專利名稱：安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機。
技術(shù)背景在專利文獻1中揭示了安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的一種公知發(fā)動機。該 安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機設置有曲軸箱、被曲軸箱內(nèi)的活塞驅(qū)動以 繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的曲軸、以及經(jīng)由帶式無級變速器連接至曲軸箱內(nèi)曲軸一 端的軸隙式旋轉(zhuǎn)電機。軸隙式旋轉(zhuǎn)電機平行于曲軸設置，并設置有一端連接至帶式無級變速 器的旋轉(zhuǎn)電機側(cè)軸、固定至旋轉(zhuǎn)電機側(cè)軸另一端的轉(zhuǎn)子、以及在相較于轉(zhuǎn) 子更靠近另一端的位置處固定至曲軸箱的定子，其中旋轉(zhuǎn)電機側(cè)軸插入穿 過轉(zhuǎn)子。多個永磁體在轉(zhuǎn)子的與定子面對的表面中與旋轉(zhuǎn)電機側(cè)軸的軸心成直 角布置。定子具有在軸向方向上與各個永磁體面對的磁通量產(chǎn)生區(qū)域。具體而言，定子包括具有形成磁通量產(chǎn)生區(qū)域的第一齒的第一定子、 以及具有相對于第一齒繞軸心相對旋轉(zhuǎn)的第二齒的第二定子。第二齒具有 允許在第二齒與第一齒之間產(chǎn)生磁阻的縫隙改變的結(jié)構(gòu)。第一定子被固定至曲軸箱，而第二定子設置有使第二定子相對于第一 定子相對旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)。具有上述結(jié)構(gòu)的公知的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機被安裝在跨糴 式車輛(通常為摩托車)中。此外，可以使用安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā) 動機來使跨乘式車輛行駛。在此情況下，軸隙式旋轉(zhuǎn)電機為被活塞驅(qū)動以 繞軸心旋轉(zhuǎn)的曲軸提供輔助驅(qū)動，或使曲軸因活塞所引起的旋轉(zhuǎn)停止，使 得曲軸僅由軸隙式旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動。但是，在安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的該發(fā)動機中，驅(qū)動機構(gòu)使第二定子旋轉(zhuǎn)，由此改變在第一齒與第二齒之間產(chǎn)生磁阻的縫隙。因此，可以控制 轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。因此，安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機能夠根據(jù)跨乘 式車輛的行駛狀態(tài)來改變軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的輸出特性，例如能夠改變至高 轉(zhuǎn)矩低速模式或者低轉(zhuǎn)矩高速模式。[專利文獻1] JP-A-2006-271040發(fā)明內(nèi)容但是，在公知的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，軸隙式旋轉(zhuǎn)電機 經(jīng)由帶式無級變速器連接至曲軸，由此使得減小安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的 發(fā)動機的尺寸較為困難。因此，安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機更難以安 裝在跨乘式車輛等中。著眼于上述情況完成了本發(fā)明，且其目的在于提供一種極易安裝的安 裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機。一種安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，包括曲軸箱，其中包括曲 軸，所述曲軸被活塞驅(qū)動以繞中心軸線旋轉(zhuǎn)，并被插入所述曲軸箱使得所述曲軸能夠旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子，其被固定至所述曲軸的位于所述曲軸箱外側(cè)的一個端部，其具 有與所述中心軸線呈直角的多個永磁體；以及定子，其在所述曲軸被插入所述曲軸箱的情況下被固定至所述曲軸 箱，其具有在軸向方向上與所述永磁體面對的磁通量產(chǎn)生區(qū)域。在此安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，所述定子包括具有形成所述磁通量產(chǎn)生區(qū) 域的第一齒的第一定子、以及具有第二齒的第二定子。通過使所述第二齒 相對于所述第一齒繞斬述中心軸線旋轉(zhuǎn)，能夠改變所述第一齒與所述第二 齒之間的產(chǎn)生磁阻的縫隙。所述安裝有紳隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機還包括驅(qū) 動機構(gòu)，其使所述第一定子及所述第二定子中的任一者或兩者相對旋轉(zhuǎn)。在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中(以 下，"軸隙式旋轉(zhuǎn)電機"將被簡稱為"旋轉(zhuǎn)電機")，定子及轉(zhuǎn)子被布置 在曲軸的中心軸線的延長 線上。