(57)【要約】【課題】この発明は、風騒音を低減しつつ、出力を向上させることができる車両用回転電機を得る。【解決手段】周方向に相対する、第１磁極部２２ｂの第１側面２２ｂｂと第２磁極部２３ｂの第２テーパ面２３ｂａとが、平行な平坦面に構成され、第１周方向テーパ部２５ｂが第１磁極部２２ｂの周方向の肩部に形成され、第２周方向テーパ部２６ｂが第２磁極部２３ｂの周方向の肩部に形成され、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ、２６ｂの一部が、周方向に相対する第１側面２２ｂｂと第２側面２３ｂｂに対して直交する方向から見たときに、第１側面２２ｂｂと第２側面２３ｂｂとが重なる領域２４内に入り込んでいる【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに回転自在に支持された回転軸に固着されて上記ケース内に配設されたポールコア、および上記ポールコアに装着された界磁コイルを有する回転子と、
固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子コイルを有し、上記回転子を囲繞し、かつ上記回転子と同軸に上記ケース内に配置された固定子と、を備えた車両用交流発電機において、
上記ポールコアは、第１ポールコアと、第２ポールコアと、を備え、
上記第１ポールコアは、円盤状の第１本体部と、上記第１本体部の中央部から軸方向に突出する第１ヨークと、上記第１本体部の外周部に周方向に等角ピッチで配設された複数の第１爪状磁極と、を有し、
上記第１爪状磁極は、上記第１本体部の外周部から径方向外方に突出する第１根元部と、上記第１根元部の上端から軸方向に突出する第１磁極部と、を有し、
記第２ポールコアは、円盤状の第２本体部と、上記第２本体部の中央部から軸方向に突出する第２ヨークと、上記第２本体部の外周部に周方向に等角ピッチで配設された、上記第１爪状磁極と同数の第２爪状磁極と、を有し、
上記第２爪状磁極は、上記第２本体部の外周部から径方向外方に突出する第２根元部と、上記第２根元部の上端から軸方向に突出する第２磁極部と、を有し、
上記第１ポールコアと上記第２ポールコアは、上記第１ヨークの突出端と上記第２ヨークの突出端とを突き合わせ、かつ上記第１磁極部と上記第２磁極部とを交互に配列した状態で、上記回転軸に固着されており、
周方向に相対する、上記第１磁極部の第１側面と上記第２磁極部の第２側面とが、平行な平坦面に構成され、
周方向テーパ部が、周方向に相対する上記第１磁極部および上記第２磁極部の少なくとも一方の磁極部の周方向の肩部に形成されており、
上記周方向テーパ部の一部が、周方向に相対する上記第１側面と上記第２側面に対して直交する方向から見たときに、上記第１側面と上記第２側面とが重なる領域内に入り込んでいる車両用回転電機。
【請求項２】
上記周方向テーパ部が、複数の上記第１磁極部および上記第２磁極部の全ての磁極部の、上記ポールコアの回転方向の前方に位置する上記周方向の肩部に形成されている請求項１記載の車両用回転電機。
【請求項３】
上記周方向テーパ部が、複数の上記第１磁極部および上記第２磁極部の全ての磁極部の、上記ポールコアの回転方向の後方に位置する上記周方向の肩部に形成されている請求項２記載の車両用回転電機。
【請求項４】
上記第１ポールコアと上記第２ポールコアが同一形状である請求項２又は請求項３記載の車両用回転電機。
【請求項５】
上記周方向テーパ部の下辺が、軸方向外方に向かって漸次外径側に変位している請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用回転電機。
【請求項６】
突き合わされた上記第１ヨークと上記第２ヨークの軸方向長さの総和をＬｃｆ、上記第１ヨークの外周面から上記第１根元部と上記第１磁極部との曲げ境界までの径方向長さをＨｃｆ、上記ポールコアの軸方向長さをＬｐ、上記ポールコアの直径をＤｒｏとしたときに、上記第１ポールコアおよび上記第２ポールコアは、０．０５＜Ｈｃｆ／Ｄｒｏ＜０．１０、かつ０．３５＜Ｌｃｆ／Ｌｐ＜０．４２を満足するように構成されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ランデル型回転子を有する車両用回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ランデル型回転子を有する、従来の車両用回転電機では、爪状磁極の磁極部の回転方向の前方に位置する肩部に周方向テーパ部を形成し、高次数成分の不快な風騒音を低減していた（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】特許第３９２９６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の車両用回転電機において、小型高出力化が図るには、回転子の発生する磁束が固定子コイルに鎖交する磁束量である有効磁束量を向上させることが重要となる。