JP4762315B2

JP4762315B2 - 車両用交流発電機

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Publication number: JP4762315B2
Application number: JP2008533087A
Authority: JP
Inventors: 正哉井上; 興起仲; 裕之秋田; 寛治新川; 佳典宮本; 敏行吉澤; 晴之米谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: WO2008029623A1; US7994684B2; US20100164317A1; JPWO2008029623A1

Description

この発明は、ランデル型回転子を有する車両用発電機に関し、特に爪状磁極部の根元部における磁気飽和を緩和し、漏れ磁束の増加を抑えて爪先端部まで十分な磁束を確保できる回転子構造に関するものである。

ランデル型回転子は、円柱状のボス部、ボス部の軸方向両端縁部から径方向外方に延設された一対の継鉄部、および一対の継鉄部のそれぞれから軸方向に延設されて互いに噛み合う爪状磁極部を有するロータコアと、ボス部、継鉄部および爪状磁極部に囲まれた界磁コイル収納空間内に巻装された界磁コイルと、を備えている。
ここで、爪状磁極部に十分な磁束を通過させるためには、爪状磁極部の断面積を大きくする必要がある。一方、爪状磁極部の断面積を大きくすると、爪状磁極部の周方向側面の面積が大きくなる。これにより、隣り合う爪状磁極部の周方向に対向する面積が増大し、漏洩磁束が多くなる。そこで、両者のバランスをとるために、断面積が基部から先端部にかけて順次小さくなるように爪状磁極部を先細り形状としている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０−２６４４４号公報

従来の回転子では、一対の継鉄部がロータコアの軸方向中心に対して対称な位置関係に形成されており、かつ界磁コイルの巻装スペースを確保する必要があるため、爪状磁極部の根元部の磁路断面積を過度に大きくすることができなかった。このため、爪状磁極部の根元部の磁束密度が高くなり、磁束が爪状磁極部の先端部まで十分に行き届かないという問題があった。

本出願人は、このような状況に鑑み、各継鉄部の爪状磁極部間の部位の軸方向厚みを縮小することが回転子における磁気回路の磁気抵抗増大につながらないことに着目してこの発明をするに至ったものである。つまり、従来の回転子では、ボス部の軸方向両端縁部から径方向外方に延設された一対の継鉄部は同一の軸方向厚みを有するリング状に形成されており、爪状磁極部を先細り形状として、根元部での磁気飽和の緩和と、周方向における漏洩磁束の低減とを実現させている。しかし、この発明は、爪状磁極部の根元部における継鉄部の部位の断面積を増大させ、その断面積の増大分だけ爪状磁極部の根元部に対向する他側の継鉄部の部位の断面積を縮小して、界磁コイルの巻装スペースを維持しつつ、爪状磁極部の根元部の磁路断面積を増大させるものであり、従来の技術とは、全く異なる技術的思想に基づいてなされたものである。

この発明は、爪状磁極部の根元部の継鉄部の部位の断面積を増大させ、かつ相対する継鉄部の部位の断面積を縮小して、界磁コイルの巻装スペースを確保しつつ、爪状磁極部の根元部の磁路断面積を大きくして、爪状磁極部の根元部における磁気飽和を緩和し、爪先端部まで十分な磁束が確保できるランデル型回転子を備えた車両用発電機を得ることを目的とする。

この発明による車両用発電機は、柱状のボス部、該ボス部の軸方向両端縁部から径方向外方に延設された一対の継鉄部、および該一対の継鉄部のそれぞれから軸方向に延設されて互いに噛み合う複数の爪状磁極部を有し、上記ボス部の軸心位置に挿通されたシャフトに固着されたポールコアと、上記ボス部、上記一対の継鉄部および上記爪状磁極部に囲まれた界磁コイル収納空間内に収納されている界磁コイルと、を有する回転子を備えている。そして、凸部が上記爪状磁極部のそれぞれの根元部の上記継鉄部の部位の内壁面に突設され、かつ凹部が上記凸部に相対する上記継鉄部の部位の内壁面に凹設されている。さらに、上記界磁コイルが配置される領域の形状が、上記ポールコアの軸心を含む平面における断面形状を周方向に関してほぼ一定とし、かつ上記爪状磁極部のそれぞれの位置で軸方向に交互に蛇行する波状に構成されている。

