(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンに導線が巻回されて構成され導線に電流を流して磁束を発生する回転子コイルと、
この回転子コイルを覆って設けられ、前記磁束により着磁される爪形状の第１の爪状磁極が外周部に間隔をおいて複数形成された第１のポールコア体と、
この第１のポールコア体に対向して設けられ、かつ前記第１の爪状磁極と間隔をおいて交互に噛み合った爪形状の第２の爪状磁極を有する第２のポールコア体と、
前記第１のポールコア体に固定され、かつ前記第１の爪状磁極の各側面において前記第２の爪状磁極との間での磁束の漏洩を減少する向きに着磁された第１の磁性体と、
前記第２のポールコア体に前記第１の磁性体と空隙部を介して対向して固定され、かつ前記第２の爪状磁極の各側面において前記第１の爪状磁極との間での磁束の漏洩を減少する向きに着磁された第２の磁性体と
を備えた回転電機の回転子。
【請求項２】
第１の磁性体及び第２の磁性体は、蛇行周回した形状であるとともに、プラスチックマグネットで構成されている請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
第１の磁性体及び第２の磁性体は、円環状の円環部、この円環部の外周部から折曲され回転子コイルと爪状磁極との間に位置した台形形状の台形部、及びこの台形部の両斜辺からそれぞれ断面コの字形状に折曲されて形成された磁石収納部で構成された連結部材と、前記磁石収納部に収納された磁石とを備えている請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
連結部材は、アルミニウムプレートで形成された請求項３に記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
連結部材は、ボビンのフランジに連結され回転子コイルと爪状磁極との間に位置した台形形状の台形部と、この台形部の両斜辺からそれぞれ断面コの字形状に折曲されて形成され磁石を収納する磁石収納部で構成された請求項３に記載の回転電機の回転子。
【請求項６】
請求項２に記載の第１の磁性体及び第２の磁性体の着磁方法であって、
着磁用ヨークに電流を流して、第１の磁性体及び第２の磁性体を着磁する際に、第１の磁性体と第２の磁性体との間の空隙部に透磁性部材を挿入して着磁する回転電機の回転子の磁性体の着磁方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、隣り合う爪状磁極間に爪状磁極間の磁束の漏洩を減少するために配設された磁性体を備えた回転電機の回転子、及びその磁性体の着磁方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の車両用交流発電機の側断面図、図１０は図９の回転子の斜視図、図１１は図１０の回転子の分解図であり、この交流発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１及びリヤブラケット２から構成されたケース３と、このケース３内に設けられ一端部にプーリ４が固定されたシャフト６と、このシャフト６に固定されたランデル型の回転子７と、回転子７の両側面に固定されたファン５と、ケース３の内壁面に固定されたステータ８と、シャフト６の他端部に固定され回転子７に電流を供給するスリップリング９と、スリップリング９に摺動する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納したブラシホルダ１１と、ステータ８に電気的に接続されステータ８で生じた交流を直流に整流する整流器１２と、ブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１７と、このヒートシンク１７に接着されステータ８で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１８とを備えている。
【０００３】
回転子７は、ボビン３０に導線３１が巻回され導線３１に電流を流して磁束を発生する回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆って設けられその磁束によって磁極が形成されるポールコア１４とを備えている。ポールコア１４は一対の交互に噛み合った第１のポールコア体２１及び第２のポールコア体２２とから構成されている。第１のポールコア体２１は外周部に等分間隔をおいて複数の第１の爪状磁極２３が形成されている。第１のポールコア体２１と同様に鉄製の第２のポールコア体２２も外周部に等分間隔をおいて複数の第２の爪状磁極２４が形成されている。交互に噛み合った第１の爪状磁極２３と第２の爪状磁極２４との間には、これらの爪状磁極２３、２４間の磁束の漏洩を減少する向きに着磁された磁性体３３が嵌着されている。磁性体３３は、蛇行周回した形状であるとともに、プラスチックマグネットで構成されている。
ステータ８は、ステータコア１５と、このステータコア１５に導線が巻回され回転子７の回転に伴い回転子コイル１３で生じた磁束の変化で交流が生じるステータコイル１６とを備えている。
【０００４】
