JP5225666B2

JP5225666B2 - 永久磁石型の回転電機

Info

Publication number: JP5225666B2
Application number: JP2007320483A
Authority: JP
Inventors: 雅和川岸; 茂森山
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: JP2009148019A

Description

本発明は、自動二輪車やバギー車のように小型車両に搭載される永久磁石を用いて構成される永久磁石型の回転電機の技術分野に属するものである。

一般に、この種の永久磁石型の回転電機は、フェライト磁石のような永久磁石を、有底円筒状をしたヨーク内周面に周回り方向所定の間隔を存して設けてアウタロータ（回転子）と、該アウタロータと同心状に設けられ、コイルが巻装されたティース部（突極）を放射方向に突出して設けたステータコア（固定子）とを用い、エンジン駆動に基づいてアウタロータを回転させることでコイルに起電力を誘起して発電する一方、エンジン始動時にはコイルに電流印加をすることでアウタロータを強制回転させてエンジン駆動をするようにしている。
このような永久磁石型の回転電機において、永久磁石は、磁石ケースを用いてヨーク内周面に取付けられることになるが、該磁石ケースは、ヨーク底面に形成した突起を磁石ケースに形成した貫通孔に貫通させることで回り止め状に組込む構成になっていた（例えば特許文献１参照）。また逆に、ヨーク底面に貫通孔を穿設し、該貫通孔に磁石ケースに設けた突起を貫通させることで回り止め状に組込むものもあった。
特開平９−１６３６５１号公報

ところが前記従来のものは、ヨーク底面に突起または貫通孔を穿設して回り止めする必要があるため、これらの加工が必要になって作業性が悪いという問題がある。
しかも近年、製品の多様化に伴い永久磁石型の回転電機（一般に、発電機、始動モータとして利用されるためＡＣＧモータとも呼ばれている）についてみたとき、取付けられる永久磁石についてフェライト磁石だけでなく希土類磁石のように高磁力のものが採用されることもあり、しかも要求されるヨーク形状も種々のものがあり、これらが要因になって永久磁石のヨークに対する軸芯方向の取付け位置が種々異なったものになり、この結果、突起を貫通孔に貫通して回り止め状に組込むものである場合、永久磁石の取付け位置が異なるごとに対応した磁石ケースをいちいち作成する必要があるうえ、細かい部品管理も必要になって面倒かつ煩雑であるという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、回転自在に設定され、内周面に交互に異極となる永久磁石が周回り方向に間隙を存して設けられる有底円筒状のアウタロータと、該アウタロータに内装され、外周に複数のティースが形成されたコア材にコイルを巻装したステータコアとを備えて構成される永久磁石型の回転電機において、前記永久磁石を磁石ケースを介してアウタロータ内周面に組付けるため該アウタロータの内周面に磁石ケースを内嵌状に嵌め込んで組込みをするにあたり、該磁石ケースの外周面には、アウタロータの磁石ケース組込み部位の内径よりも大径になっていて、磁石ケースをアウタロータに組込んだとき潰れて磁石ケースの回り止めをするためのリブが突出形成される一方、アウタロータの磁石ケース組込み部位には、前記磁石ケースの先端が突き当たることで磁石ケースの軸方向の位置決めを行なう段差部が形成され、該段差部の軸芯方向の位置を調整することで、永久磁石のアウタロータに対する軸芯方向の取付け位置を変更できる構成にしたことを特徴とする永久磁石型の回転電機である。
請求項２の発明は、リブは、軸心方向に稜線が向いた山形形状で、かつ嵌め込み方向基端側が高く、先端側が低い傾斜状になっていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石型の回転電機である。
請求項３の発明は、磁石ケースを介してアウタロータ内周面に取り付けられた永久磁石の内周面を磁石カバーで覆蓋すると共に、該磁石カバーは、アウタロータの開口端を内側にカシメることでアウタロータに取付固定されることを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石型の回転電機である。

