JP3613922B2 - クランク軸直結式発電機 - Google Patents
クランク軸直結式発電機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3613922B2 JP3613922B2 JP04461397A JP4461397A JP3613922B2 JP 3613922 B2 JP3613922 B2 JP 3613922B2 JP 04461397 A JP04461397 A JP 04461397A JP 4461397 A JP4461397 A JP 4461397A JP 3613922 B2 JP3613922 B2 JP 3613922B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- air
- stator core
- rotor
- flywheel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
- H02K7/1807—Rotary generators
- H02K7/1815—Rotary generators structurally associated with reciprocating piston engines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
- H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/2726—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
- H02K1/2733—Annular magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
- H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
- H02K5/1735—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンのクランクシャフト自身を回転軸として兼用しているか、あるいはクランクシャフトに回転軸が直結されているかしているクランク軸直結式発電機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、クランク軸直結式発電機としては、例えば自動車のスタータと発電機とを兼用したものに、その例が見られる。
まず、実開昭60−16298 号公報には、エンジンの後方に回転電機の全ての構造を新設したものが示されている。即ち、エンジンのシリンダブロック後方に界磁と電機子とを固定すると共に、クランクシャフトに磁性体で出来たロータを直結する。そのロータ歯状部は、界磁と電機子との間の隙間を通って回転移動するようにされている。
バッテリから電機子コイルに電流を流すことにより、スタータ(モータ)として動作させることが出来る。また、クランクシャフトに駆動される発電機として動作させた時には、電機子コイルから電力を取り出すことが出来る。
【0003】
また、特開昭61−154460号公報には、クランクシャフトに直結されているフライホイールを利用したものがある。自動車のエンジン等では、1回転中におけるトルク変動を緩和するためや、回転エネルギーの蓄積手段として、クランクシャフトにフライホイールが直結されていることがある。
そのようなフライホイールの外周面に永久磁石でN極,S極を設けると共に、それらの外周に対向させてステータコイルを設けることにより、回転電機を形成する。そして、上記した例と同様に、スタータとして動作させたり、発電機として動作させたりしている。
【0004】
しかしながら、実開昭60−16298 号公報のクランク軸直結式発電機には、エンジンのシリンダブロックを特別仕様のものにしなければならないという問題点があり、特開昭61−154460号公報のクランク軸直結式発電機には、半径方向のサイズが大となり、自動車のシャシフレームの間に納めにくくなるという問題点があった。
そこで、出願人は、そのような問題点を持つことのないクランク軸直結式発電機として、次のようなクランク軸直結式発電機を既に提案している(特願平8−249211号)。
【0005】
図8は、出願人が既に提案しているクランク軸直結式発電機を示す図である。図8において、1はフライホイールハウジング、1−1は嵌合部、2はクラッチハウジング、2−1は嵌合部、3はフライホイール、4はクランクシャフト、5はメインドライブシャフト、6は前部コイルハウジング、7は後部コイルハウジング、8はステータコア、9はステータコイル、10はマグネット磁極、11はロータ、12はロータホイール、13ははずれ止め、14は回転軸、Sは電機子、Rは回転子である。
【0006】
クランクシャフトにフライホイールを接続した部分に、発電機を組み込んだものであるが、フライホイールの外周に磁極を取り付けたものではない。
回転子Rは、ロータホイール12,ロータ11,マグネット磁極10,はずれ止め13等から構成され、電機子Sは、ステータコア8,ステータコイル9等から構成されている。
【0007】
クランクシャフト4からフライホイール3を外し、その代わりに発電機の回転軸14を直結する。回転軸14の外周には、非磁性体で出来た環状のロータホイール12が取り付けられ、ロータホイール12の外周には、強磁性体で出来た環状のロータ11が取り付けられる。はずれ止め13は、ロータ11がロータホイール12から外れるのを防止するためのものである。
【0008】
ロータ11の外周面には、N極,S極が交互に現れるように、マグネット磁極10を複数個埋め込む。
回転軸14の他端には、フライホイール3を直結する。発電作用には関係ないので図示はしてないが、フライホイール3には、従来通りスタータのギヤと噛み合うギヤが設けられている。
【0009】
クランクシャフト4とフライホイール3との間に回転軸14が介挿されるから、従来のクラッチハウジング2をフライホイール3の後方から当てがっても、フライホイールハウジング1の嵌合部1−1とクラッチハウジング2の嵌合部2−1とは先端が届かず、そこに隙間が出来てしまう。
その隙間を覆うためと、ステータコイル9を巻回したステータコア8を支持するために、リング状に形成した前部コイルハウジング6と後部コイルハウジング7とが設けられる。
【0010】
前部コイルハウジング6の一端は、フライホイールハウジング1の嵌合部1−1と嵌合する構造とされ、前部コイルハウジング6の他端と後部コイルハウジング7の一端は、互いに突き合わされてステータコア8の外周部分を挟持する構造とされる。そして挟持する位置は、ステータコア8の内周側の面が僅かなエアギャップを隔ててマグネット磁極10に対向するような位置とされる。ステータコア8には、予めステータコイル9を巻回しておく。
【0011】
後部コイルハウジング7の他端は、クラッチハウジング2の嵌合部2−1と嵌合する構造とされる。図示はしてないが、ステータコイル9に接続する端子は、前部コイルハウジング6あるいは後部コイルハウジング7の適宜箇所に、設けられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
(問題点)
しかしながら、図8に示したクランク軸直結式発電機には、次のような問題点があった。
第1の問題点は、ステータコア8とマグネット磁極10との間のエアギャップの大きさを、容易には確認し難いという点である。
第2の問題点は、前部コイルハウジング6,後部コイルハウジング7を、肉厚が厚いものとしなければならないという点である。
【0013】
(問題点の説明)
