(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子軸と、上記回転子軸の外周部に配設された略円筒状の界磁継鉄と、上記界磁継鉄の外周部に円環状に巻回された界磁コイルと、上記界磁継鉄の軸方向両端部に配設された一対の界磁鉄心と、上記各界磁鉄心の外周部から回転子外周方向に向けて突設された複数の磁極片とを有する回転子を備え、
上記各磁極片には、上記各磁極片の先端から軸方向中央に向かって延在する部分を有しないことを特徴とする交流回転電機。
【請求項２】
上記各界磁鉄心の隣接する磁極片の間の凹部に風音抑制部材を配設し、上記風音抑制部材の外径を上記磁極片の外径と略同じ寸法としたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
上記風音抑制部材は永久磁石であり、上記永久磁石の外周面が、隣接する上記磁極片の励磁極性と逆極性になるように着磁されていることを特徴とする請求項２に記載の交流回転電機。
【請求項４】
上記回転子を囲う固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子を備え、上記固定子鉄心の軸方向長さを上記回転子の軸方向長さと略同じ寸法とし、かつ、上記界磁鉄心の軸方向長さを上記界磁継鉄の外径の略１／４としたことを特徴とする請求項１に記載の交流回転電機。
【請求項５】
上記界磁継鉄の外径を上記回転子の外径の０．４倍〜０．６倍としたことを特徴とする請求項４に記載の交流回転電機。
【請求項６】
上記界磁継鉄の外径を上記回転子の軸方向長さの０．８倍〜１．２倍としたことを特徴とする請求項４に記載の交流回転電機。
【請求項７】
上記界磁鉄心を鋼板の軸方向積層構造としたことを特徴とする請求項１に記載の交流回転電機。
【請求項８】
上記界磁コイルの外径を上記磁極片の外径と略同じ寸法としたことを特徴とする請求項１に記載の交流回転電機。
【請求項９】
上記回転子を囲う固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子を備え、上記固定子鉄心の軸方向に延設されるティース部の軸方向中央付近に低磁気パーミアンス部分を設けたことを特徴とする請求項１に記載の交流回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流回転電機の回転子及び固定子の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のクローポール型（爪状磁極型）の交流回転電機は、複数の爪状磁極を有する一対の界磁鉄心と、回転軸の周囲に巻回され軸方向に磁束を発生する界磁コイルを備えた回転子を有している。この種の回転子は、１個の界磁巻線によって複数の磁極に同じ大きさの起磁力を与えることができるので、界磁効率が良く界磁巻線の構造を簡略化することができる長所がある。
【０００３】
しかし、回転子の回転時に爪状磁極による風切音が発生し騒音が大きくなる。また軸方向に対向する爪状磁極が界磁巻線を覆い隠す構造となっているため界磁巻線の冷却効率が悪く出力が低下するなどの問題があった。
【０００４】
そこで、回転子が発生する風切音を低減させるために、従来、ポールコア（界磁鉄心）の肩部外周部に軸方向テーパ部を形成したものがあった（例えば、特許文献１参照）。また、磁極片の肩部に周方向テーパ部を設けたものがあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
上記のように構成された従来の交流回転電機は、固定子コイル内周面の凹凸と磁極片の肩部との干渉によって生じる風切音を低減することができる。
【０００６】
【特許文献１】特許２６１７００２号公報（第４頁、図２）
