JP3680664B2 - Magnet generator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌に搭載される内燃機関(以下、内燃機関を単に「エンジン」という。)に設けられている磁石式発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車輌に搭載されるエンジンにはヘッドランプをはじめとする負荷への電力の供給、ならびにバッテリを充電するための磁石式発電機が設けられている。近年、車輌に搭載される電装品の増加により電気的負荷が増大し、発電機の高出力化が要求されている。特に、オートバイなどの2輪車においては、ヘッドライトの2灯化、あるいはエンジンの燃料噴射装置の電子制御化などにより、電気的負荷が大幅に増加している。このため、発電機の高出力化が要求され、さらに小型化および軽量化を図ることも重要である。
【0003】
そのため、回転子の永久磁石をフェライト系永久磁石から希土類永久磁石に変更することにより発電機の高出力化と、小型化および軽量化という要求を満たすことが可能となっている。しかし、発電機を高出力化および小型化することにより、固定子の電機子の発熱量が増大し、電機子の耐熱限界を超えてしまうという問題が生じる。
そこで、電機子を冷却するための技術が▲1▼特開昭61−236350号公報、▲2▼実開昭56−20376号公報、および▲3▼特開昭61−124246号公報に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の複数の公報に開示されている技術には、以下のような問題がある。
▲1▼ 特開昭61−236350号公報に開示されている磁石式発電機によると、図12に示すようにロータ100内に放射状のリブ101が形成されている。このリブ101によりロータ100内の空気を撹拌し空気の流れを作っている。しかし、リブ101は空気を撹拌する効果があるものの、リブ101により撹拌された空気はリブ101に当たるため、図12(B)に示すようにロータ100に設けられている穴部102から離れた位置を流動する。その結果、穴部102から外部への電機子で加熱された空気の排出が困難であり、電機子を冷却する効果が低くなる。
【0005】
▲2▼ 実開昭56−20376号公報に開示されている磁石式発電機によると、ロータの穴部より内周側に空気の流れを作るためのファンが設けられている。そのため、ファンにより撹拌された空気の流れは穴部よりも内周側を流動し、ロータ内の電機子で加熱された空気を穴部から外部へ排出する効果は低くなる。
▲3▼ 特開昭61−124246号公報に開示されている磁石式発電機によると、空気の流れを作るためのファンを別体として形成し、磁石とともにロータにかしめ固定している。そのため、部品点数が増加し製造コストが増大する。
【0006】
また、上記の複数の公報に開示されている磁石式発電機に限らず、磁石式発電機は発電した電力を取り出す必要があるため、図13に示すように電機子110とリード線111とが接続されている。電機子110とリード線111とが接続された部分は、クリップ112により固定子のコア113にねじ止め固定されている。この固定部分でエンジンのケーシング114とクリップ112およびねじ115とが干渉しないように、図13に示すようにケーシング114に溝部116が形成されている。この溝部116は、ケーシング114と固定部分との間に所定の間隔を確保する。ケーシング114に溝部116を形成することにより、図13に示すように電機子110の周辺部を流通する空気の流れAに加え、ケーシング114の溝部116からコア113の内周部側をバイパスする空気の流れBが発生する。この空気の流れBが発生することにより、電機子110の周辺部を流通する空気の流れAが減少するため、電機子110の冷却能力が低下するという問題がある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、簡単な構造で電機子の冷却能力を向上することができ、かつ安価な磁石式発電機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の磁石式発電機によると、椀状部材の底部には周方向に複数の穴部が形成され、この穴部の間に突出部が設けられている。突出部は、椀状部材と一体に成形され椀状部材の底部から固定子側に突出している。椀状部材内部の空気は、この突出部により撹拌される。撹拌された空気は電機子の周辺部を流通し、電機子を冷却することができる。また、突出部は穴部間に設けられ、駆動軸に垂直な断面の形状が円形となるように成形されているので、穴部近傍の空気の流れを阻害することがなく、穴部から排出される空気流量を増加させることができる。したがって、電機子の冷却能力を向上することができる。
【0009】
また、突出部は椀状部材に一体に成形されているので、構造が簡単であり、かつ部品点数を低減することができる。したがって、磁石式発電機を安価で製造することができる。
さらに突出部は、反駆動軸側の端部が穴部の駆動軸側の端部よりも外周側、すなわち椀状部材の径方向外側に位置している。そのため、突出部により撹拌された空気は穴部が形成されている部位を通過し、電機子で加熱された空気は穴部から椀状部材の外部へ容易に排出される。したがって、電機子周辺部の空気の流れが促進され、電機子の冷却能力を向上することができる。
