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Description

本発明は、発電機に関し、とくに車両に搭載される交流発電機に関する。   The present invention relates to a generator, and more particularly to an AC generator mounted on a vehicle.
自動車には、エンジンの出力軸の動力を電力に変換するオルタネータが備えられている。オルタネータは、交流発電機および交流発電機から出力される交流電力を直流電力に変換するレクチファイア(整流器)を含む。オルタネータで発生する直流電力は、ヘッドライトなどの電気負荷で消費され、また、バッテリに蓄えられる。   An automobile is provided with an alternator that converts the power of the output shaft of the engine into electric power. The alternator includes an AC generator and a rectifier (rectifier) that converts AC power output from the AC generator into DC power. The DC power generated by the alternator is consumed by an electric load such as a headlight and stored in a battery.
交流発電機には、ロータと、ロータの周囲を取り囲む円環状のステータとが備えられている。   The AC generator includes a rotor and an annular stator that surrounds the rotor.
図3は、従来の交流発電機に備えられているロータの模式的な側面図である。   FIG. 3 is a schematic side view of a rotor provided in a conventional AC generator.
ロータ81は、シャフト82に固定されて、シャフト82と一体的に回転可能に設けられている。ロータ81は、シャフト82の周囲に巻回されたロータコイル83と、ロータコイル83を回転軸線方向(シャフト82の軸線方向)の両側から挟み込むように設けられた1対のポールコア84,85とを備えている。   The rotor 81 is fixed to the shaft 82 and is provided so as to be rotatable integrally with the shaft 82. The rotor 81 includes a rotor coil 83 wound around a shaft 82 and a pair of pole cores 84 and 85 provided so as to sandwich the rotor coil 83 from both sides in the rotation axis direction (axial direction of the shaft 82). I have.
ポールコア84,85は、それぞれ鉄を用いて一体に形成されている。ポールコア84,85には、それぞれ互いに対向する方向に突出する複数の爪状磁極86,87が形成されている。爪状磁極86,87は、互いに噛み合って、周方向に交互に並んでいる。   The pole cores 84 and 85 are integrally formed using iron. The pole cores 84 and 85 are formed with a plurality of claw-shaped magnetic poles 86 and 87 that protrude in directions opposite to each other. The claw-shaped magnetic poles 86 and 87 mesh with each other and are alternately arranged in the circumferential direction.
シャフト82の一端部には、2個のスリップリング88,89が固定されている。また、2個のブラシ91,92がそれぞれスリップリング88,89と摺擦可能に設けられている。ブラシ91,92は、発電電圧を制御するためのレギュレータを介して、バッテリと電気的に接続されている。バッテリからブラシ91,92およびスリップリング88,89を通してロータコイル83に界磁電流が供給されると、一方のポールコア84の爪状電極86がN極に着磁され、他方のポールコア85の爪状電極87がS極に着磁される。   Two slip rings 88 and 89 are fixed to one end of the shaft 82. Two brushes 91 and 92 are provided so as to be slidable with the slip rings 88 and 89, respectively. The brushes 91 and 92 are electrically connected to the battery via a regulator for controlling the generated voltage. When a field current is supplied from the battery to the rotor coil 83 through the brushes 91 and 92 and the slip rings 88 and 89, the claw-like electrode 86 of one pole core 84 is magnetized to the N pole, and the claw-like shape of the other pole core 85 is obtained. The electrode 87 is magnetized to the south pole.
そして、エンジンの出力軸の回転がシャフト82に伝達されて、シャフト82とともにロータ81が回転すると、ステータに備えられているステータコイルに電磁誘導による電流が流れる。   Then, when the rotation of the output shaft of the engine is transmitted to the shaft 82 and the rotor 81 rotates together with the shaft 82, a current due to electromagnetic induction flows through a stator coil provided in the stator.
