专利名称：发电机的电枢结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及在转子的圆筒内部空间配置电枢而构成的发电机的电枢结构。
背景技术：
在设于车辆上的发电机中有如下结构的磁铁发电机，其包括在圆筒状的轭铁内周面固定永久磁铁构成的转子和设于轭铁内部并且在铁芯的突极部上卷绕线圈而构成的电枢(発電子)，使转子旋转而得到电动势。设于二轮车上的发电机如下构成利用发动机的动力来旋转驱动转子，在各线圈上产生感应电动势，并且将电力向前照灯等电力负载装置或蓄电池供给(例如专利文献1)。
另外，如图5所示，现有的电枢80为如下结构，即，具有在主体部81a上放射状配置多个(图5中示例八个)突极部I～VIII的铁芯81、用于向电力负载装置供给电力的负载用线圈82a以及用于向蓄电池供给电力的充电用线圈82b，在多个(图5中示例五个)邻接的突极部I～V上卷绕有负载线圈82a，在余下的邻接的突极部VI～VIII上卷绕有充电用线圈82b。
专利文献1专利第2826943号公报但是，当蓄电池为充满电的状态时，电流几乎不在充电用线圈中流动，此时，若利用矢量分析线圈与转子之间的磁力，则在现有技术那样分别将负载用线圈和充电用线圈邻接配置的情况下，负载用线圈与转子之间的磁力大，而充电用线圈与转子之间的磁力接近零。因此，在卷绕有负载用线圈的突极部I～V侧和卷绕有充电用线圈的突极部VI～VIII侧，磁力的平衡变得不均衡，作为发电机整体的磁平衡变差。若这样的磁平衡变差，则导致从发电机产生磁致伸缩声音，成为噪音的问题。另外，这样的噪音在将小型二轮车的发动机的冷却设为空气冷却方式而利用发电机室设置外气取入用的开口的情况下，存在有容易从该开口泄漏磁致伸缩声音的问题。
为了减轻这样的磁致伸缩声音，在专利文献1中，在也包括卷绕有充电用线圈的突极部的全部突极部上卷绕负载用线圈(灯泡用线圈)，谋求磁平衡的平衡化。但是，存在有如下的问题，即，当这样构成电枢时，虽然谋求磁致伸缩声音的减轻，但另一方面，比起以往，相应于卷绕有充电用线圈的突极部的数量，卷绕有负载用线圈的突极部的数量增加，导致工序数增加。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而构成的，其目的在于提供一种发电机的电枢结构，可由简单的结构减轻磁致伸缩声音。
为实现上述目的，本发明提供一种发电机的电枢结构，该发电机设于车辆中，在成形为圆筒状的转子的内部空间配置电枢，其中，电枢具有铁芯，其由平面看将外形成形为旋转对称形，具有配设于转子的内部空间的主体部和从主体部突出并沿转子的内周面大致等间隔地配置的多个突极部；负载用线圈，其卷绕在多个突极部中的一部分突极部上，向车辆的电力负载装置供给电力；充电用线圈，其卷绕在多个突极部中余下的突极部上，向车辆的充电装置供给电力。而且，将卷绕有充电用线圈的突极部沿周向分散配置在卷绕有负载用线圈的突极部之间。
另外，用于将发电机安装在车辆中的安装部设为相对铁芯的中心线旋转对称，将充电用线圈卷绕在设于平面看相对中心线被二等分的铁芯一侧的突极部和设于另一侧的突极部上，将负载用线圈卷绕在设于上述一侧的突极部和设于上述另一侧的突极部上。
根据本发明的发电机的电枢结构，不像以往那样分别将负载用线圈和充电用线圈相邻地配置，而是将充电用线圈分散配置在负载用线圈之间。由此，由于负载用线圈也与充电用线圈一同被同样地分散配置，故即使是电流几乎不向蓄电池流动时，也可以减轻相邻配置时的磁力平衡的偏差，与相邻配置的情况相比，可使电枢的磁平衡稳定。因此，可谋求磁致伸缩声音的减轻。另外，负载用线圈卷绕在多个突极部中除卷绕有充电用线圈的突极部之外的突极部上，且在各突极部上卷绕充电用线圈和负载用线圈中的任一个。因此，与具有卷绕两种线圈的突极部的电枢结构相比，可削减工序数而构成发电机。
