JPH05111202A - 回転電機の回転子 - Google Patents
回転電機の回転子Info
- Publication number
- JPH05111202A JPH05111202A JP3263520A JP26352091A JPH05111202A JP H05111202 A JPH05111202 A JP H05111202A JP 3263520 A JP3263520 A JP 3263520A JP 26352091 A JP26352091 A JP 26352091A JP H05111202 A JPH05111202 A JP H05111202A
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- JP
- Japan
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- rotor
- electric machine
- slots
- slot
- rotating electric
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転電機を小型軽量化，回転数範囲の拡大，
効率改善することができる回転電機の回転子を得ること
を目的とする。 【構成】 スロット１２の数と回転電機極数を等しく
し、スロット１２の開口幅ｔの総和を円筒状鉄心１１の
直径の７０％以上にし、回転子巻線１３を巻装したスロ
ット１２の開口部に非磁性のスロット閉止体１４を装着
して構成したことにより、磁気回路が簡単になって界磁
磁束を大量に流すことができるので、小型で高出力の回
転電機が得られる。また、スロット１２の開口部にスロ
ット閉止体１４を装着したことにより、高速回転にも耐
える堅牢な構造にすることができる。さらに、スロット
１２の数と回転電機枚数を等しくしたことにより、極数
を増加することができるので、低速運転時の効率を高く
することができる。
効率改善することができる回転電機の回転子を得ること
を目的とする。 【構成】 スロット１２の数と回転電機極数を等しく
し、スロット１２の開口幅ｔの総和を円筒状鉄心１１の
直径の７０％以上にし、回転子巻線１３を巻装したスロ
ット１２の開口部に非磁性のスロット閉止体１４を装着
して構成したことにより、磁気回路が簡単になって界磁
磁束を大量に流すことができるので、小型で高出力の回
転電機が得られる。また、スロット１２の開口部にスロ
ット閉止体１４を装着したことにより、高速回転にも耐
える堅牢な構造にすることができる。さらに、スロット
１２の数と回転電機枚数を等しくしたことにより、極数
を増加することができるので、低速運転時の効率を高く
することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転電機の回転子の改良
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、回転電機の小型軽量化，回転数範
囲の拡大，効率改善（特に低速運転時の効率改善）等の
要求が高くなってきている。特に、自動車用オルタネー
タは、自動車全体のエネルギー消費量の低減や、エンジ
ン回転数の範囲の拡大、アイドリング時のエンジンノッ
キング防止の観点から上記した要求が非常に強くなって
きている。
囲の拡大，効率改善（特に低速運転時の効率改善）等の
要求が高くなってきている。特に、自動車用オルタネー
タは、自動車全体のエネルギー消費量の低減や、エンジ
ン回転数の範囲の拡大、アイドリング時のエンジンノッ
キング防止の観点から上記した要求が非常に強くなって
きている。
【０００３】以下、従来の自動車用オルタネータの回転
子の構成について図８および図９を参照しながら説明す
る。
子の構成について図８および図９を参照しながら説明す
る。
【０００４】図８において、１は回転子鉄心、２は回転
子鉄心に巻装されて界磁磁束を発生する回転子コイル、
３は回転子コイルに電流を供給するスリップリング、４
はそのブラシ、５は回転子鉄心の外周面に対向して設け
られて磁気回路を構成する固定子鉄心、６は固定子鉄心
に巻装されて出力電流を発生する固定子コイルである。
Φは界磁磁束の流れを示している。
子鉄心に巻装されて界磁磁束を発生する回転子コイル、
