KR100433997B1

KR100433997B1 - 차량용 교류발전기

Info

Publication number: KR100433997B1
Application number: KR10-2001-0019783A
Authority: KR
Inventors: 아사오요시히토
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2004-06-04
Also published as: EP1179879A3; EP1179879A2; US20020021052A1; KR20020013699A; JP3696062B2; EP1179879B1; DE60113489D1; JP2002058220A; US6472793B2; DE60113489T2

Abstract

본 발명은 저속회전영역에서의 출력을 향상할 수 있고, 고속회전영역에서의 출력을 확보할 수 있는 동시에, 자기소음을 저감시킬 수 있는 차량용 교류발전기를 얻는다.

경사면(101)이 클로상자극(53),(54)의 근원부 외경측의 원주방향 양측에 형성되어 있다. 그리고, 직경방향에서 보아서 인접하는 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 선단부(151a)가 최외경면(100)에 겹치지 않고, 또 경사면(101)의 일부에 겹치도록 구성되고, 최외경면(100)과 선단부(151a)의 원주방향거리 τ가 0 ＜ τ＜ 3δ(δ: 최외경면(100)과 선단부(151a)사이의 에어갭)로 형성되어 있다.

Description

차량용 교류발전기{ALTERNATOR FOR VEHICLES}

본 발명은 회전자의 회전에 의해 고정자에 전압이 생기는 차량용 교류발전기에 관한 것이다.

도 13은 종래의 차량용 교류발전기를 표시하는 단면도, 도 14는 종래의 차량용 교류발전기에 적용되는 회전자를 표시하는 사시도, 도 15는 종래의 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도, 도 16은 도 15에 표시되는 고정자의 고정자철심을 표시하는 사시도, 도 17은 고정자철심의 요부평면도, 도 18은 종래의 차량용 교류발전기의 회로도이다.

도 13에서 이 종래의 교류발전기는 알루미늄제의 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에서 구성된 케이스(3)와, 이 케이스(3)내에 설치되고, 일단부에 풀리(4)가 고정된 샤프트(6)와, 이 샤프트(6)에 고정된 런델형의 회전자(7)와, 이 회전자(7)의 축방향 양단부에 고정된 팬(5)과 회전자(7)를 포위하도록 케이스(3)에 고정된 고정자(8)와, 샤프트(6)의 타단부에 고정되어 회전자(7)를 전류를 공급하는 슬립링 (9)과 슬립링(9)의 표면에 슬라이드하는 한쌍의 브러시(10)와, 이 브러시(10)를 수납하는 브러시홀더(11)와, 고정자(8)에 전기적으로 접속되고, 고정자(8)에 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)와 브러시홀더(11)에 끼워붙여져서 고정자(8)에서 생긴 교류전압의 크기를 조정하는 레귤레이터(18)를 구비하고 있다.

회전자(7)는 도 14에 표시된 바와 같이 전류를 흘려서 자속을 발생하는 계자코일(13)과, 이 계자코일(13)을 덮도록 설치되고, 그 자속에 의해 자극이 형성되는 제1 및 제2폴코어체(21),(22)를 구비하고 있다. 그리고, 제1 및 제2의 폴코어체 (21),(22)는 철제로 각각 최외경면 형상을 대략 사다리꼴 형상으로 하는 클로상자극(23),(24)이 외주가장자리부에 원주방향으로 등각피치로 돌출설치해서 되고, 이들의 클로상자극(23),(24)을 맞물리도록 대향시켜서 샤프트(6)에 고착되어 있다.

고정자(8)는 도 15에 표시되는 바와 같이 자성강판을 적층해서 되는 원통상의 고정자철심(15)과 고정자철심(15)에 권장된 고정자권선(16)으로 구성되어 있다. 고정자철심(15)은 도 16 및 도 17에 표시되는 바와 같이 환상의 코어백(150)과, 이 코어백(150)에서 원주방향으로 등각피치로 직경방향 안쪽으로 뻗어서 설치된 다수의 티스(151)로 구성되어 있다. 그리고, 인접하는 티스(151)에 의해 구성되는 슬롯(152)에는 고정자권선(16)이 수납된다. 또, 티스(151)는 고정자철심(15)의 원주방향으로 폭이 넓은 선단부(151a)와, 선단부(151a)와 코어백을 연결하는 기둥부(151b)로 구성되고, 인접하는 선단부(151a)간이 슬롯개구부(153)를 구성하고 있다.

또, 회전자(7)와 고정자(8)간에 균일한 에어갭 δ가 형성되도록 티스(151)의 선단부(151a)의 내측면에는 오목면 형상에 형성되고, 클로상자극(23),(24)의 최외경면을 블록면 형상으로 형성되어 있다.

이 종래의 차량용 교류발전기에서는 도 18에 표시된 바와 같이, 고정자권선( 16)은 3개의 권선(161)이 3상Y형결선된 하나의 3상교류권선으로 구성되어 있다. 또 정류기(12)는 다이오드(120),(121)로 구성되어 있다.

여기서 회전자(7)의 자극수는 (12)이고 고정자철심(15)에는 한조의 3상교류권선(16)을 수용하도록 36개소의 슬롯(152)이 형성되어 있다. 즉, 매극매상당의 슬롯수는 1이다.

