JPH0245428B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導子型交流発電機に係り、特に自動
車用として供するに好適な発電機に関する。

実公昭53−26575号公報等で知られる従来の誘
導子型交流発電機は、ブラシタイプのものとは異
なり、円環状の電機子系と、その内方に位置しや
はり円環状の界磁系とを同心的かつ固定的にハウ
ジングに取付けし、電機子系と界磁系との間に形
成される空間部内を誘導子型ロータが回転するよ
うに構成されている。斯かる発電機では、その出
力はロータ回転数と磁気回路を流れる有効起磁力
との積に比例するため、電機子系、界磁系および
ロータ間の消費起磁力を可及的に小さくすること
が要求される。この消費起磁力は、界磁系周りで
は継鉄とロータ間の空隙距離および空隙対向面積
に起因する。すなわち、空隙跡離を小さくかつ均
一にすること、および空隙対向面積を増加させる
ことが有効である。

しかるに、従来の誘導型交流発電機は継鉄とロ
ータとが直接対面する構造であるために、継鉄の
全長は画一的に定まり、空隙対向面積を増大させ
るために継鉄部を軸方向に延長させると、界磁コ
イルの巻装スペースが圧迫されてコイル抵抗値が
小さくなり、電流が増加し銅損が増加する。他
方、逆にコイルの巻数を増加させるべくコイル巻
装スペースを増加させると、継鉄の対向面積が減
少し、空隙部の磁気抵抗が大きくなる。このよう
に、従来の誘導型発電機では、簡単に出力増加を
図ることができないという問題を有している。

本発明は、上記従来の問題点に着目し、簡単な
構成で出力向上を図ることの可能な誘導子型交流
発電機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る誘導
子型交流発電機は、特に、界磁コイル巻装凹部を
有する継鉄に対し、誘導子型ロータと対面する外
表面部に継鉄と別体に形成された円環状の磁性体
部材を嵌着固定し、当該磁性体部材がロータとの
対向面積増大部として前記ロータと対面するよう
に構成した。

このように別に形成した磁性体部材を継鉄に固
定することによつて簡単にロータとの空隙部対向
面積を増大させることを可能とした。

以下に、本発明に係る誘導子型交流発電機の実
施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図に本実施例に係る誘導子型交流発電機の
可半部を省略した断面図を示す。この発電機は、
円筒容器状ハウジング１０の中心部に、図示しな
いエンジンにより回転駆動される回転軸１２を備
え、この回転軸１２をハウジング１０の両端側壁
に取付けられた一対の軸受１４により支承してい
る。ハウジング１０の内部には、回転軸１２の外
周を取り囲むように、電機子コイル１６を巻装し
円環状に形成された電機子鉄心１８と、その内方
に位置しやはり円環状に形成され界磁コイル２０
の巻装凹部２２を有する継鉄２４とが取付けられ
ている。前記電機子鉄心１８はハウジング１０の
内周壁面に固定され、また継鉄２４は側壁面に固
定されており、両者は空間部を隔て回転軸１２を
中心として同心的に配置されているものである。
また、前記回転軸１２には磁極を有する誘導子型
ロータ２６が取付けられ、このロータ２６は電機
子鉄心１８と継鉄２４との間に形成された空間部
内を回転し得るように形成されている。ロータ２
６はその磁極部を電機子鉄心１８の内周面と継鉄
２４の外周面とそれぞれ対面されている。またロ
ータ２６の側面部に設けた環状空所内には継鉄２
４が遊嵌挿入されている。継鉄２４はロータ２６
への挿入側半部に界磁コイル２０の巻装凹部２２
が形成され、そこに界磁コイル２０が巻装されて
いる。

このような誘導子型交流発電機において、特に
継鉄２４は、上述した如く、ロータ２６への挿入
端側半部に界磁コイル巻装凹部２２を有し、ハウ
ジング１０への取付基端側半部の外表面でロータ
２６の内周面と対面するものであるが、本実施例
では界磁コイル２０の口出線２８をロータ２６と
対面する外表面から継鉄２４の外部に引き出すよ
うにしている。すなわち、第２〜３図に示す如
く、継鉄２４におけるロータ２６の磁極部と対面
する外表面に、回転軸１２の軸心と平行に溝３０
を設け、この溝３０に収容する状態で口出線２８
を外部に引き出すものである。この溝３０は継鉄
２４の外表面周方向に等間隔に複数個形成した半
円形状のものであり、界磁コイル２０の端末部に
絶縁チユーブを被覆させた口出線２８を２本（巻
始め部および巻終り部）収容可能とし、当該口出
線２８が継鉄外表面に突出しない深さとされてい
る。

