JPH066685Y2 - 発電機の回転子コア - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、発電機における回転子のコア構造に関する。

従来技術 一般に、自動車などに搭載される小型の交流発電機にあ
っては、その回転子が、第４図に示すように、外周部に
回転軸１の軸方向にのびる複数の磁極爪２をもった一対
のコア材３１，３２を、その各磁極爪２が相互に噛合す
るように組み合せることによって形成されるコア４の空
間部に、コイル５が巻装されたボビン６をはめ込むこと
によって構成されている。

従来、その各コア材３１，３２における磁極爪２には、
固定子の歯に対する対向面積が常に一定となるようにし
て、固定子との間の空隙における磁気抵抗の変化を抑制
して磁気騒音を小さくするため、第５図（ａ）に示すよ
うに、先端の幅ａが基部７のつけ根Ｂ部分における幅ｂ
よりも狭くなるようにテーパがつけられている（特公昭
５３−４４３６６号公報参照）。

また、その磁極爪２には、各コア材３１，３２における
磁極爪２の相互間における対向面積を小さくして回転子
コアの漏れ磁束を少なくするために、第５図（ｂ）に示
すように、先端の肉厚ｃがつけ根Ｂ部分における肉厚ｄ
よりも薄くなるように、そのつけ根Ｂ部分から先端に勾
配がつけられている（特公昭５３−４４３６６号公報参
照）。

普通、コア材３１，３２は鉄の塊りである素材から金型
を用いた鍛造によって各磁極爪２を立ち上げるようにし
てプレス成形されるが、その場合、磁極爪２が前述した
ような先細りの形状を有しているために、金型における
素材の押し出しがなされる磁極爪２に相当する部分が狭
くなって大きな押圧力を必要とするものとなっている。

また、前述のように磁気騒音を小さくするべく磁極爪２
にはテーパが形成されているが、そのために磁極爪２と
固定子との対向面積が小さくなって磁気性能が悪くな
り、発電効率が低下してしまっている。

目的 本考案は以上の点を考慮してなされたもので、金型を用
いた鍛造によって各磁極爪を立ち上げるようにコア材を
プレス成形する際に、金型内における素材の流れを良く
して比較的弱い圧力によってプレス成形することができ
るようにするとともに、磁極爪と固定子との対向面積を
大きくして発電効率を向上させることができるようにし
た発電機の回転子コアを提供するものである。

構成 以下、添付図面を参照して本考案の一実施例について詳
述する。

本考案による発電機の回転子コアにあっては、第４図に
示すように、その回転子のコア４が、外周部に回転軸１
の軸方向にのびる複数の磁極爪２をもった一対のコア材
３１，３２を、その各磁極爪２が相互に噛合するように
組み合せることによって形成されるものにおいて、第１
図（ａ）に示すコア材３（３１または３２）における各
磁極爪２を、同図（ｂ）に示すように形成したことを特
徴としている。

すなわち、コア材３における各磁極爪２が、基部７のつ
け根Ｂ部分からのびる幅ｂが一定の直線部２１と、その
直線部２１から先端（幅ａ）に至るまでの幅が先端にい
くにしたがって徐々に狭くなるテーパ部２２とからなる
ように形成されている。

また、その各磁極爪２には、第１図（ｃ）に示すよう
に、先端の肉厚ｃが基部７のつけ根Ｂ部分における肉厚
ｄよりも薄くなるように、そのつけ根Ｂ部分から先端に
勾配部２３が形成されている。

なお、各磁極爪２にテーパ部２２と勾配部２３とを設け
る理由は前述したとうりである。

本考案では、このようにコア材３における各磁極爪２に
直線部２１とテーパ部２２とを設ける際、特に、基部７
を含めた直線部２１の長さＬ１が、基部７の底面Ａから
爪先端Ｃまでに至る磁極爪２の全体の長さＬ２の４０な
いし５０％程度の割合になるように設定している。

この点、第５図（ａ）に示す従来の磁極爪２では、第１
図（ｂ）に示すような基部７のつけ根Ｂ部分からのびる
直線部２１というものが設けられておらず、基部７にお
ける直線部の長さＬ１′が、基部７の底面Ａから爪先端
Ｃまでに至る磁極爪２の全体の長さＬ２の３０％程度と
なっている。

しかして、このように構成された本考案による発電機の
回転子コアでは、鉄の塊りである素材から金型を用いた
鍛造によって各磁極爪２を立ち上げるようにしてプレス
成形する場合、磁極爪２のつけ根Ｂ部分に直線部２１が
設けられてＬ１部分が長くなったことから、金型内にお
ける素材の流れが良くなって、従来に比べて充分弱い押
圧力で各磁極爪２を立ち上げることができるようにな
る。

また本考案によれば、鍛造時の押圧力を弱くすることが
できるために金型がこわれにくくなるとともに、各磁極
爪２におけるＬ１部分が長くなったぶん金型の肉厚が一
定化される傾向となって、金型の寿命が長くなる。

さらに本考案によれば、第２図に示すように、磁極爪２
のつけ根Ｂ部分に直線部２１が設けられた分だけ固定子
の歯８との対向面積（図中斜線で示す部分）が大きくな
り、その間の漏れ磁束が少なくなって固定子に多くの磁
束を通すことができ、それにより発電効率を向上させ
て、発電機の小形、高出力化に寄与することができるよ
うになる。

その場合、Ｌ１部分が５０％以上になるように直線部２
１の長さを設定すると、漏れ磁束が多くなったり、磁気
騒音が大きくなったりして磁気性能が低下してしまう。

この点、本考案では、Ｌ１部分が磁極爪２の全体の長さ
Ｌ２の４０ないし５０％程度の割合になるように直線部
２１の長さを設定するようにして、そのときの磁気性能
および鍛造時の押圧力から総合的に良好な結果が得られ
るようにしている。