上記構成の車両用交流発電機では、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリング９を通じて回転子コイル１３に電流が供給されて磁束が発生し、第１のポールコア体２１の第１の爪状磁極２３にはＮ極が着磁され、第２のポールコア体２２の第２の爪状磁極２４にはＳ極が着磁される。一方、エンジンによってプーリ４は駆動され、シャフト６によって回転子７が回転するため、ステータコイル１６には回転磁界が与えられ、ステータコイル１６には起電力が生じる。この交流の起電力は、整流器１２を通って直流に整流されるとともに、レギュレータ１８によりその大きさが調整されて、バッテリに充電される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用交流発電機の回転子７では、回転子７の回転に伴い第１及び第２の爪状磁極２３、２４には遠心力が作用して図１２に示すように矢印イの方向に振動し、爪状磁極２３、２４の先端部で衝突される磁性体３３の箇所が破損する虞れがあり、例えば回転子７の回転数が１００００〜１５０００ｒｐｍ程度になると、実際に破損してしまうという問題点があった。
この磁性体３３の破損を防止するために、磁性体３３を第１のポールコア体２１及び第２のポールコア体２２に接着剤で固定することも考えることができるが、この場合にも、回転子７の回転時に磁性体３３には爪状磁極２３，２４から同時に大きさ、ベクトル方向が異なる荷重を受けることになり、磁性体が破損する虞があるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、高速回転時でも磁性体が破損しにくくなり、耐高速強度が向上した回転電機の回転子を得ることを目的とする。
また、磁性体が高残留磁束密度に着磁される磁性体の着磁方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る回転電機の回転子は、ボビンに導線が巻回されて構成され導線に電流を流して磁束を発生する回転子コイルと、この回転子コイルを覆って設けられ、前記磁束により着磁される爪形状の第１の爪状磁極が外周部に間隔をおいて複数形成された第１のポールコア体と、この第１のポールコア体に対向して設けられ、かつ前記第１の爪状磁極と間隔をおいて交互に噛み合った爪形状の第２の爪状磁極を有する第２のポールコア体と、前記第１のポールコア体に固定され、かつ前記第１の爪状磁極の各側面において前記第２の爪状磁極との間での磁束の漏洩を減少する向きに着磁された第１の磁性体と、前記第２のポールコア体に前記第１の磁性体と空隙部を介して対向して固定され、かつ前記第２の爪状磁極の各側面において前記第１の爪状磁極との間での磁束の漏洩を減少する向きに着磁された第２の磁性体とを備えたものである。
【０００８】
この発明の請求項２に係る回転電機の回転子では、第１の磁性体及び第２の磁性体は、蛇行周回した形状であるとともに、プラスチックマグネットで構成されている。
【０００９】
この発明の請求項３に係る回転電機の回転子では、第１の磁性体及び第２の磁性体は、円環状の円環部、この円環部の外周部から折曲され回転子コイルと爪状磁極との間に位置した台形形状の台形部、及びこの台形部の両斜辺からそれぞれ断面コの字形状に折曲されて形成された磁石収納部で構成された連結部材と、前記磁石収納部に収納された磁石とを備えている。
【００１０】
この発明の請求項４に係る回転電機の回転子では、連結部材は、アルミニウムプレートで形成されている。
【００１１】
この発明の請求項５に係る回転電機の回転子では、連結部材は、ボビンのフランジに連結され回転子コイルと爪状磁極との間に位置した台形形状の台形部と、この台形部の両斜辺からそれぞれ断面コの字形状に折曲されて形成され磁石を収納する磁石収納部で構成されている。
【００１２】
この発明の請求項６に係る回転電機の回転子の第１及び第２の磁性体の着磁方法は、着磁用ヨークに電流を流して、第１の磁性体及び第２の磁性体を着磁する際に、第１の磁性体と第２の磁性体との間の空隙部に透磁性部材を挿入して着磁する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の車両用交流発電機の回転子について説明するが、図９ないし図１１と同一または相当部分は同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の車両用交流発電機の回転子の斜視図、図２は図１の回転子の分解正面図である。
【００１４】
回転子５０は、ボビン３０に導線３１が巻回され導線３１に電流を流して磁束を発生する回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆って設けられその磁束によって磁極が形成されるポールコア１４とを備えている。ポールコア１４は一対の交互に噛み合った第１のポールコア体２１及び第２のポールコア体２２とから構成されている。第１のポールコア体２１は外周部に等分間隔をおいて複数の第１の爪状磁極２３が形成されている。第１のポールコア体２１と同様に鉄製の第２のポールコア体２２も外周部に等分間隔をおいて複数の第２の爪状磁極２４が形成されている。
