JPH07312854A - 自動車用オルタネータ - Google Patents
自動車用オルタネータInfo
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- JPH07312854A JPH07312854A JP6228304A JP22830494A JPH07312854A JP H07312854 A JPH07312854 A JP H07312854A JP 6228304 A JP6228304 A JP 6228304A JP 22830494 A JP22830494 A JP 22830494A JP H07312854 A JPH07312854 A JP H07312854A
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- claw
- shaped magnetic
- alternator
- permanent magnet
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/02—Details
- H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
- H02K21/042—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with permanent magnets and field winding both rotating
- H02K21/044—Rotor of the claw pole type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/22—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車用オルタネータにおいて、高速回転で
も耐久性がありかつ高い発電効率を得られるようにす
る。 【構成】 回転ヨーク６は１対の対向配置された爪形磁
極６Ａ，６Ｂからなり、この爪形磁極６Ａ，６Ｂは先端
部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部８Ａ，８Ｂを形成
している。異なる爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間
（爪部８Ａと爪部８Ｂの間）部分には永久磁石１１が隣
合う爪部８と極性が等しくなるように配置され、永久磁
石１１の外面側には保護カバー１２が配置されている。
保護カバー１２は爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間にジグ
ザグ状に連続して配置された帯状のシートであり、爪形
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の磁極側面に保護カバー１２
の外面が爪部８の外周面と面一になるようスポット溶接
により接合されている。
も耐久性がありかつ高い発電効率を得られるようにす
る。 【構成】 回転ヨーク６は１対の対向配置された爪形磁
極６Ａ，６Ｂからなり、この爪形磁極６Ａ，６Ｂは先端
部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部８Ａ，８Ｂを形成
している。異なる爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間
（爪部８Ａと爪部８Ｂの間）部分には永久磁石１１が隣
合う爪部８と極性が等しくなるように配置され、永久磁
石１１の外面側には保護カバー１２が配置されている。
保護カバー１２は爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間にジグ
ザグ状に連続して配置された帯状のシートであり、爪形
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の磁極側面に保護カバー１２
の外面が爪部８の外周面と面一になるようスポット溶接
により接合されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は爪形磁極を有する自動車
用オルタネータに係り、特に永久磁石により爪形磁極の
爪部間の漏洩磁束を低減する自動車用オルタネータに関
する。
用オルタネータに係り、特に永久磁石により爪形磁極の
爪部間の漏洩磁束を低減する自動車用オルタネータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用オルタネータは、一般的に、先
端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した１対
の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、回転
ヨークの内部に巻かれ爪形磁極に磁化力を発生させる界
磁巻線と、回転ヨークとは一定のギャップを隔てて配置
された固定子磁極を有している。Ｎ極の爪形磁極の爪部
から出た磁束は固定子磁極を通りＳ極の爪形磁極の爪部
に戻る磁気回路を形成する。固定子磁極には固定子巻線
が巻かれており、磁気回路の磁束が固定子巻線を差交す
ることで固定子巻線には誘導起電力が発生し、交流発電
機となる。
端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した１対
の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、回転
ヨークの内部に巻かれ爪形磁極に磁化力を発生させる界
磁巻線と、回転ヨークとは一定のギャップを隔てて配置
された固定子磁極を有している。Ｎ極の爪形磁極の爪部
から出た磁束は固定子磁極を通りＳ極の爪形磁極の爪部
に戻る磁気回路を形成する。固定子磁極には固定子巻線
が巻かれており、磁気回路の磁束が固定子巻線を差交す
ることで固定子巻線には誘導起電力が発生し、交流発電
機となる。
【０００３】以上のような構成による自動車用オルタネ
ータにおいては、固定子巻線を差交する磁束が有効磁束
として発電電圧に影響する。しかし、爪形磁極の爪部か
ら出た磁束には固定子磁極に入らずに爪形磁極の爪部間
で漏洩する磁束があり、発電効率を高めるためには、こ
の漏洩磁束を低減することが必要である。
ータにおいては、固定子巻線を差交する磁束が有効磁束
として発電電圧に影響する。しかし、爪形磁極の爪部か
ら出た磁束には固定子磁極に入らずに爪形磁極の爪部間
で漏洩する磁束があり、発電効率を高めるためには、こ
の漏洩磁束を低減することが必要である。
【０００４】従来の自動車用オルタネータにおいて、爪
形磁極の爪部間の漏洩磁束を低減するものとしては、
特開昭５４−１１６６１０号公報、特開昭６１−８５
０４５号公報、特開平３−２５１０６７号公報、特
開平２−１５９９５０号公報に開示のものがある。公知
技術は爪形磁極の爪部間に硬磁性材料を含んだ接着剤
を充填したものを配置したものであり、公知技術及び
は爪形磁極の爪部間に永久磁石を配置したものであ
り、公知技術は爪形磁極の爪部の外周面上に永久磁石
を配置したものである。
形磁極の爪部間の漏洩磁束を低減するものとしては、
特開昭５４−１１６６１０号公報、特開昭６１−８５
０４５号公報、特開平３−２５１０６７号公報、特
開平２−１５９９５０号公報に開示のものがある。公知
技術は爪形磁極の爪部間に硬磁性材料を含んだ接着剤
を充填したものを配置したものであり、公知技術及び
は爪形磁極の爪部間に永久磁石を配置したものであ
り、公知技術は爪形磁極の爪部の外周面上に永久磁石
を配置したものである。
【０００５】また、爪形磁極の爪部間に永久磁石を配置
し、かつ高速回転時の遠心力による永久磁石の破壊及び
飛散を防止するものとしては、特開平４−２５１５５
３号公報、特開平３−２６５４５０号公報、特開平
５−２０７７１６号公報に開示のものがある。公知技術
はメタルテンションテープ等の非磁性材料を永久磁石
及び爪形磁極の爪部の外周に円筒状に配置したものであ
り、公知技術及びは爪形磁極の爪部の端面と側面と
に当接する略径方向に凹凸形状の非磁性体リングを、永
久磁石の外周に爪形磁極の爪部の外周面と面一となるよ
うに配置したものである。
し、かつ高速回転時の遠心力による永久磁石の破壊及び
飛散を防止するものとしては、特開平４−２５１５５
３号公報、特開平３−２６５４５０号公報、特開平
５−２０７７１６号公報に開示のものがある。公知技術
はメタルテンションテープ等の非磁性材料を永久磁石
及び爪形磁極の爪部の外周に円筒状に配置したものであ
り、公知技術及びは爪形磁極の爪部の端面と側面と
に当接する略径方向に凹凸形状の非磁性体リングを、永
久磁石の外周に爪形磁極の爪部の外周面と面一となるよ
うに配置したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術においては、以下の問題点が存在する。上記公知
技術においては硬磁性材料を含んだ接着剤を充填した
ものが、上記公知技術〜においては永久磁石が、高
速回転時の遠心力により破壊し飛散するという問題が生
じる。
知技術においては、以下の問題点が存在する。上記公知
技術においては硬磁性材料を含んだ接着剤を充填した
ものが、上記公知技術〜においては永久磁石が、高