まず、第1の問題点について説明する。図8のクランク軸直結式発電機を組み立てる場合、まず、回転軸14に回転子Rおよびフライホイール3を取り付ける。その後、電機子Sを挟持した前部コイルハウジング6と後部コイルハウジング7とを、フライホイールハウジング1とクラッチハウジング2との間に取り付ける。即ち、ステータコア8とマグネット磁極10とをエアギャップを隔てて対向させる時には、既にフライホイール3は取り付けられている。
そのため、フライホイール3が邪魔になって、エアギャップを見ることが出来ず、その大きさがどの位になっているかを、容易には確認することが出来ない。
【0014】
次に、第2の問題点について説明する。前部コイルハウジング6と後部コイルハウジング7は、ステータコア8およびステータコイル9から成る電機子を支持しなければならないが、これらは重量が大であるので、それに耐えられる強度を有するものとしなければならなかった。
本発明は、これらの問題点を解決することを課題とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のクランク軸直結式発電機では、一端がクランクシャフトと直結され、他端がフライホイールと直結された回転軸と、基部がフライホイールハウジングに固定され、ステータコアの頂面が前記回転軸の軸方向に対して直角となるようにされている電機子と、前記回転軸に取り付けられ、前記ステータコアの頂面と僅かのエアギャップを隔てて対向配置されるべきマグネット磁極の表面が、前記回転軸の軸方向に対して直角となるようにされている回転子と、フライホイールハウジングとクラッチハウジングとの間に介在され、両者間の隙間を覆うところのジェネレータハウジングとを具えることとした。
なお、ジェネレータハウジングは、エアギャップを通って半径方向に外方へ進んだ位置に配設する。
【0016】
また、前記したクランク軸直結式発電機においては、電機子のステータコイルを冷却するための空気流を発生する空気流発生機構を、追加して設けることが望ましい。
空気流発生機構の具体例としては、少なくとも、外気と通ずる位置にフライホイールハウジングを貫通して開けられた吸気口と、回転子の電機子側の面から反対側の面に通ずるよう開けられ、反対側の面に近づくにつれて断面が小にされ且つ断面の中心が回転中心より遠くなる形状とされた空気通路と、外気と通ずる位置にジェネレータハウジングを貫通して開けられた排気口とを具えたものがある。更に、端部が該吸気口と接続され、フライホイールハウジングの内周にわたって配設され、且つ長手方向側面に多数の空気噴出口が開けられた吸気パイプを追加することも出来る。
【0017】
空気流発生機構の他の例としては、上記の構成に加えて、回転子が回転した際、空気通路の電機子側の面の開口部に負圧部分を発生する形状の翼体を回転子に設けたり、あるいは、ステータコアの外周部分の内、ステータコイルよりエアギャップ側に位置する外周部分と、それと対向するハウジング内面との間に、絶縁性のしきり板を設けたりすることも出来る。
【0018】
(解決する動作の概要)
エアギャップを隔てて対向配置されるところの、電機子のステータコアの頂面と回転子のマグネット磁極の表面が、いずれも回転軸の軸方向に対して直角となるようにされているので、自ずとエアギャップも回転軸の軸方向に対して直角に位置することとなる。
そのため、電機子,回転子およびフライホイールを組み付けた後でも、エアギャップは外周方向から目で見たり、間隔測定器具を差し込んでその幅を測定したりして、容易に確認することが可能となる。
なお、外部からハウジング内に入り込み、ステータコイル間の隙間を通って流れ、外部へと出て行くところの空気流を発生する空気流発生機構を併せて設ければ、ステータコイルの冷却を良好に行うことが出来る。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明のクランク軸直結式発電機を示す図である。図1において、20はクランクシャフト、21はフライホイールハウジング、21−1は電機子保持部、22は吸気パイプ、23はステータコアリング、24はステータコア基台、25はステータコア歯、26は吸気口、27はステータコイル、28はしきり板、29はエアギャップ、30は冷却フィン、31は排気口、32はジェネレータハウジング、33はクラッチハウジング、34はマグネット磁極、35はヨーク、36はロータホイール、36−1は空気通路、36−2は羽根体、37はフライホイール、38はボルト、39は回転軸、40は翼体、41はリングギヤ、42は点線矢印、43はステータコア、A,Bは室である。
なお、フライホイール37の外周部に設けられたリングギヤ41は、公知のものであり、図示しないスタータのギヤと始動時に噛み合って、フライホイール37を回転させるのに用いられる。
【0020】
(1)構成の概要
まず、構成の概要について説明する。フライホイールハウジング21の電機子保持部21−1には、電機子の基部を取り付ける。電機子は、ステータコイル27とステータコア43とから成る。ステータコア43の構造は図2〜5で詳述するが、ステータコアリング23,ステータコア基台24,ステータコア歯25とから構成される。
【0021】
エンジンのクランクシャフト20には回転軸39を直結し、回転軸39の外周にロータホイール36等から成る回転子を取り付ける。回転軸39の後方に、従来からあったフライホイール37を取り付ける。回転軸39とフライホイール37とは、例えばボルト38により、とも締めにてクランクシャフト20に取り付けられる。
【0022】
エアギャップ29を隔てて対向配置されるところの、電機子のステータコアの頂面と回転子のマグネット磁極34の面とは、いずれも回転軸39の軸方向に対して直角となるような構造とする。
そして、電機子,回転子の全体を、フライホイールハウジング21,クラッチハウジング33およびジェネレータハウジング32とで囲む。
【0023】
ステータコイル27の冷却のための空気流を発生させる空気流発生機構を、併設することも出来る。空気流発生機構は、例えば点線矢印42の経路で空気が流れるようにする機構であり、吸気パイプ22,翼体40,ロータホイール36内部に開けられた空気通路36−1,羽根体36−2,電機子とジェネレータハウジング32との間に設けられたしきり板28等で構成される。
【0024】
(2)構成の詳細
(2−1)電機子の構成
図2は、ステータコア基台24を上方から見た図である。24−1はステータコア板、24−2は溝である。ステータコア基台24は、磁性材料で出来たステータコア板24−1を積層して形成される。ステータコア板24−1は、周囲に多くの溝24−2が設けられたドーナツ板状であり、溝24−2は、図4で説明するステータコア歯25を嵌め込むための溝である。
【0025】
図4は、ステータコア歯25を示す図である。これは、磁性材料で出来た板を何枚か(例、5枚)積層して形成される。1個のステータコア歯25の基部(下の部分)を、図2の溝24−2の1つに嵌め込む。
全ての溝24−2にステータコア歯25を嵌め込んだ後、その嵌め込んだ部分の外周に、図3に示すようなステータコアリング23を嵌めて、ステータコア歯25を固定する。ステータコアリング23も、磁性材料で出来ている。
以上のようにして、組み立てられたものが、ステータコア43である。
【0026】
図5は、そのようなステータコアを示す図である。符号は図2〜4のものに対応し、25−1,25−2は個々のステータコア歯である。図5(ロ)はステータコア43の平面図,(イ)は(ロ)のステータコア43を左方から見た側面図である。但し、図が煩雑となるのを避けるため、(イ)の側面図におけるステータコア歯は、ステータコア歯25−1,25−2の2つについてのみ示している。また、(ロ)に図示したステータコア歯の数は例示したものであり、図示した数に限定されるわけではない。
【0027】
