JPH09163652A - 磁石発電機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヨークの肉厚が薄い場合でもヨーク底壁とボ
ス部材フランジとの密着を全体にわたって確保する。 【解決手段】 外周にフランジ１９と雄セレーション２
２ｂが形成されたボス部材１８と、底壁１３に開設のボ
ス部材挿通口１４に嵌合部１５が形成され嵌合部１５の
内周に雌セレーション２２ａが形成されたヨーク１１と
を備え、ボス部材１８がヨーク１１にセレーション結合
部２２で結合され、ボス部材１８の外周部に座屈かしめ
部２３が形成されて固定されている磁石発電機の回転子
において、ボス部材１８のフランジ１９にヨーク底壁１
３との当接面に変形吸収溝２４が形成され、変形吸収溝
２４の内径は座屈かしめ部２３の外径よりも大きく設定
されている。座屈かしめ加工時に発生するヨーク底壁１
３の変形を変形吸収溝２４で吸収されるため、ヨーク底
壁１３はフランジ１９に全体にわたって密着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁石発電機の回転
子に関し、特に、ヨークとボス部材との結合構造の改良
に係り、例えば、オートバイ等の小型車両、船外機、携
帯発電機等に使用される磁石発電機における回転子に利
用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁石発電機として、略碗形状の
ヨークの内周面に複数のマグネットを等間隔に配設され
ている回転子と、複数の発電子コイルが回転子のヨーク
の内部において放射状に配されている発電子とを備え、
発電子がエンジンの外郭等に固定され、回転子がエンジ
ンの回転軸に嵌着されているものがある。この磁石発電
機においては、回転子がエンジンに駆動される回転軸の
回転により発電子の周囲を旋回されて回転子のマグネッ
トの磁界内を相対的に移動することにより、発電子コイ
ルにおいて起電力が誘起されることになる。

【０００３】このような磁石発電機に使用される回転子
として、実公平６−１３５９４号公報に開示されている
ものがある。この磁石発電機の回転子は、外周にフラン
ジを有する略円筒形状に形成され円筒形状の外周の一部
に雄セレーションが形成されているボス部材と、略碗形
状に形成されその底壁に開設されたボス部材挿通口の周
囲に略円筒形状の嵌合部が形成されているとともに嵌合
部の内周に雌セレーションが形成されているヨークとを
備えており、ボス部材がヨークの嵌合部に互いのセレー
ションを結合されて嵌合されているとともに、ボス部材
の外周部が座屈かしめ加工されてヨークに固定されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ボス部材とヨ
ークとがセレーション結合されて座屈かしめ加工によっ
て固定される磁石発電機の回転子においては、ヨークの
肉厚が薄い場合には、座屈かしめ加工の際にヨークの底
壁が反るように変形してヨークの底壁とボス部材のフラ
ンジとの密着が外周辺部において低下することがある。

【０００５】本発明の目的は、ヨークの肉厚が薄い場合
であってもヨークの底壁とボス部材のフランジとの密着
を全体にわたって確保することができる磁石発電機の回
転子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁石発電機
の回転子は、ボス部材のフランジにおけるヨークの底壁
との当接面に変形吸収溝が環状に形成されており、この
変形吸収溝の内径は座屈かしめ部の外径よりも大きく設
定されていることを特徴とする。

【０００７】前記した手段によれば、ボス部材がヨーク
のボス部材挿通口に嵌合された後に、ボス部材の外周部
が座屈かしめ加工されてヨークに固定されるに際して、
座屈かしめ加工に伴って発生するヨーク底壁の変形が変
形吸収溝によって吸収されるため、万一、ヨーク底壁に
応力が作用してもヨーク底壁とボス部材フランジとの密
着は外周辺部においても低下することはない。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
磁石発電子の回転子の主要部を示しており、（ａ）はセ
レーション結合前の分解正面断面図、（ｂ）はセレーシ
ョン結合後の拡大部分断面図、（ｃ）は座屈かしめ加工
後の拡大部分断面図である。図２はその全体を示してお
り、（ａ）は一部切断平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ
線に沿う正面断面図である。図３はボス部材を示してお
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は
（ａ）のｃ部の拡大図、（ｄ）は（ｂ）のｄ部の拡大図
である。図４はヨーク底壁の変形吸収作用を説明するた
めの比較例を示しており、（ａ）はセレーション結合前
の分解正面断面図、（ｂ）はセレーション結合後の拡大
部分断面図、（ｃ）は座屈かしめ加工後の拡大部分断面
図である。