另外，设定如下的位置关系，即，使用于将电枢安装到车辆上的安装部相对于铁芯的中心线旋转对称。而且，将负载用线圈和充电用线圈分别卷绕在相对中心线被二等分的铁芯的一侧的突极部和另一侧的突极部上。这样，相对于使安装部成为旋转对称的位置关系的中心线，卷绕有负载用线圈或充电用线圈的突极部被等分为一侧和另一侧，能够对一侧和另一侧之间的磁平衡进行平衡化。因此，即使仅在处于该旋转对称位置关系的两处安装部进行安装，也可以稳定地安装铁芯。因此，可不增加由于将电枢安装到车辆上的工序数而构成将磁致伸缩声音减轻的发电机。
图1是表示搭载具有本发明发电机的电枢结构的发电机的二轮车的动力单元的剖面图；图2是上述动力单元的侧面图；图3是表示上述发电机的电枢结构的发电机平面图；图4是表示含有上述发电机的电路图；图5是表示现有发电机的电枢结构的电枢平面图。
符号说明G发电机；B蓄电池；L电力负载；10发动机；14曲轴箱；18曲轴；60转子；70、80电枢；71、81铁芯；71a、81a主体部；71b螺栓插入孔(安装部)；71c(I～VIII)突极部；72、82线圈；72a、82a负载用线圈；72b、82b充电用线圈。
具体实施例方式
下面，参照
本发明优选的实施例。参照图1、图2对搭载具有本发明发电机的电枢结构的发电机的二轮车的动力单元进行说明。另外，在本实施例中，将图1的上方设为二轮车的前方，将图1中与纸面垂直方向的跟前侧设为二轮车的上方而进行说明。
构成动力单元的发动机10由气缸盖罩11、气缸盖12、气缸体13以及曲轴箱14构成。在被嵌入到气缸体13内的气缸套15包围而形成的气缸室15a中上下滑动自如地配置有活塞16，该活塞16经由连杆17与旋转自如地保持于曲轴箱14内的曲轴18连接。在由气缸体13(气缸套15)、气缸盖12及活塞16形成的燃烧室19中，经由进气口20和排气口21而分别连通进气孔口22及排气孔口23。而且，蘑菇形的进气阀24及蘑菇形的排气阀25，通过一端安装在气门杆上并支承在护圈上而另一端支承在气缸盖12上的气门弹簧26、27，被分别向总是关闭进气口和排气口的方向施力。
另外，在气缸盖12上旋转自如地配置有用于使进气阀24和排气阀25开闭动作的凸轮轴28，在该凸轮轴28所具有的凸轮从动链轮29和设于曲轴18上的凸轮驱动链轮39上卷挂有正时链31。因此，与曲轴18的旋转配合，凸轮轴28旋转，形成于该凸轮轴28上的凸轮32、33经由摇臂34、35压下进气阀24和排气阀25，由此，将进气口20和排气口21打开、关闭。另外，在进气孔口22上设有喷射器，由该喷射器将燃料微粒子化并向进气孔口22内喷射。另外，在气缸盖12上安装有火花塞36。
在这样构成的发动机10中，将由空气滤清器清洁化了的空气和由喷射器喷射的燃料构成的混合气从进气孔口22向燃烧室19供给，在被活塞16压缩后，由火花塞36点火，进行燃烧，成为经由活塞16而使曲轴18旋转的能量，然后，作为废气而从排气孔口23向外部排出。
曲轴18由右曲轴半体18a和左曲轴半体18b构成，经由将两个曲轴半体18a、18b连接配置的曲轴销37而与连杆17连接。另外，覆盖曲轴箱14的右侧而设置发电机箱38，在发电机箱38内，在右曲轴半体18b的前端部设置发电机G和散热器风扇39，并将它们收纳到发电机箱38内部。另外，在发电机箱38上开设有开口38a，经由该开口38a将外部空气取入发电机箱38内，将发动机10空气冷却。
