JP3430541B2 - 車両用交流発電機の回転子 - Google Patents

車両用交流発電機の回転子

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JP3430541B2 JP04255793A JP4255793A JP3430541B2 JP 3430541 B2 JP3430541 B2 JP 3430541B2 JP 04255793 A JP04255793 A JP 04255793A JP 4255793 A JP4255793 A JP 4255793A JP 3430541 B2 JP3430541 B2 JP 3430541B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用交流発電機の回転
子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より軸方向に折曲形成した複数の爪
形磁極を有する一対のポールコアを、互いの爪形磁極が
かみ合うように組合わせるとともに、前記爪形磁極を磁
化する界磁コイルを内包してなるランデル型車両用交流
発電機の回転子が知られている。ところで該回転子にあ
っては、以下のような不具合が生じる。すなわち、第1
に図の点線で示すように該回転子が高速回転すると遠心
力により前記爪形磁極aが径方向に拡がり、ステータコ
アbと干渉する。第2に冷却ファンcをポールコアdの
側端面に固定した場合は、冷却ファンcの外周端部が前
記爪形磁極aの折曲した背面部の曲げR部に沿って倒れ
込み、冷却ファンcのブレードeが拡開して前記ステー
タコアのエンド部fと干渉する。ここで第1の不具合で
ある前記爪形磁極aの形方向の拡がりを防止する対策と
しては、実開昭56−101185号公報に示すよう
に、爪形磁極aの外周に非磁性体のリングを装着したも
のがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報によると、非磁性体のリングが爪形磁極とステータコ
アとの間の磁路中に装着されているため、交流発電機の
出力が低下するという問題点がある。また、冷却ファン
のブレードの拡開に対する対策は、何ら講じられていな
い。
【0004】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、高速回転字爪形磁極の形方向への拡がり
を、出力を低下することなく阻止できるとともに、冷却
ファンの拡開をも阻止できる車両用交流発電機の回転子
を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、コア部に連続する外周部に軸方向に折曲げ
て折り曲げ部を形成した複数の爪形磁極を有する一対の
ポールコアを、互いの爪形磁極がかみ合うようにかつ、
一方の前記ポールコアの前記折り曲げ部の間に軸方向に
凹部を形成するように組合わせてなる車両用交流発電機
の回転子において、前記ポールコアに装着される非磁性
リングをさらに備え、 該非磁性リングは、前記一対のポ
ールコアのうち一方の前記爪形磁極を折り曲げした背面
部に配置された平坦部と、該平坦部と周方向に連続して
設けられ、前記凹部に嵌め込まれる連結部とを有し、
連結部は、複数の軸方向に延びる対応壁ならびにその間
に設けられ他方のポールコアの前記爪型磁極の軸方向端
面に固着される固着部とからなることを特徴とする車両
用交流発電機の回転子を提供する。
【0006】
【作用】上記構成によると、非磁性体リングの平坦部が
ポールコアの爪形磁極の折曲した背面部を平坦にする。
また、非磁性体の連結部と平坦部とが、一方のポールコ
アの爪形磁極先端を他方のポールコアに対して固定す
る。
【0007】以下、本発明の実施例を添付図面を参照し
て説明する。 〔第1実施例〕図1は車両用交流発電機の回転子を示
し、上半部は断面図であり下半部は冷却ファンの図示を
省略した側面図である。回転軸1には一対のポールコア
2,3を該回転軸1と一体に回転するように圧入固定す
る。各ポールコア2,3は、中心部のコア部4,5に連
続する外周部において軸方向に折曲された6極の爪形磁
極6,7を有し、互いに各爪形磁極6,7を相手方の爪
形磁極6,7の間に挿入してかみ合わせる。爪形磁極
6,7の折曲部8,9には、後述する非磁性体リング2
1の板厚分を削り取った段差10,11を設ける。相対
する爪形磁極6,7の内壁部に界磁コイル12を挟持し
回転子13を構成する。
【0008】図2は非磁性体リング21の正面図、図2
は同側面図である。非磁性体リング21は、非磁性鋼板
(例えばステンレス鋼板)をプレス型により一体成形す
るもので、等角度間隔に形成された6個の凸形折曲部2
2と、隣り合う凸形折曲部22間に形成された6ヶ所の
平坦部(連結部)23からなる。そして、前記凸形折曲
部22の平行な対応壁22a,22a(連結部)内に、
それぞれ6極の爪形磁極6,7の折曲部8,9を嵌め、
凸形折曲部22の平行な対応壁22a,22a間の平坦
部22bを前記段差10,11に当接する。さらに、隣
り合う凸形折曲部22間の平坦部23は、それぞれ爪形
磁極6,7の折曲部8,9間の凹部14に嵌め込み、該