３は回転子コイルに電流を供給するスリップリング、４
はそのブラシ、５は回転子鉄心の外周面に対向して設け
られて磁気回路を構成する固定子鉄心、６は固定子鉄心
に巻装されて出力電流を発生する固定子コイルである。
Φは界磁磁束の流れを示している。
【０００５】図９は自動車用オルタネータの回転部分だ
けを取り出した斜視図で、回転子鉄心１に包まれるよう
に回転子コイル２が巻装されて設けられている。
けを取り出した斜視図で、回転子鉄心１に包まれるよう
に回転子コイル２が巻装されて設けられている。
【０００６】上記構成において、回転子コイル２にブラ
シ４とスリップリング３から略直流の電流が供給される
と、回転子コイル２に界磁起磁力が発生する。この界磁
起磁力により回転子鉄心１と固定子鉄心５とで構成され
る磁気回路に界磁磁束Φが流れ、固定子コイル６には回
転子鉄心５の回転数とオルタネータの極数に関係する周
波数の交流起電力が発生する。このエネルギーを取り出
すことにより発電機となる。通常、オルタネータはエン
ジンの軸出力をプーリとベルトにより増速されて伝えら
れ、その回転数は最高１０，０００ｒｐｍを超えるが、
回転子コイル２は回転子鉄心１に包まれるように設けら
れているので堅牢であり、高速回転にも耐えうるもので
ある。また、特に、自動車用オルタネータでは、アイド
リング運転などの低速運転時の効率を改善する必要があ
るため、極数を多くしており、近年のものは８極や１２
極が主流となっている。
シ４とスリップリング３から略直流の電流が供給される
と、回転子コイル２に界磁起磁力が発生する。この界磁
起磁力により回転子鉄心１と固定子鉄心５とで構成され
る磁気回路に界磁磁束Φが流れ、固定子コイル６には回
転子鉄心５の回転数とオルタネータの極数に関係する周
波数の交流起電力が発生する。このエネルギーを取り出
すことにより発電機となる。通常、オルタネータはエン
ジンの軸出力をプーリとベルトにより増速されて伝えら
れ、その回転数は最高１０，０００ｒｐｍを超えるが、
回転子コイル２は回転子鉄心１に包まれるように設けら
れているので堅牢であり、高速回転にも耐えうるもので
ある。また、特に、自動車用オルタネータでは、アイド
リング運転などの低速運転時の効率を改善する必要があ
るため、極数を多くしており、近年のものは８極や１２
極が主流となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のオル
タネータでは、図８に矢印で示すように、界磁磁束Φは
回転子鉄心１の内径部を軸方向に進み、次に回転子鉄心
１の軸方向端部で放射状に広がり、更に回転子鉄心１外
径部を内径部の進行方向とは逆の方向に進みながら固定
子鉄心５に流れて固定子コイル６と鎖交し、次に回転子
鉄心１に戻って回転子鉄心１の反対側の軸方向端部に集
まり、回転子鉄心１の内径部に戻るという径路で流れる
ので、磁気回路が非常に複雑なものになっている。従っ
て、界磁磁束Φを大量に流すことができないので、小型
軽量化や効率改善ができないという問題があった。
タネータでは、図８に矢印で示すように、界磁磁束Φは
回転子鉄心１の内径部を軸方向に進み、次に回転子鉄心
１の軸方向端部で放射状に広がり、更に回転子鉄心１外
径部を内径部の進行方向とは逆の方向に進みながら固定
子鉄心５に流れて固定子コイル６と鎖交し、次に回転子
鉄心１に戻って回転子鉄心１の反対側の軸方向端部に集
まり、回転子鉄心１の内径部に戻るという径路で流れる
ので、磁気回路が非常に複雑なものになっている。従っ
て、界磁磁束Φを大量に流すことができないので、小型
軽量化や効率改善ができないという問題があった。
【０００８】本発明は上記問題を解決するもので、回転
電機の小型軽量化，回転数範囲の拡大，効率改善（特に
低速運転時の効率改善）をすることができる回転電機の
回転子を提供することを目的としている。
電機の小型軽量化，回転数範囲の拡大，効率改善（特に
低速運転時の効率改善）をすることができる回転電機の
回転子を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、円筒状鉄心に設けられ、前記円筒状鉄心の
外周面に開口する複数の略同一形状のスロットと、前記
スロットに巻装された回転子巻線とからなり、前記スロ
ットの数と回転電機極数とが等しく、前記スロットの開
