WO2007004697A1

WO2007004697A1 - 磁石回転子及び交流発電機

Info

Publication number: WO2007004697A1
Application number: PCT/JP2006/313487
Authority: WO
Inventors: Hitoshi Watanabe; Tsutomu Idei; Takashi Suzuki; Yasuhito Ito; Tsugio Yokoo; Toshiaki Nakajima
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2008-01-06
Also published as: JPWO2007004697A1; JP4705639B2

Abstract

　交流発電機（１）は、回転軸（２）に固定される磁石回転子（３）と、固定子（４）とを有し、磁石回転子（３）では、永久磁石（１２）を固定するヨーク（１１）の中央にボス（１０）がカシメにより固定され、ボス（１０）に回転軸（２）が固定されている。ヨーク（１１）の底部（１５）には、凹部（２０）を形成することによってクラッチインロー部（２２９が形成され、クラッチインロー部（２２９によってワンウェイクラッチ機構（３０）のアウタレース（３１）が位置決めして固定されている。その結果、磁石回転子が小型化され、磁石回転子の製造が容易になる。

Description

明細書

磁石回転子及び交流発電機

技術分野

[0001] 本発明は、交流発電機および交流発電機に用いられる磁石回転子に関する。

本願は、 2005年 7月 6日に、日本に出願された特願 2005— 197376号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 交流発電機は、磁石回転子を車両のエンジンなどの回転軸に連結させて用いるもので、スタータモータの回転をクラッチ機構を介して磁石回転子に伝えてエンジンの回転軸を回転させたり、回転時の回転エネルギを電気工ネルギに変換してバッテリに充電させたり、付属電気機器に電力供給したりする用途に用いられる。従来の磁石回転子は、回転軸を連結させるボスをカップ状のヨークの底部に固定した構成を有している。ボスは、その一部がヨークの底部力も突出しつつ外径方向に延びてフランジ部を形成し、このフランジ部の外縁部にクラッチインロー部が形成されている。クラッチインロー部は、ワンウェイクラッチ機構の位置決めを行うために形成されるもので、クラッチインロー部の内周にワンウェイクラッチ機構のァウタレースを挿入して係合させ、ボルトで固定する（例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1：特開 2001— 251828号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、従来の磁石回転子では、クラッチインロー部を形成するためにボスの外形を大きくしなければならな力つた。ボスが大型化すると、磁気回転子が大型化し、重量が増大してしまう。また、ボスをヨークに固定するためのリベット等が必要になり、部品点数の増加や、製造工数の増大を招く原因となっていた。さらに、ボスの一部力 Sヨークの底部力突出するので、磁気回転子の軸線方向の長さを小さくすることができなかった。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、交流発電機、磁石回転子の小型化及び製造の容易化を主な目的とする。

課題を解決するための手段

[0004] 上記の課題を解決する本発明に係る第一の発明は、回転軸に連結させるボスと、前記ボスに固定された底部から延びる円筒形の側部に永久磁石が固定されたヨークとを有する磁石回転子において、クラッチ機構に係合して、前記ヨークに対して前記クラッチ機構を位置決めするクラッチインロー部を前記ヨークに形成したことを特徴とする。

この磁石回転子では、ヨークに形成したクラッチインロー部でクラッチ機構を位置決めし、クラッチ機構をヨークに直接固定する。

[0005] 本発明に係る第二の発明は、第一の発明の磁石回転子において、前記クラッチィンロ一部は、前記ヨークの前記底部の外側の全周に亘つて形成されていることを特徴とする。

この磁石回転子では、クラッチインロー部をクラッチ機構の外縁の全周に当接させることでクラッチ機構の位置決めを高精度に行った上でヨークにクラッチ機構を直接取り付けることが可能になる。

[0006] 本発明に係る第三の発明は、第一又は第二の発明の磁石回転子において、前記クラッチインロー部力前記ヨークの前記底部を内側に屈曲させた曲面部に形成されていることを特徴とする。

この磁石回転子では、クラッチ機構の外径に合わせた位置でヨークの底部を屈曲させることで、底部の強度を下げることなぐクラッチインロー部に必要な深さを確保している。

[0007] 本発明に係る第四の発明は、上記第一ないし第三の発明の磁石回転子と、前記永久磁石に対向して配置され、コイルを卷装した固定子とを有することを特徴とする交流発電機である。

