JP2010088270A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は、永久磁石および継鉄部の加工精度を過度に高めることなく、永久磁石を簡易な磁石保持構造で、長期的に安定して保持できる回転電機を得る。
【解決手段】断面台形の第1および第磁石嵌合溝31,36が上面に開口し、溝方向を厚み方向として、所定厚みを有する断面台形に作製された第1および第2磁石台座部材30,35に形成されている。そして、第1および第2磁石台座部材30,35および第1および第2磁石嵌合溝31,36の断面台形の斜辺で構成される側壁がそれぞれ断面矩形の細溝を形成されて凹凸面となっている。そして、第1および第2永久磁石32,37が第1および第2磁石嵌合溝31,36に嵌着されて第1および第2磁石台座部材30,35に保持される。さらに、第1および第2磁石台座部材30,35がその両側部を第1および第2継鉄部に形成された第1および第2磁石台座嵌合溝に嵌着されてポールコア体に保持される。
【選択図】図3
【解決手段】断面台形の第1および第磁石嵌合溝31,36が上面に開口し、溝方向を厚み方向として、所定厚みを有する断面台形に作製された第1および第2磁石台座部材30,35に形成されている。そして、第1および第2磁石台座部材30,35および第1および第2磁石嵌合溝31,36の断面台形の斜辺で構成される側壁がそれぞれ断面矩形の細溝を形成されて凹凸面となっている。そして、第1および第2永久磁石32,37が第1および第2磁石嵌合溝31,36に嵌着されて第1および第2磁石台座部材30,35に保持される。さらに、第1および第2磁石台座部材30,35がその両側部を第1および第2継鉄部に形成された第1および第2磁石台座嵌合溝に嵌着されてポールコア体に保持される。
【選択図】図3
Description
この発明は、車両用交流発電機などの回転電機に関し、特に永久磁石を搭載したランデル型の回転子構造に関するものである。
近年の環境問題から車載される電装品の負荷が急増しており、ランデル型の回転子の発電量のより一層の増加が求められている。この要求に従来の設計範囲で対応しようとすると、発電機が大型化し、発電機の重量や配置スペースが増大し、好ましくない。また、発電機の大型化は回転子慣性の増加を招き、エンジンの速度変動と発電機の慣性トルクとが相互作用し、ベルトの振動や滑りが発生するという新たな課題を生じさせることが知られている。これらのことから、発電機本体のサイズを大型化することなく、発電機の容量を増大させること、つまり発電機の小型化、かつ高出力が求められている。
このような状況を鑑み、ランデル型の回転子の周方向に隣り合う爪状磁極部間に永久磁石を配設した第1の従来の交流発電機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、永久磁石が磁極片の磁極指間に位置する周縁の取り付け表面に配置され、ストラップが永久磁石を覆うように配置されて釘により磁極片に固着された第2の従来の交流発電機が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、永久磁石が磁極片の磁極指間に位置する周縁の取り付け表面に配置され、ストラップが永久磁石を覆うように配置されて釘により磁極片に固着された第2の従来の交流発電機が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
車両用交流発電機は、ベルトおよびプーリを介して伝達されるエンジンの回転力により駆動され、最大、18,000〜20,000rpm程度の高速で回転する。そのため、1極当たり数g程度の小さな磁石を配設しても、数十Kgfを超える極めて大きな遠心力が磁石に加わる。
また、爪状磁極部には、永久磁石を保持していない状態でも、大きな遠心力が作用し、その先端部が外周側に50〜100μm程度膨らむ。そして、エンジンの回転速度の増減に伴い、爪状磁極部は羽ばたくように変位する。爪状磁極部は片持ち支持構造であることから、その変位は先端側では大きくなり、根元部側では小さくなり、周方向に隣り合う爪状磁極部間の相対距離も変化する。
また、爪状磁極部には、永久磁石を保持していない状態でも、大きな遠心力が作用し、その先端部が外周側に50〜100μm程度膨らむ。そして、エンジンの回転速度の増減に伴い、爪状磁極部は羽ばたくように変位する。爪状磁極部は片持ち支持構造であることから、その変位は先端側では大きくなり、根元部側では小さくなり、周方向に隣り合う爪状磁極部間の相対距離も変化する。
そこで、永久磁石が周方向に隣り合う爪状磁極部間に配設されている第1の従来の交流発電機では、遠心力に加え、遠心力による爪状磁極部の変位が磁石保持構造に作用し、永久磁石を長期的に安定して保持できないという課題がある。
第2の従来の交流発電機では、永久磁石が磁極片の磁極指間に配置されているので、遠心力による磁極指の変位が磁石保持構造に作用することはない。また、永久磁石を磁極片にストラップを用いて固定しているので、初期的には、外形形状を高精度に加工しにくい永久磁石を、磁石保持部を高精度に加工しにくい磁極片に強固に保持できる。しかし、永久磁石を保持するストラップが釘により磁極片に固定されているので、磁石保持構造に作用する遠心力による応力が釘によるストラップと磁極片との固着点に集中し、固着部の損傷が発生しやすくなり、永久磁石を長期的に安定して保持できないという課題がある。
第2の従来の交流発電機では、永久磁石が磁極片の磁極指間に配置されているので、遠心力による磁極指の変位が磁石保持構造に作用することはない。また、永久磁石を磁極片にストラップを用いて固定しているので、初期的には、外形形状を高精度に加工しにくい永久磁石を、磁石保持部を高精度に加工しにくい磁極片に強固に保持できる。しかし、永久磁石を保持するストラップが釘により磁極片に固定されているので、磁石保持構造に作用する遠心力による応力が釘によるストラップと磁極片との固着点に集中し、固着部の損傷が発生しやすくなり、永久磁石を長期的に安定して保持できないという課題がある。
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、永久磁石を継鉄部の爪状磁極部間の部位に磁性材料からなる磁石台座部材を介して保持させて、遠心力による爪状磁極部の変位の影響を無くし、かつ嵌合により永久磁石を保持させて、永久磁石に作用する遠心力を嵌合面で受けるようにし、永久磁石および継鉄部の加工精度を過度に高めることなく、永久磁石を簡易な磁石保持構造で、長期的に安定して保持できる回転電機を得ることを目的とする。
この発明による回転電機は、ボス部、該ボス部の軸方向両端縁部から径方向外方に延設された一対の継鉄部、および該一対の継鉄部のそれぞれから交互に軸方向に延設され、噛み合って周方向に配列された複数の爪状磁極部を有し、上記ボス部の軸心位置に挿通されたシャフトに固着されたポールコアと、上記ボス部、上記一対の継鉄部、および上記複数の爪状磁極部に囲まれた空間内に収納された界磁コイルと、を有する回転子と、上記回転子の外周を所定のエアギャップを介して囲繞して配設された固定子と、を備えている。本回転電機は、上記継鉄部の周方向に隣り合う上記爪状磁極間の部位に形成され、溝方向を軸方向とする磁石台座嵌合溝と、上記磁石台座嵌合溝に軸方向から嵌着され、周方向、径方向、および軸方向の移動を規制されて上記継鉄部に保持され、上面に開口し、かつ溝方向を軸方向とする磁石嵌合溝が形成された磁性材料からなる磁石台座部材と、上記磁石嵌合溝に軸方向から嵌着され、周方向、径方向、および軸方向の移動を規制されて上記爪状磁極部の先端側の内周面に所定の隙間を持って対向するように上記磁石台座部材に保持された永久磁石と、をさらに備え、上記磁石台座部材の上記磁石台座嵌合溝との嵌合面、および上記磁石嵌合溝の上記永久磁石との嵌合面が凹凸面に形成されている。
