專利名稱：交流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)，如涉及一種轎車、卡車等交通工具所搭載的車輛用交流發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
圖12為以往車輛用交流發(fā)電機(jī)的剖視圖，圖13為圖12中的轉(zhuǎn)子107的斜視圖。
該發(fā)電機(jī)包括由鋁制前托架1與后托架2構(gòu)成的箱體3；設(shè)于箱體3內(nèi)、一端固定有皮帶輪4的轉(zhuǎn)軸6，；固定在轉(zhuǎn)軸6上的蘭德爾型轉(zhuǎn)子107；固定在轉(zhuǎn)子107的兩側(cè)面上的風(fēng)扇105a、105b；固定在箱體3的內(nèi)壁面上的定子108；固定在轉(zhuǎn)軸6的另一端、向轉(zhuǎn)子107供給電流的滑環(huán)9；在滑環(huán)9的表面滑動(dòng)的一對電刷10；容納電刷10的刷握11；電氣連接于定子108上，將定子108所產(chǎn)生的交流轉(zhuǎn)換為直流的整流器12；嵌于刷握11上、調(diào)整定子108所產(chǎn)生的交流電壓大小的調(diào)節(jié)器18。
轉(zhuǎn)子107包括流過電流產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子繞組13和，覆蓋轉(zhuǎn)子繞組13、在該磁通作用下形成磁極的磁極鐵心114。磁極鐵心114由一對相互嚙合的第1磁極鐵心部121與第2磁極鐵心部122構(gòu)成。第1磁極鐵心部121與第2磁極鐵心部122由鐵制、對軸線垂直的圓盤部201、202、從圓盤部201、202開始，相互相對軸線方向延伸的前端細(xì)小的爪狀磁極123、124、互相連接圓盤部201、202、且其周圍由轉(zhuǎn)子繞組覆蓋的圓筒部200所構(gòu)成。
爪狀磁極123、124，如圖14及圖15所示，在相鄰接的爪狀磁極123、124的對向面的爪狀磁極123、124的側(cè)面中，當(dāng)將爪狀磁極123、124前端123A處的側(cè)面和爪狀磁極123、124的徑線所成角度作為α，爪狀磁極123、124根部123B處的側(cè)面與徑線所成角度作為β時(shí)，α與β的值相等。
圖16為圖12中的定子108的斜視圖，圖17為圖12中定子鐵心115的斜視圖，圖18為圖17中定子鐵心115的主要部位的平面圖。
定子108的構(gòu)成包括來自轉(zhuǎn)子繞組13的旋轉(zhuǎn)磁場通過同時(shí)、由多個(gè)鋼板層疊形成的定子鐵心115，和輸出電流流過的三相定子繞組116。定子鐵心115設(shè)有環(huán)狀的芯背部(core back，下同)82，和從該芯背82開始，在圓周方向以等間距向半徑內(nèi)側(cè)方向延伸的多個(gè)T形齒81。所有的相鄰的T形齒81之間的36個(gè)切縫83內(nèi)收容有三相定子繞組116。T形齒81向定子108的圓周方向突出，由前端部85以及連接前端部85與芯背部82的柱部86所構(gòu)成。相鄰的T形齒81的前端部85之間形成稱為開口部84的間隙。
在此例中，即，在切縫83總數(shù)為36，爪狀磁123、124的總數(shù)為12個(gè)的三相交流發(fā)電機(jī)中，切縫83的數(shù)目是按照每極每相1個(gè)的比例設(shè)置。
在上述構(gòu)成的車輛用交流發(fā)電機(jī)中，從電池(未圖示)通過電刷10、滑環(huán)9，向轉(zhuǎn)子繞組13供應(yīng)電流，發(fā)生磁通，產(chǎn)生磁場。另一方面，在引擎的作用下，皮帶輪4被驅(qū)動(dòng)，在轉(zhuǎn)軸6的作用下，轉(zhuǎn)子107轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，對定子鐵心115附加旋轉(zhuǎn)磁場，定子繞組116產(chǎn)生電動(dòng)勢，在車輛用交流發(fā)電機(jī)所連接的外部負(fù)荷的作用下，產(chǎn)生輸出電流。