この交流発電機では、ヨークに形成したクラッチインロー部を利用してクラッチ機構をヨークに直接取り付け、回転軸と共に永久磁石を回転させることで、コイルに誘導起電力を発生させる。

発明の効果 [0008] 本発明によれば、クラッチ機構に係合させるクラッチインロー部をヨークに形成したので、従来のようにボスを延長してクラッチインロー部を形成する場合に比べて、ボスを小型化でき、製造が容易になると共に、軸線方向の長さを減少させることができる。図面の簡単な説明

[0009] [図 1]本発明の実施の形態に係る交流発電機の断面図である。

[図 2]ヨーク及びボスの断面図である。

[図 3]図 2の A矢視図である。

[図 4]深絞り加工後のヨークの断面図である。

[図 5]ヨークにボスを固定する工程を説明する図である。

[図 6]交流発電機の断面図である。

符号の説明

[0010] 1, 50 交流発電機

2 回転軸

3, 53 磁石回転子

4 固定子

10 ボス

11 ヨーク

12 永久磁石

15 底部

22, 62 クラッチインロー咅

30, 70 ワンウェイクラッチ機構 (クラッチ機構）

42 コイル

発明を実施するための最良の形態

[0011] 発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図 1に第一の実施の形態に係る交流発電機の断面図を示す。交流発電機 1は、ァウタロータ型の発電機であって、エンジンの回転軸 2に連結される磁石回転子 3と、磁石回転子 3の内側に配置され、エンジンのケース (不図示)などに固定される固定子 4とを有する。 [0012] 磁石回転子 3は、回転軸 2が嵌入されるボス 10と、ボス 10がカシメにより固定されたヨーク 11とを有し、ヨーク 11の内周には永久磁石 12が固定されている。永久磁石 12 は周方向に磁極が交互に並ぶように着磁されている。ボス 10は、中央に貫通孔 13を有し、貫通孔 13の先端側は、回転軸 2の先端の形状に合わせて傾斜させたテーパ孔になっている。ボス 10の基端部は、径方向外側に環状のフランジ部 14が延設されており、このフランジ部 14の先端側の面に底部 15を突き当てるようにしてヨーク 11に固定されている。なお、ボス 10と回転軸 2は、軸線回りに共回りするようにナット 16で固定されている。

[0013] 図 1から図 3に示すように、ヨーク 11は、有底筒形状に形成されている。なお、側部 17には、磁石回転子 3及び回転軸 2の回転位置を検出するための突起 17Aがプレスカロェによって径方向外側に突設されている。ヨーク 11の底部 15は、周縁部よりも内周側がヨーク 11の軸線方向の長さを減少させるように深絞り加工されている。深絞り加工によって底部 15に形成された凹部 20の周縁の段差部 21は、その内周面 21A を切削加工により軸線に平行にすることでクラッチインロー部 22になっている。さらに、クラッチインロー部 22よりも内周側では、底部 15がさらに軸線方向の長さを減少させる方向に深絞り加工されており、これより形成される凹部 23の中央には、ボス 10を挿入可能な孔 24が形成されている。内周側の凹部 23の外径は、ボス 10のフランジ部 14の外径に略等しぐ凹部 23の深さは、ボス 10のフランジ部 14の厚さに略等しい。このため、凹部 23にフランジ部 14は収容され、凹部 20における外側面 20Aとフランジ部 14の外側面 14Aとは略面一になつている。なお、凹部 23には、貫通孔 25が周方向に複数穿設されている。図 1に示すように、これら貫通孔 25には、ワンウェイクラッチ機構 30のァウタレース 31を固定するネジ 32が挿入される。

[0014] ワンウェイクラッチ機構 30は、環状のァウタレース 31の内周側に、ベアリング 33を介してインナレース 34を軸線回りに回転自在に支持されており、インナレース 34の内周側はベアリング 35を介して回転軸 2に回転自在に支持されている。インナレース 34の基端側は、ァウタレース 31から引き出されると共に径方向外側に拡径されている。

