(57)【要約】【課題】小型軽量化が可能な界磁コイル型回転電機を提供すること。【解決手段】ロータコア７は、ボス部７１とこのボス部７１の外周面から放射状に突出する偶数個の磁気突極部７２をもち、すべての磁気突極部７２は軸方向において重なる位置に配置される。界磁コイル９は、互いに周方向に隣接する磁気突極部７２、７２の間の磁極間隙間に延在する磁極間隙間延在部９２と、磁気突極部７２の端面に沿いつつ周方向へ延在する周方向延在部９１とを交互に連ねた蛇行形状に巻装される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支承される回転軸と、
前記ハウジングに固定されたステータコアと、
前記ステータコアに巻装されたステータコイルと、
少なくとも軸方向に延在する所定の磁極間隙間を挟んで周方向へ順次配置された所定数の磁極を有するとともに前記回転軸に固定されるロータコアと、
前記ロータコアに巻装されて前記各磁極を周方向極性交互に磁化する界磁コイルと、
前記ハウジング側のブラシから給電された界磁電流を前記界磁コイルに供給するスリップリングからなる界磁コイル給電機構と、
を備える界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、
ボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に突出して前記磁極をそれぞれ構成する所定数の磁気突極部とを有し、
前記界磁コイルは、
前記各磁極間隙間に蛇行配置されることを特徴とする界磁コイル型回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、それぞれ前記界磁コイルを有して同一の前記回転軸に軸方向に所定のコア間隙間を隔てて複数タンデム配置され、
前記界磁コイルは、前記各ロータコアに個別に巻装されている界磁コイル型回転電機。
【請求項３】
請求項２記載の界磁コイル型回転電機において、
互いに軸方向に隣接する２つの前記ロータコアは、周方向略同位置に前記磁気突極部を有し、
前記界磁コイルは、前記コア間隙間を通過するコア間隙間延在部と、前記ロータコアの端面に沿って周方向へ延在する周方向延在部とを交互に連ねてなり、
互いに軸方向に隣接する２つの前記界磁コイルの一方の前記周方向延在部は、前記２つの前記界磁コイルの他方の前記周方向延在部と略同位置に配置される界磁コイル型回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルは、
奇数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面、及び、偶数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面に隣接して周方向へ延設される周方向延在部と、
前記磁極間隙間に延設されて互いに周方向に隣接する２つの前記周方向延在部を連ねる磁極間隙間延在部と、
を有し、
前記磁気突極部は、
前記界磁コイルの周方向延在部に近接する端面が前記界磁コイルの周方向延在部が近接しない端面よりも小さい周方向長さをもつように軸方向に対して所定の角度で斜設されている界磁コイル型回転電機。
【請求項５】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ボス部は、軸方向に貫設された貫通孔を有する界磁コイル型回転電機。
【請求項６】
請求項５記載の界磁コイル型回転電機において、
前記軸流翼部は、タンデム型ロータコアのコア間隙間に送気する界磁コイル型回転電機。
【請求項７】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルの前記周方向延在部が隣接しない前記磁気突極部の軸方向端面に固定されて前記ステータコイルのコイルエンドに遠心風を送気する遠心翼をもつ界磁コイル型回転電機。
【請求項８】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、一体品からなる界磁コイル型回転電機。
【請求項９】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルに隣接する前記磁気突極部の端面は、前記界磁コイルが収容される窪み部を有する界磁コイル型回転電機。
【請求項１０】
請求項９記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルのうち周方向に延在する周方向延在部は、前記前記窪み部よりも軸方向外側に突出しない界磁コイル型回転電機。
【請求項１１】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記磁気突極部は、略一定の磁路直角方向断面積を有する界磁コイル型回転電機。
【請求項１２】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記磁気突極部の磁路直角方向断面積は、前記ボス部の磁路直角方向断面積の略２倍に設定される界磁コイル型回転電機。
【請求項１３】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルに隣接しない奇数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面は、前記界磁コイルに隣接する偶数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面よりも軸方向一端側へずれた位置に配置され、
前記界磁コイルに隣接しない偶数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面は、前記界磁コイルに隣接しない奇数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面よりも軸方向他端側へずれた位置に配置されている界磁コイル型回転電機。
【請求項１４】
請求項１３記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアの前記ボス部の軸方向中央部は、前記ボス部の軸方向端部よりも大きな径方向長さをもつ界磁コイル型回転電機。
【請求項１５】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルは、平角線からなる界磁コイル型回転電機。
【請求項１６】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルにデューティー比２０％以下の間欠給電を行う給電制御回路を有する界磁コイル型回転電機。
【請求項１７】
請求項１６記載の界磁コイル型回転電機において、