然而，由轉(zhuǎn)子繞組13所產(chǎn)生的磁通A從被N極被勵(lì)磁的第1磁極鐵心部121出來后，通過轉(zhuǎn)子107與定子108間的氣隙82，進(jìn)入定子鐵心115的T形齒81。該磁通A然后通過氣隙82，從相鄰的T形齒81流過氣隙，流至S極被勵(lì)磁的第2磁極鐵心部122。
決定發(fā)電機(jī)輸出功率的磁通量由轉(zhuǎn)子107產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的電動(dòng)勢與磁通A的磁路的磁阻所決定。因此，在同一電動(dòng)勢的情況下，重要的是如何將該磁路變成磁阻小的形狀。
為提高電動(dòng)勢，必須加大AT(勵(lì)磁電流I×轉(zhuǎn)子繞組13的導(dǎo)線的圈數(shù)n)，該AT由磁極鐵心114內(nèi)的轉(zhuǎn)子繞組14的設(shè)置空間所決定。轉(zhuǎn)子107的大小受到限制時(shí)，如果加大設(shè)置空間，則磁極鐵心114的磁路截面積將變小，結(jié)果磁阻變大，通過磁極鐵心114的磁通量減小，電動(dòng)勢不會(huì)增大。
導(dǎo)線的截面積s及繞組線圈線n一定狀態(tài)下，欲加大勵(lì)磁電流I，增大電動(dòng)勢時(shí)，由于轉(zhuǎn)子繞組13的銅損，轉(zhuǎn)子繞組13的溫度上升，由于其溫度上升，轉(zhuǎn)子繞組13導(dǎo)線的電阻也上升，勵(lì)磁電流I減小，電動(dòng)勢仍不增大。
另一方面，特開平11-164499號公報(bào)公布了這樣一種方案如圖19所示，定子鐵心115的軸線方向長度L1與圓筒部200的軸線方向長度L2的比率L1/L2在1.25-1.75的范圍內(nèi)，使圓盤部201、202與定子鐵心115對向，磁通A從圓盤部201、202流入定子鐵心115，增大磁極電路114的磁路截面積，同時(shí)，爪狀磁極123、124的外徑R1與圓筒部200的外徑R2的比率在0.54-0.60范圍內(nèi)情況下，增大圓筒部200的磁路截面積，以求增大電動(dòng)勢。
但是，上述公報(bào)所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)存在的問題是，并未對爪狀磁極123、124的尺寸、形狀等加以考慮，如爪狀磁極123、124的前端123A的徑方向的厚度與爪狀磁極123、124的根部的徑方向的厚度t2的比小，即爪狀磁極123、124的前端的厚度大時(shí)，在爪狀磁極123、124的前端側(cè)，相對的爪狀磁極123、124的側(cè)面面積變大，從側(cè)面流入相鄰爪狀磁極124的側(cè)面的磁通增加，所謂漏磁通量增多，有效磁通量減少，輸出電流降低。
并且，在轉(zhuǎn)子107整體大小受限制時(shí)，由于轉(zhuǎn)子繞組13的設(shè)置空間問題，無法纏繞更多的導(dǎo)線，導(dǎo)致輸出電流低。
本發(fā)明的課題在于解決上述問題，本發(fā)明的目的是，提供一種可提高有效磁通、提高輸出電流的交流發(fā)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，爪狀磁極前端徑向的厚度t1與爪狀磁極的根部的徑向厚度t2的比率在0.10≤t1/t2≤0.25的范圍內(nèi)，定子鐵心及圓盤部從徑向所視重疊的尺寸A與圓盤部軸線方向的尺寸B的比率范圍為0.2≤A/B≤1.0。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，從徑向所視，與定子鐵心重疊的爪狀磁極的軸線方向長度Lp與定子鐵心軸線方向的長度Lc的比率范圍為0.7≤Lp/Lc≤0.9。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，爪狀磁極的前端徑向厚度t1與爪狀磁極的根部的徑向厚度t2的比率范圍為0.10≤t1/t2≤0.25，且，定子鐵心與圓盤部從徑向所視重疊尺寸A與圓盤部的軸線方向尺寸B的比率范圍為0.2≤A/B≤1.0，再有，從徑向所視與定子鐵心重疊的爪狀磁極的軸線方向的長度Lp與定子鐵心的軸線方向長度Lc的比率范圍為0.7≤Lp/Lc≤0.9。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，在作為相鄰的爪狀磁極的對向面的爪狀磁極的側(cè)面中，如將上述側(cè)面與爪狀磁極在爪狀磁極的前端所成角度作為α，上述側(cè)面與徑線在爪狀磁極的根部所成角度作為β時(shí)，則α＞β。