(57)【要約】【課題】磁性材の装着性が良好で、しかも、磁極対向面粗度が悪くても、耐久性、並びに特性を劣化させることのない車両用交流発電機の回転子を提供する。【解決手段】車両用交流発電機の回転子は、先細り形状の爪状磁極部が軸方向の一端から軸方向に他端に延設されるとともに上記爪状磁極部が互いに噛み合って周方向に配列された少なくとも２個のポールコア体を有するポールコア、上記ポールコアを固着してなる回転シャフト、及び上記ポールコアに装着された界磁巻線を備える車両用交流発電機の回転子において、磁性体を含むとともに上記ポールコア体の互いの軸方向対向面間に挟着される円板状シート材を有する。【選択図】図１
2010279086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先細り形状の爪状磁極部が軸方向の一端から軸方向に他端に延設されるとともに上記爪状磁極部が互いに噛み合って周方向に配列された少なくとも２個のポールコア体を有するポールコア、上記ポールコアを固着してなる回転シャフト、及び上記ポールコアに装着された界磁巻線を備える車両用交流発電機の回転子において、
磁性体を含むとともに上記ポールコア体の互いの軸方向対向面間に挟着される円板状シート材を有することを特徴とする車両用交流発電機の回転子。
【請求項２】
上記円板状シート材は、接着材が装着されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機の回転子。
【請求項３】
一方の上記ポールコア体は、軸方向対向面に突起が設けられ、
突起が設けられた上記ポールコア体と対向する他方の上記ポールコア体は、軸方向対向面に凹部が設けられ、
上記円板状シート材は、上記突起が貫通する係止穴が設けられ、
上記一方のポールコア体と上記他方のポールコア体を一体化するとき上記突起が上記係止穴を貫通するとともに上記凹部に嵌合することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用交流発電機の回転子。
【請求項４】
上記ポールコア体は、互いの軸方向に対向したボス部間に上記円板状シート材を挟着してなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用交流発電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用交流発電機の回転子に関し、特に爪状磁極部を有するポールコア装着構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用交流発電機の回転子は、先細り形状の爪状磁極部が軸方向の両端から軸方向に交互に延設されて互いに噛み合って周方向に配列されたポールコアと、このポールコアを固着してなる回転シャフトと、ポールコアに装着された界磁巻線とを有し、ポールコアの一対のボス部同志の対向面によって形成される空隙に接する部材に磁性塗剤を塗布するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１８９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の車両用交流発電機の回転子では、一対のボス部同志の対向面によって形成される空隙に接する部材に磁性塗剤を塗布していたので、塗布する作業が煩雑となり、また、塗りムラができるなど塗布剤を均一に塗布することが困難となっていた。
【０００５】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、磁性材の装着性が良好で、しかも、磁極対向面粗度が悪くても、耐久性、並びに特性を劣化させることのない車両用交流発電機の回転子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両用交流発電機の回転子は、先細り形状の爪状磁極部が軸方向の一端から軸方向に他端に延設されるとともに上記爪状磁極部が互いに噛み合って周方向に配列された少なくとも２個のポールコア体を有するポールコア、上記ポールコアを固着してなる回転シャフト、及び上記ポールコアに装着された界磁巻線を備える車両用交流発電機の回転子において、磁性体を含むとともに上記ポールコア体の互いの軸方向対向面間に挟着される円板状シート材を有する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る車両用交流発電機の回転子は、磁性体を含んだ円板状シート材を磁極対向面間に挟着させているので、磁性体を含んだ円板状シート材の装着性が良好で、しかも、取り付けが容易であり、更には、磁極対向面粗度が悪くてもシート材を挟着させることにより、シート材を介して平面度を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の断面を示す縦断面図である。