請求項１の発明とすることにより、永久磁石を磁石ケースを用いて組付けるものでありながら、該磁石ケースの回り止めを、磁石ケースをアウタロータに嵌め込んだとき磁石ケース外周面に形成したリブが潰れることでなされることになって、アウタロータの底面部に貫通孔や突起を形成しないでもよいものになる。
請求項２の発明とすることにより、リブが先端側ほど低い傾斜状になっていることにより、リブの嵌め込みおよび潰し作業が容易になることになる。

次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は永久磁石型の回転電機であって、該回転電機１は、有底円筒状をしたアウタロータ２と、該アウタロータ２の内周に該アウタロータ２と同心状に設けられるステータコア３とを用いて構成されるが、前記アウタロータ２を構成すべく、軸芯方向一端側が開口した有底円筒状のヨーク４の底部４ａには、中心部に位置して筒内側方に突出するボス部４ｂが形成され、該ボス部４ｂが図示しないエンジン側の出力軸に連結され、そして始動モータとして使用するときにはステータコア３に通電されて後述するコイルが励磁されることに基づいてアウタロータ２の強制回転がなされ、これによってエンジンが始動回転される一方、発電機として使用するときにはエンジン側の駆動回転によってアウタロータ４が従動回転し、これによってステータコア３に設けたコイルが電磁誘導され、これによって発電するようになっている。

前記ヨーク４の内周面部４ｃには永久磁石５の複数が周回り方向に所定間隔を存して組み付けられるが、そのため該内周面部４ｃは、内周面開口側半部の内径が底面側半部の内径に対して大径となるよう例えば切削による加工が施されており、これによってヨーク内周面部４ｃは、開口側に磁石取付け部４ｄが形成され、その筒奥側（筒底側）に内径が小径となる状態の段差部４ｅが形成された構成になっている。そして磁石取付け部４ｄには、後述する磁石ケース６を介して永久磁石５が取付けられ、該取付けられた永久磁石５の内周面を磁石カバー７で覆蓋する構成になっている。
因みに、該磁石カバー７の開口側端部は外径方向に折曲したフランジ部７ａが形成され、該フランジ部７ａをヨーク開口端に形成の大径となる段差部４ｆに当てがった状態で肉薄になった外径部４ｇを内側にカシメることで磁石カバー７はヨーク４に取付け固定されるようになっている。

一方、前記ステータコア３は、ヨーク４と同心になる状態で、前記ボス部４ｂの外径よりも大径になるコア部３ａが形成され、該コア部３ａから周回り方向所定角度を存してティース３ｂが突出し、該ティース部３ｂにコイル９が巻装されたものであり、ティース部３ｂの外周面が磁石カバー７に隙間（ギャップ）を存して対向するようになっている。
そしてエンジン駆動によりアウタロータ２が強制回転した場合に、コイル９に起電力を誘起して発電する一方、エンジン始動時にはコイル９に電流印加をすることでアウタロータ２を強制回転させてエンジン駆動をするようになっている。尚、ヨーク４の外周面には、回転状態（位置）を、図示しない検知センサで検知するための突起４ｈが形成されている。

前記磁石ケース６は円環状をした樹脂材からなり、外周部を磁石取付け部４ｄに内嵌することでヨーク４に組込まれるが、その外径は、磁石取付け部４ｄの内径よりも僅かではあるが小径になっていて磁石取付け部４ｄに遊嵌できることになるが、外周面６ａには、周回り方向所定間隔を存して磁石ケース６の回り止めをするためのリブ６ｂが突出形成されている。該リブ６ｂは、稜線が軸心方向を向いた山形形状、つまり軸芯方向から見たときに山形形状になっているが、磁石ケース６の磁石取付け部４ｄへの嵌め込み方向先側ほど稜線が低くなる傾斜形状になり、嵌め込み方向基端６ｃでは磁石取付け部４ｄの内径よりも大径で、嵌め込み方向先端６ｄでは外周面６ａと面一状になっている。そして磁石ケース６をヨーク４に嵌め込んだ場合に、嵌め込み先端６ｄを段差部４ｅに突き当てることで軸心方向に位置決めがなされ、また前記リブ６ｂが磁石取付け部４ｄによって潰された状態となって該磁石取付け部４ｄに圧接し、該圧接による抵抗によって磁石ケース６のヨークに対する回り止めがなされるようになっている。

