(57)【要約】【課題】材料硬度が高いものであっても、加工時間を短縮し、且つ高精度にリラクタを形成することができる回転子製造方法、及び磁石発電機を提供する。【解決手段】フライホイール３０の外周面に全周に渡って凸条を形成する凸条形成工程と、凸条に周方向に等間隔で並ぶ複数の被切削部を設定し、これら複数の被切削部をホブ３７で切削することでフライホイール３０の外周面に複数の凸部３９を形成する凸部形成工程と、これら複数の凸部３９をフライホイール３０の回転角度、及び回転速度を検出するためのリラクタとして設定するリラクタ形成工程とを有した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライホイールの外周面に全周に渡って凸条を形成する凸条形成工程と、
前記凸条に周方向に等間隔で並ぶ複数の被切削部を設定し、該複数の被切削部をホブで切削することで前記フライホイールの外周面に複数の凸部を形成する凸部形成工程と、
これら複数の凸部をフライホイールの回転角度、及び回転速度を検出するためのリラクタとして設定するリラクタ形成工程とを有することを特徴とする回転子製造方法。
【請求項２】
前記リラクタ形成工程は、前記複数の凸部のうちの少なくとも１つの凸部を切除し、残りの凸部をフライホイールの回転角度、及び回転速度を検出するためのリラクタとして設定することを特徴とする請求項１に記載の回転子製造方法。
【請求項３】
前記凸部形成工程では、前記ホブの軸線と前記フライホイールの軸線とが互いに交差する方向に向けて両者をセットし、各々軸線回りに所定の回転運動を付与しつつ、前記ホブを前記フライホイールの軸線方向に沿って移動させながら前記被切削部を切削することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転子製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の回転子製造方法を用いて製造されたフライホイールの内周面に永久磁石を取付けた回転子と、
前記回転子の内側に設けられ電機子コイルが巻装された固定子とを備えたことを特徴とする磁石発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転子製造方法、及びこれを用いた磁石発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動二輪車等のエンジンのクランクシャフトに磁石発電機の回転部を直結したものが知られている。この種の磁石発電機は、クランクシャフトに固定された固定子と、エンジンのケース等に固定された固定子とを備えている。回転子は、有底筒状に形成されたフライホイールを有し、このフライホイールの内周面に永久磁石が設けられている。一方、固定子には、複数の電機子コイルが巻装されたティースが永久磁石に対応するように設けられている。そして、固定子が回転することによりティースに流れる磁束が変化し、これが起電力となって電機子コイルに電流が流れるようになっている。
【０００３】
ところで、エンジンの点火時期等を検出するために回転子のフライホイールの外周面にリラクタ（凸部）を設け、これを利用してパルス発生器でパルス信号（正電圧パルスと負電圧パルス）を発生させる場合がある。つまり、リラクタがパルス発生器のピックアップを横切ることでパルス発生器からパルス信号を発生させ、これを制御部（ＣＤＩユニット等）が受信することによってエンジンの回転速度やクランクシャフトの回転角度を検出できるようになっている。
【０００４】
ここで、リラクタはフライホイールと一体成形されている場合が多く、その製造方法としては、さまざまな方法が提案されている。
例えば、フライホイールのリラクタ形成部位を一対の金型で径方向内側と径方向外側とからプレスし、これによってリラクタをフライホイールの外周面に打ち出す製造方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、フライホイールの外周面に全周に渡って凸条を形成し、この凸条の任意の箇所を切削工具を用いてマシニング加工やフライス加工を行うことによってリラクタを形成する製造方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公平７−５０９７８号公報
【特許文献２】特開２００６−２３８６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１にあっては、熱間鋳造にて成形されたフライホイールの場合には、材料硬度が高いため、プレスによる打ち出し成形を行い難いという課題がある。
