CN105229905B - 旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本发明得到一种旋转电机,其减少基于起动时的励磁磁通的上升的磁通变化而向磁极铁心的凸起部的外周表面流动的涡流,能够针对再起动指令使励磁磁通迅速地上升,能够实现迅速的再起动,并且能够减少涡流损失。在本发明的旋转电机中,第一磁极铁心体(17)和第二磁极铁心体(21)由块状铁心制成,第一狭缝25使槽方向成为轴向,沿周向等间距地形成于第一凸起部(18)和第二凸起部(22)的外周面,并阻断向第一凸起部(18)和第二凸起部(22)的外周表面流动的涡流的路径。
Description
技术领域
本发明涉及车辆用交流发电机、车辆用交流发电电动机等旋转电机,尤其涉及爪极型的转子结构。
背景技术
使用爪极型的转子的车辆用交流发电机几十年来被使用在汽车上。而且,由于近年的环境问题,谋求在车辆等待信号等停车时使发动机停止的怠速停止系统。并且,在从怠速停止起动发动机时,通过利用以往的发电机作为发电电动机,从而能够不对发动机布局进行大幅度的变更地构建怠速停止系统。应用于怠速停止系统的车辆用交流发电电动机经由传动带与发动机连接,并要求以发动机转速的2~3倍的转速旋转。因此,使用由钢材形成的块状铁心来制作磁极铁心,提高了磁极铁心的刚性。但是,由于使用块状铁心制作磁极铁心,产生了涡流流向磁极铁心的新的课题。
鉴于这种情况,提出了以往的车辆用交流发电电动机,其将爪极型的转子的爪状磁极部的表面形成为凹凸表面,来减少向爪状磁极部的表面流动的涡流(例如参照专利文献1)。
另外,还提出了以往的自行车用发电机,其具备:具有以环状配置的永磁铁的筒体;两个定子铁心,该两个定子铁心具有圆盘部和从圆盘部沿轴向延伸的多个磁极片,并以彼此的磁极片相邻的方式与筒体同轴地配置;铁心磁轭,该铁心磁轭配置于两个定子铁心之间,与两个定子铁心电磁结合,沿轴向使磁通通过;以及环状的线圈,该环状的线圈配置于铁心磁轭的周围,该自行车用发电机通过在其圆盘部设置狭缝来抑制涡流,提高了效率(例如参照专利文献2~5)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平03-139149号公报
专利文献2:日本特开2004-229403号公报
专利文献3:日本特开2004-236385号公报
专利文献4:日本特开2000-069731号公报
专利文献5:日本特开2010-119178号公报
发明内容
发明要解决的课题
在这里,在怠速停止系统中,为了针对发动机的再起动指令即时地使发动机再起动以便使车辆发动,需要使车辆用交流发电电动机的起动迅速地进行。但是,由于磁极铁心由块状铁心制成,因此基于在车辆用交流发电电动机的起动时由励磁线圈产生的励磁磁通的上升的磁通变化,涡流沿着妨碍磁通的方向流向磁极铁心,使励磁磁通的上升缓慢。像这样,为了使车辆用交流发电电动机的起动迅速地进行,要求减少在起动时沿着妨碍磁通的方向流向磁极铁心的涡流。
但是,在以往的车辆用交流发电电动机中所减少的涡流是在转子的旋转时基于定子与转子之间的相对面之间磁阻的变化而向爪状磁极部的表面流动的涡流。像这样,在以往的车辆用交流发电电动机中,关于减少基于起动时的励磁磁通的上升的磁通变化而向磁极铁心流动的涡流这方面,完全没有被考虑到。
在以往的自行车用发电机中,在圆盘部设置狭缝来减少在圆盘部产生的涡流,但在圆盘部产生的涡流是基于筒体的永磁铁通过旋转与定子铁心交链的交流磁通而产生的涡流,而不是基于在电动机的起动时的由励磁线圈产生的励磁磁通的上升的磁通变化而产生的涡流。另外,以往的自行车用发电机中的定子铁心将磁性钢板层叠而制作,不是块状铁心。像这样,在以往的自行车用发电机中,关于减少在块状铁心产生的涡流以及基于励磁磁通的上升的磁通变化而产生的涡流这方面,完全没有被考虑到。
本申请的申请人发现,基于车辆用交流发电电动机的起动时的励磁磁通的上升的磁通变化而流动的涡流由于集肤效应会偏向磁极铁心的凸起部的外周表面地流动,由此才得出了本发明。
