配置有发电机的发动机以及用于组装该发动机的方法转让专利
申请号 : CN200680022050.3
文献号 : CN101203998B
文献日 : 2010-11-10
发明人 : 西田一智 , 本田宗平
申请人 : 本田技研工业株式会社
摘要 :
提供一种配置有发电机(20)的发动机(10)。固定到曲轴箱(12)的定子(24)包括绕曲轴(16)沿周向布置的多个铁芯(32a至321)，以及卷绕在所述多个铁芯(32a至321)周围的线圈(33)。转子(42)包括通过固定机构(28)紧固到所述曲轴(16)上的飞轮(25)，以及固定到所述飞轮上的多个永磁体(26a至26f)。所述固定机构(28)将所述飞轮(25)安装到所述曲轴(16)上这样的位置处，即：在所述活塞位于上死点或下死点时，所述多个永磁体(26)中的一个永磁体(26a)的中心与所述多个铁芯(32a至321)中的两个相互邻近的铁芯(32a和32b)之间的中心点重合。
权利要求 :
1.一种配置有发电机的发动机，其特征在于：
所述发电机设有固定到该发动机的曲轴箱上的定子，以及布置成与所述定子相对的可旋转的转子；
所述定子包括绕该发动机的曲轴沿周向布置的多个铁芯，以及卷绕在所述多个铁芯周围的线圈；
所述转子包括通过固定机构紧固到所述曲轴上的飞轮，以及固定到所述飞轮上且绕所述曲轴沿周向布置的多个永磁体；并且所述固定机构构造成使所述飞轮相对于所述曲轴停止在这样的位置处，即：在连接至所述曲轴的活塞处于上死点或下死点时，所述多个永磁体中的一个永磁体的中心与所述多个铁芯中的两个相邻铁芯之间的中心点重合。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中：
所述固定机构包括凸固定件，以及与所述凸固定件装配的凹固定件；
所述曲轴包括从所述凸固定件和所述凹固定件中选择的一个构件；
所述飞轮包括从所述凸固定件和所述凹固定件中选择的另一构件；而且所述飞轮相对于所述曲轴的旋转受到所述凸固定件和所述凹固定件的装配的限制。
3.根据权利要求2所述的发动机，其中：
所述凸固定件包括键，而所述凹固定件包括可供装配所述键的键槽。
4.根据权利要求2所述的发动机，其中：
在从所述曲轴的端部方向观察该发动机时，穿过该发动机的汽缸的中心和所述曲轴的中心的直线为汽缸中心轴线，从而将所述多个铁芯中的彼此相邻的两个铁芯之间的中心位置设置成与所述汽缸中心轴线重合；而且所述凸固定件和所述凹固定件的位置设置成在所述活塞处于所述上死点或所述下死点时与所述汽缸中心轴线重合。
5.一种用于组装配置有发电机的发动机的方法，该方法包括以下步骤：制备定子并制备飞轮和用于安装在该飞轮上的多个磁体，该定子具有绕所述发动机的曲轴沿周向等间距地布置的多个铁芯以及卷绕在所述多个铁芯周围的线圈，所述飞轮具有安装孔并通过装配而安装到所述曲轴上；
在一基准线上向所述曲轴提供从凸固定件和凹固定件选择出的一个构件，其中所述基准线为在从轴端方向观察所述曲轴时，穿过所述曲轴的中心和曲柄销的中心的直线；
向所述飞轮的所述安装孔提供从所述凸固定件和所述凹固定件选择出的另一构件；
在使所述多个磁体中的作为基准的一个磁体的中心与从所述飞轮中的所述另一构件的位置分开预设的预定角度的位置对准之后，将所有的磁体等间距地布置并安装到所述飞轮上；
在活塞处于所述发动机的汽缸内时，通过连杆将所述活塞连接到所述曲柄销上；
将所述活塞设置在上死点或下死点处；
在所述定子中使所述多个铁芯中的作为基准的彼此相邻的两个铁芯之间的中心与从所述基准线分开所述预定角度的所述位置对准之后，将所述定子安装在曲轴箱上；以及通过将所述凸固定件和所述凹固定件装配在一起而将所述飞轮附连到所述曲轴上。
6.一种用于组装配置有发电机的发动机的方法，该方法包括以下步骤：制备定子并制备飞轮和用于安装在该飞轮上的多个磁体，该定子具有绕所述发动机的曲轴沿周向等间距地布置的多个铁芯以及卷绕在所述多个铁芯周围的线圈，所述飞轮具有安装孔并通过装配而安装到所述曲轴上；
在将所述定子安装到曲轴箱上时，利用所述发动机的汽缸的中心作为基准使所述多个铁芯的位置对准；
在一直线上向所述曲轴提供从凸固定件和凹固定件选择出的一个构件，其中该直线在从轴端方向观察所述曲轴时，穿过所述曲轴的中心和曲柄销的中心；
向所述飞轮的所述安装孔提供从所述凸固定件和所述凹固定件选择出的另一构件；
在将所述多个磁体安装在所述飞轮上时，利用所述另一固定件的位置作为基准而等间距地布置所述多个磁体；
在将活塞置于所述汽缸内时，通过连杆将所述活塞连接到所述曲柄销；
将所述活塞置于上死点或下死点处；以及
通过将所述凸固定件装配在所述凹固定件中而将所述飞轮附连到所述曲轴上。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
利用所述汽缸的中心作为基准使所述多个铁芯的位置对准的所述步骤为这样的步骤，其中：使所述多个铁芯中彼此相邻的两个铁芯之间的中心点与所述汽缸的中心对准；而且利用所述另一固定件的位置作为基准等间距地布置所述多个磁体的步骤为这样的步骤，其中：使所述多个磁体中的彼此相邻的两个磁体之间的中心点与所述另一固定件对准。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种由发动机驱动发电机这样类型的配置有发电机的发动机，其中，发电机的定子连接至发动机的曲轴箱，而发电机的转子连接至发动机的曲轴。本实施方式还涉及用于组装该发动机的方法。
背景技术
公知的发动机包括其中结合有发电机的配置有发电机的发动机。发电机由固定到曲轴箱的定子和能够旋转的转子构成。该转子由附连到曲轴上的飞轮以及设置在飞轮上的多个磁体构成。所述多个磁体沿飞轮的径向布置。
以下过程是用于组装配置有发电机的发动机的过程的实施例。首先，将定子附连到曲轴箱上。然后通过连杆将活塞连接到曲轴上。接着，将飞轮安装在曲轴上，同时将活塞定位在上死点位置。从而将发电机结合到发动机内。
在定子和磁体被组装到一起时，在定子和磁体之间产生磁力。换言之，在定子的铁芯和转子的磁极之间产生嵌齿(磁性吸引)。
在构造或维护发动机时，必须将活塞维持在上死点位置。然而，嵌齿效应趋于使得难以将活塞定位在上死点位置附近。换言之，在产生的磁力不稳定的时候，该磁力使飞轮旋转。在所述飞轮旋转时，曲轴旋转，而活塞运动离开上死点位置。因此，在将飞轮安装到曲轴上的过程中，必须防止飞轮由于磁力而绕曲轴旋转，因而增加了发动机组装过程的工作量。
从而需要一种便于组装配置有发电机的发动机的工作的技术。
作为另一种发动机技术，在日本专利申请特开昭62-203973中描述了一种用于两轮机动车的脚踏起动发动机。在日本专利申请特开昭62-203973描述的发动机中为了便于进行脚踏起动，该发动机构造成，其可容易地检测出活塞是否位于上死点位置附近，这对脚踏起动是最优的。然而，即使将这类技术应用到配置有发电机的发动机中，也难以促进组装过程。
