JP2002291200A - オルタネータの回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のオルタネータの回転子には、回転子の
端面より軸方向に突出するようファンが設けられ、これ
により冷却されていた。しかし、ファンを製造するコス
トもかかるし、それを組み立てるコストもかかってい
た。更に、軸方向に突出するので、その分だけ軸方向に
スペースを取る必要があり、オルタネータの小型化が妨
げられていた。 【解決手段】 回転子外縁部形成体２０の中央開口部２
１に、軸方向にねじれた翼体３３を外面に有する回転子
中央部形成体３０を圧入して、回転子３を構成する。軸
方向にねじれた形状の貫通孔３４が形成されるので、回
転子が回転した場合、貫通孔の一方の開口付近の空気の
条件と、他方の開口付近の空気の条件とは同じではなく
なる。そのため、一方の開口から他方の開口への空気の
流れが生じ、これが回転子の内部まで冷却する作用をす
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、オルタネータの回
転子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来のオルタネータの回転子を
示す図である。図４において、１はオルタネータ、２は
ハウジング、３は回転子、４は回転軸、５は磁極、６は
ファン、７は基台である。図４の全体はオルタネータ１
を表しているが、本発明は、オルタネータ１を構成する
部品の内、回転子３に関するものであるので、図が煩雑
となるのを避けるため、回転子３以外の部分は省略して
描いている。

【０００３】オルタネータ１の回転子３では、その外周
面において、櫛歯状の磁極５が、軸方向の両端より交互
に突出するよう配設されている。図示はされていない
が、磁極５から回転子中央部に向かう途中の部分には、
磁気回路構成体が設けられている。また、軸方向の両端
面の周縁近くには、適宜個数のファン６が設けられてい
る。このファン６は冷却用であり、回転子３の回転に伴
いハウジング２内の空気をかき混ぜ、高温になった空気
を外部へ排出すると共に、外部の冷たい空気を導入する
役割を果している。

【０００４】しかしながら、ファン６は回転子３を外表
面から冷却するだけなので、回転子３の内部までの冷却
は不充分となり勝ちである（ファン６を大きなものとす
れば冷却効果も高まるが、空気の抵抗もそれに応じて大
となり、エネルギー損失につながるので、あまり大にす
ることも出来ない。）。回転子３内部の温度が高いと、
軸受のグリースの寿命が短くなるという問題が生ずる。

【０００５】そこで、回転子の内部を冷却し得るように
するため、フレーム（ハウジング）と固定子との間に軸
方向の循環通風路を設けると共に、回転子の回転軸の周
囲に、軸方向の冷却風通路を設け、該冷却風通路の一方
の開口部に吸出ガイドを設け、空気を前記冷却風通路と
循環通風路を循環して流れるようにしたものが提案され
ている（特開平９−２３３７６７号公報）。なお、冷却
風通路の一方の開口部に吸出ガイドを設けると共に、他
方の開口部に押込ファンを設けるようにしたものも、併
せて提案されている。

【０００６】吸出ガイドや押込ファンは、冷却風通路に
空気の流れを生ぜしめるためのものである。軸と平行に
設けられた冷却風通路は、そのままでは両端開口部の気
圧等の条件が同じであるので、冷却に寄与する流れは生
じないが、吸出ガイドや押込ファンによりバランスを崩
すことにより、流れを生ぜしめることが出来る。なお、
回転電機の回転子の冷却に関する他の文献としては、例
えば特開平１１−４１８６１号公報等がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の回転子冷却技術のうち、ファンを用いるものに
は、ファンという専用部品が必要であり、その分だけ部
品点数が増え、製造コストおよび組立コストがかかると
いう問題点があった。また、特開平９−２３３７６７号
公報のものには、冷却風通路の開口部に吸出ガイドや押
込ファンという新たな専用部品を設ける必要があるの
で、やはり部品点数が増え、製造コストおよび組立コス
トがかかるという問題点があった。また、これらの冷却
技術では、回転子の両端面より軸方向に突出して部品
（ファンとか吸出ガイドとか）を取り付けるので、オル
タネータの軸方向のスペースが大となるという問題点も
あった。本発明は、以上のような問題点を解決すること
を課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のオルタネータの回転子では、磁極および磁
気回路構成体を具え、回転中心部に中央開口部が開けら
れた回転子外縁部形成体と、回転中心部に回転軸圧入孔
が開けられた中心筒体と、該中心筒体の外周面に軸方向
に対してねじれた形状で且つ回転軸を中心とする対称位
置から放射状に複数個植設された翼体とを具えた回転子
中央部形成体とから成り、該回転子中央部形成体を前記
回転子外縁部形成体の中央開口部に圧入することによっ
て構成することとした。

