JP3739522B2 - 磁石発電機の回転子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁石発電機の回転子に関し、特に、ヨークとワンウエイクラッチのクラッチアウタとの結合構造の改良に係り、例えば、自動二輪車等のエンジンに連動される磁石発電機に利用して有効な回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、二輪自動車等のエンジンのうちスタータモータによって始動されるように構成されたエンジンにおいては、始動後にスタータモータをエンジンから切り離す必要があるため、エンジンのクランクシャフトとスタータモータとの間にワンウエイクラッチが介設されている。他方、二輪自動車等のエンジンのクランクシャフトには磁石発電機が直結される場合が多い。そこで、スタータモータとエンジンとの連結および解除を実行するワンウエイクラッチを磁石発電機に組み込む構造が広く採用されている。そして、エンジンのクランクシャフトに直結された磁石発電機にワンウエイクラッチを組み込む構造としては、クラッチアウタが磁石発電機の回転子のボス部材に同心円に固定され、クラッチアウタに嵌合したクラッチインナにスタータモータに連携したスプロケット軸が固定される構造がある。
【０００３】
従来のこの種の磁石発電機の回転子としては、例えば、実開昭６２−１７７９２９号公報に開示されているものがある。すなわち、このものにおいては、外周にフランジを有するボス部材の一部が碗形状のヨークの底壁に開設された開口に挿入されているとともに、ヨークの底壁にはクラッチインナとクラッチアウタとが内外に同心円に配設されたワンウエイクラッチのクラッチアウタが同軸に連結されている。クラッチアウタはクラッチインナを嵌合したクラッチインナ取付孔が開設された本体と、この本体におけるクラッチインナ取付孔の内周面に周方向に間隔を置かれて配され径方向外向きに楔形状に没設された複数のクラッチ室と、各クラッチ室に転動可能に収納されてクラッチインナとクラッチアウタの連結および解除を実行する複数のクラッチ部材としてのクラッチローラとを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した磁石発電機の回転子においては、クラッチアウタのクラッチ室における軸方向の両端面がそれぞれ開口されているため、クラッチローラの摺動性を確保したりクラッチローラからの力を受けたりするプレートをクラッチローラとボス部材のフランジの端面との間に介設する必要があり、ワンウエイクラッチひいては磁石発電機の回転子の製造コストが増加するという問題点がある。プレートを省略してボス部材のフランジの端面によってクラッチローラを受ける場合には、ボス部材のフランジの端面を高精度に研削加工する必要があるため、磁石発電機の回転子の製造コストが増加してしまう。
【０００５】
また、前記したワンウエイクラッチにおいては、クラッチインナが、その先端に対向するボス部材の端面との接触を避けるために、先端がクラッチアウタのクラッチ室の内周に位置することになって、クラッチインナの先端におけるエッジ部（面取り部）がクラッチローラの外周面に干渉するため、クラッチローラに圧痕や偏摩耗等が発生し、ワンウエイクラッチの性能が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、ワンウエイクラッチの性能を高めつつ、製造コストを低減することができる磁石発電機の回転子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁石発電機の回転子は、外周にフランジを有するボス部材の一部が碗形状のヨークの底壁に開設された開口に挿入されているとともに、前記ヨークの底壁にはクラッチインナとクラッチアウタとが内外に同心円に配設されたワンウエイクラッチの前記クラッチアウタが同軸に連結されており、前記クラッチアウタは前記クラッチインナを嵌合したクラッチインナ取付孔が開設された本体と、この本体における前記クラッチインナ取付孔の内周面に周方向に間隔を置かれて配され径方向外向きに楔形状に没設された複数のクラッチ室と、前記各クラッチ室に転動可能に収納されて前記クラッチインナと前記クラッチアウタの連結および解除を実行する複数のクラッチ部材とを備えている磁石発電機の回転子において、
前記各クラッチ室は軸方向の一方の端面が閉塞され他方の端面が開口された凹所に形成されているとともに、前記各クラッチ室は前記閉塞端面を構成する閉塞壁が前記ヨークの底壁側に配置されて一体的に没設されており、前記クラッチアウタの本体における前記ヨークの底壁側端面には雌印籠部が前記各クラッチ室の閉塞壁の一部を薄くするように没設されているとともに、この雌印籠部には前記フランジの雄印籠部が印籠結合されていることを特徴とする。
【０００８】
前記クラッチインナの先端面は、前記クラッチアウタの本体における前記閉塞壁の内周のうち前記閉塞端面と前記雌印籠部の端面との間に配置されていることが望ましい。
【０００９】
前記した手段によれば、クラッチアウタがクラッチ室を含めて一体成形されているため、クラッチアウタの製造コストが大幅に低減されることになる。しかも、一体に成形されたクラッチ室の閉塞壁の端面によってクラッチローラの端面が良好な摺動性をもって受けられるため、ワンウエイクラッチの性能が向上される。ここで、一体に成形するためにはクラッチ室の閉塞壁は所定値以上の厚さが必要になるが、雌印籠部はクラッチアウタの本体における閉塞壁のクラッチ室と反対側の端面に一体成形後に没設することができるため、一体成形に際しては、クラッチ室の閉塞壁は所定値以上の厚さを確保することができる。しかも、雌印籠部にボス部材のフランジにおける雄印籠部が印籠結合されるため、磁石発電機の回転子の全長が短縮されることになる。