図1に戻るが、各ステータコア歯25にステータコイル27が巻回されて、電機子が完成される。ステータコアリング23が嵌め込まれている側が電機子の基部であり、この部分がフライホイールハウジング21の電機子保持部21−1に固定される。そのような固定により、ステータコア歯25の頂面は、回転軸39の軸方向(言い換えれば、クランクシャフト20の軸方向)に対して直角となるようにされる。
【0028】
(2−2)回転子の構成
回転子は、基本的にはロータホイール36,ヨーク35およびマグネット磁極34で構成される。そして、必要に応じ、ステータコイル27を冷却するための空気流発生機構が設けられる。
ロータホイール36に対しては、ヨーク35を介してマグネット磁極34を取り付けるが、マグネット磁極34の表面が、フライホイールハウジング21側(つまり、電機子が有る側)に面し、且つ回転軸39の軸方向に対して直角となるように取り付ける。
【0029】
図7は、回転子の磁極部分を示す図であり、符号は図1のものに対応する。ヨーク35は、磁性材料でドーナツ板状に形成され、その表面に、N極とS極とが交互になるようマグネット磁極34が配設される。これが、ロータホイール36に固着される。当然のことながら、マグネット磁極34と電機子のステータコア歯25の頂面とは、僅かのエアギャップ29を隔てて対向するように、設置される。
【0030】
電機子,回転子が以上のような構成とされる結果、電機子,回転子およびフライホイール37を組み付けた後でも、エアギャップ29は外周方向から見ることが出来るし、間隔測定器具(例、ビンゲージ,スィックネスゲージ)等を差し込むことが出来、間隔を容易に測定することも出来る。
また、ジェネレータハウジング32は、電機子を支持する必要がないので、従来の前部コイルハウジング6,後部コイルハウジング7に比し、肉厚を薄くすることが出来る。
【0031】
(2−3)空気流発生機構の構成
空気流発生機構は、回転子に設けられるものと、それ以外の部分に設けられるものとに分けられる。
(2−3−1)回転子に設けられるもの
回転子に設けられる空気流発生機構は、空気通路36−1,羽根体36−2,翼体40から成る。空気通路36−1は、回転子(具体的には、そのロータホイール36)の面の内、電機子が位置する側の面から反対側の面へ、中を貫いて開けられた穴である。電機子が位置する側の面の穴の入口は、出来るだけ回転軸39に近い位置とする。
空気通路36−1の断面は、電機子が位置する側の面に近い程大きく、反対側の面に近づく程小とされる。そして、断面の中心は、反対側の面に近づく程、回転子の回転中心より遠くなるようにされる。
【0032】
翼体40は、1/4球殻状のドーム形状(お碗を半分にしたような形状)の部分や、ロータホイール36への取付部分を具備している。ロータホイール36が回転すると、ドーム形状のロータホイール36回転方向後端部(尾翼部分)に負圧が生じるが、その負圧を生じる部分が、空気通路36−1の入口の内、電機子が位置する側の入口に一致するように取り付けられる。
【0033】
羽根体36−2は、空気をかき混ぜ、空気の流れを一層良くするために設けられている。従って、ロータホイール36の回転により引き起こされる流れだけで十分というのであれば、設ける必要はない。
【0034】
(2−3−2)回転子以外の部分に設けられるもの
フライホイールハウジング21の外気に接する部分に、吸気口26が開けられる。そして、吸気口26は、フライホイールハウジング21の内周に沿って配設された吸気パイプ22に接続される。
図6は、吸気パイプ22の一部を示す図であり、22−1は空気噴出口である。空気噴出口22−1は、吸気パイプ22の長手方向側面に多数開けられる。その向きは、ステータコイル27が配設されている側に向けられているのが望ましい。吸気口26から入って来た空気は、吸気パイプ22の中を流れる途中で空気噴出口22−1から外へ出、ステータコイル27周辺を流れて、これを冷却する。
【0035】
ステータコアの外周の内、ステータコイル27よりエアギャップ29側の部分(それは、ステータコア歯25の頂部に近い外周部分にあたる)と、ハウジング内面との間隙に、絶縁材料で出来たしきり板28を設ける。このしきり板28は、空気噴出口22−1から流れ出た冷却用空気が、この間隙を通って流れることを阻止する役目を果たす。
阻止すれば、冷却用空気は全て点線矢印42のように、ステータコイル27の隙間を縦断して流れて行かざるを得ず、冷却用空気の全てをステータコイル27の冷却に使うことが出来る。
【0036】
しきり板28を設けることにより、ハウジング内部の空間は2つの室A,Bに分けられるが、それらの室は、エアギャップ29を通る第1のルートと、空気通路36−1を通る第2のルートによって結ばれる。しかし、エアギャップ29は空気通路36−1に比べて遙に狭いので、室A,B間の空気の通流は、実質的には空気通路36−1を通るルートによって行われることになる。
【0037】
ジェネレータハウジング32の外気に接する部分には、排気口31が設けられる。また、ジェネレータハウジング32の外面には、適宜位置に冷却フィン30が設けられる。
なお、点線矢印42の経路での空気流を発生するために必要とされる構成は、吸気口26,吸気パイプ22,空気通路36−1,排気口31であり、その他の構成は、その流れを強めたり、あるいは冷却効果を高めたりするものであり、必須のものではない。
【0038】
(3)動作
次に、動作を、発電動作と空気流発生動作とに分けて説明する。
(3−1)発電動作
エンジンによりクランクシャフト20が回転すると、ロータホイール36等から成る回転子が回転する。回転子の表面に固着されているマグネット磁極34の回転により、エアギャップ29を隔てて対向しているステータコア歯25の上を、N,Sの磁極が交互に通過する。そのため、ステータコア歯25を通る磁束は変化し、ステータコイル27に起電力が誘起される。即ち、発電がなされる。
【0039】
(3−2)空気流発生動作(ステータコイル冷却動作)
ロータホイール36が回転すると、室A側に面して設けられている翼体40の回転方向後端部に負圧部分が生じるので、周囲の空気はその負圧部分に向かって流れて来る。ところが、丁度そこは空気通路36−1の入口とされているので、流れて来た空気は、空気通路36−1の中に入り込む。
【0040】
空気通路36−1の断面の中心は、室A側の入口から通路を進むにつれて、回転中心より遠くなるように作られているので、入り込んだ空気は、回転による遠心力により、空気通路36−1の反対側(室B側)に向かって進んで行く。進むにつれ、通路の断面は徐々に小さくなるよう作られているので、圧力は徐々に高められ、やがて室Bへと排出される。
【0041】
以上のように、回転子が回転すると、室A→空気通路36−1→室Bという経路での空気の流れが出来、通常の大気圧と比較して、室Aは負圧となり、室Bは正圧となる。室Aが負圧となることにより、室A側に設けてある吸気口26から、外気が入り込み易くなる。また、室Bが正圧となることにより、室B側に設けてある排気口31から、空気が外部へ出易くなる。かくして、本発明のクランク軸直結式発電機のハウジング内には、点線矢印42で示す次のような空気の流れが出来る。
吸気口26→吸気パイプ22→室A→空気通路36−1→室B→排気口31
【0042】
ハウジングの外周にある吸気口26から入り込んだ外気が、室Aを縦断して回転軸に近い空気通路36−1の入口に向かうためには、どうしてもステータコイル27の隙間を通り抜けて流れなければならないから、その過程でステータコイル27が満遍なく空冷される。
【0043】
なお、このようなクランク軸直結式発電機は、通常、車両に搭載されている発電機(オルタネータ)とは異なり、エンジンが低回転でも大容量の発電が出来るような規格で作ることが出来る。即ち、低騒音で大電力の発電が出来るので、車両に搭載した電動の作業装置を、夜間や住宅街において動作させても、周辺に迷惑をかけるようなことがない。
