(57)【要約】【課題】ロータハウジングに硬く強度の高い材料を使用することができ、また、かしめ加工に特殊な加工設備を必要とせず、かつ磁石保持力を確保し、さらに、かしめ時に円筒ヨーク部の変形（ロータ内径側への倒れ込み）を防止すること。【解決手段】環状塑性変形部２３は、厚肉基部２３aと、薄肉先端部２３bと、かしめ加工前に、厚肉基部２３aから薄肉先端部２３bに向かうにしたがって縮径する環状テーパ面を構成する外周面２３cと、かしめ加工後に、開放端面２１と協同して磁石保護環１９の外向き鍔部２０の先端部２０bを挟持する内周面２３dとを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒ヨーク部を有する略有底円筒状のロータハウジングと、
前記円筒ヨーク部の内周面に配置される磁石輪であって、前記円筒ヨーク部の周方向に沿って等間隔で配置される複数の磁石からなる磁石輪と、
前記円筒ヨーク部の開放端面側から前記磁石輪の内周面側に配置される外向き鍔付き円筒状の磁石保護環と
を備え、前記円筒ヨーク部の前記開放端面からロータ軸方向に沿って環状塑性変形部を延設してなる磁石式発電機のロータにおいて、
該環状塑性変形部は、厚肉基部と、薄肉先端部と、かしめ加工前に、前記厚肉基部から前記薄肉先端部に向かうにしたがって縮径する環状テーパ面を構成する外周面と、かしめ加工後に、前記開放端面と協同して前記磁石保護環の外向き鍔部の先端部を挟持する内周面とを有する
ことを特徴とする磁石式発電機のロータ。
【請求項２】
前記磁石保護環の前記外向き鍔部は、前記磁石輪の隣り合う磁石間に形成された空間と対向する部位に溝部を有し、かつ、前記環状塑性変形部の前記薄肉先端部において前記溝部と対向する部位は、該溝部の内部に食込んだ回り止め部を構成することを特徴とする請求項１に記載の磁石式発電機のロータ。
【請求項３】
前記環状塑性変形部の互いに隣り合う回り止め部間に分割かしめ部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁石式発電機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートバイ、バギー、雪上車などのエンジンに装着される磁石式発電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７〜図９に、特許文献１に記載された磁石式発電機の従来例を示す。図７〜図９において、１はロータ、２はステータを表す。ロータ１は、図示しないエンジンの駆動軸にボス部１１が取着されるロータハウジング１２を備える。ロータハウジング１２は、磁性体からなり、上記ボス部１１の他に、内周面に磁石輪１３及び環状スペーサ１４が各々配置される円筒ヨーク部１５と、複数の冷却用通気穴１６が形成された端面部１７とを有し、全体として略有底円筒状に形成されている。磁石輪１３は、円筒ヨーク部１５の周方向に沿って等間隔で配置された複数の磁石（通常は希土類磁石）１８からなる。磁石輪１３の内周面に磁石保護環１９が圧入されている。磁石保護環１９は、外向き鍔部２０を有し、円筒状に形成されており、円筒ヨーク部１５の開放端面２１側から圧入されている。磁石保護環１９は、ステンレス板をプレス加工して形成されている。図８に示すように、外向き鍔部２０と磁石輪１３との間に、非磁性体からなる環状スペーサ２２が挟持されている。
【０００３】
磁石保護環１９の内周面に対し微小隙間をもってステータ２が配置される。ステータ２は、図示しないエンジンカバーに取着される。ステータ２は、リベット３１で一体化された積層コア３２と、この積層コア３２の表面をエポキシ樹脂で絶縁した後に巻線用銅線を巻装した発電コイル３３とからなる。
【０００４】
図８に示すように、円筒ヨーク部１５の開放端面２１に環状塑性変形部２３が延設されている。この環状塑性変形部２３は、磁石輪１３の内周面１３aに磁石保護環１９を圧入した後、かしめ加工により図８に示すように塑性変形される。
【０００５】
円筒ヨーク部１５の開放端面２１付近において、図８に破線矢印で示すような、環状塑性変形部２３を通る漏れ磁束Aが発生する。この漏れ磁束Aは、環状スペーサ２２を設けないで環状塑性変形部２３をかしめ加工した場合と比べ、環状スペーサ２２の厚さ分tだけ磁石輪１３から環状塑性変形部２３を離すことができるため、漏れ磁束が減少し、発電効率を向上させることができる。しかし、環状スペーサ２２の厚さt分だけロータ軸方向の寸法が長くなり、小型化の要請に反するという問題がある。また、厚さtが２mm程度の環状スペーサ２２を用いても、環状塑性変形部２３の先端面２３aが円筒ヨーク部１５の内周面１５aよりも円筒ヨーク部１５の中心寄りに位置するため、磁石輪１３の磁極面１３aから環状塑性変形部２３の先端面２３aまでの距離が短く、このため漏れ磁束の大幅な減少を期待できない。
【０００６】