因此，相較于其中利用帶式無級變速器等 將旋轉(zhuǎn)電機連接至曲軸的公知技術(shù)，有利于尺寸的減小。此外，在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，因為相較于定子，轉(zhuǎn)子被布置 得更接近外側(cè)，故可以將能夠鼓風的風扇固定至轉(zhuǎn)子，并由此與轉(zhuǎn)子一同 旋轉(zhuǎn)。因此，提供了一種結(jié)構(gòu)，使得在有利于尺寸減小的同時更易于冷卻 安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，并更易于冷卻布置在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機 附近的散熱器。因此，能夠極其方便地安裝安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機。除了將定子直接固定至曲軸箱之外，將定子固定至曲軸箱的方式還包 括經(jīng)由作為曲軸箱的部件的蓋體等將定子間接地固定至曲軸箱。在本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，驅(qū)動機構(gòu)可被安裝至車體框 架等，或者被安裝至曲軸箱。如果采用后一種結(jié)構(gòu)，則進一步提高了安裝 的便利性。除了將驅(qū)動機構(gòu)直接固定至曲軸箱之外，將驅(qū)動機構(gòu)安裝至曲軸箱的 方式還包括經(jīng)由作為曲軸箱的部件的蓋體等將驅(qū)動機構(gòu)間接地固定至曲軸 箱。在本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，所述轉(zhuǎn)子呈杯狀，并具有在 徑向方向上從所述中心軸線延伸的磁軛，以及從所述磁軛的外周邊緣朝向 所述定子一側(cè)延伸的外圓筒構(gòu)件，該外圓筒構(gòu)件至少覆蓋所述定子的外周 的一部分。通過上述結(jié)構(gòu)，杯狀轉(zhuǎn)子覆蓋轉(zhuǎn)子與定子之間的縫隙，由此諸 如灰塵等雜質(zhì)難以進入縫隙。因此，實質(zhì)上提高了耐用性。在本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，永磁體可被嵌入轉(zhuǎn)子并設置 在一起。但是，優(yōu)選的是永磁體被布置在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)。如果采用了永磁 體被布置在轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，則能夠可靠地使相面對的永磁體與磁通量產(chǎn) 生區(qū)域之間在軸向方向上的縫隙的尺寸減小。因此，安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā) 動機能夠完全顯示旋轉(zhuǎn)電機的性能。本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機還可包括設置在所述曲軸箱、所述 曲軸、所述轉(zhuǎn)子以及所述定子之間的縫隙調(diào)節(jié)機構(gòu)，其決定在所述軸向方 向上所述永磁體與所述磁通量產(chǎn)生區(qū)域之間的縫隙。如果采用了該結(jié)構(gòu)， 則安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機能夠可靠地減少在軸向方向上永磁體與磁通量 產(chǎn)生區(qū)域之間的縫隙發(fā)生改變的情況，由此允許以更高水平可靠地施展旋轉(zhuǎn)電機的性能。在本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，所述縫隙調(diào)節(jié)機構(gòu)可包括對 所述曲軸及所述轉(zhuǎn)子在所述軸向方向上的位置進行調(diào)節(jié)的第一調(diào)節(jié)機構(gòu)， 以及在允許所述曲軸箱及所述轉(zhuǎn)子在所述軸向方向上的位置進行變化的同 時，對所述曲軸箱及所述定子在所述軸向方向上的位置進行調(diào)節(jié)的第二調(diào) 節(jié)機構(gòu)。如果采用了該結(jié)構(gòu)，則安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機能夠可靠地減少 在軸向方向上永磁體與磁通量產(chǎn)生區(qū)域之間的縫隙發(fā)生改變的情況，由此 允許以更高水平可靠地施展旋轉(zhuǎn)電機的性能。在本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，所述第一調(diào)節(jié)機構(gòu)具有以下 結(jié)構(gòu)，其中所述曲軸的一端與所述轉(zhuǎn)子通過錐形結(jié)構(gòu)裝配在一起，并且所 述第二調(diào)節(jié)機構(gòu)具有以下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括設置在小直徑圓筒構(gòu)件的從所述轉(zhuǎn)子中部朝向所述定子一側(cè)突出的外周表面中的軸承支撐構(gòu)件.、設置在 所述定子的內(nèi)周表面中的軸承支撐構(gòu)件、設置在所述軸承支撐構(gòu)件之間的 軸承、以及分別設置在所述定子及所述曲軸箱中并允許在所述軸向方向上 的相互運動的配合銷及配合孔。如果采用了該結(jié)構(gòu)，則能夠可靠地減少在軸向方向上永磁體與磁通量 產(chǎn)生區(qū)域之間的縫隙發(fā)生改變的情況。