口幅の総和が前記円筒状鉄心の直径の７０％以上で、前
記巻線が巻装されたスロットの開口部に非磁性のスロッ
ト閉止体を装着した構成としたものである。
するために、円筒状鉄心に設けられ、前記円筒状鉄心の
外周面に開口する複数の略同一形状のスロットと、前記
スロットに巻装された回転子巻線とからなり、前記スロ
ットの数と回転電機極数とが等しく、前記スロットの開
口幅の総和が前記円筒状鉄心の直径の７０％以上で、前
記巻線が巻装されたスロットの開口部に非磁性のスロッ
ト閉止体を装着した構成としたものである。
【００１０】
【作用】本発明は上記のように構成したことにより、磁
気回路が簡単になって界磁磁束を大量に流すことができ
るので、小型で高出力の回転電機となるものである。そ
して、スロットの開口部に非磁性のスロット閉止体を装
着したことにより、高速回転にも耐える堅牢な構造とな
るものである。また、スロットの数と回転電機の極数を
等しくしたことにより、極数を増加することができるの
で、低速運転時の効率を高くすることができるものであ
る。さらに、スロットの開口幅の総和を円筒状鉄心の外
径の７０％以上にしたことにより、スロットの開口部で
の磁束集中に起因する回転電機運転時の振動と騒音や、
発電機として使用する場合の発電電圧波形の歪みをなく
することができるものである。
気回路が簡単になって界磁磁束を大量に流すことができ
るので、小型で高出力の回転電機となるものである。そ
して、スロットの開口部に非磁性のスロット閉止体を装
着したことにより、高速回転にも耐える堅牢な構造とな
るものである。また、スロットの数と回転電機の極数を
等しくしたことにより、極数を増加することができるの
で、低速運転時の効率を高くすることができるものであ
る。さらに、スロットの開口幅の総和を円筒状鉄心の外
径の７０％以上にしたことにより、スロットの開口部で
の磁束集中に起因する回転電機運転時の振動と騒音や、
発電機として使用する場合の発電電圧波形の歪みをなく
することができるものである。
【００１１】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例につい
て、図１から図７を参照しながら説明する。
て、図１から図７を参照しながら説明する。
【００１２】図１において、１１は円筒状鉄心、１２は
円筒状鉄心１１に設けられ、円筒状鉄心１１の外周面に
開口する複数の略同一形状のスロットで、その開口幅ｔ
の総和が円筒鉄心１１の直径ｄの７０％以上になるよう
に形成されている。１３はスロット１２に巻装された回
転子巻線で、スロット１２の数と回転電機極数を等しく
する（実施例では１２極）ために回転子巻線１３は任意
の一つのスロット１２とこれに隣接するもう一つのスロ
ット１２にボビン状に巻装されている。なお、図ではボ
ビン状に巻装されたものを示しているが、スロット１２
の数と回転電機極数を等しくする巻線方法であればよい
ものである。１４はスロット１２の開口部に差込み装着
され、その両端部１４ａが円筒状鉄心１１の両端から突
出する非磁性のスロット閉止体で、遠心力による回転子
巻線１３の放出を阻止している。Φは界磁磁束の流れの
一部分（固定子側は図示しない）を示している。なお、
スロット閉止体１４に代えて、ガラス繊維を混入した合
成樹脂を充填してスロット１２の開口を閉止してもよい
ものである。
円筒状鉄心１１に設けられ、円筒状鉄心１１の外周面に
開口する複数の略同一形状のスロットで、その開口幅ｔ
の総和が円筒鉄心１１の直径ｄの７０％以上になるよう
に形成されている。１３はスロット１２に巻装された回
転子巻線で、スロット１２の数と回転電機極数を等しく
する（実施例では１２極）ために回転子巻線１３は任意
の一つのスロット１２とこれに隣接するもう一つのスロ
ット１２にボビン状に巻装されている。なお、図ではボ
ビン状に巻装されたものを示しているが、スロット１２
の数と回転電機極数を等しくする巻線方法であればよい
ものである。１４はスロット１２の開口部に差込み装着
され、その両端部１４ａが円筒状鉄心１１の両端から突
出する非磁性のスロット閉止体で、遠心力による回転子
巻線１３の放出を阻止している。Φは界磁磁束の流れの
一部分（固定子側は図示しない）を示している。なお、
スロット閉止体１４に代えて、ガラス繊維を混入した合
