JPH0779543A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JPH0779543A JPH0779543A JP6090983A JP9098394A JPH0779543A JP H0779543 A JPH0779543 A JP H0779543A JP 6090983 A JP6090983 A JP 6090983A JP 9098394 A JP9098394 A JP 9098394A JP H0779543 A JPH0779543 A JP H0779543A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 必要動力の増加なしに冷却風量の増大が可能
な回転電機を提供する。 【構成】 遠心ファンから出た冷却風は遠心ファンを囲
む多数の冷却窓ｗに流入する。各冷却窓ｗは周方向にお
いてサポート部８又は案内翼部７により区分される。径
方向に対する案内壁部７の傾斜角は、サポート部８の回
転方向前端ａ近傍にて大きく設定され、サポート部８の
回転方向後端ｂ近傍にて小さく設定され、これにより冷
却風量が増加する。また、冷却窓ｗの周方向幅Ｈが、サ
ポート部８近傍にて狭小に設定されサポート部８から離
れた位置にて幅広に形成され、これにより冷却風量が増
加する。さらに、全負荷運転時の吹き出し空気温度が最
高となる回転数において冷却窓ｗに流入する冷却風の方
向に沿って案内壁部７が配設される。また、冷却窓ｗの
軸方向長さが、サポート部８近傍よりサポート部間中間
領域にかけて徐々に長く形成する。
な回転電機を提供する。 【構成】 遠心ファンから出た冷却風は遠心ファンを囲
む多数の冷却窓ｗに流入する。各冷却窓ｗは周方向にお
いてサポート部８又は案内翼部７により区分される。径
方向に対する案内壁部７の傾斜角は、サポート部８の回
転方向前端ａ近傍にて大きく設定され、サポート部８の
回転方向後端ｂ近傍にて小さく設定され、これにより冷
却風量が増加する。また、冷却窓ｗの周方向幅Ｈが、サ
ポート部８近傍にて狭小に設定されサポート部８から離
れた位置にて幅広に形成され、これにより冷却風量が増
加する。さらに、全負荷運転時の吹き出し空気温度が最
高となる回転数において冷却窓ｗに流入する冷却風の方
向に沿って案内壁部７が配設される。また、冷却窓ｗの
軸方向長さが、サポート部８近傍よりサポート部間中間
領域にかけて徐々に長く形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の冷却構造に
関し、特にハウジングに開口する冷却窓構造に関する。
関し、特にハウジングに開口する冷却窓構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平３−１７８５３９号公報は、図８
に示すように、複数の冷却窓ｗが周方向へ一列に並んで
周壁１０１に開口されたハウジング１００と、冷却窓ｗ
の内側に位置して回転子（図示せず）の端部に固定され
る遠心ファン１０６とを備え、ハウジング１００の周壁
は、周方向に隣接する２個の冷却窓ｗの間に位置して軸
方向へ延在する案内壁部１０２を備えている。各案内壁
部１０２は径方向に対して一定角度Θを有して斜設され
ており、したがって、冷却窓ｗから吹き出される冷却風
はこの方向に吹き出される。周方向に隣接する２個の冷
却窓ｗの間には、サポート部１０３が軸方向へ延在して
おり、サポート部１０３の周方向幅は案内壁部１０２の
周方向の幅よりも広く形成されている。
に示すように、複数の冷却窓ｗが周方向へ一列に並んで
周壁１０１に開口されたハウジング１００と、冷却窓ｗ
の内側に位置して回転子（図示せず）の端部に固定され
る遠心ファン１０６とを備え、ハウジング１００の周壁
は、周方向に隣接する２個の冷却窓ｗの間に位置して軸
方向へ延在する案内壁部１０２を備えている。各案内壁
部１０２は径方向に対して一定角度Θを有して斜設され
ており、したがって、冷却窓ｗから吹き出される冷却風
はこの方向に吹き出される。周方向に隣接する２個の冷
却窓ｗの間には、サポート部１０３が軸方向へ延在して
おり、サポート部１０３の周方向幅は案内壁部１０２の
周方向の幅よりも広く形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
回転電機において、サポート部１０３が遠心ファンに対
する大きな流体抵抗を構成し、流体損失の増加、冷却能
力の低下、あるいは風切り音の増加を招いていた。本発
明は上記問題点に鑑みなされたものであり、必要動力の
増加なしに冷却風量の増大が可能で、低騒音な回転電機
を提供することをその目的としている。
回転電機において、サポート部１０３が遠心ファンに対
する大きな流体抵抗を構成し、流体損失の増加、冷却能
力の低下、あるいは風切り音の増加を招いていた。本発
明は上記問題点に鑑みなされたものであり、必要動力の
増加なしに冷却風量の増大が可能で、低騒音な回転電機
を提供することをその目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】各発明の回転電機は、複
数の冷却窓が周方向へ一列に並んで周壁に開口されたハ
ウジングと、前記ハウジングに固定される固定子と、前
記ハウジングに回転自在に保持される回転子と、前記冷
却窓の内側に位置して前記回転子の端部に固定される遠
