JP3376353B2 - 電動発電機およびその組み立て方法 - Google Patents
電動発電機およびその組み立て方法Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
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Landscapes
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関および電
動発電機を併用するハイブリッド自動車に利用する。本
発明は、制御により電動機または発電機として作用する
電動発電機を１個搭載して、燃料消費量の小さいシリー
ズパラレル・ハイブリッド方式を実現する、新しいハイ
ブリッド自動車に関する。特に、電動発電機を一方向性
クラッチに連結させる組み立て手順および合理的な組み
立てを行うための構造に関する。
動発電機を併用するハイブリッド自動車に利用する。本
発明は、制御により電動機または発電機として作用する
電動発電機を１個搭載して、燃料消費量の小さいシリー
ズパラレル・ハイブリッド方式を実現する、新しいハイ
ブリッド自動車に関する。特に、電動発電機を一方向性
クラッチに連結させる組み立て手順および合理的な組み
立てを行うための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人は、本願とは別の特許出願に
より、新しいハイブリッド自動車に関する発明を特許出
願した（特願２０００−０１４７１５号、本願出願時に
おいて未公開、以下「第一の先願」という）。この第一
の先願は、内燃機関と、電動発電機と、クラッチと、変
速機とがこの順序に回転駆動力が伝達されるように接続
されたハイブリッド自動車であって、前記内燃機関と前
記電動発電機との間に、回転駆動力が前記内燃機関から
前記電動発電機には伝達されるが、前記電動発電機から
前記内燃機関には伝達されない一方向性クラッチを設け
る構成である。一方向性クラッチは、自転車の後輪駆動
軸に設けられた回転ラチェット機構と同等の動作原理の
クラッチであり、内燃機関のクランク軸の回転速度が電
動発電機の回転子の回転速度より大きいときには、その
一方向性クラッチは結合状態であり、内燃機関のクラン
ク軸の回転速度が電動発電機の回転子の回転速度より小
さいときには、その一方向性クラッチはスリップするよ
うに構成されている。
より、新しいハイブリッド自動車に関する発明を特許出
願した（特願２０００−０１４７１５号、本願出願時に
おいて未公開、以下「第一の先願」という）。この第一
の先願は、内燃機関と、電動発電機と、クラッチと、変
速機とがこの順序に回転駆動力が伝達されるように接続
されたハイブリッド自動車であって、前記内燃機関と前
記電動発電機との間に、回転駆動力が前記内燃機関から
前記電動発電機には伝達されるが、前記電動発電機から
前記内燃機関には伝達されない一方向性クラッチを設け
る構成である。一方向性クラッチは、自転車の後輪駆動
軸に設けられた回転ラチェット機構と同等の動作原理の
クラッチであり、内燃機関のクランク軸の回転速度が電
動発電機の回転子の回転速度より大きいときには、その
一方向性クラッチは結合状態であり、内燃機関のクラン
ク軸の回転速度が電動発電機の回転子の回転速度より小
さいときには、その一方向性クラッチはスリップするよ
うに構成されている。
【０００３】このような構成とすることにより、自動車
の動作モードとして、（１）電動発電機を電動機として
動作させ変速機を介して車軸を駆動する電動走行モー
ド、（２）電動発電機を電動機として動作させ内燃機関
とともに変速機を介して車軸を駆動するパラレル走行モ
ード、（３）電動発電機を空転させ前記内燃機関により
変速機を介して車軸を駆動するエンジン走行モード、
（４）電動発電機を発電機として動作させ内燃機関によ
りその電動発電機および変速機を介して車軸を駆動する
とともにその電動発電機が発生する電気エネルギを蓄電
手段に充電する走行充電モード、（５）電動発電機を発
電機として動作させ変速機からその電動発電機を駆動し
てその発生する電気エネルギを蓄電手段に充電する回生
モード、（６）電動発電機を発電機として動作させ内燃
機関によりその電動発電機を駆動してその発生する電気
エネルギを蓄電手段に充電する停車充電モード、のいず
れかのモードを設定して運転することができる。
の動作モードとして、（１）電動発電機を電動機として
動作させ変速機を介して車軸を駆動する電動走行モー
ド、（２）電動発電機を電動機として動作させ内燃機関
とともに変速機を介して車軸を駆動するパラレル走行モ
ード、（３）電動発電機を空転させ前記内燃機関により
変速機を介して車軸を駆動するエンジン走行モード、
（４）電動発電機を発電機として動作させ内燃機関によ
りその電動発電機および変速機を介して車軸を駆動する
とともにその電動発電機が発生する電気エネルギを蓄電
手段に充電する走行充電モード、（５）電動発電機を発
電機として動作させ変速機からその電動発電機を駆動し
てその発生する電気エネルギを蓄電手段に充電する回生
モード、（６）電動発電機を発電機として動作させ内燃
機関によりその電動発電機を駆動してその発生する電気
エネルギを蓄電手段に充電する停車充電モード、のいず
れかのモードを設定して運転することができる。
【０００４】このモードをさらに説明すると、（１）電
動走行モードでは、内燃機関は停止または低速回転の状
態にあり、一方向性クラッチをスリップさせた状態で蓄
電手段（バッテリまたは大容量コンデンサ）から電気エ
ネルギが供給されて車両は電気動力により走行し、
（２）パラレル走行モードでは、内燃機関は燃料を消費
しながら回転エネルギを出力し、電動発電機には蓄電手
段から電気エネルギが供給され、内燃機関および電動機
がともに車両を走行駆動させ、（３）エンジン走行モー
ドでは、電動発電機への電力の供給および取出を行わず
電動発電機を空転状態とすることにより、一般の内燃機
関による自動車と同等に内燃機関のみで車両を走行駆動
し、（４）走行充電モードでは、内燃機関により車両を
