JP2019097240A - Cooling structure of dynamo-electric generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電機の冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure of a generator.
自動二輪車等の車両は、エンジンの動力を用いて発電を行う発電機を備えている。この種の発電機は、クランク軸等の回転軸から力が伝えられて回転するロータ(回転子)と、ロータに対向して配置されるステータ(固定子)とを有する。 A vehicle such as a motorcycle includes a generator that generates power using the power of an engine. A generator of this type has a rotor (rotor) that is rotated when a force is transmitted from a rotating shaft such as a crankshaft, and a stator (stator) disposed opposite to the rotor.
発電機は動作中に発熱し、過度に高温になると発電効率が低下してしまう。しかし、エンジンや発電機の周辺スペースが限られている自動二輪車等では、発電機の周囲を流れる気流だけでは十分な放熱冷却性を得られない場合がある。特に、発電量の大きい発電機を用いる場合や、発電量を維持しながら発電機の小型軽量化を図る場合には、発電機の冷却性能の強化が求められる。 The generator generates heat during operation, and if the temperature becomes excessively high, the power generation efficiency decreases. However, in the case of a motorcycle or the like in which the space around the engine or generator is limited, sufficient heat dissipation and cooling performance may not be obtained with only the air flow flowing around the generator. In particular, in the case of using a generator with a large amount of power generation, or in the case of reducing the size and weight of the generator while maintaining the amount of power generation, it is required to enhance the cooling performance of the generator.
例えば、特許文献1に記載された発電機の冷却構造では、クランク軸等の回転軸に連結される発電機の取付ボス部に中空部を設け、発電機の側部に、中空部からロータとステータとの間隙までを連通させるオイル通路を設けている。クランクケース側のオイル供給源から中空部にオイルが供給され、中空部からオイル通路に導かれたオイルがロータとステータとの間隙を通って発電機を冷却する。 For example, in the generator cooling structure described in Patent Document 1, a hollow portion is provided in a mounting boss portion of the generator connected to a rotating shaft such as a crankshaft, and a rotor from the hollow portion to the side portion of the generator An oil passage is provided which communicates with the gap with the stator. Oil is supplied from the oil supply source on the crankcase side to the hollow portion, and the oil guided from the hollow portion to the oil passage cools the generator through the gap between the rotor and the stator.
特許文献1における発電機の冷却構造は、発電機を覆うカバー内に、発電機までオイルを導く専用のオイル通路を設けている。そのため、オイル通路の形成によってカバーの大型化や重量の増加が生じてしまう。また、カバーの形状に合わせてオイル通路を設ける必要があるため、オイル通路の形状が複雑になりやすく、製造工数も増えてしまう。また、オイルの噴射箇所によっては必要な冷却性能を満たすために多量のオイルが必要になり、エンジン潤滑系におけるオイル量不足や油圧の低下といった悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。また、回転するロータにオイルを噴射することにより、オイル粘性による引きずり抵抗が大きくなり、機械的な動作ロスが増加してしまうおそれがある。 In the generator cooling structure in Patent Document 1, a dedicated oil passage for guiding oil to the generator is provided in a cover that covers the generator. Therefore, the formation of the oil passage results in an increase in the size and weight of the cover. In addition, since it is necessary to provide an oil passage in accordance with the shape of the cover, the shape of the oil passage is likely to be complicated, and the number of manufacturing steps is also increased. In addition, depending on the injection location of the oil, a large amount of oil is required to satisfy the necessary cooling performance, which may have an adverse effect such as an insufficient amount of oil in the engine lubrication system or a drop in oil pressure. In addition, by injecting the oil to the rotating rotor, the drag resistance due to the oil viscosity may be increased, and the mechanical operation loss may be increased.
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で効率的な冷却を行うことができる発電機の冷却構造を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the point which concerns, It aims at providing the cooling structure of the generator which can perform efficient cooling by easy structure.
