JP4706397B2 - 回転電機の回転子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
また、界磁コイルが巻装されて界磁束が軸方向に流れるボス部と、前記ボス部の軸方向両端から径方向外側に延在して界磁束を径方向に流すとともに軸方向に突出する複数の短突起を備えた一対のディスク部と、一対のディスク部の間に挟設されて前記界磁コイルを囲むとともに複数の前記短突起の端面と接する円筒状の磁極筒部とからなり、前記磁極筒部は、周方向所定ピッチで形成され前記一対のディスク部に周方向交互に磁気連結される偶数個の磁極部と、周方向に隣接する前記磁極部間を機械的に連結する連結部とを有する回転電機の回転子の製造方法において、前記磁極筒部は、前記ボス部及びディスク部よりも軸方向変形性を大きくし、かつ、軸方向厚さを前記一対のディスク部にかかる先端面相互間の隙間よりも大きく製造し、前記一対のディスク部の間に前記磁極筒部を挟んで軸方向に締結することで、前記磁極筒部の軸方向縮小により寸法誤差を吸収することを特徴とする。
実施例1の磁極筒部型ランデル式ロータコアを採用した車両用交流発電機の例を図1に示す縦断面図を参照して説明する。1はロータ、2はステータ、3はフロントフレーム、4はリヤフレーム、5はプーリー、6はスリップリング、7はブラシ構造、8は整流器、9はレギュレータである。
変形態様を図5に示す。この態様の磁極筒部15は、上記実施例の磁極筒部15の貫通孔150に角柱形状の永久磁石155を挿入した点をその特徴としている。よく知られているように、この永久磁石155は、磁極筒部15の磁極部151の表面に形成される磁極を強化するべくその周方向の側面が磁極面となっている。これにより、体格を増大することなく出力アップを実現することができる。
変形態様を図6に示す。この態様の磁極筒部15の連結部153の外周面s1は平坦面とされている。このようにすれば、連結部153の磁路断面積の減少により界磁束の漏れ磁束分を減少することができる。また、ステータコアの磁束変化が円滑となるため磁気音を低減することができる。更に、連結部153の軸方向の曲げ剛性の低減により、既述した磁極筒部15を一対のディスク部122、142間にはめ込む際の連結部153の軸方向への変形が容易となる。
磁極筒部15を構成する軟磁性の薄板(ここでは軸方向積層電磁鋼板)の連結部153、154をたとえばレーザー溶接により局所加熱してその磁気特性を低下させてもよい。たとえばオーステナイト構造とすれば非磁性化することができる。同時に、各電磁鋼板同士の機械的結合を可能となる。もちろん、各電磁鋼板又は磁気的軟鉄板をあらかじめ連結部153、154の位置にてレーザー加熱などにより局所加熱して非磁性化した後、それらを積層してもよい。
変形態様を図7に示す。この態様では、磁極筒部15の互いに隣接する任意の二つの磁極部151、151の間の境界部(磁極間部)152は、各電磁鋼板(軟鉄薄板でもよい)に軸方向へリング状に塑性変形させてなる凹凸部をもつ。157はリング状の凹部、158はリング状の凹部157に囲まれた円形部である。このようにすれば、磁極筒部15を構成する各板の凹凸部が軸方向に嵌合することにより、各板の機械的結合強度を強化できるとともに、境界部152の軸方向変形容易性も向上する。なお、この凹凸部は図7、図8に形成される平面形状や断面形状以外に各種形状を採用することができる。更に、上記したリング状の凹部157を塑性変形により形成する際に生じるリング状の凹部157周辺の磁気特性の悪化により磁極部151、151間の漏れ磁束も低減することができる。更に、各板はリング状の凹部157の嵌合隙間により軸方向に変形しやすくなるため、既述のロータコアの組み立て性も向上する。
