(57)【要約】【課題】コストの上昇を招くことなく、径が大きい機械部品をフライホイールの底壁部に位置決めして取り付けることができるフライホイール磁石回転子を提供する。【解決手段】フライホイール本体１０１の底壁部に取りつけられたボス部材１０２の一部に周壁部１０２ｃを設けてこの周壁部の外周面を位置決め面１０２c1とし、位置決め面１０２c1に環状の位置決め板５の内周部を嵌合させて、位置決め板５をフライホイール本体１０１と同軸的に位置決めする。位置決め板５の外周側に設けた環状の突出部を部品位置決め部５０１とし、この部品位置決め部の内周に機械部品３の一部を嵌合させて、機械部品３をフライホイール本体１０１と同軸的に位置決めする。【選択図】    図１
2007306680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周壁部と該周壁部の軸線方向の一端側を閉じるように設けられた底壁部とを有するカップ状のフライホイール本体と該フライホイール本体の底壁部の中央に取り付けられたボス部材とを有して前記ボス部材が内燃機関のクランク軸に結合されるフライホイールと、前記フライホイール本体の周壁部の内周に取り付けられた永久磁石とを備え、前記フライホイール本体の底壁部の外面側に他の機械部品がその中心軸線を前記フライホイールの中心軸線に一致させた状態で取り付けられる内燃機関用フライホイール磁石回転子において、  前記フライホイール本体と中心軸線を共有する円筒面上にあって前記フライホイール本体の径方向の外側に向いた位置決め面を有する位置決め板嵌合部が前記ボス部材の一部に形成され、
前記位置決め板嵌合部の位置決め面に内周部が嵌合されて前記フライホイール本体と同軸的に位置決めされた環状の位置決め板が設けられ、
前記機械部品の一部を嵌合させて該機械部品を前記フライホイール本体と同軸的に位置決めする部品位置決め部が前記位置決め板の外周側に設けられていること、
を特徴とする内燃機関用フライホイール磁石回転子。
【請求項２】
前記ボス部材は、その一端にフランジ部を有して、該フランジ部が前記フライホイール本体の底壁部にリベットにより締結され、
前記ボス部材のフランジ部の外周面が前記位置決め板嵌合部の位置決め面となっている請求項１に記載の内燃機関用フライホイール磁石回転子。
【請求項３】
前記ボス部材はその一端にフランジ部を有して、該フランジ部を構成する金属と前記フライホイール本体の底壁部を構成する金属とが塑性流動により一体化されて前記ボス部材のフランジ部が前記フライホイール本体の底壁部に取り付けられ、
前記ボス部材のフランジ部の外端面に前記フライホイール本体と中心軸線を共有する周壁部が突設されて、この周壁部の外周面が前記位置決め板嵌合部の位置決め面となっている請求項１に記載の内燃機関用フライホイール磁石回転子。
【請求項４】
前記位置決め板の外周が前記部品位置決め部となっていて、前記機械部品に設けられた位置決め部が前記位置決め板の外周に嵌合されて前記機械部品が前記フライホイール本体と同軸的に位置決めされる請求項１，２または３に記載の内燃機関用フライホイール磁石回転子。
【請求項５】
前記部品位置決め部は、前記位置決め板の外周部に沿って延びる環状の位置決め用突出部または前記位置決め板の外周部に等角度間隔で並ぶように設けられた少なくとも３つの位置決め用突出部からなり、前記機械部品に設けられた位置決め部が前記位置決め用突出部に内側から嵌合されて前記機械部品が前記フライホイール本体と同軸的に位置決めされる請求項１，２または３に記載の内燃機関用フライホイール磁石回転子。
【請求項６】
前記機械部品は冷却用のファンである請求項１ないし５のいずれか１つに記載内燃機関用フライホイール磁石回転子。
【請求項７】
前記機械部品は前記内燃機関を始動する始動装置と前記クランク軸との間の動力の伝達をオンオフするクラッチである請求項１ないし５のいずれか１つに記載の内燃機関用フライホイール磁石回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランク軸に取り付けられて、該機関のケース側に固定される固定子と共に磁石式交流発電機を構成するフライホイール磁石回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６及び図７に示されたように、内燃機関に取り付けられるフライホイール磁石回転子１は、周壁部１０１ａと該周壁部の軸線方向の一端側を閉じるように設けられた底壁部１０１ｂとを有するカップ状のフライホイール本体１０１と、冷間鍛造により製造されてフライホイール本体１０１の底壁部１０１ｂの中央に取り付けられたボス部材１０２とを有して、ボス部材１０２が内燃機関のクランク軸に結合されるフライホイール１０３と、フライホイール本体１０１の周壁部の内周に取り付けられた永久磁石１０４とを備えている。
