JPH0652373U - ブラシレス交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータコアをファン付きのアルミ鋳物にモー
ルドする。 【構成】 互いに逆極性に磁化されたフロント側ロータ
コア２２とリヤ側ロータコア２３を、アルミ鋳物からな
る非磁性円筒体２４に対し所定間隙をもって噛合する状
態にモールドし、両ロータコア２２，２３を磁気的に絶
縁した状態で一体化させるとともに、この非磁性円筒体
２４の端面にフロント側ファン２５とリヤ側ファン２６
を一体成型することにより、ファン付き非磁性円筒体２
４に対しロータコア２２，２３がモールドされたロータ
２７を１回の鋳造工程により完成し、製造工程の簡単化
を図る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロータコアをファン付きのアルミ鋳物にモールドするようにしたブ ラシレス交流発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両用の交流発電機は、小型化と高速化を目指して改良が重ねられており、安 全面に配慮した上で冷却効率を向上させるため、ロータの両端にファンを配置す る内扇形の構造が主流となりつつある。ブラシレス交流発電機の場合、非磁性体 のスペースリングにフロント側ロータコアとリヤ側ロータコアを溶接して一体化 し、その両端にプレス成型されたファンをスポット溶接したものが車両用として 一般に用いられている。

【０００３】 図８に示すブラシレス交流発電機１は、自動車等の車両用であり、ケーシング ２の前面部と背面部に組み付けた軸受３，４にロータ軸の先端近傍と末端をそれ ぞれ回転自在に支持し、ケーシング２の前面部から外方に延出するロータ軸５の 先端に固着したプーリ６にベルト掛け伝動によりエンジン動力を伝え、ロータ７ を回転させて発電する仕組みになっている。ロータ７すなわち回転子は、例えば Ｎ極に磁化したフロント側ロータコア８をロータ軸５に嵌着し、Ｓ極に磁化され たリヤ側ロータコア９を非磁性のスペースリング１０を介してフロント側ロータ コア８に一体化させることにより構成してある。互いに異極性に磁化されたフロ ント側ロータコア８とリヤ側ロータコア９は、図９，１０に示すように、それぞ れ円周に沿って等間隔に軸方向に突設した複数枚の爪部８ａ，９ａを、互いに所 定角度ずつ位相を異ならしめて噛合させ、Ｎ極とＳ極が環状に交互に配列される ようにしてある。ただし、噛合といっても、爪部８ａ，９ａどうしを互いに密接 させるのではなく、Ｎ極とＳ極の爪部８ａ，９ａが所定間隙をもって離間するよ う、一方の爪部例えば８ａを他方の隣接する一対の爪部９ａ，９ａ間に遊嵌させ る構造を採用している。すなわち、これらフロント側ロータコア８とリヤ側ロー タコア９は、非磁性体からなるスペースリング１０を介して互いに一体化され、 かつ互いに磁気的に絶縁される。スペースリング１０は、円筒状をなし、上記ロ ータコア８，９の各爪部８ａ，９ａ内周の切削加工面に圧入されており、圧入後 に脱落防止のため爪部８ａ，９ａの側面を溶接（図１０斜線部）によりスペース リング１０に固着するようにしていた。

【０００４】 なお、固定子であるステータ１１は、ケーシング２の内周面に固着されており 、ステータ巻線１２がフロント側及びリヤ側のロータコア８，９の回転面に対向 している。ロータ７は全体として籠形をなしており、ロータコア８，９を挟んで ステータ１１に対向する位置の籠内部に、円筒状の界磁巻線１３が遊挿される。 界磁巻線１３は、ケーシング２の背面部にボルト締め固定されたリヤブラケット １４に保持されており、ロータ７の回転面に対して一定の磁界を及ぼす。従って 、界磁巻線１３が形成する磁界のなかをＮ極とＳ極のロータコア８，９が磁力線 を横切りつつ回転することにより、ステータ巻線１２に対して交播磁界が作用し 、交流が誘導される。誘導された交流は、ステータ巻線１２から延びるリード線 １５を介して給電端子１６に導かれる。

【０００５】 また、ステータ巻線１２は誘導された交流により発熱するため、他の発熱箇所 を含めケーシング２内部が効率よく冷却できるよう、ロータ７の両端面にプレス 成型により形成した多翼のファン１７，１８がスポット溶接してある。フロント 側ファン１７もリヤ側ファン１８も、ロータ７の外径と同程度の外径を有するリ ング状板材に翼１７ａ，１８ａを切り起こし形成したものであり、図１１，１２ に示したように、複数箇所それぞれ対応するロータコア８，９の端面にスポット 溶接される。１７ｂ，１８ｂは、各ファン１７，１８のスポット溶接箇所を指す 。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来のブラシレス交流発電機１は、互いに異極性に磁化されたフ ロント側ロータコア８とリヤ側ロータコア９を、それぞれスペースリング１０に 爪部８ａ，９ａを溶接することにより固着しており、このためフロント側とリヤ 側のロータコア８，９の組み立てにかなりの時間がかかり、また溶接時にロータ コア８，９どうしの軸芯線がずれたりすると、完成したロータ７のダイナミック バランスが損なわれ、発電効率が低下したり、軸受３，４の偏摩耗を助長させや すいといった課題があった。同様にまた、フロント側ファン１７とリヤ側ファン １８についても、スポット溶接によりロータコア８，９の端面に固着してあるた め、フロント側とリヤ側に多数のスポット溶接箇所１７ｂ，１８ｂが必要であり 、工数的に製造工程の複雑化が避けられず、また溶接の善し悪しによってロータ ７のダイナミックバランスに与える影響が無視できないため、慎重な溶接が要求 され、それだけ工程管理も厳しいものであった。