左箱半体14b的左侧部向后方延伸而构成变速器箱40的一部分，在被安装于该左箱半体14b左侧面的变速器罩41包围的变速器室42存放有构成动力单元的变速器50。变速器50具有驱动带轮51，其安装于在变速器室42内延伸的左曲轴半体18b的前端部，与其一体旋转；副轴52，其位于变速器室42的后方，与曲轴18平行延伸并可旋转地安装；从动带轮53，其相对副轴52可旋转地安装在副轴52的大致中央部；离合器54，其安装于副轴52的左端，将从动带轮53和副轴52卡合、脱离；未图示的变速器带，其卷挂于驱动带轮51和从动带轮53上，将驱动带轮51的旋转传递到从动带轮53上。
驱动带轮51具有固定带轮半体51a，其安装于曲轴18之上，可与其一体地旋转；可动带轮半体51b，其相对固定带轮半体51a可沿轴向相对移动，并且可与曲轴18一体旋转，变速器带被这些固定带轮半体51a和可动带轮半体51b夹持。另一方面，从动带轮53具有固定带轮半体53a，其可相对旋转地安装于副轴52上；可动带轮半体53b，其相对固定带轮半体53可沿轴向相对移动，并且可相对副轴52相对旋转，变速器皮带被这些固定带轮半体53a和可动带轮半体53b夹持。因此，通过可变地设定驱动带轮51和从动带轮53的带轮宽度，可使变速器带相对两带轮51、53的卷挂半径连续变化，可无级(连续地)地控制变速比。
与副轴52平行且可旋转地安装有空转轴55和安装有后轮RW的后轮轴56，经由安装于副轴52、空转轴55及后轮轴56上的齿轮列57，将副轴52的旋转驱动力传递到后轮RW上。这样，将发动机10的输出传递到曲轴18上，在由变速器50变速后，向后轮RW传递，可使二轮车行使。
另外，在具有这样的发动机10的二轮车中，在车体前方中央安装前照灯HL，在车体后方安装尾灯、刹车灯、牌照照明灯等。在车体前方左右及车体后方左右安装方向指示器。另外，在手柄之间配置速度表、转速表、燃料计、油面指示计等仪表类，并配置对这些仪表类进行照明的仪表照明用灯。前照灯HL通过设于手柄附近的点亮开关SW1的操作而进行开关。另外，在前照灯上设有大灯光HI，同样，其通过设于手柄附近的光束开关SW2的操作而进行开关。仪表照明用灯与前照灯HL同时点亮，或与前照灯HL的开关无关地总是被点亮。另外，在车体前方的适当位置存放有蓄电池B。
其次，进一步详细说明本发明的发电机的电枢结构。如图1、图3所示，发电机G由转子60和电枢70构成。转子60具有圆筒状的轭铁61，轭铁61的右端面安装于右曲轴18b的端部，通过轮毂68而与可与曲轴18一体旋转的垫圈(ワツシヤ)67结合，同时，通过螺栓69而与散热器风扇39结合，并且可与曲轴18一体地旋转。另外，在轭铁61的圆筒内周面固定有永久磁铁62、62。
电枢70具有铁芯71，该铁芯71具有将由磁性材料成形的平板层积，将平面看的外形形成为正八边形状的主体部71a，将铁芯71从设于主体部71a中心的开口71d设置到曲轴18之上、即轭铁61的圆筒内部，同时，通过插入到螺栓插入孔71b、71b的螺栓79而拧合在曲轴箱14上，与曲轴箱18的旋转无关而不能旋转地固定在曲轴18上。
另外，铁芯71从正八边形的主体部71a的平面看各边中央部放射状地突出而设有突极部71c、71c、...(I～VIII)，这些突极部沿轭铁61的圆筒内周面大致等间隔地配置，并且与设于轭铁61内周面的永久磁铁62相对。这样，设有突极部71c、71c、...的铁芯71在平面看其外形具有旋转对称性(八次旋转对称)。另外，铁芯71具有线对称性，根据如点划线所示处于旋转对称的位置关系的突极部间的连线和如双点划线所示正八边形的主体部71a的对角线这两种中心线而分别线对称。另外，由该主体部71a的对角线将线对称的铁芯71在平面看二等分，将设于铁芯71上的八个突极部71c、71c、...在该二等分的铁芯71的一侧和另一侧分别分成半数(各四个)。另外，在各突极部71c、71c、...上分别设有绕线骨架73。绕线骨架73相对主体部71a使用树脂绝缘材料插入成形或由粉末涂敷成形。