この発明によれば、凸部が爪状磁極部のそれぞれの根元部の継鉄部の部位の内壁面に突設されているので、爪状磁極部の根元部における磁路断面積が増大され、爪状磁極部の根元部における磁気飽和を緩和し、爪先端部まで十分な磁束が確保できる。また、凸部と凹部とが一対の継鉄部の相対する内壁面に形成されているので、界磁コイルの巻装スペースが一定に維持される。さらに、凹部が周方向に隣接する爪状磁極部間に位置しているので、磁気回路における磁気抵抗を増大させない。

この発明の実施の形態１に係る車両用発電機の構成を模式的に示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る車両用発電機の回転子における回転子鉄心の組立状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係る車両用発電機の回転子における回転子鉄心を示す分解斜視図である。この発明の実施の形態１に係る車両用発電機の回転子を径方向外方からみた状態を平面的に示す展開図である。図４において爪状磁極部を省略した状態を平面的に示す展開図である。この発明の実施の形態１に係る車両用発電機の回転子における界磁コイルの巻装状態を説明する図である。従来の車両用発電機の回転子における界磁コイルの巻装状態を説明する図である。この発明の実施の形態１に係る車両用発電機における爪状磁極部から空隙に発生している磁束密度の径方向成分の分布を示す図である。従来の車両用発電機における爪状磁極部から空隙に発生している磁束密度の径方向成分の分布を示す図である。この発明の実施の形態２に係る車両用発電機の回転子における界磁コイルの巻装状態を説明する図である。この発明の実施の形態２に係る車両用発電機の回転子における界磁コイルの作製方法を説明する図である。この発明の実施の形態２に係る車両用発電機の回転子における界磁コイルの断面形状を説明する図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機の構成を模式的に示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機の回転子における回転子鉄心の組立状態を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機の回転子における回転子鉄心を示す分解斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機の回転子を径方向外方からみた状態を平面的に示す展開図、図５は図４において爪状磁極部を省略した状態を平面的に示す展開図である。

図１において、車両用発電機１は、それぞれ略椀形状のアルミ製のフロントブラケット２とリヤブラケット３とからなるケース４と、シャフト１６をケース４に軸受５を介して支持されて、ケース４内に回転自在に配設された回転子１３と、ケース４のフロント側に延出するシャフト１６の端部に固着されたプーリ６と、回転子１３の軸方向の両端面に固定されたファン７と、回転子１３に対して一定の空隙を有して、回転子１３の外周を囲繞するようにケース４に固定された固定子１０と、シャフト１６のリヤ側に固定され、回転子１３に電流を供給する一対のスリップリング８と、各スリップリング８に摺動するようにケース４内に配設された一対のブラシ９と、を備えている。なお、図示していないが、固定子１０で生じた交流を直流に整流する整流器、固定子１０で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器などがケース４内に配設されている。

固定子１０は、円筒状の固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に巻装され、回転子１３の回転に伴い、界磁コイル１４からの磁束の変化で交流が生じる固定子コイル１２と、を備えている。回転子１３は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル１４と、界磁コイル１４を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１５と、ポールコア１５の軸心位置に貫装されたシャフト１６と、を備えている。

ポールコア１５は、図２および図３に示されるように、それぞれ例えばＳ１０Ｃなどの低炭素鋼で冷間鍛造製法により作製された第１および第２ポールコア体１７，２１に分割構成されている。

第１ポールコア体１７は、シャフト挿通穴が軸心位置に穿設された円柱状の第１ボス部１８と、第１ボス部１８の一端縁部から径方向外側に延設された厚肉リング状の第１継鉄部１９と、第１継鉄部１９の外周部から軸方向他端側に延設された第１爪状磁極部２０とを有している。第１爪状磁極部２０は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成され、第１継鉄部１９の外周部に周方向に等角ピッチで例えば８つ配列されている。