【０００７】 また、ロータ７の両端面に設けたファン１７，１８によって引き起こされる風 は、ステータ巻線１２の両端に近い箇所には比較的大量に吹き付けられるが、ス テータ巻線１２の中央付近は両端に比べて弱い。これは界磁巻線１３がリヤブラ ケット１４に固定された構造となっていて、リヤ側ファン１８の内径が界磁巻線 １３の外径で制限されてしまうことにも一因があるが、フロント側もリヤ側も翼 １７ａ，１８ａの外径がステータ巻線１２の内径で制限されてしまうために、翼 面積的にはどうしても限界があり、仮にロータ７の外周面に植設された翼をもつ ファンを組み付けることができたならば、冷却効率の改善も可能であるが、プレ ス成型ファンをスポット溶接により固着する従来の方式では、こうした改善の余 地も殆ど残されていないといった課題があった。

【０００８】 従って、本考案の目的は、フロント側とリヤ側のロータコアの組み付けが容易 であり、しかもこの組み付けと同時にフロント側とリヤ側のファンを一体成型し 、製造工数の削減を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、界磁巻線が形成する磁界内をコア付きロ ータが回転し、ステータ巻線に交流を誘導するブラシレス交流発電機において、 互いに逆極性に磁化されたフロント側ロータコアとリヤ側ロータコアを所定間隙 をもって噛合する状態にモールドし、該両ロータコアを磁気的に絶縁した状態で 一体化させる非磁性円筒体と、該非磁性円筒体の少なくとも一方の端面に一体成 型したフロント側ファン又はリヤ側ファンとを具備するブラシレス交流発電機を 提供することにより、前記目的を達成するものである。

【００１０】 また、本考案は、前記目的を達成するため、前記非磁性円筒体の外周面にファ ンを設けたことを特徴とするものであり、さらに前記非磁性円筒体をアルミ鋳物 で構成したことを特徴とするものである。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例について、図１ないし図７を参照して説明する。図１は 、本考案のブラシレス交流発電機の一実施例を示す縦断面図、図２，３は、それ ぞれ図１に示したロータの側面図及び一部拡大側面図、図４，５は、それぞれ図 ２に示したロータの正面図及び背面図である。

【００１２】 図１に示すブラシレス交流発電機２１は、互いに逆極性に磁化されたフロント 側ロータコア２２とリヤ側ロータコア２３を非磁性体であるアルミ鋳物からなる 非磁性円筒体２４にモールドして所定の位置関係に組み付けるとともに、モール ド時に非磁性円筒体２４の両端面にフロント側ファン２５とリヤ側ファン２６を 一体成型したものである。非磁性円筒体２４は、図１，２，３にハッチングを施 して図示したように、従来の非磁性スペースリング１０に対応するものであるが 、従来の非磁性スペースリング１０がフロント側ロータコア８とリヤ側ロータコ ア９をそれぞれの爪部８ａ，９ａを溶接することにより一体化していたのに対し 、ここではアルミ鋳物に鋳造するさいにロータコア２２，２３をモールドする構 成とし、ロータコア２２，２３とファン２５，２６を備えたロータ２７を一回の 鋳造工程で一挙に製造することができる。

【００１３】 図４，５に示したように、実施例に示したフロント側ファン２５は、１２枚の 翼１５ａがそれぞれ半径方向に真っすぐに延びるラジアルファンであり、またリ ヤ側ファン２６も１２枚の翼２６ａがそれぞれ半径方向に真っすぐに延びるラジ アルファンである。すなわち、各ファン２５，２６の翼２５ａ，２６ａは、軸方 向よりはむしろ半径方向を主体に風を送ることができ、もっとも過熱しやすい箇 所であるステータ巻線１２を積極的に冷却することができる。

