(57)【要約】    【課題】  コンパクトにするとともに、振動の発生を防止する。    【解決手段】  アッパブロック１とロアブロック２とからシリンダブロック３を構成し、シリンダブロック３の両側の軸受部２０ａにクランクシャフト５の軸部を回転可能に支持し、シリンダブロック３の中央部の３つの軸受部２０ｂにステータ８を固定し、クランクシャフト５の軸部の外周にロータ９を固定し、ロータ９をクランクシャフト５と一体で回転し、ステータ８の内周面をロータ９の外周面全周に渡って所定の間隔を隔てて対向させ、ステータ８の外周面とロータ９の内周面とに接触する回転体を設ける。【選択図】        図１
2005176559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフトの外周に固定されて、上記クランクシャフトと一体で回転するロータと、
上記ロータの外周面全周に渡って所定の間隔を隔てて対向する内周面を備え、上記エンジンのシリンダブロックに固定されたステータと、
上記ステータの内周面と上記ロータの外周面とに接触するとともに、上記ロータの回転に伴って回転可能な回転体と
を備えたことを特徴とする車両用電動機。
【請求項２】
上記ロータの内部外周に沿って永久磁石を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用電動機。
【請求項３】
上記回転体は磁性体で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用電動機。
【請求項４】
上記ロータの外周に、上記回転体の少なくとも一部を収容することよって、上記回転体の上記ロータの外周に沿う方向への移動を規制するとともに、上記回転体を上記ロータの回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の車両用電動機。
【請求項５】
上記凹部が上記永久磁石に対応して設けられたことを特徴とする請求項４に記載の車両用電動機。
【請求項６】
上記ステータの内周に、上記回転体の少なくとも一部を収容することよって、上記回転体の上記ロータの外周に沿う方向への移動を規制するとともに、上記回転体を上記ロータの回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の車両用電動機。
【請求項７】
少なくとも上記ロータの外周部が磁性体部と非磁性体部とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用電動機。
【請求項８】
上記回転体は磁性体で構成されていることを特徴とする請求項７に記載の車両用電動機。
【請求項９】
上記ロータの外周に、上記回転体の少なくとも一部を収容することよって、上記回転体の上記ロータの外周に沿う方向への移動を規制するとともに、上記回転体を上記ロータの回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部を設けたことを特徴とする請求項８に記載の車両用電動機。
【請求項１０】
上記凹部が上記ロータの外周部の上記磁性体部に対応して設けられてことを特徴とする請求項９に記載の車両用電動機。
【請求項１１】
上記ステータの内周に、上記回転体の少なくとも一部を収容することよって、上記回転体の上記ロータの外周に沿う方向への移動を規制するとともに、上記回転体を上記ロータの回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部を設けたことを特徴とする請求項８に記載の車両用電動機。
【請求項１２】
少なくとも上記ロータの外周部が磁性体部と空隙部とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用電動機。
【請求項１３】
上記回転体は磁性体で構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の車両用電動機。
【請求項１４】
上記ロータの外周部の上記磁性体部に、上記回転体の少なくとも一部を収容することよって、上記回転体の上記ロータの外周に沿う方向への移動を規制するとともに、上記回転体を上記ロータの回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部を設けたことを特徴とする請求項１３に記載の車両用電動機。
【請求項１５】
上記シリンダブロックは上側のアッパブロックと下側のロアブロックとから構成され、
上記ロータが円周方向に２分割された半円環形状の２つの分割ロータで構成され、上記分割ロータで上記クランクシャフトの回転軸方向に直交する方向から上記クランクシャフトを挟んで、上記ロータが上記クランクシャフトに固定され、
上記ステータは円周方向に２分割された半円環形状の２つの分割ステータで構成され、上記分割ステータの一方が上記アッパブロックに固定され、上記分割ステータの他方が上記ロアブロックに固定された
ことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の車両用電動機。
【請求項１６】
上記２つの分割ロータの外周面にバンドを設けたことを特徴とする請求項１５に記載の車両用電動機。
【請求項１７】
