JP3644126B2 - 交流発電機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動源よりベルトやチェーン等の伝動手段を介して回転動力を受けて交流出力を発電する交流発電機に関するもので、例えば車両用交流発電機の磁気音低減および冷却性向上に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンルームの狭小化、エンジンルームの周辺部品の高密度配置等に伴うエンジンルーム内の雰囲気温度の上昇、および車載電気装置（車載電気負荷）の増大等の要因により車両用交流発電機を取り巻く熱的環境は厳しくなる傾向にある。
さらに、車両用交流発電機においては小型軽量高出力化の要望があり、この要望に応えるために、車両用交流発電機を小型化すると車両用交流発電機のステータコイルやロータコイル等の電気部品を冷却するための冷却ファンの小径化（ブレード面積の減少化）につながる。これにより、車両用交流発電機の電気部品への冷却風量が低下することにより、電気部品の冷却性が低下するため、これを解決して車両用交流発電機の冷却性の向上を達成することは急務である。
【０００３】
また、近年、車両の静粛化の要求が高まり、車両部品への低騒音化の要求が顕著化してきた。特に車両用交流発電機においては、騒音発生要因の１つとして発電機能上発生する磁気音の低減が急務となっている。なお、磁気音は、電機子巻線に負荷電流が流れる時に発生する特有のもので、電機子反作用によるエアギャップの磁束変化に基づきローレンツ力が回転子と固定子との間に加振力として働き、固定子の磁気振動を受けてフレームが共振すること等によって発生することが知られている。
【０００４】
ここで、従来の車両用交流発電機のフレームを図５に基づき説明する。
フレーム１００は、環壁部に冷却ファンにより冷却風を吸い込むための吸込窓１０１を有し、周壁部にステータコイルを冷却した冷却風を外部に吐出するための吐出窓１０２を有している。そして、フレーム１００の周壁部には、周方向に隣設する２個の吐出窓１０２の間に位置してスタッドボルトから締結力を受ける４個のサポート部１０３、隣設する２個のサポート部１０３の間の周壁より径方向に延長された２個のステー部１０４、および周方向に隣設する２個の吐出窓１０２の間に位置して冷却風の吐出方向を規定する複数個の案内壁部１０５が設けられている。なお、隣設する２個のサポート部１０３間の中間部分で周方向に隣設する２個の案内壁部１０５の間隔はＬ3 （＝６ｍｍ）であり、スタッドボルトの締め付けのためのサポート部１０３の近傍で周方向に隣設する２個の案内壁部１０５の間隔はＬ4 （＝Ｌ3 ＝６ｍｍ）である。
【０００５】
上記のようなフレーム１００の内周面にステータコイルを巻装したステータコアを圧入すると、フレーム１００に歪が生じて変形し、しいてはフレーム１００の内周面に圧入されているステータコアが変形するという問題が生じている。
これは、フレーム１００のステータコア圧入に基づくフレーム１００の径方向の圧力に対する剛性が、スタッドボルトの締め付けのためのサポート部１０３の近傍と隣設する２個のサポート部１０３の中間部分とで大きく異なるからである。なお、隣設する２個のサポート部１０３の中間部分であってもステー部１０４が設けられている部分は、フレーム１００の径方向の圧力に対する剛性は比較的に高い。このため、図３（ｂ）に示したように、固定子（ステータコア）の内周真円度が損なわれ、これによって、回転子と固定子とのエアギャップが不均一となり、磁気歪の発生を増幅すると思われる。
【０００６】
そこで、従来より、フレーム形状を改良することにより、磁気音を低減したり、冷却性を向上したりする技術として、実開平３−２１９６４号公報、特開平７−７９５４３号公報、ヨーロッパ特許出願公開第０４０１０３４Ｂ１号公報（公開日１９９３年１２月２９日）が周知である。