変形態様を図9に示す。この態様では、軸方向に積層されて磁極筒部15を構成する輪板状の各板は、軟磁性の磁極板158と非磁性の連結板159とからなる。磁極板158の周方向一方側の側端は略周方向に突出する突起160をもち、磁極板158の周方向他方側の側端は略周方向に凹設される凹部161をもつ。同じく、連結板159の周方向一方側の側端は略周方向に突出する突起162をもち、連結板159の周方向他方側の側端は略周方向に凹設される凹部163をもつ。磁極板158と連結板159とを軸方向に相対移動させることにより、両者を嵌合させて、磁極筒部15を構成することができると共に容易に大きな軸方向変形を生じさせることができる。この磁極筒部15は、連結板159が非磁性であるため、漏れ磁束を大幅に低減することができる。
変形態様を図10、図11に示す。この態様のロータコアは従来と同じく長い爪極部124、144をもつランデル式ロータコアを用い、爪極部124、144の外周側に径方向幅が小さい軸方向積層電磁鋼板を嵌着して磁極筒部15としたものである。
2 ステータ
3 フロントフレーム
4 リヤフレーム
11 回転軸
12 サイドコア
13 励磁コイル
14 サイドコア
15 磁極筒部
21 ステータコア
22 ステータコイル
121 半ボス部
122 ディスク部
123 短突起
141 半ボス部
142 ディスク部
143 短突起
150 貫通孔
151 磁極部
152 境界部
153 連結部
154 連結部
155 永久磁石
157 凹部
158 磁極板
159 連結板
160 突起
161 凹部
162 突起
163 凹部
Claims (9)
- 界磁コイルが巻装されて界磁束が軸方向に流れるボス部と、前記ボス部の軸方向両端から径方向外側に延在して界磁束を径方向に流すとともに軸方向に突出する複数の短突起を備えた一対のディスク部と、一対のディスク部の間に挟設されて前記界磁コイルを囲むとともに複数の前記短突起の端面と接する円筒状の磁極筒部とからなり、
前記磁極筒部は、周方向所定ピッチで形成され前記一対のディスク部に周方向交互に磁気連結される偶数個の磁極部と、周方向に隣接する前記磁極部間を機械的に連結する連結部とを有する回転電機の回転子において、
前記磁極筒部は、前記ボス部及びディスク部よりも大きな軸方向変形性を有し、前記磁極筒部の軸方向縮小により寸法誤差を吸収することを特徴とする回転電機の回転子。 - 請求項1記載の回転電機の回転子において、
前記磁極筒部は、軸方向積層軟磁性板からなる回転電機の回転子。 - 請求項1記載の回転電機の回転子において、
前記連結部は軸方向に貫通する孔部を有する回転電機の回転子。 - 請求項3記載の回転電機の回転子において、
前記孔部に収容されて前記磁極部の界磁束を強化する永久磁石を有する回転電機の回転子。 - 請求項1記載の回転電機の回転子において、
前記磁極筒部の外周面は、前記磁極部にて部分円筒面をなし、前記連結面にて平面をなす回転電機の回転子。 - 請求項1記載の回転電機の回転子において、
前記連結部は、前記磁極部よりも悪い磁気特性を有する回転電機の回転子。 - 請求項6記載の回転電機の回転子において、
前記連結部は、非磁性部材により作製される回転電機の回転子。 - 請求項7記載の回転電機の回転子において、
前記連結部は、軟磁性の前記磁極部に嵌合されている回転電機の回転子。 - 界磁コイルが巻装されて界磁束が軸方向に流れるボス部と、前記ボス部の軸方向両端から径方向外側に延在して界磁束を径方向に流すとともに軸方向に突出する複数の短突起を備えた一対のディスク部と、一対のディスク部の間に挟設されて前記界磁コイルを囲むとともに複数の前記短突起の端面と接する円筒状の磁極筒部とからなり、
前記磁極筒部は、周方向所定ピッチで形成され前記一対のディスク部に周方向交互に磁気連結される偶数個の磁極部と、周方向に隣接する前記磁極部間を機械的に連結する連結部とを有する回転電機の回転子の製造方法において、
前記磁極筒部は、前記ボス部及びディスク部よりも軸方向変形性を大きくし、かつ、軸方向厚さを前記一対のディスク部にかかる先端面相互間の隙間よりも大きく製造し、
前記一対のディスク部の間に前記磁極筒部を挟んで軸方向に締結することで、前記磁極筒部の軸方向縮小により寸法誤差を吸収することを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
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