本発明は、発電機カバーに覆われた発電機室内に設けられ、クランク軸に固定されて該クランク軸と共に回転するロータと、ロータに設けた永久磁石にコアを対向させて固定されたステータとを有する発電機を冷却する冷却構造において、クランク軸を回転可能に支持するクランクケースと発電機カバーの外部に配設され、クランクケースから発電機カバー内にオイルを供給する外部配管を備え、発電機カバーは、外部配管を通ったオイルを発電機に向けて噴射するオイル噴射口を備え、オイル噴射口は発電機の外周部に向けて配置されていることを特徴とする。 According to the present invention, there is provided a rotor provided in a generator chamber covered with a generator cover, fixed to a crankshaft and rotating with the crankshaft, and a stator fixed with a core facing a permanent magnet provided on the rotor. A cooling structure for cooling a generator, comprising: a crankcase for rotatably supporting a crankshaft; and an external pipe provided outside the generator cover and supplying oil from the crankcase into the generator cover; The machine cover includes an oil injection port for injecting oil having passed through the external pipe toward the generator, and the oil injection port is disposed toward the outer peripheral portion of the generator.
本発明によれば、クランクケースと発電機カバーの外部に配設された外部配管と、発電機カバーに設けたオイル噴射口からなる簡単な構成によって、発電機の効率的な冷却を行うことができる。 According to the present invention, efficient cooling of the generator can be performed by a simple configuration including the crankcase and the external piping disposed outside the generator cover, and the oil injection port provided on the generator cover. it can.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。以下の説明における前後、左右、上下の各方向は、本実施の形態のエンジンを搭載する車両(自動二輪車)の前後、左右、上下を指している。左右方向がエンジンの幅方向となる。なお、本発明に係る発電機の冷却構造を備えたエンジンを搭載する対象は自動二輪車に限られるものではなく、四輪車や船舶等のエンジンに本発明を適用しても良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Front, rear, right, left, upper and lower directions in the following description refer to front, rear, left, right, upper and lower of a vehicle (motorcycle) equipped with the engine of the present embodiment. The lateral direction is the width direction of the engine. In addition, the object which mounts the engine provided with the cooling structure of the generator which concerns on this invention is not restricted to a two-wheeled motor vehicle, You may apply this invention to engines, such as a four-wheeled vehicle and a ship.
図1と図2は本実施の形態のエンジン10の外観を示している。エンジン10は自動二輪車用のV型エンジンであり、クランクケース11の上部に、前後方向に並ぶ前部バンク12Fと後部バンク12Rを備えている。
1 and 2 show the appearance of the