【0010】
本発明の請求項2記載の磁石式発電機によると、椀状部材の反底部側には板状部材が設けられている。板状部材は固定子の内周側を流通する空気の流れを阻害するように、例えば固定子と固定子の駆動軸側のケーシングとの間の空隙に設けられている。板状部材がこの空隙を通り電機子内周側を流通する空気の流れを阻害することにより、電機子近傍を流通する空気流量が増大する。そのため、電機子の冷却能力を向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
図1は本発明の第1実施例による磁石式発電機を示している。
図1に示すように磁石式発電機1は、エンジンのケーシング2の内部に設けられている。磁石式発電機1は、椀状部材としてのロータ3、永久磁石4、固定子5、および板状部材としてのプレート6から構成されている。
【0012】
ロータ3は、底部としてのヨーク31、側部32、ならびにエンジンの駆動軸であるクランクシャフト7にはめ込まれるテーパ部33を有している。ロータ3は、クランクシャフト7のテーパ部71に設けられ、ロータ3の反ヨーク側からプレート6を介してボルト8によりクランクシャフト7に固定されている。したがって、ロータ3はクランクシャフト7とともに回転する。ロータ3は鉄製であり、熱間鍛造によりヨーク31、側部32およびテーパ部33が一体に成形されている。
【0013】
ヨーク31には、図2に示すように周方向に穴部としての通風窓34が複数形成されている。各通風窓34の間には、図1に示すようにヨーク31から固定子5側へ突出している円錐台形状の突出部35が形成されている。突出部35は熱間鍛造によりヨーク31と一体に成形されている。
【0014】
図3に示すように突出部35の反クランクシャフト7側端部35aは、通風窓34のクランクシャフト7側の端部34aよりもロータ3の径方向外側に位置している。突出部35は、図1に示すように側面視が台形、ならびに図2に示すように平面視が円形の円錐台形状である。突出部35の形状は、円錐台形状に限らず円柱形状であってもよい。
【0015】
図1に示すように永久磁石4は、ロータ3の側部32の内周側32aに設けられている。永久磁石4は希土類の永久磁石であり、非磁性体材料で形成されているスペーサ41およびスペーサ42により挟持されている。この永久磁石4、スペーサ41およびスペーサ42はステンレス製の磁石保護部材44で覆われている。永久磁石4、スペーサ41およびスペーサ42は、磁石保護部材44で覆われた後、ロータ3の側部32端部32bをかしめることによりロータ3に固定されている。永久磁石4は、ロータ3の内周側に周方向に複数設けられている。
【0016】
図1および図4に示すように固定子5は電機子50を有しており、電機子50はクランクシャフト7の周方向に環状に配置されている。電機子50はロータ3に設けられている永久磁石4と対向するように配置されている。固定子5はねじ51によりエンジンのケーシング2に固定されている。固定子5の電機子50は、コア52と、コア52の周囲に巻回されているコイル線53とを有している。コア52は、鉄板で形成されたコアシート521、およびコアエンドプレート522を積層して形成されている。コア52は、コアシート521およびコアエンドプレート522が積層され、エポキシ樹脂54で被覆することにより絶縁された後、コイル線53が巻回されている。巻回されたコイル線53にもエポキシ樹脂が含浸され、コイル線53はコア52に固着されている。
【0017】
固定子5には、発電した電力を取り出すためのリード線55が接続されている。リード線55はクリップ56を介してねじ57によりコア52に固定されている。これらのクリップ56およびねじ57とエンジンのケーシング2とが干渉するのを防止するため、ケーシング2には溝部20が形成されている。
【0018】
図1に示すようにプレート6はロータ3のテーパ部33の端部33aすなわち反ヨーク側に設けられ、ボルト8によりロータ3とともにクランクシャフト7に固定されている。プレート6の外径は、環状に配置された固定子5のコア52の内径よりもやや小さくなるように形成され、コア52の内周側の空隙50aを流通する空気の流れを阻害するように設けられている。そのため、溝部20を通過しコア52の内周側の空隙50aへ流れ込む空気の流量が低減される。プレート6には段差部61が形成されており、プレート6とケーシング2とが接触することを防止している。
【0019】
上記のように構成された磁石式発電機1の作動と空気の流れについて説明する。
エンジンのクランクシャフト7と一体になってロータ3が回転することにより、電機子50に電流が発生する。この電流により電機子50は発熱し高温になる。電機子50により加熱された電機子50周辺部およびロータ3内部の空気は通風窓34から外部に排出され、ロータ3の側部32の外周側を周回すると同時に放熱する。放熱し冷却された空気は、再びロータ3の開放側である反ヨーク側からロータ3内に入る。ロータ3内に入った空気は、電機子50の周辺部を通過する際に電機子50から熱を奪い、再び通風窓34から排出される。すなわち、図1の矢印Aに示すような空気の流れが形成され、空気は循環する。
【0020】
ヨーク31に突出部35が形成されているロータ3が回転することにより、突出部35の周囲には図3の矢印に示すような空気の流れが形成される。突出部35の平面形状を円形状とすることにより、突出部35により撹拌された空気の流れは突出部35の周囲を回り込み、通風窓34の近傍を通過する。そのため、突出部35で撹拌された空気は通風窓34から容易に排出され、突出部35が通風窓34からの空気の排出を阻害することはない。