速回転時の遠心力により破壊し飛散するという問題が生
じる。
【０００７】また、上記公知技術〜においては、メ
タルテンションテープ等の飛出防止材又は非磁性体リン
グを永久磁石の外周部に配置しており、これにより上記
問題点は解決される。しかし、公知技術においては、
飛出防止材の厚さの分だけ爪形磁極の爪部と固定子磁極
とのギャップが大きくなるので、爪形磁極の爪部と固定
子磁極間の磁気抵抗が増大して、有効磁束が低下し、こ
れにより発電効率が低下するという問題が生じる。ま
た、公知技術及びにおいては、凹凸形状の非磁性体
リングの中に永久磁石を配置しているので、永久磁石が
小さくならざるを得ず、このため漏洩磁束を低減すると
共に有効磁束を増大させる効果が小さくなり、この場合
にも発電効率が低下するという問題が生じる。さらに、
公知技術〜においては、高速回転時の遠心力により
爪形磁極の爪部が起き上がるという問題も生じる。
タルテンションテープ等の飛出防止材又は非磁性体リン
グを永久磁石の外周部に配置しており、これにより上記
問題点は解決される。しかし、公知技術においては、
飛出防止材の厚さの分だけ爪形磁極の爪部と固定子磁極
とのギャップが大きくなるので、爪形磁極の爪部と固定
子磁極間の磁気抵抗が増大して、有効磁束が低下し、こ
れにより発電効率が低下するという問題が生じる。ま
た、公知技術及びにおいては、凹凸形状の非磁性体
リングの中に永久磁石を配置しているので、永久磁石が
小さくならざるを得ず、このため漏洩磁束を低減すると
共に有効磁束を増大させる効果が小さくなり、この場合
にも発電効率が低下するという問題が生じる。さらに、
公知技術〜においては、高速回転時の遠心力により
爪形磁極の爪部が起き上がるという問題も生じる。
【０００８】本発明の目的は、高速回転でも耐久性があ
りかつ発電効率の高い自動車用オルタネータを提供する
ことにある。
りかつ発電効率の高い自動車用オルタネータを提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の概念によ
る自動車用オルタネータは、上記の目的を達成するため
に次の構成を採用する。すなわち、シャフトに一体回転
可能に取り付けられ先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持
つ爪部を形成した１対の対向配置された爪形磁極からな
る回転ヨークと、前記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪
形磁極に磁化力を発生させる界磁巻線と、前記回転ヨー
クとは一定のギャップを隔てて配置された固定子磁極と
を備えた自動車用オルタネータにおいて、前記爪形磁極
の爪部間に配置され漏洩磁束を低減する永久磁石と、前
記永久磁石の外面側に配置され、前記永久磁石の飛び出
し及び前記爪形磁極の爪部の起き上がりを防止する保護
カバーとを備え、前記保護カバーを前記爪形磁極の爪部
間の爪部側面に保護カバーの外面が爪部の外周面より高
くならないように溶接により接合した構成とする。
る自動車用オルタネータは、上記の目的を達成するため
に次の構成を採用する。すなわち、シャフトに一体回転
可能に取り付けられ先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持
つ爪部を形成した１対の対向配置された爪形磁極からな
る回転ヨークと、前記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪
形磁極に磁化力を発生させる界磁巻線と、前記回転ヨー
クとは一定のギャップを隔てて配置された固定子磁極と
を備えた自動車用オルタネータにおいて、前記爪形磁極
の爪部間に配置され漏洩磁束を低減する永久磁石と、前
記永久磁石の外面側に配置され、前記永久磁石の飛び出
し及び前記爪形磁極の爪部の起き上がりを防止する保護
カバーとを備え、前記保護カバーを前記爪形磁極の爪部
間の爪部側面に保護カバーの外面が爪部の外周面より高
くならないように溶接により接合した構成とする。
【００１０】この場合、例えば、前記保護カバーは前記
爪形磁極の爪部間にジグザグ状に連続して配置された帯
状のシートである。
爪形磁極の爪部間にジグザグ状に連続して配置された帯
状のシートである。
【００１１】また、前記保護カバーは前記爪形磁極の爪
部間の爪部側面部分のみに配置されたセグメント状のシ
ートであってもよい。
部間の爪部側面部分のみに配置されたセグメント状のシ
ートであってもよい。
【００１２】また、この場合、例えば、前記永久磁石は
前記爪形磁極の爪部間に１つおきに配置されている。
前記爪形磁極の爪部間に１つおきに配置されている。
【００１３】本発明の第２の概念による自動車用オルタ
ネータは、上記の目的を達成するために次の構成を採用
する。すなわち、シャフトに一体回転可能に取り付けら
れ先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した
１対の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、
前記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪形磁極に磁化力を
発生させる界磁巻線と、前記回転ヨークとは一定のギャ
ップを隔てて配置された固定子磁極とを備えた自動車用
オルタネータにおいて、前記回転ヨークの両端のうちの
少なくとも一端側で前記爪形磁極の爪部間に配置され漏
洩磁束を低減する永久磁石と、前記回転ヨークの同じ一
端側で前記永久磁石の外面側に配置され永久磁石の飛び
出しを防止する保護カバーとを備える構成とする。
ネータは、上記の目的を達成するために次の構成を採用
する。すなわち、シャフトに一体回転可能に取り付けら
れ先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した
１対の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、
前記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪形磁極に磁化力を
発生させる界磁巻線と、前記回転ヨークとは一定のギャ
ップを隔てて配置された固定子磁極とを備えた自動車用
オルタネータにおいて、前記回転ヨークの両端のうちの
少なくとも一端側で前記爪形磁極の爪部間に配置され漏
洩磁束を低減する永久磁石と、前記回転ヨークの同じ一
端側で前記永久磁石の外面側に配置され永久磁石の飛び
出しを防止する保護カバーとを備える構成とする。
【００１４】この場合、例えば、前記保護カバーは前記
永久磁石及び爪形磁極の爪部の外周部に配置された円周
状の連続した部材である。
永久磁石及び爪形磁極の爪部の外周部に配置された円周
状の連続した部材である。
【００１５】また、前記保護カバーは前記爪形磁極の爪
部間の爪部側面に保護カバーの外面が爪部の外周面より
高くならないように溶接により接合されたセグメント状
のシートであってもよい。
部間の爪部側面に保護カバーの外面が爪部の外周面より
高くならないように溶接により接合されたセグメント状
のシートであってもよい。
【００１６】また、この場合、例えば、前記永久磁石は
前記回転ヨークの両端側で前記爪形磁極の爪部間に配置
され、前記保護カバーは前記回転ヨークの両端側のそれ
ぞれで前記永久磁石の外面側に配置されている。
前記回転ヨークの両端側で前記爪形磁極の爪部間に配置
され、前記保護カバーは前記回転ヨークの両端側のそれ
ぞれで前記永久磁石の外面側に配置されている。
【００１７】また、前記永久磁石は前記回転ヨークの両
端側で前記爪形磁極の爪部間に交互に配置され、前記保
護カバーは前記回転ヨークの両端側のそれぞれで前記永
久磁石の外面側に配置されていてもよい。
端側で前記爪形磁極の爪部間に交互に配置され、前記保
護カバーは前記回転ヨークの両端側のそれぞれで前記永
久磁石の外面側に配置されていてもよい。
【００１８】また、前記永久磁石は前記回転ヨークの一
端側で前記爪形磁極の爪部間に配置され、前記保護カバ
ーは前記回転ヨークの同じ一端側で前記永久磁石の外面
側に配置されていてもよい。
端側で前記爪形磁極の爪部間に配置され、前記保護カバ
ーは前記回転ヨークの同じ一端側で前記永久磁石の外面
側に配置されていてもよい。
【００１９】また、上記第１及び第２の概念による自動
車用オルタネータにおいて、例えば、前記保護カバーの
材質は非磁性体である。
車用オルタネータにおいて、例えば、前記保護カバーの
材質は非磁性体である。
【００２０】また、上記第１及び第２の概念による自動
車用オルタネータにおいて、前記保護カバーの材質は磁
性体であってもよい。
車用オルタネータにおいて、前記保護カバーの材質は磁
性体であってもよい。
【００２１】本発明の第３の概念による自動車用オルタ
ネータは、上記の目的を達成するために次の構成を採用
する。すなわち、シャフトに一体回転可能に取り付けら
れ先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した
１対の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、
前記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪形磁極に磁化力を