なお第３図に、従来の磁極爪２の固定子の歯８に対する
対向状態を示している。

いま、第４図に示すように、コア材３１，３２を、その
各磁極爪２が相互に噛合するように組み合せるに際し
て、第６図および第９図に示すように、相互に噛合する
磁極爪２の間隔δが本考案によるものと第５図に示す従
来のものとで同じになるようにした場合、第６図に示す
本願の考案によるものでは、第９図に示す従来のものに
比して、磁極爪２の全体の長さの４０〜５０％の長さＬ
１をもった直線部２１を有しているがために、磁極爪２
が固定子の歯８に対向する面積（図中斜線で示す部分）
が大きくなり（Ｗ１＜Ｗ２）、その分固定子に多くの磁
束を通すことができるようになる。

第７図に本考案の場合における回転子の回転θに応じた
固定子を通る磁束φの特性を示し、第１０図に従来の場
合における回転子の回転θに応じた固定子を通る磁束φ
の特性を示している。

したがって、本考案によれば、第８図に示すように、第
１１図に示す従来の誘起電圧Ｅよりも大きな誘起電圧Ｅ
が得られ、発電効率が向上する。

その際、特に、本考案では、直線部２１の長さＬ１を磁
極爪２の全体の長さの４０〜５０％に設定することによ
り、磁極爪２の固定子の歯８に対向する面積の増大を有
効に図りながらも、隣接する磁極爪２との間隔Ｗ１を適
度に保って、磁束が固定子の歯８を通らずに直接隣りの
磁極爪２に漏れて、発電効率が低下するようなことを防
止している。

第１２図は、テーパー部を設けることなく、固定子の歯
８との対向面積が最大となるように回転子コアの磁極爪
２′を形成したときの状態を示している。この場合は、
隣接する磁極爪２′の間隔が狭くなって、磁束が図中矢
印で示すように固定子の歯８を通らずに隣の磁極爪に漏
洩してしまい、第１３図および第１４図に示すように、
発電効率が著しく低下してしまう。

効果 以上、本考案による発電機の回転子コアにあっては、外
周部に軸方向にのびる複数の磁極爪をもった一対のコア
材を、その各磁極爪が相互に噛合するように組み合せる
ことによって形成される発電機の回転子コアにおいて、
前記コア材における各磁極爪が、その磁極爪のつけ根部
分からのびる幅が一定の直線部と、その直線部から先端
に至るまでの幅が先端にいくにしたがって徐々に狭くな
るテーパ部とを有するようにし、特にその直線部の長さ
が磁極爪全体の４０〜５０％となるようにしたもので、
金型を用いた鍛造によって各磁極爪を立ち上げるように
コア材をプレス成形する際に、金型内における素材の流
れを良くして比較的弱い圧力によってプレス成形するこ
とができるようにするとともに、磁極爪と固定子との対
向面積を大きくして発電効率を向上させることができる
という優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本考案による発電機の回転子コアにおけ
るコア材を示す平面図、同図（ｂ）はそのコア材におけ
る磁極爪の正面図、同図（ｃ）はそのコア材における磁
極爪の側面図、第２図は本考案のコア材における磁極爪
と固定子の歯との対向状態を示す図、第３図は従来のコ
ア材における磁極爪と固定子の歯との対向状態を示す
図、第４図は一般的な発電機の回転子構造を示す正断
面、第５図（ａ），（ｂ）は従来のコア材における磁極
爪の正面図および側面図、第６図は本考案の場合におけ
る２つのコア材をその各磁極爪２が相互に噛合するよう
に組み合せたときの固定子の歯との対向状態を示す図、
第７図は第６図の場合における回転子の回転θに応じた
固定子を通る磁束φの特性を示す図、第８図は第７図の
磁束特性に応じた回転子の回転θに応じた誘起電圧Ｅの
特性を示す図、第９図は従来の場合における２つのコア
材をその各磁極爪２が相互に噛合するように組み合せた
ときの固定子の歯との対向状態を示す図、第１０図は第
９図の場合における回転子の回転θに応じた固定子を通
る磁束φの特性を示す図、第１１図は第１０図の磁束特
性に応じた回転子の回転θに応じた誘起電圧Ｅの特性を
示す図、第１２図は固定子の歯との対向面積が最大とな
るように回転子コアの磁極爪を形成したときの磁極爪と
固定子の歯との対向状態を示す図、第１３図は第１２図
の場合における回転子の回転θに応じた固定子を通る磁
束φの特性を示す図、第１４図は第１３図の磁束特性に
応じた回転子の回転θに応じた誘起電圧Ｅの特性を示す
図である。 １……回転軸、２……磁極爪、３，３１，３２……コア
材、４……コア、５……コイル、７……基部、８……固
定子の歯、２１……直線部、２２……テーパ部、２３…
…勾配部

フロントページの続き (72)考案者 生沢 博史 埼玉県入間郡鶴ケ島町大田ケ谷1000番地 東洋電装株式会社鶴ケ島工場内 (56)参考文献 特開 昭56−150956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−25053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−36312（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外周部に軸方向にのびる複数の磁極爪をも
   った一対のコア材を、その各磁極爪が相互に噛合するよ
   うに組み合せることによって形成される発電機の回転子
   コアにおいて、前記コア材における各磁極爪が、その磁
   極爪のつけ根部分からのびる幅が一定の直線部と、その
   直線部から先端に至るまでの幅が先端にいくにしたがっ
   て徐々に狭くなるテーパ部とからなり、その直線部の磁
   極爪全体の長さに対する割合が４０〜５０％であること
   を特徴とする発電機の回転子コア。