【0021】
また、図3に示すように突出部35の端部35aが通風窓34の端部34aよりも外側に位置するように突出部35と通風窓34との位置関係を規定することにより、突出部35で撹拌された空気は通風窓34が開口している部位を通過する。そのため、通風窓34から空気が容易に排出される。
【0022】
プレート6は、図1の矢印Bに示すような溝部20を経由する電機子50内周側への空気の流通を阻害する。すなわち、矢印Aで示すように電機子50の周辺部から通風窓34、ロータ3の側部32の外周側、ならびにロータ3の開口側を経て循環する空気の流れの一部が電機子50の内周側へ流れ込むのを防止する。そのため、電機子50の周辺部の空気は矢印Aに沿って循環し、電機子50周辺部を流れる空気の量が増大する。
【0023】
次に、第1実施例の磁石式発電機1のロータ3に設けられている突出部35の効果について説明する。
図2は本実施例の磁石式発電機1を示し、通風窓34と突出部35とが設けられている。
図5は比較例1の磁石式発電機のロータ80を示している。比較例1のロータ80は、通風窓81、ならびに通風窓81間に放射状に設けられロータ80の径方向に延伸する第1リブ82を有している。さらに、ロータ80には、通風窓81よりも内周側にロータ80の径方向の長さが通風窓81の直径よりも短い第2リブ83が放射状に設けられている。
【0024】
図6は比較例2の磁石式発電機のロータ90を示している。比較例2の磁石式発電機のロータ90は、ロータ90の径方向の長さが通風窓91の直径よりも短いリブ92のみが放射状に設けられている。
これら、本実施例のロータ3を有する磁石式発電機1、比較例1のロータ80を有する磁石式発電機、ならびに比較例2のロータ90を有する磁石式発電機の各電機子50の温度を比較したものを図7に示している。
【0025】
図7に示すように本実施例の磁石式発電機1は、比較例1および比較例2の磁石式発電機と比較して電機子50の冷却能力が優れていることが分かる。本実施例の磁石式発電機と比較して、比較例1および比較例2の磁石式発電機は、電機子50の温度が10℃〜15℃高くなっており、本実施例の磁石式発電機のように突出部35を円形状の突部にすることが有効であることを示している。
【0026】
以上説明したように本実施例の磁石式発電機1によると、突出部35がロータ3のヨーク31と一体に成形されているため、簡単な構造で電機子50の周辺の加熱された空気を撹拌することができる。また、加熱された空気を撹拌するとと同時に、加熱された空気を通風窓34から容易に排出することができる。さらに、反ヨーク31側にプレート6を設けることにより、電機子50の周辺を循環する空気の流量が増大させることができる。したがって、簡単な構造で電機子50の冷却能力を高めることができる。
【0027】
また、ロータ3の内部の空気を撹拌させるための部材を別体でロータ3に組み付ける必要がなく、突出部35はロータ3を熱間鍛造により形成する際に同時に形成することができる。したがって、部品点数が減少し、磁石式発電機1を安価に製造することができる。
【0028】
(第2実施例)
本発明の第2実施例を図8に示す。
図8に示すように第2実施例の磁石式発電機は、突出部36の形状が第1実施例と異なる。第2実施例では、突出部36の平面形状が涙滴形状となるように突出部36の一方の端部36aが略V字形状に成形されている。
第2実施例では、突出部36を図8に示すような形状に成形しても第1実施例と同様の効果を得ることができる。
【0029】
(第3実施例)
本発明の第3実施例を図9に示す。
図9に示すように第3実施例の磁石式発電機は、突出部37の形状が第1実施例と異なる。第3実施例では、突出部37の平面形状が両方の端部37a、37bで略V字形状になるように成形されている。
第3実施例では、突出部37を図9に示すような形状に成形しても第1実施例と同様の効果を得ることができる。
【0030】
(第4実施例)
本発明の第4実施例を図10に示す。
図10に示すように第4実施例の磁石式発電機は、突出部38の形状が第1実施例と異なる。第4実施例では、突出部38の平面形状が角部を曲線状にした四辺形状となるように成形されている。
第4実施例では、突出部38を図10に示すような形状に成形しても第1実施例と同様の効果を得ることができる。
【0031】
(第5実施例)
本発明の第5実施例を図11に示す。
図11に示すように第5実施例の磁石式発電機は、突出部39の形状が第1実施例と異なる。第5実施例では、図11に示すように突出部39の中央部39aが周辺部39bと比較して凹状に形成されている。突出部39の外形は、第1実施例のような円形状、または第2実施例から第4実施例で説明したような形状のいずれであってもよい。
第5実施例では、空気撹拌効果が増大すると同時に、ロータの軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による磁石式発電機を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施例による磁石式発電機のロータを示す図であって、図1の矢印II方向から見た矢視図である。