【００１４】 このように、ブラシレス交流発電機２１は、ロータコア８，９を非磁性スペー スリング１０に溶接固着していた従来のブラシレス交流発電機１と異なり、フロ ント側とリヤ側のロータコア８，９を溶接固定するための工程や、フロント側と リヤ側のファン１７，１８をスポット溶接するための工程が不要であり、しかも ロータコア２２，２３のモールド時に非磁性円筒体２４にファン２５，２６が一 体形成されるため、１回の鋳造工程でロータ２７を完成させることができ、これ により大幅な工数削減が可能である。また、鋳造精度を高めることで、ロータコ ア２２，２３どうしの軸芯線がずれたり、ファン２５，２６が偏奇したりすると いった製造不良を適確に排除できるため、ダイナミックバランスの優れたロータ ２７を製造し、発電効率と冷却効率を極限にまで高め、なおかつ軸受３，４の偏 摩耗を防いで耐久性を高めることができる。

【００１５】 また、実施例では、非磁性円筒体２４をアルミ鋳物で構成したので、フロント 側ロータコア２２とリヤ側ロータコア２３を磁気的に絶縁した上でしっかりと一 体化させることができ、またアルミニウムは軽量かつ高剛性の金属素材であるか ら、ロータ重量を徒に増大させることもない。しかも、近年進歩著しいアルミ鋳 造技術により鋳物内部に巣を作ることなく鋳造できるので、均一でしかも寸法精 度の高いロータ２７を製造することができ、これによりＮ極とＳ極に磁化された フロント側とリヤ側のロータコア２２，２３を精度よく所定の位置関係に保持し 、優れたダイナミックバランスをもってロータ２７を滑らかに回転させ、発電効 率を高めることができる。

【００１６】 なお、上記実施例において、ファン２５，２６として翼２５ａ，２６ａが半径 方向に真っすぐに延びるラジアルファン例にとったが、ファンの形状は渦巻き形 などの曲線形状とすることもでき、例えば図６に示したように翼３１ａがロータ の回転方向後方に流れるように渦巻き状に湾曲した後ろ向きファン３１や、図７ に示したように、一枚一枚の翼４１ａの面積は小さいが、多数の翼４１ａを円周 方向に近接配列した多翼ファン４１などを用いることもできる。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、互いに逆極性に磁化されたフロント側 ロータコアとリヤ側ロータコアを非磁性円筒体に所定間隙をもった噛合状態にモ ールドし、該両ロータコアを磁気的に絶縁した状態で一体化させるとともに、こ の非磁性円筒体と少なくとも一方の端面にフロント側ファン又はリヤ側ファンを 一体成型してファンを形成したので、ロータコアを非磁性スペースリングに溶接 固着していた従来のブラシレス交流発電機のごとく、フロント側とリヤ側のロー タコアを溶接固定するための製造工程や、フロント側とリヤ側のファンをスポッ ト溶接するための製造工程が不要であり、ロータコアのモールド時に非磁性円筒 体にファンが一体形成されるため、１回の鋳造工程によりロータを完成させるこ とができ、従って大幅な工数削減が可能であり、また鋳造精度を高めることで、 ロータコアどうしの軸芯線がずれたり、ファンが偏奇したりするといった製造不 良を適確に排除し、ダイナミックバランスの優れたロータを製造することにより 、発電効率と冷却効率をでき得る限り高め、なおかつ軸受の偏摩耗を防いで耐久 性を高めることができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のブラシレス交流発電機の一実施例を示
す縦断面図である。

【図２】図１に示したロータの側面図である。

【図３】図１に示したロータの一部拡大側面図である。

【図４】図２に示したロータの正面図である。

【図５】図２に示したロータの背面図である。

【図６】本考案のブラシレス交流発電機のファン部分の
変形例を示す正面図である。

【図７】図６に示したファン部分の他の変形例を示す正
面図である。

【図８】従来のブラシレス交流発電機の一例を示す縦断
面図である。

【図９】図８に示したロータの側面図である。

【図１０】図８に示したロータの一部拡大側面図であ
る。

【図１１】図８に示したロータの正面図である。

【図１２】図８に示したロータの背面図である。

【符号の説明】

２１ ブラシレス交流発電機 ２２ フロント側ロータコア ２３ リヤ側ロータコア ２４ 非磁性円筒体 ２５ フロント側ファン ２６ リヤ側ファン ２７ ロータ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 界磁巻線が形成する磁界内をコア付きロ
   ータが回転し、ステータ巻線に交流を誘導するブラシレ
   ス交流発電機において、互いに逆極性に磁化されたフロ
   ント側ロータコアとリヤ側ロータコアを所定間隙をもっ
   て噛合する状態にモールドし、該両ロータコアを磁気的
   に絶縁した状態で一体化させる非磁性円筒体と、該非磁
   性円筒体の少なくとも一方の端面に一体成型したフロン
   ト側ファン又はリヤ側ファンとを具備することを特徴と
   するブラシレス交流発電機。
2. 【請求項２】 前記非磁性円筒体は、外周面にファンを
   有することを特徴とする請求項１記載のブラシレス交流
   発電機。
3. 【請求項３】 前記非磁性円筒体は、アルミ鋳物である
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のブラシレス交流
   発電機。