JPS63309771A

JPS63309771A - エンジンの始動充電装置

Info

Publication number: JPS63309771A
Application number: JP62145748A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Uchida; 浩康内田; Hiroyuki Oda; 博之小田; Kazuhiko Ueda; 和彦上田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-06-10
Filing date: 1987-06-10
Publication date: 1988-12-16
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: US4958095A; JP2539221B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、始動電動機（セルモータ）としての機能と充
電発電機（オルタネータ）としての機能を併わせ待った
エンジンの始動充電装置に関するものである。

（従来技術）従来、例えば特公昭６Ｉ−５４９４９号公報に記載され
ているように、フライホイールの外周に回転界磁極を形
成し、その内側に励磁用のフィールドコイルを、また、
外側には回転磁界をつくるステータフィルを設けた始動
充電装置が知られている。このような始動充電装置は、
セルモータとしての機能とオルタネータとしての機能を
併わせ持ち、さらに、回転界磁極を存するフライホイー
ルをクランク軸と変速機駆動軸を断続するクラッチの担
体として兼用してエンジン動力伝達系にコンパクトに組
み込むことができるたけてなく、ステータコイルへの通
電制御によってフライホイールを加速・減速することで
、トルク変動をなめらかにするような制御ができるとい
う点でム、高く位置付けろことかできろ。

ところが、実際にこのような始動充電装置を試作し、テ
ストした結果、次第に充電機能や再始動の機能か低下す
ることがわかった。

そして、その原因が、フィールドコイルやステータコイ
ルが、自己発熱と、クラッチ接続時の摩擦熱の伝導、又
は、トルクコンバータ部のフルートの熱伝導によって加
熱され、抵抗値が大きくなって、コイルに電流が流れに
くくなることであることを見いだした。

特に、電流方向の切り換えが頻繁に行われるステータコ
イルは自己発熱度合が高く、これが、一時停止後のよう
な温間時の再始動を困難にしている原因であるこ七をつ
きとめた。

（発明の目的）本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、始
動充電装置の温度」１昇を抑えて充電機能および始動機
能の低下を防止することを目的とする。

（発明の構成）本発明は、始動充電装置の構造、配置２発熱特性等の総
合的な評価に基づいて、フィールドコイルおよびステー
タコイルの温度を所定値以下に抑えるための効率的な冷
却手段を見い出したものであって、その構成はつぎのと
おりである。すなわち、本発明に係るエンジンの始動充
電装置は、エンジンのクランク軸に取り付けられた回転
界磁極と、該回転界磁極を励磁するフィールドコイルと
、前記回転界磁極に近接してエンジン本体側に取り付け
られたステータコアと、該ステータコアに巻かれたステ
ータコイルと、該ステータコイルに流れる電流の方向を
クランク角に対応して切り換える切換手段を備えたエン
ジンの始動充電装置において、ミッンヨンケースのエン
ジン本体側ハウンングに、前記ステータコイルに近接し
て環状のエア通路を設けるとともに、該エア通路に、前
記ステータコイルに向って前記ハウジング内に開口する
エアノズルを複数個設（Ｊたことを特徴としている。

（作用）フィールドコイルに電流が流れると、回転界磁極が励磁
され一つ置きにＳ極とＮ極ができる。その状態でステー
クコイルに電流が流れると回転界磁極にトルクが発生し
、直結したクランク軸を回転させる。そして、回転界磁
極が回り始めると、切換手段によって、クランク角に対
応してステータコイルに流れる電流の方向を切り換え、
ステータコイルの作る磁界を回転界磁極の回転に同調さ
せることでクランク軸をさらに加速する。すなわち、始
動充電装置は、始動電動機として機能する。

また、エンジン始動後は、回転界磁極の回転によってス
テータコイルに逆起電力が発生ずるので、ステータコイ
ルへの通電を切ることで始動充電装置は交流同期の充電
発電機として機能する。そして、環状のエア通路に設け
た複数のエアノズルからステータコイルに向けてエアが
吹き込まれるので、このエアによってステータコイルが
冷却されるとともに、換気が良くなってハウジング内全
体の温度上昇が抑制され、したがってステータコイルお
よびフィールドコイルの温度が低く保たれて始動充電装
置の機能が確保される。