具体的には、磁気音を低減する手段として、フレームの周壁部の周方向に列設される吐出窓を形成する案内壁部の肉厚を周方向に厚くする方法、またはフレームの周壁部の径方向の肉厚を厚くする方法が採用されている。また、ステータコイルの冷却性を向上させる手段として、フレームの周壁部の周方向に列設される吐出窓を形成する案内壁部の肉厚を周方向に薄くする方法が採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、案内壁部の肉厚を周方向に厚くした車両用交流発電機は、フレームへのステータコアの圧入時のフレームの変形を抑えて磁気音を低減することができるが、案内壁部の肉厚を厚くした分だけ重量が増加することにより軽量化の要望に反する。そして、複数個の吐出窓の総開口面積が減少するので、固定子、特にステータコイルの冷却性が低下することにより固定子の温度が上昇して車両用交流発電機の出力効率が低下するという問題が生じる。
【０００８】
また、フレームの周壁部の径方向の肉厚を増加した車両用交流発電機は、上記の車両用交流発電機と同様に、フレームの変形が抑えられるので磁気音が低減するが、フレームの肉厚を厚くした分だけ重量が増加することにより軽量化の要望に反する。そして、フレームの外径寸法が大径化することにより小型化の要望に反すると共に、エンジンルーム内の他の周辺部品との干渉による車両搭載性が低下するという問題が生じる。
【０００９】
さらに、案内壁部の肉厚を周方向に薄くした車両用交流発電機は、複数個の吐出窓の総開口面積が増加することにより固定子、特にステータコイルへの冷却風量が増大し固定子の冷却性を向上できるが、フレームのステータコア圧入に基づくフレームの径方向の圧力に対する剛性が低下して磁気音が大きくなるという問題が生じる。
【００１０】
【発明の目的】
したがって、前述の車両用交流発電機に対する各種要望に応えるためにも、これらの問題点を解決して固定子の冷却性向上、磁気音低減化、フレームの小型軽量化および高出力化を図った車両用交流発電機を得ることが急務である。
この発明は、周方向に隣設する２個の吐出窓の間に位置する複数個の案内壁部を最適に配置してフレームの径方向の応力に対する剛性を略均一化することによりフレームの重量増加や固定子の冷却性を損なうことなく、低騒音化を達成することのできる交流発電機を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、締結部材から締結力を受ける２個のサポート部間の中間部分で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔を、２個のサポート部の近傍で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔よりも狭くなるように設けることにより、隣設する２個のサポート部間の中間部分の径方向の応力に対する剛性が、隣設する２個のサポート部の近傍の径方向の応力に対する剛性に近づき、径方向の応力に対する剛性が一方のフレームの全周に渡って均一化される。それによって、固定子を一方のフレームの内周面に圧入する際の固定子の内周真円度が良好となる。これにより、回転子と固定子とのエアギャップが略均一となり、磁気歪の発生が抑えられるので、重量増加や大型化を図ることなく、磁気音を大幅に低減できる。
【００１２】
また、冷却ファンが回転軸と共に一体的に回転することにより発生する略半径方向の冷却風が複数個の吐出窓より吐出される。特に、２個のサポート部間の中間部分で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔が、２個のサポート部の近傍で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔よりも狭くなることにより、隣設する２個のサポート部の近傍の吐出窓の開口面積が、隣設する２個のサポート部間の中間部分の吐出窓の開口面積よりも大きくなる。それによって、サポート部の内面側の冷却風が円滑にサポート部の近傍の吐出窓より吐出されるため、サポート部の内面側に位置する固定子の温度低減効果が高まる。これにより、固定子の温度を全周に渡って略均一化できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、隣設する２個のサポート部間の中間部分で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔を、隣設する２個のサポート部の近傍で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔よりも狭くすることにより、隣設する２個のサポート部間の中間部分の径方向の応力に対する剛性が、隣設する２個のサポート部の近傍の径方向の応力に対する剛性に近づく。これにより、径方向の応力に対する剛性が一方のフレームの周壁部の全周に渡って略均一化され、磁気音を大幅に低減できる。
