專利名稱：通用發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)一體化的通用發(fā)動(dòng)
機(jī)。
背景技術(shù)：
作為通用發(fā)動(dòng)機(jī)的典型的利用方式之一，存在下述方式，艮口， 將作為外部裝置的發(fā)電體外置于發(fā)動(dòng)機(jī)上，使用發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行 發(fā)電。在專利文獻(xiàn)1中，公開了將徑向間隙型的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(發(fā)電體) 外置的通用發(fā)動(dòng)機(jī)。 -
專利文獻(xiàn)l:特開2001—295657號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)前，在將發(fā)電體外置于通用發(fā)動(dòng)機(jī)上的情況下，必須將作為 外部裝置的發(fā)電體安裝在從通用發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)方突出的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸 上。但是，與通用發(fā)動(dòng)機(jī)分體化的發(fā)電體，其自身的尺寸以及重量非 常大。因此，在單純地將發(fā)電體外置的情況下，存在整體的尺寸及重 量變大，用戶難以使用的問題。
因此，本發(fā)明的目的是，提高用于發(fā)電用途的通用發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā) 電能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕量化*小型化。
為了解決上述課題，第1發(fā)明提供一種使軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電 機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)主體一體化的通用發(fā)動(dòng)機(jī)。通過發(fā)動(dòng)機(jī)主體的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸具有第1突出部位，其從發(fā)動(dòng)機(jī)主體的一個(gè)側(cè)部突出； 以及第2突出部位，其從發(fā)動(dòng)機(jī)主體的另一個(gè)側(cè)部突出。在第1突出 部位上可以安裝作為選裝部件而提供的外部裝置。軸向間隙型電動(dòng)發(fā) 電機(jī)一體地安裝在第2突出部位上。該軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)具有 第1以及第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子，其與旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)；以及定子，其安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主體上。第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子與第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子相比配置在外 側(cè)。定子配置在旋轉(zhuǎn)軸上第1以及第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子之間，分別與第1
以及第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子分離。在這里，優(yōu)選在第l發(fā)電用轉(zhuǎn)子以及第2
發(fā)電用轉(zhuǎn)子各自的與定子相對(duì)的相對(duì)面上，沿圓周方向排列地安裝多 個(gè)磁體，在定子上接線并安裝多個(gè)線圈。
在這里，在第1發(fā)明中，還可以具有多個(gè)第1散熱片，其設(shè)置
在第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子上，沿圓周方向排列。在此情況下，優(yōu)選還具有第 l通氣孔，其設(shè)置在第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子的第1散熱片的內(nèi)側(cè)，沿旋轉(zhuǎn)軸 的軸向貫穿第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子。另外，還可以具有散熱片部件，其與旋 轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)，插入至定子的中空部位內(nèi)，沿圓周方向排列有多個(gè) 第2散熱片，也可以使該散熱片部件與第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子一體形成。另 外，還可以具有第2通氣孔，其設(shè)置在第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子上，沿旋轉(zhuǎn)軸 的軸向貫穿第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子。
另外，在第1發(fā)明中，優(yōu)選第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子以及第2發(fā)電用轉(zhuǎn) 子具有作為飛輪的功能，即，通過自身的慣性力，使旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力 穩(wěn)定化。另外，也可以將用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度的點(diǎn)火用磁體， 安裝在第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子或者第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子上。另外，也可以在定子 的外徑比第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子的外徑大的前提下，進(jìn)一步設(shè)置安裝部件， 其大致直線狀地延伸。在此情況下，優(yōu)選安裝部件的一端安裝在發(fā)動(dòng) 機(jī)主體上，安裝部件的另一端安裝在定子的與第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子相比直 徑較大的部位上。另外，也可以進(jìn)一步設(shè)置反沖起動(dòng)部，其與第2 發(fā)電用轉(zhuǎn)子相比配置在外側(cè)，在使發(fā)動(dòng)機(jī)主體起動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制地使旋轉(zhuǎn) 軸旋轉(zhuǎn)。
