JPH0216363A - エンジンの始動充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、エンジンの始動充電装置に関するものである
。

「従来の技術」 エンジンの始動充電装置は、始動電動機（セルモータ）
と充電発電機（オルタネータ）としての機能を有してお
り、このようなエンジンの始動充電装置としては、例え
ば特公昭６１−５４９４９号公報に示されるものがある
。以下、この公報の始動充電装置を第１図を参照しなが
ら説明する。

第１図において、エンジンのクランクシャフト１には、
フライホイールを兼ねる回転界磁極部材（ロータ）　２
が取り付けられ該クランクシャフト１と一体的に回転す
るようになっている。回転界磁極部材２の内側には該回
転界磁極部材２に近接して、フィールドコア３がエンジ
ン本体側には固定され、該フィールドコア３には、フィ
ールドコイル４が巻回されている。更に、回転界磁極部
材２の外側には該回転界磁極部材２に近接して、ステー
タコア５がエンジン本体側には固定され、該ステータコ
ア５には、ステータコイル６が巻回されている。

そして、フィールドコイル４及びステータコイル６の両
者を励磁して磁束を発生させると、回転界磁極部材２を
高速で回転させることができ、これは、始動時あるいは
加速時に使用される。また、フィールドコイル４のみを
励磁して磁束を発生させ、回転界磁極部材２の回転によ
り、ステータコイル６に電流を生じさせると、回転界磁
極部材２を低速・で回転させることができ、これは、減
速時に使用される。このようにして、フィールドコイル
４及びステータコイル６への通電制御により、回転界磁
極部材２を加速、減速させることができ、それゆえ、ト
ルク変動をなめらかに制御することができる。

上記始動充電装置においては、回転界磁極部材２がフィ
ールドコア３及びステータコア５に対して回転するので
、回転界磁極部材２とフィールドコア３との間、及び、
回転界磁極部材２とステータコア５との間には、間隙す
なわちエアギャップを設ける必要がある。このため、回
転界磁極部材２とフィールドコア３との間には、磁束が
通り得る微小な２つのエアギャップ７．８が形成され、
回転界磁極部材２とフィールドコア３との間では、磁束
通路９が確保されるようになっている。更に、回転界磁
極部材２とステータコア５との間には、磁束が通り得る
微小な１つのエアギャップｌＯが形成され、回転界磁極
部材２とステータコア５との間では、磁束通路が確保さ
れるようになっている。

「発明が解決しようとする課題」 上記のエアギャップ７．８．１０は、強い磁束をつくる
ために、できるだけ小さい方がよい。すなわち、エアギ
ャップ７．８．１０が大きいと、充分な磁束通路が確保
されず、このため、始動充電装置が充分に作動しなかっ
たり、あるいは、作動不能になったりする。なお、第２
図には、エアギャップと始動充電装置の性能との関係が
示されており、エアギャップが大きくなると、始動充電
装置の性能が低下することが理解される。

一方、エアギャップ７．８．１０をあまり小さくすると
、回転界磁極部材２の面振れにより、回転°界磁極部材
２とフィールドコア３との間、あるいは、回転界磁極部
材２とステータコア５との間で、両者が接触してしまう
。すなわち、回転界磁極部材２が取り付けられているク
ランクシャフト１は、エンジン本体のメインベアリング
に軸支されているだけであるので、クランクシャフト１
は、その回転支持剛性の低さのためにエンジン作動時に
振動し易く、そして、クランクシャフト１が振動したと
きには、回転界磁極部材２は、面振れを起こしてしまう
。このようなときには、回転界磁極部材２とフィールド
コア３との間、あるいは、回転界磁極部材２とステータ
コア５との間では、所定のクリアランスが確保されず、
両者が接触し、回転界磁極部材２の回転が妨げられる。

本発明の目的は、回転界磁極部材の面振れを防止してエ
ンジン作動時にエアギャップの変動を防止することがで
き、更に、回転界磁極部材とフィ−ルドコアとのエアギ
ャップをより小さく設定することができ強い磁束をつく
ることができるエンジンの始動充電装置を提供すること
にある。

「課題、を解決するための手段」 本発明は、エンジンのクランクシャフトに取り付けられ
該クランクシャフトと一体的に回転する回転界磁極部材
と、該回転界磁極部材に近接してエンジン本体側に固定
されておりフィールドコイルを有するフィールドコアと
、及び、前記回転界磁極部材に近接してエンジン本体側
に固定されておりステータコイルを有するステータコア
と、を含み、前記回転界磁極部材とフィールドコアとの
間、及び、回転界磁極部材とステータコアとの間には、
磁束が通過し得る微小なエアギャップが形成されている
エンジンの始動充電装置において、前記回転界磁極部材
の先端部及び該先端部に対向するフィールドコアの対向
部分には、互いに対向し且つ前記クランクシャフトに対
して傾斜している一対のテーパ面が形成され、回転界磁
極部材の先端部のテーパ面とフィールドコアの対向部分
のテーパ面との間には、ローラベアリングが配置されて
いることを特徴とする。

