JPH06105488A - 自動車用交流発電機 - Google Patents

自動車用交流発電機

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JPH06105488A
JPH06105488A JP19674392A JP19674392A JPH06105488A JP H06105488 A JPH06105488 A JP H06105488A JP 19674392 A JP19674392 A JP 19674392A JP 19674392 A JP19674392 A JP 19674392A JP H06105488 A JPH06105488 A JP H06105488A
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JP
Japan
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stator
generator
diameter side
stator core
magnetic
Prior art date
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Pending
Application number
JP19674392A
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English (en)
Inventor
Yasushi Muramoto
寧 村元
Yoshiaki Honda
義明 本田
Toshikazu Usami
利和 宇佐美
Isao Nakajima
功 中島
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH06105488A publication Critical patent/JPH06105488A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】交流発電機の出力を低下することなく磁気加振
力の源である磁束の脈動を小さくして、磁気音を低減す
る。 【構成】ステ−タコア4には、外径側にステ−タ背高部
15を、内径側にスロット16とステ−タティ−ス17を設け
る。スロット16部分にはステ−タコイルの巻線18が収め
られており、スロット16の開口部には3層のサンドイッ
チ構造のくさび19が取付けられている。この3層のくさ
び19の両側の層を強磁性体層21とし、中間の層を非磁性
体層20とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用交流発電機に
係り、特に、磁気音を低減するのに好適な自動車用交流
発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用交流発電機は、回転軸に
固着されたロ−タコアの内径側に巻線した界磁コイルを
備え、ロ−タコアの外径側には、ステ−タコイルが巻線
された円環状のステ−タコアが配設されている。ここ
で、ロ−タの界磁コイルに電流を供給しロ−タコアを回
転させ、ステ−タコイルに誘導起電力を発生させる。す
ると、ステ−タコイルに電流が流れ電機子反作用により
磁束が発生する。ところで、ステ−タコアとロ−タコア
の位置関係によってロ−タコアに流れ込む磁束の大きさ
が異なるため、この磁束はスロットの個数と等しい脈動
を生じる。この磁束脈動が加振力となって構造体を振動
させ磁気音を発生させている。
【0003】この交流発電機の磁束脈動を低減する技術
が従来いくつか提案されている。例えば、電気学会論文
誌B、102巻、10号、頁49−55(昭和57年1
0月刊行)に記載の「電機子みぞ高周波磁束に起因する
高周波鉄損の磁性くさびによる軽減効果の理論的、実験
的研究」論文に示されるように、磁性くさびをステ−タ
コアに挿入するもの、特開昭62−225140号公報
に記載のように、強磁性体の溝キ−をステ−タコアに装
備するもの、また、特開昭58−116031号公報に
記載のように、スロットの中心に対してスロットより小
さい幅の開口部の中心を隣接するスロットで互いに反対
方向にずらして形成する方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
「電機子みぞ高周波磁束に起因する高周波鉄損の磁性く
さびによる軽減効果の理論的、実験的研究」論文に示さ
れるような磁性くさびを用いる方法では、磁束脈動は低
減するが、磁性くさび部分に発電に寄与しない漏れ磁束
が流れるため出力電流が低下するという不具合があっ
た。一方、特開昭62−225140号公報に記載のよ
うに強磁性体の溝キ−を装備する方法では、溝キ−とテ
ィ−スの接触部分の面積が小さいため磁気抵抗が大きく
なり、磁束はティ−スから溝キ−にはあまり流れず、磁
束脈動の低減効果が少ない。また、特開昭58−116
031号公報に記載のように、スロットの中心に対して
スロットより小さい幅の開口部の中心を隣接するスロッ
トで互いに反対方向にずらして形成して、磁束の脈動を
2種類にし磁気音を低減をする方法では、単に一つの脈
動の周波数を異なった周波数を有する二つの脈動に分け
ただけであり、本質的には脈動は低減していないので、
分けられた2つの脈動に起因する磁気音が発生する。そ