心ファンとを備え、前記ハウジングの周壁は、周方向に
隣接する２個の前記冷却窓の間に位置して軸方向へ延在
するとともに前記冷却窓から吹き出される冷却風の方向
を規定する案内壁部と、周方向に隣接する２個の前記冷
却窓の間に位置して軸方向へ延在するとともに前記案内
壁部よりも周方向へ広幅に形成されるサポート部とを備
えている。
数の冷却窓が周方向へ一列に並んで周壁に開口されたハ
ウジングと、前記ハウジングに固定される固定子と、前
記ハウジングに回転自在に保持される回転子と、前記冷
却窓の内側に位置して前記回転子の端部に固定される遠
心ファンとを備え、前記ハウジングの周壁は、周方向に
隣接する２個の前記冷却窓の間に位置して軸方向へ延在
するとともに前記冷却窓から吹き出される冷却風の方向
を規定する案内壁部と、周方向に隣接する２個の前記冷
却窓の間に位置して軸方向へ延在するとともに前記案内
壁部よりも周方向へ広幅に形成されるサポート部とを備
えている。
【０００５】まず、請求項１の回転電機は、径方向に対
する前記案内壁部の傾斜角は、前記サポート部の回転方
向前端近傍にて大きく設定され、前記サポート部の回転
方向後端近傍にて小さく設定されることを特徴としてい
る。また、請求項６の回転電機は、前記冷却窓の周方向
幅は、前記サポート部間の中間領域に位置する冷却窓が
他の領域に位置する冷却窓より幅広に形成されることを
特徴としている。
する前記案内壁部の傾斜角は、前記サポート部の回転方
向前端近傍にて大きく設定され、前記サポート部の回転
方向後端近傍にて小さく設定されることを特徴としてい
る。また、請求項６の回転電機は、前記冷却窓の周方向
幅は、前記サポート部間の中間領域に位置する冷却窓が
他の領域に位置する冷却窓より幅広に形成されることを
特徴としている。
【０００６】また、実施態様項においては、請求項２で
は、案内壁部の回転方向後端側の壁面が、サポート部の
回転方向前端近傍にて大きく、回転方向後端近傍にて小
さく設定することで、構造を簡単化し冷却風量の増大が
図れる。請求項３では、案内壁部の傾斜角がサポート部
の回転方向前端近傍から回転方向後端近傍にかけて徐々
に小さく設定されることで、各窓付近の風の流れと傾斜
角とがより近似し冷却風量の増大が図れ、静粛性を向上
することができる。
は、案内壁部の回転方向後端側の壁面が、サポート部の
回転方向前端近傍にて大きく、回転方向後端近傍にて小
さく設定することで、構造を簡単化し冷却風量の増大が
図れる。請求項３では、案内壁部の傾斜角がサポート部
の回転方向前端近傍から回転方向後端近傍にかけて徐々
に小さく設定されることで、各窓付近の風の流れと傾斜
角とがより近似し冷却風量の増大が図れ、静粛性を向上
することができる。
【０００７】請求項４では、案内壁部の弦方向（翼長方
向）が全負荷運転時の吹き出し空気温度が最高となる回
転数において冷却窓に流入する冷却風の方向に沿って設
定されることで、最悪条件下における案内壁部の流体抵
抗を最小とし、最悪条件下において冷却風量を増大する
ことができる。すなわち、回転電機における最悪の熱負
荷は全負荷運転時における所定の回転数領域において発
生する。つまり、発電電力、内部放熱抵抗及び冷却風量
は回転数により変動し、内部発熱量と放熱量（大体冷却
風量とみなしてもよい）との差（内部温度上昇）は所定
の回転数領域において最大となる。
向）が全負荷運転時の吹き出し空気温度が最高となる回
転数において冷却窓に流入する冷却風の方向に沿って設
定されることで、最悪条件下における案内壁部の流体抵
抗を最小とし、最悪条件下において冷却風量を増大する
ことができる。すなわち、回転電機における最悪の熱負
荷は全負荷運転時における所定の回転数領域において発
生する。つまり、発電電力、内部放熱抵抗及び冷却風量
は回転数により変動し、内部発熱量と放熱量（大体冷却
風量とみなしてもよい）との差（内部温度上昇）は所定
の回転数領域において最大となる。
【０００８】請求項５では、複数の冷却窓は、ハウジン
グの周壁より軸方向端部まで延在されていることで、冷
却後の空気をより円滑に吹き出すことができる。請求項
７では、複数の冷却窓の周方向幅は、サポート部近傍に
て幅狭に設定され、サポート部から離れた位置にて幅広
に形成されることで、冷却風量の増大が可能で、低騒音
な回転電機を実現できる。
グの周壁より軸方向端部まで延在されていることで、冷
却後の空気をより円滑に吹き出すことができる。請求項
７では、複数の冷却窓の周方向幅は、サポート部近傍に
て幅狭に設定され、サポート部から離れた位置にて幅広
に形成されることで、冷却風量の増大が可能で、低騒音
な回転電機を実現できる。
【０００９】請求項８では、複数の冷却窓の周方向幅
は、サポート部の近傍より徐々に幅広に形成されること
で、各冷却窓位置における風量に略合致した幅とでき、
より流体抵抗を低減できる。請求項９では、複数の冷却
窓の軸方向長さが、サポート部間の中間領域に位置する
冷却窓が他の領域に位置する冷却窓より長く形成される
ことで、流体抵抗の増大を抑えながら、ハウジング内部
で発生する騒音を有効に遮断でき、サポート部付近の強
度を向上できる。
は、サポート部の近傍より徐々に幅広に形成されること
で、各冷却窓位置における風量に略合致した幅とでき、
より流体抵抗を低減できる。請求項９では、複数の冷却
窓の軸方向長さが、サポート部間の中間領域に位置する