発生させる界磁巻線と、前記回転ヨークとは一定のギャ
ップを隔てて配置された固定子磁極とを備えた自動車用
オルタネータにおいて、前記爪形磁極の爪部と前記界磁
巻線との間に漏洩磁束を低減する永久磁石を配置した構
成とする。
ネータは、上記の目的を達成するために次の構成を採用
する。すなわち、シャフトに一体回転可能に取り付けら
れ先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した
１対の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、
前記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪形磁極に磁化力を
発生させる界磁巻線と、前記回転ヨークとは一定のギャ
ップを隔てて配置された固定子磁極とを備えた自動車用
オルタネータにおいて、前記爪形磁極の爪部と前記界磁
巻線との間に漏洩磁束を低減する永久磁石を配置した構
成とする。
【００２２】また、上記第１〜第３の概念による自動車
用オルタネータにおいて、前記永久磁石の代わりに反磁
性体を設けてもよい。
用オルタネータにおいて、前記永久磁石の代わりに反磁
性体を設けてもよい。
【００２３】また、上記第１〜第３の概念による自動車
用オルタネータにおいて、前記永久磁石の代わりに超電
導体を設けてもよい。
用オルタネータにおいて、前記永久磁石の代わりに超電
導体を設けてもよい。
【００２４】
【作用】以上のように構成した本発明の第１の概念によ
る自動車用オルタネータにおいては、爪形磁極の爪部間
に配置された永久磁石は爪形磁極の爪部間の漏洩磁束を
低減させ発電効率を高める。また、永久磁石は界磁巻線
以外の起磁力源として爪形磁極に起磁力を発生させるこ
とでトータルの磁束量を増大させ、これでも発電効率を
高める作用もある。このような自動車用オルタネータに
おいて、永久磁石の外面側に保護カバーを配置し、この
保護カバーを爪形磁極の爪部間の磁極側面に溶接して接
合することにより、遠心力による永久磁石の破壊及び飛
散が防止されると共に、遠心力による爪形磁極の爪部の
起き上がりが防止され、高速回転時の耐久性が向上す
る。また、保護カバーの外面が爪形磁極の爪部の外周面
より高くならないようすることにより、爪形磁極の爪部
と固定子磁極間のギャップが小さく保たれ、爪形磁極の
爪部間の漏洩磁束を低減しつつ、爪形磁極の爪部と固定
子磁極間の磁気抵抗の増大も防止される。以上により高
速回転でも耐久性がありかつ高い発電効率が得られる。
る自動車用オルタネータにおいては、爪形磁極の爪部間
に配置された永久磁石は爪形磁極の爪部間の漏洩磁束を
低減させ発電効率を高める。また、永久磁石は界磁巻線
以外の起磁力源として爪形磁極に起磁力を発生させるこ
とでトータルの磁束量を増大させ、これでも発電効率を
高める作用もある。このような自動車用オルタネータに
おいて、永久磁石の外面側に保護カバーを配置し、この
保護カバーを爪形磁極の爪部間の磁極側面に溶接して接
合することにより、遠心力による永久磁石の破壊及び飛
散が防止されると共に、遠心力による爪形磁極の爪部の
起き上がりが防止され、高速回転時の耐久性が向上す
る。また、保護カバーの外面が爪形磁極の爪部の外周面
より高くならないようすることにより、爪形磁極の爪部
と固定子磁極間のギャップが小さく保たれ、爪形磁極の
爪部間の漏洩磁束を低減しつつ、爪形磁極の爪部と固定
子磁極間の磁気抵抗の増大も防止される。以上により高
速回転でも耐久性がありかつ高い発電効率が得られる。
【００２５】また、本発明の第２の概念による自動車用
オルタネータにおいては、回転ヨークの少なくとも一端
側で爪形磁極の爪部間に配置された永久磁石は上記第１
の概念と同様発電効率を高める作用がある。このような
自動車用オルタネータにおいて、永久磁石を回転ヨーク
の両端のうちの少なくとも一端側で爪形磁極の爪部間に
配置することにより、回転ヨークの中央部における爪形
磁極の爪部間には永久磁石を配置しないので、この部分
に保護カバーを配置する必要がなく、爪形磁極の爪部と
固定子磁極間のギャップは増大せず、爪形磁極の爪部と
固定子磁極間の磁気抵抗の増大も防止され、これによ
り、いっそう高い発電効率が得られる。また、回転ヨー
クの両端のうちの少なくとも一端側で永久磁石の外周部
に保護カバーを配置することにより、遠心力による永久
磁石の破壊及び飛散が防止され、高速回転時の耐久性が
向上する。
オルタネータにおいては、回転ヨークの少なくとも一端
側で爪形磁極の爪部間に配置された永久磁石は上記第１
の概念と同様発電効率を高める作用がある。このような
自動車用オルタネータにおいて、永久磁石を回転ヨーク
の両端のうちの少なくとも一端側で爪形磁極の爪部間に
配置することにより、回転ヨークの中央部における爪形
磁極の爪部間には永久磁石を配置しないので、この部分
に保護カバーを配置する必要がなく、爪形磁極の爪部と
固定子磁極間のギャップは増大せず、爪形磁極の爪部と
固定子磁極間の磁気抵抗の増大も防止され、これによ
り、いっそう高い発電効率が得られる。また、回転ヨー
クの両端のうちの少なくとも一端側で永久磁石の外周部
に保護カバーを配置することにより、遠心力による永久
磁石の破壊及び飛散が防止され、高速回転時の耐久性が
向上する。
【００２６】また、本発明の第３の概念による自動車用
オルタネータにおいては、爪形磁極の爪部と界磁巻線と
の間に配置された永久磁石は上記第１の概念と同様発電
効率を高める作用がある。このような自動車用オルタネ
ータにおいて、永久磁石を爪形磁極の爪部と界磁巻線と
の間に配置することにより、爪形磁極の爪部下部の磁気
パスがなくなるため、磁路面積が減少し有効の通るパス
の磁気抵抗が等価的に小さくなり、かつ爪形磁極の爪部
間に永久磁石を配置しないので、この部分に保護カバー
を配置する必要がなく、爪形磁極の爪部と固定子磁極間
のギャップは増大せず、爪形磁極の爪部と固定子磁極間
の磁気抵抗の増大も防止し、これらにより、いっそう高
い発電効率が得られる。また、遠心力による永久磁石の
破壊及び飛散が防止され、高速回転時の耐久性が向上す
る。
オルタネータにおいては、爪形磁極の爪部と界磁巻線と
の間に配置された永久磁石は上記第１の概念と同様発電
効率を高める作用がある。このような自動車用オルタネ
ータにおいて、永久磁石を爪形磁極の爪部と界磁巻線と
の間に配置することにより、爪形磁極の爪部下部の磁気
パスがなくなるため、磁路面積が減少し有効の通るパス
の磁気抵抗が等価的に小さくなり、かつ爪形磁極の爪部
間に永久磁石を配置しないので、この部分に保護カバー
を配置する必要がなく、爪形磁極の爪部と固定子磁極間
のギャップは増大せず、爪形磁極の爪部と固定子磁極間
の磁気抵抗の増大も防止し、これらにより、いっそう高
い発電効率が得られる。また、遠心力による永久磁石の
破壊及び飛散が防止され、高速回転時の耐久性が向上す
る。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。まず、本発明の第１の実施例を図１〜図４により
説明する。図１において、本実施例の自動車用オルタネ
ータはハウジング１を有し、ハウジング１の中央部には
シャフト２がベアリング３を介して固定されている。シ
ャフト２にはハウジング１の外部のプーリー４と、ハウ
ジング１の内部のスリップリング５及び回転ヨーク６が
一体回転可能に取り付けられている。プーリー４は図示
しないベルトを介してエンジンの出力軸と接続され、エ
ンジン回転数に比例して回転する。スリップリング５は
ブラシ７と電気的に接続され、ブラシ７から回転ヨーク
６の内部に設けた界磁巻線９に直流電流を供給する。回
転ヨーク６の側部には冷却ファン１３が取り付けられて
いる。
する。まず、本発明の第１の実施例を図１〜図４により
説明する。図１において、本実施例の自動車用オルタネ
ータはハウジング１を有し、ハウジング１の中央部には
シャフト２がベアリング３を介して固定されている。シ
ャフト２にはハウジング１の外部のプーリー４と、ハウ
ジング１の内部のスリップリング５及び回転ヨーク６が
一体回転可能に取り付けられている。プーリー４は図示
しないベルトを介してエンジンの出力軸と接続され、エ
ンジン回転数に比例して回転する。スリップリング５は
ブラシ７と電気的に接続され、ブラシ７から回転ヨーク
６の内部に設けた界磁巻線９に直流電流を供給する。回
転ヨーク６の側部には冷却ファン１３が取り付けられて
いる。
【００２８】回転ヨーク６は図１に示すように、１対の
対向配置された爪形磁極６Ａ，６Ｂからなり、この爪形
磁極６Ａ，６Ｂは図２に示すように、先端部分に複数の
Ｎ極及びＳ極を持つ爪部８Ａ，８Ｂ（両方を総称して爪
部８とする）を形成している。回転ヨーク６の内部には
界磁巻線９がシャフト２を中心に軸方向に巻かれ、界磁
巻線９はスリップリング５からの直流電流を通電するこ
とにより、爪形磁極６Ａ，６Ｂに磁化力を発生させる。
図２及び図３に示すように、異なる爪形磁極６Ａ，６Ｂ
の隣合う爪部８間（爪部８Ａと爪部８Ｂの間）部分には
永久磁石１１が隣合う爪部８と極性が等しくなるように
配置され、永久磁石１１の外面側には保護カバー１２が
配置されている。保護カバー１２は図４に示すように、
爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間にジグザグ状に連続して