【０００９】本実施形態において、本発明に係る磁石発
電機の回転子は、ボス部材が固着されたヨークを備えて
いる。ヨーク１１は磁性材料により一端面（以下、上面
とする。）が開口し下面が閉塞した略碗形状に一体形成
されており、ヨーク１１の円筒形状の側壁１２の下面を
閉塞する底壁（以下、ヨーク底壁ということがある。）
１３にはボス部材挿通口１４が同心円に開設されてい
る。ヨーク底壁１３におけるボス部材挿通口１４の周辺
部には嵌合部１５が、ヨーク底壁１３がバーリング加工
によって弯曲されることにより短尺の円筒形状に突設さ
れている。また、ヨーク底壁１３の中間部には大径の円
形孔１６が複数個（本実施形態においては６個）、ボス
部材挿通口１４の同心円上において周方向に等間隔に開
設されている。さらに、ヨーク底壁１３の底面上にはカ
バーを固定するための凸部１７が複数個（本実施形態に
おいては６個）、ボス部材挿通口１４の同心円上におい
て各円形孔１６の間に配されて、ヨーク底壁１３の一部
を外面から突き上げられることにより軸心方向内向き
（上向き）に突設されている。各凸部１７は後記するカ
バーの固定孔およびプッシュナット部と嵌合する小径短
尺の円柱形状に形成されている。

【００１０】ヨーク１１のボス部材挿通口１４にはボス
部材１８がヨーク底壁１３の外面側から挿入されてセレ
ーション結合され、かつ、座屈かしめ加工により堅牢に
固定されている。すなわち、ボス部材１８は鋼等の大き
な機械的強度を有する構造用材料が使用されて、図３に
示されているように、一端部外周上に円形リング形状の
フランジ１９を有する略円筒形状に形成されている。ボ
ス部材１８の筒中空部にはテーパ内周面２０がフランジ
１９側に向かって次第に大径になるように途中まで形成
されており、テーパ内周面２０はエンジンの回転軸（図
示せず）のテーパ外周面とテーパ結合するように設定さ
れている。また、テーパ内周面２０の一部にはキー溝２
１が軸方向に全長にわたって切設されている。

【００１１】ボス部材１８の外周には雄セレーション２
２ｂが形成されている。他方、図１（ａ）に示されてい
るように、ヨーク１１のボス部材挿通口１４に突設され
た嵌合部１５の内周には雌セレーション２２ａが形成さ
れている。図１（ｂ）に示されているように、ボス部材
１８はフランジ１９と反対側を先方にしてボス部材挿通
口１４の嵌合部１５にヨーク底壁１３の外面側から挿入
され、雄セレーション２２ｂが雌セレーション２２ａに
圧入されてセレーション結合されて、セレーション結合
部２２が形成される。このセレーション結合部２２によ
って、ボス部材挿通口１４の嵌合部１５の内周とボス部
材１８の外周とは強固に回り止めされて結合された状態
になる。この後、ボス部材１８の外周におけるセレーシ
ョン結合部２２のフランジ１９と反対側の位置には座屈
かしめ部２３が形成され、ヨーク底壁１３は座屈かしめ
部２３とフランジ１９との間で挟み込まれることにより
軸方向の遊動を強固に防止された状態になる。

【００１２】ここで、図１に示されているように、ボス
部材１８のフランジ１９におけるヨーク底壁１３との当
接面には変形吸収溝２４が一定幅一定深さに環状に形成
されている。変形吸収溝２４の内径Ｄ₂₄は座屈かしめ部
２３の外径よりも大きく設定されている。すなわち、変
形吸収溝２４の内径Ｄ₂₄は、ヨーク１１のボス部材挿通
口１４の内径Ｄ₁₄と嵌合部１５の厚さｔとの和（Ｄ₁₄＋
ｔ）よりも大きく設定されている。ちなみに、変形吸収
溝２４の外径はその外周縁辺が次に説明する座屈かしめ
加工に際してのヨーク底壁の屈曲起点の外側になるよう
に、しかも、ボス部材１８の機械的強度を損なわないよ
うに可及的に小さく設定されている。また、変形吸収溝
２４の深さは溝底が屈曲起点の最下点の下側になるよう
に、しかも、ボス部材１８の機械的強度を損なわないよ
うに可及的に浅く設定されている。