【特許文献２】特開２０００−７８８０６号公報（第６頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の交流回転電機は下記の点で問題があった。（ａ）磁極片の爪部が発生する風切音に対する対策が施されていないため風切音低減効果が不十分である。（ｂ）磁極片の爪部の側面に周方向テーパを設けるなどして形状を変更すると磁束量が減少して出力が低下する。（ｃ）磁極片の爪部を製造するのが困難である。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、磁極片の爪部が発生する風切音を低減できるとともに、出力が大きく、製造の容易な交流回転電機を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る交流回転電機は、回転子軸と、回転子軸の外周部に配設された略円筒状の界磁継鉄と、界磁継鉄の外周部に円環状に巻回された界磁コイルと、界磁継鉄の軸方向両端部に配設された一対の界磁鉄心と、各界磁鉄心の外周部から回転子外周方向に向けて突設された複数の磁極片とを有する回転子を備え、
上記各磁極片には、上記各磁極片の先端から軸方向中央に向かって延在する部分を有しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の交流回転電機によれば、磁極片から軸方向に延設する爪部が無いので、界磁コイルの外周に円周方向に連続した通風路が形成され、界磁コイルの放熱性が向上する。また、界磁コイルを覆い隠す爪部がない分だけ界磁コイルの巻線領域が増え、巻線の断面積を大きくすることができ、銅損が低減する。さらに、磁極片の爪部が発生する風切音がなくなるため、騒音が低減する。また、従来のように爪部が遠心力で外側にたわむことがなく、回転時の遠心力に対する剛性が大きくなるため、固定子との空隙長を小さくすることによって界磁磁束が増え、交流回転電機の出力が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による交流回転電機を示す断面図である。図１の交流回転電機は、固定子１、フロントブラケット２、及びリアブラケット３によって構成される外殻を有している。固定子１は、フロントブラケット２とリアブラケット３とによって挟持され、通しボルト４によって締結固定されている。交流回転電機の回転子５は、固定子１の内周面と例えば約０．３ｍｍの空隙を挟んで回転自在に配設されている。回転子５を貫通する回転子軸（シャフト）６の両端には軸受７ａ、７ｂが嵌合固定されており、軸受７ａ、７ｂはフロントブラケット２とリアブラケット３の内側に設けられたハウジング８ａ、８ｂにそれぞれ収納されている。リアブラケット３の内部に一対のブラシ９ａ、９ｂが保持されており、その先端は回転子軸６の一端側に配設された一対のスリップリング１０ａ、１０ｂにそれぞれ摺接している。回転子軸６の他端側は、フロントブラケット２の外側に突き出ており、その端部にはプーリ１１が固定ナット１２によって締結固定されている。
【００１２】
図２は図１の交流回転電機の回転子５を示す斜視図、図３は同じく図１の交流回転電機の回転子５の軸方向断面図、図５は同じく図１の交流回転電機の回転子の磁路断面を示す模式図である。図において、回転子５は、回転子軸６と、回転子軸６の外周部に配設された略円筒状の界磁継鉄１４と、界磁継鉄１４の外周部に円環状に巻回された界磁コイル１５と、界磁継鉄１４の軸方向両端部に配設された略円筒状の一対の界磁鉄心１３ａ及び１３ｂと、界磁鉄心１３ａ及び１３ｂの外周部から回転子外周方向に向けて突設された複数の磁極片１６ａ、１６ｂとを備えている。なお、図２、図３、図５において、磁極は１６極の例を示している。
【００１３】