冷却窓が他の領域に位置する冷却窓より長く形成される
ことで、流体抵抗の増大を抑えながら、ハウジング内部
で発生する騒音を有効に遮断でき、サポート部付近の強
度を向上できる。
【００１０】請求項１０では、複数の冷却窓の軸方向長
さは、サポート部近傍にて短く形成され、サポート部か
ら離れた位置にて長く形成されることで、請求項９と同
様の効果を得ることができる。請求項１１では、複数の
冷却窓の軸方向長さは、サポート部の近傍よりサポート
部間の中間領域にかけて徐々に長く形成されることで、
各冷却窓位置における風量に応じた長さとでき、より流
体抵抗の増大を抑え、騒音の遮断，サポート部付近の強
度向上を一層図れる。
さは、サポート部近傍にて短く形成され、サポート部か
ら離れた位置にて長く形成されることで、請求項９と同
様の効果を得ることができる。請求項１１では、複数の
冷却窓の軸方向長さは、サポート部の近傍よりサポート
部間の中間領域にかけて徐々に長く形成されることで、
各冷却窓位置における風量に応じた長さとでき、より流
体抵抗の増大を抑え、騒音の遮断，サポート部付近の強
度向上を一層図れる。
【００１１】請求項１２では、複数の冷却窓の軸方向長
さは、同一に形成されていることで、冷却風量の増大に
加え，構造を簡単化できる。
さは、同一に形成されていることで、冷却風量の増大に
加え，構造を簡単化できる。
【００１２】
【作用及び発明の効果】遠心ファンから出た冷却風は遠
心ファンを囲む冷却窓に流入する。各冷却窓は周方向に
おいてサポート部又は案内壁部により区分されている。
案内壁部は冷却窓から吹き出される冷却風の方向を規定
し、サポート部は案内壁部より周方向へ幅広に形成され
てハウジングの強度を保証する。
心ファンを囲む冷却窓に流入する。各冷却窓は周方向に
おいてサポート部又は案内壁部により区分されている。
案内壁部は冷却窓から吹き出される冷却風の方向を規定
し、サポート部は案内壁部より周方向へ幅広に形成され
てハウジングの強度を保証する。
【００１３】請求項１では、径方向に対する案内壁部の
傾斜角は、サポート部の回転方向前端近傍にて大きく設
定され、サポート部の回転方向後端近傍にて小さく設定
される。したがって、冷却風は、サポート部の回転方向
前端近傍にてやや周方向へ傾いて吹き出され、サポート
部の回転方向後端近傍にてやや径方向へ傾いて吹き出さ
れる。
傾斜角は、サポート部の回転方向前端近傍にて大きく設
定され、サポート部の回転方向後端近傍にて小さく設定
される。したがって、冷却風は、サポート部の回転方向
前端近傍にてやや周方向へ傾いて吹き出され、サポート
部の回転方向後端近傍にてやや径方向へ傾いて吹き出さ
れる。
【００１４】すなわち、遠心ファンから出た冷却風（以
下、風という）は径方向及び周方向に対し斜めの方向へ
流れる。ただし、サポート部に当たった風はサポート部
により周方向へ曲げられ、その結果、サポート部の回転
方向前端近傍における風の周方向の分速度はこのサポー
ト部に当たって周方向へ曲げられた風の加入した分だけ
が増加する。この発明によれば、上記したサポート部に
よる上記風向きの変化に合わせて案内壁部の弦方向の傾
斜角度を決定しているので、案内壁部の流体抵抗を減少
し、整流効果も向上し、冷却風量が増大する。
下、風という）は径方向及び周方向に対し斜めの方向へ
流れる。ただし、サポート部に当たった風はサポート部
により周方向へ曲げられ、その結果、サポート部の回転
方向前端近傍における風の周方向の分速度はこのサポー
ト部に当たって周方向へ曲げられた風の加入した分だけ
が増加する。この発明によれば、上記したサポート部に
よる上記風向きの変化に合わせて案内壁部の弦方向の傾
斜角度を決定しているので、案内壁部の流体抵抗を減少
し、整流効果も向上し、冷却風量が増大する。
【００１５】請求項６では、冷却窓の周方向幅が、サポ
ート部の中間領域に位置する冷却窓が他の領域に位置す
る冷却窓より幅広に形成され、これにより冷却風量が増
加する。すなわち、サポート部近傍ではサポート部に邪
魔されて遠心ファンから出た風に対する流体抵抗は大き
く、サポート部とサポート部との中間では、多数の冷却
窓が集中するために遠心ファンから出た風に対する流体
抵抗は小さい。つまり、冷却窓から吹き出す風量は、サ
ポート部近傍にて小さく、サポート部から離れた位置に
て大きい。したがって、サポート部から離れた位置の冷
却窓の開口面積をサポート部近傍の冷却窓の開口面積よ
り大きくすることにより、全体としての流体抵抗を低減
し、各冷却窓から出た風の速度差も減少し、冷却風量が
増大する。
ート部の中間領域に位置する冷却窓が他の領域に位置す
る冷却窓より幅広に形成され、これにより冷却風量が増
加する。すなわち、サポート部近傍ではサポート部に邪
魔されて遠心ファンから出た風に対する流体抵抗は大き
く、サポート部とサポート部との中間では、多数の冷却
窓が集中するために遠心ファンから出た風に対する流体
抵抗は小さい。つまり、冷却窓から吹き出す風量は、サ
ポート部近傍にて小さく、サポート部から離れた位置に
て大きい。したがって、サポート部から離れた位置の冷
却窓の開口面積をサポート部近傍の冷却窓の開口面積よ
り大きくすることにより、全体としての流体抵抗を低減
し、各冷却窓から出た風の速度差も減少し、冷却風量が
増大する。
【００１６】また、各請求項において、風切り音も低減