이와 같이 구성된 종래의 차량용 교류발전기에서는 배터리(도시않음)로부터 브러시(10), 슬립링(9)을 통해서 계자코일(13)에 전류가 공급되어 자속이 발생한다. 이 자속에 의해 제1의 폴코어체(21)의 클로상자극(23)이 N극에 착자되고, 제2의 폴코어체(22)의 클로상장극(24)이 S극에 착자된다. 그리고, 자속은 도 13에 화살표 A로 표시되는 바와 같이 클로상자극(23)에서 클로상자극(23)에 대향하는 티스(151)를 통해서 고정자철심(15)에 들어가고, 코어백(150)을 통해서 클로상자극(24)에 대향하는 티스(151)에서 클로상자극(24)을 통해서 제2의 폴코어체(22)에 들어가고, 제2의 폴코어체(22)의 기부로부터 제1의 폴코어체(21)의 기부를 통해서 제1의 폴코어체(21)에 들어가도록 흐른다.

한편, 엔진에 의해 풀리(4)가 구동되고 샤프트(6)에 의해 회전자(7)가 회전된다. 이 회전자(7)의 회전에 의해 회전자계가 고정자철심(15)에 부여되고, 고정자권선(16)에 기전력이 발생한다. 이 고정자(8)에서 발생된 교류의 기전력이 정류기(12)에 의해 직류로 정류되는 동시에 그 출력전압의 크기가 레귤레이터(18)에 의해 조정되고 배터리에 충전된다.

종래의 차량용 교류발전기는 이상과 같이 구성되어 있으므로 고정자(8)와 회전자(7)와의 에어갭 δ의 자기저항을 감소하기 위해 슬록개구부(153)의 원주방향치수를 작게 한 경우, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(23),(24)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때, 클로상자극(23),(24)의 일부와 티스(151)의 선단부(151a)가 동시에 겹쳐버린다. 이로써, 자속변동량이 저감되고, 자기소음이 저감된다는 효과가 얻어지나, 반면 도 18에 화살표 B에 표시되는 바와 같이 클로상자극(23)에서 티스(151)를 통해서 코어백(150)으로 흐르지 않고, 클로상자극(23)의 최외경면 및 어깨부에서 티스(151)를 통해서 클로상자극(24)에 흐르는 무효자속량이 증가되고, 그만큼 계자코일(13)에서 생긴 자속의 고정자권선(16)으로의 우회량이 감소되며, 저속회전영역에서의 출력이 저하해 버린다는 과제가 있었다.

한편, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(23),(24)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 클로상자극(23),(24)과 티스(151)의 선단부(151a)와의 겹치는 것을 없게 해서 저속회전영역에서의 출력을 높인 경우, 클로상자극(23),(24)의 최외경면의 면적이 작아지므로 회전자와 고정자의 사이의 자기저항이 커지고, 발생하는 자속량 자체가 감소해 버리고, 고속회전영역에서의 출력이 충분히 얻을 수 없다는 과제가 발생해 버린다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 하기 위해 티스를 통해서 인접하는 클로상자극간에 흐르는 무효자속량을 저감시키고, 유효자속을 증가시켜서 저속회전영역에서의 출력을 향상할 수 있고, 또 회전자와 고정자사이의 자기저항의 증대를 억제해서 고속회전영역에서의 출력을 확보할 수 있는 동시에 자기소음을 저감할 수 있는 차량용 교류발전기를 얻는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 회전자를 표시하는 사시도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면과의 위치관계를 설명하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면과의 위치관계를 설명하는 요부확대도.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 티스의 선단부와 클로상자극의 최외경면과의 사이의 극간거리와 출력과의 관계를 표시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 회전자의 클로상자극 주위를 표시하는 사시도.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 회전자의 요부를 표시하는 사시도.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 회전자의 요부를 표시하는 사시도.

도 8은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기의 회로도.

도 9는 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면과의 위치관계를 설명하는 도면.

도 10은 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면과의 위치관계를 설명하는 도면.

도 11은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심을 표시하는 요부평면도.

도 12는 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면과의 위치관계를 설명하는 도면.

도 13은 종래의 차량용 교류발전기를 표시하는 단면도.

도 14는 종래의 차량용 교류발전기에 적용되는 회전자를 표시하는 사시도.

도 15는 종래의 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도.

도 16은 종래의 교류발전기에 적용되는 고정자의 고정자철심을 표시하는 사시도.

도 17은 종래의 교류발전기에 적용되는 고정자의 고정자철심을 표시하는 요부평면도.

도 18은 종래의 차량용 교류발전기의 회로도.

도 19는 종래의 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면과의 위치관계를 설명하는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

7,40 : 고정자, 13 : 계자코일,

15,15A,15B : 고정자철심, 16,16A :고정자권선,

50 : 회전자, 51 : 제 1의 폴코어체,

52 : 제 2의 폴코어체,

53,53A,53B,53C,53D,54,54A,54B,54C,54D : 클로상자극,

100 : 최외경면,

101,104,105,106 : 경사면(에어갭확대면),

103 : 어깨부, 110 : 단차(에어갭확대면),

151 : 티스, 151a,151a₁,151a₂: 선단부,

152 : 슬롯, 160 : 3상교류권선,

δ: 에어갭, τ: 극간거리.