そこで、図１０〜図１２に示すように、環状塑性変形部２３を短くするとともに環状塑性変形部２３の先端面２３fが円筒ヨーク部１５の内周面１５aの中心寄りに位置しないようにすると、漏れ磁束が無くなる。また、環状スペーサ２２を用いないため、小型化も図ることができる。
【０００７】
また、特許文献２には、フライホイールの筒部の一部を加工して把持片を設け、この把持片でマグネットケースを固定することにより永久磁石を筒部に固定するよう構成された磁石式発電機のロータが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２４７８２１公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−１５３９８０公報（図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図１０〜図１２に示すロータには、下記のような問題がある。
【０００９】
1.環状塑性変形部２３を１８０°折り曲げるのでこの折曲げ部に亀裂が発生しやすい。そして、環状塑性変形部２３の硬さが硬いほど亀裂が発生しやすくなるため、ロータハウジング１２に硬く強度の高い材料を使用できなくなる。
【００１０】
2.環状塑性変形部２３の長さLが短いので、プレス加工することが困難であり、特殊な加工設備が必要になる。
【００１１】
3.特殊な加工設備によると、環状塑性変形部２３を折り曲げて抑えるという加工方法になるため、抑えた後のスプリングバックにより環状塑性変形部２３が図１２図示B方向に戻り、抑え力が低下して磁石保持力が低下する。
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、環状塑性変形部の形状を工夫することにより、環状塑性変形部に亀裂が発生しにくくなり、ロータハウジングに硬く強度の高い材料を使用することができ、また、環状塑性変形部に対するかしめ加工をプレス加工で行うことができて特殊な加工設備を必要とせず、しかもスプリングバックが発生しないため磁石保持力を確保することができる磁石式発電機のロータを提供することを目的とする。
【００１３】
また、特許文献２の図１及び図２に示すロータは、把持片４が係止される筒部１aの溝がV溝５aである。このため、把持片４のかしめ時に把持片４をロータの内径側に強く押し付ける必要があり、軽量化を目的として筒部１aを薄肉化した場合、把持片４のかしめ時に、筒部１aがロータの内径側に倒れ込んでステータとのギャップが小さくなり、ロータ内周とステータ外周とが接触する可能性が生じる。
【００１４】
また、特許文献２の図１、図２及び図３に示すロータは、マグネットケース２の延長部に折れ曲がり部が形成されている。このため、マグネットケース２を成形するためのプレス加工が複雑になるとともにコスト高を招く。
【００１５】
本発明は、上記目的の他、上記のような特許文献２に記載の従来技術の問題点を解決し、かしめによるロータ内周とステータ外周との接触を防止でき、また、プレス加工が容易でコスト低減を図ることができる磁石式発電機のロータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の磁石式発電機のロータは、円筒ヨーク部を有する略有底円筒状のロータハウジングと、前記円筒ヨーク部の内周面に配置される磁石輪であって、前記円筒ヨーク部の周方向に沿って等間隔で配置される複数の磁石からなる磁石輪と、前記円筒ヨーク部の開放端面側から前記磁石輪の内周面側に配置される外向き鍔付き円筒状の磁石保護環とを備え、前記円筒ヨーク部の前記開放端面からロータ軸方向に沿って環状塑性変形部を延設してなる磁石式発電機のロータにおいて、該環状塑性変形部は、厚肉基部と、薄肉先端部と、かしめ加工前に、前記厚肉基部から前記薄肉先端部に向かうにしたがって縮径する環状テーパ面を構成する外周面と、かしめ加工後に、前記開放端面と協同して前記磁石保護環の外向き鍔部の先端部を挟持する内周面とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の磁石式発電機のロータによると、環状塑性変形部の外周面が環状塑性変形部の基部から先端部に向かうにしたがって縮径する環状テーパ面を構成しているため、環状塑性変形部をかしめ加工する際の環状塑性変形部の折れ曲がり角度は９０°よりも小さくなる。このため、環状塑性変形部に亀裂が発生しにくくなり、ロータハウジングに硬く強度の高い材料を使用することができる。また、環状塑性変形部の外周面が上記のような環状テーパ面で構成されるため、環状塑性変形部に対するかしめ加工を特殊な加工設備によらず通常のプレス加工で行うことができる。また、環状塑性変形部の内周面は、円筒ヨーク部の開放端面と協同して磁石保護環の外向き鍔部の先端部を挟持するよう構成されているため、環状塑性変形部にスプリングバックが発生しなくなり、磁石保持力を確保することができる。また、環状塑性変形部を上記のように構成したことにより、環状塑性変形部のかしめ時に、強いかしめ力を必要としなくなるとともに、円筒ヨーク部がロータ内径側に倒れ込むことを防止でき、ロータ内周とステータ外周との接触を防止することができる。また、磁石保護環の外向き鍔部の先端部には、特許文献２に記載のロータのような折れ曲がり部が形成されていないため、磁石保護環のプレス曲げ加工が容易になるとともにコスト低減を図ることができる。