本发明是为了解决这样的课题而被做出的,目的在于得到一种旋转电机,其减少基于起动时的励磁磁通的上升的磁通变化而向磁极铁心的凸起部的外周表面流动的涡流,针对再起动指令,能够使励磁磁通迅速地上升,能够实现迅速的再起动,并且,能够减少涡流损失。
用于解决课题的手段
本发明的旋转电机具备转子和定子,所述转子具有磁极铁心和励磁线圈,在所述磁极铁心中,第一磁极铁心体具有筒状的第一凸起部、从所述第一凸起部的轴向一端缘部向径向外方延伸的第一磁轭部以及分别从所述第一磁轭部向轴向另一端侧延伸并沿周向等间距地排列的多个第一爪状磁极部,第二磁极铁心体具有筒状的第二凸起部、从所述第二凸起部的轴向另一端缘部向径向外方延伸的第二磁轭部以及分别从所述第二磁轭部向轴向一端侧延伸并沿周向等间距地排列的多个第二爪状磁极部,所述磁极铁心以将所述多个第一爪状磁极部与所述多个第二爪状磁极部交替地啮合并将所述第一凸起部的轴向另一端面与所述第二凸起部的轴向一端面对接的方式,将所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体固定于插入所述第一凸起部和所述第二凸起部的轴心位置的轴并一体化地构成,所述励磁线圈收纳于由所述第一凸起部、所述第二凸起部、所述第一磁轭部、所述第二磁轭部、所述多个第一爪状磁极部和所述多个第二爪状磁极部包围的空间内,所述定子隔着规定的空隙围绕所述转子的外周地配设。并且,所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体由块状铁心制作,第一狭缝以阻断向所述凸起部的外周表面流动的涡流的路径的方式形成于所述凸起部的外周面。
发明的效果
根据本发明,形成于磁极铁心的凸起部的外周面的第一狭缝阻断了涡流的路径,所述涡流是由于起动时的励磁磁通的上升的磁通变化而沿妨碍磁通的方向在凸起部的外周表面流动的涡流。由此,减少了妨碍磁通的涡流,因此励磁磁通的上升变快,能够实现迅速的再起动,并且能够减少涡流损失。
附图说明
图1是示意地表示本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的剖视图。
图2是表示应用于本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的转子的立体图。
图3是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
图4是表示对本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机在发动机起动时的励磁磁通的时间变化进行测量的结果的图。
图5是表示计算出本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的涡流损失的结果的图。
图6是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式2的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
图7是表示构成应用于本发明的实施方式3的车辆用交流发电电动机的磁极铁心的磁极铁心体的立体图。
图8是表示构成应用于本发明的实施方式4的车辆用交流发电电动机的磁极铁心的磁极铁心体的立体图。
图9是表示构成应用于本发明的实施方式5的车辆用交流发电电动机的磁极铁心的磁极铁心体的立体图。
图10是表示构成适用于本发明的实施方式6的车辆用交流发电电动机的磁极铁心的磁极铁心体的立体图。
图11是表示构成适用于本发明的实施方式7的车辆用交流发电电动机的磁极铁心的磁极铁心体的立体图。
图12是表示构成适用于本发明的实施方式8的车辆用交流发电电动机的磁极铁心的磁极铁心体的立体图。
图13是表示构成适用于本发明的车辆用交流发电电动机的磁极铁心的磁极铁心体的实施形态的立体图。
具体实施方式
以下,利用附图来说明本发明的旋转电机的优选实施方式。
实施方式1.