본 발명에 관한 교류발전기는 원주방향으로 간격을 두어서 직경방향 안쪽으로 뻗는 다수의 티스에 의해 슬롯이 구성된 고정자철심 및 상기 슬롯에 내장된 고정자권선을 갖는 고정자와, 각각 끝이 가는 형상의 클로상자극이 외경측에 원주방향으로 소정피치로 설치되고, 이 클로상자극을 맞물리도록 대향시켜서 샤프트에 고착되며, 이 클로상자극의 최외경면과 상기 티스의 선단부와의 사이에 일정한 에어갭 δ을 갖도록 상기 고정자의 내측에 배치된 한쌍의 폴코어체 및 상기 클로상자극으로 덮히도록 배치된 계자코일을 갖는 회전자를 구비한 차량용 교류발전기에서 상기 클로상자극의 각각은 상기 티스의 선단부에 대해 δ보다 큰 에어갭을 갖는 에어갭 확대면이 외경측의 원주방향 양측부의 적어도 일부에 형성되고, 직경방향에서 보아서 인접하는 상기 클로상자극간의 원주방향 중심위치가 상기 티스의 선단부의 원주방향 중심위치에 일치했을 때, 상기 티스의 선단부가 인접하는 상기 클로상자극의 각각의 상기 최외경면에 겹치지 않고, 또 인접하는 상기 클로상자극의 각각의 상기 에어갭 확대면의 적어도 일부에 겹치도록 구성되고, 상기 최외경면과 상기 티스의 선단부와의 원주방향거리 τ가 0 ＜ τ＜ 3δ로 형성되어 있다.또, 상기 에어갭 확대면은 상기 클로상자극의 근원부의 경측의 원주방향 양측에 형성된 경사면으로 구성되어 있는 것이다.또, 상기 에어갭 확대면은 상기 클로상자극의 외경측의 원주방향 양측에 근원측에서 선단측에 이르도록 형성된 경사면으로 구성되어 있는 것이다.또, 상기 경사면은 그 원주방향 폭이 근원측에서 선단측으로 점차 감소하는 끝이 가는 형상으로 형성되어 있는 것이다.또, 상기 회전자의 축방향 양단측에 위치하는 상기 클로상자극의 어깨부가 알형상 또는 테이퍼형상의 경사면으로 형성되고, 상기 최외경면 상기 에어갭 확대면 및 상기 어깨부의 경사면이 상기 티스의 선단부의 축방향 양단근처에서 인접해 있는 것이다.또, 직경방향에서 보아서 다수의 상기 티스의 선단부가 인접하는 상기 클로상자극의 각각의 상기 최외경면과, 상기 에어갭 확대면으로 되는 면에 겹치도록 구성되어 있는 것이다.또, 상기 고정자는 매극매상당 2의 슬롯수를 갖고 있는 것이다.또, 상기 고정자권선은 위상이 다른 2조의 교류권선으로 구성되어 있는 것이다.또, 상기 티스의 선단부의 원주방향 폭이 부등으로 형성되어 있는 것이다.이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 따라 설명한다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 회전자를 표시하는 사시도, 도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면과의 위치관계를 설명하는 도면, 도 3은 도 2의 요부확대도이다. 또, 각 도면에서 도 13 내지 도 19에 표시된 종래 장치와 동일 또는 상당부분에는 동일부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도 1에서 회전자(50)는 전류를 흘려서 자속을 발생하는 계자코일(13)과, 이 계자코일(13)을 덮도록 설치되고, 그 자속에 의해 자극이 형성되는 제1 및 제2폴코어체(51),(52)를 구비하고 있다. 그리고, 제1 및 제2폴코어체(51),(52)는 철제로 각각 최외경면 형상을 대략 사다리꼴 형상으로 하는 6개의 클로상자극(53),(54)이 외주가장자리부에 원주방향으로 등각피치로 설치되고, 이들 클로상자극(53),(54)을 맞물리도록 대향시켜서 샤프트(6)에 고착되어 있다. 각 클로상자극(53),(54)에는 에어갭 확대면으로서의 경사면(101)이 그 근원부 외경측의 원주방향 양측에 최외경면(100)과 교차하는 능선(102)을 샤프트(6)의 축심과 대략 평행이 되도록 형성되어 있다.

그리고, 도 2 및 도 3에 표시하는 바와 같이 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 중첩하지 않고, 또 경사면(101)과 겹치도록 구성되어 있다. 이때의 능선(102)과 티스(151)의 선단부(151a)와의 원주방향거리(극간거리) τ는 τ＞ 0으로 되어 있다. 또, 각 클로상자극(53),(54)의 최외경부의 축방향단부가 면따기 되어 알형상 또는 테이퍼형상의 어깨부(103)를 형성하고 있다. 이로써, 최외경면(100), 경사면(101) 및 어깨부(103)가 티스(151)의 선단부(151a)의 축방향 단부근방에서 인접하고 있다.

또, 이 실시의 형태 1에 의한 차량용 교류발전기는 이와 같이 구성된 회전자 (50)를 회전자(7)대신에 탑재하고 있는 점을 제외하고, 도 13 내지 도 19에 표시되는 종래의 차량용 교류발전기와 같이 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 차량용 교류발전기에서는 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 겹치지 않으므로 클로상자극(53)에서 티스(151)를 통해서 코어백(150)에 흐르지 않고, 클로상자극(53)의 최외경면(100)에서 티스(151)의 선단부(151a)를 통해서 인근의 클로상자극(54)에 흐르는 무효자속량이 저감되고, 유효자속량이 증가한다. 또, 어깨부(103)가 R형상 또는 테이퍼형상으로 형성되어 있으므로 클로상자극(53)의 어깨부(103)에서 티스(151)의 선단부(151a)를 통해서 인접한 클로상자극(54)에 흐르는 무효자속량이 저감되고, 유효자속량이 증가된다. 이 결과, 무효자속에 기인하는 저속회전영역에서의 출력의 저하가 억제되고, 고출력이 실현된다.