成樹脂を充填してスロット１２の開口を閉止してもよい
ものである。
【００１３】上記のように構成された回転電機の回転子
は、界磁磁束Φの流れが従来例に比べて非常に簡単にな
り、界磁磁束Φを大量に流すことができるので、小型で
高出力の回転電機とすることができるばかりでなく、ス
ロット１２の開口部に装着したに非磁性のスロット閉止
体１４が遠心力による回転子巻線１３の放出を阻止する
もので、構造が堅牢なものとなり、高速回転にも耐える
ことができる回転電機とすることができる。さらにスロ
ット１２の数と回転電機極数を等しくしたことにより極
数を増加させることができるので、低速運転時の効率を
高くすることができる。また、スロット１２の開口幅ｔ
の総和を円筒状鉄心１１の外径ｄの７０％以上にしたの
で、スロット１２の数と回転電機極数を等しくしたこと
によるスロット開口部での磁束集中に起因する回転電機
運転時の振動や騒音、あるいは、発電機として使用した
ときの発電電圧波形の歪みがをなくすることができる。
因に、図７にスロット１２の開口幅ｔと円筒状鉄心１１
の直径ｄとの比が、３３％のものと９３％のものの発電
電圧波形の歪みを比較して示している。この比較で、図
示されていないが、７０％以上では実用上に支障のない
波形が得られることが判った。
は、界磁磁束Φの流れが従来例に比べて非常に簡単にな
り、界磁磁束Φを大量に流すことができるので、小型で
高出力の回転電機とすることができるばかりでなく、ス
ロット１２の開口部に装着したに非磁性のスロット閉止
体１４が遠心力による回転子巻線１３の放出を阻止する
もので、構造が堅牢なものとなり、高速回転にも耐える
ことができる回転電機とすることができる。さらにスロ
ット１２の数と回転電機極数を等しくしたことにより極
数を増加させることができるので、低速運転時の効率を
高くすることができる。また、スロット１２の開口幅ｔ
の総和を円筒状鉄心１１の外径ｄの７０％以上にしたの
で、スロット１２の数と回転電機極数を等しくしたこと
によるスロット開口部での磁束集中に起因する回転電機
運転時の振動や騒音、あるいは、発電機として使用した
ときの発電電圧波形の歪みがをなくすることができる。
因に、図７にスロット１２の開口幅ｔと円筒状鉄心１１
の直径ｄとの比が、３３％のものと９３％のものの発電
電圧波形の歪みを比較して示している。この比較で、図
示されていないが、７０％以上では実用上に支障のない
波形が得られることが判った。
【００１４】図２は、円筒状鉄心１１に軸方向に螺旋状
のスキューを施して複数のスロット１２を形成したもの
で、振動や騒音、あるいは、発電電圧の歪みをなくする
ことができる。
のスキューを施して複数のスロット１２を形成したもの
で、振動や騒音、あるいは、発電電圧の歪みをなくする
ことができる。
【００１５】図３は、円筒状鉄心１１の両端部から突出
するスロット閉止体１４の突出部１４ａを補強したもの
を示し、非磁性のスロット閉止体１４は平板状または円
筒状鉄心１１の直径と略同一の曲率を有する弧状に形成
され、スロット１２に装着されて回転子巻線１３が遠心
力によりスロット１２から放出されることを阻止してい
る。そして、円筒状鉄心１１の両端部から突出する突出
部１４ａの外周には、非磁性体で円環状に形成された補
強材１５が嵌挿されている。この補強材１５はスロット
閉止体１４を補強するもので、これにより電機回転時の
回転子巻線１３にかかる遠心力で回転子が破壊されるの
を防止することができる。
するスロット閉止体１４の突出部１４ａを補強したもの
を示し、非磁性のスロット閉止体１４は平板状または円
筒状鉄心１１の直径と略同一の曲率を有する弧状に形成
され、スロット１２に装着されて回転子巻線１３が遠心
力によりスロット１２から放出されることを阻止してい
る。そして、円筒状鉄心１１の両端部から突出する突出
部１４ａの外周には、非磁性体で円環状に形成された補
強材１５が嵌挿されている。この補強材１５はスロット
閉止体１４を補強するもので、これにより電機回転時の
回転子巻線１３にかかる遠心力で回転子が破壊されるの
を防止することができる。
【００１６】図４，図５および図６は、スロット閉止体
１４を補強する他の実施例を示し、図４は、軸方向にフ
ック１６ａを有する非磁性の補強材１６を回転子軸を中
心に対称な位置の回転子巻線１３間に架橋状に設け、フ