【0044】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のクランク軸直結式発電機によれば、次のような効果を奏する。
(請求項1の効果)
▲1▼エアギャップの大きさを、容易に確認することが出来る。
対向配置されるところの、電機子のステータコアと回転子のマグネット磁極とが、回転軸に対して直角方向となるよう配設されるので、エアギャップも回転軸に対して直角方向となる。そのため、電機子,回転子およびフライホイールを組み付けた後でも、エアギャップの大きさを、外周方向から容易に確認することが出来る。
【0045】
▲2▼ジェネレータハウジングの肉厚を薄くすることが出来る。
ジェネレータハウジングは、単に内部を覆うだけでよく、重量が大である電機子を支持したりする必要がないので、その肉厚は薄くてよい。
【0046】
(請求項2の効果)
エアギャップに外方から間隔測定器具等を差し込むことが出来、間隔を容易に測定することも出来る。
【0047】
(請求項3および4の効果)
吸気口26から取り入れられた空気が、回転子の空気通路36−1を通って排気口31から外へ出るという空気流を発生することが出来、その途中でステータコイル27の周囲を通過するので、冷却を行うことが出来る。
【0048】
(請求項5の効果)
翼体を設けたので、回転子の回転時に負圧部分を発生し、空気通路内へ勢いよく空気を流入させる。それがない場合よりも空気流は強くなり、冷却効果を高める。
(請求項6の効果)
しきり板を設けたので、それがない場合よりも室A,Bの気圧差を大にし、強い空気流を発生することが出来、冷却効果を高める。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクランク軸直結式発電機を示す図
【図2】ステータコア基台を示す図
【図3】ステータコアリングを示す図
【図4】ステータコア歯を示す図
【図5】ステータコアを示す図
【図6】吸気パイプを示す図
【図7】回転子の磁極部分を示す図
【図8】出願人が既に提案しているクランク軸直結式発電機を示す図
【符号の説明】
S…電機子、R…回転子、1…フライホイールハウジング、1−1…嵌合部、2…クラッチハウジング、2−1…嵌合部、3…フライホイール、4…クランクシャフト、5…メインドライブシャフト、6…前部コイルハウジング、7…後部コイルハウジング、8…ステータコア、9…ステータコイル、10…マグネット磁極、11…ロータ、12…ロータホイール、13…はずれ止め、14…回転軸、20…クランクシャフト、21…フライホイールハウジング、21−1…電機子保持部、22…吸気パイプ、22−1…空気噴出口、23…ステータコアリング、24…ステータコア基台、24−1…ステータコア板、24−2…溝、24−3…点線、25…ステータコア歯、26…吸気口、27…ステータコイル、28…しきり板、29…エアギャップ、30…冷却フィン、31…排気口、32…ジェネレータハウジング、33…クラッチハウジング、34…マグネット磁極、35…ヨーク、36…ロータホイール、36−1…空気通路、36−2…羽根体、37…フライホイール、38…ボルト、39…回転軸、40…翼体、41…リングギヤ、42…点線矢印、43…ステータコア、A,B…室
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンのクランクシャフト自身を回転軸として兼用しているか、あるいはクランクシャフトに回転軸が直結されているかしているクランク軸直結式発電機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、クランク軸直結式発電機としては、例えば自動車のスタータと発電機とを兼用したものに、その例が見られる。
まず、実開昭60−16298 号公報には、エンジンの後方に回転電機の全ての構造を新設したものが示されている。即ち、エンジンのシリンダブロック後方に界磁と電機子とを固定すると共に、クランクシャフトに磁性体で出来たロータを直結する。そのロータ歯状部は、界磁と電機子との間の隙間を通って回転移動するようにされている。
バッテリから電機子コイルに電流を流すことにより、スタータ(モータ)として動作させることが出来る。また、クランクシャフトに駆動される発電機として動作させた時には、電機子コイルから電力を取り出すことが出来る。
【0003】
また、特開昭61−154460号公報には、クランクシャフトに直結されているフライホイールを利用したものがある。自動車のエンジン等では、1回転中におけるトルク変動を緩和するためや、回転エネルギーの蓄積手段として、クランクシャフトにフライホイールが直結されていることがある。
そのようなフライホイールの外周面に永久磁石でN極,S極を設けると共に、それらの外周に対向させてステータコイルを設けることにより、回転電機を形成する。そして、上記した例と同様に、スタータとして動作させたり、発電機として動作させたりしている。
【0004】
しかしながら、実開昭60−16298 号公報のクランク軸直結式発電機には、エンジンのシリンダブロックを特別仕様のものにしなければならないという問題点があり、特開昭61−154460号公報のクランク軸直結式発電機には、半径方向のサイズが大となり、自動車のシャシフレームの間に納めにくくなるという問題点があった。
そこで、出願人は、そのような問題点を持つことのないクランク軸直結式発電機として、次のようなクランク軸直結式発電機を既に提案している(特願平8−249211号)。
【0005】
図8は、出願人が既に提案しているクランク軸直結式発電機を示す図である。図8において、1はフライホイールハウジング、1−1は嵌合部、2はクラッチハウジング、2−1は嵌合部、3はフライホイール、4はクランクシャフト、5はメインドライブシャフト、6は前部コイルハウジング、7は後部コイルハウジング、8はステータコア、9はステータコイル、10はマグネット磁極、11はロータ、12はロータホイール、13ははずれ止め、14は回転軸、Sは電機子、Rは回転子である。
【0006】
クランクシャフトにフライホイールを接続した部分に、発電機を組み込んだものであるが、フライホイールの外周に磁極を取り付けたものではない。
回転子Rは、ロータホイール12,ロータ11,マグネット磁極10,はずれ止め13等から構成され、電機子Sは、ステータコア8,ステータコイル9等から構成されている。
【0007】
クランクシャフト4からフライホイール3を外し、その代わりに発電機の回転軸14を直結する。回転軸14の外周には、非磁性体で出来た環状のロータホイール12が取り付けられ、ロータホイール12の外周には、強磁性体で出来た環状のロータ11が取り付けられる。はずれ止め13は、ロータ11がロータホイール12から外れるのを防止するためのものである。
【0008】
ロータ11の外周面には、N極,S極が交互に現れるように、マグネット磁極10を複数個埋め込む。
回転軸14の他端には、フライホイール3を直結する。発電作用には関係ないので図示はしてないが、フライホイール3には、従来通りスタータのギヤと噛み合うギヤが設けられている。
【0009】
クランクシャフト4とフライホイール3との間に回転軸14が介挿されるから、従来のクラッチハウジング2をフライホイール3の後方から当てがっても、フライホイールハウジング1の嵌合部1−1とクラッチハウジング2の嵌合部2−1とは先端が届かず、そこに隙間が出来てしまう。
その隙間を覆うためと、ステータコイル9を巻回したステータコア8を支持するために、リング状に形成した前部コイルハウジング6と後部コイルハウジング7とが設けられる。