配置された帯状のシートであり、永久磁石１１が接着又
はネジ止め等で固定され、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
間の磁極側面に保護カバー１２の外面が爪部８の外周面
と面一になるようスポット溶接により接合されている。
永久磁石１１としては通常の磁石でもよいが、ゴムやプ
ラスチックが含有されているものでよい。また、保護カ
バー１２の材質としては、機械的強度のある鉄等の磁性
体やステンレス、アルミニウム、チタン等の非磁性体で
あればよい。
対向配置された爪形磁極６Ａ，６Ｂからなり、この爪形
磁極６Ａ，６Ｂは図２に示すように、先端部分に複数の
Ｎ極及びＳ極を持つ爪部８Ａ，８Ｂ（両方を総称して爪
部８とする）を形成している。回転ヨーク６の内部には
界磁巻線９がシャフト２を中心に軸方向に巻かれ、界磁
巻線９はスリップリング５からの直流電流を通電するこ
とにより、爪形磁極６Ａ，６Ｂに磁化力を発生させる。
図２及び図３に示すように、異なる爪形磁極６Ａ，６Ｂ
の隣合う爪部８間（爪部８Ａと爪部８Ｂの間）部分には
永久磁石１１が隣合う爪部８と極性が等しくなるように
配置され、永久磁石１１の外面側には保護カバー１２が
配置されている。保護カバー１２は図４に示すように、
爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間にジグザグ状に連続して
配置された帯状のシートであり、永久磁石１１が接着又
はネジ止め等で固定され、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
間の磁極側面に保護カバー１２の外面が爪部８の外周面
と面一になるようスポット溶接により接合されている。
永久磁石１１としては通常の磁石でもよいが、ゴムやプ
ラスチックが含有されているものでよい。また、保護カ
バー１２の材質としては、機械的強度のある鉄等の磁性
体やステンレス、アルミニウム、チタン等の非磁性体で
あればよい。
【００２９】ハウジング１の中央部には固定子１４が設
けられ、固定子１４は回転ヨーク６と一定のギャップを
隔て取り付けられ、固定子１４には凹凸状の固定子磁極
１５が複数配置され、その凹部には固定子巻線１６が波
状に巻かれている。
けられ、固定子１４は回転ヨーク６と一定のギャップを
隔て取り付けられ、固定子１４には凹凸状の固定子磁極
１５が複数配置され、その凹部には固定子巻線１６が波
状に巻かれている。
【００３０】次に、本実施例の自動車用オルタネータの
動作を説明する。プーリー４が回転するとシャフト２は
回転ヨーク６及びスリップリング５と一緒に回転し、ブ
ラシ７からの直流電流が界磁巻線９に通電され、界磁巻
線９は回転ヨーク６の爪形磁極６Ａ，６ＢにＮ極とＳ極
を交互に発生させる。この界磁巻線９による磁束はＮ極
の爪形磁極６Ａの爪部８Ａから出たものが、固定子磁極
１５を通りＳ極の爪形磁極６Ｂの爪部８Ｂに戻る磁気回
路を形成し、磁気回路の磁束が固定子巻線１６を差交す
ることにより、固定子巻線１６に誘導起電力が発生し交
流発電機となる。誘導起電力は界磁巻線９の電流が一定
ならば回転ヨーク６の回転数に比例した電圧を発生し、
回転数を一定にして界磁巻線９に流す電流を増減させる
と、出力電圧も変化させることができるが、通常はエン
ジンの回転数と負荷電流に応じて界磁巻線９の電流を制
御し、図示しない整流回路を介した後で出力電圧がほぼ
一定の１４Ｖ程度になるようにしている。
動作を説明する。プーリー４が回転するとシャフト２は
回転ヨーク６及びスリップリング５と一緒に回転し、ブ
ラシ７からの直流電流が界磁巻線９に通電され、界磁巻
線９は回転ヨーク６の爪形磁極６Ａ，６ＢにＮ極とＳ極
を交互に発生させる。この界磁巻線９による磁束はＮ極
の爪形磁極６Ａの爪部８Ａから出たものが、固定子磁極
１５を通りＳ極の爪形磁極６Ｂの爪部８Ｂに戻る磁気回
路を形成し、磁気回路の磁束が固定子巻線１６を差交す
ることにより、固定子巻線１６に誘導起電力が発生し交
流発電機となる。誘導起電力は界磁巻線９の電流が一定
ならば回転ヨーク６の回転数に比例した電圧を発生し、
回転数を一定にして界磁巻線９に流す電流を増減させる
と、出力電圧も変化させることができるが、通常はエン
ジンの回転数と負荷電流に応じて界磁巻線９の電流を制
御し、図示しない整流回路を介した後で出力電圧がほぼ
一定の１４Ｖ程度になるようにしている。
【００３１】上記動作において、固定子巻線１６を差交
する磁束が有効磁束として発電電圧に影響するが、界磁
巻線９の磁束の中には、図５に示すように、Ｎ極の爪形
磁極６Ａの爪部８Ａから出たものが、固定子磁極１５を
通らずに、Ｓ極側の爪形磁極６Ｂの爪部８Ｂに戻る漏洩
磁束も存在する。また、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８と
固定子磁極１５との間のギャップが大きいと爪部８と固
定子磁極１５間の磁気抵抗が増大して、有効磁束が低下
するので、発電効率が低下する。
する磁束が有効磁束として発電電圧に影響するが、界磁
巻線９の磁束の中には、図５に示すように、Ｎ極の爪形
磁極６Ａの爪部８Ａから出たものが、固定子磁極１５を
通らずに、Ｓ極側の爪形磁極６Ｂの爪部８Ｂに戻る漏洩
磁束も存在する。また、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８と
固定子磁極１５との間のギャップが大きいと爪部８と固
定子磁極１５間の磁気抵抗が増大して、有効磁束が低下
するので、発電効率が低下する。
【００３２】このため、異なる爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣
合う爪部８間に永久磁石１１を配置し、有効磁束を増大
させ爪形磁極６Ａの爪部８Ａから出た磁束が効率よく固
定子磁極１５に入るようしている。これにより、図３に
示すように、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間に配置され
た永久磁石１１の磁束は実線で示した様にＮ極からＳ極
に入り、また、Ｎ極の爪形磁極６Ａの爪部８Ａの磁束は
波線で示した様に固定子磁極１５を通りＳ極の爪形磁極
６Ｂの爪部８Ｂに入り、結果的に爪形磁極６Ａ，６Ｂの
爪部８間の漏洩磁束は低減され発電効率が高まる。ま
た、永久磁石１１は界磁巻線９以外の起磁力源として爪
形磁極６Ａ，６Ｂに起磁力を発生させトータルの磁束量
を増大させ、これでも発電効率を高める作用もある。
合う爪部８間に永久磁石１１を配置し、有効磁束を増大
させ爪形磁極６Ａの爪部８Ａから出た磁束が効率よく固
定子磁極１５に入るようしている。これにより、図３に
示すように、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間に配置され
た永久磁石１１の磁束は実線で示した様にＮ極からＳ極
に入り、また、Ｎ極の爪形磁極６Ａの爪部８Ａの磁束は
波線で示した様に固定子磁極１５を通りＳ極の爪形磁極
６Ｂの爪部８Ｂに入り、結果的に爪形磁極６Ａ，６Ｂの
爪部８間の漏洩磁束は低減され発電効率が高まる。ま
た、永久磁石１１は界磁巻線９以外の起磁力源として爪
形磁極６Ａ，６Ｂに起磁力を発生させトータルの磁束量
を増大させ、これでも発電効率を高める作用もある。
【００３３】また、保護カバー１２を爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８間に保護カバー１２の外面が爪形磁極６Ａ，
６Ｂの爪部８の外周面と面一になるよう配置し、爪形磁
極６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子磁極１５との間のギャッ
プを小さく保つようにしている。これにより、爪形磁極
６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の増
大を防止すると共に、高速回転時の遠心力による永久磁
石１１の破壊及び飛散を防止する。また、保護カバー１
２を配置することにより回転ヨーク６の風損を低減する
作用、及び遠心力による爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の
起き上がりを防止する作用もある。
Ｂの爪部８間に保護カバー１２の外面が爪形磁極６Ａ，
６Ｂの爪部８の外周面と面一になるよう配置し、爪形磁
極６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子磁極１５との間のギャッ
プを小さく保つようにしている。これにより、爪形磁極
６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の増
大を防止すると共に、高速回転時の遠心力による永久磁
石１１の破壊及び飛散を防止する。また、保護カバー１
２を配置することにより回転ヨーク６の風損を低減する
作用、及び遠心力による爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の
起き上がりを防止する作用もある。
【００３４】以上のように第１の実施例によれば、爪形
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の漏洩磁束が低減されかつト
