JP2002010574A - アウターロータ形磁石式回転機 - Google Patents

アウターロータ形磁石式回転機

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JP2002010574A
JP2002010574A JP2000183040A JP2000183040A JP2002010574A JP 2002010574 A JP2002010574 A JP 2002010574A JP 2000183040 A JP2000183040 A JP 2000183040A JP 2000183040 A JP2000183040 A JP 2000183040A JP 2002010574 A JP2002010574 A JP 2002010574A
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rotor
stator
permanent magnet
magnet
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JP2000183040A
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Koichi Suzuki
孝一 鈴木
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Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線と永久磁石の冷却効率を向上できるアウ
ターロータ形磁石式回転機を得る。 【解決手段】 ボス７の外周に固定したステータ３と、
その外周を包囲しているロータヨーク４の筒部４ａの内
周に永久磁石５を支持させたロータ６と、ロータヨーク
４の開口端側でボス７の端部に一体に設けているステー
タ取付けプレート１０と、ロータヨーク４の筒部４ａ内
に冷却風が通り抜けるようにステータ取付けプレート１
０とロータヨーク４の筒部４ａとにそれぞれ周方向に所
定間隔で設けた通風口１１ａ，１１ｂと、これら各通風
口を経てロータヨーク４の筒部４ａ内を冷却風が通り抜
けるようにロータヨーク４の内周部に冷却ファン１４と
を備えている。冷却ファン１４には、永久磁石５の端部
と巻線２の端部との間の隙間１９に少なくとも対向する
位置の各羽根１２の端面に周方向に沿って邪魔板２０を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばアウターロ
ータ形磁石式交流発電機の如きアウターロータ形磁石式
回転機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４〜図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は従来の
アウターロータ形磁石式回転機の一種であるアウターロ
ータ形磁石式交流発電機の例を示したもので、図４は該
発電機の縦断面図、図５は該発電機の横断面図、図６
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はこの発電機で用いている冷却ファ
ンの正面図、縦断面図及び底面図である。
【０００３】このアウターロータ形磁石式交流発電機
は、環状のステータコア１の外周の各突極１ａに発電巻
線２を巻装したステータ３と、該ステータ３の外周をロ
ータヨーク４の筒部４ａが包囲していて該筒部４ａの内
周に周方向に間欠的に永久磁石５が支持されているロー
タ６と、環状のステータコア１を外周に固定している筒
状のボス７と、ロータヨーク４の底部４ｂの中心に取付
けられていてボス７の内周を軸受８を介して回転自在に
貫通している回転軸９と、ロータヨーク４の開口端側で
回転軸９に直交する向きで且つ該回転軸９を回転自在に
貫通させてボス７の端部に一体に設けられているステー
タ取付けプレート１０と、ロータヨーク４の筒部４ａ内
に回転軸９の方向に冷却風が通り抜けるようにステータ
取付けプレート１０とロータヨーク４の筒部４ａとにそ
