JP2021005965A - Rotary electric machine - Google Patents

Rotary electric machine Download PDF

Info

Publication number
JP2021005965A
JP2021005965A JP2019119271A JP2019119271A JP2021005965A JP 2021005965 A JP2021005965 A JP 2021005965A JP 2019119271 A JP2019119271 A JP 2019119271A JP 2019119271 A JP2019119271 A JP 2019119271A JP 2021005965 A JP2021005965 A JP 2021005965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric machine
protrusion
rotary electric
fan blade
casing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019119271A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7002499B2 (en
Inventor
真吾 井上
Shingo Inoue
真吾 井上
眞一郎 南
Shinichiro Minami
眞一郎 南
惠介 武石
Keisuke Takeishi
惠介 武石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2019119271A priority Critical patent/JP7002499B2/en
Publication of JP2021005965A publication Critical patent/JP2021005965A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7002499B2 publication Critical patent/JP7002499B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide a rotary electric machine to solve a problem in which wind noise increases as a rotational frequency increases in a cooling fan of a rotary electric machine.SOLUTION: The rotary electric machine is stored inside a casing and performs cooling by ventilation from the outside of the casing to the inside of the casing by using the cooling fan fixed, in the form of a ring, to a rotor which rotates synchronizing with a rotating axis. The cooling fan has: a fan blade extending to a rotation axis direction; and a projected part formed by folding an end of the fan blade in the rotation axis direction. Thus, a pressure difference between a rotation direction and a reverse rotation direction of the fan blade is decreased, and suppression of the wind noise is achieved.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

本願は、回転電機に関するものである。 The present application relates to a rotary electric machine.

車両用交流発電機は、限られたエンジンルーム内に配置されるため小型化の要求がある。また、車載機器の電動化などにより車両の電気負荷増大により、車両用交流発電機は高出力化の要求もある。したがって、車両用交流発電機の単位体積当たりの出力電流は増加傾向にあり、必要な冷却能力は一段と高くなっている。 Vehicle alternators are placed in a limited engine room, so there is a demand for miniaturization. In addition, there is a demand for higher output of AC generators for vehicles due to an increase in the electric load of vehicles due to electrification of in-vehicle devices. Therefore, the output current per unit volume of the AC generator for vehicles tends to increase, and the required cooling capacity is further increased.

例えば、特許文献1には、車両用交流発電装置の冷却効率を向上させるため、冷却ファンの回転方向前進側の羽根とは間隙を有する状態で、羽根の外径先端縁部を回転方向前進側に向けて折り曲げ、流入口から流入した冷却風を補足して冷却風流路に案内する冷却ファン構造が提案されている。 For example, in Patent Document 1, in order to improve the cooling efficiency of the AC power generation device for vehicles, the outer diameter tip edge of the blade is moved forward in the rotation direction while having a gap from the blade on the forward side in the rotation direction of the cooling fan. A cooling fan structure has been proposed in which the cooling air that flows in from the inflow port is supplemented and guided to the cooling air flow path.

また、冷却ファンの大型化または冷却ファンの羽根枚数の増加などにより、冷却風量を増加すると、ファン騒音も増加し、車内外騒音が大きくなる課題に対して、例えば特許文献2には、冷却ファンの翼ピッチを工夫することで、ファン騒音を低減する方策が開示されている。 Further, when the cooling air volume is increased due to an increase in the size of the cooling fan or the number of blades of the cooling fan, the fan noise also increases and the noise inside and outside the vehicle increases. For example, Patent Document 2 describes the cooling fan. A measure to reduce fan noise by devising the blade pitch of the fan is disclosed.

実公平8−3169号公報Jikken 8-3169 Gazette 特許第6366851号Patent No. 6366851

車両用交流発電装置の冷却効率向上には一般に冷却ファンの大型化または冷却風流路へ誘導するファン形状を構成した反面、風騒音が大きくなる課題があった。冷却ファンによる風量を増やし、風騒音を大きくすることは車室内ユーザへの耳障りな聴感に繋がる。 In order to improve the cooling efficiency of the AC power generation device for vehicles, there is a problem that the cooling fan is generally enlarged or the shape of the fan that guides the cooling air flow path is formed, but the wind noise becomes large. Increasing the air volume by the cooling fan and increasing the wind noise leads to a jarring sensation for the user in the vehicle interior.

車両用交流発電装置はエンジンの回転に伴い、冷却ファンが取り付けられた回転子が回転する事によって発電する。エンジンが低回転から高回転に移行するに従い冷却ファンが回転数に比例して風量を増加させる為、風騒音が増大する。 The AC power generator for vehicles generates electricity by rotating the rotor to which the cooling fan is attached as the engine rotates. As the engine shifts from low speed to high speed, the cooling fan increases the air volume in proportion to the speed, which increases wind noise.

また、冷却ファンの翼ピッチを工夫しても、それぞれの翼に発生する騒音源となる渦の発生を根本的に抑制していないので、特定の次数成分を低減することは可能であるが、オーバーオールを大きく押し下げるほどの低騒音化は期待できない。 In addition, even if the blade pitch of the cooling fan is devised, the generation of vortices, which are noise sources generated in each blade, is not fundamentally suppressed, so that it is possible to reduce a specific order component. It cannot be expected that the noise level will be reduced enough to push down the overalls.