この発明によれば、永久磁石を保持する磁石台座部材が、継鉄部の周方向に隣り合う爪状磁極間の部位に保持されているので、遠心力による爪状磁極部の変位が磁石台座部材に作用せず、永久磁石を長期的に安定して保持することができる。
また、永久磁石が磁石嵌合溝に嵌着されて磁石台座部材に保持されているので、永久磁石に作用する遠心力を磁石台座部材の磁石嵌合溝の永久磁石との嵌合面で受けることができる。これにより、遠心力による応力の集中に起因する永久磁石の損傷の発生が抑制され、永久磁石を長期的に安定して保持することができる。
また、永久磁石が磁石嵌合溝に嵌着されて磁石台座部材に保持されているので、永久磁石に作用する遠心力を磁石台座部材の磁石嵌合溝の永久磁石との嵌合面で受けることができる。これにより、遠心力による応力の集中に起因する永久磁石の損傷の発生が抑制され、永久磁石を長期的に安定して保持することができる。
また、磁石台座部材は、ポールコアと別部材であるので、磁石台座部材の外形形状、および磁石嵌合溝の内形形状を簡易に高精度に加工できる。そこで、永久磁石の外形形状を過度に高精度に加工することなく、永久磁石を磁石台座部材の磁石嵌合溝に嵌着、保持できる。また、継鉄部に形成される磁石台座嵌合溝の溝形状を過度に高精度に加工することなく、磁石台座部材を継鉄部の磁石台座嵌合溝に嵌着、保持できる。
さらに、磁石台座部材の磁石台座嵌合溝との嵌合面が凹凸面に形成されているので、磁石台座部材の軸方向の移動の際に、磁石台座部材と磁石台座嵌合溝との嵌合部で大きな摩擦力が生じ、磁石台座部材の軸方向の移動が阻止される。同様に、磁石嵌合溝の永久磁石との嵌合面が凹凸面に形成されているので、永久磁石の軸方向の移動の際に、永久磁石と磁石嵌合溝との嵌合部で大きな摩擦力が生じ、永久磁石の軸方向の移動が阻止される。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機を模式的に示す縦断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される回転子を示す斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機における永久磁石の磁石保持具への実装方法を説明する斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図、図5および図6はそれぞれこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機における磁束の流れを説明するための模式図である。
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機を模式的に示す縦断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される回転子を示す斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機における永久磁石の磁石保持具への実装方法を説明する斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図、図5および図6はそれぞれこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機における磁束の流れを説明するための模式図である。
図1乃至図4において、車両用交流発電機1は、それぞれ略椀形状のアルミ製のフロントブラケット2とリヤブラケット3とからなるケース4と、シャフト16をケース4に軸受5を介して支持されて、ケース4内に回転自在に配設された回転子13と、ケース4のフロント側に延出するシャフト16の端部に固着されたプーリ6と、回転子13の軸方向の両端面に固定されたファン7と、回転子13に対して一定のエアギャップ29を有して、回転子13の外周を囲繞してケース4に固定された固定子10と、シャフト16のリヤ側に固定され、回転子13に電流を供給する一対のスリップリング8と、各スリップリング8に摺動するようにケース4内に配設された一対のブラシ9と、を備えている。なお、図示していないが、固定子10で生じた交流を直流に整流する整流器、固定子10で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器などがケース4内に配設されている。
固定子10は、円筒状の固定子鉄心11と、固定子鉄心11に巻装され、回転子13の回転に伴い、後述する界磁コイル14からの磁束の変化で交流が生じる固定子コイル12と、を備えている。
回転子13は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル14と、界磁コイル14を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア15と、ポールコア15の軸心位置に貫装されたシャフト16と、を備えている。
ポールコア15は、それぞれ例えばS10Cなどの低炭素鋼で冷間鍛造製法により作製された第1および第2ポールコア体17,21に分割構成されている。
ポールコア15は、それぞれ例えばS10Cなどの低炭素鋼で冷間鍛造製法により作製された第1および第2ポールコア体17,21に分割構成されている。
第1ポールコア体17は、外周面を円筒形状とし、シャフト挿通穴18aが軸心位置を貫通して形成された第1ボス部18と、第1ボス部18の一端縁部から径方向外側に延設された厚肉リング状の第1継鉄部19と、第1継鉄部19の外周部から軸方向他端側に延設された第1爪状磁極部20とを有している。第1爪状磁極部20は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成され、第1継鉄部19の外周部に周方向に等角ピッチで例えば8つ配列されている。さらに、第1谷部25が第1継鉄部19の各隣り合う第1爪状磁極部20間に位置する部位に、例えば内径側に向かって凸状に湾曲したU字状に凹設されている。
第2ポールコア体21は、外周面を円筒形状とし、シャフト挿通穴22aが軸心位置を貫通して形成された第2ボス部22と、第2ボス部22の他端縁部から径方向外側に延設された厚肉リング状の第2継鉄部23と、第2継鉄部23の外周部から軸方向一端側に延設された第2爪状磁極部24とを有している。第2爪状磁極部24は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成され、第2継鉄部23の外周部に周方向に等角ピッチで例えば8つ配列されている。さらに、第2谷部26が第2継鉄部23の各隣り合う第1爪状磁極部24間に位置する部位に、例えば内径側に向かって凸状に湾曲したU字状に凹設されている。
このように構成された第1および第2ポールコア体17,21は、第1および第2爪状磁極部20,24を交互に噛み合わせ、かつ、第1ボス部18の他端面を第2ボス部22の一端面に突き合わせ、シャフト挿通穴18a,22aに貫装されたシャフト16に固着されている。そして、ボビン(図示せず)に巻装された界磁コイル14が、第1および第2ボス部18,22、第1および第2継鉄部19,23および第1および第2爪状磁極部20,24に囲まれた空間に装着されている。ここで、第1および第2ボス部18,22および第1および第2継鉄部19,23が、それぞれポールコア15のボス部および一対の継鉄部に相当する。
