专利名称：安装有轴隙式旋转电机的发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装有轴隙式旋转电机的发动机。
技术背景在专利文献1中揭示了安装有轴隙式旋转电机的一种公知发动机。该 安装有轴隙式旋转电机的发动机设置有曲轴箱、被曲轴箱内的活塞驱动以 绕中心轴线旋转的曲轴、以及经由带式无级变速器连接至曲轴箱内曲轴一 端的轴隙式旋转电机。轴隙式旋转电机平行于曲轴设置，并设置有一端连接至带式无级变速 器的旋转电机侧轴、固定至旋转电机侧轴另一端的转子、以及在相较于转 子更靠近另一端的位置处固定至曲轴箱的定子，其中旋转电机侧轴插入穿 过转子。多个永磁体在转子的与定子面对的表面中与旋转电机侧轴的轴心成直 角布置。定子具有在轴向方向上与各个永磁体面对的磁通量产生区域。具体而言，定子包括具有形成磁通量产生区域的第一齿的第一定子、 以及具有相对于第一齿绕轴心相对旋转的第二齿的第二定子。第二齿具有 允许在第二齿与第一齿之间产生磁阻的缝隙改变的结构。第一定子被固定至曲轴箱，而第二定子设置有使第二定子相对于第一 定子相对旋转的驱动机构。具有上述结构的公知的安装有轴隙式旋转电机的发动机被安装在跨籴 式车辆(通常为摩托车)中。此外，可以使用安装有轴隙式旋转电机的发 动机来使跨乘式车辆行驶。在此情况下，轴隙式旋转电机为被活塞驱动以 绕轴心旋转的曲轴提供辅助驱动，或使曲轴因活塞所引起的旋转停止，使 得曲轴仅由轴隙式旋转电机驱动。但是，在安装有轴隙式旋转电机的该发动机中，驱动机构使第二定子旋转，由此改变在第一齿与第二齿之间产生磁阻的缝隙。因此，可以控制 转速与转矩的关系。因此，安装有轴隙式旋转电机的发动机能够根据跨乘 式车辆的行驶状态来改变轴隙式旋转电机的输出特性，例如能够改变至高 转矩低速模式或者低转矩高速模式。[专利文献1] JP-A-2006-271040发明内容但是，在公知的安装有轴隙式旋转电机的发动机中，轴隙式旋转电机 经由带式无级变速器连接至曲轴，由此使得减小安装有轴隙式旋转电机的 发动机的尺寸较为困难。因此，安装有轴隙式旋转电机的发动机更难以安 装在跨乘式车辆等中。着眼于上述情况完成了本发明，且其目的在于提供一种极易安装的安 装有轴隙式旋转电机的发动机。一种安装有轴隙式旋转电机的发动机，包括曲轴箱，其中包括曲 轴，所述曲轴被活塞驱动以绕中心轴线旋转，并被插入所述曲轴箱使得所述曲轴能够旋转；转子，其被固定至所述曲轴的位于所述曲轴箱外侧的一个端部，其具 有与所述中心轴线呈直角的多个永磁体；以及定子，其在所述曲轴被插入所述曲轴箱的情况下被固定至所述曲轴 箱，其具有在轴向方向上与所述永磁体面对的磁通量产生区域。在此安装有轴隙式旋转电机的发动机中，所述定子包括具有形成所述磁通量产生区 域的第一齿的第一定子、以及具有第二齿的第二定子。通过使所述第二齿 相对于所述第一齿绕斩述中心轴线旋转，能够改变所述第一齿与所述第二 齿之间的产生磁阻的缝隙。所述安装有绅隙式旋转电机的发动机还包括驱 动机构，其使所述第一定子及所述第二定子中的任一者或两者相对旋转。在具有上述结构的本发明的安装有轴隙式旋转电机的发动机中(以 下，"轴隙式旋转电机"将被简称为"旋转电机")，定子及转子被布置 在曲轴的中心轴线的延长 线上。因此，相较于其中利用带式无级变速器等 将旋转电机连接至曲轴的公知技术，有利于尺寸的减小。此外，在安装有旋转电机的发动机中，因为相较于定子，转子被布置 得更接近外侧，故可以将能够鼓风的风扇固定至转子，并由此与转子一同 旋转。因此，提供了一种结构，使得在有利于尺寸减小的同时更易于冷却 安装有旋转电机的发动机，并更易于冷却布置在安装有旋转电机的发动机 附近的散热器。因此，能够极其方便地安装安装有旋转电机的发动机。除了将定子直接固定至曲轴箱之外，将定子固定至曲轴箱的方式还包 括经由作为曲轴箱的部件的盖体等将定子间接地固定至曲轴箱。