JPH04117154A - Ac generator for vehicle - Google Patents

Ac generator for vehicle

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Publication number
JPH04117154A
JPH04117154A JP23310990A JP23310990A JPH04117154A JP H04117154 A JPH04117154 A JP H04117154A JP 23310990 A JP23310990 A JP 23310990A JP 23310990 A JP23310990 A JP 23310990A JP H04117154 A JPH04117154 A JP H04117154A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bobbin
rotor
field coil
space
air gap
Prior art date
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Pending
Application number
JP23310990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Sakai
猛 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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Publication of JPH04117154A publication Critical patent/JPH04117154A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To ensure effective amount of flux in a magnetic path formed between a rotor and a stator and to achieve a sufficient output performance as a vehicle by a constitution wherein the winding space of a bobbin applied with a field coil is enlarged from the inner diameter part toward the outer diameter part. CONSTITUTION:A rotor 14 is provided with a ring type space 15 formed coaxially with a rotary shaft 11, and a bobbin 17 applied with a field coil 16 is arranged in the space 15. One side face of a winding space 171 of the field coil 16 formed in the bobbin 17 is inclined by an angle theta so that the space 171 is enlarged from the inner diameter part toward the outer diameter part. Opposing face of an air gap 20 between the claw part 141 of the rotor 14 and the outer peripheral surface of the bobbin 17 is set substantially equal to the opposing face of an air gap 21 between the boss part 142 of the rotor 14 and the inner peripheral surface of the bobbin 17. Consequently, number of winding of a field coil 16 is increased from the inner peripheral part toward the outer peripheral part.

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野] この発明は、例えば乗用車に搭載される無刷子型の車両
用交流発電機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to a brushless vehicular alternator installed, for example, in a passenger car.

[従来の技術] 例えば乗用車のような車両に搭載される交流発電機とし
ては、ブラシ(刷子)を介してフィールドコイルに励磁
電流を供給する構造が一般的に用いられている。しかし
、車両の多用途化および車両のエンジンルームの小型化
、さらに補機類の増加に伴って、発電機の搭載位置の制
約を受ける傾向にあり、この搭載位置の悪化が原因とな
って、発電機が被水(泥水)することがある。この様に
水が被るような状態となると、ブラシ下がりが不良とな
り、またブラシが接触されるスリップリングが磨耗する
等の障害が発生するようになり、故障か増加する。
[Prior Art] For example, as an alternating current generator mounted on a vehicle such as a passenger car, a structure in which an excitation current is supplied to a field coil through a brush is generally used. However, as vehicles become more versatile, vehicle engine compartments become smaller, and the number of auxiliary equipment increases, the mounting position of the generator tends to be restricted. The generator may be submerged in water (muddy water). If the brush is exposed to water in this way, the brush will not hang properly and the slip ring with which the brush comes into contact will wear out, leading to an increase in the number of failures.

この様な点を考慮して、これまでトラック等の大型車両
に搭載されているブラシレス(無刷子)構造の交流発電
機を、乗用車においても搭載することが検討されている
。しかし、乗用車にあっては、発電機の搭載スペースが
限られるものであり、またこの発電機を駆動する乗用車
用のエンジンは、大型車両に搭載されるエンジンと比較
して、高回転域まで使用される。そして、この発電機の
仕様としては、現状の乗用車に搭載されている発電機と
同等の体格で、且つ同等の出力性能を確保する必要があ
る。
In consideration of these points, consideration has been given to installing brushless alternating current generators, which have been installed in large vehicles such as trucks, in passenger cars as well. However, in a passenger car, the space available for installing a generator is limited, and the passenger car engine that drives this generator can be used up to a high rotation range compared to engines installed in large vehicles. be done. As for the specifications of this generator, it is necessary to have the same size and output performance as the generators installed in current passenger cars.