또, 각 클로상자극(53),(54)에는 경사면(101)이 그 근원부 외경측의 원주방향 양측에만 형성되어 있으므로 최외경면(100)의 면적을 크게 할 수 있고, 고출력이 얻어진다.

또, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53),(54)의 일부와 겹쳐있으므로 자속변동량이 저감되고, 자기소음이 저감된다. 또, 클로상자극(53),(54)과 티스(151)의 선단부(151a)와의 사이에서 자속밀도분포의 급격한 변화가 자기소음을 악화시키는 요인이 되나, 이 실시의 형태 1에서는 경사면(101)을 형성하고 있으므로 클로상자극 (53),(54)의 경사면(101)과 티스(151)의 선단부(151a)와의 사이에서의 자속밀도분포는 완만한 변화가 되고, 자기소음의 악화를 억제할 수가 있다.

여기서, 에어갭 δ(0.35㎜)에 대해 극간거리 τ를 변화시킨 회전자를 제작하고, 이들의 회전자를 탑재한 차량용 교류발전기에서의 출력을 측정한 결과를 도 4에 표시한다. 또, 도 4중 저속회전영역에서의 출력(발전기 회전수가 2000r/min일 때의 출력)을 실선으로 고속회전영역에서의 출력(발전기 회전수가 5000r/min일 때의 출력)을 점선으로 표시하고 있다.

도 4에서 저속회전영역에서의 출력에 대해서는 τ＞ 0의 영역에서의 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 티스(151)의 선단부(151a)와의 원주방향의 겹침이 클수록 출력저하가 커지고, τ0의 영역에서는 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 티스(151)의 선단부(151a)와의 극간거리 τ가 커짐에 따라 출력이 서서히 증가하는 것을 알 수 있다. 또, 고속회전영역에서의 출력에 대해서는 τ가 작아질수록 큰 출력이 얻어지고, τ가 3δ를 초과하면 급격히 출력을 저하하는 것을 알 수 있다. 이는 τ가 작아질수록 최외경면(100)의 면적이 커지나, τ가 3δ를 초과하면, 최외경면(100)의 면적이 극단적으로 작아지므로 회전자와 고정자간의 자기저항이 커지고, 발생하는 자속량 자체가 감소해 버리고, 출력이 크게 저하된 것으로 추측된다. 또, τ가 작아질수록 클로상자극(53),(54)과 선단부(151a)와의 겹침이 커지고, 자속변동량이 저감되며, 자기소음이 저감되게 된다. 따라서, 저속회전영역에서의 출력을 높히고, 고속회전영역에서의 출력을 확보하는 동시에 자기소음을 저감하기 위해서는 0 ＜ τ＜ 3δ로 하는 것이 바람직하고, 특히 τ= 1.5δ로 하는 것이 최적이다.

실시의 형태 2.

상기 실시의 형태 1에서는 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 티스(151)의 선단부(151a)가 겹치지 않도록 클로상자극(53),(54)의 근원부 외경측의 원주방향 양측에 경사면(101)을 형성하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 2에서는 도 5에 표시된 바와 같이 클로상자극(53A),(54A)의 근원부 외경측의 원주방향 양측에 에어갭 확대면으로서의 단차(110)를 형성하는 것으로 하고 있다. 또, 이 실시의 형태 2에서도 단차(110)를 형성함으로써 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53A),(54A)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53A),(54A)의 최외경면(100)과 겹치지 않고, 또 단차(110)와 겹치도록 구성되어 있다.

이 실시의 형태 5에서도 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53A),(54A)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53A),(54A)의 최외경면(100)과 겹치지 않고, 또 단차(110)와 겹쳐져 있으므로 상기 실시의 형태 1과 같은 효과를 나타낸다.

그리고, 0 ＜ τ＜ 3δ로 함으로써 저속회전영역에서의 출력을 높이고, 고속회전영역에서의 출력을 확보하는 동시에 자기소음을 저감할 수가 있다.

또, 이 실시의 형태 2에서는 클로상자극(53A),(54A)의 근원부 외경측의 원주방향 양측에 단차(110)가 형성되어 있으므로 클로상자극(53A),(54A)과 티스(151)의 선단부(151a)와의 사이에서 자속밀도분포가 최외경면(100)에서 단차(110)로 이행시에 급격히 변화하게 되고, 상기 실시의 형태 1에 비해서 자기소유의 악화를 초래하게 된다.

실시의 형태 3.

상기 실시의 형태 1에서는 클로상자극(53),(54)의 근원부 외경측의 원주방향 양측에 경사면(101)을 형성하는 것을 하고 있으나, 이 실시의 형태 3에서는 도 6에 표시된 바와 같이 클로상자극(53B),(54B)의 외경측의 원주방향 외측에 근원측에서 선단측에 이르도록 에어갭 확대면으로서의 경사면(104)을 형성하는 것으로 하고 있다. 또, 이 실시의 형태 3에서도 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53B),(54B)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53B),(54B)의 최외경면(100)과 겹치지 않고 , 또 경사면(104)의 일부와 겹치는 구성으로 되어 있다. 또 이경사면(104)은 직경방향에서 보아서 클로상 자극(53B),(54B)의 외경측의 원주방향 양측에 일정한 폭으로 형성되어 있다.

이 실시의 형태 3에서도 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53B),(54B)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53B),(54B)의 최외경면(100)과 겹치지 않으므로 클로상자극(53B)에서 티스(151)를 통해서 코어백(150)에 흐르지 않고, 인접한 클로상자극(54B)에 흐르는 무효자속량이 저감하고, 유효자속량이 증가한다.