在本发明的安装有旋转电机的发动机中，驱动机构可被安装至车体框 架等，或者被安装至曲轴箱。如果采用后一种结构，则进一步提高了安装 的便利性。除了将驱动机构直接固定至曲轴箱之外，将驱动机构安装至曲轴箱的 方式还包括经由作为曲轴箱的部件的盖体等将驱动机构间接地固定至曲轴 箱。在本发明的安装有旋转电机的发动机中，所述转子呈杯状，并具有在 径向方向上从所述中心轴线延伸的磁轭，以及从所述磁轭的外周边缘朝向 所述定子一侧延伸的外圆筒构件，该外圆筒构件至少覆盖所述定子的外周 的一部分。通过上述结构，杯状转子覆盖转子与定子之间的缝隙，由此诸 如灰尘等杂质难以进入缝隙。因此，实质上提高了耐用性。在本发明的安装有旋转电机的发动机中，永磁体可被嵌入转子并设置 在一起。但是，优选的是永磁体被布置在所述转子内侧。如果采用了永磁 体被布置在转子内侧的结构，则能够可靠地使相面对的永磁体与磁通量产 生区域之间在轴向方向上的缝隙的尺寸减小。因此，安装有旋转电机的发 动机能够完全显示旋转电机的性能。本发明的安装有旋转电机的发动机还可包括设置在所述曲轴箱、所述 曲轴、所述转子以及所述定子之间的缝隙调节机构，其决定在所述轴向方 向上所述永磁体与所述磁通量产生区域之间的缝隙。如果采用了该结构， 则安装有旋转电机的发动机能够可靠地减少在轴向方向上永磁体与磁通量 产生区域之间的缝隙发生改变的情况，由此允许以更高水平可靠地施展旋转电机的性能。在本发明的安装有旋转电机的发动机中，所述缝隙调节机构可包括对 所述曲轴及所述转子在所述轴向方向上的位置进行调节的第一调节机构， 以及在允许所述曲轴箱及所述转子在所述轴向方向上的位置进行变化的同 时，对所述曲轴箱及所述定子在所述轴向方向上的位置进行调节的第二调 节机构。如果采用了该结构，则安装有旋转电机的发动机能够可靠地减少 在轴向方向上永磁体与磁通量产生区域之间的缝隙发生改变的情况，由此 允许以更高水平可靠地施展旋转电机的性能。在本发明的安装有旋转电机的发动机中，所述第一调节机构具有以下 结构，其中所述曲轴的一端与所述转子通过锥形结构装配在一起，并且所 述第二调节机构具有以下结构，该结构包括设置在小直径圆筒构件的从所述转子中部朝向所述定子一侧突出的外周表面中的轴承支撑构件.、设置在 所述定子的内周表面中的轴承支撑构件、设置在所述轴承支撑构件之间的 轴承、以及分别设置在所述定子及所述曲轴箱中并允许在所述轴向方向上 的相互运动的配合销及配合孔。如果采用了该结构，则能够可靠地减少在轴向方向上永磁体与磁通量 产生区域之间的缝隙发生改变的情况。注意，在第一调节机构的改变示例 中，曲轴与转子可以花键配合。在本发明的安装有旋转电机的发动机中，如果所述第一定子被固定至 所述曲轴箱，所述第二定子被可旋转地设置在所述曲轴箱上，则是优选 的。如果采用该结构，则在本发明的安装有旋转电机的发动机中，无需使 在结构上比第二齿复杂并形成磁通量产生区域的第一齿旋转，由此能够简 化发动机的设备结构。本发明的安装有旋转电机的发动机还可包括能够鼓风的风扇，其被 固定至所述转子的外侧并与其集成为一体。因此，安装有旋转电机的发动 机具有使得更易于利用风扇冷却安装有旋转电机的发动机、并更易于冷却 布置在安装有旋转电机的发动机附近的散热器的结构。此外，因为将风扇 一体地固定至比定子更轻的转子，故减小了旋转阻力。在本发明的安装有旋转电机的发动机中，所述风扇可在所述轴向方向上从外部吸气，并相对于所述中心轴线将空气吹出至径向方向的外侧。如 果采用该结构，则可在其中具有安装有旋转电机的发动机的跨乘式车辆等 的车辆宽度方向上的外侧设置较大的进气端口，由此更易于吸入尚未被安 装有旋转电机的发动机加热的外部冷空气，并将排气导引至诸如跨乘式车 辆的车辆的外部。在轴向方向上从外侧吸入空气并相对于中心轴线在径向方向上将空气 吹向外侧的风扇可以是多叶片式风扇。但是，风扇并不限于此，其可以是 涡轮风扇、或多叶片式风扇与涡轮风扇的组合。本发明的安装有旋转电机的发动机还可包括散热器，其在所述风扇 的外侧被设置在所述曲轴箱中。如果采用该结构，则安装有旋转电机的发 动机能够利用水冷来提高发动机性能。具体而言，如果风扇是在轴向方向 上从外侧吸气的类型，则可使外部冷空气接触散热器，由此有效地冷却散 热器。