本願は、上記の課題を解決するためになされたものであり、交流発電装置などの回転電機の静音性を大幅に向上し、風騒音を抑制する冷却ファンを備えた回転電機を提供する。 The present application has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a rotary electric machine provided with a cooling fan that significantly improves the quietness of a rotary electric machine such as an AC power generator and suppresses wind noise.

本願に開示される回転電機は、ケーシング内部に収容され、回転軸と同期して回転する回転子に環状に固定された冷却ファンにより、ケーシング外からケーシング内に通風させて冷却するものであって、冷却ファンは、回転軸方向に伸びるファンブレードと、ファンブレードの回転軸方向端部を回転方向、もしくは反回転方向、もしくは回転方向と反回転方向に折り曲げて形成された突部と、を有する。 The rotary electric machine disclosed in the present application is housed inside a casing and is cooled by ventilating the inside of the casing from the outside of the casing by a cooling fan ring-fixed to a rotor that rotates in synchronization with the rotating shaft. The cooling fan has a fan blade extending in the direction of the rotation axis, and a protrusion formed by bending the end portion of the fan blade in the rotation axis direction in the rotation direction or the counter-rotation direction, or in the rotation direction and the counter-rotation direction. ..

本願に開示される回転電機によれば、反回転方向に形成された突部により、ファンブレードの回転方向と反回転方向の差圧が小さくなり、騒音レベルを抑制できる。 According to the rotary electric machine disclosed in the present application, the difference pressure between the rotation direction and the counter-rotation direction of the fan blade is reduced by the protrusion formed in the counter-rotation direction, and the noise level can be suppressed.

実施の形態1に係る車両用回転電機の断面構造の一例を概略的に記載した模式図である。It is a schematic diagram which roughly described an example of the cross-sectional structure of the rotary electric machine for a vehicle which concerns on Embodiment 1. FIG. 冷却ファンに、騒音を抑制するプレートを配置した回転電機の斜視図である。It is a perspective view of the rotary electric machine which arranged the plate which suppresses noise in a cooling fan. 実施の形態1に係る冷却ファンの冷却風の圧力差の一例を概略的に記載した模式図である。It is a schematic diagram which roughly described an example of the pressure difference of the cooling air of the cooling fan which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る冷却ファンに形成された突部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the protrusion formed in the cooling fan which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る冷却ファンに形成された突部の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the protrusion formed in the cooling fan which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る冷却ファンに形成された突部の折り曲げ角度を説明する図である。It is a figure explaining the bending angle of the protrusion formed in the cooling fan which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る冷却ファンに形成された突部の形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the protrusion formed in the cooling fan which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る冷却ファンに形成された突部の形状を説明する別の図である。It is another figure explaining the shape of the protrusion formed in the cooling fan which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る冷却ファンに形成された突部の形状を説明する別の図である。It is another figure explaining the shape of the protrusion formed in the cooling fan which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る冷却ファンに形成された突部の形状を説明する別の図である。It is another figure explaining the shape of the protrusion formed in the cooling fan which concerns on Embodiment 1. FIG. 図1の円部Wで示された部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part shown by the circle part W of FIG. 実施の形態1の冷却ファンに形成された突部の長さと冷却ファンとケーシングとのギャップとの割合と、騒音との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the length of the protrusion formed in the cooling fan of Embodiment 1, the ratio of the gap between a cooling fan and a casing, and noise.

以下に、本願の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本願が限定されるものではない。また、以下に説明する図面においては各構成部材の大きさは実際の装置とは異なる場合がある。また、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the drawings. The present application is not limited to the embodiments described below. Further, in the drawings described below, the size of each component may differ from the actual device. In addition, the same contents and corresponding parts are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

実施の形態1.
本実施の形態では、車両用回転電機を例にとり、説明する。図1は実施の形態1に係わる車両用回転電機の断面構造の一例を概略的に記載した模式図である。車両用回転電機1は、シャフト6に固定された回転子8と、回転子8と隙間をあけて回転子8の外周を囲む固定子9と、がケーシング4内に収められている。ケーシング4はシャフト6の軸方向の両側にそれぞれベアリング5を有している。このベアリング5によってシャフト6を支持する。両側のベアリング5の間にある回転子8はシャフト6と一体的に回転する。
Embodiment 1.
In the present embodiment, a rotary electric machine for a vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a schematic view schematically showing an example of a cross-sectional structure of a rotary electric machine for a vehicle according to the first embodiment. In the rotary electric machine 1 for a vehicle, a rotor 8 fixed to a shaft 6 and a stator 9 surrounding the outer periphery of the rotor 8 with a gap from the rotor 8 are housed in a casing 4. The casing 4 has bearings 5 on both sides of the shaft 6 in the axial direction. The shaft 6 is supported by the bearing 5. The rotor 8 between the bearings 5 on both sides rotates integrally with the shaft 6.

ケーシング4から突出したシャフト6の一方の端にベルトなどによって外部の駆動力が伝達されるプーリ7が固定される。また、その反対側となるシャフト6の他方の端に、回転子8のコイルの電流を流すための一対のスリップリング10が設けられている。以下では、プーリ7が固定された側をフロント側、スリップリング10が設けられた側をリア側として説明する。 A pulley 7 to which an external driving force is transmitted is fixed to one end of a shaft 6 protruding from the casing 4 by a belt or the like. Further, a pair of slip rings 10 for passing the current of the coil of the rotor 8 are provided at the other end of the shaft 6 on the opposite side. Hereinafter, the side on which the pulley 7 is fixed will be referred to as the front side, and the side on which the slip ring 10 is provided will be referred to as the rear side.

