JP2009038843A - Alternator for vehicle and manufacturing method thereof - Google Patents

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Hiroyuki Kanazawa
宏至 金澤
Yoshitoshi Ishikawa
芳壽 石川
Teruyoshi Abe
輝宜 阿部
Motoya Ito
元哉 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alternator for reducing iron loss compared with a conventional one. <P>SOLUTION: An alternator for vehicle is provided with a stator iron core made of a laminate steel plate and having teeth and a slot, and a stator having a stator winding disposed on the slot. A portion equivalent to the teeth of a steel plate having 0.05-0.30 mm thickness and a portion equivalent to the slot thereof are formed by etching. Especially, the steel plate is preferably a silicon steel plate having crystal particles. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両用交流発電機およびその製造方法に関し、代表的には、車両用交流発電機の鉄損を低減するための技術に関する。   The present invention relates to an automotive alternator and a manufacturing method thereof, and typically relates to a technique for reducing iron loss of an automotive alternator.

鉄損の低減に関する背景技術としては、たとえば特許文献1に開示されたものが知られている。特許文献1には、固定子鉄心とハウジングとの間に空隙を形成し、ハウジングに固定子鉄心を圧入する際の固定子鉄心に加わる応力を緩和し、鉄損を低減する、という技術が開示されている。   As a background art relating to reduction of iron loss, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 discloses a technique in which a gap is formed between the stator core and the housing, stress applied to the stator core when the stator core is press-fitted into the housing is reduced, and iron loss is reduced. Has been.

また、特許文献2乃至10には、磁性体をエッチングにより加工する、という技術が開示されている。   Patent Documents 2 to 10 disclose techniques for processing a magnetic material by etching.

特開2004−201428号公報JP 2004-201428 A 特開2000−197320号公報JP 2000-197320 A 特開2004−281737号公報JP 2004-281737 A 特開2005−300211号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-300211 特開2002−078296号公報JP 2002-078296 A 特開2005−160231号公報JP 2005-160231 A 特開平11−155263号公報JP-A-11-155263 特開平09−117083号公報JP 09-117083 A 特開平05−284697号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-284597 特開平09−275007号公報JP 09-275007 A

近年、車両用交流発電機には発電出力および発電効率の向上が要求されている。このような背景には、車載補機の動力源を電動化することによって、エンジンに対する負荷を軽減し、エンジンの排ガス中に含まれるNOxを低減させる、あるいはエンジンの燃費を向上させるなどの狙いがある。   In recent years, vehicle alternators are required to improve power generation output and power generation efficiency. In such a background, there is an aim of reducing the load on the engine, reducing NOx contained in the exhaust gas of the engine, or improving the fuel consumption of the engine by electrifying the power source of the in-vehicle auxiliary machine. is there.

車両用交流発電機の発電出力および発電効率を向上させるための一手段としては、たとえば背景技術のように、固定子鉄心に加わる応力を低減し、固定子鉄心の鉄損を低減することが考えられる。ところが、最近になって、排ガスに対する規制が地球環境への配慮からますます厳しくなっている。また、最近になって、燃費向上に対する要求が燃料費の高騰から一段と高くなっている。このため、最近では、背景技術よりも固定子鉄心の鉄損をさらに低減して発電出力および発電効率をさらに向上できる車両用交流発電機の出現が強く望まれている。   As one means for improving the power generation output and power generation efficiency of the AC generator for vehicles, for example, as in the background art, it is considered to reduce the stress applied to the stator core and reduce the iron loss of the stator core. It is done. However, recently, regulations on exhaust gas have become more and more stringent due to consideration for the global environment. Also, recently, demands for improving fuel consumption have become higher due to soaring fuel costs. For this reason, recently, the advent of an automotive alternator that can further reduce the iron loss of the stator core and further improve the power generation output and power generation efficiency over the background art is strongly desired.

ところで、鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損との和で表わすことができる。ヒステリシス損は、交番磁界により磁心の磁区が向きを変えるときに生じる損失であり、ヒステリシス曲線の内部の面積に依存する。また、渦電流損は、磁束の変化によって鉄心の表面に生じる渦電流による。   Incidentally, the iron loss can be expressed by the sum of hysteresis loss and eddy current loss. The hysteresis loss is a loss that occurs when the magnetic domain of the magnetic core changes its direction due to an alternating magnetic field, and depends on the area inside the hysteresis curve. Further, eddy current loss is caused by eddy currents generated on the surface of the iron core due to changes in magnetic flux.

車両用交流発電機の固定子鉄心においては、薄い鋼板を打ち抜くことにより得られた複数の電磁鋼板を積層して磁気回路を形成することにより、渦電流損を低減している。ところが、最近の研究において、薄い鋼板を打ち抜くことにより得られた電磁鋼板では、切断部分の結晶構造が変形して磁気特性が劣化し、前述のヒステリシス曲線の内部の面積が大きくなるという事実が判明した。この結果、薄い鋼板を打ち抜くことにより得られた電磁鋼板を車両用交流発電機の固定子鉄心に用いたのでは、鉄損が改善されず、発電出力および発電効率も改善されない、という結論に達した。   In a stator iron core of an automotive alternator, eddy current loss is reduced by forming a magnetic circuit by laminating a plurality of electromagnetic steel plates obtained by punching thin steel plates. However, in recent research, it has been found that the magnetic steel sheet obtained by punching a thin steel sheet deforms the crystal structure of the cut part and deteriorates the magnetic properties, and the area inside the hysteresis curve increases. did. As a result, it was concluded that the use of the electromagnetic steel sheet obtained by punching a thin steel sheet for the stator iron core of an automotive alternator does not improve the iron loss and the power generation output and power generation efficiency. did.

本発明の代表的なものは、従来よりも鉄損を低減できる車両用交流発電機およびその製造方法を提供する。   A representative one of the present invention provides an automotive alternator capable of reducing iron loss as compared with the conventional one and a method for manufacturing the same.

ここに、本発明の代表的なものは、鋼板を加工して得られ、板厚方向に複数積層して固定子鉄心を構成する鉄心板の各部位のうち、少なくとも、固定子鉄心と対向する回転子に近接した部位、すなわち固定子鉄心の回転子と対向する磁極部分を形成する部位を、エッチングにより加工することを特徴とする。   Here, a representative one of the present invention is obtained by processing a steel plate, and is opposed to at least the stator core among the respective portions of the iron core plate constituting the stator core by stacking a plurality in the thickness direction. A portion close to the rotor, that is, a portion forming a magnetic pole portion facing the rotor of the stator core is processed by etching.

この結果、固定子鉄心の回転子と対向する磁極部には、鉄心板の積層によって形成されるとともに、エッチングによる加工が施された積層断面が形成される。エッチングによる加工が施された鉄心板の断面の形状は、鉄心板を板厚方向に2等分する面に対してほぼ対称になる。また、エッチングによる加工が施された鉄心板の部位における軸線、すなわち鉄心板の板厚方向に直行し、かつ鉄心板のエッチングによる加工が施された断面に向かって延びる中心軸線の方向は、鉄心板のエッチングによる加工が施された断面に至るまでほぼ同じ方向を向く。   As a result, the magnetic pole portion facing the rotor of the stator core is formed by lamination of the iron core plates and a laminated section subjected to processing by etching is formed. The cross-sectional shape of the iron core plate that has been processed by etching is substantially symmetrical with respect to a plane that bisects the iron core plate in the plate thickness direction. Also, the axis of the core plate processed by etching, that is, the direction of the central axis that goes straight in the thickness direction of the core plate and extends toward the cross-section processed by etching of the core plate is It faces in almost the same direction until it reaches the cross section where the processing by etching of the plate is performed.

本発明の代表的なものによれば、固定子鉄心を構成する鉄心板にエッチングによる加工を施したので、鉄心板の回転子に近接し、固定子鉄心の磁極部を形成する部位、すなわち回転子との間で磁束の授受に大きく寄与する部位の加工部分における結晶構造の変形を抑制して、鉄心板の当該部位における磁気特性の劣化を抑制できる。これにより、本発明の代表的なものによれば、ヒステリシス曲線の内部の面積が大きくなるという現象を抑制できる。   According to the representative one of the present invention, since the iron core plate constituting the stator core is processed by etching, the portion forming the magnetic pole portion of the stator core close to the rotor of the iron core plate, that is, the rotation The deformation of the crystal structure in the processed part of the part that greatly contributes to the exchange of magnetic flux with the child can be suppressed, and the deterioration of the magnetic properties in the part of the iron core plate can be suppressed. Thereby, according to the typical thing of this invention, the phenomenon that the area inside a hysteresis curve becomes large can be suppressed.

なお、ここでは、本発明の代表的な特徴および効果について説明したが、本発明のそれ以外の特徴および効果については、以下の発明を実施するための最良の形態において説明する。   In addition, although the typical characteristic and effect of this invention were demonstrated here, the other characteristic and effect of this invention are demonstrated in the best form for implementing the following invention.

本発明の代表的なものによれば、ヒステリシス曲線の内部の面積が大きくなるという現象を抑制できるので、車両用交流発電機の鉄損を従来よりも低減できる。   According to the representative one of the present invention, the phenomenon that the area inside the hysteresis curve becomes large can be suppressed, so that the iron loss of the AC generator for a vehicle can be reduced as compared with the conventional case.

車両用交流発電機の鉄損の低減は、車両用交流発電機の発電出力および発電効率の向上に大きく寄与し、車載補機の動力源の電動化に大きく貢献できる。延いては、エンジンの排ガス中に含まれるNOxの低減(地球環境に及ぼす影響の低減)、および燃費の向上に貢献できる。   Reduction of the iron loss of the vehicle alternator greatly contributes to the improvement of the power generation output and power generation efficiency of the vehicle alternator, and can greatly contribute to the electrification of the power source of the in-vehicle auxiliary machine. As a result, it can contribute to the reduction of NOx contained in the exhaust gas of the engine (reduction of the influence on the global environment) and the improvement of fuel consumption.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例では、自動車に搭載されて、内燃機関であるエンジンにより駆動され、車載電源であるバッテリの充電、電気負荷である車載補機の電源に用いられる車両用交流発電機に本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。   In this embodiment, the present invention is applied to an AC generator for a vehicle that is mounted on an automobile, driven by an engine that is an internal combustion engine, and used for charging a battery that is a vehicle-mounted power source and a power source for a vehicle-mounted auxiliary device that is an electric load. This will be described as an example.

以下に説明する構成は、自動車以外の発電機に適用しても構わない。特に発電出力および発電効率の向上が必要な発電機に対して好適である。   The configuration described below may be applied to a generator other than an automobile. It is particularly suitable for a generator that needs to improve power generation output and power generation efficiency.

また、以下に説明する構成は、エンジンの始動(電動機)とバッテリの充電および車載補機の電源(発電機)とを兼ね備えた回転電機、あるいはエンジンの始動および加速時の駆動アシスト(電動機)とバッテリの充電および車載補機の電源(発電機)とを兼ね備えた回転電機、もしくはエンジンにより駆動される車輪(主輪)とは異なる車輪(従輪)を駆動する電動機(車両の制動時、回生を行う発電機を兼ねる場合もある)に適用しても構わない。これらの場合、後述する整流回路は、スイッチング素子により構成され、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路に置き換わる。   In addition, the configuration described below includes a rotating electric machine that combines an engine start (motor) and battery charging and an on-vehicle auxiliary power source (generator), or a drive assist (motor) for engine start and acceleration. A rotating electrical machine that combines the power of the battery and the on-vehicle auxiliary machine (generator), or an electric motor that drives a wheel (slave wheel) different from the wheel (main wheel) driven by the engine (regenerative power is applied when braking the vehicle). (It may also serve as a generator to perform). In these cases, the rectifier circuit described later is constituted by a switching element, and is replaced with an inverter circuit that converts DC power into AC power.

なお、以下に説明する実施例では、方向を示す用語を、回転軸を用いて次の通り定義して用いることにする。ここで、軸方向とは、回転軸が延びる方向を示す。また、径方向とは、回転軸に対して直交する軸が延びる方向を示す。さらに、周方向とは、回転軸が回転する方向を示す。   In the embodiments described below, terms indicating directions are defined and used as follows using a rotation axis. Here, the axial direction indicates a direction in which the rotation axis extends. The radial direction indicates a direction in which an axis orthogonal to the rotation axis extends. Furthermore, the circumferential direction indicates the direction in which the rotation shaft rotates.

本発明の第1実施例を図1乃至図6に基づいて説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、図1乃至図3を用いて、本実施例の車両用交流発電機の構成を説明する。   First, the configuration of the vehicle alternator of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

本実施例の車両用交流発電機1は、図1に示すように、図中左側に配置されたフロントブラケット2、および図中右側に配置されたリアブラケット3からハウジングが構成されている。それらのブラケットは、収容空間を有する有底の筒体、すなわち椀形状に成形された部材である。   As shown in FIG. 1, the vehicle alternator 1 according to this embodiment includes a front bracket 2 arranged on the left side in the drawing and a rear bracket 3 arranged on the right side in the drawing. These brackets are bottomed cylindrical bodies having an accommodation space, that is, members formed into a bowl shape.

フロントブラケット2およびリアブラケット3の壁には、外壁側(外部)と内壁側(収容空間)とを連通する複数の孔が開口している。複数の孔は、後述する冷却ファンの回転によって給排される空気をハウジングの内外に流通させるための通気孔である。孔の形状は様々である。   The walls of the front bracket 2 and the rear bracket 3 have a plurality of holes that communicate the outer wall side (outside) and the inner wall side (accommodating space). The plurality of holes are ventilation holes for allowing air supplied and discharged by rotation of a cooling fan, which will be described later, to flow inside and outside the housing. The shape of the holes varies.

フロントブラケット2およびリアブラケット3の外壁には、その壁面から径方向外側に向かって突出する固定部5が一体に設けられている。固定部5には、軸方向に貫通する固定孔4が形成されている。ボルト(図示省略)が固定孔4に挿通され、ボルトが動力源の筐体、たとえばエンジンの筐体の側部のネジ孔に螺合されることにより、固定部5は動力源の筐体に固定される。これにより、車両用交流発電機1は動力源の筐体に取り付けられた状態で動力源と機械的に連結される。   The outer wall of the front bracket 2 and the rear bracket 3 is integrally provided with a fixing portion 5 that protrudes radially outward from the wall surface. The fixing portion 5 is formed with a fixing hole 4 penetrating in the axial direction. Bolts (not shown) are inserted into the fixing holes 4, and the bolts are screwed into screw holes on the side of the casing of the power source, for example, the engine casing. Fixed. As a result, the vehicle alternator 1 is mechanically coupled to the power source in a state of being attached to the casing of the power source.

リアブラケット3のフロントブラケット2側とは反対側の軸方向端部には、ブラケットよりも薄肉のリアカバー6が取り付けられている。リアカバー6は、リアブラケット3のフロントブラケット2側とは反対側の軸方向端面を軸方向から覆う部材であり、ブラケットのそれぞれと同様に、収容空間を有する有底の筒体、すなわち椀形状に成形された部材である。   A rear cover 6 thinner than the bracket is attached to the axial end of the rear bracket 3 opposite to the front bracket 2 side. The rear cover 6 is a member that covers the axial end surface of the rear bracket 3 opposite to the front bracket 2 side from the axial direction. Like the brackets, the rear cover 6 has a bottomed cylindrical body having a storage space, that is, a bowl shape. It is a molded member.

リアカバー6の軸方向に面する壁には、外壁側(外部)と内壁側(収容空間)とを連通する複数の孔が開口している。複数の孔は、後述する冷却ファンの回転によってハウジングの内外に給排される空気をリアカバー6の内外に流通させるための通気孔である。孔の形状は様々である。   The wall facing the axial direction of the rear cover 6 has a plurality of holes that communicate the outer wall side (outside) and the inner wall side (accommodating space). The plurality of holes are air holes for allowing air supplied to and discharged from the inside and outside of the housing by rotation of a cooling fan described later to flow inside and outside the rear cover 6. The shape of the holes varies.

リアカバー6の軸方向に面する壁の外周部の一部にはターミナル7が取り付けられている。ターミナル7は、後述する整流器に電気的に接続され、整流された直流電圧を外部に取り出すためのものであり、リアカバー6を軸方向の収納空間から外部に向って軸方向に突出している。ターミナル7の先端部は、図示省略したハーネス(電気ケーブル)を介して車載バッテリに電気的に接続される。   A terminal 7 is attached to a part of the outer peripheral portion of the wall facing the axial direction of the rear cover 6. The terminal 7 is electrically connected to a rectifier, which will be described later, and is used for taking out the rectified DC voltage to the outside. The terminal 7 projects the rear cover 6 in the axial direction from the axial storage space to the outside. The tip of the terminal 7 is electrically connected to the in-vehicle battery via a harness (electric cable) (not shown).

フロントブラケット2の軸方向に面する壁の略中央部にはボールベアリング8aの外輪が取り付けられている。リアブラケット3の軸方向に面する壁の略中央部にはボールベアリング8bの外輪が取り付けられている。ボールベアリング8aの外径はボールベアリング8bの外径よりも大きい。ボールベアリング8a,8bの内輪にはシャフト9が挿通されている。これにより、シャフト9はフロントブラケット2およびリアブラケット3に対して回転自在に支承される。   An outer ring of a ball bearing 8 a is attached to a substantially central portion of the wall facing the axial direction of the front bracket 2. An outer ring of a ball bearing 8b is attached to a substantially central portion of the wall facing the axial direction of the rear bracket 3. The outer diameter of the ball bearing 8a is larger than the outer diameter of the ball bearing 8b. A shaft 9 is inserted through the inner rings of the ball bearings 8a and 8b. Thereby, the shaft 9 is rotatably supported with respect to the front bracket 2 and the rear bracket 3.

シャフト9のフロントブラケット2側の先端部にはプーリ10がボルトにより固定されている。これにより、シャフト9はプーリ10と一体に回転する。プーリ10は回転伝達部材であり、動力源、たとえばエンジンのクランク軸に取り付けられたプーリに、無端伝達帯であるベルトを介して連結されている。これにより、動力源の回転動力がベルトを介してプーリ10に伝達される。   A pulley 10 is fixed to the front end portion of the shaft 9 on the front bracket 2 side by a bolt. As a result, the shaft 9 rotates integrally with the pulley 10. The pulley 10 is a rotation transmission member, and is connected to a power source, for example, a pulley attached to an engine crankshaft via a belt which is an endless transmission band. As a result, the rotational power of the power source is transmitted to the pulley 10 via the belt.

シャフト9は、動力源の回転数にプーリ10とクランク軸のプーリとのプーリ比を掛算した回転数、すなわちプーリ10とクランク軸のプーリとのプーリ比に応じて動力源の回転数に比例増加した回転数により回転する。ここで、本実施例の車両用交流発電機1は最高回転速度が10000乃至100000回/分、好ましくは、1000乃至20000回/分である。   The shaft 9 increases in proportion to the rotational speed of the power source in accordance with the rotational speed obtained by multiplying the rotational speed of the power source by the pulley ratio of the pulley 10 and the pulley of the crankshaft, that is, the pulley ratio of the pulley 10 and the pulley of the crankshaft. Rotate according to the number of rotations. Here, the vehicle alternator 1 of the present embodiment has a maximum rotational speed of 10,000 to 100,000 times / minute, preferably 1000 to 20,000 times / minute.

シャフト9のリアブラケット3側端部であり、ボールベアリング8bよりもフロントブラケット2側とは反対側に延伸した部位の外周表面上には2つのスリップリング11が軸方向に並設されている。スリップリング11は環状円形の導電性部材であり、シャフト9と一体に回転する。   Two slip rings 11 are juxtaposed in the axial direction on the outer peripheral surface of the portion of the shaft 9 on the rear bracket 3 side that extends to the opposite side of the front bracket 2 from the ball bearing 8b. The slip ring 11 is an annular circular conductive member and rotates integrally with the shaft 9.

2つのスリップリング11のそれぞれの外周表面上にはカーボン製のブラシ12が配置されている。ブラシ12は直方体形の導電性部材であり、スリップリング11側とは反対側からスリップリング11に押し付けられ、スリップリング11に摺動接触している。これにより、回転するスリップリング11に対して、固定されたブラシ12が電気的に接続され、両者間において電力が授受される。   Carbon brushes 12 are arranged on the outer peripheral surfaces of the two slip rings 11. The brush 12 is a rectangular parallelepiped conductive member, is pressed against the slip ring 11 from the side opposite to the slip ring 11 side, and is in sliding contact with the slip ring 11. Thereby, the fixed brush 12 is electrically connected with respect to the rotating slip ring 11, and electric power is exchanged between both.

シャフト9の軸方向の略中央部には磁極鉄心(回転子鉄心あるいは界磁鉄心)13Iが嵌合されている。磁極鉄心13Iはフロント側およびリヤ側のロータ部材13F,13Rの対から構成されている。ロータ部材13F,13Rは、磁性部材を加工および成形することにより得られたものであり、互いに軸方向に対向した状態でそれぞれ個別にシャフト9にセレーション結合されている。ロータ部材13F,13Rの対向側とは反対側(軸方向外側)端部は、シャフト9の軸方向の対応する部位に形成された環状溝内に塑性流動されている。これにより、ロータ部材13F,13Rは軸方向に当接した状態で軸方向の移動が規制される。   A magnetic pole iron core (rotor iron core or field iron core) 13I is fitted to a substantially central portion of the shaft 9 in the axial direction. The magnetic core 13I is composed of a pair of front and rear rotor members 13F and 13R. The rotor members 13F and 13R are obtained by processing and molding a magnetic member, and are individually serrated and coupled to the shaft 9 while facing each other in the axial direction. The opposite end (axially outer side) end of the rotor members 13F and 13R is plastically flowed into an annular groove formed in a corresponding portion in the axial direction of the shaft 9. As a result, the movement of the rotor members 13F and 13R in the axial direction is restricted while the rotor members 13F and 13R are in contact with each other in the axial direction.

ロータ部材13F,13Rは、それぞれ、軸部13aおよび複数の爪形磁極部13bから構成されている。軸部13aは、複数の爪形磁極部13bよりも径方向内側に位置してシャフト9の外周表面上に嵌合された部位であり、形状が短円筒(直径よりも高さが短い円筒)状の鉄心部である。複数の爪形磁極部13bは、軸部13aよりも径方向外側に位置して軸部13aと一体に形成された部位であり、周方向の断面形状がL字状の鉄心部である。また、複数の爪形磁極部13bは、軸部13aの外周側において周方向に等間隔に配置され、ロータ部材13F,13Rの対向側とは反対側端部(軸方向外側端部)における軸部13aの外周表面上から垂直にかつ放射状に延びるとともに、その途中からロータ部材13F,13Rの対向側に向かってほぼ直角に折れ曲がり、軸方向に延びている。複数の爪形磁極部13bの折れ曲がって軸方向に延びる部位は、ちょうど鉤の手の指先にある爪部に相当し、根元から先端に延びるにしたがって径方向の厚さおよび周方向の幅が徐々に狭くなる先細り形状になっている。   Each of the rotor members 13F and 13R includes a shaft portion 13a and a plurality of claw-shaped magnetic pole portions 13b. The shaft portion 13a is a portion located on the radially inner side of the plurality of claw-shaped magnetic pole portions 13b and fitted on the outer peripheral surface of the shaft 9, and has a short cylinder (a cylinder whose height is shorter than the diameter). It is an iron core. The plurality of claw-shaped magnetic pole portions 13b are portions that are located radially outside of the shaft portion 13a and are integrally formed with the shaft portion 13a, and are iron core portions that have an L-shaped cross section in the circumferential direction. Further, the plurality of claw-shaped magnetic pole portions 13b are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral side of the shaft portion 13a, and the shaft at the opposite end portion (the outer end portion in the axial direction) opposite to the opposite side of the rotor members 13F and 13R. The portion 13a extends vertically and radially from the outer peripheral surface of the portion 13a, bends from the middle toward the opposite side of the rotor members 13F and 13R, and extends in the axial direction. The portions of the plurality of claw-shaped magnetic pole portions 13b that are bent and extend in the axial direction correspond to the claw portions at the fingertips of the hand of the heel and gradually increase in radial thickness and circumferential width as they extend from the root to the tip. It has a tapered shape that becomes narrower.

なお、本実施例では、これ以降、複数の爪形磁極部13bの折れ曲がって軸方向に延びる部位のことを爪部と記述する。爪部は、回転磁極の各部位のうち、後述する固定子17に対して最も近接する部位であり、固定子17との間で磁束を受け渡しする磁気的な端末部である。   In the present embodiment, hereinafter, a portion where the plurality of claw-shaped magnetic pole portions 13b are bent and extends in the axial direction is described as a claw portion. The claw portion is a portion of the rotating magnetic pole that is closest to a stator 17 described later, and is a magnetic terminal portion that transfers magnetic flux to and from the stator 17.