特開平9−154262号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-154262
図3に示される構成のロータ81(いわゆるくし型ロータ)では、交流発電機の出力を増大させるためには、ロータ81を回転径方向および回転軸線方向に大型化しなければならず、その設計に自由度がない。たとえば、オルタネータが配置されるエンジンルーム内のスペースの関係から、交流発電機のサイズを回転径方向に縮小したい場合に、交流発電機の回転径方向のサイズを縮小する一方で、回転軸線方向のサイズを増大させることにより、従来と同出力を得るといったことは容易ではない。なぜなら、ポールコア84,85を回転軸線方向につなぐ磁路は、その磁気抵抗の増大を防ぐために、軸長が長くなる分、太くしなければならないからである。   In the rotor 81 having the configuration shown in FIG. 3 (so-called comb rotor), in order to increase the output of the AC generator, the rotor 81 must be enlarged in the rotational radial direction and the rotational axis direction. There is no freedom. For example, due to the space in the engine room where the alternator is placed, if you want to reduce the size of the alternator in the radial direction, reduce the size of the alternator in the radial direction, while reducing the size of the alternator in the rotational axis direction. It is not easy to obtain the same output as before by increasing the size. This is because the magnetic path connecting the pole cores 84 and 85 in the direction of the rotation axis must be made thicker as the axial length becomes longer in order to prevent an increase in the magnetic resistance.
また、ロータ81を有する交流発電機では、ロータコイル83への給電のためのスリップリング88,89およびブラシ91,92が設けられているので、回転軸線方向のサイズが大きく、また、部品点数が多いという問題もある。   Further, in the AC generator having the rotor 81, the slip rings 88 and 89 and the brushes 91 and 92 for supplying power to the rotor coil 83 are provided, so that the size in the rotation axis direction is large and the number of parts is large. There is also a problem that there are many.
本発明の目的は、小型化および部品点数の削減による低コスト化を図ることができる、発電機を提供することである。   An object of the present invention is to provide a power generator capable of reducing the cost by reducing the size and the number of parts.
前記の目的を達成するため、本発明に係る発電機は、回転軸と、前記回転軸と一体的に回転可能に設けられるロータと、前記ロータの周囲に設けられるステータとを備えている。前記ロータには、前記回転軸が中心部に相対回転不能に挿通されるロータヨークおよび前記ロータヨークから回転径方向に突出する複数のロータ磁極が形成されている。前記ステータは、前記ロータを回転周方向に取り囲む環状のステータヨークおよび前記ステータヨークの内側に突出する複数のステータ磁極が形成されたステータコアと、各ステータ磁極に集中巻されたステータコイルとを有している。前記複数のステータ磁極は、複数のステータ磁極群を互いに離れた位置で構成している。各ステータ磁極群は、相数に応じた数の前記ステータ磁極からなる。各ステータ磁極群を構成するステータ磁極は、所定間隔で設けられ、複数のステータ磁極群は、互いに所定間隔よりも離れている。そして、前記発電機は、前記ステータ磁極群をN極に着磁させるための第1界磁コイルと、N極に着磁される前記ステータ磁極群とは別の前記ステータ磁極群をS極に着磁させるための第2界磁コイルとを含む。 In order to achieve the above object, a power generator according to the present invention includes a rotating shaft, a rotor provided to be rotatable integrally with the rotating shaft, and a stator provided around the rotor. The rotor is formed with a rotor yoke through which the rotation shaft is inserted in a central portion so as not to be relatively rotatable, and a plurality of rotor magnetic poles protruding from the rotor yoke in the radial direction. The stator includes an annular stator yoke that surrounds the rotor in the circumferential direction of rotation, a stator core on which a plurality of stator magnetic poles projecting inside the stator yoke, and a stator coil that is concentratedly wound around each stator magnetic pole. ing. The plurality of stator magnetic poles constitute a plurality of stator magnetic pole groups at positions separated from each other. Each stator magnetic pole group includes the number of stator magnetic poles corresponding to the number of phases. The stator magnetic poles constituting each stator magnetic pole group are provided at a predetermined interval, and the plurality of stator magnetic pole groups are separated from each other by a predetermined interval. The generator includes a first field coil for magnetizing the stator magnetic pole group to N pole, and the stator magnetic pole group different from the stator magnetic pole group magnetized to the N pole to S pole. And a second field coil for magnetizing.
