JP3540890B2 - AC generator for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】
本発明は,車両に用いる交流発電機であって,特に回転子の磁極体表面の構造に関する。
【0002】
【従来技術】
従来,車両に用いる交流発電機1は,図11〜図13に示すごとく,コイルを巻回した励磁巻線と,その表面を包むように設けた磁極体21とよりなる回転子2と,該回転子2の外周に配設した固定子3とよりなる。
上記回転子2は,図11に示すごとく,その幅が先端に向かって縮小する略台形の爪状の磁極体21を有する,いわゆるランデル型の回転子であり,低炭素鋼塊よりなる。そして,図12に示すごとく,その磁極体表面22は,固定子3と対面配置されている。
【0003】
また,上記固定子3は,三相電機子巻線を集中巻きした積層板よりなる。
更に,上記回転子2の磁極体21の磁極体表面22には,該回転子2の回転方向と同じ方向に溝90が多数設けてある。上記溝90は,上記磁極体表面22に形成される渦電流の通路にあって,該渦電流の形成の妨げとなるよう設けてある。また,上記回転子2には磁極体21の後部にファン15が設けてある。
なお,同図において,符号231は回転子2の回転方向の前方にあたる前面,符号232は回転方向の後方にあたる後面である。
【0004】
しかしながら,上記交流発電機1においては,その磁極体21において,回転子2の回転方向の後面232にあたる部分に磁束が集中し,この磁束集中に伴い,上記後面232において磁極漏洩が発生する。そして,上記磁極漏洩により交流発電機の出力が低下する。
そこで,従来,上述の磁束集中による磁束漏洩を防止するために,上記回転子2の磁極体21に,該回転子2の回転方向の前後に位置する前面231及び後面232と磁極体表面22との間において,それぞれ傾斜状の面取り部23を設けることが行なわれている。
【0005】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記面取り部23の面取り角度(磁極体表面22と前面231または後面232との間に形成される角度)が大きすぎる場合には,磁極体21の表面積及び断面積の著しい減少を招き,上記回転子2と上記固定子3との間の通過磁束量が減少するため,交流発電機1の出力低下を招く。
また,交流発電機1における出力低下を招かないように通過磁束量を確保しつつ上記面取り部23を形成した場合には,該面取り部23における磁束集中に伴って,大きな渦電流が発生し,該渦電流が交流発電機1の出力低下を招く。
【0006】
本発明はかかる問題点に鑑み,回転子の磁極体に発生する磁束の著しい低下を招くことなく,磁極体の回転方向の後方にあたる後面での磁束漏洩を減少させ,また,渦電流の発生を防止し,交流発電機の高い出力を確保することができる,車両用交流発電機を提供しようとするものである。
【0007】
【課題の解決手段】
請求項1の発明は,低炭素鋼製の爪状の磁極体を有するランデル型回転子と,該回転子に対面して配設した固定子とよりなり,上記回転子の磁極体における磁極体表面には渦電流の通路にあって,その妨げとなる溝を設けてなる車両用交流発電機において,
上記回転子の磁極体は,回転子の回転方向の前後に位置する前面と後面と上記磁極体表面との間には,それぞれ傾斜状の面取り部を有しており,
また,上記磁極体は,上記両面取り部の間に連通形成されていると共に,上記磁極体表面に開口する上記溝を設けてなり,
かつ,該溝は,上記面取り部における開口端の開口幅が上記磁極体表面における開口部の開口幅より大きい状態に形成されていることを特徴とする車両用交流発電機にある。
【0008】
本発明において最も注目すべきことは,上記溝において,面取り部の開口端の開口幅が磁極体表面における開口部の開口幅より大きい状態に形成されていることである。
上記面取り部は,上記磁極体表面と上記前面と上記後面との角部に傾斜状に形成されたものである。上記面取り部は平面な斜面であっても,爪状斜面であってもよい。
【0009】
次に,本発明の作用につき,以下に説明する。
本発明の車両用交流発電機においては回転子の磁極体表面及び面取り部に連通形成された溝を設け,かつ面取り部における開口端の開口幅と磁極体表面における開口部の開口幅とを上述のごとく形成している。
これにより,上記磁極体のエッジ間隔(ある磁極体の後面と,これと隣接する他の磁極体の前面との間隔,図3参照)が面取り部の特にエッジ部(図3参照)において拡大し,上記後面における磁束漏洩を低下させることができる。よって,交流発電機の出力低下を防止することができる。
【0010】
その上,前述したごとき通過磁束量が低減しないよう面取り部を形成した場合回転子が回転することにより磁極体における回転方向の後方となる後面へ磁束が集中し,これによる大きな渦電流が上記後面において生じるおそれがある。
この場合においても,上記面取り部には,上記開口幅より大きい状態に形成された開口端を有する溝が形成されているため,上記開口端により,上記渦電流が切断される。
よって,通過磁束量を確保しつつ,渦電流の悪影響を防止することができる。
【0011】
なお,上記溝は,両面取り部において特に大きく外部に開口しており,よって,回転子が回転する際には上記面取り部の周囲に乱流が発生する。
ところで,上記回転子は,主に固定子の放熱により高温に晒される。しかし,上記溝の内部の空気が上記乱流によりかき回されるため,回転子を効率良く冷却することができる。