ータルの磁束量が増大されると共に、爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の増大も防止
され、さらに回転ヨーク６の風損も低減され、これらに
より高い発電効率が得られる。また、遠心力による永久
磁石１１の破壊及び飛散が防止されると共に、遠心力に
よる爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の起き上がりが防止さ
れ、高速回転時の耐久性が向上する。
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の漏洩磁束が低減されかつト
ータルの磁束量が増大されると共に、爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の増大も防止
され、さらに回転ヨーク６の風損も低減され、これらに
より高い発電効率が得られる。また、遠心力による永久
磁石１１の破壊及び飛散が防止されると共に、遠心力に
よる爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の起き上がりが防止さ
れ、高速回転時の耐久性が向上する。
【００３５】第１の実施例の変形を図６及び図７に示
す。この変形実施例は第１の実施例において、保護カバ
ー１２を帯状のシートの代わりに、異なる爪形磁極６
Ａ，６Ｂの爪部８間の爪部側面のみに配置された図７に
示すようなセグメント状のシートとし、異なる爪形磁極
６Ａ，６Ｂの爪部８間の爪部側面に保護カバー１２の外
面が爪部８の外周面と面一になるようスポット溶接によ
り接合したものである。この実施例においても、第１の
実施例と同様の効果が得られる。
す。この変形実施例は第１の実施例において、保護カバ
ー１２を帯状のシートの代わりに、異なる爪形磁極６
Ａ，６Ｂの爪部８間の爪部側面のみに配置された図７に
示すようなセグメント状のシートとし、異なる爪形磁極
６Ａ，６Ｂの爪部８間の爪部側面に保護カバー１２の外
面が爪部８の外周面と面一になるようスポット溶接によ
り接合したものである。この実施例においても、第１の
実施例と同様の効果が得られる。
【００３６】第１の実施例の他の変形を図８に示す。こ
の変形実施例は図６において、永久磁石１１及び保護カ
バー１２を爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間に１つおきに
配置したものである。ここで、冷却ファン１３（図１参
照）により生じる風の流れ方向を図示Ｄ方向とし、回転
ヨーク６の回転方向を図示Ｒ方向とすると、永久磁石１
１及び保護カバー１２をその風の通りにくい側である爪
形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間に配置し、風の通りやすい
側の爪部８間を風の通路としてあけておく。
の変形実施例は図６において、永久磁石１１及び保護カ
バー１２を爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間に１つおきに
配置したものである。ここで、冷却ファン１３（図１参
照）により生じる風の流れ方向を図示Ｄ方向とし、回転
ヨーク６の回転方向を図示Ｒ方向とすると、永久磁石１
１及び保護カバー１２をその風の通りにくい側である爪
形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間に配置し、風の通りやすい
側の爪部８間を風の通路としてあけておく。
【００３７】この実施例においても、第１の実施例と同
様の効果が得られる。また、この実施例においては、回
転ヨーク６のＲ方向の回転により、永久磁石１１及び保
護カバー１２が配置されていない爪形磁極６Ａ，６Ｂの
爪部８間には遠心ファンの原理で図示Ｗ方向の風の流れ
が生じ、永久磁石１１及び界磁巻線９が冷却されるとい
う効果が得られる。また、このとき、上記のようにＤ方
向の風の流れに対して永久磁石１１及び保護カバー１２
が配置される爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の位置を選
択したので、風の一部が永久磁石１１及び保護カバー１
２が配置されていない側の爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
間に流入し、上記冷却効果がいっそう向上する。
様の効果が得られる。また、この実施例においては、回
転ヨーク６のＲ方向の回転により、永久磁石１１及び保
護カバー１２が配置されていない爪形磁極６Ａ，６Ｂの
爪部８間には遠心ファンの原理で図示Ｗ方向の風の流れ
が生じ、永久磁石１１及び界磁巻線９が冷却されるとい
う効果が得られる。また、このとき、上記のようにＤ方
向の風の流れに対して永久磁石１１及び保護カバー１２
が配置される爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の位置を選
択したので、風の一部が永久磁石１１及び保護カバー１
２が配置されていない側の爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
間に流入し、上記冷却効果がいっそう向上する。
【００３８】なお、第１の実施例において、保護カバー
１２を爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間に保護カバー１２
の外面が爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周面と面一に
なるよう配置したが、保護カバー１２の外面が爪形磁極
６Ａ，６Ｂの爪部８の外周面より低くても同様の効果が
得られ、要は保護カバー１２の外面が爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８より高くならないよう配置すればよいもので
ある。
１２を爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間に保護カバー１２
の外面が爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周面と面一に
なるよう配置したが、保護カバー１２の外面が爪形磁極
６Ａ，６Ｂの爪部８の外周面より低くても同様の効果が
得られ、要は保護カバー１２の外面が爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８より高くならないよう配置すればよいもので
ある。
【００３９】本発明の第２の実施例を図９〜図１１によ
り説明する。図中、図１〜図５に示す部材と同等の部材
には同じ符号を付している。また、第１の実施例と同様
の構成及び動作を有するものについては、その説明を省
略する。
り説明する。図中、図１〜図５に示す部材と同等の部材
には同じ符号を付している。また、第１の実施例と同様
の構成及び動作を有するものについては、その説明を省
略する。
【００４０】本実施例の自動車用オルタネータは、図９
及び図１０に示すように、回転ヨーク６の両端側で同じ
爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間（隣合う爪部８Ａ
間及び隣合う爪部８Ｂ間）に略立方体の永久磁石２１が
対向する爪形磁極６Ｂ，６Ａの爪部８（爪部８Ｂ，８
Ａ）の先端に当接しかつ該爪部８と極性が等しくなるよ
うに配置され、回転ヨーク６の両端側のそれぞれで永久
磁石２１及び爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周部に保
護カバー２２が筒状に配置されスポット溶接により固定
されている。保護カバー２２の材質としては、鉄等の磁
性体やステンレス、アルミニウム、チタン等の非磁性体
が用いられる。
及び図１０に示すように、回転ヨーク６の両端側で同じ
爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間（隣合う爪部８Ａ
間及び隣合う爪部８Ｂ間）に略立方体の永久磁石２１が
対向する爪形磁極６Ｂ，６Ａの爪部８（爪部８Ｂ，８
Ａ）の先端に当接しかつ該爪部８と極性が等しくなるよ
うに配置され、回転ヨーク６の両端側のそれぞれで永久
磁石２１及び爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周部に保
護カバー２２が筒状に配置されスポット溶接により固定
されている。保護カバー２２の材質としては、鉄等の磁
性体やステンレス、アルミニウム、チタン等の非磁性体
が用いられる。
【００４１】回転ヨーク６の両端側で同じ爪形磁極６
Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間に配置された永久磁石２１
は、図１１に示すように、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
の端部付近における漏洩磁束を低減させ発電効率を高め
る。また、永久磁石２１は界磁巻線９以外の起磁力源と
して爪形磁極６Ａ，６Ｂに起磁力を発生させトータルの
磁束量を増大させ、これでも発電効率を高める作用もあ
る。
Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間に配置された永久磁石２１
は、図１１に示すように、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
の端部付近における漏洩磁束を低減させ発電効率を高め
る。また、永久磁石２１は界磁巻線９以外の起磁力源と
して爪形磁極６Ａ，６Ｂに起磁力を発生させトータルの
磁束量を増大させ、これでも発電効率を高める作用もあ
る。
【００４２】この実施例では、回転ヨーク６の中央部の
爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間には永久磁石を配置しな
いので、この部分に保護カバーを配置する必要はなく、
爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子磁極１５間のギャ
ップは増大せず、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子
磁極１５間の磁気抵抗の増大が防止される。
爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間には永久磁石を配置しな
いので、この部分に保護カバーを配置する必要はなく、
爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子磁極１５間のギャ
ップは増大せず、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子
磁極１５間の磁気抵抗の増大が防止される。
【００４３】また、回転ヨーク６の両端側のそれぞれで
永久磁石２１及び爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周部
に保護カバー２２を筒状に配置したので、高速回転時の
遠心力による永久磁石２１の破壊及び飛散が防止され
る。保護カバー２２の厚み方向は固定子１４によって制
約されないので多少厚くすることができ、これにより、
アルミニウム等の多少機械的強度が低くても厚みを厚く
することで機械的強度が確保される。また、この厚みを
回転ヨーク６のバランス取りに利用することもできる。
永久磁石２１及び爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周部
に保護カバー２２を筒状に配置したので、高速回転時の
遠心力による永久磁石２１の破壊及び飛散が防止され
る。保護カバー２２の厚み方向は固定子１４によって制
約されないので多少厚くすることができ、これにより、
アルミニウム等の多少機械的強度が低くても厚みを厚く
することで機械的強度が確保される。また、この厚みを
回転ヨーク６のバランス取りに利用することもできる。
【００４４】以上のように第２の実施例によれば、爪形
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の漏洩磁束が低減されかつト
ータルの磁束量が増大されると共に、爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の増大も防止
され、高い発電効率が得られる。また、遠心力による永
久磁石２１の破壊及び飛散が防止され、高速回転時の耐
久性が向上する。また、保護カバー２２としてアルミニ
ウム等の機械的強度の低い材質が使用でき製作が容易に
なると共に、保護カバー２２を厚くしてその厚みを回転
ヨーク６のバランス取りに利用できる。
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の漏洩磁束が低減されかつト
ータルの磁束量が増大されると共に、爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の増大も防止
され、高い発電効率が得られる。また、遠心力による永
久磁石２１の破壊及び飛散が防止され、高速回転時の耐
久性が向上する。また、保護カバー２２としてアルミニ
ウム等の機械的強度の低い材質が使用でき製作が容易に
なると共に、保護カバー２２を厚くしてその厚みを回転
ヨーク６のバランス取りに利用できる。
【００４５】第２の実施例の変形を図１２に示す。この
変形実施例は第２の実施例において、永久磁石２１を回
転ヨーク６の両端側で同じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う
爪部８間に配置し、保護カバー２２を回転ヨーク６の両
端側のそれぞれで永久磁石２１及び爪形磁極６Ａ，６Ｂ
の爪部８の外周部に配置する代わりに、永久磁石２１を
回転ヨーク６の両端側で同じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合
う爪部８間に交互に配置し、保護カバー２２を回転ヨー
ク６の両端側のそれぞれで永久磁石２１及び爪形磁極６
Ａ，６Ｂの爪部８の外周部に配置したものである。ま
た、図示しないが、永久磁石２１を回転ヨーク６の一端
側で同じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間に配置
し、保護カバー２２を回転ヨーク６の同じ一端側で永久
磁石２１及び爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周部に配
置してもよい。これらの実施例においても、第２の実施
例とほぼ同様の効果が得られる。
変形実施例は第２の実施例において、永久磁石２１を回
転ヨーク６の両端側で同じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う
爪部８間に配置し、保護カバー２２を回転ヨーク６の両
端側のそれぞれで永久磁石２１及び爪形磁極６Ａ，６Ｂ
の爪部８の外周部に配置する代わりに、永久磁石２１を
回転ヨーク６の両端側で同じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合
う爪部８間に交互に配置し、保護カバー２２を回転ヨー
ク６の両端側のそれぞれで永久磁石２１及び爪形磁極６
Ａ，６Ｂの爪部８の外周部に配置したものである。ま
た、図示しないが、永久磁石２１を回転ヨーク６の一端
側で同じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間に配置
し、保護カバー２２を回転ヨーク６の同じ一端側で永久
磁石２１及び爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周部に配
置してもよい。これらの実施例においても、第２の実施
例とほぼ同様の効果が得られる。
【００４６】また、永久磁石２１を両端側で交互に配置
した場合には前述の如く爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間
で風の通路が確保され、永久磁石２１及び界磁巻線９の
冷却効果が向上し、一端側で配置した場合には使用する
永久磁石２１の量と保護カバー２２の選定等から比較的
作り易くなる。
した場合には前述の如く爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間
で風の通路が確保され、永久磁石２１及び界磁巻線９の
冷却効果が向上し、一端側で配置した場合には使用する
永久磁石２１の量と保護カバー２２の選定等から比較的
作り易くなる。
【００４７】なお、第２の実施例において、保護カバー
２２を筒状の部材としたが、これに限らず、円周状の連
続した部材であれば他のものであってもよく、例えば保
護カバー２２をバインド線状の部材とし永久磁石２１及
び爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周部に配置してもよ
い。
２２を筒状の部材としたが、これに限らず、円周状の連
続した部材であれば他のものであってもよく、例えば保
護カバー２２をバインド線状の部材とし永久磁石２１及
び爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８の外周部に配置してもよ
い。
【００４８】また、保護カバー２２をセグメント状のシ
ートとし永久磁石２１の外面側のみに配置してもよい。
この場合は、図１３及び図１４に示すように、略立方体
の永久磁石２１を回転ヨーク６の少なくとも一端側で同
じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間に配置し、保護
カバー２２を同じ一端側で同じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣
合う爪部８間で爪部側面にスポット溶接により接合す
る。この場合には、爪形磁極６Ａ，６Ｂを組み込む前に
保護カバー２２を接合することが可能となるので、保護
カバー２２の取付作業が容易になる利点がある。
ートとし永久磁石２１の外面側のみに配置してもよい。
この場合は、図１３及び図１４に示すように、略立方体
の永久磁石２１を回転ヨーク６の少なくとも一端側で同
じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣合う爪部８間に配置し、保護
カバー２２を同じ一端側で同じ爪形磁極６Ａ，６Ｂの隣