注意，在第一調(diào)節(jié)機構(gòu)的改變示例 中，曲軸與轉(zhuǎn)子可以花鍵配合。在本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，如果所述第一定子被固定至 所述曲軸箱，所述第二定子被可旋轉(zhuǎn)地設置在所述曲軸箱上，則是優(yōu)選 的。如果采用該結(jié)構(gòu)，則在本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，無需使 在結(jié)構(gòu)上比第二齒復雜并形成磁通量產(chǎn)生區(qū)域的第一齒旋轉(zhuǎn)，由此能夠簡 化發(fā)動機的設備結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機還可包括能夠鼓風的風扇，其被 固定至所述轉(zhuǎn)子的外側(cè)并與其集成為一體。因此，安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動 機具有使得更易于利用風扇冷卻安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機、并更易于冷卻 布置在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機附近的散熱器的結(jié)構(gòu)。此外，因為將風扇 一體地固定至比定子更輕的轉(zhuǎn)子，故減小了旋轉(zhuǎn)阻力。在本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機中，所述風扇可在所述軸向方向上從外部吸氣，并相對于所述中心軸線將空氣吹出至徑向方向的外側(cè)。如 果采用該結(jié)構(gòu)，則可在其中具有安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機的跨乘式車輛等 的車輛寬度方向上的外側(cè)設置較大的進氣端口，由此更易于吸入尚未被安 裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機加熱的外部冷空氣，并將排氣導引至諸如跨乘式車 輛的車輛的外部。在軸向方向上從外側(cè)吸入空氣并相對于中心軸線在徑向方向上將空氣 吹向外側(cè)的風扇可以是多葉片式風扇。但是，風扇并不限于此，其可以是 渦輪風扇、或多葉片式風扇與渦輪風扇的組合。本發(fā)明的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機還可包括散熱器，其在所述風扇 的外側(cè)被設置在所述曲軸箱中。如果采用該結(jié)構(gòu)，則安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā) 動機能夠利用水冷來提高發(fā)動機性能。具體而言，如果風扇是在軸向方向 上從外側(cè)吸氣的類型，則可使外部冷空氣接觸散熱器，由此有效地冷卻散 熱器。


圖1是其中安裝有本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機的摩托車的側(cè) 視圖。圖2以圖1的摩托車的后部的側(cè)視圖示出了本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電 機的發(fā)動機。圖3沿圖2的剖面線m-m示出了本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機。圖4示出了本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，并且是圖3的剖視圖的旋轉(zhuǎn)電機的放大剖視圖。圖5示出了本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，并且是圖4的剖視 圖的定子的放大剖視圖。圖6是本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機的驅(qū)動機構(gòu)的示意性視圖。圖7示出了本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，并且示出了可動定 子已經(jīng)相對于固定定子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。圖8示出了本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，并且示出了可動定 子已經(jīng)相對于固定定子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。圖9示出了本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，并且示出了可動定 子已經(jīng)相對于固定定子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
具體實施方式
