JPH06335204A

JPH06335204A - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JPH06335204A
Application number: JP12001093A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Tanaka; 俊則田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-05-21
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】回転子の磁極鉄心端に取付けた前、後のファ
ンによる騒音を低減する。【構成】前、後一対のファンの羽根の枚数が、偶数枚
のものと奇数枚のものとの組合せとし、風音のスペクト
ルの次数分散を図り、騒音を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用交流発電機
（以下、単に交流発電機という）に関し、特に磁極鉄心
の両側面に取付けられたファンの風音の低減にかかわ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４及び図５は、例えば実開平３−７６
４８号公報及び実開平３−２６２６３号公報に記載され
た従来の交流発電機の縦断面図及び正面図、第６図(A),
(B) はそれぞれ前及び後ファンの正面図である。図にお
いて、１は固定子で、固定子鉄心２と、固定子コイル３
とを有する。４は回転子で、次のように構成されてい
る。５及び６は異極性の磁極鉄心で、双方の各６個の磁
極歯部５ａ及び６ａが円周方向に交互に出されており、
磁極数は合せて１２極である。７は双方の磁極鉄心５、
６間に保持された励磁コイル、８は磁極鉄心５、６を固
着した回転軸、９は回転軸８に絶縁スリーブを介し固定
された１対のスリップリングである。

【０００３】１０及び１１は磁極鉄心５及び６に固着さ
れた前ファン及び後ファンであり、前ファン１０は図６
(A) に示すように放射方向に不等角度間隔に配設された
羽根１２枚の１０ａを、後ファン１１は図６(B) に示す
ように放射方向に不等角度間隔に配設された１０枚の羽
根１１ａを有している。１１ｃは羽根の裏面側に励磁コ
イル７の接続線を通すための突状部である。なお、図６
中の円弧状の矢印はファン１０、１１の回転方向を示す
ものである。

【０００４】次に、１２及び１３は前ブラケット及び後
ブラケットで、締付けボルト１４により固定子鉄心２に
結合されている。前ブラケット１２は通風のため、図５
に示されるように端部に複数（この例では１２個）の吸
気孔１２ａと、外周部に複数（この例では２０個）の排
気孔１２ｂとが設けられている。また、後ブラケット１
３には通風のため、同様に端部に複数の吸気孔１３ａ
と、外周部に複数の排気孔１３ｂとが設けられている。
回転軸８は軸受１５及び１６を介し、前ブラケット１２
及び後ブラケット１３に回転自在に支持されている。１
７は回転軸８に固定されたプーリであり、機関の回転が
ベルトを介し伝えられ、回転子４を回転させる。

【０００５】１８は固定子コイル３に誘導された交流電
圧を直流電圧に整流して出力する整流器、１９は整流器
出力電圧を検出し、励磁電流を制御し発電機の端子電圧
を所定値に調整する電圧調整器であり、後ブラケット１
３内に収容されている。２０はブラシ保持器で、保持し
たブラシ２１をスリップリング９に圧接させ励磁電流を
通じる。

【０００６】上記交流発電機において、励磁コイル７に
励磁電流が供給され回転子４が回転されると、固定子コ
イル３に交流電圧が誘導され電力が発生し、このとき固
定子コイル及び励磁コイルが発熱する。前、後ファン１
０、１１の回転による通風で、固定子コイル３、回転子
４を冷却する。

【０００７】ファン１０の回転による冷却風は、図４に
おいて矢印Ａのように、前ブラケット１２の吸気孔１２
ａから軸方向に吸入され、固定子１を冷却し排気孔１２
ｂから径方向に排出される。ファン１１の回転による冷
却風は、矢印Ｂのように、同様に後ブラケット１３の吸
気孔１３ａから吸入され、整流器１８、電圧調整器１
９、ブラシ保持器２０、固定子１を冷却し、排気孔１３
ｂから排出される。

【０００８】上記のような従来の交流発電機では、前フ
ァン１０及び後ファン１１の羽根を不等角度間隔にして
風音のスペクトルの次数の分散を図っているが、磁極数
が偶数（１２極）に対し、前ファン１０の羽根の枚数も
偶数（１２枚）で、後ファン１１の羽根の枚数も偶数
（１０枚）であり、前、後両ファンによる風音のスペク
トルの次数成分が重なり、さらにこれに磁極による風音
のスペクトルの次数成分が重なり、風音が大きくなると
いう問題点があった。また、三相交流発電機の場合、固
定子鉄心２のスロット数は、１２極のときは３６、１６
極では４８であり（毎極毎相のスロット数１の場合）、
ファンの羽根の枚数が１２枚のときは、この３次成分が
さらにこれに重なり風音が大となるという問題点があっ
た。