そして、この有効磁束量を向上させるには、周方向に隣り合う爪状磁極の磁極部間に生じる漏れ磁束を抑制することが重要となる。しかしながら、従来の車両用回転電機では、周方向に隣り合う磁極部間に生じる漏れ磁束を抑制することについては、何ら考慮されていなかった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、出力を向上させることができる小型の車両用回転電機を得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回転電機は、ケースに回転自在に支持された回転軸に固着されて上記ケース内に配設されたポールコア、および上記ポールコアに装着された界磁コイルを有する回転子と、固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子コイルを有し、上記回転子を囲繞し、かつ上記回転子と同軸に上記ケース内に配置された固定子と、を備えている。上記ポールコアは、第１ポールコアと、第２ポールコアと、を備え、上記第１ポールコアは、円盤状の第１本体部と、上記第１本体部の中央部から軸方向に突出する第１ヨークと、上記第１本体部の外周部に周方向に等角ピッチで配設された複数の第１爪状磁極と、を有し、上記第１爪状磁極は、上記第１本体部の外周部から径方向外方に突出する第１根元部と、上記第１根元部の上端から軸方向に突出する第１磁極部と、を有し、記第２ポールコアは、円盤状の第２本体部と、上記第２本体部の中央部から軸方向に突出する第２ヨークと、上記第２本体部の外周部に周方向に等角ピッチで配設された、上記第１爪状磁極と同数の第２爪状磁極と、を有し、上記第２爪状磁極は、上記第２本体部の外周部から径方向外方に突出する第２根元部と、上記第２根元部の上端から軸方向に突出する第２磁極部と、を有する。上記第１ポールコアと上記第２ポールコアは、上記第１ヨークの突出端と上記第２ヨークの突出端とを突き合わせ、かつ上記第１磁極部と上記第２磁極部とを交互に配列した状態で、上記回転軸に固着されており、周方向に相対する、上記第１磁極部の第１側面と上記第２磁極部の第２側面とが、平行な平坦面に構成されている。周方向テーパ部が、周方向に相対する上記第１磁極部および上記第２磁極部の少なくとも一方の磁極部の周方向の肩部に形成されており、上記周方向テーパ部の一部が、周方向に相対する上記第１側面と上記第２側面に対して直交する方向から見たときに、上記第１側面と上記第２側面とが重なる領域内に入り込んでいる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、周方向テーパ部が、周方向に相対する第１磁極部および第２磁極部の少なくとも一方の磁極部の周方向の肩部に形成されており、周方向テーパ部の一部が、周方向に相対する第１側面と第２側面に対して直交する方向から見たときに、第１側面と第２側面とが重なる領域内に入り込んでいる。そこで、周方向に相対する第１磁極部と第２磁極部との間を流れる漏れ磁束が低減され、有効磁束量が多くなり、出力が向上される。さらに、周方向に相対する第１磁極部と第２磁極部との間の間隔を広くすることなく、第１磁極部と第２磁極部との間を流れる漏れ磁束を低減できるので、第１根元部および第２根元部の軸方向長さを短くでき、回転子の径方向寸法を縮小することができる。
【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を示す断面図である。
【図２】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を示す斜視図である。
【図３】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における第２ポールコアを示す斜視図である。
【図４】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における隣り合う第１ポールコアと第２ポールコアとの爪状磁極の周方向の相対関係を説明する図である。
【図５】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における隣り合う第１ポールコアと第２ポールコアとを径方向外方から見た平面図である。
【図６】図５の第２ポールコアの爪状磁極をＡ方向から端面図である。