しかし、ブラシを有する構造の交流発電機にあっては、
回転子と固定子との間にのみエアギャップが設定される
構造であるのに対して、ブラシレス構造の交流発電機に
あっては、回転子と固定子との間の他に、フィールドコ
イルの両面それぞれと回転子との間にエアギャップが形
成される構造とされ、回転子と固定子との間で形成され
る磁路の磁気抵抗が高くなり、有効磁束量が減少される
ようになって、ブラシを有する構造の交流発電機と同等
の体格で同等の出力性能を確保することは困難である。
However, for alternating current generators with brushes,
While the structure has an air gap only between the rotor and stator, in brushless AC generators, there is an air gap between the rotor and stator as well as between the field coil. The structure is such that an air gap is formed between each of both sides and the rotor, increasing the magnetic resistance of the magnetic path formed between the rotor and stator, and reducing the amount of effective magnetic flux. Therefore, it is difficult to secure the same output performance with the same size as an alternator with a brush structure.

[発明が解決しようとする課題] この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、小型
化した体格であっても、回転子と固定子との間に形成さ
れる磁路の有効磁束量が確保されて、車両用として充分
な出力性能が得られるようにした、例えば乗用車等に搭
載して効果的な無刷子型の車両用交流発電機を提供しよ
うとするものである。
[Problems to be Solved by the Invention] This invention was made in view of the above points, and even if the body is miniaturized, the effective magnetic flux of the magnetic path formed between the rotor and the stator The present invention aims to provide a brushless type vehicular alternator which is effective when installed in a passenger car, etc., and which has a sufficient amount of output and has sufficient output performance for a vehicle.

[課題を解決するための手段] この発明に係る無刷子型の車両用交流発電機にあっては
、フィールドコイルの巻装されるボビンの巻線スペース
が、内径部分から外径部分に向かうにしたがって拡大さ
れるように構成する。
[Means for Solving the Problem] In the brushless vehicular alternator according to the present invention, the winding space of the bobbin on which the field coil is wound extends from the inner diameter portion toward the outer diameter portion. Therefore, it is configured to be enlarged.

[作用] この様に構成される車両用交流発電機にあっては、フィ
ールドコイルの巻数を容易に増加させることが可能とな
り、無刷子構造とすることによって増加したエアギャッ
プによって低下する出力低下を補うアンペアターンを確
保することができる。
[Function] In the vehicle alternator configured in this way, it is possible to easily increase the number of turns of the field coil, and the brushless structure reduces the decrease in output caused by the increased air gap. A complementary ampere turn can be secured.

また、このフィールドコイルを巻装するボビンにあって
は、その外径部分の回転子との対向面積を、内径部分で
の回転子との対向面積と同等にすることができるもので
あるため、実質的に磁気抵抗の増加は殆どなく、出力性
能が充分に確保され、乗用車等に容易゛に適用できるよ
うになる。
In addition, since the bobbin on which this field coil is wound can have an area facing the rotor at its outer diameter portion equal to an area facing the rotor at its inner diameter portion, There is virtually no increase in magnetic resistance, sufficient output performance is ensured, and it can be easily applied to passenger cars and the like.

[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は無刷子構造の車両用交流発電機の断面構造を示
しているもので、回転軸IIはこの発電機の外殼を構成
するフレーム12aおよび12bに対して、軸受は機構
を介して回転自在に取り付は設定されるもので、この回
転軸11には同軸的にプーリ13が設けられている。こ
のプーリ13には、図示しない自動車用エンジンの回転
が、ベルトを介して伝達されるもので、エンジンによっ
てこの発電機の回転軸11が回転駆動される。そして、
この回転軸11には磁性材料によって構成した回転子1
4が一体的に取り付けられ、回転軸11の回転に伴って
回転子14が回転されるようになっている。
Figure 1 shows the cross-sectional structure of a vehicle alternator with a brushless structure. The attachment can be set freely, and a pulley 13 is provided coaxially with this rotating shaft 11. The rotation of an automobile engine (not shown) is transmitted to this pulley 13 via a belt, and the rotating shaft 11 of this generator is rotationally driven by the engine. and,
This rotating shaft 11 has a rotor 1 made of magnetic material.
4 are integrally attached, and the rotor 14 is rotated as the rotating shaft 11 rotates.

