(57)【要約】【課題】多スロット化した場合であっても、不快騒音を低減することができる二輪車用スタータモータを提供する。【解決手段】筒部２１Ａを有するヨーク２１と、ヨーク２１の内周面に固定され隣り合う磁極が互いに逆になるように配設された複数の永久磁石２４と、複数の永久磁石２４の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備えた二輪車用スタータモータにおいて、複数の永久磁石２４は、単一の磁極が着磁された第一磁石５０と、第一磁石５０よりも周方向の長さが大きく、且つ複数の磁極が周方向に順に着磁された第二磁石５１とで構成され、第二磁石５１の周方向の長さＥ２は、着磁された数に応じて設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部を有するヨークと、前記ヨークの内周面に固定され隣り合う磁極が互いに逆になるように配設された複数の永久磁石と、前記複数の永久磁石の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備えた二輪車用スタータモータにおいて、
前記複数の永久磁石は、単一の磁極が着磁された第一磁石と、前記第一磁石よりも周方向の長さが大きく、且つ複数の磁極が周方向に順に着磁された第二磁石とで構成され、
前記第二磁石の周方向の長さは、着磁された数に応じて設定されていることを特徴とする二輪車用スタータモータ。
【請求項２】
前記第二磁石は、２極に着磁されていることを特徴とする請求項１に記載の二輪車用スタータモータ。
【請求項３】
前記第一磁石、及び前記第二磁石の個数は、それぞれ同一の偶数個に設定され、各々第一磁石同士、第二磁石同士が対向配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二輪車用スタータモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動二輪車のエンジンを始動するための二輪車用スタータモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動二輪車等の車両用エンジンにおいて、エンジン自身が点火作動行程に入る前に、バッテリー電力によりクランクシャフトを回転させる二輪車用スタータモータが知られている。この種の二輪車用スタータモータは、ステータと、このステータの内側に回転自在に支持されるアーマチュアとを備えている。
【０００３】
図３に示すように、ステータ６３は、円筒状のヨーク６１を有している。ヨーク６１の内周面には、単一の磁極が着磁されている瓦状の永久磁石６２が複数個、周方向に磁極が順番になるように配設されている。
一方、アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有している。このアーマチュアコアは、放射状に形成された複数のティース部を備え、このティース部にコイルが巻装されるようになっている。
そして、セルスイッチ等の手動スイッチ操作によりコイルに電力が供給され、アーマチュアコアに磁界が形成されると、この磁界と永久磁石６２との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が回転するようになっている。
【０００４】
より詳しくは、まずスイッチをＯＮにして二輪車用スタータモータの回転軸を回転させることによってクランクシャフトを回転（クランキング）させる。クランキングによりエンジンが着火して作動すると、二輪車用スタータモータの負荷はゼロになり、回転軸の回転速度が最大になる。この時点でスイッチをＯＦＦにして二輪車用スタータモータへの通電を停止する。すると、回転軸は惰性で回転し回転速度が徐々に低下して停止する。
【０００５】
ここで、二輪車用スタータモータは、スイッチをＯＦＦにして通電を停止した後、回転停止するまでの間のある時点で異常な不快騒音が発生する場合がある。
