(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に嵌着されるランデル型界磁鉄心と、この界磁鉄心に絶縁ボビンを介して巻装される界磁コイルとを備えた車両用交流発電機の回転子において、
前記絶縁ボビンは、前記界磁コイルが巻回される円筒状の巻胴部と、前記巻胴部の両端から径方向外側に伸びるフランジ部とを有し、
前記フランジ部には、前記界磁コイルの巻終わり側引出線を前記フランジ部の端面に沿って前記界磁コイルの巻回し方向に対して逆方向に向かわせる第１の係止部と、前記界磁コイルの巻回し方向に対して逆方向に向かう前記引出線を前記フランジ部の端面に沿ってさらに径方向内側に向かわせる第２の係止部と、径方向内側に向かう前記引出線をさらに軸方向に向かわせる第３の係止部とが形成されており、
前記引出線は、前記界磁コイルの巻回部から前記第１の係止部を経由して巻回し方向に対して逆方向に敷設され、さらに前記第２の係止部を経由して径方向に敷設され、さらに前記第３の係止部を経由して軸方向に敷設されており、
前記第１の係止部における前記引出線の固定において前記引出線が９０度以下の鋭角に係止されていることを特徴とする車両用交流発電機の回転子。
【請求項２】
請求項１において、
前記界磁コイルの巻回し部の最後のターン部の少なくとも半周が、前記絶縁ボビンの前記第１、第２、第３の係止部を有する側の前記フランジ部端面に沿って巻回されていることを特徴とする車両用交流発電機の回転子。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記引出線は、前記フランジ部に含浸材で固着されていることを特徴とする車両用交流発電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用交流発電機の回転子において界磁コイルが巻装される絶縁ボビンは、特開２０００−１２５５２８号公報に開示されているように、界磁コイルが巻回される巻胴部と、巻胴部の両端から径方向外側に伸びるフランジ部とを有している。このフランジ部には、界磁コイルの引出線をフランジ部の軸方向端面に沿って径方向内側に向かわせる第１の係止部と、引出線をさらに軸方向に向かわせる第２の係止部とが設けられており、これら２種類の係止部を経由して引出線を引き出すことにより、界磁コイルの固定を行っている。
【０００３】
また、第２の係止部は、界磁コイルの外径より内側に位置していることにより、遠心力が小さい位置で界磁コイルの外周面から引き出された界磁コイルの引出線を保持しており、遠心力に対して十分な強度を確保しながら固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来構造では、界磁コイルの引出線が絶縁ボビンに固定される第１、第２の係止部において、引出線がほぼ９０度の角度で係止されているため、引出線を結線する後工程などで巻終わり側の引出線において動きが生じた場合に界磁コイルの巻回し部分にまでこの動きが伝搬して界磁コイルの緩みが生じやすいという問題があった。このように界磁コイルに緩みが生じた状態で回転子が高速回転すると、遠心力で界磁コイルの巻回し部分が飛散して発電異常に至り、信頼性が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、界磁コイルの引出線に動きが生じた場合であっても界磁コイルの緩みの発生を防止することができ、これにより信頼性を高めることができる車両用交流発電機の回転子を提供することにある。
【０００６】