また、例えばＳ１０Ｃなどの低炭素鋼で冷間鍛造製法により作製された、円弧の両端を直線で結んだ円弧形断面を有する柱状体の第１凸部２５が、各第１爪状磁極部２０の根元部の第１継鉄部１９の部位の内壁面、第１爪状磁極部２０の内径面および第１ボス部１８の外周面に磁気的に結合状態に接合されている。さらに、第１凸部２５の外周壁面と同等の内周面形状の内壁面とする第１凹部２７が、周方向に隣接する第１爪状磁極部２０間に位置する第１継鉄部１９の部位の内壁面に凹設されている。

一方、第２ポールコア体２１は、シャフト挿通穴が軸心位置に穿設された円柱状の第２ボス部２２と、第２ボス部２２の他端縁部から径方向外側に延設された厚肉リング状の第２継鉄部２３と、第２継鉄部２３の外周部から軸方向一端側に延出された第２爪状磁極部２４とを有している。第２爪状磁極部２４は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成され、第２継鉄部２３の外周部に周方向に等角ピッチで例えば８つ配列されている。

また、例えばＳ１０Ｃなどの低炭素鋼で冷間鍛造製法により作製された、円弧の両端を直線で結んだ円弧形断面を有する柱状体の第２凸部２６が、各第２爪状磁極部２４の根元部の第２継鉄部２３の部位の内壁面、第２爪状磁極部２４の内径面および第２ボス部２１の外周面に磁気的に結合状態に接合されている。さらに、第２凸部２６の外周壁面と同等の内周面形状の内壁面とする第２凹部２８が、周方向に隣接する第２爪状磁極部２４間に位置する第２継鉄部２３の部位の内壁面に凹設されている。なお、第１凸部２５と第２凸部２６とが磁性体部品であり、かつ同一形状である。

そして、第１および第２ポールコア体１７，２１は、第１および第２爪状磁極部２０，２４を噛み合わせて対向させ、かつ、第１および第２ボス部１８，２２の端面同士を突き合わせた状態で、第１および第２ボス部１８，２２のシャフト挿通穴に圧入されたシャフト１６に固着されている。

また、第１凸部２５と第１凹部２７とが周方向に交互に配列され、第２凸部２６と第２凹部２８とが周方向に交互に配列されている。さらに、第１凸部２５と第２凹部２８とが互いに相対し、第２凸部２６と第１凹部２７とが互いに相対している。そこで、第１および第２ボス部１８，２２、第１および第２継鉄部１９，２３および第１および第２爪状磁極部２０，２４で囲まれた界磁コイル収納空間２９、即ち界磁コイル１４が配置される領域の形状は、図４乃至図６に示されるように、ポールコア１５の軸心を含む平面における略５角形の断面形状を周方向に関してほぼ一定とし、第１および第２爪状磁極部２０，２４の位置で軸方向に交互に蛇行する波状に構成される。

なお、界磁コイル１４は、例えば断面円形の導体線をボビン（図示せず）に軸方向に多列に、かつ径方向に多層に巻回されて、この界磁コイル収納空間２９内に装着される。この時、界磁コイル１４は、図４乃至図６に示されるように、ポールコア１５の軸心を含む平面における矩形断面形状を周方向に関して一定とし、界磁コイル収納空間２９の内面形状に適合して軸方向に交互に蛇行する波状に巻装されている。

つぎに、この回転子１３が組み込まれた車両用発電機１の動作について説明する。
まず、電流がバッテリ（図示せず）からブラシ９およびスリップリング８を介して回転子１３の界磁コイル１４に供給され、磁束が発生される。この磁束により、第１ポールコア体１７の第１爪状磁極部２０がＮ極に着磁され、第２ポールコア体２１の第２爪状磁極部２４がＳ極に着磁される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト（図示せず）およびプーリ６を介してシャフト１６に伝達され、回転子１３が回転される。そこで、回転磁界が固定子１０の固定子コイル１２に与えられ、起電力が固定子コイル１２に発生する。この交流の起電力が整流器で直流電流に整流され、バッテリが充電され、或いは、電気負荷に供給される。