【００１４】
また、隣設する２個のサポート部の近傍で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔が、隣設する２個のサポート部間の中間部分で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔よりも広くなることにより、隣設する２個のサポート部の近傍の吐出窓の開口面積が、隣設する２個のサポート部間の中間部分の吐出窓の開口面積よりも大きくなる。それによって、サポート部の内面側の冷却風が円滑にサポート部の近傍の吐出窓より吐出されるため、サポート部の内面側に位置する固定子の温度低減効果が高まる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、複数個のサポート部のうち隣設する２個のサポート部間にステー部が設けられている周壁部においては、複数個の案内壁部の間隔を隣設する２個のサポート部間で等間隔となるように設けることにより、比較的に径方向の応力に対する剛性の高い部分と比較的に径方向の応力に対する剛性の低い部分との差が更に増加することを防止できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、一方のフレームの周壁部の周方向に複数個の案内壁部を不等ピッチで配列し、それらの案内壁部の周方向の間隔を、隣設する２個のサポート部の近傍から隣設する２個のサポート部間の中間部分に向かう程徐々に狭くなるように設けることにより、径方向の応力に対する剛性がフレームの周壁部の全周に渡って略均一化され、磁気音を大幅に低減できる。
また、複数個の案内壁部の周方向の間隔が、隣設する２個のサポート部間の中間部分から隣設する２個のサポート部の近傍に向かう程、複数個の吐出窓の開口面積が徐々に大きくなることにより、サポート部の内面側に位置する固定子程、温度低減効果が高まる。それによって、固定子の温度を一方のフレームの周壁部の全周に渡って略均一化できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、一方のフレームの周壁部の周方向に複数個の案内壁部を等ピッチまたは不等ピッチで配列し、それらの案内壁部の周方向の肉厚を、隣設する２個のサポート部の近傍から隣設する２個のサポート部間の中間部分に向かう程徐々に厚くなるように設けることにより、径方向の応力に対する剛性がフレームの周壁部の全周に渡って略均一化され、磁気音を大幅に低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
〔実施例の構成〕
図１ないし図２はこの発明の交流発電機を車両用交流発電機に適用した実施例を示したもので、図１はドライブフレームを示した図で、図２は車両用交流発電機の全体構造を示した図である。
【００１９】
車両用交流発電機１は、車両に搭載された駆動源としてのエンジン（発電機取付部材）より回転動力を受けて発電を行うオルタネータである。この車両用交流発電機１は、シャフト２と一体的に回転する回転子３と、この回転子３の外周側に配された固定子４と、内部に回転子３および固定子４を収容するハウジング５と、このハウジング５に一体的に取り付けられた電圧調整装置１１、三相整流装置１２、ブラシホルダ１３内に収容された２個のブラシ１４等の電気部品とを備えている。
【００２０】
シャフト２は、本発明の回転軸であって、一端部（フロント側端部）にＶリブドプーリ１５が取り付けられている。また、シャフト２は、軸受としてのベアリング１６、１７を介してハウジング５の内周側に回転自在に支持されている。Ｖリブドプーリ１５は、Ｖベルト（またはチェーン）等の伝動手段を介してエンジンの出力軸（図示せず）に連結されている。
【００２１】
