JPH0534892B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用交流発電機の回転子に関し、特
にこの回転子のポールコア部の改良に関するもの
である。

従来、車両用交流発電機の回転子としては、冷
却効率をよくするものとして特開昭58−79455号
公報に記載のような軸方向に突出する複数個の爪
形のポールコア部が外周部に形成された一対のロ
ータコアを、ヨークに固定された励磁コイルが前
記一対のロータコアにより挾持されるようにシヤ
フトに嵌着して構成し、前記一対のロータコアの
ポールコア部が対向して噛み合うように配置し、
ポールコア部の側面に沿つて冷却風路を形成した
ものがある。

このような回転電気は、近年、小型で軽量、高
出力化を達成するためプーリ比を上げて高速化が
行なわれてきたが、これに伴い上記冷却風路を構
成するポールコア側面のフアン作用により、ポー
ルコアが回転すると、遠心風が発生することによ
り、脈動をもつた圧力変動がステータとポールコ
ア間に発生し、ステータの内周のテイース部の凹
凸部と干渉して風切音を発生し、この風切音は上
記理由から特に大きくなつてきた。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、ポー
ルコアとステータとの間の干渉音を無くし、高速
回転域での騒音を低減させると共に、冷却のため
のロータ内部の通風をそこなわないようにした車
両用交流発電機の回転子を提供することを目的と
するものである。

本発明目的を達成するために、本発明の車両用
交流発電機の回転子は、複数個の爪を有する一対
のランデル型ポールコアが交互に噛み合うように
配置され、前記ポールコアの内側には励磁コイル
が巻装された回転子と、該回転子に径方向に対向
させて配置されたテイースを有する固定子とから
なる車両用交流発電機の回転子において、前記ポ
ールコアに装着された非磁性体のリングを備え、
該リングは、前記ポールコアの各爪間に配置され
て回転子の外周部を凹凸のない円筒形状とする第
１のプレート部と、前記ポールコアの各爪の裏側
に沿つて配置されて各爪間に配置された前記第１
のプレート部を連結する第２のプレート部とから
成り、前記リングの内周面と前記励磁コイルとの
間には前記ポールコアの爪間を軸方向へ通風可能
な空間が形成されていることを特徴とするもので
ある。

以下本発明の実施例を図において説明する。第
１図は、本発明が適用された車両用交流発電機の
断面図であり、この図において発電機外殻をなす
一対のフレーム９，９′は共に実質的に椀状をな
し、その開口側部側を直接接合させて、複数個の
対になつたスタツトボルト１０、ナツト８（一対
のみ図示）により相互に固定されている。前記フ
レーム９の内周には固定子であるステータ２が前
記スタツトボルト１０により圧入固定されてい
る。ステータ２は、ステータコア２−ａおよびこ
れに巻かれたステータコイル２−ｂから構成され
ている。前記ステータコア２−ａは、第２図に示
すように従来周知の複数個のテイース（磁極歯）
を径方向に内周に有している。両フレーム９，
９′の側面部中央には、発電機内部に向かつて突
出する円筒状のベアリングボツクス１９，１９′
が形成され、それぞれにベアリング１１，１１′
が取り付けられ、該両ベアリング１１，１１′に
シヤフト４が回転自在に支持されている。シヤフ
ト４には前記ステータ２の内側に位置するよう
に、回転子を構成するランデル型である一対の爪
形ポールコア１，１′が機械的に固定されており、
該ポールコア１，１′の爪１−ｐ，１−p′は、第
２図に示すように爪間の磁束漏れを防ぎ、かつス
テータ２へ有効に磁束が供給できるように、爪根
元、先端ともそれぞれの外径幅ｍ，ｎに対して、
内径幅m′，n′が小さくなるよう形成されている。
前記ポールコア１，１′の両側面にはステータ２
の内径よりも小さい径の遠心型冷却フアン７，
７′がシヤフト４に同心に、羽根７−ａ，７−
a′をポールコア１，１′に対して反対方向に向け
て、適宜の手段によりポールコア１，１′に密着
して固着されている。さらに、フアン７は、励磁
コイルであるロータコイル５を冷却するように、
ポールコア１，１′内に冷却風を押しこむため羽
根７−ａを回転方向に前傾させた斜流式となつて
いる。

前記一対のエンドフレーム９，９′の両側面に
は、前記フアン７，７′の羽根７−ａ，７−a′に
適宜なギヤツプを持つて対向したシユラウド
（覆）９−ａ，，９−a′が形成され、該シユラウド
９−ａ，９−a′はフアン７，７′のガイド板の役
目を果している。また、両エンドフレーム９，
９′の両側面のベアリング１１，１１′の近傍には
フアン７，７′により冷却風がフレーム内部に吸
入されるように吸入窓９−ｂ，９−b′が形成され
ており、ステータコイル２−ｂの外周に位置する
部分には冷却を終えた熱風として吐出するための
吐出窓９−ｃ，９−c′が形成されている（吐出窓
９−c′は図示せず）。

