JP6001434B2 - アキシャルギャップ型発電体 - Google Patents

アキシャルギャップ型発電体 Download PDF

Info

Publication number
JP6001434B2
JP6001434B2 JP2012270235A JP2012270235A JP6001434B2 JP 6001434 B2 JP6001434 B2 JP 6001434B2 JP 2012270235 A JP2012270235 A JP 2012270235A JP 2012270235 A JP2012270235 A JP 2012270235A JP 6001434 B2 JP6001434 B2 JP 6001434B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
housing
cooling air
engine
power generator
rotor
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
Application number
JP2012270235A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014114769A (ja
Inventor
彰 古屋
彰 古屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Jukogyo KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Jukogyo KK filed Critical Fuji Jukogyo KK
Priority to JP2012270235A priority Critical patent/JP6001434B2/ja
Publication of JP2014114769A publication Critical patent/JP2014114769A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6001434B2 publication Critical patent/JP6001434B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

本発明は、エンジンによって駆動され、ロータとステータとが軸方向に間隔を隔てて対向して配置されたアキシャルギャップ型発電体に関し、特に簡単な構成によってエンジン及び発電体の各部を適切に冷却可能なものに関する。
例えば産業用の汎用エンジン等において、エンジン本体から突出したクランクシャフトの一方の端部に発電体を接続することが知られている。
例えば、特許文献1には、自動二輪車のエンジンのクランクシャフト端部に固定されるフライホイールに発電用の磁石を設けるとともに、これらの磁石と径方向に対向する箇所に、エンジンに対して固定された発電用のコイルを設けることが記載されている。
また、近年では発電体をコンパクトに構成するため、発電用コイルが設けられエンジンに対して固定されたステータコアと、発電用磁石が設けられクランクシャフトとともに回転するロータヨークとを、クランクシャフトの中心軸方向に対向させて配置したアキシャルギャップ型の発電体を用いることが提案されている。
例えば、特許文献2には、クランクシャフトから外径側に突き出して配置され、軸方向に間隔をおいて配置された一対のロータヨークの間隔に、エンジンに固定されたステータコアを配置したアキシャルギャップ型の発電体が記載されている。
特開平10− 4650号公報 特開2009−216014号公報
従来、エンジンに直接取り付けられるアキシャルギャップ型発電体のハウジング(筐体)として、冷却性能を高めるために伝熱性の高いアルミニウム系合金などが使用されていた。
しかし、このようなアルミニウム系合金のハウジングを用いた場合、放熱性は良好であるものの、エンジン本体が発生する熱が発電体側に伝わりやすく、エンジンからの熱を遮断するために断熱材を配置する等の遮熱対策が必要となって部品点数やコストが増加する原因となっていた。
本発明の課題は、簡単な構成によってエンジン及び発電体の各部を適切に冷却可能なアキシャルギャップ型発電体を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、エンジンのクランクシャフトに固定されたロータと、前記エンジンのクランクケースに固定され前記ロータと軸方向に間隔を隔てて対向して配置されたステータと、前記ロータ及び前記ステータを収容するとともに前記ステータが固定されるハウジングとを有するアキシャルギャップ型発電体であって、前記ハウジングの前記クランクケース側と反対側の面部に隣接して前記エンジンのクランクシャフトによって駆動され冷却風を発生するブロワファンを有する回転体が配置され、前記ハウジングは樹脂系材料によって形成されるとともに、前記エンジン及び前記ハウジングの異なった部位へ前記冷却風をそれぞれ案内する複数のダクト部が一体に形成されることを特徴とするアキシャルギャップ型発電体である。
これによれば、ハウジングを樹脂系材料によって形成することによって、エンジンのクランクケース、シリンダ等からの輻射熱を効果的に遮蔽することが可能となる。
このため、断熱材の廃止などが可能となり、部品点数及びコストを低減することができる。
また、ブロワファンが発生した冷却風をエンジン及びハウジングの異なった部位へ案内する複数のダクト部を、ハウジングと一体に形成することによって、部品点数や組立工数を増加させることなくエンジン、発電体の各部位を適切に冷却することが可能である。
さらに、エンジンの振動を樹脂製のハウジングが吸収するため、振動に起因する騒音を低下することができる。
請求項2に係る発明は、前記ハウジングにおける前記回転体と対向する面部の中央部に、前記冷却風の一部を前記回転体と前記ハウジングとの間を経由して導入する開口を形成したことを特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型発電体である。
これによれば、ハウジングの中央部に冷却風を導入することが可能となり、ステータ、ロータ等発電体内部の構成部材を適切に冷却することが可能となる。