れぞれ周方向に所定間隔で設けられたで通風口１１ａ，
１１ｂと、各通風口１１ａ，１１ｂを経てロータヨーク
４の筒部４ａ内を冷却風が通り抜けるようにロータヨー
ク４の内周部に複数の羽根１２を円板１３に固定してい
る冷却ファン１４と、ロータヨーク４の底部４ｂ側でそ
の外に突出されているボルト構造の回転軸９にその頭部
９ａとヘキサゴンナット１５を利用して固定されている
プーリ１６とを備えた構造になっている。
【０００４】ステータコア１は、図示しない複数本のネ
ジでステータ取付けプレート１０に固定されている。永
久磁石５は、ロータヨーク４の筒部４ａの周方向に隙間
１７を空けて間欠的に固定されている。各軸受８は、複
数のカラー１８で回転軸９の外周に位置決めされてい
る。ステータ取付けプレート１０は、ロータヨーク４の
筒部４ａの外周を包囲する筒部１０ａと、ロータヨーク
４の筒部４ａの開口端側で筒部１０ａの一端を塞ぐ底部
１０ｂと、筒部１０ａの外周に突設された取付け部１０
ｃとを備えた構造になっている。底部１０ｂには、複数
の通風口１１ａが放射状に設けられている。他方の通風
口１１ｂは、ロータヨーク４の底部４ｂ寄りの筒部４ａ
の末端にそれぞれ設けられている。各羽根１２には、冷
却ファン１４の外周側に位置する部分に永久磁石５の端
部に対して突出する突出部１２ａが設けられ且つ巻線２
の端部に対向する側では該巻線２の端部に対して接触し
ないように後退部１２ｂが設けられている。
【０００５】このようなアウターロータ形磁石式交流発
電機では、ロータヨーク４の回転につれて冷却ファン１
４が回転し、この冷却ファン１４の回転による送風作用
により、ステータ取付けプレート１０に設けられた通風
口１１ａから外気を吸い込んで、この外気をロータヨー
ク４の筒部４ａ内に回転軸９に沿って各突極１ａ間の隙
間を通り、且つ隣接する永久磁石５の間の隙間１７を通
り、これによりステータ３及び永久磁石５を冷却し、筒
部４ａ内を通り抜けた排気は底部４ｂ寄りの筒部４ａの
末端の通風口１１ｂから外部に排出する。かかる状態
で、ステータコア１の各発電巻線２から発電をして出力
する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造のアウターロータ形磁石式交流発電機では、冷
却ファン１４の各羽根１２は発電巻線２に対向する部分
にも存在し、この発電巻線２のステータコア１の端面か
らの高さに製作上のバラツキがあるため、この発電巻線
２の端部に冷却ファン１４の各羽根１２が接触しないよ
うに後退部１２ｂが設けられている関係上、永久磁石５
の端部と発電巻線２の端部との間で冷却ファン１４の各
羽根１２の端面までの隙間１９が大きくなって冷却ファ
ン１４による負圧力が低下し、この隙間１９が大きくな
った部分において隣接する羽根１２の間で循環流が流
れ、通風口１１ａからの冷却風の吸入量が減り、永久磁
石５と発電巻線２の冷却効率が低下してしまう問題点が
あった。
【０００７】また、永久磁石５にフェライト磁石が使用
されている場合、１℃当たり−０．１８％の性能低下の
特性があり、冷却効率が下がると、その性能低下分だけ
ステータコア１及び永久磁石５の使用量を増加する必要
があり、重量の増加及びコストの増加につながる問題点
があった。
【０００８】本発明の目的は、巻線と永久磁石の冷却効
率を向上できるアウターロータ形磁石式回転機を提供す
ることにある。
【０００９】本発明の他の目的は、永久磁石の冷却効率
を向上できるアウターロータ形磁石式回転機を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ステータコアに巻線を巻装したステータと、該ステ
ータの外周を包囲しているロータヨークの筒部の内周に
周方向に隙間を空けて間欠的に永久磁石が支持されてい
るロータと、ステータコアを外周に固定している筒状の
ボスと、ロータヨークの底部の中心に取付けられていて
ボスの内周を軸受を介して回転自在に貫通している回転
軸と、ロータヨークの開口端側で回転軸に直交する向き
で且つ該回転軸を回転自在に貫通させてボスの端部に一