「作　用」 本発明においては、回転界磁極部材の先端部及び該先端
部に対向するフィールドコアの対向部分には、互いに対
向し且つクランクシャフトに対して傾斜している一対の
テーパ面が形成され、回転界磁極部材の先端部のテーパ
面とフィールドコアの対向部分のテーパ面との間には、
ローラベアリングが配置されているので、回転界磁極部
材は、フィールドコアに対し、ローラベアリングを介し
て、軸方向及び半径方向で確実に回転自在に支持される
こととなる。このように、回転界磁極部材がフィールド
コアに対しローラベアリングを介して軸方向及び半径方
向で確実に回転自在に支持されるので、回転界磁極部材
の面振れが防止され、エンジン作動時にクランクシャフ
トが振動したとしても、回転界磁極部材とフィールドコ
アとのエアギャップの変動が防止される。更に、回転界
磁極部材の面振れが防止されて回転界磁極部材とフィー
ルドコアとのエアギャップの変動ゐ（防止されるので、
該エアギャップをより小さく設定することができ、それ
ゆえ、強い磁束をつくることができる。

「実施例」 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第３図には、本発明の実施例によるエンジンの始動充電
装置が示されている。

第３図において、エンジンのクランクシャフト２０には
、ディスク２２を介して、ドライブプレートである回転
界磁極部材（ロータ）　２４が取り付けられ、該回転界
磁極部材２４は、クランクシャフト２０と一体的に回転
するようになっている。

そして、回転界磁極部材２４の外周部には、回転界磁極
２６が形成されている。この回転界磁極２６は、円周に
沿って等間隔で形成された多数の爪部を有する第１ポー
ルコア２８と、該第１ポールコア２８の爪部と同数であ
って該爪部に対向する爪部を有する第２ポールコア３０
と、及び、両ポールコア２８．３０を結合する非磁性体
のリング３２と、を含み、第１ボールコア２８の爪部と
第２ポールコア３０の爪部とは、円周方向に沿って交互
に且つ間隔を置いて、配置されている。

前記回転界磁極２６の内側には該回転界磁極２６に近接
して、フィールドコア３４がエンジン本体側には固定さ
れ、該フィールドコア３４には、フィールドコイル３６
が巻回されている。すなわち、フィールドコア３４は、
エンジンのシリンダブロック３８に固定され、また、フ
ィールドコア３４は、回転界磁極部材２４０凹陥部４０
に間隔を置いて配置されている。更に、回転界磁極２６
の外側には該回転界磁極２６に近接して、ステータコア
４２がエンジン本体側には固定され、該ステータコア４
２には、ステータコイル４４が巻回されている。すなわ
ち、ステータコア４２は、エンジンのシリンダブロック
３８に固定され、回転界磁極２６に間隔を置いて配置さ
れている。

ソシて、フィールドコイル３６及びステータコイル４４
０両者を励磁して磁束を発生させると、回転界磁極部材
２４を高速で回転させることができ、これは、始動時あ
るいは加速時のトルクアップ時に使用される。また、フ
ィールドコイル３６のみを励磁して磁束を発生させ、回
転界磁極部材２４の回転により、ステータコイル４４に
電流を生じさせると、回転界磁極部材２４を低速で回転
させることができ、これは、減速時に使用される。

このようにして、フィールドコイル３６及びステータコ
イル４４への通電制御により、回転界磁極部材２４を加
速、減速させることができ、それゆえ、トルク変動をな
めらかに制御することができる。

上記始動充電装置においては、回転界磁極部材２４がフ
ィールドコア３４及びステータコア４２に対して回転す
るので、回転界磁極２６とステータコア４２との間には
、エアギャップ４６が設けられ、また、回転界磁極２６
とフィールドコア３４との間には、２つのエアギャップ
４８．４９が設けられている。そして、回転界磁極２４
の先端部５０及び該先端部５０に対向するフィールドコ
ア３４の対向部分５２には、互いに対向し且つクランク
シャフト２０に対して傾斜している一対のテーパ面が形
成され、先端部５０のテーパ面と対向部分５２のテーパ
面との間には、ローラベアリング５４が配置されている
。

