JP3155533B1 - 車両用交流発電機 - Google Patents
車両用交流発電機Info
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- H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
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- 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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- Synchronous Machinery (AREA)
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Abstract
【要約】
【課題】 この発明は、ティースを介して隣接した爪状
磁極間に流れる無効磁束量を低減させることができ、有
効磁束を増加させ、出力を向上させることができる車両
用交流発電機を得る。 【解決手段】 この発明の車両用交流発電機は、爪状磁
極５１、５２の根元部はシャフト６とほぼ平行に延びた
平面部１００が形成されており、隣接した爪状磁極５
１、５２間では、両爪状磁極５１、５２とティースの先
端部とが、径方向において同時に重ならないようになっ
ている。
磁極間に流れる無効磁束量を低減させることができ、有
効磁束を増加させ、出力を向上させることができる車両
用交流発電機を得る。 【解決手段】 この発明の車両用交流発電機は、爪状磁
極５１、５２の根元部はシャフト６とほぼ平行に延びた
平面部１００が形成されており、隣接した爪状磁極５
１、５２間では、両爪状磁極５１、５２とティースの先
端部とが、径方向において同時に重ならないようになっ
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転子の回転に
より固定子に電圧が生じる車両用交流発電機に関するも
のである。
より固定子に電圧が生じる車両用交流発電機に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来の車両用交流発電機の断面
図、図１０は図９の回転子の斜視図である。この車両用
交流発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１
及びリヤブラケット２から構成されたケース３と、この
ケース３内に設けられ一端部にプーリ４が固定されたシ
ャフト６と、このシャフト６に固定されたランドル型の
回転子７と、回転子７の両側面に固定されたファン５
と、ケース３内の内壁面に固定された固定子８と、シャ
フト６の他端部に固定され回転子７に電流を供給するス
リップリング９と、スリップリング９の表面に摺動する
一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納したブラシ
ホルダ１１と、固定子８に電気的に接続され固定子８で
生じた交流を直流に整流する整流器１２と、ブラシホル
ダ１１に嵌着され、固定子８で生じた交流電圧の大きさ
を調整するレギュレータ１８とを備えている。
図、図１０は図９の回転子の斜視図である。この車両用
交流発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１
及びリヤブラケット２から構成されたケース３と、この
ケース３内に設けられ一端部にプーリ４が固定されたシ
ャフト６と、このシャフト６に固定されたランドル型の
回転子７と、回転子７の両側面に固定されたファン５
と、ケース３内の内壁面に固定された固定子８と、シャ
フト６の他端部に固定され回転子７に電流を供給するス
リップリング９と、スリップリング９の表面に摺動する
一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納したブラシ
ホルダ１１と、固定子８に電気的に接続され固定子８で
生じた交流を直流に整流する整流器１２と、ブラシホル
ダ１１に嵌着され、固定子８で生じた交流電圧の大きさ
を調整するレギュレータ１８とを備えている。
【０００３】回転子７は、電流を流して磁束を発生する
界磁コイル１３と、この界磁コイル１３を覆って設けら
れその磁束によって磁極が形成されるポールコア１４と
を備えている。ポールコア１４は一対の交互に噛み合っ
た第１のポールコア体２１及び第２のポールコア体２２
とから構成されている。第１のポールコア体２１及び第
２のポールコア体２２は鉄製で、径方向外側から見て軸
線方向に先細りの略等脚台形形状であって、固定子８内
周面と所定寸法のエアギャップを介して対向する対向面
を備えた爪状磁極２３、２４をそれぞれ有している。
界磁コイル１３と、この界磁コイル１３を覆って設けら
れその磁束によって磁極が形成されるポールコア１４と
を備えている。ポールコア１４は一対の交互に噛み合っ
た第１のポールコア体２１及び第２のポールコア体２２
とから構成されている。第１のポールコア体２１及び第
２のポールコア体２２は鉄製で、径方向外側から見て軸
線方向に先細りの略等脚台形形状であって、固定子８内
周面と所定寸法のエアギャップを介して対向する対向面
を備えた爪状磁極２３、２４をそれぞれ有している。
【０００４】図１１は図９の固定子８の斜視図、図１２
は図１１の固定子コア１５の斜視図、図１３は固定子コ
