(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向へ所定ピッチで配置される偶数の爪形磁極部と各前記爪形磁極部の間の周方向隙間からなる偶数の谷部とをそれぞれ有して同一の回転軸に軸方向に並設された一対のランデル型ロータコアと、
ハウジングの周壁に互いに軸方向に所定隙間を隔てて固定されて内周面が前記両ランデル型ロータコアに個別に対面する一対のステータコアと、
前記両ステータコアのスロットに巻装されるステータコイルと、
筒部及び鍔部を有して前記両ランデル型ロータコアに個別に嵌着された一対のコイルボビンと、
前記両コイルボビンに個別に巻装される一対の界磁コイルと、
前記回転軸の一端側に装着された一対のスリップリングと、
前記ランデル型ロータコアの前記谷部に略軸方向に敷設されて前記界磁コイルと前記スリップリングとを接続する引き出し線と、
を備えるランデル型ロータを有するタンデム式回転電機において、
前記スリップリング寄りの前記コイルボビンの一対の前記鍔部のうち前記スリップリングから遠い側の鍔部は、少なくとも前記引き出し線よりも径方向外側にて略周方向へ延在して前記スリップリングから遠い側の前記界磁コイルの前記引き出し線を係止する係止部を有することを特徴とするランデル型ロータを有するタンデム式回転電機。
【請求項２】
請求項１記載のランデル型ロータを有するタンデム式回転電機において、
前記係止部は、前記引き出し線の径方向外側を周方向へ延在するかぎ状の爪部からなることを特徴とするランデル型ロータを有するタンデム式回転電機。
【請求項３】
請求項１又は２記載のランデル型ロータを有するタンデム式回転電機において、
前記係止部は、星形に形成されて前記ローターコアの前記谷部と周方向同位置に配置された前記コイルボビンの前記鍔部の谷底部に配設されることを特徴とするランデル型ロータを有するタンデム式回転電機。
【請求項４】
周方向へ所定ピッチで配置される偶数の爪形磁極部と各前記爪形磁極部の間の周方向隙間からなる偶数の谷部とをそれぞれ有して同一の回転軸に軸方向に並設された一対のランデル型ロータコアと、
ハウジングの周壁に互いに軸方向に所定隙間を隔てて固定されて内周面が前記両ランデル型ロータコアに個別に対面する一対のステータコアと、
前記両ステータコアのスロットに巻装されるステータコイルと、
筒部及び鍔部を有して前記両ランデル型ロータコアに個別に嵌着された一対のコイルボビンと、
前記両コイルボビンに個別に巻装される一対の界磁コイルと、
前記回転軸の一端側に装着された一対のスリップリングと、
前記ランデル型ロータコアの前記谷部に略軸方向に敷設されて前記界磁コイルと前記スリップリングとを接続する引き出し線と、
を備えるランデル型ロータを有するタンデム式回転電機において、
外周部に前記引き出し線を係止する係止部を有して前記両ローターコアにより軸方向に挟持される電気絶縁性の係止板を有することを特徴とするランデル型ロータを有するタンデム式回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランデル型ロータを有するタンデム式回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ランデル型ロータを有する回転電機（以下、ランデル型回転電機ともいう）を大出力化するためには、ローターコアの界磁路面積を増大するために、ローターコアの径及び軸長さが増大し、爪形磁極部も大型化し、その結果、一端支持する爪形磁極部に掛かる遠心力が過大となる。また、軸方向及び径方向に形成される磁路の平均長が増大するため、必要励磁電流が増大する。このため、ランデル型回転電機は車両用交流発電機（オルタネータ）など、比較的小出力用途に用いられている。
【０００３】
上記問題を改善するために、二つのランデル型ロータをタンデム結合して出力倍増を図ったランデル型ロータを有するタンデム式回転電機（以下、タンデム式ランデル型回転電機ともいう）が提案されている（特開平６−２２５１８号、特開平１１−９８７８９号）。このタンデム式ランデル型回転電機によれば、各ランデル型ロータの界磁束量が半減するために、上記問題を改善することができる。
【０００４】
しかし、上記したランデル型ロータを有するタンデム式回転電機では、スリップリングがこれらローターコアの軸方向一方側に配置されるために、このスリップリングから遠い側の界磁コイルに給電するために、スリップリングに近い側のローターコア及び界磁コイルの外周面に沿って軸方向に延設される引き出し線により必要があり、その結果、このローターコアが高速回転すると、この引き出し線が遠心力により径方向外側に付勢されてストレスを受けたり振動したりして、切断しやすいという問題があった。
【０００５】