【０００９】（作 用）回転子外縁部形成体の中央開
口部に、軸方向にねじれた翼体を外面に有する回転子中
央部形成体を圧入して回転子を構成することにより、軸
方向にねじれた形状の貫通孔が形成されるようにしたの
で、回転子が回転した場合、貫通孔の一方の開口付近の
空気の条件と、他方の開口付近の空気の条件とは同じで
はなくなる。そのため、一方の開口から他方の開口への
空気の流れが生じ、これが回転子の内部まで冷却する作
用をする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかわるオ
ルタネータの回転子を示す図である。符号は図４のもの
に対応し、１０は矢印、２０は回転子外縁部形成体、２
１は中央開口部、３０は回転子中央部形成体、３３は翼
体、３４は貫通孔である。図１（１）は、回転子３を側
方から見た図である。図１（２）は、回転子３の軸方向
端面の内、右側の面を矢印１０のように見た図である。

【００１１】回転子３は、大きく分けて２つの部分から
構成されている。１つは回転子外縁部形成体２０であ
り、もう１つは回転子中央部形成体３０である。回転子
外縁部形成体２０の中心部には、軸方向に中央開口部２
１が開けられており、この中に回転子中央部形成体３０
が圧入されている。回転子中央部形成体３０は、周囲に
放射状に延びる複数個の翼体３３を有しているので、回
転子中央部形成体３０に圧入されると、中央開口部２１
の内壁との間に複数個の貫通孔３４が形成されることに
なる。

【００１２】図２は、本発明の回転子３を構成する回転
子外縁部形成体２０を示す図である。回転子外縁部形成
体２０には、オルタネータの回転子が通常具えておくべ
き磁極５や磁気回路構成体を具えさせる一方、その中心
部に大きな中央開口部２１を開ける。図３は、本発明の
回転子３を構成する回転子中央部形成体３０の加工過程
を示す図である。符号は図１のものに対応し、３１は回
転軸圧入孔、３２は中心筒体である。図３（１）は加工
途中のものを示し、図３（２）は最終加工を終えたもの
を示している。

【００１３】まず図３（１）の加工途中のものについて
説明する。回転子中央部形成体３０に使用する素材を、
押し出し加工あるいは引き抜き加工により、図示のよう
な形状のものを製作する。その形状とは、中央に回転軸
圧入孔３１が開けられた中心筒体３２と、その中心に対
して対称的に外周から放射状に植設された翼体３３とか
ら成るという形状である。回転軸圧入孔３１の径は、回
転軸４を圧入し得る径よりやや小とされ、中心筒体３２
の長さは、回転子３の軸方向の長さよりやや長くされ
る。また、翼体３３の先端を連ねた円の径は、中央開口
部２１の径よりやや大とされる。後に行う最終加工で
の、削りしろをとっておくためである。

【００１４】次に図３（２）の最終加工を終えたものに
ついて説明する。これは、図３（１）のものに対して、
次のような加工を施して得る。まず、図３（１）の段階
のものを、軸を中心として回転方向にねじれを与えて塑
性変形させる。これにより、中心筒体３２の外周に植設
されている翼体３３は、軸方向に平行ではなく、図示す
るように軸方向に対してねじれた形状とされる。次に、
回転子中央部形成体３０の寸法を正確に整えたり、仕上
げをしたりするための加工をする。即ち、軸方向の長さ
を回転子３の所定の長さに正確に切断したり、回転軸圧
入孔３１の径や翼体３３の先端を連ねた円の径が所定値
となるよう、切削加工で仕上げる。

【００１５】このようにして仕上げた回転子中央部形成
体３０を、図２の回転子外縁部形成体２０の中央開口部
２１に圧入し、更に回転子中央部形成体３０の回転軸圧
入孔３１には回転軸４を圧入する。その結果、図１
（２）に示すように、回転子中央部形成体３０と中央開
口部２１の内壁との間には、翼体３３で隔てられた複数
個の貫通孔３４が形成される。翼体３３は、軸方向に平
行ではなくねじれた形状とされているから、貫通孔３４
もねじれた貫通孔となる。