回転子３は、界磁装置として働く部分で、ランデル型のポールコア（界磁極）２１、このポールコア２１に巻装されたロータコイル（界磁コイル）２２、およびシャフト２の他端部（リヤ側端部）の外周に固定された２個のスリップリング（集電環）２３等によって構成されている。なお、２個のスリップリング２３は、外周面を摺動する２個のブラシ１４からロータコイル２２に給電する励磁電流が供給される。
【００２２】
ポールコア２１は、磁性材料よりなり、ロータコイル２２がコイルボビン２４を巻装されており、中心部をシャフト２が貫通している。このポールコア２１は、ロータコイル２２に励磁電流が流れると、一方側（例えばフロント側）の外周部に設けられた複数個（例えば６個）の爪状磁極片が全てＮ極（あるいはＳ極）に磁化され、他方側（例えばリヤ側）の外周部に設けられた複数個（例えば６個）の爪状磁極片が全てＳ極（あるいはＮ極）に磁化される。
また、ポールコア２１の一端側壁面（フロント側壁面）には斜流式冷却ファンであるフロント側冷却ファン６が溶接、かしめまたは締付け等の固定手段により固定され、他端側壁面（リヤ側壁面）には遠心式冷却ファンであるリヤ側冷却ファン７が溶接、かしめまたは締付け等の固定手段により固定されている。
【００２３】
フロント側冷却ファン６は、ハウジング５のフロント側内部に配された内扇式ファンで、シャフト２の軸方向の一端側（前方側）から吸い込んだ冷却風の一部をシャフト２の略半径方向の外側に吐出すると共に、冷却風の残部をシャフト２の軸方向の他方側に吐出する複数枚（例えば６枚）の斜流式冷却翼（羽根、ブレード）６ａを有している。これらの斜流式冷却翼６ａは、環状の金属板（ベース）の外周端部をプレス成形により複数箇所切り起こして形成されている。
【００２４】
リヤ側冷却ファン７は、ハウジング５のリヤ側内部に配された内扇式ファンで、シャフト２の軸方向の他端側（後方側）から吸い込んだ冷却風の全部をシャフト２の略半径方向の外側に吐出する複数枚（例えば６枚）の遠心式冷却翼（羽根、ブレード）７ａを有している。なお、フロント側冷却ファン６およびリヤ側冷却ファン７は、金属板をプレス成形するだけでなく、樹脂により一体成形により製造しても良い。
【００２５】
固定子４は、電機子装置として働く部分で、ポールコア２１の複数個の爪状磁極片の外周面に対向して配されたステータコア（電機子鉄心）３１、およびこのステータコア３１に巻装された三相のステータコイル（電機子コイル）３２等から構成されている。
【００２６】
ステータコア３１は、内周側に多数のスロット（図示せず）が等間隔で例えば３６個形成された略円環板形状の磁性材料製薄鋼板を複数積層してなる積層コアで、ハウジング５の内周面に圧入されて一体化されている。また、ステータコア３１は、ポールコア２１の複数個の爪状磁極片から出た磁束が三相のステータコイル３２と有効に交差するように作られた磁束通路を形成する。なお、本実施例では外径が例えばφ１３０ｍｍのステータコア３１を使用している。
【００２７】
三相のステータコイル３２は、Ｙ結線またはΔ結線により電気的に接続され、ステータコア３１の内周側に形成された多数のスロット内に挿入されている。これらのステータコイル３２は、回転子３、つまり磁化された複数個の爪状磁極片の回転に伴って三相交流電圧が誘起する。この三相交流電圧は、三相整流装置１２で整流されて直流に変換される。
【００２８】
ハウジング５は、本発明の締結部材としてのスタッドボルト３４やナット３５により一体化される一対のフレーム（ドライブフレーム８およびリヤフレーム９）よりなり、リヤフレーム９にはリヤカバー１０が締結されている。なお、スタッドボルト３４の外周には、ステータコア３１のリヤ側端部を係止する鍔状の係止部３６が一体成形されている。
【００２９】
ドライブフレーム８は、本発明の一対のフレームのうちの少なくとも一方のフレームであって、シャフト２の一端部を回転自在に支持すると共に、内周面にステータコア３１が圧入されると同時に、エンジンへの取り付けを行う略碗形状の第１のフレームである。ドライブフレーム８の環壁部の内周側には、ベアリング１６を保持固定する円環状のベアリングボックス４０が形成されている。そして、ドライブフレーム８の環壁部には、ハウジング５内部に冷却風を吸い込むための複数個のフロント側吸込窓８ａが略円環状に等ピッチで形成されている。
【００３０】
