JPWO2019087456A1 - アウターロータ型回転電機 - Google Patents

Abstract

ロータヨーク（２０）は、クランクシャフト（１０２）に外嵌固定されるロータボス（２１）と、ロータボス（２１）のエンジン（１００）とは反対側端に設けられ、クランクシャフト（１０２）の回転軸線（Ｃ）と同軸に形成された円板状の底部（２２）と、底部（２２）の外周縁からエンジン（１００）側に屈曲延出され、ステータ（２）の外周面を覆うとともに、内周面にマグネット（３４）が設けられた側部（２３）と、を備え、底部（２２）のエンジン（１００）とは反対側の一面（２２ａ）には、外周部にエンジン（１００）とは反対側に突出する凸部（３１）が設けられているとともに、冷却用ファン（４）が設けられている。

Description

本発明は、アウターロータ型回転電機に関するものである。
本願は、２０１７年１１月２日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１７／０３９７１１に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

アウターロータ型回転電機としては、例えば、自動二輪車等の車両に用いられる回転電機として、エンジン始動機能とエンジンの回転運動の一部を電気エネルギーに変換する発電機能との２つの機能を備えたものがある。この種の回転電機は、コイルが巻回されたステータと、ステータの周囲を覆うように有底円筒形状に形成され、内周面に複数のマグネットが配置されたロータヨークを含むフライホイールユニット（ロータ）と、を備えている。また、このような回転電機は、エンジンの近傍に配置され、エンジンのクランクシャフトに、フライホイールユニットが取付けられる。そして、フライホイールユニットは、クランクシャフトと一体となって回転する。
ここで、上記のような回転電機は、小型化、高性能化の要望が高い。また、高性能化を図るために、エンジンや回転電機を冷却するための冷却用ファンを、フライホイールユニットの底部に設けることもある。

特開２０１６−１１１９０９号公報

ところで、上述の従来技術のように、フライホイールユニットに冷却用ファンを設ける場合、この冷却用ファンを効率よく機能させるためには、回転電機のエンジンとは反対側に冷却用ファンを配置する必要がある。例えば、エンジンと回転電機との間に冷却用ファンを配置すると、この冷却用ファンによって多くの外気を取り込みにくくなり、冷却用ファンの効率が低下してしまう。このため、回転電機のエンジンとは反対側に冷却用ファンを配置することにより、この冷却用ファンによってより多くの外気を取り込むことが可能になり、冷却用ファンの効率を高めることができる。

しかしながら、回転電機のエンジンとは反対側に冷却用ファンを配置すると、この分、フライホイールユニットがエンジンから離間した位置に配置することになるので、クランクシャフトが振れ回り易くなってしまう可能性があった。

さらに、エンジンの始動性向上や回転電機の高効率化を目的として、フライホイールユニットの慣性力を増大させるために、ロータヨークの重量を増大することが考えられる。しかしながら、ロータヨークの重量を単純に増大しようとすると、ロータヨークが大型化してしまい、フライホイールユニット及び回転電機全体が大型化してしまう可能性があった。

本発明は、効果的に小型化、高性能化を図ることができるアウターロータ型回転電機を提供する。

本発明の第１の態様によれば、アウターロータ型回転電機は、エンジンに固定されるステータと、エンジンのクランクシャフトに取付けられ、前記ステータを前記エンジンとは反対側から覆うロータヨークと、を備え、前記ロータヨークは、前記クランクシャフトに外嵌固定されるロータボスと、前記ロータボスの前記エンジンとは反対側端に設けられ、前記クランクシャフトの回転軸線と同軸に形成された円板状の底部と、前記底部の外周縁から前記エンジン側に屈曲延出され、前記ステータの外周面を覆うとともに、内周面にマグネットが設けられた側部と、を備え、前記底部の前記エンジンとは反対側の面には、外周部に前記エンジンとは反対側に突出する凸部が設けられているとともに、冷却用ファンが設けられている。

このように、ロータヨークの底部の外周面に、エンジンとは反対側に向かって突出する凸部を形成することにより、ロータヨークの径方向中央側と比較してロータヨークの外周部の重量を効果的に増大することができる。この結果、ロータヨークの大型化を抑制しつつロータヨークの慣性力を効率よく高めることができる。
また、クランクシャフトを延ばす必要もなく、クランクシャフトの振れ回りを抑制できる。
また、ロータヨークの底部のエンジンとは反対側の面に、冷却用ファンが設けられるので、エンジンとアウターロータ型回転電機との間に冷却用ファンが配置されることもなく、アウターロータ型回転電機のエンジンとは反対側に冷却用ファンを配置できる。
よって、アウターロータ型回転電機を、小型化、高性能化できる。

本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に係るアウターロータ型回転電機において、前記凸部は、前記底部の外周部全体に渡って形成されている。

このように構成することで、ロータヨークの径方向中央側と比較してロータヨークの外周部の重量をより確実に増大することができる。このため、ロータヨークの慣性力を確実に高めることができる。

本発明の第３の態様によれば、本発明の第１の態様又は第２の態様に係るアウターロータ型回転電機は、前記凸部において、隣接する前記複数のマグネット同士の中間に対応するそれぞれの位置に、連通孔を複数形成した。

このように構成することで、例えば、ロータヨークの底部の外側から連通孔にマグネットの位置決め用治具を挿通できるので、この位置決め用治具の使用を容易化できる。このため、ロータヨークへのマグネットの組み付けを容易化できる。

本発明の第４の態様によれば、本発明の第１の態様から第３の態様のいずれか一の態様に係るアウターロータ型回転電機において、前記底部の径方向中央に、該底部と前記ロータボスとを連結するための取付孔を有する取付座が設けられており、前記取付座は、前記底部よりも前記エンジン側にずれて配置されている。