磁極片１６ａ及び１６ｂは円周方向に等間隔（この間隔を２極ピッチとする）に８個配設されており、界磁鉄心１３ａ（１３ｂ）及び磁極片１６ａ（１６ｂ）を一体にした形状は、歯車形状を成している。これら界磁鉄心１３ａ（１３ｂ）及び磁極片１６ａ（１６ｂ）は、例えば板厚０．３５ｍｍ〜１ｍｍの打抜鋼板を軸方向に複数個積層してカシメ等により固定して製作されている。一対の界磁鉄心１３ａ、１３ｂは、互いの磁極片１６ａ、１６ｂが１極ピッチ分だけ円周方向にずれた状態になるように固定されている。円周方向に隣接する磁極片１６ａ、１６ｂの間の凹部１７には風音抑制部材２７が配設されている。風音抑制部材２７の外径および厚み（軸方向長さ）は、磁極片１６ａ、１６ｂの外径および厚み（軸方向長さ）と略同じ寸法になっている。風音抑制部材２７として、例えば、永久磁石を用いることができる。この場合、永久磁石の着磁方向は径方向とし、外周面の極性は磁極片１６が励磁されたときの極性と逆になるようにする。また、風音抑制部材２７として、永久磁石を用いる代わりに、樹脂や非磁性金属等の低磁気パーミアンス材料を用いてもよい。
【００１４】
界磁継鉄１４は軟磁性材の一体物である。界磁継鉄１４の外周部には薄い樹脂でできたインシュレータ１８が設けられ、インシュレータ１８で囲まれた領域に界磁コイル１５が収納されている。界磁コイル１５は、界磁継鉄１４及び界磁鉄心１３ａ、１３ｂが回転子軸６に圧入固定された後に巻回される。界磁コイル１５の外径は磁極片１６ａ、１６ｂの外径と略同じ寸法になっている。
【００１５】
図４は、図１に示す交流回転電機の固定子１を示す斜視図である。図において、固定子１は固定子鉄心１９と固定子巻線２０とから成る。固定子鉄心１９は、円筒形状のコアバック２１と、コアバック２１の内周部から内径方向に突設した例えば９６個のティース部２２を備える。固定子鉄心１９は、例えば板厚０．３５ｍｍ〜１ｍｍの打抜鋼板を軸方向（厚み方向）に積層固定して製作されている。さらに本実施の形態では、ティース部２２の軸方向（積層方向）の中央付近に低磁気パーミアンス部分２３を設けている。低磁気パーミアンス部分２３を設ける手法として、例えば、固定子鉄心１９の軸方向（積層方向）中央付近でティース部２２の無いコアバック２１のみの打抜鋼板を積層し、固定子鉄心１９の軸方向（積層方向）中央付近をティース部２２の無い空隙部とすることによって実現できる。なお、固定子鉄心１９の軸方向（積層方向）中央付近のティース部を空隙部とする代わりに、樹脂や非磁性金属等の低磁気パーミアンス材料で構成しても良い。
【００１６】
固定子巻線２０は例えば２組の３相巻線から成る。第１及び第２の３相巻線はそれぞれの対応する相同士（例えば、第１の３相巻線のＡ相と第２の３相巻線のＡ相）の位相差が電気角３２．５度になるように構成されている。そのためには、例えば、固定子鉄心１９のスロット開口部２４の間隔を適切に調整すればよい（詳しくは特開２００１−２５１３８号参照）。１相の巻線は６スロットピッチの全節波巻であり、１つのスロットに６個のコイル辺が収められている。１相の直列導体数は６（個／スロット）×１６（スロット／相）＝９６（個／相）、３相間の接続はΔ結線としている。なお、３相巻線は１組のみでもよく、２組の場合も互いの位相差を電気角３０°としてもよい。また、１相の直列導体数は任意の数でよく、Δ結線の替わりにＹ結線とすることもできる。
【００１７】
以上のような本実施の形態の構成において、固定子１と回転子５の主要寸法を以下のように設定する。
（１）固定子鉄心１９の軸方向長さを回転子５の軸方向長さ（Ｌ）と略同じ寸法とする。
（２）回転子５の外径（Ｄ）を回転子５の軸方向長さ（Ｌ）の略２倍とする。
（３）界磁鉄心１３ａ、１３ｂの軸方向長さ（ｄ）を界磁継鉄１４の外径（ｘ）の略１／４とする。
（４）界磁継鉄１４の外径（ｘ）を回転子５の外径（Ｄ）の略０．５とする。