実施の形態1の車両用回転電機1はランデル型(クローポール型ともいう)の回転電機である。回転子8は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回され、励磁電流が流れて磁束を発生する界磁巻線81と、発生する磁束によって磁極が形成され、界磁巻線81を覆うように設けられている界磁鉄心82とからなる。界磁鉄心82は、フロント側とリア側とが異なる磁極となるように分かれ、それぞれが6個あるいは8個の爪を有している。フロント側とリア側との界磁鉄心82の爪同士がシャフト6の回転方向に間隔をあけて交互にずれるように配置される。例えば、フロント側とリア側とがそれぞれ6個の爪を有する場合には30度、8個の爪を有する場合には22.5度ずれ、フロント側の爪の先がリア側に伸び、リア側の爪の先がフロント側に伸びて、組み合った配置とされる。 The vehicle rotary electric machine 1 of the first embodiment is a Randell type (also referred to as a claw pole type) rotary electric machine. In the rotor 8, an insulated copper wire is wound in a cylindrical and concentric manner, and a field winding 81 in which an exciting current flows to generate a magnetic flux and a magnetic pole are formed by the generated magnetic flux to form a field winding. It is composed of a field iron core 82 provided so as to cover the wire 81. The field iron core 82 is divided so that the front side and the rear side have different magnetic poles, and each has 6 or 8 claws. The claws of the field iron cores 82 on the front side and the rear side are arranged so as to be alternately displaced at intervals in the rotation direction of the shaft 6. For example, if the front side and the rear side each have 6 claws, the deviation is 30 degrees, if the front side has 8 claws, the deviation is 22.5 degrees, the tip of the front side claw extends to the rear side, and the rear The tip of the claw on the side extends to the front side, and it is arranged in combination.

固定子9は、微小な隙間をあけて回転子8を取り囲むよう配設され、円筒状の固定子鉄心91と、固定子鉄心91に巻装され、回転子8の回転に伴い、界磁巻線81からの磁束の変化によって交流が生じる固定子コイル92と、を備えている。 The stator 9 is arranged so as to surround the rotor 8 with a minute gap, and is wound around a cylindrical stator core 91 and a stator core 91, and is wound in a field as the rotor 8 rotates. It includes a stator coil 92 in which alternating current is generated by a change in magnetic flux from the wire 81.

ケーシング4はフロント側ハウジング2とリア側ハウジング3とからなり、それらは固定子9の外側でシャフト6の軸方向に、長手のボルトによって接続されている。固定子9は、固定子鉄心91をフロント側ハウジング2及びリア側ハウジング3の開口端に軸方向両端から挟持される。フロント側ハウジング2とリア側ハウジング3とは固定子9の外周の全体をカバーしておらず、固定子9の外周の一部が外部に露出するように開口部が設けられている。 The casing 4 comprises a front housing 2 and a rear housing 3, which are connected by longitudinal bolts on the outside of the stator 9 in the axial direction of the shaft 6. In the stator 9, the stator core 91 is sandwiched between the open ends of the front housing 2 and the rear housing 3 from both ends in the axial direction. The front side housing 2 and the rear side housing 3 do not cover the entire outer circumference of the stator 9, and an opening is provided so that a part of the outer circumference of the stator 9 is exposed to the outside.

スリップリング10はリア側ハウジング3からリア側に突出したシャフト6の部分に設けられる。シャフト6のリア側に突出した部分は、保護カバー27によって覆われる。保護カバー27は外部からの風が流通できるように、多くの開口部が設けられており、例えば、格子状の部材からなっている。 The slip ring 10 is provided on a portion of the shaft 6 protruding from the rear housing 3 to the rear side. The portion of the shaft 6 protruding toward the rear side is covered with the protective cover 27. The protective cover 27 is provided with many openings so that the wind from the outside can flow, and is made of, for example, a grid-like member.

保護カバー27とリア側ハウジング3との間には、スリップリング10の表面に摺動するブラシ11、ブラシ11を収容するブラシホルダ17、ブラシ11に隣接されて固定子9で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器12、固定子9で生じる交流電圧を直流電圧に整流する整流装置13などが備えられる。 Between the protective cover 27 and the rear housing 3, the brush 11 sliding on the surface of the slip ring 10, the brush holder 17 accommodating the brush 11, and the AC voltage generated by the stator 9 adjacent to the brush 11 A voltage regulator 12 for adjusting the size, a rectifier 13 for rectifying an AC voltage generated by the stator 9 into a DC voltage, and the like are provided.

固定子9の固定子コイル92とのリード線921はリア側ハウジング3から保護カバー27内まで引き出されて、サーキットボード19の端子に結線され、整流装置13と固定子コイル92とが電気的に接続される。保護カバー27の外周には電圧調整器12と外部装置(図示せず)との信号の入出力を行うコネクタ20が固定される。 The lead wire 921 of the stator 9 with the stator coil 92 is pulled out from the rear housing 3 into the protective cover 27 and connected to the terminal of the circuit board 19, and the rectifying device 13 and the stator coil 92 are electrically connected to each other. Be connected. A connector 20 for inputting / outputting signals between the voltage regulator 12 and an external device (not shown) is fixed to the outer periphery of the protective cover 27.