ロータ部材13F,13Rは、それらの対向方向における軸部13aの端面同士が軸方向に向かい合って当接し、かつ互いの爪部が間隔を空けて周方向に交互に配置されるように、互いの爪形磁極部13bが噛み合わされることにより、ルンデル型の回転子13を形成している。ロータ部材13F,13Rのそれぞれに6個の爪形磁極部13bが形成されているので、回転子13の極数は12極になる。   The rotor members 13F and 13R are arranged so that the end faces of the shaft portion 13a in the facing direction are in contact with each other in the axial direction, and the claw portions are alternately arranged in the circumferential direction with a space therebetween. The claw-shaped magnetic pole portion 13b is engaged with each other to form a Rundel type rotor 13. Since the six claw-shaped magnetic pole portions 13b are formed in each of the rotor members 13F and 13R, the number of poles of the rotor 13 is twelve.

爪部の外周側(後述する固定子17との対向側)は、径方向から見た平面形状が三角形状あるいは台形状の曲面(シャフト9の軸中心を中心とした円弧面)になっている。爪部の外周表面上には複数の凹部および複数の凸部が形成されている。凹部および凸部は軸方向に交互に配置され、それぞれ、周方向に連続して延びている。これにより、爪部の外周表面上には複数の筋状の溝が形成される。   On the outer peripheral side of the claw portion (opposite side to the stator 17 described later), the planar shape viewed from the radial direction is a triangular or trapezoidal curved surface (an arc surface centered on the axial center of the shaft 9). . A plurality of concave portions and a plurality of convex portions are formed on the outer peripheral surface of the claw portion. The concave portions and the convex portions are alternately arranged in the axial direction, and each extend continuously in the circumferential direction. Thus, a plurality of streak-like grooves are formed on the outer peripheral surface of the claw portion.

溝(凹凸部)は、爪部の外周表面に流れる渦電流を減少させ、鉄損の一つである渦電流損を減少させるために形成されている。溝(凹凸部)は、機械的な加工、たとえば切削の他、エッチング加工を爪部の外周表面上に施し、爪部の外周表面を剥ぎ取るようにして形成してもよい。   The groove (uneven portion) is formed to reduce eddy current flowing on the outer peripheral surface of the claw portion and to reduce eddy current loss which is one of iron losses. The groove (uneven portion) may be formed by performing mechanical processing, for example, cutting or etching processing on the outer peripheral surface of the nail portion and peeling off the outer peripheral surface of the nail portion.

なお、機械加工では、一方向に直線状に延びる溝を形成できる。一方、エッチング加工では、どのような形状の溝でも形成できる。微細な溝も形成できる。たとえば0.5mmの溝を1mmのピッチで加工する場合、エッチング加工を用いれば、機械加工よりも溝の深さを浅くできるので、量産性を向上させることができる。鉄損の一つである渦電流損を減少させて効率を向上させるために爪部の外周表面に形成される溝をエッチング加工により形成した場合、溝幅を0.1mm以下にできるので、磁気回路の等価的なギャップ長の低下が無く、渦電流を効率よく低減できる。   In machining, a groove extending linearly in one direction can be formed. On the other hand, in the etching process, a groove having any shape can be formed. Fine grooves can also be formed. For example, when a 0.5 mm groove is machined at a pitch of 1 mm, if etching is used, the depth of the groove can be made smaller than that of machining, so that mass productivity can be improved. In order to reduce the eddy current loss, one of the iron losses, and improve the efficiency, the groove formed on the outer peripheral surface of the claw portion is formed by etching, so the groove width can be reduced to 0.1 mm or less. There is no decrease in the equivalent gap length of the circuit, and the eddy current can be reduced efficiently.

爪部の外周表面の回転方向側とは反対側(回転方向の後側)の縁(回転方向に延びながら軸方向に延びるスキュー部分)には面取り部(ベベル加工)13cが施されている。爪部の回転方向側とは反対側の縁では、固定子の最内周側と回転子の最外周側との間の空隙における磁束密度が大きく、回転中のスロットリプルによる磁束密度の変動も大きい。磁束密度の変動が大きくなると、鉄損の一つである渦電流損失が磁束密度の変動の二乗に比例して大きくなり、効率が低下する。これを解決するためには、爪部の回転方向側とは反対側の縁近傍の磁束密度の均一化を図り、磁束密度の変動を小さくする必要がある。そこで、本実施例では、爪部の回転方向側とは反対側の縁近傍における、固定子の最内周側と回転子の最外周側との間の空隙を大きくなり、爪部の回転方向側とは反対側の縁近傍の磁束密度が均一化されるように、爪部の回転方向側とは反対側の縁に面取り部13cを設けている。   A chamfered portion (beveled) 13c is applied to an edge (a skew portion extending in the axial direction while extending in the rotational direction) on the opposite side (the rear side in the rotational direction) of the outer peripheral surface of the claw portion. At the edge opposite to the rotation direction side of the claw part, the magnetic flux density in the gap between the innermost circumferential side of the stator and the outermost circumferential side of the rotor is large, and the fluctuation of the magnetic flux density due to the slot ripple during rotation is also large. large. When the fluctuation of the magnetic flux density increases, the eddy current loss, which is one of iron losses, increases in proportion to the square of the fluctuation of the magnetic flux density, and the efficiency decreases. In order to solve this, it is necessary to make the magnetic flux density uniform in the vicinity of the edge on the side opposite to the rotation direction of the claw portion and to reduce the fluctuation of the magnetic flux density. Therefore, in this embodiment, the gap between the innermost peripheral side of the stator and the outermost peripheral side of the rotor is increased in the vicinity of the edge opposite to the rotational direction side of the claw portion, and the rotational direction of the claw portion is increased. A chamfered portion 13c is provided on the edge of the claw portion on the side opposite to the rotation direction side so that the magnetic flux density in the vicinity of the edge opposite to the side is made uniform.

面取り部13cの周方向の幅は爪部の根元から先端にわたって一定である。径方向に垂直な平面に対する面取り部13cの角度は、爪部のスキュー部分の回転軸に対する角度と等しい。このように、面取り部13cの角度と爪部のスキュー部分の角度とを等しくすることにより、騒音を低減できる。本実施例では、爪部の回転方向側とは反対側(回転方向の後側)の縁(スキュー部分)のみに面取り部13cを設けたが、爪部の回転方向側(回転方向の前側)の縁(スキュー部分)に設けてもよい。この場合、面取り部の周方向の幅は面取り部13cの周方向の幅よりも小さくなる。   The circumferential width of the chamfered portion 13c is constant from the base to the tip of the claw portion. The angle of the chamfered portion 13c with respect to the plane perpendicular to the radial direction is equal to the angle of the skew portion of the claw portion with respect to the rotation axis. Thus, noise can be reduced by making the angle of the chamfered portion 13c equal to the angle of the skew portion of the claw portion. In this embodiment, the chamfered portion 13c is provided only on the edge (skew portion) on the opposite side (rear side in the rotational direction) of the claw portion, but on the rotational direction side (front side in the rotational direction) of the claw portion. You may provide in the edge (skew part). In this case, the circumferential width of the chamfered portion is smaller than the circumferential width of the chamfered portion 13c.

軸方向に突き合わされた軸部13aの外周面上(軸部13aの最外周面と爪部の最内周面との間の空隙)には、絶縁製のボビンを介して界磁巻線15が周方向に複数巻かれている。界磁巻線15の両端は、それぞれ、ロータ部材13F,13Rの一方(スリップリング11側に配置される方)の爪形磁極部13b間を介して外部に導出され、スリップリング11に電気的に接続されたリード配線と電気的に接続されている。これにより、ブラシ12の一方に供給された界磁電流はスリップリング11の一方およびリード配線の一方を介して界磁巻線15に流れ、界磁巻線15を励磁する。この後、界磁電流は界磁巻線15からリード配線の他方およびスリップリング11の他方を介してブラシ12の他方に流れる。界磁電流によって界磁巻線15が励磁されると、ロータ部材13F,13Rの一方の爪形磁極部13bはN極に、その他方の爪形磁極部13bはS極にそれぞれ磁化され、回転磁極が形成される。   On the outer peripheral surface of the shaft portion 13a butted in the axial direction (the gap between the outermost peripheral surface of the shaft portion 13a and the innermost peripheral surface of the claw portion), a field winding 15 is provided via an insulating bobbin. Are wound in the circumferential direction. Both ends of the field winding 15 are led out to the outside through the claw-shaped magnetic pole portions 13b of one of the rotor members 13F and 13R (the one disposed on the slip ring 11 side), and are electrically connected to the slip ring 11 respectively. It is electrically connected to the lead wiring connected to. As a result, the field current supplied to one of the brushes 12 flows to the field winding 15 via one of the slip ring 11 and one of the lead wires, thereby exciting the field winding 15. Thereafter, the field current flows from the field winding 15 to the other side of the brush 12 via the other lead wire and the other slip ring 11. When the field winding 15 is excited by the field current, one of the claw-shaped magnetic pole portions 13b of the rotor members 13F and 13R is magnetized to the N pole, and the other claw-shaped magnetic pole portion 13b is magnetized to the S pole. A magnetic pole is formed.

ロータ部材13Fのロータ部材13Rとの対向側とは反対側の側端面にはファン14aが取り付けられている。ロータ部材13Rのロータ部材13Fとの対向側とは反対側の側端面にはファン14bが取り付けられている。ファン14a,14bは、複数の羽根の内周側に流通した空気を遠心力で羽根の外周側に流通させる遠心ファンであり、ロータ部材13F,13Rと一体的に回転する。これにより、フロントブラケット2に形成された複数の通風孔のうち、羽根の外径よりも内側の位置にある複数の通風孔を介して機内に空気が流入し、羽根の外径よりも外側の位置にある複数の通風孔を介して機外に空気が流出する。また、リアカバー6に設けられた複数の通風孔、およびリアブラケット3に形成された複数の通風孔のうち、羽根の外径よりも内側の位置にある複数の通風孔を介して機内に空気が流入し、リアブラケット3に形成された複数の通風孔のうち、羽根の外径よりも外側の位置にある複数の通風孔を介して機外に空気が流出する。冷却媒体として機内に取り込まれた外気は、後述する固定子17、後述する整流回路16、および図示省略された電圧調整器(ICレギュレータ)などを冷却する。   A fan 14a is attached to the side end surface of the rotor member 13F opposite to the side facing the rotor member 13R. A fan 14b is attached to the side end surface of the rotor member 13R opposite to the side facing the rotor member 13F. The fans 14a and 14b are centrifugal fans that circulate air that has circulated to the inner peripheral side of a plurality of blades to the outer peripheral side of the blades by centrifugal force, and rotate integrally with the rotor members 13F and 13R. As a result, air flows into the machine through the plurality of ventilation holes located at the inner side of the outer diameter of the blade among the plurality of ventilation holes formed in the front bracket 2, and the outer side of the outer diameter of the blade. Air flows out of the machine through the plurality of ventilation holes at the position. Of the plurality of ventilation holes provided in the rear cover 6 and the plurality of ventilation holes formed in the rear bracket 3, air is introduced into the machine through the plurality of ventilation holes located on the inner side of the outer diameter of the blades. Air flows out and air flows out of the machine through a plurality of ventilation holes located outside the outer diameter of the blades among the plurality of ventilation holes formed in the rear bracket 3. The outside air taken into the machine as a cooling medium cools a stator 17 described later, a rectifier circuit 16 described later, a voltage regulator (IC regulator) not shown, and the like.

ファン14aは、ロータ部材13Fに溶接される環状円板(基板)と、環状円板の外周側に一体に形成された複数の突起板(羽根)とを備えた金属製のファンである。複数の突起板はファン14aの環状円板の外周側から径方向に延び、周方向に放射状に配置されている。複数の突起板の先端部分の面(環状円板側とは反対側)はプレス加工で略円弧状に成形され、径方向に垂直な面に対して一方向に傾斜するように、かつロータ部材13Fに取り付けられた際、ロータ部材13F側とは反対側に配置されるように、環状円板に対して略直角に折り曲げられている。   The fan 14a is a metal fan including an annular disk (substrate) welded to the rotor member 13F and a plurality of projection plates (blades) integrally formed on the outer peripheral side of the annular disk. The plurality of protruding plates extend in the radial direction from the outer peripheral side of the annular disk of the fan 14a, and are arranged radially in the circumferential direction. The surface of the front end portion of the plurality of protruding plates (the side opposite to the annular disc side) is formed into a substantially arc shape by pressing, and is inclined in one direction with respect to the surface perpendicular to the radial direction, and the rotor member When attached to 13F, it is bent at a substantially right angle with respect to the annular disk so as to be disposed on the side opposite to the rotor member 13F side.

ファン14bは、ロータ部材13Rに溶接される環状取付金具と、環状取付金具の溶接部が露出してその他の部分が埋め込まれるように、インサートモールド工法により成形された樹脂成形体とを備えた樹脂製のファンである。樹脂成形体は、溶接部が露出するように環状取付金具を埋め込んだ環状円板(基板)と、環状円板の片面(ロータ部材13Rへの取付面とは反対側の面)の外周側に一体に形成された複数の羽根とを備えている。複数の羽根は環状円板に対して垂直に設けられた板状部材であり、環状円板の外周側から内周側に向って径方向に延び、内周側に近づくにしたがって一方向に徐々に湾曲しているとともに、周方向に放射状に配置されている。   The fan 14b is a resin provided with an annular mounting bracket that is welded to the rotor member 13R, and a resin molded body that is molded by an insert molding method so that the welded portion of the annular mounting bracket is exposed and other portions are embedded. Made of fan. The resin molded body has an annular disk (substrate) embedded with an annular mounting bracket so that the welded portion is exposed, and an outer peripheral side of one surface of the annular disk (the surface opposite to the mounting surface to the rotor member 13R). And a plurality of integrally formed blades. The plurality of blades are plate-like members provided perpendicular to the annular disk, and extend in the radial direction from the outer peripheral side of the annular disk toward the inner peripheral side, and gradually in one direction as approaching the inner peripheral side. And are arranged radially in the circumferential direction.

回転可能に軸支された磁極鉄心13I(回転子13)の外周側には固定子17が対向配置されている。磁極鉄心13I(回転子13)の外周側と固定子17の内周側との間にはわずかな空隙が設けられている。固定子17は、固定子17側の磁路を構成する固定子鉄心18、および固定子鉄心18に流れる磁束によって電圧が誘起される固定子巻線19を備え、フロントブラケット2およびリアブラケット3の対向側軸方向端部の間に軸方向両側から挟持されて固定されている。   A stator 17 is disposed opposite to the outer peripheral side of the magnetic pole iron core 13I (rotor 13) that is rotatably supported. A slight gap is provided between the outer peripheral side of the magnetic pole core 13I (rotor 13) and the inner peripheral side of the stator 17. The stator 17 includes a stator core 18 constituting a magnetic path on the stator 17 side, and a stator winding 19 in which a voltage is induced by a magnetic flux flowing through the stator core 18, and the front bracket 2 and the rear bracket 3. It is sandwiched and fixed between the opposite axial end portions from both axial sides.

固定子鉄心18は、図3(b)に示すように、環状円筒鉄心部であるコアバック181と、歯形状鉄心部であり、コアバック181の内周側に設けられた複数のティース182とを備えている。   As shown in FIG. 3 (b), the stator core 18 includes a core back 181 that is an annular cylindrical core, and a plurality of teeth 182 that are tooth-shaped cores and are provided on the inner peripheral side of the core back 181. It has.

コアバック181は、固定子17の最外周の位置に設けられ、複数のティース182の間を繋いで複数のティース182の間を磁気的に接続する部位であり、継鉄とも呼ばれる場合もある。コアバック181の軸方向両端部の外周には段差が形成されている。段差は環状に形成され、フロントブラケット2およびリアブラケット3の対向側軸方向端部に設けられた環状の段差に係合されている。これにより、コアバック181は、その外周表面が外部に露出するように、フロントブラケット2およびリアブラケット3によって軸方方向両側から狭持される。この結果、フロントブラケット2およびリアブラケット3によって固定子17が固定される。   The core back 181 is provided at the outermost peripheral position of the stator 17 and is a part that connects the plurality of teeth 182 and magnetically connects the plurality of teeth 182, and may also be called a yoke. Steps are formed on the outer periphery of both axial ends of the core back 181. The step is formed in an annular shape, and is engaged with an annular step provided at the opposite axial end portions of the front bracket 2 and the rear bracket 3. Accordingly, the core back 181 is held from both sides in the axial direction by the front bracket 2 and the rear bracket 3 so that the outer peripheral surface thereof is exposed to the outside. As a result, the stator 17 is fixed by the front bracket 2 and the rear bracket 3.

複数のティース182はコアバック181と一体に形成されており、コアバック181の内周側から径方向内側(回転子13側)に向って放射状に突出するように、周方向に等間隔に配置されている。複数のティース182の先端(内周端)には周方向両方向に末広がり状に延出する延出部が設けられている。複数のティース182は、磁極鉄心13Iに最も近接した固定磁極を構成しており、磁極鉄心13Iとの間で磁束を受け渡しする磁気的な端末部である。   The plurality of teeth 182 are formed integrally with the core back 181 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction so as to project radially from the inner peripheral side of the core back 181 toward the radially inner side (rotor 13 side). Has been. At the tips (inner peripheral ends) of the plurality of teeth 182, extending portions are provided that extend in a divergent shape in both circumferential directions. The plurality of teeth 182 constitutes a fixed magnetic pole closest to the magnetic pole core 13I, and is a magnetic terminal portion that transfers magnetic flux to and from the magnetic pole core 13I.

周方向に隣接するティース182の間には、固定子巻線19を収容するためのスロット183が形成されている。固定子巻線19は、固定子鉄心18の軸方向両端部からスロット183の外部に導出されて折り返し、再びスロット183の内部に導入される部分、すなわち固定子鉄心18の軸方向両端の側面の対向領域にコイルエンド部が形成されるように、スロット183に収納されている。   A slot 183 for accommodating the stator winding 19 is formed between the teeth 182 adjacent in the circumferential direction. The stator winding 19 is led out from both ends of the stator core 18 in the axial direction to the outside of the slot 183 and turned back, and is again introduced into the inside of the slot 183, that is, on the side surfaces of both ends of the stator core 18 in the axial direction. The coil end portion is housed in the slot 183 so that the coil end portion is formed in the facing region.

なお、後述するが、固定子鉄心18は、図3(a)に示すように、コアバック181に対応する部位およびティース182に対応する部位を備えた形状の薄肉の鋼板が軸方向に複数積層されて構成されている。   As will be described later, as shown in FIG. 3A, the stator core 18 is formed by laminating a plurality of thin steel plates having a portion corresponding to the core back 181 and a portion corresponding to the teeth 182 in the axial direction. Has been configured.

固定子巻線19は、U相,V相,W相の三相の相巻線がスター(Y)結線あるいはデルタ(△)結線されて構成されている。三相の相巻線は、それぞれ、リアカバー6内に取り付けられた整流回路16に電気的に接続されている。整流回路16はターミナル7を介して、バッテリを含む車載電気負荷に電気的に接続されている。整流回路16は、2つのダイオードが直列に接続された1相分の直列回路が3相分、並列に接続されて構成されたブリッジ回路である。固定子巻線19に誘起された三相交流電圧は整流回路16により全波整流されて直流電圧に変換される。変換された直流電圧はターミナル7を介して、バッテリを含む車載電気負荷に供給される。   The stator winding 19 is formed by star (Y) connection or delta (Δ) connection of three-phase windings of U phase, V phase, and W phase. Each of the three-phase windings is electrically connected to a rectifier circuit 16 attached in the rear cover 6. The rectifier circuit 16 is electrically connected to an in-vehicle electric load including a battery via the terminal 7. The rectifier circuit 16 is a bridge circuit configured by connecting a series circuit for one phase in which two diodes are connected in series for three phases in parallel. The three-phase AC voltage induced in the stator winding 19 is full-wave rectified by the rectifier circuit 16 and converted to a DC voltage. The converted DC voltage is supplied to an on-vehicle electric load including a battery via the terminal 7.

なお、本実施例では、整流回路16をダイオードブリッジ回路により構成した場合を例に挙げて説明したが、ダイオードをMOSFET(金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ)などのスイッチング半導体に置き換えたブリッジ回路により整流回路16を構成しても構わない。   In this embodiment, the case where the rectifier circuit 16 is configured by a diode bridge circuit has been described as an example. However, a bridge circuit in which the diode is replaced with a switching semiconductor such as a MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) is used. The rectifier circuit 16 may be configured.

固定子鉄心18に対する固定子巻線19の巻装方法はさまざまである。本実施例では分布波巻きを採用している。分布波巻きは、所定ピッチ(回転磁極ピッチ)に応じて周方向に離間する複数のスロット183に巻装された相巻線が波状に複数のスロット183の間を渡るように巻装する方法である。具体的には、第1番目のスロット183からいくつかのスロット183を跨いで第2番目のスロット183に至る場合には固定子鉄心18の軸方向一方側端部に巻線の渡り部が配置され、第2番目のスロット183からいくつかのスロット183を跨いで第3番目のスロット183に至る場合には固定子鉄心18の軸方向他方側端部に巻線の渡り部が配置される、という状態を周方向に交互に繰り返して巻装する方法である。   There are various methods for winding the stator winding 19 around the stator core 18. In this embodiment, distributed wave winding is adopted. Distributed wave winding is a method in which phase windings wound around a plurality of slots 183 spaced apart in the circumferential direction according to a predetermined pitch (rotating magnetic pole pitch) are wound so as to cross between a plurality of slots 183 in a wave shape. is there. Specifically, when the first slot 183 is crossed over several slots 183 to reach the second slot 183, a winding transition portion is arranged at one end in the axial direction of the stator core 18. In the case where the second slot 183 is crossed over several slots 183 to reach the third slot 183, a transition part of the winding is disposed at the other axial end of the stator core 18. This is a method of winding by repeatedly repeating the state in the circumferential direction.

また、所定ピッチ(回転磁極ピッチ)に応じて周方向に離間する複数のスロット183に対して分布波巻きの相巻線を構成する方法としては二つある。その一つは、離間する複数のスロット183に対して、連続した巻線導体をスロットの順番にしたがってスロット183の内周側(スロット開口部)から挿入して相巻線を構成する方法である。もう一つは、U字形状あるいはV字形状に成形された複数のセグメント導体を、それぞれ、異なった、離間する二つのスロット183に対して軸方向から挿入し、セグメント導体の周方向の配列順にしたがって周方向に隣接配置されたセグメント導体の隣接側端末の間を溶接して相巻線を構成する方法である。本実施例では、後者を採用した場合を例に挙げて説明するが、前者を採用しても構わない。   In addition, there are two methods for constructing a phase winding of distributed wave winding for a plurality of slots 183 spaced in the circumferential direction according to a predetermined pitch (rotating magnetic pole pitch). One of them is a method of configuring a phase winding by inserting continuous winding conductors from the inner peripheral side (slot opening) of the slot 183 in accordance with the slot order with respect to a plurality of spaced apart slots 183. . The other is that a plurality of segment conductors formed in a U-shape or V-shape are inserted from two axially different slots 183, respectively, and the segment conductors are arranged in the circumferential order. Therefore, it is a method of forming a phase winding by welding between adjacent terminals of segment conductors arranged adjacently in the circumferential direction. In the present embodiment, the case where the latter is adopted will be described as an example, but the former may be adopted.

なお、固定子巻線19の巻装方法としては、分布波巻きの他に、所定ピッチ(回転磁極ピッチ)に応じて周方向に離間する二つのスロットの間に巻線導体を複数巻回し、同相のもの同士を電気的に接続して相巻線を構成する分布重ね巻き、あるいはティースを挟んで周方向に隣接する二つのスロットの間に巻線導体を複数巻回し、同相のもの同士を電気的に接続して相巻線を構成する集中巻きなどがある。これらを分布波巻きに替えて採用しても構わない。   As a winding method of the stator winding 19, in addition to the distributed wave winding, a plurality of winding conductors are wound between two slots spaced apart in the circumferential direction according to a predetermined pitch (rotating magnetic pole pitch), Distributed lap windings that form phase windings by electrically connecting in-phase ones, or winding conductors between two slots that are adjacent in the circumferential direction across the teeth. There are concentrated windings that are electrically connected to form a phase winding. These may be adopted instead of the distributed wave winding.

固定子巻線19を構成する巻線導体には、中心軸に垂直な断面が円形の丸線、中心軸に垂直な断面が矩形の平角線、中心軸に垂直な断面が六角形などの多角形の角線、丸線を相対方向から潰して平角状に成形した成形線などがある。本実施例では巻線導体として平角線を用いた場合を例に挙げて説明するが、丸線,多角形の角線、および成形線など、他の巻線導体を用いても構わない。巻線導体として角線を採用すれば、スロット183内において巻線導体を整列させて巻けるので、スロット183内における固定子巻線19の占積率が向上し、高効率化を達成できる。これと同様の効果は、スロット183内において丸線を潰すようにしても得られる。   The winding conductors constituting the stator winding 19 include a round wire having a circular cross section perpendicular to the central axis, a rectangular wire having a rectangular cross section perpendicular to the central axis, and a hexagonal cross section perpendicular to the central axis. There are a square wire and a forming wire formed by flattening a round wire from a relative direction. In this embodiment, the case where a rectangular wire is used as the winding conductor will be described as an example. However, other winding conductors such as a round wire, a polygonal square wire, and a forming wire may be used. If a square wire is adopted as the winding conductor, the winding conductors can be aligned and wound in the slot 183, so that the space factor of the stator winding 19 in the slot 183 can be improved and high efficiency can be achieved. The same effect can be obtained by squashing the round line in the slot 183.