また、特許文献２にあっては、マシニング加工やフライス加工を行ってリラクタ、すなわち、凸部を形成するためには、粗加工、及び仕上げ加工の２工程に分けて加工を行う必要があり、加工時間がかかるという課題がある。さらに、マシニング加工やフライス加工での削り加工のため、リラクタの角度の精度がばらつき、エンジンの回転速度やクランクシャフトの回転角度を高精度に検出できないおそれがあるという課題がある。
【０００６】
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、材料硬度が高いものであっても、加工時間を短縮し、且つ高精度にリラクタを形成することができる回転子製造方法、及び磁石発電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、フライホイールの外周面に全周に渡って凸条を形成する凸条形成工程と、前記凸条に周方向に等間隔で並ぶ複数の被切削部を設定し、該複数の被切削部をホブで切削することで前記フライホイールの外周面に複数の凸部を形成する凸部形成工程と、これら複数の凸部をフライホイールの回転角度、及び回転速度を検出するためのリラクタとして設定するリラクタ形成工程とを有す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、前記リラクタ形成工程は、前記複数の凸部のうちの少なくとも１つの凸部を切除し、残りの凸部をフライホイールの回転角度、及び回転速度を検出するためのリラクタとして設定してもよい。
また、請求項３に記載した発明のように、前記凸部形成工程では、前記ホブの軸線と前記フライホイールの軸線とが互いに交差する方向に向けて両者をセットし、各々軸線回りに所定の回転運動を付与しつつ、前記ホブを前記フライホイールの軸線方向に沿って移動させながら前記被切削部を切削してもよい。
このような製造方法とすることで、凸部を形成するにあたって、粗加工を省略し、且つホブを使用してギアの歯を切るようにフライホイールに削り加工を施すことができる。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載の回転子製造方法を用いて製造されたフライホイールの内周面に永久磁石を取付けた回転子と、前記回転子の内側に設けられ電機子コイルが巻装された固定子とを備えたことを特徴とする磁石発電機とした。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１、請求項２、及び請求項３に記載の発明によれば、凸部を形成するにあたって、粗加工を省略し、且つホブを使用してギアの歯を切るようにフライホイールに削り加工を施すことができる。このため、加工時間を短縮することができると共に、リラクタ（凸部）の形状、角度をホブの形状で決定することができるので、高精度にリラクタを形成することが可能になる。
【００１０】
請求項４に記載した発明によれば、加工時間を短縮することで加工コストを低減することができると共に、リラクタを高精度に加工することでエンジンの回転速度やクランクシャフトの回転角度を高精度に検出することができる磁石式発電機を提供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、磁石発電機１は、例えば自動二輪車に用いられるアウターロータ型の発電機であって、エンジンのクランクシャフト２の先端に固定された回転子３と、エンジンのケース（不図示）に固定される固定子４とを備えている。
【００１２】
回転子３は、有底筒状のフライホイール３０を有している。このフライホイール３０のエンド部（底壁）３１には、径方向略中央にボス部５が設けられている。ボス部５は、エンド部３１から内側（図２における上側）に向かって突出するように形成されている。このボス部５の中央には貫通孔６が形成され、ここにクランクシャフト２が挿入、固定されるようになっている。
フライホイール３０の周壁３２には、内周面側に複数の永久磁石８が周方向に磁極が交互となるように設けられている。一方、外周面側には、エンジンの点火時期等を検出するための複数のリラクタ（凸部）９が周方向に等間隔で一体形成されている。
【００１３】
ここで、磁石発電機１が取付けられているエンジンにおいては、その点火時期等を制御するために、エンジンの回転速度情報やクランクシャフト２の回転角度情報が必要となる。このため、この実施形態においては、クランクシャフト２の回転に伴ってパルス信号を発生するパルス発生器（不図示）が用いられている。このパルス発生器は、フライホイール３０の外周面側、つまり、リラクタ９に対向するように配設される。そして、リラクタのエッジ部（角部）がパルス発生器のピックアップ（不図示）を横切ることでパルス発生器からパルス信号（正電圧パルスと負電圧パルス）を発生させ、これを不図示の制御部（ＣＤＩユニット等）が受信することによってエンジンの回転速度情報やクランクシャフト２の回転角度情報を得ることができるようになっている。
【００１４】
