KR100311205B1

KR100311205B1 - 차량용시동겸발전장치

Info

Publication number: KR100311205B1
Application number: KR1019980027472A
Authority: KR
Inventors: 쇼지 모토다테
Original assignee: 가와모토 노부히코; 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2001-12-12
Also published as: JP3781149B2; ID20664A; MY136540A; BR9802396A; JPH1132467A; KR19990013693A; AR022995A1; ITTO980596A1; TW421903B; CN1069792C; CO4750744A1; CN1204884A; BRPI9802396B1

Abstract

본 발명은 거버너기구를 구비한 시동겸 발전장치에 있어서 크랭크축 외부방향으로의 팽출량을 적게 억제한 차량용 시동겸 발전장치에 관한 것이다.

시동코일(17)과 발전코일(16)을 동일 전기자의 스테이터 코어에 감은 차량용 시동겸 발전장치에 있어서, 크랭크축(6)에 삽입장착된 회전내자형 로터(11)의 크랭크축방향 내측에 정류브러시기구(20)를 배설하고, 크랭크축방향 외측에 거버너기구(30)를 배설하고, 거버너기구(30)에 의해 정류브러시기구(20)의 정류자와 브러시의 접속분리를 행하는 차량용 시동겸 발전장치이다.

Description

차량용 시동겸 발전장치{Starting and generating device for vehicles}

본 발명은 차량에 탑재되는 내연기관 시동장치와 발전장치를 일체로 조합한 시동겸 발전장치에 관한 것으로, 특히 거버너기구를 구비한 차량용 시동겸 발전장치에 관한 것이다.

거버너기구를 구비한 차량용 시동겸 발전장치에 대해서는 동일 출원인에 의해 이미 출원공개된 예(일본국 특개평8-289520호 공보)가 있다. 그 예를 도3에 나타냈다.

상기 차량용 시동겸 발전장치(01)는 크랭크 케이스(02)의 측방에 설치되고, 크랭크축(03)의 단부에 내부 로터(04)가 삽입장착되어 크랭크축(03)과 일체로 회전하고, 내부 로터(04)는 그 외주에 6군데 마그네트(05)가 끼워 맞춰진 회전내자형(回轉內磁型) 로터이다.

이러한 내부 로터(04) 주위에 외부 스테이터(06)가 크랭크 케이스(02)에 지지되어 설치되어 있으며, 외부 스테이터(06)에는 발전 코일(07)과 시동 코일(08)이 함께 감겨져 있다.

그리고, 내부 로터(04)의 외측에는 거버너기구(010)가 설치되어 있으며, 내부 로터(04)와 일체의 거버너 외부(011)와, 브러시 홀더(021)와 일체로 축방향으로 이동가능한 거버너 내부(012) 사이에 거버너 웨이트인 볼(013)이 삽입장착되어 거버너기구(010)를 구성하고 있다.

이 거버너기구(010)의 좀더 외측에는 정류브러시기구(020)가 설치되어 있고, 상기 거버너 내부(012)와 일체로 축방향으로 이동하는 브러시 홀더(021)의 외측면에 브러시(022)가 돌출되어 있으며, 대향하는 정류자 홀더(023)에는 정류자편(024)이 배설되어 있다.

내연기관 시동시에는 브러시(022)와 정류자편(024)은 접하고 있으며, 배터리로부터 전류가 시동코일(08)에 흘러서 내부 로터(04)에 회전토크를 발생시키고 크랭크축(03)을 회전시켜서 내연기관을 시동시킨다.

내연기관이 시동되어 회전수가 올라가면 원심력에 의해 볼(013)이 외주방향으로 이동하고 거버너 내부(012)를 크랭크축방향으로 슬라이딩시켜서 브러시(022)를 정류자편(024)으로부터 자동으로 분리할 수 있다.