以下將參考附圖來描述本發(fā)明的具體實施例。如圖1至圖4所示，本實施例的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50 (以下簡稱為"安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50")被安裝在摩托車1中。如圖1所示，摩托車1在車體下前部處設置有前輪3。前輪3被前叉5 的下端部可旋轉(zhuǎn)地支撐。向上延伸的轉(zhuǎn)向軸7連接至前叉5的上端部。在 車輛寬度方向上延伸的把手9被安裝至轉(zhuǎn)向軸7的上端部。手柄11被安裝 至把手9的各個端部。車體框架IO被安裝至轉(zhuǎn)向軸7的中心部。車體框架10朝向車體后部傾斜向下延伸，然后彎曲以水平延伸。然 后，車體框架10在筆直延伸之前再次彎曲。車座13布置在車體框架10的 后上側(cè)。后懸架15的上端部連接至車體框架10的后端部。如圖2所示，后懸架15的下端部連接至作為車體框架10的一部分的 后臂16的后端部16a。后臂16可旋轉(zhuǎn)地支撐后輪17。安裝有旋轉(zhuǎn)電機的 發(fā)動機50的驅(qū)動力經(jīng)由諸如帶式無級變速器之類的驅(qū)動力傳遞機構(gòu)被傳 遞至后輪17,由此旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動后輪17。安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50被布 置在車體框架IO的中部下方。如圖3所示，安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50設置有曲軸箱60、曲軸 51、以及軸隙式旋轉(zhuǎn)電機20 (以下簡稱為"旋轉(zhuǎn)電機20")。曲軸箱60包括曲軸箱體61以及布置在曲軸箱體61的在車輛寬度方向 上外側(cè)(圖3中由a示出的方向)的曲軸箱蓋62。曲軸箱蓋62具有大致扁 平形狀。配合構(gòu)件62b形成在曲軸箱蓋62在車輛寬度方向上的內(nèi)側(cè)(與 圖3中由a示出的方向相反的方向)。配合構(gòu)件62b被裝配至形成在曲軸 箱體61的在車輛寬度方向上的外側(cè)的被配合構(gòu)件61b中。因此，曲軸箱 蓋62作為集成單元與曲軸箱體61組裝。具有與曲軸51的中心軸線X對準的中心軸線的插入孔61a被形成在 曲軸箱體61的在車輛寬度方向上的外側(cè)。具有與中心軸線X對準的中心 軸線的插入孔62a也被形成在曲軸箱蓋62中。曲軸51被布置在曲軸箱體61內(nèi)，并經(jīng)由連桿50c被連接至容納在氣 缸(在圖中未示出)內(nèi)的活塞(在圖中未示出)，上述氣缸被設置在安裝 有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50的中部中。端部51c通過插入孔61a、 62a延伸至 曲軸51的在車輛寬度方向上的外側(cè)，并相較于插入孔62a進一步向車輛寬 度方向上的外側(cè)突伸出。旋轉(zhuǎn)地支撐曲軸51使得其繞中心軸線X旋轉(zhuǎn)的軸承52a被布置在曲 軸51與插入孔61a之間。此外，旋轉(zhuǎn)地支撐曲軸51使得其繞中心軸線X 旋轉(zhuǎn)的軸承52b被布置在曲軸箱體61中。因此，曲軸51被活塞的上下運 動驅(qū)動以在曲軸箱60內(nèi)繞中心軸線X旋轉(zhuǎn)。此外，密封曲軸51與曲軸箱 60之間縫隙的密封構(gòu)件54被設置在曲軸51與插入孔62a之間。旋轉(zhuǎn)電機20被布置在曲軸箱60的在車輛寬度方向上的外側(cè)。旋轉(zhuǎn)電 機20設置有轉(zhuǎn)子21、定子25、以及驅(qū)動機構(gòu)80。如圖4所示，轉(zhuǎn)子21包括小直徑圓筒構(gòu)件22、磁軛23、以及外圓筒 構(gòu)件23a。小直徑圓筒構(gòu)件22的內(nèi)周表面被形成為錐面22a，其具有隨著 錐面22a朝向車輛寬度方向上的外側(cè)延伸而變小的直徑。另一方面，曲軸 51的端部51c的外周表面被形成為錐面51b,其具有隨著錐面51b朝向車 輛寬度方向上的外側(cè)延伸而變小的直徑。因此，當轉(zhuǎn)子21的小直徑圓筒 構(gòu)件22裝配至曲軸51的端部51c時，錐面51b被布置為與錐面22a接 觸。此外，螺母57被擰至形成在端部51c中的陽螺紋上。螺母57將轉(zhuǎn)子 21壓向曲軸51的中心部，由此錐面51b與錐面22a在壓力下保持在一 起。因為采用上述結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子21被固定至曲軸51的端部51c—側(cè)，并確 定了轉(zhuǎn)子21在中心軸線X方向上相對于曲軸51的位置。利用錐面(即，利用錐面51b與錐面22a)將曲軸51的端部51c與轉(zhuǎn) 子21彼此裝配在一起的結(jié)構(gòu)與對曲軸51及轉(zhuǎn)子21在中心軸線X方向上 的位置進行調(diào)節(jié)的第一調(diào)節(jié)機構(gòu)對應。此外，利用第一調(diào)節(jié)機構(gòu)，存在曲 軸51及轉(zhuǎn)子21在中心軸線X方向上的位置會因錐面配合的特性而發(fā)生改變的可能性。但是，以下描述的第二調(diào)節(jié)機構(gòu)被構(gòu)造為提供對這種改變的 容許。在中心軸線X方向上延伸的槽22h被形成在小直徑圓筒構(gòu)件22的錐 面22a中。另一方面，具有半圓形狀的凹部被形成在曲軸51的端部51c的 錐面51b中。具有對應形狀的鍵22g被裝配在該凹部中。鍵22g的邊緣從 錐面51b突伸出，并與槽22g配合。因為采用了上述結(jié)構(gòu)，鍵22g與轉(zhuǎn)子 21及曲軸51兩者配合，由此提供轉(zhuǎn)子21與曲軸51 —同旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。磁軛23具有在徑向方向上從小直徑圓筒構(gòu)件22延伸的大致盤狀形 狀。此外，多個永磁體24 (場磁體)被固定至磁軛23在車輛寬度方向上 的內(nèi)側(cè)，并以呈圓形并與中心軸線X成直角的方式布置。外圓筒構(gòu)件23a是如下所述覆蓋定子25的外周的至少一部分、并從磁 軛23的外周邊緣朝向車輛寬度方向上的內(nèi)側(cè)延伸的圓筒體。因為設置了 磁軛23及外圓筒構(gòu)件23a，轉(zhuǎn)子類似呈杯狀，由此覆蓋轉(zhuǎn)子21與定子25 之間的縫隙。