图1是示意地表示本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的剖视图,图2是表示应用于本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的转子的立体图,图3是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体应用于本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。此外,在图2中,省略了轴和叶片。
在图1至图3中,作为旋转电机的车辆用交流发电电动机1具备:前支架2和后支架3,其分别是大致碗形状并且是铝制;转子13,其轴16由前支架2和后支架3经由轴承5支承,并且转子13旋转自如地配设;带轮6,该带轮6固定于从前支架2延伸出的轴16的端部;叶片7,该叶片7固定于转子13的轴向的两端面;定子10,该定子10相对于转子13具有恒定的空隙,并围绕转子13的外周地固定于前支架2和后支架3;一对滑环8,该一对滑环8固定于轴16的后方侧,并向转子13供给电流;以及一对电刷9,该一对电刷9以滑动的方式配设于各滑环8。
此外,虽未图示,但在后支架3内配设有将直流电力转换为交流电力或将交流电力转换为直流电力的电源回路部、向转子13的励磁线圈供给励磁电流的励磁回路部以及控制电源回路部和励磁回路部的控制回路部等。此外,还具备检测转子13的旋转角的旋转角检测器。
定子10具备圆筒状的定子铁心11和定子线圈12,所述定子线圈12绕装于定子铁心11,并伴随着转子13的旋转接受来自后述的励磁线圈14的磁通。
转子13具备:励磁线圈14,该励磁线圈14供励磁电流流动来产生磁通;磁极铁心15,该磁极铁心15以覆盖励磁线圈14的方式设置,利用励磁线圈14的磁通来形成磁极;以及轴16,该轴16插入并固定于磁极铁心15的轴心位置。
磁极铁心15由第一和第二磁极铁心体17、21分开构成,该第一和第二磁极铁心体17、21分别用例如S10C等低碳钢通过冷锻造方法制作而成。
第一磁极铁心体17具有:第一凸起部18,该第一凸起部18被制作成端面为正圆的圆柱体,其轴插通孔18a贯通轴心位置地形成;第一磁轭部19,该第一磁轭部19是厚度厚的环状,从第一凸起部18的一端缘部向径向外侧延伸;以及第一爪状磁极部20,该第一爪状磁极部20从第一磁轭部19的外周部向轴向另一端侧延伸。第一爪状磁极部20使其最外径面形状成为大致梯形形状,第一爪状磁极部20形成为周向宽度随着朝向前端侧而逐渐变窄且径向厚度随着朝向前端侧而逐渐变薄的前端变细的形状,并在第一磁轭部19的外周部沿周向等间距地排列有例如8个。
第二磁极铁心体21具有:第二凸起部22,该第二凸起部22被制作成端面为正圆的圆柱体,其轴插通孔22a贯通轴心位置地形成;第二磁轭部23,该第二磁轭部23是厚度厚的环状,从第二凸起部22的另一端缘部向径向外侧延伸;以及第二爪状磁极部24,该第二爪状磁极部24从第二磁轭部23的外周部向轴向一端侧延伸。第二爪状磁极部24使其最外径面形状成为大致梯形形状,第二爪状磁极部24形成为周向宽度随着朝向前端侧而逐渐变窄且径向厚度随着朝向前端侧而逐渐变薄的前端变细的形状,并在第二磁轭部23的外周部沿周向等间距地排列有例如8个。
此外,如图3所示,第一狭缝25分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为轴向,在第一磁极铁心体17的第一凸起部18的外周面上以从第一磁轭部19的根部到达轴向另一端的方式沿周向等间距地形成有8个。这些第一狭缝25位于将第一爪状磁极部20从径向外方投影于第一凸起部18的外周面上所得的投影区域内。同样地,第一狭缝25分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为轴向,在第二磁极铁心体21的第二凸起部22的外周面上以从第二磁轭部23的根部到达轴向一端的方式沿周向等间距地形成有8个。这些第一狭缝25位于将第二爪状磁极部24从径向外方投影于第二凸起部22的外周面上所得的投影区域内。
像这样,第一和第二磁极铁心体17、21被制作成相同形状,将第一和第二爪状磁极部20、24交替地啮合,并且使第一凸起部18的另一端面与第二凸起部22的一端面对接,固定于插入在轴插通孔18a、22a中的轴16。并且,绕装于线圈骨架(未图示)的励磁线圈14被安装于由第一和第二凸起部18、22、第一和第二磁轭部19、23以及第一和第二爪状磁极部20、24包围的空间中。另外,在轴向上,第一和第二爪状磁极部20、24的前端侧分别与第二和第一磁轭部23、19重叠。