固定子巻線19を構成する巻線導体の表面にはエナメル絶縁被覆が施されている。複数のスロット183のそれぞれには、固定子鉄心18と固定子巻線19との間を絶縁するための絶縁紙が装着されている。   The surface of the winding conductor constituting the stator winding 19 is provided with enamel insulation coating. Each of the plurality of slots 183 is provided with insulating paper for insulating between the stator core 18 and the stator winding 19.

次に、本実施例の車両用交流発電機1の動作について説明する。   Next, the operation of the vehicle alternator 1 of this embodiment will be described.

エンジンが始動され、エンジンのクランクシャフトからベルトおよびプーリ10を介してシャフト9にエンジンの回転動力が伝達されると、回転子13が回転する。この状態でブラシ12からスリップリング11およびリード配線を介して界磁巻線15に直流電流が供給されると、界磁巻線15の周方向断面の中心を軸として界磁巻線15の内外周を周回する磁束が生じる。これにより、ロータ部材13L,13Rの一方がN極に、他方がS極に磁化され、N極側の爪磁極部13bから、回転子13と固定子17との間に空隙、N極側の爪磁極部13bの爪部に対向するティース182、コアバック181、S極側の爪磁極部13bの爪部に対向するティース182、および回転子13と固定子17との間に空隙を経由し、S極側の爪磁極部13bに至る磁気回路が形成される。このように磁気回路が形成されると、界磁巻線15の励磁により生じた磁束は、スロット183に収納された巻線導体に鎖交する。これにより、スロット183に収納された巻線導体には交流電流が流れ交流電圧が誘起される。この結果、固定子巻線19からは三相の交流電圧が出力される。   When the engine is started and the rotational power of the engine is transmitted from the engine crankshaft to the shaft 9 via the belt and the pulley 10, the rotor 13 rotates. In this state, when a direct current is supplied from the brush 12 to the field winding 15 via the slip ring 11 and the lead wiring, the inside and outside of the field winding 15 are centered on the center of the circumferential cross section of the field winding 15. Magnetic flux that circulates around the circumference is generated. As a result, one of the rotor members 13L and 13R is magnetized to the N pole and the other is magnetized to the S pole. From the claw magnetic pole portion 13b on the N pole side, a gap is formed between the rotor 13 and the stator 17, and the N pole side A gap is formed between the teeth 182 facing the claw portion of the claw magnetic pole portion 13b, the core back 181, the teeth 182 facing the claw portion of the claw magnetic pole portion 13b on the S pole side, and the rotor 13 and the stator 17. A magnetic circuit reaching the claw magnetic pole portion 13b on the S pole side is formed. When the magnetic circuit is formed in this way, the magnetic flux generated by the excitation of the field winding 15 is linked to the winding conductor housed in the slot 183. As a result, an alternating current flows through the winding conductor housed in the slot 183 to induce an alternating voltage. As a result, a three-phase AC voltage is output from the stator winding 19.

固定子巻線19から出力された三相の交流電圧は、整流回路16によって全波整流され直流電圧に変換される。変換された直流電圧はターミナル7を介して、バッテリを含む車載電気負荷に供給される。   The three-phase AC voltage output from the stator winding 19 is full-wave rectified by the rectifier circuit 16 and converted into a DC voltage. The converted DC voltage is supplied to an on-vehicle electric load including a battery via the terminal 7.

なお、固定子巻線19に誘起される交流電圧の大きさは、界磁巻線15に供給される界磁電流および回転子13の回転数に連動して変化する。バッテリを含む車載電気負荷に供給される電圧を一定にするためには、回転子13の回転数に応じて界磁巻線15に供給される界磁電流を制御する。界磁巻線15に供給される界磁電流の制御は、図示省略した電圧調整器(ICレギュレータ)によって行われる。電圧調整器(ICレギュレータ)は整流回路16に内蔵されて、あるいは整流回路16とは別体に設けられてリアカバー6の内側に配置されている。   Note that the magnitude of the AC voltage induced in the stator winding 19 changes in conjunction with the field current supplied to the field winding 15 and the rotational speed of the rotor 13. In order to make the voltage supplied to the in-vehicle electric load including the battery constant, the field current supplied to the field winding 15 is controlled according to the rotation speed of the rotor 13. The field current supplied to the field winding 15 is controlled by a voltage regulator (IC regulator) (not shown). The voltage regulator (IC regulator) is built in the rectifier circuit 16, or provided separately from the rectifier circuit 16 and disposed inside the rear cover 6.

次に、図3(a)に示す鋼板の構成およびその製造方法について説明する。   Next, the structure of the steel plate shown in FIG.

車両用交流発電機に用いられる鋼板の板厚は通常、0.30〜0.6mmである。これに対して本実施例の鋼板の板厚は、一般的な車両用交流発電機に用いられる鋼板の板厚よりも薄く、0.05〜0.30mm、好ましくは0.1〜0.2mmである。本実施例では、珪素鋼板にエッチング加工を施し、図3(a)に示す形状の鋼板、すなわちコアバック181およびティース182と同じ形状を有する鋼板を成形している。エッチング加工は鋼板全体に施すことが好ましいが、発電機の特性に影響を及ぼす特定部位、少なくとも回転子13に最も近接したティース182の内周端面(積層断面であり、回転子13との対向面)を形成する部位に施してもよい。   The plate thickness of the steel plate used for the vehicle alternator is usually 0.30 to 0.6 mm. On the other hand, the thickness of the steel plate of the present embodiment is thinner than the thickness of the steel plate used in a general vehicle AC generator, and is 0.05 to 0.30 mm, preferably 0.1 to 0.2 mm. It is. In this embodiment, the silicon steel plate is etched to form a steel plate having the shape shown in FIG. 3A, that is, a steel plate having the same shape as the core back 181 and the teeth 182. Etching is preferably performed on the entire steel sheet, but a specific portion that affects the characteristics of the generator, at least the inner peripheral end surface of the tooth 182 closest to the rotor 13 (a laminated cross-section, the surface facing the rotor 13) ).

なお、本実施例では、エッジングとしてフォトエッチングを採用しているが、この他のエッジングを採用しても構わない。   In this embodiment, photoetching is employed as edging, but other edging may be employed.

従来、鋼板の成形には一般的にパンチング加工が採用されている。しかし、パンチング加工では、鋼板の縁部(加工断面)が塑性変形し、バリ,ダレ,つぶれなどの歪みが生じてしまう。一方、エッチング加工では、塑性変形がほとんど無く、バリ,ダレ,つぶれなどの歪みが生じない。エッジング加工により成形された複数の鋼板は鉄心板として、板厚方向に積層される。これにより、少なくともティース182の内周端面にエッチング加工部が施された固定子鉄心18を得ることができる。   Conventionally, punching is generally employed for forming steel sheets. However, in the punching process, the edge (processed cross section) of the steel plate is plastically deformed, resulting in distortion such as burrs, sagging, and crushing. On the other hand, in the etching process, there is almost no plastic deformation, and distortion such as burrs, sagging and crushing does not occur. A plurality of steel plates formed by edging are laminated in the thickness direction as iron core plates. Thereby, the stator core 18 in which the etching process part was given to the inner peripheral end surface of the teeth 182 at least can be obtained.

鋼板の各部位のうち、少なくとも回転子13に最も近接したティース182の内周端面を形成する部位のエッジング加工が施された断面形状は、鉄心板を板厚方向に2等分する面に対してほぼ対称である。換言すれば、鋼板の当該部位における軸線、すなわち鉄心板の板厚方向に直行し、かつ鉄心板のエッチングによる加工が施された断面に向かって延びる中心軸線の方向は、鉄心板のエッチングによる加工が施された断面に至るまでほぼ同じ方向を向いている。この点、鋼板をパンチング加工により成形する従来では、塑性変形によって生じるバリ,ダレ,つぶれなどの歪みにより、上記中心軸がずれたり、上記加工断面の形状が非対称になる。   Of each part of the steel plate, at least the cross-sectional shape subjected to the edging process of the part forming the inner peripheral end surface of the tooth 182 closest to the rotor 13 is the surface that bisects the iron core plate in the plate thickness direction. Are almost symmetrical. In other words, the direction of the central axis extending in the direction of the axis of the steel sheet in the relevant part, that is, the direction of the thickness of the iron core plate, and extending toward the cross section where the iron plate is etched is processed by the etching of the iron plate. It faces in almost the same direction until it reaches the cross-section where is marked. In this regard, in the prior art in which a steel plate is formed by punching, the central axis is displaced or the shape of the processed cross section is asymmetric due to distortions such as burrs, sagging and crushing caused by plastic deformation.

エッジング加工により成形された鋼板を用いた本実施例の固定子鉄心18では、鋼材板厚(mm)×枚数(枚)÷鉄心高さ(mm)×100を積層鉄心密度(%)と定義すると、積層鉄心密度は、90.0〜99.9%であり、好ましくは93.0〜99.9%である。詳細には、鋼板の枚数が80〜400(枚)であり、固定子鉄心18の高さが20〜100mmである。   In the stator core 18 of the present embodiment using steel plates formed by edging, the steel sheet thickness (mm) × number of sheets (sheets) ÷ core height (mm) × 100 is defined as the laminated core density (%). The laminated core density is 90.0 to 99.9%, preferably 93.0 to 99.9%. Specifically, the number of steel plates is 80 to 400 (sheets), and the height of the stator core 18 is 20 to 100 mm.

なお、積層鉄心密度を向上させる手段としては、機械的に積層された固定子鉄心を圧縮することが考えられる。しかし、そのような手段では、鉄損が増加してしまい好ましくない。本実施例では、そのような手段を講じることなく、積層鉄心密度を向上させるものである。   As a means for improving the laminated core density, it is conceivable to compress a mechanically laminated stator core. However, such means is not preferable because the iron loss increases. In this embodiment, the laminated core density is improved without taking such measures.

鋼板は以下の組成を有する。すなわち
C :0.001〜0.060重量%
Mn:0.1〜0.6重量%
P :0.03重量%以下
S :0.03重量%以下
Cr:0.1重量%以下
Al:0.8重量%以下
Si:0.5〜7.0重量%
Cu:0.01〜0.20重量%
を含有し、残部が不可避な不純物およびFeからなる。不可避な不純物は酸素や窒素のガス成分などである。
The steel sheet has the following composition. That is, C: 0.001 to 0.060% by weight
Mn: 0.1 to 0.6% by weight
P: 0.03 wt% or less S: 0.03 wt% or less Cr: 0.1 wt% or less Al: 0.8 wt% or less Si: 0.5-7.0 wt%
Cu: 0.01 to 0.20% by weight
And the balance consists of inevitable impurities and Fe. Inevitable impurities are oxygen and nitrogen gas components.

鋼板は、好ましくは、結晶粒子を有する珪素鋼板(電磁鋼板)であり、以下の組成を有する。すなわち
C :0.002〜0.020重量%
Mn:0.1〜0.3重量%
P :0.02重量%以下
S :0.02重量%以下
Cr:0.05重量%以下
Al:0.5重量%以下
Si:0.8〜6.5重量%
Cu:0.01〜0.1重量%
を含有し、残部が不純物およびFeからなる。
The steel plate is preferably a silicon steel plate (magnetic steel plate) having crystal grains, and has the following composition. That is, C: 0.002 to 0.020% by weight
Mn: 0.1 to 0.3% by weight
P: 0.02% by weight or less S: 0.02% by weight or less Cr: 0.05% by weight or less Al: 0.5% by weight or less Si: 0.8 to 6.5% by weight
Cu: 0.01 to 0.1% by weight
And the balance consists of impurities and Fe.

珪素鋼板の組成を決定する場合、特に鉄損の低減という観点から決定する場合、SiとAlとの含有量が重要である。このような観点からAl/Siを規定した場合、その比は0.01〜0.60に規定されることが好ましい。より好ましくは0.01〜0.20に規定される。   When determining the composition of the silicon steel sheet, particularly when determining from the viewpoint of reducing iron loss, the contents of Si and Al are important. When Al / Si is defined from such a viewpoint, the ratio is preferably defined to be 0.01 to 0.60. More preferably, it is defined as 0.01 to 0.20.

なお、車両用交流発電機はその種類によって、珪素鋼板の珪素濃度が0.8〜2.0重量%である車両用交流発電機と、4.5〜6.5重量%である車両用交流発電機に使い分けることができる。   Depending on the type of AC generator for vehicles, the AC generator for vehicles in which the silicon concentration of the silicon steel sheet is 0.8 to 2.0% by weight, and the AC for vehicles having 4.5 to 6.5% by weight. It can be properly used for the generator.

また、珪素鋼板の磁束密度は、珪素の含有量を下げることによって向上する。本実施例では1.8〜2.2Tにできる。   Moreover, the magnetic flux density of the silicon steel sheet is improved by lowering the silicon content. In this embodiment, it can be 1.8 to 2.2T.

さらに、珪素の含有量が少ない場合、圧延加工性が向上する。これにより、鋼板の板厚を薄くできるので、鉄損が減少する。一方、珪素の含有量が多い場合、圧延加工性が低下するものの、珪素を圧延加工の後に含有させるなどの工夫を施すことにより解決され、鉄損が減少する。
Furthermore, when the silicon content is small, the rolling processability is improved. Thereby, since the plate | board thickness of a steel plate can be made thin, an iron loss reduces. On the other hand, when the content of silicon is large, the rolling processability is reduced, but the problem is solved by adding a silicon or the like after the rolling process, and the iron loss is reduced.

さらにまた、珪素鋼板に含有される珪素の濃度分布は、珪素鋼板の厚み方向に対してほぼ均一に分散させてもよいが、部分的に高くしてもよい。たとえば珪素鋼板の厚み方向に対して内部よりも表面部を高くする。   Furthermore, the concentration distribution of silicon contained in the silicon steel plate may be distributed almost uniformly in the thickness direction of the silicon steel plate, but may be partially increased. For example, the surface portion is made higher than the inside in the thickness direction of the silicon steel plate.

積層された鋼板と鋼板との間には、鋼板の板厚よりも薄い0.01〜0.2μmの厚さの絶縁被膜が介在している。   Between the laminated steel plates, an insulating coating having a thickness of 0.01 to 0.2 μm, which is thinner than the thickness of the steel plates, is interposed.

なお、車両用交流発電機はその種類によって、積層された鋼板と鋼板との間に介在する絶縁被膜の厚さが0.1〜0.2μm、好ましくは0.12〜0.18μmである車両用交流発電機と、0.01〜0.05μm、好ましくは0.02〜0.04μmである車両用交流発電機とを使い分けることができる。   Depending on the type of AC generator for vehicles, the thickness of the insulating coating interposed between the laminated steel plates is 0.1 to 0.2 μm, preferably 0.12 to 0.18 μm. An AC generator for a vehicle and an AC generator for a vehicle having a diameter of 0.01 to 0.05 μm, preferably 0.02 to 0.04 μm, can be selectively used.

また、絶縁被膜の厚さが0.1〜0.2μmである場合、絶縁被膜には有機や無機の膜を用いることが好ましい。絶縁被膜の材料には有機材料,無機材料、これらを混合したハイブリット材料を用いることができる。   Further, when the thickness of the insulating coating is 0.1 to 0.2 μm, it is preferable to use an organic or inorganic film as the insulating coating. As the material for the insulating coating, an organic material, an inorganic material, or a hybrid material obtained by mixing these materials can be used.

さたに、絶縁被膜の厚さが0.01〜0.05μmである場合、絶縁被膜には酸化被膜を用いることが好ましい。特に鉄系の酸化被膜が好ましい。   In addition, when the thickness of the insulating coating is 0.01 to 0.05 μm, it is preferable to use an oxide coating as the insulating coating. In particular, an iron-based oxide film is preferable.

このように、本実施例では、珪素鋼板の板厚の薄肉化にあわせて絶縁被膜の厚さも薄くしている。これは以下の理由による。   Thus, in this embodiment, the thickness of the insulating coating is reduced as the thickness of the silicon steel plate is reduced. This is due to the following reason.

従来、電磁鋼板の絶縁皮膜は、パンチング加工後でも絶縁性が維持できると同時に、パンチング加工性そのものを向上させるための潤滑性,鋼板の密着性,パンチング加工後の焼鈍における耐熱性、積層された電磁鋼鈑を溶接して鉄心を形成する際の溶接性など、絶縁性以外の特性も加味して、絶縁皮膜の厚みや成分を調整していた。このため、絶縁被膜の厚さは0.3μm程度であった。   Conventionally, insulating coatings on electrical steel sheets can be maintained even after punching processing, and at the same time, lubricity to improve punching workability itself, adhesion of steel plates, heat resistance during annealing after punching processing, have been laminated The thickness and components of the insulating film were adjusted in consideration of properties other than insulation, such as weldability when welding an electromagnetic steel plate to form an iron core. For this reason, the thickness of the insulating coating was about 0.3 μm.

しかし、本実施例のように、珪素鋼板を薄肉化した場合には、磁束密度が低下しないように、絶縁皮膜の厚さも薄くする必要がある。これは、薄肉化した珪素鋼板に、従来と同様な厚さの絶縁被膜を用いると、絶縁皮膜の体積率が珪素鋼板の体積率に対して相対的に増加するからである。   However, when the silicon steel sheet is thinned as in this embodiment, it is necessary to reduce the thickness of the insulating film so that the magnetic flux density does not decrease. This is because when the insulating coating having the same thickness as the conventional one is used for the thinned silicon steel plate, the volume ratio of the insulating coating increases relative to the volume ratio of the silicon steel plate.

したがって、本実施例では、珪素鋼板の板厚の薄肉化にあわせて絶縁被膜の厚さも薄くしている。電磁鋼板を薄くする場合、一般的には絶縁被膜の厚みを厚くするが、本実施例はそのような考え方とは全く異なり、電磁鋼板を薄くしても絶縁被膜を厚くぜず、むしろ電磁鋼板とともに厚みを薄くする、という考え方のものである。これにより、本実施例では積層鉄心密度も向上する。   Therefore, in this embodiment, the thickness of the insulating coating is reduced as the thickness of the silicon steel plate is reduced. When thinning the electromagnetic steel sheet, the thickness of the insulating coating is generally increased. However, this example is completely different from such a concept, and even if the electromagnetic steel sheet is thinned, the insulating coating is not thickened. At the same time, the idea is to reduce the thickness. Thereby, in this embodiment, the laminated core density is also improved.

本実施例の車両用交流発電機1は、固定子鉄心18の直径が100〜300mm、最大出力が200kw以下であり、可変速運転される。このような構成を有する本実施例の車両用交流発電機1は、最高回転速度の運転域が20000回/分(rpm)程度である車両用交流発電機への適用が好ましい。   The vehicle alternator 1 of the present embodiment has a stator core 18 with a diameter of 100 to 300 mm and a maximum output of 200 kW or less, and is operated at a variable speed. The vehicle alternator 1 according to the present embodiment having such a configuration is preferably applied to a vehicle alternator having a maximum rotational speed operating range of about 20000 times / minute (rpm).

回転速度と鉄損との間には、回転速度が上昇すれば上昇するほど、磁束の交番周波数が高くなり、鉄損が増加する、という関係がある。このため、回転速度が速い車両用交流発電機は回転速度が遅い回転電機よりも鉄損が増加する傾向にある。したがって、車両用交流発電機では、そのような点を考慮し、珪素鋼板における珪素の含有量を検討する必要がある。   Between the rotation speed and the iron loss, there is a relationship that the higher the rotation speed, the higher the alternating frequency of the magnetic flux and the more the iron loss. For this reason, the alternating current generator for vehicles with a high rotational speed tends to increase the iron loss as compared with a rotating electrical machine with a low rotational speed. Therefore, in the AC generator for vehicles, it is necessary to consider the content of silicon in the silicon steel sheet in consideration of such points.

なお、珪素鋼板に含有される珪素は、溶解法によって電磁鋼板に均一的に添加するようにしてもよいが、表面改質またはイオン注入,CVD(ケミカルベーパデポジット)などの方法によって電磁鋼板に局部的、たとえば電磁鋼板の内部よりも表面部に添加されるようにしてもよい。   Silicon contained in the silicon steel sheet may be uniformly added to the electromagnetic steel sheet by a melting method, but it is locally added to the electromagnetic steel sheet by a method such as surface modification, ion implantation, or CVD (chemical vapor deposit). For example, you may make it add to a surface part rather than the inside of an electromagnetic steel plate.

また、本実施例の電磁鋼板は、固定子17を構成し、かつティース182およびスロット183を有する固定子鉄心18に使用されることを前提としたものであり、その板厚が0.05〜0.30mm、エッチング加工によりティース182およびスロット183の形成が可能なものである。   Further, the electrical steel sheet of the present example is used on the stator core 18 that constitutes the stator 17 and has the teeth 182 and the slots 183, and has a thickness of 0.05 to 0.05. The teeth 182 and the slots 183 can be formed by 0.30 mm by etching.

エッチング加工は、幅が100〜300cmである電磁鋼板にレジストを塗布し、電磁鋼板にティース182およびスロット183の形状を露光して現像し、ティース182およびスロット183の形状に基づいてレジストを除去し、エッチング液によりレジストの除去された箇所を溶解して電磁鋼板を固定子鉄心の形状に成形し、この後、残ったレジストを除去する、という工程で行われる。   In the etching process, a resist is applied to an electromagnetic steel sheet having a width of 100 to 300 cm, the shape of the teeth 182 and the slot 183 is exposed and developed on the electromagnetic steel sheet, and the resist is removed based on the shape of the teeth 182 and the slot 183. Then, the portion where the resist is removed by the etching solution is dissolved to form the electromagnetic steel sheet into the shape of the stator core, and then the remaining resist is removed.

車両用交流発電機は、希土類磁石の適用、三次元磁界解析を用いた最適設計などにより高効率化・高性能化が進められている。車両用交流発電機のさらなる高効率化・高性能化を進めるためには新たな材料技術の開発が必要とされている。固定子鉄心の材料である電磁鋼板についても、珪素鋼板に代表されるように、磁束密度が高く、鉄損の低い材料の開発が進められている。   Vehicle alternators are being improved in efficiency and performance by applying rare earth magnets and optimal design using three-dimensional magnetic field analysis. In order to further improve the efficiency and performance of automotive alternators, it is necessary to develop new material technologies. As for the electromagnetic steel sheet, which is a material for the stator core, a material having a high magnetic flux density and a low iron loss is being developed as represented by a silicon steel sheet.

鉄損の低減に有利とされる珪素鋼板の薄肉化は、珪素鋼板の圧延加工性の悪さ、珪素鋼板を打ち抜く際のプロセスであるパンチング加工性の悪さなどから、工業規模で大幅なコストの増加を伴わずに実現することは不可能とされてきた。このため、高効率・高性能の中小型車両用交流発電機に使用する電磁鋼板として珪素鋼板を使用する場合、珪素鋼板の板厚は0.50mmと0.35mmが中心になり、永らくの間、珪素鋼板の薄肉化の進展はなかった。   The thinning of silicon steel sheets, which is advantageous for reducing iron loss, has resulted in a significant increase in cost on an industrial scale due to poor rolling workability of silicon steel sheets and poor punching workability, which is a process for punching silicon steel sheets. It has been considered impossible to achieve without this. For this reason, when silicon steel sheets are used as electromagnetic steel sheets for high efficiency and high performance AC generators for small and medium-sized vehicles, the thicknesses of silicon steel sheets are centered on 0.50 mm and 0.35 mm for a long time. There was no progress in thinning the silicon steel sheet.

しかしながら、本実施例では、珪素鋼板の成形にパンチング加工を使用せず、エッチング加工を使用したことにより、工業規模で大幅なコストの増加を伴わずに、珪素鋼板の薄肉化を可能とし、鉄損の低減を実現した。   However, in this example, the punching process was not used for forming the silicon steel sheet, and the etching process was used, thereby enabling the silicon steel sheet to be thinned without significantly increasing the cost on an industrial scale. Reduced loss.