【０００９】このような問題点を解決するためになされ
たものとして特願平３−２９６２５６号にて出願された
先願がある。この先願は、前、後両ファンによる風音の
スペクトルの次数成分に磁極による風音のスペクトルの
次数成分が重ならないようにして風音を低減しようとす
るものである。

【００１０】図７は、この改良された従来の交流発電機
のファンの組合せを示すものであり、ファン以外の全般
的な構成は図４、図５に示された従来のものと同様であ
るが、ファンの羽根の枚数を改良し風音を低減してい
る。図７(A) 及び(B) はそれぞれ前ファン及び後ファン
の正面図である。図７(A) において、３０は磁極鉄心５
の端部に固着される前ファンで、羽根３０ａが１１枚折
曲げにより放射方向に不等角度間隔に設けられている。
プレスにより図７(B) に示される後ファン（後述）と同
様に補強リブが設けられているが図では省略している。
図７(B) において、３１は磁極鉄心６の端部に固着され
る後ファンで、羽根３１ａが１３枚折曲げにより設けら
れている。３１ｂはプレスによる補強リブ、３１ｃは裏
面側に励磁コイル７への接続線を通すための突状部であ
る。この従来例においても、磁極鉄心５、６により、１
２個の磁極、つまり６対の磁極対が形成されている。

【００１１】このように、前ファン３０と後ファン３１
とは、羽根の枚数が１１枚と１３枚で、ともに奇数でか
つ互いに異なる枚数にされ、さらに回転子の磁極数１２
極とも異なる数にされている。これにより、ファン３０
と３１とによる風音のスペクトルの次数成分と磁極鉄心
５、６による風音のスペクトルの次数成分とが重ならな
いようにして、風音の低減を図るものである。

【００１２】さらに図示を省略しているが、前、後ブラ
ケットの吸気孔（図４、図５の吸気孔１２ａ、１３ａ参
照）の数を各々１４個、４個とし、各ファン３０、３１
の羽根の枚数と異ならせている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような改良され
た従来の交流発電機においては、磁極数（偶数個、例え
ば１２極、以下同様）、前ファンの羽根枚数（１１
枚）、後ファンの羽根枚数（１３枚）として相互に数を
異ならせて騒音の低減を図るものであるが、発明者は、
さらに種々の実験、検討を重ねた結果、なお次のような
問題点があることを発見した。即ち、ファンによる風音
のスペクトルは、１１枚羽根の前ファンの回転数に対す
る９、１１、１３、１５次成分と１３枚羽根の後ファン
による１１、１３、１５次成分とが重なりあって、特に
１１、１３、１５次成分のものが高くなることを見いだ
した。

【００１４】図８に、この１１枚と１３枚羽根のファン
による風音のスペクトルを、発電機（ファン）の回転数
をパラメータにして示すもので、例えば曲線Ｕは発電機
の回転数が１４０００〔ｒｐｍ〕のときのスペクトルを
示し、図中の曲線の極大値部に記した数字は各々６、
７、…１１、１３、１５次成分等である。発電機の回転
数を変化させると図示の如く変化し、回転数が１６００
０〔ｒｐｍ〕のときには曲線Ｖの如きスペクトルを示
し、いずれの場合においても、両ファンによる１１、１
３、１５次成分が重なって、高いパワーレベルを示して
いる。なお、図８において、６次、１２次成分は回転子
の磁極歯部５ａ，６ａ（各６個）、この歯部で形成され
る溝部（磁極数に対応）（１２個）によるものである。
このために、充分に騒音を低減することができない場合
があるという問題点があった。

