JPH0759312A - 車両用交流発電機 - Google Patents

車両用交流発電機

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JPH0759312A
JPH0759312A JP5205129A JP20512993A JPH0759312A JP H0759312 A JPH0759312 A JP H0759312A JP 5205129 A JP5205129 A JP 5205129A JP 20512993 A JP20512993 A JP 20512993A JP H0759312 A JPH0759312 A JP H0759312A
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JP
Japan
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armature
magnetic
magnetic flux
core
teeth
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Pending
Application number
JP5205129A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Kuribayashi
勝 栗林
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0759312A publication Critical patent/JPH0759312A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁極回転子と固定子鉄心との間に発生する磁
気作用による吸引力の加わり方を大幅に改善することに
より、固定子鉄心の変形およびこれに伴なう騒音の発生
を低減できる車両用交流発電機を提供する。 【構成】 軸方向に磁束が通過する磁束通路を有する鉄
心部材35を複数個円周方向に間隔を置いて環状に配設
してなる電機子鉄心を有する円筒状の電機子41を備
え、かつこの電機子41の中心軸とほぼ平行な線上にあ
って鉄心部材35とおのおの軸方向に間隙39,40を
設けて対向するように配設され前記磁束通路に軸方向に
磁束を通過させる正負対をなす磁極37,38を複数対
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は車両用交流発電機に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の交流発電機を、例えば特公昭54
−1883号公報を用いて説明する。まず、この種交流
発電機の誘導原理を図11に示す単相交流発電機の場合
について説明する。図において、1は正極回転子の歯、
2は負極回転子の歯である。磁極回転子の歯のピッチ
は、ここでは固定子巻線のピッチの2倍である。正極回
転子のそれぞれ一つの歯1に負極回転子の歯2の間隙が
対向するか,その逆になっている。正極回転子1と負極
回転子2との間には、空隙3を設けて固定子鉄心4があ
り、その両端面には正極回転子歯1および負極回転子歯
2のピッチの半分で互いに向き合う溝5が加工されて固
定子歯6が形成され、この溝5に固定子巻線7を収容し
ている。この固定子巻線7は固定子の環状の継鉄環8の
まわりに巻回の中心線が図11において左右方向になる
よう(上下方向)に巻かれている。図11の二つの状態
の図からわかるように、固定子歯6には、通過する磁極
回転子歯1および2により脈動する直流磁束が貫通する
が、継鉄環8の固定子巻線7によって包囲される部分8
a中の磁束の方向は、固定子歯6の前を磁極回転子歯1
および2が通過するたびに反転する。
【0003】図12は三相電流発生用の両磁極回転子の
歯と固定子鉄心との間の磁束を示す図であり、ここでは
磁極回転子歯1および2のピッチが固定子巻線7のピッ
チの6倍である。巻線(7a,7d),(7b,7
e),(7c,7f)はそれぞれ第1相,第2相および
第3相の巻線で、その際7d,7e,7fの群は群7
a,7b,7cとは逆向きに巻かれている。
【0004】この誘導原理に従って動作する交流発電機
