JPH06165458A - 交流発電機用の回転子 - Google Patents

交流発電機用の回転子

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JPH06165458A
JPH06165458A JP5179038A JP17903893A JPH06165458A JP H06165458 A JPH06165458 A JP H06165458A JP 5179038 A JP5179038 A JP 5179038A JP 17903893 A JP17903893 A JP 17903893A JP H06165458 A JPH06165458 A JP H06165458A
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JP
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rotor
core
pole teeth
powder particles
iron powder
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JP5179038A
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English (en)
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Robert W Ward
ロバート・ウォルター・ワード
Sam B Parker
サム・ブラウン・パーカー
William E Boys
ウィリアム・エドワード・ボーイズ
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Motors Liquidation Co
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General Motors Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易に製造できる複雑な形状の交流発電機用
の回転子を提供する。 【構成】 回転子は、軸２４と、該軸によって担持され
た第１及び第２の部分１０、１２と、これら第１及び第
２の部分の間に配列されるコア１８とを備える。第１の
部分１０は、円周方向に隔置され且つ軸方向に伸長する
複数の第１の極歯１４を有する。第２の部分１２は、円
周方向に隔置され且つ軸方向に伸長すると共に第１の極
歯と交互に配列される複数の第２の極歯３６を有する。
コア１８、及び／又は第１及び第２の部分１０、１２の
一方あるいは両方は、約１０乃至２５０マイクロメート
ルの範囲の粒子径を有する圧密された鉄の粉末粒子から
形成される。これら鉄の粉末粒子は、熱可塑性材料によ
って被覆されており、熱可塑性材料は、その後粉末粒子
が十分高い温度で焼結される間に焼失する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流発電機用の回転子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ランデル型（Ｌｕｎｄｅｌｌ ｔｙｐ
ｅ）の交流発電機は当業者には周知であり、その一例が
米国特許第４，５８８，９１５号に開示されている回転
子である。回転子の部品である極部分並びに回転子鉄心
は鋼鉄から形成されている。より詳細には、極部分は鋼
鉄のシート材料から形成され、鉄心は頭部を有する鋼鉄
部品として形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は改善さ
れた回転子を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のある特徴によれ
ば、軸と、該軸によって担持された第１及び第２の部分
と、これら第１及び第２の部分の間に配列されるコアと
を備え、上記第１の部分は、円周方向に隔置され且つ軸
方向に伸長する複数の第１の極歯を有し、上記第２の部
分は、円周方向に隔置され且つ軸方向に伸長すると共に
上記第１の極歯と交互に配列される複数の第２の極歯を
有し、上記コア、及び／又は上記第１及び第２の部分の
一方あるいは両方は、約１０乃至２５０マイクロメート
ルの範囲の粒子径を有する圧密された鉄の粉末粒子から
形成され、これら鉄の粉末粒子は、熱可塑性材料によっ
て被覆されていると共に、該熱可塑性材料が焼失するに
十分な温度で焼結されたことを特徴とする交流発電機用
の回転子が提供される。
【０００５】本発明は、幾つかのあるいは総ての金属製
の磁気要素を圧縮された鉄粒子から形成することのでき
る回転子を提供することができる。より詳細には、回転
子の磁気要素は、約１０乃至２５０マイクロメートルの
範囲の粒子径を有する粒子を熱可塑性材料によって被覆