이 결과, 상기 실시의 형태 1과 같이 무효자속에 기인하는 저속회전영역에서의 출력의 저하가 억제된다. 그리고, 0 ＜ τ＜ 3δ로 함으로써 저속회전영역에서의 출력을 높이고, 또 고속회전영역에서의 출력을 확보할 수가 있다.

또, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53B),(54B)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치하였을 때에 티스(151a)가 클로상자극(53B),(54B)의 일부와 겹쳐 있으므로 자속변동량이 저감되고, 자기소음이 저감된다.

또, 경사면(104)이 클로상자극(53B),(54B)의 외경측의 원주방향 양측에 근원측에서 선단측에 이르도록 형성되어 있으므로 클로상자극(53B),(54B)의 원주방향 양측의 근원측에서 선단측에 이르는 전영역에서 경사면(104)과 티스(151)의 선단면과의 사이에서 자속밀도분포는 완만한 변화가 된다.

그래서, 클로상자극(53),(54)의 근원부 외경측의 원주방향 양측에서만 자속밀도분포가 완만하게 변화하는 상기 실시의 형태 1에 비해 자기소음의 악화를 보다 더 억제할 수가 있다.

실시의 형태 4.

상기 실시의 형태 3에서는 직경방향에서 보아서 클로상자극(53B),(54B)의 외경측의 원주방향 양측에 근원측에서 선단측으로 이르도록 일정폭의 경사면(104)을 형성하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 4에서는 도 7에 표시된 바와 같이 클로상자극(53C),(54C)의 외경측의 원주방향 양측에 근원측에서 선단측에 이르도록 에어갭 확대면으로서의 끝이 가는 상태의 경사면(105)을 형성하는 것으로 하고 있다. 또, 이 실시의 형태 4에서도 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53C),(54C)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53C),(54C)의 최외경면(100)과 겹치지 않고, 또 경사면(105)의 일부와 겹치도록 구성되어 있다. 또 이 경사면(105)은 직경방향에서 보아 클로상자극(53C),(54C)의 근원부가 폭넓게 선단측이 폭이 좁게 형성되어 있다.

이 실시의 형태 4에서도 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53C),(54C)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53C),(54C)의 최외경면(100)과 겹치지 않고, 클로상자극(53C)에서 티스(151)를 통해서 코어백(150)으로 흐르지 않고, 인접한 클로상자극(54C)에 흐르는 무효자속량이 저감되고, 유효자속량이 증가한다. 이 결과, 상기 실시의 형태 1과 같이 무효자속에 기인하는 저속회전영역에서의 출력이 억제된다. 그리고, 0 ＜ τ＜ 3δ로 함으로써, 저속회전영역에서의 출력을 높이고, 또 고속회전영역에서의 출력을 확보할 수가 있다.

또, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53C),(54C)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때, 티스(151a)가 클로상자극(53C),(54C)의 일부와 겹쳐 있으므로 자속변동량이 저감되고, 자기소음이 저감된다.

또, 경사면(105)이 클로상자극(53C),(54C)의 외경측의 원주방향 양측에 근원측에서 선단측에 이르도록 형성되어 있으므로 클로상자극(53C),(54C)의 원주방향 양측의 근원측에서 선단측에 이르는 전영역에서 경사면(105)과 티스(151)의 선단면과의 사이에서 자속밀도분포는 완만한 변화가 된다. 그래서, 클로상자극(53),(54)의 근원부 외경측의 원주방향 양측에서만 자속밀도 분포가 완만하게 변화하는 상기 실시의 형태 1에 비해 자기소음의 악화를 보다 더 억제할 수가 있다.

또, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53C),(54C)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 클로상자극(53C),(54C)의 최외경면(100)과 티스(151)의 선단부(151a)가 겹치지 않도록 클로상자극(53C),(54C)의 근원측에서의 경사면(105)의 원주방향을 확보하면 된다. 그리고, 경사면(105)의 직경방향에서 본폭이 클로상자극(53C),(54C)의 근원측에서 선단측에 점차 감소하는 끝이 가는 형상으로 형성되어 있으므로 일정폭의 경사면(104)을 형성하고 있는 상기 실시의 형태 3에 비해 최외경면(100)의 면적을 크게 할 수가 있고, 고출력을 얻을 수 있다.

실시의 형태 5.

도 8은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기의 회로도, 도 9는 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면과의 위치관계를 표시하기 위한 도면이다.

이 실시의 형태 5에서는 고정자(40)의 고정자권선(16A)은 도 8에 표시된 바와 같이 3개의 권선(161)이 3상Y형결선된 2개의 3상교류권선(160)으로 구성되고, 2개의 3상교류권선(160)은, 서로 전기각으로 30도의 위상차가 부여되고 있다. 또 2개의 3상교류권선(160)은, 각각 다이오드(120),(121)로 된 정류기(12)에 전기적으로 접속되고, 2개의 정류기(12)의 출력이 병렬에 접속되어 있다.

또, 회전자(50)의 자극수는 12이고, 고정자(40)의 고정자철심(15A)에는 2개의 3상교류권선(160)으로 구성된 고정자권선(16A)을 수용하도록 72개소의 슬롯(152)이 형성되어 있다. 즉, 매극매상당의 슬롯수는 2이다. 그리고, 회전자(50)와 고정자(40)는 도 9에 표시된 바와 같이 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치(151)가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 겹치지 않고, 또 경사면(101)과 겹치도록 구성되어 있다.