上記２つの分割ロータをボルトにより連結したことを特徴とする請求項１５に記載の車両用電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン内に設けられた車両用電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用電動機においては、特許文献１、２に示されるように、エンジンのクランクシャフトに円板を固定し、クランクシャフトを回転可能に支持するベアリングキャップのクランクシャフト回転軸方向両側面にコイルを有するステータを設け、コイルに対応して円板に永久磁石を設けている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６１３２５号公報
【特許文献２】特開２００３−５４２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような車両用電動機においては、ステータがベアリングキャップのクランクシャフト回転軸方向両側面に設けられているから、車両用電動機のクランクシャフト回転軸方向の寸法が大きく、エンジンの大型化を招く原因となる可能性がある。また、ロータはクランクシャフトに固定された円板とステータのコイルに対応して円板に設けられた永久磁石とから構成されており、ステータはロータ外周半分程度でしか設定できないから、ロータ全周に対して均一なトルクを発生することができず、振動が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、コンパクトで振動が発生しない車両用電動機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】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明においては、エンジンのクランクシャフトの外周にロータを固定し、上記エンジンのシリンダブロックに上記ロータの外周面全周に渡って対向する内周面を備えたステータを固定し、上記ステータの外周面と上記ロータの内周面とに接触する回転体を設ける。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車両用電動機においては、車両用電動機のクランクシャフト回転軸方向の寸法が大きくなることがないから、コンパクトであり、またステータの内周面がロータの外周面全周に渡って対向するから、振動が発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は本発明に係る車両用電動機を有するエンジンの一部を示す概略断面図、図２は図１の拡大Ａ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は図１〜図３に示した車両用電動機を示す概略正断面図、図５は図４に示した車両用電動機の一部を示す概略拡大平面図である。図に示すように、上側のアッパブロック１と下側のロアブロック２とからシリンダブロック３が構成されており、アッパブロック１とロアブロック２との位置決めを行なうピン１３が設けられている。また、アッパブロック１にシリンダ４が設けられ、シリンダブロック３の両側の軸受部２０ａにクランクシャフト５の軸部が回転可能に支持され、シリンダ４内にピストン６が設けられ、ピストン６に連結されたコンロッド７の先端がクランクシャフト５のクランクピンに回動可能に取り付けられている。また、シリンダブロック３の中央部の３つの軸受部２０ｂにステータ８が固定され、クランクシャフト５の軸部の外周にロータ９が固定され、ロータ９はクランクシャフト５と一体で回転する。そして、ステータ８の内周面はロータ９の外周面全周に渡って所定の間隔を隔てて対向している。すなわち、ステータ８は円周方向に２分割された半円環形状の２つの分割ステータ８ａ、８ｂで構成され、分割ステータ８ａ、８ｂに取付ブラケット１１ａ、１１ｂが固定され、取付ブラケット１１ａ、１１ｂがボルト１２によりアッパブロック１、ロアブロック２に固定されている。つまり、分割ステータ８ａがアッパブロック１に固定され、分割ステータ８ｂがロアブロック２に固定されている。また、ロータ９が円周方向に２分割された半円環形状の２つの分割ロータ９ａ、９ｂで構成され、分割ロータ９ａ、９ｂでクランクシャフト５の回転軸方向に直交する方向からクランクシャフト５の軸部を挟んで、かつロータ９の外周面にステンレス鋼、アルミニウム等の非磁性体からなるバンド１６が設けられ、ロータ９がクランクシャフト５の軸部に固定されており、クランクシャフト５の軸部、ロータ９に溝が設けられ、それらの溝内にキー１４が挿入され、また分割ロータ９ａ、９ｂの位置決めを行なうピン１５が設けられている。また、ロータ９の内部外周に沿って複数の永久磁石１７が設けられ、またロータ９の外周部に複数の凹部１８が設けられ、凹部１８は永久磁石１７に対応して設けられ、凹部１８の断面形状の円弧の中心角は１８０度を越えており、各凹部１８に磁性体からなる回転体１９が収容されている。すなわち、ロータ９の外周に、回転体１９の少なくとも一部を収容することよって、回転体１９のロータ９の外周に沿う方向への移動を規制するとともに、回転体１９をロータ９の回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部１８が設けられ、回転体１９はステータ８の外周面とロータ９の内周面とに接触するとともに、回転体１９はロータ９の回転に伴って回転可能である。
【０００９】