因此，諸如灰塵或雜質(zhì)難以進入轉(zhuǎn)子21與定子25之間的縫 隙。作為能夠產(chǎn)生氣流的風扇的冷卻風扇65通過螺栓65a—體固定至磁軛 23在車輛寬度方向上的外側(cè)。冷卻風扇65是在中心軸線X方向上較薄的 多葉片式風扇。冷卻風扇65由多個一體翼片構(gòu)成，翼片能夠?qū)⒖諝鈴脑?中心軸線X方向上的外側(cè)(車輛寬度方向上的外側(cè))吸入，并能夠相對于 中心軸線X將空氣吹向至徑向外側(cè)。如圖3所示，散熱器66布置在冷卻風扇65的在車輛寬度方向上的外 側(cè)。散熱器66與從曲軸箱60朝向車輛寬度方向上的外側(cè)延伸的支撐構(gòu)件 (圖中未示出)組裝在一起。大進氣端口66a被布置在散熱器66的在車輛 寬度方向上的外側(cè)。因冷卻風扇65的旋轉(zhuǎn)而經(jīng)由進氣端口 66a從車輛寬度 方向上的外側(cè)進入的冷卻外部空氣直接接觸散熱器66。因此，有效地對在 散熱器66與發(fā)動機50的氣缸體(圖中未示出)之間循環(huán)的冷卻劑進行了 冷卻。此夕卜，排放端口 66b被設置在冷卻風扇65的徑向方向的外側(cè)。從 冷卻風扇65排放至徑向外側(cè)的空氣能夠被順暢地排放至車輛的外部。注 意，假定如果冷卻風扇65的吹動方向反向，則被安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50的熱量加熱的空氣會接觸散熱器66，由此降低了冷卻效果。但是， 上述結(jié)構(gòu)消除了這類問題發(fā)生的可能性。定子25固定至曲軸箱60在車輛寬度方向上的外側(cè)，其中曲軸51被插 入其中。相較于轉(zhuǎn)子21，定子25被布置更接近車輛寬度方向上的內(nèi)側(cè)。 此外，定子25具有在中心軸線X方向上面對各個永磁體24的端面(磁通 量產(chǎn)生區(qū)域)34a。具體而言，定子25設置有起布置在轉(zhuǎn)子21 —側(cè)的第一定子作用的固 定定子30，以及起布置在曲軸箱蓋62 —側(cè)的第二定子作用的可動定子 40。如圖3至圖5所示，固定定子30設置有由磁芯形成的多個第一齒 34。每個第一齒34均被布置為圍繞曲軸51的環(huán)狀。各個第一齒34的在轉(zhuǎn) 子21 —側(cè)處的端面(磁通量產(chǎn)生區(qū)域)34a面對轉(zhuǎn)子21的各個永磁體 24。通電時產(chǎn)生磁通量的線圈31纏繞各個第一齒34。第一齒34及線圈 31被模制在由樹脂制成并包含潤滑物的樹脂構(gòu)件36內(nèi)。樹脂構(gòu)件36形成 為以中心軸線X為中心的環(huán)狀。如圖的5放大視圖所示，樹脂構(gòu)件36具 有大致圓筒狀并被布置在線圈組(由多個線圈31構(gòu)成)直徑方向上的內(nèi) 側(cè)的內(nèi)周部36b。此外，樹脂構(gòu)件36具有外周部36a，其大致為圓筒形， 并被布置在由多個線圈31構(gòu)成的線圈組直徑方向的外側(cè)。外周部36a具有朝向曲軸箱蓋62—側(cè)(車輛寬度方向的內(nèi)側(cè))延伸的 外周部36c。多個配合孔37形成在突起36c的在曲軸箱蓋62 —側(cè)(車輛 寬度方向的內(nèi)側(cè))的端面中，并平行于中心軸線X延伸。另一方面，朝向 車輛寬度方向的外側(cè)突伸的多個配合銷59被形成在與曲軸箱蓋62的各個 配合孔37對應的位置處，使得配合銷59能夠裝配至各個配合孔37中。此 外，各個配合銷59被裝配至各個配合孔37中，使得固定定子30被固定至 曲軸箱蓋62由此不能夠繞中心軸線X旋轉(zhuǎn)。使各個配合孔37的深度大于 各個配合銷59的突伸長度。因此，各個配合孔37與各個配合銷59的相對 位置在中心軸線X方向上不受限制。向心軸承63被布置在內(nèi)周部36b的內(nèi)周表面與小直徑圓筒構(gòu)件22的外周表面之間。具體而言，軸承支撐構(gòu)件36i設置在內(nèi)周部36b的內(nèi)周表面中。該軸 承支撐構(gòu)件36i包括軸承接觸表面36j以及軸承支撐表面36c。軸承支撐表 面36c形成為與中心軸線X垂直，即，面對轉(zhuǎn)子21。軸承支撐表面36c被 布置在內(nèi)周部36b在轉(zhuǎn)子21 —側(cè)的端部與內(nèi)周部36b在可動定子40 —側(cè) 的端部之間的中心點附近。軸承接觸表面36j形成為具有以中心軸線X為 中心的圓筒形狀，并接觸向心軸承63的外周表面63a。此外，軸承支撐構(gòu)件22e形成在小直徑圓筒構(gòu)件22的外周表面中。該 軸承支撐構(gòu)件22e包括軸承接觸表面22f以及軸承支撐表面22d。軸承支 撐表面22d形成為與中心軸線X垂直，g卩，面對固定定子30。軸承支撐表 面22d被布置在小直徑圓筒構(gòu)件22在中心軸線X方向上的中心點附近。 軸承接觸表面22f形成為具有以中心軸線X為中心的圓筒形狀，并接觸向 心軸承63的內(nèi)周表面63b。向心軸承63在中心軸線X方向上被布置在軸承支撐表面36c與軸承 支撐表面22d之間。注意，在以上描述中，因為并未對各個配合孔37及 配合銷59在中心軸線X方向上的各個相對位置進行調(diào)節(jié)，故固定定子30 受到永磁體24的磁力而被拉向轉(zhuǎn)子21。此時，軸承支撐表面22d通過向 心軸承63以及軸承支撐表面36c支撐固定定子30來抵抗吸引力(磁 力)。因此，在各個永磁體24面對固定定子30的相對表面24a與第一齒 34面對永磁體24的端面(磁通量產(chǎn)生區(qū)域)34a之間保持縫隙h。注意， 縫隙h具體而言是指在中心軸線X方向上各個永磁體24與端面(磁通量 產(chǎn)生區(qū)域)34a之間的縫隙。縫隙h可通過固定定子30的軸承支撐表面 36c的位置、向心軸承63在中心軸線X方向上的寬度、以及小直徑圓筒構(gòu) 件22的軸承支撐表面22d的位置來確定。