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，在爪狀磁極的肩部，從定子鐵心的端面開始，以外側(cè)為起點(diǎn)，形成向徑向內(nèi)側(cè)傾斜的傾斜面。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子繞組由導(dǎo)線在轉(zhuǎn)子軸線方向，從兩端部向中心纏繞而成。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，爪狀磁極的轉(zhuǎn)子繞組側(cè)的繞組對向面和中間面為向徑向外側(cè)方向鼓起的曲面形狀。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，爪狀磁極間配置有永久磁石，使爪狀磁極對向側(cè)與爪狀磁極同極。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，切槽以每極每相2個(gè)的比例設(shè)置。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，定子繞組的導(dǎo)線截面為矩形。
附圖的簡單說明圖1為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1所涉及的車輛用交流發(fā)電機(jī)的剖視圖；圖2為圖1的定子的斜視圖；圖3為圖1的定子的分解斜視圖；圖4為顯示圖1車輛用交流發(fā)電機(jī)中電路的電路圖；圖5為圖1的爪狀磁極的斜視圖；圖6為圖5的爪狀磁極的前視圖；圖7為圖1的主要部位放大圖；圖8為實(shí)施形態(tài)1的車輛用交流發(fā)電機(jī)輸出電流的等高線圖；圖9為實(shí)施形態(tài)1的車輛用交流發(fā)電機(jī)的Lp/Lc與輸出電流的關(guān)系示圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施形狀2的車輛用交流發(fā)電機(jī)的主要部位剖視圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的車輛用交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要部位斜視圖；圖12為以往車輛用交流發(fā)電機(jī)的剖視圖；圖13為圖12的轉(zhuǎn)子的斜視圖；圖14為圖12的爪狀磁極的斜視圖；圖15為圖14的爪狀磁極的前視圖；圖16為圖12的定子的斜視圖；圖17為圖12的定子鐵心的斜視圖；圖18為圖12的定子鐵心的主要部位平面圖；圖19為定子鐵心與磁極鐵心位置關(guān)系的說明圖。
圖中，6為轉(zhuǎn)軸；7為轉(zhuǎn)子；8為定子；13為轉(zhuǎn)子繞組；14為切槽；15為定子鐵心；16為定子繞組；20、21為磁極鐵心部；22、23為爪狀磁極；22a、23a為傾斜面；222A、223B為繞組對向面；300為圓筒部；301、302為圓盤部。
具體實(shí)施例方式
下面參照


一下本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，與以往的相同或相當(dāng)?shù)牟考?、部位均?biāo)注同一符號加以說明。
實(shí)施形態(tài)1圖1為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的車輛用交流發(fā)電機(jī)剖視圖，圖2為1中定子8的斜視圖，圖3為圖1中定子8的分解斜視圖，圖4為圖1車輛用交流發(fā)電機(jī)中電路的電路圖，圖5為圖1中爪狀磁極23的斜視圖，圖6為圖5的爪狀磁極23的前視圖。