【０００３】
図示のボス部材１０２は、軸心部にテーパ孔１０２a1を有する筒部１０２ａ、筒部１０２ａの一端に形成されたフランジ部１０２ｂとを一体に有していて、フランジ部１０２ｂの外周部を構成する金属とフライホイール本体の底壁部１０１ｂの中央部に形成された孔の内周部を構成する金属とが塑性流動（メタルフロー）によって一体化されることより、フランジ部１０２ｂがフライホイール本体１０１の底壁部１０１ｂに接合されている。この種の磁石回転子は例えば特許文献１に示されている。
【０００４】
フライホイール磁石回転子１とともに磁石式交流発電機を構成する固定子２は、フライホイール磁石回転子１の磁極に対向させられる磁極部を有する電機子鉄心２０１と、電機子鉄心２０１に巻回された電機子コイル２０２とを有していて、その電機子鉄心２０１がボルト２０３により図示しない機関のケースやカバー等に固定される。
【０００５】
内燃機関のクランク軸に取り付けられるフライホイール磁石回転子には、内燃機関を始動する始動装置と機関のクランク軸との間の動力の伝達をオンオフするクラッチや、機関を冷却するために用いる冷却ファンなどの機械部品が取り付けられることがしばしばある。例えば、機関を始動する始動装置として、リコイルスタータが用いられる場合には、リコイルスタータのワンウェイクラッチが、フライホイール１０３の底壁部の外面に取り付けられる。
【０００６】
フライホイールの外面に取り付けられる機械部品は、通常フライホイールと同軸的に（中心軸線を共有した状態で）配置される。そのため、従来のフライホイール磁石回転子においては、図６及び図７に示されているように、フライホイールの底壁部の一部を外側に打ち出すことにより、フライホイール本体の底壁部の外面に、該フライホイール本体と中心軸線を共有する円筒面に沿って並ぶ複数の位置決め突起１０５を形成して、これらの位置決め突起１０５，１０５，…にクラッチ等の機械部品３の外周部を嵌合させることにより、機械部品３をフライホイール１０３と同軸的に位置決めしていた。位置決め突起１０５により位置決めされた機械部品３は、フライホイール本体の底壁部１０１ｂを貫通して設けられた取付孔ｈを通して機械部品３のフレームにねじ込まれたボルト４によりフライホイール１０３に固定される。
【０００７】
上記のように、フライホイール本体１０１の底壁部の一部を打ち出すことにより機械部品３を位置決めするための位置決め突起を設けるには、フライホイール本体１０１の底壁部の位置決め突起１０５を設ける部分が平板状でなければならない。位置決めする機械部品の径が大きく、機械部品の位置決め部を、湾曲した状態にあるフライホイール本体の底壁部の外周寄りの部分に設ける必要がある場合には、打ち出しによる位置決め突起を位置決め手段として用いることができない。
【０００８】
そこで、図８に示すように、筒部１０２ａ′の一端に大径のフランジ部１０２ｂ′を有するボス部材１０２′を用いて、このボス部材のフランジ部１０２ｂ′をフライホイール本体の底壁部１０１ｂにリベット１０６により締結し、このボス部材のフランジ部１０２ｂ′の外周部に位置決め部１０２b1′を設けることが提案されている。このようにボス部材のフランジの外周部にクラッチ等の機械部品の位置決め部を設けたフライホイール磁石回転子は、特許文献２に示されている。
【０００９】
図８に示されたように、大径のフランジを有するボス部材１０２′は、冷間鍛造により製造することはできず、熱間鍛造により製造して、その全面の仕上げ加工を行う必要がある。