接下来,说明如这样构成的车辆用交流发电电动机1的作为电动机的动作。
在发动机起动时,直流电力从蓄电池(未图示)经由电源端子供电给电源回路部。控制回路部对电源回路部的各个开关元件进行ON/OFF控制(开关控制),将直流电力转换为交流电力。该交流电力被供给至定子10的定子线圈12。另一方面,励磁回路部根据来自控制回路部的指令,经由电刷9和滑环8向转子13的励磁线圈14供给励磁电流,产生磁通。利用该磁通,第一磁极铁心体17的第一爪状磁极部20被磁化为N极,第二磁极铁心体21的第二爪状磁极部24被磁化为S极。通过该转子13的磁通与在定子线圈12中流动的电流交链,从而产生驱动转矩。利用该驱动转矩,转子13被旋转驱动。然后,转子13的旋转转矩从带轮6经由传动带(未图示)传递给发动机的曲轴(未图示),发动机起动。
接下来,说明车辆用交流发电电动机1的作为发电机的动作。
在发动机的运转状态下,发动机的旋转转矩从曲轴经由传动带和带轮6传递给轴16,使转子13旋转。由此,励磁线圈14产生的磁通与定子10的定子线圈12交链,定子线圈12感应出三相交流电压。然后,控制回路部对电源回路部的各个开关元件进行ON/OFF控制(开关控制),将由定子线圈12感应出的三相交流电力转换为直流电力,并对蓄电池进行充电。
在这里,通常,励磁线圈14使匝数变多来确保磁动势,因此,与定子线圈12相比励磁线圈14的匝数多,电感变大。因此,对于定子10来说,励磁磁通的上升耗费时间,不能迅速地产生使发动机起动的转矩。另外,由于第一和第二磁极铁心体17、21由块状铁心制成,因此,根据励磁磁通的上升时的磁通变化,涡流沿抑制磁通的方向朝第一和第二磁极铁心体17、21的第一和第二凸起部18、22流动。因此,励磁磁通的上升缓慢,并且产生涡流损失,第一和第二磁极铁心体17、21和励磁线圈14的温度上升。
该涡流与流过励磁线圈14的电流方向相反,由于集肤效应而偏向第一和第二磁极铁心体17、21的第一和第二凸起部18、22的外周表面地流动。在该实施方式1中,由于第一狭缝25使槽方向成为轴向,并形成于第一和第二凸起部18、22的外周面,因此,第一狭缝25阻断了在第一和第二凸起部18、22的外周表面流动的涡流的路径。由此,在第一和第二凸起部18、22,沿抑制磁通的方向流动的涡流减少,励磁磁通的上升变快,并且涡流损失减少。
接下来,图4表示为了确认实施方式1的效果而测量发动机起动时的励磁磁通的时间变化的结果,图5表示计算出涡流损失的结果。图4是表示测量本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的发动机起动时的励磁磁通的时间变化的结果的图,图5表示计算出本发明的实施方式1的车辆用交流发电电动机的涡流损失的结果的图。此外,在图4和图5中,用装入了没有形成狭缝的第一和第二磁极铁心体的转子替换转子13并搭载于车辆用交流发电电动机,以此作为比较例。
从图4能够确认,通过在第一和第二凸起部18、22形成第一狭缝25,从而励磁磁通的上升变快。
像这样,车辆用交流发电电动机1在起动时的励磁磁通的上升变快,因此如果将该车辆用交流发电电动机1应用于怠速停止系统,则对于发动机的再起动指令,能够即时地使发动机再起动,来发动车辆。
从图5能够确认,通过在第一和第二凸起部18、22形成第一狭缝25,从而能够减少涡流损失。
像这样,车辆用交流发电电动机1能够减少涡流损失,因此,抑制了第一和第二磁极铁心体17、21和励磁线圈14的温度上升,抑制了铜损的增加。
搭载于车辆的车辆用交流发电电动机1经由传动带与发动机连接,根据带轮比,以发动机转速的2~3倍的转速旋转,有时以20000r/min的转速旋转。在该实施方式1中,第一和第二磁极铁心体17、21由块状铁心制作,因此,第一和第二磁极铁心体17、21的刚性大。因此,即使转子13高速旋转,也能够避免第一和第二爪状磁极部20、24由于离心力而变形的情况的发生。
此外,由于第一狭缝25位于将第一和第二爪状磁极部20、24从径向外方投影于第一和第二凸起部18、22的外周面上所得的投影区域内,因此,能够抑制因形成第一狭缝25而造成的第一和第二爪状磁极部20、24的耐离心力性的性能降低。
在这里,考虑到使用的材料性能值和频带,根据趋肤深度δ的计算式(式1),第一狭缝25的深度优选是0.5mm至5mm。
这里,σ是磁极铁心体的电导率,μ是磁极铁心体的透磁率,f是频率。
实施方式2.
