(57)【要約】【課題】  回転子を構成する爪磁極の質量を抑えて、耐遠心力性を高めた車両用交流発電機の回転子を提供を可能にする。【解決手段】  中心部に円筒状の界磁巻線を巻装した爪形磁極６，７からなるランデル形鉄心と、爪形磁極６，７間に永久磁石９を配置した回転子を有し、永久磁石９を所定の位置に保持するためのつば状突部２４を爪形磁極６，７の側面の外周縁部に形成した車両用交流発電機で、つば状突部２４の径方向厚みは、爪先端に比べて爪根元部周辺を厚くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に対向して配置され、中心部に円筒状の界磁巻線を巻装した爪形磁極からなるランデル形鉄心と、前記爪形磁極間に係合配置され、増磁に供する永久磁石と、を有する回転子を有し、前記回転子が回転した際に、前記永久磁石を所定の位置に保持するためのつば状突部を前記爪形磁極の側面の外周縁部に形成した車両用交流発電機であって、
前記つば状突部の径方向厚みは、爪先端に比べて爪根元部周辺を厚い車両用交流発電機。
【請求項２】
請求項１記載において、前記つば状突起は爪根元部周辺が永久磁石と係合し、該係合部から爪先端に向かってテーパになっている車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項１記載において、前記つば状突起は階段状に形成され、爪根元部周辺が永久磁石と係合している車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項１記載において、前述爪形磁極の、固定子と対抗する面の回転方向後ろ側の一部または全部の外径寸法が、残りの爪形磁極の外径寸法に比較して小さい形状を有し、かつ前記小径部の軸方向端部が前記永久磁石の軸方向固定位置端部に比較して、軸方向中心側にある車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用交流発電機に係る。
【背景技術】
【０００２】
車両用交流発電機の永久磁石の組み付け性及び耐遠心力強度を向上させる技術としては、対向する爪状磁極間に設けた永久磁石を、回転子が回転した際の遠心力から耐得るように設けたつば状突部の面積を減少させることで、爪形磁極の耐遠心力を向上させることが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４８２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来技術によれば、爪形磁極全体の、固定子内周面に対面する面積も減少することになる。この面積の減少は、発電機の出力性能を低下させる懸念がある。
【０００５】
本発明は、爪形磁極全体の、出力に影響を与える固定子内周面に対面する面積を減少させることなく、爪全体の回転子を構成する爪磁極の質量、特に先端側の質量を抑制することで、耐遠心力性が高い車両用交流発電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、交互に対向して配置され、中心部に円筒状の界磁巻線を巻装した爪形磁極からなるランデル形鉄心と、前記爪形磁極間に係合配置され、増磁に供する永久磁石と、を有する回転子を有し、前記回転子が回転した際に、前記永久磁石所定の位置に保持するためのつば状突部を前記爪形磁極の側面の外周縁部に形成した車両用交流発電機であって、前記つば状突部の径方向厚みを、爪先端に比べて爪根元部周辺を厚くすることにより達成される。
【０００７】
本発明の好ましくは、つば状突起は爪根元部周辺が永久磁石と係合し、該係合部から爪先端に向かってテーパになっていることにより達成される。
【０００８】
本発明の好ましくは、前記つば状突起は階段状に形成され、爪根元部周辺が永久磁石と係合していることにより達成される。
【０００９】
本発明の好ましくは、前記爪形磁極の回転方向後ろ側の外径寸法が、残りの爪形磁極の外径寸法に比較して小さい形状を有し、かつ前記小径部の軸方向端部が前記永久磁石の軸方向固定位置端部より軸方向中心側にあることで達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐遠心力性を高めた車両用交流発電機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態としては、例えば爪形磁極の両脇に配置されるつば状突部の厚みについて、爪先端部の径方向厚みを爪根元部に比較して薄くする。以下、実施例を図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施例をなす交流発電機の断面図であって、プーリ１はベルト（図示せず）により車両側の駆動力を受ける。これにより、ベアリング３，４で保持された回転子２全体は固定子５の内部で回転する。ここで、回転子２は、複数の爪部により形成された一対の爪形磁極６，７の爪間に保持器８と共に永久磁石９を配置している。さらに、回転子２は、ブラシ１０，１１からスリップリング１２，１３に給電を受け、回転子２の内部にある界磁巻線１４を励磁する。
【００１３】