フロント側ハウジング2からフロント側に突出したシャフト6の部分にプーリ7が固定されている。フロント側ハウジング2にはフロントベアリング収納部21Aがあり、このフロントベアリング収納部21Aにベアリング5を組付け、ほぼベアリング外輪を覆うようなリテーナ15を配し、フロント側ハウジング2の外側からネジ16を締結している。 The pulley 7 is fixed to a portion of the shaft 6 protruding from the front housing 2 to the front side. The front side housing 2 has a front bearing storage portion 21A, a bearing 5 is assembled to the front bearing storage portion 21A, a retainer 15 that almost covers the outer ring of the bearing is arranged, and a screw 16 is inserted from the outside of the front side housing 2. It is concluded.

上述した構造を有する車両用回転電機1は、ベルト等を介してプーリ7にエンジンからの回転が伝えられると回転子8が回転する。このとき、界磁巻線81に励磁電圧を印加することにより界磁鉄心82のそれぞれの爪部が励磁され、固定子コイル92に三相交流電圧を発生させることができ、整流装置13の出力端子からは予め定められた直流電流が取り出される。 In the vehicle rotary electric machine 1 having the above-described structure, the rotor 8 rotates when the rotation from the engine is transmitted to the pulley 7 via a belt or the like. At this time, by applying an exciting voltage to the field winding 81, each claw portion of the field iron core 82 is excited, a three-phase AC voltage can be generated in the stator coil 92, and the output of the rectifying device 13 is output. A predetermined DC current is taken out from the terminal.

フロント側とリア側の界磁鉄心82の6個あるいは8個の爪を有する面と反対の面に冷却ファン83、84を構成する。車両用回転電機1が回転するとシャフト6と同方向である回転軸方向から冷却風が流入し、冷却ファン83、84によって径方向に経路を変更され、固定子9およびフロント側ハウジング2もしくはリア側ハウジング3に向かって冷却風が放出される冷却風流路が形成される。また、冷却ファン83、84の回転に伴い、風騒音も発生する。 Cooling fans 83 and 84 are configured on the surfaces of the field iron cores 82 on the front side and the rear side opposite to the surfaces having 6 or 8 claws. When the rotary electric machine 1 for a vehicle rotates, cooling air flows in from the rotation axis direction which is the same direction as the shaft 6, and the path is changed in the radial direction by the cooling fans 83 and 84, and the stator 9 and the front housing 2 or the rear side are changed. A cooling air flow path is formed in which cooling air is discharged toward the housing 3. In addition, wind noise is also generated as the cooling fans 83 and 84 rotate.

風騒音の低下を図るために、図2のように、冷却ファン83、84の軸方向に、冷却ファン83、84と別体のプレート80を配置し、冷却風の風流路を区切ることにより、上述した風の乱流を抑制し風騒音を低下させることができる。しかし、冷却ファン83、84とは別にプレート80を配置、接合するために、コストもしくは工数を必要とする。 In order to reduce wind noise, as shown in FIG. 2, a plate 80 separate from the cooling fans 83 and 84 is arranged in the axial direction of the cooling fans 83 and 84, and the air flow path of the cooling air is divided. The above-mentioned wind turbulence can be suppressed and wind noise can be reduced. However, in order to arrange and join the plate 80 separately from the cooling fans 83 and 84, cost or man-hours are required.

ここで、風騒音の発生のメカニズムを説明する。以後、フロント側の冷却ファン83を例にとり、説明するが、リア側の冷却ファン84も同様な構成により、同様な効果を奏する。 Here, the mechanism of wind noise generation will be described. Hereinafter, the cooling fan 83 on the front side will be described as an example, but the cooling fan 84 on the rear side also has the same effect due to the same configuration.

冷却ファン83が回転し、冷却風を風流路へ誘導する際、冷却ファン83のハウジング側、すなわち回転軸方向に切り起こされ、回転軸内周から外周に伸びるファンブレード83aには、図3Aに示すようにファンブレード83aの回転方向と反回転方向において冷却風の圧力差が発生する。図3Aは、シャフト6の回転軸に対して垂直の方向から冷却ファン83のファンブレード83aを見た図である。この冷却風の圧力差により、圧力の大きい側から小さい側に空気が回り込み(図3A中、矢印P参照)、空気の渦が発生する。この空気の渦により、風騒音が発生する。 When the cooling fan 83 rotates and guides the cooling air to the air flow path, the fan blade 83a cut up on the housing side of the cooling fan 83, that is, in the direction of the rotation axis and extends from the inner circumference of the rotation shaft to the outer circumference is shown in FIG. 3A. As shown, a pressure difference of the cooling air is generated in the rotation direction and the counter-rotation direction of the fan blade 83a. FIG. 3A is a view of the fan blade 83a of the cooling fan 83 viewed from a direction perpendicular to the rotation axis of the shaft 6. Due to the pressure difference of the cooling air, air wraps around from the side where the pressure is high to the side where the pressure is low (see arrow P in FIG. 3A), and an air vortex is generated. Wind noise is generated by this air vortex.