また、ドライブフレーム８の周壁部の上端側および下端側からは、エンジンの上側ブラケット（図示せず）および下側ブラケット（図示せず）にボルトやナット等の締結部材（図示せず）を用いて締結固定される取付ステー部４１が径方向の外方へそれぞれ延長されている。これらの取付ステー部４１の先端部分には図示しない締結部材が挿通する締結穴４１ａが形成され、また所定の部分には軸方向の肉厚を部分的に厚くした補強用リブ４１ｂも形成されている。
【００３１】
ドライブフレーム８の周壁部には、ハウジング５内部から冷却風を吐出するための複数個のフロント側吐出窓８ｂが周方向に主に不等ピッチで形成されている。また、ドライブフレーム８の周壁部の内周面には、スタッドボルト３４の係止部３６との間でステータコア３１のフロント側端部を係止する円環状の内周凸部（段差部）４２が一体成形されている。
【００３２】
さらに、ドライブフレーム８の周壁部には、周方向に隣設する２個のフロント側吐出窓８ｂの間に位置してスタッドボルト３４およびナット３５から締結力を受ける４個のサポート部４３、および周方向に隣設する２個のフロント側吐出窓８ｂの間に位置して冷却風の吐出方向を規定する複数個の案内壁部４４〜４６が一体成形されている。本実施例では、これらの案内壁部４４〜４６の形成方向（板厚方向）を、シャフト２の半径方向と同一方向に設定している。なお、複数個の案内壁部４４〜４６の形成方向を、シャフト２の半径方向より回転子３の回転方向に傾斜させても良い。
【００３３】
複数個の案内壁部４４は、軸方向に延長されており、サポート部４３よりも周方向の幅が狭く（肉厚が薄い）、隣設する２個のサポート部４３間の中間部分で周方向に隣設している案内用リブである。
複数個の案内壁部４５は、軸方向に延長されており、案内壁部４４と周方向の幅が同一で、各サポート部４３の近傍で周方向に隣設している案内用リブである。なお、本実施例では、隣設する２個のサポート部４３間にそれぞれ配列された案内壁部４４、４５の総個数は７個である。
【００３４】
１個の案内壁部４６は、軸方向に延長されており、隣設する２個のサポート部４３間の中間部分で、且つ隣設する２個の案内壁部４４間に配列されている案内用リブである。この案内壁部４６は、他の案内壁部４４、４５と比べて周方向の幅が最も広い（肉厚が厚い）。なお、本実施例では、隣設する２個のサポート部４３間にそれぞれ配列された案内壁部４５、４６の総個数は５個である。
【００３５】
そして、本実施例では、ドライブフレーム８の周壁部の内径がφ１００ｍｍ前後（例えば９０ｍｍ〜φ１３０ｍｍ）である。そして、隣設する２個の案内壁部４４間の間隔をＬ1 （例えば３ｍｍ）、隣設する２個の案内壁部４５間の間隔をＬ2 （例えば１０ｍｍ）としたときに、下記の数１の式を満足する関係を持つように案内壁部４４、４５を周方向に配列している。
【数１】
Ｌ1 ＜Ｌ2
【００３６】
リヤフレーム９は、本発明の一対のフレームのうちの少なくとも他方のフレームであって、シャフト２の一端部を回転自在に支持すると共に、内周面にステータコア３１が圧入されると同時に、エンジンへの取り付けを行う略碗形状の第１のフレームである。
リヤフレーム９の内周側には、ベアリング１７を圧入固定する円環状のベアリングボックス５０が形成されている。そして、リヤフレーム９には、ハウジング５内部に冷却風を吸い込むための複数個のリヤ側吸込窓９ａ、およびハウジング５内部から冷却風を吐出するための複数個のリヤ側吐出窓９ｂが等ピッチまたは不等ピッチで形成されている。
【００３７】
また、リヤフレーム９の下端側からは、エンジンの下側ブラケットにボルトやナット等の締結部材を用いて締結固定される取付ステー部５１が径方向の外方へそれぞれ延長されている。これらの取付ステー部５１の先端部分には、締結部材が挿通する締結穴５１ａが形成されている。この締結穴５１ａは、ドライブフレーム８の取付ステー部４１の締結穴４１ａに対応した位置に設けられている。
リヤカバー１０は、リヤフレーム９の外側に組み付けられる電圧調整装置１１、三相整流装置１２、ブラシホルダ１３等を覆ってリヤフレーム９のリヤ側端面に締結されている。リヤカバー１０には、このリヤカバー１０内部へ冷却風を導入するための複数個の導入窓１０ａが等ピッチまたは不等ピッチで形成されている。
【００３８】
〔実施例の組付方法〕
次に、この実施例の車両用交流発電機の組付方法を図１ないし図３（ａ）に基づいて簡単に説明する。