回転子14には、回転軸11と同軸的に形成されたリン
グ状のスペース15が形成されているもので、このスペ
ース15部にはフィールドコイル16を巻装したボビン
17が設定されるもので、このボビン17はフレーム1
2bに対して取り付けられている。
The rotor 14 has a ring-shaped space 15 formed coaxially with the rotating shaft 11, and a bobbin 17 around which a field coil 16 is wound is set in this space 15. , this bobbin 17 is frame 1
2b.

回転子14の外周部には固定子18が配置され、この固
定子18は回転子14を取り囲む位置で、前記フレーム
12の内周部に取り付けられている。そして、回転子1
4と固定子18との間にはエアギャップ191 。
A stator 18 is disposed on the outer periphery of the rotor 14, and the stator 18 is attached to the inner periphery of the frame 12 at a position surrounding the rotor 14. And rotor 1
4 and the stator 18 is an air gap 191.

192が形成されている。192 is formed.

ここで、前記ボビン17に形成されるフィールドコイル
16の巻線スペース1−71は、内径部がら外径の方向
に向かうにしたがって拡大するように、方の側面か角度
θだけ傾斜して形成され、回転子14の爪部141 と
ボビン17の外周面との間に形成されるエアギャップ2
0部と、回転子14のボス部142とボビン17の内周
面との間に形成されるエアギャップ21部のそれぞれ対
向面積が、はぼ同等とされるようにしている。そして、
フィールドコイル16に励磁電流を供給することによっ
て、図に矢印で示すように、固定子18、ボビン17、
および回転子14中に磁路22が形成されるようになる
Here, the winding space 1-71 of the field coil 16 formed in the bobbin 17 is formed with one side surface inclined by an angle θ so that it expands from the inner diameter toward the outer diameter. , an air gap 2 formed between the claw portion 141 of the rotor 14 and the outer peripheral surface of the bobbin 17.
The opposing areas of the air gap 21 portion formed between the boss portion 142 of the rotor 14 and the inner circumferential surface of the bobbin 17 are approximately the same. and,
By supplying an excitation current to the field coil 16, the stator 18, bobbin 17,
And a magnetic path 22 is formed in the rotor 14.

すなわち、エアギャップ20の幅をLl、このギャップ
20の回転中心からの距離ΦをDlとし、エアギャップ
21の幅をL2、このギャップ21の回転中心からの距
離ΦをD2とした場合、 π・Dl・Ll−π・D2ΦL2 とされるようにする。
That is, when the width of the air gap 20 is Ll, the distance Φ of this gap 20 from the center of rotation is Dl, the width of the air gap 21 is L2, and the distance Φ of this gap 21 from the center of rotation is D2, π・Dl・Ll−π・D2ΦL2.

このように構成することによって、フィールドコイル1
6の巻数が内周部から外周部に至るにしたがって増加さ
れ、全体的に傾斜角θを設定しない場合に比較して大幅
にフィールドコイル16の巻数が増加されるようになる
。したがって、ブラシレスにすることによって、エアギ
ャップ20および21か増加されることに伴い低下した
出力を補うアンペアターン(励磁電流×フィールドコイ
ル16の巻数)を確保することが可能となる。
By configuring in this way, the field coil 1
The number of turns of the field coil 16 is increased from the inner circumference to the outer circumference, and the number of turns of the field coil 16 is significantly increased compared to the case where the inclination angle θ is not set overall. Therefore, by making it brushless, it is possible to secure ampere turns (excitation current x number of turns of the field coil 16) to compensate for the decreased output due to the increase in the air gaps 20 and 21.