のため、騒音低減は不十分であった。
【0005】さらに、自動車用交流発電機は一般の発電
機よりも小型軽量化を目指して製作されているため、ス
テ−タコアやブラケットは剛性が不足しており、交流発
電機本体の組立て時にステ−タコアが変形する。ロ−タ
コアの外周とステ−タコアの内周との空隙(エアギャッ
プ)が狭く設定されているので、ステ−タコアの変形に
よりエアギャップが周方向に不均一になる。その結果、
ステ−タコアとロ−タコア間に作用する磁気力に不平衡
力が生じ、この不平衡力が磁気音を増幅して、交流発電
機に大きな騒音を引き起こす。最近の自動車用交流発電
機には、一層の小型軽量化、高出力化が求められてお
り、従来の技術では、増大している磁気音を低減するの
には不十分である。
【0006】本発明の目的は、上記の課題を解消し、漏
れ磁束を増やさずに磁束の脈動を小さくするとともにス
テ−タコアの剛性を向上させて音を増幅させていた磁気
不平衡力の小さい、磁気音を低減した自動車用交流発電
機を提供することにある。
【0007】
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、回転可能に設けられたロータと、該ロータの外周側
に設けられたステータと該ステータを保持するブラケッ
トとを備えた自動車用交流発電機において、前記ステー
タの内径側に設けたスロットに嵌合する部材を設けたも
のである。また、巻線を備えたロ−タコアが回転軸の中
央部に固着され、前記回転軸が2個の軸受により前記ロ
−タコアを挟む形で支持され、前記ロ−タコアの外周側
に巻線された円環状のステ−タコアと前記ステ−タコア
を保持するブラケットを備えた交流発電機において、前
記ステ−タコアの内径側にスロット部を設け、該スロッ
ト部に両側の層が強磁性体で中間の層が非磁性体である
3層のサンドイッチ構造に形成された部材を取り付けた
ものである。
【0009】
【作用】ステ−タコアのスロット部に両側の層が強磁性
体で中間の層が非磁性体である3層のサンドイッチ構造
に形成したくさびを設ける。これにより、磁束はステ−
タティ−ス部分だけでなく、くさびを形成する強磁性体
の両側の層をも通過してロ−タコアに流れ込む。その結
果、磁束の流れがスム−ズになり磁束の脈動が小さくな
る。これにより、磁気音の発生の原因となるステ−タコ
アとロ−タコア間に作用する磁気加振力が低減する。ま
た、くさびの中間層に非磁性体部を形成したので、隣り
あうティ−スの先端部間を直接流れる漏れ磁束を妨げ
る。
【0010】また、3層のサンドイッチ構造に形成した
くさびをスロットに取り付けることにより、隣あうステ
−タティ−スはこのくさびで固着され、ステ−タコアの
剛性が大きく向上する。そして、発電機本体の組立て時
に生じるステ−タの初期変形を小さくできる。これによ
り、ロ−タコアの外周とステ−タコアの内周とのエアギ
ャップの周方向の不均一を小さくし、磁気音を増幅させ
ていた磁気不平衡力を低減できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0012】図1は、本発明の一実施例による自動車用
交流発電機の正面図、図2は自動車用交流発電機のステ
−タコアの部分の拡大図である。
【0013】図1において、回転軸1には、ロ−タコア
2、フィ−ルドコイル3、フロントファン10とリアファ
ン11が取り付けられ、この回転軸1はフロント軸受8と
リア軸受9によって回転自在に支持されている。ロ−タ
コア2の外周側にはステ−タコイル5が巻線された円環
状のステ−タコア4が配設され、このステ−タコア4は
フロントブラケット6とリアブラケット7で保持されて
いる。ステ−タコア4には、図2に示すように、外径側
にステ−タ背高部15を、内径側にスロット16とステ−タ
ティ−ス17とが設けられ、スロット16部分の外径側には
ステ−タコイル5の巻線18が収められており、スロット
16の内径側の開口部には3層のサンドイッチ構造に形成
されたくさび19が取付けられている。この3層のくさび
19の両側の層は強磁性体層21であり、中間の層は非磁性
体層20である。
【0014】回転軸1のフロント側に設けられたプ−リ
12に掛け渡されたVベルト(図示せず)によって回転軸
1を回転させ、ブラシ13とスリップリング14を介してロ
−タコア2のフィ−ルドコイル3に界磁電流を通電させ
る。すると、ステ−タコイル5に誘導起電力が発生し、
ステ−タコイル5に電流が流れると電機子反作用により
磁束が発生する。この磁束はステ−タコア4からロ−タ
コア2に流れるが、3層のサンドイッチ構造に形成され
たくさびが取り付けられていない従来の交流発電機にお
いては、図3に示すように、磁束はスロット16部分には
流れないでステ−タティ−ス17部分のみを通過してロ−
タコア2に流れ込むため、ステ−タコア4とロ−タコア
2の位置関係によって磁気抵抗が異なり、この磁束の脈
動の周期はロータが1スロットピッチを経過する時間
(τ0)に対応した周期となっている。この磁束脈動は
ステ−タコア4とロ−タコア2間に作用する磁気加振力
を生じさせ、この加振力がフロントブラケット6やリア
ブラケット7などの構造体を振動させて磁気音を発生さ
せている。
【0015】一方、本発明による3層のサンドイッチ構
造に形成されたくさびが19取り付けられている交流発電
機においては、図4に示すように、磁束はステ−タティ
−ス17部分だけでなく、ステ−タティ−ス17の根元、す