相对这样的铁芯71，在各突极部I～VIII上经由绕线骨架73卷绕线圈72。该线圈72由用于向前照灯HL等电力负载供给电力的负载用线圈72a和用于向蓄电池B供给电力的充电用线圈72b构成。负载用线圈72a卷绕在五个突极部I、II、IV、V、VII上，充电用线圈72b卷绕在三个突极部III、VI、VIII上。卷绕在突极部上的两个线圈72a、72b从设于铁芯71的主体部71a上的端子孔71e、71e、...与未图示的端子连接，经由该端子与各电力负载电连接。
而且，卷绕有充电用线圈72b的突极部III、VI、VIII分散配置于卷绕有负载用线圈72a的突极部I、II、IV、V、VII之间。更具体地说，在处于与卷绕有充电用线圈72b的突极部III、VI、VIII旋转对称的位置关系的突极部VII、II、IV上卷绕有负载用线圈72a。而且，相对于处在旋转对称的位置关系的都卷绕有负载用线圈72a的突极部I、V间的连线即中心线，负载用线圈72a卷绕在被该中心线二等分中的一侧(图3上方)的一个突极部VII上和另一侧(图3下方)的两个突极部II、IV上，充电用线圈72b卷绕在相同一侧(图3上方)的两个突极部VI、VIII上和相同另一侧(图3下方)的一个突极部III上。这样分散而卷绕充电用线圈72b的三个突极部采用大致旋转对称(大致三次旋转对称)的位置关系进行配置。另外，相对由其它三条点划线表示的中心线，在一侧及另一方侧分别各卷绕两个负载用线圈72a，分别各卷绕一个充电用线圈72b。
另外，螺栓插入孔71b、71b相对由上述双点划线表示的中心线(主体部71a的对角线)设置在旋转对称的位置上，负载用线圈72a卷绕在被该中心线二等分中的一侧(图3上方)的两个突极部V、VII上和另一方侧(图3下方)的三个突极部I、II、IV上，充电用线圈72b卷绕在相同一侧(图3上方)的两个突极部VI、VIII上和相同另一侧(图3下方)的一个突极部III上。另外，相对由其它三条双点划线表示的中心线，负载用线圈72a卷绕在被二等分的一侧的两个突极部上和另一侧的三个突极部上，将充电用线圈72b卷绕在相同一侧的两个突极上和相同另一侧的一个突极部上。
这样，将充电用线圈72b分散配置，但负载用线圈72a和充电用线圈72b分别串联连接。
图4表示含有发电机G的二轮车的电路图。如上所述，发电机G具有串联连接的负载用线圈72a，其分别卷绕在突极部I、II、IV、V、VII上；串联连接的充电用线圈72b，其分别卷绕在突极部III、VI、VII上，通过转子60的旋转，在负载用线圈72a及充电用线圈72b上产生交流电压。
负载用线圈72a经由用于使电压稳定化的稳定器REG而与电力负载L连接，由该电力负载L消耗来自负载用线圈72a的电力。在此，电力负载L有上述仪表类、仪表照明用灯、闪光灯、尾灯、刹车灯等。
另外，负载用线圈72a设置中间抽头。在该中间抽头上连接设有点亮开关SW1及光束开关SW2的前照灯点亮电路HC。前照灯点亮电路HC在点亮开关SW1为由虚线图示的断开时，在电阻R上流过电流，由该电阻R消耗来自负载用线圈72a的电压，在点亮开关SW1为由实线表示的接通时，将前照灯HL点亮。另外，在点亮开关SW1接通，光束开关SW2为由虚线所示的断开时，仅将前照灯HL点亮，在光束开关SW2为由实线表示的接通时，将大灯光HI与前照灯HL一起点亮。另外，也由中间抽头与稳定器REG连接。
充电用线圈72b与蓄电池B连接，将来自充电用线圈72b的电力向蓄电池B供给，可对蓄电池B进行充电。