또 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 차량용 교류발전기에서는 배터리(도시않음)에서 브러시(10), 슬립링(9)을 통해서 계자코일(13)에 전류가 공급되어 자속이 발생한다. 이 자속에 의해 제1폴코어체(51)의 클로상자극(53)이 N극에 착자되고, 제2의 폴코어체(52)의 클로상자극(54)이 S극에 착자된다.

한편, 엔진에 의해 풀리(4)가 구동되고, 샤프트(6)에 의헤 회전자(50)가 회전된다. 이 회전자(50)의 회전에 의해 회전자계가 고정자철심(15A)에 부여되고, 고정자권선(16A)을 구성하는 2개의 3상교류권선(160)에 기전력이 발생되며, 차량용 교류발전기에 접속된 외부부하에 의해 출력전류가 발생된다. 2개의 3상교류권선(160)으로 생기 교류는 각각 정류기(12)에서 직류로 정류된 후 합성된다. 이 합성된 출력에 외부부하에 공급된다.

이 실시의 형태 5에서도 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 겹치지 않으므로 클로상자극(53)에서 티스(151)를 통해서 코어백(150)으로 흐르지 않고, 인접한 클로상자극(54)에 흐르는 무효자속량이 저감되고, 유효자속량이 증가된다.

이 결과, 상기 실시의 형태 1과 같이 무효자속에 기인하는 저속회전영역에서의 출력의 저하가 억제된다. 그리고, 0 ＜ τ ＜ 3δ로 함으로써 저속회전영역에서의 출력을 높이고, 또 고속회전영역에서의 출력을 확보할 수가 있다.

또, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53),(54)의 일부와 겹쳐져 있으므로 상기 실시의 형태 1과 같이 자속변동량이 저감되고, 자기소음이 저감된다.

또, 이 실시의 형태 5에서는 상기 실시의 형태 1과 비교해서 슬롯(152)의 수가 증가한만큼 티스(151)의 선단부(151a)의 원주방향의 폭이 좁아지므로 선단부(151a)의 자기통과 단면적이 작아지고, 선단부(151a) 자신의 자기저항이 커진다.

이로 인해, 동일한 티스(151)를 통해서 인접하는 클로상자극(53),(54)간에 흐르는 무효자속량이 저감하고, 출력이 더욱 향상된다. 특히, 슬롯수가 증가하고, 티스폭이 좁아짐으로써 티스가 클로상자극간상을 건너갈 때의 시간당의 자속변동이 커지므로 본 실시의 형태와 같은 경사면은 유효하다.

또, 2개의 3상교류권선(160)이 전기각으로 30도의 위상차를 갖고 있으므로 맥동성분이 상쇄된다. 그래서, 고정자권선(16)이 하나의 3상교류권선(160)만으로 구성되어 있는 상기의 실시의 형태 1에 비해 최대전압과 최소전압의 차가 작은 출력전압을 얻을 수가 있다. 또, 30도의 위상차를 가짐으로써 자기소음의 원인이 되는 공간 5차 및 7차의 기자력 고조파가 상쇄되고, 자기소음이 저감된다.

또 2개의 교류권선(160)의 출력이 각각 정류기(12)에 의해 교류에서 직류로 정류되어 있으므로, 전기적인 영향을 서로 받는 일이 없고 출력이 향상된다.

실시의 형태 6.

이 실시의 형태 6에서는 도 10에 표시된 바와 같이 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53D),(54D)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 당해 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53D),(54D)의 최외경면(100)과 겹치지 않고, 또 에어갭 확대면으로서의 경사면(106)과 겹치도록 구성되어 있다.

또, 당해 티스(151)의 원주방향 양측의 티스(151)의 선단부(151a)가 직경방향에서 보아서 클로상자극(53D),(54D)의 외경면(100) 및 경사면(106)의 일부와 겹치도록 구성되어 있다. 또 다른 구성은 상기 실시의 형태 5와 같이 구성되어 있다.

이 실시의 형태 6에서도 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53D),(54D)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53D),(54D)의 최외경면(100)과 겹치지 않으므로 클로상자극(53D)에서 티스(151)를 통해서 코어백(150)으로 흐르지 않고, 인접한 클로상자극(54D)에 흐르는 무효자속량이 저감되고, 유효자속량이 증가한다. 이 결과, 상기 실시의 형태 5와 같이 무효자속에 기인하는 저속회전영역에서의 출력이 저하가 억제된다. 그리고, 0 ＜ τ＜ 3δ로 함으로써 저속회전영역에서의 출력을 높이고, 또 고속회전영역에서의 출력을 확보할 수가 있다.

또, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53D),(54D)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151A)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53D),(54D)의 일부와 겹쳐 있으므로 상기 실시의 형태 5와 같이 자속변동량이 저감되고, 자기소음이 저감된다.

또, 이 실시의 형태 6에 의하면, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53D),(54D)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 당해 티스(151)의 원주방향 양측의 티스(151)의 선단부(151a)도 클로상자극(53D),(54D)의 최외경면(100) 및 경사면(106)의 일부와 겹치도록 구성되어 있다.

그래서, 직경방향에서 보아서 적어도 2개의 티스(151)의 선단부(151a)가 최외경면(100) 및 경사면(106)의 일부에 항상 겹쳐있게 되어, 클로상자극(53D),(54D)과 티스(151)의 선단부(151a)와의 사이에서의 자속밀도 분포는 보다 완만한 변화로 되며, 자기밀도분포는 변화에 기인하는 자기소음을 억제할 수가 있다.

또, 양측의 티스(151)에 대해서는 겹치는 경사면(106)과의 사이의 에어갭이 더욱 커지므로 상기 실시의 형태 5에 비해 출력의 저하는 적게 된다.