なお、上記主要寸法の設定理由と効果は、後述する。
【００１８】
以上のように、本実施の形態の交流回転電機の回転子５は、回転子軸６と、回転子軸６の外周部に配設された略円筒状の界磁継鉄１４と、界磁継鉄１４の外周部に円環状に巻回された界磁コイル１５と、界磁継鉄１４の軸方向両端部に配設された一対の界磁鉄心１３ａ及び１３ｂと、界磁鉄心１３ａ及び１３ｂの外周部から回転子外周方向に向けて突設された複数の磁極片１６ａ、１６ｂから構成されている。すなわち、本実施の形態の回転子５は、従来のクローポール型（爪状磁極型）の交流回転電機の回転子が備えるような、界磁コイルを覆い隠す磁極片の爪部（磁極片の先端から軸方向中央に向かって延設された磁極片部分）がないため、以下のような効果を奏する。
【００１９】
第１に、磁極片の軸方向に延設する爪部が無いので、界磁コイルの外周に円周方向に連続した通風路が形成され、界磁コイルの放熱性が向上する。
第２に、界磁コイルを覆い隠す爪部がない分だけ界磁コイルの巻線領域が増え、巻線の断面積を大きくすることができ、銅損が低減する。
第３に、磁極片の爪部が発生する風切音がなくなるため、騒音が低減する。
第４に、従来のように爪部が遠心力で外側にたわむことがなく、回転時の遠心力に対する剛性が大きくなるため、固定子との空隙長を小さくすることによって界磁磁束が増え、出力が向上する。
第５に、界磁鉄心１３ａ、１３ｂを連続プレス工法で製造できるため、生産性が向上する。また、薄板鋼板の積層構造とすることによって界磁鉄心１３ａ、１３ｂ内に発生する渦電流が減少し、鉄損が低減する。
【００２０】
また、隣接する磁極片１６ａ（１６ｂ）の間の凹部１７に風音抑制部材２７を配設したことによって、磁極片１６ａ（１６ｂ）の周方向側面から発生する風切音が減少し、騒音が低減する。さらに、風音抑制部材２７を永久磁石にすると、界磁磁束が増えて出力が向上する。
【００２１】
また、固定子１と回転子５の代表寸法を前述の（１）〜（４）のように構成したことによって、界磁磁束が増大し、出力が向上する。これは以下に述べる理由による。
【００２２】
いま、界磁継鉄１４の外径（直径）を変数ｘとして、図６の界磁磁束２５が最大となるようなｘの条件を求めてみる。ただし、回転子５の外径をＤ、回転子５の軸方向長さをＬとし、固定子１と回転子５の空隙長は一定と仮定する。
【００２３】
まず、回転子５の磁路断面積について説明する。回転子５内の磁路は、回転子軸６と界磁継鉄１４とで構成される軸方向磁路と、界磁鉄心１３ａ、１３ｂによって構成される径方向磁路とに分解できる。軸方向磁路の断面積Ｓ１は、Ｓ１＝πｘ２／４と表される。一方、径方向磁路の断面積は、内径側断面積Ｓ２と外径側断面積Ｓ３とで代表することができる。ここで、内径側断面とは界磁継鉄１４と同じ外径の界磁鉄心１３ａ又は１３ｂの円筒面状断面を指し、外径側断面とは磁極片１６の外周面を指す。内径側断面積Ｓ２は、界磁鉄心１３ａ、１３ｂの軸方向長さをｄとすると、Ｓ２＝πｘｄと表すことができる。また、外径側断面積Ｓ３は、磁極片１６の周方向長さａの選び方によって変わるが、磁極片１６と凹部１７を交互に配設する構造上、最大でも全外周面（直径Ｄ、高さｄの円筒面）の１／２程度となる。したがって、Ｓ３≦πＤｄ／２である。
【００２４】
ここで、一般に、磁路断面積は場所によらず一定であることが望ましい。これは、磁路の一部の断面積が他の部分の断面積より小さくなると、断面積の小さい方の磁路が飽和して、磁束の流れを制限してしまうためである。したがって、Ｓ１＝Ｓ２、及び、Ｓ２＝Ｓ３≦πＤｄ／２の条件から、以下の式（１）及び（２）の関係を得る。
【００２５】
【数１】
0004607823.tif 000002
【００２６】
【数２】
0004607823.tif 000003
【００２７】