を図13について説明する。このような円板形磁極機械
は、ねじ9により結合される左右のブラケット10およ
び11にて形成される外筐を持っている。非磁性中間片
12が両ブラケット10,11の間に締付けられ、うず
巻状に巻かれた軟鉄帯からなる固定子鉄心13を担持し
ており、この鉄心の両端面には溝14が間に固定子継鉄
環15を形成するように固定子継鉄環15を挟んで軸方
向に対向させて加工されている。固定子鉄心13は溝1
4中に固定子巻線16を持っており、この巻線16が固
定子継鉄環15を包回しているので、その軸は固定子継
鉄環15の周方向に配置されていることになる。固定子
鉄心13の内側には、別の非磁性中間片17が設けられ
ており、その内側に環状の界磁線輪18を担持してい
る。固定子継鉄環15,固定子巻線16,中間片12,
17および界磁線輪18は、共に含浸ワニスで成形され
電機子および固定界磁線輪を形成している。この中心に
は以下に説明する両磁極回転子の軸19が配置されてお
り、ころがり軸受20および21によりブラケット1
0,11に支持されている。
【0005】軸19はローレット切りされた部分22を
持ち、この上に円筒状継鉄片23が圧入され、空隙24
をおいて界磁線輪18内を回転することができる。継鉄
片23の端面には、ボルトにより結合された二つの磁極
回転子25,26が固着されている。磁極回転子はその
周囲に歯27を持ち、この歯は間隙28により互いに隔
離され、かつ固定子鉄心の溝の2倍のピッチを持ってい
る。磁極回転子は、一方の回転子の歯に他方の回転子の
間隙が対向するように、軸上に配置され、かつ継鉄片と
結合されている。両磁極回転子の歯と間隙によって決定
される空間部には固定子鉄心13があり、空隙29,3
0により回転子から隔離されている。
【0006】外筐の外側において、軸19は送風機31
と駆動Vベルトをかけるプーリ32とを担持している。
外筐脚33により発電機を揺動可能に取付けることがで
きるので、駆動ベルトを張ることができる。
【0007】運転に際し界磁線輪18がたとえば直流に
より励磁されると、たとえば継鉄片23の駆動側端部お
よび磁極回転子25に正極が形成され、継鉄片の他端お
よび磁極回転子26に負極が形成される。それにより磁
極回転子25のすべての歯が正極に、磁極回転子26の
すべての歯が負極になる。図11を参照すれば容易にわ
かるように、磁極回転子の回転の際、固定子継鉄環15
には不断にその方向を反転する交番磁束が貫通し、軟鉄
を著しくよく利用して、単に脈動する直流磁束より高い
電圧を固定子巻線16中に誘起する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用交流発電
機は図13に示すように正負両磁極回転子25,26の
歯27は軸方向に1/2ピッチずらして配設されてお
り、磁極回転子25から出る磁束は固定子鉄心13へ電
機子の径方向に導かれそして固定子鉄心13内で向きを
変えられた後,再び磁極回転子26へ電機子の径方向に
導かれる(図11,図12も参照)。このように磁束が
電機子の径方向に通ることによって、磁極回転子の歯2
7と固定子鉄心13との間には磁気作用による吸引力が
磁束に沿って発生するので、この固定子鉄心13にはう
ねった状態で電磁力が加わり、比較的剛性の低い方向で
あるために、この吸引力による固定子鉄心13の歯の変
形や振動が運転中に音として聴覚され、騒音が発生する
という問題点があった。
【0009】この発明はかかる問題点を解消するために
なされたもので、磁極回転子と固定子鉄心との間に発生
する磁気作用による吸引力の加わり方を大幅に改善する
ことにより、固定子鉄心の変形およびこれに伴う騒音の
発生を低減できる車両用交流発電機を得ることを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用交
流発電機は、軸方向に磁束が通過する磁束通路を有する
鉄心部材を複数個円周方向に間隔を置いて環状に配設し
てなる電機子鉄心を有する円筒状の電機子を備え、かつ
この電機子の中心軸とほぼ平行な線上にあって前記鉄心
部材とおのおの軸方向に間隙を設けて対向するように配
設され前記磁束通路に軸方向に磁束を通過させる正負対
をなす磁極を複数対備えたものである。
【0011】
【作用】この発明においては、磁極の正極側より発生し
