CN107615625B - 车辆用交流发电机的转子 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的车辆用交流发电机的转子(100)包括磁极铁心(2、3)、卷绕于磁极铁心(2、3)的励磁线圈(4)、以及固定于磁极铁心(2、3)的冷却风扇(10)，冷却风扇(10)由固定于磁极铁心(2、3)的轴向端面的基部(120)、从基部(120)沿轴向竖立设置的多个翼部(110)、以及设置于远离了多个翼部(110)的根部的位置的基部(120)并与翼部(110)的延伸方向平行地配置的基座肋部(121)来构成。本发明所涉及的车辆用交流发电机的转子(100)能同时实现可靠性及安静化。

Description

车辆用交流发电机的转子
技术领域
本发明涉及搭载于汽车、卡车等的车辆用交流发电机的转子。
背景技术
近年来，降低车外噪音、使车厢内安静化正在推进，发动机噪音降低了，随之以较高速度进行旋转的辅机即车辆用交流发电机的噪音与以前相比增加，从而被视为问题。
作为对策之一，已知有如下方式，即：通过去除肋部，从而使得在车辆用交流发电机的转子所具备的冷却风扇旋转时因构成于冷却风扇的基座部与叶片(叶轮)部中的肋部而引起的乱流顺畅地流动(例如，参照专利文献1)。
另一方面，由于旋转，离心力作用于叶片。作为针对此时的、受到外径方向的力而倾斜的对策，示出了如下方式，即：将设置在翼部的内周侧的缺口设计成与爪的径向方向成直角(例如，参照专利文献2)。
特别是在考虑到风扇声音的阶数方差而采用不等间距从而不得不设定仅风扇叶片的一部分与磁极爪对应的强度较低的叶片的情况等下，可以通过设定为具有风扇叶片根部的R尺寸2.2倍以下的长度的缺口来进行对应。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3279258号公报
专利文献2：日本专利第4544309号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述现有的车辆用交流发电机的转子中，若要通过去除所有肋部来获得抑制了乱流的风扇，则实际上作为金属板材成形产品的风扇的强度不足，作为在车辆中持续旋转并使用的车辆用交流发电机的转子，存在可靠性问题，从而无法实现。
为了提高其可靠性，在应用专利文献2的、设为将因离心力而产生的翼部的变形量收敛在允许值以下的成为直角的缺口的情况下，无法将成为长度设定的基础的弯曲R尺寸本身确保为恒定，并不现实。
此外，缺口本身设定在轴周围多个直径大致相同的位置，容易假设在相邻的缺口间产生龟裂而导致破损。即，存在难以确保基座部的强度的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能实现兼顾了可靠性及安静化的车辆用交流发电机的转子。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的车辆用交流发电机的转子包括磁极铁心、卷绕于所述磁极铁心的励磁线圈、以及固定于所述磁极铁心的冷却风扇，所述冷却风扇构成为包括：基部，该基部固定于所述磁极铁心的轴向端面；多个翼部，该多个翼部从所述基部沿轴向竖立设置，从内径侧向外径侧延伸，切割并竖起从而至少成为弯曲的曲面形状，并以不等角度间距配置；以及基座肋部，该基座肋部设置于远离了所述多个翼部的根部的反旋转方向位置的所述基部，并与所述翼部的延伸方向平行地配置。
发明效果
根据本发明所涉及的车辆用交流发电机的转子，可以获得如下车辆用交流发电机的转子，能确保耐受旋转使用的强度并且不会引起较大乱流，能实现可靠性及安静化的提高。
附图说明
图1是示出本发明实施方式1所涉及的车辆用交流发电机的转子的剖视图。
图2是示出本发明实施方式1所涉及的车辆用交流发电机的转子中的后侧的冷却风扇的侧视图。
图3是示出本发明实施方式1所涉及的车辆用交流发电机的转子中的冷却风扇的主要部分的主要部分放大图。
图4是本发明实施方式1所涉及的车辆用交流发电机的转子的图3的IV-IV线处的剖视图。
图5是示出本发明实施方式2所涉及的车辆用交流发电机的转子中的冷却风扇的主要部分的主要部分剖视图。
图6是示出本发明实施方式3所涉及的车辆用交流发电机的转子中的后侧的冷却风扇的侧视图。
具体实施方式
实施方式1.