合う爪部８間で爪部側面にスポット溶接により接合す
る。この場合には、爪形磁極６Ａ，６Ｂを組み込む前に
保護カバー２２を接合することが可能となるので、保護
カバー２２の取付作業が容易になる利点がある。
【００４９】本発明の第３の実施例を図１５〜図１７に
より説明する。図中、図１〜図５に示す部材と同等の部
材には同じ符号を付している。また、第１の実施例と同
様の構成及び動作を有するものについては、その説明を
省略する。
より説明する。図中、図１〜図５に示す部材と同等の部
材には同じ符号を付している。また、第１の実施例と同
様の構成及び動作を有するものについては、その説明を
省略する。
【００５０】本実施例の自動車用オルタネータは、図１
５〜図１７に示すように、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
と界磁巻線９との間に永久磁石３１を爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８の極性と同じ極が向かい合うように配置した
ものである。
５〜図１７に示すように、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
と界磁巻線９との間に永久磁石３１を爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８の極性と同じ極が向かい合うように配置した
ものである。
【００５１】上記のように、界磁巻線９から発生した磁
束はＮ極の爪形磁極６Ａの爪部８Ａから出て固定子磁極
１５に巻かれている固定子巻線１６を差交する有効磁束
と、固定子磁極１５を通らないでＳ極の爪形磁極６Ｂの
爪部８Ｂに戻る漏洩磁束となるが、爪形磁極６Ａ，６Ｂ
の爪部８と界磁巻線９との間に永久磁石３１を配置する
と、有効磁束が増大すると共に、Ｎ極の爪形磁極６Ａの
爪部８Ａから見たＳ極の爪形磁極６Ｂの爪部８Ｂまでの
漏れの磁気抵抗は爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８下部の磁
気パスが無くなるために磁路面積が減少し磁気抵抗が大
きくなる。その結果、有効磁束の通るパスの磁気抵抗が
等価的に小さくなるので、漏洩磁束は低減され発電効率
が高まる。また、永久磁石３１は界磁巻線９以外の起磁
力源として爪形磁極６Ａ，６Ｂに起磁力を発生させトー
タルの磁束量を増大させ、これでも発電効率を高める作
用もある。
束はＮ極の爪形磁極６Ａの爪部８Ａから出て固定子磁極
１５に巻かれている固定子巻線１６を差交する有効磁束
と、固定子磁極１５を通らないでＳ極の爪形磁極６Ｂの
爪部８Ｂに戻る漏洩磁束となるが、爪形磁極６Ａ，６Ｂ
の爪部８と界磁巻線９との間に永久磁石３１を配置する
と、有効磁束が増大すると共に、Ｎ極の爪形磁極６Ａの
爪部８Ａから見たＳ極の爪形磁極６Ｂの爪部８Ｂまでの
漏れの磁気抵抗は爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８下部の磁
気パスが無くなるために磁路面積が減少し磁気抵抗が大
きくなる。その結果、有効磁束の通るパスの磁気抵抗が
等価的に小さくなるので、漏洩磁束は低減され発電効率
が高まる。また、永久磁石３１は界磁巻線９以外の起磁
力源として爪形磁極６Ａ，６Ｂに起磁力を発生させトー
タルの磁束量を増大させ、これでも発電効率を高める作
用もある。
【００５２】この実施例では、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪
部８間には永久磁石を配置しないので、この部分に保護
カバーを配置する必要はなく、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪
部８と固定子磁極１５間のギャップは増大せず、爪形磁
極６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の
増大が防止される。また、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
と界磁巻線９との間に永久磁石３１を配置するので、高
速回転時の遠心力による永久磁石３１の破壊及び飛散が
防止される。
部８間には永久磁石を配置しないので、この部分に保護
カバーを配置する必要はなく、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪
部８と固定子磁極１５間のギャップは増大せず、爪形磁
極６Ａ，６Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の
増大が防止される。また、爪形磁極６Ａ，６Ｂの爪部８
と界磁巻線９との間に永久磁石３１を配置するので、高
速回転時の遠心力による永久磁石３１の破壊及び飛散が
防止される。
【００５３】以上のように第３の実施例によれば、爪形
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の漏洩磁束が低減されかつト
ータルの磁束量が増大されると共に、爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の増大も防止
され、高い発電効率が得られる。また、遠心力による永
久磁石２１の破壊及び飛散が防止され、高速回転時の耐
久性が向上する。
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の漏洩磁束が低減されかつト
ータルの磁束量が増大されると共に、爪形磁極６Ａ，６
Ｂの爪部８と固定子磁極１５間の磁気抵抗の増大も防止
され、高い発電効率が得られる。また、遠心力による永
久磁石２１の破壊及び飛散が防止され、高速回転時の耐
久性が向上する。
【００５４】なお、第１〜第３の実施例において、爪形
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の漏洩磁束を低減しかつトー
タルの磁束量を増大させるために永久磁石１１；２１；
３１を配置する構成としたが、代わりに磁束を通さない
材質である反磁性体又は超電導体を配置する構成として
もよい。
磁極６Ａ，６Ｂの爪部８間の漏洩磁束を低減しかつトー
タルの磁束量を増大させるために永久磁石１１；２１；
３１を配置する構成としたが、代わりに磁束を通さない
材質である反磁性体又は超電導体を配置する構成として
もよい。
【００５５】また、第１及び第２の実施例において、保
護カバー１２；２２の接合をスポット溶接により行うも
のとしたが、代わりにレーザ溶接により連続的に行って
もよい。この場合には、接合強度及び生産性が向上す
る。
護カバー１２；２２の接合をスポット溶接により行うも
のとしたが、代わりにレーザ溶接により連続的に行って
もよい。この場合には、接合強度及び生産性が向上す
る。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、永久磁石の配置により
爪形磁極の爪部間の漏洩磁束を低減しかつトータルの磁
束量を増大させると共に、爪形磁極の爪部と固定子磁極
との間のギャップを小さく保てるので、高い発電効率が
得られる。また、保護カバーにより永久磁石の飛び出し
が防止されるので、高速回転での耐久性を向上させるこ
とができる。
爪形磁極の爪部間の漏洩磁束を低減しかつトータルの磁
束量を増大させると共に、爪形磁極の爪部と固定子磁極
との間のギャップを小さく保てるので、高い発電効率が
得られる。また、保護カバーにより永久磁石の飛び出し
が防止されるので、高速回転での耐久性を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施例による自動車用オルタネ
ータの部分縦断面図である。
ータの部分縦断面図である。
【図２】図１に示す自動車用オルタネータの回転ヨーク
の上面図である。
の上面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２に示す回転ヨークに設けられた保護カバー
の裏面図である。
の裏面図である。
【図５】爪形磁極の爪部間に永久磁石を配置しないとき
の漏洩磁束の様子を示す図である。
の漏洩磁束の様子を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例の変形による自動車用オ
ルタネータの回転ヨークの上面図である。
ルタネータの回転ヨークの上面図である。
【図７】図６に示す回転ヨークに設けられた保護カバー
の斜視図である。
の斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施例の他の変形による自動車
用オルタネータの要部の正面図である。
用オルタネータの要部の正面図である。
【図９】本発明の第２の実施例による自動車用オルタネ
ータの要部の正面図である。
ータの要部の正面図である。
【図１０】図９に示す自動車用オルタネータの回転ヨー
クの部分斜視図である。
クの部分斜視図である。
【図１１】図９に示す永久磁石の配置により漏洩磁束が
低減する様子を示す図である。
低減する様子を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例の変形による自動車用
オルタネータの要部の正面図である。
オルタネータの要部の正面図である。