請求項3に係る発明は、前記ステータは、複数のコイルを所定の間隔を隔てて周方向に配列して構成され、前記ハウジング内に導入された冷却風は、前記複数のコイルの間隔を経由して前記ハウジングの外周面に形成された排気口から排出されることを特徴とする請求項2に記載のアキシャルギャップ型発電体である。
これによれば、ハウジングの中央部に導入された冷却風が隣接するコイル間の隙間をコイルを冷却しながら流れ、ハウジングの外周面に形成された排気口から排出されることによって、発電体内部を効果的に冷却することができる。
請求項4に係る発明は、前記排気口は、前記ハウジングの外周面の周方向における位置を、前記複数のコイルの隙間に隣接させて配置したことを特徴とする請求項3に記載のアキシャルギャップ型発電体である。
これによれば、コイル間を抜ける冷却風の排出効率を高めて上述した効果をいっそう高めることができる。
請求項5に係る発明は、前記排気口の一部は、前記ダクト部の内部に開口するとともに、前記ダクト部内の冷却風の流速によって得られるベンチュリ効果を利用して前記ハウジング内の冷却風を前記ダクト部内に導入することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のアキシャルギャップ型発電体である。
これによれば、大気圧に対して圧力が高いダクト部内に排気口の出口を設ける場合でも、冷却風を適切に排出することができる。
請求項6に係る発明は、前記ハウジングと前記回転体との対向する面間の回転軸方向における距離を、外径側に対して内径側で大きくなるように形成したことを特徴とする請求項2から請求項5までのいずれか1項に記載のアキシャルギャップ型発電体である。
これによれば、ハウジングと回転体との隙間を通ってハウジング内へ導入される冷却風の流路面積が内径側で小さくなることを防止し、ハウジング内へ導入される冷却風の風量を確保することができる。
例えば、回転体がブロワファンとフライホイールとを結合して構成される場合、フライホイールの発電体側の面部における中央部に凹部を設けることができる。
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成によってエンジン及び発電体の各部を適切に冷却可能なアキシャルギャップ型発電体を提供することができる。
本発明を適用したアキシャルギャップ型発電体の実施例を有するエンジンを、クランクシャフトの中心軸を含む鉛直面で切って見た断面図である。 図1のエンジン及び発電体の分解斜視図である。 図1の発電体の第1ステータ及び第1ハウジングをロータ側から見た図である。 図1の発電体の第2ステータ及び第2ハウジングをロータ側から見た図である。 図1の発電体においてクランクシャフトとロータ及びフライホイールとを接続するアダプタを示す図である。 図5のアダプタ周辺の部品を回転中心軸を含む平面で切って見た分解断面図である。 図1の発電体の第1ハウジングをクランクケース側から見た図である。 図3のVIII部拡大図である。 図1の発電体の第2ハウジングをフライホイール側から見た図である。 図1のエンジン及び発電体からブロワハウジング等を取り外してブロワファン側から見た図である。 図1の発電体を側面から見た図である。
本発明は、簡単な構成によってエンジン及び発電体の各部を適切に冷却可能なアキシャルギャップ型発電体を提供する課題を、発電体のハウジングを遮熱性能に優れた樹脂製とするとともに、ブロワファンが発生する冷却風をエンジン、ハウジングの各部へ案内する複数のダクト部を、ハウジングと一体に形成したことによって解決した。
以下、本発明を適用したアキシャルギャップ型発電体の実施例について説明する。
図1は、実施例のアキシャルギャップ型発電体及びエンジンを、クランクシャフトの中心軸を含む鉛直面で切って見た断面図である。
図2は、図1のエンジン及び発電体の分解斜視図である。
エンジン100は、例えば単気筒4ストロークOHCの汎用ガソリンエンジンであって、アキシャルギャップ型の発電体200が設けられている。
エンジン100は、クランクケース110、メインベアリングカバー120、シリンダ130、シリンダヘッド140、クランクシャフト150、フライホイール160、ブロワファン170、リコイルスタータ180等を有して構成されている。
(シリンダ130、シリンダヘッド140は、図10参照。)
クランクケース110は、クランクシャフト150等を収容する容器状の部分である。
クランクケース110は、例えばアルミニウム系合金の鋳物によって、シリンダ130と一体に形成されている。
クランクケース110における発電体200とは反対側の端部には、メインベアリングカバー120によって閉塞される開口が形成されている。
メインベアリングカバー120は、クランクケース110の開口を閉塞する蓋状の部材である。
シリンダ130は、ピストンが挿入される円筒状の部分であって、クランクケース110と一体に形成されている。
シリンダ130は、シリンダヘッド側がクランクケース側よりも高くなるように、中心軸が傾斜して配置されている。
シリンダ130の外周面部には、冷却用の複数のフィン131が形成されている。
シリンダヘッド140は、シリンダ130のクランクケース110とは反対側の端部に設けられている。
シリンダヘッド140は、シリンダ130及びピストンの冠面とともに燃焼室を構成する。
シリンダヘッド140には、点火栓、吸気ポート140a、排気ポート140b及び各ポートを開閉するバルブとその駆動系などが設けられている。
また、図2に示すように、吸気ポートには、エアクリーナ141、キャブレタ142が接続されている。
エアクリーナ141は、燃焼用空気(新気)を外気から導入し、濾過してダスト等を除去するものである。
キャブレタ142は、エアクリーナ141から導入される新気中に燃料噴霧を供給し、混合気を形成するものである。
キャブレタ142は、新気の流量を調整するスロットルバルブを備えている。
マフラ143は、排気ポートに接続され、既燃ガス(排ガス)の音響エネルギを低減して外部へ放出する排気管である。
クランクシャフト150は、エンジン100の出力軸であって、ジャーナル部151、クランクピン152、クランクウェブ153、出力軸部154、ネジ部155等を有し、さらに、メインベアリング156、オイルシール157等が設けられている。
ジャーナル部151は、クランクケース110及びメインベアリングカバー120に回転可能に支持される軸部である。
ジャーナル部151は、メインベアリング156を介して、クランクケース110及びメインベアリングカバー120にそれぞれ支持されている。