【図3】本発明の第1実施例による磁石式発電機のロータに形成された通風窓と突出部を示す図であって、(A)は図2と同一の方向から見た矢視図、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図4】本発明の第1実施例による磁石式発電機の固定子を示す図であって、図2と同一の方向から見た矢視図である。
【図5】比較例1の磁石式発電機のロータを示す図であって、図2と同一の方向から見た矢視図である。
【図6】比較例2の磁石式発電機のロータを示す図であって、図2と同一の方向から見た矢視図である。
【図7】本発明の第1実施例による磁石式発電機、比較例1および比較例2による磁石式発電機が電機子の温度におよぼす影響を示す図である。
【図8】本発明の第2実施例による磁石式発電機の突出部と、突出部の周辺の空気の流れを示す模式図である。
【図9】本発明の第3実施例による磁石式発電機の突出部と、突出部の周辺の空気の流れを示す模式図である。
【図10】本発明の第4実施例による磁石式発電機の突出部と、突出部の周辺の空気の流れを示す模式図である。
【図11】本発明の第5実施例による磁石式発電機の突出部を示す断面図である。
【図12】従来の磁石式発電機のロータに形成された通風窓と突出部を示す図であって、(A)は図2と同一の方向から見た矢視図、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図13】従来の磁石式発電機を示す断面図である。
【符号の説明】
1 磁石式発電機
3 ロータ(椀状部材)
4 永久磁石
5 固定子
6 プレート(板状部材)
34 通風窓(穴部)
35、36、37、38、39 突出部
50 電機子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnet generator provided in an internal combustion engine (hereinafter referred to simply as “engine”) mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an engine mounted on a vehicle has been provided with a magnetic generator for supplying power to a load such as a headlamp and charging a battery. In recent years, electrical loads have increased due to an increase in electrical components mounted on vehicles, and higher output of generators has been demanded. In particular, in motorcycles such as motorcycles, the electrical load is greatly increased due to the use of two headlights or electronic control of the engine fuel injection device. For this reason, higher output of the generator is required, and it is important to further reduce the size and weight.
[0003]
Therefore, by changing the permanent magnet of the rotor from a ferrite-based permanent magnet to a rare earth permanent magnet, it is possible to satisfy the demands for higher output, smaller size, and lighter generator. However, increasing the output and the size of the generator increases the amount of heat generated by the armature of the stator, resulting in a problem that the heat resistance limit of the armature is exceeded.
Accordingly, techniques for cooling the armature are disclosed in (1) Japanese Patent Laid-Open No. 61-236350, (2) Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-20376, and (3) Japanese Patent Laid-Open No. 61-124246. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the techniques disclosed in the above publications have the following problems.