第1界磁コイルおよび第2界磁コイルに界磁電流が流れると、ステータ磁極群がN極に着磁され、それとは別のステータ磁極群がS極に着磁される。そして、ロータの回転に伴って、ロータ磁極がN極に着磁されたステータ磁極と対向し、別のロータ磁極がS極に着磁されたステータ磁極と対向すると、磁束がN極に着磁されたステータ磁極とS極に着磁されたステータ磁極との間をロータ/ステータヨークを経由して通る。その結果、それらのステータ磁極に集中巻されたステータコイルに誘導電流が流れる。   When a field current flows through the first field coil and the second field coil, the stator magnetic pole group is magnetized to the N pole, and another stator magnetic pole group is magnetized to the S pole. As the rotor rotates, when the rotor magnetic pole faces the stator magnetic pole magnetized to the N pole, and when another rotor magnetic pole faces the stator magnetic pole magnetized to the S pole, the magnetic flux is magnetized to the N pole. The stator magnetic poles and the stator magnetic poles magnetized to the S pole pass through the rotor / stator yoke. As a result, an induced current flows through the stator coils concentratedly wound around these stator magnetic poles.
複数のステータ磁極群が互いに離れているので、各ステータ磁極群間において、ステータヨークを直線状に形成することができる。たとえば、ステータ磁極群が2つである場合、その2つのステータ磁極群間でステータヨークを直線状に形成することができる。よって、ステータヨークが円環状に形成されたステータと比較して、ステータの回転径方向のサイズを縮小することができる。   Since the plurality of stator magnetic pole groups are separated from each other, the stator yoke can be formed linearly between the stator magnetic pole groups. For example, when there are two stator magnetic pole groups, the stator yoke can be formed linearly between the two stator magnetic pole groups. Therefore, the size of the stator in the radial direction can be reduced as compared with a stator in which the stator yoke is formed in an annular shape.
そして、ロータは、いわゆるくし型ロータではないので、回転径方向のサイズを縮小する一方で、回転軸線方向のサイズを増大させることができる。よって、ロータおよびステータの回転径方向のサイズを縮小し、それらの回転軸線方向のサイズを増大させることにより、従来の発電機と同出力を確保することができる。   Since the rotor is not a so-called comb rotor, the size in the rotational axis direction can be increased while the size in the rotational radial direction is reduced. Therefore, the same output as the conventional generator can be ensured by reducing the size of the rotor and the stator in the radial direction and increasing the size in the rotational axis direction.
また、ロータに界磁コイルが設けられた構成とは異なり、スリップリングおよびブラシが不要である。そのため、ロータの回転軸線方向のサイズを増大させても、そのサイズの増大をスリップリングの配置に必要なスペースの省略で相殺することができ、発電機全体として回転軸線方向のサイズが増大することを防止できる。   Further, unlike the configuration in which the field coil is provided in the rotor, a slip ring and a brush are not required. Therefore, even if the size of the rotor in the rotation axis direction is increased, the increase in the size can be offset by omitting the space necessary for the arrangement of the slip ring, and the size of the generator as a whole increases in the rotation axis direction. Can be prevented.
よって、発電機が自動車に搭載されるオルタネータに用いられる場合に、オルタネータが配置されるエンジンルーム内のスペースの関係から発電機のサイズを回転径方向に縮小しながら、発電機の出力を確保したいという要望に応えることができる。   Therefore, when the generator is used in an alternator mounted on an automobile, it is desired to secure the output of the generator while reducing the size of the generator in the radial direction due to the space in the engine room where the alternator is placed. It can respond to the request.
さらに、スリップリングおよびブラシが不要であるので、部品点数を削減することができる。その結果、部品点数の削減によるコストの低減を図ることができる。   Furthermore, since a slip ring and a brush are unnecessary, the number of parts can be reduced. As a result, the cost can be reduced by reducing the number of parts.