图1是其中安装有本实施例的安装有旋转电机的发动机的摩托车的侧 视图。图2以图1的摩托车的后部的侧视图示出了本实施例的安装有旋转电 机的发动机。图3沿图2的剖面线m-m示出了本实施例的安装有旋转电机的发动机。图4示出了本实施例的安装有旋转电机的发动机，并且是图3的剖视图的旋转电机的放大剖视图。图5示出了本实施例的安装有旋转电机的发动机，并且是图4的剖视 图的定子的放大剖视图。图6是本实施例的安装有旋转电机的发动机的驱动机构的示意性视图。图7示出了本实施例的安装有旋转电机的发动机，并且示出了可动定 子已经相对于固定定子旋转的状态。图8示出了本实施例的安装有旋转电机的发动机，并且示出了可动定 子已经相对于固定定子旋转的状态。图9示出了本实施例的安装有旋转电机的发动机，并且示出了可动定 子已经相对于固定定子旋转的状态。
具体实施方式
以下将参考附图来描述本发明的具体实施例。如图1至图4所示，本实施例的安装有轴隙式旋转电机的发动机50 (以下简称为"安装有旋转电机的发动机50")被安装在摩托车1中。如图1所示，摩托车1在车体下前部处设置有前轮3。前轮3被前叉5 的下端部可旋转地支撑。向上延伸的转向轴7连接至前叉5的上端部。在 车辆宽度方向上延伸的把手9被安装至转向轴7的上端部。手柄11被安装 至把手9的各个端部。车体框架IO被安装至转向轴7的中心部。车体框架10朝向车体后部倾斜向下延伸，然后弯曲以水平延伸。然 后，车体框架10在笔直延伸之前再次弯曲。车座13布置在车体框架10的 后上侧。后悬架15的上端部连接至车体框架10的后端部。如图2所示，后悬架15的下端部连接至作为车体框架10的一部分的 后臂16的后端部16a。后臂16可旋转地支撑后轮17。安装有旋转电机的 发动机50的驱动力经由诸如带式无级变速器之类的驱动力传递机构被传 递至后轮17,由此旋转地驱动后轮17。安装有旋转电机的发动机50被布 置在车体框架IO的中部下方。如图3所示，安装有旋转电机的发动机50设置有曲轴箱60、曲轴 51、以及轴隙式旋转电机20 (以下简称为"旋转电机20")。曲轴箱60包括曲轴箱体61以及布置在曲轴箱体61的在车辆宽度方向 上外侧(图3中由a示出的方向)的曲轴箱盖62。曲轴箱盖62具有大致扁 平形状。配合构件62b形成在曲轴箱盖62在车辆宽度方向上的内侧(与 图3中由a示出的方向相反的方向)。配合构件62b被装配至形成在曲轴 箱体61的在车辆宽度方向上的外侧的被配合构件61b中。因此，曲轴箱 盖62作为集成单元与曲轴箱体61组装。具有与曲轴51的中心轴线X对准的中心轴线的插入孔61a被形成在 曲轴箱体61的在车辆宽度方向上的外侧。具有与中心轴线X对准的中心 轴线的插入孔62a也被形成在曲轴箱盖62中。曲轴51被布置在曲轴箱体61内，并经由连杆50c被连接至容纳在气 缸(在图中未示出)内的活塞(在图中未示出)，上述气缸被设置在安装 有旋转电机的发动机50的中部中。端部51c通过插入孔61a、 62a延伸至 曲轴51的在车辆宽度方向上的外侧，并相较于插入孔62a进一步向车辆宽 度方向上的外侧突伸出。旋转地支撑曲轴51使得其绕中心轴线X旋转的轴承52a被布置在曲 轴51与插入孔61a之间。此外，旋转地支撑曲轴51使得其绕中心轴线X 旋转的轴承52b被布置在曲轴箱体61中。因此，曲轴51被活塞的上下运 动驱动以在曲轴箱60内绕中心轴线X旋转。