ここで、ロータヨークは、ステータのエンジンとは反対側からステータを覆うように設けられている。このため、クランクシャフトに外嵌固定されるロータボスと底部とを連結するための取付座をエンジン側にずらすことにより、エンジンから突出しているクランクシャフトを短く設定できる。よって、クランクシャフトの振れ回りを確実に抑制でき、アウターロータ型回転電機を、より確実に小型化、高性能化できる。

本発明の第５の態様によれば、本発明の第３の態様に係るアウターロータ型回転電機において、前記ロータヨークにおける前記底部の内面に固定されるとともに、前記マグネットを内周面側から覆って前記マグネットを保持するマグネットカバーを備え、前記マグネットカバーには、前記ロータヨークの径方向内側と前記ロータヨークの前記連通孔とを連通させる孔が形成されている。

このように構成することで、マグネットカバーによって、ロータヨークにマグネットを確実に固定できる。
また、マグネットカバーを設けた場合であっても、マグネットカバーに形成された孔とロータヨークに形成された連通孔を利用して、ロータヨーク内の水滴等を確実にロータヨークの外側に排出することができる。つまり、連通孔が、排水用孔として機能する。このため、動作不良を確実に防止でき、信頼性の高いアウターロータ型回転電機を提供できる。

本発明の第６の態様によれば、本発明の第５の態様に係るアウターロータ型回転電機において、前記マグネットカバーは、前記マグネットの内周面を覆うカバー本体と、前記カバー本体における前記ロータヨークの前記底部側端から径方向内側に向かって張り出す内フランジ部と、前記カバー本体における前記ロータヨークの開口部側端から径方向外側に向かって張り出す外フランジ部と、を備え、前記内フランジ部が前記底部の前記内面に固定されるとともに、前記内フランジ部に前記孔が形成されている。

このように構成することで、マグネットカバーによって、マグネットを保護しつつ、ロータヨーク内の水滴等を確実にロータヨークの外側に排出することができる。

本発明の第７の態様によれば、本発明の第５の態様又は第６の態様に係るアウターロータ型回転電機において、前記孔は、径方向で前記マグネットと重ならない位置に形成されている。

このように構成することで、径方向でマグネットと重なる位置に孔が形成されている場合と比較して、マグネットが被水してしまうことを抑制できる。

本発明の第８の態様によれば、本発明の第３の態様に係るアウターロータ型回転電機において、前記ロータヨークにおける前記底部の内面に固定されるとともに、前記マグネットを内周面側から覆って前記マグネットを保持するマグネットカバーを備え、前記マグネットカバーには、前記ロータヨークの径方向内側と前記ロータヨークの前記連通孔とを連通させるスリットが形成されている。

このように構成することで、マグネットカバーによって、ロータヨークにマグネットを確実に固定できる。
また、マグネットカバーを設けた場合であっても、マグネットカバーに形成されたスリットとロータヨークに形成された連通孔を利用して、ロータヨーク内の水滴等を確実にロータヨークの外側に排出することができる。つまり、連通孔が、排水用孔として機能する。また、ロータヨークとマグネットカバーの内フランジ部との間の隙間に、水滴等が溜まってしまうことを確実に防止できる。このため、動作不良を確実に防止でき、信頼性の高いアウターロータ型回転電機を提供できる。

本発明の第９の態様によれば、本発明の第８の態様に係るアウターロータ型回転電機において、前記マグネットカバーは、前記マグネットの内周面を覆うカバー本体と、前記カバー本体における前記ロータヨークの前記底部側端から径方向内側に向かって張り出す内フランジ部と、前記カバー本体における前記ロータヨークの開口部側端から径方向外側に向かって張り出す外フランジ部と、を備え、前記内フランジ部が前記底部の前記内面に固定されるとともに、前記内フランジ部に前記スリットが形成されている。

このように構成することで、マグネットカバーによって、マグネットを保護しつつ、ロータヨーク内の水滴等を確実にロータヨークの外側に排出することができる。

本発明の第１０の態様によれば、本発明の第８の態様又は第９の態様に係るアウターロータ型回転電機において、前記スリットは、径方向で前記マグネットと重ならない位置に形成されている。

このように構成することで、径方向でマグネットと重なる位置にスリットが形成されている場合と比較して、マグネットが被水してしまうことを抑制できる。

本発明の第１１の態様によれば、自動二輪車は、上記のいずれか１項に記載のアウターロータ型回転電機と、前記アウターロータ型回転電機が取り付けられた車体と、前記車体の車幅方向外側に設けられたサイドスタンドと、を備え、前記アウターロータ型回転電機と前記サイドスタンドとが、前記車体の車幅方向の同一側面に配置されている。

ここで、自動二輪車において、車体の車幅方向外側にアウターロータ型回転電機を取り付けた場合、車体の傾き方向によっては、ロータヨークに水滴等が溜まる可能性がある。とりわけ、サイドスタンドを使用して車体を停車させた場合、車体は、サイドスタンド側に傾いて停車するので、車体のサイドスタンド側と同じ側面にアウターロータ型回転電機を取り付けると、ロータヨークの側部は、開口部側から底部側に向かって下り勾配となる。このため、ロータヨークに水滴等が溜まる可能性がある。しかしながら、ロータヨークの底部に、連通孔が形成されているとともに、マグネットカバーに前記連通孔とを連通する孔が形成されている。この結果、ロータヨーク内の水滴等を確実にロータヨークの外側に排出することができる。よって、自動二輪車の動作不良を確実に防止でき、自動二輪車の信頼性を向上できる。