また、メインベアリング156に対してクランクケース110の外部側に隣接して、クランクケース110内からのオイルの漏出を防止するため、オイルシール157が設けられている。
クランクピン152は、ピストンとクランクシャフト150との間で力の伝達を行うコネクティングロッドが接続される部分であって、ジャーナル部151に対して偏心した軸状に形成されている。
クランクウェブ153は、ジャーナル部151とクランクピン152とを連結するクランクアーム、及び、クランクアームに対して実質的に軸対称に配置されるクランクウェイトを一体に形成したものである。
出力軸部154は、クランクケース110から突出して形成された軸部であって、後述するアキシャルギャップ型の発電体200の継手部材であるアダプタ240が接続される部分である。
出力軸部154は、実質的に全長にわたって均一な外径を有する平行軸である。
出力軸部154は、ジャーナル部151に対して段状に外径が小さくなるように形成され、その結果、ジャーナル部151と出力軸部154との境界部(ジャーナル部151の出力軸部154側の端部)には、回転軸と実質的に直交する面部を有する段部が形成されている。
この段部は、後述するシムSを挟持するために用いられる。
ネジ部155は、出力軸部154の端部から突き出して形成され、ワッシャ155bとともにナット155aが締結される部分である。
ネジ部155は、出力軸部154に対して段状に外径が小さくなるように形成され、その結果、ネジ部155と出力軸部154との境界部(出力軸部154のネジ部155側の端部)には、回転軸と実質的に直交する面部を有する段部が形成されている。
フライホイール160は、出力軸部154に発電体200のアダプタ240を介して取り付けられた円盤状の部材であって、エンジンのトルク変動を抑制する回転質量体である。
フライホイール160の中央部には、後述する発電体200のアダプタ240が取り付けられるテーパ穴161が形成されている。
また、フライホイール160のクランクケース100側の面部における中央部には、周辺部よりもフライホイール160の厚さが小さくなるように形成された凹部162が設けられている。
この凹部162は、フライホイール160の外周側から内周側へ流れ、その後発電体200内に導入される冷却風Wの流路としても機能する。
この点については、後に詳しく説明する。
ブロワファン170は、フライホイール160のクランクケース110側とは反対側の面部に取り付けられ、中央部側から取り込んだ空気を外径側へ吹き出す複数のベーン(羽根)を備えている。
ブロワファン170の周囲には、ブロワファン170をカバーするとともに、発生した冷却風Wを所定の流路へ案内するブロワハウジング171が設けられている。
リコイルスタータ180は、ブロワハウジング171と隣接して設けられ、ユーザがエンジンの始動操作を行うものである。
発電体200は、エンジン100によって駆動され発電を行うものであり、ロータ210とステータ220,230とが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型のものである。
発電体200は、ロータ210、第1ステータ220、第2ステータ230、アダプタ240、第1ハウジング250、第2ハウジング260等を備えて構成されている。
ロータ210は、アダプタ240を介してクランクシャフト150の出力軸部154に固定され、クランクシャフト150とともに回転する部材である。
ロータ210は、中央部に円形開口を有する平板状の円盤であって、磁性体によって形成され、所定のパターンでNSの着磁が施されている。
ロータ210の外周縁部には、クラック等が生じた場合に遠心力による飛散を防止するため、端面をカバーする円環状の保護リング211が固定されている。
第1ステータ220は、ロータ210のエンジン100側に設けられ、ロータ210の表面と微小な間隔を隔てて対向する複数のコイルCを備えている。
第1ステータ220は、第1ハウジング250を介して、エンジン100のクランクケース110に固定されている。
図3は、第1ハウジングに取付けられた第1ステータを、ロータ側から見た状態を示す図である。
第1ステータ220は、例えば18個のコイルCを、周方向に沿って配列して構成されている。
コイルCは、例えば銅製の平角線を、例えば扇状に形成された鉄芯(ステータコア)に巻き回して形成されている。
コイルCの巻線である平角線の両端部は、第1ステータ220の内周側に引き出されるとともに、クランクシャフト150の回転軸方向に相互にオフセットして配置されている。
コイルCは、U層、V層、W層の三層にグループ分けされ、隣接する3個のコイルCが同相となるようになっている。これら同相の3個のコイルCは、扇型の保持板221に固定されている。隣接するコイルCの間隔には、冷却風が通過する隙間が設けられている。
第1ステータ220は、このように保持板221に3個のコイルCを組み付けたユニットを、環状に6個連結して構成されている。
第2ステータ230は、ロータ210のエンジン100側とは反対側に設けられ、ロータ210の表面と微小な間隔を隔てて対向する複数のコイルCを備えている。
第2ステータ230は、上述した第1ステータ220と実質的に同様に構成されている。
第2ステータ220は、第1ハウジング250と結合されて発電体200の筐体を構成する第2ハウジング260を介して、エンジン100のクランクケース110に固定されている。
図4は、第2ハウジングに取り付けられた第2ステータを、ロータ側から見た状態を示す図である。
アダプタ240は、クランクシャフト150の出力軸部154に接続されるとともに、ロータ210及びフライホイール160が固定される部材である。
図5は、アダプタ240を示す図である。
図5(a)は、アダプタ240及びフライホイール160のアダプタ240との取付部周辺を、アダプタ240の中心軸を含む平面で切って見た分解断面図である。
図5(b)は、図5(a)のb−b部矢視図であって、アダプタ240をフライホイール160側から見た正面図である。
図6は、アダプタ周辺の部品を回転中心軸を含む平面で切って見た分解断面図である。
アダプタ240は、円筒部241、ロータ取付部242、スポーク部243等を一体に形成して構成されている。
円筒部241は、クランクシャフト150の出力軸部154が挿入される部分である。
