(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、前記ヨークの底部を深絞り加工を用いて屈曲させることにより前記ヨークに形成した磁石回転子。
【請求項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って形成されている請求項１に記載の磁石回転子。
【請求項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。
【請求項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、コイルを巻装した固定子とを有する交流発電機。
【請求項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、コイルを巻装した固定子とを有する交流発電機。
【請求項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、コイルを巻装した固定子とを有する交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【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エ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から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ア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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、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かった。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、ボスの一部がヨークの底部から突出するので、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、前記ヨークの底部を深絞り加工を用いて屈曲させることにより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。
また、ヨークの底部を深絞り加工を用いて屈曲させることによりクラッチインロー部を形成することにより、底部の板厚を厚くすることなくクラッチ機構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、前記クラッチインロー部は、前記ヨークの前記底部の外側の全周に亘っ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が、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く、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、コイルを巻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    クラッチインロー部
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、ア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がプレス加工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の外径に略等しく、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とは略面一になっている。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のアウタレース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、環状のアウタレース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、アウタレース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噛み合わされている。【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４０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いる。これらティース４０Ａのそれぞれの外周には、インシュレータ４１が装着された後にコイル４２が巻装されている。コイル４２の巻線は、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かっ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を全周に亘って形成する。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、アウタレース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、アウタレース３１を介してヨーク１１に伝達され、ヨーク１１に固定されているボス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のアウタレース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。これによって、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と共にヨーク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１０を大型化することなく、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から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の軽量化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を全周に亘って形成したので、ワンウェイクラッチ機構３０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を全周に亘っ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ッチインロー部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いので、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かって環状の凸部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、アウタレース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か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、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にアウタレース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を全周に亘って形成し、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１】
0004705639.tif 000002
【図２】
0004705639.tif 000003
【図３】
0004705639.tif 000004
【図４】
0004705639.tif 000005
【図５】
0004705639.tif 000006
【図６】
0004705639.tif 000007