CN1112756C - 车用交流发电机转子 - Google Patents

Abstract

一种车用交流发电机转子，在冷却风扇12上的中心穿设有开口12e，切口部12c点对称设置在开口12e的缘部上，在励磁铁心10上突设有与开口12e嵌合的环状凸部10c，并且嵌装在励磁铁心10上的冷却风扇12的开口12e缘部，在包含切口部12c的区域由凸部10c的铆接部10e进行铆接固定。本发明可提高冷却风扇的安装作业性并可充分确保冷却风扇安装部的耐久强度。

Description

车用交流发电机转子

本发明涉及安装在车辆发动机上的郎多尔(ランドル)式的转子，尤其涉及固定在励磁铁心上的冷却风扇的安装结构。

图9及图10分别是现有车用交流发电机转子的主要部分的剖视图及立体图。

在图9及图10中，郎多尔式的转子1具有嵌装于轴支承在未图示的托架上的旋转轴2的一对励磁铁心3、4和卷装在一对励磁铁心3、4上的励磁绕组5以及固定在一对励磁铁心3、4轴向的两端面上的一对冷却风扇6、7。

励磁铁心3、4是铁制的，分别由圆筒状的基部3a、4a和在基部3a、4a的外周缘部爪状地突设多个爪状磁极3b、4b所组成，基部3a、4a的端面之间紧贴，并且爪状磁极3b、4b交替啮合状相对地嵌装在旋转轴2上。励磁绕组5被规定圈数卷绕在插入于基部3a、4a外周的线圈架9上。该励磁绕组5因通过电流而产生磁通量，由该磁通量而在励磁铁心3、4上形成磁极。

考虑耐离心力性，冷却风扇6、7做成能获取平衡的圆板状，并具有平板状的基板部6a、7a和在该基板部6a、7a的外周开口弯曲而形成的多个叶片6b、7b。并且，冷却风扇6、7的基板部6a、7a分别紧贴在励磁铁心3、4的基部3a、4a端面上，用焊接部A进行焊接固定而安装在励磁铁心3、4上。

另外，向励磁绕组5供电用的集流环8固定在旋转轴2的一端侧，把发动机的旋转扭矩传递给旋转轴用的带轮(未图示)固定在旋转轴2的另一端上。

所述转子1可旋转地装入壳体内，且定子围绕转子1而装入壳体，构成车用交流发电机，未图示。并且，由蓄电池通过电刷(未图示)及集流环8向励磁绕组5供电，产生磁通量。另一方面，发动机的旋转扭矩传递给带轮使旋转轴2旋转。因此，固定在旋转轴2上的转子1可旋转，并产生旋转磁场。该旋转磁场作用于定子的定子线圈，在定子线圈中产生电动势。

另外，冷却风扇6、7随转子1的旋转而旋转，使外部的空气进入壳体内对定子线圈进行冷却后，向壳体外排出。因此，可防止发电的定子线圈所产生的热量因向定子线圈周边传导而影响零件或定子线圈自身的性能下降等。

如此，由于转子1受到旋转的离心力，故构成转子1的各零件采用耐离心力的形状和结构，来保持质量。

尤其在冷却风扇6、7中，当叶片6b、7b相对旋转轴2偏心安装时，产生旋转时的不平衡，焊接部位就有脱落飞散之虞。此外，若叶片6b、7b与爪状磁极3b、4b的位置关系产生偏差，风的声音就增大。因此，冷却风扇6、7必须统一叶片6b、7b与爪状磁极3b、4b的位置关系同轴安装在励磁铁心3、4上，且在焊接前进行周向及径向的定位。

但是，在上述现有的转子1中，由于在冷却风扇6、7或励磁铁心3、4上未设置定位部，故存在着冷却风扇6、7相对励磁铁心3、4的周向及径向的定位变得烦杂、冷却风扇6、7的安装作业性下降的这种不良情况。另外，由于冷却风扇6、7仅靠焊接固定在励磁铁心3、4上，故还存在着耐久强度不够强的不良情况。

作为改进对策，有例如日本实用新型公告1993年第45093号公报所提出的方法：在励磁铁心的端面设置径向的定位部(凸部)，使冷却风扇的基板部的内周缘部与定位部卡合进行径向的定位，再对该定位部进行铆接将基板部内周缘部的全周固定。