円筒部241の内径は、実質的に全長にわたって均一であって、出力軸部154の外径に対して挿入時に不可避的に必要となる隙間だけ大きく設定されている。
円筒部241の外径は、フライホイール160側からクランクケース100側にかけて徐々に外径が増加するようテーパ状に形成されている。
このテーパ部は、フライホイール160の開口161と実質的に同じテーパ角を有する。
円筒部241のクランクケース110側の端面は、クランクシャフト150の出力軸部154の端部に形成される段部(端面)と対向して配置され、これらの端面−段部間には、ロータ210と各ステータ220,230とのギャップを調節するため、必要に応じて円環状のシムSが挟み込まれる。
ロータ取付部242は、中央部に円形開口を有する実質的に平坦な円盤状に形成されている。
ロータ取付部242の内周縁部は、円筒部241のクランクケース110側の端部近傍における外周面と、径方向に間隔を隔てて配置されている。
ロータ取付部242には、後述するロータ保持リング245が締結されるネジ孔242aが形成されている。
ネジ孔242aは、ロータ取付部242の周方向に分散して、例えば6箇所に設けられている。
ロータ取付部242の外周縁部におけるクランクケース110側の縁部には、外径側につば状に張り出して形成され、ロータ210の内周縁部を保持するフランジ242bが形成されている。
スポーク部243は、円筒部241のクランクケース100側の端部とロータ取付部242の内周縁部との間を連結する部分であって、アダプタ240の周上6箇所に放射状に配置されている。
スポーク部243の間隔には、冷却風Wが通過可能な開口が形成されている。
円筒部241には、中心軸と実質的に平行に、全長にわたって設けられた切込部244が形成されている。
切込部244は、円筒部241の周壁を、径方向にカットすることによって形成され、円筒部241を分断するものである。
この切込部244の一部は、隣接するスポーク部243の一部まで延びている。
切込部244は、アダプタ240に対して外力が作用していない状態において、微小な間隔を有するように形成されている。
切込部244は、アダプタ240の周方向に、実質的に等間隔に3箇所配置されている。
円筒部241は、フライホイール160に形成されたテーパ穴161内に挿入される。
この状態で、フライホイール160をクランクシャフト150のネジ部155にナット155aで締結すると、円筒部241は外周面がテーパ穴161の内周面に押圧されることによって、内径が縮小して窄まるように変形する。
このような変形によって、円筒部241の内周面は、クランクシャフト150の出力軸部154の外周面と強固に圧着する。
なお、円筒部241の内周面と出力軸部154の外周面との間、及び、円筒部241の外周面とテーパ穴161の内周面との間には、必要に応じて例えばキーとキー溝等からなる回り止め手段を設けることが可能である。
このような回り止め手段を設けることによって、フライホイールに点火信号生成に用いられるクランク位置検出手段を設けた場合であっても、検出位相のずれを防止することができる。
図6に示すように、ロータ取付部242のフライホイール160側の面部には、ロータ保持リング245が取り付けられる。
ロータ保持リング245は、ロータ取付部242と協働してロータ210の内周縁部を保持する部材である。
ロータ保持リング245は、環状に形成されたプレート状の部材であって、ロータ取付部242と実質的に同じ外径、内径を有する。
ロータ保持リング245には、ロータ取付部242との締結に用いられるビスBが挿入される開口245aが形成されている。
ロータ保持リング245の外周縁部におけるフライホイール160側の縁部には、外径側につば状に張り出して形成され、ロータ210の内周縁部を保持するフランジ245bが形成されている。
フランジ242bとフランジ245bとは、ロータ210の内周縁部を挟んで対向して配置されている。
ロータ210を構成する磁性体材料は脆性を有し、強い圧縮荷重を負荷することは好ましくないため、フランジ242b、245bの間隔は、ロータ210の厚さよりもわずかに大きく形成され、ロータ210との間に形成される隙間には、弾性を有する接着剤を充填している。
同様に、ロータ210の内周面と、ロータ取付部242及びロータ保持リング245の外周面との間にも微小な間隔が設けられ、接着剤が充填されている。
第1ハウジング250及び第2ハウジング260は、それぞれ第1ステータ220、第2ステータ230を保持する保持部材であるとともに、協働して発電体200の筐体を構成する部材である。
第1ハウジング250、第2ハウジング260は、それぞれ耐熱性を有するナイロン樹脂等の樹脂系材料を用いて、インジェクション成型によって一体に形成されている。
第1ハウジング250、第2ハウジング260は、エンジンの出力トルクの一部が加わり、強度が要求されることから、樹脂材料には必要に応じてガラス繊維等の補強材が添加される。
図7は、第1ハウジング250をクランクケース110側から見た図である。
第1ハウジング250は、円盤部251、周壁部252、第1ダクト部253、第2ダクト部254、第3ダクト部255、締結部256、コネクタ金具保持部257、コネクタ部258(図3参照)等を有して構成されている。
図1等に示すように、円盤部251は、クランクシャフト150の中心軸と直交する平板状に形成されている。
円盤部251は、クランクケース110の発電体200側の面部と、冷却風が通過可能な隙間を隔てて対向して配置されている。
図7に示すように、円盤部251は、開口251a、溝部251b等を備えて構成されている。
開口251aは、円盤部251の中央部に形成された円形の開口であって、クランクシャフト150の出力軸部154等が挿入される部分である。
溝部251bは、第1ステータ220からの出力配線であるプレート状の金具であるコネクタ金具Mが埋設されるものである。
周壁部252は、円盤部251の外周縁部から第2ハウジング260側へ突き出して形成された円筒状の部分であって、第1ステータ220の外周側をカバーするものである。
周壁部252には、冷却風が通過するスリット252aが形成されている。
スリット252aは、第1ステータ220の各コイルCの間を放射状に通過する冷却風の流れを阻害しないよう、周方向における位置が、各コイルCの隙間と実質的に一致するように配置されている。
また、スリット252aの端部は、円盤部251の外周縁部まで回り込んで形成されている。