このため、上記した従来のランデル型ロータを有するタンデム式回転電機では、この引き出し線をひもによりローターコアに縛り付けたり、ポールコアに設けた貫通孔に挿通したりしてこの問題を防止していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したひもによる縛りは、爪形磁極部の存在のために簡単ではなく、かつ、作用者に依存せずに常に必要な緊縛力を確実に得ることは容易ではなかった。
【０００７】
また、ポールコアに挿線用の貫通孔を設けることは、ポールコアの加工及びこの貫通孔への引き出し線の挿通作業が大幅に製造工数を増大させるという欠点があった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ランデル型ロータを有するタンデム式回転電機における界磁コイル引き出し線の遠心力による損傷を簡素な構造で防止することをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の同期機は、周方向へ所定ピッチで配置される偶数の爪形磁極部と各前記爪形磁極部の間の周方向隙間からなる偶数の谷部とをそれぞれ有して同一の回転軸に軸方向に並設された一対のランデル型ロータコアと、ハウジングの周壁に互いに軸方向に所定隙間を隔てて固定されて内周面が前記両ランデル型ロータコアに個別に対面する一対のステータコアと、前記両ステータコアのスロットに巻装されるステータコイルと、筒部及び鍔部を有して前記両ランデル型ロータコアに個別に嵌着された一対のコイルボビンと、前記両コイルボビンに個別に巻装される一対の界磁コイルと、前記回転軸の一端側に装着された一対のスリップリングと、前記ランデル型ロータコアの前記谷部に略軸方向に敷設されて前記界磁コイルと前記スリップリングとを接続する引き出し線とを備えるランデル型ロータを有するタンデム式回転電機において、
前記スリップリング寄りの前記コイルボビンの一対の前記鍔部のうち前記スリップリングから遠い側の鍔部は、少なくとも前記引き出し線よりも径方向外側にて略周方向へ延在して前記スリップリングから遠い側の前記界磁コイルの前記引き出し線を係止する係止部を有することを特徴としている。
【００１０】
すなわち、本発明では、スリップリングから遠い側の界磁コイルに給電する引き出し線は、スリップリング寄りのコイルボビンの鍔部の外周縁に設けた係止部に係止されるので、ローターコア回転中にこの引き出し線に掛かる遠心力により、この引き出し線が振動したり、大きなストレスが局部的に作用するのを防止することができる。
【００１１】
これにより、従来のように煩雑な作業を必要とすることなく、スリップリングから遠い側の界磁コイルへ給電する引き出し線を良好にローターコアの外周面に押さえつけることができ、その断線を防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の構成は請求項１記載のランデル型ロータを有するタンデム式回転電機において更に、前記係止部が、前記引き出し線の径方向外側を周方向へ延在するかぎ状の爪部からなることを特徴としている。
【００１３】
本構成によれば、係止作業を容易とすることができる。
【００１４】
なお、かぎ状爪部は径方向にみた場合にかぎ形状であるが、軸方向にみた場合長溝状に形成することが好適である。これにより、引き出し線の一点に遠心力が集中するのを防止することができる。
【００１５】
請求項３記載の構成は請求項１又は２記載のランデル型ロータを有するタンデム式回転電機において更に、前記係止部が、星形に形成されて前記ローターコアの前記谷部と周方向同位置に配置された前記コイルボビンの前記鍔部の谷底部に配設されることを特徴としている。
【００１６】
本構成によれば、引き出し線が回転軸心を基準として最も径小な部位に延設されるため、引き出し線に掛かる遠心力を低減することができる。
【００１７】
請求項４記載のランデル型ロータを有するタンデム式回転電機は、周方向へ所定ピッチで配置される偶数の爪形磁極部と各前記爪形磁極部の間の周方向隙間からなる偶数の谷部とをそれぞれ有して同一の回転軸に軸方向に並設された一対のランデル型ロータコアと、ハウジングの周壁に互いに軸方向に所定隙間を隔てて固定されて内周面が前記両ランデル型ロータコアに個別に対面する一対のステータコアと、前記両ステータコアのスロットに巻装されるステータコイルと、筒部及び鍔部を有して前記両ランデル型ロータコアに個別に嵌着された一対のコイルボビンと、前記両コイルボビンに個別に巻装される一対の界磁コイルと、前記回転軸の一端側に装着された一対のスリップリングと、前記ランデル型ロータコアの前記谷部に略軸方向に敷設されて前記界磁コイルと前記スリップリングとを接続する引き出し線とを備えるランデル型ロータを有するタンデム式回転電機において、
外周部に前記引き出し線を係止する係止部を有して前記両ローターコアにより軸方向に挟持される電気絶縁性の係止板を有することを特徴としている。
【００１８】