されて静粛運転も可能となり、同一体格で高出力化が実
現する。
されて静粛運転も可能となり、同一体格で高出力化が実
現する。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例である車両用交流発電機を
図１〜図３で説明する。まず、この発電機の基本構成を
略述する。フロントフレーム１１とリヤフレーム１２か
らなるフレーム（本発明でいうハウジング）１は複数の
締結ボルト１３で締結されており、フレーム１は回転軸
２を回転自在に支承し、回転軸２にはランデル型界磁鉄
心３１が固定され、界磁鉄心３１には界磁コイル３２が
巻装されている。界磁鉄心３１及び界磁コイル３２は本
発明でいう回転子を構成する。フレーム１の内周面には
界磁鉄心３１を囲んで電機子鉄心３３が固定され、電機
子鉄心３３には電機子コイル３４が巻装されている。電
機子鉄心３３及び電機子コイル３４は本発明でいう固定
子を構成する。
図１〜図３で説明する。まず、この発電機の基本構成を
略述する。フロントフレーム１１とリヤフレーム１２か
らなるフレーム（本発明でいうハウジング）１は複数の
締結ボルト１３で締結されており、フレーム１は回転軸
２を回転自在に支承し、回転軸２にはランデル型界磁鉄
心３１が固定され、界磁鉄心３１には界磁コイル３２が
巻装されている。界磁鉄心３１及び界磁コイル３２は本
発明でいう回転子を構成する。フレーム１の内周面には
界磁鉄心３１を囲んで電機子鉄心３３が固定され、電機
子鉄心３３には電機子コイル３４が巻装されている。電
機子鉄心３３及び電機子コイル３４は本発明でいう固定
子を構成する。
【００１８】リヤフレーム１２の後端面を囲覆してカバ
ー４が固定されており、リヤフレーム１２とカバー４と
の間に電気部品室Ｓが形成されている。電気部品室Ｓに
は図示しない整流装置やブラシやレギュレータが収容さ
れている。エンジンによりプーリー２１を通じて回転軸
２をベルト駆動するとともに、界磁コイル３２に通電し
て励磁を行うと、電機子コイル３４で発生した三相交流
電圧が整流装置で三相全波整流されて出力される。１０
は整流装置取り付け用のボルトである。
ー４が固定されており、リヤフレーム１２とカバー４と
の間に電気部品室Ｓが形成されている。電気部品室Ｓに
は図示しない整流装置やブラシやレギュレータが収容さ
れている。エンジンによりプーリー２１を通じて回転軸
２をベルト駆動するとともに、界磁コイル３２に通電し
て励磁を行うと、電機子コイル３４で発生した三相交流
電圧が整流装置で三相全波整流されて出力される。１０
は整流装置取り付け用のボルトである。
【００１９】以下、本実施例の特徴部分を、図１に示す
断面図、図２に示すカバー４を外した後のリヤフレーム
１２の端面を表す正面図に基づいて説明する。回転軸２
には界磁鉄心３１を挟んで斜流ファン５及び遠心ファン
６が固定されている。フロントフレーム１１の周壁には
多数の冷却窓ｗ’が周方向へ一列に並んで開口されてお
り、リヤフレーム１２の周壁には遠心ファン６の各ブレ
−ド６０を囲んで多数の冷却窓ｗが周方向へ一列に並ん
で開口されている。
断面図、図２に示すカバー４を外した後のリヤフレーム
１２の端面を表す正面図に基づいて説明する。回転軸２
には界磁鉄心３１を挟んで斜流ファン５及び遠心ファン
６が固定されている。フロントフレーム１１の周壁には
多数の冷却窓ｗ’が周方向へ一列に並んで開口されてお
り、リヤフレーム１２の周壁には遠心ファン６の各ブレ
−ド６０を囲んで多数の冷却窓ｗが周方向へ一列に並ん
で開口されている。
【００２０】ファン５により生起された風の一部は冷却
窓ｗ’から吹き出され、残りは界磁鉄心３１の外周に沿
ってリヤ側へ流れ冷却窓ｗから遠心方向へ吹き出され
る。ファン６の各ブレ−ド６０の位置関係は図３に示す
ように不等ピッチとなっており、各ブレ−ド間の間隔は
４枚がａ１、他の４枚がａ２、他の３枚がａ３と設定さ
れている（ａ１＜ａ２＜ａ３）。このファン６より生起
された風は冷却窓ｗから遠心方向へ吹き出される。
窓ｗ’から吹き出され、残りは界磁鉄心３１の外周に沿
ってリヤ側へ流れ冷却窓ｗから遠心方向へ吹き出され
る。ファン６の各ブレ−ド６０の位置関係は図３に示す
ように不等ピッチとなっており、各ブレ−ド間の間隔は
４枚がａ１、他の４枚がａ２、他の３枚がａ３と設定さ
れている（ａ１＜ａ２＜ａ３）。このファン６より生起
された風は冷却窓ｗから遠心方向へ吹き出される。
【００２１】冷却窓ｗの周辺領域について図２を参照し
て説明する。各冷却窓の周方向境界には、冷却窓から吹
き出される冷却風の方向を規定する案内壁部７がそれぞ
れ配設されている。案内壁部７は、リヤフレーム１２と
一体鋳造されており、内周端部（翼先端部）と外周端部
（翼後端部）がまるみを有する平板形状となっており、
内周端（翼先端）から外周端（翼後端）との間の寸法を
弦長又は翼長と呼ぶ。
て説明する。各冷却窓の周方向境界には、冷却窓から吹
き出される冷却風の方向を規定する案内壁部７がそれぞ
れ配設されている。案内壁部７は、リヤフレーム１２と
一体鋳造されており、内周端部（翼先端部）と外周端部
（翼後端部）がまるみを有する平板形状となっており、
内周端（翼先端）から外周端（翼後端）との間の寸法を
弦長又は翼長と呼ぶ。
【００２２】案内壁部７の両主面は軸方向に平行で、か
つ、径方向及び周方向に対し斜設された略平面となって
いる。したがって、隣接する各２個の案内壁部７、７の
