(57)【要約】【課題】簡単な構成で、永久磁石が遠心力等により径方向に飛び出すのを防止する車両用回転電機の回転子を得る。【解決手段】回転子巻線１３と、回転子巻線１３を覆って軸方向に延設された複数の爪状磁極１２ｃを有しその爪状磁極１２ｃが互に噛み合わされて対向配置された一対の回転子鉄心１２と、隣り合う爪状磁極１２ｃの隙間に配置された複数の永久磁石３０と、永久磁石３０を爪状磁極１２ｃの周方向側面に固定する磁石保持部材３１とを備え、爪状磁極１２ｃの周方向側面は平面に形成され、永久磁石３０の周方向側面は爪状磁極１２ｃの周方向側面に合わせて形成されており、磁石保持部材３１は、永久磁石３０の径方向の外周面と周方向側面とを覆う磁石保持部３１ａと、永久磁石３０の径方向への移動を阻止する係止部として内周鍔部３１ｂと外周鍔部３１ｃとを有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束を発生させる回転子巻線と、
前記回転子巻線を覆って軸方向に延設された複数の爪状磁極を有しその記爪状磁極が互に噛み合わされて対向配置された一対の回転子鉄心と、
隣り合う前記爪状磁極の隙間に配置された複数の永久磁石と、
前記永久磁石を前記爪状磁極の周方向側面に固定する磁石保持部材とを備え、
前記爪状磁極の周方向側面は平面に形成され、
前記永久磁石の周方向側面は、対向する前記爪状磁極の周方向側面に合わせて形成されており、
前記磁石保持部材は、前記永久磁石の外面の一部を覆う磁石保持部と、隣接するそれぞれの前記爪状磁極と係合して前記永久磁石の径方向への移動を阻止する係止部とを有していることを特徴とする車両用回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用回転電機の回転子において、
隣り合う前記爪状磁極の周方向側面は互いに平行に形成され、軸方向に見た前記永久磁石の断面は矩形状に形成されており、前記磁石保持部材の前記磁石保持部は、前記永久磁石の外周面と周方向側面とを覆う面で構成され、前記係止部は、前記爪状磁極の内周側に係合する内周鍔部と外周側に係合する外周鍔部とで構成されていることを特徴とする車両用回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用回転電機の回転子において、
隣り合う前記爪状磁極の周方向側面は、前記爪状磁極の前記隙間が径方向外側に向かうほど広くなるように傾斜しており、軸方向に見た前記永久磁石の断面は、外周側が長く内周側が短い台形状であり、前記磁石保持部材の前記磁石保持部は、前記永久磁石の外周面と周方向側面とを覆う面で構成され、前記係止部は、前記爪状磁極の内周側に係合する内周鍔部で構成されていることを特徴とする車両用回転電機の回転子。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用回転電機の回転子において、
隣り合う前記爪状磁極の周方向側面は、前記爪状磁極の前記隙間が径方向外側に向かうほど狭くなるように傾斜しており、軸方向に見た前記永久磁石の断面は、外周側が短く内周側が長い台形状であり、前記磁石保持部材の前記磁石保持部は、前記永久磁石の内周面と周方向側面とを覆う面で構成され、前記係止部は、前記爪状磁極の外周側に係合する外周鍔部で構成されていることを特徴とする車両用回転電機の回転子。
【請求項５】
磁束を発生させる回転子巻線と、
前記回転子巻線を覆って軸方向に延設された複数の爪状磁極を有しその爪状磁極が互に噛み合わされて対向配置された一対の回転子鉄心と、
隣り合う前記爪状磁極の隙間に配置された複数の永久磁石とを備え、
前記爪状磁極の周方向側面は、径方向の中央部が突起した凸面、または前記径方向の中央部がくびれた凹面に形成されており、
前記永久磁石の周方向側面は、前記爪状磁極の前記凸面に嵌合する凹面、または前記爪状磁極の前記凹面に嵌合する凸面に形成されていることを特徴とする車両用回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、車両に搭載される交流発電機のような回転電機の回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載される交流発電機では、回転子を構成するランデル型の爪状磁極と固定子との間で磁束を確実に受け渡すため、隣り合う爪状磁極の側面間に永久磁石を介在させ、爪状磁極間の磁束の漏洩を防止する技術が公知である。更に、この永久磁石が遠心力により径方向外側に飛び出して破損することを防止するための技術が知られている。