すなわち、本発明によれば、一対のローターコアにより挟持された係止板の外周部に引き出し線を係止するので、従来のように煩雑な作業を必要とすることなく、スリップリングから遠い側の界磁コイルへ給電する引き出し線を良好にローターコアの外周面に保持することができ、その断線を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明のランデル型ロータを有するタンデム式回転電機の好適な実施態様を以下の実施例を参照して説明する。
【００２０】
【実施例１】
この実施例のタンデム式ランデル型回転電機を図１を参照して以下に説明する。
【００２１】
（構成）
このタンデム式ランデル型回転電機において、１はハウジング、２は第１回転電機部、３は第２回転電機部、４は回転軸、５はプーリ、６、７は軸受け、８は界磁コイル給電機構である。
【００２２】
ハウジング１は、フロントハウジングとリヤハウジングとを位置Ｍにて突き合わせ、スルーボルトで締結して構成されている。回転軸４は、軸受け６，７を介してハウジング１に支承されており、プーリー５がハウジング１から前方へ突出する回転軸１の前端部に固定されている。界磁コイル給電機構８は、ハウジング１から後方へ突出する回転軸１の後端部に装着された一対のスリップリング８１と、これらスリップリング８１に個別に押し付けられている一対のブラシ８２とを有している。
【００２３】
第１回転電機部２において、２３は第１ローターコア、２４は第１界磁コイル、２５は送風ファンであり、第２回転電機部３において、３３は第２ローターコア、３４は第２界磁コイル、３５は送風ファンであり、両回転電機部２，３は共通のステータコイル９を有している。ステータコア３００は、円筒状の積層電磁鋼板からなり、ハウジング１の周壁内周面に固定されている。
【００２４】
ステータコイル９は、多数のＵ字状の絶縁被覆角形導体の一対の脚部の一方を、ステータコア３００のスロットに後方側から挿通し、同様に上記一対の脚部の他方を、上記スロットに対して１磁極ピッチだけ周方向に離れたステータコア３００のスロットに後方側から挿通し、各脚部の先端を一対ずつ溶接したものである。  第１ローターコア２３、第２ローターコア３３は、それぞれ一対のポールコアを軸方向へ密着して回転軸４にスプライン巻装してなり、更に、この実施例では、両ローターコア２３、３３は、軸方向に密着して配設されている。上記両ローターコア２３、３３は、通常の単独ロータ構造のランデル型回転電機のローターコアと本質的に同一形状に形成されている。すなわち、第１ローターコア２３を構成する一対のポールコアは、回転軸４に嵌着される筒部と、この筒部の軸方向外端部から径方向外側へ延設され、その後、第１界磁コイル２４を囲むように延設される所定偶数の爪形磁極部とをそれぞれ有しており、各爪形磁極部は、周方向一定ピッチで配置されている。両ポールコアの爪形磁極部は、ステータコア３００の内周面に対して所定の小間隙を隔ててステータコアの周方向へ互い違いに配置されている。第２ローターコア３３を構成する一対のポールコアも同じである。
【００２５】
第１界磁コイル２４及び第２界磁コイル３４は、一対のスリップリング８１から互いに並列に給電され、界磁コイル２４は、第１ローターコア２３の前端側のポールコアの爪形磁極部をＮ極に磁化し、中央寄りのポールコアの爪形磁極部をＳ極に磁化する。同じく、界磁コイル３４は、第２ローターコア３３の後端側のポールコアの爪形磁極部をＮ極に磁化し、中央寄りのポールコアの爪形磁極部をＳ極に磁化する。
【００２６】
送風ファン２５は、第１ローターコア２３の前端側のポールコアの前端面に固定された斜流ファンであり、送風ファン３５は、第２ローターコア３３の後端側のポールコアの後端面に固定された遠心ファンである。
【００２７】
１１は、ハウジングの前端壁に開口された冷却風吸入孔、１２はステータコイル９の前端側コイルエンドに近接してハウジング１の周壁に開口された前端側冷却風吐出孔、１３は、ハウジングの後端壁に開口された冷却風吸入孔、１４はステータコイル９の後端側コイルエンドに近接してハウジング１の周壁に開口された後端側冷却風吐出孔である。
（発電動作）
上記構成のタンデム式ランデル型回転電機の一対の界磁コイル２４，３４に界磁コイル給電機構８を通じて界磁コイル２４，３４に界磁電流を通電し、回転軸４を回転すると、周知のように各ローターコア２３，３３の各爪形磁極部が周方向極性交互に磁化され、ステータコイル９に発電電圧が生じる。
（冷却動作）
送風ファン２５が冷却風吸入孔１１から吸入した冷却風の一部は、ステータコイル９の前端側コイルエンドを冷却しつつ前端側冷却風吐出孔１２から外部に吐出され、冷却風の残部は、第１ローターコア２３の爪形磁極部間を通じて軸方向後方へ流れて界磁コイル２４を冷却する。同様に、送風ファン３５が冷却風吸入孔１２から吸入した冷却風は、ステータコイル９の後端側コイルエンドを冷却しつつ後端側冷却風吐出孔１４から外部に吐出される。