つぎに、図１〜図５に示した車両用電動機を有するエンジンの組立て方法について説明する。まず、分割ロータ９ａ、９ｂでクランクシャフト５の回転軸方向に直交する方向からクランクシャフト５の軸部を挟んで、ロータ９の外周面にバンド１６を設けることにより、ロータ９をクランクシャフト５の軸部に固定する。この場合、クランクシャフト５の軸部、ロータ９の溝内にキー１４を挿入し、また分割ロータ９ａ、９ｂとの間にピン１５を設ける。つぎに、凹部１８に回転体１９を収容する。つぎに、取付ブラケット１１ａ、１１ｂをボルト１２によりアッパブロック１、ロアブロック２に固定することにより、分割ステータ８ａ、８ｂをアッパブロック１、ロアブロック２に固定する。つぎに、コンロッド７の先端をクランクシャフト５のクランクピンに回動可能に取り付ける。つぎに、アッパブロック１にロアブロック２を取り付ける。この場合、シリンダブロック３の両側の軸受部２０ａにクランクシャフト５の軸部を回転可能に支持し、またアッパブロック１とロアブロック２との間にピン１３を設ける。
【００１０】
この車両用電動機においては、ステータ８の巻線（図示せず）に通電すると、ロータ９、クランクシャフト５が回転する。また、回転体１９はステータ８の外周面とロータ９の内周面とに接触するとともに、回転体１９はロータ９の回転に伴って回転可能であるから、ロータ９はステータ８に対して回転可能であるので、車両用電動機は軸受部２０ｂにクランクシャフト５を回転可能に支持することができる。
【００１１】
このような車両用電動機においては、車両用電動機のクランクシャフト５の回転軸方向の寸法が大きくなることがないから、コンパクトである。また、ステータ８の内周面がロータ９の外周面全周に渡って対向するから、滑らかなトルクを発生することができるので、振動が発生しない。また、回転体１９は磁性体からなるから、鎖交磁束数が多くなるので、発生トルクが大きくなるから、スペースの小さい軸受部２０ｂに設けたとしても、十分なトルクを発生することができる。また、ステータ８が分割ステータ８ａ、８ｂで構成され、ロータ９が分割ロータ９ａ、９ｂで構成されているから、エンジンの組立工順を最大限流用可能であり、製造コストを安価にすることができる。また、バンド１６が非磁性体からなるから、交番磁界による誘導加熱を防止することができる。また、凹部１８の断面形状の円弧の中心角が１８０度を越えているから、凹部１８に回転体１９を収容したときには、回転体１９がロータ９からロータ９の半径方向に抜けることがないので、組立て時に回転体１９がロータ９から外れることがないため、組立てを容易に行なうことができる。
【００１２】
（第２の実施の形態）
図６は本発明に係る他の車両用電動機の一部を示す概略正断面図、図７は図６に示した車両用電動機の一部を示す概略平面図である。図に示すように、分割ロータ９ａに複数の切欠き部２１が設けられ、分割ロータ９ａの各切欠き部２１の底部にボルト用穴２２が設けられ、ボルト用穴２２は分割ロータ９ａの分割ロータ９ｂとの接合面に達しており、ボルト用穴２２の中心線は分割ロータ９ａの分割ロータ９ｂとの接合面と直角である、また、分割ロータ９ｂの分割ロータ９ｂとの接合面に複数の雌ネジ２３が設けられ、雌ネジ２３の中心線とボルト用穴２２の中心線とは一致している。また、ステンレス鋼等の非磁性体からなるボルト２４が各ボルト用穴２２を貫通しかつ各雌ネジ２３と螺合しており、分割ロータ９ａと分割ロータ９ｂとはボルト２４により連結されている。
【００１３】
このような車両用電動機においては、回転体１９をクランクシャフト５の回転軸方向に分割する必要がないから、鎖交磁束数をさらに多くすることができるので、発生トルクをさらに大きくすることができる。また、ボルト２４が非磁性体からなるから、交番磁界による誘導加熱を防止することができる。
【００１４】
（第３の実施の形態）
図８は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、複数の回転体１９がステータ８の内周面とロータ９の外周面との間に設けられている。すなわち、ステータ８の内周面とロータ９の外周面とには凹部が設けられていない。
【００１５】
なお、この車両用電動機を有するエンジンを組み立てるときには、ロータ９の外周部に回転体１９を位置させたのち、板厚の極薄い円環状の回転体外れ止め治具を用いてロータ９の外周部に回転体１９を保持し、アッパブロック１にロアブロック２を取り付けるときに、回転体外れ止め治具を取り外す。
【００１６】
このような車両用電動機においては、永久磁石１７をロータ９のより外側に配置することができ、またロータ９の円周方向に永久磁石１７を最大限配置することができるから、出力トルクを大きくすることができる。
【００１７】
（第４の実施の形態）
図９は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、ステータ８の内周部に複数の凹部３１が設けられ、凹部３１の断面形状の円弧の中心角は１８０度を越えており、凹部３１に回転体１９が収容されている。すなわち、ステータ８の内周に、回転体１９の少なくとも一部を収容することよって、回転体１９のロータ９の外周に沿う方向への移動を規制するとともに、回転体１９をロータ９の回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部３１が設けられ、回転体１９はステータ８の外周面とロータ９の内周面とに接触するとともに、回転体１９はロータ９の回転に伴って回転可能である。
【００１８】
このような車両用電動機においては、凹部３１の断面形状の円弧の中心角が１８０度を越えているから、凹部３１に回転体１９を収容したときには、回転体３１がステータ８からステータ８の半径方向に抜けることがないので、組立て時に回転体１９がステータ８から外れることがないため、組立てを容易に行なうことができる。また、永久磁石１７をロータ９のより外側に配置することができ、またロータ９の円周方向に永久磁石１７を最大限配置することができるから、出力トルクを大きくすることができる。
【００１９】
（第５の実施の形態）