此外，向心軸承63與固定定子30的軸承接觸表面36j以及小直徑圓 筒構(gòu)件22的軸承支撐表面22f兩者接觸。因此，向心軸承63能夠提供支 撐，使得可以在不引起固定定子30或轉(zhuǎn)子21的直徑方向錯位的情況下相 對旋轉(zhuǎn)。向心軸承63、固定定子30的軸承支撐構(gòu)件36i、小直徑圓筒構(gòu)件22的軸承支撐構(gòu)件22e、配合孔37、以及配合銷59與第二調(diào)節(jié)機構(gòu)對應，該 第二調(diào)節(jié)機構(gòu)允許在曲軸51及轉(zhuǎn)子21在中心軸線X方向上位置的改變， 但對曲軸箱60及定子25在中心軸線X方向上的位置進行調(diào)節(jié)。此外，第二調(diào)節(jié)機構(gòu)與上述第一調(diào)節(jié)機構(gòu)形成縫隙調(diào)節(jié)機構(gòu)，該縫隙調(diào)節(jié)機構(gòu)決定 永磁體24與端面(磁通量產(chǎn)生區(qū)域)34a之間在中心軸線X方向上的縫隙 h。以下，將描述可動定子40。如上所述，相較于固定定子30，可動定 子40相對于轉(zhuǎn)子21被布置得更接近曲軸箱蓋62 —側(cè)，并面對固定定子 30?？蓜佣ㄗ?0設置有第二齒41以及環(huán)狀基體42。第二齒41的設置數(shù) 量與第一齒34的設置數(shù)量相同?；w42對布置為以中心軸線X為中心的 環(huán)狀的第二齒41予以支撐。基體42及第二齒41被模制在由樹脂制成并包 含潤滑物的樹脂構(gòu)件43中。各個第二齒41均由磁芯形成。通過對線圈31 通電產(chǎn)生的磁力施加將第二齒41拉向第一齒34—側(cè)的力。但是，保持構(gòu) 件(圖中未示出)保持第二齒41,使得在中心軸線X方向上與第一齒34 分隔預定距離。此外，如下所述，可動定子40能夠繞中心軸線X方向相 對于固定定子30相對旋轉(zhuǎn)。如圖4及圖6所示，驅(qū)動機構(gòu)80被布置在曲軸箱蓋62的在車輛寬度 方向上的外側(cè)，并布置在可動定子40的在直徑方向上的外側(cè)。驅(qū)動機構(gòu) 80包括驅(qū)動電機81及齒輪機構(gòu)82。齒輪機構(gòu)82包括蝸齒桿82a、蝸輪 82b、以及缺齒齒輪82c。如圖6所示，當驅(qū)動電機81旋轉(zhuǎn)時，蝸輪82b 在規(guī)定角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，且驅(qū)動力經(jīng)由缺齒齒輪82c傳遞至形成在可動定 子40的外周表面的一部分上的缺齒齒輪82d。因此，在驅(qū)動機構(gòu)80中， 當驅(qū)動電機81在正向或反向方向旋轉(zhuǎn)時，可動定子40繞中心軸線X旋 轉(zhuǎn)，并相對于固定定子30旋轉(zhuǎn)。在具有上述結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機20中，可動定子40與固定定子30的相對 旋轉(zhuǎn)引起下述輸出特性的改變。因此可以高轉(zhuǎn)矩低速或以低轉(zhuǎn)矩高速來進 行驅(qū)動。圖7至圖9示出了當可動定子40繞中心軸線X相對于固定定子30相對旋轉(zhuǎn)的不同狀態(tài)。注意，為了簡化說明，省去了在圖3至圖5中示出的 固定定子30的樹脂構(gòu)件36、可動定子40的樹脂構(gòu)件43、曲軸51及線圈 31等的圖示。此外，在圖7至圖9中，在圖3至圖5中示出的相同構(gòu)件被 賦予相同的標號。圖7示出了當可動定子40的第二齒41與固定定子30的第一齒34對 準的狀態(tài)。在該狀態(tài)，第一齒34的位于第二齒41 一側(cè)的端面34b與第二 齒41的位于第一齒34 —側(cè)的端面41a之間產(chǎn)生磁阻的縫隙處于其最小值 k (見圖5)。此時，在第一齒34及第二齒41、基體42、以及各個永磁體 24中產(chǎn)生磁通量流。該磁通量流從第一齒34的位于永磁體24—側(cè)的端面 34a流向相對一側(cè)的端面34b。換言之，在此狀態(tài)下，磁通量流在線圈31 中流動。當驅(qū)動機構(gòu)80的驅(qū)動引起可動定子40旋轉(zhuǎn)通過圖8所示的中間位置 到達圖9所示的位置時，即，第二齒41已經(jīng)旋轉(zhuǎn)至第一齒34與相鄰第一 齒34之間的中間位置時，在第一齒34的位于第二齒41 一側(cè)的端面34b與 第二齒41的位于第一齒34 —側(cè)的端面41a之間產(chǎn)生磁阻的縫隙變大。此 時，磁通量流并未流入第二齒41，且磁通量流流入永磁體24及轉(zhuǎn)子21附 近的第一齒34。該磁通量流并未在線圈31中流動，因此與圖7所示的狀 態(tài)相比，磁通量流較弱。在圖9所示的狀態(tài)中，因為磁通量流較弱，故旋 轉(zhuǎn)電機20起低轉(zhuǎn)矩高速式旋轉(zhuǎn)電機的作用。另一方面，在圖7所示的狀 態(tài)中，磁通量流比圖9所示的更強，因為其在線圈31中流動，且旋轉(zhuǎn)電 機20起高轉(zhuǎn)矩低速式旋轉(zhuǎn)電機的作用。具有上述結(jié)構(gòu)的本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50能夠利用旋 轉(zhuǎn)電機20來為通過活塞繞中心軸線X旋轉(zhuǎn)的曲軸51提供輔助驅(qū)動。此 外，安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50能夠停止因活塞引起的曲軸51的旋轉(zhuǎn)， 并僅利用旋轉(zhuǎn)電機20的驅(qū)動來使摩托車1行駛。