【００１０】
また、クラッチインナの先端面をクラッチアウタの本体における閉塞壁の内周のうち閉塞端面と雌印籠部の端面との間に配置することにより、クラッチインナの先端面のエッジ部がクラッチ部材の外周に干渉するのを回避することができるため、クラッチ部材における圧痕や偏摩耗の発生を防止することができる。ワンウエイクラッチの性能を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態である磁石発電機の回転子を示しており、（ａ）は一部切断側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。図２は磁石発電機のスタータモータとの組立状態を示す正面断面図である。図３以降はその作用を説明するための説明図である。
【００１２】
本実施形態において、本発明に係る磁石発電機の回転子は、スタータモータ付きの二輪自動車におけるエンジンに直結される磁石発電機の回転子として構成されており、磁石発電機をスタータモータに連携させるワンウエイクラッチが一体的に組み込まれている。すなわち、ワンウエイクラッチ３０は内外に同心円に配設されたクラッチインナ３１とクラッチアウタ３３とを備えており、クラッチインナ３１がスタータモータ側に連動され、クラッチアウタ３３側が磁石発電機側に直結されている。
【００１３】
図２に示されているように、エンジン１０の側壁１１から外部に突出されたクランクシャフト１２の突出端部には磁石発電機２０の回転子２１が直結されているとともに、クランクシャフト１２の中間部にはワンウエイクラッチ３０のクラッチインナ３１が転がり軸受３２を介して回転自在に支承されている。エンジン１０の側壁１１にはエンジンカバー１３が固定されており、エンジンカバー１３の内側には密閉室１４が形成されている。スタータモータ１５の出力軸１６は密閉室１４に挿入されており、出力軸１６には駆動側スプロケット１７が固定されている。駆動側スプロケット１７はクラッチインナ３１に固定された被動側スプロケット１８にチェーン１９によって連動されている。
【００１４】
磁石発電機２０の回転子２１は底壁を有する短尺円筒形状に形成されたヨーク２２を備えており、ヨーク２２の内周面には界磁極を形成するマグネット２３が複数個、周方向に間隔を置かれて固定されている。ヨーク２２の底壁にはボス部材２４が同心円に配されて固定されており、ボス部材２４がエンジン１０のクランクシャフト１２にテーパ結合およびキー結合された上でナットによって締結されている。ヨーク２２の内側には発電子２５が配置されており、発電子２５はエンジン１０の側壁１１に固定されたエンジンカバー１３に支持されている。
【００１５】
ワンウエイクラッチ３０のクラッチアウタ３３は短尺円筒形状（略ドーナツ形状）の本体３４を備えており、クラッチアウタ３３の本体３４は後記するクラッチ室等を含めて一体成形法のうちの塑性加工の一例である冷間鍛造によって後述するように一体に成形された構造物である。本体３４の円筒中空部によってクラッチインナ取付孔３５が構成されており、クラッチインナ取付孔３５にはクランクシャフト１２に回転自在に支承されたクラッチインナ３１が回転自在に嵌入されている。
【００１６】
本体３４のクラッチインナ取付孔３５のヨーク側端部には、同心円に配されて一定深さの円形穴形状に形成された雌印籠部３６Ａが一体的に没設されている。雌印籠部３６Ａはクラッチアウタ３３の本体３４がクラッチ室を含めて冷間鍛造された後に切削加工によって後述するように穿設される。雌印籠部３６Ａはボス部材２４におけるヨーク底壁外側端部の外周に形成された雄印籠部３６Ｂに印籠結合されている。この印籠結合によって、クラッチアウタ３３と回転子２１との芯合わせが確保されている。本体３４の周方向における任意の位置には位置決めピン３７が軸方向に圧入されており、位置決めピン３７がヨーク２２の底壁に開設された位置決め孔３８に嵌入されることにより、回転子２１とクラッチアウタ３３との周方向の位置決めが確保されている。本体３４は磁石発電機２０の回転子２１のボス部材２４に印籠結合された上で、ヨーク２２の底壁に複数本のボルト３９によって締結されている。
【００１７】
クラッチインナ取付孔３５の内周面における雌印籠部３６Ａと反対側の端部には、軸方向においてヨーク底壁側の端面が閉塞され反対側の端面が開口された凹所形状であって周方向において楔形状のクラッチ室４０が３個、周方向に等間隔に配されて径方向外向きに没設されており、各クラッチ室４０にはクラッチ部材としてのクラッチローラ４３が周方向に転動可能にそれぞれ収納されている。クラッチ室４０の周方向における楔形状はクラッチインナ取付孔３５の中心からの距離が相異なる小径部４１と大径部４２とが一体となって形成されており、クラッチローラ４３が小径部４１に位置する状態においてクラッチインナ３１との間で楔効果を発揮するようになっている。クラッチ室４０は閉塞端面を構成する閉塞壁４０ａを含めて塑性加工の一例である冷間鍛造によって後述するように一体に没設された凹所である。
【００１８】
本体３４におけるクラッチ室４０の小径部４１に隣接した部位には貫通孔４４が、本体３４の外周面からクラッチ室４０にクラッチインナ取付孔３５の接線方向に貫通するように開設されている。本体３４におけるクラッチ室４０の大径部４２に隣接した部位にはスプリング受け穴４５が、貫通孔４４の軸心の延長線上に形成されている。スプリング受け穴４５は貫通孔４４の延長線上に貫通孔４４を貫通して穿設された盲穴によって構成されており、その穴底によってスプリング４７の反力を受ける受け部４６が構成されている。スプリング受け穴４５にはスプリング４７がクラッチ室４０から挿入されており、スプリング４７の反力端になる挿入端はスプリング受け穴４５の穴底によって構成された受け部４６によって受けられた状態になっている。スプリング４７の付勢側端部には有底円筒形状に形成されたスプリングキャップ４８が被せられており、スプリング４７はスプリングキャップ４８の閉塞端面壁を介してクラッチローラ４３に常時押接した状態になっている。すなわち、スプリング４７はスプリング受け穴４５の穴底である受け部４６、つまり、本体３４に直接的に反力を取って、弾発力をクラッチローラ４３に対してクラッチ室４０の大径部４２側から小径部４１側に向けて常時付勢するようになっている。