以下过程是用于组装配置有发电机的发动机的过程的实施例。首先，将定子附连到曲轴箱上。然后通过连杆将活塞连接到曲轴上。接着，将飞轮安装在曲轴上，同时将活塞定位在上死点位置。从而将发电机结合到发动机内。
在定子和磁体被组装到一起时，在定子和磁体之间产生磁力。换言之，在定子的铁芯和转子的磁极之间产生嵌齿(磁性吸引)。
在构造或维护发动机时，必须将活塞维持在上死点位置。然而，嵌齿效应趋于使得难以将活塞定位在上死点位置附近。换言之，在产生的磁力不稳定的时候，该磁力使飞轮旋转。在所述飞轮旋转时，曲轴旋转，而活塞运动离开上死点位置。因此，在将飞轮安装到曲轴上的过程中，必须防止飞轮由于磁力而绕曲轴旋转，因而增加了发动机组装过程的工作量。
从而需要一种便于组装配置有发电机的发动机的工作的技术。
作为另一种发动机技术，在日本专利申请特开昭62-203973中描述了一种用于两轮机动车的脚踏起动发动机。在日本专利申请特开昭62-203973描述的发动机中为了便于进行脚踏起动，该发动机构造成，其可容易地检测出活塞是否位于上死点位置附近，这对脚踏起动是最优的。然而，即使将这类技术应用到配置有发电机的发动机中，也难以促进组装过程。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种配置有发电机的发动机，其中，所述发电机设有固定到该发动机的曲轴箱上的定子，以及布置成与所述定子相对的可旋转的转子；所述定子包括绕该发动机的曲轴沿周向布置的多个铁芯，以及卷绕在所述多个铁芯周围的线圈；所述转子包括通过固定机构紧固到所述曲轴上的飞轮，以及固定到所述飞轮上且绕所述曲轴沿周向布置的多个永磁体；并且所述固定机构构造成使所述飞轮相对于所述曲轴停止在这样的位置处，即：在连接至所述曲轴的活塞处于上死点或下死点时，所述多个永磁体中的一个永磁体的中心与所述多个铁芯中的两个相邻铁芯之间的中心点重合。
在这样构成的本发明第一方面的配置有发电机的发动机中，由于所述磁体的中心与彼此相邻的两个铁芯之间的中心点对准，因此可将所述磁体的N极布置成面对所述两个铁芯中的一个铁芯，且可将所述磁体的S极布置成面对另一铁芯。
因此，由所述N极施加到其中一个铁芯上的磁力与由所述S极施加到另一铁芯上的磁力相匹配。结果，在所述定子的铁芯和所述转子的磁极之间发生嵌齿(磁性吸引)。从而将所述飞轮和所述曲轴维持在无运动状态。因为所述曲轴保持在无运动状态，所以在上死点或下死点处可将活塞保持为无运动。从而在将所述飞轮安装在所述曲轴的过程中，通过在上死点或下死点将所述活塞保持为无运动，无需执行将所述飞轮维持在预定位置处的作业，因而发动机变得更加容易组装。
还必须在所述活塞维持在上死点或下死点的同时执行对气门运动机构的组装过程，该气门运动机构用于驱动设置到所述发动机上的排气门或吸气门。然而，因为在安装所述发电机时，可将所述活塞维持在上死点或下死点，所以气门运动机构的安装变得更加容易。
优选的是，所述固定机构包括凸固定件，以及与所述凸固定件装配的凹固定件；所述曲轴具有从所述凸固定件和所述凹固定件中选择的一个构件；所述飞轮具有从所述凸固定件和所述凹固定件中选择的另一构件；而且所述飞轮相对于所述曲轴的旋转受到所述凹固定件装配在所述凸固定件中的限制。
从而在发动机组装的过程中，通过将所述凹固定件装配到所述凸固定件中的简单安装操作，就可使磁体的中心与一对相邻的铁芯之间的中心点对准。
所述凸固定件还优选包括键；而所述凹固定件优选包括可供装配所述键的键槽。从而设置成用于限制所述飞轮相对于所述曲轴旋转的所述键和所述键槽还用作使一个永磁体的中心与两个铁芯之间的中心点对准的构件。因为无需用于定位的构件，所以所述固定机构可具有包括少量部件的简单结构。
还优选的是，在从所述曲轴的端部方向观察该发动机时，穿过该发动机的汽缸的中心和所述曲轴的中心的直线为汽缸中心轴线，从而将所述多个铁芯中的彼此相邻的任何两个铁芯之间的中心位置设置成与所述汽缸中心轴线重合，而且所述凸固定件和所述凹固定件的位置可设置成在所述活塞处于所述上死点或所述下死点时与所述汽缸中心轴线重合。
本发明的第二方面提供了一种用于组装配置有发电机的发动机的方法，其中，所述用于组装配置有发电机的发动机的方法包括以下步骤：制备定子并制备飞轮和用于安装在该飞轮上的多个磁体，该定子具有绕所述发动机的曲轴沿周向等间距地布置的多个铁芯以及卷绕在所述多个铁芯周围的线圈，所述飞轮具有安装孔并通过装配而安装到所述曲轴上；在一基准线上向所述曲轴提供从凸固定件和凹固定件选择出的一个构件，其中所述基准线为在从轴端方向观察所述曲轴时，穿过所述曲轴的中心和曲柄销的中心的直线；向所述飞轮的所述安装孔提供从所述凸固定件和所述凹固定件选择出的另一构件；在使所述多个磁体中的作为基准的一个磁体的中心与从所述飞轮中的所述另一构件的位置分开预设的预定角度的位置对准之后，将所有的磁体等间距地布置并安装到所述飞轮上；在活塞处于所述发动机的汽缸内时，通过连杆将所述活塞连接到所述曲柄销上；将所述活塞设置在上死点或下死点处；在所述定子中使所述多个铁芯中的作为基准的彼此相邻的两个铁芯之间的中心点与从所述基准线分开所述预定角度的所述位置对准之后，将所述定子安装在所述曲轴箱上；以及通过将所述凸固定件和所述凹固定件装配在一起而将所述飞轮附连到所述曲轴上。
在根据本发明第二方面的该用于组装配置有发电机的发动机的方法中，在所述活塞置于上死点或下死点时，所述磁体的中心与一对相邻铁芯之间的中心点重合。所述磁体的N极布置成面对所述铁芯中的一个铁芯，而且所述磁体的S极布置成面对所述一对相邻铁芯中的另一铁芯。
由所述N极施加到一个铁芯上的磁力从而与由所述S极施加到所述另一铁芯上的磁力相匹配。结果，在所述定子的铁芯和所述转子的磁极之间发生嵌齿。从而将所述飞轮和所述曲轴维持在无运动状态。因为所述曲轴保持在无运动状态，所以在上死点或下死点处可将活塞保持为无运动。从而在将所述飞轮安装在所述曲轴的过程中，通过在上死点或下死点将所述活塞保持为无运动，无需执行将所述飞轮维持在预定位置处的作业，因而发动机变得更加容易组装。
本发明的第三方面提供了一种用于组装配置有发电机的发动机的方法，其中，所述用于组装配置有发电机的发动机的方法包括以下步骤：制备定子并制备飞轮和用于安装在该飞轮上的多个磁体，该定子具有绕所述发动机的曲轴沿周向等间距地布置的多个铁芯以及卷绕在所述多个铁芯周围的线圈，所述飞轮具有安装孔并通过装配而安装到所述曲轴上；在将所述定子安装到所述曲轴箱上时，利用所述发动机的汽缸的中心作为基准使所述多个铁芯的位置对准；在一直线上向所述曲轴提供从凸固定件和凹固定件选择出的一个构件，该直线在从轴端方向观察所述曲轴时，穿过所述曲轴的中心和曲柄销的中心；向所述飞轮的所述安装孔提供从所述凸固定件和所述凹固定件选择出的另一构件；在将所述多个磁体安装在所述飞轮上时，利用所述另一固定件的位置作为基准而等间距地布置所述多个磁体；在将活塞置于所述汽缸内时，通过连杆将所述活塞连接到所述曲柄销；将所述活塞置于上死点或下死点处；以及通过将所述凸固定件装配在所述凹固定件内而将所述飞轮附连到所述曲轴上。