(1) According to the magnet generator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-236350, radial ribs 101 are formed in the rotor 100 as shown in FIG. The rib 101 agitates the air in the rotor 100 to create an air flow. However, although the rib 101 has an effect of stirring the air, the air stirred by the rib 101 hits the rib 101, so that the position away from the hole 102 provided in the rotor 100 as shown in FIG. Flow. As a result, it is difficult to discharge the air heated by the armature from the hole 102 to the outside, and the effect of cooling the armature is reduced.
[0005]
{Circle around (2)} According to the magnet generator disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 56-20376, a fan for creating an air flow is provided on the inner peripheral side from the hole of the rotor. Therefore, the flow of air stirred by the fan flows on the inner peripheral side of the hole, and the effect of discharging the air heated by the armature in the rotor from the hole to the outside becomes low.
(3) According to the magnet generator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-124246, a fan for creating a flow of air is formed as a separate body and is fixed by caulking to the rotor together with the magnet. Therefore, the number of parts increases and the manufacturing cost increases.
[0006]
In addition to the magnet generators disclosed in the above-mentioned publications, the magnet generator needs to take out the generated electric power, so that the armature 110 and the lead wire 111 are connected as shown in FIG. It is connected. A portion where the armature 110 and the lead wire 111 are connected is fixed to the stator core 113 by a clip 112 with screws. As shown in FIG. 13, a groove 116 is formed in the casing 114 so that the casing 114 of the engine does not interfere with the clip 112 and the screw 115 at this fixed portion. The groove 116 secures a predetermined interval between the casing 114 and the fixed portion. By forming the groove portion 116 in the casing 114, in addition to the air flow A that flows through the peripheral portion of the armature 110 as shown in FIG. 13, air that bypasses the inner peripheral portion side of the core 113 from the groove portion 116 of the casing 114. Flow B is generated. Since the air flow B is generated, the air flow A flowing around the armature 110 is reduced, so that the cooling ability of the armature 110 is lowered.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive magnet generator that can improve the armature cooling capacity with a simple structure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the magnet generator of the first aspect of the present invention, a plurality of holes are formed in the circumferential direction at the bottom of the bowl-shaped member, and a protrusion is provided between the holes. The protrusion is formed integrally with the hook-shaped member and protrudes from the bottom of the hook-shaped member toward the stator. The air inside the bowl-shaped member is agitated by this protrusion. The agitated air can flow around the armature and cool the armature. In addition, the protrusions are provided between the holes, and are shaped so that the cross section perpendicular to the drive shaft is circular, so that the air flow in the vicinity of the holes is not obstructed and discharged from the holes. The air flow rate can be increased. Therefore, the cooling capacity of the armature can be improved.
[0009]
Further, since the protrusion is formed integrally with the bowl-shaped member, the structure is simple and the number of parts can be reduced. Therefore, the magnet generator can be manufactured at low cost.
Furthermore, the projecting portion is positioned such that the end on the side opposite to the drive shaft is on the outer peripheral side than the end on the drive shaft side of the hole, that is, on the radially outer side of the bowl-shaped member. Therefore, the air stirred by the protrusion passes through the portion where the hole is formed, and the air heated by the armature is easily discharged from the hole to the outside of the bowl-shaped member. Therefore, the air flow around the armature is promoted, and the cooling ability of the armature can be improved.
[0010]
According to the magnet generator of claim 2 of the present invention, the plate-like member is provided on the opposite side of the bowl-like member. The plate-like member is provided, for example, in a gap between the stator and the casing on the drive shaft side of the stator so as to inhibit the flow of air flowing through the inner peripheral side of the stator. The plate-shaped member obstructs the flow of air that passes through the gap and flows on the inner peripheral side of the armature, whereby the flow rate of air flowing in the vicinity of the armature increases. Therefore, the cooling capacity of the armature can be improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a magnet generator according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the magnet generator 1 is provided inside an engine casing 2. The magnet generator 1 includes a rotor 3 as a bowl-shaped member, a permanent magnet 4, a stator 5, and a plate 6 as a plate-shaped member.
[0012]
The rotor 3 has a yoke 31 as a bottom portion, a side portion 32, and a tapered portion 33 that is fitted into a crankshaft 7 that is a drive shaft of the engine. The rotor 3 is provided on the taper portion 71 of the crankshaft 7 and is fixed to the crankshaft 7 by bolts 8 through the plate 6 from the opposite yoke side of the rotor 3. Therefore, the rotor 3 rotates together with the crankshaft 7. The rotor 3 is made of iron, and the yoke 31, the side portion 32, and the taper portion 33 are integrally formed by hot forging.