그러나, 상기와 같이 내부 로터(04)의 외측에 거버너기구(010)와 정류브러시기구(020)가 차례로 배설된 구조이므로, 크랭크축 외측방향으로의 팽출량이 커진다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 거버너기구를 구비한 시동겸 발전장치에 있어서, 크랭크축 외측방향으로의 팽출량을 작게 억제한 차량용 시동겸 발전장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 차량용 시동겸 발전장치의 단면도,

도 2는 다른 상태의 동 차량용 시동겸 발전장치의 단면도,

도 3은 종래의 챠량용 시동겸 발전장치의 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1:내연기관 2:크랭크 케이스

3:실린더 블록 4:실린더 헤드

5:실린더 헤드 커버 6:크랭크 축

7:주베어링 10:차량용 시동겸 발전장치

11:내부 로터 12:마그네트

13:너트 15:외부 스테이터

16:발전 코일 17:시동 코일

20:정류브러시기구 21:브러시 홀더

22:브러시 23:스프링

25:정류자 홀더 26:정류자편

30:거버너기구 31:내측원통부

32:외측원통부 33:거버너 내부

34:볼 35:연결축

40:로터 41:펄서

45:팬부재 46:볼트

48:팬 커버

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 시동코일과 발전코일을 동일 전기자의 스테이터 코어에 감은 차량용 시동겸 발전장치에 있어서, 크랭크축에 삽입장착된 회전내자형 로터의 크랭크축방향 내측에 정류브러시기구를 배설하고, 크랭크축방향 외측에 거버너기구를 배설하여 상기 거버너기구에 의해 상기 정류브러시기구의 정류자와 브러시의 접속분리를 행하는 차량용 시동겸 발전장치로 했다.

회전내자형 로터의 크랭크축방향 내측에 정류브러시기구를 배설하고 축방향 외측에는 정류브러시기구와 분리하여 거버너기구를 배설했으므로, 크랭크축 바깥방향으로의 팽출량을 작게 억제할 수 있다.

또, 정류브러시기구는 회전내자형 로터의 크랭크축방향 내측에 배설되므로, 외기중의 먼지로부터 정류브러시기구를 보호하기 쉽다.

청구항2 기재의 발명은, 청구항1 기재의 차량용 시동겸 발전장치에 있어서, 상기 스테이터 코어에 감기는 시동코일과 발전코일의 권회상태를 상기 스테이터 코어에 대해 크랭크축방향 내측으로 치우치게 해서 외측으로의 돌출량을 작게 한 것을 특징으로 한다.

시동코일과 발전코일의 스테이터 코어보다 외측으로의 돌출량을 작게 했으므로, 크랭크축 바깥방향으로의 팽출량을 더한층 작게 억제할 수 있다.

청구항3 기재의 발명은, 청구항1 기재의 차량용 시동겸 발전장치에 있어서, 상기 거버너기구의 회전부에 크랭크각도 위치검출용 로터를 일체적으로 배설한 것을 특징으로 한다.

거버너기구의 회전부를 이용해서 로터의 배치를 쉽게 할 수 있다.

청구항4 기재의 발명은, 청구항3 기재의 차량용 시동겸 발전장치에 있어서, 상기 로터의 크랭크축방향 외측에 내연기관 강제공냉용 팬을 일체로 배설한 것으로 특징으로 한다.

팬의 장착을 쉽게 할 수 있음과 동시에, 팬에 의해 도입되는 외기중의 먼지를 로터가 차단하여 정류브러시기구에 대한 먼지의 침입을 방지할 수 있다.

이하 본 발명에 관한 일실시형태에 대해 도1 및 도2에 도시한 것을 설명한다.

내연기관(1)에 구비된 본 실시형태에 관한 차량용 시동겸 발전장치(10)의 상태별 단면도를 도1 및 도2에 도시하고 있다.

내연기관(1)은 2사이클 1기통 내연기관이며, 크랭크 케이스(2)로부터 실린더블록(3), 실린더 헤드(4), 실린더 헤드 커버(5)가 형성되고, 크랭크기구에 의해 회전하는 크랭크축(6)이 크랭크 케이스(2)에 주베어링(7)을 통해 좌우 수평방향으로 지향하며 회전지지되고 있다.

크랭크 케이스(2)는 주베어링(7)을 끼워 맞춰서 지지하는 부분을 저벽으로 해서 우측으로 원통벽(2a)이 연장된 공기(bowl)형상을 하고 있으며, 공기형상 중앙을 주베어링(7)으로부터 우측으로 크랭크축(6)이 돌출되어 있다.

이 크랭크축(6)의 선단 테이퍼부에 내부 로터(회전내자형 로터)(11)가 끼워 맞춰지고 너트(13)로 고정장착되어 일체로 회전하도록 되어 있다.

내부 로터(11)는 외주면에 6개소 단면이 원호형상인 홈이 형성되고, 각 홈에 네오디뮴 스틸 보론제의 마그네트(12)가 삽입장착되어 있다.

