JP2002262530A - 車両用交流発電機 - Google Patents
車両用交流発電機Info
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- H02K21/042—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with permanent magnets and field winding both rotating
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
Abstract
(57)【要約】
【課題】爪磁極間に配置した永久磁石の磁束を有効に活
用することにより、出力を向上することができる車両用
交流発電機を提供する。 【解決手段】対向配置された一対の爪形磁極５Ａ，５Ｂ
にそれぞれ複数設けた爪部５Ａａ，５Ｂａ間に永久磁石
７を配置し、複数の爪部５Ａａ，５Ｂａに対しその径方
向内側に界磁巻線６を巻回した回転子１と、固定子鉄心
１４に固定子巻線１５を巻回した固定子２とを備えた車
両用交流発電機に、回転子１の爪部５Ａａ，５Ｂａを、
永久磁石７の磁極面全面と接触するような形状とする。
用することにより、出力を向上することができる車両用
交流発電機を提供する。 【解決手段】対向配置された一対の爪形磁極５Ａ，５Ｂ
にそれぞれ複数設けた爪部５Ａａ，５Ｂａ間に永久磁石
７を配置し、複数の爪部５Ａａ，５Ｂａに対しその径方
向内側に界磁巻線６を巻回した回転子１と、固定子鉄心
１４に固定子巻線１５を巻回した固定子２とを備えた車
両用交流発電機に、回転子１の爪部５Ａａ，５Ｂａを、
永久磁石７の磁極面全面と接触するような形状とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用交流発電機に
係り、特に補助励磁用の永久磁石を備えた車両用交流発
電機に関する。
係り、特に補助励磁用の永久磁石を備えた車両用交流発
電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、車両用交流発電機は回転子と固定
子から構成され、一般的に、回転子は、対向配置された
一対の爪形磁極と、これら爪形磁極にそれぞれ複数設け
られた爪部に対してその径方向内側に巻回され、電流を
流すことにより先の一対の爪形磁極をＮ極及びＳ極に磁
化させる界磁巻線とからなる。また、固定子は、固定子
鉄心に出力用の固定子巻線を巻回したもので、先の回転
子はこの固定子に対して相対的に回転するようになって
いる。
子から構成され、一般的に、回転子は、対向配置された
一対の爪形磁極と、これら爪形磁極にそれぞれ複数設け
られた爪部に対してその径方向内側に巻回され、電流を
流すことにより先の一対の爪形磁極をＮ極及びＳ極に磁
化させる界磁巻線とからなる。また、固定子は、固定子
鉄心に出力用の固定子巻線を巻回したもので、先の回転
子はこの固定子に対して相対的に回転するようになって
いる。
【０００３】このような構造により、Ｎ極に磁化した爪
形磁極から出た磁束は、固定子鉄心を介してＳ極に磁化
した爪形磁極に戻る磁気回路を形成し、この磁気回路の
磁束が固定子の固定子巻線に差交し、また回転子が回転
することにより、固定子巻線に交流の誘起電圧が発生す
るようになっている。
形磁極から出た磁束は、固定子鉄心を介してＳ極に磁化
した爪形磁極に戻る磁気回路を形成し、この磁気回路の
磁束が固定子の固定子巻線に差交し、また回転子が回転
することにより、固定子巻線に交流の誘起電圧が発生す
るようになっている。
【０００４】ここで、このような構造の車両用交流発電
機においては、例えば爪形磁極間に補助励磁用の永久磁
石を介在させることにより、爪形磁極間での漏洩磁束を
減じるとともに、界磁巻線の磁束を増磁させ、発電機の
出力を向上させることが行われている。このように、爪
形磁極間に補助励磁用の永久磁石を配置した車両用交流
発電機としては、例えば、特開平１１−３１８０６４号
公報に記載された車両用交流発電機等がある。
機においては、例えば爪形磁極間に補助励磁用の永久磁
石を介在させることにより、爪形磁極間での漏洩磁束を
減じるとともに、界磁巻線の磁束を増磁させ、発電機の
出力を向上させることが行われている。このように、爪
形磁極間に補助励磁用の永久磁石を配置した車両用交流
発電機としては、例えば、特開平１１−３１８０６４号
公報に記載された車両用交流発電機等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、以下の課題が存在する。通常、爪形磁極の
爪部は、その先端部を軽量化するため、回転子の軸方向
の断面形状が先端が細くなるようにほぼ三角形状に形成
されている。これは、爪形磁極の爪部が片持ち支持構造
であるため、回転子が高速回転する場合等に、爪部の先
端部が遠心力により回転子の径方向外側へ起き上がるこ
とを防止するように配慮されているためである。そのた
め、回転子の径方向の厚みが比較的厚い永久磁石を爪形
磁極間に配置した場合には、永久磁石の回転子の周方向
の側面（すなわち磁極面）に爪部と接触しない部分が生
じ、永久磁石の作る磁気回路への磁気抵抗が増大するた
め、永久磁石の磁束が有効に活用されていない場合があ
る。
来技術には、以下の課題が存在する。通常、爪形磁極の
爪部は、その先端部を軽量化するため、回転子の軸方向
の断面形状が先端が細くなるようにほぼ三角形状に形成
されている。これは、爪形磁極の爪部が片持ち支持構造
であるため、回転子が高速回転する場合等に、爪部の先
端部が遠心力により回転子の径方向外側へ起き上がるこ
とを防止するように配慮されているためである。そのた
め、回転子の径方向の厚みが比較的厚い永久磁石を爪形
磁極間に配置した場合には、永久磁石の回転子の周方向
の側面（すなわち磁極面）に爪部と接触しない部分が生
じ、永久磁石の作る磁気回路への磁気抵抗が増大するた
め、永久磁石の磁束が有効に活用されていない場合があ
る。
【０００６】上記従来技術においても、爪部の回転子の
軸方向の断面形状が先端が細くなるようにほぼ三角形状
となっている。また、この従来技術においては、回転子
の径方向の厚みが比較的薄い永久磁石を用いているが、
爪部の永久磁石との接触面形状に対しては特に考慮され
ておらず、やはり爪部の先端部付近において、永久磁石
の磁極面に爪部と接触しない部分が存在し、永久磁石の
磁束が有効に活用されていない可能性がある。
軸方向の断面形状が先端が細くなるようにほぼ三角形状
となっている。また、この従来技術においては、回転子
の径方向の厚みが比較的薄い永久磁石を用いているが、
爪部の永久磁石との接触面形状に対しては特に考慮され
ておらず、やはり爪部の先端部付近において、永久磁石
の磁極面に爪部と接触しない部分が存在し、永久磁石の
磁束が有効に活用されていない可能性がある。
【０００７】本発明の目的は、爪磁極間に配置した永久
磁石の磁束を有効に活用することにより、出力を向上す
ることができる車両用交流発電機を提供することにあ
る。
磁石の磁束を有効に活用することにより、出力を向上す
ることができる車両用交流発電機を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、対向配置された一対の爪形磁極に
それぞれ複数設けた爪部間に永久磁石を配置し、前記複
数の爪部に対しその径方向内側に界磁巻線を巻回した回
転子と、固定子鉄心に固定子巻線を巻回した固定子とを
備えた車両用交流発電機において、前記回転子の爪部
を、前記永久磁石の磁極面全面と接触するような形状と
する。
るために、本発明は、対向配置された一対の爪形磁極に
それぞれ複数設けた爪部間に永久磁石を配置し、前記複
数の爪部に対しその径方向内側に界磁巻線を巻回した回
転子と、固定子鉄心に固定子巻線を巻回した固定子とを
備えた車両用交流発電機において、前記回転子の爪部
を、前記永久磁石の磁極面全面と接触するような形状と
する。
【０００９】前述のように、通常、爪形磁極の爪部は、
回転子の軸方向の断面形状が先端が細くなるようにほぼ
三角形状に形成されているため、回転子の径方向の厚み
が比較的厚い永久磁石を爪形磁極間に配置した場合に
は、永久磁石の回転子の周方向の側面（磁極面）に爪部
と接触しない部分が生じる。すなわち、永久磁石の作る
磁気回路への磁気抵抗が増大するため、永久磁石の磁束
が有効に活用されない場合がある。
回転子の軸方向の断面形状が先端が細くなるようにほぼ
三角形状に形成されているため、回転子の径方向の厚み
が比較的厚い永久磁石を爪形磁極間に配置した場合に
は、永久磁石の回転子の周方向の側面（磁極面）に爪部
と接触しない部分が生じる。すなわち、永久磁石の作る
磁気回路への磁気抵抗が増大するため、永久磁石の磁束
が有効に活用されない場合がある。
【００１０】そこで本発明においては、爪形磁極の爪部
を永久磁石の磁極面全面と接触するように形成する。こ
れにより、永久磁石から出た磁束は、ほぼ全てが爪部に
入るので、永久磁石の作る磁気回路に作用する磁気抵抗
を小さくすることができる。したがって、爪磁極間に配
置した永久磁石の磁束を有効に活用することができ、車
両用交流発電機の出力を向上することができる。
を永久磁石の磁極面全面と接触するように形成する。こ
れにより、永久磁石から出た磁束は、ほぼ全てが爪部に
入るので、永久磁石の作る磁気回路に作用する磁気抵抗
を小さくすることができる。したがって、爪磁極間に配
置した永久磁石の磁束を有効に活用することができ、車
両用交流発電機の出力を向上することができる。
【００１１】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記爪部は、前記永久磁石の前記磁極面全面と接触する
補助磁極部を有する。
前記爪部は、前記永久磁石の前記磁極面全面と接触する
補助磁極部を有する。
【００１２】（３）上記（２）において、好ましくは、
前記補助磁極部は、その前記回転子の径方向内側の幅寸
法に比べ、前記回転子の径方向外側の幅寸法の方が相対
的に厚く形成されている。
前記補助磁極部は、その前記回転子の径方向内側の幅寸
法に比べ、前記回転子の径方向外側の幅寸法の方が相対
的に厚く形成されている。
【００１３】（４）上記（１）において、また好ましく
は、前記爪部を、その前記回転子の径方向内側の面が、
前記回転子の径方向外側の面に対して略平行となるよう
に形成する。