ア１５の要部平面図である。固定子８は、界磁コイル１
３からの回転磁界が通るとともに複数の鋼板が積層され
てなる固定子コア１５と、出力電流が流れる三相の固定
子コイル１６とから構成されている。固定子コア１５
は、環状のコアバック８２と、このコアバック８２から
周方向において等分間隔で半径内側方向に延びた複数の
ティース８１とから構成されている。隣合うティース８
１間のスロット８３には３相の固定子コイル１６が収ま
る。ティース８１は、固定子８の周方向に幅広の先端部
８５と、先端部８５とコアバック８２とを接続した柱部
８６とから構成されている。隣接するティース８１の先
端部８５同士との間には開口部８４と呼ばれる隙間が形
成されている。
は図１１の固定子コア１５の斜視図、図１３は固定子コ
ア１５の要部平面図である。固定子８は、界磁コイル１
３からの回転磁界が通るとともに複数の鋼板が積層され
てなる固定子コア１５と、出力電流が流れる三相の固定
子コイル１６とから構成されている。固定子コア１５
は、環状のコアバック８２と、このコアバック８２から
周方向において等分間隔で半径内側方向に延びた複数の
ティース８１とから構成されている。隣合うティース８
１間のスロット８３には３相の固定子コイル１６が収ま
る。ティース８１は、固定子８の周方向に幅広の先端部
８５と、先端部８５とコアバック８２とを接続した柱部
８６とから構成されている。隣接するティース８１の先
端部８５同士との間には開口部８４と呼ばれる隙間が形
成されている。
【０００５】図１４は上記構成の車両用交流発電機の回
路図であり、固定子コイル１６は、３つの巻線Ｙが三相
Ｙ形結線されて構成されている。整流器１２は、ダイオ
ード１２３、１２５から構成されている。
路図であり、固定子コイル１６は、３つの巻線Ｙが三相
Ｙ形結線されて構成されている。整流器１２は、ダイオ
ード１２３、１２５から構成されている。
【０００６】上記構成の車両用交流発電機では、バッテ
リ（図示せず）からブラシ１０、スリップリング９を通
じて界磁コイル１３に電流が供給されて磁束が発生し、
磁界を生じる。一方、エンジンによってプーリ４は駆動
され、シャフト６によって回転子７が回転するため、固
定子コア１５には回転磁界が与えられ、固定子コイル１
６には起電力が発生し、車両用交流発電機に接続された
外部負荷によって出力電流が発生する。固定子８で生じ
た交流は直流に整流する整流器１２で直流に整流され
る。なお、レギュレータ１８で界磁コイル１３に流れる
電流が制御され、固定子８で生じる交流電圧の大きさが
調整されている。
リ（図示せず）からブラシ１０、スリップリング９を通
じて界磁コイル１３に電流が供給されて磁束が発生し、
磁界を生じる。一方、エンジンによってプーリ４は駆動
され、シャフト６によって回転子７が回転するため、固
定子コア１５には回転磁界が与えられ、固定子コイル１
６には起電力が発生し、車両用交流発電機に接続された
外部負荷によって出力電流が発生する。固定子８で生じ
た交流は直流に整流する整流器１２で直流に整流され
る。なお、レギュレータ１８で界磁コイル１３に流れる
電流が制御され、固定子８で生じる交流電圧の大きさが
調整されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の車両用交流
発電機では、回転子７の極数が１２極、固定子コア１５
のスロット８３の数が３６であり、１極、１相当たりス
ロット８３の数が１であるが、固定子８と回転子７との
エアギャップの磁気抵抗を減じるために、開口部８４の
寸法を小さくした場合には、径方向から見て、隣接した
爪状磁極２３、２４間で、爪状磁極２３、２４の対向
面、特に下底側の側方隅部近傍がティース８１の先端部
８５と同時に重なり、先端部８５において図１５に矢印
Ｂで示すように流れる無効磁束量が増加し、それだけ界
磁コイル１３で生じた磁束の固定子コイル１６への迂回
量が減ってしまい、出力を低下させてしまうという問題
点があった。
発電機では、回転子７の極数が１２極、固定子コア１５
のスロット８３の数が３６であり、１極、１相当たりス
ロット８３の数が１であるが、固定子８と回転子７との
エアギャップの磁気抵抗を減じるために、開口部８４の
寸法を小さくした場合には、径方向から見て、隣接した
爪状磁極２３、２４間で、爪状磁極２３、２４の対向
面、特に下底側の側方隅部近傍がティース８１の先端部
８５と同時に重なり、先端部８５において図１５に矢印
Ｂで示すように流れる無効磁束量が増加し、それだけ界
磁コイル１３で生じた磁束の固定子コイル１６への迂回
量が減ってしまい、出力を低下させてしまうという問題
点があった。
【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、ティースを介して隣
接した爪状磁極間に流れる無効磁束量を低減させること
ができ、有効磁束を増加させ、出力を向上させることが
できる車両用交流発電機を得ることを目的とする。
ることを課題とするものであって、ティースを介して隣
接した爪状磁極間に流れる無効磁束量を低減させること
ができ、有効磁束を増加させ、出力を向上させることが
できる車両用交流発電機を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る車両用交流発電機では、爪状磁極は、径方向外周側か
ら見て軸線方向に先細の略等脚台形をなす台形の下底側
の両側隅部近傍を軸線方向と平行に径方向外周側の表面
部を除肉して残りの径方向外周側の表面部分を六角形の
