JPH04165950A - 車両用回転電機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、車両用回転電機の回転子に関し、例えば車両
用交流発電機または車両用電動機等のランゾル型爪状磁
極間に永久磁石を配設した車両用回転電機の回転子にか
かわる。

［従来の技術１ 従来より、例えば車両用交流発電機は、回転子に設けら
れたランチル型爪状磁極間の磁束の漏洩を防ぐ目的で、
一方の爪状磁極の側面と他方の爪状磁極の側面との間に
それぞれ永久磁石を配設したものがある。

この永久磁石には、回転子が回転すると遠心力が働く方
向に引張り応力が生じるのて、爪状磁極間から飛び出す
可能性がある。そこで、従来技術においては、永久磁石
が爪状磁極間から飛び出さないようにする目的で、第７
図および第８図に示すように、両方の爪状磁極１０１．
１０２に永久磁石１０３の外周の一部を係止する係止部
１０４．１０５を設けていた。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、第７図に示すような従来技術の磁極部におい
ては、・爪状磁極１０１．１０２の係止部１０４が永久
磁石１０３の外側面全体に接触しているわけではない。

よって、回転子が回転すると、遠心力により発生する永
久磁石１０３に生じる引張り応力によって永久磁石１０
３の外側に設けられた突出部１０６に亀裂が生じるとい
う不具合かあった。このため、図示二点鎖線のように、
永久磁石１０３の突出部１０６が遠心力の働く方向に爪
状磁極１０１．１０２間から飛び出してしまうという可
能性があった。

また、第８図に示すような従来技術の磁極部においては
、回転子が回転するときに、遠心力により両方の爪状磁
極１０１．１０２間距離が狭くなると、永久磁石１０３
に圧縮方向に力が加わるため、永久磁石１０３が圧縮変
形してしまう。このため、図示二点鎖線のように、爪状
磁極１０１．１０２間から永久磁石１０３が遠心力の働
く方向に飛び出してしまうという可能性があった。

よって、ランゾル型爪状磁極１０１．１０２間の磁束の
漏洩を防ぐ効果が低下し′Ｃ交流発電機としての発電能
力が低下してしまうという課題があった。

本発明は、遠心力による永久磁石の磁極からの飛び出し
を防止することによって、性能の低下を防くことができ
る車両用回転電機の回転子の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の車両用回転電機の回転子は、界磁巻線の起磁力
によってＮ極とされる一方の磁極と、前記界磁巻線の起
磁力によってＳ＠１とされる他方の磁極と、前記一方の
磁極と前記他方の磁極との間に配置された永久磁石と、
この永久磁石の外側面全体に接触して、遠心力の働く方
向Ｉ＼の前記永久磁石の移動を規制する規制部材とを備
えた技術手段を採用した。

［作用］ 回転子か回転しても、環状部材が永久磁石の外側面全体
に接触した状態で、遠心力の働く方向への永久磁石の移
動を規制している。このため、永久磁石には、遠心力の
働く方向に引張り応力が生じない。しかも、回転子の回
転に伴って一方の磁極と他方の磁極との間の距離が狭く
なって、永久磁石が圧縮変形しても、遠心力の働く方向
へ永久磁石が移動しないので、一方の磁極と他方の磁極
との間から永久磁石が飛び出すことはない。

［発明の効果］ 一方の磁極と他方の磁極との間から永久磁石が遠心力の
働く方向へ飛び出すことを防止できる。

この結果、一方の磁極と他方の磁極との間の磁束の漏洩
を確実に防止できるので、性能の低重を防止できる。

［実施例］ 本発明の車両用回転電機の回転子を第１図ないし第６図
に示す実施例に基づき説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示す。第１
図は自動車用交流発電機を示す図である。

自動車用交流発電機１は、誘導子型の回転子２、固定子
３、プーリ４、レフティファイヤ５およびハウジング６
から構成されＣいる。

回転子２は、回転軸７、磁極部８、複数の永久磁石９お
よび規制部材１０を備える。

回転軸７は、ハウジング６に回転自在に支持されている
。この回転軸７は、一方の端部にプーリ４が取り付けら
れ、プーリ４およびベル１へ（図示ぜず）を介して車両
に搭載された内燃機関（図示せス′）に回転駆動される
。また、回転軸７は、他方の端部の外周に磁極部８を固
定している。