第1ダクト部253、第2ダクト部254、第3ダクト部255は、周壁部252の外径側にそれぞれ設けられ、ブロワファン170が生成する冷却風を、エンジン100の異なった部位にそれぞれ案内する空気流路である。
第1ダクト部253、第2ダクト部254、第3ダクト部255は、それぞれ第2ハウジング260の第1ダクト部263、第2ダクト部264、第3ダクト部265と連結され、第2ハウジング260側からの冷却風をエンジン100側へ流すようになっている。
これらの第1ダクト部253、第2ダクト部254、第3ダクト部255については、後に詳しく説明する。
締結部256は、第1ハウジング250をクランクケース110に締結する部分であって、締結用のボルトが挿入される孔部が形成されている。
締結部256は、第1ハウジング250の上部、下部にそれぞれ2箇所ずつ、周方向に分散して配置されている。
コネクタ金具保持部257は、図3に示すように、円盤部251の内周縁部における第2ステータ220側(ハウジング内部側)に設けられている。
図8は、コネクタ金具保持部周辺の拡大図であって、図3のVIII部拡大図である。
図8(a)〜図8(e)は、それぞれ図8主図のa−a〜e−e部矢視図を示している。
第1ステータ220は、各コイルC間の結線を、全てコネクタ金具Mによって行なうようになっている。
コネクタ金具Mは、金属板を所定形状に打ち抜いた後に曲げ加工することによって一体に形成され、コイルCから引き出された平角線(巻線端部)が差し込まれ、挟持される一対のクリップ部と、これらのクリップ部の間を連結する連結部とを有して構成されている。
各コネクタ金具Mは、所定の結線パターンに従って各コイルC間を結線可能なようクリップ部の位置関係や連結部の形状が設定されている。
コネクタ金具Mは、コネクタ金具保持部257に形成された溝部内に嵌め込むことによって、第1ハウジング250に固定されるようになっている。
各コネクタ金具Mが所定の溝部に嵌め込まれた状態で、第1ステータ220の各コイルCの平角線を、各コネクタ金具Mのクリップ部に、発電体の軸方向に沿って差し込むことによって、第1ステータ220の全てのコイルCは、所定の回路を構成するように結線されるようになっている。
また、図8(c)に示すように、一部のコネクタ金具Mは、円盤部251の外側(クランクケース110側)に回り込み、円盤部251の溝部251bに嵌め込まれて発電体200の外部との導通に用いられるようになっている。
また、一部のコネクタ金具Mは、第2ハウジング260側に設けられたコネクタ金具Mとの導通に用いられる。
こうしたコネクタ金具Mの端子は、図3に示すように、第1ハウジング250の周壁部252の第2ハウジング260側の端面に設けられたコネクタ部258から突出して配置される。
この突出した端子は、第1ハウジング250と第2ハウジング260とを閉じ合わせることによって、第2ハウジング260側に設けられたクリップ部に差し込まれて導通が確保され、結線されるようになっている。
第1ハウジング250側の周壁部252の端面には、この端子と隣接して、端子保護及び位置決めのための突起252bが形成されている。
一方、第2ハウジング260側の周壁部262の端面に設けられたコネクタ部268には、突起252bが挿入される凹部262bが形成されている。
図9は、第2ハウジング260をフライホイール160側から見た図である。
第2ハウジング260は、第1ハウジング250の円盤部251、周壁部252、第1ダクト部253、第2ダクト部254、第3ダクト部255、締結部256、コネクタ金具保持部257、コネクタ部258と実質的に同様に形成された円盤部261、周壁部262、第1ダクト部263、第2ダクト部264、第3ダクト部265、締結部266、コネクタ金具保持部267、コネクタ部268等を備えている。
また、第1ハウジング250及び第2ハウジング260は、ブロワファン170が発生する冷却風を、エンジン100及び発電体200の各部位へ案内する機能を有する。
以下、この点について説明する。
図10は、ブロワハウジングを外した状態のエンジン及び発電体をブロワファン側から見た図である。
図10には、第2ハウジング260の第1ダクト部263、第2ダクト部264、第3ダクト部265を図示しているが、第1ハウジング250の第1ダクト部253、第2ダクト部254、第3ダクト部255も、クランクシャフト150の中心軸方向から見たときには、これらと実質的に同様の配置、形状となっている。
図11は、発電体の側面図である。
ブロワファン170は、図10において時計回り方向に回転し、中央部から取り込んだ外気を加圧し、時計回りの旋回流として外径側に吹き出す。
第1ダクト部253,263は、ブロワファン170が発生した冷却風Wを、シリンダ130、シリンダヘッド140の発電体200側の領域に案内するものである。
第1ダクト部253,263は、クランクシャフト150の中心軸方向から見たときに、シリンダ130と重なった位置に配置されている。
第1ダクト部253,263は、第1ハウジング250、第2ハウジング260の上部近傍におけるシリンダ130側の側部に一体に形成されている。
また、周壁部252,262の一部は、第1ダクト部253,263の一部を構成している。
この領域に形成されたスリット252a、262aから出た冷却風は、第1ダクト部253,263の内部に吹き込まれる。
第1ダクト部253,263の内部は、ブロワファン170が発生する冷却風によって正圧となっているが、スリット252a,262aからの冷却風は、第1ダクト部253,263を流れる冷却風の流速によって得られるベンチュリ効果によって、第1、第2ハウジング250,260内から吸い出される。
第2ダクト部254,264は、第1ダクト部253,263の下側に配置されている。
第2ダクト部254,264は、ブロワファン170が発生した冷却風Wを、シリンダ130、シリンダヘッド140の発電体200側とは反対側の領域に案内するものである。
第2ダクト部254,264を出た冷却風Wは、図示しない導風板等によって、シリンダ130、シリンダヘッド140の所定の領域へ案内される。
また、第1ダクト部253,263の下面部と、第2ダクト部254,264の上面部とは、同一の面部(部材)を共用している。
第3ダクト部255,265は、第1ハウジング250、第2ハウジング260の下端部に配置されている。