走行駆動するとともに、電動発電機を発電機として動作
させて、内燃機関から供給される回転機械エネルギによ
り電力の発電を行い発生する電気エネルギを蓄電手段に
充電し、（５）回生モードは、車両が減速するとき、あ
るいは車両が下り坂を走行するときの電気制動状態であ
って、電動発電機は発電機として動作し、制動により生
じる電気エネルギを蓄電手段に充電し、（６）停車充電
モードは、車両が停車状態にあるときに、内燃機関によ
り電動発電機を発電機として駆動し、発生する電気エネ
ルギを蓄電手段に充電する。
動走行モードでは、内燃機関は停止または低速回転の状
態にあり、一方向性クラッチをスリップさせた状態で蓄
電手段（バッテリまたは大容量コンデンサ）から電気エ
ネルギが供給されて車両は電気動力により走行し、
（２）パラレル走行モードでは、内燃機関は燃料を消費
しながら回転エネルギを出力し、電動発電機には蓄電手
段から電気エネルギが供給され、内燃機関および電動機
がともに車両を走行駆動させ、（３）エンジン走行モー
ドでは、電動発電機への電力の供給および取出を行わず
電動発電機を空転状態とすることにより、一般の内燃機
関による自動車と同等に内燃機関のみで車両を走行駆動
し、（４）走行充電モードでは、内燃機関により車両を
走行駆動するとともに、電動発電機を発電機として動作
させて、内燃機関から供給される回転機械エネルギによ
り電力の発電を行い発生する電気エネルギを蓄電手段に
充電し、（５）回生モードは、車両が減速するとき、あ
るいは車両が下り坂を走行するときの電気制動状態であ
って、電動発電機は発電機として動作し、制動により生
じる電気エネルギを蓄電手段に充電し、（６）停車充電
モードは、車両が停車状態にあるときに、内燃機関によ
り電動発電機を発電機として駆動し、発生する電気エネ
ルギを蓄電手段に充電する。
【０００５】この構成の装置は、バスやトラックなどの
大型商用車に利用するに適する装置であって、シリーズ
方式のハイブリッド自動車の利点およびパラレル方式の
ハイブリッド自動車の利点をともに利用することができ
る。すなわち、登坂時や発進時には内燃機関および電動
機がともに車軸を駆動して、発生するトルクを大きくす
ることができるとともに、充電特性をよくして燃料効率
を大きく改善することができる。そして、前記一方向性
クラッチを利用する構造では車両の制動時および下り坂
走行時の回生モードでは、電動発電機が内燃機関から切
り離されるので、内燃機関のフリクションによりエネル
ギが消費されることなく、回生充電効率を高くすること
ができる。またこの構造は、電気回転機である電動発電
機を１台のみ搭載して車両重量を小さくすることができ
るから燃料効率を高くすることができる利点がある。
大型商用車に利用するに適する装置であって、シリーズ
方式のハイブリッド自動車の利点およびパラレル方式の
ハイブリッド自動車の利点をともに利用することができ
る。すなわち、登坂時や発進時には内燃機関および電動
機がともに車軸を駆動して、発生するトルクを大きくす
ることができるとともに、充電特性をよくして燃料効率
を大きく改善することができる。そして、前記一方向性
クラッチを利用する構造では車両の制動時および下り坂
走行時の回生モードでは、電動発電機が内燃機関から切
り離されるので、内燃機関のフリクションによりエネル
ギが消費されることなく、回生充電効率を高くすること
ができる。またこの構造は、電気回転機である電動発電
機を１台のみ搭載して車両重量を小さくすることができ
るから燃料効率を高くすることができる利点がある。
【０００６】さらに本願出願人は、上記第一の先願に開
示したハイブリッド自動車について、一方向性クラッチ
を合理的に実装することができる構造について特許出願
した（特願２０００−０１７３２４号、本願出願時にお
いて未公開、以下「第二の先願」という）。この第二の
先願は、一方向性クラッチを電動発電機の回転子の内径
空間（または内側空間）に配置することを第一の特徴と
するものである。これは、一方向性クラッチを取付ける
ことにより、機関の長さ（内燃機関から変速機までの距
離）が実質的に長くならないように工夫したものであ
る。
示したハイブリッド自動車について、一方向性クラッチ
を合理的に実装することができる構造について特許出願
した（特願２０００−０１７３２４号、本願出願時にお
いて未公開、以下「第二の先願」という）。この第二の
先願は、一方向性クラッチを電動発電機の回転子の内径
空間（または内側空間）に配置することを第一の特徴と
するものである。これは、一方向性クラッチを取付ける
ことにより、機関の長さ（内燃機関から変速機までの距
離）が実質的に長くならないように工夫したものであ
る。
【０００７】すなわち第二の先願は、内燃機関（１）
と、電動発電機（２）と、クラッチ（３）と、変速機
（４）とがこの順序に回転駆動力が伝達されるように接
続されたハイブリッド自動車であって、前記内燃機関
（１）と前記電動発電機（２）との間に、回転駆動力が
前記内燃機関から前記電動発電機には伝達され前記電動
発電機から前記内燃機関には伝達されない一方向性クラ
ッチ（５）を設ける構造であって、前記電動発電機の回
転子（２１）の内径空間にこの一方向性クラッチ（５）
が配置され、この回転子の外周空間に前記電動発電機の
固定子（２２）が配置されたことを特徴とするものであ
る。上記括弧内の数字は、構造の理解を助けるために付
す添付図面の参照数字である。
と、電動発電機（２）と、クラッチ（３）と、変速機
（４）とがこの順序に回転駆動力が伝達されるように接
続されたハイブリッド自動車であって、前記内燃機関
（１）と前記電動発電機（２）との間に、回転駆動力が
前記内燃機関から前記電動発電機には伝達され前記電動
発電機から前記内燃機関には伝達されない一方向性クラ
ッチ（５）を設ける構造であって、前記電動発電機の回
転子（２１）の内径空間にこの一方向性クラッチ（５）
が配置され、この回転子の外周空間に前記電動発電機の
固定子（２２）が配置されたことを特徴とするものであ
る。上記括弧内の数字は、構造の理解を助けるために付