前記給電制御回路は、前記スリップリングよりも前記界磁コイル側に設置されてフライホイル電流を前記界磁コイルに流すフライホイルダイオードを有する界磁コイル型回転電機。
【請求項１８】
請求項１７記載の界磁コイル型回転電機において、
前記フライホイルダイオードは、ショットキーバリヤダイオードからなる界磁コイル型回転電機。
【請求項１９】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
湾曲しつつ略周方向へ延在する前記界磁コイルの周方向延在部に接する前記磁気突極部の端面は、前記界磁コイルの周方向延在部の湾曲形状に沿って面取りされている界磁コイル型回転電機。
【請求項２０】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、前記磁極間隙間に沿いつつ前記界磁コイルの略径方向内側にて破断されて２つのハーフコアに分割され、
前記２つのハーフコアの一方は、奇数番目の前記磁気突極部と一体に形成され、
前記２つのハーフコアの他方は、偶数番目の前記磁気突極部と一体に形成され、
前記界磁コイルは、あらかじめ成形されて前記両ハーフコアの間に介設される界磁コイル型回転電機。
【請求項２１】
請求項１記載の界磁コイル型回転電機において、
前記磁気突極部の外周端部は、前記外周端部よりも径方向内側部分よりも周方向又は軸方向へ突出して前記ステータコアの内周面に対面する磁極面を拡大する鍔部を有する界磁コイル型回転電機。
【請求項２２】
請求項２０記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルのうちの周方向へ延在する部分である周方向延在部の径方向外側に隣接する前記鍔部の部分は、前記鍔部の他の部位よりも長く突出している界磁コイル型回転電機。
【請求項２３】
ハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支承される回転軸と、
前記ハウジングに固定されたステータコアと、
前記ステータコアに巻装されたステータコイルと、
少なくとも軸方向に延在する所定の磁極間隙間を挟んで周方向へ順次配置された所定数の磁極を有するとともに前記回転軸に固定されるロータコアと、
前記ロータコアに巻装されて前記ロータコアの固定されて前記各磁極を周方向極性交互に磁化する界磁コイルと、
前記ハウジング側のブラシから給電された界磁電流を前記界磁コイルに供給するスリップリングからなる界磁コイル給電機構と、
を備える界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、それぞれ前記界磁コイルを有して同一の前記回転軸に軸方向に所定のコア間隙間を隔てて一対タンデム配置され、
前記界磁コイルは、前記一対のロータコアに個別に巻装され、
前記スリップリングは、一対配置され、
前記一対の界磁コイルの一方と直列に第１の電流方向決定用ダイオードが接続され、
前記一対の界磁コイルの他方と直列に第２の電流方向決定用ダイオードが接続され、
前記界磁コイル給電機構は、フルブリッジインバータ回路から給電される交流電圧を、前記電流方向決定用ダイオードを通じて前記一対の界磁コイルに印加することを特徴とする界磁コイル型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛇行界磁コイル型回転電機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
界磁コイル型回転電機の一形式として従来よりランデル構造の車両用交流発電機が製造されていることは周知となっている。このランデル構造の車両用回転電機は、２つのハーフコアのボス部の平坦な輪板形状の端面を突き合わせてロータ側磁気回路を構成している。
【０００３】
近年、車両電源系が複数電圧方式に移行しつつあり、このため２つの発電機のロータをタンデム結合（縦続接続）したタンデム式車両用交流発電機がたとえば特許文献１ー７などに提案されている。
【特許文献１】特開平１−１５７２５１号公報
【特許文献２】特開平５−１３７２９５号公報
【特許文献３】特開平５−３０８７５１号公報
【特許文献４】特開平５−５００３００号公報
【特許文献５】特開平６−２２５１８号公報
【特許文献６】特開平１１−９８７８９号公報
【特許文献７】特開２００５−１１７８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ランデル構造の車両用交流発電機に代表される界磁コイル型車両用回転電機は、磁石式回転電機と異なって界磁磁束の制御によりステータコイル電圧を容易に制御できるため、車両用途など広い回転数範囲をもつ回転電機に広く採用されている。しかしながら、近年において車両用交流発電機の一層の小型軽量化が要請されているが、従来のランデル構造のロータコアは磁気回路長が大きいため本質的に小型軽量化に限界があり、また回転慣性が大きいため回転数の急速変化性能も劣っていた。つまり、ランデル構造のロータコア中の界磁束は、一方のハーフコアの爪極部を軸方向外側に流れてロータコアの軸方向一端側の柱部に達し、柱部内を軸方向内側に流れた後、ボス部中を再び軸方向内側に流れる構造となるため、磁路長を長く、その分だけロータコア重量及び体格が大きくなるという問題があった。
【０００５】
また、ランデル構造のロータコアでは、一端支持構造により爪極部を支持するため爪極部の耐遠心力の点から回転速度の増大に限界があった。よく知られているように、回転数の増大は２乗的に出力に反映するため、もしロータコア回転速度を更に増大できれば回転電機の大幅な小型軽量化が可能となる。
【０００６】
更に、ランデル構造のロータコアでは、界磁コイルが二つのハーフコアに包まれる形状となるため、その冷却性に劣り、界磁コイルの温度上昇が問題となっていた。
【０００７】
ランデル型ロータコアの上記問題を改善するために、界磁コイル型ロータをもつ回転電機において、ランデル型ロータコアに代えて、ボス部の外周面から放射状に磁気突極部を周方向一定ピッチで突出させ、これら磁気突極部にそれぞれ界磁コイルを集中巻きすることも考えられる。しかしながら、このような集中巻き式磁気突極構造は、界磁コイルの巻装が容易ではなく、特に界磁コイル導体の断面積増大が難しいという問題があった。
【０００８】