この拡径部 34Aの外周は、歯車になっており、不図示のスタータモータの歯車に嚙み合わされている。

[0015] また、この交流発電機 1の固定子 4は、ステータコア 40を有している。ステータコア 4 0は、磁性材料の板材を軸線方向に積層して製造されており、回転軸 2の先端部に螺入されるナット 16を挿入可能な内径を有している。さらに、ステータコア 40には、径方向外側に延びるティース 40Aが周方向に等間隔に複数設けられて、る。これらティース 40Aのそれぞれの外周には、インシユレータ 41が装着された後にコイル 42が卷装されている。コイル 42の卷線は、不図示のバッテリや、電装部品などに電気的に接続されている。

[0016] 次に、この実施の形態の作用について説明する。

交流発電機 1を製造する際には、プレス加工によって、有底筒形状のヨーク 11を製造する。ヨーク 11の底部 15の形成に際しては、絞り加工を行い、凹部 20, 23を同時に成形し、さらに中央部を打ち抜いて孔 24を形成する。このとき、図 4に示すように、凹部 20の段差部 21は、なだらかな曲面を形成しつつ中心に向力つて縮径するテーパ状に形成されている。そこで、段差部 21の内周側に形成される曲面部 21Bを、図 2に示すように、軸線に平行に、かつ環状に切削加工してクラッチインロー部 22を全周に亘つて形成する。このクラッチインロー部 22は、絞り加工によって形成された曲面部 21Bを利用して形成しているので、底部 15の板厚を厚くすることなくワンウェイクラッチ機構 30を係合するのに十分な高さが確保されると共に、必要な強度が得られている。

[0017] さらに、図 5に示すように、孔 24にボス 10を挿入し、フランジ部 14を凹部 23の外側面に突き当てる。次いで、ボス 10の先端部を潰して、図 2に示すようにつば部 18を形成し、つば部 18とフランジ部 14とでヨーク 11の孔 24の周縁部を挟み込むようにしてボス 10を固定する。その後、ァウタレース 31をヨーク 11のクラッチインロー部 22の内周に係合させるようにして芯出してから、ワンウェイクラッチ機構 30をネジ 32でヨーク 11の底部 15に固定する。また、ヨーク 11の側部 17の内周に永久磁石 12を直接固定する。そして、ワンウェイクラッチ機構 30の内孔及びボス 10に回転軸 2を挿入し、回転軸 2とボス 10のテーパ同士を突き当ててナット 16で固定する。

[0018] エンジンを始動する時には、スタータのモータの回転がワンウェイクラッチ機構 30のインナレース 34に伝達される。インナレース 34の回転は、ァウタレース 31を介してョーク 11に伝達され、ヨーク 11に固定されて、るボス 10が回転軸 2を回転させる。このようにして回転軸 2を回転させることでエンジンが始動する。その後、回転軸 2の回転数が所定数を越えると、回転軸 2と共に回転するワンウェイクラッチ機構 30のァウタレース 31と、インナレース 34との間の係合が解除され、インナレース 34が停止する。これによつて、スタータモータとエンジンとが切り離される。また、回転軸 2と共にョーク 11が回転すると、永久磁石 12が固定子 4の回りを回転するので、各コイル 42に誘導起電力が発生し、不図示のバッテリに充電が行われたり、付属電気機器に電力供給が行われたりする。

[0019] この実施の形態によれば、ヨーク 11にクラッチインロー部 22を形成したので、ボス 1 0を大型化することなぐワンウェイクラッチ機構 30を位置決めして固定することが可能になる。また、従来ではヨークの底部力もボスを突出させつつ拡径してクラッチインロー部を形成していたので、ボスとヨークとが軸線方向に重なってしまい、交流発電機の軸線方向の厚さを増大させていたが、このような重なり部分がなくなるので、交流発電機 1の軸線方向の厚さを小さくすることができる。また、ボス 10を小型化できるので、交流発電機 1の軽量ィ匕を図ることができる。さらに、ボス 10とヨーク 11を固定するリベットを廃止することができる。

[0020] また、クラッチインロー部 22を全周に亘つて形成したので、ワンウェイクラッチ機構 3 0を確実に位置決めすることができる。また、クラッチインロー部 22を全周に亘つて環状に形成したので、製造が容易であり、真円度を出しやすくなり、ワンウェイクラッチ機構 30の芯出しを精度良く行うことができる。