此外，密封曲轴51与曲轴箱 60之间缝隙的密封构件54被设置在曲轴51与插入孔62a之间。旋转电机20被布置在曲轴箱60的在车辆宽度方向上的外侧。旋转电 机20设置有转子21、定子25、以及驱动机构80。如图4所示，转子21包括小直径圆筒构件22、磁轭23、以及外圆筒 构件23a。小直径圆筒构件22的内周表面被形成为锥面22a，其具有随着 锥面22a朝向车辆宽度方向上的外侧延伸而变小的直径。另一方面，曲轴 51的端部51c的外周表面被形成为锥面51b,其具有随着锥面51b朝向车 辆宽度方向上的外侧延伸而变小的直径。因此，当转子21的小直径圆筒 构件22装配至曲轴51的端部51c时，锥面51b被布置为与锥面22a接 触。此外，螺母57被拧至形成在端部51c中的阳螺纹上。螺母57将转子 21压向曲轴51的中心部，由此锥面51b与锥面22a在压力下保持在一 起。因为采用上述结构，转子21被固定至曲轴51的端部51c—侧，并确 定了转子21在中心轴线X方向上相对于曲轴51的位置。利用锥面(即，利用锥面51b与锥面22a)将曲轴51的端部51c与转 子21彼此装配在一起的结构与对曲轴51及转子21在中心轴线X方向上 的位置进行调节的第一调节机构对应。此外，利用第一调节机构，存在曲 轴51及转子21在中心轴线X方向上的位置会因锥面配合的特性而发生改变的可能性。但是，以下描述的第二调节机构被构造为提供对这种改变的 容许。在中心轴线X方向上延伸的槽22h被形成在小直径圆筒构件22的锥 面22a中。另一方面，具有半圆形状的凹部被形成在曲轴51的端部51c的 锥面51b中。具有对应形状的键22g被装配在该凹部中。键22g的边缘从 锥面51b突伸出，并与槽22g配合。因为采用了上述结构，键22g与转子 21及曲轴51两者配合，由此提供转子21与曲轴51 —同旋转的结构。磁轭23具有在径向方向上从小直径圆筒构件22延伸的大致盘状形 状。此外，多个永磁体24 (场磁体)被固定至磁轭23在车辆宽度方向上 的内侧，并以呈圆形并与中心轴线X成直角的方式布置。外圆筒构件23a是如下所述覆盖定子25的外周的至少一部分、并从磁 轭23的外周边缘朝向车辆宽度方向上的内侧延伸的圆筒体。因为设置了 磁轭23及外圆筒构件23a，转子类似呈杯状，由此覆盖转子21与定子25 之间的缝隙。因此，诸如灰尘或杂质难以进入转子21与定子25之间的缝 隙。作为能够产生气流的风扇的冷却风扇65通过螺栓65a—体固定至磁轭 23在车辆宽度方向上的外侧。冷却风扇65是在中心轴线X方向上较薄的 多叶片式风扇。冷却风扇65由多个一体翼片构成，翼片能够将空气从在 中心轴线X方向上的外侧(车辆宽度方向上的外侧)吸入，并能够相对于 中心轴线X将空气吹向至径向外侧。如图3所示，散热器66布置在冷却风扇65的在车辆宽度方向上的外 侧。散热器66与从曲轴箱60朝向车辆宽度方向上的外侧延伸的支撑构件 (图中未示出)组装在一起。大进气端口66a被布置在散热器66的在车辆 宽度方向上的外侧。因冷却风扇65的旋转而经由进气端口 66a从车辆宽度 方向上的外侧进入的冷却外部空气直接接触散热器66。因此，有效地对在 散热器66与发动机50的气缸体(图中未示出)之间循环的冷却剂进行了 冷却。此夕卜，排放端口 66b被设置在冷却风扇65的径向方向的外侧。从 冷却风扇65排放至径向外侧的空气能够被顺畅地排放至车辆的外部。注 意，假定如果冷却风扇65的吹动方向反向，则被安装有旋转电机的发动机50的热量加热的空气会接触散热器66，由此降低了冷却效果。但是， 上述结构消除了这类问题发生的可能性。定子25固定至曲轴箱60在车辆宽度方向上的外侧，其中曲轴51被插 入其中。相较于转子21，定子25被布置更接近车辆宽度方向上的内侧。 此外，定子25具有在中心轴线X方向上面对各个永磁体24的端面(磁通 量产生区域)34a。