ック１６ａによりスロット閉止体１４の突出部１４ａを
補強したものである。また、図５は、スロット閉止体１
４の突出部１４ａを円筒状鉄心１１の回転軸心方向に湾
曲させて補強部を形成したものである。さらに、図６
は、スロット閉止体１４の突出部１４ａを円筒状鉄心１
１の回転軸心方向に折り曲げて補強部を形成したもので
ある。この図４から図６に示した構成により、図３に示
したものと同様の効果を得ることができる。
１４を補強する他の実施例を示し、図４は、軸方向にフ
ック１６ａを有する非磁性の補強材１６を回転子軸を中
心に対称な位置の回転子巻線１３間に架橋状に設け、フ
ック１６ａによりスロット閉止体１４の突出部１４ａを
補強したものである。また、図５は、スロット閉止体１
４の突出部１４ａを円筒状鉄心１１の回転軸心方向に湾
曲させて補強部を形成したものである。さらに、図６
は、スロット閉止体１４の突出部１４ａを円筒状鉄心１
１の回転軸心方向に折り曲げて補強部を形成したもので
ある。この図４から図６に示した構成により、図３に示
したものと同様の効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明によれば、円筒状鉄心に設けられ、この円筒
状鉄心の外周面に開口する複数の略同一形状のスロット
と、スロットに巻装された回転子巻線とからなり、スロ
ットの数と回転電機極数とが等しく、スロットの開口幅
の総和が円筒状鉄心外径寸法の７０％以上で、巻線が巻
装されたスロットの開口部に非磁性のスロット閉止体を
装着したことにより、磁気回路の構成が簡単になって磁
束を大量に流すことができるので、小型，高出力で、高
速回転にも耐える堅牢な回転電機を得ることができる。
さらに、極数を増加することができるので、低速運転時
の効率を高くすることができる。
に、本発明によれば、円筒状鉄心に設けられ、この円筒
状鉄心の外周面に開口する複数の略同一形状のスロット
と、スロットに巻装された回転子巻線とからなり、スロ
ットの数と回転電機極数とが等しく、スロットの開口幅
の総和が円筒状鉄心外径寸法の７０％以上で、巻線が巻
装されたスロットの開口部に非磁性のスロット閉止体を
装着したことにより、磁気回路の構成が簡単になって磁
束を大量に流すことができるので、小型，高出力で、高
速回転にも耐える堅牢な回転電機を得ることができる。
さらに、極数を増加することができるので、低速運転時
の効率を高くすることができる。
【００１８】このように本発明によれば、回転電機の小
型軽量化，回転数範囲の拡大，効率改善をすることがで
きる回転電機の回転子を提供することができる。
型軽量化，回転数範囲の拡大，効率改善をすることがで
きる回転電機の回転子を提供することができる。
【図１】（ａ）は本発明の一実施例の回転電機の回転子
の斜視図 （ｂ）は同回転電機の回転子の側断面図
の斜視図 （ｂ）は同回転電機の回転子の側断面図
【図２】同他の実施例の回転電機の回転子の斜視図
【図３】同回転電機の回転子の要部の斜視図
【図４】同回転電機の回転子の側面図
【図５】同回転電機の回転子の要部の斜視図
【図６】同回転電機の回転子の要部の斜視図
【図７】同回転電機の回転子による発電電圧波形の特性
図
図
【図８】従来例の自動車用オルタネータの側断面図
【図９】同自動車用オルタネータの回転部分の斜視図
１１ 円筒状鉄心 １２ スロット １３ 回転子巻線 １４ スロット閉止体 １４ａ スロット閉止体の突出部 １５ 補強体 ｄ 円筒状鉄の直径 ｔ スロットの開口幅 Φ 界磁磁束の流れ
Claims (4)
- 【請求項１】 円筒状鉄心に設けられ、前記円筒状鉄心
の外周面に開口する複数の略同一形状のスロットと、前
記スロットに巻装された回転子巻線とからなり、前記ス
ロットの数と回転電機極数とが等しく、前記スロットの
開口幅の総和が前記円筒状鉄心の直径の７０％以上で、
前記回転子巻線が巻装されたスロットの開口部に非磁性
のスロット閉止体を装着してなる回転電機の回転子。 - 【請求項２】 軸方向に螺旋状のスキューを施して複数
のスロットを形成しなる請求項１記載の回転電機の回転
子。 - 【請求項３】 非磁性のスロット閉止体を平板状または
回転子の直径と略同一の曲率を有する弧状に形成し、前
記スロット閉止体の両端部を前記回転子の両端部から突
出させ、前記突出部を非磁性材料の補強体で補強してな