在根据本发明第三方面的该用于组装配置有发电机的发动机的方法中，在所述活塞置于上死点或下死点时，所述磁体的中心与一对相邻铁芯之间的中心点重合。所述磁体的N极布置成面对所述铁芯中的一个铁芯，而且所述磁体的S极布置成面对所述一对相邻铁芯中的另一铁芯。
由所述N极施加到一个铁芯上的磁力从而与由所述S极施加到所述另一铁芯上的磁力相匹配。结果，在所述定子的铁芯和所述转子的磁极之间发生嵌齿。从而将所述飞轮和所述曲轴维持在无运动状态。因为所述曲轴保持在无运动状态，所以在上死点或下死点处可将活塞保持为无运动。从而在将所述飞轮安装在所述曲轴的过程中，通过在上死点或下死点将所述活塞保持为无运动，无需执行将所述飞轮维持在预定位置处的作业，因而发动机变得更加容易组装。
利用所述汽缸的中心作为基准使所述多个铁芯的位置对准的所述步骤优选为这样的步骤，即：使所述多个铁芯中彼此相邻的两个铁芯之间的中心点与所述汽缸的中心对准。利用所述另一固定件的位置作为基准等间距地布置所述多个磁体的所述步骤优选为这样的步骤，即：使所述多个磁体中的彼此相邻的两个磁体之间的中心点对准。
在这样构成的本发明第一方面的配置有发电机的发动机中，由于所述磁体的中心与彼此相邻的两个铁芯之间的中心点对准，因此可将所述磁体的N极布置成面对所述两个铁芯中的一个铁芯，且可将所述磁体的S极布置成面对另一铁芯。
因此，由所述N极施加到其中一个铁芯上的磁力与由所述S极施加到另一铁芯上的磁力相匹配。结果，在所述定子的铁芯和所述转子的磁极之间发生嵌齿(磁性吸引)。从而将所述飞轮和所述曲轴维持在无运动状态。因为所述曲轴保持在无运动状态，所以在上死点或下死点处可将活塞保持为无运动。从而在将所述飞轮安装在所述曲轴的过程中，通过在上死点或下死点将所述活塞保持为无运动，无需执行将所述飞轮维持在预定位置处的作业，因而发动机变得更加容易组装。
还必须在所述活塞维持在上死点或下死点的同时执行对气门运动机构的组装过程，该气门运动机构用于驱动设置到所述发动机上的排气门或吸气门。然而，因为在安装所述发电机时，可将所述活塞维持在上死点或下死点，所以气门运动机构的安装变得更加容易。
优选的是，所述固定机构包括凸固定件，以及与所述凸固定件装配的凹固定件；所述曲轴具有从所述凸固定件和所述凹固定件中选择的一个构件；所述飞轮具有从所述凸固定件和所述凹固定件中选择的另一构件；而且所述飞轮相对于所述曲轴的旋转受到所述凹固定件装配在所述凸固定件中的限制。
从而在发动机组装的过程中，通过将所述凹固定件装配到所述凸固定件中的简单安装操作，就可使磁体的中心与一对相邻的铁芯之间的中心点对准。
所述凸固定件还优选包括键；而所述凹固定件优选包括可供装配所述键的键槽。从而设置成用于限制所述飞轮相对于所述曲轴旋转的所述键和所述键槽还用作使一个永磁体的中心与两个铁芯之间的中心点对准的构件。因为无需用于定位的构件，所以所述固定机构可具有包括少量部件的简单结构。
还优选的是，在从所述曲轴的端部方向观察该发动机时，穿过该发动机的汽缸的中心和所述曲轴的中心的直线为汽缸中心轴线，从而将所述多个铁芯中的彼此相邻的任何两个铁芯之间的中心位置设置成与所述汽缸中心轴线重合，而且所述凸固定件和所述凹固定件的位置可设置成在所述活塞处于所述上死点或所述下死点时与所述汽缸中心轴线重合。
本发明的第二方面提供了一种用于组装配置有发电机的发动机的方法，其中，所述用于组装配置有发电机的发动机的方法包括以下步骤：制备定子并制备飞轮和用于安装在该飞轮上的多个磁体，该定子具有绕所述发动机的曲轴沿周向等间距地布置的多个铁芯以及卷绕在所述多个铁芯周围的线圈，所述飞轮具有安装孔并通过装配而安装到所述曲轴上；在一基准线上向所述曲轴提供从凸固定件和凹固定件选择出的一个构件，其中所述基准线为在从轴端方向观察所述曲轴时，穿过所述曲轴的中心和曲柄销的中心的直线；向所述飞轮的所述安装孔提供从所述凸固定件和所述凹固定件选择出的另一构件；在使所述多个磁体中的作为基准的一个磁体的中心与从所述飞轮中的所述另一构件的位置分开预设的预定角度的位置对准之后，将所有的磁体等间距地布置并安装到所述飞轮上；在活塞处于所述发动机的汽缸内时，通过连杆将所述活塞连接到所述曲柄销上；将所述活塞设置在上死点或下死点处；在所述定子中使所述多个铁芯中的作为基准的彼此相邻的两个铁芯之间的中心点与从所述基准线分开所述预定角度的所述位置对准之后，将所述定子安装在所述曲轴箱上；以及通过将所述凸固定件和所述凹固定件装配在一起而将所述飞轮附连到所述曲轴上。
在根据本发明第二方面的该用于组装配置有发电机的发动机的方法中，在所述活塞置于上死点或下死点时，所述磁体的中心与一对相邻铁芯之间的中心点重合。所述磁体的N极布置成面对所述铁芯中的一个铁芯，而且所述磁体的S极布置成面对所述一对相邻铁芯中的另一铁芯。
由所述N极施加到一个铁芯上的磁力从而与由所述S极施加到所述另一铁芯上的磁力相匹配。结果，在所述定子的铁芯和所述转子的磁极之间发生嵌齿。从而将所述飞轮和所述曲轴维持在无运动状态。因为所述曲轴保持在无运动状态，所以在上死点或下死点处可将活塞保持为无运动。从而在将所述飞轮安装在所述曲轴的过程中，通过在上死点或下死点将所述活塞保持为无运动，无需执行将所述飞轮维持在预定位置处的作业，因而发动机变得更加容易组装。
本发明的第三方面提供了一种用于组装配置有发电机的发动机的方法，其中，所述用于组装配置有发电机的发动机的方法包括以下步骤：制备定子并制备飞轮和用于安装在该飞轮上的多个磁体，该定子具有绕所述发动机的曲轴沿周向等间距地布置的多个铁芯以及卷绕在所述多个铁芯周围的线圈，所述飞轮具有安装孔并通过装配而安装到所述曲轴上；在将所述定子安装到所述曲轴箱上时，利用所述发动机的汽缸的中心作为基准使所述多个铁芯的位置对准；在一直线上向所述曲轴提供从凸固定件和凹固定件选择出的一个构件，该直线在从轴端方向观察所述曲轴时，穿过所述曲轴的中心和曲柄销的中心；向所述飞轮的所述安装孔提供从所述凸固定件和所述凹固定件选择出的另一构件；在将所述多个磁体安装在所述飞轮上时，利用所述另一固定件的位置作为基准而等间距地布置所述多个磁体；在将活塞置于所述汽缸内时，通过连杆将所述活塞连接到所述曲柄销；将所述活塞置于上死点或下死点处；以及通过将所述凸固定件装配在所述凹固定件内而将所述飞轮附连到所述曲轴上。
在根据本发明第三方面的该用于组装配置有发电机的发动机的方法中，在所述活塞置于上死点或下死点时，所述磁体的中心与一对相邻铁芯之间的中心点重合。所述磁体的N极布置成面对所述铁芯中的一个铁芯，而且所述磁体的S极布置成面对所述一对相邻铁芯中的另一铁芯。
由所述N极施加到一个铁芯上的磁力从而与由所述S极施加到所述另一铁芯上的磁力相匹配。结果，在所述定子的铁芯和所述转子的磁极之间发生嵌齿。从而将所述飞轮和所述曲轴维持在无运动状态。因为所述曲轴保持在无运动状态，所以在上死点或下死点处可将活塞保持为无运动。从而在将所述飞轮安装在所述曲轴的过程中，通过在上死点或下死点将所述活塞保持为无运动，无需执行将所述飞轮维持在预定位置处的作业，因而发动机变得更加容易组装。