このため、冷却風の圧力差を軽減させるために、図3Bで示すように、ファンブレード83aの先端をファンの反回転方向に折り曲げて、突部85を形成した。これにより、反回転方向の負圧が小さくなり、ファンブレード83aの端部の差圧が小さくなる。これにより、発生する空気の渦を小さくすることができ、騒音レベルを抑制することができる。
また、空気の回り込みを抑制するために、図4のように、ファンブレード83aの先端をファンの回転方向に折り曲げて突部85を形成してもよい。さらに、図5のように、突部85はファンブレード83aの先端部に限るものではなく、空気の渦が発生するファンブレード83aの端部全体に形成してもよい。図5は回転方向に折り曲げた例を示したが、端部全体を反回転方向に折り曲げてもよい。
Therefore, in order to reduce the pressure difference of the cooling air, as shown in FIG. 3B, the tip of the fan blade 83a is bent in the counter-rotation direction of the fan to form the protrusion 85. As a result, the negative pressure in the counter-rotation direction becomes small, and the differential pressure at the end of the fan blade 83a becomes small. As a result, the generated air vortex can be reduced and the noise level can be suppressed.
Further, in order to suppress the wraparound of air, the tip of the fan blade 83a may be bent in the rotation direction of the fan to form the protrusion 85 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5, the protrusion 85 is not limited to the tip end portion of the fan blade 83a, and may be formed on the entire end portion of the fan blade 83a in which an air vortex is generated. Although FIG. 5 shows an example of bending in the rotation direction, the entire end portion may be bent in the counter-rotation direction.

ファンブレード83aの先端の折り曲げ角度は、シャフト6の回転軸に垂直な面と平行、すなわち、ファンブレード83aに対し、直角に折り曲げて形成してもよい。これは、板金を折り曲げて加工する冷却ファン83にとって加工しやすい形状であり、寸法精度を高くすることができる。 The bending angle of the tip of the fan blade 83a may be formed by bending parallel to the plane perpendicular to the rotation axis of the shaft 6, that is, at a right angle to the fan blade 83a. This is a shape that is easy to process for the cooling fan 83 that processes the sheet metal by bending it, and the dimensional accuracy can be improved.

また、図6に示すように、シャフト6の回転軸に垂直な面Rから突部85の高さ方向になす角をθとする(吸い込み側を正)。この場合、0°<θ<90°に設定してもよい。これにより、突部85による仕事が期待でき、風量を増やすことができる。 Further, as shown in FIG. 6, the angle formed from the surface R perpendicular to the rotation axis of the shaft 6 in the height direction of the protrusion 85 is θ (the suction side is positive). In this case, 0 ° <θ <90 ° may be set. As a result, work by the protrusion 85 can be expected, and the air volume can be increased.

逆に、−90°<θ<0°に設定してもよい。これにより、θの角度に誤差が生じてもファンブレード83aの高さはほとんど変わらないため、一定の風量を確保しやすい。 Conversely, it may be set to −90 ° <θ <0 °. As a result, even if an error occurs in the angle of θ, the height of the fan blade 83a hardly changes, so that it is easy to secure a constant air volume.

突部85の形状は、図7Aに示すように、突部85の折り曲げ方向Sとファンブレード83aのブレード弦長方向Tのなす面を、ファン突部曲面とする。ファン突部曲面に垂直な方向から見たとき、斜線で示すような四角形の形状(略四角形を含む)とすると加工がしやすく、突部85の寸法精度を出しやすい。また、突部85を有するブレード弦長方向T全体にわたって渦を抑制する効果が期待できる。 As shown in FIG. 7A, the shape of the protrusion 85 is such that the surface formed by the bending direction S of the protrusion 85 and the blade chord length direction T of the fan blade 83a is the curved surface of the fan protrusion. When viewed from a direction perpendicular to the curved surface of the fan protrusion, if the shape is a quadrangle (including a substantially quadrangle) as shown by the diagonal line, it is easy to process and the dimensional accuracy of the protrusion 85 can be easily obtained. Further, the effect of suppressing the vortex can be expected over the entire blade chord length direction T having the protrusion 85.

さらに、図7Bに示すように突部85を、三角形の形状(略三角形を含む)、図7Cに示すように二分楕円の形状(略二分楕円の形状を含む)、または図7Dに示すように四分楕円の形状(略四分楕円の形状を含む)としてもよい。冷却ファン83の使用条件、通風経路、車両用回転電機の構造、または冷却ファン83の形状により発生個所が変わる渦に応じて、突部85を適した形状にすることにより、効果的に騒音を抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 7B, the protrusion 85 has a triangular shape (including a substantially triangular shape), a half ellipse shape as shown in FIG. 7C (including a substantially half ellipse shape), or as shown in FIG. 7D. It may have a quadrilateral shape (including a substantially quadrilateral shape). By making the protrusion 85 into an appropriate shape according to the usage conditions of the cooling fan 83, the ventilation path, the structure of the rotating electric machine for vehicles, or the vortex whose generation location changes depending on the shape of the cooling fan 83, noise can be effectively generated. It can be suppressed.

また、図8のように、冷却ファン83のファンブレード83aの内径側の角に面取りを行ってもよい。または内径側を円形状に形成してもよい。これにより、吸い込み風の流れを阻害することなく、必要風量を確保し、低騒音の冷却ファンを得ることができる。 Further, as shown in FIG. 8, the corner on the inner diameter side of the fan blade 83a of the cooling fan 83 may be chamfered. Alternatively, the inner diameter side may be formed in a circular shape. As a result, the required air volume can be secured and a low-noise cooling fan can be obtained without obstructing the flow of the suction air.