第1磁石台座部材30は、純鉄などの磁性材料からなる塊状体の一体物であり、所定厚みを有する断面台形に作製されている。そして、第1磁石嵌合溝31が、上面に開口し、溝方向を厚み方向として第1磁石台座部材30に形成されている。ここで、第1磁石台座部材30の上面とは、断面台形の底辺(長辺)で構成される面であり、第1磁石台座部材30の上下面および第1磁石嵌合溝31の底面が平行な平面となっている。そして、第1磁石嵌合溝31の溝幅が開口に向かって漸次狭くなる楔状の断面台形に形成されている。さらに、第1磁石台座部材30の両側壁および第1磁石嵌合溝31の両側壁は、切削加工により多数の直線状の断面矩形の細溝が平行に形成されて、凹凸面に形成されている。第1永久磁石32は、第1磁石嵌合溝31の内形形状に適合する外形形状、つまり所定厚みを有する断面台形に作製され、その上下面(外周面および内周面)が平行な平面となっている。
そして、第1永久磁石32が、図3および図4の(a)に示されるように、第1磁石台座部材30の厚み方向から第1磁石嵌合溝31に嵌着されて、必要に応じて接着剤を塗布されて、磁気的に接続されて第1磁石台座部材30に保持されている。
第2磁石台座部材35は、第1磁石台座部材30と同じ材質を用いて同じ形状に作製されている。第2磁石台座部材35の両側壁および第2磁石嵌合溝36の両側壁は、切削加工により多数の直線状の断面矩形の細溝が平行に形成されて、凹凸面に形成されている。第2永久磁石37は、第1永久磁石32と同じ材質を用いて同じ形状に作製されている。そして、第2永久磁石37が第2磁石嵌合溝36に嵌着され、必要に応じて接着剤を塗布されて、磁気的に接続されて第2磁石台座部材35に保持されている。
なお、小容量の磁石で十分な磁気飽和緩和効果を得るためには、第1および第2永久磁石32,37には、エネルギー積BHmaxが30MGOe以上の異方性焼結希土類磁石を用いることが好ましい。
なお、小容量の磁石で十分な磁気飽和緩和効果を得るためには、第1および第2永久磁石32,37には、エネルギー積BHmaxが30MGOe以上の異方性焼結希土類磁石を用いることが好ましい。
第1磁石台座嵌合溝27が、第1ポールコア体17の各第1爪状磁極部20の根元側で、各第1谷部25の内壁面の上部側の相対する部位のそれぞれに開口し、かつ溝方向を軸心方向として第1継鉄部19の一端側から他端側に貫通するように凹設されている。同様に、第2磁石台座嵌合溝28が、第2ポールコア体21の各第2爪状磁極部24の根元側で、各第2谷部26の内壁面の上部側の相対する部位のそれぞれに開口し、かつ溝方向を軸心方向として第2継鉄部23の一端側から他端側に貫通するように凹設されている。ここで、第1および第2磁石台座嵌合溝27,28は、冷間鍛造製法により第1および第2ポールコア体17,21を作製すると同時に、第1および第2磁石台座部材30,35が嵌着される溝形状に形成されている。
第1磁石台座部材30が、図4の(b)に示されるように、第1永久磁石32を上方に向けて、たとえば、軸方向外側から相対する第1磁石台座嵌合溝27に圧入され、必要に応じて接着剤を塗布されて、各第1谷部25の上に架設された状態で磁気的に接続されて第1ポールコア体17に取り付けられる。このとき、第1永久磁石32の上面が第2爪状磁極部24の先端側内周面と所定の隙間をあけて対向している。
同様に、第2磁石台座部材35が、第2永久磁石37を上方に向けて、たとえば、軸方向外側から相対する第2磁石台座嵌合溝28に圧入され、必要に応じて接着剤を塗布し、各第2谷部26の上に架設された状態で磁気的に接続されて第2ポールコア体21に取り付けられる。このとき、第2永久磁石37の上面が第2爪状磁極部24の先端側内周面と所定の隙間をあけて対向している。
同様に、第2磁石台座部材35が、第2永久磁石37を上方に向けて、たとえば、軸方向外側から相対する第2磁石台座嵌合溝28に圧入され、必要に応じて接着剤を塗布し、各第2谷部26の上に架設された状態で磁気的に接続されて第2ポールコア体21に取り付けられる。このとき、第2永久磁石37の上面が第2爪状磁極部24の先端側内周面と所定の隙間をあけて対向している。
また、第1および第2永久磁石32,37は、着磁方向40が、界磁コイル14を流れる界磁電流が回転子13の軸心と直交する平面において作る磁界41の向きと反対となるように着磁配向されている。つまり、図1に示されるように、界磁コイル14に通電され、磁界41が矢印方向に発生された場合、第1および第2永久磁石32,37は、磁界41と逆向きに着磁配向される。ここでは、第1および第2永久磁石32,37の着磁方向40は、径方向に一致しており、その着磁方向40の延長線が対向する第1および第2爪状磁極部20,24の先端側の内周面に向かっている。なお、界磁コイル14を流れる界磁電流が作る磁界41の向きが反転した設計の場合には、第1および第2永久磁石32,37も逆向きに着磁配向される。
つぎに、このように構成された車両用交流発電機1の動作について説明する。
まず、電流がバッテリ(図示せず)からブラシ9およびスリップリング8を介して回転子13の界磁コイル14に供給され、磁束が発生される。この磁束により、第1ポールコア体17の第1爪状磁極部20がN極に磁化され、第2ポールコア体21の第2爪状磁極部24がS極に磁化される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト(図示せず)およびプーリ6を介してシャフト16に伝達され、回転子13が回転される。そこで、回転磁界が固定子10の固定子コイル12に与えられ、起電力が固定子コイル12に発生する。この交流の起電力が、整流器で直流電流に整流され、バッテリが充電され、或いは電気負荷に供給される。
まず、電流がバッテリ(図示せず)からブラシ9およびスリップリング8を介して回転子13の界磁コイル14に供給され、磁束が発生される。この磁束により、第1ポールコア体17の第1爪状磁極部20がN極に磁化され、第2ポールコア体21の第2爪状磁極部24がS極に磁化される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト(図示せず)およびプーリ6を介してシャフト16に伝達され、回転子13が回転される。そこで、回転磁界が固定子10の固定子コイル12に与えられ、起電力が固定子コイル12に発生する。この交流の起電力が、整流器で直流電流に整流され、バッテリが充電され、或いは電気負荷に供給される。
つぎに、磁束の動作について図5および図6を参照しつつ説明する。
まず、界磁コイル14に通電されると、磁束43が発生される。この磁束43は、第1爪状磁極部20からエアギャップ29を通って固定子鉄心11のティース部に入る。そして、磁束43は、固定子鉄心11のティース部からコアバック部を通って周方向に移動し、隣の第2爪状磁極部24に対向するティース部からエアギャップ29を通ってその第2爪状磁極部24に入る。ついで、第2爪状磁極部24に入った磁束43は、第2継鉄部23、第2ボス部22、第1ボス部18、第1継鉄部19を通って第1爪状磁極部20に至る。ここで、従来のランデル型回転子では、第1および第2ポールコア体は限界設計されているので、界磁コイルの発生する磁界により磁気飽和し、回転子で発生する磁束が減少してしまう。