図2に示すように、クランクケース11は左右割で構成され、左半部分を構成する左ケース11aと、右半部分を構成する右ケース11bとを有している。左ケース11aと右ケース11bを合わせることにより、クランクケース11内にクランク軸60(図3と図5にエンジン側面視での位置を示し、図6に軸方向断面を示している)等を収容する空間が形成される。クランク軸60は左右に伸びており、クランクケース11にはクランク軸60を回転可能に支持する軸受部61(図3、図7参照)が形成されている。軸受部61の詳細な図示は省略しているが、左ケース11aと右ケース11bのそれぞれに軸受部61が形成されており、クランク軸60を両持ち状態で支持する。以下の説明では、クランク軸60の軸線(中心)に対して直交する方向を径方向とし、クランク軸60の軸線を中心とする回転方向を周方向とする。
As shown in FIG. 2, the
クランクケース11の前側上部と後側上部は開口されている。クランクケース11の前側上部の開口を塞ぐようにシリンダブロック13Fが取り付けられる。シリンダブロック13Fの上部にシリンダヘッド14Fとシリンダヘッドカバー15Fを取り付けて、前部バンク12Fが構成される。クランクケース11の後側上部の開口を塞ぐようにシリンダブロック13Rが取り付けられる。シリンダブロック13Rの上部にシリンダヘッド14Rとシリンダヘッドカバー15Rを取り付けて、後部バンク12Rが構成される。各シリンダブロック13F、13R内にはそれぞれ、シリンダ(不図示)内を進退するピストン(不図示)が配置されている。各ピストンはコンロッド(不図示)を介してクランク軸60に接続しており、各ピストンの進退移動がコンロッドを介して伝達されてクランク軸60が回転する。
The front upper portion and the rear upper portion of the
図2に示すように、クランクケース11の右ケース11bの側部にはクラッチカバー17が取り付けられる。右ケース11bとクラッチカバー17の間には、クラッチ機構(不図示)を収納するクラッチ室(不図示)が形成される。クランク軸60の回転は、クラッチ機構を経て、クランクケース11内のミッション室(不図示)に配した変速機構62(図7参照)に伝達され、自動二輪車の駆動輪(後輪)を駆動させる駆動力として取り出される。
As shown in FIG. 2, a
変速機構62は、左右方向に延びるドライブ軸63とカウンタ軸64(図3参照)を有しており、クラッチ機構からドライブ軸63に回転が伝達される。ドライブ軸63とカウンタ軸64にはそれぞれ複数のギヤが支持されており、これらのギヤの噛合関係を組み替えることでギヤ比が変更される。クランクケース11にはドライブ軸63とカウンタ軸64を回転可能に支持する軸受部65と軸受部66が形成されており(図3、図7参照)、各軸受部65、66の左方を覆うスプロケットカバー16が左ケース11aの側部に取り付けられている(図1参照)。
The
エンジン10を潤滑するオイルの流れを図7に模式的に示した。クランクケース11内の下部には、潤滑用のオイルを貯留するオイル室50が設けられている。オイル室50内のオイルがオイルポンプ51で汲み上げられて、オイルフィルタ52に送られる。オイルフィルタ52で濾過されたオイルは、メインギャラリ53からエンジン各部に送られる。図7では、メインギャラリ53から延びる複数のオイル通路のうち一部のみを示している。クランク軸60を支持する軸受部61には、オイル通路54を経由してオイルが供給される。変速機構62のドライブ軸63とカウンタ軸64を支持する軸受部65と軸受部66には、オイル通路55を経由してオイルが供給される。図示を省略しているが、エンジン10内にはさらに、クランクケース11内に設けたバランサ軸を支持する軸受部にオイルを供給するオイル通路や、シリンダヘッド14F、14Rにオイルを供給するオイル通路等が配設される。エンジン10の各部を潤滑したオイルは、最終的にオイル室50内に回収される。
The flow of oil for lubricating the
図3や図5に示すように、クランク軸60にオイルを導くオイル通路54と変速機構62にオイルを導くオイル通路55はいずれも、クランクケース11(左ケース11a)の左側面に設けられている。オイルフィルタ52はクランクケース11の下部前面に設けられており、オイルフィルタ52の後方にオイル通路54の始端部56が位置している。オイル通路54は始端部56から上方に延びて軸受部61に達する。始端部56の後方にオイル通路55の始端部57が位置しており、始端部56から始端部57までを接続する中継通路58が形成されている。オイル通路55は、始端部57からやや後方に傾斜しながら上方に延びて軸受部66に達する。
As shown in FIGS. 3 and 5, both the
クランクケース11の左ケース11aの側部には、側壁11c(図3参照)から左方に向けて、外囲壁11dが突出している。図3に示すように、外囲壁11dはクランク軸60(軸受部61)を囲むように形成されており、外囲壁11dの端面が左方を向く合わせ面11eとなっている。
In the side portion of the
