(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向相手側へ伸びる複数の爪状磁極部をそれぞれ有する一対のポールコアと、前記爪状磁極部より径内側に設けられたコイル収容空間に収容されるボビンと、このボビンに巻装されるロータコイルと、各前記爪状磁極部の径内側表面に固定されるリング状のダンパリングとを備え、
前記ボビンは、前記ロータコイルが巻装される筒部、この筒部両端に個別に形成される一対のフランジ部、及び、これらフランジ部の先端部から略軸方向ロータコイル囲包側へ延在するコイル囲包部を有する車両用三相交流発電機において、
前記コイル囲包部は、
前記フランジ部の先端部から前記ダンパリングに向けて延設される基部と、前記基部の延設方向よりも径内側へ予め塑性変形されて前記ダンパリングの内周面に沿って延設される先端部とを有することを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
請求項１記載の車両用交流発電機において、
前記コイル囲包部の基部は、前記爪状磁極部の径内側の表面に沿って先端側へ向けてしだいに径外側に延設され、
前記コイル囲包部の先端部は、前記ダンパリングの内周面よりも径内側に位置する前記基部の先端から径外側への残留応力なしに延設されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両用交流発電機において、
前記ダンパリングの径内側の角部は面取り部を有することを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
ロータコイルが巻装される筒部、この筒部両端に個別に形成される一対のフランジ部、及び、これらフランジ部の先端部から個別に延設される一対のコイル囲包部をもつボビンを準備し、
軸方向へ伸びる複数の爪状磁極部、及び、これら爪状磁極部の径内側に形成されるコイル収容空間をそれぞれ有する一対のポールコアを準備し、
前記ポールコア対の一方の前記コイル収容空間に前記ボビンをセットし、
前記ポールコア対の他方の爪状磁極部の径内側表面にリング状のダンパリングを固定し、
各前記爪状磁極部が周方向互い違いに重なるように、前記一対のポールコアを軸方向対面状態から軸方向へ相対変位させて一体化する車両用交流発電機の製造方法において、
前記ポールコア対の一方の前記コイル収容空間に前記ボビンをセットした段階にてダンパリングに向けて突出する前記コイル囲包部の先端部がダンパリング収容部位よりも径内側に位置するように、前記ボビンのコイル囲包部の先端部を前記コイル囲包部の基部よりも所定角度予め塑性変形し、
前記両ポールコアの一体化時に際して、前記ダンパリングを前記フランジ部の先端部に衝突させることなく前記コイル囲包部の先端部の径外側の表面に沿って変位させ、
前記両ポールコアの一体化後に、前記コイル囲包部の先端部が前記ダンパリングと前記ロータコイルとの間に介在することを特徴とする車両用交流発電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用交流発電機及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用交流発電機では、ロ−タコアは、互いに同形で向かい合って回転軸に装着される一対のランデル型ポールコア（単にポールコアという）を有し、これらポールコア内に形成されるコイル収容空間にはボビンに巻装されたロータコイルが収容されている。
【０００３】
ボビンは、ロータコイルが巻装される筒部、この筒部両端に個別に形成される一対のフランジ部、及び、これらフランジ部の先端部からロータコイル囲包側へ延在するコイル囲包部を有している。
また、ロータコイルの径外側に位置して各爪状磁極部の径内側表面にダンパリングを固定した（嵌合させた）構造のロータコア（以下、ダンパリング付きロータコアともいう）を有する車両用交流発電機が高速回転用途において採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のダンパリング付きロータコアを有する車両用交流発電機では、ダンパリングが爪状磁極部の径内側の表面から径内側すなわちロータコイル側へ突出しているため、両ポールコアを一体化させる際にボビンのコイル囲包部の先端がダンパリングに当たるのを避けねばならず、このため、コイル囲包部の先端がダンパリングに当たらないようにその長さを設定していた。
【０００５】