第2發(fā)明提供一種使軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)主體一體 化的通用發(fā)動(dòng)機(jī)。通過發(fā)動(dòng)機(jī)主體的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸具有 第1突出部位，其從發(fā)動(dòng)機(jī)主體的一個(gè)側(cè)部突出；以及第2突出部位， 其從發(fā)動(dòng)機(jī)主體的另一個(gè)側(cè)部突出?？梢詫⒆鳛檫x裝部件而提供的外 部裝置安裝在第1突出部位上。將軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)一體地安裝 在第2突出部位上。該軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)具有第1以及第2 飛輪，其與旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)；以及定子，其安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主體上。第2飛輪與第l飛輪相比配置在外側(cè)。第1以及第2飛輪通過自身的 慣性力，使旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力穩(wěn)定化。定子配置在旋轉(zhuǎn)軸上第1以及第
2飛輪之間，分別與第1以及第2飛輪分離。在定子上接線并安裝多 個(gè)線圈。另外，在第1以及第2飛輪各自的與定子相對(duì)的相對(duì)面上，
沿圓周方向排列地安裝多個(gè)磁體。
在這里，在第2發(fā)明中，還可以具有多個(gè)第1散熱片，其設(shè)置 在第2飛輪上，沿圓周方向排列。在此情況下，優(yōu)選還具有第l通氣 孔，其設(shè)置在第2飛輪的第1散熱片的內(nèi)側(cè)，沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向貫穿第 2飛輪。另外，還可以具有散熱片部件，其與旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)，插 入至定子的中空部位內(nèi)，沿圓周方向排列有多個(gè)第2散熱片，也可以 使該散熱片部件與第1飛輪一體形成。另外，還可以具有第2通氣孔， 其設(shè)置在第l飛輪上，沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向貫穿第1飛輪。
另外，在第2發(fā)明中，優(yōu)選將用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度的點(diǎn) 火用磁體，安裝在第1飛輪或者第2飛輪上。另外，也可以在定子的 外徑比第1飛輪的外徑大的前提下，進(jìn)一步設(shè)置安裝部件，其大致直 線狀地延伸。在此情況下，優(yōu)選安裝部件的一端安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主體上， 安裝部件的另一端安裝在定子的與第1飛輪相比直徑較大的部位上。 另外，也可以進(jìn)一步設(shè)置反沖起動(dòng)部，其與第2飛輪相比配置在外側(cè)， 在使發(fā)動(dòng)機(jī)主體起動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制地使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
發(fā)明的效果
根據(jù)第1發(fā)明，作為發(fā)電體的軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī) 主體一體化。因此，即使不將其作為外部裝置而另外安裝，也可以將
通用發(fā)動(dòng)機(jī)用于發(fā)電用途。另外，作為與發(fā)動(dòng)機(jī)主體一體化的發(fā)電體， 使用軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)，將定子作為各個(gè)第1以及第2發(fā)電用轉(zhuǎn) 子在發(fā)電時(shí)所必要的相對(duì)部件而共用。因此，可以抑制旋轉(zhuǎn)軸的軸向 長度的增加，同時(shí)提高發(fā)電能力。其結(jié)果，可以提高用于發(fā)電用途的 通用發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化，輕量化。
根據(jù)第2發(fā)明，作為發(fā)電體的軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī) 主體一體化。因此，即使不將其作為外部裝置而另外安裝，也可以將通用發(fā)動(dòng)機(jī)用于發(fā)電用途。另外，作為與發(fā)動(dòng)機(jī)主體一體化的發(fā)電體， 使用軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)。因此，不對(duì)現(xiàn)有通用發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的飛 輪的尺寸等規(guī)格進(jìn)行較大地變更，而僅通過追加發(fā)電用磁體等，就可 以對(duì)飛輪上附加作為發(fā)電用轉(zhuǎn)子的功能。另外，將定子作為各個(gè)第1 以及第2飛輪在發(fā)電時(shí)所必要的相對(duì)部件而共用。因此，可以抑制旋 轉(zhuǎn)軸的軸向長度的增加，同時(shí)提高發(fā)電能力。其結(jié)果，對(duì)于以現(xiàn)有通 用發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)，不需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)及規(guī)格進(jìn)行較大 地變更，可以以低成本實(shí)現(xiàn)，且可以提高發(fā)電能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化 輕量化。'