ここで、磁束が、第１爪状磁極部２０から空隙を通って固定子鉄心１１に入り、再び空隙を通って隣の第２爪状磁極部２４に入り、第２継鉄部２３、第２ボス部２２、第１ボス部１８および第１継鉄部１９を通って第１爪状磁極部２０に流れる磁気回路が構成される。この時、周方向に隣接する第１爪状磁極部２０間に位置する第１継鉄部１９の部位と周方向に隣接する第２爪状磁極部２４間に位置する第２継鉄部２３の部位とは、上述の磁気回路から外れている。従って、周方向に隣接する第１爪状磁極部２０間に位置する第１継鉄部１９の部位に第１凹部２７を形成すること、さらには周方向に隣接する第２爪状磁極部２４間に位置する第２継鉄部２３の部位に第２凹部２８を形成することは、上述の磁気回路の磁気抵抗の増加にはつながらない。

つぎに、この発明の効果について、従来技術と比較しつつ、説明する。図６はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機の回転子における界磁コイルの巻装状態を説明する図であり、図６の（ａ）は図４のＡ−Ａ矢視断面図、図６の（ｂ）は図４のＢ−Ｂ矢視断面図、図６の（ｃ）は図４のＣ−Ｃ矢視断面図、図６の（ｄ）は図４のＤ−Ｄ矢視断面図である。図７は従来の車両用発電機の回転子における界磁コイルの巻装状態を説明する図である。

この界磁コイル１４は、図６に示されるように、一定の矩形断面を有し、第１爪状磁極部２０の下方位置で第２継鉄部２３側に、かつ第２爪状磁極部２４の下方位置で第１継鉄部１９側に、交互にシフトする波状に巻装されている。そして、第１爪状磁極部２０の根元部では、第１継鉄部１９と第１凸部２５とにより磁路断面積が増大され、相対する第２継鉄部２３の部位では、第２凹部２８の存在により、磁路断面積が縮小されている。同様に、第２爪状磁極部２４の根元部では、第２継鉄部２３と第２凸部２６とにより磁路断面積が増大され、相対する第１継鉄部１９の部位では、第１凹部２７の存在により、磁路断面積が縮小されている。

一方、従来の回転子５０における界磁コイル５１は、図７に示されるように、一定の矩形断面を有し、軸方向に関してシフトすることなく、円筒状に巻装されている。つまり、第１継鉄部５２および第２継鉄部５４の軸方向厚み（肉厚）は同じであり、第１爪状磁極部５３の根元部の第１継鉄部５２の肉厚および第２爪状磁極部５５の根元部の第２継鉄部５４の肉厚が同じである。

このように、この回転子１３では、従来の回転子５０に比べて、磁束が第１爪状磁極部２０に流れ込む根元部における磁路断面積、さらには磁束が第２爪状磁極部２４から流れ込む根元部における磁路断面積を、従来の回転子５０に比べて大きくすることができる。従って、第１および第２爪状磁極部２０，２４の根元部における磁気飽和を緩和でき、爪先端部まで十分な磁束が確保できる。

また、第１爪状磁極部２０の根元部に第１凸部２５を設け、かつ第１凸部２５に対向する第２継鉄部２３の部位に第２凹部２８を設けている。さらに、第２爪状磁極部２４の根元部に第２凸部２６を設け、かつ第２凸部２６に対向する第１継鉄部１９の部位に第１凹部２７を設けている。そこで、第１および第２凸部２５，２６を設けることに起因する界磁コイル収納空間２９の縮小が回避され、界磁コイル１４の巻装スペースを維持できる。
さらに、第１および第２爪状磁極部２０，２４が先細り形状に形成されているので、周方向に隣接する第１および第２爪状磁極部２０，２４間における漏れ磁束も低減できる。