次に、回転子５と固定子１の空隙の磁気パーミアンスＰｍについて説明する。回転子５の軸方向長さは、磁極片１６ａ（１６ｂ）が発生する界磁磁束が固定子１に効率的に流入できるように、固定子１の軸方向長さと略等しく設定している。つまり、磁極片１６ａ（１６ｂ）の外周面（断面積Ｓ３）は、その全面が固定子１の内周面と対向する。したがって、空隙の磁気パーミアンスＰｍは、空隙長を一定とすると、界磁鉄心１３ａ、１３ｂの外径側断面積Ｓ３に比例する。外径側断面積Ｓ３は、界磁鉄心１３ａ、１３ｂの外径Ｄを一定とすると、界磁継鉄１３ａ、１３ｂの軸方向長さｄに比例する。さらに式（１）を用いると、以下の比例式（３）を得る。
【００２８】
【数３】
0004607823.tif 000004
【００２９】
最後に、界磁コイル１５のアンペアターンについて説明する。界磁コイル１５の電気抵抗Ｒは次式（３）で表すことができる。ただし、巻線の抵抗率をρ、巻数をＮ、断面積をＳ、１ターンの平均周長（界磁コイル断面中心の周長）をλとおく。
【００３０】
【数４】
0004607823.tif 000005
【００３１】
界磁コイル１５に印加する直流電圧をＶとすると、界磁電流Ｉ、アンペアターンＮＩ及び発熱量Ｐは、それぞれ、次式（５）、（６）、（７）で表される。
【００３２】
【数５】
0004607823.tif 000006
【００３３】
【数６】
0004607823.tif 000007
【００３４】
【数７】
0004607823.tif 000008
【００３５】
したがって、界磁コイル１５の断面積Ｓと１ターンの平均周長λが決まると、アンペアターンＮＩは巻数Ｎを小さくするほど大きくなる。しかし、巻数Ｎを小さくすると、式（７）から分かるように、発熱量Ｐが増大して界磁コイル１５の温度が上昇する。このため巻数Ｎには適切な下限値Ｎｍｉｎが存在する。この下限値Ｎｍｉｎは発熱量Ｐの上限値をＰｍａｘとすると、式（７）を変形して次式（８）のように表すことができる。
【００３６】
【数８】
0004607823.tif 000009
【００３７】
また、実施の形態１の場合、界磁コイル１５の全断面積Ｓと１ターンの平均周長λは次式（９）、（１０）で表すことができる。
【００３８】
【数９】
0004607823.tif 000010
【００３９】
【数１０】
0004607823.tif 000011
【００４０】
結局、全断面積Ｓと１ターンの平均周長λが与えられた場合、界磁コイル１５の最大アンペアターン（ＮＩ）ｍａｘは、次式（１１）のように表すことができる。
【００４１】
【数１１】
0004607823.tif 000012
【００４２】
以上により、空隙の磁気パーミアンスＰｍと界磁コイル１５の最大アンペアターン（ＮＩ）ｍａｘを界磁継鉄１４の外径ｘを変数として表すことができた。界磁磁束Φは、空隙の磁気パーミアンスＰｍと最大アンペアターン（ＮＩ）ｍａｘの積に比例するから、次の比例式（１２）が成立する。
【００４３】
【数１２】
0004607823.tif 000013
【００４４】
界磁磁束Φを最大にする変数ｘ（界磁継鉄１４の外径）の値は、式（１２）をｘで微分した式を０とおいた方程式を解くことで得られる。しかしながら、上記方程式の解が煩雑な式となるため、グラフを用いて説明する。図７及び図８は式（１２）をプロットしたものである。図７及び図８において横軸は変数ｘ、縦軸は界磁磁束Φの値を表している。図７はＤ≦２Ｌ（Ｄ：回転子５の外径、Ｌ：回転子５の軸方向長さ）の場合、図８は２Ｌ≦Ｄの場合である。図７から分かるように、Ｄ≦２Ｌの場合は、概ね０．４Ｄ≦ｘ≦０．６Ｄの範囲（図７のｘ１の範囲）でΦが最大となっている。Ｄ＜０．５Ｌの場合は０．６Ｄ≦ｘの領域で最大となるが、上記式（２）よりｘは概ね０．５Ｄ以下となるので上限は０．６Ｄとする。また、図８から、２Ｌ≦Ｄの場合は、概ね０．８Ｌ≦ｘ≦１．２Ｌ（図８のｘ２の範囲）の範囲でΦが最大となることが分かる。なお、４Ｌ＜Ｄの場合は１．２Ｌ≦ｘの領域で最大となるが、回転子５の形状が扁平形状（外径に比して軸方向長さが短い）となって機械的強度が小さくなるので実現性がない。実施の形態１の場合は、上述したようにＤ≒２Ｌ、ｘ≒０．５Ｄ（≒１．０Ｌ）としているため、界磁磁束Φを最大にする効果がある。