注意，在本實施例的安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50中，定子25及轉(zhuǎn)子 21被布置在曲軸51的中心軸線X的延長線上。因此，相較于其中旋轉(zhuǎn)電 機利用帶式無級變速器等與曲軸連接的公知技術(shù)，有利于尺寸減小。此外，在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50中，因為相較于定子25，轉(zhuǎn)子21被布置的更接近在車輛寬度方向上的外側(cè)，故可將冷卻風扇65固定至 轉(zhuǎn)子21，并使其與轉(zhuǎn)子21 —同旋轉(zhuǎn)。因此，提供了一種結(jié)構(gòu)，使得在有 利于尺寸減小的同時更易于對安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50進行冷卻，并 更易于對布置在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50的在車輛寬度方向上的外側(cè) 的散熱器66進行冷卻。因此，極易對安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50進行安裝。 此外，安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50具有驅(qū)動機構(gòu)80被安裝至曲軸箱 60的結(jié)構(gòu)，由此進一步改進了安裝的便利性。此外，在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50中，蓋狀轉(zhuǎn)子21覆蓋轉(zhuǎn)子21與 定子25之間的縫隙，因此諸如灰塵等雜質(zhì)難以進入縫隙。因此，實質(zhì)上 提髙了耐用性。此外，安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50具有其中永磁體24被布置在轉(zhuǎn)子 21內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，由此能夠可靠地使在相對永磁體24與磁通量產(chǎn)生區(qū)域34a 之間在中心軸線X方向上的縫隙h的尺寸減小。因此，能夠充分顯示旋轉(zhuǎn) 電機20的性能。此外，在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50中，由上述第一調(diào)節(jié)機構(gòu)及第 二調(diào)節(jié)機構(gòu)形成的縫隙調(diào)節(jié)機構(gòu)被設置在曲軸箱60、曲軸51、轉(zhuǎn)子21、 以及定子25之間。因此，能夠可靠地減少在永磁體24與磁通量產(chǎn)生區(qū)域 34a之間在中心軸線X方向上的縫隙h發(fā)生改變的情況，由此允許以更高 的水平可靠地顯示旋轉(zhuǎn)電機20的性能。此外，在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50中，具有比可動定子40更復雜 的結(jié)構(gòu)的固定定子30被固定至曲軸箱60，因此可以將可動定子40設置為 相對于曲軸箱60可旋轉(zhuǎn)。因此，簡化了安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50的設 備結(jié)構(gòu)。此外，在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50中，以一體的形式將冷卻風扇 65固定至轉(zhuǎn)子21的在車輛寬度方向上的外側(cè)。因此，安裝有旋轉(zhuǎn)電機的 發(fā)動機50具有以下結(jié)構(gòu)，其使得更易于利用冷卻風扇65來對安裝有旋轉(zhuǎn) 電機的發(fā)動機50進行冷卻，更易于對布置在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50 的在車輛寬度方向的外側(cè)的散熱器66進行冷卻。此外，因為將冷卻風扇65 —體地固定至比定子25更輕的轉(zhuǎn)子21,故減小了旋轉(zhuǎn)阻力。此外，在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50中，冷卻風扇65從車輛寬度方 向一側(cè)吸入空氣，并相對于中心軸線X將空氣吹出至徑向方向的外側(cè)。因 此，可在其中具有安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50的摩托車1的車輛寬度方 向上的外側(cè)設置較大進氣端口 66a，使得更易于吸入外部冷空氣并向排氣 引導至摩托車1的外部。此外，在安裝有旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機50中，散熱器66被設置在曲軸箱 60中冷卻風扇65的外側(cè)。此外，由冷卻風扇65從車輛寬度方向的外側(cè)吸 入的外部冷空氣直接接觸散熱器66，由此改進冷卻效果，并改進發(fā)動機性 能。以上描述了本發(fā)明的實施例。但是，本發(fā)明并不限于該實施例，并可 在本發(fā)明的精神包含的范圍內(nèi)被適當?shù)馗淖兗皯谩９i臥性本發(fā)明可被用作安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機。
權(quán)利要求