图6是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式2的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
在图6中,第二狭缝26分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为径向,以从第一狭缝25的轴向另一端到达轴插通孔18a的附近的方式形成于第一凸起部18的另一端面。同样地,第二狭缝26分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为径向,以从第一狭缝25的轴向一端到达轴插通孔22a的附近的方式形成于第二凸起部22的一端面。
在这里,第一磁极铁心体17A和第二磁极铁心体21A将第一凸起部18的另一端面与第二凸起部22的一端面对接并组装。此时,优选以使第一凸起部18的另一端面(对接面)和第二凸起部22的一端面(对接面)遍及整个面地接触的方式对接,但存在在对接面之间局部地产生间隙的情况。因此,如果在对接面之间局部地产生间隙,则根据励磁磁通的上升时的磁通变化,涡流由于集肤效应不仅流向第一和第二凸起部18、22的外周表面,还流向对接面。
在该实施方式2中,第二狭缝26使槽方向成为径向,以从第一狭缝25的轴向的端部向径向内方延伸的方式形成于第一和第二凸起部18、22的对接面。因此,第二狭缝26阻断了向第一和第二凸起部18、22的对接面流动的涡流的路径。由此,不仅能够减少流向第一和第二凸起部18、22的外周面的涡流,还能够减少向第一和第二凸起部18、22的对接面流动的涡流,因此,起动时的励磁磁通的上升进一步变快,并且能够进一步减少涡流损失。
根据该实施方式2,由于形成于第一和第二凸起部18、22的对接面的第二狭缝26没有到达轴插通孔18a、22a,因此,能够将第一和第二磁极铁心体17A,21A牢固地固定于轴16。
实施方式3.
图7是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式3的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
在图7中,第二狭缝27分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为径向,以从第一狭缝25的轴向另一端到达轴插通孔18a的方式形成于第一凸起部18的另一端面。同样地,第二狭缝27分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为径向,以从第一狭缝25的轴向一端到达轴插通孔22a的方式形成于第二凸起部22的一端面。
形成于第一和第二磁极铁心体17B、21B的第一和第二凸起部18、22的对接面上的第二狭缝27以从第一狭缝25的轴向端部到达轴插通孔18a、22a的方式形成,因此,第一和第二凸起部18、22的对接面被第二狭缝27沿周向分离。由此,第二狭缝27可靠地阻断了向第一和第二凸起部18、22的对接面流动的涡流的路径,能够进一步地减少涡流。
实施方式4.
图8是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式4的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
在图8中,第二狭缝28分别使槽剖面形状成为矩形,以从第一狭缝25的轴向另一端到达轴插通孔18a方式以弧状形成于第一凸起部18的另一端面。同样地,第二狭缝28分别使槽剖面形状成为矩形,以从第一狭缝25的轴向一端到达轴插通孔22a的方式以弧状形成于第二凸起部22的一端面。
形成于第一和第二磁极铁心体17C、21C的第一和第二凸起部18、22的对接面上的第二狭缝28以从第一狭缝25的轴向端部到达轴插通孔18a、22a的方式形成,因此,第一和第二凸起部18、22的对接面被第二狭缝28沿周向分离。由此,第二狭缝28可靠地阻断了向第一和第二凸起部18、22的对接面流动的涡流的路径,能够进一步减少涡流。
实施方式5.
图9是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式5的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
在图9中,槽宽宽的第一狭缝29和槽宽窄的第一狭缝30分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为轴向,以两条两条地交替重复的方式,沿周向等间距地形成于第一和第二凸起部18、22的外周面。
在像这样构成的第一和第二磁极铁心体17D、21D中,第一狭缝29、30使槽方向成为轴向,并形成于第一和第二凸起部18、22的外周面,因此,第一狭缝29,30阻断了向第一和第二凸起部18、22的外周面流动的涡流,减少了涡流,能够提高励磁磁通的响应性。另外,形成于第一和第二凸起部18、22的外周面的狭缝部由第一和第二狭缝29、30的对构成,因此,因作用于第一和第二爪状磁极部20、24的离心力而施加给狭缝部的力被分散,转子的耐离心力性提高。
实施方式6.