【図７】比較例の回転子における隣り合う第１ポールコアと第２ポールコアとを径方向外方から見た平面図である。
【図８】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数と発電電流との関係を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の第２ポールコアを示す片側断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における回転子のポールコアを示す片側断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の発電特性を示す図である。
【図１２】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における隣り合う第１ポールコアと第２ポールコアとの爪状磁極の周方向の相対関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す断面図、図２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を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、回転軸の軸方向を軸方向、回転軸の径方向を径方向、回転軸の回転方向を周方向とする。
【００１０】
図１および図２において、車両用回転電機である車両用交流発電機１００は、アルミニウム製のフロントブラケット１およびリヤブラケット２から構成されたケース３と、フロントブラケット１およびリヤブラケット２に軸受５を介して回転可能に支持された回転軸６に固着されて、ケース３内に収納されたランデル型の回転子７と、円環状の固定子鉄心９および固定子鉄心９に装着された固定子コイル１０を有し、回転子７との間に微少な空隙を確保して、回転子７を囲繞するように、ケース３に回転子７と同軸に保持された固定子８と、を備える。
【００１１】
そして、回転軸６の一端にはプーリ４が固着され、エンジンの回転トルクをベルト(図示せず)を介して回転軸６に伝達できるようになっている。回転子７に電流を供給する一対のスリップリング１１が、リヤブラケット２から突出する回転軸６の他端部に固着されている。ブラシホルダ１３が、リヤブラケット２の軸方向外方に配設されている。一対のブラシ１２がスリップリング１１のそれぞれに摺接するようにブラシホルダ１３に収納されている。固定子８で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１４がブラシホルダ１３に嵌着されたヒートシク１５に接着されて保持されている。固定子８に電気的に接続され、固定子８で生じた交流を直流に整流する整流器１６が、リヤブラケット２の軸方向外側に配設されている。リヤカバー１７が、ブラシホルダ１３、レギュレータ１４、整流器１６などを覆うように、リヤブラケット２に装着されている。
【００１２】
回転子７は、電流を流して磁束を発生する界磁コイル１８と、この界磁コイル１８を覆うように設けられ、界磁コイル１８で発生された磁束によって磁極が形成されるポールコア１９と、から構成される。ポールコア１９は、第１ポールコア２０と第２ポールコア２１とを有する。ファン３０がポールコア１９の軸方向の両端面に固着されている。
【００１３】
つぎに、第２ポールコア２１の形状について図３から図６を参照しつつ説明する。図３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における第２ポールコアを示す斜視図、図４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における隣り合う第１ポールコアと第２ポールコアとの爪状磁極の周方向の相対関係を説明する図、図５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における隣り合う第１ポールコアと第２ポールコアとを径方向外方から見た平面図、図６は図５の第２ポールコアの爪状磁極をＡ方向から端面図である。
【００１４】
第２ポールコア２１は、例えば低炭素鋼を鍛造加工して作製され、円盤状の第２本体部２１ａ、この第２本体部２１ａの中央部から軸方向の一端側に突設された円筒状の第２ヨーク２１ｂ、および、第２本体部２１ａの外周から径方向外方に突出し、その後軸方向の一端側に折り曲げられてなる第２爪状磁極２３を有している。第２爪状磁極２３の第２本体部２１ａの外周から径方向外方に突出する部分が第２根元部２３ａであり、第２根元部２３ａから軸方向の一端側に突出する部分が第２磁極部２３ｂである。ここでは、８個の第２爪状磁極２３が、第２本体部２１ａの外周縁部に周方向に等角ピッチで配設されている。