【特許文献１】特開２００１−４５７１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１３６６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように従来のフライホイール磁石回転子では、フライホイールに取り付ける機械部品の径が大きい場合に、フライホイールに取り付けるボス部材１０２′のフランジ部１０２ｂ′の外径を大きくする必要があったため、ボス部材１０２′を熱間鍛造により製造して、その全面の仕上げ加工をする必要があり、ボス部材の製造コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、冷間鍛造により製造される安価なボス部材を用いて、外径が大きい機械部品をフライホイールの底壁部に位置決めして取り付けることができるようにしたフライホイール磁石回転子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、周壁部と該周壁部の軸線方向の一端側を閉じるように設けられた底壁部とを有するカップ状のフライホイール本体と該フライホイール本体の底壁部の中央に取り付けられたボス部材とを有してボス部材が内燃機関のクランク軸に結合されるフライホイールと、フライホイール本体の周壁部の内周に取り付けられた永久磁石とを備えて、フライホイール本体の底壁部の外面側に他の機械部品がその中心軸線をフライホイールの中心軸線に一致させた状態で取り付けられる内燃機関用フライホイール磁石回転子を対象とする。
【００１３】
本発明においては、フライホイール本体と中心軸線を共有する円筒面上にあってフライホイール本体の径方向の外側に向いた位置決め面を有する位置決め板嵌合部がボス部材の一部に形成され、位置決め板嵌合部の位置決め面に内周部が嵌合されてフライホイール本体と同軸的に位置決めされた環状の位置決め板が設けられる。また機械部品の一部を嵌合させて該機械部品をフライホイール本体と同軸的に位置決めする部品位置決め部が位置決め板の外周側に設けられる。
【００１４】
上記のように、ボス部材の一部に形成された位置決め板嵌合部の位置決め面に内周部が嵌合されてフライホイール本体と同軸的に位置決めされる環状の位置決め板を設けて、この位置決め板の外周側に、機械部品の一部を嵌合させて該機械部品をフライホイール本体と同軸的に位置決めする部品位置決め部を設けると、ボス部材としてはそのフランジ部の径が小さいものを用い、位置決め板として機械部品の外径寸法に応じた寸法を有するものを用いるだけで、いかなる外径寸法を有する機械部品にも対応することができる。従って、ボス部材として、安価な冷間鍛造品を用いることができる。また位置決め板は、環状の板の外周側に機械部品を嵌合させて位置決めする部品位置決め部を設けただけの簡単な構造のものでよいので、位置決め板の加工費は安くて済む。従って、フライホイール磁石回転子のコストを上昇させることなく、フライホイールの底壁部の外面に種々の外径を有する機械部品を取り付けることができるフライホイール磁石回転子を得ることができる。
【００１５】
上記ボス部材として、フランジ部がフライホイール本体の底壁部にリベットにより締結されるものを用いる場合には、ボス部材のフランジ部の外周面を位置決め板嵌合部の位置決め面とすることができる。
【００１６】
ボス部材として、フランジ部が塑性流動によりフライホイール本体の底壁部に一体化されて接合されるものを用いる場合には、ボス部材のフランジ部の外端面にフライホイール本体と中心軸線を共有する周壁部を突設して、この周壁部の外周面を位置決め板嵌合部の位置決め面とすることができる。
【００１７】
位置決め板の部品位置決め部は、取り付ける機械部品側の位置決め部の構成に応じて、適宜に設けることができる。例えば、機械部品の位置決め部が該機械部品の内周部に設けられている場合には、位置決め板の外周を部品位置決め部として、機械部品に設けられた位置決め部を位置決め板の外周に嵌合させることにより、機械部品をフライホイール本体と同軸的に位置決めする構成をとることができる。
【００１８】
また部品位置決め部を、位置決め板の外周部に沿って延びる環状の位置決め用突出部、または位置決め板の外周部に等角度間隔で並ぶように設けられた少なくとも３つの位置決め用突出部により構成して、機械部品に設けられた位置決め部を位置決め用突出部に内側から嵌合させることにより、機械部品をフライホイール本体と同軸的に位置決めするようにしてもよい。
【００１９】