（実施例）＝４− る。

第１図は、手動変速機付きのＶ型エンジンに適用された
本発明の一実施例を示す全体図である。

同図に示すように、エンジンのクランク軸１の軸端には
、磁界を遮断するためのステンレス製のディスク２を介
してフライホイール３が固定されており、フライホイー
ル３の外周縁部に、等間隔の爪部を有するボールコア４
が形成されている。

そして、このボールコア４には、同数の爪部を有するも
う一方のボールコア５が非磁性体のリング６によって結
合されていて、それぞれの爪部が円周方向に交互に間隔
をあけて位置し、回転界磁極を構成している。そして、
ボールコア４．５の径方向内側には、これを励磁するた
めフィールドコイル７が設けられ、また、ボールコア４
，５の径方向外側に僅かな間隙を挟んで設けられたステ
ータコア８には三相の分布巻にしたステータコイル９が
取り付けられている。フィールドコイル７が巻かれたフ
ィールドコア１０は、磁界を遮断するためのアルミ製の
プレートＩＩを介してシリンダブロック１２に固定され
ており、フライホイール３とは軸方向に僅かな間隙をも
って対向し、また、ボールコア５とは径方向に僅かな間
隙をも−）で対向している。ステータコア８は、リング
状の珪素鋼板の積層体であって、支持枠１３に嵌着され
シリンダブロック１２に固定されている。

始動充電装置のボールコアを兼ねるフライホイール３の
側面はクラッチ接触面を構成している。

ここに用いられているクラッチは、通常一般のタイヤフ
ラムスプリング式の単板クラッチであって、前記支持枠
１３に固定されたクラッチハウソング１４内に、始動充
電装置とともに組み込まれている。そして、そのクラッ
チハウジング１４に（」、始動充電装置のステータコイ
ル９に近接する位置に、環状のエア通路１５が形成され
ており、このエア通路Ｉ５には、ステータコイル９に向
って開口する多数のエアノズル１６が円周方向に対して
直角に設（」られでいる。また、エア通路１５には、第
２図に示すようにエンジンルーム内の空気の流れに沿っ
て入口開口部１７と出口開口部１８が設けられている。

したがって、エア通路１５内には入口開口部１７から出
口開口部１８に向うエアの流れが生じ、その一部が多数
のエアノズルＩ６を介してハウジング１４内に吹き出し
、ステータコイル９を冷却する。また、このエアによっ
てクラッヂハウノンク１４内の換気が促進される。

また、ステータコア８に取り付けられたステータコイル
９の周囲つまり径方向外方には、多数の連通路によって
連通された左右一対の環状で断面矩形の冷却水パイプ＋
９ａ、１９ｂが設けられている。この冷却水パイプ１９
ａ、＋９ｂには、シリンダブロック１２のウォータジャ
ケット２ｏから導かれた冷却水が流れる。また、フィー
ルドコイル７の中にも冷却水を流すパイプ２１が設置）
ｌられている。このパイプ２１は、フィールドコア１０
に導体とともに巻きつけられたものであって、やはり、
シリンダブロックＩ２のウォータジャケット２０に連通
している。さらにまた、フライホイール３には、クラッ
チ側の内側凹陥部から外側のフィールドコイル７側に向
けて、フライホイールの反回転方向に傾いた複数のエア
通路２２が穿設され、遠心力によってエアがフィールド
コイル７に吹きつけられるよう構成されている。

ステータコイル９は電流の流れる方向が変わるので発熱
量が多い。また、フィールドコイル７は、発熱量そのも
のは比較的少ないが、フライホイール３とフィールドコ
アｌＯに囲まれているので、熱の発散が悪い。しかし、
ステータコイル９には、エアノズル１６から外部のエア
か吹きつ（Ｊられ、また、」二足のように冷却水とエア
がステータコイル９とフィールドコイル７を効率よく冷
却するので、これらコイル７．９はいずれも所定温度（
８０℃程度）以下に抑えることができる。

このような始動充電装置において、フィールドコイル７
に電流が流れると、ボールコア４．５が励磁されて交互
に並んだＳ極とＮ極ができる。そこで、始動時にはステ
ータコイル９に通電することによってボールコア４．５
にトルクを発生させ、フライホイール３を介してクラン
ク軸１を回転さ仕る。その際、ステータコイル９に流れ
る電流の方向は、大きな）・ルクが得られるようクラン
ク角に対応して切り換えられ、始動充電装置はスタータ
として機能する。また、始動後はステータコイル９への
通電を切ってオルタネータとして機能させろ。