1.一種安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，包括曲軸箱，其中包括曲軸，所述曲軸被活塞驅(qū)動以繞中心軸線旋轉(zhuǎn)，并被插入所述曲軸箱中使得所述曲軸能夠旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子，其被固定至所述曲軸的位于所述曲軸箱外側(cè)的一個端部，其具有與所述中心軸線呈直角的多個永磁體；以及定子，其在所述曲軸被插入所述曲軸箱的情況下被固定至所述曲軸箱，其具有在軸向方向上與所述永磁體面對的磁通量產(chǎn)生區(qū)域，其中所述定子包括具有形成所述磁通量產(chǎn)生區(qū)域的第一齒的第一定子、以及具有第二齒的第二定子，其中，通過使所述第二齒相對于所述第一齒繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)，能夠改變所述第一齒與所述第二齒之間的產(chǎn)生磁阻的縫隙，所述安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機還包括驅(qū)動機構(gòu)，其使所述第一定子及所述第二定子中的任一者或兩者相對旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，其中，所 述驅(qū)動機構(gòu)被安裝至所述曲軸箱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，其 中，所述轉(zhuǎn)子呈杯狀，并包括在徑向方向上從所述中心軸線延伸的磁軛， 以及從所述磁軛的外周邊緣朝向所述定子一側(cè)延伸的外圓筒構(gòu)件，所述外 圓筒構(gòu)件至少覆蓋所述定子的外周的一部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，其中，所 述永磁體的每一個都被布置在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，還包括-設置在所述曲軸箱、所述曲軸、所述轉(zhuǎn)子以及所述定子之間的縫隙調(diào)節(jié)機 構(gòu)，其決定所述永磁體與所述磁通量產(chǎn)生區(qū)域之間在所述軸向方向上的縫 隙。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，其中，所調(diào)節(jié)的第一調(diào)節(jié)機構(gòu)，以及在對所述曲軸箱及所述轉(zhuǎn)子在所述軸向方向上 的位置變化提供容許的同時，對所述曲軸箱及所述定子在所述軸向方向上 的位置進行調(diào)節(jié)的第二調(diào)節(jié)機構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，其中， 所述第一調(diào)節(jié)機構(gòu)具有以下結(jié)構(gòu)，其中所述曲軸的一端與所述轉(zhuǎn)子通過錐形結(jié)構(gòu)裝配在一起，并且所述第二調(diào)節(jié)機構(gòu)具有以下結(jié)構(gòu)，其包括設置在小直徑圓筒構(gòu)件的從 所述轉(zhuǎn)子的中部朝向所述定子一側(cè)突出的外周表面中的軸承支撐構(gòu)件、設 置在所述定子的內(nèi)周表面中的軸承支撐構(gòu)件、設置在所述軸承支撐構(gòu)件之 間的軸承、以及分別設置在所述定子及所述曲軸箱中并允許在所述軸向力' 向上的相互運動的配合銷及配合孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，其屮，所 述第一定子被固定至所述曲軸箱，而所述第二定子被可旋轉(zhuǎn)地設賈在所述 曲軸箱上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，還包括 能夠鼓風的風扇，其被固定至所述轉(zhuǎn)子的外側(cè)并與其集成為-體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，.其中， 所述風扇從所述軸向方向上的外部吸氣，并相對于所述中心軸線將空1吹 出至徑向方向的外側(cè)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機，還包括散熱器，其在所述風扇的外側(cè)設置在所述曲軸箱中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種極易安裝的安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機。安裝有軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的發(fā)動機(50)包括曲軸箱(60)、轉(zhuǎn)子(21)、及定子(25)。由活塞驅(qū)動以繞中心軸線(X)旋轉(zhuǎn)的曲軸(51)被插入曲軸箱使得曲軸能夠旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子被固定至曲軸的在曲軸箱外側(cè)的端部(51c)一側(cè)，并包括多個永磁體(24)。定子被固定至具有插入其中的曲軸的曲軸箱，并在中心軸線的方向上面對永磁體。定子包括具有第一齒(34)的固定定子(30)以及具有第二齒(41)的可動定子(40)?？梢酝ㄟ^使第二齒相對于第一齒繞中心軸線旋轉(zhuǎn)來改變第一齒與第二齒之間的產(chǎn)生磁阻的縫隙。驅(qū)動機構(gòu)(80)被設置為使第一齒及第二齒相對旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H02K1/12GK101242123SQ20081000590
公開日2008年8月13日 申請日期2008年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者神之門裕之 申請人:雅馬哈發(fā)動機株式會社