JPH0214308Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、たとえば、自動車に搭載される半導
体整流方式の発電機（以下、オルタネータとい
う。）等のような回転電機の回転子（以下、ロー
タという。）に関し、特に、羽根車付きのロータ
に関する。

一般に、オルタネータは大出力化の傾向にあ
り、冷却性能の向上が要求されている。この要求
に応ずるため、羽根車をロータに固定的に取り付
け、空気を内部へ吸い込んで通風させるように構
成したオルタネータがある。

従来のこの種のオルタネータとして、たとえ
ば、第１図に示されているようなものがある。す
なわち、このオルタネータにおいては、ロータａ
の軸ｂに固定的に外装されたロータコアｃにおけ
るスリツプリングｄとは反対側の端面に羽根車ｅ
がその主板ｆをリベツトｇまたはスポツト溶接部
ｈで固着されることにより固定的に取り付けら
れ、羽根車ｅがロータａと一体回転することによ
り気流を発生させるようになつている。

しかし、このような場合、羽根車がロータコア
の端面にリベツトや溶着により固定化されるた
め、羽根車の加工数、部品点数、および組付工程
が多くなるという欠点があつた。

本考案の目的は、簡単な作業により羽根車が固
装できるロータを提供することにある。

本考案に係る回転電機の回転子は、ロータ軸に
固定的に外装されたロータコアに羽根車が固定的
に取り付けられている回転電機の回転子におい
て、前記羽根車はその主板の周辺部に複数板の翼
が設けられており、その主板の中央部にロータ軸
の外径とほぼ等しい内径を有する筒部が、前記翼
の突出方向と同方向に突出されて突設されるとと
もに、その主板に筒部の突出方向と反対方向に後
退する傾斜が与えられ、かつ、この羽根車が筒部
を前記ロータ軸に嵌合され、主板を前記ロータコ
アの端面に傾斜が解消する方向に圧接されること
により筒部でロータ軸に緊締されて固定されてい
ることを特徴とする。

以下、本考案を図面に示す実施例にしたがつて
説明する。

第２図は本考案の一実施例であるロータが装備
されているオルタネータを示す正断面図である。

第２図において、このオルタネータはステー
タ、ロータおよびその他の構造部品を支持する外
枠である一対のブラケツト１，２を備えており、
通常、両ブラケツト１，２はアルミダイキヤスト
等によりほぼ有底円筒形状にそれぞれ一体成形さ
れている。両ブラケツト１，２は腹合せに対設さ
れ、両者間にはステータ３が環状に保持されてい
る。すなわち、ステータ３はそのコア４をブラケ
ツト１，２により両側から挾持されて固定されて
おり、このコア４にステータコイル５が適当に三
相巻線されている。

両ブラケツト１，２内にはロータ６が装備され
ており、ロータ６はその軸７の両端部を両ブラケ
ツト１，２にそれぞれ嵌装されているベアリング
８，９に嵌合されることにより回転自在に支承さ
れている。ロータ軸７はフロントブラケツト１側
において外部に突出されており、その突出端部に
は、エンジンに連結させるためのプーリ１０と、
フロント羽根車１１とが固定的に取り付けられて
いる。この羽根車１１は、フロント側からリア側
へ流動する軸流を発生するように構成され、フロ
ントブラケツト１の外径とほぼ等しい外径を与え
られ十分な風量を得るようになつている。

ロータ軸７のほぼ中央部には、ポールコアとヨ
ークとを組み合わされてなり磁気回路を構成する
ロータコア１２がローレツト等を介して固定的に
嵌着されており、ロータコア１２にはフイールド
コイル１３がヨーク部に絶縁ボビン１４を介して
同心状に巻かれている。ロータ軸７のリアブラケ
ツト２側の端部には、合成樹脂等の絶縁材料によ
り鍔付円筒形状に一体成形されたスリツプリング
ホルダ１５がローレツト等を介して固定的に嵌着
されており、このホルダ１５の外周には受電部と
して一対のスリツプリング１６，１７が互いに平
行に配されて植設されている。両スリツプリング
１６，１７にはフイルドコイル１３の口出線がそ
れぞれ接続されている。

ロータ６のリアブラケツト２側には第３図に示
されるような羽根車１８が、第４図に示されるよ
うに、ロータ軸７に圧入されかつロータコア１２
の端面に圧接されて固定的に装着されている。す
なわち、第３図に示されるように、この羽根車１
８は主板１９を備えており、主板１９の周辺部に
は複数枚の翼２０が遠心力を利用して空気を流動
させるように直角一方向にそれぞれ切り起こされ
ている。主板１９の中央部には、ロータ軸７の外
径とほぼ等しい内径を有する筒部２１が翼２０と
同一方向に突出されて絞り成形されている。主板
１９は周辺部が翼２０と反対方向に後退するよう
に傾斜され、全体として頂角のきわめて広い円錐
筒形状を呈するように絞り成形されている。