従って、回転界磁極部材２４がフィールドコア３４に対
しローラベアリング５４を介して軸方向及び半径方向で
確実に回転自在に支持されることとなる。

更に、回転界磁極２６とステータコア４２との間では、
エアギャップ４６を介して磁束通路が確保されるととも
に、回転界磁極２６とフィールドコア３４との間では、
エアギャップ４８．４９を介して、磁束通路が確保され
ることとなる。そして、回転界磁極部材２４がフィール
ドコア３４に対しローラベアリング５４を介して軸方向
及び半径方向で確実に回転自在に支持されており、回転
界磁極２６とフィールドコア３４との間のエアギャップ
４８．４９を所定間隔に確実に維持できるので、該エア
ギャップ４８．４９を小さくすることができ、それゆえ
、強い磁束通路を得ることができる。

次に、第４図には、上記第３図の要部が示されている。

第４図において、回転界磁極２６とステータコア４２と
の間には、エアギャップ４６が設けられ、また、回転界
磁極２６とフィールドコア３４との間には、２つのエア
ギャップ４８．４９が設けられている。回転界磁極２６
の先端部５０と該先端部５０に対向するフィールドコア
３４の対向部分５２との間では、先端部５０及び対向部
分５２に、それぞれ、互いに対向し且つクランクシャフ
ト２０に対して傾斜している一対のテーパ面５６．５８
が形成され、先端部５０のテーパ面５６と対向部分５２
のテーパ面５８との間には、ローラベアリング５４が配
置されている。

第５図には、ローラベアリング５４の構成が示され、第
６図には、第５図のＶＩ−ＶＩ断面が示されている。

第５．６図において、ローラベアリング５４は、環状の
板状部材６０を含み、この板状部材６０は、円周方向に
所定間隔を置いて形成された複数の矩形孔６２を有する
。これらの矩形孔６２には、それぞれ、ローラ６４が回
転自在に配置されており、それゆえ、ローラ６４の回転
により、先端部５０のテーパ面５６が対向部分５２のテ
ーパ面５８に対して回転することができる。

従って、先端部５０及び対向部分５２の間には、ローラ
ベアリング５４が配置されているので、回転界磁極部材
２４０回転界磁極２６の先端部５０は、フィールドコア
３４に対して回転することができる。更に、回転界磁極
２６とステータコア４２との間では、エアギャップ４６
を介して磁束通路が確保されるとともに、回転界磁極２
６とフィールドコア３４との間では、エアギャップ４８
．４９を介して、磁束通路Ｍ１が確保されることとなる
。そして、回転界磁極部材２４がフィールドコア３４に
対しローラベアリング５４を介して軸方向及び半径方向
で確実に回転自在に支持されているので、回転界磁極２
６とフィールドコア３４との間のエアギャップ４８．４
９を小さくすることができ、それゆえ、強い磁束通路Ｍ
１を得ることができる。

以上のように、先端部５０及び対向部分５２には、テー
パ面５６．５８が形成され、該テーパ面５６．５８の間
には、ローラベアリング５４が配置されているので、回
転界磁極部材２４は、フィールドコア３４に対し、ロー
ラベアリング５４により、軸方向及び半径方向で確実に
回転自在に支持されることとなる。このように、回転界
磁極部材２４がフィールドコア３４に対しローラベアリ
ング５４を介して軸方向及び半径方向で確実に回転自在
に支持されるので、回転界磁極部材２４の面振れが防止
され、エンジン作動時にクランクシャフト２０が振動し
たとしても、回転界磁極部材２４とフィールドコア３４
との間のエアギャップ４８．４９の変動が防止される。

更に、回転界磁極部材２４の面振れが防止されて回転界
磁極部材２４とフィールドコア３４との間のエアギャッ
プ４８．４９の変動が防止されるので、該エアギャップ
４８．４９をより小さく設定することができ、それゆえ
、強い磁束通路Ｍ１を得ることができる。

なお、上記の構成において、ローラベアリング５４のロ
ーラ６４は、絶縁体であっても導電体であってもよい。

そして、第７図に示されるように、ローラ６４が導電体
で形成されている場合には、回転界磁極部材２４の回転
界磁極２６の先端部５０は、フィールドコア３４の対向
部分５２に対して、導通状態になる。それゆえ、導電製
のローラ６４を通って磁束通路Ｍ２が形成されるので、
先端部５０とフィールドコア３４との間の１つのエアギ
ャップ４９は、磁束通路の形成に寄与することがない。

従って、該エアギャップ４９を小さくする必要がなく、
エアギャップ４９は、大きくともよいので、エアギャッ
プ４９の加工精度が要求されない。

また、上記の構成においては、回転界磁極２６とステー
タコア４２との間のエアギャップ４６、及び、回転界磁
極２６とフィールドコア３４との間のエアギャップ４８
．４９は、クランクシャフト２０に対して平行に設定さ
れているので、エアギャップをクランクシャフト２０の
半径方向に設定する場合と比較して、エアギャップの設
定が容易である。