該車輛交流發(fā)電機(jī)包括由鋁制前托架及后托架構(gòu)成的箱體3，設(shè)于該箱體3內(nèi)，一端固定有皮帶輪的轉(zhuǎn)軸6，固定在該轉(zhuǎn)軸6上的蘭德爾型轉(zhuǎn)子7，固定在箱體3上的定子8，包括固定在轉(zhuǎn)子7的軸方向兩端部的冷卻扇5a、5a與轉(zhuǎn)子7，固定在轉(zhuǎn)軸6的另一端、向轉(zhuǎn)子7供應(yīng)電流的滑環(huán)9，在滑環(huán)9的表面滑動(dòng)的一對電刷10，容納電刷10的刷握11，與定子8電氣連接、將定子所產(chǎn)生的交流整流成直流的整流器12，安裝在嵌于刷握11上的散熱裝置上，可調(diào)整定子8所產(chǎn)生的交流電壓大小的調(diào)節(jié)器18。
轉(zhuǎn)子7設(shè)有流過電流，產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子繞組13；覆蓋轉(zhuǎn)子繞組13、在磁通作用下形成磁極的一對磁極鐵心部20、21。一對磁極鐵心20、21為鐵制，在外圓周邊緣部圓周方向以等角間距分別突出設(shè)有最外徑面形狀為近梯形形狀的爪狀磁極22、23。一對磁極鐵心20、21在與爪狀磁極22、23嚙合的狀態(tài)下固定在轉(zhuǎn)軸6上。
在爪狀磁極22、23的肩部，形成從定子鐵心15的兩端面開始，以外側(cè)為起點(diǎn)，向徑內(nèi)側(cè)方向傾斜的傾斜面22a、23a。
又，成為相鄰爪狀磁極22、23的對向面的爪狀磁極22、23的側(cè)面中，在爪狀磁極22、23的前端，其側(cè)面與爪狀磁極22、23的徑線所成角度為α，在爪狀磁極22、23的根部，其側(cè)面與徑線所成角度為β時(shí)，如圖17所示，在以往的機(jī)器中，α與β的值相等。與此相比，在本實(shí)施例中，α＞β，在成為相鄰的爪狀磁極22、23之間的對向面的側(cè)面形成螺旋面。
定子8由磁性鋼板疊壓而成的圓筒狀定子鐵心15與纏繞于定子鐵心15上的三相定子繞組16構(gòu)成。并且，定子8夾持于前托架1與后托架2這間，在爪狀磁極22、23的外圓周面與定子鐵心15的內(nèi)圓周面之間形成均勻的氣隙。
其次，參照圖2及圖3說明一下定子8的構(gòu)造。
在定子鐵心15上，在圓周方向以等角間距(電氣角30度的間距)、按每極每相2個(gè)的比例設(shè)有軸線方向延伸的切槽14。也就是說，相對轉(zhuǎn)子7的12個(gè)爪狀磁極22、23，72個(gè)切槽14設(shè)在定子鐵心15上，從而得到由2個(gè)3交流繞組構(gòu)成的三相定子繞組16。在這里，切槽14按a相切槽14a、d相切槽14d、b相切槽14b、e相切槽14e、c相切槽14c以及f相切槽14f的順序，在圓周方向反復(fù)排列設(shè)置。各相切槽14以6個(gè)切槽間距排列。
如圖3所示，a相切槽30a由纏繞有規(guī)定圈數(shù)的由矩形截面絕緣皮覆蓋的連接銅線構(gòu)成的導(dǎo)線、以6個(gè)切槽間距(6P)排列的12個(gè)切槽容納部31a，以及在軸線方向連接相鄰切槽容納部31a端部的連接部31b構(gòu)成，為波狀形狀。該a相繞組30a將切槽容納部31a容納于以6個(gè)切槽間距排列的各a相切槽14a中，纏繞于定子鐵心15上。連接相鄰切槽容納部31a的端部的連接部31b在定子鐵心15的軸線方向外側(cè)，向圓周方向延伸，構(gòu)成繞組終端。b相、c相、d相、e相、f相繞組30b、30c、30d、30e、30f采用同樣構(gòu)成。
a相、b相、c相繞組30a、30b、30c在圓周方向相互以2個(gè)切槽(2P)間距重疊3層，纏繞于定子鐵心15上。
同樣，f相、d相以及e相繞組30f、30d、30e在圓周方向相互以2個(gè)切槽間距重疊3層纏繞于定子鐵心15上，位于a相、b相以及c相繞組30a、30b、30c的內(nèi)圓周側(cè)。
這樣，如圖2所示，得到了6相各相繞組30a-30f徑向重疊纏繞于定子鐵心15上的定子8。此時(shí)，6相繞組30a-30f從外圓周側(cè)，以a相繞組30a、b相繞組30b、c相繞組30c、f相繞組30f、d相繞組30d、e相繞組30e的順序裝在定子鐵心15上。6相的繞組30a-30f的繞組終端(連接部31b)構(gòu)成三相定子繞組16的繞組終端組16a、16b。
這樣纏繞的a相、b相及c相繞組30a、30b、30c呈Y接線(交流接線)，構(gòu)成第1個(gè)三相交流繞組160A，d相、e相、f相繞組30d、30e、30f呈Y接線(交流接線)，構(gòu)成第2個(gè)三相交流繞組160B。第1及第2個(gè)三相交流繞組160A、160B分別連接于第1及第2個(gè)整流器12A、12恥，構(gòu)成圖4所示電路。