体に設けられているステータ取付けプレートと、ロータ
ヨークの筒部内に回転軸の方向に冷却風が通り抜けるよ
うにステータ取付けプレートとロータヨークの筒部とに
それぞれ周方向に所定間隔で設けられた通風口と、各通
風口を経てロータヨークの筒部内を冷却風が通り抜ける
ようにロータヨークの内周部に複数の羽根を固定して設
けた冷却ファンとを備え、冷却ファンを構成している複
数の羽根は巻線に対向する状態からロータヨークの内周
に隣接する状態まで設けられているアウターロータ形磁
石式回転機を改良するものである。
【００１１】この請求項１に記載のアウターロータ形磁
石式回転機においては、冷却ファンには永久磁石の端部
と巻線の端部との間の隙間に少なくとも対向する位置の
各羽根の端面に周方向に沿って邪魔板が設けられている
ことを特徴とする。
【００１２】このように冷却ファンに邪魔板を設ける
と、冷却ファンにより吸い込まれてきた冷却風は、この
邪魔板に当たってボスが存在する内向き方向とロータヨ
ークの筒部が存在する外向き方向にほぼ分かれ、内向き
方向の冷却風によりボス側の巻線部分の冷却が行なわ
れ、外向き方向の冷却風により永久磁石の冷却が行なわ
れる。冷却風が当たる邪魔板の裏面の空間が負圧になる
ので、内向き方向の冷却風はこの負圧に引かれて向きを
変え通風口から排出されることになり、隣接する羽根の
間で循環流が流れるのを防止できる。また、邪魔板の存
在によりロータヨークの筒部の内周に沿った冷却風の流
れが増し、これにより永久磁石に沿った冷却風が増し、
永久磁石の冷却効率を上げることができる。
【００１３】請求項２に記載の発明は、ステータコアに
巻線を巻装したステータと、該ステータの外周を包囲し
ているロータヨークの筒部の内周に周方向に隙間を空け
て間欠的に永久磁石が支持されているロータと、ステー
タコアを外周に固定している筒状のボスと、ロータヨー
クの底部の中心に取付けられていてボスの内周を軸受を
介して回転自在に貫通している回転軸と、ロータヨーク
の開口端側で回転軸に直交する向きで且つ該回転軸を回
転自在に貫通させてボスの端部に一体に設けられている
ステータ取付けプレートと、ロータヨークの筒部内に回
転軸の方向に冷却風が通り抜けるようにステータ取付け
プレートとロータヨークの筒部とにそれぞれ周方向に所
定間隔で設けられたで通風口と、各通風口を経てロータ
ヨークの筒部内を冷却風が通り抜けるようにロータヨー
クの内周部に複数の羽根を固定して設けた冷却ファンと
を備え、冷却ファンを構成している複数の羽根は巻線に
対向する状態からロータヨークの内周に隣接する状態ま
で設けられ、各羽根には冷却ファンの外周側に位置する
部分に永久磁石の端部に対して突出する突出部が設けら
れ且つ巻線の端部に対向する側では巻線の端部に対して
接触しないように後退部が設けられているアウターロー
タ形磁石式回転機を改良するものである。
【００１４】この請求項２に記載のアウターロータ形磁
石式回転機においては、冷却ファンには永久磁石の端部
と巻線の端部との間の隙間に少なくとも対向する位置の
各羽根の端面に周方向に沿って邪魔板が設けられ、邪魔
板は各突出部の内周に沿う立上り部を有する断面Ｌ字状
をなしていることを特徴とする。
【００１５】このように冷却ファンに邪魔板を設ける
と、冷却ファンにより吸い込まれてきた冷却風は、この
邪魔板に当たってボスが存在する内向き方向とロータヨ
ークの筒部が存在する外向き方向にほぼ分かれようとす
るが、邪魔板の外周側の突出部の存在により内向き方向
の冷却風が多くなり、ボス側の巻線部分の冷却がより効
率的に行なわれる。冷却風が当たる邪魔板の裏面の空間
が負圧になるので、内向き方向の冷却風はこの負圧に引
かれて向きを変え通風口から排出されることになり、隣
接する羽根の間で循環流が流れるのを防止できる。ま
た、邪魔板とその外周側の突出部の存在によりロータヨ
ークの筒部の内周に沿った冷却風の流れが増し、これに
より永久磁石に沿った冷却風が増し、永久磁石の冷却効
率を上げることができる。特に、各羽根が永久磁石の端
部に対して突出する突出部が設けられ且つ巻線の端部に