まず、界磁コイル14に通電されると、磁束43が発生される。この磁束43は、第1爪状磁極部20からエアギャップ29を通って固定子鉄心11のティース部に入る。そして、磁束43は、固定子鉄心11のティース部からコアバック部を通って周方向に移動し、隣の第2爪状磁極部24に対向するティース部からエアギャップ29を通ってその第2爪状磁極部24に入る。ついで、第2爪状磁極部24に入った磁束43は、第2継鉄部23、第2ボス部22、第1ボス部18、第1継鉄部19を通って第1爪状磁極部20に至る。ここで、従来のランデル型回転子では、第1および第2ポールコア体は限界設計されているので、界磁コイルの発生する磁界により磁気飽和し、回転子で発生する磁束が減少してしまう。
この実施の形態1では、第1および第2永久磁石32,37は、界磁コイル14の発生する磁界41の向きと反対となるように着磁配向されている。そこで、第1および第2永久磁石32,37の発生する磁界の向きは、界磁コイル14の発生する磁界41と逆向きである。この第1および第2永久磁石32,37から発生した磁束44が固定子鉄心11に鎖交するには、大きな磁気抵抗をもつエアギャップ29を往復する必要がある。また、第1および第2永久磁石32,37は、第2および第1爪状磁極部24,20の内径側に配設されており、第1および第2爪状磁極部20,24の内周面側に対してより短い磁路長で周回するように配設されている。そこで、磁束44の大部分が、固定子鉄心11に迂回することなく、回転子13内部で閉じた磁気回路を形成する。
つまり、第1永久磁石32から発生する磁束44は、第1磁石台座部材30に入る。ここで、第1磁石台座部材30の下方には、第1谷部25、即ち大きな空隙が存在する。そこで、第1磁石台座部材30に入った磁束44は、第1磁石台座部材30内を周方向の両側に流れて第1継鉄部19に入り、第1ボス部18、第2ボス部22、第2継鉄部23および第2爪状磁極部24を通り、第1永久磁石32に戻る。また、第2永久磁石37から発生する磁束44は、空隙を介して第1爪状磁極部20に入り、第1継鉄部19、第1ボス部18、第2ボス部22を経て、第2継鉄部23に入る。第2継鉄部23に入った磁束44は、第2継鉄部23の第2谷部26の両側を上方に流れ、第2磁石台座部材35の両端から第2磁石台座部材35に入り、第2永久磁石37に戻る。
そこで、第1および第2永久磁石32,37の発生する磁束44は、界磁コイル14の発生する磁束43と逆向きとなり、第1および第2ポールコア体17,21を構成する磁性体の磁束密度を大幅に低減することができ、磁気飽和を解消することができる。これにより、固定子10に鎖交する磁束量を増大させることができ、大きな発電量が得られる。特に、磁気飽和が顕著な低速アイドリング域での発電量を大幅に増大できる。
ここで、第1および第2ポールコア体17,21は、冷間鍛造製法で作製されるので、形状を精度良く作製できない。一方、第1および第2永久磁石32,37も焼結磁石であることから、形状を精度良く作製できない。そこで、第1および第2永久磁石32,37を第1および第2ポールコア体17,21の嵌合溝に直接嵌着した場合には、寸法誤差が大きくなり、嵌着できない、或いは取り付け強度が小さくなるという不具合が生じる。この不具合を解決するには、煩雑な後加工により形状精度を高める必要があり、高コスト化をもたらすことになる。
この実施の形態1によれば、第1および第2磁石台座部材30,35が、磁性材料から作製され、第1および第2ポールコア体17,21と別部品であるので、その外形形状および第1および第2磁石嵌合溝31,36の溝形状を精度良く作製することができる。そこで、第1および第2磁石台座部材30,35と第1磁石台座嵌合溝27との嵌合部での寸法誤差が小さくなり、第1および第2磁石台座部材30,35を第1および第2継鉄部19,23に強固に取り付けることができる。同様に、第1および第2永久磁石32,37と第1および第2磁石嵌合溝31,36との嵌合部での寸法誤差が小さくなり、第1および第2永久磁石32,37を第1および第2磁石台座部材30,35に強固に取り付けることができる。さらに、第1および第2磁石台座嵌合溝27,28および第1および第2永久磁石32,37を高精度に加工する必要が無く、その分低コスト化が図られる。
また、第1および第2磁石台座嵌合溝27,28が溝方向を軸方向として第1および第2谷部25,26に形成されているので、第1および第2磁石台座部材30,35を軸方向から第1および第2磁石台座嵌合溝27,28に挿入するだけで、第1および第2ポールコア体17,21に保持できる。第1および第2磁石嵌合溝31,36が溝方向を軸方向として第1および第2磁石台座部材30,35に形成されているので、第1および第2永久磁石32,37を軸方向から第1および第2磁石嵌合溝31,36に挿入するだけで、第1および第2磁石台座部材30,35に保持できる。このように、簡易な保持構造で、第1および第2永久磁石32,37を第1および第2ポールコア体17,21に保持できる。
また、第1磁石嵌合溝31の側壁が凹凸面に形成されているので、第1永久磁石32の軸方向の移動の際に、第1永久磁石32の断面台形の斜辺で構成される側壁と凹凸面に形成された第1磁石嵌合溝31Aの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1永久磁石32の軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。同様に、第1磁石台座部材30の側壁が凹凸面に形成されているので、第1磁石台座部材30の軸方向の移動の際に、第1磁石台座嵌合溝27の側壁と凹凸面に形成された第1磁石台座部材30の側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1磁石台座部材30の軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。
さらに、第1および第2磁石台座部材30,35の外形形状および第1および第2磁石嵌合溝31,36の溝形状を精度良く作製することができる。そこで、第1および第2磁石台座部材30,35の上下面と第1および第2磁石台座嵌合溝27,28との嵌合部における隙間、さらには第1および第2磁石嵌合溝31,36の底面と第1および第2永久磁石32,37との嵌合部における隙間を少なくできる。その結果、これらの嵌合部での磁気抵抗が小さくなり、磁石の磁束量が増えて、磁石を有効に利用することができる。
また、第1および第2永久磁石32,37が第1および第2継鉄部19,23に保持された第1および第2磁石台座部材30,35に保持されているので、遠心力による第1および第2爪状磁極部20,24の変位が磁石保持構造に作用しない。そこで、第1および第2永久磁石32,37を長期的に安定して保持できる。
また、第1および第2永久磁石32,37が、第1および第2磁石台座部材30,35に形成された第1および第2磁石嵌合溝31,36に嵌着されているので、第1および第2永久磁石32,37に作用する遠心力は、第1および第2磁石嵌合溝31,36の楔状の内壁面で受けられる。これにより、第1および第2永久磁石32,37に作用する遠心力による応力が集中することに起因する第1および第2永久磁石32,37の損傷の発生も防止できる。この点においても、第1および第2永久磁石32,37を長期的に安定して保持できる。
また、第1および第2永久磁石32,37が、第1および第2磁石台座部材30,35に形成された第1および第2磁石嵌合溝31,36に嵌着されているので、第1および第2永久磁石32,37に作用する遠心力は、第1および第2磁石嵌合溝31,36の楔状の内壁面で受けられる。これにより、第1および第2永久磁石32,37に作用する遠心力による応力が集中することに起因する第1および第2永久磁石32,37の損傷の発生も防止できる。この点においても、第1および第2永久磁石32,37を長期的に安定して保持できる。
