JPH0449836A - 爪極型界磁鉄心及びその製造方法 - Google Patents
爪極型界磁鉄心及びその製造方法Info
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- JPH0449836A JPH0449836A JP16009590A JP16009590A JPH0449836A JP H0449836 A JPH0449836 A JP H0449836A JP 16009590 A JP16009590 A JP 16009590A JP 16009590 A JP16009590 A JP 16009590A JP H0449836 A JPH0449836 A JP H0449836A
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Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
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。
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］
本発明は、オルタネータやステップモータなどの回転子
に用いられる爪極型界磁鉄心に関Ｖ、特に、爪形磁極部
間に樹脂磁石が充填される爪極型界磁鉄心に関する。
に用いられる爪極型界磁鉄心に関Ｖ、特に、爪形磁極部
間に樹脂磁石が充填される爪極型界磁鉄心に関する。
［従来の技術］
特開昭５４−１１６６１０号公報は、隣接する二個の爪
形磁極部間の間隙（以下、磁極間隙という）、及び、爪
形磁極部と界磁コイル間の間隙（以下、内部空間という
）に樹脂磁石を充填成型して、漏れ磁束を低減する爪極
型界磁鉄心を開示している。
形磁極部間の間隙（以下、磁極間隙という）、及び、爪
形磁極部と界磁コイル間の間隙（以下、内部空間という
）に樹脂磁石を充填成型して、漏れ磁束を低減する爪極
型界磁鉄心を開示している。
更に特開昭６１−８５０４５号公報は、上記磁極間隙に
のみ樹脂磁石を充填成型するとともに、爪形磁極部の外
周部において周方向に鍔部を張出して、遠心力による樹
脂磁石の脱出を防止している。
のみ樹脂磁石を充填成型するとともに、爪形磁極部の外
周部において周方向に鍔部を張出して、遠心力による樹
脂磁石の脱出を防止している。
［発明が解決しようとする課題］
先述した従来の爪極型界磁鉄心は、アーマチャコイルと
鎖交しない漏れ界磁磁束を低減して高出劣化を図り得る
ものの、樹脂磁石が界磁コイルの全外周面に密着してい
るので界磁コイルの放熱性が極めて悪く、界磁コイルの
抵抗損失及び発熱の増加、樹脂磁石の磁気特性の劣化を
招く欠点があった。
鎖交しない漏れ界磁磁束を低減して高出劣化を図り得る
ものの、樹脂磁石が界磁コイルの全外周面に密着してい
るので界磁コイルの放熱性が極めて悪く、界磁コイルの
抵抗損失及び発熱の増加、樹脂磁石の磁気特性の劣化を
招く欠点があった。
一方、後述した従来の爪極型界磁鉄心は上記磁極間隙に
のみ樹脂磁石を充填成型しているので、上記内部空間を
通風路として界磁コイル及び樹脂磁石の冷却が可能とな
るが、各樹脂磁石が断片化されているために経時的な熱
ストレス及び機械ストレスや相互の熱膨脹率差などによ
り樹脂磁石と爪形磁極との間に細隙が生じて樹脂磁石が
ガタつく可能性がある。また、樹脂磁石の遠心脱出防止
は、爪形磁極部の上記鍔部に係合する部位（すなわち外
周両端部）に集中するので、樹脂磁βのこの係合部に強
大な遠心力が集中し、上記熱及び機械ストレスの存在下
（高温雰囲気条件）においてこの係合部の加速度的な劣
化が生じる可能性がある。
のみ樹脂磁石を充填成型しているので、上記内部空間を
通風路として界磁コイル及び樹脂磁石の冷却が可能とな
るが、各樹脂磁石が断片化されているために経時的な熱
ストレス及び機械ストレスや相互の熱膨脹率差などによ
り樹脂磁石と爪形磁極との間に細隙が生じて樹脂磁石が
ガタつく可能性がある。また、樹脂磁石の遠心脱出防止
は、爪形磁極部の上記鍔部に係合する部位（すなわち外
周両端部）に集中するので、樹脂磁βのこの係合部に強
大な遠心力が集中し、上記熱及び機械ストレスの存在下