また、N極に着磁されたステータ磁極群とS極に着磁されたステータ磁極群との間でステータヨークを通る磁束は、ステータヨークの一方側部分と他方側部分とに分散される。そのため、ステータヨークの厚さを小さくすることができる。その結果、ステータの重量を小さくすることができる。   Further, the magnetic flux passing through the stator yoke between the stator magnetic pole group magnetized at the N pole and the stator magnetic pole group magnetized at the S pole is distributed to one side portion and the other side portion of the stator yoke. Therefore, the thickness of the stator yoke can be reduced. As a result, the weight of the stator can be reduced.
本発明によれば、ステータの小型化および軽量化により、発電機の小型化および軽量化を図ることができる。また、部品点数の削減により、発電機の低コスト化を図ることができる。   According to the present invention, the generator can be reduced in size and weight by reducing the size and weight of the stator. Further, the cost of the generator can be reduced by reducing the number of parts.
図1は、本発明の一実施形態に係る発電機を回転軸線に直交する断面で切断したときの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a generator according to an embodiment of the present invention cut along a cross section orthogonal to a rotation axis. 図2は、発電機を回転軸線に沿う断面で切断したときの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view when the generator is cut along a cross section along the rotation axis. 図3は、従来の交流発電機に備えられているロータの模式的な側面図である。FIG. 3 is a schematic side view of a rotor provided in a conventional AC generator.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る発電機を回転軸線に直交する断面で切断したときの断面図である。図2は、発電機を回転軸線に沿う断面で切断したときの断面図である。なお、図1,2では、図面が煩雑になることを回避するため、一部に対するハッチングの付与が省略されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a generator according to an embodiment of the present invention cut along a cross section orthogonal to a rotation axis. FIG. 2 is a cross-sectional view when the generator is cut along a cross section along the rotation axis. In FIGS. 1 and 2, hatching is partially omitted in order to avoid complicated drawings.
発電機1は、3相交流発電機である。発電機1は、回転軸2、ロータ3およびステータ4を備えている。   The generator 1 is a three-phase AC generator. The generator 1 includes a rotating shaft 2, a rotor 3, and a stator 4.
ロータ3は、積層鋼板からなり、回転軸2と一体的に回転可能に設けられている。ロータ3は、円柱状のロータヨーク5と、ロータヨーク5の周面から回転径方向に突出する8個のロータ磁極6とを有している。   The rotor 3 is made of a laminated steel plate and is provided so as to be rotatable integrally with the rotary shaft 2. The rotor 3 includes a columnar rotor yoke 5 and eight rotor magnetic poles 6 that protrude from the circumferential surface of the rotor yoke 5 in the rotational radial direction.
ロータヨーク5には、その中心軸線上に、断面円形状の軸挿通孔7が貫通して形成されている。軸挿通孔7には、回転軸2が相対回転不能に挿通されている。また、ロータヨーク5には、軸挿通孔7の周囲に、8個の断面略扇形状の空洞8が回転軸2の中心軸線(回転軸線)方向に貫通して形成されている。これにより、ロータヨーク5の軽量化が図られている。   A shaft insertion hole 7 having a circular cross section is formed through the rotor yoke 5 on the central axis thereof. The rotation shaft 2 is inserted into the shaft insertion hole 7 so as not to be relatively rotatable. In the rotor yoke 5, eight cavities 8 having a substantially sectoral cross section are formed around the shaft insertion hole 7 so as to penetrate in the direction of the central axis (rotation axis) of the rotation shaft 2. Thereby, weight reduction of the rotor yoke 5 is achieved.
8個のロータ磁極6は、回転軸線を中心に等角度間隔、つまり45°間隔で設けられている。各ロータ磁極6は、回転軸線方向に延びる略直方体形状に形成されている。   The eight rotor magnetic poles 6 are provided at equiangular intervals, that is, 45 ° intervals around the rotation axis. Each rotor magnetic pole 6 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape extending in the rotation axis direction.
ステータ4は、ステータコア9およびステータコイル10を備えている。   The stator 4 includes a stator core 9 and a stator coil 10.