また、図9のように、冷却ファン83のファンブレード83aの外径側の角に面取りを行ってもよい。または外径側を円形状に形成してもよい。これにより、冷却ファン83の最外径を大きくすることなく、突部85を設けることが可能である。冷却ファン83の外径側質量の抑制により遠心力が低下し、冷却ファン83に発生する応力を下げることができ、信頼性の高い冷却ファンを得ることができる。 Further, as shown in FIG. 9, the corner of the fan blade 83a of the cooling fan 83 on the outer diameter side may be chamfered. Alternatively, the outer diameter side may be formed in a circular shape. As a result, the protrusion 85 can be provided without increasing the outermost diameter of the cooling fan 83. By suppressing the mass on the outer diameter side of the cooling fan 83, the centrifugal force is reduced, the stress generated in the cooling fan 83 can be reduced, and a highly reliable cooling fan can be obtained.

また、図10のように、冷却ファン83のファンブレード83aの先端部に、突部85、86を設けても良い。先端部に発生する渦が大きいファンブレード83aに突部を複数設けることにより、風音低減効果が増大する。図10の例では、互いに周方向反対側にそれぞれ突部85、86を設けているが、周方向の同じ方向に複数設けてもよい。 Further, as shown in FIG. 10, protrusions 85 and 86 may be provided at the tip of the fan blade 83a of the cooling fan 83. By providing a plurality of protrusions on the fan blade 83a having a large vortex generated at the tip, the wind noise reduction effect is increased. In the example of FIG. 10, the protrusions 85 and 86 are provided on opposite sides in the circumferential direction, respectively, but a plurality of protrusions 85 and 86 may be provided in the same circumferential direction.

また、冷却ファン83の全てのファンブレード83aに突部85を形成しなくてもよく、特定の周波数の騒音を低減するために、選択されたファンブレード83aに対してのみ突部85を形成してもよい。例えば、13枚のファンブレードのうち、10枚のファンブレードに突部85を形成するようにしてもよい。 Further, it is not necessary to form the protrusions 85 on all the fan blades 83a of the cooling fan 83, and the protrusions 85 are formed only on the selected fan blades 83a in order to reduce the noise of a specific frequency. You may. For example, the protrusion 85 may be formed on 10 of the 13 fan blades.

また、突部85は、内周から外周方向に伸びるファンブレード83aの回転軸に近い側(本実施の形態では回転方向フロント側)に形成してもよく、回転軸から遠い外周側(本実施の形態では回転方向リア側)に形成してもよい。これによりフロント側またはリア側に起因する騒音を低減することが可能となる。 Further, the protrusion 85 may be formed on the side close to the rotation axis of the fan blade 83a extending from the inner circumference in the outer peripheral direction (in the present embodiment, the front side in the rotation direction), and may be formed on the outer peripheral side far from the rotation axis (this implementation). In the form of, it may be formed on the rear side in the rotation direction). This makes it possible to reduce noise caused by the front side or the rear side.

図11は、図1の円部Wで示された部分の拡大図である。図11Bは、図11AをY方向から見た図である。ケーシング4の吸気のための通風口の最外径をRとし、突部85の最内径をrとするとき、r≧Rとしてもよい。これにより、吸い込みの流れを阻害することがないため、十分な風量を確保することができる。また、冷却ファン83を板金で形成する際、ファンブレード83aの内径側に突部85を設けると、展開図の構成が難しくなる可能性があるが、外径側であれば展開図の構成が容易になる。 FIG. 11 is an enlarged view of the portion shown by the circle portion W in FIG. FIG. 11B is a view of FIG. 11A viewed from the Y direction. The outermost diameter of the vent hole for intake of the casing 4 and R i, when the innermost diameter of the protrusion 85 and r i, may be r i ≧ R i. As a result, a sufficient air volume can be secured because the suction flow is not obstructed. Further, when the cooling fan 83 is formed of sheet metal, if the protrusion 85 is provided on the inner diameter side of the fan blade 83a, it may be difficult to configure the developed view, but if it is on the outer diameter side, the developed view is configured. It will be easier.

さらに、図11に示すように、ケーシング4とファンブレード83aとのクリアランスであるギャップtが、突部85で最小となるようにしてもよい。ここで、ギャップtは、ケーシング4と突部85との隙間に発生する渦スケールを表す寸法となる。これにより、渦が発生しやすいファンブレード83aの端部とケーシング4との隙間を小さくすることで渦を小さくすることができる。渦が小さくなれば、静音効果が高くなる。 Further, as shown in FIG. 11, the gap t, which is the clearance between the casing 4 and the fan blade 83a, may be minimized at the protrusion 85. Here, the gap t is a dimension representing a vortex scale generated in the gap between the casing 4 and the protrusion 85. As a result, the vortex can be reduced by reducing the gap between the end portion of the fan blade 83a, which is likely to generate a vortex, and the casing 4. The smaller the vortex, the higher the silent effect.

図12は、図11で示した突部85の回転方向の長さhとギャップtの割合と、騒音の大きさの関係を示した図である。図12において、h/t≧1/4とすると、ギャップtに生じる漏れ渦の渦抑制効果を得ることができ低騒音ファンを実現できる。特にh/t≧1/2とすることで、渦抑制効果が顕著になり、より低騒音化することができる。 FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the ratio of the length h of the protrusion 85 in the rotation direction and the gap t shown in FIG. 11 and the magnitude of noise. In FIG. 12, when h / t ≧ 1/4, the vortex suppression effect of the leak vortex generated in the gap t can be obtained, and a low noise fan can be realized. In particular, when h / t ≧ 1/2, the vortex suppression effect becomes remarkable, and noise can be further reduced.