間が冷却窓ｗとなっており、冷却窓ｗの周方向幅Ｈは，
当該冷却窓ｗに接する両案内壁部７の弦方向Ｇと径方向
Ｒとの間の角度ΘＬ，ΘＦの平均角度Θｍ＝（ΘＬ＋Θ
Ｆ）／２に対し直角に計測される。なお、各弦方向Ｇは
対応する案内壁部７の両主面の傾斜角の平均値とする。
つ、径方向及び周方向に対し斜設された略平面となって
いる。したがって、隣接する各２個の案内壁部７、７の
間が冷却窓ｗとなっており、冷却窓ｗの周方向幅Ｈは，
当該冷却窓ｗに接する両案内壁部７の弦方向Ｇと径方向
Ｒとの間の角度ΘＬ，ΘＦの平均角度Θｍ＝（ΘＬ＋Θ
Ｆ）／２に対し直角に計測される。なお、各弦方向Ｇは
対応する案内壁部７の両主面の傾斜角の平均値とする。
【００２３】また、周方向に隣接する各２個の冷却窓の
間に位置してサポート部８が形成されている。サポート
部８は周方向ほぼ等間隔に５箇所形成され、その周方向
幅は、１個の案内壁部７と１個の冷却窓ｗとの周方向幅
の和の２〜５倍に形成されている。図１及び図２に示す
ように、このサポート部８は締結ボルト１３の直下に及
びステー３の支持位置に形成されるものであって、締結
ボルト１３が螺入されるリヤフレーム１２の締結穴１４
は外径方向に突出するリヤフレーム１２の耳部１５に形
成され、各耳部１５は各サポート部８の前端から外径方
向へ延設されている。したがってサポート部８は、締結
ボルト１３の締結力をリヤフレーム１２全体に伝達する
役割を有している。
間に位置してサポート部８が形成されている。サポート
部８は周方向ほぼ等間隔に５箇所形成され、その周方向
幅は、１個の案内壁部７と１個の冷却窓ｗとの周方向幅
の和の２〜５倍に形成されている。図１及び図２に示す
ように、このサポート部８は締結ボルト１３の直下に及
びステー３の支持位置に形成されるものであって、締結
ボルト１３が螺入されるリヤフレーム１２の締結穴１４
は外径方向に突出するリヤフレーム１２の耳部１５に形
成され、各耳部１５は各サポート部８の前端から外径方
向へ延設されている。したがってサポート部８は、締結
ボルト１３の締結力をリヤフレーム１２全体に伝達する
役割を有している。
【００２４】次に、この実施例の特徴を説明する。この
実施例において、案内壁部７の弦の方向Ｇと径方向Ｒと
の間の角度（本発明でいう傾斜角）Θは、サポート部８
の回転方向前端ａに近いほど大きく（周方向へ寝るよう
に）設定され、サポート部８の回転方向後端ｂに近いほ
ど小さく設定されている。例えば、Θ１＞Θ２＞Θ３＞
Θ４＞Θ５＞Θ６＞Θ７と設定されている。
実施例において、案内壁部７の弦の方向Ｇと径方向Ｒと
の間の角度（本発明でいう傾斜角）Θは、サポート部８
の回転方向前端ａに近いほど大きく（周方向へ寝るよう
に）設定され、サポート部８の回転方向後端ｂに近いほ
ど小さく設定されている。例えば、Θ１＞Θ２＞Θ３＞
Θ４＞Θ５＞Θ６＞Θ７と設定されている。
【００２５】このようにすれば、冷却風は、サポート部
８の回転方向前端ａ近傍にてやや周方向へ傾いて吹き出
され、サポート部８の回転方向後端ｂ近傍にてやや径方
向へ傾いて吹き出される。すなわち、冷却風は径方向及
び周方向に対し斜めの方向へ流れる。ただし、サポート
部８に当たった風はサポート部８により周方向前方へ曲
げられ、その結果、サポート部８の回転方向前端ａ近傍
における風の周方向の分速度はこのサポート部８に当た
って周方向へ曲げられた風の加入した分だけ増加する。
結局、サポート部８の回転方向前端ａ近傍に接近するほ
ど、冷却窓ｗから吹き出す風は周方向へ寝ることにな
る。
８の回転方向前端ａ近傍にてやや周方向へ傾いて吹き出
され、サポート部８の回転方向後端ｂ近傍にてやや径方
向へ傾いて吹き出される。すなわち、冷却風は径方向及
び周方向に対し斜めの方向へ流れる。ただし、サポート
部８に当たった風はサポート部８により周方向前方へ曲
げられ、その結果、サポート部８の回転方向前端ａ近傍
における風の周方向の分速度はこのサポート部８に当た
って周方向へ曲げられた風の加入した分だけ増加する。
結局、サポート部８の回転方向前端ａ近傍に接近するほ
ど、冷却窓ｗから吹き出す風は周方向へ寝ることにな
る。
【００２６】なお、上記したサポート部８による風の方
向の変化に合わせて、各案内壁部７の弦方向を少しづつ
変化させているので、各案内壁部７の流体抵抗が減少
し、整流効果も向上し、冷却風量が増大する。また、こ
の実施例では、各冷却窓ｗの周方向幅Ｈは、サポート部
８近傍にて狭小に設定され、サポート部８から離れるに
つれて広幅に形成されている。例えば、Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ
４＞Ｈ５＞Ｈ６＞Ｈ７と設定されている。
向の変化に合わせて、各案内壁部７の弦方向を少しづつ
変化させているので、各案内壁部７の流体抵抗が減少
し、整流効果も向上し、冷却風量が増大する。また、こ
の実施例では、各冷却窓ｗの周方向幅Ｈは、サポート部
８近傍にて狭小に設定され、サポート部８から離れるに
つれて広幅に形成されている。例えば、Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ
４＞Ｈ５＞Ｈ６＞Ｈ７と設定されている。
【００２７】このようにすれば、サポート部８近傍では
サポート部８に邪魔されて遠心ファン６から出た風に対
する流体抵抗は大きく、サポート部８とサポート部８と