[0013]
As shown in FIG. 2, a plurality of ventilation windows 34 as holes are formed in the yoke 31 in the circumferential direction. Between each ventilation window 34, as shown in FIG. 1, the truncated cone-shaped protrusion part 35 which protrudes from the yoke 31 to the stator 5 side is formed. The protrusion 35 is formed integrally with the yoke 31 by hot forging.
[0014]
As shown in FIG. 3, the end 35 a of the protrusion 35 on the side opposite to the crankshaft 7 is located on the outer side in the radial direction of the rotor 3 than the end 34 a of the ventilation window 34 on the crankshaft 7 side. The protruding portion 35 has a trapezoidal shape in a side view as shown in FIG. 1 and a circular truncated cone shape in a plan view as shown in FIG. The shape of the protruding portion 35 is not limited to the truncated cone shape, and may be a cylindrical shape.
[0015]
As shown in FIG. 1, the permanent magnet 4 is provided on the inner peripheral side 32 a of the side portion 32 of the rotor 3. The permanent magnet 4 is a rare earth permanent magnet and is sandwiched between a spacer 41 and a spacer 42 made of a non-magnetic material. The permanent magnet 4, the spacer 41 and the spacer 42 are covered with a stainless steel magnet protection member 44. The permanent magnet 4, the spacer 41, and the spacer 42 are fixed to the rotor 3 by covering the side 32 end 32 b of the rotor 3 after being covered with the magnet protection member 44. A plurality of permanent magnets 4 are provided in the circumferential direction on the inner peripheral side of the rotor 3.
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 4, the stator 5 has an armature 50, and the armature 50 is annularly arranged in the circumferential direction of the crankshaft 7. The armature 50 is disposed so as to face the permanent magnet 4 provided on the rotor 3. The stator 5 is fixed to the casing 2 of the engine by screws 51. The armature 50 of the stator 5 includes a core 52 and a coil wire 53 that is wound around the core 52. The core 52 is formed by laminating a core sheet 521 formed of an iron plate and a core end plate 522. The core 52 is insulated by covering the core sheet 521 and the core end plate 522 and covering with the epoxy resin 54, and then the coil wire 53 is wound around the core 52. The wound coil wire 53 is also impregnated with epoxy resin, and the coil wire 53 is fixed to the core 52.
[0017]
The stator 5 is connected to a lead wire 55 for taking out the generated electric power. The lead wire 55 is fixed to the core 52 by a screw 57 via a clip 56. In order to prevent these clips 56 and screws 57 and the casing 2 of the engine from interfering with each other, a groove 20 is formed in the casing 2.
[0018]
As shown in FIG. 1, the plate 6 is provided on the end 33 a of the tapered portion 33 of the rotor 3, that is, on the side opposite to the yoke, and is fixed to the crankshaft 7 together with the rotor 3 by bolts 8. The outer diameter of the plate 6 is formed so as to be slightly smaller than the inner diameter of the core 52 of the stator 5 arranged in an annular shape so as to inhibit the flow of air flowing through the gap 50a on the inner peripheral side of the core 52. Is provided. Therefore, the flow rate of the air that passes through the groove portion 20 and flows into the gap 50a on the inner peripheral side of the core 52 is reduced. A step 61 is formed on the plate 6 to prevent the plate 6 and the casing 2 from contacting each other.
[0019]
The operation of the magnet generator 1 configured as described above and the air flow will be described.
When the rotor 3 rotates together with the crankshaft 7 of the engine, a current is generated in the armature 50. This current causes the armature 50 to generate heat and become high temperature. The air around the armature 50 and the air inside the rotor 3 heated by the armature 50 is discharged to the outside through the ventilation window 34 and radiates heat while circulating around the outer peripheral side of the side portion 32 of the rotor 3. The air that has been radiated and cooled again enters the rotor 3 from the side opposite the yoke that is the open side of the rotor 3. The air that has entered the rotor 3 takes heat from the armature 50 when passing through the periphery of the armature 50, and is discharged from the ventilation window 34 again. That is, an air flow as shown by an arrow A in FIG. 1 is formed, and the air circulates.
[0020]
When the rotor 3 in which the protruding portion 35 is formed on the yoke 31 rotates, an air flow as shown by an arrow in FIG. 3 is formed around the protruding portion 35. By making the planar shape of the protrusion 35 circular, the flow of air stirred by the protrusion 35 circulates around the protrusion 35 and passes through the vicinity of the ventilation window 34. Therefore, the air stirred by the protrusion part 35 is easily discharged | emitted from the ventilation window 34, and the protrusion part 35 does not inhibit discharge | emission of the air from the ventilation window 34. FIG.