【００１５】
第２磁極部２３ｂ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々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成されている。そして、第２磁極部２３ｂの最外径面が回転軸６の軸心を中心軸とする円筒面の一部で構成されている。第２磁極部２３ｂの最外径面の周方向の両縁部が面取りされて第２テーパ面２３ｂａに形成されている。第２磁極部２３ｂの周方向の両側に位置する第２側面２３ｂｂが平坦面に形成されている。
【００１６】
そして、第２磁極部２３ｂの外径側で、軸方向の他端側に位置する肩部が、面取りされて、第２肩部テーパ部２６ａを構成している。第２肩部テーパ部２６ａは、径方向位置が第２磁極部２３ｂの外周面から端面に向かって漸次低くなる傾斜面に形成されている。
また、第２磁極部２３ｂの外径側で、軸方向の他端側、かつ、周方向の両側に位置する肩部が、面取りされて、第２周方向テーパ部２６ｂを構成している。第２周方向テーパ部２６ｂは、径方向位置が第２磁極部２３ｂの外周面から第２根元部２３ａの周方向を向く側面に向かって漸次低くなる傾斜面に形成されている。第２周方向テーパ部２６ｂの下辺２６ｂａは、軸方向と平行であり、軸方向の他端で第２肩部テーパ部２６ａの下辺と交差している。
【００１７】
なお、第１ポールコア２０は、第２ポールコア２１と同じ形状である。すなわち、第１ポールコア２０は、第１本体部２０ａ、第１ヨーク２０ｂ、および第１爪状磁極２２を有している。第１爪状磁極２２は、第１根元部２２ａと第１磁極部２２ｂとから構成されている。第１磁極部２２ｂの最外径面の周方向の両縁部が面取りされて第１テーパ面２２ｂａに形成されている。第１磁極部２２ｂの周方向の両側に位置する第１側面２２ｂｂが平坦面に形成されている。第１磁極部２２ｂの外径側で、軸方向の他端側に位置する肩部が、面取りされて、第１肩部テーパ部２５ａを構成している。第１磁極部２２ｂの外径側で、軸方向の他端側、かつ、周方向の両側に位置する肩部が、面取りされて、第１周方向テーパ部２５ｂを構成している。第１周方向テーパ部２５ｂの下辺は、軸方向と平行であり、軸方向の一端で第１肩部テーパ部２５ａの下辺と交差している。
【００１８】
このように構成された第１ポールコア２０と第２ポールコア２１は、図２に示されるように、第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂを交互に噛み合わせ、かつ、第１ヨーク２０ｂの軸方向の他端面と第２ヨーク２１ｂの軸方向の一端面とを突き合わせ、第１および第２ヨーク２０ｂ，２１ｂの軸心位置に形成された回転軸挿通穴に圧入された回転軸６により固着されて、ポールコア１９を構成する。このように構成されたポールコア１９は、外周面が円筒面に形成され、第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂ間のそれぞれの周方向間隔が等しくなるように、第１および第２ポールコア２０，２１の周方向位置が調節されている。そして、界磁コイル１８が、第１および第２ヨーク２０ｂ，２１ｂおよび第１および第２爪状磁極２２，２３に囲まれた空間内に配設されている。
【００１９】
ここで、周方向に隣り合う第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂの相対する第１および第２側面２２ｂｂ，２３ｂｂは、図５に示されるように、略平行となっており、距離Ｗ３だけ離間している。第１磁極部２２ｂを相対する第２側面２３ｂｂと直交する方向に第２磁極部２３ｂに投影したときの第１および第２側面２２ｂｂ，２３ｂｂの重なる領域２４が、図４に斜線で示される領域となる。第２磁極部２３ｂに形成された第２周方向テーパ部２６ｂの一部が、図４に示されるように、領域２４内に入り込んでいる。第２磁極部２３ｂの周方向の両肩部に形成された第２周方向テーパ部２６ｂの上端間の間隔Ｗ１’は、図６に示されるように、第２磁極部２３ｂの第２根元部２３ａの周方向幅Ｗ１より短くなっている。また、図示していないが、第１磁極部２２ｂに形成された第１周方向テーパ部２５ｂの一部が、領域２４内に入り込んでいる。第１磁極部２２ｂの周方向の両肩部に形成された第１周方向テーパ部２５ｂの上端間の間隔Ｗ１’は、第１磁極部２２ｂの第１根元部２２ａの周方向幅Ｗ１より短くなっている。そこで、図５に示されるように、領域２４の、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ、２６ｂが入り込んでいる部分では、第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂ間の距離Ｗ３’が距離Ｗ３より長くなっている。