图11就是如日本实用新型公告1993年第45093号公报所记载的现有车用交流发电机转子的主要部分的剖视图。

在作为该改进对策的现有的转子1A中，凸部3c、4c环状突设在以励磁铁心3A、4A的轴向端面的旋转轴2为中心的同一圆周上，V字状的槽3d、4d环状凹设在凸部3c、4c的外周侧的根部。另外，冷却风扇6、7的基板部6a、7a的内周缘部弯曲形成，以与V字状的槽3d、4d嵌合。

现有转子1A中的冷却风扇6、7，首先如图11的下部侧所示，基板部6a、7a安装在励磁铁心3A、4A上，基板部6a、7a的内周缘部与V字状的槽3d、4d嵌合，然后如图11的上部侧所示，基板部6a、7a的内周缘部全周通过铆接固定。即，凸部3c、4c的外周侧在全周受到按压，以挤压出来的肉部与V字状的槽3d、4d夹持基板部6a、7a的内周缘部，从而将冷却风扇6、7固定在励磁铁心3A、4A上，再将冷却风扇6、7的基板部6a、7a焊接在励磁铁心3A、4A上。

这里，由于叶片6b、7b与环状的凸部3c、4c是同心的，故能确保冷却风扇6、7与励磁铁心3A、4A的同轴度。因此，把冷却风扇6、7的基板部6a、7a的内周缘部嵌合在V字状的槽3d、4d内后的定位成为叶片6b、7b与爪状磁极3b、4b的位置关系，即仅成为周向的定位，改进了冷却风扇6、7的安装作业性。

另外，除了焊接，还用铆接将基板部6b、7b的内周缘部固定在励磁铁心3A、4A，故可获得足够的耐久强度。

这样，在图9及图10所示的现有的车用交流发电机转子1中，由于在冷却风扇6、7或励磁铁心3、4上无定位部，故存在着在安装冷却风扇6、7时必须对冷却风扇6、7的周向及径向进行定位、冷却风扇6、7的安装作业性下降的这种缺点。另外，由于冷却风扇6、7仅通过焊接固定在励磁铁心3、4上，故还存在着不能获得足够的耐久强度的问题。

另一方面，在图11所示的现有的车用交流发电机转子1A中，由于采用铆接方式在全周将冷却风扇6、7的基板部6a、7a的内周缘部固定，故难以避免基板部6a、7a内周缘部在全周产生变形、歪斜或不适当的变形，其结果，冷却风扇6、7自身就产生变形，冷却风扇6、7在励磁铁心3A、4A上的固定就不足够，并且在冷却风扇6、7上产生不合适的应力，在最恶劣的情况下，转子1A在高速旋转中存在着破坏冷却风扇6、7的这种情况。

为解决上述那样的问题，本发明的目的在于，提供一种容易将冷却风扇定位并可抑制因铆接而产生的冷却风扇的变形、提高冷却风扇安装作业性同时可足够确保冷却风扇安装部耐久强度的车用交流发电机转子。

本发明的车用交流发电机转子，具有：包含多个爪状磁极并使该爪状磁极互相啮合而相对地固定在旋转轴上的一对励磁铁心；卷装在所述一对励磁铁心上的励磁绕组；分别固定在所述一对励磁铁心的轴向两端面的一对冷却风扇；其特点是，在所述一对冷却风扇上，分别设有开口且在该开口的缘部设有切口部，在所述一对励磁铁心的轴向两端面，分别设有与所述冷却风扇的开口嵌合的凸部，所述一对冷却风扇，使所述凸部与所述开口嵌合而安装在所述一对励磁铁心上，所述开口的缘部利用所述凸部的铆接部在包含所述切口部的区域铆接固定在所述励磁铁心上。