A相、b相以及c相繞組30a、30b、30c在各自電氣角，分別具有120度相位差，d相、e相以及f相繞組30d、30e、30f在各自電氣角，分別具有120度相位差。d相、e相、f相繞組30d、30e、30f相對a相、b相、c相繞組30a、30b、30c，在電角，有30度相位差。
在采用此種構(gòu)成的車輛用交流發(fā)電機(jī)中，從電池(未圖示)通過電刷10、滑環(huán)9向轉(zhuǎn)子繞組13供應(yīng)電流，產(chǎn)生磁通。在該磁通作用下，磁極鐵心部20的爪狀磁極22的N極被勵(lì)磁，磁極鐵心21的爪狀磁極23的S極被勵(lì)磁。
另一方面，引擎驅(qū)動(dòng)皮帶輪4，在轉(zhuǎn)軸6的作用下，轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)作用下，賦予定子鐵心15以旋轉(zhuǎn)磁場，定子繞組16的三相交流繞組160A、160B產(chǎn)生電動(dòng)勢。各三相交流繞組160A、160B產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢分別被第1及第2整流器12A、12B整流成直流，同時(shí)由調(diào)節(jié)器18調(diào)整輸出電壓大小。各整流器12A、12B的輸出被合成，對電池進(jìn)行充電。
圖7為圖1的主要部位的擴(kuò)大圖。
在該圖中，爪狀磁極22、23前端徑向厚度為t1，爪狀磁極22、23的根部徑向厚度為t2時(shí)，在本實(shí)施形態(tài)的車輛用交流發(fā)電機(jī)中，設(shè)有爪狀磁極22、23，t1/t2值范圍為0.10≤t1/t2≤0.25。
從徑向來看，定子鐵心15及磁極鐵心部20.21的圓盤部301重疊尺寸為A，圓盤部15的軸線方向長度為B時(shí)，轉(zhuǎn)子7的設(shè)置，A/B值范圍設(shè)定為0.2≤A/B≤1.0。
再從徑向來看，與定子鐵心15重疊的爪狀磁極22、23的軸線方向長度為Lp，定子鐵心15的軸線方向長度為Lc時(shí)，設(shè)置爪狀磁極22、23的軸線方向長度，使Lp/Lc值范圍為0.7≤Lp/Lc≤0.9。
圖8為等高線圖，橫軸為t1/t2，縱軸為A/B，發(fā)明者通過實(shí)驗(yàn)求得交流發(fā)電機(jī)的輸出電流值。
從該圖中可以看出，t1/t2值為0.10≤t1/t2≤0.25、A/B值為0.2≤A/B≤1.0時(shí)，輸出電流值在99安培以上，輸出電流值大。
如t1/t2值小于0.10時(shí)，由于爪狀磁極22、23的前端部厚度過小，所以該部分的磁阻增大，從爪狀磁極22、23流至定子8的磁通量減少。
如t1/t2值大于0.25時(shí)，相鄰爪狀磁極22、23的相互對向的面積增大，磁通直接從爪狀磁極22通過相鄰的爪狀磁極23，所謂泄漏磁通量增大，有效磁通量減少，這是輸出電流減少的原因所在。
如A/B值小于0.2時(shí)，從徑向所見定子鐵心15與圓盤301重疊值過小，所以，從爪狀磁極22、23的根部流入定子鐵心15的磁通量減少。
如A/B值大于1.0時(shí)，定子繞組15的軸線方向長度過長，在三相定子繞組16上發(fā)生未交鏈磁通區(qū)域，輸出電流減少。
圖9為發(fā)明者通過實(shí)驗(yàn)求得對應(yīng)Lp/Lc的交流發(fā)電機(jī)的輸出電流值的示圖。
從該圖中可以清楚看到，在0.7≤Lp/Lc≤0.9范圍內(nèi)，輸出電流值高。
如Lp/Lc值小于0.7時(shí)，即，如果爪狀磁極22、23的軸線方向長度過短，盡管磁通直接通過爪狀磁極22、23流入定子鐵心15，但由于三相定子繞組16發(fā)生未交鏈磁通區(qū)域，輸出電流減少。
如Lp/Lc值大于0.9時(shí)，在爪狀磁極22、23的前端部，與從爪狀磁極22迂回至定子鐵心15的磁通相比，直接流入相鄰爪狀磁極23的泄漏磁通量增加，有效磁通量減少，輸出電流減少。