更に、上記の構成においては、フィールドコア３４の対
向部分５２のテーパ面５８は、フィールドコア３４の外
周に配置されたインナリング６６に形成されており、該
インナリング６６は、エンジンのシリンダブロック３８
に取り付けられているが、インナリング６６は、エンジ
ンのシリンダブロック３８と一体に形成されてもよい。

なお、第３図において、回転界磁極部材２４のエンジン
本体と反対側には、トルクコンバータ装置６８が配置さ
れており、このトルクコンバータ装置６８は、クランク
シャフト２０と駆動シャフト７０とを流体結合している
。

次に、上記第３図においては、本発明がトルクコンバー
タ装置付のエンジンに適用されているが、第８図におい
ては、本発明がクラッチ装置付のエンジンに適用されて
いる。

箪８図において、クラッチ装置７２は、クランクシャフ
ト２０と駆動シャフト７０とを駆動結合したり遮断した
りする。回転界磁極部材２４は、フライホイールを兼ね
ており、回転界磁極部材２４とフィールドコア３４との
間のエアギャップ４８の位置は、第３図の構成と異なっ
ている。

この第８図の構成においても、前記第３図の構成と同様
の効果を奏することができる。そして、フライホイール
にダンパが取り付けられていたり、クランクシャフトに
バランサが取り付けられている場合には、フライホイー
ルである回転界磁極部材２４の面振れが大きいので、本
発明の実施例のように、回転界磁極部材２４をフィール
ドコア３４に対し軸方向及び半径方向で確実に回転自在
に支持することは、特に重要である。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、回転界磁極部材
の先端部及び該先端部に対向するフィールドコアの対向
部分には、互いに対向し且つクランクシャフトに対して
傾斜している一対のテーパ面が形成され、回転界磁極部
材の先端部のテーパ面とフィールドコアの対向部分のチ
ー・パ面との間には、ローラベアリングが配置されてい
るので、回転界磁極部材は、フィールドコアに対し、ロ
ーラベアリングを介して、軸方向及び半径方向で確実に
回転自在に支持されることとなる。従って、回転界磁極
部材の面振れを防止してエンジン作動時にエアギャップ
の変動を防止することができ、更に、回転界磁極部材と
フィールドコアとのエアギャップをより小さく設定する
ことができ強い磁束をつくることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の始動充電装置の説明図、第２図は、エ
アギャップと始動充電装置の性能との関係を示すグラフ
図、 第３図は、本発明の実施例によるエンジンの始動充電装
置の説明図であり、本発明がトルクコンバータ装置付の
エンジンに適用された図、第４図は、第３図の要部説明
図、 第５図は、ローラベアリングの構成説明図、第６図は、
第５図のＶｌ−ＶＩ断面図、第７図は、ローラが導電体
で形成されている場合を示す説明図、及び、 第８図は、本発明がクラッチ装置付のエンジンに適用さ
れた図である。 ２０−−エンジンのクランクシャフト、２４　・一回転
界磁極部材（ロータ）、２６−　回転界磁極、 ３４　　・フィールドコア、 ３６　　フィールドコイル、 ４２　　ステータコア、 ４４・・・ステータコイル、 ４６．４８．４９・・・エアギャップ、５０　・先端部
、 ５２・　対向部分、 ５４−ローラベアリング、 ５６．５８　　テーパ面、 ６０・・環状の板状部材、 ６２−矩形孔、 ６４−　ローラ。 第１図 第　３　図 第　２　図 エアキアッ７ 第 図 ４■ 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンのクランクシャフトに取り付けられ該クランク
   シャフトと一体的に回転する回転界磁極部材と、該回転
   界磁極部材に近接してエンジン本体側に固定されており
   フィールドコイルを有するフィールドコアと、及び、前
   記回転界磁極部材に近接してエンジン本体側に固定され
   ておりステータコイルを有するステータコアと、を含み
   、前記回転界磁極部材とフィールドコアとの間、及び、
   回転界磁極部材とステータコアとの間には、磁束が通過
   し得る微小なエアギャップが形成されているエンジンの
   始動充電装置において、 前記回転界磁極部材の先端部及び該先端部に対向するフ
   ィールドコアの対向部分には、互いに対向し且つ前記ク
   ランクシャフトに対して傾斜している一対のテーパ面が
   形成され、回転界磁極部材の先端部のテーパ面とフィー
   ルドコアの対向部分のテーパ面との間には、ローラベア
   リングが配置されていることを特徴とするエンジンの始
   動充電装置。