【００２０】
車両用交流発電機１００の動作時には、界磁コイル１８に通電して発生する磁束は、第１ポールコア２０の第１磁極部２２ｂから空隙を介して固定子鉄心９のティースに入り、コアバックを介して他のティースに流れ、空隙を介して第２ポールコア２１の第２磁極部２３ｂに入り、界磁コイル１８に戻る。この磁路を流れる磁束が、発電に寄与する磁束、すなわち固定子コイル１０に鎖交する有効磁束となる。そして、界磁コイル１８に通電して発生する磁束の一部が第１ポールコア２０の第１磁極部２２ｂから第２ポールコア２１の第２磁極部２３ｂに流れる。この磁路を流れる磁束が、発電に寄与しない漏れ磁束となる。この漏れ磁束は、図４に示される領域２４を流れることになる。
【００２１】
実施の形態１によれば、第１周方向テーパ部２５ｂが第１磁極部２２ｂの外径側の軸方向の一端側、かつ周方向の両側に形成されている。また、第２周方向テーパ部２６ｂが第２磁極部２３ｂの外径側の軸方向の他端側、かつ周方向の両側に形成されている。そして、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ、２６ｂの一部が、領域２４内に入り込んでいる。領域２４の、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ、２６ｂが入り込んでいる部分では、第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂ間の距離Ｗ３’が距離Ｗ３より長くなっているので、当該部分では、磁束が第１磁極部２２ｂから第２磁極部２３ｂに流れ難くなり、漏れ磁束の量が低減される。これにより、有効磁束量が増大し、出力を向上させることができる。
【００２２】
第１および第２ポールコア２０，２１の全ての第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂに形成された第および第２周方向テーパ部２５ｂ、２６ｂが同一形状となっている。すなわち、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ，２６ｂの面積が等しい。また、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ，２６ｂのテーパ角度が等しい。そこで、第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂの各対での起磁力が均一となり、車両用交流発電機１００の出力性能を向上させることができる。なお、第１周方向テーパ部２５ｂのテーパ角度とは、第１周方向テーパ部２５ｂと第１磁極部２２ｂの外周面との交差部に接する平面と第１周方向テーパ部２５ｂとのなす角度である。
【００２３】
ここで、回転数を変えて車両用交流発電機１００の発電電流を測定した結果を図８に示す。図７は比較例の回転子における隣り合う第１ポールコアと第２ポールコアとを径方向外方から見た平面図、図８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数と発電電流との関係を示す図である。なお、図８中、実線は本発明の車両用交流発電機１００であり、点線は比較例の車両用交流発電機である。比較例の車両用交流発電機は、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ，２６ｂを省略した回転子を用いている点を除いて、車両用交流発電機１００と同様に構成されている。
【００２４】
図８から、車両用交流発電機１００では、３５００ｒ／ｍｉｎ以下の低回転数の領域で、比較例に比べて、高い発電電流が得られることが確認された。これは、比較例の回転子では、図７に示されるように、領域２４の全領域で、第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂ間の距離がＷ３となっている。そこで、比較例では、領域２４を流れる漏れ磁束が低減されず、有効磁束量が低減した。これに対し、車両用交流発電機１００では、領域２４の、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ、２６ｂが入り込んでいる部分では、第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂ間の距離Ｗ３’が距離Ｗ３より長くなっており、磁束が第１磁極部２２ｂから第２磁極部２３ｂに流れ難くなっているので、漏れ磁束の量が低減された。これにより、車両用交流発電機１００では、有効磁束量が増大し、高い発電電流が得られたものと推考される。