【００１８】
ここで、前記磁石保護環の前記外向き鍔部は、前記磁石輪の隣り合う磁石間に形成された空間と対向する部位に溝部を有し、かつ、前記環状塑性変形部の前記薄肉先端部において前記溝部と対向する部位は、該溝部の内部に食込んだ回り止め部を構成する。このように環状塑性変形部の一部を磁石保護環の外向き鍔部の溝部の内部に食い込ませることにより、磁石保護環は円筒ヨーク部とより強固に結合されるようになり、磁石保護環が円筒ヨーク部の内側で振動に伴い回動することを防止することができる。
【００１９】
また、前記環状塑性変形部の互いに隣り合う回り止め部間に分割かしめ部を形成することにより、低いかしめ荷重で磁石保護環を確実に挟持することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係るロータが組み込まれた磁石式発電機の断面図、図２は、図１に示すII部分のかしめ加工前の拡大図、図３は、上記II部分の拡大図、図４は、図１図示の磁石式発電機の平面図をそれぞれ示す。
【００２２】
図１〜図４において、１はロータ、２はステータを表す。ロータ１は、図示しないエンジンの駆動軸にボス部１１が取着されるロータハウジング１２を備える。ロータハウジング１２は、磁性体からなり、上記ボス部１１の他に、内周面に磁石輪１３及び環状スペーサ１４が各々配置される円筒ヨーク部１５と、複数の冷却用通気穴１６が形成された端面部１７とを有し、全体として略有底円筒状に形成されている。磁石輪１３は、円筒ヨーク部１５の周方向に沿って等間隔で配置された複数の磁石（通常は希土類磁石）１８からなる。磁石輪１３の内周面に磁石保護環１９が圧入されている。磁石保護環１９は、外向き鍔部２０を有し、円筒状に形成されており、円筒ヨーク部１５の開放端面２１側から圧入されている。磁石保護環１９は、ステンレス板をプレス加工して形成されている。磁石保護環１９の外向き鍔部２０は、磁石輪１３の隣り合う磁石１８間に形成された空間と対向する部位に溝部２０aを有する。
【００２３】
磁石保護環１９の内周面に対し微小隙間をもってステータ２が配置される。ステータ２は、図示しないエンジンカバーに取着される。ステータ２は、リベット３１で一体化された積層コア３２と、この積層コア３２の表面をエポキシ樹脂で絶縁した後に巻線用銅線を巻装した発電コイル３３とからなる。
【００２４】
図２に示すように、円筒ヨーク部１５の開放端面２１に環状塑性変形部２３が延設されている。この環状塑性変形部２３は、切削加工によって形成され、円筒ヨーク部１５の開放端面２１からロータ軸方向に沿って延設されている。この環状塑性変形部２３は、厚肉基部２３aと薄肉先端部２３bとを備える。また、図２に示すように、環状塑性変形部２３の外周面２３cは、かしめ加工前に、厚肉基部２３aから薄肉先端部２３bに向かうにしたがって縮径する環状テーパ面を構成する。
【００２５】
環状塑性変形部２３は、磁石保護環１９が圧入され、次に磁石位置決め用治具４１を外向き鍔部２０の溝部２０aを経て隣り合う磁石１８間の空間に挿入して磁石１８の位置決めをし（図２参照）、この磁石位置決め用治具４１を取り除いた後にかしめ加工されて図３に示すように塑性変形される。図３の状態では、環状塑性変形部２３の内周面２３dは、円筒ヨーク部１５の開放端面２１と協同して磁石保護環１９の外向き鍔部２０の先端部２０bを挟持している。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によるロータ１は、円筒ヨーク部１５を有する略有底円筒状のロータハウジング１２と、円筒ヨーク部１５の内周面に配置される磁石輪１３であって、円筒ヨーク部１５の周方向に沿って等間隔で配置される複数の磁石１８からなる磁石輪１３と、円筒ヨーク部１５の開放端面２１側から磁石輪１３の内周面側に配置される外向き鍔付き円筒状の磁石保護環１９とを備え、円筒ヨーク部１５の開放端面２１からロータ軸方向に沿って環状塑性変形部２３を延設してなるロータ１において、環状塑性変形部２３は、厚肉基部２３aと、薄肉先端部２３bと、かしめ加工前に、厚肉基部２３aから薄肉先端部２３bに向かうにしたがって縮径する環状テーパ面を構成する外周面２３cと、かしめ加工後に、開放端面２１と協同して磁石保護環１９の外向き鍔部２０の先端部２０bを挟持する内周面２３dとを有する。
【００２７】