なお、前記溝３０は複数設けられており、口出
線２８の引出用としては一箇所のみ用いられる。
これは、継鉄２４をいわゆるナツクル製品、すな
わち無切削で冷間加工により一枚板から絞り成形
した製品とし、巻装凹部２２と同時に溝３０を成
形する際の圧力バランスを図るため複数等間隔で
設けているものである。このような溝３０のう
ち、口出線２８の引出用に用いられない他の溝３
０は界磁コイル２０の冷却用通風路として利用さ
れる。冷却風は、図示しないが、回転軸１２に取
付けられたフアンにより強制的にハウジング１０
内を通流されるものであり、第１図においてハウ
ジング１０の側壁に設けられた窓３１から継鉄２
４とロータ２６間の空隙に導入し、継鉄２４のみ
ならずロータ２６に囲まれている界磁コイル２０
も同時に冷却することを可能としている。

更に、継鉄２４には、前記溝３０が形成されて
いる外表面部に円環状の磁性体部材３２が嵌着さ
れている。この磁性体部材３２は継鉄２４と同一
材質または均等な材質からなるものの、継鉄２４
とは別体に形成され、継鉄２４の該表面部に圧入
その他の結合手段により取付けられており、両者
は機械的かつ磁気的に結合されている。また、こ
の磁性体部材３２は、少なくとも継鉄２４の固定
側基端から巻装凹部２２の側壁端部に至る長さを
有し、溝３０を全長に亘つて被い得る長さとなつ
ている。もちろん、それ以上の長さとすることは
妨げない。したがつて、溝３０は磁性体部材３２
の嵌着により、孔状となり、その一箇所の溝３０
に収容された口出線２８を当該溝３０内に安定的
に保持させ、外部に引き出すことを可能としてい
る。

このような継鉄２４と磁性体部材３２との構成
により、界磁コイル２０の口出線２８の処理は、
継鉄２４の巻装凹部２２にコイル２０の巻付け後
に、単に溝３０に嵌め込んで外部に引き出し、そ
の上で磁性体部材３２を嵌着することで容易に行
うことができる。

また、溝３０の形成により、継鉄２４の平均値
径が小さくなるが、その外周に均一な筒状外周面
を有する磁性体部材３２が嵌着されているので、
空隙部距離は何ら影響を受けずロータ２６との間
に均一な微小空隙を確保することができる。第４
図に発電機出力について継鉄２４に溝３０を設け
て直接ロータ２６と対面させた場合（同図破線
Ｂ）と、本実施例の如く、溝３０を磁性体部材３
２により被い溝３０を外周面に露呈しない場合
（同図実線Ａ）とを比較した出力特性図を示す。
この図に示されるように、継鉄２４に溝３０を単
に設けた場合には、低速回転域において出力低下
を示すが、磁性体部材３２の存在により、出力の
増大を図ることができる。この出力差は、自動車
のアイドル時での回転数（略1000r.p.m）にて３
〜４％となつている。

このように、本実施例によれば、継鉄２４と磁
性体部材３２との構成により、界磁コイル２０の
口出線２８の処理が極めて容易になり、同時に溝
３０を設けたことに伴なうロータ２６との間の空
隙部増加を防止し、出力の向上を図ることができ
る。このように磁性体部材３２の溝３０を被う部
分はロータとの対向面積増大部として作用する。

第５図には第２実施例を示す。この実施例は、
前記実施例とは異なり、磁性体部材３２Ａを完全
なリング体とせず、板状の素材を円環状に成形
し、板端部３４を一箇所の溝３０に加締め固定す
るようにしたものである。

斯かる実施例では、予め完全な円環体とする場
合に比較し、より容易に低価格で製作できる。こ
の場合、加締め部の溝３０は外周面に露呈される
が、その影響はほとんどない。

