JPH11341763A - クローポール型ブラシレス発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クローポール型ブラシレス発電機の界磁巻き
線用ボビンに発生していた渦電流損失を減少させる。 【解決手段】 界磁巻き線用ボビン１１の少なくとも一
部を絶縁材料を用いて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、界磁巻き線用ボ
ビンが固定された界磁コアをブラケットに固定したクロ
ーポール型ブラシレス発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のクローポール型ブラシレス
発電機を示す断面図である。図において、３１はフロン
トブラケット、３２はフロントブラケット３１と対向す
るリヤブラケット、３３はフロントブラケット３１とリ
ヤブラケット３２の間に固定された固定子、３４はフロ
ントブラケット３１とリヤブラケット３２にそれぞれ固
定された軸受け、３５は軸受け３４に回転自在に保持さ
れる回転軸、３６は回転軸３５の外周に固定されたコ
ア、３７は固定子３３に空隙を介して対向するクローポ
ール型磁極を有し、かつ回転軸３５に固定された第１の
ポール、３８は第１のポール３７と同一円周上に位置す
るクローポール型磁極を有する第２のポール、３９は第
１のポール３７と第２のポール３８を接続している非磁
性材料で形成されたリングである。

【０００３】更に、４０はフロントブラケット３１に固
定された界磁コア、４１は鋼鈑で形成されると共に、界
磁コア４０に固定された界磁巻き線用ボビン、４２は界
磁コア４０と界磁巻き線用ボビン４１で構成される空間
に巻かれた界磁コイル、４３は界磁コア４０や界磁巻き
線用ボビン４１と界磁コイル４２とを絶縁するための絶
縁被膜、４４は界磁コイル４２の外周に巻かれたテー
プ、４５は第１のポール３７と第２のポール３８の間で
発生している漏れ磁束、４６は界磁コイル４２が通電時
に発生する主磁束、４７は界磁コイル４２が通電時に界
磁巻き線用ボビン４１に発生する磁束、４８は界磁コア
４０とコア３６の間で磁束経路となる第１の空隙、４９
は第１のポール３７及び第２のポール３８と固定子３３
との間で磁束経路となる第２の空隙、５０は第２のポー
ル３８と界磁コア４０の間で磁束経路となる第３の空隙
である。

【０００４】次に、動作について説明する。界磁コイル
４２に図示しない外部からの電源により通電があると、
通電の極性により一定方向に主磁束４６が発生する。主
磁束４６の回路は界磁コア４０から第１の空隙４８を介
してコア３６へ、コア３６からコア３６に接触している
第１のポール３７へ、第１のポール３７のクローポール
型磁極から第２の空隙４９を介し固定子３３へ、固定子
３３から第２の空隙４９を介して第２のポール３８のク
ローポール型磁極へ、更に第２のポール３８から第３の
空隙５０を介して界磁コア４０へもどることにより構成
される。

【０００５】このとき回転軸３５が図示しない外部から
の駆動力により回転することにより、固定子３３に交番
磁界が発生し、固定子３３に巻かれたコイルに起電力が
発生し、発電が行われる。また、このとき第１のポール
３７と第２のポール３８の間で漏れ磁束４５が発生する
と共に、界磁巻き線用ボビン４１に磁束４７が発生し、
このとき回転軸３５，コア３６，第１のポール３７，第
２のポール３８が回転することにより、界磁巻き線用ボ
ビン４１の側面で磁束密度が脈動し、渦電流が発生す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のクローポール型
ブラシレス発電機は以上のように構成されているので、
界磁巻き線用ボビンの側面を通過する漏れ磁束や界磁巻
き線用ボビン自体に流れる磁束が作用し、界磁巻き線用
ボビンの側面に渦電流損失が発生し、発電効率の低下や
温度の上昇等が発生するという問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、高効率発電で低発熱のクローポー
ル型ブラシレス発電機を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るクローポール型ブラシレス発電機は、ブラケットに固
定された界磁コアと、この界磁コアに固定された界磁巻
き線用ボビンと、ブラケットに固定された固定子に空隙
を介して対向すると共に、クローポール磁極を有し回転
軸に固定された一対のポールとを備えたものであって、
界磁巻き線用ボビンの少なくとも一部を絶縁材料で構成
したものである。

【０００９】この発明の請求項２に係るクローポール型
ブラシレス発電機は、界磁巻き線用ボビンの少なくとも
一部を非磁性材料で構成したものである。

【００１０】この発明の請求項３に係るクローポール型
ブラシレス発電機は、界磁巻き線用ボビンの側面外側で
あって、界磁コア面と反対側の面に凹部を設けたもので
ある。