第3ダクト部255.265は、ブロワファン170が発生した冷却風Wを、図1に示すように、クランクケース110と円盤部251との間、及び、クランクケース110の下面部に案内するものである。
また、周壁部252,262の一部は、第3ダクト部255,265の一部を構成している。
この領域に形成されたスリット252a、262aから出た冷却風は、第3ダクト部255,265の内部に吹き込まれる。
また、図1に示すように、ブロワファン170が噴出した冷却風Wの一部は、その圧力によってフライホイール160の外周側から、フライホイール160と第2ハウジング260の円盤部262との間隔に流入して内径側に流れ、開口262aを介してハウジング260の内部に流入する。
このとき、フライホイール160に形成された凹部162は、冷却風Wの流路として機能する。
第2ハウジング260内に流入した冷却風Wは、ロータ210の回転によって発生する遠心力によって、図3に示すように、第2ステータ230の各コイルCの間隔を通って外径側に流れ、図4及び図11に示すように、スリット262aから周壁部262の外側へ排出される。
また、第2ハウジング260内に流入した冷却風Wの一部は、アダプタ240のスポーク部243の間隔に設けられた開口を経由して第1ハウジング250側へ流れ、同様に第1ステータ220の各コイルCを冷却してスリット252aから周壁部252の外側へ排出される。
以上説明したように、本実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)第1、第2ハウジング250,260を、ガラス繊維を配合したナイロン樹脂によって形成することによって、エンジン100のクランクケース110、シリンダ130等からの輻射熱を効果的に遮蔽することが可能となる。
このため、断熱材の廃止などが可能となり、部品点数及びコストを低減することができる。
(2)ブロワファン170が発生した冷却風Wを、エンジン100及び第1、第2ハウジング250,260内外の異なった部位へ案内する第1〜第3ダクト253,254,255,263,264,265を、第1、第2ハウジング250,260と一体に形成することによって、部品点数や組立工数を増加させることなくエンジン100、発電体200の各部位を適切に冷却することが可能である。
(3)エンジン100の振動を樹脂製の第1、第2ハウジング250,260が吸収するため、振動に起因する騒音を低下することができる。
(4)フライホイール160と第2ハウジング260の円盤部261との隙間から、第2ハウジング260の中央部へ冷却風Wを導入し、さらにアダプタ240のスポーク部243の間から第1ハウジング250内へ導入することによって、第1、第2ステータ220,230、ロータ210等発電体200内部の構成部材を適切に冷却することが可能となる。
(5)コイルCの間隔を、コイルCを冷却しながら流れた冷却風Wが排出されるスリット252a、262aを第1、第2ハウジング250,260の周壁部252,262に形成したことによって、効果的にコイルCを冷却し、さらにその冷却風を効率よく排出することができる。
(6)スリットスリット252a、262aから第1〜第3ダクト253,254,255,263,264,265内へ、ベンチュリ効果を利用して冷却風Wを吸い出すことによって、正圧となる各ダクト内に第1、第2ハウジング250,260内からの冷却風Wを確実に排出し、発電体200内部の冷却性能を確保することができる。
(7)フライホイール160が第2ハウジング260の円盤部261と対向する面部の内径側に凹部162を形成したことによって、第2ハウジング260とフライホイール160との隙間を通って第2ハウジング260内へ導入される冷却風Wの流路面積が内径側で小さくなることを防止し、第2ハウジング260内へ導入される冷却風Wの風量を確保することができる。
(変形例)
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
アキシャルギャップ型発電体及びエンジンを構成する各部材の形状、構造、配置、材質、製法等は、上述した実施例に限定されることなく、適宜変更することができる。
例えば、実施例ではロータを一枚の磁性体板に所定のパターンで着磁することによって構成しているが、これに代えて、保持部材に複数の永久磁石を固定して構成してもよい。
またステータに設けられるコイルの形状や構成も限定されない。
例えば、実施例では平角線コイルを用いているが、他種類のコイルを用いてもよい。
また、実施例では、例えば3箇所のダクトを用いてエンジンの各部に冷却風を案内する構成としているが、ダクトの個数や配置も特に限定されない。
さらに、ハウジングの材質もナイロン樹脂に限らず、他の樹脂系材料を利用することができる。また、ハウジングを分割する場合の部品割も特に限定されない。
100 エンジン 110 クランクケース
120 メインベアリングカバー 130 シリンダ
140 シリンダヘッド 140a 吸気ポート
140b 排気ポート 141 エアクリーナ
142 キャブレタ 143 マフラ
150 クランクシャフト 151 ジャーナル部
152 クランクピン 153 クランクウェブ
154 出力軸部 155 ネジ部
155a ナット 155b ワッシャ
156 メインベアリング 157 オイルシール
160 フライホイール 161 テーパ穴
162 凹部 170 ブロワファン
171 ブロワハウジング 180 リコイルスタータ
200 発電体 210 ロータ
211 保護リング 220 第1ステータ
221 保持板 C コイル
M コネクタ金具 230 第2ステータ
231 保持板 240 アダプタ
241 円筒部 S シム
242 ロータ取付部 242a ネジ孔
242b フランジ 243 スポーク部
244 切込部 245 ロータ保持リング
245a 開口 245b フランジ
250 第1ハウジング 251 円盤部
251a 開口 251b 溝部
252 周壁部 252a スリット
252b 突起 253 第1ダクト部
254 第2ダクト部 255 第3ダクト部
256 締結部 257 コネクタ金具保持部
258 コネクタ部 260 第2ハウジング
261 円盤部 261a 開口
261b 溝部 262 周壁部
262a スリット 262b 凹部
263 第1ダクト部 264 第2ダクト部
265 第3ダクト部 266 締結部
267 コネクタ金具保持部 268 コネクタ部
W 冷却風

