立体图。
[0032]图13是图12所示的伦德尔型发电机的转动部分的立体图。
[0033]图14是表示图12所示的伦德尔型发电机的转子线圈的配线的侧视图。
【具体实施方式】
[0034]参照图1至图8对本发明的第一实施方式进行说明。此处所示的发电机适合于也可兼用作电动机的伦德尔型交流发电机，但本发明所涉及的发电机不限于此，例如也可广泛地应用于发电专用的发电机、可兼用作再生制动器的发电机等。
[0035]图1及图2表示所述第一实施方式所涉及的伦德尔型发电机。该发电机的主要构成要素包括定子10、转动轴20、第一及第二转子铁芯30A和30B、转子线圈40以及一并收容这些构成要素的中空圆筒状的外壳50。
[0036]所述定子10具备:包含定子磁极的多个定子铁芯(stator core) 12 ;以及卷绕于各定子铁芯12的定子线圈14。各定子铁芯12例如由在发电机的轴向(与后述的转动轴20平行的方向)上彼此层叠的多块电磁钢板形成，且在所述外壳50的内周面上以包围内侧空间的方式沿着周向排列配置。
[0037]所述转动轴20以能相对于所述定子10转动的方式配置于该定子10的内侧，具备主体轴22和磁性圆筒体24。所述主体轴22具备图中未示出的两端部。这些端部以可转动(能相对于定子10相对地转动)的方式被支承在轴承，该轴承设置在所述外壳50或设置在固定于外壳50的盖体。所述磁性圆筒体24由能够形成所需磁路的磁性材料制成，并在所述主体轴22的轴向的至少一部分区域(在该实施方式中为除了两端部以外的区域)中，嵌合固定于该主体轴22的外侧。S卩，该磁性圆筒体24形成转动轴20的磁性外周部。在该实施方式中，在所述磁性圆筒体24的两外侧分别配设有按压用夹具26及固定用螺母28。各固定用螺母28与形成于主体轴22的图中未示出的公螺纹相啮合，该各固定用螺母28通过向中央一侧被拧紧，从轴向的两外侧隔着所述按压用夹具26夹住所述磁性圆筒体24。
[0038]本发明所涉及的转动轴只要在其轴向的适当区域具备磁性外周部即可，未必限定于如上所述的包含磁性圆筒体24的转动轴。例如，在不要求转动轴具有高强度的情况下，该转动轴也可整体上由磁性材料构成，或者也可在主体轴的表面形成构成磁性外周部的磁性覆盖膜。
[0039]所述第一及第二转子铁芯30A、30B以在所述定子10的内侧与所述转动轴20 —起转动的方式，配置于所述磁性圆筒体24的周围。各转子铁芯30A、30B具备基部32和多个转子磁极部34。基部32配置于所述磁性圆筒体24的周围，各转子磁极部34从在所述基部32的外周上沿周向排列的多个位置起，沿着所述转动轴20的轴向延伸。这些转子磁极部34从所述定子10的定子磁极的径向内侧与该定子磁极相向，从而可与该定子磁极磁親入口 ο
[0040]所述两个转子铁芯30Α、30Β被配置成使该第一转子铁芯30Α的转子磁极部34和该第二转子铁芯30Β的转子磁极部34沿着转动周向交替地排列。即，两个转子铁芯30Α、30Β沿着转动轴20相向配置，以使转子铁芯30Α的梳齿状磁极部34与转子铁芯30Β的梳齿状磁极部34彼此啮合。
[0041]所述转子线圈(励磁线圈)40被设置成在轴向上位于两个转子铁芯30Α、30Β之间，且在径向上位于各转子铁芯30Α、30Β的转子磁极部34的内侧。所述转子线圈40接收被提供的电流而使所述各转子铁芯30Α、30Β及所述定子铁芯的内部产生磁通。具体而言，将转子铁芯30Α、30Β中的一方的转子磁极部34成为Ν极，将另一方的转子磁极部34成为S极，形成按照Ν极一定子铁芯一S极一磁性圆筒体24循环的磁路。这样，交替地励磁成Ν极与S极的转子磁极部34沿着该转子磁极部34的排列方向(即周向)相对于定子10相对地转动，从而使该定子10的定子线圈14产生电动势。
[0042]该发电机的特征在于，如图3所示，所述各转子铁芯30Α、30Β由沿着所述转动轴20的轴向彼此层叠的多块单位板60形成。各单位板60由磁性材料制成，如图4Α至图4C所示，由单一的薄板形成。这些单位板60也可以为彼此相同的形状，由此，转子铁芯30Α、30Β的生产效率会显著提高。