左ケース11aのうち外囲壁11dで囲まれた開口を塞ぐように、クランクケース11の左側に発電機カバー20が取り付けられる。発電機カバー20は、クランクケース11の側壁11cに対向する蓋部20aと、蓋部20aの周縁から右方へ突出する外囲壁20bとを有する(図4、図6参照)。外囲壁20bは、クランクケース11の外囲壁11dと左右方向に連続する形状を有しており、外囲壁20bの端面が右方を向く合わせ面20cとなっている(図4参照)。
A
合わせ面11eと合わせ面20cを当接させてクランクケース11に発電機カバー20を締結固定すると、クランクケース11と発電機カバー20によって囲まれる発電機室21(図6参照)が形成される。図3に示すように、クランクケース11の側壁11cには、発電機室21の最下部とクランクケース11内とを連通させる貫通部11fが形成されており、発電機室21内に入ったオイルを貫通部11fからクランクケース11内に戻すことができる。
When the
図6に示すように、発電機室21内にはクランク軸60の一端が突出しており、クランク軸60の回転によって発電を行う発電機30が発電機室21内に収容される。本実施の形態の発電機30は、コア(コイル)の外径側に位置する永久磁石が回転して起電力を発生させるアウタロータタイプの発電機であり、回転子として有底の円筒形状のロータ31を有し、固定子としてロータ31の内側に位置するステータ36を有する。
As shown in FIG. 6, one end of a
ロータ31は、クランクケース11の側壁11c側(右方)を向く底部32と、底部32から左方に突出する同心状の円筒形状をなす外筒33及び内筒34とを有している。外筒33の内周面と内筒34の外周面は、互いに径方向に対向して周方向に延びる円筒面となっている。外筒33の内周面に沿って永久磁石35が取り付けられている。永久磁石35は、N極とS極が周方向に交互に配置されている。例えば、磁極の向きを交互にして複数の磁石を周方向に並べて永久磁石35を構成してもよいし、周方向に連続する環状の磁石の着磁状態を部分的に異ならせて永久磁石35を構成してもよい。発電機室21内に突出しているクランク軸60の一端が内筒34の中心部に圧入状態で挿入されており、エンジンを駆動してクランク軸60が回転すると、ロータ31がクランク軸60と共に回転する。
The
ステータ36は、ロータ31の内筒34を囲む環状の基部37から外径側へ放射状に突出する複数のコア38を有する(図3、図4参照)。図6に示すように、それぞれのコア38は、磁性体金属からなる芯部38aの周囲に導線を巻回して導線部38bを形成したコイルとなっている。ステータ36は発電機カバー20に対して固定される。発電機カバー20をクランクケース11に取り付けると、図3や図6に示すように、永久磁石35の内周面に対して径方向に所定の隙間を空けて、ステータ36の各コア38の外周部が対向する。
The
クランク軸60の回転に伴ってロータ31が回転すると、永久磁石35のN極とS極がステータ36のコア38の外側を交互に通過することでコア38を通る磁束密度が変化し、電磁誘導によってコア38に電流が発生する。発電機30で発生するのは交流電流であり、整流器(不図示)で直流に変換して電圧調整回路(不図示)で電圧を一定以下に制御する。こうして発電機30を用いて得られた電力は、エンジン10を搭載した自動二輪車の電装系に供給される。
When the
発電機カバー20は、合わせ面20cを有してクランクケース11の左ケース11aに取り付けられる基台部22と、基台部22から左方に突出して発電機30の外側を覆う側面視略円形状の外筒部23とを有している。外筒部23では、外囲壁20bがロータ31の外筒33を外囲する略円筒形状になっている。外筒部23における蓋部20aの略中央には、発電機室21の内方に突出する円筒状の取付部24が形成されている(図4、図6参照)。取付部24にステータ36の基部37が嵌合し、取付部24と基部37がボルト(不図示)等で固定される。図1や図4のように発電機カバー20を側面視すると、基台部22が外筒部23に対して下方及び前方に張り出しており、基台部22と外筒部23の間に段差が形成されている。
The
本実施の形態は、発電機室21内の発電機30に対して簡単な構造でオイルを噴射して冷却を行うものであり、以下にその詳細を説明する。
In the present embodiment, oil is injected and cooled with a simple structure to the
図1から図3、図5に示すように、変速機構62にオイルを送るオイル通路55の始端部57の下部に、オイルパイプ40の始端部40aが接続している。オイルパイプ40の終端部40bは、発電機カバー20の外筒部23に形成した接続部25に接続している。オイルパイプ40は、耐候性や耐腐食性に優れた金属等で形成されている。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3 and FIG. 5, the
図1、図3、図5のように側面視すると、オイルパイプ40は、クランクケース11と発電機カバー20の外郭内に収まる(エンジン10に対して前後や上下に突出しない)ように配設されている。より詳しくは、オイルパイプ40は、始端部40aから斜め上向きに前方へ延び、屈曲部40cで上方へ向きを変え、オイル通路54に沿って上方に延びる。発電機カバー20の外筒部23の直下まで延びたオイルパイプ40は、屈曲部40dで前方に向きを変え、基台部22の左側面及び外筒部23の前側の外周面に沿って、上方に向かいながら前方へ延びる。そして、外筒部23の前面側に形成された接続部25に対して終端部40bが接続する。