磁極部８は、ランゾル型の一方の爪状磁極１１およびラ
ンゾル型の他方の爪状磁極１２が複数交互に配列されて
いる。一方の爪状磁極１１は、軸方向に延ばされた爪部
１３を有する。また、他方の爪状磁極１２は、隣設する
爪部１３間に配置された複数の爪部１４を有する。

なお、これらの一方の爪状磁８１１１および他方の爪状
磁極１２は、界磁巻線としてのフィールトコ・イル１５
に電流を流すと、フィールドコイル１５の起磁力により
一方の爪状磁極１１が全部Ｎ極となり、他方の爪状磁極
１２が全部Ｓ極となる。

永久磁石９は、略矩形状を呈し、樹脂磁石（ナイロン・
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ粉末を焼結して成形した磁石）または希
土類磁石等が用いられる。これらの永久磁石９は、第２
図に示すように、隣設する爪部１３の側面と爪部１４の
側面との間に配設され、磁極部８の周方向に列設されＣ
いる。

規制部材１０は、一方の爪状磁極１１、他方の爪状磁極
１２および永久磁石９を型枠（図示せず）内に挿入して
、引張り応力に強い高靭性のアルミニウム材またはステ
ンレス材等の良導電材の粉末を充填して焼結することに
よって円筒状に形成される。

そして、規制部材１０は、回転軸７の延長方向（軸方向
：第１図の図示左右方向）への永久磁石９の移動を規制
する係止部１６．１７、および遠心力の働く方向（径方
向：第１図の図示上下方向）への永久磁石９の移動を規
制する筒状の規制部１８．１９を有し、内部に複数の永
久磁石９および爪部１２．１３を埋設するように包み込
んだ（ダイカストモールド）状態で複数の永久磁石９を
保持している。規制部１８．１９は、１ｍｍ程度の厚さ
で永久磁石９を覆っている。

なお、この規制部材１０の軸方向の両端部には、フィー
ルドコイル１５、固定子３等を冷却するためのファン２
０．２１が一体的に形成されＣいる。

固定子３は、ステータコア２２およびステータコイル２
３で構成され、ハウジング６によって支持されている。

ステータコイル２３には、回転′Ｔ−２の回転に伴い交
流電圧が発生ずる。

レフティファイヤ５は、複数のタイオードから構成され
、ステータコイル２３で発生した交流を直流に整流する
ものである。

自動車用交流発電機１の作用を第１図および第２図に基
づぎ説明する。

プーリ４が内燃機関によって回転駆動されると、回転軸
７および磁極部８が回転する。このため、一方の爪状磁
極１１の爪部１３の側面と他方の爪状磁極１２の爪部１
４の側面との間に配置され、規制部材１０によりダイカ
ストモールドされた永久磁石９も回転するので、この永
久磁石９に遠心力が働き、径方向に永久磁石９を移動さ
せようとり〜る力が発生ずる。そして、この遠心力は、
規制部材１０に伝達され、この規制部材１０を磁極部８
から径方向に飛び出させようとする。

ところが、規制部材１０は、規制部１８．１９が筒状に
形成されているので、これらの規制部１８．１９の径方
向の緊縛力によって規制部材１０の磁極部８からの飛び
出しが防がれる。

また、規制部材１０は、規制部１８．１９の径方向の緊
縛力および係止部１６．１７の軸方向の係合力によって
、磁極部８に永久磁石９を固定している。このため、永
久磁石９に遠心力が働いても磁極部８の永久磁石９全体
を挟持する力も強固に維持されるので、一方の爪状磁極
１１の爪部１３の側面と他方の爪状磁極１２の爪部１４
の側面との間から永久磁石９が飛び出すことを防げる。

しかも、振動や圧縮変形等により永久磁石９に亀裂が生
じることはない。よって、永久磁石９として、樹脂磁石
や希土類磁石等の機械的強度が弱くとも磁気特性の良好
な磁石を選択することが可能となるので高磁束化が可能
となり、自動車用交流発電機１の発電能力を向上させる
ことができる。

また、規制部材１０は、軸方向の両端部にファン２０．
２１を一体的に形成し、永久磁石９の周囲に緊密に接触
している。このため、ファン２０．２１が冷却用フィン
として機能することによって、永久磁石９の冷却性能を
向上させることができる。