す添付図面の参照数字である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような構造の装置
は、組み立て手順のひとつとして、一方向性クラッチ
（５）の内輪５２と一体的に回転する電動発電機の回転
子（２１）を、電動発電機の固定子（２２）と一方向性
クラッチの外輪（５１）との間に形成される空間に挿入
しなければならない。一方、電動発電機の電気的特性を
向上させるために、固定子（２２）と回転子（２１）と
の対向面は高精度仕上げされ、その対向面の間隔は組み
立て後にできるだけ小さく（例えば約１ｍｍに）なるよ
うに設計されている。
は、組み立て手順のひとつとして、一方向性クラッチ
（５）の内輪５２と一体的に回転する電動発電機の回転
子（２１）を、電動発電機の固定子（２２）と一方向性
クラッチの外輪（５１）との間に形成される空間に挿入
しなければならない。一方、電動発電機の電気的特性を
向上させるために、固定子（２２）と回転子（２１）と
の対向面は高精度仕上げされ、その対向面の間隔は組み
立て後にできるだけ小さく（例えば約１ｍｍに）なるよ
うに設計されている。
【０００９】したがって、一方向性クラッチ（５）の軸
中心（すなわち内燃機関クランク軸の中心）と、回転子
（２１）の軸中心とが高い精度で一致するように制御し
て回転子を軸方向に移動させる操作が必要であり、もし
この二つの軸中心にわずかなずれが生じると、固定子
（２２）の仕上げされた対向面に回転子（２１）が接触
することになる。しかも回転子は永久磁石として磁性を
帯びていて、固定子は磁性体であるから、この二つがい
ったん接触すると互いに吸引して接触状態が解除されな
い。接触状態が解除されないまま作業をつづけると、固
定子の加工面に引っかき傷を作ることになる。
中心（すなわち内燃機関クランク軸の中心）と、回転子
（２１）の軸中心とが高い精度で一致するように制御し
て回転子を軸方向に移動させる操作が必要であり、もし
この二つの軸中心にわずかなずれが生じると、固定子
（２２）の仕上げされた対向面に回転子（２１）が接触
することになる。しかも回転子は永久磁石として磁性を
帯びていて、固定子は磁性体であるから、この二つがい
ったん接触すると互いに吸引して接触状態が解除されな
い。接触状態が解除されないまま作業をつづけると、固
定子の加工面に引っかき傷を作ることになる。
【００１０】内燃機関および電動発電機の回転子を一つ
の定盤の上に配置し、軸合わせを行い、軸ずれを生じな
いように回転子を進行させるような精密操作を行うこと
は可能であるが、このような精密操作は工数が大きく、
内燃機関の量産工程の操作としては適当ではない。
の定盤の上に配置し、軸合わせを行い、軸ずれを生じな
いように回転子を進行させるような精密操作を行うこと
は可能であるが、このような精密操作は工数が大きく、
内燃機関の量産工程の操作としては適当ではない。
【００１１】この組み立て作業に、前記１ｍｍほどの間
隔におさまるプラスチックフィルムを用いる方法を検討
した。すなわち、あらかじめ回転子の外周をプラスチッ
クフィルムで覆い、このプラスチックフィルムを緩衝材
として固定子の表面に回転子を摺接させながら移動する
方法を試みた。しかし、組み立て完了後にプラスチック
フィルムを取り除く作業が複雑であり、全体の組み立て
工数が大きくなることがわかった。また、プラスチック
フィルムは繰り返し利用することができないこともわか
った。これは、組み立て工程に余分の材料を必要とする
ことになり、量産には不適当であることがわかった。ま
た、プラスチックフィルムを利用することは、固定子と
回転子との間隔をプラスチックフィルムの厚みに相応し
て、ある値に維持することが必要であり、この間隔をさ
らに狭く設計して電気的性能を向上させることが不可能
になる。
隔におさまるプラスチックフィルムを用いる方法を検討
した。すなわち、あらかじめ回転子の外周をプラスチッ
クフィルムで覆い、このプラスチックフィルムを緩衝材
として固定子の表面に回転子を摺接させながら移動する
方法を試みた。しかし、組み立て完了後にプラスチック
フィルムを取り除く作業が複雑であり、全体の組み立て
工数が大きくなることがわかった。また、プラスチック
フィルムは繰り返し利用することができないこともわか
った。これは、組み立て工程に余分の材料を必要とする
ことになり、量産には不適当であることがわかった。ま
た、プラスチックフィルムを利用することは、固定子と
回転子との間隔をプラスチックフィルムの厚みに相応し
て、ある値に維持することが必要であり、この間隔をさ
らに狭く設計して電気的性能を向上させることが不可能
になる。
【００１２】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、組み立て後の相互間隔がきわめて小さい、電動
発電機の固定子と回転子とをその軸に対して正しく平行
に進行させることができる組み立て方法および構造を提
供することを目的とする。本発明は組み立て工程の作業
工数を低減することを目的とする。本発明は、量産を行
う場合にも安定に組み立てを行うことができる組み立て
方法を提供することを目的とする。本発明は、組み立て
工程で発生する不良を少なくすることを目的とする。本
発明は、製造工程で余分の材料を必要とすることがない
組み立て方法および構造を提供することを目的とする。
本発明は、製品の電気的性能を制約することがない組み
立て工程を提供することを目的とする。
あって、組み立て後の相互間隔がきわめて小さい、電動
発電機の固定子と回転子とをその軸に対して正しく平行
に進行させることができる組み立て方法および構造を提
供することを目的とする。本発明は組み立て工程の作業
工数を低減することを目的とする。本発明は、量産を行
う場合にも安定に組み立てを行うことができる組み立て
方法を提供することを目的とする。本発明は、組み立て
工程で発生する不良を少なくすることを目的とする。本
発明は、製造工程で余分の材料を必要とすることがない
組み立て方法および構造を提供することを目的とする。
本発明は、製品の電気的性能を制約することがない組み