另外，所述凸部的铆接部分离成多个，并设有多个所述切口部，分离后的各铆接部分别在包含切口部的区域将所述开口的缘部铆接固定。

另外，以所述切口部作为所述冷却风扇相对所述励磁铁心的定位基准。

图1是表示本发明实施形态1的车用交流发电机转子的主要部分的剖视图。

图2是表示适用于图1所示转子的冷却风扇的主视图。

图3是表示本发明实施形态1车用交流发电机转子中的冷却风扇安装状态的主视图。

图4是沿图3中IV-IV向视剖视图。

图5是表示本发明实施形态1车用交流发电机转子中的冷却风扇的安装状态的主视图。

图6是沿图5中VI-VI向视剖视图。

图7是表示适用于本发明实施形态2车用交流发电机转子的冷却风扇的主视图。

图8是表示本发明实施形态2车用交流发电机转子中的冷却风扇的安装状态的主视图。

图9表示现有车用交流发电机转子的主要部分的剖视图。

图10是表示现有车用交流发电机转子的立体图。

图11是表示现有车用交流发电机其它转子的主要部分的剖视图。

下面结合附图说明本发明实施形态。

实施形态1

图1是表示本发明实施形态1车用交流发电机转子的主要部分的剖视图，图2是表示适用于图1所示转子的冷却风扇的主视图，图3是表示本发明实施形态1车用交流发电机转子中的冷却风扇安装状态的主视图，图4是沿图3中IV-IV向视剖视图，图5是表示本发明实施形态1车用交流发电机转子中的冷却风扇安装状态的主视图，图6是沿图5中VI-VI向视剖视图。

在图1中，郎多尔式转子100具有：嵌装于轴支承在未图示的托架上的旋转轴2的一对励磁铁心10、11；卷装在一对励磁铁心10、11上的励磁绕组5；固定在一对励磁铁心10、11轴向的两端面上的一对冷却风扇12、13。

励磁铁心10、11是铁制的，分别由圆筒状的基部10a、11a和在基部10a、11a的外周缘部爪状地突设多个爪状磁极10b、11b所组成，基部10a、11a的端面之间紧贴，并且爪状磁极10b、11b交替啮合状相对地嵌装在旋转轴2上。另外，凸部10c、11c环状突设在以励磁铁心10、11的轴向端面的旋转轴2为中心的同一圆周上，V字状的槽10d、11d环状凹设在凸部10c、11c的外周侧的根部。

励磁绕组5被规定圈数卷绕在插入于基部10a、11a外周的线圈架9上。该励磁绕组5因通过电流而产生磁通量，由该磁通量而在励磁铁心10、11上形成磁极。

考虑耐离心力性，冷却风扇12、13做成能获取平衡的圆板状，并具有：平板状的基板部12a、13a；在该基板部12a、13a的外周开口弯曲而形成的多个叶片12b、13b；在基板部12a、13a的中心穿设的圆状开口12e、13e缘部相对开口12e、13e中心而形成点对称的切口部12c、13c；将基板部12a、13a的内周缘部在全周弯曲形成的弯曲部12d、13d。并且，基板部12a、13a的开口12e、13e直径，做成与在励磁铁心10、11端面环状形成的凸部10c、11c的外径大致相同，弯曲部12d、13d形成嵌合在形成于凸部10c、11c根部的V字状槽10d、11d内的形状。并且，冷却风扇12、13分别利用铆接及焊接而固定在励磁铁心10、11上。

另外，向励磁绕组5供电用的集流环8固定在旋转轴2的一端侧，将发动机旋转扭矩传递给旋转轴用的带轮(未图示)固定在旋转轴2的另一端上。

这里，结合图3至图6对冷却风扇12的安装结构进行说明。

冷却风扇12如图3及图4所示安装在嵌装在旋转轴2上的励磁铁心10上。此时，冷却风扇12的基板部12a的开口12e与环状的凸部10c嵌合，可确保冷却风扇12与励磁铁心10的同心度。即，冷却风扇12的径向定位自动进行，并且，冷却风扇12的弯曲部12d嵌进V字状的槽10d内。

接着，以切口部12c为冷却风扇12的周向定位基准进行冷却风扇12相对励磁铁心10的周向定位。

然后，如图5及图6所示，基板部12a的内周缘部分别在包含切口部12c的区域利用在周向分割成2个的铆接部10e进行铆接固定。即，凸部10c的外周侧在周向分割成2个的区域受到按压，基板部12a的弯曲部12d内周缘部在包含切口部12c的区域由向径向外方挤压出的肉部(铆接部10e)和V字状的槽10d来夹持，从而将冷却风扇12固定在励磁铁心10上。此外，冷却风扇12的基板部12a用焊接部A焊接在励磁铁心10上。

另外，冷却风扇13的基板部13a的弯曲部13d内周缘部也同样地在包含切口部13c的区域由向径向外方挤压出的肉部(铆接部11e)(和V字状的槽11d来夹持，再用焊接部A焊接而固定在励磁铁心11上。