本発明によれば、ロータヨークの底部の外周面に、エンジンとは反対側に向かって突出する凸部を形成することにより、ロータヨークの径方向中央側と比較してロータヨークの外周部の重量を効果的に増大することができる。この結果、ロータヨークの大型化を抑制しつつロータヨークの慣性力を効率よく高めることができる。
また、クランクシャフトを延ばす必要もなく、クランクシャフトの振れ回りを抑制できる。
また、ロータヨークの底部のエンジンとは反対側の面に、冷却用ファンが設けられるので、エンジンとアウターロータ型回転電機との間に冷却用ファンが配置されることもなく、アウターロータ型回転電機のエンジンとは反対側に冷却用ファンを配置できる。
よって、アウターロータ型回転電機を、小型化、高性能化できる。

本発明の第１実施形態におけるアウターロータ型回転電機の断面図である。 本発明の第１実施形態におけるアウターロータ型回転電機の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるロータの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるロータヨークの側部を内周面側からみた平面図である。 本発明の第２実施形態における回転電機を自動二輪車の車体に取り付けた状態を、車体の進行方向後方からみた平面図である。 本発明の第２実施形態におけるマグネットカバーの斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
（アウターロータ型回転電機）
図１は、アウターロータ型回転電機１の断面図である。図２は、アウターロータ型回転電機１の分解斜視図である。
図１、図２に示すように、アウターロータ型回転電機（以下、単に回転電機という）１は、例えば、自動二輪車等のエンジン１００のクランクケース１０１に固定されているステータ２と、エンジン１００のクランクシャフト１０２に取付けられるフライホイールユニット３と、フライホイールユニット３に設けられている冷却用ファン４と、を備えている。
なお、以下の説明では、フライホイールユニット３（クランクシャフト１０２）の回転軸線Ｃに沿う方向を、単に軸方向、軸方向に直交するフライホイールユニット３の径方向を、単に径方向、軸方向及び径方向に直交するフライホイールユニット３の回転方向を周方向と称する。

（ステータ）
ステータ２は、略円環状のステータコア５を有している。このステータコア５が、エンジン１００のクランクケース１０１に、不図示のボルトによって締結固定される。ステータコア５は、例えば、磁性材料の板材を軸方向に積層してなる。しかしながら、これに限られるものではなく、ステータコア５を、例えば、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。
ステータコア５の径方向中央には、軸方向に貫通する貫通孔５ａが形成されている。この貫通孔５ａには、クランクシャフト１０２、及び後述のロータボス２１が挿通される。クランクシャフト１０２の先端は、貫通孔５ａ及びロータボス２１を介し、ステータコア５のクランクケース１０１とは反対側に突出している。

また、ステータコア５には、このステータコア５をクランクケース１０１に締結固定するための不図示のボルトを挿通可能なボルト挿通孔５ｂが３箇所周方向に等間隔に形成されている。
さらに、ステータコア５の外周面には、径方向外側に向かって放射状に突出形成された複数のティース６が設けられている。各ティース６には、これらティース６に装着されているインシュレータ７の上からコイル８が巻回されている。各コイル８の端末部は、クランクケース１０１側（図１における左側、図２における上側）に向かって引き出されている。

これらコイル８の端末部は、ステータコア５のクランクケース１０１側の一面５ｃに設けられたハーネスクリップ９によって束ねて保持されている。ステータコア５の一面５ｃには、ハーネスクリップ９をボルト１０によって締結固定するための雌ネジ部５ｄが刻設されている。コイル８の端末部は、ハーネスに接続されて上位のコントローラ（いずれも不図示）等に電気的に接続されている。

また、ステータコア５の一面５ｃには、位置検出センサ１１が設けられている。位置検出センサ１１は、フライホイールユニット３の回転位置を検出するものである。位置検出センサ１１は、センサケース１２内に、不図示の磁気検出素子が実装されたセンサ基板１５が収納されている。磁気検出素子は、フライホイールユニット３の後述するマグネット３４の磁束を検出する。フライホイールユニット３の回転に伴い磁束が変化するので、この磁束の変化を検出することにより、位置検出センサ１１はフライホイールユニット３の回転位置を検出する。
センサケース１２には、ボルト１４によってステータコア５にセンサケース１２を締結固定するための雌ネジ部１２ａが刻設されている。

一方、ステータコア５には、一面５ｃとは反対側の他面５ｅからボルト１４を挿通可能なボルト挿通孔１３が形成されている。このボルト挿通孔１３に挿通されたボルト１４を、センサケース１２の雌ネジ部１２ａに螺入することにより、ステータコア５にセンサケース１２が締結固定される。また、ボルト挿通孔１３には、このボルト挿通孔１３に挿通されたボルト１４の頭部が、ステータコア５の他面５ｅから突出しないようにするためのザグリ部１３ａが形成されている。

（フライホイールユニット）
図３は、フライホイールユニット３の分解斜視図である。
図１〜図３に示すように、フライホイールユニット３は、ステータ２をクランクケース１０１とは反対側（ステータコア５の他面５ｅ側）から覆うように、クランクケース１０１側に開口部２０ａを有するロータヨーク２０を備えている。すなわち、ロータヨーク２０は、クランクシャフト１０２の先端側に外嵌固定されるロータボス２１と、ロータボス２１のクランクケース１０１とは反対側端に設けられた略円板状の底部２２と、底部２２の外周縁からクランクケース１０１側に向かって屈曲延出し、ステータコア５の外周面を覆う略円筒状の側部２３と、を有している。そして、側部２３の底部２２と反対側の周縁が、ロータヨーク２０の開口部２０ａとして構成される。