【００１９】
本体３４の外側にはクラッチカバー４９が外周からヨーク２２と反対側の端面にかけてを全体的に被覆するように被せ付けられており、クラッチカバー４９のヨーク２２側の端部は本体３４のヨーク２２側の外周縁部に巻きかしめ加工されている。各クラッチ室４０および各貫通孔４４の本体３４の外周面における開口はクラッチカバー４９によっていずれも閉塞された状態になっている。したがって、各クラッチ室４０に周方向に転動可能に収納されたクラッチローラ４３の開口側端面は、クラッチカバー４９の内側端面によって摺動自在に受けられた状態になっている。クラッチローラ４３のクラッチカバー４９と反対側の端面はクラッチ室４０の閉塞壁４０ａにおける内側端面によって摺動自在に受けられた状態になっている。
【００２０】
以上の構成に係る磁石発電機の回転子において、クラッチアウタ３３における本体３４、クラッチインナ取付孔３５、各クラッチ室４０およびクラッチ室４０の閉塞壁４０ａは、冷間鍛造によって図３（ａ）に示されているように一体に成形される。すなわち、本体３４の厚さや外径、クラッチインナ取付孔３５の内径および各クラッチ室４０の容積に見合う諸寸法および全体の体積を予め設定された短尺円筒体が、主に厚さ方向（軸方向）に段階的に冷間鍛造されて行くことより、クラッチ室４０における小径部４１および大径部４２による楔形状と閉塞壁４０ａとが、本体３４やクラッチインナ取付孔３５と共に一体に成形される。
【００２１】
クラッチ室４０を含めてクラッチアウタ３３の本体３４を冷間鍛造によって一体成形することにより、クラッチアウタ３３の製造コストを大幅に低減することができる。すなわち、クラッチ室４０の楔形状を構成する小径部４１および大径部４２の側壁面は複雑な曲面（所謂カムプロフィール）に形成する必要がある。このため、従来からクラッチ室４０はブローチ盤によるブローチ削り（ｂｒｏａｃｈｉｎｇ）によって形成されている。ブローチ削りは作業性が低い切削加工であるばかりでなく、ブローチ盤は大型大重量になるため、クラッチアウタの製造コストはきわめて大きくなる。これに対して、クラッチアウタ３３の本体３４をクラッチ室４０を含めて冷間鍛造によって一体成形する場合には、金型を一度起こせばプレス装置によって高い精度で量産することができるため、クラッチアウタ３３の製造コストは低く抑制することができる。
【００２２】
また、クラッチ室４０の冷間鍛造に際して、クラッチ室４０の軸方向の一方の端面を閉塞する閉塞壁４０ａを同時に冷間鍛造によって形成することにより、クラッチ室４０に収容されたクラッチローラ４３の一端面を閉塞壁４０ａによって受けさせることができるため、クラッチローラ４３の一端面を受ける専用のプレートを省略することができ、その分、クラッチアウタ３３の製造コストをより一層抑制することができる。しかも、冷間鍛造によって鍛えられた閉塞壁４０ａの表面は硬質かつ滑らかになるため、閉塞壁４０ａによってクラッチローラ４３を摺動性よく受けることができ、その結果、ワンウエイクラッチ３０の性能を高めることができるという効果も得られる。
【００２３】
ところで、クラッチ室４０の閉塞壁４０ａを冷間鍛造によって形成する場合には、冷間鍛造に際して、閉塞壁４０ａに所定値以上の厚さを設定する必要があることが究明された。そこで、本実施形態においては、図３（ａ）に示されているように、冷間鍛造後のクラッチ室４０の閉塞壁４０ａの厚さｔは、冷間鍛造に必要な所定値（例えば、６．２ｍｍ以上）に設定されている。
【００２４】
ところが、クラッチ室４０の閉塞壁４０ａを冷間鍛造によって形成する場合、例えば、図３（ｃ）に比較例として示されているように、クラッチ室４０の反ヨーク側に閉塞壁４０ａを設けることが考えられるが、クラッチ室４０の閉塞壁４０ａが厚いままの状態で、クラッチアウタ３３が磁石発電機の回転子に組み込まれると、クラッチインナ３１に固定された被動側スプロケット１８にクラッチアウタ３３が干渉してしまう。つまり、クラッチアウタ３３の閉塞壁４０ａの外面と被動側スプロケット１８との距離Ｌがきわめて狭小になるか「零」になってしまう。そこで、クラッチアウタ３３の閉塞壁４０ａの外面を切削することにより、クラッチアウタ３３の閉塞壁４０ａと被動側スプロケット１８とが大きい距離Ｍをもって対向するように構成すると、閉塞壁４０ａの外面は大きな切削代Ｓをもって切削することが必要になる。したがって、クラッチアウタ３３ひいては磁石発電機の回転子の製造コストが増加してしまう。しかも、クラッチローラ４３のヨーク２２側の端面を良好な摺動特性をもって受けるためのプレート５１が必要になるため、より一層製造コストが増加してしまう。
【００２５】
そこで、本実施形態においては、クラッチ室４０のヨーク側に閉塞壁４０ａを配設し、クラッチ室４０およびその閉塞壁４０ａを含めてクラッチアウタ３３の本体３４を冷間鍛造した後に、図３（ｂ）に示されているように、クラッチアウタ３３の本体３４における閉塞壁４０ａ側の端面壁に雌印籠部３６Ａをクラッチインナ取付孔３５と同心円に切削加工によって没設することにより、クラッチアウタ３３の被動側スプロケット１８への干渉が回避されている。すなわち、磁石発電機２０の回転子２１において、クラッチアウタ３３の雌印籠部３６Ａにボス部材２４の雄印籠部３６Ｂが印籠結合されることより、クラッチアウタ３３はヨーク２２側に寄るため、クラッチアウタ３３の被動側スプロケット１８への干渉を回避することができる。