또, 이 실시의 형태 6은 다수의 티스(151)의 선단부(151a)가 단지 인접하는 클로상자극(53D),(54D)에 겹치도록 한 것 뿐만 아니라, 하나의 티스(151)의 선단부(151a)가 클로상자극(53D),(54D)의 최외경면(100)과 겹치지 않고, 또 경사면(106)과 겹치며, 원주방향 양측의 2개의 티스(151)의 선단부(151a)가 인접하는 클로상자극(53D),(54D)의 최외경면(100) 및 경사면(106)의 일부에 겹치도록 하였으므로 3개의 티스(151)에 걸쳐서 순차자속밀도분포가 완만하게 변화하게 되며, 자기소음저감에 지대한 효과를 나타낸다.

실시의 형태 7.

도 11은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자철심을 표시하는 요부평면도, 도 12는 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자철심의 내주면과 회전자의 외주면의 위치관계를 설명하는 도면이다.

도 11에 고정자철심(15B)은 티스(151)의 선단부의 원주방향 길이를 조정함으로써 인접하는 슬롯개구부(153)의 중심선간의 원주방향치수가 불균등하게 구성되어 있다. 여기서는 인접하는 슬록개구부(153)의 중심선간이 전기각으로 32.5도와 27.5도를 교대로 채택하도록 폭이 넓은 선단부(151a₁)와 폭이 좁은 선단부(151a₂)가 원주방향으로 교대로 형성되어 있다. 또다른 구성은 상기 실시의 형태 5와 같이 구성되어 있다.

즉, 인접한 슬롯(152)의 중심선간은 전기각으로 30도로 형성되어 있다. 또, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a₁),(151a₂)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때, 티스(151)의 선단부(151a₁),(151a₂)가 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 겹치지 않고, 경사면(101)과 겹치도록 구성되어 있다.

이 실시의 형태 7에서는 회전자의 회전에 의해 선단부(151a₂)가 클로상자극 (53)만 직경방향에서 겹쳐있는 상태(도 12의 (a)에 표시된다)와 선단부(151a₂)가 클로상자극(53),(54)의 양쪽과 겹쳐있는 상태(도 12의 (b)에 표시된다)와, 선단부(151a₂)가 클로상자극(54)만 겹쳐있는 상태(도 12의 (c)에 표시된다)와, 선단부(151a₁)가 클로상자극(53),(54)의 양쪽과 겹쳐있는 상태(도 12의 (d)에 표시된다) 등을 채택한다.

그리고, 회전자에서 보면, 폭이 넓은 선단부(151a₁)와 폭이 좁은 선단부(151a₂)가 교대로 서로 다른 극성의 2개의 클로상자극(53),(54)간을 통과해가므로 일정폭의 선단부(151a)가 균일한 주기로 통과해 가는 상기 실시의 형태 5와 비교해서 수가 반이고, 형상이 다른 티스선단부가 교대로 자극간에 개재하게 되고, 전체의 발생전압의 변동이 분산된다. 즉, 무효자속이 저감되고, 출력이 향상되는 동시에 발생전압의 변동이 억제되게 된다.

또, 슬롯개구부(153)의 중심선 간격이 32.5도와 27,5도를 교대로 채택하도록 형성되어 있으므로 자속밀도파형인 고정자의 기자력 고조파의 공간 11차 및 13차 성분이 작아지고, 공간 5차 및 7차 성분이 커진다. 이 결과, 11차 및 13차에 의한 고차주파수의 불쾌한 음이 저감되는 동시에 발전기 발생자속의 파동이 저감되고, 전압변동이 저감된다.

또, 이 실시의 형태 7에서도 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a₁),(151a₂)가 클로상자극(53),(54)의 최외경면(100)과 겹치지 않으므로 클로상자극(53)에서 티스(151)를 통해서 코어백(150)으로 흐르지 않고, 인접한 클로상자극(54)에 흐르는 무효자속량이 저감되고, 유효자속량이 증가된다. 이 결과, 상기 실시의 형태 5와 같이 무효자속에 기인하는 저속회전영역에서의 출력의 저하가 억제된다.

또, 직경방향에서 보아서 인접한 클로상자극(53),(54)간의 원주방향 중심위치가 티스(151)의 선단부(151a₁),(151a₂)의 내주면의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 티스(151)의 선단부(151a₁),(151a₂)가 클로상자극(53),(54)의 일부와 겹쳐있으므로 상기 실시의 형태 5와 같이 자속변동량이 저감되고, 자기소음이 저감된다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 3상교류발전기에 적용하는 것으로 하고 있으나, 예를들면 5상, 7상의 교류발전기에 적용해도 같은 효과를 나타낸다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 계자코일(13)이 클로상자극에 덮혀서 폴코어(51),(52)에 권장되어 클로상자극과 함께 회전하고, 계자전류가 브러시(10)를 통해서 계자코일에 공급되는 타입의 차량용 교류발전기에 적용하는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 계자코일을 브래킷에 고정하고, 에어갭에 의해 회전자계에 고정자를 공급하는 브러시레스타입의 차량용 교류발전기에 적용해도 같은 효과를 나타낸다.

본 발명은 이상과 같이 구성되어 있으므로 아래에 기재되는 바와 같은 효과를 나타낸다.