【００１５】
第１のポールコア体２１には第１の爪状磁極２３の各側面において第２の爪状磁極２４との間での磁束の漏洩を減少する向きに着磁された第１の磁性体５１が接着剤で固定されている。第２のポールコア体２２には第１の磁性体５１と空隙部５２を介して対向しているとともに、第２の爪状磁極２４の各側面において第１の爪状磁極２３との間での磁束の漏洩を減少する向きに着磁された第２の磁性体５３が接着剤５３で固定されている。
第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３は、蛇行周回した形状であるとともに、プラスチックマグネットで構成されている。
【００１６】
プラスチックに磁性粉末が混入された第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３は、次の手順で着磁される。
先ず、第１の磁性体５１と第２の磁性体５３との間の空隙部５２に透磁性部材である鉄部材（図示せず）を挿入する。次に、この状態で回転子５０を円筒形状の着磁用ヨーク（図示せず）内に載置し、ヨークに例えば３０００Ｖで３０００Ａの電流を瞬時流して、第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３を着磁する。
この実施の形態では、ヨーク内に高磁界を形成して第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３を着磁する際に、第１の磁性体５１と第２の磁性体５３との間の空隙部５２に鉄部材を挿入して着磁するので、第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３は高磁束密度に着磁される。
【００１７】
上記構成の車両用交流発電機では、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリング９を通じて回転子コイル１３に電流が供給されて磁束が発生し、第１のポールコア体２１の第１の爪状磁極２３にはＮ極が着磁され、第２のポールコア体２２の第２の爪状磁極２４にはＳ極が着磁される。一方、エンジンによってプーリ４は駆動され、シャフト６によって回転子３０が回転するため、ステータコイル１６には回転磁界が与えられ、ステータコイル１６には起電力が生じる。この交流の起電力は、整流器１２を通って直流に整流されるとともに、レギュレータ１８によりその大きさが調整されて、バッテリに充電される。
【００１８】
回転子５０の回転に伴い、第１の爪状磁極２３及び第２の爪状磁極２４には遠心力が作用して図１２に示したように矢印イの方向に振動が生じる。このとき、第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３はそれぞれ第１の爪状磁極２３及び第２の爪状磁極２４に固定されているので、第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３も第１の爪状磁極２３及び第２の爪状磁極２４と一体となって振動し、爪状磁極２３、２４の先端部の衝突で第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３が破損するようなことはない。
なお、上記第１の磁性体５１及び第２の磁性体５３は、爪状磁極２３，２４の根元部及び先端部で一体化しているが、例えば爪状磁極の中間部で連結部をブリッジして一体化してもよい。
【００１９】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２の車両用交流発電機の回転子６０の斜視図、図４は図３の回転子６０の分解正面図、図５は図３の連結部材６１の斜視図、図６は図５の連結部材６１の展開図である。
この実施の形態では、第１の磁性体６２及び第２の磁性体６３は、連結部材６１と、磁石６７とから構成されている。連結部材６１は、円環状の円環部６４と、この円環部６４の外周部から折曲され回転子コイル３１と爪状磁極２３、２４との間に位置した台形形状の台形部６５と、この台形部６５の両斜辺からそれぞれ断面コの字形状に折曲されて形成された磁石収納部６６とから構成されている。第１の磁性体６２の磁石収納部６６内では、磁石６７のＮ極側が、Ｎ極の第１の爪状磁極２３に面しており、第２の磁性体６３の磁石収納部６６内では、磁石６７のＳ極側が、Ｓ極の第２の爪状磁極２４に面している。
上記連結部材６１は、プレス加工で図６に示した形状のアルミニウムプレートを折曲加工して簡単に形成される。
【００２０】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３の車両用交流発電機の回転子７０の斜視図、図８は図７の回転子７０の分解正面図である。
この実施の形態３では、連結部材７１は、ボビン３０のフランジ７２に連結され回転子コイル３１と爪状磁極２３、２４との間に位置した台形形状の台形部７３と、この台形部７３の両斜辺からそれぞれ断面コの字形状に折曲されて形成され磁石６７を収納する磁石収納部７４で構成されている。
他の構成は、実施の形態２と同様である。