本実施例では、固定子鉄心の鉄損の低減を実現するために、鉄損の小さい珪素鋼板を使用に加え、圧延加工を考慮した珪素含有量の調整,珪素鋼板の圧延加工を考慮した板厚の薄肉化,エッチング加工の適用による珪素鋼板の成形,積層鉄心を構成する一枚一枚の珪素鋼板の鉄損の低減、珪素鋼板と珪素鋼板との間に形成される絶縁皮膜を考慮した積層鉄心の鉄損の低減などを考慮している。   In this example, in order to reduce the iron loss of the stator core, in addition to the use of a silicon steel plate with a small iron loss, the adjustment of the silicon content in consideration of the rolling process, the plate in consideration of the rolling process of the silicon steel plate Considering the thickness reduction, forming of silicon steel sheet by applying etching process, reducing the iron loss of each silicon steel sheet constituting the laminated core, and the insulation film formed between silicon steel sheet and silicon steel sheet Considering reduction of iron loss of laminated core.

金型を用いた打ち抜き加工法であるパンチング加工では、切断部近傍に加工硬化層、バリやダレ(以下、「バリなど」と呼称する)と称される塑性変形層が形成され、残留歪や残留応力が発生する。パンチング加工時に発生する残留応力は、分子磁石の配列の規則性を破壊、すなわち磁区を破壊し、鉄損を著しく増大させる。残留応力を除去するためには焼鈍工程が必要となる。しかし、焼鈍工程は、固定子鉄心の製造コストのさらなる増加をもたらす。   In punching, which is a punching method using a mold, a work-hardened layer, a plastic deformation layer called burr or sagging (hereinafter referred to as “burr etc.”) is formed in the vicinity of the cut portion, and residual strain or Residual stress is generated. The residual stress generated during the punching process destroys the regularity of the arrangement of the molecular magnets, that is, destroys the magnetic domains and significantly increases the iron loss. An annealing process is required to remove the residual stress. However, the annealing process results in a further increase in the manufacturing cost of the stator core.

これに対して本実施例では、塑性変形層が形成されることはほとんどなく、残留歪や残留応力が発生することもない。したがって、結晶粒子の配列状態を乱すこともほとんど無く、分子磁石の配列、すなわち磁区の配列の損傷を防止でき、磁気特性であるヒステリシス特性の劣化も防止できる。   On the other hand, in this embodiment, the plastic deformation layer is hardly formed, and residual strain and residual stress are not generated. Therefore, the arrangement state of the crystal particles is hardly disturbed, the damage of the arrangement of the molecular magnets, that is, the arrangement of the magnetic domains can be prevented, and the deterioration of the hysteresis characteristic which is a magnetic characteristic can be prevented.

また、固定子鉄心18は、加工された珪素鋼板を積層して形成される。積層される珪素鋼板の残留歪や残留応力の発生を抑制することによって、固定子鉄心18の磁気特性をさらに向上させることができる。   The stator core 18 is formed by laminating processed silicon steel plates. The magnetic characteristics of the stator core 18 can be further improved by suppressing the occurrence of residual strain and residual stress of the laminated silicon steel plates.

したがって、本実施例の車両用交流発電機は、低鉄損化,高出力化,小型軽量化を実現できる。また、車両用交流発電機に使用する電磁鋼板は、エッジ部分にバリなどがほとんどない良好なものである。   Therefore, the vehicular AC generator of the present embodiment can realize low iron loss, high output, and small size and light weight. Moreover, the electromagnetic steel sheet used for the vehicle AC generator is a good one having almost no burrs at the edge portion.

バリなどは塑性変形層の一つであり、切断部に沿って鋼板の平面方向から空間方向に鋭利に突出するため、電磁鋼板の表面に形成される絶縁皮膜を破り、積層される鋼板の間の絶縁を破壊する場合がある。   A burr or the like is one of the plastic deformation layers and projects sharply in the spatial direction from the plane direction of the steel sheet along the cut part. May break the insulation.

また、バリなどによって、積層される鋼板の間に不要な空隙が作られるため、積層鉄心密度の増加が阻害され、その結果、磁束密度が低下する。磁束密度の低下は、車両用交流発電機の小型軽量化を阻害する。   Moreover, since an unnecessary space | gap is made between the laminated steel plates by a burr | flash etc., the increase in a laminated iron core density is inhibited, As a result, a magnetic flux density falls. The decrease in magnetic flux density hinders the reduction in size and weight of an automotive alternator.

電磁鋼鈑を積層後、鉄心を板厚方向に圧縮してバリなどを潰し、積層鉄心密度を向上させることも考えられるが、加圧圧縮によって残留応力が増加して鉄損が増加するし、バリなどによる絶縁破壊の問題も残る。   After laminating electromagnetic steel sheets, it is conceivable to compress the iron core in the thickness direction to crush burrs and improve the density of the laminated iron core, but the residual stress increases due to pressure compression and the iron loss increases, The problem of dielectric breakdown due to burrs and the like remains.

本実施例では、バリなどがほとんど発生しないので、加圧圧縮することなく、積層鉄心密度を向上させることができ、絶縁破壊を起こすこともない。したがって、本実施例では鉄損を低減できる。   In this embodiment, since burrs and the like hardly occur, the laminated core density can be improved without causing pressure compression, and dielectric breakdown does not occur. Therefore, iron loss can be reduced in this embodiment.

珪素鋼板における珪素の含有量が6.5重量%であると、理論上、最も鉄損が低い。しかし、珪素の含有量が増えると圧延加工性やパンチング加工性が著しく悪くなる。このため、鉄損が多少高くても、圧延加工性やパンチング加工性を考慮し、珪素鋼板における珪素の含有量を約3.0重量%とするのが主流である。   Theoretically, the iron loss is lowest when the silicon content in the silicon steel sheet is 6.5% by weight. However, when the silicon content increases, rolling workability and punching workability are remarkably deteriorated. For this reason, even if the iron loss is somewhat high, considering the rolling workability and punching workability, the silicon content in the silicon steel sheet is generally about 3.0% by weight.

本実施例では、珪素鋼板の板厚を0.3mm以下にできるので、珪素の含有量を2.0重量%以下としても鉄損を低くできる。   In this embodiment, since the thickness of the silicon steel sheet can be reduced to 0.3 mm or less, the iron loss can be reduced even if the silicon content is 2.0% by weight or less.

従来、珪素鋼板の板厚を0.3mm以下にする場合、珪素鋼板の製造には圧延,焼鈍などの特別の工程が必要であった。これに対して、本実施例の珪素鋼板の製造では、そのような特別の工程を必要としないので、珪素鋼板の製造コストを低減できる。また、本実施例の固定子鉄心の製造では、パンチング加工を必要としないので、さらに製造コストを低減できる。   Conventionally, when the thickness of the silicon steel sheet is set to 0.3 mm or less, special processes such as rolling and annealing have been required for the production of the silicon steel sheet. On the other hand, in the manufacture of the silicon steel sheet of this embodiment, such a special process is not required, so that the manufacturing cost of the silicon steel sheet can be reduced. Moreover, in the manufacture of the stator core according to the present embodiment, punching is not required, so that the manufacturing cost can be further reduced.

なお、固定子鉄心の主力材料である珪素鋼板とは別の磁性材としてアモルファス材料が知られている。アモルファス材料は、極薄電磁材料として特殊な用途で限定的に使用されるものであり、極めて高価なものである。しかも、アモルファス材料は、溶融金属を急速に凝固させ箔体として製造される特殊なプロセスを有するため、0.05mm厚程度またはこれ以下の超薄肉で300mm幅程度の極少量の製造は可能であるが、これ以上の板厚や板幅の材料の製造には工業規模では不可能とされている。   An amorphous material is known as a magnetic material different from the silicon steel plate which is the main material of the stator core. Amorphous materials are limited in use for special applications as ultrathin electromagnetic materials, and are extremely expensive. In addition, since amorphous materials have a special process for rapidly solidifying molten metal to produce foils, it is possible to produce ultra-thin 0.05mm thickness or less and very small quantities of about 300mm width. However, it is considered impossible to manufacture materials with a thickness or width greater than this on an industrial scale.

このように、アモルファス材料は、硬く脆い材質で薄すぎるため、パンチング加工ができず、化学成分の制限から磁束密度が低いなどの理由から、固定子鉄心の材料として主力になり得ない。   As described above, the amorphous material is a hard and brittle material and is too thin, so that punching cannot be performed, and the magnetic flux density is low due to the restriction of chemical components, and thus cannot be the main material of the stator core.

本実施例の電磁鋼鈑は、そのようなアモルファス材料とは異なり、結晶粒子を有するものである。   Unlike such an amorphous material, the electromagnetic steel plate of this example has crystal particles.

また、本実施例の電磁鋼板は、低鉄損化に有利な薄肉化,歪の低減,高出力化,小型軽量化に有利な寸法精度の向上と、高磁束密度化に有利な鉄心積層密度の向上とを同時に実現できるものでもある。   In addition, the electrical steel sheet of this example is thin, which is advantageous for low iron loss, reduced distortion, high output, improved dimensional accuracy, which is advantageous for miniaturization and weight reduction, and core lamination density, which is advantageous for high magnetic flux density. It is also possible to simultaneously improve

本実施例によれば、鉄損の低減とともに、高出力化,小型軽量化を実現できる固定子鉄心を提供できる。   According to the present embodiment, it is possible to provide a stator core that can realize high output, small size and light weight as well as reduction of iron loss.

ここで、電磁鋼板の板厚と鉄損との関係を図4に示す。   Here, the relationship between the thickness of the magnetic steel sheet and the iron loss is shown in FIG.

図4から明らかなように、板厚と鉄損との間には、板厚が厚くなれば厚くなるほど鉄損が高くなる、という関係がある。   As is apparent from FIG. 4, there is a relationship between the plate thickness and the iron loss that the iron loss increases as the plate thickness increases.

珪素鋼板の板厚のうち、一般的な珪素鋼板の板厚は、圧延加工やパンチング加工性を考慮して0.50mmと0.35mmとの2種類である。   Among the thicknesses of silicon steel plates, the thicknesses of general silicon steel plates are two types of 0.50 mm and 0.35 mm in consideration of rolling and punching workability.

固定子鉄心の製造に広く用いられる2種類の板厚の珪素鋼板では、鉄損を低減するために圧延と焼鈍とを施す必要がある。また、さらなる薄肉化を実現するためには、対象となる固定子鉄心の形状や大きさによって繰り返す回数は異なるが、圧延と焼鈍とを繰り返す必要がある。このように、一般的な珪素鋼板では、薄肉化を実現するために、圧延、焼鈍などの特別の工程を追加する必要がある。したがって、一般的な珪素鋼板では、製造コストが高くなる。   In silicon steel plates having two types of thicknesses widely used in the manufacture of stator cores, it is necessary to perform rolling and annealing in order to reduce iron loss. Further, in order to realize further thinning, it is necessary to repeat rolling and annealing although the number of repetitions varies depending on the shape and size of the target stator core. Thus, in a general silicon steel sheet, it is necessary to add special processes such as rolling and annealing in order to realize thinning. Therefore, with a general silicon steel sheet, the manufacturing cost becomes high.

本実施例の固定子鉄心は製造コストを低減でき、珪素鋼板の加工上の問題も解決できるので、工業規模での大量生産が可能となる。   Since the stator core of the present embodiment can reduce the manufacturing cost and solve the problem in processing the silicon steel sheet, it can be mass-produced on an industrial scale.

本実施例では、0.05〜0.30mmの板厚の珪素鋼板を用いて固定子鉄心を製造している。好ましくは、0.1〜0.2mmの板厚の珪素鋼板を使用し、エッチング加工を用いて固定子鉄心の形状に成形する。   In this embodiment, the stator core is manufactured using a silicon steel plate having a thickness of 0.05 to 0.30 mm. Preferably, a silicon steel plate having a thickness of 0.1 to 0.2 mm is used and formed into the shape of a stator core by etching.

なお、図4には、参考までに、アモルファス材料の板厚の領域も示している。アモルファス材料は、溶融金属を急速に凝固させ箔体として製造される特殊なプロセスを有するので、0.05 mm程度の板厚またはそれ以下の超薄肉の板厚の製造には適していが、これ以上の板厚の製造には、急速な冷却が困難になるので不向きである。また、板幅も300mm幅程度の狭いものしか製造ができず、特殊な製造プロセスも相俟って製造コストが著しく高くなる。   For reference, FIG. 4 also shows the thickness region of the amorphous material. Amorphous material has a special process for rapidly solidifying molten metal and is manufactured as a foil, so it is suitable for the manufacture of ultrathin plate thicknesses of 0.05 mm or less, It is not suitable for manufacturing a plate thickness larger than this because rapid cooling becomes difficult. Further, only a narrow plate having a width of about 300 mm can be manufactured, and the manufacturing cost is significantly increased in combination with a special manufacturing process.

また、アモルファス材料は鉄損を低くできるが、磁束密度も低くなる。これは、急速冷却により凝固させるという特殊な製造プロセスが関係して、化学成分に制限があるためである。   In addition, the amorphous material can reduce the iron loss, but the magnetic flux density also decreases. This is because chemical components are limited due to the special manufacturing process of solidifying by rapid cooling.

本実施例では、アモルファス材料を使用することなく、結晶粒子を有する珪素鋼板を使用する。   In this embodiment, a silicon steel plate having crystal particles is used without using an amorphous material.

次に、珪素鋼板の代表的な製造プロセスについて説明する。   Next, a typical manufacturing process of a silicon steel plate will be described.

電磁鋼板に成り得る鋼板材料を製鋼する。たとえば以下の組成を有する鋼板材料を用いる。すなわち
C :0.005重量%
Mn:0.2重量%
P :0.02重量%
S :0.02重量%
Cr:0.03重量%
Al:0.03重量%
Si:2.0重量%
Cu:0.01重量%
を含有し、残部がFeおよび若干の不純物からなる鋼板材料を用いる。
Steel sheet material that can be used for electrical steel sheets is manufactured. For example, a steel plate material having the following composition is used. That is, C: 0.005% by weight
Mn: 0.2% by weight
P: 0.02% by weight
S: 0.02% by weight
Cr: 0.03 wt%
Al: 0.03 wt%
Si: 2.0% by weight
Cu: 0.01% by weight
A steel plate material is used, the balance being Fe and some impurities.

そして、鋼板材料を、連続鋳造,熱間圧延,連続焼鈍,酸洗,冷間圧延,連続焼鈍を施すことにより、板幅50〜200cm、ここでは特に板幅50cm,板厚0.2mmの珪素鋼板を製造する。   Then, the steel plate material is subjected to continuous casting, hot rolling, continuous annealing, pickling, cold rolling, and continuous annealing, so that silicon having a plate width of 50 to 200 cm, in particular, a plate width of 50 cm and a plate thickness of 0.2 mm. Manufacture steel sheets.

また、珪素鋼板の表面に、さらに4.5〜6.5重量%の珪素を添加し、鉄損を低減するようにしてもよい。   Further, 4.5 to 6.5% by weight of silicon may be added to the surface of the silicon steel sheet to reduce the iron loss.

この後、厚さ0.1μmの有機樹脂を珪素鋼板の表面にコーティグし、絶縁被膜が施された珪素鋼板を製造する。   Thereafter, an organic resin having a thickness of 0.1 μm is coated on the surface of the silicon steel plate to produce a silicon steel plate with an insulating coating.

あるいは特別な絶縁被膜コーティグを行わず、厚さ0.01〜0.05μmの酸化被膜を珪素鋼板の表面に形成してもよい。   Alternatively, an oxide film having a thickness of 0.01 to 0.05 μm may be formed on the surface of the silicon steel sheet without performing a special insulating film coating.

なお、絶縁被膜のコーティグは、エッチング加工の後に施されることが好ましい。   The insulating coating is preferably applied after the etching process.

また、珪素鋼板は、平板状あるいはコイル状もしくはロール状に形成される。   The silicon steel plate is formed in a flat plate shape, a coil shape, or a roll shape.

次に、固定子鉄心の代表的な製造プロセスについて説明する。   Next, a typical manufacturing process of the stator core will be described.

まず、製造された珪素鋼板に前処理を施し、珪素鋼板の表面にレジストを塗布する。次に、レジストに対して、マスクを用いてティースの形状およびスロットの形状を露光して現像し、ティースの形状およびスロットの形状に基づいてレジストを除去する。次に、エッチング液により加工する。この後、残ったレジストを除去し、所望のティースの形状およびスロットの形状を有する珪素鋼板を製造する。こうした製造には、例えばフォトエッチング加工が有効であり、金属マスクを用いた微細孔を精密に加工する方法を使用することも有効である。   First, a pretreatment is performed on the manufactured silicon steel sheet, and a resist is applied to the surface of the silicon steel sheet. Next, the resist is exposed to the shape of the teeth and the slot using a mask and developed, and the resist is removed based on the shape of the teeth and the shape of the slot. Next, it processes with an etching liquid. Thereafter, the remaining resist is removed, and a silicon steel sheet having a desired tooth shape and slot shape is manufactured. For such production, for example, photo-etching is effective, and it is also effective to use a method of precisely processing fine holes using a metal mask.

次に、製造された所望のティースの形状およびスロットの形状を有する珪素鋼板を複数枚積層し、溶接などを用いて、積層された珪素鋼板を固定することにより、固定子鉄心を製造する。   Next, a plurality of silicon steel plates having the desired teeth shape and slot shape are laminated, and the laminated silicon steel plates are fixed by welding or the like, thereby manufacturing a stator core.

なお、溶接にあたっては、ファイバーレーザー等の入熱の少ない溶接を施すことが好ましい。   In addition, in welding, it is preferable to perform welding with little heat input, such as a fiber laser.

また、平板状あるいはコイル状もしくはロール状に形成された珪素鋼板から、回転子鉄心および固定子鉄心を同時に採取することもでき、複数の形状の鉄心を同時に採取することも可能である。   Further, a rotor core and a stator core can be sampled simultaneously from a silicon steel plate formed in a flat plate shape, a coil shape, or a roll shape, and a plurality of shapes of iron cores can be sampled simultaneously.

ティースの形状およびスロットの形状を有する珪素鋼板をエッチング加工により成形することによって、極めて高い加工精度、たとえば誤差として±10μm以下、好ましくは±5μm以下で、所望の形状のティースおよびスロットを有する珪素鋼板を製造することが可能である。   A silicon steel sheet having teeth and slots of a desired shape with extremely high processing accuracy, for example, an error of ± 10 μm or less, preferably ± 5 μm or less, by forming a silicon steel sheet having a tooth shape and a slot shape by etching. Can be manufactured.

また、真円度で誤差を表現すると、30μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下である。真円度とは、円形部分の幾何学的円からの狂いの大きさをいい、円形部分を二つの同心の幾何学的円で挟んだときの両円の間の領域が最小となる場合の半径の差をいう。   Further, when the error is expressed by roundness, it is 30 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less. Roundness refers to the magnitude of deviation from a geometric circle in a circular part. When the circular part is sandwiched between two concentric geometric circles, the area between the two circles is minimized. The difference in radius.

ここで、珪素鋼板における珪素含有量と鉄損との関係を図5に示す。   Here, the relationship between the silicon content and the iron loss in the silicon steel sheet is shown in FIG.

図5から明らかなように、珪素の含有量が6.5重量%である珪素鋼板が最も鉄損が小さい。しかしながら、6.5重量%と多量の珪素が有されている珪素鋼板では、圧延加工が難しく、所望の厚さの珪素鋼板の製造が困難になる。圧延加工性は、電磁鋼鈑に含有される珪素が多くなれば多くなるほど悪化する傾向にある。このような背景から、本実施例では、鉄損と圧延加工性とのバランスを考慮して、3.0重量%の珪素が含有された珪素鋼板を用いている。   As is apparent from FIG. 5, the silicon steel sheet having a silicon content of 6.5% by weight has the smallest iron loss. However, with a silicon steel plate having a large amount of silicon of 6.5% by weight, rolling is difficult, and it becomes difficult to manufacture a silicon steel plate having a desired thickness. Rolling workability tends to deteriorate as the amount of silicon contained in the electromagnetic steel plate increases. From such a background, in this embodiment, a silicon steel sheet containing 3.0% by weight of silicon is used in consideration of the balance between iron loss and rolling workability.

本実施例では、珪素鋼板の板厚を薄肉化して珪素鋼板の鉄損を低減し、珪素の含有量に基づく鉄損の影響度を小さくしている。   In this embodiment, the thickness of the silicon steel plate is reduced to reduce the iron loss of the silicon steel plate, and the influence of the iron loss based on the silicon content is reduced.

したがって、本実施例の珪素鋼板は、圧延加工性が良好になるとともに、板厚を薄肉化することにより、鉄損の影響度が大きい珪素鋼板における珪素の含有量の自由度が大きくなる。これにより、珪素鋼板における珪素の含有量を0.5〜7.0重量%の範囲にすることができ、0.8〜2.0重量%と4.5〜6.5重量%というように、極端に異なる含有量の珪素鋼板を、固定子鉄心の仕様または車両用交流発電機の用途によって、使い分けすることができる。   Therefore, the silicon steel sheet of this example has good rolling processability, and by reducing the thickness of the sheet, the degree of freedom of silicon content in the silicon steel sheet having a large influence of iron loss increases. As a result, the silicon content in the silicon steel sheet can be in the range of 0.5 to 7.0 wt%, such as 0.8 to 2.0 wt% and 4.5 to 6.5 wt%. The silicon steel sheets having extremely different contents can be selectively used depending on the specification of the stator core or the use of the AC generator for the vehicle.

次に、図6,図7を用いて、珪素鋼板の加工断面形状を説明する。図6は、エッチング加工による代表的な加工断面形状を示す。図7は、パンチング加工による代表的な加工断面形状を示す。   Next, the processed cross-sectional shape of the silicon steel sheet will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a typical processed cross-sectional shape by etching. FIG. 7 shows a typical processed cross-sectional shape by punching.

図6(a)に示すように、珪素鋼板をエッチング加工した方は、酸液で溶解された加工断面近傍にバリなどの塑性変形層は存在せず、加工断面を珪素鋼板の板厚方向の平面に対して、ほぼ垂直に形成できる。   As shown in FIG. 6 (a), the silicon steel sheet is etched, there is no plastic deformation layer such as burrs in the vicinity of the processed cross section dissolved with the acid solution, and the processed cross section is in the thickness direction of the silicon steel sheet. It can be formed substantially perpendicular to the plane.

また、先端的なフォトエッチング加工では、図6(b)〜(d)に示すように、溶解部の形状の制御が可能である。すなわち所定のテーパーを形成できたり、板厚方向に対して垂直な方向に凹凸を形成できたりする。ここで、図6(b)は円弧状の凸断面、(c)は円弧状の凹断面、(d)はV字型の凸断面である。   Further, in the advanced photoetching process, the shape of the dissolved portion can be controlled as shown in FIGS. That is, a predetermined taper can be formed, or irregularities can be formed in a direction perpendicular to the plate thickness direction. Here, FIG. 6B is an arc-shaped convex section, FIG. 6C is an arc-shaped concave section, and FIG. 6D is a V-shaped convex section.

エッチング加工された珪素鋼板は、その加工による残留応力がほぼ0であり、塑性変形層がほとんど存在せず、板厚方向に対する塑性変形量も、また、加工断面近傍の塑性変形量もほぼ0である。   The etched silicon steel sheet has almost no residual stress due to the processing, and there is almost no plastic deformation layer, the amount of plastic deformation in the plate thickness direction, and the amount of plastic deformation in the vicinity of the processed cross section is almost zero. is there.

また、エッチング加工では、珪素鋼板の加工断面の形状を制御することができ、加工による残留応力がほぼ0、また、加工断面近傍の塑性変形量がほぼ0の切断断面形状を形成することができる。   Further, in the etching process, the shape of the processed cross section of the silicon steel sheet can be controlled, and a cut cross sectional shape can be formed in which the residual stress due to the processing is almost zero and the plastic deformation amount in the vicinity of the processed cross section is almost zero. .

さらに、エッチング加工では、珪素鋼板の微細な結晶組織,機械的特性,表面部を最適な状態にできる。これにより、珪素鋼板の結晶組織の異方性や、これに基づく磁気特性の異方性を勘案し、固定子鉄心の磁気特性を最適にできる。   Further, in the etching process, the fine crystal structure, mechanical characteristics, and surface portion of the silicon steel sheet can be optimized. Thereby, it is possible to optimize the magnetic characteristics of the stator core in consideration of the anisotropy of the crystal structure of the silicon steel sheet and the anisotropy of the magnetic characteristics based thereon.

一方、図7に示すように、珪素鋼板をパンチング加工した方は、塑性加工時のせん断応力によって、加工断面近傍は著しく変形し、10〜100μm程度のバリ,ダレ,つぶれが形成される。   On the other hand, as shown in FIG. 7, in the case of punching a silicon steel plate, the vicinity of the processed cross section is remarkably deformed by shear stress during plastic processing, and burrs, sagging, and crushing of about 10 to 100 μm are formed.