面部に形成し、この面部を前記固定子の内周面と所定の
エアギャップを介して対向する対向面としたものであ
り、径方向から見て前記ティースの先端部が隣接する前
記爪状磁極間に位置したとき、この隣接する爪状磁極の
前記対向面がこの先端部に同時に重なることがないよう
に構成されている。
る車両用交流発電機では、爪状磁極は、径方向外周側か
ら見て軸線方向に先細の略等脚台形をなす台形の下底側
の両側隅部近傍を軸線方向と平行に径方向外周側の表面
部を除肉して残りの径方向外周側の表面部分を六角形の
面部に形成し、この面部を前記固定子の内周面と所定の
エアギャップを介して対向する対向面としたものであ
り、径方向から見て前記ティースの先端部が隣接する前
記爪状磁極間に位置したとき、この隣接する爪状磁極の
前記対向面がこの先端部に同時に重なることがないよう
に構成されている。
【００１０】
【００１１】この発明の請求項２に係る車両用交流発電
機では、爪状磁極は径方向外周側から見て軸線方向に先
細の略等脚台形をなし、その台形の両斜辺の側面部に軸
線方向に延び、かつ、半径方向内側に低くなった段部を
形成し、この等脚台形の前記段部を除く面部を前記固定
子の内周面と所定のエアギャップを介して対向する対向
面としたものであり、径方向から見てティースの先端部
が隣接する爪状磁極間に位置したとき、この隣接する両
爪状磁極の対向面がこの先端部に同時に重なることがな
いように構成されている。
機では、爪状磁極は径方向外周側から見て軸線方向に先
細の略等脚台形をなし、その台形の両斜辺の側面部に軸
線方向に延び、かつ、半径方向内側に低くなった段部を
形成し、この等脚台形の前記段部を除く面部を前記固定
子の内周面と所定のエアギャップを介して対向する対向
面としたものであり、径方向から見てティースの先端部
が隣接する爪状磁極間に位置したとき、この隣接する両
爪状磁極の対向面がこの先端部に同時に重なることがな
いように構成されている。
【００１２】
【００１３】この発明の請求項３に係る車両用交流発電
機では、固定子は、固定子コアに複数の固定子コイルが
互いに並列に、かつ所定の電気角の位相差で電気的に接
続されて構成されている。
機では、固定子は、固定子コアに複数の固定子コイルが
互いに並列に、かつ所定の電気角の位相差で電気的に接
続されて構成されている。
【００１４】この発明の請求項４に係る車両用交流発電
機では、各固定子コイルは交流を直流に整流する整流器
にそれぞれ電気的に接続されている。
機では、各固定子コイルは交流を直流に整流する整流器
にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１５】この発明の請求項５に係る車両用交流発電
機では、固定子コアのスロットの数は、１極、１相当た
り２以上である。
機では、固定子コアのスロットの数は、１極、１相当た
り２以上である。
【００１６】
【発明の実施の形態】実施の形態１． 以下、この発明の実施の形態１の車両用交流発電機につ
いて説明するが、従来例で示した構成部材と同一または
相当部については同一符号を付して説明する。図１はこ
の発明の実施の形態１の車両用交流発電機の回転子５０
の斜視図、図２は固定子コア１５の内径面と回転子５０
の外径面との位置関係を説明するための図であり、図３
は図２の要部拡大図である。この実施の形態の回転子５
０は、電流を流して磁束を発生する界磁コイル１３と、
この界磁コイル１３を覆って設けられその磁束によって
磁極が形成されるポールコアとを備えている。ポールコ
アは一対の交互に噛み合った第１のポールコア体５３及
び第２のポールコア体５４とから構成されている。第１
のポールコア体５３及び第２のポールコア体５４は鉄製
で、径方向外周側から見て軸線方向に先細の略等脚台形
をなす台形の下底側の両側隅部近傍を軸線方向と平行に
平面部１００を形成して除肉し、残りの部分を六角形の
面部に形成し、この面部を固定子８の内周面と所定のエ
アギャップを介して対向する対向面としたものである。
いて説明するが、従来例で示した構成部材と同一または
相当部については同一符号を付して説明する。図１はこ
の発明の実施の形態１の車両用交流発電機の回転子５０
の斜視図、図２は固定子コア１５の内径面と回転子５０
の外径面との位置関係を説明するための図であり、図３
は図２の要部拡大図である。この実施の形態の回転子５
０は、電流を流して磁束を発生する界磁コイル１３と、
この界磁コイル１３を覆って設けられその磁束によって
磁極が形成されるポールコアとを備えている。ポールコ
アは一対の交互に噛み合った第１のポールコア体５３及
び第２のポールコア体５４とから構成されている。第１
のポールコア体５３及び第２のポールコア体５４は鉄製
で、径方向外周側から見て軸線方向に先細の略等脚台形
をなす台形の下底側の両側隅部近傍を軸線方向と平行に
平面部１００を形成して除肉し、残りの部分を六角形の
面部に形成し、この面部を固定子８の内周面と所定のエ
アギャップを介して対向する対向面としたものである。
【００１７】極数が１２極の爪状磁極５１、５２は、図
２及び図３から分かるように、径方向から見て、ティー
ス８１の先端部８５が隣接する爪状磁極５１、５２間に
位置するときに、隣接した爪状磁極５１及び爪状磁極５
２の対向面がティース８１の先端部８５と同時に重なら
ないようになっている。そして、径方向から見て、先端
部８５の軸線方向に延びた中心線上に、隣接した爪状磁
極５１及び爪状磁極５２の間の中心線があるときの、爪