利用所述汽缸的中心作为基准使所述多个铁芯的位置对准的所述步骤优选为这样的步骤，即：使所述多个铁芯中彼此相邻的两个铁芯之间的中心点与所述汽缸的中心对准。利用所述另一固定件的位置作为基准等间距地布置所述多个磁体的所述步骤优选为这样的步骤，即：使所述多个磁体中的彼此相邻的两个磁体之间的中心点对准。
附图说明
下面将参照附图仅仅通过实施例的方式详细地描述本发明的某些优选实施方式，附图中：
图1为根据本发明的配置有发电机的发动机的立体图；
图2为图1所示的配置有发电机的发动机的分解图；
图3为图2所示的发电机附近区域的剖视图；
图4为示出了图2所示的活塞、曲轴和发电机之间的位置关系的图；
图5为示出了图4所示的曲轴、定子、转子和固定机构之间的位置关系的局部放大图；
图6A和图6B为示出了其中将图2所示的曲轴、转子和固定机构对准的过程的图；
图7A和图7B为示出了其中将图4所示的活塞、曲轴、定子和固定机构对准的过程的图；
图8A和图8B为示出了其中将图4所示的定子和转子对准的过程的图；而且
图9为示出了其中发电机安装在图4所示的发动机上的状态的图。
图1为根据本发明的配置有发电机的发动机的立体图；
图2为图1所示的配置有发电机的发动机的分解图；
图3为图2所示的发电机附近区域的剖视图；
图4为示出了图2所示的活塞、曲轴和发电机之间的位置关系的图；
图5为示出了图4所示的曲轴、定子、转子和固定机构之间的位置关系的局部放大图；
图6A和图6B为示出了其中将图2所示的曲轴、转子和固定机构对准的过程的图；
图7A和图7B为示出了其中将图4所示的活塞、曲轴、定子和固定机构对准的过程的图；
图8A和图8B为示出了其中将图4所示的定子和转子对准的过程的图；而且
图9为示出了其中发电机安装在图4所示的发动机上的状态的图。
具体实施方式
如图1和图2所示，配置有发电机的发动机10为单斜缸式发动机，其中单个汽缸14(参见图2)相对于形成在曲轴箱12底部上的大致水平基部19以特定的角度倾斜，其中发电机20设置在曲轴箱12的外部。
该配置有发电机的发动机10(以下简称为“发动机10”)设有外壳11、活塞15以及曲轴16。该外壳11由曲轴箱12和汽缸体13构成。汽缸体13具有位于内部汽缸14内的活塞15。
曲轴16容纳在曲轴箱12内，并具有从曲轴箱12的横向壁12a突出到外部的端部21。连杆18的基端可旋转地连接到曲柄销72(连接销72)，从而曲轴16通过连杆18而连接到活塞15。飞轮25、冷却风扇53以及反冲定子(recoil stator)55附连到曲轴16的端部21上。
发电机20由固定到曲轴箱12的横向壁12a上的定子24(静止元件24、充电线圈24)、以及附连到曲轴16的端部21上且布置成与定子24相对的转子42(旋转元件42)构成。该发电机20为外转子式的磁发电机，其中定子24的外周被转子42包围，而且转子42的旋转使得在定子24中产生电力。定子24和转子42布置在与曲轴16相同的轴线上。
如图2、图3和图4所示，定子24由通过多个螺栓35附连到横向壁12a的环形基部31、从基部31的外周面径向向外延伸的多个铁芯32、以及分别卷绕在所述多个铁芯32周围的多个线圈33构成。所述多个铁芯32为十二个构件，它们绕曲轴16沿周向等间距地布置。基部31和所述多个铁芯32由能被磁体26吸引的材料(例如，铁)形成。
转子42为可旋转构件，其由飞轮25、布置在飞轮25内的多个磁体26、以及用于将所述多个磁体26保持在飞轮25内的保持件41(参见图3)构成。所述多个磁体26绕曲轴16沿周向等间距地布置，并由固定到飞轮25上的六个永磁体构成。
飞轮25为杯形件，其由中央轮毂36以及通过多个支腿37设置在该轮毂36上的环状部38构成。环状部38形成为环形，从而环绕定子24的外周。
如图2、图3和图4所示，轮毂36设有用于装配曲轴16的端部21的安装孔44。端部21为外锥形，而安装孔44为内锥形。环状部38定位成在安装孔44装配有端部21时覆盖定子24。所述多个磁体26从而布置在面对所述多个铁芯32的远端32a的位置处。换言之，所述多个磁体26布置在所述多个铁芯32的远端32a的外周上。
飞轮25通过固定机构28而安装在所述曲轴16的端部21上。固定机构28由凸固定件45和凹固定件46、47(固定凹槽46和47)构成。凸固定件45由键构成。凹固定件46、47由键槽构成。具体而言，固定机构28由形成在曲轴16中的端部21的外周面上的键槽47、形成在轮毂36的安装孔44中的键槽46、以及装配到键槽46和键槽47内的键45构成。键45装配到键槽46和键槽47内就限制了飞轮25相对于曲轴16的旋转。
如图2和图3所示，冷却风扇53设置在与飞轮25相同的轴线上，并通过插入到杯形连接件51内而安装在轮毂36上。更加具体而言，冷却风扇53具有盘形支承壁61(基部61)。支承壁61起到了用于支承冷却风扇53的壁的作用。当形成在支承壁61中的开口61a装配到轮毂36上时，支承壁61以及轮毂36就变成为彼此齐平。
可通过使连接件51的底部52与支承壁61和轮毂36接触、利用三个螺栓63将底部52紧固到轮毂36上、并将螺母65紧固到在端部21上形成的螺纹部分64上，从而将冷却风扇53安装到飞轮25上。
反冲定子55布置在冷却风扇53附近，由定子盖57覆盖，并可旋转地安装在定子盖57上。反冲定子55的棘齿56连接到连接件51的锁定孔51a(参见图2)。定子盖57安装在用于覆盖发电机20和冷却风扇53的风扇盖58上。风扇盖58安装在横向壁12a上。通过手动旋转反冲定子55，曲轴16能借助于连接件51以及由棘齿56和锁定孔51a构成的接合结构而转动。
如图2和图3所示，飞轮25的环状部38具有从外周面上的一个位置径向向外突出的凸起39。横向壁12a具有接近传感器或其它的旋转速度检测传感器59。在飞轮25旋转时，可通过测量凸起39经过旋转速度检测传感器59附近的时刻而经由旋转速度检测传感器59检测到曲轴16的旋转速度。
凸起39还在相对于飞轮25定位所述多个磁体26时起到了定位件的作用。无需设置单独的构件来用于定位所述多个磁体26。可使转子42具有包括少量部件的简单结构。
下面将基于图4和图5描述所述六个磁体26和所述十二个铁芯32之间的位置关系。采用各附图标记32a至32l来指代所述十二个铁芯32以简化描述。也采用各附图标记26a至26f来指代所述六个磁体26。
如图4和图5所示，在从端部21的轴端方向观察发动机10时，将穿过曲轴16的中心71和曲柄销72的中心73的直线74称为“基准线74”。该基准线74也是在从曲轴16的轴端方向观察发动机10时穿过曲轴16的中心71和汽缸14的中心的直线。以下适当时将用术语“汽缸中心线74”指代基准线74。基准线74相对于穿过曲轴16的中心71的水平线75在箭头R1的方向(图中的顺时针方向)上以预设的特定角度θ1倾斜。汽缸14相对于水平线75以角度θ1倾斜。
固定机构28的中心的位置，即键45以及键槽46和47的中心的位置设置成在活塞15定位在汽缸14内的上死点P1时与基准线74重合。因此，在活塞15定位在上死点P1时，固定机构28的位置从水平线75向上倾斜角度θ1。从而基于键45以及键槽46和47的位置确定定子24的线圈安装角度。