固定子４は、円環状の固定子鉄心１７を有している。固定子鉄心１７は、磁性材料の板材を軸線方向に積層して形成したものであって、中央にボス部５が挿通可能なボス孔１５が形成されている。また、固定子鉄心１７には、固定子４をエンジンのケースに締結固定するためのネジ孔２０が三箇所周方向に等間隔に形成されている。さらに、固定子鉄心１７には、放射状に径方向外側に向かって延出する複数のティース１６が周方向に等間隔に設けられている。これらティース１６には、それぞれインシュレータ２４が装着され、このインシュレータ２４を介して電機子コイル１８が巻装されている。
【００１５】
電機子コイル１８は、所定の本数のコイル２５がそれぞれティース１６に巻回されて成るもので、その端末部は、３本の発電出力用リード線１９から成るハーネス２６の引き出し位置付近Ｃまで導き出されている。これら電機子コイル１８の各端末部と発電出力用リード線１９の各端末部は、各々重ね合わせた状態で半田付けしたり、圧着スリーブを用いて加締めたりして接合してある。この接合部分には、固定子鉄心１７に固定された絶縁キャップ２２が装着されている。
【００１６】
このように構成された磁石発電機１においては、クランクシャフト２と共に回転子３が回転すると、永久磁石８が固定子４の周りを回転するので、電機子コイル１８に誘導起電力が発生する。そして、この電機子コイルに流れる電流は、発電出力用リード線１９を介して不図示のバッテリや、付属電機機器に供給されるようになっている。
【００１７】
次に、図３〜図１０に基づいて、フライホイール３０のリラクタ９の形成方法について説明する。
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、まず、熱間鋳造によりエンド部３１、ボス部５、及び周壁３２が一体成形された有底筒状のフライホイール３０を形成する。次に、周壁３２の外周面を旋盤等を用いて切削する。これにより、周壁３２の外周面には、全周に渡って凸条３４が形成される（凸条形成工程）。
【００１８】
次に、図４に示すように、ホブ盤３５のホブ軸３６にホブ３７を取付けると共に、ホブ盤３５のワーク軸３８に凸条３１が形成されたフライホイール３０（図３参照）を取付ける。尚、ホブ軸３６（ホブ３７）とワーク軸３８は、それぞれ軸線３６ａと軸線３８ａとが互いに略直交する方向に向くように設けられている。また、フライホイール３０は、エンド部３１が上側に向くように、且つ軸線３０ａがワーク軸３８の軸線３８ａに沿うように取付けてある。
【００１９】
そして、図５〜図７に示すように、ホブ３７を軸線３６ａ回りに所定の速度で回転させると共に、フライホイール３０を軸線３８ａ回りに所定の速度で回転させる（図５参照）。また、これと同時にホブ３７を上側から下側（フライホイール３０のエンド部３１から開口部３３側）に向かってワーク軸３８の軸線３８ａに沿うように移動させる（図６参照、矢印Ｆ）。すると、凸条３４が周方向に間隔をあけながら切削されて凸条３４に複数の凹部４０を形成する。そして、これら凹部４０の両側には、複数の凸部３９が周方向に等間隔で形成される（図７参照、凸部形成工程）。
【００２０】
ここで、凸条３４には、予め凹部４０を形成する箇所を被切削部として設定しておき、これに基づいてホブ３７やフライホイール３０を回転、移動させるようにする。
また、凹部４０の軸方向平面視形状は、ホブ３７がワーク軸３８の軸線３８ａに沿うように上側から下側に移動しながら凸条３４を切削するため、ホブ３７の切り刃４１の断面形状と略一致した形状にはならない。つまり、凹部４０の軸方向平面視形状は、ホブ３７の切り刃４１の断面形状よりも周方向にやや長い形状となる。さらに、凹部４０の底面４０ａもホブ３７の切り刃４１の外周形状に対応して円弧状に形成されることはなく、フライホイール３０の周壁３２に沿うように平坦に形成される。
【００２１】
次に、図８〜図１０に示すように、ホブ盤３５からフライホイール３０を取り外し、例えば、マシニング（不図示）にフライホイール３０をセットする。そして、フライホイール３０の周壁３２に形成された凸部３９のうち、複数の不要な凸部３９をエンドミル等の切削工具を用いて切削し、残りの凸部をリラクタ９として設定する（リラクタ形成工程）。
【００２２】
このとき、切削された切削凸部３９ａの高さＨ１（図１０参照）は、リラクタ９によってエンジンの回転速度やクランクシャフト２の回転角度を検出することを妨げない高さに設定されている。尚、図１０に示すように、ホブ３７によって切削された後の凸条３４の高さＨ２もリラクタ９によるエンジンの回転速度やクランクシャフト２の回転角度検出を妨げない高さに設定されていることはいうまでもない。
このようにして、不要な凸部３９を切削した後、フライホイール３０をマシニングから取り外し、リラクタ９の形成が完了する。
【００２３】