その他、従来のランデル構造の車両用交流発電機のコンパクト化のため、二つのハーフコアを互いに異なる形としてそれぞれに隣接する諸部材とのギャップを縮小することが考えられるが、このことはロータコア製造のための高価な金型が複数セット必要となり、それに併せて金型周辺の自動ハンドリング装置などの種々のロータコア製造装置も複数セット必要となるため、設備コストの大幅増大を招くという問題があった。この問題は、ステータとロータのペア（ステータ・ロータペア）が２対配置されるタンデム型ロータ構造では、合計４セットの金型が必要となるため一層深刻となった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、小型軽量で生産性に優れた界磁コイル型回転電機を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１発明は、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支承される回転軸と、前記ハウジングの内周面に固定されたステータコアと、前記ステータコアに巻装されたステータコイルと、少なくとも軸方向に延在する所定の磁極間隙間を挟んで周方向へ順次配置された所定数の磁極を有するとともに前記回転軸に固定されるロータコアと、前記ロータコアに巻装されて前記各磁極を周方向極性交互に磁化する界磁コイルと、前記ハウジング側のブラシから給電された界磁電流を前記界磁コイルに供給するスリップリングからなる界磁コイル給電機構とを備える界磁コイル型回転電機に適用される。
【００１１】
この界磁コイル型回転電機は、いわゆるインナーロータ構造の界磁コイル型同期機として周知となっている。なお、本発明のロータコアには界磁束発生のために界磁コイルは必須に巻装されるが、永久磁石を更に追設してもよいことはもちろんである。
【００１２】
上記問題点を解決するためになされた第１発明は、前記ロータコアが、ボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に突出して前記磁極をそれぞれ構成する所定数の磁気突極部とを有し、前記界磁コイルが、前記各磁極間隙間に蛇行配置されることを特徴としている。以下、この形状の界磁コイルを蛇行形界磁コイルとも称する。
【００１３】
上記した蛇行形界磁コイルをもつ本発明のロータは、従来のランデル型ロータコアに較べてロータコア内の磁束の軸方向移動量を少なくできるため、ロータコアの小型軽量化と磁気抵抗低減とを実現することができる。
【００１４】
特に、ロータコアのボス部すなわち互いに周方向に隣接する一対の磁気突極部同士を周方向へ連ねる磁気回路部分は、いわゆる磁気回路における継鉄部分をなすが、この継鉄部分は、一対の磁気突極部を径方向へ流れる磁束の半分を周方向へ流せば良いので、従来のランデル型ロータコアのボス部に較べて格段に磁路直角断面積とすることができる。これに対して、ランデル型ロータコアのボス部（いわゆる継鉄部と考えることができる）は、全磁気突極部の磁束をすべてこの共通のボス部を軸方向に流す必要があるため格段に広い磁路直角断面積を必要とする。
【００１５】
更に、互いに隣接する２つの磁気突極部を磁気的に接続するボス部の周方向長さは、各磁気突極部が放射状に配置されているためボス部を径方向内側に配置すればするほど、従来のランデル構造のロータコアに較べて短くなる。このことは、ボス部すなわちいわゆる継鉄部の大幅な小型軽量化と磁気抵抗低減とを実現できることを意味する。このことは、ロータコアの径方向内側たとえばボス部に軸方向へ冷却空気流通用の貫通孔を配置する空間的余裕が生じることを意味し、ロータコアの更なる小型軽量化と、界磁コイル冷却用の通風路形成可能性を生じさせる利点もある。
【００１６】
好適な態様において、前記ロータコアは、それぞれ前記界磁コイルを有して同一の前記回転軸に軸方向に所定のコア間隙間を隔てて複数タンデム配置され、前記界磁コイルは、前記各ロータコアに個別に巻装されている。このようにすれば、ステータコイルのコイルエンドや界磁コイルの冷却性が悪化するタンデム型の回転電機において、従来のランデル構造よりも、ロータコアの小型化の分だけ、ステータコイルのコイルエンドや界磁コイル冷却用の通風路の形成が容易となる。
【００１７】
好適な態様において、互いに軸方向に隣接する２つの前記ロータコアは、周方向略同位置に前記磁気突極部を有し、前記界磁コイルは、前記コア間隙間を通過するコア間隙間延在部と、  前記ロータコアの端面に沿って周方向へ延在する周方向延在部とを交互に連ねてなり、互いに軸方向に隣接する２つの前記界磁コイルの一方の前記周方向延在部は、前記２つの前記界磁コイルの他方の前記周方向延在部と略同位置に配置される。このようにすれば、タンデム型ロータコアの軸方向長さを短縮することができる。
【００１８】
好適な態様において、前記界磁コイルは、奇数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面、及び、偶数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面に隣接して周方向へ延設される周方向延在部と、前記磁極間隙間に延設されて互いに周方向に隣接する２つの前記周方向延在部を連ねる磁極間隙間延在部とを有し、前記磁気突極部は、前記界磁コイルの周方向延在部に近接する端面が前記界磁コイルの周方向延在部が近接しない端面よりも小さい周方向長さをもつように軸方向に対して所定の角度で斜設されている。このようにすれば、界磁コイルの長さを短縮できるとともにステータコイルの磁束変化を滑らかとして磁気音を低減することができる。好適な態様において、前記所定の角度は、５〜４５°に設定される。
【００１９】
好適な態様において、前記ボス部は、軸方向に貫設された貫通孔を有する。これにより、ロータコアの軽量化とともに、界磁コイルやステータコイルの冷却性が向上する。特にこの態様は、コア間に配置されるステータコイルのコイルエンドや界磁コイルの冷却が難しいタンデム型ロータコアにおいて特に有益である。なお、従来のランデル構造のロータコアにおいては、界磁磁束量の低減を回避しつつこのような貫通孔を設けることは困難であるが、この発明の蛇行形コイルが巻装されるロータコアでは、いわゆる継鉄部すなわちボス部の磁路直角方向断面積が小さくて良く、かつ、継鉄部すなわちボス部の磁路長さも格段に短いため、継鉄部の必要体積が小さく、それにより初めて界磁磁束量の低減を回避しての軸方向への貫通孔の形成が可能となったものである。
【００２０】
好適な態様において、前記貫通孔に配置されて空気を軸方向一方側に付勢する軸流翼部をもつ。これにより、軸方向への冷却空気流の送風が可能となり、ステータコイルのコイルエンドや界磁コイルの冷却が一層良好となる。
【００２１】
好適な態様において、前記軸流翼部は、タンデム型ロータコアのコア間隙間に送気する。すなわち、この態様では回転軸に軸方向に近接配置された２つのロータコアの間の隙間であるコア間隙間に冷却空気流を供給するため、このコア間隙間に配置されるステータコイルのコイルエンドや界磁コイルを良好に冷却することができる。
【００２２】
好適な態様において、前記界磁コイルの前記周方向延在部が隣接しない前記磁気突極部の軸方向端面に固定されて前記ステータコイルのコイルエンドに遠心風を送気する遠心翼をもつ。このようにすれば、軸方向長さを増大することなく、良好にステータコイルのコイルエンドを冷却することができる。