車両用交流発電機では、冷却媒体供給口１５から内燃機関の冷却媒体を受け取り、車両用交流発電機が発電時する際の構成部品の自己発熱を、冷却媒体を当該発電機内部に形成された冷却媒体循環通路１６及び冷却媒体排出口１７などに適切に循環させることにより固定子５，整流器１８などを冷却している。冷却後、冷却媒体は、冷却媒体排出口１７から内燃機関側に戻し、内燃機関に付属しているラジエターで冷却し、再循環している。ここで、電圧調整器１９は発電電圧を調整する。端子２０は、整流器１８に接続され整流後の出力電流を車両側に供給するために、車両側配線と当該車両用交流発電機とを電気的に接続する。
【００１４】
図２には回転子２のみを示す。ここで図２は回転子の組み立てが終わり、保持器内に納められた永久磁石を爪形磁極内に挿入する前の状態の上側半分を示した。
【００１５】
界磁巻線１４は爪形磁極６，７と絶縁するためのボビン２１に巻線されており、電線の最外径部には絶縁体２２が配置されている。この絶縁体２２は、保持器８が所定の位置に組み付けられた場合に界磁巻線１４の対向面に設けられ、弾性部となる舌片２３が直接、界磁巻線１４に用いられる電線に触れることを防止するために設けられたものである。
【００１６】
ここで、保持器８と永久磁石９とを図２の上側半分に示すような状態から矢印の方向に動かすことで爪形磁極６，７の間に挿入する場合、保持器８に設けられた弾性部となる舌片２３が、爪形磁極６や界磁巻線１４の最外径に設けられた絶縁体２２との間で変形，バネ作用を持つ事で、爪形磁極の爪部側面に設けられた保持器８と永久磁石９とを、回転子２全体が回転した場合に生じる遠心力で爪形磁極間から径方向に飛び出すことを防止するつば状突部２４の内周側に密着させることが可能になり、永久磁石９の径方向の位置を安定させる事が可能になる。
【００１７】
ここでつば状突部２４は、爪形磁極を冷間鍛造や熱間鍛造で成形する際に同時に成形する工程や、爪形磁極を冷間鍛造や熱間鍛造で成形後に機械加工することにより形成するような工程で作り出される。
【００１８】
図３は図２に示すロータが回転した場合の、回転子の爪形磁極の変形を模擬的に表したものである。回転子が回転した場合、爪形磁極６，７は遠心力により変形するが、その変形量は爪根元に比較して爪先端が大きく径方向に変形する。
【００１９】
一方、爪形磁極間に配置される極間磁石２７は、回転子が回転した場合、遠心力により軸方向の位置に関係なく均等に外周側に移動することになる。
【００２０】
従って、回転子が回転した場合、極間磁石は爪形磁極に配置されるつば状突部の内周２８全面に接触するわけではなく、爪根元部にのみ接触する。
【００２１】
図４に本発明の一例を示す。爪形磁極に配置される、遠心力により爪形磁極間に配置された永久磁石が回転子の外径方向に飛び出すことを防ぐ為に配置されたつば状突部の径方向厚みを、爪根元ｔ２に比較して爪先端ｔ１を薄くしている。
【００２２】
爪先端のつば状突部の厚みが薄いことにより、爪形磁極の爪部の質量を軽量化することが可能となり、特に片持ち梁状の爪形磁極において爪先端の質量を軽減できるので、回転子が回転した場合の爪形磁極の変形量を抑制することが可能となる。これにより、当該発電機の最高回転数を向上させることや、固定子と回転子の間の空壁を短縮することによる出力性能の向上を図ると同時に、永久磁石に発生する遠心力に対するつば部の強度を保つ事ができる。
【００２３】
図５に本発明の別の一例を示す。図５は回転子を構成する爪形磁極と永久磁石の表面を、回転機に組み立てた場合に固定子側内周面から見た図である。
【００２４】
爪形磁極６，７の回転方向後ろ側についてのみ、固定子内周面との距離が拡大する様な面取り３０（斜線部）を設けられており、この面取りが施される範囲の爪根元側の軸方向位置３２は、永久磁石９の軸方向端部の固定位置３３に対して、回転子の軸方向中心３４に近い位置になっている。従って、当該固定子が回転、爪形磁極が変形した場合、永久磁石がつば部内周面に接触する部分である永久磁石の軸方向端部付近は、断面Ｂ−Ｂに示すように面取り部の断面Ａ−Ａに比較してつば部の厚みが厚くなっているので、永久磁石に発生する遠心力に対するつば部の強度を確保しつつ、爪先端の軽量化を図る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例をなす車両用交流発電機の断面図を示す。
【図２】図１の回転子の中心軸から半分のみをあらわした説明図である。
【図３】図１の回転子が回転した場合の爪形磁極の変形を模擬的にあらわした説明図である。
【図４】図１の回転子の爪形磁極に配置されたつば状突部の形状をあらわした説明図である。
【図５】図１の回転子の爪形磁極表面に配置された面取りと永久磁石の位置をあらわした説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
２  回転子
６，７  爪形磁極
８  保持器
９  永久磁石
１４  界磁巻線
２１  ボビン
２２  絶縁体
２３  弾性部となる舌片
２４  つば状突部
２８  つば状突部の内周
３０  面取り部
３２  面取りが施される範囲の爪根元側の軸方向位置
３３  永久磁石の軸方向端部の固定位置
３４  回転子の軸方向中心
【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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