JPH0640464Y2 - 磁石発電機の回転子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は例えば船外機用機関の点火および発電に供せ
られる磁石発電機の回転子に関するものである。

〔従来の技術〕 一般に船外機用機関では磁石発電機に大きな慣性モーメ
ントを必要とし、このため磁石発電機の回転子は大型化
して重量が増大する。そして回転子はクランクシャフト
に直結されるため重量増によりクランク系の共振周波数
が低下して常用回転域と一致し運転中に共振により破壊
される。これを避けるためには例えば実開昭50-138512
号公報に示されるように回転子を柔軟構造にするのがよ
いことが知られている。

第３図はこの種回転子の断面図を示し、図において、１
は機関のクランクシャフトに支軸されるボス、２は弾性
を有する板からなる平板状のハブで、ボス１にリベット
３で固定されている。４はハブ２の外周部にボルト９で
取付けられた環状のヨーク、５は極片６と共にヨーク４
の内周面にねじ７で取付けられた磁石、８はヨーク４の
外周面のインロー部4aに焼ばめなどで取付けられたリン
グギヤ若しくは慣性モーメントを得るための部材であ
る。

上記のように構成した磁石発電機の回転子は、機関のク
ランクシャフトに直結して使用されるため、機関の爆発
行程、圧縮行程などの行程の変化により生ずる角速度の
変化、いわゆるトルク変動やクランクシャフトの撓みに
起因する曲げ方向のモーメントが回転毎に加わり、さら
に機関の振動がこれに加わる。これらの力のサイクルが
系の共振点と一致すると大きな応力が各部に加わって破
壊する。一方、船外機用機関においては磁石発電機に大
きな慣性モーメントを要求するため回転子の質量が増大
し、クランクシャフト系の共振点を下げる結果、共振周
波数が機関の常用回転域に入り機関の各部あるいは発電
機の回転子を破壊する。この共振周波数は系の質量が大
きいほど低くなり、機関の共振回転数が低くなる。共振
時に各部に加わる応力は共振回転数が低いほど小さくな
るため、共振による破壊を防ぐには共振回転数を常用回
転数以上に設定するか、可能な限り低い回転数まで下げ
るのが効果的である。しかしながら、磁石発電機の慣性
モーメントは機関にとって重要なものであり質量により
共振点を変えるのに制約がある。このため従来では磁石
発電機の回転子を第３図に示すように構成してクランク
シャフトの振動系と分離するようにしている。つまり、
従来の磁石発電機の回転子は、質量の大きいヨーク４と
リングギヤ８を弾性を有するハブ２を介してボス１に取
付けることで共振振動をハブ２で吸収しヨーク４に加わ
る応力を少なくしようとしていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来の磁石発電機の回転子は以上のように応力を下げる
試みがなされているが、完全に振動が緩和されるもので
なく、重量のあるヨーク４やリングギヤ８を支えるた
め、このヨークおよびリングギヤとハブ２の接合点に大
きな力が加わり、結合部材となるボルト９やその締結部
分が破壊するという問題点があった。

これを以下に説明する。機関の爆発力によりクランクシ
ャフトがたわみ、これによりボス１が軸方向に動かされ
る。仮にボス１が第３図において右方向に動いたとす
る。このとき回転子の外周部（ヨーク４、磁石５および
リングギヤ８）は重量が大きいので、ボス１が動いても
元の位置からあまり動かない。従って、弾性を有するハ
ブ２は左方向にたわみ、ボスト９やその締結部分に応力
が集中する。逆に、ボス１が左方向に動いた場合は、上
記とは逆にハブ２が右方向にたわみ、この場合もボルト
９やその締結部分に応力が集中する。

この考案は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、共振などによる応力を緩和し、接合部の強度
を確保できるとともに、しかも安価に製作することので
きる磁石発電機の回転子を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る回転子は、機関のクランクシャフトに支
軸されるボスに磁石を取付けたフライホイルを固定し、
ボスにフライホイルと同軸に弾性部材からなるハブを固
定すると共に、ハブの外周部にリングギヤ若しくは慣性
モーメントを得るための部材を取付けたものである。

〔作用〕

この考案における回転子は、磁石はフライホイルで、リ
ングギヤ若しくは慣性モーメントを得るための部材は弾
性部材からなるハブで、それぞれ保持するように構成し
たので、フライホイルはこれ自体に加わる振動による応
力に耐えればよく、また重量の大きいリングギヤ若しく
は慣性モーメントを得るための部材は弾性部材であるハ
ブに取付けられるので振動応力が緩和され、接合部の応
力は小さくなり、接合強度を十分に保つことができる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図について説明する。