在此，在蓄电池B的充电未达到满容量时，将来自充电用线圈72b的电力向蓄电池B供给而对蓄电池B进行充电。另外，从负载用线圈72a经由稳定REG向电力负载L供给稳定的电压。在蓄电池B被充满时，在与充电用线圈72b相连的电路中流动的电流量减小。由此，充电用线圈72b和转子60之间的磁力减小。
另外，当将点亮开关SW1接通，则从中间抽头向前照灯点亮电路HC流过电流，与光束开关SW2的接通断开无关而将前照灯HL点亮。此时，由于向电力负载高(例如80W)的前照灯HL供给电力，故在负载用线圈72a中流动的电流量大幅度变化，负载用线圈72a与转子60之间的磁力成分大地变化。当将光束开关SW2接通，则该现象逐渐显著。
在此，根据现有的电枢的结构，如图5所示，由于负载用线圈82a卷绕在多个突极部I～VIII中邻接的突极部I～V上，故作为发电机的磁平衡有偏差，成为产生磁致伸缩声音的原因。
根据本发明的电枢结构，处于旋转对称的位置关系且分别卷绕负载用线圈72a的突极部I及突极部V的相互的磁力矢量抵消。剩余的六个突极部中，分别卷绕在处于旋转对称的位置关系的突极部上的线圈与卷绕在自身上的线圈不同。因此，处于旋转对称位置关系的突极部II、VI、突极部III、VII以及突极部IV、VIII的各磁力矢量抵消，将磁平衡进行平衡化，但卷绕负载用线圈72a的突极部II、VII、IV的磁力矢量大，因此在这些突极部II、VII、IV侧残留磁力矢量。
在此，相对于连接突极部I、V的中心线，突极部II、IV位于图3的下方侧，突极部VII位于图3的上方侧。其结果是，进一步将相互的磁力矢量抵消，虽然在图3的下方侧残留磁力矢量，但作为整体来说，磁气平衡被进一步平衡化。
在以将螺栓插入孔71b、71b形成为旋转对称的位置关系的中心线作为基准时，可以说也是同样的，将处于旋转对称位置关系的磁力矢量抵消，虽然在通过将螺栓插入孔71b、71b形成为旋转对称位置关系的中心线而二等分中位于图3下方侧的突极部上残留磁力矢量，但作为整体来说，可以谋求磁平衡的平衡化。
这样，根据本实施例的电枢结构，将卷绕有充电用线圈的突极部分散配置在卷绕有负载用线圈的突极部之间。因此，与将现有的负载用线圈及充电用线圈分别相邻地配置的结构相比，可将发电机G的磁平衡进行平衡化，因此，可减轻磁致伸缩声音。另外，在本实施例中，在铁芯71上设置的八个突极部71c、71c、...中，卷绕有充电用线圈72b的三个突极部采用大致旋转对称的位置关系进行配置，卷绕有负载用线圈72a的剩下的五个突极部也平衡良好地进行分散。通过这样进行分散配置，可有效地进行磁平衡的平衡化，可有效地减轻磁致伸缩声音。另外，通过这样使充电用线圈72b分散，相对平面看使铁芯71线对称的中心线中的任一个，利用该中心线分别将充电用线圈72b和负载用线圈72a向被二等分的一侧和另一侧等分，作为发电机整体可构成取得磁平衡的电枢70。
在本实施例中，对各突极部I～VII卷绕负载用线圈72a和充电用线圈72b中的任一个而构成电枢70。因此，与在全部突极部卷绕负载用线圈等具有卷绕多种线圈的突极部而构成的电枢结构相比，可削减卷绕工序数，且可提高生产性。
另外，铁芯71的主体部71a在两个位置进行与曲轴箱14的拧合，将设于主体部71a上的螺栓插入孔71b、71b设为相对铁芯71的中心线旋转对称的位置关系。而且，将负载用线圈和充电用线圈分别卷绕在被该中心线二等分的铁芯71的一侧的突极部和另一侧的突极部上，并且将它们相对于中心线等分成一侧和另一侧。因此，谋求在一侧和另一侧之间的磁平衡的平衡化，即使仅为使用位于该中心线上的两个位置的螺栓插入孔71b、71b进行安装，也可以使电枢70稳定而安装在发电机侧(曲轴箱)。这样，可不增加用于将电枢70安装到发动机侧的工序数，而构成将磁致伸缩声音减轻的发电机G。