立て工程を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は電
動発電機の組み立て方法であって、回転子（２１）の内
径空間に一方向性クラッチ（５）が配置され、この一方
向性クラッチの内輪（５２）と前記回転子（２１）とが
一体的に回転し、この回転子（２１）の外周空間に固定
子（２２）が配置された電動発電機の組み立て方法にお
いて、前記回転子（２１）をフライホイール（７）に取
付ける工程の後に、前記回転子（２１）を前記固定子
（２２）と前記一方向性クラッチ（５）との間の空間に
挿入する工程が設定され、この挿入する工程は、前記一
方向性クラッチの内輪（５２）に前記フライホイール
（７）を貫通する３以上のガイドピン（１０）を回転軸
に対して平行に立設する工程と、前記回転子（２１）お
よび前記フライホイール（７）の荷重の大部分をこのガ
イドピン（１０）に支持させた状態で前記回転子（２
１）をその定位置まで押し進める工程とを含むことを特
徴とする。このガイドピン（１０）を利用することによ
り、回転子（２１）と固定子（２２）との間隔を一定範
囲に維持しながら回転子（２１）を定位置に向けて進行
させることができる。ガイドピン（１０）の数は３本以
上としたが、望ましくは８本以上である。
動発電機の組み立て方法であって、回転子（２１）の内
径空間に一方向性クラッチ（５）が配置され、この一方
向性クラッチの内輪（５２）と前記回転子（２１）とが
一体的に回転し、この回転子（２１）の外周空間に固定
子（２２）が配置された電動発電機の組み立て方法にお
いて、前記回転子（２１）をフライホイール（７）に取
付ける工程の後に、前記回転子（２１）を前記固定子
（２２）と前記一方向性クラッチ（５）との間の空間に
挿入する工程が設定され、この挿入する工程は、前記一
方向性クラッチの内輪（５２）に前記フライホイール
（７）を貫通する３以上のガイドピン（１０）を回転軸
に対して平行に立設する工程と、前記回転子（２１）お
よび前記フライホイール（７）の荷重の大部分をこのガ
イドピン（１０）に支持させた状態で前記回転子（２
１）をその定位置まで押し進める工程とを含むことを特
徴とする。このガイドピン（１０）を利用することによ
り、回転子（２１）と固定子（２２）との間隔を一定範
囲に維持しながら回転子（２１）を定位置に向けて進行
させることができる。ガイドピン（１０）の数は３本以
上としたが、望ましくは８本以上である。
【００１４】上記括弧内の数字は、後から詳しく説明す
る実施例図面の参照符号であり、これは発明の内容をわ
かりやすくするための併記であり、本願発明の構成を実
施例に限定して解釈するためのものではない。以下の括
弧内の数字についても同様である。
る実施例図面の参照符号であり、これは発明の内容をわ
かりやすくするための併記であり、本願発明の構成を実
施例に限定して解釈するためのものではない。以下の括
弧内の数字についても同様である。
【００１５】このとき、前記回転子（２１）の端部に前
記一方向性クラッチ（５）の外周に当接するリング状ガ
イド（２４）を取付け、前記回転子（２１）が定位置に
達する直前までこのリング状ガイド（２４）を前記一方
向性クラッチの外周に摺動させるように操作することが
望ましい。このリング状ガイド（２４）を利用すること
により、前記ガイドピン（１０）にかかる重量が軽減さ
れるとともに、フライホイール（７）が回転軸方向から
わずかに傾斜したときにも、回転子（２１）が固定子
（２２）にただちに衝突接触することを避けることがで
きる。このリング状ガイド（２４）は非磁性材料により
形成することにより、組み立て完了後にこれを取り除か
なくとも電動発電機の磁気特性に与える影響は少なくな
る。
記一方向性クラッチ（５）の外周に当接するリング状ガ
イド（２４）を取付け、前記回転子（２１）が定位置に
達する直前までこのリング状ガイド（２４）を前記一方
向性クラッチの外周に摺動させるように操作することが
望ましい。このリング状ガイド（２４）を利用すること
により、前記ガイドピン（１０）にかかる重量が軽減さ
れるとともに、フライホイール（７）が回転軸方向から
わずかに傾斜したときにも、回転子（２１）が固定子
（２２）にただちに衝突接触することを避けることがで
きる。このリング状ガイド（２４）は非磁性材料により
形成することにより、組み立て完了後にこれを取り除か
なくとも電動発電機の磁気特性に与える影響は少なくな
る。
【００１６】前記ガイドピン（１０）に支持された前記
回転子（２１）が前記一方向性クラッチの内輪（５２）
に対して定位置に達した後に、前記ガイドピン（１０）
を抜き取りそのガイドピンが挿通されていた孔にボルト
を挿通し、このボルトを締結するように構成することが
できる。すなわち、この方法は回転子（２１）を一方向
性クラッチの内輪（５２）に締結するためのタップ孔お
よびボルト孔を利用して、回転子（２１）を挿入すると
きのガイドピンを立設するものであり、ガイドピンを利
用するために特別な工作を必要としない利点がある。
回転子（２１）が前記一方向性クラッチの内輪（５２）
に対して定位置に達した後に、前記ガイドピン（１０）
を抜き取りそのガイドピンが挿通されていた孔にボルト
を挿通し、このボルトを締結するように構成することが
できる。すなわち、この方法は回転子（２１）を一方向
性クラッチの内輪（５２）に締結するためのタップ孔お
よびボルト孔を利用して、回転子（２１）を挿入すると
きのガイドピンを立設するものであり、ガイドピンを利
用するために特別な工作を必要としない利点がある。
【００１７】さらに、前記一方向性クラッチの内輪（５
２）に嵌合される前記フライホイール（７）の軸まわり
には、前記定位置に達する直前までに摺接する位置にテ
ーパ（２６）が形成されインロー構造で結合することが
望ましい。このインロー構造により、上記ガイドピン
（１０）および上記リング状ガイド（２４）が組み合わ
されて、軸位置合わせのための作業工数をいちじるしく
低減させることができるとともに、組み立て工程で発生