の間の中間領域では、多数の冷却窓ｗが集中するために
遠心ファン６から出た風に対する流体抵抗は小さい。つ
まり、冷却窓ｗから吹き出す風量は、サポート部８近傍
にて小さく、サポート部８から離れた位置にて大きい。
したがって、サポート部８から離れた位置の冷却窓ｗの
開口面積をサポート部８近傍の冷却窓ｗの開口面積より
大きくすることにより、全体としての流体抵抗を低減
し、各冷却窓ｗから出た風の速度差も減少し、冷却風量
が増大する。 （実施例２）次の実施例を図１〜図３を参照して説明す
る。
サポート部８に邪魔されて遠心ファン６から出た風に対
する流体抵抗は大きく、サポート部８とサポート部８と
の間の中間領域では、多数の冷却窓ｗが集中するために
遠心ファン６から出た風に対する流体抵抗は小さい。つ
まり、冷却窓ｗから吹き出す風量は、サポート部８近傍
にて小さく、サポート部８から離れた位置にて大きい。
したがって、サポート部８から離れた位置の冷却窓ｗの
開口面積をサポート部８近傍の冷却窓ｗの開口面積より
大きくすることにより、全体としての流体抵抗を低減
し、各冷却窓ｗから出た風の速度差も減少し、冷却風量
が増大する。 （実施例２）次の実施例を図１〜図３を参照して説明す
る。
【００２８】この実施例では、全負荷運転（設計最大許
容電流給電時）時の吹き出し空気温度が最高となる回転
数において、冷却窓ｗに流入する冷却風の方向Ｋに沿っ
て案内壁部７の弦方向（翼長方向）Ｇが設定される。な
お、全負荷運転（設計最大許容電流給電時）時の吹き出
し空気温度が最高となる回転数ｎｔｍａｘは、各機種に
よって多少ばらつくが、オルタネータでは大体３０００
〜４０００ｒｐｍである場合が多い。案内壁部７の傾斜
角度と流入風の流入角度との差が１０度以下であれば流
体損失は小さいこと、及び、回転数の変化が０．８〜
１．２×ｎｔｍａｘの範囲内であれば風向きの変化は小
さいことから、０．８〜１．２×ｎｔｍａｘの回転数の
場合に冷却窓ｗに流入する冷却風の方向と、案内壁部７
の弦方向（翼長方向）Ｇとを一致させる（両者の差が１
０度以下を意味する）と、この運転条件における案内壁
部７の流体抵抗は最小となり、冷却風量を増大すること
ができる。
容電流給電時）時の吹き出し空気温度が最高となる回転
数において、冷却窓ｗに流入する冷却風の方向Ｋに沿っ
て案内壁部７の弦方向（翼長方向）Ｇが設定される。な
お、全負荷運転（設計最大許容電流給電時）時の吹き出
し空気温度が最高となる回転数ｎｔｍａｘは、各機種に
よって多少ばらつくが、オルタネータでは大体３０００
〜４０００ｒｐｍである場合が多い。案内壁部７の傾斜
角度と流入風の流入角度との差が１０度以下であれば流
体損失は小さいこと、及び、回転数の変化が０．８〜
１．２×ｎｔｍａｘの範囲内であれば風向きの変化は小
さいことから、０．８〜１．２×ｎｔｍａｘの回転数の
場合に冷却窓ｗに流入する冷却風の方向と、案内壁部７
の弦方向（翼長方向）Ｇとを一致させる（両者の差が１
０度以下を意味する）と、この運転条件における案内壁
部７の流体抵抗は最小となり、冷却風量を増大すること
ができる。
【００２９】また、この実施例２でもサポート部８が設
けられていれば実施例１と同様に各案内壁部７の傾斜角
等をそれぞれ変化させる必要が生じる。なお、上記各実
施例において、風切り音も低減され、静粛運転も可能と
なる。 （実験１）図４に実験結果を示す。
けられていれば実施例１と同様に各案内壁部７の傾斜角
等をそれぞれ変化させる必要が生じる。なお、上記各実
施例において、風切り音も低減され、静粛運転も可能と
なる。 （実験１）図４に実験結果を示す。
【００３０】この実験は、図２において上部に位置する
２個のサポート部８、８間の各冷却窓ｗを周方向に区分
する案内壁部７を全て除去したモデルにおいて、サポー
ト部８からの各周方向角度位置Φにおける風向（最大風
速を示す方向、図４ではピーク角度として示す）と風量
とを実測したものである。回転数は３５００ｒｐｍとし
た。実験モデルは、定格電圧１２Ｖ，定格出力１００Ａ
の車両用交流発電機である。０°、９０°近傍はサポー
ト部８の位置である。
２個のサポート部８、８間の各冷却窓ｗを周方向に区分
する案内壁部７を全て除去したモデルにおいて、サポー
ト部８からの各周方向角度位置Φにおける風向（最大風
速を示す方向、図４ではピーク角度として示す）と風量
とを実測したものである。回転数は３５００ｒｐｍとし
た。実験モデルは、定格電圧１２Ｖ，定格出力１００Ａ
の車両用交流発電機である。０°、９０°近傍はサポー
ト部８の位置である。
【００３１】図４から、実施例１、２の構成の重要性及
びその効果が理解されるであろう。 （実験２）図５に各実験モデルの回転数と風量との関係
を示す。実線は上記実施例１、２を実施した場合であ
り、一点鎖線は案内壁部（リブ）角度徐変、窓幅一定の
場合であり、二点鎖線はリブ角度一定、窓幅徐変の場合
であり、破線は上記実施例２のみ（ただし、各案内壁部
７の傾斜角は同じ）を実施した場合である。 （実施例３）次の実施例を図６及び図７を参照して説明
する。
びその効果が理解されるであろう。 （実験２）図５に各実験モデルの回転数と風量との関係
を示す。実線は上記実施例１、２を実施した場合であ
り、一点鎖線は案内壁部（リブ）角度徐変、窓幅一定の
場合であり、二点鎖線はリブ角度一定、窓幅徐変の場合
であり、破線は上記実施例２のみ（ただし、各案内壁部