【００１６】その結果、貫通孔３４の各端面における形
状は、同じではない。例えば、一方の開口付近の内壁か
ら端面に向かう角度は、他方の開口付近の内壁から端面
に向かう角度とは同じではない。このような構造とされ
るため、回転子３が回転した場合、両側の開口における
気圧の大きさや空気の流れ方は同じではなくなり、一方
の開口から他方の開口へ向かう空気の流れが生ずること
となる。この空気の流れにより、回転子３の内部が冷却
されるほか、ハウジング２内の空気もかき混ぜられ、回
転子３の外表面の冷却もなされる。（従来例で述べた冷
却風通路は、回転子の軸方向に平行に開けられているの
で、両側の開口における気圧等の条件は同じであるので
バランスしており、そのままでは空気の流れを生ぜしめ
ることが出来なかった。そのため、開口に吸出ガイドや
押込ファン等を設けてバランスを崩し、空気の流れを生
ぜしめていた。）本発明の貫通孔３４は、必要とされる
冷却能力に応じて複数個設けられるが、その複数個の配
設位置は、回転子３の回転バランスを崩さないよう翼体
３３が対称位置に設けられているので、回転軸４を中心
とする対称的な位置となっている。

【００１７】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のオルタネータ
の回転子によれば、次のような効果を奏する。 回転子の内部まで冷却することが出来るようになっ
た。回転子外縁部形成体２０の中央開口部２１に、軸方
向にねじれた翼体３３を外面に有する回転子中央部形成
体３０を圧入して回転子３を構成することにより、軸方
向にねじれた形状の貫通孔３４が形成されるようにした
ので、回転子３が回転した場合、貫通孔３４の一方の開
口付近の空気の条件と、他方の開口付近の空気の条件と
は同じではなくなる。そのため、一方の開口から他方の
開口への空気の流れが生じ、これが回転子の内部まで冷
却する作用をする。 冷却のための部品点数を少なくすることが出来る。
本発明では、回転子にねじれた貫通孔を設けるだけでよ
いので、ファンや吸出ガイドなどといった専用部品が不
要となり、部品点数が少なくなる。同時にそれらを製造
したり組み立てたりするコストが削減できる。

【００１８】 オルタネータの軸方向のスペースを減
少することが出来る。ファンや吸出ガイド等は、回転子
の端面から軸方向に突出する形で取り付けられるもので
あるので、その分だけオルタネータの軸方向スペースを
必要としていたが、本発明ではそれらを取り付ける必要
がないので、軸方向スペースを減少させることが出来
る。 高効率オルタネータを容易に実現できる。オルタネ
ータを高効率なものとすると、どうしても発熱量が大と
なるので、それに応じて冷却能力も増大してやる必要が
あるが、本発明によれば、貫通孔の数を増やすとか、貫
通孔を大なものにする等により容易に冷却能力を増大さ
せることが出来るので、高効率オルタネータを容易に実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかわるオルタネータの回転子を示
す図

【図２】 本発明の回転子を構成する回転子外縁部形成
体を示す図

【図３】 本発明の回転子を構成する回転子中央部形成
体の加工過程を示す図

【図４】 従来のオルタネータの回転子

【符号の説明】

１…オルタネータ、２…ハウジング、３…回転子、４…
回転軸、５…磁極、６…ファン、７…基台、２０…回転
子外縁部形成体、２１…中央開口部、３０…回転子中央
部形成体、３１…回転軸圧入孔、３２…中心筒体、３３
…翼体、３４…貫通孔

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA10 AB09 AD04 AD09 5H609 BB05 BB13 BB18 PP02 PP07 PP08 PP11 QQ02 QQ12 RR03 RR05 RR07 RR10 RR35 RR38 RR44 RR69 RR73 5H619 AA08 AA11 BB02 BB17 PP02 PP25

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁極および磁気回路構成体を具え、回転
   中心部に中央開口部が開けられた回転子外縁部形成体
   と、回転中心部に回転軸圧入孔が開けられた中心筒体
   と、該中心筒体の外周面に軸方向に対してねじれた形状
   で且つ回転軸を中心とする対称位置から放射状に複数個
   植設された翼体とを具えた回転子中央部形成体とから成
   り、該回転子中央部形成体を前記回転子外縁部形成体の
   中央開口部に圧入することによって構成されたことを特
   徴とするオルタネータの回転子。