する不良をきわめて少なくすることができる。
２）に嵌合される前記フライホイール（７）の軸まわり
には、前記定位置に達する直前までに摺接する位置にテ
ーパ（２６）が形成されインロー構造で結合することが
望ましい。このインロー構造により、上記ガイドピン
（１０）および上記リング状ガイド（２４）が組み合わ
されて、軸位置合わせのための作業工数をいちじるしく
低減させることができるとともに、組み立て工程で発生
する不良をきわめて少なくすることができる。
【００１８】本発明の第二の観点は、上で説明した組み
立て方法を実施するための電動発電機の構造であり、回
転子（２１）の内径空間に一方向性クラッチ（５）が配
置され、この一方向性クラッチの内輪（５２）とフライ
ホイール（７）と前記回転子（２１）とが一体的に回転
し、かつ前記回転子（２１）の外周空間に固定子（２
２）が配置された電動発電機において、前記一方向性ク
ラッチの内輪（５２）に回転軸に対して平行にガイドピ
ン（１０）を立設するためのタップ孔が形成され、前記
フライホイール（７）にはこのタップ孔に対応して前記
ガイドピンが貫通する孔が設けられ、前記一方向性クラ
ッチ（５）の外輪外周に当接する非磁性材料によるリン
グ状ガイド（２４）が前記回転子（２１）の端部に取付
けられ、かつ前記回転子（２１）の定位置でそのリング
状ガイド（２４）に対応する位置の前記一方向性クラッ
チの外輪（５１）外周に凹部が形成され、前記一方向性
クラッチの内輪（５２）に嵌合される前記フライホイー
ル（７）の軸まわりには、前記回転子（２１）が定位置
に達する直前まで前記一方向性クラッチの内輪（５２）
の内側が摺接する位置にテーパ（２６）が形成されたこ
とを特徴とする。
立て方法を実施するための電動発電機の構造であり、回
転子（２１）の内径空間に一方向性クラッチ（５）が配
置され、この一方向性クラッチの内輪（５２）とフライ
ホイール（７）と前記回転子（２１）とが一体的に回転
し、かつ前記回転子（２１）の外周空間に固定子（２
２）が配置された電動発電機において、前記一方向性ク
ラッチの内輪（５２）に回転軸に対して平行にガイドピ
ン（１０）を立設するためのタップ孔が形成され、前記
フライホイール（７）にはこのタップ孔に対応して前記
ガイドピンが貫通する孔が設けられ、前記一方向性クラ
ッチ（５）の外輪外周に当接する非磁性材料によるリン
グ状ガイド（２４）が前記回転子（２１）の端部に取付
けられ、かつ前記回転子（２１）の定位置でそのリング
状ガイド（２４）に対応する位置の前記一方向性クラッ
チの外輪（５１）外周に凹部が形成され、前記一方向性
クラッチの内輪（５２）に嵌合される前記フライホイー
ル（７）の軸まわりには、前記回転子（２１）が定位置
に達する直前まで前記一方向性クラッチの内輪（５２）
の内側が摺接する位置にテーパ（２６）が形成されたこ
とを特徴とする。
【００１９】この構造により、上記組み立て方法を円滑
に実施することが可能になり、電動発電機の回転子およ
び固定子とが組み立て作業の中で接触し、損傷するよう
な不都合を回避することができる。
に実施することが可能になり、電動発電機の回転子およ
び固定子とが組み立て作業の中で接触し、損傷するよう
な不都合を回避することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施例図面によりさらに詳しく説
明する。図１および図２は本発明実施例を説明する要部
構造断面図である。図１は組み立て工程の途中段階の回
転軸を含む垂直断面の構造図であり、図２は本発明に係
る組み立て工程の完了後の同じく回転軸を含む垂直断面
の構造図である。
明する。図１および図２は本発明実施例を説明する要部
構造断面図である。図１は組み立て工程の途中段階の回
転軸を含む垂直断面の構造図であり、図２は本発明に係
る組み立て工程の完了後の同じく回転軸を含む垂直断面
の構造図である。
【００２１】図１の左側は内燃機関１であり、そのクラ
ンク軸１１を図示し内燃機関本体の構造は表示を省略す
る。矢印３で示す空間はクラッチが実装される位置であ
り、符号４の位置には変速機が実装されるが、この段階
ではクラッチおよび変速機はまだ実装されていない。
ンク軸１１を図示し内燃機関本体の構造は表示を省略す
る。矢印３で示す空間はクラッチが実装される位置であ
り、符号４の位置には変速機が実装されるが、この段階
ではクラッチおよび変速機はまだ実装されていない。
【００２２】図２により、一方向性クラッチを含むこの
装置の動力の伝達経路を簡単に説明すると、この装置
は、内燃機関１のクランク軸１１からクラッチ３までの
動力伝達経路に、一方向性クラッチ５および電動発電機
２が直列に介在するように実装されている。すなわち、
クランク軸１１に一方向性クラッチ５の外輪５１が取付
けられ、この外輪５１は内燃機関１のクランク軸１１と
共に回転する。一方向性クラッチ５の内輪５２はフライ
ホイール７に取付けられる。フライホイール７には電動
発電機２の回転子２１が取付けられ、回転子２１はつね
に一方向性クラッチ５の内輪５２と一体に回転すること
になる。電動発電機２の固定子２２は、ハウジング６に
取付けられる。
装置の動力の伝達経路を簡単に説明すると、この装置
は、内燃機関１のクランク軸１１からクラッチ３までの
動力伝達経路に、一方向性クラッチ５および電動発電機
２が直列に介在するように実装されている。すなわち、
クランク軸１１に一方向性クラッチ５の外輪５１が取付
けられ、この外輪５１は内燃機関１のクランク軸１１と
共に回転する。一方向性クラッチ５の内輪５２はフライ
ホイール７に取付けられる。フライホイール７には電動
発電機２の回転子２１が取付けられ、回転子２１はつね
に一方向性クラッチ５の内輪５２と一体に回転すること
になる。電動発電機２の固定子２２は、ハウジング６に
取付けられる。
【００２３】一方向性クラッチ５は、自転車の後輪に装
備されているラチェット機構と同一の作用をなす部品で
あり、回転方向が同一であるるときには、クランク軸１
１からフライホイール７の方向に回転力を伝達すること
ができるが、フライホイール７の側からクランク軸１１