このように構成された羽根車１８は、第４図に
示されるように、翼２０をロータコア１２と反対
側に向けて筒部２１をロータ軸７に嵌合され、主
板１９の底面全体がロータコア１２の端面に密着
して傾斜角θ（第３図参照）が解消するまで押さ
え込まれる。主板１９がロータコア１２にその傾
斜角θが解消されるように押圧されるとき、主板
１９にはロータコア１２から端面に直角な反力
F₁が作用し、この反力F₁に伴つて筒部２１には
これを内側に締め付ける力F₂が作用することに
なる。この緊締力F₂により、筒部２１はロータ
軸７の外周面に強く緊迫され、その内周面がロー
タ軸７外周面に刻設されたローレツト２２に喰い
込む。これにより、羽根車１８はロータ６に完全
に回り止め、かつ抜け止めされた状態で固定的に
装着されたことになる。この場合、羽根車１８の
ロータ軸７への押し込みおよびロータコア１２端
面への押し着け作業だけで固定化できるため、リ
ベツト止めや、スポツト溶接等による専用の固定
化作業が省略できる。

なお、第５図に示されるように、羽根車１８の
嵌着後、ロータ軸７にかしめ部２３をロータコア
１２との間で羽根車１８の筒部２１を挾圧するよ
うに形成した場合、羽根車１８の固定は一層確実
になる。しかも、このかしめ作業は、リベツト止
め作業のように部品点数および加工工数の増大化
を招来することがなく、また、スポツト溶接等の
ように大規模な設備が不要であり、生産性、経済
性が良好である。

リアブラケツト２の内部には囲い板２４が羽根
車１８の翼２０群に近接して主板１９と平行にな
るように配されて固定されており、第６図および
第７図に示されているように、この囲い板２４に
はブラツシユニツト２５が固定的に装着されてい
る。囲い板２４は合成樹脂により一体成形されて
おり、ほぼＣリング形状に形成された本体部２６
を備えている。本体部２６は羽根車１８の翼２０
群が描く軌跡をほぼ被覆できるようにその幅を設
定されており、その内縁が規定する中央の空所は
翼群の内側空間に臨む吸込口２７を構成すること
になる。吸込口２７の中央部には円形の防護筒２
８が同心的に配され本体部２６の一体成形されて
いる。防護筒２８の内径は前記スリツプリング１
６，１７の外径よりもわずかに大きく設定され、
その筒長は、筒の両端が前記スリツプリングホル
ダ１５の鍔部端面およびリアブラケツト２のベア
リング９嵌装部端面にできるだけ近接するように
設定されている。すなわち、防護筒２８はスリツ
プリング１６，１７をほぼ完全に包囲するように
構成されている。

ブラツシユニツト２５は合成樹脂等の絶縁材料
により一体成形されたブラシホルダ２９を備えて
おり、ブラシホルダ２９の保持穴内には一対のブ
ラシ３０が圧縮ばね３１の付勢下で進退自在にそ
れぞれ挿入されており、両ブラシに接続されたピ
グテール３２はホルダ２９の外部へ口出しされて
いる。

リアブラケツト２内における囲い板２４の切欠
部に臨む位置には、ダイオード３４を保持してい
るホルダ３３が切欠部を埋めるように配されボル
トナツト３５により据え付けられており、このダ
イオードホルダ３３は囲い板２４の一部を実質的
に形成するようになつている。

また、リアブラケツト２内におけるブラシユニ
ツト２５に隣接する位置には、ボルテージレギユ
レータ３６が配され、ブラシユニツト２５と共に
囲い板２４およびリアブラケツト２にボルトナツ
ト等の締結手段により固定されている。

次に作用を説明する。

ロータ６はロータ軸７に嵌着されたプーリ１０
を介して伝達されるエンジンの駆動力により回転
される。この回転中、ロータ６のフイールドコイ
ル１３にブラシ３０およびスリツプリング１６，
１７を介して通電され、ロータコア１２が磁化さ
れる。磁化されたロータコア１２が回転すると、
ステータコイル５に起電力が発生するが、Ｎ極と
Ｓ極が交互に回つてくるため、ステータコイルに
発生する電流は正逆の交互になり、交流電圧が発
生することになる。この交流はダイオード３４に
より半波整流され、発電電圧はレギユレータ３６
により一定に調整される。

ロータ６が回転すると、これに一体化されてい
るフロント羽根車１１およびリア羽根車１８が回
転し、強力な冷却用空気流が第２図に破線矢印で
示されるように発生される。すなわち、リア側に
おいて、外部の空気がリアブラケツト２内に流入
し、囲い板２４における防護筒２８の外方空間を
通つて吸込口２７から囲い板２４の内側に吸い込
まれ、羽根車１８の翼２０群の遠心力により側方
空間に矢印A₁に示されるように送り出される。
このとき、スリツプリングホルダ１５の鍔部は整
流板の役目を果す。他方、フロント羽根車１１の
回転によつて、フロントブラケツト１の外面に沿
つて矢印A₂で示されるように流動する空気流と、
フロントブラケツト１の端面から内部に押し込ま
れる空気流とが発生される。そして、内部に押し
込まれた空気流の一部は矢印A₃で示されるよう
にフロント側の側面から外部に流出し、残部は矢
印A₄で示されるように、ロータ６の回転により
渦流になつてロータコア１２の内部に吸い込まれ
リア羽根車１８の回転によつて形成される負圧に
導かれ、リア羽根車１８の遠心力による前記空気
流A₁に随伴してリア側の側面から外部に流出す
る。