【００１３】ところで、図１（ｃ）および図４（ｃ）に
示されているように、ボス部材１８の外周におけるセレ
ーション結合部２２のフランジ１９と反対側の位置に座
屈かしめ部２３が形成される際に、ヨーク底壁１３にお
ける嵌合部１５の近傍を屈曲起点Ｐとする変形が発生す
ることが本発明者によって究明された。この変形が発生
する理由は、図４（ｃ）に矢印で示されているように、
座屈かしめ加工による垂直応力がボス部材１８の外周面
とフランジ１９との交差点に形成された弯曲部Ｒにおい
て斜め下方向に向きを変更されるためと、考えられる。
そして、図４（ｃ）に示されているように、フランジ１
９に変形吸収溝２４が没設されていない場合には、斜め
下向きに向きを変更された応力がフランジ１９に突き当
たって斜め上向きに向きを変更（反射）された状態にな
るため、ヨーク底壁１３は外周辺側がフランジ１９から
離反するように反り返ってしまう。

【００１４】しかし、本実施形態においては、ボス部材
１８のフランジ１９におけるヨーク底壁１３との当接面
に変形吸収溝２４が没設されていることにより、図１
（ｃ）に示されているように、ヨーク底壁１３における
嵌合部１５の近傍を屈曲起点Ｐとする変形は変形吸収溝
２４に吸収されてしまうため、ヨーク底壁１３の外周辺
側がフランジ１９の端面から離反するように反り返る現
象は防止される。すなわち、斜め下向きに向きを変更さ
れた応力が進む部位に変形吸収溝２４が没設されている
ため、斜め下向きに向きを変更された応力はフランジ１
９の端面で反射されるように上向きに向きを変更される
ことなく、ヨーク底壁１３の外周辺側をフランジ１９の
端面に常に押接させる弾発力として作用する状態にな
る。この弾発力によってヨーク底壁１３とフランジ１９
との当接面間は全体にわたって常に強力に押接された状
態になる。つまり、ヨーク底壁１３とフランジ１９とが
全体にわたって強力かつ均一に密着した状態になるた
め、ヨーク１１とボス部材１８とはきわめて堅牢に固着
した状態を確保されることなる。

【００１５】以上のようにしてボス部材１８を堅牢に固
着されたヨーク１１内に複数個のマグネットが組み込ま
れて固定されることにより、図２に示されている磁石発
電機の回転子が組み立てられる。

【００１６】すなわち、図２に示されているように、ヨ
ーク１１内の底面の上にはマグネットケース（以下、ケ
ースという。）２５が挿入されて回り止めされている。
ケース２５はナイロン樹脂等の適度な強度および耐熱性
を有する非磁性材料が使用されて一体成形されており、
ヨーク１１の側壁１２の内周に挿入する外径の円形リン
グ形状に形成されたリング２６を備えている。リング２
６の一端面には隔壁部２７が複数本（本実施形態におい
ては６本）、周方向に等間隔に配されて軸方向に直角に
突設されており、隣合う隔壁部２７、２７間の区画によ
って各マグネット収容室２８がそれぞれ形成されてい
る。リング２６の下面には複数個の回り止め凸部３１が
周方向に等間隔に配されて軸方向直角に突設されてお
り、各回り止め凸部３１はヨーク底壁１３に開設された
各回り止め孔３２にそれぞれ嵌合されている。

【００１７】ケース２５の各マグネット収容室２８には
各マグネット３３がそれぞれ収容されており、各マグネ
ット３３の外周面はヨーク１１の側壁１２の内周面に当
接された状態になっている。すなわち、マグネット３３
はヨーク１１の深さ以下の高さを有し幅方向においてヨ
ーク１１の内周に沿って彎曲した円弧形状を有する六面
体に一体成形されている。マグネット収容室２８に収容
された状態でマグネット３３の両側面は両脇の隔壁部２
７にそれぞれ当接した状態になっており、マグネット３
３は両隔壁部２７、２７によって周方向を位置決めされ
た状態になっている。