そこで、アーマチュアコアのティース部をスキューさせたり、複数の永久磁石６２をそれぞれスキューさせたりすることで不快騒音の発生を防止しようとする技術が提案されている。このようにすると、アーマチュアコアに対する永久磁石の吸引力が軸方向にずれて徐々に作用するため、不快騒音の要因の一つであるアーマチュアのコギングを小さくすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５３４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、二輪車用スタータモータのさらなる小型／高出力化の要望に伴い、モータが多スロット化される場合がある。このように、スロット数（ティース部数）を増加させると、モータの回転音の周波数が高くなるので、惰性回転から停止までの間でヨークの固有周波数と重なり共振してしまう。このため、アーマチュアコアのティース部をスキューさせたり、複数の永久磁石をそれぞれスキューさせたりしただけでは不快騒音の発生を防止することが困難であるという課題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、多スロット化した場合であっても、不快騒音を低減することができる二輪車用スタータモータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、筒部を有するヨークと、前記ヨークの内周面に固定され隣り合う磁極が互いに逆になるように配設された複数の永久磁石と、前記複数の永久磁石の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備えた二輪車用スタータモータにおいて、前記複数の永久磁石は、単一の磁極が着磁された第一磁石と、前記第一磁石よりも周方向の長さが大きく、且つ複数の磁極が周方向に順に着磁された第二磁石とで構成され、前記第二磁石の周方向の長さは、着磁された数に応じて設定されていることを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、前記第二磁石は、２極に着磁されていてもよい。
また、請求項３に記載した発明のように、前記第一磁石、及び前記第二磁石の個数は、それぞれ同一の偶数個に設定され、各々第一磁石同士、第二磁石同士が対向配置されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヨークの内周面に配設される永久磁石を単一の磁極が着磁された第一磁石と、第一磁石よりも周方向の長さが大きく、且つ複数の磁極が周方向に順に着磁された第二磁石とで構成しているため、第二磁石をヨークの補強部材として機能させることができる。よって、ヨークの剛性を高めることができ、共振を低減することが可能になる。
【００１０】
また、永久磁石を単一の磁極が着磁された第一磁石と、複数の磁極が着磁された第二磁石とで構成することによって、単一の磁極が着磁された磁石を磁極の数分だけ用意する必要がなくなり、ヨークに固定する磁石の数を低減することができる。このため、永久磁石のコストを低廉することができるだけでなく、組付け工数も低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、二輪車用スタータモータ（以下、スタータモータという）１は、ステータ２内にアーマチュア３が回転自在に配置されたものである。ステータ２の両端部には、フロントブラケット４とリアブラケット５がセットボルト６で取付けられている。セットボルト６は、フロントブラケット４側から挿通され、リアブラケット５に形成された雌ねじ（不図示）にねじ込まれている。このスタータモータ１は、自動二輪車のエンジン始動用に用いられ、その回転軸１０がエンジン（不図示）のクランクシャフトに連結される。
【００１２】
アーマチュア３は、回転軸１０にアーマチュアコア１１とコンミテータ１２とが外嵌固定されたものである。アーマチュアコア１１は、放射状に形成された複数（この実施形態では３２個）のティース部１１Ａを有している。各ティース部１１Ａ間には、軸方向に延びる蟻溝状のスロット（不図示）が複数（この実施形態では３２スロット）形成されており、このスロットを通ってコイル１３がティース部１１Ａに巻装される。
【００１３】
コンミテータ１２は、略円盤状に形成されたものであって、回転軸１０の一方の端部に配設されている。コンミテータ１２には、リアブラケット５側面に複数のセグメント１４が周方向に等間隔で配設されている。このセグメント１４には、コイル１３の巻き始め端、及び巻き終わり端が電気的に接続されている。
【００１４】
ステータ２は、円筒状のヨーク２１を有している。ヨーク２１の両端部には、各ブラケット３，４にインロー接合させるためのインロー部２２Ａ，２２Ｂが形成されている。インロー部２２Ａ，２２Ｂは、切削加工によって外径を減少させた形状になっている。インロー部２２Ａ，２２Ｂの外周には、シールリング２３が嵌め込まれている。