[0021]
Further, as shown in FIG. 3, by defining the positional relationship between the projecting portion 35 and the ventilation window 34 so that the end portion 35a of the projecting portion 35 is located outside the end portion 34a of the ventilation window 34, the projecting portion The air stirred at 35 passes through the portion where the ventilation window 34 is open. Therefore, air is easily discharged from the ventilation window 34.
[0022]
The plate 6 obstructs the air flow to the inner peripheral side of the armature 50 via the groove 20 as shown by the arrow B in FIG. That is, as indicated by the arrow A, a part of the air flow circulating from the peripheral portion of the armature 50 through the ventilation window 34, the outer peripheral side of the side portion 32 of the rotor 3, and the opening side of the rotor 3 is part of the armature 50. Prevents flow into the inner circumference. Therefore, the air around the armature 50 circulates along the arrow A, and the amount of air flowing around the armature 50 increases.
[0023]
Next, the effect of the protrusion part 35 provided in the rotor 3 of the magnet type generator 1 of 1st Example is demonstrated.
FIG. 2 shows the magnet generator 1 of the present embodiment, which is provided with a ventilation window 34 and a protrusion 35.
FIG. 5 shows the rotor 80 of the magnet generator of the first comparative example. The rotor 80 of the comparative example 1 has a ventilation window 81 and first ribs 82 provided radially between the ventilation windows 81 and extending in the radial direction of the rotor 80. Further, the rotor 80 is provided with second ribs 83 radially on the inner peripheral side of the ventilation window 81, the length of the rotor 80 in the radial direction being shorter than the diameter of the ventilation window 81.
[0024]
FIG. 6 shows a rotor 90 of the magnet generator of Comparative Example 2. In the rotor 90 of the magnet generator of Comparative Example 2, only ribs 92 whose radial length of the rotor 90 is shorter than the diameter of the ventilation window 91 are provided radially.
The temperature of each armature 50 of the magnet generator 1 having the rotor 3 of this embodiment, the magnet generator having the rotor 80 of Comparative Example 1, and the magnet generator having the rotor 90 of Comparative Example 2 is determined. A comparison is shown in FIG.
[0025]
As shown in FIG. 7, it can be seen that the magnet generator 1 of the present example is superior in the cooling capacity of the armature 50 compared to the magnet generators of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. Compared with the magnet generator of this embodiment, the magnet generators of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 have the armature 50 having a temperature of 10 ° C. to 15 ° C. higher than that of the magnet generator of this embodiment. It is shown that it is effective to make the protrusion 35 into a circular protrusion like a machine.
[0026]
As described above, according to the magnet generator 1 of the present embodiment, since the projecting portion 35 is formed integrally with the yoke 31 of the rotor 3, the heated air around the armature 50 can be obtained with a simple structure. Can be stirred. Moreover, the heated air can be easily discharged from the ventilation window 34 at the same time when the heated air is stirred. Furthermore, by providing the plate 6 on the side opposite to the yoke 31, the flow rate of the air circulating around the armature 50 can be increased. Therefore, the cooling capacity of the armature 50 can be increased with a simple structure.
[0027]
Further, there is no need to separately assemble a member for stirring the air inside the rotor 3 to the rotor 3, and the protrusion 35 can be formed simultaneously when the rotor 3 is formed by hot forging. Therefore, the number of parts is reduced, and the magnet generator 1 can be manufactured at low cost.
[0028]
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the magnet generator of the second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the protruding portion 36. In the second embodiment, one end 36a of the protrusion 36 is formed in a substantially V shape so that the planar shape of the protrusion 36 has a teardrop shape.
In the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained even if the protrusion 36 is formed into a shape as shown in FIG.
[0029]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the magnet generator of the third embodiment is different from the first embodiment in the shape of the protruding portion 37. In the third embodiment, the planar shape of the projecting portion 37 is formed so as to be substantially V-shaped at both end portions 37a and 37b.
In the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained even if the protrusion 37 is formed into a shape as shown in FIG.
[0030]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 10, the magnet generator of the fourth embodiment is different from the first embodiment in the shape of the protruding portion 38. In the fourth embodiment, the projecting portion 38 is shaped so as to have a quadrilateral shape with curved corners.