対向する側では巻線の端部に対して接触しないように後
退部が設けられた構造をしていて、邪魔板が各羽根の突
出部と後退部がなすＬ形の部分に断面Ｌ字状に設けられ
ていると、各羽根が巻線の端部に突き当たるのを防止で
きると共に、各羽根の突出部の存在により永久磁石に沿
った冷却風が増し、永久磁石に対する冷却効果を増大さ
せることができる。このため永久磁石がフェライト磁石
で構成されていても、冷却効率が低下しないので、ステ
ータコア及び永久磁石の増加を防止でき、重量の増加及
びコストの増加を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１〜図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
（Ｄ）は本発明に係るアウターロータ形磁石式回転機の
一種であるアウターロータ形磁石式交流発電機における
実施の形態の一例を示したもので、図１は該発電機の縦
断面図、図２は該発電機の横断面図、図３（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）（Ｄ）はこの発電機で用いている冷却ファンの正
面図、縦断面図、底面図及び要部斜視図である。
【００１７】本例のアウターロータ形磁石式交流発電機
では、冷却ファン１４には永久磁石５の端部と発電巻線
２の端部との間の隙間１９に少なくとも対向する位置の
各羽根１２の端面に周方向に沿って邪魔板２０が設けら
れている。この邪魔板２０は、各羽根１２の各突出部１
２ａの内周に沿う立上り部２０ａを有する断面Ｌ字状を
なしている。その他の構成は、前述した図４〜図６
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）と同様に構成されており、対応する
部分には同一符号を付けて示している。
【００１８】このように冷却ファン１４に邪魔板２０を
設けると、冷却ファン１４により吸い込まれてきた冷却
風は、この邪魔板２０に当たってボス７が存在する内向
き方向とロータヨーク４の筒部４ａが存在する外向き方
向にほぼ分かれようとするが、邪魔板２０の外周側の突
出部２０ａの存在により内向き方向の冷却風が多くな
り、ボス７側の巻線２部分の冷却がより効率的に行なわ
れる。冷却風が当たる面邪魔板２０の裏面の空間が負圧
になるので、内向き方向の冷却風はこの負圧に引かれて
向きを変え通風口１１ｂから排出されることになり、隣
接する羽根１２の間で循環流が流れるのを防止できる。
また、邪魔板２０とその外周側の突出部２０ａの存在に
よりロータヨーク４の筒部４ａの内周に沿った冷却風の
流れが増し、これにより永久磁石５に沿った冷却風が増
し、永久磁石５との冷却効率を上げることができる。特
に、各羽根１２に永久磁石５の端部に対して突出する突
出部１２ａが設けられ且つ発電巻線２の端部に対向する
側では発電巻線２の端部に対して接触しないように後退
部１２ｂが設けられた構造をしていて、邪魔板２０が各
羽根１２の突出部１２ａと後退部１２ｂがなすＬ形の部
分に断面Ｌ字状に設けられていると、各羽根１２が発電
巻線２の端部に突き当たるのを防止できると共に、各羽
根１２の突出部１２ａの存在により永久磁石５に沿った
冷却風が増し、永久磁石５に対する冷却効果を増大させ
ることができる。このため永久磁石５がフェライト磁石
で構成されていても、冷却効率が低下しないので、ステ
ータコア１及び永久磁石５の増加を防止でき、重量の増
加及びコストの増加を防止することができる。
【００１９】上記例では、各羽根１２に突出部１２ａを
設け、且つ後退部１２ｂを設けた例について示したが、
各羽根１２に突出部１２ａや後退部１２ｂを設けず、邪
魔板２０だけを図示の例と同様な位置に設けた構造で
も、各羽根１２の間に循環風が流れるのを防止すること
ができ、ステータコア１及び永久磁石５の冷却効果を向
上させることができる。
【００２０】上記例では、アウターロータ形磁石式発電
機について示したが、アウターロータ形磁石式電動機に
も本発明は同様に適用できるものである。
【００２１】
【発明の効果】請求項１に記載のアウターロータ形磁石