７の傾斜角は同じ）を実施した場合である。 （実施例３）次の実施例を図６及び図７を参照して説明
する。
【００３２】この実施例では、案内壁部７の傾斜角Θ
が，回転方向後端側の壁面の角度ΘＬＢとして規定さ
れ、この角度が実施例１と同様にサポート部８の回転方
向前端ａ近傍から回転方向後端ｂにかけて徐々に小さく
設定されている。冷却窓Ｗの幅は実施例１と同様であ
る。また、図７は図６のＡ方向矢視図であり、冷却窓Ｗ
の軸方向長さはサポート部８の近傍よりサポート部間の
中間領域にかけて徐々に長く形成されている。
が，回転方向後端側の壁面の角度ΘＬＢとして規定さ
れ、この角度が実施例１と同様にサポート部８の回転方
向前端ａ近傍から回転方向後端ｂにかけて徐々に小さく
設定されている。冷却窓Ｗの幅は実施例１と同様であ
る。また、図７は図６のＡ方向矢視図であり、冷却窓Ｗ
の軸方向長さはサポート部８の近傍よりサポート部間の
中間領域にかけて徐々に長く形成されている。
【００３３】この構成により、実施例１と同様に、各案
内壁部７の流体抵抗が減少し、整流効果も向上し、冷却
風量が増大する。特に、フレ−ム内部の電機子コイル３
４の根元部３４ｂから発生するノイズを良好に遮断でき
る。さらに、製造の際、例えばダイカストフレ−ムで鋳
造する場合、冷却性をできる限り上げるべくむやみに冷
却窓面積を大きくすると、案内壁部の幅が細くなり変形
し易く、特に、サポート部８の隣の案内壁部はサポート
部との幅および深さが急に大きく変化するため、ダイカ
ストの湯まわり不良の原因となり、強度不足になり易い
が、本実施例ではこれらの問題がなく非常に安定して鋳
造できるようになり、強度も大幅に向上する事ができ
る。
内壁部７の流体抵抗が減少し、整流効果も向上し、冷却
風量が増大する。特に、フレ−ム内部の電機子コイル３
４の根元部３４ｂから発生するノイズを良好に遮断でき
る。さらに、製造の際、例えばダイカストフレ−ムで鋳
造する場合、冷却性をできる限り上げるべくむやみに冷
却窓面積を大きくすると、案内壁部の幅が細くなり変形
し易く、特に、サポート部８の隣の案内壁部はサポート
部との幅および深さが急に大きく変化するため、ダイカ
ストの湯まわり不良の原因となり、強度不足になり易い
が、本実施例ではこれらの問題がなく非常に安定して鋳
造できるようになり、強度も大幅に向上する事ができ
る。
【００３４】なお、実施例３において、冷却窓Ｗの軸方
向長さを一定としてもよく、また、実施例１及び２にお
いて、冷却窓Ｗの軸方向長さはサポート部の近傍よりサ
ポート部間の中間領域にかけて徐々に長く形成してもよ
く、一定としてもよい。
向長さを一定としてもよく、また、実施例１及び２にお
いて、冷却窓Ｗの軸方向長さはサポート部の近傍よりサ
ポート部間の中間領域にかけて徐々に長く形成してもよ
く、一定としてもよい。
【図１】本発明の一実施例の車両用交流発電機の断面図
である。
である。
【図２】カバー及び電気部品をはずした図１の発電機の
リヤ側からみた正面図である。
リヤ側からみた正面図である。
【図３】リヤ側ファンのブレ−ドの配置関係を示す図で
ある。
ある。
【図４】図１の発電機の冷却窓における吹き出し風量及
び風向と周方向角度位置との関係を示す特性図である。
び風向と周方向角度位置との関係を示す特性図である。
【図５】各実施例モデルの回転数と吹き出し風量との関
係を示す特性図である。
係を示す特性図である。
【図６】本発明の他の実施例を示し、カバー及び電気部
品をはずした図１の発電機のリヤ側からみた正面図であ
る。
品をはずした図１の発電機のリヤ側からみた正面図であ
る。
【図７】図６のＡ方向から見た側面図である。
【図８】カバー及び電気部品をはずした従来の発電機の
リヤ側からみた正面図である。
リヤ側からみた正面図である。
【符号の説明】 ６ 遠心ファン ７ 案内壁部 ８ サポート部 １１ フロントフレーム（ハウジング） １２ リヤフレーム（ハウジング） ３１ 界磁鉄心（回転子） ３３ 電機子鉄心（固定子） ｗ 冷却窓。
Claims (12)
- 【請求項１】 複数の冷却窓が周方向へ一列に並んで周
壁に開口されたハウジングと、前記ハウジング内に固定
される固定子と、前記ハウジング内に回転自在に保持さ
れる回転子と、前記冷却窓の内側に位置して前記回転子
の端部に固定される遠心ファンとを備え、前記ハウジン
グの周壁は、周方向に隣接する２個の前記冷却窓の間に
位置して軸方向へ延在するとともに前記冷却窓から吹き
出される冷却風の方向を規定する案内壁部と、周方向に
隣接する２個の前記冷却窓の間に位置して軸方向へ延在
するとともに前記案内壁部よりも周方向へ広幅に形成さ
れるサポート部とを備える回転電機において、 径方向に対する前記案内壁部の傾斜角は、前記サポート
部の回転方向前端近傍にて大きく設定され、前記サポー
ト部の回転方向後端近傍にて小さく設定されることを特
徴とする回転電機。 - 【請求項２】 前記案内壁部の傾斜角は、少なくとも前
記回転方向後端側の壁面が、前記サポート部の回転方向
前端近傍にて大きく設定され、前記サポート部の回転方
向後端近傍にて小さく設定されることを特徴とする請求
項１記載の回転電機。 - 【請求項３】 前記案内壁部の傾斜角は、前記サポート
部の回転方向前端近傍から回転方向後端近傍にかけて徐
々に小さく設定されることを特徴とする請求項１記載の
回転電機。 - 【請求項４】 前記案内壁部は、全負荷運転時の吹き出