图10是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式6的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
在图10中,槽宽宽且槽深深的第一狭缝31和槽宽窄且槽深浅的第一狭缝32分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为轴向,以两条两条地交替重复的方式,沿周向不等间距地形成于第一和第二凸起部18、22的外周面。
在像这样构成的第一和第二磁极铁心体17E、21E中,第一狭缝31、32使槽方向成为轴向,并形成于第一和第二凸起部18、22的外周面,因此,第一狭缝31、32阻断了向第一和第二凸起部18、22的外周面流动的涡流,能够减少涡流。
另外,第一狭缝31、32沿周向不等间距地形成于第一和第二凸起部18、22的外周面,因此,狭缝间隔在周向上不是等间距的,向外周面流动的涡流路径长度在狭缝之间不同,因此产生的涡流不同。由此,通过改变狭缝间距,从而能够调整涡流抑制效果。
此外,在上述实施方式5、6中,改变了槽宽、槽深和狭缝间隔地将第一狭缝形成于凸起部的外周面,但是只要第一狭缝的槽宽、槽深和狭缝间隔以阻断在凸起部的外周面流动的涡流的路径的方式形成,则不限定于实施方式5、6。另外,在涡流集中于凸起部的外周面的特定区域地流动的情况下,只要以将第一狭缝紧密地配设于该区域的方式沿周向不等间距地形成,就能够有效地减少涡流。
实施方式7.
图11是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式7的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
在图11中,止转凹部33凹陷地设置于第一磁轭部19的爪股部的轴向另一端侧的面,所述第一磁轭部19的爪股部位于第一磁极铁心体17F的相邻的第一爪状磁极部20之间。同样地,止转凹部33凹陷地设置于第二磁轭部23的爪股部的轴向一端侧的面,所述第二磁轭部23的爪股部位于第二磁极铁心体21F的相邻的第二爪状磁极部24之间。止转凹部33供卷绕有励磁线圈14的线圈骨架的卡合突起(未图示)嵌合,来阻止线圈骨架的轴的旋转。第一狭缝34分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为轴向,以从止转凹部33到达轴向端部的方式沿周向等间距地形成于第一和第二凸起部18、22的外周面。止转凹部33和第一狭缝34在利用冷锻造方法制作第一和第二磁极铁心体17F、21F的过程中同时地形成。
在像这样构成的第一和第二磁极铁心体17F、21F中,第一狭缝34使槽方向成为轴向地形成于第一和第二凸起部18、22的外周面,因此,第一狭缝34阻断了向第一和第二凸起部18、22的外周表面流动的涡流,能够减少涡流。
另外,由于第一狭缝34在利用冷锻造方法制作第一和第二磁极铁心体17F、21F的过程中同时地形成,因此第一和第二磁极铁心体17F、21F的制造变得容易。
实施方式8.
图12是表示磁极铁心体的立体图,该磁极铁心体构成应用于本发明的实施方式8的车辆用交流发电电动机的磁极铁心。
在图12中,第一狭缝35分别使槽剖面形状成为矩形,并且使槽方向成为轴向,在第一和第二凸起部18、22的外周面上沿周向以等角间距地形成有4条。
此外,其它结构构成为与上述实施方式1相同。
在像这样构成的第一和第二磁极铁心体17G、21G中,由于第一狭缝35使槽方向成为轴向地形成于第一和第二凸起部18、22的外周面,因此,第一狭缝35阻断了在第一和第二凸起部18、22的外周表面流动的涡流,能够减少涡流。
因此,在形成于第一和第二凸起部18、22的外周面的第一狭缝35的数量比第一和第二爪状磁极部20、24的数量少的实施方式8中,与上述实施方式1同样地,能够减少涡流,能够使励磁磁通的上升变快。
另外,由于第一狭缝35位于将第一和第二爪状磁极部20、24从径向外方投影于第一和第二凸起部18、22的外周面上所得的投影区域内,因此,在实施方式8中,也能够抑制因形成第一狭缝35而造成的第一和第二爪状磁极部20、24的耐离心力性的性能下降。
此外,在上述各个实施方式中,使形成于第一和第二凸起部的外周面的第一狭缝的槽方向成为轴向,但也可以使形成于第一和第二凸起部的外周面的第一狭缝的槽方向相对于轴向倾斜。