クラッチの構成に（Ｊとくに特徴はない。

支持枠１３に固定されたクラッチハウジング１４には変
速機駆動軸２３が軸支されている。この変速機駆動軸２
３の一端はフライホイール３に嵌着されたベアリング２
４に支持されている。変速機駆動軸２３には摩擦板２５
を備えるクラッチディスク２６か一体回転式に取り付（
：ｌられ、また、フライホイール３に固定されたタラッ
ヂカバ−２７にはダイヤプラムスプリング２８が支持さ
れていて、常時は、ダイヤプラムスプリング２８が鋳鉄
性のプレッシャープレート２９を介し摩擦板２５をフラ
イホイール３の側面に圧着している。この圧着によって
、クランク軸１と変速機駆動軸２３との間に動力伝達が
行イっれる。また、その際の角速度変動がダンパースプ
リング３０によって吸収される。なお、クラッチペダル
が踏み込まれると、レリーズフォーク（図示せず）が、
スリーブ３１を介してダイヤプラムスプリング２８の中
央部を第１図で左方向に押すので、ダイヤフラムスプリ
ング２８はワイヤリング３２．３３を支点として反転す
る。それによって、摩擦板２５の圧着か解かれ、変速機
駆動軸２３がクランク軸１から切り離される。

なお、上記実施例では、エアノズルを、エア通路の円周
方向に対して直角方向に形成しているが、エアノズルの
先端を、円周方向のエアの流れの進行方向に向けて、よ
りエアの流動を良好にしても良い。

エア通路に出口開口部を設けず、クラッチハウジングの
他の位置にυ１出口を別個設けても良い。

また、−１−記実施例では、エア通路の入口側聞１」部
と出口側開口部をエンジンルーム内の空気の流れに沿っ
て設けることで、エア通路内にエアを送り込んでいるが
、エア通路にはもつと積極的な手段によって冷却風を送
り込むようにしても良い。

第３図は、走行風を積極的に冷却用のエア通路に導入す
るようにした実施例を概略的に示すものである。同図に
示すように、エンジン３４は自動車３５のエンジンルー
ム３６内に横向きに搭載され、前方に排気マニホルド３
７が、後方に吸気マニホルド３８が配設されている。ミ
ッションケース３つはエンジン３４の側方に位置し、ま
た、エンジンルーム３６の最前部にはラジェータ４０が
設（Ｊられている。ミッションケース３９のクラッチハ
ウジング部には、先の実施例と同様の始動充電装置およ
びクラッチが組み込まれている。そして、クラッチハウ
ジング部には、やはり先の実施例と同様にエア通路１５
が設けられている。

この実施例の特徴は、第３図に示すように、エア通路１
５の入口開口部にダクト４１を接続し、このダクト４１
によって走行風を導入するようにした点にある。このよ
うにすることによって、エア通路にはより多量の冷風が
導かれ、より冷却効果が高まる。

なお、本発明は自動変速機付エンジンに対しても適用す
ることができる。

本発明はその他いろいろな態様で実施することができる
。

（発明の効果）本発明は以」−のように構成されているので、自己発熱
量の多いステータコイルの温度１−昇を効率的に抑制す
ることができる。したがって、少ない部品点数て始動充
電装置の機能を所要のレヘルに維持することができ、と
くに温間始動性を向−にさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体図、第２図は同実
施例の要部側面図、第３図は本発明の他の実施例の特徴
を示す概略図である。１：クランク軸、３．フライホイール、４，５、ボール
コア、７・フィールドコイル、９．ステータコイル、１
４：クラッチハウジンク、１５・エア通路、１６　エア
ノズル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンのクランク軸に取り付けられた回転界磁
極と、該回転界磁極を励磁するフィールドコイルと、前
記回転界磁極に近接してエンジン本体側に取り付けられ
たステータコアと、該ステータコアに巻かれたステータ
コイルと、該ステータコイルに流れる電流の方向をクラ
ンク角に対応して切り換える切換手段を備えたエンジン
の始動充電装置において、ミッションケースのエンジン
本体側ハウジングに、前記ステータコイルに近接して環
状のエア通路を設けるとともに、該エア通路に、前記ス
テータコイルに向って前記ハウジング内に開口するエア
ノズルを複数個設けたことを特徴とするエンジンの始動
充電装置。