また、パンチング加工では、珪素鋼板の板厚方向の寸法精度が金型の寸法精度で制限され、通常は珪素鋼板の板厚に対して5%前後の空隙でせん断されるので、珪素鋼板の板厚方向の寸法精度が低下する。また、パンチング加工では、量産時、金型の損耗で経時的に精度が低下する。さらに、パンチング加工では、薄肉化された珪素鋼板ほど加工が困難になる。   In punching, the dimensional accuracy of the silicon steel plate in the plate thickness direction is limited by the dimensional accuracy of the mold, and is usually sheared with a gap of about 5% of the plate thickness of the silicon steel plate. The dimensional accuracy in the thickness direction decreases. In punching, the accuracy decreases with time due to wear of the mold during mass production. Furthermore, in the punching process, the thinner the silicon steel sheet, the more difficult it is to process.

しかし、エッチング加工を適用した本実施例では、そのような加工精度の問題も解決され、経時的な精度の低下も解消される。   However, in this embodiment to which the etching process is applied, such a problem of the processing accuracy is solved, and the deterioration of the accuracy with time is also eliminated.

エッチング加工にあたっては、ティースおよびスロットの形状を所定のパターンを使用して露光するとき、電磁鋼板の圧延方向に関するマークまたは基準孔を設けることが好ましい。   In the etching process, it is preferable to provide a mark or a reference hole related to the rolling direction of the electrical steel sheet when the teeth and slots are exposed using a predetermined pattern.

電磁鋼板を積層する場合、圧延方向に対する電磁鋼板の平均化が、車両用交流発電機の特性を向上させる上で必要である。たとえば圧延方向に対して所定量、マークまたは基準孔の位置を変え、電磁鋼板を積層する際、マークまたは基準孔の位置を揃えることで、車両用交流発電機の磁気特性が向上する。   When laminating electromagnetic steel sheets, it is necessary to average the electromagnetic steel sheets in the rolling direction in order to improve the characteristics of the AC generator for vehicles. For example, when the magnetic steel sheets are laminated by changing the position of the mark or the reference hole by a predetermined amount with respect to the rolling direction, the magnetic characteristics of the vehicle AC generator are improved by aligning the position of the mark or the reference hole.

以上、固定子鉄心18を形成する電磁鋼板の構成およびその製造方法について説明したが、回転子13についても磁気特性の改善の観点から、厚さが0.05〜0.30mmの鋼板を積層して磁極鉄心13Iを形成することが望ましい。しかし、ルンデル型の回転子13では、高速回転時に大きな遠心力が爪磁極部13bに作用しても、爪磁極部13bの変形ができるだけ抑えられるように、厚板を曲げて磁極鉄心13Iを製造している。このようなことから、本実施例では、爪磁極部13bの固定子17との対向面に、エッチング加工によって溝を設けている。これにより、本実施例では、規則的な結晶配置の破壊を防止でき、ヒステリシス損の増大を防止できる。   The structure of the electromagnetic steel sheet forming the stator core 18 and the manufacturing method thereof have been described above, but the rotor 13 is also laminated with a steel sheet having a thickness of 0.05 to 0.30 mm from the viewpoint of improving the magnetic properties. Thus, it is desirable to form the magnetic pole core 13I. However, with the Rundel type rotor 13, the magnetic core 13I is manufactured by bending a thick plate so that deformation of the claw magnetic pole portion 13b can be suppressed as much as possible even if a large centrifugal force acts on the claw magnetic pole portion 13b during high-speed rotation. is doing. For this reason, in this embodiment, a groove is provided on the surface of the claw magnetic pole portion 13b facing the stator 17 by etching. As a result, in this embodiment, it is possible to prevent the regular crystal arrangement from being broken and to prevent an increase in hysteresis loss.

パンチング加工による鋼板の成形では、鋼板が薄くなればなるほど切断部の乱れ、例えばつぶれ、バリ,ダレが大きなり、ヒステリシス損が増大する。また、パンチング加工では、円または直線といった単純な形状しか加工できない。その理由は、パンチング加工に必要な金型を複雑な曲線に形成することが極めて困難なためである。さらに、金型を研磨する場合、複雑な曲線形状を有する金型はうまく研磨できない。このため、パンチング加工では、渦電流損を低減する目的で電磁鋼板を薄くすることはできるが、ヒステリシス損が増大し、鉄損を低減できない。これに対して、エッチング加工は、ヒステリシス損を低く抑え、渦電流損を低減できる。   In the formation of a steel sheet by punching, the thinner the steel sheet, the greater the disorder of the cut portion, for example, the crushing, burrs, and sagging, and the hysteresis loss increases. In punching processing, only a simple shape such as a circle or a straight line can be processed. This is because it is extremely difficult to form a mold necessary for punching into a complicated curve. Further, when polishing a mold, a mold having a complicated curved shape cannot be polished well. For this reason, in punching, the electromagnetic steel sheet can be thinned for the purpose of reducing eddy current loss, but hysteresis loss increases and iron loss cannot be reduced. On the other hand, the etching process can suppress hysteresis loss and reduce eddy current loss.

本実施例の車両用交流発電機1は、爪磁極部13bの固定子17との対向面に設けた溝をエッチング加工により形成したので、車両用交流発電機全体の効率をさらに向上させることができる。エッチング加工は、鋼板内の規則的な結晶配置の破壊を防止し、ヒステリシス損を低減する効果の他に、加工精度の大幅向上によって車両用交流発電機の特性を改善する効果がある。また、固定子鉄心18と磁極鉄心13Iとの間のギャップの形状が高精度になるように、固定子鉄心18および磁極鉄心13Iの互いの対向部位にエッチング加工を施すことにより、効率向上のみならず、脈動の低減などの性能向上や騒音特性の改善などの効果が期待できる。   In the vehicle alternator 1 of the present embodiment, the groove provided on the surface of the claw magnetic pole portion 13b facing the stator 17 is formed by etching, so that the overall efficiency of the vehicle alternator can be further improved. it can. Etching has the effect of improving the characteristics of the AC generator for vehicles by greatly improving the processing accuracy, in addition to the effect of preventing the breakage of the regular crystal arrangement in the steel sheet and reducing the hysteresis loss. In addition, if only the efficiency is improved by etching the opposing portions of the stator core 18 and the magnetic pole core 13I so that the shape of the gap between the stator core 18 and the magnetic core 13I becomes high accuracy, In addition, effects such as improved performance such as reduced pulsation and improved noise characteristics can be expected.

また、固定子巻線は三相巻線であることが好ましい。三相巻線を使用すれば車両用交流発電機の効率が向上する。これに加え、固定子鉄心をエッチング加工すれば車両用交流発電機全体の効率がさらに向上する。   The stator winding is preferably a three-phase winding. If a three-phase winding is used, the efficiency of the vehicle alternator is improved. In addition to this, if the stator core is etched, the efficiency of the entire vehicle AC generator is further improved.

さらに、本実施例では、固定子鉄心の積層鉄心密度が90.0〜99.9%である。好ましくは93.0〜99.9%である。積層鉄心密度は、機械的に積層された鉄心を圧縮することにより向上させることもできる。しかし、積層された鉄心を圧縮する方法では、鉄損が増加するので好ましくない。本実施例では、そのような特別な工程を設けることなく積層鉄心密度を向上させることができる。   Furthermore, in this embodiment, the laminated core density of the stator core is 90.0 to 99.9%. Preferably it is 93.0 to 99.9%. The laminated core density can also be improved by compressing mechanically laminated cores. However, the method of compressing the laminated iron cores is not preferable because the iron loss increases. In this embodiment, the laminated core density can be improved without providing such a special process.

本発明の第2実施例を図8乃至12に基づいて説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、前例と同様の構成には、前例と同様の符号を付して同様の称呼を用い、その説明を省略する。   In addition, the same code | symbol as the previous example is attached | subjected to the structure similar to a previous example, the same name is used, and the description is abbreviate | omitted.

まず、図8乃至図11を用いて、固定子17の構成を説明する。   First, the structure of the stator 17 is demonstrated using FIG. 8 thru | or FIG.

本実施例では、U相,V相,W相の三相の各相毎に、図9に示す鉄心ユニットが構成され、各相の鉄心ユニットが軸方向に並設されることにより、一つの固定子17が構成されている。以下の説明では、U相の固定子17Uについて説明するが、他の相の固定子も同様の構成になっている。   In the present embodiment, the iron core unit shown in FIG. 9 is configured for each of the three phases of the U phase, the V phase, and the W phase, and the iron core units of each phase are arranged side by side in the axial direction. A stator 17 is configured. In the following description, the U-phase stator 17U will be described, but the other-phase stators have the same configuration.

U相固定子17Uはその構成要素として、前例と同様に、固定子鉄心18Uおよび固定子巻線19Uを備えている。しかし、固定子鉄心18Uの形状および固定子巻線19Uの巻装状態は前例とは大きく異なる。   The U-phase stator 17U includes a stator core 18U and a stator winding 19U as its constituent elements, as in the previous example. However, the shape of the stator core 18U and the winding state of the stator winding 19U are greatly different from the previous examples.

固定子鉄心18Uは、軸方向に二分割された固定子鉄心部材18a,18bの対が軸方向に対向して構成されている。固定子鉄心部材18a,18bは、それぞれ、環状短円筒鉄心部であるコアバック184と、爪形状磁極鉄心部であり、コアバック184の内周側に設けられた複数の固定子爪磁極185とを備え、全体的には、周方向の断面形状がコ字状になるように構成されている。   The stator core 18U is configured such that a pair of stator core members 18a and 18b divided in the axial direction is opposed to each other in the axial direction. The stator core members 18a and 18b are respectively a core back 184 that is an annular short cylindrical core and a plurality of stator claw magnetic poles 185 that are claw-shaped magnetic cores and are provided on the inner peripheral side of the core back 184. And the overall cross-sectional shape in the circumferential direction is a U-shape.

コアバック184はU相固定子17Uの最外周の位置に設けられ、複数の固定子爪磁極185の間を磁気的に接続する部位である。   The core back 184 is provided at the outermost peripheral position of the U-phase stator 17U and is a part that magnetically connects the plurality of stator claw magnetic poles 185.

複数の固定子爪磁極185はコアバック184と一体に形成された部位であり、周方向の断面形状がL字状の鉄心部である。また、複数の固定子爪磁極185は、コアバック184の内周側において周方向に等間隔に配置され、コアバック184の内周側から径方向内側(回転子13側)に向かって垂直かつ放射状に延びるとともに、途中から固定子鉄心部材18a,18bの対向側に向かってほぼ直角に折れ曲がり、軸方向に延びている。複数の固定子爪磁極185の折れ曲がって軸方向に延びる部位は、ちょうど鉤の手の指先にある爪部に相当し、根元から先端に延びるにしたがって周方向の幅が徐々に狭くなる先細り形状(スキュー形状)になっている。   The plurality of stator claw magnetic poles 185 are portions formed integrally with the core back 184, and are iron core portions whose cross-sectional shape in the circumferential direction is L-shaped. Further, the plurality of stator claw magnetic poles 185 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner circumferential side of the core back 184, and are perpendicular to the radially inner side (rotor 13 side) from the inner circumferential side of the core back 184. While extending radially, it bends substantially perpendicularly from the middle toward the opposite side of the stator core members 18a, 18b and extends in the axial direction. The portions of the plurality of stator claw magnetic poles 185 that are bent and extend in the axial direction correspond to the claw portions at the fingertips of the hand of the heel, and have a tapered shape that gradually decreases in width in the circumferential direction from the root to the tip ( Skew shape).

なお、本実施例では、これ以降、複数の固定子磁極185の折れ曲がって軸方向に延びる部位のことを爪部と記述する。爪部は、固定磁極の各部位のうち、回転子136に対して最も近接する部位であり、回転子13との間で磁束を受け渡しする磁気的な端末部である。   In the present embodiment, hereinafter, a portion where the plurality of stator magnetic poles 185 are bent and extends in the axial direction is described as a claw portion. The claw portion is a portion that is closest to the rotor 136 among the portions of the fixed magnetic pole, and is a magnetic terminal portion that transfers magnetic flux to and from the rotor 13.

固定子鉄心部材18a,18bは、それらの対向方向におけるコアバック184の端面同士が軸方向に向かい合って当接し、かつ互いの爪部が間隔を空けて周方向に交互に配置されるように、互いの固定子爪磁極185が噛み合わされることにより、クローポール型あるいはクローティース型の185のU相固定子17Uを形成している。固定子鉄心部材18a,18bのそれぞれに6個の固定子爪磁極185が形成されているので、U相固定子17Uの極数は12極になり、回転子の磁極数と同数となる。   The stator core members 18a, 18b are in contact with each other so that the end faces of the core back 184 in the facing direction are in contact with each other in the axial direction, and the claws are alternately arranged in the circumferential direction with a space therebetween. When the stator claw magnetic poles 185 are engaged with each other, a claw pole type or claw teeth type 185 U-phase stator 17U is formed. Since six stator claw magnetic poles 185 are formed on each of the stator core members 18a and 18b, the number of poles of the U-phase stator 17U is 12 and the same as the number of magnetic poles of the rotor.

固定子鉄心部材18a,18bは、その内部に固定子巻線19Uが装着された状態でコアバック184同士の当接部を溶接する、あるいは固定子爪磁極185の間に形成された隙間に樹脂などを充填してモールドすることにより固定される。また、コアバック184同士の当接面に係合部、たとえば凹凸を形成する、あるいは目印を設けることにより、両部材の周方向の位置決めが容易になる。   The stator core members 18a and 18b are welded to the contact portions between the core backs 184 with the stator winding 19U mounted therein, or resin is formed in a gap formed between the stator claw magnetic poles 185. It is fixed by filling and molding. Further, by forming engaging portions, for example, irregularities or providing marks on the contact surfaces of the core backs 184, the circumferential positioning of both members is facilitated.

爪部の内周側(回転子13との対向側)は、径方向から見た平面形状が三角形状あるいは台形状の曲面(シャフト9の中心軸を中心とした円弧面)になっている。爪部の内周正面上には複数の凹部および複数の凸部が形成されている。凹部および凸部は軸方向および周方向に交互に配置されている。軸方向に交互に配置された凹凸部は、それぞれ、周方向に連続して延びている。周方向に交互に配置された凹凸部は、爪部の先端から根元に向かって、爪部のスキュー形状に沿うように放射状に連続して延びている。これらにより、爪部の内周表面上には複数の交差の溝が形成される。   The inner peripheral side of the claw portion (the side facing the rotor 13) is a curved surface (arc surface centered on the central axis of the shaft 9) having a triangular or trapezoidal planar shape when viewed from the radial direction. A plurality of concave portions and a plurality of convex portions are formed on the inner peripheral front surface of the claw portion. The concave portions and the convex portions are alternately arranged in the axial direction and the circumferential direction. The concavo-convex portions alternately arranged in the axial direction respectively extend continuously in the circumferential direction. The uneven portions alternately arranged in the circumferential direction continuously extend radially from the tip of the claw portion toward the root so as to follow the skew shape of the claw portion. As a result, a plurality of intersecting grooves are formed on the inner peripheral surface of the claw portion.

なお、後述するが、固定子鉄心18Uは、コアバック184に対応する部位および固定子磁極185に対応する部位を備えた形状の薄肉の鋼板がその板厚方向に複数積層されて構成されている。また、固定子鉄心18Uの周方向の断面形状がコ字状であるので、コアバック184および固定子磁極185の爪部の積層方向は径方向、固定子磁極185の爪部とコアバック184を繋ぐ部分の積層方向は軸方向になる。   As will be described later, the stator core 18U is configured by laminating a plurality of thin steel plates each having a portion corresponding to the core back 184 and a portion corresponding to the stator magnetic pole 185 in the thickness direction. . Further, since the cross-sectional shape in the circumferential direction of the stator core 18U is U-shaped, the stacking direction of the claw portions of the core back 184 and the stator magnetic pole 185 is radial, and the claw portion of the stator magnetic pole 185 and the core back 184 are connected. The stacking direction of the connecting portions is the axial direction.

固定子巻線19U(U相巻線)は、コアバック184の内周側と固定子爪磁極185の外周側との間に形成された空間に環状に巻装されている。固定子巻線19Uを構成する巻線導体には、中心軸に垂直な断面が円形の丸線、中心軸に垂直な断面が矩形の平角線、中心軸に垂直な断面が六角形などの多角形の角線,丸線を相対方向から潰して平角状に成形した成形線のいずれかを採用している。ここで、巻線導体として角線を採用すれば、コアバック184の内周側と固定子爪磁極185の外周側との間の空間内において巻線導体を整列させて巻けるので、コアバック184の内周側と固定子爪磁極185の外周側との空間内における固定子巻線19Uの占積率が向上し、高効率化を達成できる。これと同様の効果は、コアバック184の内周側と固定子爪磁極185の外周側との間の空間内において丸線を潰すようにしても得られる。   The stator winding 19U (U-phase winding) is annularly wound in a space formed between the inner peripheral side of the core back 184 and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185. The winding conductors constituting the stator winding 19U include a round wire having a circular cross section perpendicular to the central axis, a rectangular wire having a rectangular cross section perpendicular to the central axis, and a hexagonal cross section perpendicular to the central axis. Either a square wire or a round wire is crushed from the relative direction to form a flat wire. Here, if a square wire is adopted as the winding conductor, the winding conductor is aligned and wound in the space between the inner peripheral side of the core back 184 and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185, and therefore the core back 184 is wound. The space factor of the stator winding 19U in the space between the inner peripheral side of the stator and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185 is improved, and high efficiency can be achieved. The same effect can be obtained by squashing the round line in the space between the inner peripheral side of the core back 184 and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185.

固定子巻線19Uを構成する巻線導体の表面にはエナメル絶縁被覆が施されている。コアバック184の内周側と固定子爪磁極185の外周側との空間には、固定子鉄心18Uと固定子巻線19Uとの間を絶縁するための絶縁紙が装着されている。また、固定子鉄心18Uと固定子巻線19Uとの間を絶縁は、樹脂成型品(非磁性体)であるボビンに固定子巻線19Uを巻装し、これをコアバック184の内周側と固定子爪磁極185の外周側との空間に装着することでも確保できる。   An enamel insulation coating is applied to the surface of the winding conductor constituting the stator winding 19U. Insulating paper for insulating between the stator core 18U and the stator winding 19U is mounted in the space between the inner peripheral side of the core back 184 and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185. In addition, the stator core 18U and the stator winding 19U are insulated from each other by winding the stator winding 19U around a bobbin which is a resin molded product (non-magnetic material) and connecting this to the inner peripheral side of the core back 184. It can also be ensured by mounting it in the space between the stator claw magnetic pole 185 and the outer peripheral side.

固定子鉄心18Uは、前例と同様に、厚さが0.05〜0.30mmの鋼板を積層することにより構成されている。   The stator core 18U is configured by laminating steel plates having a thickness of 0.05 to 0.30 mm, as in the previous example.

本実施例の鋼板は、図10に示すように、エッチング加工によって成形されている。鋼板は、環状に形成された環状円板部186と、環状円板部186の内周側から径方向内側に向かって放射状に突出し、周方向に等間隔に配置された6つの凸状板部187とを備えている。環状円板部186は最終的にはコアバック184となり、コアバック184と同じ形状に成形されている。凸状板部187は最終的には固定子爪磁極185となり、固定子爪磁極185と同じ形状に成形されている。   As shown in FIG. 10, the steel plate of this example is formed by etching. The steel plate has an annular disc portion 186 formed in an annular shape, and six convex plate portions that protrude radially from the inner peripheral side of the annular disc portion 186 toward the radially inner side and are arranged at equal intervals in the circumferential direction. 187. The annular disk portion 186 eventually becomes the core back 184 and is formed in the same shape as the core back 184. The convex plate portion 187 eventually becomes the stator claw magnetic pole 185 and is formed in the same shape as the stator claw magnetic pole 185.

凸状板部187の表面にはスリット加工が施され、複数の凹凸部が形成されている。複数の凹凸部は、前述した交差溝を形成するものであり、凸状板部187の周方向の幅方向に延びる複数の幅方向溝と、凸状板部187の先端から根元に向かって放射状に径方向に延びる複数の放射状溝とを、交差するように形成している。これらの溝は、鋼板をエッチング加工すると同時にエッチング加工により成形している。それぞれの溝の深さは、鋼板の板厚よりも浅い。それらの溝をエッチング加工により成形すると、溝の深さを非常に浅く加工できる。また、それらの溝をエッチング加工により成形すると、溝を鋼板の成形と同時に成形でき、製造工程をできるだけ少なくできるが、製造工程のし易さを考慮し、鋼板の製造工程と溝の製造工程を分けてもよい。また、磁気回路の設計をする際、周波数が低い場合には溝の深さを深くする方が渦電流の低減効果が大きい。この場合、完全に溝を細く刳り抜いてもよいが、連続した鋼板となるように、交差する溝の形状を工夫する必要がある。   The surface of the convex plate portion 187 is slitted to form a plurality of concave and convex portions. The plurality of concavo-convex portions form the above-described intersecting grooves, and are formed in a plurality of width direction grooves extending in the circumferential width direction of the convex plate portion 187 and radially from the tip of the convex plate portion 187 toward the root. A plurality of radial grooves extending in the radial direction are formed so as to intersect each other. These grooves are formed by etching simultaneously with the etching of the steel sheet. The depth of each groove is shallower than the thickness of the steel plate. When these grooves are formed by etching, the depth of the grooves can be processed very shallow. In addition, if these grooves are formed by etching, the grooves can be formed simultaneously with the forming of the steel sheet, and the manufacturing process can be reduced as much as possible. However, considering the ease of the manufacturing process, the steel sheet manufacturing process and the groove manufacturing process are performed. It may be divided. Also, when designing a magnetic circuit, if the frequency is low, the effect of reducing the eddy current is greater when the groove depth is increased. In this case, the grooves may be completely narrowed, but it is necessary to devise the shape of the intersecting grooves so as to form a continuous steel plate.

以上のように、本実施例では凸状板部187に溝を設け、渦電流を防止している。凸状板部187に溝を設けない場合は、鋼板を曲げて成形した固定子爪磁極185の表面に渦電流が自由に流れる。交差溝は、凸状板部187の表面に流れる渦電流を減少させ、鉄損の一つである渦電流損を減少させるために形成されている。また、交差溝は、エッチング加工を凸状板部187の表面上に施し、凸状板部187の表面を剥ぎ取るようにして形成している。   As described above, in this embodiment, grooves are provided in the convex plate portion 187 to prevent eddy currents. When the groove is not provided in the convex plate portion 187, an eddy current freely flows on the surface of the stator claw magnetic pole 185 formed by bending a steel plate. The intersecting grooves are formed to reduce eddy current flowing on the surface of the convex plate portion 187 and reduce eddy current loss which is one of iron losses. The intersecting grooves are formed by performing etching on the surface of the convex plate portion 187 and peeling off the surface of the convex plate portion 187.

本実施例のように、積層鋼板の表面に渦電流を阻害する溝をエッチング加工すれば、鉄損の低減に加え、渦電流損失の低減,複雑な曲線形状の加工が可能になり、特性改善や性能向上が可能となる。溝のピッチと深さは渦電流の低減に関係しており、溝幅を狭くできれば磁気的な特性の劣化を最小限に抑えることができる。本実施例では、エッチング加工により溝を成形しているので、溝の幅を非常に小さくできる。これに対して、プレスや研磨などの機械加工では、砥石の先端を細くするためには限界があり、0.1mm程度の溝加工は不可能である。また、プレス加工では、押圧する反対側の面が突出するので、積層鋼板で構成されるものには使用することができない。   If the groove that inhibits eddy current is etched on the surface of the laminated steel sheet as in this example, in addition to reducing iron loss, eddy current loss can be reduced and complex curved shapes can be processed, resulting in improved characteristics. And performance can be improved. The pitch and depth of the grooves are related to the reduction of eddy current, and if the groove width can be narrowed, the deterioration of magnetic characteristics can be minimized. In this embodiment, since the groove is formed by etching, the width of the groove can be very small. On the other hand, in machining such as pressing and polishing, there is a limit to make the tip of the grindstone thin, and groove processing of about 0.1 mm is impossible. Moreover, in press work, since the surface on the opposite side to press protrudes, it cannot be used for what is comprised with a laminated steel plate.

なお、交差溝は、積層される全ての鋼板に設ける必要はなく、少なくとも回転子に最も近接する鋼板の回転子と対向する面に設ければよい。このようにしても渦電流の低減に寄与できる。交差溝を設ける鋼板の枚数は、車両用交流発電機の仕様に応じて決定すればよい。   In addition, it is not necessary to provide a crossing groove in all the steel plates laminated | stacked, What is necessary is just to provide in the surface facing the rotor of the steel plate nearest to a rotor at least. This can also contribute to reduction of eddy current. What is necessary is just to determine the number of the steel plates which provide an intersection groove | channel according to the specification of the alternating current generator for vehicles.