【００１５】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、風音のスペクトルの１１、１
３、１５次成分が重なり合わず、効果的に騒音が低減で
きる交流発電機を得ることを目的とする。さらに、ファ
ンの羽根による風音のスペクトルのパワーレベルの高い
成分に前、後ブラケットに設けた空気の吸気孔による風
音のスペクトルのパワーレベルの高い成分が重ならない
ようにして一層騒音が低減できる交流発電機を得ること
を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる交流発
電機は、前、後の１対のファンの一方の羽根の枚数を偶
数枚とし、他方の羽根の枚数を奇数枚としたものであ
る。さらに、上記各ファンに対応する各ブラケットに設
けられた吸気孔の数を各々のファンの羽根の枚数とは異
なる数にしたものである。

【００１７】

【作用】この発明においては、一対のファンの一方の羽
根によって発生する風音のスペクトルの次数成分と他方
の羽根によって発生する風音のスペクトルの次数成分と
が重ならないので、風音のスペクトルの次数成分が分散
され、風音を効果的に低減できる。また、各ファンに対
応する各ブラケットに設けられた吸気孔の数を各ファン
の羽根の枚数とはそれぞれ異なった数にしているので、
吸気孔による風音のスペクトルのパワーレベルの高い次
数成分がファンの羽根による次数成分と重ならないの
で、さらに風音を低減できる。

【００１８】

【実施例】実施例１．この発明による交流発電機の全般
的な構成は、上記図４、図５に示された従来のものと同
様であるが、ファンの羽根の枚数と吸気孔の数とを改良
し風音を低減している。図１は、この発明による交流発
電機の前ファンと後ファンとの組合せ例を示すもので、
(A) は前ファンの正面図、(B) は後ファンの正面図であ
る。図１(A) において、３２は磁極鉄心５の端部に固着
される前ファンで、羽根３２ａが１０枚、折曲げにより
図示の如く設けられている。図示を省略しているが、プ
レスにより図１(B) に示される後ファン３１と同様に補
強リブが設けられている。また、回転子は磁極数が１２
極とされているが図示は省略する。図(B) における後フ
ァン３１は、図７(B) に示された従来の後ファン３１と
同様のものである。

【００１９】また、図示を省略しているが前ブラケット
の吸気孔の数は図５に示された吸気孔１２ａと同様の形
状を有するが、扇状部の角度を若干狭くして前ファン３
２の羽根の枚数（１０枚）と異なる奇数の１７個とし、
後ブラケットの吸気孔の数を４個とし、後ファン３１の
羽根枚数（１３枚）と異なる偶数にし、かつ回転子の磁
極歯部（図１の例では１２個）による風音のスペクトル
の６、１２次成分とも直接重ならないようにしている。

【００２０】これにより、ファン３２と３１とは風音の
スペクトルの次数成分が重ならず、また、磁極鉄心５、
６による風音のスペクトルのパワーレベルの高い次数成
分とも重ならず、風音が低減される。さらに、吸気孔の
数を対応する各ファンの羽根枚数とそれぞれ異ならし
め、パワーレベルの高い次数のもの同志が重なることを
防止している。

【００２１】図３は、図１の実施例における風音のスペ
クトルを示す特性図であり、曲線Ｘは発電機の回転数が
１４０００〔ｒｐｍ〕のときのスペクトルを、曲線Ｙは
発電機の回転数が１６０００〔ｒｐｍ〕のときのスペク
トルを示し、上述したような理由により次数成分が分散
され、全体のパワーレベルが低くなっていることが分か
る。

【００２２】実施例２．図２はこの発明の他の実施例を
示すものであり、図４に示された交流発電機の構成と
は、次の点を除いて図４に示されたもの同様である。す
なわち、後ブラケット２３の外部にスリップリング９、
整流器１８、電圧調整器１９及びブラシ保持器２０が配
置されていることと１０枚羽根の後ファン１１に代えて
１３枚羽根の後ファン３１が用いられていることが異な
るだけである。

【００２３】後ブラシ２３には、端部に複数の吸気孔２
３ａと、外周部に複数の排気孔２３ｂとが図４に示され
た交流発電機と同様に設けられている。２４は後ブラケ
ット２３の外端に取付けられ電圧調整器１９、ブラシ保
持器２０等を覆うカバーで、端面に複数の吸気孔２４ａ
が設けられている。後ファン３１の回転による冷却風
は、矢印Ｃのように、カバー２４の吸気孔２４ａから吸
気され、後ブラケット２３の吸気孔２３ａを通り、機内
を冷却して排気孔２３ｂから排出される。