は、前記爪部を、その前記回転子の径方向内側の面が、
前記回転子の径方向外側の面に対して略平行となるよう
に形成する。
【００１４】（５）上記（４）において、好ましくは、
前記複数の爪部を略リング状の連結部材で連結する。
前記複数の爪部を略リング状の連結部材で連結する。
【００１５】（６）上記（１）〜（５）のいずれか１つ
において、さらに好ましくは、前記爪部は、前記永久磁
石を保持する磁石保持部を有する。
において、さらに好ましくは、前記爪部は、前記永久磁
石を保持する磁石保持部を有する。
【００１６】（７）上記目的を達成するために、また本
発明は、対向配置された一対の爪形磁極にそれぞれ複数
設けた爪部間に永久磁石を配置し、前記複数の爪部に対
しその径方向内側に界磁巻線を巻回した回転子と、固定
子鉄心に固定子巻線を巻回した固定子とを備えた車両用
交流発電機において、前記爪部と前記永久磁石との間
に、前記永久磁石の磁極面全面と接触する補助磁極板を
介設する。
発明は、対向配置された一対の爪形磁極にそれぞれ複数
設けた爪部間に永久磁石を配置し、前記複数の爪部に対
しその径方向内側に界磁巻線を巻回した回転子と、固定
子鉄心に固定子巻線を巻回した固定子とを備えた車両用
交流発電機において、前記爪部と前記永久磁石との間
に、前記永久磁石の磁極面全面と接触する補助磁極板を
介設する。
【００１７】本発明においては、爪部と永久磁石との間
に永久磁石の回転子の周方向側面（磁極面）全面と接触
する補助磁極板を介在させる。これにより、永久磁石か
ら出た磁束は、ほぼ全てが補助磁極板を介して爪形磁極
に入るので、永久磁石の作る磁気回路に作用する磁気抵
抗を小さくすることができる。したがって、爪磁極間に
配置した永久磁石の磁束を有効に活用することができ、
車両用交流発電機の出力を向上することができる。
に永久磁石の回転子の周方向側面（磁極面）全面と接触
する補助磁極板を介在させる。これにより、永久磁石か
ら出た磁束は、ほぼ全てが補助磁極板を介して爪形磁極
に入るので、永久磁石の作る磁気回路に作用する磁気抵
抗を小さくすることができる。したがって、爪磁極間に
配置した永久磁石の磁束を有効に活用することができ、
車両用交流発電機の出力を向上することができる。
【００１８】（８）上記（７）において、好ましくは、
前記補助磁極板は、前記永久磁石を保持する磁石保持部
を有する。
前記補助磁極板は、前記永久磁石を保持する磁石保持部
を有する。
【００１９】（９）上記（１）〜（８）のいずれか１つ
において、また好ましくは、前記永久磁石の少なくとも
前記回転子の径方向外側に保護部材を配設する。
において、また好ましくは、前記永久磁石の少なくとも
前記回転子の径方向外側に保護部材を配設する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、本発明の車両用交流発電機
の第１の実施の形態の全体構造を表す断面図である。こ
の図１において、本実施の形態の車両用交流発電機は、
主な構成要素として回転子１と固定子２とを備えてい
る。この回転子１は、シャフト（回転軸）３と、このシ
ャフト３をその回転中心に挿通したヨーク４と、同様に
シャフト３をその回転中心に挿通し、ヨーク４を介して
回転子１の軸方向（図１中左右方向）に所定間隔を隔て
て対向配置され、それぞれ磁性体により構成された一対
の爪形磁極５Ａ，５Ｂと、ヨーク４に巻回した界磁巻線
６とから構成されている。
を用いて説明する。図１は、本発明の車両用交流発電機
の第１の実施の形態の全体構造を表す断面図である。こ
の図１において、本実施の形態の車両用交流発電機は、
主な構成要素として回転子１と固定子２とを備えてい
る。この回転子１は、シャフト（回転軸）３と、このシ
ャフト３をその回転中心に挿通したヨーク４と、同様に
シャフト３をその回転中心に挿通し、ヨーク４を介して
回転子１の軸方向（図１中左右方向）に所定間隔を隔て
て対向配置され、それぞれ磁性体により構成された一対
の爪形磁極５Ａ，５Ｂと、ヨーク４に巻回した界磁巻線
６とから構成されている。
【００２１】なお、先の爪形磁極５Ａ，５Ｂには、それ
ぞれ爪部５Ａａ，５Ｂａが複数設けられている。これら
爪部５Ａａ，５Ｂａは、図１に示すように、回転子１の
周方向から見て、回転子１の軸方向（図１中左右方向）
に交互に重なり合うように配置されており、回転子１の
周方向に隣接する各爪部５Ａａ，５Ｂａ間には、それぞ
れ補助励磁用の永久磁石７が介在して配置されている。
また、上記したヨーク４に巻回された界磁巻線６は、こ
れら爪部５Ａａ，５Ｂａに対し、所定の間隙空間を隔て
て回転子１の径方向内側に位置している。
ぞれ爪部５Ａａ，５Ｂａが複数設けられている。これら
爪部５Ａａ，５Ｂａは、図１に示すように、回転子１の
周方向から見て、回転子１の軸方向（図１中左右方向）
に交互に重なり合うように配置されており、回転子１の
周方向に隣接する各爪部５Ａａ，５Ｂａ間には、それぞ
れ補助励磁用の永久磁石７が介在して配置されている。
また、上記したヨーク４に巻回された界磁巻線６は、こ
れら爪部５Ａａ，５Ｂａに対し、所定の間隙空間を隔て
て回転子１の径方向内側に位置している。
【００２２】上記したシャフト３は、エンドブラケット
８Ａ，８Ｂからなる発電機本体に対し、その一方側（図
１中左側）端部近傍をベアリング９Ａに、他方側（図１
中左側）端部をベアリング９Ｂにより回転自在に支持さ
れている。また、このシャフト３の一方側（図１中左
側）端部には、プーリ１０がボルト１１により締結され
ており、他方側（図１中左側）端部近傍には、スリップ
リング１２ａ，１２ｂが設けられている。なお、プーリ
１０は、例えば、図示しないエンジンのクランクプーリ
等とベルト等により連結されている。
８Ａ，８Ｂからなる発電機本体に対し、その一方側（図
１中左側）端部近傍をベアリング９Ａに、他方側（図１
中左側）端部をベアリング９Ｂにより回転自在に支持さ
れている。また、このシャフト３の一方側（図１中左
側）端部には、プーリ１０がボルト１１により締結され
ており、他方側（図１中左側）端部近傍には、スリップ
リング１２ａ，１２ｂが設けられている。なお、プーリ
１０は、例えば、図示しないエンジンのクランクプーリ
等とベルト等により連結されている。
【００２３】また、先のエンドブラケット８Ｂ内部に
は、スリップリング１２ａ，１２ｂの外周に摺接するよ
うにブラシ１３ａ，１３ｂが設けられており、これらブ
ラシ１３ａ，１３ｂ及びスリップリング１２ａ，１２ｂ
を介し、回転する回転子１の界磁巻線６に電力を供給す
るようになっている。このように界磁巻線６に通電する
ことにより、前述の回転子１の爪形磁極５ＡがＳ極に、
爪形磁極５ＢがＮ極に磁化されるようになっている。
は、スリップリング１２ａ，１２ｂの外周に摺接するよ
うにブラシ１３ａ，１３ｂが設けられており、これらブ
ラシ１３ａ，１３ｂ及びスリップリング１２ａ，１２ｂ
を介し、回転する回転子１の界磁巻線６に電力を供給す
るようになっている。このように界磁巻線６に通電する
ことにより、前述の回転子１の爪形磁極５ＡがＳ極に、
爪形磁極５ＢがＮ極に磁化されるようになっている。
【００２４】前述した固定子２は、回転子１の径方向外
側（図１で見ると上下側）に、爪部５Ａａ，５Ｂａと僅
かな空隙を隔てて先のエンドブラケット８Ａ，８Ｂに挟
持されて設けられた固定子鉄心１４と、この固定子鉄心
１４に３相に巻回された出力用の固定子巻線１５とから
構成され、回転子１はこの固定子２に対して相対的に回
転するようになっている。すなわち、この固定子２にお
いては、上記のようにＮ極に磁化した爪形磁極５Ｂから
出た磁束が固定子鉄心１４を介してＳ極に磁化した爪形
磁極５Ａに戻る磁気回路を形成し、この磁気回路の磁束
が固定子巻線１５に差交し、また回転子１が回転するこ
とにより、固定子巻線１５に交流の誘起電圧が発生する
ようになっている。
側（図１で見ると上下側）に、爪部５Ａａ，５Ｂａと僅
かな空隙を隔てて先のエンドブラケット８Ａ，８Ｂに挟
持されて設けられた固定子鉄心１４と、この固定子鉄心
１４に３相に巻回された出力用の固定子巻線１５とから
構成され、回転子１はこの固定子２に対して相対的に回
転するようになっている。すなわち、この固定子２にお
いては、上記のようにＮ極に磁化した爪形磁極５Ｂから
出た磁束が固定子鉄心１４を介してＳ極に磁化した爪形
磁極５Ａに戻る磁気回路を形成し、この磁気回路の磁束
が固定子巻線１５に差交し、また回転子１が回転するこ
とにより、固定子巻線１５に交流の誘起電圧が発生する
ようになっている。
【００２５】また、先のエンドブラケット８Ｂ内部に
は、整流回路１６及び電圧調整器１７が設けられてい
る。整流回路１６は、バッテリー（図示せず）のプラス
電極に接続されるバッテリー端子１８と、バッテリー
（図示せず）のマイナス電極に接続されるアース端子１
９とを有し、上記のように固定子巻線１５で発生した交
流の誘起電圧を整流し直流電圧に変換するようになって
いる。また、電圧調整器１７は、上記図示しないバッテ
リーを充電するために、整流回路１６により整流された
直流電圧が、例えば１４．５Ｖ程度の一定電圧に保たれ
るように、負荷電流と回転子１の回転数に応じて界磁巻
線６に通電する電流を制御するようになっている。
は、整流回路１６及び電圧調整器１７が設けられてい
る。整流回路１６は、バッテリー（図示せず）のプラス
電極に接続されるバッテリー端子１８と、バッテリー
（図示せず）のマイナス電極に接続されるアース端子１
９とを有し、上記のように固定子巻線１５で発生した交
流の誘起電圧を整流し直流電圧に変換するようになって
いる。また、電圧調整器１７は、上記図示しないバッテ
リーを充電するために、整流回路１６により整流された
直流電圧が、例えば１４．５Ｖ程度の一定電圧に保たれ
るように、負荷電流と回転子１の回転数に応じて界磁巻
線６に通電する電流を制御するようになっている。
【００２６】なお、回転子１の軸方向（図１中左右方
向）両側には、固定子２及び整流回路１６を空冷する冷
却ファン２０ａ，２０ｂがそれぞれ設けられており、そ
の風量は、回転子１の回転数に比例して得られるように
なっている。
向）両側には、固定子２及び整流回路１６を空冷する冷
却ファン２０ａ，２０ｂがそれぞれ設けられており、そ
の風量は、回転子１の回転数に比例して得られるように
なっている。
【００２７】上記構成の本実施の形態において、本発明
の最も大きな特徴は、前述した回転子１の爪部５Ａａ，
５Ｂａを、永久磁石７の回転子１の周方向側面（すなわ
ち磁極面）全面と接触するような形状としたことであ
る。
の最も大きな特徴は、前述した回転子１の爪部５Ａａ，
５Ｂａを、永久磁石７の回転子１の周方向側面（すなわ
ち磁極面）全面と接触するような形状としたことであ
る。
【００２８】ここで、図２は爪部５Ａａの詳細構造を表
す側面図、図３は爪部５Ａａ，５Ｂａと永久磁石７との
配置関係を表す図で、先の図１中III−III断面による断
面図である。なお、図３には、繁雑防止のため、爪部５
Ａａ，５Ｂａを１極分づつ図示した。すなわち、これら
図２及び図３に示すように、爪部５Ａａ，５Ｂａは、そ
の回転子１の周方向両側部分を除き、図２中破線で示し
たように従来と同様、回転子１の軸方向（図２中左右方
向）の断面が先端方向（図２中右方向）に向かって細く
なるような三角形状に形成されている。永久磁石７は、
その回転子１の周方向（図３中左右方向）側面（磁極
面）がほぼ長方形状に形成されており、前述のように爪
部５Ａａ，５Ｂａの回転子１の軸方向（図２中左右方
向）に重なり合った部分の間に介設されている。
す側面図、図３は爪部５Ａａ，５Ｂａと永久磁石７との
配置関係を表す図で、先の図１中III−III断面による断
面図である。なお、図３には、繁雑防止のため、爪部５
Ａａ，５Ｂａを１極分づつ図示した。すなわち、これら
図２及び図３に示すように、爪部５Ａａ，５Ｂａは、そ
の回転子１の周方向両側部分を除き、図２中破線で示し
たように従来と同様、回転子１の軸方向（図２中左右方
向）の断面が先端方向（図２中右方向）に向かって細く
なるような三角形状に形成されている。永久磁石７は、
その回転子１の周方向（図３中左右方向）側面（磁極
面）がほぼ長方形状に形成されており、前述のように爪
部５Ａａ，５Ｂａの回転子１の軸方向（図２中左右方
向）に重なり合った部分の間に介設されている。
【００２９】このとき、爪部５Ａａ，５Ｂａの回転子１
の周方向（図３中左右方向）両側の側面（すなわち、爪
部５Ａａ，５Ｂａの重なり合った部分）には、永久磁石
７の両磁極面全面と接触する補助磁極部２１が設けられ
ている。この補助磁極部２１は、本実施の形態において
は、永久磁石７の磁極面とほぼ同型状をなすように形成
され、永久磁石７に対して密着するようになっている。
なお、爪部５Ａａ，５Ｂａにおける回転子１の周方向
（図３中左右方向）両端の回転子１の径方向外側（図３
中上側）には、突起状のつば部２２が設けられており、
回転子１の回転により永久磁石７が飛び出すことを防止
するように配慮されている。
の周方向（図３中左右方向）両側の側面（すなわち、爪
部５Ａａ，５Ｂａの重なり合った部分）には、永久磁石
７の両磁極面全面と接触する補助磁極部２１が設けられ
ている。この補助磁極部２１は、本実施の形態において
は、永久磁石７の磁極面とほぼ同型状をなすように形成
され、永久磁石７に対して密着するようになっている。
なお、爪部５Ａａ，５Ｂａにおける回転子１の周方向
（図３中左右方向）両端の回転子１の径方向外側（図３
中上側）には、突起状のつば部２２が設けられており、
回転子１の回転により永久磁石７が飛び出すことを防止
するように配慮されている。
【００３０】次に上記構成の本実施の形態の車両用交流
発電機の動作について説明する。上記のように、まず、
例えば図示しないエンジン等から動力を受けて回転する
回転子１の界磁巻線６に、ブラシ１３ａ，１３ｂ及びス
リップリング１２ａ，１２ｂを介して電力が供給され、
回転子１の爪形磁極５ＡがＳ極に、爪形磁極５ＢがＮ極
に磁化される。Ｎ極に磁化した爪形磁極５Ｂから出た磁
束は、固定子２において、固定子鉄心１４を介してＳ極
に磁化した爪形磁極５Ａに戻る磁気回路を形成する。こ
のとき、界磁巻線６が作る磁気回路は、補助励磁用の永
久磁石７の磁束が加わることにより増磁される。そし
て、この磁気回路の磁束は、固定子巻線１５に差交し、
回転子１の回転により固定子鉄心１５に３相に巻回され
た固定子巻線１５に交流の誘起電圧が発生する。
発電機の動作について説明する。上記のように、まず、
例えば図示しないエンジン等から動力を受けて回転する
回転子１の界磁巻線６に、ブラシ１３ａ，１３ｂ及びス
リップリング１２ａ，１２ｂを介して電力が供給され、
回転子１の爪形磁極５ＡがＳ極に、爪形磁極５ＢがＮ極
に磁化される。Ｎ極に磁化した爪形磁極５Ｂから出た磁
束は、固定子２において、固定子鉄心１４を介してＳ極
に磁化した爪形磁極５Ａに戻る磁気回路を形成する。こ
のとき、界磁巻線６が作る磁気回路は、補助励磁用の永
久磁石７の磁束が加わることにより増磁される。そし
て、この磁気回路の磁束は、固定子巻線１５に差交し、
回転子１の回転により固定子鉄心１５に３相に巻回され
た固定子巻線１５に交流の誘起電圧が発生する。
【００３１】そして最終的に、発生した電圧は整流回路
１６により整流され直流電圧に変換されて図示しないバ
ッテリーに充電される。またこのとき、この整流回路１
６により整流された直流電圧を図示しないバッテリーに
充電するために、発生電圧が例えば１４．５Ｖ程度の一
定電圧に保たれるよう、負荷電流と回転子１の回転数に
応じて界磁巻線６に通電する電流を電圧調整器１７によ
り制御する。
１６により整流され直流電圧に変換されて図示しないバ
ッテリーに充電される。またこのとき、この整流回路１
６により整流された直流電圧を図示しないバッテリーに
充電するために、発生電圧が例えば１４．５Ｖ程度の一
定電圧に保たれるよう、負荷電流と回転子１の回転数に
応じて界磁巻線６に通電する電流を電圧調整器１７によ
り制御する。
【００３２】ここで、本実施の形態の作用を以下に順次
説明する。 （１）高出力化 通常、爪形磁極の爪部は、回転子の軸方向の断面形状が
先端が細くなるようにほぼ三角形状に形成されているた
め、回転子の径方向の厚みが比較的厚い永久磁石を爪形
磁極間に配置した場合には、永久磁石の磁極面に爪部と
接触しない部分が生じる。すなわち、永久磁石の作る磁
気回路への磁気抵抗が増大するため、永久磁石の磁束が
有効に活用されない場合がある。
説明する。 （１）高出力化 通常、爪形磁極の爪部は、回転子の軸方向の断面形状が
先端が細くなるようにほぼ三角形状に形成されているた
め、回転子の径方向の厚みが比較的厚い永久磁石を爪形
磁極間に配置した場合には、永久磁石の磁極面に爪部と
接触しない部分が生じる。すなわち、永久磁石の作る磁
気回路への磁気抵抗が増大するため、永久磁石の磁束が
有効に活用されない場合がある。
【００３３】そこで本実施の形態においては、爪形磁極
５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ，５Ｂａを永久磁石７の磁極面
全面と接触するように形成したので、永久磁石７から出
た磁束のほぼ全てを爪部５Ａａ，５Ｂａに流入させるこ
とができる。これにより、永久磁石７の作る磁気回路に
作用する磁気抵抗を小さくすることができ、永久磁石７
の磁束を有効に活用することができるので、車両用交流
発電機の出力を向上することができる。
５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ，５Ｂａを永久磁石７の磁極面
全面と接触するように形成したので、永久磁石７から出
た磁束のほぼ全てを爪部５Ａａ，５Ｂａに流入させるこ
とができる。これにより、永久磁石７の作る磁気回路に
作用する磁気抵抗を小さくすることができ、永久磁石７
の磁束を有効に活用することができるので、車両用交流
発電機の出力を向上することができる。
【００３４】（２）低価格化 また、本実施の形態においては、上記（１）の作用によ
り、永久磁石７を小型化しても、その磁束が有効に活用
され効率的に出力を向上させることができるので、車両
用交流発電機の製造コストを低減させることもできる。
り、永久磁石７を小型化しても、その磁束が有効に活用
され効率的に出力を向上させることができるので、車両
用交流発電機の製造コストを低減させることもできる。
【００３５】（３）高温減磁の抑制 例えば、補助励磁用の永久磁石としてネオジム磁石を用
いた場合、温度が上昇すると非可逆減磁ポイントの屈曲
点が変化するため、パーミアンス係数が低いと磁束密度
が低くなる場合（高温減磁）がある。この場合、従来の
ように、永久磁石の磁極面の全面に接触しない爪形磁極
を用いると、その永久磁石の磁極面の爪形磁極に接触し
ない部分の磁束に対する磁気抵抗が大きくなるので、部
分的にパーミアンス係数が下がる場合があった。
いた場合、温度が上昇すると非可逆減磁ポイントの屈曲
点が変化するため、パーミアンス係数が低いと磁束密度
が低くなる場合（高温減磁）がある。この場合、従来の
ように、永久磁石の磁極面の全面に接触しない爪形磁極
を用いると、その永久磁石の磁極面の爪形磁極に接触し
ない部分の磁束に対する磁気抵抗が大きくなるので、部
分的にパーミアンス係数が下がる場合があった。
【００３６】ここで、その磁極が磁性体に接していない
永久磁石の動作点と、両磁極が磁性体に接している磁石
の動作点とでは、通常、両磁極が磁性体に接している磁
石の方が、そのパーミアンス係数が高く、動作点の磁束
密度は高くなる。本実施の形態においては、永久磁石７
の両磁極が全面爪形磁極５Ａ，５Ｂ（厳密には補助磁極
部２１）に接触しているので、高温減磁に対しての影響
を小さくすることができ、永久磁石７の減磁に対する余
裕度を上げることができる。
永久磁石の動作点と、両磁極が磁性体に接している磁石
の動作点とでは、通常、両磁極が磁性体に接している磁
石の方が、そのパーミアンス係数が高く、動作点の磁束
密度は高くなる。本実施の形態においては、永久磁石７
の両磁極が全面爪形磁極５Ａ，５Ｂ（厳密には補助磁極
部２１）に接触しているので、高温減磁に対しての影響
を小さくすることができ、永久磁石７の減磁に対する余
裕度を上げることができる。
【００３７】（４）永久磁石の着磁容易化 車両用交流発電機の製造方法としては、金属屑等の鉄粉
の付着防止等への配慮から、補助励磁用の永久磁石を未
着磁の状態で爪形磁極間に配置し、回転子の回転バラン
スを調整した後、回転子の製造工程の最終段階で例えば
外部の着磁ヨーク（図示せず）等により永久磁石を着磁
することが一般的に行われている。本実施の形態におい
ては、このような場合、永久磁石７の回転子１の周方向
側面の全面に磁性体で構成された爪形磁極５Ａ，５Ｂ
（厳密には爪部５Ａａ，５Ｂａ）が接触しているため、
未着磁の永久磁石７に対し十分な磁束を通すことがで
き、永久磁石７の着磁作業を容易にすることができる。
の付着防止等への配慮から、補助励磁用の永久磁石を未
着磁の状態で爪形磁極間に配置し、回転子の回転バラン
スを調整した後、回転子の製造工程の最終段階で例えば
外部の着磁ヨーク（図示せず）等により永久磁石を着磁
することが一般的に行われている。本実施の形態におい
ては、このような場合、永久磁石７の回転子１の周方向
側面の全面に磁性体で構成された爪形磁極５Ａ，５Ｂ
（厳密には爪部５Ａａ，５Ｂａ）が接触しているため、
未着磁の永久磁石７に対し十分な磁束を通すことがで
き、永久磁石７の着磁作業を容易にすることができる。
【００３８】なお、以上説明してきた本実施の形態にお
いては、先の図３に示したように、爪部５Ａａ，５Ｂａ
に設けた補助磁極部２１を、その厚み（図３中左右方向
の幅）がほぼ一定となるように形成したが、図４に示す
ように、その先端側（すなわち図４中下側、言いかえれ
ば回転子１の径方向内側）の幅寸法Ｗ１と比較して、若
干、付根側（すなわち図４中上側、言いかえれば回転子
１の径方向外側）の幅Ｗ２が相対的に厚くなるように補
助磁極部２１’を形成することにより、補助磁極部の機
械的強度を向上させることができるとともに、永久磁石
７から流入する磁束の流れを円滑化することができる。
いては、先の図３に示したように、爪部５Ａａ，５Ｂａ
に設けた補助磁極部２１を、その厚み（図３中左右方向
の幅）がほぼ一定となるように形成したが、図４に示す
ように、その先端側（すなわち図４中下側、言いかえれ
ば回転子１の径方向内側）の幅寸法Ｗ１と比較して、若
干、付根側（すなわち図４中上側、言いかえれば回転子
１の径方向外側）の幅Ｗ２が相対的に厚くなるように補
助磁極部２１’を形成することにより、補助磁極部の機
械的強度を向上させることができるとともに、永久磁石
７から流入する磁束の流れを円滑化することができる。
【００３９】また、この図４において、つば部２２’に
は面取りが施されており（ベベルが設けられており）、
回転子１の回転する際の各爪部５Ａａ，５Ｂａと固定子
鉄心１４との磁気的な断続が円滑になる。これにより固
定子２と各爪部５Ａａ，５Ｂａとの間の空隙における磁
束脈動が減少するので、磁気的振動を抑制し、騒音を低
減させることができる。なお、図４は、先に説明した第
１の実施の形態の図３中Ａ部に相当する部分の詳細構造
を表す拡大図である。
は面取りが施されており（ベベルが設けられており）、
回転子１の回転する際の各爪部５Ａａ，５Ｂａと固定子
鉄心１４との磁気的な断続が円滑になる。これにより固
定子２と各爪部５Ａａ，５Ｂａとの間の空隙における磁
束脈動が減少するので、磁気的振動を抑制し、騒音を低
減させることができる。なお、図４は、先に説明した第
１の実施の形態の図３中Ａ部に相当する部分の詳細構造
を表す拡大図である。
【００４０】本発明の車両用交流発電機の第２の実施の
形態を図５を用いて説明する。図５は、本発明の車両用
交流発電機の第２の実施の形態に備えられた爪磁極５
Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ1，５Ｂａ1と永久磁石７との配置
関係を表す図で、先の図３に対応する図である。なお、
図３と同様の部分には同符合を付し説明を省略するとと
もに、必要に応じて先の各図も参照する。また、この図
５においても図３と同様、繁雑防止のため爪部５Ａ
ａ1，５Ｂａ1を１極分づつ図示した。繁雑防止のため特
に図示しないが、爪部５Ａａ1，５Ｂａ1は、従来のよう
に、上記つば部２２の部分を除き、その回転子１の軸方
向（図５中紙面直交方向）の断面形状が先端が細くなる
ようにほぼ三角形状に形成されている。そして図５に示
すように、本実施の形態においては、このような形状の
爪部５Ａａ1，５Ｂａ1と永久磁石７との間に、永久磁石
７の磁極面全面と接触し、磁性体により構成された補助
磁極板２３を介設している。その他の構成は、第１の実
施の形態と同様である。
形態を図５を用いて説明する。図５は、本発明の車両用
交流発電機の第２の実施の形態に備えられた爪磁極５
Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ1，５Ｂａ1と永久磁石７との配置
関係を表す図で、先の図３に対応する図である。なお、
図３と同様の部分には同符合を付し説明を省略するとと
もに、必要に応じて先の各図も参照する。また、この図
５においても図３と同様、繁雑防止のため爪部５Ａ
ａ1，５Ｂａ1を１極分づつ図示した。繁雑防止のため特
に図示しないが、爪部５Ａａ1，５Ｂａ1は、従来のよう
に、上記つば部２２の部分を除き、その回転子１の軸方
向（図５中紙面直交方向）の断面形状が先端が細くなる
ようにほぼ三角形状に形成されている。そして図５に示
すように、本実施の形態においては、このような形状の
爪部５Ａａ1，５Ｂａ1と永久磁石７との間に、永久磁石
７の磁極面全面と接触し、磁性体により構成された補助
磁極板２３を介設している。その他の構成は、第１の実
施の形態と同様である。
【００４１】本実施の形態においては、上記のように、
爪部５Ａａ1，５Ｂａ1と永久磁石７との間に永久磁石７
の磁極面全面と接触する補助磁極板２３を介在させるこ
とにより、永久磁石７から出た磁束は、ほぼ全てが補助
磁極板２３を介して爪形磁極５Ａ，５Ｂに入るので、永
久磁石７の作る磁気回路に作用する磁気抵抗を小さくす
ることができる。したがって、第１の実施の形態と同
様、爪磁極５Ａ，５Ｂ間に配置した永久磁石７の磁束を
有効に活用することができ、車両用交流発電機の出力を
向上することができる。
爪部５Ａａ1，５Ｂａ1と永久磁石７との間に永久磁石７
の磁極面全面と接触する補助磁極板２３を介在させるこ
とにより、永久磁石７から出た磁束は、ほぼ全てが補助
磁極板２３を介して爪形磁極５Ａ，５Ｂに入るので、永
久磁石７の作る磁気回路に作用する磁気抵抗を小さくす
ることができる。したがって、第１の実施の形態と同
様、爪磁極５Ａ，５Ｂ間に配置した永久磁石７の磁束を
有効に活用することができ、車両用交流発電機の出力を
向上することができる。
【００４２】なお、本実施の形態における永久磁石７の
着磁の際には、予め永久磁石７の着磁面（図５中左右両
面）に補助磁極板２３を接着したものを隣接する爪部５
Ａａ 1，５Ｂａ1間に配置し、その後外部の着磁ヨーク
（図示せず）により着磁する。この着磁は、前にも説明
したように、冷却ファン２０ａ，２０ｂ（図１参照）の
取付け及びバランス取りを行った後、回転子１の製造工
程の最終段階で行うのが望ましい。このような手順を踏
むことで、金属屑等の鉄粉の付着を防止することがで
き、信頼性の高い車両用交流発電機とすることができ
る。
着磁の際には、予め永久磁石７の着磁面（図５中左右両
面）に補助磁極板２３を接着したものを隣接する爪部５
Ａａ 1，５Ｂａ1間に配置し、その後外部の着磁ヨーク
（図示せず）により着磁する。この着磁は、前にも説明
したように、冷却ファン２０ａ，２０ｂ（図１参照）の
取付け及びバランス取りを行った後、回転子１の製造工
程の最終段階で行うのが望ましい。このような手順を踏
むことで、金属屑等の鉄粉の付着を防止することがで
き、信頼性の高い車両用交流発電機とすることができ
る。
【００４３】本発明の車両用交流発電機の第３の実施の
形態を図６を用いて説明する。図６は、本発明の車両用
交流発電機の第３の実施の形態に備えられた爪磁極５
Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ2，５Ｂａ2と永久磁石７との配置
関係を表す図で、先の図３に対応する図である。なお、
図３と同様の部分には同符合を付し説明を省略するとと
もに、必要に応じて先の各図も参照する。また、この図
６においても図３と同様、繁雑防止のため爪部５Ａ
ａ2，５Ｂａ2を１極分づつ図示した。繁雑防止のため特
に図示しないが、爪部５Ａａ2，５Ｂａ2を、その回転子
１の径方向内側（図６中下側）の面が、回転子１の径方
向外側（図６中上側）の面に対して略平行となるように
形成している。すなわち、爪部５Ａａ2，５Ｂａ2の全体
の厚みは、先端部から根元部までほぼ同じで、その回転
子１の軸方向（図６中紙面直交方向）の断面形状は、ほ
ぼ長方形状に形成されている。
形態を図６を用いて説明する。図６は、本発明の車両用
交流発電機の第３の実施の形態に備えられた爪磁極５
Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ2，５Ｂａ2と永久磁石７との配置
関係を表す図で、先の図３に対応する図である。なお、
図３と同様の部分には同符合を付し説明を省略するとと
もに、必要に応じて先の各図も参照する。また、この図
６においても図３と同様、繁雑防止のため爪部５Ａ
ａ2，５Ｂａ2を１極分づつ図示した。繁雑防止のため特
に図示しないが、爪部５Ａａ2，５Ｂａ2を、その回転子
１の径方向内側（図６中下側）の面が、回転子１の径方
向外側（図６中上側）の面に対して略平行となるように
形成している。すなわち、爪部５Ａａ2，５Ｂａ2の全体
の厚みは、先端部から根元部までほぼ同じで、その回転
子１の軸方向（図６中紙面直交方向）の断面形状は、ほ
ぼ長方形状に形成されている。
【００４４】このような構造により、永久磁石７の回転
子１の周方向（図６中左右方向）側面（磁極面）は、磁
性体により構成された爪部５Ａａ2，５Ｂａ2に対し全面
密着している。その他の構成は、第１の実施の形態と同
様であり、本実施の形態においても、同様の効果を得
る。
子１の周方向（図６中左右方向）側面（磁極面）は、磁
性体により構成された爪部５Ａａ2，５Ｂａ2に対し全面
密着している。その他の構成は、第１の実施の形態と同
様であり、本実施の形態においても、同様の効果を得
る。
【００４５】なお、本実施の形態は、例えば建設機械等
に用いる車両用交流発電機に好適である。すなわち、爪
部５Ａａ2，５Ｂａ2は、先端部を根元部とほぼ同じ厚み
で形成したため、先端部の重量が、第１及び第２の実施
の形態に用いた爪部５Ａａ，５Ｂａ，５Ａａ1，５Ｂａ1
と比較して重いため、回転子１（図１参照）の回転によ
り回転子１の径方向外側（図６中上側）に起き上がる可
能性があるが、例えば建設機械等に用いる車両用交流発
電機等は、通常３０００〜４０００ｒｐｍ程度の比較的
小さい回転数で定速回転するため、遠心力に対して爪部
５Ａａ2，５Ｂａ2の付け根部分に働く応力が小さく、爪
部５Ａａ2，５Ｂａ2が上記のように起き上がる可能性は
小さい。また、上記形状の本実施の形態における爪部５
Ａａ2，５Ｂａ2においては、永久磁石７から流入する磁
束の流れが円滑となるので、高い出力が要求される建設
機械等に用いる車両用交流発電機に好適となる。
に用いる車両用交流発電機に好適である。すなわち、爪
部５Ａａ2，５Ｂａ2は、先端部を根元部とほぼ同じ厚み
で形成したため、先端部の重量が、第１及び第２の実施
の形態に用いた爪部５Ａａ，５Ｂａ，５Ａａ1，５Ｂａ1
と比較して重いため、回転子１（図１参照）の回転によ
り回転子１の径方向外側（図６中上側）に起き上がる可
能性があるが、例えば建設機械等に用いる車両用交流発
電機等は、通常３０００〜４０００ｒｐｍ程度の比較的
小さい回転数で定速回転するため、遠心力に対して爪部
５Ａａ2，５Ｂａ2の付け根部分に働く応力が小さく、爪
部５Ａａ2，５Ｂａ2が上記のように起き上がる可能性は
小さい。また、上記形状の本実施の形態における爪部５
Ａａ2，５Ｂａ2においては、永久磁石７から流入する磁
束の流れが円滑となるので、高い出力が要求される建設
機械等に用いる車両用交流発電機に好適となる。
【００４６】また、この第３の実施の形態の車両用交流
発電機を高速回転させる場合、図７に示すように、各爪
部５Ａａ2，５Ｂａ2を、例えばその回転子１の径方向内
側から略リング状の連結リング２４で連結すればよい。
この連結リング２４は、各爪部５Ａａ2，５Ｂａ2に対
し、それぞれネジ２５により固定されている（固定方法
としては、特にこれに限られず、例えば溶接等により固
定してもよい）。このとき、連結リング２４は非磁性体
で、ネジ２５は磁性体で構成することが望ましい。な
お、図７では、繁雑防止のため永久磁石７は図示省略し
ている。そして、上記の連結リング２４が、請求項５に
記載の略リング状の連結部材を構成する。
発電機を高速回転させる場合、図７に示すように、各爪
部５Ａａ2，５Ｂａ2を、例えばその回転子１の径方向内
側から略リング状の連結リング２４で連結すればよい。
この連結リング２４は、各爪部５Ａａ2，５Ｂａ2に対
し、それぞれネジ２５により固定されている（固定方法
としては、特にこれに限られず、例えば溶接等により固
定してもよい）。このとき、連結リング２４は非磁性体
で、ネジ２５は磁性体で構成することが望ましい。な
お、図７では、繁雑防止のため永久磁石７は図示省略し
ている。そして、上記の連結リング２４が、請求項５に
記載の略リング状の連結部材を構成する。
【００４７】ここで、永久磁石７の少なくとも回転子１
の径方向外側に保護部材として磁石カバーを配置するこ
とにより、何らかの理由により永久磁石７が割れてしま
った場合、回転子１の回転によりに割れた永久磁石７が
回転子１から飛び出すことを防止することができる。以
下に、本発明の車両用交流発電機に磁石カバーを設けた
変形例を順次説明する。
の径方向外側に保護部材として磁石カバーを配置するこ
とにより、何らかの理由により永久磁石７が割れてしま
った場合、回転子１の回転によりに割れた永久磁石７が
回転子１から飛び出すことを防止することができる。以
下に、本発明の車両用交流発電機に磁石カバーを設けた
変形例を順次説明する。
【００４８】図８は、先に説明した本発明の車両用交流
発電機の第１の実施の形態に磁石カバーを設けた変形例
に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ，５Ｂａと
永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図３に対応す
る図である。なお、図３と同様の部分には同符合を付し
説明を省略するとともに、必要に応じて先の各図も参照
する。また、この図８においても図３と同様、繁雑防止
のため爪部５Ａａ，５Ｂａを１極分づつ図示した。この
図８において、永久磁石７の回転子１の径方向外側の面
は、これとほぼ同形状の磁石カバー２６と密着してい
る。この磁石カバー２６は、爪磁極５Ａ，５Ｂ間に配置
した永久磁石７の磁束が有効に作用するように、例えば
ステンレス等の防錆性のよい非磁性体で構成するのが望
ましい。本変形例においては、磁石カバー２６が爪部２
２に保持されており、このように磁石カバー２６を設け
た場合も、永久磁石７の磁極面全面が爪形磁極５Ａ，５
Ｂ（厳密には爪部５Ａａ，５Ｂａ）と接触している。
発電機の第１の実施の形態に磁石カバーを設けた変形例
に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ，５Ｂａと
永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図３に対応す
る図である。なお、図３と同様の部分には同符合を付し
説明を省略するとともに、必要に応じて先の各図も参照
する。また、この図８においても図３と同様、繁雑防止
のため爪部５Ａａ，５Ｂａを１極分づつ図示した。この
図８において、永久磁石７の回転子１の径方向外側の面
は、これとほぼ同形状の磁石カバー２６と密着してい
る。この磁石カバー２６は、爪磁極５Ａ，５Ｂ間に配置
した永久磁石７の磁束が有効に作用するように、例えば
ステンレス等の防錆性のよい非磁性体で構成するのが望
ましい。本変形例においては、磁石カバー２６が爪部２
２に保持されており、このように磁石カバー２６を設け
た場合も、永久磁石７の磁極面全面が爪形磁極５Ａ，５
Ｂ（厳密には爪部５Ａａ，５Ｂａ）と接触している。
【００４９】図９は、先に説明した本発明の車両用交流
発電機の第３の実施の形態に磁石カバーを設けた変形例
に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ2，５Ｂａ2
と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図６に対応
する図である。なお、図６と同様の部分には同符合を付
し説明を省略するとともに、必要に応じて先の各図も参
照する。また、この図９においても図６と同様、繁雑防
止のため爪部５Ａａ2，５Ｂａ2を１極分づつ図示した。
この図９においても、先に図８を用いて説明した変形例
と同様、永久磁石７の回転子１の径方向外側の面は、こ
れとほぼ同形状の磁石カバー２６と密着している。この
磁石カバー２６は、爪磁極５Ａ，５Ｂ間に配置した永久
磁石７の磁束が有効に作用するように、例えばステンレ
ス等の防錆性のよい非磁性体で構成するのが望ましい。
本変形例においては、磁石カバー２６が爪部２２に保持
されており、このように磁石カバー２６を設けた場合
も、永久磁石７の磁極面全面が爪形磁極５Ａ，５Ｂ（厳
密には爪部５Ａａ2，５Ｂａ2）と接触している。
発電機の第３の実施の形態に磁石カバーを設けた変形例
に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ2，５Ｂａ2
と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図６に対応
する図である。なお、図６と同様の部分には同符合を付
し説明を省略するとともに、必要に応じて先の各図も参
照する。また、この図９においても図６と同様、繁雑防
止のため爪部５Ａａ2，５Ｂａ2を１極分づつ図示した。
この図９においても、先に図８を用いて説明した変形例
と同様、永久磁石７の回転子１の径方向外側の面は、こ
れとほぼ同形状の磁石カバー２６と密着している。この
磁石カバー２６は、爪磁極５Ａ，５Ｂ間に配置した永久
磁石７の磁束が有効に作用するように、例えばステンレ
ス等の防錆性のよい非磁性体で構成するのが望ましい。
本変形例においては、磁石カバー２６が爪部２２に保持
されており、このように磁石カバー２６を設けた場合
も、永久磁石７の磁極面全面が爪形磁極５Ａ，５Ｂ（厳
密には爪部５Ａａ2，５Ｂａ2）と接触している。
【００５０】なお、本変形例においても、先の図７で説
明した連結リング２４により各爪部５Ａａ2，５Ｂａ2を
連結すれば、回転子１を高速で回転させる場合にも対応
できる。
明した連結リング２４により各爪部５Ａａ2，５Ｂａ2を
連結すれば、回転子１を高速で回転させる場合にも対応
できる。
【００５１】以上２つの変形例においても、第１の実施
の形態と同様の効果を得ることができるとともに、何ら
かの理由により永久磁石７が割れてしまった場合、回転
子１の回転によりに割れた永久磁石７が回転子１から飛
び出すことを防止することができる。
の形態と同様の効果を得ることができるとともに、何ら
かの理由により永久磁石７が割れてしまった場合、回転
子１の回転によりに割れた永久磁石７が回転子１から飛
び出すことを防止することができる。
【００５２】また、以上２つの変形例における永久磁石
７の着磁の際には、予め永久磁石７の回転子１の径方向
外側の面に磁石カバー２６を接着したものを隣接する爪
形磁極５Ａ，５Ｂ間に配置し、その後外部の着磁ヨーク
（図示せず）により着磁する。前述したように、この着
磁は回転子１の製造工程の最終段階で行うのが望まし
く、この場合、金属屑等の鉄粉の付着を防止することが
でき、信頼性の高い車両用交流発電機とすることができ
る。
７の着磁の際には、予め永久磁石７の回転子１の径方向
外側の面に磁石カバー２６を接着したものを隣接する爪
形磁極５Ａ，５Ｂ間に配置し、その後外部の着磁ヨーク
（図示せず）により着磁する。前述したように、この着
磁は回転子１の製造工程の最終段階で行うのが望まし
く、この場合、金属屑等の鉄粉の付着を防止することが
でき、信頼性の高い車両用交流発電機とすることができ
る。
【００５３】なお、以上２つの変形例においては、板状
の磁石カバー２６で永久磁石７の回転子１径方向外側の
面を保護する構造としたが、これに限られる必要はな
い。すなわち、永久磁石７の磁極面以外の面は磁気特性
に影響を与えないため、磁石カバーは、例えば磁極面以
外の４面を囲んでしまうような形状としてもよく、要は
磁石カバーの形状は、その技術的思想を逸脱しない範囲
で種々に変形させて構わない。以下に、このような永久
磁石７の磁極面以外の４面を囲む磁石カバーを設けた本
発明の車両用交流発電機の変形例を図１０及び図１１を
用いて説明する。
の磁石カバー２６で永久磁石７の回転子１径方向外側の
面を保護する構造としたが、これに限られる必要はな
い。すなわち、永久磁石７の磁極面以外の面は磁気特性
に影響を与えないため、磁石カバーは、例えば磁極面以
外の４面を囲んでしまうような形状としてもよく、要は
磁石カバーの形状は、その技術的思想を逸脱しない範囲
で種々に変形させて構わない。以下に、このような永久
磁石７の磁極面以外の４面を囲む磁石カバーを設けた本
発明の車両用交流発電機の変形例を図１０及び図１１を
用いて説明する。
【００５４】図１０は先に説明した本発明の車両用交流
発電機の第２の実施の形態に磁石カバーを設けた変形例
に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ1，５Ｂａ1
と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図５に対応
する図である。図１１はこの磁石カバーの全体構造を表
す斜視図である。なお、図１０において、図５と同様の
部分には同符合を付し説明を省略するとともに、必要に
応じて先の各図も参照する。また、この図１０において
も図５と同様、繁雑防止のため爪部５Ａａ1，５Ｂａ1を
１極分づつ図示した。これら図１０及び図１１に示すよ
うに、磁石カバー２６Ａは永久磁石７の磁極面以外の４
面を囲むような枠形形状で、永久磁石７の磁極面以外の
４面と極力密着するように、その内周側壁面は精度よく
加工されている。また、この磁石カバー２６Ａも、爪磁
極５Ａ，５Ｂ間に配置した永久磁石７の磁束が有効に作
用するように、例えばステンレス等の防錆性のよい非磁
性体で構成するのが望ましい。本変形例においても、磁
石カバー２６Ａが爪部２２に保持されており、このよう
に磁石カバー２６Ａを設けた場合も、永久磁石７の磁極
面全面が爪形磁極５Ａ，５Ｂ（厳密には爪部５Ａａ1，
５Ｂａ1）と接触している。
発電機の第２の実施の形態に磁石カバーを設けた変形例
に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ1，５Ｂａ1
と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図５に対応
する図である。図１１はこの磁石カバーの全体構造を表
す斜視図である。なお、図１０において、図５と同様の
部分には同符合を付し説明を省略するとともに、必要に
応じて先の各図も参照する。また、この図１０において
も図５と同様、繁雑防止のため爪部５Ａａ1，５Ｂａ1を
１極分づつ図示した。これら図１０及び図１１に示すよ
うに、磁石カバー２６Ａは永久磁石７の磁極面以外の４
面を囲むような枠形形状で、永久磁石７の磁極面以外の
４面と極力密着するように、その内周側壁面は精度よく
加工されている。また、この磁石カバー２６Ａも、爪磁
極５Ａ，５Ｂ間に配置した永久磁石７の磁束が有効に作
用するように、例えばステンレス等の防錆性のよい非磁
性体で構成するのが望ましい。本変形例においても、磁
石カバー２６Ａが爪部２２に保持されており、このよう
に磁石カバー２６Ａを設けた場合も、永久磁石７の磁極
面全面が爪形磁極５Ａ，５Ｂ（厳密には爪部５Ａａ1，
５Ｂａ1）と接触している。
【００５５】本変形例においても、第１の実施の形態と
同様の効果を得ることができるとともに、何らかの理由
により永久磁石７が割れてしまった場合、回転子１の回
転によりに割れた永久磁石７が回転子１から飛び出すこ
とを防止することができる。
同様の効果を得ることができるとともに、何らかの理由
により永久磁石７が割れてしまった場合、回転子１の回
転によりに割れた永久磁石７が回転子１から飛び出すこ
とを防止することができる。
【００５６】なお、本実施の形態における永久磁石７の
着磁の際には、まず、枠状に形成された磁石カバー２６
Ａの内周側に未着磁の永久磁石７を差し込み、この状態
で永久磁石７の磁極面に補助磁極板２３，２３を配置す
る。図１０からも分かるように、補助磁極板２３の寸法
は、磁石カバー２６Ａの回転子１の周方向（図１０中左
右方向）側面とほぼ同一で、永久磁石７は、磁石カバー
２６Ａと補助磁極板２３，２３とを例えば溶接等により
接続して構成された箱の内壁面に精度よく収まってい
る。
着磁の際には、まず、枠状に形成された磁石カバー２６
Ａの内周側に未着磁の永久磁石７を差し込み、この状態
で永久磁石７の磁極面に補助磁極板２３，２３を配置す
る。図１０からも分かるように、補助磁極板２３の寸法
は、磁石カバー２６Ａの回転子１の周方向（図１０中左
右方向）側面とほぼ同一で、永久磁石７は、磁石カバー
２６Ａと補助磁極板２３，２３とを例えば溶接等により
接続して構成された箱の内壁面に精度よく収まってい
る。
【００５７】そして、磁石カバー２６Ａ、補助磁極板２
３，２３、及び永久磁石７を一体的に組立てた状態で、
これを補助磁極板２３，２３が爪部５Ａａ1，５Ｂａ1と
接触するように、隣接する爪部５Ａａ1，５Ｂａ1間に配
置し、その後外部の着磁ヨーク（図示せず）により着磁
する。この着磁も前述と同様、回転子１の製造工程の最
終段階で行うのが望ましい。このような手順を踏むこと
で、金属屑等の鉄粉の付着を防止することができ、信頼
性の高い車両用交流発電機とすることができる。
３，２３、及び永久磁石７を一体的に組立てた状態で、
これを補助磁極板２３，２３が爪部５Ａａ1，５Ｂａ1と
接触するように、隣接する爪部５Ａａ1，５Ｂａ1間に配
置し、その後外部の着磁ヨーク（図示せず）により着磁
する。この着磁も前述と同様、回転子１の製造工程の最
終段階で行うのが望ましい。このような手順を踏むこと
で、金属屑等の鉄粉の付着を防止することができ、信頼
性の高い車両用交流発電機とすることができる。
【００５８】以上３つの変形例において、上記磁石カバ
ー２６，２６Ａが、請求項９に記載の保護部材を構成す
る。
ー２６，２６Ａが、請求項９に記載の保護部材を構成す
る。
【００５９】また、上記した磁石カバー２６，２６Ａ
は、先に説明した第１〜第３の実施の形態と、任意に組
合せ可能であることは言うまでもない。
は、先に説明した第１〜第３の実施の形態と、任意に組
合せ可能であることは言うまでもない。
【００６０】またここで、爪部の回転子周方向側面、補
助磁極部、及び補助磁極板等、永久磁石と接触する部分
に永久磁石を機械的に保持する磁石保持部を設けること
により、未着磁時の永久磁石が爪磁極間から脱落するこ
とを防止でき、回転子の組立作業、永久磁石の着磁作業
等の作業性を向上させることができる。以下に、本発明
の車両用交流発電機に磁石保持部を設けた変形例を順次
説明する。
助磁極部、及び補助磁極板等、永久磁石と接触する部分
に永久磁石を機械的に保持する磁石保持部を設けること
により、未着磁時の永久磁石が爪磁極間から脱落するこ
とを防止でき、回転子の組立作業、永久磁石の着磁作業
等の作業性を向上させることができる。以下に、本発明
の車両用交流発電機に磁石保持部を設けた変形例を順次
説明する。
【００６１】図１２は、先に説明した本発明の車両用交
流発電機の第１の実施の形態に磁石保持部を設けた変形
例に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ3，５Ｂ
ａ3と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図３に
対応する図である。なお、図３と同様の部分には同符合
を付し説明を省略するとともに、必要に応じて先の各図
も参照する。また、この図１２においても図３と同様、
繁雑防止のため爪部５Ａａ3，５Ｂａ3を１極分づつ図示
した。この図１２に示すように、本変形例においては、
各補助磁極部２１Ａの回転子１の径方向内側（図１２中
下側）端部には、それぞれ磁石保持部２１Ａａが、爪部
２２との間に永久磁石７を挟み込むように設けられてい
る。このように磁石保持部２１Ａａを設けた場合も、永
久磁石７の磁極面全面が爪形磁極５Ａ，５Ｂ（厳密には
爪部５Ａａ3，５Ｂａ3）と接触している。その他の構成
は第１の実施の形態と同様である。なお、本変形例の磁
石保持部２１Ａａは、先に説明した第３の実施の形態に
も適用可能であることは言うまでもない。
流発電機の第１の実施の形態に磁石保持部を設けた変形
例に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ3，５Ｂ
ａ3と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図３に
対応する図である。なお、図３と同様の部分には同符合
を付し説明を省略するとともに、必要に応じて先の各図
も参照する。また、この図１２においても図３と同様、
繁雑防止のため爪部５Ａａ3，５Ｂａ3を１極分づつ図示
した。この図１２に示すように、本変形例においては、
各補助磁極部２１Ａの回転子１の径方向内側（図１２中
下側）端部には、それぞれ磁石保持部２１Ａａが、爪部
２２との間に永久磁石７を挟み込むように設けられてい
る。このように磁石保持部２１Ａａを設けた場合も、永
久磁石７の磁極面全面が爪形磁極５Ａ，５Ｂ（厳密には
爪部５Ａａ3，５Ｂａ3）と接触している。その他の構成
は第１の実施の形態と同様である。なお、本変形例の磁
石保持部２１Ａａは、先に説明した第３の実施の形態に
も適用可能であることは言うまでもない。
【００６２】図１３は、先に説明した本発明の車両用交
流発電機の第２の実施の形態に磁石保持部を設けた変形
例に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ1，５Ｂ
ａ1と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図５に
対応する図である。なお、図５と同様の部分には同符合
を付し説明を省略するとともに、必要に応じて先の各図
も参照する。また、この図１３においても図５と同様、
繁雑防止のため爪部５Ａａ1，５Ｂａ1を１極分づつ図示
した。この図１３に示すように、本変形例においては、
各補助磁極板２３Ａの回転子１の径方向内側（図１３中
下側）端部には、それぞれ磁石保持部２３Ａａが、爪部
２２との間に永久磁石７を挟み込むように設けられてい
る。このように磁石保持部２３Ａａを設けた場合も、永
久磁石７の磁極面全面が補助磁極板２３Ａと接触してい
る。その他の構成は第２の実施の形態と同様である。
流発電機の第２の実施の形態に磁石保持部を設けた変形
例に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ1，５Ｂ
ａ1と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図５に
対応する図である。なお、図５と同様の部分には同符合
を付し説明を省略するとともに、必要に応じて先の各図
も参照する。また、この図１３においても図５と同様、
繁雑防止のため爪部５Ａａ1，５Ｂａ1を１極分づつ図示
した。この図１３に示すように、本変形例においては、
各補助磁極板２３Ａの回転子１の径方向内側（図１３中
下側）端部には、それぞれ磁石保持部２３Ａａが、爪部
２２との間に永久磁石７を挟み込むように設けられてい
る。このように磁石保持部２３Ａａを設けた場合も、永
久磁石７の磁極面全面が補助磁極板２３Ａと接触してい
る。その他の構成は第２の実施の形態と同様である。
【００６３】図１４は、先に説明した本発明の車両用交
流発電機の第２の実施の形態に磁石保持部を設けた他の
変形例に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ1，
５Ｂａ1と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図
５に対応する図である。なお、図５と同様の部分には同
符合を付し説明を省略するとともに、必要に応じて先の
各図も参照する。また、この図１４においても図５と同
様、繁雑防止のため爪部５Ａａ1，５Ｂａ1を１極分づつ
図示した。この図１４に示すように、本変形例において
は、各補助磁極板２３Ｂの回転子１の径方向内側（図１
３中下側）及び外側（図１３中上側）端部には、それぞ
れ磁石保持部２３Ｂａ，２３Ｂｂが、永久磁石７を挟み
込むように設けられている。そして、爪部２２により、
磁石保持部２３Ｂｂは保持されている。このように磁石
保持部２３Ｂａ，２３Ｂｂを設けた場合も、永久磁石７
の磁極面全面が補助磁極板２３Ｂと接触している。その
他の構成は第２の実施の形態と同様である。
流発電機の第２の実施の形態に磁石保持部を設けた他の
変形例に備えられた爪磁極５Ａ，５Ｂの爪部５Ａａ1，
５Ｂａ1と永久磁石７との配置関係を表す図で、先の図
５に対応する図である。なお、図５と同様の部分には同
符合を付し説明を省略するとともに、必要に応じて先の
各図も参照する。また、この図１４においても図５と同
様、繁雑防止のため爪部５Ａａ1，５Ｂａ1を１極分づつ
図示した。この図１４に示すように、本変形例において
は、各補助磁極板２３Ｂの回転子１の径方向内側（図１
３中下側）及び外側（図１３中上側）端部には、それぞ
れ磁石保持部２３Ｂａ，２３Ｂｂが、永久磁石７を挟み
込むように設けられている。そして、爪部２２により、
磁石保持部２３Ｂｂは保持されている。このように磁石
保持部２３Ｂａ，２３Ｂｂを設けた場合も、永久磁石７
の磁極面全面が補助磁極板２３Ｂと接触している。その
他の構成は第２の実施の形態と同様である。
【００６４】なお、図１３及び図１４を用いて説明した
２つの本変形例における永久磁石７の着磁の際には、予
め永久磁石７の着磁面（図１３及び図１４中左右両面）
に補助磁極板２３Ａ，２３Ｂを接着したものを隣接する
爪部５Ａａ1，５Ｂａ1間に配置し、その後外部の外部の
着磁ヨーク（図示せず）により着磁する。この着磁も、
前述と同様、回転子１の製造工程の最終段階で行うのが
望ましい。このような手順を踏むことで、金属屑等の鉄
粉の付着を防止することができ、信頼性の高い車両用交
流発電機とすることができる。また特に、図１４で説明
した変形例においては、補助磁極板２３Ｂの図中上下方
向の形状がほぼ同様であるため、永久磁石７の着磁面に
補助磁極板２３Ｂを接着したものを爪形磁極５Ａ，５Ｂ
間に配置する際、その上下方向の向きを気にしなくても
よく、作業性が向上する。
２つの本変形例における永久磁石７の着磁の際には、予
め永久磁石７の着磁面（図１３及び図１４中左右両面）
に補助磁極板２３Ａ，２３Ｂを接着したものを隣接する
爪部５Ａａ1，５Ｂａ1間に配置し、その後外部の外部の
着磁ヨーク（図示せず）により着磁する。この着磁も、
前述と同様、回転子１の製造工程の最終段階で行うのが
望ましい。このような手順を踏むことで、金属屑等の鉄
粉の付着を防止することができ、信頼性の高い車両用交
流発電機とすることができる。また特に、図１４で説明
した変形例においては、補助磁極板２３Ｂの図中上下方
向の形状がほぼ同様であるため、永久磁石７の着磁面に
補助磁極板２３Ｂを接着したものを爪形磁極５Ａ，５Ｂ
間に配置する際、その上下方向の向きを気にしなくても
よく、作業性が向上する。
【００６５】以上３つの変形例においても、先の第１の
実施の形態と同様の効果が得られるとともに、未着磁時
の永久磁石７が爪磁極５Ａ，５Ｂ間から界磁巻線６側に
脱落することを防止でき、回転子１の組立作業、永久磁
石７の着磁作業等の作業性を向上させることができる。
実施の形態と同様の効果が得られるとともに、未着磁時
の永久磁石７が爪磁極５Ａ，５Ｂ間から界磁巻線６側に
脱落することを防止でき、回転子１の組立作業、永久磁
石７の着磁作業等の作業性を向上させることができる。
【００６６】なお、実際には加工公差、面粗度等により
厳密に永久磁石の磁極面全面と接触するように、爪部の
回転子周方向側面、補助磁極部、及び補助磁極板等を形
成することは難しく、ミクロ的に見た場合、爪部の回転
子周方向側面、補助磁極部、及び補助磁極板等と永久磁
石の磁極面全面とは、完全に接触していない（ほぼ覆っ
ているにとどまる）可能性もあるが、これらのような場
合も、爪部の回転子周方向側面、補助磁極部、及び補助
磁極板等と、永久磁石の磁極面全面とは、事実上ほぼ接
触していると考えることができ、ほぼ同様の効果を得る
ことができる。
厳密に永久磁石の磁極面全面と接触するように、爪部の
回転子周方向側面、補助磁極部、及び補助磁極板等を形
成することは難しく、ミクロ的に見た場合、爪部の回転
子周方向側面、補助磁極部、及び補助磁極板等と永久磁
石の磁極面全面とは、完全に接触していない（ほぼ覆っ
ているにとどまる）可能性もあるが、これらのような場
合も、爪部の回転子周方向側面、補助磁極部、及び補助
磁極板等と、永久磁石の磁極面全面とは、事実上ほぼ接
触していると考えることができ、ほぼ同様の効果を得る
ことができる。
【００６７】また、先の図４を用いて説明した補助磁極
部２１’の強度補強及び磁束の流れの円滑化、つば部２
２’の騒音低減の構造は、以上説明してきた各実施の形
態及び変形例にも適用可能であることは言うまでもな
い。
部２１’の強度補強及び磁束の流れの円滑化、つば部２
２’の騒音低減の構造は、以上説明してきた各実施の形
態及び変形例にも適用可能であることは言うまでもな
い。
【００６８】さらに、以上は、回転する界磁巻線６に対
し、ブラシ１３ａ，１３ｂを設けて電力を供給する型の
車両用交流発電機を例にとって説明したが、例えば界磁
巻線が固定されたブラシレスタイプの車両用交流発電機
等に対しても、本発明は適用可能であり、要は爪磁極間
に永久磁石を配置するもので有れば同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。
し、ブラシ１３ａ，１３ｂを設けて電力を供給する型の
車両用交流発電機を例にとって説明したが、例えば界磁
巻線が固定されたブラシレスタイプの車両用交流発電機
等に対しても、本発明は適用可能であり、要は爪磁極間
に永久磁石を配置するもので有れば同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。
【００６９】また、永久磁石７が回転子１の回転等によ
り回転子１外に飛び出すことを防止する構造としては、
つば部２２，２２’等を設ける構造としたが、これに限
られず、例えば爪部の回転子周方向の幅寸法を、回転子
径方向内側よりも外側を広くし、その回転子周方向の幅
寸法を、回転子径方向外側よりも内側を広く形成した台
形状の永久磁石を爪部間に配置する構造とすれば、つば
部２２，２２’は省略することもできる。
り回転子１外に飛び出すことを防止する構造としては、
つば部２２，２２’等を設ける構造としたが、これに限
られず、例えば爪部の回転子周方向の幅寸法を、回転子
径方向内側よりも外側を広くし、その回転子周方向の幅
寸法を、回転子径方向外側よりも内側を広く形成した台
形状の永久磁石を爪部間に配置する構造とすれば、つば
部２２，２２’は省略することもできる。
【００７０】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、爪形磁
極の爪部を永久磁石の磁極面全面と接触するように形成
することにより、永久磁石から出た磁束は、ほぼ全てが
爪部に入るので、永久磁石の作る磁気回路に作用する磁
気抵抗を小さくすることができる。したがって、爪磁極
間に配置した永久磁石の磁束を有効に活用することがで
き、車両用交流発電機の出力を向上することができる。
極の爪部を永久磁石の磁極面全面と接触するように形成
することにより、永久磁石から出た磁束は、ほぼ全てが
爪部に入るので、永久磁石の作る磁気回路に作用する磁
気抵抗を小さくすることができる。したがって、爪磁極
間に配置した永久磁石の磁束を有効に活用することがで
き、車両用交流発電機の出力を向上することができる。
【００７１】請求項７に記載の発明によれば、爪部と永
久磁石との間に永久磁石の回転子の磁極面全面と接触す
る補助磁極板を介在させることにより、永久磁石から出
た磁束は、ほぼ全てが補助磁極板を介して爪形磁極に入
るので、永久磁石の作る磁気回路に作用する磁気抵抗を
小さくすることができる。したがって、爪磁極間に配置
した永久磁石の磁束を有効に活用することができ、車両
用交流発電機の出力を向上することができる。
久磁石との間に永久磁石の回転子の磁極面全面と接触す
る補助磁極板を介在させることにより、永久磁石から出
た磁束は、ほぼ全てが補助磁極板を介して爪形磁極に入
るので、永久磁石の作る磁気回路に作用する磁気抵抗を
小さくすることができる。したがって、爪磁極間に配置
した永久磁石の磁束を有効に活用することができ、車両
用交流発電機の出力を向上することができる。
【図１】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
の全体構造を表す断面図である。
の全体構造を表す断面図である。
【図２】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
に備えられた爪部の詳細構造を表す側面図である。
に備えられた爪部の詳細構造を表す側面図である。