In the fourth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained even if the protruding portion 38 is formed into a shape as shown in FIG.
[0031]
(5th Example)
A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 11, the magnet generator of the fifth embodiment is different from the first embodiment in the shape of the protrusion 39. In the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the central portion 39a of the protruding portion 39 is formed in a concave shape as compared with the peripheral portion 39b. The outer shape of the protrusion 39 may be a circular shape as in the first embodiment, or a shape as described in the second to fourth embodiments.
In the fifth embodiment, the air agitation effect is increased, and at the same time, the weight of the rotor can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a magnet generator according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing a rotor of the magnet generator according to the first embodiment of the present invention, as viewed from the direction of arrow II in FIG.
3 is a view showing a ventilation window and a protrusion formed in the rotor of the magnet generator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 (A) is an arrow view seen from the same direction as FIG. (B) is sectional drawing cut | disconnected by the BB line of (A).
4 is a view showing the stator of the magnet generator according to the first embodiment of the present invention, and is an arrow view seen from the same direction as FIG. 2. FIG.
5 is a view showing a rotor of a magnet generator of Comparative Example 1, and is an arrow view seen from the same direction as FIG. 2. FIG.
6 is a view showing a rotor of a magnet generator according to comparative example 2, and is an arrow view seen from the same direction as FIG. 2. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the influence of the magnet generator according to the first embodiment of the present invention and the magnet generator according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 on the temperature of the armature.
FIG. 8 is a schematic view showing a protrusion of a magnet generator according to a second embodiment of the present invention and the air flow around the protrusion.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a protrusion of a magnet generator according to a third embodiment of the present invention and the air flow around the protrusion.
FIG. 10 is a schematic view showing a protrusion of a magnet generator according to a fourth embodiment of the present invention and the air flow around the protrusion.
FIG. 11 is a sectional view showing a protrusion of a magnet generator according to a fifth embodiment of the present invention.
12A and 12B are views showing a ventilation window and a protrusion formed in a rotor of a conventional magnet generator, where FIG. 12A is a view as seen from the same direction as FIG. It is sectional drawing cut | disconnected by the BB line of A).
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a conventional magnet generator.
[Explanation of symbols]
1 Magnet generator 3 Rotor (saddle-shaped member)
4 Permanent magnet 5 Stator 6 Plate (plate member)
34 Ventilation window (hole)
35, 36, 37, 38, 39 Protrusion 50 Armature

Claims (2)

内燃機関の駆動軸に固定され、前記駆動軸とともに回転する椀状部材と、
前記椀状部材の内周部に設けられている複数の永久磁石と、
前記椀状部材の内周側に前記永久磁石と対向して環状に配置されている電機子を有し、前記内燃機関のケーシングに固定されている固定子と、
前記椀状部材の底部に周方向に複数形成されている穴部と、
前記穴部間に前記椀状部材の前記底部から前記固定子側へ突出するように前記椀状部材と一体に成形され、前記駆動軸の軸方向に垂直な方向の断面の形状が円形状である突出部とを備え、
前記突出部の反駆動軸側の端部は、前記穴部の駆動軸側の端部よりも椀状部材の径方向外側に位置していることを特徴とする磁石式発電機。
A hook-shaped member fixed to the drive shaft of the internal combustion engine and rotating together with the drive shaft;
A plurality of permanent magnets provided on the inner periphery of the bowl-shaped member;
A stator having an armature arranged in an annular shape facing the permanent magnet on the inner peripheral side of the bowl-shaped member, and fixed to a casing of the internal combustion engine;
A plurality of holes formed in the circumferential direction at the bottom of the bowl-shaped member;
A shape of a cross section in a direction perpendicular to the axial direction of the drive shaft is circular, and is formed integrally with the hook-shaped member so as to protrude from the bottom of the hook-shaped member to the stator side between the holes. With a protrusion,
The magnet generator according to claim 1, wherein an end of the protrusion on the side opposite to the driving shaft is located on a radially outer side of the flange-like member than an end of the hole on the driving shaft.
前記固定子の内周側を流通する空気の流れを阻害するように前記椀状部材の反底部側に設けられている板状部材をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の磁石式発電機。The magnetic power generation according to claim 1, further comprising a plate-like member provided on an opposite bottom side of the flange-like member so as to inhibit a flow of air flowing through an inner peripheral side of the stator. Machine.
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