[发明专利]车辆用交流发电机

说明书

技术领域

本发明涉及装载于乘用车、卡车等的车辆用交流发电机。

背景技术

近年来，作为对于汽车用交流发电机的要求，要求小型化以及在相同体型下发电能力的提高。即，要求以合理的价格提供小型并且高输出的车辆用交流发电机。

专利文献1中记载的车辆用交流发电机中，具备具有伦德尔型铁芯的转子，该伦德尔型铁芯具有圆筒部、轭铁部、爪状磁极部。在设励磁线圈的磁动势为AT，各部分（圆筒部、轭铁部、爪状磁极部、空隙、定子铁芯）的磁阻的和为Rm时，众所周知，从转子产生的磁通Φ表示为算式Φ=AT/Rm。该磁通Φ如专利文献1的图2所示，从圆筒部流过轭铁部、爪状磁极部，从爪状磁极部流入定子铁芯。

根据专利文献1，现有技术中，优选使伦德尔型铁芯的各部分（圆筒部、轭铁部、爪状磁极部）的磁路截面积大致相同。此外，需要确保励磁线圈的卷装所需的空间。与这样设计的转子的发生磁通对应，也决定了定子铁芯的磁路截面积。一般而言，定子铁芯的材质与转子铁芯的材质相比磁特性良好，所以定子铁芯的磁路截面积确定为比转子铁芯的磁路截面积小。

对于这样的现有设计改变设计方法的想法，提出有使定子铁芯的轴方向长度比转子圆筒部的轴方向长度长，并且，使爪状磁极部的根部截面积比圆筒部面积和轭铁部截面积窄（例如，参照专利文献1和2）。该结构中，磁通的一部分从轭铁直接流入定子铁芯，使爪状磁极部的根部截面积较小，从而确保励磁线圈的线圈截面。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3381608号公报

专利文献2：日本专利第3436148号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，如上述专利文献1记载的转子铁芯所示，在使爪状磁极部的根部截面积比圆筒部面积和轭铁部截面积更窄的情况下，需要考虑爪状磁极部的根部附近的磁饱和，更详细地研究。例如，爪状磁极部的根部截面积过小时，在爪状磁极根部磁阻增大饱和，不能实现预期的输出电流的提高。像这样，在车辆用交流发电机中，如何实现输出电流的提高成为课题。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明优选的方式如下所述。

该车辆用交流发电机包括：伦德尔型转子，其具有：卷装有励磁线圈的圆筒部，与该圆筒部的轴向两端面相对配置的板状的第一和第二端板部，从第一端板部向第二端板部方向与旋转轴平行地延伸的多个第一爪部，和从第二端板部向第一端板部方向与旋转轴平行地延伸、并且相对于多个第一爪部在周向上交替地配置的第二爪部；和定子，其在伦德尔型转子的外周具有旋转空隙地相对配置，具有卷装有电枢线圈的层叠铁芯，其中第一和第二端板部，包括绕旋转轴一周连续的圆板区域，和从圆板区域向外周方向突出、形成有爪部的多个突出区域，将在突出区域之间形成的谷区域的底部的直径尺寸设定为68mm以上78mm以下。

发明效果

根据本发明，能够实现车辆用交流发电机的输出和效率的进一步提高，还能够实现输出和效率的最大化。

附图说明

图1是表示车辆用交流发电机100的结构的截面图。

图2是转子的半截面图。

图3是表示定子铁芯21和转子铁芯112F、112R的图。

图4是对转子铁芯112F从轴方向看的图。

图5是表示转子铁芯的背面一侧的图。

图6是表示进行三相全波整流的整流电路的结构的图。

图7是说明等价磁路的图。

图8是表示端板部112b的详情的图。

图9是表示关于φ128交流发电机的输出（A/kg）的模拟结果的图。

图10是表示关于φ139交流发电机的输出（A/kg）的模拟结果的图。

图11是表示谷区域的谷径De比爪部112c的根部内周侧的直径Dc小的情况的转子铁芯的图。

图12是表示φ128交流发电机的情况的计算结果的图。

图13是表示φ128交流发电机中设X1/X2=1.1，Ls/Ly=1.3的情况的De与输出电流的关系的图。

图14是表示图12、13的输出电流成为峰值时的谷区域的形状。

图15是表示φ139交流发电机中De与输出电流的计算结果。

图16是表示φ139交流发电机中X1/X2=0.82、Ls/Ly=1.21的情况下谷径De与输出电流的关系的图。

图17是表示图15、16的输出电流成为峰值时谷区域的形状的图。