When viewed from the side as shown in FIGS. 1, 3 and 5, the
図2のように前面視すると、オイルパイプ40の始端部40aは終端部40bよりもエンジン10の幅方向中心に近く位置しており、オイルパイプ40は、クランクケース11と発電機カバー20の外面形状に沿いながら配設されている。より詳しくは、オイルパイプ40は、始端部40aから左方に傾斜しながら上方に向けて延び、発電機カバー20の基台部22の直下まで達すると屈曲部40eで左方に向きを変える。左右方向で基台部22と外筒部23の境界付近に達したオイルパイプ40は、屈曲部40fで上方に向きを変え、基台部22の左側面及び外筒部23の前側の外周面に沿って延びる。そして、屈曲部40gで左上方に向きを変えて、終端部40bに至る。
When viewed from the front as shown in FIG. 2, the start end 40 a of the
まとめると、オイルパイプ40は、始端部40a側から順に、屈曲部40c(S)、屈曲部40e(T)、屈曲部40f(T)、屈曲部40d(S)、屈曲部40g(T)を有している。なお、(S)は側面視した状態(図1、図3、図5)で屈曲形状となる各屈曲部を表し、(T)は前面視した状態(図2)で屈曲形状となる各屈曲部を表している。これらの各屈曲部は、曲率半径が小さくなり過ぎないように緩やかな湾曲形状に設定されており、オイルパイプ40の全体に亘ってオイルをスムーズに流すことができる。
In summary, the
オイルパイプ40の始端部40aは、オイル流通用の孔を有するユニオンボルト41を用いて、オイル通路55の始端部57の下部に接続されており、オイル通路55に送られたオイルの一部が始端部40aからオイルパイプ40内に入る(図7参照)。
The
図5や図6に示すように、接続部25は、発電機カバー20の外筒部23の前面側のうち、蓋部20aと外囲壁20bの境界部分に形成されている。接続部25の内部に、クランク軸60を中心とする径方向に延びるオイル導入孔26を有している。オイル導入孔26は、外径側の端部が開口しており、該開口を通してオイル導入孔26内にユニオンボルト42が挿入されている。オイル導入孔26の内面には雌ネジが形成され、ユニオンボルト42の軸部42aの外周面に形成した雄ネジがオイル導入孔26内の雌ネジに螺合される。オイルパイプ40の終端部40bはユニオンボルト42の軸部42aに接続しており、ユニオンボルト42に形成したオイル流通孔42bとオイルパイプ40の内部空間が連通する。従って、ユニオンボルト42を介して終端部40bを接続部25に接続させた状態では、オイルパイプ40から接続部25内のオイル導入孔26まで連続するオイル通路が形成される。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
図4から図6に示すように、発電機カバー20には、接続部25内のオイル導入孔26の内端付近から右方に延びて発電機室21内に開口するオイル噴射口43が形成されている。図5に示すように、オイル噴射口43は、クランク軸60全体よりも前方に位置し、かつクランク軸60の中心よりも下方に位置している。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
オイル噴射口43は、例えば直径1mm程度の円形断面孔であり、オイルパイプ40やオイル導入孔26に比して断面積が極めて小さい。そのため、オイルパイプ40を経由してオイル導入孔26に圧送されたオイルが、オイル噴射口43を通して発電機室21内に勢い良く噴射される。
The
図6に示すように、オイル噴射口43は発電機30の外周部に対向する位置にあり、オイル噴射口43から発電機30の外周部に向けてオイルが噴射される。より詳しくは、オイル噴射口43の右方に永久磁石35とコア38の隙間が位置しており、オイル噴射口43から発電機室21内に噴射されたオイル(図6に矢線A1で示す)は、発電機30のうち、永久磁石35の内面とコア38の外面付近に到達する。そして、ロータ31の回転によって永久磁石35の内周面に沿って周方向にオイルが伝わり、永久磁石35の内周面に付着したオイルによって、ステータ36におけるコア38の外周部が冷却される。発電機30ではコア38が発熱しやすく、特にコア38の外周部が最も冷却を求められる部分となる。そのため、オイル噴射口43からコア38の外周部に向けて冷却用のオイルを導くことによって、効率的な冷却を行うことができる。一方、基部37が位置するステータ36の中心部は発熱量が小さいため、冷却用のオイルを供給する必要性が低い。
As shown in FIG. 6, the