状磁極５１、５２と先端部８５との間の離間距離δは、
先端部８５の内周面と爪状磁極５１、５２の外周面との
間の距離（エアギャップ）よりも大きくなっている。
２及び図３から分かるように、径方向から見て、ティー
ス８１の先端部８５が隣接する爪状磁極５１、５２間に
位置するときに、隣接した爪状磁極５１及び爪状磁極５
２の対向面がティース８１の先端部８５と同時に重なら
ないようになっている。そして、径方向から見て、先端
部８５の軸線方向に延びた中心線上に、隣接した爪状磁
極５１及び爪状磁極５２の間の中心線があるときの、爪
状磁極５１、５２と先端部８５との間の離間距離δは、
先端部８５の内周面と爪状磁極５１、５２の外周面との
間の距離（エアギャップ）よりも大きくなっている。
【００１８】
【００１９】
【００２０】また、極数が１２極の爪状磁極５１、５２
は爪状磁極５１、５２の根元部（側方隅部近傍）に平面
部１００が形成され、径方向から見て隣接した爪状磁極
５１及び爪状磁極５２の対向面が同一のティース８１の
先端部８５と同時に重ならないようになっているので、
同一のティース８１を介して隣接した爪状磁極５１、５
２に流れる無効磁束量が低減され、有効磁束量が増加
し、出力が増加する。図５は、従来例のものとこの発明
の実施の形態１のものとの出力特性を本願の発明者が実
験により求めたときの図であり、この図からも実施の形
態１のものの出力が増加していることが分かる。
は爪状磁極５１、５２の根元部（側方隅部近傍）に平面
部１００が形成され、径方向から見て隣接した爪状磁極
５１及び爪状磁極５２の対向面が同一のティース８１の
先端部８５と同時に重ならないようになっているので、
同一のティース８１を介して隣接した爪状磁極５１、５
２に流れる無効磁束量が低減され、有効磁束量が増加
し、出力が増加する。図５は、従来例のものとこの発明
の実施の形態１のものとの出力特性を本願の発明者が実
験により求めたときの図であり、この図からも実施の形
態１のものの出力が増加していることが分かる。
【００２１】実施の形態２． 図６はこの発明の実施の形態２の車両用交流発電機の固
定子コア７０の内径面と回転子５０の外径面との位置関
係を説明するための図である。実施の形態１では、１
極、１相当たりスロット８３の数が１の場合であった
が、この実施の形態２では、極数が１２極、固定子コア
７０のスロット８３の数が７２、固定子コイルがＹ形三
相結線で、１極、１相当たりスロット８３の数が２の場
合である。図４は上記構成の車両用発電機の回路図であ
り、固定子６３は、スロット８３の数が３６の固定子コ
ア１５に第１の固定子コイル５５及び第２の固定子コイ
ル５６が設けられている。第１の固定子コイル５５及び
第２の固定子コイル５６はそれぞれ３つの巻線Ｙ１、Ｙ
２が三相Ｙ形結線されて構成されている。第１の固定子
コイル５５はダイオード５７、５８からなる第１の整流
器６１と電気的に接続されている。第２の固定子コイル
５６はダイオード５９、６０からなる第２の整流器６２
と電気的に接続されている。第１の固定子コイル５５及
び第１の整流子６１と、第２の固定子コイル５６及び第
２の整流子６２と互いに並列に結線されている。また、
第２の固定子コイル５６の巻線Ｙ２は、第１の固定子コ
イル５５の巻線Ｙ１に対して電気角で３０°の位相差が
与えられている。この位相差を有することで波形を乱す
原因となる脈動成分を相殺できる。また、第１の整流器
６１、第２の整流器６２によってそれぞれ交流から直流
に整流されているので、電気的な影響を相互に受けるこ
となく出力が向上する。上記構成の車両用交流発電機で
は、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリ
ング９を通じて界磁コイル１３に電流が供給されて磁束
が発生し、磁界を生じる。一方、エンジンによってプー
リ４は駆動され、シャフト６によって回転子５０が回転
するため、固定子コア１５には回転磁界が与えられ、固
定子コイル５５、５６には起電力が発生し、車両用交流
発電機に接続された外部負荷によって出力電流が発生す
る。固定子コイル５５で生じた交流は第１の整流器６１
で直流に整流され、また固定子コイル５６で生じた交流
は第１の整流器６２で直流に整流される。そして、第１
の整流器６１及び第２の整流器６２でそれぞれ整流され
た後、合成され、合成された出力が外部負荷に供給され
る。このときの、出力電圧は、第２の固定子コイル５６
の巻線Ｙ２が第１の固定子コイル５５の巻線Ｙ１に対し
て電気角で３０°の位相差が与えられているので、従来
のもののように、固定子コイル１６単独のときと比較し
て、最大電圧と最小電圧との差が小さくなる。 また、こ
の実施の形態では、実施の形態１と比較してスロット８
３の数が増えた分、それだけティースの先端部７２の周
方向の幅が狭くなり、径方向から見て、先端部７２の軸
線方向に延びた中心線上に、隣接した爪状磁極５１及び
爪状磁極５２間の中心線があるときの、爪状磁極５１、
５２と先端部７２との間の離間距離δは大きくなり、爪
状磁極５１、５２と先端部７２との間の磁気抵抗が大き
くなり、また先端部７２の磁気通過断面積が小さくな
り、先端部７２自身の磁気抵抗も大きくなり、それだけ
同一のティースを介して隣接した爪状磁極５１、５２に
流れる無効磁束量がさらに低減し、出力がさらに増加す
る。
定子コア７０の内径面と回転子５０の外径面との位置関
係を説明するための図である。実施の形態１では、１
極、１相当たりスロット８３の数が１の場合であった