する方法すなわち工程によって形成することができる。
【０００６】上記被覆された粒子は次に、プレス機械の
加熱された成形ダイの中で約６１８ＭＰａ（１平方イン
チ当たり約４０乃至５０トン）の圧力で圧密しすなわち
加圧して成形するのが好ましい。熱可塑性材料は、圧密
操作すなわち加圧操作の間に潤滑剤として作用する。
【０００７】磁気要素すなわち回転子の部分を加圧して
成形した後に、その部分を約１，１２１°Ｃ（２，０５
０°Ｆ）の温度で焼結するのが好ましい。この焼結操作
の間に、粒子を被覆してこれら粒子を互いに結合させて
いる粘着性を有する熱可塑性材料は、焼結操作の高い温
度によって燃焼する。焼結の間に、熱可塑性の被覆材料
は焼失し、鉄の粒子は互いに融着する。
【０００８】好ましい実施例においては、発電機の上記
部分及び／又はコアが、上述のように加圧成形され且つ
焼結される被覆された鉄粒子から形成されているランデ
ル型の交流発電機が提供される。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して以下に説明
する。
【００１０】図１を参照すると、交流発電機用の回転子
の実施例は、実質的に同一な２つの極すなわち部分１
０、１２を備えており、部分１０は図２に斜視図として
示されている。図２に示すように、部分１０は円周方向
において隔置された６つの極歯すなわちフィンガ部１４
を有している。部分１０は、端壁部２０から軸方向に伸
長する円筒形のコア部分１８を有している。部分１０
は、円筒形の中央孔すなわち中央の穴２２を有してい
る。
【００１１】図１を参照すると、部分１０は、回転子の
軸２４に固着されている。この固着は、滑り止め部分２
６によって行われている。
【００１２】部分１２は、軸２４の周囲に設けられて滑
り止め部分３０によって軸２４に固着された円筒形の中
央孔２８を有している。部分１２は、端壁部３４から軸
方向に伸長する円筒形のコア部分３２を有している。部
分１２は更に、各ノッチによって分離され且つ円周方向
に隔置された６つの極歯すなわちフィンガ部３６を有し
ている。極歯１４は極歯３６と交互に配列されている。
すなわち、一方の部分の極歯は、他方の部分の極歯の間
に周知の態様で配列されている。
【００１３】円筒形の部分１８、３２の内側の端面は、
その境界面３８に沿って互いに当接すなわち係合してい
る。円筒形のコア部分１８、３２は回転子のコアすなわ
ち鉄心を形成している。回転子のコアの周囲には界磁コ
イルアセンブリが設けられている。この界磁コイルアセ
ンブリは、電気絶縁性の材料で形成されたスプール４０
を備えており、該スプールは、多数の巻線から形成され
る界磁コイル４２を担持している。界磁コイル４２の両
端部は、導線４８、５０によって、それぞれの金属製の
スリップリング４４、４６に接続されている。スリップ
リング４４、４６は、回転子の軸２４によって担持され
ると共に、当業者には周知の態様で、互いに関して且つ
軸から電気的に絶縁されている。
【００１４】次に図３を参照すると、他の実施例に係る
交流発電機用の回転子が示されている。図３の回転子
は、２つの部分５４、５６と、これら部分５４、５６と
は別のコアすなわち鉄心５８とを備えている。部分５
４、５６は、回転子のコアと同様に、回転子の軸６０に
固着されている。コア５８は、回転子の軸６０を収容す
るための中央孔すなわち開口６２を有している。
【００１５】部分５４は、円周方向において隔置された
複数の極歯６４を備えており、これら極歯は、部分５６
の円周方向に隔置された極歯６６と交互に配列されてい
る。コア５８の対向する面は、部分５４、５６の内側面
に係合すなわち当接している。
【００１６】図３の回転子は、電気絶縁性の材料から形
成されたスプール６８を有する界磁コイルアセンブリを
備えている。スプール６８は、多数の巻線から形成され
る界磁コイル７０を担持している。界磁コイル７０の両
端部は、導線７６、７８によって、金属製のスリップリ
ング７２、７４にそれぞれ接続されている。
【００１７】部分１０、１２に使用される磁性材料、並
びに部分１０、１２の製造方法の実施例を以下に説明す
る。
【００１８】部分１０、１２は、粒子径が小さい鉄の粉
末粒子から形成される。単なる例示であって限定するも
のではないが、鉄の粉末粒子は、ホガネイス（Ｈｏｇａ
ｎａｅｓ）１００−Ｃ鉄粉末とすることができる。鉄粒
子の粒子径は、約４４乃至２５０マイクロメートルの範
囲とすることができる。しかしながら、その粉末の極め
て少ない割合の粒子は、１０マイクロメートル程度の小
さな粒子径を有することができる。粉末の成分は、鉄
（Ｆｅ）が約９９．７％、炭素（Ｃ）が約０．００３
％、窒素（Ｎ）が約０．０００５％、硫黄（Ｓ）が約
０．００６％、及びリン（Ｐ）が約０．００４％であ
る。
【００１９】部分１０、１２を製造する方法の一実施例
においては、鉄の粉末粒子を熱可塑性材料で被覆する
が、その熱可塑性材料は、例えば、ゼネラルエレクトリ