なわち外径側からくさびの両側の強磁性体層21を通って
ロ−タコア2に流れ込むため、磁束流れはスム−ズにな
り磁束脈動が小さくなる。また、くさびの中間の非磁性
体層20が、隣りあうステ−タティ−ス17の先端部間を直
接流れる漏れ磁束を妨げるので、出力電流の低下は生じ
ない。したがって、交流発電機の性能を低下させずに磁
気音を低減することができる。
【0016】この実施例においては、図2に示すよう
に、3層のサンドイッチ構造に形成されたくさび19の中
間層の非磁性体層20のステ−タコア内径側の厚さt
1が、外径側の厚さt2より小さいので、ステ−タティ−
ス17の根元からくさびの両側の層である強磁性体層21を
通ってロ−タコア2に流れる磁束がよりスム−ズにな
り、磁束脈動の大きな低減が得られ、磁気音の低減効果
が増す。上記実施例においては、中間層である非磁性体
層20とその両側の層である強磁性体層21との境界線は直
線になっているが、この境界線は曲線であってもよい。
【0017】また、自動車用交流発電機は一般の発電機
よりも小型軽量に製作されているため、ステ−タコア
4、フロントブラケット6とリアブラケット7は発電機
の発電可能なエネルギに比べて剛性が不足している。こ
のため、交流発電機本体の組立て時には円環状のステ−
タコア4が円環の半径方向に変形しやすくなる。ロ−タ
コア2の外周とステ−タコア4の内周との空隙(エアギ
ャップ)は0.5mm以下と狭いので、エアギャップが周方
向に対して不均一になり、ステ−タコア4とロ−タコア
2間に作用する磁気力に不平衡力が生じる。この磁気不
平衡力がフロントブラケット6やリアブラケット7など
の構造体の振動の原因となる磁気音を増幅している。し
たがって、ステ−タコア4の剛性を向上させて交流発電
機本体の組立て時のステ−タコア4の変形を防ぐこと
は、磁気音を低減するのに効果がある。
【0018】上記の実施例においては、3層のサンドイ
ッチ構造に形成されたくさび19の両側の層の強磁性体層
21が強磁性体の金属粉と高分子材料を含み、また金属と
接着する性質を有しているので、この3層のくさび19を
スロット16に容易に取り付けることができる。これによ
り、隣あうステ−タティ−ス17はこのくさびで固着さ
れ、ステ−タコア4の剛性が増す。このくさびの高さh
1とステ−タコアの剛性との関係を計算で近似的に求め
ると図5に示すようになる。この図より、くさび高さが
小さくてもステ−タコア4の剛性が大幅に向上すること
が分かる。したがって、本実施例によれば、上述した発
電機本体の組立て時に生じるステ−タコア4の初期変形
が抑えられ、ロ−タコア2の外周とステ−タコア4の内
周とのエアギャップの周方向の不均一を小さくでき、磁
気音を増幅させていた磁気不平衡力を低減できる。
【0019】本発明の一実施例の交流発電機における磁
気音および出力電流と、従来例の交流発電機におけるそ
れらとの比較を図6に示す。図中において、本発明の一
実施例を実線で、従来例を破線で示す。本実施例のもの
は、幅広い回転数にわたって磁気音が10dB前後低減して
いることがわかる。一方、出力電流に対しては本実施例
と従来例とではほとんど変わっていない。
【0020】なお、本実施例においてはスロット16の
断面形状をほぼ矩形にしているのでステータコイルの巻
線18をスロットに入れるのが容易であり、巻線作業も
容易に行える。以上の実施例では、ステータのスロット
の内径側に3層のくさび19を設けているが、くさびの
代わりに、薄い強磁性体の円筒をとりつけるようにして
もよい。この場合、ステータティース先端部間での漏れ
磁束は増大するものの、ステータコアの変形を防止で
き、磁束脈動を低減できる効果がある。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、磁
気音の源である磁束脈動を低減できるとともに、ステ−
タコアの剛性を増したので、本体組立て時に生じるステ
−タコアの初期変形が抑えられてエアギャップの不均一
が小さくなる。この結果、磁気音を増幅させていた磁気
不平衡力が低減され、発電機の出力電流を低下すること
なく、磁気音を大幅に低減することができる。
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の自動車用交流発電機の断面
図である。
【図2】自動車用交流発電機のステ−タコアの拡大図で
ある。
【図3】従来例の磁束分布と磁束脈動を示す図である。
【図4】本発明の一実施例の磁束分布と磁束脈動を示す
図である。
【図5】くさびの高さとステ−タ剛性との関係を示す図
である。
【図6】本発明の一実施例と従来例における磁気音と出
力電流の比較結果を示す図である。
【符号の説明】
1…回転軸、2…ロ−タコア、3…フィ−ルドコイル、
4…ステ−タコア、5…ステ−タコイル、6…フロント
ブラケット、7…リヤブラケット、8…フロント軸受、
9…リア軸受、10…フロントファン、11…リアファ
ン、12…プ−リ、13…ブラシ、14…スリップリン
グ、15…ステ−タ背高部、16…スロット、17…ス
テ−タティ−ス、18…ステ−タコイルの巻線、19…
くさび、20…非磁性体層、21…強磁性体層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 功 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転可能に設けられたロータと、該ロータ