ロータボス２１は、クランクシャフト１０２の先端側に外嵌固定される略円筒状のボス本体２４を有している。ボス本体２４は、ステータコア５の貫通孔５ａ内に、この貫通孔５ａの内周面と所定の隙間を空けて配置されている。ボス本体２４のクランクシャフト１０２とは反対側端には、ボス本体２４よりも段差部２４ａを介して拡径形成された略円筒状のボス側連結部２５が一体成形されている。ボス側連結部２５は、ロータボス２１と底部２２とを連結するものである。ボス側連結部２５の外周面には、段差部２４ａに対応する位置に径方向外側に張り出す小フランジ部２５ａが成形されている。

また、ボス側連結部２５の外周面には、ボス本体２４とは反対側端に、小フランジ部２５ａよりも大径の大フランジ部２５ｂが一体成形されている。これら小フランジ部２５ａと大フランジ部２５ｂとの間に、底部２２の後述する取付座２７が配置される。そして、小フランジ部２５ａと大フランジ部２５ｂとに底部２２の取付座２７が挟持されるように配置される。

また、ボス側連結部２５の外周面には、小フランジ部２５ａと大フランジ部２５ｂとの間に、ボス側セレーション２６が形成されている。このボス側セレーション２６は、底部２２に形成されている底部側セレーション２９と協働し、ロータボス２１に対して底部２２が相対回転しないようにするためのものである。

底部２２の径方向中央には、略円環の板状に形成された取付座２７が一体成形されている。取付座２７は、底部２２にプレス加工を施すことにより、底部２２から僅かにクランクケース１０１側にずれて形成されている。底部２２と取付座２７とのずれ量△ｔは、任意に設定することができる。

取付座２７は、内周縁を屈曲させて僅かにクランクケース１０１側に向かって立ち上がる略円筒状の底部側連結部２８を有している。そして、底部側連結部２８の内周面に、ボス側連結部２５の外周面が圧入された状態になる。また、ロータボス２１の小フランジ部２５ａと大フランジ部２５ｂとの間隔は、底部側連結部２８の軸方向の高さと同等に設定されている。これにより、取付座２７は、ロータボス２１に外嵌され、且つ小フランジ部２５ａと大フランジ部２５ｂとに挟持される。

また、底部側連結部２８の内周面には、底部側セレーション２９が形成されている。この底部側セレーション２９とロータボス２１に形成されたボス側セレーション２６とにより、ロータボス２１に対して取付座２７（底部２２）が相対回転不能に連結される。
ここで、底部側連結部２８の屈曲部における外側の曲率半径Ｒ１は、できる限り小さく設定することが望ましい。このように曲率半径Ｒ１を設定することにより、底部側連結部２８の内周面の面積をできる限り大きく確保することができる。これにより、底部側連結部２８の内周面とロータボス２１の外周面との接触面積をできる限り大きく確保できる。大きく確保できる分、ロータボス２１と取付座２７とを確実に固定できる。

また、底部２２には、取付座２７の周囲に複数（例えば、本第１実施形態では３個）の貫通孔３２が周方向に等間隔で形成されている。この貫通孔３２は、ロータヨーク２０を軽量化する役割を有している。また、冷却用ファン４を、貫通孔３２を閉塞しない構造とすることにより、貫通孔３２を介して空気をステータ２側に取り込み、このステータ２の冷却効果を高めるようにすることも可能である。
さらに、底部２２には、貫通孔３２よりも若干外周寄りに、複数の取付ボス４０が周方向に等間隔で形成されている。取付ボス４０は、底部２２にプレス加工を施すことにより、クランクケース１０１側に向かって突出形成されている。取付ボス４０は、後述のマグネットカバー３５を固定するためのものである。

さらに、底部２２の外周部には、クランクケース１０１とは反対側に向かって突出する凸部３１が全周に渡って形成されている。つまり、凸部３１は、軸方向からみて略円環状に形成されている。また、凸部３１は、底部２２にプレス加工を施すことにより、底部２２の外周部を一旦クランクケース１０１とは反対側に屈曲させた後、クランクケース１０１側に向かって折り返すようにすることで形成されている。
すなわち、凸部３１は、クランクケース１０１側が開口された断面略Ｃ字状に形成されており、底部２２から軸方向に沿って、且つクランクケース１０１とは反対側に向かって立ち上がる内側壁３１ａと、内側壁３１ａの先端から径方向外側に向かって屈曲延出する平坦な横壁３１ｂと、横壁３１ｂと、横壁３１ｂの径方向外側端から軸方向に沿って、且つクランクケース１０１側に向かって屈曲延出する外側壁３１ｃと、により構成されている。

横壁３１ｂには、複数の治具用孔（連通孔）３３が周方向に等間隔で形成されている。治具用孔３３は、軸方向からみて円弧状となるように、周方向に長い長円形状に形成されている。治具用孔３３は、側部２３の内周面に設けられるマグネット３４の位置決めを行うために用いられる（詳細は後述する）。
ここで、凸部３１は、底部２２にプレス加工を施して屈曲形成してなるので、底部２２と内側壁３１ａとの屈曲部の外側の曲率半径Ｒ２は、できる限り大きく設定することが望ましい。このように曲率半径Ｒ２を設定することにより、底部２２、及び内側壁３１ａの肉厚をできる限り厚く設定することが可能になる。

底部２２の外周部に凸部３１を形成することにより、この凸部３１の径方向内側に凹部４１が形成された形になる。この凹部４１は、冷却用ファン４を収納する冷却用ファン収納凹部４２として機能する。つまり、冷却用ファン４は、冷却用ファン収納凹部４２に収納された状態で、ロータヨーク２０の底部２２に締結固定される。
底部２２には、冷却用ファン４を締結固定するための雌ネジ部４３が、周方向に等間隔で複数（例えば、本第１実施形態では３個）形成されている。