ック（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）によって商
品名ノリル（Ｎｏｒｙｌ）として提供されるポリエチレ
ンオキシドとすることができる。上記被覆を行う１つの
方法は、熱可塑性材料を溶媒と混合して液体の材料を形
成することである。次に、鉄の粉末を空気によって垂直
なチューブの中に吹き込み、これと同時に、上記液体の
材料を上記粉末に噴霧して粉末粒子を被覆する。被覆さ
れた粉末は上記チューブの外側を落下して該チューブの
入口へ戻り、再びチューブの中へ吹き込まれて再度被覆
される。総ての粒子は、上記チューブを複数回通過した
後に、所望の程度に被覆される。この工程の間に、上記
溶媒は蒸発するかあるいは回収される。
【００２０】鉄粒子が上述のように被覆された後に、あ
る量の被覆された鉄粉末が、プレス機械のダイ又は鋳型
の中に供給される。ダイ又は鋳型の形状は、部分１０、
１２の形状を与えるような形状である。鉄粉末と、使用
される熱可塑性材料との割合は、重量基準で、鉄粉末が
約９９．０％乃至９９．９％で、熱可塑性材料が約０．
１％乃至１．０％である。上記供給工程の間に、被覆さ
れた鉄粒子は約１６５乃至１９３°Ｃ（３３０乃至３８
０°Ｆ）まで加熱される。また、ダイ又は鋳型も約２８
８乃至３１６°Ｃ（５５０乃至６００°Ｆ）まで加熱さ
れる。上記材料は、鋳型又はダイの中で、約６１８乃至
７７２ＭＰａ（１平方インチ当たり約４０乃至５０ト
ン）の圧力で圧縮される。この工程の間に、熱可塑性材
料は粘着状態になる。
【００２１】上記圧縮成形の間に、熱可塑性材料は潤滑
剤として作用し、成形された又はプレスされた部分の密
度を増大させる。その密度は、７．４ｇ／ｃｍ3よりも
大きく、部分の臨界強度領域全体にわたって実質的に一
定である。
【００２２】上述のように部品が圧縮成形された後に、
その圧縮された部品は、約１１２１°Ｃ（２０５０°
Ｆ）の温度で約１５乃至４５分間焼結される。鉄の粉末
粒子を被覆しているすなわち包んでいる熱可塑性材料
は、焼結工程の高温によって焼失する。従って、熱可塑
性材料の被覆すなわちコーティングがなくなるので、鉄
の粉末粒子は最早熱可塑性材料のコーティングをもたな
いことになる。また、鉄粒子は焼結の間に互いに融着す
る傾向がある。
【００２３】図３に示す回転子においては、コア５８
は、部分１０、１２の材料と同じ材料から形成されてお
り、コア５８は、部分１０、１２を形成するためのプロ
セスに関して上に説明した工程と同じ工程によって形成
されている。図３においては、部分５４、５６は通常の
鋼性の磁性材料から形成されている。従って、部分５
４、５６は粉末の鉄粒子から形成されるのではない。
【００２４】図３に示す回転子に関しては、部分５４、
５６並びに回転子のコア５８は総て粉末の鉄、すなわち
部分１０、１２に使用された材料と同じ材料から形成す
ることができることは理解されよう。また、部分５４、
５６は、部分１０、１２を製造するプロセスに関連して
上に説明したのと同じプロセスによって形成することが
できる。
【００２５】そうではなく、部分５４、５６を粉末の鉄
から形成し、コア５８を鋼鉄から形成することもでき
る。
【００２６】回転子の上記部分、極歯１４の如き回転子
の極歯を形成するために圧縮された鉄の粉末粒子を用い
る利点の１つは、圧縮成形によって複雑な形状を簡単に
形成することができることである。また、圧縮成形によ
って一体型の円筒形のコア部分１８を形成することがで
きる。更に、鉄の粉末粒子を使用することにより、かな
り重たいゲージシート（ｇａｕｇｅ ｓｈｅｅｔ）の鋼
鉄からランデル型の回転子用のロータ部分を製造する際
に使用される重たい穴空け及び成形機器を必要としな
い。
【００２７】界磁コイル４２、７０は、直流によって励
起されると、当業者に周知の態様で回転子用の磁束発生
手段を形成することは理解されよう。また、コア部分１
８、３２（図１）並びにコア５８（図３）は、界磁コイ
ル４２、７０によって発生された磁束を搬送する磁気回
路を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】交流発電機用の回転子の一実施例を一部断面で
示す側面図である。
【図２】図１の回転子のロータ部分の斜視図である。
【図３】交流発電機用の回転子の第２の実施例を一部断
面で示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 第１の部分 １２ 第２の部分 １４ 極歯、３６ 極歯 １８、３２ コア
部分 ２４ 回転子の軸
フロントページの続き (72)発明者 サム・ブラウン・パーカー アメリカ合衆国インディアナ州46013，ア ンダーソン，イースト・フォーティナイン ス・ストリート 1810 (72)発明者 ウィリアム・エドワード・ボーイズ アメリカ合衆国インディアナ州46013，ア ンダーソン，スローン・アベニュー 3705