    の外周側に設けられたステータと該ステータを保持する
    ブラケットとを備えた自動車用交流発電機において、 前記ステータの内径側に設けたスロットに嵌合する部材
    を設けたことを特徴とする自動車用交流発電機。
  2. 【請求項2】巻線を備えたロ−タコアが回転軸の中央部
    に固着され、前記回転軸が2個の軸受により前記ロ−タ
    コアを挟む形で支持され、前記ロ−タコアの外周側に巻
    線された円環状のステ−タコアと前記ステ−タコアを保
    持するブラケットを備えた交流発電機において、前記ス
    テ−タコアの内径側にスロット部を設け、該スロット部
    に両側の層が強磁性体で中間の層が非磁性体である3層
    のサンドイッチ構造に形成された部材を取り付けたこと
    を特徴とする自動車用交流発電機。
  3. 【請求項3】前記部材の中間層の周方向厚さを、前記ス
    テ−タコア内径側よりも前記ステ−タコア外径側で小さ
    く形成したことを特徴とする請求項2に記載の自動車用
    交流発電機。
  4. 【請求項4】前記部材の両側の層は、高分子材料と強磁
    性体の金属粉とを含み、該両側の層は金属と接着可能で
    あることを特徴とする請求項2に記載の自動車用交流発
    電機。
  5. 【請求項5】前記スロット部の内径側の周方向長さを外
    径側の周方向長さ以上に形成したことを特徴とする請求
    項1または2に記載の自動車用交流発電機。
  6. 【請求項6】前記スロット部の軸直角断面形状をほぼ矩
    形に形成したことを特徴とする請求項1または2に記載
    の自動車用発電機。
  7. 【請求項7】回転可能に設けられたロータと、該ロータ
    の外周側に設けられたステータと該ステータを保持する
    ブラケットとを備えた自動車用交流発電機において、 前記ステータの内径側にスロットを設け、前記ステータ
    コアの内径側に強磁性体よりなる円環状部材を設けたこ
    とを特徴とする自動車用発電機。
JP19674392A 1992-07-23 1992-07-23 自動車用交流発電機 Pending JPH06105488A (ja)

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JP19674392A JPH06105488A (ja) 1992-07-23 1992-07-23 自動車用交流発電機

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006058871A2 (de) * 2004-12-01 2006-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Hochpolige permanenterregte synchronmaschine mit zahnspulen
KR100701314B1 (ko) * 2006-12-05 2007-03-29 곽종보 조명용 발전기
US7259493B2 (en) 2003-04-04 2007-08-21 Nissan Motor Co., Ltd. Stator of two rotor single stator type electric motor
JP2007221913A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Sawafuji Electric Co Ltd 回転電機用電機子

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7259493B2 (en) 2003-04-04 2007-08-21 Nissan Motor Co., Ltd. Stator of two rotor single stator type electric motor
WO2006058871A2 (de) * 2004-12-01 2006-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Hochpolige permanenterregte synchronmaschine mit zahnspulen
WO2006058871A3 (de) * 2004-12-01 2006-11-02 Siemens Ag Hochpolige permanenterregte synchronmaschine mit zahnspulen
US7977826B2 (en) 2004-12-01 2011-07-12 Siemens Aktiengesellschaft Multipole permanent-magnet synchronous machine having tooth-wound coils
JP2007221913A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Sawafuji Electric Co Ltd 回転電機用電機子
KR100701314B1 (ko) * 2006-12-05 2007-03-29 곽종보 조명용 발전기

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