如此构成的转子100，可旋转地装入壳体内(未图示)，再使定子围绕转子100而装入壳体中，构成车用交流发电机。

并且，由蓄电池通过电刷(未图示)及集流环8而向励磁绕组5供电，产生磁通量。另一方面，发动机旋转扭矩传递给带轮，使旋转轴2旋转。因此，固定在旋转轴2上的转子100可旋转，产生旋转磁场。该旋转磁场作用于定子的定子线圈，在定子线圈中产生电动势。

另外，冷却风扇12、13随着转子100的旋转而旋转，外部空气进入壳体内冷却定子线圈后，向壳体外排出。因此，可防止发电的定子线圈所产生的热量因向定子线圈附近传导而影响零件和使定子线圈自身性能降低。

采用本实施形态1，冷却风扇12、13除了焊接外，由于用铆接来固定在励磁铁心10、11上，故能获得足够的耐久强度。

另外，由于铆接部10e、11e在周向分离成2个，故冷却风扇12、13的内周缘部就局部产生变形，而不是在全周，可使变形分散，降低冷却风扇12、13的歪斜。此外，由于切口部12c、13c形成在用铆接部10e、11e铆接的区域，故冷却风12、13所产生的变形由切口部12c、13c吸收，进一步降低了冷却风扇12、13的歪斜。

因此，由于因铆接固定而降低了冷却风扇12、13所产生的变形和冷却风扇12、13所产生的应力，所以，在转子100高速旋转中可防止冷却风扇12、13的破坏和飞散。

另外，基板部12a、13a的开口12e、13e通过与环状的凸部10c、11c嵌合，可确保冷却风扇12、13与励磁铁心10、11的同轴度。因此，使冷却风扇12、13的开口12e、13e与凸部10c、11c嵌合，将基板部12a、13a的内周缘部嵌进V字状的槽10d、11d后的定位就成为叶片12b、13b与爪状磁极10b、11b的位置关系，即，仅成为周向的定位，从而改进了冷却风扇12、13的安装作业性。

另外，由于能以切口部12c、13c作为冷却风扇12、13的周向定位基准，故不必另外设置冷却风扇12、13的周向定位基准，可进一步提高叶片10b、11b的形状与位置的自由度。

另外，由于可利用开口12e、13e与凸部10c、11c的嵌合及切口部12c、13c来进行径向与周向的定位，故无冷却风扇12、13的偏心，可抑制旋转时的不平衡，并且可统一叶片12b、13b与爪状磁极10b、11b的位置关系，降低风的声音。

此外，在上述实施形态1中，是以切口部为周向定位基准的，而切口部由于是相对开口中心设成点对称的，故也可以切口部为径向定位基准。另外，即使在同一圆周上设置3个以上切口部，也可以切口部作为径向定位基准。

在上述实施形态1中，冷却风扇的内周缘部是用在周向分离成2个的铆接部进行铆接固定的，若在冷却风扇的内周缘部的局部上形成有切口部，也可用在全周连续的铆接部来固定冷却风扇的内周缘部。此时，由于因铆接而可用切口部来吸收冷却风扇所产生的变形，故可降低冷却风扇的应力(歪斜)。

另外，在用铆接部进行铆接固定的冷却风扇的内周缘部的区域若设有切口部，则冷却风扇的内周缘部也可用在周向分离成3个以上的铆接部来进行铆接固定。此时，利用铆接固定，冷却风扇所产生的变形被进一步分散，进一步减少冷却风扇的歪斜。

实施形态2

图7是表示适用于本发明实施形态2车用交流发电机转子的冷却风扇的主视图，图8是表示本发明实施形态2车用交流发电机转子中的冷却风扇的安装状态的主视图。

在图7及图8中，冷却风扇15具有：平板状的基板部15a；在该基板部15a的外周开口弯曲而形成的多个叶片15b；穿设于基板部15a的开口15e、15f、15g；在开口15e的内周缘部及开口15f、15g的内径侧缘部分别形成的切口部15c；将开口15e的内周缘部及开口15f、15g的内径侧缘部弯曲形成的弯曲部15d。

另外，在励磁铁心16上，与冷却风扇15的开口15e、15f、15g嵌合状地突设有凸部16c、16d、16e，V字状的槽(未图示)凹设在凸部16c的外周侧的根部及凸部16d、16e的内周侧的根部。

因此，冷却风扇15如图8所示，被安装在嵌装于旋转轴2上的励磁铁心16上。此时，冷却风扇15的开口15e、15f、15g与凸部16c、16d、16e嵌合，可确保冷却风扇15与励磁铁心16的同轴度。并且，冷却风扇15的弯曲部15d嵌进V字状的槽内。