【００２３】
好適な態様において、前記ロータコアは、一体品からなる。これにより、製造が容易となり、金型数を低減することができ、磁気抵抗の低減により励磁電流も低減することができる。
【００２４】
好適な態様において、前記界磁コイルに隣接する前記磁気突極部の端面は、前記界磁コイルが収容される窪み部を有する。これにより、界磁コイルに掛かる遠心力をロータコアの磁気突極部により支承できるため、高速回転性能を向上できるとともに、磁気突極部の外周面部すなわちロータの磁極面とステータコアの内周面との間の有効磁極ギャップの総面積を拡大できるため、磁気回路の磁気抵抗を低減して励磁電流を低減することができる。
【００２５】
好適な態様において、前記界磁コイルのうち周方向に延在する周方向延在部は、前記前記窪み部よりも軸方向外側に突出しない。これにより、高速回転性能を一層向上することができる。
【００２６】
好適な態様において、前記磁気突極部は、略一定の磁路直角方向断面積を有するので、ロータコアを小型軽量化することができる。
【００２７】
好適な態様において、前記磁気突極部の少なくとも前記界磁コイルに接触する表面に被着されて前記界磁コイルを前記磁気突極部から電気絶縁する樹脂絶縁膜を有する。これにより部品点数の削減及び組み付け工数の低減を行うことができる。
【００２８】
好適な態様において、前記磁気突極部の磁路直角方向断面積は、前記ボス部の磁路直角方向断面積の略２倍に設定されるので、ロータコアを小型軽量化することができる。
【００２９】
好適な態様において、前記界磁コイルに隣接しない奇数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面は、前記界磁コイルに隣接する偶数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面よりも軸方向一端側へずれた位置に配置され、前記界磁コイルに隣接しない偶数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面は、前記界磁コイルに隣接しない奇数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面よりも軸方向他端側へずれた位置に配置されている。これにより、界磁コイル及びロータコアからなるロータの軸方向長さを短縮することができる。
【００３０】
好適な態様において、前記ロータコアの前記ボス部の軸方向中央部は、前記ボス部の軸方向端部よりも大きな径方向長さをもつ。これにより、ロータコア中の磁路長を短縮できる。
【００３１】
好適な態様において、前記界磁コイルは、平角線からなるので、巻装回数を低減しつつ必要アンペアターンを稼ぐことができる。
【００３２】
好適な態様において、前記界磁コイルにデューティー比２０％以下の間欠給電を行う給電制御回路を有する。これにより、給電制御回路のスイッチングトランジスタの損失発熱を低減することができる。
【００３３】
好適な態様において、前記給電制御回路は、前記スリップリングよりも前記界磁コイル側に設置されてフライホイル電流を前記界磁コイルに流すフライホイルダイオードを有する。これにより、スリップリング及びブラシの損失、発熱を低減することができ、フライホイルダイオードも良好に冷却することができる。
【００３４】
好適な態様において、前記フライホイルダイオードは、ショットキーバリヤダイオードからなる。これにより、フライホイルダイオードの損失、発熱を一層低減することができる。
【００３５】
好適な態様において、湾曲しつつ略周方向へ延在する前記界磁コイルの周方向延在部に接する前記磁気突極部の端面は、前記界磁コイルの周方向延在部の湾曲形状に沿って面取りされている。これにより、体格増大を抑止しつつ界磁束量を増大することができる。
【００３６】
好適な態様において、前記ロータコアは、前記磁極間隙間に沿いつつ前記界磁コイルの略径方向内側にて破断されて２つのハーフコアに分割され、前記２つのハーフコアの一方は、奇数番目の前記磁気突極部と一体に形成され、前記２つのハーフコアの他方は、偶数番目の前記磁気突極部と一体に形成され、前記界磁コイルは、あらかじめ成形されて前記両ハーフコアの間に介設される。
【００３７】
このようにすれば、ランデル構造のロータよりも格段にロータ重量の軽減と小型化とを実現しつつ、ランデル構造のロータと同様に予め成形した界磁コイルを用いることができるため、製造工程の簡素化が可能となる。更に、二つのハーフコアの接触面積を増大できるため、磁気抵抗も低減することができ、励磁電流も低減することができる。
【００３８】
好適な態様において、前記磁気突極部の端面よりも軸方向外側かつ前記ステータコイルのコイルエンドの径方向内側に突出する前記界磁コイルの周方向延在部の径方向外側に配置されて前記周方向延在部の遠心力を受ける非磁性の円筒部を有する界磁コイル支持部材を有する。このようにすれば、磁気突極部の磁路直角方向断面積を低減すことなく。界磁コイルの耐遠心力性を向上することができる。
【００３９】
好適な態様において、前記界磁コイル支持部材は、前記回転軸に支持されて径方向外側に延在して前記円筒部を支持するディスク部を有する。これにより、界磁コイル支持部材は、良好な耐遠心力性能をもつことだけできる。
【００４０】
なお、更に、この界磁コイル支持部材に遠心翼を設ければ、少ない部品点数にてステータコアのコイルエンドの冷却性を向上することができる。
【００４１】
好適な態様において、前記界磁コイル支持部材は、前記磁気突極部に支持される。このようにすれば、界磁コイル支持部材の構造を簡素化することができる。
【００４２】
好適な態様において、前記ロータコアの前記ボス部は、奇数番目の前記磁気突極部と一体化されるとともに、軸方向一方側へ開口する溝部を有し、偶数番目の前記磁気突極部は、前記ボス部の前記溝部から径方向外側へ抜け出し不能な形状を有して前記溝部に軸方向から嵌め込まれ、前記界磁コイルは、予め成形されて前記偶数番目の磁気突極部の前記嵌め込みの前に前記奇数番目の磁気突極部に沿った位置に軸方向から装着されている。このようにすれば、ボス部と磁気突極部との接合部分の数を減らしつつ、予め成形した界磁コイルを採用することができる。
【００４３】
好適な態様において、前記磁気突極部の外周端部は、前記外周端部よりも径方向内側部分よりも周方向又は軸方向へ突出して前記ステータコアの内周面に対面する磁極面を拡大する鍔部を有する。これにより、界磁コイルに掛かる遠心力を支承できるとともに、ロータコアとステータコアとの間の有効電磁ギャップの総面積を増大して磁気抵抗を低減することができ、励磁電流を低減することができる。
【００４４】