（高温雰囲気条件）においてこの係合部の加速度的な劣
化が生じる可能性がある。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、界磁
コイル及び樹脂磁石の冷却を良好に維持しつつ樹脂磁石
と爪形磁極部との接合性を改良した爪極型界磁鉄心を提
供することを、その解決すべき課題としている。
コイル及び樹脂磁石の冷却を良好に維持しつつ樹脂磁石
と爪形磁極部との接合性を改良した爪極型界磁鉄心を提
供することを、その解決すべき課題としている。
［課題を解決するための手段］
本発明の爪極型界磁鉄心は、回転軸に嵌着され界磁コイ
ルが巻装されるボス部と、該ボス部の両端から互いに所
定間隙を隔てて径外方向に延設される複数の柱部と、該
柱部の各先端から軸方向に互い違いに延設され前記界磁
コイルを所定の内部空間を隔てて囲包する複数の爪形磁
極部と、前記各爪形磁極部の間の各磁極間隙に充填、成
型される樹脂磁石とを備える爪極型界磁鉄心において、
前記樹脂磁石は、前記爪形磁極部の最内周面に接し、か
つ、前記界磁コイルの外周面に対し軸方向通風路を介し
て離隔しつつ周方向に伸びる底鍔部を有することを特徴
としている。
ルが巻装されるボス部と、該ボス部の両端から互いに所
定間隙を隔てて径外方向に延設される複数の柱部と、該
柱部の各先端から軸方向に互い違いに延設され前記界磁
コイルを所定の内部空間を隔てて囲包する複数の爪形磁
極部と、前記各爪形磁極部の間の各磁極間隙に充填、成
型される樹脂磁石とを備える爪極型界磁鉄心において、
前記樹脂磁石は、前記爪形磁極部の最内周面に接し、か
つ、前記界磁コイルの外周面に対し軸方向通風路を介し
て離隔しつつ周方向に伸びる底鍔部を有することを特徴
としている。
本発明の爪極型界磁鉄心の好適な一態様において、樹脂
磁石の各底鍔部は全周にわたって一体に成型される。
磁石の各底鍔部は全周にわたって一体に成型される。
［作用及び発明の効果］
上述したように本発明の爪極型界磁鉄心では、爪形磁極
部間に充填成型される樹脂磁石は、その内周部（底部）
に周方向に伸びる底鍔部を備えてあり、更にこの底鍔部
が、爪形磁極部の最内周面に接合し、かつ、界磁コイル
の外周面から離隔して伸びている。
部間に充填成型される樹脂磁石は、その内周部（底部）
に周方向に伸びる底鍔部を備えてあり、更にこの底鍔部
が、爪形磁極部の最内周面に接合し、かつ、界磁コイル
の外周面から離隔して伸びている。
したがって、底鍔部と界磁コイルとの間に軸方向への通
風路が確保されているので、軸方向に空気流を流通させ
て界磁コイル、爪形磁極部及び樹脂磁石を冷却すること
ができる。この冷却により、界磁コイルの抵抗損失及び
発熱の増加を防止し、更に樹脂磁石の磁気特性の劣化を
防止することができる。
風路が確保されているので、軸方向に空気流を流通させ
て界磁コイル、爪形磁極部及び樹脂磁石を冷却すること
ができる。この冷却により、界磁コイルの抵抗損失及び
発熱の増加を防止し、更に樹脂磁石の磁気特性の劣化を
防止することができる。
一方、底鍔部が爪形磁極部の最内周面に接合して周方向
に延設されているので、機械的ストレス（例えば遠心力
）ヤ熱ストレスの繰返しにかかわらず底鍔部のガタつき
を防止することができる。
に延設されているので、機械的ストレス（例えば遠心力
）ヤ熱ストレスの繰返しにかかわらず底鍔部のガタつき
を防止することができる。
更に、強大な遠心力に対して例えば爪形磁極部の外周部
に設けられた鍔部だけでなくこの底鍔部でも遠心応力を
分担できるので、爪形磁極部の外周部の鍔部を小形化あ
るいは省略する設計が可能となり、あるいはより高速回
転が可能となる。また更に、冷却空気流と直接接触する
樹脂磁石の有効冷却表面積がこの底鍔部の分だけ増加す
るので、樹脂磁石の放熱性の更なる向上か可能となる。
に設けられた鍔部だけでなくこの底鍔部でも遠心応力を
分担できるので、爪形磁極部の外周部の鍔部を小形化あ
るいは省略する設計が可能となり、あるいはより高速回
転が可能となる。また更に、冷却空気流と直接接触する
樹脂磁石の有効冷却表面積がこの底鍔部の分だけ増加す
るので、樹脂磁石の放熱性の更なる向上か可能となる。
［実施例］
本発明の爪極型界磁鉄心の一実施例を第１〜第４図を参
照して説明する。
照して説明する。