永久磁石35とコア38の間に入って冷却に寄与したオイルは、回転するロータ31の遠心力によってロータ31の端部から発電機30の外側に排出される。より詳しくは、オイル噴射口43は発電機30の左方に位置するため、発電機30の左端側にオイルが噴射される。永久磁石35の内周面とコア38の外周部の隙間は狭いため、発電機30の奥側(ロータ31の底部32が位置する右方)に無駄なオイルを通過させることなく、冷却に必要な適度な分量のオイルを上記隙間内に行き渡らせることができる。そして、コア38等から熱を奪ったオイルが、ロータ31の遠心力によって上記隙間から排出される。排出されたオイルは、発電機カバー20の内面を伝ったり自然落下したりして、発電機室21内を下方に移動して、クランクケース11に形成した貫通部11f(図3)を通ってオイル室50(図7)へ回収される。
The oil that has entered between the
以上の冷却構造では、簡単かつ安価に得られる構成によって発電機30に対して冷却用のオイルを効率良く供給できる。まず、エンジン10の潤滑構造を構成するオイル通路55の始端部57から発電機カバー20に形成したオイル噴射口43まで、外部配管であるオイルパイプ40を介してオイルを送っている。そのため、クランクケース11と発電機カバー20のいずれも内部に複雑なオイル通路を設けることなく、発電機30まで冷却用のオイルを導くことができる。
In the above cooling structure, the oil for cooling can be efficiently supplied to the
クランクケース11では、オイル通路55の始端部57の下部に、オイルパイプ40の始端部40aを接続させるだけでよいので、既存の潤滑構造をほとんど変更せずに構成できる。発電機カバー20は、外筒部23の外周付近に設けた接続部25内にオイル噴射口43を形成するという、省スペースかつシンプルな構成となっている。従って、発電機30を冷却するための油冷式の冷却構造を備えつつ、クランクケース11や発電機カバー20の大型化や内部構造の複雑化を回避できる。クランクケース11や発電機カバー20の構造がシンプルであると、生産性を高めて製造コストを抑制できる。また、発電機に対する油冷式の冷却機能を備えない既存のエンジンをベースにした場合でも、オイルパイプ40の追加や、発電機カバー20への交換(接続部25とオイル噴射口43の追加)といった小変更で油冷式の冷却機能を実現できる。よって、汎用性の高さという点でも優れている。
In the
オイルフィルタ52はクランク軸60よりも前方かつ下方に位置しており、エンジン潤滑系から発電機冷却系への分岐箇所となるオイル通路55の始端部57は、オイルフィルタ52の後方でクランク軸60の下方に位置している(図3参照)。発電機冷却系の終端となるオイル噴射口43は、クランク軸60よりも前方、かつクランク軸60中心よりも下方に位置している(図5参照)。そのため、オイルフィルタ52を通ってからオイル噴射口43に至るまでのオイルの経路が、クランク軸60の下部から前方にかけての領域に集約配置され、発電機冷却系を省スペースに構成することができる。
The
より詳しくは、図1や図5に示すように、オイルパイプ40は、オイル通路55の始端部57から発電機カバー20の外筒部23の直下まで上方に延び、続いて外筒部23の外周に沿って(側面視で基台部22の左側面上を通って)接続部25まで延びている。このように配置したオイルパイプ40は、側面視でクランクケース11の外郭内に収まり、前後方向や上下方向に突出しないので、オイルパイプ40の保護性やスペース効率の点で優れている。また、オイルパイプ40は、側面視で発電機30の下方から前面に回って発電機30の外周部付近で接続部25に接続しているので、他部品のレイアウトに影響を及ぼさずに、経路を短くすることができる。
More specifically, as shown in FIG. 1 and FIG. 5, the
図2に示すように、エンジン10のうち、オイルフィルタ52が設けられているクランクケース11の前面下部付近は、前面視で左右方向の幅が小さく、特に左ケース11aの左側面の位置がエンジン10の幅方向中央側に大きく絞られている。この左ケース11a下部の左側面に沿う位置にオイルパイプ40の始端部40aが配されている。そして、オイルパイプ40のうち前面視でエンジン10の幅方向中央から最も遠い外端である終端部40b付近は、左ケース11aよりも左方に突出する発電機カバー20の左側面(蓋部20a)と揃えられて配置されている。すなわち、オイルパイプ40は左右方向でエンジン10の幅内に収まっており、特に、オイルパイプ40の外端が前面視で発電機カバー20の外面と重なるように配置されている。これにより、側面視のみならず前面視においても、オイルパイプ40が他部品のレイアウト性に影響を及ぼすことなく(エンジン10の幅を広げることなく)、スペース効率良く配置される。また、エンジン10の左右方向にオイルパイプ40が突出しないので、オイルパイプ40によるバンク角の制限が生じない。仮に自動二輪車が左方に転倒しても、発電機カバー20が最初に地面に接触してオイルパイプ40が保護されるため、オイルパイプ40の破損によるオイル漏れ等を防止できる。
As shown in FIG. 2, of the