【００１８】ヨーク１１の側壁１２の内周面に沿って配
列されたマグネット３３群およびケース２５の内側には
マグネットカバー（以下、カバーという。）が嵌入され
ている。カバー３４は薄鉄板等の金属材料が用いられて
絞りプレス加工によって、マグネット３３群が形成する
円周内に圧入する円筒形状に一体成形されている。カバ
ー３４の筒壁３５の上端には円形リング形状の外側鍔部
３６が径方向に外向きに突設されており、カバー３４の
筒壁３５の下端には円形リング形状の内側鍔部３７が径
方向内向きに突設されている。内側鍔部３７における径
方向の中間部には固定孔３８がヨーク１１の凸部１７群
と同数個（本実施形態においては６個）、ヨーク１１の
凸部１７群と整合するようにそれぞれ開設されており、
固定孔３８は凸部１７と嵌合し得るように形成されてい
る。また、内側鍔部３７の内周縁には切欠部３９が複数
個（本実施形態においては６個）、略半円形状に形成さ
れており、各切欠部３９はヨーク１１の円形孔１６を適
宜逃げ得るように設定されている。さらに、内側鍔部３
７の内周縁には剛性付与部４０が各切欠部３９を含めて
全周にわたって曲げ起こし成形されている。

【００１９】カバー３４はヨーク１１の側壁１２におけ
る内周面に沿うように配列されてケース２５の各隔壁部
２７によって位置決めされたマグネット３３群の内周に
嵌入される。この嵌入に伴って、カバー３４の筒壁３５
が全長にわたって径方向外向きに極僅かに膨出されるこ
とにより、隣合うマグネット３３、３３間の空間に回り
止め膨出部（図示せず）が形成される。つまり、各マグ
ネット３３はカバー３４の筒壁３５に全長にわたって膨
出成形された回り止め膨出部によって周方向を位置規制
されるとともに、ヨーク１１の側壁１２の内周に押圧さ
れて固定された状態になる。カバー３４がマグネット３
３群に挿入される際に、カバー３４の上下端には外側鍔
部３６および内側鍔部３７がそれぞれ突設されているた
め、カバー３４に対する押し込み力は適正に付勢される
とともに、筒壁３５の不適正な変形も防止される。ま
た、内側鍔部３７の内側端辺に剛性付与部４０が屈曲成
形されているため、内側鍔部３７の変形も防止される。

【００２０】カバー３４の内側鍔部３７がヨーク底壁１
３の直近まで嵌入されると、カバー３４の内側鍔部３７
に開設された各固定孔３８にヨーク１１の各凸部１７が
挿通された状態になる。また、カバー３４の外側鍔部３
６は各マグネット３３のヨーク開口側端面に当接した状
態になる。

【００２１】マグネット３３群の内側に嵌入されたカバ
ー３４の内側鍔部３７にはプッシュナットリング４３が
装着されている。プッシュナットリング４３は鋼板等の
高弾性を有する板材が用いられて絞りプレス加工によっ
て一体成形されており、カバー３４の内側鍔部３７の形
状に略等しい円形リング形状に形成されている本体４４
を備えている。本体４４の内周縁には略半円形形状の切
欠部４５が複数個（本実施形態においては６個）、周方
向に等間隔に切設されている。また、本体４４の径方向
の中間部にはプッシュナット部４６が複数個（本実施形
態においては６個）、各切欠部４５の間にそれぞれ形成
されている。プッシュナット部４６は本体４４の一部が
切り起こし加工されて成形されており、開口の直径がヨ
ーク１１の凸部１７よりも若干小径になるように切り起
こしされた切り起こし孔４７と、切り起こし孔４７の開
口縁辺に周方向に等間隔に配されて径方向内向きに切り
込まれた４条の切り込み孔４８と、切り起こし孔４７お
よび切り込み孔４８によってそれぞれ形成された４枚の
係止爪４９とから構成されている。

【００２２】以上のように構成されたプッシュナットリ
ング４３はマグネット３３群の内側に挿入されたカバー
３４の内側鍔部３７に装着される。すなわち、カバー３
４の内側鍔部３７の固定孔３８から上方に突き出たヨー
ク１１の各凸部１７にプッシュナットリング４３の各プ
ッシュナット部４６がそれぞれ整合される。続いて、プ
ッシュナットリング４３が全体的にヨーク底壁１３の方
向へ押し下げられて、各プッシュナット部４６が各凸部
１７にそれぞれ嵌合される。すなわち、プッシュナット
部４６の切り起こし孔４７に凸部１７が切り起こし方向
に下から相対的に圧入される。この圧入により、プッシ
ュナット部４６の各係止爪４９が凸部１７の外周に斜め
上向きにそれぞれ係止した状態になるため、プッシュナ
ット部４６は凸部１７から上方への移動を阻止された状
態になる。その結果、プッシュナットリング４３は全体
的に各プッシュナット部４６および凸部１７によってヨ
ーク底壁１３に固定された状態になるため、カバー３４
の内側鍔部３７はプッシュナットリング４３によってヨ
ーク底壁１３に固定された状態になる。