ロータヨーク２０の側部２３は、凸部３１の外側壁３１ｃの先端から軸方向に沿って延出された形になる。側部２３の内周面には、径方向でステータコア５と対向する位置に、複数のマグネット３４が設けられている。各マグネット３４は、磁極が順番になるように、等間隔に配置されている。
ここで、各マグネット３４の間の隙間の数と、ロータヨーク２０に形成されている治具用孔３３の数は一致している。また、各マグネット３４の間の隙間は、治具用孔３３の周方向中央に位置している。

また、各マグネット３４は、ロータヨーク２０に固定されるマグネットカバー３５によって保持されている。
マグネットカバー３５は、各マグネット３４の内周面を覆うカバー本体３６と、カバー本体３６におけるロータヨーク２０の底部２２側端から径方向内側に向かって張り出す内フランジ部３７と、カバー本体３６におけるロータヨーク２０の開口部２０ａ側端から径方向外側に向かって張り出す外フランジ部３８と、により構成されている。

カバー本体３６は、外周面がロータヨーク２０の側部２３に設けられたマグネット３４の内周面に当接するように形成されている。また、カバー本体３６には、各マグネット３４の間の隙間に対応する位置に、軸方向に沿って、且つ径方向内側に向かって突出する凸条部３６ａが形成されている。これら凸条部３６ａによって、各マグネット３４が所定間隔を空けた状態で保持される。すなわち、凸条部４６ａには、マグネット３４が存在しておらず、各凸条部３６ａによって、各マグネット３４の周方向の位置決めが行われる。

内フランジ部３７は、カバー本体３６におけるロータヨーク２０の底部２２側端から径方向内側に向かって、かつ底部２２側に向かって斜めに延出する傾斜部５１と、傾斜部５１から径方向内側に向かって屈曲延出されロータヨーク２０の底部２２に当接される当接部５２と、により構成されている。
また、内フランジ部３７の当接部５２には、ロータヨーク２０の底部２２に形成された取付ボス４０に対応する位置に、この取付ボス４０に嵌合可能な嵌合孔３９が形成されている。嵌合孔３９に取付ボス４０を取付けた後、取付ボス４０をカシメることによりロータヨーク２０にマグネットカバー３５が固定される。

外フランジ部３８は、マグネット３４におけるロータヨーク２０の開口部２０ａ側端を覆うように形成されている。これにより、ロータヨーク２０からのマグネット３４の抜けが防止できる。

ここで、底部２２と内側壁３１ａとの屈曲部の内側の曲率半径Ｒ３は、できる限り小さく設定することが望ましい。曲率半径Ｒ３を小さくすることにより、底部２２に形成されている取付ボス４０を、できる限りロータヨーク２０の凸部３１に寄せる（径方向外側に寄せる）ことができる。この凸部３１に取付ボス４０を寄せることにより、内フランジ部３７の大きさをできる限り小さくできる。このため、フライホイールユニット３全体の軽量化、低コスト化を図ることが可能になる。

（ロータの組立方法）
次に、フライホイールユニット３の組立方法について説明する。
図４は、フライホイールユニット３の組立方法の途中工程を示す説明図であって、ロータヨーク２０の側部２３を内周面側からみた平面図である。
同図に示すように、まず、ロータヨーク２０の凸部３１に形成された各治具用孔３３に、治具Ｚの位置決め突起Ｚｔを、ロータヨーク２０の開口部２０ａとは反対側の一面２２ａ側（図３参照、図４における下側）から挿入する。

位置決め突起Ｚｔは、断面がロータヨーク２０の治具用孔３３に対応するように形成された軸方向位置決め部１０３と、軸方向位置決め部１０３からロータヨーク２０の開口部２０ａ側（図４における上側）に向かって突出する周方向位置決め部１０４と、を有している。
ロータヨーク２０の治具用孔３３に位置決め突起Ｚｔが挿入されることにより、位置決め突起Ｚｔに対するロータヨーク２０の周方向の位置決めが行われる。また、ロータヨーク２０は、凸部３１の横壁３１ｂが治具Ｚの不図示の台、又は作業台上に載置されることにより、治具Ｚに対するロータヨーク２０の軸方向の位置決めが行われる。このため、横壁３１ｂの平面度をできる限り高くすることが望ましい。横壁３１ｂの平面度を高めることにより、治具Ｚに対してロータヨーク２０が傾いてしまうことをできる限り抑制できる。

次に、ロータヨーク２０に治具Ｚを組付けた状態で、周方向に隣接する位置決め突起Ｚｔの間に、マグネット３４をセットする。このとき、位置決め突起Ｚｔの軸方向位置決め部１０３に、マグネット３４の軸方向一端を当接させる。また、周方向に隣接するマグネット３４の間に、位置決め突起Ｚｔの周方向位置決め部１０４が介在される。これにより、位置決め治具Ｚに対するマグネット３４の位置決めが行われる。そして、位置決め治具Ｚに対してロータヨーク２０が位置決めされているので、ロータヨーク２０に対するマグネット３４の位置決めが行われる。
この後、ロータヨーク２０にマグネットカバー３５を取り付ける。これにより、フライホイールユニット３の組立てが完了する。

（回転電機の動作）
次に、回転電機１の動作について説明する。
まず、エンジンの回転運動の一部を電気エネルギーに変換する発電機能について説明する。
クランクシャフト１０２が回転すると、クランクシャフト１０２と一体となってフライホイールユニット３が回転する。すると、ステータ２のティース６を通過するフライホイールユニット３のマグネット３４の磁束が変化する。この磁束の変化が起電力となって、ステータ２のコイル８に電流が発生する。コイル８に発生する電流は、不図示のバッテリに蓄電されたり、不図示の付属電機機器に電力供給を行ったりする用途に用いられる。