【００２５】
つぎに、漏れ磁束量を低減できることによる効果について図９を用いて説明する。図９はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の第２ポールコアを示す片側断面図である。図９において、Ｏは第２ポールコアの軸心、Ｗ２は第２爪状磁極２３の第２根元部２３ａの軸方向長さ、Ｄ１は第２ヨーク２１ｂの半径、Ｄ２は回転軸６の軸心から第２根元部２３ａと第２磁極部２３ｂとの曲げ境界との間の径方向距離である。なお、第２根元部２３ａの周方向長さはＷ１である。
【００２６】
車両用交流発電機１００の動作時に、第１および第２爪状磁極２２，２３の第１および第２根元部２２ａ，２３ａが磁路となるので、第１および第２根元部２２ａ，２３ａが磁気飽和しないように、第１および第２根元部２２ａ，２３ａの断面積（Ｗ１×Ｗ２）を確保する必要がある。同様に、第１および第２ヨーク２０ｂ，２１ｂが磁路となるので、第１および第２ヨーク２０ｂ，２１ｂが磁気飽和しないように、第１および第２ヨーク２０ｂ，２１ｂの断面積を確保する必要があり、第１および第２ヨーク２０ｂ，２１ｂの半径Ｄ１が所定の値に設定される。
【００２７】
上述の比較例では、第１および第２磁極部２２ｂ、２３ｂ間の漏れ磁束を低減するために、第１および第２根元部２２ａ，２３ａの周方向長さＷ１を短くし、第１および第２磁極部２２ｂ、２３ｂ間の間隔Ｗ３を広くしていた。そこで、第１および第２根元部２２ａ，２３ａの断面積を確保するために、第１および第２根元部２２ａ，２３ａの軸方向長さＷ２を長くする必要がある。その結果、界磁コイル１８を収納するスペースを確保するには、Ｄ２を大きくする必要があり、回転子７の大径化をもたらすことになる。
【００２８】
実施の形態１では、第１および第２周方向テーパ部２６ｂ，２６ｂを有するので、第１および第２磁極部２２ｂ、２３ｂ間の間隔Ｗ３を広くすることなく、第１および第２磁極部２２ｂ、２３ｂ間の漏れ磁束を低減することができる。そこで、第１および第２根元部２２ａ，２３ａの周方向長さＷ１を長くすることができる。これにより、第１および第２根元部２２ａ，２３ａの軸方向長さＷ２を短くしても、第１および第２根元部２２ａ，２３ａの断面積を確保することができる。その結果、Ｄ２を小さくして、界磁コイル１８を収納するスペースを確保することができるので、回転子７の径方向寸法を縮小でき、車両用交流発電機１００の小型化が図られる。
【００２９】
つぎに、Ｈｃｆ／Ｄｒｏ、Ｌｃｆ／Ｌｐを変えて車両用交流発電機１００の発電電流を測定した結果を図１１に示す。図１０はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における回転子のポールコアを示す片側断面図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の発電特性を示す図である。
【００３０】
図１０において、Ｌｐは第１および第２ポールコア２０，２１の軸方向長さの総和、すなわちポールコア１９の軸方向の全長である。Ｄｒｏは第１および第２ポールコア２０，２１の直径、すなわちポールコア１９の直径である。Ｈｃｆは第１および第２ヨーク２０ｂ，２１ｂの外周面と第１および第２根元部２２ａ，２３ａと第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂとの曲げ境界との間の径方向長さ、すなわちポールコア１９のヨークの外周面と爪状磁極における根元部と磁極部との曲げ境界との間の径方向長さである。Ｌｃｆは第１および第２ヨーク２０ｂ，２１ｂの軸方向長さの総和、すなわちポールコア１９のヨークの軸方向の全長である。
【００３１】
図１１は、Ｌｃｆ／ＬｐおよびＨｃｆ／Ｄｒｏを変えて車両用交流発電機１００を１８００ｒ／ｍｉｎで動作させた時の発電電流を測定した結果を示している。図１１中、Ｂは発電電流が１００ＡのときのＬｃｆ／ＬｐおよびＨｃｆ／Ｄｒｏをプロットしたものであり、Ｃは発電電流が９５ＡのときのＬｃｆ／ＬｐおよびＨｃｆ／Ｄｒｏをプロットしたものである。
図１１から、０．０５＜Ｈｃｆ／Ｄｒｏ＜０．１０、かつ０．３５＜Ｌｃｆ／Ｌｐ＜０．４２を満足するようにＨｃｆ，Ｌｃｆ，Ｄｒｏ，Ｌｐを設定することで、１００Ａ以上の高い電流を発電できる車両用交流発電機１００を実現できることがわかる。なお、前述の車両用交流発電機１００は定格１９０Ａである。
【００３２】