また、ボビン17の巻線スペース171を拡大スルため
にθの傾斜角を設定したことによって、ボビン17の外
周部でのエアギャップ20部の対向面積が、ボビン17
の内周部のギャップ21部の対向面積と同等とされてい
るものであるため、磁気抵抗の増大は殆どない。したが
って、ブラシレスにしたことによって体格を大きくせず
に充分な出力特性が確保され、長寿命で耐環境性の向上
された、特に乗用車に適した交流発電機とすることがで
きる。
In addition, by setting the inclination angle θ to enlarge the winding space 171 of the bobbin 17, the opposing area of the air gap 20 at the outer circumference of the bobbin 17 is
Since the opposing area is equivalent to the opposing area of the gap 21 at the inner circumferential portion of , there is almost no increase in magnetic resistance. Therefore, by making the AC generator brushless, sufficient output characteristics can be ensured without increasing the size, and the alternator can have a long life and improved environmental resistance, and is particularly suitable for passenger cars.

この実施例においては、巻線スペースに角度θを設定し
て、外径方向を拡大する構造としたが、第2図で示すよ
うに巻線スペース171は階段状にして外周部で拡大さ
れるようにしてもよい。この図で第1図と同一構成部分
は同一符号を付してその説明は省略する。
In this embodiment, an angle θ is set in the winding space to expand the outer diameter direction, but as shown in FIG. You can do it like this. In this figure, the same components as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

[発明の効果] 以上のようにこの発明に係る車両用交流発電機によれば
、ブラシレスによって特に体格を大きくすることなく充
分な出力性能が確保されるものであり、乗用車に対して
も効果的に搭載可能とされる。この場合、ブラシレスと
しての効果も確実に得られるものであり、信頼性が向上
されるようになる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the vehicle AC generator according to the present invention, sufficient output performance is ensured without increasing the size due to the brushless design, and it is also effective for passenger cars. It is said that it can be installed on. In this case, a brushless effect can be reliably obtained, and reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例に係る交流発電機を示す断
面構成図、第2図はこの発明の他の実施例を示す断面構
成図である。 11・・・回転軸、12a 512b・・・フレーム、
14・・・回転子、16・・・ボビン、17・・・フィ
ールドコイル、18・・・固定子、20.21・・・エ
アギャップ、22・・・磁路。 第2図
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing an alternating current generator according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram showing another embodiment of the present invention. 11... Rotating shaft, 12a 512b... Frame,
14... Rotor, 16... Bobbin, 17... Field coil, 18... Stator, 20.21... Air gap, 22... Magnetic path. Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 発電機外殼を構成するフレームに軸受けによって回転自
在に支持された回転軸に取付けられ、磁性材料によって
構成された回転子と、 前記フレームに固定設定され、前記回転子の外側にエア
ギャップを介して対向され、前記回転子を取囲むように
設定される磁性材料によって構成された固定子と、 この固定子に前記回転子の一部を介して対向されると共
に、前記回転軸を取囲むように設定され、その内周面お
よび外周面で前記回転子との間にそれぞれギャップが形
成されるようにしたボビンと、 このボビンに巻装設定され、励磁電流が流されるフィー
ルドコイルとを具備し、 このフィールドコイルの巻装される前記ボビンの巻線ス
ペースが、外周方向に向かって拡大されるようにしたこ
とを特徴とする車両用交流発電機。
[Scope of Claims] A rotor made of a magnetic material and attached to a rotating shaft rotatably supported by a bearing on a frame constituting a generator shell; a stator made of a magnetic material, which is opposed to the rotor through an air gap, and is configured to surround the rotor; A bobbin that is set to surround the shaft and has a gap formed between the inner and outer peripheral surfaces of the bobbin and the rotor, and a field that is wound around the bobbin and through which an excitation current is passed. A vehicular alternator comprising: a coil, wherein a winding space of the bobbin around which the field coil is wound is expanded toward the outer circumference.
JP23310990A 1990-09-05 1990-09-05 Ac generator for vehicle Pending JPH04117154A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7619338B2 (en) 2007-07-26 2009-11-17 Denso Corporation Brushless AC generator for use in automotive vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7619338B2 (en) 2007-07-26 2009-11-17 Denso Corporation Brushless AC generator for use in automotive vehicle

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