【0010】
前部コイルハウジング6の一端は、フライホイールハウジング1の嵌合部1−1と嵌合する構造とされ、前部コイルハウジング6の他端と後部コイルハウジング7の一端は、互いに突き合わされてステータコア8の外周部分を挟持する構造とされる。そして挟持する位置は、ステータコア8の内周側の面が僅かなエアギャップを隔ててマグネット磁極10に対向するような位置とされる。ステータコア8には、予めステータコイル9を巻回しておく。
【0011】
後部コイルハウジング7の他端は、クラッチハウジング2の嵌合部2−1と嵌合する構造とされる。図示はしてないが、ステータコイル9に接続する端子は、前部コイルハウジング6あるいは後部コイルハウジング7の適宜箇所に、設けられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
(問題点)
しかしながら、図8に示したクランク軸直結式発電機には、次のような問題点があった。
第1の問題点は、ステータコア8とマグネット磁極10との間のエアギャップの大きさを、容易には確認し難いという点である。
第2の問題点は、前部コイルハウジング6,後部コイルハウジング7を、肉厚が厚いものとしなければならないという点である。
【0013】
(問題点の説明)
まず、第1の問題点について説明する。図8のクランク軸直結式発電機を組み立てる場合、まず、回転軸14に回転子Rおよびフライホイール3を取り付ける。その後、電機子Sを挟持した前部コイルハウジング6と後部コイルハウジング7とを、フライホイールハウジング1とクラッチハウジング2との間に取り付ける。即ち、ステータコア8とマグネット磁極10とをエアギャップを隔てて対向させる時には、既にフライホイール3は取り付けられている。
そのため、フライホイール3が邪魔になって、エアギャップを見ることが出来ず、その大きさがどの位になっているかを、容易には確認することが出来ない。
【0014】
次に、第2の問題点について説明する。前部コイルハウジング6と後部コイルハウジング7は、ステータコア8およびステータコイル9から成る電機子を支持しなければならないが、これらは重量が大であるので、それに耐えられる強度を有するものとしなければならなかった。
本発明は、これらの問題点を解決することを課題とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のクランク軸直結式発電機では、一端がクランクシャフトと直結され、他端がフライホイールと直結された回転軸と、基部がフライホイールハウジングに固定され、ステータコアの頂面が前記回転軸の軸方向に対して直角となるようにされている電機子と、前記回転軸に取り付けられ、前記ステータコアの頂面と僅かのエアギャップを隔てて対向配置されるべきマグネット磁極の表面が、前記回転軸の軸方向に対して直角となるようにされている回転子と、フライホイールハウジングとクラッチハウジングとの間に介在され、両者間の隙間を覆うところのジェネレータハウジングとを具えることとした。
なお、ジェネレータハウジングは、エアギャップを通って半径方向に外方へ進んだ位置に配設する。
【0016】
また、前記したクランク軸直結式発電機においては、電機子のステータコイルを冷却するための空気流を発生する空気流発生機構を、追加して設けることが望ましい。
空気流発生機構の具体例としては、少なくとも、外気と通ずる位置にフライホイールハウジングを貫通して開けられた吸気口と、回転子の電機子側の面から反対側の面に通ずるよう開けられ、反対側の面に近づくにつれて断面が小にされ且つ断面の中心が回転中心より遠くなる形状とされた空気通路と、外気と通ずる位置にジェネレータハウジングを貫通して開けられた排気口とを具えたものがある。更に、端部が該吸気口と接続され、フライホイールハウジングの内周にわたって配設され、且つ長手方向側面に多数の空気噴出口が開けられた吸気パイプを追加することも出来る。
【0017】
空気流発生機構の他の例としては、上記の構成に加えて、回転子が回転した際、空気通路の電機子側の面の開口部に負圧部分を発生する形状の翼体を回転子に設けたり、あるいは、ステータコアの外周部分の内、ステータコイルよりエアギャップ側に位置する外周部分と、それと対向するハウジング内面との間に、絶縁性のしきり板を設けたりすることも出来る。
【0018】
(解決する動作の概要)
エアギャップを隔てて対向配置されるところの、電機子のステータコアの頂面と回転子のマグネット磁極の表面が、いずれも回転軸の軸方向に対して直角となるようにされているので、自ずとエアギャップも回転軸の軸方向に対して直角に位置することとなる。
そのため、電機子,回転子およびフライホイールを組み付けた後でも、エアギャップは外周方向から目で見たり、間隔測定器具を差し込んでその幅を測定したりして、容易に確認することが可能となる。
なお、外部からハウジング内に入り込み、ステータコイル間の隙間を通って流れ、外部へと出て行くところの空気流を発生する空気流発生機構を併せて設ければ、ステータコイルの冷却を良好に行うことが出来る。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明のクランク軸直結式発電機を示す図である。図1において、20はクランクシャフト、21はフライホイールハウジング、21−1は電機子保持部、22は吸気パイプ、23はステータコアリング、24はステータコア基台、25はステータコア歯、26は吸気口、27はステータコイル、28はしきり板、29はエアギャップ、30は冷却フィン、31は排気口、32はジェネレータハウジング、33はクラッチハウジング、34はマグネット磁極、35はヨーク、36はロータホイール、36−1は空気通路、36−2は羽根体、37はフライホイール、38はボルト、39は回転軸、40は翼体、41はリングギヤ、42は点線矢印、43はステータコア、A,Bは室である。
なお、フライホイール37の外周部に設けられたリングギヤ41は、公知のものであり、図示しないスタータのギヤと始動時に噛み合って、フライホイール37を回転させるのに用いられる。
【0020】
(1)構成の概要
まず、構成の概要について説明する。フライホイールハウジング21の電機子保持部21−1には、電機子の基部を取り付ける。電機子は、ステータコイル27とステータコア43とから成る。ステータコア43の構造は図2〜5で詳述するが、ステータコアリング23,ステータコア基台24,ステータコア歯25とから構成される。
【0021】
エンジンのクランクシャフト20には回転軸39を直結し、回転軸39の外周にロータホイール36等から成る回転子を取り付ける。回転軸39の後方に、従来からあったフライホイール37を取り付ける。回転軸39とフライホイール37とは、例えばボルト38により、とも締めにてクランクシャフト20に取り付けられる。
【0022】
エアギャップ29を隔てて対向配置されるところの、電機子のステータコアの頂面と回転子のマグネット磁極34の面とは、いずれも回転軸39の軸方向に対して直角となるような構造とする。
そして、電機子,回転子の全体を、フライホイールハウジング21,クラッチハウジング33およびジェネレータハウジング32とで囲む。
【0023】
ステータコイル27の冷却のための空気流を発生させる空気流発生機構を、併設することも出来る。空気流発生機構は、例えば点線矢印42の経路で空気が流れるようにする機構であり、吸気パイプ22,翼体40,ロータホイール36内部に開けられた空気通路36−1,羽根体36−2,電機子とジェネレータハウジング32との間に設けられたしきり板28等で構成される。
【0024】
(2)構成の詳細
(2−1)電機子の構成