在相对于基准线74沿着箭头R1的方向布置的所述十二个铁芯32a至32l中，将离基准线74最近的一对基准铁芯32和32(相对于基准线74布置在上侧附近)称为基准铁芯32a和32b。基准铁芯32a和32b为彼此相邻的两个铁芯。术语“铁芯间中心77”将用于指穿过曲轴16的中心71以及所述两个相邻的铁芯32a和32b之间的中心点的直线74，即这些铁芯之间的位置。铁芯间中心77设置在一位置处，该位置在箭头R1的方向上从基准线74偏移的量与线圈安装角θ2相当。线圈安装角θ2为特定的预设角。所有的铁芯32a至32l从基准铁芯32a的位置开始在箭头R1的方向上以相等的间距顺序地布置。
基于键45的位置，即基于基准线74设置所述多个磁体26a至26f的布置。如图3和图4所示，所述多个磁体26形成为圆弧形，从而与环状部38的内周面相一致，并通过环状保持件41而保持靠在环状部38的内周面上。如图4和图5所示，基准磁体26a形成为绕曲轴16沿周向(飞轮25的旋转方向)的窄条形，并设置成使其一端81为N极，而其另一端82为S极。其余的磁体26b至26f以相同的方式构成，并且它们的极性具有相同的取向。
这里采用术语“凸起中心线78”来表示穿过曲轴16的中心71和凸起39的周向中心的直线78。这里采用术语“磁体中心79”来表示穿过曲轴16的中心71和基准磁体26a的周向中心的直线。
飞轮25中的键槽46形成在基准线74的一位置处，该位置相对于所述凸起中心线78在箭头R2的方向(图中的逆时针方向)上偏移角度θ2。基准磁体26a布置成使得磁体中心79与凸起中心线78重合。所有的磁体26a至26f从基准磁体26a的位置开始沿着箭头R1的方向以相等的间距顺序地布置。
通过角度θ1和θ2来确定铁芯32a至321相对于曲轴箱12的布置关系。例如，通过适当地设置角度θ1和θ2，可以使得铁芯32f和铁芯32l的位置与水平线75的位置相一致。
如从以上描述可以清楚的是，从键槽46的位置至磁体26a的磁体中心79的安装角度θ2，与在活塞15处于上死点P1位置时从键45的位置到铁芯间中心77的安装角度θ2相匹配。结果，基准磁体26a的磁体中心79的位置与所述一对铁芯32a和32b之间的铁芯间中心77相一致。因此，通过将键45设置到曲轴16上并将键槽46设置到飞轮25上，可以使得从键槽46到磁体中心79的角度θ2与从键45的位置到铁芯间中心77的安装角度θ2相一致。因而，可通过仅仅将键槽46锁定到键45上的简单组装步骤而使得磁体中心79与铁芯间中心77相一致。
铁芯32的数量是磁体26的数量的两倍(换言之，磁体26的数量是铁芯32的一半)。一个磁体26沿周向的整个长度通常对应于两个铁芯32之间沿周向的距离。因此，在磁体中心79与铁芯间中心77重合时，磁体26a的一端81(具体而言，N极)面对铁芯32b，而磁体26a的另一端82(具体而言，S极)面对铁芯32a。
如上所述，铁芯32a和32b以及定子24的基部31是由可被磁体26a吸引的材料(例如，铁)形成的构件。从磁体26a的一端81向另一端82作用的磁力84通过基部31和铁芯32a到达另一端82。作用在一端81和铁芯32b之间的磁力84以及作用在另一端82和铁芯32a之间的磁力84具有相同的强度。因此，由一端81施加在铁芯32b上的磁力与由另一端82施加在铁芯32a上的磁力相匹配。磁体26a从而保持在其中所述一端81面对铁芯32b且另一端82面对铁芯32a的位置处，即图5所示的位置处。
在其余的五个磁体26b至26f中，以与磁体26a相同的方式，磁体26b的磁体中心79与所述一对铁芯32c和32d之间的铁芯间中心77重合。以与磁体26a相同的方式，磁体26b保持在其中一端(N极)面对铁芯32d而另一端(S极)面对铁芯32c的位置处，即保持在图4所示的位置处。
其它的磁体26c至26f也以与磁体26a和26b相同的方式布置。具体而言，如图4所示，磁体26c的磁体中心79维持成与所述一对铁芯32e和32f之间的铁芯间中心77重合。磁体26d的磁体中心79维持成与所述一对铁芯32g和32h之间的铁芯间中心77重合。磁体26e的磁体中心79维持成与所述一对铁芯32i和32j之间的铁芯间中心77重合。磁体26f的磁体中心79维持成与所述一对铁芯32k和32l之间的铁芯间中心77重合。
下面将参照图6A至图8B描述用于组装配置有发电机的发动机10的方法。
首先，在曲轴16的端部21处形成键槽47，如图6A所示。该键槽47的中心设置在基准线74上。
然后通过将键45装配到键槽47中而将键45设置在基准线74上。
然后在飞轮25中形成键槽46，如图6B所示。该键槽46的中心设置在基准线74上，该基准线74沿着箭头R2的方向与凸起中心线78分开角度θ2。
然后将一个磁体26a的磁体中心79与凸起中心线78对准，并将该磁体26a安装在飞轮25上。
于是磁体26a安装在飞轮25上并处于一个磁体26a的磁体中心79与凸起中心线78对准的状态。换言之，磁体中心79在相对于基准线74距键槽46预定角度θ2处对准，并将磁体26a安装在飞轮25上。
然后，以该磁体26a为基准，沿着箭头R1的方向等间距地将将其余五个磁体26b至26f顺序地安装在飞轮25上。从而完成了转子42。
然后将活塞15定位在上死点P1处，如图7A所示。结果，键45的中心，即基准线74与沿着箭头R1的方向偏离水平线75一角度θ1的位置重合。键45的中心维持在该状态。
然后利用键45的位置作为基准而确定定子24的线圈安装角度，如图7B所示。具体而言，彼此相邻的一对铁芯32a和32b的位置置于相对于基准线74的顶侧附近。然后使得所述一对铁芯32a和32b的铁芯间中心77与沿着箭头R1的方向从基准线74偏离线圈安装角度θ2的位置对准。换言之，所述一对铁芯32a和32b的铁芯间中心77与从键45分开预定角度θ2的位置对准。在此状态下，通过螺栓35将定子24附连到曲轴箱12的横向壁12a上。
然后将转子42安装在曲轴16上，如图8A所示。具体而言，将飞轮25的安装孔44布置在曲轴16的端部21上，将飞轮25的键槽46与键45装配在一起，从而完成了安装操作。
如上所述，飞轮25的键槽46形成在沿着箭头R2的方向与凸起中心线78分开角度θ2的位置处。在其中磁体中心79与凸起中心线78对准的状态下，将磁体26a安装在飞轮25上。因此，通过将飞轮25的键槽46与键45装配在一起，可使磁体26a的磁体中心79与所述一对铁芯32a和32b之间的铁芯间中心77相匹配。从而磁体26a的一端81面对铁芯32b，而磁体26a的另一端82面对铁芯32a。
如图8B所示，以与磁体26a相同的方式布置其余五个磁体26b至26f。具体而言，磁体26b布置成使得一端(N极)面对铁芯32d，而磁体26b的另一端(S极)面对铁芯32c。磁体26c布置成使得一端(N极)面对铁芯32f，而磁体26c的另一端(S极)面对铁芯32e。磁体26d布置成使得一端(N极)面对铁芯32h，而磁体26d的另一端(S极)面对铁芯32g。磁体26e布置成使得一端(N极)面对铁芯32j，而磁体26e的另一端(S极)面对铁芯32i。磁体26f布置成使得一端(N极)面对铁芯32l，而磁体26f的另一端(S极)面对铁芯32k。