【００３９】
先ず、シャフト２の外周に、ロータコイル２２を巻装したポールコア２１および２個のスリップリング２３を圧入固定し、ポールコア２１のフロント側壁面およびリヤ側壁面にフロント側、リヤ側冷却ファン６、７を固着して回転子３を構成する。さらに、略円環板形状の磁性材料製薄鋼板を複数積層してなるステータコア３１の内周側に多数形成されたスロットの各々に三相のステータコイル３２を挿入することにより固定子４を構成する。また、ドライブフレーム８とリヤフレーム９を、各々アルミニウムダイカストにより略碗形状に形成する。
【００４０】
そして、固定子４の外径よりもドライブフレーム８の周壁部の内径の方が若干小さいため、ドライブフレーム８の周壁部を加熱して周壁部を膨脹させながら、ドライブフレーム８の周壁部のリヤ側端部から内周凸部４２に当接するまで周壁部の内周面に固定子４を圧入する。このとき、本実施例では、隣設する２個のサポート部４３間の中間部分の３個の案内壁部４４の間隔Ｌ1 を、サポート部４３の近傍の３個の案内壁部４５の間隔Ｌ2 よりも狭くしている。
なお、ドライブフレーム８の周壁部の下端側の取付ステー部４１が設けられているサポート部４３間は、隣設する２個のサポート部４３間の中間部分の径方向の応力に対する剛性の低下はないので、案内壁部４５、４６を等ピッチで配列している。
【００４１】
したがって、ドライブフレーム８の周壁部において、隣設する２個のサポート部４３間の中間部分の径方向の応力に対する剛性を、サポート部４３の近傍の径方向の応力に対する剛性に近づけることができるので、径方向の応力に対する剛性が、ドライブフレーム８の周壁部の全周に渡って略均一化されている。これにより、ドライブフレーム８の周壁部の内周面に固定子４を圧入しても、ドライブフレーム８の周壁部の変形が小さい。それによって、ドライブフレーム８の周壁部の内周面に圧入される固定子４のステータコア３１の内周真円度を、図３（ａ）に示したように、向上することができる。
【００４２】
そして、ドライブフレーム８を常温まで冷やした後に、回転子３を中に入れた状態で周壁部のリヤ側端部にリヤフレーム９のフロント側端部を組み合わせて、スタッドボルト３４およびナット３５等の締結部材を用いてドライブフレーム８とリヤフレーム９とを軸方向に締結する。このとき、スタッドボルト３４の係止部３６とドライブフレーム８の内周凸部４２との間に固定子４のステータコア３１が挟み込まれることにより固定子４が固定される。そして、ハウジング５の外側に、電圧調整装置１１、三相整流装置１２、ブラシホルダ１３および２個のブラシ１４等の各部品を納めてリヤカバー１０をリヤフレーム９に締結により組み付けることにより車両用交流発電機１の組付作業を終了する。
【００４３】
〔実施例の作用〕
次に、この実施例の車両用交流発電機１の作用を図１、図２および図４に基づいて簡単に説明する。
【００４４】
エンジンの回転動力がＶリブドプーリ１５を介して伝達されることにより、シャフト２と一体的に回転子３が回転する。この回転子３に対して車載バッテリ（図示せず）からブラシ１４およびスリップリング２３を通じてロータコイル２２に励磁電流が流れることにより、ポールコア２１の一方側の爪状磁極片全てがＮ極に磁化され、他方側の爪状磁極片全てがＳ極に磁化される。これにより、回転子３と相対回転する固定子４のステータコア３１に回転磁界が発生して三相のステータコイル３２に三相交流電圧が誘起する。
【００４５】
ここで、回転子３と一体的に回転するフロント側冷却ファン６およびリヤ側冷却ファン７によって発生する冷却風の流れを説明する。
リヤ側冷却ファン７の回転によって発生する冷却風は、複数個の導入窓１０ａよりリヤカバー１０内部に導入されて、リヤカバー１０内部の電圧調整装置１１、三相整流装置１２、２個のブラシ１４および２個のスリップリング２３等の電気部品を冷却する。
その後に、冷却風は、複数個のリヤ側吸込窓９ａよりリヤフレーム９内部に吸い込まれて、複数枚の遠心式冷却翼７ａの作用によって、シャフト２の略半径方向の外側への流れに偏向されてリヤフレーム９内部のステータコイル３２を冷却し、複数個のリヤ側吐出窓９ｂよりリヤフレーム９外部へ排出される。
【００４６】