る請求項１記載の回転電機の回転子。 - 【請求項４】 非磁性のスロット閉止体を平板状または
回転子外の直径と略同一の曲率を有する弧状に形成し、
前記スロット閉止体の両端部を前記回転子の両端部から
突出させ、前記スロット閉止体の突出部を前記回転子軸
心方向に湾曲させ、または前記回転子軸心方向に折り曲
げて補強部を形成してなる請求項１記載の回転電機の回
転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263520A JPH05111202A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 回転電機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263520A JPH05111202A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 回転電機の回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05111202A true JPH05111202A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17390682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263520A Pending JPH05111202A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 回転電機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05111202A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007295711A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Yamaha Motor Powered Products Co Ltd | エンジン式発電機 |
| JP2011109909A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Johnson Electric Sa | モータ及び電気パーキングブレーキシステム |
| CN116157980A (zh) * | 2020-05-27 | 2023-05-23 | 路易斯·罗伯托·托莱多·托雷斯 | 三相发电机的转子上的四个或更多个极 |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP3263520A patent/JPH05111202A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007295711A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Yamaha Motor Powered Products Co Ltd | エンジン式発電機 |
| JP2011109909A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Johnson Electric Sa | モータ及び電気パーキングブレーキシステム |
| CN116157980A (zh) * | 2020-05-27 | 2023-05-23 | 路易斯·罗伯托·托莱多·托雷斯 | 三相发电机的转子上的四个或更多个极 |
| JP2023528046A (ja) * | 2020-05-27 | 2023-07-03 | トーレス，ルイス，ロベルト トレド | 三相発電機における回転子上の四又はそれ以上の極 |
| EP4173114A4 (en) * | 2020-05-27 | 2024-06-19 | Toledo Torres, Luis, Roberto | Four or more poles on the rotor of three phase generators |
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