另外,在上述各个实施方式中,使形成于第一和第二凸起部的外周面和对接面上的第一和第二狭缝的槽剖面形状成为矩形,但第一和第二狭缝的槽剖面形状不限定于矩形,例如也可以是三角形,也可以是与形成槽的工具的形状相似的形状。也就是说,只要槽形成于第一和第二凸起部的外周面和对接面,就能够得到减少涡流的效果。
另外,在上述各个实施方式中,第一和第二凸起部在轴心位置具有轴插入孔并构成为端面是正圆的圆柱体,但第一和第二凸起部也可以在轴心位置具有轴插入孔并构成为端面是多边形的筒状体。
另外,在上述各个实施方式中,说明了在第一磁轭部和第二磁轭部没有狭缝的情况,但也可以如图13所示地使狭缝101形成于第一磁轭部19和第二磁轭部23的第一凸起部18和第二凸起部22侧的面。在该情况下,能够得到由狭缝101发挥的减少涡流的效果。此外,在利用冷锻造方法制造第一和第二磁极铁心体17H、21H之后,在形成第一狭缝25时,不需要第一狭缝25的轴向的特别的调整,制作变得容易。另外,在图13中,狭缝101和第一狭缝25的周向位置一致,但狭缝101和第一狭缝25的周向位置也可以不同。
另外,在上述各个实施方式中,说明了在使车辆用交流发电电动机作为电动机工作的情况下第一和第二狭缝能够得到减少基于起动时的磁通变化而流动的涡流的效果,然而第一和第二狭缝针对在电动工作时基于通过控制指令使励磁电流变化时的励磁电流变化而流动的涡流,也能发挥减少效果。此外,第一和第二狭缝针对基于作为发电机工作时的励磁电流变化而流动的涡流,也能发挥减少效果。
另外,在上述各实施方式中,电源回路部、励磁回路部和控制回路部配设于后支架内,但电源回路部、励磁回路部和控制回路部不一定必须配设于后支架内,其一部分或全部也可以配设于后支架外。另外,也可以使电源回路部、励磁回路部和控制回路部与车辆用发电电动机分开地构成,并通过配线与车辆用发电电动机电连接。
Claims (8)
1.一种旋转电机,其特征在于,具备转子和定子,
所述转子具有磁极铁心和励磁线圈,在所述磁极铁心中,第一磁极铁心体具有筒状的第一凸起部、从所述第一凸起部的轴向一端缘部向径向外方延伸的第一磁轭部以及分别从所述第一磁轭部向轴向另一端侧延伸并沿周向等间距地排列的多个第一爪状磁极部,第二磁极铁心体具有筒状的第二凸起部、从所述第二凸起部的轴向另一端缘部向径向外方延伸的第二磁轭部以及分别从所述第二磁轭部向轴向一端侧延伸并沿周向等间距地排列的多个第二爪状磁极部,所述磁极铁心以将所述多个第一爪状磁极部与所述多个第二爪状磁极部交替地啮合并将所述第一凸起部的轴向另一端面与所述第二凸起部的轴向一端面对接的方式,将所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体固定于插入所述第一凸起部和所述第二凸起部的轴心位置的轴并一体化地构成,所述励磁线圈收纳于由所述第一凸起部、所述第二凸起部、所述第一磁轭部、所述第二磁轭部、所述多个第一爪状磁极部和所述多个第二爪状磁极部包围的空间内,
所述定子隔着规定的空隙围绕所述转子的外周地配设,
所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体由块状铁心制作,
第一狭缝以阻断在所述第一和第二凸起部的外周表面流动的涡流的路径的方式形成于将所述多个第一爪状磁极部从径向外方投影于所述第一凸起部的外周面所得到的投影区域内,并且以阻断在所述第二凸起部的外周表面流动的涡流的路径的方式形成于将所述多个第二爪状磁极部从径向外方投影于所述第二凸起部的外周面所得到的投影区域内,
第三狭缝形成于所述第一磁轭部的所述第一凸起部侧的面以及所述第二磁轭部的所述第二凸起部侧的面,
所述第三狭缝的周向位置与所述第一狭缝的周向位置一致。
2.根据权利要求1所述的旋转电机,其特征在于,所述第一狭缝沿周向不等间距地配设于所述第一凸起部和所述第二凸起部的外周面。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体通过锻造制作,所述第一狭缝在所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体的锻造时同时地形成。
4.一种旋转电机,其特征在于,具备转子和定子,