なお、巻始め側の引出線は、従来と同様に係止されているが、界磁コイルの外側巻層により拘束され、引出線に動きが生じた場合においても界磁コイルに緩みは生じない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機の回転子は、回転軸に嵌着されるランデル型界磁鉄心と、この界磁鉄心に絶縁ボビンを介して巻装される界磁コイルとを備えており、この絶縁ボビンは、界磁コイルが巻回される円筒状の巻胴部と、巻胴部の両端から径方向外側に伸びるフランジ部とを有している。また、フランジ部には、界磁コイルの巻終わり側引出線をフランジ部の端面に沿って界磁コイルの巻回し方向に対して逆方向に向かわせる第１の係止部と、界磁コイルの巻回し方向に対して逆方向に向かう引出線をフランジ部の端面に沿ってさらに径方向内側に向かわせる第２の係止部と、径方向内側に向かう引出線をさらに軸方向に向かわせる第３の係止部とが形成されている。引出線は、界磁コイルの巻回部から第１の係止部を経由して巻回し方向に対して逆方向に敷設され、さらに第２の係止部を経由して径方向に敷設され、さらに第３の係止部を経由して軸方向に敷設されている。第１の係止部における引出線の固定において引出線が９０度以下の鋭角に係止されている。このように、界磁コイルから伸びる引出線は、第１の係止部を経由することにより、界磁コイルの巻回し方向と逆方向に向かっているため、第２の係止部あるいは第３の係止部を経由して内径側に伸びる引出線に動きが生じた場合であっても、この動きが第１の係止部において遮断され、界磁コイルの巻回し部分へ伝搬することを防止することができる。これにより、界磁コイルに緩みが生じることを防止することができ、遠心力により界磁コイルが飛散して、これによる断線およびこれに伴う発電不良の発生を防止することができ、回転子や回転子を用いた車両用交流発電機の信頼性を高めることができる。
【０００８】
また、上述した界磁コイルの巻回し部の最後のターン部の少なくとも半周が、絶縁ボビンの第１、第２、第３の係止部を有する側のフランジ部端面に沿って巻回されていることが望ましい。これにより、第１の係止部において引出線を鋭角に折り返すことが容易となる。
【０００９】
また、上述した引出線は、フランジ部に含浸材で固着されていることが望ましい。これにより、絶縁ボビンに沿って敷設された引出線が動くことを確実に防ぐことができ、界磁コイルの緩みや遠心力による破壊を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機の回転子について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明を適用した第１の実施形態の車両用交流発電機の回転子の軸方向断面図である。また、図２は図１に示した回転子の要部拡大断面図である。図３は、図１に示した回転子の部分的な拡大斜視図である。
【００１１】
これらの図に示す本実施形態の回転子１００は、図示しない車両用交流発電機のフレームに回転可能に支持されており、車両に搭載されたエンジンによって回転駆動される。この回転子１００は、回転軸１と、この回転軸１に嵌着されるランデル型の界磁鉄心２、３と、これらの界磁鉄心２、３に絶縁ボビン５を介して巻装される界磁コイル４と、界磁鉄心２、３の軸方向端面に固定される冷却ファン９、１０を含んで構成されている。
【００１２】
界磁鉄心２、３のそれぞれは、回転軸１と同軸に配置されたボス部２１と、このボス部２１の一方の軸方向端面から径方向に放射状に延びるディスク部２２と、このディスク部２２の外周部分から軸方向に延びる爪状磁極部２３とを有している。隣接するディスク部２２の間には、Ｖ字状の溝２４が形成されている。一対の界磁鉄心２、３は、複数の爪状磁極部２３を交互に噛み合わせた状態で組み立てられている。また、界磁鉄心２、３のボス部２１とディスク部２２と爪状磁極部２３とで囲まれた空間に、上述した絶縁ボビン５に巻回された界磁コイル４が収納されている。
【００１３】
絶縁ボビン５は、界磁コイル４が巻回される円筒状の巻胴部５１と、この巻胴部５１の軸方向両端から径方向外側に伸びる２つのフランジ部５２とを有している。一方のフランジ部５２の２箇所に引出線係止部が設けられており、巻終わり側には第１の係止部５３、第２の係止部５４および第３の係止部５５が形成されている。
【００１４】
界磁コイル４の巻終わり側の引出線は、これら第１、第２、第３の係止部５３、５４、５５を経由して引き出された後、リヤ側に配置された一方の界磁鉄心３の表面に沿って敷設されている。本実施形態では、界磁コイル４の巻始め側の引出線と巻終わり側の引出線は、回転軸１を中心として軸対称の位置から引き出されている。
【００１５】