環状円板部186には複数の締結部20が設けられている。締結部20は、環状円板部186の板面(側面)の一方を板厚方向に押圧して窪ませ、板面(側面)の他方を板厚方向に突出させたものである。また、締結部20は、周方向の6箇所に等間隔に形成されており、周方向に隣り合う凸状板部187の間の周方向の中間位置に配置されている。鋼板の締結部20の窪みに、積層される別の鋼板の突部を係合することにより、積層される複数の鋼板を一体化できる。これを積層枚数分行う。   The annular disc portion 186 is provided with a plurality of fastening portions 20. The fastening portion 20 is formed by pressing one of the plate surfaces (side surfaces) of the annular disc portion 186 in the plate thickness direction so as to be depressed and projecting the other plate surface (side surface) in the plate thickness direction. Moreover, the fastening part 20 is formed in six places of the circumferential direction at equal intervals, and is arrange | positioned at the intermediate position of the circumferential direction between the convex board parts 187 adjacent to the circumferential direction. A plurality of steel plates to be stacked can be integrated by engaging a protrusion of another steel plate to be stacked with the recess of the fastening portion 20 of the steel plate. This is performed for the number of stacked sheets.

締結部20により一体化されて積層された複数の鋼板は、凸状板部187が鋼板の板厚方向に直角に折り曲げられるとともに、環状円板部186が凸状板部187と同じ方向に直角に折り曲げられる。これにより、コアバック184および固定子爪磁極185を備えた固定子鉄心部材18a,18bが形成される。   In the plurality of steel plates integrated and laminated by the fastening portion 20, the convex plate portion 187 is bent at a right angle in the plate thickness direction of the steel plate, and the annular disc portion 186 is perpendicular to the same direction as the convex plate portion 187. Can be folded. As a result, stator core members 18a and 18b including the core back 184 and the stator claw magnetic pole 185 are formed.

なお、積層された鋼板を折り曲げる場合、外側に配置される鋼板と内側に配置される鋼板は大きさおよび曲げる位置が異なる。このため、本実施例では、大きさを変えた鋼板を積層した状態で環状円板部186および凸状板部187を折り曲げている。このようにすれば、積層面にズレが生じることがなく、積層面を揃えることができる。また、エッチング加工を用いれば複数の型を準備する必要がないため、大きさの異なる鋼板を安価に製造できる。   In addition, when bending the laminated steel plate, the steel plate arranged outside and the steel plate arranged inside are different in size and bending position. For this reason, in this embodiment, the annular disk portion 186 and the convex plate portion 187 are bent in a state where the steel plates having different sizes are stacked. By doing so, the laminated surface can be aligned without causing any deviation in the laminated surface. Moreover, since it is not necessary to prepare a some type | mold if an etching process is used, the steel plate from which a magnitude | size differs can be manufactured cheaply.

また、別の方法としては、同じ大きさの鋼板を積層し、折り曲げた箇所の積層面を切削加工して積層面を揃えることもできる。さらには、鋼板を積層した後に折り曲げるのではなく、鋼板を一枚づつ折り曲げる位置を変えて折り曲げ、その後、鋼板を積層するようにしてもよい。このように、後で積層するようにすれば、折り曲げる部分の曲率をできるだけ小さくすることができるので、固定子爪磁極185をできるだけ大きな面積で回転子に近づけることができる。これにより、回転子から固定子爪磁極185へ流れる磁束量を増やすことできる。   As another method, steel sheets of the same size can be laminated, and the laminated surface at the bent portion can be cut to align the laminated surfaces. Furthermore, instead of folding the steel plates after laminating, the steel plates may be folded by changing the position where the steel plates are folded one by one, and then the steel plates are laminated. In this way, by laminating later, the curvature of the part to be bent can be made as small as possible, so that the stator claw magnetic pole 185 can be brought close to the rotor with as large an area as possible. Thereby, the amount of magnetic flux flowing from the rotor to the stator claw magnetic pole 185 can be increased.

以上のように、固定子鉄心構成部材18a,18bは製造される。この後、予め環状に巻回された固定子巻線19をボビンや絶縁紙などによって一体化し、これを一対の固定子鉄心構成部材18a,18bのコアバック184の内周側と固定子爪磁極185の外周側との空間内に装着する。   As described above, the stator core constituent members 18a and 18b are manufactured. Thereafter, the stator winding 19 wound in an annular shape in advance is integrated with a bobbin, insulating paper, or the like, and this is integrated with the inner peripheral side of the core back 184 of the pair of stator core components 18a and 18b and the stator claw magnetic poles. It is mounted in the space with the outer peripheral side of 185.

そして、固定子鉄心構成部材18a,18bの当接部分を外周から溶接し、両者を一体に固定する。これにより、U相の固定子17Uを製造できる。V相の固定子17V,W相の固定子17Wについても同様に製造できる。固定子鉄心構成部材18a,18bを一体に固定する方法としては、互いの固定子爪磁極185の間の隙間に樹脂を充填して固定する方法もある。   And the contact part of stator core structural member 18a, 18b is welded from outer periphery, and both are fixed integrally. Thereby, the U-phase stator 17U can be manufactured. The V-phase stator 17V and the W-phase stator 17W can be manufactured in the same manner. As a method of fixing the stator core constituent members 18a and 18b integrally, there is also a method of filling the gap between the stator claw magnetic poles 185 with resin and fixing.

最後に、各相の固定子17U〜17Wを、環状のスペーサ21を介して軸方向に並設することにより、一つの固定子17を構成できる。スペーサ21は非磁性体であり、軸方向に隣り合う鉄心ユニットの間の磁束の行き来を防止するために設けられている。スペーサ21としては、渦電流を防止するために、非金属である樹脂などを採用することが望ましい。   Finally, by arranging the stators 17U to 17W of each phase in the axial direction via the annular spacer 21, one stator 17 can be configured. The spacer 21 is a non-magnetic material and is provided to prevent the magnetic flux from going back and forth between the iron core units adjacent in the axial direction. As the spacer 21, in order to prevent eddy current, it is desirable to employ a resin that is non-metallic.

また、スペーサ21の軸方向両側の側面には複数の凸部が設けられている。複数の凸部は、軸方向に隣接する固定子の締結部20(凹部側)に係合されるように、締結部20と同じ間隔を持って周方向に配置され、かつスペーサ21の側面の一方の凸部と他方の凸部とで周方向の配置位置が異なっている。各相の固定子17U〜17Wは、スペーサ21の凸部に締結部20が係合されることにより、周方向の位置が決められる。各相の固定子17U〜17Wの周方向の位置は、回転子の磁極に対して、電気角で3相巻線の電気的位相が120度ずつずれるように配置されている。   In addition, a plurality of convex portions are provided on the side surfaces on both sides in the axial direction of the spacer 21. The plurality of convex portions are arranged in the circumferential direction at the same interval as the fastening portion 20 so as to be engaged with the fastening portion 20 (concave portion side) of the stator adjacent in the axial direction, and on the side surface of the spacer 21 The arrangement position in the circumferential direction is different between one convex portion and the other convex portion. The circumferential positions of the stators 17U to 17W of the respective phases are determined by engaging the fastening portions 20 with the convex portions of the spacers 21. The circumferential positions of the stators 17U to 17W of the respective phases are arranged such that the electrical phase of the three-phase winding is shifted by 120 degrees with respect to the magnetic poles of the rotor.

以上のように製造された固定子17は、その後、図12に示すように、内周側に空隙を介して回転子13が回転自在に対向配置された状態で、図8に示すように、フロントブラケット2およびリアブラケット3に設けられた環状の段差に軸方向から狭持され、固定される
次に、図8および図12を用いて回転子の構成を説明する。
As shown in FIG. 8, the stator 17 manufactured as described above is then disposed in a state where the rotor 13 is rotatably opposed to the inner peripheral side via a gap as shown in FIG. Next, the structure of the rotor will be described with reference to FIGS. 8 and 12. The rotor is sandwiched and fixed in an annular step provided on the front bracket 2 and the rear bracket 3 from the axial direction.

前例では、周方向に隣接する爪形磁極部13bの爪部の間には他の磁性体を設けていなかったが、本実施例では、周方向に隣接する爪形磁極部13bの爪部の間に永久磁石22を挿入している。永久磁石22は、周方向に隣接する爪形磁極部13bの爪部の間で界磁巻線15が作る磁束の漏れを抑え、爪形磁極部13bの磁束を爪部から固定子17側に流れやすくするために設けられている。これにより、車両用交流発電機の発電出力を向上させることができる。永久磁石22には、比較的耐熱性に優れたものを用いる必要があるため、フェライト磁石やネオジウム磁石などが採用される。永久磁石は、車両用交流発電機に対する発電特性の要求に合わせて用いればよく、車両用交流発電機の仕様によっては用いる必要がない場合もある。   In the previous example, no other magnetic material was provided between the claw portions of the claw-shaped magnetic pole portions 13b adjacent in the circumferential direction. However, in this embodiment, the claw-shaped magnetic pole portions 13b adjacent in the circumferential direction are not provided. A permanent magnet 22 is inserted between them. The permanent magnet 22 suppresses leakage of magnetic flux generated by the field winding 15 between the claw portions of the claw-shaped magnetic pole portions 13b adjacent in the circumferential direction, and the magnetic flux of the claw-shaped magnetic pole portions 13b is transferred from the claw portions to the stator 17 side. It is provided to facilitate flow. Thereby, the electric power generation output of the vehicle alternator can be improved. Since it is necessary to use a permanent magnet 22 having relatively excellent heat resistance, a ferrite magnet, a neodymium magnet, or the like is employed. The permanent magnet may be used in accordance with the requirements of the power generation characteristics for the vehicle alternator, and may not be used depending on the specifications of the vehicle alternator.

本実施例では、各相の固定子17U〜17Wの間にスペーサ21を設け、軸方向に隣接する相への磁束の漏れを防止している。しかし、実際には、軸方向に隣接する相に漏れる磁束もある。このため、U相,V相,W相の順で各相の固定子17U〜17Wを軸方向に配置した場合、中央に配置されるV相固定子17Vでは、U相固定子17UおよびW相固定子17Wの両方に磁束が漏れ、U相固定子17UおよびW相固定子17Wに比べて出力が小さくなる。このような固定子17のアンバランスは、爪形磁極部13bの爪部の間に配置される永久磁石22をV相固定子17Vに対向する部分だけに設けることで解消できる。   In this embodiment, a spacer 21 is provided between the stators 17U to 17W of each phase to prevent leakage of magnetic flux to phases adjacent in the axial direction. However, in practice, there is also a magnetic flux that leaks to an axially adjacent phase. For this reason, when the stators 17U to 17W of the respective phases are arranged in the axial direction in the order of the U phase, the V phase, and the W phase, the U phase stator 17U and the W phase are used in the V phase stator 17V arranged in the center. Magnetic flux leaks to both the stator 17W, and the output is smaller than that of the U-phase stator 17U and the W-phase stator 17W. Such an unbalance of the stator 17 can be eliminated by providing the permanent magnet 22 disposed between the claw portions of the claw-shaped magnetic pole portion 13b only in a portion facing the V-phase stator 17V.

次に、車両用交流発電機における磁束の経路について説明する。   Next, the magnetic flux path in the vehicle alternator will be described.

界磁巻線15の励磁によって生じた磁束は、N極側の爪形磁極部13bの爪部から、固定子17の軸方向一方側から延びる固定子爪磁極185を通って固定子巻線19の周りを周回し、軸方向他方側から延びる固定子爪磁極185に到達し、最終的には、S極側の爪形磁極部13bの爪部に到達する磁気回路を流れる。これにより、界磁巻線15の励磁によって生じた磁束は各相の固定子巻線19と鎖交する。この結果、各相の固定子巻線19には交流電流が流れ、交流電圧が誘起される。   The magnetic flux generated by the excitation of the field winding 15 passes through the stator claw magnetic pole 185 extending from one side in the axial direction of the stator 17 from the claw portion of the claw-shaped magnetic pole portion 13b on the N pole side. , Reaches the stator claw magnetic pole 185 extending from the other side in the axial direction, and finally flows through the magnetic circuit reaching the claw portion of the claw-shaped magnetic pole portion 13b on the S pole side. Thereby, the magnetic flux generated by the excitation of the field winding 15 is linked with the stator winding 19 of each phase. As a result, an alternating current flows through the stator winding 19 of each phase, and an alternating voltage is induced.

なお、鋼板を積層して構成された固定子爪磁極185は爪形磁極部13bからの吸引力を受ける。このため、固定子爪磁極185は、積層した鋼板同士を接合させておく必要がある。たとえば固定子爪磁極185における積層面を樹脂などの非磁性体でモールドしたり、接着剤によって接着したりすることが考えられる。   Note that the stator claw magnetic pole 185 formed by laminating steel plates receives an attractive force from the claw-shaped magnetic pole portion 13b. For this reason, the stator claw magnetic pole 185 needs to join the laminated steel plates. For example, it is conceivable that the laminated surface of the stator claw magnetic pole 185 is molded with a non-magnetic material such as resin or bonded with an adhesive.

以上説明したように、本実施例では、前例と同様に鉄損を低減できる。また、本実施例では、複数種類の鋼板を成形する際、エッチング加工によって成形しているので、複数の成形型を準備する必要がなく、固定子17を安価に製造できる。さらに、厚めの鋼板を曲げた場合、その角部には歪が生じる。この歪は、積層される鋼板の密着性を低下させ、しかも鉄損の増大を招く。しかし、本実施例では、厚さが0.05〜0.30mmの鋼板を積層しているので、鉄損の増大を招くことがなく、最終的な機械加工時の加工性や密着性なども向上する。   As described above, in this embodiment, the iron loss can be reduced as in the previous example. Further, in this embodiment, since a plurality of types of steel plates are formed by etching, there is no need to prepare a plurality of forming dies, and the stator 17 can be manufactured at low cost. Furthermore, when a thick steel plate is bent, the corner portion is distorted. This strain reduces the adhesion of the steel plates to be laminated, and causes an increase in iron loss. However, in this example, since the steel plates having a thickness of 0.05 to 0.30 mm are laminated, the iron loss is not increased, and the workability and adhesion at the final machining are also improved. improves.

また、本実施例では、渦電流損を低減するための溝(凹凸部)をエッチング加工により鋼板に成形しているので、非常に細くかつ浅い溝(凹凸部)を鋼板成形でき、渦電流損の低減効果を大きくできる。   Further, in this embodiment, since the groove (uneven portion) for reducing eddy current loss is formed on the steel plate by etching, a very thin and shallow groove (uneven portion) can be formed on the steel plate, and the eddy current loss can be formed. The reduction effect can be increased.

次に、本発明の第3実施例である車両用交流発電機を図13乃至17に基づいて説明する。   Next, an automotive alternator according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、前例と同様の構成には、前例と同様の符号を付して同様の称呼を用い、その説明を省略する。   In addition, the same code | symbol as the previous example is attached | subjected to the structure similar to a previous example, the same name is used, and the description is abbreviate | omitted.

まず、図13乃至図16を用いて、固定子17の構成を説明する。   First, the structure of the stator 17 is demonstrated using FIG. 13 thru | or FIG.

前例では、固定子17を、U相固定子17U,V相固定子17V,W相固定子17Wを軸方向に並設して形成した。これに対して、本実施例では、固定子17を、図14および15に示すように、図16に示す鉄心ユニット、すなわちU相固定子17U,V相固定子17V,W相固定子17Wを周方向に約120度間隔で並設して形成している。U相固定子17U,V相固定子17V,W相固定子17Wは、図13に示すように、周方向に位置決めされた状態で、フロントブラケット2およびリアブラケット3の環状の段差により軸方向から狭持され固定されている。   In the previous example, the stator 17 is formed by arranging a U-phase stator 17U, a V-phase stator 17V, and a W-phase stator 17W in parallel in the axial direction. In contrast, in this embodiment, the stator 17 is replaced with the iron core unit shown in FIG. 16, that is, the U-phase stator 17U, the V-phase stator 17V, and the W-phase stator 17W as shown in FIGS. It is formed side by side at intervals of about 120 degrees in the circumferential direction. As shown in FIG. 13, the U-phase stator 17U, the V-phase stator 17V, and the W-phase stator 17W are positioned in the circumferential direction and are axially moved by the annular steps of the front bracket 2 and the rear bracket 3 as shown in FIG. It is pinched and fixed.

以下の説明では、U相固定子17Uについて説明するが、他の相の固定子も同様の構成になっている。   In the following description, the U-phase stator 17U will be described, but the stators of the other phases have the same configuration.

U相固定子17Uはその構成要素として、前例と同様に、固定子鉄心18および固定子巻線19を備えている。   The U-phase stator 17U includes a stator core 18 and a stator winding 19 as its constituent elements as in the previous example.

固定子鉄心18は、軸方向に二分割された第1固定子鉄心構成部材188の対が軸方向に対向して構成されている。また、第1固定子鉄心構成部材188は、軸方向に二分割された第2固定子鉄心構成部材18a,18bの対が軸方向に対向して構成されている。すなわち本実施例の固定子鉄心18は、4つの同一形状をなした第2固定子鉄心構成部材から構成されている。   The stator core 18 is configured such that a pair of first stator core constituent members 188 divided in the axial direction is opposed to each other in the axial direction. The first stator core constituting member 188 is configured such that a pair of second stator core constituting members 18a and 18b divided in the axial direction is opposed to each other in the axial direction. That is, the stator core 18 of the present embodiment is composed of four second stator core constituent members having the same shape.

第2固定子鉄心構成部材18a,18bは、それぞれ、円弧状に形成された帯状鉄心部189aと、帯状鉄心部189aの軸方向一端から内周側に張り出すように設けられた固定子ヨーク189bと、固定子ヨーク189bの内周側から軸方向に延びる固定子爪磁極185とを備えている。帯状鉄心部189a、固定子ヨーク189bおよび固定子爪磁極185は一体に形成されている。   The second stator core constituent members 18a and 18b are each formed of a strip-shaped core portion 189a formed in an arc shape, and a stator yoke 189b provided so as to protrude from the axial end of the strip-shaped core portion 189a to the inner peripheral side. And a stator claw magnetic pole 185 extending in the axial direction from the inner peripheral side of the stator yoke 189b. The strip-shaped iron core portion 189a, the stator yoke 189b, and the stator claw magnetic pole 185 are integrally formed.

固定子爪磁極185は、第2固定子鉄心構成部材18a,18bのそれぞれに対して3つ設けられており、どれも同じ形状になっている。固定子爪磁極185の径方向から見た平面形状は、前例の爪部と同様に、先細り形状(スキュー形状)である三角形状あるいは台形状になっている。固定子爪磁極185は、固定子ヨーク189bの周方向一端から周方向に等間隔に配置されおり、固定子ヨーク189bの周方向他端には配置されないようになっている。   Three stator claw magnetic poles 185 are provided for each of the second stator core constituting members 18a and 18b, and all have the same shape. The planar shape seen from the radial direction of the stator claw magnetic pole 185 is a triangular shape or a trapezoidal shape that is a tapered shape (skew shape), like the claw portion of the previous example. The stator claw magnetic poles 185 are arranged at equal intervals in the circumferential direction from one circumferential end of the stator yoke 189b, and are not arranged at the other circumferential end of the stator yoke 189b.

第2固定子鉄心構成部材18a,18bは、それらの対向方向における帯状鉄心部189aの端面同士が軸方向に向かい合って当接し、かつ互いの固定子爪磁極185が間隔を空けて周方向に交互に配置されるように、互いの固定子爪磁極185が噛み合わされることにより、第1固定子鉄心構成部材188を形成している。   In the second stator core constituent members 18a and 18b, the end faces of the strip-shaped core portions 189a in the opposing direction are in contact with each other in the axial direction, and the stator claw magnetic poles 185 are alternately spaced in the circumferential direction. The first stator iron core constituting member 188 is formed by meshing the stator claw magnetic poles 185 with each other.

また、2つの第1固定子鉄心構成部材188は左右対称となるように、すなわち第2固定子鉄心構成部材18b同士の端面が軸方向に向かい合って当接するように、かつ第2固定子鉄心構成部材18bに設けられた固定子爪磁極185同士が当接するように、軸方向に並設されることにより、U相固定子17Uを形成している。本実施例では、固定子鉄心構成部材18bの固定子爪磁極185同士を接触させているので、機械的な強度を向上させることができるとともに、磁束の利用率が向上して出力が向上する。   Further, the two first stator core constituent members 188 are symmetrical to each other, that is, the end surfaces of the second stator core constituent members 18b are in contact with each other in the axial direction, and the second stator core configuration is provided. The U-phase stator 17U is formed by being juxtaposed in the axial direction so that the stator claw magnetic poles 185 provided on the member 18b come into contact with each other. In this embodiment, since the stator claw magnetic poles 185 of the stator core constituting member 18b are in contact with each other, the mechanical strength can be improved and the utilization factor of the magnetic flux is improved and the output is improved.

固定子爪磁極185の内周側表面(回転子13との対向面)には、渦電流を防止するために、前例と同様に、凹凸部による交差溝が形成されている。   On the inner peripheral surface of the stator claw magnetic pole 185 (the surface facing the rotor 13), in order to prevent eddy currents, a crossing groove formed by uneven portions is formed as in the previous example.

帯状鉄心部189aの内周側と、固定子ヨーク189bと、固定子爪磁極185の外周側との間の空間には、巻線導体を円筒状に巻き付けたものを楕円状に変形させ、さらに周方向に湾曲させて鞍状に成形した固定子巻線19が巻回されている。巻線導体には、中心軸に垂直な断面が円形の丸線、中心軸に垂直な断面が矩形の平角線、中心軸に垂直な断面が六角形などの多角形の角線、丸線を相対方向から潰して平角状に成形した成形線のいずれかを採用している。ここで、巻線導体として角線を採用すれば、帯状鉄心部189aの内周側と、固定子ヨーク189bと、固定子爪磁極185の外周側との間の空間内において巻線導体を整列させて巻けるので、帯状鉄心部189aの内周側と、固定子ヨーク189bと、固定子爪磁極185の外周側との間の空間内における固定子巻線19の占積率が向上し、高効率化を達成できる。これと同様の効果は、帯状鉄心部189aの内周側と、固定子ヨーク189bと、固定子爪磁極185の外周側との間の空間内において丸線を潰すようにしても得られる。   In the space between the inner peripheral side of the belt-shaped iron core portion 189a, the stator yoke 189b, and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185, a cylindrical winding conductor is deformed into an elliptical shape, A stator winding 19 that is curved in the circumferential direction and shaped like a bowl is wound. The winding conductor has a round line with a cross section perpendicular to the central axis, a rectangular flat line with a cross section perpendicular to the central axis, a polygonal square line such as a hexagon with a cross section perpendicular to the central axis, and a round line. One of the forming wires that are crushed from the relative direction and formed into a flat rectangular shape is employed. Here, if a square wire is adopted as the winding conductor, the winding conductors are aligned in the space between the inner peripheral side of the strip-shaped iron core 189a, the stator yoke 189b, and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185. As a result, the space factor of the stator winding 19 in the space between the inner peripheral side of the belt-shaped iron core portion 189a, the stator yoke 189b, and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185 is improved. Efficiency can be achieved. The same effect can be obtained by squashing the round line in the space between the inner peripheral side of the belt-shaped iron core portion 189a, the stator yoke 189b, and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185.

固定子巻線19を構成する巻線導体の表面にはエナメル絶縁被覆が施されている。帯状鉄心部189aの内周側と、固定子ヨーク189bと、固定子爪磁極185の外周側との間の空間には、固定子鉄心18と固定子巻線19との間を絶縁するための絶縁紙が装着されている。また、固定子鉄心18と固定子巻線19との間を絶縁は、樹脂成型品(非磁性体)であるボビンに固定子巻線19を巻装し、これを帯状鉄心部189aの内周側と、固定子ヨーク189bと、固定子爪磁極185の外周側との間の空間に装着することでも確保できる。   The surface of the winding conductor constituting the stator winding 19 is provided with enamel insulation coating. In the space between the inner peripheral side of the belt-shaped iron core portion 189a, the stator yoke 189b, and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185, the stator core 18 and the stator winding 19 are insulated from each other. Insulation paper is installed. The stator core 18 and the stator winding 19 are insulated from each other by winding the stator winding 19 around a bobbin, which is a resin molded product (non-magnetic material), and connecting the stator winding 19 to the inner periphery of the strip-shaped core portion 189a. This can also be ensured by mounting in the space between the side, the stator yoke 189b, and the outer peripheral side of the stator claw magnetic pole 185.

また、固定子巻線19は、径方向に幅狭で軸方向に幅広となるような扁平状に巻回されており、周方向両端に形成される一対のコイルエンド部191と、コイルエンド部191の間にある一対の周方向巻回部192とを有している。   The stator winding 19 is wound in a flat shape that is narrow in the radial direction and wide in the axial direction, and includes a pair of coil end portions 191 formed at both ends in the circumferential direction, and a coil end portion. 191 and a pair of circumferential winding portions 192.