また、第1および第2永久磁石32,37が第1および第2磁石台座部材30,35に組み込まれているので、第1および第2永久磁石32,37を単体のまま第1および第2ポールコア体17,21に組み付けることがなく、回転子13の組立性が向上される。
また、第1および第2磁石台座部材30,35が第1および第2谷部25,26の上に架設されているので、第1および第2磁石台座部材30,35で第1および第2谷部25,26を埋め尽くす必要がなく、第1および第2磁石台座部材30,35の容積を少なくできる。さらに、第1および第2永久磁石32,37が第1および第2谷部25,26の上に架設された第1および第2磁石台座部材30,35に保持されているので、第1および第2永久磁石32,37を必要最小限の大きさにできる。そこで、高速回転時、第1および第2磁石台座部材30,35、および第1および第2永久磁石32,37に作用する遠心力が小さくなる。これにより、簡易な保持構造で第1および第2永久磁石32,37をポールコア15に安定して保持できる。
また、第1および第2磁石台座部材30,35が第1および第2谷部25,26の上部側の内壁面間を周方向に連結しているので、ポールコア15の変形の発生を抑制できる。
また、第1および第2永久磁石32,37は、第1および第2爪状磁極部20,24の先端側の内周面に対向するように配設されているので、第1および第2永久磁石32,37は、回転子13の最外周面に対して径方向内方に位置している。そこで、固定子スロット高調波は第1および第2爪状磁極部20,24の最外周面部に留まり、第1および第2永久磁石32,37を直接誘導加熱するように作用しない。その結果、第1および第2永久磁石32,37が加熱されて、熱減磁することが未然に防止される。
また、第1および第2永久磁石32,37は、第1および第2爪状磁極部20,24の先端側の内周面に対向するように配設されているので、第1および第2永久磁石32,37は、回転子13の最外周面に対して径方向内方に位置している。そこで、固定子スロット高調波は第1および第2爪状磁極部20,24の最外周面部に留まり、第1および第2永久磁石32,37を直接誘導加熱するように作用しない。その結果、第1および第2永久磁石32,37が加熱されて、熱減磁することが未然に防止される。
また、第1および第2永久磁石32,37が、第1および第2爪状磁極部20,24の先端側の内周面に所定隙間をもって対向するように配設されているので、第1および第2永久磁石32,37の磁気回路が回転子内部で閉じた磁気回路となり、固定子10に鎖交する磁束成分がなくなる。そこで、無負荷無励磁における第1および第2永久磁石32,37の誘起電圧の発生が抑制される。その結果、第1および第2永久磁石32,37の磁石量を増大させることができる。
なお、上記実施の形態1では、第1および第2磁石台座嵌合溝27,28が溝方向を軸心と平行として、第1および第2継鉄部19,23の一端側から他端側に貫通するように凹設されているものとしているが、第1および第2磁石台座嵌合溝は、必ずしも軸方向に貫通する必要はなく、第1および第2継鉄部19,23の一端側若しくは他端側に開口していればよい。
また、上記実施の形態1では、第1および第2永久磁石32,37が所定厚みを有する断面台形に形成されているものとしているが、第1および第2永久磁石32,37は第1および第2磁石台座部材に保持されていれば、その断面形状については特に限定されるものではない。
また、上記実施の形態1では、第1および第2永久磁石32,37が所定厚みを有する断面台形に形成されているものとしているが、第1および第2永久磁石32,37は第1および第2磁石台座部材に保持されていれば、その断面形状については特に限定されるものではない。
実施の形態2.
図7はこの発明の実施の形態2に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図7はこの発明の実施の形態2に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図7において、磁性板45は、例えば電磁鋼板をプレス成形した後、プレス面を主面に略直交する平端面に切削加工して、台形の平板状に作製され、嵌合溝部46が台形の底辺に開口するように形成されている。そして、第1磁石台座部材30Aが、多数枚の磁性板45を積層方向と直交する方向に交互にずらして積層一体化して作製されている。これにより、第1磁石台座部材30Aは、所定厚みを有する断面台形に作製され、嵌合溝部46が積層方向に連なって、第1磁石嵌合溝31Aを構成する。そして、磁性板45を交互にずらすことで、第1磁石台座部材30Aの両側壁および第1磁石嵌合溝31Aの両側壁が凹凸面に形成されている。また、第2磁石台座部材は、第1磁石台座部材30Aと同様に構成されているので、ここでは、その説明は省略する。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態2では、図7の(a)に示されるように、第1永久磁石32が、第1磁石嵌合溝31Aに第1磁石台座部材30Aの厚み方向から圧入され、第1磁石台座部材30Aに保持される。そして、第1磁石台座部材30Aが、図7の(b)に示されるように、第1永久磁石32を上方に向けて、軸方向外側から相対する第1磁石台座嵌合溝27に圧入され、必要に応じて接着剤を塗布されて、各第1谷部25の上に架設された状態で磁気的に接続されて第1ポールコア体17に取り付けられる。
この実施の形態2においても、第1磁石嵌合溝31Aの側壁が凹凸面に形成されているので、第1永久磁石32の軸方向の移動の際に、第1永久磁石32の断面台形の斜辺で構成される側壁と凹凸面に形成された第1磁石嵌合溝31Aの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1永久磁石32の軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。同様に、第1磁石台座部材30Aの側壁が凹凸面に形成されているので、第1磁石台座部材30Aの軸方向への移動の際に、第1磁石台座嵌合溝27の側壁と凹凸面に形成された第1磁石台座部材30Aの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1磁石台座部材30Aの軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。
この実施の形態2においては、第1磁石台座部材30Aが磁性板45を積層して構成されている。そこで、第1磁石台座嵌合溝27の側壁と嵌合する第1磁石台座部材30Aの側壁を構成する磁性板45の周面を積層方向と直交する方向にずらすだけで凹凸面が形成される。同様に、第1永久磁石32の側壁と嵌合する第1磁石嵌合溝31Aの側壁を構成する磁性板45の周面を積層方向と直交する方向にずらすだけで凹凸面が形成される。したがって、凹凸面とするための煩雑な溝加工などが不要となり、低コスト化が図られる。
なお、上記実施の形態2では、同一形状に作製された磁性板45を積層方向と直交する方向に交互にずらして凹凸面を形成するものとしているが、磁性板の外形形状および磁石嵌合溝の内形形状が凹凸の段差分異なる2種類の磁性板を作製し、2種類の磁性板を交互に積層して凹凸面を形成するようにしてもよい。
実施の形態3.