【００２３】また、プッシュナットリング４３の下面
（内側鍔部３７側面）により、カバー３４の段付部が押
し下げられて直線状に弾性変形されることにより、カバ
ー３４の段付部の部分には蓄力部４２が形成される。こ
の蓄力部４２にはカバー３４自体の弾性力が蓄力された
状態になるため、カバー３４は各マグネット３３を外側
鍔部３６を介して強力に押し下げる状態になる。したが
って、カバー３４は各マグネット３３を常時押し下げ力
を付勢した状態でヨーク１１に固定させることができ
る。

【００２４】図５は本発明の他の実施形態である磁石発
電機の回転子を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ線に沿う正面断面図である。

【００２５】本実施形態２が前記実施形態１と異なる点
は、ボス部材１８に大径のフランジ１９Ａが形成されて
いる点である。このフランジ１９Ａには、図示しない始
動電動機とエンジンの回転軸との伝動を断続する一方向
クラッチのクラッチアウタが取り付けられる。

【００２６】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

【００２７】例えば、ヨーク１１へのマグネット３３の
固定構造は、前記実施形態の構成を使用するに限らず、
条件に応じて適宜に設定することが望ましい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヨークの肉厚が薄い場合であってもヨークの底壁とボス
部材のフランジとの密着を全体にわたって確保すること
ができる。したがって、エンジンの回転中にヨークの外
周に軸方向の力が作用しても、これをボス部材のフラン
ジで有効に受けることができ、耐久性のある磁石発電機
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である磁石発電子の回転子
の主要部を示しており、（ａ）はセレーション結合前の
分解正面断面図、（ｂ）はセレーション結合後の拡大部
分断面図、（ｃ）は座屈かしめ加工後の拡大部分断面図
である。

【図２】その全体を示しており、（ａ）は一部切断平面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う正面断面図であ
る。

【図３】ボス部材を示しており、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図、
（ｄ）は（ｂ）のｄ部の拡大図である。

【図４】ヨーク底壁の変形吸収作用を説明するための比
較例を示しており、（ａ）はセレーション結合前の分解
正面断面図、（ｂ）はセレーション結合後の拡大部分断
面図、（ｃ）は座屈かしめ加工後の拡大部分断面図であ
る。

【図５】本発明の他の実施形態である磁石発電機の回転
子を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ
−ｂ線に沿う正面断面図である。

【符号の説明】

１１…ヨーク、１２…側壁、１３…ヨーク底壁、１４…
ボス部材挿通口、１５…嵌合部、１６…円形孔、１７…
凸部、１８…ボス部材、１９…フランジ、１９Ａ…大径
のフランジ、２０…テーパ内周面、２１…キー溝、２２
…セレーション結合部、２２ａ…雌セレーション、２２
ｂ…雄セレーション、２３…座屈かしめ部、２４…変形
吸収溝、２５…ケース（マグネットケース）、２６…リ
ング、２７…隔壁部、２８…マグネット収容室、３１…
回り止め凸部、３２…回り止め孔、３３…マグネット、
３４…カバー、３５…筒壁、３６…外側鍔部、３７…内
側鍔部、３８…固定孔、３９…切欠部、４０…剛性付与
部、４１…段付部、４２…蓄力部、４３…プッシュナッ
トリング、４４…本体、４５…切欠部、４６…プッシュ
ナット部、４７…切り起こし孔、４８…切り込み孔、４
９…係止爪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周にフランジを有する略円筒形状に形
   成されているボス部材と、略碗形状に形成されその底壁
   にボス部材挿通口が開設されているヨークとを備えてお
   り、ボス部材がヨークのボス部材挿通口に嵌合されてい
   るとともに、ボス部材の外周部が座屈かしめ加工されて
   ヨークに固定されている磁石発電機の回転子において、 前記ボス部材のフランジにおける前記ヨークの底壁との
   当接面に変形吸収溝が環状に形成されており、この変形
   吸収溝の内径は前記座屈かしめ部の外径よりも大きく設
   定されていることを特徴とする磁石発電機の回転子。