JP4282063B2 - 内燃機関用発電機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用発電機に関し、特に、ステータを効率的に冷却するための構造を有する内燃機関用発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のクランク軸の軸端部に固定されたロータと、このロータに設けられている凹部に配置されたステータとを備えた内燃機関用発電機が知られる。また、この発電機を冷却するため冷却用オイルをステータに向けて噴射させる構造を備えた発電機が提案されている（特開２００１−２８６１００号公報）。この公報に記載された発電機は、ステータの外周とロータの内周との間に存在する隙間を通して冷却用オイルを噴出させるオイルジェットを備える。オイルジェットから噴出されたオイルはロータの凹部内面に衝突して飛散し、ステータの各部に接触して冷却効果を発する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の発電機冷却構造では、オイルがロータ外周寄りの平坦な面に噴射されて外側に広がっていくので、特に高温になりやすいコイルにオイルがかかりにくく、発電機が効率的に冷却されにくい。そこで、より効果的に発電機をオイル冷却できる構造が望まれていた。
【０００４】
本発明の目的は、上記要望に鑑み、噴出したオイルが発電機の高温部へ効率よく降りかかる冷却構造を有する内燃機関用発電機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、内燃機関のクランク軸に固定された有底円筒状のロータと、該ロータの円筒部内周に配置された永久磁石にコアを対向させて配置されたステータと、前記ステータを保持する発電機室カバーとを有する内燃機関用発電機において、前記ロータの底面に向けて冷却用オイルを噴射させるジェットを具備し、前記ロータの底面に凹凸状を有する部分を形成すると共に、前記ジェットが前記ロータの凹凸状を有する部分に指向させてある点に第１の特徴がある。
【０００６】
また、本発明は、前記ジェットが前記発電機室カバー内に設けられるオイル供給通路の出口部であって、前記ステータのコアを介して前記ロータの底面に正対し、前記ステータのコアには、前記ジェットから噴射されるオイルの通過を許容する貫通孔が形成されている点に第２の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記ロータが、ロータ本体と該ロータ本体の底部と結合されるフランジを有するボスとからなり、前記ロータの凹凸形状が、前記ロータ本体および前記フランジを接合するリベットの頭と前記ロータ本体の底面とで形成されている点に第３の特徴がある。
【０００８】
さらに本発明は、前記ロータの底面を凹凸形状にするため、前記ロータの底部にダミーとしてリベットが打たれている点に第４の特徴がある。
【０００９】
上記特徴によれば、ジェットから噴射されたオイルがロータ底面に衝突し、凹凸形状によって多方向に飛散し、発電機を効率よく冷却することができる。特に、第２の特徴によれば、ジェットから噴射されたオイルはステータを貫通してロータ底面に衝突し、ロータ底面の凹凸形状で跳ね返されるので、高温になりやすいステータにもむらなくオイルが降りかかり良好に冷却することができる。
【００１０】
第３の特徴によれば、ロータ本体とボスとを接合するために、すでに使用されているリベットの頭を利用してロータの底面に凹凸形状を形成できるので、追加の加工を施すことなく、ロータの円筒部と底部とで囲まれた空間内にオイルを飛散させることができる。
【００１１】
第４の特徴によれば、ロータの底面に飾りつまりダミーとしてリベットを打つだけの簡単な追加工で冷却能力を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る発電機を含む内燃機関（以下、「エンジン」という）の要部断面図であり、図２は、発電機の正面図である。図において、例えば自動二輪車に搭載されるエンジンのクランクケース２に発電機室３が隣接して配置される。発電機室３は、クランクケース２と一体に形成されるフレーム４とフレーム４にボルト（図示せず）で結合されるカバー５とからなるハウジングを備える。発電機室３には、ロータ６およびステータ７からなる発電機１が収容される。発電機室内にはエンジンのクランク軸８のテーパ状軸端部８ａが突出する。ロータ６は、前記カバー５と対向する側が開放された椀状つまり円筒部および底部からなる有底円筒状のロータ本体９とボス１０とからなり、このボス１０のテーパ状ボス孔１０ａがクランク軸８の軸端部８ａと嵌合し、ロータ６がクランク軸８と結合される。ボス１０はクランク軸８の軸端に螺合されるボルト１１によって固定される。なお、ボルト１１は、図示しないスタータに係合される部材１２をクランク軸８に結合する機能も同時に果たす。部材１２のボス部１２ａとカバー５との間にはシール部材１３が設けられる。