凹部14に位置する爪形磁極6,7の先端部6a,7a
に当接して、溶接により固着する。この場合爪形磁極
6,7を嵌めた凸形折曲部22の平坦部22bと段差1
0,11とを溶接して固着してもよい。尚、溶接部位は
×印で図4中に示す。
【0009】前記非磁性体リング21の凸形折曲部22
を、爪形磁極6,7の段差10,11に当接して固着し
たことにより、ポールコア2,3の軸方向の両側端面2
a,3aは、段差のない平坦面となる。そして、外周部
にブレード24を等角度間隔に複数個曲げ起こして形成
した冷却ファン25をポールコア2,3の側端面2a,
3aに固定する。
【0010】上記構成の回転子13は、ポールコア2,
3の外周部に形成した爪形磁極6,7の先端部6a,7
aと、該ポールコア2,3に装着した非磁性体リング2
1の平坦部23とを溶接により固着したもので、車両用
交流発電機に用いて高速回転して遠心力が作用しても、
非磁性体リング21が移動することがないので、爪形磁
極6,7の先端部6a,7aが径方向へ拡がってステー
タコア(図示しない)と干渉することがない。また、非
磁性体リング21の凸形折曲部22の平坦部22bを、
折曲部8,9の段差10,11に当接してポールコア
2,3の軸方向の両側端面2a,3aを段差のない平坦
面とし、その外側に冷却ファン25を固定しているか
ら、前記折曲部8,9の曲げR部に沿って冷却ファン2
5の外周部が倒れ込むことがない。従って、冷却ファン
25のブレード24が遠心力の作用により拡開し、ステ
ータコアのエンド部(図示せず)と干渉することがな
い。
【0011】図5に変形例を示す。この実施例は爪形磁
極6,7の先端部6a,7aに係止突部6b,7bを形
成し、非磁性体リング21の平坦部23に係止孔23a
を設け、前記係止突部6b,7bを挿入係止したもので
ある。この場合、折曲部8,9に段差を設けないで非磁
性体リング21を取り付けている。従って、冷却ファン
25は、その外周部に非磁性体リング21の板厚分の段
差25aを設けて固定する。勿論、前記実施例と同様折
曲部8,9に段差10,11を設けてもよい。
【0012】また、上記各実施例において前記非磁性体
リング21は、凸形折曲部22を一方のポールコアに嵌
合したが、非磁性体リング21の内周によって嵌合する
ようにしてもよい。
【0013】尚、非磁性体リング21であるから、従来
以上の出力損失は発生しない。 〔第2実施例〕図6乃至図13に第2実施例を示す。こ
の実施例は冷却性を考慮したものであり、上記第1実施
例に対し、連結部に通風孔を設けたものである。図6及
び図7,図8及び図9、並びに図10乃至図13にそれ
ぞれ示す三つの例を以下説明する。これらいずれの例
も、上記第1実施例の平坦部23に対応する位置に通気
孔103を設けたものであり、爪形磁極6,7の折曲部
8,9に対応して配置される平坦部101、この平坦部
を連結する連結部102を有する。また、第1実施例と
同一構成部品には同一の符号を付しており、その説明は
省略する。
【0014】まず図6及び図7に示す例は、非磁性体リ
ング100の連結部102が一体に形成されたものであ
り、遠心力による爪形磁極6,7の拡開防止効果の点で
優れるものである。開口部104は爪形磁極の一部を空
間中に開放することにより爪形磁極6,7の冷却性低下
を防止するものであり、これにより冷却性能も確保され
ている。
【0015】次に図8及び図9に示す例は、第1実施例
と同様に非磁性体リング100が複数の連結部を有する
ものであるが、冷却ファンのブレード24を平坦部10
1と一体に形成したものであり、部品点数を低減できる
点で優れるものである。
【0016】さらに図10及び図11に示す例は、上記
2つの例を組み合わせたものである。非磁性体リング1
00は円盤部105及びリング部106からなり、平坦
部105は、所定部位の切り起こしによって冷却ファン
のブレード24を形成すると共に、他の部分が平坦部1
01を形成している。そして、リング部が連結部102
を形成しており、上記第1の例と同様に爪形磁極6,7
に対応する開口104が形成されている。尚、図11は
図12のA−A線に沿った断面図である。
【0017】尚、この例において冷却ファンのブレード
24を切り起こしにより平坦部101と一体に形成して
いるが、図12及び図13に示す如く別体に形成しても
よい。尚図12は、図11と同一位置における断面図で
あり、図13は要部を示す分解斜視図である。この例は
本第2実施例の上記第1の例と同様に連結部102一体
形成による爪形磁極拡開防止効果の点で優れるものであ
る。また、平坦部101及び連結部102をステンレ
ス,アルミ等の金属で形成し、ブレード24を樹脂で成
形したものであってもよく、その逆でもよく両者とも金
属または樹脂の同一材料であってもよい。
【0018】尚、第1実施例を含めるすべての実施例に
おいても非磁性体リングを樹脂成形してもよい。また、
非磁性体リングの固定方法も、上述した溶接,係合の他
に接着材を用いてもよく、これらの固定方法を適宜選択
して実施すればよい。
【0019】
【発明の効果】本発明の車両用交流発電機は上記した構
成を有し、非磁性体リングの連結部と平坦部とにより一
方のポールコアの爪形磁極の外周端が他方のポールコア