この爪極型界磁鉄心は車両用交流発電機に用いられるも
のであり、回転軸１に＠着され界磁コイル２が巻装され
るボス部３ａ、３ｂと、ボス部３ａ、３ｂの両端から互
いに所定間隙を隔てて径外方向に延設される複数の柱部
４ａ、４ｂと、柱部４ａ、４ｂの各先端から軸方向に互
い違いに延設され界ｆｌｆｔ］イル２を所定の軸方向通
風路Ｓ１を隔てて囲包する複数の爪形磁極部５ａ、５ｂ
と、各爪形磁極部の間の各磁極間隙８２に充填、成型さ
れる樹脂磁石６とを備えている。
のであり、回転軸１に＠着され界磁コイル２が巻装され
るボス部３ａ、３ｂと、ボス部３ａ、３ｂの両端から互
いに所定間隙を隔てて径外方向に延設される複数の柱部
４ａ、４ｂと、柱部４ａ、４ｂの各先端から軸方向に互
い違いに延設され界ｆｌｆｔ］イル２を所定の軸方向通
風路Ｓ１を隔てて囲包する複数の爪形磁極部５ａ、５ｂ
と、各爪形磁極部の間の各磁極間隙８２に充填、成型さ
れる樹脂磁石６とを備えている。
なお、ボス部３ａ、柱部４ａ、爪形磁極部５ａは軟鉄で
互いに一体形成されて左側鉄心を構成しており、同様に
、ボス部３ｂ、柱部４ｂ、爪形磁極部５ｂも軟鉄で互い
に一体形成されて右側鉄心を構成している。第１図にお
いて、ボス部３ａの右端面とボス部３ｂの左端面は密接
して回転軸１に回転不能に嵌着されている。
互いに一体形成されて左側鉄心を構成しており、同様に
、ボス部３ｂ、柱部４ｂ、爪形磁極部５ｂも軟鉄で互い
に一体形成されて右側鉄心を構成している。第１図にお
いて、ボス部３ａの右端面とボス部３ｂの左端面は密接
して回転軸１に回転不能に嵌着されている。
更に樹脂磁石６は、爪形磁極部５ａ、５ｂの最内周面５
０に密接してこの最内周面５０を完全に被覆する略円筒
状の底鍔部６０を有する（第４図参照）。底鍔部６０の
内周面は界磁コイル２の外周面から所定間隔だけ離隔し
ており、底鍔部６０の内周面と界磁コイル２の外周面と
の間の軸方向通風路Ｓ１は、空気流Ｆ（第１図参照）を
軸方向に通風させるなお、この軸方向通風路Ｓ１の径方
向幅は約５ｍｍに設定されている。周知の如く、空気流
Ｆは回転軸１の端部に設けられたファン（図示せず）に
より生起される。
０に密接してこの最内周面５０を完全に被覆する略円筒
状の底鍔部６０を有する（第４図参照）。底鍔部６０の
内周面は界磁コイル２の外周面から所定間隔だけ離隔し
ており、底鍔部６０の内周面と界磁コイル２の外周面と
の間の軸方向通風路Ｓ１は、空気流Ｆ（第１図参照）を
軸方向に通風させるなお、この軸方向通風路Ｓ１の径方
向幅は約５ｍｍに設定されている。周知の如く、空気流
Ｆは回転軸１の端部に設けられたファン（図示せず）に
より生起される。
また更に樹脂磁石６は、爪形磁極部５ａ、５ｂの先端面
５１に密接してこの先端面５１を完全に被覆する先端被
覆部５２を有し、その全体形状は、第２図に図示するよ
うに、外周面に爪形磁極部５ａ、５ｂを収容する凹部６
９が適数個形成された略円筒形となっている。
５１に密接してこの先端面５１を完全に被覆する先端被
覆部５２を有し、その全体形状は、第２図に図示するよ
うに、外周面に爪形磁極部５ａ、５ｂを収容する凹部６
９が適数個形成された略円筒形となっている。
爪状磁極５ａ、５ｂの外周部の周方向両端には鍔部５３
が突設されており、また、爪状磁極５ａ、５ｂの外周部
の軸方向先端には鍔部５３が形成されており、鍔部５３
は遠心力による樹脂磁石６の脱出を防止している。
が突設されており、また、爪状磁極５ａ、５ｂの外周部
の軸方向先端には鍔部５３が形成されており、鍔部５３
は遠心力による樹脂磁石６の脱出を防止している。
この樹脂磁石６の成型に当たっては、まず第３図に示す
ように、各分割金型７．８を組合せて形成した内部成型
空間に上述した左側（又は右側）鉄心Ｍの一方を配設し
、鉄粉含有の樹脂液を注入し冷却して成型する。なお、
９は両金型７．８の位置合せピンである。この実施例で
は、樹脂としてエポキシ樹脂を用い、鉄粉として残留磁
束密度及び抗磁力が大きい希土類系の永久磁石粉宋を用
いる。このようにして成型された樹脂磁石６と一体化し
た左側（又は右側）鉄心Ｍに他方側の鉄心を組合せ、界
磁コイル２を収容して回転軸１に嵌着させて、この回転
子が組立てられる。回転子は組立後にエポキシ系含浸接
着剤で含浸固着処理されて爪状ｖｉｉ極部５ａ、５ｂと