が、この実施の形態２では、極数が１２極、固定子コア
７０のスロット８３の数が７２、固定子コイルがＹ形三
相結線で、１極、１相当たりスロット８３の数が２の場
合である。図４は上記構成の車両用発電機の回路図であ
り、固定子６３は、スロット８３の数が３６の固定子コ
ア１５に第１の固定子コイル５５及び第２の固定子コイ
ル５６が設けられている。第１の固定子コイル５５及び
第２の固定子コイル５６はそれぞれ３つの巻線Ｙ１、Ｙ
２が三相Ｙ形結線されて構成されている。第１の固定子
コイル５５はダイオード５７、５８からなる第１の整流
器６１と電気的に接続されている。第２の固定子コイル
５６はダイオード５９、６０からなる第２の整流器６２
と電気的に接続されている。第１の固定子コイル５５及
び第１の整流子６１と、第２の固定子コイル５６及び第
２の整流子６２と互いに並列に結線されている。また、
第２の固定子コイル５６の巻線Ｙ２は、第１の固定子コ
イル５５の巻線Ｙ１に対して電気角で３０°の位相差が
与えられている。この位相差を有することで波形を乱す
原因となる脈動成分を相殺できる。また、第１の整流器
６１、第２の整流器６２によってそれぞれ交流から直流
に整流されているので、電気的な影響を相互に受けるこ
となく出力が向上する。上記構成の車両用交流発電機で
は、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリ
ング９を通じて界磁コイル１３に電流が供給されて磁束
が発生し、磁界を生じる。一方、エンジンによってプー
リ４は駆動され、シャフト６によって回転子５０が回転
するため、固定子コア１５には回転磁界が与えられ、固
定子コイル５５、５６には起電力が発生し、車両用交流
発電機に接続された外部負荷によって出力電流が発生す
る。固定子コイル５５で生じた交流は第１の整流器６１
で直流に整流され、また固定子コイル５６で生じた交流
は第１の整流器６２で直流に整流される。そして、第１
の整流器６１及び第２の整流器６２でそれぞれ整流され
た後、合成され、合成された出力が外部負荷に供給され
る。このときの、出力電圧は、第２の固定子コイル５６
の巻線Ｙ２が第１の固定子コイル５５の巻線Ｙ１に対し
て電気角で３０°の位相差が与えられているので、従来
のもののように、固定子コイル１６単独のときと比較し
て、最大電圧と最小電圧との差が小さくなる。 また、こ
の実施の形態では、実施の形態１と比較してスロット８
３の数が増えた分、それだけティースの先端部７２の周
方向の幅が狭くなり、径方向から見て、先端部７２の軸
線方向に延びた中心線上に、隣接した爪状磁極５１及び
爪状磁極５２間の中心線があるときの、爪状磁極５１、
５２と先端部７２との間の離間距離δは大きくなり、爪
状磁極５１、５２と先端部７２との間の磁気抵抗が大き
くなり、また先端部７２の磁気通過断面積が小さくな
り、先端部７２自身の磁気抵抗も大きくなり、それだけ
同一のティースを介して隣接した爪状磁極５１、５２に
流れる無効磁束量がさらに低減し、出力がさらに増加す
る。
【００２２】実施の形態３． 図７はこの発明の実施の形態３の車両用交流発電機の固
定子コア７５の内径面と回転子５０の外径面との位置関
係を説明するための図である。この実施の形態３では、
極数が１２極、固定子コア７５のスロット８３の数が１
０８、固定子コイルがＹ形３相結線で、１極、１相当た
りスロット８３の数が３の場合であり、その他の構成は
実施の形態１と同様である。
定子コア７５の内径面と回転子５０の外径面との位置関
係を説明するための図である。この実施の形態３では、
極数が１２極、固定子コア７５のスロット８３の数が１
０８、固定子コイルがＹ形３相結線で、１極、１相当た
りスロット８３の数が３の場合であり、その他の構成は
実施の形態１と同様である。
【００２３】この実施の形態では、実施の形態１、２と
比較してスロット８３の数が増えた分、それだけティー
ス７６の先端部７７の周方向の幅が狭くなり、径方向か
ら見て、先端部７７の軸線方向に延びた中心線上に、隣
接した爪状磁極５１及び爪状磁極５２の間の中心線があ
るときの、爪状磁極５１、５２と先端部７７との間の離
間距離δは大きくなり、爪状磁極５１、５２と先端部７
７との間の磁気抵抗が大きくなり、また先端部７７の磁
気通過断面積が小さくなり、先端部７７自身の磁気抵抗
も大きくなり、それだけ同一のティース７６を介して隣
接した爪状磁極５１、５２に流れる無効磁束量がさらに
低減し、出力がさらに増加する。
比較してスロット８３の数が増えた分、それだけティー
ス７６の先端部７７の周方向の幅が狭くなり、径方向か
ら見て、先端部７７の軸線方向に延びた中心線上に、隣
接した爪状磁極５１及び爪状磁極５２の間の中心線があ
るときの、爪状磁極５１、５２と先端部７７との間の離
間距離δは大きくなり、爪状磁極５１、５２と先端部７
７との間の磁気抵抗が大きくなり、また先端部７７の磁
気通過断面積が小さくなり、先端部７７自身の磁気抵抗
も大きくなり、それだけ同一のティース７６を介して隣
接した爪状磁極５１、５２に流れる無効磁束量がさらに
低減し、出力がさらに増加する。
【００２４】実施の形態４． なお、上記各実施の形態１〜３では、爪状磁極５１、５
２の根元部平面部１００を形成したが、図８に示すよう
に、ポールコア体７８の爪状磁極７９の両側面部に軸線
方向に延びた段部８０を形成し、この段部８０を除く面
部を固定子の内 周面と対抗する対向面としてもよい。こ
の場合、径方向から見て、ティースの先端部の軸線方向