このため、ダンパリング付きロータコアでは、金属からなるダンパリングとロータコイルとの間の電気絶縁性に不安が生じた。
もちろん、一対のポールコアを軸方向近接側へ相対変位させて一体化する際に、ボビンのコイル囲包部の先端部を径内側へ弾性変形させつつダンパリングをボビンのコイル囲包部の先端部の外面側（径外側）に押し込むという手段を採用すれば、長く形成されたコイル囲包部の先端部によりダンパリングとロータコイルとの間を遮断することができるはずである。
【０００６】
しかし、ボビンのコイル囲包部及びダンパリングはそれぞれリング形状となっており、更にその一部は爪状磁極部の径内側に隠れているため、多数のコイル囲包部の先端部を短時間に一定幅だけ径内側に曲げるという作業は容易ではなかった。
また、たとえこのようなコイル囲包部の先端部の径内側への曲げ作業を行ってコイル囲包部の先端部をダンパリングの径内側へ押し込んだとしても、ダンパリングの先端部には強い曲げ応力がダンパリングの角部に集中し易いため、高振動環境においてコイル囲包部の先端部が折損する可能性が増大する。
【０００７】
他の対策として、ロータコイルの径方向厚さを減らしたり、ダンパリングを完全に爪状磁極部に埋め込んだりすることも考えられる。
しかし、このような対策は、コイル占積率の低下や磁束量減少を招き、性能を低下させてしまう。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、性能低下及び組み立て作業の複雑化を回避しつつ、ボビンによるロータコイル囲覆性を向上した車両用交流発電機及びその製造方法を提供することをその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の構成によれば、ボビンの径外側の部分からなり、ロータコイルの径外側表面を覆うコイル囲包部は、そのフランジ部側の基部よりも径内側へ予め曲成されてダンパリングの内周面に沿って延設された先端部を有している。
このようにすれば、ダンパリングを爪状磁極部に深く埋め込んだり、ロータコイルの径方向厚さを減らしたりすることなく、ダンパリングとロータコイルとの間にボビンのコイル囲包部の先端部を介装することができ、性能低下を回避しつつロータコイルの電気絶縁性を向上することができる。
【０００９】
また、ボビンをもつポールコアとダンパリングをもつポールコアとを一体化するに際して、ボビンのコイル囲包部の先端部がダンパリングの内周面よりも径外側に位置しているため、両者の干渉を防止なしにコイル囲包部の先端部をダンパリングの内周面に沿って挿入することができ、作業性に優れる。
更に、ボビンのコイル囲包部の先端部が予め曲成されているため、ポールコア一体化後に、ボビンのコイル囲包部の先端部がダンパリング特にその角部に強く押し付けられて、ボビンのコイル囲包部の先端部の耐久性が低下することもない。
【００１０】
請求項２記載の構成によれば請求項１記載の車両用交流発電機において更に、コイル囲包部の基部は、爪状磁極部の径内側の表面に沿って先端側へ向けてしだいに径外側に延設されるので、コイル囲包部の先端部は、コイル囲包部の基部に対して所定角度屈曲ないし湾曲させればよく、ボビンのコイル囲包部の先端部の加工が容易となる。
【００１１】
請求項３記載の構成によれば請求項１又は２記載の車両用交流発電機において更に、ダンパリングの径内側の角部は面取り部を有するので、ボビンのコイル囲包部の先端部とダンパリングの内周面との間の径方向隙間が小さくても、両ポールコアの一体化に際し、これら両者の衝接を回避することができる。
請求項４記載の製造方法によれば、ボビンのコイル囲包部の先端部を前記コイル囲包部よりも径内側へ予め曲設（ここでは塑性変形によりしているので、簡素な工程で請求項１記載の作用効果と同じ効果を奏することができる。
【００１２】
【発明を実施するための形態】
本発明の好適な態様を以下の実施例を参照して説明する。
【００１３】
【実施例１】
（回転子の全体構成）
この実施例のランデル型ポールコアを用いる車両用交流発電機の全体構成を図１を参照して説明する。
この車両用交流発電機１は、電機子として働く固定子２と、界磁子として働く回転子３とを有している。
【００１４】
固定子２は、ハウジング４に固定されるステータコア２１と、ステータコア２１に巻装される三相のステータコイル２２とを有している。
回転子３は、ハウジング４に回転自在に支承されるシャフト５に一体に嵌着されており、互いに軸方向に向かい合って重ね合わされてロータコア６をなす一対のランデル型ポールコア（単にポールコアともいう）７及びロータコイル８を有している。