ファンブレード83aに発生する基本渦スケールはファンブレード83aの高さLであり、突部85の回転方向の長さhをファンブレード83aの高さLより大きくしても低騒音化の効果は限定的であるため、h≦Lとし効果的に騒音を低減する。 The basic vortex scale generated in the fan blade 83a is the height L of the fan blade 83a, and even if the length h of the protrusion 85 in the rotation direction is made larger than the height L of the fan blade 83a, the effect of noise reduction is limited. Therefore, h ≦ L is set to effectively reduce noise.

前述した通り、以上の説明は、フロント側の冷却ファン83に突部85を形成することで説明したが、リア側の冷却ファン84に突部85と同様の突部を形成してもよい。また、突部の形成は、ファンブレード端部に発生する空気の渦の大きさに応じて、冷却ファン83と冷却ファン84の一方あるいは両方に形成してもよい。これにより、回転電機に取り付けられた全ての冷却ファンの風音低減を実現することができる。 As described above, the above description has been made by forming the protrusion 85 on the cooling fan 83 on the front side, but the same protrusion as the protrusion 85 may be formed on the cooling fan 84 on the rear side. Further, the protrusion may be formed on one or both of the cooling fan 83 and the cooling fan 84 according to the size of the air vortex generated at the end of the fan blade. As a result, it is possible to reduce the wind noise of all the cooling fans attached to the rotary electric machine.

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
Although exemplary embodiments are described in the present application, the various features, embodiments, and functions described in the embodiments are not limited to the application of a particular embodiment, either alone or. It can be applied to embodiments in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted.

1:車両用回転電機、2:フロント側ハウジング、3:リア側ハウジング、4:ケーシング、5:ベアリング、6:シャフト、7:プーリ、8:回転子、10:スリップリング、11:ブラシ、12:電圧調整器、13:整流装置、17:ブラシホルダ、19:サーキットボード、20:コネクタ、27:保護カバー、81:界磁巻線、82:界磁鉄心、83、84:冷却ファン、83a:ファンブレード、85、86:突部、9:固定子、91:固定子鉄心、92:固定子コイル、921:リード線 1: Rotating machine for vehicles 2: Front side housing 3: Rear side housing 4: Casing 5: Bearing, 6: Shaft, 7: Pulley, 8: Rotor, 10: Slip ring, 11: Brush, 12 : Voltage regulator, 13: Slip ring, 17: Brush holder, 19: Circuit board, 20: Connector, 27: Protective cover, 81: Field winding, 82: Field iron core, 83, 84: Cooling fan, 83a : Fan blade, 85, 86: Protrusion, 9: Stator, 91: Stator core, 92: Stator coil, 921: Lead wire

本願に開示される回転電機は、ケーシング内部に収容され、回転軸と同期して回転する回転子に環状に固定された冷却ファンにより、ケーシング外からケーシング内に通風させて冷却するものであって、冷却ファンは、回転軸方向に伸びるファンブレードと、ファンブレードの回転軸方向端部を反回転方向、もしくは回転方向と反回転方向の両方向に折り曲げて形成された突部と、を有する。

The rotary electric machine disclosed in the present application is housed inside a casing and is cooled by ventilating the inside of the casing from the outside of the casing by a cooling fan ring-fixed to a rotor that rotates in synchronization with the rotating shaft. The cooling fan has a fan blade extending in the rotation axis direction, and a protrusion formed by bending an end portion of the fan blade in the rotation axis direction in a counter- rotation direction or in both a rotation direction and a counter-rotation direction.

Claims (15)