接着，以切口部15c为冷却风扇15的周向定位基准，进行冷却风扇15相对励磁铁心16的周向定位。

然后，按压凸部16c的外周侧及凸部16d、16e的内周侧，分别在包含切口部15c的区域由铆接部16f、16g、16h和V字状的槽夹持弯曲部15d的缘部，将冷却风扇15铆接固定在励磁铁心16上，再用焊接部A将冷却风扇15的基板部15a焊接在励磁铁心16上。

另外，另一方的励磁铁心也与励磁铁心16同样构成，固定与冷却风扇15同样结构的冷却风扇。

如此，在本实施形态2中，由于也可使在缘部具有切口部15c的开口15e、15f、15g设在冷却风扇15上，在励磁铁心16上设置与开口15e、15f、15g嵌合的凸部16c、16d、16e，并利用凸部16c、16d、16e的铆接部16f、16g、16h以包含切口部15c的状态固定开口15e、15f、15g的缘部，故可获得与上述实施形态1相同的效果。

另外，由于铆接部16f、16g、16h在周向分离，故通过铆接固定可进一步使冷却风扇15所产生的变形分散化，从而进一步降低冷却风扇15的歪斜。

另外，由于从外周侧用铆接部16g、16h固定开口15f、15g的内径侧缘部，故可提高耐离心力性，防止高速旋转中的冷却分风扇15的飞散。

本发明由于是如上所述的结构，故可达到如下所述的效果。

采用本发明，在车用交流发电机转子中，具有：包含多个爪状磁极并使该爪状磁极互相啮合而相对地固定在旋转轴上的一对励磁铁心；卷装在所述一对励磁铁心上的励磁绕组；分别固定在所述一对励磁铁心的轴向两端面的一对冷却风扇；其特点是，在所述一对冷却风扇上，分别设有开口且在该开口的缘部设有切口部，在所述一对励磁铁心的轴向两端面，分别设有与所述冷却风扇的开口嵌合的凸部，所述一对冷却风扇，使所述凸部与所述开口嵌合而安装在所述一对励磁铁心上，所述开口的缘部利用所述凸部的铆接部在包含所述切口部的区域铆接固定在所述励磁铁心上。因此，通过使凸部与开口嵌合，可进行冷却风扇相对励磁铁心在径向的定位，此外，因铆接固定而可用切口部来吸收冷却风扇所产生的歪斜，以抑制冷却风扇的变形，可提高冷却风扇的安装作业性，同时可获得能足以确保冷却风扇安装部耐久强度的车用交流发电机转子。

另外，由于上述凸部的铆接部分离成多个，并设置了多个上述切口部，分离后的各铆接部分别在包含切口部的区域铆接固定上述开口的缘部，因此，可将因铆接固定而引起的冷却风扇的变形分散化，减少冷却风扇的歪斜。

另外，由于把上述切口部作为上述冷却风扇相对上述励磁铁心的定位基准，故不必另外设置冷却风扇的周向定位基准，进一步可提高叶片的形状和位置的自由度。

Claims (3)

1.一种车用交流发电机转子，具有：包含多个爪状磁极并使该爪状磁极互相啮合而相对地固定在旋转轴上的一对励磁铁心；卷装在所述一对励磁铁心上的励磁绕组；分别固定在所述一对励磁铁心的轴向两端面的一对冷却风扇；其特征在于，

在所述一对冷却风扇上，分别设有开口且在该开口的缘部设有切口部，在所述一对励磁铁心的轴向两端面，分别设有与所述冷却风扇的开口嵌合的凸部，

所述一对冷却风扇，使所述凸部与所述开口嵌合而安装在所述一对励磁铁心上，在所述冷却风扇的所述开口的缘部设有弯曲部，其由在所述凸部上形成的铆接部和V字状的槽夹持且在包含所述切口部的区域而被铆接固定在所述励磁铁心上。

2.如权利要求1所述的车用交流发电机转子，其特征在于，所述凸部的铆接部分离成多个，并设有多个所述切口部，分离后的各铆接部分别在包含切口部的区域将所述开口的缘部铆接固定。

3.如权利要求1所述的车用交流发电机转子，其特征在于，以所述切口部作为所述冷却风扇相对所述励磁铁心的定位基准。

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