更に、第６図には第３実施例を示す。この実施
例は第１実施例において磁性体部材３２を継鉄２
４と別体にしたことによつて出力を増加させるこ
とができる効果を更に積極的に増進させようとす
るものである。すなわち、当該実施例では、磁性
体部材３２Ｂを軸方向に寸法ｌだけ延設して、巻
装凹部２２の上方に延在させ、同時にロータ２６
側の磁極面積を増加させたものである。

このような実施例では、界磁コイル２０の巻装
空間を圧迫することなく、空隙部の磁気抵抗減少
が可能である。すなわち、ロータ２６の磁極との
対向面積増加部を、磁性体部材３２Ｂの延長部に
よつて形成するもので、重量増加もほとんどな
い。

また、第７図には第４実施例を示す。これは、
ロータとの空隙部対向面積を更に増加させるため
に、フランジ３４を一体に設けた磁性体部材３２
Ｃとし、ロータ端面に対面するフランジ３４の外
周面との間にもロータとの対向空隙部ｇを形成す
るように同時にロータ２６もフランジ３４に対向
させたものである。

この実施例においては更にロータとの対向面積
が増大し、出力向上を図ることができる。

当然のことながら、第１乃至第４実施例の手法
を併用することもでき、磁気抵抗軽減の効果を倍
増させることができるのは言うまでもない。

なお、上記継鉄２４は、如何なる加工法によつ
ても形成でき、例えば切削加工により、あるいは
界磁コイル２０の巻付胴にプレス品を圧入して構
成してもよいが、望ましくは、継鉄２４全体を何
らの切削加工を伴なわないいわゆるナツクル品と
することがよい。このようなナツクル品では、外
表面に溝３０が形成されているので、口出線２８
の引出用のためにのみ細く深い孔を穿設するよう
な機械作業を完全に省略でき、加工性を著しく向
上させることができる。もちろん、ナツクル製品
としなくても機械加工による穿孔作業が不必要と
なるので加工性は充分向上する。

以上説明したように、本発明によれば、継鉄に
別に形成された磁性体部材を固定してロータとの
磁路面積増大をはかる様にしたので、簡単な構成
でこの種発電機の出力増加を容易に達成すること
ができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る誘導子型交流発電機の
部分断面図、第２図は同発電機の継鉄部分の断面
図、第３図は第２図の−線断面図、第４図は
発電機回転数に対する出力特性比較図、第５図は
第２実施例を示す継鉄部の端面図、第６図は第３
実施例に係る誘導子型交流発電機の部分断面図、
第７図は第４実施例に係る同発電機の部分断面図
である。 １０…ハウジング、１２…回転軸、１６…電機
子コイル、１８…電機子鉄心、２０…界磁コイ
ル、２２…巻装凹部、２４…継鉄、２６…誘導子
型ロータ、２８…口出線、３０…溝、３２…磁性
体部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電機子コイルを巻装した電機子鉄心内方位置
   に所定空間を隔てて界磁コイル巻装凹部を有する
   継鉄を固定的かつ前記鉄心と同心的に取付け、そ
   れらの中心位置に支承される回転軸には前記鉄心
   と継鉄にそれぞれ対面し両者の空間部内を回転可
   能な誘導子型ロータを取付けてなる誘導子型交流
   発電機において、前記継鉄の誘導子型ロータと対
   面する外表面に当該継鉄と別体に形成された円環
   状の磁性体部材を取付けし、この磁性体部材には
   前記ロータとの対向面積増大部を設けてなること
   を特徴とする誘導子型交流発電機。 ２ 前記磁性体部材のロータとの対向面積増大部
   は、界磁コイル巻装凹部外周まで延設された磁性
   体部材の延設部から成り、その外表面が前記誘導
   子型ロータと対面する延設部で構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の誘導
   子型交流発電機。 ３ 前記磁性体部材のロータとの対向面積増大部
   は、その反界磁コイル側端部に形成されたフラン
   ジ部から成り、そのロータ側表面が誘導子型ロー
   タと対面するフランジ部で構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の誘導子型交流発電機。 ４ 前記継鉄は、その外表面に界磁コイル口出線
   引き出し用の軸方向溝を有し、前記磁性体部材の
   ロータとの対向面積増大部はその軸方向溝を被う
   部分から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載された誘導子型交流発電機。