ここで、フライホイールユニット３のロータヨーク２０には、外周部に凸部３１が形成されている。このため、ロータヨーク２０の径方向中央側と比較してロータヨーク２０の外周部の重量を効果的に増大することができる。この結果、ロータヨーク２０の慣性力を効率よく高めることができ、この慣性力を利用してロータヨーク２０を惰性で回転させることができる。そして、この分、効率よくコイル８に電流を発生させることができる。

次に、エンジン始動機能について説明する。
回転電機１によってエンジン１００を始動する際、バッテリに蓄電された電流を選択的にコイル８に供給する。いずれのコイル８に電流を供給するかは、位置検出センサ１１によるフライホイールユニット３の回転位置の検出結果に基づいて制御される。
コイル８に電流を供給すると、所定のティース６に磁束が形成され、この磁束とフライホイールユニット３のマグネット３４との間に、磁気的な吸引力や反発力が生じる。この結果、フライホイールユニット３が回転し、さらにクランクシャフト１０２が回転する。これにより、エンジン１００が始動される。
ここで、ロータヨーク２０に凸部３１が形成されているので、ロータヨーク２０が回転し始めると大きな慣性力を得ることができる。この慣性力を利用してクランクシャフト１０２を効率よく回転させることができる。

このように、上述の第１実施形態では、ロータヨーク２０を構成する底部２２の外周部には、クランクケース１０１とは反対側に向かって凸部３１が突出形成されている。このため、ロータヨーク２０の径方向中央側と比較してロータヨーク２０の外周部の重量を効果的に増大することができる。この結果、ロータヨーク２０の慣性力を効率よく高めることができる。
また、ロータヨーク２０の慣性力を高めるために、ロータヨーク２０全体の重量を増大する必要がない。このため、ロータヨーク２０の大型化を抑制できる。よって、このロータヨーク２０を取り付けるためにクランクシャフト１０２を延ばす必要もなく、クランクシャフト１０２の振れ回りを抑制できる。

また、ロータヨーク２０の底部２２のクランクケース１０１とは反対側の一面２２ａに、冷却用ファン４が設けられる。このため、クランクケース１０１と回転電機１との間に、冷却用ファン４が配置されることもない。つまり、回転電機１のクランクケース１０１とは反対側に冷却用ファン４を配置できるので、回転電機１を、小型化、高性能化できる。
しかも、ロータヨーク２０の凸部３１の径方向内側に形成される凹部４１を、冷却用ファン４を収納する冷却用ファン収納凹部４２として機能させている。このため、ロータヨーク２０に冷却用ファン４を設けた場合であっても、回転電機１の全体の軸長をできる限り抑えることができる。

また、ロータヨーク２０の凸部３１は、底部２２の外周部の全周に渡って形成されている。このため、ロータヨーク２０の径方向中央側と比較してロータヨーク２０の外周部の重量をより効果的に増大することができる。このため、ロータヨーク２０の慣性力を確実に高めることができる。
また、凸部３１の横壁３１ｂには、複数の治具用孔３３が周方向に等間隔で形成されている。そして、これら治具用孔３３に、ロータヨーク２０の一面２２ａ側から治具Ｚの位置決め突起Ｚｔを挿入し、ロータヨーク２０に対するマグネット３４の位置決めを行っている。このように、ロータヨーク２０の底部２２の外側（一面２２ａ側）からマグネット３４の治具Ｚを挿通できるので、この治具Ｚの使用を容易化できる。このため、ロータヨーク２０へのマグネット３４の組み付けを容易化できる。

また、ロータヨーク２０を構成する底部２２の径方向中央に、ロータボス２１と連結される取付座２７を一体成形している。取付座２７は、底部２２にプレス加工を施すことにより、底部２２から僅かにクランクケース１０１側にずれて形成されている。
ここで、ロータヨーク２０は、ステータ２のクランクケース１０１とは反対側からステータ２を覆うように設けられている。このため、クランクシャフト１０２に外嵌固定されるロータボス２１と連結される取付座２７をクランクケース１０１側にずらすことにより、クランクケース１０１から突出しているクランクシャフト１０２をできるだけ短く設定できる。よって、クランクシャフト１０２の振れ回りを確実に抑制でき、回転電機１を、より確実に小型化、高性能化できる。

（第２実施形態）
次に、図１、図３、図４を援用し、図５、図６に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
図５は、第２実施形態における回転電機２０１を自動二輪車２００の車体２０２に取り付けた状態を、車体２０２の進行方向後方からみた平面図である。なお、図５では、サイドスタンド２０３を使用して車体２０２を停止させた状態を示している。

図１、図５に示すように、第２実施形態では、回転電機２０１は、エンジン１００のクランクケース１０１に固定されているステータ２と、エンジン１００のクランクシャフト１０２に取付けられるフライホイールユニット３と、フライホイールユニット３に設けられている冷却用ファン４と、を備えている点は、前述の第１実施形態と同様である。また、回転電機２０１のフライホイールユニット３は、ステータ２をクランクケース１０１とは反対側（ステータコア５の他面５ｅ側）から覆うように、クランクケース１０１側に開口部２２０ａを有するロータヨーク２２０を備えている点は、前述の第１実施形態と同様である。また、ロータヨーク２２０に設けられたマグネット３４は、グネットカバー２３５によって保持されている点は、前述の第１実施形態と同様である。この他、第２実施形態の回転電機２０１において、基本的構成は、前述の第１実施形態の回転電機１と同様である。