の方向には回転力を伝達することができない。すなわ
ち、内燃機関による加速時に内燃機関１から車軸の方向
へは回転力を伝達するが、エンジンブレーキになって車
軸から内燃機関１へ回転力を伝達する状態になると、つ
まりフライホイール７の回転速度がクランク軸１１の回
転速度より大きくなると、一方向性クラッチ５が空転状
態となってフライホイール７からクランク軸１１へは回
転力が伝達されなくなる。
備されているラチェット機構と同一の作用をなす部品で
あり、回転方向が同一であるるときには、クランク軸１
１からフライホイール７の方向に回転力を伝達すること
ができるが、フライホイール７の側からクランク軸１１
の方向には回転力を伝達することができない。すなわ
ち、内燃機関による加速時に内燃機関１から車軸の方向
へは回転力を伝達するが、エンジンブレーキになって車
軸から内燃機関１へ回転力を伝達する状態になると、つ
まりフライホイール７の回転速度がクランク軸１１の回
転速度より大きくなると、一方向性クラッチ５が空転状
態となってフライホイール７からクランク軸１１へは回
転力が伝達されなくなる。
【００２４】この状態で、電動発電機２を図外の制御回
路の電気的制御により発電機として動作させると、エン
ジンブレーキに代えて電気制動がかかり、電動発電機２
により電気エネルギが発生し、この電気エネルギは図外
の蓄電手段に充電回生される。すなわち、エンジンブレ
ーキの状態になったときには、内燃機関のフリクション
によりエネルギを消散させるのではなく、内燃機関のフ
リクションの影響を受けることなく、電動発電機２が制
動により生じたエネルギを効率的に電気エネルギに変換
することができる。電動発電機２を電動機として動作さ
せ電動機のみで走行するときには、内燃機関のスイッチ
をオフにして内燃機関を完全に停止させた状態で、内燃
機関のフリクションの影響を受けることなく走行するこ
とができる。
路の電気的制御により発電機として動作させると、エン
ジンブレーキに代えて電気制動がかかり、電動発電機２
により電気エネルギが発生し、この電気エネルギは図外
の蓄電手段に充電回生される。すなわち、エンジンブレ
ーキの状態になったときには、内燃機関のフリクション
によりエネルギを消散させるのではなく、内燃機関のフ
リクションの影響を受けることなく、電動発電機２が制
動により生じたエネルギを効率的に電気エネルギに変換
することができる。電動発電機２を電動機として動作さ
せ電動機のみで走行するときには、内燃機関のスイッチ
をオフにして内燃機関を完全に停止させた状態で、内燃
機関のフリクションの影響を受けることなく走行するこ
とができる。
【００２５】いま図１にもどってこの組み立て手順を説
明すると、図１の状態は、一方向性クラッチ５の外輪５
１が内燃機関側のクランク軸１１に取付けられ、この一
方向性クラッチ５の外輪５１の外側と電動発電機２の固
定子２２との間の空間に、フライホイール７に取付けら
れた電動発電機２の回転子２１を挿入する過程にある。
回転子２１の端部には、非磁性材料（この例ではステン
レス（ＳＯＳ）材料）により構成されたリング状ガイド
２４が取付けられていて、このリング状ガイド２４が外
輪５１の表面に摺接しながら図１の矢印方向に押し進め
られる。
明すると、図１の状態は、一方向性クラッチ５の外輪５
１が内燃機関側のクランク軸１１に取付けられ、この一
方向性クラッチ５の外輪５１の外側と電動発電機２の固
定子２２との間の空間に、フライホイール７に取付けら
れた電動発電機２の回転子２１を挿入する過程にある。
回転子２１の端部には、非磁性材料（この例ではステン
レス（ＳＯＳ）材料）により構成されたリング状ガイド
２４が取付けられていて、このリング状ガイド２４が外
輪５１の表面に摺接しながら図１の矢印方向に押し進め
られる。
【００２６】このとき、電動発電機２の固定子２２と回
転子２１との対向間隙は約１ｍｍであり、その対向面は
高精度加工が施されている。したがって、回転子２１の
軸方向がクランク軸１１の軸方向と一致しなくなると、
回転子２１は固定子２２の表面に接触し、加工が施され
た表面に傷をつけることになる。しかも固定子２２も回
転子２１もともに磁性体であり、回転子２１は磁気を帯
びているから、いったん接触すると容易に離れることが
なく、加工面に引っかき傷をつくることになる。
転子２１との対向間隙は約１ｍｍであり、その対向面は
高精度加工が施されている。したがって、回転子２１の
軸方向がクランク軸１１の軸方向と一致しなくなると、
回転子２１は固定子２２の表面に接触し、加工が施され
た表面に傷をつけることになる。しかも固定子２２も回
転子２１もともに磁性体であり、回転子２１は磁気を帯
びているから、いったん接触すると容易に離れることが
なく、加工面に引っかき傷をつくることになる。
【００２７】本発明ではこれを防ぐために、図１に示す
ようにガイドピン１０を利用する。すなわち、一方向性
クラッチ５の内輪５２に、回転軸と平行にガイドピン１
０を立設してこれを利用する。一方向性クラッチ５の内
輪５２にタップ孔を形成しておき、一方ガイドピン１０
の端部にはねじ溝が形成されていて、ガイドピン１０の
端部はこのタップ孔に螺合し挿入し締めつけられる。フ
ライホイール７にはこのガイドピン１０の位置に貫通孔
が形成されていて、このガイドピン１０はフライホイー
ル７に設けられたこの孔を貫通する。この図１に示す工
程段階では、フライホイール７および電動発電機の回転
子２１の重量の大部分をこのガイドピン１０が支える。
ガイドピン１０は図１には一本のみ表示するが、この実
施例では円周上に９本が立設されている。
ようにガイドピン１０を利用する。すなわち、一方向性
クラッチ５の内輪５２に、回転軸と平行にガイドピン１
０を立設してこれを利用する。一方向性クラッチ５の内
輪５２にタップ孔を形成しておき、一方ガイドピン１０
の端部にはねじ溝が形成されていて、ガイドピン１０の
端部はこのタップ孔に螺合し挿入し締めつけられる。フ
ライホイール７にはこのガイドピン１０の位置に貫通孔
が形成されていて、このガイドピン１０はフライホイー
ル７に設けられたこの孔を貫通する。この図１に示す工