このような従来技術として、回転軸に圧入される円筒状のボス部とボス部の軸方向端部から径方向外側に延びるディスク部とディスク部の外周端から互いに噛み合うように軸方向に延びる複数の爪状磁極とを有する一対のポールコアと、隣接する２つの爪状磁極の間に配置された複数の永久磁石とを備え、ディスク部に設けた凹部と爪状磁極外周部に設けた鍔部とで永久磁石を拘束する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、回転子の爪状磁極の対向する側面に溝加工を施し、永久磁石の外周面と溝の間に磁石よりも軟質な材料を嵌入し、溝部で永久磁石を保持する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９１２４号公報（第４−５頁、図１−３）
【特許文献２】特開２０００―１３４８８８号公報（第２頁、図１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１や特許文献２に示すような従来の車両用回転電機の回転子においては、永久磁石が遠心力により径方向外側に飛び出して破損することを防止するために、爪状磁極の対向面に鍔部や溝部が設けられ、それにより永久磁石が固定されている。しかしながら、爪状磁極を有する回転子鉄心は、冷鍛で作られることが多い。この場合は鍔形状または溝形状を冷鍛のみで形成することは困難であり、冷鍛で大まかな形状を形成した後、鍔または溝を切削加工することになる。これにより、回転子鉄心の加工費が増え、回転子が高価になってしまうという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、回転子鉄心に鍔部や溝を設けることなく、永久磁石が遠心力等により径方向に移動するのを防止する車両用回転電機の回転子を安価に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回転電機の回転子は、磁束を発生させる回転子巻線と、回転子巻線を覆って軸方向に延設された複数の爪状磁極を有しその爪状磁極が互に噛み合わされて対向配置された一対の回転子鉄心と、隣り合う爪状磁極の隙間に配置された複数の永久磁石と、永久磁石を爪状磁極の周方向側面に固定する磁石保持部材とを備え、爪状磁極の周方向側面は平面に形成され、永久磁石の周方向側面は、対向する爪状磁極の周方向側面に合わせて形成されており、磁石保持部材は、永久磁石の外面の一部を覆う磁石保持部と、隣接するそれぞれの爪状磁極と係合して永久磁石の径方向への移動を阻止する係止部とを有しているものである。
【０００７】
また、爪状磁極の周方向側面は、径方向の中央部が突起した凸面、または径方向の中央部がくびれた凹面に形成されており、永久磁石の周方向側面は、爪状磁極の凸面に嵌合する凹面、または凸面に嵌合する凹面に形成されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の車両用回転電機の回転子によれば、爪状磁極の周方向側面は平面に形成され、永久磁石の周方向側面は、対向する爪状磁極の周方向側面に合わせて形成されており、磁石保持部材は、永久磁石の外面の一部を覆う磁石保持部と、隣接するそれぞれの爪状磁極と係合して永久磁石の径方向への移動を阻止する係止部とを有しているので、爪状磁極の周方向側面に永久磁石を固定するための鍔部や溝部が必要ないため、爪状磁極の加工が簡単になり、回転子鉄心の加工費の抑制を図ることができる。
【０００９】
また、爪状磁極の周方向側面は、径方向の中央部が突起した凸面、または径方向の中央部がくびれた凹面に形成されており、永久磁石の周方向側面は、爪状磁極の凸面に嵌合する凹面、または爪状磁極の凹面に嵌合する凸面に形成されているので、爪状磁極の周方向側面に鍔部や溝部を形成する場合と比較して、爪状磁極の加工が簡単となり、回転子鉄心の加工費の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による車両用回転電機の構成を示す断面図である。
【図２】図１の車両用回転電機の回転子を示す側面図である。