ここで、実施の形態１においても、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ，２６ｂが第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂの回転子７の回転方向の前方に位置する肩部に形成されているので、特許文献１と同様に、一般的な車両において騒音問題となる１２０００ｒ／ｍｉｎ以上の高速回転域における不快な高次数成分の風騒音を低減することができる。なお、回転子７の回転方向の前方とは、車両が前進するときの回転子７の回転方向の前方である。
【００３３】
実施の形態２．
図１２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における隣り合う第１ポールコアと第２ポールコアとの爪状磁極の周方向の相対関係を説明する図である。
【００３４】
図１２において、第２周方向テーパ部２６ｂは、下辺２６ｂａの軸方向の一端が、第２肩部テーパ部２６ａの下辺と同じ径方向位置であり、その下辺２６ｂａの軸方向の他端が、第２肩部テーパ部２６ａの下辺より外径側で、第２肩部テーパ部２６ａと交差している。また、図示されていないが、第１周方向テーパ部２５ｂにおいても、下辺の軸方向の他端が、第１肩部テーパ部２５ａの下辺と同じ径方向位置であり、その下辺の軸方向の一端が、第１肩部テーパ部２５ａの下辺より外径側で、第１肩部テーパ部２５ａと交差している。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３５】
実施の形態２においても、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ、２６ｂの一部が、領域２４内に入り込んでいるので、有効磁束量が増大し、出力を向上させることができる。
【００３６】
実施の形態２では、第２周方向テーパ部２６ｂの下辺２６ｂａの軸方向の一端が、第２肩部テーパ部２６ａの下辺と同じ径方向位置であり、その下辺２６ｂａの軸方向の他端が、第２肩部テーパ部２６ａの下辺より外径側で、第２肩部テーパ部２６ａと交差している。そこで、第２周方向テーパ部２６ｂのテーパ角度が、実施の形態１における第２周方向テーパ部２６ｂのテーパ角度より小さくなる。同様に、第１周方向テーパ部２５ｂのテーパ角度が、実施の形態１における第１周方向テーパ部２５ｂのテーパ角度より小さくなる。これにより、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ，２６ｂを形成するための面取り量が少なくなるので、第１および第２ポールコア２０，２１の鉄量が多くなり、出力を向上できる。
【００３７】
なお、上記各実施の形態では、車両用交流発電機を用いて説明しているが、車両用回転電機は、車両用交流発電機に限定されず、車両用交流電動機、車両用交流発電電動機を用いることができる。
また、上記各実施の形態では、回転子７の極数が１６極であるが、回転子の極数は４極以上であれば、同様の効果が得られる。
【００３８】
また、上記各実施の形態では、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ，２６ｂが全ての第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂの周方向両側の肩部に形成されているが、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ，２６ｂは全ての第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂの周方向両側の肩部に形成される必要はない。例えば、第１周方向テーパ部２５ｂを全ての第１磁極部２２ｂの周方向両側の肩部に形成し、第２周方向テーパ部２６ｂを省略してもよい。また、第１および第２周方向テーパ部２５ｂ，２６ｂを全ての第１および第２磁極部２２ｂ，２３ｂの回転方向の前方の肩部にのみ形成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
３  ケース、７  回転子、８  固定子、９  固定子鉄心、１０  固定子コイル、１８  界磁コイル、１９  ポールコア、２０  第１ポールコア、２０ａ  第１本体部、２０ｂ  第１ヨーク、２１  第２ポールコア、２１ａ  第２本体部、２１ｂ  第２ヨーク、２２  第１爪状磁極、２２ａ  第１根元部、２２ｂ  第１磁極部、２２ｂｂ  第１側面、２３  第２爪状磁極、２３ａ  第２根元部、２３ｂ  第２磁極部、２３ｂｂ  第２側面、２４  領域、２５ｂ  第１周方向テーパ部、２６ｂ  第２周方向テーパ部、２６ｂａ  下辺。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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