式回転機においては、冷却ファンには永久磁石の端部と
巻線の端部との間の隙間に少なくとも対向する位置の各
羽根の端面に周方向に沿って邪魔板が設けられているの
で、冷却ファンにより吸い込まれてきた冷却風は、この
邪魔板に当たってボスが存在する内向き方向とロータヨ
ークの筒部が存在する外向き方向にほぼ分かれ、内向き
方向の冷却風によりボス側の巻線部分の冷却を行なうこ
とができ、外向き方向の冷却風により永久磁石の冷却を
行なうことができる。また、冷却風が当たる邪魔板の裏
面の空間が負圧になるので、内向き方向の冷却風はこの
負圧に引かれて向きを変え通風口から排出されることに
なり、隣接する羽根の間で循環流が流れるのを防止でき
る。また、邪魔板の存在によりロータヨークの筒部の内
周に沿った冷却風の流れが増し、これにより永久磁石に
沿った冷却風が増し、永久磁石の冷却効率を上げること
ができる。
【００２２】請求項２に記載のアウターロータ形磁石式
回転機においては、冷却ファンには永久磁石の端部と巻
線の端部との間の隙間に少なくとも対向する位置の各羽
根の端面に周方向に沿って邪魔板が設けられているの
で、冷却ファンにより吸い込まれてきた冷却風は、この
邪魔板に当たってボスが存在する内向き方向とロータヨ
ークの筒部が存在する外向き方向にほぼ分かれようとす
るが、邪魔板の外周側の突出部の存在により内向き方向
の冷却風が多くなり、ボス側の巻線部分の冷却をより効
率的に行なうことができる。冷却風が当たる邪魔板の裏
面の空間が負圧になるので、内向き方向の冷却風はこの
負圧に引かれて向きを変え通風口から排出されることに
なり、隣接する羽根の間で循環流が流れるのを防止でき
る。また、邪魔板とその外周側の突出部の存在によりロ
ータヨークの筒部の内周に沿った冷却風の流れが増し、
これにより永久磁石に沿った冷却風が増し、永久磁石の
冷却効率を上げることができる。特に、各羽根が永久磁
石の端部に対して突出する突出部が設けられ且つ巻線の
端部に対向する側では巻線の端部に対して接触しないよ
うに後退部が設けられた構造をしていて、邪魔板が各羽
根の突出部と後退部がなすＬ形の部分に断面Ｌ字状に設
けられているので、各羽根が巻線の端部に突き当たるの
を防止できると共に、各羽根の突出部の存在により永久
磁石に沿った冷却風が増し、永久磁石に対する冷却効果
を増大させることができる。このため永久磁石がフェラ
イト磁石で構成されていても、冷却効率が低下しないの
で、ステータコア及び永久磁石の増加を防止でき、重量
の増加及びコストの増加を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアウターロータ形磁石式回転機の
一種であるアウターロータ形磁石式交流発電機における
実施の形態の一例を示した縦断面図である。
【図２】該発電機の横断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はこの発電機で用い
ている冷却ファンの正面図、縦断面図、底面図及び要部
斜視図である。
【図４】従来のアウターロータ形磁石式回転機の一種で
あるアウターロータ形磁石式交流発電機の縦断面図であ
る。
【図５】図４に示す発電機の横断面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はこの発電機で用いている
冷却ファンの正面図、縦断面図及び底面図である。
【符号の説明】
１ ステータコア １ａ 突極 ２ 発電巻線 ３ ステータ ４ ロータヨーク ４ａ 筒部 ４ｂ 底部 ５ 永久磁石 ６ ロータ ７ ボス ８ 軸受 ９ 回転軸 １０ ステータ取付けプレート １０ａ 筒部 １０ｂ 底部 １０ｃ 取付け部 １１ａ，１１ｂ 通風口 １２ 羽根 １２ａ 突出部 １２ｂ 後退部 １３ 円板 １４ 冷却ファン １５ ヘキサゴンナット １６ プーリ １７ 隙間 １８ カラー １９ 隙間 ２０ 邪魔板 ２０ａ 立上り部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H609 BB04 BB18 PP02 PP05 PP07 PP08 QQ02 QQ10 QQ14 RR06 RR10 RR13 RR15 RR24 RR27 RR44 RR61 5H621 BB07 GA01 GA04 JK07 JK11 JK15 JK17 JK19 5H622 AA06 CA02 CA05 CA10 DD01 PP05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステータコアに巻線を巻装したステータ
