JPS6012864B2 - 磁石発電機の回転子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁石発電機の回転子に係り、小形で高強度、し
かも高精度な構造及び製造方法に係る。

まず、特開昭５２−１５６３１３号公報に示すような従
来の磁石発電機の構造を第１図に於て説明する。１はエ
ンジンの駆動軸、２はその軸の先端のテーパ部、３はボ
スであって筒部４と鍔部６を有しており、筒部４は上記
テーパー部に鞍合しており、金警部５は筒部４と一体に
冷間鍔造等により構成されている。

６は上記駆動軸１の端部に螺合し座金７を介して上記筒
部４をテーバ一部に圧着するナット、８は上記鍔部５に
穿設された鏡孔、９はフライホイール主体で、鋼板を成
形したフライホイール継鉄１川こ複数個の永久磁石１１
と同数の磁極片１２を有しており、これに永久磁石１
１と磁極片１２は上記駆動軸１を中心とする同一円周上
に交互に配設され、磁極片１２の内接面は発電コイル１
３を巻回した固定鉄心１４と空隙を介して対向する。

１５は上記フライホイール主体９のフライホイール縦鉄
の円板部材１０１と鍔部５を連結する鋲で、通常リベッ
ト用軟鋼線材から成形される直径４〜６側の鉄が６〜９
本使用される。

１５１は鋲頭部、１５２は加縦された側の鋲頭部である
。

１６は着火用断続器で基板１７に楢立固定した軸１８に
挿入した腕１９で筒部４に一部外周に形成したカムによ
って動作するものであり、エンジンケースに固定された
発電機基板２０‘こ固定鉄心１４と共にねじ固定される
。

このような構造に於て鋲頭部１５１と発電コイル１３の
間のすきまれま、フライホイール主体９が回転した時干
渉しないために必要な寸法であり、全長の短縮を図るた
めには円板部材の厚みら、鍔材厚みｔ２、鋲頭部厚みｔ
３を薄くするか、いずれかをなくすことにより可能とな
るが、慣性モーメントの大きなものが要求される場合に
は材厚の厚い鋼板を成形したホイール主体にすることが
有利となるが、大容量のプレス機械を使用する必要があ
り、設備費が高価となること、全長短縮のために円板部
材を加工して薄くすることは無駄な加工費がかかり、実
用化が困難であった。

更には慣性モーメントを増す手段として、ボスの一部に
慣性リングを一体で成形する方法もあるがこれもボスが
高価となっていた。

一方、この種発電機に於て回転子は設計的見地から、‘
ィー常用回転数１１．０００ＲＰＭで問題ないこと、【
〇｝２２．０００ＲＰＭで破壊しないこと、Ｎ−４０℃
〜１８０ｏｏの熱変化に耐えること等の諸条件を満足し
なければならない。

これらの諸条件を考慮し、従来は、回転子ボス鍔部とホ
イール主体の継鉄を鉄により加緒固定していたが、鋲加
縦の鏡孔やピッチ寸法は「寸法精度を高く仕上げなけれ
ば加綿後の要求強度を満足できず、ひいては鋲の緩み差
が問題となる。したがって、当然部品の加工コスト、組
立コストが高くなっていた。本発明の目的は、機械的に
安定でしかも、ホイール主体を円筒状とした磁石発電機
の回転子及びその製造を提供することにある。

本発明の特徴は、円板部材外周とフライホイ−ル継鉄の
内周との間に各々全周にわたり溝を設け、この間にリン
グ状の結合部材を挿入し、結合部材の緊迫力によって結
合させ、結合部材のもつ数断力によってて結合力を保持
するようにした点にある。

以下、本発明の一実施例を第２図ならびに第５図に基き
説明する。

２１は鋼よりなる筒状のポスで鍔部はなく、外周にはカ
ムが、内側にはキーミゾ２２が形成されている。

まずこのボス２１と円板部材１０１を、設計で定めた位
置に金型４０を使用して合わせ、第３、第４図に示すよ
うな別の軟鋼線材等の金属材料を略リング状に成形、又
は打抜いた同効物から成る結合部材２４を、ボス２１の
外周と円板部材１０１の内周に各々設けられた凹形溝２
１１，９１の間に挿入し、金型３０で加圧して結合部材
２４を塑性流動させ連結を計るものである。溝２１１，
９１の深さは０．１〜１．０肋程度が望ましい。浅すぎ
ると聡断強度が充分に得られず深すぎると、結合部材を
挿入するのに大きな加圧力が必要となる。更にボス２１
と鋼板を円筒状に成形したフライホイール継鉄円筒部９
０を設計で定めた位置に金型４０，４１を使用して合せ
前記同様の結合部村２４′を円板部材の外周とフライホ
ール継鉄円筒部の内周に各々設けられた凹形溝９２，９
０１の間に挿入し、金型３００で加圧して結合部材２４
′を塑性流動させ連結を計るものである。

溝９２，９０１の深さは前記同様の程度が望ましい。溝
９２，９０１の底面に、全周にわたりローレット加工等
により深さ０．２〜０．５側程度の凹凸を設けると廻り
トルクを向上できる。第５図に示すように、フライホイ
ール継鉄円筒部９０、ならびにボス２１は、各々金型４
０で同心度が維持されており、高い精度の結合が得られ
る。

結合工程においては、まず第６図に示すように、結合部
材２４をフライホィ−ル主体９、ポス２１の間の空隙部
２４０１こ挿入する。

次に、第７図に示すように、全体を金型４０の上に置き
、空隙部幅Ｔｏより幅の４・さい先端面３１を有する金
型３０の加圧部３２で結合部材２４を加圧し、塑性変形
により溝９１，２１１内に結合部材２４を流入させる。