た磁束は電機子鉄心に垂直に入り,その向きを大きく変
えることなく磁極の負極側に入ってゆくので、電機子鉄
心に作用する磁気作用による吸引力は磁束の方向に沿っ
て相反する2方向に発生するため、電機子鉄心の吸引力
による変形を大きく抑えることができる。
【0012】
【実施例】実施例1.この発明の一実施例を図1〜図5
について説明する。図1は軸方向断面図、図2は図1の
要部平面図、図3は電機子を側方からみた略図、図4は
図1の電機子鉄心を示す斜視図、図5は図4の円板を示
す斜視図であり、前記従来のものと同一または相当部分
には同一符号を付して説明を省略する。
【0013】図において、34は通し孔34aが円周方
向に間隔を置いて環状に設けられた円板で、例えばナイ
ロン樹脂モールド成形品により環状の支持部材として構
成されている。35は積層した磁性鋼板35aを通し孔
34aに圧入して円板34に固定される鉄心部材で、円
板34の両側面からそれぞれ軸方向に突設された電機子
歯A1 ,A2 ,A3 ,A4 ,A5 ,A6 −−−−−An
として構成されている。36は各電機子歯A1 〜An
それぞれ巻装された電機子コイルで、軸方向に4列配設
されかつ第1相の巻線B1 ,第2相の巻線B2 ,第3相
の巻線B3 は同方向に巻かれていると共に各相1/3ピ
ッチずれて配置されている。37,38は回転軸19と
平行な線上にあって鉄心部材35とそれぞれ軸方向に間
隙39,40を設けて対向するように配設されて(図2
参照)正負対をなす磁極で、正負対として円周上に複数
対配設されている。
【0014】以上のようにこの実施例では、円板34と
鉄心部材35と電機子コイル36とで構成される電機子
41(図3のもの)が外筐10,11に固定されて鉄心
部材35が固定子鉄心を、電機子歯A1 〜An が固定子
歯を構成しているし、また界磁極37,38が軸19上
に配置されて磁極回転子を構成している。42は界磁コ
イルであり、42aはボビン,42bはボビン42aに
巻かれた界磁巻線である。この磁極回転子37,38の
歯のピッチは、この実施例では電機子コイル36のピッ
チの3倍の場合を示してある。
【0015】この発電機の運転状態では、界磁巻線42
bが励磁されると、例えば磁極回転子37に正極が形成
され、磁極回転子38に負極が形成される。図2に示す
ように正極側磁極回転子37より発生した磁束は、固定
子歯35に垂直に入り、その向きを大きく変えることな
く負極側磁極回転子38に入ってゆく。これにより固定
子歯35に作用する磁気作用による吸引力は磁束の方向
に沿って相反する2方向に発生して相殺されるため、固
定子歯35の吸引力による変形が大きく押えられ、これ
に起因する振動や騒音の発生が大きく低減される。
【0016】実施例2.上記実施例1では界磁極37,
38を回転させるものを示したが、逆に界磁極37,3
8を固定とし、電機子41を回転させるようにしてもよ
い。
【0017】実施例3.図1の実施例において、界磁巻
線42bを設ける代りに永久磁石により正極,負極3
7,38を構成するようにしてもよい。
【0018】実施例4.磁束が通り抜ける鉄心部材35
はうず電流による損失を押えるために磁性鋼板35aを
積層させている。上記実施例1ではこの積層方向が円板
34に対し径方向のものを示したが、図6に示すように
円板34の円周方向に積層してもよい。
【0019】実施例5.上記実施例1では鉄心部材35
を通し孔34aに圧入して円板34に固定するものを示
したが、固定子歯A1 〜An を円環状に配設し、例えば
エポキシ樹脂でモールドして円板34を形成することに
より固定子歯A1 〜An をそれぞれ円板34に固定する
ようにしてもよい。
【0020】実施例6.また、固定子歯A1 〜An を円
環状に配設し、例えばアルミダイカストにて円板34を
形成することにより固定子歯A1 〜An をそれぞれ円板
34に固定するようにしてもよい。この場合、ループ電
流(固定子歯を取りまいて1ターンできる)を防止する
ために、図7に示すように円板34の通し孔34aの内
周部側に縁切り溝43を設けて、固定子歯A1 〜An
通過する磁束により円板34にうず電流が流れないよう
にする。
【0021】実施例7.円板34は、圧板鋼板または非
磁性ステンレス鋼板に通し孔34aを穿孔して構成す