【００１５】
ランデル型ポールコア７は、円筒状の基部７１と、基部７１の軸方向外端部から周方向４５度ずつ隔てて径外方向へ向けて伸びる各６本の角柱状の多数の爪基部７２と、各爪基部７２の径方向先端部から軸方向内側へ延設されてステータコア２１内に収容される爪状磁極部７３とからなる。爪状磁極部７３の径内側の表面７４は、爪基部７２から離れるに従って径外側へ向けて斜設されている。
【００１６】
９，１０は、ランデル型ポールコア７の外端面に固定されたファンである。
１１は、ロータコイル８が巻装された樹脂（たとえばナイロン６６）により成形されたボビンであり、ボビン１１は、ロータコイル８の巻き芯としての機能に加えてロータコイル８を囲包してそれを電気的、機械的に保護する機能を有している。ロータコイル８が巻装されたボビン１１は、ロータコイル８内に爪状磁極部より径内側に設けられたコイル収容空間に収容されている。
【００１７】
１２は、非磁性金属（たとえばステンレス）からなる断面角形で環状のダンパリングである。ダンパリング１２は、両ポールコア７の各爪状磁極部７３の径内側の表面に設けられた切り欠きに着座して爪状磁極部７３の振動を抑止する機能を有している。
この車両用交流発電機のランデル型ポールコア以外の更に詳細な他の構造説明および動作説明は省略する。
【００１８】
以下、本発明の特徴部分を図１及び図２を参照して説明する。
この実施例の特徴は、ボビン１１の形状にある。
ボビン１１は、ロータコイル８が巻装される筒部１１１、この筒部１１１の両端に個別に形成される一対のフランジ部１１２、及び、これらフランジ部１１２の先端部から略軸方向ロータコイル囲包側へ延在するコイル囲包部１１３を有している。
【００１９】
コイル囲包部１１３は、フランジ部１１２の先端部からダンパリング１２に向けて爪状磁極部７３の径内側表面に沿って斜設される基部１１３１と、この基部１１３１の延設方向よりも更に径内側へ予め塑性変形されてダンパリング１２の内周面に沿って延設される先端部１１３２からなる。
ボビン１１のコイル巻装前の形状を図２に示す。
【００２０】
ボビン１１のコイル囲包部１１３は、両フランジ部１１２からそれぞれ６個ずつ周方向等間隔に先端側へ向けて先細に形成された略三角形状を有し、フランジ部１１２とともに星形に形成されている。これは、両ポールコア７の組み付け時において、このコイル囲包部１１３が、フランジ部１１２の先端部を回動中心として互いに隣接する爪状磁極部７３間の隙間に倒れ込ませられるようにするためである。更に、軸方向一方側のコイル囲包部１１３は、軸方向他方側のコイル囲包部１１３と周方向に１／２ピッチずれて形成されている。
【００２１】
この段階で、コイル囲包部１１３の基部１１３１はフランジ部１１２と同じく径外側に延在し、図２中左側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２は、既に所定角度（ここでは１０〜３０°）内側に塑性変形により屈曲されている。なお、この実施例では、図２中右側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２は、屈曲されることなく径外側へ延在しているが、図２中左側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２と同様に塑性変形により屈曲させてもよい。
【００２２】
なお、図２において１１４は、ロータコイル８の両端を係止する係止突起である。
次に、このロータコア６の組立てを、図３〜図５を参照して説明する。図３〜図５は、左側の爪状磁極部７３の周方向中央における断面を示すが、図４では、図面をわかりやすくするために、図中左側のポールコア７の断面ハッチングを一部省略している。。
【００２３】
まず、ロータコイル８が巻装されたボビン１１の図中左半分を図中左側のポールコア７のコイル収容空間（すなわち爪状磁極部７３より径内側の溝）に収容する。この時、ボビン１１の図中左側のコイル囲包部１１３の基部１１３１は爪状磁極部７３により倒されてロータコイル８の外周面に沿って延在し、それにより、ボビン１１の図中左側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２はロータコイル８の外周面に沿って軸方向に延設される。また、ダンパリング１２が爪状磁極部７３の径内側表面に固定された図中左側のポールコア７を、相手側のポールコア７と同じ軸線上に対面させる（図３参照）。
【００２４】