[0043]所述各单位板60的基板部62呈在中央具有贯穿孔63的环形板状，该基板部62在所述转动轴20插通于该贯穿孔63的状态下，配置于该转动轴20的磁性外周部即磁性圆筒体24的周围。所述各磁极板部64从在所述基板部62的外周上沿其周向排列的多个位置起，以向径向外侧倾斜的方式沿着所述转动轴20的轴向延伸。各磁极板部64向外倾斜的角度只要是可让这些磁极板部64以图1所示的方式彼此在轴向上层叠的角度即可，具体的角度可根据规格来自由地设定。
[0044]所述各基板部62在彼此电绝缘的状态下在所述轴向上层叠，从而分别形成所述第一及第二转子铁芯30A、30B的基部32，所述各磁极板部64在彼此电绝缘的状态下在所述轴向上层叠，从而形成所述第一及第二转子铁芯30A、30B的各转子磁极部34。形成所述各转子铁芯30A、30B的单位板60例如可通过浸渍于适当的树脂而彼此一体化。另外，优选的是，在各单位板60的两侧面中的至少一个侧面及端面形成绝缘覆盖膜。
[0045]此外，在图1及图3中，为了方便起见，各单位板60的厚度显示得比实际厚度更大，但如下所述，各单位板60的实际厚度微小，因此，由块数比图中示出的块数更多(例如20块至数十块)的单位板60形成各转子铁芯30A、30B。
[0046]具体而言，优选的是，各单位板60的厚度为对应于磁极频率f和转子铁芯的材质(导电率及导磁率)的集肤深度值以下、且对应于该磁极频率10倍的频率的集肤深度值以上的值，其中，所述磁极频率f是将各转子铁芯30A、30B的转子磁极部34的个数(在图2、图3及图4A至图4C所示的例子中为5个)乘以发电机的转动频率(额定转动频率)所得的频率。所述集肤深度δ (m)是电磁波从样本表面侵入至1/e左右的深度，若将电阻率设为p (Ω/m)，将导磁率设为μ (H/m)，则可由下式算出所述集肤深度δ (m)。
[0047]δ = [ p / (Ji.f.μ)] 1/2
[0048]根据上述关系，如图5所示，对于各种材料，可唯一地确定上述频率f (kHz)与集肤深度S (mm)的关系。因此，可以根据该关系来确定对应于该频率f的集肤深度δ及适当的单位板60的厚度。
[0049]例如，若发电机的驱动频率(一般为额定频率)的频带为包含谐波的50Hz ^ f ^ 1kHz，且各单位板60由纯铁系材料形成，贝丨』可在0.1mm ^ t ^ 0.5mm的范围内设定各单位板60的适当的厚度t。S卩，上限为500 μ m左右，考虑到易加工性，优选的是设定为300 μm以下，更优选的是设定为100 μm以下。然而，因为压延加工的厚度精度存在极限，所以较为现实的是设定为30 μ m以上。通过使这种板厚小的单位板60彼此层叠，能够有效地抑制涡电流的产生。
[0050]所述各单位板60的磁极板部64的顶端65由于所述各单位板60的轴向的层叠，以沿着所述定子10的定子磁极的内侧面即定子磁极面并排的方式排列，由此可形成与该定子磁极面相向的转子磁极面。该转子磁极面允许磁通顺利地从定子磁极面进入该转子磁极面，有效地抑制涡电流的产生。
[0051]另一方面，所述各单位板60的基板部62中包围所述贯穿孔63的部分形成内侧周缘部66，该内侧周缘部66以向径向内侧倾斜的方式向与所述磁极板部64相同的一侧延伸，这些内侧周缘部66也在轴向上彼此层叠。单位板60的层叠状态因这些内侧周缘部66的层叠而更稳定。另外，例如与各内侧周缘部66正交于转动轴的情况相比，该各内侧周缘部66的倾斜能够增加周缘部与转动轴的相向面积，由此能够减小磁阻。
[0052]而且，在此情况下，可以将所述内侧周缘部66的顶端的直径设定为可让转动轴20压入所述各内侧周缘部66的内侧的直径，也就是，让该内侧周缘部66的顶端紧贴所述转动轴20的磁性外周部即磁性圆筒体24的外周面。通过该紧贴可进一步减小磁阻，并且使第一及第二转子铁芯相对于转动轴的位置稳定。此处所谓的紧贴也可并非为严格意义上的紧贝占。例如，如图6A所示，实际上即使内侧周缘部66的顶端与磁性圆筒体24的外周面之间存在间隙，只要该间隙微小，则仍能够减小磁阻。而且，如图6B所示，配合各内侧周缘部66的排列，在所述磁性圆筒体24的外周面形成阶部24a，由此能够进一步减小磁阻。
[0053]另一方面，在所述各按压用夹具26的外周面26a形成有对应于所述内侧周缘部66的锥形面。这使得该按压用夹具26能够从轴向两外侧约束转子铁芯30A、30B。
[0054...