【００１１】この発明の請求項４に係るクローポール型
ブラシレス発電機は、界磁コアと界磁巻き線用ボビンを
一体成形したものである。

【００１２】この発明の請求項５に係るクローポール型
ブラシレス発電機は、円筒鋼板の一部に界磁巻き線用ボ
ビンを一体成形し、この円筒鋼板と界磁コアとを固定し
たものである。

【００１３】この発明の請求項６に係るクローポール型
ブラシレス発電機は、界磁コア側面の軸方向に突設成形
された円筒部に界磁巻き線用ボビンを設置し、この円筒
部に設けられたかしめ部で上記界磁巻き線用ボビンを固
定したものである。

【００１４】この発明の請求項７に係るクローポール型
ブラシレス発電機は、界磁コア側面の軸方向に突設成形
された円筒部に界磁巻き線用ボビンを設置し、この円筒
部に界磁巻き線用ボビンをねじで固定したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一実施形態を図について説明する。図１はこの発明の実
施の形態１によるクローポール型ブラシレス発電機を示
す断面図である。図において、１はフロントブラケッ
ト、２はフロントブラケット１と対向するリヤブラケッ
ト、３はフロントブラケット１とリヤブラケット２の間
に固定された固定子、４はフロントブラケット１とリヤ
ブラケット２にそれぞれ固定された軸受け、５は軸受け
４に回転自在に保持される回転軸、６は回転軸５の外周
に固定されたコア、７は固定子３に空隙を介して対向す
るクローポール型磁極を有し、かつ回転軸５に固定され
た第１のポール、８は第１のポール７と同一円周上に位
置するクローポール型磁極を有する第２のポール、９は
第１のポール７と第２のポール８を接続している非磁性
材料で形成されたリングである。

【００１６】更に、１０はフロントブラケット１に固定
され、磁性材料で形成される略円筒状の界磁コア、１１
は界磁コア１０に固定され、少なくとも一部が絶縁材料
で形成された界磁巻き線用ボビン、１２は界磁コア１０
と界磁巻き線用ボビン１１で構成される空間に巻かれた
界磁コイル、１３は界磁コイル１２と界磁コア１０を絶
縁する絶縁被膜、１４は界磁コイル１２の外周に巻かれ
たテープ、１５は第１のポール７と第２のポール８の間
で発生している漏れ磁束、１６は界磁コイル１２が通電
時に発生する主磁束、１７は界磁コイル１２が通電時に
界磁巻き線用ボビン１１に発生する磁束、１８は界磁コ
ア１０とコア６の間で磁束経路となる第１の空隙、１９
は第１のポール７及び第２ポール８と固定子３との間で
磁束経路となる第２の空隙、２０は第２のポール８と界
磁コア１０の間で磁束経路となる第３の空隙である。

【００１７】また、界磁巻き線用ボビン１１の成形時に
界磁コア１０の一部１０ａを成形型に埋没させて成形さ
せるため、界磁コア１０と界磁巻き線用ボビン１１は一
体化しているものである。また、図１では界磁コイル１
２と界磁巻き線用ボビン１１の間にも絶縁皮膜１３を設
けている例を示したが、界磁巻き線用ボビン１１が絶縁
材料であるので、界磁コア１０と界磁コイル１２の間だ
けに絶縁皮膜１３を設けても良い。

【００１８】次に動作について説明する。界磁コイル１
２に図示しない外部からの電源により通電があると、通
電の極性により一定方向に主磁束１６が発生する。主磁
束１６の回路は界磁コア１０から第１の空隙１８を介し
てコア６へ、コア６からコア６に接触している第１のポ
ール７へ、第１のポール７のクローポール型磁極から第
２の空隙１９を介し固定子３へ、固定子３から第２の空
隙１９ｂを介して第２のポール８のクローポール型磁極
へ、更に第２のポール８から第３の空隙２０を介して界
磁コア１０へもどることにより構成される。

【００１９】このとき回転軸５が図示しない外部からの
駆動力により回転することにより、固定子３に交番磁界
が発生し、固定子３に巻かれたコイルに起電力が発生
し、発電が行われる。また、この際、第１のポール７と
第２のポール８の間で漏れ磁束１５が発生すると共に、
界磁巻き線用ボビン１１に磁束１７が発生し、このとき
回転軸５，コア６，第１のポール７，第２のポール８が
回転することにより、界磁巻き線用ボビン１１の側面で
磁束密度が脈動する。