好適な態様において、前記界磁コイルのうちの周方向へ延在する部分である周方向延在部の径方向外側に隣接する前記鍔部の部分は、前記鍔部の他の部位よりも長く突出している。これにより、界磁コイルの周方向延在部に掛かる遠心力を支承できるとともに、ロータコアとステータコアとの間の有効電磁ギャップの総面積を増大して磁気抵抗を低減することができ、励磁電流を低減することができる。
【００４５】
上記問題点を解決するためになされた第２発明は、前記ロータコアは、それぞれ前記界磁コイルを有して同一の前記回転軸に軸方向に所定のコア間隙間を隔てて一対タンデム配置され、前記界磁コイルは、前記一対のロータコアに個別に巻装され、前記スリップリングは、一対配置され、前記一対の界磁コイルの一方と直列に第１の電流方向決定用ダイオードが接続され、前記一対の界磁コイルの他方と直列に第２の電流方向決定用ダイオードが接続され、前記界磁コイル給電機構は、フルブリッジインバータ回路から給電される交流電圧を、前記電流方向決定用ダイオードを通じて前記一対の界磁コイルに印加することを特徴としている。
【００４６】
このようにすれば、一対のスリップリング及び一対のブラシを用いて二つの界磁コイルへの電流を独立制御できるため、界磁電流給電機構の信頼性を向上できるとともに、回転電機の軸方向を短縮できるので、その小型軽量化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の蛇行形界磁コイル型回転電機を車両用タンデム式回転電機に適用した実施態様を以下に説明する。ただし、本発明は下記の実施態様に限定されるものではなく、その他の公知技術又はそれと必要機能が等しい技術を組み合わせて本発明を構成しても良いことは当然である。
【００４８】
（第１実施形態）
（全体構造）
図１は、タンデム型ロータ構造をもつ車両用交流発電機の全体構造を示す軸方向断面図である。１はハウジング、２は第１ステータコア、３は第２ステータコア、４は第１ステータコイル、５は第２ステータコイル、６は回転軸、７は第１ロータコア、８は第２ロータコア、９は第１界磁コイル、１０は第２界磁コイル、１１はプーリ、１２、１３はスリップリング、１４、１５はブラシである。
【００４９】
ハウジング１は、フロントハウジング１aと、センターハウジング１bと、リアハウジング１ｃとからなり、スルーボルト締結により構成されている。
【００５０】
第１ステータコア２は、フロントハウジング１aとセンターハウジング１bとに軸方向へ挟圧されてハウジング１に固定され、第２ステータコア３はセンターハウジング１bとリアハウジング１ｃとに軸方向へ挟圧されてハウジング１に固定されている。第１ステータコイル４は第１ステータコア２に、第２ステータコイル５は第２ステータコア３に通常の方法で巻装されている。
【００５１】
回転軸６は、軸受け１６、１７を介してハウジング１に支承されており、プーリ１１がハウジング１から前方へ突出する回転軸６の前端部に嵌着固定されている。回転軸６の後端部には一対のスリップリング１２、１３が嵌着固定されており、ブラシ１４がスリップリング１２に、ブラシ１５がスリップリング１３に摺接されている。
【００５２】
第１ロータコア７は第１ステータコア２の内周面に対面する位置にて回転軸６に固定されており、第１ロータコア７には第１界磁コイル９が巻装されて第１ロータを構成している。第２ロータコア８は第２ステータコア３の内周面に対面する位置にて回転軸６に固定されており、第２ロータコア８には第２界磁コイル１０が第２ロータコア８に巻装され第２ロータを構成している。
【００５３】
（界磁電流制御）
第１界磁コイル９と第２界磁コイル１０へ給電する界磁電流の制御を図２を参照して説明する。
【００５４】
１６はハウジングに固定されたレギュレータであり、レギュレータ１６は界磁電流制御用のトランジスタ１７〜２０からなるフルブリッジのインバータ回路を内蔵している。このインバータ回路は、一対のスリップリング１２、１３及び一対のブラシ１４、１５からなる給電機構と、電流方向規定用のダイオード２１、２２とを通じて界磁コイル９、１０に界磁電流を給電している。２３、２４はツエナダイオード又はショットキーダイオードからなるフライホイルダイオードであり、ダイオード２３は界磁コイル９の環流回路を構成し、ダイオード２４は界磁コイル１０の環流回路を構成している。
【００５５】
レギュレータ１６の動作を以下に説明する。
【００５６】
インバータ回路は、ブラシ１４に正電圧を、ブラシ１５に負電圧を印加える第１界磁コイル給電モードと、ブラシ１５に正電圧を、ブラシ１４に負電圧を印加える第２界磁コイル給電モードと、界磁コイル９、１０の両方への給電を停止する給電停止モードとをもつ。第１界磁コイル給電モードは、トランジスタ１９、１８をオンすることにより実施され、第２界磁コイル給電モードは、トランジスタ２０、１７をオンすることにより実施され、給電停止モードはトランジスタ１７〜２０をすべてオフすることにより実施される。
【００５７】
ダイオード２１は第１界磁コイル給電モードにおいて界磁コイル９への通電を許可し、ダイオード２２は第２界磁コイル給電モードにおいて界磁コイル９への通電を許可する。
【００５８】
この実施例では、インバータ回路のトランジスタ１７〜２０を所定のキャリヤ周波数にてＰＷＭ制御される。図３を参照して更に詳しく説明する。Ｓ１はトランジスタ１８、１９を断続制御するＰＷＭ信号、Ｓ２はトランジスタ１７、２０を断続制御するＰＷＭ信号であり、これにより一対のブラシ１４、１５間には交流ＰＷＭ電圧Ｖが印加される。レギュレータ１６は、一定周期である奇数番目のＰＷＭ周期に制御信号Ｓ１を出力し、偶数番目のＰＷＭ周期に制御信号Ｓ２を出力する。この実施例では、奇数番目のＰＷＭ周期と偶数番目のＰＷＭ周期とは等しく設定されるが、異なっても良い。したがって、この実施形態では、レギュレータ１６から界磁コイル９へ給電される界磁電流の最大デューテイ比、並びに、レギュレータ１６から界磁コイル１０へ給電される界磁電流の最大デューテイ比はそれぞれ５０％以下となる。なお、更に好適には、第１界磁コイル９及び第２界磁コイル１０にはそれぞれデューティー比２０％以下の間欠給電を行うことが好適である。これにより、界磁電流がスリップリング１２、１３を通過しない環流期間を長くすることができ、スリップリング１２、１３やブラシ１４、１５の耐久性を向上することができる。
【００５９】
この問題を更に詳しく説明する。
【００６０】
既述したように、この実施形態では、第１界磁コイル９と第２界磁コイル１０に交互に通電するため、第１界磁コイル９の最大デューテイ比及び第２界磁コイル１０の最大デューテイ比はそれぞれ５０％に設定している。更に第１界磁コイル９への通電期間を考えると、この時、インバータ回路からの通電を行うと、第１界磁コイル９に流れる電流は初期値から最終値まで増加し、その後、インバータ回路からの通電を遮断すると、環流電流により最終値から略初期値まで低下する。したがって、環流期間をインバータ回路からの通電期間と同程度に設定すればインバータ回路からの通電を節減できる。