내부 로터(11)의 외주면에 배설된 외부 스테이터(15)는 그 외주가장자리부를 크랭크 케이스(2)의 원통벽(2a)에 볼트(19)에 의해 나사장착되어 지지된다.

외부 스테이터(15)의 스테이터 코어는 얇은 스틸판을 적층하여 이루어지며 외주변의 둥근 고리형상 부분으로부터 중심방향으로 연장된 다수의 요크에 발전코일(16)과 시동코일(17)이 감겨져 있다.

이 발전코일(16)과 시동코일(17)은 크랭크축방향의 내측으로 기울어져서 요크에 감겨 있으며, 도1에 도시한 바와 같이 축방향 외측으로의 돌출량을 작게 하고 있다.

한편, 크랭크 케이스(2)의 원통벽(2a)내를 축방향 내측으로 외측에 비해 크게 돌출된 발전코일(16)과 시동코일(17)은, 고리형상을 이루며 그 내측에 내공간을 형성하고 있으며, 이 내공간에 정류브러시기구(20)가 구성되어 있다.

상기 내공간에 있어서 크랭크축(6)에 관통된 브러시 홀더(21)는 크랭크축(6)에 대해 주방향의 상대적인 회전을 금지하고 축방향의 슬라이딩만을 허용하여 끼워 맞춰져 있으며, 내부 로터(11)와의 사이에 스프링(23)이 삽입장착되어 브러시 홀더(21)는 축방향 내측으로 힘을 받고 있다.

브러시 홀더(21)의 내측면에는 다수의 소정 개소에 브러시(22)가 스프링에 힘을 받아 돌출되어 있다.

이 브러시 홀더(21)의 내측면에 대향하여 정류자 홀더(25)가 중앙을 크랭크축(6)에 관통되게 외주변을 상기 축방향 내측으로 크게 돌출된 발전코일(16)과 시동코일(17) 부분에 고정지지되어 있다.

정류자 홀더(25)의 브러시 홀더(21)에 대향하는 면의 소정 부위에 정류자편(26)이 동심원상으로 배설되어 있다.

고정된 정류자 홀더(25)에 대해 크랭크축(6)과 함께 회전하는 브러시 홀더(21)가 접근하거나 떨어지거나 하며, 접근했을 때에는 브러시(22)가 소요 정류자편(26)에 접촉한다.

한편, 내부 로터(11)의 크랭크축방향 외측은 크랭크축(6)의 선단에 나사결합된 너트(13) 주변을 덮는 내측원통부(31)와 그 외측을 덮는 동심의 외측원통부(32)가 축방향 외측으로 연장되어 있는데, 여기에 거버너기구(30)가 구성된다.

즉, 외측원통부(32)는 내주면에 테이퍼가 형성되어 거버너 외부를 구성하고 있으며, 내측원통부(31)의 외주에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 거버너 내부(33)가 끼워 맞춰지고, 거버너 내부(33)와 외측원통부(32) 사이에는 거버너웨이트인 볼(34)이 삽입장착되어 있다.

이 거버너기구(30)의 축방향으로 슬라이딩하는 거버너 내부(33)에 일단이 고정장착된 연결축(35)이 내부 로터(11)를 크랭크축(6)과 평행하게 관통하고, 선단을 브러시 홀더(21)에 삽입장착하고 있다.

연결축(35)은 거버너 내부(33)와 브러시 홀더(21)를 연결하여 서로 일체로 크랭크축방향으로 이동할 수 있게 하고 있다.

크랭크축(6)이 정지하고 있을 때에는 도1에 도시한 바와 같이 브러시홀더(21)가 스프링(23)의 부세력에 의해 축방향 내측으로 이동하고 있어서 브러시(22)가 정류자편(26)에 접촉하고 있으며, 따라서 배터리로부터 전류가 공급되면 브러시(22)와 정류자편(26)과의 접촉을 거쳐서 시동코일(17)에 흘러서 내부 로터(11)에 회전토크를 일으키고 크랭크축(6)을 회전시켜서 내연기관(1)을 시동시킬 수 있다.

그리고, 기관회전수가 올라가면 원심력에 의해 볼(34)이 외측원통부(32)의 테이퍼 내면을 외주방향으로 이동함으로써 거버너 내부(33)를 축방향 외측으로 슬라이딩시키고, 도2에 도시한 바와 같이 연결축(35)을 통해 일체로 브러시 홀더(21)도 축방향 외측으로 이동하여 소정 회전수를 초과하면 브러시(22)가 정류자편(26)으로부터 자동적으로 분리되고, 이후에는 발전코일(16)에 의해 발전이 이루어져서 배터리에 대한 충전이 이루어진다.