所述转子具有磁极铁心和励磁线圈,在所述磁极铁心中,第一磁极铁心体具有筒状的第一凸起部、从所述第一凸起部的轴向一端缘部向径向外方延伸的第一磁轭部以及分别从所述第一磁轭部向轴向另一端侧延伸并沿周向等间距地排列的多个第一爪状磁极部,第二磁极铁心体具有筒状的第二凸起部、从所述第二凸起部的轴向另一端缘部向径向外方延伸的第二磁轭部以及分别从所述第二磁轭部向轴向一端侧延伸并沿周向等间距地排列的多个第二爪状磁极部,所述磁极铁心以将所述多个第一爪状磁极部与所述多个第二爪状磁极部交替地啮合并将所述第一凸起部的轴向另一端面与所述第二凸起部的轴向一端面对接的方式,将所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体固定于插入所述第一凸起部和所述第二凸起部的轴心位置的轴并一体化地构成,所述励磁线圈卷绕于线圈骨架,并收纳于由所述第一凸起部、所述第二凸起部、所述第一磁轭部、所述第二磁轭部、所述多个第一爪状磁极部和所述多个第二爪状磁极部包围的空间内,
所述定子隔着规定的空隙围绕所述转子的外周地配设,
所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体由块状铁心制作,
第一狭缝以阻断在所述第一和第二凸起部的外周表面流动的涡流的路径的方式形成于所述第一凸起部的外周面上的与沿周向相邻的所述第一爪状磁极部之间相对应的区域内,并且以阻断在所述第二凸起部的外周表面流动的涡流的路径的方式形成于所述第二凸起部的外周面上的与沿周向相邻的所述第二爪状磁极部之间相对应的区域内,
供所述线圈骨架的卡合突起嵌合的止转凹部形成在位于沿周向相邻的所述第一爪状磁极部之间的所述第一磁轭部的爪股部上的所述第一凸起部侧的面、以及位于沿周向相邻的所述第二爪状磁极部之间的所述第二磁轭部的爪股部上的所述第二凸起部侧的面。
5.根据权利要求4所述的旋转电机,其特征在于,所述第一狭缝沿周向不等间距地配设于所述第一凸起部和所述第二凸起部的外周面。
6.根据权利要求4或5所述的旋转电机,其特征在于,所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体通过锻造制作,所述第一狭缝在所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体的锻造时同时地形成。
7.一种旋转电机,其特征在于,具备转子和定子,
所述转子具有磁极铁心和励磁线圈,在所述磁极铁心中,第一磁极铁心体具有筒状的第一凸起部、从所述第一凸起部的轴向一端缘部向径向外方延伸的第一磁轭部以及分别从所述第一磁轭部向轴向另一端侧延伸并沿周向等间距地排列的多个第一爪状磁极部,第二磁极铁心体具有筒状的第二凸起部、从所述第二凸起部的轴向另一端缘部向径向外方延伸的第二磁轭部以及分别从所述第二磁轭部向轴向一端侧延伸并沿周向等间距地排列的多个第二爪状磁极部,所述磁极铁心以将所述多个第一爪状磁极部与所述多个第二爪状磁极部交替地啮合并将所述第一凸起部的轴向另一端面与所述第二凸起部的轴向一端面对接的方式,将所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体固定于插入所述第一凸起部和所述第二凸起部的轴心位置的轴并一体化地构成,所述励磁线圈收纳于由所述第一凸起部、所述第二凸起部、所述第一磁轭部、所述第二磁轭部、所述多个第一爪状磁极部和所述多个第二爪状磁极部包围的空间内,
所述定子隔着规定的空隙围绕所述转子的外周地配设,
所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体由块状铁心制作,
第一狭缝以阻断在所述第一和第二凸起部的外周表面流动的涡流的路径的方式形成于所述凸起部的外周面,
第二狭缝以阻断在所述第一凸起部的轴向另一端面和所述第二凸起部的轴向一端面流动的涡流的路径的方式形成于所述第一凸起部的轴向另一端面和所述第二凸起部的轴向一端面。
8.根据权利要求7所述的旋转电机,其特征在于,所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体通过锻造制作,所述第一狭缝和所述第二狭缝在所述第一磁极铁心体和所述第二磁极铁心体的锻造时同时地形成。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171010 |