在上述構(gòu)成的車輛用交流發(fā)電機(jī)中，在爪狀磁極22、23的肩部，從定子鐵心15的兩端面開始，以外側(cè)為起點(diǎn)，形成向徑內(nèi)側(cè)方向傾斜的傾斜面22a、23a，所以，來自圓盤部301的磁通沿傾斜面22a、23a順利地流入定子鐵心15，流入定子鐵心15的總磁通量大，輸出電流大。
由于在相鄰爪狀磁極22、23間的相對面形成螺旋面，所以相鄰爪狀磁極22、23在前端23A的相對面積變小，可減少爪狀磁極22、23間的泄漏磁通。
上述車輛用交流發(fā)電機(jī)是切槽14的總數(shù)72、爪狀磁極22、23的總數(shù)為12的三相交流發(fā)電機(jī)，切槽14數(shù)按每極每相2個(gè)的比例設(shè)置，在爪狀磁極22、23間設(shè)有6個(gè)切槽?，F(xiàn)有的發(fā)電機(jī)為切槽83總數(shù)36，爪狀磁極123、124總數(shù)12的三相交流發(fā)電機(jī)，爪狀磁極123、124間切槽數(shù)為3，與此相比，本發(fā)明發(fā)電機(jī)切槽數(shù)14的數(shù)目為其2倍，因此，T形齒81的前端部85的圓周方向尺寸變小，可減少相鄰爪狀磁極22、23間通過T形齒81的前端部85流過的泄漏磁通量。
并且，三相定子繞組16的導(dǎo)線截面為矩形，所以切槽4內(nèi)的槽滿率高，由此可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子7的小型化。
并且，本實(shí)施形態(tài)的爪狀磁極與現(xiàn)有t1/t2值為0.3的爪狀磁極123、124相比，其前端部厚度小，所以可減小爪狀磁極123、124前端側(cè)的重要，由此，控制高速旋轉(zhuǎn)時(shí)爪狀磁極123、124向外徑側(cè)的位移，提高耐高速性。同時(shí)，可減小定子鐵心15與轉(zhuǎn)子7間的空隙，提高輸出。此外，轉(zhuǎn)子繞組13在轉(zhuǎn)子7的軸線方向，按從兩端部向中心部的方向，可更多地纏繞導(dǎo)線，提高輸出。
實(shí)施形態(tài)2圖10為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2車輛用交流發(fā)電機(jī)主要部位剖視圖，爪狀磁極222、223的轉(zhuǎn)子繞組13側(cè)的繞組相對面222A、223A為中間面向徑外側(cè)方向鼓起的曲面形狀。由于采用此種形狀，轉(zhuǎn)子繞組13上，在轉(zhuǎn)子7的軸線方向，從兩端部朝中心部，可增加導(dǎo)線纏繞圈數(shù)，增加輸出電流。
實(shí)施形態(tài)3圖11為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3車輛用交流發(fā)電機(jī)主要部位剖視圖。
在本實(shí)施形態(tài)中，相鄰的爪狀磁極22、23間設(shè)有由支持構(gòu)件400支持的爪狀磁極22、23。支持構(gòu)件400為梯形形狀，同時(shí)兩端部彎曲成コ字形狀，該彎曲部中容納永久磁石401。
永久磁石401相對爪狀磁極22、23側(cè)與爪狀磁極同極配置。
由于采用此種結(jié)構(gòu)，可減少相鄰爪狀磁極22、23間泄漏磁通量，提高輸出電流。
在上述各實(shí)施形態(tài)中，對車輛用交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行了說明，當(dāng)然，所述發(fā)電機(jī)并不僅限于車輛用。
如上面所述，根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，爪狀磁極的前端的徑向厚度t1與爪狀磁極的根部徑向厚度t2之比的范圍為0.10≤t1/t2≤0.25，定子鐵心及圓盤部從徑向所見重疊尺寸A與圓盤部軸線方向尺寸B之比的范圍為0.2≤A/B≤1.0，所以，有效磁通量增加，輸出大。
與現(xiàn)有的t1/t2值為0.3左右相比，爪狀磁極前端側(cè)的重量減少，因此，可控制高速旋轉(zhuǎn)時(shí)爪狀磁極向外徑側(cè)的位移，同時(shí)減小定子鐵心與轉(zhuǎn)子間的空隙，提高輸出。
根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，從徑向所見與定子鐵心重疊的爪狀磁極軸線方向長度Lp與上述定子鐵心軸線方向長度Lc之比范圍為0.7≤Lp/Lc≤0.9，所以，有效磁通量增多，輸出大。