下面将参照图6A至图8B描述用于组装配置有发电机的发动机10的方法的变型。
首先，与通过装配而安装到曲轴16上的具有安装孔44的飞轮25一起制备多个磁体26，如图6B所示。
然后，如图7B所示，制备具有多个铁芯32和线圈33的定子24。
然后，在使所述多个铁芯32的位置与作为基准的汽缸14的中心74(即，汽缸中心线74)对准之后，将定子24安装在曲轴箱12上，如图7B所示。更加具体而言，所述多个铁芯32中的彼此相邻的两个铁芯32a和32l之间的中心与汽缸14的中心74对准。
然后将键45或键槽46(参见图6B)设置到曲轴16上，位于直线74(即，基准线74)上，在从轴端方向观察曲轴16时，该直线穿过曲轴16的中心71以及曲柄销72的中心73，如图6A所示。
然后将从键45(参见图6A)和键槽46中选择的另一键槽设置到飞轮25的安装孔44上，如图6B所示。
在利用键45或键槽46的位置74作为基准等间距地布置所述多个磁体26之后，将它们安装在飞轮25上，如图6B所示。更加具体而言，针对所述多个磁体26中的彼此相邻的两个磁体26a和26f之间的中心实现对准。
然后将活塞15放置在汽缸14中，并通过连杆18将活塞15连接到曲柄销72，如图7A所示。
然后将活塞15设置到上死点P1或下死点P2处，如图7A所示。
如图8A和图8B所示，然后将飞轮25设置在曲轴16上，且将键45和键槽46装配在一起，从而将飞轮25安装到曲轴16上，由此完成配置有发电机的发动机10的操作。
下面将描述发电机20的操作。如图5和图9所示，在发电机20停止时，形成磁路，其中，磁通量流过磁体26a、铁芯32a、基部31和铁芯32b。
具体而言，磁力线84在磁体26a内从一端81(N极)向另一端82(S极)作用。该磁力线84通过铁芯32b、基部31和铁芯32a到达另一端82(S极)。作用在一端81(N极)和铁芯32b之间的磁力84具有与作用在另一端82(S极)和铁芯32a之间的磁力84相同的强度。由一端81(N极)施加到铁芯32b上的磁力从而与由另一端82(S极)施加在铁芯32a上的磁力相匹配。因此，磁体26a被维持在其中一端81(N极)面对铁芯32b而另一端82(S极)面对铁芯32a的位置，即图中所示的位置。
以与磁体26a相同的方式布置其余五个磁体26b至26f。具体而言，磁体26b维持在其中一端(N极)面对铁芯32d而磁体26b的另一端(S极)面对铁芯32c的位置处。磁体26c维持在其中一端(N极)面对铁芯32f而另一端(S极)面对铁芯32e的位置处。磁体26d维持在其中一端(N极)面对铁芯32h而另一端(S极)面对铁芯32g的位置处。磁体26e维持在其中一端(N极)面对铁芯32j而另一端(S极)面对铁芯32i的位置处。磁体26f维持在其中一端(N极)面对铁芯32l，而另一端(S极)面对铁芯32k的位置处。
因此，在将转子42安装到定子24上时可以将转子42维持在无运动的状态。结果，可将活塞15维持在上死点P1位置处。因而，在将转子42安装到曲轴16上时，可无需防止转子42由于磁力而旋转的作业。因此易于执行组装配置有发电机的发动机10的过程。
发动机10还设有用于驱动排气门或吸气门的气门运动机构。必须在将活塞15维持在上死点P1时进行组装气门运动机构的过程。然而，由于在将转子42安装到定子24上时，可将活塞15维持在上死点P1，因此安装气门运动机构变得更加容易。
在本发明中描述了将活塞15定位在上死点P1处的结构和方法，但是本发明不限于这些结构，而且在将活塞15定位在下死点P2处时可获得相同的效果。
将多个铁芯和磁体设置成使得铁芯32的数量是磁体26的数量的倍数，则对于铁芯32和磁体26而言就足够了。
描述了其中发动机10设有倾斜汽缸14的实施例，但是该结构并非是限制性的，本发明还可例如应用于设有垂直汽缸的发动机，或应用于其它发动机。
用于安装键45的过程也是任意的。例如，在将飞轮25装配到曲轴16上时，键槽47可与键槽46对准，而键45可被锁定到对准的键槽47和键槽46中。
工业实用性
本发明适合应用于配置有发电机的发动机，在该发动机中，发电机的定子固定到曲轴箱上，而转子安装在曲轴上；并适合应用于用于对配置有发电机的发动机进行组装的方法。
该配置有发电机的发动机10(以下简称为“发动机10”)设有外壳11、活塞15以及曲轴16。该外壳11由曲轴箱12和汽缸体13构成。汽缸体13具有位于内部汽缸14内的活塞15。
曲轴16容纳在曲轴箱12内，并具有从曲轴箱12的横向壁12a突出到外部的端部21。连杆18的基端可旋转地连接到曲柄销72(连接销72)，从而曲轴16通过连杆18而连接到活塞15。飞轮25、冷却风扇53以及反冲定子(recoil stator)55附连到曲轴16的端部21上。
发电机20由固定到曲轴箱12的横向壁12a上的定子24(静止元件24、充电线圈24)、以及附连到曲轴16的端部21上且布置成与定子24相对的转子42(旋转元件42)构成。该发电机20为外转子式的磁发电机，其中定子24的外周被转子42包围，而且转子42的旋转使得在定子24中产生电力。定子24和转子42布置在与曲轴16相同的轴线上。
如图2、图3和图4所示，定子24由通过多个螺栓35附连到横向壁12a的环形基部31、从基部31的外周面径向向外延伸的多个铁芯32、以及分别卷绕在所述多个铁芯32周围的多个线圈33构成。所述多个铁芯32为十二个构件，它们绕曲轴16沿周向等间距地布置。基部31和所述多个铁芯32由能被磁体26吸引的材料(例如，铁)形成。
转子42为可旋转构件，其由飞轮25、布置在飞轮25内的多个磁体26、以及用于将所述多个磁体26保持在飞轮25内的保持件41(参见图3)构成。所述多个磁体26绕曲轴16沿周向等间距地布置，并由固定到飞轮25上的六个永磁体构成。
飞轮25为杯形件，其由中央轮毂36以及通过多个支腿37设置在该轮毂36上的环状部38构成。环状部38形成为环形，从而环绕定子24的外周。
如图2、图3和图4所示，轮毂36设有用于装配曲轴16的端部21的安装孔44。端部21为外锥形，而安装孔44为内锥形。环状部38定位成在安装孔44装配有端部21时覆盖定子24。所述多个磁体26从而布置在面对所述多个铁芯32的远端32a的位置处。换言之，所述多个磁体26布置在所述多个铁芯32的远端32a的外周上。
飞轮25通过固定机构28而安装在所述曲轴16的端部21上。固定机构28由凸固定件45和凹固定件46、47(固定凹槽46和47)构成。凸固定件45由键构成。凹固定件46、47由键槽构成。具体而言，固定机构28由形成在曲轴16中的端部21的外周面上的键槽47、形成在轮毂36的安装孔44中的键槽46、以及装配到键槽46和键槽47内的键45构成。键45装配到键槽46和键槽47内就限制了飞轮25相对于曲轴16的旋转。