る。この場合も図7に示す縁切り溝43が必要となる。
【0022】実施例8.以上の実施例では固定子歯A1
〜An を円板34により円環状に配設するものを示した
が、図8に示すように固定子歯の形に打ち抜かれた軟鋼
製の薄肉長板44を円筒状に巻くことにより構成しても
よい。この場合、予め固定子歯の幅,歯ピッチを調整し
ておく。このように構成すると、部品点数の削減が図れ
て工程数が減少するという効果が得られる。
【0023】実施例9.以上の実施例において固定子歯
1 〜An に電機子コイル36を巻く際に、電機子巻線
の軸方向外側へのはみ出しを規制するために、図9に示
すようなウェッジ45を使用する。このように固定子溝
と等しい形状を構成する歯45aを円周上に配設したウ
ェッジ45を図10に示すように巻線端面に当てて押え
て使用すると、一括して溝内に歯45aを挿入でき、組
立性が向上する。なお、図10中46は内側絶縁スペー
サである。
【0024】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば磁極と
電機子鉄心との間に発生する磁気作用による電機子の径
方向の吸引力を大幅に低減できるので、電機子鉄心の変
形およびこれに伴なう騒音の発生を低減できるという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す軸方向断面図であ
る。
【図2】図1の要部平面図である。
【図3】電機子を側方からみた略図である。
【図4】図1の電機子鉄心を示す斜視図である。
【図5】図4の円板を示す斜視図である。
【図6】この発明の実施例4を示す電機子の斜視図であ
る。
【図7】この発明の実施例6を示す円板の斜視図であ
る。
【図8】この発明の実施例8を示す薄肉長板の斜視図で
ある。
【図9】この発明の実施例9を示すウェッジの正面図で
ある。
【図10】図9のウェッジの挿入状態を示す要部断面図
である。
【図11】従来の交流発電機の誘導原理(単相)を説明
するための図である。
【図12】従来の交流発電機の誘導原理(三相)を説明
するための図である。
【図13】従来の交流発電機を示す軸方向断面図であ
る。
【符号の説明】
10,11 外筐 19 軸 34 円板 35 鉄心部材 A1 〜An 電機子歯 36 電機子コイル 37,38 磁極 39,40 間隙 41 電機子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向に磁束が通過する磁束通路を有す
    る鉄心部材を複数個円周方向に間隔を置いて環状に配設
    してなる電機子鉄心を有する円筒状の電機子を備え、か
    つこの電機子の中心軸とほぼ平行な線上にあって前記鉄
    心部材とおのおの軸方向に間隙を設けて対向するように
    配設され前記磁束通路に軸方向に磁束を通過させる正負
    対をなす磁極を複数対備えたことを特徴とする車両用交
    流発電機。
  2. 【請求項2】 環状の支持部材の側面からそれぞれ軸方
    向に突設された電機子歯を有する電機子鉄心と前記電機
    子歯に巻装された電機子コイルとを設けた円筒状の電機
    子を備え、かつこの電機子の中心軸とほぼ平行な線上に
    あって前記電機子歯とおのおの軸方向に間隙を設けて対
    向するように配設され前記電機子歯に軸方向に磁束を通
    過させる正負対をなす磁極を複数対備えたことを特徴と
    する車両用交流発電機。
  3. 【請求項3】 鉄心部材を積層された磁性鋼板で構成し
    その中央部を環状の支持部材により固定支持することを
    特徴とする請求項1の車両用交流発電機。
  4. 【請求項4】 電機子が固定され、磁極が回転すること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか一の車両用交流発
    電機。
JP5205129A 1993-08-19 1993-08-19 車両用交流発電機 Pending JPH0759312A (ja)

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Cited By (6)

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