フロント側冷却ファン６の回転によって発生する冷却風は、複数個のフロント側吸込窓８ａよりドライブフレーム８内部に吸い込まれて、複数枚の斜流式冷却翼６ａの作用によって、シャフト２の略半径方向の外側へ流れる空気流と、ポールコア２１の各爪状磁極片の間（略Ｖ字状の通風路）を通り抜けてシャフト２の軸方向に流れる空気流とを発生する。
シャフト２の軸方向に流れた冷却風は、ロータコイル２２を冷却し、リヤ側冷却ファン７の回転により発生する略半径方向の外側への冷却風と一緒に、リヤフレーム９内部のステータコイル３２およびステータコア３１を冷却し、複数個のリヤ側吐出窓９ｂよりリヤフレーム９外部へ排出される。また、シャフト２の略半径方向の外側へ流れた冷却風は、ドライブフレーム８内部のステータコイル３２を冷却し、複数個のフロント側吐出窓８ｂよりドライブフレーム８外部へ排出される。
【００４７】
ここで、この実施例では、サポート部４３の近傍の複数個のフロント側吐出窓８ｂの開口面積が、隣設する２個のサポート部４３間の中間部分の開口面積より大きくなっているので、各サポート部４３の内面に存する冷却風が円滑にサポート部４３の近傍の複数個のフロント側吐出窓８ｂより吐出される。
これにより、図４に破線で示した従来の車両用交流発電機のドライブフレームの隣設する２個のサポート部間の中間部分に位置するステータコイルに対して、サポート部の内周側に位置するステータコイルの温度が高かったが、本実施例では、サポート部４３の内周側において冷却風の流れが円滑化されることにより、ステータコイル３２の温度がドライブフレーム８の周壁部の全周に渡って略均一化され、ステータコイル３２の最高温度が低下する。
【００４８】
〔実施例の効果〕
以上のように、車両用交流発電機１は、複数個の案内壁部４４、４５の肉厚を周壁部の周方向に厚くしたり、ドライブフレーム８の周壁部の肉厚を径方向に厚くしたりする等による重量の増加や大型化による車両搭載性の低下を生じることなく、ドライブフレーム８の周壁部の歪を抑えてドライブフレーム８の内周面に圧入されるステータコア３１の内周真円度を向上することができる。それによって、回転子３と固定子４とのエアギャップを全周に渡って均一化できるので、磁気音を低減でき、車両用交流発電機１の低騒音化を達成することができる。
【００４９】
また、隣設する２個のサポート部４３の近傍のフロント側吐出窓８ｂの開口面積が、隣設する２個のサポート部４３間の中間部分のフロント側吐出窓８ｂの開口面積よりも大きくなる。それによって、サポート部４３の内面側の冷却風が円滑にサポート部４３の近傍のフロント側吐出窓８ｂより吐出されるため、ステータコイル３２の最高温度を低下することができるので、ステータコイル３２として耐熱規格の低いものを採用することができる。
【００５０】
〔変形例〕
この実施例では、本発明を車両搭載用エンジンに回転駆動されるオルタネータとしての車両用交流発電機１に適用したが、本発明を車両搭載用エンジンを除く内燃機関、電動モータ、水車または風車等の駆動源により回転駆動されるその他の交流発電機に適用しても良い。
【００５１】
この実施例では、本発明をドライブフレーム８の周壁部に設けられる複数個の案内壁部４４、４５に採用したが、本発明をリヤフレーム９の周壁部に設けられる複数個の案内壁部に採用しても良い。この場合には、ステータコイル３２の温度が更に低減される。また、ステータコア３１をリヤフレーム９の周壁部内にのみ圧入しても良い。
【００５２】
また、隣設する２個のサポート部間に設けられる複数個の案内壁部の周方向の間隔が、隣設する２個のサポート部の近傍から隣設する２個のサポート部間の中間部分に向かう程狭くなるように設けても良い。さらに、隣設する２個のサポート部間に設けられる複数個の案内壁部の周方向の肉厚が、隣設する２個のサポート部の近傍から隣設する２個のサポート部間の中間部分に向かう程厚くなるように設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用交流発電機のドライブフレームを示した正面図である（実施例）。
【図２】車両用交流発電機の全体構造を示した断面図である（実施例）。
【図３】（ａ）はステータコアの内周真円度を示した説明図で（実施例）、（ｂ）は従来のステータコアの内周真円度を示した説明図である（従来例）。
【図４】ステータコイルの温度を示した説明図である。