樹脂磁石６の間に生じた微小間隙がこのエポキシ系含浸
接着剤により充填される。
ように、各分割金型７．８を組合せて形成した内部成型
空間に上述した左側（又は右側）鉄心Ｍの一方を配設し
、鉄粉含有の樹脂液を注入し冷却して成型する。なお、
９は両金型７．８の位置合せピンである。この実施例で
は、樹脂としてエポキシ樹脂を用い、鉄粉として残留磁
束密度及び抗磁力が大きい希土類系の永久磁石粉宋を用
いる。このようにして成型された樹脂磁石６と一体化し
た左側（又は右側）鉄心Ｍに他方側の鉄心を組合せ、界
磁コイル２を収容して回転軸１に嵌着させて、この回転
子が組立てられる。回転子は組立後にエポキシ系含浸接
着剤で含浸固着処理されて爪状ｖｉｉ極部５ａ、５ｂと
樹脂磁石６の間に生じた微小間隙がこのエポキシ系含浸
接着剤により充填される。
なお樹脂磁石６は、成形直後又は組付完了後、爪状磁極
部５ａ、５ｂが作動時と同極性となる向きに着磁され、
エージングされる。
部５ａ、５ｂが作動時と同極性となる向きに着磁され、
エージングされる。
以下、この爪極型界磁鉄心の作用を説明する。
界磁コイル２に界磁電流が流れると、爪形磁極部５ａ、
５ｂ［Ｎ、Ｓ （又はＳ、Ｎ＞の磁極々性があられれる
。界磁電流により爪形磁極部５ａ、５ｂ間に生じた磁束
（以下、励磁磁束という）の−部は、磁極空間Ｓ１及び
軸方向通風路Ｓ２に漏洩するが、樹脂磁石６が予め爪形
磁極部５ａ、５ｂの外周面を除く全表面に被着されてい
るので、励磁磁束は樹脂磁石６の残留磁束により減殺さ
れ、その分だけ爪形磁極部５ａ、５ｂの外周面から出て
アーマチやコイル（図示せず）と鎖交する有効磁束が増
加し、出力トルクが増加する。
５ｂ［Ｎ、Ｓ （又はＳ、Ｎ＞の磁極々性があられれる
。界磁電流により爪形磁極部５ａ、５ｂ間に生じた磁束
（以下、励磁磁束という）の−部は、磁極空間Ｓ１及び
軸方向通風路Ｓ２に漏洩するが、樹脂磁石６が予め爪形
磁極部５ａ、５ｂの外周面を除く全表面に被着されてい
るので、励磁磁束は樹脂磁石６の残留磁束により減殺さ
れ、その分だけ爪形磁極部５ａ、５ｂの外周面から出て
アーマチやコイル（図示せず）と鎖交する有効磁束が増
加し、出力トルクが増加する。
一方、界磁コイル２と樹脂磁石６の間の軸方向通風路Ｓ
１を空気流は通過するので、樹脂磁石６及び界磁コイル
２の放熱性が大幅に向上する。また軸方向通風路Ｓ１が
存在するために界磁コイル２の熱が直接、樹脂＠５６に
伝熱することがなく、それにより樹脂磁石６の磁気特性
が悪化することがない。
１を空気流は通過するので、樹脂磁石６及び界磁コイル
２の放熱性が大幅に向上する。また軸方向通風路Ｓ１が
存在するために界磁コイル２の熱が直接、樹脂＠５６に
伝熱することがなく、それにより樹脂磁石６の磁気特性
が悪化することがない。
更に、樹脂磁石６の底鍔部６０は、爪形磁極部５ａ、５
ｂの最内周面に密接して円筒状に一体形成されているの
で、樹脂磁石６と爪形磁極部５ａ、５ｂとの接合性が向
上して、ガタつきの発生を防止でき、更に、樹脂磁石６
に掛かる遠心力をこの底鍔部６０により分担できるので
、爪極型界磁鉄心の耐遠心力がより一層向上する。
ｂの最内周面に密接して円筒状に一体形成されているの
で、樹脂磁石６と爪形磁極部５ａ、５ｂとの接合性が向
上して、ガタつきの発生を防止でき、更に、樹脂磁石６
に掛かる遠心力をこの底鍔部６０により分担できるので
、爪極型界磁鉄心の耐遠心力がより一層向上する。
またこの実施例では、樹脂磁石の成型後に含浸処理して
いるので、爪状磁極部５ａ、５ｂと樹脂磁石６との間に
細隙が生じてもそれを確実に接着させることができる。
いるので、爪状磁極部５ａ、５ｂと樹脂磁石６との間に
細隙が生じてもそれを確実に接着させることができる。
なお、樹脂磁石６と爪形磁極５ａ、５ｂとの接合性を強
化し、耐遠心力性能を向上するために、隣接する爪形磁
極５ａ、５ｂ間の樹脂磁石６は径外方向に末広のテーバ
断面形状をもつこともできる。
化し、耐遠心力性能を向上するために、隣接する爪形磁
極５ａ、５ｂ間の樹脂磁石６は径外方向に末広のテーバ
断面形状をもつこともできる。
（その他の実施例）
発明の爪極型界磁鉄心の他の実施例を第４図に示す。
この爪極型界磁鉄心は、実施例１の爪極型界磁鉄心にお
いて、樹脂磁′ｆ５６の内周面に複数の旋条溝１００を