【0012】
以上により,本発明によれば,回転子の磁極体に発生する磁束の著しい低下を招くことなく,磁極体の回転方向の後方にあたる後面での磁束漏洩を減少させ,また,渦電流の発生を防止し,交流発電機の高い出力を確保することができる,車両用交流発電機を得ることができる。
【0013】
次に,上記面取り部における溝の開口端の開口幅は0.3〜1.25mmであり,一方上記磁極体表面における溝の開口部の開口幅は0.5mm以下であることが好ましい。
【0014】
上記面取り部における溝の開口端の開口幅が0.3mm未満である場合には,磁束漏洩が発生し,かつ冷却効果の減少するおそれがある。一方,上記開口幅が1.25mmよりも大きい場合には,隣り合う溝が干渉し,溝間の肉が脱落し,磁極体がその機能を果たせないおそれがある。
【0015】
また,上記磁極体表面における溝の開口部の開口幅が0.5mmよりも大きい場合には,磁極体表面積の減少による出力が低下するおそれがある。
なお,上記開口幅が0mmである場合には,磁極体の表面積が最も大きくなるため,より好ましい。
また、請求項2〜4に記載の発明の車両用交流発電機の回転子の製造方法によれば、多数の溝を効率良く形成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施形態例1
本発明の実施形態例にかかる車両用交流型発電機につき,図1〜図7を用いて説明する。
本例は,低炭素鋼製の爪状の磁極体を有するランデル型回転子2と,該回転子2に対面して配設した固定子3とよりなり,上記回転子2の磁極体21における磁極体表面22には渦電流の通路にあって,その妨げとなる溝24を設けてなる車両用交流発電機1である(図11参照)。
【0017】
図1に示すごとく,上記回転子2の磁極体21は,回転子2の回転方向の前後に位置する前面231と後面232とを有する。上記磁極体表面22と上記前面231及び後面232との間には,それぞれ平坦な傾斜状の面取り部23を有している。
また,図2,図3に示すごとく,上記磁極体21には,上記両面取り部23の間に連通形成され,磁極体表面22に開口する溝24を設けてある。
【0018】
また,図4に示すごとく,上記溝24は,上記面取り部23における開口端246の開口幅W2が,上記磁極体表面22における開口部245の開口幅W1より大きい状態に形成されている。
上記磁極体表面22に設けた溝24の開口幅W1は,0.1mm,上記面取り部23に設けた開口幅W2は,0.5mmである。
なお,上記溝24は,上記回転子2の磁極体表面22において,該回転子2の回転方向と同じ方向に多数設けてある。
【0019】
次に,上記溝24の形成方法について説明する。
まず,図5に示すごとく,回転シャフト200に装着した上記回転子2を作製し,該回転子2を,対面する一対の成形ローラ50の間に配置し,塑性加工を行う。
即ち,上記成形ローラ50は,その外周に溝加工用の多数の成形用凸部501を有する。そして,回転子2を固定した状態で,上記成形ローラ50を磁極体21の磁極体表面22の周囲に接触させて回転させる。
【0020】
これにより,図5,図7に示すごとく,上記磁極体表面22及び面取り部23に開口幅0.5mm,深さ0.5mmの加工溝29が形成される。上記加工溝29の形状は,図7に示すごとく,断面が略U字形であり,該加工溝29の開口部249の両側には,磁極体表面22に盛上った肉部290が形成されている。
なお,この時,面取り部23は磁極体表面22よりも低い位置にあるため,上記肉部290は少ししか形成されない。
【0021】
次いで,上記回転子2を,図6に示すごとく,対面する一対の押圧ローラ51の間に配置し,該押圧ローラ51を上記成形ローラ50と同様に回動して,磁極体表面22を押圧加工する。なお,上記押圧ローラ51の表面510は平坦である。
これにより,上記肉部290は上記加工溝29の内部へと移動する。そのため,この移動した肉部290により上記磁極体表面22における加工溝29の開口部249の開口幅が狭まる。
【0022】
ただし,上記面取り部23は,上記押圧加工の際に,押圧ローラ51と接触しない位置にある。このため,上記面取り部23に形成されている加工溝29の,少量の肉部290は押圧されず,そのままの位置にそのままの形状で残される。
以上により,上記回転子2の磁極体21には,図2〜図4に示すごとき,磁極体表面22における開口部245の開口幅W1は狭く,面取り部23における開口端246の開口幅W2は広い状態となった溝24が形成される。
【0023】
次に,本例における作用効果につき説明する。
本例の車両用交流発電機1においては,回転子2の磁極体表面22及び面取り部23に連通形成された溝24を設け,かつ面取り部23における開口端246の開口幅W2と磁極体表面22における開口部245の開口幅W1とをW1<W2に形成している。
【0024】
これにより,図3に示すごとく,エッジ間隔が,特に面取り部23のエッジ部239において拡大する。よって,後面232における磁束漏洩が低下する。
そして,上記面取り部23には,開口幅W2なる溝24が設けてあり,後面232に生じた渦電流は上記溝24により切断される。
以上により,車両用交流発電機1の出力低下を防止することができる。
【0025】
また,上記溝24は,両面取り部23において特に大きく外部に開口しており,よって,回転子2が回転する際には上記面取り部23の周囲に乱流が発生する。ところで,上記回転子2は,主に固定子3の放熱により高温に晒される。しかし,上記溝24の内部の空気が上記乱流によりかき回されるため,回転子2を効率良く冷却することができる。