叙述のごとく構成された本発明の実施の形態において、永久磁石５を磁石ケース６を介してヨーク４内周面に形成される磁石取付け部４ｄに組付けるにあたり、磁石ケース６の外周面６ａに、磁石取付け部４ｄの内径よりも大径になったリブ６ｂが設けられ、該リブ６ｂを押しつぶす状態で磁石ケース６がヨーク内周面に嵌め込まれる結果、押し潰されたリブ６ｂが磁石取付け部４ｄの内周面に圧接することになって回り止めがなされ、これによって従来のようにヨーク底面部４ａに回り止め用の貫通孔や突起を形成するような面倒かつ煩雑な工程が必要ないことになって、作業性の向上が図れる。

しかもこのものでは、リブ６ｂは、軸心方向に稜線が向いた山形形状をし、かつ嵌め込み方向基端側が高く、先端側が低い傾斜状になっていて、磁石取付け部４ｄへの嵌め込みがしやすいものとなっており、この結果、リブ６ｂを押し潰して嵌め込むものでありながら、はめ込み作業が容易になって作業性を損なうことも回避される。

またヨーク４の内周面４ｃには、内径が段差部４ｅを介して大径状になった磁石取付け部４ｄが形成され、磁石ケース６は、先端を前記段差部４ｅに突き当てるようにして組み込むことで軸芯方向の位置決めがなされることになり、この結果、ヨーク４の磁石取付け部４ｄの内径が同径であれば、段差部４ｅの軸芯方向の位置を調整することで永久磁石５のヨーク４に対する軸芯方向の取付け位置を自由に設定できることになって、磁石５の取付け位置が違う毎に異なった磁石ケースを用意する必要がなく、磁石ケースの兼用化が図れることになる。

回転電機の正面図である。回転電機の断面側面図である。（Ａ）は磁石ケースの正面図、（Ｂ）は磁石ケースの一部切欠き側面図である。（Ａ）はヨークの一部断面側面図、（Ｂ）は磁石カバーに一部断面側面図である。（Ａ）は磁石ケースをヨークに嵌め込む前の状態を示す一部断面側面図、（Ｂ）は磁石ケースをヨークに嵌め込んだ状態を示す一部断面側面図である。（Ａ）は磁石ケースをヨークに嵌め込む前の状態を示す要部拡大正面図、（Ｂ）は磁石ケースをヨークに嵌め込んだ状態を示す要部拡大正面図である。

符号の説明

１回転電機
２アウタロータ
３ステータコア
４ヨーク
４ｄ磁石取付け部
４ｅ段差部
５永久磁石
６磁石ケース
６ａ外周面
６ｂリブ

Claims

回転自在に設定され、内周面に交互に異極となる永久磁石が周回り方向に間隙を存して設けられる有底円筒状のアウタロータと、該アウタロータに内装され、外周に複数のティースが形成されたコア材にコイルを巻装したステータコアとを備えて構成される永久磁石型の回転電機において、前記永久磁石を磁石ケースを介してアウタロータ内周面に組付けるため該アウタロータの内周面に磁石ケースを内嵌状に嵌め込んで組込みをするにあたり、該磁石ケースの外周面には、アウタロータの磁石ケース組込み部位の内径よりも大径になっていて、磁石ケースをアウタロータに組込んだとき潰れて磁石ケースの回り止めをするためのリブが突出形成される一方、アウタロータの磁石ケース組込み部位には、前記磁石ケースの先端が突き当たることで磁石ケースの軸方向の位置決めを行なう段差部が形成され、該段差部の軸芯方向の位置を調整することで、永久磁石のアウタロータに対する軸芯方向の取付け位置を変更できる構成にしたことを特徴とする永久磁石型の回転電機。
リブは、軸心方向に稜線が向いた山形形状で、かつ嵌め込み方向基端側が高く、先端側が低い傾斜状になっていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石型の回転電機。
磁石ケースを介してアウタロータ内周面に取り付けられた永久磁石の内周面を磁石カバーで覆蓋すると共に、該磁石カバーは、アウタロータの開口端を内側にカシメることでアウタロータに取付固定されることを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石型の回転電機。