具体而言，定子25设置有起布置在转子21 —侧的第一定子作用的固 定定子30，以及起布置在曲轴箱盖62 —侧的第二定子作用的可动定子 40。如图3至图5所示，固定定子30设置有由磁芯形成的多个第一齿 34。每个第一齿34均被布置为围绕曲轴51的环状。各个第一齿34的在转 子21 —侧处的端面(磁通量产生区域)34a面对转子21的各个永磁体 24。通电时产生磁通量的线圈31缠绕各个第一齿34。第一齿34及线圈 31被模制在由树脂制成并包含润滑物的树脂构件36内。树脂构件36形成 为以中心轴线X为中心的环状。如图的5放大视图所示，树脂构件36具 有大致圆筒状并被布置在线圈组(由多个线圈31构成)直径方向上的内 侧的内周部36b。此外，树脂构件36具有外周部36a，其大致为圆筒形， 并被布置在由多个线圈31构成的线圈组直径方向的外侧。外周部36a具有朝向曲轴箱盖62—侧(车辆宽度方向的内侧)延伸的 外周部36c。多个配合孔37形成在突起36c的在曲轴箱盖62 —侧(车辆 宽度方向的内侧)的端面中，并平行于中心轴线X延伸。另一方面，朝向 车辆宽度方向的外侧突伸的多个配合销59被形成在与曲轴箱盖62的各个 配合孔37对应的位置处，使得配合销59能够装配至各个配合孔37中。此 外，各个配合销59被装配至各个配合孔37中，使得固定定子30被固定至 曲轴箱盖62由此不能够绕中心轴线X旋转。使各个配合孔37的深度大于 各个配合销59的突伸长度。因此，各个配合孔37与各个配合销59的相对 位置在中心轴线X方向上不受限制。向心轴承63被布置在内周部36b的内周表面与小直径圆筒构件22的外周表面之间。具体而言，轴承支撑构件36i设置在内周部36b的内周表面中。该轴 承支撑构件36i包括轴承接触表面36j以及轴承支撑表面36c。轴承支撑表 面36c形成为与中心轴线X垂直，即，面对转子21。轴承支撑表面36c被 布置在内周部36b在转子21 —侧的端部与内周部36b在可动定子40 —侧 的端部之间的中心点附近。轴承接触表面36j形成为具有以中心轴线X为 中心的圆筒形状，并接触向心轴承63的外周表面63a。此外，轴承支撑构件22e形成在小直径圆筒构件22的外周表面中。该 轴承支撑构件22e包括轴承接触表面22f以及轴承支撑表面22d。轴承支 撑表面22d形成为与中心轴线X垂直，g卩，面对固定定子30。轴承支撑表 面22d被布置在小直径圆筒构件22在中心轴线X方向上的中心点附近。 轴承接触表面22f形成为具有以中心轴线X为中心的圆筒形状，并接触向 心轴承63的内周表面63b。向心轴承63在中心轴线X方向上被布置在轴承支撑表面36c与轴承 支撑表面22d之间。注意，在以上描述中，因为并未对各个配合孔37及 配合销59在中心轴线X方向上的各个相对位置进行调节，故固定定子30 受到永磁体24的磁力而被拉向转子21。此时，轴承支撑表面22d通过向 心轴承63以及轴承支撑表面36c支撑固定定子30来抵抗吸引力(磁 力)。因此，在各个永磁体24面对固定定子30的相对表面24a与第一齿 34面对永磁体24的端面(磁通量产生区域)34a之间保持缝隙h。注意， 缝隙h具体而言是指在中心轴线X方向上各个永磁体24与端面(磁通量 产生区域)34a之间的缝隙。缝隙h可通过固定定子30的轴承支撑表面 36c的位置、向心轴承63在中心轴线X方向上的宽度、以及小直径圆筒构 件22的轴承支撑表面22d的位置来确定。此外，向心轴承63与固定定子30的轴承接触表面36j以及小直径圆 筒构件22的轴承支撑表面22f两者接触。因此，向心轴承63能够提供支 撑，使得可以在不引起固定定子30或转子21的直径方向错位的情况下相 对旋转。向心轴承63、固定定子30的轴承支撑构件36i、小直径圆筒构件22的轴承支撑构件22e、配合孔37、以及配合销59与第二调节机构对应，该 第二调节机构允许在曲轴51及转子21在中心轴线X方向上位置的改变， 但对曲轴箱60及定子25在中心轴线X方向上的位置进行调节。