程段階では、フライホイール７および電動発電機の回転
子２１の重量の大部分をこのガイドピン１０が支える。
ガイドピン１０は図１には一本のみ表示するが、この実
施例では円周上に９本が立設されている。
【００２８】一方フライホイール７の軸中心には、ベア
リング機構が設けられ、これはクランク軸１１と回動自
在に結合されるとともに、このフライホイール７の中心
軸外周りは、一方向性クラッチ５の内輪５２に嵌め合わ
せられる。このフライホイール７の中心軸外周には、図
１の中に示すように、このフライホイール７が定位置に
達する直前に内輪５２の内側と摺接する位置２６がテー
パ状に形成され、インロー構造となっている。
リング機構が設けられ、これはクランク軸１１と回動自
在に結合されるとともに、このフライホイール７の中心
軸外周りは、一方向性クラッチ５の内輪５２に嵌め合わ
せられる。このフライホイール７の中心軸外周には、図
１の中に示すように、このフライホイール７が定位置に
達する直前に内輪５２の内側と摺接する位置２６がテー
パ状に形成され、インロー構造となっている。
【００２９】さらに、この一方向性クラッチ５の外輪５
１の外周には、回転子２１が定位置に達したときに、そ
の先端に取付けたリング状ガイド２４がはなれるように
凹部２５が形成されている。
１の外周には、回転子２１が定位置に達したときに、そ
の先端に取付けたリング状ガイド２４がはなれるように
凹部２５が形成されている。
【００３０】この構造の組み合わせにより、図１の状態
にあるフライホイール７は、図１の矢印に示す方向に押
し進められ、図２に示す定位置に達するまで、回転子２
１と固定子２２との表面が接触することはなく、定位置
に達したときに一方向性クラッチ５の内輪５２は、フラ
イホイール７の軸外周に嵌め合わせられ、定位置に達し
た後にはリング状ガイド２４が凹部２５ではなれて、こ
のリング状ガイド２４が一方向性クラッチの外輪５１に
接触することはなくなる。
にあるフライホイール７は、図１の矢印に示す方向に押
し進められ、図２に示す定位置に達するまで、回転子２
１と固定子２２との表面が接触することはなく、定位置
に達したときに一方向性クラッチ５の内輪５２は、フラ
イホイール７の軸外周に嵌め合わせられ、定位置に達し
た後にはリング状ガイド２４が凹部２５ではなれて、こ
のリング状ガイド２４が一方向性クラッチの外輪５１に
接触することはなくなる。
【００３１】フライホイール７および回転子２１が定位
置に達した後に、ガイドピン１０は取り除かれ、この孔
にボルト１２が挿入されて、フライホイール７は一方向
性クラッチ５の内輪５２に締結される。ガイドピン１０
は組み立て作業により消耗することはなく、一種の工具
として繰り返して使用することができる。
置に達した後に、ガイドピン１０は取り除かれ、この孔
にボルト１２が挿入されて、フライホイール７は一方向
性クラッチ５の内輪５２に締結される。ガイドピン１０
は組み立て作業により消耗することはなく、一種の工具
として繰り返して使用することができる。
【００３２】
【発明の効果】上述のように、本発明により一方向性ク
ラッチのに連結された電動発電機の合理的な組み立てを
行うことができる。本発明により、量産時にも組み立て
工程の作業工数を低減することが可能であり、繰り返し
安定に組み立てを行うことができる組み立てを行うこと
ができ、組み立て工程で発生する不良を少なくすること
ができる。また本発明によれば、製造工程で余分の材料
を必要とすることがなく、組み立て作業が製品の電気的
性能を制約することがなくなる。
ラッチのに連結された電動発電機の合理的な組み立てを
行うことができる。本発明により、量産時にも組み立て
工程の作業工数を低減することが可能であり、繰り返し
安定に組み立てを行うことができる組み立てを行うこと
ができ、組み立て工程で発生する不良を少なくすること
ができる。また本発明によれば、製造工程で余分の材料
を必要とすることがなく、組み立て作業が製品の電気的
性能を制約することがなくなる。
【図１】実施例組み立て工程の途中段階の回転軸を含む
垂直断面の構造図。
垂直断面の構造図。
【図２】実施例組み立て工程の完了後の同じく回転軸を
含む垂直断面の構造図。
含む垂直断面の構造図。
１ 内燃機関
２ 電動発電機
３ クラッチ
４ 変速機
５ 一方向性クラッチ
６ ステータハウジング
７ フライホイール
８ 始動電動機
１０ ガイドピン
１１ 内燃機関のクランク軸
１２ ボルト
２１ 電動発電機の回転子
２２ 電動発電機の固定子
２４ リング状ガイド
２５ 凹部
２６ テーパ形成位置
５１ 一方向性クラッチの外輪
５２ 一方向性クラッチの内輪
７１ フライホイールに固着されたスリット・リング
８１ 始動電動機のピニオンギア
８２ 始動電動機のリングギア
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｌ 11/14
Ｈ０２Ｋ 7/02 Ｈ０２Ｋ 7/02
7/10 7/10 Ｚ
(56)参考文献 特開2001−136606（ＪＰ，Ａ)
特開2001−206074（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−35301（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−225506（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−69732（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−108442（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60K 6/02 - 6/06
H02K 15/00 - 15/16
B60L 11/02 - 11/16
H02K 7/00 - 7/20
B60K 17/04
F16F 15/315
Claims (6)
- 【請求項１】回転子の内径空間に一方向性クラッチが配