【図１３】本発明の第２の実施例の他の変形による自動
車用オルタネータの要部の正面図である。
車用オルタネータの要部の正面図である。
【図１４】図１３に示す回転ヨークの部分断面図であ
る。
る。
【図１５】本発明の第３の実施例による自動車用オルタ
ネータの部分縦断面図である。
ネータの部分縦断面図である。
【図１６】図１５に示す自動車用オルタネータの回転ヨ
ークの上面図である。
ークの上面図である。
【図１７】図１６のXVII−XVII線断面図である。
２ シャフト ６ 回転ヨーク ６Ａ Ｎ極の爪形磁極 ６Ｂ Ｓ極の爪形磁極 ８ 爪部 ８Ａ Ｎ極の爪部 ８Ｂ Ｓ極の爪部 ９ 界磁巻線 １１ 永久磁石 １２ 保護カバー １４ 固定子 １５ 固定子磁極 １６ 固定子巻線 ２１ 永久磁石 ２２ 保護カバー ３１ 永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 義明 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 蒲原 秀明 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内
Claims (15)
- 【請求項１】 シャフトに一体回転可能に取り付けられ
先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した１
対の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、前
記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪形磁極に磁化力を発
生させる界磁巻線と、前記回転ヨークとは一定のギャッ
プを隔てて配置された固定子磁極とを備えた自動車用オ
ルタネータにおいて、 前記爪形磁極の爪部間に配置され漏洩磁束を低減する永
久磁石と、前記永久磁石の外面側に配置され、前記永久
磁石の飛び出し及び前記爪形磁極の爪部の起き上がりを
防止する保護カバーとを備え、前記保護カバーを前記爪
形磁極の爪部間の爪部側面に保護カバーの外面が爪部の
外周面より高くならないように溶接により接合したこと
を特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の自動車用オルタネータに
おいて、前記保護カバーは前記爪形磁極の爪部間にジグ
ザグ状に連続して配置された帯状のシートであることを
特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項３】 請求項１記載の自動車用オルタネータに
おいて、前記保護カバーは前記爪形磁極の爪部間の爪部
側面部分のみに配置されたセグメント状のシートである
ことを特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項４】 請求項１記載の自動車用オルタネータに
おいて、前記永久磁石は前記爪形磁極の爪部間に１つお
きに配置されていることを特徴とする自動車用オルタネ
ータ。 - 【請求項５】 シャフトに一体回転可能に取り付けられ
先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した１
対の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、前
記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪形磁極に磁化力を発
生させる界磁巻線と、前記回転ヨークとは一定のギャッ
プを隔てて配置された固定子磁極とを備えた自動車用オ
ルタネータにおいて、 前記回転ヨークの両端のうちの少なくとも一端側で前記
爪形磁極の爪部間に配置され漏洩磁束を低減する永久磁
石と、前記回転ヨークの同じ一端側で前記永久磁石の外
面側に配置され永久磁石の飛び出しを防止する保護カバ
ーとを備えることを特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項６】 請求項５記載の自動車用オルタネータに
おいて、前記保護カバーは前記永久磁石及び爪形磁極の
爪部の外周部に配置された円周状の連続した部材である
ことを特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項７】 請求項５記載の自動車用オルタネータに
おいて、前記保護カバーは前記爪形磁極の爪部間の爪部
側面に保護カバーの外面が爪部の外周面より高くならな
いように溶接により接合されたセグメント状のシートで
あることを特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項８】 請求項５記載の自動車用オルタネータに
おいて、前記永久磁石は前記回転ヨークの両端側で前記
爪形磁極の爪部間に配置され、前記保護カバーは前記回
転ヨークの両端側のそれぞれで前記永久磁石の外面側に
配置されていることを特徴とする自動車用オルタネー
タ。 - 【請求項９】 請求項５記載の自動車用オルタネータに
おいて、前記永久磁石は前記回転ヨークの両端側で前記
爪形磁極の爪部間に交互に配置され、前記保護カバーは
前記回転ヨークの両端側のそれぞれで前記永久磁石の外
面側に配置されていることを特徴とする自動車用オルタ
ネータ。 - 【請求項１０】 請求項５記載の自動車用オルタネータ
において、前記永久磁石は前記回転ヨークの一端側で前
記爪形磁極の爪部間に配置され、前記保護カバーは前記
回転ヨークの同じ一端側で前記永久磁石の外面側に配置
されていることを特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項１１】 請求項１又は５記載の自動車用オルタ
ネータにおいて、前記保護カバーの材質は非磁性体であ
ることを特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項１２】 請求項１又は５記載の自動車用オルタ
ネータにおいて、前記保護カバーの材質は磁性体である
ことを特徴とする自動車用オルタネータ。 - 【請求項１３】 シャフトに一体回転可能に取り付けら
れ先端部分に複数のＮ極及びＳ極を持つ爪部を形成した
１対の対向配置された爪形磁極からなる回転ヨークと、
前記回転ヨークの内部に巻かれ前記爪形磁極に磁化力を
発生させる界磁巻線と、前記回転ヨークとは一定のギャ
ップを隔てて配置された固定子磁極とを備えた自動車用
オルタネータにおいて、 前記爪形磁極の爪部と前記界磁巻線との間に漏洩磁束を
低減する永久磁石を配置したことを特徴とする自動車用
オルタネータ。 - 【請求項１４】 請求項１，５及び１３のいずれか１項
記載の自動車用オルタネータにおいて、前記永久磁石の
代わりに反磁性体を設けたことを特徴とする自動車用オ
ルタネータ。 - 【請求項１５】 請求項１，５及び１３のいずれか１項
記載の自動車用オルタネータにおいて、前記永久磁石の
代わりに超電導体を設けたことを特徴とする自動車用オ
ルタネータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22830494A JP3340259B2 (ja) | 1994-03-23 | 1994-09-22 | 自動車用オルタネータ |
| KR1019950006120A KR100347353B1 (ko) | 1994-03-23 | 1995-03-22 | 자동차용교류발전기 |
| US08/814,583 US6037695A (en) | 1994-03-23 | 1997-03-10 | Vehicle alternator having improved rotating yoke |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145194 | 1994-03-23 | ||
| JP6-51451 | 1994-03-23 | ||
| JP22830494A JP3340259B2 (ja) | 1994-03-23 | 1994-09-22 | 自動車用オルタネータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312854A true JPH07312854A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3340259B2 JP3340259B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=26391985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22830494A Expired - Fee Related JP3340259B2 (ja) | 1994-03-23 | 1994-09-22 | 自動車用オルタネータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6037695A (ja) |
| JP (1) | JP3340259B2 (ja) |
| KR (1) | KR100347353B1 (ja) |
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