另外，在上述实施例中，在发电机箱38上设置开口38a，将外气取入发电机箱38内，将发动机10空气冷却。根据本发明的发动机的电枢结构，由于与现有情况相比，磁致伸缩声音得到了减轻，故即使更大地形成开口38a也不引起噪音。这样，根据本发明的发电机的电枢结构，在发动机10为设置外气取入用的开口进行空气冷却的方式时，可谋求发动机10的空气冷却效果的提高。
以上对本发明的发电机的电枢结构的实施例进行了说明，但不限于上述实施例。例如虽然形成为将负载用线圈72a卷绕在五个突极部I、II、IV、V、VII上，将充电用线圈72b卷绕在三个突极部III、VI、VII上的方式，但也可以适当改变卷绕两个线圈的突极部的数量。在将负载用线圈和充电用线圈分别卷绕到四个突极部上时，通过沿周向交替配置充电用线圈和负载用线圈，将充电用线圈分散配置在负载用线圈之间，同时，将各线圈相对中心线按同等数量等分在一侧和另一侧，可谋求磁平衡的平衡化。另外，此时卷绕有充电线圈的四个突极部采用旋转对称(四次旋转对称)的位置关系而分散配置。另外，在设置六个负载用线圈，两个充电用线圈时，通过在处于旋转对称的位置关系的突极部上卷绕相同的线圈，将充电用线圈分散配置在负载用线圈之间，同时，将各线圈相对中心线按同等数量等分在一侧和另一侧，可谋求磁平衡的平衡化。此时，卷绕有充电用线圈的两个突极部采用旋转对称(二次旋转对称)的位置关系分散配置。这样，即使改变卷绕充电用线圈和负载用线圈的突极部的数量，也可以谋求作为电枢70整体的磁平衡的平衡化，另外，与上述实施例同样，通过使用相对中心线设为旋转对称的位置关系的两个螺栓插入孔进行安装，可将电枢稳定地安装在发动机侧。另外，突极部的数量也不限于八个，可适当改变，与上述实施例相同，通过将充电用线圈分散配置在负载用线圈之间，可得到相同的效果。
权利要求
1.一种发电机的电枢结构，该发电机设于车辆中，在成形为圆筒状的转子的内部空间配置电枢，其特征在于，所述电枢由以下部件构成，即铁芯，其由平面看将外形成形为旋转对称形，具有配设于所述转子的内部空间的主体部和从所述主体部突出并沿所述转子的内周面大致等间隔地配置的多个突极部；负载用线圈，其卷绕在所述多个突极部中的一部分突极部上，向所述车辆的电力负载装置供给电力；充电用线圈，其卷绕在所述多个突极部中余下的突极部上，向所述车辆的充电装置供给电力，卷绕有所述充电用线圈的突极部沿周向分散配置在卷绕有所述负载用线圈的突极部之间。
2.如权利要求1所述的发电机的电枢结构，其特征在于，用于将所述发电机安装在所述车辆中的安装部设为相对于所述铁芯的中心线旋转对称，所述充电用线圈被卷绕在设于平面看相对所述中心线被二等分的所述铁芯一侧的突极部和设于另一侧的突极部上，且所述负载用线圈卷绕在设于所述一侧的突极部和设于所述另一侧的突极部上。
全文摘要
本发明提供一种发电机的电枢结构，可通过简单地结构减轻磁致伸缩声音。该发电机的电枢具有铁芯(71)，其具有配置于转子(60)的内部空间的主体部(71a)及从主体部(71a)突出并沿转子(60)的内周面大致等间隔地配置的多个突极部(I～VIII)；负载用线圈(72a)，其卷绕在多个突极部中的一部分突极部(I、II、IV、V、VII)上，向电力负载(L)供给电力；充电用线圈(72b)，其卷绕在多个突极部中剩下的突极部(III、VI、VIII)上，向蓄电池(B)供给电力，将卷绕有充电用线圈(72b)的突极部分散配置在卷绕有负载用线圈(72a)的突极部之间。
文档编号H02K21/22GK1835345SQ20061006820
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月20日 优先权日2005年3月18日
发明者扇谷宽一郎, 甲斐贵之 申请人:本田技研工业株式会社