以上のような省スペースな配置によってオイルパイプ40の長さが短く抑えられているため、発電機冷却系におけるオイルの圧損を低減させることができる。また、オイルパイプ40は、上下方向に伸びてから発電機カバー20の外筒部23の外周に沿って延びるというシンプルな経路に設定されているので、オイルパイプ40内でオイルをスムーズに流すことができる。従って、オイルポンプ51の負担を抑えることができる。
Since the length of the
また、オイルフィルタ52を通過した後で変速機構62に向かう手前(上流側)の位置(オイル通路55の始端部57)に、発電機冷却系へのオイル分岐箇所を設定している。メインギャラリ53から直接にオイルパイプ40への分岐を行わせていないため(図7参照)、メインギャラリ53の油圧低下や油圧変動を抑えることができる。また、変速機構62へ進む前にオイルパイプ40への分岐を行わせているので、発電機冷却系における油圧等の条件が安定しており、発電機30に対する優れた冷却性能を得ることができる。
Further, an oil branch point to the generator cooling system is set at a position (a
オイル噴射口43は、少ないオイル量で発電機30を効率良く冷却するようにオイル噴射位置が最適化されている。発電機30の主な発熱源はコア38(特に外周部)であるが、単にコア38だけに向けてオイルを噴射するのではなく、回転するロータ31の内周に設けた永久磁石35とコア38の隙間に対向する位置にオイル噴射口43が設けられている。当該位置に配したオイル噴射口43からオイルを噴射すると、永久磁石35とコア38の隙間にオイルが入りやすく、当該隙間に入り込んだオイルはロータ31の回転によって周方向の広い範囲に移送される。別言すれば、回転するロータ31を、発電機30の冷却構造の一部として利用している。その結果、オイル噴射口43が設けられている周方向の特定位置だけではなく、周方向の全体でコア38の外周部にオイルを行き渡らせることができる。そして、少量のオイルで発電機30の全周に亘ってコア38の高い冷却効果が得られるので、冷却の必要性の低い回転部分(ロータ31の底部32や内筒34等)へのオイルの付着を少なくして、オイル粘性による引きずり抵抗や撹拌抵抗を抑えることができる。すなわち、発電機30の動作時の機械的な動作ロスを低減させることができる。
The oil injection position of the
さらに、発電機30の冷却に用いるオイル量が少なくて済むと、オイルポンプ51の負担が低減されると共に、エンジン10各部の潤滑用のオイル量や油圧の変動が抑えられる。その結果、潤滑用のオイルを利用して発電機30を冷却させながら、潤滑性能への悪影響を防ぐことができる。
Furthermore, when the amount of oil used for cooling the
発電機30においては、ロータ31やステータ36に冷却用のオイル用通路を設ける等の変更を加えておらず、一般的な構成の発電機を用いることができるので、部品点数の増加や製造コストの増大を招くことがない。
The
発電機30に供給されるオイルの量やオイル噴射の強さは、オイルパイプ40やオイル噴射口43の設定によって変更が可能である。例えば、オイルパイプ40において内径サイズや屈曲部の曲率を変更すると管路抵抗が変化する。そのため、クランクケース11や発電機カバー20のオイル通路に特別なオリフィス等を設けることなく、オイルパイプ40の設定変更によって適切な油圧まで調整することができる。特に、外部配管であるオイルパイプ40は、エンジン10を組んだ状態で後付けが可能であるため、油圧調整を目的とした部品交換や設定変更を容易に行うことが可能である。
The amount of oil supplied to the
以上説明したように、本実施の形態に係る発電機の冷却構造によれば、クランクケース11と発電機カバー20の外部に配設されたオイルパイプ40と、発電機カバー20に設けたオイル噴射口43とを備えた簡単な構成によって、発電機30を効率的に冷却することができる。
As described above, according to the cooling structure of the generator according to the present embodiment, the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. In the above embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the attached drawings are not limited thereto, and can be appropriately changed within the range in which the effects of the present invention are exhibited. In addition, without departing from the scope of the object of the present invention, it is possible to appropriately change and implement.