【図２】図１に示される車両用交流発電機の回転子の断面を示す断面図である。
【図３】図１に示される円板状シート材を示す正面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の回転子の断面を示す断面図である。
【図５】図４に示される円板状シート材を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車両用交流発電機の回転子の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態１．
この発明に係る車両用交流発電機１は、図１に示すように、それぞれ略椀形状のアルミ製フロントブラケット２とリヤブラケット３とからなるケース４と、回転シャフト１８がケース４に軸受５を介して支持されて、ケース４内に回転自在に配設された回転子１５と、ケース４のフロント側に延出する回転シャフト１８の端部に固着されたプーリ６と、回転子１５の外周を囲繞するようにケース４に固定された固定子１２と、回転シャフト１８のリヤ側に固定され、回転子１５に電流を供給する一対のスリップリング８と、各スリップリング８に摺動するようにケース４内に配設された一対のブラシ９と、固定子１２で生じた交流を直流に整流する整流器１０と、固定子１２で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１１と、を備えている。
【００１０】
固定子１２は、円筒状の固定子鉄心１３と、固定子鉄心１３に巻装されるとともに回転子１５の回転に伴い、界磁巻線１６からの磁束の変化で交流が生じる固定子巻線１４と、を備えている。
回転子１５は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁巻線１６と、界磁巻線１６を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１７と、ポールコア１７の軸心位置に貫装された回転シャフト１８と、を備えている。
【００１１】
ポールコア１７は、それぞれ例えばＳ１０Ｃ等の低炭素鋼からなる鋼塊で冷間鍛造製法により作製された第１ポールコア体２０および第２ポールコア体２４に２分割構成されている。
第１ポールコア体２０は、シャフト挿通穴が軸心位置に穿設された円柱状の第１ボス部２１と、第１ボス部２１の一端縁部から径方向外側に延設された厚肉リング状の第１継鉄部２２と、第１継鉄部２２の外周部から軸方向他端側に延設された第１爪状磁極部２３とを有している。
第１爪状磁極部２３は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐徐に薄くなる先細り形状に形成され、第１継鉄部２２の外周部に周方向に等角ピッチで例えば８個配列されている。
【００１２】
第２ポールコア体２４は、シャフト挿通穴が軸心位置に穿設された円柱状の第２ボス部２５と、第２ボス部２５の他端縁部から径方向外側に延設された厚肉リング状の第２継鉄部２６と、第２継鉄部２６の外周部から軸方向一端側に延出された第２爪状磁極部２７とを有している。
第２爪状磁極部２７は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐徐に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐徐に薄くなる先細り形状に形成され、第２継鉄部２６の外周部に周方向に等角ピッチで例えば８個配列されている。
【００１３】
第１ポールコア体２０と第２ポールコア体２４は、図２に示すように、第１爪状磁極部２３と第２爪状磁極部２７とを噛み合わせて対向させ、かつ、第１ボス部２１と第２ボス部２５との相対する軸方向端面２１ａ、２５ａ同士を突き合わせた状態で、第１ボス部２１および第２ボス部２５のシャフト挿通穴に圧入された回転シャフト１８に固着されている。このように構成されたポールコア１７では、第１爪状磁極部２３および第２爪状磁極部２７の最外径面が回転シャフト１８の中心を軸心とする円筒面に一致し、固定子鉄心１３の内周面との間に均一な空隙が形成される。
【００１４】