Claims (6)

  1. エンジンのクランクシャフトに固定されたロータと、
    前記エンジンのクランクケースに固定され前記ロータと軸方向に間隔を隔てて対向して配置されたステータと、
    前記ロータ及び前記ステータを収容するとともに前記ステータが固定されるハウジングとを有するアキシャルギャップ型発電体であって、
    前記ハウジングの前記クランクケース側と反対側の面部に隣接して前記エンジンのクランクシャフトによって駆動され冷却風を発生するブロワファンを有する回転体が配置され、
    前記ハウジングは樹脂系材料によって形成されるとともに、前記エンジン及び前記ハウジングの異なった部位へ前記冷却風をそれぞれ案内する複数のダクト部が一体に形成されること
    を特徴とするアキシャルギャップ型発電体。
  2. 前記ハウジングにおける前記回転体と対向する面部の中央部に、前記冷却風の一部を前記回転体と前記ハウジングとの間を経由して導入する開口を形成したこと
    を特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型発電体。
  3. 前記ステータは、複数のコイルを所定の間隔を隔てて周方向に配列して構成され、
    前記ハウジング内に導入された冷却風は、前記複数のコイルの間隔を経由して前記ハウジングの外周面に形成された排気口から排出されること
    を特徴とする請求項2に記載のアキシャルギャップ型発電体。
  4. 前記排気口は、前記ハウジングの外周面の周方向における位置を、前記複数のコイルの隙間に隣接させて配置したこと
    を特徴とする請求項3に記載のアキシャルギャップ型発電体。
  5. 前記排気口の一部は、前記ダクト部の内部に開口するとともに、前記ダクト部内の冷却風の流速によって得られるベンチュリ効果を利用して前記ハウジング内の冷却風を前記ダクト部内に導入すること
    を特徴とする請求項3又は請求項4に記載のアキシャルギャップ型発電体。
  6. 前記ハウジングと前記回転体との対向する面間の回転軸方向における距離を、外径側に対して内径側で大きくなるように形成したこと
    を特徴とする請求項2から請求項5までのいずれか1項に記載のアキシャルギャップ型発電体。
JP2012270235A 2012-12-11 2012-12-11 アキシャルギャップ型発電体 Expired - Fee Related JP6001434B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012270235A JP6001434B2 (ja) 2012-12-11 2012-12-11 アキシャルギャップ型発電体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012270235A JP6001434B2 (ja) 2012-12-11 2012-12-11 アキシャルギャップ型発電体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014114769A JP2014114769A (ja) 2014-06-26
JP6001434B2 true JP6001434B2 (ja) 2016-10-05