【００２０】この場合、従来では、界磁巻き専用ボビン
１１が鋼鈑で形成されていたため、界磁巻き線用ボビン
１１の側面で渦電流が発生し損失となっていたが、本実
施形態においては、界磁巻き線用ボビン１１に絶縁材料
を使用しているため、渦電流損失が発生せず、発電効率
の向上を図ることができる。

【００２１】なお上記においては、界磁巻き線用ボビン
１１に絶縁材料を用いた場合を示したが、界磁巻き線用
ボビン１１の少なくとも一部に非磁性材料を用いてもよ
い。このとき、磁束１７は発生しないので、磁束１７に
より発生していた渦電流損失は発生せず、発電効率の向
上を図ることができる。なお、この場合、界磁巻き線用
ボビン１１と界磁コイル１２の間には図１に示すよう絶
縁皮膜４が必ず必要となってくる。

【００２２】また上記説明では、界磁巻き線用ボビン１
１の成形時に、界磁コア１０の一部１０ａを成形型に埋
没させて成形された例を示したが、図２に示すように、
円筒鋼鈑２１の一部に界磁巻き線用ボビン１１を一体成
形し、円筒鋼鈑２１と界磁コア１０を溶接等により固定
させてもよい。この場合、円筒鋼鈑２１と界磁コイル１
２の間も絶縁被膜１３で絶縁する必要がある。

【００２３】実施の形態２．実施の形態２においては、
界磁巻き線用ボビンが単体で形成されるものである。図
３は、この発明の実施の形態２における界磁コア１０
と、界磁コア１０に固定される界磁巻き線用ボビン１１
の周辺部分を示す部分断面図であり、界磁コア１０側面
の軸方向に突設成形された円筒部に界磁巻き線用ボビン
１１を設置し、円筒部の先端に設けられたかしめ部で固
定した例を示している。図において、１１は絶縁材料で
形成される界磁巻き線用ボビン、１０ｂは界磁巻き線用
ボビン１１を界磁コア１０に固定するためのかしめ部で
ある。

【００２４】なお、上記においては、界磁巻き線用ボビ
ン１１に絶縁材料を用いた例を示したが、非磁性材料を
用いてもよい。このとき、界磁巻き線用ボビン１１と界
磁コイル１２の間に絶縁皮膜が必要になる。また、かし
め部１０ｂを界磁巻き線用ボビン１１の端部に設けた例
を示したが、中程の位置に設けてもよい。

【００２５】また、上記では、界磁巻き線用ボビン１１
を界磁コア１０に固定するために、かしめ部１０ｂを用
いた例を示したが、図示しないねじ等の固定方法を用い
てもよい。このとき、かしめ部１０ｂは不要となる。

【００２６】実施の形態３．実施形態３においては、界
磁巻き線用ボビン１１を鋼鈑で形成したものである。図
４は、この発明の実施の形態３における界磁コア１０
と、界磁コア１０に固定される界磁巻き線用ボビン１１
の周辺部分を示す部分断面図、図５は図４のＡ方向から
みた界磁巻き線用ボビン１１の部分側面図である。図に
おいて、１１は鋼鈑で形成され、界磁コア１０に固定さ
れた界磁巻き線用ボビン、１１ａは界磁巻き線用ボビン
１１の外側側面に設けられた凹部である。

【００２７】次に動作について説明する。実施の形態３
では、界磁巻き線用ボビン１１に凹部１１ａを設けたこ
とにより、漏れ磁束１５と磁束１７が作用しても渦電流
が発生する表面スペースが凹部１１ａにより区切られて
いるため、渦電流損失が減少し、発電効率を向上させる
ことができると共に、温度を低下させることができる。
また、実施の形態１及び実施の形態２で示した界磁巻き
線用ボビン１１に凹部１１ａを設けてもよい。

【００２８】

【発明の効果】この発明の請求項１に係るクローポール
型ブラシレス発電機によれば、ブラケットに固定された
界磁コアと、この界磁コアに固定された界磁巻き線用ボ
ビンと、ブラケットに固定された固定子に空隙を介して
対向すると共に、クローポール磁極を有し回転軸に固定
された一対のポールを備えたものであって、界磁巻き線
用ボビンの少なくとも一部を絶縁材料で構成したので、
渦電流損失を減少させることが可能であり、また発電効
率の向上および温度の低下を図ることができる。

【００２９】この発明の請求項２に係るクローポール型
ブラシレス発電機によれば、界磁巻き線用ボビンの少な
くとも一部を非磁性材料で構成したので、渦電流損失を
減少させることが可能であり、また発電効率の向上およ
び温度の低下を図ることができる。