フライホイールの底壁部に取り付けられる機械部品は、内燃機関冷却用のファンや、内燃機関を始動する始動装置とクランク軸との間の動力の伝達をオンオフするクラッチ等である。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、ボス部材の一部に形成された位置決め板嵌合部の位置決め面に内周部が嵌合されてフライホイール本体と同軸的に位置決めされる環状の位置決め板を設けて、この位置決め板の外周側に、機械部品の一部を嵌合させて該機械部品をフライホイール本体と同軸的に位置決めする部品位置決め部を設けたので、ボス部材としてはそのフランジ部の径が小さいものを用い、位置決め板として機械部品の外径寸法に応じた寸法を有するものを用いるだけで、いかなる外径寸法を有する機械部品をも取り付けることができる。従って、ボス部材として、安価な冷間鍛造品を用いて、コストの上昇を招くことなく、フライホイールの底壁部の外面に種々の外径を有する機械部品を取り付けることができるフライホイール磁石回転子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の好ましい実施形態を示したもので、図１は縦断面図、図２は図１の右側面図である。これらの図において、図６及び図７の各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。図１及び図２において１０１は、周壁部１０１ａと該周壁部の軸線方向の一端側を閉じるように設けられた底壁部１０１ｂとを有するカップ状のフライホイール本体、１０２は筒部１０２ａと該筒部の軸線方向の一端側に形成されたフランジ部１０２ｂとを一体に有するボス部材であり、これらは、鉄または鉄合金等の強磁性材料からなっている。フライホイール本体１０１は鋳造または絞り加工により製造され、ボス部材１０２は冷間鍛造により製造される。
【００２２】
ボス部材１０２のフランジ部１０２ｂは、その外周部を構成する金属を、フライホイール本体１０２の底壁部１０１ｂの中央部に形成された孔の内周部を構成する金属と塑性流動（メタルフロー）により一体化させることよって、フライホイール本体１０１の底壁部１０１ｂに接合されている。フライホイール本体１０１の周壁部１０１ａの内周には円弧状またはリング状（図示の例ではリング状）の永久磁石１０４が接着やボルト止め等により固定されている。フライホイール本体１０１とボス部材１０２とによりフライホイール１０３が構成され、このフライホイール１０３と永久磁石１０４とによりフライホイール磁石回転子１が構成されている。フライホイール磁石回転子１は、ボス部材１０２を内燃機関のクランク軸に結合することにより機関に取り付けられる。
【００２３】
本実施形態では、ボス部材１０２のフランジ部１０２ｂの外端面にフライホイール本体１０１と中心軸線を共有する位置決め用周壁部１０２ｃが突設されている。この位置決め用周壁部１０２ｃにより位置決め板嵌合部が構成され、その外周面が位置決め面１０２c1とされている。
【００２４】
本実施形態ではまた、図３（Ａ）に示すような位置決め板５が設けられる。図示の位置決め板５は環状に形成されていて、その内周部５ａが位置決め用周壁部（位置決め板嵌合部）１０２ｃの位置決め面１０２c1に嵌合されてフライホイール本体１０１と同軸的に位置決めされる。位置決め板５と位置決め用周壁部１０２ｃとの嵌合の精度は、機械部品の所定の位置決め精度を確保するために必要な精度とする。
【００２５】
位置決め板５は、機械部品が取りつけられる前の状態で、フライホイールから分離し得るようになっていてもよく、フライホイールから分離できないようにフライホイールに固定されていてもよい。位置決め板５をフライホイール１０３に固定しておく場合には、位置決め板５の内周にボス部材の位置決め用周壁部１０２ｃの外周を圧入するか、または焼き嵌めする。またボス部材の位置決め用周壁部１０２ｃが位置決め板５の板面よりも外側に突出するように位置決め用周壁部１０２ｃの高さを設定しておいて、位置決め用周壁部１０２ｃの外周縁を位置決め板５の内周縁側に押し出して加締めるコーキング加工を施すことにより、位置決め板５をボス部材１０２に固定するようにしてもよい。
【００２６】