【００６１】
しかしながら、この実施例では、ブラシとスリップリングとのペアを２つ用いることにより二つの界磁コイル９、１０への界磁電流を独立に制御することができ、その分だけ回転電機の軸方向長を短縮でき、信頼性も向上できるという非常に優れた効果を奏することができる。
【００６２】
（第１ロータコア７の構造）
次に、第１ロータコア７を図１、図４、図５を参照して詳しく説明する。図４は図１のＡーＡ線矢視展開図、図５は第１ロータを軸方向に見た正面図である。第１ロータコア７は、回転軸６に嵌着固定されたボス部７１と、ボス部７１の外周面から放射状に突出してそれぞれ磁極を構成する偶数個の磁気突極部７２とからなる。
【００６３】
ボス部７１には、図１に示すように、所定数の貫通孔７３が周方向一定間隔隔てて軸方向へ貫設されており、各貫通孔７３は周方向へ所定角度斜設されている。ボス部７１の貫通孔７３の前端開口は後端開口よりも回転方向上流側に配置されている。これにより、ボス部７１の回転とともに貫通孔７３内の空気は後端開口側へ付勢され、簡単に軸流送風機能を得ることができる。また、前端開口に風を回転方向上流側から取り入れる向きに窪みを設けてもよい。
【００６４】
なお、貫通孔７３を周方向へ斜めに形成する代わりに、前方側から吸い込んだ冷却空気流れを後方へ吹き出す軸流翼部を貫通孔７３内又はその前端開口又は後端開口に配置してもよい。貫通孔７３から出た冷却空気流は、界磁コイル９、１０及びステータコイル４、５のコイルエンドを冷却してセンターハウジング１ｂに開口した孔から外側へ排出される。なお、ボス部７１に設ける貫通孔７３の断面形状は自由である。
【００６５】
（磁気突極部７２の構造）
磁気突極部７２は、図４、図５に示すように、ボス部７１の外周面から合計１２本放射方向へ突出している。各磁気突極部７２は、六角柱形状を有しており、その外周面部は磁極面を構成している。ただし、ボス部７１と各磁気突極部７２とは一体に形成された軟鋼品である。
【００６６】
奇数番目の磁気突極部７２は、相対的に周方向長が短い端面７２１と、相対的に周方向長が長い端面７２２と、軸方向に延在する軸方向側面７２３、７２４と、側面７２３、７２４から端面７２１との境界へ向けて斜設された斜め側面７２５、７２６とを有している。なお、端面７２１は第１界磁コイル９の周方向延在部９１に隣接する端面である。偶数番目の磁気突極部７２は、図４に示すように奇数番目の磁気突極部７２を１８０度回転させた形状を有している。
【００６７】
これにより、互いに周方向に隣接する二つの磁気突極部７２、７２の間には磁極間隙間Ｓが形成されている。θは軸方向を基準とした斜め側面７２５、７２６の角度である。θは５〜４５°に設定されている。
【００６８】
第１界磁コイル９は、平角線を各磁気突極部７２間に所定ターンだけ蛇行巻装してなる。更に詳しく説明すると、第１界磁コイル９は、端面７２１に隣接して周方向へ延在する周方向延在部９１と、磁極間隙間Ｓを斜め側面７２５、７２６に沿って軸方向に対して斜めに延在する磁極間隙間延在部９２とを交互に連ねてなる。すなわち、第１界磁コイル９は、各磁極間隙間Ｓに蛇行配置される。これにより、第１界磁コイル９に直流の界磁電流を通電すると奇数番目の磁気突極部７２と偶数番目の磁気突極部７２とは逆極性に励磁される。
【００６９】
（第２ロータコア８の構造）
次に、第２ロータコア８は、第１ロータコア７と同一構造を有しており、第１ロータコア７を軸方向へ所定距離ずらした形状となっている。したがって、第２ロータコア８のボス部８１には、図１に示すように、所定数の貫通孔８３が周方向一定間隔隔てて軸方向へ貫設されており、各貫通孔８３は周方向へ所定角度斜設されている。ただし、ボス部８１の貫通孔８３の後端開口は前端開口よりも回転方向上流側に配置されている。これにより、ボス部７１の回転とともに貫通孔７３内の空気は前端開口側へ付勢され、簡単に軸流送風機能を得ることができる。また、後端開口に風を回転方向上流側から取り入れる向きに窪みを設けてもよい。
【００７０】
（磁気突極部８２の構造）
第２ロータコアの磁気突極部８２は第１ロータコア７の磁気突極部７２と同一形状を有しており、磁気突極部７２と磁気突極部８２とは周方向同位置に配置されている。これにより、第２界磁コイル１０は、第１界磁コイル９を軸方向にずらした形状となっている。したがって、第２界磁コイル１０に直流の界磁電流を通電すると奇数番目の磁気突極部８２と偶数番目の磁気突極部８２とは逆極性に励磁される。
【００７１】
ここで重要なことは、第１ロータコア７の前端側に位置する第１界磁コイル９の周方向延在部９１と周方向同じ位置に配置された第２界磁コイル１０の周方向延在部は、第２ロータコア８の前端側に配置され、第１ロータコア７の後端側に位置する第１界磁コイル９の周方向延在部９１と周方向同じ位置に配置された第２界磁コイル１０の周方向延在部は、第２ロータコア８の後端側に配置されることである。このようにすれば、第１ロータコア７と第２ロータコア８との間のコア間隙間Ｃ内において、第１界磁コイル９の周方向延在部（山部）と、第２界磁コイル１０の周方向延在部（山部）とは周方向同じ位置に配置されることがないため、このコア間隙間Ｃの軸方向幅を低減することができる。
【００７２】
（変形態様）
上記実施形態では、図示しない樹脂シートを各磁気突極部７２、８２に巻装した後、平角線からなる第１界磁コイル９及び第２界磁コイル１０を蛇行巻装している。ただ、この方式によると、この樹脂シートに掛かる遠心力に対する抜け対策が必要となる。この問題を解決するには、公知の各種皮膜形成方法により第１ロータコア７及び第２ロータコア８の表面に樹脂絶縁膜を被着することが好適である。これにより、平角線からなる第１界磁コイル９及び第２界磁コイル１０を、コイルボビン又はセパレートシートを用いず直接第１ロータコア７及び第２ロータコア８に蛇行巻装することができ、製造工程も簡素となる。
【００７３】
（変形態様）
好適な実施形態では、磁気突極部７２、８２の各部の同一径断面の断面積（磁路直角方向断面積とも呼ぶ）は公差１０％の範囲で等しく設計されている。ただし、磁気突極部７２、８２の先端部や基端部に大きな磁路直角方向断面積を与えても良い。ここで言う磁気突極部７２、８２の先端部とはその全径方向高さの先端側１０％の範囲を言い、ここで言う磁気突極部７２、８２の基端部とはその全径方向高さの基端側１０％の範囲を言う。磁気突極部７２、８２の先端側の磁路直角方向断面積（同一径断面積）の増加はロータコアとステータコアとの間の電磁ギャップの有効面積を増加させるため、言い換えれば磁気突極部７２、８２の先端部に鍔部を形成することに帰着するため、磁気回路の磁気抵抗を低減して界磁電流を低減することを可能とするとともに、第１界磁コイル９、第２界磁コイル１０の遠心力をこの鍔部により担持できることを意味する。
【００７４】
（変形態様）