【００１５】
ヨーク２１の筒部２１Ａには、内周面に界磁用の永久磁石２４が配置されている。
ここで、図２に示すように、永久磁石２４は、単一の磁極が着磁されている瓦状の第一磁石５０と、２極の磁極が着磁されている瓦状の第二磁石５１とで構成されている。第二磁石５１は、２極の磁極が着磁されているので２つの第一磁石５０が一体化したような形状になっている。
【００１６】
永久磁石２４は、６極で構成されており、各磁石５０，５１は、それぞれ２つ存在している。そして、各々第一磁石５０，５０同士、及び第二磁石５１，５１同士が対向するように配置されている。また、永久磁石２４は、隣り合う磁極が互いに異なるように配置され、且つそれぞれ磁極が周方向に等間隔となるように配置されている。
【００１７】
すなわち、第一磁石５０と第二磁石５１との間には、空隙Ｋが４箇所形成されており、対向する２つの空隙Ｋ，Ｋにセットボルト６が介在するようになっている。このため、第二磁石５１は、２つの第一磁石５０が一体化したような形状になっているが、より詳述すると、第二磁石５１は各磁極が周方向に等間隔となるように、２つの第一磁石５０と１つの空隙Ｋを合わせた大きさを有している。つまり、第二磁石５１の周方向の長さＥ２は、第一磁石５０の周方向の長さＥ１、着磁されている磁極の数、及び空隙Ｋの大きさに応じて設定されるようになっている。
【００１８】
フロントブラケット４は、例えば、アルミダイカストから製造されており、中央にアーマチュア３を通す孔３１が形成されている。孔３１内には、ベアリング３２とオイルシール３３が装着されている。なお、アーマチュア３の回転軸１０には、ベアリング３２に対応する部位にＣ型止め輪１５が装着さており、これによって、回転軸１０の軸方向の移動が規制されるようになっている。
【００１９】
フロントブラケット４の外周部には、ヨーク２１のインロー部２２Ａにインロー結合される接合部３６が形成されている。接合部３６の外周は、ヨーク２１の外周に略一致するようになっている。なお、接合部３６の内周は、がたつきが生じない範囲でインロー部２２Ａの外周に対して若干大きくても良い。
【００２０】
リアブラケット５は、例えば、アルミダイカストから製造されており、すべり軸受け４１の圧入によってアーマチュア３の端部を回転自在に支持している。リアブラケット５には、コンミテータ１２側の面にホルダーステー４２設けられ、ここにブラシホルダ４３が配設されている。このブラシホルダ４３には、不図示のブラシが収納されており、このブラシの先端がコンミテータ１２のセグメント１４と摺接するようになっている。
【００２１】
また、ブラシホルダ４３からは、ピグテール（不図示）が延びており、このピグテールを介してブラシと給電端子４６が電気的に接続されている。給電端子４６は、インシュレータ４７を介してリアブラケット５に固定されており、不図示の電源に接続されている。
この他に、リアブラケット５には、スタータモータ１を他の機器に取付けるためのブラケット５２が設けられている。
【００２２】
次に、この実施形態の作用について説明する。
まず、自動二輪車のセルスイッチ等の手動スイッチを操作してスタータモータ１のコイル１３に電力を供給する。すると、アーマチュアコア１１に磁界が形成され、この磁界と永久磁石２４との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸１０が回転する。
回転軸１０は、エンジン（不図示）のクランクシャフトに連結されているため、回転軸１０が回転することによってクランクシャフトが回転する（クランキング）。
【００２３】
クランキングによりエンジンが着火して作動すると、スタータモータ１の負荷はゼロになり、回転軸１０の回転速度が最大になる。この時点でスイッチをＯＦＦにしてコイル１３への通電を停止すると、回転軸１０は惰性で回転し回転速度が徐々に低下する。
このとき、回転速度が徐々に低下した後、回転軸１０が停止するまでの間でステータ２のヨーク２１が共振しようとする。
【００２４】
しかしながら、ヨーク２１の筒部２１Ａには、内周面に単一の磁極が着磁されている瓦状の第一磁石５０と、２極の磁極が着磁されている瓦状の第二磁石５１とが固定されている、つまり、第二磁石５１が第一磁石５０の２個分に渡って延在している。このため、第二磁石５１がヨーク２１の補強部材として機能し、この結果ヨーク２１の剛性が高まり、共振低減する。
【００２５】