【００２６】
以上のように、本実施形態においては干渉を回避するための逃げ部が雌印籠部３６Ａとして構成されるため、干渉を回避する逃げ部を形成するために、工程が増加することはない。したがって、クラッチアウタ３３の製造コストの増加は回避することができる。ちなみに、冷間鍛造後のクラッチアウタ３３の本体３４には位置決めピン３７のための取付穴、ボルト３９のための締結孔、貫通孔４４およびスプリング受け穴４５が切削加工によって開設される。
【００２７】
ところで、従来のものや図３（ｃ）に示されている比較例のように、クラッチインナ３１のクラッチ室４０のヨーク２２側がボス部材の端面またはそれを覆うプレート５１で閉じられているものにおいては、エッジ部（面取り部）がクラッチローラ４３の外周面に干渉する状態になるため、クラッチローラ４３に圧痕や偏摩耗等が発生し、ワンウエイクラッチ３０の性能が低下する可能性がある。
【００２８】
しかし、本実施形態においては、ボス部材２４の端面とクラッチ室４０との間に閉塞壁４０ａがあるので、図４（ａ）に詳しく示されているように、クラッチインナ３１の先端面はクラッチアウタ３３の本体３４における閉塞壁４０ａの内周のうち閉塞壁４０ａの内側端面と雌印籠部３６Ａの底面との間に位置するように、磁石発電機２０の回転子２１とクラッチインナ３１との関係を設定することができる。この構成により、クラッチインナ３１の先端面のエッジ部がクラッチローラ４３の外周に干渉するのを回避することができるため、クラッチローラ４３おける圧痕や偏摩耗の発生を防止することができ、ワンウエイクラッチ３０の性能が低下するのを防止することができる。
【００２９】
なお、クラッチインナ３１の先端面のエッジ部がクラッチローラ４３の外周に干渉するのを回避するために、クラッチインナ３１を閉塞壁４０ａの内周に配置することは図４（ａ）と同様だが、図４（ｂ）に示されているように、ボス部材２４の雄印籠部３６Ｂの内側に逃げ穴５０を没設して逃げ穴５０の内部にクラッチインナ３１の先端を配置する構成が考えられる。ただし、この構成によれば、ボス部材２４に逃げ穴５０を没設する必要があるため、ボス部材２４ひいては磁石発電機の回転子の製造コストが図４（ａ）の場合に比べて増加する。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３１】
例えば、クラッチアウタは冷間鍛造によって一体成形するに限らず、熱間鍛造や鋳造、さらには、樹脂成形等によって一体に成形してもよい。
【００３２】
クラッチ部材はクラッチローラに限らず、クラッチボール等であってもよいし、クラッチスプリングの取付構造等も前記実施形態に限られない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワンウエイクラッチの性能を高めつつ、磁石発電機の回転子の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である磁石発電機の回転子を示しており、（ａ）は一部切断側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図２】磁石発電機のスタータモータとの組立状態を示す正面断面図である。
【図３】その作用を説明するための説明図であり、（ａ）は冷間鍛造後のクラッチアウタを示す断面図、（ｂ）は切削加工後のクラッチアウタを示す断面図、（ｃ）は主要部の取付関係を示す一部切断正面図である。
【図４】同じく作用を説明するための説明図であり、（ａ）はクラッチインナ先端が閉塞壁内側端面と雌印籠部底面との間に位置する場合の断面図、（ｂ）は雄印籠部に逃げ穴を没設した場合を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…エンジン、１１…側壁、１２…クランクシャフト、１３…エンジンカバー、１４…密閉室、１５…スタータモータ、１６…出力軸、１７…駆動側スプロケット、１８…被動側スプロケット、１９…チェーン、２０…磁石発電機、２１…回転子、２２…ヨーク、２３…マグネット、２４…ボス部材、２５…発電子、３０…ワンウエイクラッチ、３１…クラッチインナ、３２…転がり軸受、３３…クラッチアウタ、３４…本体、３５…クラッチインナ取付孔、３６Ａ…雌印籠部、３６Ｂ…雄印籠部、３７…位置決めピン、３８…位置決め孔、３９…ボルト、４０…クラッチ室、４０ａ…閉塞壁、４１…小径部、４２…大径部、４３…クラッチローラ、４４…貫通孔、４５…スプリング受け穴、４６…受け部、４７…スプリング、４８…スプリングキャップ、４９…クラッチカバー、５０…逃げ穴、５１…プレート。
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁石発電機の回転子に関し、特に、ヨークとワンウエイクラッチのクラッチアウタとの結合構造の改良に係り、例えば、自動二輪車等のエンジンに連動される磁石発電機に利用して有効な回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、二輪自動車等のエンジンのうちスタータモータによって始動されるように構成されたエンジンにおいては、始動後にスタータモータをエンジンから切り離す必要があるため、エンジンのクランクシャフトとスタータモータとの間にワンウエイクラッチが介設されている。他方、二輪自動車等のエンジンのクランクシャフトには磁石発電機が直結される場合が多い。そこで、スタータモータとエンジンとの連結および解除を実行するワンウエイクラッチを磁石発電機に組み込む構造が広く採用されている。そして、エンジンのクランクシャフトに直結された磁石発電機にワンウエイクラッチを組み込む構造としては、クラッチアウタが磁石発電機の回転子のボス部材に同心円に固定され、クラッチアウタに嵌合したクラッチインナにスタータモータに連携したスプロケット軸が固定される構造がある。