図8はこの発明の実施の形態3に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図8はこの発明の実施の形態3に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図8において、第1磁石台座部材30Bは、第1磁石台座部材30と同様に、純鉄などの磁性材料からなる塊状体の一体物であり、所定厚みを有する断面台形に作製され、第1磁石嵌合溝31Bが、上面に開口し、溝方向を厚み方向として第1磁石台座部材30Bに形成されている。この第1磁石台座部材30Bは、プレス成形により作製され、プレス成形によるバリ47が第1磁石台座部材30Bの両側壁の縁部および第1磁石嵌合溝31Bの両側壁の縁部からプレス打ち抜き方向に突設されている。また、第2磁石台座部材は、第1磁石台座部材30Bと同様に構成されているので、ここでは、その説明は省略する。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態3では、図8の(a)に示されるように、第1永久磁石32が、第1磁石嵌合溝31Bに第1磁石台座部材30Bの厚み方向から圧入され、第1磁石台座部材30Bに保持される。そして、第1磁石台座部材30Bが、図8の(b)に示されるように、第1永久磁石32を上方に向けて、軸方向外側から相対する第1磁石台座嵌合溝27に圧入され、必要に応じて接着剤を塗布されて、各第1谷部25の上に架設された状態で磁気的に接続されて第1ポールコア体17に取り付けられる。
この実施の形態3では、バリ47が第1磁石嵌合溝31Bの側壁縁部から厚み方向に突設されているので、バリ47のスプリングバック力が第1永久磁石32に加わり、嵌着力が大きくなる。したがって、第1永久磁石32の軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。同様に、バリ47が第1磁石台座部材30Bの側壁縁部から厚み方向に突設されているので、バリ47のスプリングバック力が第1磁石台座嵌合溝27の側壁に加わり、嵌着力が大きくなる。したがって、第1磁石台座部材30Bの軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。
また、プレス成形によるバリ47を利用して第1永久磁石32および第1磁石台座部材30Bの軸方向への移動を阻止するようにしているので、バリ取りなどの後加工が不要となり、その分低コスト化が図られる。
また、プレス成形によるバリ47を利用して第1永久磁石32および第1磁石台座部材30Bの軸方向への移動を阻止するようにしているので、バリ取りなどの後加工が不要となり、その分低コスト化が図られる。
実施の形態4.
図9はこの発明の実施の形態4に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図9はこの発明の実施の形態4に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図9において、磁性板48は、例えば電磁鋼板をプレス成形して台形の平板状に作製され、嵌合溝部49が台形の底辺に開口するように形成されている。そして、第1磁石台座部材30Cが、多数枚の磁性板48をプレスの打ち抜き方向を揃えて積層一体化して作製されている。これにより、第1磁石台座部材30Cは、所定厚みを有する断面台形に作製され、嵌合溝部49が積層方向に連なって、第1磁石嵌合溝31Cを構成する。さらに、第1磁石台座部材30Cの両側壁および第1磁石嵌合溝31Cの両側壁は、プレス成形によるバリ50が積層方向に連なって凹凸面に形成されている。また、第2磁石台座部材は、第1磁石台座部材30Cと同様に構成されているので、ここでは、その説明は省略する。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態4では、図9の(a)に示されるように、第1永久磁石32が、第1磁石嵌合溝31Cに第1磁石台座部材30Cの厚み方向から圧入され、第1磁石台座部材30Cに保持される。そして、第1磁石台座部材30Cが、図9の(b)に示されるように、第1永久磁石32を上方に向けて、軸方向外側から相対する第1磁石台座嵌合溝27に圧入され、必要に応じて接着剤を塗布されて、各第1谷部25の上に架設された状態で磁気的に接続されて第1ポールコア体17に取り付けられる。
この実施の形態4では、第1磁石嵌合溝31Cの側壁が凹凸面に形成されているので、第1永久磁石32の軸方向への移動の際に、第1永久磁石32の断面台形の斜辺で構成される側壁と凹凸面に形成された第1磁石嵌合溝31Cの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1永久磁石32の軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。同様に、第1磁石台座部材30Cの側壁が凹凸面に形成されているので、第1磁石台座部材30Cの軸方向への移動の際に、第1磁石台座嵌合溝27の側壁と凹凸面に形成された第1磁石台座部材30Cの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1磁石台座部材30Cの軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。
また、第1磁石嵌合溝31Cの側壁が積層方向に連なったバリ50により構成されている。そこで、第1永久磁石32が軸方向に移動しようとすると、第1永久磁石32の粗面がバリ50に引っかかる。また、バリ50のスプリングバック力が第1永久磁石32に加わり、嵌着力が大きくなる。したがって、第1永久磁石32の軸方向への移動が阻止される。
同様に、第1磁石台座部材30Cの側壁が積層方向に連なったバリ50により構成されている。そこで、第1磁石台座部材30Cが軸方向に移動しようとすると、バリ50が第1磁石台座嵌合溝27の側壁の粗面に引っかかる。また、バリ50のスプリングバック力が第1磁石台座嵌合溝27の側壁に加わり、嵌着力が大きくなる。したがって、第1磁石台座部材30Cの軸方向への移動が阻止される。
同様に、第1磁石台座部材30Cの側壁が積層方向に連なったバリ50により構成されている。そこで、第1磁石台座部材30Cが軸方向に移動しようとすると、バリ50が第1磁石台座嵌合溝27の側壁の粗面に引っかかる。また、バリ50のスプリングバック力が第1磁石台座嵌合溝27の側壁に加わり、嵌着力が大きくなる。したがって、第1磁石台座部材30Cの軸方向への移動が阻止される。
また、プレス成形によるバリ50を利用して第1永久磁石32および第1磁石台座部材30Cの軸方向への移動を阻止するようにしているので、バリ取りなどの後加工が不要となり、その分低コスト化が図られる。
実施の形態5.