【００３０】この発明の請求項３に係るクローポール型
ブラシレス発電機によれば、界磁巻き線用ボビンの側面
外側であって、界磁コア面と反対側の面に凹部を設けた
ので、渦電流損失を減少させることが可能であり、また
発電効率の向上および温度の低下を図ることができる。

【００３１】この発明の請求項４に係るクローポール型
ブラシレス発電機によれば、界磁コアと界磁巻き線用ボ
ビンを一体成形したので、組立を容易に行なうことがで
きる。

【００３２】この発明の請求項５に係るクローポール型
ブラシレス発電機によれば、円筒鋼板の一部に界磁巻き
線用ボビンを一体成形し、この円筒鋼板と界磁コアとを
固定したので、組立を容易に行なうことができる。

【００３３】この発明の請求項６に係るクローポール型
ブラシレス発電機によれば、界磁コア側面の軸方向に突
設成形された円筒部に界磁巻き線用ボビンを設置し、こ
の円筒部に設けられたかしめ部で上記界磁巻き線用ボビ
ンを固定したので、界磁コアと界磁巻き線用ボビンとを
確実に固定することができる。

【００３４】この発明の請求項７に係るクローポール型
ブラシレス発電機によれば、界磁コア側面の軸方向に突
設成形された円筒部に界磁巻き線用ボビンを設置し、こ
の円筒部に界磁巻き線用ボビンをねじで固定したので、
界磁コアと界磁巻き線用ボビンとを確実に固定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるクローポール
型ブラシレス発電機を示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１によるクローポール
型ブラシレス発電機を示す部分断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２によるクローポール
型ブラシレス発電機を示す部分断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態３によるクローポール
型ブラシレス発電機を示す部分断面図である。

【図５】 図４のＡ方向からみた部分側面図である。

【図６】 従来のクローポール型ブラシレス発電機を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、３ 固
定子、５ 回転軸、７，８ ポール、１０ 界磁コア、
１０ｂ かしめ部、１１ 界磁巻き線用ボビン、１１ａ
凹部、２１ 円筒鋼板。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラケットに固定された界磁コアと、こ
   の界磁コアに固定された界磁巻き線用ボビンと、上記ブ
   ラケットに固定された固定子に空隙を介して対向すると
   共に、クローポール磁極を有し回転軸に固定された一対
   のポールとを備えたクローポール型ブラシレス発電機に
   おいて、上記界磁巻き線用ボビンの少なくとも一部を絶
   縁材料で構成したことを特徴とするクローポール型ブラ
   シレス発電機。
2. 【請求項２】 ブラケットに固定された界磁コアと、こ
   の界磁コアに固定された界磁巻き線用ボビンと、上記ブ
   ラケットに固定された固定子に空隙を介して対向すると
   共に、クローポール磁極を有し回転軸に固定された一対
   のポールとを備えたクローポール型ブラシレス発電機に
   おいて、上記界磁巻き線用ボビンの少なくとも一部を非
   磁性材料で構成したことを特徴とするクローポール型ブ
   ラシレス発電機。
3. 【請求項３】 ブラケットに固定された界磁コアと、こ
   の界磁コアに固定された界磁巻き線用ボビンと、上記ブ
   ラケットに固定された固定子に空隙を介して対向すると
   共に、クローポール磁極を有し回転軸に固定された一対
   のポールとを備えたクローポール型ブラシレス発電機に
   おいて、上記界磁巻き線用ボビンの側面外側であって、
   上記界磁コア面と反対側の面に凹部を設けたことを特徴
   とするクローポール型ブラシレス発電機。
4. 【請求項４】 界磁コアと界磁巻き線用ボビンを一体成
   形したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれ
   か１項に記載のクローポール型ブラシレス発電機。
5. 【請求項５】 円筒鋼板の一部に界磁巻き線用ボビンを
   一体成形し、この円筒鋼板と界磁コアとを固定したこと
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記
   載のクローポール型ブラシレス発電機。
6. 【請求項６】 界磁コア側面の軸方向に突設成形された
   円筒部に界磁巻き線用ボビンを設置し、この円筒部に設
   けられたかしめ部で上記界磁巻き線用ボビンを固定した
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項
   に記載のクローポール型ブラシレス発電機。
7. 【請求項７】 界磁コア側面の軸方向に突設成形された
   円筒部に界磁巻き線用ボビンを設置し、この円筒部に界
   磁巻き線用ボビンをねじで固定したことを特徴とする請
   求項１から請求項３のいずれか１項に記載のクローポー
   ル型ブラシレス発電機。