図2は、ステータコア基台24を上方から見た図である。24−1はステータコア板、24−2は溝である。ステータコア基台24は、磁性材料で出来たステータコア板24−1を積層して形成される。ステータコア板24−1は、周囲に多くの溝24−2が設けられたドーナツ板状であり、溝24−2は、図4で説明するステータコア歯25を嵌め込むための溝である。
【0025】
図4は、ステータコア歯25を示す図である。これは、磁性材料で出来た板を何枚か(例、5枚)積層して形成される。1個のステータコア歯25の基部(下の部分)を、図2の溝24−2の1つに嵌め込む。
全ての溝24−2にステータコア歯25を嵌め込んだ後、その嵌め込んだ部分の外周に、図3に示すようなステータコアリング23を嵌めて、ステータコア歯25を固定する。ステータコアリング23も、磁性材料で出来ている。
以上のようにして、組み立てられたものが、ステータコア43である。
【0026】
図5は、そのようなステータコアを示す図である。符号は図2〜4のものに対応し、25−1,25−2は個々のステータコア歯である。図5(ロ)はステータコア43の平面図,(イ)は(ロ)のステータコア43を左方から見た側面図である。但し、図が煩雑となるのを避けるため、(イ)の側面図におけるステータコア歯は、ステータコア歯25−1,25−2の2つについてのみ示している。また、(ロ)に図示したステータコア歯の数は例示したものであり、図示した数に限定されるわけではない。
【0027】
図1に戻るが、各ステータコア歯25にステータコイル27が巻回されて、電機子が完成される。ステータコアリング23が嵌め込まれている側が電機子の基部であり、この部分がフライホイールハウジング21の電機子保持部21−1に固定される。そのような固定により、ステータコア歯25の頂面は、回転軸39の軸方向(言い換えれば、クランクシャフト20の軸方向)に対して直角となるようにされる。
【0028】
(2−2)回転子の構成
回転子は、基本的にはロータホイール36,ヨーク35およびマグネット磁極34で構成される。そして、必要に応じ、ステータコイル27を冷却するための空気流発生機構が設けられる。
ロータホイール36に対しては、ヨーク35を介してマグネット磁極34を取り付けるが、マグネット磁極34の表面が、フライホイールハウジング21側(つまり、電機子が有る側)に面し、且つ回転軸39の軸方向に対して直角となるように取り付ける。
【0029】
図7は、回転子の磁極部分を示す図であり、符号は図1のものに対応する。ヨーク35は、磁性材料でドーナツ板状に形成され、その表面に、N極とS極とが交互になるようマグネット磁極34が配設される。これが、ロータホイール36に固着される。当然のことながら、マグネット磁極34と電機子のステータコア歯25の頂面とは、僅かのエアギャップ29を隔てて対向するように、設置される。
【0030】
電機子,回転子が以上のような構成とされる結果、電機子,回転子およびフライホイール37を組み付けた後でも、エアギャップ29は外周方向から見ることが出来るし、間隔測定器具(例、ビンゲージ,スィックネスゲージ)等を差し込むことが出来、間隔を容易に測定することも出来る。
また、ジェネレータハウジング32は、電機子を支持する必要がないので、従来の前部コイルハウジング6,後部コイルハウジング7に比し、肉厚を薄くすることが出来る。
【0031】
(2−3)空気流発生機構の構成
空気流発生機構は、回転子に設けられるものと、それ以外の部分に設けられるものとに分けられる。
(2−3−1)回転子に設けられるもの
回転子に設けられる空気流発生機構は、空気通路36−1,羽根体36−2,翼体40から成る。空気通路36−1は、回転子(具体的には、そのロータホイール36)の面の内、電機子が位置する側の面から反対側の面へ、中を貫いて開けられた穴である。電機子が位置する側の面の穴の入口は、出来るだけ回転軸39に近い位置とする。
空気通路36−1の断面は、電機子が位置する側の面に近い程大きく、反対側の面に近づく程小とされる。そして、断面の中心は、反対側の面に近づく程、回転子の回転中心より遠くなるようにされる。
【0032】
翼体40は、1/4球殻状のドーム形状(お碗を半分にしたような形状)の部分や、ロータホイール36への取付部分を具備している。ロータホイール36が回転すると、ドーム形状のロータホイール36回転方向後端部(尾翼部分)に負圧が生じるが、その負圧を生じる部分が、空気通路36−1の入口の内、電機子が位置する側の入口に一致するように取り付けられる。
【0033】
羽根体36−2は、空気をかき混ぜ、空気の流れを一層良くするために設けられている。従って、ロータホイール36の回転により引き起こされる流れだけで十分というのであれば、設ける必要はない。
【0034】
(2−3−2)回転子以外の部分に設けられるもの
フライホイールハウジング21の外気に接する部分に、吸気口26が開けられる。そして、吸気口26は、フライホイールハウジング21の内周に沿って配設された吸気パイプ22に接続される。
図6は、吸気パイプ22の一部を示す図であり、22−1は空気噴出口である。空気噴出口22−1は、吸気パイプ22の長手方向側面に多数開けられる。その向きは、ステータコイル27が配設されている側に向けられているのが望ましい。吸気口26から入って来た空気は、吸気パイプ22の中を流れる途中で空気噴出口22−1から外へ出、ステータコイル27周辺を流れて、これを冷却する。
【0035】
ステータコアの外周の内、ステータコイル27よりエアギャップ29側の部分(それは、ステータコア歯25の頂部に近い外周部分にあたる)と、ハウジング内面との間隙に、絶縁材料で出来たしきり板28を設ける。このしきり板28は、空気噴出口22−1から流れ出た冷却用空気が、この間隙を通って流れることを阻止する役目を果たす。
阻止すれば、冷却用空気は全て点線矢印42のように、ステータコイル27の隙間を縦断して流れて行かざるを得ず、冷却用空気の全てをステータコイル27の冷却に使うことが出来る。
【0036】
しきり板28を設けることにより、ハウジング内部の空間は2つの室A,Bに分けられるが、それらの室は、エアギャップ29を通る第1のルートと、空気通路36−1を通る第2のルートによって結ばれる。しかし、エアギャップ29は空気通路36−1に比べて遙に狭いので、室A,B間の空気の通流は、実質的には空気通路36−1を通るルートによって行われることになる。
【0037】
ジェネレータハウジング32の外気に接する部分には、排気口31が設けられる。また、ジェネレータハウジング32の外面には、適宜位置に冷却フィン30が設けられる。
なお、点線矢印42の経路での空気流を発生するために必要とされる構成は、吸気口26,吸気パイプ22,空気通路36−1,排気口31であり、その他の構成は、その流れを強めたり、あるいは冷却効果を高めたりするものであり、必須のものではない。
【0038】
(3)動作
次に、動作を、発電動作と空気流発生動作とに分けて説明する。
(3−1)発電動作
エンジンによりクランクシャフト20が回転すると、ロータホイール36等から成る回転子が回転する。回転子の表面に固着されているマグネット磁極34の回転により、エアギャップ29を隔てて対向しているステータコア歯25の上を、N,Sの磁極が交互に通過する。そのため、ステータコア歯25を通る磁束は変化し、ステータコイル27に起電力が誘起される。即ち、発電がなされる。
【0039】
(3−2)空気流発生動作(ステータコイル冷却動作)
ロータホイール36が回転すると、室A側に面して設けられている翼体40の回転方向後端部に負圧部分が生じるので、周囲の空気はその負圧部分に向かって流れて来る。ところが、丁度そこは空気通路36−1の入口とされているので、流れて来た空気は、空気通路36−1の中に入り込む。
【0040】