【００４５】
次に、固定子１の界磁磁束の流れについて説明する。図６は、回転子５及び固定子１の界磁磁束の流れを説明するための模式図であり、回転子５の軸方向断面を示す。ただし、軸方向断面の上側の界磁鉄心１３ａ（磁極片１６ａ）と下側の界磁鉄心１３ｂ（磁極片１６ｂ）は１極ピッチ分だけ周方向の位相がずれている。図６において、界磁電流がブラシとスリップリングを介して界磁コイル１５に供給されると界磁磁束２５が発生する。界磁磁束２５は界磁継鉄１４内を軸方向に流れ、一方の（Ｎ極となる方の）界磁鉄心１３ａに至る。界磁鉄心１３ａ内に流入した界磁磁束２５は、外径方向に向きを変えて放射状に広がり、磁極片１６ａの先端から空隙に流出する。回転子５から流出した界磁磁束２５は、固定子１のティース部２２ａの先端から固定子鉄心１９内に流入し、そのままティース部２２ａ内を外径方向に流れる。コアバック２１に至った界磁磁束２５は周方向および軸方向に向きを変え、１極ピッチだけ離れたティース部２２ｂに流入する。そして、この界磁磁束２５の周方向の移動のために、界磁磁束２５は固定子巻線２０と鎖交する。ティース部２２ｂ内を内径方向に流れた界磁磁束２５は、ティース部２２ｂ先端から再び空隙に流出する。そして、磁極片１６ｂ先端からもう一方の（Ｓ極となる方の）界磁鉄心１３ｂに流入した界磁磁束２５は、界磁鉄心１３ｂ内を内径方向に流れ、界磁継鉄１４に至る。
【００４６】
ところで、ティース部２２ａ先端から固定子鉄心１９内に流入した界磁磁束２５の一部２５ａは、ティース部２２ａ内を外径方向には流れず、軸方向に流れる。この磁束は固定子巻線２０と鎖交せず、同じティース部２２ｂの先端から磁極片１６ｂに還流する。これは、いわゆる洩れ磁束であり、交流回転電機の出力を低下させる原因の１つである。しかし、本実施の形態の交流回転電機においては、固定子鉄心２１のティース部２２の軸方向（積層方向）の中央付近に低磁気パーミアンス部分２３を設けているため、洩れ磁束の流れを効果的に抑制し、結果として交流回転電機の出力を向上することができる。
【００４７】
これに対して、従来のクローポール型回転子では、Ｎ極側磁極片の爪部とＳ極側磁極片の爪部とが交互に円周方向に近接して配設される。したがって、Ｎ極側磁極片の爪部から流出した磁束は、円周方向に流れてＳ極側磁極片の爪部に流入する。一部の磁束は固定子鉄心内を軸方向に流れるが、距離が遠くなって磁路抵抗が大きくなるため、この量は円周方向に流れる磁束の量に比べて小さい。したがって、漏れ磁束の磁路を断ち切る目的で固定子鉄心のティース部に低磁気パーミアンス部分を設けても、軸方向に流れる磁束量が少ないのでその効果も小さい。
【００４８】
なお、本実施の形態では、固定子鉄心１９の軸方向長さを回転子５の軸方向長さと略同じ寸法としたので、コイルエンド部を含む固定子１の軸方向全長が大きくなることになる。しかしながら、例えば、本出願と同じ出願人が提案した技術（特開２００１−１８６７２９号公報）を使用すれば、従来のコイルエンド群に比べて、コイルエンド群の固定子鉄心の端面からの延出高さを低くできる。また、コイルエンド群における通風抵抗が小さくなり、回転子の回転に起因する風音を低減させることができる。