具体的には、引出線２００は、界磁コイル４から絶縁ボビン５のフランジ部５２の表面に沿って径方向に敷設された後、界磁鉄心３の溝２４の底部に沿って軸方向に敷設され、さらにその後、界磁鉄心３の端面と冷却ファン１０との間に形成された通路内を径方向に敷設されている。なお、この通路は、界磁鉄心３の端面に形成された溝３１によって形成されている。
【００１６】
回転軸１の一方端近傍には、２つスリップリング７、８が設けられている。こられのスリップリング７、８は、１組の（２つの）接続ターミナル６に接続されている。これら２つの接続ターミナル６のそれぞれには、界磁鉄心３の表面に沿って敷設された２本の引出線２００の終端が接合によって接続されている。また、界磁鉄心２、３の軸方向の両端面には、それぞれ冷却ファン９、１０が溶接等により固定されており、回転子１００の回転に伴って、車両用交流発電機の固定子等（図示せず）を冷却する冷却風を発生する。
【００１７】
また、絶縁ボビン５の一方のフランジ部５２には、図３に示すように、界磁鉄心３のＶ字状の溝２４から露出する扇状部５２ａと、この扇状部５２ａの一部を径方向外側に突出させた第１の係止部５３と、この第１の係止部５３から軸方向に伸びる第２の係止部５４と、径方向内側に向かう界磁コイル４の引出線２００が通る空間を形成して周方向に突出する第３の係止部５５と、界磁鉄心３のＶ字状の溝２４に沿った形状を有するＶ字状突起部５２ｄとが形成されている。
【００１８】
図４は、フランジ部５２を第１の係止部５３の外径側から見た部分的な構造を示す拡大図である。図４に示すように、第１の係止部５３から軸方向に伸びる第２の係止部５４が形成されており、さらにこの第２の係止部５４に連結された第３の係止部５５によって扇状部５２ａとの間に引出線２００を通す空間５２ｅが形成されている。
【００１９】
絶縁ボビン５の巻胴部５１に巻回された界磁コイル４の巻終わり端から伸びる引出線２００は、第１の係止部５３に９０度以下の鋭角をなすように係止されており（図３の符号２００ａで示された部分）、界磁コイル４の巻回し方向に対して逆方向に向かっている。この引出線２００は、さらに第２の係止部５４に係止されてフランジ部５２の軸方向端面に沿って径方向内側に向かっている（図３の符号２００ｂで示された部分）。さらに、この引出線２００は、界磁コイル４の巻回外径より内側で、第３の係止部５５に係止されて軸方向に向かう（図３の符号２００ｃで示された部分）。その後、この引出線２００は、絶縁チューブ２１０が挿入された状態で、スリップリング７、８側の界磁鉄心３の軸方向端面に形成されている溝３１を通って一方の接続ターミナル６に向かい、この接続ターミナル６に溶接等によって接合される。
【００２０】
界磁コイル４の巻始め端についても同様であり、界磁コイル４の巻始め端から伸びる引出線２００が従来と同様に係止されて他方の接続ターミナル６に向かい、この接続ターミナル６に溶接等によって接合される。
なお、界磁コイル４の巻回し部の最後のターン部の少なくとも半周が、絶縁ボビン５の各係止部５３、５４、５５を有する側のフランジ部５２端面に沿って巻回されていることが望ましい。これにより、第１の係止部５３において引出線２００を鋭角に折り返すことが容易となる。
【００２１】
また、上述した経路を通って敷設された引出線２００に沿って、樹脂からなる含浸材５０が塗布されており、これにより、引出線２００が絶縁ボビン５に接着される。図５は、絶縁ボビン５と引出線２００との接着状態を示す断面図である。上述したように、本実施形態では、界磁コイル４の引出線２００は、絶縁ボビン５に沿って屈曲して敷設されており、この屈曲部分において引出線２００と絶縁ボビン５との間に含浸材５０が充填されて、これらの間の接着が行われる。この接着によって、絶縁ボビン５に沿って敷設された引出線２００が動くことを確実に防ぐことができる。
【００２２】
