JPS5820217B2 - 磁石発電機の回転子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁石発電機のフライホイール継鉄と、リングギ
ヤの固定構造及び方法に係り、小形で高強度、しかも高
精度な構造及び固定方法に係る。

まず従来の磁石発電機の構造を第１図に於て説明スる。

１は鋼板を成形したフライホイール継鉄で内周には複数
個の永久磁石２と同数の磁極片３が配設されている。

又外周には支持金具４が圧入嵌着されそれにリングギヤ
６がネジ５で締付固定されている。

軸中心部にはボス７があってフライホイール継鉄１とは
鋲８で加締固定されている。

リングギヤの固定方法の他の例としては焼バメや圧入後
に溶接し固定する方法等あるが、その欠点は （１）本例のネジ止め式はギヤと支持金具の形状が複雑
となり、コストが高い。

（２）焼バメ式は一度加熱されると歯部の寸法精度が低
下する。

（３）溶接方式は局部的な熱ひずみによって歯部の寸法
精度が低下する。

更に船外機に使用される場合は耐食性を向上するために
表面を塗装によって防錆処理する必要がある。

このときリングギヤの歯部に塗料が耐着しないようマス
キングすることが必要で加工費が高価となる欠点があっ
た。

本発明の目的は、機械的に安定でしかも寸法精度を高く
保ち、耐食性の優れた回転子を提供することにある。

本発明の特徴はフライホイール継鉄外周とリングギヤ内
周との間に全周にわたり環状の間隙部及び溝を設け、こ
の間にリング状の結合部材を挿入し、結合部材の剪断力
と緊迫力にて結合力を得るようにした点にある。

以下、本発明の一実施例を第２図ならびに第５図に基き
説明する。

１０は外周に凹溝を設けたフライホイール継鉄、１１は
内周に凹溝を設けたリングギヤを設計で定めた位置に金
型１２を使用し。

て正確に合せ、第３、第４図に示すような別の軟鋼線材
等の金属材料を略リング状に成形、又は打抜いた同効物
から成る結合部材９を、フライホイール継鉄９の外周と
リングギヤの内周間の環状間隙間に挿入し、金型１３で
Ｐ方向から加圧して結合部材９を塑性流動させ連結を計
るものである。

溝１０１，１１１の深さは０．１〜１６０關程度が望ま
しい。

浅すぎると剪断強度が充分に得られず、深すぎると結合
部材を挿入するのに大きな加圧力が必要となる。

尚、前記溝１０１，１１１は間隙部の奥行幅内に設けら
れる。

結合工程においては、まず第６図に示すように、結合部
材９を、フライホイール継鉄１０、リングギヤ１１の間
の間隙部２０に挿入する。

次に、第７図に示すように、全体を金型１２の上に置き
、間隙部幅Ｔ。

より幅の小さい先端面３１を有する金型１３の加圧部３
２で結合部材１９を加圧し、塑性変形により溝１０１，
１１１内に結合部材１９を流入させる。

第６図に示す挿入工程も、金型１３で行なってもよい。

第６図に示す状態で結合部材９は、金型１２，１３に対
応する上端、下端部分を除き包囲されており、かつ高さ
の差ΔＨはごく小さい。

従って加圧直前の状態は結合部材の全体が空隙部と金型
で封囲されているといえる。

そのため、第７図に示す如く、加圧時、結合部材が間隙
部外へ逃げることはほとんどない。

第７図に示すように、金型１３の加圧突部側面３３は先
端面３１に垂直な方向（挿入方向）に対しθだけ傾斜し
ている。

θは、６°〜１５°程度が望ましい。

これはθが小さいと、結合後、金型１２が抜けにくくな
るためである。

また、θが太きすぎると、金型の挿入方向と逆方向にす
なわち、間隙部外へ結合部材が流出しやすくなり、また
挿入深さを深くできず、結合部材に大きな内部応力を発
生させることができず、従って大きな結合力を得にくく
なる。

金型加圧部３２は、第７図に示すよう（こその先端面３
１と溝１０１，１１１の上端との距離Ｓをできるだけ小
さく、換言すれば、先端面３１ができるだけ溝１０１．
１１１に近くなるよう深く挿入されることが望ましい。