ついで、この回転子１３を用いた車両用発電機において、磁界解析した結果を示す。図８はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機における爪状磁極部から空隙に発生している磁束密度の径方向成分の分布を示す図、図９は従来の車両用発電機における爪状磁極部から空隙に発生している磁束密度の径方向成分の分布を示す図である。

図９から、空隙磁束密度で１Ｔを超える領域（図９中領域Ａ）が、爪状磁極部の根元側に形成されていることがわかる。一方、図８から、空隙磁束密度で１Ｔを超える領域（図８中領域Ｂ）が、従来技術に比べ、増大しており、爪状磁極部の先端側まで拡大していることがわかる。つまり、本発明により、爪状磁極部の先端部の磁束量が改善されていることがわかる。従って、この発明によれば、磁束量を従来技術に比べて５〜１０％も大きく増やすことができた。

従来、磁気飽和によって磁束量が不足すると、固定子コイルのターン数を増やして電圧を確保し、アイドリング付近でも発電が行えるようにターン数を選択していた。その結果、低速域での発電量は増加するものの、そのトレードオフ設計として、ターン数の増加によりインダクタンスが増加し、高速域での発電量が低下してしまう。
しかし、この発明では、爪状磁極部の根元部における磁路断面積を増加して磁気飽和を緩和しているので、従来問題となっていた磁束量の不足を回避できる。そこで、アイドリング付近でも十分な発電量を確保することができ、ターン数を少なく設計できる。これにより、低速域における発電量に加え、高速域における発電量も増やすことができる。

また、この実施の形態１では、第１および第２ポールコア体１７，２１とは別体で作製した磁性体部品である第１および第２凸部２５，２６を、第１および第２ポールコア体１７，２１に磁気的に結合状態に接合しているので、凸部および凹部が形成されたポールコア体を冷間鍛造製法で一体に作製する場合に比べ、簡易にポールコアを作製することができる。

実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２に係る車両用発電機の回転子における界磁コイルの巻装状態を説明する図、図１１はこの発明の実施の形態２に係る車両用発電機の回転子における界磁コイルの作製方法を説明する図、図１２はこの発明の実施の形態２に係る車両用発電機の回転子における界磁コイルの断面形状を説明する図であり、図１２の（ａ）は第１爪状磁極部の下方位置における界磁コイルの断面形状を示し、図１２の（ｂ）は第２爪状磁極部の下方位置における界磁コイルの断面形状を示している。

図１０において、ポールコア１５Ａは、それぞれ例えばＳ１０Ｃなどの低炭素鋼で冷間鍛造製法により作製された第１および第２ポールコア体１７Ａ，２１Ａに分割構成されている。

第１ポールコア体１７Ａは、シャフト挿通穴が軸心位置に穿設された円柱状の第１ボス部１８と、第１ボス部１８の一端縁部から径方向外側に延設されたリング状の第１継鉄部１９Ａと、第１継鉄部１９Ａの外周部から軸方向他端側に延設された第１爪状磁極部２０とを有している。そして、第１ポールコア体１７Ａの軸心を含む平面における第１継鉄部１９Ａの内壁面と径方向となす角度θが、各第１爪状磁極部２０の周方向中心位置で内側（第２ポールコア体２１Ａ側）に最大となり、周方向に隣り合う第１爪状磁極部２０間の周方向中心位置で外側（反第２ポールコア体２１Ａ側）に最大となるように、第１継鉄部１９Ａの内壁面を形成している。また、第１継鉄部１９Ａの内壁面は、軸方向に関して同一位置で第１ボス部１８の外周壁面と交差している。さらに、第１継鉄部１９Ａの内壁面の最外径縁部は、第１爪状磁極部２０の根元部で凸となる円弧と、周方向に隣り合う第１爪状磁極部２０間で凹となる円弧とを連ねた波状に形成されている。