圖1是從旋轉(zhuǎn)軸的一端側(cè)觀察的通用發(fā)動(dòng)機(jī)的展開立體圖。
、 圖2是從旋轉(zhuǎn)軸的另一端側(cè)觀察的通用發(fā)動(dòng)機(jī)的展開立體圖。
圖3是通用發(fā)動(dòng)機(jī)的展開側(cè)面圖。
圖4是由殼體內(nèi)的氣流進(jìn)行冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)的說明圖。 圖5是使用了通用發(fā)動(dòng)機(jī)的充電/放電系統(tǒng)的說明圖。
具體實(shí)施例方式
圖1及圖2是本實(shí)施方式所涉及的通用發(fā)動(dòng)機(jī)1的展開立體圖， 圖1是從旋轉(zhuǎn)軸9的一端側(cè)觀察的圖，圖2是從旋轉(zhuǎn)軸9的另一端側(cè) 觀察的圖。另外，圖3是通用發(fā)動(dòng)機(jī)1的展開側(cè)面圖，該圖中所示的 標(biāo)號(hào)C表示旋轉(zhuǎn)軸9的軸向(軸線方向)。該通用發(fā)動(dòng)機(jī)1具有使 軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3與發(fā)動(dòng)機(jī)主體2—體化的形式，用于發(fā)電用 途。通用發(fā)動(dòng)機(jī)1主要由發(fā)動(dòng)機(jī)主體2、軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3、 反沖起動(dòng)部(recoil) 4、殼體5、以及燃料箱6構(gòu)成。此外，在圖1 中，為了清楚地示出發(fā)動(dòng)機(jī)主體2的外觀形狀，省略搭載在其上部的 燃料箱6。
發(fā)動(dòng)機(jī)主體2具有與通常的通用發(fā)動(dòng)機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。在該發(fā)動(dòng) 機(jī)主體2的上部，安裝用于儲(chǔ)存燃料的燃料箱6。旋轉(zhuǎn)軸9利用發(fā)動(dòng) 機(jī)主體2的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸9分別從發(fā)動(dòng)機(jī)主體2的左右側(cè)部突出，具有圖3所示的突出部位9a、 9b。在從發(fā)動(dòng)機(jī)主體2的一個(gè) 側(cè)部突出的突出部位9a上，可以安裝任意的外部裝置(未圖示)， 該外部裝置與通用發(fā)動(dòng)機(jī)1分體化，作為選裝部件而提供。另一方面， 在從該突出部位9a的相反側(cè)即另一側(cè)的側(cè)部突出的突出部位9b上， 一體地安裝軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3。
軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3，主要由圓盤狀的發(fā)電用轉(zhuǎn)子31、 33、 以及中空狀的定子32構(gòu)成。在本說明書中，將發(fā)電用轉(zhuǎn)子31、 33 的左右側(cè)面中、與定子32相對(duì)的一側(cè)稱為"相對(duì)面"，將不與定子 32相對(duì)的一側(cè)稱為"非相對(duì)面"。發(fā)電用轉(zhuǎn)子31、 33通過將其中心 分別固定在旋轉(zhuǎn)軸9上而與旋轉(zhuǎn)軸9一體地旋轉(zhuǎn)。在靠近發(fā)動(dòng)機(jī)主體 2的內(nèi)側(cè)的發(fā)電用轉(zhuǎn)子31 (以下，稱為"內(nèi)轉(zhuǎn)子31")的相對(duì)面上， 沿圓周方向排列地安裝例如釹類永磁體等多個(gè)發(fā)電用磁體31a,相鄰 的發(fā)電用磁體31a的極性交替地反轉(zhuǎn)。另外，在與內(nèi)轉(zhuǎn)子31相比位 于外側(cè)的發(fā)電用轉(zhuǎn)子33 (以下，稱為"外轉(zhuǎn)子33")的相對(duì)面上， 沿圓周方向排列地安裝由與發(fā)電用磁體31a相同的材質(zhì)形成的發(fā)電 用磁體33a。與發(fā)電用磁體31a的情況相同，使相鄰的發(fā)電用磁體33a 的極性交替地反轉(zhuǎn)。另一方面，定子32具有圍繞其中心形成中空部 位的環(huán)形形狀。定子32經(jīng)由大致直線狀地延伸的多個(gè)安裝部件7， 固定在發(fā)動(dòng)機(jī)主體2上。另外，定子32配置在內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33之間， 在旋轉(zhuǎn)軸9的軸向C上，分別與內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33分離。在定子32 上，接線并安裝例如集中繞組導(dǎo)線等多個(gè)線圈32a。
在外轉(zhuǎn)子33上設(shè)置有多個(gè)冷卻散熱片33c、以及多個(gè)通氣孔 33b。沿圓周方向排列的冷卻散熱片33c，分別從外轉(zhuǎn)子33的非相對(duì) 面沿軸向C直立，向大致直徑方向延伸。另外，沿圓周方向排列的 通氣孔33b設(shè)置在冷卻散熱片33c的內(nèi)側(cè)，沿軸向C貫穿外轉(zhuǎn)子33。
另一方面，在內(nèi)轉(zhuǎn)子31上設(shè)置有散熱片部件34、以及多個(gè)通氣 孔31b。設(shè)置于內(nèi)轉(zhuǎn)子31的相對(duì)面上的散熱片部件34，在外圓周上 排列向直徑方向延伸的多個(gè)冷卻散熱片，與旋轉(zhuǎn)軸9一體地旋轉(zhuǎn)。此 外，散熱片部件34只要采用與旋轉(zhuǎn)軸9一體地旋轉(zhuǎn)的方式即可，不 必一定與內(nèi)轉(zhuǎn)子31 —體形成，也可以與外轉(zhuǎn)子33 —體形成，也可以相對(duì)于內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、33作為單獨(dú)的部件而形成。散熱片部件34插入* 收容在定子32的中空部位內(nèi)。另外，沿圓周方向排列的通氣孔31b 沿軸向C貫穿內(nèi)轉(zhuǎn)子31。散熱片部件34以及通氣孔31b，與外轉(zhuǎn)子 33側(cè)的部位33b、 33c協(xié)作，起到將發(fā)動(dòng)機(jī)主體2以及軸向間隙型電 動(dòng)發(fā)電機(jī)3這兩者冷卻的作用。