図10はこの発明の実施の形態5に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図10はこの発明の実施の形態5に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図10において、第1磁石台座部材30Dは、第1磁石台座部材30と同様に、純鉄などの磁性材料からなる塊状体の一体物であり、所定厚みを有する断面台形に作製され、第1磁石嵌合溝31Dが、上面に開口し、溝方向を厚み方向として第1磁石台座部材30Dに形成されている。第1磁石台座部材30の両側壁および第1磁石嵌合溝31の両側壁は、切削加工により多数の直線状の断面楔状の細溝が平行に形成されて、断面楔状の突起51からなる凹凸面に形成されている。また、第2磁石台座部材は、第1磁石台座部材30Dと同様に構成されているので、ここでは、その説明は省略する。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態5では、図10の(a)に示されるように、第1永久磁石32が、第1磁石嵌合溝31Dに第1磁石台座部材30Dの厚み方向から圧入され、第1磁石台座部材30Dに保持される。そして、第1磁石台座部材30Dが、図10の(b)に示されるように、第1永久磁石32を上方に向けて、軸方向外側から相対する第1磁石台座嵌合溝27に圧入され、必要に応じて接着剤を塗布されて、各第1谷部25の上に架設された状態で磁気的に接続されて第1ポールコア体17に取り付けられる。
この実施の形態5では、第1磁石嵌合溝31Dの側壁が凹凸面に形成されているので、第1永久磁石32の軸方向への移動の際に、第1永久磁石32の断面台形の斜辺で構成される側壁と凹凸面に形成された第1磁石嵌合溝31Dの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1永久磁石32の軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。同様に、第1磁石台座部材30Dの側壁が凹凸面に形成されているので、第1磁石台座部材30Dの軸方向への移動の際に、第1磁石台座嵌合溝27の側壁と凹凸面に形成された第1磁石台座部材30Dの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1磁石台座部材30Dの軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。
また、第1磁石嵌合溝31Dの側壁が断面楔状の突起51により構成されている。そこで、第1永久磁石32が軸方向に移動しようとすると、第1永久磁石32の粗面が突起51に引っかかり、第1永久磁石32の軸方向への移動が阻止される。
同様に、第1磁石台座部材30Dの側壁が断面楔状の突起51により構成されている。そこで、第1磁石台座部材30Dが軸方向に移動しようとすると、突起51が第1磁石台座嵌合溝27の側壁の粗面に引っかかり、第1磁石台座部材30Dの軸方向への移動が阻止される。
同様に、第1磁石台座部材30Dの側壁が断面楔状の突起51により構成されている。そこで、第1磁石台座部材30Dが軸方向に移動しようとすると、突起51が第1磁石台座嵌合溝27の側壁の粗面に引っかかり、第1磁石台座部材30Dの軸方向への移動が阻止される。
実施の形態6.
図11はこの発明の実施の形態6に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図11はこの発明の実施の形態6に係る車両用交流発電機における永久磁石のポールコアへの実装方法を説明する図である。
図11において、磁性板52は、例えば電磁鋼板をプレス成形した後、プレス面を主面に斜めに交差する傾斜面に切削加工して、台形の平板状に作製され、嵌合溝部53が台形の底辺に開口するように形成されている。そして、第1磁石台座部材30Eが、多数枚の磁性板52を積層一体化して作製されている。これにより、第1磁石台座部材30Eは、所定厚みを有する断面台形に作製され、嵌合溝部53が積層方向に連なって、第1磁石嵌合溝31Eを構成する。そして、第1磁石台座部材30Eの両側壁および第1磁石嵌合溝31Eの両側壁が、断面楔状の突起54からなる凹凸面に形成されている。また、第2磁石台座部材は、第1磁石台座部材30Eと同様に構成されているので、ここでは、その説明は省略する。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態6では、図11の(a)に示されるように、第1永久磁石32が、第1磁石嵌合溝31Eに第1磁石台座部材30Eの厚み方向から圧入され、第1磁石台座部材30Eに保持される。そして、第1磁石台座部材30Eが、図11の(b)に示されるように、第1永久磁石32を上方に向けて、軸方向外側から相対する第1磁石台座嵌合溝27に圧入され、必要に応じて接着剤を塗布されて、各第1谷部25の上に架設された状態で磁気的に接続されて第1ポールコア体17に取り付けられる。
この実施の形態6においても、第1磁石嵌合溝31Eの側壁が凹凸面に形成されているので、第1永久磁石32の軸方向の移動の際に、第1永久磁石32の断面台形の斜辺で構成される側壁と凹凸面に形成された第1磁石嵌合溝31Eの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1永久磁石32の軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。同様に、第1磁石台座部材30Eの側壁が凹凸面に形成されているので、第1磁石台座部材30Eの軸方向への移動の際に、第1磁石台座嵌合溝27の側壁と凹凸面に形成された第1磁石台座部材30Eの側壁との間に大きな摩擦力が発生する。したがって、第1磁石台座部材30Eの軸方向への移動に対する保持強度を向上できる。
また、第1磁石嵌合溝31Eの側壁が断面楔状の突起54により構成されている。そこで、第1永久磁石32が軸方向に移動しようとすると、第1永久磁石32の粗面が突起54に引っかかり、第1永久磁石32の軸方向への移動が阻止される。
同様に、第1磁石台座部材30Eの側壁が断面楔状の突起54により構成されている。そこで、第1磁石台座部材30Eが軸方向に移動しようとすると、突起54が第1磁石台座嵌合溝27の側壁の粗面に引っかかり、第1磁石台座部材30Eの軸方向への移動が阻止される。
同様に、第1磁石台座部材30Eの側壁が断面楔状の突起54により構成されている。そこで、第1磁石台座部材30Eが軸方向に移動しようとすると、突起54が第1磁石台座嵌合溝27の側壁の粗面に引っかかり、第1磁石台座部材30Eの軸方向への移動が阻止される。
なお、上記各実施の形態では、永久磁石を全ての爪状磁極部の先端側内周面と相対する継鉄部の部位に配設するものとしているが、永久磁石は必ずしも全ての爪状磁極部の先端側内周面と相対する継鉄部の部位に配設する必要はなく、例えば永久磁石を周方向に1つおきの爪状磁極部の先端側内周面と相対する継鉄部の部位に配設してもよい。このとき、永久磁石が配設されていない継鉄部には、磁石台座部材を配設しなくてもよいが、永久磁石が保持されていない磁石台座部材を配設してよい。