Family

ID=51171045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012270235A Expired - Fee Related JP6001434B2 (ja) 2012-12-11 2012-12-11 アキシャルギャップ型発電体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6001434B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015016482A1 (de) 2015-12-15 2017-06-22 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Gebläserad und Arbeitsgerät mit einem Verbrennungsmotor und einem Gebläserad

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3944811B2 (ja) * 1998-07-29 2007-07-18 株式会社デンソー 回転電機
CA2685282C (en) * 2001-03-16 2011-02-15 Altech Generating Systems Llc Alternator and method of manufacture
JP2003037960A (ja) * 2001-07-23 2003-02-07 Sawafuji Electric Co Ltd アウタロータ型多極発電機
JP2005163757A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Toshiba Tec Corp 電動送風機
JP2008245356A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Moriyama Denki Seisakusho:Kk アキシャルギャップ型エンジン駆動発電機
EP1995432A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-26 Yunfeng Ma Portable engine
JP5058033B2 (ja) * 2008-03-11 2012-10-24 富士重工業株式会社 汎用エンジン
JP5394116B2 (ja) * 2009-04-13 2014-01-22 ファナック株式会社 貫通孔付き空冷式電動機

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014114769A (ja) 2014-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5773499B2 (ja) アキシャルギャップ型発電体
US7557458B2 (en) Soundproof type engine generator
JP5058033B2 (ja) 汎用エンジン
JP2008245356A (ja) アキシャルギャップ型エンジン駆動発電機
JP2008501882A (ja) 内燃機関用の排気ターボチャージャー及びその制御方法
JP2012136971A (ja) エンジンの冷却装置
JPH09215270A (ja) 電動機の冷却構造
JPH10285838A (ja) 高速回転電機
JP6561047B2 (ja) ターボチャージャ用高速スイッチリラクタンスモータ
JP6001434B2 (ja) アキシャルギャップ型発電体
JP2014114767A (ja) アキシャルギャップ型発電体の継手構造
JP2008295192A (ja) 回転電機
US20130187393A1 (en) Axial gap type generator
US9071088B2 (en) Axial gap type generator
JP6068207B2 (ja) 発電機
JP6034160B2 (ja) 発電体ユニット
US9083211B2 (en) Axial gap type generator
WO2015151835A1 (ja) 電動過給機および過給システム
JP5858364B2 (ja) 発電機用ロータ
WO2022091227A1 (ja) アウターロータ型回転機
JP5932868B2 (ja) アキシャルギャップ型発電体の冷却構造
JP2015061360A (ja) ディーゼルエンジン
JP3029539U (ja) エンジン取付け用フライホイール磁石発電機
KR20220100346A (ko) 발전기
KR20200097362A (ko) 매입형 영구자석 전동기

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150918

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160727

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: 20160809

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160901

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6001434

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees