JP2009017641A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、遠心力に起因する爪状磁極部の先端部の変位が磁石保持に直接影響せず、磁石保持の信頼性が高められると共に、磁石保持構造を簡素化し、磁石の組み付け性を高め、生産コストの低下及び量産性の向上を図ることができる回転電機を得る。
【解決手段】第１及び第２磁石保持穴２２，２９が第１及び第２継鉄部１９，２６に突設された第１及び第２永久磁石保持台座２１，２８に穴中心を軸方向に一致させて穿設されている。円柱体の樹脂製の第１及び第２磁石装填部７３，７８がその軸心を軸方向に一致させて第１及び第２ファン７０，７５に一体に突設され、第１及び第２永久磁石７４，７９が第１及び第２磁石装填部７３，７８にインサート成型されている。第１及び第２ファン７０，７５が、第１及び第２磁石装填部７３，７８を第１及び第２磁石保持穴２２，２９に嵌合されて第１及び第２ポールコア１７，２４に固着されている。
【選択図】図２

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。

ランデル型の回転子を用いる車両用交流発電機は、数十年にわたって自動車に使用されてきた。そして、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。

従来、このような課題を解決するために、ランデル型の回転子の周方向に対向する爪状磁極部間に永久磁石を配設する手段がとられていた（例えば、特許文献１，２参照）。

また、永久磁石をファンに一体に形成されたポケット内に保持させ、ポケットを第１ポールピースのボディの上面と第２ポールピースのポールフィンガーの下面との間に圧入してファンを第１ポールピースに取り付け、ポケットを第２ポールピースのボディの上面と第１ポールピースのポールフィンガーの下面との間に圧入してファンを第２ポールピースに取り付ける手段がとられていた（例えば、特許文献３参照）。

特開昭６１−８５０４５号公報 米国特許第４９５９５７７号明細書 特表２００２−５２７０１５号公報

特許文献１，２において、永久磁石を爪状磁極部間に保持するに当たっては、永久磁石を対向する爪状磁極部に対して高精度に位置決めする必要があり、磁石保持部材を付加し、或いは磁石保持用の溝を機械加工により爪状磁極部に形成することが必要となり、生産コストの高騰および量産性の低下をもたらしていた。

特許文献３に記載のものでは、永久磁石を保持するポケットは一方のポールピースのボディと他方のポールピースのポールフィンガーとの間の嵌合空間に適合する概略矩形の断面形状に形成される。永久磁石を保持するポケットの保持を強固にするためには、ポールピースの嵌合面を高精度に加工する必要がある。しかし、ポールピースのポケットとの嵌合面は平面或いは緩やかな曲面であり、高性能な工作機械によるポールピースの後加工が必要となり、膨大な加工コストおよび加工時間がかかってしまう。また、高速回転時には、爪状磁極部の先端が径方向外方に１００μｍを超える変位を生じるので、永久磁石を保持するポケットに加わる遠心力を爪状磁極部の先端内周面で保持する構造では、安定した永久磁石の保持が得られない。永久磁石がファンにインサート成型されているので、高速回転時に、永久磁石が爪状磁極部の先端の変位に伴って径方向外方に変位し、過大な応力がファンに作用し、ファンを損傷させる恐れがあった。

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、遠心力に起因する爪状磁極部の先端部の変位や隣り合う爪状磁極部間の相対的な変位が磁石保持に直接影響せず、磁石保持の信頼性を高めることができるとともに、磁石保持構造を簡素化し、磁石の組み付け性を高め、生産コストの低下および量産性を高めることが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、上記ポールコアの軸方向両端面に固着された一対のファンと、を有する回転子を備えている。さらに、上記複数の爪状磁極部のそれぞれの先端側の内周面に対向する上記一対の継鉄部の部位に該継鉄部から一体に突設された永久磁石保持部と、上記永久磁石保持部のそれぞれに穴中心を軸方向に一致させて穿設され、内周壁の一部に上記爪状磁極部の先端側の内周面に対向する軸方向開口を有する円筒状の磁石保持穴と、それぞれ上記磁石保持穴に嵌合可能な円柱体に形成され、該円柱体の軸心を軸方向に一致させて上記ファンのそれぞれに上記磁石保持穴に対応して一体に突設された複数の樹脂製の磁石装填部と、上記磁石装填部のそれぞれにインサート成型された永久磁石と、を備えている。そして、上記ファンのそれぞれが、上記磁石装填部を上記磁石保持穴に嵌合されて上記ポールコアに固着されている。

この発明によれば、永久磁石がインサート成型された磁石装填部が継鉄部側に保持されている。そこで、遠心力や熱膨張に起因する爪状磁極の変位が永久磁石に影響しないので、爪状磁極部の変位に起因する永久磁石の割れや欠けの発生が抑制される。また、永久磁石が爪状磁極部の内径側に位置しているので、永久磁石に作用する遠心力が小さくなり、永久磁石の保持が容易となり、磁石保持の信頼性が上がる。

また、永久磁石がインサート成型された円柱体の磁石装填部が、内周壁の一部に軸方向開口を有する円筒状の磁石保持穴に挿入、保持されているので、磁石装填部の保持構造が簡素化し、磁石装填部の組み付け性が容易となる。しかも、磁石保持穴をドリルやリーマなどの回転切削工具と用いて簡易に、高精度に作製できる。また、特に焼結磁石をポールコアに装填する場合には、通常外形精度確保のため切削加工が必要となるが、本発明によれば、磁石の外形精度も金型成形の樹脂で確保できるので、磁石外形は焼結成型時程度のラフなものでよくなる。従って、ポールコアと磁石の両者の装填における嵌め合い部をがたつき無く保持できる。さらには、周状に配置された複数の磁石が樹脂モールドによってファンと一体成型されているので、複数の磁石をそれぞれポールコアに装填する工程を、ファン装着工程に統合できる。これらのことから、生産コストの低下および量産性の向上が図られる。

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分解斜視図である。

図１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に対して一定の空隙４０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、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の軸方向両端面に固定された樹脂製の第１および第２ファン７０，７５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。第１および第２永久磁石７４，７９が第１および第２ファン７０，７５にインサート成型によって内蔵され、回転子１３の半径方向、かつ界磁コイル１４の作る磁界８１と逆方向成分となるように着磁されている。

つぎに、回転子１３の構成について図２を参照しつつ説明する。
第１ファン７０は、中心部にシャフト挿通穴を有する円盤状の第１基部７１と、第１基部７１の一面に突設された複数の第１翼７２と、第１基部７１の他面に同一円周上に等角ピッチで配列された例えば８つの円柱状の第１磁石装填部７３と、を有する。第１基部７１、第１翼７２および第１磁石装填部７３は、例えばエポキシ、ナイロン６６などの樹脂を射出成型して一体に作製されている。この時、各第１磁石装填部７３には、円柱状の第１永久磁石７４が同軸にインサート成型されて内蔵されている。

第２ファン７５は、中心部にシャフト挿通穴を有する円盤状の第２基部７６と、第２基部７６の一面に突設された複数の第２翼７７と、第２基部７６の他面に同一円周上に等角ピッチで配列された例えば８つの円柱状の第２磁石装填部７８と、を有する。第２基部７６、第２翼７７および第２磁石装填部７８は、例えばエポキシ、ナイロン６６などの樹脂を射出成型して一体に作製されている。この時、各第２磁石装填部７８には、円柱状の第２永久磁石７９が同軸にインサート成型されて内蔵されている。

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１７，２４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、シャフト挿通穴が軸心位置に穿設された第１ボス部１８と、第１ボス部１８の軸方向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、永久磁石保持部としての第１磁石保持台座２１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。第１磁石保持台座２１は、隣り合う第１爪状磁極部２０間の第１継鉄部１９の部位に一体に突設されている。第１磁石保持穴２２が、第１磁石装填部７３の外径と同一の内径を有する円筒状をなし、第１磁石保持台座２１に穴中心を軸方向に一致させて穿設されている。第１磁石保持穴２２を回転子１３の半径方向外方に開口させる第１軸方向開口２３が、第１磁石保持台座２１の外周部に軸方向一側から他側に至るように形成されている。

第２ポールコア体２４は、外周面を円筒形状とし、シャフト挿通穴が軸心位置に穿設された第２ボス部２５と、第２ボス部２５の軸方向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２６と、第２継鉄部２６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２７と、永久磁石保持部としての第２磁石保持台座２８とを有している。第２爪状磁極部２７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２６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。第２磁石保持台座２８は、隣り合う第２爪状磁極部２７間の第２継鉄部２６の部位に一体に突設されている。第２磁石保持穴２９が、第２磁石装填部７８の外径と同一の内径を有する円筒状をなし、第２磁石保持台座２８に穴中心を軸方向に一致させて穿設されている。第２磁石保持穴２９を回転子１３の半径方向外方に開口させる第２軸方向開口３０が、第２磁石保持台座２８の外周部に軸方向他側から一側に至るように形成されている。

このように構成された第１および第２ポールコア体１７，２４は、第１および第２爪状磁極部２０，２７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２５の一端面に突き合わせ、シャフト挿通穴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１８，２５、第１および第２継鉄部１９，２６および第１および第２爪状磁極部２０，２７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１８，２５および第１および第２継鉄部１９，２６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。また、第１および第２軸方向開口２３，３０が、第２および第１爪状磁極部２７，２０の先端内周面に相対している。

第１ファン７０が、各第１磁石装填部７３を軸方向の一端側から第１磁石保持穴２２のそれぞれに嵌め込んで、第１ポールコア体１７に固定されている。この時、第１軸方向開口２３からの第１磁石装填部７３の突出部が第２爪状磁極部２７の先端側内周面に対向している。また、第２ファン７５が、各第２磁石装填部７８を軸方向の他端側から第２磁石保持穴２９のそれぞれに嵌め込んで、第２ポールコア体２４に固定されている。この時、第２軸方向開口３０からの第２磁石装填部７８の突出部が第１爪状磁極部２０の先端側内周面に対向している。

また、第１および第２永久磁石７４，７９は、着磁方向８０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８１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８１が矢印方向に発生された場合、第１および第２永久磁石７４，７９は、磁界８１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７４，７９の着磁方向８０は、径方向に一致しており、その着磁方向８０の延長線が対向する第１および第２爪状磁極部２０，２７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８１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７４，７９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極に着磁され、第２ポールコア体２４の第２爪状磁極部２７がＳ極に着磁される。
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１および図２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８３が発生される。この磁束８３は、第１爪状磁極部２０から空隙４０を通って固定子鉄心１１のティース部に入る。そして、磁束８３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２７に対向するティース部から空隙４０を通ってその第２爪状磁極部２７に入る。ついで、第２爪状磁極部２７に入った磁束８３は、第２継鉄部２６、第２ボス部２５、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７４，７９は、界磁コイル１４の発生する磁界８１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７４，７９の発生する磁界の向きは、界磁コイル１４の発生する磁界８１と逆向きである。この第１および第２永久磁石７４，７９から発生した磁束８２が固定子鉄心１１に鎖交するには、大きな磁気抵抗をもつ空隙４０を往復する必要がある。また、第１および第２永久磁石７４，７９は、第２および第１爪状磁極部２７，２０の内径側に配設されており、第１および第２爪状磁極部２０，２７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８２の大部分が、固定子鉄心１１に迂回することなく、回転子内部で閉じた磁気回路を形成する。

つまり、第１永久磁石７４から発生する磁束８２は、第１磁石装填部７３から第１磁石保持台座２１、第１継鉄部１９、第１ボス部１８、第２ボス部２５、第２継鉄部２６および第２爪状磁極部２７を通り、第１永久磁石７４に戻る。また、第２永久磁石７９から発生する磁束８２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２５、第２継鉄部２６、第２磁石保持台座２８および第２磁石装填部７８を通り、第２永久磁石７９に戻る。

そこで、第１および第２永久磁石７４，７９の発生する磁束８２は、界磁コイル１４の発生する磁束８３と逆向きとなり、第１および第２ポールコア体１７，２４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。また、第１および第２永久磁石７４，７９の発生する磁束８２が、回転子内部で閉じた磁気回路を形成するので、無負荷無励磁の誘起電圧の発生が抑制される。

この実施の形態１によれば、例えば８個ずつの第１および第２永久磁石７４，７９が第１および第２ファン７０，７５の射出成型時にインサート成型されて一体に成形されているので、部品点数が大幅に削減されるとともに、第１および第２ファン７０，７５の取付と同時に第１および第２永久磁石７４，７９の装着が完了し、組立性が向上される。

第１および第２永久磁石７４，７９がインサート成型された円柱状の第１および第２磁石装填部７３，７８を、第１および第２磁石保持台座２１、２８に形成された円筒状の第１および第２磁石保持穴２２，２９に嵌め込んで、第１および第２永久磁石７４，７９がポールコア１５に装着されている。そこで、第１および第２永久磁石７４，７９が第１および第２爪状磁極部２０，２７の内径側に位置しているので、第１および第２永久磁石７４，７９にかかる遠心力が小さくなり、第１および第２永久磁石７４，７９の保持構造を簡略化できる。また、第１および第２永久磁石７４，７９は遠心力に対して大きく変位する第１および第２爪状磁極部２０，２７の影響を受けないので、第１および第２永久磁石７４，７９の保持が容易となる。さらに、温度範囲の広い車載発電機に適用しても、第１および第２永久磁石７４，７９は回転子の熱膨張に起因する爪状磁極部間の軸方向の変位の影響を受けないので、第１および第２永久磁石７４，７９の保持が容易となる。これらのことから、第１および第２永久磁石７４，７９の保持の信頼性が向上される。

また、第１および第２永久磁石７４，７９に作用する遠心力が第１および第２磁石保持台座２１，２８で受けられるので、過大な応力が第１および第２ファン７０，７５に作用することがなく、第１および第２ファン７０，７５の損傷発生が防止されるとともに、高速回転時の第１および第２永久磁石７４，７９の飛散も防止される。
また、第１および第２磁石保持穴２２，２９が第１および第２軸方向開口２３，３０を有する円筒形状であるので、ドリルなどの回転歯による１軸方向の加工のみで高精度の第１および第２磁石保持穴２２，２９を形成でき、加工時間の短縮や設備の簡素化が図られ、生産コストを低減でき、量産性を大幅に高めることができる。

また、円柱状の第１および第２永久磁石７４，７９を円柱状の第１および第２磁石装填部７３，７８にインサート成型しているので、第１および第２永久磁石７４，７９周りの樹脂厚みを均一化しやすく、樹脂欠けの発生が抑制されるとともに、第１および第２磁石装填部７３，７８の形状精度が高められ、第１および第２磁石装填部７３，７８と第１および第２磁石保持穴２２，２９との嵌め合い精度を高めることができ、永久磁石の組み付け性が向上する。

また、従来、着磁された永久磁石の取り扱い性が悪いことから、磁石材料をポールコアに装着した後、着磁していた。しかし、ポールコアに装着された磁石材料を着磁する場合、着磁時の過渡磁界に対してポールコアが渦電流によって磁束を遮断するため、十分な磁化状態とするには相当な着磁電源を必要としていた。本発明では、第１および第２永久磁石７４，７９が第１および第２ファン７０，７５の射出成型時にインサート成型されて一体に成形されているので、第１および第２永久磁石７４，７９を第１および第２ファン７０，７５として取り扱うことができ、第１および第２永久磁石７４，７９の取り扱い性が向上される。そのため、未着磁の磁石材料を第１および第２ファン７０，７５にインサート成型した後、磁石材料を着磁する方法をとることができるので、大型の着磁電源を用いることなく、第１および第２永久磁石７４，７９を十分な磁化状態に着磁できる。さらに、着磁時の過渡的な変動磁束がターン数の多い界磁コイル１４に鎖交して、界磁コイル１４の両端に過大な誘起電圧が発生することもない。

ここで、第１および第２永久磁石７４，７９がインサート成型された第１および第２ファン７０，７５を射出成型後、直ちに着磁を行うことが好ましい。特に、ネオジ系の希土類磁石は高温下でより着磁磁化されやすいので、射出成型後の予熱を利用して磁石を着磁すれば、より完全な着磁状態が得られる。

なお、上記実施の形態１では、第１および第２磁石保持穴２２，２９が、第１および第２磁石装填部７３，７８の外径と同一の内径を有する円筒状に形成されているものとしているが、第１および第２磁石保持穴２２，２９の内径を第１および第２磁石装填部７３，７８の外径より僅かに小径に形成してもよい。この場合、加工誤差がある場合でも、第１および第２磁石装填部７３，７８を第１および第２磁石保持穴２２，２９を押し開き加減で挿入することで、第１および第２磁石保持台座２１，２８のばね力により第１および第２磁石装填部７３，７８を強固に保持できる。また、第１および第２磁石保持穴２２，２９の押し開き加減により、第１および第２磁石保持穴２２，２９と第１および第２磁石装填部７３，７８との嵌合部の加工誤差をある程度許容することができる。

また、上記実施の形態１では、好ましい形態として、基部、翼および磁石装填部が樹脂で射出成型して一体に作製されている形態を示しているが、基部、翼および磁石装填部の全てが樹脂で成形されている必要はなく、少なくとも磁石装填部が樹脂で成形されていればよい。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用されるファンの構成を説明する要部断面図である。

図３において、ファン９０は、例えばエポキシ、ナイロン６６などの樹脂を射出成型して一体に作製され、中心部にシャフト挿通穴を有する円盤状の基部９１と、基部９１の一面に突設された複数の翼９２と、基部９１の他面に同一円周上に等角ピッチで配列された例えば８つの円柱体の磁石装填部９３と、を有する。磁石装填部９３は、円柱体の周面と先端面との角部がテーパ形状に面取りされており、円柱体の永久磁石９４が同軸にインサート成型されて内蔵されている。なお、ファン９０は、磁石装填部９３に面取り部９３ａが形成されている点を除いて、上記実施の形態１におけるファン７０，７５と同様に構成されている。

このように構成されたファン９０では、面取り部９３ａがガイドとなって磁石装填部９３を第１および第２磁石保持穴２２，２９に容易に挿入でき、組立性が高められる。

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機に適用されるファンの構成を説明する要部断面図である。

図４において、ファン９０Ａは、係止突起９３ｂが磁石装填部９３の円柱体の先端部から径方向外方に突設され、面取り部９３ａが係止突起９３ｂの先端面に形成されている。なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。
このように構成されたファン９０Ａでは、磁石装填部９３の面取り部９３ａがガイドとなって第１および第２磁石保持穴２２，２９に容易に挿入でき、組立性が高められる。さらに、磁石装填部９３が第１および第２磁石保持穴２２，２９に挿入されると、係止突起９３ｂが第１および第２磁石保持台座２１，２８の第１および第２磁石保持穴２２，２９の縁部に係合し、組み付け後の磁石装填部９３の抜けが阻止される。

実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機に適用されるファンの構成を説明する要部断面図である。

図５において、ファン９０Ｂは、翼部材９５がそれぞれ永久磁石９４に接触し、かつ基部９１の一面から延出するようにインサート成型されている。そして、翼部材９５の基部９１の一面からの露出部が翼９５ａを構成する。翼部材９５には、ファン９０Ｂの樹脂材料より良好な熱伝導性を有するセラミックスや金属材料が用いられる。なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。
このように構成されたファン９０Ｂでは、永久磁石９４の熱が翼部材９５を伝達し、翼部材９５の基部９１から露出する翼９５ａから放熱されるので、永久磁石９４の温度上昇が抑制され、永久磁石９４の熱減磁を回避できる。

なお、上記実施の形態４では、翼部材９５が永久磁石９４と接した状態にインサート成型（モールド成型）されているものとしている。ここで、翼部材９５が永久磁石９４に接した状態とは、翼部材９５が直接永久磁石９４に接した状態に限定されるものではなく、量産の都合で生じた薄肉状の接着剤や薄肉のモールドなどを介して良好な熱伝導が得られる状態で永久磁石９４に接触した状態も含まれる。

実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機に適用されるファンの構成を説明する要部断面図である。