【００４９】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による交流回転電機の回転子を示す斜視図である。本実施の形態の回転子５は、実施の形態１と同様に、回転子軸６と、回転子軸６の外周部に配設された略円筒状の界磁継鉄１４（図９では隠れている）と、界磁継鉄１４の外周部に円環状に巻回された界磁コイル１５と、界磁継鉄１４の軸方向両端部に配設された一対の界磁鉄心１３ａ及び１３ｂと、界磁鉄心１３ａ及び１３ｂの外周部から回転子外周方向に向けて突設された複数の磁極片１６ａ、１６ｂとを備えている。そして、各磁極片１６ａ、１６ｂの先端部から軸方向の中心側に向かって爪部２６ａ、２６ｂが突設している。爪部２６ａ、２６ｂの軸方向長さｔは、界磁継鉄１４の軸方向長さの１／２より短く設定されている。なお、その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５０】
本実施の形態の交流回転電機の構造によれば、各磁極片１６ａ、１６ｂの先端部から突設している爪部２６ａ、２６ｂの軸方向長さｔを、界磁継鉄１４の軸方向長さの１／２より短く設定しているので、回転子５の回転に伴って爪部２６ａ、２６ｂが発生する風切音を従来より抑制することができる。因みに、従来のクローポール型（爪状磁極型）の交流回転電機の回転子において、Ｎ極側磁極片の爪部とＳ極側磁極片の爪部とは互いに円周方向において重なる位置に配置されている。また、界磁コイル１５の外周に周方向に連続する通風路が形成されるので、界磁コイル１５の放熱性が向上する。さらに、爪部２６ａ、２６ｂの軸方向長さが従来より短いので機械強度を確保しやすくなる。そのため、爪部２６ａ、２６ｂの内周面をテーパ面とせず円筒面状とし、界磁コイル１５と当接するようにすることができる。その結果、界磁コイル１５の巻回領域が大きくなり、巻線の断面積を大きくすることによって銅損が低減する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施の形態１による交流回転電機を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による交流回転電機の回転子の要部を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１による交流回転電機の回転子の要部を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による交流回転電機の固定子の要部を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１による交流回転電機の回転子の磁路断面を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態１による交流回転電機の磁束の流れを示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１による回転子の界磁継鉄の外径と界磁磁束の関係を表す図（Ｄ≦２Ｌの場合）である。
【図８】この発明の実施の形態１による回転子の界磁継鉄の外径と界磁磁束の関係を表す図（２Ｌ≦Ｄの場合）である。
【図９】この発明の実施の形態２による交流回転電機の回転子の要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  固定子、５  回転子、６  回転子軸、１３ａ，１３ｂ  界磁鉄心、
１４  界磁継鉄、１５  界磁コイル、１６ａ，１６ｂ  磁極片、１９  固定子鉄心、
２０  固定子巻線、２２  ティース部、２３  低磁気パーミアンス部分、
２５  界磁磁束、２６ａ，２６ｂ  磁極片の爪部、２７  風音抑制部材。
【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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