（界磁コイル２４，３４への給電構造）
次に、この実施例の要部をなす界磁コイル２４，３４へ給電用する引き出し線について説明する
スリップリング８１寄りの界磁コイル３４の両端部はコイルボビン１００の鍔部に設けられた一対の係止突起１０１に個別に係止されている。この一対の係止突起１０１には一対の引き出し線３００の一端が個別に係止され、両引き出し線３００は、図１中右側のローターコアの右端面に沿って径方向内側に延設され、一対の接続部４００にてスリップリング８１側の一対の給電線（図示せず）に個別に接続され、樹脂被覆されている。なお、この一対のスリップリング側給電線は、回転軸に貫設された引き出し線収容孔（図示せず）を通じて一対のスリップリング８１に個別に達している。スリップリング８１は回転軸４の外周部に所定間隔を隔てて一対装着されている。
【００２８】
スリップリング８１から遠い側の界磁コイル２４の両端部はコイルボビン２００の鍔部に設けられた一対の係止突起２０１に個別に係止されている。この一対の係止突起２０１には一対の引き出し線２０２の一端が個別に係止され、両引き出し線２０２は、ポールコア２３，３３の谷部の外周端に沿って軸方向スリップリング８１側へ延設され、界磁コイル３４の外周面に接しつつ一対の係止突起１０１に個別に接続されている。したがって、界磁コイル２４、３４は並列接続されている。もちろん、直列接続されることもできる。
（コイルボビン１００の詳細構造）
コイルボビン１００の詳細構造を図２〜図４に示す。図２はコイルボビン１００を、スリップリング８１から遠い側から軸方向にみた正面図であり、図３はその係止部近傍の拡大図であり、図４は軸方向断面図である。
【００２９】
この実施例では、コイルボビン１００の一対の鍔部のうち、スリップリング８１から遠い側の鍔部１０２の外周縁に略コ字状の係止部１０３が設けられている。
【００３０】
コイルボビン１００の鍔部（スリップリング８１から遠い側）１０２は、８つの谷部１０４と８つの山部１０５と周方向等ピッチでもつ８角形の星形形状を有しており、互いに１８０度離れた２つの谷部１０４の谷底部分に、かぎ形の係止部１０３が設けられている。更に説明すると、かぎ形の係止部１０３は、鍔部１０２の谷部１０４の谷底部分を起点としてスリップリング８１から遠ざかる方向へ軸方向に延在する割り筒部１０３１（図４参照）と、一方の山部１０５の側端から周方向へ突出してこの割り筒部１０３１の径方向外側に開口する開口を部分的に遮蔽するかぎ形部１０３２とを有している（図３参照）。
【００３１】
すなわち、スリップリング８１側のコイルボビン１００が、もう一つのコイルボビン２００から延在する引き出し線２０２を係止するかぎ形部１０３２を有するので、引き出し線２０２が遠心力により径方向外側へ振れるのを簡素な作業で追加部品を必要とせず防止することができる。
【００３２】
【実施例２】
他の実施例を図５を参照して以下に説明する。
【００３３】
この実施例では、実施例１の係止部１０３の代わりに、電気絶縁性の係止板５００を用いた点が実施例１と異なっている。ただし、この実施例では、係止板５００を用いた分だけ部品点数は増加する。
【００３４】
この係止板５００は、両ローターコア２３，３３により軸方向に挟持されている。係止板５００の外周縁の所定位置には、かぎ形の係止突起５０１が一対設けられており、両係止突起５０１は引き出し線２０２の遠心力による径方向外側への逸脱を防止している。係止突起５０１の形状は、実施例１の係止部１０３と同様でもよい。
【００３５】
このようにすれば、実施例１と同様に引き出し線２０２の断線を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のタンデム式ランデル型回転電機の軸方向断面図である。
【図２】図１に示すコイルボビンの正面図である。
【図３】図２に示すコイルボビンの部分拡大正面図である。
【図４】図２に示すコイルボビンの軸方向断面図である。
【図５】実施例２のタンデム式ランデル型回転電機の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  第１回転電機部
３  第２回転電機部
４  回転軸
５  プーリ
６、７  軸受け
８  界磁コイル給電機構
９  ステータコイル
３００  ステータコア
２３  第１ローターコア
２４  第１界磁コイル
２５  送風ファン
３３  第２ローターコア
３４  第２界磁コイル
３５  送風ファン
１００  コイルボビン
１０２  鍔部
１０３  係止部
１０４  鍔部１０２の谷部
１０５  鍔部１０２の山部
【図１】
0003661931.tif 000002
【図２】
0003661931.tif 000003
【図３】
0003661931.tif 000004
【図４】
0003661931.tif 000005
【図５】
0003661931.tif 000006