在本實(shí)施方式中，為了提高將內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33向旋轉(zhuǎn)軸9安裝 時(shí)的裝配作業(yè)性，另外，為了高精度地確保內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33的間隙， 在向旋轉(zhuǎn)軸9安裝前，將內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33—體化。具體地說，在內(nèi) 轉(zhuǎn)子31的與外轉(zhuǎn)子33相對(duì)的相對(duì)側(cè)的表面中央，形成沿軸向C突 出的圓筒狀的凸起部(凸起部的內(nèi)徑與旋轉(zhuǎn)軸9的外徑相當(dāng))。使該 凸起部的頂部與外轉(zhuǎn)子33的相對(duì)面抵接，在該狀態(tài)下，從外轉(zhuǎn)子33 的背面插入螺栓而將兩者緊固。此外，凸起部也可.以不形成于內(nèi)轉(zhuǎn)子 31側(cè)而是形成于外轉(zhuǎn)子33偵ij。另外，也可以不將分別分體形成的內(nèi) 外轉(zhuǎn)子31、 33機(jī)械地緊固，而是作為單一的部件而使它們一體形成。
內(nèi)轉(zhuǎn)子31的外徑比位于其外側(cè)的定子32的外徑小。其原因是， 使用于將定子32安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主體2上的安裝部件7的形狀最優(yōu)化， 抑制由發(fā)動(dòng)機(jī)主體2的振動(dòng)引起的定子32的位移(振動(dòng)的放大)。 在此情況下，定子32的向直徑方向(徑向方向)突出的部位(與內(nèi) 轉(zhuǎn)子31相比直徑較大的部位)，作為用于固定臂狀的安裝部件7的 一端的部位、即安裝部使用。另外，由于內(nèi)轉(zhuǎn)子31比定子32直徑小， 所以即使安裝部件7的形狀為其延伸長度最短的大致直線狀，也可以 避免與內(nèi)轉(zhuǎn)子31發(fā)生干涉。
軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3，使發(fā)電系統(tǒng)具有兩個(gè)系統(tǒng)。第l系統(tǒng) 由成對(duì)的內(nèi)轉(zhuǎn)子31和定子32構(gòu)成。第1系統(tǒng)的軸向間隙是存在于內(nèi) 轉(zhuǎn)子31的相對(duì)面和與其相對(duì)的定子32的平面之間的間隙。另一方面， 第2系統(tǒng)由成對(duì)的外轉(zhuǎn)子33和定子32構(gòu)成。第2系統(tǒng)的軸向間隙是 存在于外轉(zhuǎn)子33的相對(duì)面和與其相對(duì)的定子32的平面之間的間隙。 配置在內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33之間的定子32，作為各個(gè)轉(zhuǎn)子31、 33在發(fā) 電時(shí)所必要的相對(duì)部件而被共用。此外，在采用不使用電磁鋼板的軸 向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的情況下，與通常的徑向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)相比較，可以減少鐵損，高效地發(fā)電。
由于固定在旋轉(zhuǎn)軸9的突出部位9b上的2個(gè)轉(zhuǎn)子31、 33，除了 其自身的自重以外，還要嵌入發(fā)電用磁體31a、 33a，所以具有一定 程度的重量。因此，內(nèi)轉(zhuǎn)子31以及外轉(zhuǎn)子33起到飛輪的作用，艮口， 分別利用旋轉(zhuǎn)時(shí)的自身的慣性力，使在發(fā)動(dòng)機(jī)主體2的1個(gè)循環(huán)期間 變化的旋轉(zhuǎn)軸9的旋轉(zhuǎn)力穩(wěn)定化。
在外轉(zhuǎn)子33的非相對(duì)面?zhèn)龋赐廪D(zhuǎn)子33的外側(cè)，設(shè)置反沖起 動(dòng)部4，該反沖起動(dòng)部4在使發(fā)動(dòng)機(jī)主體2起動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制地使旋轉(zhuǎn)軸 9旋轉(zhuǎn)。在該反沖起動(dòng)部4上形成進(jìn)氣口，其吸入用于將發(fā)動(dòng)機(jī)主體 2以及軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3冷卻的空氣。具有上述結(jié)構(gòu)的軸向間 隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3，其大致整體被殼體5覆蓋。該殼體5具有將從反 沖起動(dòng)部4的進(jìn)氣口吸入的空氣導(dǎo)入至發(fā)動(dòng)機(jī)主體2側(cè)的內(nèi)部形狀。
在內(nèi)轉(zhuǎn)子31以及外轉(zhuǎn)子33中的一個(gè)上，安裝用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸9 的旋轉(zhuǎn)角度的點(diǎn)火用磁體8 (參照?qǐng)D3)。在本實(shí)施方式中，點(diǎn)火用 磁體8安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)子31的非相對(duì)面?zhèn)?與發(fā)動(dòng)機(jī)主體2相對(duì)的一側(cè))， 通過未圖示的位置檢測(cè)傳感器，檢測(cè)點(diǎn)火用磁體8的位置、即旋轉(zhuǎn)軸 9的旋轉(zhuǎn)角度。位置檢測(cè)傳感器，以與內(nèi)轉(zhuǎn)子31的外緣相比位于外 側(cè)的方式安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主體2上，在內(nèi)轉(zhuǎn)子31的直徑方向上與點(diǎn)火 用磁體8相對(duì)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
此外，點(diǎn)火用磁體8也可以不安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)子31上，而是安裝在 外轉(zhuǎn)子33上。例如，可以將點(diǎn)火用磁體8安裝在外轉(zhuǎn)子33的非相對(duì) 面?zhèn)?形成冷卻散熱片33c的一側(cè))。在此情況下，為了避免與定子 32發(fā)生干涉，必須將位置檢測(cè)傳感器安裝在定子32外緣的外側(cè)，雖 然與點(diǎn)火用磁體8之間的間隙變大，但可以確保實(shí)際使用中不會(huì)發(fā)生 問題的檢測(cè)精度。此外，在安裝于外轉(zhuǎn)子33上的情況下，在該點(diǎn)火 用磁體8的附近同時(shí)設(shè)置點(diǎn)火線圈等點(diǎn)火系統(tǒng)部件(未圖示)。通過 將點(diǎn)火系統(tǒng)部件設(shè)置在更外側(cè)，可以容易地進(jìn)行維護(hù)時(shí)的間隙調(diào)整。