如图2和图3所示，冷却风扇53设置在与飞轮25相同的轴线上，并通过插入到杯形连接件51内而安装在轮毂36上。更加具体而言，冷却风扇53具有盘形支承壁61(基部61)。支承壁61起到了用于支承冷却风扇53的壁的作用。当形成在支承壁61中的开口61a装配到轮毂36上时，支承壁61以及轮毂36就变成为彼此齐平。
可通过使连接件51的底部52与支承壁61和轮毂36接触、利用三个螺栓63将底部52紧固到轮毂36上、并将螺母65紧固到在端部21上形成的螺纹部分64上，从而将冷却风扇53安装到飞轮25上。
反冲定子55布置在冷却风扇53附近，由定子盖57覆盖，并可旋转地安装在定子盖57上。反冲定子55的棘齿56连接到连接件51的锁定孔51a(参见图2)。定子盖57安装在用于覆盖发电机20和冷却风扇53的风扇盖58上。风扇盖58安装在横向壁12a上。通过手动旋转反冲定子55，曲轴16能借助于连接件51以及由棘齿56和锁定孔51a构成的接合结构而转动。
如图2和图3所示，飞轮25的环状部38具有从外周面上的一个位置径向向外突出的凸起39。横向壁12a具有接近传感器或其它的旋转速度检测传感器59。在飞轮25旋转时，可通过测量凸起39经过旋转速度检测传感器59附近的时刻而经由旋转速度检测传感器59检测到曲轴16的旋转速度。
凸起39还在相对于飞轮25定位所述多个磁体26时起到了定位件的作用。无需设置单独的构件来用于定位所述多个磁体26。可使转子42具有包括少量部件的简单结构。
下面将基于图4和图5描述所述六个磁体26和所述十二个铁芯32之间的位置关系。采用各附图标记32a至32l来指代所述十二个铁芯32以简化描述。也采用各附图标记26a至26f来指代所述六个磁体26。
如图4和图5所示，在从端部21的轴端方向观察发动机10时，将穿过曲轴16的中心71和曲柄销72的中心73的直线74称为“基准线74”。该基准线74也是在从曲轴16的轴端方向观察发动机10时穿过曲轴16的中心71和汽缸14的中心的直线。以下适当时将用术语“汽缸中心线74”指代基准线74。基准线74相对于穿过曲轴16的中心71的水平线75在箭头R1的方向(图中的顺时针方向)上以预设的特定角度θ1倾斜。汽缸14相对于水平线75以角度θ1倾斜。
固定机构28的中心的位置，即键45以及键槽46和47的中心的位置设置成在活塞15定位在汽缸14内的上死点P1时与基准线74重合。因此，在活塞15定位在上死点P1时，固定机构28的位置从水平线75向上倾斜角度θ1。从而基于键45以及键槽46和47的位置确定定子24的线圈安装角度。
在相对于基准线74沿着箭头R1的方向布置的所述十二个铁芯32a至32l中，将离基准线74最近的一对基准铁芯32和32(相对于基准线74布置在上侧附近)称为基准铁芯32a和32b。基准铁芯32a和32b为彼此相邻的两个铁芯。术语“铁芯间中心77”将用于指穿过曲轴16的中心71以及所述两个相邻的铁芯32a和32b之间的中心点的直线74，即这些铁芯之间的位置。铁芯间中心77设置在一位置处，该位置在箭头R1的方向上从基准线74偏移的量与线圈安装角θ2相当。线圈安装角θ2为特定的预设角。所有的铁芯32a至32l从基准铁芯32a的位置开始在箭头R1的方向上以相等的间距顺序地布置。
基于键45的位置，即基于基准线74设置所述多个磁体26a至26f的布置。如图3和图4所示，所述多个磁体26形成为圆弧形，从而与环状部38的内周面相一致，并通过环状保持件41而保持靠在环状部38的内周面上。如图4和图5所示，基准磁体26a形成为绕曲轴16沿周向(飞轮25的旋转方向)的窄条形，并设置成使其一端81为N极，而其另一端82为S极。其余的磁体26b至26f以相同的方式构成，并且它们的极性具有相同的取向。
这里采用术语“凸起中心线78”来表示穿过曲轴16的中心71和凸起39的周向中心的直线78。这里采用术语“磁体中心79”来表示穿过曲轴16的中心71和基准磁体26a的周向中心的直线。
飞轮25中的键槽46形成在基准线74的一位置处，该位置相对于所述凸起中心线78在箭头R2的方向(图中的逆时针方向)上偏移角度θ2。基准磁体26a布置成使得磁体中心79与凸起中心线78重合。所有的磁体26a至26f从基准磁体26a的位置开始沿着箭头R1的方向以相等的间距顺序地布置。
通过角度θ1和θ2来确定铁芯32a至321相对于曲轴箱12的布置关系。例如，通过适当地设置角度θ1和θ2，可以使得铁芯32f和铁芯32l的位置与水平线75的位置相一致。
如从以上描述可以清楚的是，从键槽46的位置至磁体26a的磁体中心79的安装角度θ2，与在活塞15处于上死点P1位置时从键45的位置到铁芯间中心77的安装角度θ2相匹配。结果，基准磁体26a的磁体中心79的位置与所述一对铁芯32a和32b之间的铁芯间中心77相一致。因此，通过将键45设置到曲轴16上并将键槽46设置到飞轮25上，可以使得从键槽46到磁体中心79的角度θ2与从键45的位置到铁芯间中心77的安装角度θ2相一致。因而，可通过仅仅将键槽46锁定到键45上的简单组装步骤而使得磁体中心79与铁芯间中心77相一致。
铁芯32的数量是磁体26的数量的两倍(换言之，磁体26的数量是铁芯32的一半)。一个磁体26沿周向的整个长度通常对应于两个铁芯32之间沿周向的距离。因此，在磁体中心79与铁芯间中心77重合时，磁体26a的一端81(具体而言，N极)面对铁芯32b，而磁体26a的另一端82(具体而言，S极)面对铁芯32a。
如上所述，铁芯32a和32b以及定子24的基部31是由可被磁体26a吸引的材料(例如，铁)形成的构件。从磁体26a的一端81向另一端82作用的磁力84通过基部31和铁芯32a到达另一端82。作用在一端81和铁芯32b之间的磁力84以及作用在另一端82和铁芯32a之间的磁力84具有相同的强度。因此，由一端81施加在铁芯32b上的磁力与由另一端82施加在铁芯32a上的磁力相匹配。磁体26a从而保持在其中所述一端81面对铁芯32b且另一端82面对铁芯32a的位置处，即图5所示的位置处。
在其余的五个磁体26b至26f中，以与磁体26a相同的方式，磁体26b的磁体中心79与所述一对铁芯32c和32d之间的铁芯间中心77重合。以与磁体26a相同的方式，磁体26b保持在其中一端(N极)面对铁芯32d而另一端(S极)面对铁芯32c的位置处，即保持在图4所示的位置处。
其它的磁体26c至26f也以与磁体26a和26b相同的方式布置。具体而言，如图4所示，磁体26c的磁体中心79维持成与所述一对铁芯32e和32f之间的铁芯间中心77重合。磁体26d的磁体中心79维持成与所述一对铁芯32g和32h之间的铁芯间中心77重合。磁体26e的磁体中心79维持成与所述一对铁芯32i和32j之间的铁芯间中心77重合。磁体26f的磁体中心79维持成与所述一对铁芯32k和32l之间的铁芯间中心77重合。
下面将参照图6A至图8B描述用于组装配置有发电机的发动机10的方法。