此外，第二调节机构与上述第一调节机构形成缝隙调节机构，该缝隙调节机构决定 永磁体24与端面(磁通量产生区域)34a之间在中心轴线X方向上的缝隙 h。以下，将描述可动定子40。如上所述，相较于固定定子30，可动定 子40相对于转子21被布置得更接近曲轴箱盖62 —侧，并面对固定定子 30。可动定子40设置有第二齿41以及环状基体42。第二齿41的设置数 量与第一齿34的设置数量相同。基体42对布置为以中心轴线X为中心的 环状的第二齿41予以支撑。基体42及第二齿41被模制在由树脂制成并包 含润滑物的树脂构件43中。各个第二齿41均由磁芯形成。通过对线圈31 通电产生的磁力施加将第二齿41拉向第一齿34—侧的力。但是，保持构 件(图中未示出)保持第二齿41,使得在中心轴线X方向上与第一齿34 分隔预定距离。此外，如下所述，可动定子40能够绕中心轴线X方向相 对于固定定子30相对旋转。如图4及图6所示，驱动机构80被布置在曲轴箱盖62的在车辆宽度 方向上的外侧，并布置在可动定子40的在直径方向上的外侧。驱动机构 80包括驱动电机81及齿轮机构82。齿轮机构82包括蜗齿杆82a、蜗轮 82b、以及缺齿齿轮82c。如图6所示，当驱动电机81旋转时，蜗轮82b 在规定角度范围内旋转，且驱动力经由缺齿齿轮82c传递至形成在可动定 子40的外周表面的一部分上的缺齿齿轮82d。因此，在驱动机构80中， 当驱动电机81在正向或反向方向旋转时，可动定子40绕中心轴线X旋 转，并相对于固定定子30旋转。在具有上述结构的旋转电机20中，可动定子40与固定定子30的相对 旋转引起下述输出特性的改变。因此可以高转矩低速或以低转矩高速来进 行驱动。图7至图9示出了当可动定子40绕中心轴线X相对于固定定子30相对旋转的不同状态。注意，为了简化说明，省去了在图3至图5中示出的 固定定子30的树脂构件36、可动定子40的树脂构件43、曲轴51及线圈 31等的图示。此外，在图7至图9中，在图3至图5中示出的相同构件被 赋予相同的标号。图7示出了当可动定子40的第二齿41与固定定子30的第一齿34对 准的状态。在该状态，第一齿34的位于第二齿41 一侧的端面34b与第二 齿41的位于第一齿34 —侧的端面41a之间产生磁阻的缝隙处于其最小值 k (见图5)。此时，在第一齿34及第二齿41、基体42、以及各个永磁体 24中产生磁通量流。该磁通量流从第一齿34的位于永磁体24—侧的端面 34a流向相对一侧的端面34b。换言之，在此状态下，磁通量流在线圈31 中流动。当驱动机构80的驱动引起可动定子40旋转通过图8所示的中间位置 到达图9所示的位置时，即，第二齿41已经旋转至第一齿34与相邻第一 齿34之间的中间位置时，在第一齿34的位于第二齿41 一侧的端面34b与 第二齿41的位于第一齿34 —侧的端面41a之间产生磁阻的缝隙变大。此 时，磁通量流并未流入第二齿41，且磁通量流流入永磁体24及转子21附 近的第一齿34。该磁通量流并未在线圈31中流动，因此与图7所示的状 态相比，磁通量流较弱。在图9所示的状态中，因为磁通量流较弱，故旋 转电机20起低转矩高速式旋转电机的作用。另一方面，在图7所示的状 态中，磁通量流比图9所示的更强，因为其在线圈31中流动，且旋转电 机20起高转矩低速式旋转电机的作用。具有上述结构的本实施例的安装有旋转电机的发动机50能够利用旋 转电机20来为通过活塞绕中心轴线X旋转的曲轴51提供辅助驱动。此 外，安装有旋转电机的发动机50能够停止因活塞引起的曲轴51的旋转， 并仅利用旋转电机20的驱动来使摩托车1行驶。注意，在本实施例的安装有旋转电机的发动机50中，定子25及转子 21被布置在曲轴51的中心轴线X的延长线上。