ここで、従来のように、単一の磁極が着磁された第一磁石５０（永久磁石６２）のみがヨーク６１の内周面に周方向に等間隔で配設された場合（図３参照）、回転軸１０の回転速度が徐々に低下した後、停止するまでの間に、ヨーク６１はセットボルト６０を起点に縦横（図３における上下、左右方向）に楕円変形する。しかしながら、この実施形態によれば、第二磁石５１にヨーク２１の剛性が高まるため、楕円変形が抑制される。とりわけ、図２に示すように、第二磁石５１，５１を配置した場合にあっては、縦方向（図２における上下方向）の楕円変形が抑制される。
【００２６】
したがって、上述の実施形態によれば、ヨーク２１の内周面に配設される永久磁石２４を単一の磁極が着磁された第一磁石５０と、第一磁石５０の周方向の長さＥ１よりも周方向の長さが大きく、且つ２極が着磁された第二磁石５１とで構成しているため、第二磁石５１をヨーク２１の補強部材として機能させることができる。よって、ヨーク２１の剛性を高めることができ、共振を低減することが可能になる。
【００２７】
また、永久磁石２４を単一の磁極が着磁された第一磁石５０と、２極が着磁された第二磁石５１とで構成することによって、単一の磁極が着磁された磁石を磁極の数分だけ用意する必要がなくなり、ヨーク２１に固定する永久磁石の数を低減することができる。このため、永久磁石のコストを低廉することができるだけでなく、組付け工数も低減することが可能になる。
【００２８】
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。
また、上述の実施形態では、スタータモータ１は磁極が６極である場合について説明したが、これに限られるものではなく、磁極が複数であればよい。
【００２９】
さらに、上述の実施形態では、第二磁石５１が２極に着磁されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、スタータモータ１の磁極の数に応じて３極以上の複数極に着磁されていてもよい。具体的には、例えば、スタータモータ１の総磁極数が８極である場合、永久磁石２４は、単一の磁極が着磁された第一磁石５０を２個、３極に着磁された第二磁石５１を２個で構成されていてもよい。この場合、第二磁石５１の周方向の長さＥ２は、第一磁石５０の周方向の長さＥ１、着磁されている磁極の数（３極）、及び空隙Ｋの大きさに応じて設定されると共に、第二磁石５１の隣り合う磁極は互いに異なるように着磁されていることはいうまでもない。
【００３０】
そして、上述の実施形態では、第二磁石５１をヨーク２１の補強部材として機能させ、ヨーク２１の剛性を高める場合について説明したが、これに加えてヨーク２１の肉厚を厚くしてヨーク２１の剛性をさらに高めてもよい。
また、上述の実施形態では、第一磁石５０、及び第二磁石５１が瓦状に形成されたものである場合について説明したが、これに限られるものではなく、第一磁石５０、及び第二磁石５１は、２枚の磁石を重ね合わせて一体化した積層構造の磁石であってもよい。
【００３１】
さらに、上述の実施形態では、第一磁石５０、及び第二磁石５１が瓦状に形成されたものである場合について説明したが、これに加え、第一磁石５０、及び第二磁石５１自体の形状をスキューさせてもよいし、着磁方向をスキューさせてもよい。
そして、上述の実施形態では、アーマチュアコア１１は、放射状に形成された複数のティース部１１Ａを有している場合について説明したが、このティース部１１Ａをスキューさせてもよい。
また、上述の実施形態では、ステータ２のヨーク２１が円筒状である場合について説明したが、ヨーク２１は筒部２１Ａを有する形状であればよく、例えば、有底筒状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態における二輪車用スタータモータの構成を示す一部断面側面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるステータの平面図である。
【図３】従来のステータの平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  二輪車用スタータモータ
２，６３  ステータ
３  アーマチュア
２１，６１  ヨーク
２１Ａ  筒部
２４，６２  永久磁石
５０  第一磁石
５１  第二磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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