首先，在曲轴16的端部21处形成键槽47，如图6A所示。该键槽47的中心设置在基准线74上。
然后通过将键45装配到键槽47中而将键45设置在基准线74上。
然后在飞轮25中形成键槽46，如图6B所示。该键槽46的中心设置在基准线74上，该基准线74沿着箭头R2的方向与凸起中心线78分开角度θ2。
然后将一个磁体26a的磁体中心79与凸起中心线78对准，并将该磁体26a安装在飞轮25上。
于是磁体26a安装在飞轮25上并处于一个磁体26a的磁体中心79与凸起中心线78对准的状态。换言之，磁体中心79在相对于基准线74距键槽46预定角度θ2处对准，并将磁体26a安装在飞轮25上。
然后，以该磁体26a为基准，沿着箭头R1的方向等间距地将将其余五个磁体26b至26f顺序地安装在飞轮25上。从而完成了转子42。
然后将活塞15定位在上死点P1处，如图7A所示。结果，键45的中心，即基准线74与沿着箭头R1的方向偏离水平线75一角度θ1的位置重合。键45的中心维持在该状态。
然后利用键45的位置作为基准而确定定子24的线圈安装角度，如图7B所示。具体而言，彼此相邻的一对铁芯32a和32b的位置置于相对于基准线74的顶侧附近。然后使得所述一对铁芯32a和32b的铁芯间中心77与沿着箭头R1的方向从基准线74偏离线圈安装角度θ2的位置对准。换言之，所述一对铁芯32a和32b的铁芯间中心77与从键45分开预定角度θ2的位置对准。在此状态下，通过螺栓35将定子24附连到曲轴箱12的横向壁12a上。
然后将转子42安装在曲轴16上，如图8A所示。具体而言，将飞轮25的安装孔44布置在曲轴16的端部21上，将飞轮25的键槽46与键45装配在一起，从而完成了安装操作。
如上所述，飞轮25的键槽46形成在沿着箭头R2的方向与凸起中心线78分开角度θ2的位置处。在其中磁体中心79与凸起中心线78对准的状态下，将磁体26a安装在飞轮25上。因此，通过将飞轮25的键槽46与键45装配在一起，可使磁体26a的磁体中心79与所述一对铁芯32a和32b之间的铁芯间中心77相匹配。从而磁体26a的一端81面对铁芯32b，而磁体26a的另一端82面对铁芯32a。
如图8B所示，以与磁体26a相同的方式布置其余五个磁体26b至26f。具体而言，磁体26b布置成使得一端(N极)面对铁芯32d，而磁体26b的另一端(S极)面对铁芯32c。磁体26c布置成使得一端(N极)面对铁芯32f，而磁体26c的另一端(S极)面对铁芯32e。磁体26d布置成使得一端(N极)面对铁芯32h，而磁体26d的另一端(S极)面对铁芯32g。磁体26e布置成使得一端(N极)面对铁芯32j，而磁体26e的另一端(S极)面对铁芯32i。磁体26f布置成使得一端(N极)面对铁芯32l，而磁体26f的另一端(S极)面对铁芯32k。
下面将参照图6A至图8B描述用于组装配置有发电机的发动机10的方法的变型。
首先，与通过装配而安装到曲轴16上的具有安装孔44的飞轮25一起制备多个磁体26，如图6B所示。
然后，如图7B所示，制备具有多个铁芯32和线圈33的定子24。
然后，在使所述多个铁芯32的位置与作为基准的汽缸14的中心74(即，汽缸中心线74)对准之后，将定子24安装在曲轴箱12上，如图7B所示。更加具体而言，所述多个铁芯32中的彼此相邻的两个铁芯32a和32l之间的中心与汽缸14的中心74对准。
然后将键45或键槽46(参见图6B)设置到曲轴16上，位于直线74(即，基准线74)上，在从轴端方向观察曲轴16时，该直线穿过曲轴16的中心71以及曲柄销72的中心73，如图6A所示。
然后将从键45(参见图6A)和键槽46中选择的另一键槽设置到飞轮25的安装孔44上，如图6B所示。
在利用键45或键槽46的位置74作为基准等间距地布置所述多个磁体26之后，将它们安装在飞轮25上，如图6B所示。更加具体而言，针对所述多个磁体26中的彼此相邻的两个磁体26a和26f之间的中心实现对准。
然后将活塞15放置在汽缸14中，并通过连杆18将活塞15连接到曲柄销72，如图7A所示。
然后将活塞15设置到上死点P1或下死点P2处，如图7A所示。
如图8A和图8B所示，然后将飞轮25设置在曲轴16上，且将键45和键槽46装配在一起，从而将飞轮25安装到曲轴16上，由此完成配置有发电机的发动机10的操作。
下面将描述发电机20的操作。如图5和图9所示，在发电机20停止时，形成磁路，其中，磁通量流过磁体26a、铁芯32a、基部31和铁芯32b。
具体而言，磁力线84在磁体26a内从一端81(N极)向另一端82(S极)作用。该磁力线84通过铁芯32b、基部31和铁芯32a到达另一端82(S极)。作用在一端81(N极)和铁芯32b之间的磁力84具有与作用在另一端82(S极)和铁芯32a之间的磁力84相同的强度。由一端81(N极)施加到铁芯32b上的磁力从而与由另一端82(S极)施加在铁芯32a上的磁力相匹配。因此，磁体26a被维持在其中一端81(N极)面对铁芯32b而另一端82(S极)面对铁芯32a的位置，即图中所示的位置。
以与磁体26a相同的方式布置其余五个磁体26b至26f。具体而言，磁体26b维持在其中一端(N极)面对铁芯32d而磁体26b的另一端(S极)面对铁芯32c的位置处。磁体26c维持在其中一端(N极)面对铁芯32f而另一端(S极)面对铁芯32e的位置处。磁体26d维持在其中一端(N极)面对铁芯32h而另一端(S极)面对铁芯32g的位置处。磁体26e维持在其中一端(N极)面对铁芯32j而另一端(S极)面对铁芯32i的位置处。磁体26f维持在其中一端(N极)面对铁芯32l，而另一端(S极)面对铁芯32k的位置处。
因此，在将转子42安装到定子24上时可以将转子42维持在无运动的状态。结果，可将活塞15维持在上死点P1位置处。因而，在将转子42安装到曲轴16上时，可无需防止转子42由于磁力而旋转的作业。因此易于执行组装配置有发电机的发动机10的过程。
发动机10还设有用于驱动排气门或吸气门的气门运动机构。必须在将活塞15维持在上死点P1时进行组装气门运动机构的过程。然而，由于在将转子42安装到定子24上时，可将活塞15维持在上死点P1，因此安装气门运动机构变得更加容易。
在本发明中描述了将活塞15定位在上死点P1处的结构和方法，但是本发明不限于这些结构，而且在将活塞15定位在下死点P2处时可获得相同的效果。
将多个铁芯和磁体设置成使得铁芯32的数量是磁体26的数量的倍数，则对于铁芯32和磁体26而言就足够了。
描述了其中发动机10设有倾斜汽缸14的实施例，但是该结构并非是限制性的，本发明还可例如应用于设有垂直汽缸的发动机，或应用于其它发动机。
用于安装键45的过程也是任意的。例如，在将飞轮25装配到曲轴16上时，键槽47可与键槽46对准，而键45可被锁定到对准的键槽47和键槽46中。
工业实用性
本发明适合应用于配置有发电机的发动机，在该发动机中，发电机的定子固定到曲轴箱上，而转子安装在曲轴上；并适合应用于用于对配置有发电机的发动机进行组装的方法。