これにより、塑性流動に伴なう摩擦損失が少なくなり、
溝部へ結合部材を充分に挿入できる。

以上のような構成を維持するためには、フライホイール
継鉄１０、ギヤリング１１の材料が、結合部材９より硬
いこと及び剛性が大きいことが条件となる。

すなわち、結合部材２４は、フライホイール継鉄１０、
リングギヤ１１より変形抵抗の小さい材料であることが
条件となる。

結合部材９を間隙部２０内に挿入し、充てんさせること
により、結合部分には半径方向に緊迫力が生じる。

また、溝１０１．１１１により、軸方向外力に対し、剪
断力を生じ、両者により、強固な結合力が得られる。

更に結合部溝の形状については大きな廻りトルクを要す
る場合次に示す例がある。

まず２個の被結合部材の、互に対向する結合面間に各々
接合面に凹部を有する一定の間隙部を形成する。

各凹部底にはさらに小さな凹凸部を形成する。

一方被結合部材より変形抵抗が小さく、かつ所定の機械
的強度を有する材料から、前記間隙部高さもしくはこれ
に近似した高さを有する単純形状の結合部材を加工する
。

次に該結合部材を前記間隙部に挿入する。

このとき、前記結合部材は実質的にその全体が、前記間
隙部と金型により包囲された状態にあるものとする。

この状態で結合部材を金型凸部で冷間加圧し、もって間
隙部門部に塑性流動させ、両波結合物体を接合するもの
である。

以下図により本発明の詳細な説明する。

まず、第８図において、第１の被結合部材１１０と第２
の被結合部材１２０は共に、金属円板又は円板と筒の組
合せで、両部材の結合部表面１１１゜１２１間にはＴ。

、高さＨ６のリング状間隙部１４０が介在する。

１１０ｃ、１２０ｃは端面である。また、表面に直角な
方向に各々溝１１２，１２２が設けられている。

第９、第１０図に示すように台溝の底面には、円周方向
に添って小さな凹凸部１１２（又は１２２ａ）が設けら
れている。

溝１１２（１２２ａ）は底面の凹凸部中心線ｍ−ｍまで
の深さｈｔｏは０．２〜１． Ｏｒｎｒｎ、望ましくは
０．２〜０．５ ｍｒｎ程度がよい。

また、底面の凹凸部の平均高さり、。

も０．２〜ＬＯｍｒｎ、望ましくは０．２〜０．５ ｍ
ｒｎ程度がよい。

−万、１３０は被結合部材１１０，１２０より塑性変形
しやすい、すなわち、変形抵抗の小さい金属からなる結
合部材であり、幅Ｔ１はＴ。

に略等しいか、ないしは若干小さく、高さＨｌはＨ８と
同等以下ないし若干高い。

ＨｌがＨ６より高い場合でも、その差ΔＨはできるだけ
小さく、例えば０．２〜０．３ｍｍ程度にとどめるのが
好ましい。

また結合部材の断面形状は図に示す矩形断面のほか丸、
楕円、多角形断面等、単純形状のものでよい。

挿入後塑性変形させるため間隙部形状にとられれる必要
はない。

また、結合部材１３０は、第３、第４図に示す例でよい
。

結合工程においては、前記凹溝の場合と全く同様の工程
とし、同等の効果が得られる。

−フライホイール継鉄１０とリングギヤ１１ならび
に、溝１０１．１１１の構成は、第１１、第１２図に示
すような構造のものもある。

第１１図は、溝ｉｏｉ、１ｉｉと並行してフライホイー
ル継鉄１０の外周の一部とリングギヤ１１の内周の一部
が嵌合もしくは僅かな隙間で対向しており、継鉄１０と
リングギヤ１１が半径方向に精度高く位置決め出来る構
造である。

第１２図は溝ｉｏｉ、ｉ１１結合部材９が各々２ケ設け
られているものである。

本構造は機械的強度の要求されるリングギヤの外径の大
きな円板部材の厚いものに有効である。

以上のように本発明によれば、構造的に支持金具やネジ
が不要となって組立生産性が向上すると同時に、防錆に
対してはフライホイール継鉄を塗装として耐食性の向上
を計り、リングギヤはメッキ処理した組合せも可能とな
り、全体に耐食性の向上が計られる。

次に、静的機械強度では第２図に示す矢印Ｆ１゜Ｆ２方
向の剪断強度試験で、結合部材が軟鋼の場合で３２ｋｇ
／−と安定している。

磁石発電機で最も重要な機械的強度は、角加速度、衝撃
に充分な余力を有することである。

この点ネジ固定や圧入では締みが考えられる。

本発明では隙間のない結合方式であるため高い信頼性が
保証される。

以上述べたように、本発明によれば従来の結合方法に比
べ、締結強度が安定して大きく、ギヤ部の精度が保証で
き、耐食性に対しても仕様が満足でき、又加圧組立性に
も優れている等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁石発電機回転子要部縦断面図、第２図
は本発明の一実施例になる磁石発電機の要部縦断面図、
第３、第４図は各々本発明の結合部材の形状の一実施例
を示す図、第５図は本発明による結合方法を示す要部断
面図、第６図及び第７図は本発明による結合工程及び結
合状態の説明図、第８図は接合前の被接合部材及び結合
部材の外観要部を示す一部断面斜視図、第９図は結合部
材に設けた溝部の拡大図、第１０図は第９図の断面Ｖ−
［図、第１１、第１２図は各々本発明の他の実施例を示
す要部縦断面図である。 １０・・・・・・フライホイール継鉄、２・・・・・・
永久磁石、９・・・・・・結合部材、１１・・・・・・
リングギヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 永久磁石を内蔵してなる略カップ状のフライホイー
   ル継鉄の外周に、リングギヤを備えた磁石発電機の回転
   子に於いて、前記フライホイール継鉄の外周とリングギ
   ヤの内周間に設けられた環状の間隙部と、該間隙部の奥
   行幅内にあってかつフライホイール継鉄外周及びリング
   ギヤの内周に各々相対向して設けられた環状の溝と該環
   状の間隙部及び溝内に剪断力と緊迫力をもって充填され
   たリング状の結合部材とからなることを特徴とした磁石
   発電機の回転子。 ２ 永久磁石を内蔵してなる略カップ状のフライホイー
   ル継鉄の外周に、リングギヤを備えた磁石発電機の回転
   子に於いて、互に対向するフライホイール継鉄の外周と
   リングギヤの内周間に環状の間隙部を有し、かつ前記間
   隙部の奥行幅内にあるフライホイール継鉄外周及びリン
   グギヤ内周に各各項状の溝を形成し、一方、前記フライ
   ホイール継鉄の部材ならびにリングギヤの部材より変形
   抵抗が小さく、かつ所定の機械的強度を有する材料から
   なり、前記間隙部と同等もしくは近似した高さを有する
   略リング状の結合部材を設け、次に該結合部材を前記間
   隙部に挿入し、結合部材の全体が実質的に前記フライホ
   イール継鉄外周、リングギヤ内周と金型で包囲された状
   態とし、さらに金型凸部で加圧し結合部材を塑性流動さ
   せて前記溝部に流入させ、結合部材の剪断力と緊迫力に
   て結合することを特徴とする磁石発電機の製造方法。