周方向巻回部192は、別々の第1固定子鉄心構成部材188の帯状鉄心部189aと固定子爪磁極185との間に配置されるように、第2固定子鉄心構成部材18a,18bを固定子巻線19の周りに組み付ける。このため、固定子爪磁極185は、固定子巻線19の内周側開口および外周側を通り、回転子13側に突出することになる。第2固定子鉄心構成部材18a,18bの周方向一端には固定子爪磁極185を有するが、周方向他端には固定子爪磁極185がない。このため、コイルエンド部191は、固定子鉄心18の周方向一端側には大きく突出するが、固定子鉄心18の周方向他端側にはほとんど突出しない。このような構成によれば、固定子17における爪磁極数を出来るだけ多くすることができる。本実施例では、V相固定子17VおよびW相固定子17WもU相固定子17Uと同様に、6つの固定子爪磁極185を備えた構成になるので、固定子17の固定子爪磁極185の数は全部で18極となる。   The circumferentially wound portion 192 includes the second stator core constituent members 18a and 18b so as to be disposed between the strip-shaped core portion 189a and the stator claw magnetic pole 185 of the separate first stator core constituent members 188. Assemble around the stator winding 19. For this reason, the stator claw magnetic pole 185 passes through the inner peripheral side opening and the outer peripheral side of the stator winding 19 and protrudes toward the rotor 13. The second stator core constituent members 18a and 18b have a stator claw magnetic pole 185 at one circumferential end, but do not have a stator claw magnetic pole 185 at the other circumferential end. For this reason, the coil end portion 191 protrudes greatly at one end side in the circumferential direction of the stator core 18, but hardly protrudes at the other end side in the circumferential direction of the stator core 18. According to such a configuration, the number of claw magnetic poles in the stator 17 can be increased as much as possible. In the present embodiment, the V-phase stator 17V and the W-phase stator 17W are configured to include six stator claw magnetic poles 185, similarly to the U-phase stator 17U. The total number is 18 poles.

次に、図13および図14に用いて、回転子13の構成を説明する。   Next, the structure of the rotor 13 is demonstrated using FIG. 13 and FIG.

回転子13は、図13および14に示すように、周方向に隣接する爪形磁極部13bの爪部の間に永久磁石を装着していない。また、回転子13の爪形磁極部13bの数が20となっている。本実施例では、回転子13の爪形磁極部13bの数が20であるのに対して、固定子17の固定子爪磁極185の数が18であり、回転子13の磁極に対して、固定子17の磁極が2つ少ない。ここで、車両用交流発電機の特性としては、固定子の磁極数に対する回転子の磁極数の比は大きい方がよい。本実施例の場合、固定子17の磁極数が18で回転子13の磁極数が20であるので、固定子の磁極数に対する回転子の磁極数の比を0.9と比較的大きくできる。固定子17の固定子爪磁極185と回転子13の爪形磁極部13bの周方向幅はほぼ等しい。このため、固定子17の固定子爪磁極185が2つ少ない分の幅は、各相の固定子17U,17V,17Wの間の周方向における隙間となる。   As shown in FIGS. 13 and 14, the rotor 13 has no permanent magnet mounted between the claw portions of the claw-shaped magnetic pole portions 13b adjacent in the circumferential direction. Further, the number of claw-shaped magnetic pole portions 13b of the rotor 13 is 20. In this embodiment, the number of claw-shaped magnetic pole portions 13b of the rotor 13 is 20, whereas the number of stator claw magnetic poles 185 of the stator 17 is 18, The stator 17 has two fewer magnetic poles. Here, as a characteristic of the AC generator for a vehicle, the ratio of the number of magnetic poles of the rotor to the number of magnetic poles of the stator is preferably large. In this embodiment, since the number of magnetic poles of the stator 17 is 18 and the number of magnetic poles of the rotor 13 is 20, the ratio of the number of magnetic poles of the rotor to the number of magnetic poles of the stator can be made relatively large, 0.9. The circumferential widths of the stator claw magnetic pole 185 of the stator 17 and the claw-shaped magnetic pole portion 13b of the rotor 13 are substantially equal. For this reason, the width of the stator 17 corresponding to the smaller number of the two stator claw magnetic poles 185 is a gap in the circumferential direction between the stators 17U, 17V, and 17W of each phase.

また、本実施例では、回転子13のリアブラケット3側にのみファン14bを設けている。また、ファン14bの外径は回転子13の外径よりも大きい。ファン14bは、内周側から外周側に冷却風を流すためのものである。このため、回転子13の軸方向両側にファン14bを設けても冷却風が効果的に固定子17のまわりを通過しない。そこで、本実施例では、回転子13よりも外径が大きなファン14bを回転子13のリアブラケット3側のみに設け、各相の固定子17の間を冷却風が通過するようにさせている。このような構成によれば整流回路16も冷却できる。   In the present embodiment, the fan 14b is provided only on the rear bracket 3 side of the rotor 13. Further, the outer diameter of the fan 14 b is larger than the outer diameter of the rotor 13. The fan 14b is for flowing cooling air from the inner peripheral side to the outer peripheral side. For this reason, even if the fans 14 b are provided on both axial sides of the rotor 13, the cooling air does not effectively pass around the stator 17. Therefore, in this embodiment, a fan 14b having an outer diameter larger than that of the rotor 13 is provided only on the rear bracket 3 side of the rotor 13 so that cooling air passes between the stators 17 of the respective phases. . According to such a configuration, the rectifier circuit 16 can also be cooled.

次に、図17を用いて、固定子17の製造方法を説明する。   Next, the manufacturing method of the stator 17 is demonstrated using FIG.

なお、本実施例においても、前例と同様に、厚さが0.05〜0.30mmの鋼板を積層することにより固定子鉄心18が構成されている。   In the present embodiment, as in the previous example, the stator core 18 is formed by laminating steel plates having a thickness of 0.05 to 0.30 mm.

本実施例の固定子鉄心18に使用する鋼板は、エッチング加工により図17(a)および図17(b)に示す形状に成形される。ここで、図17(a)に示す鋼板は、固定子鉄心18の最も内側に配置されるものを示す。図17(b)に示す鋼板は、固定子鉄心18の最も外側に配置されるものを示す。それらの鋼板を比較してわかるように、固定子鉄心18の内側に配置される鋼板と外側に配置される鋼板とでは、少しずつ形状が異なっている。これは、前例と同様に、最終的に積層した状態で鋼板を一方向に折り曲げた際、積層面を揃えるためである。   The steel plate used for the stator core 18 of the present embodiment is formed into the shape shown in FIGS. 17A and 17B by etching. Here, the steel plate shown in FIG. 17 (a) is the one disposed on the innermost side of the stator core 18. The steel plate shown in FIG. 17 (b) shows that disposed on the outermost side of the stator core 18. As can be seen by comparing these steel sheets, the steel sheet disposed inside the stator core 18 and the steel sheet disposed outside are slightly different in shape. This is because, as in the previous example, when the steel plates are bent in one direction in the final laminated state, the laminated surfaces are aligned.

エッチング加工により成形された鋼板の形状は、基本的には、前例の鋼板の形状を周方向にほぼ3等分した形状であり、具体的には120度よりも、固定子巻線19のコイルエンド部191の分だけ小さい角度で分割された形状になる。鋼板は、図17(a)および図17(b)に示すように、円弧状に形成された円弧状板部1861と、この円弧状板部1861における内周側に突出する3つの凸状板部187を有する形状に成形される。最終的には、円弧状板部1861が帯状鉄心部189aおよび固定子ヨーク189b、凸状板部187が固定子爪磁極185になる。凸状板部187は、前例と同様に、固定子爪磁極185の形状と一致している。また、図17(a)と図17(b)とを比較すれば明らかなように、両者間では、凸状板部187の径方向の突出長および円弧状板部1861の周方向幅が若干異なっている。   The shape of the steel plate formed by etching is basically a shape obtained by dividing the shape of the steel plate of the previous example into approximately three equal parts in the circumferential direction. Specifically, the coil of the stator winding 19 is more than 120 degrees. The shape is divided at a small angle by the end portion 191. As shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b), the steel plate has an arcuate plate portion 1861 formed in an arc shape and three convex plates projecting toward the inner peripheral side of the arcuate plate portion 1861. A shape having a portion 187 is formed. Eventually, the arc-shaped plate portion 1861 becomes the band-shaped iron core portion 189a and the stator yoke 189b, and the convex plate portion 187 becomes the stator claw magnetic pole 185. The convex plate portion 187 matches the shape of the stator claw magnetic pole 185 as in the previous example. Further, as is clear from comparison between FIG. 17 (a) and FIG. 17 (b), the protruding length in the radial direction of the convex plate portion 187 and the circumferential width of the arc-shaped plate portion 1861 are slightly between them. Is different.

図17(a)に示すように、固定子鉄心18の最も内側に配置される鋼板の凸状板部187の表面にはスリット加工が施され、複数の凹凸部が形成されている。複数の凹凸部は、前述した交差溝を形成するものであり、凸状板部187の周方向の幅方向に延びる複数の幅方向溝と、幅方向溝に対して略垂直に延びる複数の垂直溝とを形成している。これらの溝は、鋼板をエッチング加工すると同時にエッチング加工により成形している。それぞれの溝の深さは鋼板の板厚よりも浅い。また、図17(a)のA−A′断面で示したように、溝の幅は底部側よりも開口側が若干広くなっている。   As shown in FIG. 17A, the surface of the convex plate portion 187 of the steel plate disposed on the innermost side of the stator core 18 is subjected to slit processing to form a plurality of uneven portions. The plurality of concavo-convex portions form the above-described intersecting grooves, and a plurality of width-direction grooves extending in the circumferential width direction of the convex plate portion 187 and a plurality of vertical portions extending substantially perpendicular to the width-direction grooves. Forming a groove. These grooves are formed by etching simultaneously with the etching of the steel sheet. The depth of each groove is shallower than the thickness of the steel plate. Further, as shown in the AA ′ cross section of FIG. 17A, the width of the groove is slightly wider on the opening side than on the bottom side.

一方、図17(b)に示すように、固定子鉄心18の最も外側に配置される鋼板の凸状板部187の表面には凹凸を設けていない。これは、固定子鉄心18の外周側では、渦電流の影響が少ないからである。積層される鋼板において、凸状板部187の表面に凹凸を成形するか否かは、車両用交流発電機の仕様に応じて変更することが可能である。車両用交流発電機の仕様によっては、全ての鋼板の凸状板部187の表面に凹凸を成形しても構わない。溝(凹凸部)の効果は前例と同様である。   On the other hand, as shown in FIG. 17B, the surface of the convex plate portion 187 of the steel plate disposed on the outermost side of the stator core 18 is not provided with irregularities. This is because the influence of the eddy current is small on the outer peripheral side of the stator core 18. In the laminated steel plate, whether or not the unevenness is formed on the surface of the convex plate portion 187 can be changed according to the specification of the vehicle alternator. Depending on the specifications of the vehicular AC generator, irregularities may be formed on the surfaces of the convex plate portions 187 of all the steel plates. The effect of the groove (uneven portion) is the same as the previous example.

円弧状板部1861には複数の締結部20が設けられている。締結部20の構成は前例と同様である。締結部20は、周方向の3箇所に等間隔に形成されており、周方向に隣り合う凸状板部187の間の周方向の中間位置に配置されている。   The arcuate plate portion 1861 is provided with a plurality of fastening portions 20. The configuration of the fastening portion 20 is the same as the previous example. The fastening portions 20 are formed at three equal intervals in the circumferential direction, and are disposed at intermediate positions in the circumferential direction between the convex plate portions 187 adjacent in the circumferential direction.

締結部20により一体化されて積層たれた複数の鋼板は、凸状板部187が鋼板の板厚方向に直角に折り曲げられるとともに、円弧状板部1861の外周側もが凸状板部187と同じ方向に直角に折り曲げられる。図17(c)には、凸状板部187および円弧状板部1861を折り曲げた状態を正面から状態を示す。図17(c)から判るように、全ての鋼板の形状を変化させているので、積層面は同一面となるように揃っている。積層鋼板の製作にあたっては、同じ大きさの鋼板を積層し、折り曲げた箇所の積層面を切削加工して積層面を揃えてもよいし、鋼板を積層した後に折り曲げるのではなく、折り曲げる位置を変えて鋼板を一枚づつ折り曲げ、その後、鋼板を積層してもよい。以上により、第2固定子鉄心構成部材18a,18bを製造する。   In the plurality of steel plates integrated and laminated by the fastening portion 20, the convex plate portion 187 is bent at right angles to the plate thickness direction of the steel plate, and the outer peripheral side of the arc-shaped plate portion 1861 is also the convex plate portion 187. Folded at right angles in the same direction. FIG. 17C shows a state where the convex plate portion 187 and the arc-shaped plate portion 1861 are bent from the front. As can be seen from FIG. 17 (c), since the shapes of all the steel plates are changed, the laminated surfaces are aligned to be the same surface. In the production of laminated steel sheets, the same size steel sheets may be laminated, the laminated surface of the bent part may be cut and the laminated surface may be aligned, or the folded position may be changed instead of folding after the steel sheets are laminated. The steel plates may be bent one by one, and then the steel plates may be laminated. Thus, the second stator core constituting members 18a and 18b are manufactured.

その後、周方向に湾曲させた楕円状、すなわち鞍状に巻回された固定子巻線19をボビンや絶縁紙などによって一体化し、その内周側から2つの第2固定子鉄心構成部材18bを挿入する。この時、2つの第2固定子鉄心構成部材18bは、固定子ヨーク189bの外側同士を軸方向に当接させた状態で、帯状鉄心部189a側から固定子巻線19の内周に挿入される。2つの第2固定子鉄心構成部材18bを固定子巻線19の内周に挿入するにあたっては、両者の帯状鉄心部189aの当接部位を予め溶接などで一体化してもよいが、固定子巻線19の内周に挿入した後に一体化しても構わない。固定子巻線19の内周に挿入した後に2つの第2固定子鉄心構成部材18bを一体化する場合には、2つの第2固定子鉄心構成部材18bを固定子爪磁極185側から固定子巻線19の内周に挿入することもできる。   After that, the stator winding 19 wound in the circumferential direction, that is, in the shape of a bowl, is integrated with a bobbin, insulating paper, or the like, and two second stator core constituent members 18b are connected from the inner peripheral side. insert. At this time, the two second stator core constituent members 18b are inserted into the inner periphery of the stator winding 19 from the side of the strip-shaped core portion 189a with the outer sides of the stator yoke 189b in contact with each other in the axial direction. The When the two second stator core constituent members 18b are inserted into the inner periphery of the stator winding 19, the contact portions of the two band-shaped core portions 189a may be integrated in advance by welding or the like. They may be integrated after being inserted into the inner periphery of the wire 19. When the two second stator core constituent members 18b are integrated after being inserted into the inner periphery of the stator winding 19, the two second stator core constituent members 18b are connected to the stator claw magnetic pole 185 side from the stator. It can also be inserted into the inner periphery of the winding 19.

なお、2つの第2固定子鉄心構成部材18bを固定子巻線19の内周に挿入するにあたっては、2つの第2固定子鉄心構成部材18bの帯状鉄心部189aの軸方向幅を短く形成し、外側に配置される2つの第2固定子鉄心構成部材18aの帯状鉄心部189aの軸方向幅をその分長く形成しておくと、2つの第2固定子鉄心構成部材18bの帯状鉄心部189a側からの挿入が容易になる。   When the two second stator core constituent members 18b are inserted into the inner periphery of the stator winding 19, the axial width of the strip-shaped core portions 189a of the two second stator core constituent members 18b is formed short. If the axial widths of the strip-shaped core portions 189a of the two second stator core constituent members 18a disposed on the outside are formed to be longer by that amount, the strip-shaped core portions 189a of the two second stator core constituent members 18b are formed. Easy to insert from the side.

次に、固定子巻線19の内周に挿入した2つの第2固定子鉄心構成部材18bの帯状鉄心部189aにおける積層面のそれぞれに対して、第2固定子鉄心構成部材18aにおける帯状鉄心部189aの積層面を当接させて、その当接部分を溶接などで固着し、2つの第2固定子鉄心構成部材18a,18bを一体に固定する。これにより、図16に示すように、U相固定子17Uを製造できる。V相固定子17V、W相固定子17Wについても同様に製造できる。2つの第2固定子鉄心構成部材18a,18bを一体に固定する方法としては、互いの固定子爪磁極185間の隙間に樹脂を充填して固定する方法もある。また、固定子爪磁極185は、積層した鋼板同士を接合させておく必要がある。その接合方法としては、固定子爪磁極185における積層面を樹脂などの非磁性体でモールドして接合する方法、接着剤により接着する方法などがある。   Next, with respect to each of the laminated surfaces of the strip-shaped core portions 189a of the two second stator core constituting members 18b inserted in the inner periphery of the stator winding 19, the strip-shaped core portions of the second stator core constituting member 18a. The laminated surface of 189a is brought into contact, and the contact portion is fixed by welding or the like, and the two second stator core constituting members 18a and 18b are fixed integrally. Thereby, as shown in FIG. 16, U-phase stator 17U can be manufactured. The V-phase stator 17V and the W-phase stator 17W can be manufactured similarly. As a method of fixing the two second stator core constituent members 18a and 18b integrally, there is a method of filling the gap between the stator claw magnetic poles 185 with resin and fixing. Moreover, the stator claw magnetic pole 185 needs to join the laminated steel plates. As the bonding method, there are a method of bonding the laminated surface of the stator claw magnetic pole 185 with a non-magnetic material such as resin, and a method of bonding with an adhesive.

また、第2固定子鉄心構成部材18a,18bの帯状鉄心部189a同士の接合には別な方法も適用できる。図18を用いて以下に説明する。   Further, another method can be applied to the joining of the belt-like core portions 189a of the second stator core constituent members 18a and 18b. This will be described below with reference to FIG.

図18に示すように、第2固定子鉄心構成部材18aの帯状鉄心部189aにおける積層面は、図中右側に示すとおり、の軸方向幅が長い鋼板と短い鋼板が交互に積層されている。一方、第2固定子鉄心構成部材18aの帯状鉄心部189aにおける積層面は、軸方向幅が長い鋼板と短い鋼板が、第2固定子鉄心構成部材18aとは全く逆になるように積層されている。これにより、帯状鉄心部189a同士を軸方向に突き合わせ、帯状鉄心部189aの積層面から延びる長い鋼板を交互に重ねて接合できる。このような接合によれば、磁束が通り易くなり、効率を向上できる。また、帯状鉄心部189aの積層面から延びる長い鋼板を交互に重ねて接合できる理由としては、エッチング加工を用いていることに大きな要因がある。エッチング加工を用いれば、ダレやバリなどがない高精度な加工面を得ることができる。したがって、図18に示すような接合ができる。また、固定子17は、最終的には、図13に示すように、フロントブラケット2とリアブラケット3によって軸方向から挟持されて固定されるので、第2固定子鉄心構成部材18a,18b同士がバラバラにならずに組み付けることができる。これにより、帯状鉄心部189aにおける積層面同士の溶接を省くこともできる。   As shown in FIG. 18, the laminated surface in the strip-shaped core part 189a of the second stator core constituting member 18a is formed by alternately laminating long steel sheets and short steel sheets as shown on the right side in the drawing. On the other hand, the laminating surface of the second stator core constituent member 18a in the strip-shaped core portion 189a is laminated such that a long steel plate and a short steel plate are opposite to the second stator core constituent member 18a. Yes. Thereby, the strip | belt-shaped iron core parts 189a are faced | matched to an axial direction, and the long steel plate extended from the laminated surface of the strip | belt-shaped iron core part 189a can be piled up alternately and can be joined. According to such joining, magnetic flux can easily pass and efficiency can be improved. In addition, the reason why the long steel plates extending from the laminated surface of the strip-shaped iron core portion 189a can be alternately stacked and joined is that the etching process is used. If etching is used, a highly accurate processed surface free from sagging or burrs can be obtained. Therefore, joining as shown in FIG. 18 is possible. Further, as shown in FIG. 13, the stator 17 is finally sandwiched and fixed between the front bracket 2 and the rear bracket 3 in the axial direction, so that the second stator core constituent members 18a and 18b are fixed to each other. Can be assembled without falling apart. Thereby, the welding of the lamination | stacking surfaces in the strip | belt-shaped iron core part 189a can also be omitted.

次に、図18及び図19を用いて、固定子爪磁極185に発生する渦電流対策を説明する。   Next, countermeasures against eddy currents generated in the stator claw magnetic pole 185 will be described with reference to FIGS. 18 and 19.

渦電流は、固定子爪磁極185の表面で円を描くように発生する。このため、一方向に設けた溝では、溝を設けない方向には流れやすくなるため、十分な効果が得られない。従来の溝加工は旋盤やネジ切り機などの回転を利用していたため、同一方向の加工しかできなかった。しかし、エッチング加工を用いれば自由にパターンを選択できる。たとえば図18における図中下側に示す拡大図のように、板厚よりも浅く、さらに溝幅も非常に狭くした格子状の加工ができる。本実施例では、溝ピッチ0.3mm、溝幅50μmの縦横の溝を数多く設けているので、渦電流の低減効果が大きい。   The eddy current is generated so as to draw a circle on the surface of the stator claw magnetic pole 185. For this reason, in the groove | channel provided in one direction, since it becomes easy to flow in the direction which does not provide a groove | channel, sufficient effect is not acquired. Since conventional grooving uses rotation of a lathe or a threading machine, machining in the same direction was only possible. However, the pattern can be freely selected by using etching. For example, as shown in the enlarged view on the lower side in FIG. 18, it is possible to perform a lattice-like processing that is shallower than the plate thickness and has a very narrow groove width. In this embodiment, since a large number of vertical and horizontal grooves having a groove pitch of 0.3 mm and a groove width of 50 μm are provided, the effect of reducing eddy current is great.

なお、エッチング加工を用いれば、溝のパターンは格子状に限らず、様々なパターンを採用できる。その代表例を図19に示す。図19(a)に示すパターンは、略十字形のものを並べて配置し、略十字形のパターンの位置を列によって異ならせている。詳細に説明すると、一列目の隣り合う略十字形のパターンの中間に2列目の略十字形のパターンが位置するようになっている。略十字形のパターン以外にも図19(b)に示すような渦巻き形状のものや、図19(c)に示すような略L字形のパターンを対向させて略四角形状のパターンとしたもの、さらには、線で構成するのではなく、図19(d)に示すような星形の溝としても同様の効果が得られる。以上説明したように、渦電流は、2種類以上の方向を持つパターンを複数の溝で構成すると効果的に低減できる。さらに、渦電流は、それらのパターンの配列が、一方向には連続し、他の方向には位相差をもって構成されるとより効果的に低減できる。   If etching is used, the groove pattern is not limited to a lattice pattern, and various patterns can be employed. A typical example is shown in FIG. The patterns shown in FIG. 19A are arranged in a substantially cross shape, and the positions of the substantially cross pattern are different depending on the columns. More specifically, the second row of substantially cross-shaped patterns is positioned in the middle of the first row of adjacent substantially cross-shaped patterns. In addition to the substantially cross-shaped pattern, a spiral-shaped pattern as shown in FIG. 19 (b), or a substantially rectangular pattern formed by opposing a substantially L-shaped pattern as shown in FIG. 19 (c), Further, the same effect can be obtained by using a star-shaped groove as shown in FIG. As described above, the eddy current can be effectively reduced by forming a pattern having two or more types of directions with a plurality of grooves. Furthermore, the eddy current can be reduced more effectively if the arrangement of these patterns is continuous in one direction and has a phase difference in the other direction.

以上説明したように、本実施例によれば、前例と同様の作用効果が得られる。また、本実施例では、前例のように、各相の固定子17を軸方向に並設せず、周方向に並設しているので、各相間における磁束のバラツキを抑制できる。加えて、本実施例では、各相の固定子17の間にファン14bによる冷却風を流すことができるので、固定子17の冷却性を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the same effect as the previous example can be obtained. Further, in this embodiment, as in the previous example, the stators 17 of the respective phases are not juxtaposed in the axial direction, but are juxtaposed in the circumferential direction, so that variations in magnetic flux between the respective phases can be suppressed. In addition, in this embodiment, since the cooling air by the fan 14b can be flowed between the stators 17 of the respective phases, the cooling performance of the stator 17 can be improved.