如果通過發(fā)動(dòng)機(jī)主體2的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)，則與旋轉(zhuǎn)軸9 一體化的內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33也旋轉(zhuǎn)。如果內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33旋轉(zhuǎn)，則安 裝在各轉(zhuǎn)子31、 33上的發(fā)電用磁體31a、 33a，以旋轉(zhuǎn)軸9的軸線為中心，在鉛直方向上旋轉(zhuǎn)，因此各轉(zhuǎn)子31、 33周圍的磁場(chǎng)急劇地改
變。由此，在設(shè)置于各轉(zhuǎn)子31、 33附近的定子32的線圈32a中，流 過由發(fā)電用磁體31a、 33a的電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流。通過這種發(fā) 電機(jī)構(gòu)，軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3生成 輸出電力。
圖4是由殼體5內(nèi)的氣流進(jìn)行冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)的說明圖。需要 注意的是，在該圖中，部件31 33以沿軸向C較遠(yuǎn)地分離的方式示 出，但這只是為了方便說明，實(shí)際中比該狀態(tài)更接近，內(nèi)轉(zhuǎn)子31的 散熱片部件34插入至定子32的中空部位中。如果通過發(fā)動(dòng)機(jī)主體2 的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)，則設(shè)置在外轉(zhuǎn)子33上的冷卻散熱片33c沿 圓周方向發(fā)生位移。由此，從反沖起動(dòng)部4的進(jìn)氣口吸入的空氣的一 部分(外氣流)，通過冷卻散熱片33c向外轉(zhuǎn)子33的外圓周方向流 出。并且，向外圓周流出的外氣流， 一邊沿殼體5.的內(nèi)部形狀回旋， 一邊向軸向C流動(dòng)，直至到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)主體2。利用該外氣流，將外轉(zhuǎn) 子33的外圓周部位、定子32的外圓周部位、內(nèi)轉(zhuǎn)子31的外圓周部 位冷卻，進(jìn)而發(fā)動(dòng)機(jī)主體2也被冷卻。
另外，如果旋轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)，則與內(nèi)轉(zhuǎn)子31—體化的散熱片部件 34也旋轉(zhuǎn)。由此，從反沖起動(dòng)部4的進(jìn)氣口吸入的空氣的一部分(內(nèi) 氣流)，通過外轉(zhuǎn)子33的通氣孔33b，流入至定子32的中空部位、 即軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的內(nèi)部。并且，流入到內(nèi)部的內(nèi)氣流的一 部分，通過散熱片部件34的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過外轉(zhuǎn)子33和定子32之間的 間隙(軸向間隙)，向定子32的外圓周方向流出。另外，內(nèi)氣流的 一部分，經(jīng)過定子32和內(nèi)轉(zhuǎn)子31之間的間隙，向定子32的外圓周 方向流出。并且，向外圓周流出的內(nèi)氣流與外氣流匯合。利用該內(nèi)氣 流，將內(nèi)轉(zhuǎn)子31、定子32以及外轉(zhuǎn)子33的各自的內(nèi)部冷卻。另外， 內(nèi)氣流的一部分，經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)子31的通氣孔31b,流過發(fā)動(dòng)機(jī)主體2。 通過如上述所示的氣流，將軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3以及發(fā)動(dòng)機(jī)主體 2這兩者冷卻。此外，定子32內(nèi)部的氣流方向，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸9的旋 轉(zhuǎn)方向和散熱片部件34的傾斜方向之間的關(guān)系而唯一地確定。
如上述所示，根據(jù)本實(shí)施方式，作為發(fā)電體的軸向間隙型電動(dòng) 發(fā)電機(jī)3與發(fā)動(dòng)機(jī)主體2 —體化。因此，即使不將其作為外部裝置而另外安裝，也可以將通用發(fā)動(dòng)機(jī)1用于發(fā)電用途。另外，在安裝某些 外部裝置時(shí)，可以使該外部裝置的使用、和軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3 的發(fā)電并行進(jìn)行。作為一體化的發(fā)電體，使用軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)