好適な実施形態では、磁気突極部７２、８２の磁路直角方向断面積（ここでは同一径断面積）は、ボス部７１、８１の磁路直角方向断面積の略２倍に設定される。なお、ボス部７１、８１の磁路直角方向断面積とは、２つのボス部７１の径方向断面部分のうちの片側部分を言うものとする。このようにすれば、界磁束量の減少を招くことなく、ボス部７１の小型軽量化により回転慣性質量の低減を図ることができる。
【００７５】
（第２実施形態）
第２実施形態を図６〜図８を参照して説明する。図６は回転電機の軸方向断面図、図７は図６のＡーＡ線矢視展開図、図７は第１ロータの軸方向に見た正面図である。この実施形態は、既述した実施形態１において、磁気突極部７２、８２の形状を変更した点を主要な特徴点とするだけであり、磁気突極部７２と磁気突極部８２とは同一形状であるため、磁気突極部７２の形状についてのみ以下に詳しく説明する。
【００７６】
（磁気突極部７２の構造）
この実施形態の磁気突極部７２は、図４、図５に示すように、ボス部７１の外周面から合計１２本放射方向へ突出している。各磁気突極部７２は、長手方向が径方向となる厚板形状をしており、磁気突極部７２の幅方向が軸方向、厚さ方向が周方向に設定されている。したがって、磁極間隙間Ｓは軸方向に延在している。もちろん、磁極間隙間の同一径断面の形状すなわち磁路直角方向断面の形状は、図７に示す長方形の他、実施形態１に示すような六角形あるいはその面取りを行った形状など、種々変更可能である。
【００７７】
この実施形態では、第１界磁コイル９の周方向延在部９１に隣接する磁気突極部７２の端面に、図６に示すような界磁コイル収容のための窪み部７２７を設けた点をその特徴としている。
【００７８】
窪み部７２７は、図６に示すように磁気突極部７２の先端部（外周面部）近傍からボス部７１の外周面まで形成されており、軸方向断面が略半円形状となるように形成されている。第１界磁コイル９の周方向延在部９１はこの窪み部７２７に完全に収容されており、周方向延在部９１は窪み部７２７から軸方向外側に突出していない。これにより、第１界磁コイル９に掛かる遠心力を良好に磁気突極部７２に担持させることができる。
【００７９】
次に、この実施形態では図７に示すように、第１界磁コイル９の周方向延在部９１に隣接する側の磁気突極部７２の端面７２１は、第１界磁コイル９の周方向延在部９１の湾曲形状に合わせて面取りされて略反半円形の断面とされている。このようにすれば、断面積が大きい平角線からなる第１界磁コイル９の加工が容易となり、また第１界磁コイル９の周方向延在部９１と磁気突極部７２の端面７２１との間に無駄なスペースが生じない利点が生まれる。
【００８０】
（ボス部７１）
次に、第１ロータコア７のボス部７１について以下に説明する。この実施形態では、図６、図８に示すように、ボス部７１は、回転軸６に嵌められる内筒部７１１と、外周面から磁気突極部７２が放射状に立設される外筒部７１２と、放射状に形成されて内筒部７１１と外筒部７１２とを接続する多数の放射状梁部７１３とからなり、互いに周方向隣接する放射状梁部７１３、７１３の間には貫通孔７３が多数形成されている。実施形態１と同様の主旨にて各放射状梁部７１３は周方向同一側へ同一斜角で斜設されており、これにより、回転とともに各放射状梁部７１３は軸方向に流れる空気流を形成する。
【００８１】
ボス部７１において、互いに周方向に隣接する磁気突極部７２、７２の間に流れる界磁束は、主として外筒部７１２を周方向へ流れる。もちろん、放射状梁部７１３及び内筒部７１１を経由して流れることも可能であるが、磁路長が増大するためこの実施例では無視する。したがって、本発明で言う磁気突極部７２、７２間の継鉄部として機能するのは、主として外筒部７１２と見なすことができる。
【００８２】
この実施形態では、本発明で言うボス部をなす外筒部７１２は、図６に示すように、軸方向中心部が軸方向両端部よりも径方向外側へ盛り上がって形成されている。このようにすれば、既述した窪み部７２７の凹設により磁気突極部７２中を軸方向一方側（窪み部７２７が無い側）に移動した界磁束が、この径方向厚肉化された外筒部７１２の軸方向中央部を多く流れるため、再びボス部７１の窪み部７２７側の端部まで戻る必要が無く、その結果として磁路長短縮による磁気抵抗低減効果を実現することができる。
【００８３】
なお、第２ロータコア８は第１ロータコア７と同一形状であるため、説明を省略する。
【００８４】
（遠心冷却ファン）
この実施例では、各磁気突極部７２の前端面に遠心冷却ファン３１が固定され、各磁気突極部８２の後端面には遠心冷却ファン３２が固定されている。遠心冷却ファン３１は、各磁気突極部７２の前端面に固定された輪板部３１１と、この輪板部３１１から軸方向に突設された遠心翼３１２とからなる。同じく、遠心冷却ファン３２は、各磁気突極部８２の後端面に固定された輪板部３２１と、この輪板部３２１から軸方向に突設された遠心翼３２２とからなる。これにより、従来のランデル構造の車両用交流発電機と同様、ステータコイル４、５のコイルエンドを良好に冷却することができる。
【００８５】
（変形態様）
図６〜図８に示す磁気突極部７２では、磁気突極部７２の同一径断面（磁路直角方向断面）における断面積は径方向各部で一定とされている。このため、窪み部７２７の形成は、窪み部７２７の軸方向深さが最大の径位置での磁気突極部７２の磁路直角方向断面積の減少を招く。この問題は、磁気突極部７２の周方向厚さを、この窪み部７２７の軸方向深さが最大の径位置近傍にて磁気突極部７２の更に径方向内側よりも増大することにより、軽減することができる。最適には、磁気突極部７２の同一径断面積すなわち磁路直角方向断面積を、磁気突極部７２の径方向各部にて等しくすることである。このようにすれば、界磁束量を減少させることなく磁気突極部７２の小型軽量化を実現することができる。
【００８６】
（第３実施形態）
第３実施形態を図９〜図１１を参照して説明する。図９は第１ロータコア７の磁気突極部７２の径方向中央部にて周方向へ切断して展開した展開図、図１０は磁気突極部７２を求心方向へ見た磁気突極部７２の周方向展開図、図１１は第１ロータコア７の軸方向断面図である。
【００８７】
この実施形態は、第２実施形態（図６参照）において、窪み部７２７を設けることなく、界磁コイル９の周方向延在部９１に掛かる遠心力を磁気突極部７２の外周面部すなわち鍔部により担持する構造としたものである。
【００８８】
磁気突極部７２は、図４に示す第１実施形態の磁気突極部７２と同様に、径方向各部において同一形状に形成されて放射状に配置されている。ただし、磁気突極部７２の外周面部すなわち先端部は、図１０に示すように第１界磁コイル９の周方向延在部９１に向けて突出する鍔部７４を有している。この鍔部７４は第１界磁コイル９に掛かる遠心力を担持する。第１界磁コイル９は、磁気突極部７２の先端部を除くほぼ全面にすなわちボス部７１の外周面近傍まで均一厚さで巻装されている。これにより、第１界磁コイル９の軸方向又は周方向への突出量を減らすことができる。９２は第１界磁コイル９の磁極間隙間延在部であり、磁気突極部７２の側面に沿いつつ軸方向に対して所定角度斜設されている。