ステータコア9は、積層鋼板からなる。ステータコア9は、ロータ3を回転周方向に取り囲む略四角筒状のステータヨーク11と、ステータヨーク11の内側に突出する6個のステータ磁極(ティース)12とを有している。   The stator core 9 is made of a laminated steel plate. The stator core 9 has a substantially square cylindrical stator yoke 11 that surrounds the rotor 3 in the rotational circumferential direction, and six stator magnetic poles (teeth) 12 that protrude inside the stator yoke 11.
ステータヨーク11は、回転軸線を中心に180°回転対称な形状をなしている。   The stator yoke 11 has a 180 ° rotationally symmetric shape about the rotation axis.
具体的には、ステータヨーク11は、回転軸線を中心に180°離れた2つの位置に形成された1対の磁極形成部13と、1対の磁極形成部13の回転軸線と直交する方向の両端部を連結する1対の連結部14とを一体的に有している。磁極形成部13は、回転軸線と直交する平面で切断したときの断面形状が回転径方向に膨出する円弧状に形成されている。連結部14は、回転軸線と直交する平面で切断したときの断面形状が略コ字状に形成されている。   Specifically, the stator yoke 11 includes a pair of magnetic pole forming portions 13 formed at two positions 180 degrees apart from each other about the rotation axis, and a direction perpendicular to the rotation axis of the pair of magnetic pole forming portions 13. A pair of connecting portions 14 for connecting both ends are integrally provided. The magnetic pole forming portion 13 is formed in an arc shape in which a cross-sectional shape when cut along a plane orthogonal to the rotational axis bulges in the rotational radial direction. The connecting portion 14 has a substantially U-shaped cross section when cut along a plane orthogonal to the rotation axis.
6個のステータ磁極12は、3個ずつに分けられて、2つのステータ磁極群15,16を構成している。一方のステータ磁極群15は、一方の磁極形成部13と一体的に形成されている。ステータ磁極群15を構成する3個のステータ磁極12は、回転軸線を中心とする30°間隔で設けられている。他方のステータ磁極群16は、他方の磁極形成部13と一体的に形成されている。ステータ磁極群16を構成する3個のステータ磁極12は、回転軸線を中心とする30°間隔で設けられている。そして、各ステータ磁極12は、磁極形成部13の内面から回転軸線に向かって突出し、回転軸線方向に延びる略直方体形状に形成されている。   The six stator magnetic poles 12 are divided into three parts to form two stator magnetic pole groups 15 and 16. One stator magnetic pole group 15 is formed integrally with one magnetic pole forming portion 13. The three stator magnetic poles 12 constituting the stator magnetic pole group 15 are provided at intervals of 30 ° with the rotation axis as the center. The other stator magnetic pole group 16 is formed integrally with the other magnetic pole forming portion 13. The three stator magnetic poles 12 constituting the stator magnetic pole group 16 are provided at intervals of 30 ° with the rotation axis as the center. Each stator magnetic pole 12 protrudes from the inner surface of the magnetic pole forming portion 13 toward the rotation axis and is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape extending in the rotation axis direction.
ステータコイル10は、各ステータ磁極12に集中巻されている。   The stator coil 10 is concentratedly wound around each stator magnetic pole 12.
ステータ磁極群15の両端のステータ磁極12と各連結部14との間には、空間17が形成されている。この空間17を利用して、ステータ磁極群15をN極に着磁させるための第1界磁コイル18が配置されている。第1界磁コイル18は、一方の空間17を通されて、連結部14よりも回転軸線方向の外側まで延び、回転軸2側と反対側に屈曲し、1対の連結部14の対向方向に屈曲して延び、回転軸2側に屈曲して他方の空間17に向けて延び、回転軸線方向に屈曲して、他方の空間17を通されて、連結部14よりも回転軸線方向の外側まで延び、回転軸2側と反対側に屈曲し、1対の連結部14の対向方向に屈曲して延び、回転軸2側に屈曲して一方の空間17に向けて延び、回転軸線方向に屈曲して、一方の空間17を通されるというようにして巻回されている。これにより、第1界磁コイル18の一部をステータ磁極群15のステータ磁極12に集中巻されたステータコイル10と回転軸線方向に対向する位置から逃がすことができる。   Spaces 17 are formed between the stator magnetic poles 12 at both ends of the stator magnetic pole group 15 and the connecting portions 14. Using this space 17, a first field coil 18 for magnetizing the stator magnetic pole group 15 to the N pole is disposed. The first field coil 18 passes through one space 17, extends to the outer side in the rotational axis direction than the connecting portion 14, bends to the opposite side to the rotating shaft 2 side, and faces the pair of connecting portions 14. Bent to the rotation axis 2 side, extended toward the other space 17, bent in the rotation axis direction, passed through the other space 17, and outside the connecting portion 14 in the rotation axis direction. Extending to the opposite side of the rotating shaft 2 side, bent in the opposing direction of the pair of connecting portions 14, bent toward the rotating shaft 2 side and extended toward one space 17, in the direction of the rotating axis It is wound so that it is bent and passed through one space 17. Thereby, a part of the first field coil 18 can be released from a position facing the stator coil 10 concentratedly wound around the stator magnetic pole 12 of the stator magnetic pole group 15 in the rotation axis direction.