エンドフレーム９の外側に配置されたプーリ１
２は、ベアリング１１に対してナツト１３により
押圧することによりシヤフト４に結合されてい
る。よつて、前記プーリ１２はエンジン（図示せ
ず）の回転をシヤフト４に伝達し、回転させる。

エンドフレーム９，９′により形成された外枠
のプーリ１２の側とは反対の外側には、ダイオー
ド（図示せず）を備えたダイオードフイン１４、
ロータコイル５に励磁電流を供給するブラシ１５
−ａを内部に保持するブラシホルダ１５、および
出力電圧を調整するICレギユレータ（図示せず）
の各電気機能部品がリアカバー１６と共にフレー
ム９′に固定されている。前記リアカバー１６は、
前記ダイオードフイン１４、ブラシホルダ１５、
レギユレータを取り囲むように形成され、側面に
はレギユレータ冷却穴、ダイオード冷却穴が適宜
開けられている。

上記構成の車両用交流発電機において、ポール
コア１，１′の爪１−ｐと爪１−p′との間、爪裏
１−ｂとロータコイル５との間の空間には、非磁
性体である樹脂リング３が第４図および第５図に
示すように装着されている。この樹脂リング３
は、第３図および第６図に示すような形状を有
し、第１プレート部、すなわち外周曲面プレート
３−ｃと、第２プレート部、すなわち爪裏プレー
ト３−ｂおよび爪側面プレート３−ａとを一体成
形したものである。外周曲面プレート３−ｃは、
ポールコア１の隣接した爪１−ｐと１−p′との間
の外周空間を埋めて、ポールコアの外周を凹凸の
ない一様な円筒形状にする。また、爪裏プレート
３−ｂおよび爪側面のプレート３−ａは、爪１−
ｐの爪裏１−ｂと両側面１−ａをそれぞれ包みこ
む形状であり、外周曲面プレート３−ｃを連結し
ている。さらに、前記爪裏プレート３−ｂから
は、ロータコイル５の中心方向に向かつてヒダ状
のリブ３−ｄが延設されている。このリブ３−ｄ
は、第６図に示すように隣接するリブと30゜の間
隔で設けられている。一対のポールコア１，１′
の爪根元側面１−ｃ，１−c′（図示されていない）
と爪裏プレート端面３−ｆ，３−f′との間では、
樹脂リング３の軸方向の固定がなされ、さらにリ
ブ３−ｄはロータコイル５の最外径とポールコア
裏面１−ｂにしめしろを持つて圧縮された状態で
機械的に固定されている。樹脂リング３の軸方向
幅は、ポールコア１，１′の間に装着されたとき
に、少なくともステータ２のテイース２−ａに対
向する部分のポールコア爪１−ｐ，１−p′の外周
の凹凸が無くなる程度であればよい。そして、外
周曲面プレート３−ｃとロータコイル５との間に
は空間３−ｅを有するような形状にされていて、
この空間３−ｅを遠心フアン７−ａ，７−a′によ
る遠心風の一部が流れることができる。

次に、上記の車両用交流発電機の作動について
説明する。ブラシ１５−ａ、スリツプリングを介
してロータコイル５に電流が供給され、ロータコ
イル５がプーリ１２を介して回転されることによ
りステータコイル２−ｂに交流電圧が誘起され、
そして整流器により整流され、出力電圧をレギユ
レータにより制御する発電システムは周知である
ので詳細は省略し、本発明特有の作動について説
明する。

シヤフト５が回転すると、ポールコア１，１′
の両側面の冷却フアン７−ａ，７−a′が回転し、
吸入窓９−ｂ，９−b′を通して外部の冷風が吸入
され、ベアリング１１，１１′を冷却し、次にス
テータコイル２−ｂを冷却し吐出窓９−ｃから外
部に熱風となり吐出する。また、冷風の一部はポ
ールコア１，１′の方に押し込まれ、ロータコイ
ル５からの熱を受け、続いてステータコイル２−
ｂを冷却して吐出窓９−ｃから熱風となつて吐出
される。