し空気温度が最高となる回転数において前記冷却窓に流
入する冷却風の方向に沿って配設されることを特徴とす
る請求項１記載の回転電機。 - 【請求項５】 前記複数の冷却窓は、前記ハウジングの
周壁より軸方向端部まで延在されていることを特徴とす
る請求項１記載の回転電機。 - 【請求項６】 複数の冷却窓が周方向へ一列に並んで周
壁に開口されたハウジングと、前記ハウジングに固定さ
れる固定子と、前記ハウジングに回転自在に保持される
回転子と、前記冷却窓の内側に位置して前記回転子の端
部に固定される遠心ファンとを備え、前記ハウジングの
周壁は、周方向に隣接する２個の前記冷却窓の間に位置
して軸方向へ延在するとともに前記冷却窓から吹き出さ
れる冷却風の方向を規定する案内壁部と、周方向に隣接
する２個の前記冷却窓の間に位置して軸方向へ延在する
とともに前記案内壁部よりも周方向へ広幅に形成される
サポート部とを備える回転電機において、 前記冷却窓の周方向幅は、前記サポート部間の中間領域
に位置する冷却窓が他の領域に位置する冷却窓より幅広
に形成されることを特徴とする回転電機。 - 【請求項７】 前記複数の冷却窓の周方向幅は、前記サ
ポート部近傍にて幅狭に設定され、前記サポート部から
離れた位置にて幅広に形成されることを特徴とする請求
項６記載の回転電機。 - 【請求項８】 前記複数の冷却窓の周方向幅は、前記サ
ポート部の近傍より徐々に幅広に形成されることを特徴
とする請求項６記載の回転電機。 - 【請求項９】 前記複数の冷却窓の軸方向長さは、前記
サポート部間の中間領域に位置する冷却窓が他の領域に
位置する冷却窓より長く形成されることを特徴とする請
求項１または６記載の回転電機。 - 【請求項１０】 前記複数の冷却窓の軸方向長さは、前
記サポート部近傍にて短く形成され、前記サポート部か
ら離れた位置にて長く形成されることを特徴とする請求
項１または６記載の回転電機。 - 【請求項１１】 前記複数の冷却窓の軸方向長さは、前
記サポート部の近傍より前記サポート部間の中間領域に
かけて徐々に長く形成されることを特徴とする請求項１
または６記載の回転電機。 - 【請求項１２】 前記複数の冷却窓の軸方向長さは、同
一に形成されていることを特徴とする請求項１または６
に記載の回転電機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6090983A JP2661545B2 (ja) | 1993-07-15 | 1994-04-28 | 回転電機 |
| CN94107828A CN1051413C (zh) | 1993-07-15 | 1994-07-08 | 旋转电机 |
| EP94110836A EP0634829B1 (en) | 1993-07-15 | 1994-07-12 | Rotary electric machine |
| DE69402479T DE69402479T2 (de) | 1993-07-15 | 1994-07-12 | Elektrisch drehende Maschine |
| US08/274,815 US5650675A (en) | 1993-07-15 | 1994-07-14 | Rotary electric machine having variably-dimensioned housing ventilation holes |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17534193 | 1993-07-15 | ||
| JP5-175341 | 1993-07-15 | ||
| JP6090983A JP2661545B2 (ja) | 1993-07-15 | 1994-04-28 | 回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0779543A true JPH0779543A (ja) | 1995-03-20 |
| JP2661545B2 JP2661545B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=26432386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6090983A Expired - Fee Related JP2661545B2 (ja) | 1993-07-15 | 1994-04-28 | 回転電機 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5650675A (ja) |
| EP (1) | EP0634829B1 (ja) |
| JP (1) | JP2661545B2 (ja) |
| CN (1) | CN1051413C (ja) |
| DE (1) | DE69402479T2 (ja) |
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| JP2009284563A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 制御装置一体型回転電機 |
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