図６において、永久磁石９６は直方体に作製されている。第１鉄心部材９７は、断面Ｄ状の柱状体に作製され、その平面状の側面が永久磁石９６の一面に適合する形状に作製されている。第２鉄心部材９８は、断面Ｄ状の柱状体に作製され、その平面状の側面が永久磁石９６の一面に対向する他面に適合する形状に作製されている。そして、ファン９０Ｃは、永久磁石９６がその一面を径方向上方に向けて、第１および第２鉄心部材９７，９８により径方向上下から挟持された状態で磁石装填部９３にインサート成型されている。この時、第１鉄心部材９７の平面状の側面が径方向上方に向けられた永久磁石９６の一面に宛われ、第２鉄心部材９８の平面状の側面が径方向下方に向けられた永久磁石９６の他面に宛われている。なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。

このように構成されたファン９０Ｃでは、直方体の永久磁石９６が径方向上下から断面Ｄ状の第１および第２鉄心部材により挟持されているので、インサート部材としての角部が軽減され、射出成型時の樹脂欠けの発生が抑制され、樹脂部の肉厚の均一化が図られる。そこで、円柱体の永久磁石に比べて安価に作製できる直方体の永久磁石９６を用いても、樹脂欠けの発生を抑制して、円柱体の磁石装填部９３を作製できる。

なお、上記実施の形態５では、直方体の永久磁石９６を用いるものとしているが、永久磁石は直方体以外の角柱体であってもよい。この場合も、第１および第２鉄心部材をその凸の曲面の側面を径方向上下に向けて、永久磁石の径方向上下部分を挟持してインサート成型すればよい。
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。

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断面図である。 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分解斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用されるファンの構成を説明する要部断面図である。 この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機に適用されるファンの構成を説明する要部断面図である。 この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機に適用されるファンの構成を説明する要部断面図である。 この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機に適用されるファンの構成を説明する要部断面図である。

符号の説明

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１磁石保持台座（永久磁石保持部）、２２ 第１磁石保持穴、２３ 第１軸方向開口、２４ 第２ポールコア体、２５ 第２ボス部、２６ 第２継鉄部、２７ 第２爪状磁極部、２８ 第２磁石保持台座（永久磁石保持部）、２９ 第２磁石保持穴、３０ 第２軸方向開口、７０ 第１ファン、７１ 第１基部、７２ 第１翼、７３ 第１磁石装填部、７４ 第１永久磁石、７５ 第２ファン、７６ 第２基部、７７ 第２翼、７８ 第２磁石装填部、７９ 第２永久磁石、９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ ファン、９１ 基部、９２ 翼、９３ 磁石装填部、９３ａ 面取り部、９３ｂ 係止突起、９４ 永久磁石、９５ 翼部材、９５ａ 翼、９６ 永久磁石、９７ 第１鉄心部材、９８ 第２鉄心部材。

Claims (6)

1. 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、上記ポールコアの軸方向両端面に固着された一対のファンと、を有する回転子を備えた回転電機において、
   上記複数の爪状磁極部のそれぞれの先端側の内周面に対向する上記一対の継鉄部の部位に該継鉄部から一体に突設された永久磁石保持部と、
   上記永久磁石保持部のそれぞれに穴中心を軸方向に一致させて穿設され、内周壁の一部に上記爪状磁極部の先端側の内周面に対向する軸方向開口を有する円筒状の磁石保持穴と、
   それぞれ上記磁石保持穴に嵌合可能な円柱体に形成され、該円柱体の軸心を軸方向に一致させて上記ファンのそれぞれに上記磁石保持穴に対応して一体に突設された複数の樹脂製の磁石装填部と、
   上記磁石装填部のそれぞれにインサート成型された永久磁石と、を備え、
   上記ファンのそれぞれが、上記磁石装填部を上記磁石保持穴に嵌合されて上記ポールコアに固着されていることを特徴とする回転電機。
2. 面取り部が上記磁石装填部の突出方向の先端角部に形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。
3. 係止突起が上記磁石装填部の突出方向の先端部から径方向外方に突設されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
4. 上記ファンのそれぞれは、上記磁石装填部に対して良好な熱伝導性を有する翼部材が上記永久磁石に接した状態でモールド成型されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. 上記永久磁石は円柱体であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 上記永久磁石は角柱体であり、その径方向上下部分を径方向上方に凸の曲面の側面を有する柱状体の第１鉄心部材と径方向下方に凸の曲面の側面を有する柱状体の第２鉄心部材とにより挟持された状態で上記磁石装填部にインサート成型されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。

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