第1実施例における車両用交流発電機の側面断面である。It is a side cross section of the alternating current generator for vehicles in the 1st example. 第1実施例における回転子を斜視図で表したものである。The rotor in 1st Example is represented with the perspective view. 第1実施例における回転子固定子鉄心を説明した図である。It is a figure explaining the rotor stator core in 1st Example. 電磁鋼板の板厚と鉄損との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the board thickness of an electromagnetic steel plate, and an iron loss. 珪素鋼板における珪素含有量と鉄損との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the silicon content and iron loss in a silicon steel plate. エッチング加工による代表的な加工断面形状を示す図である。It is a figure which shows the typical process cross-sectional shape by an etching process. パンチング加工による代表的な加工断面形状を示す図である。It is a figure which shows the typical process cross-sectional shape by a punching process. 第2実施例における車両用交流発電機の側面断面である。It is a side cross section of the AC generator for vehicles in the 2nd example. 第2実施例における1つの相の固定子を斜視図で表したものである。The stator of the one phase in 2nd Example is represented with the perspective view. 第2実施例における固定子鉄心を構成する鋼板を示す図である。It is a figure which shows the steel plate which comprises the stator core in 2nd Example. 第2実施例における3相分の固定子を斜視図で表したものである。The stator for 3 phases in 2nd Example is represented with the perspective view. 第2実施例における固定子と回転子を斜視図で表したものである。The stator and rotor in 2nd Example are represented with the perspective view. 第3実施例における車両用交流発電機の側面断面である。It is a side cross section of the AC generator for vehicles in the 3rd example. 第3実施例における固定子と回転子を斜視図で表したものである。The stator and rotor in 3rd Example are represented with the perspective view. 第3実施例における固定子のみを斜視図で表したものである。Only the stator in 3rd Example is represented with the perspective view. 第3実施例における1つの相の固定子を斜視図で表したものである。The stator of the one phase in 3rd Example is represented with the perspective view. 第3実施例における固定子鉄心を構成する鋼板を示す図である。It is a figure which shows the steel plate which comprises the stator core in 3rd Example. 第3実施例における固定子鉄心の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the stator core in 3rd Example. エッチング加工を用いて成形した他の溝パターンを示す図である。It is a figure which shows the other groove pattern shape | molded using the etching process.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両用交流発電機
13 回転子
13b 爪磁極部
15 界磁巻線
17 固定子
18 固定子鉄心
19 固定子巻線
20 締結部
181 コアバック
182 ティース
183 スロット
185 固定子爪磁極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle alternator 13 Rotor 13b Claw magnetic pole part 15 Field winding 17 Stator 18 Stator iron core 19 Stator winding 20 Fastening part 181 Core back 182 Teeth 183 Slot 185 Stator claw magnetic pole

Claims (34)

回転動力を受けて回転する回転子と、
該回転子に空隙を介して対向配置された固定子鉄心、および該固定子鉄心に装着された固定子巻線を備え、前記回転子からの磁束の作用により前記固定子巻線に電圧が誘起される固定子と、を有し、
前記固定子鉄心は、鋼板を加工して得られた複数の鉄心板が、該鉄心板の板厚方向に積層されて形成されたものであり、
前記鉄心板の各部位のうち、少なくとも前記回転子に近接した部位の前記加工が施された断面の形状は、前記鉄心板を板厚方向に2等分する面に対してほぼ対称である、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
A rotor that rotates by receiving rotational power;
A stator core disposed opposite to the rotor via a gap, and a stator winding mounted on the stator core, and voltage is induced in the stator winding by the action of magnetic flux from the rotor. Having a stator, and
The stator core is formed by laminating a plurality of core plates obtained by processing a steel plate in the thickness direction of the core plate,
Of each part of the iron core plate, the shape of the cross section subjected to the processing of at least the part close to the rotor is substantially symmetric with respect to a plane that bisects the iron core plate in the plate thickness direction.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項1に記載の車両用交流発電機において、
前記鋼板の板厚は0.05〜0.30mmである、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle alternator according to claim 1,
The steel plate has a thickness of 0.05 to 0.30 mm.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項1に記載の車両用交流発電機において、
前記鋼板は電磁鋼板であり、Cを0.001〜0.060重量%、Mnを0.1〜0.6重量%、Pを0.03重量%以下、Sを0.03重量%以下、Crを0.1 重量%以下、Alを0.8 重量%以下、Siを0.5〜7.0重量%、Cuを0.01〜0.20重量%、含有してなり、残部が不可避な不純物およびFeからなる、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle alternator according to claim 1,
The steel plate is an electromagnetic steel plate, C is 0.001 to 0.060 wt%, Mn is 0.1 to 0.6 wt%, P is 0.03 wt% or less, S is 0.03 wt% or less, Containing 0.1% by weight or less of Cr, 0.8% by weight or less of Al, 0.5 to 7.0% by weight of Si, 0.01 to 0.20% by weight of Cu, and the remainder is inevitable Consisting of various impurities and Fe,
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項1に記載の車両用交流発電機において、
前記固定子鉄心の積層方向に隣接する前記鉄心板の間には、前記固定子鉄心の積層方向における厚さが前記鉄心板の板厚よりも薄い前記絶縁被膜が施されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle alternator according to claim 1,
Between the core plates adjacent to each other in the stacking direction of the stator core, the insulating coating in which the thickness in the stacking direction of the stator core is thinner than the thickness of the core plate is applied,
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項4に記載の車両用交流発電機において、
前記固定子鉄心の積層方向における前記絶縁皮膜の厚さは0.01〜0.2μmである、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle AC generator according to claim 4,
The thickness of the insulating film in the stacking direction of the stator core is 0.01 to 0.2 μm.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項1に記載の車両用交流発電機において、
前記回転子は、前記固定子に近接した複数の爪形回転磁極を有する鉄心、および該鉄心に巻装された界磁巻線を備えたルンデル型回転子であり、
前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面には複数の溝が形成されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle alternator according to claim 1,
The rotor is a Rundel type rotor including an iron core having a plurality of claw-shaped rotating magnetic poles close to the stator, and a field winding wound around the iron core,
A plurality of grooves are formed on a surface of the claw-shaped rotating magnetic pole facing the stator.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項6に記載の車両用交流発電機において、
前記複数の溝は、前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面の表面がエッジング加工により剥ぎ取られて形成されたものである、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 6,
The plurality of grooves are formed by peeling off the surface of the claw-shaped rotating magnetic pole facing the stator by edging.
A vehicle alternator characterized by the above.
回転動力を受けて回転する回転子と、
該回転子に空隙を介して対向配置された固定子鉄心、および該固定子鉄心に装着された固定子巻線を備え、前記回転子からの磁束の作用により前記固定子巻線に電圧が誘起される固定子と、を有し、
前記固定子鉄心は、鋼板を加工して得られた複数の鉄心板が、該鉄心板の板厚方向に積層されて形成されたものであり、さらには、前記回転子に近接して周方向に配置された複数の固定磁極および該固定磁極の間を前記回転子の側とは反対側において接続する継鉄から構成されており、
前記鉄心板の各部位のうち、少なくとも前記磁極を形成する部位の前記加工が施された断面の形状は、前記鉄心板を板厚方向に2等分する面に対してほぼ対称である、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
A rotor that rotates by receiving rotational power;
A stator core disposed opposite to the rotor via a gap, and a stator winding mounted on the stator core, and voltage is induced in the stator winding by the action of magnetic flux from the rotor. Having a stator, and
The stator core is formed by laminating a plurality of iron core plates obtained by processing a steel plate in the thickness direction of the iron core plate, and further in the circumferential direction in the vicinity of the rotor. A plurality of fixed magnetic poles and a yoke connecting the fixed magnetic poles on the side opposite to the rotor side,
Of each part of the iron core plate, at least the shape of the cross-section subjected to the processing of the part forming the magnetic pole is substantially symmetric with respect to a plane that bisects the iron core plate in the thickness direction.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項8に記載の車両用交流発電機において、
前記継鉄は、前記鉄心板が、前記回転子の回転軸の延びる方向と同じ方向に積層されて形成された円筒形鉄心部であり、
前記固定磁極は、前記継鉄の前記回転子の側の周面に沿って周方向に配置され、かつ前記継鉄の前記回転子の側から前記回転子に向かって延びる歯形鉄心部であるとともに、前記継鉄の前記回転子の側の周面に沿って前記鉄心板が、前記回転子の回転軸の延びる方向と同じ方向に積層されて形成されており、
前記固定子巻線は、前記周方向に隣接する固定磁極の間に収納された巻線導体により構成されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 8, wherein
The yoke is a cylindrical core part formed by laminating the iron core plate in the same direction as the direction in which the rotation axis of the rotor extends.
The fixed magnetic pole is a tooth-shaped core that is disposed in a circumferential direction along a circumferential surface of the yoke on the rotor side and extends from the rotor side of the yoke toward the rotor. The iron core plate is laminated in the same direction as the direction in which the rotation axis of the rotor extends along the peripheral surface of the yoke on the rotor side,
The stator winding is composed of a winding conductor housed between fixed magnetic poles adjacent in the circumferential direction.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項9に記載の車両用交流発電機において、
前記回転子は、前記固定子に近接した複数の爪形回転磁極を有する鉄心、および該鉄心に巻装された界磁巻線を備えたルンデル型回転子である、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle alternator according to claim 9,
The rotor is a Rundel type rotor including an iron core having a plurality of claw-shaped rotating magnetic poles close to the stator, and a field winding wound around the iron core.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項10に記載の車両用交流発電機において、
前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面には複数の溝が形成されており、
前記複数の溝は、前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面の表面がエッジング加工により剥ぎ取られて形成されたものである、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle AC generator according to claim 10,
A plurality of grooves are formed on the surface of the claw-shaped rotating magnetic pole facing the stator,
The plurality of grooves are formed by peeling off the surface of the claw-shaped rotating magnetic pole facing the stator by edging.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項8に記載の車両用交流発電機において、
前記固定子鉄心は、前記継鉄および前記固定磁極を備えた複数の鉄心ユニットが、前記回転子の回転軸の延びる方向と同じ方向に組み合わされて構成されたものであり、
前記鉄心ユニットのそれぞれにおける継鉄は、前記鉄心板が、前記回転子の径方向に積層されて形成された短環形鉄心部であり、
前記鉄心ユニットのそれぞれにおける固定磁極は、前記継鉄の前記回転子の側の周面に沿って周方向に配置され、かつ前記継鉄の前記回転子の側から前記回転子の側に延び、さらには、その延びた先端に、前記継鉄の前記回転子の側の周面に沿って周方向に配置されて前記回転子に最も近接した複数の爪部を有する爪形鉄心部であり、
前記鉄心ユニットのそれぞれにおける複数の爪部は、前記回転子との対向方向に前記鉄心板が積層されて形成されており、
前記固定子巻線は、前記鉄心ユニットのそれぞれにおいて、前記継鉄と前記複数の爪部との間に収納された巻線導体により構成されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 8, wherein
The stator core is configured by combining a plurality of iron core units including the yoke and the fixed magnetic pole in the same direction as the direction in which the rotation axis of the rotor extends,
The yoke in each of the iron core units is a short ring iron core portion formed by laminating the iron core plate in the radial direction of the rotor,
The fixed magnetic pole in each of the iron core units is arranged in a circumferential direction along the circumferential surface of the yoke on the rotor side, and extends from the rotor side of the yoke to the rotor side, Furthermore, a claw-shaped iron core portion having a plurality of claw portions arranged in the circumferential direction along the circumferential surface on the rotor side of the yoke at the extended tip, and closest to the rotor,
The plurality of claw portions in each of the iron core units are formed by laminating the iron core plates in a direction facing the rotor,
The stator winding is constituted by a winding conductor housed between the yoke and the plurality of claws in each of the iron core units.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項12に記載の車両用交流発電機において、
前記回転子は、前記固定子に近接した複数の爪形回転磁極を有する鉄心、および該鉄心に巻装された界磁巻線を備えたルンデル型回転子である、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 12,
The rotor is a Rundel type rotor including an iron core having a plurality of claw-shaped rotating magnetic poles close to the stator, and a field winding wound around the iron core.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項13に記載の車両用交流発電機において、
前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面には複数の溝が形成されており、
前記複数の溝は、前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面の表面がエッジング加工により筋状に剥ぎ取られて形成されたものである、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 13,
A plurality of grooves are formed on the surface of the claw-shaped rotating magnetic pole facing the stator,
The plurality of grooves are formed by stripping the surface of the claw-shaped rotating magnetic pole facing the stator in a streak shape by edging.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項12に記載の車両用交流発電機において、
前記複数の爪部の前記回転子との対向面には、複数の方向に延びた複数の溝が形成されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 12,
A plurality of grooves extending in a plurality of directions are formed on a surface of the plurality of claw portions facing the rotor.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項15に記載の車両用交流発電機において、
前記複数の溝は、前記回転子との対向面の表面がエッジング加工により剥ぎ取られて形成されたものである、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 15,
The plurality of grooves are formed by peeling off the surface of the surface facing the rotor by edging.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項12に記載の車両用交流発電機において、
前記鉄心ユニットのそれぞれには隣り合う鉄心ユニットとの締結部が設けられている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 12,
Each of the iron core units is provided with a fastening portion with an adjacent iron core unit,
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項15に記載の車両用交流発電機において、
前記溝の深さは前記鉄心板の板厚よりも浅い、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 15,
The depth of the groove is shallower than the thickness of the iron core plate,
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項8に記載の車両用交流発電機において、
前記固定子鉄心は、前記継鉄および前記固定磁極を備えた複数の鉄心ユニットが、前記回転子に沿って周方向に組み合わされて構成されたものであり、
前記鉄心ユニットのそれぞれにおける継鉄は、前記鉄心板が、前記回転子の径方向に積層されて形成された短円弧形鉄心部であり、
前記鉄心ユニットのそれぞれにおける固定磁極は、前記継鉄の前記回転子の側の円弧面に沿って周方向に配置され、かつ前記継鉄の前記回転子の側から前記回転子の側に延び、さらには、その延びた先端に、前記継鉄の前記回転子の側の周面に沿って周方向に配置されて前記回転子に最も近接した複数の爪部を有する爪形鉄心部であり、
前記鉄心ユニットのそれぞれにおける複数の爪部は、前記回転子との対向方向に前記鉄心板が積層されて形成されており、
前記固定子巻線は、前記鉄心ユニットのそれぞれにおいて、前記継鉄と前記複数の爪部との間に収納された巻線導体により構成されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 8, wherein
The stator core is configured by combining a plurality of iron core units including the yoke and the fixed magnetic pole in the circumferential direction along the rotor,
The yoke in each of the iron core units is a short arc shaped iron core portion formed by laminating the iron core plate in the radial direction of the rotor,
The fixed magnetic pole in each of the iron core units is arranged in a circumferential direction along an arc surface on the rotor side of the yoke, and extends from the rotor side of the yoke to the rotor side, Furthermore, a claw-shaped iron core portion having a plurality of claw portions arranged in the circumferential direction along the circumferential surface on the rotor side of the yoke at the extended tip, and closest to the rotor,
The plurality of claw portions in each of the iron core units are formed by laminating the iron core plates in a direction facing the rotor,
The stator winding is constituted by a winding conductor housed between the yoke and the plurality of claws in each of the iron core units.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項19に記載の車両用交流発電機において、
前記回転子は、前記固定子に近接した複数の爪形回転磁極を有する鉄心、および該鉄心に巻装された界磁巻線を備えたルンデル型回転子である、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 19,
The rotor is a Rundel type rotor including an iron core having a plurality of claw-shaped rotating magnetic poles close to the stator, and a field winding wound around the iron core.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項20に記載の車両用交流発電機において、
前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面には複数の溝が形成されており、
前記複数の溝は、前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面の表面がエッジング加工により筋状に剥ぎ取られて形成されたものである、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 20,
A plurality of grooves are formed on the surface of the claw-shaped rotating magnetic pole facing the stator,
The plurality of grooves are formed by stripping the surface of the claw-shaped rotating magnetic pole facing the stator in a streak shape by edging.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項19に記載の車両用交流発電機において、
前記複数の爪部の前記回転子との対向面には、複数の方向に延びた複数の溝が形成されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 19,
A plurality of grooves extending in a plurality of directions are formed on a surface of the plurality of claw portions facing the rotor.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項22に記載の車両用交流発電機において、
前記複数の溝は、前記回転子との対向面の表面がエッジング加工により剥ぎ取られて形成されたものである、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 22,
The plurality of grooves are formed by peeling the surface of the surface facing the rotor by edging.
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項22に記載の車両用交流発電機において、
前記溝の深さは前記鉄心板の板厚よりも浅い、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 22,
The depth of the groove is shallower than the thickness of the iron core plate,
A vehicle alternator characterized by the above.
回転動力を受けて回転する回転子と、
該回転子に空隙を介して対向配置された固定子鉄心、および該固定子鉄心に装着された固定子巻線を備え、前記回転子からの磁束の作用により前記固定子巻線に電圧が誘起される固定子と、を有し、
前記固定子鉄心は、鋼板から得られた複数の鉄心板を、該鉄心板の板厚方向に積層することにより形成されており、
前記鉄心板の厚さは0.05〜0.30mmであり、
前記鉄心板の板厚(mm)×前記鉄心板の枚数(枚)÷前記鉄心板の積層方向における前記固定子鉄心の高さ(mm)×100で定義される積層鉄心密度(%)は90.0〜99.9%である、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
A rotor that rotates by receiving rotational power;
A stator core disposed opposite to the rotor via a gap, and a stator winding mounted on the stator core, and voltage is induced in the stator winding by the action of magnetic flux from the rotor. Having a stator, and
The stator iron core is formed by laminating a plurality of iron core plates obtained from steel plates in the thickness direction of the iron core plates,
The iron core plate has a thickness of 0.05 to 0.30 mm.
The laminated core density (%) defined by the thickness (mm) of the iron core plate × the number of the iron core plates (sheets) ÷ the height (mm) of the stator core in the lamination direction of the iron core plates × 100. 0.0-99.9%,
A vehicle alternator characterized by the above.
回転動力を受けて回転する回転子と、
該回転子に空隙を介して対向配置された固定子鉄心、および該固定子鉄心に装着された固定子巻線を備え、前記回転子からの磁束の作用により前記固定子巻線に電圧が誘起される固定子と、を有し、
前記固定子鉄心は、鋼板を加工して得られた複数の鉄心板を、該鉄心板の板厚方向に積層することにより形成されており、
前記鉄心板の各部位のうち、少なくとも前記回転子に近接した部位における軸線であって、前記鉄心板の板厚方向に直行し、かつ前記鉄心板の前記加工が施された断面に向かって延びる中心軸線の方向は、前記鉄心板の前記加工が施された断面に至るまでほぼ同じ方向を向いている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
A rotor that rotates by receiving rotational power;
A stator core disposed opposite to the rotor via a gap, and a stator winding mounted on the stator core, and voltage is induced in the stator winding by the action of magnetic flux from the rotor. Having a stator, and
The stator iron core is formed by laminating a plurality of iron core plates obtained by processing steel plates in the thickness direction of the iron core plates,
Among the portions of the iron core plate, it is an axis line at least in a portion close to the rotor, and is orthogonal to the plate thickness direction of the iron core plate and extends toward a cross section where the processing of the iron core plate is performed. The direction of the central axis is directed in substantially the same direction until reaching the cross-section of the iron core plate that has been processed.
A vehicle alternator characterized by the above.
回転動力を受けて回転する回転子と、
該回転子に空隙を介して対向配置された固定子鉄心、および該固定子鉄心に装着された固定子巻線を備え、前記回転子からの磁束の作用により前記固定子巻線に電圧が誘起される固定子と、を有し、
前記固定子鉄心は、鋼板から得られた複数の鉄心板を、該鉄心板の板厚方向に積層することにより形成されており、
前記固定子鉄心の各部位のうち、少なくとも前記回転子と対向する磁極部の、前記鉄心板の積層によって形成される積層断面には、エッチングによる加工が施されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
A rotor that rotates by receiving rotational power;
A stator core disposed opposite to the rotor via a gap, and a stator winding mounted on the stator core, and voltage is induced in the stator winding by the action of magnetic flux from the rotor. Having a stator, and
The stator iron core is formed by laminating a plurality of iron core plates obtained from steel plates in the thickness direction of the iron core plates,
Of each part of the stator core, at least the magnetic pole portion facing the rotor, the laminated cross section formed by the lamination of the iron core plates is subjected to processing by etching,
A vehicle alternator characterized by the above.
回転動力を受けて回転する回転子と、
該回転子に空隙を介して対向配置された固定子鉄心、および該固定子鉄心に装着された固定子巻線を備え、前記回転子からの磁束の作用により前記固定子巻線に電圧が誘起される固定子と、を有し、
前記固定子鉄心は、鋼板をエッチングすることにより得られた複数の鉄心板を、該鉄心板の板厚方向に積層して形成したものであると共に、前記エッチングによる加工部が、少なくと前記回転子と対向する磁極部の、前記鉄心板の積層によって形成される積層断面に設けられている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
A rotor that rotates by receiving rotational power;
A stator core disposed opposite to the rotor via a gap, and a stator winding mounted on the stator core, and voltage is induced in the stator winding by the action of magnetic flux from the rotor. Having a stator, and
The stator iron core is formed by laminating a plurality of iron core plates obtained by etching a steel plate in the thickness direction of the iron core plate, and at least the processed portion by the etching is the rotation. Provided in the laminated cross section formed by the lamination of the iron core plate of the magnetic pole portion facing the child,
A vehicle alternator characterized by the above.
固定子鉄心、および該固定子鉄心に装着された固定子巻線を備えた固定子に空隙を介して対向配置された回転子が、回転動力を受けて回転し、前記回転子からの磁束の作用により前記固定子巻線に電圧が誘起されことによって発電する車両用交流発電機の製造方法であって、
前記固定子鉄心を構成する複数の鉄心板を、鋼板を成形して得る成形工程と、
前記複数の鉄心板を、前記鉄心板の板厚方向に積層して前記固定子鉄心を製造する積層工程と、
前記固定子鉄心に前記固定子巻線を巻装する巻装工程と、
前記固定子と前記回転子とを組み合わせる組合工程と、を含み、
前記成形工程では、前記鉄心板の前記回転子に近接される部位を、少なくともエッチング加工により成形する、
ことを特徴とする車両用交流発電機の製造方法。
A rotor disposed opposite to a stator core and a stator having a stator winding mounted on the stator core via a gap rotates by receiving rotational power, and magnetic flux from the rotor A method of manufacturing an AC generator for a vehicle that generates electricity by inducing a voltage in the stator winding by an action,
A plurality of iron core plates constituting the stator core, a forming step for obtaining a steel plate, and
A stacking step of manufacturing the stator core by stacking the plurality of core plates in the thickness direction of the core plate;
A winding step of winding the stator winding around the stator core;
A combination process of combining the stator and the rotor,
In the molding step, a portion of the iron core plate that is close to the rotor is molded by at least etching.
A method of manufacturing an AC generator for a vehicle.
請求項29に記載の車両用交流発電機の製造方法において、
板厚が0.05〜0.30mmの鋼板から前記複数の鉄心板を得る、
ことを特徴とする車両用交流発電機の製造方法。
The method for manufacturing an AC generator for a vehicle according to claim 29,
Obtaining the plurality of iron core plates from a steel plate having a thickness of 0.05 to 0.30 mm;
A method of manufacturing an AC generator for a vehicle.
請求項29に記載の車両用交流発電機の製造方法において、
前記回転子として、前記固定子に近接した複数の爪形回転磁極を有する鉄心、および該鉄心に巻装された界磁巻線を備えたルンデル型回転子を用意し、前記爪形回転磁極における前記固定子との対向面に複数の溝をエッチング加工により形成する加工工程を含む、
ことを特徴とする車両用交流発電機の製造方法。
The method for manufacturing an AC generator for a vehicle according to claim 29,
As the rotor, an iron core having a plurality of claw-shaped rotating magnetic poles close to the stator and a Rundel-type rotor having a field winding wound around the iron core are prepared. Including a processing step of forming a plurality of grooves on the surface facing the stator by etching,
A method of manufacturing an AC generator for a vehicle.
請求項29に記載の車両用交流発電機の製造方法において、
前記固定子鉄心の前記回転子に近接する部位の前記回転子と対向する面の表面に、複数溝をエッチング加工により形成する加工工程を含む、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
The method for manufacturing an AC generator for a vehicle according to claim 29,
Including a processing step of forming a plurality of grooves by etching on the surface of the surface of the stator iron core that faces the rotor at a portion close to the rotor,
A vehicle alternator characterized by the above.
請求項32に記載の車両用交流発電機の製造方法において、
前記加工工程を前記成形工程において同時に行う、
ことを特徴とする車両用交流発電機の製造方法。
In the manufacturing method of the alternator for vehicles according to claim 32,
Performing the processing step simultaneously in the molding step;
A method of manufacturing an AC generator for a vehicle.
請求項29に記載の車両用交流発電機の製造方法において、
前記成形工程は、
前記鋼板にレジストを塗布する工程と、
前記固定子鉄心の形状を前記レジストに露光して現像してから、前記固定子鉄心の形状に基づいて前記レジストの一部を除去する工程と、
前記鋼板の前記レジストが除去された箇所をエッチング液により溶解して前記固定子鉄心の形状と同形状を有する前記鉄心板を製作する工程と、
前記鉄心板に残った前記レジストを除去する工程と、を含む、
ことを特徴とする車両用交流発電機の製造方法。
The method for manufacturing an AC generator for a vehicle according to claim 29,
The molding step includes
Applying a resist to the steel sheet;
After exposing and developing the shape of the stator core to the resist, removing a part of the resist based on the shape of the stator core; and
The step of producing the iron core plate having the same shape as the shape of the stator core by dissolving the portion of the steel plate from which the resist is removed with an etching solution;
Removing the resist remaining on the iron core plate,
A method of manufacturing an AC generator for a vehicle.
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