    と、該ステータの外周を包囲しているロータヨークの筒
    部の内周に周方向に隙間を空けて間欠的に永久磁石が支
    持されているロータと、前記ステータコアを外周に固定
    している筒状のボスと、前記ロータヨークの底部の中心
    に取付けられていて前記ボスの内周を軸受を介して回転
    自在に貫通している回転軸と、前記ロータヨークの開口
    端側で前記回転軸に直交する向きで且つ該回転軸を回転
    自在に貫通させて前記ボスの端部に一体に設けられてい
    るステータ取付けプレートと、前記ロータヨークの筒部
    内に前記回転軸の方向に冷却風が通り抜けるように前記
    ステータ取付けプレートと前記ロータヨークの筒部とに
    それぞれ周方向に所定間隔で設けられたで通風口と、前
    記各通風口を経て前記ロータヨークの前記筒部内を冷却
    風が通り抜けるように前記ロータヨークの内周部に複数
    の羽根を固定して設けた冷却ファンとを備え、前記冷却
    ファンを構成している複数の羽根は前記巻線に対向する
    状態から前記ロータヨークの内周に隣接する状態まで設
    けられているアウターロータ形磁石式回転機において、 前記冷却ファンには、前記永久磁石の端部と前記巻線の
    端部との間の隙間に少なくとも対向する位置の各羽根の
    端面に周方向に沿って邪魔板が設けられていることを特
    徴とするアウターロータ形磁石式回転機。
  2. 【請求項２】 ステータコアに巻線を巻装したステータ
    と、該ステータの外周を包囲しているロータヨークの筒
    部の内周に周方向に隙間を空けて間欠的に永久磁石が支
    持されているロータと、前記ステータコアを外周に固定
    している筒状のボスと、前記ロータヨークの底部の中心
    に取付けられていて前記ボスの内周を軸受を介して回転
    自在に貫通している回転軸と、前記ロータヨークの開口
    端側で前記回転軸に直交する向きで且つ該回転軸を回転
    自在に貫通させて前記ボスの端部に一体に設けられてい
    るステータ取付けプレートと、前記ロータヨークの筒部
    内に前記回転軸の方向に冷却風が通り抜けるように前記
    ステータ取付けプレートと前記ロータヨークの筒部とに
    それぞれ周方向に所定間隔で設けられたで通風口と、前
    記各通風口を経て前記ロータヨークの前記筒部内を冷却
    風が通り抜けるように前記ロータヨークの内周部に複数
    の羽根を固定して設けた冷却ファンとを備え、前記冷却
    ファンを構成している複数の羽根は前記巻線に対向する
    状態から前記ロータヨークの内周に隣接する状態まで設
    けられ、前記各羽根には前記冷却ファンの外周側に位置
    する部分に前記永久磁石の端部に対して突出する突出部
    が設けられ且つ前記巻線の端部に対向する側では前記巻
    線の端部に対して接触しないように後退部が設けられて
    いるアウターロータ形磁石式回転機において、 前記冷却ファンには、前記永久磁石の端部と前記巻線の
    端部との間の隙間に少なくとも対向する位置の各羽根の
    端面に周方向に沿って邪魔板が設けられ、前記邪魔板は
    前記各突出部の内周に沿う立上り部を有する断面Ｌ字状
    をなしていることを特徴とするアウターロータ形磁石式
    回転機。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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