また、第２ポールコア体２１Ａは、シャフト挿通穴が軸心位置に穿設された円柱状の第２ボス部２２と、第２ボス部２２の他端縁部から径方向外側に延設されたリング状の第２継鉄部２３Ａと、第２継鉄部２３Ａの外周部から軸方向一端側に延設された第２爪状磁極部２４とを有している。そして、第２ポールコア体２１Ａの軸心を含む平面における第２継鉄部２３Ａの内壁面と径方向となす角度θが、各第２爪状磁極部２４の周方向中心位置で内側（第１ポールコア体１７Ａ側）に最大となり、周方向に隣り合う第２爪状磁極部２４間の周方向中心位置で外側（反第１ポールコア体１７Ａ側）に最大となるように、第２継鉄部２３Ａの内壁面を形成している。また、第２継鉄部２３Ａの内壁面は、軸方向に関して同一位置で第２ボス部２２の外周壁面と交差している。さらに、第２継鉄部２３Ａの内壁面の最外径縁部は、第２爪状磁極部２４の根元部で凸となる円弧と、周方向に隣り合う第２爪状磁極部２４間で凹となる円弧とを連ねた波状に形成されている。

そこで、第１および第２ポールコア体１７Ａ，２１Ａを組み合わせた際に、第１および第２ボス部１８，２２、第１および第２継鉄部１９Ａ，２３Ａおよび第１および第２爪状磁極部２０，２４で囲まれた界磁コイル収納空間２９Ａは、ポールコア１５Ａの軸心を含む平面における略５角形の断面形状を有し、断面形状の軸方向に相対する２側辺を互いに平行とし、その側辺間の軸方向距離を周方向に関してほぼ一定とし、かつ側辺を第１および第２爪状磁極部２０，２４毎に、即ち極毎に逆向きに傾斜させて構成されている。そして、界磁コイル１４Ａがこの界磁コイル収納空間２９Ａ内に巻装される。

ここで、界磁コイルとしては円形断面の導体線が一般的に用いられるが、この実施の形態２では、扁平な矩形断面の導体線３０を用いている。
まず、扁平な矩形断面の導体線３０を軸方向に多列に、かつ径方向に多層に巻回して、図１１に示される円筒状のコイル体３１を作製する。ついで、図１１中矢印で示されるように、コイル体３１を軸方向から加圧し、導体線３０を層毎に軸方向にスライド移動させ、コイル体３１の断面を平行四辺形に変形する。実際は、図１２の（ａ）、（ｂ）に示されるように、平行四辺形の側辺の傾斜方向が極毎に変わるので、コイル体３１を軸方向両側から交互に加圧することになる。

そして、例えば、平行四辺形断面に変形されたコイル体３１を第１ポールコア体１７Ａの第１ボス部１８に装着する。ついで、第１ポールコア体１７Ａと第２ポールコア体２１Ａとを組み合わせ、シャフト１６を第１および第２ボス部１８，２２のシャフト挿通穴に圧入して、回転子が組み立てられる。

この実施の形態２では、第１ポールコア体１７Ａの軸心を含む平面における第１継鉄部１９Ａの内壁面と径方向となす角度θが、各第１爪状磁極部２０の周方向中心位置で内側（第２ポールコア体２１Ａ側）に最大となり、第２ポールコア体２１Ａの軸心を含む平面における第２継鉄部２３Ａの内壁面と径方向となす角度θが、各第２爪状磁極部２４の周方向中心位置で内側（第１ポールコア体１７Ａ側）に最大となっている。そこで、磁束が第１爪状磁極部２０に流れ込む根元部における磁路断面積、さらには磁束が第２爪状磁極部２４から流れ込む根元部における磁路断面積が大きくなり、第１および第２爪状磁極部２０，２４の根元部における磁気飽和を緩和でき、爪先端部まで十分な磁束が確保できる。

また、界磁コイル収納空間２９Ａが、ポールコア１５Ａの軸心を含む平面における略５角形の断面形状を有し、断面形状の軸方向に相対する２側辺を互いに平行とし、その側辺間の軸方向距離を周方向に関してほぼ一定とし、かつ側辺を第１および第２爪状磁極部２０，２４毎に、即ち極毎に逆向きに傾斜させて構成されているので、界磁コイル１４Ａの巻装スペースを維持できる。