界磁巻線１６は、導体線をボビン２９に軸方向に多列に多層に巻回されて構成され、第１ボス部２１および第２ボス部２５と、第１継鉄部２２および第２継鉄部２６と、第１爪状磁極部２３および第２爪状磁極部２７とで囲まれた空間内に装着されている。
【００１５】
第１ボス部２１と第２ボス部２５との軸方向端面２１ａ、２５ａの間には、軟鉄微粉を練りこんだ円板状シート材３０が挟着されている。この円板状シート材３０は、回転シャフト１８が貫通する貫通穴３０ａを有する。また、円板状シート材３０の両面は接着性を有しており、第１ボス部２１および第２ボス部２５の軸方向端面２１ａ、２５ａの何れかに接着されて組み付けがなされる。
この円板状シート材３０は、第１ボス部２１および第２ボス部２５の軸方向端面２１ａ、２５ａ間に挟着されるとともに回転シャフト１８に固着されるので、第１ボス部２１および第２ボス部２５の軸方向端面２１ａ、２５ａ間の隙間に空隙がなくなり、軸方向端面２１ａ、２５ａは、円板状シート材３０を介して圧着されることにより、互いの凹凸面は円板状シート材３０により埋められて、ほとんどなくなり、軸方向端面２１ａ、２５ａの平面度は向上する。
【００１６】
次に、このように構成された車両用交流発電機１の動作について説明する。
まず、界磁電流がバッテリ（図示せず）からブラシ９およびスリップリング８を介して回転子１５の界磁巻線１６に供給され、磁束が発生される。この磁束により、第１ポールコア体２０の第１爪状磁極部２３がＮ極に着磁され、第２ポールコア体２４の第２爪状磁極部２７がＳ極に着磁される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト（図示せず）およびプーリ６を介して回転シャフト１８に伝達され、回転子１５が回転される。そこで、回転磁界が固定子１２の固定子巻線１４に与えられ、起電力が固定子巻線１４に発生する。この交流の起電力が整流器１０で直流電流に整流され、バッテリが充電され、或いは、電気負荷に供給される。
【００１７】
この発明の実施形態１のものでは、第１ポールコア体２０および第２ポールコア体２４の第１ボス部２１および第２ボス部２５の相対する軸方向端面２１ａ、２５ａの何れか一方に円板状シート材３０を接着し、この円板状シート材３０が軸方向端面２１ａ、２５ａ間に挟まれるように第１ポールコア体２０と第２ポールコア体２４を回転シャフト１８に圧入固着させる。
この状態において、円板状シート材３０は、相対する軸方向端面２１ａ、２５ａ間に挟まれて圧着され、第１ボス部２１と第２ボス部２５の軸方向端面２１ａ、２５ａは円板状シート材３０を介して隙間なく、一体化されて固着される。
【００１８】
従って、相対する軸方向端面２１ａ、２５ａの凹凸は円板状シート材３０によって埋められ、軸方向端面２１ａ、２５ａの間には空隙がなくなる。よって、第１ボス部２１と第２ボス部２５の間の磁気抵抗は小さくなり通過する磁束の損失も少なくなる。
また、円板状シート材３０は、予め、何れか一方の第１ボス部２１または第２ボス部２５のいずれか一方の相対する軸方向端面２１ａ、２５ａに接着しておけば良いので、組み付け時の位置決めが容易で、しかも、組み付け作業も簡略化することができる。
【００１９】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の回転子の断面を示す断面図である。図５は、図４に示される円板状シート材を示す正面図である。
この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の回転子１５Ｂは、この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の回転子１５と第１ボス部２１Ｂ、第２ボス部２５Ｂ及び円板状シート材３１が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
円板状シート材３１は、軟鉄微粉を練り込んだ外形が円形の板であり、中央に回転シャフト１８が貫通する貫通穴３１ａ、貫通穴３１ａの中心から所定の半径の円周上の点対称な２点に突起２５Ｂｂ、２５Ｂｃが貫通する係止穴３１ｂ、３１ｃが設けられている。
【００２０】
第１ボス部２１Ｂは、第２ボス部２５Ｂに回転シャフト１８の中心軸方向に相対する軸方向端面２１Ｂａに回転シャフト１８の中心軸が中心の円板状シート材３１の係止穴３１ｂ、３１ｃが設けられた円周と同じ半径の円周上の点対称な２点に凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃが設けられている。凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃは、断面が係止穴３１ｂ、３１ｃと同じで深さが所定の深さである。