下面，基于图1至图4，对本发明的实施方式1进行说明，但在各图中，对相同或相当的构件、部位标注相同标号来进行说明。图1是示出本发明实施方式1所涉及的车辆用交流发电机的转子的剖视图。图2是示出本发明实施方式1所涉及的车辆用交流发电机的转子中的后侧的冷却风扇的侧视图。图3是示出本发明实施方式1所涉及的车辆用交流发电机的转子中的冷却风扇的主要部分的主要部分放大图。图4是本发明实施方式1所涉及的车辆用交流发电机的转子的图3的IV-IV线处的剖视图。
本实施方式1中的转子100由未图示的车辆用交流发电机的框架以可旋转的方式进行支承，并由搭载于车辆的发动机来进行旋转驱动。该转子100构成为包含：转轴1；嵌入该转轴1的伦德尔型(Lundell Type)的一对磁极铁心2、3；经由树脂线管5(resin bobbin)卷绕于上述磁极铁心2、3的励磁线圈4；以及分别固定于磁极铁心2、3的轴向端面的冷却风扇9、10。
后侧的磁极铁心3具有：与转轴1成为一体并旋转的圆柱形的轴套部31；与该轴套部31一体形成并从轴套部31的一个轴向端面(固定有后侧的冷却风扇10的轴向外端部)向径向外侧延伸的盘部32；以及与该盘部32一体形成并从盘部32的外周部分独立地向轴向延伸的多个(例如8个)磁极爪33。另外，前侧的磁极铁心2也与后侧的磁极铁芯3具有大致相同的形状。
一对磁极铁心2、3在多个磁极爪33交替啮合的状态下进行组装。此外，在由磁极铁心2、3的轴套部31、盘部32及磁极爪33包围的空间内，收纳有上述树脂线管5以及卷绕于树脂线管5的励磁线圈4。励磁电流经由滑环(slip ring)7、8流过励磁线圈4。由此，磁极铁心2、3的一个被磁化为N极，另一个被磁化为S极。
接着，对固定于后侧的磁极铁心3的轴向端面的冷却风扇10进行详细说明。图2是示出后侧的冷却风扇10的详细形状的图，示出了从滑环7、8一侧观察转子100而得到的形状。
如图2所示，冷却风扇10具有：7个翼部(以下，称为风扇叶片)110，该7个翼部110成为随着朝外径方向，相对于转子100的旋转方向R向反旋转方向弯曲了的曲面形状，以不等角度间距进行配置，并沿轴向竖立设置；以及基部(以下，称为风扇基座)120，该基部120保持上述风扇叶片110并固定于磁极铁心3的轴向端面。该冷却风扇10通过与转子100一体旋转，从而产生冷却发热部(例如，未图示的整流装置、定子的绕组等)的冷却风。
风扇基座120通过例如7处焊接部122焊接固定于磁极铁心3的轴向端面。此外，在风扇基座120的转轴1周围形成有开口部123，该开口部123成为励磁线圈4的端部(未图示)与滑环7、8之间的连接部41的出口(escape)。
此外，出于缓和切割并竖起风扇叶片110时的应力的目的，在风扇基座120的风扇叶片110的内径侧(接近中心轴的一侧)，与各风扇叶片110相对应地设置有细槽形状的缺口部124。
接着，使用图3、图4对本发明申请的主要部分即基座肋部(base rib)121进行说明
基座肋部121以离开风扇叶片110并独立突起的方式设置于分别与风扇叶片110的根部连续的风扇基座120。竖立设置有风扇叶片110的根部具有R形状(图4)，离开风扇叶片110规定的距离形成圆顶形(dome shape)的基座肋部121，以作为底部肋部的形状。通常，在风扇叶片110附近冷却空气的流动较快，若与该较快的流动平行地配置肋部，则会扰乱流动而导致产生较大的噪音，然而，由于仅在风扇基座120中远离风扇叶片110来设置基座肋部121，因此不会引起这样的问题。
此外，进行设置基座肋部121，以使得至少跨过从缺口部124的最内周侧位置的半径r1到最外周侧位置的半径r2为止的范围(参照图2)。通过该结构，能避免在缺口部位集中产生的龟裂、变形。即，由图3的放大图也可知，基座肋部121至少从缺口部124的径向内周侧朝着径向外周侧来设置，作为翼部的风扇叶片110的外周侧的基部即风扇底座120构成为平坦。
此外，即使对于开口部123沿径向延伸设置而导致强度有可能下降的部位，也能利用基座肋部121来提高强度。
此外，基座肋部121与构成风扇叶片110的方向平行地设置。另外，对于此处的平行，只要朝着大致沿着叶片的方向延伸即可，即使风扇叶片110为曲面形状也未必一定要构成同一形状。
如上所述，根据本发明实施方式1的车辆用交流发电机的转子，远离风扇叶片根部配置的基座肋部121确保了风扇基座的强度，而与风扇叶片无关，能抑制在风扇基座中产生龟裂，并能通过与翼部平行地延伸来实现极大减小了乱流的转子，从而能实现可靠性以及安静化的提高。
实施方式2.