【図３】図２の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図３，図４の磁石保持部材のみを示す斜視図である。
【図６】図５の磁石保持部材の変形例を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２による車両用回転電機の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した状態を示す断面図である。
【図８】図７の磁石保持部材のみを示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態３による車両用回転電機の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した状態を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による車両用回転電機の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した状態を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態４による車両用回転電機の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した状態の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による回転電機の回転子を、図に基づいて説明する。
図１は、以下に説明する実施の形態も含めた各実施の形態に用いられるランデル型の回転子を備えた回転電機の構成を示す断面図である。
図２は、回転子のみを取り出し、軸線に直交方向に見た側面図であり、永久磁石を装着する前の状態を示している。
図３は、図２の回転子の爪状磁極に永久磁石を装着した斜視図であり、図４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１２】
先ず、図１および図２により、回転電機およびその回転子部分の構成について説明する。図に示す回転電機１は、回転電機本体２と、回転電機本体２に搭載された制御装置３とを有する制御装置一体型回転電機を示しており、例えば、内燃機関により駆動される車両に搭載されるものである。図１の回転電機１は、ブラシ付の交流発電電動機（ＡＣモータジェネレータ）として構成されている。なお、以下の説明では、各図において、同一または相当部分には同一符号を付して説明する。
【００１３】
回転電機本体２は、筒状の固定子４と、固定子４の内側空間に微少間隙を介して回転自在に配置された回転子５とが、金属製のフロントブラケット６およびリヤブラケット７からなるケースに収容されて固定されている。図１のように、固定子４の軸方向両端部がフロントブラケット６とリヤブラケット７との間に装架され、両ブラケットを互いに接近する方向に複数の締結ボルト８で締め付けられている。ほぼ椀形状をしたフロントブラケット６およびリヤブラケット７のそれぞれの底部には吸気孔が複数形成され、同様に外周両肩部には排気孔が複数形成されている。
【００１４】
固定子４は、フロントブラケット６とリヤブラケット７との間に挟持されて固定された筒状の固定子鉄心９と、この固定子鉄心９に設けられた電機子巻線としての固定子巻線１０とを有している。
回転子５は、回転子５の軸線上に配置された回転子軸１１と、この回転子軸１１の軸方向の中央部に固定された一対の回転子鉄心１２と、これらの回転子鉄心１２により包囲されて界磁巻線として磁束を発生させる回転子巻線１３とを有している。鉄製の一対の回転子鉄心１２は、いわゆる、クローポール形磁極を構成しており、それぞれ、例えば８つの爪状磁極１２ｃが、外周縁に周方向に等角ピッチで、回転子軸１１の軸方向に向けて延設されており、爪状磁極１２ｃを互いに噛み合わせるように対向配置して回転子軸１１に固定されている。回転子巻線１３は、一対の回転子鉄心１２により包囲されている。
【００１５】
回転子軸１１は、フロントブラケット６およびリヤブラケット７を貫通し、両ブラケットのそれぞれに設けられた一対の軸受１４を介して回転自在に支持されている。また、回転子鉄心１２の軸方向両端部には、回転子５と一体に回転する送風用の冷却ファン１５が設けられている。なお、図２では、この冷却ファン１５の図示は省略しており、また、次に説明する永久磁石３０もまだ装着していない状態を示している。
【００１６】
回転子軸１１のフロントブラケット６側の軸端部には、プーリ１６が固定されている。プーリ１６は、車両に搭載された内燃機関（図示せず）の回転軸と連動する伝達ベルト（図示せず）が巻き掛けられ、この伝達ベルトを介して回転電機１と内燃機関との間で動力の授受を行う。
また、回転子軸１１のリヤブラケット７側の軸端部近傍には、回転子軸１１の回転に応じた信号を発生する回転位置検出センサ１７と、回転子巻線１３に電気的に接続された一対のスリップリング１８が設けられている。スリップリング１８は、回転子軸１１の外周部を囲む環状の導電性部材により構成されている。
【００１７】
また、導電性材料により構成された一対のブラシ１９は、リヤブラケット７に固定されたブラシホルダ２０に保持され、スリップリング１８に接触する方向に押圧バネにより付勢されている。スリップリング１８とブラシ１９は、回転子５の回転にともなって摺動接触し、界磁電流をブラシ１９とスリップリング１８を介して回転子巻線１３に供給する。
【００１８】
制御装置３は、固定子巻線１０に電気的に接続されたパワーモジュール構成体２１と、直流電源としての車載バッテリ（図示せず）からの直流電力を調整して界磁電流として回転子巻線１３に供給する界磁回路部２２と、パワーモジュール構成体２１および界磁回路部２２を制御する制御回路部２３と、パワーモジュール構成体２１と界磁回路部２２と制御回路部２３との間で制御信号の送受信を行うための信号中継装置２４とを有している。これらの制御装置３は、リヤブラケット７の軸方向端部に固定されており、絶縁樹脂により構成されたカバー２５により覆われている。また、制御回路部２３には、外部機器（例えば内燃機関制御ユニットなど）との間で信号の送受信を行うための外部接続用のコネクタ２６が設けられている。
なお、制御装置３の構成は一例を示すものであり図１に限定するものではなく、本願の主要部ではないので詳細な説明は省略する。また、回転電機１は制御装置一体型に限定するものではない。
【００１９】
次に実施の形態１における回転子５の回転子鉄心１２の爪状磁極１２ｃに永久磁石３０を装着する部分の構成について説明する。最初に図１により回転子鉄心１２の形状をもう少し詳しく説明すると、回転子鉄心１２は、回転子軸１１に圧入される円筒状のボス部１２ａと、ボス部１２ａの軸方向端部側から径方向外側に伸びるディスク部１２ｂと、ディスク部１２ｂの外周端から軸方向の内側に伸びる複数の爪状磁極１２ｃとを有している。そして、一対の回転子鉄心１２を向かい合わせてそれぞれの爪状磁極１２ｃが互いに噛み合うように配置されており、図２に示すように、ある爪状磁極１２ｃと隣り合う爪状磁極１２ｃの側面で構成される隙間が存在する。この隙間に永久磁石３０を配置することで爪状磁極１２ｃと固定子４との間で確実に磁束を受け渡すことが可能に構成されている。
【００２０】
図３は、実施の形態１における爪状磁極１２ｃと永久磁石３０および磁石保持部材３１の構成を示す斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ線に沿って矢印の方向に見た断面図である。図３、図４に示すように、爪状磁極１２ｃの周方向側面には鍔部や溝の加工はされていない。周方向側面の形状は径方向に直線状の平面であり、角部の面取り加工やＲ加工部を除けば、互いに平行な平面で対向している。
【００２１】
永久磁石３０は、フェライト磁石やネオジム磁石などからなり、図４のように軸方向に見た断面が矩形状で、全体はほぼ直方体状に形成されている。周方向の幅は、爪状磁極１２ｃの隣り合う側面で形成される隙間に磁石保持部材３１を介して嵌合可能な寸法となっている。
なお、永久磁石３０の長手方向は、回転子５の軸線の方向と完全に平行ではないが、便宜上、永久磁石３０の長手方向も「軸方向」と呼ぶことにする。また、Ａ−Ａ線で示す一点鎖線方向を「周方向」と呼ぶことにする。そして、永久磁石３０が爪状磁極１２ｃの隙間に配置された状態で、回転軸心に近い側の面を「内周面」，遠い側の面を「外周面」、爪状磁極１２ｃとの対向面を「周方向側面」と呼ぶことにする。
【００２２】
図５は、磁石保持部材３１の単体の斜視図である。磁石保持部材３１は、非磁性体であり、例えばステンレスのような金属、もしくは合成樹脂等から成っている。
磁石保持部材３１の形状は、永久磁石３０の両周方向側面と外周面を覆う磁石保持部３１ａと、爪状磁極１２ｃの側面の内周面にそって周方向に延びる内周鍔部３１ｂおよび外周面にそって周方向に延びる外周鍔部３１ｃからなる係止部を有している。軸方向長さは永久磁石３０とほぼ同じ長さである。
【００２３】
内周鍔部３１ｂが爪状磁極１２ｃの内周面に係合することで永久磁石３０が遠心力により径方向外側に飛び出して破損することを防止すると共に、外周鍔部３１ｃが爪状磁極１２ｃの外周面に係合することで、永久磁石３０が径方向内側に倒れることを防止している。これにより、永久磁石３０を回転子５に組み付けるときに永久磁石３０が倒れることなく安定するため、組み付けが容易になる。
【００２４】
更に、磁石保持部材３１の内周鍔部３１ｂ、外周鍔部３１ｃがそれぞれ爪状磁極１２ｃの内周面および外周面をガイドしているため、永久磁石３０の位置決めも容易になる。
永久磁石３０と磁石保持部材３１は、シリコーンなどの接着材にて接着されるか、または磁石保持部材３１に永久磁石３０が嵌入されて、両者が一体に固定されている。
磁石保持部材３１と爪状磁極１２ｃの側面は、シリコーンなどの接着材で接着されていてもよいし、もしくは爪状磁極間の隙間に嵌入されていてもよい。
【００２５】
図６は、図５の磁石保持部材３１の変形例を示す斜視図である。図５の磁石保持部材３１のような形状の場合、樹脂により製作する場合は比較的容易に製作できるが、例えばステンレスのような金属で製作しようとすれば、溶接などの接合工程が必要となる。
そこで、ステンレスなどの金属で製作する場合は、図６の磁石保持部材３２のような形状にすればよい。すなわち、軸方向の両側に、折り曲げ加工またはプレス加工などで内周鍔部３２ｂを形成し、中央部は曲げることなく平面状に残し、その両側端部を外周鍔部３２ｃとするものである。内側が磁石保持部３２ａとなる。
このような形状とすることで、金属部材でも曲げ加工やプレス加工などで製作することが可能となり、製作が容易で安価に製作できる。
【００２６】
以上のように、実施の形態１の車両用回転電機の回転子によれば、磁束を発生させる回転子巻線と、回転子巻線を覆って軸方向に延設された複数の爪状磁極を有しその爪状磁極が互に噛み合わされて対向配置された一対の回転子鉄心と、隣り合う爪状磁極の隙間に配置された複数の永久磁石と、永久磁石を爪状磁極の周方向側面に固定する磁石保持部材とを備え、爪状磁極の周方向側面は平面に形成され、永久磁石の周方向側面は、対向する爪状磁極の周方向側面に合わせて形成されており、磁石保持部材は、永久磁石の外面の一部を覆う磁石保持部と、隣接するそれぞれの爪状磁極と係合して永久磁石の径方向への移動を阻止する係止部とを有しているので、爪状磁極の周方向側面に永久磁石を固定するための鍔部や溝部が必要ないため、爪状磁極の加工が簡単となり、回転子鉄心の加工費の抑制を図ることができる。
また、鍔部等がないため、爪状磁極の周方向側面と永久磁石の周方向側面との対向面を広くとることが可能となり、磁束の漏れを小さく抑えることができる。
【００２７】
また、隣り合う爪状磁極の周方向側面は互いに平行に形成され、軸線方向に見た永久磁石の断面は矩形状に形成されており、磁石保持部材の磁石保持部は、永久磁石の外周面と周方向側面とを覆う面で構成され、係止部は、爪状磁極の内周側に係合する内周鍔部と外周側に係合する外周鍔部とで構成されているので、永久磁石の径方向の移動が効果的に阻止でき、爪状磁極の加工が簡単となり、回転子鉄心の加工費の抑制を図ることができる。
【００２８】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２による車両用回転電機の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した状態を示す断面図であり、実施の形態１の図４に対応する部分である。回転子の構成は実施の形態１と同じなので、図示および説明は省略する。図８は、図７の磁石保持部材の単体の斜視図である。また、以下の説明において、爪状磁極は、断面形状が実施の形態１の場合と異なっているが、煩雑さを避けるため、同一符号を付している。ただし、永久磁石と磁石保持部材は、形状が異なれば別符号を付して区別している。
【００２９】
実施の形態２の爪状磁極１２ｃは、爪状磁極間の隙間が径方向外側に向かうほど広くなるように、爪状磁極１２ｃの周方向側面が傾斜している。すなわち、断面形状は内周側が長く外周側が短い台形状である。したがってこれに対応する永久磁石３３の断面は、その形状に合わせて内周側が短く外周側が長い台形状になっており、磁石保持部材３４も台形にならう形状になっている。爪状磁極１２ｃの周方向側面の傾斜により、永久磁石３３が径方向内側に倒れることを防止できるため、磁石保持部材３４には外周鍔部が必要なくなる。
【００３０】
磁石保持部材３４は、永久磁石３３の外周面と周方向側面とを覆う面で構成される磁石保持部３４ａと、爪状磁極１２ｃの内周側に係合する内周鍔部３４ｂからなる係止部を有している。
実施の形態１の図５と比較すると、一枚の板を折り曲げることで容易に製作できる形状になっているため、金属でも容易に製作が可能であり、また、部材の体積も実施の形態１
より少なくできる。更に、永久磁石３３の断面が台形状になっているので、永久磁石３３が磁石保持部材３４に対し径方向に移動することがないため、永久磁石３３を磁石保持部材３４に接着したり嵌入により固定したりする必要がなくなる。
【００３１】
以上のように、実施の形態２の車両用回転電機の回転子によれば、隣り合う爪状磁極の周方向側面は、爪状磁極の隙間が径方向外側に向かうほど広くなるように傾斜しており、軸方向に見た永久磁石の断面は、外周側が長く内周側が短い台形状であり、磁石保持部材の磁石保持部は、永久磁石の外周面と周方向側面とを覆う面で構成され、係止部は、爪状磁極の内周側に係合する内周鍔部で構成されているので、爪状磁極や磁石保持部材を簡単に加工できるため、回転子鉄心の加工費の抑制を図ることが可能である。
【００３２】
実施の形態３．
図９は、実施の形態３による車両用回転電機の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した状態を示す断面図であり、実施の形態１の図４に対応する部分である。回転子の構成は実施の形態１と同じなので、図示および説明は省略する。
【００３３】
この実施の形態では、隣り合う爪状磁極１２ｃで形成される隙間が、径方向外側に向かうほど狭くなるように、爪状磁極１２ｃ周方向側面が傾斜している。すなわち、爪状磁極１２ｃの断面形状は、内周側が短く外周側が長い台形状である。その形状に合わせて永久磁石３５の断面は逆向きの台形状になっている。磁石保持部材３６も台形にならう形状であり、永久磁石３５の内周面と周方向側面とを覆う面で構成される磁石保持部３６ａと、爪状磁極１２ｃの外周側に係合する外周鍔部３６ｃからなる係止部とを有している。
爪状磁極１２ｃの周方向側面が図のような傾斜になっていることで、永久磁石３５が径方向外側に倒れることを防止できるため、磁石保持部材３６には内周鍔部は必要ない。
この実施の形態における磁石保持部材３６も実施の形態２と同様、一枚の板を折り曲げることで製作できる形状であるため、金属でも容易に製作が可能である。
【００３４】
以上のように、実施の形態３の車両用回転電機の回転子によれば、隣り合う爪状磁極の周方向側面は、爪状磁極の隙間が径方向外側に向かうほど狭くなるように傾斜しており、軸方向に見た永久磁石の断面は、外周側が短く内周側が長い台形状であり、磁石保持部材の磁石保持部は、永久磁石の内周面と周方向側面とを覆う面で構成され、係止部は、爪状磁極の外周側に係合する外周鍔部で構成されているので、永久磁石の径方向の飛び出しを効果的に抑制でき、爪状磁極や磁石保持部材を簡単に加工できるため、回転子鉄心の加工費の抑制を図ること可能である。
【００３５】
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４による車両用回転電機の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した状態の一例を示す断面図であり、図１１は他の例を示す断面図である。いずれも、実施の形態１の図４に対応する部分を示している。回転子の構成は実施の形態１と同じなので、図示および説明は省略する。
この実施の形態では、爪状磁極の周方向側面と永久磁石の周方向側面とが、周方向の断面で見て、くの字状の凹凸面によって嵌合している点に特徴を有するものである。
【００３６】
図１０では、隣り合う爪状磁極１２ｃの隙間が最初は径方向外側に向かうほど狭くなり途中から広くなるように、爪状磁極１２ｃの周方向側面の径方向の中央部がくの字状に突起した凸面１２ｄに形成されている。一方の永久磁石３７の周方向側面は、径方向の中央部がくの字状にくびれた凹面３７ａに形成されている。
【００３７】
爪状磁極１２ｃの凸面１２ｄと永久磁石３７の凹面３７ａが嵌合することで、永久磁石３７が径方向内側および外側に倒れることを防止できるため、磁石保持部材３８には実施
の形態１のような内周鍔部および外周鍔部が必要なく、内側に形成される磁石保持部のみで良い。
この実施の形態における磁石保持部材３８も、一枚の板を折り曲げることで製作できる形状であるため、金属でも容易に製作が可能である。
【００３８】
図１１は、本実施の形態の回転子の爪状磁極に永久磁石を固定した状態を示す他の例であり、図１０の変形例である。
図１１のように、隣り合う爪状磁極１２ｃの隙間が最初は径方向外側に向かうほど広くなり、途中から狭くなるように、爪状磁極１２ｃの周方向側面の径方向の中央部がくの字状にくびれた凹面１２ｅに形成されている。一方の永久磁石３９の周方向側面は、径方向の中央部がくの字状に突起した凸面３９ａに形成されている。磁石保持部材４０は、その内側に形成された磁石保持部のみで良い。
爪状磁極１２ｃの凹面１２ｅと永久磁石３９の凸面３９ａが嵌合することで、永久磁石３９が径方向内側および外側に倒れることを防止できるため、図１０の場合と同様な効果を期待できる。
【００３９】
なお、磁石保持部材３８または磁石保持部材４０は、永久磁石の径方向への移動を防止する目的からは必ずしも必要ではないが、磁石保持部材を設けることで、爪状磁極と永久磁石との隙間を確実に埋めて、がたつきを防止する効果が期待できる。
また、上記の説明では、凹凸面の断面形状は「くの字状」としたが、これに限定するものではなく、例えば円弧状の組み合わせでも良い。
【００４０】
本実施の形状の場合、回転子鉄心１２の爪状磁極１２ｃの凸面１２ｄまたは凹面１２ｅは、冷鍛によって製作することが可能である。背景技術の項で説明した特許文献１または２の場合では、爪状磁極の対向面に鍔部や溝部を切削加工等で形成していたが、本実施の形態では機械加工は不要であるため、それらに比べて加工が簡単で安価にできる。
【００４１】
以上のように、実施の形態４の車両用回転電機の回転子によれば、磁束を発生させる回転子巻線と、回転子巻線を覆って軸方向に延設された複数の爪状磁極を有しその爪状磁極が互に噛み合わされて対向配置された一対の回転子鉄心と、隣り合う爪状磁極の隙間に配置された複数の永久磁石とを備え、爪状磁極の周方向側面は、径方向の中央部が突起した凸面、または径方向の中央部がくびれた凹面に形成されており、永久磁石の周方向側面は、爪状磁極の凸面に嵌合する凹面、または爪状磁極の凹面に嵌合する凸面に形成されているので、簡単な加工で、永久磁石の径方向への移動を阻止する嵌合面が得られ、加工費の削減を図ることができる。
【００４２】
なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  回転電機、２  回転電機本体、３  制御装置、４  固定子、５  回転子、
６  フロントブラケット、７  リヤブラケット、８  締結ボルト、９  固定子鉄心、
１０  固定子巻線、１１  回転子軸、１２  回転子鉄心、１２ａ  ボス部、
１２ｂ  ディスク部、１２ｃ  爪状磁極、１２ｄ  凸面、１２ｅ  凹面、
１３  回転子巻線、１４  軸受、１５  冷却ファン、１６  プーリ、
１７  回転位置検出センサ、１８  スリップリング、１９  ブラシ、
２０  ブラシホルダ、２１  パワーモジュール構成体、２２  界磁回路部、
２３  制御回路部、２４  信号中継装置、２５  カバー、２６  コネクタ、
３０  永久磁石、３１  磁石保持部材、３１ａ  磁石保持部、３１ｂ  内周鍔部、
３１ｃ  外周鍔部、３２  磁石保持部材、３２ａ  磁石保持部、３２ｂ  内周鍔部、
３２ｃ  外周鍔部、３３  永久磁石、３４  磁石保持部材、３４ａ  磁石保持部、
３４ｂ  内周鍔部、３５  永久磁石、３６  磁石保持部材、３６ａ  磁石保持部、
３６ｃ  外周鍔部、３７  永久磁石、３７ａ  凹面、３８  磁石保持部材、
３９  永久磁石、３９ａ  凸面、４０  磁石保持部材
【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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