因此，相较于其中旋转电 机利用带式无级变速器等与曲轴连接的公知技术，有利于尺寸减小。此外，在安装有旋转电机的发动机50中，因为相较于定子25，转子21被布置的更接近在车辆宽度方向上的外侧，故可将冷却风扇65固定至 转子21，并使其与转子21 —同旋转。因此，提供了一种结构，使得在有 利于尺寸减小的同时更易于对安装有旋转电机的发动机50进行冷却，并 更易于对布置在安装有旋转电机的发动机50的在车辆宽度方向上的外侧 的散热器66进行冷却。因此，极易对安装有旋转电机的发动机50进行安装。 此外，安装有旋转电机的发动机50具有驱动机构80被安装至曲轴箱 60的结构，由此进一步改进了安装的便利性。此外，在安装有旋转电机的发动机50中，盖状转子21覆盖转子21与 定子25之间的缝隙，因此诸如灰尘等杂质难以进入缝隙。因此，实质上 提髙了耐用性。此外，安装有旋转电机的发动机50具有其中永磁体24被布置在转子 21内侧的结构，由此能够可靠地使在相对永磁体24与磁通量产生区域34a 之间在中心轴线X方向上的缝隙h的尺寸减小。因此，能够充分显示旋转 电机20的性能。此外，在安装有旋转电机的发动机50中，由上述第一调节机构及第 二调节机构形成的缝隙调节机构被设置在曲轴箱60、曲轴51、转子21、 以及定子25之间。因此，能够可靠地减少在永磁体24与磁通量产生区域 34a之间在中心轴线X方向上的缝隙h发生改变的情况，由此允许以更高 的水平可靠地显示旋转电机20的性能。此外，在安装有旋转电机的发动机50中，具有比可动定子40更复杂 的结构的固定定子30被固定至曲轴箱60，因此可以将可动定子40设置为 相对于曲轴箱60可旋转。因此，简化了安装有旋转电机的发动机50的设 备结构。此外，在安装有旋转电机的发动机50中，以一体的形式将冷却风扇 65固定至转子21的在车辆宽度方向上的外侧。因此，安装有旋转电机的 发动机50具有以下结构，其使得更易于利用冷却风扇65来对安装有旋转 电机的发动机50进行冷却，更易于对布置在安装有旋转电机的发动机50 的在车辆宽度方向的外侧的散热器66进行冷却。此外，因为将冷却风扇65 —体地固定至比定子25更轻的转子21,故减小了旋转阻力。此外，在安装有旋转电机的发动机50中，冷却风扇65从车辆宽度方 向一侧吸入空气，并相对于中心轴线X将空气吹出至径向方向的外侧。因 此，可在其中具有安装有旋转电机的发动机50的摩托车1的车辆宽度方 向上的外侧设置较大进气端口 66a，使得更易于吸入外部冷空气并向排气 引导至摩托车1的外部。此外，在安装有旋转电机的发动机50中，散热器66被设置在曲轴箱 60中冷却风扇65的外侧。此外，由冷却风扇65从车辆宽度方向的外侧吸 入的外部冷空气直接接触散热器66，由此改进冷却效果，并改进发动机性 能。以上描述了本发明的实施例。但是，本发明并不限于该实施例，并可 在本发明的精神包含的范围内被适当地改变及应用。工鹏卧性本发明可被用作安装有轴隙式旋转电机的发动机。
权利要求
1.一种安装有轴隙式旋转电机的发动机，包括曲轴箱，其中包括曲轴，所述曲轴被活塞驱动以绕中心轴线旋转，并被插入所述曲轴箱中使得所述曲轴能够旋转；转子，其被固定至所述曲轴的位于所述曲轴箱外侧的一个端部，其具有与所述中心轴线呈直角的多个永磁体；以及定子，其在所述曲轴被插入所述曲轴箱的情况下被固定至所述曲轴箱，其具有在轴向方向上与所述永磁体面对的磁通量产生区域，其中所述定子包括具有形成所述磁通量产生区域的第一齿的第一定子、以及具有第二齿的第二定子，其中，通过使所述第二齿相对于所述第一齿绕所述中心轴线旋转，能够改变所述第一齿与所述第二齿之间的产生磁阻的缝隙，所述安装有轴隙式旋转电机的发动机还包括驱动机构，其使所述第一定子及所述第二定子中的任一者或两者相对旋转。