ケーシングの内部に収容され、回転軸と同期して回転する回転子に環状に固定された冷却ファンにより、前記ケーシング外から前記ケーシング内に通風させて冷却する回転電機において、前記冷却ファンは、回転軸方向に伸びるファンブレードと、前記ファンブレードの回転軸方向端部を回転方向、もしくは反回転方向、もしくは回転方向と反回転方向に折り曲げて形成された突部と、を有する回転電機。 In a rotary electric machine that is housed inside a casing and is annularly fixed to a rotor that rotates in synchronization with a rotating shaft to ventilate and cool the inside of the casing from outside the casing, the cooling fan rotates. A rotary electric machine having a fan blade extending in the axial direction and a protrusion formed by bending an end portion of the fan blade in the rotation axis direction in a rotation direction, a counter-rotation direction, or a rotation direction and a counter-rotation direction. 前記ファンブレードと前記突部のなす角度は、直角であることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to claim 1, wherein the angle formed by the fan blade and the protrusion is a right angle. 前記ファンブレードと前記突部のなす角度は、前記回転軸に垂直な面から前記突部の高さ方向を正とすると、0度から90度の間であることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The first aspect of the present invention is that the angle formed by the fan blade and the protrusion is between 0 degrees and 90 degrees, where the height direction of the protrusion is positive from a plane perpendicular to the rotation axis. The rotating electric machine described. 前記ファンブレードと前記突部のなす角度は、前記回転軸に垂直な面から前記突部の高さ方向を正とすると、0度から−90度の間であることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 Claim 1 is characterized in that the angle formed by the fan blade and the protrusion is between 0 degrees and −90 degrees, where the height direction of the protrusion is positive from a plane perpendicular to the rotation axis. The rotary electric machine described in. 前記突部の折り曲げ方向と前記ファンブレードのブレード弦長方向のなす面は、四角形状、三角形状、楕円形状、二分楕円形状または四分楕円形状であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の回転電機。 Claims 1 to 4, wherein the surface formed by the bending direction of the protrusion and the blade chord length direction of the fan blade is a quadrangular shape, a triangular shape, an elliptical shape, a quadrant elliptical shape, or a quadrant elliptical shape. The rotary electric machine according to any one of the items. 前記ファンブレードは内周から外周方向に伸びており、内周側が、面取りされた形状または円形状であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the fan blade extends from the inner circumference toward the outer circumference, and the inner peripheral side has a chamfered shape or a circular shape. 前記ファンブレードは内周から外周方向に伸びており、外周側が、面取りされた形状または円形状であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the fan blade extends from the inner circumference toward the outer circumference, and the outer peripheral side has a chamfered shape or a circular shape. 前記突部は、複数のファンブレードのうちの選択されたファンブレードに形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the protrusion is formed on a fan blade selected from a plurality of fan blades. 前記突部は、内周から外周方向に伸びる前記ファンブレードの前記回転軸に近い側に形成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the protrusion is formed on a side of the fan blade extending from the inner circumference toward the outer circumference close to the rotation axis. 前記突部は、内周から外周方向に伸びる前記ファンブレードの前記回転軸から遠い外周側に形成されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 9, wherein the protrusion is formed on the outer peripheral side of the fan blade extending in the outer peripheral direction from the inner circumference and far from the rotation axis. 前記冷却ファンは、フロント側およびリア側に配設され、前記突部は、フロント側およびリア側の冷却ファンのいずれか一方、または両方の冷却ファンに形成されていることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の回転電機。 The claim is characterized in that the cooling fans are arranged on the front side and the rear side, and the protrusions are formed on one or both of the front side and the rear side cooling fans. The rotary electric machine according to any one of 1 to 10. 前記突部は、前記ケーシングに形成された通風口よりも外側に配置されており、前記冷却ファンと前記ケーシングとの回転軸方向の間隙のうち、前記突部と前記ケーシングとの間隙が最小であることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の回転電機。 The protrusion is arranged outside the ventilation port formed in the casing, and the gap between the protrusion and the casing is the smallest among the gaps in the rotation axis direction between the cooling fan and the casing. The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 11, wherein the rotary electric machine is characterized by being present. 前記回転軸から前記ケーシングに形成された通風口の外径までの距離は、前記回転軸から前記突部の内径までの距離以下であることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の回転電機。 One of claims 1 to 12, wherein the distance from the rotating shaft to the outer diameter of the ventilation port formed in the casing is equal to or less than the distance from the rotating shaft to the inner diameter of the protrusion. The rotary electric machine described in. 前記突部の回転方向長さは、前記ファンブレードの高さ以下であることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 13, wherein the length of the protrusion in the rotation direction is equal to or less than the height of the fan blade. 前記突部の周方向長さをh、前記突部と前記ケーシングとの間隙をtとするとき、
h/t≧1/4であることを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の回転電機。
When the circumferential length of the protrusion is h and the gap between the protrusion and the casing is t,
The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 14, wherein h / t ≧ 1/4.
JP2019119271A 2019-06-27 2019-06-27 Rotating machine Active JP7002499B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019119271A JP7002499B2 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Rotating machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019119271A JP7002499B2 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Rotating machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021005965A true JP2021005965A (en) 2021-01-14
JP7002499B2 JP7002499B2 (en) 2022-01-20

Family

ID=74097327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019119271A Active JP7002499B2 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Rotating machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7002499B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0497454U (en) * 1990-06-05 1992-08-24
JP2003219605A (en) * 2002-01-24 2003-07-31 Nissan Motor Co Ltd Cooling structure of motor
JP2006002585A (en) * 2004-06-15 2006-01-05 Samsung Electronics Co Ltd Centrifugal fan and air conditioner using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0497454U (en) * 1990-06-05 1992-08-24
JP2003219605A (en) * 2002-01-24 2003-07-31 Nissan Motor Co Ltd Cooling structure of motor
JP2006002585A (en) * 2004-06-15 2006-01-05 Samsung Electronics Co Ltd Centrifugal fan and air conditioner using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP7002499B2 (en) 2022-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4389918B2 (en) Rotating electric machine and AC generator
JP4410159B2 (en) AC rotating electric machine
JP3917967B2 (en) Rotating electrical machine rotor
JP5832507B2 (en) AC generator
JP4413018B2 (en) AC rotating electric machine
JP4588709B2 (en) Rotating electric machine
CN107949979B (en) AC generator for vehicle
JP2011004501A (en) Electrical rotating machine
JP4180618B2 (en) AC generator for vehicles
CN112075015B (en) Centrifugal fan and vehicle-mounted alternator
EP3760878B1 (en) Electric blower, electric vacuum cleaner and hand dryer
JP7002499B2 (en) Rotating machine
US11502561B2 (en) Stator, motor, fan, vacuum cleaner, and hand dryer
US20210184541A1 (en) Electric rotating machine
CN111917241B (en) Synchronous rotating motor and discharge resistor
JP2019065763A (en) Centrifugal fan
JP7062684B2 (en) Centrifugal fan and rotary electric machine
JP6072167B2 (en) AC generator
JP2019162005A (en) Brushless motor, and blower
JP7154445B1 (en) Rotating electric machine
JP3839584B2 (en) Electric blower
CN109906540B (en) Rotor of rotating electric machine
WO2019211965A1 (en) Electric motor and electric blower
KR20100005896A (en) Motor
KR20180060462A (en) revolving field magnet type generator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200901

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201030

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20201030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210413

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210603

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211227