3，將定子32作為各個(gè)內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33在發(fā)電時(shí)所必要的相對(duì)部件 而共用。因此，可以抑制旋轉(zhuǎn)軸9的軸向長度的增加。另外，在對(duì)定 子32的線圈32a發(fā)生作用的磁場(chǎng)中，存在由內(nèi)轉(zhuǎn)子31的發(fā)電用磁體 31a得到的磁場(chǎng)和由外轉(zhuǎn)子33的發(fā)電用磁體33a得到的磁場(chǎng)。艮P ， 由于兩個(gè)系統(tǒng)的磁場(chǎng)對(duì)線圈32a發(fā)生作用，所以與只采用單一 (一個(gè) 系統(tǒng))的發(fā)電用磁體31a、 33a的情況相比較，在理論上可以期待2 倍程度的高輸出，實(shí)現(xiàn)發(fā)電能力的提高?；谝陨显?，可以提高用 于發(fā)電用途的通用發(fā)動(dòng)機(jī)1的發(fā)電能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化 輕量化。 通常，軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3與徑向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)相比 較，具有徑向方向(直徑方向)的尺寸較小的優(yōu)點(diǎn)。因此，通過安裝 發(fā)電用磁體31a、 33a，可以對(duì)飛輪附加作為內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33的功能， 而不需要對(duì)現(xiàn)有通用發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的飛輪的尺寸等規(guī)格、或者與其相 應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)主體的規(guī)格等進(jìn)行較大的變更。其結(jié)果，對(duì)于以現(xiàn)有通用 發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的發(fā)電用途的通用發(fā)動(dòng)機(jī)1,不對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)及規(guī)格進(jìn)行 較大的變更，就可以以低成本實(shí)現(xiàn)，且可以提高發(fā)電能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)
小型化 輕量化。
在以具有飛輪的現(xiàn)有通用發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的情況下，在安裝于突
出部位9b上而與旋轉(zhuǎn)軸9 一體地旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外飛輪的各個(gè)相對(duì)面上， 在圓周方向上排列地安裝多個(gè)發(fā)電用磁體31a、 33a。另外，將定子 32以與各個(gè)飛輪分離的方式配置在旋轉(zhuǎn)軸9上的內(nèi)外飛輪之間。通 過對(duì)飛輪實(shí)施這種改良，可以使它們與內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33在功能上等 價(jià)。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，可以高效地將軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3 及發(fā)動(dòng)機(jī)主體2冷卻。即，利用冷卻散熱片33c在圓周方向的位移而 向外轉(zhuǎn)子33的外圓周方向流出的外氣流，被沿殼體5向軸向C引導(dǎo)， 直至到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)主體2。另外，利用散熱片部件34的旋轉(zhuǎn)從通氣孔 33b吸入的內(nèi)氣流，從定子32的中空部位通過間隙，與上述外氣流匯合。利用這種外氣流以及內(nèi)氣流，將內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33、定子32、 以及發(fā)動(dòng)機(jī)主體2冷卻。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，將內(nèi)轉(zhuǎn)子31配置在與定子32相比位 于內(nèi)側(cè)的位置，因此可以使向外部露出的內(nèi)轉(zhuǎn)子31的露出部位減少。 由此，即使在由外轉(zhuǎn)子33產(chǎn)生氣流時(shí)，異物也難以進(jìn)入內(nèi)轉(zhuǎn)子31 和定子32之間，因此可以實(shí)現(xiàn)耐久性高的通用發(fā)動(dòng)機(jī)1。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過在與定子32相比配置于外側(cè)的外 轉(zhuǎn)子33上形成冷卻散熱片33c，從而可以使同一部件兼有發(fā)電功能 和冷卻功能，可以減少所使用的磨損部件數(shù)量。另外，在進(jìn)一步將點(diǎn) 火用磁體8安裝在外轉(zhuǎn)子33上的情況下，可以兼有發(fā)動(dòng)機(jī)控制功能， 可以進(jìn)一步減少通用發(fā)動(dòng)機(jī)1的部件數(shù)量。另外，由于上述效果，使 軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的裝配作業(yè)變?nèi)菀?，有助于提高批量生產(chǎn) 性。
此外，在上述的實(shí)施方式中，著眼于軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3 的發(fā)電、即充電，但也可以進(jìn)行充電/放電這兩者。圖5是使用通用 發(fā)動(dòng)機(jī)1的充電/放電系統(tǒng)的說明圖。在充電時(shí)，使從定子32流出的 電流經(jīng)由單元IO流入電源11。單元IO對(duì)電源11的充放電進(jìn)行控制。 另外，電源ll例如是鉛電池、鋰離子電池、電容器等可充放電的蓄 電裝置。由此，將旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)能變換為電能，對(duì)電源ll進(jìn)行充電。 另一方面，在放電時(shí)，使從電源11流出的電流經(jīng)由單元IO流過定子 32。由此，將電能變換為旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)能，使軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3 開始旋轉(zhuǎn)。利用這種充電/放電，不僅使軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)3作 為發(fā)電體起作用，還可以作為通用發(fā)動(dòng)機(jī)1的啟動(dòng)器起作用。此外， 充電/放電的切換是通過單元10中的切換開關(guān)的操作而進(jìn)行的。
另外，在上述實(shí)施方式中，針對(duì)將定子32設(shè)置在內(nèi)外轉(zhuǎn)子31、 33之間的方式進(jìn)行了說明，但也可以追加更多的發(fā)電用轉(zhuǎn)子。在此 情況下，對(duì)于n個(gè)發(fā)電用轉(zhuǎn)子，只要準(zhǔn)備n—l個(gè)定子即可。