【００８９】
この実施形態の重要な点は、図９に示すように、奇数番目の磁気突極部７２の前端面Ｘが偶数番目の磁気突極部７２の前端面Ｘ’よりもほぼ第１界磁コイル９の厚さだけ前方へ偏設されており、偶数番目の磁気突極部７２の後端面Ｙが奇数番目の磁気突極部７２の後端面Ｙ’よりもほぼ第１界磁コイル９の厚さだけ後方へ偏設されている点である。これにより、第２実施形態のような窪み部７２７を形成することなく、磁気突極部７２の径方向各部の磁路直角方向断面積を一定化するとともに、第１界磁コイル９の周方向延在部９１を鍔部７４により押さえることができる。
【００９０】
なお、この実施形態のロータコア構造は、ランデル構造を強く軸方向に圧縮した形状となるが、奇数番目の磁気突極部（柱部）と偶数番目の磁気突極部（柱部）とが軸方向において重なることがないランデル構造に較べて、奇数番目の磁気突極部と偶数番目の磁気突極部とが軸方向において大幅に重なるため、第１ロータコア７の小型軽量化、磁路長短縮などの効果を期待することができる。なお、このような奇数番目の磁気突極部と偶数番目の磁気突極部とが軸方向において大幅に重なることができるのは、第１界磁コイル９を蛇行巻装したために可能となったものである。
【００９１】
更にこの実施形態では、周方向延在部９１に隣接しない側の各磁気突極部７２の端面７２２に遠心翼３３を溶接している。このようにすれば、第２実施形態（図６参照）に較べて、第１界磁コイル９の冷却に有害な輪板部を省略できるため、第１界磁コイル９を良好に冷却することができる。なお、図１０において、３４は第２ロータコア８の磁気突極部７２の端面７２２に固定した遠心翼である。
【００９２】
（第４実施形態）
第４実施形態を図１２を参照して説明する。図１２は第１ロータコア７の部分周方向展開図である。
【００９３】
他の実施形態と同じく、第１ロータコア７は、ボス部７１と、ボス部７１の外周面から放射状に突出する偶数個の磁気突極部７２とからなる。この実施形態の特徴は、円筒状のボス部７１を図１２に破線で示される切断面１００に沿いつつ破断することにより、ボス部７１ａとボス部７１ｂとに分割した点をその特徴としている。
【００９４】
この切断面１００は、図１２からわかるように、略第１界磁コイル９に沿いつつ形成されている。なお、ボス部７１の前端面は磁気突極部７２の前端面よりも所定距離だけ前方に配置されており、ボス部７２の後端面は磁気突極部７２の後端面よりも所定距離だけ後方へ配置されている。したがって、ボス部７１ａとボス部７１ｂとは、この蛇行状の切断面言い換えれば軸方向へ突出する凸部を周方向磁極ピッチで形成された切断面にて互いに嵌合することになる。
【００９５】
このようにすれば、予め成形した第１界磁コイル９をボス部７１ａに軸方向へ嵌装した後、ボス部７１ｂに軸方向へ嵌め合うことにより、界磁コイル巻装を実現でき、界磁コイル巻装工程を大幅に改善することができる。なお、従来のランデル構造では、二つのハーフコアのボス部の切断面（当接面）は周方向磁極ピッチにて軸方向へ凹凸を有していないため、この実施形態の利点を実現することができない。
【００９６】
（変形態様）
上記各実施例において、磁気突極部７２から軸方向へ突出する第１界磁コイル９の周方向延在部９１の径方向外側に円筒状の非磁性リングを配置し、この非磁性リングを回転軸又は磁気突極部７２に固定しても良い。非磁性リングとしてはたとえばアルミ合金製の円筒としてもよい。このようにすれば、第１界磁コイル９の周方向延在部９１に掛かる遠心力をこの非磁性リングを通じて磁気突極部７２や回転軸６により担持することができるので、高速回転性能を改善することができる。なお、この金属製の非磁性リングはステータコイルのコイルエンドの径方向内側に配置されるために、渦電流損失は小さい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】第１実施形態のタンデム型ロータ構造をもつ車両用交流発電機の全体構造を示す軸方向断面図である。
【図２】界磁電流制御回路を示す回路図である。
【図３】図２の回路のタイミングチャートである。
【図４】図１のＡーＡ線矢視展開図である。
【図５】図１の第１ロータを軸方向に見た正面図である。
【図６】第２実施形態のタンデム型ロータ構造をもつ車両用交流発電機の全体構造を示す軸方向断面図である。
【図７】図６のＡーＡ線矢視展開図である。
【図８】図６の第１ロータを軸方向に見た正面図である。
【図９】第３実施形態のロータコアの周方向展開断面図である。
【図１０】図９のロータコアの周方向展開図である。
【図１１】図９のロータコアの軸方向断面図である。
【図１２】第４実施形態の分割ロータコアを示す周方向展開図である。
【符号の説明】
【００９８】
Ｃ      コア間隙間
Ｓ      磁極間隙間
Ｓ１      制御信号
Ｓ２      制御信号
Ｖ      電圧
Ｘ      前端面
Ｙ      後端面
１a      フロントハウジング
１b      センターハウジング
１ｃ      リアハウジング
１      ハウジング
２      ステータコア
３      ステータコア
４      ステータコイル
５      ステータコイル
６      回転軸
７      ロータコア
８      ロータコア
９      界磁コイル
１０      界磁コイル
１１      プーリ
１２      スリップリング
１３      スリップリング
１４      ブラシ
１５      ブラシ
１６      レギュレータ
１７〜２０      トランジスタ
２１〜２４      ダイオード
３１      遠心冷却ファン
３２      遠心冷却ファン
３３      遠心翼
３４      遠心翼
７１      ボス部
７１ａ      ボス部
７１ｂ      ボス部
７２      ボス部
７２      磁気突極部
７３      貫通孔
７４      鍔部
８１      ボス部
８２      磁気突極部
８３      貫通孔
９１      周方向延在部
９２      磁極間隙間延在部
１００      切断面
３１１      輪板部
３１２      遠心翼
３２１      輪板部
３２２      遠心翼
７１１      内筒部
７１２      外筒部
７１３      放射状梁部
７２１      端面
７２２      端面
７２３      軸方向側面
【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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