본 발명에 의하면 원주방향으로 간격을 두고 직경방향으로 뻗는 다수의 티스에 의해 슬롯이 구성된 고정자철심 및 상기 슬롯에 내장된 고정자권선을 갖는 고정자와, 각각 끝이 가는 상태의 클로상자극이 외경측에 원주방향으로 소정 피치로 설치되고, 이 클로상자극을 맞물리도록 대향시켜서 샤프트에 고착되며, 이 클로상자극의 최외경면과, 상기 티스의 선단부 사이에 일정한 에어갭 δ을 갖도록 상기 고정자의 내측에 배치된 한쌍의 폴코어체 및 상기 클로상자극으로 덮도록 배치된 계자코일을 갖는 회전자를 구비한 차량용 교류발전기에서 상기 클로상자극의 각각을 상기 티스의 선단부에 대해 δ보다 큰 에어갭 확대면이 외경측의 원주방향 양측부의 적어도 일부에 형성되고, 직경방향에서 보아서 인접하는 상기 클로상자극간의 원주방향 중심위치가 상기 티스의 선단부의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 상기 티스의 선단부가 인접하는 상기 클로상자극의 각각의 상기 최외경면에 중첩하지 않고, 또 인접하는 상기 클로상자극의 각각의 에어갭 확대면의 적어도 일부에 겹치도록 구성되며, 상기 최외경면과 상기 티스의 선단부와의 원주방향거리 τ가 0 ＜ τ＜ 3δ으로 형성되어 있으므로 저속회전영역에서의 출력을 확보할 수 있는 동시에 자기소음을 저감할 수 있는 차량용 교류발전기가 얻어진다.

또, 상기 에어갭 확대면은 상기 클로상자극의 근원부 외경측의 원주방향 양측에 형성된 경사면으로 구성되어 있으므로 티스의 선단부와 에어갭 확대면에 겹치는 부분에서 자속밀도분포의 변화가 완만해지고, 자기소음의 악화를 억제할 수 있는 동시에 최외경면의 면적이 크게 취할 수 있고, 출력이 향상된다.

또, 상기 에어갭 확대면은 상기 클로상자극의 외경측의 원주방향 양측에 근원측에서 선단측에 이르도록 형성된 경사면으로 구성되어 있으므로 클로상자극이 직경방향에 관해 티스의 선단부와 겹칠 때에 클로상자극의 원주방향 양측에서의 자속밀도분포의 변화가 완만해지고, 자기소음의 악화가 억제된다.

또, 상기 경사면은 그 원주방향폭이 근원측에서 선단측으로 점차 감소하는 끝이 가는 상태로 형성되어 있으므로 최외경면의 면적을 크게 할 수 있고, 출력이 향상된다.

또, 상기 회전자의 축방향 양단측에 위치하는 상기 클로상자극이 어깨부가 알형상 또는 테이퍼형상의 경사면으로 형성되고, 상기 최외경면, 상기 에어갭 확대면 및 상기 어깨부의 경사면이 상기 티스의 선단부의 축방향 양단근방에서 인접해 있으므로 한쪽의 클로상자극의 어깨부에서 티스를 통해 다른쪽의 클로상자극으로 흐르는 무효자속량이 감소되고, 계자코일에서 생긴 자속의 고정자권선으로의 우회량의 감소가 억제된다.

또, 직경방향에서 보아서 다수의 상기 티스의 선단부가 인접하는 상기 클로상자극의 각각의 상기 최외경면과, 상기 에어갭 확대면으로 된 면에 겹치도록 구성되어 있으므로 자속밀도 분포의 변화가 보다 완만해지고, 자기소음이 저감된다.

또 상기 고정자권선은 위상이 다른 2조의 교류권선으로 구성되어 있으므로 맥동성분이 상쇄된다.

또, 상기 티스의 선단부의 원주방향폭이 부등으로 형성되어 있으므로 무효자속이 저감되고, 출력이 향상되는 동시에 발전전압의 변동이 억제된다.

Claims

원주방향으로 간격을 두고, 직경방향 안쪽으로 뻗는 다수의 티스에 의해 슬롯이 구성된 고정자철심 및 상기 슬롯에 내장된 고정자권선을 갖는 고정자와, 각각 끝쪽이 가는 상태의 클로상자극이 외경측에 원주방향으로 소정 피치 설치되고, 이 클로상자극을 맞물리게 대향시켜서 샤프트에 고착되며, 이 클로상자극의 최외경면과 상기 티스의 선단부와의 사이에 일정한 에어갭 δ를 갖도록 상기 고정자의 내측에 배치된 한쌍의 폴코어체 및 상기 클로상자극에 덮히도록 배치된 계자코일을 갖는 회전자를 구비한 차량용 교류발전기에서, 상기 클로상자극의 각각은 상기 티스의 선단부에 대하여 δ보다 큰 에어갭을 갖는 에어갭 확대면이 외경측의 원주방향 양측부의 적어도 일부에 형성되고, 직경방향에서 보아서 인접한 상기 클로상자극간의 원주방향 중심위치가 티스의 선단부의 원주방향 중심위치에 일치했을 때에 상기 티스의 선단부가 인접하는 상기 클로상자극의 각각의 상기 최외경면에 겹치지 않고, 또 인접하는 상기 클로상자극의 각각의 상기 에어갭 확대면의 적어도 일부에 겹치도록 구성되고, 상기 최외경면과, 상기 티스의 선단부와의 원주방향거리 τ가 0 ＜ τ＜3δ로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
제1항에 있어서, 상기 에어갭 확대면은 상기 클로상자극의 근원부 외경측의 원주방향 양측에 형성된 경사면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
제1항에 있어서, 상기 에어갭 확대면은 상기 클로상자극의 외경측 원주방향 양측에 근원측으로부터 선단측에 이르도록 형성된 경사면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.