図１０は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、ロータ９に凹部１８が設けられ、凹部１８内に回転体１９が収容されている。また、磁性体からなるロータ９の外周部の凹部１８の間に非磁性体からなる複数の埋込み材４１が設けられている。すなわち、少なくともロータ９の外周部が磁性体部と非磁性体部とで構成され、凹部１８がロータ９の外周部の磁性体部に対応して設けられ、回転体１９がロータ９の外周部の磁性体部に対応して設けられている。
【００２０】
この車両用電動機においては、ロータ９が突極性を有するから、シンクロナスリラクタンスモータとして機能する。
【００２１】
このような車両用電動機においては、永久磁石を備えていないから、エンジンの内部で発生する鉄粉等がロータ９に付着するのを防止することができ、またエンジンの内部が高温となっても性能が低下することがない。
【００２２】
（第６の実施の形態）
図１１は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、ステータ８に凹部３１が設けられ、凹部３１内に回転体１９が収容されている。また、磁性体からなるロータ９の外周部に非磁性体からなる複数の埋込み材４１が設けられており、少なくともロータ９の外周部が磁性体部と非磁性体部とで構成されている。
【００２３】
この車両用電動機においては、ロータ９が突極性を有するから、シンクロナスリラクタンスモータとして機能する。
【００２４】
このような車両用電動機においては、永久磁石を備えていないから、エンジンの内部で発生する鉄粉等がロータ９に付着するのを防止することができ、またエンジンの内部が高温となっても性能が低下することがない。また、ロータ９の円周方向に埋込み材４１を最大限配置することができる。
【００２５】
（第７の実施の形態）
図１２は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、ロータ９に凹部１８が設けられ、凹部１８内に回転体１９が収容されている。また、磁性体からなるロータ９の外周部の凹部１８の間に複数の空隙５１が設けられており、少なくともロータ９の外周部が磁性体部と空隙部とで構成されている。
【００２６】
この車両用電動機においては、ロータ９が突極性を有するから、シンクロナスリラクタンスモータとして機能する。
【００２７】
このような車両用電動機においては、永久磁石を備えていないから、エンジンの内部で発生する鉄粉等がロータ９に付着するのを防止することができ、またエンジンの内部が高温となっても性能が低下することがない。また、埋込み材を設ける必要がないから、製造コストが安価である。
【００２８】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、以上の実施の形態のいずれかを組み合わせてもよい。
【００２９】
また、上述実施の形態においては、車両用電動機について説明したが、車両用発電機にも本発明を適用することができる。すなわち、車両用回転電機に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る車両用電動機を有するエンジンの一部を示す概略断面図である。
【図２】図１の拡大Ａ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１〜図３に示した車両用電動機を示す概略正断面図である。
【図５】図４に示した車両用電動機の一部を示す概略拡大平面図である。
【図６】本発明に係る他の車両用電動機の一部を示す概略正断面図である。
【図７】図６に示した車両用電動機の一部を示す概略平面図である。
【図８】本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。
【図９】本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。
【図１０】本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。
【図１１】本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。
【図１２】本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…アッパブロック        ２…ロアブロック
３…シリンダブロック      ５…クランクシャフト
８…ステータ            ８ａ…分割ステータ
８ｂ…分割ステータ          ９…ロータ
９ａ…分割ロータ          ９ｂ…分割ロータ
１０…車両用電動機        １６…バンド
１７…永久磁石            １８…凹部
１９…回転体              ２４…ボルト
３１…凹部                ４１…埋込み体
５１…空隙
【図１】
2005176559.tif 000003
【図２】
2005176559.tif 000004
【図３】
2005176559.tif 000005
【図４】
2005176559.tif 000006
【図５】
2005176559.tif 000007
【図６】
2005176559.tif 000008
【図７】
2005176559.tif 000009
【図８】
2005176559.tif 000010
【図９】
2005176559.tif 000011
【図１０】
2005176559.tif 000012
【図１１】
2005176559.tif 000013
【図１２】
2005176559.tif 000014