【0026】
実施形態例2
本例は,図8〜図10に示すごとく,回転子の磁極体表面における各種形状の溝について説明する。
まず,図8に示す溝241は,その開口部245の開口幅が0である。
次に,図9に示す溝242は,加工溝の形状を,実施形態例1に示す加工溝の形状よりも更に幅広としたものである。このため,溝242は,特にその底部が広くなっている。
【0027】
次に,図10に示す溝243は,加工溝を切削加工により形成したもので,その形状は,加工時においては,略コ字状である。その後,磁極体21の磁極体表面22を実施形態例1と同様に押圧することにより,溝243の上面が少し閉じる。そのため,溝243の断面形状は略三角形状となっている。
なお,切削ではなくしごきによって,上記加工溝を本発明にかかる溝へと加工してもよい。
その他は,実施形態例1と同様である。
また,実施形態例1と同様の作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1における,回転子の要部斜視図。
【図2】実施形態例1の図1における,A−A矢視断面図。
【図3】実施形態例1の図1における,B−B矢視断面図。
【図4】実施形態例1における,磁極体の平面図。
【図5】実施形態例1における,磁極体表面への溝の形成方法の説明図。
【図6】実施形態例1における,図6に続く回転子の溝の形成方法の説明図。
【図7】実施形態例1における加工溝の説明図。
【図8】実施形態例2における,磁極体表面の斜視断面図。
【図9】実施形態例2における,磁極体表面の斜視断面図。
【図10】実施形態例2における,磁極体表面の斜視断面図。
【図11】従来における,自動車用交流発電機の説明図。
【図12】従来における,回転子と固定子との対向部分の説明図。
【図13】従来における,磁極体と回転子との位置関係を示す平面展開図。
【符号の説明】
1...交流発電機,
2...回転子,
21...磁極体,
22...磁極体表面,
23...面取り部,
231...前面,
232...後面,
24...溝,
245...開口部,
246...開口端,
3...固定子,[0001]
【Technical field】
The present invention relates to an alternator used for a vehicle, and more particularly to a structure of a magnetic pole body surface of a rotor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As shown in FIGS. 11 to 13, an
As shown in FIG. 11, the
[0003]
The
Further, a large number of
In the figure,
[0004]
However, in the
Therefore, conventionally, in order to prevent the above-mentioned magnetic flux leakage due to the concentration of magnetic flux, the
[0005]
[Problem to be solved]
However, if the chamfered angle of the chamfered portion 23 (the angle formed between the magnetic
Further, when the chamfered
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention reduces the magnetic flux leakage at the rear surface in the rotation direction of the magnetic pole body without significantly reducing the magnetic flux generated in the magnetic pole body of the rotor, and reduces the generation of eddy current. It is an object of the present invention to provide a vehicular alternator which can prevent the alternator and secure a high output of the alternator.
[0007]
[Means for solving the problem]
The invention according to
The magnetic pole body of the rotor has an inclined chamfer between the front and rear surfaces located before and after the rotor in the rotation direction and the magnetic pole body surface, respectively.