さらに、底部 15を深絞りすることで軸線方向の肉厚が増大した部分を利用してクラツチインロー部 22をヨーク 11に形成したので、底部 15の強度を落とすことなくクラッチインロー部 22を形成することができる。また、クラッチインロー部 22を形成するために底部 15の肉厚を予め増大させる必要がな、ので、重量増加を防止できる。

[0021] 次に、本発明の第二の実施の形態について図 6を参照して説明する。なお、第一の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。図 6に示すように、交流発電機 50は、磁石回転子 53と、固定子 4とを有している。磁石回転子 53は、ヨーク 11の底部 15にボス 10が固定されている。底部 15には、凹部 23の外側に、絞り加工によって軸線方向外側に向力つて環状の凸部 60が突設されており、凸部 60の外周側に形成される環状の段差を利用してクラッチインロー部 62が形成されている。クラッチインロー部 62は、段差の外周に形成される曲面部を軸線に平行に切削加工した外周面 61Aを有している。このクラッチインロー部 62に係合するワンウェイクラッチ機構 70は、ァウタレース 71の先端部中央が軸線方向に凹設されることで、先端部周縁部に環状の係合部 72が形成されている。

[0022] この磁石回転子 53を製造するときには、ヨーク 11の底部 15に絞り加工を行って、凹部 23及び凸部 60を同時に成形する。さらに、凸部 60を成形する際に形成される曲面部を径方向外側カゝら切削して環状の外周面 61Aを形成する。このようにして形成されたクラッチインロー部 62は、絞り加工によって形成された曲面部に利用しているので、底部 15の板厚を厚くすることなぐワンウェイクラッチ機構 30を係合するのに十分な高さが確保され、かつ必要な強度が得られる。そして、クラッチインロー部 62 にァウタレース 71の係合部 72を外嵌するようにして係合させてワンウェイクラッチ機構 70の位置決めを行い、ワンウェイクラッチ機構 70をネジ 32でヨーク 11に直接固定する。

[0023] この実施の形態によれば、ヨーク 11の底部 15に径方向外側に向うクラッチインロー部 62を全周に亘つて形成し、このクラッチインロー部 62を用いてワンウェイクラッチ機構 70を位置決めしてヨーク 11に直接固定するようにしたので、第一の実施の形態と同様の効果が得られる。

[0024] なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。

例えば、クラッチインロー部 22は、深絞り加工後に切削加工をせずに使用しても良い。クラッチインロー部 22は、切削加工等によって形成しても良い。また、回転軸 2は、エンジンの回転軸に限定されない。クラッチ機構は、ワンウェイ式のものに限らない。さらに、ボス 10とヨーク 11の固定は、溶接で行っても良い。

産業上の利用可能性

[0025] 回転軸に連結させるボスと、ボスに固定された底部力延びる円筒形の側部に永久磁石が固定されたヨークとを有する磁石回転子において、クラッチ機構に係合させるクラッチインロー部をヨークに形成した。その結果、従来のようにボスを延長してクラツチインロー部を形成する場合に比べて、ボスを小型化でき、製造が容易になると共に、軸線方向の長さを減少させることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 回転軸に連結させるボスと、前記ボスに固定された底部力延びる円筒形の側部に永久磁石が固定されたヨークとを有する磁石回転子において、

クラッチ機構に係合して、前記ヨークに対して前記クラッチ機構を位置決めするクラツチインロー部を前記ヨークに形成した磁石回転子。

[2] 前記クラッチインロー部は、前記ヨークの前記底部の外側の全周に亘つて形成されて、る請求項 1に記載の磁石回転子。

[3] 前記クラッチインロー部は、前記ヨークの前記底部を内側に屈曲させた曲面部に形成されている請求項 1又は請求項 2に記載の磁石回転子。

[4] 請求項 1に記載の磁石回転子と、前記永久磁石に対向して配置され、コイルを卷装した固定子とを有する交流発電機。

[5] 請求項 2に記載の磁石回転子と、前記永久磁石に対向して配置され、コイルを卷装した固定子とを有する交流発電機。

[6] 請求項 3に記載の磁石回転子と、前記永久磁石に対向して配置され、コイルを卷装した固定子とを有する交流発電機。