【図５】従来の車両用交流発電機のドライブフレームを示した正面図である（従来例）。
【符号の説明】
１ 車両用交流発電機（交流発電機）
２ シャフト（回転軸）
３ 回転子
４ 固定子
５ ハウジング（一対のフレーム）
６ フロント側冷却ファン（冷却ファン）
８ ドライブフレーム（一方のフレーム）
９ リヤフレーム
３４ スタッドボルト（締結部材）
３５ ナット（締結部材）
４１ 取付ステー部
４３ サポート部
４４ 案内壁部（サポート部間の中間部分の案内壁部）
４５ 案内壁部（サポート部の近傍の案内壁部
８ａ フロント側吸込窓
８ｂ フロント側吐出窓

Claims (5)

1. 回転軸と共に一体的に回転する回転子と、
   この回転子の外周に対向して配された固定子と、
   前記回転軸と共に一体的に回転して前記回転軸の略半径方向に冷却風を発生させて前記固定子を冷却する冷却ファンと、
   内部に前記回転子を収容して前記回転軸を回転自在に支持すると共に、周方向に複数の吐出窓が列設される一対のフレームと、
   これらのフレームを軸方向に締結して一体化させる締結部材と
   を備えた交流発電機であって、
   前記一対のフレームのうちの少なくとも一方のフレームは、内周面に前記固定子が圧入されると共に、
   前記一方のフレームの周壁部より前記回転軸の略径方向の外側へ延ばされ、前記交流発電機を発電機取付部材に取り付けるためのステー部、周方向に隣設する２個の吐出窓の間に位置して前記締結部材から締結力を受けるサポート部、およびこのサポート部よりも周方向の幅が狭く、周方向に隣設する２個の吐出窓の間に位置して冷却風の吐出方向を規定する複数個の案内壁部を有し、
   前記サポート部は、前記一方のフレームの周壁部の周方向に所定の間隔で複数個設けられ、
   前記ステー部は、前記複数個のサポート部のうち少なくとも隣設する２個のサポート部間に設けられ、
   前記複数個のサポート部のうち隣設する２個のサポート部間に前記ステー部が設けられていない周壁部に設けられる前記複数個の案内壁部は、前記２個のサポート部間の中間部分で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔が、前記２個のサポート部の近傍で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔よりも狭くなるように設けられたことを特徴とする交流発電機。
2. 請求項１に記載の交流発電機において、
   前記複数個の案内壁部は、前記複数個のサポート部のうち少なくとも隣設する２個のサポート部間の中間部分で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔が、前記隣設する２個のサポート部の近傍で周方向に隣設する２個の案内壁部間の間隔よりも狭くなるように設けられたことを特徴とする交流発電機。
3. 請求項１または請求項２に記載の交流発電機において、
   前記複数個のサポート部のうち隣設する２個のサポート部間に前記ステー部が設けられている周壁部に設けられる前記複数個の案内壁部の間隔は、前記隣設する２個のサポート部間で等間隔となるように設けられたことを特徴とする交流発電機。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の交流発電機において、
   前記複数個の案内壁部は、前記一方のフレームの周壁部の周方向に不等ピッチで配列され、
   前記複数個の案内壁部の周方向の間隔が、前記隣設する２個のサポート部の近傍から前記隣設する２個のサポート部間の中間部分に向かう程徐々に狭くなるように設けられたことを特徴とする交流発電機。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の交流発電機において、
   前記複数個の案内壁部は、前記一方のフレームの周壁部の周方向に等ピッチまたは不等ピッチで配列され、
   前記複数個の案内壁部の周方向の肉厚が、前記隣設する２個のサポート部の近傍から前記隣設する２個のサポート部間の中間部分に向かう程徐々に厚くなるように設けられたことを特徴とする交流発電機。

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