根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，爪狀磁極的前端的徑向厚度t1與爪狀磁極根部徑向厚度t2之比范圍為0.10≤t1/t2≤0.25，且，定子鐵心與圓盤部從徑向所見重疊尺寸A與圓盤部軸線方向尺寸B之比范圍為0.2≤A/B≤1.0，從徑向所見與定子鐵心重疊的爪狀磁極軸線長度Lp與定子鐵心軸線長度Lc之比范圍為0.7≤Lp/Lc≤0.9，有效磁通量進(jìn)一步增加，輸出更大。
根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，相鄰爪狀磁極相對面——爪狀磁極側(cè)面中，在爪狀磁極前端的側(cè)面與爪狀磁極徑線所成角度為α，在爪狀磁極根部側(cè)面與徑線所成角度為β，則α＞β，在相鄰爪狀磁極之間的相對面，形成螺旋面，所以，相鄰爪狀磁極在前端側(cè)的相對面積小，爪狀磁極間泄漏的磁通減少，有效磁通量增加，輸出提高。
根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，在爪狀磁極的肩部，從定子鐵心的端面開始，以外側(cè)為起點(diǎn)，形成向徑向內(nèi)側(cè)傾斜的傾斜面，所以，來自圓盤部的磁通可順利地沿傾斜面流入定子鐵心，流入定子鐵心總磁通量增加，輸出電流增大。
根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組由在轉(zhuǎn)子軸線方向，從兩端朝中心部多層纏繞的導(dǎo)線構(gòu)成，所以，輸出增大。
根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，爪狀磁極的轉(zhuǎn)子繞組側(cè)的繞組相對面為中間面向徑外側(cè)鼓起的曲面形狀，這樣，可增加在轉(zhuǎn)子軸線方向，從兩端部向中心部纏繞的導(dǎo)體繞組數(shù)，輸出增大。
根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，在爪狀磁極間配置有永久磁石，與爪狀磁極相對側(cè)與爪狀磁極同極，所以，爪狀磁極間泄漏的磁通減少。
根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)，切槽以每極2個(gè)的比例配置，所以，可減少相鄰的爪狀磁極間通過分隔切槽的T形齒前端部流失的磁通量，提高輸出。
在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，定子繞組的導(dǎo)線截面為矩形，所以，切槽內(nèi)的槽滿率高，從而可實(shí)施轉(zhuǎn)子的小型化。
權(quán)利要求
1.一種交流發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)包括設(shè)有沿旋轉(zhuǎn)方向交叉設(shè)置N極、S極的轉(zhuǎn)子，以及包圍該轉(zhuǎn)子的定子；所述轉(zhuǎn)子具有流過電流，產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子繞組和一對磁極鐵心部，所述一對磁極鐵心部由卷繞有轉(zhuǎn)子繞組的圓筒部、由從圓筒部兩端部向徑向外側(cè)延伸的圓盤部、及從圓盤部作軸線方向延伸、覆蓋所述轉(zhuǎn)子繞組、由所述磁通使上述N極、S極被勵(lì)磁的多個(gè)爪狀磁極所構(gòu)成；上述定子包括在圓周方向設(shè)有一定間距軸線方向延伸設(shè)置的切槽的定子鐵心，和導(dǎo)線纏繞于所述切槽上，安裝在上述定子鐵心上的定子繞組；其特征在于，所述爪狀磁極前端徑向厚度(t1)與爪狀磁極根部徑向厚度(t2)之比的范圍為0.10≤t1/t2≤0.25，所述定子鐵心及圓盤部從徑向所見重疊尺寸(A)與圓盤部軸線方向尺寸(B)之比范圍為0.2≤A/B≤1.0。