本実施形態のロータ１によると、環状塑性変形部２３の外周面２３cが環状塑性変形部２３の基部２３aから先端部２３bに向かうにしたがって縮径する環状テーパ面を構成しているため、環状塑性変形部２３をかしめ加工する際の環状塑性変形部２３の折れ曲がり角度は９０°よりも小さくなる。このため、環状塑性変形部２３に亀裂が発生しにくくなり、ロータハウジング１２に硬く強度の高い材料を使用することができる。また、環状塑性変形部２３の外周面２３cが上記のような環状テーパ面で構成されるため、環状塑性変形部２３に対するかしめ加工を特殊な加工設備によらず通常のプレス加工で行うことができる。また、環状塑性変形部２３の内周面２３dは、円筒ヨーク部１５の開放端面２１と協同して磁石保護環１９の外向き鍔部２０の先端部２０bを挟持するよう構成されているため、環状塑性変形部２３にスプリングバックが発生しなくなり、磁石保持力を確保することができる。また、外向き鍔部２０に溝部２０aを設け、溝部２０aに磁石位置決め用治具４１を挿通して磁石１８の位置決めを行うことができるため、環状スペーサ１４に磁石位置決め機能をもたせなくて済むようになる。
【００２８】
また、本実施形態によると、環状塑性変形部２３を上記のように構成したことにより、特許文献２に記載のロータと異なり、強いかしめ力を必要としなくなるとともに、かしめ時に円筒ヨーク部１５がロータ内径側に倒れ込むことがなくなり、ロータ内周とステータ外周との接触を防止することができる。また、磁石保護環１９の外向き鍔部２０の先端部２０bには、特許文献２に記載のロータのような折れ曲がり部が形成されていないため、磁石保護環１９のプレス曲げ加工が容易になるとともにコスト低減を図ることができる。
【００２９】
図５は、上述した実施形態に係るロータの変形例の平面図、図６は、図５図示VI-VI断面図を示す。
【００３０】
図５及び図６に示すロータ１の特徴部分は、環状塑性変形部２３にかしめ加工を行う際に、環状塑性変形部２３の一部２３eを磁石保護環１９の外向き鍔部２０の溝部２０aの内部に食い込ませて回り止め部を形成することにあり、この回り止め部２３eにより磁石保護環１９は円筒ヨーク部１５とより強固に結合されるようになり、磁石保護環１９が円筒ヨーク部１５の内側で振動に伴い回動することを防止することができる。
【００３１】
また、図５及び図６に示すロータ１の他の特徴部分は、互いに隣り合う回り止め部２３e間に分割かしめ部２３fを設けたことにある。ここで、分割かしめ部２３fは、回り止め部２３eを押圧かしめによって形成するのと同時に押圧かしめによって形成される。この分割かしめ部２３fにより、環状塑性変形部２３は低いかしめ荷重によって磁石保護環１９をより確実に挟持することが可能になる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、磁石保護環１９を磁石輪１３の内周に圧入しているが、磁石保護環１９を磁石輪１３の内周に挿入し、磁石保護環１９と磁石輪１３、磁石輪１３と円筒ヨーク部１５を互いに接着固定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るロータが組み込まれた磁石式発電機の断面図である。
【図２】図１に示すII部分のかしめ加工前の拡大図である。
【図３】上記II部分の拡大図である。
【図４】図１図示の磁石式発電機の平面図である。
【図５】図１〜図４に図示したロータの変形例の平面図である。
【図６】図５図示VI-VI断面図である。
【図７】従来の磁石式発電機の断面図である。
【図８】図７に示すVIII部分の拡大図である。
【図９】図７図示の磁石式発電機の平面図である。
【図１０】他の従来の磁石式発電機の断面図である。
【図１１】図１０に示すXI部分のかしめ加工前の拡大図である。
【図１２】上記XI部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ロータ
１２    ロータハウジング
１３    磁石輪
１５    円筒ヨーク部
１８    磁石
１９    磁石保護環
２０    外向き鍔部
２０a    溝部
２０b    先端部
２１    開放端面
２３    環状塑性変形部
２３a    厚肉基部
２３b    薄肉先端部
２３c    外周面
２３d    内周面
２３e    回り止め部
２３f    分割かしめ部
【図１】
2006094614.tif 000003
【図２】
2006094614.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006094614.tif 000009
【図８】
2006094614.tif 000010
【図９】
2006094614.tif 000011
【図１０】
2006094614.tif 000012
【図１１】
2006094614.tif 000013
【図１２】
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