したがって、一方の爪状磁極１１と他方の爪状磁４折１
２との間の磁束の漏洩を確実に防止てきるので、自動車
用交流発電機１の発電能力の低下を防止できる。

また、永久磁石９が規制部材１０に覆われているので、
永久磁石９が錆ることか少なくなる。

なお、規制部材１０に高靭性のアルミニウム材を用いた
場合には、規制部材１０をアルミニウム材、イカスｌ〜
材より薄くし゛でも良く、その分、励磁力の増加も節約
できる。

第３図は本発明の第２実施例である。

この実施例では、非磁性のステンレス製の筒状の規制部
材２４を設けている。この規制部材２４は、永久磁石９
の外側面全体に接触した状態て永久磁石９の径方向外方
（図示上方向）への移動を規制している。

なお、規制部材２４は、−・方側端部が絞られＣ−方の
爪状磁極１１の外周側に強固に固定され、他方側端部が
他方の爪状磁極１２の外周に溶接により強固に固定され
ている。

−１，０＝ 第４図は本発明の第３実施例である。

この実施例ては、一方の爪状磁極１１の爪部１３および
他方の爪状磁極１２の爪部１４の外周に溝部２５が形成
されている。そして、規制部材として溝部２５内に嵌め
込まれる非磁性のステンレス製のリング２６と、複数の
永久磁石９の外側面全体にそれぞれ接触する複数の保持
部材２７とを設けている。

回転子２が回転して永久磁石９に遠心力が働いても保持
部材２７がリング２６の緊縛力により永久磁石９の径方
向外方（図示士方向）への移動を規制する。

なお、リング２６は、磁極部８にろう付は等により接合
しても良い。

第５図および第６図は本発明の第４実施例である。

この実施例は、規制部材としＣのアルミニウムダイカス
■・２８中に永久磁石９を鋳込んで、爪状磁８ｉ！（図
示せず）と別部品の成形品２９として成形したものであ
る。この成形品２９は、成形後、爪状磁極の爪部間に永
久磁石９が嵌め合わされるように爪状磁極に組み付けら
れる。

（変形例） 本実施例では、本発明を自動車用交流発電機に用いたが
、その他の車両用交流発電機や車両用電動機に用いても
良い。また、ブラシを持つ回転電機に本発明を用いても
良い。

なお、規制部材を良導電材で構成し゛Ｃ車両用誘導子型
始動電動機に用いた場合には、回転子の回転位置の検出
がたとえ不確実でも、静止時から所定周波数で始動時、
回転磁界を生成して、規制部材におりる誘導１〜ルクが
得られ、起動を始めさせることができる。これにより、
リアクタンス効果によ−って、突入電流は抑えられ、こ
れに対するＴ相インバータドライバーの１ヘランジスタ
の信頼性も向上できる。

本実施例では、磁極としてランゾル型爪状磁極を用いた
が、磁極としてセントボール型磁極を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示ず。第１
図は自動車用交流発電機を示す断面図、第２図は規制部
材により永久磁石をダイカストモールドした状態を示す
断面図である。 第３図は本発明の第２実施例で、Ｆａ磁極部軸方向を示
す断面図である。 第４図は本発明の第３実施例で、磁極部の軸方向を示す
断面図である。 第５図および第６図は′＊妬明の第４実施例を示す。第
５図はアルミニウムダイカスト中に永久磁石を鋳込んだ
成形品の周方向を示す断面図、第６図はアルミニウムダ
イカスト中に永久磁石を鋳込んだ成形品の軸方向を示す
半断面図である。 第７図および第８図は従来技術の磁極部の周方向を示す
断面図である。 図中 １・・・自動車用交流発電機（車両用回転電機）２・・
・回転子　９・・・永久磁石　１０．２４・・・規制部
材１１・・・一方の爪状磁極　１２・・・他方の爪状磁
極　１５・・・フィールドコイル〈界磁巻線）２７・・
・保持部材（規制部材）２８・・・アルミニウムダイカ
スト（規創部４Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）界磁巻線の起磁力によってＮ極とされる一方
   の磁極と、 （ｂ）前記界磁巻線の起磁力によってＳ極とされる他方
   の磁極と、 （ｃ）前記一方の磁極と前記他方の磁極との間に配置さ
   れた永久磁石と、 （ｄ）この永久磁石の外側面全体に接触して、遠心力の
   働く方向への前記永久磁石の移動を規制する規制部材と を備えた車両用回転電機の回転子。