このように空気が内部および外部を流動する間
にステータ３、ロータ６、ベアリング８，９、ス
リツプリング１６，１７、ブラシ３０等が効果的
に冷却される。特に、ロータコア１２にはリア羽
根車１８が傾斜を解消するように押さえ付けられ
ることによりその周辺部を端面に圧接されている
ため、ロータコア１２はきわめて効果的に冷却さ
れる。すなわち、羽根車１８がロータコア１２に
圧接されることにより、両者間の密着性が良くな
るため、ロータコア１２の熱が羽根車１８に効率
よく伝導し、かつ羽根車１８の翼２０群が冷却フ
インとして作用するため、冷却効率が相剰的に高
められる。

なお、羽根車１８はその主板１９をロータコア
１２の端面に強力に押しつけられることにより圧
接力を増加されて摩擦力を大きくされているた
め、ロータ６に対する周方向への空転等が効果的
に防止される。

ところで、リアブラケツト２内に侵入または発
生した塵埃や水はスリツプリング１６，１７さら
にリアベアリング９に付着または侵入しようとす
る。塵埃や水がスリツプリングに付着すると、短
絡不良や腐蝕等が発生し、ベアリング９にこれら
が侵入すると、損傷等が発生する。

しかし、本実施例では、スリツプリングホルダ
１５は囲い板２４に一体成形された防護筒２８に
より包囲されているため、塵埃や水がスリツプリ
ング１６，１７、ベアリング９に付着または侵入
することは防止され、これらは塵埃や水等から保
護されている。

防護筒２８の両端とスリツプリングホルダ１５
の鍔部端面およびリアブラケツト２のベアリング
嵌装部端面との隙間から塵埃や水が防護筒２８の
内側空間に侵入することを効果的に防止するた
め、たとえば、第２図Ａ部で示されるように、防
護筒２８の端部と、それに対向する端面との協働
によりラビリンス構造を構成することが望まし
い。

本実施例によれば、羽根車はロータに、その筒
部をロータ軸に圧入し、傾斜を有する主板をロー
タコアの端面に押さえ付ける作業によつて固着さ
れるため、リベツト止やスポツト溶接等の作業が
省略でき、作業能率が向上できる。

また、羽根車の周辺部がロータコアの端面に強
力に圧接されるため、熱伝導が良くなることによ
り冷却効率が高くなるとともに、ロータコアと羽
根車間の摩擦力が大きくなることにより羽根車の
空転が防止される。

さらに、羽根車はその筒部をロータ軸に圧入さ
れて固定されるため、芯合せが自然にかつ確実に
なされ、回転重心の均衡が容易に確保される。

なお、本考案は前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々変更可能であることはいうまでもない。

たとえば、羽根車はロータコアの両端面に設け
てもよい。

前記実施例ではオルタネータの場合につき説明
したが、本考案は、ダイナモ、さらには発電機に
止まらずモータ等回転電機におけるロータ全般に
適用することができる。

以上説明したように、本考案によれば、ロータ
に羽根車を簡単な作業により確実に固装すること
ができ、かつ、ロータコアの放熱を促進させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す正断面図、第２図は本考
案の一実施例であるロータを使用したオルタネー
タを示す正断面図、第３図はその羽根車の縦断面
図、第４図はその羽根車の取付状態を示す一部切
断正面図、第５図はその変形例を示す一部切断部
分正面図、第６図は囲い板を示す側面図、第７図
は第６図の−線に沿う断面図である。 １……フロントブラケツト、２……リアブラケ
ツト、３……ステータ、４……ステータコア、５
……ステータコイル、６……ロータ、７……ロー
タ軸、８，９……ベアリング、１０……ブーリ、
１１……フロント羽根車、１２……ロータコア、
１３……フイールドコイル、１４……絶縁ボビ
ン、１５……スリツプリングホルダ、１６，１７
……スリツプリング（受電部）、１８……リア羽
根車、１９……主板、２０……翼、２１……筒
部、２２……ローレツト、２３……かしめ部、２
４……囲い板、２５……ブラシユニツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ロータ軸に固定的に外装されたロータコアに
   羽根車が固定的に取り付けられている回転電機
   の回転子において、前記羽根車はその主板の周
   辺部に複数板の翼が設けられており、その主板
   の中央部にロータ軸の外径とほぼ等しい内径を
   有する筒部が、前記翼の突出方向と同方向に突
   出されて突設されるとともに、その主板に筒部
   の突出方向と反対方向に後退する傾斜が与えら
   れ、かつ、この羽根車が筒部を前記ロータ軸に
   嵌合され、主板を前記ロータコアの端面に傾斜
   が解消する方向に圧接されることにより筒部で
   ロータ軸に緊締されて固定されていることを特
   徴とする回転電機の回転子。 (2) 筒部で緊締されるロータ軸の面が、ローレツ
   ト面になつていることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の回転電機の回転子。