【００１３】
ロータ本体９とボス１０とは、ロータ本体９の底部９ａとボス１０のフランジ部１０ｂとで当接し、複数のリベット１４で互いに結合される。ロータ本体９の内周面には、複数の永久磁石１５が固定される。
【００１４】
ステータ７は、表面が絶縁された多数の鉄板を積層したコア１６とコア１６の両側面に重ね合わせた絶縁板１７と、絶縁板１７を介してコア１６に巻回されたコイル１８とからなる。コア１６と絶縁板１７とは５本のリベット１９（図２）で一体に結合される。コイル１８はハーネス２０により引き出され、図示しない制御部に接続される。
【００１５】
ステータ７は、コア１６の外周が間隙を有して前記永久磁石１５と対向するように配置されて前記カバー５に形成されるステータ支持部５ａに着座し、コア１６を貫通する３本のボルト２１でステータ支持部５ａに固定される。ステータには、コア１６および絶縁板１７を貫通する複数の孔２２が設けられ、その孔２２のうちの一つは、カバー５に形成されるオイル通路およびジェット（後述）を通って噴射されるオイル通過孔として利用される。ジェットから噴射されるオイルは一例として矢印Ｊに示すような軌跡で孔２２を貫通してロータ９に降りかけられる。
【００１６】
図３は発電機室のカバーの背面図、図４は、カバーの要部断面図である。カバー５には、その周囲にクランクケース２との結合のために使用される孔２３が形成される。また、カバー５には、前記シール部材１３を保持するとともに部材１２のボス部１２ａが貫通することができる孔２４ａを有するボス２４が設けられ、このボス２４には、前記ボルト２１が螺合される三つのボルト孔２５が形成される。さらに、ボス２４の周囲において、前記ボルト孔２５のほぼ中間にオイル噴出口つまりジェット２６が設けられる。ジェット２６は前記ステータ７を貫通する孔２２の一つの延長線上に設けられ、噴出されるオイルがこの孔２２に指向するように構成される。
【００１７】
ジェット２６は、図４から明らかなように、ボス２４の軸方向に沿ってボス２４内を延び、通路２７に連通する。通路２７はカバー５に形成されたリッジつまり畝２８内を外周方向に延び、オイル入口２９に連通する。オイル入口２９は、開放されていて、クランクケース２にカバー５が結合されたときに、クランクケース２側の図示しないメイン通路に結合される。このメイン通路には、図示しないオイルポンプからオイルが供給される。カバー５には、前記ボス２４から放射状に延びる複数のリブ３０と各リブ３０をつなぐ環状のリブ３１とが設けられる。
【００１８】
動作時、エンジンの運転によりクランク軸８が回転し、発電機１のロータ６がそれに伴って回転すると、ロータ６に固定された永久磁石１５と、カバー５に固定されたステータ７のコイル１８とが相対回転して発電が行われる。この発電によってコイル１８は発熱する。
【００１９】
一方、エンジンの回転により、オイルポンプが駆動されてメイン通路にオイルが供給される。このオイルはカバー５に設けられたオイル入口２９から通路２７に給送され、ジェット２６から発電機室３内に噴射される。ジェット２６はステータ７に形成された孔２２に指向されているので、ジェット２６から噴射されたオイルはこの孔２２を通過してロータ本体９の底部９ａに衝突する。
【００２０】
底部９ａには、ボス１０とロータ本体９とを結合するためのリベット１４の頭が突出しており、孔２２を通過してロータ本体９の底部９ａに衝突するオイルは、ロータ６が回転することにより各リベット１４の頭にも降りかけられる。すなわち、オイルは、底部９ａの平坦な面とリベット１４の頭つまり凸部とに交互に降りかかる。リベット１４の頭に衝突したオイルは、平坦な底部９ａの面に衝突した場合と異なり、リベット１４の頭で多方向に跳ね返されるので、広範囲に飛散する。特に、噴射されたオイルはコイル１８よりも内周側に衝突するので、ロータ６の回転による遠心力で外周方向に飛散しつつコイル１８の方向に多量に跳ね返される。