置され、この一方向性クラッチの内輪と前記回転子とが
一体的に回転し、この回転子の外周空間に固定子が配置
された電動発電機の組み立て方法において、 前記回転子をフライホイールに取付けた後に、前記回転
子を前記固定子と前記一方向性クラッチとの間の空間に
挿入する工程が設定され、 前記挿入する工程は、前記一方向性クラッチの内輪に前
記フライホイールを貫通する３以上のガイドピンを回転
軸に対して平行に立設する工程と、前記回転子および前
記フライホイールの荷重の大部分をこのガイドピンに支
持させた状態で前記回転子をその定位置まで押し進める
工程とを含むことを特徴とする電動発電機の組み立て方
法。 - 【請求項２】前記定位置まで押し進める工程の前に前記
回転子の端部に前記一方向性クラッチの外周に当接可能
なリング状ガイドを取付け、前記回転子が前記定位置に
達する直前までこのリング状ガイドを前記一方向性クラ
ッチの外周に摺動させる請求項１記載の電動発電機の組
み立て方法。 - 【請求項３】前記ガイドピンに支持された前記フライホ
イールおよび前記回転子が前記定位置に達した後に、前
記ガイドピンを抜き取りそのガイドピンが挿通されてい
た孔にボルトを挿通し、このボルトを締結する請求項１
または２記載の電動発電機の組み立て方法。 - 【請求項４】前記一方向性クラッチの内輪に嵌合される
前記フライホイールの軸まわりには前記定位置に達する
直前まで摺接する位置にテーパが形成された請求項２記
載の電動発電機の組み立て方法。 - 【請求項５】前記リング状ガイドは、非磁性材料により
形成された請求項２記載の電動発電機の組み立て方法。 - 【請求項６】回転子の内径空間に一方向性クラッチが配
置され、この一方向性クラッチの内輪とフライホイール
と前記回転子とが一体的に回転し、かつ前記回転子の外
周空間に固定子が配置された電動発電機において、 前記一方向性クラッチの内輪に回転軸に対して平行にガ
イドピンを立設するためのタップ孔が形成され、前記フ
ライホイールにはこのタップ孔に対応して前記ガイドピ
ンが貫通する孔が設けられ、 前記一方向性クラッチの外輪外周に当接する非磁性材料
によるリング状ガイドが前記回転子の端部に取付けら
れ、かつ前記回転子の定位置でそのリング状ガイドに対
応する位置の前記一方向性クラッチの外輪外周に凹部が
形成され、 前記一方向性クラッチの内輪に嵌合される前記フライホ
イールの軸まわりには、前記回転子が定位置に達する直
前まで前記一方向性クラッチの内輪の内側が摺接する位
置にテーパが形成されたことを特徴とする電動発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000359826A JP3376353B2 (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 電動発電機およびその組み立て方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000359826A JP3376353B2 (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 電動発電機およびその組み立て方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002165420A JP2002165420A (ja) | 2002-06-07 |
| JP3376353B2 true JP3376353B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=18831534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000359826A Expired - Lifetime JP3376353B2 (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 電動発電機およびその組み立て方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376353B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4297918B2 (ja) | 2006-03-23 | 2009-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | 動力伝達装置およびその組立方法 |
| JP4584171B2 (ja) | 2006-03-23 | 2010-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 動力伝達装置およびその組立方法 |
| JP4059276B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2008-03-12 | トヨタ自動車株式会社 | 動力伝達装置およびその組立方法 |
| EP2112461B1 (en) * | 2008-04-24 | 2012-10-24 | Hexagon Metrology AB | Self-powered measuring probe |
| JP5867103B2 (ja) * | 2012-01-16 | 2016-02-24 | コベルコ建機株式会社 | ハイブリッド建設機械の駆動装置 |
| JP6190905B1 (ja) * | 2016-03-02 | 2017-08-30 | 三菱電機株式会社 | 回転電機及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-11-27 JP JP2000359826A patent/JP3376353B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002165420A (ja) | 2002-06-07 |
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