ステータ磁極群16の両端のステータ磁極12と各連結部14との間には、空間19が形成されている。この空間19を利用して、ステータ磁極群16をS極に着磁させるための第2界磁コイル20が配置されている。第2界磁コイル20は、一方の空間19を通されて、連結部14よりも回転軸線方向の外側まで延び、回転軸2側と反対側に屈曲し、1対の連結部14の対向方向に屈曲して延び、回転軸2側に屈曲して他方の空間19に向けて延び、回転軸線方向に屈曲して、他方の空間19を通されて、連結部14よりも回転軸線方向の外側まで延び、回転軸2側と反対側に屈曲し、1対の連結部14の対向方向に屈曲して延び、回転軸2側に屈曲して一方の空間19に向けて延び、回転軸線方向に屈曲して、一方の空間19を通されるというようにして巻回されている。これにより、第2界磁コイル20の一部をステータ磁極群16のステータ磁極12に集中巻されたステータコイル10と回転軸線方向に対向する位置から逃がすことができる。 Spaces 19 are formed between the stator magnetic poles 12 at both ends of the stator magnetic pole group 16 and the connecting portions 14. A second field coil 20 for magnetizing the stator magnetic pole group 16 to the S pole is disposed using this space 19. The second field coil 20 is passed through one space 19, extends to the outside in the rotational axis direction than the connecting portion 14, bends to the opposite side of the rotating shaft 2 side, and faces the pair of connecting portions 14. Bent to the rotation axis 2 side, extended toward the other space 19, bent in the rotation axis direction, passed through the other space 19, and outside the connecting portion 14 in the rotation axis direction. Extending to the opposite side of the rotating shaft 2, bent in the opposite direction of the pair of connecting portions 14, bent toward the rotating shaft 2, and extended toward one space 19, in the direction of the rotating axis It is wound so that it is bent and passed through one space 19. Thereby, a part of the second field coil 20 can be released from a position facing the stator coil 10 concentratedly wound around the stator magnetic pole 12 of the stator magnetic pole group 16 in the rotation axis direction.
第1界磁コイル18および第2界磁コイル20に界磁電流が流れると、ステータ磁極群15がN極に着磁され、ステータ磁極群16がS極に着磁される。そして、ロータ3の回転に伴って、ロータ磁極6がN極に着磁されたステータ磁極12と対向し、別のロータ磁極6がS極に着磁されたステータ磁極12と対向すると、磁束がN極に着磁されたステータ磁極12とS極に着磁されたステータ磁極12との間をロータ3/ステータヨーク11を経由して通る。その結果、それらのステータ磁極12に集中巻されたステータコイル10に誘導電流が流れる。   When a field current flows through the first field coil 18 and the second field coil 20, the stator magnetic pole group 15 is magnetized to the N pole, and the stator magnetic pole group 16 is magnetized to the S pole. As the rotor 3 rotates, the rotor magnetic pole 6 faces the stator magnetic pole 12 magnetized to the N pole, and another rotor magnetic pole 6 faces the stator magnetic pole 12 magnetized to the S pole. The stator magnetic pole 12 magnetized in the N pole and the stator magnetic pole 12 magnetized in the S pole pass through the rotor 3 / stator yoke 11. As a result, an induced current flows through the stator coil 10 concentratedly wound around the stator magnetic poles 12.