したがって、上述の実施形態によれば、従来のようにマシニング加工やフライス加工を行うことなく、ホブ３７を用いてフライホイール３０の周壁３２に凸部３９を形成することができる。このため、凸部３９を形成するにあたって、粗加工、及び仕上げ加工の２工程に分けて加工を行う必要がなく、１工程で凸部３９を形成することができる。このため、粗加工を省略し、加工時間を短縮することが可能になる。
これに加え、ホブ３７を使用してギアの歯を切るようにフライホイール３０に削り加工を施すことができるため、リラクタ９（凸部３９）の形状、角度をホブ３７の切り刃４１の形状で決定することができる。このため、高精度にリラクタ９を形成することが可能になる。
【００２４】
また、加工時間を短縮することで加工コストを低減することができると共に、リラクタ９を高精度に加工できるので、エンジンの回転速度やクランクシャフト２の回転角度を高精度に検出することができ、安価な磁石発電機１を提供することが可能になる。
【００２５】
尚、本発明は上述した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、上述した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、熱間鋳造によりエンド部３１、ボス部５、及び周壁３２が一体成形された有底筒状のフライホイール３０を形成した場合について説明したが、これに限られるものではなく、金属製の板材を絞り加工することにより、有底筒状のフライホイールを形成してもよい。
【００２６】
さらに、上述の実施形態では、フライホイール３０の周壁３２に形成された凸部３９のうち、複数の不要な凸部３９をエンドミル等の切削工具を用いて切削し、残りの凸部をリラクタ９として設定した（リラクタ形成工程）場合について説明したが、これに限られるものではなく、不要な凸部３９として切削するのが１つであってもよい。
そして、フライホイール３０の周壁３２に形成された複数の凸部３９を切削することなく、これら全ての凸部３９をリラクタ９として設定してもよい。この場合、リラクタ形成工程のうちの不要な凸部３９を切除する作業を省くことができる。
【００２７】
また、上述の実施形態では、旋盤等を用いてフライホイール３０に凸条３４を形成し（凸条形成工程）、ホブ盤３５を用いてフライホイール３０の凸条３４を切削して凸部３９を形成し（凸部形成工程）、その後、マシニング等を用いてフライホイール３０の不用な凸部３９切削して残りの凸部をリラクタ９として設定した（リラクタ形成工程）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、ホブ３７を用いて凸部３９を形成することができればよく、例えば、複合工作機を用いてフライホイール３０を加工（同時加工）し、リラクタ９を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態における磁石発電機の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施形態における凸条が形成されたフライホイールを示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【図４】本発明の実施形態におけるホブ盤の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態におけるホブを使用した加工方法の説明図である。
【図６】本発明の実施形態におけるホブを使用した加工方法の説明図である。
【図７】本発明の実施形態における凸部が形成されたフライホイールを示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態におけるリラクタが形成されたフライホイールを示す平面図である。
【図９】本発明の実施形態におけるフライホイールの縦断面図である。
【図１０】図９のＤ矢視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  磁石発電機
４  固定子
８  永久磁石
９  リラクタ
１８  電機子コイル
３０  フライホイール
３２  周壁
３４  凸条
３６ａ，３８ａ  軸線
３７  ホブ
３９  凸部
４０  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008228414.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008228414.tif 000008
【図７】
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【図８】
2008228414.tif 000010
【図９】
2008228414.tif 000011
【図１０】
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