【図３】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
に備えられた爪部と永久磁石との配置関係を表す図で、
図１中III−III断面による断面図である。
に備えられた爪部と永久磁石との配置関係を表す図で、
図１中III−III断面による断面図である。
【図４】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
に備えられた補助磁極部の補強及び磁束の流れの円滑
化、騒音低減の構造を設けた変形例の構造を表す図で、
図３中Ａ部に相当する部分の拡大図である。
に備えられた補助磁極部の補強及び磁束の流れの円滑
化、騒音低減の構造を設けた変形例の構造を表す図で、
図３中Ａ部に相当する部分の拡大図である。
【図５】本発明の車両用交流発電機の第２の実施の形態
に備えられた爪磁極の爪部と永久磁石との配置関係を表
す図で、図３に対応する図である。
に備えられた爪磁極の爪部と永久磁石との配置関係を表
す図で、図３に対応する図である。
【図６】本発明の車両用交流発電機の第３の実施の形態
に備えられた爪磁極の爪部と永久磁石との配置関係を表
す図で、図３に対応する図である。
に備えられた爪磁極の爪部と永久磁石との配置関係を表
す図で、図３に対応する図である。
【図７】本発明の車両用交流発電機の第３の実施の形態
に備えられた各爪部を連結リングで連結した変形例の詳
細構造を表す斜視図である。
に備えられた各爪部を連結リングで連結した変形例の詳
細構造を表す斜視図である。
【図８】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
に磁石カバーを設けた変形例に備えられた爪磁極の爪部
と永久磁石との配置関係を表す図で、図３に対応する図
である。
に磁石カバーを設けた変形例に備えられた爪磁極の爪部
と永久磁石との配置関係を表す図で、図３に対応する図
である。
【図９】本発明の車両用交流発電機の第３の実施の形態
に磁石カバーを設けた変形例に備えられた爪磁極の爪部
と永久磁石との配置関係を表す図で、図６に対応する図
である。
に磁石カバーを設けた変形例に備えられた爪磁極の爪部
と永久磁石との配置関係を表す図で、図６に対応する図
である。
【図１０】本発明の車両用交流発電機の第２の実施の形
態に磁石カバーを設けた変形例に備えられた爪磁極の爪
部と永久磁石との配置関係を表す図で、図５に対応する
図である。
態に磁石カバーを設けた変形例に備えられた爪磁極の爪
部と永久磁石との配置関係を表す図で、図５に対応する
図である。
【図１１】図１０に示した磁石カバーの全体構造を表す
斜視図である。
斜視図である。
【図１２】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形
態に磁石保持部を設けた変形例に備えられた爪磁極の爪
部と永久磁石との配置関係を表す図で、図３に対応する
図である。
態に磁石保持部を設けた変形例に備えられた爪磁極の爪
部と永久磁石との配置関係を表す図で、図３に対応する
図である。
【図１３】本発明の車両用交流発電機の第２の実施の形
態に磁石保持部を設けた変形例に備えられた爪磁極の爪
部と永久磁石との配置関係を表す図で、図５に対応する
図である。
態に磁石保持部を設けた変形例に備えられた爪磁極の爪
部と永久磁石との配置関係を表す図で、図５に対応する
図である。
【図１４】本発明の車両用交流発電機の第２の実施の形
態に磁石保持部を設けた他の変形例に備えられた爪磁極
の爪部と永久磁石との配置関係を表す図で、図５に対応
する図である。
態に磁石保持部を設けた他の変形例に備えられた爪磁極
の爪部と永久磁石との配置関係を表す図で、図５に対応
する図である。
１ 回転子 ２ 固定子 ５Ａ，Ｂ 爪形磁極 ５Ａａ，Ｂａ 爪部 ５Ａａ1，Ｂａ1 爪部 ５Ａａ2，Ｂａ2 爪部 ５Ａａ3，Ｂａ3 爪部 ６ 界磁巻線 ７ 永久磁石 １４ 固定子鉄心 １５ 固定子巻線 ２１ 補助磁極部 ２１’ 補助磁極部 ２１Ａ 補助磁極部 ２１Ａａ 磁石保持部 ２３ 補助磁極板 ２３Ａ，Ｂ 補助磁極板 ２３Ａａ 磁石保持部 ２３Ｂａ，ｂ 磁石保持部 ２４ 連結リング（連結部材） ２６ 保護部材（保護カバー） ２６Ａ 保護部材（保護カバー）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月１６日（２００１．５．１
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】このような構造により、Ｎ極に磁化した爪
形磁極から出た磁束は、固定子鉄心を介してＳ極に磁化
した爪形磁極に戻る磁気回路を形成し、この磁気回路の
磁束が固定子の固定子巻線に鎖交し、また回転子が回転
することにより、固定子巻線に交流の誘起電圧が発生す
るようになっている。
形磁極から出た磁束は、固定子鉄心を介してＳ極に磁化
した爪形磁極に戻る磁気回路を形成し、この磁気回路の
磁束が固定子の固定子巻線に鎖交し、また回転子が回転
することにより、固定子巻線に交流の誘起電圧が発生す
るようになっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】次に上記構成の本実施の形態の車両用交流
発電機の動作について説明する。上記のように、まず、
例えば図示しないエンジン等から動力を受けて回転する
回転子１の界磁巻線６に、ブラシ１３ａ，１３ｂ及びス
リップリング１２ａ，１２ｂを介して電力が供給され、
回転子１の爪形磁極５ＡがＳ極に、爪形磁極５ＢがＮ極
に磁化される。Ｎ極に磁化した爪形磁極５Ｂから出た磁
束は、固定子２において、固定子鉄心１４を介してＳ極
に磁化した爪形磁極５Ａに戻る磁気回路を形成する。こ
のとき、界磁巻線６が作る磁気回路は、補助励磁用の永
久磁石７の磁束が加わることにより増磁される。そし
て、この磁気回路の磁束は、固定子巻線１５に鎖交し、
回転子１の回転により固定子鉄心１５に３相に巻回され
た固定子巻線１５に交流の誘起電圧が発生する。
発電機の動作について説明する。上記のように、まず、
例えば図示しないエンジン等から動力を受けて回転する
回転子１の界磁巻線６に、ブラシ１３ａ，１３ｂ及びス
リップリング１２ａ，１２ｂを介して電力が供給され、
回転子１の爪形磁極５ＡがＳ極に、爪形磁極５ＢがＮ極
に磁化される。Ｎ極に磁化した爪形磁極５Ｂから出た磁
束は、固定子２において、固定子鉄心１４を介してＳ極
に磁化した爪形磁極５Ａに戻る磁気回路を形成する。こ
のとき、界磁巻線６が作る磁気回路は、補助励磁用の永
久磁石７の磁束が加わることにより増磁される。そし
て、この磁気回路の磁束は、固定子巻線１５に鎖交し、
回転子１の回転により固定子鉄心１５に３相に巻回され
た固定子巻線１５に交流の誘起電圧が発生する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川端 薫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 牧 晃司 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 田原 和雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 佐々木 進 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 高畑 良一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5H619 AA01 AA03 BB02 BB17 PP02 PP05 PP08 PP25 5H621 AA02 BB07 GA01 HH01 JK11 PP10 5H622 AA03 CA02 CA10 CB01 DD02 PP03 PP17 QB08
Claims (9)
- 【請求項１】対向配置された一対の爪形磁極にそれぞれ
複数設けた爪部間に永久磁石を配置し、前記複数の爪部
に対しその径方向内側に界磁巻線を巻回した回転子と、
固定子鉄心に固定子巻線を巻回した固定子とを備えた車
両用交流発電機において、 前記回転子の爪部を、前記永久磁石の磁極面全面と接触
するような形状とした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、前記爪部は、前記永久磁石の前記磁極面全面と接触
する補助磁極部を有することを特徴とする車両用交流発
電機。 - 【請求項３】請求項２記載の車両用交流発電機におい
て、前記補助磁極部は、その前記回転子の径方向内側の
幅寸法に比べ、前記回転子の径方向外側の幅寸法の方が
相対的に厚く形成されていることを特徴とする車両用交
流発電機。 - 【請求項４】請求項１記載の車両用交流発電機におい
て、前記爪部を、その前記回転子の径方向内側の面が、
前記回転子の径方向外側の面に対して略平行となるよう
に形成したことを特徴とする車両用交流発電機。 - 【請求項５】請求項４記載の車両用交流発電機におい
て、前記複数の爪部を略リング状の連結部材で連結した
ことを特徴とする車両用交流発電機。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項記載の車両用
交流発電機において、前記爪部は、前記永久磁石を保持
する磁石保持部を有することを特徴とする車両用交流発
電機。 - 【請求項７】対向配置された一対の爪形磁極にそれぞれ
複数設けた爪部間に永久磁石を配置し、前記複数の爪部
に対しその径方向内側に界磁巻線を巻回した回転子と、
固定子鉄心に固定子巻線を巻回した固定子とを備えた車
両用交流発電機において、 前記爪部と前記永久磁石との間に、前記永久磁石の磁極
面全面と接触する補助磁極板を介設したことを特徴とす
る車両用交流発電機。 - 【請求項８】請求項７記載の車両用交流発電機におい
て、前記補助磁極板は、前記永久磁石を保持する磁石保
持部を有することを特徴とする車両用交流発電機。 - 【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項記載の車両用
交流発電機において、前記永久磁石の少なくとも前記回
転子の径方向外側に保護部材を配設したことを特徴とす
る車両用交流発電機。
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