に対して固定されるため、高速回転時の爪形磁極の径方
向への拡がりを阻止することができる。非磁性体リング
の平坦部の外周端は、他方のポールコアの爪形磁極に固
定されているため、該平坦部に冷却ファンのブレードを
取付けた場合、高速回転時にブレードに作用する遠心力
により平坦部に作用する軸方向の力によって平坦部が他
のポールコア側に変形することが防止され、ブレードの
拡開を防止することができる。
【0020】また非磁性体リングは一方のポールコアの
背面部と他方のポールコアの爪形磁極の先端との間に配
置されており、これは爪形磁極とステータコアとの間の
磁路中ではないため、発電機の出力を低下することなく
上記の効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る車両用交流発電機を
示し、上半部は断面図であり、下半部は冷却ファンの図
示を省略した側面図である。
【図2】上記第1実施例の非磁性体リングの正面図であ
る。
【図3】上記第1実施例の非磁性体リングの側面図であ
る。
【図4】上記第1実施例の他の例を示した断面図であ
る。
【図5】上記第1実施例の他の例を示した断面図であ
る。
【図6】本発明の第2実施例に係る車両用交流発電機を
示す断面図である。
【図7】図6に示す例の非磁性体リングを示す斜視図で
ある。
【図8】上記第2実施例の他の例を示す断面図である。
【図9】図8に示す例の非磁性体リングを示す斜視図で
ある。
【図10】上記第2実施例の他の例を示す斜視図であ
る。
【図11】図10に示す例のブレードを示す断面図であ
る。
【図12】図10に示す例のブレードの変形例を示す断
面図である。
【図13】図12に示すブレードの細部を示す分解斜視
図である。
【図14】高速回転時の不具合を示す説明図である。
【符号の説明】
2,3 ポールコア 4,5 コア部 6,7 爪形磁極 6a,7a 先端部 8,9 折曲部 12 界磁コイル 13 回転子 14 凹部 21 非磁性体リング 22 凸部折曲部 22a 連結部 22b 平坦部 23 平坦部(連結部) 25 冷却ファン 100 非磁性体リング 101 平坦部 102 連結部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−159549(JP,A) 特開 平1−318532(JP,A) 特開 昭62−189928(JP,A) 特開 平3−70452(JP,A) 実開 平6−52373(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 1/24 H02K 19/22

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コア部に連続する外周部に軸方向に折曲
    て折り曲げ部を形成した複数の爪形磁極を有する一対
    のポールコアを、互いの爪形磁極がかみ合うように
    つ、一方の前記ポールコアの前記折り曲げ部の間に凹部
    を形成するように組合わせてなる車両用交流発電機の回
    転子において、前記ポールコアに装着される非磁性部材をさらに備え、 該非磁性部材は、 前記一対のポールコアのうち一方の前記爪形磁極を折り
    曲げした背面部に配置された平坦部と、該平坦部と周方向に連続して設けられ、前記凹部に嵌め
    込まれる連結部とを有し、 該連結部は、一対の軸方向に延びる対応壁ならびにその
    間に設けられ 他方のポールコアの前記爪型磁極の軸方向
    端面に固着される固着部とからなることを特徴とする車
    両用交流発電機の回転子。
  2. 【請求項2】 前記平坦部は前記背面部に固定されるこ
    とを特徴とする請求項1記載の車両用交流発電機の回転
    子。
  3. 【請求項3】 前記平坦部には、複数の冷却ファンブレ
    ードが形成されることを特徴とする請求項1または2に
    記載の車両用交流発電機の回転子。
  4. 【請求項4】 前記非磁性部材には、軸方向の通風口が
    形成されていることを特徴とする請求項1から3の何れ
    か1つに記載の車両用交流発電機の回転子。
  5. 【請求項5】 前記固着部は、他方のポールコアの爪型
    磁極の軸方向端面に溶接されることを特徴とする請求項
    1から4の何れか1つに記載の車両用交流発電機の回転
    子。
  6. 【請求項6】 コア部に連続する外周部に軸方向に折曲
    形成した複数の爪形磁極を有する一対のポールコアを、
    互いの爪形磁極がかみ合うように組合わせてなる車両用
    交流発電機の回転子において、 一方の前記ポールコアの背面部に配置された平坦部と、
    他方の前記ポールコアの爪形磁極の爪先端を抑える連結
    部とで構成されるカップ状の非磁性部材を備え、少なく
    とも前記連結部には径方向の通風口が形成されているこ
    とを特徴とする車両用交流発電機の回転子。
  7. 【請求項7】 前記平坦部には軸方向の通風口と複数の
    冷却ファンブレードが形成されていることを特徴とする
    請求項に記載の車両用交流発電機の回転子。
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