）図８は、ジェネレータカバー２の円
筒状内周面２ａに形成される段面２６の変形例を示して
おり、段面２６はクランク軸心０に対し、ジェネレータ
カバー２の端壁２ｂ側が回転方向Ｒの前方側にくるよに
傾斜している。このように段面２６を傾斜状に形成して
いると、矢印で示すように段面２６に衝突するオイル
は、ガイド面２９側（ロータ開口側）へと集められ、こ
のガイド面２９を介してコイル部分に供給されるので、
段面２６に衝突するオイルを無駄なく、効率良くコイル
部分の冷却に利用できる。

【００２８】（５）図９は、ジェネレータカバー２の端
壁２ｂに形成するガイド面２９の変形例であり、端壁２
ｂに断面三角形状の厚肉部３８を形成して、該厚肉部３
８の上面をガイド面２９とした例である。

【００２９】（６）図１０は、ジェネレータカバー２の
端壁２ｂに形成するガイド面２９の別の変形例であり、
端壁２ｂ自体を軸方向のコイル側へ突状となる形状と
し、該突状部分の上面をガイド面２９とした例である。

【００３０】（７）ジェネレータカバー２の円筒状内周
面２ａに形成される段面２６の数及び周方向の位置は上
記各実施の形態に示す数及び位置に限定されるものでは
なく、基本的にはロータ回転のみによるコイルへの冷却
用オイル供給だけでは、オイル供給量が少なくなる個所
に、それぞれ形成される。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本願発明によると、
ジェネレータカバー２の円筒状内周面２ａに形成された
段面２６あるいはジェネレータカバー２の端壁２ｂに形
成されたガイド面２９により、ジェネレータカバー２の
内周面を流れるオイルを、冷却用オイル供給量の少ない
コイル１０部分に積極的に供給するようにしているの
で、ジェネレータ室内に供給される冷却用オイルを無駄
なく、有効に利用して、コイル全体を、均一にかつ、効
率良く冷却することができる。

【００３２】すなわち、請求項１の発明では、ロータ６
の回転によりジェネレータカバー２の円筒状内周面２ａ
に沿って周回するオイルを、所望の個所で段面２６に衝
突させることにより、径方向の内方へとオイルを飛散し
あるいは流し、それにより冷却用オイル供給量の少ない
コイル１０部分に積極的にオイルを供給し、該コイル１
０部分への冷却用オイルを十分に補い、冷却性能の均一
化を達成する。

【００３３】請求項２記載の発明では、ジェネレータカ
バー２の端壁２ｂに沿って流下するオイルを、ガイド面
２９によって積極的にコイル１０部分に供給するので、
今まで無駄に流下させていたオイルを、コイル冷却に有
効に利用でき、冷却効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明を適用したエンジン用ジェネレータ
及びジェネレータカバーをクランクケース側から見た側
面図（図２のI-I断面相当図）である。

【図２】図１のII-II断面図である。

【図３】図１のジェネレータカバーの段面付近の円筒
状内周面を、径方向の内方から見た展開部分図である。

【図４】図２の拡大部分図である。

【図５】段面を２箇所に形成した例を示す図１と同様
の側面図である。

【図６】段面の変形例を示す図１と同様の側面部分図
である。

【図７】オイル供給口が図１とは異なる位置に配置さ
れたジェネレータに、段面を２箇所に形成した例を示す
図１と同様の側面図である。

【図８】段面の変形例を示す図３と同じ部分の展開部
分図である。

【図９】ジェネレータカバーの端壁に形成するガイド
面の変形例を示す図４と同様の縦断面部分図である。

【図１０】ジェネレータカバーの端壁に形成するガイ
ド面の別の変形例を示す図４と同様の縦断面部分図であ
る。

【図１１】従来例であって、図１と同様にクランクケ
ース側から見た側面図である。

【図１２】図１０のXII-XII断面図である。

【符号の説明】

１クランクケース２ジェネレータカバー３クランク軸４ジェネレータ室５ジェネレータ６ロータ７コイル付きステータ９ステータ１０コイル２１オイル供給口２５凹部２６段面２７段面２８リブ２９ガイド面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ジェネレータカバーで覆われたジェネレ
ータ室内に、ジェネレータカバーの円筒状内周面に対向
する円筒状周壁を有するカップ形のロータと、該ロータ
の円筒状周壁に径方向の内方から対向するコイル付きス
テータを配置してジェネレータを構成し、ジェネレータ
カバーとロータの円筒状周壁との間の環状空間へと冷却
用オイルを噴出するオイル供給口を備えたエンジン用ジ
ェネレータの冷却装置において、ロータ回転による冷却
用のオイル散布量が少なくなるコイル部分に概ね対応す
るジェネレータカバーの円筒状内周面部分に、ロータ回
転方向と対向しオイルが衝突する段面を形成しているこ
とを特徴とするエンジン用ジェネレータカバーの冷却装
置。
【請求項２】ジェネレータカバーで覆われたジェネレ
ータ室内に、ジェネレータカバーの円筒状内周面に対向
する円筒状周壁を有するカップ形のロータと、該ロータ
の円筒状周壁に径方向の内方から対向するコイル付きス
テータを配置してジェネレータを構成し、ジェネレータ
カバーとロータの円筒状周壁との間の環状空間へと冷却
用オイルを噴出するオイル供給口を備えたエンジン用ジ
ェネレータの冷却装置において、ロータの開口に対向す
るジェネレータカバーの軸方向の端壁であって、回転軸
心より上方位置に、カバー内周面を流下するオイルをス
テータのコイル部分へとガイドするガイド面を形成した
ことを特徴とするエンジン用ジェネレータの冷却装置。
【請求項３】請求項１記載の段面と請求項２記載のガ
イド面を形成したことを特徴とするエンジン用ジェネレ
ータの冷却装置。