基于图5对本发明的实施方式2进行说明，在图中对相同或相当的构件、部位标注相同标号来进行说明。图5是示出本发明实施方式2所涉及的车辆用交流发电机的转子中的冷却风扇的主要部分的主要部分剖视图。
在上述实施方式1中，阐述了形成圆顶形的基座肋部121来作为底部肋部的形状的情况，然而并不限于此，例如如图5所示，也可以采用在圆顶形的一部分中构成有平坦面的基座肋部121，并能起到与上述实施方式1同样的效果。此外，关于基座肋部121的大小，也可以不是单一大小，而分别采用合适的大小来实施。
实施方式3.
基于图6对本发明的实施方式3进行说明，在图中对相同或相当的构件、部位标注相同标号来进行说明。图6是示出本发明实施方式3所涉及的车辆用交流发电机的转子中的后侧的冷却风扇的侧视图。
本实施方式3是适用于其他风扇叶片的示例，例如，在图6中示出了由在旋转方向上凹部与凸部平滑地连续的风扇叶片210构成的冷却风扇10的示例。设置于风扇基座220的基座肋部221被设置于细槽形状的缺口部224所跨过的范围等与上述各实施方式相同。
如图6所示，即使是风扇叶片210并未完全安装于磁极铁心3的轴端面的状态的风扇叶片210，也能在其根部的风扇基座220中确保强度，并能避免因缺口部224彼此间的龟裂而导致的风扇叶片210的飞散。
此外，由于基座肋部221没有设置在风扇叶片210的外径侧，因此不会降低风速更快且风的流动容易被扰乱的外径侧处的冷却效率。
此外，在上述各实施方式中，仅对后侧的冷却风扇10进行了说明，然而对于前侧的冷却风扇9也能应用本发明，并起到同样的效果。
此外，在上述各实施方式中，仅对具有以不等角度间距配置的风扇叶片的冷却风扇进行了说明，然而对于具有以等角度间距配置的风扇叶片的冷却风扇同样也能应用本发明，并起到同样的效果。
另外，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。
工业上的实用性
本发明适用于实现能实现可靠性以及安静化的提高的车辆用交流发电机的转子。

Claims (3)

1.一种车辆用交流发电机的转子，包括：
磁极铁心；卷绕于所述磁极铁心的励磁线圈；以及固定于所述磁极铁心的冷却风扇，其特征在于，
所述冷却风扇构成为包括：基部，该基部固定于所述磁极铁心的轴向端面；多个翼部，该多个翼部从所述基部沿轴向竖立设置，从内径侧向外径侧延伸，切割并竖起从而至少成为相对于所述转子的旋转方向向反旋转方向弯曲的曲面形状，并以不等角度间距配置；以及基座肋部，该基座肋部设置于远离了所述多个翼部的根部的反旋转方向位置的所述基部，并与所述翼部的延伸方向平行地配置。
2.如权利要求1所述的车辆用交流发电机的转子，其特征在于，
所述基部中，在所述基部的一部分即所述翼部的内周侧形成有缺口部。
3.如权利要求2所述的车辆用交流发电机的转子，其特征在于，
所述基座肋部至少从所述缺口部的径向内周侧朝着径向外周侧设置，所述翼部的外周侧的所述基部是平坦的。
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