상기 거버너기구(30)를 구성하는 외측원통부(32)의 단가장자리부에 크랭크각 검출용 둥근 고리형상의 로터(40)가 그 내주변을 삽입장착하며 일체로 배설되어 있고, 로터(40)의 외주변에 근접하여 펄서(41)가 크랭크 케이스(2)에 고정장착되어 소정 위치에 배설되어 있다.

크랭크축(6)과 내부 로터(11)를 통해 일체로 회전하는 로터(40)의 외주변에 형성된 홈을 펄서(41)가 검출하여 크랭크각을 판단한다.

원형의 판형상 로터(40)는 외부 스테이터(15)의 발전코일(16) 및 시동코일(17)을 외측에서 덮고 있다.

그리고, 로터(40)의 축방향 외측에는 내연기관 강제공냉용 팬부재(45)가 일체로 배설되어 있다.

팬부재(45)는, 그 중앙원추부(45a)의 아래 부분을 볼트(46)에 의해 내부 로터(11)의 외측원통부(32)에 고정장착하고 있으며, 그 외주에 배설된 팬(45b)은 로터(40)보다 외측에 세워서 설치하는 구조로 되어 있다.

팬부재(45)는 팬 커버(48)로 덮여 있다.

팬 커버(48)는 팬부재(45)의 외측에 외기흡입구(48a)를 형성하고, 실린더 헤드 커버(5)를 향해 흡입공기를 안내하는 가이드벽(48b)을 구성하고 있다.

본 실시형태에 관한 차량용 시동겸 발전장치(10)는 이상과 같은 구조를 이루고 있으며, 내부로터(11)의 축방향 내측에 정류브러시기구(20)를 배설하고 축방향 외측에는 정류브러시기구(20)와 분리하여 거버너기구(30)를 배설했으므로, 크랭크축 바깥방향으로의 팽출량을 작게 억제하고 있다.

또, 외부 스테이터(15)의 스테이터 코어의 요크에 감기는 발전코일(16) 및 시동코일(17)의 권회상태가 축방향 내측으로 기울어져서 외측으로의 돌출량을 작게 하고 있으므로, 그 외측의 로터(40)나 팬부재(45)를 축방향 외측에 위치시키지 않아도 되므로 크랭크축 외측으로의 팽출량을 더한층 작게 억제할 수 있다.

팬(45b)의 회전에 의해 팬 커버(48)의 외기흡입구(48a)로부터 도입된 외기는 중앙원추부(45a)를 따라 외주로 확산되지만 로터(40)가 도입공기를 차단하여 차량용 시동겸 발전장치(10)측으로의 침입을 방지하고 있으므로, 차량용 시동겸 발전장치(10)보다 좀더 안쪽(축방향 내측)에 있는 정류브러시기구(20)에는 외기가 침입하기 어려우며, 따라서 외기에 포함된 먼지의 영향을 정류브러시기구(20)가 받는 것을 방지하고 있다.

Claims

(정정) 시동코일과 발전코일을 동일 전기자의 스테이터 코어에 감은 차량용 시동겸 발전장치에 있어서,

크랭크축에 삽입장착된 회전내자형 로터의 크랭크축 방향 내측에,브러시 홀더를 구비한정류 브러시 기구를 배설하고,

크랭크축방향 외측에,거너버 인너를 구비한거버너 기구를 배설하고,

상기 거너버 인너와 상기 브러시 홀더를 연결부재로 연결함과 아울러,

상기 거버너 기구에 의해 상기 정류 브러시 기구의 정류자와 브러시의 접속분리를 행하는 것을 특징으로 하는 차량용 시동겸 발전장치.
제1항에 있어서, 상기 스테이터 코어에 감기는 시동코일과 발전코일의 권회상태를 상기 스테이터 코어에 대해 크랭크축방향 내측으로 치우치게 해서 외측으로의 돌출량을 작게 한 것을 특징으로 하는 차량용 시동겸 발전장치.
제1항에 있어서, 상기 거버너기구의 회전부에 크랭크각도 위치 검출용 로터를 일체적으로 배설한 것을 특징으로 하는 차량용 시동겸 발전장치.
제3항에 있어서, 상기 로터의 크랭크축방향 외측에 내연기관 강제공냉용 팬을 일체로 배설한 것으로 특징으로 하는 차량용 시동겸 발전장치.