2. 根据权利要求1所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，其中，所 述驱动机构被安装至所述曲轴箱。
3. 根据权利要求1或2所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，其 中，所述转子呈杯状，并包括在径向方向上从所述中心轴线延伸的磁轭， 以及从所述磁轭的外周边缘朝向所述定子一侧延伸的外圆筒构件，所述外 圆筒构件至少覆盖所述定子的外周的一部分。
4. 根据权利要求3所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，其中，所 述永磁体的每一个都被布置在所述转子内侧。
5. 根据权利要求1所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，还包括-设置在所述曲轴箱、所述曲轴、所述转子以及所述定子之间的缝隙调节机 构，其决定所述永磁体与所述磁通量产生区域之间在所述轴向方向上的缝 隙。
6. 根据权利要求5所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，其中，所调节的第一调节机构，以及在对所述曲轴箱及所述转子在所述轴向方向上 的位置变化提供容许的同时，对所述曲轴箱及所述定子在所述轴向方向上 的位置进行调节的第二调节机构。
7. 根据权利要求6所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，其中， 所述第一调节机构具有以下结构，其中所述曲轴的一端与所述转子通过锥形结构装配在一起，并且所述第二调节机构具有以下结构，其包括设置在小直径圆筒构件的从 所述转子的中部朝向所述定子一侧突出的外周表面中的轴承支撑构件、设 置在所述定子的内周表面中的轴承支撑构件、设置在所述轴承支撑构件之 间的轴承、以及分别设置在所述定子及所述曲轴箱中并允许在所述轴向力' 向上的相互运动的配合销及配合孔。
8. 根据权利要求1所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，其屮，所 述第一定子被固定至所述曲轴箱，而所述第二定子被可旋转地设贾在所述 曲轴箱上。
9. 根据权利要求1所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，还包括 能够鼓风的风扇，其被固定至所述转子的外侧并与其集成为-体。
10. 根据权利要求9所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，.其中， 所述风扇从所述轴向方向上的外部吸气，并相对于所述中心轴线将空1吹 出至径向方向的外侧。
11. 根据权利要求9或IO所述的安装有轴隙式旋转电机的发动机，还包括散热器，其在所述风扇的外侧设置在所述曲轴箱中。
全文摘要
本发明提供了一种极易安装的安装有轴隙式旋转电机的发动机。安装有轴隙式旋转电机的发动机(50)包括曲轴箱(60)、转子(21)、及定子(25)。由活塞驱动以绕中心轴线(X)旋转的曲轴(51)被插入曲轴箱使得曲轴能够旋转。转子被固定至曲轴的在曲轴箱外侧的端部(51c)一侧，并包括多个永磁体(24)。定子被固定至具有插入其中的曲轴的曲轴箱，并在中心轴线的方向上面对永磁体。定子包括具有第一齿(34)的固定定子(30)以及具有第二齿(41)的可动定子(40)。可以通过使第二齿相对于第一齿绕中心轴线旋转来改变第一齿与第二齿之间的产生磁阻的缝隙。驱动机构(80)被设置为使第一齿及第二齿相对旋转。
文档编号H02K1/12GK101242123SQ20081000590
公开日2008年8月13日 申请日期2008年2月13日 优先权日2007年2月6日
发明者神之门裕之 申请人:雅马哈发动机株式会社