2つのステータ磁極群15,16が互いに離れているので、各ステータ磁極群15,16間において、図1に示されるように、ステータヨーク11を直線状に形成することができる。よって、ステータヨーク11が円環状に形成されたステータ4と比較して、ステータ4の回転径方向のサイズを縮小することができる。   Since the two stator magnetic pole groups 15 and 16 are separated from each other, the stator yoke 11 can be formed linearly between the stator magnetic pole groups 15 and 16 as shown in FIG. Therefore, compared with the stator 4 in which the stator yoke 11 is formed in an annular shape, the size of the stator 4 in the rotation radial direction can be reduced.
そして、ロータ3は、いわゆるくし型ロータ3ではないので、回転径方向のサイズを縮小する一方で、回転軸線方向のサイズを増大させることができる。よって、ロータ3およびステータ4の回転径方向のサイズを縮小し、それらの回転軸線方向のサイズを増大させることにより、従来の発電機と同出力を確保することができる。   And since the rotor 3 is not what is called a comb-type rotor 3, it can reduce the size of a rotation radial direction, but can increase the size of a rotation axis direction. Therefore, by reducing the size of the rotor 3 and the stator 4 in the rotational diameter direction and increasing the size in the rotational axis direction thereof, it is possible to ensure the same output as the conventional generator.
また、ロータ3に界磁コイルが設けられた構成とは異なり、スリップリングおよびブラシが不要である。そのため、ロータ3の回転軸線方向のサイズを増大させても、そのサイズの増大をスリップリングの配置に必要なスペースの省略で相殺することができ、発電機1の全体として回転軸線方向のサイズが増大することを防止できる。   Further, unlike the configuration in which the rotor 3 is provided with a field coil, a slip ring and a brush are not required. Therefore, even if the size of the rotor 3 in the rotation axis direction is increased, the increase in the size can be offset by omitting the space necessary for the arrangement of the slip ring, and the size of the generator 1 as a whole is reduced in the rotation axis direction. It can be prevented from increasing.
よって、発電機1が自動車に搭載されるオルタネータに用いられる場合に、オルタネータが配置されるエンジンルーム内のスペースの関係から発電機のサイズを回転径方向に縮小しながら、発電機1の出力を確保したいという要望に応えることができる。   Therefore, when the generator 1 is used in an alternator mounted on an automobile, the output of the generator 1 is reduced while reducing the size of the generator in the radial direction due to the space in the engine room where the alternator is arranged. It can meet the demand to secure.
さらに、スリップリングおよびブラシが不要であるので、部品点数を削減することができる。その結果、部品点数の削減による発電機1のコストの低減を図ることができる。   Furthermore, since a slip ring and a brush are unnecessary, the number of parts can be reduced. As a result, the cost of the generator 1 can be reduced by reducing the number of parts.
また、N極に着磁されたステータ磁極群15とS極に着磁されたステータ磁極群16との間を磁束が通るときに、ステータヨーク11を通る磁束は、ステータヨーク11の一方の連結部14と他方の連結部14とに分散される。そのため、ステータヨーク11の厚さを小さくすることができる。その結果、ステータ4の重量を小さくすることができる。   Further, when the magnetic flux passes between the stator magnetic pole group 15 magnetized at the N pole and the stator magnetic pole group 16 magnetized at the S pole, the magnetic flux passing through the stator yoke 11 is connected to one of the stator yokes 11. Dispersed in the portion 14 and the other connecting portion 14. Therefore, the thickness of the stator yoke 11 can be reduced. As a result, the weight of the stator 4 can be reduced.