に延びた中心線上に、隣接した両爪状磁極間の中心線が
あるときの、爪状磁極の段部と先端部との間の離間距離
は、先端部の内周面と爪状磁極の外周面との間の距離よ
りも大きくなっている。また、固定子は、固定子コアに
複数の固定子コイルが互いに並列に、かつ所定の電気角
の位相差で電気的に接続されて構成されている。さら
に、各固定子コイルは交流を直流に整流する整流器にそ
れぞれ電気的に接続されている。また、固定子コアのス
ロットの数は、１極、１相当たり２である。また、三相
交流発電機ではなく、例えば五相、七相の交流発電機に
もこの発明は適用することができる。また、径方向から
見て、ティースの周方向に幅広の先端部が隣接した爪状
磁極間に位置したときには、ティースの先端部と両爪状
磁極とが離間しているが、一方の爪状磁極との間だけ離
間してもよい。また、上記各実施の形態では、第１の固
定子コイルと第２の固定子コイルとの位相差が３０°の
場合について説明したが、例えば３６°、４２°等の６
０°の値の範囲において設定することができる。また、
上記各実施の形態では、界磁コイルがシャフトに固定さ
れ、界磁コイルが回転する車両用交流発電機について説
明したが、ブラケットに界磁コイルが固定され、その界
磁コイルの周囲に爪状磁極が回転する、ブラシレスの車
両用交流発電機についてもこの発明は適用することがで
きる。
２の根元部平面部１００を形成したが、図８に示すよう
に、ポールコア体７８の爪状磁極７９の両側面部に軸線
方向に延びた段部８０を形成し、この段部８０を除く面
部を固定子の内 周面と対抗する対向面としてもよい。こ
の場合、径方向から見て、ティースの先端部の軸線方向
に延びた中心線上に、隣接した両爪状磁極間の中心線が
あるときの、爪状磁極の段部と先端部との間の離間距離
は、先端部の内周面と爪状磁極の外周面との間の距離よ
りも大きくなっている。また、固定子は、固定子コアに
複数の固定子コイルが互いに並列に、かつ所定の電気角
の位相差で電気的に接続されて構成されている。さら
に、各固定子コイルは交流を直流に整流する整流器にそ
れぞれ電気的に接続されている。また、固定子コアのス
ロットの数は、１極、１相当たり２である。また、三相
交流発電機ではなく、例えば五相、七相の交流発電機に
もこの発明は適用することができる。また、径方向から
見て、ティースの周方向に幅広の先端部が隣接した爪状
磁極間に位置したときには、ティースの先端部と両爪状
磁極とが離間しているが、一方の爪状磁極との間だけ離
間してもよい。また、上記各実施の形態では、第１の固
定子コイルと第２の固定子コイルとの位相差が３０°の
場合について説明したが、例えば３６°、４２°等の６
０°の値の範囲において設定することができる。また、
上記各実施の形態では、界磁コイルがシャフトに固定さ
れ、界磁コイルが回転する車両用交流発電機について説
明したが、ブラケットに界磁コイルが固定され、その界
磁コイルの周囲に爪状磁極が回転する、ブラシレスの車
両用交流発電機についてもこの発明は適用することがで
きる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る車両用交流発電機によれば、爪状磁極は、径方
向外周側から見て軸線方向に先細の略等脚台形をなす台
形の下底側の両側隅部近傍を軸線方向と平行に径方向外
周側の表面部を除肉して残りの径方向外周側の表面部分
を六角形の面部に形成し、この面部を前記固定子の内周
面と所定のエアギャップを介して対向する対向面とした
ものであり、径方向から見て前記ティースの先端部が隣
接する前記爪状磁極間に位置したとき、この隣接する爪
状磁極の前記対向面がこの先端部に同時に重なることが
ないように構成されているので、同一のティースを介し
て隣接した爪状磁極に流れる無効磁束量が低減され、有
効磁束量が増加し、出力が増加する。
１に係る車両用交流発電機によれば、爪状磁極は、径方
向外周側から見て軸線方向に先細の略等脚台形をなす台
形の下底側の両側隅部近傍を軸線方向と平行に径方向外
周側の表面部を除肉して残りの径方向外周側の表面部分
を六角形の面部に形成し、この面部を前記固定子の内周
面と所定のエアギャップを介して対向する対向面とした
ものであり、径方向から見て前記ティースの先端部が隣
接する前記爪状磁極間に位置したとき、この隣接する爪
状磁極の前記対向面がこの先端部に同時に重なることが
ないように構成されているので、同一のティースを介し
て隣接した爪状磁極に流れる無効磁束量が低減され、有
効磁束量が増加し、出力が増加する。
【００２６】
【００２７】また、この発明の請求項２に係る車両用交
流発電機によれば、前記爪状磁極は径方向外周側から見
て軸線方向に先細の略等脚台形をなし、その台形の両斜
辺の側面部に軸線方向に延び、かつ、半径方向内側に低
くなった段部を形成し、この等脚台形の前記段部を除く
面部を前記固定子の内周面と所定のエアギャップを介し
て対向する対向面としたものであり、径方向から見て前
記ティースの先端部が隣接する前記爪状磁極間に位置し
たとき、この隣接する両爪状磁極の対向面がこの先端部
に同時に重なることがないように構成されているので、
同一のティースを介して隣接した爪状磁極に流れる無効
磁束量が低減され、有効磁束量が増加し、出力が増加す
る。
流発電機によれば、前記爪状磁極は径方向外周側から見
て軸線方向に先細の略等脚台形をなし、その台形の両斜
辺の側面部に軸線方向に延び、かつ、半径方向内側に低
くなった段部を形成し、この等脚台形の前記段部を除く