設けることを特徴としている。
いて、樹脂磁′ｆ５６の内周面に複数の旋条溝１００を
設けることを特徴としている。
このようにすると、この旋条溝１００の回転により軸方
向への通風が強化され、界磁コイル２及び樹脂磁石６の
冷却性が更に向上する。
向への通風が強化され、界磁コイル２及び樹脂磁石６の
冷却性が更に向上する。
第１図は本発明の一実施例を示す軸心と平行な断面図、
第２図は第１図の爪極型界磁鉄心の一部斜視図、第３図
は樹脂磁石の成型例を示す断面図、第４図は第１図の爪
極型界磁鉄心の軸心と直角な断面図、第５図は他の実施
例の爪極型界磁鉄心の軸心と直角な断面図である。 １・・・回転軸 ２・・・界磁コイル ３・・・ボス部 ４・・・柱部 ５ａ、５ｂ・・・爪形磁極部 ６・・・樹脂磁６ Ｓｌ・・・軸方向通風路 ６０・・・底鍔部
第２図は第１図の爪極型界磁鉄心の一部斜視図、第３図
は樹脂磁石の成型例を示す断面図、第４図は第１図の爪
極型界磁鉄心の軸心と直角な断面図、第５図は他の実施
例の爪極型界磁鉄心の軸心と直角な断面図である。 １・・・回転軸 ２・・・界磁コイル ３・・・ボス部 ４・・・柱部 ５ａ、５ｂ・・・爪形磁極部 ６・・・樹脂磁６ Ｓｌ・・・軸方向通風路 ６０・・・底鍔部
Claims (2)
- （１）回転軸に嵌着され界磁コイルが巻装されるボス部
と、該ボス部の両端から互いに所定間隙を隔てて放射状
に設けられる複数の柱部と、該柱部の各先端から軸方向
に互い違いに延設され前記界磁コイルを所定の内部空間
を隔てて囲包する複数の爪形磁極部と、前記各爪形磁極
部の間の各磁極間隙に充填、成型される樹脂磁石とを備
える爪極型界磁鉄心において、 前記樹脂磁石は、前記爪形磁極部の最内周面に接し、か
つ、前記界磁コイルの外周面に対し軸方向通風路を介し
て離隔しつつ周方向に伸びる底鍔部を有することを特徴
とする爪極型界磁鉄心。 - （２）前記樹脂磁石の各底鍔部は全周にわたつて一体に
成型されている請求項１記載の爪極型界磁鉄心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02160095A JP3131979B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 爪極型界磁鉄心及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02160095A JP3131979B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 爪極型界磁鉄心及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0449836A true JPH0449836A (ja) | 1992-02-19 |
| JP3131979B2 JP3131979B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=15707750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02160095A Expired - Fee Related JP3131979B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 爪極型界磁鉄心及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131979B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10271780A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-10-09 | Denso Corp | ランデルコア型回転電機 |
| US5828155A (en) * | 1995-12-08 | 1998-10-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Alternating current generator |
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