2.一種交流發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)包括沿旋轉(zhuǎn)方向交叉設(shè)有N極、S極的轉(zhuǎn)子，和包圍該轉(zhuǎn)子的定子，所述轉(zhuǎn)子具有流過電流，產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子繞組和一對磁極鐵心部，所述一對磁極鐵心部由卷繞有轉(zhuǎn)子繞組的圓筒部、由從圓筒部兩端部向徑向外側(cè)延伸的圓盤部、及從圓盤部作軸線方向延伸、覆蓋所述轉(zhuǎn)子繞組、由所述磁通使上述N極、S極被勵(lì)磁的多個(gè)爪狀磁極所構(gòu)成；在圓周方向設(shè)有一定間距軸線方向延伸設(shè)置的切槽的定子鐵心，和導(dǎo)線纏繞于所述切槽上，安裝在上述定子鐵心上的定子繞組；其特征在于，從徑向所見與定子鐵心重疊的爪狀磁極的軸線方向長度(Lp)與定子鐵心的軸線方向長度(Lc)之比的范圍為0.7≤Lp/Lc≤0.9。
3.如權(quán)利要求1所述交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，從徑向所見與定子鐵心重疊的爪狀磁極的軸線方向長度(Lp)與定子鐵心軸線長度(Lc)之比的范圍為0.7≤Lp/Lc≤0.9。
4，如權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，成為相鄰爪狀磁極對向面的爪狀磁極的側(cè)面中，將在爪狀磁極前端上述側(cè)面與爪狀磁極徑線所成角度作為α，在爪狀磁極根部上述側(cè)面與徑線所成角度為β，則α＞β。
5.如權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，在爪狀磁極的肩部，設(shè)有從定子鐵心的端面以外側(cè)為起點(diǎn)向徑向內(nèi)側(cè)傾斜的傾斜面。
6.如權(quán)利要求1至至3之任一項(xiàng)所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)子繞組由在轉(zhuǎn)子軸線方向，從兩端部向中心多層纏繞的導(dǎo)線構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1至至3之任一項(xiàng)所述交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，爪狀磁極的轉(zhuǎn)子繞組側(cè)的繞組對向面為中間面向徑外側(cè)方向鼓起的曲面形狀。
8.如權(quán)利要求1至至3之任一項(xiàng)所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，爪狀磁極間設(shè)有永久磁石，使與爪狀磁極對向的一側(cè)與爪狀磁極同極。
9.如權(quán)利要求1至至3之任一項(xiàng)所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，切槽按每極每相2個(gè)的比例配置。
10.如權(quán)利要求1至至3之任一項(xiàng)所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，定子繞組的導(dǎo)線截面為矩形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高輸出的交流發(fā)電機(jī)。在本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)中，爪狀磁極前端徑向的厚度t1與爪狀磁極的根部的徑向厚度t2的比率在0.10≤t1/t2≤0.25的范圍內(nèi)，定子鐵心及圓盤部從徑向所視重疊的尺寸A與圓盤部軸線方向的尺寸B的比率范圍為0.2≤A/B≤1.0。又，從徑向所視，與定子鐵心重疊的爪狀磁極的軸線方向長度Lp與定子鐵心軸線方向的長度Lc的比率范圍為0.7≤Lp/Lc≤0.9。
文檔編號H02K19/22GK1434554SQ02147338
公開日2003年8月6日 申請日期2002年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月21日
發(fā)明者大橋篤志, 淺尾淑人, 井上弘一 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社