第６図に示す挿入工程も、金型３０で行なってもよい。
第６図に示す状態で結合部材２４は、金型３０，４０に
対応する上端、下端部分を除き空隙部２４０で包囲され
ており、かつ高さの差△日はごく小さい。従って加圧直
前の状態は結合部材の全体が空隙部と金型で包囲されて
いるといえる。そのため、第７図に示す如く、加圧時、
結合部材が空隙部外へ逃げることはほとんどない。第７
図に示すように、金型３０の加圧突都側面３３は先端部
３１に垂直な方向（挿入方向）に対し０だけ額斜してい
る。

８は、６０〜１５ｏ程度が望ましい。

これは８が４・さし、と、結合後、金型３０が抜けにく
くなるためである。また、８が大きすぎると、金型の挿
入方向と逆方向にすなわち、空隙部外へ結合部材が流出
しやすくなり、また挿入深さを深くできず、結合部材に
大きな内部応力を発生させることができず、従って大き
な結合力を得にくくなる。金型加圧部３２は、第７図に
示すようにその先端部３１と、溝９１，２１１の上騰と
の距離Ｓをできるだけ小さく、換言すれば、先端部３１
ができるだけ溝９１，２１１に近くなるよう深く挿入さ
れることが望ましい。

これにより、塑性流動に伴なう摩擦損失が少なくなり、
溝部へ結合部材を充分に挿入できる。以上のような構成
を維持するためには、フライホイール主体９、ボス２１
の材料が、結合部材２４より硬いこと及び剛性が大きい
ことが条件となる。

すなわち、結合部村２４は、フライホイール主体９、ボ
ス２１より変形抵抗の小さい材料であることが条件とな
る。結合部材２４を空隙部２４０内に挿入し、充てんさ
せることにより、結合部材には半径方向に緊迫力が生じ
る。

また、溝９１，２１１により、軸万向外力に対し「繋断
力を生じ、両者により、強固な結合力が得られる。更に
前記と同様な方法及び理由によって円板部材の外周とフ
ライホイール継鉄の内周を結合部材を用いて結合を行な
うものである。

以上のように本発明によれば、構造的には、鋲１５、ボ
ス２１の鍔部５が不要となるため軸方向が短縮出釆る。

その効果は軸方向長さで１５％程度の大幅な４・型とな
り、小形軽量化出来ると同時にこの磁石発電機を装備す
るエンジン本体などの小形化にもつながる。更にフライ
ホイール継鉄は円筒部と円板部に分割できるため慣性モ
ーメントの大きなフライホイール継鉄を簡単に得られる
ので、部品の生産性がいちぢるしく向上することが出釆
ると同時に、組立工数の低減が計れる。

又、ボスは鍔を必要としないためシンプルな形となり生
産性が向上する。次に機械的には、第２図に示すように
、静的強度では矢印Ｆ，，Ｆ２方向の灘断強度試験で、
結合部材が欧鋼の場合で３２ｋｇ／側２と安定している
。磁石発電機で最も重要な機械的強度は、角加速度、衝
撃に充分な余力を有することである。この点、鋲どめの
場合には、わずかながら隙間が内在しているため不安定
であるのに対し、本発明では隙間がない結合方法である
ため高い信頼性が保証される。以上述べたように、本発
明によれば、リベッティング法などの従来の結合方法に
比べ、締結強度が安定して大きく、軸方向の構造寸法が
小さくなり、更にフライホイール継鉄を円筒状とするこ
とによって希望する慣性モーメントの継鉄が簡単に得ら
れ、また加圧組立性にすぐれている等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁石発電機の要部縦断面図、第２図は本
発明の一実施例になる磁石発電機の要部縦断面図、第３
、第４図は各々本発明の結合部材の形状の一例を示す図
、第５図は本発明による結合方法を示す要部縦断面図、
第６図及び第７図は本発明による結合工程及び結合状態
の説明図である。 １１・・・・・駆動軸、３・・・・・・ボス、９・・・
・・・フライホイール主体、１０・・・・・・フライホ
イール継鉄、２４・・・・・・結合部材。 第５図 第７図 姿’図 第２図 第３図 宅４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動軸に嵌着されるボスと、その外周に配され、永
   久磁石を内周面に固設してなる略円筒形状のフライホイ
   ール継鉄とを備えた磁石発電機の回転子において、全周
   に各々環状溝を形成したボスの先端外周及びフライホイ
   ール継鉄円板部材の内外周とフライホイール継鉄の円筒
   部の内周が、それぞれ空隙を介して相対向され、この空
   隙を介して前記各々溝に押圧充填された金属結合部材に
   よって前記相互部品が結合されていることを特徴とした
   磁石発電機の回転子。 ２ 駆動軸に嵌着されるボスと、その外周に配され、永
   久磁石を内周面に固設してなる円筒形状のフライホイー
   ル継鉄とを備えた磁石発電機の回転子において、互に対
   向するボスとフライホイール継鉄の円板部材の内外周な
   らびにフライホイール継鉄の円筒部内周全体に各々溝を
   形成してそれぞれ空隙をもって対向させ、一方、前記円
   板部材ならびにフライホイール継鉄の材料より変形抵抗
   が小さくかつ所定の機械的強度を有する材料からなり、
   前記溝部と同等もしくは近似した高さを有する略リング
   状の金属結合部材を設け、次に該結合部材を前記空隙部
   に挿入し、結合部材の全体が実質的に前記円板部材内外
   周、フライホイール継鉄円筒部・ボス部と金型で包囲さ
   れた状態とし、さらに、金型凸部で溝部に前記結合部材
   を加入挿入し、塑性流動させて前記溝部に流入させ、結
   合部材の緊迫力にて結合することを特徴とする磁石発電
   機の回転子の製造方法。