空気通路36−1の断面の中心は、室A側の入口から通路を進むにつれて、回転中心より遠くなるように作られているので、入り込んだ空気は、回転による遠心力により、空気通路36−1の反対側(室B側)に向かって進んで行く。進むにつれ、通路の断面は徐々に小さくなるよう作られているので、圧力は徐々に高められ、やがて室Bへと排出される。
【0041】
以上のように、回転子が回転すると、室A→空気通路36−1→室Bという経路での空気の流れが出来、通常の大気圧と比較して、室Aは負圧となり、室Bは正圧となる。室Aが負圧となることにより、室A側に設けてある吸気口26から、外気が入り込み易くなる。また、室Bが正圧となることにより、室B側に設けてある排気口31から、空気が外部へ出易くなる。かくして、本発明のクランク軸直結式発電機のハウジング内には、点線矢印42で示す次のような空気の流れが出来る。
吸気口26→吸気パイプ22→室A→空気通路36−1→室B→排気口31
【0042】
ハウジングの外周にある吸気口26から入り込んだ外気が、室Aを縦断して回転軸に近い空気通路36−1の入口に向かうためには、どうしてもステータコイル27の隙間を通り抜けて流れなければならないから、その過程でステータコイル27が満遍なく空冷される。
【0043】
なお、このようなクランク軸直結式発電機は、通常、車両に搭載されている発電機(オルタネータ)とは異なり、エンジンが低回転でも大容量の発電が出来るような規格で作ることが出来る。即ち、低騒音で大電力の発電が出来るので、車両に搭載した電動の作業装置を、夜間や住宅街において動作させても、周辺に迷惑をかけるようなことがない。
【0044】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のクランク軸直結式発電機によれば、次のような効果を奏する。
(請求項1の効果)
▲1▼エアギャップの大きさを、容易に確認することが出来る。
対向配置されるところの、電機子のステータコアと回転子のマグネット磁極とが、回転軸に対して直角方向となるよう配設されるので、エアギャップも回転軸に対して直角方向となる。そのため、電機子,回転子およびフライホイールを組み付けた後でも、エアギャップの大きさを、外周方向から容易に確認することが出来る。
【0045】
▲2▼ジェネレータハウジングの肉厚を薄くすることが出来る。
ジェネレータハウジングは、単に内部を覆うだけでよく、重量が大である電機子を支持したりする必要がないので、その肉厚は薄くてよい。
【0046】
(請求項2の効果)
エアギャップに外方から間隔測定器具等を差し込むことが出来、間隔を容易に測定することも出来る。
【0047】
(請求項3および4の効果)
吸気口26から取り入れられた空気が、回転子の空気通路36−1を通って排気口31から外へ出るという空気流を発生することが出来、その途中でステータコイル27の周囲を通過するので、冷却を行うことが出来る。
【0048】
(請求項5の効果)
翼体を設けたので、回転子の回転時に負圧部分を発生し、空気通路内へ勢いよく空気を流入させる。それがない場合よりも空気流は強くなり、冷却効果を高める。
(請求項6の効果)
しきり板を設けたので、それがない場合よりも室A,Bの気圧差を大にし、強い空気流を発生することが出来、冷却効果を高める。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクランク軸直結式発電機を示す図
【図2】ステータコア基台を示す図
【図3】ステータコアリングを示す図
【図4】ステータコア歯を示す図
【図5】ステータコアを示す図
【図6】吸気パイプを示す図
【図7】回転子の磁極部分を示す図
【図8】出願人が既に提案しているクランク軸直結式発電機を示す図
【符号の説明】
S…電機子、R…回転子、1…フライホイールハウジング、1−1…嵌合部、2…クラッチハウジング、2−1…嵌合部、3…フライホイール、4…クランクシャフト、5…メインドライブシャフト、6…前部コイルハウジング、7…後部コイルハウジング、8…ステータコア、9…ステータコイル、10…マグネット磁極、11…ロータ、12…ロータホイール、13…はずれ止め、14…回転軸、20…クランクシャフト、21…フライホイールハウジング、21−1…電機子保持部、22…吸気パイプ、22−1…空気噴出口、23…ステータコアリング、24…ステータコア基台、24−1…ステータコア板、24−2…溝、24−3…点線、25…ステータコア歯、26…吸気口、27…ステータコイル、28…しきり板、29…エアギャップ、30…冷却フィン、31…排気口、32…ジェネレータハウジング、33…クラッチハウジング、34…マグネット磁極、35…ヨーク、36…ロータホイール、36−1…空気通路、36−2…羽根体、37…フライホイール、38…ボルト、39…回転軸、40…翼体、41…リングギヤ、42…点線矢印、43…ステータコア、A,B…室
Claims (6)
- 一端がクランクシャフトと直結され、他端がフライホイールと直結された回転軸と、
基部がフライホイールハウジングに固定され、ステータコアの頂面が前記回転軸の軸方向に対して直角となるようにされている電機子と、
前記回転軸に取り付けられ、前記ステータコアの頂面と僅かのエアギャップを隔てて対向配置されるべきマグネット磁極の表面が、前記回転軸の軸方向に対して直角となるようにされている回転子と、
フライホイールハウジングとクラッチハウジングとの間に介在され、両者間の隙間を覆うところのジェネレータハウジングと
を具えたことを特徴とするクランク軸直結式発電機。 - ジェネレータハウジングが、エアギャップを通って半径方向に外方へ進んだ位置に配設されることを特徴とする請求項1記載のクランク軸直結式発電機。
- 外気と通ずる位置にフライホイールハウジングを貫通して開けられた吸気口と、
回転子の電機子側の面から反対側の面に通ずるよう開けられる空気通路と、
外気と通ずる位置にジェネレータハウジングを貫通して開けられた排気口と
を具えた空気流発生機構を設けたことを特徴とする請求項1または2記載のクランク軸直結式発電機。 - 外気と通ずる位置にフライホイールハウジングを貫通して開けられた吸気口と、
端部が該吸気口と接続され、フライホイールハウジングの内周にわたって配設され、且つ長手方向側面に多数の空気噴出口が開けられた吸気パイプと、
回転子の電機子側の面から反対側の面に通ずるよう開けられ、反対側の面に近づくにつれて断面が小にされ且つ断面の中心が回転中心より遠くなる形状とされた空気通路と、
外気と通ずる位置にジェネレータハウジングを貫通して開けられた排気口と
を具えた空気流発生機構を設けたことを特徴とする請求項1または2記載のクランク軸直結式発電機。 - 回転子が回転した際、空気通路の電機子側の面の開口部に負圧部分を発生する形状の翼体を、更に回転子に設けたことを特徴とする請求項3または4記載のクランク軸直結式発電機。
- ステータコアの外周部分の内、ステータコイルよりエアギャップ側に位置する外周部分と、それと対向するハウジング内面との間に、絶縁性のしきり板を更に設けたことを特徴とする請求項3または4または5記載のクランク軸直結式発電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04461397A JP3613922B2 (ja) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | クランク軸直結式発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04461397A JP3613922B2 (ja) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | クランク軸直結式発電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10225050A JPH10225050A (ja) | 1998-08-21 |