【００２１】
第２ボス部２５Ｂは、第１ボス部２１Ｂに回転シャフト１８の中心軸方向に相対する軸方向端面２５Ｂａに第１ボス部２１Ｂと一体化するときに凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃに相対する２点に突起２５Ｂｂ、２５Ｂｃが設けられている。突起２５Ｂｂ、２５Ｂｃは、断面が凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃの断面より少し小さく、第１ボス部２１Ｂと第２ボス部２５Ｂとを一体化したとき凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃに嵌合される。
【００２２】
この発明の実施形態２に係る車両用交流発電機の回転子１５Ｂでは、第１ボス部２１Ｂと第２ボス部２５Ｂを一体化するとき第１ボス部２１Ｂの軸方向端面２１Ｂａと第２ボス部２５Ｂの軸方向端面２５Ｂａとの間に円板状シート材３１を介在させる。そして、円板状シート材３１の係止穴３１ｂ、３１ｃを凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃに位置合わせする。それから、第１ボス部２１Ｂと第２ボス部２５Ｂとを押し付けて一体化すると、突起２５Ｂｂ、２５Ｂｃが係止穴３１ｂ、３１ｃを貫通し、凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃと嵌合する。そして、一体化した第１ボス部２１Ｂと第２ボス部２５Ｂを回転シャフト１８に圧入固着する。
【００２３】
このように円板状シート材３１が軸方向端面２１Ｂａ、２５Ｂａ間に挟まれて圧着されるので、軸方向端面２１Ｂａ、２５Ｂａは円板状シート材３１を介して隙間なく一体化されて固着される。従って、各軸方向端面２１Ｂａ、２５Ｂａの凹凸は、円板状シート材３１によって埋められ、空隙がなくなる。よって、第１ボス部２１Ｂと第２ボス部２５Ｂとの間の磁気抵抗は小さくなり通過する磁束の損失も少なくかる。
【００２４】
また、円板状シート材３１は、予め、第２ボス部２５Ｂの突起２５Ｂｂ、２５Ｂｃに係止されるので、組み付け時に位置決めが容易となる。
また、第１ボス部２１Ｂ、第２ボス部２５Ｂは、円板状シート材３１を挟んだ状態で突起２５Ｂｂ、２５Ｂｃを凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃに圧入嵌合して一体固着しているので、第１ボス部２１Ｂ、第２ボス部２５Ｂをより一層強固に固着できる。
【００２５】
なお、上述の実施の形態１、２に係る回転子１５、１５Ｂでは、ポールコア１７を２ピースからなるものを例示したが、３ピースからなる回転子１５に円板状シート材３０、３１を適用しても同等の効果を奏することができる。この３ピースからなる回転子では、ポールコア１７の相対する軸方向端面は２組となり、当然、円板状シート材も２枚必要となる。
また、上述の実施の形態２に係る回転子１５Ｂでは、係止穴３１ｂ、３１ｃ、凹部２１Ｂｂ、２１Ｂｃ、突起２５Ｂｂ、２５Ｂｃを２個設けたが、１個設けても良いし３個以上設けても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１  車両用交流発電機、２  フロントブラケット、３  リヤブラケット、４  ケース、５  軸受、６  プーリ、８  スリップリング、９  ブラシ、１０  整流器、１１  電圧調整器、１２  固定子、１３  固定子鉄心、１４  固定子巻線、１５、１５Ｂ  回転子、１６  界磁巻線、１７  ポールコア、１８  回転シャフト、２０  第１ポールコア体、２１、２１Ｂ  ボス部、２１ａ、２１Ｂａ  軸方向端面、２１Ｂｂ、２１Ｂｃ  凹部、２２  継鉄部、２３  爪状磁極部、２４  第２ポールコア体、２５、２５Ｂ  ボス部、２５ａ、２５Ｂａ  軸方向端面、２５Ｂｂ、２５Ｂｃ  突起、２６  継鉄部、２７  爪状磁極部、２９  ボビン、３０  円板状シート材、３０ａ  貫通穴、３１  円板状シート材、３１ａ  貫通穴、３１ｂ、３１ｃ  係止穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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