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流発電機用の回転子において、軸（２
    ４）と、該軸によって担持された第１及び第２の部分
    （１０、１２）と、これら第１及び第２の部分の間に配
    列されるコア（１８）とを備え、前記第１の部分（１
    ０）は、円周方向に隔置され且つ軸方向に伸長する複数
    の第１の極歯（１４）を有し、前記第２の部分（１２）
    は、円周方向に隔置され且つ軸方向に伸長すると共に前
    記第１の極歯と交互に配列される複数の第２の極歯（３
    ６）を有し、前記コア、及び／又は前記第１及び第２の
    部分の一方あるいは両方は、約１０乃至２５０マイクロ
    メートルの範囲の粒子径を有する圧密された鉄の粉末粒
    子から形成され、これら鉄の粉末粒子は、熱可塑性材料
    によって被覆されていると共に、該熱可塑性材料が焼失
    するに十分な温度で焼結されることを特徴とする回転
    子。
  2. 【請求項２】 請求項１の回転子において、前記第１の
    部分は、軸方向に伸長する実質的に円筒形の第１のコア
    部分（１８）を備え、前記第２の部分は、軸方向に伸長
    する円筒形の第２のコア部分（３２）を備え、前記第１
    及び第２のコア部分が前記コアを形成することを特徴と
    する回転子。
  3. 【請求項３】 請求項１の回転子において、前記コア
    は、前記第１及び第２の部分にそれぞれ当接する対向し
    た端面を備えることを特徴とする回転子。
  4. 【請求項４】 請求項１、２又は３の回転子において、
    前記コア、及び／又は前記第１及び第２の部分の一方あ
    るいは両方は、磁性材料から形成されることを特徴とす
    る回転子。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかの回転子にお
    いて、前記圧密された鉄の粉末粒子は、約１，１２０°
    Ｃの温度で焼結されることを特徴とする回転子。
JP5179038A 1992-07-20 1993-07-20 交流発電機用の回転子 Pending JPH06165458A (ja)

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US915584 1978-06-15
US91558492A 1992-07-20 1992-07-20

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JPH06165458A true JPH06165458A (ja) 1994-06-10

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JP5179038A Pending JPH06165458A (ja) 1992-07-20 1993-07-20 交流発電機用の回転子

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US (1) US5382862A (ja)
EP (1) EP0580208B1 (ja)
JP (1) JPH06165458A (ja)
DE (1) DE69305118T2 (ja)

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