【００２１】
こうして、ジェット２６から発電機室３内に噴射されたオイルは、椀状のロータ６内でリベット１４の頭で攪拌され、ロータ６やステータ７等、発電機１の構成要素に効率よく行き渡り、これらを冷却する。発電機１の冷却を終えて発電機室３の底部に溜まったオイルは、図示しない戻し通路を通ってクランクケース２に戻される。
【００２２】
なお、本実施形態では、ロータ本体９とボス１０とをリベット１４で結合してロータ６を構成したので、リベット１４の頭をオイル攪拌および飛散用に利用することができた。しかし、ロータ本体９とボス１０とを溶接など別の方法で接合したり、一体成型したりして、リベットを使用しないこともある。そのような場合には、リベット１４に代えて、ロータ本体９の底部９ａに相当する部分に、ジェット２６から噴射されたオイルを攪拌し、かつ広範囲に飛散させるための凸部を形成すればよい。また、リベット１４に代わる他の凸部品を取り付けてもよい。例えば、接合のためではなく凹凸を作るためだけの目的でダミーとしてボルトをねじ込んだりリベットを打ったりしてもよい。要は、ロータ本体９の底部９ａに相当する部位を平坦でない面を形成して、ジェット２６から噴射されたオイルが多方面に跳ね返されればよい。
【００２３】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、ジェットから噴射されたオイルをロータの底面に形成された凹凸形状部分に衝突させて攪拌および飛散させることができるので、発電機を効率よく冷却することができる。
【００２４】
特に請求項２の発明によれば、跳ね返されたオイルが高温になりやすいコイルを有するステータに降りかかるので、一層高い冷却能を得ることができる。
【００２５】
また、請求項３によれば、発電機に追加工を施すことなく、オイルを攪拌および飛散させることができる。また、請求項４の発明によれば、リベットを打つ簡単な追加工によってオイルを攪拌および飛散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る発電機を含むエンジンの要部断面図である。
【図２】 発電機の正面図である。
【図３】 発電機室カバーの背面図である。
【図４】 発電機室カバーの断面図である。
【符号の説明】
１…発電機、 ２…クランクケース、 ３…発電機室、 ５…発電機室カバー、６…ロータ、 ７…ステータ、 ８…クランク軸、 ９…ロータ本体、 ９ａ…ロータ底部、 １０…ボス、 １４…リベット、 １６…コア、 １８…コイル、 ２１…ボルト、 ２２…貫通孔、 ２６…ジェット、 ２９…オイル入口

Claims (3)

1. 内燃機関のクランク軸に固定された有底円筒状のロータ（６）と、該ロータの円筒部内周に配置された永久磁石（１５）にコア（１６）を対向させて配置されたステータ（７）と、前記ステータ（７）を保持する発電機室カバー（５）とを有する内燃機関用発電機において、
   前記発電機室カバー（５）内に設けられるオイル供給通路（２７）の出口部であって、前記ステータのコア（１６）を介して前記ロータの底面（９ａ）に正対し、前記ロータ（６）の底面に向けて冷却用オイルを噴射させるジェット（２６）を具備し、
   前記ロータ（６）の底面に凹凸状を有する部分が形成されており、
   前記ステータのコア（１６）には、前記ジェット（２６）から噴射されるオイルの通過を許容するため、前記ジェットの延長線上に、貫通孔（２２）が形成されているとともに、
   前記ロータの回転による前記凹凸状部分の回転軌跡と、前記ジェット（２６）および前記貫通孔（２２）の延長線とが交叉するように、前記ジェット、貫通孔、および凹凸形状部分の位置が設定されていることを特徴とする内燃機関用発電機。
2. 前記ロータが、ロータ本体と該ロータ本体の底部と結合されるフランジを有するボスとからなり、
   前記ロータの凹凸形状が、前記ロータ本体および前記フランジを接合するリベットの頭と前記ロータ本体の底面とで形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用発電機。
3. 前記ロータの底面を凹凸形状にするため、前記ロータの底部にダミーとしてリベットが打たれていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用発電機。

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