図５に示すように、回転電機２０１は、車体２０２の車幅方向外側に取り付けられている。回転電機２０１のロータヨーク２２０は、開口部２２０ａを車体２０２（エンジン１００、図５では不図示、図１参照）側に向けた状態で取り付けられている。

車体２０２には、車幅方向両外側のうち、回転電機２０１が取り付けられている側と同じ側面に、サイドスタンド２０３が設けられている。サイドスタンド２０３は、自動二輪車２００の停車時に、車体２０２の姿勢を保つために用いられる。車体２０２は、サイドスタンド２０３を用いて停車させている状態では、サイドスタンド２０３が設けられている側に若干傾く。このため、サイドスタンド２０３を用いて自動二輪車２００を停車させている状態では、回転電機２０１のロータヨーク２２０の側部２２３は、開口部２２０ａ側から底部２２２側に向かって下り勾配となる。

ここで、第２実施形態のマグネットカバー２３５には、内フランジ部２３７に、水抜き孔２０４と、スリット２０５と、が複数形成されている。この点、前述の第１実施形態と相違する点である。

図６は、第２実施形態におけるマグネットカバー２３５の斜視図である。
水抜き孔２０４は、内フランジ部２３７の傾斜部５１に形成されている。水抜き孔２０４は、平面視で略円形状に形成されている。スリット２０５は、内フランジ部２３７の当接部５２における内周縁から径方向外側に延出形成されている。スリット２０５は、内フランジ部２３７の当接部５２における内周縁から傾斜部５１の当接部５２側に至る間に形成されている。また、スリット２０５は、傾斜部５１に向かうに従って徐々に先細りとなるように形成されている。

また、水抜き孔２０４及びスリット２０５は、それぞれマグネットカバー２３５の凸条部３６ａに対応する位置に形成されている。つまり、水抜き孔２０４及びスリット２０５は、それぞれ軸方向でマグネットカバー２３５の凸条部３６ａと並ぶように配置されている。さらに、水抜き孔２０４及びスリット２０５は、周方向で互い違いに配置されている。

ここで、ロータヨーク２２０の側部２２３の内周面、及び底部２２３の内側面側の外周部は、マグネットカバー２３５によって覆われている形になっている。このマグネットカバー２３５によって覆われている箇所のうち、ロータヨーク２２０の横壁３１ｂ（図３参照）には、複数の治具用孔３３が形成されている。このため、マグネットカバー２３５に形成されている水抜き孔２０４及びスリット２０５は、ロータヨーク２２０のマグネットカバー２３５よりも径方向内側と治具用孔３３とを連通している。

このような構成のもと、例えば、ロータヨーク２２０の開口部２２０ａを介し、ロータヨーク２２０内に水滴が侵入した場合、ロータヨーク２２０の側部２２３が開口部２２０ａ側から底部２２２側に向かって下り勾配となっているので、水滴が底部２２２側に向かって伝っていく。この後、水滴は、マグネットカバー２３５に形成されている水抜き孔２０４やスリット２０５を介し、マグネットカバー２３５とロータヨーク２２０の側部２２３との間に侵入する。この後、水滴は、ロータヨーク２２０に形成されている治具用孔３３を介し、ロータヨーク２２０の外部に排出される。つまり、治具用孔３３は、マグネット３４の位置決めを行う治具Ｚを挿入する孔として機能するとともに、排水用の孔としても機能する。

したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、ロータヨーク２２０内に水滴等が侵入した場合であっても、この水滴等を確実に排出することができる。このため、水滴等による回転電機２０１の動作不良を確実に防止でき、回転電機２０１の信頼性を向上させることができる。

また、水抜き孔２０４及びスリット２０５は、それぞれ軸方向でマグネットカバー２３５の凸条部３６ａと並ぶように配置されている。つまり、水抜き孔２０４及びスリット２０５は、径方向でマグネット３４と重ならない位置に形成されている。このため、水抜き孔２０４及びスリット２０５が径方向でマグネット３４と重なる位置に形成されている場合と比較して、マグネット３４が被水してしまうことを抑制できる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、自動二輪車２００等のエンジン１００に回転電機１，２０１を取付けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな機器に回転電機１，２０１を利用することが可能である。

また、上述の第１実施形態では、ロータヨーク２０の底部２２の外周部全体渡って凸部３１を形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、底部２２の外周部に断続的に複数の凸部３１を形成してもよい。このように構成することで、ロータヨーク２０の慣性力を調整できる。また、この場合、凸部３１を等間隔に配置することが望ましい。これにより、ロータヨーク２０の回転バランスを保つことができる。

さらに、上述の第１実施形態では、凸部３１は、底部２２にプレス加工を施すことにより形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、底部２２の外周部に、別途凸部３１を設けてもよい。
また、上述の第１実施形態では、底部２２の径方向中央に形成された取付座２７を、底部２２から僅かにクランクケース１０１側にずらして形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、必要に応じて底部２２と取付座２７とを同一平面上に形成してもよい。

また、上述の第２実施形態では、マグネットカバー２３５の内フランジ部２３７に、水抜き孔２０４やスリット２０５を形成した場合について説明した。さらに、マグネットカバー２３５に、水抜き孔２０４とスリット２０５とが周方向に互い違いに配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、マグネットカバー２３５に、少なくともロータヨーク２２０のマグネットカバー２３５よりも径方向内側とロータヨーク２２０の治具用孔３３とを連通する孔、及びスリットの少なくともいずれか一方が形成されていればよい。

また、上述の実施形態では、ロータヨーク２０の横壁３１ｂに、複数の治具用孔３３を形成した場合について説明した。これら治具用孔３３は、治具Ｚを挿入することにより、マグネット３４の位置決めを行うために用いられる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、治具Ｚを挿通できない単なる連通孔としてもよい。このように構成した場合でも、連通孔を排水用の孔として機能させることができる。