權(quán)利要求
1. 一種通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有發(fā)動(dòng)機(jī)主體；旋轉(zhuǎn)軸，其利用所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，具有從所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的一個(gè)側(cè)部突出的第1突出部位、以及從所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的另一個(gè)側(cè)部突出的第2突出部位，在所述第1突出部位上，可以安裝作為選裝部件而提供的外部裝置；以及軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其一體地安裝在所述第2突出部位上，所述軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)具有第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子，其與所述旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)；第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子，其與所述旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)，與所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子相比配置在外側(cè)；以及定子，其安裝在所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體上，在所述旋轉(zhuǎn)軸上配置于所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子以及所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子之間，分別與所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子以及所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子分離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 在所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子以及所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子各自的與所述定子相對(duì)的相對(duì)面上，在圓周方向上排列地安裝多個(gè)磁體， 在所述定子上接線并安裝多個(gè)線圈。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 還具有多個(gè)第1散熱片，這些散熱片設(shè)置在所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子上，沿圓周方向排列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 還具有第1通氣孔，其設(shè)置在所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子的所述第1散熱片的內(nèi)側(cè)，沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向貫穿所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子圍繞其中心形成中空部位，還具有散熱片部件，其與所述旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)，插入所述定子的中空部位內(nèi)，沿圓周方向排列有多個(gè)第2散熱片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述散熱片部件與所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子一體形成。
7. '根據(jù)權(quán)利要求6所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 還具有第2通氣孔，其設(shè)置在所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子上，沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向貫穿所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子以及所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子具有作為飛輪的 功能，即，利用自身的慣性力使所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力穩(wěn)定化。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征 在于，在所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子或者所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子上，安裝用于 檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度的點(diǎn)火用磁體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還具有安裝部件，其以大致直線狀延伸， 所述定子的外徑比所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子的外徑大， 所述安裝部件的一端安裝在所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體上，所述安裝部件的另一端安裝在所述定子的與所述第1發(fā)電用轉(zhuǎn)子相比直徑較大的部位上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特 征在于，還具有反沖起動(dòng)部，其與所述第2發(fā)電用轉(zhuǎn)子相比配置在外側(cè)， 在使所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體起動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制地使所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