上記のような冷風がポールコア１，１′の部分
を通過する際には、近年のように高速化が進めら
れると、ポールコア爪１−ｐの側面１−ａのフア
ン作用により、遠心風が発生し、ステータ２とポ
ールコア１，１′の間に脈動をもつた圧力変動を
生じて、ステータテイース２−a′とスロツトによ
つて形成される凹凸によつて干渉音が発生してい
たが、隣接するポールコア爪側面１−ａの間の空
間には樹脂リング３が装着されているので、ポー
ルコア爪１−ｐ，１−p′の外周は凹凸のない円筒
形状となつているため、ポールコア側面１−ａの
フアン効果による遠心風が発生せず、この遠心風
とステータテイース２−a′の凹凸との間の干渉音
は生じない。

また、樹脂リング３の爪裏プレート３−ｂは、
ポールコア爪裏１−２を覆つているためにロータ
コイル５の外周とポールコア１の爪内周との絶縁
ができ、ロータコイル５の高占積率化が可能であ
る。そして、２つのポールコア１，１′間、さら
にポールコア爪裏１−ｂとロータコイル５との間
にしめしろを持つてはさみこまれているために、
確実に位置決めがなされると共に、爪裏プレート
３−ｂがポールコア爪裏１−ｂに当たるように一
体に成形されているために外周曲面プレート３−
ｃが遠心力で飛散することが防止される。

さらに、ロータコイル５の回転時に、冷却フア
ン７によつてポールコア爪１−ｐ，１−p′間を通
過する風に対し、樹脂リング３は外周曲面プレー
ト３−ｃの内側に空間３ｅがあるために、従来同
様に軸方向に通風可能であり、ロータコイル５の
冷却が可能である。そのうえ、爪１−ｐ，１−
p′の遠心フアン作用によつて、ロータコイル５に
流入した風がステータ２側に飛散され、ロータコ
イル５を有効に冷却し得なかつた従来のものに比
べ、ポールコア爪１−ｐ，１−p′間を全て通過
し、ロータコイル５を有効的に冷却することがで
きる。

なお、上記実施例においては、リング３を樹脂
により成形したが、非磁性体金属、例えばアルミ
ダイキヤスト、アルミ、ステンレスをプレス成
型、冷鍛加工により同様な形状に形成し、電気的
に絶縁性の塗料で塗装しても同様な効果が得られ
る。

また、リング３に設けたポールコア爪１−ｐ，
１−p′を押さえるためのリブ３−ｄは、図示した
２分割形状にしなくても、一体形状にしてもある
いは多分割形状にしてもよい。リング３自体も、
上記実施例では一体成形したが、分割して装着す
るようにしたものでもよい。

さらに、ロータコイル５を冷却するためのフロ
ントフアン７を斜流フアンとして遠心型のフアン
であつてもよい。

以上述べたように、本発明による車両用交流発
電機の回転子は、ポールコアの爪間に少なくとも
固定子のテイースと対向する回転子の外周部を凹
凸のない円筒形状にするように、非磁性体からな
るリングを装着したので、従来生じていたような
ポールコアと固定子のテイースとの間の干渉音が
なくなり、高速回転域での騒音を低減させること
ができる。また、上記リングとしたことにより、
ポールコア間に冷却フアンからの風が流入し、ロ
ータコイルによつて生じる回転子内部の熱も除去
することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一つの実施例としての車
両用交流発電機の全体を示す断面図、第２図は固
定子と回転子のポールコアの爪を第１図において
Ｐ方向にみた平面図、第３図は回転子のポールコ
ア間に装着されるリング本体の斜視図、第４図は
リングが装着された回転子の斜視図、第５図は第
４図における線−に沿つた断面図、第６図は
リング本体の部分側面図、第７図は第６図におけ
る線−に沿つた断面図、第８図は第７図にお
ける線−に沿つた断面図である。 １，１′…ポールコア、１−ｐ，１−p′…爪、
２…固定子（ステータ）、２−ａ…テイース、３
…リング、５…励磁コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の爪を有する一対のランデル型ポール
   コアが交互に噛み合うように配置され、前記ポー
   ルコアの内側には励磁コイルが巻装された回転子
   と、該回転子に径方向に対向させて配置されたテ
   イースを有する固定子とからなる車両用交流発電
   機の回転子において、前記ポールコアに装着され
   た非磁性体のリングを備え、該リングは、前記ポ
   ールコアの各爪間に配置されて回転子の外周部を
   凹凸のない円筒形状とする第１のプレート部と、
   前記ポールコアの各爪の裏側に沿つて配置されて
   各爪間に配置された前記第１のプレート部を連結
   する第２のプレート部とから成り、前記リングの
   内周面と前記励磁コイルとの間には前記ポールコ
   アの爪間を軸方向へ通風可能な空間が形成されて
   いることを特徴とする車両用交流発電機の回転
   子。