面部を前記固定子の内周面と所定のエアギャップを介し
て対向する対向面としたものであり、径方向から見て前
記ティースの先端部が隣接する前記爪状磁極間に位置し
たとき、この隣接する両爪状磁極の対向面がこの先端部
に同時に重なることがないように構成されているので、
同一のティースを介して隣接した爪状磁極に流れる無効
磁束量が低減され、有効磁束量が増加し、出力が増加す
る。
【００２８】
【００２９】また、この発明の請求項３に係る車両用交
流発電機によれば、固定子は、固定子コアに複数の固定
子コイルが互いに並列に、かつ所定の電気角の位相差で
電気的に接続されて構成されているので、波形を乱す原
因となる脈動成分を相殺することができ、合成出力電圧
の脈動を低減することができる。
流発電機によれば、固定子は、固定子コアに複数の固定
子コイルが互いに並列に、かつ所定の電気角の位相差で
電気的に接続されて構成されているので、波形を乱す原
因となる脈動成分を相殺することができ、合成出力電圧
の脈動を低減することができる。
【００３０】また、この発明の請求項４に係る車両用交
流発電機によれば、各固定子コイルは交流を直流に整流
する整流器にそれぞれ電気的に接続されているので、互
いに固定子コイルからの電気的な影響を受けることなく
整流された合成出力電圧を得ることができる。
流発電機によれば、各固定子コイルは交流を直流に整流
する整流器にそれぞれ電気的に接続されているので、互
いに固定子コイルからの電気的な影響を受けることなく
整流された合成出力電圧を得ることができる。
【００３１】また、この発明の請求項６に係る車両用交
流発電機によれば、固定子コアのスロットの数は、１
極、１相当たり２以上としたときには、爪状磁極と先端
部との間の離間距離を大きくすることができ、爪状磁極
と先端部との間の磁気抵抗が大きくなり、また先端部の
磁気通過断面積が小さくなって先端部自身の磁気抵抗も
大きくなり、それだけ同一のティースを介して隣接した
爪状磁極に流れる無効磁束量が低減でき、出力がさらに
増加する。
流発電機によれば、固定子コアのスロットの数は、１
極、１相当たり２以上としたときには、爪状磁極と先端
部との間の離間距離を大きくすることができ、爪状磁極
と先端部との間の磁気抵抗が大きくなり、また先端部の
磁気通過断面積が小さくなって先端部自身の磁気抵抗も
大きくなり、それだけ同一のティースを介して隣接した
爪状磁極に流れる無効磁束量が低減でき、出力がさらに
増加する。
【図１】 この発明の実施の形態１の車両用交流発電機
の回転子の斜視図である。
の回転子の斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の車両用交流発電機
の固定子コアの内径面と回転子の外径面との位置関係を
説明するための図である。
の固定子コアの内径面と回転子の外径面との位置関係を
説明するための図である。
【図３】 図２の要部拡大図である。
【図４】 図６の車両用交流発電機の電気回路図であ
る。
る。
【図５】 本願の発明者が実験で求めた、実施の形態１
及び従来例における出力特性図である。
及び従来例における出力特性図である。
【図６】 この発明の実施の形態２の車両用交流発電機
の固定子コアの内径面と回転子の外径面との位置関係を
説明するための図である。
の固定子コアの内径面と回転子の外径面との位置関係を
説明するための図である。
【図７】 この発明の実施の形態３の車両用交流発電機
の固定子コアの内径面と回転子の外径面との位置関係を
説明するための図である。
の固定子コアの内径面と回転子の外径面との位置関係を
説明するための図である。
【図８】 この発明の実施の形態４の車両用交流発電機
のポールコア体の斜視図である。
のポールコア体の斜視図である。
【図９】 従来の車両用交流発電機の断面図である。
【図１０】 図９の回転子の斜視図である。
【図１１】 図９の固定子の斜視図である。
【図１２】 図９の固定子コアの斜視図である。
【図１３】 図９の固定子コアの要部平面図である。
【図１４】 図９の車両用交流発電機の電気回路図であ
る。
る。
【図１５】 従来の車両用交流発電機の固定子コアの内
径面と回転子の外径面との位置関係を説明するための図
である。
径面と回転子の外径面との位置関係を説明するための図
である。
６ シャフト、１５、７０、７５ 固定子コア、５０
回転子、５１、５２、７９ 爪状磁極、７２、７７、８
５ 先端部、８、６３ 固定子、５５ 第１の固定子コ
イル、５６ 第２の固定子コイル、６１ 第１の整流
器、６２ 第２の整流器、７８ ポールコア体、８０
段部、１００ 平面部、δ 離間距離。
回転子、５１、５２、７９ 爪状磁極、７２、７７、８
５ 先端部、８、６３ 固定子、５５ 第１の固定子コ
イル、５６ 第２の固定子コイル、６１ 第１の整流
器、６２ 第２の整流器、７８ ポールコア体、８０
段部、１００ 平面部、δ 離間距離。
Claims (5)
- 【請求項１】 周方向に間隔をおいて半径内側方向に延
びた複数のティースによりスロットが形成された固定子
コア、及び前記スロットに組み込まれた多相の固定子コ
イルを有する固定子と、 この固定子の内側に設けられ電流を流して磁束を発生す
る界磁コイル、及び前記ティースに対向しているととも
に前記界磁コイルを覆っており、前記磁束によって複数
の爪状磁極が形成されるポールコアを有する回転子とを
備えた車両用交流発電機であって、 前記爪状磁極は、径方向外周側から見て軸線方向に先細