さらにまた、ロータ3が積層鋼板からなるので、ロータ3の表面での渦電流の発生を抑制することができる。その結果、発電効率を向上させることができる。   Furthermore, since the rotor 3 is made of a laminated steel plate, the generation of eddy currents on the surface of the rotor 3 can be suppressed. As a result, power generation efficiency can be improved.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
たとえば、3個のステータ磁極12によって各ステータ磁極群15,16が構成される場合を例にとったが、各ステータ磁極群15,16を構成するステータ磁極12の数は、相数に応じて変更されるとよい。たとえば、発電機1が2相交流発電機である場合には、各ステータ磁極群15,16が2個のステータ磁極12によって構成されるとよい。   For example, although the case where each stator magnetic pole group 15 and 16 is constituted by three stator magnetic poles 12 is taken as an example, the number of stator magnetic poles 12 constituting each stator magnetic pole group 15 and 16 depends on the number of phases. It should be changed. For example, when the generator 1 is a two-phase AC generator, each of the stator magnetic pole groups 15 and 16 may be constituted by two stator magnetic poles 12.
また、2つのステータ磁極群15,16が設けられた構成を取り上げたが、3つ以上のステータ磁極群が設けられてもよい。   Moreover, although the structure provided with the two stator magnetic pole groups 15 and 16 was taken up, three or more stator magnetic pole groups may be provided.
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.
1 発電機
2 回転軸
3 ロータ
4 ステータ
5 ロータヨーク
6 ロータ磁極
9 ステータコア
10 ステータコイル
11 ステータヨーク
15 ステータ磁極群
16 ステータ磁極群
18 第1界磁コイル
20 第2界磁コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Generator 2 Rotating shaft 3 Rotor 4 Stator 5 Rotor yoke 6 Rotor magnetic pole 9 Stator core 10 Stator coil 11 Stator yoke 15 Stator magnetic pole group 16 Stator magnetic pole group 18 1st field coil 20 2nd field coil

Claims (1)

  1. 回転軸と、前記回転軸と一体的に回転可能に設けられるロータと、前記ロータの周囲に設けられるステータとを備える発電機であって、
    前記ロータには、前記回転軸が中心部に相対回転不能に挿通されるロータヨークおよび前記ロータヨークから回転径方向に突出する複数のロータ磁極が形成され、
    前記ステータは、前記ロータを回転周方向に取り囲む環状のステータヨークおよび前記ステータヨークの内側に突出する複数のステータ磁極が形成されたステータコアと、各ステータ磁極に集中巻されたステータコイルとを有し、
    前記複数のステータ磁極は、複数のステータ磁極群を互いに離れた位置で構成し、
    各ステータ磁極群は、相数に応じた数の前記ステータ磁極からなり、
    各ステータ磁極群を構成する前記ステータ磁極は、所定間隔で設けられ、
    前記複数のステータ磁極群は、互いに前記所定間隔よりも離れており、
    前記ステータ磁極群をN極に着磁させるための第1界磁コイルと、
    N極に着磁される前記ステータ磁極群とは別の前記ステータ磁極群をS極に着磁させるための第2界磁コイルとを含む、発電機。
    A generator comprising: a rotary shaft; a rotor provided rotatably with the rotary shaft; and a stator provided around the rotor;
    The rotor is formed with a rotor yoke through which the rotating shaft is inserted into a central portion so as not to be relatively rotatable, and a plurality of rotor magnetic poles protruding from the rotor yoke in a rotational radial direction,
    The stator includes an annular stator yoke that surrounds the rotor in the circumferential direction of rotation, a stator core on which a plurality of stator magnetic poles projecting inside the stator yoke, and a stator coil that is concentratedly wound around each stator magnetic pole. ,
    The plurality of stator magnetic poles comprises a plurality of stator magnetic pole groups at positions separated from each other,
    Each stator magnetic pole group is composed of the number of stator magnetic poles corresponding to the number of phases,
    The stator magnetic poles constituting each stator magnetic pole group are provided at predetermined intervals,
    The plurality of stator magnetic pole groups are separated from each other by the predetermined interval,
    A first field coil for magnetizing the stator magnetic pole group to N pole;
    A generator comprising: a second field coil for magnetizing the stator magnetic pole group different from the stator magnetic pole group magnetized to the N pole to the S pole.
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