JP3613922B2 true JP3613922B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=12696301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04461397A Expired - Fee Related JP3613922B2 (ja) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | クランク軸直結式発電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3613922B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2932620A1 (fr) * | 2008-06-11 | 2009-12-18 | Honda Motor Co Ltd | Generateur magnetique |
KR102051439B1 (ko) * | 2018-06-28 | 2019-12-03 | 지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨 | 차량용 엔진의 알터네이터 일체형 캠축 구조체 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1350357A (zh) * | 2001-09-08 | 2002-05-22 | 贺雷 | 环式电机 |
WO2004112222A1 (en) * | 2003-06-10 | 2004-12-23 | Briggs & Stratton Corporation | Electrical machine having a cooling system |
JP4743528B2 (ja) * | 2006-05-01 | 2011-08-10 | 株式会社デンソー | クランク軸直結式車両用回転電機 |
JP5538447B2 (ja) * | 2012-01-19 | 2014-07-02 | 富士重工業株式会社 | アキシャルギャップ型発電体 |
CN103023164B (zh) * | 2012-12-21 | 2014-09-17 | 同济大学 | 铁路货车轴端盘式永磁发电装置 |
JP5932868B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2016-06-08 | 富士重工業株式会社 | アキシャルギャップ型発電体の冷却構造 |
JP7099862B2 (ja) * | 2018-04-25 | 2022-07-12 | 株式会社小松製作所 | エンジン |
DE102019100907A1 (de) * | 2019-01-15 | 2020-07-16 | Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh | Elektrischer Motor |
CN112953043A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-06-11 | 刘建 | 一种定子组件、转子组件及中心盘轴芯双转子电机 |
-
1997
- 1997-02-12 JP JP04461397A patent/JP3613922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2932620A1 (fr) * | 2008-06-11 | 2009-12-18 | Honda Motor Co Ltd | Generateur magnetique |
KR102051439B1 (ko) * | 2018-06-28 | 2019-12-03 | 지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨 | 차량용 엔진의 알터네이터 일체형 캠축 구조체 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10225050A (ja) | 1998-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0544092B1 (en) | A device for starting an engine and generating power | |
JP5058033B2 (ja) | 汎用エンジン | |
EP1337028B1 (en) | A magneto electric generator rotor | |
JP2003526310A (ja) | 電機ならびに駆動機構としての往復ピストン内燃エンジンからなる発電ユニット | |
JP3613922B2 (ja) | クランク軸直結式発電機 | |
EP1376832B1 (en) | Dynamo-electric machine comprising field control coil | |
JP3709590B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
JPS62254649A (ja) | タ−ボチヤ−ジヤ用発電機 | |
JP5058034B2 (ja) | 汎用エンジン | |
US7095154B2 (en) | Generator motor for vehicles | |
JPH09215270A (ja) | 電動機の冷却構造 | |
JP3580194B2 (ja) | 回転電機の組付け構造 | |
JP2001303986A (ja) | 電動式スロットルバルブ組立体、トルクモータ組立体およびその製造方法 | |
US5912516A (en) | High speed alternator/motor | |
JP2000069734A (ja) | 直流トルクモ―タ及びその製造方法 | |
KR20010051809A (ko) | 영구자석식 회전전동기 | |
US20230198338A1 (en) | Rotor for an Electric Motor and Electric Motor with a Rotor | |
JP2006280199A (ja) | 永久磁石埋込型電動機 | |
US8941279B2 (en) | Axial gap type generator | |
US4879486A (en) | Permanent-magnet generator used for an ignition device of an internal combustion engine | |
JP2002153095A (ja) | 永久磁石式回転電機およびその駆動装置 | |
JP2001211583A (ja) | 永久磁石式回転電動機 | |
JP3038781U (ja) | フライホイール磁石発電機 | |
JP3980869B2 (ja) | スタータモータ | |
JP4168435B2 (ja) | 発電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040915 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041012 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041025 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |