(57)【要約】    【課題】出力可変機能を備えた交流発電機のインナロータを、鉄損を低減して発電効率をより一層高められるように構成する。    【解決手段】可変界磁機能を備えた交流発電機のインナロータ１を、外周部に凹部７および制御磁極９を有し、圧粉磁心にて形成されたロータコア４と、前記凹部に装着された永久磁石片３とからなるもの、あるいは、円筒形状のホルダ２２と、該ホルダの外周面に嵌着されたロータコア２３と、該ロータコアの外周面に円周方向について交互に配置された永久磁石片２４並びに制御磁極片２５からなるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のインナロータであって、
当該インナロータは、外周部に凹部および制御磁極を有し、圧粉磁心にて形成されたロータコアと、
前記凹部に装着された永久磁石片とからなるものであることを特徴とする回転電機のインナロータ。
【請求項２】
前記永久磁石片は、ボンド磁石であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のインナロータ。
【請求項３】
前記制御磁極並びに前記永久磁石片の外周面を薄板円筒形のカバーで覆ったことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機のインナロータ。
【請求項４】
回転電機のインナロータであって、
当該インナロータは、円筒形状のホルダと、該ホルダの外周面に嵌着されたロータコアと、該ロータコアの外周面に円周方向について交互に配置された永久磁石片並びに制御磁極片からなるものであることを特徴とする回転電機のインナロータ。
【請求項５】
前記ロータコア及び前記制御磁極は圧粉磁心からなり、前記永久磁石片はボンド磁石からなり、多色成型法により形成されることを特徴とする請求項４に記載の回転電機のインナロータ。
【請求項６】
前記制御磁極並びに前記永久磁石片の外周面を薄板円筒形のカバーで覆ったことを特徴とする請求項４または５に記載の回転電機のインナロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力可変機能を備えた交流発電機など、回転電機に用いるインナロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石を用いたインナロータと、界磁コイルを設けたステータとからなり、界磁コイルへの通電を制御することで発電電力を調整可能としたインナロータ型交流発電機が知られている。この交流発電機のインナロータにおいて、永久磁石が同極着磁され、この永久磁石と隣接する位置に、制御磁極となる鉄片が同数配置されたものが知られている（例えば、特許文献１を参照されたい）。
【特許文献１】特開２００４−３５０４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の出力可変機能を備えた交流発電機のインナロータは、鉄片やコアが主に鉄塊で形成されており、高周波の交番磁界を受けると鉄中に渦電流が誘起されて大きな鉄損が生ずるため、発電効率を高めることが困難であった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、回転電機のインナロータを、鉄損を低減して効率をより一層高められるように構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するために本発明は、可変界磁機能を備えた交流発電機などの回転電機に用いるインナロータ１を、外周部に凹部７および制御磁極９を有し、圧粉磁心にて形成されたロータコア４と、前記凹部に装着された永久磁石片３とからなるものとした（請求項１）。特に、前記永久磁石片をボンド磁石とし（請求項２）、前記制御磁極並びに前記永久磁石片の外周面を薄板円筒形のカバー１３で覆うものとした（請求項３）。
【０００６】
また本発明は、回転電機のインナロータ２１を、円筒形状のホルダ２２と、該ホルダの外周面に嵌着されたロータコア２３と、該ロータコアの外周面に円周方向について交互に配置された永久磁石片２４並びに制御磁極片２５からなるものとした（請求項４）。そしてこの場合は、前記ロータコア及び前記制御磁極を圧粉磁心からなるものとし、前記永久磁石片をボンド磁石からなるものとし、これらが多色成型法により形成されるものとした（請求項５）。さらに、前記制御磁極並びに前記永久磁石片の外周面を薄板円筒形のカバー２６で覆うものとした（請求項６）。
【発明の効果】
【０００７】
このように構成された本発明によれば、永久磁石片の周囲や制御磁極の電気抵抗が高められ、鉄損の低減が実現されることから、効率を高める上に多大な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明に基づき構成された交流発電機のインナロータであり、Ｂ図はその右側面を示し、Ａ図は、Ｂ図のＡ−Ａ線に沿う断面を示す。このインナロータ１は、例えばエンジンのクランク軸に連動連結されて回転する回転軸に直結されるロータコア２と、ロータコア２の外周部に周方向に並んで取り付けられる複数の（本実施例においては４個）永久磁石片３とを備えている。
【００１０】
ロータコア１は、鉄粉などの強磁性金属粉末を溶融樹脂材に混練し、金型成形した上で樹脂を熱硬化させた圧粉磁心からなり、略円筒状に形成されている。このロータコアは、その軸方向略中央から径違いとされ、図１における右側の部位が左側の部位よりも大径に形成されている。そして図１における左側の小径部４と右側の大径部５との間は、ロータコア２の軸線と直交する段差面６とされている。
【００１１】
大径部５の外周部には、その円周を等分割する（本実施形態においては４等分）位置に、永久磁石装着凹部７が形成されている。各永久磁石装着凹部７は、ロータコア２の軸方向について右端面まで貫通しておらず、従って各永久磁石装着凹部７の右側には、側壁８が設けられている。
【００１２】
ロータコア２における永久磁石装着凹部７同士間の部位は、凹部７に装着される永久磁石片３と共に発電機の界磁極を形成するための制御磁極９として構成されている。つまり、制御磁極９は、永久磁石装着凹部７に取り付けられる永久磁石片３と同数（４個）であり、且つロータコア２の周方向について永久磁石片３と交互に並んで配置されている。
【００１３】
永久磁石装着凹部７に取り付けられる永久磁石片３は、ロータコア２の径方向について扁平な板状体を、大径部５と同一外周面をなすように円弧状に反らせた形状をなしており、例えばフェライト磁石やネオジウム磁石を砕いた粉末を溶融樹脂材に混練し、金型成形したボンド磁石からなっている。これらの永久磁石片３が、互いの磁極を同一にしてロータコア２の大径部５の外周部分に等間隔で形成された永久磁石装着凹部７に、例えば接着剤を用いて固定されている。
【００１４】
永久磁石装着凹部７の左側には、環状のホルダキャップ１０が、ロータコア２の左側の小径部４に嵌着され且つ段差面６に接合した状態で、例えばビスなどを用いて固定されている。そして、各永久磁石装着凹部７の側壁８とホルダキャップ１０との間に各永久磁石片３が挟持され、且つ側壁８及びホルダキャップ１０の外周側に向かい合わせに突設された係止爪１１・１２により、各永久磁石片３がロータコア２に保持されている。
【００１５】
これら永久磁石片３と制御磁極９との外周面は、共通の円周面とされ、その外周面には、アルミニウム、チタン、またはステンレスなどの非磁性且つ固有抵抗の高い薄板材で円筒状に形成されたカバー１３が被着されている。
【００１６】
なお、本実施形態では、各制御磁極９及び永久磁石片３は、それぞれの角度が互いに略同一となるよう設定されているが、これは必ずしも同一である必要はない。
【００１７】
このように構成されたインナロータ１によれば、永久磁石片３の周囲や制御磁極９の電気抵抗が高められ、鉄損の低減が実現されることから、発電効率を高める上に多大な効果を奏することができる。
【００１８】
図２は、本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態におけるインナロータ２１は、鉄塊から切削加工にて拡頭円筒形に形成したホルダ２２に、内周側が円筒面をなし外周側が８角形をなすロータコア２３を嵌着し、ロータコア２３の８角形をなす外周面に各４個の永久磁石片２４と制御磁極片２５とを交互に固定し、同一の円周面をなす永久磁石片２４と制御磁極片２５との外周面に、アルミニウム、チタン、ステンレスなどの非磁性且つ固有抵抗の高い薄板材で円筒状に形成されたカバー２６を被着したものである。
【００１９】
これの場合、ホルダ２２が予めセットされた金型内に、ロータコア２３を圧粉磁心にて一次成型し、次にその外周面に、同一の外周面をなすボンド磁石からなる永久磁石片２４と、圧粉磁心からなる制御磁極片２５とを、二色成型法で二次成型して形成されている。
【００２０】
そしてロータコア２３、永久磁石片２４、および制御磁極片２５の同一軸線方向端面をなす左側面から突出したホルダ２２の左端部には、環状フランジ２７を備えたホルダキャップ２８が嵌着され、且つロータコア２３、永久磁石片２４、および制御磁極片２５の左側面に環状フランジ２７を接合した状態で、例えばビスなどを用いて固定されている。そして、ホルダ２２の拡頭部２９の左端面とホルダキャップ２８の環状フランジ２７との間にロータコア２３、永久磁石片２４、および制御磁極片２５が挟持され、且つホルダ２２の拡頭部２９及びホルダキャップ２８の環状フランジ２７に向かい合わせに突設された係止爪３０・３１により、各永久磁石片２４および各制御磁極片２５がホルダ２２に保持されている。
【００２１】
このように構成されたインナロータ２１によれば、永久磁石片２４の周囲や制御磁極２５の電気抵抗が高められ、鉄損の低減が実現されることから、効率を高める上に多大な効果を奏することができる。
【００２２】
なお、本発明は、交流発電機に限らず、電動回転機のロータに等しく適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるインナロータの第１の実施形態を示し、（Ｂ）は右側面図であり、（Ａ）はＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】本発明によるインナロータの第２の実施形態を示し、（Ｂ）は右側面図であり、（Ａ）はＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  インナロータ
３  永久磁石片
４  ロータコア
７  凹部
９  制御磁極
１３  カバー
２１  インナロータ
２２  ホルダ
２３  ロータコア
２４  永久磁石片
２５  制御磁極片
２６  カバー
【図１】
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【図２】
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