このように、本実施形態では、界磁コイル４から伸びる引出線２００が第１の係止部５３に９０度以下の鋭角をなすように係止されているため、第２の係止部５４あるいは第３の係止部５５を経由して内径側に伸びる引出線２００に動きが生じた場合であっても、この動きが第１の係止部５３において遮断され、界磁コイル４の巻回し部分へ伝搬することを防止することができる。これにより、界磁コイル４に緩みが生じることを防止することができ、遠心力による界磁コイル４の飛散による断線およびこれに伴う発電不良の発生を防止することができ、回転子１００やこれを用いた車両用交流発電機の信頼性を高めることができる。
【００２３】
〔第２の実施形態〕
図６は、本発明を適用した第２の実施形態の車両用交流発電機の回転子の要部拡大断面図である。また、図７は図６に示した回転子の部分的な拡大斜視図である。
【００２４】
本実施形態の回転子１００Ａは、第１の実施形態の回転子１００に対して、絶縁ボビン５のフランジ部５２に形成されたＶ字状突起部５２ｄを突起部１５２ｄに変更した点が異なっている。引出線２００を第３の係止部５５に係止する際に、引出線２００が第３の係止部５５の内径側隙間に挿入しやすいように、Ｖ字状突起部５２ｄを廃止し、代わりにこの挿入側に壁面を有しない単純な形状からなる突起部１５２ｄが設けられている。この突起部１５２ｄは、界磁鉄心３のＶ字状の溝２４の反挿入側面に沿った単一の壁面を有している。このような形状とすることにより、界磁コイル４の引出線２００を容易に所定位置に挿入することが可能になる。また、Ｖ字状の溝２４において、引出線２００の挿入側の界磁鉄心３表面が露出するため、引出線２００の絶縁を確実なものとするために、絶縁チューブ２１０に引出線２００を第３の係止部５５の端面まで挿入することが望ましい。
【００２５】
〔第３の実施形態〕
図８は、本発明を適用した第３の実施形態の車両用交流発電機の回転子の要部拡大断面図である。また、図９は図８に示した回転子に含まれるボビンに形成された第１の係止部の側面図である。図１０は、図８に示した回転子の部分的な拡大斜視図である。
【００２６】
本実施形態の回転子１００Ｂは、第２の実施形態の回転子１００Ａに対して、さらに第１の係止部５３の形状を引出線２００に沿った形状に変更するとともに、第２の係止部５４を経由して径方向に向かう引出線２００が収納される空間５２ｅの高さを高くした点が異なっている。これにより、第１、第２および第３の係止部５３、５４、５５を経由する際の引出線２００の曲率半径を大きくとることができるため、これらの各係止部近傍での引出線２００の絶縁被膜の損傷を防止することができる。また、引出線２００が動いて各係止部５３、５４、５５に対して外力が加わった場合に、各係止部に生じる応力を緩和することができるため、これら各係止部の破損も防止することができ、さらに信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の車両用交流発電機の回転子の軸方向断面図である。
【図２】図１に示した回転子の要部拡大断面図である。
【図３】図１に示した回転子の部分的な拡大斜視図である。
【図４】フランジ部を第１の係止部の外径側から見た部分的な構造を示す拡大図である。
【図５】絶縁ボビンと引出線との接着状態を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態の車両用交流発電機の回転子の要部拡大断面図である。
【図７】図６に示した回転子の部分的な拡大斜視図である。
【図８】第３の実施形態の車両用交流発電機の回転子の要部拡大断面図である。
【図９】図８に示した回転子に含まれるボビンに形成された第１の係止部の側面図である。
【図１０】図８に示した回転子の部分的な拡大斜視図である。
【符号の説明】
１  回転軸
２、３  界磁鉄心
４  界磁コイル
５  絶縁ボビン
７、８  スリップリング
９、１０  冷却ファン
５１  巻胴部
５２  フランジ部
５３  第１の係止部
５４  第２の係止部
５５  第３の係止部
１００  回転子
２００  引出線
【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】
0004048730.tif 000008
【図８】
0004048730.tif 000009
【図９】
0004048730.tif 000010
【図１０】
0004048730.tif 000011