なお、上記各実施の形態では回転電機の回転子として車両用交流発電機の回転子について説明したが、この発明は例えば電動機の回転子にも適用することができるのは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１の回転電機の回転子によれば、ボビンに導線が巻回されて構成され導線に電流を流して磁束を発生する回転子コイルと、この回転子コイルを覆って設けられ、前記磁束により着磁される爪形状の第１の爪状磁極が外周部に間隔をおいて複数形成された第１のポールコア体と、この第１のポールコア体に対向して設けられ、かつ前記第１の爪状磁極と間隔をおいて交互に噛み合った爪形状の第２の爪状磁極を有する第２のポールコア体と、前記第１のポールコア体に固定され、かつ前記第１の爪状磁極の各側面において前記第２の爪状磁極との間での磁束の漏洩を減少する向きに着磁された第１の磁性体と、前記第２のポールコア体に前記第１の磁性体と空隙部を介して対向して固定され、かつ前記第２の爪状磁極の各側面において前記第１の爪状磁極との間での磁束の漏洩を減少する向きに着磁された第２の磁性体とを備えたので、回転子の回転に伴い、第１の爪状磁極は第１の磁性体と一体となって振動し、第２の爪状磁極は第２の磁性体と一体となって振動し、爪状磁極の先端部の衝突で第１の磁性体及び第２の磁性体が破損する虞れはなく、耐高速強度が向上する。
【００２２】
また、この発明の請求項２に係る回転電機の回転子によれば、第１の磁性体及び第２の磁性体は、蛇行周回した形状であるとともに、プラスチックマグネットで構成されているので、第１の磁性体及び第２の磁性体は射出成形により簡単に作製される。
【００２３】
また、この発明の請求項３に係る回転電機の回転子によれば、第１の磁性体及び第２の磁性体は、円環状の円環部、この円環部の外周部から折曲され回転子コイルと爪状磁極との間に位置した台形形状の台形部、及びこの台形部の両斜辺からそれぞれ断面コの字形状に折曲されて形成された磁石収納部で構成された連結部材と、前記磁石収納部に収納された磁石とを備えているので、第１の磁性体及び第２の磁性体は簡単に作製される。
【００２４】
また、この発明の請求項４に係る回転電機の回転子によれば、連結部材は、加工性が良いアルミニウムプレートで形成されているので、連結部材は簡単に形成され、また全体重量が軽量化される。
【００２５】
また、この発明の請求項５に係る回転電機の回転子によれば、連結部材は、ボビンのフランジに連結され回転子コイルと爪状磁極との間に位置した台形形状の台形部と、この台形部の両斜辺からそれぞれ断面コの字形状に折曲されて形成され磁石を収納する磁石収納部で構成されているので、ボビンの成形時にボビンと同一材料で同時に連結部材を形成することが可能であり、製造工程が簡略化される。
【００２６】
また、この発明の請求項６に係る回転電機の回転子の第１及び第２の磁性体の着磁方法によれば、着磁用ヨークに電流を流して、第１の磁性体及び第２の磁性体を着磁する際に、第１の磁性体と第２の磁性体との間の空隙部に透磁性部材を挿入して着磁するので、第１の磁性体及び第２の磁性体は高磁束密度に着磁される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の車両用交流発電機の回転子の斜視図である。
【図２】  図１の回転子の分解正面図である。
【図３】  この発明の実施の形態２の車両用交流発電機の回転子の斜視図である。
【図４】  図３の回転子の分解正面図である。
【図５】  図３の連結部材の斜視図である。
【図６】  図５の連結部材の展開図である。
【図７】  この発明の実施の形態３の車両用交流発電機の回転子の斜視図である。
【図８】  図７の回転子の分解正面図である。
【図９】  従来の車両用交流発電機の断面図である。
【図１０】  図９の回転子の斜視図である。
【図１１】  図１０の回転子の分解正面図である。
【図１２】  図９のポールコア体の正面図である。
【符号の説明】
２１  第１のポールコア体、２２  第２のポールコア体、２３  第１の爪状磁極、２４  第２の爪状磁極、３０  ボビン、３１  導線、３１  回転子コイル、５０、６０、７０  回転子、５１、６２  第１の磁性体、５２  空隙部、  ５３、６３  第２の磁性体、６１、７１  連結部材、６４  円環部、６５、７３  台形部、６６、７４  磁石収納部、６７  磁石、７２  フランジ。
【図１】
0003913933.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003913933.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003913933.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003913933.tif 000008
【図８】
0003913933.tif 000009
【図９】
0003913933.tif 000010
【図１０】
0003913933.tif 000011
【図１１】
0003913933.tif 000012
【図１２】
0003913933.tif 000013