The magnetic pole body is formed so as to be communicated between the double-sided chamfers, and is provided with the groove that opens to the surface of the magnetic pole body.
Further, the groove is formed so that the opening width of the opening end of the chamfered portion is larger than the opening width of the opening portion on the surface of the magnetic pole body.
[0008]
What is most notable in the present invention is that, in the groove, the opening width of the opening end of the chamfer is formed to be larger than the opening width of the opening on the surface of the pole body.
The chamfered portion is formed to be inclined at a corner between the surface of the pole body, the front surface, and the rear surface. The chamfer may be a flat slope or a claw-like slope.
[0009]
Next, the operation of the present invention will be described below.
In the automotive alternator according to the present invention, a groove formed to communicate with the surface of the magnetic pole body and the chamfered portion of the rotor is provided, and the opening width of the opening end in the chamfered portion and the opening width of the opening in the magnetic pole body surface are set as described above. It is formed like
As a result, the edge interval of the magnetic pole body (the interval between the rear surface of a certain magnetic pole body and the front surface of another adjacent magnetic pole body, see FIG. 3) is enlarged particularly at the edge portion of the chamfered portion (see FIG. 3). The magnetic flux leakage at the rear surface can be reduced. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the output of the AC generator.
[0010]
In addition, when the chamfered portion is formed so as not to reduce the amount of the passing magnetic flux as described above, the rotor rotates and the magnetic flux concentrates on the rear surface of the magnetic pole body which is located rearward in the rotation direction. May occur in
Also in this case, since the chamfered portion has a groove having an opening end formed to be larger than the opening width, the eddy current is cut off by the opening end.
Therefore, it is possible to prevent the adverse effect of the eddy current while securing the amount of the passing magnetic flux.
[0011]
In addition, the above-mentioned groove is opened to the outside particularly large in the double-sided chamfered portion, so that a turbulent flow is generated around the chamfered portion when the rotor rotates.
Incidentally, the rotor is exposed to a high temperature mainly due to heat radiation of the stator. However, since the air inside the groove is agitated by the turbulent flow, the rotor can be efficiently cooled.
[0012]
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the magnetic flux leakage at the rear surface behind the magnetic pole body in the rotation direction without significantly lowering the magnetic flux generated in the magnetic pole body of the rotor, and to reduce the generation of eddy current. Thus, it is possible to obtain an AC generator for a vehicle that can prevent the AC generator and ensure a high output of the AC generator.
[0013]
Next, it is preferable that the opening width of the opening end of the groove in the chamfered portion is 0.3 to 1.25 mm, while the opening width of the opening portion of the groove on the surface of the magnetic pole body is 0.5 mm or less.
[0014]
If the opening width of the opening end of the groove in the chamfered portion is less than 0.3 mm, magnetic flux leakage may occur and the cooling effect may be reduced. On the other hand, if the opening width is larger than 1.25 mm, adjacent grooves may interfere with each other, the meat between the grooves may fall off, and the magnetic pole body may not be able to perform its function.
[0015]
If the width of the opening of the groove on the pole body surface is larger than 0.5 mm, the output may be reduced due to the decrease in the pole body surface area.
It is more preferable that the opening width is 0 mm because the surface area of the magnetic pole body is the largest.
Further, according to the method for manufacturing a rotor of a vehicle alternator according to the second to fourth aspects of the invention, a large number of grooves can be efficiently formed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A vehicle AC generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This embodiment comprises a Landel-
[0017]
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0018]
As shown in FIG. 4, the
The opening width W1 of the
The
[0019]
Next, a method of forming the
First, as shown in FIG. 5, the
That is, the forming
[0020]
As a result, as shown in FIGS. 5 and 7, a
At this time, since the chamfered
[0021]
Next, as shown in FIG. 6, the
As a result, the
[0022]
However, the chamfered
As described above, in the
[0023]
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
In the
[0024]
Thereby, as shown in FIG. 3, the edge interval increases particularly at the
The chamfered
As described above, it is possible to prevent the output of the
[0025]
In addition, the
[0026]
In this example, as shown in FIGS. 8 to 10, grooves of various shapes on the surface of the magnetic pole body of the rotor will be described.
First, in the
Next, the
[0027]
Next, a
In addition, you may process the said processing groove | channel into the groove | channel concerning this invention by ironing rather than cutting.
Others are the same as the first embodiment.
Further, it has the same operation and effect as the first embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a rotor according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1 of the first embodiment.
FIG. 4 is a plan view of a magnetic pole body according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for forming a groove on the surface of a magnetic pole body according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view of the method of forming the grooves of the rotor subsequent to FIG. 6 in the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a processing groove in the first embodiment.