位置決め板５の外周寄りの部分には、機関始動装置用のクラッチや機関を冷却するための冷却ファン等の機械部品３の一部を嵌合させて該機械部品をフライホイール本体１０１と同軸的に位置決めする部品位置決め部５０１が設けられている。また位置決め板５の部品位置決め部５０１よりも内周寄りの部分には、機械部品３をフライホイールに締結するボルトを通すためにフライホイール本体１０１の底壁部に設けられた取り付け孔ｈと整合するボルト挿通孔ｈ′が形成されている。
【００２７】
図示の例では、部品位置決め部５０１が、位置決め板５の板面からフライホイールと反対側に突出した環状の突出部からなっていて、機械部品３の外周面３ａが部品位置決め部５０１の内周５０１ａに嵌合されることにより、機械部品３がフライホイール１０１と同軸的に（中心軸線を共有した状態で）位置決めされている。そして、フライホイール本体１０１の底壁部に設けられた取り付け孔ｈと位置決め板５に設けられたボルト挿通孔ｈ′とを貫通させたボルト４を機械部品３にねじ込むことにより、機械部品３をフライホイール１０３に対して固定している。
【００２８】
フライホイール磁石回転子１とともに磁石式交流発電機を構成する固定子２は、フライホイール磁石回転子１の磁極に対向させられる磁極部を有する電機子鉄心２０１と、電機子鉄心２０１に巻回された電機子コイル２０２とからなり、その電機子鉄心２０１がボルト２０３により図示しない機関のケースやカバー等に固定される。
【００２９】
上記の実施形態では、位置決め板５の外周側に設ける部品位置決め部５０１が環状の突出部からなっているが、図３（Ｂ）に示すように、位置決め板５の外周部に等角度間隔で並ぶ少なくとも３つの突出部５０１′，５０１′，…により部品位置決め部を構成してもよい。
【００３０】
上記の実施形態では、位置決め板５の外周側に設けた部品位置決め部５０１の内側に機械部品を当接させることにより該機械部品をフライホイールに対して同軸的に位置決めするようにしたが、図４に示したように、位置決め板５の外周５ｂを部品位置決め部として、機械部品３側の位置決め部３ａ′を位置決め板５の外周５ｂに嵌合させることにより、機械部品３をフライホイールと同軸的に位置決めするようにしてもよい。
【００３１】
上記の実施形態では、ボス部材１０２のフランジ１０２ｂを構成する金属がフライホイール本体１０１の底壁部を構成する金属とを塑性流動により一体化することによって、ボス部材１０２をフライホイール本体１０１に取りつけているが、図５に示すように、ボス部材１０２のフランジ部１０２ｂをフライホイール本体１０１の底壁部１０１ｂにリベット１０６により締結する場合にも、本発明を適用することができる。この場合には、ボス部材１０２のフランジ部１０２ｂを位置決め板嵌合部として用い、その外周面を、位置決め板５を位置決めする位置決め面１０２c1とする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態の構成を示した縦断面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明で用いる位置決め板の異なる例を示した縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態の構成を示した縦断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態の構成を示した縦断面図である。
【図６】従来例を示した縦断面図である。
【図７】図６の右側面図である。
【図８】他の従来例を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  フライホイール磁石回転子
１０１  フライホイール本体
１０１ａ  周壁部
１０１ｂ  底壁部
１０２  ボス部材
１０２ａ  ボス部材の筒部
１０２ｂ  ボス部材のフランジ部
１０２c1  位置決め面
１０３  フライホイール
１０４  永久磁石
３  機械部品
【図１】
2007306680.tif 000003
【図２】
2007306680.tif 000004
【図３】
2007306680.tif 000005
【図４】
2007306680.tif 000006
【図５】
2007306680.tif 000007
【図６】
2007306680.tif 000008
【図７】
2007306680.tif 000009
【図８】
2007306680.tif 000010