例えば、上記実施の形態では、接続部25(オイル噴射口43を含む)が発電機カバー20と一体的に形成されているが、接続部25を発電機カバー20とは別部材として形成した上で、発電機カバー20に対して取り付けることも可能である。
For example, although the connection portion 25 (including the oil injection port 43) is integrally formed with the
上記実施の形態の発電機30は、回転するロータ31が外径側に位置して回転しないステータ36が内径側に位置するアウタロータタイプである。これと異なり、ロータを内径側、ステータを外径側に配したインナロータタイプの発電機の冷却構造としても本発明は適用が可能である。
The
以上説明したように、本発明は、簡単な構成で発電機を効率的に冷却できるという効果を有し、特に、小型軽量で発電量の大きい発電機を搭載したエンジン等に有用である。 As described above, the present invention has the effect of efficiently cooling the generator with a simple configuration, and is particularly useful for an engine or the like equipped with a small, lightweight generator with a large amount of power generation.
10 :エンジン
11 :クランクケース
12F :前部バンク
12R :後部バンク
13F :シリンダブロック
13R :シリンダブロック
14F :シリンダヘッド
14R :シリンダヘッド
15F :シリンダヘッドカバー
15R :シリンダヘッドカバー
16 :スプロケットカバー
17 :クラッチカバー
20 :発電機カバー
21 :発電機室
22 :基台部
23 :外筒部
24 :取付部
25 :接続部
26 :オイル導入孔
30 :発電機
31 :ロータ
33 :外筒
34 :内筒
35 :永久磁石
36 :ステータ
37 :基部
38 :コア
40 :オイルパイプ(外部配管)
41 :ユニオンボルト
42 :ユニオンボルト
43 :オイル噴射口
50 :オイル室
51 :オイルポンプ
52 :オイルフィルタ
53 :メインギャラリ
54 :オイル通路
55 :オイル通路(ミッション用オイル通路)
58 :中継通路
60 :クランク軸
61 :軸受部
62 :変速機構
63 :ドライブ軸
64 :カウンタ軸
65 :軸受部
66 :軸受部
10: engine 11: crankcase 12F:
41: Union bolt 42: Union bolt 43: Oil injection port 50: Oil chamber 51: Oil pump 52: Oil filter 53: Main gallery 54: Oil passage 55: Oil passage (oil passage for transmission)
58: relay passage 60: crank shaft 61: bearing portion 62: speed change mechanism 63: drive shaft 64: counter shaft 65: bearing portion 66: bearing portion
Claims (6)
前記クランク軸を回転可能に支持するクランクケースと前記発電機カバーの外部に配設され、前記クランクケースから前記発電機カバー内にオイルを供給する外部配管を備え、
前記発電機カバーは、前記外部配管を通ったオイルを前記発電機に向けて噴射するオイル噴射口を備え、前記オイル噴射口は前記発電機の外周部に向けて配置されていることを特徴とする発電機の冷却構造。 In a generator chamber covered by a generator cover, a generator having a rotor fixed to a crankshaft and rotating with the crankshaft, and a stator fixed with the core opposed to a permanent magnet provided on the rotor Equipped
A crankcase rotatably supporting the crankshaft and an external pipe disposed outside the generator cover and supplying oil from the crankcase into the generator cover;
The generator cover includes an oil injection port for injecting oil passing through the external pipe toward the generator, and the oil injection port is disposed toward an outer peripheral portion of the generator. Generator cooling structure.
前記オイル噴射口は、前記永久磁石と前記コア間の隙間に向けてオイルを噴射するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発電機の冷却構造。 The rotor has a bottomed cylindrical shape whose central portion is fixed to the crankshaft, the permanent magnet is disposed on the inner periphery of the cylindrical portion of the rotor, and the core of the stator is positioned inside the cylindrical portion. ,
2. The generator cooling structure according to claim 1, wherein the oil injection port is disposed to inject oil toward a gap between the permanent magnet and the core.
前記外部配管は、前記発電機カバーの前記外筒部の前面に取り付けられ、前面視で前記外部配管の外端は前記発電機カバーの外面と揃えて配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の発電機の冷却構造。 The generator cover has an outer cylinder portion surrounding the generator,
The outer pipe is attached to a front surface of the outer cylinder portion of the generator cover, and an outer end of the outer pipe is disposed in alignment with an outer surface of the generator cover in a front view. The cooling structure of a generator according to any one of 3.
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