上述のアウターロータ型回転電機によれば、ロータヨークの底部の外周面に、エンジンとは反対側に向かって突出する凸部を形成することにより、ロータヨークの径方向中央側と比較してロータヨークの外周部の重量を効果的に増大することができる。この結果、ロータヨークの慣性力を効率よく高めることができる。
また、ロータヨーク全体の重量を増大する必要がないので、ロータヨークの大型化を抑制できる。このため、クランクシャフトを延ばす必要もなく、クランクシャフトの振れ回りを抑制できる。
また、ロータヨークの底部のエンジンとは反対側の面に、冷却用ファンが設けられるので、エンジンとアウターロータ型回転電機との間に冷却用ファンが配置されることもなく、アウターロータ型回転電機のエンジンとは反対側に冷却用ファンを配置できる。
よって、アウターロータ型回転電機を、小型化、高性能化できる。

１，２０１…アウターロータ型回転電機、２…ステータ、３…フライホイールユニット、４…冷却用ファン、２０，２２０…ロータヨーク、２１…ロータボス、２２，２２２…底部、２２ａ…一面（面）、２３，２２３…側部、２７…取付座、２８…底部側連結部（取付孔）、３１…凸部、３３…治具用孔（連通孔）、３４…マグネット、３５…マグネットカバー、３６…カバー本体、３７…内フランジ部、３８…外フランジ部、５１…傾斜部（内フランジ部）、５２…当接部（内フランジ部）、１００…エンジン、１０２…クランクシャフト、２００…自動二輪車、２０２…車体、２０３…サイドスタンド、２０４…水抜き孔（孔）、２０５…スリット、２３５…マグネットカバー、Ｃ…回転軸線、Ｚ…治具（位置決め用治具）

Claims (11)

1. エンジンに固定されるステータと、
   エンジンのクランクシャフトに取付けられ、前記ステータを前記エンジンとは反対側から覆うロータヨークと、
   を備え、
   前記ロータヨークは、
   前記クランクシャフトに外嵌固定されるロータボスと、
   前記ロータボスの前記エンジンとは反対側端に設けられ、前記クランクシャフトの回転軸線と同軸に形成された円板状の底部と、
   前記底部の外周縁から前記エンジン側に屈曲延出され、前記ステータの外周面を覆うとともに、内周面に複数のマグネットが等間隔に設けられた側部と、
   を備え、
   前記底部の前記エンジンとは反対側の面には、外周部に前記エンジンとは反対側に突出する凸部が設けられているとともに、冷却用ファンが設けられている
   アウターロータ型回転電機。
2. 前記凸部は、前記底部の外周部全体に渡って形成されている
   請求項１に記載のアウターロータ型回転電機。
3. 前記凸部において、隣接する前記複数のマグネット同士の中間に対応するそれぞれの位置に、連通孔を複数形成した
   請求項１又は請求項２に記載のアウターロータ型回転電機。
4. 前記底部の径方向中央に、該底部と前記ロータボスとを連結するための取付孔を有する取付座が設けられており、
   前記取付座は、前記底部よりも前記エンジン側にずれて配置されている
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のアウターロータ型回転電機。
5. 前記ロータヨークにおける前記底部の内面に固定されるとともに、前記マグネットを内周面側から覆って前記マグネットを保持するマグネットカバーを備え、
   前記マグネットカバーには、前記ロータヨークの径方向内側と前記ロータヨークの前記連通孔とを連通させる孔が形成されている
   請求項３に記載のアウターロータ型回転電機。
6. 前記マグネットカバーは、
   前記マグネットの内周面を覆うカバー本体と、
   前記カバー本体における前記ロータヨークの前記底部側端から径方向内側に向かって張り出す内フランジ部と、
   前記カバー本体における前記ロータヨークの開口部側端から径方向外側に向かって張り出す外フランジ部と、
   を備え、
   前記内フランジ部が前記底部の前記内面に固定されるとともに、前記内フランジ部に前記孔が形成されている
   請求項５に記載のアウターロータ型回転電機。
7. 前記孔は、径方向で前記マグネットと重ならない位置に形成されている
   請求項５又は請求項６に記載のアウターロータ型回転電機。
8. 前記ロータヨークにおける前記底部の内面に固定されるとともに、前記マグネットを内周面側から覆って前記マグネットを保持するマグネットカバーを備え、
   前記マグネットカバーには、前記ロータヨークの径方向内側と前記ロータヨークの前記連通孔とを連通させるスリットが形成されている
   請求項３に記載のアウターロータ型回転電機。
9. 前記マグネットカバーは、
   前記マグネットの内周面を覆うカバー本体と、
   前記カバー本体における前記ロータヨークの前記底部側端から径方向内側に向かって張り出す内フランジ部と、
   前記カバー本体における前記ロータヨークの開口部側端から径方向外側に向かって張り出す外フランジ部と、
   を備え、
   前記内フランジ部が前記底部の前記内面に固定されるとともに、前記内フランジ部に前記スリットが形成されている
   請求項８に記載のアウターロータ型回転電機。
10. 前記スリットは、径方向で前記マグネットと重ならない位置に形成されている
    請求項８又は請求項９に記載のアウターロータ型回転電機。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のアウターロータ型回転電機と、
    前記アウターロータ型回転電機が取り付けられた車体と、
    前記車体の車幅方向外側に設けられたサイドスタンドと、
    を備え、
    前記アウターロータ型回転電機と前記サイドスタンドとが、前記車体の車幅方向の同一側面に配置されている
    自動二輪車。

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