【００２４】なお、図１の実施例における１０枚羽根の
前ファン３２の羽根の形状を変えて、例えば図６(B) に
示された１０枚羽根のファン１１を用いても同様の効果
を奏するし、後ファン３１の羽根を他の形状を有する１
３枚羽根のファンとしても良いことはいうまでもない。
また、前、後ファンの羽根の枚数を図１の実施例とは逆
にして前ファンが１３枚、後ファンが１０枚のものとし
ても良い。さらに、一対のファンの羽根の枚数の組合せ
は、この発明の目的を損なわない範囲で任意に組合せり
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、前、
後１対のファンの羽根の枚数が偶数枚のものと奇数枚の
ものとの組合せとしたので、風音のスペクトルの次数成
分が効果的に分散され、騒音が低減される。さらに、ブ
ラケットの吸気孔の数を対応するファンの羽根の枚数と
異なる数とすることにより、吸気孔に対する風音のスペ
クトルのパワーレベルの高い次数成分が両ファンによる
風音のスペクトルの次数成分と重ならず、風音のスペク
トルの次数成分が分散され、一層騒音が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による交流発電機の実施例１における
前ファンと後ファンの組合せを示すもので、(A) 図は前
ファンの正面図、(B) 図は後ファンの正面図である。

【図２】図１の実施例１における風音のスペクトルを示
す特性図である。

【図３】この発明の実施例２を示す交流発電機の縦断面
図である。

【図４】従来の交流発電機の縦断面図である。

【図５】図４の従来の交流発電機の正面図である。

【図６】従来の交流発電機の前ファンと後ファンの組合
せを示すもので、(A) 図は前ファンの正面図、(B) 図は
後ファンの正面図である。

【図７】改良された従来の交流発電機の前ファンと後フ
ァンの組合せを示すもので、(A) 図は前ファンの正面
図、(B) 図は後ファンの正面図である。

【図８】図７の他の従来例における風音のスペクトルを
示す特性図である。

【符号の説明】

１固定子４回転子５、６磁極鉄心７励磁コイル８回転軸１０前ファン１０ａ羽根（１０枚）１２前ブラケット１２ａ吸気孔１２ｂ排気孔１３後ブラケット１３ａ吸気孔１３ｂ排気孔１５，１６軸受３１後ファン３１ａ羽根（１３枚）３２前ファン３２ａ羽根（１０枚）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電機子コイルが装着された固定子、側面
部に設けられた複数の吸気孔と外周部に設けられた複数
の排気孔とを有し上記固定子の両側にそれぞれ設けられ
た前ブラケットと後ブラケット、円周面上に複数の磁極
を有し上記前ブラケットと上記後ブラケットに回転自在
に支持された回転軸に固定されるとともに励磁コイルを
保持した磁極鉄心を設けた円筒状の回転子、及び放射方
向に不等角度間隔に配設された複数枚の羽根を有し上記
磁極鉄心の側面にそれぞれ取付けられた一対の前ファン
と後ファンを備え、上記回転子とともに回転する上記各
ファンにより機内を通風冷却するようにされた車両用交
流発電機において、上記一対のファンの一方の羽根の枚数を偶数枚とし他方
の羽根の枚数を奇数枚としたことを特徴とする車両用交
流発電機。
【請求項２】電機子コイルが装着された固定子、側面
部に設けられた複数の吸気孔と外周部に設けられた複数
の排気孔とを有し上記固定子の両側にそれぞれ設けられ
た前ブラケットと後ブラケット、円周面上に複数の磁極
を有し上記前ブラケットと上記後ブラケットに回転自在
に支持された回転軸に固定されるとともに励磁コイルを
保持した磁極鉄心を設けた円筒状の回転子、及び放射方
向に不等角度間隔に配設された複数枚の羽根を有し上記
磁極鉄心の側面にそれぞれ取付けられた一対の前ファン
と後ファンを備え、上記回転子とともに回転する上記各
ファンにより機内を通風冷却するようにされた車両用交
流発電機において、上記一対のファンの一方の羽根の枚数を１０枚とし他方
の羽根の枚数を１３枚とするとともに上記各ブラケット
の吸気孔の数を対応する上記各ファンの羽根の枚数と異
なる数にそれぞれしたことを特徴とする車両用交流発電
機。