なお、ボビン１１の図中左側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２は、上記塑性変形による屈曲により、ロータコイル８の外周面に沿って軸方向に延設されているが、ボビン１１の図中右側のコイル囲包部１１３の基部１１３１及び先端部１１３２は、依然として径外側に延設されている。
次に、図中右側のポールコア７を相手側のポールコア７に向けて軸方向に相対変位させ、これにより、ボビン１１の右側のコイル囲包部１１３は図中右側のポールコア７により付勢されて、コイル囲包部１１３の基部１１３１とフランジ部１１２との間の境界を中心としてロータコイル８側に倒れ込み、最終的には、両側のコイル囲包部１１３によりロータコイル８の外周面が覆われる（図５参照）。
【００２５】
この時、図中右側の爪状磁極部７３に保持されたダンパリング１２は、図中左側の爪状磁極部７３の径内側表面とコイル囲包部１１３の先端部１１３２との間の隙間に円滑に挿入される。
結局、図中左側のボビン１１のコイル囲包部１１３の先端部１１３２が予め径内側に傾設されているために、この先端部１１３２に邪魔されることなくダンパリング１２をこの先端部１１３２の径外側に押し込むことができ、既に述べた作用効果を奏することができる。
【００２６】
【実施例２】
他の実施例を図６を参照して説明する。
この実施例は、実施例１において、図中左側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２に対面する側のダンパリング１２の角部（径内側かつ図中左側）に面取り部１２１を設けたものである。面取りは図６のように丸く行ってもよく、平面取りしてもよい。
【００２７】
このようにすれば、ダンパリング１２の内周面とロータコイル８の外周面との間の隙間が狭くても、一層円滑に両ポールコア７を一体化させることができる。
【００２８】
【実施例３】
他の実施例を図７を参照して説明する。
この実施例は、実施例２（図６参照）において、図中左側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２を伸ばし、これにより、図中左側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２と図中右側のコイル囲包部１１３の先端部１１３２とが、周方向においてぎざぎざに重なるようにしたものである。このようにすれば、ダンパリング１２の内周面とロータコイル８の外周面との間に両側の先端部１１３２が介在することになり、ロータコイル８をダンパリング１２から一層良好に保護することができる。
【００２９】
更に、この実施例では、ダンパリング１２を径方向断面において５角形とし、それに合わせてダンパリング１２が、爪状磁極部７３の径内側の表面に設けたダンパリング側部嵌め込み用の溝７３０に嵌め込まれるようになっている。このため、図中右側の爪状磁極部７３とダンパリング１２との一体性が向上するので組み立て時にダンパリング１２が爪状磁極部７３からはずれにくくなって組み立て作業が容易となる他、組み立て後も両者の一体性が向上する。もちろん、断面５角形のダンパリング１２は側面が斜面であるので、実施例２と同じ効果も奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用交流発電機の一実施例を示す軸方向断面図である。
【図２】（ａ）はボビン１１の軸方向断面図、（ｂ）はその図中左側からみた側面図、（ｂ）はその図中右側からみた側面図である。
【図３】ポールコアの一体化工程初期を示す図である。
【図４】ポールコアの一体化工程中期を示す図である。
【図５】ポールコアの一体化工程完了を示す図である。
【図６】他の実施例を示す要部拡大断面図である。
【図７】他の実施例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
７はポールコア、８はロータコイル、１１はボビン、１２はダンパリング、７３は爪状磁極部、１１１はボビンの筒部、１１２はボビン１１のフランジ部、１１３はボビン１１のコイル囲包部１１３、１１３１はコイル囲包部１１３の基部、１１３２はコイル囲包部１１３の先端部、１２１はダンパリング１２の面取り部
【図１】
0003891379.tif 000002
【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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