また、扁平な矩形断面の導体線３０を用いているので、導体線３０を隙間無く軸方向に多列に、かつ径方向に多層に巻回して界磁コイル１４Ａが作製される。そこで、この界磁コイル１４Ａは、円形断面の導体線を俵積み状に多列多層に巻回して得られる界磁コイルに比べ、占積率を高めることができる。
また、扁平な矩形断面の導体線３０を用いているので、導体線３０を円筒状に巻回したコイル体３１に軸方向から加圧することで、容易に平行四辺形断面に変形できる。そこで、複雑な形状のボビンが不要となるとともに、界磁コイル１４Ａの生産性も向上される。

なお、上記実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に、磁性体部品としての凸部を別部品として作製し、その凸部を第１および第２爪状磁極部２０，２４の根元部に磁気的に結合状態に接合して、上述の界磁コイル収納空間２９Ａを作製してもよい。
また、上記実施の形態１では、界磁コイル１４を断面円形の導体線で作製するものとしているが、界磁コイル１４を扁平な矩形断面の導体線を用いて作製してもよい。

また、上記各実施の形態では、ボス部が円柱状に作製されているものとしているが、ボス部は円柱状のものに限定されるものではなく、例えば角柱状のものでもよい。
また、上記各実施の形態では、ポールコアが第１および第２ポールコア体に２分割されているものとしているが、ポールコアは必ずしも２分割に構成されているものに限定されず、例えば軸心と直交する面でポールコアの第１および第２継鉄部の内周根元部で分割した３分割に構成してもよい。

Claims

柱状のボス部、該ボス部の軸方向両端縁部から径方向外方に延設された一対の継鉄部、および該一対の継鉄部のそれぞれから軸方向に延設されて互いに噛み合う複数の爪状磁極部を有し、上記ボス部の軸心位置に挿通されたシャフトに固着されたポールコアと、
上記ボス部、上記一対の継鉄部および上記爪状磁極部に囲まれた界磁コイル収納空間内に収納されている界磁コイルと、を有する回転子を備えた車両用発電機において、
凸部が上記爪状磁極部のそれぞれの根元部の上記継鉄部の部位の内壁面に突設され、かつ凹部が上記凸部に相対する上記継鉄部の部位の内壁面に凹設されており、
上記界磁コイルが配置される領域の形状が、上記ポールコアの軸心を含む平面における断面形状を周方向に関してほぼ一定とし、かつ上記爪状磁極部のそれぞれの位置で軸方向に交互に蛇行する波状に構成されていることを特徴とする車両用発電機。
柱状のボス部、該ボス部の軸方向両端縁部から径方向外方に延設された一対の継鉄部、および該一対の継鉄部のそれぞれから軸方向に延設されて互いに噛み合う複数の爪状磁極部を有し、上記ボス部の軸心位置に挿通されたシャフトに固着されたポールコアと、
上記ボス部、上記一対の継鉄部および上記爪状磁極部に囲まれた界磁コイル収納空間内に収納されている界磁コイルと、を有する回転子を備えた車両用発電機において、
凸部が上記爪状磁極部のそれぞれの根元部の上記継鉄部の部位の内壁面に突設され、かつ凹部が上記凸部に相対する上記継鉄部の部位の内壁面に凹設されており、
上記界磁コイルが配置される領域の形状が、上記ポールコアの軸心を含む平面における断面形状を構成する軸方向に相対する２つの側辺を互いに平行とし、その側辺間の軸方向距離を周方向に関してほぼ一定とし、かつその側辺を磁極毎に交互に逆向きに傾斜させて構成されていることを特徴とする車両用発電機。
上記凸部は、上記ポールコアと別体に作製された磁性体部品を該ポールコアに磁気的に結合状態に接合して作製されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用発電機。
上記界磁コイルは、矩形平板状の導体線を上記界磁コイル収納空間内に、軸方向に多列に、かつ径方向に多層に巻回して構成されている上記請求項１又は請求項２記載の車両用発電機。