12. —種通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有 發(fā)動(dòng)機(jī)主體；旋轉(zhuǎn)軸，其利用所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，具有從所 述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的一個(gè)側(cè)部突出的第1突出部位、以及從所述發(fā)動(dòng)機(jī)主 體的另一個(gè)側(cè)部突出的第2突出部位，在所述第1突出部位上，可以 安裝作為選裝部件而提供的外部裝置；以及.軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其一體地安裝在所述第2突出部位上，:所述軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)具有第1飛輪，其與所述旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)，利用自身的慣性力使所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力穩(wěn)定化；第2飛輪，其與所述旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)，與所述第1飛輪相比 配置在外側(cè)，利用自身的慣性力使所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力穩(wěn)定化；以及定子，其安裝在所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體上，在所述旋轉(zhuǎn)軸上配置于所 述第1飛輪以及所述第2飛輪之間，分別與所述第1飛輪以及所述第 2飛輪分離，在該定子上接線并安裝多個(gè)線圈，在所述第1飛輪以及所述第2飛輪各自的與所述定子相對(duì)的相 對(duì)面上，沿圓周方向排列地安裝多個(gè)磁體。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 還具有多個(gè)第1散熱片，其設(shè)置在所述第2飛輪上，沿圓周方向排列。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 還具有第1通氣孔，其設(shè)置在所述第2飛輪的所述第1散熱片 的內(nèi)側(cè)，沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向貫穿所述第2飛輪。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子圍繞其中心形成中空部位，還具有散熱片部件，其與所述旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)，插入所述定子的中空部位內(nèi)，沿圓周方向排列有多個(gè)第2散熱片。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述散熱片部件與所述第1飛輪一體形成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 還具有第2通氣孔，其設(shè)置在所述第1飛輪上，沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向貫穿所述第l飛輪。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12至17中任意一項(xiàng)所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特 征在于，'在所述第1飛輪或者所述第2飛輪上，安裝用于檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn) 軸的旋轉(zhuǎn)角度的點(diǎn)火用磁體。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至18中任意一項(xiàng)所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特 征在于，還具有安裝部件，其以大致直線狀延伸， 所述定子的外徑比所述第1飛輪的外徑大，所述安裝部件的一端安裝在所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體上，所述安裝部件 的另一端安裝在所述定子的與所述第1飛輪相比直徑較大的部位上。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至19中任意一項(xiàng)所述的通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其特 征在于，還具有反沖起動(dòng)部，其與所述第2飛輪相比配置在外側(cè)，在使 所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體起動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制地使所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通用發(fā)動(dòng)機(jī)，其提高用于發(fā)電用途的通用發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕量化、小型化?？梢栽谛D(zhuǎn)軸(9)的一側(cè)的突出部位上安裝作為選裝部件而提供的外部裝置，在旋轉(zhuǎn)軸(9)的另一側(cè)的突出部位上，一體地安裝由發(fā)電用轉(zhuǎn)子(31、33)(內(nèi)外轉(zhuǎn)子)和定子(32)構(gòu)成的軸向間隙型電動(dòng)發(fā)電機(jī)(3)。
文檔編號(hào)F02B63/04GK101532426SQ20091011877
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者吉田賢一, 鈴木敏行 申請(qǐng)人:富士重工業(yè)株式會(huì)社