第１図は磁石発電機の回転子の断面図、第２図は同じく
正面図で、１は機関のクランクシャフトに支軸されるボ
ス、２はばね鋼板などの弾性を有する弾性部材からなる
ハブで、リベット３によってボス１に固定されている。
10はハブ２と共にボス１にリベット３で固定されたフラ
イホイルであって、フライホイル10の内周面に界磁用の
複数の磁石５が取付けられている。８はフライホイル10
の外周側に位置し、ハブ２の外周部にリベット11で固定
されたリングギヤである。ハブ２には複数の折曲部2aが
形成されており、この折曲部2aにリングギヤ８を保持す
ることもできる。なお、リングギヤ８の代わりに単なる
慣性モーメントを得るための部材であってもよい。

ところで、磁石発電機の回転子の大きさは発電機として
の発電能力と、機関により要求される慣性モーメントお
よび慣性モーメントのための質量を保持する強度で決め
られる。しかし、大容量の船外機用機関では要求される
慣性モーメントが極めて大きく、発電機をこれに見合っ
た大きさにするのは経済的に合わないため発電機は発電
能力により大きさを決め、フライホイルの外周部にリン
グギヤあるいは慣性モーメントを得るための部材を取付
けて必要な慣性モーメントを得るのが一般的である。し
かしながら慣性モーメントを得るにはそれ相当の質量が
付加されることになり、この結果、回転子の質量を保持
する強度が共振などに耐えられずに破壊に至るものであ
る。

そこでこの考案は質量の大きい部材を分割して支えるこ
とにより、各々に加わる応力を小さくし、これにより接
合部の強度を確保している。即ち、磁石５はフライホイ
ル10に、リングギヤ８はハブ２にそれぞれ取付けられ
る。そして、上記フライホイル10とハブ２とは、それぞ
れボス１に固定される。従って、フライホイル10は、磁
石５とフライホイル10の質量に加わる力に耐えればよ
い。また、リングギヤ８とハブ２との接合部のリベット
11およびその周辺はリングギヤ８のみの質量に加わる力
に耐えればよい。さらに、ハブ２は弾性を有しているの
で、上記接合部のリベット11およびその周辺に伝わる機
関からの応力は大幅に緩和される。従って、第３図の従
来例に比べて応力が少なく共振による破壊が生じない
上、リングギヤ８の質量、したがって慣性モーメントを
大きく大形の機関にも適用可能である。

なお、本実施例にはよれば、上述した如くフライホイル
10は磁石５のみを支えている。従って、フライホイル10
の厚さを薄くすることができるので、フライホイル10を
プレス加工で容易、かつ安価に製作することができる。

また、ハブ２はリングギヤ８のみを取付ければよいの
で、図示した如くリベット11でかしめるだけで十分であ
る。従って、容易に製作することができ、しかも安価で
かつ構成が簡単である。

なお、本実施例ではリングギヤ８のみを取付けた例につ
いて示したが、ロープスタータ用の部品などを取付ける
場合もあり、質量配分、強度配分により２分割されたフ
ライホイル側あるいはハブ側に設けることで強度を損な
うことなく機能の追加が図れる。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、磁石と、リングギヤあ
るいは慣性モーメントを得るための部材とを、それぞれ
フライホイルおよび弾性部材からなるハブにそれぞれ分
割して取付けたので、共振などによる応力に十分に耐え
得ることができる。また、磁石発電機の慣性モーメント
を大きくして大形機関に適用したり、また振動などの応
力の大きい機関に対しても適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による磁石発電機の回転子
の断面図、第２図は同じく回転子の正面図、第３図は従
来の回転子の断面図である。 １…ボス、２…ハブ、５…磁石、８…リングギヤ、10…
フライホイル、11…リベット。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関のクランクシャフトに支軸されるボス
   と、一端側を開口とする円筒部とこの円筒部の他端側に
   設けられた底部とからなる有底円筒状に形成され、該底
   部中心が上記ボスに固定されたフライホイルと、このフ
   ライホイルの円筒部の内周面に取付けられた界磁用磁石
   と、上記フライホイルと同軸に上記ボスに固定された弾
   性部材からなるハブと、このハブの外周部に取付けられ
   たリングギヤ若しくは慣性モーメントを得るための部材
   とを設けたことを特徴とする磁石発電機の回転子。