【０００３】
従来のこの種の磁石発電機の回転子としては、例えば、実開昭６２−１７７９２９号公報に開示されているものがある。すなわち、このものにおいては、外周にフランジを有するボス部材の一部が碗形状のヨークの底壁に開設された開口に挿入されているとともに、ヨークの底壁にはクラッチインナとクラッチアウタとが内外に同心円に配設されたワンウエイクラッチのクラッチアウタが同軸に連結されている。クラッチアウタはクラッチインナを嵌合したクラッチインナ取付孔が開設された本体と、この本体におけるクラッチインナ取付孔の内周面に周方向に間隔を置かれて配され径方向外向きに楔形状に没設された複数のクラッチ室と、各クラッチ室に転動可能に収納されてクラッチインナとクラッチアウタの連結および解除を実行する複数のクラッチ部材としてのクラッチローラとを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した磁石発電機の回転子においては、クラッチアウタのクラッチ室における軸方向の両端面がそれぞれ開口されているため、クラッチローラの摺動性を確保したりクラッチローラからの力を受けたりするプレートをクラッチローラとボス部材のフランジの端面との間に介設する必要があり、ワンウエイクラッチひいては磁石発電機の回転子の製造コストが増加するという問題点がある。プレートを省略してボス部材のフランジの端面によってクラッチローラを受ける場合には、ボス部材のフランジの端面を高精度に研削加工する必要があるため、磁石発電機の回転子の製造コストが増加してしまう。
【０００５】
また、前記したワンウエイクラッチにおいては、クラッチインナが、その先端に対向するボス部材の端面との接触を避けるために、先端がクラッチアウタのクラッチ室の内周に位置することになって、クラッチインナの先端におけるエッジ部（面取り部）がクラッチローラの外周面に干渉するため、クラッチローラに圧痕や偏摩耗等が発生し、ワンウエイクラッチの性能が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、ワンウエイクラッチの性能を高めつつ、製造コストを低減することができる磁石発電機の回転子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁石発電機の回転子は、外周にフランジを有するボス部材の一部が碗形状のヨークの底壁に開設された開口に挿入されているとともに、前記ヨークの底壁にはクラッチインナとクラッチアウタとが内外に同心円に配設されたワンウエイクラッチの前記クラッチアウタが同軸に連結されており、前記クラッチアウタは前記クラッチインナを嵌合したクラッチインナ取付孔が開設された本体と、この本体における前記クラッチインナ取付孔の内周面に周方向に間隔を置かれて配され径方向外向きに楔形状に没設された複数のクラッチ室と、前記各クラッチ室に転動可能に収納されて前記クラッチインナと前記クラッチアウタの連結および解除を実行する複数のクラッチ部材とを備えている磁石発電機の回転子において、
前記各クラッチ室は軸方向の一方の端面が閉塞され他方の端面が開口された凹所に形成されているとともに、前記各クラッチ室は前記閉塞端面を構成する閉塞壁が前記ヨークの底壁側に配置されて一体的に没設されており、前記クラッチアウタの本体における前記ヨークの底壁側端面には雌印籠部が前記各クラッチ室の閉塞壁の一部を薄くするように没設されているとともに、この雌印籠部には前記フランジの雄印籠部が印籠結合されていることを特徴とする。
【０００８】
前記クラッチインナの先端面は、前記クラッチアウタの本体における前記閉塞壁の内周のうち前記閉塞端面と前記雌印籠部の端面との間に配置されていることが望ましい。
【０００９】
前記した手段によれば、クラッチアウタがクラッチ室を含めて一体成形されているため、クラッチアウタの製造コストが大幅に低減されることになる。しかも、一体に成形されたクラッチ室の閉塞壁の端面によってクラッチローラの端面が良好な摺動性をもって受けられるため、ワンウエイクラッチの性能が向上される。ここで、一体に成形するためにはクラッチ室の閉塞壁は所定値以上の厚さが必要になるが、雌印籠部はクラッチアウタの本体における閉塞壁のクラッチ室と反対側の端面に一体成形後に没設することができるため、一体成形に際しては、クラッチ室の閉塞壁は所定値以上の厚さを確保することができる。しかも、雌印籠部にボス部材のフランジにおける雄印籠部が印籠結合されるため、磁石発電機の回転子の全長が短縮されることになる。
【００１０】
また、クラッチインナの先端面をクラッチアウタの本体における閉塞壁の内周のうち閉塞端面と雌印籠部の端面との間に配置することにより、クラッチインナの先端面のエッジ部がクラッチ部材の外周に干渉するのを回避することができるため、クラッチ部材における圧痕や偏摩耗の発生を防止することができる。ワンウエイクラッチの性能を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態である磁石発電機の回転子を示しており、（ａ）は一部切断側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。図２は磁石発電機のスタータモータとの組立状態を示す正面断面図である。図３以降はその作用を説明するための説明図である。
【００１２】
本実施形態において、本発明に係る磁石発電機の回転子は、スタータモータ付きの二輪自動車におけるエンジンに直結される磁石発電機の回転子として構成されており、磁石発電機をスタータモータに連携させるワンウエイクラッチが一体的に組み込まれている。すなわち、ワンウエイクラッチ３０は内外に同心円に配設されたクラッチインナ３１とクラッチアウタ３３とを備えており、クラッチインナ３１がスタータモータ側に連動され、クラッチアウタ３３側が磁石発電機側に直結されている。
【００１３】
図２に示されているように、エンジン１０の側壁１１から外部に突出されたクランクシャフト１２の突出端部には磁石発電機２０の回転子２１が直結されているとともに、クランクシャフト１２の中間部にはワンウエイクラッチ３０のクラッチインナ３１が転がり軸受３２を介して回転自在に支承されている。エンジン１０の側壁１１にはエンジンカバー１３が固定されており、エンジンカバー１３の内側には密閉室１４が形成されている。スタータモータ１５の出力軸１６は密閉室１４に挿入されており、出力軸１６には駆動側スプロケット１７が固定されている。駆動側スプロケット１７はクラッチインナ３１に固定された被動側スプロケット１８にチェーン１９によって連動されている。
【００１４】
磁石発電機２０の回転子２１は底壁を有する短尺円筒形状に形成されたヨーク２２を備えており、ヨーク２２の内周面には界磁極を形成するマグネット２３が複数個、周方向に間隔を置かれて固定されている。ヨーク２２の底壁にはボス部材２４が同心円に配されて固定されており、ボス部材２４がエンジン１０のクランクシャフト１２にテーパ結合およびキー結合された上でナットによって締結されている。ヨーク２２の内側には発電子２５が配置されており、発電子２５はエンジン１０の側壁１１に固定されたエンジンカバー１３に支持されている。
【００１５】
ワンウエイクラッチ３０のクラッチアウタ３３は短尺円筒形状（略ドーナツ形状）の本体３４を備えており、クラッチアウタ３３の本体３４は後記するクラッチ室等を含めて一体成形法のうちの塑性加工の一例である冷間鍛造によって後述するように一体に成形された構造物である。本体３４の円筒中空部によってクラッチインナ取付孔３５が構成されており、クラッチインナ取付孔３５にはクランクシャフト１２に回転自在に支承されたクラッチインナ３１が回転自在に嵌入されている。
【００１６】
本体３４のクラッチインナ取付孔３５のヨーク側端部には、同心円に配されて一定深さの円形穴形状に形成された雌印籠部３６Ａが一体的に没設されている。雌印籠部３６Ａはクラッチアウタ３３の本体３４がクラッチ室を含めて冷間鍛造された後に切削加工によって後述するように穿設される。雌印籠部３６Ａはボス部材２４におけるヨーク底壁外側端部の外周に形成された雄印籠部３６Ｂに印籠結合されている。この印籠結合によって、クラッチアウタ３３と回転子２１との芯合わせが確保されている。本体３４の周方向における任意の位置には位置決めピン３７が軸方向に圧入されており、位置決めピン３７がヨーク２２の底壁に開設された位置決め孔３８に嵌入されることにより、回転子２１とクラッチアウタ３３との周方向の位置決めが確保されている。本体３４は磁石発電機２０の回転子２１のボス部材２４に印籠結合された上で、ヨーク２２の底壁に複数本のボルト３９によって締結されている。
【００１７】
クラッチインナ取付孔３５の内周面における雌印籠部３６Ａと反対側の端部には、軸方向においてヨーク底壁側の端面が閉塞され反対側の端面が開口された凹所形状であって周方向において楔形状のクラッチ室４０が３個、周方向に等間隔に配されて径方向外向きに没設されており、各クラッチ室４０にはクラッチ部材としてのクラッチローラ４３が周方向に転動可能にそれぞれ収納されている。クラッチ室４０の周方向における楔形状はクラッチインナ取付孔３５の中心からの距離が相異なる小径部４１と大径部４２とが一体となって形成されており、クラッチローラ４３が小径部４１に位置する状態においてクラッチインナ３１との間で楔効果を発揮するようになっている。クラッチ室４０は閉塞端面を構成する閉塞壁４０ａを含めて塑性加工の一例である冷間鍛造によって後述するように一体に没設された凹所である。
【００１８】
本体３４におけるクラッチ室４０の小径部４１に隣接した部位には貫通孔４４が、本体３４の外周面からクラッチ室４０にクラッチインナ取付孔３５の接線方向に貫通するように開設されている。本体３４におけるクラッチ室４０の大径部４２に隣接した部位にはスプリング受け穴４５が、貫通孔４４の軸心の延長線上に形成されている。スプリング受け穴４５は貫通孔４４の延長線上に貫通孔４４を貫通して穿設された盲穴によって構成されており、その穴底によってスプリング４７の反力を受ける受け部４６が構成されている。スプリング受け穴４５にはスプリング４７がクラッチ室４０から挿入されており、スプリング４７の反力端になる挿入端はスプリング受け穴４５の穴底によって構成された受け部４６によって受けられた状態になっている。スプリング４７の付勢側端部には有底円筒形状に形成されたスプリングキャップ４８が被せられており、スプリング４７はスプリングキャップ４８の閉塞端面壁を介してクラッチローラ４３に常時押接した状態になっている。すなわち、スプリング４７はスプリング受け穴４５の穴底である受け部４６、つまり、本体３４に直接的に反力を取って、弾発力をクラッチローラ４３に対してクラッチ室４０の大径部４２側から小径部４１側に向けて常時付勢するようになっている。
【００１９】
本体３４の外側にはクラッチカバー４９が外周からヨーク２２と反対側の端面にかけてを全体的に被覆するように被せ付けられており、クラッチカバー４９のヨーク２２側の端部は本体３４のヨーク２２側の外周縁部に巻きかしめ加工されている。各クラッチ室４０および各貫通孔４４の本体３４の外周面における開口はクラッチカバー４９によっていずれも閉塞された状態になっている。したがって、各クラッチ室４０に周方向に転動可能に収納されたクラッチローラ４３の開口側端面は、クラッチカバー４９の内側端面によって摺動自在に受けられた状態になっている。クラッチローラ４３のクラッチカバー４９と反対側の端面はクラッチ室４０の閉塞壁４０ａにおける内側端面によって摺動自在に受けられた状態になっている。
【００２０】
以上の構成に係る磁石発電機の回転子において、クラッチアウタ３３における本体３４、クラッチインナ取付孔３５、各クラッチ室４０およびクラッチ室４０の閉塞壁４０ａは、冷間鍛造によって図３（ａ）に示されているように一体に成形される。すなわち、本体３４の厚さや外径、クラッチインナ取付孔３５の内径および各クラッチ室４０の容積に見合う諸寸法および全体の体積を予め設定された短尺円筒体が、主に厚さ方向（軸方向）に段階的に冷間鍛造されて行くことより、クラッチ室４０における小径部４１および大径部４２による楔形状と閉塞壁４０ａとが、本体３４やクラッチインナ取付孔３５と共に一体に成形される。
【００２１】
クラッチ室４０を含めてクラッチアウタ３３の本体３４を冷間鍛造によって一体成形することにより、クラッチアウタ３３の製造コストを大幅に低減することができる。すなわち、クラッチ室４０の楔形状を構成する小径部４１および大径部４２の側壁面は複雑な曲面（所謂カムプロフィール）に形成する必要がある。このため、従来からクラッチ室４０はブローチ盤によるブローチ削り（ｂｒｏａｃｈｉｎｇ）によって形成されている。ブローチ削りは作業性が低い切削加工であるばかりでなく、ブローチ盤は大型大重量になるため、クラッチアウタの製造コストはきわめて大きくなる。これに対して、クラッチアウタ３３の本体３４をクラッチ室４０を含めて冷間鍛造によって一体成形する場合には、金型を一度起こせばプレス装置によって高い精度で量産することができるため、クラッチアウタ３３の製造コストは低く抑制することができる。
【００２２】
また、クラッチ室４０の冷間鍛造に際して、クラッチ室４０の軸方向の一方の端面を閉塞する閉塞壁４０ａを同時に冷間鍛造によって形成することにより、クラッチ室４０に収容されたクラッチローラ４３の一端面を閉塞壁４０ａによって受けさせることができるため、クラッチローラ４３の一端面を受ける専用のプレートを省略することができ、その分、クラッチアウタ３３の製造コストをより一層抑制することができる。しかも、冷間鍛造によって鍛えられた閉塞壁４０ａの表面は硬質かつ滑らかになるため、閉塞壁４０ａによってクラッチローラ４３を摺動性よく受けることができ、その結果、ワンウエイクラッチ３０の性能を高めることができるという効果も得られる。
【００２３】
ところで、クラッチ室４０の閉塞壁４０ａを冷間鍛造によって形成する場合には、冷間鍛造に際して、閉塞壁４０ａに所定値以上の厚さを設定する必要があることが究明された。そこで、本実施形態においては、図３（ａ）に示されているように、冷間鍛造後のクラッチ室４０の閉塞壁４０ａの厚さｔは、冷間鍛造に必要な所定値（例えば、６．２ｍｍ以上）に設定されている。
【００２４】
ところが、クラッチ室４０の閉塞壁４０ａを冷間鍛造によって形成する場合、例えば、図３（ｃ）に比較例として示されているように、クラッチ室４０の反ヨーク側に閉塞壁４０ａを設けることが考えられるが、クラッチ室４０の閉塞壁４０ａが厚いままの状態で、クラッチアウタ３３が磁石発電機の回転子に組み込まれると、クラッチインナ３１に固定された被動側スプロケット１８にクラッチアウタ３３が干渉してしまう。つまり、クラッチアウタ３３の閉塞壁４０ａの外面と被動側スプロケット１８との距離Ｌがきわめて狭小になるか「零」になってしまう。そこで、クラッチアウタ３３の閉塞壁４０ａの外面を切削することにより、クラッチアウタ３３の閉塞壁４０ａと被動側スプロケット１８とが大きい距離Ｍをもって対向するように構成すると、閉塞壁４０ａの外面は大きな切削代Ｓをもって切削することが必要になる。したがって、クラッチアウタ３３ひいては磁石発電機の回転子の製造コストが増加してしまう。しかも、クラッチローラ４３のヨーク２２側の端面を良好な摺動特性をもって受けるためのプレート５１が必要になるため、より一層製造コストが増加してしまう。
【００２５】
そこで、本実施形態においては、クラッチ室４０のヨーク側に閉塞壁４０ａを配設し、クラッチ室４０およびその閉塞壁４０ａを含めてクラッチアウタ３３の本体３４を冷間鍛造した後に、図３（ｂ）に示されているように、クラッチアウタ３３の本体３４における閉塞壁４０ａ側の端面壁に雌印籠部３６Ａをクラッチインナ取付孔３５と同心円に切削加工によって没設することにより、クラッチアウタ３３の被動側スプロケット１８への干渉が回避されている。すなわち、磁石発電機２０の回転子２１において、クラッチアウタ３３の雌印籠部３６Ａにボス部材２４の雄印籠部３６Ｂが印籠結合されることより、クラッチアウタ３３はヨーク２２側に寄るため、クラッチアウタ３３の被動側スプロケット１８への干渉を回避することができる。
【００２６】
以上のように、本実施形態においては干渉を回避するための逃げ部が雌印籠部３６Ａとして構成されるため、干渉を回避する逃げ部を形成するために、工程が増加することはない。したがって、クラッチアウタ３３の製造コストの増加は回避することができる。ちなみに、冷間鍛造後のクラッチアウタ３３の本体３４には位置決めピン３７のための取付穴、ボルト３９のための締結孔、貫通孔４４およびスプリング受け穴４５が切削加工によって開設される。
【００２７】
ところで、従来のものや図３（ｃ）に示されている比較例のように、クラッチインナ３１のクラッチ室４０のヨーク２２側がボス部材の端面またはそれを覆うプレート５１で閉じられているものにおいては、エッジ部（面取り部）がクラッチローラ４３の外周面に干渉する状態になるため、クラッチローラ４３に圧痕や偏摩耗等が発生し、ワンウエイクラッチ３０の性能が低下する可能性がある。
【００２８】
しかし、本実施形態においては、ボス部材２４の端面とクラッチ室４０との間に閉塞壁４０ａがあるので、図４（ａ）に詳しく示されているように、クラッチインナ３１の先端面はクラッチアウタ３３の本体３４における閉塞壁４０ａの内周のうち閉塞壁４０ａの内側端面と雌印籠部３６Ａの底面との間に位置するように、磁石発電機２０の回転子２１とクラッチインナ３１との関係を設定することができる。この構成により、クラッチインナ３１の先端面のエッジ部がクラッチローラ４３の外周に干渉するのを回避することができるため、クラッチローラ４３おける圧痕や偏摩耗の発生を防止することができ、ワンウエイクラッチ３０の性能が低下するのを防止することができる。
【００２９】
なお、クラッチインナ３１の先端面のエッジ部がクラッチローラ４３の外周に干渉するのを回避するために、クラッチインナ３１を閉塞壁４０ａの内周に配置することは図４（ａ）と同様だが、図４（ｂ）に示されているように、ボス部材２４の雄印籠部３６Ｂの内側に逃げ穴５０を没設して逃げ穴５０の内部にクラッチインナ３１の先端を配置する構成が考えられる。ただし、この構成によれば、ボス部材２４に逃げ穴５０を没設する必要があるため、ボス部材２４ひいては磁石発電機の回転子の製造コストが図４（ａ）の場合に比べて増加する。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３１】
例えば、クラッチアウタは冷間鍛造によって一体成形するに限らず、熱間鍛造や鋳造、さらには、樹脂成形等によって一体に成形してもよい。
【００３２】
クラッチ部材はクラッチローラに限らず、クラッチボール等であってもよいし、クラッチスプリングの取付構造等も前記実施形態に限られない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワンウエイクラッチの性能を高めつつ、磁石発電機の回転子の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である磁石発電機の回転子を示しており、（ａ）は一部切断側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図２】磁石発電機のスタータモータとの組立状態を示す正面断面図である。
【図３】その作用を説明するための説明図であり、（ａ）は冷間鍛造後のクラッチアウタを示す断面図、（ｂ）は切削加工後のクラッチアウタを示す断面図、（ｃ）は主要部の取付関係を示す一部切断正面図である。
【図４】同じく作用を説明するための説明図であり、（ａ）はクラッチインナ先端が閉塞壁内側端面と雌印籠部底面との間に位置する場合の断面図、（ｂ）は雄印籠部に逃げ穴を没設した場合を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…エンジン、１１…側壁、１２…クランクシャフト、１３…エンジンカバー、１４…密閉室、１５…スタータモータ、１６…出力軸、１７…駆動側スプロケット、１８…被動側スプロケット、１９…チェーン、２０…磁石発電機、２１…回転子、２２…ヨーク、２３…マグネット、２４…ボス部材、２５…発電子、３０…ワンウエイクラッチ、３１…クラッチインナ、３２…転がり軸受、３３…クラッチアウタ、３４…本体、３５…クラッチインナ取付孔、３６Ａ…雌印籠部、３６Ｂ…雄印籠部、３７…位置決めピン、３８…位置決め孔、３９…ボルト、４０…クラッチ室、４０ａ…閉塞壁、４１…小径部、４２…大径部、４３…クラッチローラ、４４…貫通孔、４５…スプリング受け穴、４６…受け部、４７…スプリング、４８…スプリングキャップ、４９…クラッチカバー、５０…逃げ穴、５１…プレート。
Claims (3)
- 外周にフランジを有するボス部材の一部が碗形状のヨークの底壁に開設された開口に挿入されているとともに、前記ヨークの底壁にはクラッチインナとクラッチアウタとが内外に同心円に配設されたワンウエイクラッチの前記クラッチアウタが同軸に連結されており、前記クラッチアウタは前記クラッチインナを嵌合したクラッチインナ取付孔が開設された本体と、この本体における前記クラッチインナ取付孔の内周面に周方向に間隔を置かれて配され径方向外向きに楔形状に没設された複数のクラッチ室と、前記各クラッチ室に転動可能に収納されて前記クラッチインナと前記クラッチアウタの連結および解除を実行する複数のクラッチ部材とを備えている磁石発電機の回転子において、
前記各クラッチ室は軸方向の一方の端面が閉塞され他方の端面が開口された凹所に形成されているとともに、前記各クラッチ室は前記閉塞端面を構成する閉塞壁が前記ヨークの底壁側に配置されて一体的に没設されており、前記クラッチアウタの本体における前記ヨークの底壁側端面には雌印籠部が前記各クラッチ室の閉塞壁の一部を薄くするように没設されているとともに、この雌印籠部には前記フランジの雄印籠部が印籠結合されていることを特徴とする磁石発電機の回転子。 - 前記クラッチインナが、前記クラッチアウタの本体における前記閉塞壁の内周に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機の回転子。
- 前記クラッチインナの先端面が、前記クラッチアウタの本体における前記閉塞壁の内周のうち前記閉塞端面と前記雌印籠部の端面との間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の磁石発電機の回転子。
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