の略等脚台形をなす台形の下底側の両側隅部近傍を軸線
方向と平行に径方向外周側の表面部を除肉して残りの径
方向外周側の表面部分を六角形の面部に形成し、この面
部を前記固定子の内周面と所定のエアギャップを介して
対向する対向面としたものであり、径方向から見て前記
ティースの先端部が隣接する前記爪状磁極間に位置した
とき、この隣接する爪状磁極の前記対向面がこの先端部
に同時に重なることがないように構成されている車両用
交流発電機。 - 【請求項２】周方向に間隔をおいて半径内側方向に延び
た複数のティースによりスロットが形成された固定子コ
ア、及び前記スロットに組み込まれた多相の固定子コイ
ルを有する固定子と、 この固定子の内側に設けられ電流を流して磁束を発生す
る界磁コイル、及び前記ティースに対向しているととも
に前記界磁コイルを覆っており、前記磁束によって複数
の爪状磁極が形成されるポールコアを有する回転子とを
備えた車両用交流発電機であって、 前記爪状磁極は径方向外周側から見て軸線方向に先細の
略等脚台形をなし、その台形の両斜辺の側面部に軸線方
向に延び、かつ、半径方向内側に低くなった段部を形成
し、この等脚台形の前記段部を除く面部を前記固定子の
内周面と所定のエアギャップを介して対向する対向面と
したものであり、径方向から見て前記ティースの先端部
が隣接する前記爪状磁極間に位置したとき、この隣接す
る両爪状磁極の前記対向面がこの先端部に同時に重なる
ことがないように構成されている車両用交流発電機。 - 【請求項３】 固定子は、固定子コアに複数の固定子コ
イルが互いに並列に、かつ所定の電気角の位相差で電気
的に接続されて構成されている請求項１または請求項２
の何れかに記載の車両用交流発電機。 - 【請求項４】 各固定子コイルは交流を直流に整流する
整流器にそれぞれ電気的に接続されている請求項３に記
載の車両用交流発電機。 - 【請求項５】 固定子コアのスロットの数は、１極、１
相当たり２以上である請求項１ないし請求項４の何れか
に記載の車両用交流発電機。
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|---|---|---|---|
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| EP00110945A EP1109300B1 (en) | 1999-12-14 | 2000-05-25 | Automotive alternator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| FR2082430A5 (ja) * | 1970-03-16 | 1971-12-10 | Ducellier & Cie | |
| JPS5187705A (ja) * | 1975-01-31 | 1976-07-31 | Hitachi Ltd | Sharyoyokoryuhatsudenki |
| JPS5420310A (en) * | 1977-07-15 | 1979-02-15 | Nippon Soken | Ac generator for vehicle |
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| JP3041884B2 (ja) * | 1990-05-17 | 2000-05-15 | 株式会社デンソー | 車両用交流発電機 |
| JP2938981B2 (ja) * | 1990-12-28 | 1999-08-25 | 澤藤電機株式会社 | 交流回転電機用ロータ |
| FR2676873B1 (fr) * | 1991-05-21 | 1993-08-06 | Valeo Equipements Electr Mo | Alternateur triphase pour vehicules automobiles. |
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| JP2962110B2 (ja) | 1993-07-12 | 1999-10-12 | 日本鋼管株式会社 | ボックス柱用低降伏比高張力鋼板の製造方法 |
| JP3265967B2 (ja) * | 1996-02-09 | 2002-03-18 | 株式会社デンソー | 交流発電機 |
-
1999
- 1999-12-14 JP JP35445499A patent/JP3155533B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-25 US US09/557,615 patent/US6291921B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-25 DE DE60023091T patent/DE60023091T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-25 EP EP00110945A patent/EP1109300B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-22 KR KR10-2000-0048777A patent/KR100376757B1/ko active IP Right Grant
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