また、上記各実施の形態では、谷部が継鉄部に設けられているものとしているが、谷部は必ずしも設けられている必要はない。この場合、台座部材嵌合溝を継鉄部の爪状磁極部の先端側内周面に相対する部位に形成し、磁石台座部材を台座部材嵌合溝に嵌着すればよい。
また、上記各実施の形態では、谷部が継鉄部に設けられているものとしているが、谷部は必ずしも設けられている必要はない。この場合、台座部材嵌合溝を継鉄部の爪状磁極部の先端側内周面に相対する部位に形成し、磁石台座部材を台座部材嵌合溝に嵌着すればよい。
また、上記各実施の形態では、磁石台座部材および永久磁石が回転子の軸心と直交する断面形状が台形に形成されているものとしているが、断面形状は台形に限定されるものではなく、例えば正方形や長方形の四角形であってもよい。
また、上記各実施の形態では、車両用交流発電機について説明しているが、この発明は、車両用交流発電機に限らず、車両用電動機や車両用発電電動機などの回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、車両用交流発電機について説明しているが、この発明は、車両用交流発電機に限らず、車両用電動機や車両用発電電動機などの回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
10 固定子、13 回転子、14 界磁コイル、15 ポールコア、16 シャフト、17 第1ポールコア体、18 第1ボス部、19 第1継鉄部、20 第1爪状磁極部、21 第2ポールコア体、22 第2ボス部、23 第2継鉄部、24 第2爪状磁極部、29 エアギャップ、30,30A,30B,30C,30D,30E 第1磁石台座部材、31,31A,31B,31C,31D,31E 第1嵌合溝、32 第1永久磁石、35 第2磁石台座部材、36 第2嵌合溝、37 第2永久磁石、40 着磁方向、47,50 バリ、48,52 磁性板、51,54 突起。
Claims (9)
- ボス部、該ボス部の軸方向両端縁部から径方向外方に延設された一対の継鉄部、および該一対の継鉄部のそれぞれから交互に軸方向に延設され、噛み合って周方向に配列された複数の爪状磁極部を有し、上記ボス部の軸心位置に挿通されたシャフトに固着されたポールコアと、上記ボス部、上記一対の継鉄部、および上記複数の爪状磁極部に囲まれた空間内に収納された界磁コイルと、を有する回転子と、
上記回転子の外周を所定のエアギャップを介して囲繞して配設された固定子と、を備えた回転電機において、
上記継鉄部の周方向に隣り合う上記爪状磁極間の部位に形成され、溝方向を軸方向とする磁石台座嵌合溝と、
上記磁石台座嵌合溝に軸方向から嵌着され、周方向、径方向、および軸方向の移動を規制されて上記継鉄部に保持され、上面に開口し、かつ溝方向を軸方向とする磁石嵌合溝が形成された磁性材料からなる磁石台座部材と、
上記磁石嵌合溝に軸方向から嵌着され、周方向、径方向、および軸方向の移動を規制されて上記爪状磁極部の先端側の内周面に所定の隙間を持って対向するように上記磁石台座部材に保持された永久磁石と、を備え、
上記磁石台座部材の上記磁石台座嵌合溝との嵌合面、および上記磁石嵌合溝の上記永久磁石との嵌合面が凹凸面に形成されていることを特徴とする回転電機。 - 上記磁石台座部材が多数枚の磁性板を積層一体化して構成されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。
- 上記磁石台座部材の上記磁石台座嵌合溝との嵌合面、および上記磁石嵌合溝の上記永久磁石との嵌合面の凹凸面は、当該嵌合面を構成する上記多数枚の磁性板の周面を積層方向と直交する方向に交互にずらして構成されていることを特徴とする請求項2記載の回転電機。
- 上記磁石台座部材の上記磁石台座嵌合溝との嵌合面、および上記磁石嵌合溝の上記永久磁石との嵌合面の凹凸面は、当該嵌合面を構成する上記多数枚の磁性板の周面のそれぞれを楔状に形成して構成されていることを特徴とする請求項2記載の回転電機。
- 上記複数の磁性板はそれぞれプレス成形され作製され、
上記磁石台座部材の上記磁石台座嵌合溝との嵌合面、および上記磁石嵌合溝の上記永久磁石との嵌合面の凹凸面は、当該嵌合面を構成する上記多数枚の磁性板の周面に形成されたバリを積層方向に連ねて構成されていることを特徴とする請求項2記載の回転電機。 - 上記磁石台座部材は塊状体の一体物であり、
上記磁石台座部材の上記磁石台座嵌合溝との嵌合面、および上記磁石嵌合溝の上記永久磁石との嵌合面の凹凸面は、当該嵌合面に複数の突起を形成して構成されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。 - 上記複数の突起のそれぞれは、楔状に形成されていることを特徴とする請求項6記載の回転電機。
- ボス部、該ボス部の軸方向両端縁部から径方向外方に延設された一対の継鉄部、および該一対の継鉄部のそれぞれから交互に軸方向に延設され、噛み合って周方向に配列された複数の爪状磁極部を有し、上記ボス部の軸心位置に挿通されたシャフトに固着されたポールコアと、上記ボス部、上記一対の継鉄部、および上記複数の爪状磁極部に囲まれた空間内に収納された界磁コイルと、を有する回転子と、
上記回転子の外周を所定のエアギャップを介して囲繞して配設された固定子と、を備えた回転電機において、
上記継鉄部の周方向に隣り合う上記爪状磁極間の部位に形成され、溝方向を軸方向とする磁石台座嵌合溝と、
上記磁石台座嵌合溝に軸方向から嵌着され、周方向、径方向、および軸方向の移動を規制されて上記継鉄部に保持され、上面に開口し、かつ溝方向を軸方向とする磁石嵌合溝が形成された磁性材料からなる磁石台座部材と、
上記磁石嵌合溝に軸方向から嵌着され、周方向、径方向、および軸方向の移動を規制されて上記爪状磁極部の先端側の内周面に所定の隙間を持って対向するように上記磁石台座部材に保持された永久磁石と、を備え、
上記磁石台座部材は、プレス成形された塊状体の一体物であり、プレス成形によるバリが上記磁石台座部材の上記磁石台座嵌合溝との嵌合面、および上記磁石嵌合溝の上記永久磁石との嵌合面に形成されていることを特徴とする回転電機。 - 上記永久磁石は、上記界磁コイルの作る磁界と逆向きに着磁配向されている請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の回転電機。
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| JP2008257487A JP2010088270A (ja) | 2008-10-02 | 2008-10-02 | 回転電機 |
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-
2008
- 2008-10-02 JP JP2008257487A patent/JP2010088270A/ja active Pending
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