FIG. 8 is a perspective sectional view of a magnetic pole body surface according to a second embodiment.
FIG. 9 is a perspective sectional view of the surface of a magnetic pole body according to the second embodiment.
FIG. 10 is a perspective cross-sectional view of a magnetic pole body surface according to a second embodiment.
FIG. 11 is an explanatory view of a conventional automotive alternator.
FIG. 12 is an explanatory view of a conventional facing portion of a rotor and a stator.
FIG. 13 is an exploded plan view showing a positional relationship between a magnetic pole body and a rotor in the related art.
[Explanation of symbols]
1. . . Alternator,
2. . . Rotor,
21. . . Magnetic pole body,
22. . . Pole body surface,
23. . . Chamfer,
231. . . Front,
232. . . back face,
24. . . groove,
245. . . Aperture,
246. . . Open end,
3. . . stator,
Claims (4)
上記回転子の磁極体は,回転子の回転方向の前後に位置する前面と後面と上記磁極体表面との間に,それぞれ傾斜状の面取り部を有しており,
また,上記磁極体には,上記両面取り部の間に連通形成されていると共に上記磁極体表面に開口する上記溝を設けてなり,
かつ,該溝は,上記面取り部における開口端の開口幅が上記磁極体表面における開口部の開口幅より大きい状態に形成されており、
上記面取り部における溝の開口端の開口幅は0.3〜1.25mmであり,一方上記磁極体表面における溝の開口部の開口幅は0.5mm以下であることを特徴とする車両用交流発電機。A rundle type rotor having a claw-shaped magnetic pole body made of low carbon steel, and a stator disposed facing the rotor, and an eddy current path is formed on the magnetic pole body surface of the magnetic pole body of the rotor. In the vehicle alternator, which is provided with grooves that obstruct the
The magnetic pole body of the rotor has an inclined chamfer between the front surface and the rear surface positioned before and after in the rotation direction of the rotor and the magnetic body surface, respectively.
Further, the magnetic pole body is provided with the groove which is formed so as to be communicated between the two-sided chamfered portions and which opens to the surface of the magnetic pole body.
The groove is formed such that the opening width of the opening end of the chamfered portion is larger than the opening width of the opening portion on the surface of the pole body .
An AC width for a vehicle, wherein the opening width of the groove at the chamfered portion is 0.3 to 1.25 mm, while the opening width of the groove at the surface of the pole body is 0.5 mm or less. Generator.
外周に溝加工用の多数の成形用凸部を有する成形ローラを用い、対面する一対の該成形ローラの間に上記回転子を配置し、該回転子の上記磁極体の上記磁極体表面の周囲に上記成形ローラを接触させて回転させることにより、上記磁極体表面および上記面取り部に加工溝を形成し、
その後、表面が平坦である押圧ローラを用い、対面する一対の該押圧ローラの間に上記回転子を配置し、該回転子の上記磁極体の上記磁極体表面の周囲に上記押圧ローラを接触させて回転させることにより、上記磁極体表面における上記加工溝の開口部の開口幅を狭めるように上記磁極体表面を押圧加工し、上記磁極体表面における上記加工溝の開口部の開口幅を狭め、上記磁極体表面における開口部の開口幅は狭く、上記面取り部における開口端の開口幅は広い状態となった溝を形成することを特徴とする車両用交流発電機の回転子の製造方法。 A rundle type rotor having a claw-shaped magnetic pole body made of low carbon steel, wherein the magnetic pole body is inclined between front and rear surfaces and a magnetic pole body surface located before and after in the rotation direction of the rotor. In a method for manufacturing a rotor of a vehicle alternator having a chamfered portion,
Using a forming roller having a large number of forming protrusions for groove processing on the outer periphery, disposing the rotor between a pair of facing forming rollers, and surrounding the magnetic pole body surface of the magnetic pole body of the rotor. By contacting and rotating the forming roller to form a processing groove in the magnetic pole body surface and the chamfered portion,
Thereafter, using a pressing roller having a flat surface, the rotor is disposed between a pair of facing pressing rollers, and the pressing roller is brought into contact with the periphery of the magnetic pole body surface of the magnetic pole body of the rotor. By rotating, the magnetic pole body surface is pressed to reduce the opening width of the processing groove opening on the magnetic pole body surface, the opening width of the processing groove opening on the magnetic pole body surface is reduced, A method of manufacturing a rotor for an automotive alternator, comprising forming a groove in which the opening width of the opening on the surface of the magnetic pole body is narrow and the opening width of the opening end of the chamfered portion is wide .
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